JPH04260618A - 多孔質ガラスプリフォ−ムの作成方法および装置 - Google Patents

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】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明は光導波路ファイバを作成
するのに用いるための多孔質ガラスプリフォ−ムを形成
する方法および装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】多孔質ガラスプリフォ−ムを形成するた
めの種々の技術が公知である。例えば、米国特許第４１
３５９０１号、同第４１３６８２８号、同第４２０３５
５３号、同第４３７８９８５号、同第４４８６２１２号
、同第４５６８３７０号、同第４６８４３８４号、およ
びヨ−ロッパ特許公告第１５４５００号を参照されたい
。 【０００３】米国特許第４４８６２１２号に示されてい
るような基本的な技術では、プリフォ−ムをそれの軸線
のまわりで回転させながら、そのプリフォ−ムの長さに
沿ってス−ト生成用バ−ナを往復移動させることを含む
。この処理を開始するためには通常マンドレルまたはベ
イトロッドが用いられるが、このマンドレルまたはベイ
トロッドはプリフォ−ムの爾後の処理時に除去される。 ある場合には、先に形成されたプリフォ−ムから作成さ
れたコンソリデ−トされた（ｃｏｎｓｏｌｉｄａｔｅｄ
）ガラスロッドがマンドレルに代えて用いられる。 【０００４】プリフォ−ムの製造効率を高めるために、
多年にわたってこの基本技術に対する修正が行なわれて
来た。例えば、プリフォ−ムの周面のまわりに間隔を保
持して離間配置されて別々に往復移動する複数のバ−ナ
が用いられた。他の改良が図１に示されている。この図
に示されているように、単一の往復移動バ−ナを用いる
代りに、複数の連結バ−ナ１３ａ、１３ｂ、１３ｃがキ
ャリジ１５上に取り付けられており、プリフォ−ム１７
の長さに沿って一体として移動される。このようにして
、ス−ト沈積速度の実質的な増加が実現されている。 【０００５】しかし、連結バ−ナを用いることにも欠点
がある。すなわち、多数のバ−ナで生成されるプリフォ
−ムの端部が中央部とは異なる性質を有するので、それ
らの端部はファイバを作成するために用いることができ
ない。さらに、バ−ナの個数の増加に伴って使用できな
い部分の長さが大きくなる。 【０００６】この作用が図１に示されており、この場合
、最初と最後のバ−ナ１３ａ、１３ｂ間の間隔はＤ、キ
ャリジ１５の移動距離はＬである。この図に示されてい
るように、キャリジがブランクの左側端部にある場合に
は、第１のネックダウン領域１９はバ−ナ１３ｃが到達
しない領域に形成され、そして第２のネックダウン領域
２１はバ−ナ１３ｂおよび１３ｃが両方とも到達しない
領域に形成される。プリフォ−ムの右側にもそれらに対
応したネックダウン領域が形成される。 【０００７】これらの端部効果の結果として、完成プリ
フォ−ムの使用可能な長さはわずかにＬ−Ｄにすぎない
。隣接バ−ナ間の距離を小さくしてＤを小さくすること
によってこの問題を解決しようとする試みが行なわれて
いる。この手法は、隣接バ−ナによって生ずる炎間の干
渉のために成功していない。従って、従来技術による既
存の往復移動装置では、ほんの少数の、例えば３個のバ
−ナが連結されているにすぎない。 【０００８】多孔質プリフォ−ムを作成するためには、
この基本的な方法のほかに、他の種々の手法が用いられ
ている。それらのうちの１つの手法では、１つのグル−
プのバ−ナを通過させてプリフォ−ムを長手方向に移動
させている。前記米国特許第４５６８３７０号および第
４３７８９８５号ではこの手法を用いている。特に、こ
れらの特許は一連の振動するバ−ナを通って回転部材を
移動させることによってその部材上にス−トを集めるこ
とを開示している。 【０００９】プリフォ−ムを作成する他の手法では、リ
ボンバ−ナとして知られているものを用いている。その
バ−ナは近接離間された多数のオリフィスであり、その
オリフィスがそれぞれ固有の炎を生ずる。リボンバ−ナ
技術によれば、バ−ナもプリフォ−ムも長手方向に移動
されない。オリフィス間隔、バ−ナ形状、およびバ−ナ
のガス流は、プリフォ−ムの全長にわたってス−トを沈
積する連続したス−トシ−トを生ずるように選択される
。前記米国特許第４１３６８２８号および第４２０３５
５３号にこの手法が記載されている。 【００１０】特に本発明に該当する特許は前記米国特許
第４６８４３８４号である。この特許には、複数のバ−
ナがプリフォ−ムの全長に沿って通過されるプリフォ−
ム作成装置が記載されている。ある実施例では、その装
置は多数のプリフォ−ムを同時に作成するために用いら
