本發(fā)明涉及硫系玻璃制備領(lǐng)域，尤其涉及一種光纖用高純硫系玻璃的制備方法。

背景技術(shù)：

硫系玻璃是以元素周期表第六主族(via)元素中硫(s)、硒(se)或碲(te)等元素為主，引入一定量其它金屬或非金屬元素所形成的非晶態(tài)材料。硫系玻璃具有較長的紅外截止波長和優(yōu)異的折射率熱差(dn/dt)性能，利用硫系玻璃所制成的光纖是良好的紅外傳光介質(zhì)，這些硫系玻璃光纖的本征損耗較低，可撓曲性好，化學(xué)穩(wěn)定性好，能工作在1～12μm波長范圍內(nèi)。但是，迄今為止，現(xiàn)有技術(shù)所制備的硫系玻璃光纖中最低損耗仍然比理論值(例如，as2s3玻璃光纖和as2se3玻璃光纖在5、6.1μm處最低理論損耗為0.08db/km)高1000倍左右。

在過去幾十年中，俄羅斯科學(xué)院高純化學(xué)物質(zhì)研究所的研究人員通過對硫系玻璃中雜質(zhì)的本質(zhì)和來源的大量研究已使光學(xué)損耗大大減小，可以使得as-s、as-se、as-se-te體系中的光纖損耗小于1db/m。

churbanov等人研究了影響玻璃及光纖純度的因素，通過使用as4s4與蒸餾提純的原料s，在高真空條件下，采用較低的熔制溫度以及較慢的冷卻速率，制備出oh含量低于1×10^-7wt％、s-h含量為75×10^-7mol％、si含量為2×10^-5wt％的高純as2s3玻璃，拉制所得的多模光纖的最低損耗為12db/km和14db/km。2002年，nguyen等人報(bào)道了使用tecl4提純asse玻璃，拉制的asse光纖的最低損耗為0.49db/m，在2～8μm之間損耗小于1db/m，其中h-se雜質(zhì)含量僅為0.2db/m。2009年，法國雷恩第一大學(xué)玻璃陶瓷實(shí)驗(yàn)室troles等人在制備gese4玻璃時通過蒸餾，首先把原料se蒸餾至放有原料ge和除氧劑(mg)的石英管中，利用除氧劑用以減少o雜質(zhì)吸收，將原料加熱熔制成玻璃液后進(jìn)行蒸餾，最后熔制均化成光纖預(yù)制棒。

中國發(fā)明專利申請cn201110425504.4公開了一種低羥基高純硫系玻璃的動態(tài)全蒸餾提純方法，對ge、sb、se玻璃進(jìn)行了蒸餾提純，獲得了高純度的ge-sb-se玻璃。但該方法在提純硫化砷玻璃和硒化砷玻璃中存在氧雜質(zhì)和羥基雜質(zhì)無法完全去除的弊端。

因此，低損耗高純硫系玻璃在過去數(shù)十年內(nèi)雖然取得了一定的進(jìn)展，但遠(yuǎn)未達(dá)到其理論最低損耗值，這在一定程度上限制了高純硫系玻璃的應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)提供一種光纖用高純硫系玻璃的制備方法。該制備方法通過分別對硫系玻璃制備所需的單質(zhì)原料以及初步制備得到的硫系玻璃進(jìn)行多次動態(tài)蒸餾，去除了單質(zhì)原料中的雜質(zhì)，降低了硫系玻璃中雜質(zhì)含量，提高了所制得硫系玻璃產(chǎn)品的純度。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為：一種光纖用高純硫系玻璃的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟一，選用羥基含量均低于1ppm的七個石英安瓿瓶、一個石英玻璃管以及七個多孔石英過濾器；所述七個石英安瓿瓶包括第一石英安瓿瓶、第二石英安瓿瓶、第三石英安瓿瓶、第四石英安瓿瓶、第五石英安瓿瓶、第六石英安瓿瓶和第七石英安瓿瓶；所述第二石英安瓿瓶、第三石英安瓿瓶、第四石英安瓿瓶、第五石英安瓿瓶均具有橫向連接的輸入口和輸出口；所述第六石英安瓿瓶、第七石英安瓿瓶和石英玻璃管均具有橫向連接的輸入口和輸出口；

使用氫氟酸分別清洗各石英安瓿瓶內(nèi)表面以及石英玻璃管內(nèi)表面后，利用王水分別浸泡各石英安瓿瓶內(nèi)表面和石英玻璃管內(nèi)表面2～3小時，然后用去離子水對各石英安瓿瓶內(nèi)表面與石英玻璃管內(nèi)表面反復(fù)清洗后，放入烘箱烘干；

步驟二，選用純度為99.9999％的制備硫系玻璃用的單質(zhì)原料組合按所需比例進(jìn)行配料，隨后將熔沸點(diǎn)較低的原料以及200ppm～700ppm的除氫劑均放入第一石英安瓿瓶內(nèi)；

將第一石英安瓿瓶與第二石英安瓿瓶的輸入口連接，第二石英安瓿瓶的輸出口與第三石英安瓿瓶的輸入口連接，第三石英安瓿瓶的輸出口與第四石英安瓿瓶的輸入口連接，第四石英安瓿瓶的輸出口與第五石英安瓿瓶的輸入口連接；在第二石英安瓿瓶、第三石英安瓿瓶、第四石英安瓿瓶和第五石英安瓿瓶的輸入口均放置多孔石英過濾器；

將300ppm～700ppm的除氧劑放入第四石英安瓿瓶中，將熔沸點(diǎn)較高的單質(zhì)原料放入第五石英安瓿瓶；

步驟三，將第五石英安瓿瓶的輸出口與真空泵連接，并對第五石英安瓿瓶抽真空，利用加熱裝置加熱包括有第一石英安瓿瓶、第二石英安瓿瓶、第三石英安瓿瓶、第四石英安瓿瓶和第五石英安瓿瓶的整個裝置的溫度至80℃～100℃，使所述整個裝置在80℃～100℃的溫度持續(xù)加熱2小時，以除去各單質(zhì)原料表面的水分；然后再將所述整個裝置升溫至130℃～300℃，以除去第五石英安瓿瓶內(nèi)單質(zhì)原料表面的氧化物雜質(zhì)；

在130℃～300℃的溫度下對整個裝置加熱2小時后，移除加熱裝置；待整個裝置中的所有石英安瓿瓶冷卻后，利用加熱裝置加熱第一石英安瓿瓶的溫度達(dá)到300℃～500℃，并在加熱第一石英安瓿瓶的同時保持利用真空泵對第五石英安瓿瓶持續(xù)抽真空；

當(dāng)?shù)谝皇碴称恐械脑先縿討B(tài)蒸餾至第二石英安瓿瓶內(nèi)時，繼續(xù)保持對第一石英安瓿瓶的加熱溫度控制在300℃～500℃，同時對第二石英安瓿瓶進(jìn)行加熱，以將第二石英安瓿瓶內(nèi)的原料全部動態(tài)蒸餾至第三石英安瓿瓶內(nèi)；

保持第一石英安瓿瓶和第二石英安瓿瓶所對應(yīng)的加熱溫度不變，對第三石英安瓿瓶進(jìn)行加熱，以將第三石英安瓿瓶內(nèi)的原料全部動態(tài)蒸餾至第四石英安瓿瓶內(nèi)，從而完成針對單質(zhì)原料的三次全動態(tài)蒸餾；

