JPH06211547A - 光ファイバの被覆方法 - Google Patents

光ファイバの被覆方法

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JPH06211547A
JPH06211547A JP5021942A JP2194293A JPH06211547A JP H06211547 A JPH06211547 A JP H06211547A JP 5021942 A JP5021942 A JP 5021942A JP 2194293 A JP2194293 A JP 2194293A JP H06211547 A JPH06211547 A JP H06211547A
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JP
Japan
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optical fiber
plasma
coating
electrode
reaction vessel
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Pending
Application number
JP5021942A
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English (en)
Inventor
Michihiko Yanagisawa
道彦 柳澤
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Furukawa Electric Co Ltd
Original Assignee
Furukawa Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Furukawa Electric Co Ltd filed Critical Furukawa Electric Co Ltd
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Publication of JPH06211547A publication Critical patent/JPH06211547A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C25/00Surface treatment of fibres or filaments made from glass, minerals or slags
    • C03C25/10Coating
    • C03C25/12General methods of coating; Devices therefor
    • C03C25/22Deposition from the vapour phase
    • C03C25/223Deposition from the vapour phase by chemical vapour deposition or pyrolysis

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  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
  • Surface Treatment Of Glass Fibres Or Filaments (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 構成の簡潔な電極を用いて、光ファイバ外周
面の周方向、長さ方向にわたる膜厚、膜質が均一な被膜
を形成することのできる方法を提供する。 【構成】 反応容器11内に被覆原料ガス、プラズマガ
スを導入してこれらのガス圧を大気圧よりも低く保持す
るとともに、コイル巻き電極17にプラズマ発生電圧を
印加して、反応容器11内に円柱状のプラズマPを発生
させ、そのプラズマ軸線上に光ファイバ19を保持し
て、光ファイバ19の外周面に被膜20を形成する。 【効果】 コイル巻き電極17を主体にした容量結合方
式のプラズマCVD法であるから、光ファイバ外周面の
周方向、長さ方向にわたる被膜20の膜質、膜厚を均一
に仕上げることができ、かかる被膜20に依存して、光
ファイバ19の伝送特性、機械的特性を高度に保持する
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は容量結合方式のプラズマ
CVD法を用いた被膜形成手段により光ファイバを被覆
するための方法に関する。
【0002】
【従来の技術】光ファイバを被覆するための方法とし
て、プラズマCVD法による被膜形成手段が知られてい
る。かかるプラズマCVD法の場合、アモルファスカー
ボンをはじめとする無機質被膜からプラスチックのごと
き有機質被膜までが得られるので、光ファイバを被覆す
る際の被膜形成材料の選定範囲が広く、光ファイバの種
類、用途、その他に応じた被膜を形成する上で利便性が
高い。
【0003】図4は、容量結合方式のプラズマCVD法
により光ファイバを被覆する例を示している。図4にお
いて、真空容器たるプラズマ発生用の反応容器1内に
は、平板状を呈した一対の電極2、3が互いに平行して
配置されており、これら両電極2、3に高周波電源4が
接続されている。
【0004】図4に例示されたプラズマCVD法を実施
するとき、10-3〜10トールに保持された反応容器1
内に被覆原料ガス、プラズマガスが導入され、両電極
2、3間に石英系光ファイバ5が配置され、さらに、高
周波電源4を介して両電極2、3に交流電圧が印加され
る。かくて、反応容器1内には、図5に示すごとく、電
極2側にプラズマPが発生する(e:両電極2、3間を
結ぶ電気力線)。このプラズマP中では、交流電場にて
加速された電子の衝撃によりラジカル、イオンが生成さ
れ、これらがマイグレーション、吸着、結合などの過程
