一种低损耗光子晶体光纤的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及光纤制造技术，具体涉及一种低损耗光子晶体光纤的制备方法。
【背景技术】
[0002] 光子晶体光纤的衰减性能一直是困扰其广泛应用的难题，理论上光子晶体光纤具 有很低的衰减实现潜力，对于基于全反射导光机理的实心光子晶体光纤，理论上也可通过 降低掺杂量和减小芯包界面应力来降低光纤的衰减，但是实际研制的光子晶体光纤的衰减 仍远高于常规通信单模光纤，难以达到常规光纤工艺研制的通信单模光纤水平，这与光子 晶体光纤的实现工艺有较为密切的关系。
[0003] 当前光子晶体光纤的研制主要采用毛细管堆积法，这种方法很容易在毛细管堆积 的过程中引入杂质，导致光纤的衰减偏高;也有采用钻孔法制备简单结构的光子晶体光纤， 但在钻孔的过程中，孔壁内侧易受污染，并向内部渗透，导致光纤的衰减偏高。而且，这些工 艺都无法制造较大尺寸的多孔光子晶体光棒，单根光棒拉制的长度也受到限制，难以达到 常规光纤工艺可实现的单根光棒拉丝长度达1000km以上的大规模光纤产业化的要求。 [0004] 传统的0VD(0utside Vapour Deposition，外部化学气相沉积法）工艺，采用竖式 或卧式，在一根靶棒周围用喷灯将经化学反应后形成的二氧化硅粉末沉积到靶棒外围，然 后进行烧结，形成光纤预制棒，但还没有现成的技术可供参考实现多靶多层外喷。
[0005] 由此可见，目前的光子晶体光纤的制备方法存在衰减偏高、无法实现高性能、大尺 寸制备的问题。
【发明内容】
[0006] 本发明所要解决的技术问题是目前的光子晶体光纤的制备方法存在衰减偏高、无 法实现高性能、大尺寸制备的问题。
[0007] 为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是提供了一种低损耗光子晶体 光纤的制备方法，包括以下步骤：
[0008] 制备一根高纯芯棒，经外喷、烧结形成中心石英层，高纯芯棒进而形成中心芯棒，
[0009] 以所述中心芯棒为靶棒，在其外围沿圆周方向均匀放置若干第一靶棒，经外喷、烧 结形成第一石英层，然后依次向外围设置至最后一层的第N靶棒(N> = 1)，外喷、烧结完毕， 其中靶棒的层数与所加工的光纤的石英层的层数相同，各层的靶棒数目与各石英层的孔数 相同，
[0010]接续尾管，采用气压控制拉制成光子晶体光纤。
[0011] 在上述一种低损耗光子晶体光纤的制备方法中，所述高纯芯棒由二氧化硅组成， 或为二氧化硅和二氧化锗的混合物。
[0012] 在上述一种低损耗光子晶体光纤的制备方法中，采用0VD工艺对所述中心芯棒、第 一靶棒…第N祀棒进行外喷，所述中心石英层、第一石英层…第N石英层为二氧化硅。
[0013] 在上述一种低损耗光子晶体光纤的制备方法中，拉制成光纤后在光纤外围涂覆保 护材料。
[0014] 在上述一种低损耗光子晶体光纤的制备方法中，所加工的光纤的石英层为6孔，包 括第一石英层，第一靶棒的数目为6。
[0015] 在上述一种低损耗光子晶体光纤的制备方法中，所加工的光纤的石英层为9孔，包 括第一石英层和第二石英层，第一靶棒和第二靶棒的数目分别为3和6。
[0016] 在上述一种低损耗光子晶体光纤的制备方法中，所加工的光纤的石英层为12孔， 包括第一石英层、第二石英层和第三石英层，第一靶棒、第二靶棒和第三靶棒的数目分别为 3、3和6〇
[0017] 本发明还提供了一种低损耗光子晶体光纤，由上述一种低损耗光子晶体光纤的制 备方法制得。
[0018] 本发明，通过多靶渐进外喷的方式来实现高纯光子晶体光纤预制棒的制造，既能 实现高纯要求，又能避免外界杂质引入和界面损伤造成的附加衰减的影响，在光纤预制棒 制造环节直接可形成低损耗的大尺寸光子晶体光纤预制棒，还可适用于不同孔数的多种光 子晶体光纤制造，从而可高效率、低成本地大规模制造低损耗光子晶体光纤，并使制得的光 纤具有良好的衰减特性和超强的弯曲不敏感性，具有良好的应用前景。
【附图说明】
[0019] 图1为本发明外喷一级芯棒的结构示意图；
[0020] 图2为本发明外喷6孔光纤的结构不意图；
[0021] 图3图2的横截面示意图；
[0022]图4为本发明外喷双层9孔光纤的结构不意图；
[0023]图5为本发明外喷三层12孔光纤的结构示意图。
【具体实施方式】
[0024] 本发明提供了一种低损耗光子晶体光纤的制备方法，可高效率、低成本地大规模 制造低损耗光子晶体光纤，使制得的光纤具有良好的衰减特性和超强的弯曲不敏感性。下 面结合具体实施例和说明书附图对本发明予以详细说明。
[0025] 本发明提供的一种低损耗光子晶体光纤的制备方法，包括以下步骤：
[0026] 制备一根高纯芯棒，经外喷、烧结形成中心石英层，高纯芯棒进而形成中心芯棒 11。如图1所示，首先采用常规通信光棒制备方法制备中心芯棒11，这些方法包括PCVD (Plasma enhanced chemical vapour deposition，等离子化学气相沉积法）、MCVD (Modified Chemical Vapor Deposition,改进的化学气相沉积法）、0VD(0utside Vapour Deposition，外部化学气相沉积法)和VAD( Vapour Axial Deposit ion，轴向化学气相沉积 法）。将高纯芯棒用卡盘12夹好，放置在沉积柜14中，沉积柜旁有排气装置13,外有测压元件 15,通过喷灯31将四氯化硅、氧气、氢气、氩气、氮气喷出，在氢氧焰燃烧的高温下，四氯化硅 和氢氧焰中的水蒸气发生化学反应生成二氧化硅粉末，沉积到高纯芯棒上，化学反应方程 如下：SiCl4+2H 20-Si02+4HCl，其中氩气用于给储存四氯化硅的储料罐加压，氮气对经喷灯 31喷出的火焰进行整形，使生成的二氧化硅粉末在中心芯棒11的表面均匀地沉积，反应形 成的氯化氢经氩气等惰性气体在后续烘干烧结中带