CN106082630B - 光纤预制件 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例的光纤预制件包括均由石英玻璃组成的芯部部分和包层部分。芯部部分具有：第一掺杂剂区域，其包括芯部部分的中心轴线；以及第二掺杂剂区域，其远离中心轴线。第一掺杂剂区域包含第一掺杂剂，该第一掺杂剂选自Na、K及他们的混合物，并且第一掺杂剂的浓度设定为10原子ppm以上且2000原子ppm以下。第二掺杂剂区域包含降低石英玻璃的粘度的第二掺杂剂。第二掺杂剂在2,000℃至2,300℃的温度下具有扩散系数为1×10‑12cm2/s以上且比第一掺杂剂的扩散系数小的特性，并且第二掺杂剂区域的浓度设定为10原子ppm以上。

Description

光纤预制件
技术领域
本发明涉及一种光纤预制件。
背景技术
作为具有低瑞利散射损耗和低传输损耗的光纤，如可以从例如日本专利申请(PCT申请的翻译)公开No.2005-537210W(专利文献1)和美国专利申请公开No.2006/0130530(专利文献2)中看到的是，均具有掺杂有碱金属元素的芯部的硅基光纤是已知的。在光纤预制件的芯部部分中包含碱金属元素可以在拉制光纤预制件本身时降低芯部部分的粘度，并使石英玻璃的网状结构变得均匀。因此，可以减少因不均匀的结构而造成的瑞利散射损耗。
作为用于将碱金属元素掺杂到石英玻璃中的方法，如可以从例如专利文献1和专利文献2中看到的是，扩散法是已知的。扩散法通过以下步骤使碱金属元素扩散且掺杂到玻璃管部的内表面中：在将用作原材料的例如碱金属元素或碱金属盐等原材料蒸汽引入到玻璃管部中的同时，利用外部加热源加热玻璃管部或在玻璃管部中产生等离子。
在以该方式将碱金属元素掺杂到玻璃管部的内表面附近中之后，玻璃管部被加热而使直径缩小。在直径缩小之后，以某个厚度对玻璃管部的内表面进行蚀刻，以便去除在掺杂碱金属元素的同时加入的例如Ni(镍)和Fe(铁)等过渡金属元素。碱金属元素比过渡金属元素扩散快。因此，即使在通过以某个厚度蚀刻玻璃表面来去除过渡金属元素之后，也可以使碱金属元素保留下来。在蚀刻之后，通过使玻璃管部被加热而熔缩来制造含有碱金属元素的芯棒。可以对含有碱金属元素的芯棒的外周施加用作第二芯部部分的玻璃，并处理要作为光纤的芯部的一部分的整个芯棒和第二芯部部分。
通过在芯部部分的外周上设置包层部分来制造光纤预制件，并且包层部分的折射率比包括含有碱金属元素的芯棒的芯部部分的折射率低。然后，通过拉制光纤预制件，可以制造出光纤。
发明内容
本发明的发明人在研究与开发含有碱金属元素且具有低传输损耗的光纤时得到了下述知识。芯部所含的碱金属元素的平均浓度与传输损耗之间存在关联，并且需要将碱金属元素掺杂到整个芯部中，以减少传输损耗。然而，利用上述扩散方法掺杂碱金属元素形成了如下浓度分布形状：碱金属元素的浓度在芯部的中心是高的且朝芯部的外周下降。因此，已考虑了如下方法：在远离芯部的中心轴线的位置处掺杂碱金属元素，但是例如Na(钠)和K(钾)等具有快扩散速率的大部分元素将扩散到包层中，并脱离该芯部。因此，降低了由碱金属元素产生的损耗减小效果。在用于以高浓度方式(预先考虑碱金属元素的浸出)将碱金属元素掺杂到包层中的方法中，因结晶而难以进行光纤制作。
基于上述问题而作出了本发明，并且本发明的目的在于提供一种可以得到具有低传输损耗的光纤的光纤预制件。
根据本发明实施例的光纤预制件包括由石英玻璃组成的芯部部分以及由石英玻璃组成的包层部分。芯部部分沿其中心轴线延伸，并且在光纤预制件的与中心轴线正交的横截面中具有第一掺质物区域和第二掺质物区域。第一掺杂剂区域包含第一掺杂剂，并且包括中心轴线。第一掺杂剂选自Na、K及他们的混合物，并且第一掺杂剂的浓度设定为10原子ppm以上且2000原子ppm以下。另一方面，第二掺杂剂区域包含用于降低石英玻璃的粘度的第二掺杂剂，并且
