在线液相掺杂结构的制作方法

1.本实用新型涉及光纤激光领域，尤其是涉及一种在线液相掺杂结构。


背景技术：

2.随着工业级高功率激光器的快速发展，光纤激光器的输出功率不断提高，市场竞争趋于白热化。数千瓦到万瓦级多模输出的高功率光纤激光器逐渐成为激光切割，激光焊接和激光熔覆市场的主力军。
3.目前光纤激光器采用的有源光纤大部分采用液相掺杂方法制备而成，为了获得较大尺寸的芯径，一般采用多层沉积方法制备而成，传统方法每沉积一层将管材从设备上拿下溶液浸泡在装到设备进行脱水烧结，然后再次装上设备沉积第二层，制造效率很低。


技术实现要素：

4.本实用新型提供了一种在线液相掺杂结构，解决了传统光纤预制棒多层沉积时，需要反复拆装的问题。
5.为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种在线液相掺杂结构，包括掺杂管装置，掺杂管装置包括中空的目标衬管，目标衬管两端分别设有第一延长管和第二延长管，第一延长管远离目标衬管的一端还设有第一套管装置，第二延长管远离目标衬管的一端还设有第二套管装置，第一延长管与第一套管装置可拆卸连接，第二延长管与第二套管装置可拆卸连接，第一套管装置和第二套管装置为两端贯通结构，第一套管装置侧壁设有至少两个侧进出口，第一套管装置远离目标衬管的端部设有第一阀门，第二套管装置远离目标衬管的端部设有第二阀门。
6.优选的方案中，掺杂管装置两端还设有端部连接管，各端部连接管分别于第一套管装置和第二套管装置连接。
7.优选的方案中，第一套管装置外侧套有可滑动的外顶套，外顶套端部设有可形变的喇叭口结构，喇叭口结构与外顶套连接处设有挡边结构，喇叭口结构夹紧第一延长管，挡边结构抵靠第一延长管端部。
8.优选的方案中，第一套管装置外壁设有滑槽，外顶套卡在滑槽中滑动，滑槽内还设有复位弹簧，复位弹簧两端分别抵靠第一套管装置和外顶套，外顶套外侧还套有推动套，推动套一端与第一套管装置螺纹连接，推动套另一端抵靠喇叭口结构外壁。
9.优选的方案中，挡边结构处设有端密封垫，第一套管装置端部外壁套有密封环，密封环与外顶套贴紧内壁。
10.优选的方案中，各侧进出口设有第三阀门。
11.优选的方案中，第二延长管内径大于目标衬管内径以形成台阶结构。
12.第二套管装置与第一套管装置结构类似。
13.本实用新型的有益效果为：两个套管装置为中空贯通结构，并设有侧进出口，可用于通气和通液并排出，可以进行在线液相掺杂和氮气吹扫，目标衬管不需要反复取下烧结，
大大提高了沉积效率；套管装置设有推动套、外顶套等结构，可快速可拆卸的夹紧延长管，避免每次需要对连接部位熔融焊接。
附图说明
14.下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
15.图1是本实用新型的示意图。
16.图2是本实用新型的套管装置优化后布置图。
17.图3是本实用新型的a处放大图。
18.图4是本实用新型的套管装置优化结构图。
19.图中：掺杂管装置1；目标衬管101；第一延长管102；第二延长管103；第一套管装置104；第二套管装置105；侧进出口106；第一阀门107；第二阀门108；端部连接管109；台阶结构110；第三阀门111；密封环2；端密封垫201；推动套202；外顶套203；喇叭口结构204；滑槽205；复位弹簧206。
具体实施方式
20.如图1-4中，一种在线液相掺杂结构，包括掺杂管装置1，掺杂管装置1包括中空的目标衬管101，目标衬管101两端分别设有第一延长管102和第二延长管103，第一延长管102远离目标衬管101的一端还设有第一套管装置104，第二延长管103远离目标衬管101的一端还设有第二套管装置105，第一延长管102与第一套管装置104可拆卸连接，第二延长管103与第二套管装置105可拆卸连接，第一套管装置104和第二套管装置105为两端贯通结构，第一套管装置104侧壁设有至少两个侧进出口106，第一套管装置104远离目标衬管101的端部设有第一阀门107，第二套管装置105远离目标衬管101的端部设有第二阀门108。
