光纤预制棒的挤压装置和制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107311444A(43)申请公布日2017.11.03(21)申请号201710563516.0(22)申请日2017.07.11(71)申请人中国科学院上海光学精密机械研究所地址201800上海市嘉定区清河路390号(72)发明人廖梅松黎宇薛天锋黄春雷(74)专利代理机构上海恒慧知识产权代理事务所(特殊普通合伙)31317代理人张宁展(51)Int.Cl.C03B37/012(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图3页(54)发明名称光纤预制棒的挤压装置和制备方法(57)摘要一种光纤预制棒的挤压装置和制备方法，通过设计的挤压配件配合挤压模具，实现玻璃成型和预制棒的挤压连贯进行。本发明挤压装置简单，并且减少了在制备预制棒过程中杂质的引入，能够大大缩短挤压法制备预制棒的时间，在挤压过程中无需电加热丝或者电炉维持模具温度，避免了芯包界面被污染，同时可以调控预制棒纤芯的尺寸。CN107311444ACN107311444A权利要求书1/1页1.一种光纤预制棒的挤压装置，其特征在于包括挤压模具和挤压配件，所述的挤压模具的上、中、下三部分分别称为压头(1)、玻璃成型区(2)和预制棒成形区(3)，所述的玻璃成型区(2)和预制棒成形区(3)均由2瓣共轴相连构成，所述的玻璃成型区(2)的内腔的直径与所述的压头(1)的外径相同，所述的玻璃成型区(2)的底部的出口的直径与所述的预制棒成形区(3)的内径相同，所述的预制棒成形区(3)的大小决定光纤预制棒的尺寸；所述的挤压配件是一个圆柱体，其直径比所述的预制棒成形区(3)的内径略小。2.利用权利要求1所述的挤压装置制备光纤预制棒的方法，其特征在于该方法包括以下几个步骤：1)利用铜丝或弹簧将所述的挤压配件卡在所述的预制棒成型区的入口，使所述的挤压配件的上端和预制棒成型区的最上端平齐，将所述的压头(1)置于所述的玻璃成型区(2)，然后将挤压装置放入电炉中保温220℃～350℃2h；2)利用高温熔融法同时熔制纤芯玻璃液和包层玻璃液；3)将挤压装置从电炉中拿出，取出所述的压头(1)；4)将包层玻璃液从熔融炉中拿出，放置20～40s，将包层玻璃液倒入所述的玻璃成型区(2)等待10～15s；把纤芯玻璃液从熔炉中拿出，放置20～40s，将纤芯玻璃液倒在包层玻璃表面；等待20～40s，然后将压头(1)放在纤芯玻璃表面，然后将挤压装置转移到压机上；所述的纤芯玻璃和包层玻璃称为玻璃坯料；5)启动压机通过所述的压头(1)对所述的玻璃坯料进行挤压，挤压压强为20～40MPa，挤压速度10cm/min，在压机的挤压下，挤压配件会很快被挤压出模具，待所述的玻璃坯料挤出所述的玻璃成型区(2)后，关闭压机，并将所述的挤压装置转移到电炉中，退火3小时后，随炉降至室温；6)小心拆开模具，取出制备好的预制棒。2CN107311444A说明书1/4页光纤预制棒的挤压装置和制备方法技术领域[0001]本发明涉及光纤预制棒，特别是一种光纤预制棒的挤压装置和制备方法。背景技术[0002]中红外光纤在大气通信、生物医疗、红外对抗等领域有着十分重要的应用。目前，中红外光纤主要分为碲酸盐光纤，氟化物光纤和硫化物光纤三类。光纤预制棒的制备是光纤制备的重要环节，其决定了光纤的纤芯和包层的相对尺寸，同心度等关键结构参数，同时影响光纤的损耗。[0003]目前石英光纤预制棒主要利用化学气相沉积法制备，而多组分光纤预制棒则是多用管棒法、浇筑法和挤压法等制备。中红外玻璃容易析晶，并且机械强度低，而挤压法制备预制棒操作温度较低，适合制备易挥发和易析晶的玻璃预制棒。[0004]专利UK1194386介绍了一种利用钠钙硅玻璃进行了挤压，制备了包层和纤芯结构的预制棒的方法。专利EP0420239A1介绍了一种挤压法制备非氧化物的光纤预制棒的装置和方法，该方法是分别制备包层和纤芯玻璃块材，对它们进行研磨抛光处理，再叠放进挤压模具中进行挤压，制备出光纤预制棒。专利US005308371A介绍了一种挤压法制备氟化物光纤预制棒的方法，该方法是在包层玻璃圆柱体上面浇纤芯玻璃，使得纤芯和包层玻璃形成上下结构的一个玻璃圆柱体，再对玻璃圆柱体进行切割加工，然后放进挤压模具中进行挤压，制备出光纤预制棒。[0005]上面提及的预制棒制备方法，都是需要先制备好玻璃块材，对玻璃进行切割或者抛光等加工处理，然后再放进模具中在一定的温度下进行挤压制备光纤预制棒。上述挤压法制备预制棒的方法有以下几个缺点：[0006]第一，在对玻璃进行加工的过程中易引入杂质，这样会增加所制得光纤的损耗；[0007]第二，先制备玻璃块材，然后再放进模具中挤压会使得制备过程复杂，效率低且挤压的重复性不好；[0008]第三，为保持挤压过程在