JPS6389427A - チューブの内側被覆方法及びその装置 - Google Patents

チューブの内側被覆方法及びその装置

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JPS6389427A
JPS6389427A JP62237568A JP23756887A JPS6389427A JP S6389427 A JPS6389427 A JP S6389427A JP 62237568 A JP62237568 A JP 62237568A JP 23756887 A JP23756887 A JP 23756887A JP S6389427 A JPS6389427 A JP S6389427A
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JP
Japan
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tube
resonator
insulating material
electrically insulating
plasma
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JP62237568A
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ハンス・ラル
ペトラス・フランシスカス・デ・ヨング
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Koninklijke Philips NV
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Philips Gloeilampenfabrieken NV
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    • 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】 本発明は、電気絶縁材料のチューブを貫通する混合ガス
から第2電気絶縁材料を反応析出せしめることによって
前記チューブの内側を前記第2電気絶縁材料で被覆し、
前記チューブ内を往復運動させられかつマイクロ波によ
って発生するプラズマで前記析出を促進する方法に関す
る。
本発明は、電気絶縁材料のチューブを貫通する混合ガス
から第2電気絶縁材料を反応析出せしめることによって
前記チューブの内側を前記第2電気絶縁材料で被覆する
ための装置であって、前記混合ガスを前記チューブに供
給するためのガス供給システムと、前記チューブ内の前
記混合ガス内にプラズマを発生させかつ維持させるため
のマイクロ波発振器及び円筒状のマイクロ波発振器と、
前記チューブの長手方向にプラズマを往復運動させるた
めの手段と、前記チューブを熱的に加熱するための手段
とを備えた装置に関する。
このタイプの装置及び方法は1976年発行の米国物理
学会誌28巻645〜646ページ及び1980年発行
のトピックス・イン・カレント・ケミストリー(Top
ics in Current Chemistry)
89巻107〜131ページに開示されている。これら
参照文献は、プラズマCVD法による光ファイバーの製
造方法に関するものである。この方法において、光導通
材料は、プラズマによって揮発性物質を備える混合ガス
からチューブの内側に第2電気絶縁材料として析出する
。このチューブは、合成のアモルファスシリカ又は、任
意に添加された溶融物によって水晶から製造されたアモ
ルファスシリカ(融解シリカ、石英ガラス)のいずれか
一方からなる。また、前記チューブは、シリカを任意に
添加した溶融物によって水晶から製造されたアモルファ
スシリカ(融解シリカ、石英ガラス)及び前記水晶から
合成して製造されたものの両方から任意に成形してもよ
い。所望の光フアイバー構造に対応して一定量の光導通
材料が析出した後、チューブはつぶされて光ファイバを
導く固体機能を形成する。
上記参照文献に詳細に説明されているように、チューブ
の壁の温度は、光導通材料の固着層を析出するために1
100〜1300°C必要とする。被覆工程中、これら
温度を確保するために、付加的なエネルギー源としての
炉が必要とされる。マイクロ波共振器と同期して被覆さ
れるべきチューブ上を移動する複数の炉又は、マイクロ
波共振器が、炉の内側で、被覆されるべきチューブ上を
移動可能な不動炉は、上記目的のために使用される。
前記した両方の場合におけるマイクロ波共振器はプラズ
マを発生すると共に、融解シリカチューブに沿って往復
運動する。比較的低い温度のために、融解シリカ層の析
出はプラズマの範囲内でのみ行われ、熱による活性化反
応が仮に起こるとしても実際上あまり重要なことではな
い。好適な約1200〜1260”Cを有する必要な析
出温度を維持する方法に関して、上記2つの作用モード
は異なっている。第1の場合において、共振器にフラン
ジ連結された2個の炉は前記共振器と一緒にチューブ上
を移動する。もちろん、チューブは、両末端位置でさえ
、前記2個のチューブ加熱炉がチューブをクランプする
ための手段に対し許されていない加熱を行わない位の長
さを有する必要がある。なぜなら、前記クランプ手段は
、真空密封し、この真空密封を維持しなければならない
からである。
したがって、融解シリカチューブは実際上析出する領域
の少なくとも3倍の長さを必要とする。このことは、非
常に大きな空間を必要とし、更に余分な費用がかかる。
第2の場合において、任意に冷却された共振器が移動す
る不動炉が用いられている。この場合において、析出す
る長さは、チューブの長さよりもほんの僅か短いだけで
あるけれども、前記不動炉ばかなりの内容積を有する必
要があり、その結果、場所をとりそして高価なものとな
る。不動炉の電気的連結パワーは例えば20kW以上で
ある。共振器の長さは、真空における波長のほぼ半分に
相当する。このマイクロ波共振器において、僅かに修正
された同軸モードは、電界線が径方向に延在する場合に
使用される。共振器のマイクロ波エネルギーは軸線方向
のボア部を通って漏れる。したかって遮蔽手段はデバイ
スの外側で検出されるマイクロ波エネルギーを許容限界
以下で保つ必要があるので、上記漏れは不利となる。
更に、前記共振器の不利な点は、共振器の寸法によって
生じる。つまり、基本TEMモードを励起すべきである
のに、与えられた寸法ですでに生じているより高いモー
ド(例えばTE 11モードの同軸導体モード)は励振
に関し電界分布の回転対称形から外れている。非対称形
の析出は避けるべきDiは内直径、 Daは外直径を意
味する)は以下の状態を満足する必要がある: る。しかし、ここにおける内直径は7.1cmで外直径
