专利名称：光纤预成型件的制造方法
技术领域：
本发明涉及一种制造光纤预成型件的方法。本发明尤其涉及在制造光纤之前使用外套管(over-jacketing)装置制造光纤预成型件的方法。
背景技术：
传统上，用于制造光纤的方法包括两个制造步骤。第一步是制造光纤预成型件。第二步是通过熔化被制成的光纤预成型件来拉拔具有125um外径的光纤。
用于制造光纤预成型件的方法主要分为两类气相沉积方法和溶胶—凝胶方法。气相沉积方法是通过沉积被蒸发的原料来制造光纤预成型件的。能够采用内沉积方法和外沉积方法实现所述气相沉积方法，在所述内沉积方法中首先把原料沉积在预定管子的内表面上以便用原料填充所述预定管子，而在所述外沉积方法中以小直径原始棒的直径逐渐增加的方式把原料沉积在所述小直径原始棒的外围表面上。
相反地是，在溶胶—凝胶方法中，液化原料注射入模子中，之后液化原料的相变成凝胶相。接着，凝胶相原料被烧结，从而形成石英玻璃。溶胶—凝胶方法一般在低温条件下执行，因此制造成本低，并且能容易地调整物体的成分。
第二个步骤是光纤拉拔步骤，它包括加热光纤预成型件使光纤预成型件逐渐熔化、同时将恒定的拉伸负载施加在被熔化的光纤预成型件上，从而从被熔化的预成型件拉拔出具有预定外径的光纤束。
然而，在制造具有相对较大外径的光纤时，通过上述过程制造光纤预成型件的方法会产生些问题。换言之，利用气相沉积的方法制造光纤预成型件的方法具有制造的光纤预成型件的外径不大于25mm的限制。因此，使用了外套管方法，以提高制造较大直径光纤的生产率。
根据所述外套管方法，被预制的主预成型件插入在具有大直径的辅助玻璃管中，并且由玻璃材料制成。然后，辅助玻璃管和主预成型件均被炉子加热，以便主预成型件和辅助玻璃管彼此结合，从而完成制造具有大直径光纤预成型件的步骤。
用于制造大直径型光纤预成型件的外套管装置公开在由本发明的申请人提交的美国出版物No.2003/182,973-A1中。根据上面参考文献所述的外套管装置，主预成型件和辅助玻璃管彼此共轴地对齐。并且，在主预成型件与辅助玻璃管之间形成真空气氛之后，主预成型件和辅助玻璃管被炉子加热，以便制造具有大直径的辅助光纤预成型件。
然而，通过以上传统外套管方法制造的光纤预成型件会引入包含在主预成型件中的诸如羟基(OH)等杂质。并且，外套管过程中由加热装置产生的羟基从主预成型件穿过进入形成在主预成型件与辅助玻璃管之间的空间中。即使光纤从光纤预成型件中抽出，保持在主预成型件与辅助玻璃管之间的羟基也会残留在光纤中。
发明内容
由此，提出本发明以部分地克服上述问题中的一些问题。本发明的一个目的是提供一种在执行外套管过程的同时去除残余在主预成型件与次辅助玻璃管之间的羟基的方法。
为了实现以上目的，根据本发明，提供一种通过外套管过程制造光纤预成型件的方法，所述方法包括准备主预成型件以及与主预成型件同轴对齐的辅助玻璃管；在同轴对齐主预成型件和辅助玻璃管之后密封主预成型件和辅助玻璃管的预定末端；提供置换气体，所述置换气体具有优良的吸收主预成型件与辅助玻璃管之间的羟基的属性；以及沿主预成型件和辅助玻璃管的纵向、从主预成型件和辅助玻璃管的预定端完全密封主预成型件和辅助玻璃管。
附图简述参照附图，通过以下的详细描述，本发明的以上特征和优点将变得更加清楚，其中
图1是根据本发明优选方面的用来制造光纤预成型件的方法的流程图；图2是根据图1所示光纤预成型件制造方法的用来制造光纤预成型件的装置的结构示意图。
具体实施例方式
以下，将参考附图描述本发明的几个方面。在以下描述和附图中，相同的标号用来表示相同或类似的部件，并且将省略对相同或类似部件的重复描述，尤其是在这种描述可能会使本发明不清楚时。
图1是示出根据本发明一方面所述的用来制造光纤预成型件的方法10的流程图。图2是示出根据图1所示用于制造光纤预成型件的方法10来制造光纤预成型件的装置100的结构的示意性示意图。
参考图1，根据本发明的用于制造光纤预成型件的方法10包括准备步骤11、密封步骤21、气体供应步骤31、气体置换步骤41以及外套管步骤51。
