專利名稱：使用還原劑處理煙炱預(yù)制棒的制作方法
與相關(guān)申請(qǐng)的交叉關(guān)系結(jié)合以下共同轉(zhuǎn)讓的正在申請(qǐng)中的專利而提出本發(fā)明的優(yōu)先權(quán)專利申請(qǐng)?zhí)枮?0/295,052的美國(guó)專利(提交日期為2001年5月31日)和專利申請(qǐng)?zhí)枮?0/258,061的美國(guó)專利(提交日期為2000年12月22日)，兩篇專利的標(biāo)題都是“使用還原劑處理煙炱預(yù)制棒”。
發(fā)明的背景發(fā)明的領(lǐng)域本發(fā)明涉及二氧化硅煙炱預(yù)制棒的制備方法，具體涉及使用還原劑處理煙炱預(yù)制棒。
背景技術(shù)：
在光纖和其它由煙炱預(yù)制棒制成的產(chǎn)品的生產(chǎn)中，含有多種雜質(zhì)的預(yù)制棒會(huì)引起最終產(chǎn)品的各種缺陷。這些缺陷產(chǎn)生的影響可表現(xiàn)為光纖傳播中信號(hào)的衰減，或者是在以此預(yù)制棒制成的玻璃產(chǎn)品中傳輸時(shí)，一定波長(zhǎng)的光信號(hào)的顯著減弱。在光纖的生產(chǎn)中，有必要減少光纖對(duì)信號(hào)傳輸?shù)乃p程度，因而要消除會(huì)引起信號(hào)衰減的產(chǎn)品缺陷。
光纖含有雜質(zhì)的一個(gè)跡象，是所使用的光纖的長(zhǎng)度增加時(shí)，光纖對(duì)一定波長(zhǎng)的信號(hào)的衰減就增大。這種衰減增大的效應(yīng)在波長(zhǎng)至少是1200納米時(shí)十分明顯。
早先為了降低上述光纖使得信號(hào)衰減增加的程度，所使用的方法包括使用氯氣使預(yù)制棒干燥。在傳統(tǒng)的處理方法中，預(yù)制棒在固結(jié)化前放入爐子中。爐子中充滿了氦氣流，其中包含大約2％的氯氣，并且爐子要加熱到大約1000℃，維持時(shí)間多達(dá)大約2小時(shí)。然而，這種用氯氣處理的方法并不能很好地降低上述光纖對(duì)信號(hào)傳輸衰減的增大。
使用氯氣處理煙炱預(yù)制棒方法的另一個(gè)局限性，是這種方法只能用于對(duì)氯氣處理來(lái)說(shuō)是相對(duì)穩(wěn)定的玻璃組合物，例如石英玻璃和摻雜鍺的石英玻璃等。然而，并不是硅酸鹽玻璃組合物的所有組分對(duì)上述的氯氣處理方法來(lái)說(shuō)是穩(wěn)定的，例如包含以下組分的玻璃組合物氧化鋁，銻，堿金屬氧化物，硼的氧化物，磷的氧化物，或者是堿土金屬氧化物。上述的氯氣處理方法已經(jīng)證實(shí)可以從預(yù)制棒中清除氧化鋁和包含銻，堿金屬或者堿土金屬的化合物。
上述的氯氣處理方法更被進(jìn)一步地證實(shí)對(duì)某些使用氯氣處理完后還要進(jìn)行氟化處理的玻璃產(chǎn)品也是不適宜的，因?yàn)榧词箵诫s了氟以后，預(yù)制棒中仍會(huì)殘留一些氯氣處理過(guò)程中帶進(jìn)的氯氣。這些氯氣的殘留會(huì)影響最終玻璃產(chǎn)品的光學(xué)特性。例如平板印刷光掩膜板就不得含有殘留氯氣，氯氣的存在會(huì)減弱各種工作波長(zhǎng)的光的傳輸，其中一個(gè)工作波長(zhǎng)是157納米。實(shí)驗(yàn)表明，僅僅只有75ppm的氯氣的存在就會(huì)使得波長(zhǎng)為157納米左右的光其傳輸損耗了至少50％。至少基于以上原因，有必要開(kāi)發(fā)一種新的處理煙炱預(yù)制棒的方法。
此外，摻雜氟的光纖在某些波長(zhǎng)也顯示了衰減增加。摻雜氟的光纖的衰減譜表明，在某一些波長(zhǎng)(例如1440nm、1546nm、1583nm和1610nm)有吸收峰。至少是由于波長(zhǎng)1583nm正好在傳輸窗口的L波段內(nèi)的原因，就有必要生產(chǎn)一種在1583nm或其它前述波長(zhǎng)沒(méi)有吸收峰的氟摻雜的光纖。
發(fā)明的概述本發(fā)明涉及一種可用來(lái)制備光學(xué)產(chǎn)品的煙炱(soot)預(yù)制棒和對(duì)煙炱預(yù)制棒的處理方法。本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施方案是一種處理煙炱預(yù)制棒的方法，在這種方法中，將爐子中的煙炱預(yù)制棒與基本無(wú)氯的氣流接觸，氣流中至少包含一種還原性氣體，用以清除爐子中過(guò)量的氧氣。比較好的一種還原劑是CO。
本發(fā)明上述方法的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是它可應(yīng)用于在非明顯的氧化環(huán)境下使煙炱預(yù)制棒固結(jié)化。此法也可用來(lái)清除預(yù)制棒中的過(guò)量氧氣，從而生產(chǎn)出長(zhǎng)時(shí)間在衰減方面具有較好特性的光纖。此法所導(dǎo)致的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是可以提高光纖的抽絲速度。應(yīng)用本發(fā)明的一個(gè)極好的實(shí)施方案是將上述方法應(yīng)用于非零色散位移光纖的生產(chǎn)工藝中。
在本發(fā)明的第二種方法中，預(yù)制棒被加熱到低于1000℃的某個(gè)溫度，并與還原性的氣流接觸。一種較好的還原性氣流包含CO。本發(fā)明上述實(shí)施方案的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是根據(jù)此法生產(chǎn)的預(yù)制棒可以制備出不含氯的玻璃產(chǎn)品。不含氯的玻璃產(chǎn)品至少意味著在預(yù)制棒的生產(chǎn)過(guò)程中從未接觸過(guò)氯氣。不含氯的玻璃產(chǎn)品一個(gè)極好的用途是用作平板印刷光掩膜板，這是因?yàn)椴缓鹊墓庋谀た梢暂^好地傳播波長(zhǎng)小于160nm的光。本發(fā)明上述方法的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是它可用來(lái)處理以下的煙炱預(yù)制棒，這些煙炱預(yù)制棒含有氧化鋁、銻、堿金屬氧化物、堿土金屬氧化物、或者其它的一些化合物，因?yàn)樗鼈儠?huì)與氯氣發(fā)生反應(yīng)然后揮發(fā)掉或者轉(zhuǎn)變成結(jié)晶氯化物的形式。本發(fā)明上述方法還有的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是它可在溫度低的場(chǎng)合下應(yīng)用，溫度可低于1000℃。
本發(fā)明的第三種方法是一種生產(chǎn)光纖預(yù)制棒的方法。此法包含以下的步驟，將煙炱體置于包含CO的氣流中，這個(gè)氣流至少還包含一種含氟化合物(通式為CnF2n+2，其中”n”最好是正整數(shù))。將本發(fā)明的上述方法應(yīng)用于具有含氟區(qū)的光纖的生產(chǎn)工藝中的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，是由此生產(chǎn)的光纖在以下波長(zhǎng)附近不會(huì)有吸收峰1440nm、1546nm、1583nm、1610nm。
本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的詳細(xì)描述中進(jìn)行說(shuō)明。本領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)本文描述可以容易地看出本發(fā)明的部分特征和優(yōu)點(diǎn)，或者根據(jù)本發(fā)明(包括下面的詳細(xì)描述、權(quán)利要求書(shū)和附圖)所述的實(shí)施方法可以容易地認(rèn)識(shí)這些特征和方法。
要理解上面的概述和下面的詳細(xì)描述僅僅是對(duì)本發(fā)明的舉例性說(shuō)明，用來(lái)提供概況和框架以便理解要求受到保護(hù)的本發(fā)明的本質(zhì)和特征。附圖用來(lái)進(jìn)一步理解本發(fā)明，它附在本說(shuō)明書(shū)中構(gòu)成說(shuō)明書(shū)的一部分。這些


本發(fā)明的各種各樣的實(shí)施例，與說(shuō)明書(shū)一起用來(lái)闡釋本發(fā)明的原理和操作。
附圖簡(jiǎn)述圖1是本發(fā)明中一根預(yù)制棒置于爐子中的截面示意圖。
圖2是固結(jié)化后的預(yù)制棒被抽絲成光纖的部分截面示意圖。
圖3是本發(fā)明中經(jīng)煙炱沉積的芯棒置于爐子中的部分截面示意圖。
圖4是根據(jù)本發(fā)明制成的固結(jié)化后的管狀預(yù)制棒的透視圖。
圖5是根據(jù)本發(fā)明制成的固結(jié)化后的管狀預(yù)制棒被縱向切開(kāi)后的透視圖。
