CN1603261A - 制造光学纤维的方法和装置 - Google Patents

Abstract

一种在垂直方向上无需很大空间的制造光学纤维的方法，以及实施该方法的装置。这种方法通过利用一个加热元件加热光学纤维预型件的下端部分以便可以拉拔该光学纤维预型件，从而制造出光学纤维。在这种制造方法中，通过将加热元件的热产生部分从光学纤维预型件的下端部分向上端部分移动从而拉拔光学纤维预型件。这种装置通过利用一个加热元件加热光学纤维预型件的下端部分以便可以拉拔该光学纤维预型件，从而制造出光学纤维。这种装置包括有一个用于将加热元件的热产生部分从光学纤维预型件的下端部分向上端部分移动的机构。

Description

制造光学纤维的方法和装置

技术领域

本发明涉及一种通过加热并拉拔光学纤维预型件以制造光学纤维的方法以及实施该方法的装置。

背景技术

公开的日本专利申请特开平11-139843描述了一种通过加热并拉拔光学纤维预型件以制造光学纤维的方法。根据该方法，在加热炉中加热光学纤维预型件并将利用预型件进给设备将其向下移动以进行拉拔操作。这是制造光学纤维的常规方法。在上述方法中，首先，降低光学纤维预型件以将其供给入加热炉从而开始拉拔。然后，随着拉拔工序的进行，预型件进一步降低。因此，预型件的总移动量增加。于是，光学纤维的拉拔在垂直方向上需要很大的空间。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种在垂直方向上无需很大空间的制造光学纤维的方法以及实施该方法的装置。

根据本发明，前述目的通过下述制造光学纤维的方法而实现，该方法利用一个加热元件加热光学纤维预型件的下端部分以便可以拉拔该光学纤维预型件。在这种制造方法中，通过将加热元件的热产生部分从光学纤维预型件的下端部分向上端部分移动从而拉拔光学纤维预型件。

加热元件可固定于围绕着加热元件的一个炉体上以便可以通过移动炉体从而移动热产生部分。在这种情况下，加热元件可以是一个通过高频感应进行加热的感受器。可将一个直径监视器固定于炉体上以便因而随着炉体一起移动的直径监视器能测量距光学纤维预型件的颈缩部分一个几乎恒定距离的光学纤维的直径。

这种方法可具有下述特点：

(a)加热元件是一个通过高频感应进行加热的感受器；

(b)一个用于产生高频电磁场的线圈设成围绕着感受器；和

(c)线圈相对于感受器移动从而移动感受器的热产生部分。

这种方法可具有下述特点：

(a)加热元件是一个通过高频感应进行加热的感受器；

(b)若干用于产生高频电磁场的线圈绕着感受器垂直地排列；和

(c)电流供应从一个线圈切换至另一个从而移动感受器的热产生部分。

一个具有与光学纤维预型件几乎相同直径的预型件握杆可接合至光学纤维预型件的顶部。在移动炉体之前，光学纤维预型件的上端部分由一个联接至炉体顶端部分的扩展元件所覆盖。通过移动加热元件或光学纤维预型件以使得加热元件的中心轴线和光学纤维预型件的中心轴线相互重合，从而拉拔光学纤维预型件。

根据本发明的一个方面，本发明提供了一种通过利用一个加热元件加热一个光学纤维预型件的下端部分以便可以拉拔该光学纤维预型件的制造光学纤维的装置。该装置包括有一个用于从光学纤维预型件的下端部分向上端部分移动加热元件的热产生部分的移动机构。

该装置可具有下述特点：

(a)加热元件固定于围绕着加热元件的一个炉体上；和

(b)移动机构移动炉体。

该装置可具有下述特点：

(a)加热元件是一个通过高频感应进行加热的感受器；

(b)一个用于产生高频电磁场的线圈设成围绕着感受器；和

(c)移动机构相对于感受器移动线圈。

该装置可具有下述特点：

(a)加热元件是一个通过高频感应进行加热的感受器；

(b)若干用于产生高频电磁场的线圈绕着感受器垂直地排列；和

(c)移动机构对供应至线圈中的电流进行调节。

从下述描述实施本发明的最佳模式的详细描述中，本发明的优点将会很清楚。本发明还可以以不同的实施例实施，在不偏离本发明精神的情况下，可以在不同方面对本发明的几个细节进行修改。因此，附图和下述描述实际上是示意性的，而不是限制性的。

