專利名稱：一種制造凹陷包層超低水峰光纖芯棒的裝置及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一種制造凹陷包層超低水峰光纖芯棒的裝置及其方法，涉及的是一種使用低水峰芯棒和低水峰套管制造凹陷包層超低水峰光纖芯棒的裝置及其方法。合成后的芯棒可以具有復(fù)雜的折射率剖面。該技術(shù)可以在融縮套管使其和芯棒合成為一體的過程中，避免空氣中的水分和雜質(zhì)污染界面及滲透到芯棒中去。
背景技術(shù)：
光纖的制造過程通常包括3個步驟。第一步是芯棒制造。芯棒通常由芯層和內(nèi)包層兩部分組成。芯棒的制造方法主要有軸向氣相沉積法(VAD)、改進(jìn)的化學(xué)氣相沉積法(MCVD)、等離子體化學(xué)氣相沉積法(PCVD)和管外氣相沉積法(OVD)。第二步是在芯棒外加上外包
層。第三步是拉絲制造光纖。加外包層的主要技術(shù)有套管融縮法(RIT)、套管拉絲法(RIC )以及外包沉積法。套管融縮法是將芯棒插入一個套管，在高溫下融縮套管使其和芯棒成為一體而制成實心預(yù)制棒；套管拉絲法也是將芯棒插入套管，但套管融縮的過程是在拉絲過程中完成的；沉積法是用SOOt法，等離子噴涂法(APVD)，等離子外部沉積(POD)等技術(shù)將外包加在芯棒外面而制成實心預(yù)制棒。為了控制光纖制造的成本，外包層材料中的雜質(zhì)含量(特別是水分含量)通常都比芯棒高，外包層的各種物理和化學(xué)性能也不如芯棒。不僅如此，外包沉積通常是在高溫下進(jìn)行，它可能對芯棒的質(zhì)量會造成不良影響。為了消除外包材料和外包沉積過程對光纖質(zhì)量的影響，光纖中的內(nèi)包層的厚度通常不能小于應(yīng)用波長的10倍。為了滿足這一要求，在通信用單模光纖的芯棒的設(shè)計中，內(nèi)包層的外徑和芯層的外徑比(包芯比)通常不能小于4。在芯棒制造工藝中，VAD方法因具有原料純度要求較低，沉積速率高，脫水效果好，可連續(xù)制造大尺寸預(yù)制棒以及折射率剖面中心不存在凹陷等優(yōu)勢得到廣泛應(yīng)用。但是由于在去羥基和燒結(jié)過程中，摻入內(nèi)包層中的氟元素極易滲透到芯層或在高溫下蒸發(fā)并被干燥氣體(CL2和He)攜帶走，在傳統(tǒng)的VAD工藝生產(chǎn)的芯棒中，凹陷折射率差通常無法達(dá)到-O. 003 (約-O. 2%*nSiQ2)。所以使用傳統(tǒng)的VAD工藝實現(xiàn)復(fù)雜的折射率剖面(例如凹凸交替的內(nèi)包層)的難度是非常大的。這一缺陷局限了傳統(tǒng)的VAD工藝只能生產(chǎn)G652，G657A1/G657A2等折射率剖面較簡單且不需較深凹陷折射率的單模光纖。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是針對上述VAD工藝不足之處，提供一種制造凹陷包層超低水峰光纖芯棒的裝置及其方法，是一種使用VAD或OVD制造的芯棒和MCVD，PCVD或POD制造的套管制造凹陷包層超低水峰光纖芯棒的裝置及其方法。采用本發(fā)明方法制造的光纖預(yù)制棒由3個部分組成芯層棒，內(nèi)包層套管和外包層。這3個部分是由3種不同的生產(chǎn)工藝制造的。采用本發(fā)明生產(chǎn)流程制作的預(yù)制棒可以生產(chǎn)出光學(xué)包層折射率特別低的光纖，這類光纖具有超低水峰傳輸?shù)哪芰Γm合于長距離傳輸應(yīng)用。
