KR20010053022A - 희토류 금속이 도핑된 광섬유 모재를 제조하기 위한 방법및 장치 - Google Patents

희토류 금속이 도핑된 광섬유 모재를 제조하기 위한 방법및 장치 Download PDF

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Abstract

그 안에 비교적 고농도의 희토류 금속 불순물 재료가 포함된 광섬유 모재를 제조하여, 적은 수의 구멍, 적은 코어 감쇄, 및 높은 주입 에너지 흡수를 갖는 광섬유로 인발 및 가공될 수 있는 광섬유 모재를 제조하기 위한 방법 및 장치가 개시된다. 고농도의 희토류 금속 불순물 재료는 "하이브리드 증기 프로세싱"(HVP) 방법 또는 "하이브리드 액체 프로세싱"(HLP) 방법을 통해 달성될 수 있으며, 상기 방법들은 서로 조합을 이루거나 서로 독립적으로 실행될 수 있다. 상기 HVP 방법은, 희토류 금속 할로겐화물을 충분히 높은 온도에 노출시켜서 기화시키고, 독립적으로 또는 이와 동시에 결과적인 희토류 금속 할로겐화물을 포함한 증기를 헬륨과 같은 본질적으로 미반응 불활성 가스의 유동 스트림에 의해 유리-형성 산화 반응 영역으로 운반하는 것을 포함한다. HLP 방법에 따르면, 제 1 양의 희토류 금속 불순물은, HVP 방법 및/또는 유리관의 내면상에 부착되는 수트층을 형성하기 위해 유리-형성 증기와 혼합되는 희토류 금속 불순물의 다른 증기 소스에 의해 공급된다. 그리고 나서 수트가 부착된 상기 관에, 제 2 양의 희토류 금속 불순물을 포함하는 불순물 용액이 주입된다. 그리고 나서 상기 관은 열적으로 붕괴되어 결과적으로 희토류 금속 불순물이 비교적 고농도로 포함된 광섬유 모재가 형성된다. 상기 장치에는, 고체 상태의 불순물로부터 형성된 증기로서의 희토류 금속 불순물을, 상기 주 유리관내에서 반응시키기 위한 유리 형성 재료의 증기 및 산소와는 별개로, 주 유리 부착관으로 유입시키는 관과 같은 수단이 포함된다.

Description

희토류 금속이 도핑된 광섬유 모재를 제조하기 위한 방법 및 장치 {METHOD AND APPARATUS FOR MANUFACTURING A RARE EARTH METAL DOPED OPTICAL FIBER PREFORM}
본질적으로 광섬유는 매우 얇은 빛의 도관이다. 빛이 일단부로 주입되고, 섬유가 굽혀져 있거나 직선이거나 상관없이, 섬유 내부에서 섬유를 관통하여 전방으로 전파되며 최종적으로는 타단부로 나타나게 된다. 빛을 소정의 패턴으로 섬유내로 주입함으로써, 많은 양의 정보를 넓은 대역폭상에서 기하학적으로 먼 거리를 따라 거의 순간(즉, 광속으로)에 전달할 수 있다. 유용한 광섬유는 얇고, 빠르며, 강건해야함은 말할 필요도 없다.
섬유광학적 모양의 다양성, 형태, 및 복합성이 계속적으로 발전해왔지만, 거의 모든 광학 섬유에서 발견되는 것처럼 중앙에 놓이는 구조물은 클래딩층에 의해 둘러쌓인 광전달 코어이다. 상기 코어 및 클래딩의 굴절률은 제조시에 클래딩의 굴절률이 코어의 굴절률보다 더 작도록 조정된다. 빛이 섬유 코어쪽으로 주입되면, 상기 빛은 코어/클래딩 경계면에서 굴절률 차이를 겪게 되고, 광학 현상에서 "연속적 내부 반사"로 일컬어지듯이 상기 빛은 손실이 거의 없이 코어 쪽으로 "반사"되며 상기 광섬유 하류쪽으로 계속 전파하게 된다.
통상적으로 광섬유의 제조시에 광섬유는, 최종 광섬유와 실질적으로 동일한 기하학적 단면 배열을 갖지만 최종 광섬유의 직경보다 수십배 큰 직경을 갖는 광섬유 모재로부터 인발된다. 모재의 일단부는 노에서 부드러운 연성의 플라스틱 경도로 가열되고, 원하는 섬유 코어/클래딩 치수를 갖는 섬유로 길이 방향을 따라 인발된다.
액티브(active) 섬유, 즉 단일 모드 또는 이중 클래드(clad) 섬유에서 희토류 재료가 도핑된 코어를 구비한 섬유의 제조와는 반대로, 전송 섬유용 섬유 모재 제조 분야에서는, 증기상의 성분들이 수평으로 회전된 내열관으로 공급되어 이 관의 내면상에 1 이상의 내부 유리층을 형성하는 화학 증착 공정을 이용하여 고품질의 섬유를 제공하면서도 비용을 낮출 수 있는 고속 제조 기술이 개발되어 왔다. 맥케스니(MacChesney) 등의 특허 제 4,909,816 호와 이의 동반 특허 제 4,217,027 호 및 제 4,334,903 호에는, 수정된 화학 증착(MCVD) 공정이라고 일컬어지는 실시예들이 개시되어 있으며, 상기 수정된 화학 증착 공정이라는 이름은 유리 모재의 제조시에 이용되는 종래의 CVD 공정 뿐만 아니라 일반적인 반도체 유형의 CVD 공정과 구별하기 위하여 이름 붙여졌다. 이러한 특허에는 미국특허 제 3,775,075 호 및 제 3,826,560 호에 개시된 소위 "수트(soot)" 즉 외부 증착(OVD) 공정이 논의되며, 이 공정은 상기 MCVD 공정의 이용에 의해 향상된다. 특허 제 4,909,816 호는, 증기상으로부터의 반응 생성물이 내열관의 주변내에 있는 가스 스트림내에서 유리 전구체 미립자를 형성하고 이어서 이 미립자들이 가열 영역 또는 소스의 하류측에서 내열관의 내면상에 부착되는 보다 현저한 균질 반응을 일으키는 것에 관한 것이다. 그리고, 부착된 미립자들은 가열 영역을 통과함으로써 내열관 표면상에 투명한 유리층으로 합쳐진다. 이것은 유리 모재를 제조하기 위해 사용된 종전의 CVD 공정과는 구별되는데, 종전의 CVD 공정에서는, 초기에 유리 내열관의 주변내에 형성되는 유리 미립자들과는 반대로, 초기에 내열관의 내면상에 형성된 유리 미립자들이, 연속적으로 소결되어 유리층을 형성하는 수트층을 형성하거나 직접적으로 유리층을 형성하여 모노리스 유리를 형성함에 있어서 혼합 공정으로써 설명된다. 고온 이동 영역을 경유하여 반응 영역의 온도를 증가시킴으로써 MCVD 공정의 균질 반응이 현저하게 달성된다. OVD 공정상에 MCVD 공정을 접근시키는 방법의 장점은 부착된 유리층으로부터 수소 포함 성분, 수증기, 및 다른 오염물질들을 제거한다는 것이다. MCVD 공정은 안드레코(Andrejco) 등의 미국 특허 제 4,257,797 호에 간략하게 설명되어 있고, 1985년 팅케 리(Tingye Li) 가 편집한 섬유 제조 제 1 권 "광섬유 통신"이라는 책(아카데미 출판사)의 1-64 페이지에 특히 자세히 설명되어 있으며, 본 명세서에서 참고자료로 포함되어 있다.
특허 제 4,909,816 호의 관점으로부터, 연속적인 섬유 인발과정을 통하여 섬유를 대량 규모로 생산하기 위해 유리 모재의 생산성을 보다 높이는 것은, 유리층 형성을 위해 반응 온도를 증가시키고, 관 회전 속도를 증가시키고, 부착된 유리층을 소결시키고, 회전하는 동안 부착된 유리층으로부터 수화 오염의 효과를 최소화하고, 및 관을 붕괴시켜 모재를 형성하는 과정을 포함하는 연속적이며 끊이지 않는 공정 과정이 제공됨으로써 달성될 수 있다. 고속 공정 접근 방법은 전송 섬유 제조에 상당히 이용될 수 있지만, 특히 높은 레벨의 희토류 불순물 재료 또는 보조 불순물 재료(codopants)가 내열관의 내면상에 부착된 층 또는 층들에 포함되는 것이 요구되는 액티브 섬유 제조에는 바람직한 접근 방법이 아니다. 액티브 광섬유는 섬유 레이저 적용시 신호 증폭의 목적을 위한 섬유 이득 매체로서 사용되며, 또한 액티브 광섬유는, 4f 희토류 원소(즉, 원자 번호 57-71 의 란탄족 계열의 원소), 예를 들어 에르븀 또는 이테르븀이 도핑되거나 에르븀 및 이테르븀이 함께 도핑된 코어 구성을 갖는 단일 모드 섬유 또는 이중 클래드 섬유로 이루어진다. 희토류 불순물 재료의 특정 농도 및/또는 혼합물을 선택적으로 사용함으로써, 빛의 특정 파장 범위에 대한 코어의 분광 흡착성이 원하는 특정 부분으로 한정될 수 있따. 적절한 클래딩 모양으로 둘러쌓여 적절하게 조화된 코어는 적절한 주입 소스와 결합하여 광 레이징 및/또는 광 증폭 기능을 위한 기초를 제공한다. 예컨대, 섬유광학 원격통신 프로젝트에서 신호 증폭을 위한 필요성에 대해 고려할 때, 이러한 광 증폭 기능을 할 수 있는 광섬유가 바람직하다. 불행하게도, 특히 코어에서 높은 레벨의 농도로 희토류 도핑을 하는 것은 용이하게 수행되지 않는다.
희토류 재료가 도핑된 광섬유 모재를 제조하기 위한 다양한 방법 및 변형예들이 개발되어 왔다. 이러한 방법들의 예들이 1985년 2월 26일에 밀러(Miller) 등에게 허여된 미국특허 제 4,501,602 호, 1986년 10월 14일에 맥케스니 등에게 허여된 미국특허 제 4,616,901 호, 1993년 8월 17일에 버키(Berkey) 등에게 허여된 미국특허 제 5,236,481 호, 1997년 3월 11일에 브루스(Bruce) 등에게 허여된 미국특허 제 5,609,665 호, 및 1989년 5월 2일에 맨스필드(Mansfield) 등에게 허여된 미국특허 제 4,826,288 호에 개시되어 있다. 그럼에도 불구하고, 현재 실시의 경우에는, 특히 대표적인 희토류 원소 네오디뮴(Nd)의 경우에, 제한된 전체적인 도핑 레벨에서 고농도의 희토류 불순물 재료를 포함시키는 것이 매우 어렵다.
문제점 중의 하나는, 가장 흔히 실시되는 모재 제조 방법들 중 하나인 MCVD 에서, 희토류 불순물 재료를 포함하는 증기를 생성하고 층으로서 부착시킬 필요가 있다는 것이다. 현재의 실시의 경우에는, 상대적으로 낮은 증기압 이외의 어느것도 생성시키는 것이 어려우며, 궁극적으로는 대응적으로 낮은 농도의 희토류 불순물 재료를 포함하게 된다. 높은 농도의 희토류 불순물 재료를 달성할 수 없다면, 섬유광학 레이저 및 증폭기의 설계에서 요구되는 기준들인 적은 수의 구멍, 적은 코어 감쇠, 및 높은 주입 에너지 흡수를 갖는 광섬유를 제조할 수 없게 된다.
부가적으로, 구체적으로는 섬유광학 레이저에 관하여, 적절한 섬유 광학 모재가 제조된다고 하더라도, 이 모재로부터 인발된 섬유의 레이징 효율은 여전히 다른 양상을 나타낼 수 있다. 섬유 레이저의 성능은, 다른 액티브 또는 비선형 도파관에서처럼, 주입 방사에너지가 섬유 코어에 존재하는 액티브 재료에 의해 흡수되는 효율과 밀접한 관계가 있다. 초기의 섬유 레이저에서는, 섬유 내로 주입된 상당한 양의 방사 에너지가 코어내로 통과하지 못해서 코어의 레이징 효과에 기여하지 못하였다. 이와 관련하여, 특히 이중 클래드 섬유의 내부 클래딩의 단면 모양과 관련하여, 내부 클래딩 및 십자형을 따라 전파되고, 도핑된 코어에서 흡수되는 빛과 코어의 상호작용의 빈도를 더 크게 하는 패턴의 내부 반사를 달성할 수 있는 다양한 단면의 섬유 광학적 모양이 성공적으로 개발되었다. 예컨대, 1989년 3월 21일 스니쩌 등에게 허여된 미국특허 제 4,815,079 호 및 1996년 7월 2일 엠. 에이치. 뮌델(M. H. Muendel)에게 허여된 미국특허 제 5,533,163 호가 참조된다. 그러나, 상기 지식을 기초로 하여 섬유를 설계하는 것은 모재 형성에 있어서 부가적인 제조 단계들을 필요로 한다. 섬유 코어에서의 흡수를 향상시키기 위해 내부 클래딩에서의 빛 산란을 향상시키는 것을 포함한 이러한 부가적인 단계들의 부담을 감소시키는 개발이 바람직하다.
본 발명은 소정의 증가된 양의 희토류 불순물 재료가 포함된 광섬유 모재의 제조를 위한 방법에 관한 것으로서, 상기 희토류 불순물 재료는 비교적 고농도로 포함되어 있으며 모재 단면의 기하학적 모양은 스크램블을 우수한 방식으로 향상시키도록 설계된다.
도 1 은 본 발명에 따른 방법의 실시에 있어서 중공 지지 내열관의 내면상에 수트 또는 무정형의 모노리스 유리층 또는 유리층들을 부착시키기 위한 기상증착 (VPD) 장치의 개략적인 도면이다.
도 2 는 본 발명의 실시예에 따라 제조되고 이어서 유리 모재로 수축되는 광섬유 모재의 개략적인 단면도이다.
도 3a 는 유리 모재를 광섬유로 인발하는 것을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3b 는 부가적인 클래딩 재료 및/또는 폴리머 보호층(들)을 도 3a 의 인발된 광섬유로 피복시키기 위한 장치의 개략적인 단면도이다.
도 4 는 본 발명의 실시예에 따라 제조된 광섬유에 있어서 감쇠 데이터 대 파장의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 5a 는 본 발명의 실시예에 따라 제조된 이중 클래딩 광섬유의 개략적인 단면도이다.
도 5b 는 본 발명의 다른 실시예에 따라 제조된 다른 이중 클래딩 광섬유의 개략적인 단면도이다.
도 6 은 본 발명의 실시예를 실행하는데 있어서 유용한 희토류 염화물 용기 또는 보트의 사시도이다.
도 7 은 도 1 의 유리관 운반 시스템의 제 1 변형예이다.
도 8 은 도 1 의 유리관 운반 시스템의 제 2 변형예이다.
