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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Haltevorrichtung für das Basismaterial
einer optischen Faser.
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2. Beschreibung des Standes
der Technik
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Eine
optische Faser wird im Allgemeinen wie folgt hergestellt. Bei einem
als VAD bezeichneten Verfahren wird ein poröses Basismaterial so erhalten,
dass Teilchen aus SiO2, die aus Materialgas, zum
Beispiel SiO4 gebildet sind, der Hydrolyse
mit einer Knallgasflamme unterzogen werden und auf einem anfänglichen
Material abgelagert werden, das sich aufwärts bewegt, während es
gedreht wird. Bei einem anderen, als OVD bezeichneten Verfahren wird
ein poröses
Basismaterial derart erhalten, dass Teilchen aus SiO2,
die aus Materialgas, zum Beispiel SiO4 gebildet
sind, der Hydrolyse mit einer Knallgasflamme von einem Brenner unterzogen
werden, der relativ zu einem anfänglichen
Material bewegbar ist, und auf dem sich drehenden anfänglichen
Material abgelagert werden. Noch weiterhin gibt es als MCVD bezeichnetes
Verfahren, bei dem ein Materialgas in ein Hüllmaterial eines Quarzrohres
oder dergleichen strömt
und das Gas einer Reaktion und Ablagerung darin unterzogen wird.
Dann wird, während
ein Hängemechanismus
das so erhaltene Basismaterial hängend
hält, das
Basismaterial einer Erwärmung
und Dehydratisierung unterzogen, um zu verglasen, so dass ein Vorformling
für eine
optische Faser hergestellt wird. Schließlich wird eine optische Faser
durch Ziehen des so hergestellten Vorformlings erhalten.
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Während dieses
Herstellungsprozesses verschiebt sich die natürliche Drehfrequenz des auf
das anfängliche
Material aufgebrachten Sootmaterials von niedriger zu höher, wenn
das aufgebrachte Sootmaterial wächst.
Wenn die natürliche
Frequenz ein ganzzahliges Mehrfaches der Drehzahl der Drehwelle
erreicht, beginnt der wachsende Punkt, der sich an dem unteren Endbereich
des Sootmaterials befindet, in erheblichem Maße zu schwingen, so dass es schwierig
ist, Glaspartikel gleichförmig
darauf abzulagern. Folglich werden unerwünschte Singularitäten in dem
abgelagerten Sootmaterial erzeugt. Es ist problematisch, dass eine
optische Faser, die durch Ziehen eines Vorformlings erhalten wurde,
der durch Verglasen eines derartigen aufgebrachten Sootmaterials
gebildet wurde, instabile Eigenschaften in der Längenrichtung des Vorformlings
hat, da die Grenzwellenlänge
und der Modenfelddurch messer hiervon an den Singularitäten extrem
variieren und die polarisierte Modendispersion für ein optisches Signal, das
innerhalb der optischen Faser übertragen wird,
groß wird.
Insbesondere wird die polarisierte Modendispersion umso wichtiger,
je größer die Übertragungsdichte
von Signalen in einer optischen Faser wird.
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Es
wurde gefunden, dass die polarisierte Modendispersion durch Doppelbrechung
in dem Kern der optischen Faser bewirkt wird, und die Doppelbrechung
wird durch eine nicht kreisförmige
Form des Kerns, die die optische Faser beschichtende Beschichtungsschicht,
Beanspruchung innerhalb der optischen Faser aufgrund des Zustands
und Biegens des Kabels bewirkt.
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Es
wird angenommen, dass der Grund für die nicht kreisförmige Form
des Kerns oder der Hülle beispielsweise
das Schwingen oder ungleichförmige Drehungen
des während
der Herstellung aufgebrachten Sootmaterials sind.
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Im
Allgemeinen tritt mit Bezug auf die Erzeugung des Schwingens für den Fall,
dass ein Stab an seinem oberen Ende aufgehängt ist, eine schwingende Drehung
an dem unteren Ende des Stabs auf, wenn die Drehachse des Stabs
von der Mittenachse des Stabs abweicht.
