製作玻璃光纖預製棒的方法
2023-05-25 14:51:56
專利名稱：製作玻璃光纖預製棒的方法
技術領域：
本發明涉及一種具有摻氟石英玻璃部分的玻璃光纖預製棒的製作方法，它具有一個用汽相軸向沉積(VAD)法沉積玻璃細粒子的步驟。
光纖具有芯和環繞著芯而折射率比芯低的包層這樣一種結構。靠著芯與包層的折射率之間的差別，光被聚攏在芯的內部或附近傳播。
於是，為了實現光纖的功能，提高或降低折射率的摻雜物被加入到基質材料中，由此實現所需的折射率分布。如果基質材料是石英玻璃，氟適於作為降低折射率的一種摻雜物。
具有摻氟石英玻璃部分的光纖，通過加熱位伸有摻氟石英玻璃部分的光纖預製棒而制出。這樣的玻璃光纖預製棒，至今如下文所述被製作出來。
形成摻氟石英玻璃部分的第一種傳統方法(下文稱為傳統實例1)，是如日本專利公開62-38292所公開的那種，其方式是為了用VAD法生長出細玻璃粒子體，供給玻璃原材料氣體和燃燒氣體，並沿著靶軸的方向用火焰水解法沉積出玻璃粒子，且隨後在氟化物氣體中進行玻璃粒子固化步驟，從而得到有摻氟玻璃部分的玻璃光纖預製棒。
形成摻氟石英玻璃部分的第二種傳統方法(下文稱為傳統實例2)，是如日本專利申請公開59-232934所公開的那種，其方式是為了用VAD法生長出細玻璃粒子體，供給玻璃原材料氣體和燃燒氣體，或僅僅供給所含相對於時間而言濃度保持恆定的氟化物氣體的燃燒氣體，並用火焰水解法沿著靶軸方向沉積出精細的玻璃粒子，隨後固化精細的玻璃粒子，從而得到玻璃光纖預製棒。
下述提出的方法是，用於使氟摻雜濃度在以石英玻璃為基質材料的光纖預製棒徑向上基本均勻的方法。
在美國專利US.5,039,325公開的方法中，氟化物氣體首先被混合到玻璃原材料氣體中，並用外部汽相沉積法沉積出精細的玻璃粒子。接著，加熱爐的容積被設定得稍稍大於玻璃粒子沉積體，並以邊加熱邊減少環境氣體的方式對沉積體加熱使沉積體透明化。因此，在加熱透明化時氟的蒸發量從外圍部分減少，從而得到沿徑向方向摻氟量均勻的玻璃光纖預製棒。
日本專利申請公開61-236626揭示的方法中，首先用越靠近外圍部分氟化物濃度越低的玻璃原材料氣體與氟化物氣體的混和物，沉積出精細的玻璃粒子。接著，在含氟或氟化物的氣氛中加熱沉積體，使之透明化。因此，加熱透明化時摻氟量在徑向上的不同取代了玻璃粒子沉積時摻氟量在徑向的不同，從而得到了在徑向上摻氟量均勻的玻璃光纖預製棒。
本發明的一個目的是提供一種用於製作玻璃光纖預製棒的方法，該預製棒具有一個沿生長方向摻有低濃度高均勻度氟的石英玻璃部分。
本發明的該製作玻璃光纖預製棒方法，是用汽相軸向沉積(VAD汽相軸向沉積)製作具有摻氟石英玻璃部分的玻璃光纖預製棒的方法，它包括(a)第一步，把玻璃原材料氣體和氟化物氣體引入氧焰中，並用火焰水解法沿著靶軸方向沉積出精細的玻璃粒子，進而沿著靶軸方向生長出精細的玻璃粒子沉積體，其中精細玻璃粒子沉積體生長周期包括一個增加氟化物氣體供給流速的同期；和(b)第二步，加熱精細玻璃粒子沉積體使之透明化。
在傳統實例1的製作玻璃光纖預製棒的方法中，如所周知的，摻氟量正比於環境氣體中氟化物氣體的四分之一次方。因此，也能在折射率相對於純石英的減小率近似為-0.2％到-0.7％的範圍內進行氟的添加，但是這樣，不易使氟摻雜濃度降低到讓折射率相對於純石英的減少率達到-0.2％或更低的程度。
