用于光纤外包覆的烟怠压制制造技术

一种用于制成光纤预制件的方法和设备。多根杆放置到设备的内腔内；(ii)将颗粒玻璃材料放置到内腔内的杆和内壁之间；以及(iii)将压力施抵颗粒玻璃材料，以抵靠多根杆对颗粒玻璃材料加压。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总地涉及利用用于光纤外包覆的烟怠压制、用于制成具有多个孔或多根应力杆的光纤的设备和方法，并具体地涉及用于制成光纤预制件的方法和设备。
技术介绍
由于在OVD工艺的沉积效率方面的限制，用于制成光纤预制件的、诸如外气相沉积(OVD)和气相轴向沉积(VAD)工艺的传统化学气相沉积(CVD)工艺经常仅利用初始的原 材料的一部分。因此，使用所得的“废弃” 二氧化硅烟怠可潜在地导致原材料成本的大幅节省。相应地，已提出不同方法来利用在生产光纤预制件时否则就未被利用的二氧化硅烟怠。这些方法可有许多缺点，包括昂贵、复杂和/或耗时的工艺状况以及设备，并可导致预制件具有比期望少的特性，这些特性诸如是在预制件密度和几何形状方面不可接受的可变性。存在在包覆部内采用多个孔或多根应力杆来实现期望的光学特性的许多光纤应用场合。这些应用场合包括单偏振光纤、保偏光纤、弯曲不敏感光纤、光子晶体光纤、高数值孔径光纤和无尽单模光纤。单偏振和保偏光纤通常包括中心芯部以及位于包覆部内并在光纤芯部附近的多个气孔或多根掺硼的应力杆(图I)。这些光纤经常通过诸如外气相沉积(OVD)工艺来制造，其中，二氧化硅包覆玻璃例如通过八甲基四硅氧烷的高温分解而沉积于玻璃芯棒上。OVD工艺是高度优化、高产量的制造工艺。然而，包覆层的成形经常是在使光纤输出最大化时的限速步骤。此外，估计到在光纤预制件的包覆部的沉积过程中，八甲基四硅氧烷给料的高温分解产物的至少50%沉积于玻璃芯棒上。然后，二氧化硅包覆烟怠层进行烧结，以产生二氧化硅芯部/包层玻璃坯件。单偏振和保偏光纤通常通过在这些芯部/包覆玻璃坯件内部钻出/机加工出精确的孔并且如果采用应力杆则通过将应力杆插入这些孔来制成。所得的组件可插入二氧化硅管或者进行外包覆、烧结、然后牵拉到单偏振或保偏光纤内。然而，为了获得良好的光学性能，钻出的孔的尺寸必须非常精确并需要大量后处理，从而导致这些光纤的工艺成本增大。在另一组应用中，在包覆部内存在多个孔。这种构造适于光子晶体光纤或弯曲不敏感光纤的应用场合。这些光纤一般使用堆积和牵拉工艺或通过在预制件内钻孔来制成。为了进一步提高光纤输出并降低原材料成本和其它制造成本，期望制造在包覆部内具有多个孔或多根应力杆的光纤的替代方法
技术实现思路
本专利技术的一个方面是用于制成光纤预制件的方法。该方法包括以下步骤(i)将多根杆放置于设备的模腔内；(ii)将颗粒玻璃材料放置到模腔内的杆和内壁之间；以及(iii)将压力施抵颗粒玻璃材料，以抵靠多根杆对颗粒玻璃材料加压。在一些实施例中，多根杆包括(i)至少一根玻璃杆和至少一根模杆；或者(ii)至少两根玻璃杆。根据一些实施例，一根或多根玻璃杆是芯杆。根据一些实施例，多根玻璃杆是多根芯棒或多根应力杆。较佳地，各杆彼此共线地对准。根据一些实施例，较佳地，轴向地和/或径向地施加压力。根据一些实施例，压力从模腔的至少一侧进行施加。根据一些实施例，模腔的横截面是圆形的。根据一些实施例，模腔的横截面不具有圆对称性 。根据一些实施例，设备包括外壁和内壁，外壁围绕内壁，而内壁围绕内腔；且至少径向向内施加压力，并且施抵颗粒玻璃材料的压力是25磅/平方英寸至250磅/平方英寸，以抵靠多根杆对颗粒玻璃材料加压。在其它实施例中，轴向地施加压力。例如，二氧化硅玻璃烟怠可沿轴向加压以形成烟怠压实体，该烟怠压实体具有在玻璃芯部周围的至少0. 5克/立方厘米、较佳是至少0. 65克/立方厘米且更佳是至少0. 75克/立方厘米(例如，0. 75克/立方厘米至I. 2克/立方厘米，或者0. 8克/立方厘米至I. I克/立方厘米)的密度。在其它实施例中，轴向和径向向内施加压力，这可以同时或者可以不同时进行。