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Einzelheiten
werden mit Bezug auf die 1 und 2A bis 2C erläutert. 1 illustriert
einen Zustand, in welchem ein anfängliches Material 2 durch
einen oberen Bereich einer Stützwelle 1 aufgehängt ist.
Dies ist ein beispielhafter Fall, in welchem die mittlere Achse
des anfänglichen
Materials 2 gegenüber
der Drehachse der Stützwelle 1 versetzt
ist. Die Zentrifugalkraft Fs bei der Winkelgeschwindigkeit ω wirkt auf
den Schwerpunkt C des anfänglichen
Materials 2, so dass das Schwingen an dem unteren Ende
des anfänglichen
Materials 2 in der Richtung des Pfeils in 1 erfolgt. 2A zeigt
einen Zustand unmittelbar nach der Befestigung des anfänglichen
Materials 2 an dem unteren Endbereich der Stützwelle 1,
in welchem die mittlere Achse des anfänglichen Materials 2 von
der Drehachse der Stützwelle 1 um
einen Winkel θ abweicht. 2B illustriert
einen Zustand, in welchem ein Gleichgewicht durch Biegen der Stützwelle 1 hergestellt
ist. 2C zeigt einen Zustand, in welchem der untere
Endbereich des anfänglichen
Materials 2 in der Pfeilrichtung schwingt, während die
Stützwelle 1 sich
dreht. Wie beschrieben ist, biegt sich, wenn die mittlere Achse des
anfänglichen
Materials 2 von der Drehachse der Stützwelle 1 abweicht,
die Stützwelle 1,
die eine Starrheit aufweist, bis das anfängliche Material 2 in der
momentausgeglichenen Position stillsteht. In diesem Zustand hat
der untere Endbereich des anfänglichen
Materials 2 während
der Drehung eine Schwingung mit der Breite S.
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Bei
der Herstellung des Basismaterials für eine optische Faser werden,
wenn das Schwingen des unteren Endbereichs des anfänglichen
Materials 2 während
des VAD- oder OVD-Verfahrens auftritt, aber die relativ kleine Breite
hat, Glasteilchen exzentrisch mit Bezug auf die Mitte des anfänglichen
Materials abgelagert. Andererseits wird, wenn das Schwingen eine
relativ große
Breite hat, das abgelagerte Sootmaterial, das aus auf dem anfänglichen Material
wachsenden Glaspartikeln besteht, gezwungen, in der Umfangsrichtung
extrem zu schwingen.
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Weiterhin
variiert bei Erwärmen
und Sintern, um das poröse
Glasbasismaterial zu verglasen, wenn das untere Ende des Basismaterials
schwingt, der Abstand zwischen dem Basismaterial und der Heizquelle,
so dass die empfangene Wärmemenge in
der Umfangsrichtung variiert. Folglich variiert die Verglasungsgeschwindigkeit
des Basismaterials in der Durchmesserrichtung, so dass das anfängliche Material
für den
Hauptdurchmesser des so erhaltenen Vorformlings exzentrisch positioniert
ist.
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Die
JP-A-02-051438 offenbart
ein Verfahren zum Herstellen eines porösen Ausgangsmaterials für optische
Fasern durch Drehen eines Kernmaterials und Bewirken einer hydrolytischen
Reaktion durch Blasen einer Knallgasflamme enthaltend ein Ausgangsmaterial
für Glas
auf den externen Umfang des Kernmaterials und Aufbringen eines porösen Glaskörpers auf
das Kernmaterial. Eine Vorrichtung zum Einstellen der horizontalen
Position und eine Vorrichtung zum Einstellen des Winkels sind an
einem Halter für
den oberen Teil des Kernmaterials vorgesehen, wodurch die horizontale
Position des Kernmaterials in Beziehung zu der sich drehenden Welle
und der Winkel des Kernmaterials zu der sich drehenden Welle eingestellt
werden. Somit wird der Grad der Umdrehung des Kernmaterials korrigiert,
und eine kostengünstige
optische Faser ohne exzentrischen Kern und mit guten Eigenschaften
kann erhalten werden.
