氟基玻璃光纤预制棒包层空心管的制备装置及方法制造方法及图纸

一种氟基玻璃光纤预制棒包层空心管的制备装置及方法。在该装置中，通过在封闭的坩埚环境中降低气压，并辅以恒定的旋转速率，可以有效排除玻璃液中溶解的气体，实现自动/半自动制备无气泡、高均匀度、高界面质量的氟基玻璃预制棒包层空心管。此方法制备周期短，有望应用于高质量芯包结构的氟基光纤预制棒的制备。备。备。

【技术实现步骤摘要】
氟基玻璃光纤预制棒包层空心管的制备装置及方法


[0001]本专利技术涉及氟基玻璃光纤包层空心管，特别是一种氟基玻璃光纤预制棒包层空心管的制备装置及方法，特别适用于具有芯包层结构的多模传能和增益光纤预制棒包层的制备，空心管具有良好的内表面质量、无气泡、均匀度高的优势。

技术介绍

[0002]近中红外波段传能和激光产生在全球通讯、微器件制备、医疗手术、气体探测、国防红外对抗等多项领域中具有重要研究价值。其中，用于超远距离信号传输、高功率能量传输、高功率激光产生的传能和增益光纤掀起研究热潮。作为优秀的中红外材料之一，氟基玻璃材料由于其低的声子能量、超低的中红外理论损耗、高的红外透过率和远的红外截止边被广泛应用于近中红外激光器、放大器、传能光纤等设备的制造。其中，制备高质量氟基光纤预制棒通常遇到芯包偏心、气泡、析晶等多项问题，为工业化制备光纤预制棒带来挑战。传统的光纤预制棒制备涉及玻璃液从坩埚至模具的转移，导致玻璃内应力增大、气泡难以消除、重复率低等问题，急需一种新型制备装置和制备工艺。因此我们设计了一种封闭式低压旋管铸造的制备装置和工艺技术，可以有效去除玻璃内的气泡，实现自动/半自动化的光纤预制棒制备。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目标在于提供一种氟基玻璃光纤预制棒包层空心管的制备装置及方法。本专利技术与以往的制备方法和装置相比，可以制备无气泡、高均匀度、高界面质量的氟基玻璃光纤预制棒包层空心管。
[0004]本专利技术的技术解决方案如下：
[0005]一种氟基玻璃光纤预制棒包层空心管的制备装置，包括垂直放置的用于玻璃熔制的高温加热炉和升降平台，平行放置的用于玻璃旋管成型和退火的退火炉和平行移动连接器，其特点在于：
[0006]还包括用于控制装置从竖直旋转成平行的顶部控制器、用于控制装置高速自转的旋转器、用于夹持固定的夹持器、用于玻璃熔制和旋管的坩埚容器、用于封闭所述的坩埚容器并提供低压环境的空心连接器；
[0007]所述的旋转器由控制器和旋转杆构成，所述的旋转杆的下端与所述的夹持器连接，所述的控制器的上方设置是顶部控制器；
[0008]所述的坩埚容器为空心圆柱管，并且是由两块相同的半圆弧形圆柱管拼合而成，底部封闭而上方设有开口，在所述的坩埚容器上方设置所述的空心连接器，用于完全固定并封闭所述的坩埚容器；
[0009]所述的空心连接器的下方设有小孔开口，用以联通所述的空心连接器与所述的坩埚容器内部的气体，所述的空心连接器的上方设有开口，在所述的空心连接器的上方设置所述的夹持器，用于固定和封闭所述的空心连接器；
[0010]所述的夹持器的上方设所述的旋转器，所述的夹持器的内部设有管道，该管道的下方与所述的空心连接器上方的开口相通，该管道的中央设有封闭开关，该管道的右端设有开口，该开口连接气压泵降低装置内部气压，并通过所述的封闭开关稳定装置内气压；
[0011]所述的顶部控制器用于控制整体装置从竖直放置到平行放置的更变。
[0012]所述的坩埚容器的材质为铂金、黄金等重金属，所述的坩埚容器的内部镜面抛光，上方开口处做磨砂处理。
[0013]所述的空心连接器的材质为不锈钢，其底部封闭所述的坩埚容器的部分和上方连接所述的夹持器的开口做磨砂处理。
[0014]利用上述氟基玻璃光纤预制棒包层空心管的制备装置制备氟基玻璃光纤预制棒包层空心管的方法，包括如下步骤：
[0015]1)将配比完成的玻璃原料加入至组合完毕的坩埚容器中，将所述的坩埚容器固定在所述的空心连接器上，使用夹持器固定所述的空心连接器，并将所述的夹持器的顶部与所述的旋转杆连接后，保持装置竖直放置，利用所述的升降平台升高所述的高温加热炉，使所述的坩埚容器处于高温加热炉中，保持所述的坩埚容器悬空；
[0016]2)待玻璃原料熔化后，降低所述的高温加热炉的温度，同时降低所述的夹持器、空心连接器和坩埚容器内的气压，通过所述的夹持器内部的封闭开关隔绝并稳定内部气压，开启所述的旋转器，以一定速率缓慢旋转所述的夹持器、空心连接器和坩埚容器，促使玻璃液中的气体逸出；
[0017]3)停止旋转，下降所述的高温加热炉，通过所述的顶部控制器将装置从竖直放置更变为平行放置，并通过所述的平行移动连接器向左移动所述的退火炉，使所述的坩埚容器处于所述的退火炉中，保持所述的坩埚容器悬空，之后开启所述的控制器，以一定速率高速旋转所述的夹持器、空心连接器和坩埚容器，使所述的坩埚容器中的玻璃液在离心力作用下形成均匀厚度的空心管；
