制造光纤预制棒的方法技术

提供一种制造光纤预制棒的方法，利用该方法可限制光纤的ＰＭＤ和传输损耗的增加。该制造光纤预制棒的方法包括加热玻璃管的工序，并且包括如下步骤：（１）在玻璃管两端支撑玻璃管，从而使得玻璃管的纵向轴线成为基本水平；（２）用热源加热玻璃管，其中在被视为悬臂的玻璃管的支撑端的弯矩是６Ｎｍ或更高，在加热工序中，玻璃管的被加热区域的位移等于或小于１．５ｍｍ。

Method for manufacturing optical fiber preform

A method of fabricating an optical fiber preform is provided that can limit PMD and transmission loss of an optical fiber. The method for manufacturing an optical fiber preform includes a glass tube heating process, and comprises the following steps: (1) at both ends of a glass tube supporting glass tube, so that the longitudinal axis of the glass tube as the basic level; (2) by heating the glass tube, which is regarded as the cantilever bending glass tube support end is 6Nm or higher, in the heating process, the glass tube is the displacement heating area is equal to or less than 1.5mm.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，通过该方法可生产具有改进了的关于偏振模色散(PMD)和传输损耗性能的光纤。
技术介绍
改进的化学汽相沉积(MCVD)方法是制造光纤预制棒方法中的一种公知方法，其中，通过将原材料气体导入石英玻璃管内并从其外部加热该玻璃管，从而在石英玻璃管的内壁形成玻璃体。用于MCVD方法的热源是例如，氢氧火焰炉、热等离子体炉、感应电炉、电阻炉、二氧化碳激光器等。为了通过MCVD方法制造大型的光纤预制棒，有必要增加用于起始部件的玻璃管的直径和长度。因此，在玻璃管假定为悬臂的情况下，作用于玻璃管、特别是作用于玻璃管的支撑端附近的弯矩增加。包括许多工序，其中，管的外表面被加热到1600℃-2300℃的高温，该方法不仅包括通过MCVD方法形成玻璃体的步骤，还包括汽相热蚀刻，玻璃管的直径收缩，和将玻璃管塌缩成实心圆柱(包括玻璃管和其它棒一体化成的塌缩棒)的步骤。在如此加热工序的一些情况下，玻璃管趋向变形。特别是，在通过MCVD方法形成玻璃体的情况下，由于玻璃体一层接一层形成而使玻璃管被加热几次到几百次，因此，玻璃管的变形增加。如果在MCVD方法中沉积率增加，由于玻璃化成每个玻璃体层的每个成形的玻璃颗粒层的厚度增加，因而有必要把玻璃管加热到更高温度，因此，该玻璃管趋向于更明显的变形。如果玻璃管变形，那么在玻璃管的内表面上形成的玻璃体也变形。这样，在玻璃体成为芯区域的情况，该芯区域变形。而且，在玻璃体已经在玻璃管的内表面上形成后，即将变成芯区域的玻璃棒独立制备，插入玻璃管内，并与该玻璃管并合成一体，在这种情况下，受变形玻璃管的影响，由玻璃棒组成的芯区域变形。当由玻璃管制成的预制棒生产光纤时，芯区域的变形导致传输损失和PMD增加，因此使光纤的品质下降。图14是用于说明在玻璃管的被加热部分发生变形的示意图。当玻璃管2通过热源3加热时，被加热部分变软，因此在玻璃管的被加热部分的两侧发生相对位移。在本说明书中，相对位移用符号“H”表示。第63-182229号已公开日本专利申请公开了一种限制玻璃管变形的方法。在该公开的方法中，在玻璃管由支撑体如滚筒等支撑的同时形成玻璃体，但是没有公开也没有说明有关光纤的性能和位移H之间的关系。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种，利用该方法可限制光纤的PMD和传输损耗的增加。为实现该目的，包括加热玻璃管的工序，并包括如下步骤(1)在玻璃管两端支撑玻璃管，从而使得玻璃管的纵向轴线成为基本水平；(2)用热源加热玻璃管，在该方法中，在被视为悬臂的玻璃管的支撑端处的弯矩是6Nm或更高，在加热工序中，玻璃管的被加热区域的位移等于或小于1.5mm。在加热工序结束时，玻璃管的外围的椭圆率可等于或小于0.5％。该加热工序的一个实例是在玻璃管内表面上形成玻璃体的工序，并且，在这种情况下，可形成玻璃体，以便可把1m的玻璃管拉制成等于或大于300km长的光纤。