專利名稱：光纖母材的延伸方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種光纖母材的制造方法，且特別是有關(guān)于在把坯材延伸成小直徑的光纖用母材棒延伸制程時(shí)，能減少延伸后光纖母材棒彎曲的那種光纖母材的制造方法。
背景技術(shù)：
把母材坯延伸成較小直徑的母材棒的光纖母材的制造方法，通常是先用電爐加熱母材坯，在使其軟化的同時(shí)，用外徑測(cè)量器等測(cè)量加熱熔融部的外徑，并根據(jù)測(cè)量值來控制母材棒的牽引速度。用這種方法延伸而成的母材，往往因延伸爐內(nèi)的溫度分布不均及母材坯的凝固狀態(tài)不同而產(chǎn)生彎曲。
作為其對(duì)策，在專利文獻(xiàn)1(日本專利特開平09-030825號(hào)公報(bào))及專利文獻(xiàn)2(日本專利特開平09-030827號(hào)公報(bào))中揭露以下的延伸方法測(cè)量安置在延伸裝置上母材坯的中心軸線與延伸裝置軸中心之間的偏移量，并根據(jù)偏移量，變更母材坯的夾持角度，或一邊靠移動(dòng)母材坯的位置，修正母材坯的位置、一邊延伸，使母材坯的中心軸線與延伸裝置的軸中心一致。另外，在專利文獻(xiàn)3(日本專利特開2000-247664號(hào)公報(bào))中介紹的方法是先測(cè)量延伸中的彎曲，再調(diào)整母材棒左右引入滾軸(roller)的轉(zhuǎn)速，以減少?gòu)澢?br> 專利文獻(xiàn)1、2所揭露的這種把母材坯的位置控制在延伸裝置的既定位置上，的方法會(huì)因?yàn)閼覓炷覆呐鞯牟糠旨耙⊙由旌竽覆陌舨糠值奈恢?，由于加熱器交換等的保養(yǎng)會(huì)產(chǎn)生時(shí)效變化問題。還有，因加熱器及保溫材料的周邊溫度分布不均及爐內(nèi)產(chǎn)生氣流偏差等原因，即使把母材控制在目標(biāo)位置，仍然有產(chǎn)生偏差的問題。另外，專利文獻(xiàn)3介紹的調(diào)整滾軸轉(zhuǎn)速的方法則有不能修正滾軸朝滾軸方向以外彎曲的問題。
采用這種因延伸而產(chǎn)生了彎曲的母材棒將不利于拉制光纖制程的操作性以及光纖特性的穩(wěn)定性，因此，在采用這種產(chǎn)生了彎曲的母材棒拉制光纖前，必須要有預(yù)先修正彎曲的制程。但是，這樣做會(huì)大大降低生產(chǎn)效率，所以需要開發(fā)一種不會(huì)使母材棒產(chǎn)生彎曲的母材坯延伸方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種光纖母材的延伸方法，采用這種方法不需要修正母材坯彎曲的制程，可直接延伸出母材棒。
本發(fā)明提出一種光纖母材延伸方法，包括在把母材坯延(ingot)伸成較其直徑小的母材棒(rod)的光纖母材制造方法中，控制一控制位置到一目標(biāo)位置并進(jìn)行延伸，其中母材坯的水平面上的一頸下(neck-down)位置位于目標(biāo)位置，然后測(cè)量延伸好的母材棒的彎曲方向與彎曲量，并根據(jù)測(cè)量結(jié)果調(diào)整目標(biāo)位置。還有，要把頸下位置控制到目標(biāo)位置，較佳是調(diào)整母材坯的懸掛部的位置，例如較佳是把懸掛部位置朝XY方向，特別是朝彎曲測(cè)量顯示的突起方向移動(dòng)。此時(shí)目標(biāo)位置的調(diào)整量較佳是母材棒測(cè)量彎曲量的0.2～20倍。
由于采用了這種方法，就能得到具有優(yōu)秀光學(xué)特性的彎曲量小于0.2mm/m的光纖母材(母材棒)。
本發(fā)明另提出一種光纖母材延伸方法，是在把母材坯延伸成較其直徑小的母材棒的光纖母材的制造方法中，先延伸一根母材，再測(cè)量這根被延伸了的母材棒的彎曲方向及彎曲量，并根據(jù)測(cè)量結(jié)果，調(diào)整其他母材坯軸向垂直面上的頸下目標(biāo)位置，在控制上述目標(biāo)位置的同時(shí)，延伸上述其他母材棒。
如果采用本發(fā)明這種光纖母材制造方法，就能減少母材坯延伸后母材棒的彎曲，因此不必經(jīng)過修正彎曲的制程就能制成用于拉制光纖的用作光纖母材的母材棒，可降低光纖的制造成本。
為讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉較佳實(shí)施例，并配合所附圖式，作詳細(xì)說明如下。


圖1是形狀測(cè)量器的斜視簡(jiǎn)圖。
圖2是母材坯的延伸裝置的縱向剖面簡(jiǎn)圖。
圖3是在比較例1中，延伸后母材棒的彎曲分布情況圖。
圖4是用本發(fā)明的延伸方法(實(shí)施例1)，在經(jīng)過調(diào)整控制位置后延伸而成的母材棒彎曲分布情況圖。
