(發明說明應敘明：發明所屬之技術領域、先前技術、內容、實 施方式及圖式簡單說明） · 發明所屬的技術領域 本發明爲關於一種玻璃母材硏磨裝置及玻璃母材製造 方法，且特別是有關於一種製造具有優良的圓形與核心部 偏心率的玻璃母材的硏磨裝置及製造方法。 習知的技術 多孔質玻璃母材的光纖母材，通常是以氣相軸向沉積 法（vapor axial deposition，VAD法）與外附氣相沉積法 (outside vapor deposition，OVD法)等，在核心的表面上堆 積玻璃微粒而製造。並將多孔質玻璃母材脫水與燒結以製 造玻璃母材。玻璃母材經延伸形成預形體(preform)，並經 由將預形體抽絲以製造光纖。 在OVD法中，增加向核心表面上堆積玻璃微粒的堆 積速度的方法，一般所知的方法爲將玻璃微粒向核心表面 噴出、堆積之燃燒器(burner)的口徑加大，或是增加燃燒 器的數目。而且，在OVD法中提高多孔質玻璃母材的產 能的方法，係以增長核心的長度，以增加玻璃母材製品的 直胴部比率，亦即直徑均勻部份的比率。 發明所要解決的問題 將燃燒器大口徑化以提升玻璃微粒堆積速度的方法， 在堆積的初期，玻璃微粒對核心的附著性低而堆積速度無 6 7504pifl(無臟線) 法增加。更加的，複數個大口徑燃燒器會使火焰之間會互 相干擾，而無法增加堆積效率。 另一方面，以增加燃燒器數目的方法，由於燃燒器爲 複數個，玻璃微粒子在堆積體的表面會造成產生不平整。 特別是，在增加供應到燃燒器之原料氣體，以增加堆積速 度的情形下，表面上的不平整會更爲顯著。因此，從利用 增加燃燒器數目所得到的玻璃母材加以抽絲之光纖，並不 具備良好的光學特性。例如，在單模光纖無法具有預期的 截止（cut-off)波長或是色散（dispersion)特性。其次，在增 長核心長度方法的場合下，因爲核心長度較長，核心於玻 璃微粒的堆積中會彎曲，而使成品無法做爲玻璃母材。 爲了減少上述玻璃母材表面所產生的不平整，且使核 心中心與玻璃母材中心一致的方法，例如特開平9_328328 與特開平2000-47039所揭示的將核心的旋轉軸與玻璃母 材的旋轉軸一致，以進行玻璃母材硏磨的方法。但是，特 開平9-328328與特開平2000-47039所揭示的方法，在核 心於玻璃母材的長邊方向有彎曲的場合，經過玻璃母材全 長的核心中心與玻璃母材中心不能一致。 再者，特開平9-328328與特開平2000-47039所揭示 的方法，因爲玻璃母材完成時的直徑在經過玻璃母材的長 邊方向爲定値，故隨著核心的直徑變動，最終製品的光纖 的截止波長會變得不均勻。此外，在核心的位置偏離玻璃 母材中心的場合下，當架設此玻璃母材抽絲所得的光纖 時，熔融連接光纖的作業中會產生連接損失等的問題。 7504pifl(無刺底線) 7 555707 有鑑於此些問題點，本發明的目的在提供能夠解決上 述課題的玻璃母材製造方法、玻璃母材與光纖。此目的可 由申請專利範圍獨立項所記載的特徵組合以達成。而且附 屬項規定了本發明的更有利的具體例。 解決問題的方法 亦即，本發明的第一實施例的玻璃母材硏磨裝置，係 在硏磨具有包覆層(clad)與核心的玻璃母材的裝置，具備 有砂輪，用以硏磨包覆層；量測裝置，此量測裝置係在玻 璃母材的長邊方向的複數地點，量測垂直於玻璃母材長邊 方向之玻璃母材中心位置與核心中心位置的偏心量；計算 裝置，此計算裝置係在量測偏心量的複數地點，各別計算 出以偏心量實質爲零的核心中心位置爲中心之玻璃母材的 目標直徑，並大致沿著玻璃母材的長邊方向連續計算出目 標直徑；以及控制裝置，此控制裝置係基於沿著玻璃母材 的長邊方向連續算出的目標直徑，將沿著玻璃母材的長邊 方向略連續的玻璃母材的直徑以核心中心爲中心，做爲目 標直徑的方式來控制砂輪硏磨包覆層。 計算裝置係基於量測裝置在複數地點所量測的偏心 量，藉由算出所測定複數地點間的位置之目標直徑，沿著 玻璃母材的長邊方向大致連續地計算目標直徑較佳。更加 的，計算裝置以最小平方法算出所測定複數地點之間的位 置的目標直徑。 再者，較佳的方式係控制裝置使砂輪向玻璃母材的中 心往復移動，以硏磨包覆層。控制裝置係以玻璃母材的中 7504pifl(細底線) 8 心爲軸，旋轉玻璃母材，因應玻璃母材旋轉量的增加，砂 輪對玻璃母材的移動軌跡，係以描繪正弦曲線的往復移動 砂輪較佳。 尙且，在玻璃母材的長邊方向上之量測偏心量之地點 以20個地點較佳。