专利名称：光纤的制造方法
技术领域：
本发明是关于光纤的制造方法，更详细讲是关于通信用光纤的制造方法。
背景技术：
光纤是将石英玻璃作为基本材质。一般是预先合成具有规定折射率分布的母体材料(preform)，再将其在加热炉内熔融软化，进行拉制形成细丝。作为母体材料的合成方法， 已提出的有MCVD法、VAD法、OVD法等。例如，人们已知，如图6a)所示，在中心部分形成含芯的玻璃体(以下称作芯棒)， 作为以这些制法(图6表示了 VAD法的情况)制造的芯棒61，作为包覆层部分，准备使用玻璃管的套管62。用芯棒支撑棒64和套管支撑管63将它们固定(保持)住，如图6b)所示，进行加热形成一个体化而作为母体材料的方法。还知道可使一体化的母体材料与拉丝同时实施。拉丝机的加热炉，通常使用达到2000°C以上的电炉。将母体材料插入炉内，将其端部加热熔融，通过拉制进行纺丝。当纺丝达到恒定状态时，形成母体材料前端的形状为， 根据母体材料外径或粘度、加热炉内由加热器形成的温度分布、拉丝速度等来确定的半月形而稳定，所得纤维的特性也得到稳定。将一体化与拉丝同时进行时，例如可利用真空泵抽吸套管和插入芯棒之间的间隙，进行减压，在半月形部分，通过加热使芯材料与管进行一体化，再进行拉制形成细丝。此时，在将上述芯棒插入包覆层部分的中空部分时，例如可使用图观中所示的方法。即，将加工成给定尺寸的芯棒353和套管351固定在可垂直工作的放置盘上，使芯棒353沿着图观中的箭头方向缓慢下降，并插入套管351的中空部分内。然而，拉丝开始后，母体材料的端部形状会与拉丝不同，纺丝没有达到稳定， 为了改进此状况，提出预先对端部进行前处理加工的方案(特开平7-330362、特开平 8-310825)。由此可减小开始后纤维丝径产生变化及特性产生变化的不良现象，从而达到作业有效化。然而，将端部加工成圆锥形状，虽然能达到上述效果，但是，在合成母体材料后，进行端部加工，除了以前的作业外，还要增加其他的加工，从而增加了从未有的工时数。一旦加工方法不适当，会产生加工中损坏母体材料的危险。进而，因加工还存在污染母体材料的危险，而成为导致纤维强度不良的原因。
当制作较大的母体材料时，加工装置及其他装置也会变得相当庞大。不仅作业性差，而且设置装置的花费费用也极大。此外，制造光纤时的作业环境，有时存在微粒和油分等杂物。这些杂物附着在套管上形成表面污染，同样也会残留在光纤表面上。结果，应力会在该部分形成集中，而削弱了光纤的强度。为此，在拉丝之前，需清洗套管等，以清除杂物。虽然清洗上述套管有种种方法，但通常使用湿式法，用清洗液流动清洗。作为清洗液，可使用具有腐蚀效果的氟酸水溶液、或表面活性剂溶液。通过清洗可使表面净化，从而可提高光纤强度的可靠性。然而，在水槽中注满清洗液，将套管浸入其中，随后取出，移入纯水槽中进行清洗， 使用这种清洗法时，清洗液会进入套管的中空部分。中空部分达不到有效地清洗，而且还会残留洗迹。使用氟酸水溶液时，有时产生轻微伤痕(麻点)。当在套管中空部分被污染的状态下，或者在表面粗糙状态下，形成光纤时，在拉丝工序中外径会发生变动，得不到优质的光纤。由于这种变动的原因，有时在拉丝工序中产生断裂。也成为光纤强度不足的原因。这些不良现象，在清洗后，若对中空部分实施净化或平坦化，虽然可以防止，但又增加了新的工时数，导致生产效率降低。而且，中空部分插入芯棒后，这些作业也很难实施。因此，本发明的目的是提供一种光纤用母体材料的制造方法，在制造光纤时，把母体材料置于拉丝装置中，将其端部熔融，拉伸形成纤维时，可缩短从拉丝作业开始到稳定之间产生不良纤维的长度及这之间的时间损耗。进而本发明的目的是提供一种光纤用母体材料的处理方法，使拉成丝的纤维具有足够的强度。发明的公开本发明光纤的制造方法的第1种形态，其特征在于包括以下工序形成含芯玻璃体的工序；准备构成包覆层部分玻璃管的工序；至少将上述玻璃管的引出侧端部加工成锥体形状的工序；将上述玻璃体插入上述玻璃管内的工序；和将上述玻璃体和玻璃管加热形成一体化的工序。本发明的光纤制造方法的第2种形态，其特征在于将上述玻璃管的引出侧端部加工成的锥体形状，类似于光纤拉丝时形成的半月形形状。本发明的光纤制造方法的第3种形态，其特征在于将上述玻璃体和玻璃管加热形成一体化的工序，是将上述玻璃体和玻璃管的端部加热形成一体化，封闭后，一边将玻璃管内部进行减压，一边同时拉制光纤，对玻璃体和玻璃管继续加热形成一体化的工序。本发明的光纤制造方法的第4种形态，其特征在于至少将玻璃管的一端加工成锥体形状的工序是机械研磨工序，在上述机械研磨工序后，还包括清洗研磨部分的工序。本发明的光纤制造方法的第5种形态，其特征在于至少将玻璃管的一端加工成锥体形状的工序是机械研磨工序，在上述机械研磨工序后，还包括清洗研磨部分的工序，和对研磨部分进行抛光的工序。本发明的光纤制造方法的第6种形态，其特征在于还包括将含有上述芯的玻璃体引出侧端部加工成锥体形状的工序，在将上述玻璃体和上述玻璃管加热开始形成一体化的时刻，上述玻璃体的锥体形状部分和上述玻璃管的锥体形状部分，在长度方向的大致同一位置上形成。
本发明的光纤制造方法的第7种形态，其特征在于将上述玻璃管加热熔融，将引出侧的端部拉出变细后，并封闭该引出侧端部的端末工序。本发明的光纤制造方法的第8种形态，其特征在于还包括将含芯玻璃体的引出侧端部加工成锥体形状的工序，将上述玻璃体插入上述玻璃管内的工序，是将上述玻璃体贯通上述玻璃管，使上述玻璃体的锥体开始部分与上述玻璃管端末的纵向位置形成大致一致的工序。本发明的光纤制造方法的第9种形态，其特征在于包括以下工序形成含芯玻璃体的工序；准备构成包覆层部分的玻璃管的工序；清洗上述玻璃管外表面的工序；将上述玻璃体插入玻璃管内的工序；和将上述玻璃体和玻璃管加热形成一体化的工序。本发明的光纤制造方法的第10种形态，其特征在于还包括将上述玻璃管的引出侧端部进行封闭的工序；和在上述玻璃管的另一侧端部安装支撑管的工序，上述清洗玻璃管外表面的工序是将上述支撑管塞住而进行洗涤的工序。本发明的光纤制造方法的第11种形态，其特征在于还包括将上述玻璃管的引出侧端部进行封闭的工序；和在上述玻璃管的另一侧端部安装支撑管的工序，清洗上述玻璃管外表面的工序，将上述玻璃体插入玻璃管内后，塞住上述支撑管进行洗涤的工序。本发明的光纤制造方法的第12种形态，其特征在于包括以下工序形成含芯玻璃体的工序；准备构成包覆层部分玻璃管的工序；清洗上述玻璃管外表面的第一清洗工序； 上述第一清洗后，用包装膜(wrap)覆盖住上述玻璃管的外表面工序；在用包装膜覆盖工序后，将上述玻璃体插入上述玻璃管内的工序；插入工序后，去除上述包装膜的工序；去除包装膜后，塞住上述玻璃管的开放部分，清洗上述玻璃管外表面的第二清洗工序，和对上述玻璃体和玻璃管加热形成一体化的工序。本发明的光纤制造方法的第13种形态，其特征在于上述清洗工序，使用l-20wt% 的氟酸水溶液，用氟化氢水处理后，再用清水清洗，并干燥。本发明的光纤制造方法的第14种形态，其特征在于上述清洗工序包括使用电导率在1 μ A以下的纯水进行漂洗的工序。本发明的光纤制造方法的第15种形态，其特征在于包括以下工序形成含芯玻璃体的工序；准备构成包覆层部分玻璃管的工序；将上述玻璃体插入玻璃管内的工序；和对上述玻璃体和玻璃管加热形成一体化的工序，上述玻璃体的外径(Dl)与上述玻璃管的内径(dp)之差(dp-Dl)在1. (torn以上，10. (torn以下。本发明的光纤制造方法的第16种形态，其特征在于还包括将支撑管安装在上述玻璃管一端的工序，上述玻璃体的外径(Dl)与上述玻璃管的内径(ds)之差(ds-Dl)在 1. Omm以上，10. Omm以下，上述玻璃体的外径(Dl)与上述玻璃管和上述支撑管安装部分的内径(db)之差(db-Dl)在1. Omm以上，10. Omm以下。本发明的光纤制造方法的第17种形态，其特征在于还包括将支撑管安装在上述玻璃管一端的工序，上述支撑管的材质是天然石英。本发明的光纤制造方法的第18种形态，其特征在于包括以下工序形成含芯玻璃体的工序；准备构成包覆层部分玻璃管的工序；将支撑管安装在上述玻璃管一端的工序； 将上述玻璃体插入上述玻璃管内的工序；和对上述玻璃体和玻璃管加热形成一体化的工序，上述支撑管的内径(ds)和上述玻璃管的内径(dp)为ds > dp。
