[發明專利]低熔點玻璃光纖預制棒包層套管的制作方法

無效

• 申請號: 201110261857.5
• 申請日: 2011-09-06
• 公開（公告）號: CN102976606A
• 公開（公告）日: 2013-03-20
• 發明（設計）人: 汪國年
• 申請（專利權）人: 蘇州佳因特光電科技有限公司
• 主分類號: C03B37/012
• 分類號: C03B37/012
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種光纖預制棒包層套管的制作方法，屬于玻璃光纖制造技術領域。尤其適用于各種基質的低熔點玻璃光纖預制棒包層套管的制作。

背景技術

隨著紅外光學材料制備技術的逐漸成熟和紅外光源的日益發展，紅外光學產品正在以爆炸性的趨勢日益增長。由于重金屬氧化物、氧鹵化物、鹵化物以及硫系等低熔點玻璃光纖在空氣透明的中波紅外(3-5微米)和長波紅外(8-12微米)具有良好的透過性能，從而在光纖通訊、紅外探測、化學傳感分析、紅外成像、紅外激光傳輸、生物醫學等領域展現出巨大的應用價值。

傳統的制作低熔點玻璃光纖的方法主要有管棒法和吸注法。其中，管棒法是通過分別加工包層玻璃套管和芯棒，然后將芯棒插入包層套管構成的，該方法存在的問題是：包層套管是通過精密機械加工而成，這一方面在加工過程中引入了雜質，引入了光纖芯和包層之間的雜質損耗，另一方面芯棒是直接插入包層套管中間的，二者界面之間不可避免的存在一定的空隙，從而產生損耗，另外，玻璃套管的內部拋光、套管的內徑、長度等都受到實際操作的限制，很難制得低損耗的單模玻璃光纖。吸注法是先將包層玻璃液倒入模具，然后迅速在模具上方繼續倒入芯料玻璃液，通過模具下面未冷卻玻璃液的少量滴漏，通過重力作用吸入模具上端的芯料玻璃液，從而制得光纖預制棒。該方法的特點是避免了機械加工帶來的損耗，但是芯料在預制棒中的直徑不均勻，可利用的芯棒短；漏料不容易控制，可重復性差；而且為了保證芯料的吸入，澆注時必須保證包層和芯料玻璃液的低粘度，從而在操作過程中容易引入氣泡而增加光學損耗。

申請號為200410051091.8的發明專利中采用一種結合管棒法和吸注法的新制作方法，即先制備包層玻璃棒，通過精密加工成包層套管；然后將玻璃套管加熱到高于玻璃轉變溫度T_g、低于玻璃熔化溫度T_s下，直接倒入熔制好的玻璃芯料，再退火制得預制棒。這種采用熱澆注的方法，避免了芯和包層之間的空隙，但仍然對包層套管采用了機械加工的方法，因此也就不能避免雜質的引入和加工的難度；同時，這種采用芯料玻璃液澆注已經成型的包層套管的方法，盡管在套管玻璃轉變溫度T_g以上進行，但實際操作中往往容易引起包層套管爆裂，可操作難度大。

申請號為200510049336.8的專利采用了先制備相對稱的半圓形預制棒，然后合在一起進行加熱熔接的方式來制備出預制棒。該種方法不需要精密的機械加工，而且可以制作不同端面結構的玻璃光纖。但是，在通過兩塊對稱的玻璃塊體進行熔合之前，必須要對需熔合的端面進行清洗、拋光，以去除玻璃母體制備時模具引入的雜質；同時，兩塊母體玻璃在結合的時候不可避免地會存在一定的偏差，而這個偏差對于制備類似單模等芯徑較細的預制棒來說，將會大大影響到纖芯的圓度和同心度。

申請號為200710070073.8的發明專利中采用將熔化的玻璃液倒入石英管，然后封口并高速旋轉石英管，通過離心冷卻的方式來獲得預制棒包層套管。該方法的優點是，避免了機械加工，制備的玻璃套管內外壁光滑無污染；但是，一方面，采用預先傾倒玻璃液到石英管的方式，由于玻璃液不可避免會殘留在坩堝內壁，難以控制倒入石英管內的玻璃液的體積，從而無法準確控制制備出的玻璃套管內徑；另一方面，采用玻璃液傾倒、封口、固定、旋轉等一系列操作過程，難以保持玻璃液在旋轉時的低粘度狀態，從而旋轉出的玻璃偏心或者孔徑不均勻等情況，實際操作難度大，難以實際應用。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術的不足，提供一種新型的低熔點玻璃光纖預制棒包層套管的制備方法。本發明解決了現有低熔點玻璃光纖預制棒制作過程中界面損耗大、制作工藝復雜等問題。可以精確控制玻璃套管的孔徑，具有工藝簡單，可操作性好，生產效率高等優點。

為達到上述目的，本發明的創新之處及其技術方案在于以下幾點：

1、光纖預制棒包層套管的制備包括如下步驟：

(1)熔制低熔點玻璃，冷卻破碎后備用；

(2)精確稱量低熔點玻璃并裝入石英管；

(3)對裝料的石英管抽真空使管內處于負壓狀態，然后采用火焰熔封；

(4)將密封的石英管放入搖擺爐中，緩慢升溫使管內玻璃熔化至液態；

(5)開動電爐搖擺開關，以使玻璃液混合均勻；

(6)打開電爐，迅速取出石英管水平放入旋轉裝置中，固定石英管后以3000～6000轉/分鐘的速度旋轉1～5分鐘；