較佳而言，計算裝置係在複數地點與 複數地點間的位置上，以沿著玻璃母材的長邊方向上之核 心直徑與包覆層直徑兩者的比率爲定値的方式，各別算出 目標直徑。 更加的，玻璃母材硏磨裝置具備有粗磨用的砂輪與細 磨用的砂輪。控制裝置以粗磨用砂輪進行包覆層的硏磨 後，使用細磨用砂輪硏磨包覆層爲較佳。而且，亦可以將 複數的砂輪沿著玻璃母材的長邊方向並列配置。 本發明的第二實施例的玻璃母材的製造方法，係具有 包覆層與核心的製造方法，具有：在核心周圍堆積玻璃微 粒子，以形成多孔質玻璃母材的堆積步驟；將多孔質玻璃 母材脫水與燒結，以形成玻璃母材的脫水燒結步驟；在玻 璃母材的長邊方向的複數地點量測垂直於玻璃母材的長邊 方向之玻璃母材中心位置與核心中心位置的偏心量的測定 步驟；依據量測偏心量的複數地點各別計算，以偏心量實 質爲零的核心中心位置爲中心之玻璃母材的目標直徑，並 大致沿著玻璃母材的長邊方向連續計算出目標直徑的計算 步驟；基於沿著玻璃母材的長邊方向略連續的算出的目標 直徑，沿著玻璃母材的長邊方向略連續的玻璃母材的直徑 以核心中心爲中心，做爲目標直徑的來硏磨包覆層的硏磨 9 7504pifl(無臟線) 步驟。 計算步驟係基於量測步驟所測定的複數地點的偏心 量，藉由算出所測定複數地點間的位置的目標直徑，沿著 玻璃母材的長邊方向略連續的算出的目標直徑爲較佳。更 加的，計算步驟以最小平方法在所測定複數地點間的位置 計算出目標直徑。 更加的，硏磨步驟係以砂輪向玻璃母材的中心往復移 動，以硏磨包覆層較佳。更加的硏磨步驟係以玻璃母材的 中心爲軸旋轉玻璃母材，因應玻璃母材旋轉量的增加，砂 輪對玻璃母材的移動軌跡，係以描繪正弦曲線的往復移動 砂輪較佳。 而且，於量測步驟，玻璃母材的長邊方向的偏心量測 定地點，以20個地點爲較佳。更加的，計算步驟係在複 數地點與複數地點間的位置上，以沿著玻璃母材的長邊方 向上之核心直徑與包覆層直徑兩者的比率爲定値的方式， 各別算出目標直徑。 更加的，硏磨步驟係以粗磨用砂輪進行包覆層的硏磨 後，使用細磨用砂輪硏磨包覆層爲較佳。更加的，硏磨步 驟係使用複數的砂輪沿著玻璃母材的長邊方向並列配置， 以硏磨包覆層。 此外，上述之發明槪要並未將本發明之必要特徵全部 列舉，此些特徵群的組合亦能夠構成本發明。 圖式之簡單說明 第1圖所繪示爲本發明的一實施例的多孔質玻璃母材 7504pifl(無劃底線) 10 555707 製造裝置的構成槪略示意圖； 第2圖所繪示爲本發明的一實施例的玻璃母材硏磨裝 置的構成槪略示意圖； 第3圖所繪示爲第2圖所示的玻璃母材硏磨裝置50 的構成槪略示意圖； 第4A圖與第4B圖所繪示爲以量測裝置62量測玻璃 母材40內的核心36中心h位置的結果示意圖； 第5圖所繪示爲第4圖所說明的偏心量X!，沿著玻璃 母材40的長邊方向之複數地點的測定狀況示意圖； 第6圖所繪示爲基於第5圖的測定結果所設計，玻璃 母材40的長邊方向的各複數地點A〜G的目標直徑 的不意圖， 第7A及7B圖所繪示爲計算裝置66所計算之結果例 的不意圖 第8圖所繪示爲基於計算裝置66的計算，以砂輪3〇 硏磨包覆層32的狀態示意圖；以及 第9A圖與第9B圖所繪示爲玻璃母材硏磨裝置5〇的 其他實施例的示意圖。 圖式之標示說明’ 10 :暫置部 12 :核心 14 :包覆部 16 :多孔質玻璃母材 18、90 :馬達 7504pifl(無劃底線) 11 555707 20 :燃燒器 22 :燃燒器導引機構 24 :燃燒器移動用馬達 26 :排氣風斗 28 :反應爐 30 :砂輪 32 :包覆層 34 :目標包覆層 36 :核心 40 :玻璃母材 42A、42B :扣件支撐部 44A ' 44B、80 :扣件 50 :玻璃母材硏磨裝置 52 :軸 60 :控制裝置 64 :砂輪驅動裝置 66 :計算裝置 70 :標幟 A〜G :測定地點 X1A〜Xm :偏芯量 D1A〜D1C :玻璃母材的直徑 Γ1Α〜riG ··包覆層32表面至核心的中心〇1的距離 ta〜tc :目標直徑 〇1 :核心中心 7504pifl(無劃底線) 555707 〇2 :玻璃母材中心 實施例 接著透過本發明的實施例來說明本發明，但實施例並 非用以限制本發明之申請專利範圍，而且本發明的解決手 段’並不限定於必須組合實施例中所說明的全部特徵。 第1圖所繪示爲本發明的一實施例的多孔質玻璃母材 製造裝置的構成槪略示意圖。