附图说明

在附图中的图中示出了本发明，这只是举例，而不是限制。在图中，相同的标号和标记表示相同的元件。

在附图中：

图1是本发明用于制造光学纤维的装置的第一个实施例的垂直截面图。

图2是第一个实施例中制造光学纤维的装置的俯视图，并包括有局部剖面图。

图3是一个示意图，其示出了当拉拔操作已经进行到一定程度时第一个实施例中的光学纤维制造装置。

图4是一个示意图，其解释利用常规的光学纤维制造装置制造光学纤维的方法。

图5是本发明用于制造光学纤维的装置的第二个实施例的垂直截面图。

图6示出了第二个实施例的光学纤维制造装置沿着VI-VI线的剖面视图。

图7是一个示意图，其解释利用第二个实施例的光学纤维制造装置制造光学纤维的方法。

图8是本发明用于制造光学纤维的装置的第三个实施例的垂直截面图。

图9A和9B为示意图，该两图解释了密封第三个实施例的光学纤维制造装置的炉体顶部处一个开口的方法。

图10是本发明用于制造光学纤维的装置的第四个实施例的垂直截面图。

图11是一个示意图，其示出了一种向第四个实施例的光学纤维制造装置的各个线圈供应电流的方法的一个实例。

图12是本发明用于制造光学纤维的装置的第五个实施例的垂直截面图。

图13是本发明用于制造光学纤维的装置的第六个实施例的垂直截面图。

图14是一个示意图，其示出了当拉拔操作已经进行到一定程度时第六个实施例中的光学纤维制造装置。

图15是本发明用于制造光学纤维的装置的第七个实施例的垂直截面图。

图16示出了第七个实施例的光学纤维制造装置沿着XVI-XVI线的剖面视图。

图17是本发明用于制造光学纤维的装置的第八个实施例的垂直截面图。

图18是本发明用于制造光学纤维的装置的第九个实施例的垂直截面图。

具体实施方式

图1是一个光学纤维制造装置1的垂直截面图，这是本发明的光学纤维制造装置的第一个实施例。光学纤维制造装置1配备有一个通过加热和拉拔光学纤维预型件2从而制造光学纤维的加热炉4。加热炉4带有一个用于加热并熔化光学纤维预型件2的圆柱状加热元件5。加热元件5固定于围绕着加热元件5的炉体6上。加热元件5是一个通过高频感应加热的感受器(下文中，在第一个实施例中，加热元件5称为感受器5)。感受器5由例如氧化锆等陶瓷材料形成。一个石英管7置于感受器5周围。利用例如氧化镁等粒状材料形成的绝热材料8填满感受器5和石英管7之间的间隙。绝热材料8还可以填满由炉体6和石英管7所产生的空间。一个线圈9置于石英管7的周围。当将电流供给至线圈9时，感受器5就会被感应加热。

图2是光学纤维制造装置1的俯视图，包括其局部剖面。加热炉4可以随移动机构10一起垂直地移动。移动机构10具有一个通过一个支承构件11联接至炉体6外周表面的支承板12。两个导杆13固定于支承板12上。这两个导杆13可以沿着垂直安装于一个塔架14侧面上的两个轨道15滑动。一个螺母部件16固定于支承板12上。一个垂直的长滚珠螺杆被拧入螺母部件16的螺纹孔。在转动滚珠螺杆17时，螺母部件16垂直移动，从而垂直地移动炉体6。

如上所述，感受器5是用例如氧化锆等不易于氧化的陶瓷材料形成。因此，无需密封炉体6顶面上的一个开口6a，炉体6的顶面是插入光学纤维预型件2的那一面。于是，炉体6可以很容易地随着移动机构10一起移动。

利用一个支架19将一个用于测量光学纤维3的直径的直径监视器18固定于炉体6的背面。因此，直径监视器18随着炉体6一起移动。于是，可以在一个距光学纤维预型件2的颈缩部分2a几乎恒定距离处测量光学纤维3的直径(在颈缩部分2a处预型件的直径逐渐减小从而形成光学纤维)。例如，直径监视器18包括有两对光发射部分和光接收部分。

在利用光学纤维制造装置1制造光学纤维时，首先，用一个卡盘部分21夹持连接至光学纤维预型件2上端的一个预型件握杆20。这时，根据需要调节光学纤维预型件2的垂直位置。

