[发明专利]制备光纤预制棒的方法和系统

说明书

技术领域

本申请涉及制备光纤预制棒的方法和系统。

背景技术

所谓的熔缩阶段是玻璃光纤生产中的一个步骤。在这一阶段期 间，利用热源在收缩机器中将沉积管收缩成玻璃杆(又称为光纤预 制棒)。该机器通常称为熔缩器(collapser)。该机器包括热源，热 源的温度高于玻璃管的熔化温度(2000℃以上)。使管熔缩的合适 热源包括氢/氧燃烧器、等离子燃烧器、电阻炉和感应炉。

遗憾的是，在熔缩过程中管会发生破裂。碎玻璃会严重地损坏 热源。这通常会导致高成本的热源修复及熔缩方法的调整。而这又 引起进一步的工艺稳定性问题。对于具有相对较高锗含量(使在衬 底管和沉积层之间的折射率差高于0.5％)的沉积层的管，问题尤其 突出。

发明内容

本发明提供了上述问题的解决方案。根据本发明，制备光纤预 制棒的方法其特征于在管熔缩阶段期间利用馈送到管中的流体流来 检测管的结构一致性。

如此，管的任何结构上的恶化，特别是破裂能够被迅速且可靠 地检测到。本方法能够无需对实施该方法的熔缩器系统进行不期望 的复杂改动而实现。根据优选实施方式，用于监测一致性的流体流 提供进一步的功能(例如通过与管的物理和/或化学交互)。利用如 下所述的方法可以获得良好的结果，该方法包括根据预定的压力变 化模式改变流到管的流体的压力，并监测流体(特别是相对于管的 下游)的压力变化模式。

根据更优选的实施方式，该方法包括沿着管的纵向移动热源， 优选沿着管前后移动多次，热源加热管至软化温度。例如，保持热 源温度高于管的软化温度以软化管，和/或热源可局部地加热管至所 述软化温度。

还有，本发明的实施方式提供了用于制备光纤预制棒的系统， 该系统包括：

固定器，配置为固定管；

加热器，配置为加热至少部分管至管的熔缩温度；和

流体供应系统，配置为向由固定器固定的管中供应流体；

其特征在于该系统包括管一致性监测器，其被配置为在熔缩阶 段期间，通过监测流体来实现对管的结构一致性的监测。根据优选 实施例，一致性监测器包括压力模式感应器，其被配置成对流体流 中的压力模式进行感应。

附图说明

现在将通过参照附图的非限制性实施例对本发明做进一步阐 述，其中：

图1图示说明根据本发明的系统和方法的非限制性示例；

图2表示管破裂后部分系统；

图3是显示了在时间域中的传感器值的图；

图4显示了在管破裂前，在频率域中的第一传感器信号的图；

图5显示了在管破裂前，在频率域中的第二传感器信号的图。

在本申请中，相同或相应的特征由相同或相应的附图标记表 示。

具体实施方式

图1描述了使管P熔缩以制备光纤预制棒的系统。特别地，所 述熔缩至少包括管P的径向收缩，直至将管闭合成固体杆(称为光 纤预制棒)。

现有技术中已知的是，用于制备预制棒的管P是圆柱形的玻璃 (石英)管，特别是管的内侧提供有一层或多层包层(例如掺杂和/ 或非掺杂的石英层)和一种或多种纤芯材料层(例如掺杂石英，特 别是锗掺杂的石英，掺杂能够提高石英的折射率)。在纤芯层和包 层中可以使用各种掺杂剂和掺杂方式；总体而言，纤芯材料的折射 率大于包层材料。如此涂覆的管可以通过，例如，使用化学气相沉 积工艺，如PCVD、MCVD或FCVD制备，或以所属技术领域的技 术人员熟知的其他不同方式制备。

本系统包括配置为固定预制棒管P(在水平方向)的固定器8， 和配置为加热至少部分管至管熔缩(即软化)温度的加热器。固定 器和加热器可以以各种方式配置。附图中，固定器和加热器(例如 焰炬、炉)共同由附图标记8指示；其共同被称为管熔缩器8。优选 地，熔缩器配置为沿管P的纵向反复移动热源，其中热源配置为局 部加热管至高于管的软化温度的温度。

例如，如所属技术领域的技术人员所熟知的，固定器可配置为 旋转管状管P(围绕着相应的中心线)，其中加热器可沿管P移动 以使部分管熔缩。在操作过程中，实际上整个管P都能够被加热器 (沿着管反复移动)软化，并熔缩(不改变杆状圆柱形状)。