Método para sintetizar material base poroso para fibra óptica y aparatos para sintetizar material base poroso para fibra óptica
Descripción general
 (Aparatos) para fibra óptica para mejorar la velocidad de adhesión de partículas finas de vidrio de un material base poroso para fibras ópticas. ] Y un gas de combustión tal como el gas de materia prima y el hidrógeno y el oxígeno, tal como SiCl4 y GeCl4 se introdujo al quemador 2, las partículas de vidrio 7 como una porción de revestimiento de la fibra óptica depositando depositado sobre la barra de núcleo 1 de la barra de núcleo quemador 2 1, se inserta el cable 3 de electrodo en el quemador 2, y se aplican voltajes de polaridades positivas y negativas alternas al cable 3 de electrodo para cargar las micropartículas 7 de vidrio positiva y negativamente. Como resultado, la unión de partículas de vidrio 7 entre sí se promueve en el espacio entre el quemador y la barra de núcleo 1, velocidad de depósito de granulación de partículas de vidrio a la barra de núcleo 1 anterior se mejora porque el producto.
Campo técnico
Campo técnico La presente invención se refiere a un método y aparato para sintetizar un material base de vidrio poroso para una fibra óptica.
Antecedentes de la técnica
Para la fabricación de una preforma de vidrio porosa para fibras ópticas, primero, para producir una parte de núcleo y del revestimiento como la preforma de vidrio poroso por el método VAD y, a continuación, el material base de los cuales es jaula de vidrio aún más esta vitrificación La parte restante del revestimiento se sintetiza en la superficie mediante un método de unión externa. De esta manera, la preforma de vidrio poroso sintetizado (preforma) es entonces sido dibujo, por ejemplo, formado como una fibra óptica de modo único que comprende un 125um revestimiento diámetro exterior incluido en el núcleo y que rodea a 10! M de diámetro interior .
En cualquiera de los procesos anteriores para producir una preforma de vidrio poroso, en general, se utiliza un quemador de oxihidrógeno para hidrolizar gases de materia prima tales como SiCl 4 y vapor de GeCl 4 en una llama de oxihidrógeno, Se forman partículas finas de SiO2 y GeO2 que son el núcleo o el revestimiento y se depositan y depositan en la superficie del objetivo giratorio. La cantidad y distribución de partículas finas que se adhieren al objetivo cambia debido a diversos factores tales como la forma de la llama del quemador y la temperatura de la superficie del material base.
La fabricación de un material base de vidrio poroso estable se ha realizado hasta ahora mediante el examen de los diversos factores anteriores, pero desde el punto de vista de reducir el costo de fabricación de la fibra óptica, la tasa de adhesión de las partículas finas de vidrio al objetivo Todavía es insuficiente y solo se puede usar aproximadamente el 20 40% de las micropartículas de vidrio formadas. Las micropartículas de vidrio no unidas al objetivo se descartan en el depurador. Las micropartículas de vidrio que no se adhieren al objetivo tienen una doble desventaja: es una pérdida y, al mismo tiempo, el costo de procesamiento en el depurador es alto. Por lo tanto, también es necesario mejorar aún más la eficacia de adhesión de las partículas de vidrio al objetivo con el fin de reducir el coste de fabricación de la fibra óptica en el futuro.
Para tal demanda, mediante el uso de un alto voltaje de CC, carga las partículas finas de vidrio para ser emitidos desde el quemador, ya se ha tratado de mejorar la eficiencia de deposición de partículas de vidrio a la meta en una fuerza electrostática. En el método, se aplica un alto voltaje de polaridad positiva o negativa a un cable de electrodo insertado en un quemador de oxihidrógeno para cargar las micropartículas de vidrio inyectadas desde el quemador de oxihidrógeno y cargadas. De este modo, unir las micropartículas de vidrio al objetivo.
Tarea de solución
En este método, las partículas de vidrio cargadas a uno de polaridad positiva y polaridad negativa se unen al objetivo y se depositan, y las partículas de vidrio cargadas con la misma polaridad se depositan y depositan en el objetivo, de modo que el objetivo electrostáticamente repelen entre sí y las partículas finas de vidrio depositadas partículas de vidrio que se adhieren a, porque no aglomeradas de manera eficiente, altamente tamaño de partícula se reduce, y el flujo de las partículas emitidas hacia el quemador a la diana Y existe el problema de que la mejora de la eficacia de adhesión de las partículas finas de vidrio es limitada.
