发明内容
为解决上述问题,本发明提供了一种光纤预制棒的制造方法,能够降低预制棒的包芯比的波动,避免光纤截止波长和零色散波长超标问题。
本发明提供的一种光纤预制棒制造方法,包括:
在芯棒表面形成芯棒包层,其中,所述芯棒具有第一芯棒参数;
将具有所述芯棒包层的所述芯棒延伸并在两端熔接辅助棒,制作成出发棒,所述出发棒具有第一芯径,根据所述第一芯径和所述第一芯棒参数计算出所述出发棒的外径值,根据所述出发棒的外径值计算所述出发棒的重量;
根据包芯比预设值和所述芯棒的内径计算待沉积预制棒外径,根据所述待沉积预制棒外径计算出待沉积预制棒的重量;
利用所述待沉积预制棒的重量减去所述出发棒的重量和所述辅助棒的重量,得到预制棒包层沉积重量;
在所述待沉积预制棒的表面沉积松散体,并对沉积的所述松散体的重量进行实时监测,直到达到所述预制棒包层沉积重量,并进行玻璃化,制作出光纤预制棒。
优选的,在上述光纤预制棒制造方法中,
所述在芯棒表面形成芯棒包层为:
在所述芯棒表面沉积松散体并进行玻璃化。
优选的,在上述光纤预制棒制造方法中,
所述芯棒的第一芯棒参数范围为4.6至5.4。
优选的,在上述光纤预制棒制造方法中,
所述出发棒的所述第一芯径范围为7.4mm至8.4mm。
优选的,在上述光纤预制棒制造方法中,
所述包芯比预设值的范围为14.6至15.4。
优选的,在上述光纤预制棒制造方法中,
所述在芯棒表面沉积松散体为:
利用VAD法在所述芯棒表面沉积松散体。
优选的,在上述光纤预制棒制造方法中,
所述在所述待沉积预制棒的表面沉积松散体为:
利用OVD法在所述待沉积预制棒的表面沉积松散体。
优选的,在上述光纤预制棒制造方法中,
在制作出光纤预制棒之后,还包括:
检测所述光纤预制棒的包芯比实际值,并将所述包芯比实际值与所述包芯比预设值进行比较,根据比较结果对所述包芯比预设值进行修正。
通过上述描述可知,本发明提供的光纤预制棒的制造方法,由于先在芯棒表面形成芯棒包层,其中,所述芯棒具有第一芯棒参数;然后将具有所述芯棒包层的所述芯棒延伸并在两端熔接辅助棒,制作成出发棒,所述出发棒具有第一芯径,根据所述第一芯径和所述第一芯棒参数计算出所述出发棒的外径值,根据所述出发棒的外径值计算所述出发棒的重量;再根据包芯比预设值和所述第一芯棒参数计算待沉积预制棒外径,根据所述待沉积预制棒外径计算出待沉积预制棒的重量;利用所述待沉积预制棒的重量减去所述出发棒的重量和所述辅助棒的重量,得到预制棒包层沉积重量;最后在所述待沉积预制棒的表面沉积松散体,并对沉积的所述松散体的重量进行实时监测,直到达到所述预制棒包层沉积重量,并进行玻璃化,制作出光纤预制棒,可见这种方法避免了之前的定时沉积的方式,而是采用定量沉积的方式,更为精确,因此能够降低预制棒的包芯比的波动,避免光纤截止波长和零色散波长超标问题。
具体实施方式
本发明的核心思想在于提供一种光纤预制棒的制造方法,能够降低预制棒的包芯比的波动,避免光纤截止波长和零色散波长超标问题。
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本申请实施例提供的第一种光纤预制棒制造方法如图1所示,图1为本申请实施例提供的第一种光纤预制棒制造方法的示意图。该方法包括如下步骤:
S1:在芯棒表面形成芯棒包层,其中,所述芯棒具有第一芯棒参数;
其中,所述第一芯棒参数=芯棒外径/芯棒内径;
