JPH0214844A

JPH0214844A - 光ファイバのプリフォーム製造装置

Info

Publication number: JPH0214844A
Application number: JP1063434A
Authority: JP
Inventors: Monique Moisan; モニク　モワサン; Dominique Pavy; ドミニク　パビイ; Marie-Eve Davoust; マリー―イブ　ダボウスト; Serge Saada; スルジュ　サーダ; Patrick Chollet; パトリック　ショレ
Original assignee: Etat Francais
Current assignee: Etat Francais
Priority date: 1988-03-16
Filing date: 1989-03-15
Publication date: 1990-01-18
Also published as: US4944244A; DE68901623D1; CA1338054C; EP0333580B1; ES2032117T3; FR2628730B1; FR2628730A1; EP0333580A1

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は光ファイバの製造におけろ中間堰であるプリフ
ォームを品の製造するための装置に関する。もつと具体
的にいえば、本発明は近来、元ファイバが益々使われる
ようになってきた遠距離通信の分野に応用される。

〔従来の技術〕

次の文献、すなわち、ｆｌｌ　　ＦＡ−Ａ−２５７５１５１（２）　　ＦＡ−Ａ−２６００３２７＋３１　　Ｄ、　ＰＡＶＹほか名の論文［新規な表面プ
ラズマＣｖＤ法による元ファイバ・プリフォームの製造
（Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｏｐｔｉｃａｌ　ｆ
ｉｂｒｅｐｒｅｆｏｒｍｅ　ｂｙ　ａ　ｎｅｗ　ｓｕｒ
ｆａｃｅ−ｐｌａｓｍａ　０ＶＤｐｒＯＱｅＢＢ月（ｇ
ａｏｃ　１９８６年コンファレンス・デミシーデインゲ
ス、バルセロナ、スペイン、１９８６年、１９頁−２２
頁）に、進行表面波によって保持されたデラダマによる化学
蒸気相沈着を用いて、光ファイバのプリフォームの製造
装置が開示されている。この装置により、ガラス管、世
１えはシリカ管、の内面に、後で光７了１バのコアとな
るガラス質被覆体を沈着することが可能である。この装
置により、効率と化学的純度に関して、適切な沈眉物を
うろことができる。けれども、ここで得られる沈庸物の
厚さは十分に均一であるとはいえない。

〔発明の目的と要約〕

本発明の目的は、従来技術における上述の問題点を解決
し、厚さが十分に均−ｒｃ被覆体を製造することを可能
にする、改良された装置を提供することである。この目
的のために、本発明による装置は、ガラス管の内面の被
覆体の厚さが均一になるように、光検出装置と共に動作
する電子制御装置を有する。

さらに詳細にいえば、本発明は、ガラス管の内面ニ後で
元ファイバのコアとなるガラス質被覆体を沈着するため
の装置を有する、光ファイバのシリフオームの製造装置
であって、前記沈着装置が、相互の反応によって前記被
葎体を生成することができるイオン化可能なガス状化合
物の混合体を前記ガラス管の第１端部から前記ガラス管
の第２端部へ連続的に通流するための装置と、前記ガラ
ス管の前記第２端部の近傍に配置され、かつ、前記ガラ
ス管の中にプラズマ柱を生成して反応を作動し、かつ、
前記プラズマ柱の中に進行表面波を注入することができ
る超高周波結合器と、前記超高周波結合器に電磁界エネ
ルギを供給し、かつ、前記プラズマ柱の端部が前記ガラ
ス管を掃引しそして前記ガラス質被覆体の沈着が与えら
れた時刻に沈着領域の中で起こりそのさい前記端部の近
傍の前記プラズマ柱の中で前記反応に特有の光が放射さ
れ、かつ、その出力が連続的にかつ順次に変えられる、
可変出力マイクロ波発生器とを有し、前記光ファイバの
ノリフオームの前記製造装置がまた、前記光を検出しかつ前記沈着領域の位置に関する情報を
供給することができる光検出装置と、前記被覆体の厚さ
が均一になるように前記沈着領域の移動を制御し、かつ
、前記光検出装置から供給される情報に従って前記マイ
クロ波発生器の出力を制御する電子制御装置と、を有す
ることを特徴とする、光ファイバのノリフオームの製造
装置に関するものである。

本発明による装置は、前記ガラス管の内面につぎつぎに
沈着された前記ガラス質被覆体の要素膜の縦方向の厚さ
の均一性を観察してえた光学情報を使用する制御装置を
有する。

夷をいえば、文献ｆ４１Ｄｇ−Ａ−３２２２１８９は、
誘電体材料で作成された管の内面被覆を行なうために、
プラズマを用いる化学蒸気相沈着法を開示している。内
面被覆されるべき管は共通の軸を有する金属管と連結さ
れていて、この金属管の端部には、表面波を変調してプ
ラズマ柱を保持することをｏ］′能にする同軸装置が配
置される。マイクロ波干渉計をそなえた複雑な制御装置
がまた設置されていて、それによりプラズマ柱のヘラＶ
が内面被覆されるべき管に沿って一定の速さで移動する
。

けれども、本発明はより簡単な制御を使用する。

それは、本発明は光学装置を用いており、干渉装置を用
いていｒｃいからである。

さらに具体的にいえば、本発明は文献（２）に開示され
ている方法による中間製品の製造に応用される。文献（
２）の方法では、ガラス質被機体が沈着される内面につ
いて、非常に厚いシリカ管が必要である。

光検出装置ｋが超高周波結合器に対して固定されている
ことが好ましい。光検出装置は、プラズマ柱の端部がガ
ラス管を掃引する時、沈着領域のつぎつぎの位置を観察
する役割を果たし、そしてつぎつぎの位置を考慮しなが
ら電気信号を供給することができる。

