CN101665322B

CN101665322B - 制造光纤预型体的方法

Info

Publication number: CN101665322B
Application number: CN2009101326695A
Authority: CN
Inventors: 山田成敏
Original assignee: Fujikura Ltd
Current assignee: Fujikura Ltd; Viscas Corp
Priority date: 2008-09-03
Filing date: 2009-04-01
Publication date: 2012-12-12
Anticipated expiration: 2029-04-01
Also published as: CN101665322A; US8037718B2; RU2397151C1; JP2010059011A; US20100050696A1; JP5380018B2

Abstract

本发明涉及一种制造光纤预型体的方法，该方法在玻璃棒上形成由玻璃微粒组成的沉积部分从而形成玻璃微粒沉积物，并且使所述玻璃微粒沉积物垂直悬垂进入加热炉内以加热所述玻璃微粒沉积物，从而使所述沉积部分透明化，所述方法包括：在所述加热之前，通过使所述玻璃棒的表面部分升华并附着于比所述玻璃棒中形成有所述沉积部分的区域更靠近所述玻璃棒一端的区域的至少一部分，从而形成浑浊部分的步骤；通过在所述玻璃棒上沉积所述玻璃微粒来形成所述沉积部分的步骤；和在形成有所述浑浊部分的所述玻璃棒的近端被支持并且所述玻璃微粒沉积物垂直悬垂进入所述加热炉的状态下，通过加热所述玻璃微粒沉积物来使所述沉积部分透明化的步骤。

Description

制造光纤预型体的方法

本发明要求2008年9月3日提交的日本专利申请No.2008-225817的优先权，其内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及通过例如OVD法、VAD法等制造光纤预型体(preform)的方法。

背景技术

诸如OVD(外部气相沉积)法、VAD(气相轴向沉积)法、MCVD(改进的CVD)法和等离子体法的方法被用来制造光纤预型体。

特别地，VAD法和OVD法是能够实现生产大尺寸预型体和高速沉积的公知方法。在这些方法中，通过利用四氯硅烷(SiCl₄)等作为原料在玻璃棒上形成由玻璃微粒组成的多孔沉积部分以形成玻璃微粒沉积物并通过加热使所述沉积部分透明化，从而获得光纤预型体。

如果有必要的话，将光纤预型体拉长至预定直径从而获得用于光纤的预型体，并且将该预型体加热并拉制从而获得光纤。

近年来，为了降低光纤的制造成本，增加了光纤预型体的直径或长度，即，要求光纤预型体增大。但是，如果光纤预型体增大，则容易出现以下问题。

图11和12是示出用于加热玻璃微粒沉积物的加热炉的一个例子的示意图。

图11中所示的加热炉70(下文中称为“梯度炉”)包括马弗管71、可上下移动的支持构件72以及在相当于玻璃微粒沉积物4沿其长度的部分的位置处提供的加热源73。利用加热源73沿着长度方向顺序加热由支持构件72所支持的玻璃微粒沉积物4。

图12中所示的加热炉80(下文中称为“均热炉”)包括马弗管81、支持构件82以及能够在玻璃微粒沉积物4的全部长度上对其加热的加热源83。

使玻璃微粒沉积物4处于玻璃棒1的端部由支持构件72或82所支持并且该玻璃微粒沉积物悬垂进入加热炉70或80中的状态。利用加热源73或83将沉积部分3加热到例如1500～1600℃并使其透明化。

在该透明化步骤中，为了利用甚至沉积部分3的上端作为有效部分而不浪费，必须甚至充分加热该上端。

但是，当加热沉积部分3的上端时，玻璃棒1也被加热并软化。因此，可能发生变形，例如伸长。特别地，由于大尺寸的玻璃微粒沉积物4还具有大的重量，因此容易发生玻璃棒1的变形。

此外，沉积部分3透明化所需的热量由于沉积部分3的直径大而变大。因此，必须将具有大直径的沉积部分3设置在加热炉70或80内的高温区中或者延长加热时间。为此，玻璃棒1接受的热量也增加，因此也容易出现上述问题，例如变形。由于已经发生了变形的玻璃棒1不能重新使用，因此导致成本增加。

为了防止玻璃棒1的任何变形，可以将玻璃微粒沉积物4设置在加热炉70或80内的玻璃棒1没有不适当地处于高温的位置处。但是，在这种情况下，沉积部分3上端的加热可能会不充分，因而这部分可能不能成为有效部分。

亦即，随着光纤预型体的增大，难以使沉积部分的上端透明化并且难以防止玻璃棒的任何变形。

下面的方法是制造光纤预型体的已知方法。

在日本未审查专利申请首次公开No.2003-81657中，提出了一种根据多孔烟粒体(soot body)的玻璃化部分的位置来调节光纤预型体的玻璃化温度、行进速度、供气流量等的方法，由此防止光纤预型体从支撑棒坠落。

