專利名稱：光纖母材的制造方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及可以以良好的精度制造均勻光纖母材的光纖母材的制造方法及裝置。
光纖母材的制造方法，是將在由纖芯及包層組成的纖芯母材的兩端部處通過熔接仿真負(fù)載(dummy load)制作的毛坯母材，一邊繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)，一邊在軸向方向上相對(duì)于玻璃微粒合成用噴燈往復(fù)移動(dòng)，將用該玻璃微粒合成用噴燈所合成的玻璃微粒吹附并堆積在毛坯母材外周上的制造方法。
實(shí)施此方法的裝置的構(gòu)成例，示意地示于圖7中。在此裝置中，在容器1上固定噴燈2，毛坯母材3利用升降裝置4一邊轉(zhuǎn)動(dòng)一邊在軸向即上下方向上往復(fù)移動(dòng)。噴燈2由原料供給裝置5供給SiCl4等玻璃原料及燃燒用氣體，利用噴燈2合成的玻璃微粒(微粉粒子)堆積在毛坯母材3的外周而形成玻璃微粒堆積體(微粉體)6。
在此方法中，相對(duì)毛坯母材3移動(dòng)的噴燈2的位置，在從纖芯母材位置到達(dá)纖芯母材與仿真負(fù)載接合點(diǎn)的位置時(shí)，停止向噴燈2供給玻璃原料。于是，在將噴燈2再向著仿真負(fù)載側(cè)相對(duì)移動(dòng)時(shí)，就可對(duì)隨著向外側(cè)移動(dòng)在接合點(diǎn)更外側(cè)處形成的外徑變得更小的微粉體的端部實(shí)行加熱?；蚴且部梢栽诠┙o玻璃原料的玻璃合成用噴燈的上下(玻璃母材的軸向)設(shè)置加熱玻璃母材的專用輔助噴燈，玻璃合成用噴燈在到達(dá)玻璃母材和仿真負(fù)載的接合點(diǎn)位置時(shí)，反轉(zhuǎn)噴燈和玻璃母材的相對(duì)移動(dòng)方向，由此用輔助噴燈對(duì)微粉體的端部進(jìn)行加熱。
以上說明的是玻璃合成用噴燈是一個(gè)噴燈的場合，但在日本專利公開特開昭63-310745號(hào)公報(bào)中，公開了采用多個(gè)玻璃合成用噴燈的技術(shù)。此項(xiàng)技術(shù)的目的是使用多個(gè)噴燈，即使在微粉體的端部也不停止玻璃原料的供給，不會(huì)產(chǎn)生因微粉體和噴燈的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向反轉(zhuǎn)而出現(xiàn)的在微粉體端部由于多個(gè)噴燈的干涉所引起的微粉體密度的不均勻性，而可大量生產(chǎn)無玻璃破損的高質(zhì)量光纖母材，并且由于事先在毛坯母材上設(shè)定兩個(gè)標(biāo)志點(diǎn)，通過停止向位于兩個(gè)標(biāo)志點(diǎn)外側(cè)的噴燈供給玻璃原料，就可以獲得與上述一個(gè)噴燈的場合相同的效果。
如此形成的微粉體即光纖母材的形狀如圖8所示。標(biāo)志點(diǎn)(停止向玻璃合成用噴燈供給玻璃原料時(shí)是原料供給停止點(diǎn)，在使用輔助噴燈時(shí)是玻璃合成用噴燈相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向的反轉(zhuǎn)位置)11、12與毛坯母材3的纖芯母材9和仿真負(fù)載10的接合點(diǎn)8重合。在微粉體的外徑小的場合，形成的該外周如標(biāo)號(hào)13所示，在微粉體透明化時(shí)，作為可得到一定外徑的燒結(jié)體的有效部分長度的外徑固定部分，如圖中a1所示，大致接近纖芯母材9的全部長度。然而，隨著微粉體的外徑加大，形成的該外周如標(biāo)號(hào)14所示，其外徑的固定部分的長度變短，如圖中a2所示。
這是由于在原料供給停止點(diǎn)附近微粉粒子不在軸向方向上均勻堆積，所形成的微粉體的外徑隨著向端部側(cè)移動(dòng)變小而成為非固定部分，這些非固定部分與固定部分不同，所形成的微粉體的外周面相對(duì)噴燈傾斜，是由于與在外徑大的部分的微粉粒子的堆積量相比在外徑小的部分的微粉粒子的堆積量小，伴隨著微粉粒子的堆積，該非固定部分?jǐn)U大造成的。結(jié)果，纖芯母材的端部得不到有效利用而成為成本上升的原因。