所以，為了實現這樣低的摻氟濃度，以便通過在氟摻雜區的摻氟達到-0.2％或更低的折射率減少率，一般適用的方法，是在玻璃粒子沉積時通過將玻璃原材料氣體和氟化物氣體送到火焰中而進行氟摻雜的方法。
但是，根據本發明者從研究結果中所得到的知識，在採用傳統實例2的玻璃光纖預製棒製作方法製作出的光纖預製棒中，玻璃粒子沉積過程初始階段所形成的沉積玻璃粒子中的氟濃度，比玻璃粒子沉積過程最後階段所形成的沉積玻璃粒子中的氟濃度更高，因此，不可能得到折射率沿縱向分布很均勻的光纖。
折射率分布的不均勻性，一般會引起光纖截止波長λc的縱向不均勻性。因此，為了得到傳輸特性穩定的光纖，必須加強折射率在光纖縱向的均勻性。
根據本發明者的知識，上述現象是由下述兩種效應而引起的。
第一種效應如下。在玻璃粒子沉積體沉積開始端側的沉積終止之後，氟化物氣體仍然被供給到該開始端垂直下文的沉積部分，於是玻璃粒子沉積體的沉積開始端側周圍的環境氣體含有氟化物氣體。而且，由於玻璃粒子沉積體導熱性低，所以繼續沉積時會處在高溫狀態。即沉積開始端側的高溫玻璃粒子沉積體暴露在氟化物氣體的時間，比沉積終止端側的時間要長。所以，如果氟化物氣體的流速直至沉積終止都是恆定的，則玻璃粒子沉積體的沉積開始端側上的摻氟量，大於玻璃粒子沉積體沉積終止端側的摻氟量。
下述為第二種效應。在玻璃粒子沉積體的加熱透明化的步驟中，玻璃沉積體通常被插入到加熱爐中，驅動加熱器升溫，從玻璃粒子沉積體的沉積終止端側開始加熱，然後相對於加熱器移動玻璃粒子沉積體。之後繼續加熱直至最後到沉積開始端側。在透明化這個步驟中，隨著加熱溫度的提高，加熱器的熱輻射照射到玻璃粒子沉積體沉積終止端側，以加熱玻璃粒子沉積體的沉積終止端側。換句話說，玻璃粒子沉積體沉積終止端側的加熱時間較長。因此，如果環境氣體不含氟化物，從玻璃粒子沉積體的沉積終止端側蒸發的氟，將比其他部分更多。
上述兩種效應的結合造成了摻氟量的縱向變化。由於本發明的玻璃光纖預製棒製作方法是這樣安排的在沿靶軸方向沉積精細玻璃粒子過程中，供給氣體中氟化物的濃度隨著玻璃粒子沉積體沿靶軸方向的生長而增加；所以，在玻璃粒子沉積過程中，越靠近暴露於含氟環境氣體時間較長的玻璃粒子沉積開始端側，其玻璃粒子沉積的摻氟量越少，而越靠近暴露於含氟氣體時間較短的玻璃粒子沉積終止端側，其玻璃粒子沉積中的摻氟量越多。
另一方面，當高溫的玻璃粒子沉積體暴露於含氟環境氣體中時，摻氟量隨暴露時間而增加。
因此，在本發明的玻璃光纖預製棒製作方法第一步和第二步被完成時，摻氟量沿靶軸的方向變得均勻。
本發明者做過實驗，為的是檢驗隨著CF4氣體的供應量改變，沿生長方向的折射率減小率(ΔnF)的均勻性，該CF4氣體是在用VAD法製作的柱形摻氟石英玻璃時，摻入玻璃原料氣體SiCl4中的氟化物。折射率減小率ΔnF(L)，由下式定義。
ΔnF(L)＝{nF(L)-n0}/n0其中n0 純石英玻璃的折射率L 距開始端的距離nF(L)在L處的折射率圖1是表示該實驗結果的曲線圖。圖1表示出(1)CF4供給量從35SCCM到70SCCM作單調線性變化的情況(實驗1)下，(2)CF4供給量保持恆定為50SCCM情況下(實驗2)，(3)CF4供給量從5SCCM到100SCCM作單調線性變化情況(實驗3)的結果。圖1證明在CF4供給量不變時，無法達到均勻的折射率減小率(ΔnF)，且在CF4供給量變化太大時也不能獲得均勻的折射率減小率(ΔnF)。