但是，即使在该方法中，由于光纤预型体变大，也难以同时实现“多孔烟粒体的上端透明化”和“防止支撑棒的任何变形”。另外，还存在难以解决预型体尺寸变化的问题。

在日本未审查专利申请首次公开No.H07-223833中，公开了一种利用防止温度升高装置例如反射板或热屏蔽板来防止在支撑烟粒沉积物的棒中温度升高的方法。

但是，由于在该方法中提供防止温度升高装置，因此加热炉结构变复杂。而且，由于需要由耐热材料例如多孔陶瓷制成的昂贵的防止温度升高装置，因此成本会变高。

在日本未审查专利申请首次公开No.H08-310828中，提出了一种利用预型体支持部分的制造方法，该预型体支持部分包括由透明石英玻璃制成的中心部分和由不透明石英玻璃制成的外层部分。在该方法中，红外光的传输量受到所述外层部分的抑制，因而可防止预型体支持部分的任何变形。但是，该方法难以解决棒的变形问题。

发明内容

考虑到上述情况提出了本发明，并且本发明的一个目的在于提供一种通过使玻璃微粒的沉积部分透明化来制造光纤预型体的方法，该方法能够使整个沉积部分透明化、防止玻璃棒的任何变形并降低制造成本。

本发明采用以下方面来解决上述问题并实现相关目的。

(1)本发明的制造光纤预型体的方法是一种制造光纤预型体的方法，该方法在玻璃棒上形成由玻璃微粒组成的沉积部分从而形成玻璃微粒沉积物，和将所述玻璃微粒沉积物垂直悬垂进入加热炉内以加热所述玻璃微粒沉积物，从而使所述沉积部分透明化，该方法包括：在所述加热之前，通过使所述玻璃棒的表面部分升华并附着于比所述玻璃棒的形成有所述沉积部分的区域更靠近所述玻璃棒一端的区域的至少一部分，从而形成浑浊部分(hazy portion)的步骤；通过在所述玻璃棒上沉积玻璃微粒来形成所述沉积部分的步骤；和在形成有所述浑浊部分的所述玻璃棒的近端被支持并且使所述玻璃微粒沉积物垂直悬垂进入所述加热炉的状态下，通过加热所述玻璃微粒沉积物来使所述沉积部分透明化的步骤。

根据在(1)中所述的制造光纤预型体的方法，所述浑浊部分形成在所述玻璃棒的表面中。因此，当利用加热炉进行加热时，发生能量束例如红外光等的反射或散射并且抑制玻璃棒内的温度升高。由此，可以防止玻璃棒的变形。

因此，即使在制造大尺寸的光纤预型体时，也可以在加热炉中充分加热包括上端的整个沉积部分，并且整个沉积部分得以透明化并且可成为有效部分。因此，这在制造成本方面是有利的。

另外，由于可以防止变形，例如玻璃棒的伸长，因此在透明化步骤中制造条件不变，但却可以可靠地进行沉积部分的透明化。因此获得可靠的光纤预型体。

另外，由于不需要用于防止温度升高的热屏蔽板等，因此在这方面可以降低成本。

另外，由于玻璃棒不发生任何变形，因此还可以重复使用玻璃棒。

(2)优选地，在形成所述沉积部分的步骤之前，实施形成所述浑浊部分的步骤。

(3)优选地，通过用于形成所述沉积部分的步骤的沉积设备来实施形成所述浑浊部分的步骤。

(4)优选地，在将所述玻璃棒引入用于形成所述沉积部分的步骤的沉积设备之前，实施形成所述浑浊部分的步骤。

(5)优选地，利用燃烧器的一系列操作，通过形成所述沉积部分的步骤来实施形成所述浑浊部分的步骤。

(6)优选地，通过利用用于形成所述沉积部分的沉积用燃烧器来实施形成所述浑浊部分的步骤。

(7)优选地，所述燃烧器是用于形成所述沉积部分的沉积燃烧器。

玻璃棒用作在其上沉积玻璃微粒的靶，并且由例如二氧化硅玻璃等制成。例如，玻璃棒是用于OVD方法中的芯构件、VAD方法中使用的起始棒等。玻璃棒可以包括相当于有效部分的棒体和熔接在该棒体两端上用以支撑该棒体的支撑棒(假棒)。

