CN213266281U - 一种用于大尺寸光纤预制棒的芯棒制备装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种用于大尺寸光纤预制棒的芯棒制备装置，涉及光纤制造设备技术领域，包括沉积腔，沉积腔顶部设有吊杆，吊杆下方安装有直径为40‑45mm的种子棒；沉积腔内从下往上设有芯层喷灯、第一包层喷灯和第二包层喷灯；沉积起始时，X轴方向上，芯层喷灯、第一包层喷灯、第二包层喷灯和种子棒轴线之间的距离分别为20‑60mm、80‑120mm、140‑160mm；Y轴方向上，芯层喷灯、第一包层喷灯、第二包层喷灯和种子棒轴线之间的距离均为‑0.5‑0.5mm；Z轴方向上，芯层喷灯、第一包层喷灯、第二包层喷灯的中心线与种子棒轴线交叉点分别高于种子棒零点5‑15mm、120‑140mm、220‑240mm。

Description

一种用于大尺寸光纤预制棒的芯棒制备装置

技术领域

本实用新型涉及光纤制造设备技术领域，尤其涉及一种用于大尺寸光纤预制棒的芯棒制备装置。

背景技术

随着光纤通信行业的发展，市场竞争也越来越激烈，成本高低在一定程度上决定了企业是否具有竞争力。而预制棒作为光纤的前端产品，其制造成本直接影响到了光纤的成本，提高光纤预制棒的生产效率是降低成本的一种有效手段，一方面可以提高光棒的沉积速率，另一方面增加光棒的尺寸。

目前光纤预制棒通常采用VAD、OVD，MCVD、PCVD等工艺进行制造，为了提高产能和生产效率，通常采用两步法：芯棒(包括芯层和包层)采用MCVD、PCVD、VAD、OVD工艺制备，外包层由OVD工艺或者套管方式来完成。对于两步法，芯棒的几何尺寸就决定了成品光纤预制棒的尺寸，其中芯棒的D/d(即包芯比)是关系到产品的一个关键指标，D/d太大会降低产品的生产效率，D/d太低会影响到光纤的传输特性。制备大尺寸芯棒时，芯层的尺寸也相应增大，芯棒的D/d也会越大。

目前国内进口的韩国设备及美国设备制备的芯棒D/d大约在3.8-4.2之间，通过OVD沉积外包层，最终成品光纤预制棒尺寸大约在125mm-150mm之间，即使通过改变拉伸芯棒的外径，来改变成品光纤预制棒尺寸，生产效率也是相对较低。所以需要在满足光纤传输性能的基础上，制备大尺寸、小D/d的芯棒来提高生产效率。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种用于大尺寸光纤预制棒的芯棒制备装置，其通过使用大尺寸种子棒，配合一个芯层喷灯和两个包层喷灯，更容易沉积出大芯径的疏松体光棒，降低芯棒的包芯比D/d，提高芯棒的生产效率。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种用于大尺寸光纤预制棒的芯棒制备装置，包括沉积装置和烧结装置，所述沉积装置包括沉积腔，所述沉积腔顶部设有竖直设置的吊杆，所述吊杆上端连接有驱动其绕自身轴线转动且沿竖直方向上下移动的驱动装置；所述吊杆下方安装有与其同轴的种子棒，所述种子棒的直径为40-45mm；所述沉积腔内还设有从下往上依次设置的芯层喷灯、第一包层喷灯和第二包层喷灯，所述芯层喷灯轴线与种子棒轴线的夹角为θ1，所述第一包层喷灯轴线与种子棒轴线的夹角为θ2，所述第二包层喷灯轴线与种子棒轴线的夹角为θ3，θ1为36-40°，θ2为47-51°，θ3为55-60°；沉积起始时，X轴方向上，所述芯层喷灯和种子棒轴线之间的距离为20-60mm，第一包层喷灯和种子棒轴线之间的距离为80-120mm，第二包层喷灯和种子棒轴线之间的距离为140-160mm；Y轴方向上，所述芯层喷灯、第一包层喷灯以及第二包层喷灯和种子棒轴线之间的距离均为-0.5-0.5mm；Z轴方向上，所述芯层喷灯中心线与种子棒轴线交叉点高于种子棒零点5-15mm，所述第一包层喷灯中心线与种子棒轴线交叉点高于种子棒零点120-140mm，所述第二包层喷灯中心线与种子棒轴线交叉点高于种子棒零点220-240mm。

