一种反谐振空芯光纤预制棒加压装置及加压方法与流程

文档序号:40806734发布日期:2025-01-29 02:12阅读:80来源:国知局

本发明涉及光纤制造,尤其涉及一种反谐振空芯光纤预制棒加压装置,本发明还涉及一种反谐振空芯光纤预制棒加压方法。


背景技术:

1、反谐振空芯光纤中光的传输特性与光纤内部微结构的设计息息相关。然而,拉丝高温过程中熔融玻璃的表面张力使得反谐振空芯光纤内部的空气区域趋于塌缩,因而需要在拉丝过程中对反谐振空芯光纤内部的空气通道施加气压来辅助保持微结构不发生畸变,从而实现低损耗的光传输。

2、反谐振空芯光纤的内部往往具有多个不同面积的空气区域,拉丝过程中的气压控制更为复杂。相同的拉丝温度下,需要对不同面积的空气区域施加不同大小的气压来维持预制棒形状,仅使用一种气压辅助拉丝不能够得到低损耗的反谐振空芯光纤。在文献[长距离空芯反谐振微结构光纤的制备研究,激光与红外,第53卷,第4期,2023年4月]中,研究人员通过选择性密封反谐振空芯光纤预制棒端面,并焊接双层玻璃管气室,可以实现对单管型反谐振空芯光纤预制棒(图1所示)分区域加压。然而,低损耗的反谐振空芯光纤均具有嵌套管或更多层嵌套管型包层结构,上述报道中的方法不再适用。

3、因此,亟需一种反谐振空芯光纤预制棒加压装置及加压方法,可以解决嵌套管或更多层嵌套管型反谐振空芯光纤的拉丝加压问题。


技术实现思路

1、本发明旨在提供一种反谐振空芯光纤预制棒加压装置,以克服现有技术中存在的不足。

2、为解决上述技术问题,本发明的技术方案是:一种反谐振空芯光纤预制棒加压装置,固定在预制棒一端,包括加压腔体、分隔模块、密封连接部件,所述加压腔体设有多个,用于提供填充反谐振空芯光纤拉丝不同面积空气区域所需气压,每个加压腔体内设有一个加压空腔,加压空腔侧壁设有与外部气源连接的进气口;所述分隔模块用于分隔相邻的加压腔体;所述密封连接部件设于加压腔体上,用于密封各加压腔体。

3、进一步的,上述的反谐振空芯光纤预制棒加压装置,所述分隔模块上设有连通加压空腔与预制棒不同面积空气区域的连通孔,所述连通孔与预制棒的嵌套外管和/或者嵌套内管的外形相适配,所述外形包括嵌套外管、嵌套内管的尺寸、形状。优选的,所述连通孔的数量与嵌套管的数量相等。

4、进一步的,上述的反谐振空芯光纤预制棒加压装置,所述加压腔体的数量与反谐振空芯光纤拉丝各不同面积空气区域所需气压种数相等。

5、进一步的,上述的反谐振空芯光纤预制棒加压装置,所述加压腔体设有三个,为沿远离预制棒的方向依次排布的第一加压腔体、第二加压腔体、第三加压腔体;所述分隔模块包括分隔块一、分隔块二,所述分隔块一设于第一加压腔体与第二加压腔体之间,用于分隔第一加压腔体与第二加压腔体的加压空腔,所述分隔块二用于分隔第二加压腔体与第三加压腔体的加压空腔。

6、进一步的,上述的反谐振空芯光纤预制棒加压装置,所述分隔块一上设有多个与预制棒的嵌套管密封连接的连通孔一,优选的,所述连通孔一包括大孔、中孔、小孔,所述大孔为盲孔,位于靠近预制棒的一端,与嵌套外管的外形相适配,所述中孔、小孔位于大孔底部,贯穿分隔块一,所述中孔与嵌套内管的外形相适配;所述分隔块二包括设于第二加压腔体上的中间隔板、设于第三加压腔体上的端板,所述中间隔板、端板抵靠设置,所述分隔块二上设有多个贯穿中间隔板、端板的连通孔二,所述连通孔二与嵌套内管密封连接。

7、进一步的,上述的反谐振空芯光纤预制棒加压装置,所述密封连接部件包括沿远离预制棒的方向依次设置的密封组件一、密封组件二、密封组件三、密封组件四,所述密封组件一用于连接预制棒与第一加压腔体,并密封两者的连接处;所述密封组件二用于连接第一加压腔体与第二加压腔体,并密封两者的连接处;所述密封组件三用于连接第二加压腔体与第三加压腔体,并密封两者的连接处;所述密封组件四用于密封第三加压腔体远离第二加压腔体的一端。

