光纤预制坯、光纤及其制造方法.pdf

一种比传统制造方法成本更低的制造光纤预制坯和光纤的方法，以及用该方法制造的光纤。制造玻璃微粒子沉积体，以使通过固结玻璃微粒子沉积体制成的粗预制坯的直径D相对于光纤预制坯的包层直径J满足公式0.95J≤D(而D≠J)，该包层直径J由粗预制坯的芯的直径和折射率确定。随后，通过改变粗预制坯的直径D以使其与J相一致来制造光纤预制坯。这种修正可通过减少粗预制坯的直径或通过沉积附加的精细玻璃微粒来完成。其上沉积有附加精细玻璃微粒的粗预制坯按其现有状态被当作光纤预制坯，并拉伸成光纤。这样，简化了过程并降低了制造成本。在根据本发明制造的光纤预制坯和光纤的径向的横截面上，在包层区域不具有边界线层，或只在等于或大于其直径0.95倍的距离的区域可看到一边界线层。

1.  一种制造光纤预制坯的方法，包括以下步骤：
制造由芯部和包层部构成的玻璃微粒子沉积体的步骤；
固结该玻璃微粒子沉积体以形成粗预制坯的步骤，其中该粗预制坯的直径等于或大于光纤预制坯包层直径的0.95倍，而该包层直径由芯的折射率和直径确定；以及
改变该初预制坯的直径以使其与光纤预制坯的包层直径相一致的步骤。

2.  根据权利要求1所述的制造光纤预制坯的方法，其中粗预制坯的直径处于大于或等于包层直径的0.95倍且小于1.0倍的范围内，由粗预制坯制造光纤预制坯的步骤可以是精细玻璃微粒沉积在粗预制坯上的过程。

3.  根据权利要求1所述的制造光纤预制坯的方法，其中粗预制坯的直径为大于包层直径的1.0倍且等于或小于包层直径的1.3倍，由粗预制坯制造光纤预制坯的步骤是通过去除粗预制坯径向外围部分材料来减小其直径的过程。

4.  根据权利要求1所述的制造光纤预制坯的方法，其中光纤预制坯具有等于或大于110mm的直径，等于或大于1500mm的长度。

5.  根据权利要求1所述的制造光纤预制坯的方法，其中光纤预制坯的重量等于或大于50kg。

6.  根据权利要求1所述的制造光纤预制坯的方法，其中芯部的玻璃微粒子沉积体是通过沿其轴向沉积精细玻璃微粒形成的。

7.  根据权利要求1所述的制造光纤预制坯的方法，其中，玻璃微粒子沉积体的包层部是通过使用多个喷灯在玻璃微粒子沉积体的芯部周围沉积精细玻璃微粒形成的。

8.  一种制造光纤预制坯的方法，包括以下步骤：
制造由芯部和包层部构成的玻璃微粒子沉积体的步骤；
固结该玻璃微粒子沉积体以形成包括芯和包层的粗预制坯的步骤，其中该粗预制坯的包层直径大于或等于光纤预制坯包层直径的0.95倍且小于其1.0倍，该包层直径由芯的折射率和直径确定；
在粗预制坯上沉积精细玻璃微粒的步骤；以及
拉伸沉积了精细玻璃微粒的粗预制坯的步骤。

9.  一种制造光纤的方法，包括以下步骤：
制造由芯部和包层部构成的玻璃微粒子沉积体的步骤；
固结该玻璃微粒子沉积体以形成包括芯和包层的粗预制坯的步骤，其中该粗预制坯的直径大于光纤预制坯包层直径1.0倍且等于或小于其1.3倍，该包层直径由芯的折射率和直径确定；
通过去除粗预制坯的径向外围部分材料来减小其直径以制造光纤预制坯的步骤；以及
拉伸光纤预制坯的步骤。

10.  在距中心轴线小于光纤预制坯半径0.95倍的距离内的位置不具有边界线的光纤预制坯，而边界线的存在则显示出执行了多个固结步骤。

11.  根据权利要求10所述的光纤预制坯，其中在其横截面上距中心轴线等于或大于预制坯光纤半径0.95倍的位置，光纤预制坯具有边界线，边界线显示出执行了多个固结步骤。

