[发明专利]光波导火焰水解法用火头组件

说明书

本发明公开了一种光波导火焰水解法用火头组件，包括火头和套管，火头包括氯化硅进气管、氢气进气管以及氧气进气管，氯化硅进气管、氢气进气管以及氧气进气管均同轴设置，氯化硅进气管、氢气进气管以及氧气进气管均竖直设置，氯化硅进气管设置在氢气进气管的中间，氯化硅进气管的上端露在氢气进气管外，氢气进气管设置在氧气进气管的中间，氢气进气管的上端露在氧气进气管外，氯化硅进气管的下端、氢气进气管的下端以及氧气进气管的下端均位于套管内，氯化硅进气管的下端为氯化硅出气孔，氢气进气管的下端为氢气出气孔，氧气进气管的下端为氧气出气孔，氯化硅进气管的下端位于氢气进气管内，氢气进气管的下端位于氧气进气管内。

【技术领域】

本发明涉及一种光波导火焰水解法用火头组件，属于波导材料生产领域。

【背景技术】

SiO₂光纤与SiO₂波导与其它波导材料相比有许多优越性，它具有传输损耗低、易于集成、性能稳定等优点，目前是世界上应用最广的通信传输介质，制备SiO₂光纤与SiO₂波导的方法很多，主要有两种：化学汽相法(CVD)和火焰水解法(FHD)。化学汽相法由集成电路工艺演化而来，但SiO₂生长速度不及火焰水解法，使用火焰水解法制备SiO₂沉积速度快，易于实现掺杂，可制成稳定、高质量的光波导，成本低，是一种较好的方法。

火焰水解法、即在H₂和O₂的燃烧气氛中，通过SiCl₄的水解作用，生成的SiO₂颗粒沉积在初始棒或衬底上，然后将其放入高温炉中在空气中加热至玻璃化温度进行透明化处理。火焰水解反应，光波导组成元素的挥发性卤化物如四氯化硅及其他各种掺入元素的卤化物直接进入气体燃烧器的高温火焰中与水反应生成二氧化硅或掺杂的二氧化硅的超细粉末的过程。火焰水解反应的反应式为SiCI₄(其他各种掺入元素，如GeCl₄)+2H₂O→SiO₂(GeO₂)↓+4HCI↑。

现有的火头由于各反应物之间接触不够充分，导致生产效率不高。此外生产出的SiO₂容易沾附在火头的内壁上，导致火头的使用寿命降低。

【发明内容】

本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术的不足而提供一种光波导火焰水解法用火头组件，具有更长的使用寿命以及反应效率。

解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种光波导火焰水解法用火头组件，包括火头和套管，火头包括氯化硅进气管、氢气进气管以及氧气进气管，氯化硅进气管、氢气进气管以及氧气进气管均同轴设置，氯化硅进气管、氢气进气管以及氧气进气管均竖直设置，氯化硅进气管设置在氢气进气管的中间，氯化硅进气管的上端露在氢气进气管外，氢气进气管设置在氧气进气管的中间，氢气进气管的上端露在氧气进气管外，氯化硅进气管的下端、氢气进气管的下端以及氧气进气管的下端均位于套管内，氯化硅进气管的下端为氯化硅出气孔，氢气进气管的下端为氢气出气孔，氧气进气管的下端为氧气出气孔，氯化硅进气管的下端位于氢气进气管内，氢气进气管的下端位于氧气进气管内。

本发明的有益效果为：

通过本发明的火头结构设计，氢气首先与氧气相互接触燃烧发生反应，且氢气和氧气是在氯化硅进气管的下端进行接触，因此通入的氯化硅从上往下流动过程中能够与生产的水汽充分发生接触，使得二氧化硅的生产效率得到了提升。此外由于反应位置位于氯化硅进气管的下端下方，受到氯化硅进气管内部氯化硅气压的冲击，因此生成的二氧化硅粉末也容易被气流沿氯化硅进气管的轴向吹走，不易沾附在火头上，使得火头使用寿命增大。套管则能对气流进行收束，限定发生反应的位置，使得整个生产过程可控。