CN118405842A - 一种掺铋光纤及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种掺铋光纤及其制备方法，上述方法包括：将包含疏松层的石英反应管浸泡在含Bi3+的第一离子溶液中；在第一混合气体下对石英反应管进行烘烤处理以得到第一干燥石英管，第一混合气体包括四氯化硅、氧气及氯气的混合气体；将第一干燥石英管浸泡在含Bi3+的第二离子溶液中；在第二混合气体下对第一干燥石英管进行烘烤处理以得到第二干燥石英管，第二混合气体包括氧气及氯气的混合气体；对第二干燥石英管进行玻璃化烧缩处理以及拉丝化处理，即为掺铋光纤；本发明通过结合反复浸泡Bi3+工艺与相应参数优化，在不改变或升级现有MCVD常规制备条件的基础下，极大的提高了掺铋光纤中Bi相关活性中心的浓度。
Description
技术领域
本发明涉及光纤技术领域，尤其涉及一种掺铋光纤及其制备方法。
背景技术
随着超高清视频、移动网络、智能出行、大数据、云计算和5G技术的迅速发展与迭代升级，我国的数据流量相比10年前增长幅度达1000倍以上，这对大容量传输光纤通信系统提出了重大挑战，现有光纤系统解决容量危机的方案主要有三种：一、提高单信道传输速率；二、减小信道间隔；三、扩展传输带宽。相比之下，由于光纤的非线性效应，扩展传输带宽是目前最兼容、成本最低和最有效的方法。掺铋光纤具有超宽带近红外发光特性，在不同基质的掺铋光纤中，其增益范围可覆盖石英光纤的全部低损耗传输窗口。但是，由于掺铋光纤的发光活性中心（即有效的发光增益离子）形成机制及来源不明等原因，光纤中有效活性铋离子浓度偏低（<100ppm），使得在掺铋光纤放大器（BGDF）中掺铋光纤使用长度高达80m至320m，相较于目前商用EDFA所用光纤为5~10米，增益光纤成本及器件制作难度成倍上升，严重阻碍了掺铋光纤实用化。因此，研究提高掺铋光纤中铋活性中心浓度的方法具有重要意义。
然而，当前制备掺铋光纤的主要方法为MCVD（改良的化学气相沉积法，其工艺是从基管的进气端由氧气作为载气将待反应的原料载带入基管，在基管外面用燃烧器加热，间接加热基管内的反应原料，生产玻璃体，沉积在基管内壁的过程），铋化合物（主要是BiCl3，其沸点约为447℃）在高达2000~2300℃的制备环节中挥发严重，大量的Bi元素从反应管内逸出，导致最终制备出的掺铋光纤中铋活性中心含量极低，如何实现掺铋光纤中铋活性中心含量的显著提高对MCVD中工艺控制参数提出了巨大挑战。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种掺铋光纤及其制备方法，用于改善现有技术的掺铋光纤的铋活性中心浓度较低的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种掺铋光纤的制备方法，包括：
S10，将包含疏松层的石英反应管浸泡在含Bi3+的第一离子溶液中；
S20，在第一混合气体下对石英反应管进行烘烤处理以得到第一干燥石英管，第一混合气体包括四氯化硅、氧气及氯气的混合气体；
S30，将第一干燥石英管浸泡在含Bi3+的第二离子溶液中；
S40，在第二混合气体下对第一干燥石英管进行烘烤处理以得到第二干燥石英管，第二混合气体包括氧气及氯气的混合气体；
S50，对第二干燥石英管进行玻璃化烧缩处理以及拉丝化处理，即为掺铋光纤。
