光纤PCVD法激光熔融过程分析.pdfVIP

Feb. 1996 1 996 年 2 月 北方交通大学学报 第 20 卷第 1 期 JOURNAL OF NORTHERN JIAOTONG UNIVERSITY Vol. 20 No.l 光纤 PCVD 法激光熔融过程分析 王智吴峰吴重庆 (北方交通大学光波技术研究所，北京 100044) 摘要:利用热传导理论，结合 LPHVD(激光等离子体混合气相沉积)工艺.从激光功率密度、光斑 尺寸、预制棒平动速度和转动速度等方面分析光纤 PCVD 法中激光熔融过程，并优化这些参数，得 到功率密度、运动速度、熔融时间、熔融厚度等之间的具体关系- 关键词:光纤预制棒，光辉烧融，光斑 分类号:TN252， TN818 The Analysis of the Me Iting Process by Laser in the Optical Fical Fiber PCVD Process Wang Zhi Wu Feng Wu Chongqing (Institute of Lightwave Technology , Nouthem Jiaotong University , Bei]ing 100044) Abstracl: Based on the therrnal guide theory , the melting process by laser in the optical fiber PCVD process on power density , optics spot size , level velocity and circle velocity etc. is analized. And throagh the optimization of these parameters , the correlation fat- tors among them are achieved. Key words: optical fiber preforrns , melted by laser , optics spot 激光加工技术广泛应用于工业生产中，它具有许多优点:加热速度快，冷却迅速，温度高， 被加热材料变形小.激光焊接、激光熔融、激光打孔等都是这些优点的典型应用.光纤 PCVD 法预制棒工艺中，为获得较大尺寸的预制棒，也可以利用激光熔融技术，在初步制得的预制棒 外表面、在等离子体气氛下，类似 OVD 法熔融沉积二氧化硅粉末. 光纤 PCVD 法中激光熔融过程如图 1 所示.预制棒以速度 n (rlmin) 绕水平轴转动，同时 以速度 V(mm/min)沿水平方向作往复运动.图中边长为 b(mm) 的方框表示激光照射在预制 棒上的光斑.二氧化硅粉末沉积在棒外表现，棒运动过程中，用激光加热 Si乌粉末，使之与棒 熔融为一体，获得较大的外径. 工艺过程需考虑的因素有很多，首先，激光功率密度 Pw 是一个关键因素，它决定加热升 温的速度以及能加热到的最高温度， P 越大，升温速度越快，且能达到更高温度，这样易于熔 W 融 SiÜz粉末-其次，预制棒运动速度 n 和 V 也是起决定作用的参数， n 和 V 应满足一定的匹 配条件，即棒每转过一周，其水平方面位移正好是一个光斑宽度，这样既能熔融全部沉积粉末， 本文收到日期 1995-07.03 北方交通大学学报 14 第 20 卷 又能做到不重复照射同-区域，可以获得最好的照射效果.