CN100366557C - 制造光纤预制棒的方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种制造光纤预制棒的方法，其中沿轴向的外径偏差被减至最小，并基本可沉积目标量的玻璃。基于三个变量之间的关系：第一变量是母棒外径，第二变量是光纤预制棒外径，第三变量是结束玻璃颗粒沉积过程的时间，使母棒和燃烧炉往复相对移动以便在该母棒上沉积玻璃颗粒，直到完成所述结束沉积过程的时间，然后将所得到的沉积体玻璃化。第三变量可以是往复移动速度、玻璃颗粒沉积时间或包层玻璃沉积体的重量。

Description

制造光纤预制棒的方法
技术领域
本发明涉及一种利用OVD(外部汽相沉积法)方法制造光纤预制棒的方法，更具体地说，涉及一种制造光纤预制棒的方法，其中沿该预制棒轴向的外径误差被减至最小而不降低沉积速度，并且基本上可以得到目标数量的玻璃。
背景技术
公开号为No.3-228845的日本专利申请揭示了一种利用OVD方法高速地制造大尺寸光纤预制棒的方法。在这一公开的方法中，多个用于合成玻璃颗粒的燃烧炉等距地排成一行，该成行排列的燃烧炉及一根母棒(starting rod)彼此相对放置并往复相对移动以通过在转动的母棒周围沉积玻璃颗粒而形成一个包层玻璃沉积体(soot glass deposit body)，然后对该沉积体进行玻璃化以形成一个透明的光纤预制棒。
在该方法中，运用往复移动的手段所想达到的一个目的是减少所述包层玻璃沉积体沿轴向的外径偏差。每次母棒和成行排列的燃烧炉往复相对移动时，所述往复移动的转折位置都发生偏移，当到达一个预定点时，往复移动的转折位置沿相反方向偏移以返回到起始位置。于是，沉积时间长的往复移动的转折位置沿着轴向分布以便在轴向方向上沉积等量的玻璃颗粒，并由此减小所述包层玻璃沉积体外径的轴向误差。在本说明书中，所述往复移动的转折位置返回到起始位置的移动的次数称为“均衡往返轮数”(the number of equalization-round turns)。
在该方法中，重要的是确定沉积玻璃颗粒的工艺过程，以使所述转折位置沿所述包层玻璃沉积体的整个长度均匀分布。制定的这种沉积玻璃颗粒的工艺过程使得可用重量检测或类似装置持续地测量玻璃颗粒的沉积量，且当测量值接近目标重量时，沉积过程在往复移动次数达到所述均衡往返轮数的整数倍时结束，并可得到目标重量。公开号为No.3-228845的日本专利申请没有揭示任何确定所述目标重量的方法。
公开号为No.10-158025的日本专利申请揭示了一种减少包层玻璃沉积体外径偏差的方法。在所公开的方法中，利用一个中心信息处理设备和一个CCD(计算机控制的显示器)相机来测量整个包层玻璃沉积体的外径偏差，所述CCD相机可监视整个包层玻璃沉积体以使一个辅助玻璃合成燃烧炉在该沉积体外径小于其他部分之处补充沉积玻璃颗粒。所述辅助合成玻璃燃烧炉可独立地移动包层玻璃沉积体的全长，由此减小沿其全长的外径偏差。
公开号为No.4-260633的日本专利申请也揭示了用于制造包层玻璃沉积体的设备，在该方法中，确定燃烧炉最后的横移速度以便通过估算相关的重量增加而生产具有目标体积的包层玻璃沉积体，所述估算是以测量沉积期间由于每次横向移动而产生的重量增加所得到的数据为基础。公开号为No.3-54129的日本专利申请还揭示了一种用于制造光纤预制棒的方法，在该方法中，以与上述方法中相似的方式来确定最后一次横向移动中的横移速度或玻璃材料的供给量。上述两个专利申请都没有公开任何确定目标重量的方法，这种方法要考虑沉积体锥形部分的玻璃颗粒。
