[其他]光學纖維的制備方法

無效

• 申請號: 85104138
• 申請日: 1985-05-30
• 公開（公告）號: CN85104138A
• 公開（公告）日: 1986-11-26
• 發明（設計）人: 安德魯·彼得·哈里森;馬爾科姆·鄧卡斯·麥克凱
• 申請（專利權）人: 標準電話和電纜公共有限公司
• 主分類號: C03B37/012
• 分類號: C03B37/012
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 王憲模,王申

本發明論述光學纖維（以下簡稱光纖）制備方法，特別要討論以棒管法來制備石英玻璃質的光纖。

在本發明專門涉及而又不局限于此的光纖棒管法制造中，將包括形成光纖芯料的玻璃棒及其包層結構件的預制棒放入一玻璃套管中，用該套管來增加上述這種芯料-包層復合件的橫截面積。然后將預制棒和套管的組合件降放到爐中。在高溫區，套管軟化塌縮在預制棒上形成單一的整體，然后向下拉制成光纖。影響光纖成品質量的因素有許多，包括該組合件的運動速率、拉絲速率、爐子溫度、爐中的溫場分布以及預制棒和管子的初始幾何形狀。本發明的棒管法中通過給預制棒加上套管這一材料以擴大預制件的光纖產率。為了使制成的光纖具有正確的芯徑外徑比，考慮到預制棒本身的光學材料一般都會變化而使尺寸過大，故需要用一定橫截面積的套管來將其徑度減小到制成光纖的正確幾何結構。

本發明提供了一種制造光纖的棒管法，其中，棒和管送入爐子高溫區的速率是不同的，棒的送入速率大于管的送入速率，棒料相對于管子的安裝方式，要保證在高溫區管子軟化并塌縮到棒上時，棒料可以自動取中。

本發明的實施例可對照附圖描述如下：

圖1為棒管結構塌縮和拉絲基本過程的示意圖;

圖2a和2b分別表示常規棒管法工藝中的下拉區和按照本發明工藝的下拉區;

圖3表示實現光纖連續拉制的方法。

首先參看圖1，棒管法中基本的塌縮和拉絲工藝是，將預制棒1預先和套管2對中放置（具體方法未示出），然后，兩者以一預定速率一起向下運動通過爐子3，接著，從底端以一相應的預定速率拉制成光纖4。迄個為止，一直是通過玻璃吹制技術或機械的雙卡盤結構，使預制棒在套管內預先取中，并使預制棒與套管兩者在其上端相互牢牢地固定。不論這種預先同軸套放的精度有多高，如果管和（或）預制棒發生彎曲，就會使非同心度合在全長范圍內“凍結于”全長范圍內。這會導致最終拉制成的光纖在相應部分上使芯子相對于外徑不同心。

業已發現，如果使棒和管以不同速率進入爐子，則不需專門選擇套管的橫截面積，也可控制光纖維的芯徑外徑比。這就是說，構成光纖的預制棒和套管的質量比，對任一給定時間都是可變的，這一比值的大小取決于相對送進速率和橫截面積。上述方法的一個例子是，當選擇的套管其質量約為所需質量兩倍時，在此條件下來實現正確的芯徑外徑比。此時，將預制棒的進給速率也控制在約為套管進給速率兩倍的范圍內。這兩個速率的精確比值要取決于具體預制棒的芯徑外徑比。圖2a表明標準棒管法中下拉區的形狀，圖2b表明棒的進給速率比管子進給速率快得多的情況下，下拉區的形狀，二者的速率比約為3.3比1。圖2a中通常的凹形下拉區的縱剖面;被圖2b中棒和管之間在新月型5處下的凸形縱剖面所代替。在后一情況下，產生了一種作用力，使棒料進入高溫區。我們還發現，在棒管法拉絲過程中，當預制棒的進給速率比套管快時，就會產生力使在高溫區內開始收縮的管子中的棒常常能自動定中。應當考慮到重力、拉力、表面張力和管子下拉區的對稱性等一類參數對此種現象都會有影響。這樣，棒料就不應在管子內牢靠固定，相反，應允許它在管子中自動定中。在差速送料裝置中的棒應能在管子的中央繞其端的其個點自由地樞動。為此，要采用一種光滑的樞軸機構，例如，采用一種框架機構。這樣，就可使下拉區和管內預制棒獲得良好的徑向對稱性;反之，若采用通常的玻璃吹制或機械雙卡盤法固定棒和管，盡管棒和管中間的新月型可能是平直的，也即在垂直于管子縱軸的單一平面中，但如果棒和管恰好完全同軸，實際上棒和管之間就會在下拉區出現不同軸現象，結果產生傾斜的新月型。在管和棒的進給率不同，而它們的安裝方式又可使棒相對于管子運動的情況下，棒和管之間的新月型則完全為平直的。

差速供料方法可以獲得對芯徑外徑比的連續控制。位于拉絲爐下聯機的光纖芯徑/外徑比監視器，它輸出的信號被耦合到（反饋到）用來產生棒和管相對前進的機構中。用這種方法即使芯徑/外徑比沿單個棒坯發生變化（如芯子的錐形引起的），也可對此預定的參數進行嚴密控制。這樣，就可以更高的百分比來利用預制棒的長度，因為均勻的光纖可從那些初始的，本來要報廢的不均勻預制中產生。為得到差速進給的棒和管，可采用各種驅動機構。套管和預制棒的進給裝置實際上與通常用的一樣，唯一和常規技術不一樣的是這兩個裝置相互獨立。