ES2358883T3 - Método para fabricar una fibra óptica y preforma para fabricar una fibra óptica. - Google Patents

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Abstract

Un método para fabricar una fibra óptica o preforma secundaria para una fibra óptica, que comprende las etapas de: insertar una forma previa o preforma (11) de fibra óptica primaria que tiene un primer eje principal (x1) y una superficie externa (111), en un tubo de recubrimiento superpuesto (12) de paredes delgadas, que tiene un segundo eje principal (x2) y una superficie interna (120), de tal manera que dichas superficie externa (111) y superficie interna (120) definen un espacio interior (15); sujetar la preforma primaria (11) en una posición insertada centralmente dentro del tubo de recubrimiento superpuesto (12), de tal modo que dichos primer y segundo ejes principales (x1, x2) están en alineación sustancial uno con otro; suministrar grano de recubrimiento superpuesto (13) dentro del espacio interior (15) del tubo de recubrimiento superpuesto (12); generar un estado de presión reducida dentro del espacio interior (15) que está limitado en el extremo superior del tubo de recubrimiento superpuesto (12) por medio de un dispositivo de adosamiento (3), que sujeta la preforma (11) de fibra óptica primaria y el tubo de recubrimiento superpuesto (12) en su posición; y calentar por medio de un horno (23) la preforma secundaria sin tratar (1), que consiste en la preforma primaria (111), el tubo de recubrimiento superpuesto (12) y el grano de recubrimiento superpuesto (13), en su extremo inferior, hasta llevarla a un estado reblandecido, y, simultáneamente, extraer por tracción o arrastre una fibra óptica (5) de la misma, o calentar por medio de un horno (23) la preforma secundaria sin tratar (1), consistente en la preforma primaria (111), el tubo de recubrimiento superpuesto (12) y el grano de recubrimiento superpuesto (13), de manera que el tubo (12) está cerrado en su extremo inferior y tiene una forma en punta (125) en dicho extremo inferior, en toda su longitud, a fin de obtener una preforma secundaria tratada (1), de tal manera que el método se caracteriza por que dicho tubo de recubrimiento superpuesto (12) está cerrado en su extremo inferior y tiene una forma cónica (125) en dicho extremo inferior.

Description

La presente invención se refiere a un método para fabricar una fibra óptica y a una forma previa o preforma 5 utilizada para fabricar una fibra óptica.
La fabricación de fibras ópticas, tales como las fibras que se utilizan actualmente en redes de comunicación de datos de ultra alta velocidad, se describen en la referencia [1], Mool C. Gupta, Handbook of PHOTONICS [Manual de FOTÓNICA], CRC Press, 1997, Boca Ratón, capítulo 10.7, páginas 445-449. Las etapas de 10 procedimiento principales de la fabricación de fibra óptica consisten en fabricar una pieza previa o de partida de vidrio (que se denomina, en lo sucesivo, preforma), arrastrar o extraer por tracción la fibra desde la preforma y revestir la fibra con un material que protege la fibra de la manipulación y de influencias medioambientales.
15
De acuerdo con la referencia [1], existen básicamente tres métodos para formar la preforma. El procedimiento de deposición de vapor químico modificado (MCVD –“modified chemical vapour deposition”), el procedimiento de deposición de vapor exterior (OVD –“outside vapour deposition”) y el procedimiento de deposición de vapor axial (VAD –“vapour-axial deposition”).
20
En el procedimiento de extracción por tracción, la preforma es suministrada desde arriba al interior de la porción de arrastre del horno al tiempo que se tira de ella desde el fondo utilizando unos elementos tractores. La fibra es entonces enrollada en torno a un tambor al tiempo que es supervisada por lo que respecta a su resistencia a la tracción. La temperatura durante la extracción por tracción está en la frontera de los 2.000ºC. Tras salir del horno, la fibra es revestida con un revestimiento curable con UV [ultravioleta], antes de su 25 enrollamiento en el tambor.
