專利名稱：一種疏松體預制棒燒結(jié)裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型涉及一種單模光纖的制造領域，更準確的說涉及一種通過改變燒結(jié)工藝來控制芯棒相對折射率差⑶,其中Ill為芯層折射率，η2為包層折射率)來提高預制芯棒均一性的方法。
背景技術(shù)：
在光纖通信領域，光纖是以光纖預制棒為母材，同比例拉絲制成，因此光纖的性能在很大程度上取決于光纖預制棒的制備質(zhì)量。理想的單模光纖折射率分布狀態(tài)是階躍式分布，折射率從芯層到包層是突變的，但在實際制造的光纖中，特別是當采用VAD(汽相軸向沉積法)法來制造光纖預制棒時，對應于芯棒的沉積是在一個單獨的工序中產(chǎn)生的，在沉積芯棒疏松體時主要發(fā)生的化學反應由于采用VAD法制備芯棒工藝，剛開始沉積過程中溫度偏低，導致化學反應過程中生成GeA的含量相對較高，提高了疏松體頂部的折射率；在芯棒疏松體燒結(jié)過程脫水環(huán)節(jié)中，疏松體尾部接觸燒結(jié)爐高溫區(qū)的時間相對較少，GeO2含量也相對較高，上述兩方面的原因?qū)е滦景魞啥说南鄬φ凵渎什罡哂谛景糁虚g部分的相對折射率差(見附圖3)。在芯棒疏松體脫水環(huán)節(jié)中通氯氣的主要作用有兩種一是去除疏松體內(nèi)一定量物理吸附和化學吸附的水份，二是和一些金屬雜質(zhì)反應，生成金屬鹵化物蒸發(fā)掉。而在高溫時也伴隨著一個副反應因此通過增加氯氣的量，導致高溫反應向右進行，生成GeCl4氣體而溢出，芯棒中芯層GeO2含量降低，相對折射率差也降下來。鑒于上述情況，本實用新型的目的是提供一種疏松體預制棒燒結(jié)裝置，用該裝置在對芯棒疏松體進行燒結(jié)時通過控制氯氣的流量，特別是控制通入疏松體兩端氯氣的流量，來調(diào)節(jié)整個芯棒的相對折射率差，使整根芯棒的相對折射率差分布在一個水平，從而保證使用該光纖預制棒芯棒拉制出的光纖參數(shù)的均一性，同時也可以減少芯棒的報廢率，提高合格率和利用率，從而節(jié)約成本。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種疏松體預制棒燒結(jié)裝置，通過調(diào)整預制芯棒的相對折射率差分布，來提高光纖預制棒利用率，節(jié)約成本。本實用新型解決現(xiàn)有技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是加熱裝置，用于對玻璃爐芯管進行加溫，控制燒結(jié)溫度；玻璃爐芯管，在其內(nèi)懸掛疏松體預制棒并在其內(nèi)通過干燥氣體； 芯棒疏松體，其放置在玻璃爐芯管內(nèi)；引桿，芯棒疏松體通過引桿與伺服電機相連；伺服電機，用于控制燒結(jié)速度；進氣口，用作干燥氣體的入口 ；排氣口，用作干燥氣體的出口。本實用新型的燒結(jié)裝置進一步包括高精度質(zhì)量流量控制器，其與進氣口相連，用來調(diào)節(jié)氯氣的流量。通過分多時間段來供應不同流量的氯氣進入到進氣口，調(diào)節(jié)整個芯棒的相對折射率差。實用新型優(yōu)點 根據(jù)本實用新型裝置制造的光纖預制棒，通過調(diào)節(jié)芯棒相對折射率差分布，保證使用該光纖預制棒芯棒拉制出的光纖參數(shù)的均一性，同時也可以減少芯棒的報廢率，提高合格率和利用率，從而節(jié)約成本。

圖1為本實用新型疏松體預制棒的燒結(jié)裝置示意圖。圖2為本實用新型氯氣流量控制示意圖。圖3為本實用新型工藝改進前芯棒相對折射率差分布圖。圖4為本實用新型工藝改進后芯棒A、B、C相對折射率差分布圖。圖5為本實用新型工藝改進后芯棒D、E、F相對折射率差分布圖。圖中標號說明1、加熱裝置；2、玻璃爐芯管；3、芯棒疏松體；4、引桿；5、伺服電機； 6、進氣口 ；7、排氣口 ；8、高精度質(zhì)量流量控制器(MFC) ；9、改進前芯棒1 ；10、改進前芯棒2 ； 11、改進前芯棒3 ；12、改進后芯棒A ；13、改進后芯棒B ；14、改進后芯棒C ;15、改進后芯棒D ； 16、改進后芯棒E ;17、改進后芯棒F。
