JP2553791B2 - ガラス母材の火炎研磨方法 - Google Patents
ガラス母材の火炎研磨方法Info
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- JP2553791B2 JP2553791B2 JP3286349A JP28634991A JP2553791B2 JP 2553791 B2 JP2553791 B2 JP 2553791B2 JP 3286349 A JP3286349 A JP 3286349A JP 28634991 A JP28634991 A JP 28634991A JP 2553791 B2 JP2553791 B2 JP 2553791B2
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- glass
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B29/00—Reheating glass products for softening or fusing their surfaces; Fire-polishing; Fusing of margins
-
- 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
- C03B37/01205—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments starting from tubes, rods, fibres or filaments
- C03B37/01225—Means for changing or stabilising the shape, e.g. diameter, of tubes or rods in general, e.g. collapsing
- C03B37/01228—Removal of preform material
- C03B37/01237—Removal of preform material to modify the diameter by heat-polishing, e.g. fire-polishing
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)
- Re-Forming, After-Treatment, Cutting And Transporting Of Glass Products (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はガラス母材表面の凹凸を
なくし、表面を平滑化するための火炎研磨方法に関す
る。
なくし、表面を平滑化するための火炎研磨方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、高純度石英母材を作製する方法と
して、ＶＡＤ（ Vapor Phase AxialDeposition）法が
ある。この方法は、図４に示すように回転する石英ロッ
ド６または出発棒の外周または先端に酸水素バーナーの
火炎８中にて合成したＳｉＯ2 ガラス微粒子を堆積さ
せ、軸方向に多孔質ガラス母材７を形成した後、該多孔
質ガラス母材７を加熱透明化処理するものである。この
透明ガラス体の表面は数μｍ程度の凹凸が存在するた
め、図５に示すように酸水素バーナー３にてガラス母材
２の表面を火炎研磨し、平滑な表面を得ていた。この火
炎研磨の際の旋盤は横型であり、ガラス母材３を支持棒
１に取り付け、該支持棒１をチャック４により旋盤に固
定してバーナー３を移動させながら火炎研磨する方法が
主流であった。
して、ＶＡＤ（ Vapor Phase AxialDeposition）法が
ある。この方法は、図４に示すように回転する石英ロッ
ド６または出発棒の外周または先端に酸水素バーナーの
火炎８中にて合成したＳｉＯ2 ガラス微粒子を堆積さ
せ、軸方向に多孔質ガラス母材７を形成した後、該多孔
質ガラス母材７を加熱透明化処理するものである。この
透明ガラス体の表面は数μｍ程度の凹凸が存在するた
め、図５に示すように酸水素バーナー３にてガラス母材
２の表面を火炎研磨し、平滑な表面を得ていた。この火
炎研磨の際の旋盤は横型であり、ガラス母材３を支持棒
１に取り付け、該支持棒１をチャック４により旋盤に固