本发明的光纤制造方法的第19种形态，其特征在于上述支撑管的外径(Ds)和上述玻璃管的外径(Dp)，为Ds彡Dp本发明的光纤制造方法的第20种形态，其特征在于将支撑管安装在上述玻璃管一端的工序，是通过熔敷固定，进而包括将熔敷部分的外径整形成上述支撑管外径以下的工序。本发明的光纤制造方法的第21种形态，其特征在于上述支撑管的材质是天然石英。本发明的光纤制造方法的第22种形态，其特征在于包括以下工序形成含芯玻璃体的工序；准备构成包覆层部分玻璃管的工序；至少在内面上设置锥体状，封闭上述玻璃管引出侧端部的工序；将上述玻璃体插入上述玻璃管内的工序；在上述玻璃体的外径和玻璃管的内径之间，设置隔离物，以形成一定间隙的工序；和对上述玻璃体和玻璃管加热形成一体化的工序。本发明的光纤制造方法的第23种形态，其特征在于还包括在与上述玻璃管引出侧相反侧的端部安装支撑管的工序；和在与上述玻璃管引出侧相反侧的端部安装支撑棒的工序，上述隔离物设置在上述支撑棒的外径和上述支撑管的内径之间间隙中。本发明的光纤制造方法的第M种形态，其特征在于对引出侧进行调芯，使上述玻璃体的端部触及到设在玻璃管内面的锥体，使用上述隔离物对与引出侧相反侧进行调芯， 使上述玻璃体和上述玻璃管形成同心圆状地配置。本发明的光纤制造方法的第25种形态，其特征在于设置上述隔离物的工序，是在将上述玻璃体插入玻璃管内的工序之后进行。本发明的光纤制造方法的第沈种形态，其特征在于还包括以同心圆状将支撑棒安装在与上述玻璃体引出侧相反侧端部的工序；和以同心圆状将支撑管安装在与上述玻璃管引出侧相反侧端部的工序。本发明的光纤制造方法的第27种形态，其特征在于还包括以下工序以同心圆状将支撑棒安装在与上述玻璃体引出侧相反侧端部的工序，和以同心圆将支撑管安装在与上述玻璃管引出侧相反侧端部的工序，上述支撑棒具有连接固定部分，以连接固定上述隔离物。本发明的光纤制造方法的第观种形态，其特征在于上述隔离物的材质是石英。本发明的光纤制造方法的第四种形态，其特征在于上述隔离物的外形为圆形，与上述玻璃管的内径形成嵌合，中心处具有可插入上述玻璃体的开口部分，并具有抽气孔，拉丝时，可使上述玻璃管内部减压。本发明的光纤制造方法的第30种形态，其特征在于上述隔离物的外形为圆形，与上述玻璃管的内径形成嵌合，中心处具有可插入上述玻璃体的开口部分，在该开口部分周围具有多个以放射状设置的狭缝状抽气孔。本发明的光纤制造方法的第31种形态，其特征在于上述隔离物的外形为圆形，与上述玻璃管的内径形成嵌合，中心处具有由多个小孔形成的抽气孔，可在拉丝时，对上述玻璃管内部进行减压。本发明的光纤制造方法的第32种形态，其特征在于还包括将上述玻璃体的引出侧端部加工成锥体形状的工序，设在上述玻璃体上的锥体比上述玻璃管内面锥体面更陡
6峭。本发明的光纤制造方法的第33种形态，其特征在于包括以下工序形成含芯玻璃体的工序；准备构成包覆层部分的玻璃管的工序；至少将上述玻璃管的引出侧端部加工成锥体形状的工序；将上述玻璃体插入上述玻璃管内的工序；和对上述玻璃体和玻璃管加热形成一体化工序，进而，制得的光纤在1385nm波长下传输损失为0. 4dB/km或其以下。本发明的光纤制造方法的第34种形态，其特征在于进而上述玻璃管是由OH基浓度在IOOppm以下的合成石英所形成。
图1是以截面图表示本发明之一实施例中的拉丝母体材料的端部形状的说明图。图2是利用VAD法制造芯烟灰(soot)方法的说明图。图3是以截面图表示的本发明之一实施例的前端面外削工序的说明图。图4是以截面图表示的本发明之一实施例的套管工序的说明图。图5是以截面图表示的本发明之一实施例的插入锥体状研磨封闭棒的说明图。图6是以截面图表示的有关现有技术，a)芯棒和套管熔敷前的状态说明图，b)母体材料与套管形成一体化后的形状例的说明图。图7是以截面图表示的实施例1中的套管和母体材料形状变化的说明图，图7(a) 是表示形成一体化前母体材料和套管形状的说明图，图7(b)是表示母体材料和套管形成一整体后的形状的说明图。图8是以截面图表示的在实施实施例2前后的芯棒和套管形状的变化说明图，图 8(a)是表示芯棒和套管熔敷前的状态说明图，图8(b)是表示熔敷后的母体材料形状说明图。图9是以截面图表示的实施实施例3前后的芯棒和套管形状的变化说明图，图 9(a)是表示芯棒和套管熔着前的状态说明图，图9(b)是表示熔敷后母体形状的说明图。图10是以截面图表示的实施实施例4前后的芯棒和套管形状的变化说明图，图 10(a)是表示芯棒和套管熔着前的状态说明图，图10(b)是表示端部熔着后套管形状的说明图，图10(c)是表示拉丝时的状态的图。图11是VAD法的简要图。
图12是本发明之一实施例的母体材料截面尺寸比。
图13是带有塞住支撑管的套管简要图。
图14是套管的清洗工序。
图15是表示向套管内插入芯棒状况的图。
图16是在套管的支撑管上盖罩的图。
图17是将芯棒插入于套管中的简要图。
图18是表示芯棒外径和套管内径之差与偏心量的关系图。
图19是将芯棒插入套管时的示意图。
图20是将芯棒插入于套管中的示意图。
图21是表示将芯棒插入于套管中的本发明之--事实方式的图。
图22是表示将芯棒插入于套管中的本发明另--事实方式的图。
