CN108675626A - 一种减少棒管界面杂质和羟基含量的光纤预制棒套管方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种减少棒管界面杂质和羟基含量的光纤预制棒套管方法，包括：1)套管安装；2)套管去杂；3)芯棒安装；4)套管与芯棒加热熔融的步骤；步骤3)在芯棒与套管定位后，通过轴向通气沟槽，向套管内通入氧气进行吹扫，利用喷灯高温加热套管实现部分除杂，尾气从管塞上设置的管塞圆孔排出；再向套管内同时通入氟化合物气体、氧气和氯气，去除套管内和芯棒表面杂质、水分，尾气从管塞上设置的管塞圆孔处排出。本发明采用高纯氧载带适量的氟化合物以及氯气通入套管内，可去除套管内和芯棒表面的杂质，避免对引入污染物或杂质去除不彻底的情况；同时可除去管内的水分，极大程度地降低包层羟基含量，从而提高光纤预制棒的品质。
Description
技术领域
本发明涉及光纤制造技术领域，具体涉及一种减少棒管界面杂质和羟基含量的光纤预制棒套管方法。
背景技术
光纤预制棒是制造石英光纤的核心原材料，决定着光纤的质量、结构和光学性能。随着光纤预制棒市场的竞争日益加剧，国内外光纤预制棒制造商相继开始选用预制棒大尺寸化制造技术来提高预制棒的拉丝长度，降低生产成本，增加连续生产时间，提高原材料利用率。目前，大尺寸预制棒的生产多采用“两步法”复合工艺技术，即先制造芯棒，然后在芯棒外采用工艺相对简单的方法来制造外包层。相比于OVD(外汽相沉积法)、VAD(汽相轴向沉积法)等外包层制造技术，套管法因可充分利用现有MCVD设备、投资小、生产周期短而得到广泛应用。
现有套管技术主要有两种方法，一种是将HF酸洗后的芯棒直接放入管壁较厚的套管，在线组合实现套管拉丝一体化，但该方法不适用于外包层厚度较薄的套管；另一种则是通过套管机床将芯棒放入清洗后的套管，利用真空装置形成管内负压，高温加热使棒管熔合。由于这些套管过程不是在同一机器上完成，在机械加工或周转过程中会引起不同程度的表面污染，如杂质或微粒、人为接触等。虽然对芯棒进行了溶液清洗，但只能消除客观存在的杂质或微粒，对表面吸附力较强的杂质或者微裂纹是没有作用的，甚至用HF酸清洗后，做成的预制棒棒管界面处都有杂质或亮点存在，导致光纤拉丝过程中出现F变，影响光纤产品的质量，拉丝F变是指拉丝过程中裸光纤外径发生突变，超出合格的外径波动。
光纤损耗主要由光纤中杂质吸收和光纤结构缺陷引起，而杂质吸收中影响较大的是各种过渡金属离子和OH-离子导致的损耗，其中羟基的影响更大。因此，光纤预制棒中的羟基含量应尽可能少，避免因羟基而引起衰减损耗，从而满足光纤的低损耗要求。目前，在现有套管过程中，芯棒和套管暴露在空气中的时间较长，棒管表面会附着水气，并且在芯棒放入套管的过程中也会引入羟基，以至于光纤在950nm，1240nm和1390nm的水吸收峰较高，影响光纤的全波传输，因此如何在套管工艺过程中降低羟基含量也是制造大尺寸低损耗光纤预制棒的一大难题。
发明内容
本发明提供一种减少棒管界面杂质和羟基含量的光纤预制棒套管方法，以克服现有套管技术制造光纤预制棒外包层时易引入污染、羟基的缺陷，确保光纤预制棒的品质，大大提高产品的成品率。
本发明的技术解决方案是：
一种减少棒管界面杂质和羟基含量的光纤预制棒套管方法，包括以下步骤：
1)套管5安装；
2)套管5去杂；
3)芯棒1安装；
4)套管5与芯棒1加热熔融；
其特殊之处在于：
3)芯棒1安装包括以下步骤：
3.1)利用喷灯12加热套管5头端，加热处形成凹陷卡口15；
3.2)在芯棒1的锥形端开轴向通气沟槽21，将清洗后的芯棒1的另一端装入管塞16的中间孔中；
3.3)将芯棒1同心地伸入套管5内，直至锥形端卡在凹陷卡口15位置，移动管塞16封住套管5尾端，安装尾罩8，所述尾罩8连接尾气处理设备14和控制压强的氮气管路；
3.4)除杂
3.4.1)通过轴向通气沟槽21，向套管5内通入氧气进行吹扫，利用喷灯12加热使套管5内的部分杂质在高温下氧化并挥发，尾气从管塞16上设置的管塞圆孔24排出；
3.4.2)再向套管5内同时通入氟化合物气体、氧气和氯气，去除套管5内和芯棒1表面杂质、水分，尾气从管塞16上设置的管塞圆孔24排出；
