專利名稱：：具有減少氫感生損耗的光纖及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及具有減少氫感生損耗(氫老化損耗)的光纖及其制造方法。尤其，本發(fā)明涉及一種制造具有減少氫感生損耗的光纖的方法，其中氘處理持續(xù)時間是根據(jù)三個因素預(yù)定的a)氘氣的濃度，b)反應(yīng)溫度，c)用氘氣處理的光纖的腔內(nèi)壓力。
背景技術(shù)：
：通常，光纖是用由例如改進的化學(xué)汽相沉積(MCVD)、常壓化學(xué)氣相淀積(ACVD)、蒸汽軸向沉淀(VAD)、等離子體化學(xué)氣相淀積(PCVD)等已知方法制造的光纖預(yù)制棒得到的。由任何上述的已知方法產(chǎn)生的光纖預(yù)制棒要求不含有0H離子，也就是說在1383納米不產(chǎn)生OH離子的吸收損耗。人們發(fā)現(xiàn)，光纖中結(jié)構(gòu)缺陷的濃度和種類，是由預(yù)制棒的拉制條件和制造方法決定的。在傳統(tǒng)方法中，光纖是通過將光纖預(yù)制棒在例如脫水、合并、拉制的不同工藝流程中置于不同的溫度下拉制得到的。在脫水工藝流程中，光纖預(yù)制棒在包含氦氣、氧氣和氯氣的氣體中成型。在脫水和合并過程中的氣體濃度影響由預(yù)制棒制造的光纖的傳輸損耗。例如，在脫水工藝流程中富氧氣體將增加預(yù)制棒中過氧化缺陷(三Si-0-0-Si三)的形成。在拉制過程中，光纖預(yù)制棒置于大約2000攝氏度或以上的高溫，并在快速冷卻的同時拉制光纖，從而在光纖中產(chǎn)生應(yīng)力。眾所周知，如此生產(chǎn)的光纖會產(chǎn)生確定的結(jié)構(gòu)缺陷。遠程通信工業(yè)的主要目標是在更長的距離上、用更短的時間傳遞更多的信息量，使用具有上述結(jié)構(gòu)缺陷的光纖無法實現(xiàn)該目標。通常，單模光纖可在大約1300nm到大約1600nm的波長范圍內(nèi)用于數(shù)據(jù)傳輸。然而，在單模光纖中，數(shù)據(jù)傳輸是在大約1310納米(0-波段)和大約1550納米(C-波段)的波長范圍內(nèi)進行。在標準單才莫光纖中不使用1360nm-1460nm(E-波段)的范圍進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)脑蚴莻鬏斨行盘柕母咚p損耗發(fā)生在1383nm波長處。傳輸信號的高衰減損耗是由于光纖中在所述范圍的所述1383nm波長處存在濕氣(0H離子)導(dǎo)致的高吸收譜帶。因此，可被用于在E-波段區(qū)域進行信號傳送的單模光纖將是一種在所述區(qū)域的所述1383nm波長處沒有吸收譜帶的光纖，也就是沒有0H離子或具有減少的OH離子(低水峰)的光纖。由于網(wǎng)絡(luò)容量的高增長，利用包括0-波段、C-波*歐和E-波段的從大約n00腿到大約1625nm范圍內(nèi)全部波長的需求導(dǎo)致具有低水峰的，即沒有0H離子或具有減少的OH離子的光纖的發(fā)展。在具有低水峰(低0H離子)的光纖中，在1240nm、1383nrn、1530nm或大于1530nm波長等處的傳輸損耗由于來自環(huán)境的氫擴散而增加，并且這個由于在一定時間內(nèi)來自環(huán)境的氫擴散導(dǎo)致的傳輸損耗的增加現(xiàn)象被定義為光纖的氫老化損耗。因此，所需要的不僅是減少OH離子，而且是不通過氫與結(jié)構(gòu)缺陷的反應(yīng)形成OH離子，即便有，也意味著理想中此時需要沒有OH離子的光纖?？梢钥闯?，上述光纖內(nèi)經(jīng)過一段時間后由于來自環(huán)境的氫擴散導(dǎo)致的傳輸損耗的增加現(xiàn)象是通過以下機制產(chǎn)生的。生產(chǎn)的光纖具有確定的結(jié)構(gòu)缺陷，其通常在制造光纖的合并工藝及/或拉制工藝中產(chǎn)生。在光纖中的這些缺點一般涉及非橋氧空穴中心(NBOHC)O三Si-0'，過氧橋(POR)0三Si-O-O-Si三O和三價珪(tricoordinatedsilicon)(通常稱為E，中心)O三Si'[由K.H.Chang所著的"NewHydrogenAgingLossMechanisminthe1400nmWindow"]。在這些缺陷中，已知非橋氧空穴中心(NB0HC)和過氧橋(P0R)會增加暴露在氫氣環(huán)境后的傳輸損耗。氳分子與上述缺陷結(jié)合形成原子結(jié)構(gòu)(例如Si-OH和Si-H),其導(dǎo)致傳輸損耗的增加。尤其Si-OH(參見下列方程式1)的形成導(dǎo)致在1383nm處的傳輸損耗。因此，為使光纖具有長期性能，降低氫感生損耗已經(jīng)變的很重要。