Способ изготовления заготовкидля ВыТягиВАНия ОпТичЕСКОгО ВОлОКНА Советский патент 1981 года по МПК C03B37/00 

1

Изобретение относится к производству заготовок для вытягивания оптических волокон, применяемых в коммуникационных линиях оптической связи, медицинском приборостроении, а также в оптоэлектронике и вычислительной технике.

Известен способ получения заготовок для вытягивания оптического волокна путем последовательного осаждения из газовой фазы слоев материала оболочки и жилы на внутренней поверхности кварцевой трубки и сжатия трубки с образованием заготовки 1.

Этот способ не позволяет получить кварцевые заготовки -с высоким коэффициентом заполнения сечения заготовки стеклом жилы.

Наиболее близким техническим решением к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ изготовления заготовки для вытягивания оптического волокна путем раздельного вытягивания штабика и трубки, введения штабика в трубку с образованием заготовки 2

Известный способ имеет существенный недостаток; заключающийся в том, что для штабика необходимо.использовать бессвильное стекло. Наличие свилей, беспорядочно ориентированных в стекле штабика, и пузырей приводит к росту Б волокне светопотерь на рассеяние. Изготовление штабиков только из бессвильного стекла, существенно снижает коэффициент использования стекла, который в среднем составляет величину порядка 30-50%. Однако, если ориентировать свили стекла штабика

o параллельно оси штабика,то их влияние на светопотери, в вытягиваемом из него волокне, будет сведено к минимуму .

Целью изобретения является повыше5ние качества заготовки для вытягивания оптического волокна.

Поставленная цель достигается тем, что в способе изготовления заготовки

20 для вытягивания оптического волокна путем раздельного вытягивания штабйча и трубки, введения штабика в трубку с образованием заготовки, на трубке образуют выступ для упора штабика,

2Ь осуществляют перемещение заготовки через вертикальную электропечь с температурным градиентом по высоте печи 30j300 град/см и спекают штабик с трубкой при вязкости стекла штаби30 ка П, а также производят

подачу газа под давлением в нижнюю часть трубки.

С целью дополнительной очистки материала штабика от красящих примесей, в качестве газа используют хлор.

При этом перегоняют газ одновременно с перемещением комплекта через вертикальную градиентную печь и стенанием боковых поверхностей штабика и трубки и перегоняют газ через спеченный комплект.

На фиг. 1 показан комплект штабик-трубка, подготовленный для последующего спекания и пропускания газа; на фиг. 2 - установка для спекания и обработки газовым пузырем комплект штабик-трубка.

Устройство включает штабик 1, трубку 2, выступ 3 по внутреннему диаметру трубки, вертикальную электрпечь 4, пузырь 5 газа, перегоняемый снизу вверх через спеченный комплект заготовки, механизм 6 подачи комплекта в печь., систему 7 отсоса воздуха из межтрубочного пространства, систему 8 подачи газа.

Штабик 1, изготовленный из стекла высокой прозрачности,но повышенно свильности, опускают внутрь трубки 2 до выступа 3 (фиг. 1). Выступ по внутреннему диаметру трубки может быть получен путем локального разогрева трубки в пламени горелки.В качестве материала трубки выбирают стекло более тугоплавкое по сравнению со стеклом штабика, например, кварцевое стекло. Зазор между штабиком и внутренним диаметром трубки составляет величину порядка 0,2-1 мм.

Подготовленный комплект штабиктрубка укрепляют в механизме 6 подачи (фиг.2) и с постоянной скоростью вводят в вертикальную градиентную печь 4, имеющую зону максимальной температуры в середине по высоте печи (фиг. 2). Градиент температуры по высоте печи составляет 30300 град/см. Зона максимальной температуры протяженностью 5-10 мм име.ет градиент температуры 1-50300 град/см. По мере опускания комплекта в печь сте.сла штабика и трубки постепенно прогреваются, что предхраняет их от растрескивания. При этом в зоне максимальной температуры устанавливают температуру, обеспечивающую вязкость стекла штабика, движущегося с выбранной скоростью, порядка -10 П. В процессе опускания комплекта через зону максимальной температуры происходит осадка размягченного штабика 1 на выступ 3 трубки 2 с одновременным спеканием их боковых поверхностей. Для обеспечения к-ачественногО спекания (без пузырей на границе раздела) стекол штабика и трубки производят отсос воздуха из межтрубочного

пространства. С этой целью верхний конец трубки присоединен к вакуумной системе 7.

Далее комплект снова возвращают в верхнее исходное положение. В нижний |Конец трубки, соединенный с системой 8 подачи газа, подают порцию г-аза в объеме, достаточном для образования пузыря по всему сечению трубки.

Комплект, представляющий собой штабик с припеченной оболочкой, снова пропускают через печь. При этом в печи устанавливают температуру в зоне максимальных температур такой, чтобы вязкость стекла штабика, движущегося с выбранно-й скоростью, составила величину . При движении заготовки вниз по мере размягчения стекла жилы в зоне максимальных температур пузырь введенного в нижнюю часть трубки газа начинает подниматься вверх, вытесняя размягченое стекло штабика вниз через зазор между стенкой трубки и пузырем. Объем вводимого газа выбирают так, чтоб зазор между трубкой и пузырем бш1 минимальным , например не более 0,10,2 мм. Благодаря минимальному зазору через него выдавливается стекло штабика малыми порциями. При выдавливании стекла происходит ориентация свилей и гомогенизация стекла штабика в одном направлении. При этом пузыри, содержащиеся в выдавлива-эмом через зазор стекле штабика, соединяюся с пузырем газа. В случае необходимости повторяют операцию перегонки газового пузыря через заготовку. Кроме того, допускается совмещение операций спекания и перегонки газового пузыря через заготовку в одном цикле

В качестве газа, используемого для ориентации свилей, используют газы, образующие легколетучие соединения с красящими примесями. Например, хлор образует с ионами трехвалентног железа хлориды, температура плавления которых составляет 304 С, а температура кипения равна З24с. Таким образом, используя в качестве газа гомогенизатора хлор, можно уменшить концентрацию красящих примесей в стекле штабика. При достижении хлористого пузыря верхней границы штбика для его удаления выдерживают верхнюю часть трубки под вакуумом.

Экспериментально подтверждено повышение качества заготовки при ее изготовлении предлагаемым способом. Затухание в колонке, вытянутом из такого комплекта заготовки, ниже затухания в исходном стекле штабика.

Формула изобретения

1. Способ.изготовления заготовки 65 для вытягивания оптического волокна