RU2173672C2

RU2173672C2 - Method of manufacture pieces with composite core for optical waveguides (versions)

Info

Publication number: RU2173672C2
Application number: RU98119530/03A
Authority: RU
Inventors: Джордж Э. Берки
Original assignee: Корнинг Инкорпорейтед
Priority date: 1997-10-29
Filing date: 1998-10-28
Publication date: 2001-09-20

Abstract

FIELD: production of wave guides. SUBSTANCE: method involves introducing first core region including rod of quartz glass containing at least first addition agent into central opening of core second region including ultradispersed quartz containing second addition agent; compressing first core region and second core region for forming composite core region; applying enclosure onto outer surface of composite region. Method allows fiber resistant to attenuation increase due to hydrogenous and thermal aging to be produced. EFFECT: increased efficiency and improved quality of optical waveguides. 18 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к способу изготовления заготовки для оптического волновода. Более конкретно, способ по данному изобретению может быть полезен для изготовления оптических волноводов с малыми потерями, особенно для волокон волновода, имеющих составной профиль сердцевины. The invention relates to a method for manufacturing a blank for an optical waveguide. More specifically, the method of this invention may be useful for the manufacture of low loss optical waveguides, especially for waveguide fibers having a composite core profile.

Оптические волокна, имеющие профиль показателя преломления, такой как W-образный профиль, составной профиль сердцевины и т.п., обладают желательными дисперсионными характеристиками. Различные виды оптических волокон с модифицированной дисперсией описаны в патентах США 4715679 и 5031131. Волокна, имеющие такие типы профилей показателя преломления, часто изготавливали путем процессов химического осаждения из паровой фазы (ХОПФ), таких как плазменные ХОПФ процессы, с помощью которых можно сформировать одномодовые волокна, сердцевины которых включают в себя слои с различными показателями преломления. С помощью таких процессов получают относительно небольшие заготовки. Чтобы снизить цену изготовления волокна, предпочтительно формировать заготовки для оптических волокон с модифицированной дисперсией посредством процессов внешнего осаждения из паровой фазы (ВОПФ), которые дают относительно большие заготовки или болванки для вытягивания. Optical fibers having a refractive index profile, such as a W-shaped profile, a composite core profile, and the like, have the desired dispersion characteristics. Various types of dispersion-modified optical fibers are described in US Pat. Nos. 4,715,679 and 5,031,131. Fibers having these types of refractive index profiles are often made by chemical vapor deposition (CVD) processes such as plasma CVD processes that can form single-mode fibers whose cores include layers with different refractive indices. Using these processes, relatively small blanks are obtained. In order to reduce the manufacturing cost of the fiber, it is preferable to form blanks for dispersion-modified optical fibers by external vapor deposition (VOPF) processes that produce relatively large blanks or blanks for drawing.

Типичный процесс ВОПФ для формирования таких волокон описан в патенте США 4629485. В соответствии с этим патентом, стержень из диоксида кремния с присадкой оксида германия формируют и вытягивают для того, чтобы уменьшить его диаметр. Часть этого стержня используют в качестве оправки, на которую осаждают частицы чистого кварцевого стекла, или ультрадисперсного порошка. Полученную сложную структуру нагревают в печи уплотнения (где происходит сушка и спекание), через которую пропускают фторсодержащий газ. Таким образом, ультрадисперсный порошок легируют присадкой фтора и спекают на стержне. На внешней поверхности слоя диоксида кремния с присадкой фтора формируют один или более дополнительных слоев стекла для получения заготовки, из которой можно вытянуть волокно. A typical WOPF process for forming such fibers is described in US Pat. No. 4,629,485. In accordance with this patent, a germanium-doped silica rod is formed and stretched in order to reduce its diameter. Part of this rod is used as a mandrel on which particles of pure silica glass or ultrafine powder are deposited. The resulting complex structure is heated in a densification furnace (where drying and sintering takes place) through which fluorine-containing gas is passed. Thus, the ultrafine powder is doped with a fluorine additive and sintered on the rod. One or more additional glass layers are formed on the outer surface of the silicon dioxide layer with a fluorine additive to form a preform from which the fiber can be drawn.

Если ультрадисперсный порошок спекают по вышеприведенному способу, при котором фтор подают в пористую заготовку исключительно посредством фторсодержащего газа, которым продувают муфель, то концентрация фтора (измеряемая как Δ фторсодержащего слоя) будет недостаточной для обеспечения некоторых желаемых оптических характеристик. Обычная концентрация фтора, получаемая при легировании с помощью муфельного газа, составляет -0,4% Δ при использовании CF₄ в качестве фторсодержащего компонента. Максимальное значение дельты, которое можно получить вышеописанным способом при использовании CF₄, составляет -0,5% Δ.If the ultrafine powder is sintered according to the above method, in which fluorine is supplied to the porous preform exclusively by means of a fluorine-containing gas, which is used to blow the muffle, then the fluorine concentration (measured as Δ of the fluorine-containing layer) will be insufficient to provide some desired optical characteristics. The usual fluorine concentration obtained by doping with a muffle gas is -0.4% Δ when using CF ₄ as a fluorine-containing component. The maximum value of the delta, which can be obtained as described above using CF ₄ , is -0.5% Δ.

Используемая здесь величина Δ_a-b, относительная разность показателей преломления двух материалов с показателями преломления n_a и n_b, выражается уравнением
Δ_a-b = (n_a ² - n_b ²)/(2n_a ²).The Δ _ab value used here, the relative difference in the refractive indices of two materials with the refractive indices n _a and n _b , is expressed by the equation
Δ _ab = (n _a ² - n _b ² ) / (2n _a ² ).

Для упрощения выражения Δ часто выражают в процентах, то есть в сотых долях Δ. В данном обсуждении n_a является показателем преломления стекла с присадкой фтора, а n_b - показателем преломления диоксида кремния.To simplify the expression, Δ is often expressed as a percentage, that is, in hundredths of Δ. In this discussion, n _a is the refractive index of glass with a fluorine additive, and n _b is the refractive index of silicon dioxide.

Когда осуществляют сжатие трубки из диоксида кремния с присадкой фтора на стержень из диоксида кремния с присадкой оксида германия, или сжатие трубки из диоксида кремния с присадкой оксида германия на стержень из диоксида кремния с присадкой фтора, особенно сложно получить удовлетворительную поверхность раздела между этими двумя компонентами. Так происходит, поскольку эта поверхность раздела обычно содержит много дефектов, и из многих полученных заготовок получают непригодные оптические волноводы. Такое образование дефектов менее распространено, если компоненты, имеющие различный состав стекла (например, трубку из диоксида кремния с присадкой фтора и стержень из чистого диоксида кремния) сплавляют с образованием заготовки. When a silicon dioxide tube with a fluorine additive is compressed on a silicon dioxide rod with a germanium additive, or a silicon dioxide tube with a germanium additive on a silicon dioxide rod with a fluorine additive is compressed, it is especially difficult to obtain a satisfactory interface between the two components. This happens because this interface usually contains many defects, and unsuitable optical waveguides are obtained from many of the resulting blanks. Such defect formation is less common if components having a different glass composition (for example, a silicon dioxide tube with a fluorine additive and a rod of pure silicon dioxide) are fused to form a preform.

