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沉積裝置、提高光纖預(yù)制棒疏松體密度的方法與流程

文檔序號(hào):12009734閱讀:408來(lái)源:國(guó)知局
沉積裝置、提高光纖預(yù)制棒疏松體密度的方法與流程
本發(fā)明涉及光纖預(yù)制棒制造領(lǐng)域,尤其涉及用于提高光纖預(yù)制棒疏松體密度的一種烤燈、采用該烤燈實(shí)現(xiàn)一種提高光纖預(yù)制棒疏松體密度的方法、光纖預(yù)制棒疏松體的一種沉積裝置、該沉積裝置的一種提高光纖預(yù)制棒疏松體密度的方法。

背景技術(shù):
VAD工藝沉積光纖預(yù)制棒光纖預(yù)制棒疏松體,光纖預(yù)制棒疏松體沿軸向生長(zhǎng),在生長(zhǎng)過程中,上部松散體表面溫度逐漸下降。由于溫度較低,煙灰密度較小,最終松散體表面沉積5~30mm密度較小的松軟層。由于表層密度較小,與內(nèi)層較大的光纖預(yù)制棒疏松體形成較大的密度梯度,在燒結(jié)過程中容易造成光纖預(yù)制棒疏松體的開裂。同時(shí),在轉(zhuǎn)運(yùn)過程中,松散體也極易受到震動(dòng)的影響而開裂。專利文獻(xiàn)公開號(hào)103241938A《一種光纖預(yù)制棒的制造方法及其制造設(shè)備》通過使用熱成像儀監(jiān)控光纖預(yù)制棒疏松體表面溫度分布,調(diào)整氣體流量來(lái)控制光纖預(yù)制棒疏松體的密度,該方法能夠很好的控制兩個(gè)噴燈之間的密度,但無(wú)法解決表層光纖預(yù)制棒疏松體密度較小的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
為了解決表層光纖預(yù)制棒疏松體密度較小的問題,本發(fā)明提供用于提高光纖預(yù)制棒疏松體密度的一種采用烤燈實(shí)現(xiàn)一種提高光纖預(yù)制棒疏松體密度的方法、光纖預(yù)制棒疏松體的一種沉積裝置、該沉積裝置的一種提高光纖預(yù)制棒疏松體密度的方法。本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的,一種提高光纖預(yù)制棒疏松體密度的方法,其采用烤燈配合一個(gè)光纖預(yù)制棒疏松體的沉積裝置實(shí)現(xiàn)提高光纖預(yù)制棒疏松體密度的目的;該沉積裝置包括第一沉積噴燈、第二沉積噴燈,該沉積裝置用于對(duì)光纖預(yù)制棒疏松體在旋轉(zhuǎn)過程中采用該第一沉積噴燈、該第二沉積噴燈進(jìn)行沉積;該烤燈用于提高光纖預(yù)制棒疏松體的密度,該烤燈包括第一通氣區(qū)和以該第一通氣區(qū)為軸心而同軸設(shè)置且由內(nèi)而外依次設(shè)置的第二通氣區(qū)、第三通氣區(qū)、第四通氣區(qū)、第五通氣區(qū),該第一通氣區(qū)與該第五通氣區(qū)均通有助燃?xì)怏w,該第二通氣區(qū)與該第四通氣區(qū)均通有隔離氣體,該第三通氣區(qū)通有燃?xì)?;該方法包括以下步驟:安置該烤燈:該第一沉積噴燈、該第二沉積噴燈位于同一豎直平面內(nèi),該豎直平面平行于該光纖預(yù)制棒疏松體的旋轉(zhuǎn)中心軸,該第二沉積噴燈位于該第一沉積噴燈上方,該烤燈不在該豎直平面內(nèi)且沿該光纖預(yù)制棒疏松體的旋轉(zhuǎn)方向安裝在該第二沉積噴燈的斜上方;該第一沉積噴燈、該第二沉積噴燈、該烤燈滿足以下關(guān)系式:0≤(c-b)≤(b-a),其中,a為該第一沉積噴燈的沉積點(diǎn)距離該光纖預(yù)制棒疏松體底端的高度,b為該第二沉積噴燈的沉積點(diǎn)距離該光纖預(yù)制棒疏松體底端的高度,c為該烤燈的灼燒點(diǎn)距離該光纖預(yù)制棒疏松體底端的高度;開啟該烤燈:在該第一通氣區(qū)與該第五通氣區(qū)均通有助燃?xì)怏w,在該第二通氣區(qū)與該第四通氣區(qū)均通有隔離氣體,在該第三通氣區(qū)通有燃?xì)?;開啟該第一沉積噴燈、該第二沉積噴燈,在該光纖預(yù)制棒疏松體上相應(yīng)沉積形成芯層和包層。