Un objeto de la presente invención es proporcionar un método y un aparato para sintetizar una preforma de vidrio poroso para fibra óptica que mejora la eficacia de adhesión de las partículas de vidrio a un objetivo más que nunca. En la presente invención, SiCl4, hidrolizar los vapores de GeCl4 como del gas de materia prima en una llama de gas detonante para formar partículas finas de vidrio de SiO2, etc. GeO2, base porosa para una fibra óptica uniendo las partículas de vidrio en el objetivo En el que las partículas de vidrio se cargan para alternar polaridades positivas y negativas a intervalos predeterminados y las partículas finas de vidrio se unen (granulan) en el espacio entre el quemador y el objetivo mediante la fuerza de atracción eléctrica mutua. Y lo adhiere al objetivo. Alternativamente, en la presente invención, las partículas finas de vidrio se cargan de modo que se mezclen entre sí para mezclarse entre sí de modo que se adhieran al objetivo.
La presente invención también proporciona un aparato para llevar a cabo el método para sintetizar la preforma porosa para fibra óptica. Es decir, en la presente invención, en el aparato el vapor del gas de materia prima se hidroliza en una llama de gas detonante para formar partículas finas de vidrio, para sintetizar una preforma porosa para una fibra óptica uniendo las partículas de vidrio a un objetivo en el quemador Un medio de suministro de energía para disponer un electrodo en el quemador y aplicar alternativamente un alto voltaje positivo y un alto voltaje negativo de CC al electrodo a intervalos predeterminados, partículas finas de vidrio inyectadas desde el quemador hacia el objetivo. Se cargan positivamente y negativamente alternativamente. Alternativamente, una pluralidad de electrodos están dispuestos en el quemador, los máximos de CC positivos y negativos se aplican respectivamente a la pluralidad de electrodos de modo que las partículas de vidrio radiadas del quemador se mezclen con polaridad positiva y polaridad negativa. Y la fuente de alimentación significa para aplicar un voltaje.
Introducir los electrodos dentro del quemador para formar partículas finas para ser radiada a la diana mediante la aplicación de una alta tensión pulsada cambios de polaridad alterna al electrodo, las partículas emitidas desde el quemador se puede alojar sólo a la misma polaridad Prevenir Las micropartículas de vidrio de diferentes polaridades expulsadas del quemador se atraen mutuamente y se aglutinan debido a la fuerza de atracción electrostática en el espacio, y el diámetro de la partícula aumenta y luego se adhiere al objetivo. Además, dado que las partículas de vidrio granulado se vuelven eléctricamente neutras, la eficacia de adhesión puede mejorarse aún más de manera que el flujo de partículas finas no se disemine por el objetivo.
Como un método para la carga de partículas de vidrio, como se describe anteriormente, además de aplicar una tensión temporalmente cuya polaridad cambia alternativamente los electrodos en el quemador, insertar la pluralidad de electrodos en el quemador, el voltaje aplicado a estos electrodos Incluso si la carga de las partículas finas radiadas desde el quemador se mezcla en un estado de distribución predeterminado al mismo tiempo aplicando tensiones de diferentes polaridades a, por ejemplo, electrodos vecinos, el mismo resultado que el descrito anteriormente Puede ser obtenido
La figura 1 muestra una configuración esquemática de un ejemplo de un aparato para sintetizar una preforma porosa para fibra óptica de la presente invención para llevar a cabo un método para sintetizar una preforma porosa para fibra óptica. Sintetizador de la preforma de fibra óptica porosa, mientras que se hace girar en la dirección R por un mecanismo de accionamiento (no mostrado) en dirección A, la varilla de núcleo está fijado al eje 1 (objetivo) para ser correspondido en B, y un quemador de gas detonante 2 Las micropartículas de vidrio inyectadas como llamas 9 se adhieren y se depositan como partículas de vidrio 7 para producir una preforma de vidrio poroso 8. Quemador 2 se utiliza 4 bus Omokan en este ejemplo, mediante la introducción de gas Ar y SiCl4 a una primera entrada 21 que conduce a un paso central en el quemador de tubo 2a, conduce a paso medio fuera de esta pasaje central Se introduce gas hidrógeno (H2) en la segunda entrada 22 y se introduce gas oxígeno (O2) en la tercera entrada 23 conectada al conducto exterior fuera del paso intermedio. El quemador 2 está provisto de un cable de electrodo 3 aislado por un aislador 4. El cable de electrodo 3 está conectado a la fuente de alimentación de alta tensión 6 a través de un amperímetro 5, y se aplica un alto voltaje desde la fuente de alimentación de alta tensión 6 al cable de electrodo 3 como se describe más adelante.
