專(zhuān)利名稱(chēng)：制造光纖的初級(jí)預(yù)制棒的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種使用內(nèi)部氣相沉積過(guò)程制造光纖的初級(jí)預(yù)制棒的方法，包括以下 步驟i)提供具有供給側(cè)和排放側(cè)的中空玻璃襯底管，ii)用熔爐包圍至少部分的該中空玻璃襯底管，iii)通過(guò)其供給側(cè)向所述中空玻璃襯底管的內(nèi)部提供玻璃成形氣體，iv)創(chuàng)造一具有這樣條件的反應(yīng)區(qū)在所述中空玻璃襯底管的內(nèi)表面上將發(fā)生玻 璃的沉積，以及ν)在位于所述中空襯底管的供給側(cè)附近的換向點(diǎn)和位于排放側(cè)附近的換向點(diǎn)之 間，沿著所述中空玻璃襯底管的長(zhǎng)度來(lái)回地移動(dòng)所述反應(yīng)區(qū)，以使在所述中空玻璃襯底管 的內(nèi)表面上形成一個(gè)或多個(gè)預(yù)制棒層，該兩個(gè)換向點(diǎn)均被熔爐包圍。
背景技術(shù)：
在該導(dǎo)言中描述的方法參見(jiàn)美國(guó)專(zhuān)利第4，741，747號(hào)。更具體地，前述專(zhuān)利公開(kāi) 了一種根據(jù)PCVD方法制造光學(xué)預(yù)制棒(preform)的方法，其中，通過(guò)在玻璃管內(nèi)的兩個(gè)換 向點(diǎn)(points of reversal)之間來(lái)回地移動(dòng)等離子體同時(shí)在1100°C和1300°C之間的溫度 下以及1百帕和30百帕之間的壓力下將反應(yīng)氣體混合物添加到該管沉積成玻璃層。通過(guò) 在至少一個(gè)換向點(diǎn)的區(qū)域中隨時(shí)間非線性地移動(dòng)該等離子體來(lái)減小該光學(xué)預(yù)制棒的末端 的非恒定沉積幾何形狀的區(qū)域。美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)US2003/0017262涉及一種用于制造光纖預(yù)制棒的裝置和方法。 從所述美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)可知，沿襯底管的長(zhǎng)度方向看去，兩個(gè)分離的熱源以預(yù)定的距離分 開(kāi)地布置。該兩個(gè)熱源沿襯底管的長(zhǎng)度移動(dòng)，同時(shí)在MCVD(Modified Chemical Vapour Deposition，改進(jìn)的化學(xué)氣相沉積)過(guò)程中保持預(yù)定的間隔。美國(guó)專(zhuān)利第No. 4，608，070號(hào)公開(kāi)了一種用于制造預(yù)制棒的工藝，其中沉積過(guò)程 是使用一溫度分布圖實(shí)現(xiàn)，該溫度分布圖沿襯底管的長(zhǎng)度增加。德國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)(Offenlegungsschrift)DE 32 06 17公開(kāi)了一種用于制造預(yù) 制棒的方法，其中，一石墨熔爐包圍襯底管，該石墨熔爐具有一額外的熱源，該熱源的作用 在于將氣體混合物預(yù)熱后再供給到襯底管。該兩個(gè)熱源可在襯底管上沿襯底管的長(zhǎng)度移 動(dòng)，同時(shí)保持兩個(gè)熱源之間的間隔。德國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)(OfTenlegungsschrift)DE 36 19 379是關(guān)于一種制造預(yù)制 棒的方法和裝置，其中，兩個(gè)同軸布置的管可以獨(dú)立地被加熱或冷卻從而控制溫度變化。美國(guó)專(zhuān)利第4，331，462號(hào)涉及一種通過(guò)MCVD過(guò)程制造預(yù)制棒的方法， 使用由第I 區(qū)和第II區(qū)構(gòu)成的所謂的并行加熱區(qū)。光纖由纖芯和包圍所述纖芯的外層組成，該外層也稱(chēng)為外包層(cladding)。該纖 芯通常具有比外包層更高的折射率，以便光線能夠通過(guò)該光纖傳送。光纖的纖芯可以由一個(gè)或多個(gè)同心層組成，每個(gè)同心層具有特定厚度和特定折射率或沿徑向的特定的折射率梯度。具有由沿徑向的一個(gè)或多個(gè)具有恒定折射率的同心層組成的纖芯的光纖也稱(chēng)為 階躍折射率光纖。同心層的折射率和外包層的折射率之間的差別可以用所謂的delta值表 示，記為△i%，并可根據(jù)下面的公式計(jì)算