作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn),該第一通氣區(qū)通有5slmO2和10slm純凈空氣組成測(cè)混合氣,該第二通氣區(qū)通有5slmAr,該第三通氣區(qū)通有50slmH2,該第四通氣區(qū)通有8slmAr,該第五通氣區(qū)通有10slmO2和20slm純凈空氣組成的混合氣,該純凈空氣是指空氣經(jīng)過除油污,除固體雜質(zhì)而獲得的氣體。本發(fā)明還提供一種沉積裝置,其包括第一沉積噴燈、第二沉積噴燈、烤燈,該沉積裝置用于對(duì)光纖預(yù)制棒疏松體在旋轉(zhuǎn)過程中采用該第一沉積噴燈、該第二沉積噴燈進(jìn)行沉積,兩個(gè)沉積噴燈位于同一豎直平面內(nèi),該豎直平面平行于該光纖預(yù)制棒疏松體的旋轉(zhuǎn)中心軸,該第二沉積噴燈位于該第一沉積噴燈上方,該烤燈不在該豎直平面內(nèi)且沿該光纖預(yù)制棒疏松體的旋轉(zhuǎn)方向安裝在該第二沉積噴燈的斜上方;該第一沉積噴燈、該第二沉積噴燈、該烤燈滿足以下關(guān)系式:0≤(c-b)≤(b-a),其中,a為該第一沉積噴燈的沉積點(diǎn)距離該光纖預(yù)制棒疏松體底端的高度,b為該第二沉積噴燈的沉積點(diǎn)距離該光纖預(yù)制棒疏松體底端的高度,c為該烤燈的灼燒點(diǎn)距離該光纖預(yù)制棒疏松體底端的高度。作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn),該烤燈為上述烤燈,即:該烤燈包括第一通氣區(qū)和以該第一通氣區(qū)為軸心而同軸設(shè)置且由內(nèi)而外依次設(shè)置的第二通氣區(qū)、第三通氣區(qū)、第四通氣區(qū)、第五通氣區(qū),該第一通氣區(qū)與該第五通氣區(qū)均通有助燃?xì)怏w,該第二通氣區(qū)與該第四通氣區(qū)均通有隔離氣體,該第三通氣區(qū)通有燃?xì)?。作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn),沿該光纖預(yù)制棒疏松體的旋轉(zhuǎn)方向,該烤燈到該第二沉積噴燈構(gòu)成的夾角θ滿足關(guān)系式:20°≤θ≤60°。優(yōu)選地,夾角θ滿足關(guān)系式:30°≤θ≤45°。作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn),該烤燈的仰角ω滿足關(guān)系式:15°≤ω≤60°。優(yōu)選地,仰角ω滿足關(guān)系式:20°≤ω≤30°。本發(fā)明還提供一種提高光纖預(yù)制棒疏松體密度的方法,其應(yīng)用于上述任意一種沉積裝置,該方法包括以下步驟:開啟該烤燈;開啟該第一沉積噴燈、該第二沉積噴燈,在該光纖預(yù)制棒疏松體上相應(yīng)沉積形成芯層和包層。作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn),該烤燈的灼燒位置在該光纖預(yù)制棒疏松體的錐面和穩(wěn)定段之間。本發(fā)明通過在光纖預(yù)制棒疏松體旋轉(zhuǎn)方向并在第二沉積噴燈的斜上方增加烤燈,對(duì)光纖預(yù)制棒疏松體表面進(jìn)行加熱來(lái)提高光纖預(yù)制棒疏松體表面密度,此方法既可以避免烤燈火焰對(duì)第二沉積噴燈沉積區(qū)域干擾,同時(shí)又能對(duì)第二沉積噴燈上方沉積的每層光纖預(yù)制棒疏松體進(jìn)行加熱,提高第二沉積噴燈上方光纖預(yù)制棒疏松體的密度,此方法能夠更好的控制光纖預(yù)制棒疏松體的表面密度分布,解決了光纖預(yù)制棒疏松體的開裂問題。