JP2002154838A - 光ファイバ用ガラス母材の製造方法 - Google Patents
光ファイバ用ガラス母材の製造方法Info
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- JP2002154838A JP2002154838A JP2000349583A JP2000349583A JP2002154838A JP 2002154838 A JP2002154838 A JP 2002154838A JP 2000349583 A JP2000349583 A JP 2000349583A JP 2000349583 A JP2000349583 A JP 2000349583A JP 2002154838 A JP2002154838 A JP 2002154838A
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- 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]
- C03B37/01446—Thermal after-treatment of preforms, e.g. dehydrating, consolidating, sintering
- C03B37/0146—Furnaces therefor, e.g. muffle tubes, furnace linings
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- 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)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 多孔質ガラス母材のガラス化工程において、
多孔質ガラス母材の振れ回り現象が発生しても、コアの
偏芯や光ファイバ用ガラス母材の非円化現象を生じるこ
となくガラス化でき、高い歩留でガラス母材を製造する
ことのできる光ファイバ用ガラス母材の製造方法を提供
する。 【解決手段】 光ファイバ用多孔質ガラス母材２を脱水
ガス及び／又は不活性ガスの混合ガス雰囲気中で回転さ
せながら円筒状のヒータ９内で加熱し、脱水、焼結・ガ
ラス化を行う光ファイバ用ガラス母材の製造方法におい
て、該多孔質ガラス母材２の外径ｄと該ヒータ９の内径
Ｄとの比が０．５≦ｄ／Ｄ≦０．９であることを特徴と
している。
多孔質ガラス母材の振れ回り現象が発生しても、コアの
偏芯や光ファイバ用ガラス母材の非円化現象を生じるこ
となくガラス化でき、高い歩留でガラス母材を製造する
ことのできる光ファイバ用ガラス母材の製造方法を提供
する。 【解決手段】 光ファイバ用多孔質ガラス母材２を脱水
ガス及び／又は不活性ガスの混合ガス雰囲気中で回転さ
せながら円筒状のヒータ９内で加熱し、脱水、焼結・ガ
ラス化を行う光ファイバ用ガラス母材の製造方法におい
て、該多孔質ガラス母材２の外径ｄと該ヒータ９の内径
Ｄとの比が０．５≦ｄ／Ｄ≦０．９であることを特徴と
している。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバ用多孔
質ガラス母材を脱水し、焼結・ガラス化を行って光ファ
イバ用に好適なガラス母材を得る光ファイバ用ガラス母
材の製造方法に関する。
質ガラス母材を脱水し、焼結・ガラス化を行って光ファ
イバ用に好適なガラス母材を得る光ファイバ用ガラス母
材の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】主として通信に用いられる光ファイバ
は、外付けＣＶＤ法により原料ガスを火炎加水分解反応
させて生成したガラス微粒子を出発部材に堆積させて多
孔質ガラス母材を製造し、得られた多孔質ガラス母材を
脱水ガス及び／又は不活性ガスの混合ガス雰囲気中で回
転させながら電気炉内に垂下し、脱水、焼結・ガラス化
