JPS6311541A - プラズマト−チ及び該プラズマト−チを用いた光フアイバ用ガラス母材の製造方法 - Google Patents
プラズマト−チ及び該プラズマト−チを用いた光フアイバ用ガラス母材の製造方法Info
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- JPS6311541A JPS6311541A JP15411186A JP15411186A JPS6311541A JP S6311541 A JPS6311541 A JP S6311541A JP 15411186 A JP15411186 A JP 15411186A JP 15411186 A JP15411186 A JP 15411186A JP S6311541 A JPS6311541 A JP S6311541A
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
- C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
- C03B37/012—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
- C03B37/014—Manufacture 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]
- C03B37/01413—Reactant delivery systems
- C03B37/0142—Reactant deposition burners
- C03B37/01426—Plasma deposition burners or torches
-
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- C03B37/0148—Means for heating preforms during or immediately prior to deposition
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本%明はプラズマ発生用のプラズマトーチ及び該プラズ
マトーチを用いる光ファイバ用ガラス母材の製造方法に
関するものである。
マトーチを用いる光ファイバ用ガラス母材の製造方法に
関するものである。
(従来の技術]
光フアイバ用ガラス母材を造るのに光ファイバのコアと
なる透明なガラス棒の外周に、気相反応を利用して光コ
アイノ々のクラッドとなるガラス微粉末(スート)を堆
積させ加熱炉内にて焼成して光ファイバ用ガラス母材と
する方法があり、中心のコア用ガラス棒に屈折率を変え
るためのある程度のドーパントを含んだ石英ガラスを使
用し、その外周にコア用ガラス棒よりも屈折率の小さい
純粋な石英ガラス等の微粉末を堆積させるとコア・クラ
ッド型光ファイバ用のガラス母材を得ることができる。
なる透明なガラス棒の外周に、気相反応を利用して光コ
アイノ々のクラッドとなるガラス微粉末(スート)を堆
積させ加熱炉内にて焼成して光ファイバ用ガラス母材と
する方法があり、中心のコア用ガラス棒に屈折率を変え
るためのある程度のドーパントを含んだ石英ガラスを使
用し、その外周にコア用ガラス棒よりも屈折率の小さい
純粋な石英ガラス等の微粉末を堆積させるとコア・クラ
ッド型光ファイバ用のガラス母材を得ることができる。
この場合、ガラス棒表面が不純物によって汚染されてい
ると、光コアイノ々の伝送特性に悪影411’(+−及
ぼすっ通常はこれを防ぐために、コア用ガラス棒にクラ
ッド用ガラス微粉末を堆積する直前にガラス棒表面を熱
処理することが行なわれる。ところが、その熱源として
酸水素バーナのよりなOH基を発生する燃焼ガス全使用
すると、そのOH基がコア部材の内部に多葉に拡散し、
光ファイバとしての最終的な伝送損失全増大させる。
ると、光コアイノ々の伝送特性に悪影411’(+−及
ぼすっ通常はこれを防ぐために、コア用ガラス棒にクラ
ッド用ガラス微粉末を堆積する直前にガラス棒表面を熱
処理することが行なわれる。ところが、その熱源として
酸水素バーナのよりなOH基を発生する燃焼ガス全使用
すると、そのOH基がコア部材の内部に多葉に拡散し、
光ファイバとしての最終的な伝送損失全増大させる。