在远离中心轴线的同时包围该中心轴线。换言之，第二掺杂剂区域不包括中心轴线。第二掺杂剂在2,000℃至2,300℃的温度下具有以下特性：扩散系数为1×10-12cm2/s以上且比第一掺杂剂的扩散系数小，并且第二掺杂剂的浓度设定为10原子ppm以上。包层部分包围芯部部分的外周，并且包含F(氟)。因此，包层部分的折射率比芯部部分的折射率低。这里，原子ppm指的是1亿单位的SiO2中的掺杂剂原子的数量。
优选的是，芯部部分的半径r2与距中心轴线的距离r1的比率(r2/r1)落入3至9.5的范围内。这里，距离r1定义为从中心轴线至出现第二掺杂剂的浓度峰值的位置的距离。优选的是，第二掺杂剂包括从Rb(铷)、Cs(铯)、Mg(镁)、Ca(钙)和Sr(锶)之中选择的任一者。此外，在光纤预制件的横截面中，第一掺杂剂区域和第二掺杂剂区域可以彼此重叠。第一掺杂剂区域的外周可以远离或对应于第二掺杂剂区域的内周。
根据本发明实施例，提供了一种可以得到具有低传输损耗的光纤的光纤预制件。
附图说明
图1是示出了拉制步骤的视图；
图2是示出了芯部中含有K的光纤中的残余应力的径向分布的实例的视图；
图3是示出了芯部中含有K的光纤中的假想温度的径向分布的实例的视图；
图4是示出了芯部-包层界面处的应力差与传输损耗之间的关系的实例的视图；
图5是示出了在芯部包含作为掺杂剂且具有快扩散速率的K的情况下的浓度分布的视图；
图6是示出了在芯部包含作为掺杂剂且具有慢扩散速率的Cs的情况下的浓度分布的视图；
图7是示出了芯部中含有Ca的光纤中的残余应力的径向分布的实例的视图；
图8是示出了芯部中含有Ca的光纤中的假想温度的径向分布的实例的视图；
图9是示出了芯部中含有K和Ca的光纤中的残余应力的径向分布的实例的视图；
图10是示出了芯部中含有K和Ca的光纤中的假想温度的径向分布的视图；
图11是示出了第二掺杂剂的浓度与传输损耗之间的关系的视图；
图12是示出了芯部半径r2和距离r1的比率(r2/r1)与光纤的传输损耗之间的关系的视图，距离r1定义为从中心轴线至第二掺杂剂的浓度峰值位置的距离；
图13是Na、K、Cs和Ca的各个扩散系数的表；
图14是表示用于制造根据本实施例的光纤预制件以及从该光纤预制件得到的光纤的步骤的视图；
图15是根据本实施的各根光纤预制件的规格和从这些光纤预制件得到的光纤的传输损耗的表；以及
图16是示出了光纤预制件中的第一掺杂剂和第二掺杂剂的相应径向浓度分布的视图。
具体实施方式
根据本发明实施例的光纤预制件包括由石英玻璃组成的芯部部分以及由石英玻璃组成的包层部分。芯部部分沿其中心轴线延伸，并且在光纤预制件的与中心轴线正交的横截面中具有第一掺杂剂区域和第二掺杂剂区域。第一掺杂剂区域包含第一掺杂剂并且包括中心轴线。第一掺杂剂选自Na、K及他们的混合物，并且第一掺杂剂的浓度设定为10原子ppm以上且2000原子ppm以下。另一方面，第二掺杂剂区域包含用于降低石英玻璃的粘度的第二掺杂剂，远离中心轴线且包围该中心轴线。也就是说，第二掺杂剂区域不包括中心轴线。作为在2,000℃至2,300℃的温度下的特性，第二掺杂剂的扩散系数为1×10-12cm2/s以上且比第一掺杂剂的扩散系数小。此外，第二掺杂剂的浓度设定为10原子ppm以上。包层部分包围芯部部分的外周并且包含F。因此，包层部分的折射率比芯部部分的折射率低。
下面将参考附图对根据本发明的各实施例进行详细描述。本发明并不限于这些实施例，并且包括在权利要求及其等同内容的范围内所提供的所有改变。