公开号为No.2-137743的日本专利申请揭示了一种用于制造光纤预制棒的方法，在这种方法中，如果包层玻璃沉积体单位长度的重量达到一个预定值，则停止玻璃体的沉积，同时在沉积过程中测量所述沉积体的外径和重量，并计算所述沉积体单位长度的重量，这种计算是基于这样一种假设，即所述沉积体的长度为燃烧炉移动的距离与所述沉积体锥形部分长度之和。该公开的专利申请没有揭示任何用于确定目标重量的方法，这种方法要考虑聚集在沉积体锥形部分的玻璃颗粒。而且，该专利申请公开的方法也没有考虑所述锥形部分的形状或沉积体的有效部分与锥形部分之间容积密度的差别。
发明概述
本发明的目的是提供一种制造光纤预制棒的方法，在这种方法中，沿轴向的外径偏差被降至最小，并基本可沉积目标数量的玻璃。根据本发明的一种方法，基于三个变量之间的预定关系：第一变量是母棒外径，第二变量是光纤预制棒外径，第三变量是结束玻璃颗粒沉积过程的时间，使母棒和燃烧炉进行相对往复移动，以在母棒上沉积玻璃颗粒，直到完成所述结束沉积过程的时间，然后把得到的沉积体玻璃化。
根据本发明的一个方面，可拉伸母棒以使其具有由期望的光纤预制棒的外径及套管比率(jacketing ratio)所确定的外径，或者光纤预制棒的外径也可能由母棒外径和套管比率确定。“套管比率”一词用在此处指的是“光纤预制棒中覆盖层外径与母棒外径的比率”。
根据本发明的另一种方法，确定往复移动的速度，利用该速度，可通过预定次数的往复移动得到一个目标套管比率，并根据该预定次数使母棒和燃烧炉以所述确定的速度进行往复移动，从而在母棒上沉积玻璃颗粒。
根据本发明的另一种方法，可能拉伸母棒以使其外径由所期望的光纤预制棒外径及该光纤预制棒的套管比率所确定，并可以确定往复移动速度，利用该速度，可通过预定次数的往复移动得到目标套管比率。母棒和燃烧炉根据所述预定的次数以所述确定的速度往复相对移动以便在所述母棒上沉积玻璃颗粒。
根据本发明的一个方面，可从起始位置到一个预定点沿固定方向，以不变的间隔变换往复移动的转折位置，然后可沿相反方向，以不变的间隔变换往复移动的转折位置以返回到所述起始位置。所述往复移动的速度在玻璃沉积过程中可能从始至终是恒定的，或者也可能在沉积过程中变到可获得期望套管比率的速度。供给燃烧炉的燃气的流速可能在横移速度改变时进行调整以便包层玻璃沉积体表面温度的瞬时偏差能基本保持不变而无论所述横移速度是否发生了改变。
结合附图从下面的详细描述中将更全面地阐明本发明的上述及进一步的目的和新颖性特点。但是应当清楚地理解，附图的目的仅是为了图解说明，而不是阐述对本发明的限制。
附图简要说明
为了更全面地理解用于详细描述本发明的附图，对各附图进行简要说明。
图1是一曲线图，示出了本发明一个实施例中母棒外径、沉积时间和光纤预制棒外径之间的相互关系；
图2是一曲线图，示出了本发明中横移速度和套管比率之间的关系；
图3是一曲线图，示出了当燃烧炉横移行程数为常值时横移速度和光纤预制棒外径之间的关系；
图4是一曲线图，示出了横移速度、母棒外径和光纤预制棒外径之间的关系；
图5是一曲线图，示出了玻璃颗粒沉积时间和包层玻璃沉积体表面温度之间的关系；
图6示意性地示出了例1的玻璃颗粒沉积过程中母棒的横移；
图7示意性地示出了例4的玻璃颗粒沉积过程中母棒的横移；