본 발명에 따르면 광섬유 모재의 제조를 위한 방법으로서, 비교적 고농도의 희토류 불순물 재료를 그 안에 포함시켜서, 적은 수의 구멍, 적은 코어 감쇄, 및 높은 주입 에너지 흡수를 갖는 광섬유로 인발 및 가공될 수 있는 방법이 제공된다. 실제에서는 고농도의 희토류 불순물 재료가 소위 "하이브리드 증기 프로세싱" (HVP) 방법 또는 "하이브리드 액체 프로세싱" (HLP) 방법 중 어느 하나를 이용함으로써 달성되며, 상기 각 방법들은 서로 독립적으로 또는 서로 조합하여 시행될 수 있다. 본 발명에서 적용되는 방법들은 단일 모드 섬유 및 이중 클래드 섬유를 포함한 대부분 유형의 섬유의 기하학적 모양을 위한 유리 모재를 형성할 수 있다. HVP 방법은, 고체 형태의 희토류 염화물을 충분히 높은 온도에 노출시켜 기화시키고, 이와 동시에 결과로서 생기는 희토류 염화물을 포함한 증기를 헬륨과 같은 실질적으로 미반응 불활성 가스의 유동 스트림에 의해 중공 내열관의 구멍내에 있는 산화반응 영역으로 운반하는 것을 포함한다. 유리 형성 재료, 예컨대 SiCl4의 증기가 반응 영역내로 동시에 유입된다. 반응 영역의 온도를 조절함으로써, 수트층 형태로 부착되거나 모노리스의 소결된 유리층으로 부착되거나 간에, 특허 제 4,909,816 호 및 초기의 특허에서 개시된 것처럼 1 이상의 유리층이 직접적으로 부착될 수 있다. 수트층은, 희토류 염화물을 포함한 증기 및 유리 형성 재료의 증기로 이루어진 성분들을 산화시킴으로써 내열관 구멍의 내면상에 부착된다. 그 이후에 상기 중공관이 붕괴되어 광섬유 모재가 형성된다.
본 발명에서 사용된 것처럼, "수트층"이라는 용어는 다량의 다공성을 갖고서 부착된 층이며 유리층 또는 무정형층을 형성하기 위해 완전히 소결되지 않기 때문에, 고온의 소결 단계 이후에 형성된 모노리스 유리층에서 발견되는 광학적 투명성, 광학적 성질, 및 균질성이 부족하다.
HVP 방법의 중요한 특징은, 기상 증착(VPD) 공정에서 유입된 유리 형성 재료의 산화물 또는 산소와 혼합하기 전에, 고체 형태의 희토류로부터 희토류를 포함한 증기가 공급되는 희토류 불순물 운반 시스템을 사용한다는 것이다. 특허 제 4,909,816 호 및 그 동반 특허에서와 같은 종래의 방법에서는, 희토류 증기가 산소 또는 산화물과 거의 즉시에 접촉하게 된다. 이것은 내열관의 내부에 부착된 수트층의 성분에서 그 균일성에 명확하고 상당한 영향을 나타냄이 발견되었다. 균질제로서의 기능을 하는 중간물의 포함은 말할 것도 없고, 연속적이고 반복가능하도록 희토류 성분을 균일하게 포함시킬 수 없게 된다. 본 발명의 HVP 방법은 본 발명의 새로운 운반 시스템을 사용함으로써 균일하고 반복가능하게 희토류 및/또는 중간물 성분들을 비교적 높은 레벨의 농도로 포함시켜서, 높은 광학적 균질성을 갖는 층이 형성된다. 높은 광학적 균질성은 부착 및 소결된 결과적인 모노리스 유리층이, 부착된 유리 재료에서 폭 방향으로 약 2 ㎛ 미만의 불규칙성을 갖는 것을 의미한다. 이보다 크게 되면 이종성을 갖는다고 하고, 유리 재료가 완전히 반응하지 않으며, 중간물 및 희토류 불순물이 균일하고 유리 성분들이 균일하게 혼합된 무정형의 모노리스 유리층으로 충분히 변형되지 않는다는 점에서 만족스럽지 못하다고 생각된다.
HLP 방법은 제 1 양의 희토류 불순물 재료를 포함한 유리층 또는 유리층들을 , 수트층 또는 수트층들을 내면상에 형성하는 내열관의 내면상에 부착시키는 방법에 관한 것이다. 상기 층(들)은, 연속적인 모노리스 유리층으로 변형됨이 없이 다중 구멍을 가지며 수트 점도를 제공하는 온도에서 부착된다. 이러한 단계는 HVP 방법 또는 종래의 표준 VPD 공정을 이용하여 실행될 수 있다. 어느 경우에서나, 수트가 부착된 내열관이 모재 라스(lath)로부터 제거되고 제 2 양의 희토류 불순물 재료로 정식화된 불순물 용액이 주입된다. 그리고 나서 상기 관이 모재 라스로 반송되어, 불순물이 주입된 층(들)을 소결시키기 위해 가열되고 그 이후에 붕괴되어, 실질적으로 상기 제 1 양 및 제 2 양의 희토류 불순물 재료를 포함하는 최종적인 희토류 불순물 재료를 갖는 광섬유 모재가 형성된다.
HVP 또는 HLP 방법에 따라 제조된 광섬유 모재는 형성된 그 모양으로 이용될 수 있으며, 또는 유리 모재의 광학적 성질, 예컨대 빛 산란 메커니즘에서 변형을 도입하기 위해 모재가 섬유로 인발되기 전에 모재의 기하학적 모양을 바꿀 수도 있다. 섬유 인발 공정과, 이중 클래드 모재를 인발하는 경우에는 외부 클래딩층의 형성, 단일 모드 섬유를 인발하는 경우에는 슬리브의 형성 전에, 모재의 모양을 바꾸기에 가장 적절한 적어도 하나의 종방향면을 따라서 단순한 평면 또는 오목면을 형성하기 위해 기계적 연마 또는 화학적 방법이 이용될 수 있다. 1 개의 평면보다 많은 평면이 유리 모재의 대향 종방향면상에 적용될 수 있다.
이와 같은 관점에서, 본 발명의 중요한 목적은, 비교적 고농도의 희토류 불순물이 포함되고, 특히 유리 섬유 모재의 제한된 전체 도핑 농도가 모재로부터 제조된 광섬유에서 적은 수의 구멍을 달성하기에 충분한 레벨인 광섬유 모재의 제조를 위한 향상된 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은, 유리 형성 재료가 회전되는 내열관의 내면상에 부착되는 영역과 근접한 영역에서 희토류 재료의 고체 상태 소스를 기화시킴으로써 희토류 불순물(들)이 향상되고 보다 높은 레벨로 포함되는 광섬유 모재의 제조 방법을 제공하는 것이다. 희토류 불순물을 포함한 상이한 증기를 내열관의 반응 영역으로 각각 공급하기 위해 이러한 1 이상의 희토류 소스가 사용될 수 있다.
본 발명의 또다른 목적은, 희토류 증기 도핑에 의해 수트층이 부착되고 그 이후에 희토류 용액이 도핑되게 함으로써 희토류 불순물 재료가 그 안에 포함되는 광섬유 모재의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은, 보다 빠른 입자 형성 산화 반응이 일어나는 것을 감소시켜서 궁극적으로 균일한 모노리스 유리층(들)을 형성하는데 가장 적합한 수단을 포함하는 기상 증착 공정을 특징으로 하는 광섬유 모재의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은, 비교적 수분 오염이 적은 것을 특징으로 하는 광섬유 모재의 제조 방법을 제공하는 것이며, 이것은 모재 제조에서 흔히 사용되는 할로겐-기재의 불순물 재료(예컨대, 알루미늄 염화물, 희토류 염화물 등)의 고유 습기 민감도에 기인한다.
본 발명의 또다른 목적은, 불순물로서 희토류 시클로펜타디에나이드(CP3) 및/또는 유도체가 이용되는 것을 특징으로 하는 광섬유 모재의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은, 다른 단계들 중에서, 고체 상태의 희토류 할로겐화물, 즉 희토류 염화물이 충분히 높은 온도에 노출됨으로써 기화되고, 본질적으로 미반응 불활성 가스(예컨대, 헬륨)에 의해 산화 반응 영역으로 운반되며, 이와 동시에 증기 형태의 유리 형성 재료가 상기 산화 반응 영역으로 유입되는 것을 특징으로 하는 광섬유 모재의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은, 광학적 특징을 변화시키기 위해 모재의 기하학적 모양을 변화시킴으로써 광섬유 모재를 변형시키는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 상술된 특징 및 다른 특징들은 이하 첨부 도면에서 도시된 본 발명의 여러 바람직한 실시예의 보다 자세한 설명으로부터 명백해질 것이다.
본 발명은 이중 클래드 섬유를 형성하기 위해 인발된 모재의 제조에 직접적으로 적용가능하지만 단일 모드 섬유 또는 다중모드 섬유를 포함한 다른 유형의 섬유용 모재의 제조에도 또한 적합하다. 특히, 여기서 개시된 방법들은 섬유 코어에서 희토류 도핑을 향상시키는 것과 관련이 있기 때문에, 본 발명의 실시예들은 섬유 증폭기 또는 섬유 레이저와 같은 액티브 이득 매체로서 이용되는 단일 및 이중 클래드 섬유에 특히 적용가능하다. 설명의 목적을 위해 섬유 이득 매체의 대표적인 실시예들이 도 5a 및 도 5b 에 도시되어 있다. 그러나, 여기에서 사용되는 주요 방법들은, 구성요소 또는 성분이 HVP, HLP, 또는 HVP 및 HLP 방법에 의해 향상되는 희토류 재료의 향상뿐만 아니라 섬유 유리 모재에서의 다른 구성요소 또는 성분들을 향상시키는데에도 적용할 수 있다. 그 예로서, 희토류 성분 대신에 내부관 표면상에 부착되는 유리 형성층에 인의 포함을 향상시킬 수 있다.
도 5a 및 도 5b 에 단면으로 도시된 것처럼, 고에너지 섬유 증폭기 또는 레이저용으로 유용한 이중 클래드 섬유는 코어(14), 내부 클래딩(5), 외부 클래딩(40), 및 선택적으로 보호 외부 재킷(50)을 포함한다. 선택적으로, 상기 이중 클래드 섬유 설계에는, 코어(14)와 클래딩(5) 사이의 경계를 형성하는 비교적 얇은 단면의 부가적인 내부 클래딩층(12)이 포함될 수도 있다. 도 2 의 모재(10")와 같은 유리 모재로부터 인발된 섬유 부분은 도 5a 및 도 5b 에서 도면부호 10 으로 표시된다.
코어(14)의 굴절률 n1이 내부 클래딩(5)의 굴절률 n2보다 큰 경우, 전파되는 방사는 전반사에 의해 대부분 코어(14)의 내부에 구속될 수 있다. 내부 클래딩(5)은, 굴절률 n2를 갖는 내부 클래딩(5)과 보다 낮은 굴절률 n3를 갖는 외부 클래딩(40) 사이의 경계에서 일어나는 방사의 내부 반사에 의해 도파관으로서 기능한다. 내부 클래딩의 목적은 내부 클래딩내로 주입된 방사를 구속해서, 상기 방사가 섬유의 길이를 따라 전파함에 따라 코어(14)와 반복적으로 교차하도록 하는 것이다. 코어(14)와의 교차와 더불어, 주입광으로도 지칭되는 상기 방사의 일부분은 코어(14)에 포함된 액티브 이득 불순물(예컨대, 희토류 불순물)에 의해 흡수된다. 광섬유의 길이는, 주입된 방사를 가능한한 많이 흡수하는 이러한 다수의 코어 상호작용을 고려하여 통상적으로 수십, 가능하게는 수백 미터이다.
현재의 이중 클래드 섬유 레이저는 양호한 결과를 나타내지만, 이러한 양호한 결과는, (1)섬유의 코어에서 액티브 이득 불순물 재료(예컨대, 희토류 불순물 재료)의 농도를 증가시키고 및/또는 (2)섬유의 단일 모드 코어에서 광 흡수 상호작용의 빈도를 보다 높이기 위해 섬유의 기하학적 모양을 단순하게 설계함으로써 향상 및/또는 보다 비용-효과적으로 달성될 수 있다.
비록 최종적인 이중 클래드 섬유 레이저가 궁극적으로 관심을 갖는 산물이지만, 본 발명의 실시예는, 섬유의 중앙에 위치한 광학 스트랜드(10), 즉 섬유 코어 및 내부 클래딩 구조를 포함하는 스트랜드가 인발되는 광섬유 모재(10")의 설계 및 제조에 초점을 맞추고 있다. 당업계에 공지되어 있는 것처럼, 봉과 같은 모재(10")의 구조적 및 성분적 구성은, 단면의 직경상으로는 크게 감소되지만, 모재(10")로부터 인발되는 보다 긴 필라멘트 섬유(10)로 정확하게 옮겨질 수 있다.
희토류 할로겐을 높은 증기 압력 및 실질적으로 산화물과 습기가 없는 환경하에서 유리 형성 반응 영역으로 운반하는 것과 관련된 방법(즉, 하이브리드 증기 프로세싱(HVP) 방법)에 의해서, 또는 수트 부착 및 용액 도핑 프로세싱을 혁신적으로 조합하는 것과 관련된 방법(즉, 하이브리드 액체 프로세싱(HLP) 방법)에 의해서, 고농도의 액티브 이득, 즉 희토류 불순물 재료가 광섬유 모재내로 포함될 수 있음이 발견되었다. 상기 방법들은 독자적으로 또는 서로 조합하여 사용될수 있다.
본 발명의 HVP 방법에 따르면, 바람직하게는 높은 증기 압력을 갖는 희토류 염화물 증기와 같은 산화가능한 희토류 할로겐이, 산소가 조절되고 습기가 없는 환경의 고온하에서, 고체 상태의 희토류 할로겐을 기화시킴으로써 직접적으로 생산된다. 이러한 간소화된 공정은, 예컨대 산화가능한 희토류 증기들이 맥케스티 등의 미국특허 제 4,616,901 호에 개시된 것과 같은 종래의 흔한 다단계 공정에서 생성될 때 쉽게 되풀이될 수 없는, 효율, 균일성, 및 농도 산출에 있어서의 장점을 제공한다.
도 1 에 도시된 것처럼, 본 발명에 따른 기상 증착(VPD) 장치는 새롭게 설계된 운반 시스템(20)을 이용하며, 이 운반 시스템은, 복수의 다중-동심 석영 유리관(200, 220, 240)들과, 내부의 동심 운반관(200, 220)들의 각 출력단부를 밀봉하는 ,예컨대 투과성 석영 유리 프릿 경계면 또는 다른 불활성의 투과성 재료인 순류/반-역류 조정기(202, 222)를 포함한다. 본질적으로, 본 발명을 구성하는 HVP 장치의 다중-동심 운반 시스템(20)은 다양한 증기를 포함하는 가스상태의 재료를 외부 동심 운반관(240)을 통하여 공급되는 산소의 역류에 의한 오염없이 쿼트관(5)의 구멍내로 조절되게 운반하게 한다. 이러한 방법으로, 운반관(220, 220)으로부터 제공된 오염되지 않은 굴절률 및 희토류 불순물의 증기가, 관(5)의 길이를 따라 한정가능한 반응 영역(5B)에서 버너(340)의 영향하에서, 내면(5A)상에 1 이상의 모노리스 유리층이나 다른 미립자 또는 수트층을 형성하도록 외부 운반관(240)을 경유하는 다른 가스 및 증기를 포함한 유리 형성 성분들과 첫번째로 반응된다.