图1是示出了用于得到光纤的拉制步骤的视图。如图1所示，根据本实施例的光纤预制件10包括：芯部部分11，其由石英玻璃组成，并沿光纤预制件10的中心轴线AX延伸；以及包层部分12，其由石英玻璃组成，并包围芯部部分11。在光纤预制件10的与中心轴线AX正交的横截面中，芯部部分11的中心与中心轴线AX对应。芯部部分11包含用于降低石英玻璃的粘度的掺杂剂。包层部分12具有比芯部部分11的折射率低的折射率，并包含F。如图1所示，光纤预制件10的一端因被加热器20加热而软化。可以通过沿着图1中的箭头S1所示的方向拉制已软化的部分来得到光纤100。光纤预制件10的剖面结构和得到的光纤100的剖面结构类似，因此，芯部部分11与光纤100的芯部对应，而包层部分12与光纤100的包层对应。
在如图1所示通过制作和拉制具有掺杂剂(其用于降低玻璃的粘度并利用扩散法掺杂在芯部部分11中)的光纤预制件10来制造光纤100的情况下，在拉制期间，掺杂在芯部部分11中的掺杂剂因加热而扩散到芯部部分11的外周上的包层部分12中。这降低了包层部分12和芯部部分11的粘度。包层部分12初始包含F。因此，可以认为，掺杂剂和氟(F)的共掺杂效果大大降低了包层部分12的粘度，从而导致芯部部分11与包层部分12之间的粘度差，并且因光纤100中的残余应变而导致传输损耗增加。
图2是示出了芯部中含有K(钾)的光纤100中的残余应力的径向分布的实例的视图。图3是示出了芯部中含有K的光纤100中的假想温度的径向分布的实例的视图。在图3中，夹在两条虚线之间的区域表示掺杂有K的区域。图2和图3示出了芯部包含作为掺杂剂且具有快扩散速率的K的情况。横轴表示距中心轴线AX的径向位置。在图2的纵轴上，张应力设定为“正”。可以从图2和图3看到的是，通过使掺杂剂扩展至包层，包层中的残余应力的绝对值和假想温度均为最小值。
图4是示出了光纤100的芯部-包层界面处的应力差与光纤100的传输损耗之间的关系的实例的视图。在芯部-包层界面处的应力差表示在沿径向的5μm范围(包括芯部与包层之间的界面)内的最大应力与最小应力之差。图4示出了芯部-包层界面处的应力差越小则传输损耗越小的趋势。可以认为，这归因于因在芯部-包层界面处产生应力而在玻璃中产生应变。
接下来，将考虑芯部包含具有慢扩散速率的掺杂剂的情况。图5是示出了在光纤100的芯部包含作为掺杂剂且具有快扩散速率的K的情况下的浓度分布的视图。图6是示出了在光纤100的芯部包含作为掺杂剂且具有慢扩散速率的Cs的情况下的浓度分布的视图。图5和图6示出了在光纤的径向位置绘制且叠加在光纤状态下的掺杂剂浓度分布上的预制件状态下的掺杂剂浓度分布。
如图5所示，具有快扩散速率的K扩散到光纤状态下的包层中，而如图6所示，具有慢扩散速率的Cs没有扩散到光纤状态下的包层中。因此，通过将具有慢扩散速率的掺杂剂添加至光纤预制件10的芯部部分11中可以抑制要得到的光纤100的包层的应力下降。期望的是，可以大大地降低芯部部分11中的应力，并可以降低要得到的光纤100的芯部-包层界面处的应力差。在图5和图6中的每一者中，夹在两条虚线之间的区域表示转换成光纤状态的芯部部分11，使得芯部部分11的比例尺寸与光纤100的芯部的比例尺寸对应。
然而，在要得到的光纤100中，由于具有慢扩散速率的掺杂剂仅掺杂在芯部部分11中，该掺杂剂不扩散至包层中，所以芯部中心的该掺杂剂的浓度分布较高，芯部外围区域中的该掺杂剂的浓度分布较低。结果，芯部的外围区域的粘度没有降低但其内部的应力增加，从而导致芯部-包层界面处的应力差较大。