を行って得られたガラス母材を所望の径に縮径して光フ
ァイバ用プリフォームとした後、このプリフォームを高
温で線引きすることによって製造されている。
は、外付けＣＶＤ法により原料ガスを火炎加水分解反応
させて生成したガラス微粒子を出発部材に堆積させて多
孔質ガラス母材を製造し、得られた多孔質ガラス母材を
脱水ガス及び／又は不活性ガスの混合ガス雰囲気中で回
転させながら電気炉内に垂下し、脱水、焼結・ガラス化
を行って得られたガラス母材を所望の径に縮径して光フ
ァイバ用プリフォームとした後、このプリフォームを高
温で線引きすることによって製造されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】多孔質ガラス母材の脱
水、焼結・ガラス化工程は、一般的に縦型の電気炉を用
い、脱水ガス及び／又は不活性ガスからなる混合ガス雰
囲気中で、多孔質ガラス母材を回転させながら加熱する
ことにより行なわれる。電気炉での加熱は、一般的に多
孔質ガラス母材の上部を支持し、電気炉ヒータ内に回転
させつつ下降させて行なわれる。しかし、多孔質ガラス
母材上部の回転機構部で把持された位置から下端までの
長さが極めて長いため、多孔質ガラス母材が僅かでもそ
の重心位置からズレて把持されていると、回転によって
多孔質ガラス母材自身が特定の一方向に振れ回る現象が
発生し、これを完全に阻止することは困難である。
水、焼結・ガラス化工程は、一般的に縦型の電気炉を用
い、脱水ガス及び／又は不活性ガスからなる混合ガス雰
囲気中で、多孔質ガラス母材を回転させながら加熱する
ことにより行なわれる。電気炉での加熱は、一般的に多
孔質ガラス母材の上部を支持し、電気炉ヒータ内に回転
させつつ下降させて行なわれる。しかし、多孔質ガラス
母材上部の回転機構部で把持された位置から下端までの
長さが極めて長いため、多孔質ガラス母材が僅かでもそ
の重心位置からズレて把持されていると、回転によって
多孔質ガラス母材自身が特定の一方向に振れ回る現象が
発生し、これを完全に阻止することは困難である。
【０００４】ガラス化工程において振れ回り現象が生じ
ると、多孔質ガラス母材のガラス化速度が特定の半径方
向に不均一となり、ガラス母材のコアに偏芯が発生し、
接続ロスが大きくなるなど製品に重大な欠陥を生じさせ
る。この偏芯現象が生じる場合、製造された光ファイバ
用ガラス母材そのものが真円でなくなる非円化現象を生
じることも多く、さらに、光学特性上重大な欠陥を生
じ、歩留低下に結びつく。
ると、多孔質ガラス母材のガラス化速度が特定の半径方
向に不均一となり、ガラス母材のコアに偏芯が発生し、
接続ロスが大きくなるなど製品に重大な欠陥を生じさせ
る。この偏芯現象が生じる場合、製造された光ファイバ
用ガラス母材そのものが真円でなくなる非円化現象を生
じることも多く、さらに、光学特性上重大な欠陥を生
じ、歩留低下に結びつく。
【０００５】本発明は、これらの問題点を解決するため
になされたものであり、多孔質ガラス母材の振れ回り現
象が発生しても、コアの偏芯や光ファイバ用ガラス母材
の非円化現象を生じることなくガラス化でき、高い歩留
でガラス母材を製造することのできる光ファイバ用ガラ
ス母材の製造方法を提供することを目的としている。
になされたものであり、多孔質ガラス母材の振れ回り現
象が発生しても、コアの偏芯や光ファイバ用ガラス母材
の非円化現象を生じることなくガラス化でき、高い歩留
でガラス母材を製造することのできる光ファイバ用ガラ
ス母材の製造方法を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】そこで本発明者等は、上
記課題を解決するため鋭意検討を重ねた結果、多孔質ガ
ラス母材のガラス化工程でのガラス母材のコアの偏芯や
ガラス母材の非円化現象が、多孔質ガラス母材の径と、
これを加熱・ガラス化するために、特に電気炉内に配設
される筒状のヒータの内径に大きく影響を受けることを
見出し、本発明を完成した。