작은 수정이 가해진 VPD 장치는 다양한 기상증착 공정들의 수행을 고려함에 있어서 유연하다. 예컨대, HVP 방법을 실행하는데 있어서, 어셈블리(42)가 차단, 격리, 제거, 또는 "오프-라인(off-line)"되고, 희토류 염화물과 같은 고체 상태의 희토류 할로겐은 중앙 운반관(200)내에 위치한 보트(32)내로 적재된다. 다른 방법으로는, 부착된 유리 또는 수트층내로 희토류 재료를 보다 향상되게 포함시키는데 있어서, 희토류 증기 공급 소스(42)가 보트(32)로부터 희토류 염화물을 기화시키는 것과 결합하여 활성화 또는 "온-라인"될 수도 있다. 그러나, 이러한 희토류 염화물 공급 소스들은 서로 독립적으로 사용될 수 있다.
본 발명의 중요한 특징은 희토류 염화물 보트를 사용한다는 것이다. 액체 상태로 변형될 고체 상태의 희토류 재료들을 높은 증기압하에서 증기로서 사용하는 것은 새로운 것이 아님이 주시된다. 예컨대, 맥케스니 등의 미국특허 제 4,666,247 호에서 보면, 용융된 실리카 석영으로 이루어진 관형 챔버(24)에는, 이 챔버(24)의 출력 단부에 위치하여 상기 챔버(24)내로 오염물질의 진입을 막는 실리카 울(wool)(25)을 사용함으로써 실질적으로 산소가 없는 환경에서 가열기(18)에 의해 약 1000℃로 가열된 희토류 분말 또는 액체 성분(NdCl3)이 포함된다. 그러나, 이러한 접근 방법의 난점은, 상기 공정을 수행함에 있어서 희토류 재료를 소비함에 따라, 덩어리, 더미, 또는 불규칙한 형태의 희토류 물질의 표면적이 시간이 지나면서 변하게 되고 , 그 결과로 상기 공정내로 유입된 희토류 불순물의 농도가 시간이 지남에 따라 변하게 된다는 점이다. 일정하지 않은 경계면을 갖는 희토류 액체 풀에 대해서도 동일한 사실이 적용된다. 증기 상태를 갖는 희토류의 전체 양은 온도, 주어진 온도에서의 증기 압력, 및 노출된 형태의 희토류 성분의 표면적의 함수이다. 분말 또는 액체 형태의 희토류 성분을 이용하는 특허 제 4,666,247 호에 개시된 용융된 관 챔버의 경우에, 고체 또는 액상의 성분이 분산됨에 따라 전체 표면적이 감소하기 때문에 노출된 표면적의 변화가 있게 된다. 그래서, 시간이 지나면서 공급된 기화되는 희토류의 균일성을 조절하기 위하여, 도 6 에 도시된 것처럼, 희토류 고체 물질(36)이 시간이 지나면서 분산될 때 2 차원의 폭(38) 및 길이(40)가 일정하게 남아 있는 캐비티(34)를 구비한 제거가능한 보트(32)가 사용된다. 그 결과로, 다른 보트에 의해 대체될 때까지, 보트(32)에 존재하는 희토류 물질의 수명을 통하여 기화된 일정한 표면적이 남아 있게 되고, 이는 특허 제 4,666,247 호에서는 가능하지 않은 사실이다. 희토류 물질(36)을 석영 보트(32)의 캐비티(34)내로 적재함으로써, 기상증착 공정이 여러번 수행될 수 있고, 기화되는 노출 표면적이 실질적으로 동일하게 남아 있게 되어, 신뢰성 있는 "배치-투-배치(batch-to-batch)" 균일성이 보장된다.
운반 시스템(20)에 사용되는 보트(32)를 준비하기 위하여, 용융된 희토류 분말이 캐비티(34)내에 준비되고, 보트(32)의 치수(38, 40)를 갖는 일체화된 고체 형태의 희토류 염화물이 형성된다. 이러한 준비는 예컨대 산소가 없이 헬륨과 같은 불활성 환경에서 약 900℃ 로 수행된다. 준비 과정에서는 먼저, 분말 형태의 희토류 물질 예컨대 Yb 를 포함하는 밀봉된 챔버에 상기 보트가 놓여진다. 그리고 나서, 상기 참버에 할로겐 가스, 예컨대 Cl2및 불활성 운반 가스, 예컨대 He 이 공급된다. 상기 챔버의 온도는, 다음 식에 따라 수증기 및 산소를 챔버 배기 시스템을 통하여 제거하도록 하기 위하여 약 500℃ 로 높여진다.
Yb(OH)3→ YbCl3+ 6H2O
이러한 형태의 희토류 물질이 매우 바람직한데, 그 이유는 산소를 포함하지 않아 낮은 증기압이 제공되기 때문이다. 희토류 물질에 산소가 포함되면 그 증기압이 증가하게 된다.
희토류 분말을 용융시키고 도 6 에 도시된 것처럼 2 차원적으로 (38) 및 (40 )의 치수를 갖는 노출 표면을 갖도록 하기 위하여, 보트의 온도는 추가로 약 900℃ 로 증가된다. 그리고 나서, 산화 분위기에 지연된 노출을 방지하기 위하여, 준비된 상기 희토류 보트는 냉각되고 직접적으로 운반되어 운반관(200)내에 배치된다. 순류/반-역류 경계면(202)을 제거함으로써 보트(32)를 관의 하류측 단부에 삽입하고, 관 단부내로 보트(32)를 삽입한 후에, 동일한 경계면으로 대치하거나, 또는 낡은 경계면이 그 외면상에 부착된 산화물에 의해 현저하게 방해를 받는다면 새로운 조정기로 대치시킨다. 경계면을 배치하고 운반 시스템(20)을 재조립한 후에, 가열기(360)가 낮은 온도(500℃)로 작동됨과 함께 불활성 가스 유동이 시작되어, 운반 시스템(20)으로 운반하는 동안 흡수된 임의의 습기 및 산소를 제거한다. 그리고 나서, 보트(32)로부터 증기 상태의 희토류 물질을 생성 및 운반하기 위해, 가열 소스가 약 1000℃ 의 온도를 나타내어, 불활성 가스, 즉 헬륨에 의해 운반된 높은 증기 상태의 희토류 물질이 제공된다. 그래서, 희토류 성분을 위해 제공된 낮은 증기압의 고체 소스의 가공은 습기 또는 산소로 인한 어떠한 오염없이 시행된다.
이전에 사용된 보트는, 부가적인 희토류 물질을 보트에 남아있는 희토류 물질에 첨가하고, 재충전된 보트를 탈수 및 탈산화시키고, 그 이후에 상기 희토류 물질을 용융시켜 하나의 덩어리로서 물질을 일체화함으로써 희토류 물질로 재충전될 수 있다.
도 1 에 도시된 것처럼, 헬륨과 같은 불활성 운반 가스가 도시되지 않은 소스로부터 질량 유동 조절기(112, 114)를 통하여 각각 저장기, 공급기, 또는 탑(122, 124)으로 주입된다. 질량 유동 조절기는 당업계에 공지되어 있는 전자 유동 조절 가스 소스이다. 탑(122, 124)은 다양한 종류의 증기를 포함하는 가스 소스로서의 역할을 한다. 도시된 실시예에서, 탑(122)은 굴절률 수정 재료인 AlCl3증기와 같은 중간물(균질제)의 소스이다. GA, In, As, 및/또는 Sb 할로겐 증기들과 같은 다른 중간물 또는 중간물들의 혼합물이 사용될 수 있다. 이러한 중간물은 유리 형성 과정에서 성분을 혼합할 때 균질성을 제공한다. 단순성을 위해 단지 하나의 중간물 소스가 본 실시예에 도시되어 있지만, 그 혼합물 또는 다른 소스들이 조절기(116)로부터의 불활성 운반 가스와 함께 사용될 수 있다. 탑(124)은 희토류를 포함하는 희토류 킬레이트 증기 소스이다. 도시된 것처럼, 특히 유용한 희토류 포함 증기는, 예컨대 Yb(C5H5)3나 Er(C5H5)3또는 이와 같은 희토류 증기들의 혼합물과 같은 "희토류"- 시클로펜타디엔일(RE-CP3) 증기이다. 상기 "희토류"- 시클로펜타디엔일 화합물의 화학식은 RCP3이며, 여기에서 CP3는 탄화수소(C5H5)3이고 R은 네오디뮴(Nd), 이테르븀(Yb), 에르븀(Er), 툴륨(Tm), 홀뮴(Ho), 및 사마륨(Sm)과 같은 희토류 원소이지만 이에 한정되는 것은 아니다. 네오디뮴 시클로펜타디엔일 증기가, 유용한 액티브 이득, Nd-시클로펜타디에나이드 불순물을 형성하기 위해 1000℃ 보다 높은 온도로 산화될 수 있다는 점에서 희토류 킬레이트 증기 소스(124)로서 바람직하다.
탑(122, 124)은 약 220℃ 의 영역에서 최대 온도로 가열되는 것이 바람직하다. 물론, 다른 희토류 화합물 각각에 대해서는 증기압의 차이로 인하여 다른 온도를 필요로 할 수 있다.
도 1 에 도시된 것처럼, 탑(122, 124)으로부터 나오는 기상의 이러한 소스 물질들은 3 방향의 꼭지(132, 134)를 통하여 각각 운반 시스템(20)으로 공급된다.
예컨대, 헬륨과 같은 부가적인 불활성 운반 가스가 조절기(110)로부터 라인(144) 및 멈춤꼭지(130)를 통하여 공급되어 운반관(200)으로 공급되는 불활성 가스의 양을 조절할 수도 있다.
멈춤꼭지(132, 134)는, 증기 스트림을 회전관(5) 및 이의 가열 영역으로 구성된 CVD 반응기로 이어진 운송 라인으로 전환하기 전에, 탑(122, 124)이 원하는 평형 가스 유동 및 온도 상태에 이르게 될 때 중간물(AlCl3) 및 희토류 킬레이트 증기를 각각 배출하기 위한 구멍을 갖는다. 서로 독립적으로 조절가능한 멈춤꼭지(132, 134)는, 희토류 물질을 포함하는 수트의 부착이 시작될 때뿐만 아니라 원하는 만큼의 부착이 종료된 후 증기의 공급을 차단할 때, 원하는 혼합 증기 스트림을 반응기 시스템으로 전환시키는데 사용된다.
운송 라인(142, 144)으로 들어가는 증기 물질은, 각각의 질량 유동 조절기(116, 110)를 통해 라인(142, 144)에 주입되는, 헬륨과 같은 불활성 운반 가스에 의해 그 안에서 운송된다. 이러한 운송 라인들은 당업계에 공지되어 있다. 예컨대, 운송 라인(142, 144)은 1.5 inch(3.8 cm) 구리관에 의해 둘러쌓인 0.25 inch(0.63 cm) 직경의 테플론(Teflon) 라인으로 이루어진다. 상기 운송 라인(142, 144)의 온도는, 운반되는 증기 물질이 그 안에서 응축하지 않을 정도로 충분히 높게 유지된다. 이와 관련하여, 운송 라인(142, 144)에서의 온도를 약 2 ℃ 내지 3℃ 내에서 제어하기 위해 열전쌍 온도 센서가 사용될 수 있다. 이것은 그 안에서 운반되는 증기 물질의 온도 및 증기압을 매우 정확하게 조절하여 안정성이 보장된다.
운송 라인(142, 144)은 각각 운반 및 반응 시스템(20)의 별개의 동심 운반관(220, 200)으로 연결된다. 소스(도시되지 않았지만 당업계에 공지되어 있는)로부터 가열되지 않은 가스들의 혼합물이 외부 동심 운반관(240)으로 주입된다. 도 1 의 도시된 실시예에서, 가스 혼합물은 He, O2, Cl2, SiCl4, GeCl4, POCL3, BBr3, SF6, 및 CF4를 포함할 수 있다. 당업계에 공지되어 있는 다른 가스들로는 SiO2, P2O5, AlO3, MgO, CaO, 또는 K2O 일 수 있다. 일반적으로, 액티브 섬유는 굴절률 변화 성분으로서 Al 또는 P 를 이용하지만, 이러한 원소들이 전송 섬유를 제조하는데 항상 이용되는 것은 아니다. 이러한 가스들은 혼합물의 형태로 운반관(240)내로 유입될 수 있는데, 그 이유는 운반 시스템(20) 및 반응 영역(5A)의 상류측의 관(240)의 온도에서는 상기 가스들이 반응하지 않기 때문이다. 동심 운반관(200, 220, 240)의 중앙에는, 관 벽상에 존재하는 증기 포함 가스 성분들의 실제적으로 이른 열분해가 방지되는 각 관들의 후방부에서 그들의 입력부를 통하여 가스 증기들이 관내로 주입될 때 이 가스 증기들을 초기에 가열하기 위한 중앙 가열 부재(290)가 존재한다.
이전에 지적된 것처럼, 내부 운반관의 하류측 단부에는, 관(200)내의 보트(32)가 포함되어 있는 고온 영역(362)에서 고온을 적용시킴으로써 가스 상태로 기화시키도록 고체 상태의 원소 또는 화합물을 고정시키기 위한 지지 용기(25) 또는 보트(32)가 포함된다. 상기 가열 영역(362)은, 시스템(20)의 내열관(5)뿐만 아니라 동심관들(200, 220, 240)을 중심으로 축방향을 따라 배치된 다른 가열 부재(360)에 의해 형성된다. 공지되어 있는 어떠한 유형의 가열 부재가 사용될 수 있으며, 예컨대, 동심관을 중심으로 배열된 rf 코일이 가열기로서 사용될 수 있고 rf 방사를 매우 높게 흡수하는 재료로 보트(32)가 제조될 수 있다. 본 실시예에서는, 작은 내경의 알루미늄관상에 쌓여진 니크롬 와이어로 이루어지고 동축으로 포위된 가열 부재(360)가 사용되었으며, 이는 보트(32)에서 희토류 원소를 기화시키는 작업을 수행하는데 충분함이 입증되었다. 배열의 동심성때문에, 가열 부재(360)의 열초점에 가장 가까운 최내부의 운반관(200)의 온도가 가장 높고, 가열기(360)의 열초점으로부터 가장 멀리 떨어진 최외부의 챔버(240)의 온도가 여러 운반관(200, 220, 240)들 중에서 가장 낮다. 그래서, 증기를 포함하는 희토류 물질이 소스(42)로부터 유입되어 중앙 운반관(200)을 통해 운송될 때, 상기 증기는 영역(362)에서, 예컨대 약 800℃ 내지 약 1200℃ 범위의 고온에 직면하게 되어 표면(5A)상에 희토류 원소를 균일하게 포함시키는데 적절한 높은 증기압이 달성된다. 환형 가열기(360)를 통하여 적용되는 온도는, 희토류 염화물 보트(32)에서 형성된 증기압은 적용된 가열기 온도에 의존하기 때문에, 부착될 유리층에서 원하는 희토류 불순물의 농도에 따라 다르게 된다. 운반 시스템(20)은 중공관(5)에 대하여, 예컨대 회전가능하며 가스 불투과성 밀봉을 통해 동축으로 삽입 및 배열되기 때문에, 관 표면(5A)상에 유리층을 부착시키는 과정동안 중공관(5)이 그 축을 중심으로 원하는 rpm 으로 회전될 수 있다. 본 실시예에서 개시된 방법과 결합하여 사용된 회전속도는 약 40 rpm 내지 약 60 rpm 의 범위이며, 일반적으로 약 50 rpm 이다. 회전은 당업계에 공지되어 있는 선반 등과 같은 장치를 이용하여 달성될 수 있다. 특허 제 4,909,816 호 및 그 동반 특허 제 4,217,027 호에 개시된 모재의 고속 제조에서 선반 rpm 은 약 100 rpm 이다. 증기가 운반 시스템(20)을 빠져나가는 하류측에서, 상기 증기는 리본 가스 버너(340)에 의해 달성된 높은 온도의 반응 영역(5A)과 직면하게 되며, 상기 리본 가스 버너는 화살표(d)로 나타내진 것처럼 운반 시스템(20)을 수용하는 관(5)의 영역을 제외하고 관(5)의 길이 방향을 따라 횡방향 및 그 역방향으로 이동될 수 있다. 그래서, 일단 다양한 종류의 가스들이 중공관(5)의 5B 에 있는 반응 영역에서 서로 혼합되면, 버너(340)를 이동시킴으로써 형성된 고온 영역(342)을 반응 증기가 통과할 때 화학 반응이 일어난다. 희토류 산화 입자들, 예컨대 Nd-시클로펜타디에나이드의 입자들이 산물들 중에 존재하며, 이 산물들은 중공 내열관(5)의 벽상에 부착된 수트층에서의 다른 기본적인 유리 미립자 산화물과 혼합된다.
