[发明专利]一种单模光纤预制棒的制备装置及方法

说明书

本发明公开了一种单模光纤预制棒的制备装置及方法，该方法简单实用，可以获得芯径尺寸稳定一致的单模光纤预制棒。该装置包括包层坩埚、芯棒坩埚、导引棒以及引导机构；芯棒坩埚、包层坩埚以及引导机构自上而下依次放置；芯棒坩埚和包层坩埚保持同轴；导引棒自上而下依次穿过芯棒坩埚、包层坩埚后夹持在引导机构上，在引导机构导引下导引棒可自上而下移动。将熔融的包层玻璃熔液倒入包层坩埚中，接着再将熔融的芯玻璃倒入芯棒坩埚中，然后向下牵引导引棒，则芯玻璃熔液在导引棒的引流下充入包层玻璃芯部，形成具有芯包结构的光纤预制棒。

技术领域

本发明属于光电功能材料领域，具体涉及一种单模光纤预制棒的制备装置及方法。

背景技术

单模光纤具有光束质量好、信号畸变小的特点，因此在光纤通信和长距离信号传输领域具有重要应用。另外由于单模光纤具有小的纤芯直径，易于获得高的能量密度，因此在拉曼光纤激光器、信号调制器、全光开关等非线性光学领域中也具有广阔的应用前景。

目前拉制光纤用的光纤预制棒通常是在包层棒状材料上打孔，然后将高折射率的芯棒插入孔中，形成具有芯包结构的光纤预制棒。但是由于单模光纤的纤芯较细，对应预制棒中的芯棒孔径较小(一般小于2mm)，而传统打孔法难以获得直径小于2mm的微孔。且打孔法制备的孔的内表面通常光洁度较差，影响光纤的光学性能。

另外，中国专利，专利申请号为：200310108614.3中提到了一种吸注法制备光纤预制棒。但该方法在制备单模光纤预制棒时也存在以下几点问题：

1.该方法制备的预制棒，纤芯尺寸满足单模条件的有效部位集中在锥尖位置，有效部位尺寸极其有限，材料利用率很低；

2.满足单模条件处的纤芯棒的形状呈锥形，导致制备的光纤的纤芯均匀性差，影响光纤的光学性能；

3.吸注法制备预制棒的工艺稳定性和重现性较差。

发明内容

为了解决现有打孔法制备光纤预制棒时难以获取微孔，以及吸注法制备光纤预制棒时材料利用率很低、制备的光纤的纤芯均匀性差、工艺稳定性和重现性较差的问题，本发明提出了一种单模光纤预制棒的制备装置及方法。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：

本发明提供了一种制备单模光纤预制棒的装置，包括一个包层坩埚、一个芯棒坩埚、导引棒以及引导机构；

芯棒坩埚、包层坩埚以及引导机构自上而下依次放置；

芯棒坩埚和包层坩埚保持同轴；

导引棒自上而下依次穿过芯棒坩埚、包层坩埚后夹持在引导机构上，在引导机构导引下导引棒可自上而下移动。

进一步地，上述芯棒坩埚的底部呈锥形。

进一步地，上述引导机构为一对引导轮，两个引导轮之间的间隙与导引棒的直径相适配。

进一步地，上述导引棒表面进行磨砂或刻槽处理，以提高引流效果。

进一步地，上述导引棒为石英材料制作。

基于对上述装置结构的描述，现对采用该装置进行光纤预制棒制备的方法进行介绍：

首先，将熔融的包层玻璃熔液倒入包层坩埚中；

接着，再将熔融的芯玻璃熔液倒入芯棒坩埚中；

然后，采用引导机构向下牵引导引棒，包层玻璃液随导引棒经包层坩埚小孔流出，芯玻璃熔液则在导引棒的引流下逐渐充入包层玻璃芯部，形成具有芯包结构的光纤预制棒。

本发明的有益效果是：

1、本发明提供的单模光纤预制棒的制备装置由包层坩埚、芯棒坩埚、导引棒以及引导机构组成，结构简单、方便实用，易于推广使用。