れ、その場合、それらのプリフォ−ムは例えば１つの四
角形の辺に沿って配置され、またバ−ナはその四角形の
内側に配置され、そしてその四角形の辺に平行に連続し
たル−プをなして移動する。 【００１１】プリフォ−ムを作成する他の手法の問題を
論述するにつき、前記米国特許第４６８４３８４号では
、多数のバ−ナを用いかつプリフォ−ムの一部分にわた
って各バ−ナを前後に移動させるというアイデアにつて
述べ、そのアイデアを捨てている。すなわち、その特許
の第２欄第２１−２６行目には、多数のバ−ナが用いら
れ、各バ−ナがプリフォ−ム全体の一部分だけに沿って
前後に移動される場合には、すべてのバ−ナが厳密に同
じ成分および量のス−トを生ずるわけではないから、ス
−トの堆積はプリフォ−ムの全長にわたって均一にはな
らない。従って、上記米国特許第４６８４３８４号の教
示は本発明とは離れている。 【００１２】 【本発明が解決しようとする課題】本発明は多孔質ガラ
スプリフォ−ムを形成するための方法および装置を提供
することを目的とする。さらに詳細には、本発明は迅速
にかつ端部効果による損耗を最少限に抑えてプリフォ−
ムを作成することを目的とする。本発明の他の目的はそ
れぞれプリフォ−ムの全長の一部分だけに沿って移動す
る多数のバ−ナによってプリフォ−ムを作成することで
ある。本発明のさらに他の目的はプリフォ−ムの一部分
だけに沿って移動するバ−ナを用いてプリフォ−ムの長
さに沿って実質的に均一な特性を有するプリフォ−ムを
作成することである。 【００１３】 【課題を解決するための手段】上記および他の目的を達
成するために、本発明はプリフォ−ムの長手方向の軸線
と平行な通路に沿って振動されるバ−ナのアレイを設け
る。この場合、その振動は各バ−ナがプリフォ−ムの一
部分だけにス−トを沈積するように振幅を制限されてい
る。すなわち、連結された組のバ−ナを用いた従来の装
置（図１参照）のようにプリフォ−ムの全使用可能長に
ス−トを沈積することは、どのバ−ナもしない。 【００１４】さらに詳細には、方法の観点では、本発明
は、 （ａ）細長い円筒状の出発部材を準備し、（ｂ）ス−ト
生成用バ−ナのアレイを設け、（ｃ）上記アレイの各バ
−ナがプリフォ−ムの使用可能な長さの一部分だけにス
−トを沈積するように上記ス−ト生成用バ−ナのアレイ
と上記出発部材との間に相対的な振動運動を生じさせる
ことによって上記出発部材上にガラスス−トを沈積させ
てプリフォ−ムを形成する工程よりなるス−トプリフォ
−ムの作成方法を提供する。 【００１５】 【実施例】本発明の装置および方法の基本的な要素が図
２に概略的に示されている。この図に示されているよう
に、バ−ナアレイ２３は長さＬを有し、２Ｊの距離だけ
振動される。すなわち、このアレイはそれの中心位置か
ら右方に距離Ｊだけ振動され、それの中心位置に戻され
、左方に距離Ｊだけ振動され、そして再びそれの中心位
置に戻されて１サイクルを完了する。蓄積する沈積の均
一性を確保するのを助けるために振動振幅Ｊはバ−ナの
間隔ｄに等しいがあるいはそれより若干大きいことが好
ましい。また、バ−ナアレイの折返し点は、これも完成
プリフォ−ムの軸線方向の均一性を改善する目的のため
に組織的な方法で変更されることが好ましい。 【００１６】図２に示されているように、本発明によっ
て作成されたプリフォ−ムは各端部に使用できない部分
を有しているであろう。この部分の長さはＪであり、こ
のＪは上述した拘束を受ける。すなわち、Ｊはｄにほぼ
等しい。 【００１７】比較すると、図１の従来技術の方法で作成
されたプリフォ−ムの使用できない部分は２Ｄに等しい
長さを有している。振動振幅Ｊがバ−ナ間隔ｄにほぼ等
しくかつ連結した組の３つのバ−ナが２ｄに等しい全長
Ｄを有する場合には、図１の従来技術と本発明との使用
できない長さの差は２ｄのオ−ダ−であり、これは大き
く改善されたことを示している。さらに多くの連結され
たバ−ナを用いて従来技術の装置のス−ト沈積速度を増
大させようとすると、本発明により得られる使用できな
い長さの減少はさらに顕著となり、例えば、従来技術に
おける４つの連結バ−ナでは、改善は４ｄのオ−ダ−で
あり、５つの連結バ−ナでは６ｄのオ−ダ−と言う具合
である。 【００１８】本発明と従来技術との差は、プリフォ−ム
の使用可能長さと全長との比として定義される効率パラ
メ−タについても見ることができる。従来技術と本発明
の技術とにおいて両方ともバ−ナの数およびバ−ナ間隔
がそれぞれｎおよびｄであり、また従来技術の場合の移
動距離がＬで、本発明の場合の振動距離がｄであるとす
ると、２つの手法における使用可能な長さと全長は次の
ようになる。 使用可能な長さ（従来技術）＝　Ｌ　−　（ｎ　−　１
）＊ｄ全長（従来技術）　　　　　　　　　　＝　Ｌ　
＋　（ｎ　−　１）＊ｄ使用可能な長さ（本発明）　　