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage7</formula>(1)嘗試減少由于經(jīng)過一段時間與環(huán)境中的氫反應(yīng)形成Si-OH形成的傳輸損耗，用氘(重氫)氣處理光纖，導(dǎo)致通過氘氣與結(jié)構(gòu)缺陷的反應(yīng)形成Si0D，如下列方程式2所示。已知事實是Si-0D在從大約1200nm到大約1625nm的波長范圍內(nèi)不具有任何的主要的吸收峰。因此，Si-OD的形成代替與結(jié)構(gòu)缺陷形成的Si-OH,表現(xiàn)為形成了沒有或者減少氫感生損耗光纖的較好選擇。因此，本發(fā)明指明了一種這樣的一種方法，其中氘氣分子與結(jié)構(gòu)缺陷生生化學(xué)反應(yīng)因此導(dǎo)致Si-OD的形成，Si-OD被認為在從大約1200nm到大約1625nm的波長范圍沒有吸收峰，特別地在1383nm沒有吸收峰，因此減少傳輸損耗。氘氣分子與結(jié)構(gòu)缺陷反應(yīng)以形成Si-OD的精確機制是不知道的，但是可以相信其可能是按照下列方程式(2):<formula>formulaseeoriginaldocumentpage7</formula>(2)一般的，0H離子與OD離子的交換，即氫和氘(重氫)之間的同位素交換或者在高溫下(上述的40(TC)或者經(jīng)過照射[Isotopeexchangereactionsinvitreoussilica-B.KumarPhysicsandchemistryofglassesVol.26No.6(1985)PP213-216)]來進4亍。然而，光纖不能經(jīng)受這樣的高溫，因此，普遍已知的同位素交換法不適于減少光纖中的氫感生損耗?，F(xiàn)有技術(shù)[由K.H.Chang所著的"NewHydrogenAgingLossMechanismLossMechanisminThe1400mnWindow，，]教導(dǎo)了一種新的氫老化機制，根據(jù)該機制，光纖中的結(jié)構(gòu)缺陷可以與氫分子起化學(xué)反應(yīng)以形成以前不存在的新的OH基。這些新形成的OH基甚至在高溫下也是不可逆的并且導(dǎo)致在1383nm傳輸損耗的增加。相應(yīng)地，當暴露在氬環(huán)境中時，不發(fā)生與氫的進一步反應(yīng)。然而，該方法主要的障礙是其沒有教導(dǎo)如何減少光纖中的氬感生損耗。另一個現(xiàn)有技術(shù)的方法[日本專利JP2003261351]教導(dǎo)了一種在光纖中減少氫感生損耗的方法，包括將光纖在環(huán)境大氣和溫度不超過30。C下暴露在濃度低于4%體積比但高于1%體積比的氘(重氫)中。依據(jù)這種方法，這樣的暴露要持續(xù)至少兩天或以上，優(yōu)選地為四天或以上。上述的方法的另一個缺點和局限是，如果反應(yīng)溫度高于30°C，則傳輸損耗未減少到預(yù)期水平，即其高于預(yù)期水平。上述的方法的再一個缺點和局限性是，如果腔的壓力，即光纖暴露于氘氣中的壓力高于環(huán)境壓力，則甚至在暴露三天之后仍不能實現(xiàn)滿足壓力和天數(shù)條件的基本要求。應(yīng)當注意到，在術(shù)語壓力和天數(shù)中，壓力指氘氣的壓力(按帕斯卡計量的)而天數(shù)指用氘氣處理光纖的天數(shù)。根據(jù)上述的方法，只有當光纖暴露于氘濃度低于4%體積比并且高于1%體積比和溫度不超過3(TC的氖氣中時，傳輸損耗的老化被控制，同樣的當光纖暴露于氘氣至少兩天或以上，優(yōu)選地為四天或以上時，傳輸損耗的老化才能被控制。因此，根據(jù)該現(xiàn)有技術(shù)中教導(dǎo)的該方法，不能想到在氘濃度超過4體積％、壓力超過1%體積比并且溫度超過3(TC時對光纖實施氖處理。進一步，也根據(jù)上述的方法，觀察光纖暴露于氘氣中任意持續(xù)時間而非預(yù)定期間。因此，該方法使人通過偶然和試驗的方式執(zhí)行該暴露。進一步，發(fā)明人注意到光纖的這樣任意的在氘氣中暴露導(dǎo)致光纖具有未反應(yīng)的結(jié)構(gòu)缺陷，如果暴露持續(xù)時間比要求的短，經(jīng)過一段時間，這些未反應(yīng)的結(jié)構(gòu)缺陷可以與環(huán)境中的氫分子起化學(xué)反應(yīng)而形成以前沒有的新的0H基。如上所述，這些新形成的0H基甚至在高溫下是不可逆的并且導(dǎo)致在1383nm處傳輸損耗增加，因此意味著根據(jù)上述的現(xiàn)有技術(shù)方法用氘氣處理光纖會表現(xiàn)出氫老化損耗。