优选地，S10步骤中，浸泡时间为1~4h，第一离子溶液的溶剂是去离子水或无水乙醇，溶质至少包括Bi3+，第一离子溶液中Bi3+浓度为0.2~0.6mol/L。
优选地，S20步骤中，使用氢氧灯对石英反应管进行烘烤处理，烘烤温度为900~1400℃，氢氧灯的移动方向和石英反应管内的第一混合气体的流动方向相同。
优选地，S20步骤中，第一混合气体为四氯化硅、氧气、氦气、氮气和氯气组成的混合气体；第一混合气体中的氯气流量大于0且小于等于200Sccm，四氯化硅的流量为100~200Sccm。
优选地，S30步骤中，浸泡时间为1~4h，第二离子溶液的溶剂是去离子水或无水乙醇，溶质至少包括Bi3+，第二离子溶液中Bi3+浓度为0.5~1.2mol/L。
优选地，S40步骤中，使用氢氧灯对第一干燥石英管进行烘烤处理，烘烤温度为800~1000℃，氢氧灯的移动方向和第一干燥石英管内的第二混合气体的流动方向相同。
优选地，第二混合气体为氧气、氦气、氮气和氯气组成的混合气体；第二混合气体中的氯气流量大于0且小于等于200Sccm。
优选地，S50步骤具体包括：
S501，向第二干燥石英管内通入氧气并玻璃化第二干燥石英管的内壁，再烧缩成透明石英预制棒；
S502，将石英预制棒插入套管中，并在拉丝塔中拉制成光纤即为掺铋光纤。
优选地，S501步骤中，对第二干燥石英管进行玻璃化的温度为1900~2300℃，第二干燥石英管在玻璃化时的管内压力为0.6~0.9Torr；对第二干燥石英管进行烧缩的温度为2000~2200℃，第二干燥石英管在烧缩时的管内压力为0.1~0.3Torr。
相应地，本发明还提供一种掺铋光纤，由如上任一项的掺铋光纤的制备方法制备而成。
本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明提供了一种掺铋光纤及其制备方法，上述方法包括：将包含疏松层的石英反应管浸泡在含Bi3+的第一离子溶液中；在第一混合气体下对石英反应管进行烘烤处理以得到第一干燥石英管，第一混合气体包括四氯化硅、氧气及氯气的混合气体；将第一干燥石英管浸泡在含Bi3+的第二离子溶液中；在第二混合气体下对第一干燥石英管进行烘烤处理以得到第二干燥石英管，第二混合气体包括氧气及氯气的混合气体；对第二干燥石英管进行玻璃化烧缩处理以及拉丝化处理，即为掺铋光纤；本发明首先将包含疏松层的石英反应管浸泡在第一离子溶液中，使第一离子溶液中的Bi3+通过疏松层的孔隙掺入至石英反应管内；之后通过对石英反应管进行烘烤处理将Bi3+固定于石英反应管内的同时又通过四氯化硅和氧气反应在石英反应管的内壁额外沉积一层SiO2疏松层；接着将第一干燥石英管浸泡在第二离子溶液中，使第二离子溶液中的Bi3+通过SiO2疏松层的孔隙掺入至第一干燥石英管内；之后对第一干燥石英管进行烘烤处理以将Bi3+固定于第一干燥石英管内；最后对第二干燥石英管进行玻璃化烧缩处理以及拉丝化处理得到掺铋光纤；本发明通过结合反复浸泡Bi3+工艺与相应参数优化，在不改变或升级现有MCVD常规制备条件的基础下，极大的提高了掺铋光纤中Bi相关活性中心的浓度，本方法极其适用于现有制备工艺体系。
附图说明
图1为本发明实施例提供的掺铋光纤的制备方法流程图；
图2为本发明各实施例和对比例制备的掺铋光纤的吸收谱比较图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，均属于本发明保护的范围。
