JP3193715B2 - プリフォームの製造方法 - Google Patents
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- 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
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B23/00—Re-forming shaped glass
- C03B23/04—Re-forming tubes or rods
- C03B23/047—Re-forming tubes or rods by drawing
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
- Y02P40/50—Glass production, e.g. reusing waste heat during processing or shaping
- Y02P40/57—Improving the yield, e-g- reduction of reject rates
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 本発明は、光学的要素、特に、光ファイバの製造ため
の方法に関するものであるが、この場合、放射方向に見
られて変動された屈折率を有している管状の原材料が、
加熱帯に導かれ、そこで軟化され、軟化状態においてプ
リフォームに成形さるようにする方法に関するものであ
る。
の方法に関するものであるが、この場合、放射方向に見
られて変動された屈折率を有している管状の原材料が、
加熱帯に導かれ、そこで軟化され、軟化状態においてプ
リフォームに成形さるようにする方法に関するものであ
る。
光学的要素、特に、光ファイバのためのプリフォーム
は、一般的に、放射方向に見られて、次のような屈折率
輪郭、すなわち、より高い屈折率を有しているコア領域
が、コア領域に対して減少された屈折率を有している少
なくとも一つのクラッドにより包囲されているような屈
折率輪郭を有している。コア領域の上に、一定の受領角
度で軸方向に投射された光束が、この屈折率輪郭に基づ
き偏向され、プリフォームの内部ないしはプリフォーム
から作られた光ファイバの内部に再び導かれる。
は、一般的に、放射方向に見られて、次のような屈折率
輪郭、すなわち、より高い屈折率を有しているコア領域
が、コア領域に対して減少された屈折率を有している少
なくとも一つのクラッドにより包囲されているような屈
折率輪郭を有している。コア領域の上に、一定の受領角
度で軸方向に投射された光束が、この屈折率輪郭に基づ
き偏向され、プリフォームの内部ないしはプリフォーム
から作られた光ファイバの内部に再び導かれる。
特別な使用、例えば、高い光出力の伝達のためには、
光学的要素の光を導くコア領域が、クラッド領域の壁厚
さに対して、比較的大きな直径を有している。しかしな
がら、一般的に、特に、光通信技術又はセンサ技術にお
ける信号伝達のためには、そのクラッド厚さに比べて、
比較的に薄いコア領域を有している光ファイバが使用さ
れている。
光学的要素の光を導くコア領域が、クラッド領域の壁厚
さに対して、比較的大きな直径を有している。しかしな
がら、一般的に、特に、光通信技術又はセンサ技術にお
ける信号伝達のためには、そのクラッド厚さに比べて、
比較的に薄いコア領域を有している光ファイバが使用さ
れている。
このようなプリフォームのための原材料は、例えば、
長いマンドレルの上における粒子の外部沈殿によって作
られ、この場合、沈殿された粒子は、希望された放射方
向の屈折率輪郭に対応して混合されなければならない。
例えば、光通信技術における信号伝達のための石英ガラ
スから成る単一モードのファイバのような、薄いコアを
有している光ファイバのためのプリフォームにおいて
は、その場合、最初に、薄いコアガラス層が沈殿され、
その上に厚壁のクラッド層が沈殿される。沈殿された
「スート層」の泡の無い焼結を確実とするために、全体
のクラッドガラス層は、一般的に、中間層に層状に形成
され、ガラス状に焼結される。これは、特に、厚壁のプ
リフォームの場合には、比較的多くの加工費用及び加工
時間を必要とする。マンドレルの、例えば、引き抜き、
穴あけ、あるいは、エッチングによる除去は、生成され
た管状体の内面の損傷の結果となる。表面の欠陥の回避
の目的をもって、管状体の内表面は、一般的に、清浄手
段、平滑化手段及び／又は乾燥手段により後処理をされ
る。
長いマンドレルの上における粒子の外部沈殿によって作
られ、この場合、沈殿された粒子は、希望された放射方
向の屈折率輪郭に対応して混合されなければならない。
例えば、光通信技術における信号伝達のための石英ガラ
スから成る単一モードのファイバのような、薄いコアを
有している光ファイバのためのプリフォームにおいて
は、その場合、最初に、薄いコアガラス層が沈殿され、
その上に厚壁のクラッド層が沈殿される。沈殿された
「スート層」の泡の無い焼結を確実とするために、全体
のクラッドガラス層は、一般的に、中間層に層状に形成