待所有原料都進(jìn)入到第四石英安瓿瓶內(nèi)后，使用乙炔焰對靠近第四石英安瓿瓶輸入口的瓶頸進(jìn)行封斷；

步驟四，將第四石英安瓿瓶和第五石英安瓿瓶從真空泵上取下，并向第五石英安瓿瓶中加入300ppm～700ppm的除氫劑，再將第五石英安瓿瓶的輸出口與真空泵重新連接，并利用真空泵對第五石英安瓿瓶抽真空，抽真空持續(xù)3～5小時后，使用乙炔焰封斷靠近第五石英安瓿瓶輸出口的瓶頸；

步驟五，將第五石英安瓿瓶放入加熱裝置中進(jìn)行封閉式蒸餾，第四石英安瓿瓶的輸入口以與水平面呈10～30度的傾斜角朝下；以450℃～650℃的加熱溫度持續(xù)加熱第五石英安瓿瓶，直至第五石英安瓿瓶內(nèi)的單質(zhì)原料完全蒸餾干凈后，移除第五石英安瓿瓶外側(cè)的加熱裝置，并使用乙炔焰在靠近第四石英安瓿瓶輸出口的部分進(jìn)行封斷；

步驟六，將封斷后的第四石英安瓿瓶放入搖擺爐中熔制，并以2℃/min的速度對搖擺爐進(jìn)行升溫，搖擺爐內(nèi)的熔制溫度為400℃～700℃，熔制3～8小時后，在搖擺爐中取出第四石英安瓿瓶并對第四石英安瓿瓶進(jìn)行淬冷處理，以在第四石英安瓿瓶內(nèi)得到玻璃；

步驟七，將裝有玻璃的第四石英安瓿瓶的輸出口切開并與第六石英安瓿瓶的輸入口連接，第六石英安瓿瓶的輸入口放置石英多孔過濾器；第六石英安瓿瓶的輸出口與第七石英安瓿瓶的輸入口連接，第七石英安瓿瓶的輸出口和石英玻璃管的輸入口連接，第七石英安瓿瓶和石英玻璃管的輸入口放置多孔石英過濾器；

步驟八，將石英玻璃管的輸出口與真空泵連接并對石英玻璃管抽真空，同時將步驟七中包括第四石英安瓿瓶、第六石英安瓿瓶、第七石英安瓿瓶和石英玻璃管的整個裝置通過加熱裝置加熱至80℃～100℃并持續(xù)1～2小時，以除去第四石英安瓿瓶內(nèi)玻璃表面依附的水分；

移除加熱裝置，待第四石英安瓿瓶、第六石英安瓿瓶、第七石英安瓿瓶和石英玻璃管均冷卻后，保持對石英玻璃管的抽真空狀態(tài)，使用加熱裝置以300℃～500℃的溫度對第四石英安瓿瓶進(jìn)行加熱；

當(dāng)?shù)谒氖碴称績?nèi)的玻璃全部動態(tài)蒸餾至第六石英安瓿瓶內(nèi)時，繼續(xù)保持第四石英安瓿瓶的溫度處于300℃～500℃；同時加熱第六石英安瓿瓶的溫度至300℃～500℃，待第六石英安瓿瓶內(nèi)的玻璃全部蒸餾到第七石英安瓿瓶內(nèi)后，移除加熱裝置，從而完成針對初步制備所得玻璃的兩次全動態(tài)蒸餾；

使用乙炔火焰先對靠近第七石英安瓿瓶輸入口的部分進(jìn)行封斷，隨后封斷靠近石英玻璃管輸出口的部分，以使得第七石英安瓿瓶和石英玻璃管形成一個封閉結(jié)構(gòu)；

將第七石英安瓿瓶放入加熱裝置中進(jìn)行封閉式蒸餾，石英玻璃管的輸出口以與水平面呈10～30度的傾斜角朝下，加熱第七石英安瓿瓶的溫度至450℃～650℃，以將第七石英安瓿瓶內(nèi)的玻璃蒸餾到石英玻璃管中，隨后在靠近石英玻璃管輸入口的部分使用乙炔焰進(jìn)行封斷；

步驟九，將步驟八中封斷好的石英玻璃管放置在搖擺爐中熔制，并對搖擺爐以1℃/min～4℃/min的溫度進(jìn)行升溫，使得搖擺爐內(nèi)的熔制溫度控制在400℃～700℃，待熔制3～8小時后，將石英玻璃管從搖擺爐中取出進(jìn)行淬冷；

待所得玻璃與石英玻璃管實(shí)現(xiàn)完全脫離后，將脫離后的玻璃放入退火爐中進(jìn)行退火，設(shè)置退火爐的退火溫度位于所制備玻璃的玻璃化溫度以下5℃～20℃，并使退火爐冷卻至室溫；待石英玻璃管冷卻至室溫后，切開石英玻璃管，從石英玻璃管中取出制備好的玻璃棒，從而獲得高純度的硫系玻璃光纖預(yù)制棒。

可選擇地，所述步驟二中加入的除氧劑為mg，除氫劑為alcl3或tecl4。

進(jìn)一步地，所述單質(zhì)原料組合為s單質(zhì)原料和as單質(zhì)原料組合；或者，se單質(zhì)原料和as單質(zhì)原料組合；或者，s單質(zhì)原料、se單質(zhì)原料和as單質(zhì)原料組合。

進(jìn)一步地，所述步驟一中，利用去離子水反復(fù)清洗各石英安瓿瓶內(nèi)表面和石英玻璃管內(nèi)表面6～8次。

可選擇地，所述加熱裝置為加熱圈或馬弗爐或加熱帶。

可選擇地，所述步驟六中，第四石英安瓿瓶的淬冷處理為：令第四石英安瓿瓶在空氣中淬冷至第四石英安瓿瓶與所得玻璃脫離為止；或者，使用冷水或液氮對第四石英安瓿瓶進(jìn)行加速淬冷。

可選擇地，所述步驟九中，石英玻璃管的淬冷處理為：令從搖擺爐中取出的石英玻璃管在空氣中淬冷至石英玻璃管與所得玻璃脫離為止；或者，使用冷水或液氮對石英玻璃管進(jìn)行加速淬冷。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：

首先，本發(fā)明中的硫系玻璃制備方法針對制備硫系玻璃產(chǎn)品所需要的單質(zhì)原料進(jìn)行了三次動態(tài)全蒸餾，去除單質(zhì)原料中的水分雜質(zhì)，并且還均勻地?fù)诫s了除氧劑和除氫劑，從而在熔制前期就把各單質(zhì)原料中的水分以及氧化物雜質(zhì)、羥基雜質(zhì)等雜質(zhì)除掉，確保了熔制硫系玻璃所使用各單質(zhì)原料的高純度，進(jìn)而保證了后續(xù)所得硫系玻璃產(chǎn)品的純度；

其次，在初步得到所制備硫系玻璃產(chǎn)品后，通過在石英安瓿瓶內(nèi)針對初步制得的硫系玻璃進(jìn)行兩次動態(tài)全蒸餾以及一次封閉式蒸餾提純，從而再次排除了雜質(zhì)對所得硫系玻璃產(chǎn)品純度的影響，然后再針對提純過的硫系玻璃進(jìn)行熔制，進(jìn)而得到了高純度的硫系玻璃棒產(chǎn)品。

