玻璃颗粒沉积体的制造方法及玻璃颗粒合成炉.pdf

一种方法，通过以预定状态沉积玻璃颗粒，可以稳定地制备高质量的玻璃颗粒沉积体，和一种炉子合成玻璃颗粒。该方法使用在其中心包含原料气体输送管的炉子。该方法的一方面，使用炉子合成将被沉积的玻璃颗粒时，原料气体输送管顶部的弯曲量保持在最多为1.2mm。另一方面，使用炉子合成将被沉积的玻璃颗粒时，原料气体输送管底部末端的弯曲量保持在最多为0.3mm。用于合成玻璃颗粒的另一个炉子包括原料气体输送管和多个用于输送形成火焰所需气体的气体输送管。在该炉子中，这些管之中相邻两管的至少一个组合中，所述两管在多个纵向位置相互连接。在这种情况下，至少一个组合为或包括原料气体输送管与相邻管的组合。

1.  一种制造玻璃颗粒沉积体的方法，该方法使用在其中心包括用于喷射玻璃原料气体的原料气体输送管的炉子；
该方法包括以下步骤：
(a)通过使用炉子合成玻璃颗粒；和
(b)将玻璃颗粒沉积到起始部件上；
该方法具体为如下条件：在使用炉子合成要被沉积的玻璃颗粒的同时，原料气体输送管的顶部的弯曲量保持在最多为0.3mm的值。

2.  权利要求1所述的制造玻璃颗粒沉积体的方法，其中原料气体输送管满足关系
1,975≤L⁴/D²≤1.15×10⁹，
其中L是所述管的长度，和
    D是所述管的横截面积。

3.  权利要求1所述的制造玻璃颗粒沉积体的方法，其中原料气体输送管满足关系
0kgf/mm²≤W/D≤2.0kgf/mm²，
其中W是施加到所述原料气体输送管底部末端的负荷；和
    D是所述管的横截面积。

4.  一种制造玻璃颗粒沉积体的方法，该方法使用在其中心包括用于喷射玻璃原料气体的原料气体输送管的炉子；
该方法包括以下步骤：
(a)通过使用炉子合成玻璃颗粒；和
(b)将玻璃颗粒沉积到起始部件上；
该方法具体为如下条件：在使用炉子合成要被沉积的玻璃颗粒的同时，原料气体输送管的底部末端的弯曲量保持在最多为0.3mm的值。

5.  权利要求4所述的制造玻璃颗粒沉积体的方法，其中所述原料气体输送管满足关系
1≤M⁴/D²≤3.81×10⁴，
其中M是所述管的支撑点和底部末端之间的距离，和
D是所述管的横截面积。

6.  权利要求4所述的制造玻璃颗粒沉积体的方法，其中所述原料气体输送管满足关系
0kgf/mm²≤W/D≤0.36kgf/mm²，
其中W是施加到所述原料气体输送管底部末端的负荷；和
    D是所述管的横截面积。

7.  权利要求4到6任一项所述的制造玻璃颗粒沉积体的方法，其中通过在与施加到所述原料气体输送管底部末端的另一个负荷相反的方向上施加负荷而支撑所述原料气体输送管。

8.  权利要求1或4所述的制造玻璃颗粒沉积体的方法，其中：
(a)所述炉子还包括输送形成燃烧玻璃原料气体的火焰必需的多种气体的多个气体输送管；和
(b)所述原料气体输送管和所述气体输送管中相邻两管的至少一个组合，所述两管在多个纵向位置相互连接，所述至少一个组合为或包括原料气体输送管与相邻管的组合。

9.  一种玻璃颗粒合成炉，在其中心包括用于喷射玻璃原料气体的原料气体输送管；
所述原料气体输送管满足关系
1,975≤L⁴/D²≤1.15×10⁹，
其中L是所述原料气体输送管的长度，和
    D是所述管的横截面积。

10.  一种玻璃颗粒合成炉，在其中心包括用于喷射玻璃原料气体的原料气体输送管；
所述原料气体输送管满足关系
1≤M⁴/D²≤3.81×10⁴，
其中M是所述管的支撑点和底部末端之间的距离，和
    D是所述管的横截面积。