圖6是拉伸一段固結(jié)化后的管狀預(yù)制棒的透視圖。
圖7是懸垂一段固結(jié)化的預(yù)制棒的側(cè)面圖。
圖8是根據(jù)本發(fā)明制成的光纖和對(duì)照光纖在200℃的條件下放置了20小時(shí)后在1550nm下引起衰減的條形圖。
圖9是在不同的抽絲張力下拉成的光纖中氫引起的在1530nm的衰減的變化圖，制成此光纖的預(yù)制棒是在使用鹵化物處理后進(jìn)一步用CO處理過(guò)的，并以使用鹵化物處理后沒(méi)有進(jìn)一步用CO處理的情形作對(duì)照。
圖10是根據(jù)本發(fā)明制成的光纖和對(duì)照光纖在200℃的條件下放置了20小時(shí)后在1550nm下引起的衰減圖。
圖11是光纖的衰減與波長(zhǎng)關(guān)系圖一個(gè)例子，該光纖是根據(jù)常規(guī)方法制成的，包含有氟摻雜區(qū)。
圖12是本發(fā)明某一方法中一根預(yù)制棒置于爐子中的截面示意圖。
圖13是不同預(yù)制棒制成的光纖的衰減與波長(zhǎng)的關(guān)系圖，其中三根預(yù)制棒是至少根據(jù)本發(fā)明中的一種方法制成的，另一根對(duì)照預(yù)制棒。
圖14是光纖的折射率分布圖，它是以折射率差值百分?jǐn)?shù)(Δ％)與半徑的關(guān)系來(lái)表示的，圖中顯示了一個(gè)折射率降低了的區(qū)域。
發(fā)明的詳細(xì)描述下面將要詳細(xì)描述本發(fā)明一些較好的實(shí)施方案，其中的一些實(shí)施方案可參見(jiàn)附圖。在所有的附圖中對(duì)于相同或相類似的部分盡可能用相同的數(shù)字。圖1說(shuō)明了本發(fā)明中使用還原劑處理煙炱預(yù)制棒方法的一個(gè)實(shí)施方案，整體用數(shù)字10表示。
本發(fā)明涉及一種煙炱預(yù)制棒和幾種處理煙炱預(yù)制棒的創(chuàng)造性方法。煙炱預(yù)制棒的處理使用還原劑，最好是使用含有CO或SO2而不含氯的化合物的還原劑。
煙炱預(yù)制棒如圖1中的所示，一根預(yù)制棒(12)置于爐子(30)中。制成預(yù)制棒(12)的煙炱體可由各種已知的方法來(lái)形成。這些形成方法至少包括外部蒸氣沉積法(OVD)，蒸氣軸向沉積法(VAD)，改進(jìn)化學(xué)蒸氣沉積法(MCVD)，等離子體化學(xué)蒸氣沉積法(PCVD)，或者是其它的已知的生產(chǎn)方法，例如溶膠轉(zhuǎn)凝膠處理方法。OVD、VAD、MCVD、PCVD可以統(tǒng)稱為化學(xué)蒸氣沉積法。最好有個(gè)啟動(dòng)部件，形成預(yù)制棒時(shí)煙炱便沉積在啟動(dòng)部件上。沉積在啟動(dòng)組件上的煙炱的顆粒一般小于20μm，較好是小于10μm，更好的是在0.1μm和1.0μm之間，最好是在0.1μm和0.3μm之間。
預(yù)制棒(12)含有一個(gè)芯層(14)和一個(gè)包層(16)，有些還可有一個(gè)近包層區(qū)(圖中未顯示)。芯層(14)中心有一個(gè)通道(18)。包層(16)圍繞在芯層(14)四周。芯層(14)一般是由SiO2或摻雜了其它物質(zhì)的SiO2構(gòu)成。有些芯層(14)摻雜了鍺用以提高其折射率。有些芯層(14)還可含有第二種摻雜劑(例如氟)，并最好有個(gè)環(huán)狀氟摻雜區(qū)。其它可用的煙炱摻雜劑包括堿金屬氧化物、堿土金屬氧化物、過(guò)渡金屬、氧化鋁、氧化銻、氧化硼、氧化鎵、氧化銦、氧化錫、氧化鉛、氧化磷、氧化砷、氧化鉍、氧化碲、氧化硒、氧化鈦、以及以上物質(zhì)的混合物。芯層(14)可以是由摻雜區(qū)和未摻雜區(qū)組成的多層結(jié)構(gòu)。
包層(16)一般至少包含有SiO2。包層(16)具有比芯層(14)更低的折射率。本發(fā)明并不局限于如前所述的構(gòu)成芯層(14)和包層(16)的物質(zhì)，任何基于氧化物的玻璃物質(zhì)都可構(gòu)成預(yù)制棒(12)。
如圖1所示，預(yù)制棒(12)的一端有熔接到標(biāo)準(zhǔn)球窩接合柄(22)的連接柄(20)，另一端是塞子(24)，有些塞子(24)還帶有毛細(xì)管(26)。預(yù)制棒(12)通過(guò)連接柄(20)懸于爐子(30)中。
處理煙炱預(yù)制棒的方法溫度至少為1000℃的處理方法處理煙炱預(yù)制棒的第一個(gè)方法，是用來(lái)消除當(dāng)使用的長(zhǎng)度增加時(shí)光纖在1200nm或1200nm以上波長(zhǎng)處衰減的增大。上述衰減的增大是成品的一個(gè)缺陷，這是由于在抽出的光纖中過(guò)量氧和至少一種低價(jià)態(tài)的鍺化合物互相靠近的緣故。低價(jià)態(tài)的鍺化合物是指光纖中的鍺元素沒(méi)有與光纖中的氧元素形成四個(gè)化合鍵。光纖中可能存在的一系列低價(jià)態(tài)的鍺化合物包括(并非只有這些)Ge+2、GeO+1，Ge-Ge?！盎ハ嗫拷笔侵高^(guò)量的氧在距離低價(jià)態(tài)鍺化合物大約5nm的范圍內(nèi)，較好是在距離低價(jià)態(tài)鍺化合物大約1nm的范圍內(nèi)，最好是在距離低價(jià)態(tài)鍺化合物大約0.5nm的范圍內(nèi)。在抽出的光纖中過(guò)量氧存在的可能原因是煙炱預(yù)制棒的固結(jié)化是在存在過(guò)量氧氣的環(huán)境下進(jìn)行的。固結(jié)化是指將預(yù)制棒(12)加熱到800℃以上發(fā)生至少以下好幾個(gè)作用的過(guò)程干燥、摻雜和燒結(jié)。過(guò)量氧氣是指環(huán)境中存在的氧氣量多于固結(jié)化的各個(gè)作用中所需要的氧氣的總量。帶來(lái)過(guò)量氧氣的可能原因包括夾帶進(jìn)入的氧氣，泄漏進(jìn)入固結(jié)化爐的氧氣，以及固結(jié)化過(guò)程中產(chǎn)生的氧氣。
在本發(fā)明的這個(gè)方法中，煙炱預(yù)制棒通常較好至少包含一個(gè)鍺摻雜區(qū)，最好是兩個(gè)鍺摻雜區(qū)。在爐子(30)里用還原劑處理預(yù)制棒(12)是為了清除爐子(30)中的過(guò)量氧氣。還原劑沿著箭頭(32)的方向流入并與預(yù)制棒(12)接觸，從而去除過(guò)量氧氣。一例較好的還原劑是CO。還原劑最好是能與過(guò)量的氧氣發(fā)生反應(yīng)生成穩(wěn)定的反應(yīng)產(chǎn)物，而消耗過(guò)量的氧氣。例如，CO會(huì)與過(guò)量氧氣反應(yīng)生成CO2。另一例較好的還原劑是緩沖的CO，例如是CO/CO2氣體的混合物。除了還原劑之外，爐子中的氣流中有的還包含有惰性氣體，例如氦氣，氬氣，氮?dú)猓蚴撬械幕旌衔??？墒褂玫亩栊晕镔|(zhì)并不局限于所列的這些。爐子中的氣流中最好是基本沒(méi)有含氯化合物。在處理氣流中包含CO和惰性物質(zhì)并且預(yù)制棒(12)沒(méi)有用氟摻雜的情形下，CO的濃度至少為100ppm，并不得高于3000ppm，較好的是至少為200ppm，最好是在300ppm和600ppm之間。
在預(yù)制棒(12)的干燥或者燒結(jié)操作中，還原劑氣體通入爐子(30)中。在干燥階段向爐子(30)通入還原劑氣體時(shí)，預(yù)制棒(12)被加熱到大約1000℃到大約1200℃之間。在此溫度下，預(yù)制棒(12)的干燥過(guò)程持續(xù)大約1小時(shí)到大約6小時(shí)，最好大約4小時(shí)。在干燥過(guò)程中，爐子(30)中的氣流中應(yīng)該不含鹵化物。根據(jù)本發(fā)明此法可以生產(chǎn)出雜質(zhì)含量顯著降低的預(yù)制棒(也叫做坯料)，從而可以由此制出沒(méi)有上述衰減增大缺點(diǎn)的光纖。
有時(shí)，在干燥或燒結(jié)過(guò)程中，預(yù)制棒(12)可以用氟摻雜。氟摻雜是通過(guò)將預(yù)制棒(12)加熱到從大約1000℃到1600℃范圍的摻雜溫度來(lái)實(shí)現(xiàn)的。一旦預(yù)制棒(12)加熱到了適宜的摻雜溫度，預(yù)制棒(12)便與摻雜氣體相接觸。摻雜氣體最好是至少包括以下氟化物的一種含氟氣體CF4、SiF4、C2F6、SF6、F2、C3Fs、NF3、C1F3、BF3、碳的氯氟化物，以及它們的混合物。預(yù)制棒(12)與摻雜氣體的接觸時(shí)間大約為1小時(shí)到6小時(shí)。摻雜氣體中最好是存在有還原劑。煙炱預(yù)制棒的處理中另一個(gè)可用的步驟，是在氟摻雜步驟前，或者是在氟摻雜步驟和使用還原劑處理步驟這兩個(gè)步驟前，用含鹵化合物(例如Cl2或GeCl4)處理煙炱預(yù)制棒。在將還原劑通入爐子(30)之前，最好是將含鹵化合物從爐子(30)的氣流中吹除掉。含鹵氣體最好是包含有金屬鹵化物的化合物或者是二鹵化物。使用含鹵化合物處理預(yù)制棒(12)的適宜溫度是在大約800℃到大約1200℃的范圍內(nèi)，最好是在大約1000℃到大約1100℃的范圍內(nèi)。使用含鹵化合物處理預(yù)制棒(12)的適宜的時(shí)間是在大約1小時(shí)到大約4小時(shí)的范圍內(nèi)，最好是大約2小時(shí)。在使用含鹵化合物處理的步驟中，爐子(30)中的氣流也可包含惰性氣體，例如前文所提到的氦氣，氬氣，或氮?dú)?。在使用含鹵化合物處理預(yù)制棒(12)之后，最好用惰性氣體吹洗爐子(30)中的氣氛，時(shí)間至少大約5分鐘，但不超過(guò)大約2個(gè)小時(shí)。