定してバーナー３を移動させながら火炎研磨する方法が
主流であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】近年、光ファイバの低
コスト化の観点から、母材を太径あるいは長尺にする大
型化が進んでいる。従来、この種の横型旋盤では母材重
量が重くなるにつれ、支持棒のみの支持では、支持棒へ
の負担が大きくなり、破断する危険性があった。また、
母材の太径化に伴ない、中心部まで十分に加熱されず熱
歪によって冷却中、母材表面が割れるという現象が頻発
した。本発明はこれらの点を改良したガラス母材の火炎
研磨方法を提案しようとするものである。
コスト化の観点から、母材を太径あるいは長尺にする大
型化が進んでいる。従来、この種の横型旋盤では母材重
量が重くなるにつれ、支持棒のみの支持では、支持棒へ
の負担が大きくなり、破断する危険性があった。また、
母材の太径化に伴ない、中心部まで十分に加熱されず熱
歪によって冷却中、母材表面が割れるという現象が頻発
した。本発明はこれらの点を改良したガラス母材の火炎
研磨方法を提案しようとするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は上記問題点を解
決するため、回転するガラス母材表面を該ガラス母材と
相対的に移動する酸水素炎にて火炎研磨する方法におい
て、該ガラス母材を鉛直方向に保持することを特徴とす
る。本発明の特に好ましい実施態様とし、ガラス母材ま
たは酸水素炎バーナーを移動させて、該ガラス母材下部
からガラス母材上部に向けてガラス母材表面を火炎研磨
することが挙げられる。更には、本発明においてガラス
母材を火炎研磨する酸水素炎バーナーの下方に配置した
補助バーナーにより該ガラス母材を加熱しつつ火炎研磨
することは、火炎研磨によって発生した白粉（ＳｉＯ2
粉）を除去できるので特に好ましい実施態様である。
決するため、回転するガラス母材表面を該ガラス母材と
相対的に移動する酸水素炎にて火炎研磨する方法におい
て、該ガラス母材を鉛直方向に保持することを特徴とす
る。本発明の特に好ましい実施態様とし、ガラス母材ま
たは酸水素炎バーナーを移動させて、該ガラス母材下部
からガラス母材上部に向けてガラス母材表面を火炎研磨
することが挙げられる。更には、本発明においてガラス
母材を火炎研磨する酸水素炎バーナーの下方に配置した
補助バーナーにより該ガラス母材を加熱しつつ火炎研磨
することは、火炎研磨によって発生した白粉（ＳｉＯ2
粉）を除去できるので特に好ましい実施態様である。
【０００５】
【作用】本発明では大型ガラス母材を鉛直方向に支持す
るので、母材の自重による支持棒の破断の危険性を避け
ることができる。また、火炎研磨処理を母材下部から行
えば、火炎の上昇流により、酸水素火炎母材に当たる面
の直上をも予熱することができるので、母材の割れを防
ぐことに対しても有効に働く。更に、補助バーナーによ
って母材下部を加熱するので、火炎研磨、酸水素バーナ
ーによって発生した白粉を付着させずに、火炎研磨でき
る。この理由は、母材下部を加熱しておけば、母材が冷
されないので、ＳｉＯ2 粉が付着しないためである。
るので、母材の自重による支持棒の破断の危険性を避け
ることができる。また、火炎研磨処理を母材下部から行
えば、火炎の上昇流により、酸水素火炎母材に当たる面
の直上をも予熱することができるので、母材の割れを防
ぐことに対しても有効に働く。更に、補助バーナーによ
って母材下部を加熱するので、火炎研磨、酸水素バーナ
ーによって発生した白粉を付着させずに、火炎研磨でき
る。この理由は、母材下部を加熱しておけば、母材が冷
されないので、ＳｉＯ2 粉が付着しないためである。
【０００６】
【実施例】以下に実施例を挙げて本発明を具体的に説明
するが、本発明はこれに限定されるところはない。 実施例１ 直径３０ｍｍφの石英ロッド上に、ＶＡＤ法によりＳｉ
Ｃｌ4 を加水分解させ２５０ｍｍ厚さ、長さ１０００ｍ
ｍのＳｉＯ2 ガラス微粒子を堆積させた。次に該多孔質
母材を、１６００℃に昇温させた真空炉にて加熱、透明
ガラス化し、直径１２０ｍｍ、長さ１０００ｍｍの光フ
ァイバ用ガラス母材（プリフォーム）を得た。該母材重
量は３６ｋｇであった。このガラス母材表面の凹凸を表
面粗さ計で測定したところ３〜５μｍであった。該ガラ
ス母材２の両端に直径４０ｍｍの支持棒１を接続し、図
１に示す形態にて支持棒１を上下方向に移動可能なチャ
