CN101781088A - 制备光纤预制棒的方法和系统 - Google Patents

制备光纤预制棒的方法和系统 Download PDF

Info

Publication number
CN101781088A
CN101781088A CN201010130441A CN201010130441A CN101781088A CN 101781088 A CN101781088 A CN 101781088A CN 201010130441 A CN201010130441 A CN 201010130441A CN 201010130441 A CN201010130441 A CN 201010130441A CN 101781088 A CN101781088 A CN 101781088A
Authority
CN
China
Prior art keywords
pipe
fluid
monitoring
concentration
consistence
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201010130441A
Other languages
English (en)
Inventor
I·米利斯维克
M·J·N·范斯特拉伦
J·A·哈特苏伊克
R·霍维尔曼斯
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Alcatel CIT SA
Original Assignee
Alcatel CIT SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Alcatel CIT SA filed Critical Alcatel CIT SA
Publication of CN101781088A publication Critical patent/CN101781088A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
    • C03B37/012—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
    • C03B37/014—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments made entirely or partially by chemical means, e.g. vapour phase deposition of bulk porous glass either by outside vapour deposition [OVD], or by outside vapour phase oxidation [OVPO] or by vapour axial deposition [VAD]
    • C03B37/018—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments made entirely or partially by chemical means, e.g. vapour phase deposition of bulk porous glass either by outside vapour deposition [OVD], or by outside vapour phase oxidation [OVPO] or by vapour axial deposition [VAD] by glass deposition on a glass substrate, e.g. by inside-, modified-, plasma-, or plasma modified- chemical vapour deposition [ICVD, MCVD, PCVD, PMCVD], i.e. by thin layer coating on the inside or outside of a glass tube or on a glass rod
    • C03B37/01861—Means for changing or stabilising the diameter or form of tubes or rods
    • C03B37/01869—Collapsing
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B2201/00—Type of glass produced
    • C03B2201/06—Doped silica-based glasses
    • C03B2201/30—Doped silica-based glasses doped with metals, e.g. Ga, Sn, Sb, Pb or Bi
    • C03B2201/31—Doped silica-based glasses doped with metals, e.g. Ga, Sn, Sb, Pb or Bi doped with germanium

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)
  • Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)

Abstract

制备光纤预制棒的方法，包括管熔缩阶段，以及包括监控从管中排出的流体的至少一种流体成分的浓度以检测管的结构一致性。还提供制备光纤预制棒的系统，包括：固定器，配置为固定管；加热器，配置为加热至少部分管至管熔缩温度；和流体排出装置，配置为从固定器固定的管中排出流体；其中该系统包括管一致性监控器，被配置为在熔缩阶段期间，通过监控从管中排出的流体来实现对管的结构一致性的监测。