上述芯构件可以具有用作光纤的芯的部分和用作包层的部分，并且可以仅包括用作光纤的芯的部分。

沉积玻璃微粒的方法没有特别的限制，并且可以是供给源气体以在火焰中沉积玻璃微粒的方法或者是通过等离子体沉积玻璃微粒的方法。

所述玻璃微粒可以是包括二氧化硅作为主成分的玻璃微粒，并且可以包括用于调节光纤的芯或包层的折射率和粘度的添加剂，例如Ge、F、Cl、P、B等。

加热炉并不特别限于可以加热沉积部分以使该部分透明化的那些。例如，加热炉可以是使得玻璃微粒沉积物和加热源彼此相对移动的梯度炉，或者是具有覆盖玻璃微粒沉积物的全部长度的均热炉。

待形成在玻璃棒上的浑浊部分可以与所述沉积部分相邻形成，并且可以形成在远离所述沉积部分的位置。另外，浑浊部分可以形成在比形成有所述沉积部分的区域更靠近一端的区域的一部分中，并且可以在所有这样的区域中形成。

附图说明

图1是示出可用于本发明的制造光纤预型体的方法中的OVD沉积设备的示意图；

图2是示出可用于本发明的制造光纤预型体的方法中的VAD沉积设备的示意图；

图3是示出可用于本发明的制造光纤预型体的方法中的玻璃加工车床的示意图；

图4是示出可用于本发明的制造光纤预型体的方法中的玻璃加工车床的示意图；

图5是示出可用于本发明的制造光纤预型体的方法中的OVD沉积设备的示意图；

图6是示出可用于本发明的制造光纤预型体的方法中的VAD沉积设备的示意图；

图7是示出可用于本发明的制造光纤预型体的方法中的加热炉的示意图；

图8是示出可用于本发明的制造光纤预型体的方法中的加热炉的示意图；

图9是示出可用于本发明的制造光纤预型体的方法中的加热炉的示意图；

图10是示出可用于本发明的制造光纤预型体的方法中的加热炉的示意图；

图11是示出可用于制造光纤预型体的常规方法中的加热炉的示意图；和

图12是示出可用于制造光纤预型体的常规方法中的加热炉的示意图。

具体实施方式

将参考附图说明本发明的制造光纤预型体的方法。

(第一实施方案)

图1示出包括沉积用燃烧器11的OVD沉积设备10。优选地，沉积用燃烧器11在玻璃棒1的纵向上可移动并且将氢氧焰12施加到期望的位置。

通过使玻璃棒1在由支撑部分13支持的同时绕轴转动，使得OVD沉积设备10配置为氢氧焰12均匀地施加到玻璃棒1的整个外周表面。

通过将氧气和氢气供给到沉积用燃烧器11，将氢氧焰12施加到玻璃棒1，以及火焰抛光玻璃棒1的表面，从而利用热去除玻璃棒1上的缺陷或杂质。

在沉积用燃烧器11中，通过适当地设定所供给的氧气和氢气的量并调节氢氧焰12的状态从而在透明玻璃棒1的一部分中形成浑浊部分14。

浑浊部分14是由于玻璃棒1表面部分的材料升华并再附着而形成的。具体地，可以例如按如下形成浑浊部分14。

当玻璃棒1的表面温度超过约1800℃时，玻璃棒1的表面部分(SiO₂)将升华为一氧化硅(SiO)。升华的一氧化硅与大气中的氧或水气键合，并再次附着于玻璃棒1的表面，成为由二氧化硅(SiO₂)组成的玻璃微粒沉积物。由此形成浑浊部分14。

一氧化硅的升华量随温度升高而增加，并且在温度超过2000℃时变得显著。

已知一氧化硅的升华在还原气氛中快速进行。相反，升华在氧化气氛中受到抑制。因此，可以通过调节气氛来调节升华量和再附着的玻璃微粒的量。

在升华进行的高温区域(例如约2000℃)的周边区域中明显发生上述再附着，特别是在约1500℃的低温区域中。如果升华进行的高温区域和发生再附着的低温区域彼此接近并且从高温区域到低温区域的温度变化在空间上迅速发生，则上述玻璃微粒在与玻璃棒表面分离和分散之前就发生了再附着。因此，玻璃微粒的附着量增加。例如，如果使用可以从氢氧焰12的外周边缘供给惰性气体等的燃烧器，则可以通过该惰性气体等来容易地形成上述低温区域。

虽然可以使用氢氧焰、其它燃烧气体的火焰、等离子体焰、加热器、激光等作为加热玻璃棒1的表面的手段，但是特别优选使用将用于光纤制造步骤中的氢氧焰。通过调节氧和氢的流量比，氢氧焰可以容易地形成氧化气氛或还原气氛。