请参阅图1，图1为本发明实施例提供的掺铋光纤的制备方法流程图；上述掺铋光纤的制备方法包括以下步骤：
S10，将包含疏松层的石英反应管浸泡在含Bi3+的第一离子溶液中。
具体地，S10还包括：
首先，在石英反应管的内壁沉积磷硅酸盐材质的疏松层或锗硅酸盐材质的疏松层；其中，石英反应管是指高纯石英反应管（Heraeus的F300），沉积磷硅酸盐材质的疏松层或锗硅酸盐材质的疏松层的目的主要是为了使后续的Bi3+通过疏松层的孔隙掺入石英反应管内。
进一步的，沉积磷硅酸盐材质的疏松层或锗硅酸盐材质的疏松层时，氢氧灯移动方向和石英反应管内的气体流动方向相反，火焰温度为1300~1600℃（利于疏松层烧结于石英反应管的内壁而不脱落）。
其中，由于MCVD设备中进料管是在石英反应管的左侧，当氢氧灯从左向右移动时（氢氧灯移动方向和石英反应管内的气体流动方向相同），氢氧灯会对管内壁沉积物再一次加热，这将导致沉积物中的易挥发物质受热挥发，进一步导致易挥发物质沉积量达不到设计要求，而氢氧灯从右向左移动时（氢氧灯移动方向和石英反应管内的气体流动方向相反），氢氧灯就不会对石英反应管内壁沉积物再次加热，从而大大减少了易挥发物的受热挥发。
本实施例中，磷硅酸盐和锗硅酸盐均是易挥发物质，因此本制备方法中将S10步骤中氢氧灯的移动方向设定为与石英反应管内的气体流动方向相反（从右向左移动）这可以抑制磷硅酸盐和锗硅酸盐的挥发，为保障光纤的性能提供基础。
之后，将包含疏松层的石英反应管浸泡在含Bi3+的第一离子溶液中；其中，Bi3+通过疏松层的孔隙掺入石英反应管内。
具体地，S10步骤中，浸泡时间为1~4h，第一离子溶液的溶剂是去离子水或无水乙醇，溶质是含有Bi3+的各种化合物，第一离子溶液中Bi3+浓度为0.2~0.6mol/L。
S20，在第一混合气体下对石英反应管进行烘烤处理以得到第一干燥石英管，第一混合气体包括四氯化硅、氧气及氯气的混合气体。
具体地，S20步骤还包括：
首先，将浸泡好的石英反应管置于氮气中吹扫，以去除石英反应管内的大颗粒水珠；其中，氮气流速为30~80Sccm，吹扫时间为3~4小时。
之后，将石英反应管置于氢氧灯上进行高温烘烤，同时石英反应管内通入一定量含有四氯化硅、氧气及氯气的混合气体。
具体地，S20步骤中，使用氢氧灯对石英反应管进行烘烤处理，烘烤温度为900~1400℃，氢氧灯的移动方向和石英反应管内的第一混合气体的流动方向相同（使疏松层快速缩合，有利于Bi3+固定于疏松层内）。
具体地，S20步骤中，第一混合气体为四氯化硅、氧气、氦气、氮气和氯气组成的混合气体；第一混合气体中的氯气流量大于0且小于等于200Sccm，四氯化硅的流量为100~200Sccm。
其中，氦气和氮气用于充当载气以将四氯化硅、氧气和氯气输入至石英反应管的内壁中；四氯化硅和氧气通过MCVD工艺可以在磷硅酸盐材质的疏松层或锗硅酸盐材质的疏松层的表面沉积形成一层SiO2材质的疏松层，有利于后续的Bi3+通过疏松层的孔隙掺入第一干燥石英管内；四氯化硅的通入量影响SiO2材质的疏松层的厚度，通入量较高的话，SiO2材质的疏松层的厚度较大，但Bi离子掺入量已趋于饱和，因此四氯化硅的通入量不是越大越好。