例如，施抵颗粒玻璃材料的压力可以是25磅/平方英寸到250磅/平方英寸，以将颗粒玻璃材料加压成至少0. 5克/立方厘米、较佳是至少0. 65克/立方厘米且更佳是至少0. 75克/立方厘米(例如，0. 75克/立方厘米至I. 2克/立方厘米，或者0.8克/立方厘米至I. I克/立方厘米)的密度。在其它的实施例中，模腔具有矩形横截面，且压力施加到矩形空腔的一个或多个侧壁，这可以同时或可以不同时进行。例如，施抵颗粒玻璃材料的压力可以是25磅/平方英寸到250磅/平方英寸，以将颗粒玻璃材料加压成至少0. 5克/立方厘米、较佳是至少0. 65克/立方厘米且更佳是至少0. 75克/立方厘米(例如，0. 75克/立方厘米至I. 2克/立方厘米，或者0. 8克/立方厘米至I. I克/立方厘米)的密度。在另一实施例中，内壁包括具有相互交叉的指部的卷起板。通过沿相反方向拉动相互交叉的指部来施加径向向内的压力，以减小卷起板的直径。在下面的详细描述中将阐述本专利技术的其它特征和优点，它们对本领域的技术人员来说部分地可从该说明书中变得显而易见，或可通过如本文(包括下面的详细描述、权利要求书以及附图)所述那样来实践本专利技术认识到。应予理解的是，上面的总体说明和下面的详细说明都提供了本专利技术的实施例，并意在提供概况或框架以便理解如所要求保护的本专利技术的性质和特征。包括附图是为了提供对本专利技术的进一步理解，附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。附图示出本专利技术的各实施例并与描述一起用于解释本专利技术的原理和运作。附图说明图I示出根据在此所示和所述的一个或多个实施例的、用于形成光纤预制件的模具组件的示意图；图2示意地示出根据在此所示和所述的一个或多个实施例的、用于形成光纤预制件的分段的模具本体；图3示意地示出根据在此所示和所述的一个或多个实施例的、联接至超声源的模具组件；图4示意地示出根据在此所示和所述的一个或多个实施例的、加载有未挤压的二氧化硅玻璃烟怠的模具组件和超声源的剖视图； 图5A和5B示意地示出根据在此所示和所述的一个或多个实施例的、加载有二氧化硅玻璃烟怠的模具组件和超声源的剖视图；图6示意地示出根据在此所示和所述的一个或多个实施例的、用于形成玻璃芯棒周围的烟怠压实体的模具组件和超声源的剖视图；图7示意地示出根据在此所示和所述的一个或多个实施例的、包括形成于玻璃芯棒周围的烟怠压实体的光纤预制件组件；图8A示出根据在此所示和所述的一个或多个实施例生产的光纤预制件；图SB示意地示出根据在此所示和所述的一个或多个实施例生产的另一光纤预制件；图8C示意地示出由图8A中所示的光纤预制件生产的光纤；图9示意地示出根据本专利技术的较佳方法可使用的设备的局部侧向剖视图，其中，设备的挠性内壁的任一侧上的压力大致相等；图10示意地示出根据本专利技术的较佳方法可使用的设备的局部侧向剖视图，其中，设备的挠性内壁和刚性外壁之间的空气已大部分去除；图11示意地示出根据本专利技术的较佳方法可以使用的设备的局部侧向剖视图，其中玻璃杆在设备的内腔内居中；图12示意地示出根据本专利技术的较佳方法可使用的设备的局部侧向剖视图，其中玻璃烟怠放置于玻璃杆和挠性内壁之间的内腔中；图13示意地示出根据本专利技术的较佳方法可使用的设备的局部侧向剖视图，其中玻璃烟怠通过在刚性外壁和挠性内壁之间提供加压流体来进行加压；图14示意地示出根据本专利技术的较佳方法可使用的设备的局部侧向剖视图，其中加压流体大部分已从刚性外壁和挠性内壁之间去除；图15示出从设备去除并准备进行清洁和固结的被压制的烟本文档来自技高网...

【技术保护点】

【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：P·坦登，J·王，MJ·李，S·B·道斯，A·V·菲利波夫，D·H·詹尼斯，V·A·科兹洛夫，
申请(专利权)人：康宁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：