图8是一个曲线图，示出了例5和例6中横移速度与套管比率之间的关系。
实施例详细说明
下面将参照附图详细地说明本发明的优选实施例。为便于理解，在所有附图中可能之处，同样的附图标记代表相同的部分，不再赘述。附图尺寸被部分地夸大了，因此并不总是与实际尺寸比例相符。
在本发明中，通过试验预先得到母棒外径、光纤预制棒外径和结束玻璃颗粒沉积过程时间之间的关系。然后，在制造光纤预制棒时，根据所得到的关系、光纤预制棒外径以及母棒外径确定所述结束玻璃颗粒沉积过程时间。
更准确地说，通过改变母棒外径和结束沉积的时间得到光纤预制棒外径的最后结果。这样就得到例如如图1中的曲面所示的数据。接着寻找适合表达这些数据的函数，结果通过最小二乘法得到一个具体函数式。该函数式表示一种近似的指数关系，如下面具有三个变量的公式所示：
S＝k1＊R＊Exp(k2＊C)    (公式1)
其中R代表母棒外径，S代表光纤预制棒外径，C代表结束沉积的时间。
当用由公开号为No.3-228845的日本专利申请所揭示的方法进行玻璃颗粒沉积时，母棒和燃烧炉往复移动的次数可预先确定为均衡往返轮数的整数倍，且所述横移速度可用作制造参数以得出结束沉积的时间。因为可以机械地、精确地、连续地改变所述横移速度，所以可能精确地、连续地调整所沉积的玻璃颗粒的量。
把作为常值的母棒外径与目标套管比率相乘即可确定光纤预制棒的外径。此时，由于能制造标准母棒，所以可生产出具有精确外径的母棒，这就改善了生产率。另一方面，当为方便后续程序而要确定光纤预制棒外径的一个优选值时，可根据这一优选值和目标套管比率来确定母棒的外径。
下面将说明对本发明和其他方法进行的比较。
(1)一种玻璃颗粒沉积经预定数目的轮数(turns)结束的方法
在该方法中，因为所述轮数是一个离散量，所以无法连续地控制沉积量。特别地，当该方法应用于由公开号为No.3-228845的日本专利申请所揭示的沉积玻璃颗粒的方法中时，在达到均衡往返轮数的整数倍时停止玻璃颗粒沉积以产生近似于目标值的套管比率，且不可能精确地控制沉积量。反之，根据本发明，因为利用母棒外径、光纤预制棒和结束沉积的时间之间的预定关系确定结束沉积的时间，所以可能精确地控制沉积量，并可连续地显示该沉积量。
(2)公开号为No.3-228845，No.4-260633和No.3-54129的日本专利申请所揭示的方法
在这些方法中，不可能精确地估算母棒两端包层玻璃沉积体锥形部分的重量，这些锥形部分是不适合产品的。上述任何一个专利申请都没有揭示解决这个问题的方法。因此在这些方法中，因为由所述锥形部分的重量所产生的误差，所述套管比率或沉积体的外径偶尔会远离目标值。反之，在本发明中，因为可利用母棒外径、光纤预制棒外径和结束沉积的时间之间的预定关系确定结束沉积的时间，所以可抵销锥形部分产生的影响，且使所述沉积体的外径或套管比率接近于目标值。顺便提出，在公开号为No.4-260633和No.3-54129的日本专利申请所揭示的方法中，仅能调节最后一次横移的速度。因此，需要大大改变该最后一次横移速度。
(3)公开号为No.10-158025的日本专利申请所揭示的方法
在这种已公开的方法中，因为仅由一个辅助玻璃合成燃烧炉补充玻璃沉积，所以玻璃颗粒沉积的效率低。而且，必须为所述辅助燃烧炉提供操作装置。如果将该操作装置安装在燃烧室之外，则必须在燃烧室的壁上打一个大洞，于是从燃烧室外混入的杂质就可能在光纤预制棒内产生孔隙。如果所述操作装置安装在燃烧室内，则由该操作装置产生的杂质也可能混入包层玻璃沉积体，从而在光纤预制棒中产生孔隙。相反，根据本发明，可在不降低沉积速度，且不在光纤预制棒中混入杂质的情况下制造光纤预制棒。