图23是表示将芯棒插入于套管中的早期技术的简图。图M是表示将芯棒插入套管中的本发明之一实施例形态的简图。图25是表示将芯棒插入套管中的本发明之一实施例形态的简图。图沈是表示向合成石英管内插入芯棒、插入隔离物的本发明之一实施方案的示意图。图27是表示隔离物形状示例图。图观是利用现有技术向套管内插入芯棒的示意图。图四是表示其他的芯棒与套管熔敷前的状态的说明图。实施本发明的最佳方式本发明的制造方法，不是将合成的母体材料加工成开始拉丝时的端部形状，而是合成制作母体材料时，预先形成理想的端部形状，可省去伴随着端部加工的作业，与此同时可抑制不良现象发生和节省费用。以下根据需要，根据附图进行说明，但附图只是本发明最佳形态的一个实例，本发明并不限于此。通常，拉丝装置是垂直配置炉子、树脂涂覆器、树脂固化装置、拉丝机。在炉内将玻璃熔融，由拉丝机连续拉制。开始时，由于必须拉出玻璃，所以将母体材料装入炉内，升温， 使端部软化，要制止可能因重力而脱落。为此，如图1所示，最好使母体材料的始端缩小成圆锥状，其端部付以重物的形状。另外，母体材料的端部形状12 (圆锥形状)，可类似于拉丝时形成的半月形11 (为参考而并记)，这大有益处，本发明中进行的锥体状研磨，可形成类似这种半月形的形状。作为本发明的母体材料制造方法的特征，选择了二阶段实施的方法。由此，含芯玻璃体和整个包覆层部分的玻璃体分别单独制造，所以即使在付与包覆层部分的工序中进行末端加工，单独实施，在芯合成时，适当调整折射率曲线，可获得良好的纤维特性，生产性能也不会恶化。作为上述整个包覆层部分的玻璃体，例如有合成石英。作为将这种整个包覆层部分由玻璃体形成的层，付与含芯玻璃体上的方法，可采用以下两种方法，即，将含芯玻璃体插入玻璃管内(例如石英管)中，加热形成一体化的套管法(下记作1)，和将该整体与拉丝同时实施的方法(下记作幻。任何一种方法，都能将构成包覆层部分由玻璃体形成的层，付与棒状玻璃体的外部。1)套管法通常，套管中使用的玻璃管(以下也称套管)，例如石英管，将中空的坯料加工成管状，将其拉长，用切刀切去两端，得到所要求的长度，在使用中空坯料管或拉伸管时，通常是将两端形成圆筒形。将棒状芯棒插入其内，由外部加热进行崩坍形成一体化，作为结果， 有效部分的末端形成尖锐的圆筒形。再将其用燃烧器一边加热一边拉伸，进行火焰加工，或者用电炉加热拉伸，进行炉加工，上述拉丝开始后，会发生所谓拉丝不稳定的问题。2)与拉丝同时形成一体化的方法通常，在与拉丝同时形成一体化的方法中，所使用的套管，也和上述一样，两端部形成尖锐的圆筒状，也存在和上述一样的问题。在与拉丝同时形成一体化的方法中，除此之外，为了将内部减压，管的端部要封闭。将芯棒插入套管内后，将管加热收缩，使用熔敷的方法时，很难有效地将端部加工锥体状。本发明就可适用于上述的套管法和/或与拉丝同时形成一体化的方法。本发明中，在套管之前，将管的端部外侧形成锥体状。锥体的加工可采用机械研磨。由此可有效地加工成锥体状。当机械研磨时，研磨材料和玻璃粉会附着在母体材料表面上，以后形成纤维时，由于该部分的外径会产生变动，或认为强度不移，所以最好将研磨部分进行清洗。使加工部分形成光滑的表面，拉丝开始后，纤维的外径会很快地达到稳定，所以是理想的。作为另一种方法，对预先将引出侧端部加工成锥体状的套管，进行加热延伸，收缩时，形成伸长的锥体状，封闭作业和锥体加工也可同时进行，是很有效的。尤其是使用加热长管的中间部分，慢慢拉伸的方法时，一次可加工出2个管，很有效，所以是理想的。另外，即使在任何一种情况，通过加热收缩形成锥体状，相当于该部分的芯棒端部，可预先加工成向着端部变细的形状，则与不加工的情况比较，丝径可更快地达到稳定， 所以是理想的。这是因为芯和包覆层部分的比率接近于平行部分的值。理想的情况，最好是使芯和包覆层部分的比率在整个加工成半月形的部分形成恒定，但将芯棒的端部研磨近似于圆锥状也有效。最有效的是在接近锥体开始处，要强化这种近似，其理由是在引出口部分实际上得到纤维，就由该附近处开始获得。如图四所示，套管的锥体部分与芯棒的锥体部分在纵向上分离时，芯棒的锥体部分和套管内面的间隙过大，有时不能很好地熔敷。这种情况，如图8所示，在套管和芯棒开始形成一体化的时刻，芯棒的锥体形状与套管的锥体形状，最好在纵向的大致同一位置形成，这样可防止形成过大的间隙。另外，为了使芯棒和套管的锥体部分位置，在纵向上大体保持一致，如图9(a)所示，也可使用像套管封闭棒95 —类的保持部件。进而，本发明是光纤母体材料的清洗方法，其特征在于形成芯棒，将该芯棒插入另行制造的套管中空部分内，加热其端部，一边使芯棒和套管形成一体化，一边进行拉丝，以此制造光纤时，从上述套管的制造到拉丝之间，只针对上述套管的外表面，设置一次以上的
清洗工序。根据本发明，将母体材料置于拉丝装置中，熔融其端部，拉制成光纤丝时，所得到的光纤可保持良好的尺寸特性和强度。即，清洗母体材料，拉丝后，可获得良好的光纤强度。芯部分和包覆层部分直到进行拉丝仍保持分离时，如果清洗液浸入间隙中，就导致拉丝时光纤外径发生变动，得不到优质的光纤。因此，洗涤时，将其塞住，使清洗液不会浸入中空部分。根据本发明可以防止操作中杂物混入石英管的中空部分内，而产生不良现象。本发明中，封闭住套管的一端，另一端上熔敷上述操作用的石英制支撑管后，塞住该石英制支撑管，清洗上述套管的中空部分时，不会浸入清洗液。例如，在两端呈开放状态时，只清洗外表面，不能使用清洗液中浸渍的方法。因为从外侧施加清洗液，飞溅的液滴有可能进入内部。封闭管的一端，垂直设置管，在清洗液中浸到需要的清洗部位，有可能防止液体浸入管内部，但必须控制好液面，使清洗液不溢入管内。只要是施用液体的方法，都会存在上述同样的问题。若预先用塞子塞住开放部分，能简要地防止液体浸入内部，管的处理也很容易，并且，能够防止其他杂物混入管内部。S卩，如图13所示，在所得套管231未封闭一端侧，熔敷上石英制的支撑管233。支撑管233的形状，例如竖在旋转的卡盘上时，基本上平滑，不能产生不必要的歪斜，纵向的外径变动小，最好是士 lmm/lm的石英管，还要具有考虑与真空泵连接，或向拉丝炉安装的端面形状，尺寸，最好是具有与套管外径大致相同的外径。并具有大于套管内径的内径。在支撑管233的开口部分，用塞子235，例如硅橡胶制的塞子235塞住。如图14(a)所示，将支撑管233开口塞有塞子235的套管231，在盛满氟酸水溶液 241的槽243中浸渍。接着如图14(b)所示，转移到盛有纯水245的槽M7内，进行粗洗。 接着，如图14(c)所示，使用喷淋纯水249进行清洗，用压缩空气吹去水滴后，进行风干。在本实施方式中，只清洗外表面，使套231的开放端塞有塞子235，所以清洗液不会进入内部。从而提高了纤维强度的可靠性，而且在拉丝工序中，能抑制不良现象的发生。本发明中，清洗时，使用l-20wt%的氢氟酸水溶液，用上述氢氟酸水溶液处理后， 再用纯水淋洗，干燥。轻微污染时，只用纯水清洗也能取得效果。清洗工序中使用的纯水，例如，最好使用离子交换法精制的，电导率保持在A 以下的纯水。本发明中，清洗后，上述套管的外表面，用保护膜包覆，在此状态下，将芯棒插入套管的中空部分内，去除保护膜，用塞子塞住，再次清洗，使清洗液不会浸入上述套管的中空部分。即，清洗后，新的表面会形成轻微污染，所以用保护膜包覆住套管表面，在插入芯棒和输送等作业中，可防止被污染。然而，附着在保护膜上的异物等也有可能造成污染，但在拉丝工序中要求表面纯度极高，所以最好在拉丝开始前再次清洗。进而，本发明中，将套管的一端封闭，在另一端上熔敷处理用的石英制支撑管后， 将芯棒插入上述套管的中空部分内，插入后，塞住上述石英支撑管，进行清洗，使清洗液不会浸入套管的中空部分。例如，图15所示，在加工成给定尺寸的芯棒251 —端上安装支撑棒253。将芯棒 251的支撑棒253用卡子255固定在可作垂直动作的转盘上。套管231的支撑管233用卡子257固定住。这样，芯棒251按图15中的箭头方向慢慢降下，插入套管231的开口部分内。接着，例如，图16所示，将插有芯棒251的套管231从转盘上卸下，用罩子259盖住支撑管233的插入端。接着，如前所述，在氢氟酸水溶液中浸渍。接着转移到盛有纯水的槽内，进行粗洗，最后用喷淋纯水进行清洗，用压缩空气吹去水滴后，风干。插入作业时，在认为管表面没有显著污染的情况下，也可以只进行纯水喷淋和干燥。