專利名稱：制造實心預制件的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種通過平行于基質管的縱軸移動熱源來制造實心預制件的方法，該基質管內表面上覆蓋一個或多個摻雜或不摻雜玻璃層，以便經過多道工序將基質管塌陷為實心預制件，在基質管多次經過熱源之后，將腐蝕劑提供給其內部實心。
背景技術：
從美國專利4 793 843可以知道這樣一種方法，其中在將基質管塌陷形成實心預制件的過程中，一種氣態(tài)腐蝕劑通過基質管的內部，該氣態(tài)腐蝕劑包括氧氣和5-30體積百分比的C2F6。在基質管塌陷過程中，其中，該基質管的內部覆蓋有摻雜相對易揮發(fā)摻雜劑的玻璃層，如鍺氧化物，摻雜劑的一部分可以從玻璃層蒸發(fā)，因此導致折射率特征被干擾。在此種情況下，離中心更遠的玻璃層中的一種或多種腐蝕劑的散失也將起作用。因此，特征的干擾給纖維的光學特性帶來不利的影響。
從歐洲專利申請1 035 083可知一種防止纖芯中心折射率特征的不期望變化的方法，該方法包括用兩步塌陷基質管即在第一塌陷溫度加熱基質管，以減小基質管中心管道的尺寸，再在比最小塌陷溫度低大約200-400℃的溫度下使腐蝕氣體流過中心管道，以便從基質管的中心管道將纖芯的部分腐蝕掉，隨后在第二塌陷溫度充分塌陷基質管，該第二塌陷溫度高于第一塌陷溫度。根據所述文獻中描述的實施例，基質管的內徑在腐蝕過程中為5mm(實施例1)，1.5mm(實施例2)和3mm(實施例3)。所述文獻沒有提及提供腐蝕劑的時機是關鍵的。更不用說基質管的內徑必須沿其長度限制在預定的范圍內。
從美國專利6 131 413中可知塌陷基質管的一種方法的兩個實施例，這些實施例是為了防止纖芯直徑沿成品實心預制件的縱向軸的變化。根據第一實施例，在預制件的端部的壓力被設定為一定的值，而后熱源移動的速度作為所述壓力值的函數被控制。根據第二實施例，腐蝕劑的流速根據壓力測量值被控制。關于提供腐蝕劑的時機，特別是在腐蝕過程中關于基質管的內徑的尺寸的進一步的細節(jié)從所述文獻中不能得知。
根據歐洲專利申請0 972 752一種光預制件是根據桿中桿(rod-in-rod)原理制造的。雖然所述文獻涉及在塌陷之前利用MCVD方法對涂敷的基質管的內部進行腐蝕，以制造用于大約400km纖維的光學預制件，但該文獻沒有提供在提供腐蝕劑時關于基質管內徑的任何信息。
本發(fā)明者發(fā)現，為了沿光纖的長度得到成品光纖的光芯的恒定的折射率特征，沿著要塌陷的基質管的整個長度從基質管中腐蝕掉相同量的材料是非常重要的。在預制件的中心部分的折射率特征表現出梯度的情況下，腐蝕掉相同量的材料尤其重要。事實上，如果在這樣的特征的情況下忽略了沿要塌陷的基質管的長度腐蝕掉相同量的材料，該忽略對光纖的中心部分的追蹤折射率的大小有主要影響。

發(fā)明內容
因此本發(fā)明的一個目的是提供一種制造實心預制件的方法，在該方法中，要塌陷的基質管沿其整個長度腐蝕掉相同量的材料，從而防止最后光纖的折射率特征在纖芯處的干擾。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種制造實心預制件的方法，其中可以得到一種光預制件，該光預制件中，正被塌陷為實心預制件的基質管的整個長度上折射率大小的變化小于5％。
本發(fā)明的特征在于提供腐蝕劑的時機是在基質管的內徑沿其長度減小至1.5-2.5mm的時刻。
具體實施例本發(fā)明者發(fā)現，要塌陷的基質管的內徑在進行腐蝕工藝之前必須大致恒定，且所謂的腐蝕劑管道必須具有1.5-2.5mm的直徑，最好是1.7-2.0mm，特別是沿基質管的整個長度。如果直徑低于前述的值，在腐蝕過程中將只能去除少量材料，其結果將會留有不期望的傾斜。此外，還會有基質管被過早封閉的危險。如果腐蝕劑管道的直徑大于前述值的范圍，那么在腐蝕過程中將出去太多材料，這將會對制造的成品光纖的特性產生不利的影響。另外，含有大于前述值范圍的直徑的腐蝕劑管道的基質管在封閉時，相對易揮發(fā)的摻雜劑仍將蒸發(fā)，因此實心預制件的折射率特征的中心將會表現出上述不期望的下降。對于本領域的技術人員，很明顯的，基質管在其整個長度上將望遠不能被覆蓋層覆蓋。因此它的直徑不能在整個長度上減小到期望的范圍。應當理解，在本說明書中用到的定義涉及有覆蓋層覆蓋的基質管的內徑。
需要的基質管的恒定直徑可以通過在先于腐蝕過程的最后塌陷過程中，使平行于基質管的縱軸移動熱源的速度由沿基質管長度測量的內部壓降來決定而得到。因此，最好是在一遍或更多遍的移動過程中，沿基質管的長度測量壓降，且將熱源平行于基質管的縱軸移動的速度與所述的壓降聯系起來。