횡방향(d)을 따라 상류측 및 하류측으로 축을 따라 이동할 수 있는 리본 버너(340)는 일반적으로 슬릿을 구비한 석영 또는 금속관을 포함한다. H2가 그 안에 주입 및 점화되어 불꽃이 제공되고, 이 불꽃은, 표면(5A)상에 수트를 형성시키고 부착시키는데 필요한 원하는 온도로 중공관(5)을 가열한다. 작동시에, 수트층은 당업계에 공지된 것처럼 일반적으로 반응 영역(SB)의 하류측으로부터 수 인치 떨어진 영역에서 부착된다. 관(5)의 길이를 따라 수트층을 부착시키기 위하여, 리본 버너(340)가 관(5)의 길이를 따라 하류측으로 운송된다. 버너에 의해 공급된 반응 온도에 의존하는 표면상의 수트층 또는 무정형 유리층은 관(5)의 길이를 따라 하류측으로 버너(340)를 연속적으로 통과시킴으로써 형성된다.
동시, 바로 직후, 또는 증착이 끝난 후에, 상기 석영관(5)이 붕괴되어 최종적인 광섬유 모재가 형성된다. 상기 석영관(5)을 매우 높은 온도, 즉 당업계에 공지된 것처럼 유리 부착 및 소결 온도보다 높은 온도에 노출시켜서 붕괴시킨다. 석영관(5)이 상류측 방향으로 관(5)의 길이를 가로지르는 리본 버너(340)와 조합하여 그 축을 따라 회전될 때 붕괴시 양호한 결과가 얻어진다.
HVP 방법을 실행하기 위해 VPD 장치를 사용하는 경우, 일반적으로 MCVD 방법용으로 사용되는 VPD 장치에, 특히, 희토류 보트(32)의 사용, 반응 영역(SB)으로 운반되는 증기를 포함한 불순물의 사전 산화를 포함한 사전 오염을 방지하기 위한 조정기(202, 222)의 제공, 및 증기를 포함한 불순물용의 불활성 운반 가스로서 성분(110, 116)을 통한 헬륨 스트림의 생성과 같은 수정이 포함된다.
성분을 포함한 모든 증기가 운반 시스템(20)의 운반관(200, 220)을 통하여 중공관(5)의 구멍으로 빠져나갈 때, 상기 증기는 석영 유리 프릿(202, 222) 형태의 투과가능한 경계면을 초기에 통과하여 지나가야만 한다. 석영 유리 프릿(202, 220)은 투과가능하여 희토류 염화물 증기를 포함한 운반 가스가 상기 프릿(202, 220)을 통하여 미세하고 상대적으로 균질한 가스 스트림내로 분산되게 한다. 일 실시예에서, 운반관(200, 220)에 존재하는 가스 스트림은, 희토류 가스 스트림이 프릿 경계면(202)을 통과한 후에 운반관(220)의 하류측 단부에서, Al, Ga, In, As, 및/또는 Sb 할로겐 증기와 초기에 혼합된다. 상기 프릿 경계면(220)을 통하여 관(5)내로 통과된 후, 상기 스트림은 규소, 게르마늄, 붕소, 및/또는 인의 할로겐화합물과 같은 유리 형성 요소들의 할로겐 증기와 즉시 혼합된다. 프릿 경계면(202, 220)을 사용함으로써, 통상적인 MCVD 방법과 비교할 때, 특히 부착층 내로 포함된 희토류 불순물과 비교할 때, 상기 층 또는 층들을 구성하는 부착된 성분들이 보다 균일성을 갖는 수트 또는 모노리스 유리가 부착된다.
발명자들은 자신들의 발명을 설명할 때 사용되는 어떠한 이론에 속박되고 싶어하지 않지만, 균일한 부착을 달성하는데 있어서 프릿(202, 222)이 보다 빠른 미립자 형성을 방지하는 기능을 한다고 생각되며, 이로 인하여 가열 소스(340)에 의해 달성된 고온에 노출되기 전에 내부 운반 시스템으로부터 균질한 증기가 유출되게 한다. 이것은 불순물 증기를 포함한 증기 혼합물의 균질성을 향상시키며, 균일하게 첨가된 입자들이 형성된다. 게다가, 상기 프릿(202, 222)은 가스의 하류측 유동과 조합하여, 산소가 운반관(200)의 영역내로 역류되는 것을 상당히 감소시키며, 희토류 염화물 증기가 본 발명의 HVP 방법으로 직접적으로 생산된다. 산소의 역류로 인해, 희토류 염화물 증기의 입자를 형성하는 산화가 보다 빠르게 일어날 수 있다. 만일 입자들이 보다 빠르게 형성된다면, 이 입자들이 반응 영역(5B)으로 들어갈 때, 상기 입자들은 부착에 의해 성장하여 궁극적으로는 부착된 하류측을 형성할 것이며, 그 결과로, 상기 부착된 층이 소결될 때, 형성된 유리의 일부분이 주위 영역과는 상이한 특성, 즉 "버블"이라고 당업계에 공지되어 있는 결점을 갖게 된다. "버블"의 존재는 인발된 광섬유의 광학적 효율을 현저하게 감소시키고, 일반적으로, 상기 버블이 수트 입자만큼 큰 포위된 공기 버블이라면, 이러한 버블은 섬유 인발에 있어서 결과적인 유리 모재를 쓸모없게 만들 수 있다.
본 발명의 HVP 방법은 유리 형성 재료의 공급에 있어서, 특히 희토류 불순물을 보다 높은 농도로 포함시키고 유지하는데 있어서, 본 발명을 구성하는 운반 시스템(20)을 사용함으로써 보다 높은 균일성이 제공되기 때문에, 유리관 또는 내열관내에 형성된 최종적인 유리층 또는 유리층들에 있어서 MCVD 방법에서 가능했던 것보다 더 높은 균질성이 형성된다. 작동시에, HVP 방법은 예컨대, 도 1 에 도시된 VPD 장치의 용기 또는 보트(32)에 고체 상태의 희토류 염화물을 공급함으로써 시작된다. 고체 상태의 희토류 염화물 소스(32)는, 실질적으로 산소 및 습기가 없는 환경하에서, 연속적인 방법으로 희토류 염화물을 포함한 증기를 형성하는 적절한 증기압하의 고체 희토류 염화물을 적어도 일부분 기화시키기에 충분히 높은 온도에 노출된다. 희토류 염화물을 포함한 증기는, 높은 온도에 노출될 때 유리를 형성할 수 있는 재료의 증기와 함께, 헬륨과 같은 불활성 가스의 유동 스트림에 의해 중공관(5)의 구멍내에 존재하는 반응 영역(5A)으로 운반된다. 그리고 나서, 반응 영역(5A)의 온도가 증가되어 희토류 염화물을 포함한 증기 및 유리 형성 재료의 증기로부터 적어도 하나의 수트층이 관(5)의 면(5A)상에 형성된다. 영역 342 를 여러번 통과시킴으로써, 바람직하게는 하류측 방향으로(꼭 필요한 것은 아니지만) 통과시킴으로써, 수트층이 형성된다. 모노리스 유리층을 형성하는 공정과는 반대로 수트 공정은 MCVD 방법에서 사용된 온도보다 약 200℃ 내지 300℃ 더 낮은 온도의 고온 영역을 이용함으로써 달성된다. 반응 및 부착층을 일으키는 고온 영역(342)의 이동 방향은 상류측 방향, 하류측 방향, 또는 양 방향으로 달성될 수 있다. HVP 방법에서는 보통 하류측으로 통과시키는 동안의 부착 방법이 이용된다. 다음에 논의될 HLP 방법에서는, 보통 상류측으로 통과시키는 동안 부착이 이루어지는데, 그 이유는 상류측으로 통과시킴으로써 보다 큰 다공성을 갖는 부착되고 소결되지 않은 수트층이 제공되기 때문이며, 상기 큰 다공성은 수트층으로 희토류 액체를 흡수시키는 연속적인 단계를 적용할 때 유용하다. 특허 제 4,909,816 호에서는, 2 단계 공정을 제공하여 하류측 방향으로 부착이 형성되는데,비교적 높은 부착 온도를 이용하여 부착된 층을 소결시킴과 동시에 이와 결합하여 수트층이 형성되고, 이 이후에 바로 관이 붕괴되어 재빨리 유리 모재가 형성된다. 그러나, 액티브 섬유용 모재를 형성하는 HVP 방법에서는, 일반적으로 3 단계가 적용되는데, 제 1 단계는 수트층을 부착시키는 단계이고, 제 2 단계는 상기 수트층을 소결시키는 단계이며, 제 3 단계는 관을 붕괴시키는 단계이다. 추가적으로, 상기 제 1 단계와 제 2 단계 사이에, 붕괴시키기 전에 수트층에 적용되는 습기 및 산소 제거 단계 또는 다른 방법으로 수트층의 용액 흡수 이후에 수트층의 산소 및 습기 제거 단계를 포함하는 중간 단계가 존재하는 것이 바람직하다. 수트 점도, 즉 보다 큰 다공성을 갖는 층을 달성하기 위하여 부착 단계동안 낮은 온도가 사용되며, 이는 특허 제 4,909,816 호에 따른 공정에서는 전송형 광섬유용 모재를 보다 큰 부피로 생산하기 위하여 회피되었던 것이다.
그래서, 바람직한 실시 형태의 HVP 방법은, 제 1 단계로, 고온 영역(342)을 여러번 통과시킴으로써 관의 내면(5A)상에 수트층이 형성되고, 제 2 단계로, SF6또는 Cl2(염화 수소 형태로 습기를 제거) 로 이루어진 관을 통한 유동으로써 부착된 수트층으로부터 습기(H20) 및 O2가 제거되고, 제 3 단계로, 보다 높은 온도로 상기 탈수된 수트층을 소결시킨다.
마지막으로, 소정의 목적에 따라, 본 발명에서 개시된 HLP 방법(이하에서 설명됨)에 따른 희토류 용액의 주입 또는 흡수 단계를 이용하고, 수트층에 남아있는 습기를 제거하기 위한 습기 제거 단계와 이어지는 소결 단계를 통하여 수트층이 모노리스 유리층으로 변형되고, 유리관(5)이 보다 높은 붕괴 온도를 사용하여 즉시 붕괴될 수 있다.
이전에, 희토류 염화물 보트(32)와 관련하여 특허 제 4,666,247 호가 참고되었다. 본 발명의 추가적인 장점은, 가장 내부에 있는 관이 특허 제 4,666,247 호의 경우에서처럼 AlCl3와 같은 중간물과의 혼합없이 불활성 운반 가스와 함께 고체 상태로부터 희토류 성분을 초기에 형성시키는 다중 예비혼합관을 공급한다는 것이며, 이는 희토류 증기 생성에 요구되는 증기압을 높여준다. 다른 한편으로, 도 1 의 실시예에서, 고체 상태의 희토류 기화 공정은, 생성된 희토류 증기를 경계면(202)을 통한 제 2 관(220)에서 중간물과 혼합하기 전에, 불활성 가스가 존재하고 증기압에 영향을 미치는 중간물이 존재하지 않는 낮은 증기압하에서 수행된다. 보트(32)에서 형성된 낮은 증기압은 단지 불활성 가스 및 보트(32)의 온도에 의해 영향을 받는다.
특허 제 4,666,247 호에서, 챔버(24)에 산소가 없는 분위기를 제공하기 위해 실리카 울을 사용하는 것은 바람직한 접근 방법이 아니며, 그 이유는, 희토류 염화물이 실리카 울과 즉각적으로 반응해서 산화물을 형성하기 때문에, 희토류 염화물을 혼합하는 재생산성이 시행때마다 동일하지 않기 때문이다. 투과성 유리 프릿을 사용하는 경우에는, 상기 재료는 매우 불활성이어서, 최외부의 유리 프릿 경계면(222)의 외면상에 산화물이 형성되는 동안, 실질적으로 그 투과성에 영향을 끼치지 않기 때문에 다중 유리 모재를 제조하기 위해 동일한 희토류 염화물 보트로 동일한 유리 프릿 경계면과 함께 여러번 시행될 수 있다.
요약하면, 본 발명의 특징은, 불활성 가스에 의해 운반되는 증기 상태의 고농도 희토류 재료를 산소 없이 균일하고 연속적으로 달성하고, 시간이 지남에 따라 치수가 변하지 않는 기화될 고체 상태의 희토류 재료의 노출 표면적을 연속적으로 공급하는 보트를 사용한다는 것이다. 또한, 환형 가열기를 사용함으로써, 희토류 보트 주변으로 높은 증기압이 달성되어, 유동 조절기를 분리함으로써 중간물을 혼합하기 전에 희토류 생성 공정으로부터 분리되는 AlCl3와 같은 중간물과 혼합되기 전에 증기 형태의 희토류가 고농도로 공급될 수 있다. 운반 시스템에서 희토류 생성 공정동안 이러한 중간물의 존재는 증기 상태의 보다 높은 레벨의 희토류 농도를 방지할 것이다. 소정의 다공성을 갖는 제 1 의 불활성 석영 프릿 경계면을 이용함으로써 분리가 조정된다. 환형 가열기를 이용하는 고체 상태의 희토류 소스는 희토류 보트에 높은 증기압을 공급하여 보다 높은 농도의 희토류를 포함한 증기가 형성된다. 소정의 다공성을 갖는 제 2 의 불활성 석영 프릿 경계면은, 다른 유리 형성 요소들과 함께 반응 영역내로 유입되기 전에, 비교적 고농도의, 2 % 이상의, 희토류 증기를 중간물과 혼합하도록 하는 제 2 의 유동 조절기로서 기능을 한다. 또한, 중요하게도, 상기 제 2 의 프릿 경계면은 산소가 희토류 요소를 준비하는 영역내로 역류되는 것을 방지한다. 내부관(200)과 비교하여 외부관(220)상에서 보다 높은 증기압이 형성되도록 하면서, 각 운반관 직경에 대한 상기 프릿 경계면의 두께 및 다공성를 결정하는 것이 중요하다. 프릿 다공성을 고려함에 있어서, 알루미늄 염화물을 포함한 증기뿐만 아니라 희토류를 포함한 염화물 증기가 상기 프릿 경계면을 용이하게 투과할 수 있어야 하지만, 산소가 포함된 다른 가스가 관(220, 200)내로 역류되는 것을 허용할 정도로 커서는 안된다. 실제로, 유리 형성 재료의 산화물이 외부 프릿 경계면(222)의 외면(222A)상에 어느 정도 형성되고 산소가 이 프릿 경계면을 통하여 통과되지 않음이 발견되었다. 상기 프릿 경계면(202, 22)은 3 가지 기능을 수행한다. 첫째로, 상기 프릿 경계면은 순방향, 즉 하류측 방향으로 희토류 및 중간물 증기의 양을 조정하는 유동 조절기로서 기능한다. 둘째로, 역류 방지기로서 기능한다. 세째로, 상기 프릿 경계면은, 희토류 가스가 일반적으로 가열된 반응 영역의 상류측에 존재하는 유리 형성 요소와 혼합 및 반응하기 위해 관(5)의 내부로 유입되기 전에 산소가 이 프릿 경계면을 통하여 역류되어 희토류 가스를 오염시키게 하기 보다는, 프릿 경계면의 외면상에 산화물을 형성하는 유인제로서 기능한다.
