[发明专利]多喷灯、大尺寸、高沉积速率的OVD沉积设备

说明书

本申请涉及一种多喷灯、大尺寸、高沉积速率的OVD沉积设备，喷灯沿所述棒疏松体或者芯棒的轴向并排设置，并排设置后喷灯不需要往复运动，最大限度减少区间报废，喷灯能够全覆盖了整个芯棒的有效长度，因此可以最大限度减少由于喷灯带来的报废，且每每列纵向排布均包括呈弧形设置的4‑8个喷灯，通过多个喷灯同时喷吹燃料与助燃气体与硅源气体或者锗源气体，提高沉积速率，同时，在预制棒疏松体或者芯棒在喷吹到较大尺寸后，调整部分喷灯进入工作方式二，以提升预制棒疏松体或者芯棒表面温度，促进以工作方式一进行工作的喷灯喷射形成的颗粒生长，形成较大的颗粒以提升外包层密度。

技术领域

本发明属于光纤芯棒制备设备技术领域，涉及一种多喷灯高沉积速率的光纤预制棒OVD沉积制备设备。

背景技术

工艺方法之一，即外部气相沉积法。该工艺被国内外主流光纤预制棒生产厂商所广泛采用。OVD工艺制备的芯棒由芯层和光学包层两部分组成。

OVD工艺设备主要包括化学气相反应及沉积腔体、气体喷灯平台、疏松体预制棒旋转机构、抽风系统等四部分组成。芯层喷灯与喷灯平台通过平台下方的丝杆连动安装在预制棒的正下方。喷灯内喷吹的气体反应后产生的SiO₂粉尘粒子在气体初始速度和热泳作用下向疏松体预制棒运动，并粘附在疏松体预制棒的表面。喷灯平台通过丝杆的连动沿喷灯导轨来回运动，而预制棒本身被一个旋转轴承结构以一定的速度旋转。在以上工艺条件下将SiO₂微粒一层一层均匀的沉积在匀速旋转的母棒表面，最终形成圆柱状的预制棒疏松体。OVD技术作为生产预制棒包层的工艺具有得天独厚的技术优势，喷灯里喷吹的燃烧气体一般为CH₄/O₂，原材料气体为SiCl₄和GeCl₄。生成粉尘粒子的化学方程式包括：

SiCl₄+2H₂O→SiO₂+4HCl (2)

SiCl₄+O₂→2SiO₂+2Cl₂ (3)

GeCl₄+O₂→GeO₂+Cl₂ (4)

2H₂O+2Cl₂→4HCl+O₂ (5)

化学气相反应及沉积腔体内的压力需要稳定控制，通过一个抽风和补风装置进行压力调节。

疏松体预制棒通过一根玻璃质的把棒固定在夹头上，夹头通过电机进行旋转。芯棒位于喷灯的正上方。喷灯平台通过丝杆进行前后和升降移动，随着预制棒外径不断变大，喷灯平台通过升降丝杆调节喷灯与疏松体预制棒的间距，平台同时丝杆进行前后匀速运动，进而获得密度和直径均匀的疏松体。每台设备可以沉积2根或者3根芯棒每批次，每根芯棒正下方有一组喷灯，每组喷灯2盏或者三盏喷灯，这种沉积设备沉积速率偏低，有效收集效率也不高。此外因为每个轴对应的喷灯数量较少，提供的热量不足，沉积制备的疏松体密度偏低，soot体直径偏大，烧结后收缩比较大，很难制备大尺寸预制棒。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为解决现有技术中的不足，从而提供一种针对上述缺点，本发明的目的在于提供一种高沉积速率、高收集效率具备制备大尺寸光纤预制棒能力的OVD沉积设备。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种多喷灯、大尺寸、高沉积速率的OVD沉积设备，包括：

沉积箱外壳，内具有腔体；

夹具，位于腔体内，用于夹持固定预制棒疏松体或者芯棒，并能够在驱动装置的驱动下带动预制棒疏松体或者芯棒转动；