Tal y como se describe en la referencia [2], el documento US 6.519.974 B1, el método de MCVD presenta ciertas ventajas sobre los otros métodos. En el procedimiento de MCVD, una capa sucesiva de SiO2 y adulterantes o dopantes, que incluyen óxido de germanio o germania, fósforo y flúor, se depositan en la cara 30 interna de un tubo de sílice fundido por mezcla de vapores de cloruro y de oxígeno a una temperatura del orden de 1.800ºC. En el procedimiento de deposición por capas, se depositan primeramente las capas de recubrimiento y, a continuación, se depositan las capas que formarán el núcleo. Tras la deposición de las capas, el núcleo de cuarzo internamente recubierto con capas es calentado en presencia de Cl2 y He, de tal modo que se forma una barra de cuarzo compacta. 35
Como se establece adicionalmente en la referencia [2], el método de MCVD, que se utiliza en sí mismo, presenta la limitación inherente de que no es adecuado para la fabricación de formas previas o preformas de más de 25 mm de diámetro. A fin de superar esta limitación, la MCVD se lleva a la práctica a menudo con un método denominado de recubrimiento superpuesto o sobrerrecubrimiento, que permite la fabricación de 40 preformas relativamente grandes y, por tanto, mejora la productividad del procedimiento de fabricación de fibra. El sobrerrecubrimiento convencional implica, en términos generales, colocar una preforma de barra en el interior de un tubo hecho de un material de sobrerrecubrimiento adecuado, fundir la barra conjuntamente con el tubo para formar una preforma secundaria, y arrastrar o extraer por tracción de la preforma secundaria una fibra óptica que comprende un núcleo encerrado dentro de una capa de recubrimiento. De esta forma, una 45 implementación de alta productividad del método de MCVD requiere tres etapas esenciales: preparar una preforma de fibra óptica primaria por deposición interna, recubrir en superposición la preforma de fibra óptica primaria para obtener una preforma de fibra óptica secundaria, y, por último, extraer por tracción una fibra óptica de la preforma de fibra óptica secundaria.
50
Se ha encontrado en [2] que la ejecución de estas tres etapas por separado requiere:
a) lapsos sustanciales de tiempo y, en consecuencia, tiene un efecto negativo en la productividad;
b) una gran cantidad de oxígeno o de hidrógeno para la etapa de recubrimiento superpuesto de la preforma de fibra óptica primaria; y 55
c) la aplicación de una cantidad relativamente grande de calor para la etapa de recubrimiento superpuesto o sobrerrecubrimiento, si la preforma de fibra óptica primaria es relativamente grande.
Para superar estas desventajas, se propuso una combinación de las etapas de sobrerrecubrimiento y 60 extracción por tracción, por ejemplo, la referencia [3], la Patente norteamericana Nº 2.980.957. El método divulgado en la referencia [3] comprende las etapas de crear entre una barra de núcleo y un tubo de recubrimiento en superposición dispuesto concéntricamente a la misma, un grado alto de vacío previo a la etapa de extracción por tracción y, por otra parte, un grado bajo de vacío controlado con el fin de contrarrestar,
de forma controlada, las fuerzas de arrastre y hacer que el elemento tubular se colapse o aplaste progresivamente en el espacio comprendido entre la barra de núcleo y el tubo de recubrimiento superpuesto. Un problema de combinar las etapas de fusión y de extracción por tracción ha venido siendo controlar la aplicación de vacío con la suficiente precisión, de manera que la fibra óptica terminada tenga la resistencia y calidad óptica suficientes para las aplicaciones de comunicaciones modernas. 5
Otro aspecto tratado en [2] es la correcta alineación de la barra de núcleo y el tubo de recubrimiento en superposición. Se ha divulgado un método en la referencia [4], Patente norteamericana Nº 4.820.322, que permite la fabricación de una fuerte fibra que tiene un núcleo y un recubrimiento concéntricos, que utiliza un cierto vacío para favorecer el colapso del tubo de sobrerrecubrimiento, y que puede ponerse en práctica ya sea 10 en una fase de fabricación independiente, ya sea en un procedimiento continuo combinado con la extracción por tracción o arrastre de la fibra. Según se establece en la referencia [2], la solución divulgada en la [4] tiene un límite en el espacio de separación entre la barra y el tubo de recubrimiento superpuesto; el diámetro interior del tubo no puede exceder el diámetro de la barra en más de una cierta cantidad. Por otra parte, la realización que combina el colapso del tubo y la extracción por tracción de la fibra no se sirve de medios positivos para 15 centrar la barra dentro del tubo, confiando, en lugar de ello, la concentricidad a las fuerzas intrínsecas de autocentrado que, se cree, están presentes a medida que se extrae por tracción la fibra de la punta de la preforma compuesta por barra y tubo.