상기 HVP 방법만으로 제조된 광섬유 모재는 아주 바람직하게 4 중량% 만큼 높은 희토류 염화물 농도를 가짐이 측정되었다. 예컨대, 실시예 1, 1A 내지 1C, 1D, 및 1F 와 실시예 3, 3A, 3B, 3C, 및 3D 를 참조하기 바란다. 실시예 1 및 실시예 3 의 비교로부터 명백하듯이, 미국특허 제 4,909,816 호에 개시된 MCVD 방법에서 예증된 것처럼 매우 높은 반응 온도하에서, 또는 미국특허 제 4,217,027 호에서 예증된 미립자 수트층의 단계별 부착 및 소결과는 반대로, 통합된 유리로서 즉시 유리층이 부착됨으로 인하여 이러한 고농도를 달성하는데 있어서 어떠한 분명한 차이점이 존재하지 않는다.
HVP 방법만으로 대부분의 섬유 레이저 적용을 위해 충분한 희토류 불순물 농도를 달성할 수 있지만, 상술된 HLP 방법과 결합하여 사용된다면 훨씬 더 높은 농도가 달성될 수 있다.
HLP 방법에 따르면, 원하는 광학적 특성을 달성하도록 적합하게 불순물 재료를 포함한 희토류의 미리 정해진 농도 및 구조적 분포는, 수트 부착 및 용액 도핑의 양 기술을 이용하여 상기 불순물 재료를 순차적으로 서서히 유입시킴으로써 형성된다. 이렇게 측정되고 서서히 증가시키면서 주의깊게 유입시킴으로써, 불순물 재료를 포함한 희토류의 농도를 어느 하나의 공정만으로 가능한 것보다는 더 균일하게 포함하는 광섬유 모재가 얻어질 수 있다.
수트 부착 공정은, 일반적으로 먼저 유리 형성 전구체 재료의 증기를 중공관(5)의 구멍내로 유입시키고, 이어서 상기 구멍의 표면상에 적어도 1 이상의 다공성 또는 미립자 수트층을 부착시키기에 충분한 시간동안 소정의 온도로 상기 전구체 재료를 산화시킴으로써 달성된다. 상기 증기는 제 1 양의 희토류 불순물 재료를 포함하도록 정식화된다. 본 발명에 따르면, 상기 불순물 재료에는 희토류 이온, 즉 란탄족 계열의 원소들(원자 번호 57-71)의 이온을 위한 소스가 포함된다.
본 발명을 실행하는데, 추가적으로 용액 도핑될 층들의 부착에 있어서, 잘 알려진 기상 산화 반응이 일어나기에 충분할만큼 온도가 높아야 하지만 부착된 실리카를 소결시키기에 충분할 만큼 온도가 높아서는 안된다는 사실은 매우 중요하다. 최종 결과로는 약 0.5 g/cc 의 밀도를 갖는 다공성 또는 미립자 층이어야 한다. 보다 높은 온도에서는, 산화된 입자들이 거의 부착과 동시에 소결될 것이며, 결과적으로는 모노리스 성질에 의해 액체 불순물 용액을 연속적으로 처리하는데 있어서 주입될 수 없는 유리층이 형성될 것이다. 수트 부착의 결과로, 육안상으로 상기 관의 구멍을 둘러싼 불투명한 분말의 유리가루가 나타나야 하며, 이는 미시적으로 틈, 간극, 갈라짐, 및/또는 모세관의 분포가 일반적으로 균일한 다공성 또는 미립자 수트층을 나타내야 한다.
수트 부착층의 틈새 공간으로 불순물 용액이 유입되며, 이 불순물 용액은 1 이상의 다공성 또는 미립자 수트층내로 흡수되기에 적합한 상태로 되어 있다. 본 발명에 따르면, 상기 불순물 용액에는 제 2 양의 불순물 재료가 포함된다. 제 1 양의 불순물 재료에서처럼, 이 제 2 양의 불순물 재료에도 희토류 이온의 소스가 포함된다. 대상 수트층에 주입된 상기 희토류 성분은 최종적인 광섬유 모재내로 추가적으로 포함될 수 있게 되며, 최종적으로 모재의 희토류양을 증가시키는데 이용가능하게 된다. 부가적으로, 제 1 및 제 2 불순물 포함에는 각각 증기 및 액체 형태의 굴절률 조절 또는 굴절률 수정 성분, 예컨대 Al, B, 또는 P 의 할로겐화물 또는 산화물이 포함될 수도 있다.
바람직한 실시예에서, 수트는 상대적으로 긴 시간(예컨대, 상온에서 여러 시간)동안 원하는 용액에 적셔진다. 상기 주입 공정은 진공 및/또는 열을 적용시킴으로써 가속화될 수 있다. 특히, 수트가 피복된 관을 지지하는 컨테이너가 낮은 압력( 또는 진공, 가열된 상태, 또는 진공 및 가열된 상태)으로 형성되고, 이어서 불순물을 포함한 용액이 상기 수트가 피복된 관을 완전히 적시기에 충분할 정도의 부피를 갖는 컨테이너내로 유입된다. 대상 수트층의 틈새가 완전히 주입된 후, 남아있는 용액은 흘러나오게 된다. 그리고 나서, 불순물이 주입된 수트는 주위 공기, 불활성 분위기, 또는 진공하에서 약 150℃ 내지 약 250℃ 로 건조된다. 그 이후에, 희토류 불순물 전구체(예컨대, 희토류 염화물)를 산화시키기 위해 산소 또는 산소가 풍부한 분위기하에서, 약 750℃ 내지 850℃ 범위내의 온도로 증가된다. 상기 용액 주입 공정은 불순물 농도를 증가시키기 위하여 여러번 반복될 수 있다. 탈수 또는 수화 분할 공정을 향상시키기 위하여 염소, SOCl2, CCl4, 또는 SF6가스가 상기 분위기내로 유입될 수 있다.
용액 도핑후, 상기 중공관은 그 안에 부착된 수트를 소결시키고 상기 관을 붕괴시키기에 충분한 온도 및 시간동안 가열되며, 상기 소결 및 상기 붕괴는 동시에 또는 순차적으로 일어난다. 바람직한 실시예에서, 도핑된 수트를 포함한 관은 2000℃ 를 초과하는 온도에서 통합된 봉과 같은 모재로 붕괴된다.
최종 광섬유 모재(10)는 실질적으로 상기 제 1 및 제 2 양의 희토류 불순물 재료를 포함한 희토류 불순물 재료(15)의 양이 그 안에 포함될 것이다. 포함된 재료의 일부가 손실될 가능성 뿐만 아니라 불순물 재료를 유입시키기 위한 부가적인 기회들이 이용될 수 있기 때문에, 양 단계의 포함물을 나타내는 최종적인 재료의 농도는 상기 양자의 정확한 합계와 반드시 같지는 않으며 더 많거나 더 적을 수 있다.
본 명세서에 포함된 지식의 관점에서 당업자에 의해 상기 HVP 방법 및 HLP 방법을 실시하는 여러가지 방법이 개발 및 실행될 수 있지만, 상기 2 가지 방법중 어느 하나 또는 상기 2 가지 방법을 서로 조합한 기상증착 단계를 수행하기 위하여, 도 1 에 개략적으로 도시된 VPD 장치가 사용될 수 있다. 본 발명의 실시에는 다음의 접근법들이 고려된다. 제 1 접근법으로, HVP 방법에서 기화하는 동안 치수적 균일성을 나타내는 고체상태의 희토류 불순물을 이용하는 방법이 포함된다. 이것은 희토류 염화물 보트(32)를 이용함으로써 도 1 에 예시되어 있다. 제 2 접근법으로, HVP 방법에서 더 높은 농도의 희토류 성분 또는 희토류 성분들(이러한 2 가지 소스는 공동첨가용 Er 및 Yb 와 같은 상이한 희토류 성분을 공급할 수도 있음이 주시된다)의 조합물을 달성하기 위해, 고체 상태의 희토류 소스(32)와 함께 희토류 킬레이트 증기 소스(124)를 사용하는 방법이 포함된다. 제 3 접근법으로, 부착된 수트층에서 희토류 불순물 농도를 향상시키기 위해 상기 제 1 접근법의 HVP 방법이 HLP 방법과 조합하여 이용된다. 제 4 접근법으로, 높은 희토류 농도 및 높은 광학적 균질성을 갖는 모노리스 유리층을 형성하도록 연속적으로 탈수 및 소결될 수 있는 부착된 수트층에서 희토류 불순물 농도를 최대화하기 위해 상기 제 2 접근법의 HVP 방법이 HLP 방법과 조합하여 이용된다.
이제 본 발명을 구성하는 HVP 방법에 수정이 가해진 도 7 이 참조된다. 도 7 의 성분과 동일한 도면 부호를 갖는 도 1 의 실시예에서의 성분은 도 7 에서의 성분과 각각 동일하게 적용된다. 도 7 에서 운반 시스템(20A)에 대해 변형이 가해지는데, 이 운반 시스템은 서로 이웃한 관계로 위치된 복수의 희토류 보트(32, 32A)를 포함한다. 각 희토류 보트는 이전에 기술된 방법에 따라 제조되며, 일방의 보트는 희토류의 할로겐화물로 이루어지고 타방의 보트는 다른 희토류의 할로겐화물로, 예컨대 각각 ErCl3및 YbCl3로 이루어질 수 있다. 본 발명의 범위내에서, 보트(32, 32A)는 동일한 희토류 할로겐화물을 포함하거나 이러한 희토류 보트가 여러개 공급될 수 있으며, 각 경우에 있어서 각 희토류 소스의 기화를 조절하기 위해 각 보트의 영역으로 열을 집중시키는 자체적인 환형 가열기(360, 360A)가 포함되는 것이 바람직하다. 그래서, 관(200)내에 위치된 각 희토류 성분의 증기압에 따라, 경계면(202, 222)을 통하여 주 유리 형성 가스 스트림으로 공급되고 영역(5B)에서 서로 혼합되는 각 보트 (32, 32A) 로부터 원하는 비율의 희토류 증기를 공급하도록 가열기(360, 360A)가 독립적으로 조절될 수 있다.
이제 본 발명의 추가적인 변형예가 도시된 도 8 이 참조된다. 다중 석영 유리관 운반 시스템(800)은, 도 1 에 도시된 시스템의 경우에서처럼 운반관(808)을 경유한 유리 형성 가스와 최종적으로 혼합되기 전에, 생성되고 연속적으로 혼합되는 일련의 가스를 독립적으로 공급하기 위한 복수의 운반관(802, 804, 806)을 포함한다. 그래서, 본 발명의 범위내에서, 혼합 영역(830)에서 산소 및 유리 형성 증기의 산화물과 혼합하여 관(5)의 내면상에서 반응 및 부착되도록 하류측으로 유동하기 전에, 희토류 증기 및 혼합물(예컨대, AlCl3)과 같은 금속의 다른 증기가 생성된다. 도 1 의 실시예의 경우에서처럼, 가장 내부에 있는 관(802)은 입구(803)를 통해 이 관(802)으로 공급되는 불활성 가스와 함께, 고체 형태의 희토류 할로겐화물, 예컨대 희토류 염화물의 보트(818)가 포함될 수 있다. 가열기(822)는 회토류 재료를 가스 형태로 기화시키기 위한 가열 영역(826)을 제공하고, 기화된 상기 가스는 투과가능한 유리 프릿 경계면(812)을 통하여 관(806) 및 가열 영역(828)으로 통과되고, 이 가열 영역(828)에는, 가열기(824) 및 가열 영역(828)의 대응 온도에 의해 결정된 속도로 기화되는 제 2 의 희토류 할로겐화물 또는 고체 형태의 중간물이 포함될 수 있는 다른 보트(820)가 포함된다. 고농도의 희토류 증기를 달성하기 위하여, 영역(828)에서 생성된 다른 기화된 성분과 혼합되기 전에 희토류는 자체적으로 영역(826)에서 기화되며, 영역(826) 및 영역(828)에서 생성된 양 성분은 그 생성 과정이 수행될 때 산소 또는 유리 형성재료의 다른 산화물에 의해 오염되기가 매우 쉽지만, 유리 프릿 경계면(812, 814, 816), 특히 경계면(812, 814)에 의해 보호된다. 가스를 형성하는 산소가 포함된 증기가 유입되기 전에 관(802, 804)에서 산소가 없이 생성된 성분들과의 예비 혼합은, 유리 프릿 경계면(829)을 통해 유리 형성 재료와의 혼합 영역(830)으로 통과되기 전에 챔버(829)의 제 3 관(806)내에서 수행된다. 이러한 혼합의 실시예는 불활성 가스를 포함한 희토류 증기, 부가적인 혼합물, 또는 유리 불순물일 수 있다. 본 발명의 범위내에서, 운반관(802, 804)이 관(816)의 내부 또는 구멍내에서 서로 인접한 관계로 위치되어, 관(806)의 영역(829)에서 혼합되기 전에 가능한 한 고농도의 각 희토류 증기를 달성하도록, 독립적으로 제공된 불활성 가스 소스를 통하여 고체 상태의 독립적인 희토류가 생성될 수 있음이 주시되어야 한다. 이러한 경우에, 보트(818, 820)는 동일한 또는 상이한 고체 상태의 희토류를 포함할 수 있으며, 또는 일방의 보트는 유리 불순물 또는 중간물과 같은 유리 형성 공정에 이용되는 다른 고체 형태의 재료를 포함할 수도 있다. 최종적인 광섬유 모재(10)는 제조될 수 있는 임의의 다양한 광섬유 제품의 초기 재료로 사용될 수 있다. 그러나, 본 명세서에서 기술된 방법을 실시함으로써 가능해진 고농도의 희토류 불순물의 관점에서, 상기 최종적인 광섬유 모재(10)는 특히 이중 클래드 섬유 레이저에 적합하다. 다른 섬유 광학 제품과 마찬가지로 섬유 레이저의 유리 코어는 섬유의 일단부로부터 타단부로 빛을 전달하는 부분이다. 상기 유리 코어는 단일 모드이거나 다중 모드일 수 있지만, 레이저용 액티브 희토류 이온이 포함되어야 한다. 코어내에서 전달되는 빛이 유지되는 것을 돕기 위하여, 광섬유의 내부 클래딩 및 외부 클래딩을 포위하는 외부 클래딩층이 바람직하다. 그러나, 이러한 방법으로 섬유를 인발하고 피복하기 전에, 붕괴후 및 인발전에 광섬유 모재에 가해지는 변형, 예컨대 "리슬리빙(resleeving)"이 고려되어야 한다.
