JP2008509874A - 石英ガラスの光学部品を製造するための延伸方法、及びこの方法を行うのに適した予備製品 - Google Patents

Abstract

延伸プロセスの短縮及び材料損失の最小化を目的とする、石英ガラスの光学部品を製造するための延伸方法が示されている。このために、本発明によれば以下の方法ステップが提案される：ａ）石英ガラスの中空円筒体の端面が、テーパした端部の形成によって、ボアを有する石英ガラスのアタッチメント片に結合され、中空円筒体の内部ボアとアタッチメント片のボアとが通路ボアの形成によって少なくとも一時的に相互に流体流通可能に接続され、ｂ）クリーニング流体が中空円筒体の内部ボアと通路ボアとに流過させられ、ｃ）アタッチメント片の接触面に当接する石英ガラスのコアロッドが、中空円筒体の内部ボアに挿入され、ｄ）中空円筒体が、テーパした端部から、ゾーンごとに加熱された加熱ゾーンに連続的に供給され、線引き端部を形成し、部材が線引き端部から連続的に引き延ばされる。

Description

本発明は、石英ガラスの光学部品を製造するための延伸方法に関する。

さらに、本発明は、この方法を行うのに適した予備製品に関する。

石英ガラスの予備製品を延伸することによって得られる光学部品は、光ファイバ、又は光ファイバから引き出される中実プリフォームである。

延伸の間、予備製品の軟化した下端部に線引き端部が形成され、この線引き端部から、部品が与えられたジオメトリ及び所望の寸法を備えながら線引きされることができる線引き段階に特に重点が置かれている。線引き端部の成形は時間がかかり、線引き炉の生産性が犠牲になる。予備製品の外径が大きくなると、線引き段階に必要な時間も長くなる。

まず、予備製品の下端部に、線引き端部と同様の外形を提供することによって、非生産的な線引き段階が著しく短縮されることができる。最も単純な場合、このことは、下端部を円錐状に研削することによって行われる。

光ファイバのためのプリフォームの延伸の間の線引き工程を促進するために、米国特許第６６４９２６１号明細書は、厳格な意味での延伸工程の前に、プリフォーム下端部を加熱及び延伸することによって、プリフォーム下端部が円錐状に形成されることを提案している。

繊維線引き工程の前のプリフォームの同様の予備線引きが、国際公開第０２／２８７８９号パンフレットに提案されている。このために、プリフォームは、厳密な意味での線引き炉の線引きゾーンと同様の温度プロフィルを有する加熱装置においてその下端部が前成形される。加熱装置において、後の線引き端部と同様のプリフォームの線引き端部は、熱及び重力の作用により円錐状に成形される。このように前形成された線引き端部を備えたプリフォームは、引き続き線引き炉に供給され、延伸されて繊維となる。

このタイプの別の方法が米国特許第６６４４０６９号明細書に記載されている。繊維線引きプロセスの前に、質量が滴下するようにプリフォームの線引き端部が軟化される。滴は除去され、線引き端部と類似の残りの端部が冷却された後、繊維がプリフォームから線引きされる。

公知の方法は線引き段階を短縮し、これにより、繊維線引き炉の生産性が改善される。しかしながら、予備線引きの間に線引きされる石英ガラス質量は材料の損失であり、このことは、特に、極めて高いコストで製造される剛性石英ガラスの場合のコスト要因として認識される。

特開平１０−１８２１７９号公報は、減じられた外径の管状線引き部材の形式のアタッチメント片が、延伸させようとする光ファイバのためのプリフォームの下端部に溶接されるという方法を提案している。これにより線引き工程が短縮され、それと同時に材料の損失も低減される。

溶接によってアタッチメント片を結合することは、不純物又は汚染物が形成又は放出される加熱工程を必要とする。この工程では、粒子が予備製品の表面に堆積し、境界面における欠陥、又はその後の処理における繊維裂断を生じるおそれがある。

したがって、本発明の目的は、石英ガラスの光学部品を製造するために使用され、線引き工程の短縮及び材料損失の最小化を提供し、同時に前記欠点を回避するような線引き方法を提供することである。

