JP2000290036A - 光ファイバの製造方法 - Google Patents
光ファイバの製造方法Info
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
- C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
- C03B37/012—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
- C03B37/014—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments made entirely or partially by chemical means, e.g. vapour phase deposition of bulk porous glass either by outside vapour deposition [OVD], or by outside vapour phase oxidation [OVPO] or by vapour axial deposition [VAD]
- C03B37/018—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments made entirely or partially by chemical means, e.g. vapour phase deposition of bulk porous glass either by outside vapour deposition [OVD], or by outside vapour phase oxidation [OVPO] or by vapour axial deposition [VAD] by glass deposition on a glass substrate, e.g. by inside-, modified-, plasma-, or plasma modified- chemical vapour deposition [ICVD, MCVD, PCVD, PMCVD], i.e. by thin layer coating on the inside or outside of a glass tube or on a glass rod
- C03B37/01861—Means for changing or stabilising the diameter or form of tubes or rods
- C03B37/01869—Collapsing
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
- Y02P40/50—Glass production, e.g. reusing waste heat during processing or shaping
- Y02P40/57—Improving the yield, e-g- reduction of reject rates
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- Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 気泡生成を避けることができる改良されたMC
VD法を提供する。 【解決手段】 管コラプス中の気泡生成は、管コラプス
の最終段階中に、加熱ゾーンから放出されるドーパント
蒸気圧が高すぎるために起こる。この過剰圧力はトーチ
の前方にある管を冷却することにより制御できる。これ
により、ドーパントの粘度を低下させ、そして、その輸
送速度を高める。その結果、管の内圧を低下させ、そし
て、コラプスされたプリフォーム内で気泡が生成される
ことを阻止することができる。
VD法を提供する。 【解決手段】 管コラプス中の気泡生成は、管コラプス
の最終段階中に、加熱ゾーンから放出されるドーパント
蒸気圧が高すぎるために起こる。この過剰圧力はトーチ
の前方にある管を冷却することにより制御できる。これ
により、ドーパントの粘度を低下させ、そして、その輸
送速度を高める。その結果、管の内圧を低下させ、そし
て、コラプスされたプリフォーム内で気泡が生成される
ことを阻止することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は光ファイバ製造に関
する。更に詳細には、本発明は優れたプリフォームの製
造方法に関する。
する。更に詳細には、本発明は優れたプリフォームの製
造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】光ファイバの製造は一般的に、２種類の
基本的な方法のうちの一方の方法を使用する。これらの
方法は両方とも、回転旋盤を使用し、そして、化学的気