通过采用上述技术方案，在沉积腔内，将种子棒安装在吊杆上旋转，芯层喷灯用于疏松体芯层的沉积，并控制芯层大小和生产速度，第一包层喷灯和第二包层喷灯用于疏松体包层的沉积，吊杆随沉积进行沿轴向向上提升，达到设定沉积长度，沉积结束，将冷却后的疏松体光棒送入烧结装置中进行脱水烧结。选择直径在40-45mm的大尺寸的种子棒方便沉积更大尺寸的芯层，使用包括芯层喷灯、第一包层喷灯和第二包层喷灯的三个喷灯形式，设计合适的芯层喷灯，使其适用于大芯径的沉积。芯层喷灯、第一包层喷灯和第二包层喷灯的位置非常关键，会直接影响到沉积效率和疏松体光棒的均匀性。上述以沉积起始时种子棒及其轴线为参照，确定芯层喷灯、第一包层喷灯以及第二包层喷灯的角度和位置，制备的疏松体光棒重量可以提高50％，沉积的疏松体光棒的直径可以达到230mm以上，长度达到1300mm-1400mm,包芯比D/d降低到2.5-3.5，使每公斤芯棒的对应产能提高50％左右。

进一步地，所述烧结装置包括烧结炉，所述烧结炉内安装有竖直设置的炉芯管，所述炉芯管的内径为260-280mm。

通过采用上述技术方案，疏松体光棒进入炉芯管内进行烧结，由于沉积的疏松体光棒直径增大，所以将炉芯管的内径设置为260mm-280mm，使其可以适用于大尺寸疏松体光棒的烧结，满足生产需求，提高适用范围。

进一步地，所述烧结炉内设有脱水区和位于脱水区下方的烧结区，所述脱水区的温度为1100℃-1200℃，所述烧结区的温度为1500℃-1550℃。

通过采用上述技术方案，将脱水和烧结集成在一个烧结炉上，疏松体光棒在炉芯管内自上而下运动，先经过脱水区脱水，再进入烧结区进行烧结，烧结完毕后将烧结成的母棒从炉芯管内提出即可。将脱水区设置在烧结区上方，且将脱水区的温度设置为1100℃-1200℃，烧结区的温度设置为1500℃-1550℃，这样避免脱水温度太高容易导致密度变大，也避免烧结温度太低不能使疏松体光棒烧结玻璃化，避免烧结的母棒产生气泡，保证脱水烧结效果和产品质量。

进一步地，所述炉芯管的底部设有进气口，所述进气口通入氯气和氦气，且氯气的流量为0.6-1.5SLM，氦气的流量为20-30SLM。

通过采用上述技术方案，氯气辅助疏松体光棒的脱水，而氦气的导热系数高，使烧结炉的温度更快速且均匀地传递到炉芯管内，提高对疏松体光棒的脱水烧结效果。其中，对氯气和氦气的流量控制，既避免氯气和氦气量少达不到使用效果，又避免氯气和氦气过多容易浪费。

进一步地，所述芯层喷灯设有八个同心设置的环形芯层喷口，从内向外每个所述芯层喷口分别同时喷射氢气+四氯化硅+四氯化锗、氢气、氩气、氧气、氩气、氢气、氩气、氧气。

通过采用上述技术方案，芯层喷灯设计八个芯层喷口，从内向外每个芯层喷口分别同时喷射氢气+四氯化硅+四氯化锗、氢气、氩气、氧气、氩气、氢气、氩气、氧气，这样设计芯层喷灯的喷射结构，使芯层喷灯喷射出的物料能适用于大芯径的沉积，保证沉积的疏松体光棒的质量。

进一步地，所述第一包层喷灯和第二包层喷灯均设有十个同心设置的环形包层喷口，从内向外每个所述包层喷口分别同时喷射氢气+四氯化硅、氢气、氩气、氧气、氩气、氢气、氩气、氧气、氩气、氢气。