本發明者還做了一些在CF4氣體流速做線性變化時改變初始流速值與最後流速值比率的實驗。圖2是一個表示這組實驗結果的曲線圖，它表示了一個由下列等式確定的相對於R＝{(CF4最後流速)/(CF4初始流速)}的折射率變化量的變化曲線Δ(ΔnF)。
Δ(ΔnF)＝ΔnFMAX-ΔnFMIN其中ΔnFMAXΔnF(L)的最大值ΔnFMINΔnF(L)的最小值圖2證明折射率的變化率Δ(ΔnF)在R≈2.0時最小，並證明了實現Δ(ΔnF)小於等於0.005的更佳均勻度，最好的範圍是R＝1.5到2.5，即CF4氣體的最後流速最好在初始流速的1.5到2.5倍的範圍內。
本發明者還做了一些實驗，為的是對下列四種改變CF4氣體流速的方法，(1)線性改變(上述實驗1)；(2)二次函數改變(實驗4)；(3)三次函數改變(實驗5)；和(4)二分之一次方函數改變(實驗6)，測量不摻氟情況下，即純石英玻璃在有35SCCM初始流速和70SCCM最後流速的情況下(即R＝2.0)，由於氟的摻入而在生長方向引起的折射率減小率的變化。
圖3是一個表示實驗1和4-6中沿著生長方向CF4氣體流速變化的曲線。由於沿著靶軸方向玻璃微粒生長速度幾乎是恆定的，所以距生長開始端的距離正比於從生長開始所經歷的時間。因此，下文的說明有必要選用自生長開始端的距離，或是從生長開始的時間，但要注意，它們具有等同的意義。
在圖3中，實驗1中的CF4氣體流速Vf1(t)，實驗4中的CF4氣體流速Vf4(t)，實驗5中的CF4氣體流速Vf5(t)，及實驗6中的CF4氣體流速Vf6(t)如下以SCCM為單位確定Vf1(t)＝35t/te+35Vf4(t)＝35(t/te)2+35Vf5(t)＝35(t/te)3+35Vf6(t)＝35(t/te)1/2+35其中t從生長開始時刻已經過的時間te生長結束的時間。
圖4是一個表示實驗1和4到6實驗結果的曲線圖，它表示了各個實驗中所得石英玻璃體相對於純石英玻璃，沿著生長方向其折射率減小率變化的測量結果。
圖4證明實驗4的氟摻雜量均勻度最高，也揭示出最佳的CF4流速變化是平方函數變化方式。
而且還證明在CF4流速變化呈線性函數的實驗1中，如前所述沿著生長方向其折射率減小率可以保持，但圖中代表CF4流速呈立方函數變化的實驗5曲線嚴重凸起，而代表CF4流速呈二分之一次方函數變化的實驗6曲線嚴重凹陷。即證明了氟化物氣體供給量適宜在玻璃微粒靶軸方向是沉積長度的線性或平方函數，即是從生長開始所經歷時間的線性或平方函數。
這裡，讓我們假設，玻璃微粒沉積體沿著靶軸方向的生長長度是長的。考慮到前述的兩種潛在的影響會引起靶軸方向氟摻雜量的不均勻，如果玻璃微粒沉積體在靶軸方向的生長長度長，從氟摻雜的角度來看，會有同樣的熱遲滯發生在距生長開始端的一定距離內。這意味著從氟摻雜的角度來看，在有同樣熱遲滯發生的地方，當氟氣體供給量為恆定時，氟摻雜量的均勻度要高一些。
所以，在玻璃微粒沉積體靶軸方向的生長長度長到足以形成一個能發生氟摻雜意義上的相同熱遲滯的長度時，氟化物氣體流速從生長開始到預定時間點保持恆定，而隨後氟化物氣體流速按照上述優選的變化曲線增加，從而可以得到在生長長度方向氟摻雜量高度均勻的玻璃光纖預製棒。
本發明者又做了一些實驗，以測量沿著生長方向，折射率減小率在氟化物氣體流速開始變化時沉積長度變化而發生的變化。由實驗結果，本發明者發現當將要沉積的剩餘部分長度是實現均勻摻氟沉積體直徑的4±0.5倍時，適宜開始改變氟化物氣體流速。