4)套管5与芯棒1加热熔融为：通过轴向通气沟槽21向芯棒1与套管5之间通入氯气，利用喷灯12加热套管5进行缩棒。
进一步地，为降低套管5表面的杂质，所述步骤2)具体为：
2.1)轴向移动喷灯12对套管5进行预热；
2.2)向套管5内通入氧气，喷灯12加热使套管5内的部分杂质在高温下氧化并挥发；
2.3)以氟化合物气体和氧气作为反应气体，通过高温蚀刻反应进一步去除套管5内壁杂质。
进一步地，所述氟化合物为四氟化碳、三氟甲烷、六氟化硫中的一种或其混合物。
进一步地，本发明的套管方法是在化学气相沉积设备上完成的。步骤1)套管5安装具体为：
1.1)将首管4和套管5分别安装在头座卡盘17和尾座卡盘20上，经校直后首管4和套管5高温熔接在一起，首管4的另一端通过旋转接头3连接进气管2和真空泵9；
1.2)套管5的另一端外径增粗至与尾管7外径相同，将尾管7安装在尾座卡盘上，校直后与套管5外径增粗部分相熔接；
1.3)安装尾罩8，尾罩8连接尾气处理设备14和控制压强的氮气管路,通过控制氮气流量来控制尾部压强，通过尾气处理设备14，排除并净化尾气。
进一步地，在步骤2)与步骤3)之间还包括：控制首管4和尾管7两端的压强，使套管5内部形成负压，烧缩套管5的步骤；
步骤3)中，芯棒1装入套管5后，芯棒1与套管5之间所形成的环形间隙18控制在1-5mm。
烧缩步骤可避免套管5与芯棒之间间隙过大而导致的塌缩不完全、鼓泡、扭曲、变形等问题，同时减少对套管5规格的限制，且该步骤根据实际情况来确定是否需要；
进一步地，为了更好地进行缩棒，步骤4)喷灯12加热套管5进行缩棒的具体步骤为：
4.1)通过真空泵9使所述的环形间隙18保持负压，喷灯12加热套管5与尾管7熔接处的套管，令套管5塌缩到芯棒1上，使套管5尾端封闭；
4.2)再移动喷灯12对套管5进行缩棒，从而得到实芯的光纤预制棒；缩棒过程中，套管5与芯棒1之间的环形间隙18通过通气沟槽与外部空间连通，形成负压来实现套管5和芯棒1的融合。
进一步地，步骤1中首管4和套管5直径相同，尾管7直径需比套管5大8-16mm。
本发明中尾管7直径需比套管5直径大，用来卡住管塞，但不能大太多,直径差不能大于16mm，否则压强不好控制，也不能太少，否则尾部气体不好排出。
进一步地，步骤3)中所述管塞外径小于尾管7内径，其外侧紧贴尾管内表面，中间孔紧贴芯棒1外表面，用以定位和固定芯棒1，避免芯棒1在转动过程中出现摆动；圆孔的数量至少2个，环绕中间孔均匀分布，与外部空间连通，用于排除步骤蚀刻反应产生的尾气和棒管干燥剩余的氯气。
进一步地，由于喷灯12火焰具有一定热区宽度，所以制作凹陷卡口15和尾端闭合都需要在套管5两端有冗余，否则会造成芯棒1的浪费，但如果套管5太长的话，则会造成套管5的浪费。为减少浪费，本发明的套管5的长度比芯棒1长40-80mm；
所述凹陷卡口15的内径比芯棒1直径小3-6mm，用以定位芯棒1锥形端，防止套管5塌缩过程中因转动而使芯棒1出现偏心。
进一步地，进行步骤3.4.1)及步骤2.2)时，氧气流量为900-1200sccm，喷灯12的氢气流量控制在50-150sccm，，移动速度控制在80-150mm/min；
进行步骤3.4.2)及步骤2.3)时，六氟化硫、氧气的流量比例为1:15-20，总流量为1500-2100sccm，喷灯12的氢气流量控制在60-160sccm，移动速度控制在80-150mm/min；
步骤3.4.2)及步骤4)中通入的氯气流量为5-20sccm；
步骤4.1)中，所述套管5与芯棒1加热熔融时，令套管5塌缩到芯棒1上所需的氢气流量为70-200sccm，喷灯12的移动速度为5-20mm/min；
烧缩套管5所用的氢气流量为70-95sccm。
进一步地，所述管塞为玻璃塞。
本发明与现有技术相比，有益效果是：
1)本发明克服了现有套管工艺在芯棒放入套管后直接缩棒，没有对放置芯棒时套管内引入的污染物和芯棒表面杂质进行清除，也未进行干燥处理等缺点，采用高纯氧载带适量的六氟化硫以及氯气通入套管内，可去除套管内和芯棒表面的杂质，避免对引入污染物或杂质去除不彻底的情况；同时可除去管内的水分，极大程度地降低包层羟基含量，从而提高光纤预制棒的品质。
