[发明专利]基于3D打印适配套管的大尺寸多芯光纤预制棒制备方法

权利要求书

1.一种基于3D打印适配套管的大尺寸多芯光纤预制棒制备方法，其特征是：

步骤1：设计多芯光纤的端面几何形状，根据芯棒、纯石英辅棒、衬管、外套管的尺寸，组合预制棒得到组合后的预制棒横截面分布，确定除芯棒、纯石英辅棒、衬管、外套管之外的适配异形石英套管的几何形状与尺寸；

步骤2：采用3D激光打印设备，以纯石英粉为原材料，根据步骤1中的适配异形石英套管横截面的几何形状划分激光扫描路径，并按路径融化纯石英粉，逐层打印适配异形石英套管；

步骤3：在1500～1700℃的温度下，对打印完全适配石英套管进行烧结，形成透明的适配石英套管；

步骤4：将芯棒、纯石英辅棒、衬管插进适配异形石英套管，再整体套上外套管，进行精密装配，使用氢氧焰高温均匀加热组合的预制棒，并进行负压抽气，使装配的各组件之间的间隙消失，彼此融合，形成完整的多芯光纤预制棒；

步骤5：制备预制棒垂头。

2.根据权利要求1所述的一种基于3D打印适配套管的大尺寸多芯光纤预制棒制备方法，其特征是：所述芯棒和辅棒采用PCVD、MCVD、VAD或OVD工艺技术制备，精确控制芯棒的折射率剖面。

3.根据权利要求1所述的一种基于3D打印适配套管的大尺寸多芯光纤预制棒制备方法，其特征是：所述适配异形石英套管的孔间薄壁厚度大于等于两倍激光扫描线宽，确保结构成型。

4.根据权利要求1所述的一种基于3D打印适配套管的大尺寸多芯光纤预制棒制备方法，其特征是：所述的纯石英粉的纯度大于99.999％。

5.一种用于打印大尺寸多芯光纤预制棒适配套管的3D激光打印设备，其特征是：采用激光扫描熔融石英粉的3D打印装置制备权利要求1中所述的适配异形石英套管，所述的3D打印设备包括装料区、工作区、进料口、刮料装置、配有振镜扫描输出的大功率激光器、F-θ透镜、出管口、尾棒夹具、大行程位移台；所述出管口直径不小于200mm，尾棒夹具夹持一根直径和出管口直径适配的尾棒，进料口喷出高纯石英粉进入工作区，刮料装置将高纯石英粉刮成薄薄一层，激光在软件的控制下进行预设路径扫描，按路径融化石英粉，形成适配异形石英套管的横截面层，然后大行程位移台下移一层层高，再次打印，如此逐层打印出适配异形石英套管。

6.根据权利要求1或权利要求5所述的一种3D激光打印设备，其特征是：所述的激光波长不小于3微米，为石英吸收效率高的波段。

7.根据权利要求1或权利要求5所述的一种3D激光打印设备，其特征是：所述的激光的聚焦光斑尺寸可调，能量密度可调。

8.根据权利要求1或权利要求5所述的一种3D激光打印设备，其特征是：所述的激光光束为贝塞尔光束。

9.根据权利要求1或权利要求5所述的一种3D激光打印设备，其特征是：所述的工作区连接抽真空装置。