即使在使用除氧和氢以外的燃烧气体时，也可以通过共同使用氧化性气体或还原性气体来形成氧化气氛或还原气氛。

虽然浑浊部分14所需的雾化度根据玻璃微粒沉积物4的尺寸和加热炉中红外光的量等而变化，但是可以通过设定加热温度、加热时间、气氛等来形成期望的浑浊部分14。

例如，当使用氢氧焰12时，可以通过适当设定氧气和氢气的量、它们的流量比、沉积用燃烧器11的行进速度等来形成期望的浑浊部分14。

表述“形成浑浊部分14”是指上述玻璃微粒再附着于玻璃棒1的表面上并且该表面变得不透明的现象。

例如，当使用氢氧焰燃烧器作为沉积用燃烧器11时，再附着的玻璃微粒的尺寸为0.1μm到几个微米。在这种情况下，在附着的微粒之间几乎不进行热熔接，并且微粒没有进入完全一体化的状态。因此再附着部分变得不透明。由于再附着部分的温度相比于发生升华的部分较低，因此自然出现这种状态。

由于微粒在沉积的同时保持一定程度的形状，即处于在微粒之间存在间隙的状态，因此红外光和可见光均被散射。因此，再附着部分在视觉上为不透明白色层，即浑浊(haziness)。

为此，可以根据其不透明度来近似地控制雾度。例如，当由可见光的透光率来表示不透明度时，在本发明中合适的是可见光的透光率为25％以下、优选5％以下。

在雾度较小的情况下，例如在可见光的透光率大于25％的情况下，红外光的散射效应也较小，并且防止玻璃棒1的任何变形的效果降低。

如果增加玻璃微粒的再附着量，则红外光的散射效应也增大，但是如果玻璃微粒沉积较厚，则容易出现剥落等。因此，优选将沉积的玻璃微粒的厚度设定为最多约1mm。

可以基于在ISO9050中规定的方法来测量上述透光率。如果粗略地说明该方法，则透光率是透射光通量与垂直进入样品片的玻璃表面的约为日光光通量的入射光通量之比，并且通过利用在CIE(国际照明委员会)中定义的标准日光D65作为光源来测定光适应(light adaption)的相对发光度而获得。用于测量的波长范围为380～780nm。

浑浊部分14的形成位置设定在玻璃棒1的一端处(图1的右边)的区域16(下文中称为非形成区域16)的至少一部分中，而不是将如下描述的形成沉积部分3的区域15(下文中称为形成区域15)中。该非形成区域16是其中不沉积玻璃微粒2也不形成沉积部分3的部分(非沉积部分)。

浑浊部分14可以从开始就仅形成在非形成区域16中，或者可以采取在非形成区域16和形成区域15中均形成浑浊部分并通过利用具有弱化加热功率的制度再次加热浑浊部分的所谓混浊去除工艺来去除形成区域15的浑浊部分的方法。

浑浊部分14的形成位置容易通过沉积用燃烧器11的定位而限定。为此，在下文将说明的透明化步骤中，浑浊部分14可以形成在可能变成高温的位置处，例如接近在形成区域15和非形成区域16之间边界的位置处。

通常有效的是，在末端侧距离形成区域15和非形成区域16之间的边界预定距离范围内形成浑浊部分14。但是，当沉积部分3的上端阻断了加热炉70和80中加热源73和83的一部分辐射热时，可以在远离上述边界的位置处有效地形成浑浊部分14。另外，浑浊部分14可以在整个非形成区域16中形成。

作为形成浑浊部分14的方法，也考虑其它方法例如喷砂等。但是，如上所述，通过使得玻璃材料升华并再附着以形成浑浊部分的方法可以形成浑浊部分14而不损伤玻璃棒1。因此，有利的是不用担心裂纹产生并且不会发生玻璃棒1的强度降低。

虽然也存在由泡沫二氧化硅玻璃制成的玻璃棒作为具有浑浊部分的玻璃棒，但是由透明二氧化硅玻璃制成的玻璃棒1具有更高强度，因此更优选在透明玻璃棒1中形成浑浊部分14。

当通过玻璃材料的升华和再附着来形成浑浊部分14时，由于浑浊部分14由玻璃微粒形成，因此浑浊部分14不会在实施下面将说明的脱水步骤时由于脱水剂而劣化。另外，加热炉不受污染。

通过升华和再附着形成的浑浊部分14可以通过火焰抛光等来去除。因此，当浑浊部分14变得不必要时，例如当重新使用玻璃棒1时，可以容易地去除浑浊部分14。为了实施玻璃棒1的材料的再附着以形成浑浊部分14，与使用其它材料附着的情况相比，几乎不引起杂质的介入，由此形成浑浊部分。

在形成区域15中，将玻璃源气体供给至沉积用燃烧器11，并产生玻璃微粒2。特别地，例如当作为玻璃源气体的SiCl₄在火焰中进行水解反应以及氧化反应(主要是水解反应)时，产生由二氧化硅(SiO₂)制成的玻璃微粒2。

