JP5081351B2 - 光ファイバープリフォームの製造方法および装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ファイバープリフォームの製造に関する。本発明は、特に、光ファイバープリフォームの製造方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一次プリフォームと呼ばれる別のプリフォームから、プラズマビルドアップ又はオーバクラッディング技術(technique de recharge plasma)のような外部側面堆積技術により、前記一次プリフォームから形成される光ファイバーの光ガイド部分を含むプリフォームを製造することが知られており、たとえば欧州特許出願ＥＰ−Ａ１−０４５０４６５号に記載されている。このようにして得られた最終プリフォームは、一般には単にプリフォームと呼ばれ、線引きにより光ファイバーを製造するためのものである。
【０００３】
欧州特許出願ＥＰ−Ａ１−０８７５４８９号が記載している光ファイバープリフォームの製造方法は、軸に沿った円筒形の一次プリフォームの回転と、プリフォームおよびプラズマトーチの相対的な並進移動と、プラズマ炎へのガラス粉の導入とを含み、ガラス粉は、重力により進むガラス粉流に導入される加速ガスにより、プラズマ炎に入る前に加速される。加速調整は、加速ガスの流量により行われる。加速ガスは、加熱または、内部へのドーピング材の導入といった前処理を受けることができる。プラズマ炎の軸とプリフォームの軸とは、一般に、ガラス粉の加速に応じて決められる値だけ、ずれている。
【０００４】
ところで、欧州特許出願ＥＰ−Ａ１−０８７５４８９に記載されているような方法では、プラズマトーチが発生する熱の排除を管理しなければならず、これによってプリフォームへのシリカの堆積が妨げられることがあるため、シリカの堆積効率を最適化することが難しい。実際、熱の有効な排除の設定は空気の排出を意味し、従って加速ガス流が妨害される。従って、粒子が制御されずに無秩序にプリフォームに到達するので、加速ガスを使用した場合の利点全体が損なわれ、さらには失われる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明による方法は、主に、外部堆積方法の堆積効率を増加することをめざしている。また、プラズマ炎へのガラス粉の導入を妨害せずに適正な条件でプラズマトーチの熱を排除可能にすることをめざしている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
このため、本発明は、軸に沿った円筒形の一次プリフォームの回転と、プリフォームおよびプラズマトーチの相対的な並進移動と、プラズマ炎へのガラス粉の導入とを含み、ガラス粉が、重力により進むガラス粉流に導入される加速ガスにより、プラズマ炎に入る前に加速される、光ファイバーのプリフォームの製造方法に関し、
前記製造方法がエンクロージャ内で行われ、ガラス粉の導入が、エンクロージャの外部圧未満の圧力の気圧下で行われ、前記エンクロージャと、エンクロージャの外部環境との圧力差が調整されることを特徴とする。
【０００７】
エンクロージャ外部の圧力あるいは、エンクロージャの外部環境の圧力は、一般に、エンクロージャの外で、プラズマ炎に導入前にガラス粉を保存する圧力である。
【０００８】
一般に、圧力差は、大抵が−０．３×１０^２ Ｐａ〜−２×１０^２Ｐａに含まれる値に調整される。例えば、−０．９×１０^２Ｐａである。
【０００９】
負圧の調整は、試験プリフォームの役割をするプリフォームでキャリブレーションにより行われる。実際、このような基準負圧は、システムの様々なパラメータにより決定される。従って、キャリブレーションのためには、一つまたは複数の試験プリフォームにより、所定のタイプのプリフォームと所定の粒度のガラス粉とに対して、所定の外部大気（温度と湿度）で、加速ガス流量に対する様々な負圧値を推定しなければならない。
【００１０】
本発明はまた、プラズマトーチと、一次プリフォームをその軸に沿って回転させる装置と、前記プリフォームおよび前記トーチを相対的に並進移動させる装置と、前記トーチの炎へのガラス粉供給装置とを含み、前記供給装置が、それ自体、加速ガスの注入手段を含む、光ファイバーのプリフォームの製造装置に関し、前記装置が、プリフォーム製造用のエンクロージャを含み、前記エンクロージャが、エンクロージャ内の圧力の調整装置に接続されることを特徴とする。