由於的摻氟是為了降低折射率的目的，所以本發明製作玻璃光纖預製棒的方法能夠使用於製作有一部分將是摻氟包層的玻璃光纖預製棒。尤其是，本發明製作玻璃光纖預製棒的方法有效地使氟摻雜量在軸方向上均勻，相對於石英玻璃其折射率減小率在低於-0.2％的範圍內。本發明將通過下文給出的詳細說明和僅僅用於解釋而非對本發明做限制的附圖，變得更加便於充分理解。
本發明的適用範圍，也將通過下文的詳細描述而明了。但是，應當理解，以本發明優選實施例形式出現的詳細說明和具體實例，僅僅為說明目的給出。因為包含在本發明構思與範圍之內的各種變化和改型，對熟悉本領域的技術人員而言，會通過閱讀本詳細說明而顯而易見。
圖1是一個表示實驗1，2和3中折射率減小率隨位置分布的曲線圖；圖2是一個表示折射率改變量(Δ(ΔnF))隨氟化物初始流速與最後流速之比(R)而變化的曲線圖；圖3是一個表示實驗1，4，5和6中氟化物流速隨時間的變化曲線圖；圖4是一個表示實驗1，4，5和6中，相對於純石英玻璃的折射率減小率隨位置分布曲線圖；圖5至9是實施例1的示意圖；圖10實施例2中，相對於純石英玻璃，摻氟部分的折射率減小率隨位置分布曲線圖；圖11是實施例3中，相對於純石英玻璃，摻氟部分的折射率減小率位置分布曲線圖；圖12是實施例4中，相對於純石英玻璃，摻氟部分的折射率減小率位置分布曲線圖；圖13是一個比較例中，相對於純石英玻璃，摻氟部分的折射率減小率位置分布曲線圖；以及圖14至17是表示應用本發明製作的玻璃光纖預製棒，其折射率分布形態實例的示意圖。
本發明製作玻璃光纖預製棒的方法，將參考附圖得到解釋。在
中，相同的標號將表示相同的元件，並將省略掉重複的說明。
實施例1圖5至9是本發明製作玻璃光纖預製棒方法的實施例1的示意圖。
如圖5所示，在本發明製作玻璃光纖預製棒的方法中，首先GeCl4和SiCl4原材料氣體與H2和O2燃燒氣體，一齊被送入位於支撐棒410支撐著的原料玻璃棒300開始端處且被包容在具有排氣口420的粉塵沉積容器400內的芯沉積燃燒器510中而且Ar，He或其它氣體作為載體也被送入。被送至包層燃燒器520中的是SiCl4原材料，燃燒氣體H2和O2，載體氣體Ar，He等，以及CF4摻氟氣體。
在燃燒器510或燃燒器520的火焰中，玻璃原材料被水解形成細小的玻璃微粒，且這些玻璃微粒被沉積，而形成由芯玻璃粉塵棒100和內包層玻璃粉塵棒200組成的多孔玻璃粉塵棒。
通過邊拉邊轉支撐棒410，該多孔玻璃粉塵棒沿著軸向生長。隨著它的生長，CF4氣體的供給量Vf(t)將按照下述等式增加，同時其它氣體供給量保持恆定
Vf(t)＝5(t/te)+50(單位SCCM)其中t從生長開始所經歷的時間te從生長開始到生長結束所經歷的時間；因此，在沉積之初已達到50SCCM的供應量，在沉積結束時被單調線性增加到100SCCM。
預製棒在靶軸方向的生長量是800mm。
接著，多孔玻璃粉塵棒被插入玻璃固化爐600中，以進行去氫過程和透明玻璃形成過程。圖6和7是去氫過程和透明玻璃形成過程的示意圖，其中圖6表示了這些過程開始時的狀態而圖7表示了過程的中間狀態。首先在Cl2/He＝0.5/20(slm)的氣氛中並以大約10mm/min的下降速度，用加熱器610保持1000至1300℃進行去氫過程。然後，在幾乎百分之百He的氣氛中並以大約7mm/min的下降速度，用加熱爐610保持1500至1650℃進行透明玻璃化過程。這些過程生產出一個由將變成芯的玻璃部分110和將變成內包層的玻璃部分210構成的玻璃體710。