—種制造凹陷包層超低水峰光纖芯棒的裝置及其方法是采取以下技術(shù)方案實現(xiàn)
一種制造凹陷包層超低水峰光纖芯棒的裝置包括芯棒組件、套管組件、高溫?zé)嵩础⒖ūP、旋轉(zhuǎn)接頭、外部供氣管道和壓力控制管。所述的芯棒組件由芯層棒和芯棒空心柄熔融對接制成，在芯棒空心柄靠近芯層棒的一端需要鉆有若干個通氣孔。所述的套管組件由內(nèi)包層套管和套管空心柄熔融對接制成，內(nèi)包層套管的內(nèi)徑須比芯層棒的外徑大至少O. 3毫米。套管組件的內(nèi)包層套管套裝在芯棒組件的芯層棒外部，裝配后內(nèi)包層套管和芯層棒的間隙為O. 15 5毫米。芯棒組件的芯棒空心柄、套管空心柄分別裝夾在玻璃車床的兩個卡盤中，芯棒空心柄外端通過旋轉(zhuǎn)接頭和外部供氣管道相連。各種所需的氣體通過外部供氣管道輸入，這些氣體包括(但不限于)吹掃氣體、干燥氣體和刻蝕氣體。吹掃氣體采用純化的N2, O2或He等，干燥氣體采用Cl2?？涛g氣體采用CF4X2F6或SF6等。外部供氣管道上裝有壓力控制管和連接于洗滌塔(注洗滌塔是用于處理廢氣的裝置)。套管空心柄的外端和洗滌塔連接，并用于控制內(nèi)包層套管和芯層棒間隙的氣壓。套管組件中內(nèi)包層套管的外端需和芯棒空心 柄氣密連接，連接位置需在芯棒空心柄的通氣孔的外側(cè)，從而確保外部供氣管道和內(nèi)包層套管與芯層棒之間的間隙相連通。氣密連接的方法可以采用機(jī)械密封，或高溫熔融密封。本發(fā)明采取了高溫熔融密封的方法。高溫?zé)嵩丛O(shè)置在內(nèi)包層套管的外側(cè)，高溫?zé)嵩床捎?但不限于)燃?xì)鈬姛艋蛉蹱t。上述制造凹陷包層超低水峰光纖芯棒的裝置生產(chǎn)出的預(yù)制棒折射率剖面由芯層、內(nèi)包層、外包層組成。所述的芯層是由VAD或OVD工藝制造的芯層棒。它包括芯層和一小部分內(nèi)包層。在芯層棒中，包芯比可以小于4，甚至接近I。內(nèi)包層是由其他工藝生產(chǎn)的具有特定折射率剖面的內(nèi)包層套管。外包層是由沉積法或套管制作的。一種制造凹陷包層超低水峰光纖芯棒的方法，其步驟如下
I)芯棒組件制作使用玻璃車床將芯層棒和芯棒空心柄熔融對接。2)套管組件制作內(nèi)包層套管內(nèi)徑比芯層棒外徑大至少O. 3毫米，使用玻璃車床將內(nèi)包層套管和套管空心柄熔融對接。3) 將兩個組件分別裝夾在玻璃車床的兩個卡盤上，將內(nèi)包層套管套于芯層棒外面。內(nèi)保層套管內(nèi)壁和芯層棒外壁的間隙約0.15 5毫米。4) 關(guān)閉壓力控制管和洗滌塔以及真空泵的之間連接，芯棒空心柄通過旋轉(zhuǎn)接頭和外部供氣管連接。套管空心柄與外部洗滌塔相連接。5)將內(nèi)包層套管和芯棒空心柄氣密連接。6)啟動玻璃車床，以下運行中玻璃車床卡盤的轉(zhuǎn)速為每分鐘20 100轉(zhuǎn)。7) 在室溫下，通過外部供氣管道通入吹掃和干燥氣體的混合氣體約2分鐘。吹掃氣體和干燥氣體的流量比是20:1 80:1。8) 繼續(xù)通入吹掃和干燥氣體的混合氣體，吹掃氣體和干燥氣體的流量比是20:1 80:1。