附圖說明

圖1為本發(fā)明中針對單質(zhì)原料進(jìn)行三次全動態(tài)蒸餾狀態(tài)示意圖；

圖2為本發(fā)明中針對單質(zhì)原料抽真空狀態(tài)示意圖；

圖3為本發(fā)明中針對原料的封閉式蒸餾狀態(tài)示意圖；

圖4為本發(fā)明中針對初步所得玻璃的兩次全動態(tài)蒸餾狀態(tài)示意圖；

圖5為本發(fā)明中針對所得玻璃的封閉式蒸餾狀態(tài)示意圖；

圖6為本發(fā)明中所制備高純度as2s3玻璃的透過光譜與現(xiàn)有技術(shù)所制備as2s3玻璃的透過光譜比較圖；

圖7為本發(fā)明中所制備高純度as2se3玻璃的透過光譜與現(xiàn)有技術(shù)所制備as2se3玻璃的比較圖；

圖8為本發(fā)明中所制備高純度as40s59se1玻璃的透過光譜與現(xiàn)有技術(shù)所制備as40s59se1玻璃的透過光譜比較圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。

實(shí)施例一

在本實(shí)施例一中，制備硫系玻璃所使用的單質(zhì)原料分別為as和s，所要制備的高純硫系玻璃為as2s3玻璃棒，as2s3玻璃棒的直徑為10mm。

具體地，本實(shí)施例一中高純硫系玻璃as2s3的制備方法包括如下步驟：

步驟一，選用羥基含量均低于1ppm的七個石英安瓿瓶、一個石英玻璃管8以及七個多孔石英過濾器9；石英玻璃管的內(nèi)徑為10mm，以使得該石英玻璃管內(nèi)徑與所要制備as2s3玻璃棒的直徑匹配一致；七個石英安瓿瓶包括第一石英安瓿瓶1、第二石英安瓿瓶2、第三石英安瓿瓶3、第四石英安瓿瓶4、第五石英安瓿瓶5、第六石英安瓿瓶6和第七石英安瓿瓶7；第二石英安瓿瓶2、第三石英安瓿瓶3、第四石英安瓿瓶4、第五石英安瓿瓶5均具有橫向連接的輸入口和輸出口；第六石英安瓿瓶6、第七石英安瓿瓶7和石英玻璃管8均具有橫向連接的輸入口和輸出口；選用羥基含量低于1ppm的石英安瓿瓶的作用在于減少熔制過程石英安瓿瓶引入雜質(zhì)。

使用氫氟酸分別清洗各石英安瓿瓶內(nèi)表面以及石英玻璃管內(nèi)表面后，利用王水分別浸泡各石英安瓿瓶內(nèi)表面和石英玻璃管內(nèi)表面2小時，然后用去離子水對各石英安瓿瓶內(nèi)表面與石英玻璃管內(nèi)表面反復(fù)清洗后，放入烘箱烘干；其中，本實(shí)施例一中利用氫氟酸和王水浸泡用以腐蝕掉各種表面吸附雜質(zhì)，利用去離子水反復(fù)清洗各石英安瓿瓶內(nèi)表面與石英玻璃管內(nèi)表面6～8次，以除去各石英安瓿瓶內(nèi)表面與石英玻璃管內(nèi)表面的酸性殘留溶液；

步驟二，選用純度為99.9999％的制備硫系玻璃用的單質(zhì)原料組合101，即s單質(zhì)原料和as單質(zhì)原料按所需比例進(jìn)行配料，隨后將熔沸點(diǎn)較低的s單質(zhì)原料以及200ppm的除氫劑11均放入第一石英安瓿瓶1內(nèi)；除氫劑11可以選擇采用alcl3或者tecl4；本實(shí)施例一中選用alcl3作為除氫劑；

將第一石英安瓿瓶1與第二石英安瓿瓶2的輸入口連接，第二石英安瓿瓶2的輸出口與第三石英安瓿瓶3的輸入口連接，第三石英安瓿瓶3的輸出口與第四石英安瓿瓶4的輸入口連接，第四石英安瓿瓶4的輸出口與第五石英安瓿瓶5的輸入口連接；在第二石英安瓿瓶2、第三石英安瓿瓶3、第四石英安瓿瓶4和第五石英安瓿瓶5的輸入口均放置多孔石英過濾器9；具體各相關(guān)石英安瓿瓶的連接情況參見圖1中所示；其中，優(yōu)選地，令第一石英安瓿瓶1的瓶頸朝上，以使第一石英安瓿瓶1與第二石英安瓿瓶2呈直角；多孔石英過濾器9設(shè)置在相互連接的兩個石英安瓿瓶連接處的作用在于濾去蒸餾過程中隨蒸汽揮發(fā)的不溶性顆粒雜質(zhì)；

將300ppm的除氧劑12放入第四石英安瓿瓶4中，將熔沸點(diǎn)較高的as單質(zhì)原料放入第五石英安瓿瓶5；除氧劑12采用mg；通過分別摻雜除氫劑和除氧劑到對應(yīng)的石英安瓿瓶內(nèi)，通過在蒸餾過程中與原料內(nèi)部的s-h鍵和as-o鍵反應(yīng)，可以有效地去除玻璃原料砷和硫內(nèi)部的雜質(zhì)，以提高參與反應(yīng)的單質(zhì)原料的純度；

步驟三，將第五石英安瓿瓶5的輸出口與真空泵10連接，并利用該真空泵10對第五石英安瓿瓶5抽真空，利用加熱裝置13加熱包括有第一石英安瓿瓶1、第二石英安瓿瓶2、第三石英安瓿瓶3、第四石英安瓿瓶4和第五石英安瓿瓶5的整個裝置的溫度至80℃，使整個裝置在80℃的溫度持續(xù)加熱2小時，以除去s單質(zhì)原料表面和as單質(zhì)原料表面的水分；然后再將整個裝置升溫至130℃，以除去第五石英安瓿瓶5內(nèi)as單質(zhì)原料表面的氧化物雜質(zhì)；其中，此處的加熱裝置可以選擇采用加熱圈或馬弗爐或加熱帶；

在130℃的溫度下對整個裝置加熱2小時后，移除加熱裝置；待整個裝置中的所有石英安瓿瓶冷卻后，利用加熱裝置加熱第一石英安瓿瓶1的溫度達(dá)到300℃，并在加熱第一石英安瓿瓶1的同時保持利用真空泵對第五石英安瓿瓶5持續(xù)抽真空；

當(dāng)?shù)谝皇碴称?中的s單質(zhì)原料全部動態(tài)蒸餾至第二石英安瓿瓶2內(nèi)時，繼續(xù)保持對第一石英安瓿瓶1的加熱溫度控制在300℃，同時對第二石英安瓿瓶2進(jìn)行加熱，以將第二石英安瓿瓶2內(nèi)的s單質(zhì)原料全部動態(tài)蒸餾至第三石英安瓿瓶3內(nèi)；

保持第一石英安瓿瓶1和第二石英安瓿瓶2所對應(yīng)的加熱溫度不變，對第三石英安瓿瓶3進(jìn)行加熱，以將第三石英安瓿瓶3內(nèi)的s單質(zhì)原料全部動態(tài)蒸餾至第四石英安瓿瓶4內(nèi)；

待所有s單質(zhì)原料都進(jìn)入到第四石英安瓿瓶4內(nèi)后，使用乙炔焰對靠近第四石英安瓿瓶4輸入口的瓶頸進(jìn)行封斷；其中，本步驟三中針對單質(zhì)原料進(jìn)行三次全動態(tài)蒸餾狀態(tài)參見圖1中所示；

步驟四，將第四石英安瓿瓶4和第五石英安瓿瓶5從真空泵上取下，并向第五石英安瓿瓶5中加入300ppm的除氫劑alcl3，再將第五石英安瓿瓶5的輸出口與真空泵10重新連接，并利用該真空泵對第五石英安瓿瓶抽真空，抽真空持續(xù)3小時后，使用乙炔焰封斷靠近第五石英安瓿瓶輸出口的瓶頸；參見圖2中所示；