Description

制备光纤预制棒的方法和系统
技术领域
本申请涉及制备光纤预制棒的方法和系统。
背景技术
所谓的熔缩阶段是玻璃光纤制备中的一个步骤。在这一阶段期间，利用热源在收缩机器中将沉积管收缩成玻璃杆(又称为光纤预制棒)。该机器通常称为熔缩器(collapser)。该机器包括热源，热源的温度高于玻璃管的熔化温度(2000□以上)。使管熔缩的合适热源包括氢/氧燃烧器、等离子燃烧器、电阻炉和感应炉。
可惜的是，在熔缩过程中管会发生破裂。碎玻璃会严重地损坏熔缩器热源。这通常会导致高成本的热源修复及熔缩方法的调整。而这又引起进一步的工艺稳定性问题。
对于高锗含量的产品(衬底管和沉积层之间的□折射率大于0.5％)，问题尤其突出。
发明内容
本发明提供了上述问题的解决方案。根据本发明，制备光纤预制棒的方法其特征于通过监控在熔缩过程中从管中排出的流体的至少一种流体成分的浓度来检测管的结构一致性。
如此，管的任何结构上的恶化，特别是破裂能够被迅速且可靠地检测到。本方法能够无需对实施该方法的熔缩器系统进行不期望的复杂改动而实现。
例如，流体可以为操作过程中提供的通过管的流体，如氧气或惰性气体。还有，根据具体实施方式，一旦检测到流体成分浓度的变化(与预先确定的流体中的成分浓度相对比)，优选至少10％，更优选至少50％的变化，即产生报警信号。
根据更优选的实施方式，该方法包括沿着管的纵向移动热源，优选沿着管前后移动多次，热源加热管至软化温度。例如，保持热源温度高于管的软化温度以软化管，和/或使热源局部地加热管至所述软化温度。
还有，本发明的实施方式提供了用于制备光纤预制棒的系统，该系统包括：
固定器，配置为固定管；
加热器，配置为加热至少部分管至管的熔缩温度；和
流体排出装置，配置为从固定器固定的管中排出流体；
其特征在于该系统包括管一致性监控器，其被配置为在熔缩阶段期间，通过监控从管中排出的流体来实现对管的结构一致性的监控。
附图说明
现在将通过参照附图的非限制性实施例对本发明做进一步阐述，其中：
图1图示说明根据本发明的系统和方法的非限制性实施例；和
图2表示管破裂后部分系统和方法。
在本申请中，相同或相应的特征由相同或相应的附图标记表示。
具体实施方式
图1描述了使管P熔缩以制备光纤预制棒的系统。特别地，所述熔缩至少包括管P的径向收缩。
现有技术中已知的是，用于制备预制棒的管P是圆柱形的玻璃(石英)管，特别是管的内侧提供有一层或多层包层(例如掺杂和/或非掺杂的石英层)和一种或多种纤芯材料层(例如掺杂石英，特别是锗掺杂的石英，掺杂能够提高石英的折射率)。在纤芯层和包层中可以使用各种掺杂剂和掺杂方式；总体而言，纤芯材料的折射率大于包层材料。如此涂覆的管可以通过，例如，使用化学气相沉积工艺，如PCVD、MCVD或FCVD制备，或以所属技术领域的技术人员熟知的其他不同方式制备。
本系统包括配置为固定预制棒管P(在水平方向)的固定器8，和配置为加热至少部分管至管熔缩(即软化)温度的加热器。固定器和加热器可以以各种方式配置。附图中，固定器和加热器(例如焰炬、炉)共同由附图标记8指示；其共同被称为管熔缩器8。优选地，熔缩器配置为沿管P的纵向反复移动热源，其中热源配置为局部加热管至高于管的软化温度的温度。
例如，如所属技术领域的技术人员所熟知的，固定器可配置为旋转管状管P(围绕着相应的中心线)，其中加热器可沿管P移动以使部分管熔缩。在操作过程中，实际上整个管P都能够被加热器(沿着管反复移动)软化，并熔缩(不改变杆状圆柱形状)。
优选地，提供流体供应系统5以将流体(特别是气体或气体混合物)提供给管P，特别地保持内部处于某个操作压力，以阻止湿气进入管内。在至少部分熔缩阶段期间，提供流体(例如单一物质，或者不同物质混合物的流体)，并使其通过管状管。特别地，流体可以为纯氧气(O2)或者惰性气体。通常，该流体与管P所处的环境中的流体(通常为空气)具有不同的组成。
流体被提供，并通过光纤管P，且通过排出系统6从管内被排出。提供泵7(例如泵为排出系统的一部分)以将流体从管P内排出。
在至少部分过程期间，流体可包括蚀刻部分纤芯材料的蚀刻剂。例如，用于蚀刻管的流体成分可以为含氟物质或氟氯烃(Chlorofluorcarbon)，如六氟乙烷(C2F6)或HF。以这种方式，能够阻止杂质的沉积，且去除任何的欠掺杂外部纤芯层，如此，即能够得到高纯度、具有期望的光学性能的光纤纤芯。
有利地，熔缩器系统包括管一致性监控器，其配置为监控管在熔缩过程中的结构一致性。监控器与泵7相关联，包括配置为检测从管P中排出的流体中至少一种成分浓度的检测器13。在实施例中，检测器13产生与检测到的浓度相关的检测信号S。例如，在流体为氧气的情况下，检测器可以为氧气浓度检测器。优选地，一旦检测到管的一致性恶化，例如当由检测器13感测到的流体成分浓度的某种降低时，管一致性检测器被配置为产生报警信号。
在实施例中，一致性监控器包括处理单元，例如数据处理器、微控制器、计算机或者类似的处理单元，以附图标记C图示说明，配置为处理检测器信号S。处理单元C和检测器13共同被称为“流体分析器”。处理单元C可以为管熔缩器控制单元的一部分。处理单元C可以配置为产生前述的报警信号，特别是在处理单元C检测到检测器信号S相对于预期的第二检测器信号存在某种偏差的情况下(偏差表明非期望的管P的结构恶化，如破裂)。还有，可选择地，在检测到所述恶化的情况下，处理单元C能够自动地中断管熔缩过程。
在操作过程中，管P被熔缩器8熔缩。流体(例如纯氧气)被提供给熔缩管P，并通过排出系统6与相应的泵7抽出。供给管P的流体可能包括由下游的检测器13监控的物质；在这种情况下，流体中的物质浓度为100％。在可选择的实施方式中，流体可以是几种成分的混合物，其中部分流体包括被浓度检测器13监控的物质。
包括检测器13和处理单元C的流体分析器分析从管P中排出的流体，特别是检测流体成分的浓度。如下图1所示，在管P结构完整的情况下，被排出的流体中的物质浓度与上游的管P中的浓度没有实质的不同(例如在流体包括单一物质的情况下，浓度为100％)。
在管破裂的情况下，提供给管的流体将无法到达下游的检测器13，外部可利用的流体(例如空气)被吸入下游的管破裂部分(见图2)。这导致源自管的流体中成分的突然变化，这一变化能够被分析器系统13迅速检测到，优选在破裂后30秒的时间内。
例如，在由供给系统5提供给管P的流体包括氧气(浓度＝100％)的情况下，检测器13将检测到被监测的氧气由100％下降到约20％(其为氧气在空气中的浓度)。浓度从100％到小于50％，特别是到约20％的巨大下降能够被非常精确地检测到。
一旦检测到浓度的变化，优选地处理单元C产生报警信号(例如打开警报信号发生装置，如报警器和/或警告灯)，且甚至可以自动中断熔缩过程。
通过提供快速的管破裂检测，能够避免对熔缩器8严重的破坏。此外，作为有益的额外效果，任何不期望的空气泄漏进入流体供应部分5也能够被检测到，特别是在分析器部分13，C监控排出的流体中的氧气浓度的情况下。
本方案的实施相对便宜。此外，正如所期望的，本方案是检测管破裂的非常鲁棒且快速的方法。
在上述说明书中，参照本发明的实施方式的具体实施例描述了本发明。然而，明确的是在不脱离所附的权利要求中给出的发明的更广泛的精神和范围的情况下，可以进行多种改动和变化。
权利要求中，置于括号中的任何附图标记不能解释为对权利要求的限定。词“包括”并不排除权利要求所列出的之外的其它特征或步骤的存在。此外，词“一个”不能解释为限定为‘仅仅一个’，而是用于表示‘至少一个’，并不排除多个的情况。相互不同的权利要求引用某些方案的事实并不意味着组合这些方案不能有利地使用。
例如，该方法可以包括应用一个或多个蚀刻阶段，其中的流体包括用于蚀刻部分纤芯材料的蚀刻剂。前面提到的蚀刻阶段可以是总体管熔缩阶段的部分。蚀刻阶段可以涉及提供纯蚀刻剂给管P，或提供包括氧气或惰性气体和蚀刻剂的混合物给管P。优选地管一致性监控器配置为当监控流体以检测管破裂时，考虑这类蚀刻步骤(如果存在)，以避免错误报警。
此外，实施方式可包括对空气检测的监控。例如，相对于管P位于下游的检测器配置为检测从管P中排出的流体中的氮气。

