專利名稱：光導(dǎo)纖維預(yù)制品及其制造方法，及光導(dǎo)纖維的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光學(xué)領(lǐng)域光導(dǎo)結(jié)構(gòu)中的光導(dǎo)纖維預(yù)制品、光導(dǎo)纖維預(yù)制品的制造方法及其由該預(yù)制品拉制而成的光導(dǎo)纖維，特別是涉及一種在波長為1385nm時(shí)具有較小的傳輸損耗，且暴露于氫氣氛中具有較小的由羥基(OH)引起的傳輸損耗增加的光導(dǎo)纖維預(yù)制品、光導(dǎo)纖維預(yù)制品的制造方法及其由該預(yù)制品拉制而成的光導(dǎo)纖維。
本申請(qǐng)要求2002年8月7日申請(qǐng)的日本專利申請(qǐng)No.2002-230380的優(yōu)先權(quán)，并在本申請(qǐng)中引用該申請(qǐng)作為參考。
背景技術(shù)：
請(qǐng)參閱圖1所示，是現(xiàn)有的普通光導(dǎo)纖維預(yù)制品燒結(jié)設(shè)備100的局部剖視結(jié)構(gòu)示意圖。該燒結(jié)設(shè)備100，是由一容器14、一加熱爐22、一氣體導(dǎo)入管24、以及一驅(qū)動(dòng)源16所構(gòu)成。該容器14是由石英玻璃制成。該加熱爐22設(shè)置為環(huán)繞容器14以加熱容器14。
該氣體導(dǎo)入管24連接設(shè)置于容器14的底部。由惰性氣體諸如氦氣(He)、脫水反應(yīng)氣體諸如氯氣(Cl2)所組成的混合氣體通過該氣體導(dǎo)入管24被引入容器14。
容器14的頂部連接設(shè)有一排氣管20。混合氣體從容器14的底部經(jīng)過容器14自排氣管20向外排出。燒結(jié)設(shè)備100的上部設(shè)有一驅(qū)動(dòng)源16，該驅(qū)動(dòng)源16連接于一芯棒10。
光導(dǎo)纖維預(yù)制品12通過諸如VAD法在脫水工藝開始之前形成于芯棒10的周圍。驅(qū)動(dòng)源16通過將芯棒10沉入容器14而將光導(dǎo)纖維預(yù)制品12送入容器14。容器14充滿來自氣體導(dǎo)入管24的混合氣體，而容器14的周圍被加熱爐22加熱。這樣，送入容器14的預(yù)制品12在混合氣體的包圍中被加熱，并進(jìn)行脫水和燒結(jié)的過程。
請(qǐng)參閱圖2所示，是現(xiàn)有的普通單模光導(dǎo)纖維的傳輸損耗與波長之間的關(guān)系曲線圖。因?yàn)榭梢允褂贸杀镜土陌雽?dǎo)體激光的緣故，在通訊中使用的光波長一般為大約1300nm或大約1550nm。隨著波長分割多路轉(zhuǎn)換器(WDM，Wavelength Division Multiplexing)技術(shù)的發(fā)展，為了增強(qiáng)數(shù)據(jù)傳輸能力，要求使用波段為1330nm～1600nm的光波。但是，如圖2所示，當(dāng)光波大約為1385nm時(shí)，普通光導(dǎo)纖維的傳輸損耗急劇增加。由于傳輸損耗的增加，遠(yuǎn)程傳輸就需要增加用于光波放大和再生的再生器，從而導(dǎo)致整個(gè)傳輸或通訊系統(tǒng)成本的增加。由此可見，有必要抑制波長約為1385nm時(shí)傳輸損耗的急劇增加。
此外，如圖2所示，當(dāng)波長約為1385nm處傳輸損耗的峰值傳輸損耗平穩(wěn)下降(如圖中虛線所示)時(shí)的差值在下文中被稱為OH峰值。例如，圖2中所示的OH峰值約為0.06dB/km。在波長約為1385nm處傳輸損耗的突然增加，即OH峰值，是由于光導(dǎo)纖維中存在的OH基產(chǎn)生振動(dòng)并吸收該波長的光波所引起的。為了減少光導(dǎo)纖維中OH基的含量，則有必要減少作為光導(dǎo)纖維基材的預(yù)制體中OH基的含量。
此外，即使在新拉制的光導(dǎo)纖維中OH峰值足夠小，如果光導(dǎo)纖維由于某種原因處于氫氣氛中，該OH值仍有可能由于氫在光導(dǎo)纖維中的擴(kuò)散并與光導(dǎo)纖維玻璃的某一疵點(diǎn)發(fā)生反應(yīng)而升高，從而產(chǎn)生了OH基。
請(qǐng)參閱圖3所示，是光導(dǎo)纖維暴露于含氫氣氛中傳輸損耗與波長之間的關(guān)系曲線圖。如圖中實(shí)線所示，OH值足夠低的光導(dǎo)纖維在氫含量為1％的氣氛中暴露4天后，其傳輸損耗如圖中虛線所示。圖3表明波長為1385nm時(shí)，OH峰值升高了約0.1dB/km。波長1240nm處的OH峰值是由于氫在光導(dǎo)纖維中的擴(kuò)散造成的。若光導(dǎo)纖維在大氣環(huán)境中暴露一段時(shí)間并除去光導(dǎo)纖維中的氫后，該OH峰值即會(huì)消失。但是，波長1385nm處的OH峰值是不可逆的，亦即是不可能降低的。因此，有必要充分減少在光導(dǎo)纖維中造成OH峰值升高的缺陷。
由此可見，上述現(xiàn)有的光導(dǎo)纖維預(yù)制品、制造方法及其光導(dǎo)纖維仍存在有諸多的缺陷，而亟待加以進(jìn)一步改進(jìn)。為了解決現(xiàn)有的光導(dǎo)纖維預(yù)制品、制造方法及其光導(dǎo)纖維的缺陷，相關(guān)廠商莫不費(fèi)盡心思來謀求解決之道，但長久以來一直未見適用的設(shè)計(jì)被發(fā)展完成，此顯然是相關(guān)業(yè)者急欲解決的問題。
有鑒于上述現(xiàn)有的光導(dǎo)纖維預(yù)制品、制造方法及其光導(dǎo)纖維存在的缺陷，本發(fā)明人基于從事此類產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造多年豐富的實(shí)務(wù)經(jīng)驗(yàn)及其專業(yè)知識(shí)，積極加以研究創(chuàng)新，以期創(chuàng)設(shè)一種新的光導(dǎo)纖維預(yù)制品、光導(dǎo)纖維預(yù)制品的制造方法及其由該預(yù)制品拉制而成的光導(dǎo)纖維，能夠改進(jìn)一般現(xiàn)有的光導(dǎo)纖維預(yù)制品、制造方法及其光導(dǎo)纖維，使其更具有實(shí)用性。經(jīng)過不斷的研究、設(shè)計(jì)，并經(jīng)反復(fù)試作樣品及改進(jìn)后，終于創(chuàng)設(shè)出確具實(shí)用價(jià)值的本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于，克服上述現(xiàn)有的光導(dǎo)纖維預(yù)制品、制造方法及其光導(dǎo)纖維存在的缺陷，而提供一種新的光導(dǎo)纖維預(yù)制品、光導(dǎo)纖維預(yù)制品的制造方法及其由該預(yù)制品拉制而成的光導(dǎo)纖維，可以使光導(dǎo)纖維在暴露于氫氣氛時(shí)OH峰值的升高大大受到抑制。