A fin de mejorar las técnicas anteriormente descritas, se ha propuesto un método en la referencia [2] que 20 permite la extracción por tracción de una fibra óptica de una preforma de barra y tubo, mientras se funden, simultáneamente, la barra y el tubo de recubrimiento superpuesto. Esta solución de barra dentro de tubo emplea una fuente de vacío de baja intensidad que permite un ajuste fino de la presión diferencial. También hace posible una alineación controlada de la barra de núcleo y el tubo de revestimiento en superposición con el fin de asegurarse de que se consigue la uniformidad circunferencial deseada de la capa de recubrimiento en la 25 fibra extraída por tracción. El vacío de baja intensidad se consigue por la introducción de un flujo de gas en un dispositivo de adosamiento que sujeta una preforma de fibra óptica primaria que tiene un primer eje principal y una superficie externa, y un tubo de recubrimiento en superposición que tiene un segundo eje principal y una superficie interna que define un espacio interior, alineados conjuntamente formando un conjunto de preforma secundaria. El flujo de gas a través de un paso o canal existente en el dispositivo de adosamiento genera un 30 estado de presión reducida de acuerdo con el teorema de Bernouilli, y, por tanto, evacua parcialmente el espacio comprendido entre el tubo de recubrimiento en superposición y la preforma de fibra óptica primaria. El caudal de flujo a través del canal determinará la magnitud en que se reduce la presión del gas dentro del espacio.
35
De acuerdo con la referencia [2], la preocupación principal por lo que respecta a la realización de los procedimientos de barra dentro de tubo se concentra en los procedimientos de alineación y en la aplicación de un vacío controlado con precisión. Sin embargo, además de estas preocupaciones principales conocidas, son aspectos de continuo interés los costes de la fabricación de fibra óptica de alta calidad a partir de una forma previa de barra y tubo. 40
Por otra parte, en la referencia [8], documento JP-A-09124332, se divulga la fabricación de una forma previa secundaria que comprende un tubo exterior cilíndrico, una barra interna insertada en posición central, y una placa de cierre independiente que se inserta en el extremo inferior del tubo exterior. En consecuencia, debe tenerse cuidado de que el tubo exterior cilíndrico y la barra interior se alineen correctamente. Por otra parte, 45 debe ponerse cuidado en que la placa de cierre independiente y la región que bordea el tubo exterior no tengan una influencia indeseable en la fibra óptica que es extraída por tracción de la preforma fabricada durante una etapa de tratamiento adicional.
Sería, por tanto, deseable proporcionar un método mejorado que permita la fabricación de fibra óptica de alta 50 calidad a partir de una forma previa o preforma de barra y tubo.
Sería deseable, en particular, proporcionar un método que permita la fabricación de fibra óptica de alta calidad a partir de una preforma de barra y tubo con un coste significativamente reducido.
Aún de forma adicional, sería deseable proporcionar un método que permita una reducción de los requisitos de 55 precisión en el alineamiento de la barra y el tubo de la preforma de barra y tubo, así como una reducción de los requisitos de precisión para controlar el vacío para la fusión de la preforma y la extracción por tracción de la fibra de forma secuencial o simultánea.
Sería, además, deseable crear una preforma de barra y tubo que pudiera ser utilizada con el método de la 60 invención.
Sería, por otra parte, deseable crear una preforma de barra y tubo que permita la modificación de las propiedades de la fibra óptica extraída por tracción de dicha preforma de barra y tubo con un esfuerzo reducido.
SUMARIO DE LA INVENCIÓN 5
Los anteriores y otros propósitos de la presente invención se consiguen gracias a un método de acuerdo con la reivindicación 1 y a una forma previa o preforma secundaria de acuerdo con la reivindicación 7.
El método para fabricar una fibra óptica o preforma secundaria de fibra óptica se define en la reivindicación 1. La forma previa o preforma secundaria sin tratar es calentada por medio de un horno, preferiblemente, en el 10 intervalo entre 2.100ºC y 2.250ºC.
Como consecuencia de la energía térmica proporcionada por el horno y debido a la diferencia establecida de presiones que están presentes dentro y fuera de la preforma secundaria, el tubo de recubrimiento en superposición o sobrerrecubrimiento se colapsará y presionará el grano de recubrimiento en superposición 15 fundido sobre la preforma primaria.
El material de recubrimiento en superposición del tubo de recubrimiento en superposición y el grano de recubrimiento en superposición formarán una capa prácticamente homogénea que se une o adosa a la preforma primaria de la misma manera como lo hace el tubo de recubrimiento en superposición grueso, cuando 20 se colapsa, en aplicaciones de barra y tubo convencionales según se han descrito, por ejemplo, en la referencia [2].