Claims (14)

1.制备光纤预制棒的方法，包括管熔缩阶段，其特征在于：通过监测在熔缩过程中从管(P)中排出的流体的至少一种流体成分的浓度来检测管(P)的结构一致性。
2.根据权利要求1的方法，其中提供流体流并使其通过管(P)，其中流体分析器(C，13)分析从管(P)中排出的流体。
3.根据权利要求1或2的方法，其中监控包括对空气的检测。
4.根据前述任一项权利要求的方法，其中监控包括对流体中氧气浓度的检测。
5.根据前述任一项权利要求的方法，其中监控包括对惰性气体浓度的检测。
6.根据前述任一项权利要求的方法，其中一旦检测到流体成分浓度的变化，优选至少10％的变化，更优选至少50％的变化，就产生报警信号。
7.根据前述任一项权利要求的方法，其中通过检测源自管(P)中的流体的组成变化实现对管破裂的检测，优选在破裂后30秒的时间内。
8.制备光纤预制棒的系统，包括：
-固定器(8)，配置为固定管(P)；
-加热器(8)，配置为加热至少部分管(P)至管熔缩温度；和
-流体排出装置(6)，配置为从固定器固定的管(P)中排出流体；
其特征在于：该系统包括管一致性监控器(13，C)，配置为在熔缩阶段期间，通过监控从管(P)中排出的流体来实现对管的结构一致性的监测。
9.根据权利要求8的系统，其中管一致性监控器被配置为一旦检测到管一致性恶化，即产生报警信号。
10.根据权利要求8或9的系统，其中管一致性监控器包括检测器(13)，被配置为检测从管(P)中排出的流体中至少一种成分的浓度。
11.根据权利要求8-10中任一项的系统，其中管一致性监控器包括或连接配置为将流体从熔缩管(P)内排出的泵(7)。
12.根据权利要求8-12中任一项的系统，其中管一致性监控器(13，C)配置为监控从管(P)中排出的流体中氧气的浓度。
13.根据权利要求8-12中任一项的系统，其中管一致性监控器(13，C)配置为监控从管(P)中排出的流体中惰性气体的浓度。
14.根据权利要求8-12中任一项的系统，其中管一致性监控器(13，C)配置为监控从管(P)中排出的流体中氮气的浓度。
CN201010130441A 2009-01-16 2010-01-18 制备光纤预制棒的方法和系统 Pending CN101781088A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL2002422A NL2002422C2 (en) 2009-01-16 2009-01-16 Method and system to manufacture an optical fibre preform.
NL2002422 2009-01-16