进一步地，本申请限定了氯气的通入量及烘烤温度，氯气的流量为大于0且小于等于200Sccm；其原因在于，氯气是除氢氧根（硅酸盐水解产生氢氧根以及部分离子溶液中含氢氧根，氢氧根的吸收峰主要位于1385nm左右，这正好与共掺低浓度Ge的掺铋光纤重合，这在其增益谱位于1385nm处形成一个深凹陷，因此严重影响了掺铋光纤的放大性能和增益平坦度）的关键气体，但会导致Bi离子的挥发，不通入氯气无法消除氢氧根，通入过多后除氢氧根效率高，但使Bi离子挥发过多，通入的氯气量不仅影响了Bi离子的挥发速度，还影响除氢氧根的效率，且这两者均受温度的影响，氯气越多或温度越高，Bi离子挥发越快，因此需要选择合适的氯气的通入量及烘烤温度。
S30，将第一干燥石英管浸泡在含Bi3+的第二离子溶液中。
具体地，S30步骤还包括：
将包含SiO2材质的疏松层的第一干燥石英管浸泡在含Bi3+的第二离子溶液中；其中，Bi3+通过SiO2材质的疏松层的孔隙掺入第一干燥石英管内。
具体地，S30步骤中，浸泡时间为1~4h，第二离子溶液的溶剂是去离子水或无水乙醇，溶质是含有Bi3+的各种化合物，第二离子溶液中Bi3+浓度为0.5~1.2mol/L；其中，第二离子液体的Bi3+浓度大于第一离子液体的Bi3+浓度的目的是为了尽可能多地掺入Bi3+（因为第一干燥石英管具有两层疏松层，磷硅酸盐材质的疏松层或锗硅酸盐材质的疏松层可能未完全吸收Bi3+）。
S40，在第二混合气体下对第一干燥石英管进行烘烤处理以得到第二干燥石英管，第二混合气体包括氧气及氯气的混合气体。
具体地，S40步骤还包括：
首先，将浸泡好的第一干燥石英管置于氮气中吹扫，以去除第一干燥石英管内的大颗粒水珠；其中，氮气流速为30~80Sccm，吹扫时间为3~4小时。
之后，将第一干燥石英管置于氢氧灯上进行低温烘烤，同时第一干燥石英管内通入一定量含有氧气及氯气的混合气体。
具体地，S40步骤中，使用氢氧灯对第一干燥石英管进行烘烤处理，烘烤温度为800~1000℃，氢氧灯的移动方向和第一干燥石英管内的第二混合气体的流动方向相同。
本实施例中，将S40步骤中氢氧灯的移动方向设定为与石英反应管内的气体流动方向相同（从左向右移动），可实现对第一干燥石英管进行二次加热，从而除去第一干燥石英管内的水分和氢氧根。
具体地，第二混合气体为氧气、氦气、氮气和氯气组成的混合气体；第二混合气体中的氯气流量大于0且小于等于200Sccm。
其中，氦气和氮气用于充当载气以将氯气输入至石英反应管的内壁中，氯气用于除去氢氧根。
进一步地，S40步骤不通入四氯化硅是由于因为已经存在两层疏松层了，再次沉积疏松层容易导致其脱落。
进一步地，S40步骤的烘烤温度小于S20步骤中的烘烤温度是由于S30步骤中的第一干燥石英管浸泡的Bi3+浓度大于S10步骤中石英反应管浸泡的Bi3+浓度，所以需要降低烘烤温度以防止Bi3+挥发。
S50，对第二干燥石英管进行玻璃化烧缩处理以及拉丝化处理，即为掺铋光纤。
具体地，S50步骤还包括：
S501，向第二干燥石英管内通入氧气并玻璃化第二干燥石英管的内壁，再烧缩成透明石英预制棒；
S502，将石英预制棒插入套管中，并在拉丝塔中拉制成光纤即为掺铋光纤。
优选地，S501步骤中，对第二干燥石英管进行玻璃化的温度为1900~2300℃，第二干燥石英管在玻璃化时的管内压力为0.6~0.9Torr；对第二干燥石英管进行烧缩的温度为2000~2200℃，第二干燥石英管在烧缩时的管内压力为0.1~0.3Torr。
现结合具体实施例对本申请的技术方案进行描述。
实施例1：
本发明实施例1提供一种高活性中心浓度掺铋光纤的制备方法，其包括以下步骤：
