制造镱掺杂的光学纤维的方法

摘要

本发明提供了一种通过气相掺杂技术制造镱(Yb)掺杂的光学纤维的工艺。该方法包括在烧结芯层的形成过程中与二氧化硅组合地同时气相沉积Al₂O₃和Yb₂O₃。然后在高温下以逐步的方式熔缩以产生预制体并拉制适宜尺寸的纤维。工艺参数已以使得Al和Yb-螯合物化合物可被输送到反应区而无前体材料的分解和冷凝的方式优化。因此，沿预制体长度的掺杂剂浓度变化已最小化至<1％并且还实现良好的工艺可重复性。所产生的纤维还具有平滑的芯-覆盖层边界而无任何星状缺陷。所述方法可以可靠地用于制造大芯Yb掺杂的光学纤维。所述光纤还显示出适合于其作为纤维激光器应用的低损耗、可忽略的中心凹陷和良好光学性能。

主权项

一种通过气相掺杂技术制造镱(Yb)掺杂的光学纤维的方法，所述方法包括以下步骤：(i)使用MCVD工艺在1900至1980℃范围的温度下于二氧化硅玻璃基体管内沉积纯二氧化硅覆盖层；(ii)使Al‑盐和Yb‑螯合物在其相应的升华器室中分别于100至170℃和180至260℃范围的温度下升华以获得Al‑前体和Yb‑前体；(iii)以对于Al前体10至50sccm和对于Yb前体100至300sccm范围的流率向步骤(ii)的升华器室中引入经预热的惰性载气；(iv)向所述基体管输送步骤(iii)中获得的Al和Yb前体与惰性气体，在180‑370℃的范围内调节带式燃烧器的温度；(v)在15至40℃范围的温度和80至150sccm范围的流率下传送O₂气进入SiCl₄鼓泡器中以向所述基体管输送SiCl₄‑O₂气体混合物；(vi)在所述基体管中混合SiCl₄、O₂、Al前体、Yb‑前体和惰性气体，然后同时氧化以形成SiO₂、Al₂O₃和Yb₂O₃；(vii)沉积具有目标Al₂O₃和Yb₂O₃浓度的包含SiO₂‑Al₂O₃‑Yb₂O₃的烧结芯层以获得沉积的管；(viii)在1900至2300℃范围的温度下使所述沉积的管熔缩以获得制成的预制体；和(ix)从步骤(viii)中获得的所述制成的预制体拉制纤维以获得镱(Yb)掺杂的光学纤维。