記課題を解決するため鋭意検討を重ねた結果、多孔質ガ
ラス母材のガラス化工程でのガラス母材のコアの偏芯や
ガラス母材の非円化現象が、多孔質ガラス母材の径と、
これを加熱・ガラス化するために、特に電気炉内に配設
される筒状のヒータの内径に大きく影響を受けることを
見出し、本発明を完成した。
【０００７】すなわち、本発明は、光ファイバ用多孔質
ガラス母材を脱水ガス及び／又は不活性ガスの混合ガス
雰囲気中で回転させながら円筒状のヒータ内で加熱し、
脱水、焼結・ガラス化を行う光ファイバ用ガラス母材の
製造方法において、該多孔質ガラス母材の外径ｄと該ヒ
ータの内径Ｄとの比が０.５≦ｄ／Ｄ≦０.９であること
を特徴とする光ファイバ用ガラス母材の製造方法であ
る。なお、ここでｄは、多孔質ガラス母材の太径部の外
径を示す。また、この場合、多孔質ガラス母材の外径ｄ
と該ヒータの全長Ｌとの比が０.５≦ｄ／Ｌ≦０.９であ
ることが好ましい。なお、多孔質ガラス母材の脱水、焼
結・ガラス化は、ヒータの内側に炉芯管を備えた加熱装
置内で行うのが好ましい。
ガラス母材を脱水ガス及び／又は不活性ガスの混合ガス
雰囲気中で回転させながら円筒状のヒータ内で加熱し、
脱水、焼結・ガラス化を行う光ファイバ用ガラス母材の
製造方法において、該多孔質ガラス母材の外径ｄと該ヒ
ータの内径Ｄとの比が０.５≦ｄ／Ｄ≦０.９であること
を特徴とする光ファイバ用ガラス母材の製造方法であ
る。なお、ここでｄは、多孔質ガラス母材の太径部の外
径を示す。また、この場合、多孔質ガラス母材の外径ｄ
と該ヒータの全長Ｌとの比が０.５≦ｄ／Ｌ≦０.９であ
ることが好ましい。なお、多孔質ガラス母材の脱水、焼
結・ガラス化は、ヒータの内側に炉芯管を備えた加熱装
置内で行うのが好ましい。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明の製造方法を図を用いてさ
らに詳細に説明する。図１は、光ファイバ用多孔質ガラ
ス母材を脱水、焼結・ガラス化する装置の一例を示す概
略縦断面図である。図において、ガラス母材製造装置1
には、多孔質ガラス母材２が軸棒３に連結され蓋４を貫
通して炉心管５内に垂下されている。軸棒３に繋がれた
モータ６には、降下速度制御装置７が接続されている。
らに詳細に説明する。図１は、光ファイバ用多孔質ガラ
ス母材を脱水、焼結・ガラス化する装置の一例を示す概
略縦断面図である。図において、ガラス母材製造装置1
には、多孔質ガラス母材２が軸棒３に連結され蓋４を貫
通して炉心管５内に垂下されている。軸棒３に繋がれた
モータ６には、降下速度制御装置７が接続されている。
【０００９】炉心管５の外周には、多孔質ガラス母材２
を焼結するための加熱炉８が配置され、加熱炉８内には
筒状のヒータ９が設置されている。炉内の温度は、図示
を省略した温度センサを介して温度制御装置１０によっ
て制御される。炉心管５の下方には、ガス導入管１１が
接続され、炉心管５の上方に設けられた排気管１２から
排気されるようになっている。このガラス母材製造装置
1を用いて、後述する実施例１のようにして多孔質ガラ
ス母材２のガラス化工程が行なわれる。
を焼結するための加熱炉８が配置され、加熱炉８内には
筒状のヒータ９が設置されている。炉内の温度は、図示
を省略した温度センサを介して温度制御装置１０によっ
て制御される。炉心管５の下方には、ガス導入管１１が
接続され、炉心管５の上方に設けられた排気管１２から
排気されるようになっている。このガラス母材製造装置
1を用いて、後述する実施例１のようにして多孔質ガラ
ス母材２のガラス化工程が行なわれる。
【００１０】図２は、多孔質ガラス母材２とヒータ９の
関係を示す概略図である。本発明は、多孔質ガラス母材
２の外径ｄとヒータ９の内径Ｄとの比ｄ／Ｄを０.５〜
０.９の範囲、より好ましくは０.６〜０.８の範囲とす
るものである。ｄ／Ｄが０.５未満では、半径方向の温
度勾配の大きな場所で焼結することになり、僅かな多孔
質ガラス母材２の振れ回りによって、多孔質ガラス母材
