专利名称：光学纤维用的多孔母材的合成方法及其装置的制作方法
技术领域：
本发明是关于光学纤维用多孔玻璃母材的合成方法及其装置的发明，特别是关于粘附率(收率)高的光学纤维用多孔母材的合成方法及其装置的发明。
现有技术、通常制造光学纤维母材是用VAD法以多孔玻璃母材制造芯部及覆盖层的一部份，玻璃化后再用外附法(OVD法)合成覆盖层的其余部分，这样形成的多孔玻璃母材最终形成中心为10μm的芯，其外围有125μm直径的覆盖层的光学纤维。
在上述多孔玻璃母材的无论那种制作工艺中，一般都使用氢氧喷枪、原料气体、例如SiCl4、GeCl4的蒸汽在氢氧焰中被加水分解、形成SiO2、GeO2的玻璃微颗粒、这种玻璃微颗粒被吹附于旋转靶上、附着(堆积)于该靶上。
随着光学纤维应用范围的扩大，要求光学纤维降低制造价格。为此而采取的对策之一是，必须高效率地制造多孔玻璃母材。
迄今为止、进行着各种高效制造多孔玻璃母材的尝试。
日本专利特开昭62-171939号公布了使VAD法中从喷枪喷射出的火焰摇晃小、火焰稳定、提高多孔玻璃母材的堆积效率的方法。
日本专利特开昭63-123831号公报公布了在VAD法中，把高温气体通到多孔玻璃母材及喷枪外围、防止透明玻璃母材内产生气泡的方法。
日本专利特开平1-242431号公报公布了用空腔包围堆积部、设置送风机、向空腔的排气口强行送气通风，使腔内的空气流稳定，从而使喷枪的火焰及玻璃微颗粒流稳定化的方法。
日本专利特开平2-252633号公布了在VAD法中用气帘把喷枪火焰加封、防止外气混入的方法。
但是上述这些以往使用的方法中，玻璃微颗粒在靶上的附着不充分，随喷枪结构和条件而不同，平均只能使生成的玻璃微颗粒的至多50%附着。
而未能附着于靶上的玻璃微颗粒被从排气口刷洗丢弃掉，玻璃微颗粒被浪费掉。
再者，还有洗刷处理费用高的问题。
因而，不用说，附着效率的提高对于今后降低光学纤维的成本来说也是必要的。
作为解决上述问题的方法，本发明的申请人提出了与靶相对，在位于与喷枪相反的一侧的玻璃微颗粒流的后部猛吹气流的光学纤维用多孔母材的合成方法(例如特愿平4-301700号)。
下面参照
图1及图2叙述这种光学玻璃纤维用多孔母材的合成方法概要。
图1是外附(OVD)法的光学纤维用多孔母材的合成装置的构成图。三重管喷枪4中心通入氩气与SiCl4，其外侧导入氢气，更外侧导入氧气，形成玻璃微颗粒的火焰。该火焰6在由芯2和堆积于芯部2外围的覆盖层组成的靶上猛吹、堆积。靶10一边在箭头R方向上旋转，一边在方向T上左右移动。
如图2的图解所示，喷枪4产生的玻璃微颗粒流112流经靶10周围而去，但有助于附着的只限于沿着最靠近靶10的流线流动的玻璃微颗粒112。再者，在靶10的背后13，玻璃微颗粒流脱离靶10表面，没有附着就被排气排出。
因此，在其背后以气流A猛吹，以防止气流脱离靶10。以此提高玻璃微颗粒在靶上附着的效率。
本发明的目的在于提供、用与上述改良的方法不同的方法合成效率更高的光学纤维用的多孔母材的方法及其装置。
本发明提供具有如下特征的光学纤维用多孔母材的合成方法。形成光学纤维用多孔母材的原料气体在火焰发生装置产生的火焰中经火焰加水分解形成玻璃微颗粒，以该玻璃微颗粒为微颗粒流，吹向在与轴正交的方向上旋转、在轴向上与前述火焰发生装置相对移动着的靶、使其附着于靶上、制造光学纤维用多孔母材的方法中，施加与包含前述靶的旋转中心和前述微颗粒流的中心的平面交叉的、从相对的方向而来，使通过前述靶表面的前述微颗粒流朝前述靶侧面流动的整流气体。
总之，原料气体在氢氧焰中加水分解、形成玻璃微颗粒，附着于靶上、合成光学纤维用多孔母材时，从与包含靶轴与玻璃微颗粒流的中心轴的平面交叉的、相对的方向上，将未堆积于靶的正面而余留的、过了靶的侧面流向排气口的玻璃微颗粒压向靶的侧面及背后，使其附着于靶的这些部位。
从控制玻璃微颗粒的分布的观点看来，上述整流气体最好是从与前述被吹向靶的前述玻璃微颗粒相交叉的方向压向前述玻璃微颗粒。
