JPS59152239A - 光導波体の製造方法 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、回転している基体上に粒子状のガラス材料が
付着されてプレフォームが形成され、そのグレアオーム
から光導波体が線引きされる光導波体の製造方法に関す
るものである。

〔発明の技術的背景〕

プレフォームのガラス材料が回転している基体上に粒子
形状で付着されるそのような製造方ｅ 法は例えが西ドイツ特許公報ＤＥ−Ａ８２３１３２０３
号および２７１５３３３号によって知られている。

この種の全ての通常の製造方法に共通していることは、
付着されるべき粒子状のガラス材料は化学的酸化反応に
よって１以上のバーナー中で生成され、反応にすぐ続い
て回転している基体上に付着され、その過程において例
えばＳ　ＩＣ１１４およびＧｏ　Ｃ１４が炎の中でそれ
ぞれ５ｉ０２およびＧｅ　０２に酸化される。したがっ
て一般に塩化物或はオキシ塩化物がこれらの方法の出発
材料として使用されている。これらの反応性によってこ
れらの化合物は絶対に水分の存在しない環境に貯蔵され
なければならない。通常石英ガラス容器が貯蔵ならびに
輸送容器として使用されているが、とれらの容器は非常
に注意して取扱わなければならない。

西ドイツ公開特許公報ＤＥ−０８３０００７６２号には
コアガラス材料の棒上にクラッド層を付着させる方法が
記載されているが、その製造の詳細については明らかに
されていない。この方法においては出発材料として塩化
物ではなく、すでに酸化物となったものが使用されてい
る。すなわち粒子状材料の付着は酸化反応と結合してい
ない。

これにおいてはプラズマバーナーの炎に対して横断する
ように重力によって供給されるガラス粉末が炎に伴われ
て炎で加熱されているコアガラス材料の回転している棒
の表面に均質なガラス状層が生じるように付着される。

ガラス粉末の粒子は炎の中で小さな水滴状に溶融して同
時にガラス化されて基体上に付着されるから、この方法
は付着されたガラスが清浄にされることを殆ど許さず、
水酸基群が含まれるのを避は或は含まれた水酸基群を続
いて除去することはこの方法では殆ど不可能である。

単結晶の成長のためにいわゆるＶｅｒｎｅｕｌｌ法を使
用することが西ドイツ特許公報ＤＥ−ＰＳ２４１５１１
０号に記載されておシ、それにおいては粉末状の酸化物
形成用材料は管状酸水素炎バーナー中に同軸に導入され
、そこで溶融されて同軸に配置された板（基体）上に付
着される。その基体は付着中回転され、付着された材料
の成長速度に応じて酸水素炎バーナーから離れた軸方向
に移動される。

この方法においては粉末の供給の量は制御されず、また
粉末状の出発材料或は原材料として５− ２酸化シリコンの使用はその方法に関しては知られてい
ない。

〔発明の概要〕

本発明の目的は、取扱いの困難な塩化物或はオキシ塩化
物を使用せず、しかも同時に高い純度のプレフォームの
製作が可能である光導波体の製造のための前述の形式の
製造方法を提供することである。

この目的は、粉末状２酸化シリコンまたはそれと１以上
の粉末状ドープ材料とがガス流によっ→・フ ？歪給量が制御された供給装置によってリング状または
管状の発熱装置中に同軸的に導入され。

その発熱装置内において溶融或は蒸発され、続いて凝結
されて回転している基体上に付着されることによってプ
レフォームが形成され、そのプレフォームから光導波体
が線引きされる方法によって達成される。

〔発明の実施例〕

以下添付図面を参照に実施例によって本発明の詳細な説
明する。

＝６− 以下説明する方法のための出発材料（原材料）は２酸化
シリコンの粉末、或は２酸化シリコンと２酸化ダルマニ
ウムのようなドープ材料酸化物の混合粉末である。その
ような粉状出発材料はまた何等経費のかかる安全技術の
装置を要することなく大量に処理され、貯蔵されること
ができる。