下面将描述本发明第一实施例。在此，通过控制移动速度来沉积期望数量的玻璃颗粒。例如，将停止玻璃颗粒沉积时所完成的轮数设为10，且每轮的长度为100毫米：即移动的总长度为1000毫米。分别以移动速度200，500或1000毫米/分进行每次玻璃颗粒沉积。也就是说，每次玻璃颗粒沉积的持续时间分别为5，2或1分钟。玻璃颗粒沉积时间的这种变化可由每次横移所沉积的玻璃颗粒沉积层厚度的变化来表示。当移动速度为1000毫米/分时，玻璃颗粒沉积的厚度大约为移动速度是500毫米/分时的一半。然而，因为玻璃颗粒沉积时间也减半，所以单位时间内的沉积量不会减少。
接着，对所得到的预制棒进行固化并测量其套管比率。图2中曲线2示出了移动速度和套管比率之间的关系。所述移动速度和套管比率之间的关系可由一个关系公式来表示，该公式是通过用一个合适的函数，例如线性函数或二次函数来逼近所述曲线2而得到的。然后，就能从所述的公式计算出适合期望套管比率的横移速度。
在本实施例中，预先确定母棒的尺寸和燃烧炉往复相对移动的次数，这要考虑到各种因素：不仅要考虑有关套管过程的因素如燃烧炉种类，各燃烧炉之间的间距，原材料数量，而且要考虑除了所述套管过程以外的限制因素。于是，可通过改变所述横移速度并因此自由地改变玻璃颗粒沉积时间来调整玻璃颗粒沉积量，在所述沉积时间中已经确定了所述轮数。
在本实施例中，已考虑了所述锥形部分的影响，因为横移速度和套管比率之间的关系经试验确定。而且，可机械性地控制所述横移速度因此其十分精确。据此，可通过调整所述横移速度精确地控制由给定次数的横移所沉积的玻璃颗粒的量。
这种通过测量包层玻璃沉积体的外径以确定结束玻璃颗粒沉积时间的方法缺点是设备成本高，因为必须使用测量沉积体外径的仪器，并且如果所述沉积体震动地转动时，该外径测量仪不能精确地测量。
在第一实施例中，通过改变横移速度来控制光纤预制棒的外径，并利用直径相同的母棒。但是，偶尔也有必要改变母棒的外径以通过调整光纤预制棒外径来调整所述套管比率，从而使所述光纤预制棒外径的尺寸符合方便进行玻璃颗粒沉积后续过程的要求。
本发明的第二实施例是一种适合于上述情况的方法。在该方法中，通过根据母棒外径和其上沉积的玻璃颗粒设定横移速度使光纤预制棒的外径达到期望尺寸。在这种情况下，所述横移速度也用来控制结束玻璃颗粒沉积的时间。更准确地说，根据由轮数计算出的所述玻璃棒和燃烧炉的横向移动距离的总和，通过改变所述横移速度来改变玻璃颗粒沉积时间，所述轮数是从所述玻璃沉积过程开始直到过程结束所述往复移动的轮数。下文中将描述改变母棒外径所产生的效果。
图3示出了横移速度和光纤预制棒外径之间的关系，其中母棒外径分别为40毫米和20毫米，且到玻璃颗粒沉积结束时所移动的轮数相同。图3中的直线示出了以母棒外径为参量时横移速度和光纤预制棒外径之间的关系。这三个量之间的关系由图4中的三维平面51示出。
所述平面51可近似地由下述公式表示：
T＝a＊R+b＊S+c    (公式2)
其中a，b和c是系数，S是光纤预制棒外径，T是横移速度，R是母棒外径。
