【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光纤预制棒加工，具体涉及一种等离子体激光复合沉积设备及其沉积方法。
技术介绍
1、目前，光纤预制棒制造技术主要有改进化学气相沉积法(mcvd)、等离子体化学气相沉积法(pcvd)、外部化学沉积法(ovd)、轴向气相沉积法(vad)四种沉积技术。这四种技术的原理是通过氢氧焰或等离子体加热靶棒，四氯化硅蒸汽和掺杂剂和氧之间的化学反应形成二氧化硅和掺杂氧化物来达到沉积的目的。现有的光纤预制棒制造技术存在以下问题和缺点：
2、1、能耗高：因为氢氧焰和等离子体加热的区间较大，能量扩散快，所需的总热量也较大，能耗较高；
3、2、工艺流程繁琐：需要通过四氯化硅蒸汽和掺杂剂与氧气之间的化学反应形成二氧化硅和掺杂氧化物来达到沉积的目的；同时因为氢氧焰的加热不可避免引入的羟基会导致光纤的衰减增加，影响光纤传输性能，生成的预制棒还需要进行脱羟处理；
4、3、热区温度不均、不易控制：氢氧焰和等离子体加热的热区较大，区域内内外焰之间存在一定的温差，难以保证加热区内外焰温度之间的均匀性；
5、4、有残余应力：因加热的不均匀性导致沉积后存在的残留内应力较大，容易造成后续拉丝过程中拉丝厚度不均、丝线易断裂等不利影响。
6、随着对高速数据传输和低衰减的要求不断提升，定制化特种光纤的需求也与日俱增；传统的光纤制造方式因上述缺点，更为适合固定类型光纤的大批量生产；而对小批量特种光纤芯棒的定制，本领域技术人员需要寻找新的适应性工艺装置及工艺方法。基于此，本专利技术提出了一种新的膜等离子体激光复合
技术实现思路
1、基于上述表述，本专利技术提供了一种等离子体激光复合沉积设备及其沉积方法，以解决现有技术中的小批量特种光纤芯棒缺乏对应的高效且精准的工艺沉积设备和沉积方法的技术问题。
2、本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：
3、第一方面，本专利技术提供一种等离子体激光复合沉积设备，包括：激光器、车床及等离子体放射器；
4、所述车床设有夹持组件，所述夹持组件用于夹持待沉积的基棒，以使基棒的轴心与所述夹持组件的轴心同心布设；
5、所述激光器设置在所述基棒的正上方，用于向所述基棒发射激光束；
6、所述等离子体放射器与所述激光器呈夹角设于所述激光器的一侧，用于向所述基棒发射sio2颗粒；其中，所述等离子体放射器发射的所述sio2颗粒位于所述激光器发射的激光束聚焦区域内。
7、在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进。
8、进一步的，所述等离子体放射器包括：混气室、等离子体发生器及放电管；
9、所述放电管穿设于所述等离子体发生器的圆柱腔体、出口朝向所述基棒设置；所述混气室的尾端连接进气管、头端连接所述放电管；
10、所述混气室用于混合反应气体和载体；所述等离子体发生器用于将混合后的气体进行电离激发生成等离子体；所述放电管用于将等离子体反应生成的sio2颗粒发射至所述基棒上。
11、进一步的，所述等离子体放射器还包括输料管；
12、所述输料管与所述混气室连接，用于向所述混气室输送反应气体和载体。
13、进一步的，所述等离子体放射器为两个；
14、两个所述等离子体放射器分别呈夹角设于所述激光器的两侧。
15、进一步的，两个所述等离子体放射器关于所述激光器的中轴线对称布设。
16、进一步的，所述激光器为co2激光器。
17、进一步的，所述车床还设有转动组件；
18、所述转动组件与所述夹持组件连接，用于带动所述夹持组件转动，以带动所述基棒在沉积过程中进行旋转运动。
19、进一步的，所述车床还设有平移驱动组件；
20、所述平移驱动组件设于所述车床，用于带动所述车床在水平方向往复运动，以带动所述基棒在沉积过程中进行往复平移运动。
21、第二方面，本专利技术提供一种采用如第一方面所述的等离子体激光复合沉积设备进行沉积的沉积方法，包括如下步骤：
22、s1：通过原料输入管输入成比例的反应气体和载气至混气室中，混合均匀；
23、s2：混合气体进入等离子体发生器中被电离激发，生成高纯sio2颗粒，所述高纯sio2颗粒进入放电管；
