平码五不中公式规律
  • / 6
  • 下载费用:30 金币  

一种大尺寸低损耗的光纤预制棒及其制备方法.pdf

关 键 ?#21097;?/dt>
一种 尺寸 损耗 光纤 预制 及其 制备 方法
  专利查询网所有资源均是用户自行上传分享,仅供网友学习交流,未经上传用户书面授权,请勿作他用。
摘要
申请专利号:

CN201910085729

申请日:

20190129

公开号:

CN109650712A

公开日:

20190419

当前法律状态:

公开

有效性:

审中

法?#19978;?#24773;: 公开
IPC分类号: C03B37/014 主分类号: C03B37/014
申请人: 江苏永鼎股份有限公司
发明人: 莫思铭;李想;杨红蕾;李凡;邵珠峰;周莉
地址: 215200 江苏省苏州市吴江区黎里镇318国道74K处芦墟段北侧
优先权:
专利代理机构: 32299 代理人: 马刚强
PDF完整版下载: PDF下载
法律状态
申请(专利)号:

CN201910085729

授权公告号:

法律状态公告日:

20190419

法律状态类型:

公开

摘要

本发明涉及一种大尺寸低损耗的光纤预制棒及其制备方法,利用VAD工艺制备光纤芯棒,使外包层疏松体致密后,对芯棒进行脱羟处理、掺氟处理和玻璃化处理,之后将光纤芯棒插入纯石英小套管内并将其熔缩到一起,得到合成芯棒,再将合成芯棒插入纯石英大套管中,组合成大尺寸低损耗的光纤预制棒;本发明制备得到的光纤预制棒的?#26412;?#21487;达212mm,单根预制棒拉纤长度可达到2950km,光纤在1310nm波长处的衰减≤0.307dB/km,在1383nm波长处的衰减系数≤0.272dB/km,在1550nm波长处的衰减系数≤0.184dB/km。

权利要求书

1.一种大尺寸低损耗的光纤预制棒的制备方法,其特征在于,步骤如下: 利用VAD工艺制备光纤芯棒,通过沉积喷灯将外包层疏松体的表面温度达到1000~1100℃,使外包层疏松体的密度大于0.85g/cm3,然后在烧结炉中对芯棒进行脱羟处理、掺氟处理和玻璃化处理,得到光纤芯棒;所述光纤芯棒内到外依次是芯层和内包层,光纤芯棒的?#26412;禸与芯层?#26412;禷的比值b/a为3.0~5.0;其中,脱羟处理时,烧结炉内通入惰性气体和氯气,?#32929;?#32467;炉以9~12℃/min的升?#28388;?#29575;升到900~1050℃,保温4~5h;掺氟处理时,烧结炉内通入含氟气体和惰性气体,?#32929;?#32467;炉以5~8℃/min的升?#28388;?#29575;升到1100~1250℃,保温1~2h;玻璃化处理时,烧结炉内只通入惰性气体,然后?#32929;?#32467;炉以8~12℃/min的升?#28388;?#29575;升到1450~1650℃,保温5~6h; 将一段或多段光纤芯棒插入纯石英小套管内,先用含氟气体将芯棒外表面和小套管内表面进行化学刻蚀,然后将其熔缩到一起,得到合成芯棒,合成芯棒的?#26412;禼与芯层?#26412;禷的比值c/a为7.0~9.0; 将合成芯棒表面用酸性溶液腐蚀,然后将腐蚀后的合成芯棒清洗干燥,将合成芯棒插入纯石英大套管中,组合成大尺寸低损耗的光纤预制棒。 2.根据权利要求1所述的大尺寸低损耗的光纤预制棒的制备方法,其特征在于,脱羟处理和掺氟处理时,烧结炉内的合成芯棒以3~8rpm的速度自转;玻璃化处理时,烧结炉内的合成芯棒以9~15rpm的速度自转。 3.根据权利要求1或2所述的大尺寸低损耗的光纤预制棒的制备方法,其特征在于,所述脱羟处理的氯气流量为900~1100mL/min,惰性气体流量为20~40L/min;所述的含氟气体为SF6、SiF4、CF4、C2F6、C3F8、C2F2Cl2、SOF2中的一种或两种以上的组合,掺氟处理通入的含氟气体与惰性气体流量的比值为3:1~5:1,其中惰性气体流量为20~40L/min;玻璃化处理的惰性气体流量为30~50L/min。 4.根据权利要求1-3任一项所述的大尺寸低损耗的光纤预制棒的制备方法,其特征在于,所述芯层为掺入B2O3的二氧化硅玻璃层,芯层的相对折射率Δni为0.35%~0.45%。 5.根据权利要求1-4任一项所述的大尺寸低损耗的光纤预制棒的制备方法,其特征在于,所述内包层的相对折射率为Δn1=-0.20%~-0.45%。 6.根据权利要求1-3任一项所述的大尺寸低损耗的光纤预制棒的制备方法,其特征在于,所述酸性溶液为氢氟酸与盐酸的混?#32420;幔?#27679;化氢与氯化氢的摩尔比为1:0.5~1.5,对合成芯棒的腐蚀深度不小于0.6mm。 7.根据权利要求1-6任一项所述的大尺寸低损耗的光纤预制棒的制备方法,其特征在于,将合成芯棒固定在纯石英大套管中心,控制合成芯棒和连熔石英套管之间的间隙小于3mm。 8.一种由权利要求1-7任一项所述的方法制造的大尺寸低损耗的光纤预制棒。 9.一种低损耗单模光纤,其特征在于,所述光纤由权利要求8所述的大尺寸低损耗的光纤预制棒直?#27704;?#19997;而成,或经拉伸后再拉丝而成。

