制备光纤预制棒的设备和方法技术

本文提供了一个能够连接固定元件２１和转动元件２２的转动密封２０，其中该转动密封包含一个带有中心孔２４的主体２３，其中，所述中心孔２４的直径逐渐减小，使得中心孔２４形成２５和２６两部分，其中中心孔２４的前半部分２５内径较大而中心孔２４的后半部分２６内径较小。所述前半部分２５与中心孔２４的后半部分２６之间形成了一个位置２７。所述中心孔２４的前半部分２５能够调节至少一个密封元件２８，且所述密封元件２８用一个车削螺纹３１放置在所述位置２７中，当放置在主体２３上之后，该车削螺纹３１与所述中心孔２４的前半部分２５相吻合，且所述中心孔２４的后半部分２６用来调节上述固定元件２１的连接元件３２。本文也提供了一个包含该转动密封２０的设备。

Apparatus and method for preparing optical fiber preform

This paper provides a fixing element 21 and the rotation of the rotating element 22 seal 20, wherein the rotary seal includes a main body with a center hole 24 of the 23, among them, the center hole diameter of 24 decreases, 24 25 and 26 two part of the formation of the center hole, the hole in the center of the first half of 24 the 25 part and the second part of the center hole diameter is larger with smaller diameter 26 24. A position 27 is formed between the first half part 25 and the rear half part 26 of the center hole 24. The center hole of the first half of 24 the 25 part can be adjusted at least one sealing element 28, and the sealing element 28 with a turning thread 31 placed in the 27 position, when placed after the main body 23, the turning thread 31 and the center hole of 24 first half of the 25 match, and the center hole 24 in the second half of 26 to adjust the fixed element 21 connecting elements 32. A device comprising the rotary seal 20 is also provided.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种，特别涉及一种制造光纤预制棒的转动密 封机械装置以及包含该装置的设备。本专利技术还涉及到应用带有转动密封机械装置的设备制作 光纤预制棒的方法，以及用这种预制棒生产的光纤，其中所制作光纤的衰减很小，在波长为 1300nm到1625nm范围内小于0. 35 dB/Km。
技术介绍
光纤一直被作为各种信息的声音、图像以及数据的传播介质。电信产业的主要目的是以 更短的时间通过较长的距离传输更多的信息。如果光纤在波长为1 300nm到1625咖范围内有 低的光学衰减损耗，那么这个目标可以由光纤实现。光纤由光纤预制棒拉丝而成。光纤预制管通常包括纤芯和外部包层。纤芯棒包括一个纤 芯和光纤预制棒的部分包层。按照惯例，纤芯棒可以用任何一种公知的方法制备，例如化学 气相沉积(ACVD)法，其中烟尘在沉积步骤中沉积在圆柱形元件上(也被称为标杆或芯轴) 来形成烟尘状多孔坯体。在这种方法中，烟尘沉积通过圆柱形元件在烧结炉上横向移动来实 现，反之亦然(or vice versa )。最初的烟尘沉积包含掺杂剂来增加纤芯的折射率，当得到 需要的纤芯直径后，就停用掺杂剂。当得到烟尘状多孔坯体的尺寸可以满足光纤预制棒中需 求的纤芯直径以及光纤中纤芯和包层的直径比例时，沉积过程完成。 一个典型单模光纤可能 含有直径约为8-lOpm的纤芯和直径约为125pm的包层。烟尘沉积完成后，圆柱形元件将从烟 尘状多孔坯体上移除，来形成在中心定义了一个毛细管的空的圆柱形烟尘状多孔坯体(下文 中称之为空烟尘状多孔坯体)。 一个玻璃塞通过空烟尘状多孔坯体的把手插入其远离的一端， 空烟尘状多孔坯体被移入烧结炉内，其中，这个空烟尘状多孔坯体先被脱水，然后在1500。C 的氯氦混合气体中烧结(也可以称之为玻璃化或透明化)来形成光纤预制棒。干燥和烧结步骤可以通过任何一种现有的技术来实现。更好的是，我们能够在一种构造 特殊的烧结炉内来完成这两个步骤，这个烧结炉装配有一个或多个加热单元和气体输入装置。 千燥和烧结步骤包含将空圆柱形烟尘状多孔坯体插入烧结炉内并将其置于可控化学环境下的 一个温度机制中，来形成烧结玻璃预制棒。干燥所需的化学环境由有助于干燥的气体提供。 而烧结所需的化学环境由具有高导热系数的惰性气体提供。带有毛细管的烧结预制棒从烧结炉中移出之后，它们将进入拉丝工序以形成具有预定直 径的很多纤芯棒。在这个工序中，我们将真空用于毛细管中来压平由于玻璃表面张力、纤芯 和包层的相对粘度而缩紧的毛细管。