圖8是一個表示相對於純石英玻璃而言，將變成內包層的玻璃部分210折射率減小率(ΔnF)，在生長方向上變化的測量結果的曲線圖。
在所得的玻璃體710中，內包層玻璃部分210相對於純石英玻璃的折射率減小率(ΔnF)，其生長開始端的值與生長結束端的值之差的絕對值是0.003％。
接著，如圖9所示，由支撐460支撐著的玻璃體310，被插入到有出氣口470的粉塵棒沉積容器450中，且把原材料氣體SiCl4，燃燒氣體H2和O2，以及載體氣體Ar，He等等送入到外包層沉積燃燒器530中。
在燃燒器530的火焰中，玻璃原材料受到水解而形成基本由純石英玻璃構成的精細玻璃微粒，且這些玻璃微粒沉積形成了由外包層玻璃粉塵棒220構成的多孔玻璃粉塵棒。
多孔玻璃粉塵棒220，通過邊拉邊轉支撐棒460而沿著軸向生長。
然後，外包層玻璃粉塵棒220被加熱，以便按照與圖6和7相同的方式透明化，從而得到玻璃光纖預製棒。
如此得到的玻璃光纖預製棒被拉製成光纖，於是生產出外徑為125μm的光纖。測量了該光纖的截止波長λc。從測量結果中看出，對應於玻璃光纖預製棒生長開始端的光纖部分截止波長，與對應於玻璃光纖預製棒生長結束端的光纖部分截止波長之間差值的絕對值是10nm。
實施例2在本實施例中，當用實施例1中圖5的玻璃微粒沉積法沿著軸向生長內包層粉塵棒時，根據下述等式提高CF4氣體的供給量Vf(t)〔單位SCCM〕並保持其它氣體的供給量不變Vf(t)＝75(t/te)2+50其中t從生長開始所經歷的時間te從生長開始到生長結束所經歷的時間；因此，在沉積之初已達到50SCCM的供應量，在沉積結束時被增加到125SCCM的供應量。
此後，按照與實施例1相同的方式，進行如圖6和7所示的去氫過程和透明玻璃化過程，從而得到玻璃體。
圖10是表示相對於純石英玻璃而言，本實施例所得到的內包層玻璃部分折射率減小率(ΔnF)在生長方向上的變化的曲線圖。在本實施例所得到的玻璃體中，內包層玻璃部分相對於純石英玻璃的折射率減小率，在生長開始端的值與生長結束端的值之間差的絕對值是0.001％。
接著，按照與實施例1相同的方式，如圖9所示沿著軸向生長出外包層玻璃粉塵棒。
然後，按照與圖6和7所示相同的方式加熱外包層玻璃粉塵棒，使其透明化，從而得到玻璃光纖預製棒。
於是，所得的玻璃光纖預製棒被拉製成光纖，由此生產出外徑為125μm的光纖。測量該光纖的截止波長λc。從測量結果中看出，對應於玻璃光纖預製棒生長開始端的光纖部分截止波長，與對應於玻璃光纖預製棒生長結束端的光纖部分截止波長之間差值的絕對值是5nm。實施例3在本實施例中，實施例1中的多孔粉塵棒的生長長度是1100nm，且當用圖5的玻璃微粒沉積法生長內包層粉塵棒時，根據下述等式提高CF4氣體的供給量Vf(t)〔單位SCCM〕並保持其它氣體的供給量不變Vf(t)＝50；0≤t＜ts
Vf(t)＝50(t/te)+50；ts≤t≤te其中t是從生長開始所經歷的時間ts是從生長開始到300mm長度時所經過的時間te是從生長開始到生長結束所經歷的時間；因此，在沉積之初已達到50SCCM的供應量，在沉積結束時被增加到100SCCM。
此後，按照與實施例1相同的方式，進行如圖6和7所示的去氫過程和透明化過程，從而得到玻璃體。