在使用還原劑處理預(yù)制棒(12)后，可將預(yù)制棒的中心通道(18)閉合，然后對(duì)預(yù)制棒(12)進(jìn)行燒結(jié)。將通道(18)閉合的一項(xiàng)技術(shù)是對(duì)中心通道(18)抽真空。為了燒結(jié)預(yù)制棒(12)，有時(shí)將還原劑從爐子(30)中排出，并且爐子(30)加熱到大約1200℃到1600℃，更好的是1400℃左右或1400℃以上。有時(shí)在燒結(jié)過(guò)程中，爐子(30)中的氣流可以包含還原劑。燒結(jié)過(guò)程中的氣流最好包括至少一種惰性氣體，例如氦氣，氬氣，或者是前文提到的其它惰性氣體。預(yù)制棒(12)的適宜的燒結(jié)時(shí)間大約為0.5小時(shí)到大約6小時(shí)。在一個(gè)比較好的實(shí)施方案中，燒結(jié)時(shí)間大約為4小時(shí)到大約6小時(shí)。但是，適宜的燒結(jié)時(shí)間受到以下因素的制約燒結(jié)溫度，預(yù)制棒的尺寸和密度以及化學(xué)組成。燒結(jié)過(guò)程可與干燥過(guò)程使用同一個(gè)爐子，也可使用不同的爐子。在芯層(14)包含有摻雜劑(例如鍺)的情形下，由于還原劑和沉積的GeO2會(huì)發(fā)生副反應(yīng)消耗部分鍺，所以最好沉積過(guò)量的鍺。
如圖2中的40所示，燒結(jié)后的預(yù)制棒(42)被拉成光纖(44)。具體是燒結(jié)的預(yù)制棒(42)被加熱到1800℃或1800℃以上，然后被拉成光纖(44)。最好是將燒結(jié)后的預(yù)制棒(42)轉(zhuǎn)移到專門(mén)的拉絲爐(46)中拉成光纖(44)。較好在拉絲爐(46)的出口處置有一個(gè)馬弗爐。光纖(44)由牽引器(50)進(jìn)行拉制，存放于卷軸(52)上。牽引器(50)按箭頭(54)所示的方向旋轉(zhuǎn)。卷軸(52)繞軸A按箭頭(56)所示的方向旋轉(zhuǎn)。拉絲速率為10m/s左右或10m/s以上，最好是20m/s左右或20m/s以上。抽拉光纖的適宜拉力為大約75g到大約200克，最好為大約90g到大約1 50克。
在此法的另一個(gè)實(shí)施方案中，只是在燒結(jié)過(guò)程中進(jìn)行使用還原劑的處理。其中沉積的煙炱最好是沒(méi)有氟摻雜的煙炱。在這個(gè)實(shí)施方案中，還原劑被通入爐子(30)中，然后將爐子(30)加熱到大約1200℃到大約1600℃，最好是在1400℃左右或1400℃之上的燒結(jié)溫度，進(jìn)行燒結(jié)至少大約0.5小時(shí)到大約6小時(shí)。此時(shí)燒結(jié)氣流中的還原劑的濃度最好為大約300ppm到600ppm。有時(shí)燒結(jié)過(guò)程過(guò)了后，可將預(yù)制棒(12)置于惰性中處理大約半個(gè)小時(shí)。
在前述方法的另一個(gè)實(shí)施方案中，預(yù)制棒(12)(如圖1)是一根有芯棒的預(yù)制棒，也就是說(shuō)這個(gè)預(yù)制棒可被拉絲成剩下一根芯棒。在本實(shí)施方案中，當(dāng)預(yù)制棒被拉成剩下芯棒后，可鈄煙炱再沉積于其上面。沉積上去的煙炱的折射率最好不得高于具有最高折射率的芯層區(qū)的折射率。沉積到芯棒上的物質(zhì)較好是SiO2。SiO2摻雜時(shí)，可以用提高折射率或降低折射率的摻雜劑。沉積了煙炱的芯棒也叫做包層預(yù)制棒或包層芯棒。
如圖3中的60所示，將包層預(yù)制棒置入爐子中，然后使用還原劑處理。包層預(yù)制棒(62)包含有芯棒(64)和至少一層沉積于其上的煙炱層(66)。芯棒(64)最好是已被燒結(jié)成玻璃。所使用的還原劑與前文所述的相同。將爐子加熱到前述的溫度范圍(大約800℃到1200℃或者1200℃到1600℃)，保持前述的一段時(shí)間(大約0.5小時(shí)到大約6小時(shí))。包層預(yù)制棒(62)在燒結(jié)過(guò)程中最好與還原劑接觸。
本發(fā)明的前述方法可以減小在固結(jié)化過(guò)程中爐子(30)中存在過(guò)量氧氣的可能性。因此，由經(jīng)過(guò)上述方法處理過(guò)的預(yù)制棒拉出的光纖不會(huì)有前述的衰減增大的缺點(diǎn)。
使用還原劑處理煙炱預(yù)制棒的上述方法在非零色散位移光纖的生產(chǎn)中得到了極好的應(yīng)用，例如紐約康寧集團(tuán)(Coning，Incorporated of Corning，NewYork)生產(chǎn)的Corning Submarine LEAF光纖。非零色散位移光纖是具有表A所列性質(zhì)的光纖，通常是多層纖芯光纖。表A后附有注解。
表A

以下的注解用來(lái)說(shuō)明上述的一些性質(zhì)。注解以下的注解是根據(jù)本領(lǐng)域的通常用法來(lái)說(shuō)明的。
折射率分布圖是折射率與波導(dǎo)光纖的半徑的關(guān)系圖。
多層纖芯是分成了至少第一和第二波導(dǎo)纖芯部分或分段的纖芯。每一部分或分段位于一定的徑向長(zhǎng)度位置，大體上對(duì)于波導(dǎo)光纖的中心線對(duì)稱，并且具有相關(guān)的折射率分布。
有效面積Aeff＝2π(∫E2rdr)2/(∫E4rdr)，此處的積分區(qū)間是從0到∞，E是波導(dǎo)中傳播的光的電場(chǎng)強(qiáng)度。有效直徑Deff可定義如下Aeff＝π(Deff/2)2。
大的有效面積是指光纖的有效面積大于60μm2，較好的是大于65μm2，最好的是大于70μm2，有效面積大于80到90μm2的光纖也是可能的，效果會(huì)更好。
相對(duì)折射率百分?jǐn)?shù)Δ％＝100×(ni2-nc2)/2ni2，此處ni是指在i區(qū)域的最大的折射率(除非另指它意)，nc是指在包層區(qū)的平均折射率(除非另指它意)α-分布圖是指一種用Δ(b)％表示的折射率分布圖。此處b是半徑，而Δ(b)％＝Δ(bo)(1-[|b-bo|]/(b1-bo)]a)，此處bo是Δ(b)％最大時(shí)b的值，b1是Δ(b)％為零時(shí)b的值，并且b的取值范圍是bi≤b≤bf，此處的Δ的定義如前所述，bi是α-分布圖中的起始點(diǎn)，bf是α-分布圖中的終止點(diǎn)，而α是一個(gè)取值為實(shí)數(shù)的指數(shù)。α-分布圖中的起始點(diǎn)和終止點(diǎn)選定后被輸入計(jì)算機(jī)模型中。如果在作出階躍折射率分布圖或其它分布圖以前先作出α-分布圖，則此處所采用的起始點(diǎn)是α-分布圖和階躍折射率分布圖或其它分布圖的交叉點(diǎn)。
上述衰減的測(cè)量可以根據(jù)美國(guó)專利US 5,534,994(
公開(kāi)日期為1996年7月9日)進(jìn)行，其中的說(shuō)明結(jié)合于本文中。測(cè)量衰減的其它操作方法包括FOTP-78，F(xiàn)OTP67，F(xiàn)OTP-20A，或TIA 455-67。
本發(fā)明的此法也可應(yīng)用于含有至少一個(gè)鍺摻雜區(qū)和至少一個(gè)氟摻雜區(qū)的光纖。在這樣的一個(gè)實(shí)施方案中，預(yù)制棒(12)含有至少一個(gè)鍺摻雜區(qū)(最好是在煙炱沉積步驟中形成的)和一個(gè)氟摻雜區(qū)。預(yù)制棒(12)最好也含有至少一個(gè)氟摻雜區(qū)。氟摻雜區(qū)可如前所述在氟摻雜步驟中形成，也可在煙炱沉積步驟中形成。氟摻雜步驟可在1100℃左右或1100℃以上的溫度進(jìn)行。在預(yù)制棒(12)中鍺摻雜區(qū)和氟摻雜區(qū)可以是截然分開(kāi)的兩個(gè)區(qū)域，也可以交迭，預(yù)制棒中至少有一個(gè)區(qū)域同時(shí)含有鍺和氟，或者是上述的組合形式。
在這個(gè)實(shí)施方案中，預(yù)制棒(12)最好是在燒結(jié)步驟中使用還原劑處理。但是本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施方案并不僅僅限于在燒結(jié)步驟中進(jìn)行還原劑的處理。有時(shí)預(yù)制棒(12)可在燒結(jié)步驟和氟摻雜步驟中使用還原劑處理。還原劑氣流的溫度至少為1100℃，最好至少為1300℃。如前所述，還原劑氣流最好基本不含氯的化合物或，也不含氯元素。
