[发明专利]一种管外法制造光纤预制棒的装置和方法

权利要求书

1.一种管外法制造光纤预制棒的装置，包括有机架、旋转夹盘和喷灯组件，旋转夹盘或喷灯组件与移动座相连，喷灯组件与燃气和化学原料供应系统相连通，其特征在于设置有等离子体发生器，等离子体发生器的入口端与掺杂源相连通，等离子体发生器的出口端与喷头相连。

2.按权利要求1所述的管外法制造光纤预制棒的装置，其特征在于所述的掺杂源包括掺杂气源和/或掺杂液源，在掺杂液源与等离子发生器之间安设有雾化器，掺杂液经由雾化器雾化后进入等离子体发生器。

3.按权利要求2所述的管外法制造光纤预制棒的装置，其特征在于在掺杂气源和掺杂液源管路上设置流量控制器，用以调节每种气体和液体的流量。

4.按权利要求1所述的管外法制造光纤预制棒的装置，其特征在于所述的等离子体发生器为高频等离子体发生器或微波等离子体发生器，所述的喷头安设在等离子发生器出口端，与其相联成一体，在喷头出口端安设有开口为斜口或圆弧斜口的喷射罩。

5.按权利要求4所述的管外法制造光纤预制棒的装置，其特征在于所述的等离子体发生器包括玻璃内管和玻璃外管，在玻璃内管和玻璃外管之间设置有气体循环管，玻璃内管的后端为等离子体发生器入口端，分别设置掺杂气源和掺杂液源两个入口，玻璃内管的前端直接与喷头相连为一体，气体循环管的两端分别设置进气口和出气口，进、出气口与冷却气源相连通，在玻璃外管的外周安设高频螺旋线管，高频螺旋管两端与高频发生器相连，同时与冷却水相连通，在玻璃外管的前端连接玻璃喷射罩，由此构成高频等离子体发生器。

6.按权利要求1或2所述的管外法制造光纤预制棒的装置，其特征在于所述的机架为立式机架，旋转夹盘通过上下移动座与立式机架相连，所述的喷灯组件安设在立式机架的下方一侧，喷灯组件包括预制棒芯部喷灯和预制棒包层喷灯，在立式机架下方对应喷灯组件的另一侧安设直接连接喷头的等离子体发生器，由此构成VAD法制造光纤预制棒的装置。

7.按权利要求1或2所述的管外法制造光纤预制棒的装置，其特征在于所述的机架为卧式机架，旋转夹盘安设在卧式机架的一端，在卧式机架的一侧安设往复移动座，往复移动座上安设喷灯组件，喷灯组件为预制棒包层喷灯，预制棒包层喷灯设置1~6个，预制棒包层喷灯沿与旋转夹盘轴线平行的方向间隔安设，在各预制棒包层喷灯之间安设直接连接喷头的等离子体发生器，由此构成OVD法制造光纤预制棒的装置。

8.一种管外法制造光纤预制棒的方法，其特征在于

采用权利要求1至7中的任一装置，

将靶棒夹持固定在旋转夹盘上，旋转夹盘靠近喷灯组件处，

开启旋转夹盘，使靶棒缓慢旋转，同时开启喷灯组件、燃气和化学原料供应系统，

喷灯组件按照预设的喷射流量将燃烧状态的化学原料喷射至旋转的靶棒，沉积形成粉末预制棒的芯部和/或包层，与此同时，开启掺杂源和等离子体发生器，通过喷头向靶棒喷射经离子化处理的含有掺杂物质的气焰，控制单元根据情况通过质量流量计MFC和阀门对各喷射流量进行控制和调整，

喷灯组件和等离子体发生器喷头不断燃烧喷射，同时喷灯组件和等离子体发生器喷头相对靶棒移动或往复移动，粉末预制棒的芯部和包层不断延伸，或者包层直径不断增大，直至达到粉末预制棒预定的尺寸规格。

9.按权利要求8所述的管外法制造光纤预制棒的方法，其特征在于进入等离子体发生器的有气体和/或雾状溶液，所述的气体为含F气体、O₂、Ar、N₂、He中的一种或几种；所述的雾状溶液为稀土离子雾状溶液；利用等离子体发生器使进入的气体和/或雾状溶液部分或全部等离子化。

10.按权利要求8或9所述的管外法制造光纤预制棒的方法，其特征在于所述的方法为VAD法，喷灯组件包括预制棒芯部喷灯和预制棒包层喷灯，喷灯组件和等离子体发生器喷头位于靶棒的下方成仰角进行喷射，旋转夹盘带动靶棒连续缓慢上移，粉末预制棒的芯部和包层不断延伸，直至达到粉末预制棒预定的长度。

11.按权利要求8或9所述的管外法制造光纤预制棒的方法，其特征在于所述的方法为OVD法，喷灯组件为预制棒包层喷灯，喷灯组件和等离子体发生器喷头沿与旋转夹盘轴线平行的方向间隔安设，与靶棒轴线成直角进行喷射，移动座带动喷灯组件和等离子体发生器喷头往复移动，所述的靶棒为已成型的芯棒，粉末预制棒的包层直径在往复移动中不断增大，直至达到粉末预制棒预定的直径。