具有大尺寸烟炱多孔体的光纤预制件及其制备方法技术

提供一种用于制造具有大尺寸烟炱多孔体光纤预制件的方法，其中棒相对的端部由加热装置加热以获得一预定温度，该预定温度以一种逐级的或逐渐的或非线性的受控方式通过改变到加热装置的氧氢气体的流速和／或比例来提高，以获得一特定温度和期望直径的烟炱多孔体。在一个实施例中，该预定温度被提高以获得一特定温度和一中间直径的烟炱多孔体，其中该特定温度选择性地保持直到期望直径的烟炱多孔体被制造，该烟炱多孔体经过烧结过程以制造具有大尺寸烟炱多孔体的光纤预制件。

【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。 特别涉及一种具有较大尺寸直径在预制件相对的末端无裂缝、破损、损 伤、弯曲、裂开或者滑移的具有烟炱多孔体的光纤预制件及其制备方法。 更特别地涉及一种在目标棒上沉积优选大于约130mm,更优选在约130mm 到约190腿之间直径的较大尺寸直径烟炱多孔体的方法，以形成在其相对 的末端没有裂缝、破损、损伤、弯曲、裂开或者滑移的光纤预制件，及光 纤预制件和由其制造的光纤。
技术介绍
:光纤作为传输介质对于所有的信息形式，例如声音、影像或者数据， 有内在的多功能性。光纤从光纤预制件拉制而成。预定尺寸的光纤通过使 预制件一端经受高温，例如200(TC以上从光纤预制件中拉制而成。在这样 的高温下，预制件的尖端软化，期望尺寸的细光纤由此被拉制。制造这些 预制件的不同的方法在文献中描述。光纤预制件可以通过不同的化学汽相沉积(CVD)的方法制造。光纤预制件制造过程首先包括制备由光纤芯和包层的一部分组成的芯棒，包层可 能在随后被完全覆盖。芯棒可以通过本领域已知的方法制备，比如改进的 化学汽相沉积(MCVD)、等离子体化学气相沉积(PCVD)、外部气相沉积 (OVD)、气相轴向沉积(VAD)等等。芯棒的完全覆盖还可以通过多种方法进 行，比如玻璃管夹套、OVD烟炱完全覆盖、VAD烟炱完全覆盖、等离子体 完全覆盖等等。光纤预制件可以通过任何的芯棒制造方法和完全覆盖制备 方法的结合来制造。最普遍使用的制造过程是MCVD处理，它同OVD比專交起来本质上更简 单。然而由于柔韧性好，OVD处理已经成功地实现工业化并且目前比MCVD 优选用于制造宽波段的光纤，例如单模光纤，长距离、梯度折射率多模光 纤，短距离光纤等等。在OVD方法中，在由芯组成的芯4奉表面上用火焰水解反应烧制烟炱玻 璃粒子。参与烟炱粒子形成的化学反应物为四氯化硅、氧气 和氢氧炉气。SiCL气化物与02借助于氢氧焰反应以形成亚微米尺寸Si02 玻璃粒子，反应如下表示SiCUg) + 2H2(g) + 0"g) Si02(s) +額(g)上述的淀积过程发生直到期望数量的玻璃粒子已被沉积，然后烟炱多 孔体被移入烧结炉，在烧结炉中沉积烟炱层用氯气氛干燥，然后凝结以在 大约150(TC氦气氛中形成固态玻璃预制件。凝结预制件被拉制成由芯和包 层组成的光纤。在用于在目标棒上沉积烟炱粒子的典型常规方法中，采用一种在附图 1中详细描述的系统，其中玻璃烟炱被沉积在目标棒101上以形成烟炱多 孔体104。在此方法中烟炱的沉积通过目标棒101在燃烧器103上如图1 箭头111所示的横向往复运动和棒101如箭头112所示的转动来完成。目 标棒101被设置在烟炱沉积燃烧器103上方的卡盘102和105之间的活动 玻璃-工作车床100上，烟炱沉积燃烧器103在数目上可以是一个或多 个。玻璃-工作车床被包围在提供用于此目的的气体室107内部。室107 装备有排气管106用以除去未沉积的反应气体和烟炱粒子。棒101沿箭头 112方向初始沉积时优选地以150rpm以上的高速度旋转而之后该转速允 许减少至100rpm或更低。目标棒101也沿着其自身的轴如箭头111所示 在保持固定的燃烧器103上方来回移动。在具有图1展示的系统的变体的 组合中，有可能移动棒101和燃烧器103,但两者朝相反方向移动或者仅移动燃烧器103,而棒101保持固定，在这两种情况下，可同时如箭头 112所示棒101在其自身轴线上旋转。在来回移动通过期间，不i仑4奉101来回移动和/或燃烧器103来回移 动，SiCl,气化物从燃烧器103与氢氧燃料一起从输送管线108被供应到 棒101上以使SiCh与氧气反应以在目标棒101上形成烟炱多孔体104。 提高玻璃烟炱沉积的反应指标所用的添加剂通过从燃烧器103与氧气一起 供应GeCL而获得。烟炱沉积步骤继续直到期望数量的烟炱粒子沉积在目标棒上，并且目 标棒与沉积烟炱多孔体被移动至烧结炉，在烧结炉中沉积烟炱层用氯气氛 干燥，然后在大约1500。C在氦气氛中凝结以形成固态玻璃预制件。凝结预 制件被拉制成由芯和包层组成的光纤。注意到在烟炱多孔体通过采用以上讨论的OVD方法沉淀期间，如果在 棒/芯轴的某一点加热不充分，在棒/芯轴的该点会引起裂缝或者破损，而 如果加热过度，则移去棒/芯轴变得困难并且通常不可能不破坏烟炱内表 面而进行。