專利名稱：大直徑光纖芯棒的pcvd制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種大直徑光纖芯棒的制作方法，具體涉及大直徑光纖芯棒的PCVD制作方法。

背景技術：
PCVD即管內(nèi)等離子化學氣相沉積法是光纖預制棒加工的主要工藝之一，現(xiàn)有的PCVD芯棒制作工藝中，存在以下幾方面的問題 1、用于制作芯棒的襯管內(nèi)外直徑較小，通常內(nèi)徑小于或等于27毫米，外部直徑小于或等于31毫米，在對襯管的沉積過程中，隨著沉積層的增加襯管內(nèi)部直徑逐漸縮小，管內(nèi)氣體流速逐步增大；當襯管內(nèi)部直徑接近20毫米時，因氣體流速太快使得等離子體變得很不穩(wěn)定，沉積效果很差，所以無法沉積更厚的沉積層，沉積縮棒后實心芯棒中芯子最大直徑在19毫米以內(nèi)，這使得單根芯棒的拉絲長度受到很大的限制，影響了光纖加工的功效； 2、襯管的沉積時間長，沉積過程中產(chǎn)生更多的粉塵容易將沉積管末端堵塞，造成沉積失??； 3、在小內(nèi)徑的襯管內(nèi)沉積，芯棒兩端的均勻性差，有效棒長短，浪費很大； 4、由于受管內(nèi)氣體流速的限制，不能實現(xiàn)更高的沉積速率，一般在2.5克/分鐘內(nèi)，加工效率較低。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術問題是針對上述現(xiàn)有技術存在的不足而提供一種加工效率高、沉積質量好和單根芯棒拉絲長的大直徑光纖芯棒的PCVD制作方法。
本發(fā)明為解決上述提出的問題所采用的技術方案為 取石英襯管的外徑為36～46毫米、內(nèi)徑32～40毫米，襯管長度1.45～1.85米，進行PCVD加工； 加工工藝的參數(shù)為 微波諧振腔的高頻功率控制在6KW～15KW，沉積溫度1080℃～1130℃， 流經(jīng)襯管管內(nèi)混合氣體的種類四氯化硅蒸氣、四氯化鍺蒸氣、高純氧氣、氟里昂(常規(guī)PCVD加工混合氣體)， 襯管的管內(nèi)壓力為10-15毫巴，管內(nèi)氣體流速為30-80米/秒，氣體體積流量為4400SCCM-8800SCCM。
按上述方案，所述的混合氣體中四氯化硅與高純氧氣的比例為1∶3.0～4.0。
按上述方案，襯管內(nèi)的沉積速率為2.5～4.5克/分；單層沉積厚度可達0.5～0.8微米。
按上述方案，微波諧振腔的軸向移動速度為15～30米/分；微波諧振腔沿襯管軸向從一端至另一端往復移動，每移動至襯管一端襯管旋轉70～110度。
按上述方案，襯管沉積結束后，沉積管在熔縮車床上熔縮成一根大直徑的光纖芯棒。在熔縮過程中，需要用100％的C2F6將沉積層內(nèi)表面的20～100層腐蝕掉，以消除折射率剖面圖中的中心下限部分。
本發(fā)明的有益效果在于1、采用較大內(nèi)外徑的襯管，在氣體體積流量、沉積溫度和管內(nèi)壓力不變的情況下，可以有效降低管內(nèi)氣體流速，解決了因氣體流速太快而使等離子體不穩(wěn)定的技術難題，從而增強沉積效果；2、由于襯管內(nèi)徑的增大，使得反應氣體四氯化硅與氧氣的比例從1∶2.5～3.0增加到1∶3.0～4.0，襯管沉積的均勻性得到改善，很好解決沉積襯管末端堵塞問題，提高了襯管沉積芯棒的有效長度，使得單根芯棒的拉絲長度增加，這不僅節(jié)省了生產(chǎn)成本，提高了工效和設備的利用率，而且也提高了襯管沉積加工的質量；3、較大內(nèi)徑襯管使得襯管沉積層每單層的厚度更薄，單層沉積厚度可以達到0.5-0.8微米，這樣能使芯棒的折射率剖面圖更光滑，有利于提高和改善光纖的傳輸性能。4、由于采用較大內(nèi)徑襯管，配置較大的微波高頻功率，在保證氣體流速不變的情況下，最大沉積速率可提高到2.5～4.5克/分，進一步提高了加工工效。