通过采用上述技术方案，第一包层喷灯和第二包层喷灯均设置是个同心设置的包层喷口，从内向外每个包层喷口分别同时喷射氢气+四氯化硅、氢气、氩气、氧气、氩气、氢气、氩气、氧气、氩气、氢气，这样设计第一包层喷灯和第二包层喷灯的喷射结构，使得第一包层喷灯和第二包层喷灯喷射出的物料能适用于大芯径外包层的沉积，保证沉积的疏松体光棒的质量。

进一步地，所述沉积腔侧壁上设有与其连通的废气排放管，所述炉芯管顶部设有封盖，所述封盖侧壁上设有与其连通的排气管，所述废气排放管和排气管连接废气站。

通过采用上述技术方案，沉积腔内芯层喷灯、第一包层喷灯和第二包层喷灯喷射的原料沉积疏松体光棒，未沉积的粉尘、废气等景观废气排放管进入废气站中，炉芯管内的氯气和氦气从排气管进入废气站中，废气站对废气、粉尘等进行统一处理和排放，降低对环境的污染。

进一步地，还包括退火炉，所述退火炉的温度为1100℃，退火时间为15h以上。

通过采用上述技术方案，烧结完成的母棒放入退火炉内，在1100℃条件下退火15h以上，消除母棒内部的残存应力，稳定母棒的尺寸，减小变形和裂纹，以便将母棒拉伸成所需外径尺寸的芯棒，保证芯棒质量。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：

1、通过选择大尺寸的种子棒，配合使用芯层喷灯、第一包层喷灯和第二包层喷灯，并设计芯层喷灯、第一包层喷灯和第二包层喷灯的角度和位置，更容易沉积出大芯径的疏松体光棒；

2、使用芯层喷灯、第一包层喷灯和第二包层喷灯制备的疏松体光棒重量可以提高50％；

3、沉积疏松体光棒的直径可以达到230mm以上，并将包芯比D/d降低到2.5-3.5，使每公斤芯棒的对应产能提高50％左右。

附图说明

图1是一种用于大尺寸光纤预制棒的芯棒制备装置的整体结构示意图；

图2是一种用于大尺寸光纤预制棒的芯棒制备装置中芯层喷灯、第一包层喷灯和第二包层喷灯的位置图，从X-Z平面的正视角；

图3是一种用于大尺寸光纤预制棒的芯棒制备装置中芯层喷灯、第一包层喷灯和第二包层喷灯的位置图，从Y-Z平面的正视角；

图4是芯层喷灯的芯层喷口结构示意图；

图5是第一包层喷灯的包层喷口结构示意图。

图中，1、沉积装置；11、沉积腔；12、吊杆；13、种子棒；14、废气排放管；2、烧结装置；21、烧结炉；211、脱水区；212、烧结区；22、炉芯管；221、进气口；222、封盖；223、排气管；3、废气站；4、退火炉；5、芯层喷灯；51、芯层喷口；6、第一包层喷灯；7、第二包层喷灯；8、包层喷口；9、疏松体光棒。

具体实施方式

以下结合附图和实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例一:

一种用于大尺寸光纤预制棒的芯棒制备装置，如图1所示，包括沉积装置1、烧结装置2、退火炉4和废气站3，沉积装置1内进行疏松体光棒9的沉积，沉积后的疏松体光棒9进入烧结装置2内进行脱水烧结成透明的母棒，透明的母棒进入退火炉4内进行退火处理，在1100℃条件下退火15h以上，消除内部残余应力，母棒拉伸成所需的外径尺寸即为芯棒。其中，沉积装置1和烧结装置2中产生的废气、粉尘等均由废气站3统一处理后排放。

如图1所示，沉积装置1包括沉积腔11，在沉积腔11的顶部设有竖直设置的吊杆12，在吊杆12上端连接有驱动其绕自身轴线转动且沿竖直方向上下移动的驱动装置，其中，驱动装置和现有技术相同，不做过多赘述，附图中也没有表示。在吊杆12下方安装有与其同轴的种子棒13，种子棒13的直径为40-45mm，这样选择大尺寸的种子棒13，方便沉积更大尺寸的芯层。在本实施例中，种子棒13的直径为40mm。