[0018]4)当所述的空心管成型且温度稳定后，所述的夹持器、空心连接器和坩埚容器停止旋转，并通过所述的退火炉进行退火处理。
[0019]与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：
[0020]1、本专利技术通过提供封闭的低压环境和旋转扰动，有效促使玻璃液中的气体逸出，且省去了手动浇铸过程，提高了制备的可行性和可重复性，同时封闭的环境有效隔绝外部气氛，有效防止制备过程中杂质颗粒的污染；
[0021]2、获得的氟基玻璃光纤预制棒包层空心管内部界面质量高、管壁厚度均匀、无气泡，制备方法简单可自动化，制备周期短，有望应用于高质量芯包结构的氟基光纤预制棒的制备。
附图说明
[0022]图1为氟基玻璃光纤预制棒包层空心管的制备装置示意图；
[0023]图2为一种坩埚容器零件的横剖示意图；
[0024]图3为一种空心连接器的横剖示意图；
[0025]图4是本专利技术实施例1获得的玻璃光纤预制棒包层空心管示意图；
[0026]图5是对比例1获得的玻璃光纤预制棒包层空心管示意图。
具体实施方式
[0027]以下具体实施例对本专利技术做实例性的说明及帮助进一步理解本专利技术，但实施案例具体细节仅是为了说明本专利技术，并不代表本专利技术构思下全部的技术方案，因此不应理解为对本专利技术总的技术方案的限定，一些在技术人员看来，不偏离本专利技术构思的非实质性增加和改动，例如以具有相同或相似技术效果的技术特征简单改换或替换，均属于本专利技术保护范围。
[0028]图1为氟基玻璃光纤预制棒包层空心管的制备装置示意图，由图可见，本专利技术氟基玻璃光纤预制棒包层空心管的制备装置，包括垂直放置的用于玻璃熔制的高温加热炉7和升降平台8，平行放置的用于玻璃旋管成型和退火的退火炉9和平行移动连接器10，其特点在于：还包括用于控制装置从竖直旋转成平行的顶部控制器1、用于控制装置高速自转的旋转器、用于夹持固定的夹持器4、用于玻璃熔制和旋管的坩埚容器6、用于封闭所述的坩埚容器6并提供低压环境的空心连接器5；
[0029]所述的旋转器由控制器2和旋转杆3构成，所述的旋转杆3的下端与所述的夹持器4连接，所述的控制器2的上方设置是所述的顶部控制器1；
[0030]所述的坩埚容器6为空心圆柱管请参见图2，是由两块相同的半圆弧形圆柱管拼合而成，底部封闭而上方设有开口，在所述的坩埚容器6上方设置所述的空心连接器5，用于完全固定并封闭所述的坩埚容器6；
[0031]请参见图3本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氟基玻璃光纤预制棒包层空心管的制备装置，包括垂直放置的用于玻璃熔制的高温加热炉(7)和升降平台(8)，平行放置的用于玻璃旋管成型和退火的退火炉(9)和平行移动连接器(10)，其特征在于：还包括用于控制装置从竖直旋转成平行的顶部控制器(1)、用于控制装置高速自转的旋转器、用于夹持固定的夹持器(4)、用于玻璃熔制和旋管的坩埚容器(6)、用于封闭所述的坩埚容器(6)并提供低压环境的空心连接器(5)；所述的旋转器由控制器(2)和旋转杆(3)构成，所述的旋转杆(3)的下端与所述的夹持器(4)连接，所述的控制器(2)的上方设置是顶部控制器(1)；所述的坩埚容器(6)为空心圆柱管，并且是由两块相同的半圆弧形圆柱管拼合而成，底部封闭而上方设有开口，在所述的坩埚容器(6)上方设置所述的空心连接器(5)，用于完全固定并封闭所述的坩埚容器(6)；所述的空心连接器(5)的下方设有小孔开口，用以联通所述的空心连接器(5)与所述的坩埚容器(6)内部的气体，所述的空心连接器(5)的上方设有开口，在所述的空心连接器(5)的上方设置所述的夹持器(4)，用于固定和封闭所述的空心连接器(5)；所述的夹持器(4)的上方设有旋转器，所述的夹持器(4)的内部设有管道，该管道的下方与所述的空心连接器(5)上方的开口相通，该管道的中央设有封闭开关，该管道的右端设有开口，该开口连接气压泵降低装置内部气压，并通过所述的封闭开关稳定装置内气压；所述的顶部控制器(1)用于控制整体装置从竖直放置到平行放置的更变。2.根据权利要求1所述的氟基玻璃光纤预制棒包层空心管的制备装置，其特征在于，所述的坩埚容器(6)的材质为铂金、黄金等重金属，所述的坩埚容器(6)的内部镜面抛光，上方开口处做磨砂处理。3.根据权利要求1所述的氟基玻璃光纤预制棒包层空心管的制备装置，...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜益光，刘瑞特，张龙，张龙飞，赵文凯，
申请(专利权)人：中国科学院上海光学精密机械研究所，
类型：发明
国别省市：