【００１１】
有利には、前記圧力調整装置は、エンクロージャ内部の圧力をエンクロージャ外部の圧力未満に保持することができる。
【００１２】
エンクロージャ外部の圧力は、最も一般的には、エンクロージャの外で、プラズマの炎に導入する前にガラス粉を保存する圧力である。
【００１３】
一般に、前記圧力調整装置は、エンクロージャ外部の圧力に対して、エンクロージャ内の圧力差（すなわち、エンクロージャの圧力から外部の圧力を引かなければならない）を、−０．３×１０^２ Ｐａ〜−２×１０^２Ｐａ、たとえば−０．９×１０^２Ｐａに保持する。
【００１４】
負圧の調整は、一般に、試験プリフォームの役割をするプリフォームでキャリブレーションにより行われる。実際、このような基準負圧は、システムの様々なパラメータにより決定される。従って、キャリブレーションのためには、一つまたは複数の試験プリフォームにより、所定のタイプのプリフォームと所定の粒度のガラス粉とに対して、所定の外部大気（温度と湿度）で、加速ガス流量に対する様々な負圧値を推定しなければならない。
【００１５】
実施形態によれば、前記装置が、エンクロージャと、エンクロージャの外部環境との間の圧力差の測定装置を含む。
【００１６】
上記実施形態と同じまたは異なる実施形態によれば、前記装置が、さらに、エンクロージャへの送風手段を含む。
【００１７】
上記実施形態と同じまたは異なる実施形態によれば、前記装置が、さらに、エンクロージャの外部環境に向けてエンクロージャの空気を排出する手段を含む。
【００１８】
本発明は、限定的ではなく例として挙げた以下の説明を読めば、いっそう理解され、他の特徴および長所が明らかになるであろう。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１は、プラズマオーバクラッディング装置をきわめて概略的に示している。
図２、３は、図１の部品の細部を示すことができる。本発明によるプラズマオーバクラッディング装置は、透明な窓２を備えたエンクロージャ１と、長手方向の軸Ｘを持つ、先端から見たプリフォーム３と、プリフォーム３に向かって配向された、長手方向の軸Ｙをもつプラズマトーチ４と、穴５ａを有し、長手方向に軸Ｚを持つオーバクラッディング粒子の供給ノズル５とを含む。図２から分かるように、加熱は、誘導ループ１６により発生され、トーチ４がプラズマの炎１７を発生する。エンクロージャ１の外部では、窓２の後ろに配置されたＣＣＤカメラ６が、プリフォーム３に照準を向けられている。ＣＣＤカメラは、オーバクラッディングプロセスの制御装置８への接続線７によって伝達される値として、照準を向けた場所のプリフォーム３の直径の測定値を供給する。
【００２０】
外部の大気圧は、値Ｐ１を有する。エンクロージャ１の圧力は、一般にはＰ１より小さい値Ｐ２を有する。圧力差Ｐ２−Ｐ１は、エンクロージャ１の縁に配置される測定装置１５により決定される。特に、本発明によれば、装置８は、装置１５から接続線２０によって圧力差Ｐ２−Ｐ１の測定値を受信する。基準値は、最初に、場合によっては一つまたは複数の基準プリフォームでの測定後に、（主に温度および湿度のパラメータについての）外部の大気と、製造されるプリフォームのタイプとに応じて決定される。
【００２１】
圧力差Ｐ２−Ｐ１、すなわち目標圧力は一定または可変である。すなわち、この圧力は全ての製造に対して予め決定しておいてもよいし、あるいは、所定のプリフォームの製造中に、制御装置８の調整に関して予め決定される諸要素に応じて変えてもよい。
【００２２】
かくして、制御装置８は、エンクロージャ１の縁に配置される空気排出機１３への制御接続線２２によって、およびまたは、エンクロージャ１の縁に配置される送風装置１４への制御接続線２１によって、エンクロージャ１の内部の空気流量を調整することができる。もちろん、送風装置１４からエンクロージャ１に入る空気は、光ファイバー用のプリフォーム３の製造と適合する清澄さをもたなければならない。
【００２３】
図３に示したように、ノズル５は、一端５ａに加えて、重力により粒子を供給する上部５ｄを有し、管路５ｂによる加速ガス供給部がこの上部につながって下部５ｃを形成する。
【００２４】