清洗后，新的表面有可能产生轻微污染，所以用保护膜包覆住套管的表面，在插入芯棒和输送等作业中，可防止再次污染。然而，附着在保护膜上的异物等，有可能形成污染， 而在拉丝工序中对表面的纯洁度要求极高，所以拉丝开始之前，最好再次清洗。本发明中，图13中所示的清洗方式，图16中所示的清洗方式，可分别单独实施，当然也可以在图13的方式之后，再实施图16的方式。进而，本发明的光纤母体材料制造方法，其特征在于形成芯棒，并将该芯棒插入另行制造的套管中空部分内，加热其端部，使芯棒和套管形成一体化，同时进行拉丝，在如此制造光纤时，将上述芯棒插入上述套管中，使芯棒的外径与套管的内径之差，为 1. 0-10. 0mm。根据本发明，当制造光纤时，制造芯棒，进而使用相当于包覆层部分的套管，将它们加热形成一体时，同时实施拉丝，这时可抑制在将芯棒插入套管中作业时而产生损伤导致合格率降低。根据本发明，通过将芯棒外径与套管内径之差取为1. 0-10. Omm,在插入作业中，可减少芯棒材料外表面与套管内壁磨擦而产生损伤。并能抑制在纤维化时，芯材产生偏心。如上所述，图15中表示了将芯棒插入套管中时的简图。图中箭头为插入方向。套管内侧保持平滑，表面上不能附着杂物。将套管设置在加工玻璃的转盘上，使用氧/氢火焰加热，封闭一端，在未封闭的一端上熔敷石英制的支撑管。另外，本发明使用氧/氢火焰将套管和支撑管的端部加热熔融，同时挤压熔融的端部，彼此熔敷在一起，对熔敷部分的内侧进行整形，例如使用镘刀进行这种整形，使芯棒的外径与套管的内径之差形成1. 0-10. 0mm。S卩，使用氧/氢火焰加热套管和支撑管的端部，并挤压两个末端形成熔敷连接，进而对熔敷部分内侧使用镘刀进行整形，最好使芯棒外径与套管内径之差形成1.0-10. Omm0 通过这种整形，在将芯棒插入套管中时，可减少因相互磨擦造成损伤。本发明中，作为支撑管的材质，最好是天然石英。通过使用天然石英，可降低制造成本。图17中表示如上述将芯棒335插入套管331的状态。为了获得规定的纤维特性， 根据芯棒的折射率分布特性，规定套管331的外径和内径比率。插入时，套管331和芯棒335发生弯曲或倾斜时，芯棒335有可能擦伤套管内壁。 间隙越小，或者芯棒和套管越长，越增加这种擦伤危险。为了减少这种危险，芯棒和套管的间隙最好为1. 0-10. Omm的范围。为了确保1. 0-10. Omm范围的间隙，最好预先调整芯棒和套管的尺寸，以使芯棒和套管之间的间隙形成规定的尺寸。本发明中，将芯棒335插入套管331的中空部内时，将芯棒341外径与套管内径 343的尺寸差取为1. 0-10. 0mm。图18中表示改变芯棒外径和套管内径之差(间隙)，求得芯偏芯量的结果，可知之差(间隙)越大，芯偏芯量也越大。间隙小于1mm，没有效果，插入时会发生擦伤等。即使设置间隙超过10mm，在形成纤维化时，芯偏芯量也会趋于增大，不理想。将芯棒大致平行插入套管内时，间隙尺寸在任何平行部位测定，只要在数值范围内就无碍。进而，本发明的光纤母体材料支撑方法，其特征在于将由芯棒和中空部分插有上述芯棒的套管构成的光纤用母体材料端部加热熔融，一边使上述芯棒和套管形成一体化， 一边进行拉丝，以此制造光纤时，在上述套管的一端设置具有内径大于上述套管内径的支撑管，将上述芯棒插入上述套管内。根据本发明，制造光纤时，以如下方法，即制造含芯棒的中心部分，进而使用相当于包覆层部分的套管，将它们进行加热形成一体化，而且，与拉丝的同时，实施一体化，这样可提高将芯棒材料插入套管中的作业效率。进而，将母体材料置于拉丝装置内，将其端部熔融拉制成纤维丝时可确保所得纤维具有良好的纤维尺寸特性。为了易于操作，在套管上安装支撑管，使支撑管的内径大于套管所要求的内径，这样在插入作业中，当芯棒外表面与套管内壁接触时，具有减少产生损伤等危险的效果。即使安装在芯棒上的支撑棒很短，夹持器具也不会产生偏差，并能准确地将芯棒插入套管中。结果是易于操作，插入后，芯棒的支撑棒不会从管内飞出。拉丝时，一般使用碳阻炉，在高温下混入氧时，会与炉材料反应形成燃烧。因此，为防止侵入空气，而通入惰性气体。一般是，拉丝终结侧的套管端部与把持套管用连接的支撑部分连接。然而，支撑部分进入炉内的开始部外经变动很大时，炉内的压力也会急剧变动。 由此，气流形成紊乱，导致热分布不稳定，纤维的外径也会产生变动。本发明的特征在于，为防止这种现象，使套管与支撑管的外径一致。即使与外径一致，连接时，壁部也会隆起，该部分直径有可能发生变动，所以最好使用火焰加工、机加工等进行整形。作为附带效果，支撑管的厚度变薄，会减轻变量，由此还会降低购费，也有利于操作。如果采用天然石英材料，会进一步降低费用。缩短芯棒的支撑棒尺寸，同样也具有降低费用的效果。图19和图20表示根据本发明将芯棒插入石英管时的简图。图19中的箭头表示插入方向。然而，为了获得规定的纤维特性，根据芯棒的折射率分布特性，规定套管外径和内径的比率。通常，芯棒435的外径比套管431的内径要细。将芯棒435插入套管431中时，如果套管431或芯棒435发生弯曲或倾斜，有可能芯棒435会擦伤套管内壁。间壁越小，芯棒435和套管431越长，越增加擦伤的可能性。然而，支撑管432的内径对纤维特性没有直接影响。为此，使支撑管432的内径大于套管431的内径，在插入作业中，可减少芯棒外表面与套管内壁接触的危险性。进而，易于作业，并能缩短作业时间。由于使支撑管432的内径可以大，所以夹持器具437能够将芯棒435的支撑棒436 插入到支撑管432的内侧，由于能将含有支撑棒436的芯棒435插入到套管431的内侧，所以插入后，芯棒的支撑棒436不会从管内退出，使以后的操作变得容易。使支撑管432的外径尺寸与套管431的外径尺寸相同，或稍小的尺寸。由此，在纤维拉丝的终结侧，支撑管432进入炉内的始端部分，不会挠乱炉内的气流。其结果也能防止纤维外径的变动。即使套管431的外径与支撑管432的外径相同，连接时，壁部也会隆起，导致该部分直径发生变动。为此，连接后，最好对隆起部分进行整平。另外，通过增大支撑管432的内径，可减小支撑管432的壁厚。其结果，由于减少了支撑管432的重量，所以降低了费用，并有利于作业。另外，本发明的其特征在于支撑管的材质为天然石英。若采用天然石英材质，还可降低费用。进而本发明中，由于缩短了芯棒的支撑棒尺寸，所以减少了重量，并取得了降低费用的效果。利用图19和图20作进一步说明。套管431的内侧表面不能附着杂物，要保持平滑。将石英管置于玻璃加工盘上，在一端上熔接石英制支撑管432。本发明，是使用氧/氢火焰加热熔融套管和支撑管的端部，将熔融端部彼此推压熔敷，使用镘刀对熔敷部分进行整形，使其外径与套管外径大致相等。S卩，使用氧/氢火焰加热套管和支撑管的端部，挤压两熔融端进行熔融连接，最好使用镘刀进行整形，使熔敷部分的外径与管大致相等。根据本发明，制造光纤时，将母体材料置于拉丝装置中，将其端部熔融拉制纤维丝时，可缩短从开始纺丝作业到稳定所需要的时间，和此间产生不良纤维的长度。本发明最好是在拉丝机的加热炉内使光纤用母体材料的端部形成一体化，接着对其端部拉制，开始拉丝。即，本发明中，单独制造芯棒和包覆层部分的套管。为了合成付与石英制的包覆层，将芯棒插入套管中，使用拉丝装置，在出口前实施端部一体化。由此可得到费用降低。