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JP-A-05-147964 zeigt
eine Struktur zum Verbinden eines Basismaterials für eine optische
Faser, die zum Halten eines Kopfteils ausgebildet ist, das an dem
oberen Ende eines zweiten Kaltstrangs vorgesehen ist, der das Basismaterial
der optischen Faser hält
und der einen größeren Durchmesser
als der zweite Kalt strang hat, mit dem unteren Teil eines Verbindungsglieds,
das mit einem ersten Kaltstrang verbunden ist, der in dem oberen
Teil durch ein Greifteil ergriffen ist. Eine konische Oberfläche, die
eine drehsymmetrische Oberfläche
mit der senkrechten Achse als eine Mitte ist und einen Durchmesser
hat, der allmählich
nach unten abnimmt, und den Kopfteil von unten stützt, ist
in dem unteren Teil des Verbindungsglieds gebildet. Andererseits
hat der Kopfteil einen Kontaktteil, der konzentrisch um die Achse
des zweiten Kaltstrangs mit Bezug auf die konische Oberfläche ist.
Zusätzlich
kommen die stützende
Oberfläche und
der Kopfteil in Linienkontakt über
den Kontaktteil, und daher kann die senkrechte Stellung leicht erhalten
werden.
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Die
JP-A-06-305764 beschreibt
eine Vorrichtung zum automatischen Einstellen der Position eines
Klemmteils, um der mittleren Achse eines ersten Kaltstrangs zu ermöglichen,
mit der mittleren Achse einer Ziehvorrichtung für eine optische Faser ausgerichtet
zu sein. Das heißt,
die Position des ersten Kaltstrangs, der von dem Klemmteil eingeklemmt
ist, wird so eingestellt, dass die mittlere Achse des ersten Kaltstrangs
mit der mittleren Achse der Ziehvorrichtung für eine optische Faser ausgerichtet
ist, durch Bewegen einer (X, Y)-Position des Klemmteils, das so
angeordnet ist, dass es in der horizontalen Ebene senkrecht zu der
mittleren Achse des ersten Kaltstrangs bewegbar ist. Dann wird ein
zweiter Kaltstrang, der einen Vorformling für eine optische Faser hält, mit
dem ersten Kaltstrang durch ein Verbindungsteil verbunden.
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Weiterhin
ist aus der
JP-A-01-065041 eine Vorrichtung
zum Herstellen eines Vorformlings für eine poröse optische Faser bekannt,
bei der das Ausgangsmaterial zur Bildung des mittleren Teils der
optischen Faser vertikal durch eine Dreheinspannvorrichtung gehalten
ist und die feinen Teilchen eines Glasmaterials, die durch Flammenhydrolyse
gebildet sind, auf dem äußeren Umfang
des Startmaterials abgelagert werden. In diesem Fall wird die Größe des Wirbelns
des Teils des Startmaterials unmittelbar vor der Ablagerung aufeinanderfolgend
von einer Messvorrichtung, die in der Nähe des Ablagerungspunkts unterhalb
der Position, auf der die feinen Teilchen abzulagern sind, gemessen.
Der gemessene Wert wird in eine Steuervorrichtung eingegeben; der
Klauenteil der Drehspannvorrichtung wird durch eine XY-Stufe in
der horizontalen Ebene gegenüber
der Mitte der Drehwelle versetzt, um die Größe des Wirbelns auf null zu
verringern, und das Wirbelns des Teils des Startmaterials unmittelbar
vor der Ablagerung wird unterdrückt.