然后，转动移动机构10的滚珠螺杆17从而使炉体6向上移动。如图1所示，这种移动将光学纤维预型件2的下端部分通过炉体6顶面上的开口6a插入加热炉4中。在这种情况下，向线圈9供给电流以将感受器5加热至2,000℃左右。这个操作加热并熔化光学纤维预型件2的下端部分，从而使光学纤维3从光学纤维预型件2的颈缩部分2a拉出。尽管在图中没有示出，在加热炉4中拉拔的光学纤维3由一个绞盘牵引通过一个冷却器、一个涂覆树脂装置和一个树脂固化装置并且最后用一个卷绕机进行卷绕。

随着拉拔操作的进行，持续转动滚珠螺杆17以逐渐向上移动炉体6。炉体6的移动会移动热产生部分(感受器5的被加热部分)。因此，光学纤维预型件2的加热部分逐渐向上端部分移动。这样，光学纤维3的拉拔操作继续进行(参见图3)。

在拉拔期间，直径监视器18测量光学纤维3的直径。控制绞盘的牵引速度以使得光学纤维3的直径能变为预定的值。直径监视器18随着炉体6一起向上移动。因此，光学纤维预型件2的颈缩部分2a与直径监视器18之间的距离一直保持不变。于是，即使炉体向上移动时，直径监视器的测量精度也保持不变。换句话说，可以一直以很高的精度测量光学纤维3的直径。

图4是一个示意图，其解释了利用常规的光学纤维制造装置200制造光学纤维的方法。光学纤维制造装置200配备有一个加热炉201。加热炉201具有：(a)一个圆柱状套管203，光学纤维预型件202插入其中，(b)一个围绕圆柱形套管203的炉体204，(c)炉体204顶部上的上部延伸部分205，以及(d)炉体204底部上的下部延伸部分206。一个用于加热光学纤维预型件202的圆柱状加热元件207置成绕着圆柱状套管203。绝热材料208充满圆柱状套管203和炉体204之间的空间。

一个比上部延伸部分205长的预型件握杆209连接至光学纤维预型件202的顶部。预型件握杆209由一个夹盘部分212所夹持，这个夹盘部件212设在一个供给器210的一个供给元件211的顶端。

在利用光学纤维制造装置200制造光学纤维时，首先，从如图4中实线所示的装配位置处降低供给器210的供给元件211以将光学纤维预型件202插入加热炉201中。光学纤维预型件202降低至加热元件203达到拉拔开始位置所对应的位置(如图4中虚线所示)，在该位置处加热元件对着光学纤维预型件202的下端部分。用盖子205a盖住上部延伸部分205的顶面。在这种情况下，向加热元件207供给电流以将其加热。这个操作加热并熔化光学纤维预型件202的下端部分，从而拉拔出光学纤维。随着光学纤维拉拔操作的进行，光学纤维预型件202随着供给器210逐渐降低。

如上所述，在使用光学纤维制造装置200时，首先，将光学纤维预型件202从装配位置处降低至拉拔开始位置处。在光学纤维的拉拔操作开始之后，再将光学纤维预型件202从拉拔开始位置处降低至如图4中交替的长短虚线所示的拉拔结束位置处。这个操作使光学纤维预型件202总体上移动一个很长的距离，这样就在垂直方向上需要很大的空间。

相比之下，本发明的光学纤维制造方法在光学纤维的拉拔操作期间并不需要光学纤维预型件2的向下移动。这个系统可以最小化光学纤维预型件的垂直移动量，并且不再需要为光学纤维3的拉拔在垂直方向上提供巨大的空间。

具体地说，在第一个实施例中，首先，加热炉4的炉体6向上移动，而光学纤维预型件2的垂直位置不变。这个操作会使感受器对着光学纤维预型件的下端部分从而使得可以进行拉拔操作，如图1所示。另外，随着光学纤维3拉拔操作的进行，炉体6向上移动，同时感受器加热并熔化光学纤维预型件。于是，这个相对简单的结构就能可靠地将感受器的热产生部分向光学纤维预型件的上端部分移动。这个结构还能实现感受器加热的简单控制。而且，在使光学纤维预型件到达拉拔开始位置时，只是向上移动炉体，而没有降低光学纤维预型件。于是，这个系统进一步减少垂直方向上的空间。