将套管中空部分插有芯棒的母体材料开始拉丝端，预先加工成理想的端部形状， 所以拉丝易于出口。而且，将套管中空部的形状和芯棒的端部形状形成最适宜的形状，可抑制开始拉丝时的不良现象。拉丝装置，垂直配置有炉子、树脂涂布器、树脂固化装置、拉丝机。将玻璃在炉内熔融，用拉丝机连续拉制。拉丝开始时，需要引出玻璃，将母体材料进入炉内，升温，使端部软化，要阻止受重力而自然垂落。为此，开始端最好是在缩小成圆锥状的端部付与重物的形状。例如，图21中表示了本发明的实施方式。图21中表示了端部形成锥形的芯棒533 和形成锥形535的套管531。并表示了套管531的端部加热形成的半月形部分539。将套管531的端部形成锥体状进行封闭时，在拉丝出口时可快速稳定，拉丝稳定，并能减少到形成优质纤维时的不良纤维。将套管531加热延伸，并收缩，同时得到延伸锥体状，最好同时进行封闭作业和锥体加工。而且，当将芯棒533加工成向端部变细的形状时，与不加工的情况相比，芯和包覆层的比率接近于平行部分的值，会更快地使特性稳定。进而，本发明涉及光纤母体材料的调芯方法，其特征在于将由芯棒和中空部分插入上述芯棒的套管构成的光纤用母体材料端部加热形成一体化，接着，对上述光纤母体材料和插入芯棒之间的间隙，一边减压，一边加热形成一体化，同时进行拉丝，制造光纤时，设置锥体状，使上述套管的端部变细，并形成封闭，而且，设置锥体状，使上述芯棒的端部变细，同时，设置隔离物，以同心圆配置上述套管和上述芯棒。根据本发明，制造光纤时，制造含芯棒的中心部分，进而使用相当于包覆层部分的套管，对它们加热形成一体化和同时进行拉丝时，将芯棒插入套管中后，同心圆状地配置， 可以使所得纤维减小芯棒的偏芯。根据本发明，将芯棒材料插入套管后，进行调芯，使芯棒配置在套管的中心处，可确保拉丝后良好的纤维尺寸特性。然而，为了获得规定的纤维特性，可根据芯的折射率分布特性，规定套管外径与内径的比率。当然芯棒的外径要比套管的内径细。因此，插入时，套管和芯棒发生弯曲或倾斜时，纤维芯偏芯。光纤的拉丝装置，垂直地配置炉子、树脂涂布器、树脂固化装置、拉丝机。将玻璃在炉内熔融，用拉丝机连续拉制，由于拉丝装置垂直配置，所以母体材料也垂直插入炉内。为此，在套管内不固定状态的芯棒，在套管的封闭端内侧阻止住。
图M中表示了本发明的事实方式实例。图M表示在本事实方式中，将芯棒插入套管内时的情况。图25是已插入芯棒的情况。在图M、图25中表示在端部形成锥体状636 的芯棒635，和形成锥体状632的套管631。如上述，拉丝装置是垂直配置，由于母体材料也是垂直插入炉内，所以在套管631内不固定的芯棒635，在封闭套管端部的接触部分641形成接触。本发明中，在套管631的端部设有锥体状632，在芯棒635的端部设有锥体状636， 在锥体状部中，套管631与芯棒635在接触部分641形成接触。这样，芯棒635的纵向中心轴与套管631的纵向中心轴可以一致。对于上端部分，使用隔离物，可使芯棒635的纵向中心轴与套管631的纵向中心轴为一致。使用隔离物，在总长的套管631中，可使芯棒635位于中心部位，纤维芯的偏芯极小。本发明中，设置锥体状632，使套管631的端部变细并形成封闭，而且设置锥体状 636，使芯棒635的端部变细，同时设置隔离物，使套管631和芯棒635的截面形状形成同心圆状。即，圆筒状的套管631和圆柱状的芯棒635，通过使各自的纵向中心轴一致，套管631 和芯棒635的横截面形状可形成同心圆状。通过以同心圆状配置，可使纤维芯的偏芯达到极小。本发明中，在套管631设有锥体状端部的相对端部设置石英制支撑管633，在芯棒 635的设有锥体状端部的相对端部设置石英制支撑棒638，在支撑管633和支撑棒638之间设置隔离物。利用图25进行说明。在芯棒635上端和套管631上端之间插入楔状隔离物，以套管上口进行固定，使中心轴重合，并使截面形状以同心圆状配置。然而，仅限于母体材料部分，想在纤维中使用时，可在套管631上安装支撑管633，在芯棒635上安装支撑棒638，可使芯形成一致为宜。这种情况下，套管631和其支撑管633，及芯棒635和其支撑棒638，各自的中心轴需要一致。为此，本发明中，支撑管633的内周和套管631的内周以同心圆状配置，芯棒635 的外周和支撑棒638的外周以同心圆状配置，设置隔离物，以便使芯棒635或支撑棒638的外周，相对于支撑管633的内周，以同心圆形成配置。本发明中，为了固定住隔离物，除了支撑棒638外，在芯棒635上，设置比支撑棒 638外径大，与芯棒635外径大致相等的支撑棒基础部分637，与支撑棒638形成同轴。当然，不设置支撑棒基础部分637，也可以使支撑棒638直接与芯棒接合。将隔离物固定在支撑棒上的方法，可采用各种方法，例如，在支撑棒上设置锥体状，固定隔离物的开口部分。图沈中表示了本事实方式中的隔离物插入实例。隔离物651是在设在套管631 上的支撑管633内侧，通过设在隔离物651上的贯通孔，将芯棒635的支撑棒638插入到支撑棒基础部分637的上端。由此，可使套管631和芯棒635的纵向中心轴一致，并能配置同心圆状。图27中表示了本事实方式中所用隔离物实例。为了使支撑棒通过隔离物661的中心部位，在隔离物661上设置与支撑棒外径大致相等直径的圆形状开口 663。为了插入到套管内侧，隔离物661为圆形形状，其外径与支撑管的内径大致相等。隔离物661的厚度， 例如，在本事实方式中，为10mm，但实际上，只要能达到本发明的目的，厚度可随意设定，无妨。另外，拉丝时，需要从套管中心部分排出空气，所以需要设孔。如图27(a)、图 27 (b)所示，孔665为多个圆形状孔，或多个椭圆形状孔，只要能获得所要的孔面积，对其形状等，无需拘泥。由于拉丝时暴露于高温下，所以要求材质具有良好的耐热性，最好为石英玻璃。进而，本发明涉及光纤母体材料端部的加工方法，其特征在于将由芯棒和中空部分插有该芯棒的套管构成的光纤用母体材料端部加热形成一体化，接着，对该芯棒和套管之间的间隙，一边减压，一边形成一体化，同时进行拉丝，制造光纤时，设置锥体状，使该套管的端部变细，并形成封闭。设置锥体状，使芯棒的端部变细，同时，直到该套管端部与该芯棒端部形成接触，而设在该芯棒端部的锥体状比设在该套管端部的锥体状更缓和些。拉丝装置是垂直地被配置，所以母体材料也是垂直插入炉内，在套管531中不固定的芯棒533，靠重力会接触到封闭管的底部。进行加热，使该部分开始熔敷后，进行拉丝。 为此，本发明中，如图22所示，直到套管531端部与芯棒533端部由接触部分537形成接触， 在芯棒端部上设置的锥体状，比设在套管531端部的锥体状535，设置得更缓和些为宜。此处所说的锥体状，是表示在锥体状开始与终止之间，利用直线、缓和曲线、曲线等设置锥度。当缩小套管以使端部会越来越细，缩小端部形成闭合，同时芯棒的端部也形成细尖状时，芯和包覆层的比率，在锥体状的任何部分处，都能达到所要求的值，在出口处，当芯棒的端部触及到套管的内壁时，会在狭窄的范围内形成接触，认为在开始熔融时，套管有时也形成不太好的闭合。其结果，熔合界面的形状不稳定，残存气泡，或套管倾斜地熔合，有可能发生芯偏离。因此，如果加工芯棒端部，使之与管内侧形状相比带有圆性，则插入套管时，在很宽的范围内，而且在圆周方向上稳定地与内壁形成接触。由此，拉丝开始之前，可在短时间内实施熔合作业，待形状稳定后，再进行稳定的拉丝。图22中表示了本发明的另一种事实方式实例。图22中表示端部形成近似球状锥体的芯棒M3，和形成锥体状M5的套管Ml。而且在套管端部，表示加热形成的半月形部分 549。在本事实方式中，直到套管541的端部与芯棒543的端部形成接触，设在芯棒端部 547的锥体状比设在套管端部的锥体状545更缓和些。因此，如图22所示，加工成的芯棒端部，比套管541的中空底部的形状，更带有圆性。因此，在插入套管541中时，可在很宽的范围内，而且在圆周方向上，得到与内壁稳定的接触部分M7。由此，在拉丝开始前，可在短时间内进行稳定的熔合作业。当芯棒的端部形状近似于球形时，接触部分位于靠近套管锥体的开始侧。由此，芯棒的底部和套管中空部的底部之间形成空间状，在出口作业时，反而需要时间。因此，最好选择最适宜的形状。