说明书


一种大尺寸低损耗的光纤预制棒及其制备方法
技术领域


本发明涉及一种大尺寸低损耗的光纤预制棒及其制备方法,属于光纤预制棒制备
技术领域。


背景技术


VAD工艺(气相轴向沉积法)常用于大规模光纤预制棒芯棒的生产,在VAD工艺制备
的芯棒基础上制备大尺寸的光纤预制棒,通常采用套管法在芯棒外制造外包层,但是目前
的石英套管的羟基含量和金属杂质含量均较高,以其作为生产光纤预制棒的外包层时,羟
基和金属杂质进入芯棒芯层会增大光纤损耗。因此,要制备大尺寸低损耗的光纤预制棒,不
仅要求芯层与靠近芯层一定厚度内的包层内羟基含量很低,以减少氢损,还要求芯棒能够
有效阻挡石英套管的羟基和金属杂质进入芯层,以最终减少光纤损耗,大大提高光纤的传
输质量。


发明内容


本发明要解决的技术问题是:为解决现有技术中以VAD工艺制备芯棒,以套管法在
芯棒外制造外包层得到的大尺寸光纤预制棒损耗大的技术问题,提供一种大尺寸低损耗的
光纤预制棒及其制备方法。


一种大尺寸低损耗的光纤预制棒的制备方法,步骤如下:


利用VAD工艺制备光纤芯棒,通过沉积喷灯将外包层疏松体的表面温度达到1000
~1100℃,使外包层疏松体的密度大于0.85g/cm
3,然后在烧结炉中对芯棒进行脱羟处理、
掺氟处理和玻璃化处理,得到光纤芯棒;所述光纤芯棒内到外依次是芯层和内包层,光纤芯
棒的?#26412;禸与芯层?#26412;禷的比值b/a为3.0~5.0;其中,脱羟处理时,烧结炉内通入惰性气体
和氯气,?#32929;?#32467;炉以9~12℃/min的升?#28388;?#29575;升到900~1050℃,保温4~5h;掺氟处理时,烧
结炉内通入含氟气体和惰性气体,?#32929;?#32467;炉以5~8℃/min的升?#28388;?#29575;升到1100~1250℃,
保温1~2h;玻璃化处理时,烧结炉内只通入惰性气体,然后?#32929;?#32467;炉以8~12℃/min的升温
速率升到1450~1650℃,保温5~6h;