この場合に、光検出装置はガラス管の軸に平行に配置さ
れた直線状光センサと、前記反応に電荷の光のみを透過
する光学フィルタ装置とを打することができる。

本発明による装置はまた、前記ガラス管は特に加熱炉内
に配置され、該加熱炉により少なくとイ・。

約１０００℃に等しい温度まで加熱されるようにｒｃさ
れている。この加熱炉はガラス管の軸に平行な縦溝を有
することが好ましい。この縦溝により、加熱炉の端部か
ら沈着領域の移動を観察することができる。一方、直線
状光センサは光学装置をそなえており、訃よびｖ口熱炉
の外側で縦溝に面して配置され、かつ、７１［１熱炉か
ら適切な距離のところに配置され、そして沈着領域のつ
ぎつぎの異なる位置を決定する。

直線状光センサは位置センサ形式の単一感光素子を有す
ることができる。この場合には、前記素子の小さな領域
だけが前記反応の特性光によって直ちに励起される。こ
のようｉＣセンサは市販されており、そして感光素子の
励起された領域の位置に比例するアナログ電圧を直接に
供給する。

１つの変更実施例として、直線状光センサは複数個の感
光素子を有することができる。この場合には、隣接する
感光素子の１つの群だけが前記特性光により直ちに励起
される。

複数個の感光素子を有するこのような光検出装置は、下
記で説明されるように、与えられた時刻における沈着領
域の幅に関する情報を得ることを可能にし、したがって
、もし心安が生じたｒｃらば、前記沈着領域の幅を制御
することができる。

沈着領域に与えられた直線状移動（すなわち、一定速度
での移動）の場合、前記沈着領域の幅を一定に保つこと
により、沈着されるガラス質被覆体の厚さの均一性をさ
らに改善することが可能になる。

本発明による装置の１つの実施例では、複数個の感光素
子を有する直線状光センサは、アレイ状またはストリッ
プ状の電荷結合センサである。

さらに、直線状光センサが複数個の前記感光素子で構成
される時、制御装置は、光検出装置から供給される信号
にフィルタ作用を行なう装置と、フィルタ作用を受けた
前記信号に基づいて位置を定める判定装置と、つぎつぎ
に励起されるおのおのの群に対する感光端部素子と、こ
のように位置が定められた感光端部素子に基づいてマイ
クロ波発生器に制御′Ｉに圧を送ることができる処理装
置とを有することができる。この制御電圧の時間宛展は
；すさが均一の被覆体を生ずる比肩領域の移動をもたら
す。

前記判定装置は、特性光に対応する光信号を方形波に変
換する裂開と、この方形パルスに基づいて前記感光端部
素子を判定するカウント装置とを有することができる。

前記方形波の高レベルの時間幅は前記光イｇ号の半値幅
ＶＣ比例するように変（婆が行なわれる。

これらの判定のための装置々にはまた、与えられた時刻
における化石領域の幅を決定することを可能にする情報
が供給される。

このｆ’ｌｌ定装置はまた、方形パルスの高レベルの時
間幅に基づいて、励起された群の感光素子の数を決定す
る別のカウント装置を有することができる。

この制（財）は閉ループ制御であることができる。

光検出装置から供給される情報が処理さ扛、そして７扛
子制御装置の中の持久基準に基づいて、前記電子制御装
置の中に最初に記憶されγこ位肯情報と比較される。

これとは異って、前記制御が開ループ制御であることが
できる。光検出装置から供給される情報が少ｒｃ　くと
も１＋初はｉｔ（子！ｔｉ制御装置によって使用され、
マイクロ波発生器の一連の適切な制御電圧の決定が行な
われる。

光検出装置から供給される情報が電子制御装置によって
使用されて、この電子制御装置の中に記憶されているマ
イクロ波発生器の一連の制御電圧を周期的に更新するの
に、開ループ制御を芙行するこも０Ｔ能である。

最後に、電子制御装置により、比肩領域を一定速度で＃
動させることができる。

〔実施例〕

本発明は例示さｎる実施例について、添付図面を参照し
て、さらに詳細に説明される。

第１図に概快図が示されている装置は、ガラス管２、−
Ｊえはシリカ管、の内面に適切なガラス質被覆体を沈着
するγこめの装置である。ここでプリフォームが調製さ
れ、それにより元ファイバーグユープが製造される。前
記ガラス質被覆体は光チューブのコアとなる。

この装置は、進行表面波によって発生されかつ保持され
るプラズマによって動作する、化学蒸気相沈−Ｒｋ実行
することができる。この目的のために、この装置は例え
ば表面４波器型の超高周波結合器４を有している。

ガラス管２の端部６と端部８は、それぞれ、管状端部取
付部品すなわち管状端部装置１０および１２によって保
持される。超高周波結合器４は、２つの端部取付部品の
間で、第１図に示された実施例の参照番号１２０敗付部
品の側に配置される。

したがって、結合器４は２つの端部のうちの１つの端部
に近いガラス管のまわりに配置される。結合器４が配置
される位置は、ガラス質被覆体の有効な化石領域の外［
１１１であることが好ましい。さらに、結合器４は端部
１′ｙ、付部品に灯して固定されろ。

前記ガラス管２の中でのガラス質被覆体の沈着中を工、
結合器（ニガラス管２の軸に平行に移動しＲい。

第１図に示された装置はまた、結合器４から最も遠い端
部取付部品１０を通して、適切７ｃ　、ｆスの混合体を
注入する装置１４を有する。このがス混合体は、もし純
粋の二酸化ケイ素被覆体を得たい場合’［は、酸素と四
塩化ケイ素の蒸気とで構成され、そしてもしフッ素でダ
ーゾされＴこ二酸化ケイ素被覆体を得たい場合には、前
記がス混合体にフッ素″！たはその誘導体が２−プ削と
して加えられる。酸化ゲルマニウムをＶ−デする場合に
は、この混合体に微験のＧ８”Ｊ、を加えることが心安
である。