具體實施方式
以下結(jié)合說明書附圖對本實用新型進行具體說明。根據(jù)圖1所示，疏松體預制棒的燒結(jié)裝置包括加熱裝置，用于對玻璃爐芯管進行加溫，控制燒結(jié)溫度；玻璃爐芯管，在其內(nèi)懸掛疏松體預制棒并在其內(nèi)通過干燥氣體；芯棒疏松體，其放置在玻璃爐芯管內(nèi)；引桿，芯棒疏松體通過引桿與伺服電機相連；伺服電機， 用于控制燒結(jié)速度；進氣口，用作干燥氣體的入口 ；排氣口，用作干燥氣體的出口，高精度質(zhì)量流量控制器(MFC)與進氣口相連來調(diào)節(jié)氯氣的流量。燒結(jié)是在一個封閉的玻璃爐芯管內(nèi)，通過對燒結(jié)溫度，燒結(jié)速度，氣體流量控制來完成的，具體分為脫水和玻璃化兩個過程。采用常規(guī)VAD法沉積芯棒疏松體，芯棒疏松體在燒結(jié)爐內(nèi)完成脫水、玻璃化過程。本實用新型旨在芯棒疏松體脫水過程中通入氯氣，通過高精度質(zhì)量流量控制器(MFC)調(diào)節(jié)氯氣的流量，進而調(diào)節(jié)燒結(jié)后芯棒的相對折射率差。具體實施過程是氯氣的流量規(guī)定一個標準值為0.6-1. 4 Ipm (升/分鐘)，分多個時間段供應氯氣，氯氣的流量控制在相對于標準值的110%-120%。氦氣的流量控制在10-40 Ipm(升 /分鐘)，大約脫水2-5 h (小時)。氯氣流量控制見附圖2，燒結(jié)爐內(nèi)裝有一個高溫加熱裝置 1，只有當疏松體進入到這個高溫區(qū)域時，才可以完成脫水，圖2中橫軸表示疏松體的位置坐標，例如在疏松體前20毫米進入高溫區(qū)域的時間段，控制高精度質(zhì)量流量控制器(MFC) 調(diào)節(jié)氯氣的流量，以此類推，實現(xiàn)分時間段來控制氯氣流量。然后升溫到1400-1600°C，進行玻璃化，讓疏松的SiO2顆粒在高溫下熔融，排除內(nèi)部氣體，這樣疏松體就變成了透明的玻璃預制芯棒，再經(jīng)過延伸設備延伸至目標直徑后，通過檢測，得出相對折射率差分布圖。整個過程控制燒結(jié)速度(伺服電機下降速度)為1-5 mmpm (毫米/分鐘)。根據(jù)本實用新型制造的玻璃芯棒預制棒，經(jīng)過延伸設備延長至目標直徑后，進行檢測，發(fā)現(xiàn)整根芯棒的相對折射率差，尤其是芯棒兩端的相對折射率差基本控制在合格參數(shù)范圍內(nèi)，較以前相比，提高芯棒相對折射率差分布的均一性，合格率，節(jié)約成本。 實施例1 取3根沉積好的編號為A、B、C的疏松體預制棒，分別懸掛于3個玻璃爐芯管燒結(jié)爐內(nèi)以4-10 rpm(轉(zhuǎn)數(shù)/分鐘)的速度旋轉(zhuǎn)，控制燒結(jié)速度(伺服電機下降速度)為1_5 mmpm (毫米/分鐘)，將爐溫升到1100-130(TC，讓干燥氣體如氯氣和氦氣由下至上緩慢通過爐芯管對疏松體預制棒進行脫水，氯氣的流量規(guī)定一個標準值為0. 6-1. 4 Ipm (升/分鐘)，分3 個時間段供應，氯氣流量分別為疏松體尾端的60-120mm (毫米)為相對于標準值的120% ； 疏松體中部為標準值；疏松體首端的60-120mm (毫米)為相對于標準值的120%。氦氣的流量控制在10-40 Ipm (升/分鐘)，大約脫水2-5h (小時)。然后升溫到1400-1600°C，進行玻璃化，讓疏松的SiO2顆粒在高溫下熔融，排除內(nèi)部氣體，這樣疏松體就變成了透明的玻璃預制芯棒，再經(jīng)過延伸設備延伸至目標芯棒后，通過檢測，得出相對折射率差分布圖。見附圖4。實施例2 取3根沉積好的編號為D、E、F的疏松體預制棒，分別懸掛于3個玻璃爐芯管燒結(jié)爐內(nèi)以4-10 rpm(轉(zhuǎn)數(shù)/分鐘)的速度旋轉(zhuǎn)，控制燒結(jié)速度(伺服電機下降速度)為l-5mmpm， 將爐溫升到1100-130(TC，讓干燥氣體如氯氣和氦氣由下至上緩慢通過爐芯管對疏松體預制棒進行脫水，氯氣的流量規(guī)定一個標準值為0. 6-1. 