В патенте США 4675040 описано, как стеклянный стержень сердцевины, изготовленный из чистого диоксида кремния, вводят в трубку из ультрадисперсного порошка материала оболочки, полученного из чистого диоксида кремния с присадкой фтора, и спекают полученную структуру сердцевина/оболочка, чтобы сплавить оболочку с сердцевиной из чистого диоксида кремния. В патенте США 4668263 описан способ сжатия трубки из диоксида кремния, имеющей внутренний слой с присадкой фтора, на поверхность стержня из чистого диоксида кремния. В соответствии с этим патентом сжатие осуществляют путем вращения трубки и нагревания ее пламенем горелки, перемещаемой в продольном направлении. Этот способ нельзя использовать для изготовления волокнистых конструкций с модифицированной дисперсией такого типа, когда используют трубку, целиком легированную фтором, включая наружную поверхность, в качестве части области сердцевины или области распространения света для волокна. Причиной этого является то обстоятельство, что пламя увлажняет стекло, то есть привносит гидроксильное загрязнение, и полученное волокно становится не пригодным для работы при тех длинах волн, где велико рассеяние из-за ионов гидроксила. Еще один из недостатков этого способа связан с температурой пламени, составляющей не ниже 1900^oC. При таких высоких температурах контролировать процесс становится трудно. Ось заготовки может стать нелинейной или изогнутой. Если стержень сердцевины представляет собой мягкое стекло, такое как стекло с присадкой оксида германия, этот стержень может стать более мягким, чем трубка; это может привести к искажению круглого сечения сердцевины или к потере концентричности сердцевины по отношению к внешней поверхности полученного волокна.US Pat. No. 4,675,040 describes how a glass core core made of pure silicon dioxide is introduced into a tube of an ultrafine powder of a shell material made from pure silicon dioxide with a fluorine additive, and the resulting core / shell structure is sintered to fuse the shell with a core of pure silica. US 4,668,263 discloses a method for compressing a silicon dioxide tube having an inner layer with a fluorine additive onto the surface of a rod of pure silicon dioxide. In accordance with this patent, compression is carried out by rotating the tube and heating it with the flame of a burner moving in the longitudinal direction. This method cannot be used for the manufacture of dispersion-modified fiber structures of the type when a tube entirely doped with fluorine, including the outer surface, is used as part of the core region or light propagation region for the fiber. The reason for this is the fact that the flame moistens the glass, that is, it introduces hydroxyl contamination, and the resulting fiber becomes unsuitable for operation at those wavelengths where scattering due to hydroxyl ions is large. Another disadvantage of this method is associated with a flame temperature of at least 1900 ^° C. At such high temperatures, it becomes difficult to control the process. The workpiece axis may become non-linear or curved. If the core core is soft glass, such as glass with a germanium oxide additive, this core may become softer than the tube; this can lead to distortion of the circular cross section of the core or to loss of concentricity of the core with respect to the outer surface of the obtained fiber.

В патенте США 4846867 описан способ сжатия трубки из диоксида кремния с присадкой фтора на поверхность стержня из диоксида кремния. Перед операцией сжатия через зазор между стержнем и трубкой подают газообразный реактив для травления, в то время как трубку нагревают пламенем. В конкретных примерах, где реактивом для травления является SF₄, через зазор между стержнем и трубкой пропускают газообразную смесь SF₆, Cl₂ и кислорода (в соотношении 1:1:6 по объему). Такая газовая смесь удаляет стекло с обработанных поверхностей стержня и трубки, образуя таким образом новые поверхности на поверхности раздела стержень/трубка. Хлор присутствует в количествах, достаточных для удаления воды, образованной фторсодержащим реактивом для травления. Внешнюю поверхность полученной заготовки затем покрывают ультрадисперсными частицами диоксида кремния, которые затем сушат, легируют фтором и спекают с образованием заготовки, из которой вытягивают оптическое волокно. Пламя, которое было направлено на трубку в процессе операции газофазного травления, вносит воду на внешнюю поверхность трубки. Затухание волокна, связанное с этой водой, значительно. Для одного из примеров затухание при 1380 нм составляет 30 дБ/км, что приписывают контакту кислородно-водородного пламени с заготовкой.US Pat. No. 4,846,867 describes a method for compressing a silicon dioxide tube with a fluorine additive on the surface of a silicon dioxide rod. Before the compression operation, a gaseous etching agent is introduced through the gap between the rod and the tube, while the tube is heated with a flame. In specific examples where the etching reagent is SF ₄ , a gaseous mixture of SF ₆ , Cl ₂ and oxygen (1: 1: 6 by volume) is passed through the gap between the rod and the tube. Such a gas mixture removes glass from the machined surfaces of the rod and tube, thereby forming new surfaces on the rod / tube interface. Chlorine is present in amounts sufficient to remove the water formed by the fluorine-containing etching reagent. The outer surface of the obtained preform is then coated with ultrafine particles of silicon dioxide, which are then dried, doped with fluorine and sintered to form a preform from which the optical fiber is drawn. The flame that was directed to the tube during the gas phase etching operation brings water to the outer surface of the tube. The attenuation of the fiber associated with this water is significant. For one example, the attenuation at 1380 nm is 30 dB / km, which is attributed to the contact of the oxygen-hydrogen flame with the workpiece.

Одновременно находящаяся на рассмотрении заявка США 08/795687, зарегистрированная 5 февраля 1997 г., озаглавленная "Способ изготовления оптического волокна, имеющего область сердцевины с пониженным показателем преломления", описывает способ введения стержня из кварцевого стекла с присадкой оксида германия в трубку из кварцевого стекла с присадкой фтора с образованием сборки и уплотнение этой сборки с образованием свободной от пузырьков поверхности. Сверху эта трубка может быть покрыта оболочкой из такого материала, как чистый диоксид кремния. Было обнаружено, что в то время как этот способ позволяет избежать образования дефектов на поверхности раздела между соединенными поверхностями диоксида кремния с присадкой оксида германия и диоксида кремния с присадкой фтора, трудно контролировать увеличение затухания из-за водородного и теплового старения в волокнах, вытянутых из полученных этим способом заготовок. Используемый здесь термин "водородное старение" относится к увеличению затухания в оптическом волноводе, находящемся в контакте с атмосферой, содержащей водород в некоторой концентрации, при некотором давлении и температуре. Термин же "тепловое старение" относится к увеличению затухания, которое проявляет оптический волновод, подверженный воздействию тепла. U.S. Patent Application 08/795687, filed February 5, 1997, entitled "Method for manufacturing an optical fiber having a core region with a low refractive index," describes a method for introducing a quartz glass rod with an additive of germanium oxide into a quartz glass tube with a fluorine additive to form an assembly; and densification of this assembly to form a bubble-free surface. On top of this tube can be coated with a shell of a material such as pure silicon dioxide. It was found that while this method avoids the formation of defects on the interface between the connected surfaces of silicon dioxide with an additive of germanium oxide and silicon dioxide with an additive of fluorine, it is difficult to control the increase in attenuation due to hydrogen and thermal aging in the fibers drawn from the obtained this way of blanks. As used herein, the term “hydrogen aging” refers to an increase in attenuation in an optical waveguide in contact with an atmosphere containing hydrogen in a certain concentration, at a certain pressure and temperature. The term "thermal aging" refers to the increase in attenuation that an optical waveguide is exposed to when exposed to heat.