オーバクラッディングプロセスの制御装置８は、多重接続線９により、オーバクラッディングプロセス状況についての他の情報を受ける。オーバクラッディングプロセスの操作についての内部プログラムの作用下で、装置８は、たとえば、制御装置１１を供給する出力線１０で、トーチ４およびプリフォーム３に対するノズル５の配置制御値を供給することができる。その結果、ノズル５は、プリフォーム３の長手方向の軸Ｘに平行な軸に沿った前記ノズル５の移動によって配置される。好適には、このような配置は、プリフォーム３のオーバクラッディングプロセスの時間中ずっと固定される。一般には、装置８は、出力多重接続線１２で、制御プロセスの他の側面を決定する他の制御値を供給する。
【００２５】
図１に示された装置の全ての要素は、当業者にとって既知である。図示されていない他の要素も、同様に知られている。従って、部品３、４、５に関する位置の推定手段は、たとえば欧州特許出願ＥＰ−Ａ１−０４４０１３０号に記載されている。
【００２６】
プラズマオーバクラッディングは、右から左、次いで左から右へのパスにより行われ、その間、プラズマトーチ４およびノズル５が、プリフォーム３の長さを往復する。変形実施形態によれば、トーチ４に対するノズル５の配置は、プロセスの間に変化し、プリフォーム３の直径により制御される。さらに、図３から分かるように、プリフォーム３の軸Ｘおよびトーチ４の軸Ｙは、図１に示された距離ｘにより隔てられている。
【００２７】
場合によってはドープされて本発明による製造で使用される、シリカ粉の粒径測定は、当業者にとって既知である。一般には、シリカ粉は、１０分の数ミリメートルであり、たとえば０．１〜０．２ｍｍである。
【００２８】
本発明による装置によって、所定の並進速度でシリカ堆積量の効率を大きくするために、制御プロセス全体が最適化される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の方法が実施されるプラズマオーバクラッディング装置の概略図である。
【図２】図１の部品３、４、５のＸおよびＹ軸による概略的な垂直図である。
【図３】前記部品５の概略図である。
【符号の説明】
１ エンクロージャ
２ 窓
３ プリフォーム
４ プラズマトーチ
５ ガラス粉導入部
６ ＣＣＤカメラ
７ 接続線
８ 制御装置
９ 多重接続線
１１ 制御装置
１２ 出力多重接続線
１３ 空気排出機
１４ 送風機
１５ 測定装置
２０ 接続線
２１、２２ 制御接続線

Claims (7)

1. 軸Ｘに沿った円筒形の一次プリフォーム（３）の回転と、プリフォーム（３）およびプラズマトーチ（４）の相対的な並進移動と、プラズマ炎へのガラス粉の導入（５）とを含み、ガラス粉が、重力により進むガラス粉流に導入される加速ガスにより、プラズマ炎に入る前に加速される、光ファイバーのプリフォーム（３）の製造方法であって、
   この方法がエンクロージャ内で行われ、ガラス粉の導入が、エンクロージャの外部圧（Ｐ１）未満の圧力（Ｐ２）の気圧下で行われ、前記エンクロージャ内の圧力を調整することにより、前記エンクロージャと、エンクロージャの外部環境との圧力差が調整されることを特徴とする方法。
2. 圧力差（Ｐ２−Ｐ１）が、−０．３×１０^２ Ｐａ〜−２×１０^２Ｐａに含まれる値に調整される、請求項１に記載の方法。
3. プラズマトーチ（４）と、一次プリフォーム（３）をその軸に沿って回転させる装置と、前記プリフォーム（３）および前記トーチ（４）を相対的に並進移動させる装置と、前記トーチ（４）の炎へのガラス粉供給装置（５）とを含み、前記供給装置が、それ自体、加速ガスの注入手段（５ｂ）を含む、光ファイバーのプリフォーム（３）の製造装置であって、
   前記装置が、プリフォーム製造用のエンクロージャ（１）を含み、前記エンクロージャ（１）が、エンクロージャ（１）内の圧力の調整装置（１３、１４、１５、２０、２１、２２、８）に接続されることを特徴とする、光ファイバー（３）の製造装置。
4. 前記圧力調整装置が、エンクロージャ外部の圧力に対してエンクロージャ内の圧力を−０．３×１０^２ Ｐａ〜−２×１０^２Ｐａに含まれる値に保持する、請求項３に記載の装置。
5. 前記装置が、エンクロージャ（１）と、エンクロージャ（１）の外部環境との間の圧力差の測定装置（１５）を含む、請求項３または４に記載の装置。
6. 前記装置が、さらに、エンクロージャ（１）への送風手段（１４）を含む、請求項３から５のいずれか一項に記載の装置。
7. 前記装置が、さらに、エンクロージャ（１）の外部環境に向けてエンクロージャ（１）の空気を排出する手段（１３）を含む、請求項３から６のいずれか一項に記載の装置。

Images