圖11是表示相對於純石英玻璃而言，本實施例所得到的內包層玻璃部分折射率減小率(ΔnF)在生長方向上的變化的曲線圖。在本實施例所得到的玻璃體中，內包層玻璃部分相對於純石英的折射率減小率，在生長開始端的值與生長結束端的值之間差的絕對值是0.004％。
接著，按照與實施例1相同的方式，如圖9所示沿著軸向生長外包層玻璃粉塵棒。
然後，按照與圖6和7所示相同的方式加熱外包層玻璃粉塵棒，使其透明化，從而得到玻璃光纖預製棒。
於是，所得的玻璃光纖預製棒被拉製成光纖，由此生產出外徑為125μm的光纖。測量該光纖的截止波長λc。從測量結果中看出，對應於玻璃光纖預製棒生長開始端的光纖部分截止波長，與對應於玻璃光纖預製棒生長結束端的光纖部分截止波長之間差值的絕對值是18nm。實施例4在本實施例中，實施例1中的多孔粉塵棒的生長長度是1100mm，且當用圖5的玻璃微粒沉積法生長內包層粉塵棒時，根據下述等式提高CF4氣體的供給量Vf(t)〔單位SCCM〕並保持其它氣體的供給量不變Vf(t)＝50；0≤t＜tsVf(t)＝75(t/te)2+50；ts≤t≤te其中t是從生長開始所經歷的時間ts是從生長開始到300mm長度時所經過的時間te是從生長開始到生長結束所經歷的時間；因此，在沉積之初已達到50SCCM的供應量，在沉積結束時被增加到125SCCM。
此後，按照與實施例1相同的方式，進行如圖6和7所示的去氫過程和透明玻璃化過程，從而得到玻璃體。
圖12是表示相對於純石英玻璃而言，本實施例所得到的內包層玻璃部分折射率減小率(ΔnF)在生長方向上的變化的曲線圖。在本實施例所得到的玻璃體中，內包層玻璃部分相對於純石英的折射率減小率，在生長開始端的值與生長結束端的值之間差的絕對值是0.002％。
接著，按照與實施例1相同的方式，如圖9所示沿著軸向生長外包層玻璃粉塵棒。
然後，按照與圖6和7所示相同的方式加熱外包層玻璃粉塵棒，使其透明化，從而得到玻璃光纖預製棒。
於是，所得的玻璃光纖預製棒被拉製成光纖，由此生產出外徑為125μm的光纖。測量該光纖的截止波長λc。從測量結果中看出，對應於玻璃光纖預製棒生長開始端的光纖部分截止波長，與對應於玻璃光纖預製棒生長結束端的光纖部分截止波長之間差值的絕對值是14nm。
為了比較上述實施例中製作出來的玻璃光纖預製棒，本發明者在多孔粉塵棒生長長度為1100mm且CF4供給量保持在恆定值50SCCM的條件下，製作出一個作為比較例的玻璃光纖預製棒。
圖13是一個依位置變化的曲線圖，它表示了在作為比較例的玻璃光纖預製棒中，內包層玻璃部分的折射率減小率(ΔnF)的分布圖。從圖13中可看出，比較例的玻璃光纖預製棒，其在沉積結束端的ΔnF值與其在沉積開始端的ΔnF值之間差值的絕對值是0.02％。
接著，按照與實施例1相同的方式，如圖9所示沿著軸向生長出外包層玻璃粉塵棒。
然後，按照與圖6和7所示相同的方式加熱外包層玻璃粉塵棒，使其透明化，從而得到玻璃光纖預製棒。
於是，所得的玻璃光纖預製棒被拉製成光纖，由此生產出外徑為125μm的光纖。測量該光纖的截止波長λc。從測量結果中看出，拉製成光纖後的截止波長改變是100nm。
上述證實本發明實現了一個製作具有不隨位置而變的均勻折射率分布的玻璃光纖預製棒的方法。
本發明可以不受上述實施例限制地進行改型。比如上述實施例用CF4作為氟化物，但是選用CCl2F2，C2F6，SiF4，SF6，等等的其他氟化物同樣有效。
上述實施例得到的玻璃光纖預製棒有如圖14所示折射率分布，但是在製作具有圖15到17所示任意一種折射率分布的玻璃光纖預製棒中，本發明也被用於形成折射率比純石英玻璃折射率低的玻璃體部分。