12.  根据权利要求10所述的光纤预制坯，其中在光纤预制坯的横截面上不具有边界线，而边界线则可显示出执行了多个固结步骤。

13.  在与光纤中心轴线垂直的横截面上，在距中心轴线小于半径的0.95倍的距离内的位置不具有边界线的光纤，而边界线的存在则可显示出执行了多个固结步骤。

14.  根据权利要求13所述的光纤，其中在距中心轴线等于或大于光纤半径0.95倍的距离的位置有一边界线，边界线的存在显示出执行了多个固结步骤。

15.  根据权利要求13所述的光纤，其中在光纤的横截面上不具有边界线，而边界线则可显示出执行了多个固结步骤。

光纤预制坯、光纤及其制造方法
发明背景
发明领域
本发明涉及一种光纤预制坯、光纤及其制造方法。
背景技术详述
公开号为昭59-78941的日本专利申请公开了一种用气相轴向沉积(VAD)方法来合成玻璃微粒子沉积体的方法，该微粒子沉积体包括在一个处理中得到的芯部和包层部。然而，在制造玻璃预制坯通常采用的方法中、需要先制备一个芯棒，该芯棒包含一个芯，或包含一个芯以及包层的内圆周部分，随后在该芯棒上形成包层的外圆周部(也称作“套”部)(参见公开号为昭48-73522和昭55-162439的日本专利申请)。
如图7A或7B所示，芯棒可在VAD方法的情况下，通过在起始件的轴向方向上沉积精细的玻璃粒子，并固结成最终的玻璃微粒子沉积体制得，或者在外部气相沉积(OVD)方法的情况下，在起始件的径向方向上沉积玻璃微粒子并固结成最终的玻璃微粒子沉积体制得。套部通过用OVD方法在芯棒上形成玻璃微粒子沉积体并进行固结的步骤而制得。根据该方法，光纤预制坯的制造需要两个固结的步骤，即两次固结处理。
在另一个方法中，如图7C所示，光纤预制坯通过用热源21加热玻璃管20(该玻璃管将被处理成套部)，使其收缩，并使玻璃管20和芯棒19成为整体而制得。在所有这些情况下，在与光纤预制坯或光纤中心轴线垂直的横截面上，可以观察到一条线，即由芯棒形成的部分和附加于其上的部分之间的边界。这样的线在说明书和附带的权利要求中被称作“边界线”。
光纤预制坯的直径(包层的直径)J由芯的直径d和芯的折射率确定。这里，J/d是和色散特性相关的参数，设计值为大约10-16。如果芯的直径和设计值不相同，那包层的直径也必须根据每个芯棒重新确定。
这样，在过去，包层的直径J(在下文中称作“包层直径”J)根据测量芯直径d和制造的芯棒的折射率的结果来确定，并形成一个套部以使光纤预制坯可与J相一致。传统制造方法的流程如图8所示。按这样两个步骤制造光纤预制坯的传统方法可使制造成本减少到一定程度，这是由于在光纤预制坯中占有相当大体积的套部的合成可不必像在芯部合成的步骤中那样要求严格。
发明概述
本发明的目的在于提供一种以更低成本稳定地制造光纤预制坯和光纤的方法。
