[发明专利]生产光纤维预型件的方法

说明书

                     发明背景

1.发明领域

本发明涉及了一种采用OVD(外部蒸气沉积)方法来生产光纤维预型件的方法。明确地说，本发明涉及了一种包括烟灰沉积过程的生产光纤维预型件方法，由此光纤维预型件的外径沿纵向波动很小，烟灰(玻璃微粒)的沉积效率高，并且可以调节光纤维预型件的起始杆部分的直径对光纤维预型件直径的比率。

2.有关技术的描述

作为高速生产大尺寸光纤维预型件的方法，已有的方法是对着一个起始杆按预定间隔设置多个玻璃微粒合成喷灯，玻璃微粒(烟灰)以层的形式沉积在起始杆的表面上(多层烟灰沉积)，同时旋转的起始杆和成排喷灯相对往复地移动。喷灯和起始杆以来回运动方式从一端到另一端的相对移动称作“来回移动”。在这种沉积玻璃微粒的方法(烟灰沉积法)中，重要的是沿玻璃微粒沉积物(烟灰体)纵向的外径波动最小，为此建议了多种方法。

在采用多个喷灯的多层烟灰沉积中，烟灰体外径波动的因素之一是：喷灯和/或起始杆的来回移动速度(即喷灯和起始杆的相对来回速度)在来回移动的折回位置(以下称为回转区)上为零。这使得在回转区的实际烟灰沉积时间比另一区域上的时间长得多，或者喷灯火焰在烟灰体上的接触程度不同。因此，当按预定时间进行来回移动时，在回转区上改变了烟灰的沉积量，造成外径的波动。作为解决这个问题的方法，有一个方法是沿着预定的方向变动每次来回移动的回转位置，并且在变动到一个预定的位置之后，它沿相反方向变动并回到初始位置(日本专利的未审查出版号Hei.3-228845)。这里，回到初始位置的回转次数称为平均变向数。由此，在实际烟灰沉积时间延长的回转区上的波动，或者喷灯火焰在烟灰体上接触程度的波动被分配到整个烟灰体上，使得整个烟灰体的实际烟灰沉积时间或气氛平均地相互一致。所以，烟灰的沉积量沿纵向为均匀，外径的波动减小。

另外，根据在上述日本专利的未审查出版号Hei.3-228845中描述的方法，作为减小外径波动的方法，有一个方法是测量整个烟灰体的外径波动，对烟灰沉积量小的区域用一个辅助的烟灰沉积喷灯进行补充的烟灰沉积，从而减小外径的波动(日本专利的未审查出版号Hei.10-158025)。采用一个可以检测整个烟灰体的CCD相机和一个中心信息处理机来测量整个烟灰体的外径波动。辅助烟灰沉积喷灯可以沿整个烟灰体独立地来回移动。

在沉积玻璃微粒(它变成在包括一个芯子的起始杆上的包层)的过程(以下也称为烟灰沉积或上包覆沉积)中，在光纤维特性中重要的因素是：在上包覆沉积之后，可以精确控制起始杆区域的直径与固结和玻璃化体直径之比到一个目标J比率，以及沿纵向没有J比率的波动。(有时，固结和玻璃化体与光纤维预型件相同)在先有技术中已经研究的沿纵向的外径波动意味着沿纵向的J比率波动。在先有技术中，还没有考虑到精确控制J比率来使它等于目标J比率。根据光纤维的特性，重要的是精确控制J比率到目标J比率，因为当J比率改变时光纤维特性会波动。严格地说，起始杆的直径相互不同，如果不能精确控制到目标J比率，则难以达到光纤维的目标特性。所以，在上包覆沉积中重要的是可以进行精细的J比率调整或沿烟灰直径方向调整沉积量。

在上述日本专利的未审查出版号Hei.3-228845方法中，当按照平均变向数的方式停止烟灰沉积时，J比率波动增加。所以，希望在平均变向的整数倍上停止烟灰沉积。但是，当对每个平均变向数整数倍上停止烟灰的沉积时，在平均转数期间沉积的烟灰沉积量相当大，由此精细的J比率调整变得困难。在上述日本专利的未审查出版号Hei.10-158025的方法中，在烟灰外径成为目标烟灰外径之前，停止了由多个主喷灯的烟灰沉积，然后仅由辅助烟灰沉积喷灯对沉积量小的区域进行烟灰沉积，使得在减小外径波动的同时调整目标烟灰外径。但是，在这个方法中，降低了烟灰沉积的效率(延长了烟灰沉积所需的时间)。另外，在日本专利的未审查出版号Hei.10-158025的方法中，需要在容器内设置一个移动机构，用于沿着烟灰体的整个范围来回移动辅助烟灰沉积喷灯，或者把移动机构设置在容器外。当移动机构设置在容器外时，需要提供一个为整个范围来回移动的孔来把喷灯插入容器内。

当移动机构插入容器中时，杂质被混入烟灰中，在固结和玻璃化烟灰体变透明时它造成空穴。当孔设在容器上时，由杂质产生空穴的能力增加。这就是为什么要在容器内保持为负压，使得容器内空气不会跑到外面，而由于容器内处于酸性气氛中，外面空气进入容器内，容器外灰尘将随空气进入容器内。

                      发明概述