JPS62202835A - 光フアイバのためのプリフオ−ムを形成する方法 - 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】 本発明は光導波路ファイバの製造に関する。

光導波路ファイバは過去ｌＯ年間に大きく進歩した。損
失の非常に小さいファイバは一般に、極めて純度の高い
材料を生ずる化学気相沈積法（ＣＶ　Ｄ）により形成さ
れる。

肉付は気相酸化法と呼ばれることの多いＣＶＤ法の一つ
の実施例によれば、反応物蒸気と酸化媒体が中空の基体
チューブ内を一緒に流れ、そのチューブ内で反応してガ
ラス層を形成する。その結果得られたプリフォームは潰
されかつ延伸されてファイバとなされる。

ＣＶＤ法の他の実施例では、反応物化合物の蒸気が炎ま
たはレーザービーム等内に導入され、そこで酸化されて
ガラス粒状材料又はスートとなされ、マンドレルに向か
っておくられる。ガラス・スートを形成するためのこの
いわゆる火炎加水分解または外付は気相酸化法について
は米国特許第３７３７２９２号、同第３８２３９９５号
、同第３８８４５５０号、同第３９５７４７４号、およ
び同第４１３５９０１号に詳細に記述されている。

ステップインデックス形光導波路ファイバを形成するた
めには、マンドレルに第１のスート被覆が添着され、そ
してその後で前記第１のスート被覆よりも屈折率の低い
第２のスート被覆が前記第１の被覆の外周面上に添着さ
れる。グラジェントインデックス（ｇｒａｄｉｅｎｔ　
１ｎｄｅｘ）形ファイバを形成するためには、マンドレ
ルに複数のガラススート層が添着され、その場合、それ
らの各層は、米国特許第３８２３９９５号に教示されて
いるように、漸次的に低くなる屈折率を有している。グ
ラジェントインデックス形ファイバにはクラッド材料の
被覆も設けられる。それらの複数の被覆がマンドレル上
に形成されて後に、そのマンドレルは一般に除去され、
そしてそのようにして得られた管状のプリフォームが融
合合体（ｃｏｎｓｏｌｉｄａｔｉｏｎ）用炉内に挿入さ
れる。この場合、その炉の温度は、ガラス・スートの粒
子を溶融させかつそれによってスートプリフォームを融
合合体させて、粒子境界の存在しない密なガラス物体と
するのに十分なだけ高い値となされている。米国特許第 ３９５７４７４号および同第４４８６２１２号に記載さ
れている外付は気相酸化法の一つの実施例においては、
出発ロッドがファイバのコアを形成する。沈積されたク
ラッド・スートがコア・ロッドの表面上で融合合体され
る。このようにして得られた融合合体済みのプリフォー
ムが線引きされて先導波路ファイバとなされる。光導波
路プリフォームを作成するためのＣＶＤ法は減衰の非常
に少ない先導波路ファイバが得られるが、比較的高価で
ある。プリフォームの大きさを大きくしかつ沈積速度を
増大することによってファイバの製作費を低くすること
ができる。

肉付は気相酸化法によって作成されうるプリフォームの
寸法は比較的に限界がある。中空の円筒状基体の長さは
、反応温度に加熱されている状態で、２つの分離したチ
ャックの間に支持されうる長さに制限される。基体チュ
ーブの半径もその方法では制限される。

外付は気相酸化法はコスト軽減を図るように容易に修正
しうる。最初に、プリフォームは直径を増大することに
よって大きくされた。これは、バーナをスート・プリフ
ォームに沿って長手方向により多くの回数だけ往復移動
させかつ半径を増大する付加的な層を設けることによっ
て実現された。

プリフォームの長さは、長の大きいプリフォームが自重
で垂下するのを防止するようにプリフォームを垂直に支
持することによって増大された。また、複数のバーナが
用いられ、１つのプリフォーム上にスートを同時に沈積
させるようになされた。

１つのプリフォーム上にスートを同時に沈積させるため
に、互いに並置関係に配置された２つのバーナが一体に
移動された。第１のバーナがプリフォームの端に到達し
て上記バーナ対が移動を停止すると、第２のバーナはバ
ーナ間の間隔だけプリフォーム端に達しない。このよう
にして生ずる「端効果」は上記バーナのうちの１つだけ
で形成されたプリフォームの部分を廃棄することを必要
とする。上記２個のバーナがプリフォームに沿って互い
に独立に移動しかつそれらのバーナのそれぞれがプリフ
ォームの端部で上記移動を停止すると、それらのバーナ
の通路が交差しうる。ある状況のもとでは、この結果生
ずる干渉により、固体又はガス状の包有物および組成制
御の問題を生ずる。多数のバーナが用いられかつそれぞ
れがプリフォーム全体の一部分だけに沿って往復移動さ
れる場合には、すべてのバーナが厳密に同じ組成および
量のスートを与えることはできないので、スートの堆積
がプリフォームの全長にわたって不均一となる。

