[发明专利]石英玻璃光波导预制件的制造方法

说明书

本发明涉及用来形成光通信或光学领域中所用光学纤维、传象纤维或传光纤维之类光波导的预制件的制造方法。

在光通信或光学领域内，为了形成光学纤维预制件、传象纤维预制件或传光纤维预制件，业已采且过VAD（汽相轴向沉积）法之类的CVD（化学汽相沉积）法、MCVD（改进的化学汽相沉积）法、OVD（外汽相沉积）法，或是PCVD（等离子化学汽相沉积）法、注浆成形法、或是CVD法与溶胶-凝胶法二者相结合的方法。

在CVD法中，采用SiCl₄或GeCl₄之类卤化物为原材料。此种原材料经氧化或火焰水解形成SiO₂或GeO₂的氧化物粉末，这样形成的粉末通过沉积到一预定的沉积面（例如靶子的末端面、石英管的内周面或芯棒的表面）上而生长。沉积上的粉末然后固实化成预制件。

近来，还采用了依据全合成VAD法来制造预制件的装置，以获得具有较高质量的光学纤维。

在单模光学纤维预制件的制造过程中，例如是把芯子与包层用的多孔玻璃体按适当的外径比由VAD法同时合成，然后固实化。之后，为了获取所需的芯子/包层外径比，将包层用的多孔玻璃体沉积到由OVD法制得的透明玻璃体上，再行固实化。

在注浆成形法中，例如日本特许公开申请64-56331号中所公开的，是将石英玻璃粉末分散水中形成粉浆，然后把此粉浆注入模子内使粉浆中所含的水通过模子上的孔而除去，结果便形成了由这种玻璃粉末组成的多孔玻璃体，然后使此多孔玻璃体干燥、净化与固实化。

在那种将CVD法与溶胶-凝胶法相结合的方法中，例如日本特许公开申请1-294584号中所公开的，是用管棒法将主要由CVD法制得的棒状多孔玻璃体（纤芯玻璃十部分包层玻璃）与由溶胶凝胶法制得的管状多孔玻璃体（包层玻璃的其余部分）这两者结合成一体。然后把这些多孔玻璃体同时固实化。

上述的CVD法、注浆成形法以及CVD法与溶胶-凝胶法相结合的方法，仍然存在以下一些技术问题。

在CVD法中，尽管获得合格产品的技术完备度很高，但氧化物粉末的沉积效率低达30%至50%，同时装置的尺寸由于需要处理废气增大，于是便有了生产率、制造费用与设备经济性等问题。

注浆成形法能以简单的装置高效率地生产高质量的多孔玻璃体。但单用这种方法不能制造出波导结构。

于是，注浆成形法必须在上述方法加以改进或者与另一种方法结合使用，然而并无与注浆成形法有关的先有技术提出了这类方法。

在综合CVD法与溶胶-凝胶法的方法中，存在有这样一些问题，例如原料中醇盐的成本很高，而凝胶产物易在干燥中裂化，难以增大预制件的尺寸。

作为波导用预制件的制法，除以上所述的几种之外，尚采用有例如日本特许公开申请60-2105539与61-266325中以及《Glastech：Ber》60（1987）中所公开的MSP（机械成形预制件）的玻璃预制件的制法。

在后一种方法中，采用共轴的螺旋送料器将芯子用的石英细粉料以及包层充填并压缩入石英玻璃管内。然后再将石英玻璃管内取出的这一多孔预制件固实化。

在此种MSP法中，芯子与包层两部分是同时形成在石英玻璃内，而所形成的玻璃体常有不均匀性，使得在预制件内生成气泡，而在固实过程中所形成的气泡就将导致最终产品例如光学纤维中的散射损耗。

此外，在用石英玻璃管作为模子的这种MSP法中，不便确定预制件的尺寸。

本发明考虑到了以上情况，并以提供一种制造石英玻璃光波导预制件的新凝方法为其目的。

本发明的另一目的在于提供一种能合理和经济地制造高质量石英玻璃光波导预制件的方法。

本发明提供的制造石英玻璃光波导预制件的方法包括以下步骤：

制备好一台至少有两个入口部的挤压成形设备，此设备尚有一与上述入口部沟通的出口部和至少两个将此种入口部与出口部通连的通道，这些通道的接合部之剖面具有同心配置的中心部和外周部;

从一对应入口部给通连着上述接合部之中心部的通道之一供给芯棒，同时从一相应入口部向另一条与前述外周部通连的通道供应包层料，这样就使得此两种材料在该接合部处相互会合;

从上述出口部挤压出一中央部分相当于芯料而环绕此中央部分者相当于包层部分的整形体;

从此整形体中除去杂质;以及

将这一最终制成的整形体固实化。