現在元辿信で使用されている元の波長は1.3μm帝が
最も多いが、この波長域での伝送損失を0.5dB/k
m以下にするには、コア内のOH基の残留量をおおよそ
100 ppb以下の極〈微量にしなければならない、
そのためにはプラズマ炎を利用することが極めて有効で
あρ、実用されている。プラズマ炎発生用ガスに水素や
水分全含筐ない、例えば^「や后+02等のガスを用い
れば無水熱源としての高温プラズマ全容易に発牛烙せる
ことができ、さらにこのプラズマ発生用ガスにエツチン
グ用のふっ素化合物全添力口することによりガラス棒表
面の火炎研磨と同時にエツチングがなされ、モ縄物が除
去されると同時にガラス棒中への0 )(基の拡散が回
避ざねる。
最も多いが、この波長域での伝送損失を0.5dB/k
m以下にするには、コア内のOH基の残留量をおおよそ
100 ppb以下の極〈微量にしなければならない、
そのためにはプラズマ炎を利用することが極めて有効で
あρ、実用されている。プラズマ炎発生用ガスに水素や
水分全含筐ない、例えば^「や后+02等のガスを用い
れば無水熱源としての高温プラズマ全容易に発牛烙せる
ことができ、さらにこのプラズマ発生用ガスにエツチン
グ用のふっ素化合物全添力口することによりガラス棒表
面の火炎研磨と同時にエツチングがなされ、モ縄物が除
去されると同時にガラス棒中への0 )(基の拡散が回
避ざねる。
上記の如く熱処理でれたガラス棒に、該ガラス棒全軸全
中心しこ回転させながら酸水素炎とともにガラス原料で
あるS i 014.Ge0L4等を気相状態でキャリ
ヤガス02とともに吹きつけ火炎加水分%’4に起爆せ
るっこねによってガラス棒上に同心状にガラス微粉末の
多孔質層が形成され、これk 710熱炉等にて焼成し
て透明ガラス化し、元ファイバ用ガラス母材が造られる
。
中心しこ回転させながら酸水素炎とともにガラス原料で
あるS i 014.Ge0L4等を気相状態でキャリ
ヤガス02とともに吹きつけ火炎加水分%’4に起爆せ
るっこねによってガラス棒上に同心状にガラス微粉末の
多孔質層が形成され、これk 710熱炉等にて焼成し
て透明ガラス化し、元ファイバ用ガラス母材が造られる
。
上記のプラズマ炎を発生させるためのプラズマトーチの
一般的な構造の概要ケ第4図に示す、同図においてプラ
ズマトーチ1は、それぞれ上流側側面にガス供給孔23
及び3aが形成された石英ガラス管2及び3、ガス供給
孔4ai有する石英ガラス管4、石英ガラス管2の外側
に配+t−gれた高周波誘導コイル5からなっており、
高周波誘導コイル5はリード5aによって高周波発振器
に接続きねるものである。ガス供給孔2a及び3aから
水素や水分を含まないAr−?Lr + 02等のプラ
ズマ発生用ガスが供給さj1ガス供給孔4aから水素を
含まない六ふつ化硫黄等のふっ素化合物を供給してプラ
ズマ発生用ガスに添加し、高周波誘導コイル5に高周波
電流を流し、これによって生じた磁場によりプラズマ炎
6が生成場するものである。このプラズマ炎の常温での
放電開始のためには放電が持続するに十分なイオン、電
子の量がイメ在する必要があり、そのためにンま別途用
意した金属や炭素などの電極を石英ガラス微粉末の磁場
内に挿入し、これに高電圧を印加することによって尖端
放電させて、これに高周波全重畳づぜて放電を開始する
。放電開始後はこの電極は取出される。
一般的な構造の概要ケ第4図に示す、同図においてプラ
ズマトーチ1は、それぞれ上流側側面にガス供給孔23
及び3aが形成された石英ガラス管2及び3、ガス供給
孔4ai有する石英ガラス管4、石英ガラス管2の外側
に配+t−gれた高周波誘導コイル5からなっており、
高周波誘導コイル5はリード5aによって高周波発振器
に接続きねるものである。ガス供給孔2a及び3aから
水素や水分を含まないAr−?Lr + 02等のプラ
ズマ発生用ガスが供給さj1ガス供給孔4aから水素を
含まない六ふつ化硫黄等のふっ素化合物を供給してプラ
ズマ発生用ガスに添加し、高周波誘導コイル5に高周波
電流を流し、これによって生じた磁場によりプラズマ炎
6が生成場するものである。このプラズマ炎の常温での
放電開始のためには放電が持続するに十分なイオン、電
子の量がイメ在する必要があり、そのためにンま別途用
意した金属や炭素などの電極を石英ガラス微粉末の磁場
内に挿入し、これに高電圧を印加することによって尖端
放電させて、これに高周波全重畳づぜて放電を開始する
