[其他]用管棒法制造具有纖芯和玻璃色層的光纖的方法

無效

• 申請號: 87104844
• 申請日: 1987-07-11
• 公開（公告）號: CN87104844A
• 公開（公告）日: 1988-01-27
• 發明（設計）人: 雷內·安德烈亞斯·瑪麗亞·普戶伊姆斯;伊曼紐爾·帕潘尼科勞;利恩德特·巴斯蒂恩·揚格林;約翰尼斯·瑪麗亞·安東尼厄斯·范埃斯唐克
• 申請（專利權）人: 菲利浦光燈制造公司
• 主分類號: C03B37/027
• 分類號: C03B37/027
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 周其裕,曹濟洪

本發明涉及一種應用所謂管棒法制造具有纖芯和玻璃色層的光纖的方法。

管棒法這一工藝是從所周知的。在這種工藝中，通常是將由纖芯材料制成的芯棒安放于由色層材料制成的管子中，然后就可選擇地通過熱處理而使該管子先已收縮到該芯棒上之后，將該芯管組合體拉制成光纖。

人們確認在這種方法的某種改進實施例中（其中芯棒是由纖芯材料而色層是由石英玻璃組成的），利用管棒法所制得的光纖有時在抗拉強度上不能滿足某些最低要求。

人們認為在確定最小抗拉強度（篩選）之際發生裂口的情況通常是由棒芯所安放的石英玻璃管的外表面或外表面下的稍深區域內存在著污染物所造成的。

所述污染物可能是具有熔點高于石英玻璃的氧化物，例如氧化鋁、氧化鉻和二氧化鋯。在用石英晶體制成的商用石英玻璃管中，現已發現在緊接管子外表面以下處會同時產生外來顆粒和外來顆粒的集聚物。

這些顆粒可能來源于制造過程。所述集聚物在管子的軸向和切線方向上的尺寸至多是100微米。它們存在于緊接管子外表面以下深度為10微米的區域中。

如果目的是要去除該被污染的表面區域，則對這種石英玻璃管進行浸蝕是有可能去除的，例如可用氫氟酸溶液。但是，在其表面上會形成許多小凹坑，同時在實踐中發現用這種方法是難于徹底去除對抗拉強度有有害影響的污染物的。

氧化顆粒形式的污染物能用熱處理來充份融化，以消除所述顆粒對于該制得光纖的機械性能的有害影響，本發明就是基于這種認識的。

根據本發明的方法的特征在于該方法的以下步驟是按以下順序進行的：

-在石英玻璃管的里面涂有一層纖芯玻璃;

-使該涂有內層的管子收縮成同樣長或基本上同樣長的實心芯棒;

-將一石英玻璃管的外表面加熱至2100℃或更高，為時足以充分融化由存在于表面層的10微米深處的高熔點氧化物所組成的污染物，以消除對該制得的光纖的機械特性的有害影響;

-將該實心芯棒放入那預先經熱處理過的石英玻璃管;

-然后將該芯棒和預先熱處理過的管子組合體拉制成光纖。

在這種方法中，有害的顆粒完全消失了、或者它們的尺寸變成很小而使得臨界斷裂極限不再按有害顆粒尺寸的關系而超出（格里菲思定律指出：臨界斷裂極限與材料的不連續性長度倒數的平方根成正比關系）。

在本發明的方法中，可以使用眾所周知的內部沉積法來制造光纖，例如MCVD（改進的化學汽相沉積法）和PCVD（等離子激活的化學汽相沉積法），可參考例如公布在1982年9月在法國戛納（Cannes）召開的第八屆歐洲光通信會議的會刊（8ECOC）第108頁上由G.Koel博士所著的《不同的光纖制造方法的技術與經濟情況》一文。

通過熱處理，該內部涂復過的管子以通常方式進行收縮，在該熱處理過程中，該管子就在表面應力和壓差的影響下收縮成一根芯棒。在該收縮期間，該管子被轉動。棒的長度等于或基本上等于開始時的管子長度。將最后所得到的芯棒放入石英玻璃管。石英玻璃管的內徑僅需比芯棒的直徑大得使該芯棒可被容易地插入管子中即可。在該芯棒被插入石英玻璃管之前，要對管子進行熱處理。當該管子的近10微米深處被加熱到2100℃或更高時就足夠了。

為完成這樣一種加熱過程的合適裝置是要能在短時期內傳遞大量熱能的熱源，例如氫氧燃燒器或等離子燃燒器。

最好是用等離子燃燒器，在這種燃燒器中，等離子體是在至少部分地是由分子氣體（例如氮和氧）所組成的氣體中形成的。這樣一種等離子體把熱能傳遞到所要加熱的表面的傳遞過程基本上是靠表面處的分離分子的重新結合而進行的。該氣體分子的結合能被釋放出來。這就在表面薄層中引起很高的溫度，因而外來顆粒的集聚物就能在幾秒鐘內融化于石英玻璃中。