于是，可以降低塔架14的垂直高度，从而降低设备成本。可选地，可以扩大用于冷却光学纤维3的冷却器(未示出)的空间。在这种情况下，即使提高光学纤维3的拉拔速度，也能充分地对拉拔出的光学纤维3进行冷却。

图5是光学纤维制造装置30的垂直截面图，这是本发明用于制造光学纤维的装置的第二个实施例。图6示出了光学纤维制造装置30的VI-VI剖面。图7是一个示意图，其解释了一种利用光学纤维制造装置30制造光学纤维的方法。

光学纤维制造装置30配备有一个加热炉31。加热炉31具有一个圆柱状加热元件32和一个围绕加热元件32的炉体33。加热元件是一个通过高频感应进行加热的感受器(在下文中，在第二个实施例中，加热元件32称为感受器32)。感受器32是用例如氧化锆等陶瓷材料形成。一个用于产生高频电磁场的线圈36绕着感受器32。一个石英管34置于感受器32和线圈36之间。绝热材料35填满感受器32和石英管34之间的间隙。

炉体33设有一个垂直朝向的窗口37。窗口37的形成是为了将线圈36的两个端部连到炉体33的外面并且使线圈36可在炉体33里垂直移动。

线圈36随着移动机构10一起移动。移动机构10具有一个支承板12，两个支承杆38连接至该支承板12上。支承杆38的顶端部分通过窗口37进入炉体33。线圈36的末端固定于支承杆38上。铜线39连接至与炉体33外面相连的线圈36的末端。

在利用光学纤维制造装置30制造光学纤维3时，首先，如图7所示，一个连接至光学纤维预型件2的上端的预型件握杆20由一个夹盘部分42所夹持，该夹盘部分42位于一个供给器40的一个供给元件41的顶端。供给元件41从如图7中实线所示的装配位置处降低从而将光学纤维预型件2通过炉体33顶部上的开口33a插入加热炉31中。在这个初始阶段，线圈36位于炉体33的下部。光学纤维预型件2降低至线圈36到达拉拔开始位置所对应的位置处(如图7中虚线所示)，在该位置处线圈36对着光学纤维预型件2的下端部分。

在这种情况下，向线圈36供给电流从而加热感受器32上对应于线圈36位置处的下端部分，从而使得下端部分的温度升高至2,000℃左右。这个操作加热并熔化光学纤维预型件2的下端部分，从而从光学纤维预型件2中拉出光学纤维3。

下一步，转动移动机构10的滚珠螺杆17从而相对于感受器32移动线圈36。这个操作移动感受器的热产生部分。这样光学纤维3的拉拔就持续进行。

如上所述，在光学纤维3的拉拔期间，线圈36向上移动，而光学纤维预型件2保持不动。因此，与利用光学纤维制造装置200制造光学纤维相比，缩短了光学纤维预型件2的移动距离。因此，可以降低拉拔在垂直方向上所需的空间。而且，除了感受器的加热易于控制之外，感受器的热产生部分也能可靠地向光学纤维预型件的上端部分移动。

图8是光学纤维制造装置50的垂直截面图，这是本发明用于制造光学纤维的装置的第三个实施例。图9A和9B是示意图，其解释了一种密封光学纤维制造装置50的炉体顶部上的一个开口的方法。

光学纤维制造装置50配备有一个加热炉51。加热炉51具有一个由石墨形成的感受器52。一个用于供给例如氮气或氦气等惰性气体的供气部件53位于炉体33的顶部。供气部件53发出一种惰性气体以使加热炉51内部充满惰性气体。引入加热炉51的惰性气体从炉体33底部上的开口33b排出。

这样就防止了外界氧气通过围绕着感受器的炉体33的顶部上的开口33a进入加热炉51(光学纤维预型件通过开口33a插入)。为了实现这种防止的作用，在光学纤维的拉拔期间密封住供气部件53的开口。通过防止外界氧气进入炉体可以防止石墨感受器52的氧化以及因而所引起的使感受器不能使用。

图9A示出了密封方法的一个实例。在位于炉体顶部或上端延伸部分的供气部件53的开口53a处提供一个接触密封件54。接触密封件54与连接至光学纤维预型件顶部的预型件握杆20无间隙地接触或滑动接触。这种接触可能会划伤预型件握杆20。然而，预型件握杆20表面上的任何损伤都不会引起问题。图9B示出了另一个例子。这是气体密封型，其中将一种惰性气体强烈地吹入供气部件53的开口53a从而防止外界气体的进入。无需密封炉体33底部上的开口33b，因为这个开口只允许加热炉51里的惰性气体排出。

