[发明专利]用于制造光纤预制件的装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于制造光纤预制件的装置和方法。

背景技术

光纤是通过将光纤预制件拉伸成纤维而制造成的。光纤预制件是通过制备包括芯层和光学包层的玻璃棒并且随后在玻璃棒的外周形成护套层而制成的。

日本专利申请公开H10-324537（专利文献1）描述了一种通过在玻璃棒的周面上沉积玻璃颗粒来形成护套层的方法。根据该方法，通过吹附技术供应玻璃颗粒，然后通过等离子体炬加热玻璃颗粒，以使玻璃颗粒沉积。该方法在下文中称为“等离子体吹附法”。而且，专利文献1描述了通过将卤素气体和玻璃颗粒一起吹附到玻璃棒的周面上来修正沉积到玻璃棒的周面上的玻璃颗粒的折射率的技术。通常，卤素气体是腐蚀性的，因此难以在防止制造设备受到损坏的同时实施该方法。

美国专利申请公开No.2005-0262876（专利文献2）描述了以如下方式形成护套层的方法：在将含有预定量掺杂物的玻璃颗粒吹附到玻璃棒的周面上的同时执行等离子体吹附法，因此，将具有预期折射率的玻璃颗粒沉积在玻璃棒的周面上。该方法不存在损坏制造设备的问题，但是因为这种折射率调整型玻璃颗粒价格昂贵，因此该方法难以制造出低成本的光纤预制件或光纤。

发明内容

本发明的目的是提供如上所述在避免装置损坏的同时以低成本制造光纤预制件的装置和方法。

本发明的制造光纤预制件的装置为通过在玻璃棒的周面上沉积玻璃颗粒来制造光纤预制件的设备，包括：（1）等离子体炬，其用于利用等离子体火焰来加热玻璃颗粒；（2）腔室，其将被等离子体炬加热的玻璃棒的加热部包围；（3）供应部，其独立于等离子体炬设置并且用于向所述腔室中的所述玻璃棒的加热部供应玻璃颗粒以及用于将组分修正气体供给至所述腔室中，而所述组分修正气体用于修正待沉积在所述腔室中的所述玻璃棒的加热部上的玻璃颗粒的组分；（4）排气部，其通过排气使所述腔室内为负压；以及（5）移动机构，其用于使所述等离子体炬、所述腔室、所述供应部和所述排气部沿着与所述玻璃棒的轴线平行的方向做相对移动。

在一个实施例中，本发明的制造光纤预制件的装置可以设计为使得所述供应部将玻璃颗粒和组分修正气体的混合物供给至所述腔室。或在另一实施例中，所述供应部可以包括：（a）第一供应部，其用于将玻璃颗粒供给至所述腔室；以及（b）第二供应部，其独立于所述第一供应部设置并且用于将所述组分修正气体供给至所述腔室。

在本发明的制造光纤预制件的装置中，用于产生所述等离子体炬的等离子体的线圈优选地设置在所述腔室的外部。另外，在构成所述等离子体炬的部件之中，设置在所述腔室内部的部件优选地由能够抵抗卤素气体所引起的腐蚀的非导电材料制成或者覆盖有能够抵抗卤素气体所引起的腐蚀的非导电材料。

优选地，本发明的制造光纤预制件的装置还包括温度监视器，所述温度监视器用于监视所述腔室中所述玻璃棒的加热部的表面温度或者所形成的玻璃层的表面温度。还优选的是，本发明的装置还包括直径监视器，所述直径监视器用于监视所述腔室中的所述玻璃棒的加热部的外径或所形成的玻璃层的外径。优选地，本发明的装置还包括玻璃颗粒监视器，玻璃颗粒监视器用于监视从所述供应部供应至所述腔室的玻璃颗粒的粒径和流量。在这种情况下，优选地，本发明的装置还包括控制单元，所述控制单元用于调节从所述供应部供应至所述腔室的玻璃颗粒的量，该调节步骤可以基于由所述玻璃颗粒监视器监视到的颗粒粒径和流量中的任一个或两个来进行。

本发明的制造光纤预制件的方法包括：从独立于等离子体炬设置的供应部向腔室中的玻璃棒的加热部供应玻璃颗粒和组分修正气体；用排气部对所述腔室的内部进行排气以使所述腔室为负压；使所述等离子体炬、所述腔室、所述供应部和所述排气部沿着与玻璃棒的轴线平行的方向做相对移动；以及用所述等离子体炬的等离子体火焰来加热所述玻璃颗粒并且将所述玻璃颗粒沉积到所述玻璃棒的周面上以使组分修正气体修正所述玻璃颗粒的组分。

在本发明的制造光纤预制件的方法中，所述组分修正气体可以为含有用于降低玻璃颗粒的折射率的掺杂物的气体或者为含有用于提高玻璃颗粒的折射率的掺杂物的气体。含有用于降低玻璃颗粒的折射率的掺杂物的气体可以为包含氟或硼的气体。所述组分修正气体可以为包含卤族元素的气体。

根据本发明，可以以低成本制造光纤预制件，且避免制造设备受损。

附图说明

图1是示出作为用于制造光纤预制件的装置的本发明实施例的概念示意图。

具体实施方式