微结构化传输光纤的制作方法

专利名称：微结构化传输光纤的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及光纤，更具体来说，本发明涉及其中包含随机分布的空穴的耐弯曲光纤，本发明还涉及所述光纤的抛光方法。
背景技术：
由玻璃材料形成的光纤投入商业应用已经超过二十年了。虽然这些光纤在电信领域代表量子的飞跃，但是人们仍在不断研究替代性的光纤设计。迄今为止，光纤尚未成功利用的一个应用空白是光纤入户。但是，用于建筑物和住宅的光纤面临许多难题。为了保持低成本，极其重要的是有迅捷而低技术含量的安装工艺，而这又要求所使用的光缆能够像铜铜芯电缆一样容易处理和安装，同时还不会对光功率估算造成不利影响。为了确保与户外配线网络的无缝互连，同样重要的是，任何新的光纤都能够很容易地与标准G. 652光纤， 即标准单模光纤连接。按惯例在建筑物内部安装光纤的工作人员会遇到的问题是，如果像铜芯电缆一样安装标准单模光纤，则标准单模光缆会有大的光损耗。人们设计并制造了包含非周期性或连续型空气线(也称作空穴或空洞)的光纤 (本文称作微结构光纤)，用于很多应用。这些微结构光纤的弯曲损耗低，包含这些光纤的光缆可以像铜芯电缆那样安装，同时不会有大的光损耗。如果在需要将微结构化光纤与标准光纤或者另一种微结构化光纤机械连接的系统中使用微结构化光纤，则首先需要对光纤的端面进行抛光，以确保相连的光纤之间的连接低损耗和接触可靠(例如，所述光纤不能从连接器套管端部凸出)。但是，在抛光工艺中产生的抛光残渣以及抛光工艺使用的研磨剂会进入含空穴的光纤的空穴部分内，造成连接损耗增大，可靠性下降。因此，人们希望能够开发出另外的耐弯曲的光纤设计，特别是开发出对宏弯曲不敏感的光纤，此种光纤中抛光碎屑进入空穴的可能性最小，或者光纤对抛光碎屑进入空穴不敏感。

发明内容
根据一个实施方式，微结构化光纤包括纤心区域，该纤心区域围绕纵向中心线设置，包括具有第一折射率的折射率分布曲线，以及围绕所述纤心区域的包层区域，所述包层区域包括环形含空穴区域，所述环形含空穴区域由非周期性设置的空穴组成；其中，单位为纳米的最大空穴直径为，单位为厘米的最大空穴长度不大于 2. 5X105X (d最大)_17。
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根据一个实施方式，提供了一种对微结构光纤进行抛光的方法，所述微结构光纤包括纤心区域，所述纤心区域围绕纵向中心线设置；和围绕所述纤心区域的包层区域，所述包层区域包括环形含空穴区域，所述环形含空穴区域由非周期性设置的空穴组成，所述方法包括以下步骤(i)劈开所述光纤，从而形成劈开端面，所述劈开端面包括暴露的空穴，所述暴露的空穴具有最大空穴直径，其单位为纳米，和最大空穴长度，其单位为厘米，其中所述最大空穴长度不大于2. 5X IO5X (d^)-1·7 ；以及(ii)对所述劈开端面进行抛光。根据一个实施方式，提供了一种用连接器连接光纤的方法，所述光纤包括纤心、具有非周期性设置的空穴的包层以及涂层和缓冲层中的至少一层，所述方法包括以下步骤(i)剥掉一段长度的所述涂层和缓冲层中的至少一层，使一部分光纤暴露出来；(ii)将所述暴露的光纤部分劈开，形成劈开端面，所述劈开端面包括暴露的空穴， 所述暴露的空穴的直径不大于最大空穴直径Clp (单位为纳米)，最大空穴长度(单位为厘米)不大于2· 5X IO5X (d最大)_17;以及(iii)对所述劈开端面进行抛光，以形成抛光的光纤端面。在一些实施方式中，所述方法包括将所述光纤安装在具有套管端面的连接器套管中。在一些实施方式中，所述方法可以包括以下步骤安装所述光纤，使得光纤的暴露部分凸出超过套管的端面。所谓“非周期性设置”或“非周期性分布”表示从光纤的截面(例如垂直于纵轴的截面)来看，所述非周期性设置的空穴是随机或者非周期性分布在一部分光纤上的。沿着光纤长度上不同的位置得到的类似截面将具有不同的截面空穴图案，也就是说，各种截面具有不同的空穴图案，而空穴的分布和空穴的尺寸不一致。也就是说，所述空穴是非周期性的，即这些空穴在光纤结构内不是周期性设置的。这些空穴沿着光纤的长度(即平行于纵轴)拉长(细长的)，但是对于传输光纤的常规长度来说，不会延伸通过整根光纤的整个长度。虽然不希望受到理论限制，认为空穴延伸长度小于几米，在许多情况下，沿着光纤长度延伸小于1米。术语“空穴”和“气籽(seed)”在本文中可互换使用。通过将含空穴区域(含空穴环或者中间环形区域)与纤心隔开，有助于降低光纤在1550纳米的光波长处的衰减。另外，限制含空穴区域的宽度能够促进光纤内的单模传输。因为如果需要的话，在含空穴区域内可以避免使用昂贵的掺杂剂，例如氟和/或氧化锗，同样，如果需要的话，还可以避免采用用来在光纤的玻璃部分内设置空间上周期性设置的空穴的层叠-拉制制造法，因此本文所揭示的光纤可以使用成本较低的制造方法制造。或者，本文所揭示的方法可以用来仅仅为光纤的包层添加空穴，所述光纤的包层可以用氧化锗、磷、铝、镱、饵、氟或其他常规光纤掺杂剂材料中的一种或多种掺杂，或者还可以在包层中包含空间上周期性设置的空穴，以提高光纤的耐弯曲性。在本文所述的一些实施方式中，所述光纤不含或基本不含氟或硼。在以下的详细描述中提出了本发明的其他特征和优点，其中的部分特征和优点对本领域的技术人员而言，根据所作描述就容易看出，或者通过实施包括以下详细描述、权利要求书以及附图在内的本文所述的本发明而被认识。
应理解，前面的一般性描述和以下的详细描述都是本发明的具体说明，用来提供理解要求保护的本发明的性质和特性的总体评述或框架。包括的附图提供了对本发明的进一步的理解，附图被结合在本说明书中并构成说明书的一部分。附示说明了本发明的各种实施方式，并与描述一起用来说明本发明的原理和操作。附图简要说明

图1显示了用来形成烟炱预成形件的OVD法。图2显示了根据本发明的固结法的截面侧视图。图3显示了用来形成纤心杆的再拉制法。图4显示了已经沉积在纤心杆上的烟炱的固结。图5显示了由图4所示固结步骤制得的完全固结的预成形件。图6a和6b显示了根据本发明一个实施方式制造的光纤的截面照片。图7显示了可以用于本发明方法的拉制工艺和设备。图和8b显示了根据本发明制造的光纤的截面示意图，图中显示的光纤具有涂层。图9显示了材料进入长度随着空穴直径和长度而变化的敏感性。
具体实施例方式本文所揭示的光纤可以采用下文所述的方法制造，这些方法所采用的预成形件固结条件会造成大量的气体被捕获在固结的玻璃预成形件中，从而造成在固结的玻璃光纤预成形件中形成空穴。在本文中没有采用一些步骤来除去这些空穴，而是使用所得的预成形件形成其中包含空穴的光纤。在本文中，空穴的直径为当从光纤纵轴的横向的垂直截面观察光纤的时候，其端点设置在限定空穴的二氧化硅内表面上的最长的线段。“相对折射率百分数”定义为Δ <%= 100Χ (叫2-11。2)/2叫2，除非另外说明，式中叫是 i区域内的最大折射率，η。是纯(未掺杂的)二氧化硅的折射率。术语“α-分布曲线”表示记作△(! )(单位为“％”)的相对折射率分布曲线，其中r为半径，该参数用以下公式表示，Δ (r) = Δ (r0) (1_ [ | r-r01 / (rrr0) ] α)，式中r。表示Δ (r)为最大值的点，巧表示Δ (r) % = 0的点，r的范围是巧< r <rf，其中Δ如上文所定义，^是α-分布曲线的起始点，&是α-分布曲线的终点，α是指数，为实数。本文使用的光纤截止波长采用标准2米光纤截止测试 (F0TP-80 (ΕΙΑ-ΤΙΑ-455-80))测定，得到“光纤截止波长”，也被称作“2米光纤截止”或者 “光纤截止”。在一些实施方式中，优选光纤截止波长小于1600纳米，在其它的实施方式中， 优选光纤截止波长小于1500纳米，在其它的实施方式中，优选光纤截止波长小于1300纳米。本文使用的光缆截止波长采用标准22米光缆截止测试 (F0TP-170(EIA-455-170))测定，得到“光缆截止波长”，也被称作“22米截止波长”或者“光缆截止”。在一些实施方式中，优选光缆截止波长小于1600纳米，在其它的实施方式中，优选光缆截止波长小于1500纳米，在其它的实施方式中，优选光缆截止波长小于1260纳米。