され、ガラス状に焼結される。これは、特に、厚壁のプ
リフォームの場合には、比較的多くの加工費用及び加工
時間を必要とする。マンドレルの、例えば、引き抜き、
穴あけ、あるいは、エッチングによる除去は、生成され
た管状体の内面の損傷の結果となる。表面の欠陥の回避
の目的をもって、管状体の内表面は、一般的に、清浄手
段、平滑化手段及び／又は乾燥手段により後処理をされ
る。
プリフォームのための管状の原材料の製造のための公
知の他の方法、すなわち、原材料としての管の内表面の
上のコアガラス層の「内部沈殿」は、なかんずく、厚壁
の原材料の場合には、特に、高いエネルギーの使用、劣
っている収量及び小さな沈殿割合のために、同様に、不
経済である。
知の他の方法、すなわち、原材料としての管の内表面の
上のコアガラス層の「内部沈殿」は、なかんずく、厚壁
の原材料の場合には、特に、高いエネルギーの使用、劣
っている収量及び小さな沈殿割合のために、同様に、不
経済である。
崩壊（くずれ）の目的で、管状の原材料が、公知の方
法においては、一端部から始まり、漸進的にその長さに
渡り加熱帯の中において加熱され、その場合、原材料の
材料の粘度は、それが中実体に収縮するまで下げられ
る。光ファイバの製造の際には、管状の原材料の崩壊
（くずれ）は、また、同時に、光ファイバの引っ張りの
方法の段階によって行われる。
法においては、一端部から始まり、漸進的にその長さに
渡り加熱帯の中において加熱され、その場合、原材料の
材料の粘度は、それが中実体に収縮するまで下げられ
る。光ファイバの製造の際には、管状の原材料の崩壊
（くずれ）は、また、同時に、光ファイバの引っ張りの
方法の段階によって行われる。
光波導体のためのプリフォームの製造のためにガラス
管の崩壊（つぶれ）の際に、残りのガスを含むことを回
避するために、ヨーロッパ特許公開20163071号公報に
は、ガラス管を、崩壊（くずれ）の間に真空ポンプに連
結し、この場合、ガラス管の内部の負圧が、光波導体に
対するプリフォームの中のドープ材料の減少が、出来る
だけ現れないように選択することが提案されている。
管の崩壊（つぶれ）の際に、残りのガスを含むことを回
避するために、ヨーロッパ特許公開20163071号公報に
は、ガラス管を、崩壊（くずれ）の間に真空ポンプに連
結し、この場合、ガラス管の内部の負圧が、光波導体に
対するプリフォームの中のドープ材料の減少が、出来る
だけ現れないように選択することが提案されている。
真空により管の崩壊（くずれ）を助成する際に、プリ
フォームのコア領域にひずみの現れることがあり得る。
従って、例えば、「非円形コアの単一モード光ファイバ
の偏光特性」（V.Raumswamy,W.G.French及びR.D.Stabdk
ey著；“Applied Optics",Vo.17,No.18、第3014〜3017
ページ）には、崩壊（つぶす）すべき管の内部の高い負
圧が、プリフォームのコア領域の亜鈴状の、また、低い
負圧が、卵形の変形の結果となることがあるとの記載が
ある。
フォームのコア領域にひずみの現れることがあり得る。
従って、例えば、「非円形コアの単一モード光ファイバ
の偏光特性」（V.Raumswamy,W.G.French及びR.D.Stabdk
ey著；“Applied Optics",Vo.17,No.18、第3014〜3017
ページ）には、崩壊（つぶす）すべき管の内部の高い負
圧が、プリフォームのコア領域の亜鈴状の、また、低い
負圧が、卵形の変形の結果となることがあるとの記載が
ある。
ヨーロッパ特許公開第１ 100 174号公報から、光フ
ァイバの製造のための一つの方法が公知となっている
が、この方法においては、ガラス繊維が両側を閉塞され
たガラス管から引っ張られ、この場合、崩壊（つぶれ）
過程の軽減のために、ガラス管の内部は、前もって真空
にされるようになっている。
ァイバの製造のための一つの方法が公知となっている
が、この方法においては、ガラス繊維が両側を閉塞され
たガラス管から引っ張られ、この場合、崩壊（つぶれ）
過程の軽減のために、ガラス管の内部は、前もって真空
にされるようになっている。
米国特許第4,304,581号から公知であるガラス管の内
側の上に施された、容易に揮発されるドープ元素を含ん
でいる層を有しているガラス管の崩壊（つぶし）のため
の方法においては、崩壊（つぶし）の間におけるドープ
元素の蒸発損失の減少のために、蒸発損失が最少にされ
るべきである元素のガス状のハロゲン化合物が、管を経
て導入されるようになっている。
側の上に施された、容易に揮発されるドープ元素を含ん
でいる層を有しているガラス管の崩壊（つぶし）のため
の方法においては、崩壊（つぶし）の間におけるドープ
元素の蒸発損失の減少のために、蒸発損失が最少にされ
るべきである元素のガス状のハロゲン化合物が、管を経
て導入されるようになっている。
これらの公知の方法は、管状の原材料の内部の全表面
が、崩壊（つぶ）されたプリフォームの中心の上に模写
されると言う点で共通である。既に述べたガスの侵入に
よる気泡の形成の問題及びドープ材料の蒸発によるドー
プ元素の減少の問題の他に、管状の原材料の内表面の損
