專利名稱：用于在長(zhǎng)形基體上氣相沉積的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于在長(zhǎng)形基體構(gòu)件上化學(xué)沉積合成材料的裝置和方法。
眾所周知，光纖維通過拉拔一玻璃態(tài)材料的預(yù)成形件而得到。特別還知道，將預(yù)成形件按垂直位置放置在一爐子中，使上述預(yù)成型件的下部熔化。以后將熔融的材料通過一牽引裝置向下拉拔，得到一形成光纖維的絲狀構(gòu)件。
在Corning glass Works的名下的專利EP 367871描述了一種用于得到一步長(zhǎng)指數(shù)(a step index)光纖維的方法，該光纖維在芯部與涂層之間具有快速的折射率躍遷。此方法起初包括這樣的步驟，即在芯棒上沉積包含基礎(chǔ)玻璃和增加折射率的摻雜物的玻璃粒子。以后取出芯棒并凝固所得到的碳黑預(yù)成形件，以便形成一具有無(wú)摻雜物表面區(qū)的芯部預(yù)成形件。芯部預(yù)成形件被伸長(zhǎng)，其中的空穴被封閉，以形成一芯部鉺棒。以后以至少0.5g/cc的密度將涂層的玻璃碳黑沉積在芯部鉺棒上。這可以通過在將涂層的玻璃碳黑沉積在其上之前將輔助燒嘴的火焰立即對(duì)著芯部鉺棒。這樣就得到最終的預(yù)成形件，它以后被凝固并被拉拔，以便得到一光纖維。
剛才描述的生產(chǎn)最終的預(yù)成形件的工藝通常稱為OVD(外部氣相沉積)工藝。
再次按照專利EP367871，采用一牽引裝置拉拔出芯部預(yù)成形件，該裝置包括一對(duì)牽引驅(qū)動(dòng)輪(在專利EP367871的圖3中用52代表)，它們?cè)谏鲜鲂静款A(yù)成形件的兩相反側(cè)作用一向下的牽引力，將芯部預(yù)成形件拔出。
本申請(qǐng)人已經(jīng)注意到，當(dāng)進(jìn)行后一步驟時(shí)，有可能由于牽引輪的不正確的定位和/或操作，芯部預(yù)成形件的兩相反側(cè)受到不同的力，該力在其成形過程中造成芯部預(yù)成型件的彎曲；由于這一原因，可能生產(chǎn)出不完全直的或有形狀缺陷的芯部預(yù)成型件。
再次按照專利EP367871，在往芯部預(yù)成形件(它在此階段包括基體的長(zhǎng)形構(gòu)件)上沉積包覆的玻璃碳黑以前，將芯部預(yù)成形件的一端固定在一抓握裝置(在專利EP367871的圖4中用56代表)上，該裝置安裝在一車床上。本申請(qǐng)人已經(jīng)注意到，當(dāng)進(jìn)行此步驟時(shí)，能產(chǎn)生芯部預(yù)成形件的定位誤差，其結(jié)果將使芯部成形件的軸線不與預(yù)期的旋轉(zhuǎn)軸線重合。
本申請(qǐng)人已經(jīng)注意到，上述定位誤差和上述形狀缺陷能在化學(xué)沉積的最后步驟中在芯部預(yù)成形件中引起不可忽視的平直度誤差。
因此，本申請(qǐng)人已經(jīng)注意到，這種定位誤差和其形狀缺陷能組合起來(lái)，形成一不均質(zhì)的最終預(yù)成形件(以該預(yù)成形件拔光纖維)，該預(yù)成形件是一個(gè)中心部分彎曲并有一距離上述預(yù)成形件的外表面的徑向距離不恒定的預(yù)成形件；換句話說(shuō)，如果取一橫過預(yù)成形件的橫截面，就可以看到，與芯部預(yù)成形件的截面對(duì)應(yīng)的中心圓部分相對(duì)于最終的預(yù)成形件的圓形截面并不同心。
這種同心度誤差在拉拔步驟中被保持，因此，所生產(chǎn)的光纖維有一相對(duì)于涂層不同心的芯部。
因此，芯部/涂層同心度提供了衡量芯部軸線與涂層軸線的對(duì)齊的好壞的尺度，因此是光纖維的基本參數(shù)。更具體一些，同心度定義為芯部與涂層的軸線之間的距離。通常，同心度應(yīng)當(dāng)有小的值(例如小于0.5μm，最好小于0.3μm)，以便當(dāng)兩個(gè)不同的光纖維的端部結(jié)合在一起時(shí)，所傳導(dǎo)的光的衰減較小。實(shí)際上，光纖維通常通過對(duì)齊相應(yīng)的涂層的外表面而連接，因此，如果芯部不完全沿相應(yīng)的纖維的軸線放置，則兩個(gè)芯部之間的結(jié)合可能是局部的，將產(chǎn)生具有高損耗的結(jié)合。
本發(fā)明涉及一種裝置和一種方法，它們可以在一OVD工藝中提供一最終的預(yù)成形件，特別是，它們可在芯部預(yù)成形件上化學(xué)沉積的階段使用，以便補(bǔ)償在芯部預(yù)成形件中的任何形狀缺陷和/或在將芯部預(yù)成形件放置在抓握裝置上時(shí)的誤差。
一般地說(shuō)，按照本發(fā)明的裝置和方法可以用在任何工藝中，在該工藝中，合成材料被化學(xué)沉積至長(zhǎng)的基體構(gòu)件上，以便補(bǔ)償上述長(zhǎng)形構(gòu)件中的任何形狀誤差和/或定位誤差。在一般情況下，長(zhǎng)形基體構(gòu)件可以有各種不同的成份，例如，可以是用玻璃態(tài)材料、陶瓷材料或石墨材料做的構(gòu)件，而上述形狀誤差可以有各種不同的原因，例如，可以是在長(zhǎng)形構(gòu)件放在水平位置上以便進(jìn)行合成材料的沉積之后，由于重力產(chǎn)生的彎曲而引起。
由本申請(qǐng)人提出的裝置包括一旋轉(zhuǎn)的抓握構(gòu)件和一對(duì)支承構(gòu)件，抓握構(gòu)件使長(zhǎng)形構(gòu)件的第一端部能進(jìn)入旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，該支承構(gòu)件沿軸向彼此隔開，并用于支承長(zhǎng)形構(gòu)件的第二端部，以允許上述第二端部作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和軸向滑動(dòng)。每個(gè)支承構(gòu)件還對(duì)在旋轉(zhuǎn)軸線上的第二端部設(shè)置一徑向約束，從而使第二部分和長(zhǎng)形構(gòu)件位于其與旋轉(zhuǎn)軸線共軸線的縱向軸線位置。本申請(qǐng)人有這樣的意見，即有可能有這種方法在軸向平面(即在一包括旋轉(zhuǎn)軸線的平面)中限制長(zhǎng)形構(gòu)件的任何旋轉(zhuǎn)，因而校正并補(bǔ)償上述長(zhǎng)形構(gòu)件中的任何彎度。對(duì)于本發(fā)明的目的來(lái)說(shuō)，“限制長(zhǎng)形構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)”指的是在上述長(zhǎng)形構(gòu)件上作用一徑向約束，它保持上述長(zhǎng)形構(gòu)件足夠直，以將可從其得到的光纖維的偏心度減小至產(chǎn)生不能接收的永久缺陷的值以下。
因此，按照本發(fā)明的裝置使之能構(gòu)造一均質(zhì)的最終的預(yù)成形件，該預(yù)成形件有可能通過一拉拔工藝得到一光纖維，其芯部的軸線與涂層的軸線對(duì)齊。