進一步，也觀察如果氘處理持續(xù)時間比要求的持續(xù)時間長，制造的光纖將具有更多氘氣并且光纖中該過度的氘存在增加了大約1550nm處的衰減損耗，由此，要求在其用于期望的應(yīng)用之前將氘氣從光纖中移除。另一個現(xiàn)有^t術(shù)[美國專利4，685,945]也描述了一種為減少光纖^立伸中的過氧化氫缺陷對光纖氘處理的方法。依據(jù)這種現(xiàn)有技術(shù)，光纖束暴露于氘氣(D2),在從大約1個大氣壓力到大約10個大氣壓力和接近于但不高于對特定光纖進行沒有其它的重要功能退化或者損耗的處理的溫度下，用比如氮、氬等的惰性運載氣體凈化或者稀釋。即使依據(jù)這種現(xiàn)有技術(shù)[美國專利4，685，945]的方法，光纖暴露于氘氣任意的持續(xù)時間而非預(yù)定期間。如上所述,發(fā)明人注意到光纖這樣任意暴露于氘氣導(dǎo)致光纖具有未反應(yīng)的結(jié)構(gòu)缺陷，如果暴露持續(xù)時間比要求的短，這些未反應(yīng)的結(jié)構(gòu)缺陷經(jīng)過一段時間可以與環(huán)境中的氫分子起化學(xué)反應(yīng)形成以前沒有的新的0H基。如上所述，這些新形成的0H基即使在高溫下也是不可逆的，導(dǎo)致增加在1383nm的傳輸損耗，因此意。未著根據(jù)上述的現(xiàn)有技術(shù)方法用氖處理光纖會表現(xiàn)出氫老化損耗。進一步地，如上所述，也觀察如果氘處理持續(xù)時間比要求的持續(xù)時間長，當根據(jù)該方法處理光纖時，制造的光纖將具有更多氘氣而光纖中該氘的過度存在增加在大約在大約1550nm的衰減損耗，由此，要求在其用于期望應(yīng)用之前從光纖移除該氘氣。進一步地，依據(jù)這種現(xiàn)有技術(shù)[美國專利4,685，945]方法，需要一種光學(xué)激活硅石中的過氧鍵的輔助工序，該工序中通過用一種至少10Lambert單位和具有至少是透明石英的短波吸收限波長的光源照射光纖使硅石中的過氧鍵與氘氣分子起反應(yīng)，該方法不僅增加加工時間，而且增加成本，由此，使得該現(xiàn)有技術(shù)[美國專利4,685,945]的方法不經(jīng)濟。根據(jù)該現(xiàn)有技術(shù)教導(dǎo)的方法，該光激活步驟與氘氣的滲透步驟同時進行或者隨后進行。該現(xiàn)有技術(shù)[美國專利4,685,945]方法的另一個問題是不僅由于過氧鍵反應(yīng)的光學(xué)激活的輔助工序的需求增加工藝時間和工藝成本，而且已經(jīng)注意到，用氖處理的光纖的該光學(xué)激活額外要求一種鈍化缺陷部位的控制步驟。因為如果缺陷部位保持激活狀態(tài)，氘處理的真正的目的將喪失。由于鈍化控制步驟的需求，該現(xiàn)有技術(shù)方法變得更加地既費時又費錢。依據(jù)這種現(xiàn)有技術(shù)[美國專利4,685，945]方法，氖處理的持續(xù)時間是兩個特征的功能，即反應(yīng)進行時氖的壓力和溫度。然而，已經(jīng)注意到該現(xiàn)有技術(shù)[美國專利4，685,945]方法不教導(dǎo)怎樣計算完成用缺陷部位與D2氘氣反應(yīng)需要的氖處理的持續(xù)時間以獲得不用執(zhí)行氘氣除去步驟的具有減少氫感生損耗的光纖。從前面的描述和現(xiàn)有技術(shù)[由LH.Chang所著的"NewHydrogenAgingLossMechanismLossMechanisminthe1400nmWindow，，]可知，經(jīng)過一段時間，甚至在處理過的光纖中，未反應(yīng)的結(jié)構(gòu)缺陷與環(huán)境中的氬分子起化學(xué)反應(yīng)形成新的之前沒有的OH基。因此，可以說如果在氘處理的過程中，光纖中的結(jié)構(gòu)缺陷沒有與氘氣完全反應(yīng)，暴露于包含氫的空氣的Si-OH的形成將導(dǎo)致傳輸損耗的增加。發(fā)明的需求因此，需要一種制造具有減少氫感生損耗的光纖的方法和一種通過性。
發(fā)明內(nèi)容發(fā)明目的本發(fā)明的主要目的是提供一種制造具有減少氫感生損耗的光纖的方法和一種通過這種方法制造的光纖，其中氘氣分子與光纖中的結(jié)構(gòu)缺陷起化學(xué)反應(yīng)以形成被認為在從大約1200nm到大約1625nm的波長范圍內(nèi)沒有吸收峰的Si-OD,特別地在1383nm沒有吸收峰。并且所述的光纖的氖處理執(zhí)行一預(yù)先決定的持續(xù)時間，因此意味著該改進的方法克服了在上文論述的現(xiàn)有技術(shù)的缺點和局限性。本發(fā)明的另一個目的是提供一種制造具有減少氫感生損耗的光纖的方法，其中，用氘氣處理光纖的氘處理持續(xù)時間是通過考慮氘處理的全部三個參數(shù)預(yù)先決定的，即a)氖的濃度，b)反應(yīng)溫度和c)用氘氣處理光纖的腔的壓力。