ック４で把持し、該ガラス母材２を鉛直方向に固定し
た。このとき酸水素バーナー３は固定した。酸水素バー
ナー３は片側から１３本配列し、水素３００リットル／
分、酸素６０リットル／分を供給した。該ガラス母材２
は下部（ａ）を始点とし、１０ｍｍ／分の移動速度にて
終点である上部（ｂ）まで下方へ移動させることによ
り、表面を火炎研磨した。火炎研磨処理後のガラス母材
の凹凸を調べたところ、１．０μｍと平滑化されている
ことを確認できた。以上で得られた本発明によるガラス
母材を光ファイバプリフォームとして直径１２５μｍの
光ファイバに線引きし、破断強度を調べたところ、６．
５ｋｇと良好な特性を得ることができた。
するが、本発明はこれに限定されるところはない。 実施例１ 直径３０ｍｍφの石英ロッド上に、ＶＡＤ法によりＳｉ
Ｃｌ4 を加水分解させ２５０ｍｍ厚さ、長さ１０００ｍ
ｍのＳｉＯ2 ガラス微粒子を堆積させた。次に該多孔質
母材を、１６００℃に昇温させた真空炉にて加熱、透明
ガラス化し、直径１２０ｍｍ、長さ１０００ｍｍの光フ
ァイバ用ガラス母材（プリフォーム）を得た。該母材重
量は３６ｋｇであった。このガラス母材表面の凹凸を表
面粗さ計で測定したところ３〜５μｍであった。該ガラ
ス母材２の両端に直径４０ｍｍの支持棒１を接続し、図
１に示す形態にて支持棒１を上下方向に移動可能なチャ
ック４で把持し、該ガラス母材２を鉛直方向に固定し
た。このとき酸水素バーナー３は固定した。酸水素バー
ナー３は片側から１３本配列し、水素３００リットル／
分、酸素６０リットル／分を供給した。該ガラス母材２
は下部（ａ）を始点とし、１０ｍｍ／分の移動速度にて
終点である上部（ｂ）まで下方へ移動させることによ
り、表面を火炎研磨した。火炎研磨処理後のガラス母材
の凹凸を調べたところ、１．０μｍと平滑化されている
ことを確認できた。以上で得られた本発明によるガラス
母材を光ファイバプリフォームとして直径１２５μｍの
光ファイバに線引きし、破断強度を調べたところ、６．
５ｋｇと良好な特性を得ることができた。
【０００７】実施例２ 実施例１と同様の方法にてＶＡＤ法により作製した長さ
１０００ｍｍ、直径１２０ｍｍφのガラス母材につい
て、酸水素バーナーの配置を図２に示すように両側から
６本ずつ計１２本配列とし、水素３００リットル／分、
酸素６０リットル／分を供給し、実施例１と同様の方法
にてガラス母材を（ａ）から（ｂ）まで下方へ移動させ
ることにより、大型母材の火炎研磨を試みたところ、移
動速度を１５ｍｍ／分まで速くすることができた。得ら
れた母材の表面の凹凸は０．８μｍと十分平滑化されて
いることを確認した。また、得られたファイバの破断強
度も、７．０ｋｇと良好な特性であった。即ち、この配
列方法であれば両側から酸水素炎で火炎研磨されるの
で、母材が回転している間、常時加熱されることによ
り、熱効率の観点から実施例１よりも移動速度（処理速
度）を上げられたものと考えることができる。
１０００ｍｍ、直径１２０ｍｍφのガラス母材につい
て、酸水素バーナーの配置を図２に示すように両側から
６本ずつ計１２本配列とし、水素３００リットル／分、
酸素６０リットル／分を供給し、実施例１と同様の方法
にてガラス母材を（ａ）から（ｂ）まで下方へ移動させ
ることにより、大型母材の火炎研磨を試みたところ、移
動速度を１５ｍｍ／分まで速くすることができた。得ら
れた母材の表面の凹凸は０．８μｍと十分平滑化されて
いることを確認した。また、得られたファイバの破断強
度も、７．０ｋｇと良好な特性であった。即ち、この配
列方法であれば両側から酸水素炎で火炎研磨されるの
で、母材が回転している間、常時加熱されることによ
り、熱効率の観点から実施例１よりも移動速度（処理速
度）を上げられたものと考えることができる。
【０００８】実施例３ 図３に示すように、実施例２と同じ酸水素バーナーの配
列とし、更に該酸水素バーナーの下方３０ｍｍのところ
に両側から３本ずつ計６本のＮ2 吹きつけ用バーナー５
を配列する構成とした。水素４００リットル／分、酸素
８０リットル／分を酸水素バーナー３に供給し、Ｎ2 吹
付用バーナー５にはＮ2 ５０リットル／分を供給した。
Ｎ2 を吹きつける目的は、母材２を高温で火炎研磨した
ときに母材表面に付着するＳｉＯ2 白色粉末を除去する
ためである。しかしながら、白色粉末除去は可能となっ
たきの、火炎研磨温度も下がり、必ずしも効率的とは言