通过在玻璃棒1的外周表面的一部分上沉积玻璃微粒2并形成多孔沉积部分3来获得玻璃微粒沉积物4。在形成沉积部分3中，可以使用通过等离子体沉积玻璃微粒2的方法。

当形成沉积部分3时，在非形成区域16中的浑浊部分14得以保留。为了保留浑浊部分14，有效的是不将氢氧焰12施加至非形成区域16，或者将非形成区域16中的氢氧焰12的加热功率调节至浑浊部分14得以保留的程度。

图7是示出加热玻璃微粒沉积物4的加热炉的一个实例的示意图。加热炉70(梯度炉)包括马弗管71、可上下移动的支持构件72以及在相当于玻璃微粒沉积物4在其长度部分的一部分的位置处提供的加热源73。

如图7所示，在玻璃棒1的上端(从沉积部分3延伸的端部)被支持构件72所支持并且玻璃微粒沉积物4被垂直悬垂进入加热炉70的状态下，在玻璃微粒沉积物4下降的同时，利用加热源73沿着长度方向顺序地加热玻璃微粒沉积物4。

玻璃棒1的形成有浑浊部分14的近端由支持构件72所支持。由此浑浊部分14的至少一部分位于该支持位置的下方。在所示的实例中，玻璃棒1的上端由支持构件72所支持，并且浑浊部分14位于支持构件72的下方。

通过加热源73将沉积部分3加热到例如1500～1600℃，并使其透明化。

由此，玻璃微粒沉积物4变成光纤预型体。该步骤称为透明化步骤。

另外，在透明化步骤之前还可利用包含氯等的脱水剂来实施脱水步骤。

当加热沉积部分3时，玻璃棒1的非形成区域16也被红外光等所加热。但是，由于浑浊部分14形成在非形成区域16的表面中，因此在该浑浊部分14中发生能量束例如红外光的反射或散射，并抑制玻璃棒1内的温度升高。由此，可以防止玻璃棒1的变形。

因此，即使在制造其中沉积部分3的长度或直径较大的大尺寸光纤预型体时，也可以在加热炉70中充分地加热包括上端的整个沉积部分3，并且使得整个沉积部分3透明化并能够成为有效部分。因此，在制造成本方面是有利的。

另外，由于可以防止诸如玻璃棒1伸长的变形，因此在透明化步骤的过程中制造条件没有变化，但是可以可靠地实施沉积部分3的透明化。因此，获得可靠的光纤预型体。

另外，由于不发生玻璃棒1的任何变形，因此玻璃棒1可以重复使用。

通常，在光纤预型体的制造中，应该去除玻璃表面的浑浊，这是因为它引起光纤的强度降低，并且所述混浊通过被称为混浊去除步骤的工艺来除去。

相反，在本发明中，通过大胆地保留浑浊部分14而表现出可以制造大尺寸光纤预型体的效果。由于在作为非有效部分的玻璃棒1的非形成区域16中形成浑浊部分14，因此不担心光纤的强度降低。

由于在上述方法中在形成沉积部分3的步骤之前形成浑浊部分14，因此可以重复浑浊部分14的形成。

例如，当根据玻璃棒1中的尺寸变化等，在常规条件下没有获得预定浑浊部分14时，可以在不同条件下再次实施浑浊部分14的形成。因此，可以形成最优化的浑浊部分14。

另外，通过可以形成沉积部分3的OVD沉积设备10，可以实施浑浊部分14的形成。因此，可以正确地控制变成在形成区域15与非形成区域16(非沉积部分)之间边界的位置，并且可精确地确定浑浊部分14的形成位置。

另外，可以通过将沉积用燃烧器11用于形成沉积部分3来实施浑浊部分14的形成。因此，不需要用于形成浑浊部分14的专门配置，并且可以简化设备的结构，或者可以使用具有仅用于火焰抛光的燃烧器的OVD设备而没有特别的限制。

上述透明化步骤不限于图7所示的加热炉70(梯度炉)，也可以在图8中所示的加热炉80中进行。加热炉80(均热炉)包括马弗管81、支持构件82以及能够在沉积部分83的整个长度上对其加热的加热源83。

如图8所示，在玻璃棒1的上端被支持构件82所支持并且玻璃微粒沉积物4垂直悬垂进入加热炉80中的状态下，通过加热炉83来加热整个沉积部分3。通过加热使沉积部分3透明化，并且玻璃微粒沉积物4变成光纤预型体。

在加热过程中，在浑浊部分14中发生能量束例如红外光的反射或散射，因而抑制玻璃棒1内的温度升高。由此可以防止玻璃棒1的变形。

(第二实施方案)