在其第一個(gè)方面中，本發(fā)明涉及一種用于在具有縱向軸線的長(zhǎng)形基體構(gòu)件上化學(xué)沉積合成材料的方法，該方法包括下列步驟-將上述長(zhǎng)形構(gòu)件的一端固定在一抓握構(gòu)件中-通過上述抓握構(gòu)件賦予上述長(zhǎng)形構(gòu)件以繞上述縱向軸線的旋轉(zhuǎn)。以及-在上述長(zhǎng)形構(gòu)件上沉積合成材料，該方法還包括這樣的步驟，即進(jìn)一步限制上述長(zhǎng)形構(gòu)件的一端在一軸向平面中的角度旋轉(zhuǎn)。
有利的是，上述進(jìn)一步限制角度旋轉(zhuǎn)的步驟包括這樣的步驟，即相對(duì)于上述縱向軸線在兩個(gè)沿軸向互相隔開的位置沿徑向約束上述長(zhǎng)形構(gòu)件的至少一端。
上述將上述長(zhǎng)形構(gòu)件的一端固定至一抓握構(gòu)件上的步驟，以及上述相對(duì)于上述縱向軸線在兩個(gè)沿軸向互相隔開的位置沿徑向約束上述長(zhǎng)形構(gòu)件的至少一端的步驟最好在上述長(zhǎng)形構(gòu)件的兩相對(duì)端進(jìn)行。
另一種方案為，上述將上述長(zhǎng)形構(gòu)件的一端固定至一抓握構(gòu)件上的步驟，以及上述相對(duì)于上述縱向軸線在兩個(gè)沿軸向互相隔開的位置沿徑向約束上述長(zhǎng)形構(gòu)件的至少一端的步驟在上述長(zhǎng)形構(gòu)件的同一端進(jìn)行。
此進(jìn)一步限制角度旋轉(zhuǎn)的步驟可以包括這樣的步驟，即相對(duì)于上述縱向軸線在兩個(gè)沿軸向隔開的位置沿徑向約束上述長(zhǎng)形構(gòu)件的每一端。
按照另一個(gè)方面，本發(fā)明涉及一種用于在長(zhǎng)形基體構(gòu)件上化學(xué)沉積合成材料的裝置，該裝置包括一旋轉(zhuǎn)的用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的抓握構(gòu)件，它可以結(jié)合至長(zhǎng)形構(gòu)件的第一端部上；一支承裝置，它能支承上述長(zhǎng)形構(gòu)件的第二端部；和一燒嘴裝置；上述長(zhǎng)形構(gòu)件能繞一在上述旋轉(zhuǎn)抓握構(gòu)件與上述支承裝置之間延伸的旋轉(zhuǎn)軸線作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，其中，上述支承裝置包括一第一支承構(gòu)件，它能與上述第二端部結(jié)合，以允許第二端部相對(duì)于第一支承構(gòu)件作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和軸向滑動(dòng)，上述第一支承構(gòu)件還在上述旋轉(zhuǎn)軸線上對(duì)第二端部提供一徑向約束；一第二支承構(gòu)件，它能與上述第二端部結(jié)合，允許第二端部相對(duì)于第二支承構(gòu)件作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和軸向滑動(dòng)，上述第二支承構(gòu)件還在上述旋轉(zhuǎn)軸線上對(duì)第二端部提供一徑向約束；上述第一支承構(gòu)件和上述第二支承構(gòu)件沿上述旋轉(zhuǎn)軸線彼此隔開。
第一支承構(gòu)件和上述第二支承構(gòu)件最好各自包括支承外殼和許多旋轉(zhuǎn)構(gòu)件，該旋轉(zhuǎn)構(gòu)件被支承外殼支承并可相對(duì)于支承外殼繞平行于上述旋轉(zhuǎn)軸線的相應(yīng)軸線旋轉(zhuǎn)，上述旋轉(zhuǎn)構(gòu)件允許上述長(zhǎng)形構(gòu)件作上述角度旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并共同提供上述徑向約束。
按照第一實(shí)施例，每個(gè)旋轉(zhuǎn)構(gòu)件為一橢球形按照第一實(shí)施例的代替實(shí)施例，每個(gè)旋轉(zhuǎn)構(gòu)件為球形。
按照本發(fā)明的裝置最好包括一輔助的支承構(gòu)件，它可以結(jié)合至上述第一端部上，以允許第一端部相對(duì)于輔助支承構(gòu)件作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和軸向滑動(dòng)；上述輔助支承構(gòu)件還在上述旋轉(zhuǎn)軸線上對(duì)第一端部提供一徑向約束；上述輔助支承構(gòu)件和上述旋轉(zhuǎn)抓握構(gòu)件沿上述旋轉(zhuǎn)軸線彼此隔開。
進(jìn)一步的細(xì)節(jié)可在下列說(shuō)明中找到，該說(shuō)明參考了此處所列的附圖

圖1用示意的側(cè)視圖示出了按照本發(fā)明提供的一種用于在玻璃態(tài)材料的長(zhǎng)形構(gòu)件上化學(xué)沉積的裝置；圖2從上面看去，示出了圖1的裝置；圖3用正視圖和放大的比例示出圖1的裝置的組成構(gòu)件；圖4從上面看去，示出了圖3的構(gòu)件；圖5從上面看出，示出了按不同的工作位置的圖4的組成構(gòu)件；圖6用側(cè)視圖示出了圖1的裝置的變型；圖7從上面看去，示出了圖6的變型；圖8示意地示出了圖1的裝置的操作原理；以及圖9示出圖1的裝置的另一個(gè)變型。
用于提供一可從其拉拔一光纖維的預(yù)成形件的OVD工藝概括地包括下列步驟I、第一步驟，其中，用一燒嘴借助一化學(xué)沉積工藝將許多化學(xué)物質(zhì)沉積在一例如用一陶瓷材料做的直的圓柱形基體上。沉積在基體上的物質(zhì)通常包括二氧化硅(SiO2)，二氧化硅一般摻雜以作為摻雜劑起作用的其它物質(zhì)例如二氧化鍺(GeO2)。此第一階段的產(chǎn)品為一圓柱形預(yù)成形件，它接著形成光纖維的芯部；II、第二步驟，其中，從預(yù)成形件中取出直的陶瓷基體，在預(yù)成形件中留下一中心孔；III、第三步驟，其中，前面得到的預(yù)成形件在一爐子中受到干燥并固化，以便去掉在預(yù)成形件中所存在的氫氧離子(-OH)和水原子；這樣就得到仍然有中心孔的玻璃態(tài)的預(yù)成形件；IV、第四步驟，其中，在預(yù)成形件中的中心孔已經(jīng)封閉(例如用一塞子)并在其中已經(jīng)產(chǎn)生真空以后，將玻璃態(tài)的預(yù)成形件放在一爐子中，其中，使預(yù)成形件的一個(gè)下端熔化。下端的熔化使孔壁由于其中所產(chǎn)生的真空而塌陷。由于重力而流動(dòng)的熔融的玻璃材料冷卻，形成一具有預(yù)定直徑的直的圓柱形構(gòu)件，它被一牽引裝置往下拉拔。此直的構(gòu)件于是繼續(xù)冷卻并在幾個(gè)等距離隔開的點(diǎn)被橫向切斷，以便形成許多長(zhǎng)的圓柱形構(gòu)件，它們也以術(shù)語(yǔ)“玻璃棒”著稱；V、第五步驟，其中，每個(gè)長(zhǎng)形構(gòu)件進(jìn)行一采用一燒嘴的化學(xué)沉積工藝，以將許多接著形成光纖維的涂層的化學(xué)物質(zhì)沉積在長(zhǎng)形構(gòu)件上。用于生產(chǎn)涂層的物質(zhì)通常是二氧化硅(SiO2)。第五步驟的產(chǎn)品是一最終的低密度圓柱形預(yù)成形件。第五步驟可用一裝置進(jìn)行，該裝置通常包括一用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)抓握構(gòu)件(芯棒)、一用于支承長(zhǎng)的圓柱形構(gòu)件的第二端部的單元和一燒嘴，該抓握構(gòu)件可以結(jié)合至長(zhǎng)的圓柱形構(gòu)件的第一端部上，該單元作用在該第二端部的一個(gè)點(diǎn)上，該燒嘴可在旋轉(zhuǎn)抓握構(gòu)件與支承裝置之間移動(dòng)；以及VI、第六步驟，其中，最終的低密度預(yù)成形件用為第二步驟設(shè)計(jì)的同樣的程序干燥并凝固。這樣，就得到一最終的玻璃態(tài)的預(yù)成形件，它接著受到與在第四步驟所描述的工藝相似的拉拔工藝，以得到用形成光纖維的玻璃態(tài)材料做的絲狀構(gòu)件。