粉末は供給容器１に入れられておシ、そこからウオーム
ギヤ駆動手段によシ制御されて駆動される供給スクリュ
ー（ウオームコンベア）２の形態の計量給送装置（ｆｅ
ｅｄｅｒ　）によって発熱装置中に導入される。その発
熱装置は粉末を溶融或は蒸発させて基体上に粒子状ガラ
ス材料の形態で付着させる。この実施例の場合には発熱
装置は数個の同軸管（図の実施例では３個の同軸管４．
ｓ、ｅ）から成る酸水素炎バーナーである。供給スクリ
ュー２によって粉末材料はバーナーの内側管４中へ導か
れ、その管４は同時に酸素の供給管として作用する。酸
素の供給によって均質なガスと粉末の混合物が生成され
る。

供給スクリュー２は単位時間にバーナー中に導入される
べき粉末の量を決定する。単位時間に導入されるべき粉
末の量を所定値にするためにマス・フロー（ｍａｓｓ−
ｆｌｏｗ　）調整装置が設けられる。全く所要の測定精
度によるものであるが、マス・フロー測定は種々の原理
によって行うことができ、例えば光伝送測定、光散乱測
定、或はマス・フローの容量測定を行うことができる。

粉末の誘電率は１と大きく異なるから容量測定は特に好
ましい。

水素はバーナーの管の中間のもの５に導入され、外側の
管６を通って成るガスが炎の中で蒸発された粉末を清掃
し、付着した物質中の水酸基群を避けるためにバーナー
の炎の中に導かれる。一般にこの目的で遷移金属の形態
にある不純物と共に付着温反において水酸基群と揮発性
である化合物を形成するガスを使用することが適当であ
る。例えばこの目的には塩素ガスが適している。もし必
要であればアルゴンのような保護ガスもまた塩素ガスに
添加されてもよい。

水素、酸素および塩素の流速を調整するためにマス・フ
ロー調整装置８，９および１ｏが設けられている。

前述のバーナーは燃焼室）１中に開放しておｐｌこの燃
焼室１ノはその頂部に気密の入口を有し、廃ガスおよび
水蒸気を吸出すことができるように吸出し管（排出管）
１２を備えている。

燃焼室中の、もっと詳しく言えばそこにある炎中におい
てバーナーに導入された粉末材料は蒸発或は溶融して、
そのため純化および水酸基群の除去が気相或は液相から
行われることができる。恐らくそれに続く再凝結によっ
て粒子状のガラス材料は気相或は液相から基体上に付着
される。

処理技術の観点からはすでに炎の中にはない塩素ガスに
よって、さらに塩素ガスを追加せずに、付着された粒子
状材料を後の処理工程の過程において塩素処理を受ける
ようにして材料の純化と水酸基群の除去を行うことが成
る環境下では好ましい。その場合にはバーナーはもっば
ら基体９− 上に粒子状ガラス材料を付着させる作用をする。　　　
。

炎から出て再凝結した材料がその上に付着する基体は燃
焼室１１内においてバーナーのヘッドと基体上の付着位
置との間隔が確実な方法で調整されることができる方位
で配置されている。

図示の実施例では基体上の付着材料のために基体軸に対
して軸方向にプレフォームが成長する方法が使用される
。基体としてガラス棒１３が使用され、それはその縦軸
を中心に回転され、付着はその端面に行われてそこにプ
レフォームが成長する。

燃焼室内の温度、特に付着表面の温度は・ぐイロメータ
Ｊ４によって決定され、成長するグレ゛７オームを囲ん
で設けられた抵抗加熱体１５或は燃料ガスの供給のよう
な追加の加熱装置によって制御される。炎の温度は第２
の・ぐイロメータ１６によシ決定される。

吸出し管１２を介して圧力が調整できる燃焼室内におけ
る付着条件はプレ７オームノ７が多孔状態かガラス質状
態かの何れかの状態で生じ１ｎ− るように調整されることができる。多孔性プレフォーム
は後にガラス状プレフォームに溶融されなければならな
いが前述した気相からの純化が光分の結果を与えないた
めにさらに純化のため或は水酸基群の除去のだめの別の
処理を必要とする場合には好ましいものである。

前述のようにバーナーによシ付着された軸方向に成長し
た材料から生じた第１の材料に異なる組成を有する第２
の材料を付着することができるようにするために第２の
バーナーＪ８が設けられる。燃焼室中に開口されたバー
ナーヘッドの極が図示されているこの第２のバーナー１
８は第１のバーナーと同じように設計され、同じように
材料やガスを供給され、制御される。