以下将参考图2解释用于制造光纤预成型件的装置100，尤其是外套管装置。外套管装置包括加热装置105、置换气体供应装置107以及真空泵109。加热装置105加热彼此共轴对齐的主预成型件101和辅助玻璃管102，同时沿主预成型件101和辅助玻璃管102的纵向移动。在置换步骤41中，首先置换气体供应装置107将置换气体供入形成在彼此同轴对齐的主预成型件101和辅助玻璃管102之间的空间103中。然后，在外套管步骤51中，真空泵109将残余在主预成型件101与辅助玻璃管102之间的空间103中的气体去除，以便空间103保持真空状态。
以下将参考图1和2解释根据本发明另一方面的用于制造光纤预成型件的方法。
在准备步骤11中，主预成型件101和辅助玻璃管102被准备且彼此连接。这时，采用气相沉积方法或溶胶—凝胶方法使主预成型件101形成为沿其纵向延伸的棒状形状。并且，辅助玻璃管102沿其纵向延伸，且具有围绕主预成型件101的外围表面的管形形状。辅助玻璃管102与主预成型件101同轴对齐。主预成型件101和辅助玻璃管102固定至外套管装置100。其间，在外套管步骤51中，主预成型件101和辅助玻璃管102被加热装置105以预定的温度加热。这时，为了均匀加热主预成型件101和辅助玻璃管102，主预成型件101和辅助玻璃管102在外套管装置100上沿圆周方向转动。
在密封步骤21中，主预成型件101和辅助玻璃管102的每个上端都被密封。即，通过利用加热装置105软化主预成型件101和辅助玻璃管102的上端来密封主预成型件101和辅助玻璃管102的上端中的每个上端。这时，加热装置105通过燃烧诸如氧和氢等可燃气体而产生热。主预成型件101和辅助玻璃管102局部地包含羟基。在加热步骤中可燃气体燃烧产生的羟基能渗入形成在主预成型件101与辅助玻璃管102之间的空间中。这种羟基残留在被拉拔的光纤中，从而产生光信号损失。并且，在密封步骤21中，由于加热装置105的燃烧作用而产生的水分渗入形成在预成型件101与辅助玻璃管102之间的空间中，从而产生羟基。
处于这样的原因，在光纤预成型件的主预成型件和辅助玻璃管之间的分界表面处可能检测到更多的羟基。为了去除诸如残留在主预成型件101和辅助玻璃管102中的羟基、或者残留在主预成型件101与辅助玻璃管102之间所形成的空间中的羟基之类的杂质，，本发明将置换气体注入形成在主预成型件101与辅助玻璃管102之间的空间103中。
在气体供应步骤31中，首先置换气体被供入空间103中，所述气体相对于残留在主预成型件101内侧与辅助玻璃管102之间所形成的空间中的羟基具有优良的吸收性能。置换气体包括CF4气体、Cl2气体或者D2气体。当置换气体提供于主预成型件101和辅助玻璃管102之间时，置换气体被羟基置换，形成被排至外部的氢气。
在置换步骤41中，需要以置换气体充分被羟基置换的方式等待一段预定时间段。并且，在置换步骤41中，主预成型件101和辅助玻璃管102能够被加热装置105加热，以便激活置换气体与羟基之间的置换反应。这时，在置换步骤41中的加热温度低于密封步骤21中的加热温度，或者低于用来软化主预成型件101或者辅助玻璃管102的外套管步骤51中的加热温度。
当残留在主预成型件101与辅助玻璃管102之间的羟基充分经历由于置换气体的引入而产生的置换反应时，通过操作真空泵109使空间103中的任何残余气体排至外部，以便启动外套管步骤51。
在外套管步骤51中，主预成型件101和辅助玻璃管102被完全密封。并且，在连续运行真空泵109而使主预成型件101与辅助玻璃管102之间所形成的空间103保持真空状态的同时，实施外套管步骤51。当形成在主预成型件101与辅助玻璃管102之间的空间保持真空状态时，加热装置105从主预成型件101和辅助玻璃管102的上端逐渐移至主预成型件101和辅助玻璃管102的下端，同时加热主预成型件101和辅助玻璃管102。这时，如果辅助玻璃管102被加热装置105软化，那么由于辅助玻璃管102的内部和外部之间的压力差，使得主预成型件101和辅助玻璃管102完全密封。通过以上步骤，主预成型件101和辅助玻璃管102从其上端至下端逐渐被密封。
