CN101139162B - 一种重金属氧化物玻璃光纤预制棒包层套管的制备装置 - Google Patents

一种重金属氧化物玻璃光纤预制棒包层套管的制备装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种重金属氧化物玻璃光纤预制棒包层套管的制备装置，包括底板和固定设置在底板上的导轨和旋转驱动装置，导轨上设置有回转顶尖装置，特点是旋转驱动装置上设置有驱动顶尖轴，回转顶尖装置上设置有与驱动顶尖轴同轴的回转顶尖轴，回转顶尖轴与驱动顶尖轴上分别同轴顶接有尾部旋转头和旋转驱动头，尾部旋转头和旋转驱动头之间同轴设置有旋转管，旋转管内同轴设置有一端开口的石英管，石英管的开口处设置有密封盖；优点是将制备包层套管的重金属氧化物玻璃加热熔化后倒入石英管中，通过旋转产生的离心力将石英管中的重金属氧化物玻璃向外甩动即可形成具有内芯通孔的内包层套棒，而且内芯通孔光滑，没有因为机械钻孔引起的外部污染。

Description

一种重金属氧化物玻璃光纤预制棒包层套管的制备装置
技术领域
本发明涉及一种重金属氧化物玻璃光纤预制棒的包层套管，尤其是涉及一种重金属氧化物玻璃光纤预制棒包层套管的制备装置。
背景技术
重金属氧化物玻璃(主要包括碲酸盐、铋酸盐、重氧化铅玻璃)普遍具高密度、高膨胀系数和高折射率等特点，在光纤通信及非线性应用领域受到人们越来越多的重视。以碲酸盐玻璃为例，稀土离子掺杂的碲酸盐玻璃被认为是用作宽带光纤放大器的理想基质材料，采用碲酸盐玻璃基质(简称碲基玻璃)的掺Er3+光纤或掺Tm3+光纤能使信号在C+L波段(1530～1610nm)或S波段(1420～1520nm)宽带区域实现有效的放大。因此，碲酸盐玻璃可以作为宽带放大器有源玻璃光纤的基质材料。但是，碲基光纤的基质材料是基于一种多组分重金属氧化物碲酸盐玻璃，这种材料普遍具有折射率高、熔点低、膨胀系数高的特点，因此不能像采用象制备石英基光纤预制棒的气相沉积法(MCVD)来制备碲基光纤预制棒，而只能用管棒组合法或吸注法等来制备光纤预制棒。专利申请号为200410067898.0的中国发明专利申请《一种Yb3+掺杂的碲酸盐玻璃双包层光纤》的说明书中公开了一种采用管棒法来制备碲基玻璃光纤预制棒的方法，它首先是制备纤芯或内包层的玻璃块状材料，采用光学玻璃机械加工的方法(即切割、粗抛、抛光等)将纤芯玻璃加工成圆棒，将内包层玻璃加工成端面为正方形或矩形玻璃棒，然后通过机械钻孔的方法内包层玻璃棒的轴向中心钻孔，并对内包层玻璃管内孔进行光学抛光，再用超声波等对芯棒和内包层套棒的表面进行清洗，然后将芯棒***到内包层玻璃棒中心圆孔中获得光纤预制棒，该方法是典型的管棒法制备光纤预制棒方法，具有芯棒和内包层制备加工相对简单，易于控制内包层端面形状等等优点。但是采用机械钻孔法来加工内包层玻璃套管，使加工后的内包层玻璃套管存在一些缺陷：如内包层玻璃套管内孔的最小直径和内表面的光滑程度受到研制限制，一般只能钻内孔直径为5mm以上的孔洞，并且深度往往限制在10cm以内，内孔的表面的抛光加工也是比较困难，加工时产生的污染也容易导致制备的光纤预制棒损耗较高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种包层套管内孔直径不受限制，内表面不需要抛光且没有机械钻孔引起的二次加工污染的重金属氧化物玻璃光纤预制棒包层套管的制备装置。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种重金属氧化物玻璃光纤预制棒包层套管的制备装置，包括底板和固定设置在所述的底板上的导轨和旋转驱动装置，所述的导轨上设置有回转顶尖装置，所述的旋转驱动装置上设置有驱动顶尖轴，所述的回转顶尖装置上设置有与所述的驱动顶尖轴同轴的回转顶尖轴，所述的回转顶尖轴与所述的驱动顶尖轴上分别同轴顶接有尾部旋转头和旋转驱动头，所述的旋转驱动头与所述的驱动顶尖轴之间设置有驱动连接装置，所述的尾部旋转头和所述的旋转驱动头之间同轴设置有旋转管，所述的尾部旋转头和所述的旋转驱动头分别螺纹连接在所述的旋转管的两端，所述的旋转管内同轴设置有顶接在所述的尾部旋转头和所述的旋转驱动头之间的一端开口的石英管，所述的石英管的开口处设置有密封盖。
所述的驱动连接装置包括驱动连接管和驱动销，所述的驱动连接管同轴套设在所述的旋转驱动头和所述的驱动顶尖轴上，所述的旋转驱动头和所述的驱动顶尖轴分别通过所述的驱动销与所述的驱动连接管固定连接。
所述的旋转驱动装置包括同步齿形带和固定设置在所述的底板上的驱动电机和轴承座，所述的轴承座内设置有轴承，所述的驱动顶尖轴同轴设置在所述的轴承中，所述的驱动顶尖轴上同轴固定设置有从动同步带轮，所述的驱动电机的输出轴上同轴固定设置有驱动同步带轮，所述的同步齿形带分别与所述的驱动同步带轮和所述的从动同步带轮相互配合。
所述的驱动顶尖轴的尾部同轴固定设置有旋转板，所述的底板上固定设置有传感器支架，所述的传感器支架上固定设置有霍尔传感器，所述的旋转板上设置有与所述的霍尔传感器相对应的磁钢块。
与现有技术相比，本发明的优点是由于整个制备装置中设置有相互同轴套设的旋转管和石英管，且通过旋转驱动装置驱动其旋转，因此只要将制备包层套管的重金属氧化物玻璃加热熔化后倒入石英管中，通过旋转产生的离心力将石英管中的重金属氧化物玻璃向外甩动即可形成具有内芯通孔的内包层套棒，且无需进行另外的加工，改变了机械中心钻孔工艺容易导致玻璃崩裂等问题，而且内芯通孔光滑，没有因为机械钻孔引起的外部污染；又由于石英(5～7×10-7/℃)与重金属氧化物玻璃的热膨胀系数(140～180×10-7/℃)相差较大，当温度下降时，碲基包层套管与石英管之间收缩的程度不一样导致重金属氧化物玻璃管与石英管内壁自然分离，分离后重金属氧化物玻璃管外表面平滑光洁无需抛光；此外，在驱动顶尖轴的尾部设置有转速感应装置，可以方便及时地控制旋转管的转速，保证了包层套管的质量，还可以通过改变管状石英管的尺寸或改变浇注到石英管中重金属氧化物玻璃熔液的容积，方便地制备出不同外径尺寸和不同内孔直径的重金属氧化物玻璃包层套管(最小内孔直径可达2mm以内)。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
如图所示，一种重金属氧化物玻璃光纤预制棒包层套管的制备装置，包括底板23、驱动顶尖轴12和固定设置在底板23上的驱动电机1、轴承座6和导轨22，轴承座6内设置有轴承8，驱动顶尖轴12同轴设置在轴承8中，驱动顶尖轴12上同轴固定设置有从动同步带轮7，驱动电机1的输出轴上通过电机轴压圈3和螺帽4同轴固定设置有驱动同步带轮2，驱动同步带轮2上设置有同步齿形带5，同步齿形带5与从动同步带轮7相互配合，驱动顶尖轴12的尾部同轴固定设置有旋转板11，底板23上固定设置有传感器支架9，传感器支架9上固定设置有霍尔传感器10，旋转板11上设置有与霍尔传感器10相对应的磁钢块24，导轨22上设置有回转顶尖装置21，回转顶尖装置21上设置有与驱动顶尖轴12同轴的回转顶尖轴20，回转顶尖轴20与驱动顶尖轴12上分别同轴顶接有尾部旋转头19和旋转驱动头15，旋转驱动头15与驱动顶尖轴12上同轴套设有驱动连接管13，旋转驱动头15和驱动顶尖轴12分别通过驱动销14与驱动连接管13固定连接，尾部旋转头19和旋转驱动头15之间同轴设置有旋转管18，尾部旋转头19和旋转驱动头15分别螺纹连接在旋转管18的两端，旋转管18内同轴设置有顶接在尾部旋转头19和旋转驱动头15之间的一端开口的石英管17，石英管17的开口处设置有密封盖16。