为了实现上述目的，提供了一种制造光纤预制坯的方法，包含以下步骤：制造由芯部和包层部组成的玻璃微粒子沉积体(Soot glassdeposit body)的步骤，固结该玻璃微粒子沉积体以形成粗预制坯的步骤，该粗预制坯的直径等于或大于由芯的折射率和直径确定的光纤预制坯包层直径的0.95倍，以及改变该粗预制坯的直径以使其与光纤预制坯的包层直径相符合的步骤。
粗预制坯的直径可在等于或大于包层直径的0.95倍且小于1.0倍的范围内，由粗预制坯制造光纤预制坯的步骤可以是精细玻璃粒子(fine glass particle)沉积在粗预制坯上的过程。粗预制坯的直径可大于包层直径的1.0倍且小于或等于包层直径的1.3倍，由粗预制坯制造光纤预制坯的步骤可以是通过去除粗预制坯径向外围部分材料来减小其直径的过程。
光纤预制坯可具有等于或大于110mm的直径，等于或大于1500mm的长度，等于或大于50kg的重量。
玻璃微粒子沉积体的芯部可通过VAD方法形成，玻璃微粒子沉积体的包层部可通过使用多个喷灯在玻璃微粒子沉积体地芯部周围沉积玻璃微粒而形成。
本发明还提供了一种制造光纤的方法，包含以下步骤：制造由芯部和包层部组成的玻璃微粒子沉积体的步骤；固结该玻璃微粒子沉积体以形成粗预制坯的步骤，该粗预制坯的直径等于或大于光纤预制坯包层直径的0.95倍且小于其1.0倍，该光纤预制坯的包层直径由芯的折射率和直径确定；在粗预制坯上沉积精细玻璃微粒的步骤；以及一个拉伸沉积了精细玻璃微粒的预制坯的步骤。
本发明还提供了另一种制造光纤的方法，包含以下步骤：制造由芯部和包层部组成的玻璃微粒子沉积体的步骤；固结该玻璃微粒子沉积体以形成由芯和包层组成的粗预制坯的步骤，该粗预制坯的直径大于光纤预制坯包层直径的1.0倍且小于或等于其1.3倍，该光纤预制坯的包层直径由芯的折射率和直径确定；通过去除光纤预制坯的径向外围部分材料来减小其直径以制造光纤预制坯的步骤；以及拉伸光纤预制坯的步骤。
在这样生产的光纤预制坯的与中心轴线垂直的横截面上没有边界线，但如果实施多个固结步骤的条件下，将会在距中心轴线小于光纤预制坯半径0.95倍的距离内的位置产生边界线。在远离中心轴线等于或大于光纤预制坯半径0.95倍的位置，不管是否有这样的线都不要紧。同样，在这样生产的光纤的与中心轴线垂直的横截面上没有边界线，但如果实施多个固结步骤的条件下，将会在距中心轴线小于光纤半径0.95倍的距离内的位置产生边界线。在距中心轴线等于或大于光纤半径0.95倍的位置，不管是否有这样的线都不要紧。
本发明的优点将通过下面的详细说明变得更容易明白，该说明举例说明了实施本发明预期的最佳方式。本发明可以根据其他不同的实施方案实施，其细节可以在各种明显的方面上变形，所有这些都不脱离本发明的范围。因此，附图和说明本质上只是说明性的，并不是限制性的。