4 Ipm(升/分鐘)，分7個時間段供應， 氯氣流量分別為疏松體尾端的60-120 mm(毫米)為相對于標準值的120%、115%、110% ；疏松體中部為標準值；疏松體首端的60-120 mm (毫米)為相對于標準值的110%、115%、120%。氦氣的流量控制在10-40 Ipm(升/分鐘)，大約脫水2-5 h(小時)。然后升溫到1400-1600°C， 進行玻璃化，讓疏松的SiO2顆粒在高溫下熔融，排除內(nèi)部氣體，這樣疏松體就變成了透明的玻璃預制芯棒，再經(jīng)過延伸設備延伸至目標芯棒后，通過檢測，得出相對折射率差分布圖。 見附圖5。通過以上分段通氯氣的實驗，發(fā)現(xiàn)調(diào)節(jié)疏松體預制棒脫水時段通氯氣的分段步驟，可以調(diào)節(jié)整根芯棒的相對折射率差分布基本處于一個水平，且分的步驟越多，越趨于平整。因此，通過修改氯氣流量控制程序，在標準值的110%_130%之間，擬合一條平滑曲線， 可使整根芯棒的均一性得到明顯改善。
權(quán)利要求1.一種疏松體預制棒燒結(jié)裝置，其特征在于包括以下部件加熱裝置，用于對玻璃爐芯管進行加溫，控制燒結(jié)溫度；玻璃爐芯管，在其內(nèi)懸掛疏松體預制棒并在其內(nèi)通過干燥氣體；芯棒疏松體，其放置在玻璃爐芯管內(nèi)；引桿，芯棒疏松體通過引桿與伺服電機相連；伺服電機，用于控制燒結(jié)速度；進氣口，用作干燥氣體的入口 ； 排氣口，用作干燥氣體的出口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于 干燥氣體包括氯氣和氦氣。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于高精度質(zhì)量流量控制器與進氣口相連，用來調(diào)節(jié)氯氣的流量。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于通過分多時間段來供應不同流量的氯氣進入到進氣口，調(diào)節(jié)整個芯棒的相對折射率差。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于所述多個時間段可以為3個時間段或7個時間段。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于在分3個時間段供應時，氯氣流量分別為疏松體尾端的6(Γ120毫米為相對于標準值的120% ；疏松體中部為標準值；疏松體首端的6(Γ120毫米為相對于標準值的120%。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于在分7個時間段供應時，氯氣流量分別為疏松體尾端的6(Γ120毫米為相對于標準值的120%、115%、110% ；疏松體中部為標準值；疏松體首端的6(Γ120毫米為相對于標準值的 110%、115%、120%。
專利摘要本實用新型公開了一種疏松體預制棒燒結(jié)裝置，其包括以下部件加熱裝置，用于對玻璃爐芯管進行加溫；玻璃爐芯管，在其內(nèi)懸掛疏松體預制棒并在其內(nèi)通過干燥氣體；芯棒疏松體，其放置在玻璃爐芯管內(nèi)；引桿，芯棒疏松體通過引桿與伺服電機相連；伺服電機，用于控制燒結(jié)速度；進氣口，用作干燥氣體的入口；排氣口，用作干燥氣體的出口。根據(jù)本實用新型制造的玻璃芯棒預制體，經(jīng)過延伸設備延長至目標直徑后，進行檢測，發(fā)現(xiàn)整根芯棒的相對折射率差，尤其是芯棒兩端的相對折射率差基本控制在合格參數(shù)范圍內(nèi)，較以前相比，提高芯棒相對折射率差分布的均一性，合格率，節(jié)約成本。
文檔編號C03B37/014GK202063828SQ20112015282
公開日2011年12月7日 申請日期2011年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月13日
發(fā)明者勞雪剛, 孫貴林, 江平, 王亞玲, 王友兵, 肖華, 趙姝, 馬康庫, 高安敏 申請人:江蘇亨通光電股份有限公司