注入装置１４は、適切なガス混合体を与えられた圧力で
供給する装置１６を有している。このガス供給装置１６
は、流槍制御弁１８を通して、ガラス管２の端部６ヘガ
ス混合体を供給する。圧力計２０は装！１１１６と弁１
８との間の圧力を測定し、そして圧力計２２は弁１８と
ガラス管の端部６との間の圧力を測定する。

第１図に示された装置は、ガス混合体をガラス管２の他
の端部８へ排気するＴこめの装置２４をまた有する。ガ
ス混合体は、ガラス管２の他の端部８から端部取付部品
１２を通り、ポンプ装置２４の吸引制御弁２６を通って
排気される。（ポンプ装置２４はルーツ（ＲＯＯＴＳ）
ポンプの名称で知られているポンプであることができる
。）圧力計２８がまだそなえられている。この圧力計２
８はガラス管２の端部８と弁２６との間の圧力を測定す
る。

第１図に示された装置はまた可変出力マイクロ波発生器
３０をそなえている。このマイクロ波発生器３０は、導
波器３２を通して、結合器４に出力を供給する。マイク
ロ波発生器３０は、Ｏｖと５ｖの間で変わるアナログ電
圧によって、外部から制御することができる。このマイ
クロ波発生器３０は、例えば例示すると丁れば、しかし
それに限るという意味では決してないが、サイレム（８
Ａ工ＲＩＭ　）社から市販されている装置であることが
できる。

ガス混合体がガラス管２の中を流れる時、結合器４によ
って生ずる進行表面波により、前記ガラス管２の中にプ
ラズマ柱３４が生ずる。マイクロ波発生器３０の出力を
変えることにより、ガラス質破り体３６が得られる。マ
イクロ波発生器３０の出力が変わると、プラズマ柱３４
の長さが変わり、したがって、前記プラズマ柱の端部３
８がガラス管２の内部の２つの領域の間で移動する、こ
の端部は第１図でａとｂで示されており、そしてこれら
が有効な沈着領域を定める。領域ａと領域すの間の距離
は、ガラス質被瀉体を沈着しようとする長さに対応する
。

ｐ−ゾされたシリカまたはｐ−プされていないシリカの
内面沈着は、プラズマ柱の端面の位置で起こる。ガラス
管の中でプラズマ柱の前記端面が１回の前進と１回の後
退を行なうさいに、２層の要素的ガラス質膜が管の内面
に沈着する。これらの要素膜の全体によってガラス質被
覆体３６が構成される。ｒ−ノされたシリカまたはｐ−
ノされていγ〔いシリカのこの内面沈ｉｋＸ、５１０２
の場合には約１００％、ＧａＯ２の場合には約８０係と
いう高い効率で起こる。

ガラス質被覆体が沈着するガラス管２の内部θ温度を少
なくとも約１０００℃の温度、例えば１０００℃と１２
００℃の間の温度、にまで上げることが必要である。こ
の目的のために、第１図に示された装置は加熱炉４０を
有する。炉４０は少ｒｅ　くともガラス管の有効領域を
加熱する。ガラス管の端部６と端部８は炉の外へ出てお
り、そして結合器４と端部取付部品１００間にまで延長
されている。装置４２は炉４０を制御して、炉を９求さ
れた温度に保持する装置である。

炉４０は外被体４４を有する。この外被体の中に、２列
の加熱素子４６が炉に沿って配置される。

炉の中にガラス管がある場合、ガラス管は／ＪＤ熱素子
の前記列の間に配置される。８口熱素子は規則正しい間
隔で配置された棒状体であり、そしてこれらの７１０熱
素子は炉の軸に垂直に配置される。

前記炉の外被体４４には縦溝があけられている。

この縦溝４８は炉の軸と子桁であるように外被体４４に
作られており、この縦溝を通して炉の内部を観察するこ
とができる。

第１図に示された実施例において、プラズマ柱３４の端
面がプログラムされた速度で、例えば−定の速度で、領
域ａと領域すの間を往復して移動する。プラズマ柱の長
さＬは時間ｔの鋸歯状の周期関数であり、最小値Ｌｍｉ
ｎと最大値Ｌｍａｘとの間で変動する。（第５Ａ図参照
）下記で説明するように、マイクロ波発生器３０は、時間
ｔの関数として、その出力Ｐが長さＬと同じ周期で、Ｌ
ｍｉｎに対して最小値”ｍｉユを有しかつＬエエに対し
て最大値ＰｍａＸを有するように、Ｐｍ１ｎとＰエエの
間で変動するように適切に制御される。（第５Ｂ図参照
）プラズマ柱３４の端面がプログラムされた速さで変位す
るために、例えば一定の速さで変位するために、第１図
に示された装置は加熱炉４０の外１１１１１に光センサ
５０をそなえている。この光センサ５０は、炉の内部に
ガラス管がある時、ガラス管２の少なくとも有効領域の
観測を行なう。第１図に示された装置はま声電子制御装
置５２を有している。この電子制御装置５２は、元セン
サ５０から送られてくる信号に従って、マイクロ波発生
器３０を制御し、プラズマ柱３４の端面をガラス管２の
軸に沿ってプログラムされた速さで、例えば一定の速さ
で、変位させる。

第２図はガラス管２の軸Ｚに沿っての２＋新面図の概要
図である。ガラス管の中を流れているガ゛ス混合体はプ
ラズマ柱と相互作用して、ＳｌやＳｉＯのような活性比
した化学物質を作り出し、それによりガラス質被隋体が
作成される。第２図の縦断面図に示されている沈着領域
５４がプラズマ柱の端面のところにあり、そしてこの領
域がガラス管２の中で往復運動を行γｅう。この沈着領
域の中の活性比された化学物質は、沈着の前に、その反
応に特有の光を放射する。この光の波長は青色光と近紫
外光との間の領域内にある。