模场直径(MFD)用Peterman II 法测定，其中 2w = MFD,w2 = (2 / f2rdr/ f [df/ dr]2r dr)，积分范围是0至⑴。除非另外说明，本文描述的所有光学性质(例如色散，色散斜率，弯曲等)在波长=1550纳米处测得。在通过外部气相沉积(OVD)法或者气相轴向沉积(VAD)法之类的常规烟炱沉积工艺制造传输光纤的过程中，在火焰中热解形成二氧化硅和掺杂二氧化硅颗粒，这些形成的颗粒以烟炱的形式沉积。对于OVD的情况，通过使得加载有烟炱的火焰沿着圆柱形靶的轴横向移动，在圆柱形靶棒的外侧逐层沉积颗粒，从而形成二氧化硅烟炱预成形件。然后用干燥剂(例如氯气，CO, COCl2, SiCl4，或者它们的组合)处理这些多孔烟炱预成形件，以除去水和金属杂质，然后在1100-1500°C的温度下固结或者烧结成玻璃预成形件。表面能推动的粘性流烧结是烧结的主要机理，该烧结导致烟炱的孔致密化并闭合，从而形成固结的玻璃预成形件。在烧结的最终阶段，当开放的孔被封闭的时候，固结操作中使用的气体可能会被捕获。如果在烧结温度下，捕获的气体在玻璃内的溶解性和渗透性高，则在固结工艺过程中，这些气体能够通过玻璃迁移，到玻璃之外。或者，光纤制造工艺的固结阶段之后，仍然被捕获在玻璃内的气体可以通过将光纤预成形件保持一段时间，直到这些气体通过所述玻璃预成形件迁移出来，将这些气体脱除，从而在预成形件之内留下一个或多个其中为真空的空穴。由所述预成形件拉制形成光纤时，在此拉制操作过程中，这些空穴闭合，留下无空穴或基本无空穴的光纤。在用来制造常规传输光纤的固结方法中，目标是使获得的光纤在其纤心区和包层区域内都完全不含空穴。在对常规的光纤预成形件进行固结的过程中，经常使用氦气气氛。因为氦气在玻璃中的渗透性很高，在固结工艺过程中，氦气能够很容易地从烟炱预成形件和玻璃中排出，因此在氦气中固结之后，玻璃不含孔或者空穴。使用来制造本文所揭示的光纤的预成形件经历以下的预成形件固结条件能够有效地使得大量气体被捕获在固结的玻璃预成形件的一个区域内，由此在固结的玻璃光纤预成形件的包含空穴的区域内形成非周期性分布的空穴。在本文中没有采用一些步骤来除去这些空穴，而是故意使用所得的预成形件形成其中包含空穴的光纤。具体来说，通过使用较低渗透性的气体和/或较高的烧结速率，在固结工艺过程中，空穴会被捕获在固结的玻璃中。可以通过提高烧结温度以及/或者增大烟炱预形成件经过固结炉的烧结区的向下进料速率来增大烧结速率。在某些烧结条件下，可以制得被捕获气体的面积分数占预成形件总面积或总体积的显著部分的玻璃。在本文所揭示的光纤中，由于采用本文所揭示的工艺而存在于光纤之中的非周期性分布的空穴位于光纤的包层之内。这些空穴用来降低折射率。通过采用所述固结参数， 使得空穴的最大直径小于沿着光纤的长度传输的光波长(例如，对于用于电信用途的光纤来说，波长小于1550纳米)，所述光纤可以有效地用来在特定的波长传输信息。图1显示了一种制造烟炱光纤预成形件20的方法，所述预成形件20可以用来制造本文所揭示的光纤。在图1所示的实施方式中，通过在一边旋转一边平移的心轴或饵棒 24的外侧沉积含二氧化硅的烟炱22而形成烟炱预成形件20。该方法被称作OVD或外部气相沉积法。优选心轴M是锥形的。通过向燃烧器26的火焰30提供气体形式的玻璃前体 28，氧化所述玻璃前体，从而形成烟炱22。向该燃烧器沈提供燃料(例如甲烷(CH4))和支持燃烧的气体34 (例如氧气)，并引燃，从而产生火焰30。质量流量控制器被标作V，其向燃烧器沈计量加入适量的合适的掺杂剂化合物36、二氧化硅玻璃前体观、燃料32和支持燃
7烧的气体34，所有这些物质优选为气体形式。在火焰30中对玻璃形成体化合物观、36进行氧化，以形成大体圆柱形的烟炱区域23。具体来说，如果需要的话，可以包含掺杂剂化合物 36。例如，可以包含锗化合物作为增大折射率的掺杂剂(例如包含在光纤的纤心中)，或者可以包含含氟化合物以降低折射率(例如包含在光纤的包层和/或含空穴区域)。如图2所示，可以在固结炉四内使得包括圆柱形烟炱区域23的烟炱预成形件20 固结，形成固结的预成形件31 (在下图3中显示)。在固结之前，移除图1所示的心轴对， 形成空心的圆柱形烟炱预成形件。在固结过程中，例如使用保持机构21将烟炱预成形件20 悬挂在加热炉四的纯石英套管27之内。较佳的是，在固结步骤之前，使得预成形件20接触干燥气氛。例如，合适的干燥气氛可以包含约95-99%的氦气和1-5%的氯气或者CO气体，温度约为950-1250°C，合适的干燥时间约为0. 5-4. 0小时。如果需要的话，可以使用例如其中包含氟或者其他光纤掺杂剂的掺杂剂气体对烟炱预成形件进行掺杂。例如，为了掺杂氟，可以使用SiF4*/或CF4气体。这些掺杂剂气体的使用条件可以为常规的掺杂温度， 例如约为950-1250°C，时间为0. 25-4小时。在空穴捕获固结步骤过程中(该步骤优选在烟炱干燥步骤之后进行)，升高加热炉温度，预成形件20在合适的温度(例如约1390-1535°C)下固结，以形成固结的预成形件。或者，更优选地，可以采用梯度烧结，由此驱动烟炱预成形件20向下移动通过加热炉四的加热区，所述加热炉四的加热区保持在约1225-1550°C，更优选约1390_1535°C。例如，所述预成形件可以保持在等温区内，所述等温区保持在所需的干燥温度(950-1250°C )，然后驱动所述烟炱预成形件以一定的速度通过保持在所需固结温度(例如1225-1550°C，更优选1390-1535°C )的区域，所述速度足以使得预成形件20的温度以大于1°C /分钟的速率升高。所述加热炉的上部区域可以保持在较低的温度，这样促进干燥和杂质去除步骤。下部区域可以保持在固结所需的较高温度。在一个优选的实施方式中，所述包含烟炱的预成形件以第一向下加料速率向下加料通过固结加热区，然后以第二向下加料速率使得所述预成形件向下加料通过第二加热区，所述第二向下加料速率小于所述第一向下加料速率。这样的固结技术导致烟炱预成形件的外侧部分先于预成形件的其余部分烧结，从而促进了气体的捕获，这又促进了所得固结玻璃中空穴的形成和保持。例如，所述预成形件可以以第一速度经受合适的固结温度(例如约高于1390°C )，所述第一速度足以使得预成形件温度以大于15°C /分钟，更优选大于17°C /分钟的速率升高，然后采用至少一种第二向下进料速率/固结温度的组合，该组合足以使得预成形件以至少约12°C /分钟，更优选大于14°C / 分钟的速率加热。较佳的是，所述第一固结速率造成的预成形件外侧的温度升高速率比第二固结速率的加热速率高2V /分钟，更优选高3°C /分钟，最优选约高4°C /分钟。如果需要的话，可以采用第三固结步骤，该第三固结步骤以更慢的速率加热(例如小于10°C /分钟)。或者，所述烟炱预成形件可以以更快的速率烧结，以便通过驱动烟炱预成形件通过加热炉的加热区(其温度高于1550°C，更优选高于1700°C，更加优选高于1900°C )，产生更多的空穴。或者，可以通过使用与烟炱接触的开放火焰或等离子体火炬，在加热炉之外，以更快的速率对烟炱预成形件进行烧结。如果需要的话，可以使用一系列不同的固结步骤制造光纤预成形件，一些固结步骤可以包括常规固结步骤，从而将特定的预成形件区域完全烧结成无空穴的完全固结的玻璃，然后另外沉积烟炱，采用空穴捕获固结步骤进行烧结。可以用于空穴捕获固结步骤的优选烧结气体包括选自下组的至少一种气体氮气、氩气、CO2、氧气、氯气、CF4, CO、SO2、氪气、氖气，和它们的混合物。这些气体在等于或低于根据本发明方法适合用来形成空穴的固结温度下，在二氧化硅玻璃中具有较低的渗透性。更优选的是，用来在环形含空穴区域内形成非周期性设置的空穴的烧结气体选自下组(1)氪气或二氧化硫气体，或者( 氯气与氮气、二氧化碳或二氧化硫、氩气或氪气中的至少一种，或者(3)它们的混合物。该氯气可以在产生空穴的固结步骤过程中提供，或者可以在固结步骤之前提供给该玻璃区域，例如可以在干燥步骤中使用足量的氯气，使得氯气被包留在玻璃中，优选在此区域的玻璃中包含的氯气的量大于2000重量ppm，更优选大于3000重量ppm。
较佳的是，这些产生空穴的气体单独使用或者组合使用，其用量为5-100体积％， 更优选约为20-100体积％，最优选约为40-100体积％。剩余的烧结气氛由合适的稀释气体或者载气组成，例如氦气、氢气、氘气，或者它们的混合物。一般来说，烧结气体中使用的产生空穴的气体(氮气，Ar，CO2, O2, Cl2, CF4, CO, SO2，氪气，氖气，或者它们的混合物)的体积百分数越大，则制得的固结玻璃中空穴越大越多。更佳的是，用来在固结步骤过程中形成空穴的烧结气体包括选自下组的至少一种气体氮气、氩气、CO2、氧气、SO2和氪气、氖气，以及它们的混合物。这些气体可以完全单独使用，或者与氦气之类的载气混合使用。两种特别优选的产生空穴的气体是Kr或SO2。还可以通过在部分真空条件下(例如，将预成形件置于压力约为40-750托的烧结气氛下)，在低渗透性气体(例如氮气、氩气、氪气、CO2、氧气、氯气、 CF4、C0、S02)中对烟炱进行烧结，从而产生空穴，在此情况下，不需要使用氦气之类的较高渗透性的稀释气体。使用本文所揭示的产生空穴的固结技术，可以制得具有以下特征的光纤 该光纤具有包层，所述包层包括含空穴区域，该区域的区域空穴面积百分数约为1-10%，在其他优选的实施方式中，发现环形含空穴区域内非周期性设置的空穴在所述含空穴区域内的区域空穴面积百分数为1-6%，空穴的平均数量密度大于1个空穴/微米2，更优选大于2 个空穴/微米2，更加优选大于3个空穴/微米2，在一些实施方式中，优选大于5个空穴/ 微米2。在本文中，区域空穴面积百分数表示含空穴的环形区域内空穴的总面积除以含空穴的环形区域的总面积(当从垂直于光纤轴的截面观察光纤的时候)再乘以100，所述含空穴的区域由含空穴区域的内边界和外边界限定。例如，如果光纤内径向最靠内的空穴的径向最靠内边缘的径向位置是离光纤轴中心线10微米处，而光纤中径向最靠外的空穴的径向最靠外边缘的径向位置是离中心线15微米处，则含空穴区域的面积约为(225-100) · π = 393微米2。如果该含空穴区域内包含的空穴的总截面面积为15. 7微米2，则所述含空穴区域的空穴面积百分数约为4%。在本文中，区域空穴面积分数表示含空穴的环形区域内的空穴的总面积除以含空穴的环形区域的总面积(从垂直于光纤轴的截面观察光纤时)。在本文中，空穴的平均数量密度表示含空穴的环形区域内空穴的总数除以含空穴的环形区域的面积。我们发现通过设计光纤，使得包层包括与纤心区域隔开的含空穴区域，并且所述含空穴环形区域的区域空穴面积百分数约为1-10%，空穴平均数量密度大于1个空穴/微米2， 更优选大于2个空穴/微米2，更加优选大于5个空穴/微米2，在一些实施方式中优选大于 5个空穴/微米2，则在光纤截面和沿着光纤长度的方向上都可以获得高得多的空穴分布均勻性，由此沿着光纤长度获得更一致的改进的弯曲性能。例如，通过设计光纤，使其具有上述范围内的空穴平均数量密度以及区域空穴面积百分数，则在整个环形含空穴区域的圆周以及宽度上和沿着光纤的长度可以获得改进的空穴分布均勻性，该改进的空穴分布均勻性足以得到以下性质对于大于1米、更优选大于2米、更优选大于100米、最优选大于10千