は3.1cmであるから、Dはすでに5.1 cmとな
る。
したがって、共振器の直径の増加、つまりより大きなチ
ューブ径は危険である。更に不動炉をその後金よりもず
っと大きくする必要が生じる。
本発明の目的は、低エネルギー消費に関する方法及びチ
ューブの内側を被覆するために簡単な構造の装置を提供
することにある。
本発明に関し、この目的は、円筒形共振器内でTE 0
11モードの共振によってプラズマを励起するようにし
て、冒頭に述べられたタイプの方法で達成される。
更に、本発明に関し、この目的は、マイクロ波共振器の
高さに対する直径の比率が、マイクロ波共振器内のTE
 011モードの共振によって決定されるようにして、
冒頭に述べられたタイプの装置で達成される。
与えられるモード及び与えられる波タイプの共振を発生
するために、マイクロ波共振器の高さに対する直径の比
率の選択つまり本発明の場合におけるTE 01,1モ
ードの共振は、バー・マインケ(H。
Meinke) 、エフ・ベニ−・グントラツヒ(FJ
Gundlach)著の1962年発刊の「携帯版高周
波工学」(Taschenbuch der Hoch
frequenztechnik)第2版の461〜4
64ページ及びバー・ブユーシュナ−(H,Pu5ch
ner)著の1964年発刊の「マイクロ波による熱J
 (Wirme durch’mikrowe+1en
)の198〜201ページに開示された式及び図から与
えられる。このことは、例を参照しながら以下詳細に述
べる。
TE 011モードの共振は電界線が集中的に配置され
たモードで励起する。そして同軸モードでは励起しない
。以前に述べた同軸共振器よりかなり大きい本発明の共
振器内の軸線方向ボア部は、マイクロ波を発生するとき
の漏れがなく、したがって本質的により大きく作ること
ができる。例えば、5cmのボア直径に関し、500W
のボア直径に関し、500Wのパワーをもった共振器に
よってプラズマを発生した場合、マイクロ波エネルギー
はボアの端部でほとんど検出されない。
このような共振器は、ボア部を通して不動炉を動かし、
そして炉の外側で共振器を往復運動することを可能にす
る。
一つの実施態様において、炉は、被覆されるべき融解チ
ューブをもった断熱チューブのみである。
次に、吸収されるマイクロ波エネルギーは融解シリカチ
ューブを約1200〜1260”C(第1の連続往復運
動中)で十分に加熱する必要がある。上記目的を達成す
るため、実験を行ったが、内直径2.6cmの融解シリ
カチューブ及び全直径が約5.0cmになるまでこのシ
リカチューブに施される全長3Qcmの商業上有益な絶
縁物で形成されたものにおいて、吸収される約]、、2
kWのマイクロ波エネルギーが必要とされた。
更に、例えば、電気加熱コイルによって、前記炉の部分
的加熱を可能とし、この実施態様において、必要とされ
る熱エネルギーの残りの部分はマイクロ波エネルギーの
吸収によって提供される。
TE 011モードの共振器におけるプラズマの発熱は
同軸タイプのものより大変簡単であり、電力が共振器に
加わった場合、通常自動的にプラズマが発熱する。共振
器のQは同軸タイプのものより実質的に大きく、したが
って、パラメータを変更する場合(例えば融解シリカチ
ューブの温度、プラズマの圧力等の変更する場合)共振
振動数の調整を必要とする。この好適な調整は、共振器
の2枚の端板の一方を内外に移動する電子制御装置によ
って自動的に行われる。すでに述べられたように、共振
振動数は、内側共振空間の全長に依存する。
上記目的を達成するため、前記端板の一端には、電子制
御されたモータを介して駆動される歯付きディスクがフ
ランジ結合されている。このようにすれば安定した方法
で最小反射近くの所望の反射をもって共振器を作用させ
ることができる。
本発明は、析出長さがチューブ長さとほぼ等しくなるよ
うな不動炉の使用を可能にする。
本発明に係る一実施例を以下図面に基づいて詳細に説明
する。
第1図において、融解シリカチューブ1は外側が被覆さ
れていると共に、断熱チューブ2によって覆われ、この
断熱チューブ2上でTE 011モードの共振器3が往
復運動する。断熱チューブ2の両端に付加的な加熱素子
4を備え、この加熱素子4は共振器3の移動の反転地点
での温度降下を補償すると共に、被覆された融解シリカ
チューブ1に沿う最適な温度分布を可能にする。
TE 011モードの共振器3は可動壁面31を有し、
この壁面31は共振周波数を作動周波数に変えるために
動かすことができる。このことは、例えば共振器の固定
部32に対して内又は外へ前記壁31を移動する電動モ
ータ(図示せず)によって行われる。
この電動モータの制御は、反射させられ与えられたマイ
クロ波のエネルギーで行われる。そして前述した内外へ
の移動は矢印5によって示されている。
金属部分31.32に固定されたグラファイトチューブ
6が、共振から漏れるマイクロ波のエネルギーを(それ
がもしあれば)吸収し、それ故許容限度この場合は装置
外で検出できるマイクロ波フィールドのエネルギー密度
以下に減じなければならない。
第2図は、断熱チューブ2の適切な実施例の断面図であ
る。外側に設けた前記断熱チューブ2は共振器の移動を
妨げないようにするため一定の寸法で真っ直くに形成す
る必要がある。この目的を達成するため、好適には2つ
の部分から構成されている。つまり、断熱材料22が、
例えば外直径4.9Cmの融解シリカチューブ21内に
挿入されている。
断熱材料22には内側に孔が設けられており、この孔内
に、被覆をなすガラスチューブ1が嵌合されている。断
熱チューブ2はマイクロ波のエネルギーの顕著な吸収を
呈するべきでない。このことは、例えばファイバーフラ
ックス(Carborundum WerkeGmbH
)のような商業上有益な材料によって保証される。
第1図の装置の作動中、例えば5ick<及び添加剤と
しての02や塩化物からなる混合反応ガスが矢印7で示
される方向で融解シリカチューブ1内へ導入される。プ
ラズマ8の共振器3内でマイクロ波によって発生する。
共振器の往復運動は矢印9によって示されている。プラ
ズマによって吸収され、かつ放射されたマイクロ波エネ
ルギーと反射されたマイクロ波エネルギーとの差から生
じるマイクロ波エネルギーは調整されて、混合ガスから
ガラスを析出することによって融解シリカチューブ1の
内側を完全に被覆するのに必要とされる温度を確保する
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に関し、断熱チューブ上に移動可能な共
振器を配置した状態を示す断面図、第2図は第1図の■
−■線に沿う端面図である。 1.21・・・融解シリカチューブ 2・・・断熱チューブ    3・・・共振器4・・・
加熱素子 6・・・グラファイトチューブ