第１図と第２図のいずれにおいても、沈着領域５４がよ
りはっきりへ見えるように、その寸法が誇張されて示さ
れていることを断っておく。

第２図にはまた、この特性光の強度１がガラス管の軸ｚ
上の位置の関数として示されている。強度１は沈着領域
に対応する位置以外では事実上ゼロである。沈着領域の
中では、強度１は位置２に対してピークの形をしており
、この形は縦断面内での沈着領域の形状を（相似変換の
範囲内で）実効的に再現している。このピークの半値幅
１は沈着領域５４の実際の幅を（相似変換の範囲内で）
非常によい近似で表している。

第１図に示された実施例において、光センサ５０は複数
個の感光素子を有している。この感光素子は電荷結合素
子５６で構成されていて、それらはアレイまたはス）　
ＩＪッゾの形状に配列し、および前記アレイ５６が制御
装置または制御カーＶ５８を構成する。電荷結合素子ア
レイは、下記において、ＣＣＤアレイと呼ぶことにする
。このアレイは、ガラス管の軸に平行に（この軸はまた
７ＪＯ熱炉４０の軸に平行である）、縦溝４８に面して
、この縦溝から一定の距離のところに固定される。

このアレイ装置は、適切な光学装置６０を通して、例え
ばカメラレンズを通して、ガラス管の有効領域を観察す
る。

さらに、レンズ６０の前に２つのフィルタ６２．６４が
配置される。これらのフィルタは、７ＪＯ熱炉から放射
される赤外光線を吸収するためのものと、青色光の波長
より短い波長の可視光線を吸収するためのものである。

これらのフィルタによって、Ｃ（’Ｄアレイには特性光
線だけが到達する。

第３図はＣＣＤアレイ５６からの信号を受は取る電子制
御装置５２の概要図である。これらの制御装置５２にお
いて、ＣＣＤアレイ５６と結びついているカーｖ５８か
ら供給されるビデオ信号ＳＶに、低域フィルタ６６によ
って、アナログ・フィルタ作用をまず行なう。この低域
フィルタ６６のカットオフ周波数は例えば５００　Ｋｌ
（ｚであり、それにより、ビデオ信号からＣＣＤアレイ
のサンプリングによる「雑音」が除去される。

このようなフィルタ作用を受けたビデオ信号は、装置６
８の入力に送られる。装＃６８はその入力に送られてき
たビデオ信号の最大振幅を検出する。

装置６８の出力は徐算器装置７００Å力に接続される。

徐算器装置７０の出力には閾値信号が得られる。この閾
値信号の振幅は前記ビデオ信号の最大振幅の半分に等し
い。

カー−５８は、ＣＣＤアレイを電子的に走査することに
よって得られるつぎつぎの像を、電気信号として供給す
る。これらの像の全体がビデオ信号を構成する。実際に
は、ビデオ信号の最大振幅は個々の像の間で変わら１ｃ
い。さらに、おのおのの鐵での相対閾値信号が、比較器
７２の第１人力に供給される。比較器７２の第２人力に
は、次の像に対するビデオ信号が供給される。比較器７
２の中で、この次の像に対するビデオ信号が着目してい
る閾値信号と比較され、そして比較器７２の出力のとこ
ろに、前記像に対するＴＴＬ信号が方形パルスＳＧの形
で現われる。（＠４図）ＣＣＤアレイと結びついているカード５８はまた、線同
期ＳＬ信号ＴＴＬ　（第４図）と、点同期信号ＳＰ信号
ＴＴＬ　（第４図）とを供給する。この点同期信号はス
トロボ形式であって、光検出器またはＣＣＤアレイの「
点」が読み出される時にはいつでも、論理状態１になる
。線同期信号は周期Ｔの周期信号であって、像読み出し
時間の間、論理状態１にある。

第３図に示されている電子制御装置はまた、第１カウン
タ７４と第２カウンタ７６とを有する。

これら２つのカウンタの入力には信号ＳＬと、信号ｓｐ
と、信号ＥＩＧとが供給される。第１カウンタ７４は、
線同期信号が論理状ｊ川１になる時刻から比較器からの
信号が論理状態０から論理状態１に７ＴＣる時刻までの
間の、点同期信号の論理状態１の数（前記信号の０から
１への遷移の数または前記信号の１から０への遷移のｌ
！ｉ）をカウントする。

したがって、第１カウンタ７４の読み出し１直は、考察
している瞬間だおいて沈着領域が開始するＣＣＤアレイ
の感光素子または光検出器の番号を示す。第２カウンタ
７６は、第１カウンタ７４がカウントを停止した時刻と
比較器からの信号が再び論理状態ＯｉＣなる時刻との間
の、点同期信号の論理状態１の数をカウントする。した
がって、第２カウンタの読み出し値は沈着領域の半値幅
を示す。

単に例示のためであってそれに限るわけではないが、Ｃ
ＣＤアレイの読み出しは第１図の右から左へ行ｒｃうこ
とができる。このような方法で、第１カウンタにより、
プラズマ柱の端面の位置を定めることができる。

第３図に示された電子制御装置において、（沈着領域の
位置を与える）プラズマ柱の端面に関する位置情報と、
前記沈着領域に関する幅の情報とが、カーｒ５８により
ＣＣＤアレイによって供給されるおのおののｒ象に対し
更新される。

第１カウンタ７８、すなわち、位置カウンタによって与
えられる情報はＤＡ変換器７８を制御する。このＤＡ変
換器７８により、フ０ラズマ柱の端面の位置を与えるア
ナログ信号かえられる。変換器７８はオツシロスコープ
８０のような表示装置に接続される。この表示装置によ
り、プラズマ柱の端面の位置を目で見て検査することが
できる。