圖1作為整體示出裝置1，它用于在玻璃態(tài)材料的長(zhǎng)形構(gòu)件2上化學(xué)沉積，它適于用在上述工藝的第五步驟中。
長(zhǎng)形構(gòu)件2(玻璃棒)最好通過在上述OVD工藝中的第四步驟得到；不過，很顯然，長(zhǎng)形構(gòu)件2也可以通過其它裝置得到，并且一般包括一用玻璃態(tài)材料形成的長(zhǎng)的圓柱體，該玻璃材料主要包括二氧化硅(SiO2)的材料，并且以較小的量包括其它能決定玻璃態(tài)材料的物理性能(例如折射率)的物質(zhì)(摻雜物)。
裝置1包括一旋轉(zhuǎn)抓握構(gòu)件5、一支承裝置8和一燒嘴裝置11，該抓握構(gòu)件可結(jié)合至長(zhǎng)形構(gòu)件2的(基本為圓柱形)的第一端部2a上，該支承構(gòu)件能支承長(zhǎng)形構(gòu)件2的第二端部2b，該燒嘴裝置能在旋轉(zhuǎn)抓握構(gòu)件5與支承裝置8之間移動(dòng)。
旋轉(zhuǎn)抓握構(gòu)件5與支承裝置8之間的距離可在安裝裝置1的步驟中調(diào)節(jié)。
更具體一些，裝置1包括一平直的支承底座13，它支承一第一垂直結(jié)構(gòu)15，從該結(jié)構(gòu)上伸出與其上端15a靠近的旋轉(zhuǎn)抓握構(gòu)件5。旋轉(zhuǎn)抓握構(gòu)件5可繞一由一電動(dòng)機(jī)20(示意地示出)驅(qū)動(dòng)的水平旋轉(zhuǎn)軸線18旋轉(zhuǎn)，該電動(dòng)機(jī)裝在第一垂直結(jié)構(gòu)15中并通過一機(jī)械傳動(dòng)(未示出)與旋轉(zhuǎn)抓握構(gòu)件5連接。旋轉(zhuǎn)抓握構(gòu)件5最好包括一芯棒，它可以穩(wěn)定地結(jié)合至第一端部2a上。水平旋轉(zhuǎn)軸線18在旋轉(zhuǎn)構(gòu)件5與支承裝置8之間延伸。
平直的矩形支承底座13支承一第二垂直結(jié)構(gòu)22，該結(jié)構(gòu)放置在離開結(jié)構(gòu)15一段距離的位置上并有一比后者小的高度。第二垂直結(jié)構(gòu)22在頂部用一平直的壁24限定，在壁上用一將在下面說(shuō)明的裝置固定支承裝置8。
燒嘴裝置11(其類型為眾所周知的，并示意地示出)包括一滑塊26，從其上朝預(yù)成形件2伸出一噴嘴28(或許多噴嘴)，該噴嘴能發(fā)出一火焰29，以便加熱預(yù)成形件2。更具體一些，滑塊26可沿一直的、由支承底座13支承的導(dǎo)軌27滑動(dòng)并備有一縱向的帶螺紋的座26a，該座與一沿平行于軸線18的導(dǎo)軌27延伸的絲杠31結(jié)合。絲杠31可以被一電動(dòng)機(jī)32驅(qū)動(dòng)，以這樣的方式作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，以使燒嘴裝置11可沿一平行于旋轉(zhuǎn)軸線18的直線方向D實(shí)現(xiàn)可逆的直線運(yùn)動(dòng)。
另一種方案為，燒嘴11可以處于固定位置，而結(jié)構(gòu)15和22則可在底座13上(以一未示出的方式)移動(dòng)。例如，可以用一與圖1相似的螺旋機(jī)構(gòu)，沿平行于軸線18的方向同步移動(dòng)結(jié)構(gòu)15和22。
如同已經(jīng)知道的那樣，燒嘴11能在火焰29中發(fā)射許多化學(xué)物質(zhì)，它們沉積在預(yù)成形件2上；適于此用途的燒嘴的一個(gè)例子在專利US-A-5203897中作了描述。
按照本發(fā)明，支承裝置8包括-一第一支承構(gòu)件34，它可結(jié)合至預(yù)成形件的第二端部2b上，以允許第二端部2b相對(duì)于第一支承構(gòu)件34作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和軸向滑動(dòng)；第一支承構(gòu)件34還在旋轉(zhuǎn)軸線18上對(duì)第二端部2b提供徑向約束；以及-一第二支承構(gòu)件35，它可結(jié)合至第二端部2b上，以允許第二端部相對(duì)于第二支承構(gòu)件35作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和軸向滑動(dòng)；第二支承構(gòu)件35還在旋轉(zhuǎn)軸線18上對(duì)第二端部2b提供徑向約束。
第一和第二支承構(gòu)件34、35都固定在平直的壁24上，并與旋轉(zhuǎn)抓握構(gòu)件5一起形成一用于沿一基本直線的方向可旋轉(zhuǎn)地支承長(zhǎng)形構(gòu)件2的設(shè)備。第一和第二支承構(gòu)件34、35在兩個(gè)位置相對(duì)于軸線18徑向地約束長(zhǎng)形構(gòu)件2的第二端部2b，這兩個(gè)位置沿軸向隔開一預(yù)定的距離L1。由第一和第二支承構(gòu)件34、35施加的雙徑向約束的存在使之有可能減少長(zhǎng)形構(gòu)件的任何彎度，或者，換句話說(shuō)，使之有可能限制上述長(zhǎng)形構(gòu)件2在一軸向平面中的旋轉(zhuǎn)。
距離L1通常在1～20cm之間，特別是，它最好在3～10cm之間，距離L1是根據(jù)長(zhǎng)形構(gòu)件2的物理特性選擇的，因?yàn)椋Q于-長(zhǎng)形構(gòu)件2的直徑，以及-作為E×I定義的長(zhǎng)形構(gòu)件2的彎曲剛度，其中，E為構(gòu)件2的材料的楊氏模量，I為構(gòu)件2的截面的慣性彎矩(彎曲轉(zhuǎn)動(dòng)慣量)。
特別是，當(dāng)長(zhǎng)形構(gòu)件2的直徑和彎曲剛度加大時(shí)，距離L1加大，以防止作用在支承構(gòu)件34或35上的力變得過大。
所示實(shí)施例中的支承構(gòu)件34、35也有同樣的結(jié)構(gòu)。特別是，每個(gè)支承構(gòu)件34、35包括(圖3～5)-一矩形底座板40，它備有四個(gè)孔41，該孔位于矩形壁40的角上并用螺釘(未示出)將板40固定在壁24上，-一第一金屬框架43，它穩(wěn)定地固定在底座40的矩形壁上，以及-一第二金屬框架44，它鉸接在第一金屬框架43上并位于其上，處于一依次在圖3和5中限定的并示出的閉合的位置。
特別是，第一金屬框架43有一在平面中為矩形的周邊并包括一第一對(duì)平直的垂直的壁46，和一第二對(duì)平直的壁47，壁46彼此相向并垂直于板40延伸，壁47彼此相向，垂直于板40延伸，并與壁46成一體。每個(gè)壁46在其上緣上還有一半圓形的切口48，其功能將在下面說(shuō)明。