えなかった。得られた火炎研磨された母材の表面凹凸を
調べたところ、０．５μｍに低減されていた。この光フ
ァイバ用プリフォーム母材を直径１２５μｍの光ファイ
バに線引したところ、該光ファイバの破断強度は７ｋｇ
と良好であった。
列とし、更に該酸水素バーナーの下方３０ｍｍのところ
に両側から３本ずつ計６本のＮ2 吹きつけ用バーナー５
を配列する構成とした。水素４００リットル／分、酸素
８０リットル／分を酸水素バーナー３に供給し、Ｎ2 吹
付用バーナー５にはＮ2 ５０リットル／分を供給した。
Ｎ2 を吹きつける目的は、母材２を高温で火炎研磨した
ときに母材表面に付着するＳｉＯ2 白色粉末を除去する
ためである。しかしながら、白色粉末除去は可能となっ
たきの、火炎研磨温度も下がり、必ずしも効率的とは言
えなかった。得られた火炎研磨された母材の表面凹凸を
調べたところ、０．５μｍに低減されていた。この光フ
ァイバ用プリフォーム母材を直径１２５μｍの光ファイ
バに線引したところ、該光ファイバの破断強度は７ｋｇ
と良好であった。
【０００９】実施例４ 図４に示すように、実施例２と同じ酸水素バーナーの配
列とし、更に該酸水素バーナーの下方３０ｍｍのところ
に両側から３本ずつ計６本の加熱用補助バーナー９を配
列する構成とした。水素４００リットル／分、酸素１０
０リットル／分を酸水素バーナー３に供給し、母材２の
加熱速度を上げ、加熱用補助バーナー９には水素６０リ
ットル／分、Ｏ2 ２０リットル／分を供給した。加熱用
補助バーナーによる加熱の目的は、母材２を高温で火炎
研磨したときに母材表面に付着するＳｉＯ2 白色粉末を
除去するためである。得られた火炎研磨された母材の表
面凹凸を調べたところ、０．５μｍに低減されていた。
この光ファイバ用プリフォーム母材を直径１２５μｍの
光ファイバに線引したところ、該光ファイバの破断強度
は７ｋｇに向上していた。
列とし、更に該酸水素バーナーの下方３０ｍｍのところ
に両側から３本ずつ計６本の加熱用補助バーナー９を配
列する構成とした。水素４００リットル／分、酸素１０
０リットル／分を酸水素バーナー３に供給し、母材２の
加熱速度を上げ、加熱用補助バーナー９には水素６０リ
ットル／分、Ｏ2 ２０リットル／分を供給した。加熱用
補助バーナーによる加熱の目的は、母材２を高温で火炎
研磨したときに母材表面に付着するＳｉＯ2 白色粉末を
除去するためである。得られた火炎研磨された母材の表
面凹凸を調べたところ、０．５μｍに低減されていた。
この光ファイバ用プリフォーム母材を直径１２５μｍの
光ファイバに線引したところ、該光ファイバの破断強度
は７ｋｇに向上していた。
【００１０】上記実施例１〜４の結果をみると、従来の
横型旋盤による火炎研磨処理法では母材表面の凹凸が
１．５〜３．０μｍであったのに比べ、本発明によれば
０．５〜１．０μｍと非常に平滑度が向上していること
が明らかにわかる。またこれにより、従来法による線引
きしたファイバの破断強度が５．５〜６．０ｋｇ程度で
あったものが、本発明では６．５〜７．０ｋｇ程度と向
上した。
横型旋盤による火炎研磨処理法では母材表面の凹凸が
１．５〜３．０μｍであったのに比べ、本発明によれば
０．５〜１．０μｍと非常に平滑度が向上していること
が明らかにわかる。またこれにより、従来法による線引
きしたファイバの破断強度が５．５〜６．０ｋｇ程度で
あったものが、本発明では６．５〜７．０ｋｇ程度と向
上した。
【００１１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は大型重量
ガラス母材の火炎研磨を鉛直方向（縦型旋盤）に把持し
て処理するので、横型旋盤で心配される支持棒のヒビ割
れ、破損等の危険性がなくなり、大型母材の表面を効果
的に高速で火炎研磨し、割れのない平滑な表面を得るこ
とができる。
ガラス母材の火炎研磨を鉛直方向（縦型旋盤）に把持し
て処理するので、横型旋盤で心配される支持棒のヒビ割
れ、破損等の危険性がなくなり、大型母材の表面を効果
的に高速で火炎研磨し、割れのない平滑な表面を得るこ
とができる。
【図１】本発明の一実施態様の概略説明図であり、実施
例１において片側に酸水素火炎を配列した場合を示す。
例１において片側に酸水素火炎を配列した場合を示す。
【図２】本発明の別の実施態様の概略説明図であり、実
施例２において両側に酸水素火炎を配列した場合を示
す。
施例２において両側に酸水素火炎を配列した場合を示
す。
