一种大型光纤预制件生产的方法技术

本发明专利技术涉及一种大型光纤预制件生产的方法，采用纵向化学汽相沉积包层，设置多个喷枪分层沉积，沉积过程中采用辅助火焰喷枪加热包层，这种方法可使光纤预制件在沉积长度上加大，光纤预制件的外径增粗，包层密度均匀、不会开裂，可适用于制作高质量的大型光纤预制件。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光纤制造领域的光纤预制件生产的方法，尤其是采用纵向化学汽相沉积生产大型光纤预制件的方法。
技术介绍
现有生产光纤预制件的方法主要为化学汽相沉积法，该方法都是在横向沉积反应容器内横向沉积光纤预制件包层生产光纤预制件。这种方法在生产大型光纤预制件时外径稳定性差，需要增加延伸设备来调节外径的波动，成本增大；用这种方法预制件在旋转中离心力较大，预制件和支撑棒容易开裂；在横向沉积过程中，飘到反应容器内壁上的SiO2微粒会剥落后附着在正在沉积而成的预制件表面，形成密度较小的区域，该区域在后续光纤预制件进行玻璃化时易产生气泡。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有横向化学汽相沉积法存在的不足而提供一种采用纵向化学汽相沉积生产大型光纤预制件的方法。本专利技术的目的是由以下技术方案来实现a、在纵向沉积反应容器(2)内纵向化学汽相沉积光纤预制件(9)包层，石英玻璃芯棒(4)纵向夹在提升夹具(1)上恒速旋转并匀速提升，b、用多个喷枪(6)、(7)、(8)纵向排列固定在纵向沉积反应容(2)下方沉积由内包层(10)、中间包层(11)、外包层(12)构成的光纤预制件的包层，各层的尺寸如下内包层(10)外径与石英玻璃芯棒(4)外径比为3～7；中间包层(11)外径与石英玻璃芯棒(4)外径比为6～10；外包层(12)外径与石英玻璃芯棒(4)外径比为9～12；c、喷枪(6)、(7)、(8)为多层喷枪，中间喷管喷包层原料，外围多层环形喷口喷反应气体。为了使光纤预制件包层的密度均匀而不会开裂，本专利技术在沉积预制件包层过程中通过设在纵向沉积反应容器(2)下方的辅助火焰喷枪(5)加热光纤预制件包层。下面对本专利技术的技术方案作进一步的具体说明第一、将经过测试满足要求的石英玻璃芯棒(4)夹在纵向沉积反应容器(2)的提升夹具(1)上并调整好石英玻璃芯棒应下降的高度，而后先点燃内包层喷枪(6)，提升夹具(1)运行，根据石英玻璃芯棒(4)提升的高度依次点燃中间包层喷枪(7)和外包层喷枪(8)，最后点燃辅助火焰喷枪(5)，密封反应容器(2)，将容器(2)内的压力控制在-100～250Pa。第二、提升夹具(1)以恒定速度(20rpm～35rpm)旋转，同时以匀速(1.0mm～1.5mm/min)提升。先对内包层喷枪(6)通原料SiCl4，然后根据光纤预制件(9)提升高度对中间包层喷枪(7)和外包层喷枪(8)分别通原料SiCl4，经过喷枪喷出的原料SiCl4与反应气体(H2、O2)混合，当温度达到1100～1300℃发生化学反应，即，生成的SiO2粒子堆积到石英玻璃芯棒(4)上。采用多根喷枪对预制件(9)分层进行化学汽相沉积过程中，为保证包层密度均匀而不会开裂，采用辅助火焰喷枪(5)喷氢一氧焰提高预制件表面的温度，进而提高表面的密度，增加预制件表面强度。第三、光纤预制件(9)包层沉积过程中可检测预制件(9)外径是否达到目标值，可通过调节提升速度来实现外径的微量调节，直至制成目标的光纤预制件。在制成目标的光纤预制件后，把该预制件放到玻璃化设备上将其玻璃透明化，从而得到玻璃光纤预制棒，再放到拉丝设备上进行光纤拉制，得到光导纤维。本专利技术的有益效果是能够克服横向化学汽相沉积法存在的不足，一是采用纵向沉积可使预制件在沉积长度上增大，可沉积长度2000mm的大型预制件，单棒可拉制光导纤维1200km以上；二是采用多喷枪分层沉积的方法，可使沉积的预制件包层的外径达到300～350mm，提高了沉积效率，玻璃化后的光纤预制棒外径可达120mm以上；三是沉积过程中采用辅助火焰喷枪对预制件进行加热可使包层密度均匀，增加预制件表面的强度，不会开裂。附图说明图1是采用本专利技术生产大型光纤预制件的纵向沉积反应容器及容器内的喷枪、辅助火焰喷枪、光纤预制件、容器外的提升夹具的相对位置的示意图，图2是采用本专利技术制成的光纤预制件的横截面示意图。