而且，本发明提供实施上述方法的、光学纤维用多孔母材的合成装置，总之该装置具有把形成光学纤维用多孔母材的原料气体放在火焰中加水分解形成玻璃微颗粒、把该玻璃微颗粒作为微颗粒流向靶喷射的火焰发生装置;将沿轴向与上述火焰发生装置相对移动、在与轴正交的方向上回转的靶收容于腔内，使从前述火焰发生装置喷出的、未堆积于所述靶上的残留玻璃微颗粒流向前述靶表面的整流气体提供装置，即整流装置。
特别是，前述整流装置设置于前述腔的侧面与所述火焰发生装置交叉的位置上，具有将引入腔内的整流气体引向前述玻璃微颗粒被吹向前述靶的部份的整流部件。
而且，特定情况下，前述整流装置具有将整流气体引入腔内的装置;配置于腔内，至少容纳靶的可能被玻璃微颗粒喷射到的部份、且具有限制玻璃微颗粒流的形状的钟罩;以及设置于与钟罩侧面的火焰发生装置成正交的位置上、将导入腔内的整流气体引向钟罩内的玻璃微颗粒向靶喷射的部份的整流部件。
为了合适，前述整流部件调整整流气体，按照前述靶直径的变化改变前述玻璃微粒流，并使未堆积于靶上的残留下来的玻璃微粒经常流向靶的表面，更具体地说，是流向靶的侧面和背后、堆积在靶上。总之，靶的直径随玻璃微颗粒的堆积而变化，由于吹向该靶的玻璃微颗粒流随靶的直径的变化而变化，因此使整流气体流的方向随靶直径的大小而变化。
为了更加合适，还具有测定靶直径的装置;按该测得的靶直径决定整流部件位置的装置和根据该决定的整流部件位置来改变整流部件的位置的驱动装置。
在特定情况下，前述整流部件是以旋转改变前述整流气体方向的可转动整流叶片。
又一在特定情况下，前述整流部件是插入钟罩内部的插入位置可以变化的整流叶片。
再一种特定情况下，前述整流部件，具有连接过滤器及该过滤器与钟罩间的间隙的伸缩自如的部件;还能移动，使过滤器的位置对着所述整流气体。
为了合适，引入整流气体到前述腔内的装置是使腔内相对于外部呈负压状态的装置，整流气体是前述腔外部的空气。
为了更合适，前述整流装置的整流气中含有可燃气体。前述整流气体一旦含有可燃气体，可提高多孔玻璃母材的表面温度，使多孔玻璃母材的密度提高。
下面对各图及符号作简单说明。
图1是在先申请的本发明的光学纤维用多孔母材的合成装置的平面图。
图2是表示图1的玻璃微颗粒(火焰)的侧面分布图。
图3本发明光学纤维用多孔母材的合成装置的第1实施例的装置的结构平面图。
图4是图1的X-X线的侧剖面图。
图5是以往使用的光学纤维用多孔母材的合成装置的例子的结构平面图。
图6是图5的X-X线的侧剖面图。
图7是本发明光学纤维用多孔母材的合成装置的第2实施例的装置的结构平面图。
图8是图7的Y-Y线上的侧面图。
图9是图7及图8的X-X线侧剖面图。
图10是本发明光学纤维用多孔母材的合成装置的第3实施例的装置的部份的侧剖面图，图10(A)是表示芯径小的时候整流叶片倾斜度的示意图。图10(B)是表示芯径大的时候整流叶片倾斜度的示意图。图10(C)是移动型整流叶片图。
图11是图10(A)、(B)所示的部份结构的钟罩及整流叶片的位置关系图。
图12是图10(A)、(B)所示整流叶片细部结构图。
图13是图10(A)、(B)所示的整流叶片细部结构图。
图14是作为本发明光学纤维用多孔母材的合成装置的第4实施例、测定光学纤维母材的直径、进行整流叶片位置调整的装置结构示意图。
图15表示本发明光学纤维用多孔母材的合成装置及方法的实验结果的曲线。
图16是本发明的光学纤维用多孔母材的合成装置的第5实施例的装置的部份侧剖面图。图16(A)是芯径小的时候的整流格子的倾斜度示意图。图16(B)是图16(A)所示整流格子的正面图，图16(C)是芯径大的时候的整流格子的倾斜度示意图。
图17是本发明光学纤维用多孔母材的合成装置的第6实施例的装置的部份侧剖面图、图17(A)是芯径小的时候的过滤器倾斜度示意图，图17(B)是芯径大的时候的过滤器倾斜度的示意图。
2……芯形成部4……喷枪6……火焰8……覆盖层形成部10……靶12……腔12A……腔的上盖14……排气口16……卡盘18……旋转轴20、22……固定整流叶片组24……钟罩26、28……空气过滤器29……间隙30……内部钟罩302……喷枪安装孔304……排气口连接孔34、36……固定整流叶片组38……角度调整式整流叶片组40……角度调整式整流叶片组