さらに、本発明の目的は、本発明による方法を行うのに適した予備製品を示すことである。

方法に関しては、前記方法から出発する前記目的は、以下のステップを含む方法によって本発明によって達成される：
ａ）石英ガラスの中空円筒体の端面が、テーパした端部の形成によって、ボアを有する石英ガラスのアタッチメント片に結合され、中空円筒体の内部ボアとアタッチメント片のボアとが通路ボアの形成によって少なくとも一時的に相互に流体流通可能に接続され、
ｂ）クリーニング流体が中空円筒体の内部ボアと通路ボアとに流過させられ、
ｃ）アタッチメント片の接触面に当接する石英ガラスのコアロッドが、中空円筒体の内部ボアに挿入され、
ｄ）中空円筒体が連続的に、テーパした端部から、ゾーンごとに加熱された加熱ゾーンまで、線引き端部の形成を提供され、部品が線引き端部から連続的に線引きされる。

石英ガラスの中空円筒体は、光ファイバを製造するための管状の半完成された製品、特に、コアロッドとコアロッドを包囲するクラッド管とを含む複数の円筒状石英ガラス部材から成る同軸配列のクラッド管である。

厳密な意味での延伸工程の前に、プリフォームのための従来技術から知られているように中空円筒体には、線引き端部と類似の引張り端部が設けられており、このことは、引張り工程を簡易化し、引張り段階を短縮する。引張り端部は、完全に又は大部分が、アタッチメント片によって形成されており、このアタッチメント片は、石英ガラス円筒体に突合せ溶接されておりかつより貴重でない石英ガラス、例えば廃棄材料又は残留石英ガラス部品から成ることができる。したがって、石英ガラスのより貴重な中空円筒体材料は、線引き端部を形成する間、節約されることができる。

このように、石英ガラスの中空円筒体に、テーパした端部が提供され、この端部は完全に又は部分的にアタッチメント片によって形成されている。テーパした端部は中空円筒部分内へ延びることができる。

石英ガラスの中空円筒体はコアロッドを包囲している。コアロッドは、半径方向で見て不均一な屈折率プロフィルを備えた、石英ガラスのロッドである。光ファイバのための中実のプリフォームは、コアロッド及び少なくとも１つのクラッド管のこのような同軸配列を圧潰及び延伸することによって製造されるか、又は光ファイバは、同軸配列から直接に引き延ばされ、この方法は"ＯＤＤ（overclad-during-drawing）"法と呼ばれている。光ファイバを直接に線引きするためのこのような同軸の配列は、例えば独国特許第１０２１４０２９号明細書に記載されている。

互いに上下に緩く積層された複数のコアロッド片から成ることもできるコアロッドと、中空円筒体との間、選択的に別のクラッド管の間に、環状ギャップが形成されている。

アタッチメント片はボアを有しており、このボアは中空円筒体の内部ボアと連通しており、クリーニング流体が通過させられることができる通路ボアを形成している。このことは、中空円筒体の内部ボアの内壁のクリーニング、ひいてはアタッチメント片の取付けによって生ぜしめられる汚染物の除去を可能にする。クリーニング流体としては液体及び気体が適している（例えばフッ化水素酸）。

垂直の向きで、コアロッドは直接に又は間接的に、延伸工程の最初にアタッチメント片の接触面に当接する。異なる向きで、コアロッドは直接に又は間接的に、少なくともアタッチメント片の接触面に当接する。

間接的な接触（又は支持）の場合、１つ又は複数の中間エレメントが、コアロッドとアタッチメント片との間、又はコアロッドと、コアロッドを包囲し、その中にコアロッドが固定されかつそれ自体がアタッチメント片に当接するクラッド管との間に設けられる。

直接接触（又は支持）の場合に、コアロッドの外径が管状のアタッチメント片のボアの内径よりも大きく、ボアが中空円筒体に隣接しているならば、コアロッドは完全にアタッチメント片の上方に固定される。さもなければ、コアロッドは、ある程度アタッチメント片のボア内へ延びていて、ボアのテーパする内壁に当接することができ、これにより、コアロッドは半径方向で中心合わせされる。

接触面は、コアロッド、中間片、又はコアロッドを固定するクラッド管が、アタッチメント片と接触する領域であることを意味する。

延伸工程の最初に、アタッチメント片のボアは依然として開放しているか又は既に閉鎖されている。中空円筒体に面したボアの上側部分は、上に説明したように、コアロッドの半径方向中心合わせのために使用されることができる。アタッチメント片の支持領域はさらに、通常は高温の変形ステップを必要としかつ付加的なコスト及び製造しようとする光学部品の品質の損失の危険性を伴うあらゆるその他の固定手段を用いることなく、コアロッドの規定された及び再現可能な軸方向固定に寄与する。