所要解決的主要技術(shù)問題是使其可以克服由習(xí)用技術(shù)獲取的光導(dǎo)纖維的缺陷。
本發(fā)明的目的及解決其主要技術(shù)問題是采用以下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的。依據(jù)本發(fā)明提出的一種用于拉制光導(dǎo)纖維的光導(dǎo)纖維預(yù)制品，假定溫度Ts為光導(dǎo)纖維的某一內(nèi)部區(qū)域的徑向粘度分布的最大值V0[log(poise)]等于7.60[log(poise)]時(shí)的溫度，在該光導(dǎo)纖維預(yù)制品拉制的光導(dǎo)纖維中，波長為1385nm的光在一個(gè)等于模場直徑兩倍的外部和內(nèi)部區(qū)域中傳播，該光導(dǎo)纖維預(yù)制品在溫度Ts時(shí)，其徑向粘度分布的最大值V0[log(poise)]大于7.60[log(poise)]。此種情況下，粘度分布的最大值V0[log(poise)]可大于7.90[log(poise)]。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還可以采用以下的技術(shù)措施來進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。
前述的光導(dǎo)纖維預(yù)制品，其中所述的預(yù)制品為至少包括兩層覆層的多層結(jié)構(gòu)，包括一在某一預(yù)定溫度時(shí)具有第一粘度的內(nèi)覆層和一在該預(yù)定溫度時(shí)具有第二粘度的外覆層，且上述第二粘度大于上述第一粘度。
前述的光導(dǎo)纖維預(yù)制品，其中所述的內(nèi)覆層是由合成石英玻璃形成，且上述外覆層由含有結(jié)晶二氧化硅的石英玻璃形成。
前述的光導(dǎo)纖維預(yù)制品，其中所述的構(gòu)成高粘度覆層的含有結(jié)晶二氧化硅的石英玻璃為天然石英或晶體合成石英玻璃。
前述的光導(dǎo)纖維預(yù)制品，其中所述的內(nèi)覆層是由比純合成石英玻璃粘度要低，并摻雜了含有氯、鍺、氟、磷等添加劑中至少一種的合成石英玻璃形成，且上述外覆層由比內(nèi)覆層粘度高，未摻雜或摻雜少量添加劑的合成石英玻璃形成。
前述的光導(dǎo)纖維預(yù)制品，其中所述的粘度分布最大值V0大于7.90[log(poise)]。
前述的光導(dǎo)纖維預(yù)制品，其中所述的覆層是至少由兩層構(gòu)成，包括一內(nèi)覆層和一高粘度外覆層。
前述的光導(dǎo)纖維預(yù)制品，其中所述的覆層最外層在溫度Ts處的粘度小于V0。
前述的光導(dǎo)纖維預(yù)制品，其中所述的光導(dǎo)纖維預(yù)制品的表面在溫度Ts處的粘度小于V0。
前述的光導(dǎo)纖維預(yù)制品，其一部分至少包括一芯層和一內(nèi)覆層，其形成方法為VAD法、OVD法、MCVD法、和PCVD法或幾種方法的適當(dāng)組合。
本發(fā)明的目的及解決其主要技術(shù)問題還采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)。依據(jù)本發(fā)明提出的一種光導(dǎo)纖維預(yù)制品的制造方法，該預(yù)制品含有一芯層和一多層覆層，該制造方法包括以下步驟用一個(gè)至少包括一高粘度層的筒體包覆一至少包括上述芯層和一內(nèi)覆層的棒體，并通過加熱和收縮上述筒體使上述棒體和上述筒體結(jié)合制成為一體。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還可以采用以下的技術(shù)措施來進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。
前述的光導(dǎo)纖維預(yù)制品的制造方法，其進(jìn)一步包括加熱并沉積玻璃顆粒使一棒體與玻璃顆粒合成為一體，從而在至少包括上述芯層和上述內(nèi)覆層的上述棒體的外圍形成一高粘度覆層。
前述的光導(dǎo)纖維預(yù)制品的制造方法，其進(jìn)一步包括使用等離子焰炬加熱玻璃顆粒。
前述的光導(dǎo)纖維預(yù)制品的制造方法，其進(jìn)一步包括以下步驟沉積通過燃燒分解含硅玻璃原料制得玻璃顆粒，以在一至少包括一芯層和一內(nèi)覆層的棒體的外圍形成一多孔預(yù)制品；在含有脫水氣體的環(huán)境中，在900度至1200度的溫度區(qū)間，對(duì)該多孔預(yù)制品脫水；以及在1400至1600度的溫度區(qū)間，通過玻璃化形成一高粘度覆層。
前述的光導(dǎo)纖維預(yù)制品的制造方法，其中所述的脫水氣體為氯氣。
前述的光導(dǎo)纖維預(yù)制品的制造方法，其進(jìn)一步包括以下步驟用一個(gè)至少包括一外部低粘度覆層的筒體包覆一個(gè)至少包括一芯層、一內(nèi)覆層、和一高粘度覆層的棒體，并通過加熱和收縮該筒體使上述棒體與筒體合結(jié)合成為一體。
前述的光導(dǎo)纖維預(yù)制品的制造方法，其進(jìn)一步包括以下步驟將玻璃顆粒沉積于一個(gè)至少包括一芯層、一內(nèi)覆層、和一高粘度覆層的棒體，以形成一外部低粘度覆層，該玻璃顆粒通過燃燒分解含硅玻璃原料而制得。
前述的光導(dǎo)纖維預(yù)制品的制造方法，其進(jìn)一步包括以下步驟用一個(gè)至少包括一高粘度覆層的筒體包覆一個(gè)至少包括一芯層和一內(nèi)覆層的棒體的外圍；以及沉積通過燃燒分解含硅玻璃原料制成的玻璃顆粒，以形成一外部低粘度覆層，并通過加熱并收縮上述筒體使上述棒體與上述筒體結(jié)合成為一體。
前述的光導(dǎo)纖維預(yù)制品的制造方法，其進(jìn)一步包括以下步驟用一個(gè)至少包括一高粘度覆層和一外部低粘度覆層的筒體包覆一個(gè)至少包括一芯層和一內(nèi)覆層的棒體的外圍，并通過加熱并收縮上述筒體使上述棒體和上述筒體結(jié)合成為一體。
本發(fā)明的目的及解決其主要技術(shù)問題還采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)。依據(jù)本發(fā)明提出的一種光導(dǎo)纖維，該光導(dǎo)纖維是通過加熱拉制光導(dǎo)纖維預(yù)制品而制成，在該光導(dǎo)纖維預(yù)制品拉制的光導(dǎo)纖維中，波長為1385nm的光在一個(gè)等于模場直徑兩倍的外部和內(nèi)部區(qū)域中傳播，溫度Ts為光導(dǎo)纖維的某一內(nèi)部區(qū)域的徑向粘度分布的最大值V0[log(poise)]等于7.60[log(poise)]時(shí)的溫度，該光導(dǎo)纖維預(yù)制品在溫度Ts時(shí)，其徑向粘度分布的最大值V0[log(poise)]大于7.60[log(poise)]。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還可以采用以下的技術(shù)措施來進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。