。放電開始後はこの電極は取出される。
(発明が解決しようとする問題点]
上記の如〈従来のプラズマトーチを用いる方法では、プ
ラズマ炎を発生させるためKは石英ガラス管1の磁場内
に電極を挿入して放電開始させるのに2〜3 kVO高
電圧が必要であり、それに対応した付帯設備が必要で、
保安上も危険である。また、安定したプラズマを持続き
せるためには高周波発振器の出力も最低数kW金必要と
し念。
ラズマ炎を発生させるためKは石英ガラス管1の磁場内
に電極を挿入して放電開始させるのに2〜3 kVO高
電圧が必要であり、それに対応した付帯設備が必要で、
保安上も危険である。また、安定したプラズマを持続き
せるためには高周波発振器の出力も最低数kW金必要と
し念。
C問題点を解決するための手段J
本発明は、プラズマトーチにおける高周波誘導コイルに
よって生じた磁場に送り込むプラズマ発生用ガスをあら
かじめ加熱して送り込むようなプラズマトーチを提供し
、併せて該プラズマトーチを使用して光ファイバ用ガラ
ス母材?:製造する方法を提供するものであるっ 上記本発明のプラズマトーチの構造としては、磁場内に
送り込まれるプラズマ発生用ガスをあらかじめ加熱する
ために、高周波誘導コイルが配置畑ネている石英ガラス
管の外側に、プラズマ発生相ガス供給ルすすなわち上流
側に酸水素バーナを付設するものであシ、部局波誘導コ
イルは下流側に配置し、該コイルを酸水素バーナの火炎
から保腹するために酸水素ノ々−す火炎と高周波誘導コ
イルとの間に石英ガラス管に熱しゃへい板を形成させた
ものとする、なお、従来は石英ガラス管は第4図に示す
如く多重構造であったが本発明では1本の石英ガラス管
とするう (作用] 本発明のプラズマトーチはプラズマ発生用ガスがあらか
じめ加熱されているので、常温におけるよシも放電が開
始しやすく従って低電圧で放電開始し、′またプラズマ
を持続するための高周波電力も少なくてすむ、そのため
に付帯設備が小型化され簡略化され、危険性も少なくな
る。
よって生じた磁場に送り込むプラズマ発生用ガスをあら
かじめ加熱して送り込むようなプラズマトーチを提供し
、併せて該プラズマトーチを使用して光ファイバ用ガラ
ス母材?:製造する方法を提供するものであるっ 上記本発明のプラズマトーチの構造としては、磁場内に
送り込まれるプラズマ発生用ガスをあらかじめ加熱する
ために、高周波誘導コイルが配置畑ネている石英ガラス
管の外側に、プラズマ発生相ガス供給ルすすなわち上流
側に酸水素バーナを付設するものであシ、部局波誘導コ
イルは下流側に配置し、該コイルを酸水素バーナの火炎
から保腹するために酸水素ノ々−す火炎と高周波誘導コ
イルとの間に石英ガラス管に熱しゃへい板を形成させた
ものとする、なお、従来は石英ガラス管は第4図に示す
如く多重構造であったが本発明では1本の石英ガラス管
とするう (作用] 本発明のプラズマトーチはプラズマ発生用ガスがあらか
じめ加熱されているので、常温におけるよシも放電が開
始しやすく従って低電圧で放電開始し、′またプラズマ
を持続するための高周波電力も少なくてすむ、そのため
に付帯設備が小型化され簡略化され、危険性も少なくな
る。
C実施列フ
第1図は本発明によるプラズマトーチの実施列の概要縦
断面図であ、す、プラズマトーチ1人ハ石英ガラス管7
と高周波誘導コイル5と酸水素バーナ8とからなってお
り、石英ガラス管7にはエツチング用ガスを添加したプ
ラズマ発生用ガスを送り込むガス供給孔7aが形成これ
他端にはプラズマ炎放射のための開口端7bが形成きれ
ており、高周波誘導コイル5は石英ガラス管7の外側に
同心状に開口端7 b IIIQに配置嘔れ、複数の酸
水素ノ々−す8はガラス管7の外tilllにガス供給
孔7a側に配置され、さらに石英ガラス管上に高周波誘
導コイル5を酸水素ノ々−す8による火炎から熱しゃへ
いするための熱しゃへい板7cが環状に形成されている
っ 第2図は、本発明による元ファイバ用ガラス母材の製造
方法の実施列を示す概要図であ、す、同図においてIN
は上記の本発明によるプラズマトーチであり、9はドー
パントとして約0.3モルチの2酸化ゲルマニウム(G
eO2Jを含んだ純粋石英ガラスからなる直径12■の
ガラス棒であり、光フアイバ々のコアとなるものである
一プラズマトーチ1人により発生させたプラズマ炎6を
ガラス棒9をその軸全甲心として回転ζせながらその外