さらに、延伸プロセスの最初における開放したボアは、保護剤又は清浄剤を用いたコアロッドとクラッド管との間の環状ギャップの清掃をも可能にし、これにより、汚染物は除去されるか又は中空円筒体の内部ボアに進入するのを防止される。

アタッチメント片は、石英ガラスの中空円筒体への取付け時には既にテーパした引張り端部を有することができる。しかしながら、アタッチメント片が中空円筒体の端部に溶接され、引き続き軟化及びテーパされることによりテーパ部を形成する方法が好適である。

アタッチメント片のテーパ部はここでは完全に又は部分的に、中空円筒体への取付け後に初めて軟化及び延伸によって形成される。したがって、石英ガラスの中空円筒体へのアタッチメント片の溶接が簡単になる。アタッチメント片のテーパ部のジオメトリは、線引き炉において生じる条件と、製造しようとする部品の直径とに適応させられる。特に、アタッチメント片の最小外径は重要な役割を果たす。この直径は、製造されるべき光学部品の公称外径よりも著しく大きいべきではない。したがって、アタッチメント片は、ストランドの最小外径が光学部品の外径とほぼ等しいか又は僅かにだけ大きくなるように、テーパしたストランドが形成されるように延伸される。

テーパ部がアタッチメント片に形成された後、アタッチメント片の自由端部は、あらゆる所望の形状の質量を形成し、この質量は、その重量により、後続の延伸プロセスにおける引張りを促進することができる。これに対して、前記質量は延伸プロセスにおける障害を提供することもあり、したがって、延伸プロセスの前に前記端部を分離することがより有利であることが分かっている。したがって、テーパ部の最終的な形成は有利には、テーパ部を貫通した分離平面に沿ったアタッチメント片の分離を含む。

これは、特に線引き炉における所定のジオメトリに適応させられた再現可能な最小断面積（中空円筒体の長手方向軸線の方向で見た場合）を備えた、規定されたジオメトリのテーパ部を生ぜしめる。この場合分離箇所はテーパ部の最も細い箇所に自動的に位置決めされない。

クリーニング及び清掃作業を行うために、アタッチメント片は好適にはテーパ部における開放したボアを有する。

アタッチメント片のボアは、テーパ部の形成中に狭まる。前記形成は、ボアがテーパ部の端部まで開放しているか又は少なくとも分離箇所まで開放しているように行われる。

経済的な手順の理由から、中空円筒体への溶接及びテーパ部の形成はジョイント加熱プロセスにおいて行われる。

第１の作業ステップにおいて、アタッチメント片が石英ガラスの中空円筒体の端部に溶接され、第２の作業ステップにおいて、テーパ部が、アタッチメント片をある程度延伸することによってアタッチメントに形成される。

合成石英ガラスのアタッチメント片が使用される場合に有効であることが分かっている。

石英ガラスの中空円筒体も合成石英ガラスから成る。アタッチメント片のための特定の材料の使用により２つの粘度は異ならないか又は僅かにのみ異なり、アタッチメントゾーンの領域における放射搬送はほとんど妨げられず、これにより、アタッチメントプロセスが促進される。アタッチメントゾーンは、以下では溶接によるアタッチメント片の接合中に中空円筒体とアタッチメント片との間に形成される接触領域であると理解される。

ヒドロキシル基含量は、合成石英ガラスの場合の粘度及び放射搬送にとって決定的である。それに関して、アタッチメントゾーンを形成する前に、アタッチメント片の合成石英ガラスは好適には、多くとも５ｗｔ ｐｐｍだけ、石英ガラスから成る中空円筒体のものとは異なる、ヒドロキシル基平均含有量を有している。

