本发明涉及的是用于通信和光器件领域中光纤预制件的制造方法。 管中棒法是公知的光纤预制件的制造方法。
在管中棒法中，将用作芯的玻璃插入用作包层的玻璃管中，在这种条件下，将玻璃管和玻璃棒组件加热致使熔合，从而形成一整体。然而，采用通常方法，玻璃管和玻璃棒在加热熔合步骤中容易造成破裂，这是由于气泡会保留在制造的光纤预制件中，随后，通过拉伸有缺陷的光纤预制件所制备的光纤会变脆并且可靠性降低。
人们进行了艰苦的研究，试图研制出一种液压压制方法，用来代替管中棒法，在这种情况下，多孔预制件是通过在用作芯的玻璃棒外表面上由液压压制方法形成一多孔包层来制备的，随后经脱水和烧结多孔预制件以形成透明的玻璃包层，由此获得光纤预制件。液压压制方法公开在，例如，公开未审的日本专利申请号59-19891和61-256937中。
在使用液压压制方法的情况下，用作芯的棒材即玻璃棒，如可以由硅基材料制成，它是放于由弹性材料制成的模具中，进而，将包含有硅基粉末的模压材料作为主要原材料填充在棒材的周围，在这种条件下，要从模具的外侧通过液压对模具加压，以便在玻璃棒地表面形成多孔层，由此，获得了由玻璃芯棒和多孔包层组成的多孔预制件。然后，将多孔预制件从模具中取出，随后对多孔预制件进行干燥、去油、脱水和烧结处理，以便获得光纤预制件。
在玻璃棒表面通过液压压制方法制成多孔层后，对模芯施加大约1.5吨/平方厘米（T/cm2）约1至50分钟的压缩负荷。应当注意的是，对于粉末模压材料没有均匀地施加压缩负荷。结果是在玻璃棒表面形成的多孔层会变形，随之，多孔层便不能与玻璃棒同心，进而导致玻璃棒断裂。特别是，玻璃棒的断裂会随着玻璃棒直径的减小而增加。还要注意的是，由玻璃棒断裂所产生的影响会使所形成的多孔层破裂或裂开。
在光纤预制件通常制造方法中，要对多孔层的端部进行锥形修整处理，致使多孔层的外径在顺其边缘处减小。锥形修整处理是试图在多孔层处理即烧结处理以后平整的预制成型，并且防止了多孔层的端部在预制件加工过程中的断裂。
在将锥形修整处理用于在玻璃芯棒上形成多孔层时，将多孔预制件放置在模具中，其中环形工具用来形成端部，每端均具有锥形内圆形表面，将它们放置在多孔预制件相应的端部。在这种条件下，对多孔层施加预定的液压。在该模压步骤中，模具内端部的模压材料如硅基粉末的负荷密度会出现不均匀，或是端部的空气不能完全除去，从而不能获得高质量的多孔预制件。
上述困难来源于压制成型步骤中的成型材料的性能。例如，在压制步骤中，玻璃棒受到的是型腔径向的压缩负荷，从而在玻璃棒的轴向会出现滑移。由于玻璃棒的运动被局限于模具中，因此，对玻璃棒施加的负荷是不均匀的。所以，应力会局部集中的玻璃棒上。例如，应力会集中在玻璃棒的中心部分上或是集中在玻璃棒纵向的两端部，从而产生上述的断裂问题。
还要注意的是，模具的端部具有比其中部要高的机械强度，当然，在模具端部形成的多孔层变形的可能性就要比在模具中部形成的多孔层小的多。另外，模压材料在模具端部移动的可能性也比在其中部要小的多。随后，当对模具内的模压材料加压时，模具中部的模压材料受到足够的压力，并且向端部移动。然而，在模具的端部，多孔层是不可能变形的，模压材料在模具的端部也不会移动。在这种情况下，模压材料的负荷密度将会不均匀，并且空气也不会从模具内完全除去。
如上所述，采用通常的液压压制方法，多孔层可通过液压压制方法在芯棒元件的表面上形成，随后，对制成的多孔预制件施行精制和烧结处理，以便制成光纤预制件。然而，采用这种工艺技术，光纤预制件的产量会很低。
本发明的目的就是提供一种光纤预制件的制造方法，它可以使制备的多孔预制件不裂开和破裂，并且它还可以高效率的制造出高质量的光纤预制件，而使预制件免除了多余的部分。
按照本发明，提供了一种光纤预制件的制造方法，它包括下列步骤：将由硅基材料制成的棒状构件放置在模具的腔中，随后，在模腔内填充模压材料;从模具的外部对模具施加压力，从而在棒状构件的表面上形成多孔层，由此，获得一多孔预制件;接着，对从模具中取出的预制件进行净化处理和烧结处理，以便获得光纤预制件，其中允许棒状构件的至少一端部在对模具施加压力的步骤中伸到模腔的外面。
本发明其它的目的和优点将通过后面的说明书来描述，并且部分会从说明书中了解，或是通过发明的实施来知道。借助于在后续权利要求中所特别指出的手段和方法便可实现和获得本发明的目的和优点。
构成说明书的一部分还包括附图，它具体示出了本发明的实施例，下面将对最佳实施例进行详细的描述，以用来解释发明的原理。
图1和2共同示出了按照本发明的一实施例的方法。
图3和4共同例示出了用于本发明方法中的中心保持工具。
图5和6共同示出了用于本发明方法中模腔的另一实施例的重要部分。
图7例示了用于本发明方法中的模压工具的一端部。
图8、14、18和20示出了按照本发明其它实施例的方法。
图9A～9D示出了用于本发明方法中的多孔预制件。
图11A～11D共同示出了通过按照本发明另一实施例的方法制成多孔预制件的各步骤。
图12A～12C示出了用于本发明方法中的模具和棒状构件。
图13示出了用于通常方法中的模具和棒状构件。
图15示出了图14所示方法中多孔预制件是如何从模具中取出的。
图17A和17B共同示出了用于本发明方法中的工具。
图19示出了图18所示方法中成型材料是如何被填充到模腔中的。
图21示出了用于图20所示方法中的监视器指示部分。
让我们参照附图来描述本发明的一些实施例。
例1
图1和2共同图示出用于本发明方法中CIP（冷等压压制）模压设备。附图所示参考数字11表示圆筒形模具，它是由弹性材料制成的，如橡胶或塑料材料。图中所示部件包括一对模压盖体12和13，一对用以形成端部的工具16和17，应力吸收部件22和23，一对端面成形工具24和25，一耐压容器30，中心保持工具35，棒体38，模压材料39，多孔层40和压力传递介质41。
每个模压盖体12和13都是盘形的，它是由多个步骤形成在外表面上。用以调整应力的凹形部分14和15是分别在这模压盖体12和13的中心部分上形成的。这模压盖体是由金属制成的。另外，具有与金属基本相同刚性的橡胶或塑料材料可用于制成这模压盖体12和13。可以在至少一模压盖体上提供在其厚度方向上伸延的通孔，用以从上述模腔内吸取空气。
端部成形工具16、17是环形的，它们分别包括圆孔18、19和锥形内表面20、21。这些端部成形工具16、17是由与用于形成模压盖体12、13相同的材料制成的。
应力吸收部件22、23可选择能够塑性变形或弹性变形的材料制成。例如，这些应力吸收部件22和23是采用橡胶、塑料材料包括泡沫或包含弹性元件的金属，以柱形或卷绕形制成，使得这些端部成形工具能够分别放置在凹槽14和15中。