權(quán)利要求
一種使用內(nèi)部氣相沉積過(guò)程制造用于光纖的初級(jí)預(yù)制棒的方法，包括以下步驟i)提供具有供給側(cè)和排放側(cè)的中空玻璃襯底管，ii)用熔爐包圍至少部分的該中空玻璃襯底管，iii)通過(guò)中空玻璃襯底管的供給側(cè)向所述中空玻璃襯底管的內(nèi)部提供玻璃成形氣體，iv)創(chuàng)造一具有這樣條件的反應(yīng)區(qū)在所述中空玻璃襯底管的內(nèi)表面上將發(fā)生玻璃的沉積，以及v)在位于所述中空襯底管的供給側(cè)附近的換向點(diǎn)和位于排放側(cè)附近的換向點(diǎn)之間，沿著所述中空玻璃襯底管的長(zhǎng)度來(lái)回地移動(dòng)所述反應(yīng)區(qū)，以使在所述中空玻璃襯底管的內(nèi)表面上形成一個(gè)或多個(gè)預(yù)制棒層，該兩個(gè)換向點(diǎn)均被熔爐包圍，其特征在于，熔爐包括至少兩個(gè)溫度區(qū)，其中一個(gè)溫度區(qū)中的溫度或溫度梯度可以相對(duì)于其他溫度區(qū)的溫度或溫度梯度獨(dú)立地設(shè)定，其中，“溫度區(qū)”應(yīng)理解為沿中空玻璃襯底管的縱向的一個(gè)區(qū)域。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟iv)中使用的該反應(yīng)區(qū)是等離子體。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，在步驟ν)中，所述反應(yīng)區(qū)沿著所述中空玻 璃襯底管的沉積長(zhǎng)度來(lái)回地移動(dòng)的速度范圍在lOm/min和40m/min之間，優(yōu)選地在15m/min 和25m/min之間，該沉積長(zhǎng)度應(yīng)看做是位于所述中空玻璃襯底管的所述供給側(cè)附近的換向 點(diǎn)和位于所述中空玻璃襯底管的所述排放側(cè)附近的換向點(diǎn)之間的距離。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求1-3中一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的方法，其特征在于，步驟iii)中使用的 玻璃成形氣體包括一種或多種摻雜物。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，鍺被用作摻雜物。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求1-5中一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述熔爐包括至少 三個(gè)溫度區(qū)，優(yōu)選是最少四個(gè)溫度區(qū)，其中每個(gè)溫度區(qū)包圍中空玻璃襯底管供給側(cè)和排放 側(cè)附近沉積長(zhǎng)度的5-20%。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求1-6中一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的方法，其特征在于，其中一個(gè)溫度區(qū)與 其它溫度區(qū)之間的最大溫度差大于50°C。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求1-7中一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在步驟ν)中成形多 個(gè)預(yù)制棒層，且在一個(gè)預(yù)制棒成形過(guò)程中各溫度區(qū)的溫度和溫度梯度可以與其它一個(gè)或多 個(gè)預(yù)制棒成形過(guò)程中各溫度區(qū)的溫度和溫度梯度相互獨(dú)立地設(shè)定。