2)本发明结合了六氟化硫与氧气混合气体可用于硅的蚀刻原理，除杂效果大大提高，确保了套管的光亮洁净，避免套管工艺中棒管界面出现气泡、亮点和微裂纹；同时避免了HF酸蚀刻、清洗等专用设备的投入，可减少生产成本，降低操作的危险性，适合大规模推广。
3)本发明采用凹陷卡口和管塞来定位，可以更好地控制套管和芯棒的同心度，保证光纤预制棒具有良好的几何尺寸。
4)本发明与现有技术相比，引入氯气对套管和芯棒进行干燥处理，除去了棒与管之间环形间隙的水分，降低光纤预制棒包层中的羟基，改善光纤预制棒的品质和性能。
附图说明
图1是本发明过程中把套管焊接到首、尾管的示意图；
图2是本发明过程中套管塌缩到芯棒上的示意图；
图3是芯棒锥形端卡在套管凹陷卡口位置的截面示意图；
图4是芯棒放入玻璃塞中间孔部分的纵向截面示意图；
图5是芯棒放入玻璃塞中间孔部分的轴向截面示意图；
图中附图标记为：1—芯棒，2—进气管，3—旋转接头，4—首管，5—套管，6—摄像头，7—尾管，8—尾罩，9—真空泵，10—控制阀，11—头座，12—喷灯，13—尾座，14—尾气处理设备，15—凹陷卡口，16—管塞，17—头座卡盘，18—环形间隙，19—橡胶垫圈，20—尾座卡盘，21—轴向通气沟槽，22—芯棒包层，23—芯棒纤芯，24—管塞圆孔。
具体实施方式
本发明中套管和芯棒表面的杂质主要包括直接暴露于大气中吸附的污染物，或在周转过程中表面附着的一些杂质或微粒，这些污染以膜或者颗粒形式存在，可以处于离子态或者共价态，可以是无机物也可以是无机物。氧化除杂是使套管和芯棒表面的部分杂质在高温下氧化并挥发。利用氟化合物和氧气进行蚀刻除杂的原理是：高温下氟化合物与O2反应分解出F，硅原子和游离的氟原子结合生成挥发性的SiF4，二氧化硅表面薄层被蚀刻掉的同时，表面杂质也被载气带走。
以下对本发明做具体说明。
比较例
采用化学气相沉积法制备外径15mm、长度800mm的掺锗芯棒，首管、套管和尾管规格分别为：
首管：外径25mm、内径19mm，长度450mm；
套管：外径25mm、内径17mm，长度860mm；
尾管：外径36mm、内径33mm，长度400mm；
采用丙酮、乙醇或甲醇分别清洗首管4、套管5和尾管7，去除杂质后烘干。将首管4和套管5分别安装在头座卡盘17和尾座卡盘20，经校直后高温熔接在一起，首管4通过旋转接头3连接进气管2和真空泵9；套管5另一端外径增粗至约为36mm，将尾管7安装在尾座卡盘20上，校直后与套管5外径增粗部分相熔接，安装尾罩8，尾罩8连接尾气处理设备和控制压强的氮气管路。安装完成后，旋转卡盘，转速为30rpm，预热套管后，在高温下通入氧气消除套管内表面的杂质，具体参数如表1所示。移动喷灯12至套管4头端，烧缩至内径为9mm，形成凹陷卡口15，同理在套管4尾端制作凹陷卡口，内径略大于芯棒直径。利用高速旋转切割机刀片在芯棒1锥形端切割轴向沟槽21后，用丙酮对芯棒进行清洗；拆除尾罩8，将芯棒1同心地伸入套管5内，直至锥形端卡在凹陷卡口15位置。重新安装尾罩8，利用真空泵9使环形间隙18保持负压，高温加热套管5尾端，令套管5尾端部分先塌缩到芯棒1上，再移动喷灯12对套管5进行缩棒，得到实芯的光纤预制棒。
表1比较例套管过程中的工艺参数
实施例1
采用化学气相沉积法制备外径15mm、长度800mm的掺锗芯棒，首管、套管和尾管规格分别为：
首管：外径25mm、内径19mm，长度450mm；
套管：外径25mm、内径17mm，长度860mm；
尾管：外径36mm、内径33mm，长度400mm；
