[實用新型]一種制造光纖預制棒的裝置

無效

• 申請號: 200820171101.5
• 申請日: 2008-12-29
• 公開（公告）號: CN201334433Y
• 公開（公告）日: 2009-10-28
• 發明（設計）人: 馮高鋒;張立永;楊軍勇;章海峰
• 申請（專利權）人: 富通集團有限公司
• 主分類號: C03B37/018
• 分類號: C03B37/018
• 代理公司: 浙江翔隆專利事務所
• 代理人: 胡龍祥

技術領域

本實用新型涉及光纖預制棒的制造技術，具體地說，涉及帶氣體加熱器的軸向汽相沉積(VAD)裝置和使用該裝置制造光纖預制棒的方法。

背景技術

光纖由光纖預制棒按比例拉制而成，而預制棒通常由折射率較高的芯層和折射率較低的包層組成。由于99％以上的光信號都是在芯層中傳輸的，因此芯棒的制造技術決定了光纖預制棒的光學特性。作為光纖預制棒芯棒的制造方法之一，軸向汽相沉積(VAD)法(如申請號為10/142466、公開號為US?6923024B2的美國專利申請，申請號為10/142689、公開號為US6928841B2的美國專利申請，申請號為200610142065.5、公開號為CN1994945A的中國專利申請)是將燃燒反應生成的玻璃微粒沉積到旋轉上升的豎直種棒上形成疏松體，具有沉積效率高，成本低，易于大規模制造等優點。

近年來，隨著光纖需求量的增長和競爭的加劇，需要在不降低預制棒光學特性的前提下制造較大尺寸規格的預制棒來進一步降低成本。使用軸向汽相沉積制造大尺寸預制棒，需要更大、結構更復雜的多重噴燈來增大玻璃粉塵的沉積量，同時需要嚴格控制反應腔內的壓力場和溫度場。如圖1所示，制造光纖預制棒的裝置1包括反應腔2，用于沉積玻璃粉塵的第一噴燈3和第二噴燈4，用于固定豎直種棒9的夾具5，用于使豎直種棒旋轉和提升的旋轉提升部件6，排風口7和補風口8。制造光纖預制棒的過程中，先將豎直種棒9豎直的固定在夾具5上，然后將SiCl₄、GeCl₄氣體送至氫氧焰噴燈3、4燃燒，在高溫下水解生成玻璃粉塵。通常利用第一噴燈3向豎直種棒9的中心部位噴射火焰在豎直種棒9的末端形成芯層10，利用第二噴燈4向豎直種棒9的周圍部分噴射火焰在芯層10上形成包層11。芯層10的折射率高于包層11的折射率。豎直種棒不斷地向上提升和旋轉，從而得到外徑均勻的疏松體。疏松體經過脫水和玻璃化，形成具有芯層和部分包層組成的透明芯棒。

更具體地，原料氣體(SiCl₄、GeCl₄)，可燃氣體(H₂)和助燃氣體(O₂)等從原料供應系統以設定的流速通向噴燈，當原料氣體與噴燈中氫氧焰燃燒產生的H₂O發生水解反應或者在1100℃甚至更高溫度下與O₂發生直接氧化反應生成SiO₂、GeO₂微粒。反應式為：

SiCl₄+2H₂O→SiO₂+4HCl

SiCl₄+O₂→SiO₂+2Cl₂

GeCl₄+2H₂O→GeO₂+4HCl

GeCl₄+O₂→GeO₂+2Cl₂

火焰產生的SiO₂、GeO₂顆粒漂浮在火焰中，形成氣溶膠。當氣溶膠粒子存在于溫度分布不均勻的氣體中時，粒子受溫度梯度的驅使會由高溫處往低溫處運動，此現象稱為熱泳。由于溫度梯度的作用，SiO₂、GeO₂微粒隨著從噴燈口噴出的熱氣體一起漂浮到溫度相對較低的疏松體上。對疏松體生長至關重要的芯層端面溫度利用紅外激光探測器監測，并通過控制芯層噴燈的H₂流量來調節疏松體端面溫度(如申請號為10/131700、公開號為US?6834516B2的美國專利申請)。