前述的光導(dǎo)纖維，其中所述的光導(dǎo)纖維在波長為1385nm時(shí)的傳輸損耗等于或小于0.35dB/km，以等于或小于0.30dB/km為佳。
前述的光導(dǎo)纖維，其中所述的光導(dǎo)纖維在含氫1％的環(huán)境中暴露4天后，在波長為1385nm時(shí)的傳輸損耗等于或小于0.35dB/km。
前述的光導(dǎo)纖維，其中所述的光導(dǎo)纖維在該光導(dǎo)纖維暴露于含氫1％的環(huán)境中4天后，波長為1385nm的傳輸損耗與暴露于該環(huán)境之前波長為1385nm時(shí)的傳輸損耗相比，沒有顯著的變化。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)和有益效果。由以上技術(shù)方案可知，為了達(dá)到前述發(fā)明目的，本發(fā)明的主要技術(shù)內(nèi)容如下本發(fā)明提供一種光導(dǎo)纖維預(yù)制品、光導(dǎo)纖維預(yù)制品的制造方法及其由該預(yù)制品拉制而成的光導(dǎo)纖維，可以克服由現(xiàn)有普通技術(shù)獲取的光導(dǎo)纖維中的缺陷。上述發(fā)明目的和其他發(fā)明目的可以通過各獨(dú)立權(quán)利要求中描述的技術(shù)方案組合來實(shí)現(xiàn)。從屬權(quán)利要求則進(jìn)一步詳細(xì)說明了本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和示范例。
根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)方面，假定Ts為光導(dǎo)纖維某內(nèi)部區(qū)域徑向粘度分布最大值V0[log(poise)]為7.60[log(poise)]處的溫度，在等于模場直徑兩倍的內(nèi)部和外部區(qū)域，光在其中以波長1385nm傳播于通過拉制光導(dǎo)纖維預(yù)制品而獲得的光導(dǎo)纖維中，在Ts溫度時(shí)本發(fā)明中的預(yù)制品為光導(dǎo)纖維的徑向粘度分布的最大值V0[log(poise)]大于7.60[log(poise)]。在這種情況下，粘度分布的最大值V0[log(poise)]可大于7.90[log(poise)]。
本發(fā)明的預(yù)制品為一多層結(jié)構(gòu)，其外圍由覆層構(gòu)成，該覆層是由兩層以上所構(gòu)成，其中一層為高粘度層，其至少在某一溫度粘度高于構(gòu)成覆層最內(nèi)層在溫度Ts時(shí)的粘度。更好的是，外層低粘度覆層中粘度小于Ts時(shí)粘度V0那一層就是覆層的最外層。此處，預(yù)制體表面在溫度Ts時(shí)的粘度若小于V0則更好。
另一方面，覆層的外圍可由兩層構(gòu)成，即，由覆層內(nèi)層和高粘度覆層所構(gòu)成。
覆層內(nèi)層可使用合成石英材料，高粘度覆層可使用石英玻璃，例如天然石英或含有結(jié)晶二氧化硅的晶體化合成石英材料。
該預(yù)制品還可進(jìn)一步使用構(gòu)成其內(nèi)覆層的添加了諸如氯、鍺、氟、磷之一的比純合成石英玻璃粘度要低的摻雜合成石英玻璃，和使用構(gòu)成高粘覆層的比內(nèi)覆層粘度要高的不摻或少摻添加劑的合成石英玻璃制造。此外，可通過VAD法、OVD法、MCVD法、PCVD法或上述方法的適宜組合制造出一至少含有芯層和內(nèi)履層的部分。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明提供一種制造預(yù)制品的方法，其包括以下步驟使用一至少含有高粘度覆層的筒體包在覆至少含有芯層和內(nèi)覆層棒體的周圍，并通過加熱和收縮筒體，或通過加熱玻璃顆粒并同時(shí)使之沉積構(gòu)成高粘度覆層的方式使棒體和筒體結(jié)合成為一體。此外，加熱時(shí)以使用等離子焰炬作為加熱源為佳。
本發(fā)明可以通過以下的方法制造預(yù)制品，將燃燒分解含硅的玻璃原料制得的玻璃顆粒沉積于至少包括芯層和內(nèi)覆層的棒體周圍形成多孔預(yù)制品，在含有脫水氣體的環(huán)境中，在900-1200℃的溫度范圍下將多孔預(yù)制品脫水后，在溫度為1400-1600℃的氣體中將多孔預(yù)制品玻璃化，從而形成高粘度覆層。在這種情況下，使用氯氣作為脫水氣體。
此外，本發(fā)明制造預(yù)制品的方法包括，用至少包括外部低粘度覆層的筒體包覆至少包括芯層、內(nèi)覆層和高粘度覆層的棒體的表面，且通過加熱并收縮筒體的方式使棒體與筒體結(jié)合成為一體?？梢酝ㄟ^在棒體周圍沉積經(jīng)燃燒分解含硅玻璃原料生成的玻璃顆粒的方式形成外部低粘度覆層來制造預(yù)制品。
此外，本發(fā)明制造預(yù)制品的方法可包括，用至少包括高粘度層的筒體包覆至少包括芯層和內(nèi)覆層的棒體的表面，并通過加熱和收縮筒體的方式使棒體與筒體合成為一體，同時(shí)通過在棒體周圍沉積經(jīng)燃燒分解含硅玻璃原料生成的玻璃顆粒的方式形成外部低粘度覆層。該方法可包括將至少包括芯層和內(nèi)覆層的棒體用包括至少高粘度覆層和外部低粘度覆層的筒體包覆，并通過加熱和收縮筒體使棒體與筒體結(jié)合成為一體。
通過對(duì)上述預(yù)制品進(jìn)行加熱并拉制，而得到的光導(dǎo)纖維在波長為1385nm時(shí)的傳輸損耗等于或小于0.35dB/km，并以等于或小于0.30dB/km為佳。
當(dāng)該光導(dǎo)纖維在含氫1％的氣氛中暴露4天后，該光導(dǎo)纖維在波長為1385nm時(shí)的傳輸損耗等于或小于0.35dB/km，且與未暴露于含氫氣氛時(shí)波長為1385nm時(shí)的傳輸損耗相比，沒有顯著的變化。
上述簡要說明沒有必要提及本發(fā)明的所有必要特征。本發(fā)明也可以是以上所描述特征的某一特征再組合。在后述的結(jié)合附圖通過對(duì)實(shí)施例的進(jìn)一步說明，可使本發(fā)明的上述特征和其他特征及優(yōu)點(diǎn)更加一目了然。