步骤一，在石英反应管的内壁沉积磷硅酸盐疏松层或锗硅酸盐疏松层；
步骤二，将带疏松层的石英反应管浸泡在含Bi3+离子的水或乙醇溶液中，Bi离子浓度为0.3mol/L；
步骤三，将浸泡好的石英反应管置于氮气中吹扫，去除管内大颗粒水珠，氮气流速为30Sccm，吹扫时间为4小时；
步骤四，将步骤三得到的石英反应管置于氢氧灯上高温烘烤，同时管内通入一定量含有四氯化硅、氧气、氦气、氮气和氯气的混合气体，同时保持管内压力足够高，烘烤温度为1200~1400℃，氯气流量为100Sccm；
步骤五，将步骤四得到的石英反应管浸泡在含Bi3+离子的水或乙醇溶液中，Bi离子浓度为0.6mol/L；
步骤六，将浸泡好的石英反应管置于氮气中吹扫，去除管内大颗粒水珠，氮气流速为30Sccm，吹扫时间为4小时；
步骤七，将步骤六得到的石英反应管置于氢氧灯上低温烘烤，同时管内通入一定量含有氧气、氦气、氮气和氯气的混合气体，同时保持管内压力足够高，烘烤温度为800~1000℃，氯气流量为100Sccm；
步骤八，随后提高温度玻璃化石英反应管的内壁，使管壁上的疏松层快速缩合，锁住孔隙中的Bi3+离子，玻璃化温度为2200℃，管内压力保持在0.8Torr；
步骤九，将步骤八得到的石英反应管在2000~2200℃烧缩成透明石英预制棒；
步骤十，将石英预制棒插入尺寸合适的套管中，并在拉丝塔中拉制成光纤。
实施例2：
本发明实施例2提供一种高活性中心浓度掺铋光纤的制备方法，其他步骤与实施例1相同，所不同的是：步骤二中的Bi离子浓度为0.6mol/L，步骤五中的Bi离子浓度为0.9mol/L。
对比例1：
对比例1提供一种高活性中心浓度掺铋光纤的制备方法，其他步骤与实施例1相同，所不同的是：无步骤四、步骤五和步骤六；此时Bi离子掺入量明显降低。
对比例2：
对比例2提供一种高活性中心浓度掺铋光纤的制备方法，其他步骤与实施例1相同，所不同的是：步骤四中管内通入一定量含有氧气、氦气、氮气和氯气的混合气体，不含四氯化硅；此时Bi离子掺入量明显降低。
对比例3：
对比例3提供一种高活性中心浓度掺铋光纤的制备方法，其他步骤与实施例1相同，所不同的是：步骤四中的烘烤温度为600~800℃，氯气流量为100Sccm；步骤七中的烘烤温度为1400~1600℃，氯气流量为100Sccm；此时Bi离子掺入量极低，吸收谱上无相关Bi活性中心的吸收峰。
对比例4：
对比例4提供一种高活性中心浓度掺铋光纤的制备方法，其他步骤与实施例1相同，所不同的是：步骤三和步骤六中的氮气流速为100~150Sccm，步骤四中的烘烤温度为1600~1700℃，氯气流量为100Sccm；此时Bi离子掺入量极低，吸收谱上无相关Bi活性中心的吸收峰。
评价测试：
由于光纤中铋相关活性中心含量极低，超过常规测试设备（例如电子探针显微镜EPMA）的量程极限，无法直接测出其准确含量。考虑到该光纤中铋相关活性中心的吸收峰位于1400nm附近，可通过吸收谱在1400nm处峰值的高低来间接判定光纤中铋活性中心含量，峰值越高，表明铋活性中心含量越高。
请参阅图2，图2显示了实施例1、实施例2、对比例1和对比例2的吸收谱。对比例3和对比例4中由于Bi离子掺入量极低，吸收谱上无相关Bi活性中心的吸收峰，因此在图2中未显示相关吸收谱。
具体地，对比例1未进行多次浸泡Bi离子工艺处理，Bi离子掺入量明显降低。
具体地，对比例2在进行第二次Bi离子掺杂前，未沉积SiO2材质的疏松层，导致Bi离子掺入量明显降低。
具体地，对比例3中，步骤四中的烘烤温度过低，导致Bi离子掺入SiO2材质的疏松层内的浓度降低；同时步骤七中的烘烤温度过高，导致大部分Bi离子被挥发而使掺铋光纤中铋活性中心浓度降低。
具体地，对比例4中，步骤三和步骤六中的氮气流速过大，同时步骤七中的烘烤温度过高，导致大部分Bi离子被挥发而使掺铋光纤中铋活性中心浓度降低。
目前该类商用掺铋光纤在1400nm处吸收值仅为0.3dB/m，而图2中实施例1和实施例2在1400nm处吸收值分别达4.7dB/m和8.0dB/m，显著高于商用掺铋光纤的吸收值，这表明该制备方法可有效提高掺铋光纤中铋活性中心浓度。作为对比，可以看到对比例1和对比例2在1400nm处吸收仅为0.3dB/m左右。
具体地，本发明实施例2提供的掺铋光纤中铋活性中心浓度大于本发明实施例1提供的掺铋光纤中铋活性中心浓度，说明适当提供浸泡工艺中的Bi离子浓度可以有效提高掺铋光纤中铋活性中心浓度。
相比于现有技术，本发明提供的轴向吸收渐变光纤100具有以下几个优点：
第一，本发明提供的轴向吸收渐变光纤100通过改变低折射率的包层单元40的螺旋周期，来影响轴向不同位置的泵浦光反射频率，从而优化光纤泵浦吸收系数的轴向分布，进一步降低了光纤产热，最终提高光纤激光器的输出功率；
第二，本发明提供的轴向吸收渐变光纤100通过插入低折射率单元对内包层20进行改性，不仅有效解决圆形光纤中螺旋光与纤芯难交汇的缺点，也减少泵浦光在内包层20的有效反射面积，缩短泵浦光的反射路径，提高内包层20的反射频率，从而提高光纤的泵浦吸收系数；
第三，本发明提供的轴向吸收渐变光纤100采用圆形包层设计，有助于有源光纤与无源光纤之间的熔接和更好的几何控制，可以避免传统异形光纤与圆形光纤的熔接损耗；
第四，本发明提供的轴向吸收渐变光纤100制备方法简单，可通过自动化设备实现制备过程中参数的调控，适合规模化生产。
第五，本发明提供的轴向吸收渐变光纤100及其制备方法，通过设计内包层20的新型结构代替纤芯稀土离子浓度分布调控，显著降低光纤制备难度。
综上，区别于现有技术的情况，本发明提供了一种掺铋光纤及其制备方法，上述方法包括：将包含疏松层的石英反应管浸泡在含Bi3+的第一离子溶液中；在第一混合气体下对石英反应管进行烘烤处理以得到第一干燥石英管，第一混合气体包括四氯化硅、氧气及氯气的混合气体；将第一干燥石英管浸泡在含Bi3+的第二离子溶液中；在第二混合气体下对第一干燥石英管进行烘烤处理以得到第二干燥石英管，第二混合气体包括氧气及氯气的混合气体；对第二干燥石英管进行玻璃化烧缩处理以及拉丝化处理，即为掺铋光纤；本发明首先将包含疏松层的石英反应管浸泡在第一离子溶液中，使第一离子溶液中的Bi3+通过疏松层的孔隙掺入至石英反应管内；之后通过对石英反应管进行烘烤处理将Bi3+固定于石英反应管内的同时又通过四氯化硅和氧气反应在石英反应管的内壁额外沉积一层SiO2疏松层；接着将第一干燥石英管浸泡在第二离子溶液中，使第二离子溶液中的Bi3+通过SiO2疏松层的孔隙掺入至第一干燥石英管内；之后对第一干燥石英管进行烘烤处理以将Bi3+固定于第一干燥石英管内；最后对第二干燥石英管进行玻璃化烧缩处理以及拉丝化处理得到掺铋光纤；本发明通过结合反复浸泡Bi3+工艺与相应参数优化，在不改变或升级现有MCVD常规制备条件的基础下，极大的提高了掺铋光纤中Bi相关活性中心的浓度，本方法极其适用于现有制备工艺体系。
需要说明的是，以上各实施例均属于同一发明构思，各实施例的描述各有侧重，在个别实施例中描述未详尽之处，可参考其他实施例中的描述。
以上实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种掺铋光纤的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S10，将包含疏松层的石英反应管浸泡在含Bi3+的第一离子溶液中；
S20，在第一混合气体下对所述石英反应管进行烘烤处理以得到第一干燥石英管，所述第一混合气体包括四氯化硅、氧气及氯气的混合气体；
S30，将所述第一干燥石英管浸泡在含Bi3+的第二离子溶液中；
S40，在第二混合气体下对所述第一干燥石英管进行烘烤处理以得到第二干燥石英管，所述第二混合气体包括氧气及氯气的混合气体；
S50，对所述第二干燥石英管进行玻璃化烧缩处理以及拉丝化处理，即为所述掺铋光纤。
2.根据权利要求1所述的掺铋光纤的制备方法，其特征在于，所述S10步骤中，浸泡时间为1~4h，所述第一离子溶液的溶剂是去离子水或无水乙醇，溶质至少包括Bi3+，所述第一离子溶液中Bi3+浓度为0.2~0.6mol/L。
3.根据权利要求1所述的掺铋光纤的制备方法，其特征在于，所述S20步骤中，使用氢氧灯对所述石英反应管进行烘烤处理，烘烤温度为900~1400℃，所述氢氧灯的移动方向和所述石英反应管内的所述第一混合气体的流动方向相同。
4.根据权利要求3所述的掺铋光纤的制备方法，其特征在于，所述S20步骤中，所述第一混合气体为四氯化硅、氧气、氦气、氮气和氯气组成的混合气体；所述第一混合气体中的氯气流量大于0且小于等于200Sccm，四氯化硅的流量为100~200Sccm。
5.根据权利要求1所述的掺铋光纤的制备方法，其特征在于，所述S30步骤中，浸泡时间为1~4h，所述第二离子溶液的溶剂是去离子水或无水乙醇，溶质至少包括Bi3+，所述第二离子溶液中Bi3+浓度为0.5~1.2mol/L。
6.根据权利要求1所述的掺铋光纤的制备方法，其特征在于，所述S40步骤中，使用氢氧灯对所述第一干燥石英管进行烘烤处理，烘烤温度为800~1000℃，所述氢氧灯的移动方向和所述第一干燥石英管内的所述第二混合气体的流动方向相同。
7.根据权利要求6所述的掺铋光纤的制备方法，其特征在于，所述第二混合气体为氧气、氦气、氮气和氯气组成的混合气体；所述第二混合气体中的氯气流量大于0且小于等于200Sccm。
8.根据权利要求1所述的掺铋光纤的制备方法，其特征在于，所述S50步骤具体包括：
S501，向所述第二干燥石英管内通入氧气并玻璃化所述第二干燥石英管的内壁，再烧缩成透明石英预制棒；
S502，将所述石英预制棒插入套管中，并在拉丝塔中拉制成光纤即为所述掺铋光纤。
9.根据权利要求8所述的掺铋光纤的制备方法，其特征在于，所述S501步骤中，对所述第二干燥石英管进行玻璃化的温度为1900~2300℃，所述第二干燥石英管在玻璃化时的管内压力为0.6~0.9Torr；对所述第二干燥石英管进行烧缩的温度为2000~2200℃，所述第二干燥石英管在烧缩时的管内压力为0.1~0.3Torr。
10.一种掺铋光纤，其特征在于，由如权利要求1~9任一项所述的掺铋光纤的制备方法制备而成。
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