端面成形工具24和25是圆盘形的，并且在其一侧上分别具有凸出表面26、27。每个凸出的表面是半球形的或圆锥形的。另外，通孔28和29分别在这些端面成形工具24和25的中心部分上形成的。与用于制成成型盖体相同的材料还可用于制成这些端面成形工具24和25。如后所述，这些端面成形工具24和25能够支撑棒状构件38，因为棒状构件38是与通孔28、29相配合的。
耐压容器30是由具有压力传递介质41的入口部分31和出口部分32的金属圆筒来提供的。这入口部分和出口部分是在金属圆筒的侧壁上形成的。支撑元件33和34分别安装在耐压容器30的上下两端。如后所述，压力传递介质41的供给系统（未示出）和排放系统（未示出）分别与耐压容器30的入口部分31和出口部分32相连接。
如图3和4所示，用于棒状构件的孔36是在圆盘形的中心保持工具35的中心部分上形成的。还可以在孔36的周围形成多个孔37，通过该孔可提供粉末成型材料。金属、橡胶、塑料材料等可用来制成中心保持工具35。
棒状构件可通过对由硅粉末制成的多孔体进行脱水和烧结来制备，硅粉末的制备可利用，如，气相反应法，粉浆浇注法，溶胶-凝胶法，泥浆浇注法或粉末压制法。用于制备多孔体的粉末压制法包括，如干成型法，即公开在日本专利申请号2-244817中的加压法，或在“光通信杂志，Vol.10，No.1，2～5页，1989“中描述的MSP法，和湿成型法，即公开在公开未审日本专利申请号64-56331中的浇铸成型法，或公开在日本专利申请号2-24481中的挤压法。棒状构件38可以单由芯体材料组成。另外，棒状构件38可以由芯和在芯体材料表面局部形成的包层组成。
用于制备多孔层40的模压材料39是由硅基粉末组成的。例如，包含或不包含掺杂物的硅粉末可用作模压材料39。在本发明中，用作成型材料39的硅基粉末通常应当具有大约0.01至100微米的平均粒径。在硅基粉末过细时，是难以将粉末填充在模具的腔42中。在这种情况下，就需要将细粉末造粒，通过采用溶剂即纯水来制备具有50微米至100微米平均粒径的颗粒。造粒使得硅基粉末高密度均匀地填充在腔中。粉末需要包含至少50%具有至少50微米直径的颗粒，和至多10%具有小于10微米直径的粉末。为制备溶胶还可以将纯水添加到模压材料39中。另外，除溶剂以外可以给硅基粉末添加作为模压助剂的有机材料，如聚乙烯醇，聚乙烯醇缩丁醛，聚乙烯乙二醇，甲基纤维纤维素，羟甲基纤维素，乙基纤维素，羟丙基纤维素或丙三醇。添加到硅基粉末中的模压助剂量基于硅基粉末的量应当为约1～20%重量，最好为1～15%重量。
如下所述，可为加压空间43提供压力传递介质41，例如，纯水或润滑油可用作为压力传递介质。
让我们更详细地描述图1和2所示模压设备的每个部件。首先，每个模压盖体12和13，其每个均具有在外表面上的阶梯部分，它具有大直径部分、中直径部分和小直径部分。每个模压盖体在大直径部分上可气密地与耐压容器30相配合，这模压盖体12、13的中直径部分在端面上能够与模压圆筒11的端面相接合，而这模压盖体的小直径部分可气密地与端部成形工具16、17的圆孔18、19相配合，并且能够在端面上与端面成形工具24、25相接合。
每个端部成形工具16和17可气密地与模压圆筒11相配合，另一方面，端面成形工具24、25在端部成形工具16、17的小直径上紧靠端面。另外，棒状构件38的两端部与通孔28、29相配合。
这些成型圆筒11、模压盖体12、13端部成形工具16、17和端面成形工具24、25，如图1所示，可组装在耐压容器30内。在这种情况下，模腔42是由模压圆筒11、端部成形工具16、17和端面成形工具24、25来确定的。加压空间43也可在盖体12、13和耐压容器30之间确定的。应当注意的是，可对每个模压盖体12、13，端部成形工具16、17，端面成形工具24、25和中心保持工具35施加一覆层，如氟树脂，用来防止杂质进入多孔层40。覆层不需要施加到模压圆筒11上，因为多孔层40不会受到模压圆筒11的污染。再有，覆层也不需要提供给耐压容器30，因为它不直接包含在腔体42的构成中。另外，按需要还可使用密封元件，以便在组装模具部件时获得高的气密度和液密度。
通过采用上述的制造设备制成的由硅基粉末组成的多孔层40，是用来包覆棒状部件38的外表面。在成型步骤之前，应力吸收部件22和23可分别装在模压盖体12、13上形成的应力调节凹形部分14、15内。如图2所示，模压盖体13、端部成形工具17和端面成形工具25可以以预定次序组装在其上带有保持部件34的耐压容器30内的底部，随后，在腔42内安装棒体38。在这种情况下，棒体38的底部通过在端面成形工具25上制成的通孔25而插入模压盖体13的应力调节凹形部分15中，以便使之保持在腔42的中心。为了保证棒体的插入状态，中心保持器35暂时安装在腔42的上部，使得棒体38的上部通过中心保持器35的棒体保持孔36而伸出。中心保持器35可由适当的悬挂装置来支撑，在这种情况下，悬挂装置用来将中心保持器35保持在腔42内的预定位置上，或是用来在垂直方向上转动或可移动地支撑中心保持器35。
在下一步骤中，将预先经过排气处理的模压材料放入模腔42内，模压材料39向下通过孔37落入中心保持器35中，以便沉积使棒体38埋于其中。当中心保持器35在垂直方向上可转动或可移动地支撑在模腔42内时，中心保持器35可与成型腔42内供给的模压材料39同步转动，并且它是按照模腔42内模压材料的沉积量的增加而向上移动。如果在将模压材料供给到模腔42期间保持中心保持器35转动，就可以将成型材料39均匀地填充到腔42内。
当棒体38随着模腔42内模压材料填充量的增加而得到稳定支撑时，中心保持器35便可从模腔42内除去，然后，再提供模压材料39以填充腔42。当腔42填充了预定量的模压材料39以后，模压盖体12，端部成形工具16和端面形成工具24就可按预定次序组装，随后，将保持部件33安装到耐压容器30的上端。
在下一步骤中，用作压力传递介质41的润滑油通过连接到耐压容器30侧壁上形成的入口部分31的供给系统（未示出）而提供到加压空间43中。在供给压力传递介质以前，模腔42内的空气可通过连接到模压盖体13（或12）排气孔上的真空泵（未示出）来排出。在给加压空间43提供了压力传递介质以后，从外部对模压圆筒11加压。由此，制成具有均匀松密度和不会断裂和破裂的多孔层40，它可包覆棒体38而不会使棒体38断裂。
