[发明专利]光纤预制棒的制造装置及其制造方法

说明书

本发明提供一种光纤预制棒的制造装置及其制造方法，其制造装置包括：氧化脱水烧结炉、位于该烧结炉内的中心管、位于该烧结炉内且位于该中心管外的至少一发热体、位于该中心管内的SiO₂坯体、用于密封该中心管的密封罩、位于该中心管内称为内腔体、位于该中心管外且位于烧结炉内称为外腔体、连接至该外腔体的第一真空排气管和第一气管、连接至该烧结炉的第二真空排气管和第二气管，其中，所述发热体、SiO₂坯体、以及密封罩均位于所述烧结炉内。本发明方法，通过SiO2坯体的脱OH和除C的方法和氧化脱水烧结炉,解决除碳和脱水问题，以获得低C和低OH光纤预制棒；本发明结构简单、可靠。

技术领域

本发明属于光通信技术，尤其涉及一种光纤预制棒的制造装置及其制造方法。

背景技术

在光纤预制棒的制造工艺过程中，经常使用有机原料(硅氧烷类)或者含碳气体(CH4、CF4、氟利昂等)反应制得光纤预制棒坯体，含碳原料或含碳的气体分子量越大越不容易充分燃烧，因此燃烧不尽的碳容易残留在光纤预制棒坯体中。

光纤预制棒坯体中残留的碳在高温烧结时，与SiO₂(二氧化硅)反应，使得玻璃体内的硅氧键(Si-O)发生断裂；反应生成的CO/CO2容易在玻璃体内形成气泡。硅氧键(Si-O)断裂键及玻璃体内的气泡将直接影响光纤的强度和光信号的衰减。

为了避免上述存在的问题，光纤预制棒制造的沉积工艺应当在过量氧存在下进行。

大尺寸光纤预制棒的烧结一般采用真空烧结的方法，烧结过程中如果向烧结炉内通入氧化性气体(比如Cl₂和O₂)，烧结设备内部将会因此而氧化腐蚀。这样不仅降低了设备的使用寿命而且烧结过程中也会造成光纤预制棒的污染。

中国专利CN1076430A和CN1213650A均揭示在真空烧结装置，其加热和保温件均使用石墨材料，无法使用O₂对SiO₂坯体进行除碳处理；同时，Cl₂以及Cl₂与OH反应生成的HCl也会加速石墨和金属材料的腐蚀降低设备的使用寿命。

中国专利CN103771697A揭示一种化学计量的氧相比在沉积工艺过程中过量的氧会导致较低的沉积速率，本专利采用的一种常压烧结的方式中使用Cl₂进行脱水不失，为一种较好的脱水方式。但是随着光纤预制棒松散体的密度的提高，松散体外部的气体分子难以进入松散体内部，脱水的效果也将下降；同时，松散体内部的气体分子难以排出，容易留在光纤预制棒内部形成气泡，影响光纤预制棒的质量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种解决除碳和脱水问题、以获得低C和低OH光纤预制棒的光纤预制棒的制造装置及其制造方法。

本发明提供一种光纤预制棒的制造装置，其包括：氧化脱水烧结炉、位于该烧结炉内的中心管、位于该烧结炉内且位于该中心管外的至少一发热体、位于该中心管内的SiO₂坯体、用于密封该中心管的密封罩、位于该中心管内称为内腔体、位于该中心管外且位于烧结炉内称为外腔体、连接至该外腔体的第一真空排气管和第一气管、连接至该烧结炉的第二真空排气管和第二气管，其中，所述发热体、SiO₂坯体、以及密封罩均位于所述烧结炉内。

本发明又提供一种光纤预制棒的制造方法，其包括如下步骤：

第一步：对位于中心管内的SiO₂坯体进行真空处理；

第二步：在真空状态下，外腔体内通入He气体、内腔体内通入O₂气体、Cl₂气体、和He气体，使SiO₂坯体充分吸附；