11.  一种用于制造玻璃颗粒沉积体的炉子，该炉子包括：
(a)用于喷射玻璃原料气体的原料气体输送管；和
(b)用于输送形成燃烧玻璃原料气体的火焰必需的多种气体的多个气体输送管；
该炉子中，所述原料气体输送管和所述气体输送管中相邻两管的至少一个组合，所述两管在多个纵向位置相互连接。

12.  权利要求11所述的用于制造玻璃颗粒沉积体的炉子，其中在多个纵向位置相互连接的相邻两管的至少一个组合中，具有最大横截面积的管具有至少30mm²的横截面积。

13.  权利要求11所述的用于制造玻璃颗粒沉积体的炉子，其中在所述原料气体输送管和所述气体输送管中，设置在较外侧的管具有比设置在较内侧的管更大的横截面积。

14.  一种制造玻璃颗粒沉积体的方法，该方法使用的炉子包括：
(a)用于喷射玻璃原料气体的原料气体输送管；和
(b)用于输送形成燃烧玻璃原料气体的火焰必需的多种气体的多个气体输送管；
该炉子中，所述原料气体输送管和所述气体输送管中相邻两管的至少一个组合，所述两管在多个纵向位置相互连接，所述至少一个组合为或包括原料气体输送管与相邻管的组合；
该方法包括以下步骤：
(a)通过使用炉子合成玻璃颗粒；和
(b)将玻璃颗粒沉积到起始部件上。

