Способ нанесения легирующегопокрытия ha заготовку световода

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКРМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

{61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 2912,78 (21) 2704125/29-33 с присоединением заявки ¹оп846506

Ж

l !

Ф р .„(„З

С 03 В 37/075

Государственный комнтет

СССР но делам мэобретенмй м открытий (23) Приоритет

Опубликовано 15.07.81, Бюллетень ko 26 (- з) 4К 666. 189 °

212 (088 8) Дата опубликования описания 1 0 781

;, МЗИ Ф

В.В.Григорьянц, Г.А.Иванов, A.Ã.Новиков и В. CTOQQ368

1, Г (72) Авторы изобретения

Специальное конструкторское бюро Ордена Трудовбгтт

Красного Знамени института радиотехники и электроники AH СССР (71) Заявитель (54) СПОСОВ НАНЕСЕНИЯ ЛЕГИРУКХЦЕГО

ПОКРЫТИЯ HA ЗАГОТОВКУ СВЕТОВОДА

Изобретение относится к технологии иэ готовления заготовок волоконных световодов.

Процесс изготовления таких заготовок включает нанесение на внутренюю .поверхность стеклянной трубчатой заготовки легирукщего покрытия заданного состава и толщины с последуккцим схлопыванием заготовки. 10

Известна установка для нанесения легирующего покрытия на внутренюю поверхность заготовки световода, содержащая доэирукщее устройство для подачи наносимого вещества, держатели заготовки, выполненные с возможностью воз врат но-поступательного перемещения и неподвижно закреплен- . ный нагреватель, Нанесение покрытия с помощью этой установки осуществляется при перемещении заготовки относительно нагревателя 11) .

Недостатком ее является неравномерность получаемого покрытия по толщине и составу, обусловленная разными условиями осаждения при перемещении заготовки в прямом и обратном направлении от нОсит ель но направления движения наносимого вещества.

Наиболее блиэким к предложенному по технической сущности и достигаемо- ЗО му результату является способ нанесения легирующего покрытия на заготовку световода путем подачи парогазовой смеси в заготовку из несущего газа и реагента и одновременном нагревании ее с помощью нагревателя, кото рый в процессе нанесения многократно перемещают вдоль заготовки в направлении движения парогазовой смеси и обратно.

Нанесение покрытия данным способом осуществляют при перемещении наг- ревателя вдоль оси заготовки в направлении движения парогазовой смеси (рабочий ход) . В момент достижения нагревателем крайнего положения у конца зоны покрытия заготовки направление его.движения переключают на обратное и одновременно снижают его температуру для предотвращения осаждейия покрытия (холостой ход) . При достижении нагревателем крайнего положения у начала эоны покрытия, температуру его поднимают до рабочей при одновременном переключении хода на обратный и весь цикл повторяется Г2, Недостатком этого способа является то, что он не позволяет получать равномерного покрытия по всей длине

846506 покрываемой эоны заготовки. В частности, на начальном участке зоны толщина покрытия получается меньше, а на конечном — больше, чем на среднем участке.

В процессе экспериментального— опробования выяснено, что такая неравномерность толщины осаждаемого покрытия связана с неустановившимся температурным режимом на крайних участках зоны покрытия, обусловленным следующими причинами. При переключении направления рабочего хода .нагревателя на холостой, конечный участок зоны покрытия заготовки не успевает остыть. Кроме того, разница температуры нагревателя при рабочем и холостом ходе составляет обычно 1000 Ñ и заданный температурный режим нагревателя устанавливается не мгновенно, а занимает какое-то время. Поэтому при холостом ходе горелки на неко.торой длине конечного участка зоны осаждение покрытия продолжается.

При переключении направления холостого хода нагревателя на рабочий начальный участок зоны покрытия заготовки не успевает нагреться. и осаждение покрытия начинается по истечении некоторого времени, необходимого для установления заданной температуры нагревателя и нагрева заготовки до температуры, необходимой для прохождения реакции в парогазовой смеси и образования покрытия. Длина указанных крайних участков эоны с неравномерным по толщине покрытием примерно равно длине тепловой эоны нагревателя и составляет 10-13% от всей длины зоны покрытия. В процессе изготовления световода из полученной заготовки эти участки обрезают, что ведет к сокращению длины вытягиваемого световода и повьиаает стоимость их производства.