La fusión de la preforma secundaria y la extracción por tracción o arrastre de la fibra pueden llevarse a cabo simultáneamente, como con el método descrito en [2]. Sin embargo, la preforma secundaria sin tratar puede 25 también tratarse en una etapa de procedimiento preliminar con el fin de obtener una preforma secundaria tratada a partir de la que puede extraerse por tracción una fibra óptica en una etapa de procedimiento subsiguiente, en este mismo lugar del procedimiento o en otro.
La presente invención, sin embargo, ofrece numerosas ventajas sobre la técnica anterior previamente 30 mencionada:
Se abandona el método conocido de fabricar una preforma secundaria por envainado de un tubo de revestimiento en superposición con gruesas paredes sobre una preforma primaria. Se utiliza, en su lugar, un tubo de recubrimiento en superposición con paredes delgadas, y el espacio interior entre la preforma primaria y la superficie interna del tubo de recubrimiento en superposición se llena con granos de sílice. Se evitan, en 35 consecuencia, el esfuerzo y el coste de producir la preforma de recubrimiento en superposición con gruesas paredes. En lugar de un costoso tubo de sílice con gruesas paredes, pueden utilizarse granos de sílice.
Debido a la movilidad del grano de revestimiento en superposición, el espacio interior o espacio de separación entre la superficie externa de la preforma primaria y la superficie interna del tubo de revestimiento en 40 superposición se llena uniformemente con granos de sílice, de tal manera que se evita una desalineación entre la preforma primaria y el tubo de recubrimiento en superposición. Además de suprimir los problemas de desalineación, el control de la reducción de la presión es menos crucial, puesto que el tubo de recubrimiento en superposición no se está colapsando incontroladamente dentro del espacio de separación o intersticio libre, sino que presiona de forma estacionaria sobre el grano de soporte. 45
El diámetro interior del tubo de recubrimiento en superposición de paredes delgadas se selecciona, preferiblemente, de modo que sea al menos 1,5 veces más grande que el diámetro exterior de la preforma primaria y más de 10 veces mayor que su diámetro de pared. Sin embargo, en la práctica, pueden llevarse a la práctica dimensiones cualesquiera que sean compatibles con la resistencia mecánica de los elementos 50 implicados.
Por otra parte, el tubo de recubrimiento en superposición está dotado de un cierre conformado con una forma cónica en su extremo inferior, de tal manera que las paredes del tubo de recubrimiento en superposición y de la preforma primaria se encuentren en su extremo inferior y pueda llenarse con granos de sílice el espacio 55 interior. Puesto que la preforma primaria comprende también, en una realización preferida, una forma cónica en su extremo inferior, los procedimientos de alineación se ven significativamente facilitados.
El grano de recubrimiento en superposición, que consiste en partículas de pequeño diámetro, por ejemplo, un polvo, se inserta en el espacio interior antes de que se monte el dispositivo de adosamiento o una vez montado 60 el dispositivo de adosamiento, a través de un paso o canal proporcionado en él.
El grano de recubrimiento superpuesto puede ser un polvo de sílice sintético puro o dopado que puede seleccionarse de acuerdo con las propiedades deseadas de la fibra que se fabrique. En la referencia [6], Patente norteamericana Nº 6.047.568, se describe un método para fabricar un polvo de sílice utilizando una técnica de sol-gel. En la referencia [7], la Patente norteamericana 6.334.338 se describen técnicas de sol-gel adicionales para conseguir elevadas fuerzas de arrastre o tracción y reducir los riesgos de rotura durante el 5 procedimiento de extracción por tracción. En consecuencia, el método de la invención también proporciona una alta flexibilidad que permite satisfacer las demandas del cliente en breve plazo.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
10
Algunos de los propósitos y ventajas de la presente invención ya han sido establecidos; otros se pondrán de manifiesto cuando se considere la siguiente descripción conjuntamente con los dibujos que se acompañan, en los cuales:
La Figura 1: muestra una forma previa o preforma primaria 11 que tiene un primer eje principal x1; 15
La Figura 2: muestra un tubo de sílice 12 de paredes delgadas que tiene un primer eje principal x2, con un cierre cónico 125 en su extremo inferior que, de acuerdo con el método de la invención, se utiliza como tubo de recubrimiento superpuesto o sobrerrecubrimiento;
La Figura 3: muestra la preforma primaria 11, mantenida en una posición insertada centralmente dentro del tubo de recubrimiento en superposición 12, de manera que dichos primer y segundo ejes 20 principales x1 y x2 se encuentran en alineación sustancial uno con otro;