附圖說明圖1為采用本發(fā)明較佳實(shí)施方式提供的沉積裝置實(shí)現(xiàn)光纖預(yù)制棒疏松體沉積的應(yīng)用示意圖。圖2為圖1中沉積裝置的位置示意圖。圖3為圖2的俯視圖。圖4為圖3的剖面圖。圖5為本發(fā)明較佳實(shí)施方式提供的烤燈的結(jié)構(gòu)剖視圖。圖6為光纖預(yù)制棒疏松體的密度分布曲線對(duì)照?qǐng)D。具體實(shí)施方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白,以下結(jié)合附圖及實(shí)施例,對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解,此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明,并不用于限定本發(fā)明。請(qǐng)參閱圖1,其為采用本發(fā)明較佳實(shí)施方式提供的沉積裝置實(shí)現(xiàn)光纖預(yù)制棒疏松體104沉積的應(yīng)用示意圖。請(qǐng)結(jié)合圖2、圖3、圖4,該沉積裝置包括第一沉積噴燈101、第二沉積噴燈102、烤燈103。該沉積裝置用于對(duì)光纖預(yù)制棒疏松體104在旋轉(zhuǎn)過程中采用第一沉積噴燈101、第二沉積噴燈102進(jìn)行沉積。第一沉積噴燈101、第二沉積噴燈102位于同一豎直平面內(nèi),該豎直平面平行于該光纖預(yù)制棒疏松體104的旋轉(zhuǎn)中心軸,第二沉積噴燈102位于第一沉積噴燈101上方??緹?03不在該豎直平面內(nèi)且沿該光纖預(yù)制棒疏松體104的旋轉(zhuǎn)方向105安裝在第二沉積噴燈102的斜上方;第一沉積噴燈101、第二沉積噴燈102、烤燈103滿足以下關(guān)系式:0≤(c-b)≤(b-a),其中,a為第一沉積噴燈101的沉積點(diǎn)距離光纖預(yù)制棒疏松體104底端的高度,b為第二沉積噴燈102的沉積點(diǎn)距離光纖預(yù)制棒疏松體104底端的高度,c為烤燈103的灼燒點(diǎn)距離光纖預(yù)制棒疏松體104底端的高度。沿該光纖預(yù)制棒疏松體104的旋轉(zhuǎn)方向,烤燈103到第二沉積噴燈102構(gòu)成的夾角θ可滿足關(guān)系式:20°≤θ≤60°。夾角θ的角度選擇是為了避免烤燈103對(duì)第二沉積噴燈102的干擾,烤燈103和第二沉積噴燈102不再同一豎直平面,可以避免因烤燈103離第二沉積噴燈102太近,導(dǎo)致第二沉積噴燈102的沉積位置(即沉積點(diǎn))溫度過高而不利于煙灰的附著。如果離得太遠(yuǎn),第二沉積噴燈102上方的密度小的松軟層已經(jīng)形成,烤燈103的灼燒只能提高松軟層表層的密度,無(wú)法解決松軟層密度低的問題。烤燈103的灼燒位置在光纖預(yù)制棒疏松體104的錐面和穩(wěn)定段之間。優(yōu)選,夾角θ滿足關(guān)系式:30°≤θ≤45??緹?03的仰角ω可滿足關(guān)系式:15°≤ω≤60°。仰角ω的角度選擇:第二沉積噴燈102的煙灰附著面積較大,烤燈103上仰有助于對(duì)第二沉積噴燈102所沉積的區(qū)域進(jìn)行燒灼,仰角ω的角度太大,火焰分散面積大,燒灼面的溫度自然會(huì)下降,燒灼的效果就會(huì)越差;仰角ω的角度太小,火焰集中燒灼面積小,燒灼面溫度就越高,溫度高對(duì)第二沉積噴燈102的煙灰附著是不利的。優(yōu)選,仰角ω滿足關(guān)系式:20°≤ω≤30°。