40A……第2角度调整式整流叶片401……整流叶片402……枢轴42、44……角度调整式整流叶片组46……弹簧48……拉曳装置49……固定部50……激光装置52……直径测定装置54……控制装置56……驱动马达58……叶片驱动机构60……钟罩62、64、66、68……波纹管70、72……整流格子74……排气口80……钟罩82、84、86、88……波纹管90、92……过滤器94……排气口下面叙述本发明光学纤维用多孔母材的合成方法及其装置的第1实施例。
图3是第1实施例的光学纤维用多孔母材的合成装置的平面结构图，图4是图3的X-X线上的侧剖面图。
这一光学纤维用多孔母材的合成装置具有借助于卡盘16夹持由芯形成部2与在该芯形成部2的外围附着(堆积)玻璃微颗粒形成的覆盖层形成部8组成的靶10的旋转轴18;容纳着靶10的腔12;配置于该腔12的侧壁的喷枪4及排气口14;使连接在旋转轴18上的靶10在水平方向T上往复运动、在旋转方向R上旋转的旋转、往复运动机构(未图示)。喷枪4与靶10相对移动即可。
芯形成部2是成为光学纤维的芯部的部份，覆盖层形成部8是成为光学纤维的覆盖层的部份。
三重管喷枪4中心引入氩气和SiCl4，其外层引入氢气，再外面一层引入氧气，形成玻璃微颗粒的火焰。这些玻璃微颗粒被吹向靶10，堆积于靶10上，使覆盖层形成部8增大。
如图4图解所示，在腔12上下(或左右)对称的位置上配设固定整流板组20与第2固定整流板组22。在这一示例中，固定整流板组20及22分别由4枚整流板构成。上下4枚整流板分别以对称的角度配置于对称的位置上。
固定整流板组20及22具有与包含靶10的轴中心、喷枪4发出的火焰6(玻璃微颗粒)的中心及排气口14的平面交叉，能在相对的方向上把空气吸引进来、用相邻的整流板分隔的吸入口。
腔12的内部相对于腔12的外部呈负压，因此，腔12周围的大气(空气)通过固定整流板组20及22被吸入腔内。这些空气被用作整流气体。
固定整流板组20及22的各整流板按照把吸入的空气吹向靶10的侧面及与对着喷枪4的靶10的背后的要求设定其位置及角度。从而，从喷枪喷向靶10的玻璃微颗粒在通过靶10表面、更具体地说是通过侧部时被压向靶10一边、而且，在靶10的背后，也被压向靶10一边。
结果是，除了碰撞靶10的正面、堆积在靶10上的玻璃颗粒以外，残留的玻璃微颗粒在通过靶10的侧面时，扩散，但被整流气体空气压向靶10一方，靶10侧部的玻璃微颗粒的流线的形状分布接近靶10，靶10侧部的玻璃微颗粒的附着量增大。而且，即使在靶10的背后，玻璃微颗粒也被压向靶10一边，因而即使在靶10背后玻璃微颗粒在靶10上的附着量也增加。
总之，由于作为整流气体的空气的作用，靶10的侧面及背后的玻璃微颗粒的流线分布接近靶10一边，因此，靶10的侧面及背后玻璃微颗粒的附着量增加。结果，可以在短时间内形成(合成)所希望的多孔玻璃母材。而且，从排气口14排出的玻璃微颗粒变少，玻璃微颗粒的损失降低，再者，排到洗刷器的玻璃微颗粒减少了，因此洗刷器的处理减少了。
下面具体叙述本发明的第1实验例(第1实施例)外径20mm、第1m的芯形成部2借助于卡盘16固定于转轴18上，借助于转轴18，使靶10以约300RPM的转速旋转，而且以500mm/min的速度使其移动，在芯形成部2的外围使其附着SiO2微颗粒达外径150mm左右作为覆盖层形成部8。
这时，在三重管喷枪中导入氧气30SLM，氢气80SLM，氩气20SLM，SiCl4气体10SLM。
喷枪及靶10收容于密闭的腔12，腔内的压力保持-10mmAq，从固定整流板组20及22的各整流板之间形成的吸气口总计吸入约3m3/min的大气。被吸入的大气由整流板控制气流方向。有使玻璃微颗粒流(火焰6)不脱离靶10，特别是玻璃微颗粒不脱离靶10的背后及侧部，而流向靶10的效果。
不使用固定板组20及22的情况下，迄今为止玻璃微颗粒在靶10上的堆积效率平均为40%，而本实验中提高到60%。
在本第1实施例中，腔12内为负压，因此，由于来自固定整流板组20及22的自然吸引，腔12周围的大气被吸入腔12内，但也可以代之以鼓风机、用它将大气强行压入腔12内，以使靶10周围形成与上述情况相同的气体微颗粒流。
