JPH0425215B2 - - Google Patents

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JPH0425215B2
JPH0425215B2 JP59144571A JP14457184A JPH0425215B2 JP H0425215 B2 JPH0425215 B2 JP H0425215B2 JP 59144571 A JP59144571 A JP 59144571A JP 14457184 A JP14457184 A JP 14457184A JP H0425215 B2 JPH0425215 B2 JP H0425215B2
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JP
Japan
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glass tube
glass
tube
plasma
deposition
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JP59144571A
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JPS6036344A (ja
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Geitenaa Peetaa
Ridotein Hansu
Uiruson Hawaado
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Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Koninklijke Philips Electronics NV
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Application filed by Koninklijke Philips Electronics NV filed Critical Koninklijke Philips Electronics NV
Publication of JPS6036344A publication Critical patent/JPS6036344A/ja
Publication of JPH0425215B2 publication Critical patent/JPH0425215B2/ja
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/01Manufacture of glass fibres or filaments
    • C03B37/012Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
    • C03B37/014Manufacture 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]
    • C03B37/018Manufacture 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 glass deposition on a glass substrate, e.g. by inside-, modified-, plasma-, or plasma modified- chemical vapour deposition [ICVD, MCVD, PCVD, PMCVD], i.e. by thin layer coating on the inside or outside of a glass tube or on a glass rod
    • C03B37/01807Reactant delivery systems, e.g. reactant deposition burners
    • C03B37/01815Reactant deposition burners or deposition heating means
    • C03B37/01823Plasma deposition burners or heating means
    • C03B37/0183Plasma deposition burners or heating means for plasma within a tube substrate