然后，将加压空间43内的压力传递介质41通过连接到耐压容器30出口部分32上的排放系统（未示出）而逐渐排放到外面，然后，从耐压容器30的端部取出任何一个模压盖体12和13。最后，就可以从模腔42中取出在棒体38表面上形成的具有多孔层40的多孔预制件。
如上所述，在本发明方法中，将用作光纤芯的棒体放在模腔中，然后，在棒体周围填充包含有硅基粉末的模压材料，随后，从外侧对模具加压，以便制成多孔预制件。最后，采用通常方法对多孔预制件进行去油处理、净化（包括脱水）处理和浇结处理，从而获得所需的光纤预制件。
在本发明中，允许棒体的端部伸到模腔外，从而使棒体的运动不限于模腔内。以后，既使通过模压材料对棒体施加过度的模压压力，棒体也可在其轴向上移动，因此，施加到棒体上的应力是适度的。在这种情况下，就不需要担心在多孔层模压步骤中棒体的断裂了。当然，由棒体断裂引起的裂开和破裂就不可能发生了。
为了使棒体的端部可以伸到模腔的外面，需要在与模腔至少一侧相邻的位置上形成一凹形部分，从而使棒体的端部可以插入到凹形部分中。在这种情况下，即使在棒体断裂时也不会出现问题。
还应注意的是，模腔的端部会向腔的内部膨胀，例如，端部具有半圆形、半球形或锥形截面形状。因此，在腔内的模压材料受到模压压力时，模压材料会沿腔的的膨胀表面平滑移动，因而，会使模腔端部模压材料的负荷密度均匀。另外，还可以获得足够的排气。随后，模压材料便可用均匀的模压压力来压制。
在该实施例中，可以采用模压盖体12、13和端面形成工具24、25，正如图5和6所示的结构，在图5所示结构中，模压盖体13具有与端面形成工具25整体构成的，而另一方面，在图6所示结构中，可以有一附加端面形成工具25′，它紧靠着与模压盖体13整体构成的端面成形工具25。在模压盖体12和端部形成工具24之间的关系也是这样，当然，在图6中所示参考数字24′表示附加端面形成工具。这些改进是用于伸出表面26、27是半球形或锥形的情况。
图7示出了端面形成工具24（或25），它没有凸出表面26（或27）。当然，图7所示端面形成工具还可用于本发明使用的模压设备。还需注意的是，当端面形成工具24、25弹性地保持棒体38时，就不需要在凹形部分14、15内安装应力吸收部件22、23。
下述模压装置也可用于本发明方法中。首先，只在腔42的一端部上形成凹形部分14、15，并且只将棒体38的一端部插到凹形部分中用以进行模压操作。换句话说，为完成模压操作，只允许棒体38的一端伸到模腔外部。还应注意的是，为完成模压操作，同时只允许模腔42的一端部由凸出表面26或27在预定方向上膨胀。当然每种改型都会产生所需的突出效果。
图8示出了按照本发明另一实施例用于加工方法的模压设备。图8所示设备除了省略了一对端部成形工具16、17和一对端面形成工具24、25以外，其余均与图1和2所示设备相同。通过使用图8所示设备，在棒体38外表面上形成多孔层40的时候，也会产生本发明的突出效果。
实施例1
让我们描述一特殊实施例，包括采用图1和2所示CIP（冷等压压制）设备的情况。
所采用的是一芯棒体，它是由具有约13mm外径和约330mm长度的SiO2-GeO2系列玻璃材料制成的，它是通过VAD（气相轴向沉积）方法制备的。具有60微米平均粒径的硅粒可用作成型材料39，它是通过将硅粉末轧成具有1微米平均粒径来制备的。模压圆筒11具有110mm的外径、100mm的内径和330mm的长度，它是由硅橡胶制成的。由模压圆筒11和模压盖体12、13所限定的模腔42具有约275mm的有效长度（高度）。
每个模压盖体12和13具有与模压圆筒11相符的尺寸，每个具有20mm直径20mm深度的凹形部分14、15是分别在成型盖体12、13的内表面上形成的。具有缓冲特性的泡沫体可作为应力吸收部件22、23分别放置在这凹形部分14、15内。另外，端面成形工具24、25的凸起平面26、27构成了弯曲的平面。
在第一步骤中，将棒体38放置在模腔42内，然后在模腔中填充预定量的模压材料39，接着封闭模腔42的上端。以后，将压力传递介质（润滑油）41倒入加压空间43，接着给模压圆筒11加1500kgf/cm2约2分钟的压力。由此构成具有约86mm外径和约275mm长度的多孔层40。如此构成的多孔层松密度是均匀的，而且，多孔层也不会破裂或断裂，再有，在棒体38上也看不出破裂。
在多孔层40构成以后，压力传递介质41在大约30分钟的时间里慢慢地从加压空间43内排出，然后除去模压盖体12，并接着从模腔42内取出由棒体38和在棒体38上形成的多孔层40的多孔预制件。
在接下来的步骤中，多孔预制件要在1250℃下在包含Cl2和Hc的气氛中精制，以便从多孔预制件中除去杂质和水，然后在1660℃下在氮气气氛中对多孔预制件进行烧结处理，以便获得用于光纤的预制件。由此制备的光纤预制件具有约70mm的外径和约270mm的长度。而且，在芯和包层之间的交界面上也看不到气泡。
如此获得的光纤预制件在加热条件下通过公知的拉伸方法来拉伸，以便制备具有10微米直径的芯和125微米直径包层的光纤。在拉伸步骤以后，立即在光纤的圆周表面上包覆紫外线固化树脂以形成具有400微米外径的覆层。如此制备的图层光纤实质上具有与通过气相方法制造的光纤相同的光特性。
实施例2
按实施例1完成形成多孔层40的模压过程，只是模压圆筒11，模压盖体12、13，端部形成工具16、17和端面形成工具24、25包含在所用模压设备中，就象图6所示的构成，并且设置的模压压力是在1400kgf/cm2下。在实施例2中所用的每个端面形成工具24′，25′也是由硅橡胶制成的。因此，所构成的多孔层40具有约86mm的外径和约275mm的长度。如此制成的多孔层松密度也是均匀的。再有，多孔层也不会破裂或断裂。而且，在棒体38上也看不出破裂。
在多孔层40形成以后，压力传递介质41在约30分钟的时间里慢慢地从加压空间43内排出，接着除去棒体12，然后从模腔42内取出由棒体38和在棒体38上形成的多孔层40而组成的多孔预制件。
按实施例1，对由此制备的多孔预制件进行精制，然后烧结，以便获得用于光纤的预制件，接着按实施例1制造包覆树脂的光纤。由此获得的树脂包覆光纤实质上具有与在实施例1所获得得树脂包覆光纤相同的光特性。
实施例3
采用由SiO2制成的棒体38，它具有约7.8mm的外径和约330mm的长度，它是由VAD法制备的。具有60微米平均粒径的硅粉粒可用作模压材料39，它是由将硅粉末轧成具有0.5微米平均粒径来制备的。模压圆筒11具有60mm的外径，50mm的内径和270mm的长度，它是由硅橡胶制成的。
