專利名稱：一種光纖預(yù)制棒的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光纖預(yù)制棒的制造方法，具體地說是一種由等離子體化學(xué)氣目沉積和管外氣相沉積兩種工藝結(jié)合制造光纖預(yù)制棒的方法。
背景技術(shù)：
光纖預(yù)制棒的傳統(tǒng)制造方法主要有四種，即等離子體化學(xué)氣相沉積、改進(jìn)的化學(xué)氣相沉積法、管外氣相沉積法和軸向氣相沉積法。這四種制造工藝雖能制造出光纖預(yù)制棒，但是它們又各自具有不同的缺點。近年來，隨著光纖預(yù)制棒制造技術(shù)的發(fā)展，四種制造工藝開始融合，出現(xiàn)了一些混合制造方法，如改進(jìn)的化學(xué)氣相沉積和管外氣相沉積混合工藝制造方法(MCVD＋OVD制造方法)。MCVD＋OVD制造方法雖然解決了上述制造方法中存在的某些缺陷，如套管的偏心度、彎曲度以及將芯棒插入后兩者的同心度問題；預(yù)制棒的拉絲長度受到限制的問題，以及增大套管增加了成本的問題。但是這種方法在襯管內(nèi)沉積玻璃薄膜時原料利用率低，對光纖折射率的控制不夠精確，而且沉積和熔縮在同一設(shè)備上進(jìn)行，占用設(shè)備時間長，具有生產(chǎn)效率低的缺點。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明人經(jīng)過多年研究和生產(chǎn)實踐，為克服上述生產(chǎn)方法的缺陷，發(fā)明了一種等離子體化學(xué)氣相沉積和管外氣相沉積混合工藝(PCVD＋OVD)制造光纖預(yù)制棒的方法，以彌補(bǔ)上述方法的不足。
本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的本發(fā)明是由等離子體化學(xué)氣相沉積和管外氣相沉積兩種混合制造光纖預(yù)制棒的方法，它包括以下步驟A、采用等離子體化學(xué)氣相沉積方法制備芯棒；B、采用管外氣相沉積方法制備包層，即得坯棒；C、將坯棒進(jìn)行燒結(jié)，即得到光纖預(yù)制棒。
等離子體化學(xué)氣相沉積制備芯棒方法是將母體原料通入石英玻璃襯管中，經(jīng)過微波耦合將襯管中的反應(yīng)氣體激發(fā)成等離子態(tài)進(jìn)行反應(yīng)，在襯管內(nèi)表面沉積形成玻璃態(tài)，當(dāng)襯管中沉積了足夠?qū)訑?shù)的玻璃膜后，將該襯管置于熱源中加熱，使之熔縮成一實心預(yù)制件，即為芯棒。
管外氣相沉積方法制備包層是將反應(yīng)原料通過輸送系統(tǒng)送到反應(yīng)腔，用氫氧焰進(jìn)行火焰水解，在芯棒上沉積反應(yīng)產(chǎn)物SiO2粉塵，得到的坯棒。
坯棒燒結(jié)過程是將坯棒按縱軸方向垂直吊掛起來，緩慢伸入加熱爐中通入氦氣以置換出部分或全部坯棒粉塵捕獲的氣體，同時通入氯氣置換粉塵空隙中殘存的水氣和粉塵表面的羥基，燒結(jié)完成即制得光纖預(yù)制棒。
本發(fā)明吸收了等離子體化學(xué)氣相沉積和管外氣相沉積兩種制造光纖預(yù)制棒的優(yōu)點，摒棄其不足，將兩種方法有效融合，因此具有以下優(yōu)點1、可以精確控制光纖波導(dǎo)結(jié)構(gòu)；2、芯棒沉積效率高，可充分利用原料；3、沉積速率快；4、可以制備大直徑光纖預(yù)制棒，從而提高生產(chǎn)效率；5、占用設(shè)備時間短，生產(chǎn)效率高。


圖1是本發(fā)明的工藝流程圖。圖2是PCVD工藝中等離子體在襯管中的沉積示意圖。圖3是將沉積后的襯管熔縮成實心芯棒的示意圖。圖4是OVD工藝沉積外包層的示意圖。圖5是坯棒在熱區(qū)燒結(jié)的示意圖。圖6是整個燒結(jié)裝置的示意圖。1等離子體 2加熱爐 3襯管 4諧振腔 5沉積層6熱源 7芯棒 8燃燒器 9含反應(yīng)原料的氫氧焰 10芯棒外沉積的粉塵式外包層 11 SiO2粉塵顆粒 12燒結(jié)后透明致密玻璃體 13加熱爐 14抓斗 15玻璃容器 16壓力控制單元