实施例以下根据实施例更加详细地说明本发明，但本发明不限于这些实施例。此处利用VAD法制造含有一部分包覆层的芯母体材料，利用石英管进一步付与包覆层部分，对制造单模光纤情况进行说明。在其他种类的折射率曲线图中，也可以利用其他制法制造芯部。(实施例1)如图2所示，在VAD法中，由多重管结构形成的芯用燃烧器21内，将气化得四氯化硅和四氯化锗和痒、氢气混合而输送，点燃后，在生成的火焰中进行水解反应，得到合成玻璃微粒、将它吹附在种棒M上，形成多孔质芯母体材料23。为了使特性稳定，在芯燃烧器 21的上部配置相类似的包覆层燃烧器22，用四氯化硅和氧·氢进行同样反应，在芯烟灰的外周上付与包覆层部分。再将其加热到1500-1600°C左右，形成透明的玻璃。在单模光纤中，芯和包覆层的尺寸比为1 13左右。在VAD工序中很难付与厚的包覆层，在所能制造的VAD玻璃中，为1 4.5。这样即可制作出含芯的玻璃体。将其拉伸，调制成外径30mm后，如下所示，插入另行准备的外径90mmX内径33mm
的石英管内。作为端部研磨法，如图3所示，将用金刚石粉形成切刀的研磨具32，一边旋转一边压靠在套管31的端部，将端部磨制制成磨具32的形状。为了防止加工部位受热，同时实施冷却水33冷却。垂直地设置管31，从下部，慢慢向上压靠磨具32。这时，诺在磨具32的中心处开有空穴，可使磨渣和冷却水33顺利地流出，具有保持管子极少受污染的效果。对于穿透棒的内部，准备锥体磨具，同样进行。如图4所示，为了将加工转盘固定在加工端的套管41相反一端上，熔接上支撑管 42，在该部分上由转盘卡具45卡住。使支撑管42侧与真空泵连接，可对内部进行抽吸减压。 在加工成给定尺寸和形状的芯棒43始拉侧，同样安装支撑棒44，利用转盘卡具47设置在转盘上，并插入管41中。旋转转盘，用氧和氢火焰灼烧端部，使管41和芯棒43熔合后，打开泵的开关，对内部减压。在末端没有完全闭合的状态下开始抽吸时，要注意内部吸入杂物， 产生气泡。随后，驱动燃烧器，使整个长度形成实体化。S卩，图7a)所示实体化前的母体材料和套管，形成图7b)所示的一体化。将该实体移入拉丝装置内，使用电炉加热，使端部软化时，可利用重锤拉伸，使用拉丝机对其拉制形成125 μ m，涂布紫外线固化树脂，形成纤维。当端部不实施加工时，需花费时间将外径调制成125 μ m，而且，之后也不能将芯和包覆层的尺寸比率形成给定值，需要很长时间达到稳定，但本发明中规定的端部实施加工，可大幅度缩短该时间。虽然也依赖于母体材料的大小，本实施例中使用的母体材料，若在以前，从拉丝开始到半月形形状稳定， 需要2-3小时，但根据本发明，可缩短到1小时。在以上述方法加工得到的纤维，虽然存在产生断裂现象。但分析该断裂部分时，检测出了金属粉。认为这是研磨时附着了磨屑的原故，所以研磨后，用5wt%氟酸水溶液清洗， 再用纯水淋洗，之后进行干燥。当增加这一工序时，可抑制拉丝中产生断丝现象。因此，本发明中进行这种清洗工序是最好的形式。然而，利用酸洗，表面会产生粗糙，在拉成细径的工序中，丝径也会变动，并堵塞涂布模具。为防止此现象，对其端部进行机械抛光，可改进这种不良现象。因此，本发明中，这种进行抛光是最好的形式。(实施例2)如图8a)所示，和实施例1 一样，为固定在加工转盘上，在加工端部的套管82相反一端，熔敷支撑管83，对该部分固定卡住。在预先加工成给定尺寸和形状的芯棒81始拉侧上，同样安装支撑棒84，设置在转盘上，并插入管82中。和实施例1 一样，旋转转盘。用氧和氢火焰灼烧端部，使管82和芯棒81熔合在一起。由此，如图8b)所示，只是端部实体化的芯棒与管组合。将其移入拉丝装置中，用电炉加热其端部。并将支撑管83侧与真空泵连接，打开泵开关，对内部进行减压。这样同时进行实体化和拉制。认为这种方法和实施例1 一样，具有端部加工的效果。(实施例3)如图四所示，在实施例2的方法中，在拉丝开始一侧的端部，将芯棒81和套管82 熔合时，对于平直的管82内径，芯棒81的端部变得很细，所以芯棒81和套管82的锥体状部分，在纵向上产生偏差时，该部分会产生很大的间隙，有时不能形成很好的熔合。如图9 所示，将内侧研磨成锥体状的棒，作为套管封闭棒95，用于端部封闭，在纵向上使芯棒81和套管82的锥体状部分保持在大致同一位置上，除此之外，和实施例2—样制作光纤用母体材料。图5中表示了端部封闭状态的放大截面图。由此改善了间隙，制作图9b)所示的端部形状，在拉丝开始后，稍短的时间(10-20分钟)内，此时端部完成熔合。认为这种方法， 具有和实施例1一样优良的端部加工效果。(实施例4)如图10所示，与实施例1 一样进行，将端部加工的套管102设置在玻璃加工转盘上，用氧/氢火焰加热，将管102向两侧慢慢拉伸。由此形成半月形状，并且管子变细。最后用火焰烧断时，如图IOb)所示，端部封闭。接着，用火焰加热芯棒端部后，拉制形成锥体状。将棒101插入管102中，在管102的相反一侧安装支撑管103。将其设置在拉丝装置中。慢慢插入炉内，使用安装支撑管的真空装置对内部减压，使端部熔合，进而该部分拉伸开始拉丝，如图IOc)所示制造拉丝的光纤105。以后和通常拉丝一样，一边向炉内压入玻璃体，一边拉制纤维，同时进行实体化和纤维化。认为该方法也具有和实施例1 一样优良的端部加工效果。(实施例5)如图11所示，在VAD法中，向由多重管结构形成的芯燃烧器205内，送入由气化的四氯化硅(SiCl4)、四氯化锗(GeCl4)、氧(O2)、和氢(H2)构成的气体209，点火燃烧。在火焰中进行水解反应，得到合成玻璃微粒，将其吹附在种棒203上，形成多孔质母体材料201。将种棒203和多孔质母体材料201按箭头方向旋转半时钟方向，图面中向上的箭头是向上拉制的方向。为了使多孔质母体材料201的特性稳定，在芯燃烧器205的上部配置类似的包覆层燃烧器207，送入由四氯化硅(SiCl4)、氧(O2)、和氢(H2)构成的气体211，并进行反应，在芯炭黑的外周上付与包覆层部分。将该多孔质母体材料201加热到1500-1600°C左右，形成透明玻璃。在单模光纤中，芯和包覆层的尺寸比为1 13，但用VAD法制作的，为1 4.5。 接着，将该芯母体材料拉伸，制作外径为30mm的芯棒。另外，作为套管用的，准备内径为33mm的合成石英管。将芯棒插入套管中，形成给定的比率。例如，图12中表示中心部位具有芯部221的芯棒223和套管225的配置实例。