专利名称：制造光纤的初级预制棒的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种使用内部气相沉积过程制造光纤的初级预制棒的方法，包括以下 步骤i)提供具有供给侧和排放侧的中空玻璃衬底管，ii)用熔炉包围至少部分的该中空玻璃衬底管，iii)通过其供给侧向所述中空玻璃衬底管的内部提供玻璃成形气体，iv)创造一具有这样条件的反应区在所述中空玻璃衬底管的内表面上将发生玻 璃的沉积，以及ν)在位于所述中空衬底管的供给侧附近的换向点和位于排放侧附近的换向点之 间，沿着所述中空玻璃衬底管的长度来回地移动所述反应区，以使在所述中空玻璃衬底管 的内表面上形成一个或多个预制棒层，该两个换向点均被熔炉包围。
背景技术：
在该导言中描述的方法参见美国专利第4，741，747号。更具体地，前述专利公开 了一种根据PCVD方法制造光学预制棒(preform)的方法，其中，通过在玻璃管内的两个换 向点(points of reversal)之间来回地移动等离子体同时在1100°C和1300°C之间的温度 下以及1百帕和30百帕之间的压力下将反应气体混合物添加到该管沉积成玻璃层。通过 在至少一个换向点的区域中随时间非线性地移动该等离子体来减小该光学预制棒的末端 的非恒定沉积几何形状的区域。美国专利申请US2003/0017262涉及一种用于制造光纤预制棒的装置和方法。 从所述美国专利申请可知，沿衬底管的长度方向看去，两个分离的热源以预定的距离分 开地布置。该两个热源沿衬底管的长度移动，同时在MCVD(Modified Chemical Vapour Deposition，改进的化学气相沉积)过程中保持预定的间隔。美国专利第No. 4，608，070号公开了一种用于制造预制棒的工艺，其中沉积过程 是使用一温度分布图实现，该温度分布图沿衬底管的长度增加。德国专利申请公开(Offenlegungsschrift)DE 32 06 17公开了一种用于制造预 制棒的方法，其中，一石墨熔炉包围衬底管，该石墨熔炉具有一额外的热源，该热源的作用 在于将气体混合物预热后再供给到衬底管。该两个热源可在衬底管上沿衬底管的长度移 动，同时保持两个热源之间的间隔。德国专利申请公开(OfTenlegungsschrift)DE 36 19 379是关于一种制造预制 棒的方法和装置，其中，两个同轴布置的管可以独立地被加热或冷却从而控制温度变化。美国专利第4，331，462号涉及一种通过MCVD过程制造预制棒的方法， 使用由第I 区和第II区构成的所谓的并行加热区。光纤由纤芯和包围所述纤芯的外层组成，该外层也称为外包层(cladding)。该纤 芯通常具有比外包层更高的折射率，以便光线能够通过该光纤传送。光纤的纤芯可以由一个或多个同心层组成，每个同心层具有特定厚度和特定折射率或沿径向的特定的折射率梯度。具有由沿径向的一个或多个具有恒定折射率的同心层组成的纤芯的光纤也称为 阶跃折射率光纤。同心层的折射率和外包层的折射率之间的差别可以用所谓的delta值表 示，记为△i%，并可根据下面的公式计算
权利要求
一种使用内部气相沉积过程制造用于光纤的初级预制棒的方法，包括以下步骤i)提供具有供给侧和排放侧的中空玻璃衬底管，ii)用熔炉包围至少部分的该中空玻璃衬底管，iii)通过中空玻璃衬底管的供给侧向所述中空玻璃衬底管的内部提供玻璃成形气体，iv)创造一具有这样条件的反应区在所述中空玻璃衬底管的内表面上将发生玻璃的沉积，以及v)在位于所述中空衬底管的供给侧附近的换向点和位于排放侧附近的换向点之间，沿着所述中空玻璃衬底管的长度来回地移动所述反应区，以使在所述中空玻璃衬底管的内表面上形成一个或多个预制棒层，该两个换向点均被熔炉包围，其特征在于，熔炉包括至少两个温度区，其中一个温度区中的温度或温度梯度可以相对于其他温度区的温度或温度梯度独立地设定，其中，“温度区”应理解为沿中空玻璃衬底管的纵向的一个区域。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤iv)中使用的该反应区是等离子体。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在步骤ν)中，所述反应区沿着所述中空玻 璃衬底管的沉积长度来回地移动的速度范围在lOm/min和40m/min之间，优选地在15m/min 和25m/min之间，该沉积长度应看做是位于所述中空玻璃衬底管的所述供给侧附近的换向 点和位于所述中空玻璃衬底管的所述排放侧附近的换向点之间的距离。