其间，在本发明的本方面中，虽然解释说明主预成型件101和辅助玻璃管102的外套管步骤是从主预成型件101和辅助玻璃管102的上端至它们的下端被逐渐执行的，然而如果置换气体供应装置107和真空泵109连接至主预成型件101和辅助玻璃管102的上端，那么也可以从主预成型件101和辅助玻璃管102的下端至它们的上端来执行外套管步骤。
如上所述，在根据本发明的用来制造光纤预成型件的方法中，通过在实施外套管步骤之前将诸如CF4气体、Cl2气体或者D2气体等置换气体注入主预成型件101与辅助玻璃管102之间所形成的空间中，使羟基被置换气体置换，同时主预成型件101和辅助玻璃管102的上端被密封。此外，通过使用真空泵排出羟基和置换气体，以便从光纤预成型件中去除羟基。由此，基于根据本发明的方法制造的光纤预成型件而获得的光纤能防止由于羟基而产生的光信号损失。
虽然已经描述了本发明的优选方面以作解释，然而本领域技术人员可以了解，在不偏离所附权利要求所公开的本发明的精神和范围的情况下，可以有各种修改、添加和替换。
权利要求
1.一种通过外套管过程制造光纤预成型件的方法，所述方法包括步骤i)准备主预成型件以及与主预成型件同轴对齐的辅助玻璃管；ii)在同轴对齐主预成型件和辅助玻璃管之后密封主预成型件和辅助玻璃管的预定末端；iii)提供置换气体，所述置换气体具有优良的吸收来自主预成型件与辅助玻璃管之间的羟基的属性；以及iv)沿主预成型件和辅助玻璃管的纵向、从主预成型件和辅助玻璃管的预定端完全密封主预成型件和辅助玻璃管。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述气体是从CF4气体、Cl2气体和D2气体构成的群组中选出的任一种气体，或者是包括从CF4气体、Cl2气体和D2气体构成的群组中选出的至少两种气体的混合气体。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤ii)包括在主预成型件与辅助玻璃管之间形成真空气氛。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤iii)还包括子步骤即通过在步骤iii)中引入置换气体之后等待一预定时间段，使包含在主预成型件和辅助玻璃管中的羟基被置换气体置换。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，以预定的温度加热主预成型件和辅助玻璃管，同时实施置换步骤。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在主预成型件与辅助玻璃管之间所形成的空间为真空状态的条件下实施步骤iv)。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤iv)中，从主预成型件和二次玻璃管的预定末端起沿主预成型件和二次玻璃管的纵向加热主预成型件和辅助玻璃管的外围表面。
全文摘要
一种通过外套管过程制造光纤预成型件的方法和装置，其中所述外套管过程减少制造过程中形成的羟基的量。所述方法包括步骤准备主预成型件以及与主预成型件同轴对齐的辅助玻璃管；在同轴对齐主预成型件和辅助玻璃管之后密封主预成型件和辅助玻璃管的预定末端。置换气体被引入主预成型件和辅助玻璃管中，所述置换气体具有优良的吸收主预成型件与辅助玻璃管之间的羟基的属性。沿主预成型件和辅助玻璃管的纵向、从主预成型件和辅助玻璃管的预定端完全密封主预成型件和辅助玻璃管。通过在外套管步骤实施之前将置换气体注入主预成型件与辅助玻璃管之间所形成的空间中，使羟基被置换气体置换。
文档编号C03B37/075GK1637445SQ20041004573
公开日2005年7月13日 申请日期2004年5月24日 优先权日2004年1月2日
发明者金成珍, 吴成国 申请人:三星电子株式会社