JP2019006676A - 石英ガラス製品及び石英ガラス光学部材の形成方法 - Google Patents
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Abstract
Description
第1のシリンダーアセンブリ及び第2のシリンダーアセンブリを互いに溶接した。これら第1及び第2のシリンダーアセンブリは互いに同一であった。各アセンブリは、乾燥(<1ppm OH)合成シリカ製のオーバークラッドシリンダー内に挿入されたコアロッドによって形成した。各アセンブリは、外径200mm及び内径43〜46mmを有していた。互いに溶接されたこれらの端は角切断された端であった。この溶接されたシリンダー/コアロッドアセンブリを、最大2200℃の温度で延伸した。得られたシリンダー溶接部(すなわち、第1及び第2のシリンダーアセンブリ間の界面)近傍の光学プリフォーム及びファイバーは、設計クラッド対コア比3.2からのずれが1%未満であり、目標カットオフ波長からのずれも1%未満であった。かかる結果は、相対的な軸方向のガラスの流れに対する径方向の均一性が1%よりも良いことを示す。
外径200mm及び内径126mmの天然石英カラー状のガラスの取っ手を、外径200mm及び内径46mmのシリンダーアセンブリの上端に溶接した。このシリンダーアセンブリは、乾燥(<1ppm OH)合成シリカ製オーバークラッドシリンダー内に挿入されたコアロッドによって形成した。これらの溶接された端はともに角切断された端であった。このガラスの取っ手を利用して、このシリンダーアセンブリを炉に通し、最大2200℃の温度で光ファイバープリフォームを延伸した。このガラスの取っ手とシリンダーアセンブリとの間の界面近傍のガラスを含む最終的な光ファイバープリフォームでは、設計クラッド対コア比3.2からのずれが1%未満であり、ファイバーコアの偏心度に不具合がなかったことが示された。かかる結果は、相対的な軸方向のガラスの流れに対する半径方向の均一性が1%よりも良いことを示す。
Claims (19)
- 石英ガラス光学部材の製造方法であって、
コアロッドガラス及び前記コアロッドガラスを囲むクラッドガラスからなるシリンダー状の石英ガラス本体であって、第1の外径を有する角切断された第1の端、対向する第2の端、及び前記対向する第1の端と第2の端との間に延在する縦軸を有する、前記シリンダー状の石英ガラス本体を提供することと、
第1の端及び第2の外径を有する対向する角切断された第2の端を有するガラスの取っ手であって、前記第2の外径が、前記第1の外径の50%〜110%である、前記ガラスの取っ手を提供することと、
前記ガラスの取っ手の前記角切断された第2の端を前記石英ガラス本体の前記角切断された第1の端に取り付けて界面を画成することと、
前記ガラスの取っ手を使用して前記石英ガラス本体を延伸炉に誘導し、前記石英ガラス本体の前記コアロッドガラス及び前記クラッドガラスを加熱し、石英ガラス光学部材を製造することと、を含み、前記界面近傍のクラッド対コア比の歪みが5%未満である、前記方法。 - 前記ガラスの取っ手の組成物が、前記シリンダー状の石英ガラス本体の組成物と同じである、請求項1に記載の方法。
- 前記ガラスの取っ手の組成物が、前記石英ガラス本体の組成物と異なる、請求項1に記載の方法。
- 前記ガラスの取っ手が、中実ロッドまたは中空シリンダー状である、請求項1に記載の方法。
- 前記ガラスの取っ手が、角切断された端を有する光ファイバープリフォームであり、前記シリンダー状の石英ガラス本体が、既延伸光ファイバープリフォームの残部である、請求項1に記載の方法。
- 前記ガラスの取っ手が、スクラップ光ファイバープリフォーム状である、請求項1に記載の方法。
- 前記シリンダー状の石英ガラス本体が光ファイバープリフォームである、請求項1に記載の方法。
- 前記シリンダー状の石英ガラス本体が、オーバークラッドシリンダーに囲まれたコアロッドの同軸アセンブリであり、前記コアロッド及び前記オーバークラッドシリンダーが、前記延伸炉で加熱される前は互いに離れた状態に保持される、請求項1に記載の方法。
- 前記ガラスの取っ手が、オーバークラッドシリンダーに囲まれたコアロッドの同軸アセンブリであり、前記コアロッド及び前記オーバークラッドシリンダーが、前記延伸炉で加熱される前は互いに離れた状態に保持される、請求項8に記載の方法。