或者也可以不限于大气(空气)，把空气以外的气体，如同上述同样的气体微粒流那样自然吸入或用鼓风机强行吸入腔12内。
吸入或压入腔12内的气体，用大气(空气)最便宜所以最理想，但用其他气体效果也相同。但是如果用100%不活泼气体，对于从喷枪4喷出的火焰6的燃烧来说是一个不利因素，因此，不用100%不活泼气体，用不活泼气体时最好与可燃性气体混合。特别是，使其含可燃性气体，则多孔玻璃母材表面的温度变高，更促进多孔玻璃母材的合成，提高多孔玻璃母材的密度。对此，将在后面加以叙述。
下面叙述以往的装置的例子之一在图5及图6的图解(例如日本实开昭62-97138号公报)及据此改良而成的本发明光学纤维用多孔母材的合成方法及其装置的第2实施例。
在这一以往例子中，腔12内设置钟罩24，腔12的侧部设置第1空气过滤器26及第2空气过滤器28。而且腔12的上部设置可以开闭自如的腔上盖12A。其他结构同图3图解的光学纤维用多孔母材的合成装置。
这一以往例，在设置腔上盖12A的腔12内配设钟罩24，为了限制从喷枪4喷出的玻璃微颗粒(火焰6)在靶10散开，设置钟罩24。
腔12外部的空气分别通过空气过滤器26及28被吸入负压状态的腔12内。被吸入的空气通过靶10与钟罩24间的间隙29进入钟罩24。
在这样结构的情况下，沿着与包含靶10的轴和喷枪42的轴的平面相向、交叉的方向吸入气体是困难的，因此应该解决这个问题。实施了如图7-图9所示的改良。
下面参照图7-图9叙述本发明光学纤维用多孔母材的合成方法及其装置。图7是光学纤维用多孔母材的合成装置的平面图，图8是图7的Y-Y线侧剖面图，图9是图7及图8的X-X线断面图。
这第2实施例是参照图3及图4叙述的第1实施例及参照图5及图6叙述的例子的改良例。
在第1实施例中，不存在钟罩，因此，对通过靶10侧面的玻璃微颗粒(火焰6)的正确的流线形状分布的控制有一些困难。
在图5图6所示例子中，经空气过滤器26、28吸入腔12内的空气进一步从间隙29被吸入钟罩24内。这时，要在与包含靶10的轴10与喷枪42的轴的平面交叉的方向上吸引气体、将其导入是困难的，靶10的侧面或背后的玻璃微颗粒没能被有力地压在靶10一边。
第2实施例意在解决第1实施例及图5、图6所示例子存在的上述课题，是把参照图3及图4叙述的第1实施例的整流板与参照图5及图6叙述的钟罩并用的实施例。
图7中，在腔12内设置包围着靶10、卡盘16及转轴18的一部份的内钟罩30，腔12的侧壁上设置空气过滤器26、28。由于腔12呈负压，空气经空气过滤器26、28被吸入腔12内。在本实施例中，内钟罩30在纵向做得长，这是为了抑制火焰6吹向靶10的合成点左右(靶的轴向)方向的流速。
图8中，在与喷枪4喷出的火焰6的指向正交的方向上。夹着靶10，在内钟罩30的侧壁上相对地配设第1固定整流叶片组34与第2固定整流叶片组36。
在图9中，喷枪喷出的火焰6堆积在靶10上。未堆积在靶10上而残留下来的玻璃微颗粒通过靶10的侧部，再通过靶10的背后，从排气口14排出。通过靶10侧部的玻璃微颗粒受到内钟罩形状的限制。流向靶10一边。再者经过空气过滤器26、28吸入呈负压的腔12内的空气经过相向配设的固定整流叶片组34及36的各整流板间的吸入口被吸入内钟罩30中。固定整流叶片组34及36，因为与喷枪4喷出的火焰6(玻璃微颗粒)的指向一致，空气被集中吸入火焰6的近傍的内钟罩30内，被吸入内钟罩30内的空气更有助于控制火焰6的形状分布。结果更是将玻璃微颗粒压向靶10。因此，增加了附着在靶10侧面及背后的玻璃微颗粒。
在本实施例中，从靶10轴向流入的空气受内钟罩30的约束，相对说来，从整流板方向来的吸气量大了。再者，在本实施例中，这一内钟罩30对玻璃微颗粒(火焰6)的散开加以限制。
下面参照图10(A)(B)叙述本发明光学纤维用多孔母材的合成方法及其装置的第3实施例。