将首管4通过旋转接头3连接进气管2和真空泵9后，安装在头座卡盘17上，经校直后与套管5一端高温熔接，另一端外径增粗至约为36mm，与安装在尾座卡盘20上的尾管7相熔接；尾管7末端安装尾罩8，尾罩8连接尾气处理设备和控制压强的氮气管路。安装完成后，旋转卡盘，转速为30rpm，预热套管后，分别在高温下通入氧气、六氟化硫与氧气混合气体消除套管内表面的杂质，重复该步骤直至洁净，具体参数如表2所示。该套管内径与芯棒直径接近，无需烧缩，直接移动喷灯12至套管4头端，烧缩至内径为10mm，形成凹陷卡口15。利用切割机在芯棒1锥形端开设3个轴向通气沟槽21后，对芯棒进行清理操作；拆除尾罩8，将芯棒1无沟槽一端装入管塞16中间孔中，同心地伸入套管5内，直至锥形端卡在凹陷卡口15位置，移动管塞16封住尾管7尾端，管塞16为玻璃塞。重新安装尾罩8，通过轴向通气沟槽21，向套管5内通入氧气，利用喷灯12加热实现高温氧化部分除杂，再向套管内通入高纯氧载带适量的六氟化硫以及氯气，去除套管5内和芯棒1表面的杂质、水分，尾气从管塞圆孔24排出，重复该步骤直至洁净，气体流量如表2所示。继续通入氯气，利用真空泵9使环形间隙18保持负压，高温加热套管5尾端，令套管5尾端部分先塌缩到芯棒1上，再移动喷灯12对套管5进行缩棒，得到实芯的光纤预制棒。
表2实施例1套管过程中的工艺参数
实施例2
采用化学气相沉积法制备外径14mm、长度500mm的掺镱芯棒，首管、套管和尾管规格分别为：
首管：外径25mm、内径19mm，长度500mm；
套管：外径25mm、内径19mm，长度560mm；
尾管：外径36mm、内径33mm，长度400mm；
将首管4和套管5分别安装在头座卡盘17和尾座卡盘20，经校直后高温熔接在一起，首管4通过旋转接头3连接进气管2和真空泵9；套管5另一端外径增粗至约为36mm，将尾管7安装在尾座卡盘20上，校直后与套管5外径增粗部分相熔接，安装尾罩8，尾罩8连接尾气处理设备和控制压强的氮气管路。安装完成后，旋转卡盘，转速为30rpm，预热套管后，分别在高温下通入氧气、六氟化硫与氧气混合气体消除套管内表面的杂质，重复该步骤直至洁净，具体参数如表3所示。首尾两端开启压强控制，首管处的压强通过通入氧气的流量来进行控制，尾管处的压强控制装置为尾罩内的氮气管路，使套管5内部形成负压，利用摄像头6来控制内径烧缩至15mm；然后移动喷灯12至套管4头端，烧缩至内径为9mm，形成凹陷卡口15。利用高速旋转切割机刀片在芯棒1锥形端切割轴向沟槽21后，对芯棒进行清理操作；拆除尾罩8，将芯棒1无沟槽一端装入管塞16中间孔中，同心地伸入套管5内，直至锥形端卡在凹陷卡口15位置，移动管塞16封住套管5尾端，管塞16为玻璃塞。重新安装尾罩8，通过轴向通气沟槽21，向套管5内通入氧气，利用喷灯12加热实现高温氧化部分除杂，再向套管内通入高纯氧载带适量的六氟化硫以及氯气，去除套管5内和芯棒1表面的杂质、水分，尾气从管塞圆孔24排出，重复该步骤直至洁净，具体参数如表3所示。继续通入氯气，利用真空泵9使环形间隙18保持负压，高温加热套管5尾端，令套管5尾端部分先塌缩到芯棒1上，再移动喷灯12对套管5进行缩棒，得到实芯的光纤预制棒。
表3实施例2套管过程中的工艺参数
本发明在放置芯棒后，通入高纯氧载带适量的六氟化硫以及氯气来去除套管内和芯棒表面的杂质、水分。因此，实施例1、2制造的光纤预制棒界面处均无气泡、杂质或亮点，而利用传统方法(即比较例)制造的光纤预制棒界面处有少量杂质或亮点产生，且本发明方法使预制棒包层引入的羟基较少，如表4所示。
表4本发明方法和传统方法制造的光纤预制棒包层羟基增加量对比
需要说明的是，以上仅是本发明的描述实施例，不应视为对本发明专利保护范围的限制，凡是本发明所揭示的原理和方法，或在不脱离本发明的精神和范围内对说明书及附图内容进行改进或结构变换，运用在其他相关的技术领域，均包括在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种减少棒管界面杂质和羟基含量的光纤预制棒套管方法，包括以下步骤：
1)套管(5)安装；
2)套管(5)去杂；
3)芯棒(1)安装；
4)套管(5)与芯棒(1)加热熔融；
其特征在于：
3)芯棒(1)安装包括以下步骤：
3.1)利用喷灯(12)加热套管(5)头端，加热处形成凹陷卡口(15)；
3.2)在芯棒(1)的锥形端开设轴向通气沟槽(21)，将清洗后的芯棒(1)的另一端装入管塞(16)的中间孔中；
3.3)将芯棒(1)同心地伸入套管(5)内，直至锥形端卡在凹陷卡口(15)位置，移动管塞(16)封住套管(5)尾端，安装尾罩(8)，所述尾罩(8)连接尾气处理设备(14)和控制压强的氮气管路；
3.4)除杂