従って、本発明の目的は従来の高速法の上述した難点を
伴うことなく増大された沈積速度を与えることのできる
スート沈積方法を提供することである。

本発明は光ファイバを作成しうる１またはそれ以上のプ
リフォームを作成する方法に関する。少なくとも１つの
細長い円筒状の出発部材がそれの軸線のまわりで回転さ
れ、その上に複数のガラス・スート層が沈積され、第１
および第２の端部を有する被覆が堆積される。本発明の
特徴は、バーすのようなスート発生手段を多数設けるこ
とによって層を沈積させることである。それらのバーナ
は、被覆の長さよりも大きな長さを有する１つの系列を
なして配列される。隣接したバーナの中心線間の間隔は
２．５１と２０１との間であることが好ましい。上記バ
ーナの系列の一部分は、それからのスートが、前記出発
部材の被覆が設けられる部分に向って放出されるように
、前記出発部材に隣接して延長している。

上記一連のバーナが出発部材に沿って移動される。なお
上記一連のバーナは完全なループをなして配列されても
よく、その場合には、バーナが予め定められた方向に連
続的に移動することが好ましい、この動作モードは各供
給源からの反応ガスおよび蒸気を各バーナに連結するた
めに一体的に回転させる機構を必要とする。バーナが出
発部材を第１の方向に移動させ、停止させ、そして反対
方向に移動させることを交互に行なう場合には、上述の
一体回転機構は必要とされない、この最後に述べた動作
モードにおいては、上記一連のバーすは、移動方向を変
更するために停止するごとに、その前の方向変更時に停
止した位置とは異なる被覆に沿った位置で停止すること
が好ましい。上記一連のバーナが完全なループを形成し
ない動作モードでは、移動方向を連続的に変更する必要
がある。

バーナが出発部材に沿って移動する際に、それらのバー
ナに連結された供給管が撚れてしまう傾向がある。この
撚れ作用は、バーナをそれらの軸線のまわりで回転でき
るようにするかあるいはそのようにさせて上述した問題
を緩和することによって、最小限に抑えられうる。

２個以上の出発部材が用いられる場合には、上記一連の
バーナはそれぞれの出発部材に沿って移動する。出発部
材が２個の場合には並列に配置されうるが、３個以上の
場合には、多角形の辺に沿って配置されうる。

プリフォーム上にスートが沈積することによりプリフォ
ームの直径が増大するのに伴って、バーナとプリフォー
ムとの間の距離が減少する傾向がある。プリフォームの
直径は光学手段によっであるいはそれの重量を連続的に
測定することによって決定されうる。スート・プリフォ
ームは、それの半径の増大に伴って、バーナから離れる
方向に移動される。バーナとプリフォームとの間の距離
は実質的に一定に維持されうるか、あるいは必要に応じ
て変化されうる。

バーナは出発部材上にスートを沈積させることなしに、
その出発部材に沿って移動してもよいことも意図されて
いる。すべてのバーナからの炎がプリフォームを異常に
高い温度に露呈させるような場合には、そのプリフォー
ムに沿って移動するバーナが全部ではなくてそれよりも
少ないバーナしか作用しないことがありうる８例えば、
１つおきのバーナの弁またはそれの供給管が遮断されう
る。従って、残りのバーナだけがスートとそれに付随す
る熱を発生する。プリフォームに沿って移動するバーナ
の一部又は全部を枢動させて、それらのスートの流れを
プリフォームの軸線方向ではなくてそれの側部に向かう
方向に流れるようにしてもよい。

以下図面を参照して本発明の実施例につき説明しよう。

第１図には本発明が概略的に図示されている。

マンドレルまたは出発部材１０および１１はそれぞれマ
ンドレル枢動装置１２および１３によって回転可能に支
持されている。複数のバーナ１７はそれぞれキャリジ１
８上に取付けられており、そのキャリジ１８は破ｍ１９
で示されている一般的に矩形状の通路に沿ってそのキャ
リジを移動させるコンベヤ装置の一部分である。バーナ
１７はガラス・スート又は粒子の流れ２０を発生する任
意適当な装置でありうる０例えば、米国特許第４４８６
２１２号の第７図を参照されたい。

マンドレル枢動装置１２および１３はそれぞれステッピ
ング・モータ２３および２４によってそれぞれ軸２１お
よび３３と軸２２および３４とのまわりでいずれかの方
向に回転されうる。マンドレル１０および１１はスケー
ル２５および２６から懸下されており、それらのスケー
ルの出力はシステム制御回路２９に接続されている０回
路２９はモータ制御回路２７をそれぞれ介してモータ２
３および２４を制御する。軸２１．３３および軸２２．
３４は、これらの軸が後述する他の軸およびギヤによっ
て連結されていることを示している破線により連結され
ている。

第２図および第３図には、バーナ移動装置、供給装置お
よび排気装置が示されている。バーナ運搬装置３５はカ
ンチレバーシジタイ３６によって支持されている。プリ
フォーム３０とマンドレル１０の位置は第２図において
破線で示されている。