一旦玻璃微颗粒向靶10堆积，多孔玻璃母材，也就是该靶10的直径就变大。由于靶10的直径是这样随着合成而变化，为了提高合成多孔玻璃母材的效率，本来，最好是使火焰6的流线的状态分布及玻璃微颗粒流也随靶10的直径大小而改变。
因而，在本实施例中，依据靶10直径的大小，控制整流气体，达到控制玻璃微颗粒流的目的。
为此，在本实施例中，与连结喷枪4、靶10的轴的中心及排气口14的平面交叉，在相对的位置上，在内钟罩30的侧面设置第1角度调整式整流叶片组38及第2角度调整式整流叶片组40。第1角度调整式整流叶片组38的各叶片，例如角度调整式整流叶片38A具有用枢轴382支承的整流叶片381。同样，第2角度调整式整流叶片组48的各叶片，例如角度调整式整流叶片40A具有由枢轴402支承于内部钟罩30上的整流叶片401。在结构上，整流叶片381能以枢轴382为中心自如地转动;同样，在结构上整流叶片410也能以枢轴402为中心自如地转动。角度调整式整流叶片组38的各叶片组与处于对称位置的角度调整式叶片组40的各叶片被对称地转动。
图10(A)表示靶10的直径小的时候第1角度调整式整流叶片组38及第2角度调整式叶片组40的转动位置。
由于靶10的直径小，喷枪10喷出的玻璃微颗粒直接撞在靶10上，附着在靶10上的机率低，通过靶10侧面的量多。因此，在这种情况下，调整第1角度调整式整流叶片组38及第2角度调整式整流叶片组40的各叶片的方向，以这些从叶片间被吸入内钟罩30内的空气，将玻璃微颗粒更多地压向小直径的靶10上，使玻璃微颗粒附着在靶10上。
以此，将增加靶10直径小的情况下的玻璃颗粒附着量。
图10(B)表示靶10的直径大的时候第1角度调整式整流叶片组38与第2角度调整式整流叶片组40的旋转位置。
由于靶直径大，喷枪4喷出的玻璃微颗粒附着在靶10上的量相当多，从而，通过靶10侧面的玻璃微颗粒的量就少了，但由于靶10的直径大，靶10背后的玻璃微颗粒很混乱。因此，在这种情况下，也要调整第1角度调整式整流叶片组38及第2角度调整式整流叶片组40的各叶片的方向，以通过这些叶片之间吸入内钟罩30内的空气，将玻璃微颗粒压向大直径的靶10的侧面，同时，使在靶10背后的玻璃微颗粒不从靶10剥离。以此，在靶10的直径大的时候，靶10背后的剥离减少，不用说靶10的侧面，即使靶10的背后玻璃微颗粒的附着量也增加。
如上所述，按本发明，可以经常维持高附着率，不受靶10直径大小的影响。从而多孔玻璃母材的合成效率得以提高。
图10(C)与图10(A)，图10(B)不同，整流叶片组38A，40A做成可以在箭头方移动。也就是说，随着靶10变大，可以将整流叶片组38A的整流叶片381、整流叶片组40A的整流叶片从内钟罩10向外拉出。结果，可以得到与图10(A)、图10(B)所示的相同的效果。也可以将图10(A)、(B)所示的结构与图10(C)所示的结构组合起来。
图11表示图10(A)、(B)所示的内钟罩30和第1角度调整式整流叶片组38及第2角度调整式整流叶片组40的配置关系。虚线部份中配置第1角度调整式整流片组38和第2角度调整式整流片组40。
安装喷枪4的喷枪安装孔302与连接排气口14的排气口连接孔304处于同一水平位置。
图12是图10(A)、(B)所示的第1角度调整式整流叶片组38(或第2角度调整式整流叶片组40)的结构的一个例子的扩大图。角度调整式整流叶片38A～38F的各叶片由例如枢轴382和整流叶片381构成，这些框轴旋转自如地安装在固定部件380上。这一固定部件380固定于内钟罩30的窗上。
各框轴上绕着第1纽带393与第2纽带394，这些纽带393、394在第1旋转部件391与第2旋转部件392间拉曳紧。
第1旋转部件391在R方向上一转动，纽带393即被卷入第1旋转部件一侧，各枢轴向右旋转，各叶片的端部指向离开靶10的方向，以此可实现图10(B)所示的状态。
另一方面，一旦第2旋转部件392朝L方向旋转，则纽带394被卷入第2旋转部件392一侧，各枢轴向左旋转，各叶片的端部指向靶10一侧。以此可实现图10(A)所示的状态。
而且，各角度调整式整流叶片38A～39F的整流片381被按照“指向靶10的切线方向”的要求来调整角度。
