专利名称：光纤预制棒的制造方法
技术领域：
本发明涉及光纤通信领域，特别是涉及一种利用三种工艺的光纤预制棒的制造方法。
背景技术：
在当代通信网络中，面向客户端的接入技术，始终是限制高带宽业务快速发展的难点，这就是所谓的通信网络中的最后一公里难题，海量的信息在经由传输设备到达接入网后，必须分割成涓涓溪流，才能与终端用户互联互通。对目前已占到全球信息流量80 %以上的光纤通信网络来说，光纤接入技术是解决这一难题的天然手段。利用光纤的海量带宽， 通过一系列的技术手段，实现整个信息网络的“光纤化”，将能充分支撑随着高清电视、三网融合、IPTV等新业务带来的爆炸性网络带宽的增长需求，有力推动光纤通信市场持续稳定的发展。接入网的光缆布线环境较为复杂，在大楼的楼道或者室内布线时空间非常狭小， 光缆必须以较小的弯曲半径进行安装与铺设，例如，光纤弯曲半径小到7. 5mm，甚至达到 5mm。因此，接入网的实际环境要求光纤具备良好的弯曲性能，这种光纤是宽带光纤接入技术的关键材料，它是光纤接入网络的基础传输媒介，该光纤能穿过复杂多变的区域将海量的信息传送到终端用户，稳定的实现高带宽的互联互通。ITU-T于2009年11月发布了修订后的第二版G. 657A光纤标准，即《接入网用弯曲不敏感的单模光纤和光缆特性》 (“Characteristics of a bending loss insensitive single mode optical fibre and cable for the access network”)。可见，弯曲不敏感光纤的开发和低成本的规模化生产， 对于推动我国宽带高速接入网技术的发展，具有重要的意义，其中用于制造光纤的光纤预制棒的生产成为最为核心的关键材料。为了方便理解本发明，将本发明涉及的专业术语集中定义如下沉积光纤原材料在一定的环境下发生化学反应生成掺杂的石英玻璃的工艺过程。熔缩将沉积后的空心玻璃管在一定的热源下逐渐烧成实心玻璃棒的工艺过程。套管满足一定截面积和尺寸均勻性的高纯石英玻璃管。基管用于沉积的高纯石英玻璃管。折射率剖面(RIP)光纤或光纤预制棒(包括光纤芯棒)的折射率与其半径之间的关系曲线。绝对折射率差(δ η):光纤预制棒中各个部分的折射率与纯石英玻璃折射率的差。相对折射率
权利要求
1.一种光纤预制棒的制造方法，该方法包括以下步骤(1)采用轴向气相沉积VAD工艺制备光纤芯棒；(2)采用等离子化学气相沉积PCVD工艺制备掺氟下陷包层，与(1)中制备的光纤芯棒熔缩成光纤芯棒预制件；(3)采用外部气相沉积OVD工艺制备光纤芯棒预制件的外包层，最终烧结成透明的光纤预制棒；其特征在于所述光纤芯棒包含包层，光纤芯棒的包层直径与光纤芯棒的芯直径二者比值在3. 2 4. 6之间；所述掺氟下陷包层起始位置的直径与所述芯直径的比值在3. 2 4. 6之间，所述掺氟下陷包层的宽度与芯直径的比值在0. 24 0. 49之间。
2.如权利要求1所述的光纤预制棒的制造方法，其特征在于，步骤(1)中采用VAD工艺制备光纤芯棒，具体包括以下步骤将直径为70 80mm的靶棒安置在VAD沉积车床上， 通入四氯化硅、四氯化锗和高纯氧气的混合气体，在氢氧焰高温下生成掺锗的石英玻璃芯层和部分包层，VAD工艺的加工参数为混合气体的总流量为19000 21000ml/min，光纤芯棒的沉积速率为20 25g/min，形成光纤芯棒，芯层部分与纯石英玻璃的相对折射率差为 0. 35% 0. 39%。
3.如权利要求2所述的光纤预制棒的制造方法，其特征在于，VAD工艺的加工参数为 混合气体的总流量为20000ml/min，光纤芯棒的沉积速率为22g/min，形成光纤芯棒，其包层直径与芯直径的比值为4. 2，芯层部分与纯石英玻璃的相对折射率差为0. 37%。