綜上所述，本發(fā)明特殊的光導(dǎo)纖維預(yù)制品、光導(dǎo)纖維預(yù)制品的制造方法及其由該預(yù)制品拉制而成的光導(dǎo)纖維，具有上述諸多的優(yōu)點(diǎn)及實(shí)用價(jià)值，其在產(chǎn)品及制造方法上確屬創(chuàng)新，在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、制造方法或功能上皆有較大的改進(jìn)，較現(xiàn)有的光導(dǎo)纖維預(yù)制品、制造方法及其光導(dǎo)纖維具有增進(jìn)的多項(xiàng)功效，且在技術(shù)上有較大的進(jìn)步，并產(chǎn)生了好用及實(shí)用的效果，具有產(chǎn)業(yè)的廣泛利用價(jià)值，從而更加適于實(shí)用，誠為一新穎、進(jìn)步、實(shí)用的新設(shè)計(jì)。
上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，并可依照說明書的內(nèi)容予以實(shí)施，以下以本發(fā)明的較佳實(shí)施例并配合附圖詳細(xì)說明如后。


圖1是現(xiàn)有的普通光導(dǎo)纖維預(yù)制品燒結(jié)設(shè)備的局部剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是現(xiàn)有的普通單模光導(dǎo)纖維的傳輸損耗與波長之間的關(guān)系曲線圖。
圖3是光導(dǎo)纖維暴露于含氫氣氛中傳輸損耗與波長之間的關(guān)系曲線圖。
圖4是依據(jù)本發(fā)明制造的燒結(jié)設(shè)備生產(chǎn)的預(yù)制品的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5是本發(fā)明實(shí)施例一至實(shí)施例七及對(duì)照實(shí)施例四中預(yù)制品相對(duì)折射率與溫度為Ts時(shí)徑向粘度分布的關(guān)系曲線圖。
圖6是實(shí)施例一至三中預(yù)制品相對(duì)折射率與溫度為Ts時(shí)徑向粘度分布的關(guān)系曲線圖。
圖7是本發(fā)明實(shí)施例八及實(shí)施例四中預(yù)制品相對(duì)折射率與溫度為Ts時(shí)徑向粘度分布的關(guān)系曲線圖。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖及其較佳實(shí)施例，對(duì)依據(jù)本發(fā)明提出的光導(dǎo)纖維預(yù)制品、光導(dǎo)纖維預(yù)制品的制造方法及其由該預(yù)制品拉制而成的光導(dǎo)纖維其具體結(jié)構(gòu)、制造方法、步驟、特征及其功效，詳細(xì)說明如后。
以下依據(jù)優(yōu)選實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)說明，但不作為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限定，僅為本發(fā)明的實(shí)例而已。實(shí)施例中所描述的所有特征及其組合并不一定是本發(fā)明的必要內(nèi)容。
請(qǐng)參閱圖4所示，是依據(jù)本發(fā)明制造的燒結(jié)設(shè)備生產(chǎn)的預(yù)制品200的結(jié)構(gòu)示意圖，圖4中所示的是圖1中燒結(jié)設(shè)備100所生產(chǎn)的預(yù)制品200。本發(fā)明較佳實(shí)施例的光導(dǎo)纖維預(yù)制品200，具有一由摻入鍺的石英制成的棒狀的芯棒10，以及一由石英制成的第一覆層，即內(nèi)覆層32，包覆于芯棒10的外表面。
為了增加內(nèi)覆層32的厚度，可以在預(yù)制品200的外表面形成設(shè)有一第二覆層，即外覆層34。預(yù)制品200中OH基的含量為0.8ppb或更少。而且，在通過拉制預(yù)制品200獲得的光導(dǎo)纖維的波傳輸損耗的曲線中，OH峰值為0.05dB/km或更小。因此，通過拉制預(yù)制品200所獲得的光導(dǎo)纖維可用于波段為1300nm～1600nm的光傳輸。
依據(jù)本發(fā)明，由預(yù)制品拉制的光導(dǎo)纖維即使暴露于氫氣氛中，在波長為1385nm處的傳輸損耗的上升(OH峰)也能夠通過控制預(yù)制品軟化溫度處的徑向粘度分布而受到抑制。
如果光導(dǎo)纖維暴露于氫氣氛中，氫會(huì)在光導(dǎo)纖維中擴(kuò)散，而使得氫與光導(dǎo)纖維玻璃中存在缺陷發(fā)生反應(yīng)，從而OH峰值就會(huì)由于OH基的生成而升高。
這種缺陷在預(yù)制品中起初時(shí)并不存在，但是在約為2000℃時(shí)的拉制工藝中，由于形狀的突然改變而生成了許多缺陷。當(dāng)對(duì)普通預(yù)制品進(jìn)行拉制時(shí)，受拉制工藝條件的影響，OH峰值對(duì)氫的敏感性變化非常大。
另一方面，在Ts溫度時(shí)，本發(fā)明的預(yù)制品為光導(dǎo)纖維的徑向粘度分布的最大值V0[log(poise)]大于7.60[log(poise)]，溫度Ts被定義為在等于模場直徑兩倍的內(nèi)部和外部區(qū)域的光導(dǎo)纖維的徑向粘度分布的最大值V0[log(poise)]為7.60[log(poise)]時(shí)的溫度。光在其中是以波長1385nm傳播于通過拉制光導(dǎo)纖維預(yù)制品而獲得的光導(dǎo)纖維中。
因此，通過拉制本發(fā)明的預(yù)制品而獲得的光導(dǎo)纖維具有更優(yōu)良的特性，其OH峰值的上升被明顯抑制，而與拉制工藝條件無關(guān)。
對(duì)于以摻鍺石英玻璃作為芯材材料的普通單模光纖，該Ts溫度的值約為1600℃。
當(dāng)以此方法制造的預(yù)制品被拉制時(shí)，由于外部區(qū)域的粘度相對(duì)而言要大于內(nèi)部區(qū)域，內(nèi)部區(qū)域的拉拔應(yīng)力就要小于外部區(qū)域的拉拔應(yīng)力，這樣內(nèi)部區(qū)域缺陷的產(chǎn)生就受到抑制。另一方面，盡管缺陷在外部區(qū)域產(chǎn)生，由于光主要是在內(nèi)部區(qū)域傳播，所以即使氫在光導(dǎo)纖維中擴(kuò)散，OH峰值的升高也很不明顯。
一般來說，對(duì)于芯材為摻鍺石英玻璃的單模光纖，除非覆層中摻入添加劑以調(diào)節(jié)粘度，由于覆層的粘度變得比芯層的粘度大，且通常在徑向方向成分是相當(dāng)恒定的，故上述粘度分布是不可能獲得的。
依據(jù)本發(fā)明，上述的粘度分布可以通過在外部區(qū)域提供設(shè)置層數(shù)多于二層的覆層獲得，以降低外部區(qū)域中最內(nèi)層覆層的粘度，通過增加至少一層其他層覆層的粘度而形成一高粘度層。光導(dǎo)纖維通常是有兩層，一層為低粘度的內(nèi)覆層，一層為高粘度的處覆層，而下面將要描述的光導(dǎo)纖維根據(jù)高粘度覆層的粘度和厚度可以為三層。
