RU2287494C2 - Способ получения заготовок волоконных световодов - Google Patents
Способ получения заготовок волоконных световодов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2287494C2 RU2287494C2 RU2002105354/03A RU2002105354A RU2287494C2 RU 2287494 C2 RU2287494 C2 RU 2287494C2 RU 2002105354/03 A RU2002105354/03 A RU 2002105354/03A RU 2002105354 A RU2002105354 A RU 2002105354A RU 2287494 C2 RU2287494 C2 RU 2287494C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- burner
- tube
- vapor
- seed
- annular gap
- Prior art date
Links
Landscapes
- Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области производства волоконных световодов. Способ изготовления заготовок для волоконных световодов включает осаждение на боковую поверхность затравочного штабика стеклообразующих окислов путем подачи парогазовой смеси галогенидов соответствующих элементов в пламя газовой горелки, которая перемещается вдоль штабика. Парогазовую смесь подают в кольцевой зазор между затравочным штабиком и соосно расположенной с ним трубкой, установленной вместе с горелкой на движущемся суппорте станка. Трубка синхронно перемещается с горелкой, а парогазовую смесь подают под углом 10°-60° к оси затравочного штабика. Ширину кольцевого зазора устанавливают в пределах от 0,8D до 1,5D, где D - диаметр струи парогазовой смеси на входе в кольцевой зазор, а длину трубки устанавливают от 10 h до 30 h, где h - ширина кольцевого зазора. Технический результат изобретения: повышение эффективности осаждения аэрозольных оксидов на заготовку волоконного световода.
Description
Изобретение относится к области производства заготовок для волоконных световодов (ВС) и может быть использовано на стекольных заводах, производящих ВС.
Известен способ получения кварцевых заготовок методом парофазного осевого осаждения для последующей вытяжки ВС [1]. Согласно этому способу пары галогенидов кремния, бора, фосфора, олова и кислородно-водородная смесь подаются через неподвижную многосопельную горелку. Образующиеся окислы кремния, бора, фосфора и др. в порошкообразном виде оседают на торце затравочного штабика. Результатом этого процесса является формирование пористой заготовки, которая после дегидротации сплавляется в сплошной штабик - заготовку. Необходимый профиль показателя преломления формируется путем подачи в каждое сопло парогазовой смеси соответствующего состава, а также за счет диффузии частиц окислов.
Основным недостатком метода является значительная сложность получения заданного профиля показателя преломления легирующих примесей.
Наиболее близким к заявляемому способу является способ OVD - метод внешнего парофазного осаждения [2]. В OVD пары галогенидов кремния, бора и др. подаются в многосопельную газовую горелку, которая имеет возможность возвратно-поступательного движения вдоль затравочного штабика. При этом частицы аэрозольных окислов, образующиеся в пламени горелки в процессе гидролиза, осаждаются на боковую поверхность затравочного штабика в виде порошка. После окончания процесса осаждения затравочный штабик вынимают и пористая заготовка остекловывается в прозрачный цилиндр при температуре 1400°-1700°С.
Недостатком известного способа является низкий КПД (малая эффективность осаждения окислов), т.к. более 60% аэрозольных частиц не осаждаются на затравочный штабик.
Техническим результатом заявляемого изобретения является повышение эффективности осаждения аэрозольных окислов на заготовку ВС.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе изготовления заготовок волоконных световодов, включающем осаждение на боковую поверхность затравочного штабика стеклообразующих окислов путем подачи парогазовой смеси галогенидов соответствующих элементов (кремния, бора, фосфора, олова) в пламя газовой горелки, перемещающейся вдоль штабика, парогазовую смесь подают в кольцевой зазор между затравочным штабиком и соосно расположенной с ним трубкой большего диаметра. При этом трубка перемещается синхронно с горелкой. Парогазовую смесь подают под углами 10°-60° к оси затравочного штабика, а ширина кольцевого зазора находится в пределах от 0,8 D до 1,5 D, где D - диаметр струи парогазовой смеси на входе в кольцевой зазор. Длину трубки устанавливают от 10 h до 30 h, где h - ширина кольцевого зазора.
