[發(fā)明專利]用于制造玻璃器件的方法和裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010120805.5
• 申請日: 2020-02-26
• 公開（公告）號: CN111635123B
• 公開（公告）日: 2023-08-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: J·普拉斯;D·舍恩菲爾德;C·施米特;A·拉茲;A·蘭納;G·舍茨;W·萊曼;M·胡乃曼;S·魏德利希;J·謝弗
• 申請（專利權(quán)）人: 賀利氏石英玻璃有限兩合公司
• 主分類號: C03B37/012
• 分類號: C03B37/012;C03B20/00;C03C1/02
• 代理公司: 北京律盟知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11287
• 代理人: 劉媛媛

在已知的制造玻璃器件的方法中，將包含空腔并且包含經(jīng)摻雜或未經(jīng)摻雜的SiOsubgt;2/subgt;的中間產(chǎn)物送入由玻璃構(gòu)成的管套，并在該管套中對中間產(chǎn)物進行熱處理，所述管套具有縱軸和內(nèi)孔。以此為基礎(chǔ)，為了對中間產(chǎn)物進行效果可重現(xiàn)并且均勻的熱處理和/或反應(yīng)性處理，本發(fā)明提出，將第一透氣的氣體擴散器嵌入管套內(nèi)孔，所述氣體擴散器是可沿管套縱軸移動，并在熱處理過程中被壓向中間產(chǎn)物。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種制造玻璃器件的方法，包含以下處理步驟：

(a)提供包含空腔的中間產(chǎn)物，其包含經(jīng)摻雜或未經(jīng)摻雜的SiO₂，

(b)將所述中間產(chǎn)物送入由玻璃構(gòu)成的管套，其具有縱軸和內(nèi)孔，以及

(c)在所述管套中對中間產(chǎn)物進行熱處理。

本發(fā)明還涉及一種用于制造玻璃器件的裝置，包括由玻璃構(gòu)成的管套，其用于容置包含空腔的中間產(chǎn)物，其中所述管套具有縱軸和內(nèi)孔。

為了產(chǎn)生特殊的特性，為石英玻璃摻雜其他物質(zhì)。由經(jīng)摻雜的石英玻璃構(gòu)成的器件例如被用于制造閥門和用于半導(dǎo)體生產(chǎn)的器件、纖維放大器、纖維激光器、經(jīng)微結(jié)構(gòu)化的光纖、具有經(jīng)調(diào)整的芯部折射率或者經(jīng)調(diào)整的阻尼特性的無源光纖，例如被用于電信、濾光玻璃或者傳感材料。

背景技術(shù)

就已知的制造光學(xué)預(yù)形體的方法而言，將起始組件送入由石英玻璃構(gòu)成的管套，并將起始組件與這個管套一起熔化成預(yù)形體。

舉例而言，在US?8,720,230B2中描述過這種用于制造針對有源光纖的預(yù)形體的“管套玻璃化”。其中，將SiO₂粉末和由稀土金屬化合物構(gòu)成的粉末(其也可以可溶的形式存在，例如作為水溶性的氯化物)通過水或者醇混合成漿料。為了實現(xiàn)期望的折射率，可為漿料添加諸如GeO₂、P₂O₅、Al₂O₃和/或B₂O₃的摻雜劑。對漿料進行干燥，并將其研磨成由SiO₂、稀土金屬和摻雜劑構(gòu)成的混合粉末。將混合粉末填入具有豎直定向的縱軸的石英玻璃管，其下端經(jīng)由多孔的玻璃構(gòu)成的塞子封閉。為了進行純化和煅燒，在低于玻璃化水平的溫度(例如約1200℃)下為混合粉末施加包含氧、氦、氯或者氟的氣流，其被通過多孔的塞子導(dǎo)入內(nèi)腔。最后，從內(nèi)腔對玻璃進行泵吸，并在高于玻璃化水平的溫度(優(yōu)選2100℃)下將混合粉末與石英玻璃管一起逐區(qū)地熔化，并同時拉長成第一預(yù)形體。經(jīng)玻璃化的混合粉末構(gòu)成預(yù)形體的芯部材料，且石英玻璃管構(gòu)成護套材料。

將如此制造的第一預(yù)形體裝入另一石英玻璃管套，視情況而定包含其他桿材、管件或者預(yù)形體，并用也可經(jīng)過摻雜的第二SiO₂粉末將剩余的中間腔填滿。隨后將石英玻璃管套的內(nèi)腔置于真空下，并在形成第二預(yù)形體的情況下對整個包進行燒結(jié)和玻璃化，或者直接拉伸成光纖。

US?2004/0005127A1描述過一種制造針對經(jīng)稀土金屬摻雜的纖維的預(yù)形體的方法。此預(yù)形體是用桿材束產(chǎn)生，其被嵌入薄壁的石英玻璃管。在管端上設(shè)有由玻璃棉構(gòu)成的多孔的塞子，其貼靠在該束上并防止各桿材的側(cè)向位移。該束在石英玻璃管中經(jīng)受純化和干燥處理。

US?2004/0031290A1揭示過一種對經(jīng)摻雜的玻璃煙塵體(soot?body)進行燒結(jié)的方法，具體方式為，在圍繞煙塵體的縱軸旋轉(zhuǎn)的管套中對此煙塵體進行逐區(qū)加熱。

EP?2?261?182A1揭示過一種制造預(yù)形體的方法，具體方式為，使得含氟氣體流過處于管套中的玻璃微粒散料，并對散料進行加熱。

DE?35?21?119A1揭示過一種在管套內(nèi)對由二氧化硅構(gòu)成的桿狀煙塵體進行玻璃化的方法。該管套由石英玻璃構(gòu)成，并且形成針對光纖的預(yù)形體的護套玻璃。在穿過加熱區(qū)期間，護套玻璃以不可分離的方式收縮至玻璃化的煙塵體上。