8、进一步的,上述的反谐振空芯光纤预制棒加压装置,所述密封组件一包括定位环、第一螺母端盖、密封圈一,所述第一加压腔体靠近预制棒的一端外侧设有螺纹,内侧设有凹槽一,所述定位环套设在预制棒外侧,且其内侧端插设在第一加压腔体的凹槽一内,所述第一螺母端盖与第一加压腔体外侧螺纹连接,并将定位环压紧在第一加压腔体的端面,所述密封圈一设于凹槽一底面,密封定位环的插设端与第一加压腔体连接处。

9、进一步的,上述的反谐振空芯光纤预制棒加压装置,所述密封组件二包括不锈钢卡箍、卡箍部、密封圈二,所述第一加压腔体远离预制棒的一端外侧设有卡箍凸台一,内侧设有凹槽二,所述第二加压腔体外侧设有卡箍凸台二,所述卡箍凸台一、卡箍凸台二结构相同,其横截面为梯形,且卡箍凸台一与卡箍凸台二相对抵靠设置组合成与不锈钢卡箍相配合的卡箍部,所述不锈钢卡箍套设在卡箍部外侧,所述第一加压腔体与第二加压腔体通过不锈钢卡箍、卡箍部连接;所述第二加压腔体一端插设在凹槽二中,所述密封圈二设于凹槽二底面,密封第二加压腔体的插设端与第一加压腔体的连接处。

10、进一步的,上述的反谐振空芯光纤预制棒加压装置,所述密封组件三包括第二螺母端盖、密封圈三,所述第二加压腔体远离第一腔体的一端外侧设有螺纹,内侧设有凹槽三,且第二加压腔体内部设有分隔第二加压腔体内的加压空腔与凹槽三的中间隔板,所述第三加压腔体一端插设在凹槽三内,且第三加压腔体的插设端设有端板,所述第二螺母端盖与第二加压腔体外侧螺纹连接,并将第三加压腔体的端板压紧抵靠在中间隔板上;所述密封圈三设于中间隔板、端板的抵靠面处的连通孔二内侧。

11、进一步的,上述的反谐振空芯光纤预制棒加压装置,所述密封组件四包括密封盖,所述密封盖通过螺丝固定在所述第三加压腔体远离所述第二加压腔体的一端。

12、本发明还提供一种反谐振空芯光纤预制棒加压方法,包括以下步骤:

13、s1、制作预制棒,根据反谐振空芯光纤结构选取套管、嵌套外管、嵌套内管,使用组棒模具将选取的套管、嵌套外管、嵌套内管定位并组装成预制棒,预制棒与加压装置连接的一端的嵌套外管、嵌套内管伸出套管的长度不同;

14、s2、在分隔块一的连通孔一上与嵌套外管的连接位置(大孔周侧)涂胶水;

15、s3、依次将密封组件一、分隔块一安装在第一加压腔体上;

16、s4、靠近预制棒,将预制棒的嵌套管推进第一加压腔体,并将嵌套外管与连通孔一的涂胶水处抵接,然后固化胶水,确保第一加压腔体与第二加压腔体的加压空腔分隔;

17、s5、安装第二加压腔体、密封组件二;

18、s6、将嵌套内管推进加压装置,嵌套内管依次从连通孔一的中孔、第二加压腔体、分隔块二的连通孔二穿过,伸入第三加压腔体,将密封圈三套在嵌套内管伸入端外侧;

19、s7、安装第三加压腔体及密封组件三的其余零件,密封圈三密封嵌套内管与连通孔二的连接处,确保第二加压腔体与第三加压腔体的加压空腔分隔;

20、s8、安装密封组件四,并密封定位环与预制棒的套管的连接处,使加压装置完全密封;

21、s9、通气,分别在各加压腔体的进气口中通入不同压力的气体,使不同压力的气体进入预制棒内部不同面积的空气区域内。

22、与现有技术相比,本发明的有益效果是:本发明解决了嵌套管或更多层嵌套管包层结构的反谐振空芯光纤在拉丝时,不同面积空气区域需要不同气压的气体填充的问题,且结构简单、组装方便、调节灵活,能快速制造反谐振空芯光纤;还具有适用性强的优点,可拓展应用至单管型、具有嵌套管或更多层嵌套结构的反谐振空芯光纤,并适用于其他需要分压拉丝的光子晶体光纤。

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