CN1976878B - 低衰减光纤及其在mcvd中的制造方法 - Google Patents

低衰减光纤及其在mcvd中的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明披露了一种低衰减光纤及其在MCVD中的制造方法，所述光纤为低衰减单模光纤，所述光纤具有光电导芯和包层，并且在MFD(模场直径)区内显示出非常低的OH浓度。所述光纤包括配置在其中心用于光电导的芯，和依次被覆于所述芯上的脱水包层和基体包层。脱水包层的折射率与基体包层的折射率基本相同。芯的折射率比脱水包层和基体包层的折射率大。脱水包层与基体包层相比具有相对较低的OH浓度。由芯和脱水包层构成的区域具有OH浓度小于0.8ppb的MFD区。

Description

低衰减光纤及其在MCVD中的制造方法
技术领域
本发明涉及包括光电导芯和包层的光纤，更具体地涉及一种低衰减光纤，所述光纤在与MFD(模场直径)对应的芯区和部分包层区中具有非常低的羟基浓度。
背景技术
MCVD(改进化学气相沉积)是用于制造光纤的方法之一。在MCVD中，首先形成包层然后在包层中形成芯。
参考图1以更为具体地描述传统的MCVD，将石英管1放置在车床的头座上，然后将诸如SiCl4、GeCl4和POCl3等烟炱形成性气体与氧气一同引入管1中，同时使管1旋转。与此同时，用于提供高于1600℃的温度的焰炬2沿管1的轴向往复运动从而使引入管1的烟炱形成性气体可以充分反应。
只要焰炬2往复运动，在管1中被加热至反应温度的区域就可以如下列反应式1所述引发卤化物气体的氧化反应，从而生成微细的玻璃颗粒(以下称作‘烟炱’)3。当焰炬2移动时，利用与用焰炬2加热的区域相比具有相对较低的温度的区域的热泳使烟炱3沉积在管1的内表面上。
反应式1
SiCi4+O2→SiO2+2Cl2
GeCl4+O2→GeO2+2Cl2
将沉积在管1内表面上的烟炱3层用紧紧跟随的焰炬2的热量进行烧结并变成透明的玻璃层。该过程持续反复进行从而在管1的内侧形成多个包层，随后再在包层上形成多个芯层。图2显示了由前述方法制造的光纤预型体的截面。在图2中，附图标记5表示芯，6表示包层，7表示管，8表示芯的直径，9表示包层的直径。
然而，在传统MCVD中，当形成多个包层和芯层时，存在羟基(OH)包含在其中作为杂质的问题。事实上，流入管1的烟炱形成性气体通常包含少量的水分作为杂质，在高温下该水分被吸附在形成在管1内侧的沉积层的表面上，然后在分散至沉积层中，由此导致Si与OH的结合。图3显示了在采用MCVD的传统的光纤预型体的制造方法中烧结的烟炱沉积层的原子间键结构。参考图3，将发现大量的羟基(OH)与Si在其中结合。
然而，由于在根据现有技术的MCVD中，烟炱3的沉积和烧结是使用焰炬2基本上同时完成的，因此除非单独实施脱水过程，否则基本上不可能除去包层或芯层中所包含的作为杂质的羟基(OH)。这是因为尽管在高温下实施MCVD过程，但烟炱3中所包含的作为杂质的羟基(OH)经化学反应与Si稳定地结合，因此留在烟炱3中。
同时，作为光纤的最重要的特征的光损耗包括由于光纤预型体的密度和构造不同所导致的瑞利(Rayleigh)散射损耗、根据原子水平中的电子跃迁能量吸收的紫外吸收损耗、根据晶格振动时能量吸收的红外吸收损耗、由于羟基(OH)振动导致的羟基吸收损耗和宏观弯曲损耗。
为确保信号通过光纤可靠的传输应当降低光损耗。光纤在波长范围为1100nm～1700nm之间的光损耗通常低于预定水平，因而两个波长1310nm和1550nm通常用作用于光通信的主要波长范围。另外，由于羟基(OH)吸收导致的光损耗在波长为1385nm处而非其他波长是要被特别考虑的重要因素，并且由于羟基(OH)吸收所导致的高光损耗所以目前仍未使用该波长。因此，为了使用从1310nm至1550nm之间的所有波长，在波长1385nm处由于光纤中的羟基(OH)导致的平均光损耗应当低于在1310nm处的光损耗(平均为0.34dB/Km)。由于由二氧化锗与二氧化硅构成的芯的瑞利损耗(由于芯材自身的密度和构造不同导致)约为0.28dB/Km，因此仅当由于羟基(OH)所导致的光损耗控制在0.06dB/Km以下时，可以在1310nm～1550nm的波长范围内使用该光纤。鉴于此，也应当控制光纤预型体的制造以使光纤中羟基(OH)的浓度不大于0.8ppb。然而，当正好有两个羟基存在于直径为0.1μm的颗粒的表面上时，羟基的浓度达到30ppb，该浓度可以转化成光损耗甚至达到0.75dB/Km。该事实表明在传统MCVD中非常难以将光纤预型体中包含的作为杂质的羟基(OH)的浓度控制在不大于0.8ppb的水平上。
已知如美国专利3,737,292、美国专利3,823,995和美国专利3,884,550中所披露的可以在OVD(外部气相沉积)中制造无羟基的单模光纤，或如美国专利4,737,179和美国专利6,131,415中所披露的在VAD(气相轴向沉积)中制造无羟基的单模光纤。
然而，与OVD和VAD不同的是，传统的MCVD同时进行沉积过程和烧结过程，以致在烟炱形成的同时，所述烟炱同时发生熔化和凝结。因此，在采用传统MCVD制造的光纤中，因烧结而凝结的玻璃层中所包含的Si-OH在波长1385nm处导致严重的羟基(OH)吸收损耗。因而，由通过传统MCVD制造的预型体拉出的光纤在可以使用的光通信波长范围内存在局限性。
日本特开昭63-315530号公报披露了一种制造光纤预型体的方法，该方法包括下述步骤：在石英管的内壁上累积包含SiO2的金属氧化物微粒以形成多孔性累积层，使脱水剂流入具有多孔性累积层的石英管中以使多孔性累积层脱水，通过使所述脱水剂流入石英管中将多孔性累积层制成透明的玻璃，并使充有脱水剂的石英管冷凝。
特开昭63-315530号公报在包层和芯层都累积在石英管中之后进行脱水过程，因而，如果沉积层(特别是芯层)很厚，则很难完全除去沉积层中存在的全部羟基(OH)。
即，特开昭63-315530号公报不适于制造具有较大预型体并且适于在1385nm处要求最低吸收损耗的普通光通信体系(特别是CWDM)的光纤。
另外，传统脱水过程的目的是除去芯层中存在的羟基。然而，光不仅透过芯层还透过部分包层。因此，为了将由羟基造成的吸收损耗降至最低，需要对MFD(模场直径)中的所有区域进行脱水。
发明内容
当采用如特开昭63-315530号公报中所披露的MCVD制造光纤预型体时，如果包层或芯层很厚则沉积层的内部无法进行充分的脱水反应，由此使得存在于芯层中的羟基(OH)的除去效率劣化。发明人已经发现当至少一个芯层(或包层)沉积在石英管中，并且每当沉积一个芯层(或包层)时独立地进行脱水过程时，芯层中的羟基(OH)基本上可以完全除去，从而解决上述问题。
因而，本发明的一个目的是提供使用MCVD制造光纤预型体的方法，该方法可以基本上除去存在于芯层或包层中的羟基(OH)而与石英管中沉积层的厚度无关。
本发明的另一目的是提供对基本上透过光线的MFD(模场直径)中的区域进行脱水的方法。
本发明的再一目的是提供一种光纤，在该光纤中存在于MFD区中的羟基(OH)可以被除去。
在本发明的一个方面中，本发明提供了一种光纤预型体的制造方法，其中存在于与光纤的MFD区对应的相应的预型体的MFD区中的羟基(OH)可以使用MCVD除去。
更为详细的是，根据本发明的光纤预型体的制造方法包括：
(a)通过在石英管的内壁上沉积包含SiO2和GeO2的烟炱而形成至少一个基体包层并在高温下加热沉积有所述烟炱的所述石英管；
(b)通过将下述步骤重复至少一次形成至少一个具有与所述基体包层的折射率基本相同的折射率的脱水包层：
-累积步骤，所述步骤用于将烟炱形成性气体与载气一同引入所述石英管中并将所述石英管的内部加热至1000℃～1400℃的温度以生成包含SiO2和GeO2的烟炱，然后使所述烟炱累积在所述基体包层上；
-脱水步骤，所述步骤用于将脱水性气体引入所述石英管中并将所述石英管的内部加热至600℃～1200℃的温度以除去所述烟炱和石英管中的羟基(OH)和水分；和
-烧结步骤，所述步骤用于在高于1700℃的温度加热沉积有所述烟炱的所述石英管的内部以使所述烟炱烧结并玻璃化，
(c)通过将下述步骤重复至少一次而在所述包层上形成至少一个具有相对较高折射率的芯层：
-累积步骤，所述步骤用于将烟炱形成性气体与载气一同引入所述石英管中并将所述石英管的内部加热至1000℃～1400℃的温度以生成烟炱，然后使所述烟炱累积在脱水包层上；
-脱水步骤，所述步骤用于将脱水性气体引入所述石英管中并将所述石英管的内部加热至600℃～1200℃的温度以除去所述烟炱和石英管中的羟基(OH)和水分；和
-烧结步骤，所述步骤用于在高于1700℃的温度加热沉积有所述烟炱的所述石英管的内部以使所述烟炱烧结并玻璃化。
此时，由脱水包层和芯层构成的脱水区优选包括与光纤的MFD区对应的相应的预型体的MFD(模场直径)区，更优选脱水区基本上是与光纤的MFD区对应的相应的预型体的MFD区。
在本发明的另一方面中，还提供了一种光纤的制造方法，该方法包括压制(collapsing)采用权利要求1中所定义的方法制备的光纤预型体以形成预型体棒；和将所述预型体棒拉成光纤。
在本发明的再一方面中，还提供一种单模光纤，所述单模光纤包括配置在中心轴处用于光电导的芯，和依次被覆于所述芯上的脱水包层和基体包层，其中所述脱水包层和所述基体包层具有基本相同的折射率，所述芯的折射率比所述脱水包层和所述基体包层的折射率大，其中所述脱水包层的羟基浓度与所述基体包层相比相对较低，其中由所述芯和所述脱水包层构成的区域包括所述光纤的MFD区，并且其中所述光纤的MFD区中的羟基(OH)浓度小于0.8ppb。
附图说明
下面将参考附图在下列详细说明中对本发明的优选实施方案的上述这些以及其他特点、方面和优点进行更全面的说明。在附图中：
图1是图解使用传统MCVD(改进化学气相沉积)制造光纤预型体的方法的图；
图2显示了由图1的方法制造的光纤预型体的截面图；
图3显示了根据图1的方法水分被吸附在所沉积的烟炱上的图；
图4a显示了仅有芯被脱水的传统光纤的结构，图4b显示了根据本发明的、其与MFD(模场直径)对应的部分包层也被脱水的光纤的结构；
图5a～5e是图解根据本发明的优选实施方案的包层的形成方法的图；
图6a～6f是图解根据本发明的优选实施方案的芯层的形成方法的图；
图7显示了根据本发明的优选实施方案的中空预型体的截面图，其中包层和芯层沉积在石英管的内部；和
图8是为了对比，用于显示分别由现有技术和本发明所制造的光纤芯层相对于波长范围的吸收损耗的图。
具体实施方式
以下将参考附图对本发明的优选实施方案进行更充分的说明。然而，这里使用的术语和词汇不应限于一般意义和字典意义，而是在所述原理的基础上基于根据本发明的精神和范围的意义与概念，从而允许发明人为进行最佳说明而将术语限定为适宜概念的含义。因而，这里的说明不应当被理解为对本发明的范围的限制而仅仅是提供对本发明的目前一些优选的实施方案的描述。应当理解可以对本发明进行其他各种改进和变化而不会脱离其精神和范围。
在单模光纤中，光不仅可以透过芯传播还可以透过部分包层传播。将光基本可以透过而进行传播的上述区域称作MFD(模场直径)。
以下表1显示了由不同制造者制造的光纤的芯与MFD之间的相互关系。
表1
  制造者   O   C   S   L
  MFD(1310nm)(μm)   9.2±0.4   9.2±0.4   9.2±0.4   9.2±0.4
  芯直径(μm)   8.3   8.2   8.8   8.7
  差值(μm)   0.9   1.0   0.4   0.5
从上面表1可知，在约为0.4μm～1.0μm的芯区的范围内，光也可以透过部分包层。因此，为了使在1385nm处由羟基导致的吸收损耗最小，应当注意应使与MFD对应的部分包层区与芯区一同脱水。
图4a显示了根据现有技术的仅有芯层被脱水的传统光纤，图4b显示了与MFD对应的芯层和部分包层都被脱水的光纤。
正如图4a中所示，光除了透过芯5之外还透过与MFD对应的包层6的部分区域11。此时，如果仅有芯5被脱水，则光透过包层6的部分区域11并因为部分区域11中所存在的羟基(OH)而衰减。
因此，本发明的光纤在MFD区而非在MFD区之外的区域具有较低的羟基浓度。即，MFD中的羟基(OH)浓度在0.8ppb以下。
如图4b中所示，根据本发明的光纤的脱水区12包括芯5和包层6的部分区域11。
下面将参考附图对上述构造的光纤和用于制造光纤的光纤预型体的制造方法进行说明。
光纤预型体的制造方法主要包括包层形成过程和芯层形成过程。
包层形成过程包括基体包层形成步骤和脱水包层形成步骤，而芯层形成过程包括烟炱沉积步骤、脱水步骤、和烧结及玻璃化步骤。
下面，将参考图5a～7对本发明的方法进行更详细的说明。
1.包层的形成方法
以下将参考图5a～5e对根据本发明的包层形成过程进行说明。
(1)形成基体包层(参见图5a)
在OH浓度小于或等于500ppm的石英管10旋转的同时，使包括烟炱形成性气体如SiCl4、GeCl4和POCl3以及氧气的混合气体吹入管中，使用热源20加热石英管的内部至高于1700℃。
通过利用由石英管表面传导的热量使按图5a中的箭头方向导入的烟炱形成性气体氧化以生成烟炱31a，该烟炱31a利用热泳在管中移动至温度相对较低的区域并累积在管的内壁上。
当在石英管10的内壁上累积包层烟炱颗粒的至少一个层后，在该累积步骤后使热源20按图5a中的箭头方向移动以对累积在内壁上的烟炱31a进行烧结及玻璃化从而形成烧结层31b。
只要进行这样的累积和烧结步骤，就可以形成一个包层。持续反复进行该工序直至包层具有所需厚度。
此时，石英管10的转速优选为20rpm～100rpm。如果石英管的转速小于20rpm，则烟炱不能以均匀厚度累积。如果转速超过100rpm，则烟炱颗粒的累积会劣化。
这里，热源20优选以500mm/min以下的速度沿石英管的长度移动(参见图5a的箭头)。如果热源20的移动速度超过500mm/min，则沉积在管内壁上的颗粒不能均匀地玻璃化从而导致在沉积表面出现变形。
(2)形成脱水包层(参见图5b～5e)
在将包括烟炱形成性气体如SiCl4、GeCl4和POCl3以及氧气的混合气体吹入其中形成有基体包层31的石英管10中的同时，使用热源20将石英管的内部加热至1000℃～1400℃的温度。
此时，热源20优选以500mm/min以下的速度沿石英管的长度移动(参见图5b的箭头)。如果热源20的移动速度超过500mm/min，则导入管中的氧气与烟炱形成性气体不能充分反应，以致无法充分生成用于形成沉积层的SiO2和GeO2。
通过利用由石英管10表面传导的热量使按图5b中的箭头方向导入的烟炱形成性气体氧化以生成烟炱32a，该烟炱32a利用热泳在管中移动至温度相对较低的区域并累积在基体包层31上。
此时，石英管10的转速优选为20rpm～100rpm。如果石英管的转速小于20rpm，则烟炱不能以均匀厚度累积。如果转速超过100rpm，则烟炱颗粒的累积会劣化。
当用于形成脱水包层30a的烟炱32a累积在石英管10的内壁上之后，石英管10继续进行如图5c中所示的脱水步骤。
当将诸如He、Cl2和O2等脱水性气体放入累积有烟炱32a的石英管10中时，使用沿脱水性气体放入的方向移动的热源20加热管10。此时，管的内部优选保持600℃～1200℃的温度。
如果管10中的温度超过1200℃，颗粒的数目随着烟炱形成颈状物(neck)而减少，由此导致粒径增大且孔消失。即，由于存在于孔中的羟基(OH)的扩散速度比烟炱的生长速度快，因此羟基(OH)被捕获在烟炱32a中，未从其中逃逸。
因此，为了使烟炱32a、基体包层31或石英管10中包含的羟基(OH)或水分有效地蒸发，并且为了防止将羟基(OH)捕获在其中，优选将脱水反应温度保持在600℃～1200℃。
另外，热源20优选以500mm/min以下的速度沿石英管的长度移动(参见图5c的箭头)。如果热源20的移动速度超过500mm/min，则导入管中的脱水性气体无法充分地与水分或羟基(OH)反应，从而无法令人满意地除去存在于烟炱累积层32a或管10中的水分或羟基(OH)。
根据如下列反应式2表示的脱水反应，脱水性气体(特别是Cl2)与存在于烟炱累积层32a或管10中的水分或羟基(OH)发生反应。
反应式2
Figure GA20185883200480043464501D00091
Figure GA20185883200480043464501D00092
脱水步骤后，对石英管10实施如图5d中所示的烧结和玻璃化步骤以在基体包层31上形成脱水包层32b。
即，完成脱水步骤后，热源20按图5d的箭头方向移动以保持管10内部的温度超过1700℃从而对累积在基体包层31上的烟炱32a进行烧结及玻璃化从而形成烧结层32b。
此时，热源20优选以500mm/min以下的速度沿石英管的长度移动(参见图5d的箭头)。如果热源20的移动速度超过500mm/min，则沉积在管内壁上的颗粒无法均匀地玻璃化从而导致在沉积表面出现变形。
另外，当进行图5d的烧结步骤时，也可以将诸如He、Cl2和O2等脱水性气体放入管中从而额外地除去没有发生反应的残留的羟基(OH)或水分。
上述图5b～5d的步骤可以重复至少一次以在基体包层31上形成至少一个脱水包层。即，在石英管10中，可以在未经历脱水步骤的包层30上形成脱水包层30a，脱水包层30a的羟基浓度利用脱水步骤可以控制为小于0.8ppb。当制造为光纤时，图5e的脱水包层30a变为与MFD区对应的包层区。
以下将与光纤的MFD区对应的相应的光纤预型体的区域定义为“相应的MFD区”。该相应的MFD区具有由下式1计算的半径。
式1
R2＝(R3×r2)/r3
这里，R2是光纤预型体的相应MFD区的半径，r2是MFD/2，R3是光纤预型体的外径，r3是光纤的外径。
因此，只要设计出待制光纤的芯层半径、包层半径和MFD，就可以使用上述式1来计算用于制造光纤的预型体的相应的MFD区的半径。由于相应的MFD区的半径如上确定，因此可以设计基体包层和脱水包层的厚度。
2.芯层的形成方法
以下将参考图6a～6f对根据本发明的芯层形成方法进行说明。
(1)形成基体芯层
在将包括烟炱形成性气体如SiCl4和GeCl4以及氧气的混合气体吹入其中形成有包层30的石英管10中的同时，使用热源20将石英管的内部加热至1000℃～1400℃的温度。
此时，热源20优选以500mm/min以下的速度沿石英管的长度移动(参见图6a的箭头)。如果热源20的移动速度超过500mm/min，则导入管中的氧气与烟炱形成性气体不能充分反应，以致无法充分生成用于形成沉积层的SiO2和GeO2。
通过利用由石英管10表面传导的热量使按图6a中的箭头方向导入的烟炱形成性气体氧化以生成烟炱41a，该烟炱41a利用热泳在管中移动至温度相对较低的区域并累积在包层30上。
此时，石英管10的转速优选为20rpm～100rpm。如果石英管的转速小于20rpm，则烟炱不能以均匀厚度累积。如果转速超过100rpm，则烟炱颗粒的累积会劣化。
当用于形成基体芯层41的烟炱41a在石英管10上累积之后，石英管10继续进行如图6b中所示的脱水步骤。
当将诸如He、Cl2和O2等脱水性气体放入累积有烟炱41a的石英管10时，使用沿脱水性气体放入的方向移动的热源20加热管10。此时，管的内部优选保持600℃～1200℃的温度。
如果管10中的温度超过1200℃，颗粒的数目随着烟炱形成颈状物而减少，由此导致粒径增大且孔消失。即，由于存在于孔中的羟基(OH)的扩散速度比烟炱的生长速度快，因此羟基(OH)被捕获在烟炱41a中，未从其中逃逸。
因此，为了使烟炱41a、包层30或石英管10中包含的羟基(OH)或水分有效地蒸发，并且为了防止将羟基(OH)捕获在其中，优选将脱水反应温度保持在600℃～1200℃。
另外，热源20优选以500mm/min以下的速度沿石英管的长度移动(参见图6b的箭头)。如果热源20的移动速度超过500mm/min，则导入管中的脱水性气体无法充分地与水分或羟基(OH)反应，从而无法令人满意地除去存在于烟炱累积层41a或管10中的水分或羟基(OH)。
根据如下列反应式3表示的脱水反应，脱水性气体(特别是Cl2)与存在于烟炱累积层41a或管10中的水分或羟基(OH)发生反应。
反应式3
Figure GA20185883200480043464501D00121
Figure GA20185883200480043464501D00122
Figure GA20185883200480043464501D00123
脱水步骤后，对石英管10实施如图6c中所示的烧结和玻璃化步骤以形成其中形成有包层30和基体芯层41的中空预型体。
即，完成脱水步骤后，热源20按图6c的箭头方向移动以保持管10内部的温度超过1700℃从而对累积在包层30上的烟炱41a进行烧结及玻璃化从而形成烧结层41b。
此时，热源20优选以500mm/min以下的速度沿石英管的长度移动(参见图6c的箭头)。如果热源20的移动速度超过500mm/min，则沉积在管内壁上的颗粒无法均匀地玻璃化从而导致在沉积表面出现变形。
另外，当进行图6c的烧结步骤时，也可以将诸如He、Cl2和O2等脱水性气体放入管中从而额外地除去没有发生反应的残留的羟基(OH)或水分。
(2)形成附加芯层
在通过连续进行图6a～6c的步骤而在石英管的内壁上形成基体芯层41的条件下，可以将图6d～6f的步骤重复多次以在基体芯层41上形成至少一个附加芯层42。
该附加芯层42可以是基体芯层41上的单层，但优选形成至少两层。
像形成基体芯层41的方法一样，该附加芯层也可以通过重复累积步骤(参见图6d)、脱水步骤(参见图6e)和烧结及玻璃化步骤(参见图6f)而形成。
如上所述，通过实施包层形成过程(或，形成基体包层与脱水包层)和芯层形成过程(或，重复累积步骤→脱水→烧结步骤数次)，可以形成如图7中所示包层30和芯层40沉积在石英管的内壁10上的中空预型体。
此时，利用累积→脱水→烧结步骤将芯层和与部分包层对应的脱水包层的羟基(OH)浓度限制为小于0.8ppb。
利用已知的压制方法可以使如上制得的中空部件形成为光纤预型体棒。
包层形成过程、芯层形成过程和压制过程是使用相同的设备和相同的热源连续进行的工序。
在本发明中，可以将用于包层形成过程、芯层形成过程和压制过程的热源20以各种方式进行改进，例如可以使用诸如氧气-氢气燃烧器、等离子体焰炬和电阻炉等各种加热装置。
由于管中包含的羟基(OH)和通过氧气/氢气燃烧器渗入管中的羟基(OH)可以通过扩散而渗入芯层中，因此当沉积包层和芯层时优选以较大的厚度沉积包层，从而防止羟基(OH)的这种渗透。例如，优选使包层以下述方式沉积：在压制过程后包层与芯层的直径比大于或等于2.0，并且最终的光纤预型体与芯层的直径比大于或等于3.0。
此时，优选芯层的厚度为6.0mm以上，包层的厚度为12.0mm以上，光纤预型体的最终直径为20.0mm以上。
使用常用的拉制方法可以将由本发明制造的光纤预型体拉成光纤。
如上所述拉制的光纤具有如图4b中所示的结构，其中在MFD区中的羟基(OH)的浓度可以控制为小于0.8ppb。
根据本发明的方法制造的光纤的光损耗如图8中所示。
图8显示了在1100nm～1700nm的波长范围内由光纤芯产生的光损耗，其中虚线显示了当前使用的传统光纤的光损耗，实线显示了由本发明的改良方法制造的光纤的光损耗。
从图8中可知，采用本发明的方法制造的光纤在1385nm处显示的由OH-造成的光损耗小于0.33dB/Km，该值与传统值相比显著减小，同时还显示出由1310nm和1550nm处的散射造成的光损耗分别小于0.34dB/Km和0.20dB/Km，这比现有的单模光纤都有所改善。
已经对本发明进行了详细说明。然而，应当理解同时用于显示本发明的优选实施方案的详细说明和具体实例仅是为描述而给出，这是因为根据该详细说明在本发明的精神和范围内的各种变化和改进对本领域的技术人员将是显而易见的。
工业实用性
根据本发明的方法制造的光纤在MFD区(包括芯和部分包层)内的氢离子的浓度小于0.8ppb。
因此，该光纤在光基本上可以透过的MFD区中被脱水，这与仅有芯被脱水的光纤相比可以改善在1340nm～1460nm的波长范围内的损耗特性。

Claims (12)

1.一种采用改进化学气相沉积的光纤预型体的制造方法，所述方法包括：
(a)通过在石英管的内壁上沉积包含SiO2和GeO2的烟炱而形成至少一个基体包层并在高温下加热沉积有所述烟炱的所述石英管；
(b)通过将下述步骤重复至少一次形成至少一个具有与所述基体包层的折射率基本相同的折射率的脱水包层：
-累积步骤，所述步骤用于将烟炱形成性气体与载气一同引入所述石英管中并将所述石英管的内部加热至1000℃～1400℃的温度以生成包含SiO2和GeO2的烟炱，然后使所述烟炱累积在所述基体包层上；
-脱水步骤，所述步骤用于将脱水性气体引入所述石英管中并将所述石英管的内部加热至600℃～1200℃的温度以除去所述烟炱和石英管中的羟基和水分；和
-烧结步骤，所述步骤用于在高于1700℃的温度加热沉积有所述烟炱的所述石英管的内部以使所述烟炱烧结并玻璃化，
(c)通过将下述步骤重复至少一次而在所述包层上形成至少一个具有相对较高折射率的芯层：
-累积步骤，所述步骤用于将烟炱形成性气体与载气一同引入所述石英管中并将所述石英管的内部加热至1000℃～1400℃的温度以生成烟炱，然后使所述烟炱累积在所述脱水包层上；
-脱水步骤，所述步骤用于将脱水性气体引入所述石英管中并将所述石英管的内部加热至600℃～1200℃的温度以除去所述烟炱和石英管中的羟基和水分；和
-烧结步骤，所述步骤用于在高于1700℃的温度加热沉积有所述烟炱的所述石英管的内部以使所述烟炱烧结并玻璃化。
2.如权利要求1所述的光纤预型体的制造方法，其中由所述脱水包层和芯层构成的脱水区包括与光纤的模场直径区对应的相应的所述预型体的模场直径区。
3.如权利要求1所述的光纤预型体的制造方法，其中所述烟炱形成性气体包含SiCl4和GeCl4。
4.如权利要求1所述的光纤预型体的制造方法，其中在使所述石英管暴露于移动的热源的条件下作为连续工序实施所述累积步骤、所述脱水步骤和所述烧结步骤。
5.如权利要求1所述的光纤预型体的制造方法，其中在所述烧结步骤中将脱水性气体引入所述石英管中从而额外地除去残留的水分和羟基。
6.如权利要求1所述的光纤预型体的制造方法，其中所述脱水性气体包括He、Cl2和O2中的至少一种。
7.如权利要求1所述的光纤预型体的制造方法，其中所述载气是氧气。
8.如权利要求1所述的光纤预型体的制造方法，其中由所述脱水包层和芯层构成的脱水区基本上是与光纤的模场直径区对应的相应的所述预型体的模场直径区。
9.一种光纤的制造方法，所述方法包括：
压制采用权利要求1中所定义的方法制造的所述光纤预型体以形成预型体棒；和
将所述预型体棒拉成光纤。
10.如权利要求9所述的光纤的制造方法，其中在所述光纤的模场直径区中的羟基的浓度小于0.8ppb。
11.一种单模光纤，所述单模光纤包括配置在中心轴处用于光电导的芯，和依次被覆于所述芯上的脱水包层和基体包层，
其中所述脱水包层和所述基体包层具有基本相同的折射率，所述芯的折射率比所述脱水包层和所述基体包层的折射率大，
其中所述脱水包层的羟基浓度与所述基体包层相比相对较低，
其中由所述芯和所述脱水包层构成的区域包括所述光纤的模场直径区，和
其中所述光纤的模场直径区中的羟基浓度小于0.8ppb。
12.如权利要求11所述的单模光纤，其中由所述芯和所述脱水包层构成的区域基本上是所述光纤的模场直径区。
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