상기 변형에 대하여, 동심의 원형 모재로부터 인발된 섬유에서는 불량한 광학적 결과가 얻어지고, 중심을 벗어난 원형, 직사각형, 또는 다각형 모재 모양을 이용하여 양호한 결과가 얻어짐이 주목된다. 그러나 이러한 모양들은 제조하기에 값이 비싸고 상업적으로 특정의 표준 섬유와 쉽게 양립할 수 없다. 보다 최근에는, 초기에 실질적으로 원형 단면으로 제조되지만 이어서 기계적인 연마를 통하여 약간 변형되어 실질적으로 균일하게 원형인 단면 모양에 약간의 변형이 도입된 모재로부터 인발된 섬유에서 양호한 광학적 결과가 달성되었다. 모드 스크램블링에서 매우 유용함이 입증된 약간의 불완전성 유형들은 단순한 평면 또는 오목면인데, 이러한 면들은 다행히도 연마하기 매우 용이해서 적절한 모양의 연마 도구를 상대적으로 적게 이용하는 것이 요구된다. 양호한 흡수 효율을 갖는 광섬유가, 원형 단면 모양의 대향측이 연마되어 2 개의 매우 작은 평면을 갖는 섬유 모재로부터 인발되었다. 예컨대, 연마 또는 평면(13, 15)을 형성하는 다른 공정들을 이용하여 제거 가능한 부분들 A-A 및 B-B 이 도시된 도 2 를 참조하기 바란다.
변형된 모재에서 약간의 불완전성은 본질적으로 모드 스크램블러로서 기능한다. 이와 관련하여, 실질적으로 원형 섬유 통로를 통과하여 내부 반사에 의해 빛이 전파하는 경우에, 이 빛의 특정 성분이 섬유 통로 길이 하류측을 따라 계속적으로 내부 반사하며, 일관되게 기하학적 패턴을 반복함에 있어서 내부 통로면으로부터 구부러지며 가능하게는 모든 내부 면들로부터 반사되지만, 전체적으로 섬유의 중앙 영역을 통해 전파되지는 못한다. 통상적인 이중 클래드 섬유 레이저에서, 이러한 중앙 영역은, 입력광을 레이징 방사(lasing radiation)로 집중시키는 역할을 하는 액티브 이득 종류를 포함한 섬유 코어에 의해 차지된다. 입력광이 중앙 영역으로 전파되지 못하는 정도로는, 흡수되지 않으며 따라서 결과적인 레이징 방사의 세기가 감소된다. 약간의 불완전성은, 특히 효과적인 반사각에 대하여, 변하지 않는 내부 원형면 중 1 이상의 면에서 본질적으로 섬유 내부 반사성이 변화되고, 따라서 기하학적인 내부 반사 패턴을 연속적으로 반복시킬 가능성을 중단시킴으로써 이러한 결과를 방지하는데 도움을 준다.
1 개, 3 개, 또는 그 이상의 평면보다 2 개의 평면을 사용하는 것이 최적이라고 생각된다. 1 개의 평면은 최종적인 섬유가 비대칭이어서 다른 섬유 광학 어셈블리와의 용이한 결합 또는 연결에서 장애 요소로서 기능하는 단점을 갖는다. 3 개 이상의 평면은 2 개의 평면보다 많은 "모서리"가 형성되어 보다 많은 내부 산란이 일어나지만, 부가적인 작업이 요구되고 제조 비용이 증가된다.
일반적으로, 양호한 모드 스크램블링을 나타내는데 섬유 내부 클래딩(5) 직경의 약 5% 내지 10%의 깊이를 갖는 평면(13, 15)이 충분하며, 약 1% 내지 25% 범위는 덜 바람직한 결과를 제공하지만 그럼에도 불구하고 만족할만한 결과를 나타낸다. 이와 관련하여 1% 보다 적은 깊이는 어떠한 가시적인 장점을 나타내지 않으며, 25% 보다 큰 깊이의 모재로 평면을 연마하는 것과 관련된 노동은 바람직한 모드 스크램블을 달성하는데 필요로 되는 것보도 훨씬 크며 다른 섬유 어셈블리 및 섬유와의 양립의 이득이 손실된다.
광섬유(20) 모재에 약간의 변형을 공급하는 것은 기계적인 연마에 의해 가장 용이하게 달성되는 것으로 생각되지만, 다른 실시 방법으로서, 변하지 않는 내부 원형면들 중 1 이상의 내면에서 섬유의 각굴절성을 변화시키는 것이 화학적으로 달성될 수 있음이 고려된다. 예컨대, 이온 확산 공정을 통하여, 균질한 표면 광학적 특성을 변화시키기 위해 이온 염 바스에서 섬유 표면 재료가 걸러진다.
모드 스크램블 향상과 관련한 발견 및 제안의 관점에서, 다른 변형예들이 당업자에게 명백할 것이다. 부가적인 정보는 1997년 4월 3일에 공고된 PCT 공보 WO 97/12429 호에서 이용가능하다.
게다가, 본 발명에서 기술된 새로운 공정에 의해 제조된 모재상에 제조후의 모드 스크램블 향상 공정을 이용함으로써 유일한 특성들이 달성될 수 있지만, 그 이용성은 다른 모재 제조 공정으로 연장될 수 있다. 예컨대, 모드 스크램블 향상 공정은, 미국특허 제 4,909,816 호(맥케스니 등)에서 개시된 변형 화학증착(MCVD) 공정에 의해 제조된 모재, 미국특허 제 3,806,570 호(플라멘바움 (Flamenbaum) 등)에서 개시된 외부 기상 산화(OVPO) 공정 또는 외부 증착(OVD) 공정에 의해 제조된 모재, 또는 미국특허 제 4,062,665 호에서 개시된 축증착(VAD) 공정에 의해 제조된 모재에 이용될 수 있다.
어떠한 제조후 공정이 이용되거나 간에 상관없이, 중공관이 붕괴되어 어떠한 내부 공극이 없는 중실형 모재가 형성된 후에, 상기 모재의 일단부를 도 3a 에 개략적으로 도시된 노의 내부로 삽입시켜 상기 모재를 가열시키는 것과 같은 보통의 방법으로 광섬유가 형성될 수 있다. 상기 모재가 가열된 후에, 베이트(bait) 봉 또는 다른 도구를 사용하여 1 이상의 단계로 상기 재료를 초기 모재의 단면 형상을 유지하는 광섬유로 인발할 수 있다.
이어서, 인발된 섬유상에 외부 클래딩(40)이 부착되는데 이 단계는 당업자에게 공지된 종래 기술을 이용하여 달성될 수 있다. 그러나, 바람직한 방법으로는, 상기 인발된 광섬유가, 도 3b 에 도시된 장치를 이용하여 1996년 7월 9일에 R. A. Minns(민스) 에게 허여된 미국특허 제 5,534,558 호에 개시되어 있는 광중합가능(polymerizable) 요소로 피복된다. 도 3b 의 장치는 유리 모재를 수납하고 있는 오븐(2)을 포함한다. 상기 오븐(16)의 바로 아래에는 2 개의 피복용 컵(4, 6)이 배치되며, 그 각각은 광중합가능 외부 클래딩 성분을 포함하고 있다. 자외선 램프(8), 예컨대 융합 연구용 무전극의 자외선 수은 증기 램프가 상기 피복용 컵(6)의 아래에 배치되고, 램프(8)의 아래에 캡스턴(7)이 배치된다. 추가적으로 상기 장치는 권선형 롤(9)을 포함한다. 통상적으로 약 0.5 in/sec 의 속도로 캡스턴(7)에 의해 오븐(16)으로부터 광섬유가 인발될 때, 인발된 섬유(10)는 피복용 컵(4, 6)을 통과하게 된다. 이러한 컵에는 아래쪽으로 점감하는 원뿔형 베이스가 설치되며, 이 원뿔의 각 선단부는 컵의 저부를 통과하는 수직 구멍이 구비된다. 상기 구멍의 직경은 광중합가능 성분이 피복된 원하는 광섬유의 직경과 동일하기 때문에, 상기 구멍은 상기 섬유로부터 여분의 광중합가능 성분을 제외 또는 제거하는 기능을 한다. 경화되지 않은 광중합가능 성분이 포함된 상기 섬유는 UV 램프(8)를 가로질러 통과하게 되고, 여기에서 용액이 경화되어 광섬유(10)상에 투명한 클래딩이 부착된다.
원한다면, 피복된 섬유(10)가 롤(9)상에 감겨지기 전에, 상기 클래드 섬유는 부가적인 피복용 컵을 통과될 수 있으며, 통상적으로 부드러운 외부 폴리머 클래딩(40)을 보호하도록 내구성 외부 피복(50)층이 도포될 수 있다. 피복(50)이 완료된 후, 피복된 상기 섬유(10)는 롤(9)상에 감겨진다.
마지막으로, 섬유 증폭기, 섬유 레이저 적용, 또는 다른 섬유 이득 매체 적용을 위해 연속적으로 인발된 섬유의 길이를 분할하는데 있어서, 실제적인 이유로, 상기 레이저 및/또는 증폭기용의 유리 섬유의 길이가 취급하기에 너무 길거나 너무 짧아서는 안된다. 특히, 상대적으로 짧은 섬유와, 희토류 불순물의 재료가 고농도로 충분히 첨가된 레이저 및/또는 증폭기를 제조해서, 실질적으로 단부상으로 집중된 모든 입사광이 섬유를 통한 1 개, 최대한 2 개의 통로에서 흡수되도록 하는 것이 바람직하다. 보다 구체적으로는, 상기 장치가 레이저로서 이용된다면, 실질적으로 입사된 모든 방사가 섬유를 통한 1 개 또는 2 개의 통로에서 흡수되어야 하지만, 상기 장치가 증폭기로서 사용된다면, 실질적으로 입사된 모든 방사가 섬유를 통한 단일 통로에서 흡수되어야 한다.
이제 본 발명이 이하 여러 실시예들을 통하여 추가적으로 자세히 기술될 것이다. 본 발명의 HVP 및 HLP 방법을 실례로서 제공된 이러한 실시예들은 본 발명의 적용가능성의 범위를 제한하는 것은 아니지만, 본 발명을 실제적으로 이용하는 방법을 예시하기 위한 목적으로 제시되며, 당업자는 최종적인 모재가 다양한 형태로 변형될 수 있고, 각 경우는 모재로부터 인발된 특별한 액티브 섬유의 조건에 따라 가장 적합하게 이용될 수 있음을 이해할 것이다.
실시예 1
다음 표Ⅰ에 기술된 기본 유리 부착 성분 및 변수들을 이용하여 광섬유 모재가 제조되었다.
표 Ⅰ
클래딩 형성( 1450℃ 에서의 3 번의 고온 영역 통과)* 코어 형성(1450℃ 에서의 4 번의 고온 영역 통과)*
성분 유량 성분 유량
SiCl4 500 cc/20℃1.1 g/min SiCl4 200 cc/22℃0.66 g/min
GeCl4 25 cc/20℃0.03 g/min
POCl3 678 cc/20℃0.16 g/min POCl3 30 cc/min/20℃0.007 g/min
SF6 0.8 cc/min SF6 0.25 cc/min
O2 1,000 cc/min O2 1,000 cc/min
He 1,000 cc/min He 1,000 cc/min
* 1960℃ 에서 소결됨
보다 상세하게는, 부착 동안, 상기 목록의 성분들을 포함하는 유리 형성 증기가 도 1 에 도시된 다중 동심 운반 시스템(20)의 외부 운반관(240)을 통해 석영관(5)의 구멍내로 안내되고 반응되어 수트층이 형성된다. 표에서 나타난 것처럼, 이후에 모재의 내부 클래딩을 구성하게될 수트층은 부착의 마지막에, 즉 제 3 "통과" 후에 소결된다.
코어층이 부착되는 동안, 헬륨 가스(약 300 cc/min 의 유량을 갖는) 스트림이 도 1 에 도시된 탑(122)에서 적재되고 120℃-150℃ 로 가열된 알루미늄 염화물 재료를 통과하였다. 결과적인 AlCl3증기가 포함된 헬륨 스트림이 다중-동심 운반 시스템(20)의 운반관(220)을 통하여 석영관(5)의 구멍내로 안내되었다. 동시에, 헬륨 가스( 또한 약 300 cc/min 의 유량을 갖는) 스트림이, 중앙 운반관(200)의 내부에 위치한 희토류 염화물 보트(32)에 적재되고 약 910℃ 내지 930℃ 의 범위(원하는 농도에 따라)내에서 가열된 이테르븀 염화물 재료를 통과하였다.
희토류 염화물 증기가 포함된 결과적인 헬륨 스트림은 헬륨 가스(약 700 cc/min 의 유량을 갖는) 스트림과 추가적으로 희석되고 석영관(5)의 구멍내로 안내된다. 유리 프릿(202, 222)은 AlCl3및 이테르븀 염화물 스트림을 기본 증기 스트림으로 확산시키고, 상술된 것처럼, 상기 스트림이 반응되어 수트층이 형성된다. 상기 수트층은 약 1 내지 2 시간동안 50 cc/min 의 염소 가스 스트림에 노출됨으로써 연속적으로 건조되고, 이어서 붕괴된다.
최종 광섬유 모재의 코어 구성은 표준 전자 프로브 미량분석하에 결정되었다. 몰% 로 수집된 데이터는 다음과 같다: 98.4% 의 SiO2, 0.65% 의 Al2O3, 0.6% 의 GeO2, 및 0.3% 의 Yb2O3. 추가적인 분석을 통해, 상기 광섬유 모재가 수분 함량이 낮음이 발견되었다. 1 ㎛ 보다 긴 파장의 레이징시에 약 4 dB/Km 만큼 낮은 감쇄가 결정되었다. 감쇄 곡선은 도 4 에 도시되어 있다.
실시예 1A 내지 1C
3 개의 광섬유 모재(즉 실시예 1A 내지 1C)가 실시예 1 에서 사용된 방법에 의해 제조되었다. 그러나, 이테르븀 염화물 재료가, 예컨대 실시예 1A 에서는 930℃, 실시예 1B 에서는 950℃, 실시예 1C 에서는 980℃ 의 온도에서 기화되었다. 실시예 1A 내지 1C 각각의 코어 구성은 동일하게 유지되었지만 이테르븀 산화물 농도는 1A 부터 1C 까지, 즉 기화에 사용된 온도가 증가함에 따라 증가함이 관찰되었다. 실시예 1C 에서의 이테르븀 산화물 농도는 3 중량% 보다 더 컸다.
실시예 1D
실시예 1 에서 사용된 방법에 의해 광섬유 모재가 제조되었다. 그러나, 본 실시예에서는, 코어의 수트층을 형성하기 위해 4 번의 통과가 실행되는 대신에 8 번의 통과가 이루어졌다. 결과적인 광섬유 모재는 실시예 1 의 모재와 유사한 코어 구성을 갖지만 더 큰 코어 직경을 가져서 다중모드 광섬유를 인발하는데 보다 적합하였다.