附图简述
本发明通过实施例的方式进行举例说明，但其不作为限制，在附图中，类似的元件用相同的附图标记表示。
图1是本发明一实施方案的制造光纤预制坯的方法的流程图。
图2是本发明一实施方案的制造光纤预制坯的方法(VAD法)的示意图。
图3是本发明另一实施方案的制造光纤预制坯的方法(OVD法)的示意图。
图4是本发明另一实施方案的制造光纤预制坯的方法(MMD法)的示意图。
图5是本发明一实施方案的制造光纤预制坯的方法(VAD法和MMD法结合)的示意图。
图6是本发明一实施方案的制造光纤预制坯的方法(OVD法和MMD法结合)的示意图。
图7A～7C分别是VAD法、OVD法和棒在收缩法中情形的示意图。
图8是制造光纤预制坯的传统方法的流程图。
发明详述
根据本发明，首先是相当于整个芯(即玻璃微粒子沉积体的芯部)的玻璃微粒子沉积物，随后是实质上相当于整个包层(即玻璃微粒子沉积体的包层部)的玻璃微粒子沉积物被预先合成，然后由芯部和包层部组成的玻璃微粒子沉积体被固结以形成粗预制坯。测量这样获得的芯的直径d、粗预制坯的芯的折射率和粗预制坯的直径D，根据芯的折射率和芯的直径d的测量值确定光纤预制坯的所需包层直径J，然后进行调整以使直径D等于直径J。
图1是本发明一实施方案的制造光纤预制坯的方法的流程图。
首先，合成由芯部和包层部组成的玻璃微粒子沉积体。即，制造玻璃微粒子沉积体以使通过固结玻璃微粒子沉积体制成的粗预制坯的直径D，相对于光纤预制坯的包层直径J，满足表达式0.95J≤D(但D≠J)，该包层直径J由粗预制坯的芯的直径和折射率确定。制造出的玻璃微粒子沉积体最好是满足0.95J≤D＜J，或J＜D≤1.3J。
合成玻璃微粒子沉积体以使粗预制坯的直径D满足0.95J≤D(但D≠J)意味着在单个固结步骤中制造出构成光纤的全部或大部分玻璃体，这与重复固结步骤的传统方法相比，充分减少了制造成本。
玻璃微粒子沉积体的合成可通过已知的多种沉积精细玻璃微粒的方法完成：例如，图2所示的VAD法，图3所示的OVD法，图4所示的多个喷灯的多层沉积(MMD)法。而且，还可以按需要使用图5和图6所示的VAD法、OVD法，或MMD法中两种或更多方法的结合。
图2是本发明一实施方案的制造光纤预制坯的方法(VAD法)的示意图。为了用VAD法合成玻璃微粒子沉积体，使用多个用于合成精细玻璃微粒的喷灯(图2中，用于合成芯部的喷灯11和用于合成包层部的喷灯12)。玻璃材料气体(例如，四氯化硅(SiCl₄))、运载气体(氩氦)、可燃气体(例如氢气(H₂)，碳氢化合物)、和助燃气体(氧气(O₂))被从供气装置5引入到每个喷灯11和12，以用于合成。而且，用于调节折射率的掺杂原料气体(例如，四氯化锗(GeCl₄))也被引入喷灯11。在每个喷灯11和12的火焰中形成的玻璃微粒子沉积于固定在支撑棒2的起始件10上，在起始件上聚积以沿其轴向生长，于是便制造出具有芯部和包层部的玻璃微粒子沉积体8。升降机13的升降速度通过激光振荡器14射出、并在探测器16接收的激光15，依靠升降速度控制单元17控制，使得被玻璃微粒子沉积体8顶部遮住的光量为常数。附图标记4表示反应容器，附图标记7表示排气管，附图标记9表示排气装置。
图3是本发明另一实施方案的制造光纤预制坯的方法(OVD法)的示意图。
在使用OVD法的情况下，在相对于起始件1以往复方式运动的喷灯6的火焰中形成的精细玻璃微粒沿径向沉积于固定在支撑棒2的起始件10上，以合成玻璃微粒子沉积体8。通过向玻璃材料气体中添加用于调节折射率的掺杂原料气体，可形成具有折射率分布的芯部。对应于包层部的大部分或大于包层部尺寸，在形成芯部后并在形成玻璃微粒子沉积体后，拨出玻璃棒起始件1，并实施固结，这样便可制造出具有芯和包层的玻璃棒。附图标记3表示转盘。在OVD法中，通过使用多个喷灯可能增加沉积速度。
图4是本发明另一实施方案的制造光纤预制坯的方法(MMD法)的示意图。MMD法是在应用OVD法的基础上采取的这样一种方法，其中用于合成精细玻璃微粒的的大量喷灯6布置成可以覆盖欲制造的预制坯的几乎全部长度，精细玻璃微粒以高速沉积，以致沿起始件1的径向生长。在MMD法中，每个喷灯都相对于起始件在相邻喷灯间的距离所对应的长度上以往复方式运动。由于MMD法中制造玻璃微粒子沉积体8的沉积速度大于VAD法或OVD法中的沉积速度，所以MMD法适用于合成那些包层部占有欲制造的预制坯的绝大部分的包层部。
VAD法可以用于制造整个玻璃微粒子沉积体，但是只使用VAD法制造芯部或芯部和一部分包层部，而使用OVD法或MMD法制造包层部的绝大部分，则具有更低的成本。与芯部由OVD法制造的情况不同，如果至少芯部由VAD法制造，收缩处理就是不必要的，因为制造的玻璃微粒子沉积体是固体。