Принимая во внимание обсужденные выше недостатки, было бы желательно предложить способ получения заготовки для оптического волновода с составной сердцевиной, которая позволяет сушить всю активную в отношении света область заготовки волновода с внутренней стороны заготовки. Кроме того, было бы особенно ценно получить оптический волновод с модифицированной дисперсией, имеющий низкое затухание и проявляющий минимальное увеличение затухания (или его отсутствие) из-за теплового или водородного старения. Taking into account the disadvantages discussed above, it would be desirable to propose a method for producing a blank for an optical waveguide with a composite core, which allows drying of the entire light-active region of the waveguide blank from the inside of the blank. In addition, it would be especially valuable to obtain an optical dispersion modified waveguide having a low attenuation and exhibiting a minimal increase in attenuation (or lack thereof) due to thermal or hydrogen aging.

Данное изобретение относится к способу изготовления заготовки для оптического волновода, имеющей составную область сердцевины. Этот способ включает получение первой области сердцевины, содержащей стержень из стекла, предпочтительно из кварцевого стекла, причем эта первая область сердцевины содержит по меньшей мере первую присадку, предпочтительно присадку для снижения показателя преломления стержня из кварцевого стекла, такую как фтор. Далее этот способ включает осаждение ультрадисперсного кварца, содержащего вторую присадку, на оправку, удаление оправки для получения заготовки из ультрадисперсного порошка, в котором имеется центральное сквозное отверстие, для получения второй области сердцевины. Второй присадкой, содержащейся в ультрадисперсном порошке, предпочтительно является присадка, увеличивающая показатель преломления, такая как оксид германия. Способ включает также введение первой области сердцевины в центральное отверстие второй области сердцевины и соединение их в печи для получения составной области сердцевины заготовки волновода. Этот способ включает также операцию нанесения оболочки, содержащей ультрадисперсный кварц, на внешнюю поверхность составной области сердцевины заготовки волновода. This invention relates to a method for manufacturing a preform for an optical waveguide having a composite core region. This method includes obtaining a first core region comprising a glass rod, preferably silica glass, said first core region containing at least a first additive, preferably an additive to reduce the refractive index of a silica glass rod, such as fluorine. Further, this method includes the deposition of ultrafine quartz containing the second additive on the mandrel, removing the mandrel to obtain a workpiece from ultrafine powder, in which there is a central through hole, to obtain a second core region. The second additive contained in the ultrafine powder is preferably an additive that increases the refractive index, such as germanium oxide. The method also includes introducing the first core region into the central hole of the second core region and connecting them in the furnace to obtain a composite core region of the waveguide preform. This method also includes the operation of applying a shell containing ultrafine quartz to the outer surface of the composite region of the core of the waveguide preform.

В одном из исполнений данного изобретения операция получения первой области сердцевины может дополнительно включать введение стеклянного стержня в трубку из кварцевого стекла, содержащего первую присадку, с получением сборки (блока), введение этой сборки в печь, нагревание сборки и сжатие трубки на стержень в этой печи. Предпочтительно газ, выбранный из группы, состоящей из 100%-ного хлора и хлора, смешанного с газом-разбавителем, подают в первый конец трубки, пропускают между трубкой и стержнем и ко второму концу трубки перед тем, как осуществляют сжатие трубки на стержне. Этот стержень предпочтительно состоит из кварцевого стекла, содержащего такую присадку, как оксид германия, для увеличения показателя преломления стекла. In one embodiment of the invention, the step of obtaining a first core region may further include inserting a glass rod into a quartz glass tube containing the first additive to form an assembly (block), introducing this assembly into the furnace, heating the assembly, and compressing the tube onto the rod in this furnace . Preferably, a gas selected from the group consisting of 100% chlorine and chlorine mixed with a diluent gas is supplied to the first end of the tube, passed between the tube and the rod and to the second end of the tube before compressing the tube on the rod. This rod preferably consists of silica glass containing an additive such as germanium oxide to increase the refractive index of the glass.

Операцию сжатия трубки можно проводить в той же самой печи, где осуществляли операцию пропускания газообразного хлора. Преимуществом является то, что, поскольку прилегающие поверхности стержня и трубки очищают газом во время нахождения сборки в печи, внешняя поверхность трубки не загрязняется водой, которая могла бы присутствовать, если бы для нагревания сборки в ходе операции пропускания газа использовали пламя. Этот способ особенно пригоден для получения оптического волокна, имеющего сердцевину, которая включает кольцевую область с пониженным показателем преломления, как это описано в рассматриваемой одновременно заявке США, озаглавленной "Волокно с управляемой дисперсией для оптического волновода", зарегистрированной одновременно с данной заявкой, а также для волокон, имеющих W-образные профили, и волокон с составной сердцевиной. The tube compression operation can be carried out in the same furnace where the chlorine gas transmission operation was carried out. The advantage is that since the adjacent surfaces of the rod and tube are cleaned with gas while the assembly is in the furnace, the outer surface of the tube is not contaminated with water, which could be present if a flame were used to heat the assembly during the gas transmission operation. This method is particularly suitable for producing an optical fiber having a core that includes an annular region with a low refractive index, as described in the US application under consideration simultaneously, entitled "Fiber-controlled dispersion for an optical waveguide", registered simultaneously with this application, and also for fibers having W-shaped profiles and fibers with a composite core.

Особым преимуществом способа по данному изобретению заключается в том, что всю активную по отношению к свету область заготовки волновода можно высушить с внутренней стороны заготовки. Заявитель обнаружил, что волокна с модифицированной дисперсией для оптического волновода, изготовленные по способу данного изобретения, проявляют минимальное увеличение рассеяния (или его отсутствие) из-за теплового или водородного старения. Дополнительные особенности и преимущества изобретения будут установлены в последующем описании. Следует понимать, что как предшествующее общее описание, так и последующее подробное описание служат в качестве примеров и для объяснения, и предназначены для дальнейшего объяснения данного изобретения, как оно указано в формуле изобретения. A particular advantage of the method of this invention is that the entire light-active region of the waveguide preform can be dried from the inside of the preform. Applicant has found that dispersion-modified fibers for an optical waveguide made by the method of the present invention exhibit minimal scatter (or lack thereof) due to thermal or hydrogen aging. Additional features and advantages of the invention will be set forth in the following description. It should be understood that both the foregoing general description and the following detailed description serve as examples and for explanation, and are intended to further explain the present invention, as indicated in the claims.