第1圖中所示的多孔質玻璃 母材製造裝置，係使用ovd法製造多孔質玻璃母材。 多孔質玻璃母材的製造裝置具備有：將各別挾持連接 於核心兩端之暫置(Dummy)部10的扣件80、旋轉扣件80 的馬達18:將玻璃微粒沉積於核心12的複數個燃燒器20 ; 用以將複數個燃燒器20沿著核心長邊方向移動的燃燒器 導引機構與燃燒器移動馬達24 ;收容核心12與燃燒器20 等的反應爐28 ;與將反應爐的氣體排出的排氣風斗。 核心12的兩端分別連接至暫置部10。扣件80各別挾 持暫置部10。馬達18以使扣件80旋轉而使核心12隨之 旋轉。複數個燃燒器20藉由噴出、堆積玻璃微粒於以馬 達18旋轉的核心12上，以於核心12的周圍形成包覆部 14，而形成多孔質玻璃母材16。燃燒器20係噴出SiCl4 等的原料氣體與燃燒氣體，原料氣體與燃燒氣體等氣體於 氫氧焰中藉由加水分解以形成玻璃微粒子。尙且，考慮到 玻璃微粒對核心12的附著性，原料氣體與燃燒氣體供給 至燃燒器20的速度，玻璃微粒子開始堆積的時間點依序 增加爲較佳。 13 7504pifl(無劃底線) 燃燒器導引機構22係與核心12長邊方向平行設置。 馬達24係用以驅動燃燒器導引機構22，以使複數個燃燒 器20沿著燃燒器導引機構22的長邊方向移動。因此，玻 璃微粒便沿著核心周圍長邊方向核心堆積。 使用第1圖所示的多孔質玻璃母材製造裝置，將玻璃 微粒堆積核心12周圍使多孔質玻璃母材16堆積至預定的 尺寸核心之後，將多孔質玻璃母材16脫水與燒結以製造 玻璃母材。 第2圖所繪示爲本發明的一實施例的玻璃母材硏磨裝 置50的構成槪略示意圖。第2圖係繪示從垂直於玻璃母 材40長邊方向，切開玻璃母材剖面方向所見之玻璃母材 硏磨裝置。玻璃母材40具有核心36與包覆層32。第2圖 中之核心36中心h的位置與玻璃母材40中心02的位置 並不一致。此處玻璃母材硏磨裝置50，係以砂輪30硏磨 玻璃母材40的包覆層32，直到玻璃母材40之包覆層32 成爲以虛線所示的目標包覆層34的直徑爲止，以使核心36 中心h的位置與玻璃母材40中心〇2的位置一致。 本實施例的玻璃母材硏磨裝置50，較佳爲使用第2圖 所示的圓筒硏磨裝置。圓筒硏磨裝置係對旋轉工件的外面 進行硏磨。玻璃母材硏磨裝置50具備有砂輪30、砂輪驅 動裝置64、控制裝置60與量測裝置62。玻璃母材40以 中心〇2爲軸而旋轉的期間，以砂輪30硏磨包覆層32。砂 輪30藉由軸52與砂輪驅動裝置64連接。砂輪驅動裝置64 以軸52爲中心轉動砂輪32，且使砂輪30朝向玻璃母材40 14 7504pifl(無劃底線) 555707 的中心〇2往復移動。因此，藉由砂輪30以軸52爲中心 旋轉並抵壓於包覆層32上，以硏磨包覆層32。 量測裝置62係於玻璃母材的長邊方向的複數地點， 量測玻璃母材40中心02與核心36中心h的位置與偏心 量X。量測裝置62係採用使用偏光玻璃的計測器或是預 形體分析器(Preform analyzer)等的計測器。量測裝置在使 用偏光玻璃計測器的場合時，量測裝置62與玻璃母材硏 磨裝置50係一體設置。由於量測裝置62與控制裝置60 相連接，量測結果能夠直接輸出至玻璃母材硏磨裝置50 的控制裝置60。由於量測裝置62與控制裝置60爲直接連 接，相較於將測定結果手動輸入控制裝置60的場合，能 夠節省輸入所需耗費的時間，不僅能夠縮減輸入所須時 間，且可以防止輸入錯誤。 預形體分析器係使雷射光等透過玻璃母材40，藉由量 測穿透光的位置偏移，求取玻璃母材40內部的屈折率分 布。由得到的屈折率分布，能夠求得核心36中心h於玻 璃母材40內的位置。在量測裝置62使用預形體分析器的 場合時，預形體分析器係與玻璃母材硏磨裝置50爲分開 設置，並且與玻璃母材硏磨裝置50連接，使得量測結果 能夠直接輸出至玻璃母材硏磨裝置50的控制裝置60。由 於預形體分析器與玻璃母材硏磨裝置50爲直接連接，相 較於將量測結果以手動方式輸入控制裝置60的場合，更 能夠節省輸入所需耗費的時間，不僅能夠縮減輸入所須時 間，且可以防止輸入錯誤。 7504pifl(無劃底線) 555707 一但玻璃母材40設置預形體分析器，以預形體分析 器所量測之在玻璃母材40內核心36中心h的位置相關 資料便被輸入至玻璃母材硏磨裝置50。尙且，玻璃母材40 內核心36位置的量測裝置，並不限定於使用偏光玻璃的 計測器或是預形體分析器，亦可以使用其他的光學計測 . 器。 控制裝置60具有計算裝置66。計算裝置66係以使核 ‘ 心中心Oi與玻璃母材40中心〇2實質一致的方式，亦即 使偏心量X實質爲〇的方式，在測定偏心量X的複數地 · 點分別計算出當偏心量X實質爲0時以核心中心0:爲中 心之玻璃母材40的目標直徑T。。
