光纤预制棒的制造方法技术

本申请公开了一种光纤预制棒的制造方法，包括以下步骤：周期性地扫描松散体外径并计算松散体的外径波动，每当外径波动大于预设范围时，调整对应的喷灯；沉积结束后，扫描松散体外径，计算出第一下降速度和第二下降速度；对松散体进行玻璃化，其中，在离外径最大处的预设距离内，松散体按第一下降速度下降，在离外径最小处的预设距离内，松散体按第二下降速度下降。本方法通过调节最大外径或最小外径对应的喷灯流量，在保证密度尽可能均匀的同时，防止松散体外径波动进一步扩大。松散体进行玻璃化时，通过对外径最大处所在区域和外径最小处所在区域的下降速度进行调节，使光纤预制棒的外径更加均匀，包芯比波动变小。

【技术实现步骤摘要】
光纤预制棒的制造方法
本专利技术涉及光纤领域，具体涉及光纤预制棒的制造方法。
技术介绍
光纤预制棒通常通过“两步法”制作，即先以VAD(气相轴向沉积法)，OVD(外部气相沉积法)，PCVD(等离子体气相沉积法)，MCVD(改进的化学气相沉积法)四大火焰水解法之一工艺制作芯棒，再以火焰水解法(例如OVD法)或者套管制作芯棒的包层，“两步法”工艺可以很好的控制芯棒折射率剖面和包层成本控制，是比较理想的光纤预制棒制造工艺。在完成芯棒制作后，通过OVD对芯棒进行包层制作，包括进行OVD包层沉积以及对沉积后的松散体进行玻璃化的步骤。通常OVD包层沉积不进行调整和修正，待光纤预制棒检测结果出来后再调整沉积参数，由于采用多喷灯沉积工艺，因此各机台各喷灯的喷灯流量和位置都不统一，不能及时监控松散体沉积情况，导致松散体外径不均匀，包芯比波动大，由于各喷灯的温度和流量不同，松散体沉积密度也不同，存在开裂现象；OVD松散体沉积后要进行玻璃化，玻璃化过程采用恒定的松散体下降速度和炉温进行玻璃化，由于松散体沉积过程造成的松散体外径和密度差异化，在玻璃化过程会同样存在，有时光纤预制棒会拉细，有时会收缩，这样会导致光纤预制棒芯包同心度下降，外径不均匀，包芯比波动大等不良现象，光纤预制棒工艺不稳定，合格率较低。现有技术中，有一种松散体外径扫描工艺，实施该工艺时，每沉积一层松散体进行外径扫描，当达到波动上限时自动调整下一次沉积过程的喷灯流量，以进行补偿。该工艺可以保证松散体外径较均匀，但是没法保证松散体密度均匀，松散体密度不均在玻璃化时收缩比不同，玻璃化后的光纤预制棒外径波动会放大。专利技术内容本专利技术针对上述问题，克服至少一个不足，提出了一种光纤预制棒的制造方法。本专利技术采取的技术方案如下：一种光纤预制棒的制造方法，包括以下步骤：在进行OVD沉积过程中，周期性地扫描松散体外径并计算松散体的外径波动，每当外径波动大于预设范围时，调整最大外径所对应的喷灯，使最大外径所对应喷灯的流量按预设比例降低，或者调整最小外径所对应的喷灯，使最小外径所对应喷灯的流量按预设比例增加；在沉积结束后，扫描松散体外径，得到松散体的最终外径最大值、最终外径最小值、最终外径均值，以及相应的外径最大处和外径最小处的位置，根据最终外径最大值、最终外径最小值以及最终外径均值计算出第一下降速度和第二下降速度；对松散体进行玻璃化，其中，在离外径最大处的预设距离内，松散体按第一下降速度下降，在离外径最小处的预设距离内，松散体按第二下降速度下降，松散体其余部分按照原始下降速度下降，其中第一下降速度小于原始下降速度，且原始下降速度小于第二下降速度。