對(duì)于氟摻雜的預(yù)制棒，氣流中還原劑的濃度最好與摻雜氣流中氟摻雜劑的濃度在同一個(gè)數(shù)量級(jí)上。此處所說(shuō)的數(shù)量極相同，是指還原劑氣流中還原劑的濃度至少為摻雜氣流中氟摻雜劑的濃度的(十分之一)，并不得高于摻雜氣流中氟摻雜劑的濃度的3倍。例如，摻雜氣流中CF4的重量百分?jǐn)?shù)濃度為1％的話，CO還原劑的適宜重量百分?jǐn)?shù)濃度至少為0.5％，最好至少為1.0％。
本發(fā)明并不限于以下的例子。
使用還原劑處理氟摻雜的預(yù)制棒是有利的，一個(gè)原因是氟摻雜過(guò)程會(huì)在摻雜氣流中產(chǎn)生過(guò)量的氧氣。氟被結(jié)合到預(yù)制棒(12)中是基于以下的化學(xué)反應(yīng)式(1)；(2)。
還原劑可與氟摻雜反應(yīng)中產(chǎn)生的氧氣反應(yīng)形成CO2。氣流中還原劑的量最好多于氟摻雜反應(yīng)中生成的氧氣按化學(xué)計(jì)量所需要的量，以便有多余的還原劑與固結(jié)化過(guò)程中過(guò)量的氧氣反應(yīng)。引入過(guò)量氧氣的可能原因包括(并非只有這些)夾帶進(jìn)入的氧氣，泄漏進(jìn)入固結(jié)化爐的氧氣，固結(jié)化過(guò)程中產(chǎn)生的氧氣，以及固結(jié)化爐氣體中殘存的氧氣。還原劑的處理會(huì)消耗掉固結(jié)化爐中存在的所有過(guò)量氧氣。
有時(shí)，預(yù)制棒(12)可在氟摻雜或還原劑處理前，使用含氯氣體進(jìn)行處理。含氯氣體處理步驟最好是與前文所述相同。在本發(fā)明的此法中含氯氣體處理步驟不是必須進(jìn)行的。
根據(jù)此法生產(chǎn)的含有氟摻雜區(qū)的光纖不會(huì)有前面提到的當(dāng)光纖使用長(zhǎng)度增加時(shí)衰減增大的缺點(diǎn)。預(yù)制棒(12)拉成光纖的步驟與前述相同。
本發(fā)明也可用來(lái)消除氟摻雜光纖衰減譜中的吸收峰。吸收峰是衰減譜中衰減偏離基線衰減的一段區(qū)域，一般的偏離是衰減增大。圖11所示的是用常規(guī)方法生產(chǎn)的含有氟摻雜區(qū)的光纖的衰減譜，以110表示。該譜的結(jié)果示為實(shí)線(112)。衰減譜(110)有一個(gè)吸收峰(114)在大約1440nm處，第二個(gè)吸收峰(116)在大約1546nm處，第三個(gè)吸收峰(118)在大約1580nm處，第四個(gè)吸收峰(119)在大約1610nm處。圖11所示的這些吸收峰(114、116、118、119)表示的是實(shí)際的衰減值偏離了(110)的基線，這些基線表示為虛線120、122、124、126。吸收是光信號(hào)的光能轉(zhuǎn)換成熱能而引起的衰減的部分。
測(cè)定光纖的衰減譜圖的方法有許多種。關(guān)于已有的測(cè)定方法的一個(gè)資料來(lái)源是Stewart E.Miller和Alan G.Chynoweth編著的《Optical FiberTelecommunications》。本文參考引用了這本書(shū)第214-218頁(yè)的內(nèi)容。可以用來(lái)進(jìn)行上述測(cè)量的儀器類型包括GN Nettest of Hopkinton，MA生產(chǎn)的PK衰減工作臺(tái)，一款適宜的PK衰減工作臺(tái)的型號(hào)為PK-2500。
通過(guò)分析各種各樣的含有氟摻雜區(qū)的光纖，發(fā)現(xiàn)這樣的光纖至少有四個(gè)吸收峰。出現(xiàn)吸收峰的波長(zhǎng)包括在1410nm(一般至少為1400nm，較好是至少為1410nm，最好是至少為1420nm，并一般不超過(guò)1470nm，較好是不超過(guò)1460nm，最好是不超過(guò)1450nm)，在1546nm(一般至少為1520nm，較好是至少為1530nm，最好是至少為1540nm，并一般不超過(guò)1560nm，較好是不超過(guò)1555nm，最好是不超過(guò)1550nm)，在1583nm在(一般至少為1565nm，較好是至少為1570nm，最好是至少為1575nm，并一般不超過(guò)1595nm，較好是不超過(guò)1590nm，最好是不超過(guò)1585nm)，以及在1610nm(一般至少為595nm，較好是至少為1600nm，最好是至少為1605nm，并一般不超過(guò)1525nm，較好是不超過(guò)1520nm，最好是不超過(guò)1515nm)的名義波長(zhǎng)。
本發(fā)明發(fā)現(xiàn)引起上述吸收峰的一個(gè)原因是在固結(jié)化過(guò)程中摻雜了具有通式CnF2n+2的含氟化合物，這里的“n”是正整數(shù)。已經(jīng)證實(shí)，在譜分析圖中出現(xiàn)的上述吸收峰是由于光纖中存在至少以下化合物的一種CO，CO2，COF2，COClF，CnF2n+2，或者上述物質(zhì)的混合物。以CF4為例來(lái)說(shuō)明前述的化合物是如何形成的，其總的反應(yīng)方程式如下(未配平)
此處“x”是1到4之間的數(shù)值，通常在1到3之間。
同時(shí)也已證實(shí)，對(duì)于Δ％不大于-0.35％(通常是不大于-0.38％)的光纖來(lái)說(shuō)，吸收峰可較大。Δ％是相對(duì)折射率百分?jǐn)?shù)，Δ％＝100×(ni2-nc2)/2ni2，此處ni是指在i區(qū)域的最大折射率(除非另指它意)，nc是指在包層區(qū)的平均折射率(除非另指它意)。上述Δ％的值對(duì)于光纖中折射率降低的區(qū)域來(lái)說(shuō)是一個(gè)最大的降低量。這樣的一個(gè)例子是圖14中的140。圖14是光纖的折射率分布圖，以相對(duì)折射率百分?jǐn)?shù)(Δ％)與半徑的變化表示，折射率分布圖(140)有一個(gè)最大的Δ％值，其值小于-0.4，記為(142)。消除上述吸收峰的方法的一個(gè)實(shí)施方案，一般是一個(gè)生產(chǎn)光纖預(yù)制棒的方法。此法包括使用CO和至少一種具有通式CnF2n+2的含氟化合物的氣流來(lái)?yè)诫s煙炱體，這里的“n”是正整數(shù)。摻雜氣流中最好含有至少體積百分?jǐn)?shù)濃度為5％，較好為10％，更好為15％，最好為20％的含氟化合物。還要求摻雜氣流中的含氟化合物的體積百分?jǐn)?shù)濃度不得大于50％。此處的煙炱體可以是圖1所示煙炱預(yù)制棒(12)的任何一種前面提及的例子。本發(fā)明此法的一個(gè)實(shí)施方案示于圖12。圖12與圖1不同，是當(dāng)包含CO和含氟化合物的氣體沿著箭頭(32)的方向通入爐子中時(shí)，只是沿著預(yù)制棒(12)的外部進(jìn)入，而不穿過(guò)預(yù)制棒(12)的中心。但是，本發(fā)明并不局限于圖12所示的實(shí)施方案?？捎玫妮^好的氟化物包括(并非只有這些)CF4，C2F6，或C3F8，首選是CF4。
上述方法最好加一個(gè)步驟，將煙炱體暴露在包含CO并基本不含鹵化物的氣流中。這個(gè)暴露步驟最好是在摻雜步驟前進(jìn)行。有時(shí)暴露步驟在可用的氯化物處理步驟以后進(jìn)行。在氯化物處理步驟和可用的暴露步驟之間最好將爐子吹氣凈化。此外，暴露步驟可在將煙炱預(yù)制棒的溫度從氯化物處理步驟的最終溫度逐步升溫到氟化摻雜溫度的過(guò)程中進(jìn)行。氯化物處理步驟和摻雜步驟的溫度和時(shí)間與前文所述的相應(yīng)步驟相同。在本發(fā)明此法的一個(gè)實(shí)施方案中，暴露步驟中的氣流是基本無(wú)氯的氣流。通常暴露步驟中預(yù)制棒的溫度至少為1000℃，較好至少為1100℃，最好至少為1200℃。
在暴露步驟包括逐步升溫的階段，爐子的溫度通常要從高于1000℃加熱到高于1200℃，較好是從至少為1000℃加熱到至少為1200℃，最好是從至少為1000℃加熱到至少為1300℃。
暴露步驟的時(shí)間可以是從15分鐘到60分鐘之間的任何一段時(shí)間，最好的暴露時(shí)間包括30分鐘，45分鐘，60分鐘。爐子的溫度以每分鐘2℃到10℃的速度上升，具體的升溫速度要視情況而定。暴露過(guò)程中加熱升溫的過(guò)程也不需要在整個(gè)暴露過(guò)程中是連續(xù)的上升。但是，本發(fā)明并不限于在暴露過(guò)程中一定要升高爐子的溫度。暴露過(guò)程也可在等溫條件下進(jìn)行，或者是其中的一部分過(guò)程是在等溫條件下。
暴露于爐子里的氣流最好是由惰性物質(zhì)和CO構(gòu)成，CO與惰性物質(zhì)的比例至少為0.0012，并最好不大于0.48。惰性物質(zhì)可以是任何惰性氣體，例如(但不僅是這些)氬氣，氮?dú)?，氦氣，或者是它們的混合物。此外，在暴露過(guò)程中，爐子里CO的濃度通常至少為300ppm，較好至少為600ppm，最好至少為1200ppm。再有，爐子里CO的濃度通常不大于4800ppm，較好不大于4000ppm，最好不大于3000ppm。
在摻雜步驟中爐子里CO的濃度可以取就暴露過(guò)程所述CO濃度范圍中的任何濃度。在摻雜步驟中爐子里CO的濃度不一定需要與暴露過(guò)程的CO的濃度相同。上述暴露過(guò)程中的CO與惰性物質(zhì)的比例范圍也適用于摻雜步驟，但摻雜步驟中CO與惰性物質(zhì)的比例并不需要與暴露過(guò)程相同。
如前所述，此法也可進(jìn)一步包括燒結(jié)預(yù)制棒的步驟。本發(fā)明燒結(jié)預(yù)制棒也可以在包含CO的氣流中進(jìn)行。除了燒結(jié)氣流中添加CO外，燒結(jié)預(yù)制棒的方式與前面所說(shuō)的相同。燒結(jié)氣流中CO的濃度的范圍可與暴露過(guò)程中所述的相同，但是也不一定要相同。
再有，本發(fā)明也包括將預(yù)制棒拉成光纖的過(guò)程。從爐子里拉出的光纖離開(kāi)爐子時(shí)最好是通過(guò)一個(gè)充滿相對(duì)氦來(lái)講熱導(dǎo)率較低的氣體的小室。氣體的溫度較好低于拉出的光纖的溫度，最好是與室溫一致或更低。熱導(dǎo)系率數(shù)低的氣體包括氮?dú)猓瑲鍤?，空氣或是它們的混合物。這個(gè)小室的位置可靠近于拉絲爐的光纖出口，也可在拉絲爐的光纖出口的下游位置。這個(gè)小室可以稱作處理爐或下端延伸的馬弗爐(LEM)。美國(guó)專利(標(biāo)題為“制備光纖的方法和設(shè)備”，提出日期為2001年5月30日)中關(guān)于LEM的其它說(shuō)明參考結(jié)合于本文中。
本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施方案，是當(dāng)預(yù)制棒12放入爐子中后，將爐子溫度升高，時(shí)間約10分鐘，5分鐘更好，3分鐘最好。爐子最好有兩個(gè)獨(dú)立的溫控區(qū)域，區(qū)域1(亦稱固結(jié)化區(qū))和區(qū)域2(亦稱燒結(jié)區(qū))。爐子中區(qū)域1加熱到1200℃或以上，能加熱到1225℃或以上更好。爐子中區(qū)域2加熱到1300℃或以上，能加熱到1325℃或以上更好，能加熱到1350℃或以上還要好，能加熱到1380℃或以上最好。在升溫期間，往爐子中通入惰性氣體，流量為10標(biāo)準(zhǔn)升/分鐘(slpm)，15slpm更好，20slpm最好。
預(yù)制棒放置于爐子區(qū)域1處理時(shí)，處于含氯2.2％的氣氛中至少30分鐘，45分鐘更好，60分鐘最好。在爐子升溫階段，爐溫最好保持相同。在氯處理階段，往爐子中通入20slpm的氦氣和0.45slpm的氯氣。氯處理階段結(jié)束后，將爐中的氣體排出。
下一步，預(yù)制棒12與上述溫度的氦氣和CO的氣氛接觸保持15分鐘到45分鐘。所接觸的氣氛包含氦氣和CO，往爐內(nèi)通入氦氣的流量為19.00slpm，19.24slpm更好(19.48slpm還要好，19.76slpm最好)；CO的流量為1.00slpm，(0.76slpm更好，0.52slpm還要好，0.45slpm最好)。更好的是，CO在氦氣和CO混合物中占10％。
本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施方案包括對(duì)預(yù)制棒12在含氦氣，CO和CF4的氣氛中進(jìn)行摻雜。往爐內(nèi)通入氦氣的流量為14.00slpm，14.5slpm更好，15.0slpm還要好，15.76slpm最好。往爐內(nèi)通入CF4的流量至少2slpm，至少3slpm更好，至少4slpm最好。往爐內(nèi)通入CO的流量至少0.020slpm，至少0.0243slpm更好。摻雜步驟的時(shí)間至少為30分鐘，至少45分鐘更好，至少60分鐘還要好，至少90分鐘最好。
此實(shí)施方案還包括將摻雜氣體排出爐子。在排氣時(shí)，爐子區(qū)域2的溫度提高到至少1400℃，至少1420℃更好，至少1450℃最好。排氣時(shí)爐內(nèi)氣氛包含氦氣和CO。往爐內(nèi)通入氦氣的流量至少為19.0slpm，至少19.5slpm更好，至少19.76slpm最好。往爐內(nèi)通入CO的流量至少為0.020slpm，至少0.024slpm更好。摻雜氣氛的排氣時(shí)間至少10分鐘，至少20分鐘更好，至少30分鐘最好。
下一步，將預(yù)制棒移動(dòng)到爐子的區(qū)域2進(jìn)行預(yù)制棒的燒結(jié)，移動(dòng)速度至少4mm/分鐘。移動(dòng)速度可高達(dá)12mm/分鐘，更好是8mm/分鐘。爐子區(qū)域2的溫度保持在至少1400℃，至少1420℃更好，至少1440℃最好。預(yù)制棒燒結(jié)的時(shí)間至少為120分鐘，至少150分鐘更好，至少170分鐘最好。燒結(jié)階段往爐內(nèi)通入氦氣和CO。往爐內(nèi)通入氦氣的流量至少為19.0slpm，至少19.5slpm更好，至少19.76slpm最好。往爐內(nèi)通入CO的流量至少為0.020slpm，至少0.024slpm更好。
旦預(yù)制棒完全移入爐子的區(qū)域2中后，燒結(jié)步驟即告結(jié)束，預(yù)制棒在爐子區(qū)域2氦氣氣氛中保持的時(shí)間要少于5分鐘，少于3分鐘更好，少于2分鐘還要好，少于1分鐘最好。在這個(gè)步驟中，結(jié)爐子中通入氦氣的流量為20slpm較好。
本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施方案有個(gè)結(jié)束在結(jié)束步驟。在結(jié)束階段，爐子區(qū)域2的溫度降低到低于1400℃，低于1390℃更好，低于1380℃最好。在結(jié)束步驟，爐子內(nèi)氣氛還會(huì)有氬氣較好。往爐內(nèi)通入氬氣的流量大于10slpm， 大于15slpm更好，大于20slpm最好。所得光纖的衰減譜顯示在波長(zhǎng)1565nm到1595nm范圍內(nèi)，衰減偏移不大于0.012dB/km。偏移不大于0.006dB/km更好，不大于0.003dB/km還要好，偏移為零最好。波長(zhǎng)范圍為1570nm到1590nm較好，1575nm到1585nm最好。
產(chǎn)物光纖的衰減譜，在波長(zhǎng)1400nm到1470nm范圍內(nèi)，衰減偏移不大于0.012dB/km，不大于0.006dB/km更好，不大于0.003dB/km還要好，偏移為零最好。波長(zhǎng)范圍為1410nm到1460nm較好，1420nm到1450nm最好。
產(chǎn)物光纖的衰減譜，在波長(zhǎng)1520nm到1560nm范圍內(nèi)，衰減偏移不大于0.010dB/km，不大于0.006dB/km更好，不大于0.003dB/km還要好，為零最好。波長(zhǎng)范圍為1530nm到1555nm較好，1540nm到1550nm最好。
產(chǎn)物光纖的衰減譜顯示在波長(zhǎng)1595nm到1625nm范圍內(nèi)，衰減偏移不大于0.012dB/km，不大于0.006dB/km更好，不大于0.003dB/km還要好，為零最好。波長(zhǎng)范圍為衰減1600nm到1620nm較好，1605nm到1615nm最好。
拉出光纖的譜不出現(xiàn)至少一個(gè)前述吸收峰(名義波長(zhǎng)在約1440nm，1543nm，1583nm，1610nm)，不出現(xiàn)至少兩個(gè)前述吸收峰更好，不出現(xiàn)任意一個(gè)前述吸收峰最好。
最大偏移也可以用均方根(RMS)來(lái)表示。RMS可以用以下方程來(lái)計(jì)算RMS=((1/n)Σλ1λn(attni)2)12]]>式中“n”是給定波長(zhǎng)范圍中的間隔數(shù)，“λn”是波長(zhǎng)的上限，“λ1”是波長(zhǎng)的下限，“attni”是光纖在任一給定長(zhǎng)的衰減，“i”在“n”和“l(fā)”之間。例如在1583出現(xiàn)的一個(gè)吸收峰，波長(zhǎng)范圍可為1565nm到1595nm。RSM不大于0.0090較好，不大于0.0088更好，不大于0.0086最好。
前述的各個(gè)方法可以用于制造光纖的整個(gè)工藝過(guò)程中。例如，上述方法可以用于生產(chǎn)有效面積大的光纖和色散操縱的(managed)光纖。色散操縱的光纖有至少一個(gè)區(qū)域包含能使折射率下降的摻雜劑，這個(gè)區(qū)域的最大Δ％在-0.35％或更小，在-0.38％或更小就更好，在-0.40％或更小還要好，在-0.42％或更小最好。關(guān)于色散操縱的光纖的進(jìn)一步描述可以參閱下列美國(guó)專利申請(qǐng)，其內(nèi)容參考結(jié)合于此提交于2000年5月31日的60/208342；提交于2000年5月31日的60/217967；提交于2000年3月30日的60/193080。
在溫度不高于1000℃的處理方法包括將懸掛于爐30內(nèi)的預(yù)制棒12加熱，溫度低于1000℃。煙炱預(yù)制棒12的加熱溫度低于800℃更好，25℃到600℃還要好，不大于400℃最好。
如圖1所示，往爐30中通入還原劑氣體。還原劑沿箭頭32的方面流入與預(yù)制棒12接觸。還原劑是一種能與其分子式為MxOy的氧化物反應(yīng)的化合物，式中“M”是至少一種選自下列的組分元素周期表中原子序號(hào)是21-30，39-48，57-79，89-107的元素和它們的混合物?！癘”是氧，“x”和“y”是大于0的整數(shù)。更好的是，M”是至少一種選自下列的組分Zr、Ni、Fe、Ti、V、Cr、Mn、Co、Cu、Zn的元素或其混合物。
一種優(yōu)選的還原劑是CO。更好是該還原劑能與MxOy化合物反應(yīng)生成至少含一種羰基(-CO)的產(chǎn)物。例如，預(yù)制棒12含有氧化鎳，該氧化鎳會(huì)與還原劑CO反應(yīng)，生成Ni(CO)4。更好的是，作為反應(yīng)產(chǎn)物的羰基化合物在常壓下，在低于200℃溫度下就能揮發(fā)。一種可替換使用的還原劑是SO2。除了還原劑外，還將一種惰性氣體例如氦氣、氮?dú)?、氬氣或它們的混合物與還原劑同時(shí)通入爐30。本發(fā)明不限于所列的惰性氣體。預(yù)制棒12與還原劑接觸的時(shí)間較好為1小時(shí)到4小時(shí)。
煙炱預(yù)制棒12主要包含硅酸鹽，較好含有選自堿金屬氧化物，堿土金屬氧化物，氧化鋁，氧化銻的至少一種組分及其混合物。更好的是，預(yù)制棒12包含選自下列的元素的至少一種元素的氧化物Sb、Al、B、Ga、In、Ti、Ge、Sn、Pb、P、As、Bi、Te、Se及其混合物。預(yù)制棒12也可以從用于玻璃熔制的煙炱批料形成。合適的煙炱批料例如包含硅，鋁和堿金屬的氧化物以及至少一種上面提到的其他氧化物。
也可以是預(yù)制棒12與還原劑氣體接觸之后，進(jìn)行氟摻雜。將預(yù)制棒12加熱到摻雜溫度1000℃-1600℃進(jìn)行氟摻雜。預(yù)制棒12加熱到合適的摻雜溫度后，就與摻雜氣體接觸。摻雜氣體包括至少一種選自下列的組分以下的含氟氣體CF4、SiF6、C2F6、SF6、F2、C3F8、NF3、ClF3，氟氯碳化合物及其混合物。預(yù)制棒12與摻雜氣體接觸的時(shí)間為1小時(shí)到6小時(shí)。
預(yù)制棒12然后加熱到1200℃到1600℃的燒結(jié)溫度，被燒結(jié)成玻璃。對(duì)于氟摻雜的預(yù)制棒，預(yù)制棒可以在氟摻雜的同時(shí)或以后進(jìn)行燒結(jié)。預(yù)制棒維持在燒結(jié)溫度的時(shí)間約1小時(shí)到6小時(shí)，約4小時(shí)到6小時(shí)更好。在燒結(jié)過(guò)程中，預(yù)制棒是在一種惰性氣體中。惰性氣體可以由He、Ar、N2及其混合物組成。為了形成如圖4和5所示的管狀預(yù)制棒，如前所述，孔18不封閉。
如圖4和5所示，燒結(jié)的預(yù)制棒有一個(gè)縱向長(zhǎng)度L，沿著這個(gè)縱向長(zhǎng)度切割預(yù)制棒12形成縱向切口25。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，預(yù)制棒12只有一個(gè)縱向切口25使玻璃成為一片，其截面類似一個(gè)緊緊閉合的“C”形狀。將預(yù)制棒12切割，然后展平之。
在一個(gè)可用的實(shí)施方案中，將預(yù)制棒12至少沿著縱向切割兩次，切成分開(kāi)的至少兩片切出的切口較好沿著預(yù)制棒12的圓周間距相等。當(dāng)預(yù)制棒12的內(nèi)圓周是光掩膜所要求的寬度的2倍、3倍或4倍時(shí)，預(yù)制棒12就二等分，三等分和四等分切割之縱面。當(dāng)預(yù)制棒12的內(nèi)圓周顯著大于所要求光掩膜毛坯的寬度時(shí)，優(yōu)選將其切割成幾部分。
如圖6所示，將預(yù)制棒12的C-形部分23通過(guò)懸掛，伸展，懸垂將其展平成為平的光掩膜毛坯，類似于將帶有單個(gè)切口25的預(yù)制棒12的展平。作為一個(gè)替代的辦法，一半預(yù)制棒，可直接懸垂于爐子中。類似地，可將預(yù)制棒12的三分之一和四分之一部分直接懸垂于爐子31中。為了有利于展平，預(yù)制棒的這些部分優(yōu)選置于向上彎曲的位置。
在切割和展平之前，固結(jié)化的玻璃預(yù)制棒12應(yīng)具有要求的內(nèi)徑和壁厚。這些內(nèi)徑和壁厚通過(guò)對(duì)其切削加壓例如取芯鉆孔來(lái)提供。
展平固結(jié)化預(yù)制棒12的部分23包括加熱此部分23，對(duì)加熱的部分23上作用一個(gè)變形力。如圖4所示，對(duì)部分23展平優(yōu)選的步驟包括將部分23懸掛于玻璃一個(gè)加熱處理爐31中，在部分23上作用一個(gè)向下的力，例如附加一個(gè)牽引的重物。為對(duì)部分23提供支撐，用一個(gè)懸掛支架將其從接近爐子31頂部的位置懸掛起來(lái)。懸掛支架51包括鉑絲掛接于部分23靠近切口25的地方。鉑絲可以掛接在部分23所鉆的小孔中，鉑絲穿過(guò)這兩個(gè)小孔。支架51和鉑絲可以直接或間接懸掛于爐子31的頂部。
可以對(duì)部分23施加向下的展平作用力，通過(guò)類似地懸掛鉑絲和重物，最好是二氧化硅重物，以用力施加在預(yù)制棒21的部分23的切口對(duì)面的一邊。施加在部分23上的展平作用力53有助于拉直加熱的部分23。爐子31要加熱到至少1480℃，施加作用力的重物53才能對(duì)部分23起展平作用。要通過(guò)懸掛和伸展達(dá)到拉直和展平的目的，部分23在爐子31內(nèi)合適的加熱溫度范圍是1480℃到1580℃，最好低于1600℃，例如1500℃左右。
除了懸掛重物外，還可以加熱部分23到一懸垂溫度并施加一個(gè)變形作用力于加熱的部分23上，達(dá)到進(jìn)一步對(duì)部分23展平的目的。通過(guò)如圖4所示地懸掛重物而將有切口的部分23拉直以后可以如圖5所示，在玻璃處理爐31內(nèi)通過(guò)懸垂進(jìn)一步展平之。一個(gè)較好的步驟，是將爐子31加熱到足夠高的溫度，使得部分23的切口的抬高的未受支撐部分的重量產(chǎn)生足夠的變形力，使得管子切口懸垂展開(kāi)變成一個(gè)展平的玻璃件。
爐子31加熱到足夠高的軟化溫度使得有切口的部分23懸垂，溫度保持低于流動(dòng)溫度，以免在部分23展平的同時(shí)，發(fā)生玻璃的流動(dòng)和變薄。懸垂溫度的范圍在1700℃到1800℃，更好是在1720℃到1760℃，最好在1730℃。為了達(dá)到展平，除了通過(guò)施加變形力于部分23上，例如懸掛和/或懸垂，另一種變形力即壓力也可以施加在爐子中加熱的部分23上。
除了部分本身的重力，施加壓力作用于部分23時(shí)，可以使用較低的變形溫度。壓力作用于管子上時(shí)，所需處理溫度在1550到1560℃，用一塊展平的平板旋壓部件作用于部分23。最好在部分23的受壓表面上覆蓋上一層鉑箔來(lái)分隔玻璃預(yù)成型品。一個(gè)替代的展平的平板施壓部件用的是高純度致密石墨。高純度致密石墨部件在本發(fā)明中也用作有益的調(diào)節(jié)器和爐子表面。
除了對(duì)部分23展平外，對(duì)部分23在無(wú)氫的加熱環(huán)境中加熱，可以保證玻璃不受氫氣的污染，而且讓進(jìn)入玻璃中的H2分子逸出排除掉。結(jié)果在光掩膜毛坯中沒(méi)有可察覺(jué)數(shù)量的氫。
加熱部分23就是加熱部分23到玻璃的變形軟化溫度，此時(shí)玻璃的粘度降低，以致施加的變形力能使玻璃管變形。
關(guān)于由一個(gè)固結(jié)化預(yù)成形品制成光掩膜基質(zhì)工藝的其他描述可以參閱下列美國(guó)專利申請(qǐng)，它們均參考結(jié)合于此提交于1999年2月12日60/119,805的；提交于1999年3月12日的60/123,861；提交于1999年5月21日的60/135,270；提交于1999年10月12日的60/159,076；提交于1999年9月16日的09/397,577；提交于1999年9月16日的09/397,573；提交于1999年9月16日的09/397,572；本發(fā)明的上述方法可以用在制造無(wú)氯光掩膜的工藝中。無(wú)氯光掩膜具有能傳輸至少90％波長(zhǎng)為157nm的光的特點(diǎn)，更好能傳輸100％。
實(shí)施例用以下的一些實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