9米的整个光纤长度，最大弯曲损耗小于2dB/10毫米直径的圈。更优选的是，所述含空穴的区域在整个环形含空穴区域的圆周和宽度上以及沿着光纤的长度的空穴分布均勻性足以得到以下性质对于大于1米、更优选大于2米、更优选大于100米、最优选大于10千米的整个光纤长度，最大弯曲损耗小于ldB/10毫米直径的圈。更优选的是，所述含空穴的区域在整个环形含空穴区域的圆周和宽度上以及沿着光纤的长度的空穴分布均勻性足以得到对于大于大于1米、更优选大于2米、更优选大于100米、最优选大于10千米的整个光纤长度，最大弯曲损耗小于0. 5dB/10毫米直径的圈。在与上述其他烧结玻璃结合的时候，希望采用以下的固结工艺该固结工艺包括以特定的速率和温度将预成形件向下加料，所述速率和温度足以使得至少一些固结气体故意被捕获。可以通过例如以约大于10°c /分钟、更优选约大于12°c /分钟，更加优选约大于14°C /分钟的速率对烟炱预成形件的至少一部分进行加热来进行该操作。本发明采用的烧结温度优选可以为1100-1600°C，更优选约为1400-1550°C，最优选约为1480_1550°C。一种特别优选的烧结温度约为1490°C。与在光纤的包层内制造所述含空穴区域相关的其他信息可以参见例如美国专利申请第11/583098号，该专利文献的说明书全文参考结合于此。图3显示了可以用来拉制用于本发明的纤心杆的方法。例如在一个这样的实施方式中，如以上关于图1所述，形成了烟炱预成形件，然后使用常规固结技术(例如使用的固结温度高于1300°C，使用的气氛是100%的氦气)使得烟炱预成形件固结，形成无空穴的纤心预成形件。例如，对于用来制造纯二氧化硅纤心光纤的光纤预成形件，所述纤心预成形件由不显著包含调节折射率的掺杂剂的较纯的二氧化硅组成。或者，对于用来制造纯氧化锗掺杂的纤心光纤的光纤预成形件，所述纤心预成形件可以由氧化锗掺杂的纤心区域以及任选的包层的一部分(例如未掺杂的二氧化硅包层)组成。制得的固结的纤心预成形件31 被置于纤心杆拉制炉37内，由该预成形件31拉制外径减小的至少一根棒形纤心杆区段33。 将所述预成形件31加热至例如约1700-2000°C的温度。控制器38通过适当控制输送到拉伸机构40(图中显示为两个牵拉轮)的控制信号，控制对杆施加的拉力，所述拉伸机构40 以合适的速度将杆33向下拉。通过此种方式，可以得到外径例如约为10-50毫米的一段长度的纤心杆33。然后该纤心杆可以用作靶或者心轴M，用于另外的烟炱沉积，或者在管工艺中作为棒，该工艺将在下文中进一步描述。在一个优选的实施方式中，上文关于图3所述的工艺可以用来形成纤心杆预成形件，该预成形件可以作为靶或心轴，用于另外的烟炱沉积，然后可以采用本文所揭示的空穴形成技术进行固结，从而最终形成光纤的包层。例如，在一个这样的实施方式中，可以将完全固结的无空穴的玻璃纤心杆用作图1所示烟炱沉积步骤的饵棒24。所述玻璃纤心杆可以是未掺杂的二氧化硅，因此制得的光纤可以是二氧化硅纤心的光纤，其纤心主要由纯二氧化硅组成。或者，所述纤心杆可以由一个或多个掺杂的区域组成，所述一个或多个掺杂的区域一起形成光纤的光传输纤心区域。在将烟炱沉积在玻璃纤心杆上之后，可以在如图4所示的固结炉129中将外部烟炱区域120完全固结。较佳的是，如图5所示，在此固结步骤过程中，实施以上所述的形成空穴的固结工艺，以形成固结的光纤预成形件150。如上文所述，用于形成空穴的固结步骤的优选气体包括选自下组的至少一种气体氮气、氩气、CO2、氧气、氯气、CF4、CO、SO2、氪气、氖气，和它们的混合物。较佳的是，这些产生空穴的气体单独使用或者组合使用，其用量为5-100体积％，更优选约为20-100体积％，最优选约为40-100体积％。剩余的烧结气体气氛由合适的稀释气体或者载气组成，例如氦气、氢气、氘气、或者它们的混合物，最优选的稀释气体是氦气。一般来说，烧结气体中使用的产生空穴的气体(氮气，Ar，CO2, Kr，O2, Cl2, CF4, CO, SO2, Ne)的百分数越大，则制得的固结玻璃中空穴越大越多。两种特别优选的产生空穴的气体是Kr或SO2，其用量优选大于10 体积％，更优选大于30体积％，更优选约大于50体积％，最优选约大于65体积％，剩余的烧结气氛是载气，例如氦气。还可以通过在部分真空条件下(例如，烧结气氛处于压力约为 40-750托的压力下)，在低渗透性稀释气体(例如氮气、氩气、氪气、CO2、氧气、氯气、CF4、CO、 SO2)中对烟炱进行烧结，从而产生空穴，在此情况下，不需要使用氦气之类的较高渗透性的稀释气体。可以使用Cl2，SiCl4或者其他含氯的掺杂剂将氯结合入玻璃中。使用本文所揭示的产生空穴的固结技术，可以制得具有以下特征的光纤其包层包括含空穴区域，该含空穴区域的区域空穴面积百分数大于1 %，更优选约大于1.5%，更加优选约大于2%。在一些实施方式中，所述区域空穴面积百分数优选约小于10%。最佳的是，所述包含空穴的区域不会延伸到包层的外边缘而使得光纤的外侧上有开放的空穴。 本发明采用的烧结温度优选为1100_1550°C，更优选为1300-1500°C，最优选为 1350-1500°C。一种优选的烧结温度约为1490°C。对固结工艺过程中采用的气体气氛、固结炉内的温度、以及预成形件固结速率进行选择，使得在烟炱固结工艺过程中，故意将气体捕获在预成形件之内，在固结的玻璃内形成空穴。这些含气体的空穴优选在光纤拉制工艺之前和/或过程中不完全脱气，因此在拉制光纤之后，空穴保留在光纤之内。可以对各种工艺参数进行控制，以改变和控制空穴的尺寸。例如，延长固结时间或升高温度可以增大空穴尺寸，这是因为升高温度会造成被捕获在空穴内的气体膨胀。类似地，空穴的尺寸和面积百分数会受到拉制条件的影响。例如，在拉制炉内较长的加热区和/或较快的拉制速度会增大空穴的尺寸以及面积百分数。选择在固结温度下在玻璃内渗透性较低的气体，可以获得较小的空穴。烧结速率也会对空穴尺寸和空穴的量造成显著影响。较快的烧结速率会导致形成较多较大的空穴。但是，采用的烧结速率过慢的结果是不形成空穴，这是因为气体有时间通过玻璃而逃逸。因此，预成形件的向下进料速率和/或所采用的固结温度优选足够高，可以使得预成形件的至少一部分以约大于10°C /分钟，更优选约大于12°C /分钟，更加优选约大于14°C /分钟的速率加热。一般来说，具有较低烟炱密度的光纤预成形件会形成较多的空穴。但是，在需要的地方，特定光纤预成形件内沉积的烟炱的密度可以变化，从而设置更多的空穴(较高的区域空穴面积百分数)。例如，可以将第一高密度烟炱区域直接沉积在固结的玻璃(例如纯二氧化硅)纤心杆上，然后沉积第二烟炱区域，所述第二烟炱区域的密度低于第一高密度烟炱区域。我们发现此种做法可以使得纤心附近(即在高密度烟炱区域内)形成较高的空穴面积百分数。所述含二氧化硅的烟炱的堆积密度优选约为0. 10-1. 7克 /立方厘米，更优选约为0. 30-1. 0克/立方厘米。此种效果也可以用来形成在低空穴或不含空穴区域和含较高空穴区域之间交替的的固结的含空穴的预成形件；其中，在至少100 微米的距离之内，初始烟炱密度径向变化大于3%。例如，可以使用这样的预成形件来制造具有以下特征的光纤该光纤包括包层区域，所述包层区域在无空穴玻璃区域和含空穴玻璃区域之间交替。包括所述交替的含空穴区域和无空穴区域的光纤会表现出可用作布拉格光栅(Bragg grating)的性质。通过本发明所述的方法制造的光学预成形件优选由以下部分组成无空穴的氧化锗掺杂的纤心、无空穴的二氧化硅内包层、含空穴的二氧化硅环以及无空穴的二氧化硅外包层。在所述预成形件的截面切片中，所述含空穴的环区域可以包含约超过1，000，000个空穴，在一些情况下包含大于5，000，000个空穴，其中所述空穴的平均直径可以约为1-10微米，空穴面积百分数约为1_20%。这些空穴通常是被二氧化硅围绕的离散而孤立的球形，因此，沿着光纤预成形件的长度，各个空穴在轴向或径向位置上是不连续的。在将光纤预成形件拉制成光纤的时候，所述空穴沿着拉制方向变成细长形状。我们发现在将光纤预成形件拉制成光纤的过程中，任何特定截面内的空穴数量从预成形件内的初始数量减少到拉制光纤内的数量。例如，直径60毫米的预成形件在其截面环内包括1，000, 000空穴，对于其拉制的直径125微米的光纤，截面环内可得到800个空穴。我们认为该数量减少的机理是由于所谓的“扩散合并”，也就是说，所述空穴合并起来， 形成较少数量的空穴。我们认为在含空穴的预成形件直径减小的任意步骤中(例如将预成形件拉制成光纤，将预成形件再拉制成更小的预成形件等)，扩散合并的程度会受到以下因素的影响直径减小步骤过程中预成形件的时间-温度历程，空穴内气体的选择，以及围绕空穴的玻璃的组成。因此，通过控制上述预成形件加工参数和玻璃组成，相同的预成形件可以制得包括200个截面空穴的光纤，也可以例如在截面中产生500-1，000个到甚至10，000 个空穴。可是，通过层叠-拉制法由一系列连续管制造的光纤预成形件或者通过沿着预成形件的轴向长度钻孔制造的光纤预成形件不会发生此种现象，也就是说，预成形件中空穴的数量基本上与拉制的光纤内的空穴的数量类似。