上述旋转部件391及392的旋转动作可以由本发明光学纤维用多孔母材的合成装置的操作人员一边观察靶的形状一边用手动进行，也可按如下所述，自动测定靶10直径自动控制运行。
图13是图10(A)(B)所示的第1角度调整式整流叶片组38(或第2角度调整式整流叶片组40)的其他结构例的概略图。
角度调整式整流叶片38A～38F分别用例如框轴382和整流叶片381构成，这些框轴旋转自如地安装在固定部件(未图示)上。这固定部件被固定在内钟罩30的窗上。
各整流叶片的一端用金属线395连接着，另一端用金属线396连接着，金属线396的端部借助于弹簧与固定部49连接，又金属线395的端部连接于拉曳装置48上。
拉曳装置48，以一定的张力，通过金属线396拉曳住整流叶片的内侧端部，在与拉曳装置48拉曳的金属线395的张力一致的位置上规定了各整流叶片的角度(位置)。
图10(A)所示的状态拉曳装置的张力变大，而图10(B)所示的状态下拉曳装置48的张力减弱。
上述拉曳装置48的控制可由本发明光学纤维用多孔母材的合成装置的操作者一边观察靶10的形状一边用手动方式进行，也可以如后面所述，自动测定靶10的直径自动控制。
如上所述，可以调整第1角度调整式整流叶片组38及第2角度调整式整流叶片组40的角度位置，根据靶10的直径的大小进行玻璃微颗粒流的调整。
图14是作为本发明的光学纤维用多孔母材的合成方法及其装置的第4实施例，进行第1角度调整式整流叶片组38及第2角度调整式整流叶片组40的自动调整装置结构图。
在腔12的外壁形成透光孔12B，在内钟罩30的壁上也设置透光孔30B。这些透光孔夹着靶10配置在一条直线上。
配设激光装置50，使其激光能射入腔12的一边的透光孔12B、并设置直径测定装置、使其能从腔12的另一边的透光孔12B接受激光。
直径测定装置52上连接控制装置54，控制装置54上接着驱动马达56，还接着叶片驱动机构58。叶片驱动机构58使第1角度调整式整流叶片组38及第2角度调整式整流叶片组40的枢轴转动。
从激光装置50射入一边的透光孔12B的激光受到靶10的遮挡，且遮挡与直径有关，用直径测定装置52接受的激光发生变化。从而，直径测定装置52将随靶10的直径而变化的信号输出到控制装置54。控制装置54决定随靶10直径变化的第1角度调整式整流叶片组38及第2角度调整式整流叶片组40的角度，只根据这一角度的大小驱动驱动马达56。由该驱动马达56的旋转驱动，叶片驱动机构58被驱动，使第1角度调整式整流叶片组38及第2角度调整式整流叶片组的各枢轴转动，如图10(A)、(B)的图解所示，使整流叶片转动。
这样就可能根据靶10的直径变化，自动进行最佳的玻璃微颗粒流的整流。
实施例2图15是表示附着量的变化与合成时间的关系曲线。
曲线CV1是未进行玻璃微颗粒的整流、用以往的方法合成的情况，平均合成效率约为30%。
与此相对比，如图10(B)所示，在靶10的外径为100mm时，可得到最合适的玻璃微颗粒流，依此调整第1角度调整式整流叶片组38及第2角度调整式整流叶片组40的整流叶片位置(角度)固定在该位置的情况下，合成结果示于曲线CV2。在合成的初期阶段靶的直径10小的时候，附着效率的提高并不怎么看得出来，最终平均合成效率为43%。
与此相比，根据靶10的直径变化控制第1角度调整式整流叶片组38及第2角度调整式整流叶片组40的各整流叶片的角度(位置)于最合适的位置时，如曲线CV3所示，在整个合成期间都可以看到合成效率(附着量)的提高，得到平均高于65%的结果。
下面参照图16(A)、(B)、(C)叙述本发明光学纤维用多孔母材的合成方法及其装置的第5实施例。
与上述内钟罩30相同的钟罩60安装着第1波纹管62、第1整流格子70，第2波纹管64及第3波纹管66、第2整流格子72、第4波纹管68。
第1整流格子70，如图16(B)所示，由区分成格子状的整流部份构成。作为整流气体的空气，通过各整流部份，有助于通过靶10侧部的玻璃微颗粒的整流。
第1整流格子70与第2整流格子72，以连接喷枪4与排气口74的连线为基准，被对称地移动。