Подача парогазовой смеси в кольцевой зазор между затравочным штабиком и соосно расположенной с ней трубкой намного увеличивает длину пути аэрозольных окислов над поверхностью штабика. Это повышает эффективность КПД процесса, т.к. большая часть окислов осаждается на поверхности затравочного штабика.
Заявляемые углы, длина трубки и ширина кольцевого зазора обеспечивают условия, при которых почти все частицы окислов движутся в нужном направлении. Положение трубки фиксировано относительно пламени горелки, а движение трубки синхронно с движением горелки, поэтому ширина кольцевого зазора и длина зоны осаждения аэрозольных окислов остаются неизменными в процессе получения заготовки.
Уменьшение зазора менее 0,8 D (где D - диаметр струи парогазовой смеси) приводит к значительному снижению толщины осаждаемого окисла и возникновению пузырей на заготовке, т.к. крупные частицы порошкообразных окислов с внешней трубки осаждаются на заготовку. Увеличение зазора более 1,5 D также снижает толщину осаждаемого окисла, так как большая часть аэрозоля проходит вдали от поверхности заготовки.
Уменьшение длины трубки до 6 h, где h - ширина кольцевого зазора, снижает толщину остеклованного слоя из-за снижения возможности многократного столкновения частиц аэрозоля с поверхностью заготовки. Увеличение длины трубки более 30 h не приводит к увеличению толщины осаждаемого окисла.
Кроме того, в предлагаемом способе не требуется дополнительная операция остекловывания заготовки, так как пламя горелки остекловывает порошок при каждом проходе. Это обеспечивается тем, что окисление галогенидов происходит при большой температуре в пламени горелки, а осаждаются окислы впереди по ходу движения горелки при более низкой температуре. Поэтому пламя горелки остекловывает порошок слой за слоем.
Техническая реализация данного способа может быть осуществлена на установке, включающей химблок с растворами вышеуказанных галогенидов, станок типа токарного, на котором устанавливаются затравочный штабик, трубка, горелка, пирометр. Подача кислорода и водорода в горелку осуществлялась из отдельных коммуникаций. Химблок содержит расходомеры газа (ротаметры или РРГ), барбатеры, наполненные растворами галогенидов SiCl4, TiCl4 и др., которые термостатируются при определенной температуре. Осушенный кислород через ротаметры поступает в барбатеры, пробулькивается через жидкий галогенид, например SiCl4 и TiCl4, вместе с парами SiCl4, TiCl4 поступает через пламя горелки в кольцевой зазор между затравочным штабиком и трубкой. Затравочный штабик закрепляется в патронах станка и в рабочем положении вращается вокруг своей оси. На движущийся вдоль затравочного штабика суппорт станка устанавливаются пирометр, газовая горелка, трубка, форсунка для подачи паров галогенидов в пламя горелки. Крепление форсунки позволяет направлять пары галогенидов под углами от 10° до 60° к оси затравочного штабика. Газовая горелка представляет собой, например, кольцевую или многосопельную кислородно-водородную горелку. Пламя горелки нагревает затравочный штабик и проплавляет осевший на него порошок, например, SiO2. Температура пламени регулируется расходами потоков кислорода и водорода, а измеряется пирометром. Пары галогенидов поступают в пламя горелки, а образующиеся окислы кремния, титана, олова или бора на выходе из пламени поступают в кольцевой зазор между затравочным штабиком и трубкой. Соосно с затравочным штабиком закрепляется трубка, один из концов которой находится вблизи пламени горелки. Диаметр трубки больше диаметра затравочного штабика, что обеспечивает кольцевой зазор. Газовая горелка, трубка, форсунка и пирометр закреплены на суппорте станка в фиксированном положении относительно друг друга и затравочного штабика. При движении суппорта вдоль затравочного штабика это положение сохраняется. Скорость перемещения суппорта автоматически регулируется с пульта управления таким образом, что при рабочем (прямом ходе) скорость мала, а при обратном (не рабочем) скорость в несколько раз больше. Таким образом большая часть времени приходится на рабочий процесс.