を経たとき、光ファイバ5の外周面には、図6に示す被
膜6が形成される。
【0005】上記以外のプラズマCVD法として、つぎ
のようなものもみられる。その一つは、筒型容器の外周
にコイル巻き電極を備え、これに数kWの高周波電流を
流して電極コイル内にプラズマを発生させる誘導結合方
式である。他の一つは、特開平2−248345号公報
に開示されているように、複数対の電極を用いる改良型
の容量結合方式である。さらに、他の一つは、電極が円
筒状からなるものもである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】図4、図5に例示され
たプラズマCVD法の場合、互いに平行した平板状の電
極2、3を用いる。このようなプラズマCVD法では、
交流電場が一方の電極2から他方の電極3へ向かってい
るために、両電極2、3間に挟まれる部位と、両電極
2、3間に挟まれない部位とで、プラズマの物理的特性
(温度、密度など)が異なる。かかる現象は、被覆され
るものの表面形状いかんで、長所にもなり、短所にもな
る。たとえば、被覆されるものが板体であるとき、これ
の表面に均一な厚さの被膜を形成することができるが、
被覆されるものが光ファイバのような断面円形体である
とき、これの外周面に均一な厚さの被膜を形成すること
ができない。ちなみに、図6に示された被膜形成後の光
ファイバ5を参照してみると、両電極2、3間に挟まれ
た光ファイバ外周面には被膜6が厚く形成され、両電極
2、3間に挟まれない光ファイバ外周面の被膜6は薄く
なっている。このように偏肉した被膜6は、光ファイバ
の伝送特性を良好に保持し、機械的特性を高める上で望
ましくなく、したがって、図4、図5に例示されたプラ
ズマCVD法の場合、光ファイバの被覆手段として適切
でない。
【0007】他のプラズマCVD法である誘導結合方式
の場合は、これにより形成される被膜が均一性であるか
否かというよりも、光ファイバ(石英系ガラス)の融点
を上回る超高温プラズマが発生するために、光ファイバ
の被覆手段として採用することができない。
【0008】さらに、特開平2−248345号公報に
開示されたプラズマCVD法は、左右一対、上下一対な
ど、複数対の電極を採用することにより、前記図示例に
みられる課題を解決をしようとしているが、このような
対策は、多くの電極を要するために構成が複雑化し、設
備面でのコストも高くなる。
【0009】その他、円筒状の電極を採用したプラズマ
CVD法の場合は、円筒の中央部と端部など、電極の長
さ方向に沿うプラズマの物理的特性(温度、密度など)
が異なるために、光ファイバ外周面の長さ方向にわた
り、膜厚の均一な被膜を形成することができない。
【0010】[発明の目的]本発明は、既成のプラズマ
CVD法にみられる各種の技術的課題に鑑み、構成の簡
潔な電極を用いて、光ファイバ外周面の周方向、長さ方
向にわたる膜厚、膜質が均一な被膜を形成することので
きる方法を提供しようとするものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は所期の目的を達
成するために、容量結合方式のプラズマCVD法におい
て、プラズマ発生用の反応容器内にコイル巻き電極を備
えておき、光ファイバを被覆するときに、反応容器内に
被覆原料ガス、プラズマガスを導入してこれらのガス圧
を大気圧よりも低く保持するとともに、コイル巻き電極
にプラズマ発生電圧を印加して、反応容器内に円柱状の
プラズマを発生させ、そのプラズマ軸線上に光ファイバ
を保持して、光ファイバの外周面に被膜を形成すること
を特徴とする。
【0012】
【作用】本発明方法の場合、コイル巻き電極を用いたプ
ラズマCVD法により、反応容器内にプラズマを発生さ
せて光ファイバの外周面に被膜を形成する。この際に発
生するプラズマは、電極がコイル巻きされたものである
ために、ほぼ円柱に近い形状を呈し、しかも、その円柱
形が軸対称であるから、プラズマの周方向、軸方向にわ
たる物理的特性(温度、密度など)も均一性が高い。し
たがって、円柱状プラズマの軸心に光ファイバを配置し
てこれの外周面に被膜を形成するとき、光ファイバの外
周面には、膜質、膜厚の均一な被膜が形成される。円柱
状プラズマの大きさ、すなわち、被膜形成領域は、コイ
ル巻き電極のコイル巻き径、コイル巻きピッチ、長さに
より定まり、これを任意に設定することができる。した
がって、コイル巻き電極の仕様いかんにより、円柱状プ
ラズマの長さ方向にわたる断面積、真円度を一定にした
り、これらに変化をもたせるのが容易となり、光ファイ
バに形成すべき被膜に応じた円柱状プラズマを発生させ
ることができる。
【0013】
【実施例】本発明に係る光ファイバの被覆方法の一実施
例について、図面を参照して説明する。図1において、
真空容器からなる反応容器11は、これの一端と他端
に、入口12、出口13を有するほか、プラズマガス供
給系の配管14、被覆原料ガス供給系の配管15、およ
び、真空排気系の配管16が、図に例示する箇所にそれ
ぞれ接続されている。図1において、コイル巻き電極1
7は、反応容器11内に配置されて、反応容器11の軸
心と同心に保持されており、高周波電源18は、これの
一端がコイル巻き電極17に接続され、これの他端が反
応容器11に接続されて接地されている。
【0014】反応容器11において、その入口12と出
口13は、後述する光ファイバが静止しているか走行し
ているかで、これらのシール態様が異なる。すなわち、
反応容器11内に引きこまれた光ファイバが静止(停
止)状態に保持されるとき、入口12、出口13はパッ
キングによりシールされ、光ファイバが入口12→反応
容器11内→出口13のごとく走行するとき、入口1
2、出口13にオリフィスを介して排気部(図示せず)
が設けられ、かかる構成を介して入口12、出口13が
差動排気される。コイル巻き電極17は、周知の電気導
体からなり、高周波電源18も周知のものからなる。
【0015】反応容器11内に導入されるプラズマガス