3.4.1)通过轴向通气沟槽(21)，向套管(5)内通入氧气进行吹扫，利用喷灯(12)加热使套管(5)内的部分杂质在高温下氧化并挥发，尾气从管塞(16)上设置的管塞圆孔(24)排出；
3.4.2)再向套管(5)内同时通入氟化合物气体、氧气和氯气，去除套管(5)内和芯棒(1)表面杂质、水分，尾气从管塞(16)上设置的管塞圆孔(24)处排出；
4)套管(5)与芯棒(1)加热熔融为：通过轴向通气沟槽(21)向芯棒(1)与套管(5)之间通入氯气，利用喷灯(12)加热套管(5)进行缩棒。
2.根据权利要求1所述的减少棒管界面杂质和羟基含量的光纤预制棒套管方法，其特征在于，
所述氟化合物为四氟化碳、三氟甲烷、六氟化硫中一种或其混合物。
3.根据权利要求2所述的减少棒管界面杂质和羟基含量的光纤预制棒套管方法，其特征在于，
所述步骤2)具体为：
2.1)轴向移动喷灯(12)对套管(5)进行预热；
2.2)向套管(5)内通入氧气，喷灯(12)加热使套管(5)内的部分杂质在高温下氧化并挥发；
2.3)以氟化合物气体和氧气作为反应气体，通过高温蚀刻反应进一步去除套管(5)内壁杂质。
4.根据权利要求1或2或3所述的减少棒管界面杂质和羟基含量的光纤预制棒套管方法，其特征在于：
步骤1)套管(5)安装具体为：
1.1)将首管(4)和套管(5)分别安装在头座卡盘(17)和尾座卡盘(20)上，经校直后首管(4)和套管(5)高温熔接在一起，首管(4)的另一端通过旋转接头(3)连接进气管(2)和真空泵(9)；
1.2)套管(5)的另一端外径增粗至与尾管(7)外径相同，将尾管(7)安装在尾座卡盘(20)上，校直后与套管(5)外径增粗部分相熔接；
1.3)安装尾罩(8)，尾罩(8)连接尾气处理设备(14)和控制压强的氮气管路。
5.根据权利要求4所述的减少棒管界面杂质和羟基含量的光纤预制棒套管方法，其特征在于：
在步骤2)与步骤3)之间还包括以下步骤：控制首管(4)和尾管(7)两端的压强，使套管(5)内部形成负压，烧缩套管(5)；
步骤3.3)中，所述将芯棒(1)同心地伸入套管(5)内，芯棒(1)与套管(5)之间所形成的环形间隙(18)控制在1-5mm。
6.根据权利要求5所述的减少棒管界面杂质和羟基含量的光纤预制棒套管方法，其特征在于：
步骤4)中，所述利用喷灯(12)加热套管(5)进行缩棒的具体步骤为：
4.1)通过真空泵(9)使所述的环形间隙(18)保持负压，喷灯(12)加热套管(5)与尾管(7)熔接处的套管，令套管(5)塌缩到芯棒(1)上；
4.2)再移动喷灯(12)对套管(5)进行缩棒，从而得到实芯的光纤预制棒。
7.根据权利要求6所述的减少棒管界面杂质和羟基含量的光纤预制棒套管方法，其特征在于：
步骤1)中，首管(4)和套管(5)直径相同，尾管(7)直径需比套管(5)大8-16mm。
8.根据权利要求7所述的减少棒管界面杂质和羟基含量的光纤预制棒套管方法，其特征在于：
步骤3)中所述管塞(16)外径小于尾管(7)内径，其外侧紧贴尾管(7)内表面，中间孔紧贴芯棒(1)外表面，管塞圆孔(24)的数量至少2个，环绕中间孔均匀分布。
9.根据权利要求8所述的减少棒管界面杂质和羟基含量的光纤预制棒套管方法，其特征在于：
所述套管(5)的长度比芯棒(1)长40-80mm；
所述凹陷卡口(15)的内径比芯棒(1)直径小3-6mm。
10.根据权利要求9所述的减少棒管界面杂质和羟基含量的光纤预制棒套管方法，其特征在于：
进行步骤3.4.1)及步骤2.2)时，通入首管的氧气流量为900-2000sccm，喷灯(12)的氢气流量控制在50-150sccm，移动速度控制在80-150mm/min；
进行步骤3.4.2)及步骤2.3)时，通入首管氟化合物气体、氧气的流量比例为1:15-20，总流量为1500-3000sccm，喷灯(12)的氢气流量控制在60-160sccm，移动速度控制在80-150mm/min；
步骤3.4.2)及步骤4)中通入的氯气流量为5-20sccm；
步骤4.1)中，所述令套管(5)塌缩到芯棒(1)上所需的氢气流量为70-200sccm，喷灯(12)的移动速度为5-20mm/min；
烧缩套管(5)所用的氢气流量为70-95sccm。