- 前記シリンダー状の石英ガラス本体及び前記ガラスの取っ手の前記コアロッドガラス及び前記クラッドガラスが前記延伸炉で軟化され、前記軟化されたクラッドガラスが、前記軟化されたコアロッドガラス上で構造崩壊しかつ前記軟化されたコアロッドガラスと融合して光ファイバープリフォームを形成する、請求項9に記載の方法。
- 前記ガラスの取っ手の前記角切断された第2の端が、前記シリンダー状の石英ガラス本体の前記角切断された第1の端に溶接される、請求項1に記載の方法。
- 前記溶接が、水素溶接、プロパン溶接、アーク溶接、プラズマ溶接、及びレーザ溶接からなる群から選択される工程を用いて行われる、請求項11に記載の方法。
- 請求項1に記載の方法であって、前記シリンダー状の石英ガラス本体の前記第2の端の外径が、前記角切断された第1の端の前記第1の外径より大きく、前記方法がさらに、前記シリンダー状の石英ガラス本体の前記第1の端に熱源を適用してテーパーのついた角切断された端を形成することを含み、前記ガラスの取っ手の前記第2の外径が、前記テーパーのついた端の外径の50%〜前記第1の外径の110%である、請求項1に記載の方法。
- 光ファイバープリフォームの形成方法であって、
加熱ゾーンを有する炉に、第1の端及び対向する第2の端を有する石英ガラス本体を通すことと、
前記加熱ゾーン内で、前記石英ガラス本体の前記第1の端と前記第2の端との間に少なくとも1つのネックダウン領域を形成することと、;
前記少なくとも1つのネックダウン領域の最も狭い部分で前記石英ガラス本体を切断して第1の光ファイバープリフォーム及び第2の光ファイバープリフォームを形成することと、を含み、前記第1及び第2の光ファイバープリフォームの各々が、テーパーのついた角切断された第1の端及び対向する第2の端を有する、前記方法。 - 複数の間隙を介したネックダウン領域が前記石英ガラス本体の前記第1の端と第2の端との間に形成される、請求項14に記載の方法。
- 各光ファイバープリフォームの前記角切断された第1の端が、円錐テーパーとして構成される、請求項14に記載の方法。
- 光ファイバーの延伸方法であって、
請求項14に記載の方法に従って、コアロッドガラス及び前記コアロッドガラスを囲むクラッドガラスを含む第1の光ファイバープリフォームを形成することと、
ガラスの取っ手の角切断された端を前記第1の光ファイバープリフォームの前記テーパーのついた角切断された第1の端に取り付けて界面を画成することであって、前記ガラスの取っ手の前記角切断された端の外径が、前記第1の光ファイバープリフォームの前記テーパーのついた角切断された第1の端の外径の50%〜前記光ファイバープリフォームの前記第2の端の外径の110%である、前記画成することと、
前記ガラスの取っ手を使用して前記第1の光ファイバープリフォームを、垂直に配置された延伸炉に下向きに誘導し、前記コアロッドガラス及び前記クラッドガラスを加熱して光ファイバーを延伸することと、を含み、前記界面近傍のクラッド対コア比の歪みが5%未満である、前記方法。 - 前記ガラスの取っ手の前記角切断された端が、前記第1の光ファイバープリフォームの前記テーパーのついた角切断された第1の端に溶接される、請求項17に記載の方法。
- 石英ガラス光学部材の製造システムであって、
コアロッドガラス及び前記コアロッドガラスを囲むクラッドガラスからなる石英ガラス本体であって、第1の外径を有する角切断された第1の端、対向する第2の端、及び前記対向する第1の端と第2の端との間に延在する縦軸を有する、前記石英ガラス本体と、
第1の端及び第2の外径を有する対向する角切断された第2の端を有するガラスの取っ手と、を備え、前記ガラスの取っ手の前記角切断された第2の端が、前記石英ガラス本体の前記角切断された第1の端に取り付けられて界面を画成し、前記第2の外径が前記第1の外径の50%〜110%であり、その結果、前記界面近傍の前記コアガラス及び前記クラッドガラスを加熱して石英ガラス光学部材を製造する際、前記界面近傍のクラッド対コア比の歪みが5%未満である、前記システム。
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