因此，為了防止隨著微粉體的外徑的加大，外徑固定部分的長度變短而造成的纖芯母材的浪費(fèi)，最好是將前述的標(biāo)志點(diǎn)設(shè)定在向著與纖芯母材和仿真負(fù)載的接合點(diǎn)的外側(cè)充分離開的位置處，但在此場合下，微粉體的形成時(shí)間變長，玻璃原料的損失很大，很不經(jīng)濟(jì)。
在目標(biāo)微粉體的外徑每次都相同時(shí)，此標(biāo)志點(diǎn)以實(shí)驗(yàn)方式一次求得以后就可以使用該求得的標(biāo)志點(diǎn)。但是，在纖芯母材的外徑和纖芯徑之比以及纖芯母材的延伸徑方面都存在標(biāo)準(zhǔn)偏差，因此各個(gè)纖芯母材的微粉體的目標(biāo)外徑也各不相同，所以過去無法使用實(shí)驗(yàn)的原料供給停止位置。
本發(fā)明是鑒于這種現(xiàn)有技術(shù)的實(shí)際狀況而提出的，其目的在于提供一種可以沿纖芯母材的全部長度獲得形成均勻品質(zhì)的外徑固定部分的微粉體，且玻璃原料損失少的光纖母材的制造方法及裝置。
本發(fā)明人重點(diǎn)對(duì)微粉體外徑和外徑固定部分的關(guān)系進(jìn)行了研究。即，如圖8所示，通過使接合點(diǎn)8和標(biāo)志點(diǎn)11、12重合而制作具有各種微粉粒子外徑的微粉體，將所獲得的微粉體在高溫爐中加熱，透明化之后，在拉絲爐中進(jìn)行光纖化，對(duì)所得到的光纖特性進(jìn)行研究，通過對(duì)中央部分的特性穩(wěn)定的部分(與微粉體的外徑固定部分相當(dāng))和兩端的特性不穩(wěn)定部分(與微粉體的外徑非固定部分相當(dāng))的分界點(diǎn)進(jìn)行確定，可求出原來的微粉體上從外徑固定部分的兩端到標(biāo)志點(diǎn)的偏移量。將如此獲得的結(jié)果匯總示于圖9的相關(guān)圖中。
如圖9所示，微粉體的外徑越大此偏移量越大，大致與外徑的平方成正比。所以，如果事先將標(biāo)志點(diǎn)從接合點(diǎn)向著仿真負(fù)載側(cè)移動(dòng)該偏移量這樣的距離，則外徑固定部分和纖芯母材就可完全一致。本發(fā)明人得到的結(jié)果是，如依照?qǐng)D9設(shè)微粉體外徑為d[mm]，其偏移量為0．0023×d2[mm]。于是，就無須使外徑固定部分與非固定部分的分界一定與纖芯母材的兩端一致，即使發(fā)生與兩者一致場合的偏移量相差±35％，在實(shí)用上也足夠了。也就是說，求得的結(jié)果是在此偏移量為A×d2[mm](其中0．0015＜A＜0．0030)且玻璃合成用噴燈位于偏移的標(biāo)志點(diǎn)位置之間的場合，通過向玻璃合成用噴燈供給玻璃原料而獲得微粉粒子的堆積時(shí)，外徑固定部分對(duì)于需要而言已足夠。也即如果利用纖芯母材求出微粉體的目標(biāo)外徑就可以直接求出原料供給停止點(diǎn)，可以無須利用纖芯母材的標(biāo)準(zhǔn)偏差就可穩(wěn)定地大致沿纖芯母材的全部長度形成外徑固定部分。
本發(fā)明正是以此為基礎(chǔ)，是一種這樣的光纖母材制造方法，即，將在由纖芯及包層組成的纖芯母材的兩端部處熔接仿真負(fù)載而制成的毛坯母材，一邊繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)一邊在軸向上相對(duì)一個(gè)或多個(gè)玻璃微粒合成用噴燈往復(fù)移動(dòng)，將該玻璃微粒合成用噴燈合成的玻璃微粒吹附并堆積在毛坯母材的外周上，形成微粉體，其特征在于將各標(biāo)志點(diǎn)設(shè)定在從纖芯母材和仿真負(fù)載的接合點(diǎn)向著仿真負(fù)載側(cè)移動(dòng)一偏移量為A×d2[mm](其中0．0015＜A＜0．0030)的位置處，上述的軸向相對(duì)往復(fù)移動(dòng)是通過使全部玻璃合成用噴燈在到達(dá)標(biāo)志點(diǎn)或其外的毛坯母材的端部側(cè)時(shí)進(jìn)行相對(duì)移動(dòng)方向的反轉(zhuǎn)，并且只有在各個(gè)玻璃合成用噴燈位于這些標(biāo)志點(diǎn)之間時(shí)才供給玻璃原料。
