[實用新型]一種控制光纖預制棒芯棒生長的激光控制裝置

有效

• 申請號: 201320860819.6
• 申請日: 2013-12-25
• 公開（公告）號: CN203668236U
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發明（設計）人: 秦鈺;沈一春;錢宜剛
• 申請（專利權）人: 中天科技精密材料有限公司
• 主分類號: C03B37/07
• 分類號: C03B37/07;C03B37/012
• 代理公司: 南京君陶專利商標代理有限公司 32215
• 代理人: 奚勝元

技術領域

本實用新型一種控制光纖預制棒芯棒生長的激光控制裝置涉及的是一種光纖預制棒芯棒軸向均勻生長的制造裝置，具體的說是一種采用激光功率控制芯棒軸向直徑均勻生長的裝置。

技術背景

隨著光纖預制棒技術的發展，目前較成熟的預制棒芯棒的制備方法主要有軸向氣相沉積法（VAD）、改進的化學氣相沉積法（MCVD）、等離子體化學氣相沉積法（MCVD）。本專利使用裝置背景為軸向氣相沉積（VAD）。

粉末芯棒的尺寸直接影響光纖的主要參數，如折射率剖面和模場直徑等，因此精確控制沉積過程中芯棒直徑尺寸均勻對保證光纖的質量有決定性的意義。在影響芯棒生長的因素中，提棒速度與噴燈位置直接影響芯棒直徑的均勻性。由于芯棒棒頭生長環境并非一成不變（主要影響有反應環境壓力波動，噴燈火焰波動，原料供氣壓力波動等），故在波動的反應環境中，為維持芯棒棒頭軸向尺寸均勻，需要不斷改變沉積效率維持均勻的芯棒軸向尺寸。

中國發明專利200610160491.1里介紹了將預制棒生長端部溫度變化維持在-10℃～10℃/cm生長預制棒芯棒的方法來維持芯棒軸向直徑的均勻生長，但未提激光控制的方法。

中國發明專利03141875.9里介紹了減少外徑波動的光纖預制件的制造方法，噴槍相對靶棒作勻速往復移動，該方法對靶棒旋轉速度R、噴槍移動速度V、噴槍火焰寬度H與螺距P比值等參數進行系統優化從而控制直徑波動，但未提及激光控制的方法。

發明內容

本實用新型的目的是針對上述不足之處提供一種控制光纖預制棒芯棒生長的激光控制裝置，克服光纖預制棒芯棒軸向生長的直徑不均勻，提供了一種控制光纖預制棒芯棒生長的激光控制裝置，這是一種控制提棒速度和控制噴燈運動位置，以使光纖預制棒芯棒軸向直徑均勻生長的裝置。

需要控制提棒速度和控制噴燈運動位置，以使光纖預制棒芯棒軸向直徑均勻生長。設定激光功率控制器的目標控制功率，當芯棒棒頭脫離激光即接收激光值等于發射激光值時，運動控制器切換為提棒速度控制，提棒速度將降低，給予芯棒更多的生長時間；當接收激光值小于發射激光值時，運動控制器切換為噴燈位置運動控制，當激光功率大于目標控制功率時，噴燈向沉積效率高的方向移動，當激光功率小于目標控制功率時，噴燈向沉積效率低的位置移動。

一種控制光纖預制棒芯棒生長的激光控制裝置是采取以下方法實現：

本實用新型一種控制光纖預制棒芯棒生長的激光控制裝置包括石英腔體、激光發射器、激光接收器、激光功率控制器、信號放大器一、信號放大器二、運動控制器、工控機、PC機、提升部馬達、噴燈、噴燈移動馬達和電源。

在軸向氣相沉積（VAD）方法下沉積光纖預制棒芯棒（下簡稱芯棒），提升部馬達安裝在石英腔體上部，提升部馬達與卡盤相連，卡盤將光纖預制棒芯棒夾持，光纖預制棒芯棒安裝在石英腔體內，沉積過程中光纖預制棒芯棒保持旋轉，轉速在15～25r/min，并以Vp（一般在40～80mm/h）的速度上提。

激光發射器、激光接收器分別安裝在石英腔體下部，對準光纖預制棒芯棒棒頭的底部，激光發射器連接有電源，激光接收器與激光功率控制器相連，激光功率控制器通過信號放大器一與工控機相連，工控機通過信號放大器一、信號放大器二與運動控制器相連，運動控制器通過控制線與提升部馬達相連。石英腔體下部安裝有噴燈移動馬達，噴燈移動馬達上裝有噴燈，工控機通過控制線與噴燈移動馬達、PC機相連，PC機連接有顯示屏。

電源接110V交流電，給激光發射器供電，激光發射器發射出一束激光，并在對面安裝激光接收器進行接收，調整激光發射與接收器位置使激光與光纖預制棒芯棒棒頭的底部中心重合。將激光接收器信號通過接線給激光功率控制器，再從此接兩路信號傳輸線給兩個信號放大器。從信號放大器一接線至工控機，再從工控機接線至噴燈移動馬達和PC；從信號放大器二接線至運動控制器，再從運動控制器接線至提升部馬達。

一種控制光纖預制棒芯棒生長的激光控制裝置控制方法如下：

首先，設定激光發射器發射的激光功率為10mw，激光光斑直徑為2mm，設定激光功率控制器的目標控制功率為3～5mw，一般選定4mw，激光功率控制器將比較接收功率與目標功率大小，并將信號發送給信號放大器。所述信號放大器一將反饋信號給工控機，工控機經過運算，控制噴燈移動馬達的移動，并傳送給PC機，顯示在顯示屏上，實時監控運動變化；所述信號放大器二將反饋信號傳送給運動控制器，運動控制器根據反饋信號控制提升部馬達的提棒（提升光纖預制棒芯棒）速度。