公式2中的系数a，b和c可根据几个试验得到的数据确定。于是，将所期望的光纤预制棒外径和从套管比率计算出的母棒外径带入公式2就可得到横移速度。通过研究图4中的平面51，当母棒外径改变时，可能通过固化包层玻璃体而确定用于制造具有恒定外径的光纤预制棒所需的横移速度。也就是说，可能如实施例1那样仅利用横移速度来调整玻璃颗粒沉积时间。
对上述参数(母棒外径、光纤预制棒外径和横移速度)可进行精确地控制，因为能精确地测量到这些参数。而且，在利用一次得到的上述公式开始生产后，就可用新数据例如已制造产品的外径来改善上述公式2的精度。图4示出了三维空间中的所述平面51。如果发生所述平面不适用的情况，则可相应地选择适合于这种情况的函数。
在本发明中，可用最小二乘法来合成所述系数，但也不限于只使用这种方法。而且，虽然在上述说明中用横移速度作为变量来表示结束玻璃颗粒沉积的时间，但是不限于此。也可以用玻璃颗粒沉积时间、包层玻璃沉积体重量或类似变量来表示所述时间。
本发明第三实施例是在玻璃颗粒沉积期间调整包层玻璃沉积体表面温度偏差的方法。图5示出了在采用三种不同横移速度的沉积过程(A，B，C)中所述表面温度偏差的曲线。该表面温度基本在500-850℃范围内。
如图5所示，所述表面温度不仅在各个沉积过程(A，B，C)的玻璃颗粒沉积期间发生改变，而且根据沉积过程中的横移速度不同所述表面温度改变的方式也不同。当表面温度改变时沉积体的容积密度(bulkdensity)也要改变。当在固化沉积体时加入掺杂剂时，所述容积密度的变化就变为折射率的变化。即使横移速度不同，所述表面温度最好也不变，并且每个光纤预制棒的折射率应该相同。因此，调整诸如H2或CH4等供给燃烧炉的燃气以便每个沉积体的表面温度都具有相同的瞬时偏差。
例如公开号为No.3-228845的日本专利申请所揭示的方法有一个缺陷，即很难将所述轮数设定为所述均衡往返轮数的整数倍以符合所述套管比率的要求。本发明第四实施例就是用来解决这个问题的。下面将对均衡往返轮数为40时的情况进行说明。在本实施例中，符合套管比率的轮数首先被确定为1600轮，是均衡旋往返轮数的40倍。在这种情况下，就用所述横移速度调整所沉积的玻璃颗粒的量。例如，假设三个横移速度为B毫米/分，B+C毫米/分和B-C毫米/分(其中B＞C)，依据相应的横移速度不同所述玻璃颗粒沉积时间以及所沉积的玻璃颗粒量也不同。用沉积量来表示三者关系就是[横移速度为B+C毫米/分时的沉积量]＜[横移速度为B毫米/分时的沉积量]＜[横移速度为B-C毫米/分时的沉积量]。据此就可以调整所沉积的玻璃颗粒的量。
在第一到第四实施例中，选择母棒横移速度或燃烧炉横移速度，并且所选的符合相应目标套管比率的横移速度从玻璃颗粒沉积过程的开始保持到结束。当发生这样的情况，即在紧随沉积开始后的阶段因为沉积目标小，所以沉积在母棒上的玻璃颗粒还不那么多时，玻璃颗粒沉积的效率就很低。这时，最好保持一个期望的横移速度直到所述包层玻璃沉积体的直径增加到一定程度，然后将所述横移速度调整到能产生目标套管比率的速度。
因此，在本发明第五实施例中，一个沉积玻璃实体的预定横移速度一直保持到完成给定轮数，在这个轮数后所述横移速度变换到可获得目标套管比率的速度。此处，“到给定轮数”指“到某一轮数，此时所述沉积体的外径增加到一个程度，即使横移速度变化时玻璃颗粒沉积的效率也不变”。在本实施例中，一个给定的初始横移速度一直保持到完成给定的横向移动轮数，也是在此时获得母棒外径、光纤预制棒外径和结束玻璃颗粒沉积的时间之间的关系。
