[发明专利]一种光纤预制棒的脱气装置及脱气方法

说明书

本发明公开了一种光纤预制棒的脱气装置及脱气方法，属于光纤预制棒制造技术领域。包括机架，设置在所述机架上的送棒机构，设置在所述送棒机构输出端上的旋转机和引杆，筒状的石英玻璃腔体，可与所述石英玻璃腔体密封连接形成密闭空间的密封盖板，安设在石英玻璃腔体外周的加热炉，设置在所述密闭空间内的石英夹具，与所述石英玻璃腔体相连接的循环管路，串联在所述循环管路上的抽真空装置和用于存储包含氘气的混合气存储罐。本发明利用氘气优异的热传导性能，可以使光纤预制棒中残留的气体快速溢出，有效去除光纤预制棒中的气泡；引杆的旋转功能，让光纤预制棒受热更均匀、充分，可以进一步缩短光纤预制棒退火时间，提高效率。

技术领域

本发明属于光纤预制棒制造技术领域，尤其是一种光纤预制棒的脱气装置及脱气方法。

背景技术

目前单模光纤通信的窗口是1260nm到1675nm，但由于1383nm处水峰的影响，实际使用的还是1310nm附近的O-波段和1460-1625nm范围内的S-、C-、L-波段。随着光纤制造技术的进步和发展，光纤预制棒拉丝后通过氘气处理光纤，将光纤拉制过程中产生的无序的Si-O自由基与氘反应形成Si-OD，防止氢取代氘的位置，从而使光纤能够经受住长时间的含氢环境的侵蚀，提高光纤的氢不敏感性能力。通过氘气处理后的光纤有效消除降低了光纤1383nm处OH离子吸收峰，使得光纤在整个通信窗口全波段应用。

当前国际上预制棒制备技术都是采用两步法工艺，即用轴向气相沉积法(VAD)、外部气相沉积法(OVD)、等离子化学气相沉积法(PCVD)、改进的化学气相沉积法(MCVD)其中一种方法制备芯棒，再用套管法、等离子喷涂法、火焰水解法等制备外包层。外包层技术的发展将光纤预制棒做的直径更粗、长度更长，进一步提高光纤生产效率，降低制造成本。

轴向气相沉积法和外部气相沉积法是通过SiXCl₄等原料高温水解反应和热泳原理制备大尺寸的预制棒疏松体，然后经过脱水、烧结工艺得到致密的透明玻璃体。由于疏松体在沉积过程中不可避免的会包含游离态水和硅羟基，因此在脱水阶段会通入氯气(Cl₂)、亚硫酰氯(SOCl₂)等化学试剂进行高温脱羟处理，最后通入氦气(He)进行烧结玻璃化，但无法彻底的将疏松体孔隙中Cl₂、He等清除干净，以至于有少量气体会残留在预制棒内形成气泡缺陷。

预制棒中的气泡是极为有害的缺陷，大气泡容易导致拉丝过程中塔断，影响生产效率；小气泡容易使光纤中形成气线，影响熔接损耗和光纤寿命。通常需要对预制棒进行脱气处理。常规的脱气原理是将烧结后的预制棒加热到800℃-1200℃，通过热扩散使其中的气泡缓慢溢出，正常需要10-40个小时，光纤预制棒尺寸越大，保温脱气时间越长。

中国专利CN105753311A提出采用高温负压的处理方法，使光纤预制棒残留的cl2、He等气体快速溢出，去除预制棒中的气泡。但是该实施例结果中光纤预制棒直径仅90mm，仍需要10个小时气泡才能基本清除气泡。

另外，光纤氘气处理通过需要36-48小时才能达到降低氢敏感性的目的，尽管专利CN101838114A描述了一种光纤氘气处理方法，降低了氘气处理时间，但仍是从光纤处理角度考虑，未能从光纤预制棒制造源头解决此问题。

发明内容

为了克服上述技术缺陷，本发明提供一种光纤预制棒的脱气装置及脱气方法，以解决背景技术所涉及的问题。

本发明提供一种光纤预制棒的脱气装置，包括：

安装组件，包括机架，设置在所述机架上、可上下移动的送棒机构，设置在所述送棒机构输出端上的旋转机构，以及设置在所述旋转机构底部的引杆；

保温炉，包括顶部开口的半封闭筒状的石英玻璃腔体，设置在所述引杆下部、可与所述石英玻璃腔体密封连接形成密闭空间的密封盖板，以及安设在石英玻璃腔体外周的加热炉；

石英夹具，安装在所述引杆底部，并穿过所述密封盖板设置在所述密闭空间内。