各バーナ１７は、支持アーム４１に回転可能に取付けら
れた供給管４０の端部に取付けられている。

バーナが運搬装置３５のまわりで連続的に回転する実施
例においては、それらのバーナは一体回転機構を介して
送られなければならない、一体回転機構は回転スリーブ
と分配ディスク４４との円筒状構体４３よりなる。バー
ナに供給されるべきガス、蒸気等は一体回転機構の固定
人力４５に結合される。反応物蒸気発生器の実施例が米
国特許第４２３０７４４号、同第４３１４８３７号、お
よび同第４５２９４２７号に開示されている。分配ディ
スク４４からバーナ供給管４０まで複数のケーブル４６
が延長しており、それらのケーブルはそれぞれ各バーナ
に必要なガスおよび反応物を供給するのに十分な本数の
ホースを具備している。

図示を簡単にするために、第２図および第３図には外側
の２本のケーブルだけしか示されていない。

例えば、反応物蒸気、内側シールド・ガス、外側シール
ド・ガスおよびガス・酸素混合物に対して別々のホース
が必要とされうる。バーナに冷却水を供給すべき場合に
は、さらに２本のホースが必要とされるであろう、付加
的な反応物蒸気も付加的なホースを必要とすることがあ
りうる。第７図、第８図および第９図にさらに詳細に示
されているように、バーナに対するガス、液体又は蒸気
は一体回転機構４２の入力４２に供給され、そしてそれ
らの入力はケーブル４６に分配される。なお、それらの
ケーブルのホースは供給チューブを介して各バーナに連
結されている。第２図と第３図をもう一度参照すると、
軸４７が一体回転機構の中心を貫通しており、バーナ運
搬装置３５を駆動する。軸４８はギヤ機構を介して円筒
状構体４３およびディスク４４を駆動する。この場合の
駆動は、バーナがディスクと同じ速度で回転するように
なされる。

バーナに送られるべきあるいはある種の反応物は供給管
内での凝縮を防止するための最低温度に維持されなけれ
ばならない、各ケーブル４６内の輸送管のうちの１本以
上を加熱する代わりに、垂直壁５２と天井５３よりなる
加熱される密閉箱５１内に一体回転機構４２とケーブル
４５を配置してもよい、密閉箱５１内の温度は例えば２
００℃のようなある程度の、高温に維持される。壁５２
の１つ以上のドアが密閉箱５１の内部にアクセスするこ
とを可能にする。

マンドレル枢動装置１２の頂部および底部が第２図に示
されている。この装置については後でさらに詳細に説明
する。装置１２の軸３３および２１は垂直方向に心合さ
れておりかつそれぞれキャビネット６３の頂部および底
部を貫通して延長している。軸３３はギヤ機構５８によ
ってモータに連結されている。軸２１はギヤ機構（図示
せず）によって垂直軸（図示せず）に連結されており、
その垂直軸の上端はギヤ機構５８によって駆動される。

この連結機構は第１図に破線で示されている。

スート沈積工程時に、マンドレル１（ｌよび１１は、そ
れぞれキャビネット６３および６４内に配置された沈積
室６１および６２内にそれぞれ配置される。バーナ１７
とそれらに関連された供給管４０の一部分が空気供給ダ
クト６５および６６間の空間を通って延長している。空
気入力ダクト６７（第２図参照）がダクト６５に空気を
供給する。

バーナは沈積室６１および６２の上下で１つのプリフォ
ームから他のプリフォームに交差しなければならないの
で、供給ダクト６６に対する空気供給ダクト（図示せず
）が供給ダクト６６の支持体３６に向った側に配置され
る。沈積室は排気手段６８を通じて排気される。第２図
には１個の排気手段しか示されていないが、キャビネッ
ト６３の頂部から底部まで複数の排気手段が延長してい
てもよい。

室６１および６２にはマンドレルまたは完成したプリフ
ォームを出し入れできるドア６９　（第３図参照）が設
けられている。システムにマンドレルを装填するために
は、ドア６９が自動機構（図示せず）によって開かれ、
そしてマンドレル枢動装置１２が外側の位置ａまで回転
する。キャビネット・ドア７０が開かれて、それを通じ
てマンドレルが挿入されそして装置１２に装着される。

マンドレルは開いたドアを通じて回転され、そこでバー
ナ１７がマンドレルに沿って移動するのに伴ってそれら
のバーナの軸線と心合される。

プリフォームの直径の増加に伴って、プリフォームの表
面とバーナとの間の距離が減少する傾向がある。この点
に対する補償がなされないならば、プリフォーム密度お
よび沈積速度が悪影響を受けることになりうる。プリフ
ォームの増大に伴って、各マンドレル枢動装置はマンド
レルをバーナから離れる方向に連続的に移動させる。か
くして所望のバーナ・プリフォーム間距離を維持する。

このことは、モータ制御器２７（第１図参照）に適当な
信号を送るシステム制御装置２９にスケール２５からの
信号を伝送することによって実現される。

マンドレルと沈積したプリフォームが予め定められた重
量に達すると、スケールからの信号により第３図のドア
６９が開かれそしてマンドレルがそのドアを通じて位置
ａまで枢動される。残りのプリフォームの沈積を完了す
るためにバーナがスート流を放出し続けている間にドア
６９が再び開く、蒸気室に送られているスートを適切に
排出させかつプリフォームが形成され続けている残りの
室内における擾乱を防止するために、完成したプリフォ
ームが沈積室から除去された後には、ドア６９は閉じた
ままの状態にある。バーナ１７が１つのマンドレルを離
れて他のマンドレルに向って水平方向に移動すると、そ
れらのバーナからのスート流れが水平に配置された排気
機構５９および６０内に流入する。

第４１および第５図にはバーナ運搬装置３５がさらに詳
細に示されている。このバーナ運搬装置は米国ペンシル
バニア州エリー所在のスワンソンーエリー・コーポレイ
ションから市販されているものを修正したものである。

バーナ・キャリジ１８はそれぞれ４個のホイール７３を
具備しており、それらのホイールのうちの２個がトラッ
ク７４にそれぞれ乗っている。上記キャリジにも４個の
ホイール７５が設けられており、それらのホイールのう
ちの２個が案内面７６にそれぞれ転接している。２個の
スロットを有する部材７７が各キャリジの底に固着され
ている。４個のスプロケットにはエンドレス・チェーン
が架張されており、それらのスプロケットのうちの１個
だけが枢動される。

キャリジを枢動するために用いられるべきチェーンの選
択されたリンクを通ってロッド８０が延長している。ロ
ッド８０は部材７７のスロット８１に延入している。バ
ーナ支持アーム４１はキャリジ１８の部材７７とは反対
側に取付けられている。

上述したバーナ運搬装置はキャリジ１８がトラック７４
に沿って移動する際にこのキャリジの通切な配向を確実
に維持する。従って、マンドレル１０および１１に沿っ
て移動しているバーナ１７の軸線がそれらのマンドレル
の軸線に対して実質的に直交する関係に連続的に維持さ
れる。

第６図はバーナ運搬装置の概略図である。チェーン７８
は４つのスプロケット７９に架張されている。チェーン
駆動装置８２が軸４７をスプロケット７９の１つに連結
している。

バーナ１７が位置ａ、ｂ、ｃ、およびｄで示されている
。各バーナ位置における矢印は分配ディスク４４におけ
るバーナ送りケーブル４６の端部の配向を表わしている
（第２図、第３図参照）。

バーナが位置ａから位置すに移動する際には、それの水
平に対する配向は変化しない。しかしながら、分配ディ
スク４４が回転すると、バーナに連結された特定のケー
ブル４６の配向は角度θだけ回転する。これによってケ
ーブル４６のしたがって分配管の撚れを生じ、ホースの
摩耗が加速されることになる。従って、バーナ送りチュ
ーブ４０は軸受３９に回転可能に取付けられる。ケーブ
ル４６が受ける撚れの程度はバーナ送りチューブ４０の
回転により最小限に抑える。バーナがスプロケット７９
に到達しそして位置すおよび０間で移行し始めると、水
平に対するバーナの角度回転が９０″だけ急速に変化す
る。ここでも、送りチューブ４０は回転してケーブルの
撚れを最小限に抑える。

各ケーブル４６はさらにそれらのケーブルが受ける撚れ
の程度を最小限に抑えるために中央に配置されたより線
スチール・ワイヤを具備していてもよい。

第７−９図には一体回転機構４２がさらに詳細に示され
ている。この一体回転機構は米国ニューヨーク州オリー
ン所在のスコツト、エンジニアリング、カンパニにより
製造されている市販の装置を修正したものである０円筒
状構体４３は、環状のシール・セグメント８５により分
離された複数の回転可能な分配スリーブ８４ａ、８４ｂ
、および８４Ｃを具備している。スリーブ８４の全体の
個数はバーナに供給される反応物、ガスおよび液体の数
によって決定される。第７図には図示を簡単にするため
に３個のセグメントしか示されていない。構体４３の各
端における端キャップ８６はリップ・シール・リテーナ
によってそれに最も近いスリーブから分離されている。

円筒状構体４３　。

の内部は複雑であるから、第７図にはそれの外観図だけ
が示されており、第９図にはそれの一部分の断面図が示
されている。構体４３の部品を一体の構造として互いに
固着させるためにそれらの部品に長手方向に、複数の互
いに等間隔だけ離間されたボルト（図示せず）が挿通さ
れている。ギヤ・ボックス８８から一体回転機構の長手
方向の軸線を通ってバーナ運搬装置３５まで軸４７が延
長している。固定シリンダ８９が円筒状構体４３の全長
にわたって延長している。シリンダ８９の端部９２は垂
直壁５２を通じてシリンダ８９の端部９２は垂直壁５２
を貫通して突出している。反対側の端部はクランプ８３
によって固定されている。

