[發明專利]一種制備稀土摻雜光纖預制棒的氣相摻雜裝置及摻雜方法

在審

• 申請號: 202010030467.6
• 申請日: 2020-01-13
• 公開（公告）號: CN111116038A
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發明（設計）人: 林傲祥;倪力;俞娟
• 申請（專利權）人: 成都翱翔拓創光電科技合伙企業(有限合伙)
• 主分類號: C03B37/018
• 分類號: C03B37/018
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 管高峰;錢成岑

1.一種制備稀土摻雜光纖預制棒的氣相摻雜裝置，包括氣化系統、氣相傳輸系統和氣相沉積系統，其特征在于，氣化系統包括普通沉積原料供給單元、AlCl₃蒸發單元和稀土螯合物蒸發單元，其中，AlCl₃蒸發單元和稀土螯合物蒸發單元均包括第一加熱爐和置于第一加熱爐中的蒸發罐；

所述氣相傳輸系統包括高溫傳輸管道、與普通沉積原料供給單元相連的普通沉積原料輸送管道以及與AlCl₃蒸發單元和稀土螯合物蒸發單元的蒸發罐分別相連的AlCl₃輸送管道和稀土螯合物輸送管道，所述普通沉積原料輸送管道、AlCl₃輸送管道和稀土螯合物輸送管道的出口段均伸入能夠加熱的高溫傳輸管道中；

所述氣相沉積系統包括與氣相傳輸系統的高溫傳輸管道旋轉密封連接的沉積單元和第二加熱爐，所述高溫傳輸管道的出口與沉積單元的進氣管相通，所述第二加熱爐移動加熱沉積單元的沉積管。

2.根據權利要求1所述制備稀土摻雜光纖預制棒的氣相摻雜裝置，其特征在于，所述AlCl₃蒸發單元和稀土螯合物蒸發單元的蒸發罐包括盛裝AlCl₃或稀土螯合物的鼓泡器和環繞設置在鼓泡器外表面上的環形管道，所述環形管道的入口與第一載氣源相連且出口與鼓泡器的氣體入口相連，所述AlCl₃蒸發單元和稀土螯合物蒸發單元的鼓泡器的氣體出口分別與AlCl₃輸送管道和稀土螯合物輸送管道相連。

3.根據權利要求2所述制備稀土摻雜光纖預制棒的氣相摻雜裝置，其特征在于，所述AlCl₃蒸發單元和稀土螯合物蒸發單元的蒸發罐由石英、耐高溫不銹鋼或陶瓷制成且容積不小于250毫升；所述環形管道的長度不低于2米，環形管道圍成的內徑與AlCl₃蒸發單元和稀土螯合物蒸發單元的鼓泡器的外徑相匹配，所述鼓泡器中心設置有溫度探測器。

4.根據權利要求1所述制備稀土摻雜光纖預制棒的氣相摻雜裝置，其特征在于，所述高溫傳輸管道包括內層的加熱層、外層的隔熱層和由加熱層圍成的傳輸腔，所述普通沉積原料輸送管道、AlCl₃輸送管道和稀土螯合物輸送管道的出口段均穿過所述傳輸腔，其中，所述普通沉積原料輸送管道、AlCl₃輸送管道和稀土螯合物輸送管道上均設置有控制閥，所述普通沉積原料輸送管道經過AlCl₃蒸發單元和稀土螯合物蒸發單元的第一加熱爐后進入高溫輸送管道。

5.根據權利要求4所述制備稀土摻雜光纖預制棒的氣相摻雜裝置，其特征在于，所述AlCl₃蒸發單元中第一加熱爐的加熱溫度為50～300℃，所述稀土螯合物蒸發單元中第一加熱爐的加熱溫度為200～300℃，所述高溫傳輸管道的加熱層的加熱溫度為100～400℃且所述隔熱層保證高溫傳輸管道的外部溫度降低至50～100℃，所述第二加熱爐的加熱溫度為1200～2300℃。

6.根據權利要求1所述制備稀土摻雜光纖預制棒的氣相摻雜裝置，其特征在于，所述沉積單元包括依次連接的進氣管、沉積管和出氣管并且能夠繞著其中心軸旋轉，所述進氣管的一端與所述高溫輸送管道通過旋轉密封連接并固定，所述尾氣管與MCVD車床的尾端通過旋轉密封連接并固定。

7.根據權利要求1所述制備稀土摻雜光纖預制棒的氣相摻雜裝置，其特征在于，所述氣相摻雜裝置還包括氣體控制單元和加熱控制單元，所述氣體控制單元控制載氣和/或各原料氣的流量和壓力，所述加熱控制單元控制各加熱爐的開關和溫度。