[发明专利]一种掺氟预制棒的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及光纤制备工艺，特别涉及一种掺氟预制棒的制备方法。

背景技术

石英芯掺氟包层光纤是激光传输的重要器件，广泛应用在医疗，航天，通信和核工业等领域。对它的要求是在工作波长处损耗低、芯径大，以便与激光进行耦合。国外是采用POD(等离子外沉积)技术来制备这种类型光纤的，它有一个微波等离子体发生器，其导出头靠近一根旋转的石英芯棒，要参加化学反应并沉积生长在石英芯棒表面上的SiCl₄、O₂和F等化学物料被引导通过该喷头，形成等离子体，而最终以SiO₂＋SiF₄的形式沉积生长在石英芯棒表面上，在沉积过程中，该喷头沿石英芯棒的轴向移动，移动到一端后又返回来，重新开始，这样SiO₂等玻璃物料就一层一层的生长在石英芯棒的表面上，形成逐层生长，越长越厚，待预制件的芯径比达到设计要求的数值后，生长即告结束，然后对制成的光纤预制件进行光纤，该光纤结构即为石英芯掺氟包层结构。而国内采用的MCVD（气象沉积）技术在用掺氟管套管石英棒时，因为温度过高，使掺氟管的氟泄漏出来，因此采用传统工艺不容易制备掺氟预制棒。

发明内容

本发明的目的是解决现有工艺存在的技术问题，特别研发一种掺氟预制棒的制备方法。该方法采用MCVD技术，用掺氟基底管套管石英芯棒制备掺氟预制棒，以满足生产掺氟光纤的需求。

本发明采取的技术方案是：一种掺氟预制棒的制备方法，其特征在于，采用加入隔离层法制备掺氟预制棒，包括以下步骤：将掺氟基底管固定在玻璃车床上，与大、小支撑管进行接管、抛光和胀管过程，然后在掺氟基底管上沉积隔离层；将生长隔离层的掺氟基底管和接管后的石英芯棒拼装在一起，然后固定在玻璃车床上进行缩管、套管和退火过程，得到光纤预制棒；最后将光纤预制棒进行热处理，然后固定在磨床上进行研磨，剥离掉最外面的石英基底管材料。

本发明所述在进行接管过程时，通入2000ml/min的氧气作为保护气体，将掺氟基底管与大、小支撑管熔融烧结在一起。

本发明所述在进行抛光过程时，通入O₂和SF₆气体，抛光3～10次，车床转速40±5rpm，灯速140±5mm/min，温度1900～2000℃。

本发明所述在进行胀管过程时，胀管温度1900～2200℃，压力0.5～4乇。

本发明所述对掺氟基底管沉积隔离层时，通入SiCl₄气体，流量为50～300ml/min,车床转速降为35±5rpm，温度1900～2200℃，沉积层数5～30，压力0.5～2.5乇。

本发明所述在进行缩管过程时，通入2000ml/min的氧气进行保护，温度1900～2000℃，当石英芯棒与掺氟基底管内壁间的间距小于10mm时，停止缩管。

本发明所述在进行套管过程时，车床转速30±5rpm，降低灯速至5～20mm/min，温度2100～2300℃。

本发明所述在进行退火过程时，每次退火降低温度100℃，灯速500mm/min，退火10次。

本发明所述光纤预制棒热处理温度为1100℃，恒温时间为0.5h。

本发明所述将光纤预制件固定在磨床上进行研磨，先用千分表进行光纤预制件两端的对中检测，并通过调整磨床两头的卡盘进行对中，使光纤预制件相对于磨床的两个卡头同心。

本发明的有益效果是：采用该方法加工的光纤预制棒，具有设计灵活、制备简单的优点，可以根据不同的掺氟浓度设计隔离层的厚度，根据不同芯棒的直径，设计掺氟基底管的内径，可以自由调节掺氟层和芯径的比例。

附图说明

图1为采用本方法制备过程中的光纤预制棒剖面图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

实施例1：参照图1，本实施例的制备方法包括以下步骤：

（1）将ΔN为0.28，外径30mm的掺氟基底管与两端的大、小支撑管进行酸水处理，将掺氟基底管4卡紧在MCVD玻璃车床的后夹头上，分别将大支撑管1和小支撑管5卡装在MCVD玻璃车床的前夹头上，向反应管内通入2000ml/min的氧气作为保护气体，将氢氧焰炬点燃，把掺氟基底管与大、小支撑管熔融烧结在一起。