第一框架43還設(shè)有一側(cè)面的附屬部分49，它垂直于一個(gè)壁47朝上述框架43的外側(cè)延伸并與壁47成一體。
第二金屬框架44在平面中有基本為矩形的周邊并包括一第一對(duì)平直的垂直壁53和一第二對(duì)平直的垂直壁54，壁53彼此相向，壁54彼此相向并與壁53成一體。每個(gè)矩形壁54也有一半圓形切口55，其功能將在下面說(shuō)明。
第二框架44也設(shè)有一對(duì)附屬部分57，它垂直地從一個(gè)壁54朝框架44的外側(cè)延伸并與壁54成一體，它有一用銷54鉸接至附屬部分49的一個(gè)端部上的端部。第一和第二支承構(gòu)件34、35的銷58的位置也平行于旋轉(zhuǎn)軸線18。
第一和第二框架43、44也可以在所述的閉合位置(在圖3和圖5中用實(shí)線表示)和打開位置(在圖3中用點(diǎn)劃線表示，和圖4)之間運(yùn)動(dòng)。
在閉合位置，第一框架43的第一對(duì)壁46和第二對(duì)壁47的上緣平行于第二框架44的相應(yīng)的第一對(duì)壁53和第二對(duì)壁54的上緣并與之相鄰，而且第一框架43中的每個(gè)半圓形切口48與第二框架44中的相應(yīng)的半圓形切口55一起限定一與軸線18共軸線的圓形開口60。開口60還有一直徑，它大于長(zhǎng)形體2的第二圓柱形端部2b的直徑。
在打開位置，第一框架43和第二框架44彼此隔開，第一框架43的第一對(duì)壁46的上緣與第二框架44的第一對(duì)壁53的相應(yīng)的邊緣之間形成一鈍角。
第一框架43有一對(duì)最好為橢球形的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件62，它們安裝在第一對(duì)壁46之間，并形成支承第二端部2b的旋轉(zhuǎn)體；特別是，每個(gè)旋轉(zhuǎn)構(gòu)件62有一貫穿的中心孔64，其軸線與上述旋轉(zhuǎn)構(gòu)件62的主軸線重合，貫穿的中心孔64用銷66接合，該銷66平行于軸線18延伸，并有一穩(wěn)定地固定在壁46上的端部。
相似地，第二框架44有一對(duì)最好為橢球形的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件68，它們安裝在第一對(duì)壁53之間，并形成支承第二端部2b的旋轉(zhuǎn)體；特別是，每個(gè)旋轉(zhuǎn)構(gòu)件68有一貫穿的中心孔69，其軸線與上述旋轉(zhuǎn)構(gòu)件68的主軸線重合。中心通孔69與一銷70接合，該銷平行于軸線18延伸，并有一穩(wěn)定地固定在壁53上的端部。這樣，每個(gè)旋轉(zhuǎn)構(gòu)件62、68就可繞一平行于軸線18的相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)軸線相對(duì)于相應(yīng)的框架43、44作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
按照一個(gè)實(shí)施例變型(未示出)，旋轉(zhuǎn)構(gòu)件62和68有與上面所說(shuō)的不同的形狀，特別是一球形。
在上述閉合位置，每個(gè)銷66和70與旋轉(zhuǎn)軸線18離開一預(yù)定的距離。旋轉(zhuǎn)構(gòu)件62和68最好有相同的形狀和相同的尺寸，以使每個(gè)旋轉(zhuǎn)構(gòu)件62和68與旋轉(zhuǎn)軸線18之間的最小徑向距離R(在圖3中示出)基本恒定。
旋轉(zhuǎn)構(gòu)件62和68最好用同樣的具有小的動(dòng)摩擦系數(shù)的材料例如含氟聚合物(RulonJ或Valflon F107)制造。特別是，對(duì)應(yīng)于50～350℃之間的優(yōu)選的操作溫度，材料的動(dòng)摩擦系數(shù)在0.05～0.20之間，而彈性模量則在1200～3000N/m2之間。
旋轉(zhuǎn)構(gòu)件62和68還用耐酸(例如鹽酸)的材料制造。
按照?qǐng)D3、4和5示出的優(yōu)選的構(gòu)形，每個(gè)旋轉(zhuǎn)構(gòu)件62、64有一環(huán)形槽72，該槽沿最大徑向尺寸的橫截面延伸并裝有一彈性環(huán)73，特別是用彈膠物材料做的環(huán)(例如用以商品名Viton和Karlets著稱的彈膠物材料制造的環(huán))，該環(huán)限定了相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件和端部2b之間的單一的接觸點(diǎn)。也可以沒有彈性環(huán)73。
彈性環(huán)73從旋轉(zhuǎn)構(gòu)件62、68的表面突出，每個(gè)彈性環(huán)73與軸線18之間的最小徑向距離基本不變，并略小于上述徑向距離R。
每個(gè)支承構(gòu)件34、35還設(shè)有鎖緊裝置75，它能穩(wěn)定地保持金屬框架43和44處于上述閉合位置。特別是，鎖緊裝置75包括一具有第一端部77a和第二端部77b的長(zhǎng)形構(gòu)件77，該第一端部鉸接在一附屬部分78上，該附屬部分從對(duì)應(yīng)于與其相反的壁47的壁40延伸，從該相反的壁47伸出附屬部分49，從第二端部77b沿軸向伸出一滾花的圓柱形捏手79。
長(zhǎng)形構(gòu)件77有一螺旋彈簧81，它與構(gòu)件77共軸線地安裝并有一固定在捏手79上的第一端部和一第二端部，在第二端部上固定一與構(gòu)件77共軸線地配合的環(huán)82。在上述閉合位置，環(huán)82靠在一從一個(gè)壁54上伸出的U字形構(gòu)件83上。用這種方式，當(dāng)環(huán)82通過彈簧81壓靠在U字形構(gòu)件83上時(shí)，金屬框架43和44就穩(wěn)定地保持在上述閉合位置；還有，在此位置，長(zhǎng)形構(gòu)件77與在U字形構(gòu)件83上的座接合。
為了使框架43、44彼此松開，朝底座壁40旋轉(zhuǎn)長(zhǎng)形構(gòu)件77，使長(zhǎng)形構(gòu)件77從U字形構(gòu)件83中出來(lái)，同時(shí)又使環(huán)82與U字形構(gòu)件脫開，這就足夠了。
按照?qǐng)D6中所示的第一變型，用于化學(xué)沉積的裝置，除去上述支承裝置8以外，還包括一輔助支承裝置8a，它位于旋轉(zhuǎn)抓握構(gòu)件5的附近并能支承長(zhǎng)形構(gòu)件2的第一端部2a。輔助支承裝置8a是支承長(zhǎng)形構(gòu)件2的設(shè)備的一部分。輔助支承裝置8a和旋轉(zhuǎn)抓握構(gòu)件5在沿軸向互相隔開的兩個(gè)位置相對(duì)于軸線18沿徑向約束長(zhǎng)形構(gòu)件的第一端2a。
輔助支承裝置8a包括一在頂部支承一支承構(gòu)件85的垂直結(jié)構(gòu)22a，該支承構(gòu)件85有一與支承構(gòu)件34、35相似的結(jié)構(gòu)。特別是，支承構(gòu)件85可以組合至第一端部2a上，以允許第一端部2a相對(duì)于支承構(gòu)件85作角度旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和軸向滑動(dòng)；支承構(gòu)件85還在旋轉(zhuǎn)軸線18上對(duì)端部2a提供一徑向約束。