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は光学繊維の製造方法に関し、この種の
方法では反応性ガス混合物を1〜30ミリバールの
範囲の圧力でガラス管に通すことによつて1100〜
1300℃の範囲の温度に加熱したガラス管の内壁上
にガラス層を堆積させると共に、プラズマをガラ
ス管の内部に往復行程で作用し、ガラス層を十分
に堆積した後、ガラス管を圧潰(collapse)して
固体予備成形体を形成し、これから光学繊維を引
出すようにする。
ここに記載する「ガラス管」とは(中空)支持
体として管機能を有する支持体管
(substratetube)を意味し、その内壁にガラス層
を、例えばPCVD法で堆積する。また、ガラス管
は、管の材料が圧潰(collapsed)ガラス管(予
備成形体)から作る光学繊維のクラツデイングで
ある場合には、クラツド管(cladding tube)と
称される。また、ガラス管は非晶質シリカ(また
は石英という)からなり、この非晶質シリカ管
は、いわゆる、合成石英から作ることができる
(例えば、懸濁石英(suspention quartz)からま
たはゾルーゲル法により)。また、非晶質シリカ
管は小さい石英結晶を溶融して作ることができ
る。得られた管は溶融石英管と称される。また、
管はこれらの可能性の組合わせによつて作ること
ができる。また、勿論、非晶質シリカは他の元素
でドープすることができる。
上述する方法による光学繊維の製造については
アメリカ特許明細書Re30635および4314833号に
記載されている。この製造方法は「非等温プラズ
マCVD法」(非等温PCVD法)の技術に属する。
この方法においては、ガラス層をガラス管の内壁
上にガス相から直接に堆積させている(不均質反
応)。ガス相におけるガラス煤の形成は避けるよ
うにする。この事についてはアメリカ特許第
4314833号明細書に記載されている。
高品質の光学繊維を製造する他の方法は、いわ
ゆるMCVD法である。
PCVD法とMCVD法との本質的な差はガラス
成分を堆積するのに必要な化学反応物を誘導する
特性および手段にある。MCVD法は熱励起を利
用するのに対して、PCVD法は電子衝撃励起を用
いている。MCVD法においては、主として微粉
粒子(fine dust Varticles)(ガラス煤)を形成
し、温度および重力場における堆積を回転支持体
におよびその上に均一に形成できる。これに対し
て、微粉粒子の形成はPCVD法の電子衝撃励起で
は生ずることがなく、むしろガス状反応生成物が
分子状態で存在し、迅速な拡散を介して通常用い
られているSiO2管の内壁に達することができ、
そこで凝縮されるので、その後焼結する必要がな
くなる。この理由のために、PCVD法では、ガラ
スをプラズマの移動方向に堆積することができ
る。これに対して、MCVD法では熱エネルギー
源が反応性ガスとして同じ方向に移動する場合
に、ガラス粒子を堆積することができる。
良く制御された研究室的実験におけるPCVD法
では、固定管の均質な内壁被覆が可能であり、す
なわち、原子および分子種の重力の極めて小さい
影響を無視することができる。
(J.Koenings,D.Kuppers,H.LydinおよびH.
Wilson氏による論文「CVDに関する第5回国際
会議議事録」270〜280ページ(1975),題目:
SiCl4を非等温プラズマにおいて酸化することに
より低不純物含有量のSiO2を製造する方法)。パ
イロツトおよび製造装置に対する研究室データの
転用においては、特に円筒対称を示さないあるタ
ィプの輪郭欠陥(profile imperfections)が製造
された繊維に生ずる。
かかる繊維のバンドの巾は理論的に可能な値よ
り極めて狭くする必要がある。固定クラツド管に
よる既知のPCVD法によるかかる輪郭欠陥は主と
して回避できるけれども、この方法では比較的に
高価な装置を必要とする。
例えば、指数の変化するドープ材料の堆積挙動
および屈折率プロフイールの形状は温度に影響す
る(p.Bachmann,P.GeittnerおよびH.Wilson氏
の論文「カンヌにおける第8回ECOC会議議事録
(Proc.of the 8th ECOC−Conference,
Cannes)」516ページ(1982)。堆積中、管の円周
上における不均質温度分布は周囲輪部欠陥を自動
的に導びく。不均質温度分布は、特に管を加熱す
るのに用いる炉の円周上におけ対流および不均一
放熱により生ずる。均一温度分布を達成するため
に、一般的に高価な装置を必要とする。
また、実際上、プラズマにおけるエネルギー分
布は、例えば、マイクロ波共振器における管の非
中心的配置により非対称となり、非対称堆積を形
成する。更に、既知のPCVD法では、管が極めて
著しく弯曲し、圧潰するのに困難である。上述す
る非中心的配置および弯曲は、管を共振器に極め
て正確に位置し、かつ管を堆積中維持することに
よつて避ける必要がある。しかし、この事は装置
の製造技術、および温度分布に関する問題を複雑
にする。
本発明の目的は周囲半径方向および軸方向の輪
郭欠陥の形成を簡単な手段で回避する方法を提供
することができる。
この目的を達成するため、本発明は加熱ガラス
管をガラス層の堆積中連続的に回転させ、回転方
向をプラズマの移動方向が逆転するごとに逆方向
にすることを特徴とする。
同時に、プラズマの移動方向の各逆転における
ガラス管はその長軸のまわりを180゜より小さくま
たは180゜にわたり回転させる。この結果、プラズ
マにおける非対称エネルギー分布により生ずる欠
陥を補償することができる。
回転は少なくとも0.25回転/ストロークで行う
のが望ましい。小さい回転速度では、不均一温度
分布の補償が著しくなる。回転速度の上限は必要
とす気密回転リードスルース(lead−throughs)
の性能によつて実質的に制限される。
別々にまたは組合せて用いる本発明による測定
の効果は、順次の個々の層の堆積半径および/ま
たは軸方向に形成する周囲欠陥が互いに相対的位
置において出来るだけ完全に変わり、かつ堆積長
さにわたるかかる欠陥を互いに補償するという事
実に基因する。
上述するように、回転はMCVD法において重
力の作用を除去するように連続的に行う。これに
対して、PCVD法では、実際上、欠陥を堆積長さ
にわたる、ある点で補償できない異なる性質の難
点が連続回転により導入される。
不均一温度分布の分布作用は本発明における回
転方法による簡単手段で除去することができる。
なぜならば、管の周囲上の温度は管の熱慣性によ
り平均値は均一的に調節できるためである。
上述するすべての種々の問題は本発明により回
転する比較的簡単な手段で回避できることは全く
予期できなかつたことである。
上述するように、また周囲半径および軸方向の
撹乱を実質的に受けない屈折率プロフイールは、
回転させないPCVD法により達成することができ