因此，与这些方法的不同，本发明的非连续含空穴预成形件可以调节光纤中的微结构，以获得光纤特性。参见图5，使用上文所述的技术，可以形成具有以下特征的光纤预成形件150 其包括无空穴的纤心区域151，该纤心区域被包含大量空穴的包层152围绕。通过在包层152 中形成含空穴区域，其中包含足够数量的合适尺寸的空穴，在将所述光纤预成形件拉制成光纤之后，包层152可以作为光学包层，引导光沿着纤心区域151传输。或者，所述含空穴区域可以用来改进光纤的弯曲性能。如果需要的话，在将预成形件150拉制成光纤之前，还可以将另外的烟炱沉积在区域152上并固结。根据需要，所述另外沉积的包层材料可以固结，也可以不固结以包含空穴。图6a和6b显示了由所述预成形件拉制的光纤的一个例子。图6a是直径125微米的光纤的600倍放大的SEM显微照片，图6b是图6a的光纤中心区域的2500倍放大的SEM 显微照片。图6a和6b中的光纤包括被包层区域围绕的纤心区域，所述包层区域包含空穴， 所述空穴被设置成能够有效地引导光线沿着掺杂氧化锗的二氧化硅纤心传输。或者，不采取在已经形成的纤心杆上沉积烟炱的做法，而是采用上文所述的空穴形成工艺形成以上关于图2所述的包括含空穴区域的固结玻璃管，所述管可用作纤心杆的套管。在本文所揭示的任何实施方式中，可以通过以下方式将制得的最终固结的光纤预成形件50拉制成光纤如图7所示将预成形件放置在拉制炉52之内，然后采用常规方法和设备对光纤M进行加热和拉制。然后在冷却室阳内对光纤M进行冷却，使用非接触传感器56测量最终直径。可以通过涂覆设备58施涂一个或多个涂层，并进行固化。在拉制过程中，所述光纤M通过拉伸组件60，从而施加拉力，由预成形件50拉制光纤M。通过控制设备61控制拉力，将光纤直径保持在预定值。最后，使用进料头62将涂覆的光纤M卷绕在光纤储存卷轴64上。或者，也可以采用上文关于图3所述的用来形成纤心杆的相同工艺对包含空穴的固结的管进行再拉制。所述再拉制工艺可以用来改变管内包含的空穴的尺寸。例如，在对含空穴的预成形件进行再拉制时直径的减小程度越大，则预成形件内空穴的尺寸越小。使用本文所述的产生空穴的固结技术，制得由纤心区域和包层区域组成的光纤， 所述纤心区域具有第一折射率，所述包层区域具有第二折射率，该第二折射率小于纤心的折射率，使得通过光纤传输的光大体保持在纤心之内，从而所述空穴位于所述光纤的包层之内，并在所述包层内形成，所述空穴的空穴面积百分数基本上不等于零。使用本文所述的技术，可以制得具有以下特征的光纤在光功率分数大于80%的区域内，任何空穴的最大尺寸小于传输的光的波长。所谓最大尺寸表示在从光纤纵轴的横向的垂直截面观察时，光纤的任何具体空穴的最大直径。例如，制得的光纤中，在含空穴区域内的平均空穴直径为 5-500纳米，更优选为30-300纳米，更加优选为30-200纳米，最优选为30-150纳米。在其他优选的实施方式中，所述非周期性设置的空穴的平均直径小于100纳米且大于2纳米。在其他优选的实施方式中，所述非周期性设置的空穴的平均直径小于50纳米且大于2纳米。 在一些实施方式中，所述光纤的22米截止小于1500纳米，平均空穴直径小于100纳米，区域空穴面积大于1%。在其它的实施方式中，所述光纤的22米截止小于1500纳米，平均空穴直径小于100纳米且大于5纳米，区域空穴面积大于1%。在一些实施方式中，所述光纤的区域空穴分数(在含空穴的包层区域内)大于2%且小于10%。在一些实施方式中，所述光纤的区域空穴分数大于5%且小于10%。在一些实施方式中，所述光纤在1550纳米的衰减小于0. 5dB/千米。在一些实施方式中，所述光纤在1550纳米的衰减小于0. 25dB/千米。在一些实施方式中，所述光纤中的空穴包含以下气体中的至少一种Kr或SO2,或者它们的组合。在一些实施方式中，所述环形含空穴区域内的空穴数量大于300。在一些实施方式中，所述环形含空穴区域内的空穴数量大于600。在一些实施方式中，所述环形含空穴区域内的空穴数量大于1000。在一些实施方式中，所述环形含空穴区域内的空穴数量大于 2000。在一些实施方式中，所述环形区域内的空穴数量密度大于4个/微米2。在一些实施方式中，所述环形区域内的空穴数量密度大于5个/微米2。在一些实施方式中，所述环形区域内的空穴数量密度大于10个/微米2。如果需要的话，可以使用锗或者氟之类的折射率调节掺杂剂，可以单独使用或者结合使用，以进一步调节纤心的折射率相对于包层折射率或者相对于纯二氧化硅折射率。 例如，在一个这样的优选实施方式中，锗纤心杆用作起始棒，优选使用上文所述的OVD沉积技术在其上沉积另外的烟炱包层材料。然后如上文所述使得所述烟炱包层区域固结，从而在氧化锗(GeO2)掺杂的二氧化硅纤心区域周围形成含空穴的包层区域。这样的光纤可以用于电信网络(通常在850，1310和/或1550纳米的波长范围工作)，所述电信网络包括长途通信网，城域(metro)网，接入，房屋和数据中心，以及数据通信应用，以及建筑物和移动设施(汽车、公共汽车、火车、飞机)内的控制区域网络。这些电信网络通常包括发射机和接收器，这些装置与光纤光学连接。在一些实施方式中，本文所揭示的光纤具有包含非周期性空穴的区域，当从截面观察的时候，在特定光纤垂直截面的环形含空穴区域内可以看到大于100个空穴，更优选大于200个空穴，更加优选大于400个空穴，在一些实施方式中大于600个空穴。实际上，
13即使对于宽度小于10微米，更优选小于7微米(例如径向宽度为1-7微米)的光纤的环形环，本文所揭示的技术也足以在该环形环内得到大于1000个空穴，甚至大于2000个空穴。例如，与现有技术的光纤相比，本文所揭示的光纤能够获得极佳的耐弯曲性，同时具有极佳的模场直径。所谓“极佳”表示采用本文所揭示的方法，在一些实施方式中，制得的光纤在1550纳米为单模的，在其它的实施方式中在1400纳米也为单模的，在其它的实施方式中，在1260纳米也为单模的，在一些实施方式中，1550纳米的衰减增加可小于0. 5dB/20 毫米直径的圈，在一些实施方式中，对于直径10毫米的心轴，衰减增加小于0. 5dB/圈，在一些实施方式中，对于直径10毫米的心轴，衰减增加小于0. IdB/圈，同时在1310纳米的模场直径大于8. 2微米，更优选大于8. 4微米。所述极佳的弯曲性能使得这些光纤成为入户光纤、接入光纤、户内光纤应用以及光纤跨接的吸引人的候选材料(这些通常是较短的光纤段(1-20米)，在各端具有连接器，用来与光学系统或器件连接)。例如，本文所揭示的光纤可以用于包括发射机、接收器的光纤电信系统，所述光纤与所述发射机和接收器光学连接。 较佳的是，在这些应用中(即，当所述光纤在电信系统中用作传输光纤的时候)，所述光纤没有任何活性元素，例如饵等。使用本发明所揭示的产生空穴的固结技术，可以制得光纤，该光纤具有包层区域， 该包层区域具有总空穴面积百分数(即空穴的总截面积除以光纤的总截面积X100)。制得的光纤的总空穴面积百分数约大于.01%，大于0. 1%，约大于1%，约大于5%，约大于 10%。但是，在一些实施方式中，总空穴面积百分数小于1 %，甚至小于0. 7%，在一些实施方式中，约小于0.2%，可得到显著改进的弯曲性能。在一些优选的实施方式中，所述总空穴面积百分数为0. 01-0. 4%，更优选为0. 02-0. 2%。所述含空穴的包层区域可以用来相对于纤心降低折射率，由此形成包层区域，该包层区域引导光沿着光纤的纤心传输。通过按照以下将要描述的方式选择合适的烟炱固结条件，可以实现很多种有用的光纤设计。例如，通过选择包层内的最大空穴尺寸，使其小于要传输的光的波长(例如，对于一些电信系统，小于 1550纳米)，优选小于要沿着光纤传输的光的波长的一半，可以在不使用昂贵的掺杂剂的情况下获得低衰减光纤。因此，对于各种应用，希望环形含空穴区域内的空穴的平均空穴尺寸约为5-500纳米，更优选约为30-300纳米，更优选约为30-200纳米，最优选约为30-150 纳米。在其他优选的实施方式中，所述非周期性设置的空穴的平均直径小于100纳米且大于2纳米。在其他优选的实施方式中，所述非周期性设置的空穴的平均直径小于50纳米且大于2纳米。在一些实施方式中，从截面观察时，本文所揭示的光纤包括大于100个空穴， 更优选大于200，更加优选大于400，在一些实施方式中大于600个空穴。实际上，即使对于宽度小于10微米，更优选小于7微米(例如径向宽度为1-7微米)的光纤的环形环，本文所揭示技术也足以在该环形环内得到大于1000个空穴，甚至大于2000个空穴。当然，最优选的光纤具有这些特性的组合。因此，例如，一个特别优选的实施方式的光纤包括大于500 个空穴，空穴的平均直径为30-200纳米，但是也可以使用更大更多数量的空穴获得可用的耐弯曲性光纤。所述空穴数量、平均直径、最大直径以及空穴的总空穴面积百分数均可凭借放大倍数约为800倍的扫描电子显微镜以及图像分析软件(例如购自美国马里兰州，银泉市的媒体控制论有限公司(Media Cybernetics, Inc. of Silver Spring,Maryland,USA)如 ImagePro 计算。本文所揭示的光纤可以包含或不含氧化锗或者氟也能调节光纤的纤心或者包层的折射率，但是也可以在中间环形区域内不使用这些掺杂剂，而是用空穴(与设置在空穴内的任何一种或多种气体相结合)来调节引导光沿着光纤的纤心传输的方式。所述含空穴区域可以由未掺杂的(纯的)二氧化硅组成，从而完全避免在含空穴的区域内使用任何掺杂剂，以获得减小的折射率，或者所述含空穴区域可以包含掺杂的二氧化硅，例如包含大量空穴的氟掺杂的二氧化硅。