JPH0624782A - 光ファイバー製造用の外面被覆ガラス体を製造する方法と装置 - Google Patents

光ファイバー製造用の外面被覆ガラス体を製造する方法と装置

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JPH0624782A
JPH0624782A JP5628893A JP5628893A JPH0624782A JP H0624782 A JPH0624782 A JP H0624782A JP 5628893 A JP5628893 A JP 5628893A JP 5628893 A JP5628893 A JP 5628893A JP H0624782 A JPH0624782 A JP H0624782A
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wall
glass
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ブィ ボロジコー バルジミール
M Burinov Leonid
エム ブリノフ レオニド
Wolfgang Neuberger
ニューバーガー ウルフガング
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Ceramoptec Inc
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SERAMUOPUTETSUKU Inc
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 高いコア/クラド比が必要とされるときでさ
え、良好なガス利用効率で制御された雰囲気中で光ファ
イバー製造用予備形成体を製造する新規な方法と装置を
提供する。 【構成】 棒または管の外面にガラス物質を反応的に析
出させる方法および装置において、原料の棒または管
(1)を包囲する溝(2)、および原料の棒または管を
包囲するプラズマ帯域(3)をくみ入れる。プラズマ帯
域は共鳴器(4)によって発生させる。溝(2)の内壁
上の析出は溝の内側の共鳴器のフィールド強度を低い水
準に保つことによって阻止または最少にされる。別の好
ましい態様において、保護ガス層が、溝の内壁(2)の
内側に、析出操作中、保たれる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は光ファイバー製造用の外
面被覆の棒または管形状のガラス物体の製造法およびこ
の製造法に好適な装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】管を流れるガスからコア物質を反応的に
析出させることによる内面被覆のガラス管の製造法はD
E−PS 2444100に記載されている。この方法
はプラズマ帯域を使用し且つ管とプラズマ発生装置との
間の相対的な軸方向の移動を使用する。反応的析出は1
〜10トールの圧力範囲で行なわれ、温度帯域はプラズ
マ帯域上に重なる。このようにしてえられる生成物はド
ープしたコアとドープしていないクラドとから成る光フ
ァイバーを延伸するのに使用される。この周知の方法は
管の内側に配置した石英棒の外側の同時析出を行なうこ
とも可能にする。然しこの方法は高いコア/クラド比の
光ファイバーを製造する必要がある場合には不経済であ
り遅い。高いコア/クラド比をもつ予備形成体の製造は
ドープしていない石英棒の外側をドープした石英層で被
覆することによってドープしていない石英棒から通常は
予め作られる。
【0003】DE−OS 3632684は更にDE−
2444100に記載の方法を実施するのに有用な共鳴
器の設計を開示している。
【0004】然しながら、管の内側に層を析出させるこ
とは、プラズマ・バーナーによって棒の外側に層を析出
させる別法に比べて、閉鎖反応室による処理ガスのより
良好な制御およびより高いクリーン度という利点をも
つ。然しながら、外側の析出とは対照的に、DE−PS
2444100またはDE−S 3632684によ
り実施される内側析出は、高品質の材料を析出させるこ
とが必要であり、特にコア/クラド比の大きい予備成形
体を製造する場合にはそうである。
【0005】データ通信用の応用にとって、ファイバー
の光伝導性コアはファイバーの外径に比べて通常は小さ
く、(上記の特許に記載されているような)管の内側に