＝　（ｎ　−　１）＊ｄ全長（本発明）　　　　　　　
　　　　　＝　（ｎ　＋　１）＊ｄ【００１９】これら
２つの手法の効率は次のようになる。 効率（従来技術）　＝　［　Ｌ　−　（ｎ　−　１）＊
ｄ］／［　Ｌ　＋　（ｎ　−　１）＊ｄ　］ 効率（本発明）　　　＝　（ｎ　−　１）＊ｄ／（ｎ　
＋　１）＊ｄ　＝　（ｎ　−　１）／（ｎ　＋　１） 【００２０】プリフォ−ムの長さは一般に機械的な制約
および／または下流における処理上の拘束によって固定
されているから、高い沈積速度は一般にｎの値の増加に
対応する。上記効率の式が示しているように、従来技術
の効率はｎの増加に伴って低下しており、それとは対照
的に、本発明の効率はｎの増加に伴って、１に近づく。 【００２１】使用可能な長さにわたって実質的に均一な
特性を有するプリフォ−ムを作成するためには、本発明
の装置は下記の特徴を有することが好ましい。第１に、
できるだけ同様の特徴を有するバ−ナで構成されたバ−
ナアレイを用いることが重要である。実際に、バ−ナ間
のばらつきが最小であるバ−ナの部分でバ−ナの圧力低
下の大部分が生ずるようにすることによってバ−ナ間の
ばらつきを軽減できることが判った。 【００２２】例えば、従来のス−ト沈積用バ−ナを通る
流れの多くは１つの開口からなる入口から複数のオリフ
ィスからなる出口まで進行する。出口のオリフィスが複
数であるがために、個々のオリフィス間のばらつきオリ
フィスの組について平均化して出口端部におけるバ−ナ
間のばらつきが比較的小さくなる傾向がある。他方、入
口では１個の開口が用いられているから、この端部にお
けるバ−ナ間のばらつきは出口端部より大きくなる傾向
がある。従って、バ−ナ間の全体のばらつきを軽減する
ためには、バ−ナの圧力低下の大部分が出口端部で生ず
るようにすることが好ましい。これは入口の断面積を大
きくすることによって容易に実現できる。 【００２３】バ−ナ間のばらつきを少なくすることに加
えて、より低いス−ト温度を生ずるガス、酸素および反
応物レシピを用いることが好ましいことも判った。また
、レイダウン手順の初期段階時に比較的低い密度のス−
トを生成するレシピが有用であることが判った。技術的
に知られているように、より低いガスおよび酸素の流量
を用いることによってより低い密度のス−トが得られ、
またより高い反応物流量および／またはより低いガスお
よび酸素流量を用いることによってより低い温度が得ら
れ、任意の用途に用いられる特定のレシピは使用される
バ−ナアレイの特性とプリフォ−ムの所望の化学的組成
の関数である。 【００２４】ス−ト沈積装置をハウジング内に入れ込み
かつそのハウジングを通る空気流を制御することによっ
ても均一性の改善が認められた。特に、バ−ナアレイと
プリフォ−ムの領域における空気流は、これらの流れが
１）プリフォ−ムの長さにわたって比較的均一であり、
かつ２）プリフォ−ムの長手方向の軸線に対して実質的
に垂直であるように制御される。 【００２５】これらの空気流は、プリフォ−ムの長さに
等しいかあるいはそれより大きい長さを有するバ−ナア
レイ／プリフォ−ム領域の出口端部に拡散器を用いるこ
とによって得ることができる。さらに、このバ−ナアレ
イ／プリフォ−ム領域に入る空気は実質的に層流をなす
ように制御されることも好ましい。この目的に対しては
オリフィスのアレイ、例えばハニカム構造を用いること
ができる。本発明の好ましい実施例では、空気はハニカ
ムを通り、バ−ナアレイを通り、そしてプリフォ−ムを
通って流れ、上記拡散器を通って上記バ−ナアレイ／プ
リフォ−ム領域から外に出るように流れる。 【００２６】上記の特徴に加えて、バ−ナアレイとプリ
フォ−ムが垂直方向に配向されている場合には、プリフ
ォ−ムの長さに沿った熱勾配の効果を最小限に抑えるた
めにプリフォ−ムの底の領域に１つ以上の高出力エンド
ヒ−タを用いることが望ましい。プリフォ−ムを作成す
るに当って過去にもエンドヒ−タが用いられていたが、
そのようなエンドヒ−タは高出力型のものではなく、プ
リフォ−ムを垂直方向に配向したことによって生ずる熱
勾配の効果を最小限に抑えるために用いられたものでも
ない。また、垂直の配向で用いられた場合には、バ−ナ
アレイ／プリフォ−ム領域における水平方向の空気流の
大きさはプリフォ−ムの長さに沿った対流の空気流によ
るプリフォ−ム内の不均一性を最小限に抑えるように選
択（増加）されなければならない。 【００２７】上述のように、本発明は光導波路ファイバ
を作成するのに使用するための多孔質ガラスプリフォ−
ムを迅速に製造することに関するものである。本発明は
シングルモ−ドとマルチモ−ドの両方のファイバを製造
するためのプリフォ−ムに適用可能である。本発明はプ
リフォ−ム全体またはそれの特定の部分を作成するため