图7是示出了芯部中含有Ca的光纤100中的残余应力的径向分布的实例的视图。图8是示出了芯部中含有Ca的光纤100中的假想温度的径向分布的实例的视图。图7和图8示出了光纤100的芯部包含作为掺杂剂且具有慢扩散速率的Ca的情况。芯部的外围区域中的较大张应力已将芯部-包层界面处的应力差扩大至25MPa。光纤100的传输损耗也已经劣化至0.2dB/km以上。如图8所示，仅芯部的中心部分中的假想温度降低，而在芯部的外围区域中所看到的假想温度急剧上升。因此，可以认为，芯部的外围区域中的粘度不会降低，而传输损耗却增加。
因此，根据本实施例的光纤预制件10在包括芯部部分11的中心轴线AX的区域(第一掺杂剂区域)中包含有第一掺杂剂，该第一掺杂剂选自浓度为10原子ppm以上且2,000原子ppm以下的Na、K及他们的化合物。根据本实施例的光纤预制件10在不包括芯部部分11的中心轴线AX的区域(第二掺杂剂区域)中还包含有用于降低石英玻璃的粘度的第二掺杂剂。作为在2,000℃至2,300℃的温度下的特性，第二掺杂剂的扩散系数为1×10-12cm2/s以上且比第一掺杂剂的扩散系数小。此外，第二掺杂剂的浓度设定为10原子ppm以上。含有第一掺杂剂的第一掺杂剂区域(包括芯部部分11的中心轴线AX的区域)以及含有第二掺杂剂的第二掺杂剂区域(不包括芯部部分11的中心轴线AX的区域)可以彼此部分地叠加或不彼此部分地叠加。
图9是示出了芯部中含有K和Ca的光纤100中的残余应力的径向分布的实例的视图。图10是示出了芯部中含有K和Ca的光纤100中的假想温度的径向分布的视图。这里，就光纤状态而言，已经在从芯部的中心至1μm半径的范围内掺杂作为第一掺杂剂的K，并且在从2.0μm至2.5μm半径的范围内掺杂作为第二掺杂剂的Ca。通过拉制这种光纤预制件，制造出光纤，并且测量出该光纤的残余应力和假想温度的分布。
因此，通过在包括芯部部分11的中心轴线AX的第一掺杂剂区域中包含具有快扩散速率的第一掺杂剂，以及在不包括芯部部分11的中心轴线AX的第二掺杂剂区域中包含具有慢扩散速率的第二掺杂剂，这允许用于降低石英玻璃的粘度的掺杂剂的浓度在要得到的光纤100的芯部的宽区域中增加。在要得到的光纤的芯部中，与仅含有第一掺杂剂的情况相比，包含第一掺杂剂和第二掺杂剂已使整个芯部的残余应力变得均一，将芯部-包层界面处的应力差降低至5MPa(降低至一半以下)，并且将光纤的传输损耗降低至0.165dB/km。在芯部至包层的假想温度差为50℃以下的情况下，可以认为，在整个芯部上玻璃散射损耗已被均匀地降低。
图11是示出了第二掺杂剂的浓度与传输损耗之间的关系的视图。这里，在光纤状态下，第二掺杂剂的浓度是半径在2.0μm至2.5μm的范围内的值。图11示出：在上述范围内的第二掺杂剂的浓度为10原子ppm以上的情况下，传输损耗是低的，在0.160dB/km以下。另一方面，在上述范围内的第二掺杂剂的浓度大于5,000原子ppm的情况下，在掺杂步骤期间，结晶使得不可能对损耗进行评估。
图12是示出了芯部半径r2和距离r1的比率(r2/r1)与光纤100的传输损耗之间的关系的视图，距离r1定义为从中心轴线AX至第二掺杂剂的浓度峰值位置的距离。也就是说，第二掺杂剂的浓度峰值位置是远离中心轴线AX的径向位置。这里，通过以下步骤制作光纤预制件10：就用作芯部部分11的玻璃芯棒的光纤的状态而言，在半径为1μm的位置处添加第一掺杂剂以及第二掺杂剂，使得比率(r2/r1)为2.4至12.5，并且对玻璃芯棒施加包层部分。通过拉制光纤预制件10，制造出光纤100，并且测量出得到的光纤100的传输损耗。
