光纖用玻璃母材的加工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種光纖用玻璃母材的加工方法。
【背景技術(shù)】
[0002]光纖用玻璃母材被加熱軟化并拉伸，在加工為具有與拉絲機(jī)對應(yīng)的平均外徑、夕卜徑波動以及長度的精加工母材之后，利用拉絲機(jī)進(jìn)行拉絲而成為光纖。

【發(fā)明內(nèi)容】

_3] 發(fā)明要解決的問題
[0004]當(dāng)加工前的玻璃母材長度方向的整體存在較大的外徑波動時，或者當(dāng)在比較短的區(qū)間內(nèi)存在外徑波動時，有時玻璃母材的較粗的部分未充分地縮徑，加工后的精加工母材殘留有較大的外徑波動。
_5] 用于解決問題的方案
[0006]根據(jù)本發(fā)明的一技術(shù)方案，提供一種光纖用玻璃母材的加工方法，在該光纖用玻璃母材的加工方法中，通過拉伸光纖用玻璃母材而使該光纖用玻璃母材縮徑至最終拉伸直徑并加工為精加工母材，其特征在于，在拉伸光纖用玻璃母材之前，在光纖用玻璃母材的長度方向上在多個測量位置測量包括光纖用玻璃母材的外徑在內(nèi)的外徑分布，根據(jù)測量到的外徑，在光纖用玻璃母材上設(shè)定在長度方向上連續(xù)的有效區(qū)間，根據(jù)基于測量到的外徑計算出的、光纖用玻璃母材的有效區(qū)間的平均外徑，計算出小于平均外徑且大于最終拉伸直徑的目標(biāo)拉伸直徑，將光纖用玻璃母材拉伸至該目標(biāo)拉伸直徑，之后，進(jìn)一步將光纖用玻璃母材拉伸至最終拉伸直徑。
[0007]上述發(fā)明的概要并不是列舉了本發(fā)明的全部特征。而且這些特征組的子組合也能夠成為發(fā)明。
【附圖說明】
[0008]圖1是玻璃車床I的示意圖。
[0009]圖2是表示光纖用玻璃母材3的加工步驟的框圖。
【具體實施方式】
[0010]以下，通過發(fā)明的實施方式說明本發(fā)明，但是下述實施方式并不是限定權(quán)利要求書所涉及的發(fā)明。而且，并不限于實施方式中說明的特征的組合全部是發(fā)明的解決方案所必需的。
[0011]圖1是能夠在將光纖用玻璃母材3加工為精加工母材時使用的玻璃車床I的示意圖。玻璃車床I包括外徑測量器4和加熱源5。
[0012]另外，成為加工對象的光纖用玻璃母材3可以利用VAD法、OVD法等制作。S卩，將玻璃原料的四氯化硅等與氧氣、氫氣一起向燃燒器供給而產(chǎn)生火焰水解反應(yīng)，使產(chǎn)生的玻璃微粒子堆積在起始基材上而形成多孔質(zhì)玻璃母材，使其脫水，并進(jìn)行透明玻璃化而獲得光纖用玻璃母材3。如此獲得的光纖用玻璃母材3整體具有大致圓筒形的形狀。
[0013]在利用玻璃車床I進(jìn)行加工的情況下，在光纖用玻璃母材3的長度方向兩端熔接有玻璃支承棒(虛設(shè)棒)2。玻璃車床I的卡盤利用虛設(shè)棒2的部分把持光纖用玻璃母材3。由此，通過利用卡盤進(jìn)行裝卡而防止光纖用玻璃母材3自身的表面受傷。
[0014]另外，在對光纖用玻璃母材3的兩端附近進(jìn)行加熱的情況下，能夠減輕卡盤因加熱源5產(chǎn)生的熱量所受到的熱損傷。作為虛設(shè)棒2，能夠優(yōu)選使用外徑波動較小的圓筒形玻璃棒。由此，能夠在玻璃車床I中減輕在使光纖用玻璃母材3旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的軸偏移。
[0015]在玻璃車床I中，光纖用玻璃母材3加工為具有與所使用的拉絲機(jī)對應(yīng)的平均外徑、外徑波動值以及長度的精加工母材。通過利用拉絲機(jī)對精加工母材進(jìn)行拉絲而能夠獲得光纖。另外，外徑波動值能夠作為在有效區(qū)間內(nèi)測量到的光纖用玻璃母材3的最大外徑與最小外徑之差計算出來。
[0016]在將光纖用玻璃母材3加工為精加工母材的情況下，使玻璃車床I的卡盤旋轉(zhuǎn)，使光纖用玻璃母材3旋轉(zhuǎn)，并且使加熱源5沿著光纖用玻璃母材3的長度方向相對移動。進(jìn)而，一邊對光纖用玻璃母材3進(jìn)行加熱，一邊擴(kuò)大玻璃車床I的左右的卡盤的間隔，從而光纖用玻璃母材3在長度方向上被拉伸并且使外徑縮徑。
[0017]加工為精加工母材前的玻璃母材雖然最初呈大致圓筒形狀，但是外徑沿著長度方向發(fā)生波動。若從外徑波動較大的精加工母材拉絲出光纖，則拉絲機(jī)的母材插入口處的光纖用玻璃母材3與母材插入口之間的間隙在拉絲過程中發(fā)生變化，拉絲機(jī)的爐內(nèi)的氣流發(fā)生變化。因此，在拉絲而成的光纖中，在線方向上特性也發(fā)生波動，作為光纖的質(zhì)量降低。