２の円周方向に温度差が大きくなってガラス化が不均一
となり、コアの偏芯が発生する。他方、ヒータ９の内径
Ｄが相対的に小さくなり、ｄ／Ｄが０.９を超えると、
多孔質ガラス母材の振れ回り時にヒータに接触する虞が
ある。つまり、ヒータ９あるいは炉芯管５に多孔質ガラ
ス母材２が接触しやすくなるという問題を生じる。
関係を示す概略図である。本発明は、多孔質ガラス母材
２の外径ｄとヒータ９の内径Ｄとの比ｄ／Ｄを０.５〜
０.９の範囲、より好ましくは０.６〜０.８の範囲とす
るものである。ｄ／Ｄが０.５未満では、半径方向の温
度勾配の大きな場所で焼結することになり、僅かな多孔
質ガラス母材２の振れ回りによって、多孔質ガラス母材
２の円周方向に温度差が大きくなってガラス化が不均一
となり、コアの偏芯が発生する。他方、ヒータ９の内径
Ｄが相対的に小さくなり、ｄ／Ｄが０.９を超えると、
多孔質ガラス母材の振れ回り時にヒータに接触する虞が
ある。つまり、ヒータ９あるいは炉芯管５に多孔質ガラ
ス母材２が接触しやすくなるという問題を生じる。
【００１１】また、多孔質ガラス母材２の外径ｄとヒー
タ９の全長Ｌとの比ｄ／Ｌが０.５未満では、ヒータ及
び断熱材、冷却系など加熱炉の付帯設備が大きくなり、
コストアップとなる。他方、ヒータ９の全長Ｌが相対的
に短くなりすぎてｄ／Ｌが０.９を超えると、多孔質ガ
ラス母材中の軸方向への伝熱が不充分となり、その中心
部の透明ガラス化が不充分となる。従って、ｄ／Ｌは
０.５〜０.９の範囲とされる。好ましくは０.６〜０.８
の範囲である。
タ９の全長Ｌとの比ｄ／Ｌが０.５未満では、ヒータ及
び断熱材、冷却系など加熱炉の付帯設備が大きくなり、
コストアップとなる。他方、ヒータ９の全長Ｌが相対的
に短くなりすぎてｄ／Ｌが０.９を超えると、多孔質ガ
ラス母材中の軸方向への伝熱が不充分となり、その中心
部の透明ガラス化が不充分となる。従って、ｄ／Ｌは
０.５〜０.９の範囲とされる。好ましくは０.６〜０.８
の範囲である。
【００１２】このような製造装置を用いて、ヒータの半
径方向への温度勾配が緩やかなヒータに近い部分でガラ
ス化を行えば、特定の半径方向でガラス化速度が不均一
になる現象を抑制することができ、設備生産性を低下さ
せることなく、ガラス母材のコアの偏芯やガラス母材の
非円化現象を抑制出来、歩留向上を実現することができ
る。
径方向への温度勾配が緩やかなヒータに近い部分でガラ
ス化を行えば、特定の半径方向でガラス化速度が不均一
になる現象を抑制することができ、設備生産性を低下さ
せることなく、ガラス母材のコアの偏芯やガラス母材の
非円化現象を抑制出来、歩留向上を実現することができ
る。
【００１３】なお、本発明の製造方法は、外付けＣＶＤ
法で製造された多孔質ガラス母材の脱水、焼結・ガラス
化はもとより、気相軸付け法で形成したコアやクラッド
の脱水、焼結・ガラス化に用いることもできる。
法で製造された多孔質ガラス母材の脱水、焼結・ガラス
化はもとより、気相軸付け法で形成したコアやクラッド
の脱水、焼結・ガラス化に用いることもできる。
【００１４】
【実施例】（実施例１〜３、比較例１）図１に示した製
造装置を用いて、表１に示した外径を有し、長さ３,０
００ｍｍの各光ファイバ用多孔質ガラス母材について、
次のようにしてガラス化を行なった。先ず、気相軸付け
法によりコアとクラッドを形成した後、そのクラッド外
周に外付けＣＶＤ法によりクラッドをさらに成長させて
製造した多孔質ガラス母材を、炉心管内に垂下した。
造装置を用いて、表１に示した外径を有し、長さ３,０
００ｍｍの各光ファイバ用多孔質ガラス母材について、
次のようにしてガラス化を行なった。先ず、気相軸付け
法によりコアとクラッドを形成した後、そのクラッド外
周に外付けＣＶＤ法によりクラッドをさらに成長させて
製造した多孔質ガラス母材を、炉心管内に垂下した。
【００１５】次いで、脱水反応用ガスである塩素ガスと
ヘリウムガスの混合ガス（塩素ガス体積＝３０Vol％）
をガス導入管から炉心管内に１０Ｌ／分の流量で導入し