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN101781088A true CN101781088A (zh) 2010-07-21

Family

ID=41005765

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201010130441A Pending CN101781088A (zh) 2009-01-16 2010-01-18 制备光纤预制棒的方法和系统

Country Status (6)

Country Link
US (1) US11148967B2 (zh)
EP (1) EP2208718B1 (zh)
CN (1) CN101781088A (zh)
AT (1) ATE523477T1 (zh)
DK (1) DK2208718T3 (zh)
NL (1) NL2002422C2 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109896738A (zh) * 2017-02-28 2019-06-18 天津富通集团有限公司 光纤预制棒的生产工艺

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL2006962C2 (nl) 2011-06-17 2012-12-18 Draka Comteq Bv Inrichting en werkwijze voor het vervaardigen van een optische voorvorm.

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4317668A (en) * 1980-01-21 1982-03-02 Hitachi, Ltd. Method for producing silica glass
US4632684A (en) * 1984-07-31 1986-12-30 Itt Corporation Method of and apparatus for making optical preforms from tubular bodies
US6105396A (en) * 1998-07-14 2000-08-22 Lucent Technologies Inc. Method of making a large MCVD single mode fiber preform by varying internal pressure to control preform straightness
US6131413A (en) * 1998-03-30 2000-10-17 Alcatel Method of controlling the etching and collapse of an MCVD tube by monitoring internal pressure
US6484538B1 (en) * 1995-07-19 2002-11-26 Alcatel Method of detecting when an optical preform MCVD tube is completely closed
JP2003156404A (ja) * 2001-11-26 2003-05-30 Tenryu Seiki Kk ポケット検査装置およびその検査方法
US20030115908A1 (en) * 2001-12-21 2003-06-26 Wolfgang Hammerle Method for offline collapsing a preform
WO2008004917A1 (en) * 2006-07-06 2008-01-10 Volvo Technology Group Diagnosis of a cracked multi-chamber solid-electrolyte gas sensor
WO2008046627A2 (en) * 2006-10-20 2008-04-24 Airbus Deutschland Gmbh Production method of a sensor film

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT1155119B (it) * 1982-03-05 1987-01-21 Cselt Centro Studi Lab Telecom Procedimento e dispositivo per la produzione di preforme per fibre ottiche
US4578253A (en) * 1984-01-31 1986-03-25 At&T Technologies, Inc. Methods of and apparatus for recovering a constituent of a process effluent
WO1997049960A1 (en) * 1996-06-24 1997-12-31 Corning Incorporated Helium recycling for optical fiber manufacturing
US5755840A (en) * 1996-08-05 1998-05-26 Atlantic Richfield Company Method for providing oxygen in gas process
FR2815399B1 (fr) * 2000-10-18 2003-01-03 Air Liquide Procede et installation de purification et recyclage de l'helium, et leur application a la fabrication de fibres optiques
AU2002351376A1 (en) * 2001-12-20 2003-07-09 Corning Incorporated Isotopically altered optical fiber
US20050092029A1 (en) * 2003-11-04 2005-05-05 Won-Taek Han Method of fabricating optical fiber or optical device doped with reduced metal ion and/or rare earth ion
US7641969B2 (en) * 2005-03-23 2010-01-05 Fletcher Iii Joseph P Optical fiber preform with overclad tubes
US8815103B2 (en) * 2008-04-30 2014-08-26 Corning Incorporated Process for preparing an optical preform

