CN108623144A - 一种vad制备光纤预制棒的沉积装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种VAD制备光纤预制棒的沉积装置,包括有沉积腔体和旋转升降吊杆，对应于旋转升降吊杆的下方一侧安设有包层喷灯和芯层喷灯，沉积墙体的两侧分别安设进风装置和抽风装置，用于抽排沉积腔体内未沉积的多余反应物，对应于旋转升降吊杆的下方在沉积腔体外设置有激光检测装置，所述的激光检测装置包括激光发射端和激光接收端，所述的激光发射端和激光接收端分设在沉积腔体外两侧，其特征在于对应于激光发射端和激光接收端在沉积腔体两侧分别设置锥筒形隔离罩。本发明能有效减少沉积散失粉尘对玻璃窗口的侵扰，保持激光检测的准确性，从而提高沉积质量。本发明结构设置简单合理，可行性强，使用方便。
Description
技术领域
本发明涉及一种轴向法制备光纤预制棒母材的装置，具体涉及一种VAD制备光纤预制棒的沉积装置，属于光纤预制棒制造设备技术领域。
背景技术
在汽相轴向沉积法（Vapour Axial Deposition，简称VAD）制作光纤母材装置中一般是通过芯层喷灯与包层喷灯分别制作光纤母材的芯子和包层，两个喷灯具有各自的仰角以及相对距离，通过相互配合，芯层喷灯在吊杆下方夹持的靶棒底部开始不断沉积，沉积开始前用于检测的激光光斑与靶棒底部相切，随着芯子逐渐生长并长大，靶棒底部的二氧化硅颗粒在纵向上会变长，激光接收端一旦识别激光数值变小即会发出信号，驱动吊杆往上提升。在提升到一定高度时包层喷灯开始大量喷射四氯化硅，四氯化硅被周围氢氧火焰包裹发生反应，水解产物不断生长变大为二氧化硅颗粒，一部分水解产物在遇到芯子表面时在一定温度下附着沉积其上，成为包层，还有一部分没有被沉积散失在周围腔体内，VAD制备预制棒母材其收集率一般在40%-70%之间，意味着很大一部分原料被散失在腔体内，虽有大部分散失物将会被抽排装置抽走，但仍有部分白色二氧化硅粉尘与颗粒附着在沉积腔体内壁。
在VAD工艺中用于检测的激光发射端和接收端粉棒对应设置于沉积腔体外两侧，在各自的前方都有一个玻璃窗口，沉积过程中激光发射端光斑会穿过发射端前方玻璃窗口，经过被测靶棒底部穿入激光接收端前的玻璃窗口进入激光接收端。VAD整个沉积过程需要数十小时，漫长的沉积过程中随着粉尘不断散失，加之腔体内较厚粉尘堆积处在腔体气流作用下会吹落飘散在空中，附着到玻璃窗口上，使得玻璃窗口往往会附着较厚的粉尘进而影响检测过程和沉积判断。此外，在腔体的水解反应中粉棒表面温度约在400度到800度，腔体四周温度一般都会达到百度以上，玻璃在遇到高温都有一定的膨胀系数，发生形变形成凸透镜效应使原本的激光光斑发生色散，这也会在一定程度上影响沉积控制的判断，进而影响沉积质量。另一方面，沉积过程中的氢氧火焰喷射出的一部分波段可见光其波段与沉积过程中使用的激光波段相近，会干扰激光光斑的接收值，一定程度上将影响沉积过程中激光接收值的准确性。
中国专利CN106772887A通过环形导流沟槽向玻璃镜片通入吹扫气体来保证激光传输窗口的清洁度，然而其镜片仍然是裸露在腔体内的，并没有与腔体粉尘避开，还是会受到粉尘的直接侵扰；且腔体内温度高达几百度，温度会直接辐射到镜片表面，没能解决镜片高温形变的问题,以及激光接收端受包层火焰光波干扰的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术存在的不足提供一种VAD制备光纤预制棒的沉积装置，它能使玻璃窗口与沉积腔体相对隔离，有效减少沉积散失粉尘对玻璃窗口的侵扰，保持激光检测的准确性，从而提高沉积质量。