在这种方法中，横移速度与套管比率的关系曲线中曲线的倾斜度逐渐衰减，这除了产生上述稳定玻璃颗粒沉积的效果外，还产生另一个效果，即可容易有效地控制套管比率。
(例1)
如图6所示，四个彼此间隔200毫米放置的玻璃合成燃烧炉71在一根母棒62的有效部分63的长度(600毫米)加上所述燃烧炉阵列的宽(1000毫米)之和的范围内横向往复移动，改变母棒外径和玻璃颗粒沉积时间进行一个试验以测量所得到的光纤预制棒的外径。每个燃烧炉都相对于所述母棒的有效部分设置，在每个燃烧炉中加入等量的SiCl474。在本例中，母棒的横移速度为740毫米/分。结果如下表I所示。
表I
 母棒外径(毫米)     玻璃沉积时间(分)     光纤预制棒外径(毫米)
 40.438.339.537.7139.8838.0530.2430.0829.97     424424452452482482482512560     129.54128.51131.78130.1133.86132.75131.02136.25138.49
三个变量的关系可近似地用下面的公式表示：
(时间)＝a＊S2+b＊S+c＊R
系数a，b，c由最小二乘法确定，结果得到下列公式：
(时间)＝0.04554＊S2-1.7403＊S-2.632＊R
从公式中得到的数值和试验数值之间的相关系数为0.98，这就证明上述公式可以近似试验结果，其误差为±1％。
接着，在一根外径为36毫米的母棒上进行玻璃颗粒沉积以使光纤预制棒的外径能达到130毫米。从上述关系表达式中计算出沉积时间为449分钟。所得到的光纤预制棒的外径是131毫米，所得值和目标值之间的误差为0.8％。小于±2％的误差是可以接受的，该误差最好小于±1％，小于±0.5％就更好。
(例2)
如图6所示，四个彼此间隔200毫米放置的玻璃合成燃烧炉71在一根母棒62的有效部分63的长度+1000毫米的范围内横向往复移动以沉积玻璃颗粒。目标套管比率为3.0，用四种方法确定结束玻璃颗粒沉积的时间，这四种方法是：(1)预定重量，(2)预定轮数，(3)预定包层玻璃沉积体外径，及(4)本发明的方法。
此处，(1)是过去使用的传统方法：首先从母棒外径和套管比率预先计算出待沉积的套管层的体积，然后把所述体积和容积密度相乘计算出待沉积玻璃颗粒的相应重量，以便当玻璃颗粒沉积到此重量时停止玻璃颗粒的沉积。在方法(4)中，结束沉积时所完成的往复移动的总轮数为1600轮，并用横移速度作为制造参数以确定结束玻璃颗粒沉积的时间。方法(1)到(3)中的横移速度为800毫米/分，方法(4)中的横移速度为1153毫米/分。
在方法(1)到(4)中，偏差率分别为1.5％，1.3％，2％和1％。在此，偏差率定义为：
|测量套管比率-目标套管比率|÷目标套管比率
在方法(1)中，除了估算被测沉积体中锥形部分的重量中存在的问题外，因为被测沉积体的移动导致的重量不稳定也造成大偏差率。
至于方法(3)，除了由于已沉积层的容积密度之差异引起的误差外，由被测沉积体的移动导致的外径测量值不稳定也造成大偏差率。
(例3)
如图6所示，四个彼此间隔200毫米放置的玻璃合成燃烧炉71在一根母棒62的有效部分63的长度+1000毫米的范围内横向往复移动以便以1600的轮数沉积玻璃颗粒。改变母棒外径和横移速度进行试验，同时测量光纤预制棒的外径。试验结果如下表II所示。
表II
    母棒外径(毫米)   20   20   20   30   30   30
