中红外光纤拉丝塔用高精密加热设备制造技术

本实用新型专利技术公开了一种中红外光纤拉丝塔用高精密加热设备，包括炉体、炉体顶部的进气装置、炉体中间设置的石英管、设置在石英管外壁中部的复合加热模块；所述炉体顶部设置有上法兰盘，上法兰盘上安装有进气装置、在进气装置顶端安装有上端封口，炉体底部设置有下法兰盘；所述上法兰盘中心设置有上圆孔、下法兰盘中心设置有下圆孔，上圆孔边缘设置有上圆环形槽、下圆孔边缘设置有下圆环形槽，石英管顶端连接上圆环形槽，石英管底端连接下圆环形槽，石英管与进气装置连通，石英管内充填惰性气体。本实用新型专利技术的高精密加热设备能够制作无析晶，丝径稳定控制在±0.5微米误差范围内的红外硫系，碲酸盐玻璃等光纤。（*该技术在2024年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

：本技术涉及在光纤制造过程中的中红外光纤拉丝塔用高精密加热设备，特别适用于制作无析晶，丝径稳定(丝径控制在±0.5微米误差范围内)的红外光纤(硫系，碲酸盐玻璃等光纤)的预制棒加热炉设计方法。
技术介绍
：上世纪70年代诞生的低损耗石英光纤技术以及后来发展的超低损耗无水石英光纤的技术，引领人类社会进入了光通讯的时代。石英光纤的光辉历史延续到了2005年，经历了实芯单模/多模光纤、光子晶体光纤、大模场光纤、布拉格光纤等阶段的发展，似乎到了它历史的尽头。从材料学的角度出发，我们会发现石英光纤只是硅酸盐玻璃(SiO2为主要成分)的一种高级表现形式，品种比较单一。目前的高功率光纤激光器大多集中于1-2μm近红外波段，产品也多以石英光纤为激光载体。但是由于石英光纤材料本身限制，其红外波长截至波长只能到2.2微米。因此，光纤的研究超越硅酸盐玻璃的狭义范畴，便可扩展到其他氧化物玻璃、氟化物玻璃、硫系玻璃等多组分玻璃为主体的特种玻璃光纤。目前，美国、日本、英国、澳大利亚、法国和德国等发达国家纷纷投入巨资研究各种用途的多组分玻璃光纤。综合各种情形，我们认为多组分玻璃光纤产业化的脚步越来越近，是继石英光纤之后光纤产业化进程中的“第二次革命”。3-5μm波段中红外相干光源是三个大气红外窗口(1-3μm、3-5μm和8-12μm)中在大气中衰减最小的，并且该波段涵盖了许多原子和分子的吸收峰，因此该波段在光电对抗、目标侦测、激光光谱学、地球勘探、大气监测(特别是CO2、H2O和O3)、天气预报、森林火灾预警、医疗卫生、无线光网络以及空间光通信等领域有着越来越重要的应用价值和前景扮演者极为重要的角色。举例来说，遥感化学传感、空气污染控制(环境中10–9级含量的甲醛、一氧化氮、二氧化氮、硫化氢、三氢化砷等有害气体的检测)、激光手术刀等都是关系国计民生的重大需求。因此在3-5微米波段的红外光纤激光器具有非常大的应用前景，现阶段主要限制红外光纤激光器发展主要是工作物质：红外光纤。现阶段能被实用的红外光纤仍然在探索中，红外光纤相对于石英，主要缺点之一就是容易析晶。如何拉制没有析晶的红外光纤，光纤预制棒加热炉子的设计是至关重要的。现阶段加热炉的设计方式有许多，然而拉制出来的红外光纤存在大量的析晶，导致丝径浮动范围大，在拉制过程中出现断裂，甚至无法拉出光纤。因此如何设计出合理红外光纤预制棒加热炉，用于拉制无析晶的红外光纤是一个非常重要的课题，并且具有很重大的意义。
技术实现思路
：为解决上述
技术介绍
中存在的缺陷，本技术提供了中红外光纤拉丝塔用高精密加热设备，这种高精密加热炉能够制作无析晶，丝径稳定(丝径控制在±0.5微米误差范围内)的红外光纤(硫系，碲酸盐玻璃等光纤)。本技术的技术方案如下：中红外光纤拉丝塔用高精密加热设备，包括炉体、炉体顶部的进气装置、炉体中间设置的石英管、设置在石英管外壁中部的复合加热模块；所述炉体顶部设置有上法兰盘，上法兰盘上安装有进气装置、在进气装置顶端安装有上端封口，炉体底部设置有下法兰盘；所述上法兰盘中心设置有上圆孔、下法兰盘中心设置有下圆孔，上圆孔边缘设置有上圆环形槽、下圆孔边缘设置有下圆环形槽，石英管顶端连接上圆环形槽，石英管底端连接下圆环形槽，石英管与进气装置连通，石英管内充填惰性气体。所述石英管顶端与上圆槽通过密封圈和硅胶密封，石英管底端与下圆槽通过密封圈和硅胶密封，密封胶耐200-250℃高温。所述复合加热模块包括设置在石英管外部的加热环、设置在加热环外壁的陶瓷管；所述陶瓷管内部设置有电阻丝；所述加热环和陶瓷管外设置有不锈钢罩，在不锈钢罩和陶瓷管之间填充有耐火材料。所述加热环由耐热特殊钢构成，其钢号为301、302、304、309、310、408、600或630；所述耐火材料是陶瓷块、石棉或者玻璃纤维。所述加热环是圆环形状，其内径是20-50mm，外径是35-60mm，高是60-85mm，厚度是3-25mm；所述加热环的横截面形状是┃┃形、┝┩形、】【形、][形、)(形、》《形或形。所述电阻丝直径是0.5-20mm；所述电阻丝圈数是1-19圈，采用竖直排放式、叠放式或者并列堆放式。所述陶瓷管是环状，其外径是2-28mm，内径是1.5-24mm。所述高精密复合加热模块形成1mm-20mm最高温平台，12-35mm二十度高温平台，20-40mm五十度降温分布区间，45-65mm百度降温分布区间；或者，形成3mm-18mm最高温平台，14-32mm二十度高温平台，23-38mm五十度降温分布区间，46-62mm百度降温分布区间；或者，形成5mm-15mm最高温平台，14-30mm二十度高温平台，25-36mm五十度降温分布区间，48-60mm百度降温分布区间；或者，形成6mm-12mm最高温平台，16-26mm二十度高温平台，27-32mm五十度降温分布区间，50-55mm百度降温分布区间。所述惰性气体是氩气、氮气、氦气中的一种或多种。所述石英管内还设置有一根空心不锈钢杆，不锈钢杆下端连接中红外玻璃光纤预制棒，上端连接真空管，真空管连接真空泵。所述的特殊加热模块主要由特殊的钢材料(圆环形状，钢材料内径是20-50mm，外径是35-60mm，高是60-85mm，厚度是3-25mm)，3-16圈的电阻丝(电阻丝的直径是0.5-20mm)和许多个陶瓷管(陶瓷管的外径是2-28mm，内径是1.5-24mm)构成加热模块。所述的保温系统包括耐火材料，玻璃纤维，保温石棉，耐火钢等等，其放置的方式保持是均匀，轴对称。所述的密封系统主要通过一根准直的石英管，密封胶，密封圈以及两块特殊结构的法兰盘来实现。所述的保护气体循环系统主要是指如何使炉子里面保持无氧气，少水分的通气设计，使用惰性气体保护红外预制棒不被氧化，析晶，整个保护气体进气方式有倾斜式，旋转式，直通式。所述的真空系统主要是需要调节真空度来调节包层和芯之间空隙的真空度，以便抽真空时不让包层破裂。所述的预制棒送棒系统主要是通过控制升降装置，可以实现快速升降，慢速升价，也可以实现在0.05-5mm/min升降预制棒，误差在1％以内。上述特殊钢材料可以是型号301，302，304，309，408，600，630。特殊加热钢材料的形状有“┃”，“┝”，“【”，“[”，“)”“》”，本文档来自技高网...