如图1所示，在沉积腔11内还设有从下往上依次设置的芯层喷灯5、第一包层喷灯6和第二包层喷灯7，芯层喷灯5、第一包层喷灯6和第二包层喷灯7位于同一侧且均倾斜设置，其靠近种子棒13的一端为较高端。设置一个芯层喷灯5、一个第一包层喷灯6和一个第二包层喷灯7，总共三喷灯形式，更容易沉积大尺寸的疏松体光棒9，但芯层喷灯5、第一包层喷灯6和第二包层喷灯7的位置非常关键，会直接影响到沉积效率和疏松体光棒9的均匀性。

在沉积疏松体光棒9之前要先确定芯层喷灯5、第一包层喷灯6和第二包层喷灯7的位置，需要确定芯层喷灯5、第一包层喷灯6和第二包层喷灯7的倾斜角度以及在X轴、Y轴、Z轴上的位置。如图2所示，其中，芯层喷灯5轴线与种子棒13轴线的夹角为θ1，且θ1为36-40°；第一包层喷灯6轴线与种子棒13轴线的夹角为θ2，且θ2为47-51°；第二包层喷灯7轴线与种子棒13轴线的夹角为θ3，且θ3为55-60°。在本实施例中，θ1＝36°，θ2＝49°，θ3＝60°。

如图2和图3所示，沉积起始时，X轴方向上，芯层喷灯5灯口中心和种子棒13轴线之间的距离为X1，且X1＝20-60mm，第一包层喷灯6灯口中心和种子棒13轴线之间的距离为X2，且X2＝80-120mm，第二包层喷灯7灯口中心和种子棒13轴线之间的距离为X3，且X3＝140-160mm。Y轴方向上，芯层喷灯5、第一包层喷灯6以及第二包层喷灯7的轴线和种子棒13轴线之间的距离Y1、Y2、Y3均为-0.5-0.5mm，即芯层喷灯5、第一包层喷灯6以及第二包层喷灯7的轴线和种子棒13的轴线在Y轴方向可以存在±0.5mm的偏差，由于Y1、Y2、Y3的值较小，在附图中无法清楚地表示，所以附图中未表示Y1、Y2和Y3。Z轴方向上，芯层喷灯5中心线与种子棒13轴线交叉点高于种子棒13零点的距离为Z1，且Z1＝5-15mm，第一包层喷灯6中心线与种子棒13轴线交叉点高于种子棒13零点的距离为Z2，且Z2＝120-140mm，第二包层喷灯7中心线与种子棒13轴线交叉点高于种子棒13零点的距离为Z3，且Z3＝220-240mm。

如图2和图3所示，在本实施例中，芯层喷灯5在X轴方向上其灯口中心和种子棒13轴线之间的距离X1＝20mm，芯层喷灯5在Y轴方向上其轴线和种子棒13轴线之间的距离Y1＝-0.5mm，Z轴方向上芯层喷灯5中心线与种子棒13轴线交叉点高于种子棒13零点的距离Z1＝5mm。第一包层喷灯6在X轴方向上其灯口中心和种子棒13轴线之间的距离X2＝100mm，第一包层喷灯6在Y轴方向上其轴线和种子棒13轴线之间的距离Y2＝0mm，Z轴方向上第一包层喷灯6中心线与种子棒13轴线交叉点高于种子棒13零点的距离Z2＝130mm。第二包层喷灯7在X轴方向上其灯口中心和种子棒13轴线之间的距离X3＝160mm，第二包层喷灯7在Y轴方向上其轴线和种子棒13轴线之间的距离Y3＝0.5mm，Z轴方向上第二包层喷灯7中心线与种子棒13轴线交叉点高于种子棒13零点的距离Z3＝240mm。