    横移速度(毫米/分)光纤预制棒外径(毫米)   703142   803133   903120   703153   803147   903133
这些试验的结果近似所述平面，由最小二乘法确定各系数，得到下列的公式3：
T＝11.68＊R-9.22＊S+1783.82    (公式3)
接着，在外径为40毫米的母棒上进行玻璃颗粒沉积以得到外径为145毫米的光纤预制棒。横移速度设为913.7毫米/分，这个速度是由公式3计算出来的。所得到的光纤预制棒的外径为146.5毫米，该所得值与目标值之间的偏差大约为1％。
(例4)
如图7所示，间隔200毫米放置的四个玻璃合成燃烧炉71在近似等于所述燃烧炉布局的一个间隔的长度范围内横向往复移动以便玻璃颗粒沉积在外径为38毫米的母棒72上。
往复移动的转折位置在进行每个往返行程时移动10毫米以使得这种转折位置可在40个往返行程中沿包层玻璃沉积体的整个长度分布。结束玻璃颗粒沉积的时间由例2中所述的方法(1)到(4)确定，且在方法(4)中，结束时进行往复移动的轮数设为1600轮，横移速度为740毫米/分。
表III示出了每次偏差率和外径偏差的结果。
表III
确定结束沉积的时间的方法 (1)     (2)   (3)     (4)
偏差率(％) 2.5     2.1   3.0     1.3
方法(1)到(3)中的偏差率比方法(2)差。这就意味着沉积体的外径偏差变大，因此偏差率也恶化，因为当所述沉积体外径的值符合目标套管比率的要求时往复移动就停止了，结果所述往复移动的转折位置没有在所述沉积体的整个长度上完全分配。另一方面，方法(4)中的偏差率为1.3％。这是因为无需改变沉积结束时的往复移动轮数就可调整套管比率，结果大大地抑制了外径偏差。但是，在这种横向往复移动的方法中，由于玻璃颗粒沉积是以一种四个燃烧炉在母棒的有效部分共同参与所述沉积的方式执行的，所以外径偏差稍大，并因此偏差率与例1中的数据相比也稍差些，在例1中所述套管比率是由横移速度调整的。
(例5)
如图6所示，间隔200毫米放置的四个玻璃合成燃烧炉71在母棒62的有效部分63的长度+1000毫米的长度范围内横向往复移动以便沉积玻璃颗粒。直到玻璃颗粒沉积结束时进行的往复移动轮数固定为1600轮，所采用的三个横移速度分别为：703，803和983毫米/分，测量包层玻璃沉积体的套管比率和容积密度。
如图8中的虚线所示，套管比率和横移速度的关系近似为线性关系。而且所述包层玻璃沉积体的容积密度在0.5到0.7克/厘米3范围内。
(例6)
在与例5所述的相同条件下执行玻璃颗粒的沉积，但是横移速度固定设为803毫米/分直到往复轮数到达1200轮，此后该速度变到703，803和983毫米/分。图8中实线示出了在往复移动1200轮后横移速度和套管比率之间的关系。
在本例中，当横移速度为703毫米/分时，一直采用该速度直到完成往复移动1200轮时变为803毫米/分，这个速度比例5中的速度要快，因此套管比率相应较小。另一方面，当横移速度为983毫米/分时，套管比率比相应于直到往复移动1200轮采用横移速度803毫米/分时的套管比率大，该横移速度比例5中的速度慢。可以看出，与例5中情形相比，这种情形中套管比率的可控性更好，因为例6中近似直线的倾斜度比例5中和缓。
(例7)