为了保证松散体的密度均匀性，所有喷灯的初始流量都相同(含硅原材料、燃料气体、助燃气体和辅助气体的流量均相同)，这能保证发生火焰水解反应的温度是相同的，化学反应速率也相同，即生成松散体的密度是相同的，但是由于喷灯工艺的差异性，还是会存在一定的偏差，通过周期性地扫描松散体外径，可以知道偏差的存在，当外径波动大于预设范围时，通过调节最大外径或最小外径对应的喷灯流量，在保证密度尽可能均匀的同时，防止松散体外径波动进一步扩大。松散体进行玻璃化中，外径最大处所在区域以较慢的第一下降速度下降，外径最小处所在区域以较快的第二下降速度下降，其他区域以介于第一下降速度和第二下降速度之间的原始下降速度下降，因为松散体密度很均匀，松散体外径大的位置在玻璃化过程中，可以通过缓慢下降稍微拉细，松散体外径较小的位置在玻璃化过程中，可以通过较快下降稍微收缩，玻璃化时通过上述补偿措施后，光纤预制棒的外径更加均匀，包芯比波动变小。因为松散体密度较为均匀，头尾不易开裂，相对现有技术而言，光纤预制棒的合格长度能够加长。于本专利技术其中一实施例中，一个周期的外径波动df计算方法为：df＝(dmax-dmin)/d*100％，其中，dmax为当前周期扫描到的松散体外径最大值，dmin为当前周期扫描到的松散体外径最小值，d为当前周期扫描到的松散体外径平均值。该公式能够有效可靠的计算出外径波动，通过百分比的方式，不管是对于大尺寸松散体还是小尺寸松散体，都能够进行可靠的判断。本申请中，外径平均值的计算方式为：多次采样数据的总和除以采样次数。于本专利技术其中一实施例中，外径波动的预设范围为7％～13％；松散体外径的扫描周期为7～13分钟。外径波动的预设范围设置的太小会导致频繁调节喷灯流量，预设范围设置的太大，会导致喷灯调节太滞后，影响松散体的可靠沉积。于本专利技术其中一实施例中，喷灯的流量按预设比例降低，具体为：按预设比例同比例降低含硅原材料、燃料气体、助燃气体和辅助气体的流量；喷灯的流量按预设比例增加，具体为：按预设比例同比例增加含硅原材料、燃料气体、助燃气体和辅助气体的流量。实际运用时，当最大外径处或最小外径处对应的喷灯有两个时(两个相邻喷灯的沉积距离存在重叠)，可以选择其中一个喷灯进行流量调整，也可以选择同时调节这两个喷灯。当同时调节两个喷灯时，相对于只调节一个喷灯而言，两个喷灯的调节量均为前者的一半。于本专利技术其中一实施例中，所述预设比例为2％～3％。于本专利技术其中一实施例中，喷灯流量与最初流量相比，流量改变比例大于等于上限值时，停止流量调节；所述上限值为13％～17％。于本专利技术其中一实施例中，所述预设比例为2.5％，所述上限值为15％。于本专利技术其中一实施例中，所述预设距离为40mm～60mm。“在离外径最大处的预设距离内”所表示的区域长度是两个预设距离，且外径最大处位于正中间。同样的，“在离外径最小处的预设距离内”所表示的区域长度是两个预设距离，且外径最小处位于正中间。这样设置使得在玻璃化过程中，能够均匀平缓的调节波动处的外径，从而使光纤预制棒的外径更加均匀，包芯比波动变小。于本专利技术其中一实施例中，第一下降速度V1＝V0-(Dmax-Da)/100，第二下降速度V2＝V0+(Da-Dmin)/100，其中V0为原始下降速度，Dmax为最终外径最大值，Dmin为最终外径最小值，Da为最终外径均值。V0为原始下降速度，是预先设定的数值，实际运用时可以为1.5mm/min～2.5mm/min。上述公式得到的第一下降速度和第二下降速度跟外径波动程度相关联，这种速度计算方式能够得到合理的速度，使得在玻璃化时，能够均匀平缓的调节波动处的外径，从而使光纤预制棒的外径更加均匀，包芯比波动变小。