La Figura 4: muestra una preforma secundaria sin tratar 1, con la preforma primaria 11 y el tubo de recubrimiento en superposición 12 de la Figura 3, con un espacio interior 15 que se define por la superficie externa 111 de la preforma primaria 11 y la superficie interna 120 del tubo de recubrimiento superpuesto, lleno de grano de recubrimiento en superposición 13; 25
La Figura 5: muestra la preforma secundaria 1 de la Figura 4 con un dispositivo de adosamiento 3 parcialmente insertado en el tubo de recubrimiento superpuesto 12, que sujeta la preforma primaria 12 en posición central y cierra y obtura el espacio interior 1 en su lado superior;
La Figura 6: muestra una preforma secundaria 1 con un dispositivo de adosamiento 3 que permite la inserción de grano de recubrimiento superpuesto 12 a través de un paso o canal 38; 30
La Figura 7: muestra en detalle el extremo superior de la preforma secundaria 1 de la Figura 5;
La Figura 8: muestra el dispositivo de adosamiento 3 que se utiliza para la preforma secundaria 1 de la Figura 4;
La Figura 9: muestra una vista en corte del dispositivo de adosamiento 3 de la Figura 6, en la que se ha proporcionado el canal 38 para la inserción de grano de recubrimiento superpuesto 13; y 35
La Figura 10: muestra un aparato que se utiliza para la extracción por tracción o arrastre de una fibra óptica desde la preforma secundaria 1 de la Figura 5.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LAS REALIZACIONES PREFERIDAS
40
La Figura 1 muestra una forma previa o preforma 11 que tiene un primer eje principal x1, un diámetro exterior d1 y una superficie externa 111. La fabricación de tal preforma se ha descrito anteriormente.
La Figura 2 muestra un tubo de sílice 12 de pared delgada, que tiene un primer eje principal x2, un diámetro interior d2, un diámetro exterior d20 y una superficie interna 120. El tubo de sílice 12 de pared delgada, que comprende un cierre cónico 125 en su extremo inferior, se utiliza, de acuerdo con el método de la invención, 45 como tubo de recubrimiento superpuesto 12. Los tubos de sílice de este tipo se encuentran disponibles en diversos fabricantes.
La Figura 3 muestra la preforma primaria 11, mantenida en una posición de inserción central dentro del tubo de recubrimiento en superposición 12, de tal manera que dichos primer y segundo ejes principales x1, x2 se 50 encuentran en alineación sustancial uno con otro.
El diámetro d20 de la pared circular del tubo de recubrimiento superpuesto 12 es, por ejemplo, diez veces menor que su diámetro interior d12. Sin embargo, la relación entre dichos diámetros, d2/d20, puede ser hasta 50 y aún mayor. La relación d2/d1 entre el diámetro interior d2 del tubo de recubrimiento en superposición 12 y 55 el diámetro exterior d1 de la preforma primaria 11 se encuentra, por ejemplo, en el intervalo desde 1,5 hasta 5, y aún más.
En consecuencia, el volumen del espacio interior 15 que se define por la superficie externa 111 del tubo de recubrimiento en superposición 11 y la superficie interna 120 del tubo de recubrimiento en superposición 12, es 60 relativamente grande, es decir, varias veces más grande que el volumen de la preforma primaria 11.
La Figura 4 muestra una preforma secundaria no tratada 1 con la preforma primaria 11 y el tubo de recubrimiento en superposición 12 de la Figura 3, de tal manera que el espacio interior 15 está lleno de grano
de recubrimiento en superposición 13, que es un grano o polvo de sílice sintético, puro o dopado, que se selecciona de acuerdo con las propiedades deseadas de la fibra durante el procedimiento de extracción por tracción o con vistas a su ulterior comportamiento.
Las Figuras 1a, 2a, 3a y 4a muestran cortes transversales de la preforma primaria 11, del tubo de 5 recubrimiento en superposición 12 y del grano de recubrimiento en superposición 3, a lo largo de la línea s de las Figuras 1 a 4.
La Figura 5 muestra la preforma secundaria 1 de la Figura 4, con un dispositivo de adosamiento 3 insertado dentro del tubo de recubrimiento en superposición 12, que sujeta la preforma primaria 11 en posición centrada, 10 y cierra y obtura el espacio interior 1 por el lado superior. En esta realización de la invención, el grano de recubrimiento en superposición 13 ha sido insertado en el espacio interior 15 antes de que se haya montado el dispositivo de adosamiento 3.
La Figura 6 muestra la preforma primaria 11 y el tubo 12 de recubrimiento en superposición 12 alineados y 15 cubiertos por medio de un dispositivo de adosamiento 3, el cual comprende un paso o canal 38 a través del cual puede ser insertado el grano de recubrimiento en superposición 13.
