[发明专利]光纤预制棒的挤压装置和制备方法

说明书

一种光纤预制棒的挤压装置和制备方法，通过设计的挤压配件配合挤压模具，实现玻璃成型和预制棒的挤压连贯进行。本发明挤压装置简单，并且减少了在制备预制棒过程中杂质的引入，能够大大缩短挤压法制备预制棒的时间，在挤压过程中无需电加热丝或者电炉维持模具温度，避免了芯包界面被污染，同时可以调控预制棒纤芯的尺寸。

技术领域

本发明涉及光纤预制棒，特别是一种光纤预制棒的挤压装置和制备方法。

背景技术

中红外光纤在大气通信、生物医疗、红外对抗等领域有着十分重要的应用。目前，中红外光纤主要分为碲酸盐光纤，氟化物光纤和硫化物光纤三类。光纤预制棒的制备是光纤制备的重要环节，其决定了光纤的纤芯和包层的相对尺寸，同心度等关键结构参数，同时影响光纤的损耗。

目前石英光纤预制棒主要利用化学气相沉积法制备，而多组分光纤预制棒则是多用管棒法、浇筑法和挤压法等制备。中红外玻璃容易析晶，并且机械强度低，而挤压法制备预制棒操作温度较低，适合制备易挥发和易析晶的玻璃预制棒。

专利UK1194386介绍了一种利用钠钙硅玻璃进行了挤压，制备了包层和纤芯结构的预制棒的方法。专利EP0420239A1介绍了一种挤压法制备非氧化物的光纤预制棒的装置和方法，该方法是分别制备包层和纤芯玻璃块材，对它们进行研磨抛光处理，再叠放进挤压模具中进行挤压，制备出光纤预制棒。专利US005308371A介绍了一种挤压法制备氟化物光纤预制棒的方法，该方法是在包层玻璃圆柱体上面浇纤芯玻璃，使得纤芯和包层玻璃形成上下结构的一个玻璃圆柱体，再对玻璃圆柱体进行切割加工，然后放进挤压模具中进行挤压，制备出光纤预制棒。

上面提及的预制棒制备方法，都是需要先制备好玻璃块材，对玻璃进行切割或者抛光等加工处理，然后再放进模具中在一定的温度下进行挤压制备光纤预制棒。上述挤压法制备预制棒的方法有以下几个缺点：

第一，在对玻璃进行加工的过程中易引入杂质，这样会增加所制得光纤的损耗；

第二，先制备玻璃块材，然后再放进模具中挤压会使得制备过程复杂，效率低且挤压的重复性不好；

第三，为保持挤压过程在一定的温度下进行，则需要电加热丝或者电炉等加热装置，使得整个挤压装置更为庞大、复杂。

发明内容

本发明针对现有的挤压法制备光纤预制棒的不足，根据低损耗中红外光纤的需求，提供一种光纤预制棒的挤压装置和制备方法。该方法制备预制棒所需时间短，挤压装置简单，并且减少了在制备预制棒过程中杂质的引入。通过预制棒成型区的直径和长度的改变，可以调控预制棒纤芯的尺寸。

本发明的技术解决方案：

一种光纤预制棒的挤压装置，其特点在于包括挤压模具和挤压配件，所述的挤压模具的上、中、下三部分分别称为压头、玻璃成型区和预制棒成形区，所述的玻璃成型区和预制棒成形区均由共轴的2瓣相连构成，所述的玻璃成型区的内腔的直径与所述的压头的外径相同，所述的玻璃成型区的底部的出口的直径与所述的预制棒成形区的内径相同，所述的预制棒成形区的直径大小决定光纤预制棒的尺寸；

所述的挤压配件是一个圆柱体，其直径比所述的预制棒成形区的内径略小。

利用上述挤压装置制备光纤预制棒的方法，该方法包括以下几个步骤：

1)利用铜丝或弹簧将所述的挤压配件卡在所述的预制棒成型区的入口，使所述的挤压配件的上端和预制棒成型区的最上端平齐，将所述的压头置于所述的玻璃成型区，然后将挤压装置放入电炉中保温220℃～350℃2h；

2)利用高温熔融法同时熔制纤芯玻璃液和包层玻璃液；

3)将挤压装置从电炉中拿出，取出所述的压头；