專利名稱:多孔質(zhì)玻璃棒的制造方法
本發(fā)明涉及通過汽相軸向沉積(VAD)法制造光學(xué)纖維、柱透鏡等光學(xué)系統(tǒng)用多孔質(zhì)玻璃母材的方法及其裝置。
采用汽相軸向沉積(VAD)法制造光學(xué)系統(tǒng)多孔質(zhì)玻璃母材時(shí)，有必要使已形成這種制造氣體介質(zhì)的反應(yīng)容器內(nèi)的氣流得到穩(wěn)定，若不能完全確保這種穩(wěn)定性，那么，多孔質(zhì)玻璃母材的外徑變化和折射率分布的變化就會(huì)增大。
為此，人們采取了一些適當(dāng)?shù)拇胧缈刂品磻?yīng)容器的排氣壓、或使受到流量控制和壓力控制的氣體從反應(yīng)容器的上部流向其內(nèi)部，作為有關(guān)這方面的技術(shù)，例如特開昭56-69234號(hào)公報(bào)、特開昭57-135738號(hào)公報(bào)中的發(fā)明已經(jīng)有了公開。
傳統(tǒng)的方法可參見圖3(A)(B)，這里例示了特開昭57-135738號(hào)公報(bào)的發(fā)明，其中1是具有排氣口2的反應(yīng)容器，3是從反應(yīng)容器1的上部插入其內(nèi)部的通路管，4是從反應(yīng)容器1的下部至其內(nèi)部裝著生成玻璃微粒用的燃燒器，5是靶標(biāo)，6是多孔質(zhì)玻璃棒。
采用圖3的方法，在形成玻璃棒6時(shí)是使所定的氣體從通路管3的內(nèi)部流向其下方，但正如該圖(A)所示的，在多孔質(zhì)玻璃棒6的形成初期通路管3內(nèi)的留空量較大，而隨著玻璃棒6的長(zhǎng)大，使它侵入到通路管3的內(nèi)部時(shí)，上述留空量就變小。
因此，隨著多孔質(zhì)玻璃棒6的長(zhǎng)大，經(jīng)過通路管3的流動(dòng)性就會(huì)發(fā)生變化，與此同時(shí)，反應(yīng)容器1內(nèi)的燃燒器火焰的指向(玻璃微粒的噴射方向)也會(huì)有變化。
在省略了說明的特開昭56-69234號(hào)公報(bào)的發(fā)明中也會(huì)發(fā)生同樣的現(xiàn)象。
正如以上所述的，在傳統(tǒng)方法的場(chǎng)合下，由于燃燒器火焰的指向會(huì)發(fā)生變化，因此在制造所需長(zhǎng)度的多孔質(zhì)玻璃棒6時(shí)就不能夠切實(shí)防止玻璃棒6的外徑變化和折射率分布的變化，該對(duì)此進(jìn)行補(bǔ)償?shù)耐饭?內(nèi)的流量控制、反應(yīng)容器1內(nèi)的壓力控制也有困難。
另一方面，在擴(kuò)大通路管3的內(nèi)徑使上述流動(dòng)性的變化小到可忽略程度的情況下，多孔質(zhì)玻璃棒6的外徑雖可達(dá)到穩(wěn)定，但這對(duì)由于來自反應(yīng)容器上部的流動(dòng)能會(huì)變小，從燃燒器4出來的玻璃微粒就會(huì)在容器1內(nèi)亂舞，因而使得多孔質(zhì)玻璃棒6的折射率分布的穩(wěn)定性受到破壞。
本發(fā)明就是鑒于上述問題，試圖提供一種穩(wěn)定反應(yīng)容器內(nèi)的流動(dòng)性、并借此制得長(zhǎng)度方向的外徑、折射率分布穩(wěn)定的多孔質(zhì)玻璃棒的方法及其裝置。
本發(fā)明的方法是，采用具有從容器側(cè)部的排氣口和從容器的上部通到其內(nèi)部的上下方向的通路部分以及從容器下部至其內(nèi)部安裝著玻璃微粒生成用燃燒器的反應(yīng)容器，還采用從上述通路部分至反應(yīng)容器內(nèi)插入著的可上下自由移動(dòng)并自由旋轉(zhuǎn)的靶標(biāo)，在反應(yīng)容器內(nèi)的所定位置上旋轉(zhuǎn)著的靶標(biāo)的下端，噴射并堆積通過燃燒器而產(chǎn)生的玻璃微粒從而形成多孔質(zhì)玻璃棒，再根據(jù)該多孔質(zhì)玻璃棒的長(zhǎng)大速度把靶標(biāo)向上拉，其特征是在這樣一種制造多孔質(zhì)玻璃棒的方法上，使反應(yīng)容器的內(nèi)部沿著其通路部分的外周產(chǎn)生下降氣流。