傷はプリフォームの中心における不均一性ともなる。な
お、この内表面の損傷は、汚染、湿度又は他の表面欠陥
のために基づくものであるが、これは、表面が中身の材
料とは相違する化学当量を有しているので、それ自体で
は既に不可避のことである。
が、崩壊（つぶ）されたプリフォームの中心の上に模写
されると言う点で共通である。既に述べたガスの侵入に
よる気泡の形成の問題及びドープ材料の蒸発によるドー
プ元素の減少の問題の他に、管状の原材料の内表面の損
傷はプリフォームの中心における不均一性ともなる。な
お、この内表面の損傷は、汚染、湿度又は他の表面欠陥
のために基づくものであるが、これは、表面が中身の材
料とは相違する化学当量を有しているので、それ自体で
は既に不可避のことである。
本発明は、光学的要素、特に、光ファイバのための高
度に純粋な、障害の少ないプリフォームを得ると言う課
題を基礎とするものである。
度に純粋な、障害の少ないプリフォームを得ると言う課
題を基礎とするものである。
この課題は、本発明によると、原材料として、その屈
折率が放射方向に見られて、原材料の外表面から充分に
間隔を置かれた少なくとも一つの境界面が、外方から内
方に減少することと、加熱帯の中において軟化された原
材料の部分が外皮の上にまで内方の方にひっくり返さ
れ、管状の原材料の長手軸の中へ、加熱帯への給送方向
とは反対方向にプリフォームが形成されることと、残っ
ている外皮が、原材料の給送方向にロッドして取り去ら
れられることとにより解決される。
折率が放射方向に見られて、原材料の外表面から充分に
間隔を置かれた少なくとも一つの境界面が、外方から内
方に減少することと、加熱帯の中において軟化された原
材料の部分が外皮の上にまで内方の方にひっくり返さ
れ、管状の原材料の長手軸の中へ、加熱帯への給送方向
とは反対方向にプリフォームが形成されることと、残っ
ている外皮が、原材料の給送方向にロッドして取り去ら
れられることとにより解決される。
外皮の上にまで軟化された原材料は、内方へひっくり
返され、原材料の長手軸の中に、その加熱帯への給送方
向とは反対方向にプリフォームが形成され、単に、原材
料の残っている外皮が、ロッドとして取り去られること
により、原材料として、一つの方向に動かされる塊の流
れの、二つの、反対方向に動かされる塊の流れが、次ぎ
のようにして得られる。すなわち、管の内部空間が縮小
され、管状の原材料の内表面及び外表面の汚染された領
域が、それぞれ、プリフォームの外表面ないしはロッド
として取り去られた外皮の外表面を形成するようにす
る。
返され、原材料の長手軸の中に、その加熱帯への給送方
向とは反対方向にプリフォームが形成され、単に、原材
料の残っている外皮が、ロッドとして取り去られること
により、原材料として、一つの方向に動かされる塊の流
れの、二つの、反対方向に動かされる塊の流れが、次ぎ
のようにして得られる。すなわち、管の内部空間が縮小
され、管状の原材料の内表面及び外表面の汚染された領
域が、それぞれ、プリフォームの外表面ないしはロッド
として取り去られた外皮の外表面を形成するようにす
る。
このようにして作られたプリフォームも、崩壊（つ
ぶ）された外皮として取り去れられたロッドも、それ
故、それらの内部の中に、前に一度表面を形成していた
材料領域を何ら有することが無い。管状の原材料の表面
及びその表面の近くの層の材料は、それから作られるプ
リフォームにおいても、また、必要がある場合には、材
料が容易に除去されることが出来る表面がある。経費的
に好都合なプリフォームの製造が、原材料として、その
屈折率が、放射方向に見られて、原材料の外表面から充
分に間隔を置かれた少なくとも一つのドープ領域の中に
おいて、外方から内方に向かって減少するような原材料
を使用することにより、可能となる。それ故、比較的に
低廉な費用で製造されることが出来る基体、例えば、厚
肉管の上に、壁厚さの上に均一な屈折率の分布を有し
て、外部沈殿により、簡単な様式で材料層を作ることが
可能である。この場合、作られるべき材料層の層厚さ
は、非常に小さいことが出来、極端な場合には、作られ
るべき質量は、製造されたプリフォームのコア領域に対
して必要である質量及びロッドとして取りさらるべき外
皮の質量に対して必要とされる質量に正確に対応する。
その場合、境界面とは、その下方においては、放射方向
に外側から内側に見られて、屈折率の連続的な、又は、
段階状の減少が現れ、この場合、この屈折率の変動が、
材料組成の一定の変更により、又は、原材料を形成して
いる基体金属の、屈折率を変化させるドープ剤によるド
ーピングにより、行われることが出来る領域を意味する
ものと理解されたい。境界面の外部に横たわっている領
域は、この場合、それぞれ、任意の屈折率の経過を有す
ることが出来る。原材料の外表面と、それに隣接する境
界面との間の距離が、少なくとも、外皮の厚さと同じ大
きさである時には、境界面領域は、原材料の外表面から
充分な間隔を置かれている。それ故、その横断面の上に
見られて、少なくとも、回転対称的な屈折率の変化が現
れるプリフォームの製造が、可能とされる。
ぶ）された外皮として取り去れられたロッドも、それ
故、それらの内部の中に、前に一度表面を形成していた