如在從纖芯母材和仿真負(fù)載的接合點(diǎn)向著仿真負(fù)載側(cè)的偏移量小于0．0015×d2[mm]的位置處設(shè)定標(biāo)志點(diǎn)，就會(huì)由于外徑固定部分比纖芯母材的全部長度短而不能將纖芯母材的端部作為光纖母材，使其得不到有效利用。
另一方面，如在從纖芯母材和仿真負(fù)載的接合點(diǎn)向著仿真負(fù)載側(cè)的偏移量為0．0030×d2[mm]以上的位置處設(shè)定標(biāo)志點(diǎn)，就會(huì)由于外徑固定部分比纖芯母材的全部長度長而能夠?qū)⒗w芯母材的端部作為光纖母材使其得到有效利用。但是，外徑固定部分?jǐn)U展到仿真負(fù)載部分而使玻璃原料無法使用，效果不好。
通過在上述范圍內(nèi)設(shè)定標(biāo)志點(diǎn)而形成微粉體，就不會(huì)浪費(fèi)玻璃原料，可以將幾乎全部纖芯母材作為光纖母材，使其得到有效利用。不僅是在標(biāo)志點(diǎn)部分停止向玻璃合成用噴燈供給玻璃原料，就是在標(biāo)志點(diǎn)部分繼續(xù)向玻璃合成用噴燈供給玻璃原料使往復(fù)移動(dòng)方向反轉(zhuǎn)也可獲得同樣的效果。
另一方面，本發(fā)明的光纖母材制造裝置的構(gòu)成包括(1)至少夾持毛坯母材的一端的夾持構(gòu)件，(2)向毛坯母材吹附微粉粒子的一個(gè)或多個(gè)玻璃合成用噴燈，(3)分別向各個(gè)玻璃合成用噴燈供給玻璃原料的原料供給裝置，(4)使毛坯母材一邊繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)一邊在軸向方向上相對(duì)玻璃合成用噴燈進(jìn)行相對(duì)往復(fù)移動(dòng)的移動(dòng)裝置，(5)將所形成的微粉體的目標(biāo)外徑值d或其計(jì)算所必需的特性值輸入的輸入裝置，以及(6)由輸入的微粉體的目標(biāo)外徑值或利用輸入的特性值求出的微粉體的目標(biāo)外徑值設(shè)定上述的標(biāo)志點(diǎn)，控制移動(dòng)裝置，并且使全部玻璃合成用噴燈到達(dá)標(biāo)志點(diǎn)或其外的毛坯母材的端部側(cè)時(shí)，進(jìn)行移動(dòng)裝置的相對(duì)移動(dòng)方向的反轉(zhuǎn)，在軸向上進(jìn)行往復(fù)移動(dòng)的同時(shí)，只有在各個(gè)玻璃合成用噴燈位于這些標(biāo)志點(diǎn)之間時(shí)才供給玻璃原料的控制裝置。
另外，所使用的玻璃合成用噴燈的個(gè)數(shù)可根據(jù)目標(biāo)制品的大小等適當(dāng)選擇，在使用多個(gè)噴燈的場合，從裝置的形狀、效率等等出發(fā)最好是使用3～4個(gè)。此外，為了保持穩(wěn)定的噴焰狀態(tài)，在向玻璃合成用噴燈停止供給原料和恢復(fù)供給原料時(shí)，最好不是瞬間完成而是在大約數(shù)秒至數(shù)十秒的時(shí)間內(nèi)減增漸減。
根據(jù)下面的詳細(xì)說明和附圖可對(duì)本發(fā)明有更充分的了解。這些僅僅是示例而已，不能理解為本發(fā)明只限定于這些示例。
本發(fā)明的應(yīng)用范圍可由下面的詳細(xì)說明來明確。但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，詳細(xì)說明及特定實(shí)例是為了表示本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案，僅僅是示例而已，在不脫離本發(fā)明的思想及范圍的前提下可以有種種變形及改進(jìn)。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的光纖母材的制造裝置的基本構(gòu)成示意圖。
