JP2011042562A - 光ファイバ用一次プリフォームの製造方法及び製造装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】1)供給側3と排出側4とを有する中空ガラス基材チューブ2を設けるステップ、2)前記中空ガラス基材チューブの少なくとも一部を、加熱炉1で囲むステップ、3)ガラス成形ガスを、前記供給側を介して前記中空ガラス基材チューブの内部に供給するステップ、4)前記中空ガラス基材チューブの内表面にガラスの蒸着が起こる様な条件の反応ゾーン6を作り出すステップ、5)前記中空ガラス基材チューブの内表面に1つ以上のプリフォーム層を形成するために、前記供給側の近傍に位置する反転点11と前記排出側の近傍に位置する反転点12との間で前記中空ガラス基材チューブの長手方向に沿って反応ゾーンを前後に移動するステップであって、両方の反転点が前記加熱炉により囲まれているステップ、の各ステップを備える製造方法とする。
【選択図】図1
Description
i)供給側と排出側とを有する中空ガラス基材チューブを設けるステップと、
ii)中空ガラス基材チューブの少なくとも一部を、加熱炉で囲むステップと、
iii)ガラス成形ガスを、供給側を介して中空ガラス基材チューブの内部に供給するステップと、
iv)中空ガラス基材チューブの内表面にガラスの蒸着が起こるような条件の反応ゾーンを作り出すステップと、
v)中空ガラス基材チューブの内表面に1つ以上のプリフォーム層を形成するために、中空ガラス基材チューブの供給側の近傍に位置する反転点と排出側の近傍に位置する反転点との間で中空ガラス基材チューブの長手に沿って反応ゾーンを前後に移動するステップであって、両方の反転点が加熱路に囲まれているステップと、
を備える。
ni=i層の屈折率
ncl=クラッドの屈折率
である。
n1=ファイバの中心の屈折率
a=グラディエントインデックスコアの半径[μm]
α=アルファ値
r=ファイバにおける半径方向位置[μm]
である。
i)中空ガラス基材チューブが間に取り付けられるガス注入口及びガス出口と、
ii)少なくとも蒸着長さに沿って中空ガラス基材チューブを囲む加熱炉と、
iii)中空ガラス基材チューブ内部に反応ゾーンを作り出す手段であって、蒸着プロセス間に加熱炉に配置され、中空ガラス基材チューブの供給側の近傍に位置する反転点と排出側の近傍に位置する反転点との間で前後に移動可能である手段と、を備え、
加熱炉が、少なくとも2つの温度ゾーンを備え、1つの温度ゾーンの温度又は温度勾配は、他のゾーンの温度又は温度勾配から独立して設定可能であることを特徴とする。
1つのプリフォーム層を備えるステップインデックス型一次プリフォームは、従来技術のプラズマ化学蒸着プロセス(PCVD)用いて製造される。該プロセスでは、加熱炉1の温度は、中空ガラス基材チューブの長手方向に沿って実質的に一定値に維持され、目標の屈折率差0.335%を得るために、ドーパントとしてゲルマニウムが用いられる。蒸着プロセスが完了すると、結果として生じる中空ガラス基材チューブ2が一次プリフォームに固められ、その後、例えばPhoton Kinetics社から市販されている「2600プリフォームアナライザ」等のプリフォームアナライザを用いて、該一次プリフォームの長手方向に沿った多数の位置において半径方向屈折率プロファイルが測定される。その後、得られた半径方向屈折率プロファイルに基づいて、一次プリフォームのプリフォーム層に対して、長手方向の屈折率が測定される。このようにして、図3に示されるような長手方向の屈折率プロファイルが取得される。縦軸は屈折率差デルタ%(Δ%)を示し、横軸は一次プリフォームの長手方向の位置を示す。水平の破線により表されたΔi%に対する目標値は、0.335%である。
図3に示す長手方向屈折率プロファイルに基づいて、コンピュータモデルを用いて、加熱炉1に対する(長手方向の)温度プロファイルがその後決定される。この温度プロファイルは、目標値からの屈折率の偏差(Δ%で表される)を低減するために用いられる。目標値は、本実施例において0.335%である。
Claims (13)
- 内部蒸着プロセスを用いた光ファイバ用一次プリフォームの製造方法であって、
i)供給側と排出側とを有する中空ガラス基材チューブを設けるステップと、
ii)前記中空ガラス基材チューブの少なくとも一部を、加熱炉で囲むステップと、
iii)ガラス成形ガスを、前記供給側を介して前記中空ガラス基材チューブの内部に供給するステップと、
iv)前記中空ガラス基材チューブの内表面にガラスの蒸着が起こるような条件の反応ゾーンを作り出すステップと、
v)前記中空ガラス基材チューブの内表面に1つ以上のプリフォーム層を形成するために、前記供給側の近傍に位置する反転点と前記排出側の近傍に位置する反転点との間で前記中空ガラス基材チューブの長手方向に沿って反応ゾーンを前後に移動するステップであって、両方の反転点が前記加熱炉により囲まれているステップと、
を備え、
前記加熱炉は、少なくとも2つの温度ゾーンを備え、1つの温度ゾーンの温度又は温度勾配は、他のゾーンの温度又は温度勾配から独立して設定可能であり、「温度ゾーン」は前記中空ガラス基材チューブの長手方向におけるゾーンと解される、ことを特徴とする方法。 - ステップiv)で用いられる前記反応ゾーンは、プラズマであることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- ステップv)において、前記反応ゾーンは、前記中空ガラス基材チューブの蒸着長さに沿って、10〜40m/min、好ましくは15〜25m/minの速度範囲で前後に移動し、該蒸着長さは、前記中空ガラス基材チューブにおける前記供給側の近傍に位置する反転点と前記排出側の近傍に位置する反転点との間の距離として見なされる、ことを特徴とする請求項2に記載の方法。
- ステップiii)において用いられるガラス形成ガスは、1つ以上のドーパントを含むことを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の方法。
- ゲルマニウムがドーパントとして用いられることを特徴とする請求項4に記載の方法。
- 前記加熱炉は、少なくとも3つの、好ましくは少なくとも4つの温度ゾーンを備え、該温度ゾーンのそれぞれは、前記中空ガラス基材チューブの前記供給側および前記排出側の近傍において、蒸着長さの5〜20%を囲んでいることを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の方法。
- 1つの温度ゾーンと別の温度ゾーンとの間の最大温度差が50℃より大きいことを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載の方法。
- ステップv)においていくつかのプリフォーム層が形成され、1つのプリフォーム層が形成される間における温度ゾーンの温度又は温度勾配は、1つ以上の他のプリフォーム層が形成される間における温度ゾーンの温度又は温度勾配から独立して設定可能であることを特徴とする請求項1から7のいずれかに記載の方法。
- 供給側と排出側とを有する中空ガラス基材チューブ中で内部蒸着プロセスを用いる、光ファイバ用一次プリフォームの製造装置であって、
i)前記中空ガラス基材チューブが間に取り付けられるガス注入口及びガス出口と、
ii)少なくとも蒸着長さに沿って前記中空ガラス基材チューブを囲む加熱炉であって、該蒸着長さは、前記中空ガラス基材チューブの前記供給側の近傍に位置する反転点と前記排出側の近傍に位置する反転点との間の距離と解される加熱炉と、
iii)中空ガラス基材チューブ内部に反応ゾーンを作り出す手段であって、蒸着プロセス間に加熱炉に配置され、中空ガラス基材チューブの前記供給側の近傍に位置する反転点と前記排出側の近傍に位置する反転点との間で前後に移動可能である手段と、
を備え、
前記加熱炉は、少なくとも2つの温度ゾーンを備え、1つの温度ゾーンの温度又は温度勾配は、他のゾーンの温度又は温度勾配から独立して設定可能であり、「温度ゾーン」は前記中空ガラス基材チューブの長手方向におけるゾーンと解される、ことを特徴とする装置。 - 前記反応ゾーンを作り出す手段は、プラズマ形式の反応ゾーンを作り出すために、マイクロ波を中空ガラス基材チューブの内表面にカップリング可能な共振器を備えることを特徴とする請求項9に記載の装置。
- 加熱炉は、3つ以上の温度ゾーンを備え、該温度ゾーンのそれぞれは、前記中空ガラス基材チューブの前記供給側および前記排出側の近傍において、蒸着長さの5〜20%を囲んでいることを特徴とする請求項9又は10に記載の装置。
- 少なくとも2つの温度ゾーンを備える加熱炉の使用であって、
プリフォームを製造するための内部蒸着プロセスにおいて、1つの温度ゾーンの温度又は温度勾配は、前記蒸着プロセスにより得られたガラス層の、プリフォームの長手方向から見た屈折率に影響を与えるために、他のゾーンの温度又は温度勾配から独立して設定可能であることを特徴とする使用。 - 前記内部蒸着プロセスは、PCVD(プラズマ化学蒸着)プロセスであることを特徴とする請求項12に記載の使用。
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