1母材棒 2保持臺(tái)3外徑測(cè)量器 4雷射照射器5雷射受光器 6掃描板7導(dǎo)軌 8螺絲棒9馬達(dá) 10直線編碼器11探測(cè)窗21母材坯22母材棒23夾持棒24懸掛用夾頭25延伸爐26XY臺(tái) 27加熱器28延伸引入機(jī)構(gòu)部29頸下部
30外徑測(cè)量器31位置測(cè)量器具體實(shí)施方式
本發(fā)明實(shí)施形態(tài)采取的光纖母材延伸方法是在延伸中，測(cè)量母材棒的彎曲方向及彎曲量，并根據(jù)測(cè)量的結(jié)果，把正在加熱、熔融直徑變小的頸下位置調(diào)整到目標(biāo)位置，調(diào)整到水平面上預(yù)先設(shè)定了的目標(biāo)位置上。調(diào)整目標(biāo)位置的控制位置，例如是母材坯的懸掛部位置。
調(diào)整目標(biāo)位置的方向是，測(cè)量后彎曲呈凸?fàn)畹姆较?，換句話說，是朝向弓狀母材棒弧形一側(cè)的方向?？窟@樣移動(dòng)，使母材坯彎曲弧側(cè)相對(duì)靠近加熱器，調(diào)整了圓周方向的受熱，因而能得到被筆直延伸的母材棒。
目標(biāo)位置的調(diào)整量是母材棒測(cè)量彎曲量的0.2倍～20倍，理想的是0.5倍～10倍。不過，當(dāng)調(diào)整量超過20倍時(shí)，調(diào)整母材彎曲變得很困難，往往還必須變更加熱條件。
彎曲量的測(cè)量，例如可用日本專利特開平10-062299號(hào)公報(bào)中介紹的測(cè)量方法。圖1是這種形狀測(cè)量器的斜視簡(jiǎn)圖。
把延伸好的母材棒1安放在保持臺(tái)2上，使外徑測(cè)量器3沿著母材棒1作縱向移動(dòng)，靠安裝在該外徑測(cè)量器3上的邊緣檢測(cè)器4、5(4雷射照射器，5雷射受光器)，從直角交叉的2個(gè)方向用雷射照射，來測(cè)量母材棒1外徑的位置，從得到的測(cè)量結(jié)果，求得中心位置的縱向分布。這個(gè)外徑測(cè)量器3與掃描板6連成一體，沿著導(dǎo)軌7，靠螺絲棒8及馬達(dá)9驅(qū)動(dòng)。符號(hào)10是直線編碼器，符號(hào)11是探測(cè)窗。
這時(shí)，把母材棒1棒體兩端部的中心位置用直線連接起來作為基準(zhǔn)線，把測(cè)量到母材棒1中心位置的距離定義為各測(cè)量位置的彎曲量，把顯示最大值點(diǎn)上的值定義為該母材棒的彎曲量，把其彎曲方向定義為彎曲方向。還有，彎曲量因棒體兩端部間距離的變化而變化，要求以1m為基準(zhǔn)長(zhǎng)度進(jìn)行修正，可用測(cè)量到的彎曲量值除母材棒1的長(zhǎng)度而求得。
下面，舉比較例與實(shí)施例來說明本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)。
比較例1采用圖2所示的延伸裝置，延伸圓形母材坯21，把它制作成直徑更小的母材棒22。
具體來說，把夾持棒23分別溶接在外徑120mm、有效長(zhǎng)度800mm的母材坯21的上下兩端部，用懸掛用夾頭24夾固溶接于母材坯21上側(cè)的夾持棒23，并把它懸掛在延伸爐25內(nèi)，靠XY臺(tái)26進(jìn)行水平方向的位置調(diào)整。接下來，用加熱器27加熱母材坯21，用延伸引取機(jī)構(gòu)部28進(jìn)行引取，制作成既定直徑的母材棒22。
延伸中的外徑，被加熱、熔融，用外徑測(cè)量器30測(cè)量直徑被縮小的頸下部29的外徑，把測(cè)量到的該值作為一定，并且把母材棒22的最終外徑作為40mm那樣來控制引取速度。此時(shí)，用直角交叉的2個(gè)方向的外徑測(cè)量器30(直角交叉方向無(wú)圖示)每隔4秒鐘測(cè)量母材坯21頸下位置的外徑，并以此為基準(zhǔn)，用懸掛夾頭24來控制XY方向位置，使頸下部29的中心位置與作為目標(biāo)的爐中心軸線一致。還有，符號(hào)31是位置測(cè)量器。
把用此方法延伸的母材棒分割成1m長(zhǎng)度若干段，用圖1所示的形狀測(cè)量器測(cè)量彎曲量。用同樣的方法測(cè)量延伸好的其他許多母材棒的彎曲量。如圖3所示，圖中X方向是朝向爐子的，把右側(cè)作為+，把左側(cè)作為-。Y方向是把后側(cè)作為+，把前側(cè)作為-。
從圖3中可看到母材棒的彎曲量朝左側(cè)0.4mm及前側(cè)0.4mm很多。
實(shí)施例1在本實(shí)施例中，把上述比較例1看作本發(fā)明-母材坯的一個(gè)例子，因已有比較例1的結(jié)果，可把本發(fā)明中其他母材坯看作另一個(gè)例子，把新的母材坯頸下部的目標(biāo)位置變更為左側(cè)2mm、前側(cè)1.5mm，并用與比較例同樣的方法延伸。同樣，對(duì)延伸好的許多母材棒的彎曲量進(jìn)行測(cè)量，如圖4所示。從圖4中可看到若干X方向的+側(cè)及Y方向的-側(cè)有偏移，但80％以上朝向X方向及Y方向的偏心在±0.2mm以下。在這里，XY方向是本發(fā)明中母材坯軸向垂直面上的一個(gè)例子。