穴９０および９１を含む複数の穴がシリンダ８９の端部
９２からスリーブ８４のうちの種々のものまで延長して
いる０例えば、穴９０はスリーブ８４ｃまで延長してい
てもよく、また穴９１はスリーブ８４ｂまで延長してい
てもよい、複数の環状で同心状のマニホルド管９４ａ、
９４ｂ、９４ｃがディスク４４に固着されている。スリ
ーブ８４ａ、８４ｂ、８４ｃはそれぞれ連結管９５ａ、
９５ｂ。

９５ｃによってマニホルド管９４ａ、９４ｂ−９４ｃに
連結されている。各スリーブをそれぞれのマニホルド管
に連結するためには、そのような連結管９５ａ、９５ｂ
等を４つ用いればよい、第８図に示されているように、
取付具９６がディスク４４の周囲に等距離で分布されて
いる。各取付具９６はスリーブ８４ａ、８４ｂ等の個数
に等しい個数の複数の穴を有している。複数の管９７ａ
のうちの１つが、１つの取付具９６における穴の１つを
マニホルド管９４ａに連結する。同様に、管９７ｂのう
ちの１つと管９ＴＣのうちの１つがその取付具９６の他
の穴をマニホルド９４ｂおよび９４ｃにそれぞれ連結す
る。各ケーブル４６は取付具９６にプラグ式に差込まれ
た迅速交換形成付具９８で終端している（第７図参照）
。従って、ケーブル４６内の各供給管は取付具９６．９
８、管９７、マニホルド９４および管９５によってスリ
ーブ８４の１つに連結されている。また第３図に示され
ているように迅速交換形成付具１００がケーブル４６の
残りの端部を供給管４０に連結している。

第９図は円筒状構体４３の１つの端部を示している。ス
リーブ８４ｃに隣接したシリンダ８９内には、１つ以上
の穴１０１によって穴９０に連結された環状空洞９９が
設けられている。回転部分とシリンダ８９との間には平
衡したシール１０２が配置されている。これらのシール
はそれぞれステンレススチール・リング１０３とテフロ
ン・リング１０４よりなっている。黒丸で示された弾性
固定シールが種々の部品間に適切に配置されている。ス
リーブ８４ｃの穴１０６は拡大された外方部分を有し、
それに連結管９５ｃが挿入されている。グリース・シー
ル８６ａ１軸受８６ｂ、軸受プリロード８６Ｃがエンド
キャンプ８６内に配置されている。スナップ・リング１
０７が種々の部品をシリンダ８９に沿って長手方向に正
しく位置決めする。

一体回転機構の動作時に、部品４４．８４．８５．８６
．８７．１０４が平衡されたシールの固定シリンダ８９
およびセグメント１０３に関して回転する。穴９０に供
給されるガス、蒸気または液体が空洞９９に供給され、
そして穴１０６および管９５ｃを通じてその空洞から出
て行く、空洞９９に供給された材料はある程度固定シー
ルを通じて漏洩し、従って一体回転機構から大気中に逃
げる。

これは、人員や装置に危害を及ぼす四塩化ケイ素のよう
なある種の材料の場合には許されないことである。空洞
９９に隣接した漏れ通路は不活性ガスで加圧され、この
不活性ガスが空洞９９に入り込み、供給材料が空洞９９
から大気中に漏洩するのを防止する。破線１０９はシリ
ンダ中を長手方向に延長した穴を表わしている。穴１０
９は、それが穴９０とは異なる方位位置にあることを示
すために破線で示されている。穴１１０は穴１０９から
スナップリング１０７が配置された各スロットまで延長
している。空洞９９に供給される材料の供給圧力よりも
はるかに高い圧力で不活性ガスが穴１０９に供給される
。穴１１２内に配置されたニードルバルブ１１１は、空
洞９９のすぐ外側のスロット内における不活性ガスの圧
力を、それらのスロットから空洞９９にほんのわずかな
量の不活性ガスしか漏洩しないようにするのに十分なだ
け低い値に低下させる作用をする。

マンドレル枢動袋ｆｆ１２が第１０図にさらに詳細に示
されている。この装置１２の上部と下部はそれぞれ軸３
３および２１のまわりで枢動する。

上述のように、軸２１および３３は一体に回転するよう
に互いに連結されている。ハウジング１１４内には軸線
１１６のまわりで枢動するレバー・アーム１１５が配置
されている。このアーム１１５の軸線１１６とは反対側
の端部は、Ｕ字状のガイド１１７によって案内されて垂
直方向に移動する。

上記アーム１１５からモータ１４が懸下されていて、こ
のモータの軸はハウジング１１４を通って延長してチャ
ック１１８で終端している。マンドレル１０はそれの下
端を支持アーム１２０の穴１１９に入れることによって
装置１２に挿入され、そしてマンドレル１０の上端がチ
ャック１１８に連結される。シールド１２１はスートが
チャック上に堆積するのを防止する。プリフォーム３０
の重量は、任意の時点でスケール２５で測定した全重量
から、マンドレル１０上にスートが沈積する前に決定さ
れた風袋重量を差引くことによって決定される。