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Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111069182A (zh) * | 2019-12-29 | 2020-04-28 | 朱昀 | 一种光纤二次塑套设备 |
| CN112340979A (zh) * | 2020-11-09 | 2021-02-09 | 杭州富通通信技术股份有限公司 | 光纤预制棒的制造方法 |
| CN113248131A (zh) * | 2021-05-31 | 2021-08-13 | 中天科技精密材料有限公司 | 光纤预制棒及其制造设备和制备方法 |
| CN113264669A (zh) * | 2021-06-07 | 2021-08-17 | 杭州富通通信技术股份有限公司 | 一种预制棒的加工方法 |
| CN113277725A (zh) * | 2021-06-04 | 2021-08-20 | 杭州富通通信技术股份有限公司 | 一种预制棒的加工工艺 |
| CN113754269A (zh) * | 2021-09-01 | 2021-12-07 | 浙江富通光纤技术有限公司 | 预制棒的加工工艺 |
| CN114465078A (zh) * | 2021-12-27 | 2022-05-10 | 江苏法尔胜光电科技有限公司 | 一种解决稀土掺杂光纤包层亮点的套管工艺方法 |
| CN115521057A (zh) * | 2022-09-22 | 2022-12-27 | 大族激光科技产业集团股份有限公司 | 光纤预制棒及其制造方法 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20040194511A1 (en) * | 2002-02-01 | 2004-10-07 | Chih-Hsing Cheng | Sol-gel-derived halogen-doped glass |
| CN101164937A (zh) * | 2006-10-17 | 2008-04-23 | 古河电子北美公司 | 制备用于光纤预制品的芯棒的方法 |
| US20120118018A1 (en) * | 2004-11-29 | 2012-05-17 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Optical fiber preform, method of manufacturing optical fiber preform, and method of manufacturing optical fiber |
| CN103011578A (zh) * | 2012-12-17 | 2013-04-03 | 中天科技精密材料有限公司 | 一种制造凹陷包层超低水峰光纤芯棒的装置及其方法 |
| CN103086598A (zh) * | 2013-02-26 | 2013-05-08 | 富通集团有限公司 | 采用套管法制造光纤预制棒外包层的方法 |
| CN202968387U (zh) * | 2012-11-02 | 2013-06-05 | 成都富通光通信技术有限公司 | 基于mcvd设备的新型预制棒 |
| CN106242262A (zh) * | 2016-07-14 | 2016-12-21 | 浙江富通光纤技术有限公司 | 掺杂光纤外包层的制备方法 |
| CN106698918A (zh) * | 2017-02-28 | 2017-05-24 | 长飞光纤光缆股份有限公司 | 套棒熔缩保持架 |
-
2018
- 2018-04-10 CN CN201810316538.1A patent/CN108675626A/zh active Pending
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20040194511A1 (en) * | 2002-02-01 | 2004-10-07 | Chih-Hsing Cheng | Sol-gel-derived halogen-doped glass |