在等于兩倍模場直徑的內(nèi)部區(qū)域內(nèi)，內(nèi)部區(qū)域之外徑向粘度分布最大值V0[log(poise)]在溫度Ts處以等于或大于7.90[log(poise)]為佳，在該溫度下徑向粘度分布最大值為7.60[log(poise)]，這樣就可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明所要取得的效果。
覆層為雙層結(jié)構(gòu)，其是由內(nèi)覆層和高粘度覆層所構(gòu)成，如果內(nèi)覆層的直徑小于預(yù)制器外徑的80％且V0＝7.90，那么OH峰值的升高就會(huì)等于或小于約0.03dB/km。
盡管為了抑制由氫引起的OH峰值上升，內(nèi)覆層的外徑以較小為佳，但是，當(dāng)高粘度覆層所使用的玻璃為很有可能會(huì)顯著增加傳輸損耗的諸如天然石英玻璃時(shí)，除非外徑足夠大(大約為模場直徑的6倍)，其初始損失可能會(huì)很大。
當(dāng)例如生產(chǎn)內(nèi)部由合成石英玻璃構(gòu)成，外部由天然石英玻璃構(gòu)成的預(yù)制品時(shí)，V0的上限約為9.0。另一方面，當(dāng)內(nèi)部區(qū)域由摻有大量添加劑的摻雜玻璃構(gòu)成時(shí)，V0的上限可大于9.0。而摻雜對(duì)傳輸損耗等所造成的影響有多大則不可能一概而論，因?yàn)檫@種影響主要是由其成分決定的。
當(dāng)最外層為高粘度覆層時(shí)，就出現(xiàn)了下述問題，光導(dǎo)纖維的強(qiáng)度可能會(huì)由于光導(dǎo)纖維表面的殘留應(yīng)力轉(zhuǎn)變?yōu)槔鞈?yīng)力而降低。例如，如果增高V0并減小高粘度覆層的厚度，OH峰的升高及初始損失被有利地抑制，但是光導(dǎo)纖維表面的殘留拉伸應(yīng)力就會(huì)變大，可導(dǎo)致纖維在拉制、回繞和校驗(yàn)過程中的折斷。
為了減少光導(dǎo)纖維表面的這種殘留拉伸應(yīng)力，表面殘留拉伸應(yīng)力可以將其減少或變?yōu)閴簯?yīng)力，通過在高粘度覆層外增加一粘度比高粘度覆層低的外層低粘度覆層。如果該外層低粘度覆層的粘度在溫度Ts為7.60[log(poise)]，大致等于內(nèi)覆層的粘度時(shí)，光導(dǎo)纖維的強(qiáng)度可以得到顯著的提高。
通過改變組成內(nèi)覆層和高粘度層玻璃材料的質(zhì)量，粘度可以沿著預(yù)制品的徑向分布。
普通光導(dǎo)纖維預(yù)制品所使用的合成石英玻璃，包括通過氧化或燃燒分解玻璃原料氣體如四氯化硅制成的非晶體結(jié)構(gòu)。另一方面，在通過加熱并熔化天然石英而制成的天然石英玻璃中，有許多源于石英特性及石英類型螺旋的方石英的微晶螺旋，是由于方石英類型在非晶體結(jié)構(gòu)中錯(cuò)位。由于這些微晶結(jié)構(gòu)對(duì)玻璃的流動(dòng)有抑制作用，天然石英玻璃的粘度要比合成石英玻璃大。
一種通過將微晶體沉積于合成石英玻璃制造的晶化石英具有比普通合成玻璃更高的粘度。此外，晶化石英玻璃的粘度可以很容易地通過在合成石英玻璃中加入各種添加劑的方法降低。一般來說，即使由于添加劑對(duì)紫外線、紅外線等的吸收而導(dǎo)致了傳輸損耗的升高，但諸如氯、鍺、氟、磷等添加劑的使用不會(huì)導(dǎo)致通常用于光纖通訊的1300nm-1600nm波段的損耗的大幅升高，因此以使用這些添加劑為佳。
在這些添加劑中，通過使用粘度不同的玻璃增加光導(dǎo)纖維外部的粘度降低光導(dǎo)纖維內(nèi)部的粘度，以抑制光導(dǎo)纖維中光傳播所產(chǎn)生的缺陷，從而可以使光導(dǎo)纖維在暴露于氫氣氛時(shí)的OH峰值的升高大大受到抑制。
可以采用常規(guī)的VAD法、OCD法、MCVD法及PCVD法制造光纖的芯層和包于芯層外的覆層。由于下列要求(1)、要求純度很高以避免傳輸損耗增大，(2)、要求粘度以較低為佳；故內(nèi)覆層以使用合成石英玻璃或含添加劑合成石英玻璃以降低粘度為佳，內(nèi)覆層可以作為內(nèi)部區(qū)域的覆層的延伸來形成。
第一種方法，將一包含芯體和內(nèi)覆層的棒體用具有高粘度的高粘度覆層包覆，包括將一棒體置于一含有高粘度覆層的筒體，并通過外部加熱使棒體收縮，而使棒體和筒體合成為一體。在這種情況下，可使用氫氧焰、電爐、等離子體焰炬等作為加熱源。
第二種方法，包括將棒體和玻璃顆粒加熱，同時(shí)將構(gòu)成高粘度覆層的玻璃顆粒撒布于前述的棒體周圍使之合成為一體。在這種情況下，以使用等離子焰炬作為加熱源為佳。
第三種方法，使用OCD法用高粘度覆層包覆棒體，包括將燃燒分解含硅的玻璃原料制得的玻璃顆粒沉積于上述棒體周圍形成多孔預(yù)制品，并在含有如氯等的脫水氣體的環(huán)境中，且在900-1200℃的溫度范圍下形成脫水多孔預(yù)制品，并在溫度為1400-1600℃的氣體中玻璃化，從而形成高粘度覆層。在這種情況下，由于高粘度覆層轉(zhuǎn)變?yōu)楹铣墒⒉ＡВ枰趦?nèi)覆層中加入添加劑以降低其粘度。
第一種方法，用外部低粘度覆層包覆高粘度覆層，包括將至少含有外部低粘度覆層的筒體將棒體包覆，并通過加熱并收縮筒體使棒體和筒體結(jié)合成為一體。
第二種方法，用外部低粘度覆層包覆高粘度覆層，包括將含硅玻璃原料進(jìn)行燃燒分解制成的玻璃顆粒沉積于含有高粘度覆層的棒體周圍。
第一種方法，用高粘度覆層和外部低粘度覆層包覆內(nèi)覆層，包括用含有高粘度覆層的筒體包覆至少含有芯層和內(nèi)覆層的棒體，然后通過將硅玻璃原料進(jìn)行燃燒分解制成的玻璃顆粒沉積的方式使外部低粘度覆層包覆于筒體之外，同時(shí)通過加熱并收縮筒體的方法使棒體與筒體結(jié)合成為一體。
而且，第一種方法，用高粘度覆層和外部低粘度覆層包覆內(nèi)覆層，包括用至少含有高粘度覆層和外部低粘度覆層的的筒體包覆至少含有芯層和內(nèi)覆層的棒體，然后通過加熱并收縮筒體的方法使棒體與筒體結(jié)合成為一體。
實(shí)施例一請(qǐng)參閱圖5所示，一種如圖所示的步長指數(shù)型單模光導(dǎo)纖維，其外徑為125μm，相對(duì)折射率差為0.34％，波長為1385nm時(shí)的模場直徑為10μm，該光導(dǎo)纖維通過在內(nèi)部區(qū)域芯層周邊形成一覆層，且該覆層玻璃的成分與外部區(qū)域的內(nèi)覆層的相同，并以拉撥應(yīng)力為1.4N以800m/min的速度對(duì)含有內(nèi)覆層和高粘度覆層兩層的預(yù)制品進(jìn)行拉撥制而制成。
內(nèi)覆層外徑為100μm，高粘度覆層厚度為12.5μm的光導(dǎo)纖維，在Ts溫度時(shí)高粘度覆層的粘度V0為7.9[log(poise)]。該光導(dǎo)纖維在暴露于含氫1％大氣中4天后測(cè)得的OH峰升高值為0.03dB/km。
