一种VAD法制备稀土元素掺杂光纤预制棒的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了VAD法制备稀土元素掺杂光纤预制棒的装置，包括基础原料供给单元、掺杂装置和VAD装置，掺杂装置包括稀土化合物挥发单元、共掺物挥发单元以及高温传输单元，VAD装置包括内层喷灯、中层喷灯、外层喷灯和控制单元，稀土化合物挥发单元和共掺物挥发单元的输出管路分别通过高温传输单元与内层喷灯的中心供料孔相连；控制单元控制VAD装置中引棒的移动并控制内层喷灯、中层喷灯、外层喷灯引棒上芯层、中间层和包层或者芯层和包层的粉体沉积以及移动过程中的脱水和烧结。本实用新型专利技术能够解决大纤芯稀土掺杂预制棒制备问题，同时克服稀土离子溶液掺杂的局限性问题。

【技术实现步骤摘要】
一种VAD法制备稀土元素掺杂光纤预制棒的装置
本技术涉及光纤制备的
，更具体地讲，涉及一种VAD法制备稀土元素掺杂光纤预制棒的装置。
技术介绍
稀土元素掺杂特种光纤在光纤激光器、放大器和传感器中有着广泛的应用，并且最近几年得到了很大的发展。光纤预制棒是制作光纤、光缆的重要基础材料，是光纤生产流程中的关键核心技术。目前国内制备预制棒的工艺来讲主要有汽相轴向沉积法(VAD)、外部汽相沉积法(OVD)、改进的化学外部汽相沉积法(MCVD)和等离子体沉积法(PCVD)，其中MCVD和PCVD属于管内沉积法，VAD和OVD方法属于外部沉积法。管内沉积法虽然控制精度上有一定优势，但是其因为在管内沉积，制备的预制棒无论是纤芯和包层尺寸都受到沉积石英管尺寸限制。外部沉积法则摆脱了石英管尺寸限制，可以制备大尺寸光纤预制棒，使其在制造成本上有很大优势。其中，VAD法以其沉积速率高，制造成本低等特点，已经被广泛用于通讯光纤预制棒的制造。但是在稀土掺杂特种光纤预制棒制备领域VAD和OVD法应用很少，专利CN102108008B一种制造稀土元素掺杂光纤预制棒的方法公布了利用VAD法制备稀土掺杂光纤的方法，该方法是利用VAD沉积的大尺寸的纤芯粉体，然后在将纤芯粉体浸没在含有稀土离子的溶液中，实现大尺寸纤芯粉体的稀土元素掺杂，但是该方法同MCVD溶液法一样在卸下粉体和浸泡稀土溶液过程中容易引入杂质。稀土元素掺杂光纤预制棒目前制备方法主要有溶液法和气相法、溶胶凝胶法等，其中被广泛采用的主要是溶液掺杂法以及它的演变方法。虽然MCVD溶液掺杂技术具有操作简单、灵活性高等优点，然而随着其他掺杂技术的不断兴起和技术优化，利用该方法在光纤中掺杂稀土离子已经越来越显现出其局限性，尤其是其重复性难以控制和不具备大纤芯预制棒制备能力。溶胶凝胶法由于其杂质难以控制，一直被较高的光纤损耗问题困扰，目前未得到广泛应用。稀土离子气相法掺杂因为具备和光纤预制棒基础原料气相掺杂一致性，在掺杂均匀性、掺杂可控性、界面优化、背景损耗、光纤可靠性以及制备工艺的简化和可重复性上都得到较大的提高，在目前大部分稀土离子气相掺杂都结合MCVD或PCVD使用，其制备的预制棒尺寸很小，造成单根预制棒拉制的光纤较短，在稀土掺杂光纤产品批次性能一致性较差。而且因为稀土掺杂预制棒制备成品率低且预制棒尺寸小，都是造成稀土掺杂光纤成本较高的原因，这些都是稀土掺杂光纤产品亟待解决的问题。
技术实现思路
本技术旨在于解决
技术介绍
中提出的大纤芯稀土掺杂预制棒制备问题，同时克服稀土离子溶液掺杂的局限性问题，提出一种VAD法制备稀土元素掺杂光纤预制棒的装置。本技术提供了一种VAD法制备稀土元素掺杂光纤预制棒的装置，包括掺杂装置和VAD装置，其中，所述掺杂装置包括稀土化合物挥发单元、共掺物挥发单元以及高温传输单元，所述稀土化合物挥发单元和共掺物挥发单元的输出管路分别穿过高温传输单元与VAD装置相连；所述VAD装置包括内层喷灯、中层喷灯、外层喷灯和控制单元，所述稀土化合物挥发单元和共掺物挥发单元的输出管路分别通过高温传输单元与内层喷灯的中心供料孔相连，所述内层喷灯、中层喷灯和外层喷灯的中心供料孔还与VAD装置的基础原料供给单元的输出管路相连；所述控制单元控制VAD装置中引棒的移动并控制内层喷灯、中层喷灯和外层喷灯完成引棒上芯层、中间层和包层或者芯层和包层的粉体沉积以及移动过程中的脱水和烧结。