しかしながら、アタッチメントプロセスの間、ヒドロキシル基を備えた石英ガラスの表面負荷は、高温により生じる。特に、したがって、アタッチメントゾーンの周囲の領域は、他の石英ガラスのものよりも高いヒドロキシル基濃度を示す。しかしながら、アタッチメント片の取付けの成功のために決定的であるのは、取付けプロセス前の、石英ガラスの中空円筒体と、アタッチメント片との平均含有量である。取付けプロセスの後、これは、ヒドロキシル基を備えた石英ガラスの表面負荷によって影響されず、アタッチメントゾーンからの所定の距離によって表される。これらの理由から、予備製品は以下の点で好適である。アタッチメントゾーンから少なくとも１ｃｍ離れた領域におけるアタッチメント片の合成石英ガラスは、アタッチメント片から少なくとも１ｃｍ離れた領域における５ｗｔ ｐｐｍだけ石英ガラスの中空円筒体のものから逸れたヒドロキシル基の平均含量を示す。

アタッチメント片は特に、延伸させようとする石英ガラス中空円筒体の引張り端部をテーパさせるために働く。この機能は、最大外径が、アタッチメント片に面した端部における石英ガラスの中空円筒体の外径から１０ｍｍだけ逸れたアタッチメント片が使用される場合に促進される。

有利には、アタッチメント片に面した石英ガラスの中空円筒体の端部は外側円錐として構成されている。

中空円筒体の外側円錐は部分的に、予備製品のテーパした端部に寄与する。さらに、外側円錐の最小外径は、アタッチメントゾーンの領域におけるアタッチメント片の外径に容易に適応させられることができ、これにより、延伸プロセス中の直径の付随する変化のように、外径における段部が回避され、所望の直径の迅速な調整が促進される。

石英ガラスの中空円筒体は好適には、コアロッドと、コアロッドを包囲する１つ又は複数のクラッド管とから成る同軸配列の外側クラッド管を形成している。

コアロッドを支持及び固定すること以外に、アタッチメント片は、中空円筒体の内部ボアにコアロッドと中空円筒体との間に設けられた可能なクラッド管を支持及び固定するために働く。

アタッチメント片とコアロッドとの間にスペーサディスクを提供することが有利であることも分かっている。

コアロッドは直接的又は間接的にスペーサディスクに当接し、アタッチメントゾーンから前記ディスクによって押し離されている。これは、材料を節約する。すなわち、アタッチメントゾーンから線引きされる部品は通常、寸法安定性に関する要求をまだ満たしておらず、廃棄物を生じる。これに対し、上記手段では、コアロッドを中空円筒体の内部ボアに軸方向で規定された位置に位置決めすることができ、貴重なコアロッド材料を節約することができる。

スペーサディスクは好適には開口を有しており、これらの開口は、延伸プロセスの最初にガスによる清掃を可能にする。

アタッチメント片は、製造しようとする光学部品の公称外径よりも３ｃｍ大きい最小外径を有すると有利であることが分かっている。

光ファイバの形式の光学部品の場合、最小外径は約３ｃｍ以下である。引張りの間、特に小さな滴がこれにより形成され、この滴は、繊維線引き炉において特に有利である。なぜならば、可能なアパーチャ及びコーティング装置の小さな開口幅のためである。中実プリフォームの形式の光学部品の場合、アタッチメント片の最適な最小外径は、プリフォームの公称外径よりも僅かに大きい（約３ｃｍ）又は小さい。

方法ステップ（ｂ）の後又は方法ステップ（ｃ）の前にアタッチメント片のボアを閉鎖することが有効であることが分かっている。

クリーニングプロセスの完了後にアタッチメント片のボアを閉鎖することは、特に延伸プロセスの始めに、中空円筒体の内部ボアに汚染物が進入することを防止する。

好適には、ボアは加熱バーナによって閉鎖される。

加熱バーナによる局所的加熱により、アタッチメント片のボアは、規定された迅速な形式で閉鎖されることができる。特に、中空円筒体に面したボアの上部領域はこれにより維持され、このことは、コアロッドの固定、又は場合によっては存在する中間片の固定を簡易化する。

本発明の方法の特に好適な変更において、中空円筒体の長手方向軸線の方向の投影としての接触面は、環状面であり、この環状面の内径は、中空円筒体の内部ボアの内径の９０％以下である。

この場合環状面の外径は中空円筒体の内部ボアの内壁によって形成されている。接触面は、中空円筒体の長手方向軸線に対して垂直に又は傾斜して延びていることができる。傾斜角度及び環状面投影の内径は、コアロッドのための支持面の寸法を規定する。コアロッドの安全な保持を保証するために、中空円筒体の長手方向軸線に対して垂直な投影における環状面の内径の最大値は、中空円筒体の内部ボアの内径の９０％である。