En la figura 2 se muestra un ejemplo de configuración detallada de otra realización del quemador 2 mostrado en la figura 1. 2 (A) es una vista frontal del quemador 2, la Fig. 2 (B) una vista en sección de la misma, el estado disposición de los electrodos periféricos del paso central en frente del quemador mostrado en la Fig. 2. (C) la figura 2 (A) FIG. En este ejemplo, el cable 3 de electrodo mostrado en la figura 1 está dispuesto a intervalos iguales alrededor del conducto central como cuatro cables 31 34 de electrodo. Como se muestra en la figura 2 (C), se aplica una tensión desde la fuente de alimentación de alta tensión 6 al cable de electrodo 31 34, de modo que la polaridad difiere en cada otra línea de electrodo. Alternativamente, aunque se aplica la tensión de línea electrodo 31 34 de la misma polaridad, la polaridad, por ejemplo, como se muestra en la Fig. 3, puede ser aplicado desde la fuente de alimentación de alta tensión 6 a fin de alternar en un período predeterminado. De alta tensión de alimentación 6, por ejemplo, una alta tensión de corriente continua de aproximadamente ± 10 KV, se aplica a la línea de electrodo 31 34 en un ciclo predeterminado, o, las líneas de los electrodos 31, 33 que da a la polaridad positiva de la tensión de DC, líneas de electrodos opuestos 32 , 34 está configurado para aplicar un voltaje CC negativo. Los detalles de la aplicación de voltaje del quemador 2, el cable del electrodo 3 y la fuente de alimentación de alta tensión 6 se describirán más adelante.
Como un experimento preliminar, como se muestra en la Fig. 4, un objetivo 1A en forma de placa de 200 x 200 m @ 2 por un 300mm distancia instalado desde el 2A quemador que se inserta electrodo 3A, el objetivo 1A por 9A partículas llama emitida desde la 2A quemador Se depositaron partículas finas de vidrio (SiO _ {2}). Después de la deposición de las partículas de vidrio de 10 minutos, se midió la distribución de la deposición de partículas de vidrio a un 1A objetivo, como se muestra en la Fig. 5, el caso de aplicar una tensión de CC positiva + 10 KV a los electrodos 3, la totalidad 1A objetivo , Y el grosor era de aproximadamente 4 mm en la parte central. Por otro lado, si la polaridad se aplica a los cables de electrodo 3A una tensión DC ± 10 KV que cambia entre positivo y negativo alternativamente en 0,5 segundos (2 Hz) período alternativamente deposición de partículas de vidrio 7A a la 1A objetivo, la parte central de la 1A objetivo , Y tenía unos 8 mm de grosor en el centro. La distribución del tamaño de partícula medido de los 7A partículas de vidrio adjunta, como se muestra en la Fig. 6, más en el caso de aplicar un voltaje que cambia la polaridad alternativamente se encontró que el tamaño de partícula se hace más grande como 10 veces . Por lo tanto, cuando se inserta un voltaje de polaridad cambia a positivo o negativo en un periodo predeterminado al electrodo en el quemador, para promover la aglomeración de las partículas de vidrio en el espacio entre el quemador y el objetivo, y para suprimir la difusión de las partículas finas Tu puedes hacer
Se sintetizó el material de base de vidrio poroso real para fibra óptica y se confirmó el efecto de adhesión mencionado anteriormente. Con referencia a la figura 1, se describirá un ejemplo de un método de fijación externo de revestimiento. En la configuración del aparato de síntesis de la preforma porosa de fibra óptica mostrado en la Fig. 1, el exterior como se hace girar a una velocidad de rotación de aproximadamente 300RPM a barra de núcleo 1 en la dirección de rotación R, y atraviesa hacia la derecha y la izquierda a una velocidad de 500 mm / min La barra de núcleo 1 que tiene un diámetro de 20 mm y una longitud de 1 m se fija al eje, y las partículas finas de vidrio (SiO2) se unen a la periferia externa de la misma hasta un diámetro exterior de aproximadamente 150 mm. Para el quemador oxhídrico 2, se introdujeron 30 MTS de oxígeno, 80 MMS de gas hidrógeno, 20 MMS de gas argón y 10 MMS de gas SiCl4. Un electrodo con un diámetro externo de 1,6 mm hecho de tungsteno se insertó en la capa central del quemador de oxihidrógeno 2 como el alambre del electrodo 3 hasta alcanzar 3 mm desde la punta del quemador 2.