本發(fā)明的裝置包括具有從容器側(cè)部的排氣口和從容器的上部通入其內(nèi)部的上下方向的通路部分、以及從容器下部至其內(nèi)部安裝著的玻璃微粒生成用燃燒器的反應(yīng)容器，還包括從上述通路部分至反應(yīng)容器內(nèi)部插入著的可上下自由移動(dòng)并自由旋轉(zhuǎn)的靶標(biāo)，其特征是在具備這種反應(yīng)容器和這種靶標(biāo)的多孔質(zhì)玻璃棒的制造裝置上，把具有氣密性能的筒體連結(jié)到上述通路的上方，在反應(yīng)容器的上部?jī)?nèi)周與通路部分的外周之間形成氣體流路以便形成下降氣流，而在該氣體通路的上端形成氣體流入部分。
在本發(fā)明中，使從反應(yīng)容器內(nèi)的燃燒器前端噴射出的玻璃微粒堆積在處于旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的靶標(biāo)的下端從而形成多孔質(zhì)玻璃棒，并根據(jù)該多孔質(zhì)玻璃棒的長(zhǎng)大速度把標(biāo)靶向上拉起，這些雖然與已有例相同，但這種方法形成多孔質(zhì)玻璃棒時(shí)，應(yīng)使反應(yīng)容器內(nèi)沿通路部分的外周產(chǎn)生下降氣流。
如上所述，在制造多孔質(zhì)玻璃棒時(shí)，多孔質(zhì)玻璃棒與靶標(biāo)一起通過通路部分的內(nèi)部，而下降氣流則沿著通路部分的外周流向排氣口。
因此，由于首先是靶標(biāo)通過然后是長(zhǎng)大了的多孔質(zhì)玻璃棒通過說該通路，所以即使通路部分內(nèi)的留空量有變化，沿著該通路部分外周下降的氣流，也不會(huì)受到因上述留空量的變化而產(chǎn)生的影響，而始終呈現(xiàn)出穩(wěn)定的流動(dòng)性。
其結(jié)果，由于是穩(wěn)定狀態(tài)的下降氣流，多孔質(zhì)玻璃棒母材的外徑就能大體上得到固定，另外對(duì)于堆積面來講燃燒器的火焰指向也是固定的，并可防止因下降氣流而產(chǎn)生的玻璃微粒的亂舞，由于這些多重的效果，多孔質(zhì)玻璃母材長(zhǎng)度方向的折射率分布可得到穩(wěn)定，于是就能獲得質(zhì)量和特性均優(yōu)的多孔質(zhì)玻璃母材。
實(shí)施例以下參照附圖對(duì)本發(fā)明的方法及其裝置的具體例子進(jìn)行說明。
上圖1和圖2中，11是具有排氣口12的反應(yīng)容器，13是自反應(yīng)容器11的上部至其內(nèi)部而設(shè)置著的通路部分，14是自反應(yīng)容器11的下部至其內(nèi)部安裝著的玻璃微粒生成用燃燒器，15是可自由旋轉(zhuǎn)和上下移動(dòng)的已知靶標(biāo)。
在以上所述中，在通路部分13的上方連接著具有氣密性能的筒體16，在反應(yīng)容器11的上部?jī)?nèi)周與通路部分13的外周之間形成著為產(chǎn)生下降氣流的氣體流路17，同時(shí)在這氣體流路17的上端形成了氣體流入部分18。
又，在圖1的情況下，通過在反應(yīng)容器11的上面等間隔地穿設(shè)著的數(shù)個(gè)圓形透孔，形成了氣體流入部分18，在圖2的情況下，通過具有氣體導(dǎo)入口19與環(huán)狀吐出口20的構(gòu)件而形成氣體流入部分18，與此同時(shí)，在氣體導(dǎo)入口19上連接著具有流量調(diào)節(jié)器21的管道系統(tǒng)22。