每个模压盖体12和13具有与模压圆筒11相符尺寸。每个凹形部分具有9mm的直径和20mm的深度，它是分别在模压盖体12，13的内表面上形成的。与实施例1所用相同的应力吸收部件22、23分别放置在这凹形部分14、15内。端部形成工具16、17和端面形成工具24、25具有与上述其它部件相符的尺寸。端面形成工具24、25的凸形表面26、27是锥形构成的。另外，在模压圆筒11和模压盖体12、13之间所限定的模腔42的有效长度（高度）大约是245mm。
采用实施例1所述结构的设备制成多孔层40，只是设定的模压压力为1000kgf/cm2，因此，构成的多孔层具有约43mm的外径和约245mm的长度。由此制成的多孔层的松密度视为是均匀的，多孔层也不会破裂或断裂，在棒体38上也看不出破裂。
在多孔层40形成以后，由棒体38和在棒体38上形成的多孔层40组成的多孔预制件如实施例1而从模腔42中取出，然后，将棒体38从多孔预制件中拉出，接着，将由SiO2-GeO2系列材料制成的芯棒体插入多孔预制件的生成孔中，如此插入的棒体是由VAD法制备的，它具有约7.8mm的外径和约300mm的长度。
然后将如此制备的多孔预制件按实施例1进行精制和烧结，以便获得具有约36mm外径和约240mm长度用于光纤的预制件中，接着，按实施例1制造树脂包覆光纤。如此获得的树脂包覆光纤实质上与实施例1中所获树脂包覆光纤具有相同的光特性。
实施例4
按实施例1制备多孔预制件中，只是所用棒体38和模压材料39与实施例3中所用相同，并且所用模压设备的类型与实施例2中所用设备相同。如此制成的多孔层40的松密度可视为均匀的。多孔层也不会破裂或断裂，在棒体38上也看不出破裂。
如此制成的多孔预制件按实施例1进行精制和烧结，以便获得用于光纤的预制件，然后按实施例1制造树脂包覆光纤。如此获得的树脂包覆光纤实质上在光特性方面与实施例1中所得树脂包覆光纤相同。
在上述任何实施例1～4中，可以将棒体38破损的可能性压缩到低于2%的水平。还可以采用通常技术尽可能多地降低预制件内气泡的含量，达到约70%的水平。然而，采用通常技术，会使棒体38破损的可能性高达至少95%。
例2
在本发明中，还可以通过采用由硅基材料制成的棒体来制备多孔预制件，它具有在棒体至少一端部上形成的大直径部分。在这种情况下，通过采用硅基粉末可构成模压层，以包覆棒体的圆周表面，包括大直径部分，以便制备多孔预制件。然后，对多孔预制件进行烧结处理以便形成用于光纤的预制件。
可以使用具有任意折射率的玻璃棒体，就象由硅基材料制成的棒体一样，它已用于通常的光纤制造方法中。棒体可以只由芯组成，或是由芯和包层部分组成。需要时，棒体应由芯和部分包覆芯的包层组成。棒体大直径部分的形状不特别地限于本发明。
用于制成棒体的硅基粉末包括，如，由烷氧基化合物的水解法或由水玻璃来制备硅粉。还可以采用含有用来控制折射率的掺杂剂的硅粉末制成棒体。最好是，用于本发明的硅基粉末应选自下列一组材料，包括由火焰水解法获得的四氯化硅、由干燥法如高温氧化制备的金属硅粉和由这些粉末材料制备的颗粒。
在形成包覆在棒体圆周表面大直径部分的模压层时，模压层52可以包覆在棒体50端部上形成的大直径部分51，如图9A中所示。也可这样来形成模压层52，即使它包覆在棒体50一端上形成的大直径部分51上，如图9B或9C所示。在这种情况下，未被模压层52包覆的另一大直径部分，可以提供一凸出部分53，如图9B所示。还可以使模压层52延伸到在棒体50大直径部分51边缘处形成的阶梯形部分54处，如图9C所示。另外，还可以使所构成的模压层52所覆一大直径部分51的整个部分，如图9D所示。此外，大直径部分与棒体可整体地构成。再有，可以将分别制备的大直径部分安装到棒体的至少一端面上。
所构成的用来包覆棒体周围表面的层可以采用这样的方法，如，公开在公开未审日本专利申请号61-256937中的压力成型法，公开在日本专利申请号2-244815中的挤出成型法，或公一在公开未审日本专利申请号64-56331中的粉浆烧注法。
用来制成模压层52的模具包括，如放置在CIP模压设备中的模具，这种干式CIP模具包括具有棒体支撑部件的上下盖，圆筒形橡胶模和金属外壳。最好是采用具有高弹性的材料来制成上下盖和圆筒形橡胶模，所述材料包括，如具有高弹性的塑料，和象硅橡胶、尿脘橡胶或腈橡胶这样的橡胶。
在本发明的方法中，所采用的棒体是由硅基材料制成的，它具有在棒体至少一端部上形成的大直径部分。应当注意的是，所构成的模压层包覆了棒体的圆周表面，还包括大直径部分。特殊的构造还可以改善棒体和模压层之间的接合强度，从而在下述步骤中防止了模压层沿用作光纤线芯的玻璃棒体的移动，它们是去油步骤用以除去模压层上的模压器具，净化和脱水步骤用以除去模压层上的杂质。和烧结步骤以便形成透明的玻璃包层。
还应注意的是，棒体的伸长是在烧结步骤中压制的，以形成透明的包层，从而可以消除在棒体和模压层之间交界部分周围产生的气泡。这也可防止模压层不能与棒体对齐的问题。随后，通过将得到的光纤预制件拉伸而制备光纤，其显示出优异的传输特性。
实施例5
如图10所示，具有总长为800mm的玻璃棒是通过将具有25mm直径的支撑玻璃棒56连接到具有14mm外径和500mm长的玻璃芯棒55的每端来制备的。玻璃芯棒55是通过VAD法制备的，它具有1/3的芯/包层比。芯和包层之间折射率的差是0.35%。
将得到的玻璃棒安装在橡胶底盖57的中心，并放在具有110mm内径和800mm长度的圆筒形橡胶模58中（填充部分的长度是580mm）。将平均粒径为80μm的硅粒59装填在由橡胶底盖57和橡胶模具58之间限定的充部分中，并同时振动模具。在安装了橡胶顶盖60以后，对模具进行水密处理，然后，将模具安装在液压加压设备（CIP设备）61中。在这种条件下，进行加压成型，以便在玻璃芯棒55的外表面上形成模压层，由此获得一多孔预制件。压缩成型是在1.0tons/cm2压力下约1分钟来完成的。模压压力在约3分钟的时间里从200kgf/cm2慢慢释放，因为当模压层从橡胶模具中脱开时，破裂会出现在200kg/cm2或以下的压力范围。得到的最后多孔预制件具有约90mm外径和约5kg重量。
多孔预制件要在600℃空气条件下进行去油，然后，在1250℃含约1%氯气的氦气氛下净化（包括脱水）预制件。最后，预制件在1600℃氦气气氛下进行烧结，以获得用于光纤的预制件。象模压层滴落这样的问题在去油、脱水和烧结步骤中就不用考虑了。
如此制备的光纤具有约70mm的外径。气泡就不会出现在玻璃芯棒和包层之间的交界面周围。通过拉伸如此制得的预制件所制备的光纤实质上在传输特性上与气相法制备的单模光纤相同。
实施例6