本发明为解决上述所提出的问题所采用的技术方案为：包括有沉积腔体和旋转升降吊杆，对应于旋转升降吊杆的下方一侧安设有包层喷灯和芯层喷灯，沉积腔体的两侧分别安设进风装置和抽风装置，用于抽排沉积腔体内未沉积的多余反应物，对应于旋转升降吊杆的下方在沉积腔体外设置有激光检测装置，所述的激光检测装置包括激光发射端和激光接收端，所述的激光发射端和激光接收端分设在沉积腔体外两侧，其特征在于对应于激光发射端和激光接收端在沉积腔体两侧分别设置锥筒形隔离罩。
按上述方案，所述的锥筒形隔离罩包括锥筒形罩体，锥筒形罩体的小端开设有进光孔，大端为玻璃窗口安设有滤波片，进光孔为前端，朝向沉积腔体内腔。
按上述方案，所述的锥筒形罩体为圆锥形、椭圆锥形或棱锥形罩体，锥面与中心线的夹角为15~45°。
按上述方案，所述的锥筒形罩体的大端向后延伸有一段等截面筒体。
按上述方案，所述的锥筒形罩体侧向开设有进气孔，所述的进气孔与压力气源相连通，使锥筒形罩体内腔维持正压状态。
按上述方案，所述的锥筒形隔离罩安设在沉积腔体内，并通过罩体大端与沉积腔体侧壁相联。
按上述方案，所述的锥筒形隔离罩安设在沉积腔体外，并通过罩体小端与沉积腔体侧壁相联。
按上述方案，所述的激光发射端和激光接收端之间的连线与两个对应配置的锥筒形隔离罩中心线相重合，所述连线与靶棒最下端底部齐平并偏离中心点5~30mm。
按上述方案，所述芯层喷灯的喷射轴线在水平方向与激光发射端和激光接收端之间的连线的夹角为40~60°。
按上述方案，所述的锥筒形隔离罩轴向长度为80~500mm，进光孔孔径大于激光光斑（光束）外径。
本发明的有益效果在于：1、通过设置锥筒形隔离罩使激光检测装置的玻璃窗口与沉积腔体相对隔离，能有效减少沉积散失粉尘对玻璃窗口的侵扰，避免二氧化硅颗粒对激光光束的遮挡，保持激光检测的准确性，从而提高沉积质量。2、隔离罩体的设置也使玻璃窗口的滤波片免受喷灯腔体火焰的直接辐射，并避免玻璃窗口的滤波片因腔体高温形变而产生凸透镜效应，进一步保证激光检测的准确性。3、罩体侧向开设有进气孔，进气孔与压力起源相连通，使锥筒形罩体内腔维持正压状态，这样可以进一步避免沉积腔体内的粉尘进入隔离罩内腔，并使隔离罩内温度下降，从而使玻璃窗口的防尘降温及避光效果得到进一步强化，使激光检测装置的可靠性进一步加强。4、本发明结构设置简单合理，可行性强，使用方便。
附图说明
图1为本发明一个实施例总体结构示意图。
图2为图1的侧视结构图。
图3为图2中激光在靶棒底部处落位的放大图。
图4为本发明一个实施例中锥筒形隔离罩的的放大结构图。
图5为本发明一个实施例的安装示意图。
图6为本发明一个实施例的另一种安装示意图。
具体实施方式
以下结合实施例和附图对本发明作进一步说明。