た後、降下速度制御装置でモータの回転数を制御して多
孔質ガラス母材を１.２ｍｍ／分の降下速度で回転させ
ながら降下し、ヒータの温度を温度制御装置の比例積分
微分動作(ＰＩＤ動作)で１,６００℃に制御して加熱し
た。
ヘリウムガスの混合ガス（塩素ガス体積＝３０Vol％）
をガス導入管から炉心管内に１０Ｌ／分の流量で導入し
た後、降下速度制御装置でモータの回転数を制御して多
孔質ガラス母材を１.２ｍｍ／分の降下速度で回転させ
ながら降下し、ヒータの温度を温度制御装置の比例積分
微分動作(ＰＩＤ動作)で１,６００℃に制御して加熱し
た。
【００１６】多孔質ガラス母材が降下ストロークの５０
％の位置まで降下したところで、降下速度を２.０ｍｍ
／分に変更した。さらに、多孔質ガラス母材が降下スト
ロークの７５％の位置まで降下したところで、降下速度
を３.０ｍｍ／分に変更し、かつヒータの温度を１,６３
０℃に上げて焼結を行ない、光ファイバ用ガラス母材を
製造した。
％の位置まで降下したところで、降下速度を２.０ｍｍ
／分に変更した。さらに、多孔質ガラス母材が降下スト
ロークの７５％の位置まで降下したところで、降下速度
を３.０ｍｍ／分に変更し、かつヒータの温度を１,６３
０℃に上げて焼結を行ない、光ファイバ用ガラス母材を
製造した。
【００１７】このようにして得られた光ファイバ用ガラ
ス母材の表面を円筒研削した後、電気炉にて外径６０mm
φに延伸して光ファイバ用プリフォームとし、これを線
引き機で紡糸し、外径１２５μｍの光ファイバを得た。
この光ファイバのコア部偏芯率を光ファイバ構造測定装
置(「Model 2400」、Photon Kinetics社製)により測定
した。測定結果を表１に示す。この結果、表１から明ら
かなように、ｄ／Ｄ及びｄ／Ｌが上記範囲内にある実施
例１〜３の光ファイバ用ガラス母材から得られた光ファ
イバのコア部偏芯率は０.３０％以下であり、優れた特
性を示すことが分かった。
ス母材の表面を円筒研削した後、電気炉にて外径６０mm
φに延伸して光ファイバ用プリフォームとし、これを線
引き機で紡糸し、外径１２５μｍの光ファイバを得た。
この光ファイバのコア部偏芯率を光ファイバ構造測定装
置(「Model 2400」、Photon Kinetics社製)により測定
した。測定結果を表１に示す。この結果、表１から明ら
かなように、ｄ／Ｄ及びｄ／Ｌが上記範囲内にある実施
例１〜３の光ファイバ用ガラス母材から得られた光ファ
イバのコア部偏芯率は０.３０％以下であり、優れた特
性を示すことが分かった。
【００１８】
【表１】
【００１９】
【発明の効果】本発明を採用することによって、光ファ
イバ用ガラス母材としてコアの偏芯率が極めて小さく、
光ファイバ用として優れた光学特性を有し、設備生産性
を低下させることなく、歩留向上が実現できる。
イバ用ガラス母材としてコアの偏芯率が極めて小さく、
光ファイバ用として優れた光学特性を有し、設備生産性
を低下させることなく、歩留向上が実現できる。
【図１】 本発明の製造方法で用いる装置の一例を示す
概略縦断面図である。
概略縦断面図である。
【図２】 多孔質ガラス母材とヒータの関係を示す概略
図である。
図である。
１． ガラス母材製造装置 ２． 多孔質ガラス母材 ３． 軸棒 ４． 蓋 ５． 炉心管 ６． モータ ７． 降下速度制御装置 ８． 加熱炉 ９． ヒータ １０． 温度制御装置 １１． ガス導入管 １２． 排気管
Claims (3)
- 【請求項１】 光ファイバ用多孔質ガラス母材を脱水ガ
ス及び／又は不活性ガスの混合ガス雰囲気中で回転させ
ながら円筒状のヒータ内で加熱し、脱水、焼結・ガラス
化を行う光ファイバ用ガラス母材の製造方法において、
該多孔質ガラス母材の外径ｄと該ヒータの内径Ｄとの比
が０.５≦ｄ／Ｄ≦０.９であることを特徴とする光ファ
イバ用ガラス母材の製造方法。 - 【請求項２】 前記多孔質ガラス母材の外径ｄとヒータ
の全長Ｌとの比が０.５≦ｄ／Ｌ≦０.９である請求項１
