一种生产光学组件的方法技术

根据已知的用合成石英玻璃生产光组件的方法，包括外套管、设有内孔的内套管、底面靠在内孔中止推座的芯杆、的同轴组件垂直输送到加热区，在加热区逐区软化并伸长，得到石英玻璃元件。为了得到基于所述方法的更简单和便宜的方法，以能够重复生产制造出高质量的光组件，止推座设置成使内套管内孔缩小的收缩件。

A method of producing an optical assembly

According to the use of synthetic quartz glass production method of optical components are known, including an outer tube, an inner hole of the inner sleeve and the bottom surface on the inner hole of the core rod, a push to suspend the coaxial assembly vertical transport into the heating zone, zone softening and elongation in the heating zone, obtain the quartz glass component. In order to obtain a simpler and cheaper method based on the method, a high quality light assembly can be manufactured repeatedly, and the thrust seat is provided to shrink the inner bore of the inner sleeve.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用合成石英玻璃生产光学组件的方法，包括外套管、设有内孔的内套管、下表面端靠在内孔中对接件的芯杆、的同轴机构垂直输送到加热区，芯杆在加热区逐区加热而软化并伸长，得到石英玻璃元件。
技术介绍
光学纤维的中间产品形式的光学组件(预成型或单独实心圆柱体)或者光学纤维，通过压扁和拉伸包括芯杆和复盖在芯杆上的多个套管的同轴组件进行生产。该方法的所有变化都强调同轴引导和芯杆和套管的相对固定务求准确。美国专利6,460,378 B1公开了一种上面提到类型的方法，其中在拉伸工艺中垂直设置的芯杆同时覆盖有内套管和外套管。为了固定芯杆，外套管在芯杆的下端部区设置了缩小部分。缩小部分用作保持环的对接件，保持环在外套管处于垂直状态时从上面进入套管的内孔。保持环的外径小于外套管的内径，但稍大于缩小部分的内径，所以保持环可从上面落到缩小部分。芯杆的锥形下端部拉伸通过中心孔，形成对芯杆的止动。此外，第一内套管的前侧靠在保持环上。在这个方法中，必须设置缩小部分，以相对固定组件(芯杆和两个套管)。形成缩小部分要求采用非常复杂的热成型步骤，尤其是在外套管一般具有非常大截面的情况下，因此要进行大量加热。此外，要求适合于缩小部分和成型为保持环形式的易损石英玻璃件。建议的各组件的相对固定形式要求精确水平定位所述保持环，这是很困难的，这是由于缩小部分通过玻璃吹制技术制造，具有公知的涉及尺寸稳定的局限性。通过保持环互相固定的组件然后在上端进行熔凝，在外套管的内孔中产生并保持真空。为此，需要设置密封环以密封内和外套管之间的间隙，密封环还有助于在组件的上部区互相固定部件。还需要另外的加热步骤来熔化上端，但保证后来不偏离希望的几何形状是不可能的。光学高质量组件的可重复生产性要求对制造方面作出很大努力，要花费大量时间，以保证拉伸前的准确同轴设置，芯杆和套管的相对固定。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供一种简单和便宜的生产方法，可通过对同轴设置的芯杆和多个套管进行拉伸，得到高质量的光学组件。基于上面提到的方法，本专利技术实现了这个目的，对接件设置成内套管的内孔的收缩件。与已知的方法比较，保持环和外套管的内径的收缩部分都不必与芯杆固定。保持环可以免除，所以不需要制造保持环，上面提到的由于水平定位保持环及固定芯杆和内套管导致的问题也不再存在。一般地，内套管的质量小于外套管的质量。因此内套管的内径的收缩部分的结构不会带来问题。形成预先确定的几何形状在技术上变得容易。因此，根据本专利技术的方法重复制造尺寸稳定的光学组件(杆，预成型件，纤维)变得容易。外套管可包括一个或多个套管。基本上对光学组件的光导没有影响。因此，对外套管的石英玻璃的光学性能的要求比较低。因此与内套管所用的石英玻璃相比，所需的石英玻璃可以很低成本生产。这是高价的内套管制造得尽可能薄的原因，但是也可以制造得尽可能厚。一般地，内套管的壁厚在5毫米到20毫米的范围。