JPS6036344A - 光学繊維の製造方法 - Google Patents

光学繊維の製造方法

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JPS6036344A
JPS6036344A JP59144571A JP14457184A JPS6036344A JP S6036344 A JPS6036344 A JP S6036344A JP 59144571 A JP59144571 A JP 59144571A JP 14457184 A JP14457184 A JP 14457184A JP S6036344 A JPS6036344 A JP S6036344A
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glass tube
glass
tube
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plasma
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ペーター・ゲイテナー
ハンス・リドテイン
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Philips Gloeilampenfabrieken NV
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    • 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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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】 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って1100〜130
0℃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、十分な層のガラス層が堆積した後、ガ
ラス管を破壊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」とは合成的にまたは無定形
シリカをドープできる石英結晶(溶融シリカ、溶融石英
)を溶融して作った無定形シリカからなる基体管(su
bstrate tube ) 、またはクラツド管(
cladding tube)、またはこれらの管は合
成的に作られた無定形シリカおよびドープできる石英結
晶(溶融シリカ、溶融石英)を溶融して作った無定形シ
リカからなることを意味する。
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Re 30635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CV
D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)。ガス相におれ
るガラス煤のこ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4.314.833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MC
VD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、
PC,VD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基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PC
VD法の電子衝撃動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5102管の内壁に達する
こ、とができ、そこで疑縮されるので、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ぶが反応性
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
 、 tl、 Lydinおよび11、Wilson氏
による論文rCVDに関する第5回国際会議議事録」2
70〜280ヘージ(1975) 、題目:5iCL4
 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5I02を製造する方法)。パイロットおよ
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イプの輪郭欠陥(prof
ile imperfections)が製造された繊
イl(bに生ずる。
かかる繊維のハ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PC
VD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
折率プロフィールの形状は温度に影響する(P、 Il
achmann、 P、Ge1ttnerおよびII、
1llilson氏の論文[カンタにおける第8回EC
0C会議議事録(Proc、of the 8th B
COC−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
周上における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、破壊する
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
することによっ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Mt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る気密回転リ
ードスルース(lead −throughsの性能に
よっ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、PCV
D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
値に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っ
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ィールは、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I
G)Izl<mにわたるバンドの1】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(iu成
形体のコアにおける最適な放物形屈折率プロフィールを
形成している。材料の堆積は次の実験的条件下で行った
; 内径15.0mmおよび外径113.0mm )SIL
 a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ミリバールにし、
基体管の壁温度を約1150〜1250 t’にした。
500 W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り往復させた。全ガス流を約1.
20分にわたる全堆積中800 secm (=普通条
件:ot、1バール下で1分間当りのガスのN−)で一
定に維持した。このようにして、層の全堆積数は210
0であった。
堆積中の反応ガス流Qを次のように供給した・酸素流は
Q[12=700 secmで一定にした。光学クラッ
ド区域において、5ICI4 およびGeC1,流はQ
SiC1+ =110 sccmおよびQGeCL =
 Qsccmで一定にし;コア区域において、Q S 
] CI < を1109層cmから100 secm
に変化させ、Q G e c l 4 は0〜1880
0mに変化させ、このために(約110〜120 se
cmのほぼ一定の塩化物ガス流により)放物形屈折率プ
ロフィールを達成させた。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、3
5 g /分であった。
第1図は破壊した予備成形体において得た屈折率プロフ
ィールを示している(ヨーク テクノロジー (yor
k Technology> 、 PIOI −アナラ
イザー−プロット、位置300mm 、 0 ’ : 
10μmステップにおいて961点)。第1図から明ら
がなように、中心深さのほかに、中心近くの特定の輪郭
は高いハンドの巾の調整を妨害する約±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ハ
゛ンドの巾は80[IMllZ −km (])Omm
 (D透過波長で)であった。更に、約±1.5%の幾
何学的非対称であるこきを確めた。
他の例において、基本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った。管の回転はほぼ気密
にし、(IP4〜10−5mber、I、 s−’の範
囲の漏出割合)、かつ同期的に駆動する2個の回転リー
ド−スルースによって行うことができる。
この例においては、回転振動を25 rpmにした。こ
の場合、約16,6ストロ一ク/分の調整行程振動(8
m/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ィールを示して
いる。この予備成形体から引出した繊維のバンド1]は
900mmで約1600 Mllz−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
倍であった。光学および幾何学的非対称はパーセントの
10分の1であった。
【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lJ/クールの範
    囲の圧力でカラス管に通すことによって、1100〜1
    300℃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、十分な層のガラス層が堆積した後
    、ガラス管を破壊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
    ス管をその長袖のまわりを180°より小さくまたは1
    80°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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DE3325700.0 1983-07-16
DE3325700 1983-07-16

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

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EP (1) EP0132011B1 (ja)
JP (1) JPS6036344A (ja)
CA (1) CA1242889A (ja)
DE (1) DE3481508D1 (ja)

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EP0132011A2 (de) 1985-01-23
DE3481508D1 (de) 1990-04-12
EP0132011A3 (en) 1987-08-19
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EP0132011B1 (de) 1990-03-07

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