光纤母材的制造方法技术

本发明专利技术提供一种能够得到具有沟槽型折射率分布、传输损耗小、与标准单模光纤的连接损耗小、并且耐弯特性良好的光纤的光纤母材的制造方法。本发明专利技术的光纤母材的制造方法，用于制造至少包括纤芯、第一包层、和含氟的第二包层的光纤母材，该方法的特征在于，包括：准备具有纤芯和第一包层的初始母材的初始母材准备步骤；将玻璃原料供应给高频感应热等离子炬、合成玻璃微粒并使其沉积在母材上，来制作多孔中间玻璃母材的等离子沉积步骤；以及在含氟气氛中加热该多孔中间玻璃母材而使其玻璃化，来形成具有纤芯、第一包层和含氟的第二包层的中间玻璃母材的中间玻璃母材形成步骤。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种使用高频感应热等离子炬的，尤其涉及一种 低OH耐弯单模光纤用玻璃母材的制造方法。此外，本申请与下述日本申请相关。对于认可 文献通过参照而并入的指定国，以参照的方式将下述申请中所记载的内容并入本申请中， 作为本申请的一部分。日本特愿2008-231373 申请日2008年9月9日。
技术介绍
近年来，Fiber To The Home (光纤到户)(FTTH)等的宽带访问逐渐普及。当前的 宅内布线中，以UTP电缆、无线等为主流，而追求更宽频带传输并将光纤直接布线在办公室 或家庭内也在研究中。由ITU-T G652等所规定的现有的单模光纤的允许曲率半径为最大30mm，在该值 以上，即使施加较小的弯曲，也会导致损耗增大，传输信号变差。在考虑了家庭中的布线的情况下，在沿着墙面竖起光纤时，考虑到处理的杂乱程 度等，总是维持这样大的曲率半径进行布线并不现实，故寻求一种即使曲率半径更小也能 抑制损耗增加的、耐弯单模光纤，并已实际开发、销售。另外，在通信服务商的站内设备中，为了使设备紧凑，也使用允许曲率半径小的耐 弯单模光纤。耐弯单模光纤可以通过单纯地增加现有的单模光纤中纤芯的折射率来实现，而在 这种情况下，模场直径变小。因此，会有与标准单模光纤的接续损耗变大的问题。专利文献1及非专利文献1中，公开了一种解决的这样的问题的耐弯单模光纤，实 现了高耐弯特性和接近标准单模光纤的模场直径。该光纤的折射率分布如图1所示，该光 纤由纤芯100、第一包层101、第二包层102和第三包层103这四层构成，它们的折射率依 次为IVi^rvn3时，在纤芯中掺杂锗以使Iitl > n3。另外，在第二包层102中掺杂氟以使n2 < n3。第三包层103由纯粹石英形成。而且，第一包层101中根据需要掺杂用于使折射率 增加或减小的掺杂剂。专利文献2中也公开了耐弯单模光纤，并具有和对比文件1类似的折射率分布。另 外，专利文献3中公开了使用高频感应热等离子炬的、OH基含量低的纯二氧化硅纤芯光纤 的制造方法。现有技术文献 专利文献专利文献1 日本专利第3853833号 专利文献2 日本特开2007-279739号公报 专利文献3 日本特开2007-45643号公报 非专利文献非专利文献1 7 ，技報第105号P6 10上述类型的光纤的折射率分布一般被称为沟槽(trench)型，其特征在于第二包层部的 氟掺杂层。为了制造这种类型的光纤母材，已知下述方法。(I)MCVD 法该方法是使原料气体流向玻璃管内侧，从玻璃管外侧进行火焰加热使原料气体反应， 在玻璃管的内壁上沉积玻璃膜。该方法作为合成具有复杂的折射率分布的光纤母材的方法是很普遍的，但是，来 自火焰的OH基会从玻璃管的外壁侵入管内，并最终增加光纤在1385nm附近的传输损耗。(2) PCVD 法该方法是使原料气体流向玻璃管内侧，通过从玻璃管外侧照射微波而在玻璃管内部产 生等离子来使原料气体反应，在玻璃管的内壁上沉积玻璃膜，与MCVD法相比可以合成具有 细微的折射率分布的光纤母材。该方法不使用火焰，因此不用担心OH基会从玻璃管的外壁侵入内部。但是，在内 部沉积的玻璃膜的纯度由原料气体的纯度决定，因此，在原料中包含含氢杂质的情况下，光 纤在1385nm附近的传输损耗会增加。尤其，作为玻璃原料的S i C 1 4与水分的反应性高， 容易形成OH基，因此，很难制造低OH光纤。(3) OVD法或者气相轴向沉积法其是在具有纤芯和第一包层的初始母材的外侧沉积在氢氧焰中火焰水解玻璃原料而 生成的玻璃微粒后，在含氯气氛中脱水，进而在含氟气氛中透明玻璃化来合成第二包层，接 着附加第三包层的方法。该方法的特征是生产性好，但是，沉积第二包层的玻璃微粒时使用氢氧焰，因此OH 基会从初始母材的外表面侵入初始母材内。