总长为1450mm的玻璃棒是通过将具有35mm直径的支撑玻璃棒连接到玻璃芯棒的每端来制备的，它具有与实施例5所用玻璃棒相同的光特性。具有1200mm长的大多孔预制件然后通过采用实施例5的所得玻璃棒来制备。在实施例6中，模压压力设置在1.5tons/cm2下，并且设置模压时间为1分钟。如此制得的多孔预制件约11kg重。
按实施例5，对多孔预制件进行去油、脱水和烧结处理，以便获得光纤预制件。象模压层的滴落问题就不会出现在去油、净化9包括脱水）和烧结步骤中。
如此制备的光纤具有约70mm的外径。气泡不会出现在玻璃芯棒和包层之间的交界面周围。通过拉伸如此制得的预制件所制备的光纤实质上在传输特性上与由气相法制备的单模光纤相同。
比较例1
按实施例5制备约70mm外径和580mm长的多孔预制件，只是将具有预定和均匀直径的玻璃棒用于实施例5中所用玻璃芯棒的位置上。按实施例5还制备一约70mm外径和1000mm长的附加多孔预制件，只是将具有预定直径的玻璃棒用于实施例6中所用玻璃芯棒的位置上。按实施例5对这每个多孔预制件进行去油、净化（包括脱水）和烧结处理，以便获得光纤预制件。
然而，在这种情况下，在玻璃芯棒和通过采用硅粒来包覆玻璃芯棒形成的模压层之间的接合强度是不足的，因此，模压层会沿玻璃芯棒滑动，在去油步骤会使模压器具从模压层上除去，净化/脱水步骤可将杂质从模压层上除去。至少60%的样品会发生这种滑动。
另外，玻璃芯棒会在烧结步骤中伸长。因此，气泡会出现在玻璃棒和模压层之间交接面的周围，而具有不足接合强度的区域也会出现在交接面的周围。通过拉伸得到的光纤预制件制备的光纤在传输特性上会次于气相法制备的单模光纤。
例3
在本发明中，也可以将棒体安装在模具中，使得棒体的端部伸出模具内粉末的填充部分。还可以完成模压步骤，使得液压也可施加到棒体凸出部分的端面和侧面上。例3中所用硅基粉末和模具与例2所用相同。
在例3方法中，均匀的压力在模压步骤中等压地施加到放置在预定位置上的棒体上，从而防止了棒体在模压步骤期间的移动，而且不均匀的应力也不会施加到棒体上。因此，防止了棒体相对于模压层的偏心，并且也防止了其断裂。当然，也防止了模压层粉末部分的损坏。随后，按照本发明例3的方法，便可以高产量地制造光纤预制件。
实施例7
制备的棒体62包括具有14mm直径和500mm长的玻璃芯棒55和比玻璃棒55粗的支撑玻璃棒56，它是连接到玻璃芯棒55的每端上，如图11A所示。玻璃芯棒55是通过VAD法制备的，它是一种气相法，就外径来说，它具有1∶3的芯/包层比，并且具有0.35%的折射率差，即（芯-包层）/芯。
在下一步骤中，中心部分上带孔的橡胶底盖57可与具有110mm内径的圆筒形橡胶模具58底的中心部分上带孔相配合，如图11B所示。然后，中心部分上带孔的橡胶底盖63可与用以使模具水密的橡胶底盖57的孔相配合。最后，将在棒体62一端部上形成的支撑玻璃棒56插入橡胶底盖63的孔中，以便沿橡胶模具58的轴来安装棒体62。
另外，将具有约80μm平均粒径的硅粒64填装到橡胶模具58内，同时振动模具，随后，将中心部分上带孔的橡胶顶盖60与橡胶模具58的上部开口相配合，如图11C所示。如图11C所示。然后，中心部分上带孔的橡胶盖65与用以使模具水密的橡胶盖60的孔相配合。最后，将在棒体62另一端部上形成的支撑玻璃棒56插入到橡胶顶盖65的孔中。因此，棒体62被固定，以致其端部从填装在模压区域内的硅粒64的部位上伸出，其中模压区域是由橡胶模具58、橡胶底盖57、63和橡胶顶盖60、65限定的。如该图所示，棒体62的顶部端面是与橡胶顶盖60、65的顶部表面对齐的，同样，棒体62底部端面是与橡胶底盖57、63的底部表面对齐的。
另外，整个模具是浸压在装于CIP设备压力容器66内的压力传递介质67中，如图11D所示。水可用作压力传递介质，除水以外的液体材料，如润滑油，也可用作压力传递介质。在附图所示条件下，压力容器66内的压力可增加到1000kg/cm2的模压压力，其保持约1分钟，随后在约3分钟的时间里从200kgf/cm2慢慢地降低压力，以便获得具有约90mm直径的多孔预制件，其中构成的模压层用以包覆棒体62的玻璃芯棒55。如前所述，模压层在不高于200kg/cm2压力的低压范围内在从橡胶模具中脱离时会破裂，上述缓慢的压力下降有益于防止破裂问题。
如此制备的多孔预制件可免除玻璃芯棒55的破裂，在模压层中也不会出现断裂或破裂，该层如图11C所由是由硅粒64区域组成。另外，玻璃棒55偏离多孔预制件的轴小于0.5%。应当注意的是，在模压步骤期间要给棒体62等压地施加均匀的压力，以便防止棒体在模具轴向上移动，并防止其在模压步骤期间受到不均匀的应力，从而得到上述的突出效果。
如此制备的多孔预制件要在600℃空气气氛中去油，随后，在1250℃含约1%的氯气的氦气气氛下对多孔预制件进行净化/脱水处理。最后，多孔预制件在1600℃氦气气氛下烧结，以便使模压层玻璃化，由此，获得用于光纤的预制件。象出现气泡这样的缺陷完全不会出现在光纤预制件玻璃芯棒55和模压层之间的交接面周围。通过通常方法拉伸光纤预制件制备的光纤实质上在特性方面与由气相法制备的单模光纤相同。
实施例8
基本上按实施例7来制造光纤预制件，只是将橡胶档块68用于包含在实施例7中所用模具内橡胶顶盖和底盖65和63的位置上。特别是，用于实施例8的模具包括圆筒形橡胶模具58，在中心部分上带孔并与橡胶模具58下开口相配合的橡胶底盖57，和中心部分上带孔并与橡胶模具58上开口相配合的橡胶顶盖60，如图12A所示。将在棒体62一端部上的支撑玻璃棒56插入橡胶底盖57的孔中，使得支撑玻璃棒56的端面伸到孔的中部，同样，将棒体62另一端部上的支撑玻璃棒56插入橡胶顶盖60的孔中，使得支撑玻璃棒56的端面伸出孔的中部，最后，将橡胶档块68插到在橡胶盖57、60上制成的孔的开口部分中。
在该实施例中，通过橡胶档块68、橡胶底盖57和橡胶顶盖60对棒体62的端面和侧面等压地施加均匀的压力，从而获得与实施例7基本相同的突出效果。
实施例9
基本按实施例7来制造光纤预制件，只是将水密橡胶层69用于包含在实施例7所用模具中的橡胶顶盖和底盖65和63的位置上，特别是，用于实施例9的模具包括筒形橡胶模具58，中心部分上带孔并与橡胶模具58底部开口相配合的橡胶底盖57，和中心部分上带孔并与橡胶模具58的顶部开口相配合的橡胶顶盖60，如图12B所示。将棒体62一端部上的支撑玻璃棒56插入橡胶底盖57的孔中，使得支撑玻璃棒56的端面位于孔外，同样，将棒体62另一端部上的支撑玻璃棒56插入橡胶顶盖60的孔中，使得支撑玻璃棒56的端面位于孔外，最后，用水密橡胶层69来包覆支撑玻璃棒56的伸出部分。