因此，支承構(gòu)件85包括兩個(gè)金屬框架(與框架43、44相似)，它們鉸接在一起并支承旋轉(zhuǎn)構(gòu)件，該旋轉(zhuǎn)構(gòu)件有與旋轉(zhuǎn)構(gòu)件62和68相同的結(jié)構(gòu)和相同的功能。
支承構(gòu)件85與旋轉(zhuǎn)抓握構(gòu)件5之間的距離L2(沿軸線18測(cè)量)通常在1～20cm之間；特別是，距離L2最好在3～10cm之間。
與距離L1一樣，距離L2取決于長(zhǎng)形構(gòu)件2的物理特性。
在使用時(shí)，為了放置長(zhǎng)形構(gòu)件2，支承構(gòu)件34、35(還有支承構(gòu)件85，如果有的話)放置在打開位置，以允許裝入長(zhǎng)形構(gòu)件2。
具有基本為圓柱形的第一端部2a放置成與軸線18共軸線，并穩(wěn)定地(按已知的方式)結(jié)合至旋轉(zhuǎn)抓握構(gòu)件5上。
第二端部2b被放置在支承構(gòu)件34、35上，與芯棒5(打開)共軸線，并且特別被支承在支承構(gòu)件34、35的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件62上。更具體一些，端部2b與旋轉(zhuǎn)構(gòu)件62的彈性環(huán)73接觸。
這樣(圖8)，端部2b有兩個(gè)沿軸向分開一段距離L1的環(huán)形接觸區(qū)Z1、Z2；每個(gè)接觸區(qū)Z1、Z2都在下方與旋轉(zhuǎn)構(gòu)件62的彈性環(huán)73接觸，該旋轉(zhuǎn)構(gòu)件62裝在相應(yīng)的支承構(gòu)件34、35的第一框架43中。
接著用手使每個(gè)支承構(gòu)件34、35(還有輔助支承構(gòu)件85，如果有的話)的第二框架44旋轉(zhuǎn)至閉合位置，并用鎖緊裝置75固定在該位置上。
這樣，每個(gè)環(huán)形接觸區(qū)Z1、Z2與所有屬于相應(yīng)的支承構(gòu)件34、35的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件62、68的彈性環(huán)73一起作用。
如果還有輔助支承裝置8a，則在長(zhǎng)形構(gòu)件2的端部2a也限定另一接觸區(qū)Z3(未示出)；當(dāng)支承構(gòu)件85處于閉合位置時(shí)，接觸區(qū)Z3與上述支承構(gòu)件85的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的彈性環(huán)在上面和下面都接觸。
當(dāng)支承構(gòu)件34、35處于閉合位置時(shí)，端部2b穿過開口60，不會(huì)碰到上述開口的邊緣，并且具有一基本等于距離R的半徑，其沿徑向被四個(gè)旋轉(zhuǎn)構(gòu)件62、68(尤其是被相應(yīng)的彈性環(huán)73)夾成不能動(dòng)。
沉積工藝是通過啟動(dòng)使長(zhǎng)形構(gòu)件2旋轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī)20和啟動(dòng)用于使燒嘴裝置11沿方向D作交替的直線移動(dòng)的電動(dòng)機(jī)32開始的。另一種方案為，如果燒嘴11固定在應(yīng)有的位置上，則工藝從啟動(dòng)使移動(dòng)結(jié)構(gòu)15和22的螺旋機(jī)構(gòu)(未示出)旋轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī)開始。
在此工藝中，由于由燒嘴裝置11產(chǎn)生的溫度，由上述燒嘴裝置11發(fā)射的各物質(zhì)一起反應(yīng)，而反應(yīng)產(chǎn)物則沉積在長(zhǎng)的圓柱構(gòu)件2的外表面上。同時(shí)進(jìn)行的圓柱形構(gòu)件2的旋轉(zhuǎn)和燒嘴裝置11的平移運(yùn)動(dòng)在長(zhǎng)形構(gòu)件2上產(chǎn)生基本均勻的基體(SiO2和任何摻雜物)的沉積。
在上述沉積工藝中，每個(gè)支承構(gòu)件34、35允許-端部2b相對(duì)于支承構(gòu)件34、35的自由旋轉(zhuǎn)，端部2b的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)向其傳遞的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件62和68是繞它們自己的軸線自由旋轉(zhuǎn)的，以及-端部2b相對(duì)于相應(yīng)的支承構(gòu)件34、35的軸向滑動(dòng)，端部2b的相對(duì)于支承構(gòu)件8的軸向運(yùn)動(dòng)是通過與相應(yīng)的環(huán)73和端部2b表面的接觸而傳遞的，此接觸由于長(zhǎng)形構(gòu)件2的旋轉(zhuǎn)而在軸向位移時(shí)限定一螺旋形軌跡。
端部2b的軸向滑動(dòng)可在燒嘴裝置11已經(jīng)點(diǎn)燃以后，在長(zhǎng)形構(gòu)件2的不斷加熱時(shí)產(chǎn)生。
如果沒有彈性環(huán)73，則端部2b與旋轉(zhuǎn)構(gòu)件62、68的表面直接接觸，而軸向滑動(dòng)則由于上述旋轉(zhuǎn)構(gòu)件62、68的小的動(dòng)摩擦系數(shù)而產(chǎn)生。
如果有支承構(gòu)件85，同樣的考慮也適用于端部2a。
彈性環(huán)73也與接觸區(qū)Z1、Z2接觸，從而形成一徑向約束，使部分2b放置成以其縱向軸線與軸線18共軸線。這樣，就防止接觸區(qū)Z1和Z2移離旋轉(zhuǎn)軸線18。
這樣，長(zhǎng)形構(gòu)件2在一軸向平面中的旋轉(zhuǎn)就受到限制，長(zhǎng)形構(gòu)件2中的任何由端部2a在旋轉(zhuǎn)抓握構(gòu)件5上的定位誤差引起的、和/或由在OVD工藝的第四步驟中引入的形狀缺陷(彎曲的長(zhǎng)形構(gòu)件)引起的對(duì)中誤差都被校正。
部分2b實(shí)際上是由一對(duì)支承構(gòu)件34、35強(qiáng)迫保持與旋轉(zhuǎn)軸線18共軸線，該對(duì)支承構(gòu)件以這樣的方式對(duì)部分2b施加上述徑向約束，以致部分2b沿長(zhǎng)度L1的段非常直地延伸，該長(zhǎng)度L1位于一對(duì)支承構(gòu)件34、35之間。平直度約束也作用于在支承裝置8與旋轉(zhuǎn)抓握構(gòu)件5之間延伸的長(zhǎng)形構(gòu)件2的其余部分上。
當(dāng)有輔助支承裝置85時(shí)，在端部2a上得到一附加的校正作用。輔助支承構(gòu)件實(shí)際上使第一端部2a完全與旋轉(zhuǎn)軸線18共軸線。