第６図に示された電子制御装置はまたマイクロプロセッ
サ８２を有する。マイクロプロセッサ８２は、カウンタ
７４とカウンタ７６を読み出す。

マタ、マイクロプロセッサ８２は記憶装置８４（ＲＡＭ
およびＲＯＭ）に接続され、およびデータ７カ装置８８
（例えばキーポー−）と、種々の情報を表示することが
できる出力装置、例えば、ビデオ・モニタとを有する、
マイクロコンピュータ８６に接続される。

マイクロプロセッサはカウ：／タフ４を読み出した情報
を用いて、マイクロ波発生器３００制御電圧をディジタ
ル形式で生ずる。このディジタル電圧がＤＡ変換器９２
によってアナ０７７′電圧信号に変換され、そしてこの
ＤＡ変換器９２の出力がマイクロ波発生器３０を制御す
る。

マイクロコンピュータ８６はマイクロプロセッサ８２Ｋ
　（より詳細にいえば、マイクロコンピュータ８２に接
続された記憶装置８４の中に）、第１図の装装置の種々
の制御パラメータ、圀えば、第１図の文字ａおよびｂに
よって示された位置、を供給する。

マイクロプロセッサ８２は、マイクロコンピュータによ
り供給される指令の翻訳命令と、これらの指令に対する
性能命令と、マイクロゾロセッサ周辺装置の制御命令と
で構成されるプログラムと、およびマイクロ波発生器制
御電圧を生ずることができる閉ループ制御アルコ９リズ
ムを構成するサブゾログラムまたはサブルーチンとによ
って制御される。

この制御アルイリズムは、関数のゼロ点を見出すために
、ラクランジ法または比例部分法のような方法を用いる
。関数がゼロとなる横座標は横座標のシーケンスの極限
である。このシーケンスの中の各項は、そのシーケンス
のすぐ前の項の１黄座標の点におけるこの関数のグラフ
の接線の傾きを有する直線と横軸との交点に対応する。

第１図に示された装置において、その制御方式は閉ルー
プ形式であることもできるし、または開ループ形式であ
ってもよい。

閉ループ制御の揚台には、マイクロプロセッサに接続さ
れた記憶装置の中に、ガラス管の中のプラズマ柱の端面
の種々の位置に関する位置の表が作られる。この表は、
最小位置Ｘｍｉ。と、最大位置Ｘｍａｘと、この表の中
の位置の総数とでできている。これらの位置は相互に一
定の距離だけ隔てられている。マイクロプロセッサには
また、この表が掃引登れる周波数で、データが供給され
る。

閉ループ制御の場合には、マイクロプロセッサは、Ｘｍ
ｉ。からＸｍａｘへ、そしてそれからＸＩｏａｘからＸ
ｍｉ。へ、そしてそれから再びＸｍｉ　ｎからＸｍａｘ
へなどを、要求された周波数で位置合を掃引する。

このことはこの表のシラダマ柱による掃引に対応し、そ
してこれらのつぎつぎの位置Ｘのおのおの（／Ｃχりし
、マイクロプロセッサは、そのアルイリズムによって、
前記位置Ｘで実効的に到達町１泪であるマイクロ波発生
器の制（財）電圧を計ｉｔする。もう少し詳しくいえば
、マイクロプロセッサは、プロズマ柱の端面の一定の位
１ｉｔＸＥを与える制＠ｉは圧を生ずる。この位１かは
ＣＯＤアレイに基づいて決定され、そしてマイクロプロ
セッサはこの実際の位置ＸＲと要求された位置Ｘとを比
較し、もしＸＲがＸより小さいまたは大きいγ【らば、
制（財）電圧は増大またシエ減少せしめらる。このこと
【工、ＸとＸＲとの間に（要求された精度で）一致かえ
られるまで繰り返される。

開ループ制御の場合には、マイクｏ　７’　ａセッサの
中Ｋまた、前記の位置合と、この位置合の位置とそれぞ
れ結びついた電圧のシーケンスを有する７（Ｌ圧膜が作
られろ。この電圧膜は第１図に示された装置の実効利用
の前に作成される。前記装置では、１つの表が単独で制
置Ｊに役立つ。位＠表のおのおのの位置Ｘに対し、マイ
クロプロセッサは、前記で説明したように、閉ループ制
御プログラムによる逐次近似によって、前記位置Ｘを得
る１こめにマイクロ波発生器に加えられるべき電圧を探
索する。

２つの表が得られた時、第１図に示された装置の実効利
用を始めることができる。ガラス管がこの装置で処１ｊ
ｌｊするため［取つ付けられ、マイクロプロセッサは′
「（Ｌ圧膜を要求されＴこ周波数で最小電圧■。、。か
ら最大電圧ｖＩｎａＸへ、それからｖｍａｘからｖｍｉ
。−＼、そしてそれから再び”ｍｉｎから”ｍａＸへ、
ｆ【どと進む。

オツシａスコープ８０により、プラズマ柱の端面の変位
が実際に比例しているかどうかを検査てることかできる
。変位を観察し、その時間的展開が第５Ａ図示の態様に
よることを理解することが必聾である。

この装置の動作を支配するパラメータのうちの１つまｆ
こはいくつかが時間と共に変化することにより、もし実
際の位置の値ＸＲが要求された位置の値Ｘと異なるなら
ば、沈着が中断され、そして位置合の中で固定されてい
るのと同じ位置の値に討し電圧膜が再構成される。

計算アルイリズムは繰り返しの回数を最小によるように
行なわれ、それにより良好な制御電圧を得ることができ
る。この繰り返しの回数は４に等しいか、または４以下
である。

開ループ制御は閉ループ制御よりもスピーＶの点で勝っ
ている。開ループ制御では、ガラス管２の掃引周波数が
約１０１１ｚであることが可能であるが、閉ループ制御
では、この周波数を１１１Ｚ以上にすることは難しい。