根据本技术所述VAD法制备稀土元素掺杂光纤预制棒的装置的一个实施例，所述稀土化合物挥发单元和共掺物挥发单元均包括料罐、加热器、载气输入管路和输出管路，其中，稀土化合物挥发单元的料罐中盛装的稀土化合物原料是原子序数为57～71的稀土元素离子的有机金属螯合物，共掺物挥发单元的料罐中盛装的共掺物原料是Al、Ce、Na、K、Ti或Ba元素的有机金属螯合物，所述载气输入管路输入的载气是氮气或氧气。根据本技术所述VAD法制备稀土元素掺杂光纤预制棒的装置的一个实施例，与内层喷灯、中层喷灯和外层喷灯的中心供料孔相连的基础原料供给单元提供的基础原料包括SiCl4、GeCl4、C2F6、POCl3和/或O2。根据本技术所述VAD法制备稀土元素掺杂光纤预制棒的装置的一个实施例，所述内层喷灯的中心供料孔尾部位置包含3个孔且端口位置仅设置1个孔，来自稀土化合物挥发单元、共掺物挥发单元和基础原料供给单元的原料分别从内层喷灯的中心供料孔尾部位置的3个孔进入，汇合后经过内层喷灯的中心供料孔端口位置的1个孔喷出并完成所有原料的混合。根据本技术所述VAD法制备稀土元素掺杂光纤预制棒的装置的一个实施例，所述内层喷灯从内向外依次布置有中心供料孔、加热层、芯层隔离气孔、芯层火焰孔、外层火焰孔和外层隔离气孔，所述中层喷灯和外层喷灯从内向外依次布置有中心供料孔、芯层隔离气孔、芯层火焰孔、外层火焰孔和外层隔离气孔。根据本技术所述VAD法制备稀土元素掺杂光纤预制棒的装置的一个实施例，所述芯层火焰孔包括芯层火焰氢气孔和芯层火焰氧气孔，所述外层火焰孔包括外层火焰氢气孔和外层火焰氧气孔。根据本技术所述VAD法制备稀土元素掺杂光纤预制棒的装置的一个实施例，所述高温传输单元由内至外设置有传输腔、加热层和隔热层，所述稀土化合物挥发单元和共掺物挥发单元的输出管路穿过所述传输腔与VAD装置的内层喷灯的中心供料孔相连，所述稀土化合物挥发单元和共掺物挥发单元的数量均为至少一个。根据本技术所述VAD法制备稀土元素掺杂光纤预制棒的装置的一个实施例，所述VAD装置还包括设置在外层喷灯下游的脱水气氛炉和烧结炉，所述引棒在完成芯层、中间层和包层或者芯层和包层的粉体沉积后依次通过脱水气氛炉和烧结炉完成脱水和烧结。与现有技术相比，本技术能够实现稀土离子直接通过气相掺杂直接进入预制棒纤芯区域，采用的VAD方法可以制备大尺寸预制棒纤芯和包层，有效满足掺杂预制棒大芯包层比例问题，可以极大降低稀土掺杂光纤预制棒制备成本，且由于单根预制棒尺寸变大，拉制光纤长度也增加，极大提高了稀土掺杂光纤产品性能一致性。附图说明图1示出了根据本技术示例性实施例的VAD法制备稀土元素掺杂光纤预制棒的装置的整体结构示意图。图2示出了根据本技术示例性实施例的VAD法制备稀土元素掺杂光纤预制棒的装置中掺杂装置的结构示意图。图3示出了根据本技术示例性实施例的VAD法制备稀土元素掺杂光纤预制棒的装置中VAD装置的内层喷灯、中层喷灯、外层喷灯的结构示意图。图4示出了根据本技术示例性实施例的VAD法制备稀土元素掺杂光纤预制棒的装置中VAD装置的中层喷灯和外层喷灯的端口位置的剖面结构示意图。图5示出了根据本技术示例性实施例的VAD法制备稀土元素掺杂光纤预制棒的装置中VAD装置的内层喷灯的端口位置的剖面结构示意图。图6示出了根据本技术示例性实施例的VAD法制备稀土元素掺杂光纤预制棒的装置中VAD装置的内层喷灯中心供料孔的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种VAD法制备稀土元素掺杂光纤预制棒的装置，其特征在于，包括掺杂装置和VAD装置，其中，/n所述掺杂装置包括稀土化合物挥发单元、共掺物挥发单元以及高温传输单元，所述稀土化合物挥发单元和共掺物挥发单元的输出管路分别穿过高温传输单元与VAD装置相连；/n所述VAD装置包括内层喷灯、中层喷灯、外层喷灯和控制单元，所述稀土化合物挥发单元和共掺物挥发单元的输出管路分别通过高温传输单元与内层喷灯的中心供料孔相连，所述内层喷灯、中层喷灯和外层喷灯的中心供料孔还与VAD装置的基础原料供给单元的输出管路相连；所述控制单元控制VAD装置中引棒的移动并控制内层喷灯、中层喷灯和外层喷灯完成引棒上芯层、中间层和包层或者芯层和包层的粉体沉积以及移动过程中的脱水和烧结。/n