烤燈103之所以安裝在光纖預(yù)制棒疏松體104轉(zhuǎn)動(dòng)的下游,且與第二沉積噴燈102所在豎直面存在一定的角度,主要作用有以下幾點(diǎn):第二沉積噴燈102沉積在光纖預(yù)制棒疏松體104表面的煙灰在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中溫度逐漸降低,直至第二沉積噴燈102的火焰再次灼燒時(shí),在此轉(zhuǎn)動(dòng)過程中,烤燈103對(duì)第二沉積噴燈102上方的煙灰進(jìn)行持續(xù)加熱可提高光纖預(yù)制棒疏松體104的密度;如果烤燈103離第二沉積噴燈102太近,則干擾第二沉積噴燈102的火焰,如果,離得太遠(yuǎn),第二沉積噴燈102上方的疏松體被加熱后再次冷卻的時(shí)間較短,導(dǎo)致疏松體表面溫度高而不利于煙灰的附著。請(qǐng)參閱圖5,烤燈103可包括第一通氣區(qū)103A和以該第一通氣區(qū)103A為軸心而同軸設(shè)置且由內(nèi)而外依次設(shè)置的第二通氣區(qū)103B、第三通氣區(qū)103C、第四通氣區(qū)103D、第五通氣區(qū)103E。第一通氣區(qū)103A與第五通氣區(qū)103E均通有助燃?xì)怏w,助燃?xì)饪梢允褂眉儍艨諝狻2或者純凈空氣和O2的混合氣體,純凈空氣是指空氣經(jīng)過除油污,除固體雜質(zhì)而獲得的氣體。第二通氣區(qū)103B與第四通氣區(qū)103D均通有隔離氣體,該隔離氣體可為氮?dú)饣蚍鷼獾榷栊詺怏w。第三通氣區(qū)103C通有燃?xì)?,烤?03所使用的燃?xì)饪膳c任一噴燈所使用的燃?xì)庀嗤?,在本?shí)施方式中,第一沉積噴燈101中通入SiCl4和GeCl4,H2,O2和Ar沉積形成芯層;第二沉積噴燈102通入SiCl4,H2,O2和Ar沉積形成包層??緹?03的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)在烤燈103內(nèi)通有一定比例的燃?xì)夂椭細(xì)怏w,能保證燃?xì)獬浞秩紵?,燃?xì)夂椭細(xì)怏w之間使用隔離氣體,可以防止噴燈103的燃?xì)夂椭細(xì)庠趪姛艨谌紵?,?dǎo)致溫度過高而損壞噴燈103。該沉積裝置的提高光纖預(yù)制棒疏松體104密度的方法包括以下步驟:1、開啟烤燈103:在第一通氣區(qū)103A與第五通氣區(qū)103E均通有助燃?xì)怏w,在第二通氣區(qū)103B與第四通氣區(qū)103D均通有隔離氣體,在第三通氣區(qū)103C通有燃?xì)猓?、開啟第一沉積噴燈101、第二沉積噴燈102在光纖預(yù)制棒疏松體104上相應(yīng)沉積形成芯層和包層。具體地,往第一沉積噴燈101、第二沉積噴燈102分別通入燃?xì)夂驮?第一沉積噴燈101可通入SiCl4和GeCl4,第二沉積噴燈102可通入SiCl4)在光纖預(yù)制棒疏松體104上相應(yīng)沉積形成芯層和包層。為了便于推廣該提高光纖預(yù)制棒疏松體104密度的方法,可以將第一沉積噴燈101、第二沉積噴燈102、烤燈103采用固定架做成一個(gè)構(gòu)件。在其它實(shí)施方式中,也可以在傳統(tǒng)的沉積裝置上單純?cè)黾涌緹?03,此時(shí),相應(yīng)的提高光纖預(yù)制棒疏松體104密度的方法包括以下步驟:安置烤燈103:烤燈103不在該豎直平面內(nèi)(該豎直平面即為上述第一沉積噴燈101、第二沉積噴燈102形成的豎直平面),且沿該光纖預(yù)制棒疏松體104的旋轉(zhuǎn)方向105安裝在第二沉積噴燈102的斜上方;第一沉積噴燈101、第二沉積噴燈102、烤燈103滿足上述關(guān)系式:0≤(c-b)≤(b-a);開啟烤燈103:在第一通氣區(qū)103A與第五通氣區(qū)103E均通有助燃?xì)怏w,在第二通氣區(qū)103B與第四通氣區(qū)103D均通有隔離氣體,在第三通氣區(qū)103C通有燃?xì)?;開啟第一沉積噴燈101、第二沉積噴燈102,在光纖預(yù)制棒疏松體104上相應(yīng)沉積形成芯層和包層。