制造芯部的同时制造一部分包层部的原因之一是与芯部接触的包层部必须像芯部一样精确合成，因为这关系到由此制造的光纤的传输特性。另一个原因是这样可在移至另一个装置用另一种方法(例如MMD法)合成大部分包层部时，有效地防止芯部污染。
如果用OVD法制造芯部，拨出起始件和收缩处理就是必须的，但从沉积速度的观点看，其是有优势的。在只用OVD法或只用MMD法合成全部玻璃微粒子沉积体的情况下，拨出起始件和收缩处理也是必须的。起始件可以在玻璃微粒子沉积体固结前或固结后被拨出。
从制造成本和沉积速度的观点看，优选采用OVD法或使用多个喷灯的MMD法，在包括芯部的玻璃微粒子沉积体上合成包层的玻璃微粒子沉积体。同样，从易于将比率J/d调节到设计值的观点看，最好是预先采用VAD法或OVD法精确合成芯部，使之具有均匀的芯直径，然后采用MMD法高速地合成包层部。
接着，测量芯的直径d、芯的折射率和这样获得的粗预制坯的直径D，根据折射率和芯的直径d确定光纤预制坯的所需包层直径J，调整粗预制坯的直径D以使其与光纤预制坯的包层直径J相一致。这样便制造出了光纤预制坯。
如下所述的是根据芯的折射率和芯的直径d来确定光纤预制坯的包层直径J的方法。首先用有限元方法，根据这样获得的芯的折射率分布，计算出在被制成光纤后，可适用于截止波长目标值和模场直径(Mode field diameter)(MFD)的芯直径。虽然计算结果依芯和包层间分界面的折射率分布而变化，但如果例如芯部的平均折射率是0.367％，目标截止波长是1.220μm的话，目标纤芯直径就是7.63μm。由于光纤的包层直径是125μm，比率J/d就是125/7.63。
由于玻璃微粒子沉积体的直径e和通过固结制造的光纤预制坯的直径f之间的比率e/f可根据经验获得(玻璃微粒子沉积体的单位体积重量b基本上是常数)，所以将光纤预制坯的直径J乘以比率e/f得到的值即是欲制造的玻璃微粒子沉积体的直径。
若以这样的方式，即粗预制坯的直径D和光纤预制坯的直径J具有0.95J≤D＜J的关系，由粗预制坯制造光纤预制坯的步骤可以是精细玻璃微粒沉积在粗预制坯上的过程。在这种情况下，其上沉积有精细玻璃微粒的粗预制坯在其现有状态下可拉伸成光纤。少量沉积在玻璃预制坯上的精细玻璃微粒在拉伸炉内上部固结，那里温度比中部稍低，此后可立即进行拉伸。如果粗预制坯的直径D满足关系式0.95J≤D＜J，则该方法是可行的。在D＜0.95J的情况下，很难在粗预制坯上沉积精细玻璃微粒并在其现有状态下立即实施拉丝。
与传统方法相比，精细玻璃微粒沉积在粗预制坯上的方法对于降低制造成本来讲是有效的，因为它只需要一次固结过程，尽管由于增加了沉积精细玻璃微粒的过程使得降低成本的效果较小。然而，在大尺寸预制坯的情况下，例如在重量等于或大于50kg，或长度为1500mm或更长、直径为110mm或更大的光纤预制坯只需要一次固结过程的情况下，成本减少的效果就很显著。
若以这样的方式，即粗预制坯的直径D和光纤预制坯的直径J具有J＜D≤1.3J的关系，由粗预制坯制造光纤预制坯的步骤可以是通过去除粗预制坯径向外围部分材料来减少其直径的过程。在这种情况下，这样制成的粗预制坯被拉丝成光纤。减小粗预制坯的直径要比实施附加沉积容易。如果粗预制坯的直径D为小于或等于1.3J，那么在制造成本方面是有优势的，因为要减少的体积比要剩下的光纤预制坯体积小。这里去除材料的方法包括例如珩磨、机械研磨和湿法刻蚀等。
如至此所述，根据本发明一实施方案，由于通过固结具有芯部和包层部的玻璃微粒子沉积体来制造外径D满足0.95J≤D(这里D≠J)的粗预制坯，在与光纤预制坯及由此获得的光纤有关的设备、制造时间和人力消耗各方面实现了降低成本的显著效果。与实施两个或更多固结步骤的传统方法相比，本发明使得制造成本大约减少了百分之十或更多。这样，鉴于近年来光纤市场的价格竞争，特别是在那些要求降低光纤制造成本的地方，本发明是很有用的。另外，根据本发明制造的光纤在传输特性方面具有稳定性。
本发明的一个优选实施方案是在沉积精细玻璃微粒制作芯部时，测量芯部的温度。即，预先确定温度和芯的直径d或折射率之间的关系，以便在精细玻璃微粒沉积期间，通过测量温度来测定芯的直径d和折射率。然后，如果芯的直径d和折射率有波动，随后要制造的玻璃微粒子沉积体的包层部直径就能根据该波动而改变，因而可以减少粗预制坯的外径的校正量。如果得到的粗预制坯的比率D/d在预制坯的整个长度上不均匀，就可以通过校正粗预制坯的直径使比率J/d变均匀。
光纤预制坯的直径最好为110mm或更大，长度为1500mm或更长。光纤预制坯的重量最好等于或大于50kg。这是因为在用这种大尺寸光纤预制坯制造出更长光纤的情况下，可望更有效地降低制造成本。