如图2和图3所示，确定三个喷灯(芯层喷灯5、第一包层喷灯6和第二包层喷灯7的统称，下同)位置时，先以种子棒13零点(最低点)为基点，沿Z轴向上5mm、130mm、240mm，找到三个喷灯轴线与种子棒13轴线的交点，然后从三个交点分别找到三个喷灯的轴线，轴线与种子棒13轴线的夹角分别为θ1＝36°、θ2＝49°、θ3＝60°，接着通过轴线与种子棒13轴线之间的距离分别为20mm、100mm、160mm,即可确定喷灯灯口的中心位置，最后确定喷灯在Y轴上其轴线和种子棒13轴线重合即可，喷灯轴线和种子棒轴线在Y轴上允许存在±0.5mm的偏差。确定了芯层喷灯5、第一包层喷灯6和第二包层喷灯7相对种子棒13的位置，即确定了芯层喷灯5、第一包层喷灯6和第二包层喷灯7之间的相对位置，既避免芯层喷灯5、第一包层喷灯6和第二包层喷灯7之间距离太近会存在火焰之间的干扰，也避免距离太远会造成密度不均匀，容易产生应力而造成疏松体开裂。

如图4所示，芯层喷灯5设有八个同心设置的芯层喷口51，芯层喷口51呈环状结构，每个芯层喷口51分别同时喷射沉积成芯层的物料，从内向外依次为第一个喷射氢气+四氯化硅+四氯化锗、第二个喷射氢气、第三个喷射氩气、第四个喷射氧气、第五个喷射氩气、第六个喷射氢气、第七个喷射氩气、第八个喷射氧气。如图5所示，第一包层喷灯6和第二包层喷灯7结构相同，均设有十个同心设置的包层喷口8，包层喷口8也呈环状结构，十个包层喷口8同时分别喷射沉积成外包层的物料，从内向外依次为第一个喷射氢气+四氯化硅、第二个喷射氢气、第三个喷射氩气、第四个喷射氧气、第五个喷射氩气、第六个喷射氢气、第七个喷射氩气、第八个喷射氧气、第九个喷射氩气、第十个喷射氢气。

在沉积腔11内，将种子棒13挂在吊杆12上面旋转，芯层喷灯5用于疏松体芯层的沉积，一定比例的原料SiCl4及GeCl4蒸汽经芯层喷灯5喷出，在氢氧火焰中水解生成SiO2、GeO2沉积在种子棒13上，芯层喷灯5还用于控制芯层大小及生长速度。第一包层喷灯6和第二包层喷灯7喷射的主要原料是SiCl4，在芯层表面沉积包层。吊杆12随沉积进行沿轴向向上提升，达到设定沉积长度，沉积结束。

如图1所示，疏松体光棒9沉积冷却后要送入烧结装置2中进行脱水烧结，烧结装置2包括烧结炉21，在烧结炉21内安装有竖直设置的炉芯管22，炉芯管22的内径为260-280mm，以便适应大尺寸疏松体光棒9的烧结。其中，烧结炉21内设有脱水区211和位于脱水区211下方的烧结区212，脱水区211的温度为1100℃-1200℃，烧结区212的温度为1500℃-1550℃。这样疏松体光棒9在炉芯管22内自上而下运动，先经过脱水区211脱水，再以4-8mm/min的速度通过烧结区212进行烧结，烧结完毕后将烧结成的母棒从炉芯管22内提出即可。脱水区211的温度不宜过高，避免脱水温度太高容易导致密度变大；烧结区212的温度不宜过低，避免烧结温度太低不能使疏松体光棒9烧结玻璃化。在本实施例中，炉芯管22的直径为260mm，脱水区211温度为1100℃，烧结区212温度为1500℃。

如图1所示，除此之外，在炉芯管22的底部设有进气口221，进气口221通入氯气和氦气，且氯气的流量为0.6-1.5SLM，氦气的流量为20-30SLM。氯气辅助疏松体光棒9的脱水，而氦气的导热系数高，使烧结炉21的温度更快速且均匀地传递到炉芯管22内，提高对疏松体光棒9的脱水烧结效果。其中，对氯气和氦气的流量控制，既避免氯气和氦气量少达不到使用效果，又避免氯气和氦气过多容易浪费。在本实施例中，氯气流量为0.6SLM，氦气流量为20SLM。

如图1所示，由于沉积和脱水烧结过程中都会产生粉尘、废气，直接排放会污染环境且有一定的安全隐患，所以要对其进行处理。其中，在沉积腔11相对芯层喷灯5的侧壁上设有与沉积腔11连通的废气排放管14，在炉芯管22顶部设有封盖222，封盖222侧壁上设有与其连通的排气管223，废气排放管14和排气管223与废气站3。废气站3和现有技术中相同，包括不同的废气处理装置，对废气进行分类处理，在此不做过多赘述。

