[发明专利]一种气体保压调控装置、微结构光纤及其制备方法

权利要求书

1.一种气体保压调控装置，其特征在于，该气体保压调控装置包括通信控制模块、PLC控制器、压力控制器、电磁阀和气压阈值显示屏；

通信控制模块和光纤拉丝塔主控台电连接，通信控制模块的信号输出端和PLC控制器的信号接收端连接，PLC控制器上设置有气压阈值显示屏，PLC控制器的信号接收端还和压力控制器的信号输出端连接，PLC控制器还连接控制进出气开闭的电磁阀；

所述的通信控制模块，用于接收光纤拉丝塔主控台的通信信号指令，并将该信号指令传输至PLC控制器；

所述的压力控制器，实时检测压力大小，并将检测的压力值传输至PLC控制器；

所述的PLC控制器，用于将通信模块传输的气压阈值通过气压阈值显示屏显示，并将该气压阈值的压力与压力控制器检测的压力进行对比，从而传输信号控制电磁阀的开闭。

2.一种光纤拉丝塔，其特征在于，包括连接氩气的氩气气管、设置在氩气气管上的权利要求1所述的气体保压调控装置，设置在光纤拉丝塔上的固定装置、依次设置在固定装置下方的高温炉、光学测径仪、牵引装置、压力涂覆装置、紫外固化装置和收丝装置；并且固定装置、高温炉、光学测径仪、牵引装置、压力涂覆装置、紫外固化装置均设置有拉丝通孔，拉丝通孔位于同一垂直线上，连接氩气的氩气气管输出端通过气体连接头和细预制棒连通。

3.一种微结构光纤的制备方法，其特征在于，采用权利要求1所述的气体保压调控装置，具体包括以下步骤：

步骤1：制备预制棒

根据仿真程序设计微结构光纤，根据设计的微结构光纤尺寸和结构，选择玻璃管和玻璃棒，拉制成毛细管和毛细棒后，采用阶梯型堆积捆绑法制作预制棒；将预制棒内的水蒸气去除；

步骤2：二次拉制

将去除水蒸气的预制棒，通过调控高温炉温度1770-1950℃、送棒速度1-5mm/min和牵引速度0.5-7m/min三种拉丝参数进行第一道拉制，得到细预制棒；其中，细预制棒的外径为3-5.5mm；

将细预制棒外周套设限位玻璃外套管后，进行第二道拉制，在第二道拉制过程中，通过光学显微镜实时观测细预制棒端面，当光纤的微结构气孔全部出现后，细预制棒接通连接氩气的氩气气管，并启动气体保压调控装置，通过光学显微镜观测出来的光纤微结构端面情况设置气压阈值，对光纤内部气孔大小进行控制；

步骤3：调整

调整高温炉温度为1743-1950℃、气压阈值为1-10KPa、送棒速度为0.93-5mm/min，牵引速度为0.5-7.7m/min，将细预制棒与限位玻璃外套管之间的缝隙消除，通过光学显微镜实时观测微结构光纤端面，并根据端面情况反复调整拉丝参数，同时通过气体保压调控装置调控气孔内气压大小，从而控制降低微结构光纤的外径尺寸和纤芯尺寸，最终得到完整结构的微结构光纤。

4.根据权利要求3所述的微结构光纤的制备方法，其特征在于，阶梯型堆积捆绑法为：根据微结构光纤中，纤芯的数量和包层层数结构，设置中心纤芯和多层包层，其中，第一层包层和中心纤芯长度相同，第二层包层比第一层包层短1-2cm，依次类推，直至整个纤芯和包层完成，形成六边形结构，将六边形结构外套设玻璃套管，在六边形结构和玻璃套管之间的空间填充实心细毛细棒，得到预制棒；其中，中心纤芯采用毛细棒或毛细管，包层根据设置的微结构光纤的纤芯数量和排布，选用毛细管、或毛细管和毛细棒。

5.根据权利要求3所述的微结构光纤的制备方法，其特征在于，所述的步骤1中，毛细棒的直径为0.8-2.2cm，毛细管的直径和毛细棒直径相同，毛细管的内径为0.3-1.8mm。

6.根据权利要求3所述的微结构光纤的制备方法，其特征在于，所述的步骤1中，将预制棒的一端熔接一根200-300mm长的玻璃管作为尾柄，置于100-200℃的温控箱内去除预制棒内水蒸气；所述的尾柄的外径和预制棒的玻璃套管的外径相同，尾柄的内径≥预制棒的玻璃套管的内径。

7.一种微结构光纤，其特征在于，采用权利要求3-6任意一项所述的制备方法制得，其包层气孔整体呈六边形排布，基底材料为石英，纤芯直径为3-10μm。

8.根据权利要求7所述的微结构光纤，其特征在于，所述的微结构光纤中，纤芯内的传输方式为全内反射型传输方式。