Неравномерность покрытия на крайних участках покрываемой зоны заготовки можно было бы устранить путем прекращения подачи парогазовой смеси в заготовку во время холостого хода нагревателя, однако это привело бы к нарушению стабильного, установившегося во времени, непрерывного процесса формирования и подачи парогазовой смеси из дозирукщего устройства, необходимого для получения строго контролируемого по толщине и составу покрытия.

Белью изобретения является обеспечение получения равномерного пок= рытия по длине заготовки.

Поставленная цель достигается тем, что в способе нанесения легирующего покрытия на заготовку световода путем подачи в заготовку несущего газа и реагента и одновременном нагревании ее с помощью нагревателя, 6S ревателя 7 в момент переключения направления его хода с рабочего на холостой н во время хсжостого который многократно перемещают вдаль заготовки в направлении движения парогазовой смеси и обратно, во время перемещения нагревателя в обратном направлении в заготов5 ку подают несущ

На чертеже представлена общая

;схема установки для нанесения легирующего покрытия на заготовку световода.

Установка содержит дозирукщее устройство 1 парогазовой смеси, трубопровод 2 для подачи несущего газа, держатели 3 трубчатой заготовки устройства ввода 4 и вывода 5

15 парогазовой смеси соответственно

l Р в заготовку и из заготовки, сборник б отходов, нагреватель 7, в частности, газовая горелка, привод

8 перемещения нагревателя 7, переключатели 9 направления хода нагрева20 теля, обводной трубопровод 10, газораспределительный клапан 11,с двухпозиционным переключателем 12 и его приводом 13.

Нанесение покрытия с помощью д5 данной установки осуществляется следующим образом.

Стеклянную трубчатую заготовку

14 закрепляют в держателях 3 и подают в нее иэ доэирующего устройства 1 через клапан 11 и устройство 4 ввода парогаэовую смесь при одновременном вращении заготовки 14 и перемещении нагревателя 7 вдоль ее оси в направлении движения парогазовой смеси (рабочий ход)

:Температуру нагревателя при этом поддерживают достаточной для прохождения реакции в парогазовой смеси и оплавления продуктов реакции

40 на стенках з агат ов ки 14 .

Отработанная парогазовая смесь и избытки продуктов реакции выводятся через устройство 5 вывода в сборник б отходов. В момент дости45 жения нагревателе 7 кРайнего положения у конца 15 зоны покрытия переключатель 9 направления хода нагревателя дает команду на привод

8 перемещения нагревателя и привод 13 газораспределительного клапана 11. В результате привод 8 изменяет направле ние перемещения нагреватепя б на об: ратное (холостой ход), а привод 13 устанавливает переключатель 12

:клапана Ъ1 в положение,при котором

SS подача парогазовой смеси в заготовку прекращается и она поступает непосредственно в обводной трубопровод 10 и через него в сборник б отходов. В заготовку в это время подают через клапан 11 несущий газ, в частности, кислород, поступающий иэ трубопровода 2. Температуру наг846506 кислород, который насыщается парами этих соединений. Полученную парогазовую смесь падают через клапан 11 и устройство 4 ввода нарогазовой смеси в заготовку 14. Включают нагреватель 7 (газокислородную грелку) и нагревают заготовку до

1450-15000 С при одновременном перемещении нагревателя 7 вдоль заготовки 14 в направлении движения в ней парогазовой смеси со скоростью

11 см/мин. При указанной температуре осуществляется окисление галогенидов, содержащихся в парогазовой смеси, с образованием окислов крем- ния, фосфора, бора и германия и оплавление этих окислов на внутренней поверхности заготовки 14. Отработанная парогазовая смесь и избытки окислов выводятся через устройство вывода 5 в сборник отходов 6. В

0 момент достижения нагревателем 7 крайнего положения у конца 15 зоны покрытия его ход переключают на обратный, одновременно прекращают подачу парогазовой смеси в заготовку 14 и направляют ее в обводной трубопровод 10, а в заготовку 14 подают через трубопровод 2 кислород.

При достижении нагревателем 7 крайнего наложения у начала 16 зоны покрытия направление его хода изменяют на обратное, одновременно парогазовую смесь подают в заготовку 14 и весь-цикл, повторяется.

Толщина покрытия, образующегося на стенках заготовки 14 за один цикл, составляет 10-12 мкм. Процесс нанесения легирующего покрытия на заготовку завершается через 60-70 циклов. При этом в заготовке 14 образуется слой легирующего покрытия толщиной 600-800 мкм с равномерной зоной на длине 600 мм.