本发明的一个实施例如图1、2、3、4、5所示，包括有箱形的沉积腔体1和旋转升降吊杆2，旋转升降吊杆下端用于装夹VAD沉积的玻璃靶棒3，对应于旋转升降吊杆的下方一侧安设有芯层喷灯4和包层喷灯5，沉积腔体的两侧分别安设进风装置和抽风装置，用于抽排沉积腔体内未沉积的多余反应物，对应于旋转升降吊杆的下方在沉积腔体外设置有激光检测装置，所述的激光检测装置包括激光发射端6和激光接收端7，所述的激光发射端和激光接收端分设在沉积腔体外两侧，对应于激光发射端和激光接收端在沉积腔体两侧分别设置锥筒形隔离罩，所述的锥筒形隔离罩包括锥筒形罩体8，锥筒形罩体的小端开设有进光孔A2，进光孔孔径略大于激光光斑外径，大端为玻璃窗口安设有滤波片A1，所述的锥筒形罩体为圆锥形罩体，锥面与中心线的夹角为20°，所述的圆锥形罩体的大端向后延伸有一段等截面筒体，即延伸一段圆筒体。在锥筒形罩体侧向开设有进气孔A3，所述的进气孔与压力气源相连通，使锥筒形罩体内腔维持正压状态。所述的锥筒形隔离罩轴向长度为200mm。所述的锥筒形隔离罩安设在沉积腔体外，并通过罩体小端与沉积腔体侧壁A4相联，进光孔为前端，朝向沉积腔体内腔。此外，所述的激光发射端和激光接收端之间的连线与两个对应配置的锥筒形隔离罩中心线相重合，所述连线与靶棒最下端底部齐平并偏离中心点15mm,如图3中所示A点处。所述芯层喷灯的喷射轴线在水平方向与激光发射端和激光接收端之间的连线的夹角为50°。
本发明的另一个实施例如图6所示，它与上一个实施例的不同之处在于所述的锥筒形隔离罩安设在沉积腔体内，并通过罩体大端与沉积腔体侧壁A4相联。
Claims (10)
1.一种VAD制备光纤预制棒的沉积装置,包括有沉积腔体和旋转升降吊杆，对应于旋转升降吊杆的下方一侧安设有包层喷灯和芯层喷灯，沉积墙体的两侧分别安设进风装置和抽风装置，用于抽排沉积腔体内未沉积的多余反应物，对应于旋转升降吊杆的下方在沉积腔体外设置有激光检测装置，所述的激光检测装置包括激光发射端和激光接收端，所述的激光发射端和激光接收端分设在沉积腔体外两侧，其特征在于对应于激光发射端和激光接收端在沉积腔体两侧分别设置锥筒形隔离罩。
2.按权利要求1所述的VAD制备光纤预制棒的沉积装置，其特征在于所述的锥筒形隔离罩包括锥筒形罩体，锥筒形罩体的小端开设有进光孔，大端为玻璃窗口安设有滤波片，进光孔为前端，朝向沉积腔体内腔。
3.按权利要求2所述的VAD制备光纤预制棒的沉积装置，其特征在于所述的锥筒形罩体为圆锥形、椭圆锥形或棱锥形罩体，锥面与中心线的夹角为15~45°。
4.按权利要求2或3所述的VAD制备光纤预制棒的沉积装置，其特征在于所述的锥筒形罩体的大端向后延伸有一段等截面筒体。
5.按权利要求2或3所述的VAD制备光纤预制棒的沉积装置，其特征在于所述的锥筒形罩体侧向开设有进气孔，所述的进气孔与压力气源相连通，使锥筒形罩体内腔维持正压状态。
6.按权利要求1或2所述的VAD制备光纤预制棒的沉积装置，其特征在于所述的锥筒形隔离罩安设在沉积腔体内，并通过罩体大端与沉积腔体侧壁相联。
7.按权利要求1或2所述的VAD制备光纤预制棒的沉积装置，其特征在于所述的锥筒形隔离罩安设在沉积腔体外，并通过罩体小端与沉积腔体侧壁相联。
8.按权利要求1或2所述的VAD制备光纤预制棒的沉积装置，其特征在于所述的激光发射端和激光接收端之间的连线与两个对应配置的锥筒形隔离罩中心线相重合，所述连线与靶棒最下端底部齐平并偏离中心点5~30mm。
9.按权利要求8所述的VAD制备光纤预制棒的沉积装置，其特征在于所述芯层喷灯的喷射轴线在水平方向与激光发射端和激光接收端之间的连线的夹角为40~60°。
10.按权利要求1或2所述的VAD制备光纤预制棒的沉积装置，其特征在于所述的锥筒形隔离罩轴向长度为80~500mm，进光孔孔径大于激光光斑外径。
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