[实用新型]激光光纤预制棒气相掺杂用稀土材料蒸发装置

说明书

本实用新型公开了一种激光光纤预制棒气相掺杂用稀土材料蒸发装置，包括顶部敞口的原料盒，以及叠设在所述原料盒上、封闭其敞口的顶盖，以及中空轴杆；所述原料盒具有依次层叠设置的至少两个，位于上一层的所述原料盒封闭其下一层原料盒的敞口，所述顶盖设置在最顶层的所述原料盒上、封闭最顶层原料盒的敞口；所述顶盖和各所述原料盒均套设在中空轴杆上，所述中空轴杆内设有加热器；各所述原料盒内均设有轴向贯通的气孔，相邻两层所述原料盒上的所述气孔交错设置、使得加热蒸发产生的气相原料沿曲线依次穿经各所述原料盒。本实用新型的激光光纤预制棒气相掺杂用稀土材料蒸发装置，能够均匀蒸发稀土材料，减少稀土元素的浪费，使用后能够提高光纤离子掺杂均匀性，起到降低光纤损耗的作用。

技术领域

本实用新型涉及一种气相掺杂用稀土材料蒸发装置，适合于激光光纤预制棒的稀土离子稀土掺杂工艺中使用。

背景技术

随着光纤激光器在各行业的广泛应用，各国对激光产品的质量提出了更多的要求。激光增益介质是提高激光光束质量的关键。其中，掺杂稀土离子的激光光纤由于具有光束质量好、体积小、速度快、工作寿命长等优点，已经广泛运用于高能激光武器、激光焊接、生物医疗等众多领域。

掺稀土光纤的稀土离子掺杂工艺一般分为两大类：稀土离子液相掺杂法、稀土离子气相掺杂法。液相掺杂法通过沉积制作光纤疏松层，利用掺杂溶液浸泡的方法制作出掺稀土光纤。液相掺杂法容易出现掺杂不均、隔离层脱落等现象，并且浸泡过程需要脱离车床操作，工艺流程比较复杂。气相掺杂法又分为两类：氯化物气相掺杂法和稀土螯合物气相掺杂法。其中，氯化物气相掺杂法是利用YbCl₃和ErCl₃等氯化物在较高的温度条件下会发形成一定的饱和蒸汽，然后通过氧气带入反应管中进行氧化反应，生成Yb₂O₃和Er₂O₃等氧化物掺入芯层玻璃管中。螯合物气相掺杂法是利用某种悬挂有稀土离子的有机化合物，在高温环境下，挥发并携带稀土离子进入反应管中进行氧化反应生成含稀土元素的氧化物掺入芯层玻璃管中，其它小分子成分充分反应后排出沉积管。氯化物气相掺杂法要求的温度较高，并且尾气中携带氯化物，尾气处理装置要求较高。螯合物气相掺杂法制备特种光纤预制棒更为理想，拥有沉积效率高且分布均匀、操作流程简洁方便、尾气为污染较小等优点，成为现在掺杂工艺的优秀选择。

利用材料的气相掺杂法制备特种光纤预制棒的设备中，稀土材料的均匀蒸发是制备良好掺杂预制棒的关键。目前，在制备预制棒的过程中，使用的蒸发罐不够合理，不能均匀的蒸发稀土材料，使得剩余在蒸发罐中未反应的原料和蒸发后的残留物混合在一起，造成稀土元素的浪费。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种激光光纤预制棒气相掺杂用稀土材料蒸发装置，能够均匀蒸发稀土材料，减少稀土元素的浪费，使用后能够提高光纤离子掺杂均匀性，起到降低光纤损耗的作用。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种激光光纤预制棒气相掺杂用稀土材料蒸发装置，包括顶部敞口的原料盒，以及叠设在所述原料盒上、封闭其敞口的顶盖，以及中空轴杆；所述原料盒具有依次层叠设置的至少两个，位于上一层的所述原料盒封闭其下一层原料盒的敞口，所述顶盖设置在最顶层的所述原料盒上、封闭最顶层原料盒的敞口；所述顶盖和各所述原料盒均套设在中空轴杆上，所述中空轴杆内设有加热器；各所述原料盒内均设有轴向贯通的气孔，相邻两层所述原料盒上的所述气孔交错设置、使得加热蒸发产生的气相原料沿曲线依次穿经各所述原料盒。

本实用新型一个较佳实施例中，进一步包括所述原料盒内设有用于放置螯合物原料的原料槽，所述原料盒内环绕所述原料槽一周设有多个外圈气孔，相邻两层所述原料盒上的所述外圈气孔依次交错设置。

本实用新型一个较佳实施例中，进一步包括所述原料盒上设有供中空轴杆穿入的中心通孔，所述原料盒内环绕中心通孔一周设有多个内圈气孔，相邻两层所述原料盒上的所述内圈气孔依次交错设置。