圖中，23表示多孔質(zhì)玻璃棒。
在采用上述圖示的裝置制造多孔質(zhì)玻璃棒23時(shí)，靶標(biāo)15其下端一直要插入到反應(yīng)容器11內(nèi)的所定位置并進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，通過燃燒器14的火焰加水分解反應(yīng)所產(chǎn)生的生成物即玻璃微粒就朝上述靶標(biāo)15的下端噴射并被堆積起來。
通過這種玻璃微粒的堆積，在靶標(biāo)15的下端就形成了多孔質(zhì)玻璃棒23，又根據(jù)該多孔質(zhì)玻璃棒23的長(zhǎng)大速度，靶標(biāo)15在通路部分13內(nèi)和筒體16內(nèi)被往上拉起，但這時(shí)，反應(yīng)容器11的內(nèi)部在通過排氣口12進(jìn)行排氣的同時(shí)又有伴隨著排氣的自然導(dǎo)入，另外，通過來自管道系統(tǒng)22的強(qiáng)制導(dǎo)入，規(guī)定的氣體就從氣體流入部分18導(dǎo)入氣體流路17，并通過它形成沿著通路部分13的外周的下降氣流。
如上所述，沿著通路部分13的外周流入排氣口12的該下降氣流顯示出不受通路部分13內(nèi)留空量變化影響的穩(wěn)定的流動(dòng)性，并能夠獲得朝向堆積面的固定的燃燒器火焰的指向和阻止玻璃微粒亂舞等作用效果，所以就能使多孔質(zhì)玻璃母材23的長(zhǎng)度方向的外徑以及折射率之分布得以穩(wěn)定。
此外，根據(jù)以上所述在制造多孔質(zhì)玻璃棒23時(shí)，有必要施行應(yīng)使反應(yīng)容器內(nèi)的排氣壓、下降氣流的流量等保持一定的壓力控制和流量控制，而這些控制是通過連接在排氣口12的管道系統(tǒng)的排氣量調(diào)節(jié)器(未圖示)、連接在氣體導(dǎo)入口19的管道系統(tǒng)22的流量調(diào)節(jié)器21等進(jìn)行調(diào)節(jié)的。
正如以上所說明的，運(yùn)用本發(fā)明方法，在采用汽相軸向沉積(VAD)法制造多孔質(zhì)玻璃棒時(shí)，由于是沿著反應(yīng)容器內(nèi)的通路部分的外周產(chǎn)生了下降氣流，所以就可通過不受通路部分內(nèi)的留空量變化影響的穩(wěn)定的該下降氣流而獲得長(zhǎng)度方向的外徑及折射率分布穩(wěn)定的多孔質(zhì)玻璃棒母材。
另一方面，本發(fā)明的裝置不僅包括反應(yīng)容器的排氣口及通路部分、玻璃微粒生成用的燃燒器和靶標(biāo)等，而且還在反應(yīng)容器的上部?jī)?nèi)周與通路部分的外周之間形成了氣體流路，在該氣體流路的上端形成了氣體流入部分，在上述通路部分的上方連結(jié)著具有氣密性能的筒體，所以就能夠容易地使之產(chǎn)生所定的下降氣流，多孔質(zhì)玻璃棒的拉上操作也可利用通路部分上的筒體而在不破壞反應(yīng)容器內(nèi)氣體介質(zhì)的情況下得以進(jìn)行。
圖1是簡(jiǎn)單顯示了本發(fā)明方法及裝置的一實(shí)施例的說明圖，圖2是簡(jiǎn)單顯示了與上相同的其它實(shí)施例的說明圖，圖3(A)(B)是現(xiàn)有技術(shù)例子的說明圖。
11…反應(yīng)容器12…排氣口13…通路部分14…燃燒器
15…靶標(biāo)16…筒體17…氣體流路18…氣體流入部分19…氣體導(dǎo)入口20…氣體吐出口21…流量調(diào)節(jié)器22…管道系列23…多孔質(zhì)玻璃棒
權(quán)利要求