步驟五，將第五石英安瓿瓶5放入加熱裝置中進(jìn)行封閉式蒸餾，第四石英安瓿瓶4的輸入口以與水平面呈10度的傾斜角朝下；第五石英安瓿瓶5的輸出口朝上并使第五石英安瓿瓶5與水平面呈30度的傾斜角；以450℃的加熱溫度持續(xù)加熱第五石英安瓿瓶，直至第五石英安瓿瓶5內(nèi)的as單質(zhì)原料完全蒸餾干凈后，移除第五石英安瓿瓶外側(cè)的加熱裝置，并使用乙炔焰在靠近第四石英安瓿瓶輸出口的部分進(jìn)行封斷；參見圖3中所示；第四石英安瓿瓶4和第五石英安瓿瓶5均分別保持一定的傾斜角度，有利于單質(zhì)原料在封閉蒸餾區(qū)域內(nèi)的冷凝沉積；

步驟六，將封斷后的第四石英安瓿瓶4放入搖擺爐中熔制，并以2℃/min的速度對搖擺爐進(jìn)行升溫，搖擺爐內(nèi)的熔制溫度為400℃，熔制3小時后，在搖擺爐中取出第四石英安瓿瓶4并對第四石英安瓿瓶進(jìn)行淬冷處理，以在第四石英安瓿瓶內(nèi)得到初步制備的as2s3玻璃；搖擺爐內(nèi)的溫度不宜過高，以防止第四石英安瓿瓶表面與其內(nèi)所得as2s3玻璃發(fā)生反應(yīng)而引入雜質(zhì)；其中，針對第四石英安瓿瓶的淬冷處理可以在空氣中淬冷至第四石英安瓿瓶與所得as2s3玻璃脫離為止；或者，使用冷水或液氮對第四石英安瓿瓶進(jìn)行加速淬冷；

步驟七，將裝有初步制備的as2s3玻璃的第四石英安瓿瓶4的輸出口切開并與第六石英安瓿瓶6的輸入口連接，第四石英安瓿瓶4的底部朝上并與第六石英安瓿瓶6相互垂直設(shè)置；第六石英安瓿瓶6的輸入口放置石英多孔過濾器9；第六石英安瓿瓶6的輸出口與第七石英安瓿瓶7的輸入口連接，第七石英安瓿瓶7的輸出口和石英玻璃管8的輸入口連接，第七石英安瓿瓶7和石英玻璃管8的輸入口放置多孔石英過濾器9；參見圖4中所示；

步驟八，將石英玻璃管8的輸出口與真空泵10連接并對石英玻璃管抽真空，同時將步驟七中包括第四石英安瓿瓶4、第六石英安瓿瓶6、第七石英安瓿瓶7和石英玻璃管8的整個裝置通過加熱裝置加熱至80℃并持續(xù)1小時，以除去第四石英安瓿瓶4內(nèi)as2s3玻璃表面依附的水分；

移除加熱裝置，待第四石英安瓿瓶4、第六石英安瓿瓶6、第七石英安瓿瓶7和石英玻璃管8均冷卻后，保持對石英玻璃管8的抽真空狀態(tài)，使用加熱裝置以300℃的溫度對第四石英安瓿瓶4進(jìn)行加熱；

當(dāng)?shù)谒氖碴称?內(nèi)的as2s3玻璃全部動態(tài)蒸餾至第六石英安瓿瓶6內(nèi)時，繼續(xù)保持第四石英安瓿瓶的溫度處于300℃；同時加熱第六石英安瓿瓶的溫度至300℃，待第六石英安瓿瓶內(nèi)的as2s3玻璃全部蒸餾到第七石英安瓿瓶7內(nèi)后，移除加熱裝置；

使用乙炔火焰先對靠近第七石英安瓿瓶7輸入口的部分進(jìn)行封斷，隨后封斷靠近石英玻璃管8輸出口的部分，以使得第七石英安瓿瓶7和石英玻璃管8形成一個封閉結(jié)構(gòu)；

將第七石英安瓿瓶7放入加熱裝置中進(jìn)行封閉式蒸餾，石英玻璃管8的輸出口以與水平面呈10度的傾斜角朝下設(shè)置，加熱第七石英安瓿瓶7的溫度至450℃，以將第七石英安瓿瓶7內(nèi)的as2s3玻璃蒸餾到石英玻璃管8中，隨后在靠近石英玻璃管8輸入口的部分使用乙炔焰進(jìn)行封斷；其中，針對所得as2s3玻璃進(jìn)行封閉式蒸餾參見圖5中所示；

步驟九，將步驟八中封斷好的石英玻璃管8放置在搖擺爐中熔制，并對搖擺爐以1℃/min的溫度進(jìn)行升溫，使得搖擺爐內(nèi)的熔制溫度控制在400℃，待熔制3小時后，將石英玻璃管從搖擺爐中取出進(jìn)行淬冷；其中，石英玻璃管的淬冷處理為：令從搖擺爐中取出的石英玻璃管在空氣中淬冷至石英玻璃管與所得as2s3玻璃脫離為止；或者，使用冷水或液氮對石英玻璃管進(jìn)行加速淬冷；

待as2s3玻璃與石英玻璃管實(shí)現(xiàn)完全脫離后，將脫離后的as2s3玻璃放入退火爐中進(jìn)行退火，設(shè)置退火爐的退火溫度位于所制備as2s3玻璃的玻璃化溫度以下5℃，并使退火爐冷卻至室溫；退火的目的是為了消除玻璃內(nèi)應(yīng)力，防止后續(xù)加工中裂開；待石英玻璃管冷卻至室溫后，切開石英玻璃管，從石英玻璃管中取出制備好的as2s3玻璃棒，從而獲得高純度的硫系玻璃光纖預(yù)制棒as2s3。

在本實(shí)施例中，采用10mm內(nèi)徑的石英玻璃管可以制備出直徑為10mm的高純硫系玻璃光纖預(yù)制棒；若要制備其他直徑的硫系玻璃光纖預(yù)制棒，則需要將石英玻璃管的內(nèi)徑對應(yīng)的進(jìn)行替換，以使石英玻璃管內(nèi)徑與所需制備硫系玻璃光纖預(yù)制棒直徑相等。

圖6提供了本發(fā)明方法所制備出的高純度as2s3玻璃的透過光譜與現(xiàn)有技術(shù)所制備出的as2s3玻璃的透過光譜比較圖。

通過圖譜可以看出，相較于現(xiàn)有技術(shù)所制備出的as2s3玻璃光纖預(yù)制棒，采用本發(fā)明方法所制備出的as2s3硫系玻璃預(yù)制棒中的雜質(zhì)含量以及雜質(zhì)種類均要少的多，并且只含有s-h(位于4.01μm處)雜質(zhì)，不含oh(位于2.9μm處)、h2o(位于6.3μm處)，cs2(位于6.7μm處)和as-o(位于7.5和8.9μm處)雜質(zhì)吸收，玻璃光纖預(yù)制棒的透過率也有所提高；