24、s3：激光器发射激光聚集在基棒表面，同时，通过所述放电管将高纯sio2颗粒按照预设入射角度射出，所述高纯sio2颗粒经过激光聚焦区域时吸收光子能量被加热至融化，沉积至所述基棒的表面。
25、在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进。
26、进一步的，在步骤s3进行的同时，还包括：
27、平移驱动组件带动车床在水平方向往复运动，以带动所述基棒按照预设速度进行往复平移运动；同时，转动组件带动夹持组件转动，以带动所述基棒按照预设速度进行旋转运动。
28、与现有技术相比，本申请的技术方案具有以下有益技术效果：
29、本专利技术提供的等离子体激光复合沉积设备，包括激光器、车床及等离子体放射器；车床设有夹持组件，夹持组件用于夹持待沉积的基棒，以使基棒的轴心与夹持组件的轴心同心布设；激光器设置在基棒的正上方，用于向基棒发射激光束；等离子体放射器与激光器呈夹角设于激光器的一侧，用于向基棒发射sio2颗粒；其中，等离子体放射器发射的sio2颗粒位于激光器发射的激光束聚焦区域内。即在向基棒发射sio2颗粒的同时激光器向对应区域发射激光束，从而实现在基棒表面沉积融化后的sio2。与现有方法相比，该方案具有以下优点：
30、1、激光加热区域窄，单点加热所需的能量小；而且激光的能量密度高，能量利用率高；所需的能量远低于现有的四大沉积工艺技术；
31、2、激光的一致性好，精度高，能够较好的控制制造精度，生成的预制棒致密性和均匀性较好；
32、3、激光聚焦区域对应的加热区域只在基棒表层，预制棒产生的内应力较小。因此该设备和对应的沉积方法能够很好的适应于小批量特种光纤芯棒高效制造。
33、由于等离子体激光复合沉积设备的沉积方法采用了上述等离子体激光复合沉积设备，该沉积方法至少具有等离子体激光复合沉积设备所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
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1.一种等离子体激光复合沉积设备，其特征在于，包括：激光器、车床及等离子体放射器；
2.根据权利要求1所述的等离子体激光复合沉积设备，其特征在于，所述等离子体放射器包括：混气室、等离子体发生器及放电管；
3.根据权利要求2所述的等离子体激光复合沉积设备，其特征在于，所述等离子体放射器还包括输料管；
4.根据权利要求3所述的等离子体激光复合沉积设备，其特征在于，所述等离子体放射器为两个；
5.根据权利要求4所述的等离子体激光复合沉积设备，其特征在于，两个所述等离子体放射器关于所述激光器的中轴线对称布设。
6.根据权利要求1所述的等离子体激光复合沉积设备，其特征在于，所述激光器为CO2激光器。
7.根据权利要求1所述的等离子体激光复合沉积设备，其特征在于，所述车床还设有转动组件；
8.根据权利要求7所述的等离子体激光复合沉积设备，其特征在于，所述车床还设有平移驱动组件；
9.一种采用如权利要求1至8任一项所述的等离子体激光复合沉积设备进行沉积的沉积方法，其特征在于，包括如下步骤：
<...【技术特征摘要】
1.一种等离子体激光复合沉积设备，其特征在于，包括：激光器、车床及等离子体放射器；
2.根据权利要求1所述的等离子体激光复合沉积设备，其特征在于，所述等离子体放射器包括：混气室、等离子体发生器及放电管；
3.根据权利要求2所述的等离子体激光复合沉积设备，其特征在于，所述等离子体放射器还包括输料管；
4.根据权利要求3所述的等离子体激光复合沉积设备，其特征在于，所述等离子体放射器为两个；
5.根据权利要求4所述的等离子体激光复合沉积设备，其特征在于，两个所述等离子体放射器关于所述激光器的...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄巍，谢欢，凃振宇，童维军，邓泉荣，谭浩，
申请(专利权)人：武汉市飞瓴光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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