具體實施例方式 以下進一步說明本發(fā)明的實施例。
實施例1 GIMM62.5多模大直徑芯棒制造。
采用外徑為36毫米、內(nèi)徑32毫米、長度1.55米的圓筒管作為沉積用專用襯管，經(jīng)過兩端延長、清洗后安裝到沉積車床上開始沉積。沉積速率為2.72克/分鐘，沉積效率95％，總的沉積時間為503分鐘，預制棒的成品率為96％，達到正常沉積小棒水平。PCVD沉積的各項具體工藝參數(shù)見下表1-1 表1-1 62.5多模大棒PCVD制造工藝主要技術參數(shù) 沉積結束后在石墨電阻爐上熔縮為實心棒。熔縮過程中為消除中心下限部分腐蝕的層數(shù)為30。熔縮后光纖玻璃棒在PK2600設備上測折射率剖面圖。棒的各項具體參數(shù)見下面的表1-2 表1-2 PCVD大棒工藝技術制造的62.5多模大棒具體參數(shù) 選用截面積為950mm2長度為1100mm的套管配套使用，在拉絲塔上按正常拉絲工藝拉絲，單根棒拉絲總長度為135公里。所拉光纖幾何及光學參數(shù)滿足下列表1-3要求 表1-3 PCVD大棒工藝技術制造的62.5多模光纖主要性能指標 實施例2 GIMM50多模大直徑芯棒制造工藝 采用外徑為36毫米、內(nèi)徑32毫米、長度1.55米的圓筒管作為沉積用專用襯管，經(jīng)過兩端延長、清洗后安裝到沉積車床上開始沉積。沉積速率為3.02克/分鐘，沉積效率91％，總的沉積時間為456分鐘；預制棒的成品率為97％，達到正常沉積小棒水平。PCVD沉積的各項具體工藝參數(shù)見下表2-1 表2-1 50多模大棒PCVD制造工藝主要技術參數(shù) 沉積結束后在石墨電阻爐上熔縮為實心棒。熔縮過程中為消除中心下限部分腐蝕的層數(shù)為30。熔縮后光纖玻璃棒在PK2600設備上測折射率剖面圖。棒的各項具體參數(shù)見下面的表1-2 表2-2 PCVD大棒工藝技術制造的50um多模大棒具體參數(shù) 選用截面積為1800mm2長度為1100mm的套管配套使用，在拉絲塔上按正常拉絲工藝拉絲，單根棒拉絲總長度為202公里。所拉光纖幾何及光學參數(shù)滿足下列表2-3要求 表2-3 PCVD大棒工藝技術制造的50μm多模光纖主要性能指標 實施例3 G652普通單模大直徑芯棒制造 采用外徑為46毫米、內(nèi)徑33毫米、長度1.80米的圓筒管作為沉積用專用襯管，經(jīng)過兩端延長、清洗后安裝到沉積車床上開始沉積。沉積速率為4.02克/分鐘，沉積效率91％，總的沉積時間為416分鐘；預制棒的成品率為97％，達到正常沉積小棒水平。PCVD沉積的各項具體工藝參數(shù)見下表3-1 表3-1 G652普通單模大棒PCVD制造工藝主要技術參數(shù) 沉積結束后在石墨電阻爐上熔縮為實心棒。熔縮過程中為消除中心下限部分腐蝕的層數(shù)為50。熔縮后光纖玻璃棒在PK2600設備上測折射率剖面圖。棒的各項具體參數(shù)見下面的表1-2 表3-2 PCVD大棒工藝技術制造的G652普通單模大棒具體參數(shù) 選用截面積為24000mm2長度為1500mm的套管與1.5米芯棒配套使用，在拉絲塔上按正常拉絲工藝拉絲，整根大RIT總的拉絲總長度為2750公里。所拉光纖幾何及光學參數(shù)滿足下列表3-3要求 表3-3 PCVD大棒工藝技術制造的G652普通單模光纖主要性能指標
權利要求
1.一種大直徑光纖芯棒的PCVD制作方法，其特征在于