На фиг. 1 показан примерный профиль показателя преломления оптического волокна, которое можно изготовить способом по данному изобретению,
На фиг. 2 показан примерный профиль показателя преломления оптического волокна, имеющего область сердцевины с пониженным показателем преломления, которое можно изготовить способом по данному изобретению,
На фиг. 3 показано формирование пористой стеклянной заготовки на оправке, и
На фиг. 4 показано спекание пористой стеклянной заготовки.In FIG. 1 shows an exemplary refractive index profile of an optical fiber that can be manufactured by the method of this invention,
In FIG. 2 shows an exemplary refractive index profile of an optical fiber having a core region with a reduced refractive index that can be produced by the method of this invention,
In FIG. 3 shows the formation of a porous glass preform on a mandrel, and
In FIG. 4 shows the sintering of a porous glass preform.

Способ по данному изобретению можно использовать для получения заготовки для оптического волновода, имеющей сегментированный профиль показателя преломления сердцевины. В общем, этот способ включает (а) получение первой области сердцевины, содержащей по меньшей мере первую присадку, (б) получение второй области сердцевины, изготовленной путем осаждения ультрадисперсного кварца, содержащего вторую присадку, на оправку и удаление этой оправки для получения пористой заготовки, имеющей центральное сквозное отверстие, (в) введение первой области сердцевины в отверстие второй области сердцевины и совместное уплотнение первой и второй областей сердцевины в печи с получением составной области сердцевины заготовки волновода и (г) осаждение на внешнюю поверхность этой области сердцевины оболочки, включающей ультрадисперсный кварц. Сердцевина полученного волокна, вытянутого из заготовки волновода, включает внутреннюю область сердцевины и внешнюю область сердцевины, а каждая область сердцевины, возможно, включает дополнительные кольцевые области сердцевины. Как принято здесь, термин "сердцевина" относится к активной по отношению к свету площади волновода, то есть к области волновода, через которую передается свет. The method according to this invention can be used to obtain a blank for an optical waveguide having a segmented core refractive index profile. In general, this method includes (a) obtaining a first core region containing at least a first additive, (b) obtaining a second core region made by depositing ultrafine quartz containing a second additive on a mandrel and removing this mandrel to obtain a porous preform, having a central through hole, (c) introducing the first core region into the opening of the second core region and jointly sealing the first and second core regions in the furnace to obtain a composite region of the core waves of the waveguide; and (d) deposition on the outer surface of this region of the core of the cladding, including ultrafine quartz. The core of the obtained fiber, elongated from the waveguide preform, includes an inner core region and an outer core region, and each core region possibly includes additional annular core regions. As used here, the term “core” refers to the area of the waveguide that is active with respect to light, that is, to the region of the waveguide through which light is transmitted.

Операции с (а) до (г) не обязательно следует проводить в указанном порядке. В одном из исполнений первой областью сердцевины является стержень из кварцевого стекла, содержащий присадку, снижающую показатель преломления стекла. В другом исполнении операция получения первой области сердцевины включает сжатие стеклянной трубки на стеклянный стержень, причем сборку из стержня и трубки первоначально подвергают воздействию газообразного хлора при температуре, достаточной для достижения очистки поверхности стержня и внутренней поверхности трубки. После очистки хлором температуру повышают и осуществляют сжатие трубки на стержень и сплавление их в сухой печи. Operations (a) to (d) need not be carried out in the order indicated. In one embodiment, the first core region is a quartz glass rod containing an additive that reduces the refractive index of the glass. In another embodiment, the step of obtaining the first core region involves compressing the glass tube onto a glass rod, the assembly of the rod and tube being initially exposed to chlorine gas at a temperature sufficient to achieve cleaning of the surface of the rod and the inner surface of the tube. After cleaning with chlorine, the temperature is increased and the tube is compressed onto the rod and fused in a dry oven.

Одно из исполнений данного изобретения включает изготовление волокна для оптического волновода, имеющего профиль показателя преломления, где центральная область сердцевины имеет более низкий показатель преломления, чем кольцевая область сердцевины, окружающая эту центральную область. На фиг. 1 представлен примерный профиль показателя преломления волокна волновода, полученного способом по данному изобретению. В этом исполнении первая область сердцевины включает стеклянный стержень, предпочтительно стержень из кварцевого стекла, содержащий присадку. Эта присадка предпочтительно снижает показатель преломления кварцевого стекла. Предпочтительной присадкой является фтор, так как затухание из-за B₂O₃ ограничивает применение волокна областью длин волн менее примерно 1200 нм.One embodiment of the invention includes the manufacture of a fiber for an optical waveguide having a refractive index profile, where the central region of the core has a lower refractive index than the annular region of the core surrounding this central region. In FIG. 1 shows an exemplary refractive index profile of a waveguide fiber obtained by the method of this invention. In this embodiment, the first core region includes a glass rod, preferably a quartz glass rod containing an additive. This additive preferably reduces the refractive index of silica glass. Fluorine is a preferred additive since attenuation due to B ₂ O ₃ limits the use of fiber to a wavelength region of less than about 1200 nm.

Первая область сердцевины может быть изготовлена любым способом, пригодным для получения сердцевины волновода, таким как ВОПФ, АОПФ и т.д. Например, стержень с присадкой фтора можно изготовить путем осаждения заготовки из чистого кварца на оправку из оксида алюминия диаметром 6,35 мм (0,25 дюйма) или более. Оправку удаляют, чтобы получить центральное отверстие, вниз по центральной области заготовки, и эту заготовку можно уплотнить при подаче 70 см³ CF₄, чтобы легировать заготовку фтором, 66 см³/мин хлора и 1 л гелия сверху вниз через центральное отверстие. Затем заготовку постепенно нагревают до температуры по меньшей мере около 1900^oC, предпочтительно около 2050^oC, и вытягивают, чтобы сформировать сплошной стержень, легированный фтором. Диаметр стержня будет зависеть от желаемого профиля показателя преломления волокна, которое формируют из предварительно отформованной заготовки. Например, стержень из легированного фтором кварцевого стекла может быть вытянут до диаметра около 8 мм.The first region of the core can be made by any method suitable for producing a waveguide core, such as WOPF, AOPF, etc. For example, a fluorinated additive rod can be made by depositing a blank of pure quartz on an aluminum oxide mandrel with a diameter of 6.35 mm (0.25 in) or more. The mandrel is removed to obtain a central hole, down the central region of the preform, and this preform can be densified by feeding 70 cm ³ CF ₄ to dope the preform with fluorine, 66 cm ³ / min of chlorine and 1 L of helium from top to bottom through the central hole. The preform is then gradually heated to a temperature of at least about 1900 ^° C., preferably about 2050 ^° C., and stretched to form a solid fluorine-doped rod. The diameter of the rod will depend on the desired profile of the refractive index of the fiber, which is formed from a preformed preform. For example, a fluorine-doped silica glass rod can be elongated to a diameter of about 8 mm.