更加的，計算裝置66藉由計算已測定複數地點間的 位置之目標直徑T，亦即是以量測裝置62量測出未測量 A 地點的目標直徑，沿著玻璃母材40的長邊方向大致連續 · 地計算出目標直徑T。例如，計算裝置66可以使用最小 平方法，來算出已測定偏心量X的複數地點間的位置之目 標直徑T。而且，複數地點之間的位置的目標直徑T的計 鲁 算方法，並不限於最小平方法，亦可以使用其他的方法。 再者，計算裝置66可以從玻璃母材40所得的光纖的· , 推定截止波長，以沿著光纖的長邊方向爲一定値方式來計 算目標直徑T。玻璃母材40外徑在沿著玻璃母材40的長 邊方向爲定値，且核心36直徑在沿著玻璃母材40的長邊 方向不均勻時，沿著玻璃母材40的長邊方向之核心36直 徑與包覆層32直徑的比率並非定値。因此，因爲沿著光 7504pifl(無劃底線) 16 555707 纖的長邊方向，由玻璃母材40所製造的光纖之截止波長 並非定値，故此光纖不適於使用。 玻璃母材40所得光纖的推定截止波長，在沿著光纖 的長邊方向必須爲定値。計算裝置66，以使核心36直徑 與包覆層32直徑的比率，在沿著玻璃母材40的長邊方向 爲定値的方式，在已測定偏心量X的複數地點與複數地點 之間的位置分別計算目標直徑T。因此，核心36直徑沿 著玻璃母材40的長邊方向變動的場合，以玻璃母材40的 外徑隨著核心36直徑的變化的方式，亦即目標直徑T係 沿著長邊方向變動的方式來計算出目標直徑T。 控制裝置60控制砂輪驅動裝置64，使砂輪30朝向玻 璃母材40中心02往復移動。控制裝置60藉由控制砂輪 驅動裝置64，來調整砂輪30的旋轉量與向玻璃母材40中 心〇2方向的移動量，藉以硏磨包覆層32。 第3圖係繪示由玻璃母材40的長邊方向所見之第2 圖中的玻璃母材硏磨裝置50之示意圖。除了第2圖所說 明的結構外，玻璃母材硏磨裝置50更具備有扣件44A與 44B、扣件支撐部42A與42B、與馬達90。扣件44A與44B 分別挾持玻璃母材40的端部。扣件支撐部42A與42B係 支撐扣件44A與44B。馬達90係以玻璃母材40中心02 做爲轉軸，旋轉扣件支撐部42A與42B。 在玻璃母材40以中心02爲轉軸旋轉期間，砂輪30 硏磨包覆層32。如第2圖之說明，砂輪30以軸52爲中心 旋轉，並且朝向玻璃母材40的中心〇2往復移動。再者， 17 7504pifl(無繊線) 555707 玻璃母材硏磨裝置50係將玻璃母材40沿著玻璃母材40 的長邊方向以第3圖所示的箭頭方向移動。因此，砂輪30 能夠在玻璃母材40的長邊方向上使核心36中心h與玻 璃母材40中心〇2實質一致的方式，硏磨包覆層32。亦即， 砂輪30能夠使核心36中心位置與玻璃母材40中心位 置〇2的偏心量X，在沿著玻璃母材40的長邊方向上實質 爲〇的方式，硏磨包覆層32。 第4A圖與第4B圖係繪示以量測裝置62量測玻璃母 材40內的核心36中心位置的結果。第4B圖係將第4 A圖的狀態旋轉90度的狀態下，量測核心36中心h的 位置的結果。 包覆層32表面的預定地點設置標幟7〇。量測裝置62 由標幟70的位置，以雷射光等照射玻璃母材40，並藉由 量測透過玻璃母材40的光之位置偏移，計算出如第4A圖 與第4B圖下部所示的玻璃母材40內屈折率分布。如屈折 率分布所示的，核心36所對應位置的屈折率分布高於包 覆層32的屈折率分布。因此，能夠量測玻璃母材40內的 核心36中心h位置。 再者，由於經由屈折率分布得到包覆層32的直徑D， 故可以求取玻璃母材40中心〇2的位置。依據已量測核心 中心h的位置與玻璃母材40中心〇2的位置，便能夠計 算出玻璃母材40中心02的位置與核心中心0ι的位置的 偏心量Xi。再者，依據包覆層32直徑D與偏心量Xi，計 算出從包覆層32表面至核心中心h的距離q ° 7504pifl(無劃底線) 18 555707 再者，如第4B圖所示，將玻璃母材40由第4A圖所 示的狀態，以中心〇2爲軸順時針旋轉90度，再量測玻璃 母材40內的核心36中心位置。