第２のバーナーＪ８は基体の回転軸に対して垂直に延び
る方向に付着を行うｏしたがって第１のバーナーによっ
て付着された材料の外面を被覆するととができる。この
ようにして付着された材料は例えば屈折率が前よりも低
い、プレフォームから線引きされたファイバーのクラッ
ド材料として要求される材料であってよい。基体が図示
の第１のバーナーの軸に対して配置される方向は、温度
および付着条件の観点によ９両バーナーが付着面に対し
て適当な方位にあるように選ばれる。

もしもコアの組成が半径方向で屈折率が変化すべきであ
るならば、図示の第１のバーナーの代シに通常の方法で
多重バーナーが使用される。

それはそのバーナーのノズルの配置のために、或は局部
的な温度分布のために、およびそれに異なった組成の粉
末を供給するために所望の屈折率分布を生成する。

可能な別の手段は、そのノズルの適当な配置のみによっ
て均質な粉末混合物から所望の屈折率分布を生じるよう
なバーナーを使用するものである。

さらに別の可能な手段は適当な方法で配置された数個の
独立したバーナーを使用するものである。

以上説明したこの発明は数個の層が回転している基体の
外面上に次々と付着されるように利用されることもでき
る。

粉末状の出発材料を溶融するための発熱装置として前述
した形式のガスバーナーの代シにインダクティプ或はキ
ャパシティブの何れかのプラズマ結合によるプラズマバ
ーナー或はまた電弧バーナーも使用可能である。またレ
ーザノ４ルス発生装置を使用してレーザパルスの形態で
必要なエネルギを与えることも可能でろると思われる。

出発材料（原材料）すなわち、２酸化シリコン粉岑およ
び例えば２酸化ゲルマニウムのようなドーグ材料酸化物
粉末は異なった品質でいくつかの製造業者によシ市販さ
れている。粉末の粒子として数百分の１ミクロンの寸法
の粒子を便用するのが適当と思われる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の方法の１実施例を行うために使用する装置
を示す。 １・・・供給装置、２・・・供給スクリｚ−・　４・５
Ｉ１３− 抵抗加熱体、ノア・・・付着したプレフォーム、ノ８・
・・第２のバーナー。 出願人代理人　　弁理士　鈴　江　武　彦１４−

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）粉末状２酸化シリコンまたはそれと１以ε 上の粉末状ドーグ材料とがガス流に利用し、供給量が制
   御された供給装置によってリング状またけ管状の発熱装
   置中に同軸的に導入され、その発熱装置内において溶融
   或は蒸発され、続いて凝結されて回転している基体上に
   付着されることを特徴とする回転している基体上に粒子
   状のガラス材料が付着されてプレフォームが形成され、
   そのプレフォームから光導波体が線引きされる光導波体
   の製造方法。
2. （２）　　プレフォームのコアとクラッド層が同時また
   は次々に基体上に付着されることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の方法。
3. （３）前記粒子状のガラス材料は多孔質体が生成される
   ように前記回転している基体上に付着され、その多孔質
   体がその後ガラス状ルフオ一ムに溶融されることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項または第２項記載の方法。
4. （４）前記粒子状のガラス材料が前記回転している基体
   上に直にガラス化されるように付着されることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項または第２項記載の方法。
5. （５）１以上のガスが前記発熱装置中に導入され、その
   ガスは遷移金属および水酸基群と付着温度において蒸発
   する化合物を形成することを特徴とする特許請求の範囲
   第１項乃至第４項の何れか１項記載の方法。
6. （６）不活性ガスが付加的に前記発熱装置中に導入され
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第５項の
   何れか１項記載の方法。
7. （７）ガスバーナーが発熱装置として使用されることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第６項の何れか１
   項記載の方法。
8. （８）プラズマバーナーが発熱装置として開用されるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第６項の何れ
   か１項記載の方法。
9. （９）電弧装置が発熱装置として使用されることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項乃至第６項の何れか１項記
   載の方法。 （１０レーザパルス発生装置が発熱装置として使用され
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第６項の
   何れか１項記載の方法。