一種制造光纖預制件的方法及裝置權利要求

1、一種制造光纖預制件的方法，其特征是：

a、準備：在側面有排氣口（9）、下部有噴槍（7、8）的球形反應容器（4）的上部連接法蘭管（1），將種棒（5）經(jīng)法蘭管（1）置于反應容器（4）內(nèi)并使其下端與噴槍（7、8）相對，種棒上連接圓柱形氣流整流體（3），該整流體的下端鄰近種棒下端；

b、頂吹風：從法蘭管（1）上端向下導入壓力為0.5×10⁵～2.0×10⁵帕、溫度為20～600℃的整流氣流，使該整流氣流流經(jīng)氣流整流體（3）與法蘭管之間的空隙后，再由排氣口（9）排出；所述整流氣流為空氣、氮氣或惰性氣體中的一種；

c、沉積成形：先將氫氣和氧氣通入兩噴槍（7、8），在反應容器（4）內(nèi)產(chǎn)生氫氧焰；再將氣體原料SiCl₄、GeCl₄送入噴槍，氣體原料在氫氧焰中發(fā)生氫氧水解反應，生成SiO₂、GeO₂微粒并沉積在種棒上逐漸形成光纖預制件（6），同時勻速旋轉(zhuǎn)提升種棒（5）；

d、待光纖預制件達到預定長度時，停止導入氣體原料、氫氣和氧氣以及整流氣流，將光纖預制件（6）提升至法蘭管（1）外；

e、在整個制造過程中，排氣口（9）始終排氣。

2、根據(jù)權利要求1所述的制造光纖預制件的方法，其特征是所述的整流體（3）上部形狀為空心圓柱體，下部形狀為空心錐體（11）。

3、一種制造光纖預制件的裝置，包括一上部接有法蘭管（1）的反應容器（4），該反應容器下部有噴槍（7、8），其側面有排氣口（9），其特征是一根種棒（5）經(jīng)所述的法蘭管（1）置于反應容器（4）內(nèi)，種棒下端與噴槍（7、8）相對，種棒上連接與其同軸的圓柱形氣流整流體（3）。

4、根據(jù)權利要求3所述的制造光纖預制件的裝置，其特征是所述的整流體（3）上部形狀為空心圓柱體，下部形狀為空心錐體（11）。

5、根據(jù)權利要求3所述的制造光纖預制件的裝置，其特征是所述的氣流整流體（3）由兩個對稱的半圓柱單元（10）組成。

6、根據(jù)權利要求5所述的制造光纖預制件的裝置，其特征是所述的半圓柱單元上端開設軸向槽（14）。

7、根據(jù)權利要求5所述的制造光纖預制件的裝置，其特征是所述的半圓柱單元上端開設“L”形槽（15）。

《一種制造光纖預制件的方法及裝置》涉及一種制造光纖預制件的方法及裝置，屬光導纖維的制造領域。

圖1為《一種制造光纖預制件的方法及裝置》制造裝置的結構示意圖。

圖2為氣流整流體的第一種結構示意圖。

圖3為氣流整流體的第二種結構示意圖。

圖4為氣流整流體的第三種結構示意圖。

圖5為整流體接頭的第一種結構示意圖。

圖6為整流體接頭的第二種結構示意圖。

一種制造光纖預制件的方法及裝置專利目的

《一種制造光纖預制件的方法及裝置》要解決的技術問題和提出的技術任務是克服2003年1月前光纖預制件制造過程中所存在的技術缺陷，提供一種可以調(diào)整反應容器內(nèi)氣流的光纖預制件的制造方法及其裝置，以保證在整個沉積過程中反應容器內(nèi)壓力及氣流的基本穩(wěn)定，并及時向外排出未沉積成型的SiO₂、GeO₂微粒，有效減小反應容器內(nèi)的溫度波動、光纖預制件的生長不均等問題，并進一步增大光纖預制件的有效長度和提高其原料利用率。

