本发明专利技术涉及一种采用外气相沉积法制备弯曲不敏感光纤的方法，该方法用外气相沉积法制备的光纤具有掺杂GeO2的上凸层、内包层、掺氟的下陷层和纯SiO2外包层。第一步用外气相沉积法制备掺锗的上凸层，利用延伸设备将棒拉伸到合适的外径；第二步，在玻璃棒表面再沉积合适厚度的SiO2松散体进行烧结掺氟，利用延伸设备将棒拉伸到合适的外径；第三步，在芯棒表面包裹合适厚度的外包层。通过这三步实现弯曲不敏感光纤剖面的制作。该方法工艺简单，加工制作容易，适合大规模生产。适合大规模生产。适合大规模生产。
【技术实现步骤摘要】
一种采用外气相沉积法制备弯曲不敏感光纤的方法
[0001]本专利技术涉及光通信
，具体为一种采用外气相沉积法制备弯曲不敏感光纤的方法。
技术介绍
[0002]随着光纤入户的大量推广，弯曲不敏感光纤的用量也在不断的增加，各光纤生产商，科研院所也陆续推出多种弯曲不敏感光纤。光纤结构也是多种多样，其中有结构简单的，也有结构及其复杂的。通过观察发现，公布的弯曲不敏感光纤大多是公布其光纤结构，但对于结构实现的方法很少有提及，目前光纤的制备方法大致有四种，分别是PCVD法、MCVD法、VAD法、OVD法。四种方法各有优缺。PCVD法和MCVD法都属于管内沉积法，它们的优势在于能够制备结构复杂的光纤剖面，但其缺点也很明显，所制备的棒外径较小，生产效率不高、光纤损耗较大等，VAD法的缺点是只能制备结构简单的光纤。
[0003]为了方便介绍本专利技术的内容，定义部分术语：
[0004]光纤预制棒：制备光纤的原材料，是由芯层和包层组成的具有合适的折射率分布符合特定光纤设计要求可制作成光纤的玻璃体。
[0005]芯棒松散体：掺杂二氧化锗等折射率调节物质的二氧化硅细微颗粒构成具有芯层和包层结构的玻璃体。
[0006]VAD是Vapor Axial Deposition，气相轴向沉积的缩写。
[0007]OVD是Outside Vapor Deposition，外部汽相沉积的缩写。
[0008]MCVD是Modified Chemical Vapor Deposition，改进的化学汽相沉积的缩写。
[0009]PCVD是Plasma Chemical Vapor Deposition，等离子体化学汽相沉积的缩写。
[0010]相对折射率差：这里n1和n0分别是指芯层和内包层的折射率。
[0011]目前提高光纤抗弯曲性能的方法主要是采用小模场直径光纤，即减小光纤芯径和模场直径的方法，但减小的模场直径有限，且模场直径减小也会导致光纤其它性能的降低，另一种方法是在芯层外面制作下陷层，使光纤在7.5mm和5mm弯曲半径下，在1625nm分别具有较低的附加宏弯损耗。由于光在光纤芯层和内包层同时传播，芯棒的质量决定了光传播的质量，因此制作良好的光纤剖面结构是提高弯曲不敏感光纤抗弯曲性能的关键。
技术实现思路
[0012]本专利技术的目的在于提供一种采用外气相沉积法制备弯曲不敏感光纤的方法，具备高抗弯、大尺寸、低成本等特点，解决现有的技术不足。
[0013]为实现上述目的，在本专利技术提供如下技术方案：一种采用外气相沉积法制备弯曲不敏感光纤的方法，包括以下步骤：
[0014]S1、光纤芯层的制备
[0015]在芯层沉积车床上固定陶瓷把棒，设定把棒以一定的速度进行旋转，用高纯氧载气通过气控系统将SiCl4，GeCl4饱和蒸汽通过加温管道通入喷灯，SiCl4，GeCl4在高温火焰中完成水解反应生产SiO2，GeO2沉积在旋转把棒外表面，其中反应过程中H2、O2过量，SiCl4为主要原料，GeCl4为掺杂剂，随着沉积层在把棒外表面逐步形成，把棒直径不断变大，最终沉积生成具有一定机械强度和空隙率的圆柱形松散体，将得到的松散体在烧结炉中高温烧结得到掺锗的芯棒。化学反应如下：
[0016]2H2+O2＝2H2O
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(1)
[0017]SiCl4+2H2O＝SiO2+4HCl
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(2)
[0018]GeCl4+2H2O＝GeO2+4HCl
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(3)
[0019]随着沉积层在把棒外表面逐步形成，把棒直径不断变大，最终沉积生成具有一定机械强度和空隙率的圆柱形松散体。将得到的松散体在烧结炉中高温烧结得到掺锗的芯棒。在此过程中，芯层中GeO2的掺杂量关系到最终光纤的弯曲性能，掺杂量过小，弯曲性能达不到要求。掺入过多会导致芯棒内应力过大，芯层会炸裂。因此一个合适得掺杂量十分重要。表2中表示不同GeCl4流量和+Δ的变化关系。
[0020]S2、光纤芯层下陷层的制备