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4317668A (en) * 1980-01-21 1982-03-02 Hitachi, Ltd. Method for producing silica glass
US4632684A (en) * 1984-07-31 1986-12-30 Itt Corporation Method of and apparatus for making optical preforms from tubular bodies
US6484538B1 (en) * 1995-07-19 2002-11-26 Alcatel Method of detecting when an optical preform MCVD tube is completely closed
US6131413A (en) * 1998-03-30 2000-10-17 Alcatel Method of controlling the etching and collapse of an MCVD tube by monitoring internal pressure
US6105396A (en) * 1998-07-14 2000-08-22 Lucent Technologies Inc. Method of making a large MCVD single mode fiber preform by varying internal pressure to control preform straightness
JP2003156404A (ja) * 2001-11-26 2003-05-30 Tenryu Seiki Kk ポケット検査装置およびその検査方法
US20030115908A1 (en) * 2001-12-21 2003-06-26 Wolfgang Hammerle Method for offline collapsing a preform
WO2008004917A1 (en) * 2006-07-06 2008-01-10 Volvo Technology Group Diagnosis of a cracked multi-chamber solid-electrolyte gas sensor
WO2008046627A2 (en) * 2006-10-20 2008-04-24 Airbus Deutschland Gmbh Production method of a sensor film

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109896738A (zh) * 2017-02-28 2019-06-18 天津富通集团有限公司 光纤预制棒的生产工艺
CN109912190A (zh) * 2017-02-28 2019-06-21 天津富通集团有限公司 用于光纤预制棒生产的烧结炉
CN109896738B (zh) * 2017-02-28 2021-08-06 天津富通集团有限公司 光纤预制棒的生产工艺
CN109912190B (zh) * 2017-02-28 2021-08-06 天津富通集团有限公司 用于光纤预制棒生产的烧结炉

Also Published As

Publication number Publication date
EP2208718A1 (en) 2010-07-21
NL2002422C2 (en) 2010-07-19
DK2208718T3 (da) 2011-12-12
US20100180639A1 (en) 2010-07-22
ATE523477T1 (de) 2011-09-15
US11148967B2 (en) 2021-10-19
EP2208718B1 (en) 2011-09-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0738691A2 (en) Method of forming an elongated glass article
NO153050B (no) Fremgangsmaate til i det vesentlige kontinuerlig aa fremstille et optisk boelgelederemne og en optisk boelgeleder
CN101781088A (zh) 制备光纤预制棒的方法和系统
US11390553B2 (en) Glass tube production method
JPH04231335A (ja) 偏波面保存単一モ−ド光ファイバの製造方法
JP2022160601A (ja) ガラス溶融物の表面上の気泡の寿命を減少させる方法
CN111233317A (zh) 一种制备稀土掺杂光纤的全气相掺杂装置及掺杂方法
US20130283863A1 (en) Method of fusing and stretching a large diameter optical waveguide
SE445913B (sv) Sett att framstella en optisk fiber eller en fiberforform
CN101798173B (zh) 制备光纤预制棒的方法和系统
US8857372B2 (en) Method of fabricating optical fiber using an isothermal, low pressure plasma deposition technique
US8252387B2 (en) Method of fabricating optical fiber using an isothermal, low pressure plasma deposition technique
CN1337367A (zh) 一种光纤预制棒的制造方法
CN100462755C (zh) 制造光纤预制件的方法，光纤预制件及相关的光纤
JP2004175663A (ja) 光ファイバおよび製作方法
CN117285244B (zh) 一种掺稀土含量和掺铝含量的标定模型获取及标定方法
KR20210005656A (ko) 유리 제조 공정에서 산소를 함유하는 분위기를 제어하기 위한 장치 및 방법
Geittner Preparation of optical fibers by means of the PCVD process
US6729163B2 (en) Apparatus for over-cladding large diameter optical fiber pre-form using the same
CN108046610A (zh) 一种低软化温度熔接光纤及其制备方法
US20140322456A1 (en) Pcvd method for manufacturing a primary preform for optical fibers
Wojcik et al. Optical fiber from multicomponent glass core and silica cladding
JPH0578140A (ja) 光フアイバ用母材の製造装置
EP1544173A1 (en) Glass preform for an optical fibre and method and apparatus for its manufacture
Ainslie et al. Glass Fibers and Optical Communication

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C12 Rejection of a patent application after its publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20100721