Как показано на фиг. 3, вторую область сердцевины заготовки для волновода формируют путем нанесения ультрадисперсного кварца, содержащего вторую присадку, на оправку 10 относительно большого диаметра и удаления этой оправки для получения пористой заготовки, имеющей центральное сквозное отверстие. Перед операцией нанесения оправку 10 вставляют в трубчатую рукоятку 11. Оправка 10 вращается и одновременно перемещается поступательно по отношению к генерирующей ультрадисперсный порошок горелке 13, в результате чего на оправке образуется пористая стеклянная заготовка 12, которая может служить второй областью сердцевины. Оправка 10 имеет достаточно большой диаметр для образования трубчатой структуры, имеющей достаточно большой внутренний диаметр, чтобы быть пригодной для использования в дальнейших операциях по данному способу. Например, достаточно иметь оправку из оксида алюминия диаметром 6,35 мм (0,25 дюйма) или более. Эта оправка может иметь форму стержня или трубки. Патент США 5180410, на содержание которого приведена ссылка, содержит подробное описание формирования пористых заготовок на трубчатых оправках, что может быть полезно для проведения операции получения трубчатой пористой заготовки, в которую можно ввести присадку при уплотнении в соответствии со способом по данному изобретению. As shown in FIG. 3, the second core region of the waveguide preform is formed by depositing ultrafine quartz containing a second additive on a mandrel 10 of relatively large diameter and removing this mandrel to obtain a porous preform having a central through hole. Before the deposition operation, the mandrel 10 is inserted into the tubular handle 11. The mandrel 10 rotates and simultaneously moves translationally with respect to the ultrafine powder generating burner 13, as a result of which a porous glass preform 12 forms on the mandrel, which can serve as the second core region. The mandrel 10 has a sufficiently large diameter to form a tubular structure having a sufficiently large inner diameter to be suitable for use in further operations of this method. For example, it is sufficient to have an aluminum oxide mandrel with a diameter of 6.35 mm (0.25 inches) or more. This mandrel may be in the form of a rod or tube. US patent 5180410, the contents of which are referred to, contains a detailed description of the formation of porous preforms on tubular mandrels, which may be useful for the operation of obtaining a tubular porous preform into which an additive can be introduced during compaction in accordance with the method of this invention.

Как отмечено выше, в процессе осаждения второй области сердцевины оправка вращается, а также движется поступательно по отношению к генерирующей ультрадисперсный порошок горелке для формирования заготовки из ультрадисперсных частиц на этой оправке. Вторая присадка преимущественно является присадкой, увеличивающей показатель преломления диоксида кремния, например, оксидом германия. Количество присадки во второй области сердцевины будет зависеть от желаемого профиля показателя преломления волновода, сформированного из заготовки для волновода. As noted above, during the deposition of the second region of the core, the mandrel rotates and also moves progressively with respect to the ultrafine powder generating burner to form a blank of ultrafine particles on this mandrel. The second additive is mainly an additive that increases the refractive index of silicon dioxide, for example, germanium oxide. The amount of additive in the second region of the core will depend on the desired profile of the refractive index of the waveguide formed from the blank for the waveguide.

Как показано на фиг. 4, после удаления оправки 10 из второй области сердцевины 12 с получением второй области сердцевины, имеющей центральное сквозное отверстие 18, к одному из концов второй области сердцевины 12 может быть присоединена рукоятка 14, чтобы можно было подвесить заготовку из ультрадисперсных частиц для второй области сердцевины в печи уплотнения. Предпочтительно рукоятка 14 является рукояткой со стандартным шаровым шарниром, которую приваривают к рукоятке 11, и сборку, включающую вторую область сердцевины 12, подвешивают в печи 15 уплотнения за эту рукоятку. Первую область сердцевины, включающую стеклянный стержень с присадкой фтора, вводят в центральное отверстие 18 сквозь вторую область сердцевины. Этот стержень может быть подвешен внутри заготовки из ультрадисперсных частиц второй области сердцевины любым подходящим способом, например, изготовив небольшой стандартный шарик на одном из концов стержня и подвесив этот шарик внутри рукоятки на конце заготовки из ультрадисперсных частиц второй области сердцевины (не показан). Первую область сердцевины и вторую область сердцевины можно совместно поместить в печь с температурой примерно от 1000^oC до 1100^oC, продуваемую гелием со скоростью примерно 1 л/мин и хлором со скоростью примерно 60 см³/мин между центральным отверстием второй области сердцевины и первой областью сердцевины в течение примерно 1 часа в направлении стрелки 16. Муфельный газ, предпочтительно содержащий гелий, подают в печь, как указано стрелками 17. На конце второй области сердцевины 12 может (при желании) находиться капиллярная трубка 19. Затем первую и вторую области сердцевины совместно уплотняют в течение примерно одного часа путем постепенного опускания сборки первой и второй областей сердцевины со скоростью около 5 мм в минуту в зону печи с температурой по меньшей мере около 1400^oC, предпочтительно около 1500^oC.As shown in FIG. 4, after removing the mandrel 10 from the second region of the core 12 to obtain a second region of the core having a central through hole 18, a handle 14 can be attached to one end of the second region of the core 12 so that the workpiece of ultrafine particles for the second region of the core can be suspended in furnace seal. Preferably, the handle 14 is a handle with a standard ball joint that is welded to the handle 11, and the assembly including the second region of the core 12 is suspended in the seal furnace 15 by this handle. The first core region, including a glass rod with a fluorine additive, is introduced into the central hole 18 through the second core region. This rod can be suspended inside the preform from ultrafine particles of the second core region by any suitable method, for example, by making a small standard ball at one end of the rod and hanging this ball inside the handle from the end of the preform from ultrafine particles of the second region of the core (not shown). The first region of the core and the second region of the core can be jointly placed in a furnace with a temperature of from about 1000 ^° C to 1100 ^° C, blown with helium at a rate of about 1 l / min and chlorine at a speed of about 60 cm ³ / min between the center hole of the second region of the core and the first region of the core for about 1 hour in the direction of arrow 16. A muffle gas, preferably containing helium, is fed into the furnace, as indicated by arrows 17. At the end of the second region of the core 12 there may be (if desired) a capillary tube 19. Then the first a second core region is compacted together for about one hour by gradually lowering the assembly of the first and second regions of the core at a speed of 5 mm per minute in the furnace zone at a temperature of at least about 1400 ^o C, preferably about 1500 ^o C.

После уплотнения первой и второй областей сердцевины для получения составной области сердцевины заготовки к одному из концов припаивают стандартный шлиф, и на внешнюю поверхность составной области сердцевины можно осадить материал оболочки, содержащий диоксид кремния. Перед осаждением материала оболочки составную область сердечника можно нагреть до температуры по меньшей мере около 2050^oC, предпочтительно около 2050^oC, и вытянуть до диаметра, подходящего для проведения операции нанесения оболочки.After compaction of the first and second core regions to obtain a composite core region of the preform, a standard section is soldered to one of the ends, and shell material containing silicon dioxide can be deposited onto the outer surface of the composite region of the core. Before deposition of the sheath material, the core constituent region can be heated to a temperature of at least about 2050 ^° C., preferably about 2050 ^° C., and stretched to a diameter suitable for the coating operation.