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Schließlich offenbart
die
JP-A-62-070243 eine
Vorrichtung zum Herstellen eines Vorformlings für eine optische Faser, bei
der vor der Ablagerung von Glassoot auf der äußeren Oberfläche eines Quarzglasstabes
der Quarzglasstab durch eine drehbare Spannvorrichtung gedreht wird
und Messuhren einer oberen und unteren Korrekturspannvorrichtung bei
dem Glasstab angewendet werden, um das Wirbeln und seine Mitte zu
messen. Ein Teil eines oberen Kaltstrangs oberhalb der Korrekturspannvorrichtung
wird mit einem Handbrenner erwärmt
und erweicht, und die Mikrometerköpfe der zwei Korrekturspannvorrichtungen
werden gegen den Kaltstrang gedrückt,
bis das von der Messuhr gemessene Wirbeln mit dem zuerst bestimmten
Mittenwert übereinstimmt.
Ein Verbrennungsgas und ein Rohmaterialgas werden durch einen Brenner
eingeführt
und Glassoot wird in dem Glasstab abgelagert, um den gewünschten
Vorformling für
eine optische Faser zu erhalten.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Es
ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Haltevorrichtung
für das
Basismaterial einer optischen Faser vorzusehen, die die vorstehenden
Nachteile des Standes der Technik überwindet. Diese Aufgabe wird
durch die in dem unabhängigen
Anspruch beschriebene Kombination gelöst. Die abhängigen Ansprüche definieren
weitere vorteilhafte und beispielhafte Kombinationen der vorliegenden Erfindung.
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Gemäß der Erfindung
weist eine Haltevorrichtung für
das Basismaterial einer optischen Faser zum Halten eines Stabmaterials
mit einer Achse auf: ein Stützteil
mit einer Mittelachse, welches Stützteil um die Mittelachse drehbar
ist, und einen Einstellmechanismus zum Verringern der Exzentrizität des Stabmaterials
in Beziehung auf das Stützteil,
welche Haltevorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, dass der Einstellmechanismus
einen Verriegelungsbereicht enthält,
der auf einem Glasstab koaxial mit dem Stabmaterial verbunden vorgesehen
ist, welcher Verriegelungsbereich die Form einer keilartigen Nut
hat, die sich in Richtung der Achse des Stabmaterials erstreckt,
wodurch der breiteste Bereich der keilartigen Nut auf der Seite
des Stabmaterials ist; einen Kontaktbereich, der einen Kontakt mit
dem Verriegelungsbereich bildet, wodurch der Kontaktbereich den
Verriegelungsbereich gegen das Stützteil in einer Richtung nahezu
senkrecht zu der Achse des Stabmaterials aufgrund des Eigengewichts
des Stabmaterials drückt,
wobei das Stützteil
einen Rohrbereich mit einer inneren Oberfläche enthält, in den ein Ende des Glasstabs
mit einem gewissen Spiel eingeführt
ist, und wobei der Kontaktbereich des Einstellmechanismus einen
Stift enthält,
der zwischen der inneren Oberfläche
des Rohrbereichs und dem Verriegelungsbereich durch den Rohrbereich
eingesetzt ist.
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Gemäß einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
hat der Stift einen flachen Bereich, der den Kontakt mit dem Verriegelungsbereich
bildet.
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Gemäß noch einem
weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel
hat der Verriegelungsbereich eine Schräge, wobei der zwischen der
Schräge
und der Achsenrichtung des Glasstabs gebildete Winkel von 10 bis
50 Grad beträgt.
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Die
Erfindung wird augenscheinlicher anhand der folgenden Beschreibung
von Ausführungsbeispielen,
die in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen gegeben wird.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 illustriert
Kraftmomente für
eine schwingende Drehbewegung während
der Drehung eines durch eine Stützwelle
aufgehängten
anfänglichen
Teils.
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2A bis 2C zeigen
eine schwingende Drehbewegung bei einer Drehung eines durch eine
Stützwelle
aufgehängten
anfänglichen
Teils mit einer bestimmten Abweichung.
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3 illustriert
eine Schnittansicht eines hängenden
Werkzeugs für
ein Basismaterial aus porösem
Glas gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung.
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4 illustriert
eine teilweise Schnittansicht des hängenden Werkzeugs für ein Basismaterial
aus porösem
Glas gemäß dem Ausführungsbeispiel
der Erfindung.
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5 zeigt
eine Korrelation einer maximalen Exzentrizität beim Sintern, mit einem Winkel θ zwischen
einer schrägen
Oberfläche,
die einen pyramidenförmigen
Einschnittbereich bildet, und einer Seitenfläche eines Glasstabs.
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6 illustriert
eine andere Sintervorrichtung, bei der das Ausführungsbeispiel der Erfindung angewendet
wird.
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7 zeigt
ein Diagramm einer Verteilung einer Brechungsindexdifferenz Δn(%) mit
Bezug auf die Längsrichtung
eines Glasbasismaterials für
eine optische Faser.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
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Die
Erfindung wird nun auf der Grundlage des bevorzugten Ausführungsbeispiels
beschrieben, das den Bereich der Erfindung nicht beschränken, sondern
die Erfindung veranschaulichen soll. Alle Merkmale und deren Kombinationen,
die in dem Ausführungsbeispiel
beschrieben sind, sind nicht notwendigerweise wesentlich für die Erfindung.
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3 illustriert
eine Schnittansicht eines Hängewerkzeugs
für ein
Basismaterial aus porösem Glas
gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung.
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Das
Hängewerkzeug 91 für ein Basismaterial
hat einen rohrförmigen
Bereich 94 und eine Welle 93 an dem oberen Ende
des rohrförmigen
Bereichs 94. Die Welle 93 ist beispielsweise mit
einer Vorrichtung 92 verbunden, die ein Motor zum Auf-
und Abwärtsbewegen
des Basismaterials, während
dieses gedreht wird, ist.
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Ein
Glasstab 95, dessen Hauptdurchmesser geringfügig kleiner
als der kleinere Durchmesser des rohrförmigen Bereichs 94 ist,
ist in den rohrförmigen Bereich 94 mit
einem gewissen Spiel eingesetzt. Ein pyramidenförmiger Einschnittbereich 96,
in welchem der untere Teil tiefer einschneidet, ist von einer Seitenfläche des
Glasstabs 95 aus gebildet.
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Wie
eine Teilschnittansicht des Hängewerkzeugs
in 4 illustriert, sind zwei Löcher 101 durch eine
Seitenwand des rohrförmigen
Bereichs 94 gebohrt, während
eine Innenwand des rohrförmigen Bereichs
teilweise entfernt ist. Ein Stift 97 mit einer Säulenform
und einer flachen Oberfläche 100 darauf ist
in die Löcher 101 derart
eingeführt,
dass der Stift 97 den rohrförmigen Bereich 94 durchdringt.
Der Stift 97 ist in einen Spalt zwischen der Innenwand
des rohrförmigen
Bereichs 94 und dem pyramidenförmigen Einschnittbereich 96 eingesetzt.
Die flache Oberfläche 100,
die Winkel mit einer schrägen
Oberfläche 99,
die den pyramidenförmigen
Einschnittbereich 96 bildet, ausrichtet, bewirkt einen
Flächenkontakt
mit der schrägen
Oberfläche 99,
und ein Bogenumfang des Stifts 97 bewirkt einen linearen
Kontakt mit der Innenfläche 98 des
rohrförmigen
Bereichs 94. Die Seitenfläche des Glasstabs 95,
die dem pyramidenförmigen
Einschnitt 96 gegenüberliegt,
bewirkt einen linearen Kontakt mit der Innenwand des rohrförmigen Bereichs 94.
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Ein
Basismaterial 102 aus porösem Glas als ein Beispiel für ein Stabmaterial
ist koaxial mit dem unteren Ende des Glasstabs 95 verbunden.
Demgemäß ist das
Basismaterial 102 mit dem Hängewerkzeug 91 an
der Vorrichtung 92 aufgehängt.
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Das
vorstehend beschriebene Hängewerkzeug
wird während
des Sinterns eines porösen
Glasmaterials wie folgt verwendet.
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Zuerst
werden Glaspartikel nach dem OVD-Verfahren auf einem durch VAD gebildeten Kernstab
abgelagert, so dass ein Basismaterial 102 aus porösem Glas
mit einem Durchmesser von etwa 260 mm, einer Länge von etwa 1200 mm und einem Gewicht
von etwa 50 kg hergestellt wird.
