[发明专利]光学纤维用玻璃母材的电炉延伸方法和延伸装置无效
申请号: | 98108238.6 | 申请日: | 1998-03-25 |
公开(公告)号: | CN1199026A | 公开(公告)日: | 1998-11-18 |
发明(设计)人: | 和田哲郎;桑原正英;香村幸夫 | 申请(专利权)人: | 古河电气工业株式会社 |
主分类号: | C03B37/02 | 分类号: | C03B37/02 |
代理公司: | 上海专利商标事务所 | 代理人: | 侯佳猷 |
地址: | 日本*** | 国省代码: | 暂无信息 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 光学 纤维 玻璃 电炉 延伸 方法 装置 | ||
本发明是关于用电炉将光学纤维用玻璃母材延伸成规定外径的电炉延伸法和延伸装置。
另外,在本说明书中光学纤维用玻璃母材,除通常的延伸用玻璃外,还含有延伸这种玻璃母材的玻璃延伸母材,所谓预制件。
通常,光纤维的制造是用VAD法和外付CVD法合成光纤用多孔质玻璃母材后,将该光纤用多孔质玻璃母材脱水烧结,作为光学纤维用的透明玻璃母材,将其拉丝,延伸成适当的外径,作为光学纤维用延伸母材(将其称作预制件),然后再将该预制件拉制成线。
到目前,光学纤维用玻璃母材的延伸是通过使用将氢氧火焰作热源的燃烧器加热光纤用玻璃母材进行延伸。即,利用燃烧器延伸法进行。这种燃烧器延伸法,虽然比较容易控制延伸母材的外径,但延伸速度很慢,通常为8-10mm/分。
随着近年来技术的发展,伴随着要求提高制造效率,通过上述VAD法和外付CVD法合成的光学纤维用多孔质玻璃母材的外径比过去的格外粗。伴随着这种倾向,对于拉伸前外径具有某一定值以上的光纤用玻璃母材,带来的问题是利用以上述氢氧,火焰作热源的燃烧器进行燃烧器拉伸法的热量问题。
为此,对于拉伸前外径在一定值以上的光纤用玻璃母材,采用燃烧器产生热量大的加热炉,具体是使用电加热器的电炉进行加热延伸法(以下称作电炉延伸法)。这种电炉延伸法,由于热量大,可以加快延伸速度。例如,对于燃烧器延伸法的延伸速度为8-10mm/分,而用电炉延伸法的延伸速度为30mm/分。为此,并不限于延伸外径大的光纤维用玻璃母材,即使是外径小的延伸母材,从生产率考虑,电炉延伸法最为有利。
这种电炉延伸法,由于加热范围广,仅限于上下方向很长的纵型,对于预制件从上向下延伸。
在这种电炉延伸法中,必须将引拔用的支持棒(拉伸用玻璃部件)连接在延伸前光纤维用玻璃母材或玻璃延伸母材(预成型材)的端部。过去,这种连接,以其它工序的火焰延伸进行时,虽然一般,但这种连接最好在同一电炉延伸工序中进行。
然而,将这种连接在同一电炉延伸工序中进行时,其问题是这种连接很难。即,玻璃母材端部的轴芯必须和引拔用支撑棒(拉伸用玻璃部件)端部的轴芯一致,但两者的芯容易错位连接。当轴芯错位连接时,连接处断面的应力分布不均匀会引起延伸母材弯曲,有时会产生连接处断裂等问题。
用电炉延伸光纤维用母材时的上述轴芯吻合,通常按如下进行。
加热的炉体内固定一端的2个玻璃部件(延伸用玻璃母材和拉伸用玻璃部件),分别以相反的方向面对面地插入加热炉体内,将两者的相对端面加热,熔接后,使延伸用玻璃母材的固定部位以一定速度下降,同时固定拉伸用玻璃部件的固定部件以规定的速度向下方移动,拉伸延伸用玻璃母材,延伸到规定的外径。
图1是过去的这种光纤维用玻璃母材延伸装置结构实例示意图。
图1中,91表示延伸用玻璃母材(或光纤维用玻璃母材),92表示形成空的拉伸用玻璃部件(引拔用玻璃部件)。93表示炉体,在炉体93内设置内藏炉心管94的电加热器。
延伸用玻璃母材91和拉伸用玻璃部件92各自的端部,例如由3爪夹头形成的固定部件95、96固定住。固定部件95、96,图1所示状态,通过固定移动台97使固定部件95、96分别在上下方向上可移动。98表示诱导移动台97移动的导轨。
以上述光纤维用母材的延伸装置,按如下地延伸光纤维用玻璃母材。
(1)延伸用玻璃母材91和拉伸和玻璃部件92的固定端部分别由固定部件95、96固定住。固定住的延伸用玻璃母材91和拉伸用玻璃部件92的游离端部的尖端进行轴芯吻合,使两者面对面地移动到炉心管94内。
(2)将炉心管94加热到规定的温度,使两个面对面的端面加热熔合在一起后,使固定拉伸用玻璃部件92的固定部件95向下方移动,拉伸延伸用玻璃母材91延伸到规定的外径。
(3)在上述延伸装置中,将延伸用玻璃母材91和拉伸用玻璃部件92,在炉心管94内使两者相对端加热熔合时,进行两者的轴芯吻合。这种轴芯吻合(调芯),将延伸用玻璃母材91和拉伸用玻璃部件92的固定端部,由固定部件95、96,例如在3爪夹头的间隙(ガタ)范围内,用于微微移动调正游动端尖端轴芯相对,并固定住。使固定住的游动端尖端在炉心管94内相对,由设在炉心管94上的观查孔94A,用肉眼观查确认轴芯吻合的情况。
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