另外，利用lambert-behr公式β＝ε×x，β為吸收損耗，ε為雜質(zhì)的消散系數(shù)，x為雜質(zhì)的濃度，通過文獻(xiàn)查閱已知，ε(s-h)＝2500db/km/ppmat，ε(oh)＝1×10⁴db/km/ppmwt)，通過計(jì)算可以得出：采用現(xiàn)有技術(shù)所直接制備的as2s3硫系玻璃光纖預(yù)制棒s-h鍵雜質(zhì)含量為285.7ppmat，oh雜質(zhì)含量為21.0ppmwt；使用本發(fā)明方法所制備出的高純as2s3硫系玻璃光纖預(yù)制棒s-h鍵雜質(zhì)含量為44.0ppmat。數(shù)據(jù)表明，本發(fā)明方法可以有效地制備出純度較高的as2s3硫系玻璃光纖預(yù)制棒。

實(shí)施例二

在本實(shí)施例二中，制備硫系玻璃所使用的原料單質(zhì)分別為as和se，所要制備的高純硫系玻璃為as2se3玻璃棒，as2se3玻璃棒的直徑為15mm。

具體地，本實(shí)施例二中高純硫系玻璃as2se3的制備方法包括如下步驟：

步驟一，選用羥基含量均低于1ppm的七個石英安瓿瓶、一個石英玻璃管8以及七個多孔石英過濾器9；石英玻璃管8的內(nèi)徑為15mm，以使得該石英玻璃管內(nèi)徑與所要制備as2se3玻璃棒的直徑匹配一致；七個石英安瓿瓶包括第一石英安瓿瓶1、第二石英安瓿瓶2、第三石英安瓿瓶3、第四石英安瓿瓶4、第五石英安瓿瓶5、第六石英安瓿瓶6和第七石英安瓿瓶7；第二石英安瓿瓶2、第三石英安瓿瓶3、第四石英安瓿瓶4、第五石英安瓿瓶5均具有橫向連接的輸入口和輸出口；第六石英安瓿瓶6、第七石英安瓿瓶7和石英玻璃管8均具有橫向連接的輸入口和輸出口；選用羥基含量低于1ppm的石英安瓿瓶的作用在于減少熔制過程石英安瓿瓶引入雜質(zhì)；

使用氫氟酸分別清洗各石英安瓿瓶內(nèi)表面以及石英玻璃管內(nèi)表面后，利用王水分別浸泡各石英安瓿瓶內(nèi)表面和石英玻璃管內(nèi)表面2.5小時，然后用去離子水對各石英安瓿瓶內(nèi)表面與石英玻璃管內(nèi)表面反復(fù)清洗后，放入烘箱烘干；其中，本實(shí)施例中利用氫氟酸和王水浸泡用以腐蝕掉各種表面吸附雜質(zhì)，利用去離子水反復(fù)清洗各石英安瓿瓶內(nèi)表面與石英玻璃管內(nèi)表面6～8次，以除去各石英安瓿瓶內(nèi)表面與石英玻璃管內(nèi)表面的酸性殘留溶液；

步驟二，選用純度為99.9999％的制備硫系玻璃用的單質(zhì)原料組合101，即as單質(zhì)原料和se單質(zhì)原料按所需比例進(jìn)行配料，隨后將熔沸點(diǎn)較低的se單質(zhì)原料以及450ppm的除氫劑11均放入第一石英安瓿瓶1內(nèi)；除氫劑11可以選擇采用alcl3或者tecl4；本實(shí)施例二中選用tecl4作為除氫劑；

將第一石英安瓿瓶1與第二石英安瓿瓶2的輸入口連接，第二石英安瓿瓶2的輸出口與第三石英安瓿瓶3的輸入口連接，第三石英安瓿瓶3的輸出口與第四石英安瓿瓶4的輸入口連接，第四石英安瓿瓶4的輸出口與第五石英安瓿瓶5的輸入口連接；在第二石英安瓿瓶2、第三石英安瓿瓶3、第四石英安瓿瓶4和第五石英安瓿瓶5的輸入口均放置多孔石英過濾器9；具體各相關(guān)石英安瓿瓶的連接情況參見圖1中所示；其中，優(yōu)選地，令第一石英安瓿瓶1的瓶頸朝上，以使第一石英安瓿瓶1與第二石英安瓿瓶2呈直角；多孔石英過濾器9設(shè)置在相互連接的兩個石英安瓿瓶連接處的作用在于濾去蒸餾過程中隨蒸汽揮發(fā)的不溶性顆粒雜質(zhì)；

將500ppm的除氧劑12放入第四石英安瓿瓶4中，將熔沸點(diǎn)較高的as單質(zhì)原料放入第五石英安瓿瓶5；除氧劑12采用mg；通過分別摻雜除氫劑和除氧劑到對應(yīng)的石英安瓿瓶內(nèi)，通過在蒸餾過程中與原料內(nèi)部的s-h鍵和as-o鍵反應(yīng)，可以有效地去除玻璃原料砷和硫內(nèi)部的雜質(zhì)，以提高參與反應(yīng)的單質(zhì)原料的純度；

步驟三，將第五石英安瓿瓶5的輸出口與真空泵10連接，并利用該真空泵10對第五石英安瓿瓶5抽真空，利用加熱裝置13加熱包括有第一石英安瓿瓶1、第二石英安瓿瓶2、第三石英安瓿瓶3、第四石英安瓿瓶4和第五石英安瓿瓶5的整個裝置的溫度至90℃，使整個裝置在90℃的溫度持續(xù)加熱2小時，以除去se單質(zhì)原料表面和as單質(zhì)原料表面的水分；然后再將整個裝置升溫至215℃，以除去第五石英安瓿瓶5內(nèi)as單質(zhì)原料表面的氧化物雜質(zhì)；其中，此處的加熱裝置可以選擇采用加熱圈或馬弗爐或加熱帶；

在215℃的溫度下對整個裝置加熱2小時后，移除加熱裝置；待整個裝置中的所有石英安瓿瓶冷卻后，利用加熱裝置加熱第一石英安瓿瓶1的溫度達(dá)到400℃，并在加熱第一石英安瓿瓶1的同時保持利用真空泵對第五石英安瓿瓶5持續(xù)抽真空；

當(dāng)?shù)谝皇碴称?中的se單質(zhì)原料全部動態(tài)蒸餾至第二石英安瓿瓶2內(nèi)時，繼續(xù)保持對第一石英安瓿瓶1的加熱溫度控制在400℃，同時對第二石英安瓿瓶2進(jìn)行加熱，以將第二石英安瓿瓶2內(nèi)的se單質(zhì)原料全部動態(tài)蒸餾至第三石英安瓿瓶3內(nèi)；

保持第一石英安瓿瓶1和第二石英安瓿瓶2所對應(yīng)的加熱溫度不變，對第三石英安瓿瓶3進(jìn)行加熱，以將第三石英安瓿瓶3內(nèi)的se單質(zhì)原料全部動態(tài)蒸餾至第四石英安瓿瓶4內(nèi)；

待所有se單質(zhì)原料都進(jìn)入到第四石英安瓿瓶4內(nèi)后，使用乙炔焰對靠近第四石英安瓿瓶4輸入口的瓶頸進(jìn)行封斷；其中，本步驟三中針對單質(zhì)原料進(jìn)行三次全動態(tài)蒸餾狀態(tài)參見圖1中所示；

步驟四，將第四石英安瓿瓶4和第五石英安瓿瓶5從真空泵上取下，并向第五石英安瓿瓶5中加入500ppm的除氫劑tecl4，再將第五石英安瓿瓶5的輸出口與真空泵10重新連接，并利用該真空泵10對第五石英安瓿瓶5抽真空，抽真空持續(xù)4小時后，使用乙炔焰封斷靠近第五石英安瓿瓶5輸出口的瓶頸；參見圖2中所示；

