[發明專利]用于對光纖預制件進行包覆的方法

有效

• 申請號: 200710109084.2
• 申請日: 2007-06-18
• 公開（公告）號: CN101092279A
• 公開（公告）日: 2007-12-26
• 發明（設計）人: E·珀蒂弗雷爾
• 申請（專利權）人: 德雷卡通信技術公司
• 主分類號: C03B37/018
• 分類號: C03B37/018
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所
• 代理人: 王茂華

技術領域

本發明涉及一種用于對光纖預制件進行包覆的方法。

背景技術

光纖是通過在拉絲塔上對預制件進行拉拔來生產的。預制件一般包括初級預制件，該初級預制件包括質量非常高的玻璃管，該玻璃管形成包層和光纖纖芯的一部分。然后，在對該初級預制件進行包覆或套管，以增加其直徑并形成能夠在拉絲塔上使用的預制件。類似的光纖拉拔包括將預制件垂直地放置在拉絲塔中并從預制件的一端拉拔出一股光纖。出于這個目的，向預制件的一頭局部地施加高溫，直到石英軟化為止，然后在拉拔操作期間持久地控制拉拔速率和溫度，原因是它們會決定光纖的直徑。

可以通過在管的內部上沉積多層純的和/或摻雜的石英以形成內部包層和中心纖芯來制造初級預制件。在管中的沉積一般屬于化學汽相沉積類型(CVD)。這種類型的沉積是通過將氣體混合物注入到管中并使得所述混合物離子化來進行的。CVD型沉積包括MCVD(改進的化學汽相沉積)、FCVD(爐化學汽相沉積)和PCVD(等離子體增強化學汽相沉積)。然后，使用斷裂(collapsing)操作來封閉該管以形成初級預制件。

然后，使用石英顆粒，優選地是低成本的天然石英顆粒，對初級預制件進行包覆，以獲得最終預制件。初級預制件的包覆可以通過等離子體沉積來進行，其中在該等離子體沉積期間，天然石英顆粒被噴射并由等離子體噴槍在2300℃范圍內的溫度下熔化使得它們在初級預制件的外圍上玻璃化。包覆操作一般是在受控氣氛下在封閉腔室中進行的，以確保進行保護以便不受到電磁干擾和由等離子體噴槍發射的臭氧的釋放的影響。

預制件的幾何形狀必須很好地適應于纖芯和光纖包層的折射率與直徑的比率，以便使得拉拔光纖具有所需的折射率分布。對光纖來說，折射率分布一般是聯系所繪制的曲線圖來描述的，該曲線圖示出了將光纖的折射率與該光纖的半徑相關聯的函數。

因此，需要對包覆操作的精確控制，以保證最終預制件和隨后的拉拔光纖的幾何形狀的相似性。最終預制件的目標直徑是根據初級預制件的直徑和光纖的目標分布來計算的。該目標直徑確定要沉積在初級預制件上的包覆量。然后，在一次或多次經過(pass)中進行包覆沉積，每次經過對應于等離子體噴槍沿初級預制件的一次平移運動(translationmovement)，并對應于受控的石英顆粒量的沉積。因此，利用每次包覆經過，在初級預制件上沉積特定厚度的石英包層。

一般而言，每次包覆經過都具有對應于給定平移速度和給定石英顆粒流速的給定厚度，例如4mm。因此，問題是：當倒數第二次包覆經過使預制件的直徑需要少于一次經過的厚度來完成包覆時，精確地實現預制件的目標直徑。已經發現，對于直徑為90mm至100mm的預制件，能夠以0.3mm量級的精度獲得所包覆的預制件的目標直徑。

該問題的一個解決方案包括在最后一次包覆經過期間減小噴射到預制件上的石英顆粒的流速，以便沉積更厚的包覆層，并從而達到預制件的目標直徑。所述解決方案例如在文獻EP-A-1279646中進行了描述。

同樣可以從文獻EP-A-0845441中得知用于在光纖初級預制件上進行包覆的設備，其包括沿預制件的第一沉積包覆噴槍和多個第二噴槍，調整該多個第二噴槍使得每個第二噴槍在預制件的給定長度上進行短的往復運動。控制沿初級預制件沉積的包覆層的縱向均勻度，并且可以激活一個或多個第二噴槍以糾正檢測到的在給定長度上的包覆層中的任何不均勻性。第一噴槍所進行包覆沉積是以恒定的速度并利用可變的顆粒流速進行的，以實現預制件的目標直徑。

然而，減小在包覆操作的結束所噴射的石英顆粒的流速的解決方案的缺點是減小了包覆工藝的生產率并引起生產力損失。石英顆粒噴射的效率實際上隨著處于包覆過程中的預制件的直徑而增加。實際上，在包覆操作開始時，由于初級預制件的直徑此時還很小，大量石英顆粒從其旁邊經過，隨著預制件的直徑隨包覆而增加，增加了數量的噴射石英顆粒到達預制件以被玻璃化。因此，就相對于所使用的顆粒量的生產率而言，包覆操作的效率隨著預制件的直徑而增加。因此，在最后一次經過期間減小顆粒的流速阻止了這種生產率增加并降低了預制件的包覆操作的整體產量。

同樣可以從文獻EP-A-0482348中得知用于在光纖預制件上進行包覆的設備，其中使用對預制件重量的計算來連續地控制所沉積的包覆量。當預制件到達目標重量時，停止包覆。然而，該文獻沒有表明如何控制包覆操作的結束。

因此，需要一種光纖包覆方法，利用該方法可以精確地實現預制件的目標直徑而不損失產量，并且該方法易于實現。

發明內容