周に噴射づぜ、ガラス棒9を上方に引上げながら、プラ
ズマ炎6により熱処理これたガラス棒9の外表面上に酸
水素バーナ10により酸水素炎と一緒に、図示してない
が気相装置による5iOt4 、 Ge044等をキャ
リヤガス02とともに吹きつけ加熱加水分解させ、S
i02 、 GeO2等のガラス微粉末の多孔質層11
が形成され、図示してないが加熱炉を通して焼結して透
明なガラス化これ光フアイバ用ガラス母材が作製される
。なお、12は排気管であろう上記の光フアイバ用ガラ
ス母材の製造に使用した本発明の前記プラズマトーチに
関するデータは第1表のとおりである。
断面図であ、す、プラズマトーチ1人ハ石英ガラス管7
と高周波誘導コイル5と酸水素バーナ8とからなってお
り、石英ガラス管7にはエツチング用ガスを添加したプ
ラズマ発生用ガスを送り込むガス供給孔7aが形成これ
他端にはプラズマ炎放射のための開口端7bが形成きれ
ており、高周波誘導コイル5は石英ガラス管7の外側に
同心状に開口端7 b IIIQに配置嘔れ、複数の酸
水素ノ々−す8はガラス管7の外tilllにガス供給
孔7a側に配置され、さらに石英ガラス管上に高周波誘
導コイル5を酸水素ノ々−す8による火炎から熱しゃへ
いするための熱しゃへい板7cが環状に形成されている
っ 第2図は、本発明による元ファイバ用ガラス母材の製造
方法の実施列を示す概要図であ、す、同図においてIN
は上記の本発明によるプラズマトーチであり、9はドー
パントとして約0.3モルチの2酸化ゲルマニウム(G
eO2Jを含んだ純粋石英ガラスからなる直径12■の
ガラス棒であり、光フアイバ々のコアとなるものである
一プラズマトーチ1人により発生させたプラズマ炎6を
ガラス棒9をその軸全甲心として回転ζせながらその外
周に噴射づぜ、ガラス棒9を上方に引上げながら、プラ
ズマ炎6により熱処理これたガラス棒9の外表面上に酸
水素バーナ10により酸水素炎と一緒に、図示してない
が気相装置による5iOt4 、 Ge044等をキャ
リヤガス02とともに吹きつけ加熱加水分解させ、S
i02 、 GeO2等のガラス微粉末の多孔質層11
が形成され、図示してないが加熱炉を通して焼結して透
明なガラス化これ光フアイバ用ガラス母材が作製される
。なお、12は排気管であろう上記の光フアイバ用ガラ
ス母材の製造に使用した本発明の前記プラズマトーチに
関するデータは第1表のとおりである。
第:3図は土肥の如くして製造したガラス母材から得ら
れた光コアイノ々の光屈折率分布を示し、コア外径d1
は9μm、クラッド外径d2は125μmで波長1.3
μm以上で実質的に単一モードコアイノ々となっており
、伝送損失を測定したところ1.3μmで0.45 d
B/km 、 1.39μmで2.8 cH1/km
。
れた光コアイノ々の光屈折率分布を示し、コア外径d1
は9μm、クラッド外径d2は125μmで波長1.3
μm以上で実質的に単一モードコアイノ々となっており
、伝送損失を測定したところ1.3μmで0.45 d
B/km 、 1.39μmで2.8 cH1/km
。
1.55μmで0.25 dB/kmと低損失であった
うまた、1.39μmの損失から推定きれるコア付近の
0(4基残留緊は約60 ppbとなるっなお、冒周波
発掘器の最大@保管陽極人力は上表に示す如< 10
kwで従来のプラズマトーチにおける20に〜■の%で
あったっまた、プラズマ放電開始のための電極に印加す
る電圧は1 kVで従来の2〜3 kVに比してかなり
低圧で放電が開始した。
うまた、1.39μmの損失から推定きれるコア付近の
0(4基残留緊は約60 ppbとなるっなお、冒周波
発掘器の最大@保管陽極人力は上表に示す如< 10
kwで従来のプラズマトーチにおける20に〜■の%で
あったっまた、プラズマ放電開始のための電極に印加す
る電圧は1 kVで従来の2〜3 kVに比してかなり
低圧で放電が開始した。
(発明の効果]
本発明はプラズマトーチに予熱装置を設はプラズマ発生
用ガスケ予め加熱するので、プラズマの放電開始が容易
となり低電圧で可能となるとともに、安定したプラズマ
を持続するための高周波電力が従来の約6 となり、発
振器も小型化することができ設備が簡略化できた。なお
、本発明のプラズマトーチを用いて製造したガラス母材
から得られた光ファイバの特性は従来品と同様に良好で
あった。
用ガスケ予め加熱するので、プラズマの放電開始が容易