步驟五，將第五石英安瓿瓶5放入加熱裝置中進(jìn)行封閉式蒸餾，第四石英安瓿瓶4的輸入口以與水平面呈20度的傾斜角朝下；第五石英安瓿瓶5的輸出口朝上并使第五石英安瓿瓶5與水平面呈30度的傾斜角；以550℃的加熱溫度持續(xù)加熱第五石英安瓿瓶5，直至第五石英安瓿瓶5內(nèi)的as單質(zhì)原料完全蒸餾干凈后，移除第五石英安瓿瓶外側(cè)的加熱裝置，并使用乙炔焰在靠近第四石英安瓿瓶4輸出口的部分進(jìn)行封斷；參見圖3中所示；第四石英安瓿瓶4和第五石英安瓿瓶5均分別保持一定的傾斜角度，有利于單質(zhì)原料在封閉蒸餾區(qū)域內(nèi)的冷凝沉積；

步驟六，將封斷后的第四石英安瓿瓶5放入搖擺爐13中熔制，并以2℃/min的速度對搖擺爐進(jìn)行升溫，搖擺爐內(nèi)的熔制溫度為550℃，熔制5.5小時后，在搖擺爐13中取出第四石英安瓿瓶4并對第四石英安瓿瓶4進(jìn)行淬冷處理，以在第四石英安瓿瓶內(nèi)得到初步制備的as2se3玻璃；搖擺爐內(nèi)的溫度不宜過高，以防止第四石英安瓿瓶表面與其內(nèi)所得as2se3玻璃發(fā)生反應(yīng)而引入雜質(zhì)；其中，針對第四石英安瓿瓶的淬冷處理可以在空氣中淬冷至第四石英安瓿瓶與所得as2se3玻璃脫離為止；或者，使用冷水或液氮對第四石英安瓿瓶進(jìn)行加速淬冷；

步驟七，將裝有初步制備的as2se3玻璃的第四石英安瓿瓶4的輸出口切開并與第六石英安瓿瓶6的輸入口連接，第四石英安瓿瓶4底部朝上并與第六石英安瓿瓶6相互垂直設(shè)置；第六石英安瓿瓶6的輸入口放置石英多孔過濾器9；第六石英安瓿瓶6的輸出口與第七石英安瓿瓶7的輸入口連接，第七石英安瓿瓶7的輸出口和石英玻璃管8的輸入口連接，第七石英安瓿瓶7和石英玻璃管8的輸入口放置多孔石英過濾器9；參見圖4中所示；

步驟八，將石英玻璃管8的輸出口與真空泵連接并對石英玻璃管8抽真空，同時將步驟七中包括第四石英安瓿瓶4、第六石英安瓿瓶6、第七石英安瓿瓶7和石英玻璃管8的整個裝置通過加熱裝置加熱至90℃并持續(xù)1.5小時，以除去第四石英安瓿瓶4內(nèi)as2se3玻璃表面依附的水分；

移除加熱裝置，待第四石英安瓿瓶4、第六石英安瓿瓶5、第七石英安瓿瓶7和石英玻璃管8均冷卻后，保持對石英玻璃管8的抽真空狀態(tài)，使用加熱裝置以400℃的溫度對第四石英安瓿瓶4進(jìn)行加熱；

當(dāng)?shù)谒氖碴称?內(nèi)的as2se3玻璃全部動態(tài)蒸餾至第六石英安瓿瓶6內(nèi)時，繼續(xù)保持第四石英安瓿瓶4的溫度處于400℃；同時加熱第六石英安瓿瓶6的溫度至400℃，待第六石英安瓿瓶6內(nèi)的as2se3玻璃全部蒸餾到第七石英安瓿瓶7內(nèi)后，移除加熱裝置；

使用乙炔火焰先對靠近第七石英安瓿瓶7輸入口的部分進(jìn)行封斷，隨后封斷靠近石英玻璃管8輸出口的部分，以使得第七石英安瓿瓶7和石英玻璃管8形成一個封閉結(jié)構(gòu)；

將第七石英安瓿瓶7放入加熱裝置中進(jìn)行封閉式蒸餾，石英玻璃管8的輸出口以與水平面呈20度的傾斜角朝下設(shè)置，加熱第七石英安瓿瓶的溫度至550℃，以將第七石英安瓿瓶7內(nèi)的as2se3玻璃蒸餾到石英玻璃管8中，隨后在靠近石英玻璃管輸入口的部分使用乙炔焰進(jìn)行封斷；其中，針對所得as2se3玻璃進(jìn)行封閉式蒸餾參見圖5中所示；

步驟九，將步驟八中封斷好的石英玻璃管8放置在搖擺爐中熔制，并對搖擺爐以3℃/min的溫度進(jìn)行升溫，使得搖擺爐內(nèi)的熔制溫度控制在550℃，待熔制5.5小時后，將石英玻璃管8從搖擺爐中取出進(jìn)行淬冷；其中，石英玻璃管的淬冷處理為：令從搖擺爐中取出的石英玻璃管在空氣中淬冷至石英玻璃管與所得as2se3玻璃脫離為止；或者，使用冷水或液氮對石英玻璃管進(jìn)行加速淬冷；

待as2se3玻璃與石英玻璃管實(shí)現(xiàn)完全脫離后，將脫離后的as2se3玻璃放入退火爐中進(jìn)行退火，設(shè)置退火爐的退火溫度位于所制備as2se3玻璃的玻璃化溫度以下12.5℃，并使退火爐冷卻至室溫；退火的目的是為了消除玻璃內(nèi)應(yīng)力，防止后續(xù)加工中裂開；待石英玻璃管冷卻至室溫后，切開石英玻璃管，從石英玻璃管中取出制備好的as2se3玻璃棒，從而獲得高純度的硫系玻璃光纖預(yù)制棒as2se3。

在本實(shí)施例中，采用15mm內(nèi)徑的石英玻璃管可以制備出直徑為15mm的高純硫系玻璃光纖預(yù)制棒；若要制備其他直徑的硫系玻璃光纖預(yù)制棒，則需要將石英玻璃管的內(nèi)徑對應(yīng)的進(jìn)行替換，以使石英玻璃管內(nèi)徑與所需制備硫系玻璃光纖預(yù)制棒直徑相等。

圖7提供了本發(fā)明方法所制備高純度as2se3玻璃的透過光譜與現(xiàn)有技術(shù)所制備as2se3玻璃的透過光譜比較圖。

通過圖譜可以看出，相較于現(xiàn)有技術(shù)所制備出的as2se3玻璃光纖預(yù)制棒，采用本發(fā)明方法所制備出的as2se3硫系玻璃預(yù)制棒中的雜質(zhì)含量以及雜質(zhì)種類均要少的多，并且只含有se-h(位于4.5μm處)雜質(zhì)，不含oh(位于2.9μm處)、h2o(位于6.3μm處)、as-o(位于8.9μm和15.4μm處)和se-o雜質(zhì)(位于10.4μm處)雜質(zhì)，玻璃光纖預(yù)制棒的透過率也有所提高；

利用lambert-behr公式β＝e×x，β為吸收損耗，ε為雜質(zhì)的消散系數(shù)，x為雜質(zhì)的濃度，另通過文獻(xiàn)查閱已知，ε(se-h)＝1000db/km/ppmat，ε(o-h)＝1×10⁴db/km/ppmwt；通過計(jì)算可以得出：采用現(xiàn)有直接制備出的as2se3硫系玻璃光纖預(yù)制棒中含有o-h鍵雜質(zhì)含量為8.9ppmwt，同時含有h2o和as-o雜質(zhì)；使用本發(fā)明中制備技術(shù)制備出的高純as2se3硫系玻璃光纖預(yù)制棒se-h鍵雜質(zhì)含量為14.7ppmat。數(shù)據(jù)表明，本發(fā)明技術(shù)可以有效地制備出純度較高的as2se3硫系玻璃光纖預(yù)制棒。