具體實施例方式
以下結(jié)合附圖，對本發(fā)明的制造方法做進(jìn)一步說明。
如圖1至圖6所示，本發(fā)明首先將母體原料通入一旋轉(zhuǎn)的石英玻璃襯管3中，諧振腔4將微波耦合在襯管3中的反應(yīng)氣體上使之激發(fā)成等離子體1，沉積在襯管3內(nèi)表面形成玻璃態(tài)沉積層5，當(dāng)襯管3中沉積了足夠?qū)訑?shù)的破璃膜后，將該襯管置于熱源6中加熱，使之熔縮成一實心預(yù)制件，即為芯棒7。然后采用管外氣相沉積方法將反應(yīng)原料通過輸送系統(tǒng)送到燃燒器8中，用含反應(yīng)原料的氫氧焰9進(jìn)行火焰水解，在芯棒上沉積SiO2粉塵11。將坯棒按縱軸方向垂直吊掛在抓斗14上，緩慢伸入加熱爐13中通入氦氣以置換出部分或全部坯棒粉塵捕獲的氣體，同時通入氯氣置換粉塵空隙中殘存的水氣和粉塵表面的羥基，燒結(jié)完成即制得光纖預(yù)制棒。
權(quán)利要求
1.一種光纖預(yù)制棒的制造方法，其特征是它是由等離子體化學(xué)氣相沉積和管外氣相沉積兩種工藝混合制造光纖預(yù)制棒的方法，它包括以下步驟A、采用等離子體化學(xué)氣相沉積方法制備芯棒；B、采用管外氣相沉積方法制備包層，即得坯棒；C、將坯棒進(jìn)行燒結(jié)，即得到光纖預(yù)制棒。
2.權(quán)利要求1的一種光纖預(yù)制棒的制造方法，其特征是等離子體化學(xué)氣相沉積制備芯棒方法是將含反應(yīng)原料的氣體通入石英玻璃襯管中，經(jīng)過微波耦合將襯管中的反應(yīng)氣體激發(fā)成等離子態(tài)進(jìn)行反應(yīng)，在襯管內(nèi)表面沉積形成玻璃態(tài)，當(dāng)襯管中沉積了足夠?qū)訑?shù)的玻璃膜后，將該襯管置于熱源中加熱，使之熔縮成一實心預(yù)制件，即為芯棒。
3.權(quán)利要求1或2的光纖預(yù)制棒制造方法，其特征是熔縮所用的熱源可以是氫氣和氧氣混合燃燒形成的氫氧焰。
4.權(quán)利要求1或2的光纖預(yù)制棒制造方法，其特征是熔縮所用的熱源可以是電發(fā)熱體。
5.權(quán)利要求1的一種光纖預(yù)制棒的制造方法，其特征是管外氣相沉積方法制備包層是將反應(yīng)原料通過輸送系統(tǒng)送到反應(yīng)腔，用氫氧焰進(jìn)行火焰水解，在芯棒上沉積反應(yīng)產(chǎn)物SiO2粉塵，得到的坯棒。
6.權(quán)利要求1的一種光纖預(yù)制棒的制造方法，其特征是坯棒燒結(jié)過程是將坯棒按縱軸方向垂直吊掛起來，緩慢伸入加熱爐中通入氦氣以置換出部分或全部坯棒粉塵捕獲的氣體，同時通入氯氣置換粉塵空隙中殘存的水氣和粉塵表面的羥基。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種光纖預(yù)制棒的制造方法,它是由等離子體化學(xué)氣相沉積和管外氣相沉積兩種工藝混合制造光纖預(yù)制棒的方法,它包括以下步驟:A．采用等離子體化學(xué)氣相沉積方法制備芯棒;B．采用管外氣相沉積方法制備包層,即得坯棒;C．將坯棒進(jìn)行燒結(jié),即得到光纖預(yù)制棒。本發(fā)明解決了現(xiàn)有光纖預(yù)制棒制造方法存在的生產(chǎn)成本高,生產(chǎn)時間長,控制不準(zhǔn)確等問題,它可以精確控制光纖波導(dǎo)結(jié)構(gòu),具有原料利用率高、生產(chǎn)時間短、生產(chǎn)效率高的優(yōu)點。
文檔編號C03B37/018GK1337367SQ01128430
公開日2002年2月27日 申請日期2001年9月8日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月8日
發(fā)明者謝康, 拉吉·馬泰, 程銘, 張穆 申請人:長飛光纖光纜有限公司