[发明专利]一种制造凹陷包层超低水峰光纤芯棒的装置及其方法

权利要求书

1.一种制造凹陷包层超低水峰光纤芯棒的装置，其特征在于：包括芯棒组件、套管组件、高温热源、卡盘、旋转接头、外部供气管道和压力控制管；

所述的芯棒组件由芯层棒和芯棒空心柄熔融对接制成，在芯棒空心柄靠近芯层棒的一端钻有若干个通气孔；所述的套管组件由内包层套管和套管空心柄熔融对接制成，套管组件的内包层套管套装在芯棒组件的芯层棒外部；

芯棒组件的芯棒空心柄、套管空心柄分别装夹在玻璃车床的两个卡盘中，芯棒空心柄外端通过旋转接头和外部供气管道相连，各种所需的气体通过外部供气管道输入，外部供气管道上装有压力控制管和连接于洗涤塔，套管空心柄的外端和洗涤塔连接，并用于控制内包层套管和芯层棒间隙的气压，套管组件中内包层套管的外端需和芯棒空心柄气密连接，连接位置需在芯棒空心柄的通气孔的外侧，从而确保外部供气管道和内包层套管与芯层棒之间的间隙相连通；高温热源设置在内包层套管的外侧。

2.根据权利要求1所述的一种制造凹陷包层超低水峰光纤芯棒的装置，其特征在于：所述的内包层套管的内径须比芯层棒的外径大至少0.3 毫米。

3.根据权利要求1所述的一种制造凹陷包层超低水峰光纤芯棒的装置，其特征在于：所述的套管组件的内包层套管套装在芯棒组件的芯层棒外部，装配后内包层套管和芯层棒的间隙为 0.15 ~ 5 毫米。

4.根据权利要求1所述的一种制造凹陷包层超低水峰光纤芯棒的装置，其特征在于：所述的各种所需的气体包括吹扫气体、干燥气体和刻蚀气体；吹扫气体采用纯化的N₂、O₂或He；干燥气体采用Cl₂；刻蚀气体采用CF₄、C2F₆ 或SF₆。

5.根据权利要求1所述的一种制造凹陷包层超低水峰光纤芯棒的装置，其特征在于：高温热源采用燃气喷灯或熔炉。

6.一种制造凹陷包层超低水峰光纤芯棒的方法，其特征在于，步骤如下 ：

1）芯棒组件制作：使用玻璃车床将芯层棒和芯棒空心柄熔融对接；

2）套管组件制作：内包层套管内径比芯层棒外径大至少0.3 毫米，使用玻璃车床将内包层套管和套管空心柄熔融对接；

3）将两个组件分别装夹在玻璃车床的两个卡盘上，将内包层套管套于芯层棒外面，内保层套管内壁和芯层棒外壁的间隙约 0.15 ~ 5毫米；

4）关闭压力控制管和洗涤塔以及真空泵的之间连接，芯棒空心柄通过旋转接头和外部供气管连接，套管空心柄与外部洗涤塔相连接；

5）将内包层套管和芯棒空心柄气密连接；

6）启动玻璃车床，以下运行中玻璃车床卡盘的转速为每分钟20 ~ 100转；

7）在室温下，通过外部供气管道通入吹扫和干燥气体的混合气体约2分钟， 吹扫和干燥气体的流量比是 20:1 ~ 80:1；

8）继续通入吹扫和干燥气体的混合气体，吹扫和干燥气体的流量比是 20:1 ~ 80:1， 高温热源来回移动两次，适当加热内包层套管，高温热源移动速度每分钟50~200毫米，内包层套管内壁的温度约在 300~800℃；

9）通入吹扫和刻蚀气体的混合气体清洗玻璃界面，吹扫和刻蚀气体的流量比是 5:1 ~ 20:1；高温热源从进气端缓慢移动到出气端，将内包层套管内壁加热到刻蚀气体分解并和玻璃反应的温度为1200~1900℃，热源的移动速度每分钟20~100毫米，控制内包层套管和芯层棒之间的间隙压力，防止内包层套管外径在高温下收缩或膨胀，控制内包层套管和芯层棒之间的间隙压力为 30pa~400pa；

10）通入吹扫和干燥气体的混合气体，吹扫和干燥气体的流量比是 20:1 ~ 80:1， 此时内包层套管和芯层棒之间的间隙压力应小于60pa，在出气端即靠近套管空心柄，用高温热源加热使内包层套管融缩，当内包层套管和芯层棒之间的间隙几乎消失时，打开压力控制管，并将在排气端的内包层套管和芯层棒熔成一体；

11）继续通入吹扫和干燥气体的混合气体，吹扫和干燥气体的流量比是20:1~80:1, 根据套管的壁厚决定所需的管压，压力的范围是+60pa ~    -99kpa；如果需要负压，打开压力控制管和真空泵的连接，高温热源向进气端方向移动，高温热源移动动速度每分钟 5~100 毫米，加热融缩使内包层套管和芯层棒合成一体；

12） 通过控制外部供气管道和压力控制管中气体的真空度达到合适的管压（+60pa ~ -99kpa)，控制高温热源的温度1200~1900℃和移动速度5~100 mm/min，保证内包层套管和芯层棒完全熔融，无界面气泡和气线，同时保证成品芯棒的圆度，即制成一种制造凹陷包层超低水峰光纤芯棒。

7.根据权利要求6所述的一种制造凹陷包层超低水峰光纤芯棒的方法，其特征在于：所述的吹扫气体采用纯化的N₂、O₂或He；干燥气体采用Cl₂；刻蚀气体采用CF₄、C₂F₆ 或SF₆。