另外，在沉积之前进行的火焰抛光工序中，OH基 也会从初始母材的外表面侵入。在脱水工序中，除去了所沉积的多孔玻璃层中的OH基，但 是，已经侵入初始母材部的OH基不会被除去，很难制造低OH光纤。(4)套管(tube jacket)法其是将各层的玻璃棒或者管层叠加热一体化的方法，由于各棒和管通过OVD法或VAD 法(气相轴向沉积法)制造，因此可以降低OH基含量。但是，在它们的表面上生成OH基，由 于加热一体化时不能充分除去，或者OH基容易从气氛或热源的氢氧焰侵入，因此，很难制 造低OH光纤。如上所述，任何一种方法都不能容易地解决OH基侵入光纤中的问题。在上述专利文献1中，其实施例1、2和4中基于上述(3)的方法、其实施例3中基 于上述(1)的方法来制造耐弯单模光纤，但是并没有提及1385nm附近的传输损耗。另外，专利文献3中记载了使用高频感应热等离子炬的、OH基含量低的纯二氧化 硅纤芯光纤，但是，并没有提及沟槽型耐弯单模光纤。作为当前的传输线路的主流的光纤被称为低水峰光纤(Low Water Peak Fiber) (LWPF)，是降低了 OH基的单模光纤。这种类型在1385nm附近也不存在由OH基引起的高损 耗区，因此，在整个130(Tl600nm的范围内都是低损耗的，可供传输使用。在主要的传输线路所使用的LWPF中尽管具有1385nm附近的传输能力，但是，如上 所述，用于办公室、家庭或站内的沟槽型耐弯单模光纤中不具备有效的OH基降低手段，因 此，一直在寻求一种经济地制造降低OH基的沟槽型耐弯单模光纤的方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种，通过该方法能得到具有沟槽型折 射率分布、传输损耗小、与标准单模光纤的接续损耗小、耐弯特性好的光纤。本专利技术的，用于制造至少包括纤芯、第一包层、含氟的第二包 层和第三包层这四层的光纤母材，该方法的特征在于，包括准备具有纤芯和第一包层的初 始母材的初始母材准备步骤；将玻璃原料和氧供应给高频感应热等离子炬来合成玻璃微粒 并使其沉积在初始母材上，来制作多孔中间玻璃母材的等离子沉积步骤；在含氟气氛中加 热多孔中间玻璃母材而使其玻璃化，来形成具有纤芯、第一包层和含氟的第二包层的中间 玻璃母材的中间玻璃母材形成步骤；以及在中间玻璃母材的周围进一步附加第三包层的第 三包层附加步骤。所述初始母材准备步骤包括通过VAD法制造具有纤芯和第一包层的多孔玻璃母 材的VAD步骤；在含氯气氛中加热多孔玻璃母材来进行脱水的脱水步骤；在氦气氛中加热 被脱水的多孔玻璃母材使其透明玻璃化而成为玻璃母材的玻璃化步骤；加热拉制玻璃母材 来调整外径的拉制步骤；以及除去已拉制的玻璃母材的表面层的表面层除去步骤。所述表面层除去步骤优选使用机械磨削抛光、利用氢氟酸进行的湿法蚀刻、以及 利用含氟的等离子火焰进行的干法蚀刻中的任意一个来进行。所述高频感应热等离子炬的气体导入部优选多重管结构。还有，优选从设置为从 炬主体的外部朝向炬火焰的原料喷嘴供应玻璃原料。上述专利技术的概要列举的并不都是本专利技术的必要特征。另外，这些特征组的子组合 也形成本专利技术。附图说明图1是表示光纤母材的折射率分布的模式图。图2是表示多孔玻璃母材制造装置400的示意图。图3是表示脱水玻璃化装置500的一个例子的示意图。图4是表示等离子炬200的一个例子的截面示意图。图5是表示脱水玻璃化装置300的一个例子的截面示意图。图6是表本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种制造光纤母材的制造方法，其特征在于，包括：准备具有纤芯和包围所述纤芯的第一包层的初始母材的初始母材准备步骤；将玻璃原料和氧供应给高频感应热等离子炬，使在所述高频感应热等离子炬中合成的玻璃微粒沉积在所述初始母材的表面上，来制作多孔中间玻璃母材的多孔中间玻璃母材制作步骤；以及在含氟气氛中加热所述多孔中间玻璃母材而使所述玻璃微粒玻璃化，制作具有含有氟并包围所述第一包层的第二包层的中间玻璃母材的中间玻璃母材制作步骤，其中，所述光纤母材包括所述纤芯、所述第一包层和所述第二包层。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：乙坂哲也，
申请(专利权)人：信越化学工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP