JP3532239B2 - ゾル−ゲルを用いた高保障試験光ファイバの作製 - Google Patents
ゾル−ゲルを用いた高保障試験光ファイバの作製Info
- Publication number
- JP3532239B2 JP3532239B2 JP04021694A JP4021694A JP3532239B2 JP 3532239 B2 JP3532239 B2 JP 3532239B2 JP 04021694 A JP04021694 A JP 04021694A JP 4021694 A JP4021694 A JP 4021694A JP 3532239 B2 JP3532239 B2 JP 3532239B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sol
- particles
- gel
- substrate
- fiber
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 9
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 title claims description 6
- 238000012360 testing method Methods 0.000 title description 6
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 65
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 37
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 25
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 25
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 21
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 17
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 claims description 15
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 7
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims description 7
- 239000004071 soot Substances 0.000 claims description 4
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 3
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 claims description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 2
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 claims description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 claims 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 10
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 238000001879 gelation Methods 0.000 description 7
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 6
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 5
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- WGTYBPLFGIVFAS-UHFFFAOYSA-M tetramethylammonium hydroxide Chemical compound [OH-].C[N+](C)(C)C WGTYBPLFGIVFAS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 239000007900 aqueous suspension Substances 0.000 description 3
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 3
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 3
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 2
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 2
- 229920006240 drawn fiber Polymers 0.000 description 2
- 239000005350 fused silica glass Substances 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 2
- BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N methanoic acid Natural products OC=O BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 238000003980 solgel method Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 2
- OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 4-(3-methoxyphenyl)aniline Chemical compound COC1=CC=CC(C=2C=CC(N)=CC=2)=C1 OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910005793 GeO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 240000000513 Santalum album Species 0.000 description 1
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- 229920006187 aquazol Polymers 0.000 description 1
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000008119 colloidal silica Substances 0.000 description 1
- 239000013065 commercial product Substances 0.000 description 1
- 239000007771 core particle Substances 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000007872 degassing Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 235000019253 formic acid Nutrition 0.000 description 1
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 description 1
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 1
- 229920000620 organic polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
- 238000009987 spinning Methods 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- C03B37/014—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments made entirely or partially by chemical means, e.g. vapour phase deposition of bulk porous glass either by outside vapour deposition [OVD], or by outside vapour phase oxidation [OVPO] or by vapour axial deposition [VAD]
- C03B37/016—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments made entirely or partially by chemical means, e.g. vapour phase deposition of bulk porous glass either by outside vapour deposition [OVD], or by outside vapour phase oxidation [OVPO] or by vapour axial deposition [VAD] by a liquid phase reaction process, e.g. through a gel phase
-
- 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
- C03B37/02—Manufacture of glass fibres or filaments by drawing or extruding, e.g. direct drawing of molten glass from nozzles; Cooling fins therefor
- C03B37/022—Manufacture of glass fibres or filaments by drawing or extruding, e.g. direct drawing of molten glass from nozzles; Cooling fins therefor from molten glass in which the resultant product consists of different sorts of glass or is characterised by shape, e.g. hollow fibres, undulated fibres, fibres presenting a rough surface
- C03B37/023—Fibres composed of different sorts of glass, e.g. glass optical fibres, made by the double crucible technique
-
- 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
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S65/00—Glass manufacturing
- Y10S65/901—Liquid phase reaction process
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)
- Glass Melting And Manufacturing (AREA)
- Silicon Compounds (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
Description
含むプリフォームから引いたシリカベース光ファイバの
作製に係る。初期の用途は、通常のファイバ作製プロセ
スにより作製されたコアロッドを囲むゾル−ゲル生成オ
ーバークラッド管で構成された合成プリフォームから作
製された低損失シングルモードファイバの形をとると予
想される。
同時に出願中の米国特許第07/930,125号は、
ゾル−ゲル生成シリカベースガラス基体の使用で明らか
な、経済性を最終的に実現するためのブレークスルーを
示している。ある用途では、管状基体はスートプロセス
又は修正化学気相堆積により作製されたコアとともに、
合成プリフォームを作り、それから光ファイバを引いて
もよい。その特許は、乾燥中ゲル基体に亀裂が入るのを
避けるため、ゾル中に有機ポリマを導入することを述べ
ている。その後焼結中、ポリマを除去することにより、
現在用いられているより高価な方法で生成されたもの
と、同等の品質をもつファイバが、最終的に生じる。
持されている。すなわち、得られるファイバは、現在の
技術によるファイバと同じ損失特性をもつ。しかし、更
に問題が見つかっている。汚染により個別の粒子に起因
するファイバの破損が、歩留りを下げている。これらの
粒子は1μm又はそれより小さな寸法をもち、MCVD
又はスートプロセス中、どうしても避けられない。
00℃で焼結する前、又はする間、高温プロセス中、ガ
ラス中に同化される。Al2O3はそのような無害な汚染
の例で、それは個別の粒子として残留しないため、破損
は起こさない。高温プロセスで残留する粒子は、注意す
べきもので、“耐熱性”と呼ばれる。
ZrO2 及びTiO2 の除去を目的としている。具体的
なプロセスは、ゲル化の前に、機械的に分離することに
依存する。機械的分離は、懸濁液すなわち水溶性ゾルを
構成するSiO2 粒子から、好ましくない粒子を見分け
るのに、密度又は寸法の違いに基づく。密度に依存する
沈澱及び寸法に基づく濾過は、有用である。
去のため、遠心力に依存する。この方式は、場合によっ
ては、密度及び寸法の違いの両方に敏感である。ZrO
2 及びTiO2 のような耐熱物質の除去は、水溶性懸濁
液中で基本的にゾルを構成するSiO2 粒子に比べ、大
きな密度に基本的に依存する。同時に、亀裂の核及び気
泡中心として働く可能性のあるSiO2 粒子のかたまり
を除去することは、より大きな寸法に基づく。
N.08/029753(バンダーカール 2)は、ゾ
ル−ゲル生成部分を含むプリフォームから作られたファ
イバ中の耐熱性粒子除去の一般的問題を扱っている。そ
の特許出願に従うと、個別の粒子は、まだ多孔質の乾燥
ゲルのガス処理により、寸法を減少させる。好ましい処
理は、O2 を含まない雰囲気中でSOCl2 を用い、そ
れはたとえば耐熱性ZrO2 と反応し、最終的にはZr
Cl4 としてZrを除去する。
わめて効果的であるが、ゲル化の前に、ゾルからより大
きな粒子を除去することにより、促進される。従って、
好ましい商業的用途は、2つのプロセスを組合わせるこ
とに、依存する可能性がある。最終的な考察、すなわち
本発明の例の具体的なプロセスは、ゾルに対して操作
し、従ってゲル化中の汚染に付随した問題を軽減するこ
とはできない。最終的なゲルからの粒子除去を意図した
同時に出願中の特許は、その後に汚染されることの説明
となる。
ゲルプロセスは、期待にかなうものである。初期に用い
られたオーバークラッド管をゾル−ゲルクラッドで置き
かえた合成プリフォームから引いたファイバは、目的を
達成する。すなわち引いたファイバの損失特性は、同じ
である。しかし、強度は影響を受ける。研究した生成で
は、初期の合成プリフォームから生成させたファイバの
100kpsi保障試験(proof−testin
g)は、100万メートルのファイバ当たり25の破損
を生じた。これらの中で、85%は表面及びコア−オー
バークラッド界面で破損し、約5%のみがオーバークラ
ッドに対し内部の粒子によるものであった。それに対
し、ゾル−ゲルから作製したオーバークラッドを含むプ
リフォームから引いたファイバの20kpsi保障試験
では、500メータのファイバ中で、2つの内部破損を
生じた。これはサンプリングとしては不十分であるが、
過度の破損を伴った。これらの内部破損は6μm及びオ
ーバークラッド中のより大きな寸法の耐熱性粒子である
ことがわかった。“耐熱性”粒子は引張りの際にも残留
し、破損の核となる。
ある(破損機構の基体、ジェイ・エフ・ノット(J.
F.Knott)ロンドン、バターワース、98−10
5頁、1973を参照のこと)。“グリフィス クラッ
ク”というのは、ひびを含むことによるファイバの破損
は、破損の核となる粒子、与えられたファイバ断面に対
する引張り応力に関係することが、報告されている。
去は、製造の仕様に依存する。単一の2μm粒子が存在
することにより、100kpsi保障試験で、破損を生
じる。一般的なシングルモードの設計では、ファイバ1
000km当り、30kgのオーバークラッドを必要と
する。100万メートル当り高々5個の破損(又は10
0万メートル当り5個の粒子)という条件は1015当り
数個の汚染の除去と等価である。
ZrO2 に加え、同様に面倒なTiO2 及びCr2O3の
耐熱粒子は、SiO2 ゾル粒子の形成及び分散中に、導
入される可能性がある。両方ともプロセス中残留し、フ
ァイバを破損させるのに十分な耐熱性をもつ。
子を除去することは、適切に設計された遠心分離によ
り、可能である。除去すべき粒子は、2つの型をもつ。
すなわち、水溶性媒体中で本質的なゾルを構成するSi
O2 粒子からは、両方とも重要な点で異なる。そのよう
な粒子は、より大きな密度、たとえば(SiO2 の2.
2g/ccに比べ)ZrO2 及びTiO2 の5.5g/
cc及び4.5g/cc又はより大きな寸法、典型的な
場合(SiO2 の平均寸法0.05μmの懸濁粒子に比
べ)SiO2 のかたまりの1−8μmのいずれかをも
つ。
(化学技術の百科事典、カーク−オスマー(Kirk−
Othmer)第2編、第4巻、710−758頁(1
964)を参照のこと)。遠心力の形成は、連続流を起
すための装置とともに、図に示されたびん遠心分離機を
含む。そのような装置の1つは、“かご”又は“管状”
遠心分離機を含み、その中で流れは円筒状容器の軸に沿
う。もう1つのものは、“円盤状”遠心分離機で、その
中の流れは円盤の表面に平行である。遠心分離装置につ
いては、引用文献の715−717頁で詳細に考察され
ている。
分離は、液体媒体に対する粒子の密度の差に、直線的に
依存し、粒子寸法の二乗で変化する。
クス則は、次式を与える。
との差 d = 粒子の直径 ω = 粒子の角速度 γ = 沈澱速度が決められるゾル内の回転軸と面との
間の半径方向の距離
は(5.5−1)/(2.2−1)×(1ないし8)2
/(0.05)2=1500ないし90,000倍、名
目上のSiO2 ゾル粒子より速く移動する。400の名
目上のゾル粒子のかたまり(従って、単一のゾル粒子よ
り約8倍寸法が大きい)は、個々の粒子より、約50倍
速く移動する。例で報告されるように、一組の操作条
件、すなわち30分間の3200gの遠心分離では、破
損の核となるとSiO2 のかたまりとともに、0.8μ
mより大きな寸法のZrO2 粒子が除去されるが、懸濁
SiO2 は3.5重量%が除去される(破損核生成の水
準程度又はそれ以下にSiO2 が減少する)だけであ
る。ストークスの式を用いた計算では、沈降が妨げられ
た場合について修正すると、0.2μmまで小さなZr
O2 、TiO2 及びCrO3 粒子が除去されるはずであ
ることが、示される。
もに管状の遠心分離機も、適切である可能性がある。
般的に得られる材料は、水溶性懸濁液中に、0.05μ
mの平均寸法をもつSiO2 粒子から成る。破損を誘発
する核として働く可能性のあるかたまりは、そのような
粒子を少なくとも400含み、(0.05μmゾル粒子
を基本にし)、0.4μmのかたまりを作る。そのよう
なかたまりを含むことは、そのような材料中で1.0重
量%以下であることがわかる。不適切なゾルSiO2 に
よる“不均一な”流れを最小にすることが、必要であ
る。最小のSiO2 ゾル含有量は、ゲル化が完了した
時、約30重量%である。実験により、適切な遠心分離
で、最大1%の損失が生じることが示され、従って遠心
分離前の許容される最小値は31%である。報告した実
験に用いた典型的な市販製品は、46重量%のSiO2
を含み、購入でき、難点はない。もしより希薄なゾルを
用いるなら、この水準は厳密さを必要とするようになる
可能性がある。
な不均一性を除くか減らすことに向けられている。最終
的な製品、すなわち光ファイバは、それを必要とするも
のの1つである。雰囲気、清浄でない表面及び同様のも
のからの汚染を避けるために従来行われてきた方法を、
続いて行わなければならない。ゾル−ゲルプロセスは、
スートプロセス又はMCVDより、汚染のこの源を必然
的に、取り入れやすい。加えて、ゾル−ゲルプロセスは
現在進んでいる物理的分離中、及びゲル化の間の両方
で、容器壁から汚染を受けやすい。例に示されたデータ
は、表面又は内部破損のないファイバを生成するよう、
意味のある汚染はないという鋳型に基づいている。
8/029753(エス・ディー・バンダカール 2)
は、なお多孔質の乾燥ゲルから、粒子の気体除去を行う
ためのプロセスを目的としている。ゾル精製のためのプ
ロセスを商業的に採用することは、そのような気体除去
により補ってもよい。
ては、1992年8月14日に出願された米国特許出願
第07/930,125号に述べられている。それにつ
いて、以下で簡単に述べる。ある種の実験では、ZrO
2 、TiO2 及びCr2O3の耐熱粒子を、ゾルに添加し
た。粒子除去後のゲルの評価は、得られたファイバの処
理の前及び後、又は引張り及び試験により、不純物含有
量を直接分析することにより行った。残留する特定の物
質の問題となる量は非常に小さいから、ほとんどの識別
試験は、ファイバ破損を数えることにより行った。
ップボトル遠心分離器上で行った。それは4個の等間隔
のびん(10)から成り、それらの各々は直径4cm及
び長さ10cmのおおよその寸法を有し、約1リットル
の容量をもつ。びんは長さ30cmの回転子アーム(1
1)に取り付けられ、アームは回転子(12)に接続さ
れ、図示されていない手段により、駆動される。図示さ
れるように、操作により沈澱物(“ケーキ”)(13)
を生じた。用いた装置は3900rpmの最大速度を有
し、3200g(3×106 cm/sec2 )の加速を
生じた。
2)の遠心分離を用いた。以下の例は実験装置で得られ
る最高速度である3900rpmを、30分間用いた。
遠心分離後、表面に浮かんだ液体を流し去り、鋳造に用
いるためのゾルが生じた。ケーキの分析はファイバ破損
に基づく実験結果と一致した。
様な工程を続けて行った。用いた工程について、簡単に
述べる。
g水溶性分散液から作製した。分散液は約50m2 /g
の表面積を有する46重量%のコロイド状シリカを含ん
だ。粒子サイズの分布は、約50nm径に中心をおき、
5nmから200nmまで及んだ。分散液に、水(25
重量%)に溶解させた一定量の水酸化テトラメチルアン
モニウム(TMAH)(乾燥させた重量で、SiO2 を
基本にして2.8重量%)を、添加した。これによりp
Hが約12に上り、ゲル化及び沈降に対し、ゾルが安定
化された。20時間後、約50,000の分子量の0.
21重量%ポリエチルオキサゾリン及び0.87重量%
のグリセリン(SiO2 を基礎として)を添加し、ゾル
と混合した。メチル蟻酸(SiO2 を基礎として2.1
重量%)を添加し、直ちにゾルを鋳型に注いだ。鋳型は
アクリル管及び同心状のステンレススチール棒から成
り、両方で63.5mmOD×28.6mmID×長さ
1mの管状鋳型を構成した。蟻酸の添加後、10分間で
pHは9.6−9.7の範囲に減少し、本質的に完全な
ゲル化が起こった。ゲル化は10分後、本質的に完了し
た。
回転中の2.5”径ローラ上で、水平に乾燥された。ゆ
るく閉じた箱の中で、2週間1rphで回転することに
より、25.1mmID×55.6mmOD×844長
の乾燥した管が生じた(12.4%の縮小に対応す
る)。報告された結果は、室温で約80%の相対温度で
得られた。
に置かれた。焼結シュラウドは試料を12”長の炉高温
領域を通して垂直方向に移動させる昇降機上に保持し
た。焼結中、基体はシンタしない管の中心孔中に、1
1.3cm延びる19mmロッドにより、支持された。
試料はHe、O2 及びCl2 が流れる雰囲気中の高温領
域上に保持され、炉は1000℃の脱水酸化温度に加熱
された。炉はこの温度に16時間保たれ、試料はそれを
通してゆっくり冷却させた。通過させた後、試料を底部
に保ち、炉温度は1400℃に上昇させ、試料は高温領
域を通過させ上昇されることにより、固化させた。固化
により、管は更に27%縮み、内径は18.3mmに減
少し、管を19mm支持ロッドに焼結させた。約8cm
の長さの溶融部分は取り除き、長さ約59cmの管が残
った。
=0.35%(アンドープシリカより大きい)の屈折率
を有するGeO2 ドープコア、△- =0.11%の屈折
率のフッ素ドープクラッド及び16mmの外径を有す
る。ロッドは管中に挿入された。合成プリフォームの作
製は、表面バーナーを有する垂直旋盤上で行った。水銀
の25−27インチの真空は、ゾル−ゲル管をコアロッ
ドにつぶす際、助けとなった。構成は10rpmで回転
され、1.2cm/分の速度で上下を逆にして、溶融さ
せた。オーバークラッド温度は、いくつかの目的を達成
するのに、十分であった。(1)ゾル−ゲル管中の残留
空孔の除去、(2)管のコアロッドへのつぶし及び
(3)管−コアロッド界面での溶融。得られたプリフォ
ームは2.6mm径のコアと40mmODを有した。そ
の他の作製の詳細は、米国特許第4,820,332号
の指針に従った。
f.ZrO2 誘導炉を用いて、125μm径のファイバ
に引いた。引張り速度は毎秒3.9メートルで、引張り
中の張力は75グラムであった。UVなましアクリルの
二重被覆を施した。引張ったファイバは、被覆を除いて
8.2μmのコアと、125μmの外径を有した。
1.3μmにおいて<0.4dB/km、1.55μm
で<0.22/kmと最もよく入手しうる市販のファイ
バと同程度であった。
“層”の分析結果である例で報告するために、測定を選
んだ。びんからとり出したケーキの下側のエネルギー分
散スペクトルX線分析は、約25μmの深さまで感度を
もつ。これらの目的のために、その25μmの厚さを、
“層”と考える。例によっては、遠心分離の時間を報告
している。報告されている時間は、報告されている遠心
分離の条件下で、得られる本質的な最大値を生じるのに
必要な時間である。SiO2 懸濁液粒子の数は、プロセ
スを著しく分断し、乾燥中ゲル基体を破損するような量
まで、減らすべきではない。30重量%のゾル粒子を維
持することが、適切であるとわかった。沈澱の時間を測
定した例において、堆積速度は本質的な時間、本質的に
一定に保った。これはそれ自身遠心分離プロセスを洞察
することになり、初期の沈澱はより高密度で、粒子の寸
法はより大きい。沈澱速度はこの初期の時間中変わらな
いから、より遅く移動する粒子の到達時間は、より速く
移動する粒子が初期に選択されることにより、幾分補償
されると結論づけなければならない。速度が低下するこ
とは、ゾルの好ましくない希釈を意味する。遠心分離
は、低下の前に終了すべきである。
いた場合は、図に関係して述べたびん遠心分離の形をと
る。例1は基本の役目をもち(それから何もとり出さ
ず、何も添加しない処理したままのゾルである)、未処
理のゾルを利用している。他の例は、寸法及び組成が変
わる粒子汚染物質を意図的にドープしたゾルを用いた。
例を表の形で示す。
る。−それらはびんの高さの中央にある粒子に基づく。
実効的なレバーアームは、約15インチ(12インチ長
のアーム+5インチボトルの長さの半分)である。ケー
キの残りは、すべての例でSiO2 であった。これに示
す△層は、汚染を示さなかった。
−ゲルファイバ作製の商業的な適合性に向けられてき
た。すなわち、挿入されたコアロッドを含むシンタ(焼
結,シンタリング)されたゾル−ゲル管で構成された合
成プリフォームから引くファイバ引張りに基づく作製に
向けられてきた。進歩した点は、ロッドの周囲にオーバ
ークラッドがゲル化されるプロセスとともに、すでに含
まれたコアロッドの周囲に、管がシンタされることを含
む別の方法にも、等しくあてはまる。進歩した点は、全
体をゾル−ゲル誘導されたプリフォームとともに、すべ
てのそのような合成プリフォームから引いたファイバ中
の破損を減らすことに、価値がある。
一般的に、“びん”遠心分離と表わし区別されているの
は、“びん”の底に塊として集められるものである。