に用いることができる。 【００２８】例えば、本発明の特に有益な用途はコンソ
リデ−トされた（ｃｏｎｓｏｌｉｄａｔｅｄ）コアロッ
ドにクラッドを添着させる場合、すなわちケ−ンオ−バ
クラッディング（ｃａｎｅ　ｏｖｅｒｃｌａｄｄｉｎｇ
）として技術的に知られている処理に適用する場合であ
る。このように使用された場合には、バ−ナアレイによ
って生成されるス−トは一定の組成を有しており、例え
ば、それは典型的には純粋なシリカである。他方、ファ
イバのコアとなるプリフォ−ムの部分を作成するために
用いられた場合には、バ−ナアレイによって生成される
ス−トはシリカと１またはそれ以上のド−パントとの混
合物である。また、このように用いられた場合には、ス
−トの組成は、プリフォ−ムの異なる部分が所望の形態
の屈折率分布を生ずるようにレイダウンされにつれて、
変更されうる。 【００２９】本発明を実施するのに適した装置が図３〜
６に示されている。この装置では、プリフォ−ムの全長
にわたって移動するバ−ナを用いた従来の装置で得られ
るものより３倍も大きい速度でプリフォ−ムを作成でき
る。さらに、この装置で用いられる空気流が大きいこと
によって（下記の論述を参照）、この装置は従来の装置
と較べて比較的清潔な状態にある傾向があり、それによ
っても、この場合には各稼働間に必要とされるクリ−ン
アップ時間（ｃｌｅａｎ−ｕｐ　ｔｉｍｅ）の短縮によ
って装置の生産性を改善する。 【００３０】概観すると、図３〜６の装置はプリフォ−
ム１７が中に配置されるハウジング３３と、バ−ナアレ
イ２３と、このバ−ナアレイに処理ガスを供給するため
のマニフォルド３１と、バ−ナアレイを往復動（振動）
させるためのキャリジ３５と、プリフォ−ムの底部にお
ける高出力エンドヒ−タ７７と、プリフォ−ムの頂部に
おける従来の低出力エンドヒ−タ８５と、ハニカム５５
と、拡散器４３と、この装置のバ−アアレイ／プリフォ
−ム領域６７に均一な空気流を与えるための収集タンク
４５を具備している。 【００３１】プリフォ−ム１７はチャック２７および２
９によってハウジング３３内に静止して垂直の配向状態
に保持される。ス−トのレイダウン（ｌａｙｄｏｗｎ）
時に、プリフォ−ムは、支持ハウジング４７内に収納さ
れていて上方のチャックを回転させるモ−タ（図示せず
）によって、それの長手方向の軸線のまわりで回転され
る。支持ハウジング４７は、ス−ト・レイダウン工程の
進捗状況をモニタするために重量測定装置、例えばはか
りをも具備している。 【００３２】バ−ナ１３はマニフォルド３１上に取り付
けられているが、互いに等間隔で離間されていることが
好ましい。実際には、４インチのオ−ダ−のバ−ナ間隔
が適していることが認められた。勿論、必要に応じて、
それより大きいまたは小さい間隔を用いることもできる
。下記の実験では、マニフォルド３１は全長が４４イン
チで、１１個のバ−ナを担持していた。この場合にも、
本発明を実施するには、バ−ナの個数はそれより多くて
もあるいは少なくてもよく、またマニフォルド３１の長
さもそれより大きくても小さくてもよい。 【００３３】図３および４に示されているように、バ−
ナにはバ−ナカバ−５７を装着することができ、このバ
−ナカバ−はプリフォ−ムの熱からバ−ナを保護すると
ともに、バ−ナをより低い温度で稼働させるようにする
ことができる。バ−ナの領域における多量の空気流（下
記参照）も低いバ−ナ温度を維持するのを助ける。ある
いは、図５および６に示されているように、バ−ナはカ
バ−ないで動作せることもできる。 【００３４】マニフォルド３１は各バ−ナ１３に処理ガ
スを供給するものであって、上端部をこのようなガスの
供給源（図示せず）に連結されている。必要に応じて、
処理ガスはマニフォルドの底部に供給してもよく、ある
いは頂部と底部に同時に供給してもよい。マニフォルド
３１はその中での圧力低下を最小限に抑えかつそれによ
って各バ−ナに対して等しく処理ガスが供給されるよう
にするために大きい内部チャンバ（チャンネル）を具備
していることが好ましい。 【００３５】１）レイダウン工程の始めに出発部材、例
えばベイトロッド、マンドレル、またはコンソリデ−ト
済みコアロッドを導入すること、および２）このレイダ
ウン工程の終りの多孔質ガラスプリフォ−ムを取外すこ
とを可能にするために、キャリジ３５とマニフォルド３
１が枢動機構５１によって互いに連結され、その枢動機
構５１は図５に示された位置（動作位置）から図６に示
された位置（挿入／取り出し位置）までバ−ナ１３を回
転させることができる。挿入／取り出し位置にある時に
は、バ−ナ１３はハウジング３３の壁、特に内壁に向け
られる。ハウジングの内面に対する損傷を防止するため
に、フィルタ３７，導管３９、ハウジング保護ブロワ３
９、および分配用マニホルド６１よりなる空気偏向装置
が用いられ、これによってバ−ナ１３からの炎とス−ト