В другом исполнении операция получения первой области сердцевины может включать дополнительные стадии. Для волокна с модифицированной дисперсией, имеющего более сложный профиль показателя преломления, могут потребоваться дополнительные стадии обработки для получения этого более сложного профиля показателя преломления. Пример профиля показателя преломления для компенсирующего дисперсию волокна оптического волновода приведен на фиг. 2. In another embodiment, the step of obtaining a first core region may include additional steps. For a dispersion modified fiber having a more complex refractive index profile, additional processing steps may be required to obtain this more complex refractive index profile. An example of a refractive index profile for a dispersion-compensating optical waveguide is shown in FIG. 2.

Профиль показателя преломления, представленный на фиг. 2, может быть получен способом данного изобретения. В этом исполнении операция получения первой области сердцевины включает помещение стержня из кварцевого стекла в трубку из кварцевого стекла, содержащую по меньшей мере первую присадку, с получением сборки. Предпочтительно стержень из кварцевого стекла содержит такую присадку, как оксид германия, P₂O₅ или аналогичную, для увеличения показателя преломления стержня из кварцевого стекла. Этот стержень может быть получен по любой из многочисленных известных технологий, например, модифицированным химическим осаждением из паровой фазы (МХОПФ), аксиальным осаждением из паровой фазы (АОПФ) и внешним осаждением из паровой фазы (ВОПФ), в зависимости от его желаемого профиля показателя преломления. По меньшей мере первая присадка, содержащаяся в трубке, предпочтительно является такой присадкой, как фтор, снижающей показатель преломления трубки. Сборку трубка/стержень вводят в печь при температуре приблизительно от 1000^oC до 1100^oC. Осушающий газ, выбранный из группы, состоящей из 100% хлора и хлора, смешанного с газом-разбавителем, таким как гелий, пропускают через один из концов трубки, между трубкой и стержнем и во второй конец трубки в течение одного часа для того, чтобы очистить внешнюю поверхность стержня и внутреннюю поверхность трубки.The refractive index profile shown in FIG. 2 can be obtained by the method of the present invention. In this embodiment, the step of obtaining a first core region includes inserting a quartz glass rod into a quartz glass tube containing at least a first additive to form an assembly. Preferably, the silica glass rod contains an additive such as germanium oxide, P ₂ O ₅ or the like, to increase the refractive index of the silica glass rod. This rod can be obtained by any of a variety of known technologies, for example, modified chemical vapor deposition (ICDFT), axial vapor deposition (AOPF) and external vapor deposition (VOPF), depending on its desired refractive index profile . At least the first additive contained in the tube is preferably an additive such as fluorine, which reduces the refractive index of the tube. The tube / rod assembly is introduced into the furnace at a temperature of from about 1000 ^° C. to 1100 ^° C. A drying gas selected from the group consisting of 100% chlorine and chlorine mixed with a diluent gas such as helium is passed through one end of the tube , between the tube and the rod and the second end of the tube for one hour in order to clean the outer surface of the rod and the inner surface of the tube.

Осушающий газ обычно состоит из смеси хлора и инертного газа, например гелия. Хотя поток газа для продувки может содержать разбавитель, такой как гелий, для целей очистки предпочтителен 100% хлор. Потоки газа состоят из сухих газов, благодаря чему нет никакой воды вблизи сборки в ходе термообработки. Газы могут быть приобретены сухими; более того, гелий, используемый для муфельного газа, должен дополнительно проходить через осушитель. The drying gas usually consists of a mixture of chlorine and an inert gas such as helium. Although the purge gas stream may contain a diluent such as helium, 100% chlorine is preferred for purification purposes. Gas flows are composed of dry gases, so that there is no water near the assembly during heat treatment. Gases can be purchased dry; furthermore, the helium used for the muffle gas must additionally pass through a desiccant.

Диаметр стержня предпочтительно должен быть слегка меньше, чем внутренний диаметр трубки, что позволяет хлору обтекать сверху вниз всю периферию стержня. Хлор действует как горячий химический очищающий агент. Операция очистки хлором более эффективна при высоких температурах. Предпочтительно, чтобы температура стадии очистки составляла по меньшей мере приблизительно от 1000^oC до 1500^oC, так как при более низких температурах продолжительность операции может быть настолько значительной, что такая операция может быть не пригодной для промышленных целей. Очевидно, если время обработки несущественно, можно использовать и более низкие температуры. Поток горячего хлора между трубкой и стержнем играет чрезвычайно положительную роль в том отношении, что он позволяет соединить поверхности этих двух деталей без образования дефектов на поверхностях раздела. Под дефектами подразумеваются пузырьки и примеси, которые могут вызвать затухание в полученном оптическом волокне.The diameter of the rod should preferably be slightly smaller than the inner diameter of the tube, which allows chlorine to flow from top to bottom the entire periphery of the rod. Chlorine acts as a hot chemical cleansing agent. The chlorine purification operation is more effective at high temperatures. Preferably, the temperature of the purification step is at least about 1000 ^° C. to 1500 ^° C., since at lower temperatures the duration of the operation can be so long that such an operation may not be suitable for industrial purposes. Obviously, if the processing time is not significant, lower temperatures can also be used. The flow of hot chlorine between the tube and the rod plays an extremely positive role in that it allows you to connect the surfaces of these two parts without the formation of defects on the interfaces. By defects are meant bubbles and impurities that can cause attenuation in the resulting optical fiber.

После пропускания осушающего/очищающего газа в течение примерно часа, один конец сборки трубка/стержень постепенно опускают в зону печи с температурой примерно 1900^oC, предпочтительно около 2050^oC, и осуществляют сжатие трубки на стержень и ее вытягивание до необходимого диаметра, чтобы ее можно было вставить в центральное сквозное отверстие во второй области сердцевины. Верхний конец стержня может быть снабжен расширением, которое выдается из узкой области непосредственно около или вблизи рукоятки трубки. К рукоятке присоединен источник вакуума. Нижний конец сборки трубка/стержень нагревают в зоне печи до температуры около 2050^oC. По мере того, как конец сборки проходит через зону печи, диаметр сборки уменьшается, трубка сжимается на стержне, а пространство между этими двумя деталями вакуумируется. Сборку можно вытянуть в направлении оси сборки в первую область сердцевины, в которой трубка сплавлена со стержнем.After passing the drying / cleaning gas for about an hour, one end of the tube / rod assembly is gradually lowered into the furnace zone at a temperature of about 1900 ^° C, preferably about 2050 ^° C, and the tube is compressed onto the rod and drawn to the required diameter so that it could be inserted into the central through hole in the second core region. The upper end of the rod may be provided with an extension that extends from a narrow area immediately near or near the handle of the tube. A vacuum source is attached to the handle. The lower end of the tube / rod assembly is heated in the furnace zone to a temperature of about 2050 ^° C. As the end of the assembly passes through the furnace zone, the diameter of the assembly decreases, the tube contracts on the rod, and the space between the two parts is evacuated. The assembly can be pulled in the direction of the assembly axis into the first core region in which the tube is fused to the core.