Claims (9)
- 【請求項1】 ゾル−ゲル基体を含むプリフォームから
ファイバを延伸し、ゾル−ゲル基体はゾルのゲル化と、
それに続く多孔質性基体への乾燥及び焼結(シンタリン
グ)により作製され、ゾルは水中のSiO2 懸濁粒子
を含み、懸濁粒子は基本的に、0.005μmないし
0.2μmの範囲内の寸法をもつ光ファイバの作製方法
において、 ゾルは、そのような懸濁粒子より大きな密度、及びその
ような懸濁粒子より大きな寸法を含む類から選択された
少なくとも1つの特性に基いて、汚染粒子を除去するよ
うにさらに処理(プロセス)され、このさらなるプロセ
スは、遠心分離、沈降、あるいは濾過を含み、かつ、こ
のさらなるプロセスは、0.2μmないし1μmの寸法
の耐熱性粒子の実質的な分離をもたらす(ここで耐熱性
というのは得られるファイバ中には同化されない粒子を
示す)ことを特徴とする方法。 - 【請求項2】 プロセスは、遠心分離を含む請求項1記
載の方法。 - 【請求項3】 遠心分離により、懸濁粒子の寸法≧2μ
mの集合体の耐熱性粒子が実質的に分離される請求項2
記載の方法。 - 【請求項4】 耐熱性粒子は、ZrO2 、TiO2 及
びCr2O3から成る類から選択された少なくとも1つ
の組成を含む請求項3記載の方法。 - 【請求項5】 ゾル−ゲル基体は、管状で、プリフォー
ムは本質的に、そのようなゾル−ゲル基体により囲まれ
たロッド形基体を含む請求項1記載の方法。 - 【請求項6】 そのようなゾル−ゲル基体は、焼結され
たままの状態では、それ自身を支持する管状基体で、そ
のようなロッド形基体がその中に挿入され、プリフォー
ムを生じる請求項5記載の方法。 - 【請求項7】 そのようなロッド形基体は、修正化学気
相堆積及びスートプロセスから成る類から選択されたプ
ロセスにより作製され、スートプロセスは更に気相軸堆
積及び外部気相堆積から選択される請求項6記載の方
法。 - 【請求項8】 そのようなゾル−ゲル基体は、挿入され
たロッド形基体の存在下で焼結される請求項5記載の方
法。 - 【請求項9】 請求項1ないし8のいずれかのプロセス
により生産された光ファイバ。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US08/029,750 US5344475A (en) | 1993-03-11 | 1993-03-11 | Manufacture of high proof-test optical fiber using sol-gel |
US029750 | 1993-03-11 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0710585A JPH0710585A (ja) | 1995-01-13 |
JP3532239B2 true JP3532239B2 (ja) | 2004-05-31 |
Family
ID=21850690
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP04021694A Expired - Lifetime JP3532239B2 (ja) | 1993-03-11 | 1994-03-11 | ゾル−ゲルを用いた高保障試験光ファイバの作製 |
Country Status (12)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5344475A (ja) |
EP (1) | EP0614855B1 (ja) |
JP (1) | JP3532239B2 (ja) |
KR (1) | KR100271834B1 (ja) |
CN (1) | CN1043470C (ja) |
AU (1) | AU673715B2 (ja) |
BR (1) | BR9401122A (ja) |
CA (1) | CA2114560C (ja) |
DE (1) | DE69412669T2 (ja) |
DK (1) | DK0614855T3 (ja) |
HK (1) | HK1003298A1 (ja) |
TW (1) | TW252093B (ja) |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6334338B1 (en) | 1998-07-02 | 2002-01-01 | Lucent Technologies Inc. | Sol gel process of making a fiber preform with removal of oxide particles |
KR100346121B1 (ko) * | 1999-12-28 | 2002-08-01 | 삼성전자 주식회사 | 솔-젤 공법을 이용한 균열없는 실리카 글래스 제조방법 |
US6223563B1 (en) * | 2000-03-17 | 2001-05-01 | Lucent Technologies Inc. | Process for fabricating fluorine-doped sol-gel article |
US7058245B2 (en) * | 2000-04-04 | 2006-06-06 | Waveguide Solutions, Inc. | Integrated optical circuits |