實(shí)施例三

在本實(shí)施例三中，制備硫系玻璃所使用的原料單質(zhì)分別為as、s和se，所要制備的高純硫系玻璃為as40s59se1玻璃棒，as40s59se1玻璃棒的直徑為20mm。

具體地，本實(shí)施例三中高純硫系玻璃as40s59se1的制備方法包括如下步驟：

步驟一，選用羥基含量均低于1ppm的七個石英安瓿瓶、一個石英玻璃管8以及七個多孔石英過濾器9；石英玻璃管的內(nèi)徑為20mm，以使得該石英玻璃管內(nèi)徑與所要制備as40s59se1玻璃棒的直徑匹配一致；七個石英安瓿瓶包括第一石英安瓿瓶1、第二石英安瓿瓶2、第三石英安瓿瓶3、第四石英安瓿瓶4、第五石英安瓿瓶5、第六石英安瓿瓶6和第七石英安瓿瓶7；第二石英安瓿瓶2、第三石英安瓿瓶3、第四石英安瓿瓶4、第五石英安瓿瓶5均具有橫向連接的輸入口和輸出口；第六石英安瓿瓶6、第七石英安瓿瓶7和石英玻璃管8均具有橫向連接的輸入口和輸出口；選用羥基含量低于1ppm的石英安瓿瓶的作用在于減少熔制過程石英安瓿瓶引入雜質(zhì)；

使用氫氟酸分別清洗各石英安瓿瓶內(nèi)表面以及石英玻璃管內(nèi)表面后，利用王水分別浸泡各石英安瓿瓶內(nèi)表面和石英玻璃管內(nèi)表面3小時，然后用去離子水對各石英安瓿瓶內(nèi)表面與石英玻璃管內(nèi)表面反復(fù)清洗后，放入烘箱烘干；其中，本實(shí)施例中利用氫氟酸和王水浸泡用以腐蝕掉各種表面吸附雜質(zhì)，利用去離子水反復(fù)清洗各石英安瓿瓶內(nèi)表面與石英玻璃管內(nèi)表面6～8次，以除去各石英安瓿瓶內(nèi)表面與石英玻璃管內(nèi)表面的酸性殘留溶液；

步驟二，選用純度為99.9999％的制備硫系玻璃用的單質(zhì)原料組合101，即as單質(zhì)原料、s單質(zhì)原料和se單質(zhì)原料按所需比例進(jìn)行配料，隨后將熔沸點(diǎn)較低的se單質(zhì)原料和s單質(zhì)原料放入第一石英安瓿瓶1內(nèi)，將700ppm的除氫劑11均放入第一石英安瓿瓶1內(nèi)；除氫劑11可以選擇采用alcl3或者tecl4；本實(shí)施例三中選用tecl4作為除氫劑；

將第一石英安瓿瓶1與第二石英安瓿瓶2的輸入口連接，第二石英安瓿瓶2的輸出口與第三石英安瓿瓶3的輸入口連接，第三石英安瓿瓶3的輸出口與第四石英安瓿瓶4的輸入口連接，第四石英安瓿瓶4的輸出口與第五石英安瓿瓶5的輸入口連接；在第二石英安瓿瓶2、第三石英安瓿瓶3、第四石英安瓿瓶4和第五石英安瓿瓶5的輸入口均放置多孔石英過濾器9；具體各相關(guān)石英安瓿瓶的連接情況參見圖1中所示；其中，令第一石英安瓿瓶1的瓶頸朝上，以使第一石英安瓿瓶1與第二石英安瓿瓶2呈直角；多孔石英過濾器9在相互連接的兩個石英安瓿瓶連接處的設(shè)置作用在于濾去蒸餾過程中隨蒸汽揮發(fā)的不溶性顆粒雜質(zhì)；

將700ppm的除氧劑12放入第四石英安瓿瓶4中，將熔沸點(diǎn)較高的as單質(zhì)原料放入第五石英安瓿瓶5；除氧劑采用mg；通過分別摻雜除氫劑和除氧劑到對應(yīng)的石英安瓿瓶內(nèi)，通過在蒸餾過程中與原料內(nèi)部的s-h鍵和as-o鍵反應(yīng)，可以有效地去除玻璃原料砷和硫內(nèi)部的雜質(zhì)，以提高參與反應(yīng)的單質(zhì)原料的純度；

步驟三，將第五石英安瓿瓶5的輸出口與真空泵10連接，并利用該真空泵10對第五石英安瓿瓶5抽真空，利用加熱裝置13加熱包括有第一石英安瓿瓶1、第二石英安瓿瓶2、第三石英安瓿瓶3、第四石英安瓿瓶4和第五石英安瓿瓶5的整個裝置的溫度至100℃，使整個裝置在100℃的溫度持續(xù)加熱2小時，以除去s單質(zhì)原料表面雜質(zhì)以及s單質(zhì)原料表面、se單質(zhì)原料和as單質(zhì)原料表面的水分；然后再將整個裝置升溫至300℃，以除去第五石英安瓿瓶5內(nèi)as單質(zhì)原料表面的氧化物雜質(zhì)；其中，此處的加熱裝置可以選擇采用加熱圈或馬弗爐或加熱帶；

在300℃的溫度下對整個裝置加熱2小時后，移除加熱裝置；待整個裝置中的所有石英安瓿瓶冷卻后，利用加熱裝置加熱第一石英安瓿瓶1的溫度達(dá)到500℃，并在加熱第一石英安瓿瓶1的同時保持利用真空泵對第五石英安瓿瓶5持續(xù)抽真空；

當(dāng)?shù)谝皇碴称?中的s單質(zhì)原料和se單質(zhì)原料全部動態(tài)蒸餾至第二石英安瓿瓶2內(nèi)時，繼續(xù)保持對第一石英安瓿瓶1的加熱溫度控制在500℃，同時對第二石英安瓿瓶2進(jìn)行加熱，以將第二石英安瓿瓶2內(nèi)的s單質(zhì)原料和se單質(zhì)原料全部動態(tài)蒸餾至第三石英安瓿瓶3內(nèi)；

保持第一石英安瓿瓶1和第二石英安瓿瓶2所對應(yīng)的加熱溫度不變，對第三石英安瓿瓶3進(jìn)行加熱，以將第三石英安瓿瓶3內(nèi)的s單質(zhì)原料和se單質(zhì)原料全部動態(tài)蒸餾至第四石英安瓿瓶4內(nèi)；

待所有s單質(zhì)原料和se單質(zhì)原料都進(jìn)入到第四石英安瓿瓶4內(nèi)后，使用乙炔焰對靠近第四石英安瓿瓶4輸入口的瓶頸進(jìn)行封斷；其中，本步驟三中針對單質(zhì)原料進(jìn)行三次全動態(tài)蒸餾狀態(tài)參見圖1中所示；

步驟四，將第四石英安瓿瓶4和第五石英安瓿瓶5從真空泵上取下，并向第五石英安瓿瓶5中加入700ppm的除氫劑tecl4，再將第五石英安瓿瓶5的輸出口與真空泵重新連接，并利用該真空泵對第五石英安瓿瓶5抽真空，抽真空持續(xù)5小時后，使用乙炔焰封斷靠近第五石英安瓿瓶5輸出口的瓶頸；參見圖2中所示；