高溫?zé)嵩磥砘匾苿觾纱?，適當(dāng)加熱內(nèi)包層套管，高溫?zé)嵩匆苿铀俣让糠昼?0^200毫米，內(nèi)包層套管內(nèi)壁的溫度約在30(T80(TC。9)通入吹掃和刻蝕氣體的混合氣體清洗玻璃界面。吹掃和刻蝕氣體的流量比例是5:1 20:1。高溫?zé)嵩磸倪M(jìn)氣端緩慢移動到出氣端。將內(nèi)包層套管內(nèi)壁加熱到刻蝕氣體分解并和玻璃反應(yīng)的溫度為120(Tl900°C，熱源的移動速度每分鐘2(Γ100毫米?？刂苾?nèi)包層套管和芯層棒之間的間隙壓力，防止內(nèi)包層套管外徑在高溫下收縮或膨脹，控制內(nèi)包層套管和芯層棒之間的間隙壓力為30pa 400pa。10) 通入吹掃和干燥氣體的混合氣體，吹掃和干燥氣體的流量比是20:1 80:1。此時內(nèi)包層套管和芯層棒之間的間隙壓力應(yīng)小于60pa，在出氣端即靠近套管空心柄，用高溫?zé)嵩醇訜崾箖?nèi)包層套管融縮，當(dāng)內(nèi)包層套管和芯層棒之間的間隙幾乎消失時，打開壓力控制管，并將在排氣端的內(nèi)包層套管和芯層棒熔成一體。11) 繼續(xù)通入吹掃和干燥氣體的混合氣體，吹掃和干燥氣體的流量比是20:110:1。根據(jù)套管的壁厚決定所需的管 壓。壓力的范圍是+60pa _99Kpa ;如果需要負(fù)壓，打開壓力控制管和真空泵的連接，高溫?zé)嵩聪蜻M(jìn)氣端方向移動，高溫?zé)嵩匆苿觿铀俣让糠昼? 100毫米，加熱融縮使內(nèi)包層套管和芯層棒合成一體。12)通過控制外部供氣管道和壓力控制管中氣體的真空度達(dá)到管壓+60pa -99kpa，控制高溫?zé)嵩吹臏囟?20(Tl90(TC和移動速度為5 100 mm/min，保證內(nèi)包層套管和芯層棒完全熔融，無界面氣泡和氣線，同時保證成品芯棒的圓度，即制成一種制造凹陷包層超低水峰光纖芯棒。本明生產(chǎn)流程的關(guān)鍵步驟是通過套管融縮法將內(nèi)包層套管和芯層棒合成為實心的芯棒。如果采用傳統(tǒng)的套管融縮法合成芯棒，由于內(nèi)包層套管內(nèi)壁和芯層棒外表面直接和空氣接觸，在高溫下，空氣中的水分和其他雜質(zhì)將污染的界面并滲透到內(nèi)包層套管和芯層棒中，從而影響光纖的質(zhì)量(主要的表現(xiàn)是光纖在1383nm的衰減增大)。芯棒的包芯比越小，傳統(tǒng)的套管融縮法對光纖的質(zhì)量影響就越大。為了去除間隙中的水分和其他雜質(zhì)氣體，本發(fā)明對傳統(tǒng)的套管融縮法進(jìn)行了改進(jìn)。一種制造凹陷包層超低水峰光纖芯棒的裝置及其方法是一種改進(jìn)的套管融縮工藝的優(yōu)點芯層與內(nèi)包層可以由不同的設(shè)備和工藝分別制造，合成可制造低水峰光纖并具有深度凹陷或復(fù)雜折射率剖面的芯棒。生產(chǎn)拉絲后光纖在1383nm衰減小于O. 33 dB/km，適合于通信上長距離傳輸，大大降低了通信光纜長距離傳輸中間需要加多級光放大器及中繼器的成本，而且能夠明顯降低后續(xù)的維護(hù)費用。采用本發(fā)明生產(chǎn)流程制作的預(yù)制棒可以生產(chǎn)出光學(xué)包層折射率特別低的光纖，這類光纖具有超低水峰傳輸?shù)哪芰?，適合于長距離傳輸應(yīng)用。