實(shí)施例1預(yù)制棒組件由石英管和石英舟組成，在石英管內(nèi)裝滿著Iota-6石英砂(購(gòu)自UNIMIN of New Canaan，CN)和平均粒度小于10微米的γ-Al2O3煙炱(購(gòu)自Alfa Aesar ofWard Hill，MA)，將此預(yù)制棒組件在水平管爐中200℃加熱4小時(shí)。在加熱過(guò)程中，預(yù)制棒與CO還原劑氣流接觸。CO氣體以1L/min的流量連續(xù)充入舟皿的一端。CO氣體純度99.7％，購(gòu)自Murray Hill，NJ的BOC氣體公司。在用CO處理之前和處理之后，γ-Al2O3中過(guò)渡金屬元素含量加以測(cè)定。過(guò)渡金屬元素含量是采用Shiva Technologies of Syracuse，NY生產(chǎn)的電感偶合等離子體質(zhì)譜儀(ICP-MS)分析的。分析結(jié)果見(jiàn)表1-1。
表1.1

CO處理以后每一種元素的含量至少減少了三分之一。
實(shí)施例2為制備光纖，測(cè)定用還原劑處理預(yù)制棒的效果。將兩根購(gòu)自ComingIncorporated of Corning，NY用來(lái)制造Submarine LEAF光纖的預(yù)制棒，在含氯氣氛中處理后，在燒結(jié)過(guò)程中用CO處理2小時(shí)。在這個(gè)還原氣氛中CO的濃度是變化的。一根預(yù)制棒在CO濃度為300ppm的氣氛中處理，另一根預(yù)制棒在CO濃度為600ppm的氣氛中處理。預(yù)制棒被拉成Submarine LEAF光纖。如圖8所示，一種是90g的低張力情況下，另一種是180g的高張力情況下，以兩種不同的拉絲速度拉成光纖樣品。按照一定拉絲速度拉制而成的每一根長(zhǎng)2千米的光纖樣品在1550nm波長(zhǎng)下，測(cè)定其衰減。將長(zhǎng)2千米的光纖置于一個(gè)小環(huán)境室內(nèi)加熱到200℃并保溫20小時(shí)。使用的這個(gè)室是Yamato DKN600(購(gòu)自VWR of West Chester，PA)。測(cè)量衰減的變化。也測(cè)量了一根對(duì)照光纖。對(duì)照光纖和試驗(yàn)光纖的差異在于，用來(lái)拉出對(duì)照光纖的預(yù)制棒，是用Cl2處理而不是用CO處理的。每一根樣品的衰減在PK-8 Spectral Attenuation Bench(購(gòu)自Photon Kinetics of Beavarton，OR)上按照PK-8的操作程序進(jìn)行測(cè)量。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果列于圖8。由圖可見(jiàn)，用還原劑處理光纖減少了引起的衰減。最明顯的是光纖拉絲的條件是至少10m/s的速度和低張力為佳。根據(jù)本發(fā)明所制造的光纖顯示大大減少引起的衰減。
實(shí)施例3測(cè)定用前述的還原劑處理氟摻雜的預(yù)制棒的效果。三根預(yù)制棒在1000℃用一種含氯化合物處理。隨后爐子的溫度以4℃/min的速度程序升溫到1450℃。每根預(yù)制棒在含氟氣氛中處理1小時(shí)，見(jiàn)表3-1。由表3-1可見(jiàn)，對(duì)試驗(yàn)光纖，氟摻雜氣氛中還包含CO。預(yù)制棒被拉制成一根帶有環(huán)狀氟摻雜區(qū)域的芯軸階躍折射率單模光纖。光纖樣品以相同的速度和張力拉制而成。每根2千米長(zhǎng)的光纖樣品在1550nm波長(zhǎng)的衰減過(guò)程，在PK-2500 Spectral Attenuation Bench(購(gòu)自Photon Kinetics of Beavarton，OR)上按照PK-2500的操作程序測(cè)量。光纖樣品被放置在200℃的溫度20小時(shí)。測(cè)出衰減的變化。對(duì)照光纖也按照這個(gè)方式測(cè)試。對(duì)照光纖和試驗(yàn)光纖的差異在于，對(duì)照光纖用Cl2干燥，然后用CF4代替上述本發(fā)明用的還原劑和含氟化合物進(jìn)行處理。
表3-1

用本發(fā)明所述的還原劑制造的光纖使衰減降低到最小乃至為零。與此相對(duì)照的是，對(duì)照光纖大大增加了衰減。
實(shí)施例4為了提高抵抗環(huán)境中氫氣的性能，進(jìn)一步檢查在燒結(jié)過(guò)程中用CO處理預(yù)制棒的效果。兩根預(yù)制棒在一個(gè)含氦氣和高達(dá)4重量％Cl2的氣氛中干燥，干燥溫度為1000℃到1150℃，干燥時(shí)間約4小時(shí)。將一根預(yù)制棒在至少含200ppmCO的氦氣中，在1100℃到1600℃的溫度進(jìn)行燒結(jié)。另一根預(yù)制棒則在惰性中燒結(jié)。這兩根預(yù)制棒都被拉制成SMF-28TM光纖，可以從Corning，Incorporated獲得。
每一根2千米長(zhǎng)的光纖樣品在室溫常壓條件下，放置于含1％氫氣的環(huán)境中144小時(shí)。測(cè)量了光纖在置于氫氣環(huán)境之前的衰減，而在置于氫氣144小時(shí)的過(guò)程后達(dá)到最大衰減。衰減是在Photon Kinetics PK-6上按照FOTP 61的操作程序測(cè)量的。
用來(lái)拉制光纖的預(yù)制棒在鹵化物干燥步驟之后，用CO處理能減少氫氣引起衰減的敏感性，且與對(duì)照光纖(其預(yù)制棒燒結(jié)時(shí)處理的氣氛不含CO)相比，在所有光纖拉制張力下衰減變化小得多，如圖9所示。
實(shí)施例5在本實(shí)施例中試驗(yàn)了用還原劑處理氟摻雜預(yù)制棒的效果。每一根預(yù)制棒有一個(gè)鍺摻雜的芯軸區(qū)域，一個(gè)與鍺摻雜芯軸鄰近的氟摻雜區(qū)域，被至少該氟摻雜區(qū)域與芯軸分隔的一個(gè)鍺環(huán)。氟摻雜區(qū)域圍成凹陷的溝狀使得預(yù)制棒在拉制成單模光纖時(shí)，氟摻雜區(qū)域的相對(duì)折射百分率為-5％或更小。
在固結(jié)化之前，一根預(yù)制棒在1000℃下用CO處理。第二根預(yù)制棒在1125℃下用含CO和Cl2的氣體處理；第三根預(yù)制棒用Cl2處理。每一根預(yù)制棒以最小10m/s的速度拉制成單模光纖。
按照一定拉絲速度拉制成的每一根長(zhǎng)2千米的光纖樣品在1550nm波長(zhǎng)測(cè)定其衰減。長(zhǎng)2千米的該光纖在一小環(huán)境室加熱到200℃并保溫20小時(shí)。該環(huán)境室是Yamato DKN600(購(gòu)自VWR of West Chester，PA)。衰減的變化測(cè)量之。對(duì)照光纖也進(jìn)行測(cè)試。對(duì)照光纖和測(cè)試光纖的差異在于，拉成對(duì)照光纖的預(yù)制棒是用Cl2處理而不是用CO處理的。每一根樣品的衰減在PK-8 SpectralAttenuation Bench(購(gòu)自Photon Kinetics of Beavarton，OR)上按照PK-8的操作程序測(cè)量。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果示于圖10。由圖可見(jiàn)，用還原劑處理光纖大大減少了引起的衰減。只用Cl2處理或同時(shí)用Cl2和還原劑處理的光纖展示了更高的引起的衰減。用Cl2處理的預(yù)制棒拉制的光纖，隨著光纖拉制速度的增加，光纖中引起的衰減也增加。根據(jù)本發(fā)明制造的光纖，其引起的衰減大大減少。
實(shí)施例6對(duì)預(yù)制棒用CO處理來(lái)消除前述吸收峰的效果進(jìn)行了試驗(yàn)，所用的預(yù)制棒是用來(lái)生產(chǎn)色散操縱的光纖如VasculeTM光纖的，該預(yù)制棒從ConingIncorporated of Corning，NY得到。測(cè)試了四根預(yù)制棒。除了以下另行說(shuō)明外，每一根預(yù)制棒的所有處理步驟都是相同的。對(duì)照預(yù)制棒的制備工藝條件如下1.對(duì)照預(yù)制棒在在1150℃，含氯和含氦氣氛中處理90分鐘，氯氣流入爐內(nèi)的流量是0.825slpm，氦氣流入爐內(nèi)的流量是20slpm。
2.當(dāng)爐的溫度在30分鐘內(nèi)從1150℃升到1225℃的同時(shí)，將對(duì)照預(yù)制棒與氦這種惰性氣氛接觸。
3.將對(duì)照預(yù)制棒在溫度1225℃，在含15％CF4的氦氣氣氛中摻雜120分鐘，CF4和氦氣通入爐子的流量分別是3slpm(CF4)和17slpm(He)。
4.將對(duì)照預(yù)制棒在1490℃燒結(jié)。將額外的煙炱沉積在燒結(jié)的預(yù)制棒上。煙炱包覆的預(yù)制棒進(jìn)行燒結(jié)，拉制成光纖，拉制時(shí)使用200g張力和9米/秒的速度。