可选地，可以不用在炉体33的顶部提供一个供气部件53，而是通过给炉体33提供一个供气口从而引入惰性气体。在这种情况下，必须完全密封炉体33顶部的开口33a。

图10是光学纤维制造装置60的一个垂直截面图，这是本发明用于制造光学纤维的装置的第四个实施例。图11是一个示意图，其示出了一种向光学纤维制造装置60的各个线圈供应电流的方法的一个实例。

光学纤维制造装置60配备有一个加热炉61。加热炉61具有一个圆柱状加热元件62以及一个围绕着加热元件62的炉体63。加热元件62是一个通过高频感应加热的感受器(下文中，在第四个实施例中，加热元件62称为感受器62)。感受器62是用例如氧化锆等陶瓷材料形成。若干用于产生高频电磁场的线圈65A至65C围绕着感受器62垂直排列。一个石英管64置于感受器62和线圈65A至65C之间。绝热材料66充满感受器62和石英管64之间的间隙。绝热材料66还可以充满由炉体63和石英管64所形成的空间。分别从电源66A至66C通过电流调节机构67A至67C将电流供给至线圈65A至65C(电流调节机构包括有一个可变电阻、一个选择开关和一个可控硅整流器)。

感受器62还可以由石墨形成。在这种情况下，如同第三个实施例，必须应用一个密封件或者其它装置防止感受器62的氧化。

在利用光学纤维制造装置60制造光学纤维时，首先，如图10所示，将光学纤维预型件2插入加热炉61中。在这种情况下，在利用电流调节机构67A对电流进行调节之后从电源66A将电流供给至最下面的线圈65A。这个电流供应会加热感受器65上对应于线圈65A位置处的下端部分。这个操作加热并熔化光学纤维预型件2的下端部分，以使得可以从光学纤维预型件2拉拔出光学纤维3。

然后，随着拉拔操作的进行，在利用电流调节机构67B对电流进行调节之后从电源66B将电流供给至中间位置处的线圈65B。这个电流供应会加热感受器65上对应于线圈65B位置处的中间部分。同时，停止供给至线圈65A的电流。然后，随着拉拔操作的继续进行，在利用电流调节机构67C对电流进行调节之后从电源66C将电流供给至最上面的线圈65C。这个电流供应会加热感受器65上对应于线圈65C位置处的上端部分。同时，停止供给至线圈65B的电流。这样光学纤维3的拉拔操作持续进行。

如上所述，电流供应从线圈65A至65C中的一个切换至另一个从而将感受器2的热产生部分向光学纤维预型件2的上端部分移动。在这种情况下，希望通过在模拟、的基础之上改变供给至线圈65A至65C的电流从而将电流供应从一个线圈切换至另一个。例如，如图11所示，当供给至线圈65A的电流变小时，供给至线圈65B的电流增加。随后，当供给至线圈65B的电流变小时，供给至线圈65C的电流增加。这样的操作使得拉拔操作中光学纤维3的直径保持不变。

第四个实施例不再需要提供用于使移动炉体63或线圈65至65C向上移动的移动机构。因此，可以简化光学纤维制造装置的结构，从而降低该装置的成本。此外，感受器的热产生部分可以可靠地朝着光学纤维预型件的上端部分移动。

图12是光学纤维制造装置70的垂直截面图，这是本发明用于制造光学纤维的装置的第五个实施例。光学纤维制造装置70配备有一个加热炉71。加热炉71具有一个其中插入有光学纤维预型件的圆柱状套管72，以及一个围绕着圆柱状套管72的炉体73。加热元件74围绕着圆柱状套管72放置。加热元件74为电阻型加热器，当供给电流时其产生热。圆柱状套管72和加热元件74由例如石墨或碳化硅等材料制成。绝热材料75充满圆柱状套管72和炉体73之间的空间。炉体73可以随着移动机构10垂直地移动。

在炉体73的顶部设有一个用于供应惰性气体的供气部件76。供气部件73用惰性气体填满加热炉内部。供气部件76的一个开口76a由惰性气体所气体密封。这样就可以防止圆柱状套管72和加热元件74的氧化。