21.第一延长管102和第二延长管103与目标衬管101一般采用熔融连接，由于目标衬管101为预制棒生产节，不能被遮挡或覆盖，第一延长管102和第二延长管103的设置便于留出夹持位置，目标衬管101被加热时，第一延长管102和第二延长管103也可起到隔离热源的作用，避免热量传递到夹具上。
22.优选的方案中，掺杂管装置1两端还设有端部连接管109，各端部连接管109分别于第一套管装置104和第二套管装置105连接，连接管109预留出夹持空间，可方便与mcvd设备对接。
23.优选的方案中，第一套管装置104外侧套有可滑动的外顶套203，外顶套203端部设有可形变的喇叭口结构204，喇叭口结构204与外顶套203连接处设有挡边结构，喇叭口结构204夹紧第一延长管102，挡边结构抵靠第一延长管102端部。
24.优选的方案中，第一套管装置104外壁设有滑槽205，外顶套203卡在滑槽205中滑动，滑槽205内还设有复位弹簧206，复位弹簧206两端分别抵靠第一套管装置104和外顶套203，外顶套203外侧还套有推动套202，推动套202一端与第一套管装置104螺纹连接，推动套202另一端抵靠喇叭口结构204外壁。
25.优选的方案中，挡边结构处设有端密封垫201，第一套管装置104端部外壁套有密封环2，密封环2与外顶套203贴紧内壁。
26.转动推动套202，推动套202向前螺旋移动并逐渐顶住内管套201的喇叭口结构204
外壁，由于内管套201可侧向滑动且复位弹簧206弹力较小，内管套201前移直到挡边结构顶住第一延长管102或第二延长管103端部，此时继续转动推动套202，推动套202端部的倒角挤压喇叭口结构204的锥形外壁，使其向内形变，喇叭口结构204内壁夹紧第一延长管102或第二延长管103的外壁。
27.优选的方案中，各侧进出口106设有第三阀门111。
28.优选的方案中，第二延长管103内径大于目标衬管101内径以形成台阶结构110，火焰喷灯对目标衬管101加热时产生的杂质颗粒可积累在第二延长管103中，被台阶结构110挡住，不会回到目标衬管101内。
29.沉积方法如下：
30.s1、疏松体沉积，将掺杂管装置1安装在mcvd等类似设备上；
31.s2、打开第一阀门107和第二阀门108，通入sicl4、pocl3、o2、he气等特种气体，通过加热装置将目标衬管101加热到1500℃左右，持续约10min，加热装置优选火焰喷灯加热目标衬管101外壁，火焰喷灯边加热边来回移动，同时目标衬管101持续旋转，使加热均匀，目标衬管101内部的化学气体发生化学反应生成粉末状的sio2并附着在目标衬管101内壁并形成疏松体；
32.s3、关闭第一阀门107和第二阀门108，冷却目标衬管101，可采用风冷等手段加快冷却效率，此时目标衬管101持续旋转使冷却均匀，冷却过程持续10-30min；
33.s4、待目标衬管101降温后，打开第三阀门111，将配制好的溶液由侧进出口106通入并充满目标衬管101并封闭掺杂管装置1；
34.s5、关闭该侧进出口106的第三阀门111，旋转掺杂管装置1，让疏松体充分浸润，持续约30min，之后停止旋转并将目标衬管101内部的溶液由另一侧进出口106排出；
35.s6、再次打开第一阀门107和第二阀门108，向目标衬管101持续通入cl2，在持续通入cl2的同时利用加热装置将目标衬管101加热到1500℃左右，干燥目标衬管101，溶液中的水分通过cl2带走，疏松体充分的干燥，持续约30min；
36.s7、利用加热装置将目标衬管101加热到2000℃左右，通过高温将疏松体烧结至透明，持续约10min，形成一层掺杂玻璃，单层沉积结束；
37.s8、重复s2
‑ꢀ
s7，在目标衬管101内侧沉积多次，形成多层掺杂玻璃；
38.s9、将目标衬管101加热到2200℃左右，将烧结好的空心的目标衬管101烧实成实心掺杂预制棒。
39.上述的实施例仅为本实用新型的优选技术方案，而不应视为对于本实用新型的限制，本实用新型的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本实用新型的保护范围之内。