[發明專利]一種氣體保壓調控裝置、微結構光纖及其制備方法

有效

• 申請號: 202010863534.2
• 申請日: 2020-08-25
• 公開（公告）號: CN111977957B
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發明（設計）人: 李曙光;婁俊波;程同蕾;張帆
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: C03B37/012
• 分類號: C03B37/012;C03B37/028;G02B6/02
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司 21109
• 代理人: 馬海芳

1.一種氣體保壓調控裝置，其特征在于，該氣體保壓調控裝置包括通信控制模塊、PLC控制器、壓力控制器、電磁閥和氣壓閾值顯示屏；

通信控制模塊和光纖拉絲塔主控臺電連接，通信控制模塊的信號輸出端和PLC控制器的信號接收端連接，PLC控制器上設置有氣壓閾值顯示屏，PLC控制器的信號接收端還和壓力控制器的信號輸出端連接，PLC控制器還連接控制進出氣開閉的電磁閥；

所述的通信控制模塊，用于接收光纖拉絲塔主控臺的通信信號指令，并將該信號指令傳輸至PLC控制器；

所述的壓力控制器，實時檢測壓力大小，并將檢測的壓力值傳輸至PLC控制器；

所述的PLC控制器，用于將通信模塊傳輸的氣壓閾值通過氣壓閾值顯示屏顯示，并將該氣壓閾值的壓力與壓力控制器檢測的壓力進行對比，從而傳輸信號控制電磁閥的開閉。

2.一種光纖拉絲塔，其特征在于，包括連接氬氣的氬氣氣管、設置在氬氣氣管上的權利要求1所述的氣體保壓調控裝置，設置在光纖拉絲塔上的固定裝置、依次設置在固定裝置下方的高溫爐、光學測徑儀、牽引裝置、壓力涂覆裝置、紫外固化裝置和收絲裝置；并且固定裝置、高溫爐、光學測徑儀、牽引裝置、壓力涂覆裝置、紫外固化裝置均設置有拉絲通孔，拉絲通孔位于同一垂直線上，連接氬氣的氬氣氣管輸出端通過氣體連接頭和細預制棒連通。

3.一種微結構光纖的制備方法，其特征在于，采用權利要求1所述的氣體保壓調控裝置，具體包括以下步驟：

步驟1：制備預制棒

根據仿真程序設計微結構光纖，根據設計的微結構光纖尺寸和結構，選擇玻璃管和玻璃棒，拉制成毛細管和毛細棒后，采用階梯型堆積捆綁法制作預制棒；將預制棒內的水蒸氣去除；

步驟2：二次拉制

將去除水蒸氣的預制棒，通過調控高溫爐溫度1770-1950℃、送棒速度1-5mm/min和牽引速度0.5-7m/min三種拉絲參數進行第一道拉制，得到細預制棒；其中，細預制棒的外徑為3-5.5mm；

將細預制棒外周套設限位玻璃外套管后，進行第二道拉制，在第二道拉制過程中，通過光學顯微鏡實時觀測細預制棒端面，當光纖的微結構氣孔全部出現后，細預制棒接通連接氬氣的氬氣氣管，并啟動氣體保壓調控裝置，通過光學顯微鏡觀測出來的光纖微結構端面情況設置氣壓閾值，對光纖內部氣孔大小進行控制；

步驟3：調整

調整高溫爐溫度為1743-1950℃、氣壓閾值為1-10KPa、送棒速度為0.93-5mm/min，牽引速度為0.5-7.7m/min，將細預制棒與限位玻璃外套管之間的縫隙消除，通過光學顯微鏡實時觀測微結構光纖端面，并根據端面情況反復調整拉絲參數，同時通過氣體保壓調控裝置調控氣孔內氣壓大小，從而控制降低微結構光纖的外徑尺寸和纖芯尺寸，最終得到完整結構的微結構光纖。

4.根據權利要求3所述的微結構光纖的制備方法，其特征在于，階梯型堆積捆綁法為：根據微結構光纖中，纖芯的數量和包層層數結構，設置中心纖芯和多層包層，其中，第一層包層和中心纖芯長度相同，第二層包層比第一層包層短1-2cm，依次類推，直至整個纖芯和包層完成，形成六邊形結構，將六邊形結構外套設玻璃套管，在六邊形結構和玻璃套管之間的空間填充實心細毛細棒，得到預制棒；其中，中心纖芯采用毛細棒或毛細管，包層根據設置的微結構光纖的纖芯數量和排布，選用毛細管、或毛細管和毛細棒。

5.根據權利要求3所述的微結構光纖的制備方法，其特征在于，所述的步驟1中，毛細棒的直徑為0.8-2.2cm，毛細管的直徑和毛細棒直徑相同，毛細管的內徑為0.3-1.8mm。

6.根據權利要求3所述的微結構光纖的制備方法，其特征在于，所述的步驟1中，將預制棒的一端熔接一根200-300mm長的玻璃管作為尾柄，置于100-200℃的溫控箱內去除預制棒內水蒸氣；所述的尾柄的外徑和預制棒的玻璃套管的外徑相同，尾柄的內徑≥預制棒的玻璃套管的內徑。

7.一種微結構光纖，其特征在于，采用權利要求3-6任意一項所述的制備方法制得，其包層氣孔整體呈六邊形排布，基底材料為石英，纖芯直徑為3-10μm。

8.根據權利要求7所述的微結構光纖，其特征在于，所述的微結構光纖中，纖芯內的傳輸方式為全內反射型傳輸方式。