請(qǐng)參閱圖5至圖7所示，為顯示預(yù)制品相對(duì)折射率差與Ts處徑向粘度分布關(guān)系的圖表，圖的上半部分為顯示相對(duì)折射率差與結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系，圖中下半部分為顯示粘度與光導(dǎo)纖維當(dāng)量直徑之間的關(guān)系。
實(shí)施例二請(qǐng)參閱圖5所示，一種如圖5所示的步長指數(shù)型單模光導(dǎo)纖維，其外徑為125μm，相對(duì)折射率差為0.34％，波長為1385nm時(shí)的模場直徑為10μm，該光導(dǎo)纖維通過在內(nèi)部區(qū)域芯層周邊形成一覆層，且該覆層玻璃的成分與外部區(qū)域的內(nèi)覆層的相同，并以拉撥應(yīng)力為1.4N以800m/min的速度對(duì)含有內(nèi)覆層和高粘度覆層兩層的預(yù)制品進(jìn)行拉撥制而制成。
內(nèi)覆層外徑為90μm，高粘度覆層厚度為17.5μm的光導(dǎo)纖維，在Ts溫度時(shí)高粘度覆層的粘度V0為7.9[log(poise)]。該光導(dǎo)纖維在暴露于含氫1％大氣中4天后測(cè)得的OH峰值升高值為0.014dB/km。
實(shí)施例三請(qǐng)參閱圖5所示，一種如圖5所示的步長指數(shù)型單模光導(dǎo)纖維，其外徑為125μm，相對(duì)折射率差為0.34％，波長為1385nm時(shí)的模場直徑為10μm，該光導(dǎo)纖維通過在內(nèi)部區(qū)域芯層周邊形成一覆層，且該覆層玻璃的成分與外部區(qū)域的內(nèi)覆層的相同，并以拉撥應(yīng)力為1.4N以800m/min的速度對(duì)含有內(nèi)覆層和高粘度覆層兩層的預(yù)制品進(jìn)行拉撥制而制成。
內(nèi)覆層外徑為80μm，高粘度覆層厚度為22.5μm的光導(dǎo)纖維，在Ts溫度時(shí)高粘度覆層的粘度V0為7.9[log(poise)]。該光導(dǎo)纖維在暴露于含氫1％大氣中4天后經(jīng)測(cè)量發(fā)現(xiàn)OH峰值根本沒有升高。
實(shí)施例四請(qǐng)參閱圖5所示，一種如圖5所示的步長指數(shù)型單模光導(dǎo)纖維，其外徑為125μm，相對(duì)折射率差為0.34％，波長為1385nm時(shí)的模場直徑為10μm，該光導(dǎo)纖維通過在內(nèi)部區(qū)域芯層周邊形成一覆層，且該覆層玻璃的成分與外部區(qū)域的內(nèi)覆層的相同，并以拉撥應(yīng)力為1.4N以800m/min的速度對(duì)含有內(nèi)覆層和高粘度覆層兩層的預(yù)制品進(jìn)行拉撥制而制成。
內(nèi)覆層外徑為35μm，高粘度覆層厚度為45μm的光導(dǎo)纖維，在Ts溫度時(shí)高粘度覆層的粘度V0為7.9[log(poise)]。該光導(dǎo)纖維在暴露于含氫1％大氣中4天后經(jīng)測(cè)量發(fā)現(xiàn)OH峰根本沒有升高。
實(shí)施例五請(qǐng)參閱圖5所示，一種如圖5所示的步長指數(shù)型單模光導(dǎo)纖維，其外徑為125μm，相對(duì)折射率差為0.34％，波長為1385nm時(shí)的模場直徑為10μm，該光導(dǎo)纖維通過在內(nèi)部區(qū)域芯層周邊形成一覆層，且該覆層玻璃的成分與外部區(qū)域的內(nèi)覆層的相同，并以拉撥應(yīng)力為1.4N以800m/min的速度對(duì)含有內(nèi)覆層和高粘度覆層兩層的預(yù)制品進(jìn)行拉撥制而制成。
內(nèi)覆層外徑為80μm，高粘度覆層厚度為22.5μm的光導(dǎo)纖維，在Ts溫度時(shí)高粘度覆層的粘度V0為8.5[log(poise)]。該光導(dǎo)纖維在暴露于含氫1％大氣中4天后經(jīng)測(cè)量發(fā)現(xiàn)OH峰根本沒有升高。
對(duì)比實(shí)施例一請(qǐng)參閱圖6所示，一種如圖6所示的步長指數(shù)型單模光導(dǎo)纖維，其外徑為125μm，相對(duì)折射率差為0.34％，波長為1385nm時(shí)的模場直徑為10μm，該光導(dǎo)纖維通過拉撥應(yīng)力為1.4N并以800m/min的速度對(duì)普通預(yù)制品進(jìn)行拉撥制而成。該普通預(yù)制品作為芯層周圍的整個(gè)覆層的構(gòu)成材料均相同。
該光導(dǎo)纖維在暴露于含氫1％大氣中4天后測(cè)得的OH峰升高值為0.105dB/km。
實(shí)施例六請(qǐng)參閱圖5所示，一種如圖5所示的步長指數(shù)型單模光導(dǎo)纖維，其外徑為125μm，相對(duì)折射率差為0.34％，波長為1385nm時(shí)的模場直徑為10μm，該光導(dǎo)纖維通過在內(nèi)部區(qū)域芯層周邊形成一覆層，且該覆層玻璃的成分與外部區(qū)域的內(nèi)覆層的相同，并以拉撥應(yīng)力為1.4N以500m/min的速度對(duì)含有內(nèi)覆層和高粘度覆層兩層的預(yù)制品進(jìn)行拉撥制而制成。
內(nèi)覆層外徑為100μm，高粘度覆層厚度為12.5μm的光導(dǎo)纖維，在Ts溫度時(shí)高粘度覆層的粘度V0為7.9[log(poise)]。該光導(dǎo)纖維在暴露于含氫1％大氣中4天后測(cè)得的OH峰升高值為0.011dB/km。
對(duì)比實(shí)施例二請(qǐng)參閱圖6所示，一種如圖6所示的步長指數(shù)型單模光導(dǎo)纖維，其外徑為125μm，相對(duì)折射率差為0.34％，波長為1385nm時(shí)的模場直徑為10μm，該光導(dǎo)纖維通過拉撥應(yīng)力為1.4N并以500m/min的速度對(duì)普通預(yù)制品進(jìn)行拉撥制而成。該普通預(yù)制品作為芯層周圍的整個(gè)覆層的構(gòu)成材料均相同。
該光導(dǎo)纖維在暴露于含氫1％大氣中4天后測(cè)得的OH峰升高值為0.060dB/km。
實(shí)施例七請(qǐng)參閱圖5所示，一種如圖5所示的步長指數(shù)型單模光導(dǎo)纖維，其外徑為125μm，相對(duì)折射率差為0.34％，波長為1385nm時(shí)的模場直徑為10μm，該光導(dǎo)纖維通過在內(nèi)部區(qū)域芯層周邊形成一覆層，且該覆層玻璃的成分與外部區(qū)域的內(nèi)覆層的相同，并以拉撥應(yīng)力為1.4N以150m/min的速度對(duì)含有內(nèi)覆層和高粘度覆層兩層的預(yù)制品進(jìn)行拉撥制而制成。
內(nèi)覆層外徑為100μm，高粘度覆層厚度為12.5μm的光導(dǎo)纖維，在Ts溫度時(shí)高粘度覆層的粘度V0為7.9[log(poise)]。該光導(dǎo)纖維在暴露于含氫1％大氣中4天后經(jīng)測(cè)量發(fā)現(xiàn)OH峰根本沒有升高。