析出させる方法はそれ故に好適である。然しながら、他
の用途たとえばリーザー搬送または検知は大きい、通常
はドープしていないコアと、比較的薄い、ほとんどは弗
素ドープしたクラドとをもつファイバーを必要とする。
この用途にとって、(ドープしていない)商業的に入手
しうる高純度石英ガラス棒から製造法をスタートさせ、
その外側に比較的薄いドープした層のみを析出させるこ
とが実用的である。これは上記の周知の方法を使用して
良好な効率で行なうことは不可能である。析出の主要部
分は常に管の内側に起こり、ガス混合物の大部分を使う
からである。
【0006】外側を被覆した石英ガラス棒はそれ故、大
気プラズマ・バーナーによる外側析出によって通常製造
される。この方法の欠点は環境汚染であり、開放雰囲気
にもかかわらず析出物質の純度を維持するためには非常
な努力が必要なことである。
【0007】
【発明が解消しようとする課題】本発明の目的は、高い
コア/クラド比が必要とされるときでさえ、良好なガス
利用効率で制御された雰囲気中で予備形成体を製造する
新規な方法を提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記の課題は、反応的析
出に使用するガスを、原料の棒または管をとりかこむ溝
を通して導くことによって達成される。プラズマ帯域は
共鳴器によって原料の棒または管の表面の溝の内側に発
生する。溝の内側上のガラス物質の析出は溝の内側の共
鳴器のフィールド強度を低水準に保つことによって、又
は溝の内面の保護ガス層を維持することによって阻止ま
たは少なくとも最小にされる。
【0009】本発明の主題であるこの方法は、ガラス物
質の反応的析出用の出発物体として使用される棒または
管が中心配置されて、包囲プラズマ帯域が全周縁のまわ
りに半径方向に対称的になるという利点をもつ。このこ
とが大きいコア/クラド比をもつ予備形成体が良好なガ
ス使用効率および高品位で制御された雰囲気中で製造さ
れうることを保証し、光ファイバー製造の有用性を保証
する。
【0010】これらの結果は、ガラス物質の反応的析出
が1〜12トールの圧力範囲を使用して遂行され、温度
帯域がプラズマ帯域に重なるときに特に良好である。
【0011】ガスの使用効率は、プラズマ発生装置のE
−フィールドが原料の棒または管の外面におけるその値
に対して比較的低い値をもつとき、またはゼロ点転移で
さえあるときに、著しく改良される。この様にして、ガ
ラス物質の比較的低い析出速度が溝の内側に達成され
る。これの別法として、溝の内側はまた、たとえば酸素
の流れによってシールドすることができ、反応ガスは原
料の棒または管のまわりの内部帯域中に流れる。それに
よって溝の内面にはガラス物質の析出が実質的に存在し
ないようになる。
【0012】本発明の好ましい態様において、弗素また
はホウ素をドープしたSiOが純SiO棒の外面に
析出され、それによって少なくとも1つのドープ剤(弗
素またはホウ素)は析出層の実質的部分にわたって一定
に保たれるか又は外側に向かって連続的に増大する。
【0013】本発明の方法を実施するための装置の1つ
の態様は軸方向に移動しうる原料棒または管を包囲する
プラズマ発生装置およびプラズマ発生装置の内側に配置
した且つ原料棒または管を包囲して管状溝がガスに対し
て浸透性である管状溝から成る。
【0014】この態様を使用することによって、ガスを
導く溝の内側での析出を避け、そして原料棒または管の
外側での析出を最大にすることが、驚くべきことに可能
である。
【0015】これはガス浸透性溝の壁を、この溝を軸方
向に対称的に囲む更なる管で包囲することによって容易
に行なわれる。これによって差圧がガス浸透性壁の上に
保たれる。
【0016】この溝材料は水を含まない誘電体状の石英
ガラスまたはセラミックスであるようにえらばれる。
【0017】プラズマ発生用に使用する共鳴器は好まし
くはタイプEO20の種類のものであり、炉内側のガス
誘電性溝の外面上を上下に移動する。
【0018】
【実施例】図1および図2に示す装置は外面被覆ガラス
物体の製造を示す装置であって、1つの好ましい態様に
おいてドープした又はドープしていない石英ガラスから
成るガラス物体(1)を包囲する環状溝(2)の形体か
ら成る。石英ガラス物体(1)の外側でプラズマ帯域
(3)が溝(2)を包囲する共鳴器(4)によって発生
される。石英ガラス物体(1)と環状溝(2)との間に
生成する環状容積(5)中を反応性ガスが流れて析出に
役立つ。
【0019】外側への放射は溝を囲む吸収材(6)によ
