[发明专利]制造光纤积粉体的装置及用该装置制造光纤积粉体的方法

说明书

                     技术领域

本发明涉及一种制造光纤积粉体(光纤母材)(optical fiber soot)的方法。本发明还涉及一种制造光纤积粉体(光纤母材)的装置。

                     背景技术

气相轴向沉积法(VAD法)包括一个步骤，在该步骤中，光纤的纤芯和包层的一部分(以下称作纤芯包层)通过在轴向上沉积在氢氧焰中形成的玻璃微粒而合成。通过这一方法合成的沉积物被称作纤芯积粉体(纤芯母材)(core soot)。实施轴向上对该所得积粉体的拉拔，使得积粉体尖端部分的位置和纤芯燃烧器之间的距离保持不变。拉拔该积粉体的速度被称作生长速度。根据这种方法使用的装置在图1中示意性地得以说明。纤芯部分1通过使用纤芯燃烧器2合成，而纤芯包层3通过使用包层燃烧器4合成。为了加热纤芯部分且防止开裂，并且抑制该包层燃烧器的火焰与该纤芯燃烧器火焰之间的干扰，在该纤芯部分和该包层部分之间的中间部分提供了侧部燃烧器5。数字6表示用于积粉体沉积的起始材料棒，该材料棒通常是石英固体，并且，在箭头7所指的方向上旋转的同时，在向上的方向8(提拉方向)上被提拉。在图1中，V表示纤芯积粉体的锥形末端部分的长度。

传统使用的该侧部燃烧器5有带环形横截面的多管燃烧器15的结构，如图2所示。图2说明了该传统燃烧器5的横截面，该横截面有外径(宽度)D，并且具有分别以15a、15b和15c表示的外层管、中间管和内层管。通常，氢气从内层管吹出，氧气从外层管和中间管之间吹出，而氩气从中间管和内层管之间吹出，从而形成了该侧部燃烧器5的燃烧火焰。

为了提高根据VAD方法的产率，增加纤芯部分的直径是有效的。纤芯部分直径的增加成比例地增加了由该侧部燃烧器加热的面积，特别是在水平方向上的面积(该横截面面积具有图1中的d所示的直径(纤芯的直径由该侧部燃烧器加热))。因此，为了在水平方向上均匀地加热该纤芯内部的横截面部分，必需使火焰扩展。

传统燃烧器的火焰可以通过增加气体(可燃气体和助燃气体)的量来扩展。但是，由于纤芯部分的表面温度局部升高，所以，存在这样的问题，即细槽被强化到一定程度，使得不可能使用剖面分析仪(以下简写为PA)进行剖面测量，或者，在使该纤芯预制品透明(烧结)之后，在其中形成气泡。另一方面，为了防止纤芯部分表面温度的不均匀，当燃烧器的直径增加时，火焰也在向上和向下的方向上扩展。因此，侧部燃烧器的火焰与包层燃烧器的火焰之间的干扰增加，而且纤芯积粉体在最坏的情况下变形。为了防止这一问题，在包层燃烧器的位置上移时，纤芯积粉体末端部分的锥形部分的长度V变大，并且所得纤芯积粉体中的有缺陷部分的比例增加。

                        发明内容

本发明是一种用于根据气相轴向沉积法制造光纤积粉体的装置，其中，用于加热纤芯部分的侧部燃烧器的烧嘴的横截面形状为矩形。

另外，本发明是一种使用上述用于制造光纤积粉体的装置来制造光纤积粉体的方法。

本发明的其它和另外的特征和优点，从以下结合附图的说明中将更全面地展现。

                        附图说明

图1是图解说明根据VAD方法制造光纤积粉体的视图；

图2是在VAD方法中使用的传统多管燃烧器的横截面视图；

图3是在本发明的用于制造光纤积粉体的装置中使用的多管燃烧器的横截面视图；

图4是曲线图，说明了该燃烧器直径D和高度H与锥形末端部分的长度V之间的关系；

图5是曲线图，说明了该燃烧器宽度L和温差ΔT之间的关系；

图6是图解说明在本发明的用于制造光纤积粉体的装置中使用的多管燃烧器的另外一个实施例的横截面视图；

图7是图解说明在本发明的用于制造光纤积粉体的装置中使用的多管燃烧器的又一个实施例的横截面视图；

图8(a)和图8(b)图解说明了该侧部燃烧器的锥形末端部分的形状的一个实施例，其中，图8(a)是俯视图，图8(b)是侧视图；以及

图9是曲线图，图解说明了罩子出口长度h与该锥形末端部分的长度V之间的关系。

                      具体实施方式

根据本发明，提供以下方法：

(1)一种根据VAD方法制造光纤积粉体的装置，其中，用于加热纤芯部分的侧部燃烧器的烧嘴的横截面形状为矩形。

(2)一种根据条款(1)的用于制造光纤积粉体的装置，其中，该侧部燃烧器烧嘴的矩形横截面的宽度是纤芯部分直径的0.7倍以上。