除了對(duì)照預(yù)制棒外，還制備三個(gè)試驗(yàn)預(yù)制棒。試驗(yàn)預(yù)制棒的不同在于，在制備預(yù)制棒過(guò)程中使用CO。在每一步驟中CO的使用濃度都恒定為1200ppm。CO使用的不同在于1號(hào)預(yù)制棒制備時(shí)在升溫和摻雜階段爐中有CO；而2號(hào)預(yù)制棒在升溫，摻雜和燒結(jié)階段爐中有CO；至于最后一種即3號(hào)預(yù)制棒在爐升溫，摻雜和摻雜后的氣體去除階段使用CO。每一根試驗(yàn)棒在干燥，升溫和摻雜階段的恒定條件如下1.試驗(yàn)預(yù)制棒在在1150℃，含氯和含氦的氣氛中處理90分鐘，氯氣流入爐內(nèi)的流量是1slpm，氦氣流入爐內(nèi)的流量是40slpm。
2.當(dāng)爐的溫度在30分鐘內(nèi)從1150℃升到1225℃的同時(shí)，使試驗(yàn)預(yù)制棒與含氦和CO2的惰性氣氛接觸。
3.試驗(yàn)預(yù)制棒在溫度為1225℃，在含15％CF4和氦氣的氣氛中摻雜120分鐘，CF4和氦氣通入爐內(nèi)的流量分別是3slpm(CF4)和17slpm(He)。
4.試驗(yàn)預(yù)制棒在1490℃進(jìn)行燒結(jié)。將額外的煙炱沉積在燒結(jié)的預(yù)制棒上。煙炱包覆的預(yù)制棒被進(jìn)行燒結(jié)，拉制成光纖，拉制時(shí)使用200g張力和9米/秒的速度。
四支預(yù)制棒都分別拉制成光纖。在波長(zhǎng)為1420nm到1620nm范圍，每一根光纖都測(cè)出其衰減譜，示于圖13中的130。光纖在Photon Kinetics(PK)平臺(tái)衰減測(cè)量?jī)x上測(cè)定。合適的裝置是Model 2500光纖分析系統(tǒng)，來(lái)自于GN Nettestof Hopkinton，MA。這種模型儀器的使用指南參考結(jié)合于此。在該指南中介紹了使用Model 2500測(cè)試預(yù)制棒衰減的方法。在本實(shí)施例中使用的步階尺寸是1nm。測(cè)試的每一根光纖樣品的長(zhǎng)度約為2千米，樣品呈松散的繞卷形式。
如圖13所示，對(duì)照光纖在1440nm，1543nm，1580nm和1610nm都出現(xiàn)了前述的吸收峰，見(jiàn)圖中的線132。對(duì)照光纖每一個(gè)吸收峰都大于0.012Db/km。而每一個(gè)試驗(yàn)光纖都沒(méi)有出現(xiàn)任何一個(gè)能測(cè)出的前述的吸收峰，見(jiàn)圖中的線134，136和138。
在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，各種變化和改進(jìn)對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員是顯而易見(jiàn)的。因此只要這種變化和改進(jìn)在所附權(quán)利要求書(shū)及其等同內(nèi)容的范圍內(nèi)，本發(fā)明就包括這些變化和改進(jìn)。
權(quán)利要求
1.一種煙炱預(yù)制棒的制備方法，所述方法包括下列步驟將煙炱預(yù)制棒加熱到低于1000℃的溫度，并將預(yù)制棒置于基本上不含鹵化物的還原劑環(huán)境中。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述還原劑是CO。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述方法還包括在一起始部件上沉積煙炱從而形成煙炱體的步驟，所述煙炱包含二氧化硅和至少一種選自下列的組分堿金屬氧化物、堿土金屬氧化物、過(guò)渡金屬、氧化鋁、氧化銻、氧化硼、氧化鎵、氧化銦、氧化鍺、氧化錫、氧化鉛、氧化磷、氧化砷、氧化鉍、氧化碲、氧化硒、氧化鈦和它們的混合物。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述加熱步驟的溫度不超過(guò)800℃。
5.如權(quán)利要求1，2，3或4所述的方法，其特征在于所述還原劑是一種能優(yōu)先與氧化物反應(yīng)的化合物，所述氧化物的分子式為MxOy式中“M”是選自原子數(shù)為21-30的元素，原子數(shù)為39-48的元素，原子數(shù)為57-79的元素，原子數(shù)為89-107的元素中的至少一種元素或它們的混合物，“O”是氧，“x”和“y”是大于0的整數(shù)。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于所述將預(yù)制棒暴露在還原劑環(huán)境中的步驟包括還原劑和氧化物之間的反應(yīng)，所述反應(yīng)具有包含羰基化合物的反應(yīng)產(chǎn)物。
7.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于所述“M”是選自Zr、Ni、Fe、Ti、V、Cr、Mn、Co、Cu、Zn的中至少一種元素或其混合物。
8.一種光纖預(yù)制棒的制備方法，所述方法包括下列步驟將煙炱預(yù)制棒于加熱爐中，與基本上不含氯而含CO的氣氛接觸，然后加熱煙炱預(yù)制棒到至少1000℃的溫度。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于氣氛中CO的濃度至少為100ppm。
10.如權(quán)利要求8或9所述的方法，其特征在于所述溫度至少為1200℃。
11.一種光纖的制備方法，所述方法包括下列步驟用氟摻雜煙炱體；在至少為1100℃的溫度下將氟摻雜的煙炱體與基本上不含氯但至少含CO的氣氛接觸，從而能與存在的過(guò)量氧反應(yīng)。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于溫度至少為1300℃。
13.如權(quán)利要求11或12所述的方法，其特征在于，所述方法還包括在所述的接觸步驟前，將預(yù)制棒在包含至少一種含氯化合物的氣氛中干燥。
14.如權(quán)利要求11，12或13所述的方法，其特征在于在所述接觸步驟的氣氛中CO濃度與所述摻雜步驟中的摻雜氣氛中氟濃度在相同的數(shù)量等級(jí)。
15.一種光纖預(yù)制棒的制備方法，所述方法包括下列步驟將煙炱體與基本上不含氯而至少含CO和一種含氟化合物的氣氛接觸，此時(shí)溫度至少為1100℃，從而使氣氛能與存在的過(guò)量氧反應(yīng)。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于所述溫度至少為1300℃。
17.一種光纖的制備方法，所述方法包括下列步驟煙炱體在含CO和至少一種含氟化合物的氣氛中進(jìn)行摻雜，所述含氟化合物的通式是CnF2n+2，式中“n”是正整數(shù)。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于所述方法還將煙炱體與基本上不含鹵化物而含CO的氣氛接觸。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于所接觸的氣氛中還含有惰性氣體，所述CO與惰性氣體的比例大于0.0012。
20.如權(quán)利要求17，18或19所述的方法，其特征在于所述接觸步驟的氣氛中CO的濃度至少為300ppm。
21.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于所述方法還包括煙炱體在含CO和至少一種含氟化合物的氣氛中進(jìn)行摻雜，所述含氟化合物的通式是CnF2n+2，式中“n”是正整數(shù)。
22.如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于所述接觸氣氛還含有惰性氣體，CO與惰性氣體的比例大于0.0012。
23.如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于所述接觸步驟的氣氛中CO的濃度至少為300ppm。
24.如權(quán)利要求17所述的方法，還包括將預(yù)制棒拉制成光纖的步驟，其特征在于該光纖展示的衰減譜在波長(zhǎng)約1565nm到1595nm范圍內(nèi)有約為0.009或更小的均方根。
全文摘要
將二氧化硅石英煙炱預(yù)制棒(12)置入爐子(30)中，然后進(jìn)行加熱，使用CO氣體進(jìn)行處理，從而將影響終產(chǎn)品質(zhì)量的雜質(zhì)還原。
文檔編號(hào)C03B19/14GK1483007SQ01821170
公開(kāi)日2004年3月17日 申請(qǐng)日期2001年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2000年12月22日
發(fā)明者T·L·詹姆斯, C·L·萊西, H·B·馬修斯, C·B·奧努, S·L·希費(fèi)爾貝因, T L 詹姆斯, 奧努, 希費(fèi)爾貝因, 萊西, 馬修斯 申請(qǐng)人:康寧股份有限公司