【図３】本発明のさらに別の実施態様の概略説明図であ
り、実施例３においてＮ2 吹き付用バーナーを下方に設
けた場合を示す。
り、実施例３においてＮ2 吹き付用バーナーを下方に設
けた場合を示す。
【図４】本発明のさらに別の実施態様の概略説明図であ
り、実施例４において加熱用補助バーナーを下方に設け
た場合を示す。
り、実施例４において加熱用補助バーナーを下方に設け
た場合を示す。
【図５】従来法の概略説明図である。
【図６】ガラス微粒子の堆積工程を示す概略図である。
１ 支持棒 ２ ガラス母材 ３ 酸水素バーナー ４ チャック ５ Ｎ2 吹付用バーナー ６ 石英ロッド ７ 多孔質母材 ８ 酸水素火炎 ９ 加熱用補助バーナー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 雨宮 宏治 神奈川県横浜市栄区田谷町１番地 住友 電気工業株式会社 横浜製作所内 (72)発明者 横田 弘 神奈川県横浜市栄区田谷町１番地 住友 電気工業株式会社 横浜製作所内 (56)参考文献 特開 平３−28138（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−71534（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−141994（ＪＰ，Ａ)
Claims (3)
- 【請求項１】 回転するガラス母材表面を該ガラス母材
と相対的に移動する酸水素炎にて火炎研磨する方法にお
いて、該ガラス母材を鉛直方向に保持することを特徴と
するガラス母材の火炎研磨方法。 - 【請求項２】 ガラス母材または酸水素炎バーナーを移
動させて、該ガラス母材下部からガラス母材上部に向け
てガラス母材表面を火炎研磨することを特徴とする請求
項１のガラス母材の火炎研磨方法。 - 【請求項３】 ガラス母材を火炎研磨する酸水素炎バー
ナーの下方に配置した補助バーナーにより該ガラス母材
を加熱しつつ火炎研磨することを特徴とする請求項１又
は２記載のガラス母材の火炎研磨方法。
Priority Applications (9)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3286349A JP2553791B2 (ja) | 1991-07-26 | 1991-10-31 | ガラス母材の火炎研磨方法 |
| NO92922952A NO922952L (no) | 1991-07-26 | 1992-07-24 | Fremgangsmaate ved flammeskjaering av et glassemne |
| CA002074591A CA2074591C (en) | 1991-07-26 | 1992-07-24 | Method of flame abrasion of glass preform |
| EP92112731A EP0525681B1 (en) | 1991-07-26 | 1992-07-24 | Method of flame abrasion of glass preform |
| TW081105847A TW201296B (ja) | 1991-07-26 | 1992-07-24 | |
| DE69222590T DE69222590D1 (de) | 1991-07-26 | 1992-07-24 | Verfahren zum Feuerpolieren einer Vorform aus Glas |
| KR1019920013278A KR940011122B1 (ko) | 1991-07-26 | 1992-07-24 | 유리모재의 화염연마방법 |
| AU20499/92A AU649553B2 (en) | 1991-07-26 | 1992-07-24 | Method of flame abrasion of glass preform |
| US07/918,036 US5338327A (en) | 1991-07-26 | 1992-07-24 | Method of flame abrasion of glass preform |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18759791 | 1991-07-26 | ||
| JP3-187597 | 1991-07-26 | ||