於是從已述的本發明中，顯然可以看到本發明可以有多種形式的變化。這種變化不應視為是對本發明構思和範圍的背離，而且所有這些變化對本領域的普通技術人員而言應該是顯而易見的，都包括在所附權利要求書範圍內。
申請日為1995年12月4日的日本專利申請315469/1995適於作本文的參考文獻。
權利要求
1.一種製作具有用汽相軸向沉積法摻雜氟的石英玻璃部分的玻璃光纖預製棒的方法，包括第一步，將玻璃原材料氣體和氟化物氣體引入氧焰中並通過火焰水解在靶軸方向上沉積精細的玻璃微粒，從而讓所述的精細玻璃微粒沉積體沿著所述的靶軸方向生長，其中所述精細玻璃微粒沉積體的生長周期包含增加所供給的氟化物氣體流速的周期，和第二步，加熱透明化所述的精細玻璃微粒沉積體。
2.根據權利要求1的製作玻璃光纖預製棒的方法，其中所述的氟化物氣體流速從初始流速變化到最後流速，該最後流速在所述初始流速的1.5到2.5倍的範圍內。
3.根據權利要求1的製作玻璃光纖預製棒的方法，其中所述的氟化物氣體流速Vf由下式表達Vf＝(V2-V1)t/te+V1其中V1氟化物氣體初始流速V2氟化物氣體的最後流速t從生長開始所經過的時間，及te從生長開始到生長結束的時間
4.根據權利要求1的製作玻璃光纖預製棒的方法，其中所述的氟化物氣體流速Vf由下式表達Vf＝(V2-V1)(t/te)2+V1其中V1氟化物氣體初始流速V2氟化物氣體的最後流速t從生長開始所經過的時間，及te從生長開始到生長結束的時間
5.根據權利要求1的製作玻璃光纖預製棒的方法，其中所述的氟化物氣體流速Vf由下式表達Vf＝V1如果0≤t＜tsVf＝(V2-V1){(t-ts)/(te-ts)}+V1如果ts≤t≤te，其中V1氟化物氣體初始流速V2氟化物氣體的最後流速t從生長開始所經過的時間，及ts是從生長開始到氟化物氣體流速開始增加時所經過的時間te從生長開始到生長結束的時間
6.根據權利要求1的製作玻璃光纖預製棒的方法，其中所述的氟化物氣體流速Vf由下式表達Vf＝V1如果0≤t＜tsVf＝(V2-V1){(t-ts)/(te-ts)}2+V1如果ts≤t≤te，其中V1氟化物氣體初始流速V2氟化物氣體的最後流速t從生長開始所經過的時間，及ts是從生長開始到氟化物氣體流速開始增加時所經過的時間te從生長開始到生長結束的時間
7.根據權利要求1的製作玻璃光纖預製棒的方法，其中所述的玻璃光纖預製棒包含一個將變成芯部分的玻璃部分和一個將變成包層部分的玻璃部分，所述的摻氟石英玻璃部分至少是所述將變成包層部分的玻璃部分的一部分，而且所述摻氟石英玻璃部分包括一個包圍著所述芯部分的邊界。
全文摘要
原材料氣體，燃燒氣體，和載體氣體被輸送到芯沉積燃燒器中，而原材料氣體，燃燒氣體，載體氣體，和用於摻氟的氣體被輸送到包層沉積燃燒器中，從而形成由芯玻璃粉塵棒和包層玻璃粉塵棒構成的多孔玻璃粉塵棒。隨著粉塵棒的生長，增加摻氟氣體供給量同時保持其它氣體供給量不變。接著，進行粉塵棒的去氫和透明化過程。按此法製作出來的是，具有低濃度氟並在生長方向上有高均勻度的石英玻璃部分的玻璃光纖預製棒。
文檔編號C03B37/014GK1155522SQ96121510
公開日1997年7月30日 申請日期1996年12月3日 優先權日1995年12月4日
發明者石川真二, 伊藤真澄, 星野壽美夫 申請人:住友電氣工業株式會社