将一段或多段光纤芯棒插入纯石英小套管内,先用含氟气体将芯棒外表面和小套
管内表面进行化学刻蚀,然后将其熔缩到一起,得到合成芯棒,合成芯棒的?#26412;禼与芯层直
径a的比值c/a为7.0~9.0;


将合成芯棒表面用酸性溶液腐蚀,然后将腐蚀后的合成芯棒清洗干燥,将合成芯
棒插入纯石英大套管中,组合成大尺寸低损耗的光纤预制棒。


优选地,脱羟处理和掺氟处理时,烧结炉内的合成芯棒以3~8rpm的速度自转;玻
璃化处理时,烧结炉内的合成芯棒以9~15rpm的速度自转。


优选地,所述脱羟处理的氯气流量为900~1100mL/min,惰性气体流量为20~40L/
min;所述的含氟气体为SF
6、SiF
4、CF
4、C
2F
6、C
3F
8、C
2F
2Cl
2、SOF
2中的一种或两种以上的组合,
掺氟处理通入的含氟气体与惰性气体流量的比值为3:1~5:1,其中惰性气体流量为20~
40L/min;玻璃化处理的惰性气体流量为30~50L/min。


优选地,所述芯层为掺入B
2O
3的二氧化硅玻璃层,芯层的相对折射率Δn
i为0.35%
~0.45%。


优选地,所述内包层的相对折射率为Δn
1=-0.20%~-0.45%。


优选地,所述酸性溶液为为氢氟酸与盐酸的混?#32420;幔?#27679;化氢与氯化氢的摩尔比为
1:0.5~1.5,对合成芯棒的腐蚀深度不小于0.6mm。


优选地,将合成芯棒固定在纯石英大套管中心,控制合成芯棒和连熔石英套管之
间的间隙小于3mm。


本发明?#22266;?#20379;一种由上述方法制造的大尺寸低损耗的光纤预制棒。


本发明?#22266;?#20379;一种低损耗单模光纤,所述光纤由上述的大尺寸低损耗的光纤预制
棒直?#27704;?#19997;而成,或经拉伸后再拉丝而成。


本发明的有益效果是:


本发明利用VAD工艺制备光纤芯棒,使外包层疏松体致密后,对芯棒进行脱羟处
理、掺氟处理和玻璃化处理,合理的工艺不仅有效脱除了芯棒的羟基,还使得内包层具有合
理的结构,能够有效阻挡石英套管中的金属杂质和羟基扩散?#21015;?#23618;,掺氟处理还能够使光
功率集中在芯层,有效降低了拉制光纤的损耗,之后将光纤芯棒插入纯石英小套管内并将
其熔缩到一起,得到合成芯棒,再将合成芯棒插入纯石英大套管中,组合成大尺寸低损耗的
光纤预制棒;本发明制备得到的光纤预制棒的?#26412;?#21487;达212mm,单根预制棒拉纤长度可达到
2950km,光纤在1310nm波长处的衰减≤0.307dB/km,在1383nm波长处的衰减系数≤
0.272dB/km,在1550nm波长处的衰减系数≤0.184dB/km。


具体实施方式


现在对本发明作进一步详细的说明。


实施例1


本实施例提供一种大尺寸低损耗的光纤预制棒的制备方法,步骤如下:


利用VAD工艺制备光纤芯棒,通过沉积喷灯将外包层疏松体的表面温度达到1050
℃,使外包层疏松体的密度大于0.85g/cm
3,然后在烧结炉中对芯棒进行脱羟处理、掺氟处
理和玻璃化处理,得到光纤芯棒;所述光纤芯棒内到外依次是芯层和内包层,光纤芯棒的直
径b与芯层?#26412;禷的比值b/a为4.0,芯层为掺入B
2O
3的二氧化硅玻璃层,芯层的相对折射率Δ
n
i为0.40%,内包层的相对折射率为Δn
1=-0.30%;其中,脱羟处理时,烧结炉内通入氦气
和氯气,氯气流量为1000mL/min,氦气流量为30L/min,合成芯棒以5rpm的速度自转,?#32929;?#32467;
炉以10℃/min的升?#28388;?#29575;升到1000℃,保温4.5h;掺氟处理时,烧结炉内通入SF
6气体和氦
气,SF
6气体与氦气流量的比值为4:1,其中氦气流量为30L/min,合成芯棒以5rpm的速度自
转,?#32929;?#32467;炉以6℃/min的升?#28388;?#29575;升到1200℃,保温1.5h;玻璃化处理时,烧结炉内只通入
氦气,氦气流量为40L/min,合成芯棒以12rpm的速度自转,然后?#32929;?#32467;炉以10℃/min的升温
速率升到1550℃,保温5.5h;