在一组实施方式中，所述纤心区域包含掺杂的二氧化硅，以相对于纯二氧化硅提供正的折射率，例如使用氧化锗掺杂的二氧化硅。所述纤心区域优选是不含空穴的。图8a 显示了根据本发明制造的光纤的截面示意图，图中显示的光纤具有涂层。图8b的光纤就是图8a的光纤，显示了区域180内的折射率分布曲线示意图。图8b显示了与图8a中截面图相应的光纤折射率分布图，示意图可被理解为二氧化硅和空穴组分的各个折射率的组合。 确切的空穴分布曲线图可以采用本文所述的扫描电子显微(SEM)技术测定。图中显示区域 180内的折射率相对百分数在A3 =-28% (充气体的空穴相对于二氧化硅的折射率)以及围绕空穴的玻璃(在此实施例中为二氧化硅，相对折射率％ Δ5约为0%)的折射率之间波动。相对于纯二氧化硅玻璃，常规的相对折射率％八5在-1<%和+3%之间，更优选在-1(% 和之间，这取决于围绕空穴的玻璃中包含的常规掺杂剂，例如氟和GeO2。也就是说，区域 180的折射率发生波动，在图8b的实例中，充气体的空穴的宽度，以及/或者充气体的空穴之间的填充玻璃的间距Sv是随机分布的，并且/或者彼此不相等。也就是说，所述空穴是非周期性的。填充空穴的区域的折射率显著不同于常规掺杂的二氧化硅的折射率。优选空穴之间的平均距离Di小于5000纳米，更优选小于2000纳米，更加优选小于1000纳米，例如小于750纳米，500纳米，400纳米，300纳米，200纳米，甚至小于100纳米。如图8a和8b 所示，在一些实施方式中，所述纤心区域170包含单独的纤心区段，该纤心区段相对于纯二氧化硅具有正的最大折射率Δ ”单位为<%，所述单独的纤心区段从中心线延伸到半径队。 在一组实施方式中，0.30% < A1 < 0.40%，并且3.0微米< 队< 5.0微米。在一些实施方式中，所述单独纤心区段的折射率分布曲线图具有α形状，其中α等于或大于6，在一些实施方式中，α等于或大于8。在一些实施方式中，所述内部环形无空穴区域182从纤心区域延伸到半径R2，其中内部环形无空穴区域的径向宽度为W12，其等于R2-R1, W12大于1 微米。半径&优选大于8微米，更优选大于10微米。所述纤心半径R1与&之比R1Z^2优选为0. 2-0. 6，更优选为0. 3-0. 5，更加优选为0. 33-0. 45。所述含空穴的中间环形区域184 沿着径向向外从&延伸到半径民，具有径向宽度W23，该宽度等于所述外部环形区域 186沿着径向向外从民延伸到半径R4。半径R4是光纤的二氧化硅部分的最外半径。可以对光纤的二氧化硅部分的外表面施涂一个或多个涂层，开始于R4,即光纤的玻璃部分的最外直径或最外圆周。所述纤心区域170和包层区域180优选由二氧化硅组成。所述纤心区域170优选是用一种或多种掺杂剂掺杂的二氧化硅。较佳的是，所述纤心区170是不含空穴的。所述含空穴区域184的内半径民不大于20微米。在一些实施方式中，&不小于10 微米且不大于20微米。在一些实施方式中，&不小于10微米且不大于18微米。在其它实施方式中，&不小于10微米且不大于14微米。所述含空穴区域184的径向宽度Wm不小于 0.5微米。在一些实施方式中，Wm不小于0.5微米且不大于20微米。在其它实施方式中， W23不小于2微米且不大于12微米。在其它实施方式中，W23不小于2微米且不大于8微米。所述包层区域180延伸到半径R4,所述半径R4优选不小于40微米；在一些实施方式中，R4约为40微米；在其它的实施方式中，R4不小于60微米；在其它的实施方式中，R4约为62. 5微米。在一些实施方式中，所述外部环形区域180的径向宽度不小于20微米。在其它的实施方式中，所述外部无空穴区域186的径向宽度不小于30微米。在还有的其它的实施方式中，所述外部无空穴区域186的径向宽度不小于40微米。在一些实施方式中，所述纤心区域170包含氧化锗掺杂的二氧化硅。在其它的实施方式中，所述纤心区域170包含氟掺杂的二氧化硅。所述纤心区域优选包括从中心线沿径向向外延伸的中部纤心区段。在一组实施方式中，所述纤心区域170包括单独的纤心区段，该纤心区段具有相对折射率△ 1，相对于纯二氧化硅是正的。所述单独的纤心区段的折射率分布曲线图为突变形、或者圆角突变形、或者其它的形状。在一些这样的实施方式中，所述单独的纤心区段的折射率分布曲线图为α形，优选α不小于8。较佳的是，所述单独的纤心区段延伸至不小于3. 8微米的半径R1,在一些实施方式中，R1不小于4. 0微米，不小于4. 5微米。在一些实施方式中，所述纤心区域延伸至半径R1，其中含空穴区域具有内半径&，其中R1Z^2的比值为 0. 3-0. 5。所述纤心区域170可以包括大量纤心区段，因此所述纤心区域包括至少一个本文所揭示的任意实施方式的纤心区段。在一些实施方式中，所述纤心区域170的折射率分布曲线图在1550纳米处提供光学信号的单模传输，更优选提供1300-13Μ纳米之间的零色散波长，更优选在1310纳米处提供的模场直径大于8. 2微米。在一些实施方式中，A1不大于0.40%。在其它实施方式中，A1不大于0.38%。较佳的是，本文所揭示的光纤还包括围绕包层区域并且与包层区域直接相邻的涂层。在一些实施方式中，所述光纤包括围绕包层区域并且与包层区域直接相邻的单个涂层。 在一些实施方式中，至少一些空穴包含选自下组的至少一种气体氩气、氮气、一氧化碳、二氧化碳、氯气、氧气、CF4, C2F6, SO2, Kr、Ne,以及它们的混合物。更优选的是，所述含空穴区域内的空穴包含氪气或者二氧化硫气体，或者氯气，以及以下气体中的至少一种氮气、二氧化碳、氩气、氪气或者二氧化硫，或者它们的混合物。实施例下面通过以下实施例进一步阐述本发明。除非另外说明，在以下的各个实施例中， 在拉制光纤的时候，对光纤涂覆常规涂层(即常规的基于丙烯酸酯的一次涂层和二次涂层)。除非另外说明，所有的光纤预成形件都拉制成玻璃直径为125微米。实施例1-7所示的光纤的光学和物理性质(包括SEM分析)列于表1。实施例1 在本示例性实施方式中，通过外部气相沉积(OVD)将540克SiO2 (密度为0. 56克 /立方厘米)烟炱沉积在长1米X直径20毫米的完全固结的突变型折射率(约0. 34%的 Δ，纤心/包层的直径比为0. 4)的实心GeO2-SW2纤心包层无空穴纤心杆上，从而制得预成形件(在本文中也称作预成形件组件，或者光学预成形件)，其包括被固结的无空穴的二氧化硅包层区域围绕的固结的无空穴纤心区域，所述固结的无空穴的二氧化硅包层区域又被烟炱二氧化硅区域围绕。然后按以下步骤对该预成形件的烟炱二氧化硅区域进行烧结。所述预成形件首先在由氦气、10%氯气和CO(所有的百分数都是体积百分数)组成的气氛中，在加热炉的上部区域部分中，在1100°c的温度下干燥2小时，然后以200毫米 /分钟的速率向下移动(相当于预成形件的烟炱二氧化硅区域外侧在此向下驱动过程中的升温速率约为100°C /分钟)通过加热区，所述加热区的温度设定在约1500°c，烧结气氛是 50体积％的氩气和50体积％的SO2。然后所述预成形件以100毫米/分钟的速率(相当于向下驱动过程中，烟炱预成形件外侧的升温速率约为50°C /分钟)再次向下驱动(即第二次向下驱动)通过加热区。然后所述预成形件以50毫米/分钟的速率(相当于向下驱动过程中，烟炱预成形件外侧的升温速率约为25°C /分钟)再次向下驱动(即第三次向下驱动)通过加热区。然后所述预成形件以25毫米/分钟的速率(相当于向下驱动过程中，预成形件烟炱区域外侧的升温速率约为12. 5°C /分钟)再次向下驱动(即第四次向下驱动) 通过加热区，最后以6毫米/分钟的速率(约3°C /分钟的加热速率)进行烧结，从而将所述烟炱烧结成具有氩气和SO2-气籽的二氧化硅外包层预成形件。在每个向下驱动步骤之后，所述预成形件都以200毫米/分钟的速率向上驱动到加热炉的上部区域部分(该部分保持设定在1100°C)中。用该第一系列的较高的向下进料速率使得光纤预成形件的外侧变光，这便于将气体捕获在预成形件内。然后将所述预成形件放置在设定1000°C、氩气吹扫的加热炉内保持M小时，使得预成形件中剩余的任何氦气脱除。然后该预成形件在设定在约1700°C的常规石墨再拉制炉上，在氩气气氛下再拉制成无空穴的GeO2-SiO2纤心、无空穴的SiO2包层、包含氩气和SO2气籽(即，非周期性设置的空穴包含氩气以及SO2气体)的二氧化硅外包层杆，其直径11毫米，长1米。将一根11毫米的杆放回车床内，在此车床内通过OVD沉积约3960克另外的SiO2 (密度为0. 42克/立方厘米)烟炱。然后通过以下步骤对用于该组件的包层(可以称作外包层)的烟炱进行烧结。该组件首先在由氦气和3% 氯气组成的气氛中，在1100°C干燥2小时，然后在100体积％的氦气气氛下，以5毫米/分钟的速率向下驱动通过设定在1500°C的加热区，使得所述烟炱烧结，形成含氧化锗的无空穴的纤心，二氧化硅无空穴内包层，二氧化硅的具有氩气和SO2-气籽的环(即包括含有氩气和的空穴的二氧化硅)，以及无空穴外包层预成形件。将所述预成形件放置在设定在 1000°C、氩气吹扫的加热炉内保持M小时，使得预成形件中的氦气脱除。在石墨电阻加热炉上，在温度约为1900-2000°C、氦气气氛下，以10米/秒的速度将所述光纤预成形件拉制成直径125微米、5千米长的光纤，该光纤的纤心半径约为4. 5微米，所述石墨电阻加热炉的部件长度为20. 3厘米，内径8. 9厘米，如下表1所述。