[发明专利]一种改善预制棒芯棒均匀性的熔缩方法

说明书

本发明公开了一种改善预制棒芯棒均匀性的熔缩方法，包括以下设备：熔缩车床，高温熔缩炉，外径测量仪，往返移动电机，编码器；所述改善预制棒芯棒均匀性的熔缩方法如下：第一步：准备过程，高温熔缩炉升温，将沉积好的空心光纤预制棒夹持在熔缩车床上；第二步：熔缩过程，在高温的作用下将不断旋转的空心预制棒加热至2000～2300℃，使预制棒在高温下软化。该改善预制棒芯棒均匀性的熔缩方法通过在高温熔缩炉配置外径测量仪，并和高温熔缩炉固定在一起，跟随高温熔缩炉同步移动，利用外径测量仪对熔缩过程中光纤预制棒的直径进行实时测量，同时利用高温熔缩炉和往返移动电机上的编码器，对高温熔缩炉移动过程中的位置信息进行准确定位。

技术领域

本发明涉及光纤预制棒制造技术领域，具体为一种改善预制棒芯棒均匀性的熔缩方法。

背景技术

目前主要使用的光纤预制棒芯棒制造工艺共有两类，分别为外部气相沉积法和管内气相沉积法，管内法工艺是将源料通入衬底管内，在衬底管内壁进行气相沉积的一种工艺方法，沉积完成后的预制棒为空心管状，还需要经过高温熔缩，将空心棒塌缩成实心后，整个预制棒芯棒工艺才算完成。

在光纤预制棒熔缩工艺中，一般需要经过多次往返，在保证预制棒圆度的情况下逐步缩小预制棒中心的孔径，直至满足烧实的要求，同时在光纤预制棒熔缩过程中，高温会造成掺杂剂的分解、升华，这将使芯层中心部分的材料成份发生变化，导致光纤预制棒中心的折射率下降，为消除这种现象，一般通过向管内送入含氟气体的方法来解决，但是单位面积的玻璃层通过的含氟气体量和进入空心预制棒的孔径大小有直接的关系，含氟气体不足，则会欠腐蚀，过多，则会过腐蚀，另外在熔缩工艺中，为了控制预制棒拉制成光纤的几何参数，需在熔缩过程中保持空心预制棒内有一个微正压，但在受压力的波动等因素的影响，容易造成预制棒内孔在缩棒过程中的不均匀，这种不均匀经多次塌缩后，会造成内孔直径不均匀的进一步放大，直接影响到腐蚀工艺的均匀性，造成腐蚀量的轴向不均匀，最终影响到光纤中心折射率剖面的均匀性，对光纤带宽特性的一致性造成比较大的影响，对光纤的合格率造成不利的影响，因此，在管内气相沉积工艺制造光纤预制棒芯棒过程中，如何控制熔缩工艺进程，保证腐蚀工艺刻蚀量的稳定性，使得制作的预制棒芯棒中心折射率分布具有良好的轴向均匀性是十分关键的。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种改善预制棒芯棒均匀性的熔缩方法，解决了因气流波动，熔缩炉温度、速度的波动，以及返程点由于移动速度的变化导致的熔缩炉温度波动等所造成预制棒内孔在缩棒过程中的不均匀的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种改善预制棒芯棒均匀性的熔缩方法，包括以下设备：熔缩车床，高温熔缩炉，外径测量仪，往返移动电机，编码器；

所述改善预制棒芯棒均匀性的熔缩方法如下：

第一步：准备过程

高温熔缩炉升温，将沉积好的空心光纤预制棒夹持在熔缩车床上；

第二步：熔缩过程

在高温的作用下将不断旋转的空心预制棒加热至2000～2300℃，使预制棒在高温下软化；

第三步：调整过程

在熔缩时，外径测量仪测量熔缩过程中光纤预制棒的实时直径，同时编码器定位高温熔缩炉移动过程中的位置信息，并通过PLC进行偏差计算和调整；

第四步：腐蚀工艺

将空心预制棒的内孔逐步熔缩缩小至1.5～3mm后，在对预制棒烧实前通入含氟气体，对预制棒中心SiO2玻璃进行刻蚀。

优选的，所述第二步包括以下步骤：

S1：预热行程：高温熔缩炉以较快速度(100～5000mm/min)移动；