玻璃基料的制造装置及制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种玻璃基料的制造装置及制造方法。玻璃基料的制造装置具备：挡管部，具有导入包含氧的干燥气体的第１端、与所述第１端相反的第２端、装载有利用第一热源而被加热的碱金属化合物或者碱土类金属化合物的贮存部、及冷却部；及玻璃管部，具有内壁，设置在所述挡管部的所述第２端，利用横动的第二热源加热从所述挡管部流入的所述碱金属化合物或者所述碱土类金属化合物的微粒，使所述微粒的氧化物在所述内壁堆积，并且扩散到内部。在所述挡管部的所述冷却部中，在所述贮存部与所述第２端之间，通过所述第一热源的加热而产生的所述碱金属化合物或者所述碱土类金属化合物的蒸气，被所述挡管部中流通的所述干燥气体冷却而凝结，生成所述微粒。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，能够以低能量消耗精密地控制添加物浓度，特别涉及适于制造低损失光纤的。本申请基于2010年6月23日在日本申请的专利申请2010-142837号主张优先权， 在此援引其内容。
技术介绍
迄今为止，许多前人表示，使用掺杂有碱金属氧化物或者碱土类金属氧化物的石英玻璃制作的光纤，传输损失降低。然而，工业上大量生产这样的光纤的技术尚未完成。在既存的光纤制造方法中使用在气相中的水解反应或者用氧的热氧化反应，因此必须使用例如四氯化硅(SiCl4)、四氯化锗(GeCl4)等的气体状原料。然而，作为所谓硬阳离子的碱金属离子或者碱土类金属离子形成非常强的离子键。为此，由这样的键生成的化合物(盐)几乎都在常温且常压附近成为固体。因此，几乎不形成成为气体的化合物，所以如上所述的材料难以适用于光纤的制造。因此，为了商业化生产掺杂有碱金属氧化物或者碱土类金属氧化物的光纤，必须开发与以往在本领域中确立的方法不同的制造方法。针对这样的课题，迄今为止进行了各种各样的解决措施。例如，尝试了以下方法 利用碱金属化合物或者碱土类金属化合物是易水溶性的，将碱金属化合物的水溶液制成雾状，混入原料气体中，导入到氢氧焰中，与其它原料同时水解，形成玻璃(例如，参照专利文献1、2)。此外，在专利文献3中公开了以下技术与等离子体化学气相成长法同时，将碱金属化合物制成水溶液，喷雾于外包层(overclad)。此外，已知使某种碱金属盐与其它金属盐反应而得到的复合盐，与原来的金属盐相比，蒸气压变高，也进行了利用该复合盐作为原料的尝试(例如，参照专利文献4)。进而，最近，尝试了以下方法强力加热碱金属或者碱土类金属卤化物，生成碱金属蒸气，将光纤前体玻璃暴露于该碱金属蒸气，进行掺杂(例如，参照专利文献5 7)。可是，上述使用碱金属化合物或者碱土类金属化合物的水溶液的方法是与本来应当避免水分混入这样的观点相悖的制造方法，所述水分混入是导致光纤制造中损失增加的原因。此外，若是使上述蒸气压大的复合盐形成而作为蒸气导入的方法，则蒸气压上升的程度小，效果是非常有限的，并且担心因为会对原来光纤的功能添加不必要的化学物种， 所以带来传输损失的上升。进而，另一方面，关于强力加热碱金属化合物或者碱土类金属化合物而获得碱金属蒸气的方法，其还原反应的反应机制不明确，缺乏现实性。专利文献专利文献1 特公昭59-13453号公报专利文献2 特公昭59-14412号公报专利文献3 国际公开2009/034413号小册子专利文献4 日本国特许第1787027号公报专利文献5 特表2007-516829号公报专利文献6 特表2007-513862号公报专利文献7 国际公开2006/068941号小册子非专利文献非专利文献1 :J. Schroeder, J. Νοη-Cryst.，Solids, Vol. 40，p. 549 (1980)
技术实现思路
本专利技术鉴于这样的以往情况而进行研究，将提供能够精密地控制添加物浓度的玻璃基料的制造装置作为第一目的。此外，本专利技术将提供能够以低能量消耗形成添加物浓度得到精密地控制的玻璃基料的玻璃基料的制造方法作为第二目的。关于本专利技术的第1方式的玻璃基料的制造装置，其具备挡管(dummytube)部，具有导入包含氧的干燥气体的第1端、与所述第1端相反的第2端、装载有利用第一热源而被加热的碱金属化合物或者碱土类金属化合物的贮存部、及冷却部；和玻璃管部，具有内壁， 设置在所述挡管部的所述第2端，利用横动的第二热源加热从所述挡管部流入的所述碱金属化合物或者所述碱土类金属化合物的微粒，使所述微粒的氧化物在所述内壁堆积，并且扩散到内部。