这一移动，在图16(A)由第1波纹管62伸长、第2波纹管64缩短，同样，第3波纹管66伸长，第4波纹管缩短得以实现。图16(A)图解的状态下，第1整流格子70的方向通过靶10的侧面，指向靶10背后的远处，与图8(A)图解的相同，表示靶10的直径小的时候的状态。
反之，图16(B)所示的第1整流格子70及第2整流格子72的位置表示图10(B)所示的靶10的直径大的时候的状态。
以图16(A)、(B)所示的结构，也能得到实质上与参照图10(A)、(B)、(C)叙述的结果相同的结果。
实施例3第1整流格子70的大小，如图16(B)所示，长度L＝200mm、宽W＝100mm插入方向上的厚度D＝100mm，各格子的尺寸是20mm×20mm、厚度100mm。
第1整流格子70及第2整流格子72，使用了参照图14叙述的自动位置调整。这种情况下图14所示的叶片驱动机构58调整了第1整流格子70及第2整流格子72的位置。钟罩60与第1整流格子70及第2整流格子72之间的各间隙用耐热波纹管62、64、66、68密封，防止从不必要的地方流入大气。
在合成的初期阶段，总之，在靶10的直径小的时候，使第1整流格子70及第2整流格子72向喷枪4一方移动，对着靶直径散开的颗粒流被压向靶10。
在合成的后期，自动调整第1整流格子70及第2整流格子72的位置，以使力集中作用于靶10的背后的玻璃微颗粒流上。
在这一实施例，参照图10(A)、(B)叙述的、使用第1角度调整式整流叶片组38及第2角度调整式整流叶片组40的情况下，相当细的位置控制是困难的。但即使这样也很容易达到50%以上的合成效率。
下面参照图17(A)、(B)叙述本发明光学纤维用多孔母材的合成方法及其装置的第6实施例。
在与上述内钟罩30相同的钟罩80上安装着第1波纹管82、第1过滤器90、第2波纹管84及第3波纹管86、第2过滤器92、第4波纹管88。
第1过滤器90与第2过滤器92，以喷枪4与排气口94的连线为基准，被对称地移动。
可燃性气体，例如氢，经第1过滤器90及第2过滤器92引入钟罩80内。
第1过滤器90及第2过滤器92，与第1整流格子70及第2整流格子72一样，根据靶10的直径变化，移动它们的位置。
这一移动，在图17(A)中，由第1波纹管82伸长、第2波纹管84缩短，同样，第3波纹管86伸长、第4波纹管88缩短来实现。图17(A)图解的状态，第1过滤器90的方向通过靶10的侧面指向靶10背后的远方，与图10的图解相同，表示靶10的直径小的时候的状态。
反之，图17(B)所示的第1过滤器90及第2过滤器92的位置表示图10(B)所示的靶10直径大的时候的状态。
用图17(A)、(B)所示的结构，也能实行实质上与参照图10(A)、(B)叙述的相同的、对玻璃微颗粒的整流。
特别是，在实施例从第1过滤器90及第2过滤器92把H2引入钟罩80内。
在上述实施例中，是吸入空气，作为整流气体，使用空气有便宜的优点，但会使多孔玻璃母材表面温度下降，有密度变得比目标值小的情况发生。
在这点上，使用氢气，可以利用燃烧发生的热。从而，用本实施例的吸入可燃性气体的方法可以提高附着效率，谋求最佳化，而且也可以进行密度调整。
作为可燃性气体，除氢气外，还可以使用甲烷等。
实施例4本实施例中，用图10(A)～图10(C)所示的每一侧各6枚的整流板制成的，5层的气流中，从排气口数过去第2层通以3m3/min的大气，而且与之相应，添加200l/min的H2。以此，使多孔玻璃母材(覆盖层形成部8)的表面温度上升到30℃，母材达到要求的密度，可以以60%的合成效率制造多孔玻璃母材。
本发明实施时，不限于上述实施例，与上述实施例相同的其他方法及装置，或把上述实施例适当组合的实施例都可采用。
又，上述数值例等是个示例，本发明不是被限定于这些数值的发明。
如上所述，使用本发明，可以合适地控制从喷枪喷射向靶的玻璃微颗粒的整流，提高多孔玻璃母材的附着率。由于提高附着率，光学纤维用的多孔母材的合成时间也可缩短。
又，使用本发明，减少了未附着在靶上而被排出的玻璃微颗粒，降低了玻璃微颗粒的损失。
再者，刷洗器的处理量减少，对减低价格有贡献。