在该实施例中，对棒体62的端面和侧表面等压地施加均匀的压力，从而获得与实施例7基本相同的突出效果。
实施例10
在本实施例中所用棒体71是通过将支撑玻璃棒70焊接到与实施例7所用玻璃芯棒55相同的玻璃棒55的每端上来制备的，如图12C所示。如图可见，支撑玻璃棒70的直径与玻璃芯棒55相同。
基本按实施例7来制造光纤预制件中，只是模具包括圆筒形橡胶模具58，与橡胶模具58的底部开口相配合并中心部分上带孔的橡胶底盖57，和与橡胶模具58的顶部开口相配合并中心部分上带孔的橡胶顶盖60。将棒体71一端部上的支撑玻璃棒70插入橡胶底盖57的孔中，使得玻璃棒70的端面与橡胶底盖57的底部表面齐平，同样，将棒体71另一端部上的支撑玻璃棒70插入橡胶顶盖60的孔中，使得玻璃棒70的端面与橡胶顶盖60的顶部表面齐平。在本实施例中获得了与实施例7基本相同的突出效果。
比较例2
在控制情况下使用的棒体71是通过将支撑玻璃棒70焊接到与实施例7所用玻璃芯棒55相同的玻璃棒55的每端上，如图13所示，由图可见，支撑玻璃棒70的直径与玻璃芯棒55相同。
在控制情况下使用的模具包括圆筒形橡胶模具58，设置用来包覆橡胶模具58外表面的辅助圆筒形金属管72并在其侧壁上提供孔用以使压力传递介质通过，与橡胶模具58和金属管72底部开口相配合的金属底盖73，和与橡胶模具58和金属管72顶部开口相配合的金属顶盖74。如图13所示，沿橡胶模具58的轴来安装棒体71。
用来制造光纤预制件的多孔预制件是在与实施例7相同条件下通过使用上述构成的模压设备来制造的。在许多情况下，棒体71的玻璃棒芯55会断裂，因此，由硅粒64部分组成的模压层会有至少70%的样品受到损坏。
通过采用某些如此获得的多孔预制件基本按实施例7来制造光纤预制件。许多气泡会出现在玻璃芯棒55和模压层之间的交接面上。另外，通过采用普通方法拉伸光纤预制件来制造的光纤在特性上会次于由气相法制造的单模光纤。
例4
本发明也提供一种方法，包括的各步骤是，将芯材料放置在由弹性材料制成的模具内，将硅基粉末装填在设置于模具内的芯材料周围，施加模压压力以获得由芯材料和包层材料组成的多孔预制件，并且通过对多孔预制件芯材料的一端施加压力而对芯材料另一端施加一拉力便可从模具中取出多孔预制件。
在这种情况，需要使芯材料的端部成锥形，使得芯材料的直径到芯材料的端面逐渐减小，最后，应使芯材料的锥形端部与顶盖和底盖相接触。还需要使模具圆筒形部分的端部成锥形，使得圆筒形部分的内表面到圆筒形部分的边缘逐渐增大。在这种情况下，模具上下盖的外侧表面也应是锥形的，以便与圆筒形部分的锥形端面相一致。当然，上下盖的锥形部分要与圆筒形部分的锥形端部相接触。例4中所用硅基粉末是与例2所用的相同，例4中所用模具也基本与例2所用相同，只是例4是采用了锥形区域。
图14示出了用于例4的模具。如图所示，模具75包括橡胶顶盖76，橡胶底盖78和主圆筒部分77。将多孔预制件79放在模具75中。每个橡胶顶盖和底盖76、78均可在锥形区A与圆筒部分77相配合。另一方面，芯材料80端部上的每个侧面均可以锥形区B与橡胶顶盖和底盖76、78相配合。每个橡胶顶盖和底盖76、78均提供有凹槽C。用于去掉橡胶顶盖76的工具可与橡胶顶盖76的凹槽相配合。另一方面，橡胶底盖78的凹槽C使得很容易地拆掉橡胶模具。
按如下步骤将多孔预制件79从模具中取出。在第一步骤中，先去掉模具75的橡胶顶盖76，橡胶顶盖76可以容易地去掉，因为盖76是在锥形区B与芯材料80的上端部相接触的，并在锥形区A与圆筒部分77相接触。采用通常技术，会使粉末进入在芯材料80顶端部处橡胶顶盖76和侧表面之间的空隙内，从而会在橡胶顶盖76从模具上取下时产生高的阻力，如果用力取下盖76，会使芯材料断裂，并使多孔预制件受到损坏。然而，锥形区的出现消除了本发明中的困难。
通过使用与橡胶顶盖76上形成的凹槽C相配合的工具（未示出）便可容易地去掉橡胶顶盖76。在使用工具的情况下，防止了多孔预制件79在取下模具时的损坏。
在去掉橡胶顶盖76以后，将通过给多孔预制件79芯材料80的底端面施加压力来向上推出多孔预制件79，如图15所示。如图中所示，使用上推机81来对芯材料80的底端面施加压力。可使用空压、液压或电气装置来对芯材料80的底端面施加压力。在该步骤中，需要采用一拉起机82来对芯材料80的上部区域施加一基本与施加到多孔预制件79上的重力相同或要小的提拉力。当然，通过使用上推机81和拉起机82，便可很容易地将多孔预制件79从模具中取出，从而使施加到芯材料80和多孔预制件79上的应力减小，以便防止多孔预制件79的损坏。
实施例11
通过混合100份重量具有100μm平均粒径的硅粉，3份重量用作粘合剂的聚乙烯醇（由Shinetsu Chemical K.K.制造的PA-05），和67份重量用来制备粉浆的纯水，随后通过喷雾干燥将粉浆粒化，从而制备出具有8μm平均粒径的硅粒。
另一方面，所制备的透明玻璃芯材料具有1/3的芯/包层的比，芯/包层的折射率的比为0.3%。芯材料具有9mm的外径，400mm的长度，并在其两端部的每端上提供具有20mm外径50mm长的支撑棒部分。
将如此制备的芯材料80沿具有70mm外径的橡胶模具75的轴来安装。相对于前面（见图14），将每个锥形区A和B的梯度设为3/100。在该条件下，将硅粒装填到芯材料80的周围，而同时振动橡胶模具75，然后，如图14所示来安装橡胶顶盖76，随后，对橡胶模具施加1000kg/cm2的液压压力，以便制成多孔预制件79。
在多孔预制件79形成以后，去盖的工具可与橡胶顶盖76的凹槽C相配合，工具要向上移动，同时对橡胶顶盖76施加一轻微的转力，以便如图15所示来去掉橡胶顶盖76。然后，通过使用一气筒（18mm直径的柱塞）来对芯材料80的下端面施加5kg/cm2向上的压力，同时对芯材料80的上端部施加一基本与施加到多孔预制件79上的重力相等的提拉力，以便将多孔预制件79从橡胶模具75中取出。
然后，对多孔预制件79进行在500℃空气气氛下的去油处理，随后，在1200℃含1%氯气的氦气气氛下进行脱水处理，最后采用通常方法在1600℃氦气气氛下进行烧结处理，以便获得具有50mm外径和270mm长的透明光纤预制件。
从将橡胶顶盖76去掉的操作开始计时，只用5分钟，就可将多孔预制件79从模具中取出。如上制造出10个多孔预制件，结果均未发现多孔预制件的任何缺陷。
比较例3