一種制造光纖預制件的方法及裝置技術方案

《一種制造光纖預制件的方法及裝置》特征是：

a、準備：在側面有排氣口、下部有噴槍的球形反應容器的上部連接法蘭管，將種棒經(jīng)法蘭管置于反應容器內(nèi)并使其下端與噴槍相對，種棒上連接圓柱形氣流整流體，該整流體的下端鄰近種棒下端；

b、頂吹風：從法蘭管上端向下導入壓力為0.5×10⁵～2.0×10⁵帕、溫度為20～600℃的整流氣流，使該整流氣流流經(jīng)氣流整流體與法蘭管之間的空隙后，再由排氣口排出；所述整流氣流為干燥空氣、氮氣或惰性氣體中的一種；

c、沉積成形：先將氫氣和氧氣通入兩噴槍，在反應容器內(nèi)產(chǎn)生氫氧焰；再將氣體原料SiCl₄、GeCl₄送入噴槍，氣體原料在氫氧焰中發(fā)生氫氧水解反應，生成SiO₂、GeO₂微粒并沉積在種棒上逐漸形成光纖預制件，同時勻速旋轉(zhuǎn)并提升種棒；

d、待光纖預制件達到預定長度時，停止導入氣體原料、氫氣和氧氣以及整流氣流，將光纖預制件提升至法蘭管外；

e、在整個制造過程中，排氣口始終排氣。

一種制造光纖預制件的裝置，包括一上部接有法蘭管的反應容器，該反應容器下部有噴槍，其側面有排氣口，其特征是一根種棒經(jīng)所述的法蘭管置于反應容器內(nèi)，種棒下端與噴槍相對，種棒上連接與其同軸的圓柱形氣流整流體。

所述的制造光纖預制件的裝置，其特征是所述的整流體上部形狀為空心圓柱體，下部形狀為空心錐體。

所述的制造光纖預制件的裝置，其特征是所述的氣流整流體由兩個對稱的半圓柱單元組成。

所述的制造光纖預制件的裝置，其特征是所述的半圓柱單元上端開設軸向槽。

所述的制造光纖預制件的裝置，其特征是所述的半圓柱單元上端開設“L”形槽。

一種制造光纖預制件的方法及裝置改善效果

1、按照上述方法，①消除了反應容器內(nèi)氣流紊亂的現(xiàn)象，從反應容器上端向下導入的氣流可以縮小未沉積成形而剩余的SiO₂、GeO₂微粒在反應容器內(nèi)游動的空間，減少微粒在反應容器內(nèi)滯留的時間，并可以有效地將其排出反應容器之外，而不使其附著在反應容器內(nèi)壁上，保證反應容器內(nèi)的溫度穩(wěn)定，減少波動；②由于剩余的SiO₂、GeO₂微粒被盡快地排出反應容器之外，因此其附著在已成形的光纖預制件上的機會大大減少，從而可以保證光纖預制件沿軸線方向生長均勻，尤其是外徑均勻；③由于沒有SiO₂、GeO₂微粒附著在反應容器內(nèi)壁上，因此也不會有SiO₂、GeO₂玻璃微粒從反應容器壁上剝落而附著在光纖預制件的表面上而形成密度不均勻的區(qū)域，從而可以防止光纖預制件在后續(xù)的玻璃化工序后產(chǎn)生氣泡；④由于導入的整流氣流沿法蘭管和反應容器的內(nèi)壁向下流動，可以有效地阻止未沉積成形而剩余的SiO₂、GeO₂微?？拷磻萜鲀?nèi)壁并沉積在其上，同時阻止導入的整流氣流直接流至已成形的光纖預制件上，有效避免光纖預制件表面在制造過程中開裂；⑤由于增加氣流整流體，可以保證在沉積過程中時刻以上述4條優(yōu)勢進行沉積，有效避免沉積初期反應容器內(nèi)氣體流場不穩(wěn)定的現(xiàn)象，節(jié)約原料、提高產(chǎn)品成品率并降低產(chǎn)品成本。