Los dispositivos de adosamiento 3 que se muestran en las Figuras 5 y 6, los cuales tienen un primer eje principal x3, comprenden adicionalmente unos pasos o canales de evacuación 32, 33 a través de los cuales, 20 por medio de una bomba de vacío 22, puede ser evacuada la preforma secundaria 1, que está llena de grano de recubrimiento superpuesto 13.
Las Figuras 5 y 6 muestran, de manera adicional, una fuente de suministro de calor u horno 23, el cual permite el calentamiento de la preforma secundaria 1 por su extremo inferior, por ejemplo, a temperaturas 25 comprendidas en el intervalo entre 2.100ºC y 2.350ºC. Como consecuencia de la energía térmica proporcionada por el horno 23 y debido a la diferencia establecida de presiones que están presentes dentro y fuera de la preforma secundaria 1, el tubo de recubrimiento en superposición 12 se colapsará y presionará el grano de recubrimiento superpuesto 13, fundido, sobre la preforma primaria 11. De esta forma, el material de recubrimiento superpuesto del tubo de recubrimiento en superposición 12 y el grano de recubrimiento 30 superpuesto 13 formarán una capa prácticamente homogénea que se unirá a la preforma primaria. Las Figuras 5a y 6a muestran simbólicamente una vista transversal de la preforma secundaria 1 después de la preformación del procedimiento de fusión.
La fusión de la preforma secundaria 1 y la extracción por tracción de fibra pueden llevarse a cabo 35 simultáneamente. Sin embargo, es también posible tratar la preforma secundaria 1 completamente antes de que se extraiga la fibra por tracción.
La Figura 6 muestra, en una vista en corte y en detalle, el extremo superior de la preforma secundaria 1 de la Figura 5. El dispositivo de adosamiento 3, que está insertado en el tubo de recubrimiento superpuesto 12, 40 comprende dos acanaladuras circulares periféricas provistas de elementos de obturación, por ejemplo, juntas tóricas, que se unen apretadamente y forman un cierre hermético con la superficie interna 120 del tubo de recubrimiento en superposición 12, de tal manera que el espacio interior 15 limitado por el dispositivo de adosamiento 3, la superficie externa 111 de la preforma primaria 11 y la superficie interna 120 del tubo de recubrimiento superpuesto 12, así como por su cierre 125 situado en el extremo inferior, puede ser evacuado. 45 La evacuación puede llevarse a cabo a través de los canales de evacuación 32 y 33 proporcionados en el dispositivo de adosamiento 3 y a través de un tubo 220 que conecta el dispositivo de adosamiento 3 con la bomba de vacío 22. El tubo 220 está conectado al dispositivo de adosamiento 3 por medio de una válvula 221 que puede ser cerrada una vez que se ha llevado a cabo el procedimiento de evacuación. En lugar de ello, para generar un estado de presión reducida, puede suministrarse un gas a un canal correspondiente existente 50 en el dispositivo de adosamiento 3, según se describe en la referencia [2].
El dispositivo de adosamiento 3 que se muestra en las Figuras 7 a 9 comprende, además, alineadas coaxialmente con el primer eje principal x3, una abertura cilíndrica 31 con un diámetro d3 que se corresponde con el diámetro exterior d1 de la preforma primaria 11, y, coaxialmente alineados con el primer eje principal x3, 55 dos segmentos cilíndricos 35 con un diámetro d4 que se corresponde con el diámetro interior d2 del tubo de recubrimiento superpuesto 12. El dispositivo de adosamiento 3 puede ser, por tanto, insertado en el tubo de recubrimiento superpuesto 12 de un modo tal, que los segmentos cilíndricos se adosan a la superficie interna 120 del tubo de recubrimiento en superposición 12, y la preforma primaria 11 es insertada en la abertura cilíndrica 31 que también conduce a una pieza de extremo 36 que, bien esta cerrada o bien puede cerrarse por 60 medio de un tapón de obturación 39.
Para disponer el dispositivo de adosamiento formando un cierre hermético en dirección a la superficie interna 120 del tubo de recubrimiento superpuesto 12, se han proporcionado dos acanaladuras adyacentes a la los segmentos cilíndricos 35, en las cuales se insertan los elementos de obturación 91.