材料領域を何ら有することが無い。管状の原材料の表面
及びその表面の近くの層の材料は、それから作られるプ
リフォームにおいても、また、必要がある場合には、材
料が容易に除去されることが出来る表面がある。経費的
に好都合なプリフォームの製造が、原材料として、その
屈折率が、放射方向に見られて、原材料の外表面から充
分に間隔を置かれた少なくとも一つのドープ領域の中に
おいて、外方から内方に向かって減少するような原材料
を使用することにより、可能となる。それ故、比較的に
低廉な費用で製造されることが出来る基体、例えば、厚
肉管の上に、壁厚さの上に均一な屈折率の分布を有し
て、外部沈殿により、簡単な様式で材料層を作ることが
可能である。この場合、作られるべき材料層の層厚さ
は、非常に小さいことが出来、極端な場合には、作られ
るべき質量は、製造されたプリフォームのコア領域に対
して必要である質量及びロッドとして取りさらるべき外
皮の質量に対して必要とされる質量に正確に対応する。
その場合、境界面とは、その下方においては、放射方向
に外側から内側に見られて、屈折率の連続的な、又は、
段階状の減少が現れ、この場合、この屈折率の変動が、
材料組成の一定の変更により、又は、原材料を形成して
いる基体金属の、屈折率を変化させるドープ剤によるド
ーピングにより、行われることが出来る領域を意味する
ものと理解されたい。境界面の外部に横たわっている領
域は、この場合、それぞれ、任意の屈折率の経過を有す
ることが出来る。原材料の外表面と、それに隣接する境
界面との間の距離が、少なくとも、外皮の厚さと同じ大
きさである時には、境界面領域は、原材料の外表面から
充分な間隔を置かれている。それ故、その横断面の上に
見られて、少なくとも、回転対称的な屈折率の変化が現
れるプリフォームの製造が、可能とされる。
軟化された原材料をひっくり返すこと及びプリフォー
ムの原材料の長手軸の中における形成によって、原材料
の対向して横たわっている内表面が一緒に横たわること
及びそれから結果として生ずる形成されつつあるプリフ
ォームのコア領域の傾斜は、回避される。
ムの原材料の長手軸の中における形成によって、原材料
の対向して横たわっている内表面が一緒に横たわること
及びそれから結果として生ずる形成されつつあるプリフ
ォームのコア領域の傾斜は、回避される。
管状の原材料が加熱帯を垂直に下方から給送されるこ
とが推奨される。通常は、特に、高い収量のために、プ
リフォームが、原材料の質量の最大の配分を含むことが
望ましい。原材料の加熱帯への垂直な給送は、大きな直
径を有しているプリフォームの形成の際に、崩壊（つぶ
れ）領域の中において作用をする重力を支持する。必要
な場合には、重力のために加速されて形成されるプリフ
ォームは、プリフォームの希望された形成速度を有して
降下しつつある支持装置により支持される。
とが推奨される。通常は、特に、高い収量のために、プ
リフォームが、原材料の質量の最大の配分を含むことが
望ましい。原材料の加熱帯への垂直な給送は、大きな直
径を有しているプリフォームの形成の際に、崩壊（つぶ
れ）領域の中において作用をする重力を支持する。必要
な場合には、重力のために加速されて形成されるプリフ
ォームは、プリフォームの希望された形成速度を有して
降下しつつある支持装置により支持される。
原材料の管状の部分の中に、継続的な真空により、外
部から原材料の上に作用をする外圧に比べて減少された
内圧が確立される方法も、また、有効であることが分か
った。崩壊（つぶれ）領域内における減少された内圧に
より加えられる力のために、その加熱帯の中への給送方
向と反対方向に、原材料の長手軸の方向へのプリフォー
ムの形成が援助される。減少された内圧によって生成さ
れる真空の高さ及び崩壊（つぶれ）領域内の温度、ロッ
ドの引っ張り速度、原材料の給送速度のような残りの方
法パラメータ並びに原材料の幾何学的な寸法により、プ
リフォームの形成は、もっぱら、崩壊（つぶれ）領域内
に存在する圧力状態によって作用されることが出来る。
部から原材料の上に作用をする外圧に比べて減少された
内圧が確立される方法も、また、有効であることが分か
った。崩壊（つぶれ）領域内における減少された内圧に
より加えられる力のために、その加熱帯の中への給送方
向と反対方向に、原材料の長手軸の方向へのプリフォー
ムの形成が援助される。減少された内圧によって生成さ
れる真空の高さ及び崩壊（つぶれ）領域内の温度、ロッ
ドの引っ張り速度、原材料の給送速度のような残りの方
法パラメータ並びに原材料の幾何学的な寸法により、プ
リフォームの形成は、もっぱら、崩壊（つぶれ）領域内
に存在する圧力状態によって作用されることが出来る。
形成されつつあるプリフォームを、追加して引っ張る
ことも、また、有利であることが分かった。例えば、形
成されつつあるプリフォームの端面において、原材料の
長手軸の方向に動く引っ張り装置が設けられることが出
来る。それ故、プリフォームの形成速度は、制御される
ことが出来る。
ことも、また、有利であることが分かった。例えば、形
成されつつあるプリフォームの端面において、原材料の
長手軸の方向に動く引っ張り装置が設けられることが出