如图12所示，比率(r2/r1)在高于3且小于9.5的范围内，并且光纤的传输损耗小于0.165dB/km。在比率(r2/r1)小于3的情况下，处于光纤状态的第二掺杂剂的浓度分布扩展至包层，并且包层的低残余应力使芯部-包层界面处的应力差变大，并使传输损耗劣化。另一方面，在比率(r2/r1)高于9的情况下，处于光纤状态的第二掺杂剂的浓度分布比芯部直径小。在芯部的外围区域中产生张应力，并且芯部-包层界面处的应力差增加，这些导致传输损耗劣化。
可以使用从Rb、Cs、Mg、Ca和Sr之中选择的任一者作为第二掺杂剂。在拉制温度(2,000℃至2,300℃)下，这些第二掺杂剂的扩散系数是K的扩散系数的1/2至1/10。掺杂这些第二掺杂剂中的任一者可以抑制因在拉制步骤中芯部内部的扩散而导致的掺杂剂扩散。图13是Na、K、Cs和Ca的各个扩散系数的表。该表表示由分子动力学模拟计算出的2,200℃的温度下的扩散系数。Na和K用作第一掺杂剂。
图14是表示用于制造根据本实施例的光纤预制件以及从该光纤预制件得到的光纤的步骤的视图。下文还将对各个步骤中的条件的实例进行描述。
在制备步骤(S1)中，制备要被第二掺杂剂扩散的硅基玻璃管部。该硅基玻璃管部包含100原子ppm的氯(Cl)和6000原子ppm的F，且其他掺杂剂和杂质为10mol ppm以下的浓度。硅基玻璃管部的外径为35mm，并且硅基玻璃管部的内径为约20mm。
在掺杂步骤(S2)中，Ca作为第二掺杂剂被掺杂到硅基玻璃管部的内表面上。CaBr(溴化钙)用作原材料。利用加热源将原材料加热到1,000℃的温度，从而产生原材料蒸汽。在原材料蒸汽与已引入O2的载气一起以1SLM(就标准状态而言为1升/分钟)的流量被引入到硅基玻璃管部的内部中的同时，利用氢氧燃烧器从外部加热硅基玻璃管部，使得硅基玻璃管部的外表面的温度达到2,150℃。这时，硅基玻璃管部被燃烧器以40mm/min的速率来回移动地加热，并且总共被加热15回，从而使Ca扩散且掺杂在硅基玻璃管部的内表面中。
在直径缩小步骤(S3)中，使掺杂有Ca的硅基玻璃管部的直径减小。这时，在0.5SLM的O2被供应到硅基玻璃管部的内部中的同时，利用外部加热源加热硅基玻璃管部，使得硅基玻璃管部的外表面的温度达到2,250℃。硅基玻璃管部被外部加热源来回移动地加热，并且总共被加热6回，使得硅基玻璃管部的直径缩小直到硅基玻璃管部的内径变成5mm为止。
在蚀刻步骤(S4)中，对硅基玻璃管部的内表面进行蚀刻。这时，在SF6(六氟化硫：0.2SLM)和Cl(0.5SLM)的混合气被引入到硅基玻璃管部内部的同时，利用外部加热源加热硅基玻璃管部以进行气相蚀刻。这允许刮除管部的含有与目标掺杂剂掺杂在一起的高浓度的杂质的内表面，并可以去除这些杂质。
在棒内熔缩(rod-in collapse)步骤(S5)中，利用在例如日本专利申请公开No.2012-162409和日本专利申请(PCT申请的翻译)公开No.2007-513862W中所述的已知方法预先形成的直径为5mm的掺杂有K的芯棒(掺杂有钾的芯棒)被插入到掺杂有Ca的硅基玻璃管部中。O2(0.1SLM)和He(1SLM)的混合气被引入到硅基玻璃管部内部，在硅基玻璃管部中的绝对压力被减压至97kPa以下的同时，硅基玻璃管部内部在2,150℃的表面温度下熔缩。经过该熔缩过程，得到包括含有作为第一掺杂剂的K的第一芯部部分以及含有作为第二掺杂剂的Ca的第二芯部部分的芯部部分(外径为25mm)。第一芯部部分变成含有第一掺杂剂的第一掺杂剂区域，而第二芯部部分变成含有第二掺杂剂的第二掺杂剂区域。可以利用外汽相沉积法(OVD)或熔缩方法来对第二芯部部分的外周施加不含有掺杂剂的第三芯部部分。
在延长和研磨步骤(S6)中，芯部部分延长为将其直径设定为24mm，并且在外围部分中进一步进行研磨，以将芯部部分的直径设定为17mm。