4.如权利要求2所述的光纤预制棒的制造方法，其特征在于，步骤O)中采用PCVD工艺制备掺氟下陷包层，具体包括以下步骤将外直径为70mm、内直径为65mm的纯石英玻璃基管，安置在PCVD沉积车床上，通入四氯化硅、C2F6和高纯氧气的混合气体，PCVD工艺的加工参数为混合气体的总流量为10000 12000ml/min，在15. 2 18. 5kW微波的作用下， 在石英基管的内部沉积掺氟下陷包层，石英管内压力为16 18mbar，沉积速率为8. 6 10. 6g/min，掺氟下陷包层与纯石英玻璃基管的相对折射率差为-0. 4% -0. 6%之间。
5.如权利要求4所述的光纤预制棒的制造方法，其特征在于，PCVD工艺的加工参数为 混合气体的总流量为llOOOml/min，在16. 5kW微波的作用下，在石英基管的内部沉积掺氟下陷包层，石英管内压力为17mbar，沉积速率为9. 6g/min，掺氟下陷包层起始位置的直径与芯直径的比值为4. 2，沉积掺氟下陷包层的宽度与芯直径的比值为0. 36，掺氟下陷包层与纯石英玻璃基管的相对折射率差为-0. 50%。
6.如权利要求4所述的光纤预制棒的制造方法，其特征在于，步骤(3)具体包括以下步骤将所述光纤芯棒预制件安置在OVD车床上，通入四氯化硅和高纯氧气的混合气体，沉积外包层，OVD工艺的加工参数为外包层沉积速率为97 106g/min，烧结成透明的光纤预制棒，所述光纤预制棒的直径为200 255mm。
7.如权利要求6所述的光纤预制棒的制造方法，其特征在于，OVD工艺的加工参数为 外包层沉积速率为106g/min，并烧结成透明的光纤预制棒，最终该光纤预制棒的直径为 255mm0
8.如权利要求6所述的光纤预制棒的制造方法，其特征在于，步骤C3)之后进行光纤拉丝的步骤将所述光纤预制棒安置在拉丝塔上，在2200°C左右的高温下，将其拉丝成外径为124. 2 125. 8微米、内涂层直径为189. O 190. 8微米、外涂层直径为M4. 2 M5. 6微米的光纤。
9.如权利要求8所述的光纤预制棒的制造方法，其特征在于，将所述光纤预制棒拉丝成外径为125. 2微米，内涂层直径为190. 5微米，外涂层直径为M5. 5微米的光纤。
10.如权利要求8所述的光纤预制棒的制造方法，其特征在于，所述光纤以5mm为半径弯曲一圈时的1550nm波长的附加损耗小于0. IOdB, 1625nm波长的附加损耗小于0. 30dB。
全文摘要
一种光纤预制棒的制造方法，包括(1)采用轴向气相沉积VAD工艺制备光纤芯棒；(2)采用等离子化学气相沉积PCVD工艺制备掺氟下陷包层，与(1)中制备的光纤芯棒熔缩成光纤芯棒预制件；(3)采用外部气相沉积OVD工艺制备光纤芯棒预制件的外包层，最终烧结成透明的光纤预制棒；所述光纤芯棒包含包层，光纤芯棒的包层直径与光纤芯棒的芯直径二者比值在3.2～4.6之间；所述掺氟下陷包层起始位置的直径与所述芯直径的比值在3.2～4.6之间，所述掺氟下陷包层的宽度与芯直径的比值在0.24～0.49之间。本方法解决了单模光纤高效规模化生产的关键技术，大幅度提高弯曲不敏感单模光纤预制棒的制造效率，降低生产成本。
文档编号C03B37/014GK102225843SQ20111012304
公开日2011年10月26日 申请日期2011年5月13日 优先权日2011年5月13日
发明者李诗愈, 柯一礼, 罗文勇, 胡福明, 莫琦, 陈伟, 黄文俊 申请人:烽火通信科技股份有限公司