실시예 1E
실시예 1 에서 사용된 방법에 의해 광섬유 모재가 제조되었다. 그러나, 본 실시예에서는, 희토류 염화물 증기를 생성하는데 이테르븀 염화물 대신에 910℃로 가열된 에르븀 염화물이 사용되었다. 결과적인 광섬유 모재는 약 2.5 중량% 의 Er2O3농도를 포함하였다. 클러스터 형성에 의한 어떠한 비유리화 (devitrification)도 관찰되지 않았다.
실시예 1F
실시예 1 에서 사용된 방법에 의해 Yb:Er 이 공동 첨가된 광섬유 모재가 제조되었다. 그러나, 이테르븀 염화물뿐만 아니라 에르븀 염화물이 제 2 염화물 보트내로 적재되어 중앙 운반관(200)내에서 이테르븀 염화물의 옆에 위치되었다. 상기 양 희토류 염화물은 998℃ 의 증기를 공급하였다. 결과적인 광섬유 모재는 균질하였으며, 상당한 농도의 Er2O3및 4.0 중량% 의 Yb2O3농도를 포함하였다.
실시예 2
수트 부착 및 용액 도핑 기술을 조합하여 희토류 불순물을 포함한 광섬유 모재가 제조되었다. 수트 부착은 실시예 1 에서 기술된 방법에 따라 수행되었지만 다음 표Ⅱ 에 기술된 기본 유리 부착 성분 및 변수들이 사용되었다.
표Ⅱ
클래딩 형성(1450℃ 에서의 3 번의 고온 영역 통과)* 코어 형성(1450℃ 에서의 2 번의 고온 영역 통과)*
성분 유량 성분 유량
SiCl4 500 cc/20℃,1.1 g/min SiCl4 100 cc0.33 g/min
GeCl4 20 cc,0.022 g/min
POCl3 678 cc/20℃0.16 g/min
SF6 0.8 cc/min
O2 1,000 cc/min
He 1,000 cc/min
* 1960℃ 에서 소결됨
실시예 1 과는 다르게, 수트 부착 이후에 수트로 이루어진 코어층이 이어서 소결되지 않을 뿐만 아니라 붕괴되지 않았다. 오히려, 수트 모재가 관형 컨테이너내에 배치되고 이어서 약 1 내지 10-1Torr 보다 낮게 진공화된다. 다음 표Ⅲ 에서 기술된 성분들을 포함한 용액이 수트 피복관을 적시도록 진공하에 있는 컨테이너내로 유입되었다.
표Ⅲ
도핑 용액
성분 양
H2O 40 cc
Al(NO)3·9H2O 1.28 g
Yb(NO)3·5H2O 6.14 g
Er(NO)3·5H2O 2.66 g
약 2 시간 후에, 도핑 용액이 방출되었고 수트가 피복된 상기 관은 약 150℃ 내지 약 250℃ 의 온도로 건조되었다. 침지 공정이 반복되었다.
그리고 나서 수트가 피복된 관이 탈수, 하소(calcined), 소결되고 붕괴되어 최종적으로 공동첨가된 광섬유 모재가 제조되었다. Cl2(50 cc/min 내지 80 cc/min 으로 운반되는) 및 O2(1,000 cc/min 으로 운반되는)를 포함하는 가스 스트림을 이용하여, 탈수가 약 30 분 동안 150℃에서 실행되고 이어서 약 2 시간동안 약 750℃ 내지 800℃ 에서 실행되었다. 소결 및 붕괴는, 약 1,960℃ 내지 1,980℃ 범위의 온도에서 관의 구멍으로 통과되는 O2및 He(양자 모두 1,000 cc/min 으로 운반되는)으로 이루어진 가스 스트림과 함께 단일 통과에 의해 실행되었다.
최종적으로 공동첨가된 광섬유 모재의 코어 구성은, 표준 전자 프로브 미량분석하에서 Yb2O32.5 중량%, Er2O30.3 중량%, 및 97 몰% 보다 큰 실리카 함유량을 포함하였다.
실시예 3
다음 표Ⅳ 에서 기술된 기본 유리 부착 성분 및 부착 변수를 이용하여 광섬유 모재가 제조되었다.
표Ⅳ
클래딩 형성(1830℃ 에서 4번의 고온 영역 통과) 코어 형성(1800℃-1850℃에서 4번의 고온 영역 통과
성분 유량 성분 유량
SiCl4 500 cc/22℃,1.1 g/min SiCl4 200 cc/22℃0.66 g/min
GeCl4 25 cc/22℃0.03 g/min
POCl3 678 cc/22℃ POCl3 30cc/min/20℃,0.007 g/min
SF6 0.8 cc/min SF6 0.25 cc/min
O2 1,000 cc/min O2 1,000 cc/min
He 1,000 cc/min He 1,000 cc/min
보다 상세하게는, 부착동안, 상기 목록의 성분들을 포함하는 유리 형성 증기가 도 1 에 도시된 다중-동심 운반 시스템(20)의 외부 운반관(240)을 통해 석영관(5)의 구멍내로 안내되었다. 상기 실시예 1 및 2 와는 다르게, 각 통과시에 사용된 고온의 결과로 석영관(5)의 내면상에 모노리스 유리층이 즉시 부착된다.
코어층이 부착되는 동안, 헬륨 가스(약 300 cc/min 의 유량을 갖는) 스트림이, 도 1 에 도시된 탑(122)에서 적재 및 약 120℃ 내지 150℃ 로 가열된 알루미늄 염화물 재료를 통과하였다. AlCl3증기가 포함된 결과적인 헬륨 스트림은 다중-동심 운반 시스템(20)의 운반관(220)을 통하여 석영관(5)의 구멍내로 안내되었다. 동시에, 헬륨 가스(또한 약 300 cc/min 의 유량을 갖는) 스트림이, 중앙 운반관(200)의 내부에 위치한 희토류 염화물 보트(32)에 적재되고 약 910℃ 내지 930℃ 의 온도 범위에서 가열된 이테르븀 염화물 재료를 통과하였다.
희토류 염화물 증기가 포함된 결과적인 헬륨 스트림은 헬륨 가스(약 700 cc/min 의 유량을 갖는) 스트림에 의해 희석되고 석영관(5)의 구멍내부로 안내된다. 유리 프릿(202, 222)이 AlCl3및 이테르븀 염화물 스트림을 기본 증기 스트림 내부로 확산시키는데 사용되었으며, 이 스트림은 매우 높은 온도, 즉 약 1,800℃ 내지 1,850℃ 범위의 온도에서 반응되어 구멍의 표면상에 1 이상의 무정형 유리층이 형성된다. 관을 붕괴시킴으로써 최종적인 광섬유 모재가 형성된다.
최종적인 광섬유 모재의 코어 구성이 표준 전자 프로브 미량분석하에서 결정되었다. 몰% 로 수집된 데이터는 실시예 1 에서의 데이터와 동일하였으며, 다음과 같다: 98.4% SiO2, 0.65% Al2O3, 0.6% GeO2, 및 0.3% Yb9O3.
실시예 3A
실시예 3 에서 사용된 방법에 의해 모재가 제조되었다. 그러나, 코어층이 부착되는 동안 즉시 무정형 유리를 형성하기 위해 매우 높은 온도를 사용하는 대신에, 수트층을 부착시키기 위해 비교적 낮은 약 1,650℃ 온도가 사용되었다. 그리고 나서, 수분 제거를 향상시키기 위해 수트층이 약 1 내지 2 시간동안 50 cc/min 염소와 함께 처리되고, 이어서 약 1,980℃ 내지 2,000℃ 에서 소결되어 수트층을 균일한 유리층으로 융합시킨다. 중공관을 붕괴시킴으로써 고체의 원통형 광섬유 모재가 형성된다. 최종적인 모재는 실시예 3 의 모재와유사한 구성을 갖는다. 1 ㎛ 보다 긴 파장의 레이징시에 감쇄는 약 4 dB/Km 만큼 낮았다.
실시예 3B 내지 3D
3 개의 광섬유 모재(즉, 각각의 실시예 3B 내지 3D)가 실시예 3 에서 사용된 방법에 의해 제조되었다. 그러나, 예컨대 실시에 3B 에서는 약 930℃, 실시예 3C 에서는 950℃, 그리고 실시예 3D 에서는 약 980℃의 온도에서 이테르븀 염화물 재료가 기화되었다.
분석시에, 각 실시예 3B 내지 3D 에서의 코어 구성은 실질적으로 동일하였으나 기화시키기 위해 이용된 온도가 증가함에 따라 이테르븀 산화물의 농도가 증감함이 관찰되었다. 실시예 3C 의 광섬유 모재에서 이테르븀 산화물 농도는 3 중량% 보다 더 컸다.
실시예 4
본 발명에 따라 불순물 전구체로서 Nd-시클로펜타디엔을 사용한 모재가 제조되었다. 기본 유리 부착 성분 및 변수들이 아래 표Ⅴ 에 기술되어 있다.
표Ⅴ
클래딩 형성(1830℃에서 4번의 고온 영역 통과) 코어(1790℃-1820℃에서 4번의 고온영역 통과)
성분 유량 성분 유량
SiCl4 500 cc/22℃1.1 g/min SiCl4 200 cc/22℃0.66 g/min
GeCl4 25 cc/22℃0.03 g/min
POCl3 678 cc/22℃0.16 g/min POCl3 40 cc/min/20℃,
SF6 0.8 cc/min
O2 1,000 cc/min O2 1,000 cc/min
He 1,000 cc/min He 1,000 cc/min
특히, 헬륨 가스(약 300 cc/min 의 유량을 갖는) 스트림이, 도 1 에 도시된 VPD 장치의 탑(122)에서 적재되고 약 120℃ 내지 150℃로 가열된 알루미늄 염화물 재료를 통과하였다. AlCl3증기가 포함된 결과적인 헬륨 가스 스트림이 운반관(220)을 통해 석영관(5)의 구멍내로 안내되었다. 동시에, 헬륨 가스(또한 약 300 cc/min 의 유량을 갖는) 스트림이, 탑(124)에 적재되고 약 230℃ 로 가열된 희토류 화합물 ND-CP3재료를 통과하였다. ND-CP3증기가 포함된 결과적인 헬륨 가스 스트림이 중앙 운반관(200)을 통해 석영관(5)의 구멍내로 안내되었다. (중앙 운반관(200)에서 염화물 보트(32)는 사용되지 않았다.) 유리 프릿(202, 222)은 AlCl3및 ND-CP3스트림을 기본 유리 증기 스트림내로 확산시키며, 상기 기본 유리 증기 스트림은 상기 표에 나타난 것처럼 정식화되고 외부 운반관(240)을 통해 석영관(5)으로 운반된다. 석영관(5)에 도달하는, 증기가 포함된 헬륨 스트림은매우 높은 온도(즉, 약 1,800℃ 내지 약 1,850℃)하에서 반응되어 상기 석영관(5)의 표면상에 희토류가 첨가된 1 이상의 무정형 유리층을 형성한다. 관이 붕괴되어 최종적인 광섬유 모재가 공급된다.
최종적인 광섬유 모재의 코어 구성이 표준 전자 프로브 미량분석하에서 결정되었다. 모재의 네오디뮴 산화물 농도는 1 중량% 였으며, 모재의 실리카 함유량은 97 몰% 보다 더 컸다. 미국특허 제 4,815,079 호(스니쩌 등) 및 제 5,534,558 호(미누스)에 개시된 방법에 따른 모재로부터 제조된 이중 클래드 섬유 레이저의 코어 감쇄는 약 1,000 nm 내지 1,200 nm 의 레이징 파장에서 10 dB/Km 보다 더 낮았다. 이중 클래드 섬유 레이저의 효율의 기울기는 50% 보다 컸다.
실시예 5
실시예 2 에 기술된 방법으로 광섬유 모재가 제조되었다. 그러나, 클래딩층의 부착을 달성하기 위해 보다 높은 온도가 사용되었으며, 그 결과로 비교적 빠르게 무정형 유리가 부착되었다. 이러한 높은 온도에 적응하기 위하여, 아래 표Ⅵ 에 나타난 것처럼 기본 유리 부착 성분 및 변수가 약간 수정되었다.
표Ⅵ
클래딩 형성(1830℃ 에서 4번의 고온 영역 통과) 코어(1450℃ 에서 2 번의 고온 영역 통과)
성분 유량 성분 유량
SiCl4 500 cc/22℃,1.1 g/min SiCl4 100 cc/22℃,0.33 g/min
GeCl4 20 cc/22℃0.22 g/min
POCl3 678 cc/22℃0.16 g/min
SF6 0.8 cc/min
O2 1,000 cc/min
He 1,000 cc/min
수트로 이루어진 코어층의 부착 후에 용액 도핑 단계를 포함하여, 그 밖의 모든 것이 실시예 2 와 유사하였다. 이와는 상관없이 표준 전자 프로브 미량분석에 의해 결정된 최종적인 광섬유 모재의 코어 구성은 실시예 2 에서 제조된 모재의 코어 구성과 유사하였다: 즉 2.5 중량% 의 Yb2O3, 0.4 중량% 의 Er2O3, 및 97 몰% 보다 큰 실리카 함유량.
본 발명의 결과로서, 광섬유 모재를 형성하기 위한 매우 효과적인 방법 및 이를 위한 장치가 제공되어 주요한 목적들이 달성됨이 상기로부터 명백해질 것이다. 본 발명의 범위를 벗어나지 않고서 수정 및/또는 변화가 도시된 실시예에서 이루어질 수 있음이 명백하며 또한 고려될 수 있을 것이다. 본 발명의 다양한 실시예들이 상술되었지만, 이는 예시로서 제공된 것이며 본 발명을 제한하는 것은 아니다. 당업자에게는 본 발명의 범위 및 정신을 벗어나지 않고서 다양한 변형예들이 가능함이 명백할 것이다. 그래서 본 발명은 상술된 예증적 실시예에 의해 제한되어서는 안되며, 이하 청구항 및 그에 상응하는 내용에 따라 한정되어야 한다.

Claims (80)

  1. 유리 섬유 모재의 제조시에 성분들을 운반하기 위한 장치로서,
    주 유리관,
    입력 단부와 출력 단부를 가지고, 출력 단부가 상기 주 유리관의 가장 내부에 있는 단부이며, 상기 주 유리관의 일단부내로 삽입하기 위해 더 작은 크기를 갖는 복수의 관들,
    이웃한 관으로의 조절된 순방향 유동을 허용하고 역류를 방지하는 제 1 경계면을 그 출력 단부에 구비한 상기 복수의 관들 중 가장 내부의 관,
    고체 상태의 제 1 유리 성분을 포함한 제 1 챔버를 제공하는 상기 복수의 관들 중 제 1 관,
    상기 제 1 성분이 상기 제 1 관의 경계면을 통과한 후에 증기 상태의 상기 제 1 성분과 제 2 유리 성분을 혼합하기 위한 제 2 챔버를 제공하고, 이웃한 관으로의 조절된 순방향 유동을 허용하고 역류를 방지하는 제 2 경계면을 출력 단부에 구비한 상기 복수의 관들 중 제 2 관, 및
    다른 유리 형성 재료들이 상기 제 1 및 제 2 경계면을 통하여 상기 제 1 및 제 2 챔버로 들어가는 것이 방해되도록, 복수의 관 경계면을 통과한 후에 상기 주 유리관내에서 다른 유리 형성 재료들과 혼합하는 상기 성분들의 혼합물을 포함하는 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 관들의 상기 챔버 중 적어도 하나에 보트가 위치하고, 이 보트가 고체 상태의 유리 성분을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 보트를 포함하고 있는 관의 입력 단부에 불활성 가스가 공급되는 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 보트를 포함하고 있는 관의 입력 단부에 증기 상태의 유리 성분이 또한 공급되는 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 고체 상태 및 증기 상태의 유리 성분에 희토류 할로겐이 포함되는 것을 특징으로 하는 장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 희토류 할로겐이 Nd, Yb, Er, Tm, Ho, 또는 Sm 의 염화물인 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 제 2 항에 있어서, 상기 보트의 위치에 상기 보트를 포함하는 관을 포위하도록 가열기가 설치되는 것을 특징으로 하는 장치.