| JP3286349A JP2553791B2 (ja) | 1991-07-26 | 1991-10-31 | ガラス母材の火炎研磨方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0585763A JPH0585763A (ja) | 1993-04-06 |
| JP2553791B2 true JP2553791B2 (ja) | 1996-11-13 |
Family
ID=26504458
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3286349A Expired - Lifetime JP2553791B2 (ja) | 1991-07-26 | 1991-10-31 | ガラス母材の火炎研磨方法 |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5338327A (ja) |
| EP (1) | EP0525681B1 (ja) |
| JP (1) | JP2553791B2 (ja) |
| KR (1) | KR940011122B1 (ja) |
| AU (1) | AU649553B2 (ja) |
| CA (1) | CA2074591C (ja) |
| DE (1) | DE69222590D1 (ja) |
| NO (1) | NO922952L (ja) |
| TW (1) | TW201296B (ja) |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06157058A (ja) * | 1991-06-20 | 1994-06-03 | Sumitomo Electric Ind Ltd | ガラス母材の火炎研磨方法 |
| ES2100576T3 (es) * | 1992-10-22 | 1997-06-16 | Sean Cameron Penrith | Procedimiento para confeccionar un recipiente a partir de una botella. |
| JP3387137B2 (ja) * | 1993-02-22 | 2003-03-17 | 住友電気工業株式会社 | ガラス母材の火炎研磨方法 |
| DE4314638A1 (de) * | 1993-05-04 | 1994-11-10 | Rheydt Kabelwerk Ag | Vorrichtung und Verfahren zum Erhitzen eines langgestreckten Glaskörpers |
| JPH08259253A (ja) * | 1995-03-24 | 1996-10-08 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光ファイバの線引方法及び線引装置 |
| DE19513862C2 (de) * | 1995-04-12 | 1997-12-18 | Alcatel Kabel Ag | Verfahren und Vorrichtung zum Feuerpolieren eines langgestreckten Glaskörpers |
| US5867327A (en) * | 1997-04-23 | 1999-02-02 | Blue Sky Research | Process for manufacturing cylindrical microlenses |
| JP3274821B2 (ja) * | 1997-06-27 | 2002-04-15 | 信越化学工業株式会社 | 光ファイバプリフォームの溶断方法及びその溶断装置 |
| US6532776B1 (en) | 1997-06-27 | 2003-03-18 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Method and apparatus for fusing an optical fiber preform |
| JP3017989B1 (ja) | 1999-01-19 | 2000-03-13 | 信越化学工業株式会社 | 光ファイバ母材の熱処理方法 |
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