けれども、可能な走査周波数は位置合の点の数によって
変わり、しγこかつて、ガラス管の被覆体の厚さに対し
て要求される精度によって変わる。単に川水するだけで
あってそれに限るわけではｒｃいが、内面被覆体の長さ
が５０儂である場合、位置合は１５０値を有することが
できる。

好ましい方式では、マイクロプロセッサによって制御さ
れて、時間の関数としてプラズマ柱端面の実際の位置の
曲線の周期的取り込み（第１図におけるように、これら
の位置をオッシａスコープ８０上で見ることができる）
を行ない、そしてもし必要ならば制御電圧膜を更新する
、例えば、もし同じ時刻で実際の位置と要求された位置
との間の変化が５％を越えたｒｃらばこの更新を行なう
、装置を得ることが可ｈｅである。被覆動作を開始する
ために、最初の電圧膜は、それが内面被覆されるべきガ
ラス管の長さと適合しγ【ければならｒＣいことに留意
しながら、任意の方式で選定することができる。

マイクロ波出力が変調されている間、沈漬領域のＩＱ＋
、％の変化が入られる。放電体積（プラズマ柱）のｌ！
ｔ：！　７ＪＤは、熱効果により、管内の圧力の増ηＵ
を生する。このことは、プラズマ柱端部の移動のさいに
、沈着領域の幅の減小をもたらす。シラダマ柱の長さの
関数としての管内の圧力Ｐｒの変化か第６図に示されて
いる。第６図では、第１図による装置において、がス混
合体が右から左へ流れている（第１図および！２図の場
合と異なる）と仮定されている。プラズマ柱端面の位置
２の関数としての圧力ｐｒの変化を表す曲線は、弁２６
よりも下流の圧力に対応する領域ｐｐを有する。この圧
力は排気装置２４の圧力である。圧力曲線は点Ｊ（この
位置は弁２６の位置に対応する）から事実上直線的にＬ
８？４１Ｊｎし、その後一定の領域があり、そして管２
の端部６において不連続的に変化する。

管２の端部６では、ガス混合体が圧力Ｐ１で流入する。

圧力Ｐ１は、この実施列では、事実上大気圧（約１Ｑ５
Ｐａ）に等しい。プラズマ柱端部が位置Ｚｌから位置ｚ
２へ管の端部６から移動する時、圧力が増加する。

マイクロ波出力の変調の１周期にわたって、圧力計２２
で測定された圧力は敬百ｐａだけ変化する。この圧力の
変（ｂ　Ｋより、沈着領域の＋ｓは約１儂ないし２ｃｍ
変化し、したがって、厚さは長さと共に均一でなくなる
。この不均一さは約１０％であると推定される。沈清幅
を事実上一定に保つために、沈着幅を例えばビデオ・モ
ニタ９０に表示することができる。そしてポンプ２４の
吸引制御弁２６を適切に作動させ、沈着領域の幅が大き
くなる時に弁２６をより大きく開き、沈着領域の１鴫が
小さくなった時に弁２６を少し閉じることにより、沈着
領域の幅を要求された一定値に保つことができる。

単に例示の１こめであってそれに限ることを意味するも
のでは１ｃいが、第１図に示された装置を使用した１つ
の実行例が下記において説明されろ。

この実行例では、基体管２の内径は１９６であり、そし
て外径は２５駄である。制御を行ＴＣうことにより、υ
Ω熱炉の温度は１１５０℃に保たれる。

予備的段階において、ガス混合体は純粋なアルゴンであ
り、その流量率は１Ｑ　Ｑ　ｓｅｃｍ　（毎分標準立方
センナメートル、　５ｔａｎｄａｒｄ　ｃｕｂｉｃｃｅ
ｎｔｉｍｅｔｒｅｓ　ｐｅｒ　ｍ１ｎｕｔｅ）であり、
約１５Ｉｌ！Ｉ１１のアルゴンのプラズマが作られる。

このアルゴン・プラズマにより、管の内壁の脱着が極め
て効果的に行なわれる。次に導入されるガス混合体の組
成は酸素８００　ｓｅｅｍ、　Ｂｉｔ：Ｊ４２Ｑ　Ｑ　
５ｃａｎ　、　ａθＣ１Ｃ１４０ｓｅないし３　Ｑ　８
Ｑｃｍである。弁２６の上流の圧力は、弁２６の操作に
より、約５００　Ｐａの一定値に保たれる。マイクロ波
出力の変調周波数は０．２Ｈ２であり、この周波数は５
秒間にガラス質被覆体の要素膜を２　ｔｒＭだけ沈着す
ることに対応する。

このようにして、おのおのの厚さが０．２５μｍの要素
膜が２４００層作成される。これは１００分間の全沈Ｎ
縫が５３ｇであることに対応する。

マイクｏ　ｆ　ｏセッサ８２に付随する記憶装置の中に
位置表の形式で記憶されている三角形状の基準信号は、
この表を前記周波数で掃引すると、マイクロ波出力を６
００Ｗと２５００Ｗの間で制御して変調することができ
る。その結果えられる沈着領域の移動は、超高周波結合
器４の場合、２０αと７０ｃＩｒＬの間にあり、したが
って、管２内での沈着領域として選定された全長は５０
ｃｒｎである。

沈着領域の位置の精度は約０．６」である。

沈着領域の長さにわたっての圧力降下は５０ｐａ　、す
なわち、５０％であり、これは６ｃｍの幅に対し約５％
、丁なわち、０．３ｃＷＬの沈漬領域幅の変化に対応す
る。

ガラス質被覆体沈着段階が終了した時、この管はガラス
作成炉の中で細くされる、すなわち、縮小される。こう
して得られたプリフォームの直径は１８＃ｕｌであり、
そして長さは５０ｃｍである。これは、外径が１２５μ
ｍでコアの直径が５０μｍの７フイバのｉＱｋｍの長さ
に相当する。このファイバの全長（１Ｑ　ｋｍ　）の７
５係以上の長さにわたってのコアの直径の変動は±１μ
ｍであり、そして前記ｉＱｋｍの９０係については±６
μｍである。