Формула изобретения хода не изменяют, При достижении нагревателем 7 крайнего положения у начала 16 зоны покрытия аналогичным образом направление его хода изменяют на обратное, вход в обводной трубопровод 9 перекрывают, а парогазовую сместь подают в заготовку и весь цикл повторяется, С целью экономии парогазовой смеси и увеличения производительности установ. ки, она может содержать второй модуль (не показан), включающий дер" жатели второй заготовки, устройства ввода и вывода парогазовой смеси и нагреватель с соответствукщими переключателями направления его хода и приводом перемещения. Вход этого модуля подсоединяется к обводному тру. бопроводу 10, а выход — к сборнику

6 отходов, В этом случае работа второго модуля связана с работой первого модуля так, что рабочий ход наг- 2 ревателя второго модуля совпадает во времени с холостым ходом нагревателя первого модуля.

Легирующее покрытие, которое наносится на заготовку укаэанным способом, имеет высокую равномерность по всей длине покрываемой зоны, включая крайние участки. Достигается это благодаря введению в установку газораспределительного клапана с .двухпоэиционным переключателем, позволяющего в момент переключения хода нагревателя с рабочего на холостой прекратить поступление парогазовой смеси в заготовку и, тем самым, сразу прекратить осаждение продуктов реакции на конечном участке 15 зоны покрытия. Отсутствие парогазовой смеси в заготовке во время холостого хода нагревателя позволяет, в свою очередь, не снижать его температуту, 40

/ ..благодаря чему начальный участок 16 . зоны покрытия к моменту переключения хода нагревателя с холостого на рабочий и подачи парогазовой смеси в заготовку имеет темпеРатуРу, 45 необходимую для осаждения покРытия.

Поэтому при указанном переключении осаждение покрытия начинается практически сразу.

Введение в установку газораспре- делительного клапана и обводного трубопровода позволяет проводить весь описанный цикл нанесения покрытия при сохранении непрерывного стабильного процесса Формирования и подачи парогазовой смеси из дозирующего устройства.

Пример. Кварцевую трубчатую заготовку 14 диаметром 14 мм и длиной 1 м закрепляют в держателях 3 и приводят ее во вращение со скоростью 40 об/мин. В дозирующее устройство 1 барботажного типа, содержащее в отдельных барботерах галогениды кремния, фосфора, бора и германия, подают несущий газ 65

Способ нанесения легирующего покрытия на заготовку световода; путем подачи в заготовку несущего газа и реагента и одновременном нагревании ее с помощью нагревателя, который многократно перемещают вдаль заготовки в направлении движения парогазовой смеси и обратно, отличающийся тем, что, с целью обеспечения получения равномерного покрытия по длине заготовки, во время перемещения нагревателя в обратном направлении в заготовку подают несущий газ.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Франции 9 2327557, кл. С 03 С 25/00, 1977.

2. Патент Францйи Р 2261992, кл. С 03 С 17/00, 1975.

846506

Составитель Н. Ильиных

Техред Т. Маточка Корректор О.Билак, Редактор М.Хома

Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðoä, ул. Проектная,4

Заказ 5369/33 Тираж 520 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Способ нанесения легирующегопокрытия ha заготовку световода Способ нанесения легирующегопокрытия ha заготовку световода Способ нанесения легирующегопокрытия ha заготовку световода Способ нанесения легирующегопокрытия ha заготовку световода 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области волоконной оптики и может быть использовано при изготовлении одномодовых волоконных разветвителей, сохраняющих поляризацию излучения, изотропных разветвителей со стабильными коэффициентами деления оптической мощности при возбуждении излучением с произвольным состоянием поляризации излучения
Изобретение относится к волоконной оптике, в частности к технологии изготовления волоконных световодов для линий связи и оптических датчиков

Изобретение относится к технологии оптических материалов и может быть использовано в интегральной оптике для изготовления волноводов и волноводных структур, а также для изготовления волноводных датчиков и сенсоров

Изобретение относится к оптоволоконной технике. Микроструктурированный световод содержит тонкостенные трубки, которые расположены равномерно по внутренней поверхности опорной трубы либо в соприкосновении друг с другом, либо раздельно. Тонкостенные трубки заполнены жидкокристаллическим материалом полностью или содержат слои жидкокристаллического материала на их внутренней поверхности. Технический результат - локализация излучения высокой оптической мощности в спектральном диапазоне частот от видимого до ИК-излучения с возможностью динамической перестройки волноводного режима с помощью воздействия внешних электрических и магнитных полей, оптического излучения или температуры. 8 ил.
Наверх