取外徑為36～46毫米、內(nèi)徑32～40毫米，襯管長度1.45～1.85米的石英襯管，進行PCVD加工；
加工工藝的參數(shù)為
微波諧振腔的高頻功率控制在6KW～15KW，沉積溫度1080℃～1130℃，
流經(jīng)襯管管內(nèi)混合氣體的種類四氯化硅蒸氣、四氯化鍺蒸氣、高純氧氣、氟里昂，
襯管的管內(nèi)壓力為10-15毫巴，管內(nèi)氣體流速為30-80米/秒，氣體體積流量為4400SCCM-8800SCCM。
2.按權利要求1所述的大直徑光纖芯棒的PCVD制作方法，其特征在于所述的混合氣體中四氯化硅與高純氧氣的比例為1∶3.0～4.0。
3.按權利要求1或2所述的大直徑光纖芯棒的PCVD制作方法，其特征在于襯管內(nèi)的沉積速率為2.5～4.5克/分。
4.按權利要求1或2所述的大直徑光纖芯棒的PCVD制作方法，其特征在于襯管內(nèi)單層沉積厚度為0.5～0.8微米。
5.按權利要求1或2所述的大直徑光纖芯棒的PCVD制作方法，其特征在于微波諧振腔的軸向移動速度為15～30米/分。
6.按權利要求1所述的大直徑光纖芯棒的PCVD制作方法，其特征在于微波諧振腔沿襯管軸向從一端至另一端往復移動，每移動至襯管一端襯管旋轉70～110度。
7.按權利要求3所述的大直徑光纖芯棒的PCVD制作方法，其特征在于采用外徑為36毫米、內(nèi)徑32毫米、長度1.55米的石英圓筒管作為沉積用襯管，經(jīng)過兩端延長、清洗后安裝到沉積車床上開始沉積，沉積速率為2.72克/分鐘，SiCl4+GeCl4蒸氣體積流量1300SCCM，氧氣體積流量4290SCCM，C2F6氣體積流量150SCCM，總的氣體流量5740SCCM，氧氣和SiCl4蒸氣體積流量比3.3∶1，沉積環(huán)境溫度1120℃，管內(nèi)壓力10毫巴，氣體流速58米/秒，高頻功率6100W。
8.按權利要求3所述的大直徑光纖芯棒的PCVD制作方法，其特征在于采用外徑為36毫米、內(nèi)徑32毫米、長度1.55米的石英圓筒管作為沉積用襯管，經(jīng)過兩端延長、清洗后安裝到沉積車床上開始沉積，沉積速率為3.02克/分鐘，SiCl4+GeCl4蒸氣體積流量1450SCCM，氧氣體積流量5075SCCM，C2F6氣體積流量200SCCM，總的氣體流量6725SCCM，氧氣和SiCl4蒸氣體積流量比3.5∶1，沉積環(huán)境溫度1110℃，管內(nèi)壓力12毫巴，氣體流速52米/秒，高頻功率8000W。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種大直徑光纖芯棒的PCVD制作方法。取石英襯管的外徑為36～46毫米、內(nèi)徑32～40毫米，襯管長度1.45～1.85米，進行PCVD加工；加工工藝的參數(shù)為微波諧振腔的高頻功率控制在6KW～15KW，沉積溫度1080℃～1130℃，流經(jīng)襯管管內(nèi)混合氣體的種類四氯化硅蒸氣、四氯化鍺蒸氣、高純氧氣、氟里昂，襯管的管內(nèi)壓力為10-15毫巴，管內(nèi)氣體流速為30-80米/秒，氣體體積流量為4400SCCM-8800SCCM。本發(fā)明解決了因氣體流速太快而使等離子體不穩(wěn)定的技術難題，襯管沉積的均勻性得到改善，提高了襯管沉積芯棒的有效長度，使得單根芯棒的拉絲長度增加，提高了工效和設備的利用率。
文檔編號C03B37/018GK101182113SQ20071016838
公開日2008年5月21日 申請日期2007年11月20日 優(yōu)先權日2007年11月20日
發(fā)明者雷高清, 蔣曉強, 李震宇, 劉善佩, 周志攀, 龍勝亞 申請人:長飛光纖光纜有限公司