[发明专利]石英光纤及其制备方法和装置

权利要求书

1.一种石英光纤的制备方法，其特征在于，所述的制备方法包括：在拉制后的石英裸光纤的温度降至其玻璃化转变温度之前，在石英裸光纤表面涂覆微晶玻璃液，形成微晶玻璃涂层；经冷却后，再在微晶玻璃涂层表面涂覆有机涂料，形成有机涂层，得到石英光纤，其中，微晶玻璃的膨胀系数小于5×10^-7/℃，熔融温度为1200℃～1400℃；所述的石英裸光纤的芯层和皮层均采用石英玻璃材料；

所述的微晶玻璃液的涂覆温度为1200℃～1450℃；

所述的玻璃化转变温度之前的温度范围为1200℃～1600℃；

在涂覆的过程中，控制微晶玻璃涂层的厚度为石英裸光纤的丝径的2％～6％；

所述的微晶玻璃为Li-Al-Si系微晶玻璃；

所述的Li-Al-Si系微晶玻璃的各组分，以质量份数计，包括：Li₂O 45～49份、Al₂O₃ 29～32份、SiO₂ 16～20份、TiO₂ 2～4份、Sb₂O₃ 0.3～0.4份和ZnO 0.1～0.5份。

2.根据权利要求1所述的石英光纤的制备方法，其特征在于，

所述的微晶玻璃的膨胀系数为5×10^-9～5×10^-7/℃；

所述的有机涂料为丙烯酸树脂、有机硅胶或聚酰亚胺。

3.一种石英光纤，其特征在于，按照权利要求1或2所述的制备方法制备得到。

4.一种权利要求3所述的石英光纤的制备装置，其特征在于，包括：从上到下依次设置的光纤预制棒熔融拉丝机构、微晶玻璃涂覆机构、有机涂覆机构和牵引机构，其中，所述光纤预制棒熔融拉丝机构用于将光纤预制棒熔融并拉制成石英裸光纤；所述微晶玻璃涂覆机构包括第一涂杯，用于盛放微晶玻璃液，所述第一涂杯设置在由保温砖围成的空腔中，所述第一涂杯的周围设置有加热部件，并在保温砖和第一涂杯中间的空隙中填充有保温棉，所述第一涂杯的顶部设有光纤引线孔，所述第一涂杯的底部设有光纤出线孔；所述有机涂覆机构包括第二涂杯，用于盛放有机涂料；所述牵引机构用于为拉制光纤提供动力；

在所述的微晶玻璃涂覆机构和有机涂覆机构之间设有光纤辅助牵引机构，使得从光纤预制棒熔融拉丝机构出来的石英裸光纤的轴心与微晶玻璃涂覆机构的轴心和有机涂覆机构的轴心重合；

在第一涂杯的光纤引线孔处、光纤出线孔处、第一涂杯内部盛放微晶玻璃液处、第二涂杯的顶部入口处、内部盛放有机涂料处和底部出口处均设有温度传感器，这些温度传感器分别通过相应的信号变送器与可编程逻辑控制器相连；可编程逻辑控制器与主控电脑连接。

5.根据权利要求4所述的制备装置，其特征在于，所述的第一涂杯为白金涂杯，其包括杯体和光纤引出部件，所述光纤引出部件可拆卸地连接于所述杯体的底部，所述光纤引线孔位于所述杯体的顶部，所述光纤出线孔位于所述光纤引出部件的底部。