以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明作出進(jìn)一步說明
圖1是本發(fā)明制造凹陷包層超低水峰光纖芯棒折射率剖面的示意圖。圖2是本發(fā)明的芯棒組件示意圖。圖3是本發(fā)明的套管組件示意圖。圖4是本發(fā)明的管棒裝配，去除水分和清洗界面過程的示意 圖5是本發(fā)明的套管融縮過程的示意圖。圖中1、芯層,2、內(nèi)包層,3、夕卜包層，4、芯棒空心柄,5、芯層棒,6、內(nèi)包層套管,7、套管空心柄，8、高溫?zé)嵩矗?、卡盤，10、旋轉(zhuǎn)接頭，11、外部供氣管道，12、壓力控制管。
具體實施例方式參照附圖2 5，一種制造凹陷包層超低水峰光纖芯棒的裝置包括芯棒組件、套管組件、高溫?zé)嵩?、卡盤9、旋轉(zhuǎn)接頭10、外部供氣管道11和壓力控制管12。附圖2，所述的芯棒組件由芯層棒5和芯棒空心柄4熔融對接制成，在芯棒空心柄4靠近芯層棒5的一端需要鉆有若干個通氣孔。附圖3，所述的套管組件由內(nèi)包層套管6和套管空心柄7熔融對接制成，內(nèi)包層套管6的內(nèi)徑須比芯層棒5的外徑大至少O. 3毫米。套管組件的內(nèi)包層套管6套裝在芯棒組件的芯層棒5外部，裝配后內(nèi)包層套管6和芯層棒5的間隙為O. 15 5毫米。芯棒組件的芯棒空心柄4、套管空心柄7分別裝夾在玻璃車床的兩個卡盤9中，芯棒空心柄4外端通過旋轉(zhuǎn)接頭10和外部供氣管道11相連。各種所需的氣體通過外部供氣管道11輸入，這些氣體包括(但不限于)吹掃氣體、干燥氣體和刻蝕氣體。吹掃氣體采用純 化的N2,02或He等，干燥氣體采用Cl2。刻蝕氣體I采用CF4, C2F6或SF6等。外部供氣管道11上裝有壓力控制管12和連接于洗滌塔(注洗滌塔是用于處理廢氣的裝置)。套管空心柄7的外端和洗滌塔連接，并用于控制內(nèi)包層套管6和芯層棒5間隙的氣壓。套管組件中內(nèi)包層套管6的外端則需和芯棒空心柄4氣密連接，連接位置需在芯棒空心柄4的通氣孔的外側(cè)，從而確保外部供氣管道11和內(nèi)包層套管6與芯層棒5之間的間隙相連通。氣密連接的方法可以采用機(jī)械密封，或高溫熔融密封。圖4中采取了高溫熔融密封的方法。高溫?zé)嵩?設(shè)置在內(nèi)包層套管6的外側(cè)，高溫?zé)嵩床捎?但不限于)燃?xì)鈬姛艋蛉蹱t。上述制造凹陷包層超低水峰光纖芯棒的裝置生產(chǎn)出的預(yù)制棒折射率剖面由芯層1、內(nèi)包層2、外包層3組成。所述的芯層I是由VAD或OVD工藝制造的芯層棒5。它包括芯層和一小部分內(nèi)包層。在芯層棒中，包芯比可以小于4，甚至接近1.內(nèi)包層2是由其他工藝生產(chǎn)的具有特定折射率剖面的內(nèi)包層套管6。外包層3是由沉積法或套管制作。本明生產(chǎn)流程的關(guān)鍵步驟是通過套管融縮法將內(nèi)包層套管6和芯層棒5合成為實心的芯棒。如果米用傳統(tǒng)的套管融縮法合成芯棒，由于內(nèi)包層套管6內(nèi)壁和芯層棒5外表面直接和空氣接觸，在高溫下，空氣中的水分和其他雜質(zhì)將污染的界面并滲透到內(nèi)包層套管6和芯層棒5中，從而影響光纖的質(zhì)量(主要的表現(xiàn)是光纖在1383nm的衰減增大)。