を拡散器４３に向う方向に、従ってハウジング３３の壁
から離れる方向に偏向させるようになされる。 【００３６】バ−ナアレイ２３はキャリジ３５によって
プリフォ−ム１７と平行な通路に沿って振動される。キ
ャリジ３５の振動は駆動モ−タと、ユニバ−サルジョイ
ントを有するリ−ドスクリュウおよびボ−ルナット構体
とによって行われる。駆動モ−タはバ−ナアレイの折返
し点が後述する形式の予め選択されたパタ−ンで変化さ
れ得るようにコンピュ−タ制御される。キャリジ３５は
、レ−ス内の１つのボ−ルが他のボ−ルに対して詰るよ
うなことがない自動整合形リニアベアリングを具備して
いることが好ましい。勿論、アレイを振動させるために
は必要に応じて他の機構を用いてもよい。 【００３７】上述のように、バ−ナアレイの振動の振幅
はプリフォ−ムの全長より小さく、各バ−ナはプリフォ
−ムの一部分だけ、例えばプリフォ−ムの２０％だけに
沿って移動するにすぎない。個々のバ−ナの沈積パタ−
ンが結合して単一の均一なパタ−ンにはならず、従って
平滑な円筒状のプリフォ−ムを生成しないから、バ−ナ
アレイの振動が必要である。 【００３８】沈積を均一にするために装置を前後に振動
（ジョギング）させる場合には、下記の点を考慮する必
要がある。 １．　　沈積速度とス−ト密度はプリフォ−ムの局部的
な表面温度に依存し、かつ例えば装置の右端部までのジ
ョグ（ｊｏｇ）が左側に戻る前に停止すると、その最大
移行位置で、熱い沈積流がス−トの密度を高くするとと
もに局部的な直径を減少させる。この減少は上記停止と
、戻りのジョグが始った後で、上記熱い沈積流が、冷却
のチャンスのなかった軸線方向の位置を最初に通過する
という事実との双方に基因する。従って、ジョグの長さ
は、折返し点が場所的に変更しかつプリフォ−ムに沿っ
て均一に離間されるように、変更されなければならない
。 ２．　　いったん直径の減少が生ずると、沈積速度は目
標直径に依存するから、プリフォ−ムのその領域がさら
に小さくなり、沈積されるガラスが少なくなって局部的
な凹部ができる。 ３．　　折返しの効果はそれが生ずる時点におけるプリ
フォ−ムの直径に依存し、かつプリフォ−ム直径は時間
とともに変化する。従って、折返し位置を変える場合に
は、沈積工程の全体にわたって、すなわちその工程全体
にわたって連続的に、できるだけ均一な折返し間隔を得
るパタ−ンを用いることが重要である。 ４．　　バ−ナアレイの移動速度は制限されるから、直
径の差が顕著になりかつ新しい折返しが以前と同じ沈積
パタ−ンを有しなくなる前に完了できるジョグの数はほ
んの僅かにすぎない。また、ある状況では沈積されるス
−トの密度は移動速度に依存するから、二重加熱による
折返しでの密度変化が、付加的なジョグが均一性の改善
を助長し得る速度より速い速度で悪化されうる。 【００３９】これらの事項は、折返し点の場所を系統的
に変更するジョグパタ−ンを用いることによって首尾よ
く取入れることができる。効果的であることが認められ
たパタ−ンが図７に示されている。 【００４０】説明の便宜のために、この図に示されたパ
タ−ンはバ−ナの間隔を１００ミリメ−トルとしており
、各バ−ナがバ−ナのホ−ムポジションを中心としたプ
リフォ−ムの２００ミリメ−トルの領域上にス−トを沈
積させる。従って、バ−ナが左に移動しているときには
、その２００ミリメ−トル領域の左側半分の部分がその
バ−ナの左隣りのバ−ナからのス−トを受取る。すなわ
ち、振動パタ−ンのピ−ク・ツ−・ピ−ク振幅はバ−ナ
間隔の２倍となるので、プリフォ−ムの使用可能な部分
の各領域は２つのバ−ナからス−トを受取る。 【００４１】図７のパタ−ンでは、左側のジョグのサイ
ズを一定に保持しながら右側のジョグのサイズを変更す
ることによって折返し点の場所が変更される。これによ
り、右側のジョグが左側のジョグより小さい（左側ドリ
フト）か大きい（右側ドリフト）かによって、バ−ナア
レイが左方へまたは右方へドリフトすることになる。さ
らに、右側ジョグと左側ジョグとのサイズの差の大きさ
がレイダウン工程時に系統的に変化され、折返し点の場
所をさらに変更させる（ｉｎｔｅｒｌｅａｖｅ）。 【００４２】このパタ−ンの最初の２０のジョグが図７
に示されており、左のジョグは偶数個ですべて同じサイ
ズを有しており、右のジョグは奇数個で、ドリフトの方
向によって左のジョグよりＤミリメ−トル大きいかある
いは小さい。Ｄの適当な値はバ−ナの振動の全振幅の１
０％、すなわち図７では２０ミリメ−トルである。イン
タ−リ−ビング（ｉｎｔｅｒｌｅａｖｉｎｇ）を実現す
るためには、左側のジョグが、１１、２１、３１４１、
５１６１、７１、および８１番目のジョグで若干修正さ
れる。特に、先の１０のジョグに正確にインタ−リ−ブ
するために１１、３１、５１、および７１番目のジョグ
