[发明专利]采用套管法制造光纤预制棒外包层的方法

说明书

技术领域

本发明涉及光纤制造技术，特别是涉及在改进化学气相沉积设备上采用套管法制造光纤预制棒外包层的方法。

背景技术

光纤预制棒是制造光纤的原材料。为了保证预制棒的高纯度和拉制后光纤的低损耗，目前光通信领域内预制棒均采用气相沉积法制造。对于目前应用最为广泛的G.652单模光纤，几乎所有的光功率均在芯层和内包层中传输，因此预制棒芯层和内包层（芯层和内包层合在一起称为芯棒）的制造决定了拉制后光纤的光学性能，而预制棒外包层，从成本考虑，可以采用原材料纯度相对较低，工艺相对简单的方法制造。目前预制棒芯棒制造工艺主要有VAD（轴向气相沉积）、OVD（外部气相沉积）、MCVD（改进的化学气相沉积）和PCVD（等离子化学气相沉积），而外包层制造工艺主要有火焰水解法、套管法等。

目前预制棒大尺寸化已成为降低成本的有效方法，不仅可以减少多根预制棒的头尾损耗，而且可以增加连续生产时间，提高原材料利用率。国内、外光纤预制棒制造商相继采用大套管制造预制棒外包层。目前套管最大直径可达180-200mm，与芯棒组合后单根预制棒拉丝长度达到6000km以上。然而对于剖面结构复杂的光纤制造，如多模光纤、色散补偿光纤等，管内沉积法（MCVD和PCVD）为主流工艺。然而管内沉积法由于受沉积管尺寸的限制，难以直接制造大尺寸光纤预制棒。为了进一步增大光纤预制棒的外径，提高生产效率、降低成本，套管法被认为是初期投入成本小、生产周期短并可充分利用现有设备的最佳选择之一。

专利号为US4668263的美国专利公开了一种套管法制造光纤预制棒外包层的方法，如图1所示。套管4的两端安装在玻璃车床的卡盘7上，套管4的一端与旋转接头8相连。真空泵10通过一个控制阀9连接到旋转接头8上。芯棒1安装在套管4内部的突起部分5。安装好之后，喷灯6在套管4的一端加热，从而使套管4塌缩到芯棒1上。芯棒1和套管4保持同步旋转，喷灯6沿着套管4缓慢移动，使套管4完全塌缩到芯棒1上形成实心的预制棒。在这种方法中，由于车床上的卡盘7夹住套管4的两端，从而使卡盘7两端的套管4无法塌缩到芯棒1上而造成浪费。与上述方法不同的是，专利号为US4596589的美国专利将辅助玻璃棒13的一端焊接到芯棒1上，如图2所示，另一端安装在车床尾座12的卡盘上（图中未示出）。套管4的一端安装在头座11的卡盘上，为了保证芯棒1与套管4相对固定，在套管4的头部圆周上设置了至少三个凹陷部14，从而使芯棒1的一端焊接在套管4的内壁上，套管的凹陷处仍留有间隙15，使套管4塌缩时气体能够顺利的排出，如图3所示。虽然这种方法避免了套管4其中一端材料的浪费，但套管4的另一端被头座11的卡盘夹住，喷灯无法移到该处，塌缩完成后仍需要去除。其次，这种方法在塌缩的最初阶段，由于套管4靠近尾座12的一端与大气连通导致无法抽真空，塌缩较为困难。此外，为了确保制造的光纤预制棒的同心度，塌缩开始时，需要特别注意将套管4和芯棒1的轴线调整成一条直线，并且在塌缩的过程中保持不变。该方法刚开始塌缩时，套管4靠近尾座12的一端处于悬空状态，套管4在高温下软化塌缩到芯棒1上的过程中，容易造成套管4和芯棒1的同心度偏差。

发明内容

本发明要解决的技术问题和提出的技术任务是克服现有套管法制造光纤预制棒外包层存在浪费套管等缺陷，提供一种可充分利用套管的采用套管法制造光纤预制棒外包层的方法。

为此，本发明的采用套管法制造光纤预制棒外包层的方法，其具有，其特征是包括以下步骤：

将芯棒焊接到辅助玻璃棒上，在焊接处设置外径增粗部分；将辅助玻璃棒安装在尾座卡盘上；将用以形成外包层的套管一端焊接到把手管上，把手管安装在头座卡盘上并通过旋转接头连接真空泵，所述的尾座卡盘与头座卡盘同心；

将整根芯棒同心地插入到套管内，使芯棒的外表面和套管的内表面之间形成环形间隙，令所述的外径增粗部分封住套管的一端；

用喷灯加热套管焊接把手管的一端形成至少三个凹陷部用以定位固定芯棒临近把手管的一端避免芯棒偏心，凹陷部处留有间隙；用喷灯加热所述的外径增粗部分及套管被封住的一端将套管的该端封闭；

通过所述的真空泵向所述的环形间隙施加持续的负压，通过所述尾座卡盘、头座卡盘带着套管、芯棒转动，轴向移动喷灯加热所述的套管和芯棒令套管塌缩到芯棒上形成实心的光纤预制棒。