としては、希ガス(アルゴン、ヘリウム)、チッ素ガス
など、周知のものが採用される。反応容器11内に導入
される被覆原料ガスとしては、有機質系、無機質系のも
のが採用され、有機質系の一例としてキシレン/ベンゼ
ンをあげることができ、無機質系の一例としてメタン+
水素/エチレンをあげることができる。
【0016】図1において、光ファイバ19は、公知な
いし周知の光ファイバ用ガラスからなり、これの代表例
として、石英系のものをあげることができる。
【0017】図1において、光ファイバ19を被覆する
ためにプラズマCVD法を実施するとき、反応容器11
の内部がパージガスにより掃気され、かつ、配管16に
より真空引きされた後、配管14、15から反応容器1
1内にプラズマガス、被覆原料ガスが導入されるととも
に、高周波電源18を介してコイル巻き電極17に交流
電圧が印加される。このようにすると、反応容器11内
にあるコイル巻き電極17の内部に、図2に示すごとき
円柱状のプラズマPが発生する。
【0018】上記において、図示しない加熱延伸手段に
より線引きされた光ファイバ19が反応容器11の入口
12→反応容器11の内部→コイル巻き電極17の軸心
=円柱状プラズマPの軸心→反応容器11の出口13の
ごとく走行するとき、光ファイバ19の外周面には、図
3に示すごとき被膜20が形成され、被膜形成後の光フ
ァイバ19が反応容器11外に出たとき、図示しないコ
ーティング手段を介して被膜20の上に樹脂被覆が施さ
れる。上記において、たとえば、融着接続された光ファ
イバ19の接続部が、反応容器11内に発生した円柱状
プラズマPの軸心に静止状態で保持されたときも、その
接続部の外周面に被膜20が形成される。こうして形成
された被膜20は、膜質、膜厚が均一かつ緻密でピンホ
ールのごとき不良箇所もなく、特に、被膜20がアモル
ファスカーボン膜のごとき無機膜からなるときは、流体
の透過を阻止する機能が高い。
【0019】上述したプラズマCVD法において、外径
125μmφの光ファイバ19に被膜20を形成すると
きの各仕様は、一例として、つぎのとおりである。コイ
ル巻き電極17の場合、その導体の断面外径が0.8〜
1.2mmφ、コイル巻き径(内径)が7〜12mm
φ、電極長さが10mmである。高周波電源18による
高周波出力は40〜200Wであり、反応容器11の内
圧は0.02〜5.0トールである。被膜20としてポ
リエチレン様の有機膜を形成するときは、前記キシレン
/ベンゼン(被覆原料ガス)を用いて、比較的低い印加
パワーによりプラズマを発生させ、被膜20としてカー
ボン被膜(無機膜)を形成するときは、前記メタン+水
素/エチレン(被覆原料ガス)用いて、比較的高い印加
パワーによりプラズマを発生させる。
【0020】
【発明の効果】本発明に係る光ファイバの被覆方法は、
反応容器内に被覆原料ガス、プラズマガスを導入してこ
れらのガス圧を大気圧よりも低く保持するとともに、コ
イル巻き電極にプラズマ発生電圧を印加して、反応容器
内に円柱状のプラズマを発生させ、そのプラズマ軸線上
に光ファイバを保持して、光ファイバの外周面に被膜を
形成するから、光ファイバ外周面の周方向、長さ方向に
わたる被膜の膜質、膜厚を均一に仕上げることができ、
かかる被膜に依存して、光ファイバの伝送特性、機械的
特性を高度に保持することができる。さらに、本発明に
係る光ファイバの被覆方法は、電極としてコイル巻きの
ものを用いるだけでよいから、プラズマCVD法を実施
するための装置構成が簡潔かつ安価となり、被覆すべき
光ファイバに応じたプラズマも、コイル巻き電極の仕様
に基づいて容易に発生させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明方法の一実施例を略示した説明図であ
る。
【図2】本発明方法におけるプラズマ発生状況を略示し
た説明図である。
【図3】本発明方法により被覆された光ファイバの断面
図である。
【図4】従来のプラズマCVD法を略示した説明図であ
る。
【図5】従来法におけるプラズマ発生状況を略示した説
明図である。
【図6】従来法により被覆された光ファイバの断面図で
ある。
【符号の説明】
11 反応容器 12 反応容器の入口 13 反応容器の出口 14 プラズマガス供給系の配管 15 被覆原料ガス供給系の配管 16 真空排気系の配管 17 コイル巻き電極 18 高周波電源 19 光ファイバ 20 被膜 P プラズマ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 容量結合方式のプラズマCVD法におい
    て、プラズマ発生用の反応容器内にコイル巻き電極を備
    えておき、光ファイバを被覆するときに、反応容器内に
    被覆原料ガス、プラズマガスを導入してこれらのガス圧
    を大気圧よりも低く保持するとともに、コイル巻き電極
    にプラズマ発生電圧を印加して、反応容器内に円柱状の
    プラズマを発生させ、そのプラズマ軸線上に光ファイバ
    を保持して、光ファイバの外周面に被膜を形成すること
    を特徴とする光ファイバの被覆方法。
JP5021942A 1993-01-14 1993-01-14 光ファイバの被覆方法 Pending JPH06211547A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4867811A (en) * 1987-07-27 1989-09-19 Nippon Steel Corporation Processes for production of metallic catalyst-carrier and catalytic component
CN113923893A (zh) * 2021-09-23 2022-01-11 华中科技大学 一种大气压下等离子体容性耦合放电镀铜的装置及方法

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