は右のジョグを＋０．５Ｄだけ修正し、２１および６１
番目のジョグは右のジョグを−０．２５Ｄだけ修正し、
４１および８１番目のジョグは右のジョグをそれぞれ−
０．６２５Ｄおよび−０．８７５Ｄだけ修正し、これに
よってバ−ナアレイを図７に示された初期位置に戻し、
それとともにプロセスが再び反復される。　　　　　　 【００４３】実際に、上記のパタ−ンは折返しの問題を
うまく解決することが認められた。勿論、折返し点がラ
ンダムにまたはほぼランダムに選定されるパタ−ンを含
めて他のパタ−ンも本発明を実施するために用いること
ができる。 【００４４】レイダウン工程時に、バ−ナ１３が相当な
量の熱を発生するから、ハウジングのベ−スに配置され
たブロワ４９が装置の種々の構成要素を冷やすために設
けられている。特に、ハウジング３３は、まずハウジン
グ保護ブロワ３９を、そしてキャリジ３５とそれの駆動
機構を冷やすたようにブロワ４９によって与えられる空
気を分配するための適当な導管を具備している。冷却空
気は導管７１を通ってハウジン３３の頂部を出て、支持
ハウジング４７を通ってこれを冷やし、そして最後に適
当な汚染防止装置に連結された主排気導管４１を通って
装置から出る冷却装置中を流れる空気の量はハウジング
３３の頂部に配置されたスロットバルブによって制御さ
れる。 【００４５】バ−ナアレイ／プリフォ−ム領域における
空気の流れはハニカム５５、拡散器４３、収集タンク４
５ならびに領域６７におけるハウジングの内壁の全体と
しての漏斗状形状によって制御される。領域６７を流れ
る空気は拡散器４３に対抗してハウジングの壁に形成さ
れた適当な流入開孔を通じてハウジング３３に入る。 【００４６】ハニカム５５はマニホルド３１を完全に包
囲しており、、バ−ナ１３がそれらの動作位置（図５参
照）にある場合にシ−ル７３によってハウジング３３の
内壁に封着される。ハニカムはバ−ナアレイ／プリフォ
−ム領域に入る空気から上流の乱流を除去するとともに
、その空気をプリフォ−ムの軸線に対して実質的に垂直
でかつバ−ナの炎に対して実質的に平行な方向に流れさ
せる。このハニカムは、０．２５インチのオ−ダの幅、
２．５インチのオ−ダの深さを有する六角形の開孔のア
レイで構成され得る。 【００４７】拡散器４３はバ−ナアレイ２３の全長だけ
走行し、それの広い端部を収集タンク４５に連結されて
おり、このタンクもバ−ナの全長だけ走行する。収集タ
ンクを通り、そして拡散器を通る空気の流れはそのタン
クを主排気導管４１に連結する排気バルブ７５を通じて
制御される。排気バルブと収集タンクの連結部およびタ
ンクの底とそれの支持ベ−スの連結部が、タンクが温度
変化に伴って膨張収縮しても漏洩を生じないタンクの運
動を許容することが好ましい。これらの接合部にテフロ
ンワッシャを用いればこのような運動を生じさせるのに
適した方法が得られる。 【００４８】タンク４５は拡散器に対する開口に沿って
ほぼ一定の圧力を与えるという重要な機能を果す。すな
わちこのタンクは圧力溜めとして機能する。このために
は、タンクはできるだけ大きい直径を有しているべきで
ある。さらに、排気空気が拡散器４３を出てタンク４５
に入るときの境界層分離を最小限に抑えるために、拡散
器は比較的小さい膨張角、すなわち約６ｏより小さい膨
張角を有していなければならない。 【００４９】実際に、３０インチの直径を有する収集タ
ンクとその収集タンクでの幅が５インチで、入口スロッ
ト８１での幅が２インチだる拡散器が効果的であること
が認められた。この構成および上述したハニカムでは、
バ−ナ１３をオフにした状態で、プリフォ−ム１７の領
域では２．７％の空気流の変化が認められた。バ−ナが
オンの状態では、このばらつきは５．６％まで増加した
。両方の場合に、拡散器の端部で最小の空気流が認めら
れ、冷測定では底で最低空気流が認められ、バ−ナをオ
ンにした状態では頂部で認められた。このばらつきは毎
分４００〜８００立方フィ−ト（ｃｆｍ）の範囲の流れ
の場合には全体の空気流とは比較的無関係である。 【００５０】上記の空気流制御装置と１２００ｃｆｍの
オ−ダの全空気流を用いて作成されたプリフォ−ムは１
２〜１５％のオ−ダ−の直径ばらつきを有していること
が認められ、底部の直径が頂部より大きかった。このば
らつきをさらに減少させるために、バ−ナアレイ２３の
下に配置された高出力エンドヒ−タ７７を用いてプリフ
ォ−ムの全長にわたる比較的一定の対流性加熱効果を与
えるようにした。 【００５１】エンドヒ−タの効果が図８のス−トグラフ
に示されている。このグラフはプリフォ−ムの直径（ミ
リメ−トル）とこのプリフォ−ムの頂部（底部）からの
距離の関係をプロットしたものである。四角で示された
デ−タポイントは、高出力エンドヒ−タ７７に代えてプ
リフォ−ムの底部に低出力エンドヒ−タを用いて作成さ