圖2為在圖1的裝置中用于制造光纖母材的毛坯母材的示意縱剖圖。
圖3為示出在圖1的裝置中正在形成的微粉體和噴燈的示意圖。
圖4示出根據(jù)噴燈和毛坯母材的相對(duì)位置確定的向噴燈供給玻璃原料的供給量的曲線圖。
圖5和圖6分別示出根據(jù)本發(fā)明的光纖母材制造裝置的其它噴燈的構(gòu)成圖。
圖7是現(xiàn)有的光纖母材制造裝置的構(gòu)成示意圖。
圖8是利用現(xiàn)有的光纖母材制造裝置制造的微粉體的構(gòu)成示意圖。
圖9為標(biāo)志點(diǎn)位置與接合點(diǎn)一致時(shí)，微粉體的外徑和從外徑固定部分的兩端到標(biāo)志點(diǎn)的偏移量之間的關(guān)系圖。
下面，參考附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案予以詳細(xì)說明。另外，為了易于理解，各個(gè)附圖中同樣的構(gòu)成元件盡可能采用同一標(biāo)號(hào)，重復(fù)說明省略。
圖1是根據(jù)本發(fā)明的光纖母材的制造裝置的基本構(gòu)成示意圖。圖2為在圖1的裝置中用于制造光纖母材的毛坯母材的示意縱剖圖。
用于制造光纖母材的毛坯母材3，如圖2所示，是在由纖芯9a及包層9b組成的纖芯母材9的兩端部處，分別熔接仿真負(fù)載10而制成。
制造裝置30，如圖1所示，在容器1內(nèi)配置有利用仿真負(fù)載10部分夾持該毛坯母材3的夾持構(gòu)件7和向毛坯母材3吹附微粉粒子的玻璃合成用噴燈2，在夾持毛坯母材3的狀態(tài)下夾持構(gòu)件7，利用作為移動(dòng)裝置的升降裝置4在圖面的上下方向，即毛坯母材3的軸向上往復(fù)移動(dòng)，同時(shí)，毛坯母材3繞該中心軸旋轉(zhuǎn)。噴燈2與原料供給裝置5連接，原料供給裝置5與供給SiCl4等玻璃原料的配管24相連接。升降裝置4的往復(fù)移動(dòng)和原料供給裝置5供給的玻璃原料及燃料氣體由控制裝置20控制?？刂蒲b置20與用來輸入控制參數(shù)的輸入裝置21相連接。
下面，對(duì)用本裝置30實(shí)施的本發(fā)明的光纖母材的制造方法予以說明。用夾持構(gòu)件7將毛坯母材3夾持于容器1中之后，用輸入裝置21將有關(guān)毛坯母材3的參數(shù)輸入。當(dāng)然，輸入?yún)?shù)和固定毛坯母材3的順序也可以顛倒。輸入的這些參數(shù)是纖芯母材9的外徑和纖芯徑之比、延伸直徑等等?；谶@些參數(shù)，控制裝置20計(jì)算出形成的微粉體的目標(biāo)外徑d[mm]?；谠撃繕?biāo)外徑d確定作為微粉粒子吹附范圍目標(biāo)的標(biāo)志點(diǎn)11、12的位置。從標(biāo)志點(diǎn)11、12到纖芯母材9和仿真負(fù)載10的接合點(diǎn)8的距離Δa設(shè)定在0．0015d2＜Δa＜0．0030d2范圍內(nèi)。與此分開，還另外設(shè)定作為升降裝置4的移動(dòng)方向反轉(zhuǎn)目標(biāo)位置的折返點(diǎn)15、16。其中從折返點(diǎn)15、16到纖芯母材9和仿真負(fù)載10的接合點(diǎn)8的距離Δb設(shè)定為Δb≥Δa。下面對(duì)△b遠(yuǎn)大于Δa的場合予以說明。
通過對(duì)升降裝置4進(jìn)行控制，可使毛坯母材3一邊繞其軸旋轉(zhuǎn)，一邊在軸向即圖面的上下方向上往復(fù)移動(dòng)。此處，在毛坯母材3在向下移動(dòng)時(shí)，在圖上側(cè)的折返點(diǎn)15到達(dá)噴燈2的位置，即與噴燈2同一高度時(shí)，使升降裝置4的移動(dòng)方向反轉(zhuǎn)，切換為向上移動(dòng)。在圖下側(cè)的折返點(diǎn)16到達(dá)噴燈2的位置時(shí)，使升降裝置4的移動(dòng)方向反轉(zhuǎn)，又切換為向下移動(dòng)。通過如此反復(fù)，毛坯母材3就可相對(duì)于噴燈2在折返點(diǎn)15、16間往復(fù)移動(dòng)。在這種狀態(tài)下，由原料供給裝置5向噴燈2供給玻璃原料氣體和燃燒氣體，合成微粉粒子，吹附到并堆積在毛坯母材3的外周上。此時(shí)，噴燈2只有在標(biāo)志點(diǎn)11和12之間時(shí)才向噴燈2供給玻璃原料，從而可限制微粉粒子吹附的范圍。