る。しかしながら、高度の撹乱作用は本発明によ
る簡単な手段で除去することができる。すなわ
ち、光学繊維の小構造における改良を達成するこ
とができる。これらの改良は、特に1GHz・Kmに
わたるバンドの巾で達成するのが好ましい。
次に、本発明を添付図面について説明する。
第1および第2図は予備成形体の半径に影響す
る屈折率の変化を示している。
1例において、回転しないPCVD法により予備
成形体のコアにおける最適な放物形屈折率プロフ
イールを形成している。材料の堆積は次の実験的
条件下で行つた。: 内径15.0mmおよび外径18.0mmのSiO2支持体管を
用いた。堆積の長さは約45cmに調整した。堆積区
域における平均圧力を約15ミリバールし、基体管
の壁温度を約1150〜1250℃にした。500Wの電力
消費のマイクロ波共振器を8m/分の速度で堆積
区域にわた往復させた。全ガス流を約120分にわ
たる全堆積中800sccm(=普通条件:0℃,1バ
ール下で1分間当のガスの量cm3)で一定に維持し
た。このようにして、層の全堆積数は2100であつ
た。
堆積中の反応ガス流Qを次のように供給した:
酸素流はQ02=700sccmで一定にした。光学クラ
ツド区域において、SiCl4およびGeCl4流は
QSiCl4=110sccmおよびQGeCl4=Osccmで一定
にし;コア区域において、QSiCl4を110sccmから
100sccmに変化させ、QGecl4は0〜18sccmに変
化させ、このために(約110〜120sccmのほぼ一
定の塩化物ガス流により)放物形屈折率プロフイ
ールを達成させた。上述する条件におけるドープ
ドコア材料についての堆積速度は約0.30〜
0.35g/分であつた。
第1図は圧潰予備成形体において得た屈折率プ
ロフイールを示している(ヨーク テクノロジー
(york Technology),P101−アナライザー−プ
ロツト,位置300mm,0゜=10μmステツプにおいて
961点)。第1図から明らかなように、中心深さの
ほかに、中心近くの特定の輪郭は高いバンドの巾
の調整を防害する約±2%の明白な非対称A(中
心における平均屈折率差に関する)を示してい
る。この例における予備成形体から引出した繊維
のバンドの巾は800MHz・Km(900mmの透過波長
で)であつた。更に、約±1.5%の幾何学的非対
称であることを確めた。
他の例において、支持体管を堆積中回転させて
上述と同様の堆積条件で予備成形体を作つた。管
の回転はほぼ気密にし、(10-4〜10-5mber.1.s-1
範囲の漏出割合)、かつ同期的に駆動する2個の
回転リード−スルースによつて行うことができ
る。この例においては、回転振動を25rpmにし
た。この場合、約16.6ストローク/分の調整行程
振動(8m/分の共振器速度で被覆長さ45cm)は
1層当り1.5回転に相当する。プラズマ移動方向
の各逆転における角回転は180゜にし、同時に回転
方向を逆転させた。
第2図は第1図における測定条件において形成
した予備成形体の絶対に回転対称の屈折率プロフ
イールを示している。この予備成形体から引出し
た繊維のバンド巾は900mmで約1600MHz・Kmにし、
被覆中回転しない上述する最初の例の場合におけ
る高さの約2倍であつた。光学および幾何学的非
対称はパーセントの10分の1であつた。
【図面の簡単な説明】
第1図および第2図は予備成形体の半径に影響
する屈折率の変化を示す曲線図である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 反応性ガス混合物を1〜30ミリバールの範囲
    の圧力でガラス管に通すことによつて、1100〜
    1300℃の範囲の温度に加熱したガラス管の内壁上
    にガラス層を堆積させると共に、プラズマをガラ
    ス管の内部に往復行程で作用し、ガラス層を十分
    に堆積した後、ガラス管を圧潰して固定予備成形
    を形成し、これから光学繊維を引出すようにして
    光学繊維を製造する方法において、加熱ガラス管
    をガラス層の堆積中連続的に回転させ、回転方向
    をプラズマの移動方向が逆転するごとに逆方向に
    することを特徴とする光学繊維の製造方法。 2 同時にプラズマの移動方向の各逆転における
    ガラス管をその長軸のまわりを180゜より小さくま
    たは180゜にわたり回転させる特許請求の範囲第1
    項記載の光学繊維の製造方法。 3 ガラス管の回転を少なくとも0.25回転/スト
    ロークで行う特許請求の範囲第1または2項記載
    の光学繊維の製造方法。
JP59144571A 1983-07-16 1984-07-13 光学繊維の製造方法 Granted JPS6036344A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3325700.0 1983-07-16
DE3325700 1983-07-16

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Publication Number Publication Date
JPS6036344A JPS6036344A (ja) 1985-02-25
JPH0425215B2 true JPH0425215B2 (ja) 1992-04-30

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ID=6204142

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JP59144571A Granted JPS6036344A (ja) 1983-07-16 1984-07-13 光学繊維の製造方法

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EP (1) EP0132011B1 (ja)
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CA (1) CA1242889A (ja)
DE (1) DE3481508D1 (ja)

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Also Published As

Publication number Publication date
EP0132011B1 (de) 1990-03-07
CA1242889A (en) 1988-10-11
JPS6036344A (ja) 1985-02-25
EP0132011A2 (de) 1985-01-23
EP0132011A3 (en) 1987-08-19
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