芯層棒的包芯比越小，傳統(tǒng)的套管融縮法對光纖的質(zhì)量影響就越大。為了去除間隙中的水分和其他雜質(zhì)氣體，我們對傳統(tǒng)的套管融縮法進(jìn)行了改進(jìn)。本發(fā)明套管融縮法合成芯棒的過程中首先需要制作兩個組件，附圖2是由芯層棒5和芯棒空心柄4熔融對接制成的芯棒組件。在芯棒空心柄4靠近芯層棒5的一端需要鉆若干個通氣孔。附圖3是由內(nèi)包層套管6和套管空心柄7熔融對接制成的套管組件.內(nèi)包層套管6內(nèi)徑須比芯層棒5的外徑大至少O. 3毫米。本發(fā)明套管融縮工藝可以在一臺水平或垂直的玻璃車床上實現(xiàn)。附圖4是裝配兩個組件和吹掃管棒間隙過程的示意圖。裝配后內(nèi)包層套管6和芯層棒5之間的間隙通常是O. 15 5毫米。圖中所使用的高溫?zé)嵩?可以是(但不限于)燃?xì)鈬姛艋蛉蹱t。附圖5是改進(jìn)的套管融縮法合成芯棒過程的示意圖。
參照附圖4，裝配時首先將芯棒空心柄4、套管空心柄7分別裝夾在玻璃車床的兩個卡盤9中。芯棒空心柄4外端通過旋轉(zhuǎn)接頭10和外部供氣管道11相連。各種所需的氣體通過外部供氣管道11輸入，這些氣體包括(但不限于)吹掃氣體(純化的N2, O2或He等)，干燥氣體(Cl2)和刻蝕氣體(CF4X2F6或SF6等)。外部供氣管道11上裝有壓力控制管12和連接于洗滌塔(注洗滌塔是用于處理廢氣的裝置)。套管空心柄7的外端和洗滌塔連接，并用于控制內(nèi)包層套管6和芯層棒5間隙的氣壓。套管組件中內(nèi)包層套管6的外端則需和芯棒空心柄4氣密連接。連接位置需在芯棒空心柄4的通氣孔的外側(cè)，從而確保外部供氣管道11和內(nèi)包層套管6與芯層棒5之間的間隙相連通。氣密連接的方法可以采用機(jī)械密封，或高溫熔融密封。圖4中采取了高溫熔融密封的方法。以下結(jié)合實例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明
采用VAD工藝制作芯層棒。經(jīng)過燒結(jié)，延伸和表面處理后，芯層棒5外徑是16. 2毫米，
長度是1450毫米。測量芯層棒5的折射率剖面。芯層棒5的包芯比約1.78.選用低水份(OH、.2 ppm)的合成內(nèi)包層套管6。內(nèi)包層套管6的截面積是890平方毫米。內(nèi)包層套管6內(nèi)徑是17.6毫米。采用改進(jìn)套管融縮法將芯層棒5和內(nèi)包層套管6合成低水峰光纖芯棒的方法包括如下步驟
參照圖2和圖3，下列步驟I和2是芯棒和套管組件的制作。參照圖4，步驟3到9是裝配和吹掃過程。參照圖5，步驟10到12是套管融縮過程。玻璃車床上所使用的高溫?zé)嵩?是氫氧氣噴燈。氫氧氣噴燈的氧氣和氫氣的流量比是1:2。一種制造凹陷包層超低水峰光纖芯棒的方法，其步驟如下