来る。それ故、プリフォームの形成速度は、制御される
ことが出来る。
管状の原材料及び外皮から形成されるロッドを、プリ
フォーミングの間に回転することも、また、有効である
ことが分かった。それ故、例えば、加熱帯の偶然の非対
称性は、つり合わされ、形成されつつあるプリフォーム
は、原材料の管状の部分の中心に安定化される。
フォーミングの間に回転することも、また、有効である
ことが分かった。それ故、例えば、加熱帯の偶然の非対
称性は、つり合わされ、形成されつつあるプリフォーム
は、原材料の管状の部分の中心に安定化される。
光学的プリフォームの製造のためには、本発明方法に
対して、屈折率を変更させるドープ材料は度外視して、
本質的にSiO2から成り立っている、特に、ゲルマニウム
及び／又はフッ素を含んでいる管状の原材料の使用が好
ましいことが分かった。
対して、屈折率を変更させるドープ材料は度外視して、
本質的にSiO2から成り立っている、特に、ゲルマニウム
及び／又はフッ素を含んでいる管状の原材料の使用が好
ましいことが分かった。
放射方向に見られて、外方から内方へドープされてい
ないSiO2から成る層、又は、ゲルマニウムをドーピング
されたSiO2の層及びそれに隣接して他の内部に横たわっ
ているフッ素をドープされたSiO2層を有している上記の
管状の原材料が使用される方法様式が推奨される。崩壊
（つぶれ）領域内におけるひっくり返しによって、層の
つながりが逆転され、これにより、プリフォームの中に
おいて、フッ素をドーピングされた層が、ドーピングさ
れていない層ないしはゲルマニウムをドーピングされた
SiO2層よりも、より低い屈折率を、放射方向において一
層外方に横たわっており、また、クラッドガラス層より
も、より低い屈折率が、SiO2層の中に導かれた光線に対
して役立つことが出来るようにする。
ないSiO2から成る層、又は、ゲルマニウムをドーピング
されたSiO2の層及びそれに隣接して他の内部に横たわっ
ているフッ素をドープされたSiO2層を有している上記の
管状の原材料が使用される方法様式が推奨される。崩壊
（つぶれ）領域内におけるひっくり返しによって、層の
つながりが逆転され、これにより、プリフォームの中に
おいて、フッ素をドーピングされた層が、ドーピングさ
れていない層ないしはゲルマニウムをドーピングされた
SiO2層よりも、より低い屈折率を、放射方向において一
層外方に横たわっており、また、クラッドガラス層より
も、より低い屈折率が、SiO2層の中に導かれた光線に対
して役立つことが出来るようにする。
添付図面は、本発明方法の実施の態様を示す略図であ
る。
る。
以下、本発明方法をこの図に基づいて説明する。
図には、参照数字１によって、全体の直径が130mm、
内径100mmの石英ガラス製の中空円筒が示されている。
この石英ガラス製の中空円筒１の上には、1mmの厚さ
の、酸化ゲルマニウムをドープされた石英ガラス層２が
沈殿されており、それらの境界層３において、隣接する
純粋な石英ガラス層までに、0.3％の屈折率の飛躍が現
れている。（中空円筒の寸法は、図には、明瞭にするた
めに、正確な尺度には描かれていない。） 60mm/minの供給速度を有して、石英ガラス製の中空円
筒１は、垂直に下方から上方へ、誘導炉の加熱帯４に給
送される。この給送は、矢印５により示されている。約
2,200℃の加熱帯４の内部の温度のために、石英ガラス
は軟化され、これにより、中空円筒１は、この加熱帯４
の中において、石英ガラスが約105dPasの平均粘度を有
する崩壊（つぶれ）領域６の内部において崩壊（つぶ）
される。加熱帯４の中に突出している中空円筒１の開口
部が閉塞された後、中空円筒１の低温の端面側７から、
その長手方向に移動可能な、石英ガラス製の引っ張りロ
ッド８が真空に対してシールされた貫通穴９を貫いて石
英ガラス製の中空円筒１の中に挿入され、崩壊（つぶ
れ）領域６内において石英ガラスの塊に溶着される。真
空ポンプ10による500mbarの内圧への中空円筒１の真空
と、引っ張りロッド８における給送方向５と反対方向へ
の引っ張りと、同時に、ガラスの塊の崩壊（つぶれ）領
域６からの給送方向における取り去りにより、中空円筒
１として加熱帯４の方向に流れつつあるガラスの塊の流
れは、２個の部分流れへ分割され、それらの内、一つの
部分流れ、すなわち、外皮はロッド11として給送方向５
に、また、他の部分流れは、プリフォーム12として、中
空円筒１の軸の中に、給送方向５と反対方向に取り去ら
れる。
内径100mmの石英ガラス製の中空円筒が示されている。
この石英ガラス製の中空円筒１の上には、1mmの厚さ
の、酸化ゲルマニウムをドープされた石英ガラス層２が
沈殿されており、それらの境界層３において、隣接する
純粋な石英ガラス層までに、0.3％の屈折率の飛躍が現
れている。（中空円筒の寸法は、図には、明瞭にするた
めに、正確な尺度には描かれていない。） 60mm/minの供給速度を有して、石英ガラス製の中空円
筒１は、垂直に下方から上方へ、誘導炉の加熱帯４に給
送される。この給送は、矢印５により示されている。約
2,200℃の加熱帯４の内部の温度のために、石英ガラス