[0021]下陷层的实现主要是通过氟掺杂来实现，在高温状态下，氟的活动性很强，在SiO2松散体中有较强的活性，如果在芯层外表面直接进行掺氟操作，氟会很快渗透到芯层松散体中，这将导致芯层的折射率高度下降，不能满足要求，因此只能在完成烧结后芯层表面进行掺氟活动，在烧结后经过延伸的芯层表面沉积一层厚度适中的松散体，然后将该松散体放到烧结炉中烧结，烧结的同时，通入掺含氟气体，完成掺氟过程。所述步骤S2中烧结气体是氦气、氯气和含氟气体组成的混合气体，含氟气体选自CF4、C2F6、C3F6和SF6的一种或者多种组合。制备光纤预制棒和光纤
[0022]将芯棒母棒延伸成一定尺寸外径均匀的芯棒，再在芯棒外部增加外包层后形成光纤预制棒；最终将光纤预制棒进行拉丝筛选，最后得到光纤。
[0023]优选的，所述上凸层的高度(+Δ)在0.4％和0.5％之间，下陷层的深度(
‑
Δ)在0.3％和0.4％之间，内包层的半径d和芯层的半径a的比例控制在3到5之间。所述弯曲不敏感光纤在1550nm波长处的5mm半径宏弯衰减值≤0.2dB/km，在1625nm波长处的5mm半径宏弯衰减值≤0.5dB/km。
[0024]更优选的，所述上凸层的高度(+Δ)在0.42％和0.48％之间，下陷层的深度(
‑
Δ)在0.34％和0.4％之间，内包层的半径d和芯层的半径a的比例控制在3到4之间。所述结构的弯曲不敏感光纤在1550nm波长处的5mm半径宏弯衰减值≤0.15dB/km，在1625nm波长处的5mm半径宏弯衰减值≤0.45dB/km。
[0025]甚至更加优选的，所述上凸层的高度(+Δ)在0.44％和0.48％之间，下陷层的深度(
‑
Δ)在0.36％和0.40％之间，内包层的半径d和芯层的半径a的比例控制在3到3.5之间。所述结构的弯曲不敏感光纤在1550nm波长处的5mm半径宏弯衰减值≤0.1dB/km，在1625nm波长处的5mm半径宏弯衰减值≤0.3dB/km。
[0026]与现有技术相比，本专利技术提供了一种外气相沉积法制备弯曲不敏感光纤的方法，具备以下有益效果：
[0027]1、该外气相沉积法制备弯曲不敏感光纤的方法，首先制备具有一定的上凸结构的
第1芯棒，再采用烧结掺氟工艺在第1芯棒外制备具有一定下凹结构的第2芯棒，以此第2芯棒为出发棒，制备出的光纤具有优越的抗弯曲能力。
[0028]2、本专利技术方法由于采用外气相沉积法，能制备外径较大的芯棒棒，经过外包层沉积后，可以制作外径在120mm以上的光纤预制棒。
[0029]3、采用本专利技术制备弯曲不本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种采用外气相沉积法制备弯曲不敏感光纤的方法，其特征在于：用OVD法，多次沉积和烧结的过程来制备具有下陷层的弯曲不敏感光纤的结构，包括以下步骤：所述弯曲不敏感光纤包括上凸层(1)、内包层(2)、下陷层(3)和外包层(4)，所述上凸层(1)为掺杂二氧化锗的二氧化硅层，所述内包层(2)为二氧化硅层，所述下陷层(3)为掺氟的二氧化硅层，所述外包层(4)为二氧化硅层，所述上凸层(1)和内包层(2)的折射率差
△
1在0.3％和0.5％之间，所述内包层(2)与所述下陷层(3)相对折射率差
△
3为0.5％，内包层的半径d和芯层的半径a的比例控制在3到5之间；S1、光纤芯层的制备在芯层沉积车床上固定陶瓷把棒，设定把棒以一定的速度进行旋转，用高纯氧载气通过气控系统将SiCl4，GeCl4饱和蒸汽通过加温管道通入喷灯，SiCl4，GeCl4在高温火焰中完成水解反应生产SiO2，GeO2沉积在旋转把棒外表面，其中反应过程中H2、O2过量，SiCl4为主要原料，GeCl4为掺杂剂，随着沉积层在把棒外表面逐步形成，把棒直径不断变大，最终沉积生成具有一定机械强度和空隙率的圆柱形松散体，经过烧结后得到具有上凸层(1)的第1芯棒；S2、光纤芯层下陷层的制备下陷层的实现主要是通过氟掺杂来实现，在高温状态下，氟的活动性很强，在SiO2松散体中有较强的活性，在烧结后经过延伸的芯层表面沉积一定厚度的松散体，然后将该预制件放烧结炉中烧结，烧结的同时，通入含氟气体，形成具有下陷层(3)的第2芯棒；S3、制备光纤将芯棒母棒延伸成一定尺寸外径均匀的芯棒，再在芯棒外部增加外包层(4)后形成光纤预制棒；最终将光纤预制棒进行拉丝筛选，最后得到光纤。2.如权利要求1所述的一种采用外气相沉积法制备弯曲不敏感光纤的方法，其特征在于：所述步骤S2中烧结气氛是氦气、氯气和含氟气体组成的混合气体，含氟气体选自CF4、C2F6、C3F6和...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈强，查健江，
申请(专利权)人：山东富通光导科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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