接着，将说明如何使用包括芯用燃烧器17和包层用燃烧器18的VAD设备30。

在下文的说明中，对于已经出现过的部件使用相同的附图标记，并且省略其说明。

如图2所示，在起始棒21(玻璃棒)中形成沉积部分23之前，通过芯用燃烧器17或包层用燃烧器18将氢氧焰12施加至起始棒21，由此形成浑浊部分14。

浑浊部分14形成在下文将说明的非形成区域26的一部分或全部中。

在形成浑浊部分14之后，通过芯用燃烧器17和包层用燃烧器18在包括起始棒21的下端的形成区域25上沉积玻璃微粒2，由此形成沉积部分23，以获得玻璃微粒沉积物24。在图2中，比形成区域25更靠近上端的区域变成没有形成沉积部分23的区域26(非形成区域26)。

当使用图9中所示的加热炉70时，在玻璃棒21的上端(从沉积部分23延伸的端部)由支持构件72所支持并且玻璃微粒沉积物24垂直悬垂进入加热炉70的状态下，在玻璃微粒沉积物24下降的同时，利用加热源73沿着长度方向顺序地加热玻璃微粒沉积物24。形成有浑浊部分14的起始棒21的近端被支持，并且浑浊部分14的至少一部分位于该支持位置的下方。在所示的实例中，起始棒21的上端由支持构件72支持，并且浑浊部分14位于支持构件72的下方。

通过加热使得沉积部分23透明化，并且玻璃微粒沉积物24变成光纤预型体。

在加热过程中，在浑浊部分14中发生能量束例如红外光的反射或散射，因而抑制起始棒21内的温度升高。由此可以防止起始棒21的变形。

当使用图10中所示的加热炉80时，在起始棒21的上端由支持构件82所支持并且玻璃微粒沉积物24垂直悬垂进入加热炉80中的状态下，通过加热炉83来加热整个沉积部分23并使其透明化。

甚至在第二实施方案中，与第一实施方案的方法相类似，即使在制造大尺寸光纤预型体时，整个沉积部分23得以透明化并且可以成为有效部分。另外，这在制造成本方面是有利的。

(第三实施方案)

如图3所示，也可以利用包括加工用燃烧器31的玻璃加工车床40来形成浑浊部分14。

如果必要的话，利用玻璃加工车床40来实施加工，由此获得玻璃棒1。例如，通过利用加工用燃烧器31在玻璃芯构件上熔接玻璃支撑棒，由此获得玻璃棒1。

接着，通过利用加工用燃烧器31，由氢氧焰12在非形成区域16中形成浑浊部分14。

接着，通过利用如图1所示的OVD沉积设备10，根据上述步骤在玻璃棒1上形成沉积部分3。

接着，通过利用图7中所示的加热炉70或图8中所示的加热炉80，根据上述步骤来加热沉积部分3并使其透明化，由此获得光纤预型体。

甚至在第三实施方案中，即使在制造大尺寸光纤预型体时，整个沉积部分3得以透明化并且可以成为有效部分。另外，这在制造成本方面是有利的。

另外，由于在形成沉积部分3的步骤之前形成浑浊部分14，因此可以重复浑浊部分14的形成。因此可以如上所述形成最优化的浑浊部分14。

此外，由于在将玻璃棒引入OVD沉积设备10之前实施浑浊部分14的形成，因此在形成沉积部分3的步骤之前在玻璃棒1上预先形成浑浊部分14。

因此，形成浑浊部分14的步骤可以保持高生产率，而不影响形成沉积部分3的步骤的效率。

(第四实施方案)

如图4所示，当使用VAD设备时，可以在形成沉积部分之前通过玻璃加工车床40的加工用燃烧器31，在起始棒21(玻璃棒)中形成浑浊部分14。

(第五实施方案)

如图5所示，将玻璃棒1设置在OVD沉积设备10中。

将氧气、氢气和玻璃源气体供给至沉积用燃烧器11，同时将沉积用燃烧器11沿着玻璃棒1的轴向移动并将氢氧焰12施加至玻璃棒1，由此在形成区域15中形成沉积部分3。

当氢氧焰12达到非形成区域16时，停止供给玻璃源气体。在非形成区域16的至少一部分中，适当地设定氧气和氢气的供给等以形成浑浊部分14。当沉积用燃烧器11再次达到形成区域15时，重新供给玻璃源气体，因而沉积部分3的形成得以进行。