となり低電圧で可能となるとともに、安定したプラズマ
を持続するための高周波電力が従来の約6 となり、発
振器も小型化することができ設備が簡略化できた。なお
、本発明のプラズマトーチを用いて製造したガラス母材
から得られた光ファイバの特性は従来品と同様に良好で
あった。
第1図は本発明によるプラズマトーチの実施列を示す縦
断面図、第2図は本発明による光フアイバ用ガラス母材
の製造方法の実施[り11の#i要図、第3図は本発明
の元ファイバ用ガラス母材の製造方法によって製造でれ
たガラス母材から得られた光コアイノ々の光屈折率の分
布図、第4図は従来列プラズマトーチの縦断面図である
。 1.1人・・・プラズマトーチ、2,3,4.7・・・
石英ガラス管、5・・・制用波誘導コイル、7c・・・
熱シゃへい板、8.10・・・酸水素バーナ、9・・・
石英ガラス棒、 代理人 弁理士 竹 内 守第1図 第3図 第4図
断面図、第2図は本発明による光フアイバ用ガラス母材
の製造方法の実施[り11の#i要図、第3図は本発明
の元ファイバ用ガラス母材の製造方法によって製造でれ
たガラス母材から得られた光コアイノ々の光屈折率の分
布図、第4図は従来列プラズマトーチの縦断面図である
。 1.1人・・・プラズマトーチ、2,3,4.7・・・
石英ガラス管、5・・・制用波誘導コイル、7c・・・
熱シゃへい板、8.10・・・酸水素バーナ、9・・・
石英ガラス棒、 代理人 弁理士 竹 内 守第1図 第3図 第4図
Claims (4)
- (1)外側に同心状に高周波誘導コイルが配置されてい
る石英ガラス管内にプラズマ発生用ガスを供給してプラ
ズマを発生させるプラズマトーチにおいて、上記石英ガ
ラス管の上流側にプラズマ発生用ガス予熱装置が設けら
れていることを特徴とするプラズマトーチ。 - (2)上記プラズマ発生用ガス予熱装置が酸水素バーナ
からなり下流側に配置された高周波誘導コイルとの間に
熱しやへい板が設けられてなる特許請求の範囲第1項記
載のプラズマトーチ。 - (3)前記石英ガラス管が1本である特許請求の範囲第
1項記載のプラズマトーチ。 - (4)石英ガラス棒の外表面を、プラズマトーチにプラ
ズマ発生用ガスを流して発生させたプラズマ炎により熱
処理してのち、上記外表面上に原料ガスを吹きつけ気相
反応によりガラス微粉末を堆積させて光ファイバ母材を
製造する方法において、前記プラズマ発生用ガスを予熱
して流すことを特徴とするプラズマトーチを用いた光フ
ァイバ用ガラス母材の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15411186A JPS6311541A (ja) | 1986-07-02 | 1986-07-02 | プラズマト−チ及び該プラズマト−チを用いた光フアイバ用ガラス母材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15411186A JPS6311541A (ja) | 1986-07-02 | 1986-07-02 | プラズマト−チ及び該プラズマト−チを用いた光フアイバ用ガラス母材の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6311541A true JPS6311541A (ja) | 1988-01-19 |
Family
ID=15577165
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP15411186A Pending JPS6311541A (ja) | 1986-07-02 | 1986-07-02 | プラズマト−チ及び該プラズマト−チを用いた光フアイバ用ガラス母材の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6311541A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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-
1986
- 1986-07-02 JP JP15411186A patent/JPS6311541A/ja active Pending
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