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Der
pyramidenförmige
Einschnitt 96, bei dem der untere Bereich tiefer ist, wird
durch Schleifen der Seitenfläche
des Glasmaterials durch eine Schleifvorrichtung gebildet. Das Basismaterial 102 ist koaxial
an das untere Ende des Glasstabs 95 angeschweißt.
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Der
Glasstab 95 ist in den rohrförmigen Bereich 94 des
Hängewerkzeugs 91 bis
zu der Höhe,
in der der pyramidenförmige
Einschnitt 96 die Löcher 101 des
rohrförmigen
Bereichs 94 erreicht, eingesetzt. Der Stift 97 wird
in eines der Löcher 101 eingeführt, während die
flache Oberfläche 100 des
Stifts 97 nahezu parallel zu der schrägen Oberfläche 99 des pyramidenförmigen Einschnittbereichs 96 ist. Der
Stift 97 wird weiter durch den Spalt zwischen der Innenfläche des
rohrförmigen
Bereichs und dem pyramidenförmigen
Einschnitt 96 geschoben und durchdringt schließlich das
andere Loch 101.
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Als
Nächstes
wird die Welle 93 des Hängewerkzeugs 91 mit
dem Motor 92 verbunden, um den Glasstab 95 aufzu hängen. Hierdurch
bildet die flache Oberfläche 100 des
Stifts 97 einen Kontakt in einem gewissen Bereich mit der
schrägen
Oberfläche 99 des
pyramidenförmigen
Einschnitts 96.
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Das
Gewicht des Glasstabs 95 übt einen Druck auf die flache
Oberfläche
des Stifts 97 aus. Der Stift 97 empfängt eine
abwärtsgerichtete
Kupplungskraft an der flachen Oberfläche 100. Hierdurch
wirkt an einem Kontaktpunkt zwischen dem Stift 97 und der
Oberfläche 98 des
inneren Umfangs des Lochs 101, das in dem Einstellmechanismus 91 vorgesehen
ist, eine Kupplungskraft 97, um den rohrförmigen Bereich 94 aufwärts zu schieben.
Eine Komponente dieser Kraft drückt
die Seitenfläche
des Glasstabs 95 entgegengesetzt zu dem pyramidenförmigen Einschnitt 96 in
einen linearen Kontakt mit der Innenwand des Hängewerkzeugs 91. Die
sich ergebende Reibung befestigt den Glasstab 95 an dem
Hängewerkzeug 91.
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Drehachsen
des Motors 92 und des Glasmaterials 102 stimmen
miteinander überein,
dann ist die Richtung der Drehachsen in der vertikalen Richtung ausgerichtet.
Das Glasmaterial 102 wird in einen Reaktor eingeführt, der
einen um den Umfang des Reaktors angeordneten Heizofen hat. Das
Basismaterial 102 wird abwärts bewegt, während es
durch den Antrieb des Motors 92 gedreht wird. Da der Glasstab 95 an
dem Hängewerkzeug 91 befestigt
ist und die Drehachse des Basismaterials 102 in der vertikalen Richtung
ausgerichtet ist, dreht sich das Basismaterial 102 ohne
Schwingungen. Das Basismaterial 102 wird von dem Boden
in Folge gesintert, wenn es den Heizofen passiert.
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Gemäß dem vorbeschriebenen
Ausführungsbeispiel
wurden fünfzehn
(15) Basismaterialien aus porösem
Glas mit verschiedenen Winkeln θ zwischen
der schrägen
Oberfläche 99 des
pyramidenförmigen
Einschnitts 96 und der Seitenfläche des Glasstabs 95 hergestellt
und gesintert. Die Versetzung zwischen dem Mittelpunkt des Kerns
und der Mitte der den Kern umgebenden Umhüllung wurde in der Längsrichtung
für jedes
der so gebildeten Basismaterialien 102 gemessen. Das Verhältnis der
maximalen Versetzung zu dem mittleren Hauptdurchmesser, d. h. die
maximale Exzentrizität
wurde ermittelt. Die Beziehung zwischen dem Winkel θ und der
maximalen Exzentrizität
ist in 5 angezeigt.