第７図は本発明によるまた別の装置に用いられる別の電
子制御装置５２の概要図である。この装置は、＠１図に
示された装置とは、ＣＣＤプレイ５６が電子カー）Ｉ９
６に付随して単一の感元素子９４を有する直線状感光セ
ンサで置き替えられている点が蹟なる。素子９４の長さ
はＯＯＤアレイの長さと同程度であり、例えば、３０Ｍ
である。単に例示のためであってそれに限ることを意味
するものではないが、素子９０はステック（ＳＴＴＥＫ
）社からＩＴＪ３０の名称で市販されている素子である
ことができる。素子９０は明らかに縦溝４８と弔行に配
置され、そして光学装置６０とフィルタ６２．６４を七
なえている。

カーｖ９６により、素子９４は沈着領域の位置に比例す
るアナログ電圧ＶＡを供給する。このアナログ電圧は表
示装置９７０入力に送られ、そしてこの表示装置により
、プラズマ柱端面の位置を目で見て検査することができ
る。

このアナログ電圧ＶＡはまた、ＤＡ変換器９８の入力に
送られる。こＯＤＡ変換器９８において、アナログ電圧
ＶＡがディジタル化され、そしてこのディジタル化され
た信号がマイクｏ７°Ｏセッサ１００（このマイクロ７
°０セッサ１０口は第６図（１）−ｒイクロ７°０セッ
サ８２と相同の［１１である）の入力に送られる。マイ
クロプロセッサ１００をエマイクロ波発生器３０への制
御電圧の処理をデイタル的に実行する。ディジタル的に
処理されたディジタル信号は、ｎｈｖｐ器１０１によっ
て、アナログ信号に変防され、そしてこのアナログ信号
出力がマイクロ波発生器３０の制御を行なう。

マイクｏ　７’　ａセッサ１００には、記憶装置１０２
（装置８４と相同な装置）とマイクロコンピュータ１０
４（マイクロコンピュータ８６と相同な装置）とが接続
される。マイクロコンピュータ１０４には、入力装置１
０６（装置８８と相同な装置）と出力装置１０８（装置
９０と相同な装置）が接続される。

第１図で説明された装置の変更実施例を示さなかったが
、光センサを固定するのではなく、可動にし１こ変Ｎ実
施例も可能である。この変更実施例では、光センサを加
熱炉の縦溝に沿って一定の速さで往復運動させるための
適切な機械装置がそなえられ、そしてプラズマ柱端面が
この可動光センサと対面し続けるように、マイクロ波出
力への制御が行なわれる。この可動光センサは、加熱炉
の縦溝と平行であるように整合して配置された２個の相
互に固定された光検出器で構成することかで牙る、また
は前記縦溝にまた平行に配置された００Ｄアレイで構成
することができる。プラズマ柱端面が相互に固定された
２つの光検出器の間に常にあるように、またはＯＯＤア
レイの両端の２つの検出器の間に常にあるように、マイ
クロ波出力の制御が行なわれる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による装置の１つの実施例の概要図、第
２図は第１図に示された装置で処理されているガラス管
の内面上のガラス質被覆体の沈着領域の与えられた時刻
における概要図と、およびこの沈着領域から同じ与えら
れた時刻に放射される特性光の分布の概要図、第６図は
第１図の装置の電子制御装置の概要図、第４図はこの電
子制御裟＠に用いられる一定の信号の時間関係図、第５
図（１第１図に示された装置によってガラス管内に作ら
れたプラズマ柱の端部によるガラス管の直線状掃引の概
要図、および前記装置の一部分を構成しているマイクロ
波発生器の出力が前記直線状掃引を行なうことが可能で
あるように変化したときの時間変化を示した概要図、第
６図は第１図に示された装置においてプラズマ柱がガラ
ス管の中を移ω１する時のガラス管の中にえられる圧力
変化の概要図、第７図は本発明によるまた別の装置に用
いられる電子制御装置の概要図。〔符号の説明〕１６．２４６２．６４ガラス管がス流通装置超高周波結合器プラズマ柱可変出力マイクロ波発生器沈着領域光検出装置電子制御装置光学フィルタ装置加熱炉縦溝５６、６　Ｂ、６８．７４、光学装置９４　直線状光センサ低域フィルタ７０．７２．７４．７６　判定装置処理装置７０．７２　（方形パルスへの）変換装置７６　カウント装置