玻璃颗粒沉积体的制造方法 及玻璃颗粒合成炉
技术领域
本发明涉及制造玻璃颗粒沉积体的方法，该方法采用炉子合成玻璃颗粒从而将玻璃颗粒沉积到起始部件上，而且本发明还涉及玻璃颗粒合成炉。
背景技术
作为一种制造光纤的方法，已知的一种制造方法为包括制造玻璃颗粒沉积体、将玻璃颗粒沉积体加热并使其玻璃化以获得光纤预制品以及拉伸光纤预制品的步骤。制造玻璃颗粒沉积体的方法的类型包括气相轴向沉积(VAD)和外表气相沉积(OVD)方法。这些方法包括
下列步骤：
(a)包括多个端口的炉子喷射可燃气体、燃烧辅助气体和玻璃原料气体；
(b)玻璃材料在火焰中被水解以制造玻璃颗粒；和
(c)玻璃颗粒被沉积到起始部件的表面上。
图12是显示采用VAD方法制造用于形成单一模式光纤的玻璃颗粒沉积体的状态的示意图。中心合成炉51形成氢氧焰52。包含四氯化锗(GeCl₄)和四氯化硅(SiCl₄)的玻璃原料气体被吹入火焰52以水解合成用于形成核心的玻璃颗粒。合成的玻璃颗粒被沉积到固定在旋转轴上的起始部件55的较低部位。因此，形成了用于制作核心部分的多孔玻璃体53。同样，包覆合成炉56形成另一个氢氧焰57。包含SiCl₄的玻璃原料气体被吹入火焰57以制造用于形成包覆部分(使其围绕在用于形成核心部分的多孔玻璃体53周围)的多孔玻璃体58。该工艺制造包括用于形成核心部分的多孔玻璃体53和用于形成包覆部分的多孔玻璃体58的玻璃颗粒沉积体60。
这种类型的玻璃颗粒沉积体使用广泛应用的多个结构的炉子进行制造，这些炉子内同心安装有大量具有不同直径的圆形管。这种炉子已经在公开的日本专利申请Tokukaihei 4-228443、Tokukaihei7-33467和Tokukaihei 7-242434中被披露。炉子中心的端口喷射玻璃原料气体，中心端口周围的端口喷射用于形成火焰的气体，玻璃原料气体在火焰内被水解合成玻璃颗粒。
为了提高光纤的传输特性，希望折射率曲线图具有图13A中所示的似台阶的形状。而且，微粒稳定光纤的传输特性，希望预制品内和预制品之间折射率曲线图的变化最小化。
采用氧化锗(GeO₂)对用于形成核心部分的多孔玻璃体进行掺杂以增加折射率。因此，光纤的折射率曲线图依赖于掺杂剂的分布。为了达到前述的要求，必需同时以似台阶的形状分布掺杂剂并使其变化最小化。
然而，对传统制造的光纤的折射率曲线图的观察显示在一些情况中，核心部分具有减小的直径而且折射率曲线图在核心与包覆之间的界面上具有局部最大部分，如图13B所示。相反，在一些情况中，核心部分具有增加的直径而且折射率曲线图在核心与包覆之间的界面上具有逐渐倾斜，如图13C所示。换句话说，传统方法有时不能稳定地以预定状态沉积玻璃颗粒，在光纤核心的直径和折射率中产生不需要的变化。
发明内容
本发明的目的就是提供一种能够以预定状态沉积玻璃颗粒从而稳定地制造高质量玻璃颗粒沉积体的方法，并提供一种玻璃颗粒合成炉。
根据本发明，通过提供下面的制造玻璃颗粒沉积体的方法达到前述的目的。该方法使用在其中心包括用于喷射玻璃原料气体的原料气体输送管的炉子并包括下面的步骤：
(a)使用炉子合成玻璃颗粒；和
(b)将玻璃颗粒沉积到起始部件上。
根据本发明的一个方面，该方法具体为如下条件：使用炉子合成将被沉积的玻璃颗粒时原料气体输送管顶部的弯曲量保持在最多为1.2mm的数值。在该方面的方法中，原料气体输送管可以至少具有下列关系之一：
1,975≤L⁴/D²≤1.15×10⁹，
其中L是管的长度，和
D是管的横截面积；和
0kgf/mm²≤W/D≤2.0kgf/mm²，
其中W是施加到管底部末端的负荷。
该说明书和权利要求书中，当与管相联系使用术语“横截面积”时，该术语意为“管壁厚部分的横截面积”。
根据本发明的另一个方面，该方法具体为如下条件：使用炉子合成将被沉积的玻璃颗粒时原料气体输送管底部末端的弯曲量保持在最多为0.3mm。在该方面的方法中，原料气体输送管可以至少具有下列关系之一：
1≤M⁴/D²≤3.81×10⁴，
其中M是管的支撑点和底部末端之间的距离，和
D是管的横截面积；和