對(duì)比實(shí)施例三請(qǐng)參閱圖6所示，一種如圖6所示的步長指數(shù)型單模光導(dǎo)纖維，其外徑為125μm，相對(duì)折射率差為0.34％，波長為1385nm時(shí)的模場直徑為10μm，該光導(dǎo)纖維通過拉撥應(yīng)力為1.4N，并以150m/min的速度對(duì)普通預(yù)制品進(jìn)行拉撥制而成。該普通預(yù)制品作為芯層周圍的整個(gè)覆層的構(gòu)成材料均相同。
該光導(dǎo)纖維在暴露于含氫1％大氣中4天后測(cè)得的OH峰升高值為0.042dB/km。
實(shí)施例八請(qǐng)參閱圖7所示，一種如圖7所示的步長指數(shù)型單模光導(dǎo)纖維，其外徑為125μm，相對(duì)折射率差為0.34％，波長為1385nm時(shí)的模場直徑為10μm，該光導(dǎo)纖維通過在內(nèi)部區(qū)域芯層周邊形成一覆層，且該覆層玻璃的成分與外部區(qū)域的內(nèi)覆層的相同，并以拉撥應(yīng)力為1.4N以800m/min的速度對(duì)含有內(nèi)覆層、高粘度覆層和位于外部區(qū)域的外部低粘度覆層三層的預(yù)制品進(jìn)行拉撥制而制成。
內(nèi)覆層外徑為105μm，高粘度覆層厚度為7μm，外部低粘度覆層的厚度為3μm的光導(dǎo)纖維，在Ts溫度時(shí)高粘度覆層的粘度V0為8.5[log(poise)]，在Ts溫度時(shí)外部低粘度覆層的粘度Vt為7.6[log(poise)]。該光導(dǎo)纖維進(jìn)行1％驗(yàn)收試驗(yàn)未發(fā)現(xiàn)有中斷。并且，該光導(dǎo)纖維在暴露于含氫1％大氣中4天后經(jīng)測(cè)量發(fā)現(xiàn)OH峰根本沒有升高。
此外，本實(shí)施例中，總管高粘度層的厚度只有7μm，但未發(fā)現(xiàn)光導(dǎo)纖維有中斷現(xiàn)象，這是因?yàn)橥獠康驼扯雀矊有纬捎诟矊拥淖钔獠俊?br> 對(duì)比實(shí)施例4請(qǐng)參閱圖5所示，一種如圖5所示的步長指數(shù)型單模光導(dǎo)纖維，其外徑為125μm，相對(duì)折射率差為0.34％，波長為1385nm時(shí)的模場直徑為10μm，該光導(dǎo)纖維通過在內(nèi)部區(qū)域芯層周邊形成一覆層，且該覆層玻璃的成分與外部區(qū)域的內(nèi)覆層的相同，并以拉撥應(yīng)力為1.4N以800m/min的速度對(duì)含有內(nèi)覆層和高粘度覆層兩層的預(yù)制品進(jìn)行拉撥制而制成。
內(nèi)覆層外徑為111μm，高粘度覆層厚度為7μm的光導(dǎo)纖維，在Ts溫度時(shí)高粘度覆層的粘度V0為8.5[log(poise)]。在對(duì)該光導(dǎo)纖維進(jìn)行回繞操作時(shí)，該光導(dǎo)纖維發(fā)生斷裂，且發(fā)現(xiàn)未斷裂部分的內(nèi)部也存在許多斷裂。這是因?yàn)樵诟矊拥淖钔鈱游葱纬捎幸坏驼扯雀矊?，使得該光?dǎo)纖維發(fā)生斷裂。
現(xiàn)將上述實(shí)施例一至實(shí)施例八和對(duì)比實(shí)施例一至對(duì)比實(shí)施例四的具體分析結(jié)果詳細(xì)說明于下面的表1。

由上述可知，根據(jù)本實(shí)施例通過拉制光導(dǎo)纖維預(yù)制品獲得預(yù)制品即使暴露于氫氣氛中，不管拉制條件如何，在波長1385nm處的OH峰值也幾乎沒有升高。
盡管已經(jīng)通過最佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述說明，需要指出的是，熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明實(shí)施例作出各種修改和替換，然而均未超出本發(fā)明權(quán)利要求書提出的保護(hù)范圍。
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的方法及技術(shù)內(nèi)容做出些許的更動(dòng)或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但是凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于拉制光導(dǎo)纖維的光導(dǎo)纖維預(yù)制品，在上述光導(dǎo)纖維預(yù)制品拉制的光導(dǎo)纖維中，波長為1385nm的光在一個(gè)等于模場直徑兩倍的外部和內(nèi)部區(qū)域中傳播，其特征在于溫度Ts為光導(dǎo)纖維的某一內(nèi)部區(qū)域的徑向粘度分布的最大值V0[log(poise)]等于7.60[log(poise)]時(shí)的溫度，該光導(dǎo)纖維預(yù)制品在溫度Ts時(shí)，其徑向粘度分布的最大值V0[log(poise)]大于7.60[log(poise)]。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光導(dǎo)纖維預(yù)制品，其特征在于其中所述的預(yù)制品為至少包括兩層覆層的多層結(jié)構(gòu)，包括一在某一預(yù)定溫度時(shí)具有第一粘度的內(nèi)覆層和一在該預(yù)定溫度時(shí)具有第二粘度的外覆層，且上述第二粘度大于上述第一粘度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光導(dǎo)纖維預(yù)制品，其特征在于其中所述的內(nèi)覆層是由合成石英玻璃形成，且上述外覆層由含有結(jié)晶二氧化硅的石英玻璃形成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光導(dǎo)纖維預(yù)制品，其特征在于其中所述的構(gòu)成高粘度覆層的含有結(jié)晶二氧化硅的石英玻璃為天然石英或晶體合成石英玻璃。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光導(dǎo)纖維預(yù)制品，其特征在于其中所述的內(nèi)覆層是由比純合成石英玻璃粘度要低，并摻雜了含有氯、鍺、氟、磷等添加劑中至少一種的合成石英玻璃形成，且上述外覆層由比內(nèi)覆層粘度高，未摻雜或摻雜少量添加劑的合成石英玻璃形成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光導(dǎo)纖維預(yù)制品，其特征在于其中所述的粘度分布最大值V0大于7.90[log(poise)]。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光導(dǎo)纖維預(yù)制品，其特征在于其中所述的覆層是至少由兩層構(gòu)成，包括一內(nèi)覆層和一高粘度外覆層。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光導(dǎo)纖維預(yù)制品，其特征在于其中所述的覆層最外層在溫度Ts處的粘度小于V0。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光導(dǎo)纖維預(yù)制品，其特征在于其中所述的光導(dǎo)纖維預(yù)制品的表面在溫度Ts處的粘度小于V0。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光導(dǎo)纖維預(yù)制品，其特征在于其一部分至少包括一芯層和一內(nèi)覆層，其形成方法為VAD法、OVD法、MCVD法、和PCVD法或幾種方法的適當(dāng)組合。