通过监测和控制光纤的拉力来控制光纤预成形件的温度；在光纤拉制操作的各个部分过程中(例如5千米长度)，光纤拉力保持在50-600克，列于表1。实施例2在本示例性实施方式中，通过外部气相沉积(OVD)将440克SiO2 (密度为0. 49克 /立方厘米)烟炱沉积在长1米X直径20毫米的完全固结的突变型折射率(约0. 34% 的Δ，纤心/包层的直径比为0.4)的实心GeO2-SiOv纤心-SiO2包层无空穴纤心杆上，从而制得预成形组件，其包括被固结的无空穴的二氧化硅包层区域围绕的固结的无空穴纤心区域，所述固结的无空穴的二氧化硅包层区域又被烟炱二氧化硅区域围绕。然后按以下步骤对该预成形组件的烟炱包层进行烧结。所述预成形组件首先在由氦气和3%氯气(所有的百分数都是体积百分数)组成的气氛中，在加热炉的上部区域部分中，在1100°C的温度下干燥2小时，然后以200毫米/分钟的速率向下移动(相当于烟炱预成形件的外侧在此向下驱动过程中的升温速率约为100°C /分钟)通过加热区，所述加热区的温度设定在约 1500°C，烧结气氛是65体积％的氪气和35体积％的S02。然后所述预成形组件以100毫米 /分钟的速率(相当于向下驱动过程中，烟炱预成形件外侧的升温速率约为50°C /分钟) 再次向下驱动(即第二次向下驱动)通过加热区。然后所述预成形组件以50毫米/分钟的速率(相当于向下驱动过程中，烟炱预成形件外侧的升温速率约为25°C /分钟)再次向下驱动(即第三次向下驱动)通过加热区。然后所述预成形组件以25毫米/分钟的速率 (相当于向下驱动过程中，烟炱预成形件外侧的升温速率约为12. 5°C /分钟)再次向下驱动(即第四次向下驱动)通过加热区，最后以6毫米/分钟的速率(约;TC/分钟的加热速率)进行烧结，从而将所述烟炱烧结成具有氪气和SO2-气籽的二氧化硅外包层预成形件。 在每个向下驱动步骤之后，所述预成形组件都以200毫米/分钟的速率向上驱动到加热炉的上部区域部分(该部分保持设定在1100°C)中。用该第一系列的较高的向下进料速率使得光纤预成形件的外侧变光，这便于将气体捕获在预成形件内。然后将所述预成形件放置在设定1000°C、氩气吹扫的加热炉内保持M小时，使得预成形件中剩余的任何氦气脱除。 然后该预成形件在设定在约170(TC的常规石墨再拉制炉上，在氩气气氛下再拉制成无空穴的GeO2-S^2纤心、无空穴的S^2包层、包含氪气和气籽(即，非周期性设置的空穴包含氪气以及SO2气体)的二氧化硅外包层杆，其直径11毫米，长1米。将一根11毫米的杆放回车床内，在此车床内通过OVD沉积约3970克另外的SW2 (密度为0. 42克/立方厘米)烟炱。然后通过以下步骤对用于该组件的包层(可以称作外包层)的烟炱进行烧结。该预成形组件首先在由氦气和3%氯气组成的气氛中，在1100°C干燥2小时，然后在100体积％的氦气气氛下，以5毫米/分钟的速率向下驱动通过设定在1500°C的加热区，使得所述烟炱烧结，形成含氧化锗的无空穴的纤心，二氧化硅无空穴内包层，二氧化硅的具有氪气+SO2-气籽的环(即包括含有氪气和的空穴的二氧化硅)，以及无空穴外包层预成形件。将所述预成形件放置在设定在1000°C、氩气吹扫的加热炉内保持M小时，使得预成形件中的氦气脱除。在石墨电阻加热炉上，在温度约为1900-2000°C、氦气气氛下，以10米/秒的速度将所述光纤预成形件拉制成直径125微米、5千米长的光纤，该光纤的纤心半径约为4. 5微米， 所述石墨电阻加热炉的部件长度为20. 3厘米，内径8. 9厘米，如下表1所述。通过监测和控制光纤的拉力来控制光纤预成形件的温度；在光纤拉制操作的各个部分过程中(例如5 千米长度)，光纤拉力保持在50-600克，列于表1。实施例3在本实施方式中，通过外部气相沉积(OVD)将790克SiO2 (密度为0. 61克/立方厘米)烟炱沉积在长1米X直径四毫米的完全固结的突变型折射率(约0. 34%的Δ，纤心/包层的直径比为0. 4)的实心GeO2-SW2纤心-SiA包层无空穴纤心杆上，从而制得预成形件，其包括被固结的无空穴的二氧化硅包层区域围绕的固结的无空穴纤心区域，所述固结的无空穴的二氧化硅包层区域又被烟炱二氧化硅区域围绕。然后按以下步骤对该预成形组件的烟炱包层进行烧结。所述预成形组件首先在加热炉的上部区域部分中，在1240°C 的温度下，在由氦气和2%的CO(所有的气体百分数均为体积百分数)组成的气氛中干燥2 小时，然后将加热炉的温度降至1100°C，用100%的氦气对加热炉吹扫30分钟，然后在包含 2. 4%的SiF4的氦气气氛中对预成形件掺杂氟，然后用氦气对加热炉吹扫30分钟，然后用包含50%氪气和50% SO2的气氛吹扫，然后在50体积％氪气和50体积％ SO2的烧结气氛中，以200毫米/分钟的速度(对应于在向下驱动过程中，烟炱预成形件的外侧的升温速率约为100°C /分钟)向下驱动通过设定于约1500°C的加热区。然后所述预成形组件以100 毫米/分钟的速率(相当于向下驱动过程中，烟炱预成形件外侧的升温速率约为50°C /分钟)再次向下驱动(即第二次向下驱动)通过加热区。然后所述预成形组件以50毫米/ 分钟的速率(相当于向下驱动过程中，烟炱预成形件外侧的升温速率约为25°C /分钟)再次向下驱动(即第三次向下驱动)通过加热区。然后所述预成形组件以25毫米/分钟的速率(相当于向下驱动过程中，烟炱预成形件外侧的升温速率约为12.5°C /分钟)再次向下驱动(即第四次向下驱动)通过加热区，最后以6毫米/分钟的速率(约;TC/分钟的加热速率)进行烧结，从而将所述烟炱烧结成具有氪气和SO2-气籽的二氧化硅外包层预成形件。在每个向下驱动步骤之后，所述预成形组件都以200毫米/分钟的速率向上驱动到加热炉的上部区域部分(该部分保持设定在IlO(TC)中。用该第一系列的较高的向下进料速率使得光纤预成形件的外侧变光，这便于将气体捕获在预成形件内。然后将所述预成形件放置在设定1000°C、氩气吹扫的加热炉内保持M小时，使得预成形件中剩余的任何氦气脱除。然后该预成形件在设定在约1700°C的常规石墨再拉制炉上，在氩气气氛下再拉制成无空穴的GeO2-S^2纤心、掺杂0. 3重量％氟的无空穴的S^2包层、包含氪气和气籽 (即，非周期性设置的空穴包含氪气以及气体)的二氧化硅外包层杆，其直径10毫米，长 1米。将一根10毫米的杆放回车床内，在此车床内通过OVD沉积约4000克另外的SiO2 (密度为0. 42克/立方厘米)烟炱。然后通过以下步骤对用于该组件的包层(可以称作外包层)的烟炱进行烧结。该预成形组件首先在由氦气和3%氯气组成的气氛中，在1100°C干燥2小时，然后在100体积％的氦气气氛下，以5毫米/分钟的速率向下驱动通过设定在 1500°C的加热区，使得所述烟炱烧结，形成含氧化锗的无空穴的纤心，二氧化硅无空穴内包层，掺杂0. 3重量％氟的二氧化硅的具有氪气和SO2-气籽的环(即包括含有氪气和的空穴的氟掺杂的二氧化硅)，以及无空穴外包层预成形件。将所述预成形件放置在设定在 1000°C、氩气吹扫的加热炉内保持M小时，使得预成形件中的氦气脱除。在石墨电阻加热炉上，在温度约为1900-2000°C、氦气气氛下，以10米/秒的速度将所述光纤预成形件拉制成直径125微米、5千米长的光纤，该光纤的纤心半径约为4. 5微米，所述石墨电阻加热炉的部件长度为20. 3厘米，内径8. 9厘米，如下表1所述。通过监测和控制光纤的拉力来控制光纤预成形件的温度；在光纤拉制操作的各个部分过程中(例如5千米长度)，光纤拉力保持在50-600克，列于表1。实施例4在本实施例中，通过外部气相沉积(OVD)将790克SiO2 (密度为0. 53克/立方厘米)烟炱沉积在长1米χ直径20毫米的完全固结的突变型折射率(约0. 34%的Δ，纤心 /包层的直径比为0. 4)的实心GeO2-SW2纤心-SiA包层无空穴纤心杆上，从而制得预成形组件(有时称作预成形件件，或者光学预成形件)，其包括被固结的无空穴的二氧化硅包层区域围绕的固结的无空穴纤心区域，所述固结的无空穴的二氧化硅包层区域又被烟炱二氧化硅区域围绕。然后按以下步骤对该预成形组件的烟炱包层进行烧结。所述组件首先在由氦气和3%氯气(所有的百分数都是体积百分数)组成的气氛中，在加热炉的上部区域部分中，在1100°C的温度下干燥2小时，然后以200毫米/分钟的速率向下移动(相当于烟炱预成形件的外侧在此向下驱动过程中的升温速率约为100°C /分钟)通过加热区，所述