真空的应用增加了压碎步骤的速度，同时便于移出在拉 丝步骤中预制棒毛细管中形成的气体。如果需要的话，拉丝而成的纤芯棒可能进入到包层(overcladding )工序中，该工序通 过在纤芯棒上沉积烟尘来形成带有固体纤芯棒的烟尘状多孔坯体。烟尘状多孔坯体可能进入 到干燥和熔凝的工序中，来形成光纤预制棒(称为子预制棒)。因此，光纤可以直接从母预制 棒拉丝而成，也可以由子预制棒拉制而成。如上文所述，其中有未被压碎的毛细管的烧结预制棒将从烧结炉中移至拉丝的独立工序中，它将在负压或真空环境中被压碎。拉丝工序中压碎毛细管的步骤增加了毛细管受污染的 机会。预制棒毛细管形成了光纤纤芯的中心，几乎所有的光通过这个中心传播。光纤的传输 性能主要由其光学衰减损耗和色散决定。任一种毛细管的污染或者变形都对由其拉制的光纤 的衰减有严重的负面影响。根据要求，毛细管不能暴露在环境大气中。美国专利4,251, 251透露了一种方法使得毛细管不会暴露在环境大气中。根据专利 4， 251, 251,制作预制棒的工序采用如下顺序1. 沉积；2. 移除圆柱形元件；3. 烧结和压碎毛细管，以得到其中有已压碎的毛细管的固体玻璃预制棒；4. 由上面形成的固体玻璃预制棒拉丝而成的棒； 来防止毛细管暴露在环境大气中。在烧结空烟尘状多孔坯体或者在没有从烧结炉中移出空烟 尘状多孔坯体的烧结步骤的同时，将毛细管压碎。我们将在空烟尘状多孔坯体的毛细管中应 用真空装置。烧结步骤中毛细管的粉碎是取决于玻璃的表面张力以及包层和纤芯的相对粘度(due to glass surface tension; relative viscosities of core and cladding layer),美国专利4,251,251还透露了为了使毛细管在烧结步骤中压碎，所需高温需要比仅烧结 空烟尘状多孔坯体所需温度高。这个温度要高于玻璃的软化点。即使在玻璃的软化点，玻璃由于重力发生形变和拉伸。这个拉伸使预制棒发生形变，进 而使折射率分布发生变化。折射率分布和形状的变形导致了不必要的衰减的增加或者光纤的 其它波导参数。例如，如果所得的预制棒在烧结中变形，那包层/纤芯直径的比例可能会变化。 这导致了由其拉丝制成的光纤的纤芯直径的变化。纤芯直径的变化导致了截至波长相对于所 要求的值的变化。纤芯直径的变化也可能导致光纤的高衰减性。针对这些问题，美国专利 4, 251, 251没有提出任何补救方法。据观察，将空烟尘状多孔坯体以一预定转速关于其纵轴转动能够解决上述问题。由转动 引起的离心加速度使重力作用无效并消除了形变。空烟尘状多孔预制棒关于其纵向对称轴的 转动方案同时需要考虑到毛细管是否被完全压碎，以及由于毛细管的非对称而51起其它问题。悬浮在烧结炉内的含有毛细管的空烟尘状多孔坯体关于其纵向对称轴转动，且烟尘状多 孔预制棒的毛细管通过一个管子与一个固定真空泵相连。这里需要用一个连接器(此后称为 转动密封装置)来连接真空泵的固定管和转动烟尘状多孔预制棒。美国专利4， 347, 069透露了一种转动密封，它在固定元件接合处用来连接蒸汽流供应源 和转动预制管。依照这个专利，转动密封包括将转动元件的一端定位在另一个转动元件的一 端内，并在转动元件的两端放置两个垫圈或者0形环(0-rings )。另一个转动元件的另一端 固定在带有两个入口的端盖上，其中一个入口用来接入连接蒸汽流供应源的管子，另一个入 口用来接入连接氧气供应源的管子。专利4, 347, 069的转动密封解决了连接与转动预制管相接的转动元件和另一个转动元件 的一端的垫圈或O形环(0-rings)的过早磨损问题。然而，上述组成设备附加部分的另一个 转动元件的另 一端仍然定位在与蒸汽流供应源相连的固定元件的 一段上 > 其中蒸汽流供应源 以现有技术中所知的方法安装在上述另一个转动元件的另 一端。在专利4, 347， 069中揭示的这种特别的转动密封用来连接固定真空管和转动的空烟尘状 多孔坯体。然而，此专利技术的专利技术者们遇到了如下的局限。甚至上述专利中的转动密封遇到了一个主要的问题，即垫圏或0形环(0-rings )的过早 磨损问题。由于，在同时烧结和压碎烟尘状多孔坯体的过程中转动密封的受热量高于根据所述文件 4,347,069中所描述制备预制棒过程中的受热量。因此本专利技术的专利技术人观察到，因为0形环 (0-rings )位于转动密封内部，所以在单次操作中0-rings将被损坏。在烧结和压碎烟尘状 多孔坯体的过程中，0-rings的损坏带来了如下问题a. 插入在烟尘状多孔坯体的毛细管中的固定或转动元件(真空管或烟尘状多孔坯体 的把手)之间的压力和摩擦引起了 0形环(0-rings)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种能够连接固定元件２１和转动元件２２的转动密封２０，包括一个带有中心孔２４的主体２３，其中，所述中心孔２４的直径逐渐减小，以形成中心孔２４的两部分２５和２６，其中所述中心孔２４的前半部分２５具有较大的内径而所述中心孔２４的后半部分２６具有较小的内径，所述中心孔２４的前半部分２５与后半部分２６之间形成了一个位置２７，其中所述中心孔２４的前半部分２５能够调节至少一个密封元件２８，且所述密封元件２８通过一个车削螺纹３１放置在所述位置２７上，当放置在主体２３上之后，该车削螺纹３１与所述中心孔２４的前半部分２５相吻合，所述中心孔２４的后半部分２６用来调节上述固定元件２１的连接元件３２。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：桑科特沙，钱觉维尔辛格，尼汀辛德，
申请(专利权)人：斯德莱特光学技术有限公司，
类型：发明
国别省市：IN[印度]