該原料供給控制可參考圖3、圖4進(jìn)行說明。圖3為正在形成的微粉體9和噴燈2的示意圖。圖4是根據(jù)噴燈2和毛坯母材3的相對(duì)位置確定的向噴燈2供給的玻璃原料的供給量的曲線圖。當(dāng)噴燈2處于圖3的A位置時(shí)，不供給玻璃原料，噴燈2對(duì)在毛坯母材3上形成的微粉體9進(jìn)行加熱。為了穩(wěn)定火焰，在噴燈2接近標(biāo)志點(diǎn)11時(shí)，如圖4所示，緩慢地加大玻璃原料供給量，在標(biāo)志點(diǎn)11處達(dá)到預(yù)定的供給量X，向微粉體9的表面吹附微粉粒子。在這種狀態(tài)下夾持玻璃原料供給量恒定繼續(xù)吹附微粉粒子(相當(dāng)于圖3的B、C、D位置)，而從噴燈2到達(dá)標(biāo)志點(diǎn)12的位置時(shí)開始緩慢地減小玻璃原料供給量。于是，在折返點(diǎn)16之前噴燈2就以這樣的狀態(tài)對(duì)微粉體9進(jìn)行加熱(相當(dāng)于圖3的E位置)。如此不斷反復(fù)就可以以毛坯母材的標(biāo)志點(diǎn)11及12之間為中心，形成微粉體9。
若微粉體9的外徑到達(dá)預(yù)定的外徑d，就停止向噴燈2供給燃料氣體和玻璃原料，同時(shí)停止升降裝置4的動(dòng)作，將毛坯母材3從夾持構(gòu)件7中取出。這樣，形成微粉體9的毛坯母材3就變成光纖母材。
如此形成的微粉體9的外徑固定部分在微粉體9的全部長度上幾乎一致。由于在其兩側(cè)形成的外徑非固定部分可以很小，所以整個(gè)纖芯母材9的利用效率高，可減少玻璃原料的使用量。
下面對(duì)根據(jù)本發(fā)明的光纖母材的制造裝置的其他實(shí)施方案中的幾個(gè)情況進(jìn)行說明。圖5和圖6分別示出其他實(shí)施方案的噴燈構(gòu)成。因?yàn)槌藝姛?和原料供給裝置5的構(gòu)成以外，其它都與圖1的實(shí)施方案相同，不再贅述。
圖1的實(shí)施方案中噴燈2僅是一個(gè)，而圖5的實(shí)施方案的特征在于在玻璃合成用噴燈2a的上下兩側(cè)，即從毛坯母材3觀察分別在端部方向上配置輔助噴燈2b1、2b2。向這些輔助噴燈2b1、2b2供給燃料的燃料供給裝置5b1、5b2不與原料供給配管23連接，輔助噴燈2b1、2b2也不吹附微粉粒子，僅僅對(duì)微粉體加熱而已。在利用此實(shí)施方案制造光纖母材的場合，也可以使折返點(diǎn)15、16與標(biāo)志點(diǎn)11及12一致，并使噴燈2的玻璃原料供給量保持恒定不斷地供給。
圖6的實(shí)施方案與圖1的實(shí)施方案的不同之處在于，設(shè)置的噴燈2不是一個(gè)而是多個(gè)玻璃合成用噴燈21～23(圖中是3個(gè))。在利用此實(shí)施方案制造光纖母材的場合，在向上移動(dòng)的毛坯母材3的下側(cè)標(biāo)志點(diǎn)12到達(dá)噴燈21的位置時(shí)，毛坯母材3的移動(dòng)方向發(fā)生反轉(zhuǎn)，切換為向下移動(dòng)，而在上側(cè)標(biāo)志點(diǎn)11到達(dá)噴燈23的位置時(shí)，毛坯母材3的移動(dòng)方向發(fā)生反轉(zhuǎn)，切換為向上移動(dòng)。如此不斷反復(fù)，就可獲得與具有一個(gè)玻璃合成用噴燈的圖1的實(shí)施方案相同的效果。
上面說明的是毛坯母材3在上下方向上往復(fù)移動(dòng)的實(shí)施方案，但也可以將毛坯母材3固定而使噴燈2在毛坯母材3的軸向上往復(fù)移動(dòng)。另外，也可使二者都移動(dòng)。另外，在圖5的實(shí)施方案中，也可采用將毛坯母材3及輔助噴燈2b1、2b2分別固定于標(biāo)志點(diǎn)的外側(cè)，而只移動(dòng)玻璃合成用噴燈的構(gòu)成。