炉体73的底部上设有一个下端延伸部件77。加热炉71中的惰性气体从下端延伸部件77上的一个开口77a排出。一个直径监视器18通过支架19连接至下端延伸部件77的背面上。

在利用光学纤维制造装置70制造光学纤维时，首先，具有与光学纤维预型件2几乎相同直径的预型件握杆78连接至光学纤维预型件2的顶部。预型件握杆78由一个夹盘部分(未示出)所夹持。在这种情况下，加热炉71随着移动机构10向上移动以进行拉拔操作。

如果连接至光学纤维预型件2的预型件握杆的直径很小，在拉拔操作刚好结束之前，开口76a的区域会增大。于是，开口76a就不能保持足够气密，就会导致外界空气中的氧气进入加热炉71的可能性。另一方面，具有与光学纤维预型件2相同直径的预型件握杆78可以使得即使是在拉拔操作刚好结束之前也能保持足够的气密。这种结构对于一种当加热元件由例如石墨等材料形成的情况下将一个强烈的气流吹向炉体顶部的一个开口以阻止外界空气中的氧气进入炉体的气密系统尤其有用。

图13是光学纤维制造装置80的垂直截面图，这是本发明用于制造光学纤维的装置的第六个实施例。图14示出了当拉拔操作进行到一定程度时的光学纤维制造装置80。

光学纤维制造装置80配备有一个加热炉81。加热炉81具有与加热炉71中相同的圆柱状套管72、炉体73以及加热元件74。在炉体73的顶部上设有一个用于供应惰性气体的构架型供气部件82。供气部件82的顶部联接至一个延伸元件(波纹管)83的底部。波纹管83的开口带有一个与预型件握杆20有关的接触密封件或其它密封装置以防止氧气进入加热炉81。在炉体73移动之前，光学纤维预型件2的上端部分由联接至炉体73顶端部分的波纹管80所盖住。

在加热炉81中，当炉体73位于如图13所示的拉拔开始位置处时，波纹管83处于拉伸状态。然后，当转动移动机构10的滚珠螺杆17时，如图14所示，炉体73向上移动，压缩波纹管83。这样，即使当连接至光学纤维预型件2顶部的预型件握杆20的直径比预型件2的直径小时，炉体73也可以很容易地向上移动，并且不会让外界空气中的氧气进入加热炉81。第六个实施例尤其适用于加热元件由例如石墨等材料制成的情况。

图15是光学纤维制造装置90的垂直截面图，这是本发明用于制造光学纤维的装置的第七个实施例。图16示出了光学纤维制造装置90沿着XVI-XVI的剖面图。

光学纤维制造装置90配备有一个加热炉91。加热炉91具有一个圆柱状套管92和一个围绕着该圆柱状套管92的炉体93。一个内石英管94和一个外石英管95围绕着圆柱状套管92放置。加热元件96置于石英管94和95之间。圆柱状套管92和加热元件96由例如石墨或碳化硅等材料制成。绝热材料97充满圆柱状套管92和内石英管94之间的空间。绝热材料98充满炉体93和外石英管95之间的空间。在炉体93的顶部设有一个用于供应惰性气体的供气部件99。

炉体93设有一个垂直朝向的窗口100。石英管95在与炉体93的窗口100相对的位置处设有一个垂直朝向的窗口101。窗口100和101的形成是为了提供一个放置支承构件102的空间，该支承构件102将加热元件96联接至移动机构10的支承板12。这种结构使得移动机构10可以垂直地移动加热元件96。

波纹管103和104设在支承构件102和炉体93之间以密封窗口100。这种结构能防止大气中的氧气通过窗口100进入炉体93，从而防止加热元件96的氧化。

在光学纤维制造装置90中，当加热元件96处于如图15所示的拉拔开始位置时，上波纹管103拉伸，下波纹管104压缩。然后，当随着拉拔光学纤维3的进行加热元件96向上移动时，上波纹管103逐渐压缩而下波纹管104逐渐拉伸。

这个实施例具有加热元件96垂直移动的结构。可选地，可以垂直地排列多个加热元件以便电流可以从下端加热元件切换至上端加热元件。在这种情况下，就无需提供内石英管94和外石英管95以及在炉体95中形成窗口100。

图17是光学纤维制造装置110的垂直截面图，这是本发明用于制造光学纤维的装置的第八个实施例。光学纤维制造装置110配备有一个加热炉4。加热炉4安装在XY工作台111上。XY工作台在垂直于光学纤维预型件2中心轴线的方向上移动加热炉4(X和Y方向如图17中所示)。