因此，沉積工藝在一長(zhǎng)形構(gòu)件上進(jìn)行，該構(gòu)件做成基本直的，其縱向軸線與旋轉(zhuǎn)軸線重合；這樣，就生產(chǎn)出一最終的預(yù)成形件，它基本沒有形狀缺陷，也就是說(shuō)預(yù)成形件有一中心部分(相當(dāng)于玻璃棒)，該中心部分是直的并有一相對(duì)于預(yù)成形件的外表面為恒定的徑向距離，以便在由該方法和裝置得到的光纖維中提供一小于0.3的同心度。換句話說(shuō)，如果橫過預(yù)成形件取一橫截面，就可以看到，對(duì)應(yīng)于圓柱形玻璃棒的橫截面的圓形中心部分相對(duì)于對(duì)應(yīng)于最終的預(yù)成形件的橫截面的圓形橫截面是同心的。
當(dāng)此預(yù)成形件受到拉拔工藝時(shí)，得到一光纖維，它有一與涂層同心的芯部。
繼續(xù)沉積工藝，直至得到一具有預(yù)定尺寸的預(yù)成形件，它立即受到進(jìn)一步的處理步驟，特別是已知類型的干燥步驟和凝固步驟當(dāng)沉積工藝完成時(shí)，斷開電動(dòng)機(jī)20和32，打開支承構(gòu)件34、35(述有支承構(gòu)件85，如果有的話)，以允許取下預(yù)成形件。將旋轉(zhuǎn)抓握構(gòu)件5和第一端部2a也脫開。
專門參看圖9，它示出了一裝置1a，它與前面描述的裝置1的區(qū)別在于支承構(gòu)件34、35的結(jié)構(gòu)。在下面的說(shuō)明中，同樣的部分用與前面相同的數(shù)字代表，而不同的部分則用新的數(shù)字代表。特別是如同對(duì)裝置1的相同方式的描述，裝置1a包括一對(duì)支承構(gòu)件34a、35a，它們沿旋轉(zhuǎn)軸線18沿軸向相互隔開，并能支承長(zhǎng)形構(gòu)件2的第二端部2b的不同部分。
特別是，每個(gè)支承構(gòu)件34a，35a包括一裝有一管狀套筒91的金屬支承外殼90，該套筒相對(duì)于支承外殼90固定地安裝并與旋轉(zhuǎn)軸線18共軸線。支承外殼90布置在壁24的相反的端部上并穩(wěn)定地固定在其上，以便在支承構(gòu)件34a、35a之間提供上述軸向間距。
管狀套筒91有一內(nèi)徑R，它基本等于圓柱部分2b的半徑，以便在圓柱部分2b插入上述套筒91中時(shí)在部分2b上作用一徑向約束。套筒91用具有小的動(dòng)摩擦系數(shù)的材料制造，以便允許端部2b相對(duì)于套筒91旋轉(zhuǎn)和軸向位移，特別是，套筒91有一在50～300℃之間的操作溫度下最好在0.05～0.20之間的動(dòng)摩擦系數(shù)，和一最好在1200～3000N/m2之間的彈性模量。
當(dāng)有輔助支承構(gòu)件85時(shí)，此構(gòu)件可以有與支承構(gòu)件34a、35a相同的結(jié)構(gòu)。
在使用時(shí)，長(zhǎng)形體布置成與旋轉(zhuǎn)軸線18共軸線并插入支承構(gòu)件34a、35a的套筒91中，以使端部2b位于支承構(gòu)件34a、35a之間，該構(gòu)件對(duì)端部2b的沿軸向隔開的區(qū)域施加上述徑向約束。第一端部2a連至旋轉(zhuǎn)抓握構(gòu)件上并重復(fù)前面描述的化學(xué)沉積工序。
如同在裝置1的情況所描述的那樣，端部2b受到一對(duì)套筒91作用，使自己的軸線與旋轉(zhuǎn)軸線1共軸線。實(shí)際上，套筒91在部分2b上加此作用上述徑向約束，以致部分2b沿長(zhǎng)度L1的段完全是直的該長(zhǎng)度在一對(duì)支承構(gòu)件34a、35a之間延伸。矯直約束也作用于在支承裝置8和旋轉(zhuǎn)抓握構(gòu)件5之間延伸的長(zhǎng)形構(gòu)件2的其余部分上。
在有輔助支承構(gòu)件85的情況下，也使之有可能進(jìn)一步校正長(zhǎng)形構(gòu)件2的平直度。
裝置1也可以有利地用于進(jìn)行OVD工藝的第一步驟，在此情況下由于直的構(gòu)件基本沒有形狀缺陷，故上述平直度的問題不太重要。
支承長(zhǎng)形構(gòu)件2的構(gòu)件可以按不同方式制造，例如它們可以包括一個(gè)或更多的長(zhǎng)形套筒(其中一個(gè)可以代替一對(duì)前述類型的支承構(gòu)件)或其它技術(shù)上相似的裝置，該裝置適于按前述方式使用，以限制長(zhǎng)形構(gòu)件2在軸向平面中的旋轉(zhuǎn)。
下面描述實(shí)驗(yàn)測(cè)量的結(jié)果。為了進(jìn)行這些測(cè)量，本申請(qǐng)人提供第一組十個(gè)長(zhǎng)形構(gòu)件(玻璃棒)C1～C10，它們按照前面描述的OVD工藝的I～I(xiàn)V步驟制造。按此方式制造的長(zhǎng)形構(gòu)件(玻璃棒)C1～C10為1130mm長(zhǎng)，并有10.1mm的直徑。
長(zhǎng)形構(gòu)件C1～C10并不完全直，并且在放置在一用于進(jìn)行化學(xué)沉積工藝的裝置上時(shí)，有一縱向軸線，該軸線局部地從原先規(guī)定的旋轉(zhuǎn)軸線偏移一不能忽略的距離。偏心一詞將在下面用于代表這一距離。
附表1示出從第一組長(zhǎng)形構(gòu)件C1～C10得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；這些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)包括每個(gè)長(zhǎng)形構(gòu)件的軸線距離旋轉(zhuǎn)軸線的最大偏心的測(cè)量值，以及最大偏心的平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差。
表1
本申請(qǐng)人還提供了第二組十個(gè)長(zhǎng)形構(gòu)件(玻璃棒)C11～C20，它們按與構(gòu)件C1～C10相同的方式制造。按此方式制造的長(zhǎng)形構(gòu)件(玻璃棒)C11～C20為1130mm長(zhǎng)，并有10.1mm的直徑。
附表2示出從第二組長(zhǎng)形構(gòu)件C11～C20得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；這些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)包括每個(gè)長(zhǎng)形構(gòu)件的縱向軸線距離旋轉(zhuǎn)軸線的最大偏心的測(cè)量值，以及最大偏心的平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差。
表2