これに対し、対応する環状面の小さな内径は、流過するクリーニング媒体又は清掃媒体の流れを妨害する。したがって、内径は、好適には中空円筒体の内部ボアの内径の少なくとも１０％である。

最も単純な場合、接触面は水平面に延びている。中空円筒体とアタッチメント片との外径が合致されているならば、アタッチメントゾーンの領域におけるアタッチメント片は、中空円筒体よりも大きな壁厚を有する。

本発明の方法を実施するための予備製品に関して、前記目的は本発明によれば、予備製品であって、石英ガラスの中空円筒体と、ボアを有する石英ガラスのアタッチメント片とが設けられており、中空円筒体の端面がアタッチメント片に結合されており、これにより、テーパした端部を形成しており、これにより、中空円筒体の内部ボアとアタッチメント片のボアとが流体流通可能に相互結合されて通路ボアを形成しており、石英ガラスの中空円筒体が、コアロッドと、コアロッドを包囲する１つ又は複数のクラッド管とから成る同軸配列の外部クラッド管として提供されており、アタッチメント片がコアロッドとの接触のための接触面を形成している、予備製品によって達成される。

本発明による予備製品において、アタッチメント片は、一方では、延伸プロセス前の線引き端部に似ている引張り端部の形式のテーパした端部を備えた延伸させたい中空円筒体を提供するために働き、これにより、引張りプロセスが促進され、引張り段階が短縮される。このために、中空円筒体の端部にアタッチメント片が溶接されており、このアタッチメント片は、全体的に又は少なくとも大部分がテーパした端部を補償する。アタッチメント片は、低品質石英ガラス、例えば廃棄材料又は石英ガラスの残留片から成り、これにより、線引き端部を形成するために石英ガラスのより貴重な中空円筒体材料を節約する。

中空円筒体は、コアロッドと、コアロッドを包囲する１つ又は複数のクラッド管とから成る同軸配列の外側クラッド管を形成することを意味する。

このために、アタッチメント片は一方では、アタッチメント片がボアを有するように構成されており、他方では中空円筒体の内部ボアとアタッチメント片のボアとが互いに流体流通可能に接続されておりこれにより通路ボアを形成するように、中空円筒体に結合されている。これは、溶接によりアタッチメント片を接合した後クリーニング流体で清掃することにより中空円筒体の内部ボアの内壁のクリーニングを可能にする連続的な開口を生ぜしめる。

他方では、アタッチメント片は接触面を有しており、この接触面にコアロッドが延伸プロセスの最初に直接的又は間接的に当接する。

間接的接触（又はコアロッドの垂直方向での支持）の場合、１つ又は複数の中間エレメントが設けられており、コアロッドは、ロッドを包囲するクラッド管の内部に固定されており、クラッド管自体はアタッチメント片の接触面に当接している。

直接接触（又は支持）の場合に、コアロッドの外径が管状のアタッチメント片のボアの内径よりも大きく、ボアが中空円筒体に隣接しているならば、コアロッドは完全にアタッチメント片の上方に固定される。さもなければ、コアロッドは、アタッチメント片のボア内へ延びていて、ボアのテーパする内壁に当接することができ、これにより、コアロッドは半径方向で中心合わせされる。したがって、中空円筒体に面したボアの上部領域は、コアロッドを半径方向で固定するために使用されることができ、通常は高温変形ステップを必要としかつ付加的なコスト及び製造しようとする光学部品の品質を損失する危険性を伴うその他の固定手段が必要とされることなく、コアロッドの規定された、再現可能な軸方向固定を生ぜしめる。ここではアタッチメント片のボアの下部領域は開放又は閉鎖されている。開放したボアの場合、保護流体又はクリーニング流体による清掃も、コアロッドの挿入後にさえ行われることができる。

ここでは、接触面は、コアロッド、中間片、又はコアロッドを固定するクラッド管が、延伸プロセスの最初にアタッチメント片と接触する領域であると理解される。

本発明による予備製品の有利な設計は従属請求項から明らかになる。従属請求項に示された予備製品の設計が、本発明の方法に関する従属請求項に言及された特徴を真似るならば、対応する方法請求項についての上の観察への補足的な説明が参照される。