[0018]因此，通過進(jìn)一步減小精加工母材的外徑波動，能夠提尚光纖的品質(zhì)。因此，在將光纖用玻璃母材3加工為精加工母材的情況下，在光纖用玻璃母材3的外徑較粗的部位增加縮徑量，在外徑較小的部位減少縮徑量，加工為外徑波動較小的精加工母材。
[0019]但是，例如，在平均縮徑量為5mm以上的光纖用玻璃母材3的情況下，在外徑波動較大的部位的前后，光纖用玻璃母材3的熱容量局部發(fā)生波動。因此，有時相比直徑較大的部分，直徑較小的部分進(jìn)一步縮徑，加重外徑波動。另外，在光纖用玻璃母材3的局部的外徑波動比加熱源5的均熱帶的長度短的情況下也產(chǎn)生同樣的現(xiàn)象。因此，有時難以制作外徑波動較小的精加工母材。
[0020]圖2是表示將光纖用玻璃母材3加工為精加工母材時的加工步驟的流程圖。以下，按照附圖所記載的步驟進(jìn)行說明。
[0021]步驟I;
[0022]首先，作為步驟1，對進(jìn)行拉伸加工而成為精加工母材的光纖用玻璃母材3的外徑進(jìn)行測量。外徑測量是在光纖用玻璃母材3的長度方向上以較小的測量間隔配置的多個測量位置處測量光纖用玻璃母材3的外徑而得到的外徑分布。根據(jù)該外徑分布，能夠設(shè)定作為光纖用玻璃母材3成為最終的精加工母材的狀態(tài)下的外徑的最終拉伸直徑。
[0023]具體地說，例如，針對保持在玻璃車床I上的帶虛設(shè)棒2的光纖用玻璃母材3，重復(fù)長度方向的移動和外徑測量。由此，結(jié)果是也測量出光纖用玻璃母材3的長度。另外，較小的測量間隔在操作時間等其他情況允許的范圍內(nèi)越窄越好，例如，在光纖用玻璃母材3的長度方向上，是指基于加熱源5的加熱溫度為均勻的均熱帶的寬度的10%以下的間隔。
[0024]步驟2 ；
[0025]接著，作為步驟2，針對所加工的光纖用玻璃母材3確定有效區(qū)間。有效區(qū)間考慮到光學(xué)均質(zhì)性、氣泡的有無等，針對一個光纖用玻璃母材3，確定在長度方向上連續(xù)的一個有效區(qū)間。有效區(qū)間以這樣的方式確定:該區(qū)間內(nèi)的光纖用玻璃母材3的體積至少等于或大于根據(jù)最終拉伸直徑和精加工長度計算出的精加工母材的體積。
[0026]上述有效區(qū)間的體積例如能夠以這樣的方式計算:使用通過上述外徑測量獲得的測量數(shù)據(jù)，并根據(jù)各個測量位置的外徑測量值累積在該外徑測量值的測量位置與相鄰的測量位置之間設(shè)想的圓錐形狀部的體積。另外，有效區(qū)間也可以設(shè)定為光纖用玻璃母材3的體積相對于精加工母材的體積具有10%左右的余量。由此，能夠?qū)旒庸ぶ械挠捎袡C(jī)娃玻璃自表面的揮發(fā)引起的體積變化進(jìn)行補(bǔ)償。
[0027]另外，玻璃車床I對光纖用玻璃母材3的拉伸加工能夠使光纖用玻璃母材3的外徑縮小，但是無法使其增大。因此，在設(shè)定有效區(qū)間的情況下，條件之一是，在有效區(qū)間的整個長度上，光纖用玻璃母材3的外徑大于等于最終拉伸直徑。
[0028]步驟3 ；
[0029]接著，作為步驟3，針對所設(shè)定的有效區(qū)間，計算出光纖用玻璃母材3的平均外徑和外徑波動值，對計算出的平均外徑與上述最終拉伸直徑之間的外徑差是否大于預(yù)先確定的外徑差基準(zhǔn)值進(jìn)行調(diào)查。當(dāng)該差大于外徑差基準(zhǔn)值時(步驟3:否時)，作為步驟A，設(shè)定大于最終拉伸直徑的目標(biāo)拉伸直徑，拉伸光纖用玻璃母材3。
[0030]在達(dá)到在此設(shè)定的目標(biāo)拉伸直徑之前的拉伸量小于等于上述外徑差基準(zhǔn)值。另夕卜，按照以從計算出的平均外徑拉伸加工至目標(biāo)拉伸直徑為條件確定的加熱源5的熱量和移動速度，執(zhí)行步驟A中的光纖用玻璃母材3的拉伸。
[0031]之后，針對拉伸至目標(biāo)拉伸直徑的光纖用玻璃母材3，重復(fù)外徑測量(步驟1)、有效區(qū)間確定(步驟2)以及平均外徑與最終拉伸直徑之差的計算(步驟3)。以下，重復(fù)上述步驟I?步驟3，直至在步驟3中平均外徑與最終拉伸直徑之差等于外徑差基準(zhǔn)值或者小于外徑差基準(zhǔn)值(步驟3:是時)。
[0032]另外，在沿長度方向等間隔地測量光纖用玻璃母材3的外徑的情況下，在步驟3中計算出的平均外徑也可以作為外徑的測量值的單純的算術(shù)平均來進(jìn)行計算。在光纖用玻璃母材3的外徑的測量位置不是等間隔的情況下，考慮到測量位置的間隔也可以作為加權(quán)平均值來進(jìn)行計算。
[0033