CN1014699B - 多孔质玻璃棒的制造方法及其装置 - Google Patents

Abstract

一种制造多孔质玻璃棒的方法，采用具有从容器侧部的排气口和容器的上部通到其内部的上下方向的通路部分以及从容器下部至其内部安装着的玻璃微粒生成用燃烧器的反应容器，还采用从通路部分至容器内部***着的可上下移动并可旋转的靶标，喷射并堆积通过燃烧器而生成的玻璃微粒从而在反应器内的所定位置旋转着的该靶标的下端形成多孔质玻璃棒，再根据多孔质玻璃棒的长大速度把靶标向上拉起，其中在容器的内部产生沿着其通路部分外周的下降气流。

Description

本发明涉及通过汽相轴向沉积（VAD）法制造光学纤维、柱透镜等光学***用多孔质玻璃母材的方法及其装置。

采用汽相轴向沉积（VAD）法制造光学***多孔质玻璃母材时，有必要使已形成这种制造气体介质的反应容器内的气流得到稳定，若不能完全确保这种稳定性，那么，多孔质玻璃母材的外径变化和折射率分布的变化就会增大。

为此，人们采取了一些适当的措施，如控制反应容器的排气压、或使受到流量控制和压力控制的气体从反应容器的上部流向其内部，作为有关这方面的技术，例如特开昭56-69234号公报、特开昭57-135738号公报中的发明已经有了公开。

传统的方法可参见图3（A）（B），这里例示了特开昭57-135738号公报的发明，其中1是具有排气口2的反应容器，3是从反应容器1的上部***其内部的通路管，4是从反应容器1的下部至其内部装着生成玻璃微粒用的燃烧器，5是靶标，6是多孔质玻璃棒。

采用图3的方法，在形成玻璃棒6时是使所定的气体从通路管3的内部流向其下方，但正如该图（A）所示的，在多孔质玻璃棒6的形成初期通路管3内的留空量较大，而随着玻璃棒6的长大，使它侵入到通路管3的内部时，上述留空量就变小。

因此，随着多孔质玻璃棒6的长大，经过通路管3的流动性就会发生变化，与此同时，反应容器1内的燃烧器火焰的指向（玻璃微粒的喷射方向）也会有变化。

在省略了说明的特开昭56-69234号公报的发明中也会发生同样的现象。

正如以上所述的，在传统方法的场合下，由于燃烧器火焰的指向会发生变化，因此在制造所需长度的多孔质玻璃棒6时就不能够切实防止玻璃棒6的外径变化和折射率分布的变化，该对此进行补偿的通路管3内的流量控制、反应容器1内的压力控制也有困难。

另一方面，在扩大通路管3的内径使上述流动性的变化小到可忽略程度的情况下，多孔质玻璃棒6的外径虽可达到稳定，但这对由于来自反应容器上部的流动能会变小，从燃烧器4出来的玻璃微粒就会在容器1内乱舞，因而使得多孔质玻璃棒6的折射率分布的稳定性受到破坏。

本发明就是鉴于上述问题，试图提供一种稳定反应容器内的流动性、并借此制得长度方向的外径、折射率分布稳定的多孔质玻璃棒的方法及其装置。

本发明的方法是，采用具有从容器侧部的排气口和从容器的上部通到其内部的上下方向的通路部分以及从容器下部至其内部安装着玻璃微粒生成用燃烧器的反应容器，还采用从上述通路部分至反应容器内***着的可上下自由移动并自由旋转的靶标，在反应容器内的所定位置上旋转着的靶标的下端，喷射并堆积通过燃烧器而产生的玻璃微粒从而形成多孔质玻璃棒，再根据该多孔质玻璃棒的长大速度把靶标向上拉，其特征是在这样一种制造多孔质玻璃棒的方法上，使反应容器的内部沿着其通路部分的外周产生下降气流。

本发明的装置包括具有从容器侧部的排气口和从容器的上部通入其内部的上下方向的通路部分、以及从容器下部至其内部安装着的玻璃微粒生成用燃烧器的反应容器，还包括从上述通路部分至反应容器 内部***着的可上下自由移动并自由旋转的靶标，其特征是在具备这种反应容器和这种靶标的多孔质玻璃棒的制造装置上，把具有气密性能的筒体连结到上述通路的上方，在反应容器的上部内周与通路部分的外周之间形成气体流路以便形成下降气流，而在该气体通路的上端形成气体流入部分。

在本发明中，使从反应容器内的燃烧器前端喷射出的玻璃微粒堆积在处于旋转状态的靶标的下端从而形成多孔质玻璃棒，并根据该多孔质玻璃棒的长大速度把标靶向上拉起，这些虽然与已有例相同，但这种方法形成多孔质玻璃棒时，应使反应容器内沿通路部分的外周产生下降气流。

如上所述，在制造多孔质玻璃棒时，多孔质玻璃棒与靶标一起通过通路部分的内部，而下降气流则沿着通路部分的外周流向排气口。

因此，由于首先是靶标通过然后是长大了的多孔质玻璃棒通过该通路，所以即使通路部分内的留空量有变化，沿着该通路部分外周下降的气流，也不会受到因上述留空量的变化而产生的影响，而始终呈现出稳定的流动性。

其结果，由于是稳定状态的下降气流，多孔质玻璃棒母材的外径就能大体上得到固定，另外对于堆积面来讲燃烧器的火焰指向也是固定的，并可防止因下降气流而产生的玻璃微粒的乱舞，由于这些多重的效果，多孔质玻璃母材长度方向的折射率分布可得到稳定，于是就能获得质量和特性均优的多孔质玻璃母材。