本發(fā)明人用本發(fā)明的裝置及方法進(jìn)行了比較試驗(yàn)以確認(rèn)可以將纖芯母材全部長度作為光纖母材有效利用，下面說明其結(jié)果。
(實(shí)施例1)在直徑20mm、長500mm的纖芯母材的兩側(cè)，熔接石英玻璃制的仿真負(fù)載而制成毛坯母材，將此毛坯母材置于圖1的實(shí)施方案的裝置中，吹附粉末體。毛坯母材的轉(zhuǎn)數(shù)為40rpm，上下移動(dòng)速度為100mm／s。由纖芯母材的外徑和纖芯徑之比以及纖芯母材的延伸直徑得出的微粉體的目標(biāo)外徑d為150mm。噴燈2具有同心圓狀8層管構(gòu)造，與毛坯母材的中心軸垂直配置。用SiCl4作玻璃原料，其供給量的變化如圖4所示。在吹附范圍內(nèi)的供給量x為3slm(標(biāo)準(zhǔn)升／分鐘)。另一方面，持續(xù)供給形成火焰用的氫氣60slm和氧氣45slm以及用作密封氣體的氬氣4slm。
標(biāo)志點(diǎn)11、12設(shè)定于Δa=52mm(=0．0023×d2)的位置處。折返點(diǎn)15、16設(shè)定于(Δb-Δa)=200mm的位置處。
在達(dá)到目標(biāo)外徑d(=150mm)時(shí)，微粉體形成結(jié)束，并從裝置中取出，然后在高溫爐中加熱使微粉體透明化，得到外徑為82mm的燒結(jié)體。確認(rèn)所得到的燒結(jié)體的表面及內(nèi)部未觀察到裂紋、突起和異物，品質(zhì)良好。此外，將得到的該燒結(jié)體在拉絲爐中光纖化，對(duì)得到的光纖的截止波長、MFD(模場直徑)等光纖特性進(jìn)行了研究，確認(rèn)纖芯母材在整個(gè)長度上都具有良好的特性。
(實(shí)施例2)采用與實(shí)施例1條件相同的毛坯母材，用具有圖5所示噴燈的構(gòu)造的裝置形成微粉體。玻璃合成用噴燈2a與實(shí)施例1用的噴燈的構(gòu)造、氣體供給條件都相同，將此玻璃合成用噴燈2a與具有同心圓狀2層管結(jié)構(gòu)的輔助噴燈2b1、2b2在毛坯母材3軸向上的距離分別為200mm。對(duì)輔助噴燈2b1、2b2持續(xù)供給形成火焰用的氧氣10slm及氫氣30slm。標(biāo)志點(diǎn)11及12，與實(shí)施例1相同，設(shè)定于Δa=52mm(=0．0023×d2)的位置處，折返點(diǎn)15、16與標(biāo)志點(diǎn)11及12一致。也就是說向玻璃合成用噴燈2a供給玻璃原料是連續(xù)進(jìn)行的。其他條件與實(shí)施例1相同。
在達(dá)到目標(biāo)外徑d(=150mm)時(shí)，微粉體形成結(jié)束，并從裝置中取出，然后在高溫爐中加熱使微粉體透明化，得到與實(shí)施例1同樣良好的燒結(jié)體。再將得到的該燒結(jié)體在拉絲爐中光纖化，對(duì)得到的光纖的光纖特性進(jìn)行了研究，確認(rèn)纖芯母材在全部長度上都具有良好的特性。
(實(shí)施例3)在直徑30mm、長500mm的纖芯母材的兩側(cè)，熔接石英玻璃制的仿真負(fù)載而制成毛坯母材，將該毛坯母材置于具有圖6所示噴燈構(gòu)造的裝置中制作微粉體。毛坯母材的轉(zhuǎn)數(shù)、上下方向的移動(dòng)速度都與實(shí)施例1相同。由纖芯母材的外徑和纖芯徑之比以及纖芯母材的延伸徑得出的微粉體的目標(biāo)外徑d為220mm。噴燈21～23采用同心圓狀8層管構(gòu)造，以間隔200mm與毛坯母材的中心軸垂直配置。用SiCl4作玻璃原料，其供給量的變化如圖4所示。在吹附范圍內(nèi)的供給量x為3slm(標(biāo)準(zhǔn)升／分鐘)。另一方面，持續(xù)供給形成火焰用的氫氣100slm，氧氣60slm以及用作密封氣體的氬氣4slm。