这样，在沉积部分3的形成进行的同时，注意到由于沉积用燃烧器11沿着玻璃棒1的长度方向往复运动，因而浑浊部分14可以保留。

为了保留浑浊部分14，有效的是，不将氢氧焰12施加至非形成区域16，或者将非形成区域16中的氢氧焰12的加热功率调节到浑浊部分14得以保留的程度。

甚至在该实施方案中，当制造大尺寸光纤预型体时，整个沉积部分3在加热炉70和80中得以透明化并且可以成为有效部分。另外，这在制造成本方面是有利的。

此外，由于可以通过沉积用燃烧器11的一系列操作而形成沉积部分3和浑浊部分14，因此可以在精确的位置处形成浑浊部分14并且可以提高生产效率。

另外，由于利用用于形成沉积部分3的沉积用燃烧器11来形成浑浊部分14，因此不需要用于形成浑浊部分14的专门配置，并且可以简化设备的结构。

如图6所示，当利用VAD设备50来形成沉积部分23时，通过芯用燃烧器17在起始棒21的形成区域25上沉积玻璃微粒2，由此开始形成将变成沉积部分23的一部分的芯烟粒(core soot)19。之后，在开始形成包层烟粒(没有示出)之前，通过包层用燃烧器18在起始棒21的非形成区域26中形成浑浊部分14。随后，将玻璃源气体供给至包层用燃烧器18，由此形成包层烟粒(没有示出)。

虽然下面将通过工作实施例来更具体地说明本发明，但是本发明并不仅限于下面的工作实施例。

(工作实施例1)

如图2所示，通过用于最外层包层的燃烧器18将氢氧焰12施加至非形成区域26来形成浑浊部分14，同时外径为28mm的起始棒21以80mm/min的移动速度向下移动。在从在形成区域25和非形成区域26之间边界的上端侧的200mm长度上形成浑浊部分14。当形成浑浊部分14时，将待供给至包层用燃烧器18的氢气的供给流量(200升/分钟)设定为氧气的供给流量(55升/分钟)的约3.6倍。

接着，通过利用芯用燃烧器17和包层用燃烧器18的VAD方法在形成区域25中形成沉积部分23。由此获得具有300mm外径、1500mm长度的沉积部分23的玻璃微粒沉积物24。

接着，如图9所示，使用加热炉70(梯度炉)，以使起始棒21的上端由支持构件72支持，并将玻璃微粒沉积物24垂直悬垂进入加热炉70，并且在玻璃微粒沉积物24以300mm/h的行进速度上下移动时在1250℃的温度下加热玻璃微粒沉积物24并使其脱水。

接着，在玻璃微粒沉积物24在加热炉70内以180mm/h的移动速度下降时，在1500℃的温度下加热玻璃微粒沉积物24并使其透明化。此时，玻璃微粒沉积物24下降直到沉积部分23的上端达到加热源73的高度方向上的中间位置。虽然包括上端的整个沉积部分23得以良好地透明化，但是在起始棒21中没有观察到诸如伸长的任何变形。

当制备与上述起始棒21相同的玻璃棒样品并在相同的条件下形成浑浊部分14时，参考ISO9050测量浑浊部分14的可见光的透光率。结果，可见光的透光率为25％。

(比较实施例1)

除了不形成浑浊部分之外，以与工作实施例1相同的方式制造玻璃微粒沉积物，并且在与工作实施例1相同的条件下加热，由此使沉积部分透明化。

结果，证实了起始棒的一部分由于加热而伸长并且其外径变为26mm。

(参考实施例1)

除了沉积部分的长度为2000mm之外，以与工作实施例1相同的方式制造玻璃微粒沉积物，并且在与工作实施例1相同的条件下加热，由此使沉积部分透明化。

结果，证实了起始棒的一部分由于加热而伸长并且其外径变为23mm。

(工作实施例2)

如图2所示，通过用于最外层包层的燃烧器18将氢氧焰12施加至非形成区域26来形成浑浊部分14，同时外径为28mm的起始棒21以65mm/min的行进速度向下移动。在从在形成区域25和非形成区域26之间边界的上端侧的200mm长度上形成浑浊部分14。当形成浑浊部分14时，将待供给至包层用燃烧器18的氢气的供给流量(280升/分钟)设定为氧气的供给流量(60升/分钟)的约4.7倍。在其它条件设定为与参考实施例1相同的状态下实施透明化步骤。

虽然包括上端的整个沉积部分23得以良好地透明化，但是在起始棒21中没有观察到诸如伸长的任何变形。

当制备与上述起始棒21相同的玻璃棒样品并在相同的条件下形成浑浊部分14时，参考ISO9050测量浑浊部分14的可见光的透光率。结果，可见光的透光率为5％。

(工作实施例3)

如图3所示，使用玻璃加工车床40，通过加工用燃烧器31在外径为30mm的玻璃芯构件(棒体)的两端上熔接外径为30mm的支撑棒，由此获得其有效部分的长度为1500mm的玻璃棒1。