于本专利技术其中一实施例中，玻璃化过程中，炉温控制在1440℃-1460℃；通过外径扫描仪进行松散体外径的扫描，且外径扫描仪的导轨与松散体沉积的芯棒平行。优选的，外径扫描仪与芯棒在同一水平面。本专利技术的有益效果是：通过周期性地扫描松散体外径，可以知道偏差的存在，当外径波动大于预设范围时，通过调节最大外径或最小外径对应的喷灯流量，在保证密度尽可能均匀的同时，防止松散体外径波动进一步扩大。松散体进行玻璃化中，外径最大处所在区域以较慢的第一下降速度下降，外径最小处所在区域以较快的第二下降速度下降，其他区域以介于第一下降速度和第二下降速度之间的原始下降速度下降，因为松散体密度很均匀，松散体外径大的位置在玻璃化过程中，可以通过缓慢下降稍微拉细，松散体外径较小的位置在玻璃化过程中，可以通过较快下降稍微收缩，玻璃化时通过上述补偿措施本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光纤预制棒的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：在进行OVD沉积过程中，周期性地扫描松散体外径并计算松散体的外径波动，每当外径波动大于预设范围时，调整最大外径所对应的喷灯，使最大外径所对应喷灯的流量按预设比例降低，或者调整最小外径所对应的喷灯，使最小外径所对应喷灯的流量按预设比例增加；在沉积结束后，扫描松散体外径，得到松散体的最终外径最大值、最终外径最小值、最终外径均值，以及相应的外径最大处和外径最小处的位置，根据最终外径最大值、最终外径最小值以及最终外径均值计算出第一下降速度和第二下降速度；对松散体进行玻璃化，其中，在离外径最大处的预设距离内，松散体按第一下降速度下降，在离外径最小处的预设距离内，松散体按第二下降速度下降，松散体其余部分按照原始下降速度下降，其中第一下降速度小于原始下降速度，且原始下降速度小于第二下降速度。

【技术特征摘要】
1.一种光纤预制棒的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：在进行OVD沉积过程中，周期性地扫描松散体外径并计算松散体的外径波动，每当外径波动大于预设范围时，调整最大外径所对应的喷灯，使最大外径所对应喷灯的流量按预设比例降低，或者调整最小外径所对应的喷灯，使最小外径所对应喷灯的流量按预设比例增加；在沉积结束后，扫描松散体外径，得到松散体的最终外径最大值、最终外径最小值、最终外径均值，以及相应的外径最大处和外径最小处的位置，根据最终外径最大值、最终外径最小值以及最终外径均值计算出第一下降速度和第二下降速度；对松散体进行玻璃化，其中，在离外径最大处的预设距离内，松散体按第一下降速度下降，在离外径最小处的预设距离内，松散体按第二下降速度下降，松散体其余部分按照原始下降速度下降，其中第一下降速度小于原始下降速度，且原始下降速度小于第二下降速度。2.如权利要求1所述的光纤预制棒的制造方法，其特征在于，一个周期的外径波动df计算方法为：df＝(dmax-dmin)/d*100％，其中，dmax为当前周期扫描到的松散体外径最大值，dmin为当前周期扫描到的松散体外径最小值，d为当前周期扫描到的松散体外径平均值。3.如权利要求2所述的光纤预制棒的制造方法，其特征在于，外径波动的预设范围为7％～13％；松散体外径的扫描周期为7～13...

【专利技术属性】
技术研发人员：马静，杨军勇，冯高锋，陈坚盾，
申请(专利权)人：浙江富通光纤技术有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33