本發(fā)明的再一個目的是提供一種具有減少氫感生損耗的光纖并且呈現(xiàn)出在1383nm的衰減損庫毛小于或等于/人1310nm到1625nm范圍內(nèi)的規(guī)定的極限值，即使在根據(jù)IEC60793-2-50的氬老化之后。本發(fā)明的又一個目的是提供一種制造具有減少氫感生損耗的光纖的方法，其中保證光纖中的結(jié)構(gòu)缺陷與氖氣的可能的完全反應(yīng)，以克服對暴露于包含氫的空氣的Si-OH的形成的問題，因此意味著制造的光纖不會表現(xiàn)出氫老化損耗，相反地，將表現(xiàn)出傳輸損耗的進一步地減少。本發(fā)明的又一目的是提供一種制造具有減少氫感生損耗的光纖的方法，其中不僅光纖中的過氧橋(POR)結(jié)構(gòu)缺陷，而且非橋氧空穴中心(NBOHC)結(jié)構(gòu)缺陷在預(yù)定期間中也與氖氣起化學(xué)反應(yīng)，由此，該方法制造一種既沒有過氧橋(POR)結(jié)構(gòu)缺陷也沒有非橋氧空穴中心(NBOHC)結(jié)構(gòu)缺陷的光纖。本發(fā)明的又一目的是^是供適于從大約1200nm變化到大約1625nm的整個波長范圍的光纖，即包括O-波段、C-波段和E-波段區(qū)并且還具有低水峰，即沒有或者具有減少的OH離子的光纖，以滿足網(wǎng)絡(luò)高容量。本發(fā)明其它的目的、優(yōu)點和優(yōu)選的實施例將從以下結(jié)合附圖的描述中變得更明顯，其不欲限制本發(fā)明的范圍，但用來作為本發(fā)明優(yōu)選實施例的例i正。發(fā)明概述發(fā)明人驚訝地注意到，如果預(yù)先制定光纖的氘處理持續(xù)時間并且在該預(yù)定期間用氘氣處理光纖預(yù)定期間，則可克服在上文論述的現(xiàn)有技術(shù)的缺點和局限性。發(fā)明人也注意到如果光纖的氘處理持續(xù)時間是以全部的三個因素ii為基準，即a)氘的濃度，b)反應(yīng)溫度和c)用氘氣處理光纖的腔的壓力來預(yù)定的，則其令人驚訝地的導(dǎo)致形成具有大大減少的氫感生損耗的光纖其中光纖中全部的結(jié)構(gòu)缺陷與氘氣起化學(xué)反應(yīng)以形成Si-0D原子結(jié)構(gòu)因此意味著該處理的光纖不會具有未反應(yīng)的結(jié)構(gòu)缺陷，由此，經(jīng)過一段時間，該處理的光纖不會與環(huán)境中的氫分子起化學(xué)反應(yīng)并形成新的之前沒有的0H基。因此，已經(jīng)注意到根據(jù)上述的全部的三個因素計算的預(yù)定的持續(xù)時間的氘氣與光纖反應(yīng)，導(dǎo)致一種不能形成新的0H基的光纖，因此意味著光纖經(jīng)過一段時間不表現(xiàn)出傳輸損耗的增加，即不表現(xiàn)出氫老化損耗。因此，本發(fā)明涉及一種制造具有氫感生損耗的光纖的方法，其中所述光纖用氘氣處理一預(yù)定的持續(xù)時間。根據(jù)本發(fā)明的最優(yōu)選的實施例，用氘處理光纖的該預(yù)定期間是根據(jù)全部的三個因素，即a)用于處理光纖的氘的濃度，b)用氘處理光纖的反應(yīng)溫度，和c)用氘處理光纖的腔的內(nèi)部壓力來決定的。在一個實施例中，本發(fā)明涉及具有減少氫感生損耗的光纖并且呈現(xiàn)出在1383nm的衰減損耗小于或等于從1310nm到1625nm范圍內(nèi)的類L定的極限值，即使在根據(jù)IEC60793-2-50的氫老化之后。本發(fā)明的其它優(yōu)選的實施例和優(yōu)點將從之后結(jié)合附圖的描述中變得明顯，其不欲限制本發(fā)明的范圍。圖1示出根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選的實施例的光纖制造工序，其中用氘處理的光纖經(jīng)受氬老化測試。圖2示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的從光纖預(yù)制棒制造具有減少氫感生損耗的光纖的脫水、燒結(jié)和伸縮工序。圖3顯示傳統(tǒng)的單模光纖的頻語衰減和根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的實施例制定的低水峰單模光纖。圖4示出已經(jīng)從根據(jù)本方法制造的光纖中移除的多種可能的光纖結(jié)構(gòu)缺陷。具體實施例方式相應(yīng)地，本發(fā)明涉及一種制造具有氫感生損耗的光纖的方法，其特征在于該光纖用氘氣處理一預(yù)定的持續(xù)時間。