S2:将具有所述芯棒包层的所述芯棒延伸并在两端熔接辅助棒,制作成出发棒,所述出发棒具有第一芯径,根据所述第一芯径和所述第一芯棒参数计算出所述出发棒的外径值,根据所述出发棒的外径值计算所述出发棒的重量;
在该步骤中,由于出发棒(靶棒)是由芯棒等比例缩细得到的,因此出发棒的外径值为所述出发棒的第一芯径与所述第一芯棒参数的乘积。
S3:根据包芯比预设值和所述芯棒的内径计算待沉积预制棒外径,根据所述待沉积预制棒外径计算出待沉积预制棒的重量;
在该步骤中,根据工艺最终要达到的目的,会事先设定所述包芯比预设值,也就是说,只有最终得到的光纤的包芯比达到这个范围,才能够保证截止波长或零色散波长在合格范围之内。利用所述包芯比预设值乘以所述芯棒的内径,就得到所述待沉积预制棒外径,然后就能够计算出待沉积预制棒的重量。
S4:利用所述待沉积预制棒的重量减去所述出发棒的重量和所述辅助棒的重量,得到预制棒包层沉积重量;
该步骤能够精确计算出所需要沉积的重量,相对于之前定时不定量的沉积方式,该步骤更为精确,能够更好的保证最终得到的光纤的质量。
S5:在所述待沉积预制棒的表面沉积松散体,并对沉积的所述松散体的重量进行实时监测,直到达到所述预制棒包层沉积重量,并进行玻璃化,制作出光纤预制棒。
具体的,在沉积设备中增加一个称重系统,使得沉积过程的重量实时呈现,可以参考图2,图2为沉积设备的示意图,在支架1上安装上出发棒2,其下部利用多个喷灯3在出发棒2上进行沉积,利用称重传感器4将支架1和称重器5连接起来,这样就能够对出发棒进行实时称重。结合预制棒重量控制的沉积工艺,也就是沉积部分重量随时调整的沉积工艺,可以更加科学的控制预制棒包芯比在合理范围内,同时波动大大减小。
通过上述描述可知,本申请实施例提供的上述第一种光纤预制棒的制造方法,由于先在芯棒表面形成芯棒包层,其中,所述芯棒具有第一芯棒参数;然后将具有所述芯棒包层的所述芯棒延伸并在两端熔接辅助棒,制作成出发棒,所述出发棒具有第一芯径,根据所述第一芯径和所述第一芯棒参数计算出所述出发棒的外径值,根据所述出发棒的外径值计算所述出发棒的重量;再根据包芯比预设值和所述第一芯棒参数计算待沉积预制棒外径,根据所述待沉积预制棒外径计算出待沉积预制棒的重量;利用所述待沉积预制棒的重量减去所述出发棒的重量和所述辅助棒的重量,得到预制棒包层沉积重量;最后在所述待沉积预制棒的表面沉积松散体,并对沉积的所述松散体的重量进行实时监测,直到达到所述预制棒包层沉积重量,并进行玻璃化,制作出光纤预制棒,可见这种方法避免了之前的定时沉积的方式,而是采用定量沉积的方式,更为精确,因此能够降低预制棒的包芯比的波动,避免光纤截止波长和零色散波长超标问题。
本申请实施例提供的第二种光纤预制棒制造方法,是在上述第一种光纤预制棒制造方法的基础上,还包括如下技术特征:
所述在芯棒表面形成芯棒包层为:
在所述芯棒表面沉积松散体并进行玻璃化。
利用这种方式,得到第一芯棒参数(t/a)在4.4-5.4之间,折射率差(Δ)在0.330-0.370之间的芯棒。
本申请实施例提供的第三种光纤预制棒制造方法,是在上述第一种光纤预制棒制造方法的基础上,还包括如下技术特征:
所述芯棒的第一芯棒参数范围可以优选为4.6至5.4。
本申请实施例提供的第四种光纤预制棒制造方法,是在上述第三种光纤预制棒制造方法的基础上,还包括如下技术特征:
所述出发棒的所述第一芯径范围为7.4mm至8.4mm。