采用通常的橡胶模具和通常的芯材料来制造多孔预制件。制得的多孔预制件按如下步骤从模具中取出，在第一步骤中，使用螺丝刀用力地去掉橡胶顶盖，随后，采用18mm直径的木棒来上推芯材料，以便从模具中取出多孔预制件。从去掉橡胶顶盖的操作开始计时，从模具中取出多孔预制件所需时间要25分钟。制造出10个多孔预制件，然而，有3个多孔预制件常有缺陷，并且不适合用于光纤预制件的制造。
例5
在本发明中，可将比芯材料直径大的玻璃支撑体连接到芯材料的至少一端。在模压步骤中，设置的压力P（kgf/cm2）应满足如下的式子Ⅰ：
P/（A/B）＜4000…（Ⅰ）
其中A是芯材料的截面积，B是玻璃支撑体的截面积。
为制成玻璃支撑体，需要使用硅玻璃。
硅粉、掺杂硅粉或类似物可用作硅基粉末。使用由气相合成法制造的硅粉，或使用纯度不低于由气相合成法制造的硅粉纯度的高纯度硅粉是需要的，还特别需要使用粒化的硅基粉末。在这种情况下，为了获得在模腔内适当的粒子装填密度，粒子的平均粒径应满足不大于160μm。
如上所述，设置的模压压力P（kgf/cm2）应满足式（Ⅰ）。如果P/（A/B）的值不小于4000，其上焊接有玻璃支撑棒的芯材料容易断裂，特别是，上述值应不小于3400。
当将比芯材料直径大的玻璃支撑部件连接到芯材料的至少一端部时，在模压步骤中，芯体的断裂要受到施加到芯体和玻璃支撑部件之间接合处的应力的影响。应力的大小是由芯体与玻璃支撑部件截面积的比和模压压力来确定的。例如，提拉芯体的应力随上述比值的增加而增加。以后，由应力引起的接合处芯体的断裂可通过设置适当的特定比值和模压压力来防止，从而可制造出高质量的多孔预制件，也可制造出大的光纤预制件。
实施例12
通过VAD法制备具有约200mm长10mm外径的玻璃芯棒83。芯棒的芯/包层的比为1/4。然后将具有50mm长14mm外径的玻璃支撑棒84焊接到芯棒83的一端，如图16所示，同样，将具有70mm长14mm外径的玻璃支撑棒85焊接到芯棒83的另一端。
在下一步骤中，将弹性部件87，如橡胶的，安置在橡胶底盖86凹槽部分的底部，随后将支撑板88用胶带固定到橡胶底盖86的上表面，然后，将玻璃支撑棒85插入橡胶底盖86的凹槽部分中，接着，将具有250mm长50mm内径的圆筒形橡胶模具89安装在橡胶底盖86上，将橡胶模具89用胶带固定到橡胶盖86上。
另外，将硅粉90装填在橡胶模具89内的腔中，同时振动橡胶模具89。将图17A和17B所示的器具100安装到装填硅粉90的橡胶模具89上。具体地说，将玻璃支撑棒84插入器具100的中心孔101中，并且橡胶模具89的上端部是与器具100的凹形102相配合的。具有约100μm平均粒径的硅粒可用作装填在模腔中的硅粉。确切地说，硅粒是通过将市售的硅粉粒化来制备的，它是通过气相法来制造的，并且其具有约8μm的平均粒径。
在硅粉装填步骤以后，去掉器具100，随后将支撑板88安装到橡胶模具89上，然后，将凹槽底部安置有弹性部件87的橡胶顶盖91安装到橡胶模具89上，使得玻璃支撑棒84与橡胶顶盖91的凹槽部分相配合。在该条件下，将橡胶顶盖91用胶带固定到橡胶模具89上。最后，将两部分支撑圆筒92安装于包覆橡胶模具89。将所得的结构放在CIP设备（未示出）中，并对模具施加750kgf/cm2的成型压力。在模压步骤以后，将橡胶模具从CIP设备中取出，并且通过拆掉橡胶模具89来获得多孔预制件。另外，采用通常方法对多孔预制件进行去油和烧结处理，以便获得光纤预制件。P/（A/B）的值为1470，其中P是模压压力（kgf/cm2），A和B是芯体和玻璃支撑棒的截面积。
实施例13～21和比较例4～7
按实施例12来制造光纤预制件，只是芯棒83的外径和模压压力按表1所示来设置。表1还通过采用标记“0”和“X”来表示模压性。标记“0”表示芯体不会在芯棒83和支撑玻璃棒84和/或85的接合处断裂，另一方面，标记“X”表示芯体会在上述接合处断裂。
＊P/R表示P/（A/B）的值，其中P表示模压压力（kgf/cm2），A和B分别表示芯棒和玻璃支撑棒的截面积。
正如表1所看到的，在实施例12～21中，芯棒不会在芯棒与玻璃支撑棒之接合处断裂，其中按本发明所特定的P/R的值小于4000。然而，在比较例的情况中，芯棒会在上述接合处断裂，而其中P/R的值大于4000。
例6
在本发明中，还可以采用一保持设备，它包括用以保持模具的装置和用以保持棒体的另一装置。特殊的保持装置可以使棒体基本沿模具的轴向来安置，也可以使模压材料在特定条件下装填在模腔中。还可以在具有基本上与模具外径相等的内径的框架内来安置模具，在这种情况下，模具可稳定地保持在框架内，并且模压材料可以在框架和棒体直对位置保持静止不动时装填在模腔中。
由于保持设备使棒体基本沿模具的轴向来设置，所以棒体和模具的相对位置可保持不变。在本发明中，模压材料在特定条件装填在模腔中，因而模具和棒体的相对位置在模压材料装填时可保持不变，同时振动整个装填装置，并且在装填模压材料时，同时夯实填材料的装填部分。随后，便可制备出具有必定沿多孔预制件轴向装置的棒体的均匀多孔预制件，使光纤的制造基本上免除了偏心。
实施例22
图18示出了按本发明例6用以实施该方法的设备。如图所示，将模压材料114装填在由模具110、橡胶顶盖111和橡胶底盖112所限定的模腔中，将棒体113沿模具110的轴来安置，并且将模压材料装填在棒体113的周围。将封装在由容器115和顶盖118限定的加压区内的压力传递介质116，通过压力传递介质的通路117，由压力供给系统（未示出）包括一泵来进行加压。模具110是圆筒形的，每个橡胶顶盖和底盖111，112是圆形的，并在其中心部位上提供一孔，通过该孔使棒体113伸出。为了防止压力传递介质116进入模具110的内部空间，在橡胶顶盖111或橡胶底盖112上制成的孔应完全由棒体113加以封闭。因此，如果必要的话，可采用塑料薄层或橡胶薄膜来包覆棒体113的上或下端部。
图19示出了如何将模压材料114装填到模腔119中。如图所示，模具110和棒体113可通过保持装置120来保持。特别是，模具110是由上和下夹盘121、122来保持的，其中夹盘是通过臂123、124而安装到支撑棒125上的。另一方面，棒体是由上和下夹盘126、127来保持的，其中夹盘是通过臂128、129而安装到支撑体125上的。这些夹盘、臂和支撑棒的每一个均是由金属或不低于金属刚性的材料来制成的。臂上还提供一用以使棒体沿模腔的轴安置的控制长度或角度的装置。
将模压材料通过供给装置（未示出）提供到模具中，并装填在模腔内。在装填步骤中，如果必要的话，图19所示的整个设备可以振动，即所谓“轻敲”。还可以使用各种其它的方法以便均匀地装填模压材料。