在棒内熔缩步骤(S7)中，在芯部部分的外周设置第一包层部分。这时，在将芯部部分插入到掺杂有F的硅基玻璃管部的内部的情况下，使用棒内熔缩方法，以便利用外部加热源进行加热来使芯部部分和硅基玻璃管部这两者一体化。芯部与第一包层部分之间的相对折射率差达到约0.34％。由于利用该棒内熔缩法进行一体化，所以可以将芯部部分及其附近的第一包层部分中的水量抑制到足够低的水平。
在OVD步骤(S8)中，在通过使芯部部分和第一包层部分一体化而得到的芯棒延长为具有预定半径之后，通过利用OVD方法使含有F的第二包层部分沉积在芯棒的外周上来制造光纤预制件。
在拉制步骤(S9)中，如图1所示，可以通过拉制利用用于制造光纤预制件的上述方法所制作的光纤预制件10来得到光纤100。拉制速率为2,300m/min，并且拉制张力为0.5N。
对在上述条件下制造出的光纤的残余应力分布的测量表明：从芯部的中心至包层的应力差比较稳定且为5MPa以下。得到的光纤在波长为1,550nm下的传输损耗为0.155dB/km。
就在棒内熔缩步骤(S5)中要被插入的芯部而言，已经通过调节含有第一掺杂剂的第一芯部部分的半径来将比率(r2/r1)设定为2.4至12.5的范围内的任意值，并且已评估了各根光纤的传输损耗。图15是根据本实施的各根光纤预制件的规格和从这些光纤预制件得到的光纤的传输损耗的表。图16是示出了光纤预制件中的第一掺杂剂和第二掺杂剂的相应的径向浓度分布的视图。图15示出了作为制造好的光纤预制件的规格的第一芯部部分的直径、第二掺杂剂沿直径方向的峰部之间的最大间隔(2r1)、芯部部分11的直径(2r2)、比率(r2/r1)。此外，图15示出了从规格在图15中示出的光纤预制件得到的光纤的传输损耗。在延长和研磨步骤(S6)结束之后，每个直径均是在玻璃芯棒用作芯部时的值。

Claims (6)

1.一种光纤预制件，包括：
芯部部分，其由石英玻璃组成，并且沿着所述芯部部分的中心轴线延伸，在所述光纤预制件的与所述中心轴线正交的横截面中，所述芯部部分具有：
第一掺杂剂区域，其包含第一掺杂剂，并且包括所述中心轴线，所述第一掺杂剂选自Na、K及他们的化合物，所述第一掺杂剂的浓度设定为10原子ppm以上且2000原子ppm以下，以及
第二掺杂剂区域，其包含用于降低所述石英玻璃的粘度的第二掺杂剂，并且在远离所述中心轴线的同时包围所述中心轴线，所述第二掺杂剂在2,000℃至2,300℃的温度下具有以下特性：扩散系数为1×10-12cm2/s以上且比所述第一掺杂剂的扩散系数小，所述第二掺杂剂的浓度设定为10原子ppm以上；以及包层部分，其由石英玻璃组成，并且包围所述芯部部分的外周，所述包层部分包含F，并且具有比所述芯部部分的折射率低的折射率。
2.根据权利要求1所述的光纤预制件，其中，所述芯部部分的半径r2与距所述中心轴线的距离r1的比率(r2/r1)落入3至9.5的范围内，所述距离r1定义成从所述中心轴线至出现所述第二掺杂剂的浓度峰值的位置的距离。
3.根据权利要求1所述的光纤预制件，其中，所述第二掺杂剂包括从Rb、Cs、Mg、Ca和Sr之中选择的任意一者。
4.根据权利要求2所述的光纤预制件，其中，所述第二掺杂剂包括从Rb、Cs、Mg、Ca和Sr之中选择的任意一者。
5.根据权利要求1所述的光纤预制件，其中，在所述横截面中，所述第一掺杂剂区域和所述第二掺杂剂区域彼此重叠。
6.根据权利要求1所述的光纤预制件，其中，在所述横截面中，所述第一掺杂剂区域的外周远离或对应于所述第二掺杂剂区域的内周。
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