１つの動作モードでは、マンドレル１０および１１がそ
れらの上にスートが沈積される前に火炎研磨される。第
１図および第３図を参照すると、ドア７０が開かれ、そ
してマンドレル１０およびＩＩが位置ａにおいて枢動装
置１２および１３に装填される。ドア６９および７０を
開いた状態で、バーナ１７が点火されそして炎を安定さ
せるのに十分な時間のあいだ通路１９に沿って移動され
る。

このためには、約１分と３０分との間の時間が必要とさ
れうる。ドア６９が開き、そしてマンドレル枢動装置Ｉ
２およびＩ３が回転されて第１図に示された位置となさ
れる。これは第３図の位ｚｂに対応する。ドア６９が閉
じて後に、マンドレル１０および１１は上述のように移
動されるバーナによって火炎研磨される。システム制御
回路２９が、ドア６９を開きそして装置１２および１３
にマンドレルを再び位Ｗａまで回転させるのに必要な制
御信号を発生する。ドア６９が閉じて後に、バーナへの
反応物の流れが点火され、流れ２ｏが発生される。これ
らの流れが平衡状態に達するためには１〜３０分の安定
化時間がさらに必要とされる。この安定化時間のあいだ
、スートは排気装置６８に送り込まれる。ドア６９が開
き、そして枢動装置１２および１３が再び位置すまで回
転する。ドア６９が閉し、バーナは流れがスート・プリ
フォームを堆積するマンドレル１１の一端部まで進行す
る。上述のように、プリフォームの直径が増大してバー
ナとプリフォームとの間の距離を必要に応じて変更させ
る場合、マンドレル１ｏおよび１１の軸線は円弧状通路
７１に沿って移動する。例えば、一定のバーナ・プリフ
ォーム間距離を維持することが望ましい場合がありうる
。しかしながら、あるプリフォーム半径においてより多
くの熱が必要とされる場合には、バーナ・プリフォーム
間距離は減少されうる。

プリフォームが完全な寸法に達した場合に、それを知る
ための手段を用いることが有益である。

第１図において、プリフォームはスケール２５および２
６によって連続的に重量を測定される。プリフォーム３
０が最初に所定の完成重量に達するものとする。スケー
ル２５から回路２９への信号によってモータ２３が付勢
され、そのモータがプリフォーム３０を位Ｚａ　（第３
図参照）まで回転させ、この位置ａではそのプリフォー
ムはスート流れ２０の通路から外れる。すべてのバーナ
１７がスート流れを発生し続ける。プリフォーム３０は
チャンバ６１から回収されかつドア６９が閉塞されてい
るので、チャンバ６１内に送り込まれるスートはすべて
単に排出されるだけである。しかしながら、スート流れ
２０は、チャンバ６２内にとどまっているプリフォーム
３１上に沈積し続ける。プリフォーム３１は、所定の完
成重量に達すると、同様にドア６９を通じて回転され、
スート流れ２０の通路から外れる。最後のプリフォーム
がスート流れの通路から除去されると、バーナは消され
る。

予備実験の結果、上述したバーナの場合には、隣接した
バーナ間の最適中心間間隔は約５．４ｃｍ〜７．６ｃｍ
であることがわかつた。その間隔が約２．５０以下に減
少すると、隣接バーナ間の相互作用が大きくなりすぎ、
沈積速度が著しく低下する。その間隔が約２０ａｍ以上
になると沈積速度は相当に低下する。上述した実験のバ
ーナよりも発生する熱が多いかあるいは少ないバーナの
場合には上記間隔は変更しうる。

第１１図および第１２図の装置は、マンドレルが沈積位
置にある場合にバーナの軸線を、それがマンドレルの軸
線に交差しないように、回転させることができる。これ
らの図では、第１図〜第１０図に関して説明したものと
同様の装置が同一符号にダラシをつけて示されている。

バーナ１２２は供給管４０′の一端から延長した支持ブ
ラケットに枢動可能に取付けられている０種々の反応物
およびガスが可撓性ホース１２４を通じてバーナ１２２
に供給される。供給管４０上にはソレノイド１２５が取
付けられている。このソレノイドの可動アームはバーナ
１２２に枢動可能に連結されている。このソレノイドに
対する電気配線は、一体回転機構に配置された従来のス
リップ・リング構体（図示せず）にケーブル４６′を通
じて供給される。

マンドレル１０’を火炎研磨するためあるいはそのマン
ドレル上にスートを沈積させるためには、ソレノイド１
２５は付勢されていない状態にあり、それに設けられた
ばねがアーム１２６を第１１図に示されているように外
方に押す。

バーナ炎またはスート流れがマンドレルまたはその上に
沈積されたプリフォームに衝突するのを防止するために
、ソレノイド１２５が付勢され、それによりソレノイド
・アーム１２６が後退される。バーナ１２２はそれの軸
線がマンドレルのそれと合致しないように回転される。