本申请实施例提供的第五种光纤预制棒制造方法,是在上述第四种光纤预制棒制造方法的基础上,还包括如下技术特征:
所述包芯比预设值的范围为14.6至15.4。进一步的可以优选为15.0。
本申请实施例提供的第六种光纤预制棒制造方法,是在上述第二种光纤预制棒制造方法的基础上,还包括如下技术特征:
所述在芯棒表面沉积松散体为:
利用VAD法在所述芯棒表面沉积松散体。
本申请实施例提供的第七种光纤预制棒制造方法,是在上述第一种光纤预制棒制造方法的基础上,还包括如下技术特征:
所述在所述待沉积预制棒的表面沉积松散体为:
利用OVD法在所述待沉积预制棒的表面沉积松散体。
本申请实施例提供的第八种光纤预制棒制造方法,是在上述第一种至第七种中任一种光纤预制棒制造方法的基础上,还包括如下技术特征:在制作出光纤预制棒之后,还包括:
检测所述光纤预制棒的包芯比实际值,并将所述包芯比实际值与所述包芯比预设值进行比较,根据比较结果对所述包芯比预设值进行修正。这样就能够不断改进工艺,使工艺不断完善,提高产品质量。
下面对工艺的具体情况介绍如下:
首先,利用VAD法进行光纤预制棒的芯棒的表面沉积松散体,然后进行玻璃化,得到第一芯棒参数t/a在4.4-5.4之间且Δ在0.330-0.370之间的芯棒;然后将VAD制作的含有部分包层的芯棒延伸成出发棒,保证芯棒的内径D1为7.6-8.2mm,根据芯棒的t/a决定计算出最后的芯棒的外径D2=D1*(t/a),延伸后的芯棒分段后两段各熔接上辅助棒,成为出发棒;再将出发棒放置在OVD沉积设备的两端夹具上,两端夹具底部安装有称重系统,根据设定好的沉积重量,进行重量沉积控制,例如出发棒重3kg,沉积重量设定为55kg,那么OVD沉积的松散体重量是52kg;最后,OVD包层沉积达到设定的重量后,停止沉积,将预制棒松散体从两端夹具上取下进行玻璃化,玻璃化后的预制棒外径控制在114-126mm之间。
下面对沉积重量的计算方式介绍如下:
沉积的重量大小是目前120预制棒制作工艺,现有设备条件和现有机台沉积效率限制下得到的经验值,出发棒的重量可以在沉积设备上称重,包层沉积重量是两者差值。
现有的包芯比D3/D1的控制标准为14.6-15.4,这里取中间值D3/D1=15.0,而现有的Δ的控制标准为0.330%-0.370%,取中间值Δ=0.350%,现有的t/a控制范围为4.6-5.4,取中间值为t/a=5.0,D1值的控制标准为7.4mm-8.4mm,取中间值D1=7.9mm,那么D3=7.9*15.0=118.5mm,那么预制棒重量的计算基于如下经验公式:D3*D3*0.00356=118.5*118.5*0.00356(kg/(mm*mm)),结果为50kg,再计算出延伸径控制中间值D2=D1*t/a=7.9*5.0=39.5mm,出发棒中的芯棒的重量计算为:0.00235kg/(mm*mm))*39.5*39.5=D2*D2*0.00235=3.67kg,另外,辅助棒重量=3kg(固定值),可得到出发棒重量为3kg+3.67kg=6.67kg,那么实际包层的沉积重量为50kg-6.67=43.33kg,记录到的沉积时间为8h34min,松散体玻璃化后预制棒测试,测试D3/D1=14.9-15.0,与之前设计的15.0相差微小,证明此工艺具有很强的可操作性。
对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。