实施例二：

如图1、图2和图3所示，实施例二和实施例一的不同之处在于，本实施例中，种子棒13的直径为43mm，芯层喷灯5轴线与种子棒13轴线的夹角θ1＝38°，第一包层喷灯6轴线与种子棒13轴线的夹角θ2＝47°，第二包层喷灯7轴线与种子棒13轴线的夹角θ3＝58°。芯层喷灯5在X轴方向上其灯口中心和种子棒13轴线之间的距离X1＝40mm，芯层喷灯5在Y轴方向上其轴线和种子棒13轴线之间的距离Y1＝0mm，Z轴方向上芯层喷灯5中心线与种子棒13轴线交叉点高于种子棒13零点的距离Z1＝10mm。第一包层喷灯6在X轴方向上其灯口中心和种子棒13轴线之间的距离X2＝80mm，第一包层喷灯6在Y轴方向上其轴线和种子棒13轴线之间的距离Y2＝0.5mm，Z轴方向上第一包层喷灯6中心线与种子棒13轴线交叉点高于种子棒13零点的距离Z2＝140mm。第二包层喷灯7在X轴方向上其灯口中心和种子棒13轴线之间的距离X3＝140mm，第二包层喷灯7在Y轴方向上其轴线和种子棒13轴线之间的距离Y3＝-0.5mm，Z轴方向上第二包层喷灯7中心线与种子棒13轴线交叉点高于种子棒13零点的距离Z3＝230mm。炉芯管22的直径为270mm，脱水区211温度为1150℃，烧结区212温度为1525℃。氯气流量为1.0SLM，氦气流量为25SLM。

实施例三：

如图1、图2和图3所示，实施例三和实施例一以及实施例二的不同之处在于，本实施例中，种子棒13的直径为45mm，芯层喷灯5轴线与种子棒13轴线的夹角θ1＝40°，第一包层喷灯6轴线与种子棒13轴线的夹角θ2＝51°，第二包层喷灯7轴线与种子棒13轴线的夹角θ3＝55°。芯层喷灯5在X轴方向上其灯口中心和种子棒13轴线之间的距离X1＝60mm，芯层喷灯5在Y轴方向上其轴线和种子棒13轴线之间的距离Y1＝0.5mm，Z轴方向上芯层喷灯5中心线与种子棒13轴线交叉点高于种子棒13零点的距离Z1＝15mm。第一包层喷灯6在X轴方向上其灯口中心和种子棒13轴线之间的距离X2＝120mm，第一包层喷灯6在Y轴方向上其轴线和种子棒13轴线之间的距离Y2＝-0.5mm，Z轴方向上第一包层喷灯6中心线与种子棒13轴线交叉点高于种子棒13零点的距离Z2＝120mm。第二包层喷灯7在X轴方向上其灯口中心和种子棒13轴线之间的距离X3＝150mm，第二包层喷灯7在Y轴方向上其轴线和种子棒13轴线之间的距离Y3＝0mm，Z轴方向上第二包层喷灯7中心线与种子棒13轴线交叉点高于种子棒13零点的距离Z3＝220mm。炉芯管22的直径为280mm，脱水区211温度为1200℃，烧结区212温度为1550℃。氯气流量为1.5SLM，氦气流量为30SLM。

表1示意性地对本实用新型上述三个实施例中制备的疏松体光棒9外径D1、疏松体光棒9芯径d1、烧结母棒外径D、烧结母棒芯径d、包芯比D/d、芯部相对折射率差△n进行对比，其中，母棒拉伸后即为芯棒，芯棒的包芯比基本等于母棒的包芯比，所以直接用母棒的包芯比代表芯棒的包芯比。

表一：

从表一的对比可以看出，实施例一制备的芯棒的芯部相对折射率差最小，实施例二制备的芯棒的尺寸最大，实施例三制备的芯棒的包芯比最小。所以实际上可以根据需要的芯棒尺寸或对芯棒性能的需求来选择种子棒13、调整芯层喷灯5、第一包层喷灯6和第二包层喷灯7的角度和位置。