在图1、图2中，1.提升夹具，2.纵向沉积反应容器，3.排气口，4.石英玻璃芯棒，5.辅助火焰喷枪，6.内包层喷枪，7.中间包层喷枪，8.外包层喷枪，9.光纤预制件，10.光纤预制件内包层，11.光纤预制件中间包层，12.光纤预制件外包层。具体实施例方式下面以两个实施例来说明本专利技术的具体实施方式。实施例1制造Φ280mm×1800mm的光纤预制件。先用Φ35mm×2100mm石英玻璃芯棒纵向夹在夹具上，整个容器内控制为负压-120Pa。夹具以恒定速度30rpm旋转，以1.5mm/min的速度匀速提升。将石英玻璃芯棒以内层喷枪为基准点下降1900mm，进行各喷枪的点火，先点内层喷枪，根据提升的高度依次点中间包层喷枪和外层喷枪，最后点辅助火焰喷枪，密封整个反应容器，容器内的压力控制在负压-150Pa。对内包层喷枪通原料，再根据各喷枪的高度对中间包层喷枪和外包层喷枪通原料，经过喷枪喷出的原料SiCl4充分与气体(H2、O2)混合，当达到一定的温度(1100～1300℃)后发生化学反应，生成SiO2粒子堆积到石英玻璃芯棒上。为提高原料利用率，内包层喷枪和中间包层喷枪采用9层管喷枪，外包层喷枪采用4层管喷枪，辅助火焰喷枪采用2层管喷枪。各喷枪从内层到外层的原料和气体分布依次为 控制预制件的外径在280mm，当预制件的长度达到目标值1800mm时，将该预制件从纵向沉积反应容器上取下，到玻璃化的设备上进行玻璃化，将玻璃化炉的温度控制在1600℃，通入氯气250sccm，氦气15000sccm，将预制件经过加热区使其玻璃透明化，从而得到石英玻璃光纤预制棒。该预制棒可拉制1000公里光导纤维。实施例2制造Φ350mm×1800mm的光纤预制件。先用Φ40mm×2100mm石英玻璃芯棒纵向夹在夹具上，整个容器内控制为负压-120Pa。夹具以恒定的速度30rpm旋转，以1.0mm/min的速度匀速提升。将石英玻璃芯棒以内层喷枪为基准点下降1900mm，进行各喷枪的点火，先点内层喷枪，根据提升的高度依次点中间包层喷枪和外层喷枪，最后点辅助火焰喷枪，密封整个反应容器，容器内的压力控制在负压-250Pa。对内包层喷枪通原料，再根据各喷枪的高度对中间包层喷枪和外包层喷枪通原料，经过喷枪喷出的原料SiCl4充分与气体(H2、O2)混合，当达到一定的温度(1100～1300℃)后发生化学反应，生成SiO2粒子堆积到石英的玻璃芯棒上。为提高原料利用率，内包层喷枪和中间包层喷枪采用9层管喷枪，外包层喷枪采用4层管喷枪，辅助火焰喷枪采用2层管喷枪。各喷枪从内层到外层的气原料和气体分布依次为 控制预制件的外径在350mm，当预制件的长度达到目标值1800mm时，将该预制件从纵向沉积反应容器上取下，到玻璃化的设备上进行玻璃化，将玻璃化炉的温度控制在1600℃，通入氯气250sccm，氦气15000sccm，将光纤预制件经过加热区使其玻璃透明化，从而得到石英玻璃光纤预制棒。该预制棒可拉制1200公里光导纤维。权利要求1.，其特征在于a.在纵向沉积反应容器内纵向化学汽相沉积光纤预制件包层，石英玻璃芯棒纵向夹在提升夹具上恒速旋转并匀速提升，b.用多个喷枪纵向排列固定在纵向沉积反应容器下方沉积由内包层、中间包层、外包层构成的光纤预制件包层，各层的尺寸如下内包层外径与石本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大型光纤预制件生产的方法，其特征在于：ａ．在纵向沉积反应容器内纵向化学汽相沉积光纤预制件包层，石英玻璃芯棒纵向夹在提升夹具上恒速旋转并匀速提升，ｂ．用多个喷枪纵向排列固定在纵向沉积反应容器下方沉积由内包层、中间包层、外包层构成的光纤预制件包层，各层的尺寸如下：　　　　内包层外径与石英玻璃芯棒外径比为３～７；　　　　中间包层外径与石英玻璃芯棒外径比为６～１０；　　　　外包层外径与石英玻璃芯棒外径比为９～１２，　　　　ｃ．喷枪为多层喷枪，中间喷管喷包层原料，外围多层环形喷口喷反应气体。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：肖华，王德荣，尹红兵，高安敏，江平，
申请(专利权)人：江苏亨通光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]