CN215162164U - 一种等离子体化学气相沉积法制备光纤预制棒的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种等离子体化学气相沉积法制备光纤预制棒的装置，包括底板以及加热炉，所述加热炉的顶部插接有两组限位销，且限位销设置在加热炉得到前后两端，所述挡板两侧外壁开设有一号滑槽，并在加热炉的两侧内壁开设有二号滑槽，且限位销插接在一号滑槽和二号滑槽之间。本实用新型所述的一种等离子体化学气相沉积法制备光纤预制棒的装置，一是通过在石英管组件的中心设置中心靶棒，使该装置可以用来进行常规的等离子体化学气相沉积，也可以同时相对于中心的石英棒进行等离子体外沉积，特别适合生产带低折射率包层的预制棒；二是通过在加热炉的外部设置限位销，能够对装置内的器件进行修理与检测，从而降低装置修理的难度。

Description

一种等离子体化学气相沉积法制备光纤预制棒的装置

技术领域

本实用新型涉及光纤及光电子器件技术领域，特别涉及一种等离子体化学气相沉积法制备光纤预制棒的装置。

背景技术

等离子体化学气相沉积(PCVD)是制备光纤预制棒的主要工艺之一，由于微波等离子体具有能量大、活性强、激发的等离子体密度高、工作稳定、无电极污染等优点，非常适合光纤预制棒的沉积，在低压状态下，由于高频率的微波的作用，进入反应管的原料气体(主要为SiCl4，GeCl4，BCl3，POCl3，O2，C2F6等)部分被电离成活化的等离子体状态，这些活性离子能快速地发生反应，反应产物以玻璃态沉积在管壁内表面上，因其微波谐振腔可快速移动，单层的沉积厚度薄，因而易于制造精细而复杂的折射率剖面；

目前，现有的等离子体化学气相沉积装置，各个部件均安装在装置的内部，当每一个部件发生损坏需要修理或是需要对部件进行检测时，只能通过将装置外壳拆卸后，才能对位于装置内的部件进行修理与检测，影响装置修理的效率，其次，现有的石英管在使用时，由于无法检测装置的密闭性，因此当石英管发生损坏时，如果无法及时发现，不但影响装置的正常使用，同时还容易带来一定的安全隐患，为此，我们提出一种等离子体化学气相沉积法制备光纤预制棒的装置。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种等离子体化学气相沉积法制备光纤预制棒的装置，可以有效解决背景技术中的问题。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：

一种等离子体化学气相沉积法制备光纤预制棒的装置，包括底板以及滑动安装在底板顶部的加热炉，且底板顶部两端均安装有挡板，并在两组挡板之间连接加热棒和石英管，所述石英管的外部滑动安装有微波腔体，且微波腔体的底部连接有波导管，其中，

所述加热炉的顶部插接有两组呈“匚”字形的限位销，且限位销设置在加热炉的前后两端，所述挡板两侧外壁开设有一号滑槽，并在加热炉的两侧内壁开设有二号滑槽，且限位销插接在一号滑槽和二号滑槽之间。

优选的，所述底板完全插入加热炉中时，所述挡板两侧的一号滑槽与加热炉内壁开设的二号滑槽对应。

优选的，所述石英管位于挡板的中间位置，所述加热棒为四组，且四组加热棒分布在石英管的外侧。

优选的，所述底板的顶部开设有凹槽，且凹槽的两侧内壁均插接有一号滑板，并在两组一号滑板之间滑动安装二号滑板，所述二号滑板与一号滑板相互插接，且二号滑板顶部开设的通孔与波导管的外壁贴合。

优选的，所述石英管的中心设有中心靶棒，并在石英管的内壁设置多组呈圆环状的支撑件，且支撑件用于连接中心靶棒与石英管。

优选的，所述中心靶棒插接在支撑件的中心处，且支撑件的侧面开设有呈圆周整列排布的气孔，用于供反应气体或者反应产物排出。

优选的，所述波导管的外部活动安装有呈片状的滑动板，且滑动板的顶部开设有两组导通孔，其中一组导通孔的内壁安装有密封垫以及与密封垫底部连接的压力传感器。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

一是通过在石英管组件的中心设置中心靶棒，使该装置可以用来进行常规的等离子体化学气相沉积，也可以同时相对于中心的石英棒进行等离子体外沉积，特别适合生产带低折射率包层的预制棒；

二是通过在加热炉的外部设置限位销，并在加热炉的底部滑动安装底板，能够对装置内的器件进行修理与检测，从而降低装置修理的难度；

三是通过在底板的顶部设置一号滑板以及连接一号滑板之间的二号滑板，能够跟随波导管一起移动，从而稳定的对装置进行密封；

四是通过在波导管的外侧插接滑动板，并在导通孔的内壁安装压力传感器，能够检测石英管是否发生破碎，以及破损的位置，提高装置使用的安全性。

附图说明

图1为本实用新型一种等离子体化学气相沉积法制备光纤预制棒的装置的整体结构图；

图2为本实用新型一种等离子体化学气相沉积法制备光纤预制棒的装置中底板与加热炉分离后的结构图；

图3为本实用新型一种等离子体化学气相沉积法制备光纤预制棒的装置中底板结构图；

图4为本实用新型一种等离子体化学气相沉积法制备光纤预制棒的装置整体的截面图；

图5为本实用新型一种等离子体化学气相沉积法制备光纤预制棒的装置图4中结构A的放大图；

图6为本实用新型一种等离子体化学气相沉积法制备光纤预制棒的装置石英管中沉积前的结构图；

图7为本实用新型一种等离子体化学气相沉积法制备光纤预制棒的装置石英管中沉积后的结构图。

图中：1、底板；2、加热炉；3、挡板；4、限位销；5、加热棒；6、石英管；7、微波腔体；8、波导管；9、滑动板；10、压力传感器；11、一号滑板；12、二号滑板。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“底面”和“顶面”、“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

参照图1-5所示，一种等离子体化学气相沉积法制备光纤预制棒的装置，包括底板1以及滑动安装在底板1顶部的加热炉2，且底板1顶部两端均安装有挡板3，并在两组挡板3之间连接加热棒5和石英管6，石英管6的外部滑动安装有微波腔体7，且微波腔体7的底部连接有波导管8，其中，

加热炉2的顶部插接有两组呈“匚”字形的限位销4，且限位销4设置在加热炉2的前后两端，挡板3两侧外壁开设有一号滑槽，并在加热炉2的两侧内壁开设有二号滑槽，且限位销4插接在一号滑槽和二号滑槽之间。

参照图1和图2，底板1完全插入加热炉2中时，挡板3两侧的一号滑槽与加热炉2内壁开设的二号滑槽对应。

参照图1和图2，石英管6位于挡板3的中间位置，加热棒5为四组，且四组加热棒5分布在石英管6的外侧。

参照图3和图4所示，底板1的顶部开设有凹槽，且凹槽的两侧内壁均插接有一号滑板11，并在两组一号滑板11之间滑动安装二号滑板12，二号滑板12与一号滑板11相互插接，且二号滑板12顶部开设的通孔与波导管8的外壁贴合。

参照图4，石英管6的中心设有中心靶棒，并在石英管6的内壁设置多组呈圆环状的支撑件，且支撑件用于连接中心靶棒与石英管6。

参照图4，中心靶棒插接在支撑件的中心处，且支撑件的侧面开设有呈圆周整列排布的气孔，用于供反应气体或者反应产物排出。

参照图5所示，波导管8的外部活动安装有呈片状的滑动板9，且滑动板9的顶部开设有两组导通孔，其中一组导通孔的内壁安装有密封垫以及与密封垫底部连接的压力传感器10。

使用时，从石英管6的左侧送入反应气体，再从石英管6的右侧将反应气体和废气出口抽离，石英管6外部套的微波腔体7，以及与微波腔体7连接的波导管8，均在外设的牵引装置带动下，在石英管6的外侧面做水平往复运动，使微波腔体7维持激发状态，在微波腔体7的微波能量激发下，发生等离子体化学反应，反应产物沉积在石英管6的内壁以及中心芯棒的外表面，在沉积结束后，将石英管6及中心靶棒分别取出，得到带有沉积层的石英管6及带有沉积层的靶棒，带有沉积层的石英管6可以熔缩成石英芯棒，也可直接作为套管使用，安装在挡板3之间的加热棒5，对石英管6进行加热。

波导管8往复运动时，由于波导管8与二号滑板12上的通孔对应连接，因此在底板1运动时，能够带动二号滑板12跟随其一起运动，又由于一号滑板11与底板1的内壁插接，且二号滑板12插接在一号滑板11的内部，因此在二号滑板12移动的过程中，二号滑板12在一号滑板11内部滑动，从而保持始终将凹槽始终密封，

当需要对装置内的器件进行修理或检测时，先将插接在加热炉2顶部的限位销4向上拉，使得限位销4从挡板3和加热炉2内壁的滑槽移出，此时，便可以将安装在加热炉2内部的底板1拉出，使得安装在挡板3之间的器件显示在工作人员的面前，方便工作人员对器件进行维修与检测，检测完成后，将底板1推入到加热炉2中，此时挡板3外侧的一号滑槽与加热炉2内壁的二号滑槽对应，之后将限位销4插入到一号滑槽和二号滑槽形成的滑槽中，使得底板1和加热炉2连接在一起，完成底板1与加热炉2的连接。

当需要检测石英管6是否发生破损时，将滑动板9带有压力传感器10的一端向波导管8方向推，使得压力传感器10移动到波导管8的中心处，此时将空气从石英管6的一端送入到石英管6中，同时微波腔体7和波导管8一起进行往复运动，当微波腔体7移动到发生破损的石英管6位置时，空气从石英管6破损位置进入到微波腔体7中，再沿着微波腔体7进入到波导管8中，使得滑动板9上的密封垫向下移动，此时位于密封垫下方的压力传感器10检测到压力，因此可以通过观察压力传感器10是否有数值，控制微波腔体7停止滑动，来判断石英管6是否破损，以及破损位置。

通过对PCVD工艺进行改进，使其可以用来进行等离子体化学气相沉积(常规PCVD工艺)，也可的同时进行等离子体外沉积(相对于中心的石英棒)，特别适合生产带低折射率包层的预制棒，实施实例如下：

1.在石英管6内安装一根中心靶棒(或称中心棒，可以是高纯石英棒，也可以是掺杂的石英棒)，中心靶棒两端熔接低纯度的石英棒，在石英管6与中心靶棒间安装两个以上的中心靶棒的支撑件；中心靶棒的支撑件为圆环结构，在圆环上开有多个气孔，用于使反应气体或反应产物(气体及粉尘)通过；

2.石英管组件(中心靶棒，支撑件及石英管6)整体随安装在两端的旋转接头绕其中心轴线转动；在石英管组件外安装有微波腔体7及波导管8，微波腔体7及波导管8沿石英管组件轴线方向作往复运动；

3.微波腔体7及波导管8安装在加热炉2内部，两组挡板3的外部均开有孔，用于安装石英管组件和加热棒5。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种等离子体化学气相沉积法制备光纤预制棒的装置，其特征在于，包括底板(1)以及滑动安装在底板(1)顶部的加热炉(2)，且底板(1)顶部两端均安装有挡板(3)，并在两组挡板(3)之间连接加热棒(5)和石英管(6)，所述石英管(6)的外部滑动安装有微波腔体(7)，且微波腔体(7)的底部连接有波导管(8)，所述石英管(6)的中心设有中心靶棒，并在石英管(6)的内壁设置多组呈圆环状的支撑件，且支撑件用于连接中心靶棒与石英管(6)，其中，

所述加热炉(2)的顶部插接有两组呈“匚”字形的限位销(4)，且限位销(4)设置在加热炉(2)的前后两端，所述挡板(3)两侧外壁开设有一号滑槽，并在加热炉(2)的两侧内壁开设有二号滑槽，且限位销(4)插接在一号滑槽和二号滑槽之间。

2.根据权利要求1所述的一种等离子体化学气相沉积法制备光纤预制棒的装置，其特征在于：所述中心靶棒插接在支撑件的中心处，且支撑件的侧面开设有呈圆周整列排布的气孔，用于供反应气体或者反应产物排出。

3.根据权利要求1所述的一种等离子体化学气相沉积法制备光纤预制棒的装置，其特征在于：所述底板(1)完全插入加热炉(2)中时，所述挡板(3)两侧的一号滑槽与加热炉(2)内壁开设的二号滑槽对应。

4.根据权利要求1所述的一种等离子体化学气相沉积法制备光纤预制棒的装置，其特征在于：所述石英管(6)位于挡板(3)的中间位置，所述加热棒(5)为四组，且四组加热棒(5)分布在石英管(6)的外侧。

5.根据权利要求1所述的一种等离子体化学气相沉积法制备光纤预制棒的装置，其特征在于：所述底板(1)的顶部开设有凹槽，且凹槽的两侧内壁均插接有一号滑板(11)，并在两组一号滑板(11)之间滑动安装二号滑板(12)，所述二号滑板(12)与一号滑板(11)相互插接，且二号滑板(12)顶部开设的通孔与波导管(8)的外壁贴合。

6.根据权利要求1所述的一种等离子体化学气相沉积法制备光纤预制棒的装置，其特征在于：所述波导管(8)的外部活动安装有呈片状的滑动板(9)，且滑动板(9)的顶部开设有两组导通孔，其中一组导通孔的内壁安装有密封垫以及与密封垫底部连接的压力传感器(10)。

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