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Wenn
der Winkel θ gleich
oder weniger als 40 Grad ist, kann die maximale Exzentrizität auf etwa 0,3%
reduziert werden. Der Verbindungsverlust ist klein genug, um für eine optische
Faser, die aus dem Basismaterial mit der maximalen Exzentrizität in diesem
Bereich erhalten wurde, vernachlässigt
zu werden. Wenn der Winkel θ größer als
50 Grad ist, nimmt die maximale Exzentrizität rasch stark zu, und daher der
Verbindungsverlust einer so erhaltenen optischen Faser.
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Bei
dem vorbeschriebenen vorliegenden Ausführungsbeispiel wird ein Basismaterial
aus porösem
Glas während
des Sinterns durch das Hängewerkzeug
aufgehängt.
Jedoch kann das Hängewerkzeug
ein Basismaterial aus porösem
Glas aufhängen,
das durch das VAD-Verfahren wächst.
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Darüber hinaus
wird bei dem Sintervorgang bei einem Basismaterial aus porösem Glas
vorzugsweise ein Endbereich des Basismaterials zu einer Position
nahe der Heizzone bewegt, und dann wird er während einer vorgeschriebenen
Periode von der Zeit, zu der die Heizzone des Reaktors eine Sintertemperatur
erreicht, an der Position gehalten. Folglich macht das Sintern vorher
einen Fortschritt am Endbereich des Basismaterials, dem Ende, an
dem der Sintervorgang beginnt, und dann startet der Sintervorgang
zu dem Glasmaterial, so dass die Erwärmungsunregelmäßigkeit
an dem Endbereich, an dem der Sintervorgang startet, verschwinden
kann.
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Die
Erfinder der vorliegenden Erfindung haben gefunden, dass bei dem
Sintervorgang eines Basismaterials ein Endbereich des Basismaterials
zu einer Position nahe der Heizzone bewegt wird und dann an der
Position während
einer vorgeschriebenen Periode von der Zeit, zu der die Heizzone
des Reaktors eine Sintertemperatur erreicht, gehalten wird, bevorzugte
numerische Werte der vorgeschriebenen Periode, d. h. die verstrichene
Zeit T, von dem kleineren Durchmesser, der Länge und dem Volumen des Reaktors
und dem größeren Durchmesser
des Basismaterials und der Länge
des großen
Durchmesserbereichs des Basismaterials abhängen. Genauer gesagt, die verstrichene
Zeit T wird so bestimmt, dass sie der folgenden Formel genügt: Tπ(R2L – r2l)/4Q, so dass Probleme, die während des Sinterns
auftreten können,
gelöst
werden.
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Weiterhin
wird, nachdem die Heizzone des Reaktors eine Sintertemperatur erreicht
hat, sie während
der vorgeschriebenen Periode auf der Sintertemperatur gehalten,
bis das Atmosphärengas gründlich durch
das Behandlungsgas, zum Beispiel Ar, ersetzt ist und das Behandlungsgas
angemessen den Kern des Basismaterials erreicht hat, und dann wird
das Basismaterial zum Sintern zu der Heizzone bewegt.
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Gemäß dem vorbeschriebenen
Sintervorgang hat der Anfangsbereich, bei dem herkömmlich der
Sintervorgang ungenügend
ist, die geringere Heizunregelmäßigkeit,
da das Basismaterial mit der Bewegung beginnt, nachdem die ausreichende
Periode von der Zeit, zu der die Sintertemperatur kommt, verstrichen
ist, so dass das Basismaterial für
optische Fasern, die stabile Eigenschaften haben, hergestellt werden
kann.
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BEISPIEL
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Ein
Sintervorgang für
ein Basismaterial aus porösem
Glas mit großen
Abmessungen wurde unter Verwendung einer Sintervorrichtung wie in 6 gezeigt
durchgeführt.