Затем первая область сердцевины может быть вставлена в центральное отверстие второй области сердцевины, как это описано выше применительно к предыдущему исполнению. Оставшиеся стадии обработки - получение второй области сердцевины, введение первой области сердцевины в центральное сквозное отверстие второй области сердцевины и нанесение слоя оболочки, содержащего диоксид кремния, подобны ранее описанным операциям в вышеописанном исполнении. Then, the first core region can be inserted into the central hole of the second core region, as described above in relation to the previous embodiment. The remaining processing steps — obtaining the second core region, introducing the first core region into the central through hole of the second core region and applying a shell layer containing silicon dioxide, are similar to the previously described operations in the above-described embodiment.

Трубку из стекла с присадкой фтора, используемую в операции изготовления первой области сердцевины, можно изготовить, вставляя оправку в трубчатую рукоятку. Эта оправка имеет относительно большой диаметр для того, чтобы получить трубку, имеющую достаточно большой внутренний диаметр, чтобы быть пригодной для получения стержня из кварцевого стекла. Вращаясь, оправка также перемещается поступательно по отношению к генерирующей ультрадисперсный порошок горелке, посредством чего на оправке получают пористую стеклянную заготовку. A glass tube with a fluorine additive used in the manufacturing operation of the first core region can be made by inserting a mandrel into the tubular handle. This mandrel has a relatively large diameter in order to obtain a tube having a sufficiently large inner diameter to be suitable for receiving a quartz glass rod. Rotating, the mandrel also moves progressively with respect to the ultrafine powder generating burner, whereby a porous glass preform is obtained on the mandrel.

Оправку удаляют из пористой стеклянной заготовки с получением трубчатой заготовки, имеющей сквозное центральное отверстие. К трубчатой рукоятке приваривают рукоятку со стандартным шаровым шарниром, и за эту рукоятку на шарнире заготовку подвешивают в печи уплотнения. Спекание осуществляют в атмосфере, которая включает фторсодержащий газ, протекающий по оси печи, такой как SiF₄, CF₄, C₂F₆ или им подобные. SiF₄ может давать более высокие уровни легирования фтором (обычно дает - 0,7% Δ, а иногда дает дельта около -0,8%), но эта присадка вызывает повышенное содержание воды в полученном стекле. Такие повышенные уровни воды во фторсодержащем стекле можно допустить, если сердцевина волокна имеет относительно высокое значение Δ по отношению к оболочке из диоксида кремния, из-за чего лишь небольшая энергия распространяется в кольцевой содержащей фтор области волокна. Использование CF₄ приводит к получению более сухого стекла, но не позволяет получить высокие уровни содержания присадки, которые могут быть получены при использовании SiF₄.The mandrel is removed from the porous glass preform to obtain a tubular preform having a through central hole. A handle with a standard ball joint is welded to the tubular handle, and the workpiece is suspended from the joint on the hinge in a seal furnace. Sintering is carried out in an atmosphere that includes a fluorine-containing gas flowing along the axis of the furnace, such as SiF ₄ , CF ₄ , C ₂ F ₆ or the like. SiF ₄ can give higher levels of doping with fluorine (usually gives - 0.7% Δ, and sometimes gives a delta of about -0.8%), but this additive causes an increased water content in the resulting glass. Such elevated water levels in fluorine-containing glass can be tolerated if the fiber core has a relatively high Δ relative to the silica sheath, due to which only a small amount of energy is distributed in the annular fluorine-containing region of the fiber. The use of CF ₄ results in drier glass, but does not allow to obtain high levels of the additive content that can be obtained using SiF ₄ .

В этом процессе можно использовать высокие концентрации фтора, поскольку пористая заготовка из ультрадисперсного порошка изготовлена из чистого диоксида кремния, то есть отсутствует такая присадка, как оксид германия, которая могла бы неблагоприятно распространяться внутри заготовки. Полученная спеченная трубка содержит относительно высокую концентрацию фтора, так как фторсодержащий газ вводят в центральное отверстие трубки, и он выходит наружу через поры пористой стеклянной заготовки, посредством чего достигается его максимальный контакт со всем объемом пористого стекла. Муфельный газ предпочтительно содержит газ-разбавитель, такой как гелий, и достаточное количество хлора для осушки заготовки. High fluorine concentrations can be used in this process, since the porous preform of ultrafine powder is made of pure silicon dioxide, that is, there is no such additive as germanium oxide that could unfavorably spread inside the preform. The obtained sintered tube contains a relatively high concentration of fluorine, since the fluorine-containing gas is introduced into the central hole of the tube and it exits through the pores of the porous glass preform, whereby its maximum contact with the entire volume of porous glass is achieved. The muffle gas preferably contains a diluent gas, such as helium, and a sufficient amount of chlorine to dry the preform.

Подаваемый по центру газ также предпочтительно содержит один или более газов-разбавителей, таких как гелий, и хлор. Поток хлора может быть прекращен после того, как было достигнуто желаемое содержание воды и перед спеканием пористой заготовки. Полученная в результате этого трубка с присадкой фтора может быть растянута или снова вытянута для того, чтобы уменьшить внутренний диаметр до желаемого размера. Если трубка растянута, затем ее можно нарезать на части, пригодные для осаждения на них ультрадисперсного порошка. The center feed gas also preferably contains one or more diluent gases, such as helium, and chlorine. The flow of chlorine can be stopped after the desired water content has been reached and before the sintering of the porous preform. The resulting fluorine doped tube can be stretched or extended again in order to reduce the inner diameter to the desired size. If the tube is stretched, then it can be cut into pieces suitable for depositing ultrafine powder on them.

Трубку с присадкой бора сделать проще, чем трубку с присадкой фтора. Например, пористую заготовку SiO₂-B₂O₃ можно сформировать на оправке, как это описано выше в отношении трубки с присадкой фтора, причем в горелку параллельно с SiCl₄ подают BCl₃. Оправку удаляют, оставляя продольное центральное отверстие, и заготовку помещают в печь уплотнения. Через печь снизу вверх продувают муфельный газ - гелий со скоростью 40 стандартных литров в минуту при нормальных условиях, а через центральное отверстие подают газы - 1 л/мин (н. у.) гелия и 75 см³/мин (н.у.) хлора. После осушки заготовки ее спекают. Полученную трубку можно вытянуть, как описано выше.A tube with a boron additive is easier to make than a tube with a fluorine additive. For example, a porous SiO ₂ -B ₂ O ₃ preform can be formed on a mandrel, as described above with respect to a fluorine doped tube, with BCl _{3 being} supplied to the burner in parallel with SiCl ₄ . The mandrel is removed, leaving a longitudinal central hole, and the workpiece is placed in a seal furnace. A muffle gas - helium is blown through the furnace from bottom to top at a rate of 40 standard liters per minute under normal conditions, and gases are supplied through the central hole - 1 l / min (n.a.) helium and 75 cm ³ / min (n.o.) chlorine. After drying, the billet is sintered. The resulting tube can be pulled out as described above.