US6442977B1 (en) | 2000-06-20 | 2002-09-03 | Fitel Usa Corp. | Sol-gel process for fabricating germanium-doped silica article |
US20030104209A1 (en) * | 2001-11-30 | 2003-06-05 | Bellman Robert A. | Precursor and method of growing doped glass films |
US20070021433A1 (en) | 2005-06-03 | 2007-01-25 | Jian-Qiang Fan | Pharmacological chaperones for treating obesity |
GB2517523B (en) * | 2013-07-19 | 2016-01-13 | Gkn Hybrid Power Ltd | Flywheel control scheme |
CN112940695B (zh) * | 2021-02-22 | 2022-03-29 | 西南石油大学 | 页岩地层用纤维二氧化硅复合微球和钻井液及其制备方法和应用 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS59131538A (ja) * | 1983-01-18 | 1984-07-28 | Seiko Epson Corp | 石英ガラスの製造法 |
JPS61186236A (ja) * | 1985-02-12 | 1986-08-19 | Seiko Epson Corp | 光フアイバ用母材の製造方法 |
US4798694A (en) * | 1985-08-09 | 1989-01-17 | Canon Kabushiki Kaisha | Method for producing composite materials |
JPH01186236A (ja) * | 1988-01-21 | 1989-07-25 | Nissan Motor Co Ltd | 鋳物砂用バインダー組成物 |
DE3911745A1 (de) * | 1989-04-11 | 1990-10-25 | Philips Patentverwaltung | Verfahren zur herstellung von glaskoerpern mit bereichen unterschiedlicher optischer brechung |
AU632240B2 (en) * | 1990-08-27 | 1992-12-17 | Furukawa Electric Co. Ltd., The | Method for manufacturing a silica glass base material |
US5078768A (en) * | 1990-12-21 | 1992-01-07 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Hot isostatic pressing of fluoride glass materials |
-
1993
- 1993-03-11 US US08/029,750 patent/US5344475A/en not_active Expired - Lifetime
- 1993-06-28 TW TW082105134A patent/TW252093B/zh active
-
1994
- 1994-01-31 CA CA002114560A patent/CA2114560C/en not_active Expired - Fee Related
- 1994-03-02 DK DK94301494T patent/DK0614855T3/da active
- 1994-03-02 DE DE69412669T patent/DE69412669T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1994-03-02 EP EP94301494A patent/EP0614855B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1994-03-09 AU AU57709/94A patent/AU673715B2/en not_active Ceased
- 1994-03-10 KR KR1019940004620A patent/KR100271834B1/ko active IP Right Grant
- 1994-03-10 BR BR9401122A patent/BR9401122A/pt not_active IP Right Cessation
- 1994-03-11 CN CN94102878A patent/CN1043470C/zh not_active Expired - Lifetime
- 1994-03-11 JP JP04021694A patent/JP3532239B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1998
- 1998-03-20 HK HK98102385A patent/HK1003298A1/xx not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