如果沿基質管內部長度的壓降太大，基質管則塌陷得太多，這將意味著熱源平行于基質管的縱軸移動的速度太低了，以致于在隨后的腐蝕步驟中不能去除足量的材料。如果沿基質管內部長度測量的壓降太小，腐蝕管道的直徑將太大，以致于在隨后的腐蝕步驟中，將有太多的材料被腐蝕掉，這必須通過減小熱源平行于基質管的縱軸移動的速度來防止。
最好腐蝕劑是從C2F6，C3F8，C4F10或SF6族中或其組合中選擇的氣體，上述組合還有可能與載氣進行組合，如O2。
本發(fā)明將在下面通過一個實例和幾個比較實例進行更詳細的解釋，應該注意它們的關系，然而，本發(fā)明并不僅僅局限于一個特殊的實例。
實例1一個長大約1200mm，且包括通過PCVD工藝在其內表面沉積了覆蓋層的基質管被塌陷為一個實心桿。前述塌陷過程在下面的條件下執(zhí)行。基質管以每分鐘25轉的速度旋轉，在這個過程中，管和熔爐之間的空間被氬凈化。在所述的旋轉過程中，一個具有大約2200℃的電阻熔爐在軸向上通過管。管的內部在塌陷過程中被含氧氣體凈化。第一遍和第二遍以熔爐每分鐘20mm的速度執(zhí)行。在第二遍過程中，基質管的進口側和出口側的壓力差大約是27Pa，氣體速度為1500sscmO2。在第三遍的開始，熔爐以每分鐘20mm的速度經過管的上方，以調整過的氣體速度通過250sscm O2的管。在第三遍，根據測量的基質管的進口側和出口側當時的壓力差調整熔爐的速度，如果氣體進口側和出口側的壓力差在一個具體位置超過上限，熔爐速度增加，如果壓力差低于下限，熔爐速度減小。作為該熔爐速度調整的結果，管的內徑在第三遍之后和腐蝕步驟之前，沿管的大致整個長度保持在1.7-2.0mm之間的一個值。這一遍之后是腐蝕，在腐蝕過程中，熔爐在管的上方移動時，一種包含有混合著C2F6和O2的氣體的腐蝕劑通過管的內部。在這一遍之后，執(zhí)行最后一遍，在這最后一遍過程中，預制件被充分塌陷成一個實心桿。測量芯的折射率特征，預制件沿實心桿的可用長度的變化小于4％。
比較實例1執(zhí)行如實例1中相同的操作，區(qū)別是，在第三遍中，用恒定的熔爐速度每分鐘18mm，在第三遍完成后，沿管長度的管的內徑的范圍是1.0mm-1.75mm。在腐蝕之后，預制件以熔爐每分鐘25mm的速度塌陷成實心桿。測量芯的折射率特征，沿預制件長度的主要部分，預制件在剖面的中心有大于20％的下降。這意味著在腐蝕過程中被去除的材料太少，此外在腐蝕過程中沿管的長度腐蝕管道的直徑不是完全不變。
比較實例2執(zhí)行如實例1中相同的操作，區(qū)別是，在第三遍中用恒定熔爐速度為每分鐘23mm，使得在第三遍完成后，沿管的長度孔直徑的范圍是2.3mm-3.0mm。在腐蝕之后，預制件以熔爐每分鐘25mm的速度塌陷成實心桿。在實心預制件的芯的中央部分，折射率特征的尖端表明與預定的設計有一2％的變化和沿其可用長度大約10％的變化。這意味著在基質管的特定位置去除了太多的材料，且腐蝕過程沿可用長度不是完全不變的。而且可以發(fā)現沿預制件的長度在特定位置折射率特征的中心有一個不希望的下降。
權利要求
1.一種通過平行于基質管的縱軸移動熱源來制造實心預制件的方法，該基質管的內表面涂敷一層或更多層摻雜或非摻雜玻璃層，以便經過多道工序塌陷為實心預制件，其中在基質管多次經過熱源之后將腐蝕劑提供給其內部，其特征在于腐蝕劑提供的時機是在基質管的內徑沿基質管的長度減小至1.5-2.5mm時。
2.如權利要求1的方法，其特征在于基質管的內徑沿其長度減小至1.7-2.0mm范圍內的一個值。
3.如前述任一項權利要求的方法，其特征在于在一道或多道工序中測量沿基質管內部長度的壓降，且熱源平行于基質管的縱軸移動的速度與此有關。
4.如前述任一項權利要求的方法，其特征在于腐蝕劑是從C2F6，C3F8，C4F10或SF6族中或其組合中選擇的氣體，上述組合還可能與載氣進行組合。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種通過平行于基質管的縱軸移動熱源來制造實心預制件的方法，該基質管內表面被涂上一層或更多層摻雜或非摻雜玻璃層，以便經過多道工序將基質管塌陷為實心預制件，其中，在多次經過熱源之后將腐蝕劑提供給基質管的內部。
文檔編號C03B37/018GK1470469SQ03145478
公開日2004年1月28日 申請日期2003年6月6日 優(yōu)先權日2002年6月6日
發(fā)明者M·J·M·J·施瓦茨, D·R·西蒙斯, M J M J 施瓦茨, 西蒙斯 申請人:德拉卡纖維技術有限公司