れたス−トブランクに対するものであり、一方、クロス
で示されているものは高出力エンドヒ−タを用いて作成
されたブランクに対するものである。このブランクの底
部分の直径が減少していること、ならびにバ−ナ７７を
付加することによって均一性が全体的に増加しているこ
とがこのデ−タから明らかである。他の実験では、高出
力エンドヒ−タを用いると直径のばらつきが３．６％ま
で低下することが示された。 【００５２】ハニカム５５と一緒におよびそのハニカム
なしでバ−ナ７７を用いた実験も行なわれた。ハニカム
を省略した場合には、ブランクの下の方の２５％の直径
がハニカムを用いた場合より幾分小さかった。しかし、
全体の効果は図８に示されたものより大きくはなかった
。 すなわちバ−ナ７７のほうがハニカム５５より均一性に
対する影響が大きいことが判った。 【００５３】さらに他の実験を行ない、本発明の装置お
よび方法を用いてケ−ン・オ−バ−クラッディング（ｃ
ａｎｅ　ｏｖｅｒｃｌａｄｄｉｎｇ）が実施され、それ
によって得られた多孔質ガラスプリフォ−ムがコンソリ
デ−トされかつ軸線方向のばらつきについてテストされ
た。この実験では、コンソリデ−トされたブランクのケ
−ン／クラッド直径比はブランクの軸線方向における外
径の変化よりも驚くほどはるかに小さいことが判った。 特に、ケ−ン／クラッド変化は直径変化の約１／３であ
った。 【００５４】同様に、ファイバがコンソリデ−トされた
ブランクから線引きされる場合には、コンソリデ−トさ
れたブランクの直径変化から予想された値の約１／３の
カットオフ波長変化を有することが判った。完成したフ
ァイバはそれのカットオフ波長でグレ−ドをつけられる
から、このことは重要な結果であり、従って本発明を用
いた場合にはカットオフ波長がブランクの直径より変化
が小さいという事実は、ファイバ製造の観点から価値の
あることである。 【００５５】以上本発明の特定の実施例について説明し
かつ図示したが、本発明の精神および範囲から逸脱する
ことなしに修正がなされ得る。例えば、装置のバ−ナア
レイ／プリフォ−ム領域における空気の流れを制御する
ためには、ハニカム５５、拡散器４３および収集タンク
４５以外の他の手段を用いることができる。特に、空気
流を制御するためにはこれらの要素全体より少ない要素
ですみ、例えばハニカム５５を省略してもよい。また、
バ−ナとプリフォ−ムの領域に所望の制御された空気流
を得るためには、他の空気流技術、例えばバッフリング
および／またはマニホルド装置を用いることができる。 【００５６】同様に、本発明を実施するには、バ−ナア
レイとプリフォ−ムとの間に相対的な振動運動を与える
ための手段として図示されたもののほかに他の手段を用
いることができる。例えば、プリフォ−ムの長さに沿っ
て所望の均一性を得るためには、バ−ナアレイを振動さ
せる代りに、プリフォ−ムを振動させたり、あるいはア
レイの振動とプリフォ−ムの振動を組合せてもよい。 【００５７】勿論、このような交互振動方式では、各バ
−ナがプリフォ−ムの使用可能な長さの一部分だけにス
−トを沈積させるにすぎないように、アレイノバ−ナと
プリフォ−ムとの相対運動の限界を制御しなければなら
ない。上述したアレイ振動手法と同様に、これらの交互
振動手法も、１）プロセスが完了するまでス−トがプリ
フォ−ムの実質的に全使用可能長にわたって連続的に沈
積される、２）沈積プロセスの全体にわたってプリフォ
−ムの使用可能な部分が実質的に円筒形をなしていると
いう共通の特徴を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】多孔質ガラスプリフォ−ムを作成するための従
来技術の概略図である。

【図２】そのようなプリフォ−ムを作成するための本発
明の技術を示す概略図である。

【図３】本発明を実施するのに適した装置の斜視図であ
る。

【図４】図３の装置の一部断面側面図である。

【図５】バ−ナアレイをそれの動作位置にした場合の図
３の装置の一部断面上面図である。

【図６】バ−ナアレイをそれの挿入／取り出し位置にし
た場合の図３の装置の一部断面上面図である。

【図７】本発明で用いるのに適したバ−ナアレイ振動パ
タ−ンを示すグラフである。

【図８】プリフォ−ムの長さに沿った熱勾配の効果を最
小限に抑えるためにバ−ナアレイの下に高出力エンドヒ
−タを用いて得られる均一性の改善を示すス−トグラフ
である。

【符号の説明】

１７：　　プリフォ−ム ２３：　　バ−ナアレイ ３１：　　マニフォルド ３３：　　ハウジング ３５：　　キャリジ ４３：　　拡散器 ５１：　　枢動機構 ５５：　　ハニカム ６７：　　バ−アアレイ／プリフォ−ム領域７７：　　
高出力エンドヒ−タ ８５：　　低出力エンドヒ−タ

