[发明专利]红外多组分玻璃光纤预制棒挤压制备方法

说明书

本发明涉及一种红外多组分玻璃光纤预制棒挤压制备方法，通过令盛放纤芯玻璃的模具内壁(即挤压腔内壁)以及盛放包层玻璃的模具内壁(即挤压筒的内壁)均采用耐压光滑抗腐蚀性材质，而且挤压筒底部所形成的挤压出口的内壁也是耐压光滑抗腐蚀性材质的内壁，这样，在挤压纤芯玻璃锭和包层玻璃锭的过程中，各模具的耐压光滑抗腐蚀性材质的内壁就不会损伤被挤压的软化态的纤芯玻璃表面以及软化态的包层玻璃表面，从而避免纤芯玻璃和包层玻璃因损伤而形成表面缺陷，有效去除芯包结构的界面缺陷，并降低光学损耗。

技术领域

本发明涉及光纤预制棒领域，尤其涉及一种红外多组分玻璃光纤预制棒挤压制备方法。

背景技术

近年来，随着红外玻璃在红外光纤和激光系统中的广泛应用，红外玻璃也不断受到前所未有的关注。作为一种红外玻璃光纤，硫系玻璃光纤是基于硫系材料制成的硫系玻璃光纤。硫系玻璃光纤具有极宽的透过光谱、良好的机械性能、超高的非线性以及较长的截止波长等优点。目前，针对硫系玻璃光纤的制备主要是采用套管法、双坩埚法和挤压制备法等。

套管法就是将经切割、研磨和抛光后的纤芯棒放入到包层玻璃套管中，然后再制成具有芯包结构的光纤预制棒，再通过处理光纤预制棒，即得到光纤产品。套管法尽管简单，但是对制备过程中所需要纤芯棒和包层套管之间的良好配合尺寸、两者的内外表面光洁度以及制备过程中的加工工艺都要求极高。利用传统的套管法制备得到的光纤预制棒的芯包界面粗糙，易产生缺陷，即便通过加热拉丝之后可以得到一定改善，但是仍然无法彻底避免气泡的产生，导致难以使得光纤预制棒达到理想的光纤损耗水平。

双坩埚法是将纤芯玻璃锭和包层玻璃锭分别放入到两个不同的硬质玻璃双坩埚管中加热，等纤芯玻璃锭和包层玻璃锭全部融化后再使两者流入到同心管，然后调整通气压力，以制备得到具有不同芯包比的光纤预制棒。利用双坩埚法制备光纤预制棒可以保持芯包界面完整、也有利于光纤的高效拉丝，但是其有效性却高度依赖于玻璃的熔化温度和组分的热稳定性，对于玻璃的熔化温度和组分的热稳定性要求较高。

挤压制备法是光纤领域中的常用制备方法，该挤压制备法非常适合于易析晶或易挥发的红外玻璃。利用挤压制备法制备光纤预制棒时，先将各个组分的玻璃锭放置到准备好的挤压筒中，并且将挤压筒内的温度加热至玻璃的软化温度以上，然后使得软化后的玻璃在高压下以预设的固定速率通过挤压筒底部的挤压出口被挤出，从而得到具有芯包层结构的光纤预制棒。挤压制备法不仅受挤压模具的影响较小，尺寸控制精准，而且，该挤压制备法制备所得光纤预制棒表面具有更好的光洁程度以及清晰的内部芯包界面，光洁程度和内部芯包界面情况要远远优于套管法和双坩埚法。

不过，现有的光纤预制棒挤压制备方法也存在一些不足之处：

首先，在挤压过程中，纤芯玻璃表面和包层玻璃表面通常会存在诸如微裂纹、碎玻璃、污染物等表面缺陷，而且纤芯玻璃表面和包层玻璃表面相接触的接触面空隙内还会存在氧气和水汽等杂质，这些表面缺陷和杂质等不利因素非常容易对纤芯玻璃表面产生不利影响，导致制成的光纤预制棒的纤芯部分含有杂质或缺陷，严重影响玻璃质量，从而致使最终拉制出的光纤产品质量变差。

其次，挤压过程中所采用的模具通常均是金属模具，模具的金属表面无法达到理想化的光滑要求，而且还会损伤玻璃，更加难以有效地去除芯包层面的表面缺陷以及降低光学损耗，同时金属模具有不可避免的被腐蚀性，增加了模具的成本，降低了模具的利用率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种红外多组分玻璃光纤预制棒挤压制备方法。该红外多组分玻璃光纤预制棒挤压制备方法可以避免软化态的纤芯玻璃表面以及软化态的包层玻璃表面被模具内壁损失，进而避免纤芯玻璃和包层玻璃因损伤而形成表面缺陷，达到有效去除芯包结构的界面缺陷，并降低光学损耗。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：红外多组分玻璃光纤预制棒挤压制备方法，其特征在于，包括如下步骤：