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、電気絶縁材料のチューブを貫通する混合ガスから第
    2電気絶縁材料を反応析出せしめることによって前記チ
    ューブの内側を前記第2電気絶縁材料で被覆し、前記チ
    ューブ内を往復運動させられかつマイクロ波によって発
    生するプラズマで前記析出を促進する方法において、前
    記プラズマを円筒状共振器内でTE011モードの共振
    によって励起させることを特徴とするチューブの内側被
    覆方法。 2、電気絶縁材料のチューブを貫通する混合ガスから第
    2電気絶縁材料を反応析出せしめることによって前記チ
    ューブの内側を前記第2電気絶縁材料で被覆するための
    装置であって、前記混合ガスを前記チューブに供給する
    ためのガス供給システムと、前記チューブ内の前記混合
    ガス内にプラズマを発生させかつ維持させるためのマイ
    クロ波発振器及び円筒状のマイクロ波発振器と、前記チ
    ューブの長手方向にプラズマを往復運動させるための手
    段と、前記チューブを熱的に加熱するための手段とを備
    えた装置において、前記マイクロ波共振器の高さに対す
    る直径の比率は、マイクロ波共振器内のTE011モー
    ドの共振によって決定されることを特徴とするチューブ
    の内側被覆装置。
JP62237568A 1986-09-26 1987-09-24 チューブの内側被覆方法及びその装置 Pending JPS6389427A (ja)

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DE3632684.4 1986-09-26
DE19863632684 DE3632684A1 (de) 1986-09-26 1986-09-26 Verfahren und vorrichtung zum innenbeschichten von rohren

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JPS6389427A true JPS6389427A (ja) 1988-04-20

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