接着，通过利用加工用燃烧器31，由氢氧焰12在玻璃棒1的非形成区域16的一部分中形成浑浊部分14。在加工用燃烧器31以65mm/min的行进速度往复行进时，通过供给氢气(300升/分钟的供给流量)和氧气(60升/分钟的供给流量)至加工用燃烧器31来形成浑浊部分14。在不需要形成浑浊部分的部分中，通过加工用燃烧器31实施混浊去除以去除混浊。

如图1所示，将玻璃棒1设置在OVD沉积设备10中，并在形成区域15中形成沉积部分3，使得浑浊部分14保留，由此获得具有300mm外径的玻璃微粒沉积物4。

接着，通过利用图8中所示的加热炉80(均热炉)在1500℃的温度下加热玻璃微粒沉积物4，由此使沉积部分3透明化。此时，将玻璃微粒沉积物4设置为使得沉积部分3的上端变得与加热源83的上端位置几乎齐平。

虽然包括上端的整个沉积部分3得以良好地透明化，但是在玻璃棒1中没有观察到诸如伸长的任何变形。

(比较实施例2)

除了不形成浑浊部分之外，以与工作实施例3相同的方式制造玻璃微粒沉积物，并且在与工作实施例3相同的条件下加热，由此使沉积部分透明化。

结果，证实了玻璃棒1的一部分由于加热而伸长，并且其沉积部分发生透明化的玻璃微粒沉积物的下端到达了加热炉的底部。

在该比较实施例中，在起始棒(玻璃棒)中发生伸长的原因是棒的温度变高并且棒软化。温度升高主要是由于来自加热炉的加热源所产生的红外光。由于红外光透射穿过透明玻璃，因此红外光甚至到达透明起始棒(玻璃棒)的深处部分，因此温度升高并且粘度减小，由此棒发生软化。

相反，在各工作实施例中，浑浊部分14形成在起始棒21(或玻璃棒1)的表面上。因此，红外光在浑浊部分中被反射或散射。因此可以减少达到深处部分的红外光的量，并且可抑制起始棒的温度升高。由此没有发生变形。

因此，即使在制造大尺寸光纤预型体时，也证实了整个沉积部分可以透明化。

即使在使用倾斜烧结炉(inclined sintering furence)或者即使在使用均热炉时，也可能导致玻璃棒变形的问题。但是，根据本发明，可以通过在玻璃棒上形成浑浊部分来解决该问题。

虽然已经描述和图示说明了本发明的优选实施方案，但是应该理解，这些实施方案只是本发明的示例而不应视为限制。可以在不偏离本发明的精神或范围的情况下进行各种添加、省略、替代和其它的修改。因此，本发明不视为受上述说明所限制，本发明仅由所附权利要求限定。

Claims

1.一种制造光纤预型体的方法，所述方法在玻璃棒上形成由玻璃微粒组成的沉积部分从而形成玻璃微粒沉积物，并且使所述玻璃微粒沉积物垂直悬垂进入加热炉内以加热所述玻璃微粒沉积物，从而使所述沉积部分透明化，所述方法包括：

在所述加热之前，通过使所述玻璃棒的表面部分升华并附着于比所述玻璃棒的形成有所述沉积部分的区域更靠近所述玻璃棒一端的区域的至少一部分，从而形成浑浊部分的步骤；

通过在所述玻璃棒上沉积所述玻璃微粒来形成所述沉积部分的步骤；和

在形成有所述浑浊部分的所述玻璃棒的近端被支持并且所述玻璃微粒沉积物垂直悬垂进入所述加热炉的状态下，通过加热所述玻璃微粒沉积物来使所述沉积部分透明化的步骤。

2.根据权利要求1的制造光纤预型体的方法，其中在形成所述沉积部分的步骤之前，实施形成所述浑浊部分的步骤。

3.根据权利要求2的制造光纤预型体的方法，其中通过用于形成所述沉积部分的步骤的沉积设备来实施形成所述浑浊部分的步骤。

4.根据权利要求2的制造光纤预型体的方法，其中在将所述玻璃棒引入用于形成所述沉积部分的步骤的沉积设备之前，实施形成所述浑浊部分的步骤。

5.根据权利要求1的制造光纤预型体的方法，其中利用燃烧器的一系列操作，通过形成所述沉积部分的步骤来实施形成所述浑浊部分的步骤。

6.根据权利要求3的制造光纤预型体的方法，其中通过利用用于形成所述沉积部分的沉积用燃烧器来实施形成所述浑浊部分的步骤。

7.根据权利要求5的制造光纤预型体的方法，其中所述燃烧器是用于形成所述沉积部分的沉积燃烧器。