JP3056963B2 - ロッドを中空チューブに重ね合わせる方法 - Google Patents

ロッドを中空チューブに重ね合わせる方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光ファイバプリフォー
ムの製造方法に関する。
【０００２】
【従来技術の説明】光ファイバは、大量の情報を含む光
信号を非常に小さな損失で長い距離にわたって伝達する
ことを可能にするガラスの細い繊維である。光ファイバ
は、典型的には、適切な合成物の光ファイバプリフォー
ムをつくり、このプリフォームからファイバを引き出す
ことにより製造される。
【０００３】典型的なプリフォームは、長さが１ｍで外
径が２０〜２００ｍｍのガラスの同心円状ロッドであ
る。ロッドの内側コアは、ゲルマニウム珪酸塩ガラスの
ような高純度の低損失ガラスからなり、約１〜５ｍｍの
直径を有する。クラッドと呼ばれる外側の同心円筒は、
内側コアよりも低い屈折率のガラスの層である。
【０００４】従来の光ファイバプリフォームの製造方法
においては、コアはクラッドの中にドープされた個体シ
リカガラスのロッドとしてつくられる。オーバークラッ
ドと呼ばれる珪酸塩ガラスの外側カバーが、ファイバ引
き出しの望ましい幾何学的構造を与えるために、ロッド
の周囲に付け加えられる。例えば、ロッドはオーバーク
ラッド・チューブの中に入れられ、酸水素トーチで加熱
されることにより、ロッドとオーバークラッドが重ね合
わされて、光ファイバプリフォームとなる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】この製造方法には、重
ね合わせる工程で、オーバークラッドの外表面にＯＨ不
純物が導入され、それが引き出されるファイバにとって
有害となるという問題がある。その結果、プリフォーム
の外側０．５ｍｍをプラズマトーチで削り取り、酸水素
トーチにより汚染された表面を除去する必要がある。
【０００６】本発明は、屈折媒体の外表面が製造過程に
おいて不純物で汚染されることを防止可能な屈折媒体を
重ね合わせる方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】複数の細長い屈折媒体を
近接して配置する。この近接した媒体をプラズマトーチ
熱源に曝す。媒体を長さ方向に零でない平均速度でトー
チを通り過ぎるように移動させる。この移動は、加熱範
囲にわたる長さ方向の往復運動（振動）を含んでいる。
ロッドが中空チューブの中に重ね合わされる場合、ロッ
ドとチューブとの間の気圧を減少させると、入り得る汚
染物質が除去され、同時にチューブがロッドに対して押
しつぶされる。この方法は、コアロッドにオーバークラ
ッド・チューブを重ね合わせて、光ファイバプリフォー
ムを形成する場合に特に有用である。
【０００８】
【実施例】本発明の一実施例による細長い一対の屈折媒
体を重ね合わせる方法を、図１により説明する。第１の
ステップＡにおいて、２つの屈折媒体を、近接して配置
する。２つの屈折媒体が中空のチューブとこの中に重ね
合わされるべきロッドである場合、ロッドはチューブに
挿入される。
【０００９】第２のステップＢにおいて、近接する２つ
の屈折媒体を互いに片寄らせる力が加えられる。ロッド
とチューブの場合、内側に放射状に押す大気圧がチュー
ブに加わるように、チューブを部分的に減圧することに
より行われる。屈折媒体の一方が外側チューブの場合、
片寄らせる力は、チューブをその軟化温度まで熱するこ
とにより生じる。軟化した材料は表面張力を最小にする
性質があるので、軟化された領域の表面は収縮する。
【００１０】第３のステップＣにおいて、アセンブリを
プラズマトーチに曝し、同時にアセンブリとトーチを互
いに次のようなやり方で相対的に動かす。１）アセンブ
リとトーチは零でない相対的な長さ方向速度を有する。
２）アセンブリとトーチは、長さ方の全体的な動きに加
えて、トーチにより加熱される長さ方向の領域を往復運
動する。すなわち、トーチがアセンブリに沿って長さ方
向に移動するとき、トーチは加熱領域を短い振幅で前後
に動く。アセンブリがチューブとロッドからなる場合、
長さ方向の領域の全ての面が熱せられるように、チュー
ブが回転することが望ましい。加熱は、真空ポンプから
遠い方のチューブの端部から始めると有
【００１１】このプロセスの効果は、アセンブリの長さ
方向の部分を往復運動の振幅の範囲について軟化状態ま
で加熱することである。チューブとロッドの場合、圧力
の違いにより、加熱されて軟化したチューブをその中に
あるロッドに押しつぶし、２つの媒体を重ね合わせる。
この重ね合わせのプロセスは、アセンブリの真空ポンプ
から遠い方の端部から開始し、真空ポンプに接続された
端部に向かって進めることが望ましい。
【００１２】減圧する代わりに、チューブの外部に過度
の圧力を加えるようにしてもよい。また、例えば２つの
帯状のものを重ね合わせる場合のように、異なる形状の
細長い屈折媒体を重ね合わせる場合には、減圧するステ
ップを省略することができる。ロッドを第２の中空チュ
ーブに代えた場合、外側のチューブを減圧せずに、内側
のチューブの中心部を加圧するようにしてもよい。
【００１３】次に、図１に示した方法の実施に有用な装
置の構成を図２により説明する。図２において、クラッ
ドチューブとコアロッドのような細長いアセンブリ２０
が、速度制御可能な旋盤２１に取り付けられている。こ
の装置は、米国特許第５，２２１，３０６号に記載され