根據(jù)本發(fā)明的最優(yōu)方案，制造具有減少氫感生損耗的光纖的該方法的特征在于用氘處理光纖的預(yù)定期間根據(jù)下列三個因素決定的預(yù)定期間a)用于處理光纖的氖氣的濃度；b)用氘氣處理光纖的反應(yīng)溫度；和c)用氘氣處理光纖的腔的內(nèi)部壓力。在一個實施例中，本發(fā)明也涉及具有減少氫感生損耗的光纖，其呈現(xiàn)出在1383nm處小于或等于/人1310nm到1625nm范圍內(nèi)的^見定的才及限值的衰減損耗，即使在根據(jù)IEC60793-2-50的氫老化之后，即，在1383nm具有低水峰值吸收。根據(jù)本發(fā)明，該光纖用氘氣處理一預(yù)定期間，其中所述預(yù)定期間根據(jù)全部的三個因素，即根據(jù)a)用于處理光纖的氘濃度、b)用氘處理光纖的反應(yīng)溫度、和c)用氖處理光纖的腔的內(nèi)部壓力來決定，通過使用下列方程式(3)顯示的回歸關(guān)系D=e+fxC+gxP+hxT(3)其巾，D是光纖應(yīng)該用氘氣處理的持續(xù)時間，以小時計；C是用氘氣處理光纖的氘氣濃度，按體積百分比計；P是用氘氣處理光纖的壓力，以巴計；T是用氘氣處理光纖的溫度，以攝氏度計；以及e、f、g和h是回歸常數(shù)，根據(jù)本發(fā)明，這些常數(shù)從該回歸分析來決定。根據(jù)本發(fā)明，所述回歸常數(shù)e、f、g和h在下列各自的范圍之內(nèi)變化e=+152to158(4)f=-6.04to-6.29(5)g=-8,48to-8.82(6)h=—0.30to-0.31(7)根據(jù)本發(fā)明，在上述方程式(3)定義的回歸關(guān)系中使用在上述的方程式(4)、(5)、(6)和(7)定義的范圍內(nèi)變化的該回歸常數(shù)，氘氣處理持續(xù)時間可^皮決定。根據(jù)本發(fā)明，通過使用上述方程式(3)定義的回歸關(guān)系，用氖氣處理光纖或者與光纖反應(yīng)需要的持續(xù)時間可以被預(yù)定。應(yīng)當注意這里披露的在上述方程式(3)定義的回歸關(guān)系是以全部的三個因素為基準的，即，根據(jù)a)用氘處理光纖的氘的濃度，b)用氘處理光纖的反應(yīng)溫度，和c)用氘處理光纖的腔的內(nèi)部壓力。因此，根據(jù)本發(fā)明，為了決定用氘處理光纖的預(yù)定的持續(xù)時間，a)用氘處理光纖的氘的濃度、b)用氛處理光纖的反應(yīng)溫度、和c)用氘處理光纖的腔的內(nèi)部壓力應(yīng)該是已知的。因此，根據(jù)一個實施例，本發(fā)明被認為是適于a)用任何濃度的氖處理光纖、b)在任何反應(yīng)溫度下用氘處理光纖、和c)在任何腔內(nèi)部壓力下用氘在腔內(nèi)處理光纖。根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選的實施例，本方法被認為適于從大約1%體積比到大約10%體積比變化的氖氣濃度。根據(jù)本發(fā)明的另一個優(yōu)選的實施例，本方法被認為適于從大約20°C到大約10(TC變化的溫度。然而，應(yīng)注意不讓光纖的包層在該選定溫度下衰變。根據(jù)本發(fā)明的再一個優(yōu)選的實施例，本方法被認為適于從大約1巴到大約6巴變化的內(nèi)部壓力。根據(jù)本發(fā)明的最優(yōu)選的實施例，本方法被認為適于從大約1%體積比到大約IO%體積比變化的氘的濃度、從大約20。C到大約IO(TC變化的溫度、和從大約1巴到大約6巴變化的腔內(nèi)部壓力。已經(jīng)令人驚訝的發(fā)現(xiàn)，通過使用這里披露的在方程式(3)中定義的回歸關(guān)系，氘處理或者反應(yīng)持續(xù)時間可以預(yù)定并且被最小化到這樣一個程度，如果光纖在該預(yù)定期間中處理，則該方法不形成任何的未反應(yīng)的結(jié)構(gòu)缺陷，因此意味著其令人驚訝的導(dǎo)致形成具有大大地減少氳感生損耗的光纖，其中光纖中全部的結(jié)構(gòu)缺陷與氘氣起反應(yīng)以形成Si-OD原子結(jié)構(gòu)，由此，處理的光纖不會具有未經(jīng)處理的結(jié)構(gòu)缺陷，因此，經(jīng)過一段時間，處理的光纖不與環(huán)境中的氫分子起化學(xué)反應(yīng)而形成之前沒有的新的OH基。因此，本方法被認為具有導(dǎo)致在光纖中不能形成新的OH基的優(yōu)點，因此意味著經(jīng)過一段時間，光纖不表現(xiàn)出傳輸損耗的增力口，即不表現(xiàn)出氫老化損耗?？蓮南铝杏脕砻枋霰景l(fā)明執(zhí)行方式而不欲限制其范圍的例子中清楚地知道，如果光纖在根據(jù)本發(fā)明決定的該預(yù)定期間被處理，其不顯示未處理的結(jié)構(gòu)缺陷，因此意味著該光纖呈現(xiàn)出大大減少的氫感生損耗，其中該光纖全部的結(jié)構(gòu)缺陷與氘氣起反應(yīng)以形成Si-OD原子結(jié)構(gòu)。