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ガラス管（２）の内面に後で光ファイバのコアと
なるガラス質被覆体を沈着させるための沈着装置を有す
る光ファイバのプリフオームの製造装置であつて：相互の反応によつて前記被覆体を生成することができる
イオン化可能なガス状化合物の混合体を前記ガラス管の
第１端部（６）から前記ガラス管の第２端部（８）へ連
続的に流通させるための装置（１６、２４）と、前記ガラス管の前記第２端部（８）の近傍に配置され、
かつ、前記ガラス管の中プラズマ柱（３４）を生成して
反応を活性化し、かつ、前記プラズマ柱の中に進行表面
波を注入することができる超高周波結合器（４）と、前記超高周波結合器（４）に電磁界エネルギを供給し、
かつ、前記プラズマ柱（３４）の端部（３８）が前記ガ
ラス管を掃引しそして前記ガラス質被覆体の沈着が与え
られた時刻に沈着領域（５４）の中で起こりそのさい前
記端部の近傍の前記プラズマ柱の中で前記反応に特有の
光が放射され、かつ、その出力が連続的にかつ順次に変
えられる可変出力マイクロ波発生器（３０）とを有する
とともに、さらに前記光を検出しかつ前記沈着領域の位置に関する情報を
供給することができる光検出装置（５０）、及び、前記被覆体の厚さが均一になるように前記沈着領域の移
動を制御し、かつ、前記光検出装置（５０）から供給さ
れる情報に従つて前記マイクロ波発生器（３０）の出力
を制御する電子制御装置（５２）、を備えて成ることを特徴とする前記光ファイバのプリフ
オームの前記製造装置。
（２）請求項１において、前記光検出装置（５０）が、
前記超高周波結合器（４）に対して固定されており、か
つ、前記プラズマ柱の前記端部が前記ガラス管を掃引す
る時前記沈着領域（５４）のつぎつぎの位置を観察し、
かつ、これらの前記つぎつぎの位置を考慮に入れて電気
信号を供給することができることを特徴とする、前記光
フアイバのプリフオームの製造装置。
（３）請求項２において、前記光検出装置（５０）が前
記ガラス管（２）の軸に平行に配置された直線状光セン
サ（５６、９４）を有し、かつ、前記反応の特性光のみ
を透過する光学フィルタ装置（６２、６４）を備えるこ
と、を特徴とする前記光ファイバのプリフオームの製造
装置。
（４）請求項３において、前記ガラス管（２）は、加熱
炉（４０）により少なくとも約１０００℃に等しい温度
にまで加熱されるように該加熱炉内に配置され、かつ、
前記加熱炉が縦溝（４８）を有しそれにより前記加熱炉
の外側から前記沈着領域の移動を観察することができ、
かつ、前記縦溝が前記ガラス管の軸に平行であり、かつ
、光学装置（６０）をそなえた前記直線状光センサ（５
６、９４）が前記加熱炉の外側で適切な距離だけ離れた
位置に前記縦溝に対面して配置されそれにより前記沈着
領域のつぎつぎの位置を決定することができること、を
特徴とする、前記光ファイバのプリフオームの製造装置
。
（５）請求項４において、前記直線状光センサ（９４）
が位置センサ形式の単一感光素子を有し、かつ、前記感
光素子の小さな領域だけが前記反応に特有の光によつて
直ちに励起されること、を特徴とする前記光ファイバの
プリフオームの製造装置。
（６）請求項３において、前記直線状光センサ（５６）
は複数個の感光素子を有し、かつ、隣接する感光素子の
一つの群だけが前記特性光によつて直ちに励起されるこ
と、を特徴とする前記光ファイバのプリフオームの製造
装置。
（７）請求項６において、前記直線状光センサはアレイ
またはストリップの形式に配置された電荷結合装置（５
６）であること、を特徴とする前記光ファイバのプリフ
オームの製造装置。
（８）請求項６において、前記制御装置（５２）は前記
光検出装置から供給されてくる信号にフィルタ作用を行
なう装置（６６）と、フィルタ作用を受けた前記信号に
基づいてつぎつぎに励起されるおのおのの群の感光素子
の位置を定める判定装置（６８、７０、７２、７４、７
６）と、このように位置が定められた端部感光素子に基
づいて前記マイクロ波発生器（３０）に制御電圧を供給
することができる処理装置（８２）とを有し、かつ、前
記制御電圧の時間的な展開により前記沈着領域（５４）
が移動しそれにより厚さが均一な前記被覆体がえられる
こと、を特徴とする前記光ファイバのプリフオームの製
造装置。
（９）請求項８において、前記判定装置が前記特性光に
対応する光信号を方形パルス（ＳＧ）に変換しそのさい
前記方形パルスの高レベルの時間幅が前記光信号の半値
幅に比例するように変換を行なう装置（６８、７０、７
２）と、前記方形パルス（ＳＧ）に基づいて前記端部感
光素子を決定するカウント装置（７４）とを有すること
、を特徴とする前記光ファイバのプリフオームの製造装
置。
（１０）請求項８において、前記判定装置（６８、７０
、７２、７４、７６）にさらに与えられた時刻に前記沈
着領域（５４）の幅を決定することを可能とする情報が
供給されること、を特徴とする前記光ファイバのプリフ
オームの製造装置。
（１１）請求項１０において、前記判定装置が前記特性
光に対応する光信号を方形パルス（ＳＧ）に変換しその
さい前記方形パルスの高レベルの時間幅が前記光信号の
半値幅に比例するように変換する装置（６８、７０、７
２）と、前記方形パルス（ＳＧ）に基づいて前記端部感
光素子を決定するカウント装置（７４）と、前記方形パ
ルス（ＳＧ）の高レベルの時間幅に基づいて励起された
群の感光素子の数を決定する別のカウント装置（７６）
とを有すること、を特徴とする前記光ファイバのプリフ
オームの製造装置。
（１２）請求項１において、制御が閉ループ制御であり
、かつ、前記光検出装置（５０）から送られてくる情報
が処理されおよび電子制御装置（５２）の中に最初に記
憶された位置情報と前記電子制御装置の中の持久基準に
基づいて比較されること、を特徴とする前記光ファイバ
のプリフオームの製造装置。
（１３）請求項１において、制御が開ループ制御であり
、かつ、光検出装置（５０）から送られてくる情報がマ
イクロ波発生器（３０）の一連の適切な制御電圧を決定
するために前記電子制御装置によつて少なくとも初期に
おいて使用されること、を特徴とする前記光ファイバの
プリフオームの製造装置。
（１４）請求項１において、前記制御としては開ループ
制御が用いられ、かつ、前記光検出装置（５０）から送
られてくる情報が前記電子制御装置（５２）の中に記憶
された前記マイクロ波発生器（３０）の一連の制御電圧
を周期的に更新するために前記電子制御装置（５２）に
よつて使用されること、を特徴とする前記光ファイバの
プリフオームの製造装置。
（１５）請求項１において、前記電子制御装置（５２）
が前記沈着領域（５４）を一定速度で移動させることが
できること、を特徴とする前記光ファイバのプリフオー
ムの製造装置。