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】細長い実質的に多孔質のガラスプリフォ−
   ムを作成する装置であって、 （ａ）長手方向の軸線を固定してプリフォ−ムを支持す
   るための第１の手段と、 （ｂ）前記プリフォ−ム上にガラスス−トを沈積させる
   ためのプリフォ−ムに隣接したバ−ナのアレイと、（ｃ
   ）前記アレイ内の各バ−ナの移行が１つの方向における
   第１の限界と他の方向における第２の限界を有し、各バ
   −ナに対する前記第１および第２の限界の間の距離が前
   記プリフォ−ムの使用可能な長さより小さくなるように
   、前記プリフォ−ムの長手方向軸線に実質的に平行な通
   路に沿って前記バ−ナのアレイを振動させる第２の手段
   を具備した多孔質ガラスプリフォ−ムの作成装置。
2. 【請求項２】前記プリフォ−ムと前記バ−ナのアレイの
   領域に前記プリフォ−ムの長さにわたって比較的均一な
   空気の流れを発生する第３の手段を具備した請求項１の
   装置。
3. 【請求項３】前記第３の手段が前記プリフォ−ムとバ−
   ナのアレイの領域内に空気を導入しかつ／または前記プ
   リフォ−ムとバ−ナのアレイの領域から空気を除去する
   ための手段を具備しており、その手段はプリフォ−ムの
   長さに実質的に等しいかあるいはそれより大きい長さを
   有している請求項１または２の装置。
4. 【請求項４】前記除去手段は、必要に応じて溜めに連結
   されかつプリフォ−ムの長さに実質的に等しいかあるい
   はそれより大きい長さの入口スロットを有する拡散器を
   具備しており、かつ／または前記導入手段はプリフォ−
   ムの長さに実質的に等しいかあるいはそれより大きい長
   さのハニカムを具備している請求項３の装置。
5. 【請求項５】前記バ−ナのアレイによって生じたス−ト
   をプリフォ−ムから離れる方向に送る手段と、必要に応
   じて前記アレイの長手方向軸線と実質的に平行な軸線の
   周りで前記バ−ナのアレイを枢動させる手段を具備して
   いる請求項１、２、３または４の装置。
6. 【請求項６】前記第１の手段がプリフォ−ムを実質的に
   垂直方向の配向状態に支持し、かつ前記装置がプリフォ
   −ムの長さに沿った熱勾配の効果を最小限の抑えるため
   に前記バ−ナのアレイの下方に配置された少なくとも１
   つの固定ヒ−タを具備している請求項１〜５のうちの１
   つによる装置。
7. 【請求項７】前記バ−ナアレイのバ−ナが互いに等間隔
   離間されており、かつ／または各バ−ナの第１および第
   ２の限界間の距離が前記バ−ナ間隔に少なくとも等しく
   、好ましくは前記バ−ナ間隔の２倍のオ−ダ−である請
   求項１〜６のうちの１つによる装置。
8. 【請求項８】前記バ−ナのアレイが直線であり、かつ／
   またはそのバ−ナのアレイの長さがプリフォ−ムの長さ
   に実質的に等しい請求項１〜７のうちの１つによる装置
   。
9. 【請求項９】前記振動手段が、前記バ−ナのアレイが方
   向を変更する場所を、好ましくはバ−ナのアレイを１つ
   の方向に一定の距離だけそして反対の方向に可変の距離
   だけ移動させることによって変更させる手段を具備した
   請求項１〜８のうちの１つによる装置。
10. 【請求項１０】細長い実質的に多孔質のガラスプリフォ
    −ムを作成する方法であって、 （ａ）細長い円筒状の出発部材を準備し、（ｂ）ス−ト
    生成用バ−ナのアレイを設け、（ｃ）上記アレイの各バ
    −ナがプリフォ−ムの使用可能な長さの一部分上だけに
    ス−トを沈積させるように上記ス−ト生成用バ−ナのア
    レイと上記出発部材との間に相対的な振動運動を生じさ
    せることによって上記出発部材上にガラスス−トを沈積
    させてプリフォ−ムを作成することよりなる多孔質ガラ
    スプリフォ−ムの作成方法。
11. 【請求項１１】前記工程（ｃ）時にス−トが、プリフォ
    −ムの実質的に全使用可能長にわたってかつ／または前
    記工程（ｃ）のあいだプリフォ−ムの使用可能長が実質
    的に円筒形のままであるような態様で、連続的に沈積さ
    れる請求項１０の方法。
12. 【請求項１２】前記バ−ナアレイと出発部材を通って空
    気を流す付加的な工程を含んでおり、前記空気の流れは
    前記出発部材の長さにわたって比較的均一であり、かつ
    ／または前記出発部材が実質的に垂直の配向を有し、か
    つ前記方法は前記出発部材の長さに沿った熱勾配の効果
    を最小限に抑えるために前記バ−ナアレイと出発部材の
    下方部分を通って流れる空気を加熱する付加的な工程を
    含んでいる請求項１０または１１の方法。