Como se muestra en la figura 3, se aplica un voltaje que cambia a positivo y negativo de 10 KV a este electrodo 3 en un ciclo de 0,5 segundos. 7, la preforma de vidrio 8 se sintetizó por el cambio de la relación del tiempo de aplicación de la tensión se muestra la Fig. 3 (deber) muestra características parcelas como la tasa de aumento para el caso en el que no se aplica voltaje. Si la aplicación de la polaridad de la tensión cambia a positivo y negativo sólo sólo la línea de electrodo 3 al mismo tiempo, se observó una mejora de aproximadamente el 50% de la cantidad depositada al caso de aplicación de una polaridad de la tensión no cambia el alambre de electrodo. Mediante la aplicación de tensiones positivas y negativas de estos resultados, para promover la aglomeración de las partículas de vidrio en el espacio, y, puesto que era posible suprimir la difusión de las partículas de vidrio hacia la barra de núcleo 1 (objetivo) de partículas de vidrio a la diana Se hizo posible mejorar la eficacia de adhesión. Ciclo de los voltajes positivo y negativo aplicados, hay un valor óptimo por una velocidad de flujo por las condiciones del gas a ser introducido en la estructura y oxhídrico quemador 2 oxhídrico quemador 2 y similares, se obtuvo el mismo efecto en el intervalo de un ciclo de número Hz 100 Hz pocos.
En la segunda realización de la presente invención, como se muestra en la figura 2, se insertaron cuatro electrodos 31 34 en la capa de gas de argón que es la segunda capa del quemador de tubo cuadrupolar. Se emparejan dos pares de electrodos de modo que puedan aplicarse simultáneamente tensiones positivas y negativas a los electrodos adyacentes, por ejemplo, los cables de electrodo 31 y 32 y los cables de electrodo 33 y 34, respectivamente. En esta realización, en las proximidades de los electrodos se aplica un voltaje positivo a las líneas de los electrodos 31 y 33, las partículas de vidrio están cargados positivamente, en las proximidades de los electrodos de la aplicación de un voltaje negativo a las líneas de los electrodos 32 y 34, las partículas finas del vidrio Se carga a la polaridad negativa. Como resultado, también en el segundo ejemplo, como en el primer ejemplo, se promovió la aglomeración de las partículas finas de vidrio hacia el objetivo y se pudo suprimir la difusión de las partículas finas de vidrio.
La figura 8 realiza la síntesis de la preforma de vidrio porosa 8 cambiando la combinación de la tensión de polaridad positiva y negativa, la tasa de aumento de cantidad de adhesión para el caso donde no se aplica voltaje, un gráfico de la combinación de valores de tensión positivos y negativos en el eje horizontal . Cuando los voltajes positivos y negativos aplicados son iguales, la tasa de aumento de la cantidad de adhesión es la más grande.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LAS FORMAS DE REALIZACIÓN PREFERIDAS
Efecto de la invención
Aplicabilidad industrial Como se describió anteriormente, de acuerdo con la presente invención, se promueve la aglomeración de partículas finas de vidrio en un espacio entre un quemador y un objetivo y se puede suprimir la difusión de partículas finas de vidrio. Fue posible mejorar notablemente la eficacia de adhesión de las partículas finas de vidrio y fue posible aumentar notablemente la eficacia de producción del material base de vidrio poroso y, finalmente, la fibra óptica.
