[发明专利]石英光纤芯棒的制备方法

权利要求书

1、石英光纤芯棒的制备方法，包括以下步骤：大芯棒的沉积过程、大芯棒的成棒过程、大芯棒的棒径增加过程以及大芯棒的拉伸过程，(1)大芯棒的沉积过程，将含有氧气、四氯化硅、四氯化锗、氟里昂和/或氯气的反应原料气或汽，汇合在一起由沉积床的入口进入反应衬管内，在反应区，在高能微波的作用下发生沉积反应，从而在反应衬管的内表面上形成以氧化硅为主要成分的反应产物，高能微波在驱动装置的带动下可沿着沉积床体的轴向来回反复的均匀运动，这样反应原料便不断地在反应衬管的内表面上均匀地生成以氧化硅为主要成分的反应产物，整个沉积反应都是在1380K±15K的高温环境中进行的，整个沉积管也始终处于该高温环境中；(2)大芯棒的成棒过程，将沉积过程结束后的沉积管，置于熔缩床子上，往管内通入高纯的氧气、氯气和/或氟里昂，高温热源，沿熔缩床的轴向方向来回往复运动，逐渐地将沉积管熔缩成实心芯棒；(3)大芯棒的棒径增加过程，即增大芯棒的横截面积CSA的过程，该过程包括两个步骤，即芯棒外表面的除污过程和CSA的增加过程，芯棒外表面的除污过程：将芯棒置于对石英玻璃有腐蚀作用的环境中，对芯棒外表面进行腐蚀，除去棒子表面的杂质；当腐蚀过程结束后，采用已成型的石英套管或待加工的原材料，在芯棒的外表面熔缩上或直接沉积并烧结上一层高纯的CSA为400-4500mm2的氧化硅玻璃；(4)大芯棒的拉伸过程，将大的实心芯棒，放在专门的拉伸装置上进行拉伸，拉伸张力为2-12牛顿。

2、根据权利要求1所述石英光纤芯棒的制备方法，其特征在于大芯棒中，由PCVD工艺沉积的部分的直径，即b部分的外径界于16mm-40mm之间，b部分的外径最佳值界于18mm-28mm之间。

3、根据权利要求2所述石英光纤芯棒的制备方法，其特征在于大芯棒中，由PCVD工艺沉积的芯棒的外径通常界于22mm-50mm之间，外径最佳值为24mm-32mm之间。

4、根据权利要求1所述石英光纤芯棒的制备方法，其特征在于所述在芯棒外表面的除污过程中，将实心芯棒插在一高纯的石英套管内，在芯棒与套管的间隙内通入高纯的氧气、氦气和氟里昂或六氟化硫气体，高温热源或高能微波发生装置可沿石英套管和实心芯棒的轴向来回往复运动，在高温热源或高能微波作用下，对实心芯棒的外表面和套管的内表面进行气相腐蚀，以消除表面的杂质。

5、根据权利要求1所述石英光纤芯棒的制备方法，其特征在于在芯棒外表面的除污过程中，将实心芯棒插在高浓度的氢氟酸溶液中，表面腐蚀0.5-2mm后，放在高温喷灯下面，进行抛光，以消除表面的杂质。

6、根据权利要求1所述石英光纤芯棒的制备方法，其特征在于在芯棒外表面的CSA的增加步骤中，采用了待加工的原材料为高纯度的四氯化硅或氧化硅粉末，在芯棒的表面上直接沉积并烧结而形成一层氧化硅玻璃。

7、根据权利要求6所述所述石英光纤芯棒的制备方法，其特征在于芯棒外表面的所增加的氧化硅玻璃层中，羟基以重量计含量小于1ppm。

8、根据权利要求1所述石英光纤芯棒的制备方法，其特征在于用该方法制备的芯棒棒径达40-80mm。

9、根据权利要求1所述石英光纤芯棒的制备方法，其特征在于大芯棒的拉伸在高温热源的作用下，通过控制热源的驱动装置的速度V1和小棒径芯棒的夹具的速度V2的大小，将大芯棒拉伸到所需要的棒径的小芯棒。

10、根据权利要求9所述石英光纤芯棒的制备方法，其特征在于其中，V1、V2和棒径D1、D2之间的关系为：V1/V2＝(D2/D1)2，其中V1为热源的驱动装置的速度，V2为小棒径芯棒的夹具的速度，D1为大芯棒棒径、D2为小芯棒棒径。