標(biāo)志點(diǎn)11及12設(shè)定于Δa=111mm(=0．0023×d2)的位置處。這樣，折返點(diǎn)15、16設(shè)定于(Δb-Δa)=511mm的位置處。就是說在3個(gè)噴燈中位于最靠近毛坯母材的中心側(cè)的噴燈到達(dá)標(biāo)志點(diǎn)位置的時(shí)刻進(jìn)行折返。
在達(dá)到目標(biāo)外徑d(=220mm)時(shí)，微粉體形成結(jié)束，并從裝置中取出，之后在高溫爐中加熱使微粉體透明化，得到外徑為115mm的良好燒結(jié)體。再將所得到的這一燒結(jié)體在拉絲爐中光纖化，對(duì)所得到的光纖的光纖特性進(jìn)行了研究，確認(rèn)纖芯母材在全部長度上都具有良好的特性。
比較例1除了將標(biāo)志點(diǎn)11及12的位置設(shè)定于接合點(diǎn)8處(Δa=0mm)之外，其他條件與實(shí)施例1完全相同，制作了外徑為150mm的微粉體。將所得到的燒結(jié)體在高溫爐中加熱使微粉體透明化，得到外徑為81mm的良好燒結(jié)體。將所得到的這一燒結(jié)體在拉絲爐中光纖化，對(duì)所得到的光纖的光纖特性進(jìn)行了研究，在分別離纖芯母材的兩端側(cè)距離為49mm及48mm的范圍內(nèi)，截止波長、MFD(模場直徑)等光纖特性與目標(biāo)值偏離，其特性隨著趨近兩端而變壞。
比較例2除了將標(biāo)志點(diǎn)11、12的位置設(shè)定于Δa=50mm(=0．0010×d2)的位置處之外，其他條件與實(shí)施例3相同，制作外徑為220mm的微粉體。在3個(gè)噴燈中位于最靠近毛坯母材的中心側(cè)的噴燈到達(dá)標(biāo)志點(diǎn)位置的時(shí)刻進(jìn)行折返這一點(diǎn)也相同。將所得到的燒結(jié)體在高溫爐中加熱使微粉體透明化而得到外徑為116mm的良好燒結(jié)體。將所得到的這一燒結(jié)體在拉絲爐中光纖化，對(duì)所得到的光纖的光纖特性進(jìn)行了研究，在分別離纖芯母材的兩端側(cè)距離為48mm的范圍內(nèi)，截止波長、MFD(模場直徑)等光纖特性與目標(biāo)值偏離，其特性隨著趨近兩端而變壞。
由這些結(jié)果可以確認(rèn)，利用本發(fā)明的光纖母材制造方法可以獲得用于制造幾乎在纖芯母材的全部長度上都可獲得良好光纖特性的光纖的光纖母材。
由以上的說明可知本發(fā)明可以具有種種變形。應(yīng)當(dāng)認(rèn)為這些變形不脫離本發(fā)明的思想及范圍，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員很明顯的改進(jìn)都應(yīng)包含在下述權(quán)利要求的范圍之內(nèi)。
本發(fā)明可用來制造具有良好精度的均勻光纖母材。
權(quán)利要求
1．一種光纖母材的制造方法，其中將在由纖芯及包層組成的纖芯母材的兩端部處熔接仿真負(fù)載而制成的毛坯母材，一邊繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)，一邊在軸向上相對(duì)于一個(gè)或多個(gè)玻璃微粒合成用噴燈往復(fù)移動(dòng)，將該玻璃微粒合成用噴燈合成的玻璃微粒吹附并堆積在毛坯母材的外周上形成微粉體，其特征在于在從上述纖芯母材和上述仿真負(fù)載的接合點(diǎn)朝著仿真負(fù)載一側(cè)移動(dòng)一偏移量為A×(微粉體的目標(biāo)外徑[mm])2[mm](其中0．0015＜A＜0．0030)的位置處分別設(shè)置標(biāo)志點(diǎn)，在上述玻璃合成用噴燈到達(dá)上述標(biāo)志點(diǎn)時(shí)或到達(dá)其外的上述毛坯母材的端部側(cè)時(shí)，上述軸向的相對(duì)往復(fù)移動(dòng)的移動(dòng)方向反轉(zhuǎn)，并且只有在各個(gè)上述玻璃合成用噴燈都位于這些標(biāo)志點(diǎn)之間時(shí)，才供給玻璃原料。