Claims (4)

1.一种重金属氧化物玻璃光纤预制棒包层套管的制备装置，包括底板和固定设置在所述的底板上的导轨和旋转驱动装置，所述的导轨上设置有回转顶尖装置，其特征在于所述的旋转驱动装置上设置有驱动顶尖轴，所述的回转顶尖装置上设置有与所述的驱动顶尖轴同轴的回转顶尖轴，所述的回转顶尖轴与所述的驱动顶尖轴上分别同轴顶接有尾部旋转头和旋转驱动头，所述的旋转驱动头与所述的驱动顶尖轴之间设置有驱动连接装置，所述的尾部旋转头和所述的旋转驱动头之间同轴设置有旋转管，所述的尾部旋转头和所述的旋转驱动头分别螺纹连接在所述的旋转管的两端，所述的旋转管内同轴设置有顶接在所述的尾部旋转头和所述的旋转驱动头之间的一端开口的石英管，所述的石英管的开口处设置有密封盖。
2.如权利要求1所述的一种重金属氧化物玻璃光纤预制棒包层套管的制备装置，其特征在于所述的驱动连接装置包括驱动连接管和驱动销，所述的驱动连接管同轴套设在所述的旋转驱动头和所述的驱动顶尖轴上，所述的旋转驱动头和所述的驱动顶尖轴分别通过所述的驱动销与所述的驱动连接管固定连接。
3.如权利要求1所述的一种重金属氧化物玻璃光纤预制棒包层套管的制备装置，其特征在于所述的旋转驱动装置包括同步齿形带和固定设置在所述的底板上的驱动电机和轴承座，所述的轴承座内设置有轴承，所述的驱动顶尖轴同轴设置在所述的轴承中，所述的驱动顶尖轴上同轴固定设置有从动同步带轮，所述的驱动电机的输出轴上同轴固定设置有驱动同步带轮，所述的同步齿形带分别与所述的驱动同步带轮和所述的从动同步带轮相互配合。
4.如权利要求1所述的一种重金属氧化物玻璃光纤预制棒包层套管的制备装置，其特征在于所述的驱动顶尖轴的尾部同轴固定设置有旋转板，所述的底板上固定设置有传感器支架，所述的传感器支架上固定设置有霍尔传感器，所述的旋转板上设置有与所述的霍尔传感器相对应的磁钢块。
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