图12中箭头内所示的数值为各自的尺寸比，将芯棒的芯部分221外径取为1时， 芯棒223的外径为4. 5。将芯棒的芯部209外径取为1时套管225的外径为13。然而，套管内侧的中空部分没有附着杂物，保持着平滑。将套管置于玻璃加工转盘上，用氧/氢火焰加热，将两侧慢慢拉伸。由此，因熔融软化而形成半月形，管子变细。最后用火焰烧断，可以将端部封闭。如图13所示，将如此得到的套管231端部没有封闭的一侧，熔合上石英制支撑管 233。支撑管233的外径约为90mm，内径约为70mm，套管冷却后，从转盘上取下，将支撑管 233的开口部分，用硅橡胶制的塞子219塞住。如图14(a)所示，将支撑管233开口处用塞子235塞住的套管231在盛满IOwt% 氢氟酸水溶液241的槽M3内浸渍3小时。接着如图14(b)所示，再转移到装有纯水M5 的槽M7内，进行粗洗。最后，如图14(c)所示，使用纯水喷头249进行淋洗，用压缩空气吹去水滴后，进行风干。进而，如图15所示，在加工成给定尺寸的芯棒251 —端上，安装上材质为天然石英制的，外径约为25mm，长度约为300mm的支撑棒253。将芯棒251的支撑棒253，用卡具255 固定在可作垂直动作的转盘上。套管231的支撑管233用卡具257固定住。这样，按图15 中的箭头方向，慢慢降下芯棒251，并插入套管231的开口部位中。接着，如图16所示，将插有芯棒251的套管231从转盘上取下，在支撑管233的插入端，用外形为锥体状的硅橡胶制盖259盖住。接着，如上所述，在10wt%氢氟酸水溶液中浸渍3小时。接着转移到装有纯水的槽内，进行粗洗，最后，使用纯水喷头进行淋洗，并用压缩空气吹去水商后，进行风干。接着，在如此准备的插有芯棒251的支撑管233上部管部安装真空装置。进行抽吸，以便对内部减压，并设置在拉丝装置上。慢慢插入炉内，加热端部，形成熔合，进而将该部分拉伸，并开始拉丝。以后，和通常的拉丝一样，一边将母体材料压入，一边拉制光纤时， 同时进行实体化和光纤化。使用拉丝机，将如此调制的光纤用母体材料进行拉丝，使玻璃部分的外径约为 125 μ m，接着，涂布紫外线固化树脂，照射紫外线，使其固化，得到外径约为250 μ m的光纤。 如此进行拉丝工序，结果是拉丝中不会断裂，也不会产生不良的丝径，可实施良好的拉丝。在清洗工序中使用的纯水，是利用离子交换法进行精制的，电导率保持在ΙμΑ以下的精制纯水。另外，使用电导率超过1 μ A的纯水进行清洗工序，但此时，拉丝中不会发生断裂，丝径变动发生率上升到0. 05次/km。可知这是通常水平(0. 001-0. 005次/km)的 10-50倍，纯水的纯度最好将电导率控制在1 μ A以下。(实施例6)和实施例5 —样，以VAD法制作芯母体材料，将该母体材料拉制，制作外径为30mm 的芯棒。和实施例5 —样，另外作为套管，准备外径为90mm，内径为33mm的合成石英管，并将芯棒插入石英管内。图12中表示芯棒和套管的配置实例。图12中箭头内所示数字表示各自的尺寸比，相当于芯棒的芯部分的外径为1，芯棒的尺寸为4. 5。相当于芯棒的芯部分的外径为1，套管为13。和实施例5 —样，图15中表示将芯棒插入套管中时的简图。套管内侧表面没有附着杂物，并保持着平滑。将套管置于玻璃加工转盘上，用氧/氢火焰加热，封闭一端，在未封闭侧上熔接石英制支撑管。冷却后，将其从转盘上取下。将上述套管和支撑管的端部用氧/氢火焰加热，并挤压两端进行熔合连接，对熔合部分的内侧，用镘刀整形到等于套管的内径。接着，和实施例5 —样，将加工成给定尺寸的VAD芯棒设置在转盘上，用氧/氢火焰加热，熔接上石英制支撑棒，冷却后，取下。将套管和芯棒设置在垂直驱动的插入转盘上，实施向套管中的插入作业。芯棒的支撑棒和套管的支撑管用卡具固定住。这样，按图15中的箭头方向慢慢降下芯棒，插入套管的中空部分内。如图16所示，将插有芯棒251的套管231从转盘上取下，在支撑管233的插入端盖上盖子259。接着，如上述，在氢氟酸水溶液中浸渍。接着转移到装有纯水的槽内，进行粗洗，最后，用纯水喷头进行淋洗，再用压缩空气吹去水滴后，进行风干。图17表示了将芯棒335插入套管331中的状态。本实施例中，由于使用了外径为 30mm的芯棒和内径为33mm的套管，所以芯棒外径341和套管内径343的尺寸差为3. Omm, 充分确保了 1.0mm以上。接着，在如此准备的插有芯棒的支撑管上部管部安装真空装置，以便对内部抽吸减压，并置于拉丝装置中。慢慢插入炉内，加热端部，进行熔合，进而拉伸该部分，开始拉丝。 以后和通常的拉丝一样，一边将玻璃体压入炉内，一边拉制纤维，并同时进行实体化和纤维化。使用拉丝机进行拉制，形成125 μ m的纤维，并涂布紫外线固化树脂，涂布得到250 μ m直径。(实施例7)和实施例5 —样，制作芯棒，这样，准备石英管。图19中表示根据本发明将芯棒插入套管内时的简图。套管431的内侧表面没有附着杂物，保持着平滑。将套管设置在玻璃加工转盘上，一端上熔接外径为90mm、内径为70mm 的石英制支撑管。冷却后，将其从转盘上取下。将上述套管和支撑管的端部，用氧/氢火焰加热，并挤压两端进行熔融连接，进而用镘刀整形，使熔接部分的外径与管大致相等。接着将加工成给定尺寸的VAD芯棒35置于转盘上，用氧/氢火焰加热，熔接上石英制支撑棒36，冷却后取下。支撑棒36的材质为天然石英，尺寸是外径为25mm，长度为 300mmo接着，将套管431和芯棒435设置在垂直驱动的插入转盘上，实施向套管431的插入作业。用卡具437将芯棒435的支撑棒436固定在转盘上。并用卡具433固定住套管 431的支撑管432。这样，按照图19中的箭头方向，慢慢降下芯棒435，并插入到套管431的中空部分内。图20中表示了将芯棒插入套管中的状态。接着，在如此准备的插有芯棒的支撑管上部管部安装真空装置，进行抽吸，对内部减压，并置于拉丝装置内。一边对内部抽吸减压，一边慢慢插入炉内，加热端部，进行熔合， 进而拉伸该部分，并开始拉丝。以后和通常的拉丝一样，一边将玻璃体压入炉内，一边拉制纤维，并同时进行实体化和纤维化。使用拉丝机拉伸，并拉制成玻璃外径为125μπι的纤维丝，涂布紫外线固化树脂，照射紫外线，进行固化，涂布形成约250 μ m的直径。(实施例8)