在所述挡管部的所述冷却部中，在所述贮存部与所述第2端之间，通过所述第一热源的加热而产生的所述碱金属化合物或者所述碱土类金属化合物的蒸气，被所述挡管部中流通的所述干燥气体冷却而凝结，生成所述微粒。在本专利技术的第1方式的玻璃基料的制造装置中，优选在所述冷却部中，所述碱金属化合物或者所述碱土类金属化合物的蒸气被冷却至其熔点以下。在本专利技术的第1方式的玻璃基料的制造装置中，优选所述微粒的粒径为100 μ m以下。在本专利技术的第1方式的玻璃基料的制造装置中，优选所述玻璃管部介由连接部件而设置于所述挡管部的所述第2端。在本专利技术的第1方式的玻璃基料的制造装置中，优选在所述玻璃管部的内面，形成有具有折射率系数(比屈折率)的包层，及芯层，所述芯层以与所述包层相接的方式形成在所述玻璃管部的内周位置，具有比所述包层的所述折射率系数高的折射率系数。关于本专利技术的第2方式的玻璃基料的制造方法，准备具有第1端及与所述第1端相反的第2端的挡管部、和具有内壁并设置在所述挡管部的所述第2端的玻璃管部；在所述挡管部内配置碱金属化合物或者碱土类金属化合物；利用第1热源以规定温度加热所述碱金属化合物或者所述碱土类金属化合物，使之蒸气化；使包含氧的干燥气体从所述挡管部的所述第1端流入所述挡管部；在所述挡管部内，使所述碱金属化合物或者所述碱土类金属化合物的蒸气伴随所述干燥气体的移动而冷却而凝结，产生所述碱金属化合物或者所述碱土类金属化合物的微粒；利用横动的第二热源加热伴随所述干燥气体的移动而传送到所述玻璃管部的所述碱金属化合物或者所述碱土类金属化合物的微粒，使所述碱金属化合物或者所述碱土类金属化合物的氧化物堆积在所述玻璃管部的内壁，扩散到所述玻璃管部的内部。在本专利技术的第2方式的玻璃基料的制造方法中，优选所述碱金属化合物或者所述碱土类金属化合物的蒸气被冷却至其熔点以下。在本专利技术的第2方式的玻璃基料的制造方法中，优选所述微粒的粒径为100 μ m以下。在本专利技术的第2方式的玻璃基料的制造方法中，优选所述碱金属化合物或者所述碱土类金属化合物为商化物。在本专利技术的第2方式的玻璃基料的制造方法中，优选所述卤化物为氯化物和溴化物中的任一种。在本专利技术的第2方式的玻璃基料的制造方法中，优选所述氯化物为氯化钾和氯化钠中的任一种。在本专利技术的第2方式的玻璃基料的制造方法中，优选所述溴化物为溴化钾。在本专利技术的第2方式的玻璃基料的制造方法中，优选所述碱金属化合物为氯化钾，使在80°C 120°C下加热的干燥气体流入到所述挡管部内，所述规定温度比所述氯化钾的熔点高约100°C，在1100°C 1850°C下加热所述微粒。在本专利技术的第2方式的玻璃基料的制造方法中，优选使含有SiCl4的原料气体在所述玻璃管部内流通，所述原料气体还含有掺杂气体或者不含有掺杂气体；通过加热所述玻璃管部的一部分，以在所述玻璃管部的内面形成有包层和芯层的方式使S^2与掺杂物一起或者不含掺杂物地堆积在所述玻璃管部的内壁上，其中，所述包层具有折射率系数，所述芯层，以与所述包层相接的方式形成在所述玻璃管部的内周位置，具有比所述包层的所述折射率系数高的折射率系数。在本专利技术的第1方式的玻璃基料的制造装置中，挡管部具有设置于贮存部与所述第2端之间的冷却部。通过第一热源的加热，产生碱金属化合物或者碱土类金属化合物的蒸气。在冷却部中，以上述方式产生的蒸气被流经挡管部的干燥气体冷却、凝结，成为微粒。 由此，在本专利技术的第1方式的玻璃基料的制造装置中，通过冷却部，从贮存部向玻璃管部稳定地供给微粒化的原料。因而，本专利技术的玻璃基料制造装置有助于制造添加物本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种玻璃基料的制造装置，其特征在于，具备：挡管部，具有导入包含氧的干燥气体的第１端、与所述第１端相反的第２端、装载有利用第一热源而被加热的碱金属化合物或者碱土类金属化合物的贮存部、及冷却部，和玻璃管部，具有内壁，设置在所述挡管部的所述第２端，利用横动的第二热源加热从所述挡管部流入的所述碱金属化合物或者所述碱土类金属化合物的微粒，使所述微粒的氧化物在所述内壁堆积，并且扩散到内部；在所述挡管部的所述冷却部中，在所述贮存部与所述第２端之间，通过所述第一热源的加热而产生的所述碱金属化合物或者所述碱土类金属化合物的蒸气，被所述挡管部中流通的所述干燥气体冷却而凝结，生成所述微粒。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：北村隆之，
申请(专利权)人：株式会社藤仓，
类型：发明
国别省市：JP