依此量測，可以得到 玻璃母材40中心02位置與核心中心h位置的偏心量X2。 再者，依據包覆層32直徑D與偏心量X2，求取從包覆層 32表面至核心中心h的距離r2。依據玻璃母材40中心02 的位置與核心中心化的位置的偏心量Xi以及偏心量X2， 確定玻璃母材40內的核心36中心位置。 第5圖係繪示沿著玻璃母材40的長邊方向，測量第4 圖所說明的偏心量X,的狀況。如第5圖所示，沿著玻璃 母材40的長邊方向上之等間隔A至G的7個地點，量測 偏心量X1A〜X1G與玻璃母材40的直徑D1A〜D1G。依據各 量測地點A〜G所量測到的偏心量X1A〜X1C與玻璃母材40 的直徑D1A〜D1C，求取各量測地點A〜G從包覆層32表 面至核心中心h的距離r1A〜r1C}。 其次，雖圖面未繪示，但與第4B圖相同，將玻璃母 材硏磨裝置50以玻璃母材40中心02爲軸旋轉90度。在 沿著玻璃母材40的長邊方向之等間隔A至G的7個地點 上，測量偏心量X2A〜X2G與玻璃母材40直徑D2A〜D2G， 以求取各量測地點A〜G從包覆層32表面至核心中心 的距離r2A〜r2G。 如第5圖所示，雖然偏心量Xi與偏心量X2係在玻璃 母材40的長邊方向的7個地點進行量測，然而並不只限 定於此7個地點。一班而言，整個玻璃母材40的長度， 19 7504pifl(娜J底線) 555707 例如在1200mm至1500mm的場合時，玻璃母材40的長 邊方向的偏心量Xi與偏心量X2量測地點，較佳爲20地 點以上。少於20地點的話，會降低玻璃母材40中心與核 心中心一致性的精確度。再者，偏心量X1與偏心量χ2的 量測地點的個數，較佳爲30個以上。較佳而言，量測地 點的個數因應玻璃母材的全長與玻璃母材製品所要求的精 度來加以決定。 例如，玻璃母材40的長度爲1500mm的場合，在沿 著玻璃母材40的長邊方向上以每50mm爲間隔，進行量 測。在此情形下，偏心量Xi與偏心量X2係在沿著玻璃母 材40的長邊方向上之31個地點，進行量測。如第4A圖 與第4B圖所示，因爲在0度與90度兩個角度進行偏心量 Xi與偏心量X2的測量，故偏心量Xi與偏心量X2係總共 在62個地點進行測量。第6圖所繪示爲基於第5圖的量 測結果所計算，在玻璃母材40的長邊方向的各複數地點 A〜G顯示目標直徑TA〜TQ。計算裝置66係基於量測裝 置62於各複數地點所量測的X1A〜X1C，以各乂^〜乂10實 質爲〇的方式，以各複數地點A〜G各別的核心36中心 位置爲中心，算出玻璃母材40的目標直徑TA〜TC。如第 6圖所繪示，目標直徑TA〜TC係爲虛線所示目標包覆層34 的各複數地點A〜G的直徑。核心36的直徑’依各複數 地點A〜G之不同場合，目標直徑TA〜TC在各複數地點A 〜G的値也不相同。 再者，計算裝置66計算出各複數地點之間的位置的 7504pifl(無劃底線) 20 555707 目標直徑Τχ。例如是以計算裝置66計算出量測地點a與 B之間任意位置的核心36中心h的位置爲中心之目標直 徑Tx。以核心36中心h的位置爲中心之目標直徑Tx， 亦可以於量測地點Β與C之間、C與D之間、D與Ε之 間、Ε與F之間、與F與G之間的任意位置計算出。因此， 如第6圖之虛線所示，計算裝置66係沿著玻璃母材40的 長邊方向，以偏心量X實質爲〇的方式，算出目標直徑Τ。 計算裝置66亦可以使用最小平方法算出複數地點間位置 的目標直徑Τχ。此外，算出複數地點間位置的目標直徑 Τχ，並不限定於最小平方法，亦可以使用其他的方法。 此外，較佳而言，計算裝置66係以從玻璃母材40所 得光纖的推定截止波長在沿著光纖的長邊方向爲定値的方 式，來算出目標直徑TA〜TC與Τχ。因此，計算裝置66 係使核心36直徑與包覆層32直徑的比率在沿著玻璃母材 40的長邊方向爲定値的方式，以核心36中心h的位置爲 中心，算出目標直徑TA〜^與Τχ。 第7Α圖與第7Β圖所繪示爲計算裝置66所計算結果 的一例。第7Α圖所示爲在各量測地點Α〜G的距離1^與1*2， 玻璃母材40的直徑屯與d2，與目標直徑T的値。表中所 示的距離q與r2，玻璃母材40的直徑1與d2 ’與目標直 徑T的値僅爲說明例，並非用以限定於表中的數値。將距 離Γι與r2，玻璃母材40的直徑屯與d2，與目標直徑T的 値輸入控制裝置60，控制裝置60依據距離h與r2 ’玻璃 母材40的直徑屯與d2，與目標直徑T的値，控制砂輪30。 