2、《一種制造光纖預制件的方法及裝置》的制造裝置，通過在反應容器上部的法蘭管內(nèi)設置氣流整流體，進一步地將該氣流整流體連接在種棒上，在使用過程中，氣流整流體隨著種棒的旋轉(zhuǎn)提升而上升，可以達到如下效果：①可以有效地消除反應容器內(nèi)氣流的紊亂現(xiàn)象；②在從法蘭管上端向下導入氣流時，迫使氣流僅沿反應容器內(nèi)壁向下流動，其間，可以對整流氣流加熱，以防止冷氣流直接與玻璃微粒沉積體接觸，光纖預制件表面溫度快速下降所致的光纖預制件表面開裂現(xiàn)象的發(fā)生；③由于氣流沿反應容器內(nèi)壁向下流動，對反應容器內(nèi)壁具有一定的清洗作用，阻止SiO₂、GeO₂微粒沉積在反應容器內(nèi)壁；④氣流調(diào)整單元與玻璃微粒沉積體之間的距離可以調(diào)節(jié)，從而可以得到更好的整流效果；⑤在沉積反應初期，光纖預制件的上端在被提升經(jīng)過法蘭管與反應容器的結合部時，反應容器內(nèi)氣體流場基本不受光纖預制件上部形狀變化的影響，從而節(jié)約原料、提高產(chǎn)品收率；⑥便于安裝拆卸，節(jié)約工時。

無機光導纖維在通訊行業(yè)已受到廣泛應用，其中石英系光纖以其光損耗低、適用光波范圍廣、適應長距離通訊等優(yōu)點而成為無機光導纖維的主導。在制造石英系光纖預制件的方法中，有一種汽相軸向沉積法（VAD法），它采用的制造裝置包括一個帶有排氣口的反應容器，反應容器下部設置有一組大致朝向排氣口的噴槍，在反應容器內(nèi)豎向設置種棒。制造光纖預制件時，將種棒豎直置于反應容器內(nèi)與噴槍對應，將氫氣和氧氣通入噴槍并在反應容器內(nèi)點燃產(chǎn)生氫氧焰，將氣體原料SiCl₄（四氯化硅）、GeCl₄（四氯化鍺）經(jīng)噴槍送至氫氧焰中，令其發(fā)生水解反應，生成SiO₂（二氧化硅）、GeO₂（二氧化鍺）微粒并沉積在種棒的下端，同時旋轉(zhuǎn)種棒并將其向上提升，使微粒在種棒下端沉積成內(nèi)外兩層具有不同光學折射率的圓柱形光纖預制件。這種制造方法和裝置的排氣效果差，導致未能沉積的SiO₂（二氧化硅）、GeO₂（二氧化鍺）微粒較多地滯留在反應容器內(nèi)，導致以下缺陷：

1、SiO₂、GeO₂微粒以一定的壓力噴射至種棒上形成預制件的同時，使反應容器內(nèi)存在一定程度的氣流紊亂，影響光纖預制件的成形；

2、隨著光纖預制件沉積長度的增加，未沉積到預制件上的剩余SiO₂、GeO₂微粒不斷地沉積在溫度較低的反應容器壁上（尤其是排氣口上側）形成鏡面，導致熱量反射，反應容器傳熱能力變化，致使反應容器內(nèi)的溫度逐漸上升，最終導致沉積過程不穩(wěn)定，沉積速率波動。

3、由于未沉積到預制件上的剩余SiO₂、GeO₂微粒也會在已沉積成形的預制件上附著以及前述在反應容器內(nèi)壁形成鏡面的原因，造成了光纖預制件沿軸線方向生長的不均勻，比如沿軸線方向上各處的包芯比（即具有不同光學折射率的圓柱形外層與內(nèi)層直徑的比值）波動較大等沉積質(zhì)量上的缺陷。

4、因沉積在反應容器內(nèi)壁上的SiO₂、GeO₂微粒剝落而附著在正在沉積成形的光纖預制件的表面上，形成密度較小的區(qū)域，在后續(xù)工序中對光纖預制件進行玻璃化時，該區(qū)域易產(chǎn)生氣泡，這樣會導致在光纖預制件拉制成光纖的過程中產(chǎn)生斷纖現(xiàn)象。

如圖1所示，《一種制造光纖預制件的方法及裝置》的制造裝置包括球形反應容器4和連接于其上部的法蘭管1；球形反應容器4的中部左側固定排氣口9，其下部自下而上依次固定第一噴槍7和第二噴槍8，兩只噴槍均朝向排氣口9，氣流整流體3和種棒5連接在引棒2下端的滑套16上并豎直置于反應容器4內(nèi)，種棒的下端稍伸出在氣流整流體的下端并與噴槍對應；氣流整流體的直徑為最終制成的光纖預制件6直徑的0.5～1.5倍，隨著光纖預制件預定直徑的改變而改變，保證其與法蘭管1內(nèi)壁之間有適當?shù)目p隙供氣流通過，同時保證反應容器內(nèi)的氣流穩(wěn)定性。

圖2所示為氣流整流體的第一種結構，它由兩塊完全軸對稱的空心半圓柱單元10組成，其下部不閉合。在制造預制件的過程中，從法蘭管1上端引導至反應容器內(nèi)的氣流沿法蘭管內(nèi)壁與氣流整流體之間的空隙向下流動，在反應容器內(nèi)形成穩(wěn)定的氣體流動場，可以有效地減小光纖預制件在提升過程中對氣體流動場的影響。

圖3所示為氣流整流體的第二種結構，它同樣由兩塊完全軸對稱的空心半圓柱單元10組成，其下部閉合。下部閉合的形狀更有利于保證在光纖預制件沉積過程中氣流整流體的穩(wěn)定。

圖4所示為氣流整流體的第三種結構，它是由兩個下端帶有錐面的空心半圓柱單元10構成的空心圓柱與空心錐體11的整合體。相比前兩種結構而言，它在保證光纖預制件沉積過程中氣流整流體本身穩(wěn)定性和反應容器內(nèi)部氣體流動場穩(wěn)定性兩個方便都有較強優(yōu)勢。

圖5所示為氣流整流體接頭的第一種結構，它通過兩個螺釘將種棒5和氣流整流體3連接至引棒下端的滑套16上，為了保證在沉積初期和末期種棒和光纖預制件的順利安裝和卸下，氣流整流體接頭上部開設與第一螺釘12對應的軸向槽14。

圖6所示為氣流整流體接頭的第二種結構，它同樣通過兩個螺釘將種棒5和氣流整流體3連接至引棒下端的滑套16上，為了保證在沉積初期和末期種棒和光纖預制件的順利安裝和卸下，氣流整流體接頭上部設有與第一螺釘12配合的“L”形槽15，該“L”形槽可以將半圓柱單元掛吊在第一螺釘上，相對于整流體接頭的第一種結構，使沉積開始前種棒的安裝以及沉積結束后光纖預制件的裝卸更易于操作。

• 實施例一

在排氣口9排氣的情況下，先用第一螺釘12將直徑為25毫米的種棒5安裝掛吊在滑套16上，然后用第二螺釘13將直徑為145毫米的氣流整流體3同樣安裝掛吊在滑套16上，再將種棒5和氣體整流體3從內(nèi)徑為250毫米的法蘭管1上端的進風口插入球形反應容器4內(nèi)，并使種棒5的下端與兩只噴槍對應，通過引棒勻速旋轉(zhuǎn)提升種棒，排氣口9與排氣風機連接，其壓力控制在100帕左右，開始排氣；從法蘭管上端的進風口向反應容器內(nèi)通入壓力約為2.0×10⁵帕、溫度約為20℃的空氣整流氣流；之后向兩只噴槍內(nèi)通入氫氣和氧氣，并在反應容器內(nèi)點燃產(chǎn)生約1000℃的氫氧焰，接著向第一噴槍7內(nèi)以略高于大氣壓100帕的壓力、1.5克/分鐘的流量通入SiCl₄（四氯化硅）氣體原料，以同樣的壓力、0.15克/分鐘的流量通入GeCl₄（四氯化鍺）氣體原料，使之發(fā)生氫氧水解反應，生成SiO₂、GeO₂微粒并噴射沉積在種棒的下端，形成光纖預制件的圓柱形芯層；同時向第二噴槍8內(nèi)以高于大氣壓100帕的壓力、10克/分鐘的流量通入SiCl₄（四氯化硅）氣體原料，使之發(fā)生氫氧水解反應，生成SiO₂微粒并噴射沉積在圓柱形芯層的表面，進而形成具有不同光學折射率的圓柱形光纖預制件6；使該反應在平衡狀態(tài)下進行一定時間，可以得到預定要求的光纖預制件；停止導入氣體原料、氫氣和氧氣以及整流氣流，待光纖預制件冷卻后，將該光纖預制件緩慢提升至法蘭管外結束反應；在取下光纖預制件時先取下氣流整流體，然后取下光纖預制件；由于其間向反應容器內(nèi)導入了整流氣流，且該整流氣流在整流體的作用下沿反應容器內(nèi)壁向下流動，使未沉積成形的SiO₂、GeO₂微粒較快地從排氣口排出，成形的光纖預制件生長均勻，無瑕疵，質(zhì)量優(yōu)良；同時由于氣體整流體的作用，保證了在沉積的整個過程中反應容器內(nèi)氣體流動場的穩(wěn)定性，使成形的光纖預制件沿軸向方向具有很好的均勻性。其間，由于整流氣流選用空氣，生產(chǎn)成本較低，同時由于導入壓力接近大氣壓，故可以不使用加壓設備而讓空氣自由地從進風口導入。

需要強調(diào)的是：在反應沉積初期，有一個沉積生長平衡的過程，即從SiO₂、GeO₂微粒開始在種棒上沉積到生長成合格的預制件期間，有一個直徑從細到粗再到均勻的過渡段，當該過渡段被提升至法蘭管與反應容器的結合部時，隨著它繼續(xù)被提升，其與結合部之間的縫隙大小產(chǎn)生變化，氣流的流速在此處也會產(chǎn)生變化，進而造成反應容器內(nèi)的氣體流場波動，因此，通常會增加該過渡段的長度，甚至在該過渡段的后面又形成一個長度與其大致相同的新的過渡段，這無疑導致原料的浪費、生產(chǎn)成本的增加以及產(chǎn)品收率的降低。《一種制造光纖預制件的方法及裝置》由于在種棒上連接圓柱形氣流整流體，并在鄰近氣流整流體下端的種棒上開始沉積，因此，沉積成型的預制件緊鄰整流體，其上端的過渡段基本不會對反應過程產(chǎn)生影響，可以有效地減少原料的浪費，降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品收率。

• 實施例二

與實施例一不同之處是，從法蘭管上端的進風口向反應容器內(nèi)通入壓力約為2.0×10⁵帕的被加溫至200℃的氮氣整流氣流；使該反應在平衡狀態(tài)下進行一定時間，可以得到預定要求的的光纖預制件；由于整流氣流選用經(jīng)加溫后的惰性氣體，與反應容器內(nèi)的氣體溫差較小，可以更好地保持反應容器內(nèi)的溫度穩(wěn)定，反應效果更好。

對于整流氣流選用惰性氣體的情況，主要是因為惰性氣體的穩(wěn)定性好，能夠更好地保證反應過程的穩(wěn)定。

對于三種用于整流氣流的氣體，其溫度和壓力，可以根據(jù)實際需要進行選擇。

需要說明的是，在制造過程中，將整流氣流限制在壓力為0.5×10⁵～2.0×10⁵帕、溫度為20～600℃的范圍內(nèi)，主要是與反應容器內(nèi)的反應條件相適應，保證整流氣流能夠順暢地被導入反應容器內(nèi)，并不會因為其溫度、壓力與反應容器內(nèi)的溫度、壓力差異過大而影響反應容器內(nèi)的反應過程（通常情況下，法蘭管上端進風口的溫度在20～600℃之間，排氣口的溫度在100～300℃之間，隨著整流氣流在反應容器內(nèi)的向下流動，其溫度也逐漸升高，反應趨于平衡狀態(tài)），并在工藝上容易實施，不會因此而額外增加制造成本。

至于種棒和法蘭管的直徑，種棒的旋轉(zhuǎn)和提升速度，排氣口的壓力，向噴槍內(nèi)通入氣體原料的壓力及流量等制造工藝參數(shù)，在實際制造過程中均可以根據(jù)需要進行調(diào)整，以保證沉積質(zhì)量。

2016年12月7日，《一種制造光纖預制件的方法及裝置》獲得第十八屆中國專利優(yōu)秀獎。

低水峰光纖預制件的制造方法專利目的

《低水峰光纖預制件的制造方法》要解決的技術問題和提出的技術任務是克服2003年前光纖預制件的制造所存在的技術缺陷，提供一種可以進一步降低光纖預制件中OH含量的制造方法，以期在不影響光纖預制件主要品質(zhì)的前提下，較為簡便的獲得低水峰光纖預制件。

低水峰光纖預制件的制造方法技術方案

《低水峰光纖預制件的制造方法》的低水峰光纖預制件的制造方法包括如下步驟：

（1）制備芯棒松散體，

（2）芯棒松散體采用氯氣（Cl₂）或亞硫酰氯（SOCl₂）干燥，

（3）芯棒松散體燒結、拉伸成玻璃體芯棒，

（4）在玻璃體芯棒的外表面包覆二氧化硅包層，形成多孔玻璃預制件，

（5）多孔玻璃預制件干燥，

多孔玻璃預制件燒結成光纖預制件，其特征是在芯棒松散體采用氯氣（Cl₂）或亞硫酰氯（SOCl₂）干燥步驟后對芯棒松散體進行同位素D-H交換干燥步驟，同位素D-H交換干燥在燒結爐內(nèi)進行，在燒結爐的氣體入口處通入重水（D₂O）氣體和氘氣（D₂）中的至少一種，爐內(nèi)溫度保持在1200℃～1300℃，干燥60～360分鐘。（同位素D-H交換干燥是指在高溫下使多孔預制棒芯棒的松散體在富含D₂O或D₂的氣氛下浸潤，以同位素D原子替代松散體中吸附的H原子，定義為進行同位素D-H交換干燥）

為了達到更佳效果，對芯棒松散體進行同位素D-H交換干燥步驟后，進行二次氯氣（Cl₂）干燥步驟，二次氯氣（Cl₂）干燥時間為180～360分鐘（根據(jù)芯棒松散體長度來定）。二次氯氣（Cl₂）干燥后再進行芯棒松散體燒結、拉伸成玻璃體芯棒的步驟。

芯棒松散體的制備與2003年前的制造光纖預制件的石英光纖芯棒一樣，即使流動的包含至少一種形成玻璃的前體化合物的氣體混合物發(fā)生火焰水解反應，形成二氧化硅基的粉末流；所述反應產(chǎn)物部分沉積于種棒端面，形成生長表面，并且按軸向逐步堆積形成制造光纖預制件的芯棒的松散體。芯棒松散體然后在適當濃度下的氯氣（Cl₂）或亞硫酰氯（SOCl₂）氣氛中進行一次化學干燥；之后，將氯氣切換成重水（D₂O）氣體或氘氣（D₂）中的一種，或重水（D₂O）氣體和氘氣（D₂）的混合氣體，使多孔預制棒芯棒的松散體在富含D₂O或D₂或兩者的混合物的氣氛下浸潤，充分進行同位素D-H交換干燥；最后，在含有氯氣的氣氛中燒結、拉伸為較小直徑圓柱玻璃體，形成玻璃體芯棒。芯棒平均羥基重量含量小于約1ppb。將所得芯棒的周圍進行包覆二氧化硅包層，將覆蓋了煙灰層的多孔玻璃預制件進行常規(guī)化學干燥，再燒結形成光纖預制件。形成能用來制備1383納米波長下光衰減小于0.32分貝/千米的低水峰光纖預制件。

進行同位素D-H交換干燥步驟也可在芯棒松散體的氯氣（Cl₂）或亞硫酰氯（SOCl₂）氣氛中進行一次化學干燥之前進行，能夠達到同樣的效果。

“水峰”，本質(zhì)上，是O-H吸收振動引起的諧波造成的。O-H鍵的伸縮振動可以近似認為簡諧振動。根據(jù)簡諧振動的定義和經(jīng)典力學的方法，討論雙原子分子的振動，作諧振動的雙原子分子的振動頻率計算公式為：

v＝1304（k/M）0.5

分子中的原子被它的同位素取代后，幾乎不影響原子間距離和化學鍵力常數(shù)（k）。這樣就可以通過兩個同位素的振動頻率與分子的折合質(zhì)量的關系（v1/v2＝（M1/M2）0.5），求出OD的振動頻率。

vH＝10000/2.72＝3676厘米^-1；

MH＝16*1/（16 1）＝0.94；

MD＝16*2/（16 2）＝1.78；

則OD基頻計算值為vD＝2671厘米^-1，波長3.74微米。

從公式來看，用較重的同位素D原子替代H原子，使折合質(zhì)量增加，就可以使基頻降低，因而各次諧波的頻率也相應降低，即提高相應的波長。這樣，水峰向長波方向移動，計算結果表明，移出1280～1600納米區(qū)域。而OD對相關波長范圍內(nèi)的光吸附幾乎沒有作什么貢獻，因為OD的比吸收比相關波長范圍即1380納米窗口內(nèi)的OH比吸收約小2個數(shù)量級。另外，D₂O和H₂O的交換反應效率很高，能在短時間內(nèi)大大降低光纖預制件中的H的含量。

表1H-D交換導致相關振動波波長遷移（與“1380窗口”關系密切的振動部分）

在光纖預制件制備室中，鹵化物原料，如SiCl₄、GeCl₄等，通過供氣系統(tǒng)由氬氣載流，其氣體從氫氧噴燈中噴出，經(jīng)火焰水解反應形成細玻璃粉末。這些細玻璃粉末沉積在沿軸向旋轉(zhuǎn)的石英靶棒生長端部，從而生長成圓柱狀的多孔的光纖預制件芯棒?；鹧嫠夥磻匠淌饺缦拢?

SiCl₄ 2H₂O→SiO₂ HCl

GeCl₄ 2H₂O→GeO₂ HCl

得到的多孔的光纖預制件芯棒是處于含有大量H₂O分子的制備室氣氛中，因此光纖預制件本身通過物理吸附水（H₂O）和/或化學吸附水（βOH）吸附了很多H₂O分子，必須經(jīng)過干燥步驟，才能燒結得到含水量較少的芯棒。同時，在燒結之前，光纖預制件芯棒一旦接觸到大氣或含氫化合物的氣氛，不論暴露時間如何短，光纖預制件芯棒都會再次吸附水，變得“濕潤”。

截至2003年5月，化學干燥所采用的脫水劑，一般是Cl₂或SOCl₂等。實踐證明，經(jīng)過Cl₂干燥后燒結得到的VCD法芯棒中仍殘留至少10ppb的OH；由此種芯棒制的預制件拉絲得到的光纖，其衰減在1383納米左右仍然≥0.5分貝/千米。

《低水峰光纖預制件的制造方法》對光纖預制件芯棒采用Cl₂干燥和用D₂O或D₂進行D-H交換干燥二種干燥方法，光纖預制件芯棒經(jīng)過二次（Cl₂干燥和用D₂O或D₂進行D-H交換干燥）或二次以上（Cl₂干燥、用D₂O或D₂進行D-H交換干燥、二次Cl₂干燥）的“干燥”，可以使光纖預制件內(nèi)10ppb的OH降低到1ppb左右，制得的光纖在1383納米左右的衰減由2003年前的≥0.5分貝/千米，降低到≤0.32分貝/千米

低水峰光纖預制件的制造方法有益效果

1、可以大大減少光纖預制件內(nèi)的水含量，尤其是光纖預制件中心部分即GeO₂芯層部分的水含量。由光纖的光場分布可知，光束的傳遞幾乎集中在光纖的芯層，減少光纖預制件芯層部分的水含量，對降低光衰減可以達到事半功倍的效果。由這種光纖預制件制成的光纖在1380納米和總體上在1380納米窗口可表現(xiàn)出小得多的水峰，從而，在1380納米窗口表現(xiàn)出的光衰減比常規(guī)預制棒生產(chǎn)方法（如VAD、MCVD、OVD等法）制成的預制品制備的光纖低。

2、用《低水峰光纖預制件的制造方法》的方法制造的光纖預制件制成的光纖能夠在約1300～1680納米的波長范圍內(nèi)任意選擇出的某個波長下工作，不會有大的光衰減。具體地說，這種光纖在約1300～1680納米波長范圍內(nèi)的每一波長下都表現(xiàn)出小于約0.32分貝/千米的衰減，優(yōu)選小于約0.30分貝/千米。

3、《低水峰光纖預制件的制造方法》方法實施起來十分經(jīng)濟，而且在實施時不會額外產(chǎn)生對環(huán)境不友好的廢棄物。下面將通過實施例并對照附圖，對《低水峰光纖預制件的制造方法》作進一步的敘述。

《低水峰光纖預制件的制造方法》涉及光纖領域，特別是光纖預制件的制造方法。

2018年12月20日，《低水峰光纖預制件的制造方法》獲得第二十屆中國專利優(yōu)秀獎。 2100433B