通过加热和拉伸如此获得的光纤预制坯，或者加热和拉伸那些附加地沉积了精细玻璃微粒的粗预制坯，便可制造出光纤来。
在采用下述方式制造光纤预制坯的情况下，即先固结作为中心部的玻璃微粒子沉积体，随后在其上沉积精细玻璃微粒并固结以形成外部，当在扫描型电子显微镜(SEM)下观察光纤预制坯或光纤的与轴线垂直的横截面时，可以辨别出中心部和外部之间的边界线。这种边界线的数量显示出实施固结步骤的次数。在根据本发明的方法制造的光纤预制坯或光纤的情况下，只有在距中心等于或大于光纤预制坯(或光纤)半径的0.95倍的范围能辨别出一条分界线。在小于0.95倍的范围内则不存在边界线。
在采用以下方式制造粗预制坯的情况下，即满足J＜D，然后将粗预制坯的外围付诸于研磨来实现，由此制得的光纤预制坯或光纤则不存在像在采用两个或更多固结过程的情况下所出现的边界线。另一方面，在用传统两步固结来制造光纤预制坯或光纤的情况下，在距中心为芯半径3-4倍的距离范围内(在小于光纤半径0.95倍的范围内)可辨别出一条边界线。
在本发明的预制坯中，比率J/d沿预制坯纵向在几乎全部长度上都落入容许范围内，因此可以获得具有合格特性的令人满意的光纤产出(即，光纤的特性指标，例如MFD、截止波长、色散、零色散波长和色散斜率的评价落入目标范围内)。即使在修正粗预制坯直径(如本发明实施方案中那样)的情况下，限制到仅用一个固结过程是有利的，这是由于即使在试图合成玻璃微粒子体以实现J＝D时，芯或包层的直径沿预制坯纵向也易于变化，使得那些特性指标落入目标范围的光纤产出常常不超过70％。
如果采用适于两种或多种制造方法(例如图6所示的OVD法和MMD法)的单套设备来制造依据本发明的玻璃微粒子沉积体，就可以提高生产粗预制坯的效率。这是因为采用多个装置的情况下需要时间对每个装置进行布置，而在采用单一装置合成玻璃微粒子沉积体的情况下，不需要这么多时间。
如图1的流程图所示，在实施本发明的过程中，可采用已知方法(例如玻璃体的延伸、火抛光和在固结过程中的脱水处理等)来改善光纤的传输特性。火抛光和脱水处理对于去除外来异物和湿气很有效。
实施例1
下面描述制造芯直径为15mm、包层直径为114.5的光纤预制坯的实施例。
通过使用图6所示的结构实施玻璃微粒子的沉积。起始部件1采用直径为10mm长度为2400mm的纯二氧化硅玻璃棒，首先用OVD法合成作为光纤中心的芯部22。更具体地说，当由两个喷灯组成的喷灯组(a)以大约500毫米/分的速度在起始部件全长上往复移动时，由二氧化硅(SiO₂)和二氧化锗组成的精细玻璃微粒以0.4g/cm³的单位体积重量沉积在起始部件上以合成芯部。这样，当形成直径为30.9mm的芯部时，停止对用于合成芯部的喷灯的供气，而将比在用于芯合成的喷灯组(a)情况下更大量的H₂和O₂，连同SiCl₄一起被供给到用于合成包层部的喷灯组(b)的每个喷灯。同时，用于合成包层部的喷灯组(b)在对应于每个喷灯间隔的距离上往复移动，以使由SiO₂组成的精细玻璃微粒以0.4g/cm³的单位体积重量沉积成为包层部18。
根据设计，沉积精细玻璃微粒，直到微粒子玻璃沉积体具有223.4mm的直径，但在本例中精细玻璃微粒被沉积到直径为247mm。即，精细玻璃微粒被沉积至微粒子玻璃沉积体设计直径的1.1倍的程度。在完成沉积后，从玻璃微粒子沉积体中拔出起始部件1，实施脱水、固结和收缩以制造粗预制坯。该粗预制坯的有效部分的直径为125mm，长度为2200mm。
为了确定光纤预制坯必需的包层直径，预先在纵向上的多个位置测量这样获得的粗预制坯的芯直径和芯的折射率，并估计光纤特性。在光纤预制坯的芯的相对折射率偏差为0.367％，其芯直径为15mm的情况下，光纤预制坯的所需直径为114.5mm。
随后，通过将直径为125mm的粗预制坯研磨成直径为114.5mm的光纤预制坯来制造光纤预制坯，这就是它可用来制造2200km长的光纤所需的尺寸。其后，将光纤预制坯拉丝成光纤。当通过SEM观察由此制造的光纤时，在包层区域没有边界线。该光纤预制坯单位长度的制造成本是对比性实施例1中光纤预制坯单位长度制造成本的0.71倍。
实施例2～6和对比性实施例1～7
此外，可用多种方式制造光纤预制坯和光纤，例如改变粗预制坯直径同光纤预制坯直径之间的比率D/J、改变用于制造玻璃微粒子沉积体的设备数量，以及改变合成玻璃的方法等。表1显示了转换的光纤长度(即，能从这些光纤预制坯中分别地制造出的光纤的相应长度)，以及这些光纤预制坯的单位光纤长度制造成本同作为基准的对比性实施例1(其基准值为1)的对比情况。表1中，术语“附加的玻璃合成”表示精细玻璃微粒沉积在粗预制坯上。术语“外围研磨”表示粗预制坯的圆周外围被研磨(例如具有代表性的珩磨)的过程。