0kgf/mm²≤W/D≤0.36kgf/mm²，
其中W是施加到管底部末端的负荷。
在该方面的方法中，原料气体输送管可以通过在与负荷W相反地方向上施加力进行支撑。
上述的两个方面中，炉子还可以包括用于输送多种气体的多个气体输送管，这些气体是形成用于燃烧玻璃原料气体的火焰所必需的，而且在原料气体输送管和气体输送管之中，相邻两管的至少一个组合中的两管可以在多个纵向位置上相互连接。在这种情况中，至少一个组合是或包括原料气体输送管和相邻管的组合。
还根据本发明的另一个方面，本发明提供下面的玻璃颗粒合成炉。该炉在其中心包括用于喷射玻璃原料气体的原料气体输送管，而且该管满足下面的关系：
1,975≤L⁴/D²≤1.15×10⁹，
其中L是管的长度，和
D是管的横截面积。
还根据本发明的另一个方面，本发明提供下面的玻璃颗粒合成炉。该炉在其中心包括用于喷射玻璃原料气体的原料气体输送管，而且该管满足下面的关系：
1≤M⁴/D²≤3.81×10⁴，
其中M是管的支撑点和底部末端之间的距离，和
D是管的横截面积。
还根据本发明的另一个方面，本发明提供下面的玻璃颗粒合成炉。该炉包括：
(a)用于喷射玻璃原料气体的原料气体输送管；和
(b)多个用于输送多种气体的气体输送管，这些气体是形成用于燃烧玻璃原料气体的火焰所必需的。
该炉子中，在原料气体输送管和气体输送管之中，相邻两管的至少一个组合中的两管在多个纵向位置上相互连接。在这种情况中，至少一个组合是或包括原料气体输送管和相邻管的组合。该方面的炉子中，相邻两管的至少一个组合中的两管在多个纵向位置上相互连接，而且最大横截面积的管可以具有至少30mm²的横截面积。该方面的炉子中，原料气体输送管和气体输送管之中，安装在外侧的管可以具有比安装在内侧的管更大的横截面积。
还根据本发明的另一个方面，本发明提供下面的制造玻璃颗粒沉积体的方法。该方法使用上述方面的玻璃颗粒合成炉并包括下面的步骤：
(a)使用炉子合成玻璃颗粒；和
(b)将玻璃颗粒沉积到起始部件上。
本发明的优点将从下面的详细说明中变得显而易见，详细说明示例描述预期执行本发明的最好方式。在不背离本发明的情况下，本发明还可以通过不同的具体实施方式而执行，而且它们的细节可以在不同的方面中进行修改。因此，附图和下面的说明实际上是说明性的，并不是限制性的。
本发明以附图进行说明用于表示实例，并不表示限制。附图中，相同的标号和数字指类似的元件。
附图中：
图1是表示用于制造玻璃颗粒沉积体的装置的示意图，该装置将在本发明中应用。
图2A和2B是表示本发明的玻璃颗粒合成炉的第一个具体实施方式的示意图，其中图2A是前视图，图2B是包括炉子中心轴的横截面视图。
图3A和3B是表示本发明的玻璃颗粒合成炉的第二个具体实施方式的示意图，图3A是包括炉子中心轴的横截面视图，图3B是图3A中III-III截面的横截面视图。
图4A是使用炉子顶部作为实例说明原料气体输送管的“弯曲量”的示意图，图4B是使用炉子底部末端作为另一个实例说明“弯曲量”的示意图。
图5是表示管纵向位置和弯曲量之间关系的实例的曲线图。
图6A到6C是表示本发明的玻璃颗粒合成炉的另一个具体实施方式的前视图，图6D是表示本发明的玻璃颗粒合成炉的另一个具体实施方式的横截面视图，该横截面视图包括炉子的中心轴。
图7A是表示弯曲量与核心相对折射率差额的偏差之间关系的实例的曲线图，图7B是表示弯曲量与核心直径的偏差之间关系的实例的曲线图。
图8A是表示比率L⁴/D²与核心相对折射率差额的偏差之间关系的实例的曲线图，图8B是表示比率L⁴/D²与核心直径的偏差之间关系的实例的曲线图。
图9A是表示比率W/D与核心相对折射率差额的偏差之间关系的实例的曲线图，图9B是表示比率W/D与核心直径的偏差之间关系的实例的曲线图。
图10A是表示弯曲量与核心相对折射率差额的偏差之间关系的实例的曲线图，图10B是表示弯曲量与核心直径的偏差之间关系的实例的曲线图。
图11A是表示弯曲量与核心相对折射率差额的偏差之间关系的实例的曲线图，图11B是表示弯曲量与核心直径的偏差之间关系的实例的曲线图。
图12是表示采用VAD法制造用于制作单一模式光纤的玻璃颗粒沉积体的状态的示意图。
图13A到13C是折射率曲线图的实例。
本发明的发明人研究了为什么传统的方法不能通过以预定状态沉积玻璃颗粒而稳定地制备高质量玻璃颗粒沉积体的原因。研究显示原因是玻璃颗粒沉积体制备过程中玻璃原料气体流出的方向与火焰流出的方向之间的偏差。
这种偏差是由于原料气体输送管的位置偏离设计结构而产生的。当安装玻璃颗粒合成炉时，安装在炉子中心的原料气体输送管，特别是管的顶部，发生弯曲。例如，原料气体输送管的顶部有时由于其自重而弯曲。相反地，由于施加到管底部末端的负荷，原料气体输送管的顶部有时被错误向上安装。例如，向下的负荷是由气体输送软管、连接器和将玻璃原料气体加热的加热器的重量而产生的。向下的负荷以相反的方向移动该顶部。
另一方面，原料气体输送管的底部末端由于其自重和前述的向下负荷而向下弯曲。这种向下的弯曲导致在原料气体输送管中原料气体流动的气流产生涡流。这种涡流导致在用于合成玻璃颗粒的化学反应中原料气体不稳定。
此外，具有容易弯曲的原料气体输送管(该管形成中心端口)的炉子，缺乏抵抗外部干扰的稳定性。因此，管趋于随时间改变其位置，使用于合成玻璃颗粒的化学反应不稳定。结果，稳定地以预定状态沉积玻璃颗粒变得困难，增加了光纤核心的直径和折射率的变化，因此降低了光纤的质量。而且，底部末端的弯曲可以发展为原料气体输送管上的裂纹。受裂纹影响的炉子必须立即更换以避免可能的问题发生，如气体泄漏。
以采用VAD法的情况为实例，下面参照附图对本发明的制备玻璃颗粒沉积体的方法和玻璃颗粒合成炉进行说明。图1是显示用于制备玻璃颗粒沉积体的装置的示意图。该装置将在本发明的具体实施方式中使用。用于制备玻璃颗粒沉积体的装置10包括反应容器11。反应容器11具有悬杆14，悬杆14由安装在反应容器11上方的升降器13悬挂并从反应容器11顶部插入到反应容器11中。悬杆14悬挂起始部件12。升降器13向上和向下移动起始部件12并绕其自身的轴与悬杆14一起旋转。
反应容器11在其内部具有包覆合成炉21和核心合成炉22，它们都将玻璃颗粒吹到起始部件12上。炉子21和22以面朝上的倾斜位置安装从而使得它们的顶部21a和22a可以面对着起始部件12。炉子21和22被连接到气体供给单元23，气体供给单元23将玻璃原料气体、可燃气体、燃烧辅助气体以及密封气体供给到炉子内。炉子21和22喷射这些气体以合成玻璃颗粒。玻璃颗粒逐渐被沉积到起始部件的末端部分12，形成玻璃颗粒沉积体24。
反应容器11在其下端附近具有激光25和相对于反应容器11安装在激光25对面的探测器26。激光25发出激光束到玻璃颗粒沉积体24的下端部分。探测器26接收发出的激光束。探测器26将接收到的信号输出到用于控制玻璃颗粒沉积体形成的控制器27。控制器27控制升降器13和气体供给单元23，因此所接收信号的输出可以保持恒定。这种操作控制所形成的玻璃颗粒沉积体24的密度和生长速率。反应容器11还具有废气管28。
下面说明本发明的玻璃颗粒合成炉的第一个具体实施方式。这种炉子可被用作包覆合成炉21和核心合成炉22。图2A和2B是显示本发明的玻璃颗粒合成炉的第一个具体实施方式的示意图，其中图2A是前视图，图2B是包括炉子中心轴的横截面视图。
根据本发明的第一个具体实施方式，玻璃颗粒合成炉31包括多个同心安装的不同直径的圆管32a、32b、32c、32d以及32e。中心管32a的内部空间形成用于喷射玻璃原料气体的端口P1。管32a、32b、32c、32d以及32e中相邻两管的间隙以从内侧按顺序分别形成端口P2、P3、P4和P5。
组成炉子31的管由石英玻璃制成。管32b、32c、32d以及32e的底部末端被分别焊接到内侧相邻管32a、32b、32c和32d的底部末端的附近。因此，所有管彼此固定以形成统一体。在底部末端附近的支撑点A从外部对原料气体输送管32a进行支撑。在支撑点A上，管32a与相邻管32b相连。管32a底部末端B和支撑点A之间的距离M设计为降低到例如10到200mm的范围内。
原料气体输送软管33通过连接器34连接到原料气体输送管32a的底部末端。原料气体输送软管33具有加热器30，使得加热器同时覆盖与原料气体输送管32a连接部分的相邻区域和连接器34。从气体供给单元23向原料气体输送软管33供给玻璃原料气体。玻璃原料气体以气化状态输送到端口P1。在包覆合成炉21的情况中，SiCl₄被输入作为玻璃原料气体，在包覆合成炉22的情况中，SiCl₄和GeCl₄被输入作为玻璃原料气体。氧气(O₂)可以与玻璃原料气体一起被输入到端口P1。
气体输送管连接到其它管32b、32c、32d以及32e各自的底部末端。气体供给单元23供给氮气(N₂)到端口P2和P4，供给氢气(H₂)到端口P3，供给氧气(O₂)到端口P5。在这种情况下，H₂是可燃气体，O₂是燃烧辅助气体，N₂是密封气体。可燃气体和燃烧辅助气体组成燃烧气体。具有上述结构的炉子31由固定器(未示出)固定在周围以安装到支架(未示出)上。炉子31以面对起始部件12的倾斜位置进行安装。
玻璃颗粒合成炉31满足下面的关系：
1,975≤L⁴/D²≤1.15×10⁹    (1)，
其中L是原料气体输送管32a的长度，和
D是管32a的横截面积。
这里，长度L是玻璃原料气体喷射的顶部与装配到连接器34的底部末端之间的整个长度，如图2B所示。
玻璃颗粒合成炉31还满足下面的关系：
1≤M⁴/D²≤3.81×10⁴        (2)，
其中M是原料气体输送管32a的支撑点A和底部末端B之间的距离，和
D是管32a的横截面积。
本发明中，玻璃颗粒合成炉31在其中心具有用于喷射玻璃原料气体的原料气体输送管。炉子31被用作包覆合成炉21和核心合成炉22以合成玻璃颗粒。玻璃颗粒被沉积到起始部件上以形成玻璃颗粒沉积体24。炉子合成玻璃颗粒以对它们进行沉积时，原料气体输送管32a顶部的弯曲量保持在最多为1.2mm，而且其底部的弯曲量保持在最多为0.3mm。理想的是在VAD法的情况下炉子21和22以与垂直线成5到85度的倾斜角度进行安装，在OVD法的情况下炉子21和22以与垂直线成60到120度的倾斜角度进行安装。
包覆合成炉21和核心合成炉22每个都设计成具有下面的关系：
0kgf/mm²≤W/D≤2.0kgf/mm²     (3)，
其中W是施加到原料气体输送管32a底部末端的负荷；和
D是管32a的横截面积。
更理想的是上面的关系为
0kgf/mm²≤W/D≤0.36kgf/mm²    (4)。
为了获得上述的关系，建议根据横截面积D调整例如原料输送软管33、加热器30和连接器34的重量。相反地，根据软管33、加热器30和连接器34的重量可以使用原料气体输送管32a横截面积D适当的炉子。作为选择，为了采用细绳从上面悬挂软管33、加热器30和连接器34中任何一个或采用支撑部件从下面支撑它们中的任何一个，可以减小负荷W。还作为选择，原料气体输送软管33可以具有转接部分以支撑软管，使得能够减小由软管引起的负荷。
当满足公式(3)时，玻璃原料气体流出方向与火焰方向之间的偏差被最小化。因此，玻璃颗粒沉积体24的玻璃化之后，折射率曲线图不存在核心与包覆之间界面上的局部最大部分(突出部分)和逐渐倾斜。换句话说，可以容易地制备高质量的玻璃颗粒沉积体24。
当满足公式(4)时，发生在原料气体输送管32a底部末端的弯曲也能够被抑制。结果，原料气体输送管32a中的气体可以不产生涡流而平稳地流动。因此，原料气体可以稳定地执行化学反应以合成玻璃颗粒。因此而形成的玻璃颗粒沉积体可以制备光纤预制品，这种光纤预制品在多个产品批次之间和同一产品批次内的玻璃直径和折射率上都具有最小化的差别。最终，光纤被高精度制备。而且，施加到如位于原料气体输送管与上游的管之间的连接器部分的负荷能够被减小。这种减小可以抑制例如由于前述负荷在原料气体输送管中产生裂纹发展的破坏。因此，该炉子增加了其寿命范围并可在延长的时期内容易稳定地制备高质量的玻璃颗粒沉积体24。
图4A是使用炉子顶部作为实例说明原料气体输送管的“弯曲量”的示意图，图4B是使用炉子底部末端作为另一个实例说明“弯曲量”的示意图。本说明书中使用的术语“弯曲量”被定义为原料气体输送管32a的中心轴O1上的单一点偏离原料气体输送管32a的基准轴O(管是直的时候的中心轴)的位移X的大小。通过在垂直位置安装炉子(管32e)获得基准轴O。采用下面的方法测量炉子顶部的弯曲量X。首先，安装炉子31的主体使得最外侧管32e成垂直。第二，基准轴O在炉子顶部的位置测定为与最外侧管32e之间的距离。然后，用于玻璃颗粒的炉子31的主体被倾斜。将原料气体输送软管33、加热器30和连接器34连接到原料气体输送管32a上。该操作使得原料气体输送管32a发生弯曲。由中心轴O1偏离基准轴O的位移而在顶部产生的直线距离被测定为顶部的弯曲量X。类似地测量顶部之外的其它点的弯曲量。
接下来，说明本发明的玻璃颗粒合成炉的第二个具体实施方式。图3A和3B是显示本发明的玻璃颗粒合成炉的第二个具体实施方式的示意图，图3A是包括炉子中心轴的横截面视图，图3B是图3A中III-III截面的横截面视图。省略了对第一个具体实施方式中共同的元件的说明。
用于制备玻璃颗粒沉积体的炉子36包括：
(a)用于喷射玻璃原料气体的原料气体输送管32a；和
(b)用于输送形成燃烧玻璃原料气体所需火焰必须的多种气体的多个气体输送管32b到32e。
在炉子36顶部附近使用三个连接部件35将原料气体输送管32a与管32b进行连接，连接部件35以大约120度的间距被固定到管的周围。因此，管32a和管32b在两个纵向位置相互连接，一个是连接部件35的位置，另一个是底部末端的附近，从而强化了这种结合。连接部件35保持原料气体输送管32a和管32b之间的相对位置。这种结构防止由于施加到底部末端的负荷而产生原料气体输送管32a向上位移。这种结构也防止由于自重原料气体输送管32a在支撑点和顶部之间产生弯曲。
玻璃颗粒合成炉36被用作包覆合成炉21和核心合成炉22以合成玻璃颗粒。玻璃颗粒被沉积到起始部件上以制备玻璃颗粒沉积体24。炉子合成玻璃颗粒以对它们进行沉积时，原料气体输送管32a的单个点的弯曲量保持在最多为1.2mm。
原料气体输送管32a中弯曲量保持在最多为1.2mm使得抑制折射率差额与预定的0.35％的相对折射率差额的偏差最多到0.005％成为可能，也使核心直径与预定的20mm的核心直径的偏差最多到0.06mm成为可能。
而且，在包覆合成炉21和核心合成炉22中，流出玻璃原料气体的方向与火焰方向之间的偏差可以被最小化。结果，玻璃颗粒沉积体24玻璃化之后，折射率形状不存在核心与包覆之间界面上的局部最大部分(突出部分)和逐渐倾斜。换句话说，可以容易地制备高质量的玻璃颗粒沉积体24。
图5是显示在两个纵向位置固定管32a时原料气体输送管32a内单个点的弯曲量；一个位置是管32a的顶部，另一个是距离管32a底部末端100mm远。从图5中可以看出，在固定点弯曲量为0mm，离开固定点的位置显示某些大小的弯曲。
原料气体输送管32a内单个位置的弯曲量取决于(a)由于自重而产生的向下(重力方向)的弯曲和(b)由于施加到炉子36的底部末端上的负荷而在顶部产生的向上的位移。甚至即使在两个纵向位置固定原料气体输送管32a，在某些条件下，管32a也可能受弯曲、端口P1的轴的倾斜的影响。这种情况下，原料气体可能以倾斜的方向流出，不能实现预定的效果。
考虑到上述的要点，理想的是，彼此在多个纵向位置连接的管(图3B的情况中原料气体输送管32a和管32b)中，具有最大横截面积的管具有至少30mm²的横截面积。而且，理想的是，原料气体输送管32a和气体输送管32b到32e中，安装在外侧的管具有较安装在内侧的管更大的横截面积。这种结构还可以减小彼此连接的管内的弯曲量。
包覆合成炉和核心合成炉任一个或都可具有其中炉子31和36的原料气体输送管32a顶部弯曲量最多为1.2mm、底部末端弯曲量最多为0.3mm的结构。更理想的是两个炉子都具有上述的结构。当本发明只用于核心合成炉时，核心的直径和折射率可被控制到预定值。同样地，当本发明只用于包覆合成炉时，包覆的直径和折射率可被控制到预定值。
在本发明的玻璃颗粒合成炉中，其横截面不限于圆形，矩形截面的也可以使用。而且，在多管的结构中，管的数量没有限制。此外，尽管是参照作为实例的具有多个同心圆管的炉子31和36进行了上述说明，但本发明的玻璃颗粒合成炉并不局限于这种在炉子中心具有原料气体输送管的多个同心管的结构。例如，图6A中所示的炉子41和图6C中所示的炉子46具有多个燃料气体输送管42f，管42f喷射燃料气体，排列在围绕原料气体输送管42a周围的虚圆上。在这种情况中，管42f安装在朝向炉子41(或炉子46)中心轴的倾斜位置上，这样使得它们的气体喷射方向集中于从炉子41(或炉子46)的中心轴延伸的虚线上的相同的点。
而且，如图6B中所示的玻璃颗粒合成炉37中，除原料气体输送管32a和管32b之间的连接之外，其它相邻的管，例如，管32b和32c，可以使用连接部件35进行互连。同样地，管32c和32d，还有管32d和32e，也可以使用连接部件35进行互连。如图6D中所示的玻璃颗粒合成炉38中，可以在两个纵向位置具有连接部件35。
上述的具体实施方式是通过使用以VAD方法制备玻璃颗粒沉积体24的实例进行说明的。但是，这些具体实施方式，还可以采用OVD方法得以实现，OVD方法中，通过相对移动玻璃棒和炉子，在玻璃棒的外面沉积玻璃颗粒，该玻璃棒被用作起始部件或成为核心的部件。这种情况中，可以沿玻璃棒的轴安装多个炉子以同时在玻璃棒的多个位置上沉积玻璃颗粒。
实例1到10和对比例1和2
图1中所示的用于制备玻璃颗粒沉积体的装置10被用于制备玻璃颗粒沉积体24。使用的起始部件由纯石英玻璃制成并具有25mm的直径和400mm的长度。
使用的核心合成炉22为图2A和2B所示的具有多管结构的石英玻璃炉。炉子具有原料气体输送管32a，管32a的底部末端B和支撑点A之间的距离M为40mm。包覆合成炉21和核心合成炉22分别以其基准轴与垂直线成45度和50度进行安装。包覆合成炉21中流入SiCl₄和O₂，核心合成炉22中流入SiCl₄、GeCl₄和O₂。
在实例1到4和对比例1中，采用细绳悬挂连接器34，这样使得施加到核心合成炉22的原料气体输送管32a上的负荷W变成2.2kgf。这种条件下，通过改变原料气体输送管32a的长度L和横截面积D制备玻璃颗粒沉积体24。在实例5到8和对比例2中，原料气体输送管32a的长度L固定在300mm。这种条件下，通过改变横截面积D和负荷W制备玻璃颗粒沉积体24。在实例9和10中，通过在底部末端施加负荷，使得由于自重而在管顶部产生的弯曲得以消除。在这种条件下，制备玻璃颗粒沉积体24。
随后，加热玻璃颗粒沉积体24使其玻璃化，从而制备光纤预制品。测量其核心直径和相对折射率差额。图7A是显示实例1到8和对比例1和2中顶部的弯曲量X₁与核心相对折射率差额(％)的偏差σ_n之间关系的曲线图，图7B是显示实例1到8和对比例1和2中弯曲量X₁与核心直径的偏差σ_d之间关系的实例的曲线图。弯曲量的符号指示弯曲的方向，负号指向下的弯曲，没有符号指向上的弯曲。图8A是显示实例1到4和对比例1中比率L⁴/D²与核心相对折射率差额的偏差σ_n之间关系的曲线图，图8B是显示实例1到4和对比例1中比率L⁴/D²与核心直径的偏差σ_d之间关系的实例的曲线图。图9A是显示实例5到8和对比例2中比率W/D与核心相对折射率差额的偏差σ_n之间关系的曲线图，图9B是显示实例5到8和对比例2中比率W/D与核心直径的偏差σ_d之间关系的实例的曲线图。采用下面的标准判断光纤预制品的质量。当核心相对折射率差额与预定值0.35％的偏差σ_n为0.01％或更小时，判定为合格。当核心直径与预定值20mm的偏差σ_d为0.1mm或更小时，判定为合格。当核心相对折射率差额的偏差和核心直径满足这些标准时，所获得的光纤的传输特性稳定。表I统计了实例1到10和对比例1和2中获得的数据。
                                                   表I