专利名称：一种圆柱型等离子体谐振腔的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于PCVD光纤预制棒加工机床的圆柱型等离子体谐振腔， 是对现有等离子体谐振腔的改进。
背景技术：
PCVD即等离子化学气相沉积法是光纤预制棒加工的主要工艺之一，PCVD工艺具 有灵活精密的特点，而等离子体谐振腔微波系统是PCVD加工设备的核心部分。等离子体谐 振腔微波系统包括有等离子体谐振腔、微波发生器和波导装置三部分组成，波导装置将微 波发生器产生的微波传输耦合至等离子体谐振腔，通过等离子体谐振腔向光纤预制棒加工 区发射高频微波能量来完成PCVD工艺加工过程。在这过程中等离子体谐振腔与微波的匹 配十分重要，否则，两者之间的不匹配不仅会影响耦合效果，造成能量的损耗，而且还易损 坏系统器件，并影响PCVD工艺的加工精度。现有用于光纤预制棒制造的等离子体谐振腔分为为同轴型与圆柱型两种不同的 结构类型。其中圆柱型更易于实现大直径预制棒的PCVD加工。圆柱型谐振腔的型腔结构 简单，容易加工制造，沉积性能优异。但现有各型谐振腔大都为固定结构，腔体的尺寸固定， 不能满足不同尺寸的衬管沉积，加工范围受到很大的限制。
发明内容本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术存在的不足而提供一种圆 柱型等离子体谐振腔，它不仅结构简单，易于加工，沉积性能优异，而且能够在一定的范围 内调整与负载的匹配性能，满足不同尺寸的衬管沉积要求，扩大加工范围。本实用新型为解决上述提出的问题所采用的技术方案为包括有圆柱型谐振腔壳 体，在圆柱型谐振腔壳体的两端设置截止波导，在圆柱型谐振腔壳体周向开设有一波导入 口，其不同之处在于在圆柱型谐振腔壳体两端的截止波导为活动端盖结构，所述的活动端 盖结构截止波导开设有中间通孔，内端面设置凸起的圆台，与圆柱型谐振腔相配置。按上述方案，所述的圆柱型谐振腔壳体两端活动端盖结构的截止波导相对称。按上述方案，在活动端盖结构的截止波导端面近外周处开设连接孔，在圆柱型谐 振腔壳体的端头对应设置螺孔，通过螺栓将活动端盖与圆柱型谐振腔壳体端头相固联。按上述方案，所述的活动端盖结构的截止波导内设有冷却水道，冷却水道的两头 与冷却水管道相连通。本实用新型的有益效果在于1、由于截止波导为活动端盖结构，通过对其中间通 孔直径的调整和活动端盖轴向厚度的调整使截止波导的内径和长度得以调整，可使谐振腔 与一定尺寸范围内不同直径的玻璃衬管相匹配，使波导装置更好地与谐振腔负载匹配，提 高耦合效果，以适应加工过程中负载的变化，减少能量损耗，从而扩大了圆柱型等离子体谐 振腔的加工范围；2、型腔结构简单，易于加工制造；在整个腔体内，能量分布均勻；如图1 与图2所示，沉积均勻；沉积附着效果好，粉尘少，不堵塞管道，沉积速率和效率高，提高了PCVD工艺的加工精度和效率；3、使用性能稳定，工作可靠性强，由于谐振腔内无其它器件， 可避免电弧打火现象的出现，避免微波对系统器件的损坏，从而提高等离子体谐振腔微波 系统的有效使用寿命；4、在截止波导的活动端盖结构中设置冷却水道，结构简单，并能充分 满足谐振腔高温环境下的冷却要求。
图1为本实用新型一个实施例的正剖视结构图。图2为本实用新型一个实施例的沉积芯棒芯层折射率偏差均勻性比较图表。图3为本实用新型一个实施例的沉积芯棒包层折射率偏差均勻性比较图表。图4为本实用新型一个实施例的沉积芯棒折射率总偏差均勻性比较图表。图5为本实用新型一个实施例的沉积芯棒芯层直径均勻性比较图表。
具体实施方式
以下结合附图进一步说明本实用新型的实施例，包括圆柱型谐振腔壳体1，圆柱型 谐振腔腔体直径为D，腔体长度为L，在圆柱型谐振腔壳体周向开设有一波导入口 4与波导 装置相接，在圆柱型谐振腔壳体的两端设置活动端盖结构的截止波导2，所述的活动端盖结 构截止波导开设中间通孔5，孔径为d，内端面设置凸起的圆台，与圆柱型谐振腔相配置，从 圆台的内端面至活动端盖结构外端面为截止波导长度1，在活动端盖结构的端面近外周处 开设连接孔，在圆柱型谐振腔壳体的端头对应设置螺孔，通过螺栓将活动端盖与圆柱型谐 振腔壳体端头相固联；两端的活动端盖结构截止波导相对称；由此构成可拆卸调换截止波 导的固定型圆柱型等离子体谐振腔，用以加工一定范围内的不同直径的玻璃衬管。此外，所 述的活动端盖结构的截止波导内设有冷却水道，冷却水道的两头与冷却水管道相连通，通 过热传导，能使整个谐振腔壳体及截止波导充分冷却。冷却水道入口与出口管路横截面积 为40mm2 50mm2，活动端盖内冷却水道横截面积约为270mm2 470mm2。外部冷却水供水压 力约3Bar 4Bar，流速为2. 5m/ 3m/s，其冷却水流量约为6 9L/min。冷却水道冷却水 入口与出口的温差At = 28 32°C，换热能力约为12千焦 19千焦。