步驟五，將第五石英安瓿瓶5放入加熱裝置中進(jìn)行封閉式蒸餾，第四石英安瓿瓶4的輸入口以與水平面呈30度的傾斜角朝下；第五石英安瓿瓶5的輸出口朝上并使第五石英安瓿瓶5與水平面呈30度的傾斜角；以650℃的加熱溫度持續(xù)加熱第五石英安瓿瓶5，直至第五石英安瓿瓶5內(nèi)的as單質(zhì)原料完全蒸餾干凈后，移除第五石英安瓿瓶外側(cè)的加熱裝置，并使用乙炔焰在靠近第四石英安瓿瓶4輸出口的部分進(jìn)行封斷；參見圖3中所示；第四石英安瓿瓶4和第五石英安瓿瓶5均分別保持一定的傾斜角度，有利于單質(zhì)原料在封閉蒸餾區(qū)域內(nèi)的冷凝沉積；

步驟六，將封斷后的第四石英安瓿4瓶放入搖擺爐13中熔制，并以2℃/min的速度對搖擺爐進(jìn)行升溫，搖擺爐內(nèi)的熔制溫度為700℃，熔制8小時后，在搖擺爐中取出第四石英安瓿瓶4并對第四石英安瓿瓶4進(jìn)行淬冷處理，以在第四石英安瓿瓶內(nèi)得到初步制備的as40s59se1玻璃；搖擺爐內(nèi)的溫度不宜過高，以防止第四石英安瓿瓶表面與其內(nèi)所得as40s59se1玻璃發(fā)生反應(yīng)而引入雜質(zhì)；其中，針對第四石英安瓿瓶的淬冷處理可以在空氣中淬冷至第四石英安瓿瓶與所得as40s59se1玻璃脫離為止；或者，使用冷水或液氮對第四石英安瓿瓶進(jìn)行加速淬冷；

步驟七，將裝有初步制備的as40s59se1的第四石英安瓿瓶4的輸出口切開并與第六石英安瓿瓶6的輸入口連接，第四石英安瓿瓶4的底部朝上并與第六石英安瓿瓶6互垂直設(shè)置；第六石英安瓿瓶6的輸入口放置石英多孔過濾器9；第六石英安瓿瓶6的輸出口與第七石英安瓿瓶7的輸入口連接，第七石英安瓿瓶7的輸出口和石英玻璃管8的輸入口連接，第七石英安瓿瓶7和石英玻璃管8的輸入口放置多孔石英過濾器9；參見圖4中所示；

步驟八，將石英玻璃管8的輸出口與真空泵連接并對石英玻璃管8抽真空，同時將步驟七中包括第四石英安瓿瓶4、第六石英安瓿瓶6、第七石英安瓿瓶7和石英玻璃9管的整個裝置通過加熱裝置加熱至100℃并持續(xù)2小時，以除去第四石英安瓿瓶4內(nèi)as40s59se1玻璃表面依附的水分；

移除加熱裝置，待第四石英安瓿瓶4、第六石英安瓿瓶6、第七石英安瓿瓶7和石英玻璃管8均冷卻后，保持對石英玻璃管8的抽真空狀態(tài)，使用加熱裝置以500℃的溫度對第四石英安瓿瓶4進(jìn)行加熱；

當(dāng)?shù)谒氖碴称?內(nèi)的as40s59se1玻璃全部動態(tài)蒸餾至第六石英安瓿瓶6內(nèi)時，繼續(xù)保持第四石英安瓿瓶4的溫度處于500℃；同時加熱第六石英安瓿瓶6的溫度至500℃，待第六石英安瓿瓶6內(nèi)的as40s59se1玻璃全部蒸餾到第七石英安瓿瓶7內(nèi)后，移除加熱裝置；

使用乙炔火焰先對靠近第七石英安瓿瓶7輸入口的部分進(jìn)行封斷，隨后封斷靠近石英玻璃管8輸出口的部分，以使得第七石英安瓿瓶7和石英玻璃管8形成一個封閉結(jié)構(gòu)；

將第七石英安瓿瓶7放入加熱裝置中進(jìn)行封閉式蒸餾，石英玻璃管8的輸出口以與水平面呈30度的傾斜角朝下設(shè)置，加熱第七石英安瓿瓶7的溫度至650℃，以將第七石英安瓿瓶7內(nèi)的as40s59se1玻璃蒸餾到石英玻璃管8中，隨后在靠近石英玻璃管8輸入口的部分使用乙炔焰進(jìn)行封斷；其中，針對所得as40s59se1玻璃進(jìn)行封閉式蒸餾參見圖5中所示；

步驟九，將步驟八中封斷好的石英玻璃管8放置在搖擺爐13中熔制，并對搖擺爐以4℃/min的溫度進(jìn)行升溫，使得搖擺爐內(nèi)的熔制溫度控制在700℃，待熔制8小時后，將石英玻璃管從搖擺爐中取出進(jìn)行淬冷；其中，石英玻璃管的淬冷處理為：令從搖擺爐中取出的石英玻璃管在空氣中淬冷至石英玻璃管與所得as40s59se1玻璃脫離為止；或者，使用冷水或液氮對石英玻璃管進(jìn)行加速淬冷；

待as40s59se1玻璃與石英玻璃管實(shí)現(xiàn)完全脫離后，將脫離后的as40s59se1玻璃放入退火爐中進(jìn)行退火，設(shè)置退火爐的退火溫度位于所制備玻璃的玻璃化溫度以下20℃，并使退火爐冷卻至室溫；退火的目的是為了消除玻璃內(nèi)應(yīng)力，防止后續(xù)加工中裂開；待石英玻璃管冷卻至室溫后，切開石英玻璃管，從石英玻璃管中取出制備好的as40s59se1玻璃棒，從而獲得高純度的硫系玻璃光纖預(yù)制棒as40s59se1。

圖8給出了本發(fā)明方法所制備高純度as40s59se1玻璃的透過光譜與現(xiàn)有技術(shù)所制備as40s59se1玻璃的透過光譜比較圖。

通過圖譜可以看出，相較于現(xiàn)有技術(shù)所制備出的as40s59se1玻璃光纖預(yù)制棒，采用本發(fā)明方法所制備出的as40s59se1硫系玻璃預(yù)制棒中的雜質(zhì)含量以及雜質(zhì)種類均要少的多，并且只含有s-h(位于4.01μm處)雜質(zhì)，不含oh(位于2.9μm處)、h2o(位于6.3μm處)雜質(zhì)，玻璃光纖預(yù)制棒的透過率也有所提高；

利用lambert-behr公式β＝ε×x，β為吸收損耗，ε為雜質(zhì)的消散系數(shù)，x為雜質(zhì)的濃度，另通過文獻(xiàn)查閱已知，ε(s-h)＝2500db/km/ppmat，ε(o-h)＝1×10⁴db/km/ppmwt)，通過計(jì)算可以得出：使用現(xiàn)有技術(shù)所制備出的高純as40s59se1硫系玻璃光纖預(yù)制棒s-h鍵雜質(zhì)含量為190.4ppmat，oh鍵雜質(zhì)含量為12.2ppmwt；使用本發(fā)明方法所制備出的高純as40s59se1硫系玻璃光纖預(yù)制棒s-h鍵雜質(zhì)含量為15.8ppmat。數(shù)據(jù)表明，本發(fā)明方法可以有效地制備出純度較高的as40s59se1硫系玻璃光纖預(yù)制棒。