将一段或多段光纤芯棒插入纯石英小套管内,先用含氟气体将芯棒外表面和小套
管内表面进行化学刻蚀,然后将其熔缩到一起,得到合成芯棒,合成芯棒的?#26412;禼与芯层直
径a的比值c/a为8.0;


将合成芯棒表面用氢氟酸与盐酸的混?#32420;?氟化氢与氯化氢的摩尔比为1:1)腐
蚀,腐蚀深度不小于0.6mm,然后将腐蚀后的合成芯棒清洗干燥,将合成芯棒插入纯石英大
套管中心,控制合成芯棒和连熔石英套管之间的间隙小于3mm,组合成大尺寸低损耗的光纤
预制棒,光纤预制棒的?#26412;?#36798;到208mm,将制备的大尺寸低损耗光纤预制棒在线拉制低损耗
光纤,单根棒拉纤长度可达到2800km,光纤在1310nm波长处的衰减为0.305dB/km,在1383nm
波长处的衰减系数为0.271dB/km,在1550nm波长处的衰减系数为0.181dB/km。


实施例2


本实施例提供一种大尺寸低损耗的光纤预制棒的制备方法,步骤如下:


利用VAD工艺制备光纤芯棒,通过沉积喷灯将外包层疏松体的表面温度达到1000
℃,使外包层疏松体的密度大于0.85g/cm
3,然后在烧结炉中对芯棒进行脱羟处理、掺氟处
理和玻璃化处理,得到光纤芯棒;所述光纤芯棒内到外依次是芯层和内包层,光纤芯棒的直
径b与芯层?#26412;禷的比值b/a为3.0,芯层为掺入B
2O
3的二氧化硅玻璃层,芯层的相对折射率Δ
n
i为0.35%,内包层的相对折射率为Δn
1=-0.20%;


其中,脱羟处理时,烧结炉内通入氦气和氯气,氯气流量为900mL/min,氦气流量为
40L/min,合成芯棒以3rpm的速度自转,?#32929;?#32467;炉以9℃/min的升?#28388;?#29575;升到900℃,保温5h;
掺氟处理时,烧结炉内通入SiF
4气体和氦气,SiF
4气体与氦气流量的比值为3:1,其中氦气流
量为20L/min,合成芯棒以3rpm的速度自转,?#32929;?#32467;炉以5℃/min的升?#28388;?#29575;升到1100℃,保
温2h;玻璃化处理时,烧结炉内只通入氦气,氦气流量为30L/min,合成芯棒以9rpm的速度自
转,然后?#32929;?#32467;炉以8℃/min的升?#28388;?#29575;升到1450℃,保温6h;


将一段或多段光纤芯棒插入纯石英小套管内,先用含氟气体将芯棒外表面和小套
管内表面进行化学刻蚀,然后将其熔缩到一起,得到合成芯棒,合成芯棒的?#26412;禼与芯层直
径a的比值c/a为7.0;


将合成芯棒表面用氢氟酸与盐酸的混?#32420;?氟化氢与氯化氢的摩尔比为1:0.5)腐
蚀,腐蚀深度不小于0.6mm,然后将腐蚀后的合成芯棒清洗干燥,将合成芯棒插入纯石英大
套管中心,控制合成芯棒和连熔石英套管之间的间隙小于3mm,组合成大尺寸低损耗的光纤
预制棒,光纤预制棒的?#26412;?#36798;到201mm,将制备的大尺寸低损耗光纤预制棒在线拉制低损耗
光纤,单根棒拉纤长度可达到2710km,光纤在1310nm波长处的衰减为0.302dB/km,在1383nm
波长处的衰减系数为0.272dB/km,在1550nm波长处的衰减系数为0.184dB/km。