Более детальное описание изготовления пористых заготовок, формирования стержней сердцевины, легирования пористых заготовок присадками и присоединения рукояток (держателей) к заготовкам можно найти в одновременно находящейся на рассмотрении заявке США N 08/795687, зарегистрированной 5 февраля 1997 г. , озаглавленной "Способ изготовления оптического волокна, имеющего область сердцевины с пониженным показателем преломления", содержание которой включено посредством ссылки. A more detailed description of the manufacture of porous preforms, the formation of core rods, the doping of porous preforms with additives and the attachment of handles (holders) to the preforms can be found in U.S. Application No. 08/795687, filed February 5, 1997, entitled "Method for manufacturing optical fiber having a core region with a reduced refractive index ", the contents of which are incorporated by reference.

Волокна для волновода, полученные способом по данному изобретению, имеют низкое затухание в результате низкого содержания дефектов на поверхности раздела между первой областью сердцевины и второй областью сердцевины. Затухание на пике воды примерно при 1380 нм для волокон, изготовленных способом по данному изобретению, низко, поскольку трубку не нагревают пламенем. Волокна, полученные способом данного изобретения, дают избыточные потери на пике воды (примерно при 1380 нм) около 1 дБ/км. The waveguide fibers obtained by the method of this invention have low attenuation due to the low defect content on the interface between the first core region and the second core region. The attenuation at the peak of water at about 1380 nm for fibers manufactured by the method of this invention is low since the tube is not heated by flame. The fibers obtained by the method of the present invention produce excess losses at the peak of water (at about 1380 nm) of about 1 dB / km.

Волокна, изготовленные способом по данному изобретению, также имеют низкое тепловое и водородное старение. Тепловое старение измеряли, подвергая волокна, полученные по данному изобретению, воздействию температуры 200^oC в течение 24 часов, и эти волокна давали затухание примерно менее 0,02 дБ/км. Водородное старение измеряли, подвергая волокна, изготовленные способом по данному изобретению, воздействию атмосферы, содержащей около 1% водорода, при 85^oC в течение одной недели, и эти волокна давали затухание примерно менее 0,03 дБ/км. Таким образом, волокна, изготовленные по данному изобретению, проявляют прекрасную стойкость к водородному и тепловому старению. Преимуществом волокон, полученных по данному изобретению, является то, что эти волокна не требуют герметичного покрытия для предотвращения водородного и теплового старения.Fibers made by the method of this invention also have low heat and hydrogen aging. Thermal aging was measured by exposing the fibers obtained according to this invention to a temperature of 200 ^° C. for 24 hours, and these fibers gave attenuation of less than about 0.02 dB / km. Hydrogen aging was measured by exposing the fibers manufactured by the method of this invention to an atmosphere containing about 1% hydrogen at 85 ^° C. for one week, and these fibers gave attenuation of less than about 0.03 dB / km. Thus, the fibers made according to this invention exhibit excellent resistance to hydrogen and thermal aging. An advantage of the fibers obtained according to this invention is that these fibers do not require a hermetic coating to prevent hydrogen and thermal aging.

Специалистам будет ясно, что можно осуществить различные модификации и изменения способа данного изобретения, не отходя от сути и объема притязаний данного изобретения. Таким образом, предполагается, что данное изобретение охватывает модификации и изменения этого изобретения при условии, что они находятся в пределах притязаний формулы изобретения и ее эквивалентов. It will be clear to those skilled in the art that various modifications and variations of the method of the present invention can be made without departing from the spirit and scope of the claims of the present invention. Thus, it is intended that this invention cover the modifications and variations of this invention provided they come within the scope of the claims and their equivalents.

Claims

1. A method of manufacturing a preform for an optical waveguide, comprising obtaining a first region including a glass rod, depositing ultrafine quartz containing an additive on a mandrel and removing this mandrel to obtain a preform of ultrafine particles having a central through hole to obtain a second region, introducing the first region into the Central hole of the second region and the joint sealing of the first region and the second region in the furnace to obtain the region of the workpiece waveguide, and this region is prepared wok has an external surface, characterized in that the said first and second regions are the first and second regions of the core, the first region of the core containing at least a first additive, and the ultrafine quartz deposited on the mandrel contains a second additive, and the method also includes deposition of the shell containing ultrafine quartz onto the outer surface of the waveguide preform region, which forms the region of the composite preform core.

2. The method according to claim 1, where the glass rod is a quartz glass rod, and at least the first additive reduces the refractive index of this quartz glass.

3. The method according to claim 2, where at least the first additive includes fluorine.

4. The method according to claim 3, where the second additive increases the refractive index of the second region of the core.

5. The method according to claim 4, where the second additive comprises germanium oxide.

6. The method according to claim 5, where the preform for an optical waveguide is a preform for an optical waveguide fiber.

7. The method according to claim 1, where the operation of manufacturing the first core region further includes the steps of: introducing a glass rod into a glass tube containing at least a first additive to obtain an assembly, placing this assembly in a furnace, heating this assembly, passing a gas selected from the group consisting of 100% chlorine and chlorine mixed with a diluent gas, to the first end of the tube, between the tube and the rod and to the second end of the tube, and compressing the tube onto the rod in the furnace.

8. The method of claim 7, wherein the glass tube is a silica glass tube, and at least the first additive reduces the refractive index of the silica glass.

9. The method of claim 8, where the first additive comprises fluorine.

10. The method according to claim 9, where the second additive increases the refractive index of the second region of the core.

11. The method according to claim 10, where the second additive comprises germanium oxide.

12. The method according to claim 11, where the glass rod is a quartz glass rod and contains an additive to increase the refractive index of this quartz glass.

13. The method according to item 12, where the additive that is contained in the rod includes germanium oxide.

14. The method according to item 13, where the workpiece for the waveguide is a workpiece for an optical waveguide fiber.

15. A method of manufacturing a preform for an optical waveguide, comprising obtaining a first region comprising a glass rod, depositing ultrafine quartz containing an additive on a mandrel and removing this mandrel to obtain a preform of ultrafine particles having a central through hole to obtain a second region, introducing the first region into the Central hole of the second region and the joint sealing of the first region and the second region in the furnace to obtain the region of the workpiece waveguide, and this region is short wok has an external surface, characterized in that the said first and second regions are the first and second core regions, and obtaining the first region includes the introduction of a quartz glass rod containing an additive that increases the refractive index of the quartz glass into a quartz glass tube containing an additive, reducing the refractive index of silica glass, to obtain an assembly, placing this assembly in a furnace, heating this assembly to a temperature of at least about 1000 ° C, passing a gas selected from the group consisting of 100% chlorine and chlorine mixed with a diluent gas, at the first end of this tube, between the tube and the rod and at the second end of the tube and gradually lowering the assembly into the furnace zone with a temperature of at least about 1900 ° C to compress the tube on the rod to obtain the first core region, wherein the additive contained in the ultrafine quartz deposited on the mandrel increases the refractive index of the quartz, and the method also includes depositing a shell containing ultrafine quartz on the outer surface of the region otovki waveguide which forms an integral preform core region.

16. The method according to clause 15, where the additive that increases the refractive index of the rod of silica glass, and the additive that increases the refractive index of ultrafine quartz, include germanium oxide.

17. The method according to clause 16, where the additive, which reduces the refractive index of the tube of quartz glass, includes fluorine.

18. The method according to 17, where the preform for an optical waveguide is a preform for an optical waveguide fiber.