相成長法(CVD)又はこの変法により回転プリフォーム上
に純粋なガラス材料を蓄積する。最も初期の方法は、回
転プリフォームの外側に材料を堆積させ、プリフォーム
は一般的に、中実管の外面に蓄積された気相成長ガラス
材料のような、徐々に増大する直径を有する中空管とし
て着手される。この方法は、いわゆる、内付け法(MCVD
法)の導入により飛躍的に進歩した。MCVD法は、ガラス
生成先駆体を回転中空管内に導入し、そして、ガラス材
料を中空管の内壁面上に堆積することからなる。このよ
うな方法により、非常に純粋な材料を臨界的なコア領域
に生成させることができる。この方法は、反応環境全体
を良好に制御することができる。
基本的な方法のうちの一方の方法を使用する。これらの
方法は両方とも、回転旋盤を使用し、そして、化学的気
相成長法(CVD)又はこの変法により回転プリフォーム上
に純粋なガラス材料を蓄積する。最も初期の方法は、回
転プリフォームの外側に材料を堆積させ、プリフォーム
は一般的に、中実管の外面に蓄積された気相成長ガラス
材料のような、徐々に増大する直径を有する中空管とし
て着手される。この方法は、いわゆる、内付け法(MCVD
法)の導入により飛躍的に進歩した。MCVD法は、ガラス
生成先駆体を回転中空管内に導入し、そして、ガラス材
料を中空管の内壁面上に堆積することからなる。このよ
うな方法により、非常に純粋な材料を臨界的なコア領域
に生成させることができる。この方法は、反応環境全体
を良好に制御することができる。
【０００３】MCVD法は高度に洗練された製造方法にまで
発展し、現在は、大量生産で広範に使用されている。し
かし、MCVD法の管コラプス(collapse)相における問題が
存在し続けている。これらの問題のうちの一つは、コラ
プスサイクルの終了間近のプリフォームのコア内に気泡
が自然に生成することである。気泡は本質的にプリフォ
ームを破壊する。一般的に、プリフォームの５〜１０％
がこの宿命を被る。
発展し、現在は、大量生産で広範に使用されている。し
かし、MCVD法の管コラプス(collapse)相における問題が
存在し続けている。これらの問題のうちの一つは、コラ
プスサイクルの終了間近のプリフォームのコア内に気泡
が自然に生成することである。気泡は本質的にプリフォ
ームを破壊する。一般的に、プリフォームの５〜１０％
がこの宿命を被る。
【０００４】大抵の市販のMCVD法プリフォームのコア屈
折率を高めるために使用されるドーパントは、ＧｅＯ2
の形のゲルマニウムである。気泡生成現象の研究におい
て、気泡源が、被ドープコア内のＧｅＯ2からのＧｅＯ
蒸気であることが確認された。ＧｅＯ蒸気はコラプスサ
イクルの全体を通して発生されるが、コラプスが進行す
る際に、蓄積されたＧｅＯ蒸気により内部管圧力が増大
し、時には、軟化したシリカ管の表面張力を越える点に
まで管内圧が増大する。このようなことが起こると、管
壁は気泡により歪められ、この歪みを元に戻す満足な方
法は存在しない。このような管は廃棄処分される。その
結果、製造収率は大幅に低下し、そして、製造コストも
大幅に増大する。
折率を高めるために使用されるドーパントは、ＧｅＯ2
の形のゲルマニウムである。気泡生成現象の研究におい
て、気泡源が、被ドープコア内のＧｅＯ2からのＧｅＯ
蒸気であることが確認された。ＧｅＯ蒸気はコラプスサ
イクルの全体を通して発生されるが、コラプスが進行す
る際に、蓄積されたＧｅＯ蒸気により内部管圧力が増大
し、時には、軟化したシリカ管の表面張力を越える点に
まで管内圧が増大する。このようなことが起こると、管
壁は気泡により歪められ、この歪みを元に戻す満足な方
法は存在しない。このような管は廃棄処分される。その
結果、製造収率は大幅に低下し、そして、製造コストも
大幅に増大する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、気泡生成を避けることができる改良されたMCVD法を
提供することである。
は、気泡生成を避けることができる改良されたMCVD法を
提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記課題は、コラプスの
最終段階中のMCVD法プリフォーム管における過大なＧｅ
Ｏ蒸気圧による気泡生成を除去する本発明の方法により
解決される。冷却手段を、コラプスのために使用される
トーチの直前に配設する。プリフォーム管の冷却によ
り、ＧｅＯ蒸気の輸送速度が増大し、それにより、気泡
源が除去される。
最終段階中のMCVD法プリフォーム管における過大なＧｅ
Ｏ蒸気圧による気泡生成を除去する本発明の方法により
解決される。冷却手段を、コラプスのために使用される
トーチの直前に配設する。プリフォーム管の冷却によ
り、ＧｅＯ蒸気の輸送速度が増大し、それにより、気泡
源が除去される。
【０００７】
