[发明专利]一种大尺寸光纤预制棒减少芯包界面杂质、气泡的装置及其方法

说明书

技术领域

本发明大尺寸光纤预制棒减少芯包界面杂质、气泡的装置及其方法涉及的是一种大尺寸光纤预制棒制造过程中的减少芯包界面杂质附着、气泡产生的装置及其方法，用来消除芯棒表面的杂质、灰尘和静电；同时，通过去除静电，可有效防止芯棒二次吸附杂质和灰尘，防止芯棒外部气相沉积之后形成的粉末棒，在烧结后芯包界面存在气泡和杂质。

背景技术

为降低光纤生产成本，同时提高沉积效率，大尺寸光纤预制棒成为预制棒技术发展的主要方向。

生产石英光纤预制棒芯棒的方法主要有以下四种：

微波等离子体激活化学气相沉积法(PCVD- Plasma activated Chemical Vapour Deposition )，改进的化学气相沉积法(MCVD-Modified Chemical Vapour Deposition)，棒外化学气相沉积法(OVD-Outside Chemical Vapour Deposition)，轴向气相沉积法(VAD-Vapour phase Axial Deposition)

外包层的制作方法则主要集中在套管法（RIT/RIC法）、外部气相沉积法（Soot法）和外部等离子喷涂法等制造技术，这也是目前大尺寸光纤预制棒的主要生产技术。RIT/RIC法是将芯棒插入套管中直接拉制光纤，或者融缩成实心预制棒后拉丝；Soot法和外部等离子喷涂法则直接制得实心预制棒。一般将光纤预制棒直径在100mm以上的称之为大直径光纤预制棒或者大尺寸光纤预制棒。

外部气相沉积法（OVD）制作大直径预制棒有以下1个难点：由于芯棒和外包层是分别单独制备的，因此芯棒制作完成后用于外部气相沉积前，若保管不当，容易在芯棒表面吸附灰尘、杂质。若该芯棒表面的灰尘、杂质在后续外部气相沉积前，无法有效除去，外部气相沉积时杂质会存在于芯棒与soot粉末之间，沉积完成的soot粉末棒烧结后的预制棒芯包界面容易产生杂质和气泡，对预制棒的质量产生较大的影响。

中国发明专利02138036.8提供了一种外部气相沉积（OVD）法。包括以下步骤：内部气相沉积方法先在纯石英管的里面沉积包层和芯层；沉积好芯层的石英玻璃在2100-2300℃高温下熔缩成固体芯棒；2000-2100℃的高温氢氧火焰对固体芯棒进行表面抛光；外部气相沉积方法在芯棒的外面包覆基本均匀的石英材料,形成疏松体预制棒；该疏松体进行缓慢的高温加热,烧结成透明的大型光纤预制棒,外包层的折射率接近纯石英管的折射率。

该方法是采用高温氢氧火焰对固体芯棒进行表面抛光，来除去芯棒表面的灰尘和杂质。但这种方法要求芯棒抛光完成到外部气相沉积之间没有耽搁，若产生耽搁而导致芯棒冷却，芯棒表面反而更加容易附着灰尘和杂质。

中国发明专利CN1606534A提供了一种外部气相沉积（OVD）法，通过在旋转芯棒的表面上沉积火焰水解物颗粒来制备光纤预制棒，该颗粒由喷灯喷射的燃气反应生成。在沉积所述火焰水解物颗粒时，通过使所述的预制棒表面上一个点的轨迹速度保持恒定或逐渐减小。该方法控制沉积在预制棒上的火焰水解物颗粒的沉积浓度，使浓度保持恒定而不随预制棒的半径而变化，或者控制沉积浓度向预制棒的外围方向逐渐增加。

该方法中未介绍芯棒的保管装置及保管方法，若在外部气相沉积之前，芯棒表面已经附着了灰尘和杂质，该工艺并不能够去除，粉末棒烧结完成后极容易在芯包界面产生杂质、气泡。

现有的大尺寸光纤预制棒OVD制造技术中，由于设备及工艺方面的原因，极易在预制棒的芯包界面产生气泡和杂质，该类预制棒拉丝时可能产生气线或者发生断纤，给企业带来损失。因此，发明一种装置及工艺，来减少大尺寸预制棒芯包界面的杂质、气泡，成为了一个亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是针对上述不足之处提供一种大尺寸光纤预制棒减少芯包界面杂质、气泡的装置及其方法，主要是在芯棒制作完成之后、外部气相沉积之前增加了一道工序：芯棒存储。

芯棒存储涉及了一个存储装置，通过这个装置的添加，能够有效的去除芯棒表面的杂质、灰尘和静电；同时，去除静电的芯棒，在其表面不会二次吸附杂质和灰尘。这种装置构造简单，成本较低，安装此装置后，能大大降低预制棒芯包表面的杂质和气泡数量。

一种大尺寸光纤预制棒减少芯包界面杂质、气泡的装置及其方法是采取以下技术方案实现：