【技术特征摘要】
1.一种VAD法制备稀土元素掺杂光纤预制棒的装置，其特征在于，包括掺杂装置和VAD装置，其中，
所述掺杂装置包括稀土化合物挥发单元、共掺物挥发单元以及高温传输单元，所述稀土化合物挥发单元和共掺物挥发单元的输出管路分别穿过高温传输单元与VAD装置相连；
所述VAD装置包括内层喷灯、中层喷灯、外层喷灯和控制单元，所述稀土化合物挥发单元和共掺物挥发单元的输出管路分别通过高温传输单元与内层喷灯的中心供料孔相连，所述内层喷灯、中层喷灯和外层喷灯的中心供料孔还与VAD装置的基础原料供给单元的输出管路相连；所述控制单元控制VAD装置中引棒的移动并控制内层喷灯、中层喷灯和外层喷灯完成引棒上芯层、中间层和包层或者芯层和包层的粉体沉积以及移动过程中的脱水和烧结。


2.根据权利要求1所述VAD法制备稀土元素掺杂光纤预制棒的装置，其特征在于，所述稀土化合物挥发单元和共掺物挥发单元均包括料罐、加热器、载气输入管路和输出管路。


3.根据权利要求1所述VAD法制备稀土元素掺杂光纤预制棒的装置，其特征在于，所述内层喷灯的中心供料孔尾部位置包含3个孔且端口位置仅设置1个孔，来自稀土化合物挥发单元、共掺物挥发单元和基础原料供给单元的原料分别从内层喷灯的中心供料孔尾部位置的3个孔进入，汇合后经过内层喷...

【专利技术属性】
技术研发人员：林傲祥，倪力，俞娟，
申请(专利权)人：成都翱翔拓创光电科技合伙企业有限合伙，
类型：新型
国别省市：四川;51