实施例3


本实施例提供一种大尺寸低损耗的光纤预制棒的制备方法,步骤如下:


利用VAD工艺制备光纤芯棒,通过沉积喷灯将外包层疏松体的表面温度达到1100
℃,使外包层疏松体的密度大于0.85g/cm
3,然后在烧结炉中对芯棒进行脱羟处理、掺氟处
理和玻璃化处理,得到光纤芯棒;所述光纤芯棒内到外依次是芯层和内包层,光纤芯棒的直
径b与芯层?#26412;禷的比值b/a为5.0,芯层为掺入B
2O
3的二氧化硅玻璃层,芯层的相对折射率Δ
n
i为0.45%,内包层的相对折射率为Δn
1=-0.45%;


其中,脱羟处理时,烧结炉内通入氦气和氯气,氯气流量为1100mL/min,氦气流量
为20L/min,合成芯棒以8rpm的速度自转,?#32929;?#32467;炉以12℃/min的升?#28388;?#29575;升到1050℃,保
温4h;掺氟处理时,烧结炉内通入CF
4气体和氦气,CF
4气体与氦气流量的比值为5:1,其中氦
气流量为40L/min,合成芯棒以8rpm的速度自转,?#32929;?#32467;炉以8℃/min的升?#28388;?#29575;升到1250
℃,保温1h;玻璃化处理时,烧结炉内只通入氦气,氦气流量为50L/min,合成芯棒以15rpm的
速度自转,然后?#32929;?#32467;炉以12℃/min的升?#28388;?#29575;升到1650℃,保温5h;


将一段或多段光纤芯棒插入纯石英小套管内,先用含氟气体将芯棒外表面和小套
管内表面进行化学刻蚀,然后将其熔缩到一起,得到合成芯棒,合成芯棒的?#26412;禼与芯层直
径a的比值c/a为9.0;


将合成芯棒表面用氢氟酸与盐酸的混?#32420;?氟化氢与氯化氢的摩尔比为1:1.5)腐
蚀,腐蚀深度不小于0.6mm,然后将腐蚀后的合成芯棒清洗干燥,将合成芯棒插入纯石英大
套管中心,控制合成芯棒和连熔石英套管之间的间隙小于3mm,组合成大尺寸低损耗的光纤
预制棒,光纤预制棒的?#26412;?#36798;到212mm,将制备的大尺寸低损耗光纤预制棒在线拉制低损耗
光纤,单根棒拉纤长度可达到2950km,光纤在1310nm波长处的衰减为0.307dB/km,在1383nm
波长处的衰减系数为0.268dB/km,在1550nm波长处的衰减系数为0.179dB/km。


以上述依据本发明的理想实施例为启示,通过上述的说明内容,相关工作人员完
全可以在不偏离本项发明技术思想的?#27573;?#20869;,进行多样的变更以及修改。本项发明的技术
性?#27573;?#24182;不局限于说明书上的内容,必须要根据权利要求?#27573;?#26469;确定其技术性?#27573;А?br>

关于本文
本文标题:一种大尺寸低损耗的光纤预制棒及其制备方法.pdf
链接地址:http://www.pqiex.tw/p-6151877.html
关于我们 - 网站声明 - 网站地图 - 资源地图 - 友情链接 - 网站客服 - 联系我们

[email protected] 2017-2018 zhuanlichaxun.net网站版权所有
经营许可证编号:粤ICP备17046363号-1 
 


收起
展开
平码五不中公式规律 股票融资=鑫配资 万达信息股票 股票融资方式 全球股票指数软件 2018上证指数历史数据 杠杆炒股 北斗导航股票 股票大盘行情 核电股票推荐 中国建筑股票行情