实施例

以下参照附图对本发明的方法及其装置的具体例子进行说明。

上图1和图2中，11是具有排气口12的反应容器，13是自反应容器11的上部至其内部而设置着的通路部分，14是自反应容器11的下部 至其内部安装着的玻璃微粒生成用燃烧器，15是可自由旋转和上下移动的已知靶标。

在以上所述中，在通路部分13的上方连接着具有气密性能的筒体16，在反应容器11的上部内周与通路部分13的外周之间形成着为产生下降气流的气体流路17，同时在这气体流路17的上端形成了气体流入部分18。

又，在图1的情况下，通过在反应容器11的上面等间隔地穿设着的数个圆形透孔，形成了气体流入部分18，在图2的情况下，通过具有气体导入口19与环状吐出口20的构件而形成气体流入部分18，与此同时，在气体导入口19上连接着具有流量调节器21的管道***22。

图中，23表示多孔质玻璃棒。

在采用上述图示的装置制造多孔质玻璃棒23时，靶标15其下端一直要***到反应容器11内的所定位置并进行旋转，通过燃烧器14的火焰加水分解反应所产生的生成物即玻璃微粒就朝上述靶标15的下端喷射并被堆积起来。

通过这种玻璃微粒的堆积，在靶标15的下端就形成了多孔质玻璃棒23，又根据该多孔质玻璃棒23的长大速度，靶标15在通路部分13内和筒体16内被往上拉起，但这时，反应容器11的内部在通过排气口12进行排气的同时又有伴随着排气的自然导入，另外，通过来自管道***22的强制导入，规定的气体就从气体流入部分18导入气体流路17，并通过它形成沿着通路部分13的外周的下降气流。

如上所述，沿着通路部分13的外周流入排气口12的该下降气流显示出不受通路部分13内留空量变化影响的稳定的流动性，并能够获得朝向堆积面的固定的燃烧器火焰的指向和阻止玻璃微粒乱舞等作用效果，所以就能使多孔质玻璃母材23的长度方向的外径以及折射率之分 布得以稳定。

此外，根据以上所述在制造多孔质玻璃棒23时，有必要施行应使反应容器内的排气压、下降气流的流量等保持一定的压力控制和流量控制，而这些控制是通过连接在排气口12的管道***的排气量调节器（未图示）、连接在气体导入口19的管道***22的流量调节器21等进行调节的。

正如以上所说明的，运用本发明方法，在采用汽相轴向沉积（VAD）法制造多孔质玻璃棒时，由于是沿着反应容器内的通路部分的外周产生了下降气流，所以就可通过不受通路部分内的留空量变化影响的稳定的该下降气流而获得长度方向的外径及折射率分布稳定的多孔质玻璃棒母材。

另一方面，本发明的装置不仅包括反应容器的排气口及通路部分、玻璃微粒生成用的燃烧器和靶标等，而且还在反应容器的上部内周与通路部分的外周之间形成了气体流路，在该气体流路的上端形成了气体流入部分，在上述通路部分的上方连结着具有气密性能的筒体，所以就能够容易地使之产生所定的下降气流，多孔质玻璃棒的拉上操作也可利用通路部分上的筒体而在不破坏反应容器内气体介质的情况下得以进行。

图1是简单显示了本发明方法及装置的一实施例的说明图，图2是简单显示了与上相同的其它实施例的说明图，图3（A）（B）是现有技术例子的说明图。

11…反应容器

12…排气口

13…通路部分

14…燃烧器

15…靶标

16…筒体

17…气体流路

18…气体流入部分

19…气体导入口

20…气体吐出口

21…流量调节器

22…管道系列

23…多孔质玻璃棒

Claims (7)

1、一种多孔质玻璃棒的制造方法，采用具有从容器侧部的排气口和从容器的上部通到其内部的上下方向的通路部分以及从容器下部至其内部安装着的玻璃微粒生成用燃烧器的反应容器，还采用从上述通路部分至反应容器内***着的可上下移动并可自由旋转的靶标，在反应容器内的所定位置旋转着的靶标的下端喷射并堆积通过燃烧器而产生的玻璃微粒从而形成多孔质玻璃棒，再根据该多孔质玻璃棒的长大速度把靶标向上拉起，其特征是在这样一种制造多孔质玻璃棒的方法中，把具有气密性能的筒体连接到上述通路的上方，在反应容器的上部内周与通路部分的外周之间形成气体流路以便形成下降气流，而在该气体通路的上端形成气体流入部分。

2、根据权利要求1所述的多孔质玻璃棒的制造方法，其特征是为使沿通路部分外周的下降气流保持一定而对该气流的流量进行调节。

3、根据权利要求1所述的多孔质玻璃棒的制造方法，其特征是为使反应容器内的排气压保持一定而对沿通路部分外周的下降气流的流量进行调节。

4、一种多孔质玻璃棒的制造装置，包括具有从容器侧部的排气口和从容器的上部通入其内部的上下方向的通路部分、以及从容器下部至其内部安装着的玻璃微粒生成用燃烧器的反应容器，还包括从上述通路部分至反应容器内部***着的可上下自由移动地并可自由旋转的靶标，其特征是在具备这种反应容器和这种靶标的多孔质玻璃棒的制造装置上，一具有气密性能的筒体连接在上述通路的上方，在该气体通路的上端形成气体流入部分。

5、根据权利要求4所述的多孔质玻璃棒的制造装置，其特征是气体流入部分包括穿设在反应容器上面的数个透孔。

6、根据权利要求4所述的多孔质玻璃棒的制造装置，其特征是通过具有气体导入口和环状气体吐出口的构件而形成了气体流入部分。

7、根据权利要求6所述的多孔质玻璃棒的制造装置，其特征是在气体导入口连接着具有流量调节器的管道***。

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