ここで、本発明を、実施形態及び図面を参照しながらさらに詳細に説明する。

図１は、コアロッドとクラッド管とが同軸的に配置された、ＯＤＤ法に従って光ファイバを引き延ばすための予備製品であり、引張り端部は管状のアタッチメント片によって形成されている。

図１は、光ファイバを延伸するための予備製品１を示しており、全体的に参照符号２で示された同軸配列を有している。同軸配列２は、石英ガラスのコアロッド３及びクラッド管４から成り、コアロッド及びクラッド管は、配列２の全体の垂直方向中心軸線５に対してそれぞれ同軸に延びた長手方向軸線を有している。

コアロッド３は高純度の合成石英ガラスから成り、この合成石英ガラスは、いわゆるＯＶＤ法によってＳｉＯ₂を堆積させることによって製造されており、半径方向で見た場合に不均一な屈折率プロフィルを有するコア／クラッド管構造を有している。クラッド管４の内部ボア内にクラッド管に対して同軸的に配置されたコアロッド３は、５０ｍｍの外径を有している。

クラッド管４は、１ｗｔ ｐｐｍのヒドロキシル基を有する高純度のドーピングされていない石英ガラスから成り、この石英ガラスもＯＶＤ法による外側堆積によって製造されている。外径は１９４ｍｍであり、内径は５４ｍｍであり、クラッド管４とコアロッド３との間に約２ｍｍのギャップ幅を備えた環状ギャップ６が形成されている。

予備製品１の引張り端部は下方に向かって円錐状にテーパされている。テーパ部７は、部分的には同軸的全体配列２によって、部分的には石英ガラスのアタッチメント片８によって形成されており、このアタッチメント片は、線引き端部と同様に形成されておりかつ、クラッド管４の下端部に溶接されており、アタッチメントゾーン９を形成している。

１ｗｔ ｐｐｍのヒドロキシル基含量を有する、合成のドーピングされていないが、低品質の石英ガラスから成るアタッチメント片８は、上部から底部までテーパした開放した通路ボア１０を有している。アタッチメント片８の上端部はアタッチメントゾーン９の領域においてクラッド管４の下端部に直接に隣接している。アタッチメント片の最大外径は９０ｍｍであり、長さは１６０ｍｍであり、自由端部における最小外径は２５ｍｍである。アタッチメント片８の通路ボア１０は、アタッチメントゾーン９の領域における４０ｍｍから、下端部における約１１ｍｍまでテーパしている。したがって、アタッチメント片８は、アタッチメントゾーン８において、クラッド管４よりも明らかに大きな壁厚を有しており、これにより、コアロッド３の支持のための、水平方向の環状の支持面を提供している。支持面の内径は、クラッド管４の内径の約７４％である。

しかしながら、コアロッド３はアタッチメント片８に直接に当接しているのではなく、アタッチメント片８上のスペーサディスク１１を介して支持されている。スペーサディスク１１は、３０ｍｍの厚さと５２ｍｍの外径とを有している。環状ギャップ６からアタッチメント片８の通路ボア１０への流体流通可能な接続を形成する横方向スリット１２が設けられている。

ここで、テーパ部７の形式の引張り端部の製造と、配列２を延伸することによるファイバの製造とをさらに詳しく説明する。

まず、図１に示したようにクラッド管４の下端部が約９０ｍｍの最小外径まで僅かに円錐状に研削される。同じ外径（すなわち９０ｍｍ）を有する石英ガラスの管片が円錐状に研削された端部に溶接される。管片は、現在の製造からのクラッド管の残留片である。２つの中空の円筒状部材を溶接するために、接合部に面した部分が、酸水素バーナによって軟化され、次いで押し付けられ、これにより、クラッド管４との管片との間の堅固な結合を生ぜしめる。同じ加熱プロセスにおいて、管片は引き続き軟化され、グリッパによって延伸され、自由端部に向かってテーパした、線引き端部に似た形状を有するストランドを形成する。最後に、ストランドは、アタッチメントゾーン９から１６０ｍｍだけ離れた分離点において分離させられ、ここでは外径が２５ｍｍであり、内部ボアは依然として開放しており、図１に示されたアタッチメント片８を提供する。

