[发明专利]一种光纤预制棒的制造方法

说明书

                        技术领域

本发明涉及一种光纤预制棒的制造方法，具体地说是一种由等离子体化学气目沉积和管外气相沉积两种工艺结合制造光纤预制棒的方法。

                        背景技术

光纤预制棒的传统制造方法主要有四种，即等离子体化学气相沉积、改进的化学气相沉积法、管外气相沉积法和轴向气相沉积法。这四种制造工艺虽能制造出光纤预制棒，但是它们又各自具有不同的缺点。近年来，随着光纤预制棒制造技术的发展，四种制造工艺开始融合，出现了一些混合制造方法，如改进的化学气相沉积和管外气相沉积混合工艺制造方法(MCVD＋OVD制造方法)。MCVD＋OVD制造方法虽然解决了上述制造方法中存在的某些缺陷，如套管的偏心度、弯曲度以及将芯棒插入后两者的同心度问题；预制棒的拉丝长度受到限制的问题，以及增大套管增加了成本的问题。但是这种方法在衬管内沉积玻璃薄膜时原料利用率低，对光纤折射率的控制不够精确，而且沉积和熔缩在同一设备上进行，占用设备时间长，具有生产效率低的缺点。

                        发明内容

发明人经过多年研究和生产实践，为克服上述生产方法的缺陷，发明了一种等离子体化学气相沉积和管外气相沉积混合工艺(PCVD＋OVD)制造光纤预制棒的方法，以弥补上述方法的不足。

本发明的技术方案是这样实现的：本发明是由等离子体化学气相沉积和管外气相沉积两种混合制造光纤预制棒的方法，它包括以下步骤：

A、采用等离子体化学气相沉积方法制备芯棒；

B、采用管外气相沉积方法制备包层，即得坯棒；

C、将坯棒进行烧结，即得到光纤预制棒。

等离子体化学气相沉积制备芯棒方法是将母体原料通入石英玻璃衬管中，经过微波耦合将衬管中的反应气体激发成等离子态进行反应，在衬管内表面沉积形成玻璃态，当衬管中沉积了足够层数的玻璃膜后，将该衬管置于热源中加热，使之熔缩成一实心预制件，即为芯棒。

管外气相沉积方法制备包层是将反应原料通过输送系统送到反应腔，用氢氧焰进行火焰水解，在芯棒上沉积反应产物SiO2粉尘，得到的坯棒。

坯棒烧结过程是将坯棒按纵轴方向垂直吊挂起来，缓慢伸入加热炉中通入氦气以置换出部分或全部坯棒粉尘捕获的气体，同时通入氯气置换粉尘空隙中残存的水气和粉尘表面的羟基，烧结完成即制得光纤预制棒。

本发明吸收了等离子体化学气相沉积和管外气相沉积两种制造光纤预制棒的优点，摒弃其不足，将两种方法有效融合，因此具有以下优点：

1、可以精确控制光纤波导结构；

2、芯棒沉积效率高，可充分利用原料；

3、沉积速率快；

4、可以制备大直径光纤预制棒，从而提高生产效率；

5、占用设备时间短，生产效率高。

                附图说明图1是本发明的工艺流程图。图2是PCVD工艺中等离子体在衬管中的沉积示意图。图3是将沉积后的衬管熔缩成实心芯棒的示意图。图4是OVD工艺沉积外包层的示意图。图5是坯棒在热区烧结的示意图。图6是整个烧结装置的示意图。1等离子体 2加热炉 3衬管 4谐振腔 5沉积层6热源 7芯棒 8燃烧器 9含反应原料的氢氧焰 10芯棒外沉积的粉尘式外包层 11 SiO2粉尘颗粒 12烧结后透明致密玻璃体 13加热炉 14抓斗 15玻璃容器 16压力控制单元

                具体实施方式

以下结合附图，对本发明的制造方法做进一步说明。

如图1至图6所示，本发明首先将母体原料通入一旋转的石英玻璃衬管3中，谐振腔4将微波耦合在衬管3中的反应气体上使之激发成等离子体1，沉积在衬管3内表面形成玻璃态沉积层5，当衬管3中沉积了足够层数的破璃膜后，将该衬管置于热源6中加热，使之熔缩成一实心预制件，即为芯棒7。然后采用管外气相沉积方法将反应原料通过输送系统送到燃烧器8中，用含反应原料的氢氧焰9进行火焰水解，在芯棒上沉积SiO2粉尘11。将坯棒按纵轴方向垂直吊挂在抓斗14上，缓慢伸入加热炉13中通入氦气以置换出部分或全部坯棒粉尘捕获的气体，同时通入氯气置换粉尘空隙中残存的水气和粉尘表面的羟基，烧结完成即制得光纤预制棒。