[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

一種氣體保壓調控裝置、微結構光纖及其制備方法，屬于特種光纖的制造領域。該氣體保壓調控裝置中，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。通過二次拉制技術和氣體保壓調控裝置制備微結構光纖，二次拉制技術是采用兩道拉制過程，氣體保壓能夠防止細預制棒內部氣孔塌縮，通過該方法可將光纖外徑尺寸和纖芯尺寸同時降低到預期要求尺寸，而且該方法可有效解決微結構光纖內部氣孔塌縮和消失問題，能夠保持微結構光纖設計的內部結構。

技術領域

本發明屬于特種光纖的制造領域，尤其涉及一種氣體保壓調控裝置、微結構光纖及其制備方法。

背景技術

微結構光纖是一種具有特殊氣孔結構的光纖，由于其靈活的結構設計，已成為各國專家學者所青睞的研究對象，為了得到新穎的特性，許多不同形狀的微結構光纖被設計出來，包括四邊形、六邊形、八邊形、橢圓形、圓形、菱形，螺旋形和混合形等。微結構光纖具有許多傳統光纖所不具備的優點，例如：單模傳輸、高雙折射特性、偏振特性、非線性特性、模場面積大、可控色散特性和低限制損耗等。

微結構光纖是一種結構可以周期性變換的特種光纖，通過對結構進行靈活設計可以實現獨特的物理性能。微結構光纖屬于新興的研究領域，國內科研人員雖然在理論和制備方面都投入了大量精力進行研究，但相對于理論方面，制備技術仍然很滯后，如何制備微結構光纖的資料報道也很少。其主要原因是研究過程中，建造的拉絲塔高度僅三米多，制備光纖時很難一次性地將預制棒拉制到要求的光纖尺寸，尤其是纖芯尺寸，一般都在10μm以下。另外，光纖微結構中的氣孔也保持的不是很好，在拉細過程中許多氣孔都發生塌縮，在要求的尺寸范圍內得不到一個完好的結構。還有的技術為了保持住氣孔，在拉絲前，用氫氧焰先將預制棒的一端封死，但在拉絲過程中，高溫爐中預制棒的另一端被熔死后，爐芯位置的預制棒出現鼓包現象，也沒有很好的解決微結構光纖內部氣孔塌縮問題。

發明內容

針對現有技術存在的不足，本發明從微結構光纖拉制工藝和制備角度進行探索，提出了一種氣體保壓調控裝置、微結構光纖及其制備方法，該方法通過二次拉制技術和氣體保壓調控技術制備微結構光纖，二次拉制技術是采用兩道拉制過程，氣體保壓能夠防止細預制棒內部氣孔塌縮，通過該方法可將光纖外徑尺寸和纖芯尺寸同時降低到預期要求尺寸，而且該方法可有效解決微結構光纖內部氣孔塌縮和消失問題，能夠保持微結構光纖設計的內部結構，具有操作簡單、光纖纖芯和內部包層氣孔尺寸均可調控的優點。通過該方法制備出來的微結構光纖可應用于濾波器、分束器和傳感器等多種光學器件中。

本發明采用的技術方案為：

一種氣體保壓調控裝置，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。

所述的光纖拉絲塔主控臺，通過觀察光纖端面情況，用于對微結構光纖制備過程中的高溫爐溫度、送棒速度、牽引速度和氣壓閾值四種拉絲參數進行調控設置。