【発明の実施の形態】基本的なMCVD法は周知であり、こ
の方法で使用される装置も周知である。これらの方法及
び装置は、例えば、J.B.MacChesney et al., "Preparat
ion of Low Loss Optical Fiber Using Simultaneous V
apor Phase Deposition and Fusion",Xth Int. Congres
s on Glass, Kyoto, Japan (1973)6-40に記載されてい
る。図１に示されるように、シリカ管１１を回転させる
ために、MCVD法ガラス旋盤（図示されていない）に装着
する。管を酸水素トーチ１２で加熱しながら、ガラス先
駆体（例えば、ＳｉＣｌ4，ＧｅＣｌ4，Ｏ2）を回転管
に流す。堆積及び固化が完了したら、管を公知の方法に
よりコラプスする。すなわち、管をガラス軟化温度より
も遙かに高い温度（すなわち、＞２０００〜２４００
℃）にまで加熱し、ガラス管の表面張力により管直径を
ゆっくりと収縮させ、最後に、トーチを多数回通過させ
た後に、所望の中実状プリフォームを生成する。トーチ
の温度は水素対酸素の比率及びトーチに供給される燃料
混合物における絶対流量により制御される。図１におけ
る符号１３で示されるような、ガス流量制御装置によ
り、Ｈ2及びＯ2の流量比率、従って、水素対酸素の比率
を制御する。その結果、計量されたガス流がトーチ１２
に供給される。水素及び酸素ガスは周知の方法により火
炎のところで混合される。
の方法で使用される装置も周知である。これらの方法及
び装置は、例えば、J.B.MacChesney et al., "Preparat
ion of Low Loss Optical Fiber Using Simultaneous V
apor Phase Deposition and Fusion",Xth Int. Congres
s on Glass, Kyoto, Japan (1973)6-40に記載されてい
る。図１に示されるように、シリカ管１１を回転させる
ために、MCVD法ガラス旋盤（図示されていない）に装着
する。管を酸水素トーチ１２で加熱しながら、ガラス先
駆体（例えば、ＳｉＣｌ4，ＧｅＣｌ4，Ｏ2）を回転管
に流す。堆積及び固化が完了したら、管を公知の方法に
よりコラプスする。すなわち、管をガラス軟化温度より
も遙かに高い温度（すなわち、＞２０００〜２４００
℃）にまで加熱し、ガラス管の表面張力により管直径を
ゆっくりと収縮させ、最後に、トーチを多数回通過させ
た後に、所望の中実状プリフォームを生成する。トーチ
の温度は水素対酸素の比率及びトーチに供給される燃料
混合物における絶対流量により制御される。図１におけ
る符号１３で示されるような、ガス流量制御装置によ
り、Ｈ2及びＯ2の流量比率、従って、水素対酸素の比率
を制御する。その結果、計量されたガス流がトーチ１２
に供給される。水素及び酸素ガスは周知の方法により火
炎のところで混合される。
【０００８】MCVD法では、最後の堆積すす層は一般的
に、ＧｅＯ2でドープされたシリカである。ＧｅＯ2は、
プリフォームのコア内のシリカの屈折率を高めるために
使用される。本発明者らは、コラプス中の最後のトーチ
通過の際に、基体管の断面が大きなガラス気泡を放出す
ることを実験的に確認した。本発明者らは、気泡生成は
コア領域におけるＧｅＯ2ドーパントの蒸発によりもの
であることを実験的に確認した。シリカ管コラプスは、
シリカガラスを軟化させるのに十分な、非常に高い温度
で行われ、ガラス表面上の表面張力の影響下で、制御さ
れた態様で管をコラプスすることができる。しかし、こ
れらの温度は大量のＧｅＯ2を気化させ、ＧｅＯ蒸気を
生成するのにも十分に高い。コラプスしている管の加熱
ゾーンからのＧｅＯ蒸気の輸送速度が気化速度よりも遅
い場合、管内に内圧が発生する。この内圧がシリカ表面
張力による毛管力を越えると、気泡が生成する。
に、ＧｅＯ2でドープされたシリカである。ＧｅＯ2は、
プリフォームのコア内のシリカの屈折率を高めるために
使用される。本発明者らは、コラプス中の最後のトーチ
通過の際に、基体管の断面が大きなガラス気泡を放出す
ることを実験的に確認した。本発明者らは、気泡生成は
コア領域におけるＧｅＯ2ドーパントの蒸発によりもの
であることを実験的に確認した。シリカ管コラプスは、
シリカガラスを軟化させるのに十分な、非常に高い温度
で行われ、ガラス表面上の表面張力の影響下で、制御さ
れた態様で管をコラプスすることができる。しかし、こ
れらの温度は大量のＧｅＯ2を気化させ、ＧｅＯ蒸気を
生成するのにも十分に高い。コラプスしている管の加熱
ゾーンからのＧｅＯ蒸気の輸送速度が気化速度よりも遅
い場合、管内に内圧が発生する。この内圧がシリカ表面
張力による毛管力を越えると、気泡が生成する。
【０００９】これらの作用を図２〜５に示す。図２は、