在装填完成以后，去掉夹盘126，然后，安装橡胶顶盖111，随后，在图18所示加压步骤的制备过程中，去掉夹盘121、122和127。
为了防止，例如，橡胶模具在纵向上的膨胀，需要将模具安装在具有与模具外径基本相等的内径的外壳中。例如，金属圆筒可用作这样的外壳。外壳允许使棒体沿模具的轴更为精确地安置。在模压成型步骤中，外壳可以去掉。因此，需要使圆筒形外壳能够分为两部分。
例7
在本发明中，可以使用检测装置，用以检测在模压材料装填步骤中玻璃芯棒体的位置。在这种情况下，玻璃芯棒的位置可在检测结果的基础上进行调整。
例如，玻璃芯棒的中心可采用如用作检测装置的电视摄象机来对上述玻璃芯棒进行观察，并且如此获得的信息显示在监视器上，可根据检测装置的检测结果来调整玻璃芯棒的位置。在这种情况下需要将所获得的信息反馈到玻璃芯棒的保持装置以便使玻璃芯棒保持在模具的中心。
检测装置在粉末原材料的模压步骤中可以有效地防止玻璃芯棒与包层的偏心关系，当然，也就可以在对所得多孔预制件进行去油和烧结处理以后，获得芯棒精确定位在中心的光纤预制件。
电视摄象机、纤维显示器、CCD摄象机等也可用作检测玻璃芯棒位置的装置。为了调整玻璃芯棒的位置，可在监视器上确定模具的轴，并通过安装到玻璃芯棒保持装置每个X-轴和Y-轴上的测微器的相互调整，使玻璃芯棒移到模具的轴上。还可以将玻璃芯棒位置的信息反馈到安装在每个保持装置X-轴和Y-轴上的步进电机处，以便驱动这些步进电机，从而自动地控制玻璃芯棒的位置。
图20例示了上述方法，如图所示，将把橡胶模具132插于其中的橡胶模具支撑圆筒131放置在振动器130上。将具有与圆筒131的内径一样大的外径的橡胶模具132放置圆筒131内。因此，橡胶模具132以高垂直度地由圆筒131支撑。将橡胶底盖133放置在橡胶模具132上，将芯棒134的下端部插入橡胶底盖133中，并且芯棒134是沿橡胶模具132的轴延伸。最后，将盛有硅原材料135的漏斗136放置在支撑圆筒131上方。
芯棒134的上端部是由连接到XY台架138上的臂137保持的，因此，芯棒134的上端部可通过操作XY台架138来移动。可将连接到监视器140上的电视摄像机139放置在芯棒134的上方。如图21所示，在监视器140上可监视将芯棒134移至橡胶模具132的轴上。监视器140还可提供位置检测装置，并且由监视器140可产生表示芯棒134移动量的电信号。将监视器140连接到XY台架138的控制系统141上可将由监视器140产生的电信号提供给控制系统141，接收到电信号后，控制系统141会产生控制信号，可将其提供给XY台架138，因此，控制了芯棒134上端部按需要精确地定位。
在由漏斗136而将硅粉135提供到橡胶模具132中的步骤中，操作振动器130以振动橡胶模具132，从而，使硅粉的装填密度增加，并且可使原材料以均匀的装填密度加以装填。在装填步骤中，芯棒134可能会偏离模具的轴。然而，在本发明中，芯棒134的位置可通过电视摄像机139来观察，并且位置可由具有位置检测功能的监视器140来检测。另外，XY台架是基于表示芯棒134位置的电信号而由控制系统141来驱动的，所说的电信号是由监视器140产生的。随后，无论在整个硅粉装填步骤中橡胶模具132如何振动，都可使芯棒134沿橡胶模具132的轴精确地定位。
在填装步骤以后，将橡胶模具132从支撑圆筒131中取出，并放入如CIP设备，使得对粉末施加模压压力，以便获得多孔预制件。如上所述，防止了芯棒在原材料填充步骤中偏离模具的轴，从而使芯棒的偏心在多孔预制件中可忽略不计，另外，芯的偏心在由多孔预制件制造光纤时也可忽略不计。
顺便地说，校正芯棒134的位置在原材料装填步骤的最初阶段是非常重要的，换句话说，在装填步骤中间阶段以后，芯棒的偏心就不严重了。另外，用来观察芯棒位置的电视摄像机也可用来检查严重影响到光纤芯偏心的橡胶模具132的尺寸精确度，如橡胶模具厚度上的圆度和均匀性，和在橡胶模具的橡胶底盖上所制中心孔的位置。换句话说，检查和控制芯体的位置可由单独装置来完成，从而更有效地防止了芯的偏离。
在硅粉填充步骤中，由于橡胶模具在装填步骤中振动，芯棒也会振动，因而在监视器140的屏幕上显示出的图象也会振动，在这种情况下，需要根据振动频率来进行图象处理以确定芯棒的精确位置。还可以交替地重复地来完成芯棒位置的测量-校正和装填-振动。顺便地说，测量-校正不应该在装填-振动步骤期间来完成。
实施例23
制备有100μm平均粒径的原材料颗粒是如此进行的：将3份聚乙烯醇（由Shinetsu Kagaku K.K.制造的PA-05）和67份纯水添加到100份8μm平均粒径的硅粉中以形成粉浆，随后通过喷雾干燥法使粉浆粒化。
另一方面，芯棒具有1/3的芯/包层比，并且芯和包层之间折射率的差为0.3%，所说的具有9mm外径300mm长的芯棒是由VAD法制备的，随后对棒进行脱水处理和烧结处理以使棒透明。
将如此制备的芯棒下端部插入图20所示橡胶模具132的橡胶底盖133中。然后，将原材料粒子135从漏斗136提供到模具132中，同时操作振动器130使模具振动。在装填步骤中，芯棒的位置是通过前述系统来控制的。
装填步骤以后，橡胶模具的顶部用橡胶顶盖（未示出）来覆盖，随后，将橡胶模具132从支撑圆筒131中取出，然后，将橡胶模具设置在CIP设备中，并对模具施加1000kg/cm2的液压压力，以制备出具有60mm外径300mm长的多孔预制件。
多孔预制件在500℃空气气氛下进行5小时的去油处理，然后，采用通常方法，在含1%氯气的氦气气氛下进行脱水处理，最后，采用通常方法，在1600℃氦气气氛下进行烧结处理，以便获得具有50mm外径270mm长的光纤预制件。通过拉伸光纤预制件制得光纤。芯偏离的轴只是0.1μm。
通过上述方法制造10个光纤预制件，随后由这些预制件相似地制得光纤。芯偏离光纤的轴，在任何这些光纤中，只是0.3μm或更小。
比较例8
按实施例23制造多孔预制件，只是所用设备不是采用用来监控芯棒位置的系统来提供的。当光纤的偏离会是不均匀的并在0.2μm和1.0μm之间的范围内，明显地出现实际问题。
如上所述，本发明的方法使制备的多孔预制件免除了断裂和破裂，还可以高效率地获得免除了气泡的高质量光纤预制件。
在上述实施例中，制备出由硅基粉末组成的多孔预制件，随后由多孔预制件来制造用于光纤的预制件。然而，本发明的方法还可以用来制造用于图象纤维、光波导和棒透镜的预制件。
另外的优点和改进对于本技术领域的普通专业人员来说是明显的。因此，很大程度上，发明不限于具体的说明和图示例子以及这里的描述。因此，各种改进不会脱离由后续权利要求和它们的等同物限定的通常发明概念的精神或范围。