而且，使用本发明，可提高多孔玻璃母材的密度。
权利要求
1.一种光学纤维用的多孔母材的合成装置，具有在火焰中加水分解制造光学纤维用的多孔母材的原料气体、形成玻璃微颗粒、把该玻璃微粒作为粒子流向靶喷射的火焰发生装置；和将在轴向上与所述火焰发生装置相对移动、在与轴正交的方向上旋转的靶收容于腔内，提供使从前述火焰发生装置喷出而未堆积于前述靶上的残余玻璃微颗粒流向前述靶表面的整流气体的整流装置。
2.如权利要求1记载的光学纤维用多孔母材的合成装置，其特征是前述整流装置可具有设置于与前述腔的侧面的前述火焰发生装置交叉的位置上，把被引入腔内的整流气体引入前述玻璃微颗粒被吹向前述靶的部份的整流部件。
3.如权利要求1记载的光学纤维用多孔母材的合成装置，其特征在于，可进一步具有将所述整流气体引入前述腔内的装置;配置于前述腔内，容纳前述靶的至少是能被前述玻璃微颗粒吹到的部份，具有限制前述玻璃微颗粒流的形状的钟罩;设于与该钟罩侧面的前述火焰发生装置交叉的位置上、将被引入前述腔内的整流气体引向该钟罩内的前述玻璃微颗粒被吹向前述靶的部份的整流部件。
4.如权利要求3记载的光学纤维用多孔母材的合成装置，其特征在于，其前述整流部件调整整流气体，按前述靶直径的变化改变前述玻璃微颗粒流，并使残留下来的玻璃微颗粒经常指向前述靶表面。
5.如权利要求4记载的光学纤维用多孔母材的合成装置，其特征在于，可进一步具有测定前述靶直径的装置;根据该被测靶的直径决定前述整流部件的位置的装置;根据该决定的整流部件的位置改变前述整流部件位置的驱动装置。
6.如权利要求5记载的光学纤维用多孔母材的合成装置，其特征在于，其前述整流部件是可用转动方式改变前述整流气体方向的可转动整流叶片。
7.如权利要求5所记载的光学纤维用多孔母材的合成装置，其特征在于，其前述整流部件是顺着前述钟罩的插入方向其插离钟罩的位置可变的叶片。
8.如权利要求5所记载的光学纤维用多孔母材的合成装置，其特征在于，其前述整流部件具有连接过滤器和该过滤器与钟罩间的间隙的伸缩自如的部件，该过滤器的位置可移动，以改变前述整流气体的方向。
9.如权利要求2记载的光学纤维用多孔母材的合成装置，其特征在于，其将前述整流气体导入前述腔内的装置是使前述腔内相对于外部处于负压状态的装置;而前述整流气体是前述腔的外部的空气。
10.如权利要求9记载的光学纤维用多孔母材的合成装置，其特征在于，其所述整流装置使前述整流气体含有可燃性气体。
11.一种在将光学纤维用多孔母材的原料气体用火焰发生装置产生的火焰进行火焰加水分解、形成玻璃微颗粒、以该玻璃微颗粒为微颗粒流喷射向在与轴正交的方向上旋转、在轴向上相对于前述火焰发生装置移动着的靶使其附着在靶上的制造光学纤维用多孔母材的方法中所使用的光学纤维用多孔母材的合成方法，其特征在于，该方法从与包含前述靶的旋转中心和前述微颗粒流的中心的平面交叉的、相向的方向上加入整流气体，使通过前述靶表面的前述微颗粒流向前述靶侧流动。
12.如权利要求10所记载的光学纤维用多孔母材的合成方法，其特征在于，使前述整流气体从与被向前述靶的前述玻璃微颗粒交叉的方向吹向前述玻璃微颗粒。
13.如权利要求11所记载的光学纤维用多孔母材的合成方法，其特征是根据前述靶的直径的大小，来改变前述整流气流的方向。
14.如权利要求13所记载的光学纤维用多孔母材的合成方法，其特征在于，使前述整流气体包含可燃性气体。
全文摘要
本发明提供使未能堆积在靶上而被排气排出的玻璃微颗粒附着在靶上以提高附着效率的光学纤维用多孔母材的合成方法与装置。从喷枪喷出的火焰(玻璃微颗粒)堆积于靶的正面，残留的玻璃微颗粒经过靶指向排气口时，设置提供把这些玻璃微颗粒压向靶一边，压入靶的背后的整流气体，例如空气、氢气等的整流板组。整流板组的各整流板设置于将整流气体引入腔内的方向上，并按整流气体将通过靶侧面的玻璃微颗粒压向靶的要求设置。
文档编号C03B37/014GK1104185SQ9411671
公开日1995年6月28日 申请日期1994年9月30日 优先权日1993年9月30日
发明者石田祯则, 熊田哲哉, 香村幸夫 申请人:古河电气工业株式会社