Breve descripción de los dibujos
La figura 1 es un diagrama de configuración de una realización de un aparato para sintetizar una preforma porosa para fibra óptica de acuerdo con la presente invención.
La figura 2 es una vista que muestra la estructura del quemador mostrado en la figura 1.
La figura 3 es un gráfico de forma de onda de un impulso aplicado de voltaje a la línea de electrodo en la figura.
La figura 4 es una vista para explicar un experimento en el que las partículas finas de vidrio se adhieren a un objetivo.
La figura 5 es un gráfico que muestra la cantidad de adhesión de partículas finas de vidrio cuando la polaridad de la tensión aplicada al cable del electrodo en el quemador en el experimento mostrado en la figura 4 se cambia y cuando la polaridad no se cambia.
Es un gráfico que muestra la relación entre el tamaño de partícula y del número de partículas de las partículas de vidrio en el caso de no cambiar el caso y la polaridad de cambiar la polaridad de la tensión aplicada a las líneas de los electrodos del quemador en el experimento que se muestra en la Figura 6. La Figura 4.
La figura 7 es un gráfico que muestra un cambio en la cantidad de adherencia de partículas finas de vidrio cuando se cambia la relación del tiempo de aplicación de voltajes positivos y negativos.
La figura 8 es un gráfico que muestra una relación entre un voltaje aplicado a un electrodo y un aumento en la velocidad de adhesión.
1 varilla de núcleo
2 quemador de oxígeno y oxígeno
2a tubo del quemador interno
2b tubo medio de quemador
2c tubo exterior del quemador
Cable de 3 electrodos
4 aislador
5 Amperímetro
6 Fuente de alimentación de alta tensión
7 partículas finas de vidrio
8 Material de base de vidrio poroso
9 Llama
Reclamo
1. Un método para sintetizar una preforma porosa para fibra óptica al hidrolizar el vapor de un gas de materia prima en una llama de oxihidrógeno para formar partículas finas de vidrio y adherir las partículas finas de vidrio a un objetivo, Y las partículas de vidrio se adhieren y granulan por la fuerza de succión entre sí para adherirse al objetivo.
2. Un método para sintetizar una preforma porosa para una fibra óptica hidrolizando un vapor de un gas de materia prima en una llama de oxihidrógeno para formar partículas finas de vidrio y adherir las partículas finas de vidrio a un objetivo, En el que las partículas de vidrio finas se cargan para mezclarse entre sí, y las partículas de vidrio se adhieren y granulan mediante fuerza de succión mutua para adherirse al objetivo.
3. hidrólisis del vapor del gas de materia prima en una llama de gas detonante en el quemador para formar partículas de vidrio, en las partículas de vidrio se depositan sobre el objetivo para sintetizar una preforma porosa para un dispositivo de fibra óptica, en el quemador Y un medio de suministro de potencia para aplicar alternadamente voltajes de CC positivos y negativos a los electrodos a intervalos predeterminados, en el que las partículas de vidrio inyectadas desde el quemador hacia el objetivo se cargan positivamente y negativamente de forma alternativa. Donde dicha preforma porosa es cargada por dichos medios de carga.
4. Un aparato para sintetizar una preforma porosa para fibra óptica al hidrolizar vapor de gas de materia prima en una llama de oxihidrógeno en un quemador para formar partículas finas de vidrio y adherir las partículas finas de vidrio a un objetivo, de alimentación está dispuesta una pluralidad de electrodos, partículas de vidrio emitidos desde el quemador de modo que commingle y la polaridad positiva y polaridad negativa, para aplicar una polaridad positiva y polaridad negativa de la alta tensión de corriente continua a cada uno de la pluralidad de electrodos Medios para sintetizar la preforma porosa para fibra óptica.
Dibujo :
Application number :1994-001632
Inventors :古河電気工業株式会社
Original Assignee :石田禎則、三上俊宏、香村幸夫