本实施例的主要结构参数如下(1)对于外径约36mm的玻璃衬管，选择关键参数如下D = 100 士 5mm，L = 87 士 2mm，d = 45 士 2mm，1 = 50 士 5mm。(2)对于外径约47mm的衬管，选择关键参数如下D = 100 士 5mm，L = 87 士 2mm，d = 55 士 2mm，1 = 50 士 5mm。(3)对于外径约55mm的衬管，选择关键参数如下D = 100 士 5mm，L = 87 士 2mm，d = 65 士 2mm，1 = 50 士 5mm。(4)对于外径约60mm左右的衬管，选择关键参数如下D = 100 士 5mm，L = 87 士 2mm，d = 70mm士 2mm，1 = 50mm 70mm。从图2-4的图表可知，在同等外部条件下，本实用新型谐振腔芯层的沉积速率要 高于其它谐振腔。从图5的图标可知，从0到200mm长度的沉积区域内，从直径与折射率的指标来 看，本实用新型谐振腔沉积的效果要好于其它谐振腔。
权利要求一种圆柱型等离子体谐振腔，包括有圆柱型谐振腔壳体，在圆柱型谐振腔壳体的两端设置截止波导，在圆柱型谐振腔壳体周向开设有一波导入口，其特征在于在圆柱型谐振腔壳体两端的截止波导为活动端盖结构，所述的活动端盖结构截止波导开设有中间通孔，内端面设置凸起的圆台，与圆柱型谐振腔相配置。
2.按权利要求1所述的圆柱型等离子体谐振腔，其特征在于所述的圆柱型谐振腔壳体 两端活动端盖结构的截止波导相对称。
3.按权利要求1或2所述的圆柱型等离子体谐振腔，其特征在于在活动端盖结构的截 止波导端面近外周处开设连接孔，在圆柱型谐振腔壳体的端头对应设置螺孔，通过螺栓将 活动端盖与圆柱型谐振腔壳体端头相固联。
4.按权利要求3所述的圆柱型等离子体谐振腔，其特征在于所述的活动端盖结构的截 止波导内设有冷却水道，冷却水道的两头与冷却水管道相连通。
5.按权利要求4所述的圆柱型等离子体谐振腔，其特征在于冷却水道入口与出口管路 横截面积为40mm2 50mm2，活动端盖内冷却水道横截面积约为270mm2 470mm2。
6.按权利要求4所述的圆柱型等离子体谐振腔，其特征在于冷却水供水压力3Bar 4Bar,流速为2. 5m/s 3m/s，冷却水流量为6 9L/min，冷却水道冷却水入口与出口的温 差 At = 28 32°C。
7.按权利要求4所述的圆柱型等离子体谐振腔，其特征在于所述的圆柱型谐振腔主要 结构参数为D = 100士5mm，L = 87士2mm，d = 45士2mm，1 = 50士5mm ；其中 D 为圆柱型谐 振腔腔体直径，L为腔体长度，d为截止波导开设中间通孔孔径，1为从圆台的内端面至活动 端盖结构外端面为截止波导长度。
8.按权利要求4所述的圆柱型等离子体谐振腔，其特征在于所述的圆柱型谐振腔主要 结构参数为D = 100士5mm，L = 87士2mm，d = 55士2mm，1 = 50士5mm ；其中 D 为圆柱型谐 振腔腔体直径，L为腔体长度，d为截止波导开设中间通孔孔径，1为从圆台的内端面至活动 端盖结构外端面为截止波导长度。
9.按权利要求4所述的圆柱型等离子体谐振腔，其特征在于所述的圆柱型谐振腔主要 结构参数为D = 100士5mm，L = 87士2mm，d = 65士2mm，1 = 50士5mm ；其中 D 为圆柱型谐 振腔腔体直径，L为腔体长度，d为截止波导开设中间通孔孔径，1为从圆台的内端面至活动 端盖结构外端面为截止波导长度。
10.按权利要求4所述的圆柱型等离子体谐振腔，其特征在于所述的圆柱型谐振腔主 要结构参数为D = 100士5mm，L = 87士2mm，d = 70mm士2mm，1 = 50mm 70mm ；其中 D 为 圆柱型谐振腔腔体直径，L为腔体长度，d为截止波导开设中间通孔孔径，1为从圆台的内端 面至活动端盖结构外端面为截止波导长度。
专利摘要本实用新型涉及一种用于PCVD光纤预制棒加工机床的圆柱型等离子体谐振腔，包括有圆柱型谐振腔壳体，在圆柱型谐振腔壳体两端设置截止波导，在圆柱型谐振腔壳体周向开设有一波导入口，其特征在于在圆柱型谐振腔壳体两端的截止波导为活动端盖结构，所述的活动端盖结构截止波导开设有中间通孔，内端面设置凸起的圆台，与圆柱型谐振腔相配置。本实用新型通过拆换截止波导可使谐振腔与不同直径的玻璃衬管相匹配，使波导装置更好地与谐振腔负载匹配，以适应加工过程中负载的变化，减少能量损耗，从而提高了圆柱型等离子体谐振腔的加工适应范围；本实用新型结构简单，易于加工制造；沉积均匀；沉积附着效果好，提高了PCVD工艺的加工精度和效率。
文档编号H01J37/04GK201622996SQ201020160779
公开日2010年11月3日 申请日期2010年4月9日 优先权日2010年4月9日
发明者刘善沛, 刘泳涛, 卢松涛, 李震宇, 雷高清, 龙胜亚 申请人:长飞光纤光缆有限公司