21 7504pifl(無劃底線) 555707 如第7B圖所示，硏磨前的包覆層32與目標包覆層34 分別以實線與虛線表示。如第7B圖所示，從核心中心 到最近的玻璃母材40表面的距離爲z時，目標直徑τ的 値係由距離Z決定。亦即是目標直徑τ的二分之一的値， 不會大於距離Z。 玻璃母材硏磨裝置50係硏磨包覆層32，以使實線所 示的包覆層32成爲虛線所示的目標包覆層34的形狀與尺 寸。因此’控制裝置60基於距離^與r2而計算出核心36 的中心h的位置，並且將包覆層32直徑以核心36中心 Oi的位置爲中心且爲目標直徑T的方式，控制砂輪30硏 磨包覆層32。 第8圖所繪示爲依據計算裝置66的計算，以砂輪3〇 硏磨包覆層32的狀態。第8圖的上部係表示玻璃母材40 與砂輪30的位置關係。第8圖的下部係爲砂輪30的移動 軌跡。 控制裝置60依據計算裝置66所計算出的核心36中 心〇!位置爲中心之目標直徑T，使砂輪30朝向玻璃母材 40中心02的方向往復移動。在硏磨包覆層32的期間，玻 璃母材40以中心02爲軸旋轉。控制裝置60因應玻璃母 材40的旋轉量增加，使砂輪30對玻璃母材40的移動軌 跡描繪出正弦曲線方式，使砂輪32移動。 爲了使核心36中心與玻璃母材40中心〇2 一致， 必須將實線所示的包覆層32硏磨至虛線所示的目標包覆 層34。由於核心36中心與玻璃母材40中心〇2具有偏 22 7504pifl(細底線) 移量，旋轉玻璃母材40的話，核心36中心Oi會以玻璃 母材40中心02爲圓心，描繪出半徑爲X的圓。 如第8圖所示，從Y軸順時針旋轉約45度的方向上， 包覆層32的硏磨量大約爲〇 ;由Y軸順時針旋轉約225 度的方向，最大値約爲2X ’在旋轉一圈回到約45度的方 向時，硏磨量再度變爲〇。依此，包覆層32的硏磨量，因 應玻璃母材40的旋轉量而週期的變化。第8圖中玻璃母 材40旋轉一圈，係對應第8圖下部所示砂輪32的移動軌 跡的一週期。因此，控制裝置60係對應玻璃母材40中心 〇2對核心中心〇:的偏心量X，設定正弦曲線的振幅爲2X。 此外，在玻璃母材40旋轉一圈的期間，完成包覆層32 硏磨有困難時，控制裝置60亦可以在玻璃母材40每一旋 轉，將砂輪32向靠近包覆層32的中心移動。伴隨著硏磨 的進行，砂輪30的正弦曲線的折返位置徐徐的朝向靠近 玻璃母材40的中心移動。 再者，如第6圖所示，目標直徑TA〜TC的値會因爲 在玻璃母材40的長邊方向的各位置A〜G不同，而有所 差異。因此，當玻璃母材40沿著長邊方向移動時，控制 裝置60須依據目標直徑T的計算値，變更砂輪30的正弦 曲線軌跡的振幅2X。 第9A圖與第9B圖所繪示爲玻璃母材硏磨裝置50的 其他實施例。第9B圖係繪示第9A圖與所示的玻璃母材 硏磨裝置50的上方部分。玻璃母材硏磨裝置50除了具備 有複數種砂輪30A、30B與30C之外，與第3圖所示的玻 23 7504pifl(無劃底線) 555707 璃母材硏磨裝置50具有相同的構成。複數種砂輪30A、30B 與30C的表面顆粒粗細相異。因此能夠縮短包覆層32硏 磨所需要的時間。第9A圖與第9B圖所示的複數種砂輪 30A、30B與30C亦可以一列的配置於玻璃母材40的長邊 方向。再者，爲了增加硏磨的速度，亦可以將複數個砂輪 32，沿著垂直於玻璃母材40的長邊方向並列配置。 複數種砂輪包含粗磨用砂輪30A與細磨用砂輪30C。 亦可以使用粗磨用砂輪30A與細磨用砂輪30C的中間粗 細的砂輪30B。砂輪32的種類並不限定於3種類，因應 硏磨的內容，可以使用更多種類的砂輪。複數個砂輪30 並列配置的場合，較佳爲1〜2個粗磨用砂輪30A與1〜2 個細磨用砂輪30C並列配置。砂輪30可使用鑽石的砂輪， 例如使用鑽石砂輪，亦可以使用立方晶氮化硼的砂輪。 第9A圖與第9B圖所繪示的玻璃母材硏磨裝置50的 控制裝置60，依據計算裝置66算出的目標直徑T，分別 控制複數種砂輪30A、30B與30C的移動。例如控制裝置 60對應玻璃母材40中心02對核心中心h的偏心量X， 選擇所使用砂輪30A、30B與30C的種類。 控制裝置60控制砂輪30A〜30C的移動，首先以粗 磨用砂輪30A硏磨包覆層32後，使用中間粗細硏磨用砂 輪30B硏磨包覆層32，最後使用細磨用砂輪30C硏磨包 覆層32。亦即是控制裝置60首先以粗磨的砂輪30A對包 覆層32進行深硏磨，接著交換爲顆粒粗細較細的砂輪30B 硏磨包覆層32。