[發明專利]一種PCVD法制備有源光纖預制棒的裝置和方法

有效

• 申請號: 202010030680.7
• 申請日: 2020-01-13
• 公開（公告）號: CN111056740B
• 公開（公告）日: 2023-09-12
• 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PCVD法制備有源光纖預制棒的裝置，其特征在于，包括PCVD裝置和摻雜裝置，所述摻雜裝置包括氣化單元、氣相傳輸單元和氣相沉積單元，氣相沉積單元包括可旋轉地穿設在PCVD裝置的PCVD爐內的襯管；

氣化單元包括普通沉積原料供給子單元、共摻物原料供給子單元和稀土鹵化物原料供給子單元，共摻物原料供給子單元包括設置在襯管外部的高溫蒸發罐，稀土鹵化物原料供給子單元包括設置于襯管內部的至少一個高溫蒸發腔；

氣相傳輸單元包括高溫輸送管、與第一氣源相連的至少一根第一輸送管、與普通沉積原料供給子單元相連的第二輸送管以及與共摻物原料供給子單元相連的第三輸送管，第二輸送管和第三輸送管均穿過高溫輸送管后伸入襯管，其中，所述至少一個高溫蒸發腔設置在襯管(6)內靠近PCVD爐處，每根第一輸送管先后穿過高溫輸送管和其中一個高溫蒸發腔后伸入襯管；

高溫蒸發腔由純石英或陶瓷材料制成且設置在距離PCVD爐10mm至100mm處，高溫蒸發腔所在位置的襯管外設置有高溫加熱爐并且所述高溫加熱爐的溫度控制范圍為790～1000℃、溫度控制精度為±1℃；

所述高溫蒸發腔中盛放稀土鹵化物原料，所述高溫蒸發罐中盛放共摻物原料，高溫蒸發罐包括蒸發料罐和加熱器且加熱器的溫度控制范圍為50～400℃。

2.根據權利要求1所述PCVD法制備有源光纖預制棒的裝置，其特征在于，所述高溫加熱爐的腔體為兩端開口的圓柱形腔體并且能夠包裹高溫蒸發腔所在位置的襯管，所述高溫加熱爐為爐體上部通過控制或手動可打開的半開式加熱爐。

3.根據權利要求1所述PCVD法制備有源光纖預制棒的裝置，其特征在于，所述高溫加熱爐(4)的外徑為300mm～600mm、長度為300mm～600mm、腔體直徑為40mm～70mm，所述襯管的兩端分別通過旋轉密封與固定結構相連。

4.根據權利要求1所述PCVD法制備有源光纖預制棒的裝置，其特征在于，所述高溫輸送管包括內層的加熱層、外層的隔熱層和中心的傳輸腔，所述第一輸送管、第二輸送管和第三輸送管均穿過所述傳輸腔，其中，所述高溫輸送管的加熱溫度為50～400℃且隔熱后高溫輸送管的外表溫度在70℃以下。

5.根據權利要求1所述PCVD法制備有源光纖預制棒的裝置，其特征在于，所述第一氣源為氦氣或氯氣，所述普通沉積原料供給子單元提供的普通沉積原料包括SiCl₄、GeCl₄、C₂F₆和/或POCl₃以及作為第二氣源的氧氣或氦氣，所述高溫蒸發罐通過設置有質量流量控制器的管路與第三氣源相連并且所述第三氣源為氧氣或氦氣。

6.一種PCVD法制備有源光纖預制棒的方法，其特征在于，采用權利要求1至5中任一項所述PCVD法制備有源光纖預制棒的裝置進行有源光纖預制棒的制備。

7.根據權利要求6所述PCVD法制備有源光纖預制棒的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

S1：組裝裝置并將預定的普通沉積原料、共摻物原料和稀土鹵化物原料分別添加至普通沉積原料供給子單元、共摻物原料供給子單元和稀土鹵化物原料供給子單元中；

S2：以氦氣為第一氣源通入裝置中進行氣體置換，完成后再以氯氣為第一氣源通入裝置中對稀土鹵化物原料進行干燥，完成后停止通入氣體；

S3：對普通沉積原料供給子單元、共摻物原料供給子單元和稀土鹵化物原料供給子單元進行加熱并分別向襯管內提供各氣相原料，調整PCVD爐參數分別進行包層和芯層沉積；

S4：沉積完芯層之后卸下沉積后的襯管，熔縮后制成有源光纖預制棒。