19加热区的温度设定在约1500°c，烧结气氛是100体积％的S02。然后所述预成形组件以100 毫米/分钟的速率(相当于向下驱动过程中，烟炱预成形件外侧的升温速率约为50°c /分钟)再次向下驱动(即第二次向下驱动)通过加热区。然后所述预成形组件以50毫米/ 分钟的速率(相当于向下驱动过程中，烟炱预成形件外侧的升温速率约为25°C /分钟)再次向下驱动(即第三次向下驱动)通过加热区。然后所述预成形组件以25毫米/分钟的速率(相当于向下驱动过程中，烟炱预成形件外侧的升温速率约为12.5°C /分钟)再次向下驱动(即第四次向下驱动)通过加热区，最后以6毫米/分钟的速率(约;TC/分钟的加热速率)进行烧结，从而将所述烟炱烧结成具有SO2-气籽的二氧化硅外包层预成形件。在每个向下驱动步骤之后，所述预成形组件都以200毫米/分钟的速率向上驱动到加热炉的上部区域部分(该部分保持设定在IlO(TC)中。用该第一系列的较高的向下进料速率使得光纤预成形件的外侧变光，这便于将气体捕获在预成形件内。然后将所述预成形件放置在设定1000°C、氩气吹扫的加热炉内保持M小时，使得预成形件中剩余的任何氦气脱除。 然后该预成形件在设定在约170(TC的常规石墨再拉制炉上，在氩气气氛下再拉制成无空穴的GeO2-SW2纤心、无空穴的SW2包层、包含气籽(即，非周期性设置的空穴包含气体)的二氧化硅外包层杆，其直径12毫米，长1米。将一根12毫米的杆放回车床内，在此车床内通过OVD沉积约4000克另外的SW2 (密度为0. 42克/立方厘米)烟炱。然后通过以下步骤对用于该组件的包层(可以称作外包层)的烟炱进行烧结。该组件首先在由氦气和3%氯气组成的气氛中，在1100°C干燥2小时，然后在100体积％的氦气气氛下，以5毫米/分钟的速率向下驱动通过设定在1500°C的加热区，使得所述烟炱烧结，形成含氧化锗的无空穴的纤心，二氧化硅无空穴内包层，二氧化硅的具有SO2-气籽的环(即包括含有的空穴的二氧化硅)，以及无空穴外包层预成形件。将所述预成形件放置在设定在1000°C、 氩气吹扫的加热炉内保持M小时，使得预成形件中的氦气脱除。在石墨电阻加热炉上，在温度约为1900-2000°C、氦气气氛下，以10米/秒的速度将所述光纤预成形件拉制成直径 125微米、5千米长的光纤，该光纤的纤心半径约为4. 5微米，所述石墨电阻加热炉的部件长度为20. 3厘米，内径8. 9厘米，如下表1所述。通过监测和控制光纤的拉力来控制光纤预成形件的温度；在光纤拉制操作的各个部分过程中(例如5千米长度)，光纤拉力保持在 50-600克，列于表1。实施例5在本实施方式中，通过外部气相沉积(OVD)将1010克SiO2 (密度为0. 59克/立方厘米)烟炱沉积在长1米χ直径四毫米的完全固结的突变型折射率(约0. 34%的Δ， 纤心/包层的直径比为0. 4)的实心GeO2-SW2纤心-SiA包层无空穴纤心杆上，从而制得预成形组件，其包括被固结的无空穴的二氧化硅包层区域围绕的固结的无空穴纤心区域， 所述固结的无空穴的二氧化硅包层区域又被烟炱二氧化硅区域围绕。然后按以下步骤对该组件的烟炱包层进行烧结。所述预成形组件首先在加热炉的上部区域部分中，在1100°C的温度下，在由氦气和3%的氯气(所有的气体百分数均为体积百分数)组成的气氛中干燥 2小时，然后将加热炉的温度降至1100°C，用100%的氦气对加热炉吹扫30分钟，然后在包含2. 4%的SiF4的氦气气氛中对预成形件掺杂氟，然后用氦气对加热炉吹扫30分钟，然后用包含100% SO2的气氛吹扫，然后在100体积％ SO2的烧结气氛中，以200毫米/分钟的速度(对应于在向下驱动过程中，烟炱预成形件的外侧的升温速率约为100°C/分钟)向下驱动通过设定于约1500°C的加热区。然后所述预成形组件以100毫米/分钟的速率(相当于向下驱动过程中，烟炱预成形件外侧的升温速率约为50°C /分钟)再次向下驱动(即第二次向下驱动)通过加热区。然后所述预成形组件以50毫米/分钟的速率(相当于向下驱动过程中，烟炱预成形件外侧的升温速率约为25°C /分钟)再次向下驱动(即第三次向下驱动)通过加热区。然后所述预成形组件以25毫米/分钟的速率(相当于向下驱动过程中，烟炱预成形件外侧的升温速率约为12. 5°C /分钟)再次向下驱动(即第四次向下驱动)通过加热区，最后以6毫米/分钟的速率(约;TC/分钟的加热速率)进行烧结，从而将所述烟炱烧结成具有氪气和SO2-气籽的二氧化硅外包层预成形件。在每个向下驱动步骤之后，所述预成形组件都以200毫米/分钟的速率向上驱动到加热炉的上部区域部分 (该部分保持设定在1100°C)中。用该第一系列的较高的向下进料速率使得光纤预成形件的外侧变光，这便于将气体捕获在预成形件内。然后将所述预成形件放置在设定在1000 V、 氩气吹扫的加热炉内保持M小时，使得预成形件中剩余的任何氦气脱除。然后该预成形件在设定在约1700°C的常规石墨再拉制炉上，在氩气气氛下再拉制成无空穴的GeO2-S^2纤心、掺杂0. 3重量％氟的无空穴的S^2包层、包含气籽(即，非周期性设置的空穴包含 SO2气体)的二氧化硅外包层杆，其直径10毫米，长1米。将一根10毫米的杆放回车床内， 在此车床内通过OVD沉积约3800克另外的SW2 (密度为0. 42克/立方厘米)烟炱。然后通过以下步骤对用于该组件的包层(可以称作外包层)的烟炱进行烧结。该组件首先在由氦气和3%氯气组成的气氛中，在1100°C干燥2小时，然后在100体积％的氦气气氛下，以 5毫米/分钟的速率向下驱动通过设定在1500°C的加热区，使得所述烟炱烧结，形成含氧化锗的无空穴的纤心，二氧化硅无空穴内包层，掺杂0. 3重量％氟的二氧化硅的具有SO2-气籽的环(即包括含有SA的空穴的氟掺杂的二氧化硅)，以及无空穴外包层预成形件。将所述预成形件放置在设定在1000°c、氩气吹扫的加热炉内保持M小时，使得预成形件中的氦气脱除。在石墨电阻加热炉上，在温度约为1900-2000°c、氦气气氛下，以10米/秒的速度将所述光纤预成形件拉制成直径125微米、5千米长的光纤，该光纤的纤心半径约为4. 5微米，所述石墨电阻加热炉的部件长度为20. 3厘米，内径8. 9厘米，如下表1所述。通过监测和控制光纤的拉力来控制光纤预成形件的温度；在光纤拉制操作的各个部分过程中(例如 5千米长度)，光纤拉力保持在50-600克，列于表1。实施例6在本实施例中，通过外部气相沉积(OVD)将1000克SiO2 (密度为0.65克/立方厘米)烟炱沉积在长1米χ直径34毫米的完全固结的突变型折射率(约0. 34%的Δ，纤心 /包层的直径比为0. 4)的实心GeO2-SW2纤心-SiA包层无空穴纤心杆上，从而制得预成形件(有时称作毛坯，或者光学预成形件)，其包括被固结的无空穴的二氧化硅包层区域围绕的固结的无空穴纤心区域，所述固结的无空穴的二氧化硅包层区域又被烟炱二氧化硅区域围绕。然后按以下步骤对该预成形组件的烟炱包层进行烧结。所述组件首先在加热炉的上部区域部分中，在1240°C的温度下，在由氦气和2%的CO (所有的气体百分数均为体积百分数)组成的气氛中干燥2小时，然后将加热炉的温度降至1100°C，用100%的氦气对加热炉吹扫30分钟，然后在包含2. 4%的SiF4的氦气气氛中对预成形件掺杂氟，然后用氦气对加热炉吹扫30分钟，然后用包含50%氪气和50% SO2的气氛吹扫，然后在15体积％氪气和 85体积％ SO2的烧结气氛中，以200毫米/分钟的速度(对应于在向下驱动过程中，烟炱预成形件的外侧的升温速率约为100°c/分钟)向下驱动通过设定于约1500°C的加热区。然后所述预成形组件以100毫米/分钟的速率(相当于向下驱动过程中，烟炱预成形件外侧的升温速率约为50°c /分钟)再次向下驱动(即第二次向下驱动)通过加热区。然后所述预成形组件以50毫米/分钟的速率(相当于向下驱动过程中，烟炱预成形件外侧的升温速率约为25V /分钟)再次向下驱动(即第三次向下驱动)通过加热区。然后所述预成形组件以25毫米/分钟的速率(相当于向下驱动过程中，烟炱预成形件外侧的升温速率约为12. 5°C /分钟)再次向下驱动(即第四次向下驱动)通过加热区，最后以6毫米/分钟的速率(约；TC /分钟的加热速率)进行烧结，从而将所述烟炱烧结成具有氪气和SO2-气籽的二氧化硅外包层预成形件。在每个向下驱动步骤之后，所述预成形组件都以200毫米/ 分钟的速率向上驱动到加热炉的上部区域部分(该部分保持设定在1100°C )中。用该第一系列的较高的向下进料速率使得光纤预成形件的外侧变光，这便于将气体捕获在预成形件内。然后将所述预成形件放置在设定1000°C、氩气吹扫的加热炉内保持M小时，使得预成形件中剩余的任何氦气脱除。然后该预成形件在设定在约1700°C的常规石墨再拉制炉上， 在氩气气氛下再拉制成无空穴的GeO2-SiA纤心、掺杂0. 3重量％氟的无空穴的SiA包层、 包含氪气和SO2气籽(即，非周期性设置的空穴包含氪气以及SO2气体)的二氧化硅外包层杆，其直径10毫米，长1米。将一根10毫米的杆放回车床内，在此车床内通过OVD沉积约 4000克另外的SiO2 (密度为0.42克/立方厘米)烟炱。然后通过以下步骤对用于该组件的包层(可以称作外包层)的烟炱进行烧结。该组件首先在由氦气和3%氯气组成的气氛中，在1100°C干燥2小时，然后在100体积％的氦气气氛下，以5毫米/分钟的速率向下驱动通过设定在1500°C的加热区，使得所述烟炱烧结，形成含氧化锗的无空穴的纤心，二氧化硅无空穴内包层，掺杂0. 3重量％氟的二氧化硅的具有氪气和SO2-气籽的环(即包括含有氪气和的空穴的氟掺杂的二氧化硅)，以及无空穴外包层预成形件。将所述预成形件放置在设定在1000°C、氩气吹扫的加热炉内保持M小时，使得预成形件中的氦气脱除。在石墨电阻加热炉上，在温度约为1900-2000°C、氦气气氛下，以10米/秒的速度将所述光纤预成形件拉制成直径125微米、5千米长的光纤，该光纤的纤心半径约为4. 5微米，所述石墨电阻加热炉的部件长度为20. 3厘米，内径8. 9厘米，如下表1所述。通过监测和控制光纤的拉力来控制光纤预成形件的温度；在光纤拉制操作的各个部分过程中(例如5千米长度)， 光纤拉力保持在50-600克，列于表1。实施例7在本实施例中，通过外部气相沉积(OVD)将1060克SiO2 (密度为0. 63克/立方厘米)烟炱沉积在长1米χ直径34毫米的完全固结的突变型折射率(约0. 34%的Δ， 纤心/包层的直径比为0. 4)的实心GeO2-SW2纤心-SiA包层无空穴纤心杆上，从而制得预成形件(有时称作光学预成形件)，其包括被固结的无空穴的二氧化硅包层区域围绕的固结的无空穴纤心区域，所述固结的无空穴的二氧化硅包层区域又被烟炱二氧化硅区域围绕。