Пример №1. Заявляемое техническое решение было реализованно на вышеописанной установке. При этом скорость подачи галогенида SiCl4 составляла ~0,33 литр/мин, температура нагретой заготовки 1620°-1660°С. Ширина кольцевого зазора между кварцевым затравочным штабиком и кварцевой трубкой была 1.5 см и равнялась диаметру струи парогазовой смеси. Длина трубки равнялась 20 см. Угол наклона струи парогазовой смеси галогенида SiCl4 к оси кварцевого штабика устанавливали равным 45°. При этих условиях толщина осаждаемого остеклованного слоя SiCl2 составила 60 мкм за один проход. Таким образом заявляемое решение позволяет более чем в два раза повысить толщину осаждаемого окисла SiCl2.
Пример №2. Способ реализован аналогично примеру №1, при этом угол наклона струи SiCl4 к оси затравочного кварцевого штабика устанавливали 60°. В этих условиях толщина остеклованного слоя SiO2 составила 40 мкм. Уменьшение толщины слоя окисла связано с тем, что часть аэрозоля не попадала в кольцевой зазор. Увеличение кольцевого зазора до 4 см не приводило к увеличению толщины остеклованного слоя, так как при этих условиях большая часть образующегося аэрозоля не осаждалась на нем.
Пример №3. Способ реализован аналогично примеру №1, за исключением того, что угол наклона струи к оси затравочного штабика устанавливали 10°. В этом случае происходило сильное размытие струи парогазовой смеси по сравнению с примером №1. Поэтому часть аэрозольных окислов не попадает в кольцевой зазор, что снижает толщину остеклованного слоя SiO2 до 30 мкм. Увеличение ширины кольцевого зазора по тем же причинам, что и в примере №2, не приводило к увеличению толщины слоя SiO2.
Пример №4. Способ реализован аналогично примеру №1. При этом длина кварцевой трубки была 5 см. В этих условиях толщина остеклованного слоя SiO2 составила 30 мкм. Снижение толщины слоя связанно с тем, что частицы аэрозольных окислов не успевают продиффундировать к поверхности штабика на таком коротком участке кварцевой трубки. Увеличение длины трубки более 40 см не приводило к увеличению толщины осаждаемого слоя SiO2, так как на длине 30 h (где h - ширина зазора) частицы аэрозоля успевают продиффундировать к поверхности заготовки ВС.
Таким образом предлагаемое изобретение по сравнению с прототипом позволяет более чем в два раза повысить эффективность осаждения окислов на заготовку ВС.
ЛИТЕРАТУРА
1. В.В.Григорьянц, Г.А.Иванов, Ю.К.Чаморовский. Одномодовые волоконные световоды. Итоги науки и техники, т.1 - М.: ВИНИТИ, 1988 г.с.67-114.
2. Schultz P.K. Fabrication of optical waveguides by the outside vapor Deposition Process. || (Proc. IEEE - 1980. - 68, w 10. - p.1187-1190; EP 1065175 A.
Claims (1)
- Способ изготовления заготовок волоконных световодов, включающий осаждение на боковую поверхность затравочного штабика стеклообразующих окислов путем подачи парогазовой смеси галогенидов соответствующих элементов в пламя газовой горелки, перемещающейся вдоль штабика, отличающийся тем, что парогазовую смесь подают в кольцевой зазор между затравочным штабиком и соосно расположенной с ним трубкой, установленной вместе с горелкой на движущемся суппорте станка для изготовления заготовок, трубка перемещается синхронно с горелкой, при этом парогазовую смесь подают под углом 10-60° к оси затравочного штабика, ширина кольцевого зазора находится в пределах от 0,8 до 1,5 D, где D - диаметр струи парогазовой смеси на входе в кольцевой зазор, длину трубки устанавливают от 10 до 30h, где h - ширина кольцевого зазора.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002105354/03A RU2287494C2 (ru) | 2002-03-01 | 2002-03-01 | Способ получения заготовок волоконных световодов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002105354/03A RU2287494C2 (ru) | 2002-03-01 | 2002-03-01 | Способ получения заготовок волоконных световодов |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2002105354A RU2002105354A (ru) | 2003-10-27 |
RU2287494C2 true RU2287494C2 (ru) | 2006-11-20 |
Family
ID=37502495
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2002105354/03A RU2287494C2 (ru) | 2002-03-01 | 2002-03-01 | Способ получения заготовок волоконных световодов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2287494C2 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2634321C1 (ru) * | 2016-08-04 | 2017-10-25 | Акционерное общество "Научно-исследовательский и технологический институт оптического материаловедения Всероссийского научного центра "Государственный оптический институт им. С.И. Вавилова" (АО "НИТИОМ ВНЦ "ГОИ им. С.И. Вавилова") | Способ получения оптического кварцевого стекла |
-
2002
- 2002-03-01 RU RU2002105354/03A patent/RU2287494C2/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2634321C1 (ru) * | 2016-08-04 | 2017-10-25 | Акционерное общество "Научно-исследовательский и технологический институт оптического материаловедения Всероссийского научного центра "Государственный оптический институт им. С.И. Вавилова" (АО "НИТИОМ ВНЦ "ГОИ им. С.И. Вавилова") | Способ получения оптического кварцевого стекла |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN1101344C (zh) | 用于单模纤维的大的mcvd预型件的制造方法 | |
US4217027A (en) | Optical fiber fabrication and resulting product | |
US5110335A (en) | Method of glass soot deposition using ultrasonic nozzle | |
US4336049A (en) | Method for producing multi-component glass fiber preform | |
US3980459A (en) | Method for manufacturing optical fibers having eccentric longitudinal index inhomogeneity | |
US8635889B2 (en) | Refraction-sensitive optical fiber, quartz glass tube as a semi-finished product for the manufacture-thereof and method for the manufacture of the fiber | |
US4909816A (en) | Optical fiber fabrication and resulting product | |
JPH0127005B2 (ru) | ||
US4334903A (en) | Optical fiber fabrication | |
US4257797A (en) | Optical fiber fabrication process | |
JP2622182B2 (ja) | 光ファイバプリフォーム母材の製造方法 | |
RU2235071C2 (ru) | Способ изготовления заготовки оптического волокна | |
US4932990A (en) | Methods of making optical fiber and products produced thereby | |
JPH04317431A (ja) | 光ファイバ伝送路の製造方法 | |
RU2287494C2 (ru) | Способ получения заготовок волоконных световодов | |
US4915716A (en) | Fabrication of lightguide soot preforms | |
US20140083140A1 (en) | Method of manufacturing porous glass deposition body for optical fiber | |
US20070137256A1 (en) | Methods for optical fiber manufacture | |
US6923024B2 (en) | VAD manufacture of optical fiber preforms with improved deposition control | |
CA2109474A1 (en) | Method of making optical waveguide preforms | |
JPS5851892B2 (ja) | 光学的ガラス製品を製造するための方法および装置 | |
JP2005532247A (ja) | プラズマ補助堆積法を用いて合成石英ガラスからプリフォームを製造するための方法及び装置 | |
US4504299A (en) | Optical fiber fabrication method | |
JP3428066B2 (ja) | フッ素ドープ石英ガラスの製造方法 | |
EP0023209B1 (en) | Improved optical fiber fabrication process |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20070302 |