Die in 6 gezeigte Sintervorrichtung enthielt ein Hängewerkzeug 114,
ein Einlassventil 115, ein Auslassventil 116 und
ein Druckmessgerät 117.
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Zuerst
wurde das Basismaterial 111 in einen Reaktor 112 eingesetzt,
und dann wurde der Reaktor 112 aufgeheizt. Nachdem eine
Heizzone 113 des Reaktors 112 die Sintertemperatur
erreicht hat, wartete der Prozess dreißig (30) Minuten als die verstrichene Zeit
T. Danach wurde das Basismaterial 111 in die Heizzone 113 bewegt
und das Sintern gestartet. Folglich wurden die Dehydratisierung
und der Glasbildungsprozess durchgeführt.
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Mit
Bezug auf das so erhaltene Basismaterial wurde eine Brechungsindexdifferenz Δn(%) von
dem Brechungsindex entlang der Längenrichtung
gemessen. Das Ergebnis ist in 7 angezeigt.
In 7 stellen Dreiecksymbole (Δ) die gemessenen Werte gemäß diesem
Beispiel dar.
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Weiterhin
ist, nachdem die Heizzone 113 des Reaktors 112 die
Sintertemperatur erreicht hat, eine Zeit von dreißig (30)
Minuten verstrichen, und das Atmosphärengas wurde ausreichend durch
Ar-Gas ersetzt. Dann begann das Basismaterial 111, sich
zu der Heizzone 113 zu bewegen, so dass der Sintervorgang
erreicht wurde. Unter dieser Bedingung wurden die ähnlichen
Ergebnisse erhalten.
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VERGLEICHSBEISPIEL
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Ein
Basismaterial aus porösem
Glas wurde unter Verwendung derselben Vorrichtung wie im Beispiel
gesintert, aber unter unterschiedlichen Bedingungen für den Vergleich.
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Nachdem
das Basismaterial in der Sintervorrichtung installiert war, wurde
der Reaktor aufgeheizt. Unmittelbar nachdem der Reaktor auf die
Sintertemperatur aufgeheizt war, wurde das Basismaterial so zu der
Heizzone bewegt, dass ein Basismaterial für eine optische Faser gesintert
wurde. Mit Bezug auf das so gesinterte Basismaterial wurde eine
Brechungsindexdifferenz Δn(%)
von dem Bezugsindex gemessen, ähnlich
dem Beispiel. Das Ergebnis ist in 7 angezeigt.
In 7 stellen Kreissymbole (o) die gemessenen Werte
gemäß dem Vergleichsbeispiel
dar.
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Wie
aus 7 ersichtlich ist, hatte das Basismaterial des
Beispiels keine ungenügende
Erwärmung
am Anfang, sondern den gleichförmigen
Brechungsindex in der Längenrichtung
und war den herkömmlichen überlegen.
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Wie
vorstehend beschrieben ist, kann das Hängewerkzeug für das Basismaterial
gemäß dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel
bestimmt und leicht einen Glasstab aufhängen, an den ein Basismaterial
geschweißt
ist, sowie das Basismaterial ohne Schwingungen drehen. Daher kann
das Basismaterial der Wärmebehandlung
wie dem Sintern ohne Exzentrizität
unterzogen werden. Optische Fasern hoher Qualität ohne Verbindungsverlust können aus
dem so gebildeten Basismaterial erhalten werden.
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Darüber hinaus
wartet gemäß dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel,
nachdem der Reaktor die Sintertemperatur erreicht hat, der Prozess
während
der vorgeschriebenen Periode, und dann wird das Basismaterial dem
Prozess bei einer gleichförmigen
Geschwindigkeit unterzogen, so dass das Behandlungsgas den Kern
des Basismaterials erreichen kann, und das Basismaterial, das wenig
unregelmäßige Wärme und
kleine Schwankungen der Eigenschaften hat, kann mit hohem Wirkungsgrad
hergestellt werden.