は軟化され、これにより、中空円筒１は、この加熱帯４
の中において、石英ガラスが約105dPasの平均粘度を有
する崩壊（つぶれ）領域６の内部において崩壊（つぶ）
される。加熱帯４の中に突出している中空円筒１の開口
部が閉塞された後、中空円筒１の低温の端面側７から、
その長手方向に移動可能な、石英ガラス製の引っ張りロ
ッド８が真空に対してシールされた貫通穴９を貫いて石
英ガラス製の中空円筒１の中に挿入され、崩壊（つぶ
れ）領域６内において石英ガラスの塊に溶着される。真
空ポンプ10による500mbarの内圧への中空円筒１の真空
と、引っ張りロッド８における給送方向５と反対方向へ
の引っ張りと、同時に、ガラスの塊の崩壊（つぶれ）領
域６からの給送方向における取り去りにより、中空円筒
１として加熱帯４の方向に流れつつあるガラスの塊の流
れは、２個の部分流れへ分割され、それらの内、一つの
部分流れ、すなわち、外皮はロッド11として給送方向５
に、また、他の部分流れは、プリフォーム12として、中
空円筒１の軸の中に、給送方向５と反対方向に取り去ら
れる。
崩壊（つぶれ）領域６内の温度、同様に60mm/minの速
度を有している中空円筒１の給送速度及びロッド11の取
り去り速度の間のつり合いにより、重力により、約80mm
の直径を有するプリフォーム12が方向矢印13の方向に形
成される。当初は引っ張りロッド８として崩壊（つぶ
れ）領域６と反対側のプリフォーム12の端面に取り付け
られた石英ガラスロッド８は、この方法段階において、
形成されつつあるプリフォーム12の増加する塊のために
加速された降下速度及びそれに結び付けられるプリフォ
ーム12の直径の変化を回避するためのに降下可能な支え
装置として役立つ。支持装置の60mm/minの降下速度にお
ける、崩壊（つぶれ）領域６内の層のつながり2,3のひ
っくり返しのために、ゲルマニウムをドープされたコア
領域14を有している直径6.6mmのプリフォーム12が形成
される。残りのゲルマニウムをドープされたガラスの塊
は、約22mmの厚さの形状のロッド11として引き去り方向
13と反対方向に取り去られる。崩壊（つぶれ）領域14の
中におけるひっくり返し及び外皮のロッド11としての取
り去りにより、中空円筒１の外表面のロッド11の外表面
の上の中空円筒のすべての表面近くの汚染及び欠陥並び
にプリフォーム12の外表面の上の中空円筒１の内表面の
すべての表面の欠陥及び汚物が模写され、そこから、そ
れらは、必要のある場合には、除去されることが出来
る。それ故、プリフォーム12のコア領域14は、一度表面
を形成していた材料層を欠いているので、その与えられ
た形状のために、単一モードの光ファイバの製造のため
に良好に適合している。
度を有している中空円筒１の給送速度及びロッド11の取
り去り速度の間のつり合いにより、重力により、約80mm
の直径を有するプリフォーム12が方向矢印13の方向に形
成される。当初は引っ張りロッド８として崩壊（つぶ
れ）領域６と反対側のプリフォーム12の端面に取り付け
られた石英ガラスロッド８は、この方法段階において、
形成されつつあるプリフォーム12の増加する塊のために
加速された降下速度及びそれに結び付けられるプリフォ
ーム12の直径の変化を回避するためのに降下可能な支え
装置として役立つ。支持装置の60mm/minの降下速度にお
ける、崩壊（つぶれ）領域６内の層のつながり2,3のひ
っくり返しのために、ゲルマニウムをドープされたコア
領域14を有している直径6.6mmのプリフォーム12が形成
される。残りのゲルマニウムをドープされたガラスの塊
は、約22mmの厚さの形状のロッド11として引き去り方向
13と反対方向に取り去られる。崩壊（つぶれ）領域14の
中におけるひっくり返し及び外皮のロッド11としての取
り去りにより、中空円筒１の外表面のロッド11の外表面
の上の中空円筒のすべての表面近くの汚染及び欠陥並び
にプリフォーム12の外表面の上の中空円筒１の内表面の
すべての表面の欠陥及び汚物が模写され、そこから、そ
れらは、必要のある場合には、除去されることが出来
る。それ故、プリフォーム12のコア領域14は、一度表面
を形成していた材料層を欠いているので、その与えられ
た形状のために、単一モードの光ファイバの製造のため
に良好に適合している。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 シャーパー、ハルトヴィッヒ ドイツ連邦共和国、8750 アシャッフェ ンブルク、ハーゼルミュールヴェーク 25 (72)発明者 トレーバー、ノルベルト ドイツ連邦共和国、6450 ハナウ ９、 リージング シュトラーセ ６ (72)発明者 フィルスマイヤー、ゲルハルト ドイツ連邦共和国、8750 アシャッフェ ンブルク、ブリューヒェルシュトラーセ 18 (72)発明者 ライマン、クラウス ドイツ連邦共和国、6458 ローデンバッ ハ １、ノルトリング 10 (56)参考文献 特開 平５−132330（ＪＰ，Ａ) 米国特許3711262（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C03B 23/00 - 23/26 C03B 37/00 - 37/16