從以下例子也可明顯得知，采用根據(jù)本發(fā)明確定的預(yù)定期間用氖氣處理光纖，預(yù)定期間不形成新的OH基，因此意味著經(jīng)過一段時間，根據(jù)本發(fā)明處理的光纖不表現(xiàn)出傳輸損耗的增加，即不表現(xiàn)出氫老化損耗。也注意到，根據(jù)本發(fā)明處理的光纖，特別地，在1383nm不表現(xiàn)出衰減損耗的增加，即使在室溫和大氣壓力下用1%體積比的氫氣進一步的處理該經(jīng)過氖氣處理的光纖3天之后(IEC60793-2-50方法)。這表明根據(jù)本發(fā)明處理的光纖沒有任何的未處理的結(jié)構(gòu)缺陷，即，通過本發(fā)明確保了氘氣與光纖中結(jié)構(gòu)缺陷的完全反應(yīng)以克服暴露于包含氫的空氣的Si-OH形成的問題,表明根據(jù)本發(fā)明制造的光纖不表現(xiàn)出氫老化損耗和傳輸損耗的進一步增加。從后述實施例2,也可明白，通過使用在方程式(3)中定義的上述的回歸關(guān)系，可以最小化用氘反應(yīng)或者處理光纖的持續(xù)時間以減少總體工藝時間和提高氖處理工藝的生產(chǎn)率，并且因此減少總體工藝的成本，使其更經(jīng)濟。應(yīng)當注意后述例子使用的光纖可以通過任何已知的方法制造。然而，例如，其可以通過一種方法制造，包括a)通過在圓柱體上沉積煙炱(soot)制造煙炱多孔體；b)從在上述的步驟a)中制造的煙炱(soot)多孔體上卸下該圓柱體以形成空的圓柱形的煙炱(soot)多孔體；c)在包含氧氣、氦氣和氯氣的空氣中將在上述的步驟b)中制造的該空的圓柱形的煙炱多孔體(102)脫水；d)在燒結(jié)爐內(nèi)部同時燒結(jié)和伸縮在上述的步驟c)中制造的所述脫了水的空的圓柱形的煙炱多孔體以形成適于制造光纖的光纖預(yù)制棒(103);e)從在上述的步驟d)制造的所述光纖預(yù)制棒(103)拉制光纖。將該制造的空的圓柱形的煙炱多孔體(102)傳遞到燒結(jié)爐以脫水、同時燒結(jié)和伸縮該所述空的圓柱形的煙炱(soot)多孔體(102)以形成固態(tài)玻璃預(yù)制棒(103)用來將該煙炱(soot)多孔體(102)轉(zhuǎn)換為從其中拉制出光纖的固態(tài)玻璃預(yù)制棒,該光纖受到根據(jù)本發(fā)明的氘處理。所示的過氧缺陷(三Si-0-O-Si三)、非橋氧空穴中心(NBOHC)和過氧橋(POR)，因此意味著即使在長時間暴露于氫環(huán)境之后不顯示傳輸損耗的增加。及不論以何種形式存儲的任何光纖，包括存儲在線軸上的光纖。在開始用氖氣進行光纖氖處理之前(所說氘氣可以是純的或者是由氮氣稀釋的)，測量光纖參數(shù)，例如，在各波長的頻二潛衰減。開始氘處理工藝之前記錄在1310、1383和1550nm的衰減。為了比專交，圖3中示出了根據(jù)本發(fā)明制造的光纖的頻譜衰減和常規(guī)方法制造的光纖的頻譜衰減。根據(jù)本方法制造的光纖在大約1360到1460nm的波長范圍內(nèi)顯示出小于大約0.32dB/km的光損耗。應(yīng)當注意，根據(jù)本方法，用氖氣處理光纖可以以任何方式執(zhí)行。例如,可以將光纖纏繞在氘氣與之接觸的腔的內(nèi)部所設(shè)置的多個線軸上來執(zhí)行。該氘氣腔優(yōu)選地用圍繞該腔設(shè)置的加熱器加熱，用熱電偶或者溫度傳感器測量腔內(nèi)部溫度。壓力監(jiān)測器優(yōu)選地安裝在該腔上以測量該腔內(nèi)部壓力。該壓力室連接到氘氣供應(yīng)器并且優(yōu)選地也連接到真空發(fā)生器。作為示范的實施例，在氘氣腔內(nèi)部放置光纖線軸之前，通過使用真空發(fā)生器抽空該腔以從該腔完全除去空氣。很好地關(guān)閉該腔以經(jīng)受氖氣處理需要的壓力。從前面的描述可以得知，通過變化氘氣處理的三個參數(shù)，即，i)氖氣的濃度、ii)反應(yīng)溫度和iii)用氘氣處理光纖的腔的內(nèi)部壓力，可以減少處理持續(xù)時間并且仍可以擁有具有在上文描述的期望特征的光纖。的光纖通過本方法被制造，并且已經(jīng)注意到這種光纖除了具有減少的氫感生損耗沒有顯示出傳輸損耗的增強，即使在氬老化之后，并且在1383腿呈現(xiàn)小于或等于從大約1310nm到大約1625nm范圍內(nèi)規(guī)定的、在根據(jù)IEC60793-2-50的氫老化之后的極限值的衰減損耗。實施例實施例1:為了氫老化損耗鈍化大量光纖線軸。檢驗該光纖線軸在131Gnm、1383nm和1550nm波長的傳輸損耗。