和实施例5 —样，制作芯棒，这样，准备石英管。将套管设置在玻璃加工转盘上，用氧/氢火焰加热，向两侧慢慢拉伸。由此形成半月形状，并且套管变细。最后用火焰烧断时，完成封闭端部。接着用火焰加热芯棒端部后， 拉制形成锥体状。图21中表示了将芯棒插入套管内的状态。图21中，套管的锥体部分长度为120mm。 芯棒的锥体部分长度为40mm。在封闭套管的相反侧安装支撑管(未图示)，并将其置于拉丝装置内。慢慢插入炉内，使端部达到高温区，将端部熔合，并进行实体化，将熔合部分拉伸， 并开始拉丝。接着，使用安装支撑管的真空装置对内部进行减压，并进行实体化。和通常的拉丝一样，一边将玻璃体压入炉内，一边拉制纤维，并同时进行实体化和纤维化。使用拉丝机进行拉伸，形成玻璃外径为125 μ m的纤维，涂布紫外线固化树脂，照射紫外线，固化，以形成 250 μ m的直径。(实施例9)和实施例8 一样，如图22中所示，对棒端实施加工形成圆状。将该芯棒插入套管中，和实施例8 —样进行拉丝。结果，与实施例8相比，更快速地与套管熔合，开始拉丝。进而将外径调节成125 μ m,也在短时间内结束，而且，芯和包覆层的尺寸比率也达到给定值， 并大幅度缩短到达稳定的时间。(实施例10)和实施例5 —样，制作芯棒，这样，准备石英管。图M中表示了将延伸的芯棒插入套管中时的简图。套管的内侧表面没有附着杂物，保持平滑。将套管置于玻璃加工转盘上，在一端上熔接外径为90mm、内径为70mm的石英制支撑管。冷却后，将其从转盘上取下。接着将加工成给定尺寸的芯棒置于转盘上，并用氧/氢火焰加热，拉伸。预先将外径为30mm、长为300mm石英制的支撑棒基础部分，和设在支撑棒基础部分上侧的外径为 25mm,长为300mm的石英制支撑棒进行连接。这样，将该支撑棒基础部分切断，形成20mm厚， 与芯棒的上端直接熔合。冷却后，从转盘上取下。接着，将芯其和套管设置在垂直驱动的转盘上，实施插入作业。使用卡具以支撑管固定住套管，同样使用卡具以支撑棒部分固定的芯棒，慢慢降下，插入(参照图M)。接着， 确认芯棒的下端处于套管中心，并准确与套管接触(参照图25)。接着，如图沈所示，取下插入芯棒635时所用的卡具。从支撑管633内侧的开口部分，向支撑棒638上插入设有外径为69. 5mm，厚度为10mm，直径为25. 5mm开口的圆盘状隔离物651，坠入时与支撑管633的内侧形成嵌合。即，拉丝开始侧，使套管636(图中成为 635)的端部与芯棒的端部相触及，进行调芯，拉丝结束侧，由隔离物进行调芯，在母体材料的整个长度上，配置套管和芯棒，形成同心圆状。图27中表示了实施例中所用的有代表性的圆盘状形状。在如上准备的插有芯棒的套管上部支撑管部分上安装真空装置，并进行抽吸，对内部减压，并设置在拉线装置中。慢慢插入炉内，加热端部，进行熔合，进而拉伸该部分开始拉丝。以后与通常的拉丝一样，一边将母体材料压入炉内，一边进行拉制纤维，并同时进行内部减压、实体化和纤维化。
用拉丝机拉伸，形成玻璃部分外径为125μπι的纤维丝，进行涂布紫外线固化树脂，使外径形成250 μ m,得到光纤素丝。将所得纤维切割成每2km长，测量芯棒是否偏芯。 结果包覆层中心和芯棒中心的偏差量全部在0. 2 μ m以下，呈现出良好的结果。不认为拉丝工序中，纤维外径发生变动，也不认为产生气泡。本发明中记载的制造方法，例如，实施例10中，对于套管，使用OH基浓度在IOOppm 以下，最好Ippm以下的合成石英所形成的石英管进行制造的光纤测量在1385nm波长中的的传输损失(0H吸收损失)时，得到0. 4dB/km以下的值。更具体讲，是在0. 29-0. 38dB/km 的范围内，这种纤维，在使用宽波长带域的WDM传输系统中，具有极好的传输损失特性。工业应用性根据本发明的光纤用母体材料制造方法，由于在合成母体材料时，调整母体材料的端部形成所要求的形状，所以加工出来的母体材料可直接送往拉丝工序，合成后伴随着对母体材料端部的加工作业，可抑制不良现象发生和费用增加。进而，使用本发明制造的光纤用母体材料，在拉制光纤丝时，缩短了从开始拉丝作业到稳定期间产生不良纤维的长度和时间损失，可高效率地制造光纤。根据本发明，由于能够调整套管内部不受污染，母体材料表面洁净，所以在拉丝工序中使母体材料形成光纤时，可减少光纤断裂和丝径变化等不良现象发生。进而，设置锥体状，以使套管的端部变细，并封闭，设置锥体状，使芯棒的端部变细，并通过设置隔离物，使套管和芯棒的截面形状，以同心圆状配置，包覆层中心和芯棒中心的偏差量，全部达到0. 2μπι以下，可得到芯棒偏芯极小的纤维。并且不认为在拉丝工序中，纤维外径会发生变动，也不认为会产生气泡。
2权利要求
1.一种光纤的制造方法，其特征在于，至少包括形成含芯玻璃体的工序；构成包覆层部分玻璃管的准备工序；对上述玻璃管的拉伸侧端部，至少内面上设置锥体状，并进行封闭的工序；将上述玻璃体插入玻璃管中的工序；以上述玻璃体的外径和玻璃管的内径的间隙在纵向上大致恒定的方式设置隔离物的工序；以及对上述玻璃体和上述玻璃管进行加热而一体化的工序。
2.根据权利要求1所述的光纤的制造方法，其特征在于，还包括在与上述玻璃管拉伸侧相反一侧的端部上，安装支撑管的工序；以及在上述玻璃管拉伸侧相反一侧的端部上，安装支撑棒的工序，其中在上述支撑棒的外径和上述支撑管的内径的间隙中设置上述隔离物。
3.根据权利要求1所述的光纤的制造方法，其特征在于，拉伸侧，使上述玻璃体的端部触及到设在上述玻璃管内面的锥体状面，进行调芯，与拉伸侧相反的一侧，使用上述隔离物进行调芯，使上述玻璃体和上述玻璃管形成同心圆状地进行配置。
4.根据权利要求1所述的光纤的制造方法，其特征在于，在将上述玻璃体插入玻璃管内的工序之后，进行设置上述隔离物的工序。
5.根据权利要求1所述的光纤的制造方法，其特征在于，还包括在上述玻璃体的拉伸侧相反一侧端部上，以同心圆状安装支撑棒的工序；以及在与上述玻璃管的拉伸侧相反一侧端部上，以同心圆状安装支撑管的工序。
6.根据权利要求1所述的光纤的制造方法，其特征在于，还包括在与上述玻璃体的拉伸侧相反一侧端部上，以同心圆状安装支撑棒的工序； 以及在与上述玻璃管的拉伸侧相反一侧端部上，以同心圆状安装支撑管的工序，上述支撑棒具有用于固定上述隔离物的固定部分。
7.根据权利要求1所述的光纤的制造方法，其特征在于，上述隔离物的材质为石英玻璃。
8.根据权利要求1所述的光纤的制造方法，其特征在于，上述隔离物的外形为圆形，可与上述玻璃管的内径形成嵌合，中心处具有可插入上述玻璃体的开口部分，还具有气体排出孔，以便在拉丝时，可以对上述玻璃管和上述玻璃体之间的空间进行减压。
9.根据权利要求1所述的光纤的制造方法，其特征在于，上述隔离物的外形为圆形，可与上述玻璃管的内径形成嵌合，中心处具有可插入上述玻璃体的开口部分，在上述开口部分周围具有多个以放射状设置的狭缝状排气孔，以便在拉丝时，可以对上述玻璃管和上述玻璃体之间的空间进行减压。
10.根据权利要求1所述的光纤的制造方法，其特征在于，上述隔离物的外形为圆形，可与上述玻璃管的内径形成嵌合，中心处具有可插入上述玻璃体的开口部分，并具有由多个小孔形成的排气孔，以便在拉丝时，可以对上述玻璃管和上述玻璃体之间的空间进行减压。
11.根据权利要求1所述的光纤的制造方法，其特征在于，还包括将上述玻璃体的拉伸侧端部加工成锥体形状的工序，其中设在上述玻璃体上的锥体比上述玻璃管内面的锥体状更陡峭些。
全文摘要
一种光纤的制造方法，是在包括形成含芯玻璃体的工序；构成包覆层部分的玻璃管形成工序；将玻璃体插入玻璃管内的工序；将玻璃体和玻璃管形成一体化的工序为特征的光线制造方法中，其特征在于包括将至少玻璃管的拉伸侧端部加工成锥体状形状的工序。此外，包括对玻璃管外表面进行清洗的工序，玻璃体的外径和玻璃管的内径之差在1.0mm以上，10.0mm以下，将在玻璃管的一端上安装的支撑管内径取为玻璃管内径以上，或者，将玻璃管的拉伸侧端部，至少内面设置锥体状而封闭，使玻璃体的外径和玻璃管的内径间隙，在纵向上大致形成恒定，而设置隔离物(衬垫)。
文档编号C03B37/012GK102408191SQ20111021855
公开日2012年4月11日 申请日期2003年5月8日 优先权日2002年5月9日
发明者上原正光, 森平英也, 神谷保 申请人:古河电气工业株式会社