Claims (8)
- 【請求項１】光学的要素、特に、光ファイバのための製
造方法であって、その場合に、放射方向に見られて変動
する屈折率を有している管状の原材料が加熱帯に給送さ
れ、そこで加熱され、軟化状態においてプリフォームに
成形されるようになっている製造方法において、原材料
（１）として、放射方向に見られて、原材料（１）の外
表面から充分に間隔を置かれた少なくとも一つの境界面
（３）において、その屈折率が外方から内方に減少する
ような原材料が使用されることと、加熱帯（４）の中に
おいて軟化された原材料（１）の部分が、内方にひっく
り返され、管状の原材料（１）の長手軸の中に、その加
熱帯（４）への給送方向（５）と反対方向に形成される
ことと、残っている外皮が原材料（１）の給送方向
（５）にロッド（11）として取り去られるようにするこ
ととを特徴とするプリフォームの製造方法。 - 【請求項２】管状の原材料（１）が、垂直に下方から加
熱帯（４）に給送される請求の範囲第１項のプリフォー
ムの製造方法。 - 【請求項３】原材料（１）の管状の部分の中に、継続的
な真空化によって、外部から原材料弁（１）の上に作用
をする外圧に対して、減少された内圧を確立されるよう
にする請求の範囲第１又は２項のプリフォームの製造方
法。 - 【請求項４】形成されつつあるプリフォーム（12）が引
っ張られるようにする請求の範囲第1,2又は３項のプリ
フォームの製造方法。 - 【請求項５】管状の原材料弁（１）及び外皮から形成さ
れたロッド（11）が、プリフォーミングの間に回転され
る請求の範囲第1,2,3又は４項のプリフォームの製造方
法。 - 【請求項６】管状の原材料弁（１）として、その屈折率
を変化さするドープ剤を除いて、本質的に、SiO2から成
り立っているものが使用される請求の範囲第１〜５項の
いずれか１項のプリフォームの製造方法。 - 【請求項７】ドープ剤であるゲルマニウム及び／又はフ
ッ素の少なくとも１種を含んでいる管状の原材料弁
（１）が使用される請求の範囲第６項のプリフォームの
製造方法。 - 【請求項８】放射方向に外方から内方に見られて、ドー
プされていないSiO2又はゲルマニウムでドープされたSi
O2から成る層（２）及びそれに隣接すると共に更に内部
に横たわっているフッ素をドープされたSiO2層（３）を
有している成層された管状の原材料弁（１）が使用され
る請求の範囲第１〜７項のいずれか１項のプリフォーム
の製造方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4117816A DE4117816A1 (de) | 1991-05-31 | 1991-05-31 | Verfahren zur herstellung einer vorform |
| DE4117816.5 | 1991-05-31 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06500306A JPH06500306A (ja) | 1994-01-13 |
| JP3193715B2 true JP3193715B2 (ja) | 2001-07-30 |
Family
ID=6432850
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP50852392A Expired - Fee Related JP3193715B2 (ja) | 1991-05-31 | 1992-04-30 | プリフォームの製造方法 |
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|---|---|
| US (1) | US5429653A (ja) |
| EP (1) | EP0541738B1 (ja) |
| JP (1) | JP3193715B2 (ja) |
| CA (1) | CA2088495A1 (ja) |
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| WO (1) | WO1992021625A1 (ja) |
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| DE10027263B4 (de) * | 2000-05-31 | 2011-11-24 | Jenoptik Laser Gmbh | Verfahren zur Herstellung einer Lichtleitfaser auf SiO2-Basis zur Übertragung einer hohen Lichtleistungsdichte |
| US20020083739A1 (en) * | 2000-12-29 | 2002-07-04 | Pandelisev Kiril A. | Hot substrate deposition fiber optic preforms and preform components process and apparatus |