請(qǐng)參閱圖6,曲線1是該沉積裝置沒有開啟烤燈103的方法制得的光纖預(yù)制棒疏松體104的密度分布曲線;曲線2是該沉積裝置開啟烤燈103的方法制得的光纖預(yù)制棒疏松體104的密度分布曲線。1、曲線1獲得方式第一沉積噴燈101中通入原料(SiCl4和GeCl4),和燃?xì)?H2,O2和Ar)沉積形成芯層;第二沉積噴燈102通入原料(SiCl4),和燃?xì)?H2,O2和Ar)沉積形成包層,烤燈103不通入任何氣體。第一沉積噴燈101、第二沉積噴燈102均開啟了,烤燈103沒有開啟,這樣的沉積裝置也就相對(duì)于傳統(tǒng)的沉積裝置。第一沉積噴燈101的沉積點(diǎn)高度a為20mm;第二沉積噴燈102的沉積點(diǎn)高度b為120mm,烤燈103的灼燒點(diǎn)高度c為170mm,烤燈103與第二沉積噴燈102的水平夾角θ為30°,烤燈103的仰角ω為45°。2、曲線2獲得方式第一沉積噴燈101中通入原料(SiCl4和GeCl4),和燃?xì)?H2,O2和Ar)沉積形成芯層;第二沉積噴燈102通入原料(SiCl4),和燃?xì)?H2,O2和Ar)沉積形成包層。烤燈103的第一通氣區(qū)103A通有5slmO2和10slm純凈空氣組成測(cè)混合氣,第二通氣區(qū)103B通有5slmAr,第三通氣區(qū)103C通有50slmH2,第四通氣區(qū)103D通有8slmAr,第五通氣區(qū)103E通有10slmO2和20slm純凈空氣組成的混合氣。第一沉積噴燈101、第二沉積噴燈102、烤燈103均開啟了。純凈空氣如上述定義是指空氣經(jīng)過除油污,除固體雜質(zhì)而獲得的氣體。slm是standardlitreperminute的縮寫,意思是標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下1L/min的流量。第一沉積噴燈101的沉積點(diǎn)高度a為20mm;第二沉積噴燈102的沉積點(diǎn)高度b為120mm,烤燈103灼燒點(diǎn)的高度c為170mm,烤燈103與第二沉積噴燈102的水平夾角θ為30°,烤燈103的仰角ω為45°。從圖6中不難看出,采用本發(fā)明的沉積裝置可以提高光纖預(yù)制棒疏松體104的密度。綜上所述,本發(fā)明通過在光纖預(yù)制棒疏松體104的旋轉(zhuǎn)方向105并在第二沉積噴燈102的斜上方增加烤燈103,對(duì)光纖預(yù)制棒疏松體104表面進(jìn)行加熱來(lái)提高光纖預(yù)制棒疏松體104表面密度,此方法既可以避免烤燈103火焰對(duì)第二沉積噴燈102沉積區(qū)域干擾,同時(shí)又能對(duì)第二沉積噴燈102上方沉積的每層光纖預(yù)制棒疏松體104進(jìn)行加熱,提高第二沉積噴燈102上方光纖預(yù)制棒疏松體104的密度,此方法能夠更好的控制光纖預(yù)制棒疏松體104的表面密度分布,解決了光纖預(yù)制棒疏松體104的開裂問題。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已,并不用以限制本發(fā)明,凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等,均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
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