| US20120118018A1 (en) * | 2004-11-29 | 2012-05-17 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Optical fiber preform, method of manufacturing optical fiber preform, and method of manufacturing optical fiber |
| CN101164937A (zh) * | 2006-10-17 | 2008-04-23 | 古河电子北美公司 | 制备用于光纤预制品的芯棒的方法 |
| CN202968387U (zh) * | 2012-11-02 | 2013-06-05 | 成都富通光通信技术有限公司 | 基于mcvd设备的新型预制棒 |
| CN103011578A (zh) * | 2012-12-17 | 2013-04-03 | 中天科技精密材料有限公司 | 一种制造凹陷包层超低水峰光纤芯棒的装置及其方法 |
| CN103086598A (zh) * | 2013-02-26 | 2013-05-08 | 富通集团有限公司 | 采用套管法制造光纤预制棒外包层的方法 |
| CN106242262A (zh) * | 2016-07-14 | 2016-12-21 | 浙江富通光纤技术有限公司 | 掺杂光纤外包层的制备方法 |
| CN106698918A (zh) * | 2017-02-28 | 2017-05-24 | 长飞光纤光缆股份有限公司 | 套棒熔缩保持架 |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111069182A (zh) * | 2019-12-29 | 2020-04-28 | 朱昀 | 一种光纤二次塑套设备 |
| CN112340979A (zh) * | 2020-11-09 | 2021-02-09 | 杭州富通通信技术股份有限公司 | 光纤预制棒的制造方法 |
| CN113248131A (zh) * | 2021-05-31 | 2021-08-13 | 中天科技精密材料有限公司 | 光纤预制棒及其制造设备和制备方法 |
| CN113248131B (zh) * | 2021-05-31 | 2021-09-17 | 中天科技精密材料有限公司 | 光纤预制棒及其制造设备和制备方法 |
| CN113277725A (zh) * | 2021-06-04 | 2021-08-20 | 杭州富通通信技术股份有限公司 | 一种预制棒的加工工艺 |
| CN113277725B (zh) * | 2021-06-04 | 2022-09-20 | 杭州富通通信技术股份有限公司 | 一种预制棒的加工工艺 |
| CN113264669A (zh) * | 2021-06-07 | 2021-08-17 | 杭州富通通信技术股份有限公司 | 一种预制棒的加工方法 |
| CN113264669B (zh) * | 2021-06-07 | 2022-09-13 | 杭州富通通信技术股份有限公司 | 一种预制棒的加工方法 |
| CN113754269A (zh) * | 2021-09-01 | 2021-12-07 | 浙江富通光纤技术有限公司 | 预制棒的加工工艺 |
| CN114465078A (zh) * | 2021-12-27 | 2022-05-10 | 江苏法尔胜光电科技有限公司 | 一种解决稀土掺杂光纤包层亮点的套管工艺方法 |
| CN115521057A (zh) * | 2022-09-22 | 2022-12-27 | 大族激光科技产业集团股份有限公司 | 光纤预制棒及其制造方法 |
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