表1
                                                  附加的        研磨          转换的
编号          比率D/J     装置数量     方法                                               制造成本
                                                  玻璃合成      外圆周部      光纤长度
实施例1       1.1         1            OVD+MMD    无            有            2,222       0.71
实施例2       13          1            VAD+MMD    无            有            2,222       0.90
实施例3       1.1         2            OVD+MMD    无            有            2,222       0.81
实施例4       0.95        1            OVD+MMD    MMD           无            2,222       0.88
实施例5       1.1         1            OVD+MMD    无            有            1,852       0.76
实施例6       1.1         1            OVD+MMD    无            有            1,482       0.88
对比实施例1   0.25        2            OVD+MMD    MMD           无            2,222       1.00
对比实施例2   0.45        2            OVD+MMD    MMD           无            2,222       1.26
对比实施例3   1.55        1            OVD+MMD    无            有            2,222       1.50
对比实施例4   1.65        1            OVD+MMD    无            有            2,222       1.69
对比实施例5   1.5         1            OVD+MMD    无            有            2,222       1.39
对比实施例6   0.5         1            OVD+MMD    MMD           无            2,222       1.19
对比实施例7   0.8         1            OVD+MMD    MMD           无            2,222       1.64
通过使比率D/J落入0.95到1.3的范围内，并通过相应地改变粗预制坯的直径以获得光纤预制坯，则可以降低以从预制坯制造出的单位长度光纤而计的光纤预制坯的制造成本。
如表1所示，在实施例1、5和6中这样获得的光纤预制坯的转换的光纤长度是不相同的，并且转换的光纤长度越短，制造成本越高。
在对比性实施例1和2中，制备芯棒、在芯棒上合成玻璃微粒子沉积体并实施两次固结，则其制造成本高于本发明各实施例中的制造成本。对于对比性实施例1和2中的光纤预制坯和光纤，当观察与其轴线垂直的截面时，可以看到在其包层区域有一边界线层。
在对比性实施例3～5中，进行精细玻璃微粒的沉积以实现D＞1.3J，则不能获得降低制造成本的效果。在对比性实施例6和7中，只使用一个装置，在完成一次固结后，在同一装置中实施精细玻璃微粒的第二次沉积，该制造成本大于本发明各实施例的制造成本。
虽然在目前认为最实用的和优选的实施方案的方面描述了本发明，但本发明并不局限于公开的实施方案和实施例，相反，本发明意图覆盖包括在附加的权利要求的精神和范围内的各种变型和等价的布置。
2003年8月8日提交的申请号为2003-290609的日本专利包括说明书、权利要求附图和摘要的全部公开，其整体作为参考在这里引入。