[实用新型]一种光纤预制棒疏松体的烧结装置

说明书

本实用新型提供一种光纤预制棒疏松体的烧结装置；包括升降装置、伸缩平台、旋转装置、引杆、炉芯管、导流套筒和加热器；引杆连接导流套筒，导流套筒下方设置疏松体，疏松体的缩颈区完全被覆盖在导流套筒内部；炉芯管设置在引杆下方，炉芯管外部设置有加热器；导流套筒包括上下分布的圆锥形筒和圆柱形底座，可将工艺气体笼罩进疏松体的缩颈区处，圆锥形筒表面设置有若干个镂空小孔；本实用新型还提供上述光纤预制棒疏松体的烧结装置的应用方法。本实用新型借助圆锥形导流套筒将工艺脱羟气体完全覆盖光纤预制棒疏松体的缩颈区，保障缩颈区的氯气浓度分压，提高缩颈区的脱羟效果，提高光纤的产品质量，有效降低光纤预制棒制造成本。

技术领域：

本实用新型属于光纤预制棒制造技术领域，具体涉及一种光纤预制棒疏松体的烧结装置。

背景技术：

当前，国内光纤市场不稳定，光纤单价连年下降，极大压缩各大光纤企业的利润空间，因此，企业只有对光纤原材料-光纤预制棒的制造成本进行层层压缩才能弥补亏损。降低生产成本最有效的手段就是提高预制棒合格率，降低生产过程中的半成品报废率。

现有的光纤预制棒制备工艺中，多采用轴向气相沉积法(VAD)生产芯棒，再用外部气相沉积法(OVD)生产外包层两步法生产光纤预制棒。VAD工艺通常用于制备光纤预制棒的芯棒，芯棒的工艺控制直接影响光纤预制棒拉丝后各项光学参数指标，其中芯棒疏松体烧结工艺中的脱羟阶段可以实现低水峰光纤的制备，烧结工艺中的玻璃致密化阶段实现疏松体的透明。但传统的烧结技术中，脱羟工艺气体氯气、氦气的混合物从炉芯管管底通入，借助顶部抽气排出。由于氯气分子质量71g/mol，远高出其他辅助气体的分子质量，造成氯气容易富集在炉芯管中下部位，此外，疏松体顶部的缩颈区与炉芯管管壁间隙超过疏松体其他部位与炉芯管管壁间隙，导致疏松体顶部尤其缩颈区的氯气浓度分压降低，脱羟反应(如反应式1)程度较低，烧结后，疏松体起始段的羟基和水分子脱除效果较其他部位变差，一方面：光纤预制棒缩颈区羟基含量过高，拉丝后的G.652D光纤“水峰”(1383nm衰减系数)变大，导致降级光纤G.652B光纤(1383nm衰减系数0.355dB/km)所占比例增加。目前，企业只有通过切割这一部分衰减偏大的区域来保证光纤的衰减水平，增大了生产成本。另一方面：疏松体顶部尤其缩颈区的氯气浓度分压降低，也会造成预制棒轴向光学参数如芯包相对折射率差值大小的均一性变差，芯包相对折射率差值偏大、偏小都会造成光纤模场直径 (MFD)系数超标，最终导致光纤产品质量下降。

2Si-OH+2Cl₂＝2Si-Cl+2HCl+O₂

2H₂O+2Cl₂＝4HCl+O₂ (1)

中国专利CN207435310公开了一种大尺寸光纤疏松粉棒的烧结装置，通过在炉芯管内位于疏松粉棒的下方设有顶部缩颈的导流罩，增大疏松粉与脱羟气体接触，制备低水峰光纤预制棒，但此专利中提及将导流罩直接放置炉芯管内在实际使用过程中会存在以下几个问题：1.炉芯管内中导流罩的顶部缩颈大小一次定型，只能匹配烧结外径小于缩颈口大小的疏松粉棒；2.烧结过程中的疏松粉棒若出现开裂而掉落，会直接砸碎炉芯管底部的导流罩，同时由于导流罩的限制，炉芯管管底清理会比较麻烦，设备不能继续使用。

因此，为了降低或避免光纤预制棒疏松体缩颈区衰减不合格部分的切割，同时提高预制棒轴向相对折射率大小的均一性，亟需一种保证光纤预制棒疏松体脱羟阶段氯气浓度分压的烧结装置及其烧结方法。

发明内容：

本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提供一种光纤预制棒疏松体的烧结装置。

本实用新型采用以下技术方案：