在与例5所述的相同条件下执行玻璃颗粒的沉积，但是调整供给燃烧炉的H2的流速以使得无论横移速度如何改变，所述包层玻璃沉积体表面温度的瞬时偏差率基本保持不变。结果，所述包层玻璃沉积体的容积密度在0.6到0.65克/厘米3的范围内。该容积密度的扩散(dispersion)比例5中得到的包层玻璃沉积体容积密度的扩散小。由该方法所制造的沉积体用在下列情况下是可行的，即在固化过程中加入掺杂剂，因为可在这种沉积体中有效地均匀地掺入掺杂剂。

Claims (13)

1.一种用于通过外部汽相沉积制造具有期望的外径的光纤预制棒的方法，包括以下步骤：
通过实验事先得到三个变量之间的关系：第一变量是母棒外径，第二变量是光纤预制棒外径，第三变量是玻璃颗粒沉积时间；
通过使所述母棒和燃烧炉往复相对移动根据所述关系确定的时间，在所述母棒上沉积玻璃颗粒；和
将所得到的沉积体玻璃化。
2.如权利要求1所述的制造光纤预制棒的方法，其中所述母棒被拉伸到具有由光纤预制棒的期望外径及其套管比率所确定的外径。
3.如权利要求1所述的制造光纤预制棒的方法，其中光纤预制棒的外径由母棒外径和目标套管比率确定。
4.如权利要求1所述的制造光纤预制棒的方法，其中：
所述时间基于所述往复移动的次数和所述往复移动的横移速度的组合。
5.如权利要求4所述的制造光纤预制棒的方法，还包括以下步骤：
拉伸母棒使其具有由光纤预制棒的期望外径和套管比率所确定的外径。
6.如权利要求4所述的制造光纤预制棒的方法，其中，在改变所述往复移动速度时调整供给燃烧炉的燃气的流速，以便包层玻璃沉积体表面温度的瞬时偏差可基本不变，而无论所述往复移动速度是否改变。
7.如权利要求5所述的制造光纤预制棒的方法，其中，在改变所述往复移动速度时调整供给燃烧炉的燃气的流速，以便包层玻璃沉积体表面温度的瞬时偏差可基本不变，而无论所述往复移动速度是否改变。
8.如权利要求4所述的制造光纤预制棒的方法，其中，在每次往复移动中将该往复移动的转折位置沿着一个不变的方向变换一个给定的距离直到到达一个给定点，此后在每次往复移动中将每次往复移动的转折位置沿着相反的方向变换一个给定的距离以到达开始位置。
9.如权利要求5所述的制造光纤预制棒的方法，其中，在每次往复移动中将该往复移动的转折位置沿着一个不变的方向变换一个给定的距离直到到达一个给定点，此后在每次往复移动中将每次往复移动的转折位置沿着相反的方向变换一个给定的距离以到达开始位置。
10.如权利要求6所述的制造光纤预制棒的方法，其中，在每次往复移动中将该往复移动的转折位置沿着一个不变的方向变换一个给定的距离直到到达一个给定点，此后在每次往复移动中将每次往复移动的转折位置沿着相反的方向移动一个给定的距离以到达开始位置。
11.如权利要求7所述的制造光纤预制棒的方法，其中，在每次往复移动中将该往复移动的转折位置沿着一个不变的方向变换一个给定的距离直到到达一个给定点，此后在每次往复移动中将每次往复移动的转折位置沿着相反的方向变换定的距离以到达开始位置。
12.如权利要求4到11中任何一项权利要求所述的制造光纤预制棒的方法，其中，所述往复移动速度从玻璃颗粒沉积过程的开始到结束是恒定不变的。
13.如权利要求4到11中任何一项权利要求所述的制造光纤预制棒的方法，其中，所述母棒或燃烧炉往复移动以沉积玻璃颗粒的速度对于一个给定次数的往复移动是不变的，此后该往复移动速度设定为能获得一个目标套管比率的速度。
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