1.一種多孔質(zhì)玻璃棒的制造方法，采用具有從容器側(cè)部的排氣口和從容器的上部通到其內(nèi)部的上下方向的通路部分以及從容器下部至其內(nèi)部安裝著的玻璃微粒生成用燃燒器的反應(yīng)容器，還采用從上述通路部分至反應(yīng)容器內(nèi)插入著的可上下移動(dòng)并可自由旋轉(zhuǎn)的靶標(biāo)，在反應(yīng)容器內(nèi)的所定位置旋轉(zhuǎn)著的靶標(biāo)的下端噴射并堆積通過燃燒器而產(chǎn)生的玻璃微粒從而形成多孔質(zhì)玻璃棒，再根據(jù)該多孔質(zhì)玻璃棒的長(zhǎng)大速度把靶標(biāo)向上拉起，其特征是在這樣一種制造多孔質(zhì)玻璃棒的方法上，使上述反應(yīng)器的內(nèi)部沿著其通路部分的外周產(chǎn)生下降氣流。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的多孔質(zhì)玻璃棒的制造方法，其特征是為使沿通路部分外周的下降氣流保持一定而對(duì)該氣流的流量進(jìn)行調(diào)節(jié)。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的多孔質(zhì)玻璃棒的制造方法，其特征是為使反應(yīng)容器內(nèi)的排氣壓保持一定而對(duì)沿通路部分外周的下降氣流的流量進(jìn)行調(diào)節(jié)。
4.一種多孔質(zhì)玻璃棒的制造裝置，包括具有從容器側(cè)部的排氣口和從容器的上部通入其內(nèi)部的上下方向的通路部分、以及從容器下部至其內(nèi)部安裝著的玻璃微粒生成用燃燒器的反應(yīng)容器，還包括從上述通路部分至反應(yīng)容器內(nèi)部插入著的可上下自由移動(dòng)、并可自由旋轉(zhuǎn)的靶標(biāo)，其特征是在具備這種反應(yīng)容器和這種靶標(biāo)的多孔質(zhì)玻璃棒的制造裝置上，把具有氣密性能的筒體連接到上述通路的上方，在反應(yīng)容器的上部?jī)?nèi)周與通路部分的外周之間形成氣體流路以便形成下降氣流，而在該氣體通路的上端形成氣體流入部分。
5.根據(jù)權(quán)利要求
4所述的多孔質(zhì)玻璃棒的制造方法，其特征是氣體流入部分包括穿設(shè)在反應(yīng)容器上面的數(shù)個(gè)透孔。
6.根據(jù)權(quán)利要求
4所述的多孔質(zhì)玻璃棒的制造方法，其特征是通過具有氣體導(dǎo)入口和環(huán)狀氣體吐出口的構(gòu)件而形成了氣體流入部分。
7.根據(jù)權(quán)利要求
6所述的多孔質(zhì)玻璃棒的制造方法，其特征是在氣體導(dǎo)入口連接著具有流量調(diào)節(jié)器的管道系流。
專利摘要
一種多孔質(zhì)玻璃棒的制造方法包括具有上下方向的通路部分以及玻璃微粒生成用燃燒器的反應(yīng)容器，還包括從通路部分至容器內(nèi)部插入的可上下移動(dòng)并可施轉(zhuǎn)的靶標(biāo)，在反應(yīng)器內(nèi)的所定位置旋轉(zhuǎn)著的該靶標(biāo)的下端噴射并堆積通過燃燒器而生成的玻璃微粒形成多孔質(zhì)玻璃棒，再根據(jù)多孔質(zhì)玻璃棒的長(zhǎng)大速度把靶標(biāo)向上拉起，其中在容器的內(nèi)部產(chǎn)生沿著其通路部分的外周產(chǎn)生下降氣流。
文檔編號(hào)C03B37/012GK86103651SQ86103651
公開日1987年12月9日 申請(qǐng)日期1986年5月26日
發(fā)明者川添英世, 飯野, 折茂勝已 申請(qǐng)人:古河電氣工業(yè)株式會(huì)社導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan