[發(fā)明專利]一種光纖預(yù)制棒及其制備方法有效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 202010702515.1 | 申請(qǐng)日： | 2020-07-21 |
| 公開（公告）號(hào)： | CN111847867B | 公開（公告）日： | 2022-06-14 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 錢宜剛;沈海平;孫耀杰 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 復(fù)旦大學(xué) |
| 主分類號(hào)： | C03B37/018 | 分類號(hào)： | C03B37/018;C03B37/027;G02B6/02 |
| 代理公司： | 上海德昭知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31204 | 代理人： | 王偉珍 |
| 地址： | 200433 *** | 國(guó)省代碼： | 上海;31 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 光纖 預(yù)制 及其 制備 方法 | ||
1.一種光纖預(yù)制棒的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
步驟S1，將陶瓷桿固定在外部氣相沉積設(shè)備上，將氫氣、氧氣、四氯化硅和四氯化鍺通過(guò)不同管道通入噴燈，所述氫氣、所述氧氣、所述四氯化硅和所述四氯化鍺在所述噴燈口燃燒，產(chǎn)生第一沉積物，所述第一沉積物在所述陶瓷桿外表面上沉積，形成第一沉積層，所述第一沉積層達(dá)到一定厚度后，停止通入所述四氯化鍺，然后將四氟化硅通入噴燈，所述氫氣、所述氧氣、所述四氯化硅與所述四氟化硅產(chǎn)生第二沉積物，該第二沉積物在所述第一沉積物上沉積，形成第二沉積層，所述第二沉積層達(dá)到一定厚度后，得到粉末芯棒；
步驟S2，將所述陶瓷桿從所述粉末芯棒中抽去，得到中空粉末芯棒，在所述中空粉末芯棒中通入無(wú)水氧氣，并在氯氣與氦氣混合氣氛中將所述中空粉末芯棒燒結(jié)成透明中空芯棒；
步驟S3，在加熱條件下，拉伸所述透明中空芯棒得到延伸中空芯棒；
步驟S4，將堿金屬鹵化物蒸氣與無(wú)水氧氣混合后通入所述延伸中空芯棒中，用噴燈加熱所述延伸中空芯棒外表面，使堿金屬鹵化物與氧氣反應(yīng)生成的堿金屬氧化物沉積在所述延伸中空芯棒內(nèi)表面，繼而沿徑向擴(kuò)散至所述延伸中空芯棒內(nèi)部，得到堿金屬摻雜中空芯棒；
步驟S5，將所述堿金屬摻雜中空芯棒清洗后，再將所述堿金屬摻雜中空芯棒的一端封閉，另一端與真空設(shè)備連接，在氫氧焰噴燈加熱條件下，所述堿金屬摻雜中空芯棒進(jìn)入熔融狀態(tài)，同時(shí)在壓差作用下熔縮成實(shí)心芯棒，且所述實(shí)心芯棒外表面覆有一層羥基層；
步驟S6，在所述實(shí)心芯棒表面沉積二氧化硅后，然后燒結(jié)，得到光纖預(yù)制棒；
其中，所述第一沉積層的所述堿金屬的摻雜量為10ppm-500ppm，所述第二沉積層的所述堿金屬的摻雜量為5ppm-500ppm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖預(yù)制棒的制備方法，其特征在于：
其中，在步驟S1中，所述氫氣的流量為60L/min-200L/min，所述氧氣的流量為30L/min-100L/min，所述四氯化硅的流量為20g/min-100g/min，所述四氯化鍺的流量為200mg/min-1000mg/min，所述四氟化硅的流量500ml/min-1000ml/min，
在步驟S1中，所述陶瓷桿沿軸向移動(dòng)并同時(shí)繞其軸線旋轉(zhuǎn)，移動(dòng)速度為50mm/min-300mm/min，旋轉(zhuǎn)速度為10rpm-50rpm，所述第一沉積物在所述陶瓷桿上沉積的厚度為30mm-65mm，所述第二沉積物在所述第一沉積物上沉積的厚度為75mm-105mm，
在步驟S2中，所述氧氣流量為10L/min-20L/min，所述氯氣流量為0.3L/min-2L/min，所述氦氣流量為10L/min-40L/min，所述中空粉末芯棒通過(guò)燒結(jié)爐并同時(shí)繞其軸線旋轉(zhuǎn)，通過(guò)燒結(jié)爐的速度為1mm/min-10mm/min，旋轉(zhuǎn)速度為1rpm-10rpm，
在步驟S3中，所述延伸中空芯棒的外徑為30mm-60mm，
在步驟S4中，所述噴燈溫度為200℃-300℃，所述噴燈沿所述延伸中空芯棒軸向移動(dòng)，移動(dòng)速度為20mm/min-200mm/min，所述延伸中空芯棒同步繞其軸線旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)速度為10rpm-50rpm。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光纖預(yù)制棒的制備方法，其特征在于：
其中，所述氫氣的流量為80L/min-150L/min，所述氧氣的流量為40L/min-80L/min，所述四氯化硅的流量為50g/min-80g/min，所述四氯化鍺的流量為400mg/min-600mg/min，所述四氟化硅的流量600ml/min-800ml/min，
所述陶瓷桿沿軸向移動(dòng)并同時(shí)繞其軸線旋轉(zhuǎn)，移動(dòng)速度為180mm/min-260mm/min，旋轉(zhuǎn)速度為30rpm-40rpm，所述第一沉積物在所述陶瓷桿上沉積的厚度為40mm-50mm，
所述氯氣流量為1.2L/min-1.5L/min，所述氦氣流量為15L/min-30L/min，所述中空粉末芯棒通過(guò)燒結(jié)爐并同時(shí)繞其軸線旋轉(zhuǎn)，通過(guò)燒結(jié)爐的速度為3mm/min-6mm/min，旋轉(zhuǎn)速度為3rpm-5rpm，
所述延伸中空芯棒的外徑為40mm-50mm，
所述噴燈沿所述延伸中空芯棒軸向移動(dòng)，移動(dòng)速度為80mm/min-120mm/min，所述延伸中空芯棒同步繞其軸線旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)速度為20rpm-30rpm。
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