在该加热工序中，玻璃管上除两端部分之外的部分由辅助支撑装置支撑，并且通过具有比玻璃管更大的抗弯刚度的支撑管对所述玻璃管进行支撑，该支撑管的比大，在加热工序中，玻璃管被加热的区域的长度可以是1.2m或更长。在该加热工序中，玻璃管被加热区域的至少一部分可具有1-7mm的壁厚。附图说明参考如下的描述、所附权利要求书和附图，将更好的理解本专利技术的这些或其它特征、各方面和优点。图1是示出在实验例1中加热结束后，玻璃管的加热部分中的位移H和该玻璃管的椭圆率之间的关系的一个实例的图表。图2是示出在实验例2中加热后，玻璃管的被加热部分的位移H和该玻璃管的椭圆率之间的关系的一个实例的图表。图3是示出在实验例7中加热后，每1m玻璃管的光纤当量长度和玻璃管的椭圆率之间的关系的图表。图4是示出在实验例8中加热后，每1m玻璃管的光纤当量长度和玻璃管的椭圆率之间的关系的图表。图5是示出在实验例9中加热后，每1m玻璃管的光纤当量长度和玻璃管的椭圆率之间的关系的图表。图6是示出在实验例3中玻璃管上被加热的位置和位移之间的关系的图表。图7A-7G是示出根据本专利技术的辅助支撑装置的实施例的示意图。图8是示出加热由支撑管支撑的玻璃管的工序的示意图。图9是示出在实验例4中玻璃管上被加热位置和位移之间的关系的图表。图10是示出在实验例5中加热后，玻璃管的厚度和玻璃管的椭圆率之间的关系的图表。图11是示出在实验例6中加热后，玻璃管的厚度和玻璃管的椭圆率之间的关系的图表。图12是示出玻璃管的椭圆率和光纤预制棒的芯区域的椭圆率之间的关系，以及玻璃管的椭圆率和光纤的PMD之间的关系的图表。图13是示出加热玻璃管的工序的示意图。图14是表示在玻璃管的被加热部分产生的变形的示意图；以及图15A和15B是表示在悬臂自由端弯曲的示意图，图15A示出光纤束横截面相等的情况，图15B示出光纤束横截面不相等的情况。具体实施例方式作为本专利技术人对于玻璃管加热工序详细观察的结果，发现(1)当玻璃管加热到等于或高于1600℃温度时，不能忽视被加热部分两侧的玻璃管的相对位移H，以及(2)玻璃管端部附近位移H增加，并且加热后，在玻璃管端部的玻璃管变形同样增加。假定当加热部分变软、导致在加热部分的各侧上玻璃管处于悬臂状态时，由于玻璃管的加热部分的侧部之间因玻璃管的自重不同而产生弯曲，从而产生该位移H。而且假定作为在加热期间相对位移的结果，玻璃管的横截面成为椭圆形或多边形。图15A和15B是示出在悬臂自由端弯曲的示意图，图15A示出光纤束的横截面相等的情况。在这种情况下即，玻璃管1具有外径2a、内径2b、长度L、密度ρ(在石英玻璃的情况下，2.2×103kg/m3)和杨氏模量E(在石英玻璃的情况下，7.3×1010)，该玻璃管1被视为其一端用夹盘6固定的悬臂，每单位长度的重量w、断面二次力矩(second moment of area)I、作用于固定部分的弯矩M和在悬臂自由端的弯曲位移v表示如下w＝ρ×π(a2-b2)×g，I＝(π/4)×(a4-b4)，M＝wL2/2，v＝ML2/4EI＝M2/2wEI其中，g约是9.8N/kg的重力加速度。在本说明书以下部分，作用于悬臂固定部分上的弯矩M仅称为“弯矩”。弯曲位移v根据弯矩M的平方成比例地增加。例如，在2a＝42mm并且2b＝38mm的石英玻璃的情况下，当弯矩M是8Nm、7Nm和6Nm时，弯曲位移v分别是1.5mm、1.2mm和1mm。当加热具有6Nm或更大弯矩的玻璃管时，在加热部分两侧上的玻璃管的相对位移可以相等或大于1mm，并且，由于加热产生的玻璃管变形的可能性增加。因此，加热玻璃管时，难于保持玻璃管的正圆。在7Nm的情况下，难度增加，并且在8Nm或更大的情况下，难度还要增加。因此，当没有任何预防措施情况下、加热具有较大弯矩M的玻璃管时，加热后的管容易变形。图15B示出光纤束横截面不相等的情况。在该情况下，光纤束的横截面变化，弯矩M表示如下M=∫0Lwxxdx]]>其中，wX是距自由端的距离为X时的负荷。例如，玻璃管1具有外径a1、内径b1、长度L1，并且玻璃管2具有外径a2、内径b2、长度L2，当玻璃管1和玻璃管2连接在一起，并且用夹盘6固定玻璃管2时，弯矩M表示如下M=∫0L1w1Xdx+&Integral本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造光纤预制棒的方法，包括加热玻璃管的工序，并且包括如下步骤：　　　　（１）在玻璃管两端支撑玻璃管，从而使得玻璃管的纵向轴线成为基本水平；　　　　（２）用热源加热玻璃管，其中　　　　在被视为悬臂的玻璃管的支撑端处的弯矩是６Ｎｍ或更高，在加热工序中，玻璃管的被加热区域的位移等于或小于１．５ｍｍ。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：平野正晃，中西哲也，
申请(专利权)人：住友电气工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]