目標(biāo)位置的變更量(調(diào)整量)與變更方向(調(diào)整方向)，如實(shí)施例1那樣，彎曲方向(突起方向)時(shí)，其彎曲變小，但彎曲量與目標(biāo)位置的變更量不一致。該彎曲量與目標(biāo)位置的變更量之比(倍率)也因裝置的不同而不同，彎曲大時(shí)倍率小，彎曲越小倍率越大，還有彎曲如變小則有再變小的傾向，但變更量大致在彎曲量的0.2～20倍的范圍內(nèi)。
采用本發(fā)明的這種延伸方法制作的母材棒，可作為具有高精度筆直度的玻璃棒，并適用作各式各樣的用途。
雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何熟習(xí)此技藝者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的更動(dòng)與潤(rùn)飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視前述的申請(qǐng)專利技術(shù)方案所界定的為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種光纖母材的延伸方法，包括把一母材坯延伸成較其直徑小的一母材棒的光纖母材的制造方法，其特征在于控制一控制位置到一目標(biāo)位置并進(jìn)行延伸，其中該母材坯的水平面上的一頸下位置位于該目標(biāo)位置；測(cè)量延伸好的該母材棒的彎曲方向與彎曲量；以及根據(jù)測(cè)量結(jié)果，調(diào)整該目標(biāo)位置。
2.一種光纖母材的延伸方法，包括把一母材坯延伸成較其直徑小的一母材棒的光纖母材的制造方法，其特征在于延伸一根母材坯；測(cè)量延伸好的該母材棒的彎曲方向與彎曲量；根據(jù)測(cè)量結(jié)果，調(diào)整一目標(biāo)位置，該目標(biāo)位置位于其它根母材坯的軸向的垂直面上的一頸下位置；以及在控制上述目標(biāo)位置的同時(shí)，延伸上述其它母材坯。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光纖母材的延伸方法，其特征在于其中靠調(diào)整該母材坯的懸掛部的位置，把該頸下位置控制在該目標(biāo)位置上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3的其中之一所述的光纖母材的延伸方法，其特征在于其中靠把該母材坯的懸掛部的位置向XY方向移動(dòng)，把該頸下位置控制在該目標(biāo)位置上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4的其中之一所述的光纖母材的延伸方法，其特征在于其中調(diào)整該目標(biāo)位置的方向是測(cè)量到的該母材棒的彎曲突起的方向。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5的其中之一所述的光纖母材的延伸方法，其特征在于其中所述的目標(biāo)位置的調(diào)整量是該母材棒測(cè)量到的彎曲量的0.2倍～20倍。
7.一種光纖母材，其特征在于采用權(quán)利要求1至6中的任一項(xiàng)所述的光纖母材的延伸方法進(jìn)行延伸的。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光纖母材，其特征在于母材棒彎曲量在0.2mm/m以內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種光纖母材的延伸方法，在從母材坯到制成母材棒的過程中，不需要彎曲修正制程。這種把母材坯延伸成小直徑的母材棒的光纖母材的制造方法，需控制位于母材坯水平面上的頸下位置，使其被控制在目標(biāo)位置，與此同時(shí)進(jìn)行延伸，并測(cè)量延伸好的母材棒的彎曲方向與彎曲量，再根據(jù)測(cè)量結(jié)果調(diào)整目標(biāo)位置。還有，要把頸下位置調(diào)整到目標(biāo)位置，較佳是調(diào)整母材坯的懸掛部位置，例如較佳是把懸掛部位置朝XY方向，特別是朝測(cè)量到彎曲的突起方向移動(dòng)。
文檔編號(hào)G02B6/00GK1860082SQ200480028558
公開日2006年11月8日 申請(qǐng)日期2004年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月30日
發(fā)明者島田忠克, 長(zhǎng)尾貴章, 剱持惣一郎 申請(qǐng)人:信越化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社