シリカガラスプリフォーム２１と、横移動トーチ２２を
示す。図２におけるプリフォームは、コラプスの最終段
階、すなわち、最後のトーチが通過中の状態である。こ
れらの図は模式図であり、トーチは図１に詳細に示され
た装置の模式図である。図２において、プリフォームの
一部は適正にコラプスされた状態で示されている。図３
に示されるように、最終のトーチ通過が行われる際、Ｇ
ｅＯの気化速度が、管の領域２３におけるＧｅＯ蒸気の
輸送速度を越え始め、膨張が起こる。図４は、トーチの
通過が完了した後の管を示す。この場合、ＧｅＯ蒸気は
管内に閉じ込められ、大きな気泡１５が生成する。
シリカガラスプリフォーム２１と、横移動トーチ２２を
示す。図２におけるプリフォームは、コラプスの最終段
階、すなわち、最後のトーチが通過中の状態である。こ
れらの図は模式図であり、トーチは図１に詳細に示され
た装置の模式図である。図２において、プリフォームの
一部は適正にコラプスされた状態で示されている。図３
に示されるように、最終のトーチ通過が行われる際、Ｇ
ｅＯの気化速度が、管の領域２３におけるＧｅＯ蒸気の
輸送速度を越え始め、膨張が起こる。図４は、トーチの
通過が完了した後の管を示す。この場合、ＧｅＯ蒸気は
管内に閉じ込められ、大きな気泡１５が生成する。
【００１０】例えば、"Transport Phenomena" by R.B.B
ird, W.E.Stewart and E.N.Lightfoot, John Wiley and
Sons, Inc. NY 1966, p.46などのような化学工学の教
科書に記載されているように、ＧｅＯ2からのＧｅＯの
所定の気化速度Ｑにおける、輸送距離Ｌの全域の内圧又
は圧力差ＰL−ＰOは次の数式１により求められる。 ＰL−ＰO＝（８／π）（Ｌ／Ｒi 4）Ｑμ （数式１） （式中、Ｒiは基体管開口部の半径であり、μは基体管
内側のＧｅＯ蒸気相の粘度である）
ird, W.E.Stewart and E.N.Lightfoot, John Wiley and
Sons, Inc. NY 1966, p.46などのような化学工学の教
科書に記載されているように、ＧｅＯ2からのＧｅＯの
所定の気化速度Ｑにおける、輸送距離Ｌの全域の内圧又
は圧力差ＰL−ＰOは次の数式１により求められる。 ＰL−ＰO＝（８／π）（Ｌ／Ｒi 4）Ｑμ （数式１） （式中、Ｒiは基体管開口部の半径であり、μは基体管
内側のＧｅＯ蒸気相の粘度である）
【００１１】前記内圧は、シリカの表面張力に基づく毛
管力ＦCAPにより抑えられる。毛管力は次の数式２によ
り求められる。 Ｆcap＝γ［１／Ｒi＋１／Ｒo］ （数式２）
管力ＦCAPにより抑えられる。毛管力は次の数式２によ
り求められる。 Ｆcap＝γ［１／Ｒi＋１／Ｒo］ （数式２）
【００１２】内圧が毛管力を越えると、すなわち、下記
の数式３ （８／π）（Ｌ／Ｒi 4）Ｑμ ＞ γ［１／Ｒi＋１／Ｒo］ （数式３） で示される状態になると、気泡が生成する。
の数式３ （８／π）（Ｌ／Ｒi 4）Ｑμ ＞ γ［１／Ｒi＋１／Ｒo］ （数式３） で示される状態になると、気泡が生成する。
【００１３】気相粘度は下記の数式４ μ＝μoＴ0.64874 （数式４） （式中、μoは材料に応じた定数である）で示される温
度依存性を有する。
度依存性を有する。
【００１４】ＧｅＯ2の気化速度Ｑは、コアの焼去半径
ｒの他、ＧｅＯ2ドーパント濃度、コアデルタΔ及びト
ーチの横移動速度Ｖなどに関連する。気化速度は下記の
数式５により求められる。 Ｑ＝Ｑ0ｒ2ＶＴΔ （数式５）
ｒの他、ＧｅＯ2ドーパント濃度、コアデルタΔ及びト
ーチの横移動速度Ｖなどに関連する。気化速度は下記の
数式５により求められる。 Ｑ＝Ｑ0ｒ2ＶＴΔ （数式５）
【００１５】前記の数式に基づいた、３種類の異なるコ
ア焼去半径における内圧及び毛管力対プリフォーム管開
口部直径の関係を図５に示す。図５は、気泡生成が最も
起こりやすくなる、すなわち、管内圧が過大になる場合
の条件を示す。図５のデータは、コアデルタが０．３％
のプリフォーム管に関するものである。トーチの横移動
速度は１０ｍｍ／ｍｉｎであった。曲線５１は、シリカ
管の表面張力を示す。曲線５２は焼去半径が２ｍｍの場
合のデータを示す。曲線５３は焼去半径が４ｍｍの場合
のデータを示す。曲線５４は焼去半径が６ｍｍの場合の
データを示す。図示されているように、基体管開口部の
直径が１．５〜２．５ｍｍの場合に、気泡が生成し易
い。
ア焼去半径における内圧及び毛管力対プリフォーム管開
口部直径の関係を図５に示す。図５は、気泡生成が最も
起こりやすくなる、すなわち、管内圧が過大になる場合
の条件を示す。図５のデータは、コアデルタが０．３％
のプリフォーム管に関するものである。トーチの横移動
速度は１０ｍｍ／ｍｉｎであった。曲線５１は、シリカ
管の表面張力を示す。曲線５２は焼去半径が２ｍｍの場
合のデータを示す。曲線５３は焼去半径が４ｍｍの場合
のデータを示す。曲線５４は焼去半径が６ｍｍの場合の
データを示す。図示されているように、基体管開口部の
直径が１．５〜２．５ｍｍの場合に、気泡が生成し易
い。
【００１６】気泡生成メカニズムに関するこの知見によ
れば、気泡生成を阻止又は軽減するための次のような４
つのオプションが考えられ得る。(i)MCVDプリフォーム
管の開口部を大きくすることができる、(ii)トーチ移動
速度を遅くすることができる、(iii)焼去半径を小さく
することができる、及び(iv)コラプス温度を低下させる
ことができる。これらの臨機的処置はプリフォーム管内
の内圧を低下させ、その結果、気泡生成を阻止又は軽減
する。
れば、気泡生成を阻止又は軽減するための次のような４
つのオプションが考えられ得る。(i)MCVDプリフォーム
管の開口部を大きくすることができる、(ii)トーチ移動
速度を遅くすることができる、(iii)焼去半径を小さく
することができる、及び(iv)コラプス温度を低下させる
ことができる。これらの臨機的処置はプリフォーム管内
の内圧を低下させ、その結果、気泡生成を阻止又は軽減
する。
【００１７】しかし、前記に列挙された各臨機的処理は
重大な欠点を有する。例えば、大きな開口部を有する管
がコラプスされる場合、コアが楕円形に変形する危険性
が増大する。楕円形のコアは、望ましからざる偏光モー
ド分散(PMD)と過大なスプライス損を生成する。低トー
チ移動速度は、処理時間を長引かせ、生産性を低下させ
る。焼去半径の限定は、低コラプス温度の場合と同様
に、処理時間を長引かせ、スループットを低下させる。
重大な欠点を有する。例えば、大きな開口部を有する管
がコラプスされる場合、コアが楕円形に変形する危険性
が増大する。楕円形のコアは、望ましからざる偏光モー
ド分散(PMD)と過大なスプライス損を生成する。低トー
チ移動速度は、処理時間を長引かせ、生産性を低下させ
る。焼去半径の限定は、低コラプス温度の場合と同様
に、処理時間を長引かせ、スループットを低下させる。
【００１８】本発明による好ましい解決手段は、プリフ
ォーム管の加熱ゾーンからのＧｅＯ蒸気の輸送速度を高
めることである。これは、加熱トーチの前方のプリフォ
ーム管の温度を低下させることにより行うことができ
る。これにより、ＧｅＯ蒸気の粘度μが低下し、そし
て、前記の数式１から明らかなように、管の内圧が比例
して低下する。トーチ前方のプリフォームの温度は、図
６に示されるように、加熱トーチの前方に冷却ノズルを
配置することにより低下させることができる。図６にお
いて、プリフォーム管は符号６１で示され、加熱トーチ
は符号６２で示され、冷却ノズルは符号６３で示され
る。冷却ノズルは、空気ノズル、又は不活性ガス（例え
ば、Ｎ2）のノズルであることができる。冷却ノズルか
らのガスの流速は、ガスの温度及び装置に応じて変化す
る。これらは当業者により容易に決定でき、また、一般
的に、２０〜５０リットル／ｍｉｎの範囲内である。
ォーム管の加熱ゾーンからのＧｅＯ蒸気の輸送速度を高
めることである。これは、加熱トーチの前方のプリフォ
ーム管の温度を低下させることにより行うことができ
る。これにより、ＧｅＯ蒸気の粘度μが低下し、そし
て、前記の数式１から明らかなように、管の内圧が比例
して低下する。トーチ前方のプリフォームの温度は、図
６に示されるように、加熱トーチの前方に冷却ノズルを
配置することにより低下させることができる。図６にお
いて、プリフォーム管は符号６１で示され、加熱トーチ
は符号６２で示され、冷却ノズルは符号６３で示され
る。冷却ノズルは、空気ノズル、又は不活性ガス（例え
ば、Ｎ2）のノズルであることができる。冷却ノズルか
らのガスの流速は、ガスの温度及び装置に応じて変化す
る。これらは当業者により容易に決定でき、また、一般
的に、２０〜５０リットル／ｍｉｎの範囲内である。
【００１９】本発明者らの研究によれば、プリフォーム
管の温度が１６００℃から１４００℃にまで低下される
と、プリフォーム管の内圧は１７％低下されることが確
認された。更に重要なことは、ＧｅＯ蒸気は一層低い温
度で固体状態に凝縮する。この冷却ノズルの更に別の使
用効果は、プリフォームコアからのゲルマニウムの損失
を低下させ、過剰なゲルマニウム損失に起因する周知の
屈折率低下作用を制御する助けになることである。
管の温度が１６００℃から１４００℃にまで低下される
と、プリフォーム管の内圧は１７％低下されることが確
認された。更に重要なことは、ＧｅＯ蒸気は一層低い温
度で固体状態に凝縮する。この冷却ノズルの更に別の使
用効果は、プリフォームコアからのゲルマニウムの損失
を低下させ、過剰なゲルマニウム損失に起因する周知の
屈折率低下作用を制御する助けになることである。
【００２０】図６では、単一の冷却ガスノズルしか図示
されていないが、複数のノズルを使用し、プリフォーム