La Figura 8 muestra el dispositivo de adosamiento 3 que se utiliza para la preforma secundaria 1 de la Figura 5 4, y la Figura 9 muestra una vista en corte del dispositivo de adosamiento 3 de la Figura 7, con el canal central 38 proporcionado para la inserción del grano de recubrimiento superpuesto 13. En la Figura 9 se muestra, de manera adicional, que el primer canal de evacuación 32 está dispuesto concéntricamente con el eje principal x3 del dispositivo de adosamiento 3, con un diámetro d5 que es significativamente más grande que el diámetro d3 de la abertura cilíndrica adyacente 31. 10
La Figura 10 muestra un aparato que se utiliza para extraer por tracción o arrastre una fibra óptica 5 de la preforma secundaria 1 de la Figura 5. Una vez que la preforma secundaria 1 se ha calentado hasta su punto de fusión y se tira de una fibra 5, se forma un área en ángulo denominada garganta o cuello. Una única fibra óptica 5 emerge de la preforma en un estado semifundido y pasa a través de un dispositivo 24 de supervisión 15 del diámetro. Se sigue tirando de la fibra óptica 5 hacia abajo y pasa a través de un aplicador 25 de revestimiento que aplica un revestimiento para proteger la fibra óptica 5. La fibra óptica 5 pasa también a través de otras unidades 26, 27 que curan o solidifican el revestimiento óptico y supervisan el diámetro total una vez aplicado el revestimiento. La fibra óptica 5 se encuentra entonces con un aparato giratorio 28 que puede comprender un rodillo que imparte un giro en la fibra óptica. La fibra óptica 25 llega finalmente a una 20 serie de rodillos (no mostrados) que tiran de la fibra, antes de que la fibra óptica sea, seguidamente, enrollada en torno a un tambor o carrete 29. La preforma secundaria 1 se monta en un dispositivo de sujeción 21 que permite un movimiento vertical controlado a lo largo de, y, preferiblemente, una rotación en torno a, su eje x123. Por otra parte, el dispositivo de sujeción 21 puede haberse diseñado para aplicar una vibración en la preforma secundaria con el fin de condensar el grano de recubrimiento en superposición 12 proporcionado en 25 el espacio interior 5.
Lo que se ha descrito anteriormente es meramente ilustrativo de la aplicación de los principios de la presente invención. Las dimensiones de la preforma primaria 11 y del tubo de revestimiento superpuesto 12 pueden seleccionarse dentro de un amplio intervalo, así como la granularidad o tamaño de grano de los granos o polvo 30 de recubrimiento en superposición 13. Es importante apreciar que las dimensiones no están limitadas a los ejemplos anteriormente definidos. Los materiales se seleccionan de acuerdo con los parámetros de fabricación y propiedades deseadas para la fibra óptica que se fabrica. Los canales y aberturas 31, 32, 33, 38 y los medios de obturación 34, 39, 91 para el dispositivo de adosamiento 3 pueden ser diseñados de diversas maneras. El cierre 125 situado en el extremo inferior del tubo de recubrimiento superpuesto 12, puede tener formas que 35 difieren significativamente de una forma cónica. Sin embargo, el cierre 125 y el extremo inferior de la preforma primaria se hacen coincidir, preferiblemente, con el fin de facilitar el alineamiento. Pueden aplicarse y optimizarse condiciones para la extracción por tracción de una fibra de una manera conocida (véase, por ejemplo, la referencia [5], documento EP 1 384 700 A1), de tal manera que puedan hallarse los parámetros óptimos de funcionamiento, tales como la temperatura del horno y la velocidad de la extracción por tracción. En 40 consecuencia, tales parámetros operativos no están limitados por los valores anteriormente mencionados.
REFERENCIAS
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[4] Patente norteamericana Nº 4.820.322
[5] EP 1.384.700 A1
[6] Patente norteamericana Nº 6.047.568 50
[7] Patente norteamericana Nº 6.334.338
55
60

Claims (7)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Un método para fabricar una fibra óptica o preforma secundaria para una fibra óptica, que comprende las etapas de:
    insertar una forma previa o preforma (11) de fibra óptica primaria que tiene un primer eje principal (x1) y una 5 superficie externa (111), en un tubo de recubrimiento superpuesto (12) de paredes delgadas, que tiene un segundo eje principal (x2) y una superficie interna (120), de tal manera que dichas superficie externa (111) y superficie interna (120) definen un espacio interior (15);
    sujetar la preforma primaria (11) en una posición insertada centralmente dentro del tubo de recubrimiento superpuesto (12), de tal modo que dichos primer y segundo ejes principales (x1, x2) están en alineación 10 sustancial uno con otro;
    suministrar grano de recubrimiento superpuesto (13) dentro del espacio interior (15) del tubo de recubrimiento superpuesto (12);
    generar un estado de presión reducida dentro del espacio interior (15) que está limitado en el extremo superior del tubo de recubrimiento superpuesto (12) por medio de un dispositivo de adosamiento (3), que sujeta la 15 preforma (11) de fibra óptica primaria y el tubo de recubrimiento superpuesto (12) en su posición; y
    calentar por medio de un horno (23) la preforma secundaria sin tratar (1), que consiste en la preforma primaria (111), el tubo de recubrimiento superpuesto (12) y el grano de recubrimiento superpuesto (13), en su extremo inferior, hasta llevarla a un estado reblandecido, y, simultáneamente, extraer por tracción o arrastre una fibra óptica (5) de la misma, o 20
    calentar por medio de un horno (23) la preforma secundaria sin tratar (1), consistente en la preforma primaria (111), el tubo de recubrimiento superpuesto (12) y el grano de recubrimiento superpuesto (13), de manera que el tubo (12) está cerrado en su extremo inferior y tiene una forma en punta (125) en dicho extremo inferior, en toda su longitud, a fin de obtener una preforma secundaria tratada (1), de tal manera que el método se caracteriza por que dicho tubo de recubrimiento superpuesto (12) está cerrado en su extremo inferior y tiene 25 una forma cónica (125) en dicho extremo inferior.
  2. 2. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el diámetro interior (d2) del tubo de recubrimiento superpuesto (12) es al menos 1,5 veces más grande que el diámetro exterior (d1) de la preforma primaria (11) y más de 10 veces mayor que su diámetro (d20) de pared. 30
  3. 3. Un método de acuerdo con la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en el cual el grano de recubrimiento superpuesto (13), que consiste en partículas con un pequeño diámetro, se inserta antes de que se monte el dispositivo de adosamiento (3) o después de haber montado el dispositivo de adosamiento (3), a través de un paso o canal (38) proporcionado en su interior. 35
  4. 4. Un método de acuerdo con las reivindicaciones 1, 2 o 3, en el cual el grano de recubrimiento superpuesto (13) es un grano de sílice sintético, puro o dopado, que se selecciona de acuerdo con las propiedades deseadas para la fibra que se fabrica (5).
    40
  5. 5. Un método de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, en el cual la temperatura en el horno (23) se selecciona de manera que se encuentre en el intervalo entre 2.100ºC y 2.350ºC.
  6. 6. Un método de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6, en el cual una fibra óptica (5) se extrae por tracción o arrastre de la preforma secundaria tratada (1). 45
  7. 7. Una forma previa o preforma secundaria (1), diseñada para la fabricación de una fibra óptica, que comprende una preforma (11) de fibra óptica primaria con un primer eje principal (x1) y una superficie externa (111), y un tubo de recubrimiento superpuesto (12) que tiene un segundo eje principal (x2), una superficie interna (120) y una forma cónica (125) en su extremo inferior, de tal manera que dicho tubo de recubrimiento 50 superpuesto (12) está cerrado por su extremo inferior, estando dicha preforma primaria (111) sustancialmente alineada en una posición insertada centralmente dentro del tubo de recubrimiento superpuesto (12), de tal modo que la superficie externa (111) y la superficie interna (120) definen un espacio interior (15) que está al menos parcialmente llenos de un grano de recubrimiento superpuesto (13), y de tal modo que los extremos superiores de la preforma primaria (11) y del tubo de recubrimiento superpuesto (12) se mantienen y obturan 55 por medio de un dispositivo de adosamiento (3) que tiene un tercer eje principal (x3), y comprenden:
    a) coaxialmente alineada con el primer eje principal (x3), una abertura cilíndrica (31) con un diámetro (d3) que se corresponde con el diámetro exterior (d1) de la preforma primaria (11),
    b) coaxialmente alineado con el primer eje primario (x3), al menos un elemento cilíndrico (34, 35) 60 y un elemento de obturación (91) con un diámetro (d4) que se corresponde con el diámetro interior (d2) del tubo de recubrimiento superpuesto (12), y
    c) un paso o canal de evacuación (33), que es susceptible de conectarse con una bomba de vacío o con una fuente de suministro (22) de gas ; y
    d) al menos un paso o canal (38), diseñado para insertar el grano de recubrimiento superpuesto (13) en el espacio interior (15) y/o en el cual el dispositivo de adosamiento (3) comprende un tapón de 5 obturación (39) colocado en una pieza de extremo superior (36), a través del cual se hace pasar la abertura cilíndrica (31).
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