11.一種光導(dǎo)纖維預(yù)制品的制造方法，其特征在于該預(yù)制品含有一芯層和一多層覆層，該制造方法包括以下步驟用一個(gè)至少包括一高粘度層的筒體包覆一至少包括上述芯層和一內(nèi)覆層的棒體，并通過加熱和收縮上述筒體使上述棒體和上述筒體結(jié)合制成為一體。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的光導(dǎo)纖維預(yù)制品的制造方法，其特征在于其進(jìn)一步包括加熱并沉積玻璃顆粒使一棒體與玻璃顆粒合成為一體，從而在至少包括上述芯層和上述內(nèi)覆層的上述棒體的外圍形成一高粘度覆層。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的光導(dǎo)纖維預(yù)制品的制造方法，其特征在于其進(jìn)一步包括使用等離子焰炬加熱玻璃顆粒。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的光導(dǎo)纖維預(yù)制品的制造方法，其特征在于其進(jìn)一步包括以下步驟沉積通過燃燒分解含硅玻璃原料制得玻璃顆粒，以在一至少包括一芯層和一內(nèi)覆層的棒體的外圍形成一多孔預(yù)制品；在含有脫水氣體的環(huán)境中，在900度至1200度的溫度區(qū)間，對(duì)該多孔預(yù)制品脫水；以及在1400至1600度的溫度區(qū)間，通過玻璃化形成一高粘度覆層。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的光導(dǎo)纖維預(yù)制品的制造方法，其特征在于其中所述的脫水氣體為氯氣。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的光導(dǎo)纖維預(yù)制品的制造方法，其特征在于其進(jìn)一步包括以下步驟用一個(gè)至少包括一外部低粘度覆層的筒體包覆一個(gè)至少包括一芯層、一內(nèi)覆層、和一高粘度覆層的棒體，并通過加熱和收縮該筒體使上述棒體與筒體結(jié)合成為一體。
17.根據(jù)權(quán)利要求11所述的光導(dǎo)纖維預(yù)制品的制造方法，其特征在于其進(jìn)一步包括以下步驟將玻璃顆粒沉積于一個(gè)至少包括一芯層、一內(nèi)覆層、和一高粘度覆層的棒體，以形成一外部低粘度覆層，該玻璃顆粒通過燃燒分解含硅玻璃原料而制得。
18.根據(jù)權(quán)利要求11所述的光導(dǎo)纖維預(yù)制品的制造方法，其特征在于其進(jìn)一步包括以下步驟用一個(gè)至少包括一高粘度覆層的筒體包覆一個(gè)至少包括一芯層和一內(nèi)覆層的棒體的外圍；以及沉積通過燃燒分解含硅玻璃原料制成的玻璃顆粒，以形成一外部低粘度覆層，并通過加熱并收縮上述筒體使上述棒體與上述筒體結(jié)合成為一體。
19.根據(jù)權(quán)利要求11所述的光導(dǎo)纖維預(yù)制品的制造方法，其特征在于其進(jìn)一步包括以下步驟用一個(gè)至少包括一高粘度覆層和一外部低粘度覆層的筒體包覆一個(gè)至少包括一芯層和一內(nèi)覆層的棒體的外圍，并通過加熱并收縮上述筒體使上述棒體和上述筒體結(jié)合成為一體。
20.一種光導(dǎo)纖維，該光導(dǎo)纖維是通過加熱拉制光導(dǎo)纖維預(yù)制品而制成，在上述光導(dǎo)纖維預(yù)制品拉制的光導(dǎo)纖維中，波長為1385nm的光在一個(gè)等于模場直徑兩倍的外部和內(nèi)部區(qū)域中傳播，其特征在于溫度Ts為光導(dǎo)纖維的某一內(nèi)部區(qū)域的徑向粘度分布的最大值V0[log(poise)]等于7.60[log(poise)]時(shí)的溫度，該光導(dǎo)纖維預(yù)制品在溫度Ts時(shí)，其徑向粘度分布的最大值V0[log(poise)]大于7.60[log(poise)]。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的光導(dǎo)纖維，其特征在于其中所述的光導(dǎo)纖維在波長為1385nm時(shí)的傳輸損耗等于或小于0.35dB/km，以等于或小于0.30dB/km為佳。
22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的光導(dǎo)纖維，其特征在于其中所述的光導(dǎo)纖維在含氫1％的環(huán)境中暴露4天后，在波長為1385nm時(shí)的傳輸損耗等于或小于0.35dB/km。
23.根據(jù)權(quán)利要求20所述的光導(dǎo)纖維，其特征在于其中所述的光導(dǎo)纖維在該光導(dǎo)纖維暴露于含氫1％的環(huán)境中4天后，波長為1385nm的傳輸損耗與暴露于該環(huán)境之前波長為1385nm時(shí)的傳輸損耗相比，沒有顯著的變化。
全文摘要
本發(fā)明是關(guān)于一種光導(dǎo)纖維預(yù)制品、光導(dǎo)纖維預(yù)制品的制造方法及其由該預(yù)制品拉制而成的光導(dǎo)纖維，其是通過拉制一種預(yù)制品而獲得的一種光導(dǎo)纖維，該光導(dǎo)纖維即使是顯露于氫氣氛中，該光導(dǎo)纖維在波長約1385nm時(shí)的OH峰值也幾乎沒有升高，而與拉制條件無關(guān)。
文檔編號(hào)G02B6/00GK1495135SQ03149668
公開日2004年5月12日 申請(qǐng)日期2003年8月5日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月7日
發(fā)明者乙坂哲也, 井上大, 小山田浩, 阿部淳, 平?jīng)g秀夫, 夫, 浩 申請(qǐng)人:信越化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社