に記載の光ファイバ用ガラス母材の製造方法。 - 【請求項３】 前記ヒータの内側に炉芯管を備えた加熱
装置内で脱水、焼結・ガラス化を行う請求項１又は２に
記載の光ファイバ用ガラス母材の製造方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000349583A JP2002154838A (ja) | 2000-11-16 | 2000-11-16 | 光ファイバ用ガラス母材の製造方法 |
| EP01250398A EP1207139B1 (en) | 2000-11-16 | 2001-11-13 | Method for sintering a porous-glass preform for an optical fibre |
| US09/987,404 US20020056292A1 (en) | 2000-11-16 | 2001-11-14 | Method for sinterring porous-glass material, method for manufacturing preform and optical fiber, and porous-glass material |
| CA002363356A CA2363356A1 (en) | 2000-11-16 | 2001-11-15 | Method for sintering porous-glass material, method for manufacturing preform and optical fiber, and porous-glass material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000349583A JP2002154838A (ja) | 2000-11-16 | 2000-11-16 | 光ファイバ用ガラス母材の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002154838A true JP2002154838A (ja) | 2002-05-28 |
Family
ID=18822963
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000349583A Pending JP2002154838A (ja) | 2000-11-16 | 2000-11-16 | 光ファイバ用ガラス母材の製造方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20020056292A1 (ja) |
| EP (1) | EP1207139B1 (ja) |
| JP (1) | JP2002154838A (ja) |
| CA (1) | CA2363356A1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2022049501A (ja) * | 2020-09-16 | 2022-03-29 | 信越化学工業株式会社 | 光ファイバ用ガラス母材の製造方法 |
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| JP2005263557A (ja) * | 2004-03-18 | 2005-09-29 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 多孔質ガラス母材の焼結方法及び焼結装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2808857B2 (ja) * | 1989-09-06 | 1998-10-08 | 住友電気工業株式会社 | 光ファイバ用ガラス母材の加熱炉および製法 |
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