って制限される。共鳴器(4)にある好適な窓(7)を
使用して均一なフィールド強度分布を達成させる。中空
の導波管(8)が共鳴器(4)に供給される。
【0020】図3は本発明の好ましい態様の全セットア
ップを図式的に説明するものである。原料の棒(1)、
溝(2)および共鳴器(4)の全組立体は垂直または水
平の縦方向のスリット(10)を備える炉(9)の内側
に配置される。炉の内側で、中空導波管(8)を備える
共鳴器(4)が上下にまたは前後に移動する。中空導波
管(8)は共鳴器(4)にマイクロ波エネルギーを供給
する。
【0021】図4は本発明の別の好ましい態様を示す。
これはガス浸透性の壁(2a)を備える管状溝(2)に
よって囲まれた原料棒(1)から成り、ガス浸透性壁
(2a)は更なる環状溝(2b)によってそれ自身が包
囲されており、それによってガス浸透性壁(2a)上に
差圧が保たれる。
【0022】原料の棒(1)は圧力P1をもつガス流1
によって包囲される。壁(2a)と管(2b)との管の
外側環状容積(5a)中を保護ガスII好ましくは酸素
が流れる。ガス浸透性壁(2a)を横切って好適な正の
差圧P2−P1を保つことによって、保護ガスが壁(2
a)の外側から内側に流れる。
【0023】この保護ガス層は溝の内側にガラス物質が
析出するのをガス力学的に阻止する。プラズマ発生装置
は、フィールド強度が溝(2)の内側で最小に原料石英
ガラス棒の外側で最大になるような寸法に調節されたE
O20の形体の共鳴器(4)であるように好適にえらば
れる。これは図2に示してある。すなわち図2には共鳴
器(4)のE−フィールド分布曲線EZが示されてい
る。
【0024】本発明の好ましい態様を使用して達成され
る結果の例として、2.5重量%の弗素含量をもつ弗素
ドープ層が、始めの直径が18mmである石英ガラス棒
の上に析出された。包囲する石英ガラス溝の内径は50
mmであった。HF発生器からの2.5GHzのマイク
ロ波周波数を使用した。石英ガラス棒の温度は約120
0℃であると測定された。80%以上の効率をもつプロ
セス・ガスを使用した。ガスの圧力は8トールであっ
た。
【0025】ここに述べた方法はいわゆるグレーデット
・インデックス・ファイバーの製造をも可能にする。こ
れを達成させるために、順次に析出される層の屈折率は
予備形成体の外側に向かって連続的に減少する。
【0026】ドープしていない石英ガラス棒の代りに、
ドープした棒または管を使用してこの方法をスタートさ
せることもできる。析出した層の屈折率は次いで好適な
ドープ剤によって好適に変化される。
【図面の簡単な説明】
【図1】プラズマ発生器によって光ファイバーを製造す
るための外面被覆ガラス棒またはガラス管を製造する装
置の縦断面図である。
【図2】図1の装置の横断面図である。
【図3】炉円の上記装置の透視図である。
【図4】図3のとは別の好ましい態様を示す透視図であ
る。
【符号の説明】
1 棒,管または予備形成体 2 溝 2a ガス浸透性の壁 2b 管 3 プラズマ帯域 4 共鳴器 5 環状スペース 5a 環状スペース 6 吸収材 7 窓 8 中空導波管 9 炉 10 縦方向のスリット EZ フィールド強度分布曲線 I ガスの流れ II 保護ガス
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ウルフガング ニューバーガー ドイツ国 4050 モンヒエングラートバッ ハ 3カムハウゼネルベーグ 19

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 コアとコアより低い屈折率をもつクラド
    とから成る光ファイバーの延伸用のドープした又はドー
    プしていない石英ガラスの棒状または管状の出発物体の
    上に気体からガラス材料を反応的に析出させることによ
    って外面被覆したガラス棒またはガラス管または予備成
    形体を製造する方法であって、析出操作中に原料の棒ま
    たは管と析出発生装置との間の軸方向の相対移動を保
    ち、そして更に反応性析出に使用するガスを原料棒また
    は管をとりまく溝を通して案内し、この溝において原料
    棒または管をとりまくプラズマ帯域を共鳴器によって発
    生させ、更に溝の内壁における共鳴器のフィールド強度
    を低く保つことによって及び/または保護ガス層を溝の
    内壁近くに維持することによって溝の内壁上のガラス物
    質の析出を阻止または少なくとも最小にすることを特徴
    とする方法。
  2. 【請求項2】 原料の棒または管へのガラス物質の反応
    性析出が1〜12トールの圧力範囲を使用して起こり、
    温度帯域がプラズマ帯域に重なる請求項1の方法。
  3. 【請求項3】 包囲溝の内面のプラズマ発生装置によっ
    て生ずるE.フィールド強度が原料の棒または管の外側
    の値に比べて低い値をもち、あるいはゼロ点の転移であ
    って、それによって溝の内壁に析出するガラス物質を最
    小にする請求項1の方法。
  4. 【請求項4】 包囲溝の内面のプラズマ発生装置によっ
    て生じるE.フィールド強度が原料の棒または管の外側
    に比べて低い値をもち、あるいはゼロ点の転移であっ
    て、それによって溝の内壁に析出するガラス物質を最小
    にする請求項2の方法。
  5. 【請求項5】 溝の内壁に酸素の流れを保ち、原料の棒
    または管のまわりの内部帯域に反応性ガスを流し、それ
    によって溝の内壁に析出するガラス物質を最小にする請
    求項1の方法。
  6. 【請求項6】 溝の内壁に酸素の流れを保ち、原料の棒
    または管のまわりの内部帯域に反応性ガスを流し、それ
    によって溝の内壁に析出するガラス物質を最小にする請
    求項2の方法。
  7. 【請求項7】 原料の棒または管の外面に析出させる物
    質が弗素および/またはホウ素をドープしたSiO
    ある請求項1の方法。
  8. 【請求項8】 原料の棒または管の外面に析出させる物
    質が弗素および/またはホウ素をドープしたSiO
    ある請求項2の方法。
  9. 【請求項9】 原料の棒または管の外面に析出させる物
    質が弗素および/またはホウ素をドープしたSiO
    ある請求項3の方法。
  10. 【請求項10】 ドープ剤(フッ素またはホウ素)の少
    なくとも1つの濃度を析出層の実質的部分にわたって一
    定に保つ請求項6の方法。
  11. 【請求項11】 ドープ剤(フッ素またはホウ素)の少
    なくとも1つの濃度を析出層の実質的部分にわたって一
    定に保つ請求項9の方法。
  12. 【請求項12】 ドープ剤(フッ素またはホウ素)の少
    なくとも1つの濃度を析出層の実質的部分にわたって外
    側に向かって連続的に増大させる請求項6の方法。
  13. 【請求項13】 ドープ剤(フッ素またはホウ素)の少
    なくとも1つの濃度を析出層の実質的部分にわたって外
    側に向かって連続的に増大させる請求項9の方法。
  14. 【請求項14】 ガス浸透性内壁(2a)をもつ管状溝
    (2)によってかこまれ更に原料の棒または管に対して
    軸方向に移動しうるプラズマ発生装置によってもかこま
    れている原料の棒または管(1)から成ることを特徴と
    する請求項1の方法を実施するための装置。
  15. 【請求項15】 ガス浸透性内壁(2a)をもつ管状溝
    (2)が更に第2の管(2b)によってかこまれ、それ
    によってガス浸透性壁(2a)上に差圧を保つ請求項1
    4の装置。
  16. 【請求項16】 原料の棒または管(1)をかこむ溝
    (2)が水含量の低い誘電体状の石英ガラスおよび/ま
    たはセラミックスから成る請求項14の装置。
  17. 【請求項17】 プラズマ発生用に使用する共鳴器がタ
    イプEO20の種類のものである請求項14の装置。
  18. 【請求項18】 原料の棒または管(1)をかこむ溝
    (2)の外側の炉(9)の内側に共鳴器(4)が上下に
    移動する請求項14の装置。
JP5628893A 1992-02-06 1993-02-05 光ファイバー製造用の外面被覆ガラス体を製造する方法と装置 Pending JPH0624782A (ja)

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DE19924203369 DE4203369C2 (de) 1992-02-06 1992-02-06 Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Vorformen für Lichtwellenleiter
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