在此光学组件，外套管的石英玻璃的体积分数为80％或更高。由于收缩件，内套管的内孔可完全封闭或部分封闭。在最后提到的变化的方法中，收缩件设置了轴向连续的孔，允许气体吹扫内孔，直到在拉伸过程中内孔完全破裂。这种变化的方法是优选的。已经证明，芯杆设有芯部区是有用的，具有外径dK的芯部区被外径dM的玻璃复层包围，dM和dK之比的范围在2到4，最好在2.5到3.5。出于成本的原因，靠近芯部的非常复杂难以生产的最里面的玻璃复层的体积分数保持尽可能小，而内套管的其余套管材料可以非常低的成本制造。芯杆最好由对接的芯杆件形成。为此，容易生产或以低成本生产的小尺寸芯杆可用于制造芯杆，或用选择的剩余芯杆件制造。芯杆件可互相熔接或者芯杆件松散地互相叠置。最好选择后一种方式，因为一方面芯杆件允许套管和芯杆之间存在很小的安全间隙，另一方面在拉伸过程中，端表面相对位移，即端表面是平面的，因此在内套管的内孔内可径向移动和自动对中。这样的连接方式中，已经证明设置机械止动件是有用的，可防止芯杆相反于拉伸工艺的拉动方向向上移动。在拉伸过程中，止动件防止了芯杆的浮动。当使用多个芯杆件时，这具有非常有效的作用。止动件可由保持销形成，其突出内套管的壁进入内孔，并可以抽出。内环形间隙设置在芯杆和内套管之间，已经证明，当平均间隙宽度在0.5mm到1.5mm的范围是最有利的。小间隙宽度有助于拉伸工艺，可得到光学部件的高度尺寸稳定性(具体是小椭圆度)和芯部不大的偏心度。在这个方面，外环形间隙设置在内套管和外套管之间，还已经证明，外环形间隙的平均间隙宽度不超过2mm是有利的，最好不超过1mm。在根据本专利技术的方法的最优选的设置中，内套管可保持沿横向移动。由于内套管能够自由地沿着拉制方向的横向移动，在拉伸过程中可实现自对中。横向移动性是根据外套管上端部的安装类型产生的，例如，对于万向节安装，这种安装类型容许沿着拉制方向的横向移动或振动移动。如果石英玻璃的夹持圆柱体被熔化到外套管的上端，证明是有益的。夹持圆柱体包括质量不高的石英玻璃，成为外套管的夹持机构的一部分。这样可代替昂贵的石英玻璃并降低了这方面的材料损耗。在最简单的情况下，该夹持圆柱是中空的圆柱体，其横向尺寸与外套管的尺寸相同或类似。夹持圆柱体设置用于与夹持件接合的周边槽证明是特别适于安装外套管。在本专利技术的方法的第一个优选实施例中，第一夹持机构接合外套管的上端，第二夹持机构接合内套管的上端，第一和第二夹持机构在机械上是相互独立的。在这个结构中，内套管及位于其中的芯杆和外套管能沿着拉伸方向和拉伸方向的横方向相互独立地移动。在拉伸工序中，这些另外的参数设置使得观察光学部件预先确定的几何形状更为方便。在本专利技术方法的另一个同样优选的实施例中，第一夹持机构接合外套管上端，而内套管的上端夹持在外套管上，或在第一夹持机构上。在这样的配置中，外套管同时起着引导和固定内套管及其中的的芯杆的作用。因而避免了设置单独的引导和固定内套管和芯杆的夹持机构。在这个方面，一种变化的方法证明是特别简单的，在内套管上端或内套管的机械拉伸部分设置外套环，其可靠在外套管或其机械拉伸部分。例如，外套环是内套管上端的向外凸缘或外伸扩展部分，必须保证，外套环延长到这样的程度，可靠着外套管的上侧面或外套管的拉伸部分(如通过上面介绍的夹持圆柱体)。内套管的羟基平均含量最好是小于1wtppm。内套管的羟基平均含量越低，特别是在内套管的内孔区域，光学组件中羟基(OH基)所产生的衰减百分率也就越小。通过拉伸已机械加工到最终尺寸的中空圆柱体来制造内套管可实现另一个改进。由于存在包括钻孔、研磨和珩磨的机械加工技术，精确尺寸的厚壁石英玻璃圆柱体首先通过使用已知研磨和珩磨方法和该方法适用的普通设备来制造。考虑到后来的拉伸工序，石英玻璃套管用厚壁圆柱来制造，套管的长度是圆柱长度的数倍，尤其是，特别光滑的内孔在熔体中制造。在随着芯杆熔化期间，所述光滑内表面产生缺陷特别少的接触面，这可对光学部件的质量产生有利的影响。为了保证精确的尺寸，优先选择的工艺是，其中的外套管是已机械加工到最终尺寸的中空圆柱体。本专利技术范围内的机械加工到最终尺寸的套管也是内表面已机械加工到最终尺寸的套管，并且接下来还通过腐蚀进行精制。均匀腐蚀工序不会使中空圆柱体的最终几何形状有任何实质变化(例如，弯曲或截面椭圆)。外本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用合成石英玻璃生产光组件的方法，包括外套管、设有内孔的内套管、和底面端靠在内孔中对接件的芯杆，的同轴组件垂直输送到加热区，在加热区加热逐区软化并伸长，得到石英玻璃元件，其特征在于，所述对接件设置成内套管内孔的收缩件。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：A霍夫曼，C施米特，J维德拉，
申请(专利权)人：赫罗伊斯坦尼沃有限责任公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]