クラッド管４とアタッチメント片８との内部ボアは引き続き、フッ化水素酸を用いて清掃され、これによりクリーニングされ、アタッチメント片の溶接による可能な堆積物から解放される。

延伸プロセスの前に、コアロッド３が、クラッド管４の内部ボアに挿入され、この場合コアロッド３の下端部はアタッチメント片８上のスペーサディスク１１を介して支持され、これにより、規定された軸方向位置と、アタッチメントゾーン９からの距離とを占める。

ＯＤＤ法にしたがって光ファイバを延伸するために、クラッド管４がグリッパによって掴まれ、コアロッド３と、クラッド管４と、アタッチメント片８とから成る予備製品１全体が、垂直に、下端部から始まって、環状炉に供給され、この環状炉において予備製品がゾーンごとに約２０５０℃の温度に軟化され、このプロセスにおいて、光ファイバが、軟化された領域から延伸される。配列の下端部がまだ軟化及び崩壊されていないうちは、窒素である清掃ガスの流れがクラッド管４の内部ボア内に導入され、前記ガスの流れは、環状ギャップ６と、スリット１２と、通路ボア１０とを通って流出し、これにより、配列２への不純物の進入を回避する。予備製品の下部が圧潰されるやいなや、約１０００ｍｂａｒの負圧が、クラッド管４の内部ボア内に生ぜしめられ、維持される。

前もって形成されたテーパ部７は、予備製品１の下端部における線引き端部の加速された形成を提供し、石英ガラス質量がまず重力によってテーパ部から、約１５ｍｍの外径を有する滴の形式で分離する。１２５μｍの直径を有する光ファイバが、次第に安定する線引き端部から線引きされる。

ファイバの代わりに、予備製品１を圧潰及び延伸させることによって、光ファイバのためのプリフォームを製造することも可能である。例えば、３ｍの長さと、前記横方向寸法とを有する配列１において、延伸プロセスは、６０ｍｍの外径と３０ｍの全長とを有するプリフォームストランドを生ぜしめる。プリフォームストランドを所定の長さに切断することにより、複数のプリフォームが得られる。

コアロッドとクラッド管とが同軸的に配置された、ＯＤＤ法に従って光ファイバを引き延ばすための予備製品であり、引張り端部は管状のアタッチメント片によって形成されている。

符号の説明

１ 予備製品、 ２ 同軸配列、 ３ コアロッド、 ４ クラッド管、 ５ 中心軸線、 ６ 環状ギャップ、 ７ テーパ部、 ８ アタッチメント片、 ９ アタッチメントゾーン、 １０ 通路ボア、 １１ スペーサディスク、 １２ 横方向スリット

Claims (27)