たものと同様の装置である。旋盤は垂直方向に向けられ
ていて、支持された端部に実質的なトルクが加わらず、
アセンブリ２０が熱によりたわまないようにしている。
アセンブリ２０の横方向の表面は、米国特許第５，００
０，７７１号に詳細に記載されているように、プラズマ
トーチ１０のプラズマの火の玉１２に曝されている。
【００１４】プラズマトーチ１０は、旋盤２１と同じ台
座に据え付けられた３軸位置決め台３０上に設けられて
おり、トーチの位置は動作中正確に制御される。図示し
ないコンピュータにより、旋盤２１を介してアセンブリ
２０の回転を調節・制御し、また位置決め台３０を介し
てプラズマトーチ１０の動きを調節・制御する。コンピ
ュータは、アセンブリ２０のＺ軸回りの回転速度および
Ｚ軸に沿ったプラズマトーチ１０の速度を制御する。
【００１５】プリフォームの重ね合わせにおいて、旋盤
２１は、好ましくは、Ｌｉｔｔｏｎ・Ｅｎｇｉｎｅｅｒ
ｉｎｇ社のＬｉｔｔｏｎガラス旋盤のような、アセンブ
リ２０の両端に同時に回転するチャックを有するガラス
旋盤である。図示しないステップ・モータが、プラズマ
トーチ１０の位置および旋回を制御する位置決め台３０
の３軸を駆動するために設けられる。下側のチャック
は、図３に示すように、ロッド２０Ｂの下にあるクラッ
ドチューブ２０Ａの内部を部分的に排気できるようにな
っている。クラッドチューブの直径を小さくした部分、
ハンドル２０Ｃは、チャック３１の中央開口部およびテ
ールストック３２を通って延び、ハンドル２０Ｃはガス
ケット３３に据えられ、密閉されている。同軸状の管
は、回転式シール３４を通してガスケット３３の開口中
心まで延び、クラッドチューブ２０Ａの内部は図示しな
い真空ポンプに接続されている。
【００１６】コアロッド２０Ｂがクラッドチューブ２０
Ａに挿入され、図３の装置に固定される。真空ポンプに
よりチューブ内の圧力を２５水インチまで減圧する。ク
ラッドチューブ２０Ａは３０〜３５ｒｐｍで回転され、
プラズマトーチ１０はチューブの最上部でチューブから
約５〜１０ｍｍのところに置かれる。プラズマトーチ１
０は、０．５〜５ｃｐｓ（好ましくは、１ｃｐｓ）の周
波数、５〜１０ｃｍの長さ方向への振幅の相互運動が付
加されて、チューブの長さ方向に２〜５ｃｍ／分で移動
される。
【００１７】このプロセスの結果、プラズマトーチ１０
を下に移動させると、クラッドチューブ２０Ａは内側の
コアロッド２０Ｂの上に押しつぶされる。このプロセス
の有利な点は、従来の酸水素トーチによる製造方法に比
べて３つある。１）プラズマトーチがクラッドに不純物
を導入しないこと。２）軸方向の温度プロフィールがト
ーチ振動の周波数および振幅による制御の対象となるこ
と。３）プラズマトーチを使用するチューブとロッドの
重ね合わせが、酸水素トーチの２倍の速さで行われるこ
と。
【００１８】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、屈
折媒体の外表面が製造過程において不純物で汚染される
ことを防止可能な屈折媒体を重ね合わせる方法を提供す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例による細長い屈折媒体を重ね
合わせる方法を示すフローチャート。
【図２】光ファイバプリフォームを重ね合わせる場合
に、図１の方法を実施するために適した装置の構成を示
す図。
【図３】図２の装置の端部取り付け部を示す図。
【符号の説明】
１０ プラズマトーチ １２ プラズマの火の玉 ２０ アセンブリ ２０Ａ クラッドチューブ ２０Ｂ コアロッド ２０Ｃ ハンドル ２１ 旋盤 ３０ 位置決め台 ３１ チャック ３２ テールストック ３３ ガスケット ３４ 回転式シール
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アドルフ ヘンリー モーズル ジュニ ア アメリカ合衆国、07974 ニュー ジャ ージー、ニュー プロビデンス、マウン テン アベニュー 785 (56)参考文献 特開 平１−230441（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−36131（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C03B 37/012

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 （Ａ） コアロッド（２０Ｂ）を中空の
    クラッドチューブ（２０Ａ）内に配置するステップと、 （Ｂ） 前記コアロッド（２０Ｂ）方向に向けて力を前
    記クラッドチューブ（２０Ａ）に加えるステップと、 （Ｃ） 前記コアロッドとクラッドチューブをプラズマ
    トーチ熱源に曝すステップと、 からなり、前記（Ｃ）ステップは、前記クラッドチューブの長さ方
    向に往復運動をさせながら、その長さ方向に零でない平
    均速度でプラズマトーチ熱源を前記クラッドチューブに
    対し相対的に移動させながら行う ことを特徴とするロッ
    ドを中空チューブに重ね合わせる方法。
  2. 【請求項２】 前記（Ｂ）ステップは、前記中空クラッ
    ドチューブの内部を少なくとも部分的に減圧することに
    より行うことを特徴とする請求項２記載の方法。
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