2．如權(quán)利要求1的光纖母材的制造方法，其特征在于上述往復(fù)移動(dòng)中，在上述玻璃合成用噴燈中的位于上述毛坯母材的中心側(cè)的噴燈到達(dá)上述標(biāo)志點(diǎn)位置時(shí)，使上述相對(duì)移動(dòng)方向反轉(zhuǎn)。
3．如權(quán)利要求1的光纖母材的制造方法，其特征在于超過上述標(biāo)志點(diǎn)后，位于上述毛坯母材的端部側(cè)的上述玻璃合成用噴燈繼續(xù)供給燃料氣體，對(duì)所形成的微粉體的端部進(jìn)行加熱。
4．如權(quán)利要求1的光纖母材的制造方法，其特征在于利用從上述玻璃合成用噴燈朝著上述毛坯母材的端部側(cè)分別配置的輔助噴燈，對(duì)所形成的微粉體的端部進(jìn)行加熱。
5．一種光纖母材制造裝置，其中將在由纖芯及包層組成的纖芯母材的兩端部處熔接仿真負(fù)載而制成的毛坯母材，一邊繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)，一邊在軸向上相對(duì)于一個(gè)或多個(gè)玻璃微粒合成用噴燈往復(fù)移動(dòng)，將該玻璃微粒合成用噴燈合成的玻璃微粒吹附并堆積在毛坯母材的外周上，形成微粉體，其特征在于包括至少夾持上述毛坯母材的一端的夾持構(gòu)件；向上述毛坯母材吹附微粉粒子的一個(gè)或多個(gè)玻璃合成用噴燈；分別向上述各個(gè)玻璃合成用噴燈供給玻璃原料的原料供給裝置；使上述毛坯母材一邊繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)，一邊在軸向上相對(duì)于上述玻璃合成用噴燈進(jìn)行相對(duì)往復(fù)移動(dòng)的移動(dòng)裝置；輸入所形成的微粉體的目標(biāo)外徑值d[mm]或其計(jì)算所必需的特性值的輸入裝置，以及控制裝置，其中根據(jù)輸入的微粉體的目標(biāo)外徑值或利用輸入的特性值求出的微粉體的目標(biāo)外徑值，在從纖芯母材和仿真負(fù)載的接合點(diǎn)朝仿真負(fù)載側(cè)移動(dòng)一偏移量為A×d2[mm](其中0．0015＜A＜0．0030)的位置處，設(shè)置各標(biāo)志點(diǎn)，控制上述移動(dòng)裝置，使上述全部玻璃合成用噴燈到達(dá)上述標(biāo)志點(diǎn)時(shí)或到達(dá)其外的上述毛坯母材的端部側(cè)時(shí)，移動(dòng)裝置的相對(duì)移動(dòng)方向被反轉(zhuǎn)，在上述軸向上進(jìn)行往復(fù)移動(dòng)的同時(shí)控制上述原料供給裝置，使得只有在上述各個(gè)玻璃合成用噴燈位于這些標(biāo)志點(diǎn)之間時(shí)才供給玻璃原料。
全文摘要
一種光纖母材的制造方法,其中將在纖芯母材的兩端部處熔接仿真負(fù)載而制成的毛坯母材(3),一邊繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)一邊在軸向上相對(duì)于玻璃微粒合成用噴燈(2)往復(fù)移動(dòng),將該玻璃微粒合成用噴燈(2)合成的玻璃微粒吹附并堆積在毛坯母材(3)的外周而形成微粉體。其特征在于,在從纖芯母材和仿真負(fù)載的接合點(diǎn)向著仿真負(fù)載側(cè)移動(dòng)一預(yù)定距離的位置處分別設(shè)置各標(biāo)志點(diǎn)(11)、(12),上述的相對(duì)往復(fù)移動(dòng)在噴燈(2)到達(dá)較標(biāo)志點(diǎn)(11)及(12)更位于靠近端部的折返點(diǎn)(15)、(16)時(shí),使相對(duì)移動(dòng)方向反轉(zhuǎn),并且只有在噴燈(2)位于標(biāo)志點(diǎn)(11)及(12)之間時(shí)才供給玻璃原料。
文檔編號(hào)C03B37/014GK1283168SQ9881255
公開日2001年2月7日 申請(qǐng)日期1998年11月18日 優(yōu)先權(quán)日1997年12月26日
發(fā)明者中村元宣, 大賀裕一 申請(qǐng)人:住友電氣工業(yè)株式會(huì)社