[发明专利]制造光纤预制棒的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用OVD(外部汽相沉积法)方法制造光纤预制棒的方法，更具体地说，涉及一种制造光纤预制棒的方法，其中沿该预制棒轴向的外径误差被减至最小而不降低沉积速度，并且基本上可以得到目标数量的玻璃。

背景技术

公开号为No.3-228845的日本专利申请揭示了一种利用OVD方法高速地制造大尺寸光纤预制棒的方法。在这一公开的方法中，多个用于合成玻璃颗粒的燃烧炉等距地排成一行，该成行排列的燃烧炉及一根母棒(starting rod)彼此相对放置并往复相对移动以通过在转动的母棒周围沉积玻璃颗粒而形成一个包层玻璃沉积体(soot glass deposit body)，然后对该沉积体进行玻璃化以形成一个透明的光纤预制棒。

在该方法中，运用往复移动的手段所想达到的一个目的是减少所述包层玻璃沉积体沿轴向的外径偏差。每次母棒和成行排列的燃烧炉往复相对移动时，所述往复移动的转折位置都发生偏移，当到达一个预定点时，往复移动的转折位置沿相反方向偏移以返回到起始位置。于是，沉积时间长的往复移动的转折位置沿着轴向分布以便在轴向方向上沉积等量的玻璃颗粒，并由此减小所述包层玻璃沉积体外径的轴向误差。在本说明书中，所述往复移动的转折位置返回到起始位置的移动的次数称为“均衡往返轮数”(the number of equalization-round turns)。

在该方法中，重要的是确定沉积玻璃颗粒的工艺过程，以使所述转折位置沿所述包层玻璃沉积体的整个长度均匀分布。制定的这种沉积玻璃颗粒的工艺过程使得可用重量检测或类似装置持续地测量玻璃颗粒的沉积量，且当测量值接近目标重量时，沉积过程在往复移动次数达到所述均衡往返轮数的整数倍时结束，并可得到目标重量。公开号为No.3-228845的日本专利申请没有揭示任何确定所述目标重量的方法。

公开号为No.10-158025的日本专利申请揭示了一种减少包层玻璃沉积体外径偏差的方法。在所公开的方法中，利用一个中心信息处理设备和一个CCD(计算机控制的显示器)相机来测量整个包层玻璃沉积体的外径偏差，所述CCD相机可监视整个包层玻璃沉积体以使一个辅助玻璃合成燃烧炉在该沉积体外径小于其他部分之处补充沉积玻璃颗粒。所述辅助合成玻璃燃烧炉可独立地移动包层玻璃沉积体的全长，由此减小沿其全长的外径偏差。

公开号为No.4-260633的日本专利申请也揭示了用于制造包层玻璃沉积体的设备，在该方法中，确定燃烧炉最后的横移速度以便通过估算相关的重量增加而生产具有目标体积的包层玻璃沉积体，所述估算是以测量沉积期间由于每次横向移动而产生的重量增加所得到的数据为基础。公开号为No.3-54129的日本专利申请还揭示了一种用于制造光纤预制棒的方法，在该方法中，以与上述方法中相似的方式来确定最后一次横向移动中的横移速度或玻璃材料的供给量。上述两个专利申请都没有公开任何确定目标重量的方法，这种方法要考虑沉积体锥形部分的玻璃颗粒。

公开号为No.2-137743的日本专利申请揭示了一种用于制造光纤预制棒的方法，在这种方法中，如果包层玻璃沉积体单位长度的重量达到一个预定值，则停止玻璃体的沉积，同时在沉积过程中测量所述沉积体的外径和重量，并计算所述沉积体单位长度的重量，这种计算是基于这样一种假设，即所述沉积体的长度为燃烧炉移动的距离与所述沉积体锥形部分长度之和。该公开的专利申请没有揭示任何用于确定目标重量的方法，这种方法要考虑聚集在沉积体锥形部分的玻璃颗粒。而且，该专利申请公开的方法也没有考虑所述锥形部分的形状或沉积体的有效部分与锥形部分之间容积密度的差别。

发明概述

本发明的目的是提供一种制造光纤预制棒的方法，在这种方法中，沿轴向的外径偏差被降至最小，并基本可沉积目标数量的玻璃。根据本发明的一种方法，基于三个变量之间的预定关系：第一变量是母棒外径，第二变量是光纤预制棒外径，第三变量是结束玻璃颗粒沉积过程的时间，使母棒和燃烧炉进行相对往复移动，以在母棒上沉积玻璃颗粒，直到完成所述结束沉积过程的时间，然后把得到的沉积体玻璃化。

根据本发明的一个方面，可拉伸母棒以使其具有由期望的光纤预制棒的外径及套管比率(jacketing ratio)所确定的外径，或者光纤预制棒的外径也可能由母棒外径和套管比率确定。“套管比率”一词用在此处指的是“光纤预制棒中覆盖层外径与母棒外径的比率”。