全部光纖線軸設(shè)置在反應(yīng)腔內(nèi)部。該腔在放置光纖線軸之后密封。然后該腔被抽空以除去腔內(nèi)部的空氣。然后用氘氣和氮氣的混合物裝滿該腔。氘氣的濃度是3%體積比的，氮氣的濃度是97%體積比。該氘氣和氮氣的混合氣體的壓力大約3巴。當接觸該氘氣和氮氣混合氣體時氘氣處理工藝的反應(yīng)溫度是大約23。C。使用回歸關(guān)系(3)確定暴露該光纖線軸的持續(xù)時間；<formula>formulaseeoriginaldocumentpage18</formula>其中回歸常數(shù)值如下e=155,0f=_6.04g=-8.48h=-O.30通過代入氘氣濃度值C、壓力值P、溫度值T、和上述的e、f、g和h的值，我們獲得該持續(xù)時間是D=103.94小時該光纖線軸組在23。C的溫度、3巴壓力和3體積％的氘氣濃度下暴露于氘氣-氮氣混合物大約103.94小時。從上述一批光纖線軸中隨機的挑選一個光纖線軸按照IEC60793-2-50進行氫氣測試，其中該光纖線軸在室溫下和大約1大氣壓力下暴露于1%氫氣3天。在氫氣測試之后檢驗經(jīng)受氫氣測試的該特定的線軸的傳輸損耗的增加，特別在1383nm波長。注意到特別在1383nm波長沒有傳輸損耗的增加。下面的表格1給出了經(jīng)受該氫氣測試的該光纖線軸在氖氣處理之前、在氖氣處理之后和在氫氣測試之后在所關(guān)心的1383nm波長處的傳輸損耗的比較。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table>實施例2:另一批量的光纖線軸被鈍化用于氬老化損耗。在1310nm,1383nm和1550nm的波長4全查光纖線軸傳輸損耗。與實施例l相比用于完成氘處理的持續(xù)時間將被縮短。全部光纖線軸被放置在反應(yīng)腔內(nèi)。在放置光纖線軸之后該腔被不透氣地密封。然后該腔被抽成真空以除去腔內(nèi)存在的大氣氣體。接下來，該腔被充滿氘和氮氣的混合物。氘氣的濃度是6%體積比和94%的氮氣體積比。氖氣和氮氣混合物的壓力選擇為約6巴。當接觸氘氣和氮氣混合物時氘氣處理過程的反應(yīng)溫度是約45°C。暴露光纖線軸組的持續(xù)時間采用回歸關(guān)系(3)來決定；D=e+fxC+gxP+hxT(3)其中回歸常數(shù)值如下e=155.0f=-6.04g=-8.48h=-0.30通過代入氘氣濃度C,壓力P,溫度T的值和上述的回歸常數(shù)的值，我們獲得持續(xù)時間為D=54.38小時光纖線軸組在45。C的溫度，6巴的壓力和6%體積比的氘氣濃度條件下暴露于氘氣-氮氣混合物持續(xù)大約54.38小時的時間。從上述光纖線圏組中隨機挑選一個光纖線軸按照IEC60793-2-50^妄受氫氣測試，其中光纖線軸在室溫和大約1個大氣壓力下暴露于1%氫氣中3天。接受氫氣測試的該特定線軸，在氫氣測試之后^f企查其傳輸損^^的增加，特別地在1383腿波長。觀察到特別地在1383腿波長沒有傳輸損耗的增加。下面的表1給出了接受氫氣測試的光纖線軸在氖氣處理前，在氘氣處理之后和在氫氣測試之后在所關(guān)心的1383nm波長傳輸損耗的比較。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage20</column></row><table>從前述的實施例中，很明顯本方法在可能的最短持續(xù)時間內(nèi)制造了一種光纖并且仍具有減少的氫感生損耗，其中氘氣分子完全地與結(jié)構(gòu)缺陷包括在光纖中的過氧橋(P0R)和非橋氧空穴中心(NBOHC)結(jié)構(gòu)缺陷起反應(yīng)，并且形成Si-0D,并且不留下未反應(yīng)的任何結(jié)構(gòu)缺陷，這一點由通過本方法制造的光纖在波長為1383nm沒有吸收峰而證實，并且制造的光纖沒有表現(xiàn)出氫老化損耗和傳輸損耗的進一步增加，并且被認為適用于在從約1200nm到約1625nm變化的整個波長范圍內(nèi)，包括0帶，C帶和E帶區(qū)并且還具有低水峰，亦即，沒有或者有減少的OH離子以滿足高的網(wǎng)絡(luò)容量。從上文描述中顯見本公開的方法克服了現(xiàn)有技術(shù)不利、限制和缺占J、、、o應(yīng)當注意此處采用的各個術(shù)語僅僅的旨在說明本發(fā)明而不意欲限制本發(fā)明的范圍。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說顯然替換的術(shù)語同樣可以被采用來描述本方法而不偏離本發(fā)明的意思范圍。同樣應(yīng)當注意本公開的方法參考常壓化學(xué)氣相淀積(ACVD)方法描述。然而，如此處以上指出的，本方法甚至對于已知的制造光纖的其它替代方法也是適合的。權(quán)利要求1.一種制造具有減少氫感生損耗的光纖的方法，其特征在于該光纖用氘氣處理一預(yù)定期間。2.—種如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述預(yù)定期間基于下列三個因素決定a)用于處理光纖的氘氣的濃度；b)用氘氣處理光纖的反應(yīng)溫度；和c)用氘氣處理光纖的腔的內(nèi)部壓力。3.—種如權(quán)利要求1或者2所述的方法，其特征在于，所述預(yù)定期間通過使用下列方程式(3)顯示的回歸關(guān)系來決定D=e+fxC+gxP+hxT(3)其中，D是應(yīng)該用氘氣處理光纖的持續(xù)時間，以小時計；C是用氘處理光纖的氘氣濃度，按體積百分比計；P是用氘處理光纖的壓力，以巴計；T是用氘處理光纖的溫度，以攝氏度計；和e、f、g和h是回歸常數(shù)。4.一種如權(quán)利要求3所述的方法，其中所述回歸常數(shù)e在下列特定的范圍之內(nèi)變化e=152到158(4)5.—種如權(quán)利要求3所述的方法，其中所述回歸常數(shù)f在下列特定的范圍之內(nèi)變化f=-6.04到-6.29(5)6.—種如權(quán)利要求3所述的方法，其中所述回歸常數(shù)g在下列特定的范圍之內(nèi)變4匕g=-8.48到-8.82(6)7.—種如權(quán)利要求3所述的方法，其中所述回歸常數(shù)h在下列特定的范圍之內(nèi)變^(匕h=—O.30到-0.31(7)8.—種如前面任一個權(quán)利要求所述的方法，其中所述方程式(3)適于a)用于處理光纖的氘氣的任何濃度、b)用氘氣處理光纖的任何反應(yīng)溫度、和c)用氘氣處理光纖的腔內(nèi)部的任何壓力。9.一種如前面任一個權(quán)利要求所述的方法，其中所述氘氣的濃度相對于惰性氣體從大約1%體積比到大約10%體積比變化。10.—種如前面任一個片又利要求所述的方法，其中所述溫度從大約20°C到大約10G。C變化。11.一種如前面任一個權(quán)利要求所述的方法，其中所述腔內(nèi)部的壓力從大約1巴到大約6巴變化。12.—種如前面任一個權(quán)利要求所述的方法，其中，所述氘氣的濃度相對于惰性氣體從大約1°/。體積比到大約10%體積比變化，溫度從大約20。C到大約IO(TC變化，該腔內(nèi)部壓力從大約1巴到大約6巴變化。13.—種光纖，其特征在于，具有減少的氫感生損耗。14.一種如權(quán)利要求13所述的光纖，其中該光纖的特征在于，沒有或者具有減少的結(jié)構(gòu)缺陷，包括過氧缺陷(三Si-O-O-Si三)、非橋氧空穴中心(NBOHC)和過氧橋(P0R)。15.—種如權(quán)利要求13或者14所述的光纖，其中，光纖在大約1360到1460nm的波長范圍內(nèi)顯示出小于大約0.32dB/km的光損耗。16.—種如權(quán)利要求13至15中任一個所述的光纖，其中光纖即使在氬老化之后也不顯示出傳輸損耗的增強。17.—種如權(quán)利要求13到16中任一個所述的光纖，其中光纖在l383mn處呈現(xiàn)出小于或等于從大約1310nm到大約1625nm的波長范圍內(nèi)根據(jù)IEC60793-2-50的氬老化之后的、規(guī)定的極限的衰減損耗值。18.—種生產(chǎn)具有減少的氫感生損耗的光纖的方法，包括i)用純凈的氘氣或者氘氣和惰性氣體的混合物接觸包含在腔內(nèi)部的光纖；ii)保持該腔內(nèi)部壓力低于6巴；和iii)在不超過該被包層覆蓋光纖衰變溫度的反應(yīng)溫度下使該氘氣與結(jié)構(gòu)缺陷反應(yīng)；其特征在于，該氘氣處理持續(xù)時間是預(yù)定的，并且所述預(yù)定期間才艮據(jù)下列三個因素決定a)用于處理光纖的氘氣的濃度；b)用氘氣處理光纖的反應(yīng)溫度；和c)用氘氣處理光纖的腔的內(nèi)部壓力。19.一種如在此根據(jù)實施例和附圖描述的制造具有減少的氫感生損耗的光纖的方法。20.—種如在此根據(jù)實施例和附圖描述的具有減少氳感生損耗的光纖。全文摘要提供一種用于制造具有減少氫感生損耗光纖的方法，其中光纖被用氘氣處理一預(yù)定期間。該氘氣處理的預(yù)定期間基于三個因素決定，即，a)光纖被用氘氣處理的氘氣濃度；b)光纖被用氘氣處理的反應(yīng)溫度；和c)光纖被用氘氣處理的腔內(nèi)的壓力。文檔編號G02B6/02GK101523257SQ200680000808公開日2009年9月2日申請日期2006年11月15日優(yōu)先權(quán)日2005年11月18日發(fā)明者吉內(nèi)希·沙阿,森蒂爾·庫馬爾·納格斯瓦蘭,艾哈邁德·穆罕默德·科伊萊科,迪帕克·塔庫爾申請人:斯德萊特技術(shù)有限公司