【技术保护点】
中红外光纤拉丝塔用高精密加热设备，其特征在于：包括炉体、炉体顶部的进气装置、炉体中间设置的石英管、设置在石英管外壁中部的复合加热模块；所述炉体顶部设置有上法兰盘，上法兰盘上安装有进气装置、在进气装置顶端安装有上端封口，炉体底部设置有下法兰盘；所述上法兰盘中心设置有上圆孔、下法兰盘中心设置有下圆孔，上圆孔边缘设置有上圆环形槽、下圆孔边缘设置有下圆环形槽，石英管顶端连接上圆环形槽，石英管底端连接下圆环形槽，石英管与进气装置连通，石英管内充填惰性气体；所述石英管内设置有一根空心不锈钢杆，不锈钢杆下端连接中红外玻璃光纤预制棒，上端连接真空管，真空管连接真空泵。

【技术特征摘要】
1.中红外光纤拉丝塔用高精密加热设备，其特征在于：包括炉体、炉体顶部的进气装置、炉体中间设置的石英管、设置在石英管外壁中部的复合加热模块；所述炉体顶部设置有上法兰盘，上法兰盘上安装有进气装置、在进气装置顶端安装有上端封口，炉体底部设置有下法兰盘；所述上法兰盘中心设置有上圆孔、下法兰盘中心设置有下圆孔，上圆孔边缘设置有上圆环形槽、下圆孔边缘设置有下圆环形槽，石英管顶端连接上圆环形槽，石英管底端连接下圆环形槽，石英管与进气装置连通，石英管内充填惰性气体；所述石英管内设置有一根空心不锈钢杆，不锈钢杆下端连接中红外玻璃光纤预制棒，上端连接真空管，真空管连接真空泵。
2.如权利要求1所述高精密加热设备，其特征在于：所述石英管顶端与上圆槽通过密封圈和硅胶密封，石英管底端与下圆槽通过密封圈和硅胶密封，密封胶耐200-250℃高温。
3.如权利要求1所述高精密加热设备，其特征在于：所述复合加热模块包括设置在石英管外部的加热环、设置在加热环外壁的陶瓷管；所述陶瓷管内部设置有电阻丝；所述加热环和陶瓷管外设置有不锈钢罩，在不锈钢罩和陶瓷管之间填充有耐火材料。
4.如权利要求3所述高精密加热设备，其特征在于：所述加热环由耐热特殊钢构成...

【专利技术属性】
技术研发人员：林傲祥，
申请(专利权)人：西安思翰光电科技有限公司，
类型：新型
国别省市：陕西;61