偏心是用專門的裝置(未示出)測(cè)量的，其中，第一旋轉(zhuǎn)抓握構(gòu)件能支承長(zhǎng)形構(gòu)件的第一端，一支承裝置能自由旋轉(zhuǎn)地支承長(zhǎng)形構(gòu)件的第二端。旋轉(zhuǎn)構(gòu)件是電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型的，并能使長(zhǎng)形構(gòu)件繞一基本水平的旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)。還設(shè)置一光電裝置，它在上述長(zhǎng)形構(gòu)件旋轉(zhuǎn)時(shí)能測(cè)量長(zhǎng)形構(gòu)件的縱向軸線與旋轉(zhuǎn)軸線之間的偏心。光電裝置包括一激光源，它能產(chǎn)生一光束，該光束沿橫向?qū)χL(zhǎng)形構(gòu)件并有一比長(zhǎng)形構(gòu)件的直徑大的直徑。測(cè)量裝置還包括一光傳感器，它相對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸線位于激光源的對(duì)面，能接收不被長(zhǎng)形旋轉(zhuǎn)構(gòu)件隔斷的那部分光束；這樣，光傳感器就接收一個(gè)光信號(hào)，它被長(zhǎng)形構(gòu)件相對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸線的位置調(diào)制并產(chǎn)生一電信號(hào)，該電信號(hào)包括有關(guān)長(zhǎng)形構(gòu)件相對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸線的位置的信息。在經(jīng)過處理以后，電信號(hào)提供長(zhǎng)形構(gòu)件的縱向軸線與旋轉(zhuǎn)軸線之間的偏心的瞬時(shí)指示。
為了允許沿長(zhǎng)形構(gòu)件的整個(gè)長(zhǎng)度測(cè)量偏心，激光源和光傳感器可沿旋轉(zhuǎn)軸線同步地滑動(dòng)。這樣，可以確定偏心的最大值和偏心的平均值。
第一組長(zhǎng)形構(gòu)件C1-C10用于生產(chǎn)第一組用P1～P10代表的預(yù)成形件，在生產(chǎn)時(shí)采用了按照本發(fā)明制造并在圖1和2中示出的裝置。
第二組長(zhǎng)形構(gòu)件C11-C20用于生產(chǎn)第二組用P11～P20代表的預(yù)成形件，在生產(chǎn)時(shí)采用了與裝置1不同的裝置(未示出)。
此裝置可包括一旋轉(zhuǎn)抓握構(gòu)件和一支承裝置，該抓握構(gòu)件與構(gòu)件5相似，能抓住長(zhǎng)形構(gòu)件2的第一端部2a，該支承裝置與支承裝置8相似，但是沒有能支承長(zhǎng)形構(gòu)件2的第二端部2b的支承構(gòu)件34。此裝置與裝置1的區(qū)別在于，它能在單個(gè)地點(diǎn)支承長(zhǎng)形構(gòu)件2的每一端，因而可看作是單約束支承裝置(對(duì)構(gòu)件2的每一端)，以便將其與本發(fā)明所涉及的雙約束支承裝置區(qū)別開來(lái)。
本申請(qǐng)人決定采用這種類型的裝置，以便在用按照本發(fā)明的裝置得到的缺陷校正效果與通過在單個(gè)地點(diǎn)約束長(zhǎng)形構(gòu)件的每一端而得到的缺陷校正效果之間作一比較。
以后使預(yù)成形件P1～P10和P11～P20經(jīng)受干燥和凝固工藝，并最后經(jīng)受拉拔工藝，以得到相應(yīng)的光纖維組F1～F10和F11～F20。在此特定的例子中，工藝如此進(jìn)行，以使構(gòu)成單模式光纖維F1～F10和F11～F20。
第一組中的光纖維F1～F10和那些在第二組中的光纖維F11～F20受到同心度的測(cè)量，采用的是Photonkinetics公司生產(chǎn)的“PK2400”裝置。
此裝置可用于確定芯部的中心和光纖維的中心，并測(cè)量這些中心之間的距離。
特別是，“PK2400”裝置能將激光束照入接受試驗(yàn)的光纖維的第一端中，檢測(cè)纖維的第二端的圖象并在該圖象上鑒別光纖維的幾何中心和對(duì)應(yīng)于離開上述光纖維的激光束的激光點(diǎn)?！癙K2400”裝置還能測(cè)量激光點(diǎn)與幾何中心之間的距離；此測(cè)量代表光纖維在纖維的第二端的同心度。
下面的表3和4分別示出了所測(cè)量的第一組的光纖維F1～F10和第二組的光纖維F11～F20的每一個(gè)的最大同心度數(shù)據(jù)。還示出了最大同心度的平均值和相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)偏差。
表3
表4
考察表3和4所示的結(jié)果后可以看出，通過拉拔用按照本發(fā)明的工藝裝置制造的預(yù)成形件生產(chǎn)的光纖維有比通過拉拔用單約束支承裝置得到的預(yù)成形件生產(chǎn)的光纖維小的同心度。
特別是，標(biāo)準(zhǔn)偏差的改進(jìn)特別重要，因?yàn)樗鼈兪估w維的生產(chǎn)者能保證特別小的同心度的變化范圍。
本申請(qǐng)人還希望評(píng)定，當(dāng)原來(lái)彎曲的長(zhǎng)形構(gòu)件(玻璃棒)用在按照本發(fā)明的裝置中時(shí)，此長(zhǎng)形構(gòu)件的變形是如何被校正的。
表5、6、7和8示出，在沿旋轉(zhuǎn)軸線以100mm的間距隔開時(shí)，用在按照本發(fā)明制造的裝置中的長(zhǎng)形構(gòu)件的偏心值。
在0mm處的位置對(duì)應(yīng)于旋轉(zhuǎn)抓握構(gòu)件5的位置，位置1000mm對(duì)應(yīng)于支承構(gòu)件34的位置。在表5、6、7和8中，第一支承構(gòu)件34和第二支承構(gòu)件35之間的距離L1分別為50mm、100mm、150mm和200mm。
表5距離L1等于50mm
表6距離L1等于100mm
表7距離L1等于150mm
表8距離L1等于200mm
表9示出采用(上述類型的)單約束支承裝置得到的偏心，該裝置用單支承構(gòu)件支承長(zhǎng)形構(gòu)件的每一端。
表9
考察表5、6、7、8和9中所示的結(jié)果后可以看出，按照本發(fā)明的裝置使之有可能大大減小長(zhǎng)形構(gòu)件與旋轉(zhuǎn)軸線之間的偏心。
權(quán)利要求
1.一種用于在具有縱向軸線的長(zhǎng)形基體構(gòu)件上化學(xué)沉積合成材料的方法，該方法包括下列步驟—將上述長(zhǎng)形構(gòu)件的一端固定在一抓握構(gòu)件中，—通過上述抓握構(gòu)件賦予上述長(zhǎng)形構(gòu)件繞上述縱向軸線的旋轉(zhuǎn)，以及—在上述長(zhǎng)形構(gòu)件上沉積合成材料，其特征為，它包括這樣的步驟，即進(jìn)一步限制上述長(zhǎng)形構(gòu)件的一端在一軸向平面中的角度旋轉(zhuǎn)。
2.如權(quán)利要求1的方法，其特征為，上述進(jìn)一步限制角度旋轉(zhuǎn)的步驟包括這樣的步驟，即相對(duì)于上述縱向軸線在兩個(gè)沿軸向互相隔開的位置沿徑向約束上述長(zhǎng)形構(gòu)件的至少一端。
3.如權(quán)利要求2的方法，其特征為，上述將上述長(zhǎng)形構(gòu)件的一端固定至一抓握構(gòu)件上的步驟，以及上述相對(duì)于上述縱向軸線在兩個(gè)沿軸向互相隔開的位置沿徑向約束上述長(zhǎng)形構(gòu)件的至少一端的步驟在上述長(zhǎng)形構(gòu)件的兩相對(duì)端進(jìn)行。
4.如權(quán)利要求2的方法，其特征為，上述將上述長(zhǎng)形構(gòu)件的一端固定至一抓握構(gòu)件上的步驟，以及上述相對(duì)于上述縱向軸線在兩個(gè)沿軸向互相隔開的位置沿徑向約束上述長(zhǎng)形構(gòu)件的至少一端的步驟在上述長(zhǎng)形構(gòu)件的同一端進(jìn)行。