I)芯棒組件制作使用玻璃車床將芯層棒5和芯棒空心柄4熔融對接。2) 套管組件制作內(nèi)包層套管6內(nèi)徑比芯層棒5外徑大至少O. 3毫米，使用玻璃車床將內(nèi)包層套管6和套管空心柄7熔融對接。3) 將兩個組件分別裝夾在玻璃車床的兩個卡盤9上，將內(nèi)包層套管6套于芯層棒5外面。內(nèi)保層套管6內(nèi)壁和芯層棒4外壁的間隙約0.15 5毫米。4)關(guān)閉壓力控制管12和洗滌塔以及真空泵的之間連接，芯棒空心柄4通過旋轉(zhuǎn)接頭10和外部供氣管11連接。套管空心柄7與外部洗滌塔相連接。5)將內(nèi)包層套管6和芯棒空心柄4氣密連接。6)啟動玻璃車床，以下運行中玻璃車床卡盤的轉(zhuǎn)速為每分鐘20 100轉(zhuǎn)。7)在室溫下，通過外部供氣管道11通入吹掃和干燥氣體的混合氣體約2分鐘。吹掃和干燥氣體的流量比是20:1 80:1。8) 繼續(xù)通入吹掃和干燥氣體的混合氣體，吹掃和干燥氣體的流量比是20:1 80:1,高溫?zé)嵩?來回移動兩次，適當(dāng)加熱內(nèi)包層套管6，高溫?zé)嵩?移動速度每分鐘50^200毫米，內(nèi)包層套管6內(nèi)壁的溫度約在30(T80(TC。9)通入吹掃和刻蝕氣體的混合氣體清洗玻璃界面。吹掃和刻蝕氣體的流量比例是5:1 20:1。高溫?zé)嵩?從進(jìn)氣端緩慢移動到出氣端。將內(nèi)包層套管6內(nèi)壁加熱到刻蝕氣體分解并和玻璃反應(yīng)的溫度為120(Tl900°C，熱源的移動速度每分鐘2(Γ100毫米?？刂苾?nèi)包層套管6和芯層棒5之間的間隙壓力，防止內(nèi)包層套管6外徑在高溫下收縮或膨脹，控制內(nèi)包層套管6和芯層棒5之間的間隙壓力為30pa 400pa。
10) 通入吹掃和干燥氣體的混合氣體，吹掃和干燥氣體的流量比是20:1 80:1此時內(nèi)包層套管6和芯層棒5之間的間隙壓力應(yīng)小于60pa，在出氣端即靠近套管空心柄7，用高溫?zé)嵩?加熱使內(nèi)包層套管6融縮，當(dāng)內(nèi)包層套管6和芯層棒5之間的間隙幾乎消失時，打開壓力控制管12，并將在排氣端的內(nèi)包層套管6和芯層棒5熔成一體。11)繼續(xù)通入吹掃和干燥氣體的混合氣體，吹掃和干燥氣體的流量比例是20:1 80:1。根據(jù)套管的壁厚決定所需的管壓。壓力的范圍是+60pa _99kpa;如果需要負(fù)壓，打開壓力控制管12和真空泵的連接，高溫?zé)嵩?向進(jìn)氣端方向移動，高溫?zé)嵩?移動動速度每分鐘5 100毫米，加熱融縮使內(nèi)包層套管6和芯層棒5合成一體。12)通過控制外部供氣管道11和壓力控制管12中氣體的真空度達(dá)到管壓+60pa -99kpa，控制高溫?zé)嵩?的溫度120(Tl90(TC和移動速度5 100 mm/min，保證內(nèi)包層套管6和芯層棒5完全熔融，無界面氣泡和氣線，同時保證成品芯棒的圓度，即制成一種制造凹陷包層超低水峰光纖芯棒。所述的吹掃氣體采用純化的隊、02或抱；干燥氣體采用Cl2 ;刻蝕氣體采用CF4X2F6 或 sf6。本發(fā)明合成芯棒的折射率剖面如圖1所示。它的包芯比是4. 06.用合成芯棒做革巴棒，采用SOOt法沉積外包層制成光纖預(yù)制棒。拉絲后光纖在1383nm衰減小于O. 33 dB/km。國際標(biāo)準(zhǔn)ITU-T G. 652. D中所規(guī)定的1383 nm衰減值上限是0.35 dB/km。所以采用改進(jìn)的芯棒融縮法制造的光纖滿足低水峰光纖的要求。適合于通信上長距離傳輸，大大降低了通信光纜長距離傳輸中間需要加多級光放大器及中繼器的成本，而且能夠明顯降低后續(xù)的維護(hù)費用。
權(quán)利要求