最後控制裝置60以最細顆粒之細磨用砂 7504pifl(麵底線) 24 輪30C使包覆層32的表面平滑。此外，控制裝置60亦可 以同時使用複數種砂輪30A、30B與30C，同時實施由粗 到細的硏磨。 完成硏磨並非必須使用複數的砂輪進行，亦可以使用 單一的砂輪30進行。尙且完成硏磨亦可以僅硏磨一次’ 而且視需要亦可以重複數回。 本實施例的玻璃母材硏磨裝置5〇所硏磨的玻璃母材’ 藉由延展加工成預形體，再藉由抽絲而加工成爲光纖。 本實施例的玻璃母材硏磨裝置50所硏磨的玻璃母材’其 抽絲所得的光纖具有優良的光學特性。特別是單模光纖， 不僅具有優異的截止波長與色散特性等光學特性，光纖在 鋪設時將光纖之間熔著接續時，不會產生損失。（實施例） 核心12係使用外徑25 mm#、長度1200 mm的單模 (Single mode)光纖用石英玻璃。將核心12的兩端與暫置 (Dummy)用石英棒熔接，裝設在設置於密閉反應爐28內 的扣件80上。接著，利用馬達18，以40 rpm的速度旋轉 核心12。 接著，將氧氣75 Ι/min、氫氣150 Ι/min、做爲載體的 氧氣9 Ι/min與原料氣體的SiCl4 40 g/min導入口徑28mm 0的多重管氫氧焰燃燒器20。以燃燒器移動用馬達24, 將燃燒器20在燃燒器導引機構22上以150 mm/min的速 度於1600mm的範圍進行往復運動。燃燒器20所噴出的 原料氣體與燃燒氣體以火焰水解產生的玻璃微粒，堆積在 核心12上。反應爐28內的排氣氣體則由排氣風斗26排 25 7504pifl(無劃底線) 555707 出。 隨著對核心12堆積的進行，多孔質玻璃母材製造裝 置增加供應到燃燒器20之原料氣體的量。玻璃微粒堆積 的24小時後，得到外徑爲240 mm 4的多孔質玻璃母材。 在玻璃微粒的堆積結束之前，供給氧氣180 Ι/min、氫氣360 Ι/min做爲載體的氧氣20 Ι/min與原料氣體的siCl4 100 g/min至燃燒器20。核心12所堆積的玻璃微粒的平均堆 積速度爲31 g/miii ◊ 所得的多孔質玻璃母材表面，存在著不平整的螺紋 狀。將此多孔質玻璃母材置入燒結爐中脫水、燒結玻化而 得到外徑135mm0的透明的玻璃母材，其表面由肉眼觀察 殘留有不平整的螺旋狀。不平整的深度最大爲LMmm。 接著，上述玻璃母材40設置於第3圖所示的玻璃母 材硏磨裝置50的扣件44A與44B。以馬達90旋轉扣件44A 與44B，使玻璃母材40旋轉。在玻璃母材40旋轉期間， 沿著玻璃母材40的長邊方向之50個地點，量測裝置62 量測玻璃母材40內的核心36中心q位置。量測裝置62 係採用使用偏光玻璃的光學計測器。 其次，計算裝置66沿著玻璃母材40的長邊方向，在 各核心位置量測地點之間的位置上，藉由以最小平方法推 算玻璃母材40內的核心36中心A位置的方法，沿著玻 璃母材40的長邊方向大致連續地計算出玻璃母材40內的 核心36中心位置。接著，計算裝置66以玻璃母材40 抽絲所得的光纖的推定截止波長成爲沿著玻璃 7504pifl(無劃底線) 26 555707 母材40的長邊方向算出以核心36中心位置爲中心的 目標直徑T。計算裝置66將算出結果傳輸至控制裝置60。 控制裝置60依據量測裝置62所量測的核心中心h位置 與計算裝置66所算出的目標直徑T ’以硏磨包覆層32。 粗磨用砂輪30A使用顆粒粗細爲#60號的鑽石砂輪， 以控制裝置60將最大磨入深度設定爲〇·75 mm。更加的， 中間粗細硏磨用砂輪30B使用顆粒粗細爲#140號的鑽石 砂輪，以控制裝置60將最大磨入深度設定爲比砂輪30A 的硏磨面更深入0.3 mm，再者，細磨用砂輪30C使用顆 粒粗細爲#600號的鑽石砂輪*將最大磨入深度設定爲比砂 輪30B的硏磨面更深入0.05 mm的設定上述砂輪的位置。 玻璃母材硏磨裝置50以50 mm/min的速度移動玻璃 母材40,並依據計算裝置66的計算，藉由將砂輪30A〜30C 朝向玻璃母材40的旋轉中心往復移動，對玻璃母材40進 行一次的硏磨。在硏磨玻璃母材40的期間，玻璃母材硏 磨裝置50以水冷卻玻璃母材40的硏磨部。在上述的硏磨 步驟中，玻璃母材硏磨裝置50係在沿著玻璃母材40的長 邊方向，約略連續地將玻璃母材40的直徑以核心中心h 位置爲中心且目標直徑爲T進行硏磨。