| US20020083740A1 (en) * | 2000-12-29 | 2002-07-04 | Pandelisev Kiril A. | Process and apparatus for production of silica grain having desired properties and their fiber optic and semiconductor application |
| US7797966B2 (en) * | 2000-12-29 | 2010-09-21 | Single Crystal Technologies, Inc. | Hot substrate deposition of fused silica |
| US7021083B2 (en) * | 2003-01-29 | 2006-04-04 | Fitel Usa Corp. | Manufacture of high purity glass tubes |
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|---|---|---|---|---|
| US3711262A (en) * | 1970-05-11 | 1973-01-16 | Corning Glass Works | Method of producing optical waveguide fibers |
| US4304581A (en) * | 1980-08-07 | 1981-12-08 | Western Electric Co., Inc. | Lightguide preform fabrication |
| DE3206176A1 (de) * | 1982-02-20 | 1983-08-25 | Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt | Verfahren zur herstellung einer vorform, aus der optische fasern ziehbar sind |
| CA1187291A (en) * | 1982-07-26 | 1985-05-21 | George E. Berkey | Method of making glass optical fiber |
| ATE50759T1 (de) * | 1984-05-26 | 1990-03-15 | Rheydt Kabelwerk Ag | Verfahren zum herstellen einer vorform zum ziehen von lichtleitfasern. |
| DE4016030A1 (de) * | 1990-05-18 | 1991-11-21 | Heraeus Quarzglas | Verfahren zum werkzeugfreien umformen eines hohlkoerpers |
-
1991
- 1991-05-31 DE DE4117816A patent/DE4117816A1/de active Granted
-
1992
- 1992-04-30 WO PCT/EP1992/000938 patent/WO1992021625A1/de active IP Right Grant
- 1992-04-30 EP EP92909174A patent/EP0541738B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1992-04-30 JP JP50852392A patent/JP3193715B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1992-04-30 DE DE59206612T patent/DE59206612D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1992-04-30 CA CA002088495A patent/CA2088495A1/en not_active Abandoned
-
1993
- 1993-01-29 US US07/961,696 patent/US5429653A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA2088495A1 (en) | 1992-12-01 |
| WO1992021625A1 (de) | 1992-12-10 |
| DE59206612D1 (de) | 1996-07-25 |
| JPH06500306A (ja) | 1994-01-13 |
| EP0541738A1 (de) | 1993-05-19 |
| US5429653A (en) | 1995-07-04 |
| EP0541738B1 (de) | 1996-06-19 |
| DE4117816C2 (ja) | 1993-03-18 |
| DE4117816A1 (de) | 1992-12-03 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |