专利名称：光纤初级预制件、光纤最终预制件和光纤及其制造方法
技术领域：
本发明涉及使用等离子体化学内部气相沉积工艺制造光纤初级预制件的方法，其中向中空玻璃基管的内部供给掺杂或未掺杂的玻璃形成前体，使等离子体形式的反应区沿着前述中空玻璃基管的长度在该中空基管的位于供给侧附近的换向点和位于排出侧附近的换向点之间往返移动；该基管被配置在加热炉内；并且在前述反应区内创建条件以在前述基管的内部沉积由至少两个单独玻璃层构成的一个或多个玻璃层封装体。本发明还涉及用于制造最终预制件的方法、用于制造光纤的方法以及利用这些方法所获得的初级预制件、最终预制件和光纤。
背景技术：
在内部气相沉积技术中，在中空玻璃基管的供给侧供给包括玻璃形成气体和可选掺杂物的反应混合物，之后在反应区内将所述气体转换成玻璃。未反应的气体和/或剩余产物经由中空玻璃基管的排出侧被排出。
在PCVD (等离子体化学气相沉积)型的内部气相沉积工艺中，反应区是沿着中空玻璃基管的长度往返移动的等离子体。在PCVD工艺中，与反应区正移动的方向无关地，在中空玻璃基管的内部直接沉积玻璃层。此外，PCVD工艺已公知，特别可参考US 4，741，747、 US 5， 145，509、US 5， 188，648、W02004/101458 和 US 2008/0044150。
在MCVD(Modified Chemical Vapor Deposition,改进的化学气相沉积)或 FCVD(Furnace Chemical Vapor Deposition,加热炉化学气相沉积)型的内部气相沉积工艺中，通过分别使用燃烧器或加热炉对中空玻璃基管的外部加热来使玻璃形成气体和可选掺杂物能起反应。在位于燃烧器或加热炉附近的反应区中，玻璃形成气体被转换成所谓的粉尘(soot)，其中该粉尘在热泳的影响下沉积在中空玻璃基管的内部。 通过加热使所述粉尘转换成玻璃。在MCVD或FCVD工艺中，仅在反应区向着中空玻璃基管的排出侧移动时沉积玻璃层。PCVD、MCVD和FCVD工艺在本领域已公知。
JP 57-51139公开了产生光纤所用的起始材料的MCVD工艺。按照周期，通过在供给侧附近的位置处开始沉积、并且反应区向着排出侧移动的距离根据各玻璃层而改变，在基管的内部沉积多个玻璃层。该起始材料通过连续执行多个周期来产生。
光纤包括纤芯和包住所述纤芯的外层(还称为“包层”)。该纤芯与该包层相比通常具有较高的折射率，使得光可以经由光纤传播。
光纤的纤芯可以包括各自在径向上具有特定厚度和特定折射率或特定折射率梯度的一个或多个的同心层。
具有包括径向上的折射率恒定的一个或多个同心层的纤芯的光纤还被称为(多)阶梯折射率光纤。同心层的折射率Ili和包层的折射率Ilcd之间的差可以以所谓的德尔塔值(表示为Ai%)来表示，并且可以根据以下公式来计算。2 2
Λ, % =* 100%2 ;
其中
IIi=层i的折射率值
nel=包层的折射率值
还可以以获得具有所谓的渐变折射率分布的纤芯的方式来制造光纤。利用Λ值 Λ%和所谓的阿尔法值α来定义这种径向折射率分布。纤芯的最大折射率用于确定八％ 值。可以利用以下公式来确定α值。
权利要求
1.一种用于使用等离子体化学内部气相沉积工艺制造光纤初级预制件的方法，其中，向中空玻璃基管的内部供给掺杂或未掺杂的玻璃形成前体，使等离子体形式的反应区沿着所述中空玻璃基管的长度在所述中空玻璃基管的位于供给侧附近的换向点和位于排出侧附近的换向点之间往返移动，所述中空玻璃基管被配置在加热炉内，并且在所述反应区内创建使得在所述中空玻璃基管的内部沉积由至少两个单独玻璃层构成的一个或多个玻璃层封装体的条件，其特征在于，所述方法包括以下步骤 i)针对要彼此相邻地沉积的多个玻璃层的沉积定义沉积条件，并且在所定义的沉积条件下形成玻璃层封装体； )针对要彼此相邻地沉积的连续多个玻璃层的沉积定义沉积条件，并且在所定义的沉积条件下形成后续的玻璃层封装体，其中针对i)和ii)所定义的沉积条件彼此不同；以及 iii)在可能的情况下重复步骤i)和ii)， 其中，在iii)中所定义的沉积条件与在i)和ii)中所定义的沉积条件可能相同。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，玻璃层封装体内的彼此相邻的玻璃层的沉积条件彼此相对应。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，在特定玻璃层封装体内，通过沉积所获得的一个玻璃层的折射率值与通过沉积所获得的另一玻璃层的折射率值相对应。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，由彼此相邻配置的多个个体玻璃层封装体的组合构成的玻璃层封装体的平均折射率值被看作各个体玻璃层封装体的折射率值的组合，其中组合得到的玻璃层封装体内的至少两个个体玻璃层封装体的折射率值彼此不同。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，由彼此相邻配置的多个个体玻璃层封装体的组合构成的玻璃层封装体的截面面积即CSA被看作各个体玻璃层封装体的CSA值的组合，其中组合得到的玻璃层封装体内的至少两个个体玻璃层封装体的CSA值彼此不同。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，各玻璃层封装体的各玻璃层在径向上的厚度为O.1微米 10微米，优选为O. 5微米飞微米。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，玻璃层封装体内的玻璃层的数量为2 100，优选为2 50，更优选为4 30。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中，玻璃层封装体内的玻璃层的数量被设置成满足以下条件
9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中，所述沉积条件的定义包括从以下组中选择的一个或多个工艺参数的设置在所述供给侧测定的玻璃形成前体的流量、掺杂物的百分比、所述反应区的速度、所述反应区的等离子体的强度以及所述反应区的长度。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，在用于形成玻璃层封装体的玻璃层的沉积期间，使各沉积条件沿着沉积长度保持恒定，即沿着所述中空玻璃基管中的、所述反应区在两个换向点之间移动的长度保持恒定。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，针对由多个玻璃层构成的一个玻璃层封装体的沉积所确定的沉积条件在所述一个玻璃层封装体的沉积期间恒定，并且针对由多个玻璃层构成的另一玻璃层封装体的沉积所确定的沉积条件在所述另一玻璃层封装体的沉积期间也恒定，但所述一个玻璃层封装体所使用的沉积条件不同于所述另一玻璃层封装体所使用的沉积条件。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的方法，其中，所述反应区以2m/min"40m/min、优选为15m/mirT25m/min的平均速度沿着所述中空玻璃基管的长度移动。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的方法，其中，所述初级预制件包括至少一个预制件层，该预制件层至少部分由玻璃层封装体构成，并且所述预制件层在径向上具有大致恒定的平均折射率以及/或者恒定的平均截面面积。
14.一种用于制造光纤最终预制件的方法，包括以下步骤 i)根据权利要求1至13中任一项所述的方法制造初级预制件； ii)在热源的影响下，使步骤i)中所获得的初级预制件收缩成实心初级预制件；以及 iii)可选地向步骤ii)中所获得的实心初级预制件的外侧施加附加量的玻璃，从而形成所述最终预制件。
15.一种用于制造光纤的方法，包括根据权利要求14所述的方法制造最终预制件，之后对所述最终预制件的一端加热，并随后从被加热的一端拉制出光纤。
16.一种初级预制件，其能够通过使用根据权利要求1至13中任一项所述的方法来获得。
17.—种最终预制件，其能够通过使用根据权利要求14所述的方法来获得。
18.—种光纤，其能够通过使用根据权利要求15所述的方法来获得。
全文摘要
本发明涉及光纤初级预制件、光纤最终预制件和光纤及其制造方法。该光纤初级预制件的制造方法是用于使用等离子体化学内部气相沉积工艺制造光纤初级预制件的方法，其中，向中空玻璃基管的内部供给掺杂或未掺杂的玻璃形成前体，使等离子体形式的反应区沿着所述中空玻璃基管的长度在所述中空玻璃基管的位于供给侧附近的换向点和位于排出侧附近的换向点之间往返移动，所述中空玻璃基管被配置在加热炉内，并且在所述反应区内创建使得在所述中空玻璃基管的内部沉积由至少两个单独玻璃层构成的一个或多个玻璃层封装体的条件。
文档编号C03B37/018GK103011577SQ201210353530
公开日2013年4月3日 申请日期2012年9月20日 优先权日2011年9月20日
发明者I·米莉瑟维克, M·J·N·范·斯特劳伦, E·阿尔迪, G·F·克莱文 申请人:德拉克通信科技公司