然后按以下步骤对该组件的烟炱包层进行烧结。所述组件首先在加热炉的上部区域部分中，在1240°C的温度下，在由氦气和2%的CO (所有的气体百分数均为体积百分数)组成的气氛中干燥2小时，然后将加热炉的温度降至1100°C，用100%的氦气对加热炉吹扫30 分钟，然后在包含2. 4%的SiF4的氦气气氛中对预成形件掺杂氟，然后用氦气对加热炉吹扫 30分钟，然后用包含15%氪气和85% SO2的气氛吹扫，然后在15体积％氪气和85体积％SO2的烧结气氛中，以200毫米/分钟的速度(对应于在向下驱动过程中，烟炱预成形件的外侧的升温速率约为100°C/分钟)向下驱动通过设定于约1500°C的加热区。然后所述预成形组件以100毫米/分钟的速率(相当于向下驱动过程中，烟炱预成形件外侧的升温速率约为50°C /分钟)再次向下驱动(即第二次向下驱动)通过加热区。然后所述预成形组件以50毫米/分钟的速率(相当于向下驱动过程中，烟炱预成形件外侧的升温速率约为 25°C /分钟)再次向下驱动(即第三次向下驱动)通过加热区。然后所述预成形组件以25 毫米/分钟的速率(相当于向下驱动过程中，烟炱预成形件外侧的升温速率约为12. 5°C / 分钟)再次向下驱动(即第四次向下驱动)通过加热区，最后以6毫米/分钟的速率(约 3°C /分钟的加热速率)进行烧结，从而将所述烟炱烧结成具有氪气和SO2-气籽的二氧化硅外包层预成形件。在每个向下驱动步骤之后，所述预成形组件都以200毫米/分钟的速率向上驱动到加热炉的上部区域部分(该部分保持设定在IlO(TC)中。用该第一系列的较高的向下进料速率使得光纤预成形件的外侧变光，这便于将气体捕获在预成形件内。然后将所述预成形件放置在设定1000°C、氩气吹扫的加热炉内保持M小时，使得预成形件中剩余的任何氦气脱除。然后该预成形件在设定在约1700°C的常规石墨再拉制炉上，在氩气气氛下再拉制成无空穴的GeO2-S^2纤心、掺杂0. 3重量％氟的无空穴的S^2包层、包含氪气和SO2气籽(即，非周期性设置的空穴包含氪气以及SO2气体)的二氧化硅外包层杆，其直径10毫米，长1米。将一根10毫米的杆放回车床内，在此车床内通过OVD沉积约4000 克另外的SiO2 (密度为0.42克/立方厘米)烟炱。然后通过以下步骤对用于该组件的包层(可以称作外包层)的烟炱进行烧结。该组件首先在由氦气和3%氯气组成的气氛中，在 1100°C干燥2小时，然后在100体积％的氦气气氛下，以5毫米/分钟的速率向下驱动通过设定在1500°C的加热区，使得所述烟炱烧结，形成含氧化锗的无空穴的纤心，二氧化硅无空穴内包层，掺杂0. 3重量％氟的二氧化硅的具有氪气和SO2-气籽的环(即包括含有氪气和 SO2的空穴的氟掺杂的二氧化硅)，以及无空穴外包层预成形件。将所述预成形件放置在设定1000°C、氩气吹扫的加热炉内保持M小时，使得预成形件中的氦气脱除。在石墨电阻加热炉上，在温度约为1900-2000°C、氦气气氛下，以10米/秒的速度将所述光纤预成形件拉制成直径125微米、5千米长的光纤，该光纤的纤心半径约为4. 5微米，所述石墨电阻加热炉的部件长度为20. 3厘米，内径8. 9厘米，如下表1所述。通过监测和控制光纤的拉力来控制光纤预成形件的温度；在光纤拉制操作的各个部分过程中(例如5千米长度)，光纤拉力保持在50-600克，列于表1。 表1还显示了各个实施例的空穴气体，这表示包含在光纤的环形环的空穴之内的气体，纤心/包层比，这表示氧化锗掺杂的纤心的外半径与内包层区域的外半径(也是含空穴区域的内半径)之比。表中还列出了纤心的Δ %，在产生空穴的固结步骤过程中采用的空穴气体的百分数(在固结步骤过程中，剩余的气体是氦气，然后该气体在光纤拉制步骤之前或过程中从预成形件脱除)。用来拉制预成形件的拉制炉加热部件(即加热炉的加热区)的长度单位为英寸。预成形件的直径单位是厘米。光纤拉制速度单位为米/秒，最终光纤直径的单位为微米。光纤拉制拉力的单位是克。表内还提供了光缆截止波长，1310纳米处的模场直径(单位为微米)，在围绕直径10毫米的心轴弯曲时每圈的dB损耗(衰减) 增加，含空穴环的内半径，含空穴环的外半径，含空穴的环形环的宽度，环形环内的区域空穴面积％，总光纤空穴面积％，环形区域内的空穴的平均空穴直径，环形区域内的空穴的空穴直径的标准偏差，环形区域内的空穴的近似最小和最大空穴直径，通过浸水进入测得的最大空穴长度(单位为厘米)，含空穴的环形环内的空穴的近似数量，以及环形区域内空穴的平均数量密度。表 权利要求
1.一种用来传输由光组成的光学信号的微结构化光纤，所述光纤包括纤心区域，该纤心区域围绕纵向中心线设置，包括具有第一折射率的折射率分布曲线，以及围绕所述纤心区域的包层区域，所述包层区域包括环形含空穴区域，所述环形含空穴区域由非周期性设置的空穴组成；其中，单位为纳米的最大空穴直径为，单位为厘米的最大空穴长度不大于 2. 5X105X (d最大)_L7
2.如权利要求1所述的光纤，其特征在于，单位为厘米的所述最大空穴长度不大于 6X104X (d最大)_L7。
3.如权利要求1或2所述的光纤，其特征在于，所述最大空穴直径小于450纳米。
4.如权利要求1或2所述的光纤，其特征在于，所述最大空穴直径小于250纳米。
5.如权利要求1或2所述的光纤，其特征在于，所述最大空穴直径小于150纳米。
6.如权利要求1-5中任一项所述的光纤，其特征在于，所述最大空穴长度小于8厘米。
7.如权利要求1-5中任一项所述的光纤，其特征在于，所述最大空穴长度小于4厘米。
8.如权利要求1-5中任一项所述的光纤，其特征在于，所述最大空穴长度小于2厘米。
9.如权利要求1-8中任一项所述的光纤，其特征在于，所述光纤还具有以下特征 i)22米截止波长小于1500纳米； )平均空穴直径小于100纳米；以及 iii)区域空穴面积大于1%。
10.如权利要求9所述的光纤，其特征在于，所述22米光缆截止波长小于1260纳米。
11.如权利要求9所述的光纤，其特征在于，所述环形含空穴区域内的区域空穴分数大于2%且小于10%。
12.如权利要求9所述的光纤，其特征在于，所述环形含空穴区域内的区域空穴分数大于5%且小于10%。
13.如权利要求1-9中的任一项所述的光纤，所述光纤在1550纳米的衰减小于0.5dB/Km。
14.如权利要求13所述的光纤，其特征在于，所述在1550纳米的衰减小于0.25dB/Km。
15.如权利要求14所述的光纤，其特征在于，所述空穴包含以下气体中的至少一种 Kr, SO2。
16.如权利要求1-9中的任一项所述的光纤，其特征在于，所述空穴包含以下气体中的至少一种Kr，SO2。
17.如权利要求1-9中的任一项所述的光纤，其特征在于，所述环形含空穴区域内的空穴的数量大于300。
18.如权利要求1-9中任一项所述的光纤，其特征在于，空穴数量密度大于4/微米2。
19.一种抛光如权利要求1-9中的任一项所述的光纤的方法，所述方法包括以下步骤 (i)将权利要求1的光纤劈开，从而形成劈开端面；以及( )对所述劈开端面进行抛光。
20.一种用连接器连接光纤的方法，所述光纤包括纤心、具有非周期性设置的空穴的包层，以及涂层和缓冲层中的至少一层，所述方法包括以下步骤(i)剥掉一段长度的所述涂层和缓冲层中的至少一层，使一部分光纤暴露出来；(ii)将所述暴露的光纤部分劈开，形成劈开端面，所述劈开端面包括空穴，所述空穴的直径不大于最大空穴直径‘(单位为纳米)，最大空穴长度(单位为厘米)不大于 2.5X105X(d^)-L7；(iii)对所述劈开端面进行抛光，以形成抛光的光纤端面。
21.如权利要求20所述的方法，其特征在于，将所述光纤安装在具有套管端面的连接器套管之内。
22.如权利要求20或21所述的方法，使得光纤的暴露部分凸出超过套管端面。
23.如权利要求20或21所述的方法，其特征在于，所述抛光的光纤端面与所述套管端面共平面。
24.一种对微结构化光纤进行抛光的方法，所述微结构化光纤包括纤心区域，所述纤心区域围绕纵向中心线设置，包括具有第一折射率的折射率分布曲线；和围绕所述纤心区域的包层区域，所述包层区域包括环形含空穴区域，所述环形含空穴区域由非周期性设置的空穴组成，所述方法包括以下步骤(i)劈开所述光纤，从而形成劈开端面，所述劈开端面包括暴露的空穴，所述暴露的空穴具有最大空穴直径，其单位为纳米，和最大空穴长度，其单位为厘米；其中所述最大空穴长度大于2. 5X IO5X ( 大)_17 ；以及( )对所述劈开端面进行抛光。
25.如权利要求23或M所述的方法，其特征在于，单位为厘米的所述最大空穴长度不大于6X IO4X (d最大Γ·7。
26.如权利要求23-25中任一项所述的方法，其特征在于，所述最大空穴直径小于250 纳米，最大空穴长度小于8厘米。
全文摘要
一种用来传输由光组成的光学信号的微结构光纤，所述光纤包括围绕纵向中心线设置的纤心区域，该纤心区域具有第一折射率的折射率分布曲线；围绕所述纤心区域的包层区域，所述包层区域包括环形含空穴区域，该环形含空穴区域包含非周期性设置的空穴；其中，单位为纳米的最大空穴直径为d最大，单位为厘米的最大空穴长度不大于2.5×105×(d最大)-1.7。
文档编号G02B6/02GK102460249SQ201080036055
公开日2012年5月16日 申请日期2010年6月8日 优先权日2009年6月8日
发明者D·C·布克班德, M-J·李, P·J·龙科, P·坦登, R·B·德索里齐 申请人:康宁股份有限公司