XY工作台111通过支承构件112联接至移动机构10的支承板12。因此，当转动移动机构10的滚珠螺杆17时，炉体4随着XY工作台111一起向上移动。两对具有相互正交的光学轴线的直径监视器22通过支架23连接至炉体6的上表面上。

一个用于固定光学纤维预型件2的夹盘部分21和一个置于预定位置的滑轮113通过一个传动带114相互连接。在驱动电动机115时，滑轮113转动。这个转动通过传动带114传递至夹盘部分21。夹盘部分21的转动使光学纤维预型件绕着其自身的轴线转动。

在用光学纤维制造装置110制造光学纤维时，首先，将加热炉4升高至如图17所示的拉拔开始位置处。然后，在拉拔光学纤维预型件2之前，用XY工作台111移动加热元件5以使得加热元件的中心轴线和光学纤维预型件的中心轴线彼此重合(下文中，在第八个实施例中，加热元件5称作感受器5)。更具体地，由两对直径监视器22所测得的光学纤维预型件2的位置与感受器5的预定位置相比较。如果它们不重合，使感受器5随着加热炉4一起移动以达到两个中心轴线的重合。

在光学纤维预型件2的拉拔期间，可以用两对光学轴线相互垂直的直径监视器18测量拉拔光学纤维3的位置。如果光学纤维3不处于圆柱状套管的中心轴线上，移动XY工作台111以使圆柱状套管和光学纤维3的中心轴线彼此重合。通过这种方法，光学纤维预型件2和加热元件5的轴线可以彼此重合。

光学纤维预型件2和感受器5的中心轴线的重合可以防止当预型件2加热并熔化时预型件2的横截面形状变成非圆形(椭圆的)。在上述描述中，术语“横截面形状”意思是垂直于光学纤维预型件2中心轴线的横截面的形状。

另外，当由电动机115驱动光学纤维预型件2绕着其自身的轴线转动时，制造出光学纤维3。这个转动能实现预型件2周边均匀的加热。因此，这个转动可以更可靠地防止当预型件2加热并熔化时其横截面形状变为非圆形。

于是，也可以防止拉拔光学纤维3的横截面形状也变为非圆形。因此，这样得到的光学纤维3具有良好的极化方式分散(PMD)，并且使用这种光学纤维3可以很容易实现长途传输。

这个实施例具有XY工作台111在垂直于光学纤维预型件2中心轴线的方向上移动加热炉4的结构。可选地，夹盘部分21可以连接至XY工作台以使其也可以移动。这种结构使得光学纤维预型件2可以在上述相同的方向上移动。

图18是光学纤维制造装置120的垂直截面图，这是本发明用于制造光学纤维的装置的第九个实施例。光学纤维制造装置120执行由棒材至管材的拉拔。用于由棒材至管材拉拔的光学纤维预型件121包括有一个玻璃管122，该玻璃管122具有一个熔化接合至其上表面的引导管123。一个芯棒124插入玻璃管122中。一个引导棒125熔化接合至芯棒124的上表面。引导管123的上端由一个盖子126所密封。引导棒125与盖子126之间也是密封的，并且没有缝隙。

光学纤维制造装置120装备有：(a)一个用于夹持引导管123的夹盘部分127，(b)一个用于夹持引导棒125的夹盘部分128，和(c)一个用于排放存在于芯棒124和玻璃管122之间孔隙中的气体的管道129(降低玻璃管122内的压力)。一个压力计130和一个阀131连接至管道129。管道129与盖子126之间也是密封的，并且没有缝隙。

光学纤维制造装置120配备有一个加热炉132。加热炉132具有一个加热玻璃管122的加热元件133，以及一个围绕着加热元件133的炉体134。炉体134可以随着上述移动机构10垂直地移动。在炉体134的顶部上设有一个用于供应惰性气体的供气部件135。

在光学纤维制造装置120中，当加热元件133产生热时，同时加热并熔化玻璃管122和芯棒124，实现光学纤维136的拉拔。随着拉拔的进行，加热炉132逐渐向上移动。