裂缝、破损、损伤，以及弯曲、裂开或者滑移的问题一般在棒 /芯轴的两个相对端发生。此处使用的术语裂缝、破损、损伤、弯曲、裂 开或者滑移同本领域光纤预制件方面具有相同的意思。更进一步地注意到，在沉积烟炱中裂缝或者断裂或者破坏或者弯曲的 问题随着沉积烟炱的直径增加而进一步加剧。因此，该方法不适合于不在 预制件尾部产生裂缝或者或者损伤或者弯曲而沉积具有大于60mm直径的 烟炱多孔体。为了避免这些问题在棒的相对的端提供一个或者两个端面燃 烧器，给棒的端部提供加热以避免棒端部一圏的裂缝、破损、损伤、弯 曲、裂开以及滑移。在上文讨论的一个已知的采用OVD方法原理用于制造具有烟炱沉积光 纤预制件的方法包括经过燃烧器供应玻璃在棒上形成材料以在目标棒上形 成烟炱多孔体。在一个这样的已知方法中，教导了一 个或多个端面燃烧器的提供。该方法仅公开端面燃烧器的提供，但没有教 导使用这些端面燃烧器以避免在具有大于60mm直径的烟炱多孔体要求沉积在棒上的情况下出现裂缝、破损、弯曲、损害、分裂以及滑移问题的方 法。相应地，该已知的方法的主要的缺点是其仅仅可以使烟炱沉积的直径增加至60mm。为了获得该直径的烟炱沉积，氧气在1. 4slpm下供给。更进一 步地注意到该方法的主要目标是弥合所制备预制件的缝隙以及 避免在其步骤中的污染，而该方法中提供的端部喷灯/燃烧器的主要目的 是为了弥合在最初棒中的缝隙，不是避免在沉积烟炱中的裂缝或者破损或 者损伤或者弯曲。因此，以上所述的方法不能用以具有直径大于约60mm，优选地直径大 于约130mm,更优选地直径为约190mm的烟炱多孔体。在另一个已知的方法中，其中教导了端面燃烧器 的提供，在棒上具有烟炱沉积的预制件可以以增加的直径来制备，但仅达 到130mm的直径。该方法也未教导如何得到具有直径为大于130mm ，优 选地达到约190mm直径的大尺寸烟炱多孔体的光纤预制件。该方法中用 于端面燃烧器的可燃气体/氧气被以在0.37至2.42/ 0.49至2. 271/min 之间的速度供给。已经注意到该方法中端面燃烧器的主要的目的是控制部分烟炱的温度 并使得烟炱在该部分变硬。但该方法既没有教导如何控制此温度以获得烟 炱特定部分的变硬也没有教导如何得到具有大于约130mm直径的烟炱多孔 体。更进一步地，以上所述的方法额外地受到由于预制件的低温区域导致 的锗损失的主要缺点的影响。此问题已经在此方法中克服，但在移动化学 燃烧器超过棒的端部和摆动另一个化学燃烧器导致了光纤预制件生产总成 本的提高。因此在此方法中未指示如何实现对具有大于约130腿直径，优 选地达到约190直径的烟炱多孔体的沉积而在其相对两端没有裂缝或者破 损或者损伤或者弯曲或者裂开。又一个已知的方法,采用CVD (OVD ):技术用 来在棒/芯轴上涂覆烟炱粒子其中描述了端面燃烧器的提供本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制造具有大尺寸烟炱多孔体光纤预制件的方法包括如下步骤：　　　　ａ）设置一棒１０１在一活动车床１００的卡盘１０２和１０５上，活动车床１００装备有在其自身的纵轴上以箭头１１２所示方向旋转棒的装置，沿其自身的纵轴在箭头１１１所示方向往复移动棒的装置，一个或多个烟炱形成燃烧器１０３装备有沿所述棒的纵轴往复移动燃烧器的装置和供给反应气体的供给装置１０８，和一个或多个加热装置１１０安装于朝向所述棒１０１的相对端部，其特征在于所述加热装置１１０装备有供应氧气和可燃气体的装置，其还装备有控制氧气和可燃气体流速的装置和／或控制氧气和可燃气体量的装置；　　　　ｂ）在其自身的纵轴上沿箭头１１２方向通过所述的旋转装置旋转所述的棒并且沿其自身的纵轴在如箭头１１１所示的方向通过所述的往复移动装置移动所述的棒；和　　　　ｃ）从烟炱形成燃烧器１０３引导玻璃形成烟炱材料以获得所述棒１０１表面上的沉积直到期望量的烟炱粒子沉积在所述的棒１０１上以得到期望直径的烟炱多孔体１０４，该烟炱多孔体被转移至烧结炉内，在其中制造较大尺寸的光纤预制件１１３，其特征在于：　　　　ｉ）通过所述的加热装置１１０加热所述的棒１０１相对的端部以达到一预定温度；　　　　ｉｉ）持续所述的加热步骤同时保持在所述步骤ｉ）中获得的所述棒１０１的相对的端部的所述预定温度直到一最小直径的烟炱多孔体形成；　　　　ｉｉｉ）持续所述的加热步骤同时增加所述棒１０１的所述相对端部的所述预定温度，并同时在其上沉积烟炱粒子以获得一特定温度和一中间直径的烟炱多孔体；　　　　ｉｖ）选择性地持续所述加热步骤同时保持在所述步骤ｉｉｉ）中获得的所述棒１０１的所述相对端部的所述特定温度直到一期望直径的烟炱多孔体形成。...

【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：桑克特沙阿，吉内希沙阿，桑蒂斯瓦鲁帕特里帕蒂，
申请(专利权)人：斯德莱特光学技术有限公司，
类型：发明
国别省市：IN[印度]