上述说明示出并描述了本实用新型的优选实施例，如前所述，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述实用新型构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种用于大尺寸光纤预制棒的芯棒制备装置，包括沉积装置(1)和烧结装置(2)，所述沉积装置(1)包括沉积腔(11)，所述沉积腔(11)顶部设有竖直设置的吊杆(12)，所述吊杆(12)上端连接有驱动其绕自身轴线转动且沿竖直方向上下移动的驱动装置；其特征在于：所述吊杆(12)下方安装有与其同轴的种子棒(13)，所述种子棒(13)的直径为40-45mm；所述沉积腔(11)内还设有从下往上依次设置的芯层喷灯(5)、第一包层喷灯(6)和第二包层喷灯(7)，所述芯层喷灯(5)轴线与种子棒(13)轴线的夹角为θ1，所述第一包层喷灯(6)轴线与种子棒(13)轴线的夹角为θ2，所述第二包层喷灯(7)轴线与种子棒(13)轴线的夹角为θ3，θ1为36-40°，θ2为47-51°，θ3为55-60°；沉积起始时，X轴方向上，所述芯层喷灯(5)和种子棒(13)轴线之间的距离为20-60mm，第一包层喷灯(6)和种子棒(13)轴线之间的距离为80-120mm，第二包层喷灯(7)和种子棒(13)轴线之间的距离为140-160mm；Y轴方向上，所述芯层喷灯(5)、第一包层喷灯(6)以及第二包层喷灯(7)和种子棒(13)轴线之间的距离均为-0.5-0.5mm；Z轴方向上，所述芯层喷灯(5)中心线与种子棒(13)轴线交叉点高于种子棒(13)零点5-15mm，所述第一包层喷灯(6)中心线与种子棒(13)轴线交叉点高于种子棒(13)零点120-140mm，所述第二包层喷灯(7)中心线与种子棒(13)轴线交叉点高于种子棒(13)零点220-240mm。

2.根据权利要求1所述的一种用于大尺寸光纤预制棒的芯棒制备装置，其特征在于：所述烧结装置(2)包括烧结炉(21)，所述烧结炉(21)内安装有竖直设置的炉芯管(22)，所述炉芯管(22)的内径为260-280mm。

3.根据权利要求2所述的一种用于大尺寸光纤预制棒的芯棒制备装置，其特征在于：所述烧结炉(21)内设有脱水区(211)和位于脱水区(211)下方的烧结区(212)，所述脱水区(211)的温度为1100℃-1200℃，所述烧结区(212)的温度为1500℃-1550℃。

4.根据权利要求2所述的一种用于大尺寸光纤预制棒的芯棒制备装置，其特征在于：所述炉芯管(22)的底部设有进气口(221)，所述进气口(221)通入氯气和氦气，且氯气的流量为0.6-1.5SLM，氦气的流量为20-30SLM。

5.根据权利要求1所述的一种用于大尺寸光纤预制棒的芯棒制备装置，其特征在于：所述芯层喷灯(5)设有八个同心设置的环形芯层喷口(51)，从内向外每个所述芯层喷口(51)分别同时喷射氢气+四氯化硅+四氯化锗、氢气、氩气、氧气、氩气、氢气、氩气、氧气。

6.根据权利要求5所述的一种用于大尺寸光纤预制棒的芯棒制备装置，其特征在于：所述第一包层喷灯(6)和第二包层喷灯(7)均设有十个同心设置的环形包层喷口(8)，从内向外每个所述包层喷口(8)分别同时喷射氢气+四氯化硅、氢气、氩气、氧气、氩气、氢气、氩气、氧气、氩气、氢气。

7.根据权利要求4所述的一种用于大尺寸光纤预制棒的芯棒制备装置，其特征在于：所述沉积腔(11)侧壁上设有与其连通的废气排放管(14)，所述炉芯管(22)顶部设有封盖(222)，所述封盖(222)侧壁上设有与其连通的排气管(223)，所述废气排放管(14)和排气管(223)连接废气站(3)。

8.根据权利要求1所述的一种用于大尺寸光纤预制棒的芯棒制备装置，其特征在于：还包括退火炉(4)，所述退火炉(4)的温度为1100℃，退火时间为15h以上。

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