5.如權(quán)利要求1的方法，其特征為，上述進(jìn)一步限制角度旋轉(zhuǎn)的步驟可以包括這樣的步驟，即相對(duì)于上述縱向軸線在兩個(gè)沿軸向隔開的位置沿徑向約束上述長(zhǎng)形構(gòu)件的每一端。
6.一種用于在長(zhǎng)形基體構(gòu)件(2)上化學(xué)沉積合成材料的裝置，該裝置包括—旋轉(zhuǎn)的用電動(dòng)機(jī)(20)驅(qū)動(dòng)的抓握構(gòu)件(5)，它可以結(jié)合至長(zhǎng)形構(gòu)件(2)的第一端部(2a)上；—一支承裝置(8)，它能支承上述長(zhǎng)形構(gòu)件(2)的第二端部(2b)；和—一燒嘴裝置(11)；上述長(zhǎng)形構(gòu)件(2)能繞一在上述旋轉(zhuǎn)抓握構(gòu)件(5)與上述支承裝置(8)之間延伸的旋轉(zhuǎn)軸線(18)作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，其特征為，上述支承構(gòu)件(8)包括—一第一支承構(gòu)件(34)，它能與上述第二端部(2b)結(jié)合，以允許第二端部相對(duì)于第一支承構(gòu)件(34)作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和軸向滑動(dòng)，上述第一支承構(gòu)件(34)還在上述旋轉(zhuǎn)軸線(18)上對(duì)第二端部(2b)提供一徑向約束；—第二支承構(gòu)件(35)，它能與上述第二端部(2b)結(jié)合，以允許第二端部相對(duì)于第二支承構(gòu)件(35)作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和軸向滑動(dòng)，第二支承構(gòu)件(35)還在上述旋轉(zhuǎn)軸線(18)上對(duì)第二端部(2b)提供一徑向約束；上述第一支承構(gòu)件(34)和上述第二支承構(gòu)件(35)沿上述旋轉(zhuǎn)軸線(18)彼此隔開一預(yù)定的距離(L1)。
7.如權(quán)利要求6的裝置，其特征為，上述第一支承構(gòu)件(34)和上述第二支承構(gòu)件(35)各自包括一支承外殼(43、44)和許多旋轉(zhuǎn)構(gòu)件(62、68)，該旋轉(zhuǎn)構(gòu)件被支承外殼(43、44)支承并可相對(duì)于支承外殼(43、44)繞平行于上述旋轉(zhuǎn)軸線(18)的相應(yīng)軸線旋轉(zhuǎn)，上述旋轉(zhuǎn)構(gòu)件(62、68)允許上述長(zhǎng)形構(gòu)件(2)作上述角度旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并共同提供上述徑向約束。
8.如權(quán)利要求7的裝置，其特征為，每個(gè)旋轉(zhuǎn)構(gòu)件(62、68)是橢球形。
9.如權(quán)利要求7的裝置，其特征為，每個(gè)旋轉(zhuǎn)構(gòu)件(62、68)是球形。
10.如權(quán)利要求7的裝置，其特征為，每個(gè)旋轉(zhuǎn)構(gòu)件有一彈性環(huán)(73)，該環(huán)限定一對(duì)應(yīng)于其環(huán)形區(qū)(72)的上述第二端部(2b)的外表面的支承，它沿最大徑向尺寸的橫截面延伸。
11.如權(quán)利要求7的裝置，其特征為，上述支承外殼(43、44)包括至少一第一外殼部分(43)和一第二外殼部分(44)，該第一外殼部分支承上述第一許多旋轉(zhuǎn)構(gòu)件(62)，該第二外殼部分支承上述第二許多旋轉(zhuǎn)構(gòu)件(68)；至少上述第一和第二外殼部分(43)能在一打開位置和一閉合位置之間移動(dòng)，在打開位置，上述第二端部(2b)可放置在上述支承裝置(8)中，在閉合位置，上述旋轉(zhuǎn)構(gòu)件(62、68)允許上述長(zhǎng)形構(gòu)件(2)作上述角度旋轉(zhuǎn)并提供徑向約束。
12.如權(quán)利要求11的裝置，其特征為，上述第一許多旋轉(zhuǎn)構(gòu)件(62)包括兩個(gè)旋轉(zhuǎn)構(gòu)件，上述第二許多旋轉(zhuǎn)構(gòu)件(68)包括兩個(gè)旋轉(zhuǎn)構(gòu)件。
13.如權(quán)利要求11的裝置，其特征為，上述第一外殼部分(43)和上述第二外殼部分(44)是鉸接(58)在一起的。
14.如權(quán)利要求7的裝置，其特征為，每個(gè)旋轉(zhuǎn)構(gòu)件(62、68)有一中心通孔(64、69)，其軸線與上述旋轉(zhuǎn)構(gòu)件(62、68)的主軸線重合，此中心通孔(64、69)被一銷(66、70)接合，該銷平行于上述旋轉(zhuǎn)軸線(18)延伸，并有穩(wěn)定地固定在上述支承外殼(43、44)的相對(duì)的壁(46、53)上的端部。
15.如權(quán)利要求6的裝置，其特征為，它包括一輔助支承構(gòu)件(85)，它可結(jié)合至上述第一端部(2a)上，以允許第一端部相對(duì)于輔助支承構(gòu)件(85)作角度旋轉(zhuǎn)和軸向滑動(dòng)，上述輔助支承構(gòu)件(85)還作用一徑向約束，以防止第一端部(2b)離開上述旋轉(zhuǎn)軸線移動(dòng)；上述輔助支承構(gòu)件(85)和上述旋轉(zhuǎn)抓握構(gòu)件(5)沿上述旋轉(zhuǎn)軸線(18)隔開(L2)。
16.如權(quán)利要求6的裝置，其特征為，上述第一支承構(gòu)件(34a)和上述第二支承構(gòu)件(35b)各自包括一支承外殼(90)和一固定地安裝在支承外殼(90)上的套筒(91)，每個(gè)套筒裝有相應(yīng)長(zhǎng)度的上述第二端部，該端部有角度旋轉(zhuǎn)和軸向滑動(dòng)的自由度，每個(gè)套筒還對(duì)上述第二端部(2b)提供上述徑向約束。
全文摘要
一種用于在用玻璃態(tài)材料做的長(zhǎng)形構(gòu)件(2)上化學(xué)沉積的裝置和方法,其中,一旋轉(zhuǎn)抓握構(gòu)件(5)使長(zhǎng)形構(gòu)件(2)的第一端部(2b)旋轉(zhuǎn)(20)。長(zhǎng)形構(gòu)件(2)的第二端部(2b)用一對(duì)支承構(gòu)件(34、35)支承,它們沿軸向隔開(L1)并能允許第二端部作角度旋轉(zhuǎn)和軸向滑動(dòng)。每個(gè)支承構(gòu)件(34、35)還作用一徑向約束,防止第二端部(2b)離開旋轉(zhuǎn)軸線移動(dòng),從而迫使第二部分(2b)和長(zhǎng)形構(gòu)件(2)以其縱向軸線與旋轉(zhuǎn)軸線(18)共軸線。這樣,就校正并補(bǔ)償了長(zhǎng)形構(gòu)件(2)的任何彎度。
文檔編號(hào)C03B19/14GK1377327SQ00813589
公開日2002年10月30日 申請(qǐng)日期2000年9月26日 優(yōu)先權(quán)日1999年9月29日
發(fā)明者亞歷山德羅·羅西, 佛朗哥·科基尼, 斯特凡諾·格里科 申請(qǐng)人:菲布里奧蒂切蘇德－F.O.S.股份公司