1. 石英ガラスの光学部品を製造するための延伸方法において、
   （ａ）石英ガラスの中空円筒体の端面が、テーパした端部を形成しながら、ボアを有する石英ガラスのアタッチメント片に結合され、中空円筒体の内部ボアとアタッチメント片のボアとが少なくとも一時的に、流体流通可能に相互接続され、これによって通路ボアを形成するステップと、
   （ｂ）中空円筒体の内部ボアと、通路ボアとに洗浄流体が通過させられるステップと、
   （ｃ）アタッチメント片の接触面に当接される石英ガラスのコアロッドが、中空円筒体の内部ボアに挿入されるステップと、
   （ｄ）中空円筒体が、テーパした部分から開始して、加熱ゾーンに連続的に供給され、該加熱ゾーンにおいてゾーンごとに加熱され、これによって線引き端部を形成し、該線引き端部から光学部品が連続的に線引きされるステップとを含むことを特徴とする、石英ガラスの光学部品を製造するための延伸方法。
2. 前記アタッチメント片が、中空円筒体の端部に溶接され、次いで軟化及びテーパさせられ、これによってテーパ部が形成される、請求項１記載の方法。
3. 前記アタッチメント片が、テーパ部を通って延びた分離平面に沿って分離させられる、請求項２記載の方法。
4. 前記アタッチメント片が、開放したボアをテーパ部に有している、請求項２又は３記載の方法。
5. 中空円筒体への溶接及びテーパ部の形成が、ジョイント加熱プロセスにおいて行われる、請求項２から４までのいずれか１項記載の方法。
6. 合成石英ガラスのアタッチメント片が使用される、請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。
7. 前記ステップ（ａ）を行う前に、合成石英ガラスが、石英ガラスの中空円筒体のヒドロキシル基の平均含量とは５ｗｔ ｐｐｍ以下だけ異なるヒドロキシル基の平均含量を有する、請求項６記載の方法。
8. アタッチメント片の最大外径が、該アタッチメント片に面した端部における石英ガラスの中空円筒体の外径と１０ｍｍ以下だけ異なっている、請求項１から７までのいずれか１項記載の方法。
9. アタッチメント片に面した石英ガラスの中空円筒体の端部が、外部円錐として形成されている、請求項８記載の方法。
10. 石英ガラスの中空円筒体が、コアロッドと、該コアロッドを包囲した１つ又は２つ以上のクラッド管とから成る同軸配列の外側のクラッド管を形成している、請求項１から９までのいずれか１項記載の方法。
11. アタッチメント片とコアロッドとの間にスペーサディスクが設けられている、請求項１から１０までのいずれか１項記載の方法。
12. アタッチメント片が、製造しようとする光学部品の公称外径よりも３ｃｍ以下だけ大きな最小外径を有している、請求項１から１１までのいずれか１項記載の方法。
13. アタッチメント片のボアが、ステップ（ｂ）の後でかつステップ（ｃ）の前に閉鎖される、請求項１から１２までのいずれか１項記載の方法。
14. 前記ボアが、加熱バーナによって閉鎖される、請求項１３記載の方法。
15. 中空円筒体の長手方向軸線の方向での投影としての接触面が環状面であり、該環状面の内面が中空円筒体の内部ボアの内径の９０％以下である、請求項１から１４までのいずれか１項記載の方法。
16. 環状面が、中空円筒体の内部ボアの内径の少なくとも１０％である内径を有している、請求項１５記載の方法。
17. 接触面が水平平面に延びている、請求項１から１６までのいずれか１項記載の方法。
18. 請求項１から１７までのいずれか１項記載の方法を実施するための予備製品において、石英ガラスの中空円筒体と、ボアを含む石英ガラスのアタッチメント片とが設けられており、前記中空円筒体の端面がアタッチメント片に結合されており、これにより、テーパした端部が形成されており、中空円筒体の内部ボアとアタッチメント片のボアとが、流体流通可能に相互接続されており、これにより通路ボアが形成されており、石英ガラスの中空円筒体が、コアロッドと、該コアロッドを包囲した１つ又は２つ以上のクラッド管とから成る同軸配列の外側のクラッド管として提供されており、前記アタッチメント片が、コアロッドと接触するための接触面を形成していることを特徴とする、予備製品。
19. 前記アタッチメント片が合成石英ガラスから成っている、請求項１８記載の予備製品。
20. 中空円筒体から１ｃｍ以上離れた領域において、合成石英ガラスは、中空円筒体の石英ガラスのヒドロキシル基の平均含量と５ｗｔ ｐｐｍ以上異なるヒドロキシル基の平均含量を有している、請求項１９記載の予備製品。
21. アタッチメント片の最大外径が、アタッチメント片に面した端部における石英ガラスの中空円筒体の外径と１０ｍｍ以下だけ異なる、請求項１８から２０までのいずれか１項記載の予備製品。
22. アタッチメント片に面した石英ガラスの中空円筒体の端部が、外部円錐として形成されている、請求項２１記載の予備製品。
23. アタッチメント片とコアロッドとの間にスペーサディスクが設けられている、請求項１８から２２までのいずれか１項記載の予備製品。
24. アタッチメント片が、製造しようとする光学部品の公称外径よりも３ｃｍ以下だけ大きな最小外径を有している、請求項１８から２３までのいずれか１項記載の予備製品。
25. 中空円筒体の長手方向軸線方向での投影として接触面が環状面を形成しており、該環状面の内径が中空円筒体の内部ボアの内径の９０％以下である、請求項１８から２４までのいずれか１項記載の予備製品。
26. 前記環状面が、中空円筒体の内部ボアの内径の少なくとも１０％である内径を有している、請求項２５記載の予備製品。
27. 前記接触面が水平平面に延びている、請求項１７から２５までのいずれか１項記載の予備製品。

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