1.一種制造凹陷包層超低水峰光纖芯棒的裝置，其特征在于包括芯棒組件、套管組件、高溫?zé)嵩?、卡盤、旋轉(zhuǎn)接頭、外部供氣管道和壓力控制管； 所述的芯棒組件由芯層棒和芯棒空心柄熔融對接制成,在芯棒空心柄靠近芯層棒的一端鉆有若干個通氣孔；所述的套管組件由內(nèi)包層套管和套管空心柄熔融對接制成，套管組件的內(nèi)包層套管套裝在芯棒組件的芯層棒外部； 芯棒組件的芯棒空心柄、套管空心柄分別裝夾在玻璃車床的兩個卡盤中，芯棒空心柄外端通過旋轉(zhuǎn)接頭和外部供氣管道相連，各種所需的氣體通過外部供氣管道輸入，外部供氣管道上裝有壓力控制管和連接于洗滌塔，套管空心柄的外端和洗滌塔連接，并用于控制內(nèi)包層套管和芯層棒間隙的氣壓，套管組件中內(nèi)包層套管的外端需和芯棒空心柄氣密連接，連接位置需在芯棒空心柄的通氣孔的外側(cè)，從而確保外部供氣管道和內(nèi)包層套管與芯層棒之間的間隙相連通；高溫?zé)嵩丛O(shè)置在內(nèi)包層套管的外側(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制造凹陷包層超低水峰光纖芯棒的裝置，其特征在于所述的內(nèi)包層套管的內(nèi)徑須比芯層棒的外徑大至少O. 3毫米。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制造凹陷包層超低水峰光纖芯棒的裝置，其特征在于所述的套管組件的內(nèi)包層套管套裝在芯棒組件的芯層棒外部，裝配后內(nèi)包層套管和芯層棒的間隙為O. 15 5毫米。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制造凹陷包層超低水峰光纖芯棒的裝置，其特征在于所述的各種所需的氣體包括吹掃氣體、干燥氣體和刻蝕氣體；吹掃氣體采用純化的N2、02或He ;干燥氣體采用Cl2 ;刻蝕氣體采用CF4、C2F6或SF6。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制造凹陷包層超低水峰光纖芯棒的裝置，其特征在于高溫?zé)嵩床捎萌細(xì)鈬姛艋蛉蹱t。
6.一種制造凹陷包層超低水峰光纖芯棒的方法，其特征在于，步驟如下 1)芯棒組件制作使用玻璃車床將芯層棒和芯棒空心柄熔融對接； 2)套管組件制作內(nèi)包層套管內(nèi)徑比芯層棒外徑大至少O.3毫米，使用玻璃車床將內(nèi)包層套管和套管空心柄熔融對接； 3)將兩個組件分別裝夾在玻璃車床的兩個卡盤上，將內(nèi)包層套管套于芯層棒外面，內(nèi)保層套管內(nèi)壁和芯層棒外壁的間隙約O. 15 5毫米； 4)關(guān)閉壓力控制管和洗滌塔以及真空泵的之間連接，芯棒空心柄通過旋轉(zhuǎn)接頭和外部供氣管連接，套管空心柄與外部洗滌塔相連接； 5)將內(nèi)包層套管和芯棒空心柄氣密連接； 6)啟動玻璃車床，以下運行中玻璃車床卡盤的轉(zhuǎn)速為每分鐘20 100轉(zhuǎn)； 7)在室溫下，通過外部供氣管道通入吹掃和干燥氣體的混合氣體約2分鐘，吹掃和干燥氣體的流量比是20:1 80:1 ; 8)繼續(xù)通入吹掃和干燥氣體的混合氣體，吹掃和干燥氣體的流量比是20:1 80:1,高溫?zé)嵩磥砘匾苿觾纱危m當(dāng)加熱內(nèi)包層套管，高溫?zé)嵩匆苿铀俣让糠昼?