第１２図に示されているように、バーナ１２２がプリフ
ォーム３０’上にスートを沈積していたとすると、スー
ト流れ２０’はプリフォームを通じて排気装置に流入す
る。プリフォーム３０’が他のプリフォームに先立って
完成重量に達した場合には、バーナが他のプリフォーム
に沿って移動するあいだソレノイド１２５は付勢されて
いない状態にあり、バーナがプリフォーム３０′に到達
すると付勢される。他のプリフォームも完成重量に達す
ると、ソレノイドはバーナが消されるまで付勢されてい
る。

マンドレルは第１図〜第１０図では垂直方向に配向され
ているが、他の配向も可能であることは明らかであろう
。例えば、２つのマンドレルを水平に配置してもよい、
２つのマンドレルだけが用いられている場合には、それ
らのマンドレルは多角形の辺に沿って配置されてもよく
あるいは他の任意所望の配列となされてもよい。例えば
、４つのマンドレル１２９が第１３図に示されているよ
うに配列されうる。バーナ１３０はマンドレル１２９の
多角形内に配置されたトラックに沿って移動しろる。余
剰のスートは排出装置１３２によって集められる。バー
ナ・トランクは、排出装置をマンドレルの内側またはそ
の上方に配置した状態でそれらのマンドレルが配置され
た多角形の外側または下方に配置されてもよい０図示さ
れたような対称的な等角配列は必要な要件ではない。

プリフォーム直径は米国特許第４０６２６６５号に開示
されているような光学装置によって測定されうると考え
られる。しかしながら、本発明で開示されているプリフ
ォーム重量測定装置は沈積チャンバ内のスートによる汚
染によって比較的影響されないという利点を有している
。

プリフォーム形成工程のある部分で全部のバーナよりも
少ないバーナを用いることが有利な場合がありうる。例
えば、純粋なｓｔｏｗの沈積のための最適速度を与える
ための所定の数のバーナを有する装置が設計されうる。

その所定の数のバーナはＱ　ｅ　ＯｔをドープされたＳ
　ｉ　Ｏｔの沈積のためには過剰な量の熱を発生するこ
とがありうる。

プリフォーム形成工程のうちのある部分のあいだにバー
ナのうちの幾つかに対する燃料と反応物の供給を遮断す
るために第１４図および第１５図に示されているような
手段が用いられうる。バーナ供給管４０′は種々のバー
ナ・ガスおよび蒸気が通る複数の穴１３４を有している
。バーナ供給管４０’上にはレバーによってバルブ１３
６に連結されたソレノイド１３５が配置されている。流
れが遮断されるべき場合には、ソレノイド１３５が作動
され、第１４図および第１５図に示された状態となる。

ソレノイド１３５が非作動状態にある場合には、それの
ばねによってバルブ１３６が上方に引かれ、それにより
、ガス、液体および／または蒸気が穴１３４を通って流
れることができる。

１つおきのバーナがスートを発生しておりかつバルブ１
３６が開いている場合には、最初に点火されたバーナか
ら放出される燃料と酸素の混合物は、先に点火されたバ
ーナの熱によって自然点火するであろう。また、バーナ
に点火するために、沈積チャンバ６１および６２には１
つ以上の電気点火器が配置されうる。

上述の方法によって作成されたプリフォームは、適当な
重量になって後に、沈積装置から除去され、そして融合
合体用炉に運ばれ、そこでそれらのプリフォームは、ガ
ラス光導波路ファイバを線引きしろる融合合体済みのプ
リフォームを形成するのに十分なだけ高い温度に加熱さ
れる。マンドレルが線引きに先立ってプリフォームから
除去される場合には、ファイバ・コアは全体的に、移動
しているバーナ１７によって沈積されたガラスで形成さ
れうる。あるいは、各マンドレル１０および１１がプリ
フォームの中心領域を形成し、バーナ１７によって沈積
されたガラス・スートはそのプリフォームの外側部分を
形成するようにしてもよい。