如上所述，在光学纤维136的拉拔期间，加热炉132移动而光学预型件2保持不动。因此，管道129也可以保持不动。于是，就能简化装置，降低成本。

第九个实施例具有加热炉132的炉体134垂直移动的结构。可选地，加热元件133也可以垂直移动。再可选地，可以垂直地排列若干加热元件133以使得电流供应可以从加热元件133的下部向加热元件133的上部切换。

本发明并不限于上述实施例。例如，在包括有如图1所示的感受器5、垂直移动的炉体6以及线圈9的加热炉4中，感受器5也可以由例如石墨等材料制成。在这种情况下，必须应用下述设计之一：

(a)如图12所示，炉体6顶部上的开口6a是气体密封的并且提供于光学纤维预型件2顶部上的预型件握杆具有与预型件2相同的直径。

(b)如图13所示，在炉体6的顶部设有一个波纹管。

以上，结合被视为是本发明最实用、最优选的实施例对本发明进行了描述。然而，本发明并不限于所公开的实施例，而是相反，本发明应涵盖包括在所附加权利要求的主旨和范畴内的各种修改以及等效安排。

于2003年9月29日申请的日本专利公开2003-338066的全部公开内容，包括说明书、权利要求、附图以及摘要，整体结合在本发明中作参考。

Claims (13)

1.一种制造光学纤维的方法，该方法通过利用一个加热元件加热一个光学纤维预型件的下端部分从而使该光学纤维预型件可以被拉拔，其特征在于通过将加热元件的热产生部分从光学纤维预型件的下端部分向上端部分移动从而拉拔该光学纤维预型件。

2.如权利要求1所述的制造光学纤维的方法，其特征在于：

(a)加热元件固定于绕着加热元件的一个炉体上；和

(b)通过移动炉体从而移动热产生部分。

3.如权利要求2所述的制造光学纤维的方法，其特征在于加热元件是一个通过高频感应进行加热的感受器。

4.如权利要求2所述的制造光学纤维的方法，其特征在于：

(a)一个直径监视器固定于炉体上；和

(b)随着炉体一起移动的直径监视器在一个与光学纤维预型件的颈缩部分相距几乎恒定距离的位置处对光学纤维的直径进行测量。

5.如权利要求2所述的制造光学纤维的方法，其特征在于一个具有与光学纤维预型件几乎相同直径的预型件握杆接合至光学纤维预型件的顶部。

6.如权利要求2所述的制造光学纤维的方法，其特征在于在移动炉体之前，光学纤维预型件的上端部分由一个联接至炉体上端部分的扩展元件所覆盖。

7.如权利要求1所述的制造光学纤维的方法，其特征在于：

(a)加热元件是一个通过高频感应进行加热的感受器；

(b)一个用于产生高频电磁场的线圈设成围绕着感受器；和

(c)线圈相对于感受器移动从而移动感受器的热产生部分。

8.如权利要求1所述的制造光学纤维的方法，其特征在于：

(a)加热元件是一个通过高频感应进行加热的感受器；

(b)多个用于产生高频电磁场的线圈绕着感受器垂直地排列；和

(c)电流的供应从一个线圈切换至另一个从而移动感受器的热产生部分。

9.如权利要求1、2、7和8中任一所述的制造光学纤维的方法，其特征在于通过在从预备工作开始直至拉拔操作结束期间的任何时间移动加热元件和光学纤维预型件中的一个以使得加热元件的中心轴线和光学纤维预型件的中心轴线相互重合，从而拉拔该光学纤维预型件。

10.一种用于制造光学纤维的装置，其利用一个加热元件加热一个光学纤维预型件的下端部分以便可以拉拔该光学纤维预型件，其特征在于该装置包括有一个用于从光学纤维预型件的下端部分向上端部分移动加热元件的热产生部分的移动机构。

11.如权利要求10所述的制造光学纤维的装置，其特征在于：

(a)加热元件固定于围绕着加热元件的一个炉体上；和

(b)移动机构移动该炉体。

12.如权利要求10所述的制造光学纤维的装置，其特征在于：

(a)加热元件是一个通过高频感应进行加热的感受器；

(b)一个用于产生高频电磁场的线圈设成围绕着感受器；和

(c)移动机构相对于感受器移动该线圈。

13.如权利要求10所述的制造光学纤维的装置，其特征在于：

(a)加热元件是一个通过高频感应进行加热的感受器；

(b)多个用于产生高频电磁场的线圈绕着感受器垂直地排列；和

(c)移动机构对供应至线圈中的电流进行调节。

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