(Γ200毫米，內(nèi)包層套管內(nèi)壁的溫度約在30(T80(TC ； 9)通入吹掃和刻蝕氣體的混合氣體清洗玻璃界面,吹掃和刻蝕氣體的流量比是5:1 20:1 ;高溫?zé)嵩磸倪M(jìn)氣端緩慢移動到出氣端，將內(nèi)包層套管內(nèi)壁加熱到刻蝕氣體分解并和玻璃反應(yīng)的溫度為120(Tl900°C，熱源的移動速度每分鐘2(Γ100毫米，控制內(nèi)包層套管和芯層棒之間的間隙壓力，防止內(nèi)包層套管外徑在高溫下收縮或膨脹，控制內(nèi)包層套管和芯層棒之間的間隙壓力為30pa 400pa ; 10)通入吹掃和干燥氣體的混合氣體，吹掃和干燥氣體的流量比是20:1 80:1，此時內(nèi)包層套管和芯層棒之間的間隙壓力應(yīng)小于60pa，在出氣端即靠近套管空心柄，用高溫?zé)嵩醇訜崾箖?nèi)包層套管融縮，當(dāng)內(nèi)包層套管和芯層棒之間的間隙幾乎消失時，打開壓力控制管，并將在排氣端的內(nèi)包層套管和芯層棒熔成一體； 11)繼續(xù)通入吹掃和干燥氣體的混合氣體，吹掃和干燥氣體的流量比是20:f 80:1，根據(jù)套管的壁厚決定所需的管壓，壓力的范圍是+60pa -99kpa ;如果需要負(fù)壓，打開壓力控制管和真空泵的連接，高溫?zé)嵩聪蜻M(jìn)氣端方向移動，高溫?zé)嵩匆苿觿铀俣让糠昼?^100毫米，加熱融縮使內(nèi)包層套管和芯層棒合成一體； 12)通過控制外部供氣管道和壓力控制管中氣體的真空度達(dá)到合適的管壓(+60pa -99kpa)，控制高溫?zé)嵩吹臏囟?20(Tl90(TC和移動速度5 100 mm/min，保證內(nèi)包層套管和芯層棒完全熔融，無界面氣泡和氣線，同時保證成品芯棒的圓度，即制成一種制造凹陷包層超低水峰光纖芯棒。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種制造凹陷包層超低水峰光纖芯棒的方法，其特征在于所述的吹掃氣體采用純化的N2、02或He ;干燥氣體采用Cl2 ;刻蝕氣體采用CF4、C2F6或SF6。
全文摘要
本發(fā)明一種制造凹陷包層超低水峰光纖芯棒的裝置及其方法涉及的是一種使用低水峰芯棒和低水峰套管制造凹陷包層超低水峰光纖芯棒的裝置及其方法。合成后的芯棒可以具有復(fù)雜的折射率剖面。包括芯棒組件、套管組件、高溫?zé)嵩?、卡盤、旋轉(zhuǎn)接頭、外部供氣管道和壓力控制管；所述的芯棒組件由芯層棒和芯棒空心柄熔融對接制成，在芯棒空心柄靠近芯層棒的一端鉆有若干個通氣孔；所述的套管組件由內(nèi)包層套管和套管空心柄熔融對接制成，套管組件的內(nèi)包層套管套裝在芯棒組件的芯層棒外部；芯棒組件的芯棒空心柄、套管空心柄分別裝夾在玻璃車床的兩個卡盤中，芯棒空心柄外端通過旋轉(zhuǎn)接頭和外部供氣管道相連，高溫?zé)嵩丛O(shè)置在內(nèi)包層套管的外側(cè)。
文檔編號C03B37/018GK103011578SQ20121054694
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月17日
發(fā)明者蔣新力, 徐希凱, 陳金文, 周慧, 錢本華 申請人:中天科技精密材料有限公司