その後に、スート被覆は、ファイバが線引きされる融合
合体されたプリフォームを形成するためにマンドレルに
融着される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の沈積方法を実施しうる装置の動作を概
略的に示す斜視図、第２図は本発明の方法を実施しうる
装置を概略的に示す断面図、第３図は第２図の線３−３
に沿ってみた概略断面図、第４図は第２図および第３図
のバーナ運搬装置の部分的な断面図、第５図は第４図の
線５−５に沿ってみた断面図、第６図はバーナ運搬装置
の概略図、第７図は第２図および第３図で用いられてい
る一体回転機構の部分的な断面図、第８図は一体回転機
構のディスク４４の一部分を示す図、第９図は一体回転
機構のシリンダを示す部分的な断面図、第１０図はマン
ドレル枢動装置の断面図、第１１図および第１２図は本
発明の方法で用いられうる修正されたバーナ・マウント
を示す図、第１３図は修正された沈積装置の概略図、第
１４図はバーナへの流れを中断するためのバルブ機構の
部分的な断面図、第１５図は第１４図の線１５−１５に
沿ってみた断面図である。 図面において、１０．１１は出発部材（マンドレル）、
１２．１３はマンドレル枢動Ｗ闇、１７はバーナ、１８
はキャリジ、１９はキャリジ１８の通路、２０はガラス
・スートの流れ、３５はバーナ運搬装置、４２は一体回
転機構をそれぞれ示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、少なくとも１つの細長い円筒状の出発部材を用意し
   、 前記少なくとも１つの出発部材をそれの軸線のまわりで
   回転させ、そして 前記出発部材上に複数のガラス・スート層を沈積させて
   その出発部材上に第１の端部と第２の端部を有する被覆
   を堆積させる工程を含む光ファイバのためのプリフォー
   ムを形成する方法において、前記被覆の長さよりも大き
   い長さを有する通路に沿って移動するようにして１つの
   系列をなして配列された複数のスート発生手段を設ける
   ことによって前記複数のガラス・スート層を沈積させ、
   前記通路の一部分を前記出発部材に隣接して延長させ、
   前記スート発生手段のうち前記通路の前記第１部分上に
   配置されたものからのスートが、前記被覆が配置された
   前記出発部材の長さの部分に向かって送られるようにな
   し、かつ前記系列のスート発生手段を前記通路に沿って
   移動させることを特徴とする、光ファイバのためのプリ
   フォームを形成する方法。 ２、特許請求の範囲第１項記載の方法において、前記複
   数のスート発生手段を設ける工程は、前記スート発生手
   段をそれらが完全なループを形成する態様で設けること
   よりなる前記方法。 ３、特許請求の範囲第１項記載の方法において、前記ス
   ート発生手段を移動させる工程は、前記スート発生手段
   を１つの方向に連続的に移動させることよりなる前記方
   法。 ４、特許請求の範囲第１項記載の方法において、前記ス
   ート発生手段を移動させる工程は、前記スート発生手段
   を１つの方向にそして次に反対方向に交互に移動させる
   ことよりなる前記方法。 ５、特許請求の範囲第４項記載の方法において、前記系
   列のスート発生手段は、移動方向を変更するために停止
   する毎に、そのスート発生手段がその前の方向変換時に
   停止した位置とは異なる前記被覆に沿った位置で停止す
   るようにする前記方法。 ６、特許請求の範囲第１項記載の方法において、前記ス
   ート発生手段のうちの隣接したものの中心線間の間隔を
   ２．５ｃｍと２０ｃｍとの間とする前記方法。 ７、細長い円筒状の出発部材を用意し、 前記出発部材をそれの軸線のまわりで回転させ、そして 前記出発部材上に複数のガラス・スート層を沈積させて
   その出発部材上に被覆を堆積させる工程を含む、プリフ
   ォームの形成方法において、前記出発部材に沿って１つ
   の系列のスート発生手段を移動させることによって前記
   層を沈積させ、この場合、前記スート発生手段のうちの
   所定の１つが前記出発部材に沿って第１の通路内をそれ
   の第１の端部から第２の端部まで移動してその出発部材
   上にスートの層を形成し前記系列における他のスート発
   生手段も同様に前記出発部材に沿って移動し、前記スー
   ト発生手段はそれぞれ前記出発部材の前記第２の端部か
   らそれの前記第１の端部に移動するときに第２の通路に
   従うようにすることを特徴とするプリフォームを形成す
   る方法。 ８、特許請求の範囲第７項記載の方法において、前記第
   ２の通路の一部分に隣接して第２の出発部材を配置し、
   前記スート発生手段から放出されたスート流れは、前記
   スート発生手段がそのそばを通過する場合に、前記第２
   の出発部材に向かって送られ、それによって前記第２の
   出発部材上にスート粒子の被覆が堆積されるようにする
   工程をさらに含む前記方法。 ９、特許請求の範囲第７項記載の方法において、前記方
   法の動作サイクルの一部分時に、前記スート流れが前記
   出発部材の側に送られるようにする前記方法。 １０、特許請求の範囲第７項記載の方法において、前記
   被覆が堆積されつつある時間の少なくとも一部分の間に
   、前記出発部材に沿って移動するスート発生手段の全部
   ではなくてそれより少ないスート発生手段がスートを発
   生しているようにする前記方法。 １１、特許請求の範囲第７項記載の方法において、複数
   の層を沈積させる工程時に前記マンドレルと前記スート
   発生手段との間の距離を変更する工程をさらに含んでい
   る前記方法。 １２、特許請求の範囲第７項記載の方法において、前記
   スート被覆の表面と前記スート発生手段との間に実質的
   に一定の距離を維持するために、前記出発部材を前記ス
   ート発生手段から離れる方向に移動させる工程を含む前
   記方法。 １３、特許請求の範囲第７項記載の方法において、前記
   出発部材とその上に沈積されたスートの重量を連続的に
   測定し、そして前記沈積されたスートの重量が増大する
   にともなって、前記出発部材を前記スート発生手段から
   離れる方向に移動させる工程をさらに含む前記方法。 １４、特許請求の範囲第７項記載の方法において、前記
   出発部材に沿った前記スート発生手段の移動の少なくと
   も一部分の間に、前記スート発生手段がそれの軸線のま
   わりで回転する前記方法。