此硏磨步驟使得玻 璃母材40的表面近乎平滑，且核心部36中心h與玻璃 母材40中心〇2近乎到達一致。所得的玻璃母材，再度以 上述方式，以計算裝置66決定玻璃母材40沿著長邊方向 的完成尺寸。控制裝置60依據計算裝置66的計算，硏磨 玻璃母材40。此時砂輪30使用顆粒粗細爲#600號的鑽石 27 7504pifl(細底線) 555707 砂輪，控制裝置60以最大磨入深度0.05 mm以及玻璃母 材40的移送速度50 mm/min進行一次的硏磨。此硏磨所 得的玻璃母材40表面的不平整的深度最大爲0.01 mm。 上述所得的玻璃母材40在電爐中延伸至直徑45 mm 0 作爲預形體，以抽絲機抽絲得到外徑125//m的光纖。量 測此光纖的連接損失、核心36的偏心率與光纖的長邊方 向的截止波長Ac的變動幅度。光纖的接續損失以 OTDR(Optical Time Domain Refractomotry)法量測。核心 部偏心率以光纖構造量測裝置(Photon Kinetic社製、「Model 2400」）量測。截止波長λ c的變動幅以截止波長量測裝置 量測，量測方法以ITU-T 6500爲準。 如表1所示爲上述項目的量測結果。如表1所示，相 較於下述說明的比較例，可以得到良好的結果。 [表1] 測項目 列 連接損失 (dB) 核心部偏心率 (%) Ac的變動幅 (β m) 實施例 0.02 0.15 ±0.01 比較例 0.05 0.30 ±0.04 (比較例） 首先，以與實施例相同的多孔質玻璃母材製造步驟與 的脫水、燒結玻化步驟得到外徑135 ππης6的透明玻璃母 材。透明玻璃母材表面的不平整深度最大爲1.03 mm。再 7504pifl(無劃底線) 28 者，在沿著玻璃母材長邊方向上的50個地點，量測玻璃 母材40內的核心中心位置量測。由所得的量測値的平均 値推定核心36中心位置，同時以所得的光纖的截止波長 爲1.27/zm，決定玻璃母材的完成尺寸。 其次，將玻璃母材設置於玻璃母材硏磨裝置，使核心 中心h與玻璃母材中心02 —致，進行玻璃母材的硏磨。 但是與實施例不同之處，在硏磨玻璃母材期間，各鑽石砂 輪並非向玻璃母材中心02往復地移動，而是與玻璃母材 保持一固定位置。 其次，對硏磨所得的玻璃母材，與實施例相同的方式 來決定完成尺寸，並進行硏磨玻璃母材。此次的硏磨僅使 用顆粒粗細爲#600號的鑽石砂輪，以最大磨入深度〇.〇5 mm 與玻璃母材的傳送速度50 mm/min進行一次的硏磨。所得 的玻璃母材表面的不平整的深度最大爲〇.〇1 mm。 上述所得的玻璃母材在電爐中延伸至直徑45 mm 0作 爲光纖用預形體，以抽絲機抽絲得到外徑125/zm的光纖。 此光纖的連接損失、核心部偏心率與長邊方向的截止波長 λ c的變動幅，以與實施例相同的量測方法量測。如表1 所示，具有大的連續損失、核心36偏心率與截止波長入c 的變動幅度。 發明的效果 如上述之說明，本發明可以在短時間內製造出具有平 滑表面與優良的核心偏心率之玻璃母材。因此，由此方式 製造出的玻璃母材，在經由抽絲所得到的光纖具有良好的 29 7504pifl(無刺底線) 555707-
光學特性。特別是單模光纖具有優異的連接損失、核心偏 心率與截止波長的均勻性。 以上爲用以說明本發明的實施例，然而本發明並非限定於 如上所述的實施例。上述的實施例能夠做種種的變更與改 良。具有與本發明的專利申請範圍所記載的技術思想與實 質相同的構成，產生同樣的作用效果者，不論其爲如何構 成皆包含在本發明的技術範圍內。
1.一種玻璃母材硏磨裝置，用以硏磨具有一包覆層與 一核心的一玻璃母材，包括： 一砂輪，用以硏磨該包覆層； 一量測裝置，在該玻璃母材的長邊方向的複數個地 點，量測垂直於該玻璃母材長邊方向之該玻璃母材中心位 置與該核心中心位置的一偏心量； 一計算裝置，係在量測該偏心量的該些地點，各別計 算出以該偏心量實質爲零的該核心中心位置爲中心之該玻 璃母材的一目標直徑，並大致沿著該玻璃母材的長邊方向 連續計算出該目標直徑；以及 一控制裝置，基於沿著該玻璃母材的長邊方向連續算 出的該目標直徑，沿著該玻璃母材的長邊方向大致略連續 的該玻璃母材的直徑係以該核心中心爲中心且爲該目標直 徑的方式，以該砂輪朝向該玻璃母材中心往復移動來控制 該砂輪硏磨該包覆層。 30
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