TW252093B (ja) | 1995-07-21 |
DE69412669D1 (de) | 1998-10-01 |
KR940021443A (ko) | 1994-10-17 |
HK1003298A1 (en) | 1998-10-23 |
US5344475A (en) | 1994-09-06 |
EP0614855A1 (en) | 1994-09-14 |
AU673715B2 (en) | 1996-11-21 |
EP0614855B1 (en) | 1998-08-26 |
CA2114560C (en) | 1999-09-07 |
KR100271834B1 (ko) | 2000-11-15 |
CN1043470C (zh) | 1999-05-26 |
CN1093344A (zh) | 1994-10-12 |
BR9401122A (pt) | 1994-10-18 |
DE69412669T2 (de) | 1999-02-04 |
CA2114560A1 (en) | 1994-09-12 |
JPH0710585A (ja) | 1995-01-13 |
AU5770994A (en) | 1994-09-15 |
DK0614855T3 (da) | 1999-05-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5240488A (en) | Manufacture of vitreous silica product via a sol-gel process using a polymer additive | |
US6209357B1 (en) | Method for forming article using sol-gel processing | |
CA1339972C (en) | Method for producing ultra-high purity, optical quality, glass articles | |
FR2510543A1 (fr) | Procede de preparation de verre fritte a teneur elevee en silice | |
JP3532239B2 (ja) | ゾル−ゲルを用いた高保障試験光ファイバの作製 | |
MacChesney et al. | Optical fibers by a hybrid process using sol–gel silica overcladding tubes | |
JP3515159B2 (ja) | ゾルゲルを使用しての高保障試験光ファイバの製造 | |
KR100871995B1 (ko) | 졸-겔 기술을 사용하여 실리카 바디들을 제조하는 방법 | |
US6442977B1 (en) | Sol-gel process for fabricating germanium-doped silica article | |
US5562752A (en) | Process of manufacturing vitreous silica product including hydrothermally treating a colloidal sol-gel | |
JP4165397B2 (ja) | ガラス母材の製造方法及びガラス母材 | |
US20040172979A1 (en) | Manufacture of silica bodies using sol-gel techniques | |
EP1061050A1 (en) | Process for fabricating an article via sol-gel processing | |
KR100248062B1 (ko) | 실리카 글래스 조성물 및 이를 이용한 실리카 글래스 제조방법 | |
JP4268489B2 (ja) | 透明石英ガラス体の製造方法 | |
AU4020699A (en) | Method for forming article using sol-gel processing | |
JPS6330336A (ja) | ガラス管の製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20020212 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20040303 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090312 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100312 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110312 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130312 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140312 Year of fee payment: 10 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term |