管の他の外径周囲に配置することもできる。また、１本
以上の冷却ガスノズルをトーチアセンブリ内に組込むこ
ともできる。これにより、加熱トーチの前方の冷却ノズ
ルの運動はトーチの運動と容易に統合される。横移動熱
源用のガスノズルと冷却手段用のガスノズルとの間の間
隔は一般的に、１０〜１５ｃｍの範囲内である。
されていないが、複数のノズルを使用し、プリフォーム
管の他の外径周囲に配置することもできる。また、１本
以上の冷却ガスノズルをトーチアセンブリ内に組込むこ
ともできる。これにより、加熱トーチの前方の冷却ノズ
ルの運動はトーチの運動と容易に統合される。横移動熱
源用のガスノズルと冷却手段用のガスノズルとの間の間
隔は一般的に、１０〜１５ｃｍの範囲内である。
【００２１】前記に説明した方法では、火炎トーチ及び
酸素と水素との混合燃料を使用するが、例えば、マイク
ロ波プラズマリングを使用するプラズマトーチも、本発
明のMCVD法で使用することができる。また、酸水素トー
チ以外のガストーチも使用できる。本発明によれば、使
用される熱源に拘わらず、熱源の前方に冷却手段を配設
することができる。
酸素と水素との混合燃料を使用するが、例えば、マイク
ロ波プラズマリングを使用するプラズマトーチも、本発
明のMCVD法で使用することができる。また、酸水素トー
チ以外のガストーチも使用できる。本発明によれば、使
用される熱源に拘わらず、熱源の前方に冷却手段を配設
することができる。
【００２２】前記の説明において、コアで使用されるド
ーパントはＧｅＯ2であった。その他のドーパント（例
えば、Ｐ2Ｏ5、Ｂ2Ｏ3及びＡｌ2Ｏ3）も同様な気泡生成
問題を起こす。従って、本発明は使用されるドーパント
の種類により何の制限も受けない。
ーパントはＧｅＯ2であった。その他のドーパント（例
えば、Ｐ2Ｏ5、Ｂ2Ｏ3及びＡｌ2Ｏ3）も同様な気泡生成
問題を起こす。従って、本発明は使用されるドーパント
の種類により何の制限も受けない。
【００２３】熱源及び本発明の冷却手段は、管を横方向
に移動するものとして説明されている。しかし、当業者
に自明なように、この相対運動は、熱源／冷却手段又は
管の何れかを運動させることにより行うことができる。
に移動するものとして説明されている。しかし、当業者
に自明なように、この相対運動は、熱源／冷却手段又は
管の何れかを運動させることにより行うことができる。
【００２４】冷却ノズル６３からの空気又はその他のガ
スの温度は室温であるか、又は大抵の場合、ガラス管の
軟化点よりも遙かに低い温度である。冷却ガス供給源も
使用できる。例えば、液体窒素供給源からの窒素も使用
できる。加熱ゾーンの前方の管に冷却ガスを吹きかける
ことは、プリフォーム管のコラプス速度の妨げとならな
い。
スの温度は室温であるか、又は大抵の場合、ガラス管の
軟化点よりも遙かに低い温度である。冷却ガス供給源も
使用できる。例えば、液体窒素供給源からの窒素も使用
できる。加熱ゾーンの前方の管に冷却ガスを吹きかける
ことは、プリフォーム管のコラプス速度の妨げとならな
い。
【００２５】トーチの前方の管の外面に対して冷却ガス
を外部的に吹き付けて使用することは効果的であり、本
発明の好ましい実施態様であるが、本発明の所期の目的
を達するために、冷却ガスを内部的に吹き付ける実施態
様も選択できる。この実施態様を実現するためには、単
に、ノズル６３を回転管の内部に配置するだけでよい。
また、この別法は、コラプス中のプリフォームの水分汚
染を制御するために、管の内部に導入される酸素ガス及
び塩素ガスを冷却することによっても実現できる。これ
らのガスの流速は一層効果的な冷却のために、増大させ
ることもできる。
を外部的に吹き付けて使用することは効果的であり、本
発明の好ましい実施態様であるが、本発明の所期の目的
を達するために、冷却ガスを内部的に吹き付ける実施態
様も選択できる。この実施態様を実現するためには、単
に、ノズル６３を回転管の内部に配置するだけでよい。
また、この別法は、コラプス中のプリフォームの水分汚
染を制御するために、管の内部に導入される酸素ガス及
び塩素ガスを冷却することによっても実現できる。これ
らのガスの流速は一層効果的な冷却のために、増大させ
ることもできる。
【００２６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
MCVD法において、気泡生成を避けることができる。
MCVD法において、気泡生成を避けることができる。
【図１】本発明の方法を実施するのに有用なMCVD装置の
模式図である。
模式図である。
【図２】プリフォームコラプスの後期段階における気泡
発生を例証する模式図である。
発生を例証する模式図である。
【図３】プリフォームコラプスの後期段階における気泡
発生を例証する模式図である。
発生を例証する模式図である。
【図４】プリフォームコラプスの後期段階における気泡
発生を例証する模式図である。
発生を例証する模式図である。
【図５】異なる管直径を有するプリフォームに対するプ
リフォーム管の内圧を示す特性図である。
リフォーム管の内圧を示す特性図である。
【図６】プリフォーム管のコラプス中の加熱ゾーンから
のＧｅＯ輸送速度を高めるために、加熱トーチと共に併
用される冷却手段の配置例を示す模式図である。
のＧｅＯ輸送速度を高めるために、加熱トーチと共に併
用される冷却手段の配置例を示す模式図である。
１１ シリカ管 １２ 酸水素トーチ １３ ガス流量制御装置 １５ 気泡 ２１ シリカガラスプリフォーム ２２ 横移動トーチ ６１ プリフォーム管 ６２ 加熱トーチ ６３ 冷却ノズル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 596077259 600 Ｍｏｕｎｔａｉｎ Ａｖｅｎｕｅ, Ｍｕｒｒａｙ Ｈｉｌｌ， Ｎｅｗ Ｊｅ ｒｓｅｙ 07974−0636Ｕ．Ｓ．Ａ. (72)発明者 パトリック ウィリアム ウィスク アメリカ合衆国、08812 ニュージャージ ー、グリーンブルック、ゴールド ストリ ート 19 (72)発明者 ジェームス デニス ウィン アメリカ合衆国、07060 ニュージャージ ー、プレインフィールド、ジャーメイン ストリート 1415 (72)発明者 マン フェイ ヤン アメリカ合衆国、07922 ニュージャージ ー、バークリー ハイツ、ハイランド サ ークル 75
Claims (8)
- 【請求項１】 (a)加熱されたプリフォーム管の内部に
ガラス材料を堆積させるために、前記加熱プリフォーム
管の内部にガラス先駆体ガスを流すステップと、 (b)前記管を中実状のプリフォームにコラプスするため
に前記管を回転させながら、かつ、前記管が横移動熱源
の進行方向に第１の部分を有し、かつ、管の加熱が行わ
れる第２の部分を有するように、前記管の一方の端部か
ら他方の端部にまで前記横移動熱源を移動させながら、
前記ガラスをその軟化点よりも高い温度にまで加熱する
ために、前記管を横移動熱源で加熱するステップと、 (c)前記プリフォームを光ファイバに線引きするステッ
プと、からなる光ファイバの製造方法において、 (d)前記管の前記第１の部分を冷却するステップを更に
有することを特徴とする光ファイバの製造方法。 - 【請求項２】 前記管の前記第１の部分は管へのガス流
により冷却される、ことを特徴とする請求項１に記載の
方法。 - 【請求項３】 前記ガス流は、前記横移動熱源の前方で
前記管と交差する少なくとも１つのガスノズルにより吹
き付けられる、ことを特徴とする請求項２に記載の方
法。 - 【請求項４】 前記ガス流は空気である、ことを特徴と
する請求項３に記載の方法。 - 【請求項５】 前記ガス流は窒素である、ことを特徴と
する請求項３に記載の方法。 - 【請求項６】 前記ガス流は室温以下の温度にまで冷却
されている、ことを特徴とする請求項３に記載の方法。 - 【請求項７】 前記ガスノズル及び横移動熱源は一緒に
移動される、ことを特徴とする請求項３に記載の方法。 - 【請求項８】 前記先駆体ガスは、ＧｅＯ2、Ｐ2Ｏ5、
Ｂ2Ｏ3及びＡｌ2Ｏ3からなる群から選択される少なくと
も１種類のドーパントを含有する、ことを特徴とする請
求項１に記載の方法。
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|---|---|---|---|
| US09/288432 | 1999-04-08 | ||
| US09/288,432 US6220060B1 (en) | 1999-04-08 | 1999-04-08 | Optical fiber manufacture |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000290036A true JP2000290036A (ja) | 2000-10-17 |
Family
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6220060B1 (ja) |
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| JP (1) | JP2000290036A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100526533B1 (ko) * | 2002-06-24 | 2005-11-08 | 삼성전자주식회사 | 광섬유 모재 증착용 버너 |
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| US6856739B2 (en) * | 2001-11-07 | 2005-02-15 | Jds Uniphase Corporation | Optical fiber for resisting hydrogen-induced loss |
| KR100497732B1 (ko) * | 2002-07-20 | 2005-06-28 | 엘에스전선 주식회사 | 광섬유 모재 제조장치 및 이를 이용한 광섬유 모재제조방법 |
| US20050103057A1 (en) * | 2002-09-03 | 2005-05-19 | Byung-Yoon Kang | Method for making optical fiber preform having ultimately low pmd through improvement of ovality |
| KR100518057B1 (ko) * | 2002-11-07 | 2005-09-28 | 엘에스전선 주식회사 | 수정된 화학기상 증착 방법에 의한 광섬유 모재 제조 방법 |
| WO2004041737A1 (en) * | 2002-11-07 | 2004-05-21 | Ls Cable Ltd. | Method for manufacturing an optical fiber preform by mcvd |
| US8065893B2 (en) | 2009-07-10 | 2011-11-29 | Dau Wu | Process, apparatus, and material for making silicon germanium core fiber |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPS525536A (en) * | 1975-07-02 | 1977-01-17 | Hitachi Ltd | Method of producing a light fiber |
| JPS5839780B2 (ja) * | 1975-11-17 | 1983-09-01 | 株式会社日立製作所 | ヒカリフアイバプリフオ−ム ノ セイゾウホウホウ |
| JPS5296551A (en) * | 1976-02-09 | 1977-08-13 | Nec Corp | Preparation of optical fiber material |
| JPS6045134B2 (ja) * | 1978-07-07 | 1985-10-08 | 古河電気工業株式会社 | 光フアイバ用ガラスの加工方法 |
| US4632574A (en) * | 1985-01-02 | 1986-12-30 | Gte Laboratories Incorporated | Apparatus for fluidic support |
| DE4020101A1 (de) * | 1990-06-23 | 1992-01-02 | Kabelmetal Electro Gmbh | Verfahren und vorrichtung zur herstellung einer vorform fuer glasfaser-lichtwellenleiter |
| DE4039578A1 (de) * | 1990-12-12 | 1992-06-17 | Kabelmetal Electro Gmbh | Anordnung zur herstellung einer vorform fuer glasfaser-lichtwellenleiter |
| US5868815A (en) * | 1997-02-20 | 1999-02-09 | Lucent Technologies Inc. | Method of making an optical fiber by blowing on a preform tube to enhance collapse |
-
1999
- 1999-04-08 US US09/288,432 patent/US6220060B1/en not_active Expired - Fee Related
-
2000
- 2000-03-28 EP EP00302557A patent/EP1043280A1/en not_active Withdrawn
- 2000-04-07 JP JP2000106373A patent/JP2000290036A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100526533B1 (ko) * | 2002-06-24 | 2005-11-08 | 삼성전자주식회사 | 광섬유 모재 증착용 버너 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP1043280A1 (en) | 2000-10-11 |
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