9.一種用來(lái)制造用于光纖的初級(jí)預(yù)制棒的裝置(100)，其在具有供給側(cè)(3)和排放側(cè) (4)的中空玻璃襯底管(2)中應(yīng)用內(nèi)部氣相沉積過(guò)程，所述裝置(100)包括i)氣體入口和氣體出口，二者之間固定有該中空玻璃襯底管(2)， )熔爐(1)，其至少沿所述中空玻璃襯底管(2)的沉積長(zhǎng)度(6)圍繞所述中空玻璃 襯底管，其中沉積長(zhǎng)度(5)應(yīng)理解為位于中空玻璃襯底管(2)的供給側(cè)(3)附近的換向點(diǎn) (11)和位于排放側(cè)⑷附近的換向點(diǎn)(12)之間的距離；iii)用于在所述中空玻璃襯底管(2)內(nèi)部創(chuàng)建反應(yīng)區(qū)(6)的工具，該工具在沉積過(guò)程 中在熔爐(1)中沉積，且可以在位于所述中空玻璃襯底管(2)的供給側(cè)(3)附近的換向點(diǎn) (11)和位于排放側(cè)⑷附近的換向點(diǎn)(12)之間來(lái)回移動(dòng)，其特征在于，熔爐(1)包括至少兩個(gè)溫度區(qū)(8，9，10)，其中一個(gè)溫度區(qū)中的溫度或溫 度梯度可以相對(duì)于其他溫度區(qū)的溫度或溫度梯度獨(dú)立地設(shè)定，其中，“溫度區(qū)”應(yīng)理解為沿中空玻璃襯底管(2)的縱向的一個(gè)區(qū)域。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，該用于創(chuàng)建反應(yīng)區(qū)(6)的工具包括一共 振器，其能夠?qū)⑽⒉詈系街锌詹Ａбr底管(2)的內(nèi)部以創(chuàng)建一個(gè)等離子體形式的反應(yīng)區(qū)。
11.根據(jù)權(quán)利要求9-10中一項(xiàng)或兩項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述熔爐(1)包括三 個(gè)或三個(gè)以上溫度區(qū)(8，9，10)，其中每個(gè)溫度區(qū)(8，9，10)包圍中空玻璃襯底管(2)供給側(cè) (3)和排放側(cè)(4)附近沉積長(zhǎng)度(5)的5-20%。
12.對(duì)于包含至少兩個(gè)溫度區(qū)(8，9，10)的熔爐的使用，其中，在生產(chǎn)預(yù)制棒的內(nèi)部氣 相沉積過(guò)程中，為了達(dá)到控制通過(guò)所述沉積過(guò)程所得的玻璃層的沿預(yù)制棒縱向的折射率的 目的，一個(gè)溫度區(qū)的溫度或溫度梯度可以相對(duì)于其它溫度區(qū)獨(dú)立地設(shè)定。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的使用，其中，該內(nèi)部氣相沉積過(guò)程是等離子化學(xué)氣相沉積 過(guò)程。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種使用內(nèi)部氣相沉積過(guò)程制造用于光纖的初級(jí)預(yù)制棒的方法，包括以下步驟i)提供具有供給側(cè)和排放側(cè)的中空玻璃襯底管，ii)用熔爐包圍至少部分的該中空玻璃襯底管，iii)通過(guò)其供給側(cè)向所述中空玻璃襯底管的內(nèi)部提供玻璃成形氣體，iv)創(chuàng)造一具有這樣條件的反應(yīng)區(qū)在所述中空玻璃襯底管的內(nèi)表面上將發(fā)生玻璃的沉積，以及v)在位于所述中空襯底管的供給側(cè)附近的換向點(diǎn)和位于排放側(cè)附近的換向點(diǎn)之間，沿著所述中空玻璃襯底管的長(zhǎng)度來(lái)回地移動(dòng)所述反應(yīng)區(qū)，以使在所述中空玻璃襯底管的內(nèi)表面上形成一個(gè)或多個(gè)預(yù)制棒層，該兩個(gè)換向點(diǎn)均被熔爐包圍。本發(fā)明還涉及一種用來(lái)制造用于光纖的初級(jí)預(yù)制棒的裝置。
文檔編號(hào)C03B37/018GK101987779SQ20101024093
公開(kāi)日2011年3月23日 申請(qǐng)日期2010年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月30日
發(fā)明者埃里克·阿洛伊修斯·庫(kù)伊吉佩爾斯, 約翰尼斯·安東·哈特蘇伊克, 萊戈雷·米利塞維克, 馬托伊斯·雅各布斯·尼古拉斯·范施特拉倫 申請(qǐng)人:德拉克通信科技公司