4.根据前述权利要求1-3中一项或多项所述的方法，其特征在于，步骤iii)中使用的 玻璃成形气体包括一种或多种掺杂物。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，锗被用作掺杂物。
6.根据前述权利要求1-5中一项或多项所述的方法，其特征在于，所述熔炉包括至少 三个温度区，优选是最少四个温度区，其中每个温度区包围中空玻璃衬底管供给侧和排放 侧附近沉积长度的5-20%。
7.根据前述权利要求1-6中一项或多项所述的方法，其特征在于，其中一个温度区与 其它温度区之间的最大温度差大于50°C。
8.根据前述权利要求1-7中一项或多项所述的方法，其特征在于，在步骤ν)中成形多 个预制棒层，且在一个预制棒成形过程中各温度区的温度和温度梯度可以与其它一个或多 个预制棒成形过程中各温度区的温度和温度梯度相互独立地设定。
9.一种用来制造用于光纤的初级预制棒的装置(100)，其在具有供给侧(3)和排放侧 (4)的中空玻璃衬底管(2)中应用内部气相沉积过程，所述装置(100)包括i)气体入口和气体出口，二者之间固定有该中空玻璃衬底管(2)， )熔炉(1)，其至少沿所述中空玻璃衬底管(2)的沉积长度(6)围绕所述中空玻璃 衬底管，其中沉积长度(5)应理解为位于中空玻璃衬底管(2)的供给侧(3)附近的换向点 (11)和位于排放侧⑷附近的换向点(12)之间的距离；iii)用于在所述中空玻璃衬底管(2)内部创建反应区(6)的工具，该工具在沉积过程 中在熔炉(1)中沉积，且可以在位于所述中空玻璃衬底管(2)的供给侧(3)附近的换向点 (11)和位于排放侧⑷附近的换向点(12)之间来回移动，其特征在于，熔炉(1)包括至少两个温度区(8，9，10)，其中一个温度区中的温度或温 度梯度可以相对于其他温度区的温度或温度梯度独立地设定，其中，“温度区”应理解为沿中空玻璃衬底管(2)的纵向的一个区域。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，该用于创建反应区(6)的工具包括一共 振器，其能够将微波耦合到中空玻璃衬底管(2)的内部以创建一个等离子体形式的反应区。
11.根据权利要求9-10中一项或两项所述的装置，其特征在于，所述熔炉(1)包括三 个或三个以上温度区(8，9，10)，其中每个温度区(8，9，10)包围中空玻璃衬底管(2)供给侧 (3)和排放侧(4)附近沉积长度(5)的5-20%。
12.对于包含至少两个温度区(8，9，10)的熔炉的使用，其中，在生产预制棒的内部气 相沉积过程中，为了达到控制通过所述沉积过程所得的玻璃层的沿预制棒纵向的折射率的 目的，一个温度区的温度或温度梯度可以相对于其它温度区独立地设定。
13.根据权利要求12所述的使用，其中，该内部气相沉积过程是等离子化学气相沉积 过程。
全文摘要
本发明涉及一种使用内部气相沉积过程制造用于光纤的初级预制棒的方法，包括以下步骤i)提供具有供给侧和排放侧的中空玻璃衬底管，ii)用熔炉包围至少部分的该中空玻璃衬底管，iii)通过其供给侧向所述中空玻璃衬底管的内部提供玻璃成形气体，iv)创造一具有这样条件的反应区在所述中空玻璃衬底管的内表面上将发生玻璃的沉积，以及v)在位于所述中空衬底管的供给侧附近的换向点和位于排放侧附近的换向点之间，沿着所述中空玻璃衬底管的长度来回地移动所述反应区，以使在所述中空玻璃衬底管的内表面上形成一个或多个预制棒层，该两个换向点均被熔炉包围。本发明还涉及一种用来制造用于光纤的初级预制棒的装置。
文档编号C03B37/018GK101987779SQ20101024093
公开日2011年3月23日 申请日期2010年7月30日 优先权日2009年7月30日
发明者埃里克·阿洛伊修斯·库伊吉佩尔斯, 约翰尼斯·安东·哈特苏伊克, 莱戈雷·米利塞维克, 马托伊斯·雅各布斯·尼古拉斯·范施特拉伦 申请人:德拉克通信科技公司