  8. 제 2 항에 있어서, 상기 보트가 고체 상태의 상기 유리 성분의 노출된 2 차원 표면을 갖는 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 유리 성분이 희토류 할로겐인 것을 특징으로 하는 장치.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 희토류 할로겐이 기화되고 관의 입력 단부에 공급되는 불활성 가스를 통해 운반되는 것을 특징으로 하는 장치.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 불활성 가스가 헬륨인 것을 특징으로 하는 장치.
  12. 제 9 항에 있어서, 상기 희토류 할로겐이 Nd, Yb, Er, Tm, Ho, 또는 Sm 의 염화물인 것을 특징으로 하는 장치.
  13. 제 1 항에 있어서, 상기 챔버 중 적어도 하나가 상기 챔버에 고온을 공급하는 가열기에 의해 포위되는 것을 특징으로 하는 장치.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 가열기에는 환형의 저항 가열기 또는 rf 가열기가 포함되는 것을 특징으로 하는 장치.
  15. 제 13 항에 있어서, 상기 고체 상태의 성분을 포함하고 있는 상기 일방의 챔버에 보트가 위치하는 것을 특징으로 하는 장치.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 보트가 상기 고체 상태의 유리 성분의 노출된 2 차원 표면을 갖고, 상기 가열기가 상기 고체 상태의 유리 성분을 기화시키도록 상기 일방의 챔버내에 열을 공급하는 것을 특징으로 하는 장치.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 유리 성분이 희토류 할로겐인 것을 특징으로 하는 장치.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 희토류 할로겐이 기화되고 관의 입력 단부에 공급되는 불활성 가스를 통하여 운반되는 것을 특징으로 하는 장치.
  19. 제 18 항에 있어서, 상기 불활성 가스가 헬륨인 것을 특징으로 하는 장치.
  20. 제 17 항에 있어서, 상기 희토류 할로겐이 Nd, Yb, Er, Tm, Ho, 또는 Sm 의 염화물인 것을 특징으로 하는 장치.
  21. 제 1 항에 있어서, 상기 챔버 중 적어도 2 개가, 고체 상태의 유리 형성 성분을 포함하고 있는 당해 챔버내에 위치한 적어도 하나의 보트를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  22. 제 22 항에 있어서 상기 고체 상태의 성분 중 적어도 하나는 희토류 할로겐인 것을 특징으로 하는 장치.
  23. 제 22 항에 있어서, 상기 희토류 할로겐이 기화되고 관의 입력 단부에 공급되는 불활성 가스를 통해 운반되는 것을 특징으로 하는 장치.
  24. 제 23 항에 있어서, 상기 불활성 가스가 헬륨인 것을 특징으로 하는 장치.
  25. 제 24 항에 있어서, 상기 희토류 할로겐이 Nd, Yb, Er, Tm, Ho, 또는 Sm 의 염화물인 것을 특징으로 하는 장치.
  26. 제 21 항에 있어서, 상기 챔버가 당해 챔버에 고온을 공급하는 가열기에 의해 포위되는 것을 특징으로 하는 장치.
  27. 제 21 항에 있어서, 상기 고체 상태의 성분중 적어도 하나는 유리 중간물인 것을 특징으로 하는 장치.
  28. 제 27 항에 있어서, 상기 중간물은 Al, Ga, In, As, 및/또는 Sb 중의 하나 또는 그 이상의 할로겐 증기인 것을 특징으로 하는 장치.
  29. 제 1 항에 있어서, 상기 관들 중 적어도 일부분이 상기 주 유리관에서 동심적으로 위치하는 것을 특징으로 하는 장치.
  30. 제 1 항에 있어서, 상기 관들 중 적어도 일부분이 상기 주 유리관에서 나란하게 위치하는 것을 특징으로 하는 장치.
  31. 제 1 항에 있어서, 상기 관들 중 적어도 하나가 상기 주 유리관내로 복수의 유리 형성 성분들을 유입시키는 것을 특징으로 하는 장치.
  32. 제 1 항에 있어서, 상기 챔버들 중 적어도 하나가 각각 고체 상태의 유리 형성 성분을 포함한 당해 챔버내에 위치하는 2 개 이상의 보트를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  33. 제 32 항에 있어서, 상기 보트중 적어도 하나가 희토류 할로겐을 포함한 고체 상태의 성분을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  34. 제 33 항에 있어서, 상기 희토류 할로겐이 기화되고 관의 입력 단부에 공급된 불활성 가스를 통해 운반되는 것을 특징으로 하는 장치.
  35. 제 34 항에 있어서, 상기 불활성 가스가 헬륨인 것을 특징으로 하는 장치.
  36. 제 35 항에 있어서, 상기 희토류 할로겐이 Nd, Yb, Er, Tm, Ho, 또는 Sm 의 염화물인 것을 특징으로 하는 장치.
  37. 제 32 항에 있어서, 상기 보트를 수용하는 챔버가 상기 챔버에 고온을 제공하도록 1 이상의 가열기에 의해 포위되는 것을 특징으로 하는 장치.
  38. 고체 상태의 유리 성분 운반 장치로서,
    관,
    불활성 가스의 유동이 상기 관을 통해 공급되고,
    상기 관의 출력 단부내로 삽입되고, 고체 상태의 유리 형성 성분을 포함하며, 고체 상태인 성분의 소정의 길이 및 폭을 갖는 노출된 2 차원 표면을 제공하는 보트,
    상기 불활성 가스에 의해 운반되는 증기를 형성하도록 상기 성분을 기화시키는 가열기, 및
    상기 관의 출력 단부에 지지되고, 상기 성분의 조절된 증기상태의 순류에 대해서는 투과성이지만 관 안쪽으로 흐르는 역류를 방지해서 상기 성분이 그 출력측에 존재하는 다른 어떠한 유리 형성 성분들이 없는 상태에서 기화되도록 하는 경계면을 포함하는, 고체 상태의 유리 성분 운반 장치.
  39. 제 38 항에 있어서, 상기 성분에 희토류 할로겐이 포함되는 것을 특징으로 하는 고체 상태의 유리 성분 운반 장치.
  40. 제 39 항에 있어서, 상기 희토류 할로겐이 기화되고 관의 입력 단부에 공급된 불활성 가스를 통해 운반되는 것을 특징으로 하는 고체 상태의 유리 성분 운반 장치.
  41. 제 40 항에 있어서, 상기 불활성 가스가 헬륨인 것을 특징으로 하는 고체 상태의 유리 성분 운반 장치.
  42. 제 39 항에 있어서, 상기 희토류 할로겐이 Nd, Yb, Er, Tm, Ho, 또는 Sm 의 염화물인 것을 특징으로 하는 고체 상태의 유리 성분 운반 장치.
  43. 제 39 항에 있어서, 상기 가열기는 보트가 존재하는 영역에서 관을 포위하는 환형 가열기인 것을 특징으로 하는 고체 상태의 유리 성분 운반 장치.
  44. 제 43 항에 있어서, 상기 가열기에 저항 가열기 또는 rf 가열기가 포함되는 것을 특징으로 하는 고체 상태의 유리 성분 운반 장치.
  45. 제 38 항에 있어서, 상기 경계면이 불활성 투과가능 재료인 것을 특징으로 하는 고체 상태의 유리 성분 운반 장치.
  46. 제 45 항에 있어서, 상기 경계면이 다공성 유리 프릿으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고체 상태의 유리 성분 운반 장치.
  47. 제 38 항에 있어서, 운반 시스템은 주 유리관의 일단부내로 삽입하기 위한 복수의 관들을 포함하고, 각각의 상기 관들은, 증기 상태의 불활성 가스 운반체 또는 유리형성 성분을 수용하기 위한 입력 단부와 상기 주 유리관의 가장 내부에 있는 출력 단부를 갖는 것을 특징으로 하는 고체 상태의 유리 성분 운반 장치.
  48. 제 47 항에 있어서, 상기 관들 중 적어도 일부가 상기 주 유리관내에서 동심적으로 위치하는 것을 특징으로 하는 고체 상태의 유리 성분 운반 장치.
  49. 제 47 항에 있어서, 상기 관들 중 적어도 일부가 상기 주 유리관내에서 나란하게 위치하는 것을 특징으로 하는 고체 상태의 유리 성분 운반 장치.
  50. 제 47 항에 있어서, 상기 관들 중 적어도 하나가 복수의 유리 형성 성분을 상기 주 유리관내로 유입시키는 것을 특징으로 하는 고체 상태의 유리 성분 운반 장치.
  51. 제 47 항에 있어서, 상기 관들 중 적어도 일부는 보트와 함께 그 출력 단부에 이웃하게 배치된 고체 상태의 유리 성분을 포함하고 있는 챔버를 포함하는 것을 특징으로 하는 고체 상태의 유리 성분 운반 장치.
  52. 제 51 항에 있어서, 상기 각 관내의 각 보트를 포위하도록 가열기가 위치되는 것을 특징으로 하는 고체 상태의 유리 성분 운반 장치.
  53. 제 38 항에 있어서, 상기 관들이 석영 유리를 포함하는 것을 특징으로 하는 고체 상태의 유리 성분 운반 장치.
  54. 제 38 항에 있어서, 상기 관들이 석영 유리관인 것을 특징으로 하는 장치.
  55. 광섬유 모재를 형성하는 방법으로서,
    (a) 소정의 길이 및 폭의 노출된 2 차원 표면을 갖는 고체 상태의 유리 성분을 공급하는 단계,
    (b) 본질적으로 산소가 없는 환경에서, 노출된 2 차원 표면으로부터 상기 성분을 기화시켜 상기 구성요소가 포함된 증기를 형성하기에 충분한 온도로 상기 성분을 노출시키는 단계,
    (c) 상기 성분을 포함한 증기를 불활성 가스의 유동 스트림에 의해 중공관의 구멍내부에 있는 반응 영역으로 운반하는 단계, 및
    (d) 상기 성분을 포함한 증기를 상기 반응 영역으로 운반함과 동시에, 높은 온도에 노출될 때 유리를 형성할 수 있는 재료의 증기를 상기 반응 영역으로 유입시키는 단계를 포함하는 방법.
  56. 제 55 항에 있어서, 상기 성분을 포함한 증기 및 유리 형성 재료의 증기를, 상기 관의 구멍의 표면상에 적어도 하나의 모노리스 유리층 또는 다공성이나 미립자 수트층으로 형성시키기 위해 반응 영역의 온도를 증가시키는 단계가 추가로 포함되는 것을 특징으로 하는 방법.
  57. 제 56 항에 있어서, 유리층이 다공성 또는 미립자 수트층으로서 형성되고, 수트가 부착된 층에 용액을 도핑시켜 이 불순물 용액이 상기 층내로 흡수시키는 단계가 추가로 포함되는 것을 특징으로 하는 방법.
  58. 제 57 항에 있어서, 상기 불순물 용액이 희토류 불순물을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  59. 제 56 항에 있어서, 상기 중공관을 붕괴시키는 단계가 추가로 포함되는 것을 특징으로 하는 방법.
  60. 제 55 항에 있어서, 상기 불활성 가스가 헬륨인 것을 특징으로 하는 방법.
  61. 제 55 항에 있어서, 상기 유리 성분이 희토류 할로겐인 것을 특징으로 하는 방법.
  62. 제 61 항에 있어서, 상기 희토류 할로겐이 Nd, Yb, Er, Tm, Ho, 또는 Sm 의 염화물인 것을 특징으로 하는 방법.
  63. 제 61 항에 있어서, 상기 희토류 염화물이 Nd, Yb, Er, Tm, Ho, 또는 Sm 중 하나 또는 그 이상의 혼합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  64. 광섬유 모재를 형성하는 방법으로서,
    (a) 굴절률 n2의 다중-모드 클래딩내에 배치되고 굴절률 n1을 갖는 실질적으로 단일 모드 코어를 구비한, 제 57 항의 방법에 따라 제조된 광섬유 모재를 공급하는 단계;
    (b) 상기 다중-모드 클래딩을 포위하고 n1＞n2＞n3의 굴절률 n3를 갖는 추가적인 클래딩을 상기 광섬유 모재상에 부착시키는 단계; 및
    (c) 상기 광섬유 모재로부터 섬유를 인발하는 단계를 포함하는 방법.
  65. 제 64 항에 있어서, 상기 추가적인 클래딩이 자외선-경화가능 성분으로부터 형성되고, 상기 자외선-경화가능 성분은 광-개시 그룹이 매달린 공중합체를 포함하고, 이 공중합체는, 광-개시 그룹 및 에틸렌 불포화 그룹을 갖는 광-개시 모노머로부터의 반복 유닛과, 에틸렌 불포화 그룹 및 플루오르로 치환된 디아크릴레이트를 갖는 플르오르로 치환된 모노머로부터의 반복 유닛을 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
  66. 유리 성분의 증기를 반응 영역내로 유입시키기 위해 사용되는 다중-관 운반 시스템으로서,
    상류측 단부 및 하류측 단부를 갖는 중앙 증기 운반관을 구비하는 동심적으로 배열된 복수의 증기 운반관,
    상기 중앙 증기 운반관내에 희토류 할로겐이 적재되고 기화되기에 충분한 온도로 노출되고,
    불활성 가스 스트림이 상류측 단부로부터 상기 중앙 증기 운반관으로 들어가고 하류측 단부를 통해 빠져나가며,
    유리 형성 재료의 증기가 상기 중앙 증기 운반관 이외의 증기 운반관을 통과하여 반응 영역내로 유입되고,
    불활성 가스 스트림에 의해 중앙 증기 운반관에서 운반되는 희토류 할로겐화물을 포함한 증기에는 투과가능하지만 유리 형성 재료의 증기가 중앙 증기 운반관내로 유입되는 것을 방지하는 프릿으로 밀봉된 중앙 운반 시스템의 하류측 단부를 포함하는 다중-관 운반 시스템.
  67. 제 66 항에 있어서, 상기 희토류 할로겐화물이 중앙 증기 운반 시스템내부에서 고정 용기내에 적재되고, 이 고정 용기는 희토류 할로겐화물의 기화가 일어나는 소정의 2 차원 노출 표면을 갖는 것을 특징으로 하는 다중-관 운반 시스템.
  68. 제 66 항에 있어서, 상기 희토류 할로겐화물이 Nd, Yb, Er, Tm, Ho, 또는 Sm 의 염화물인 것을 특징으로 하는 다중-관 운반 시스템.
  69. 소정량의 굴절률 불순물 재료가 그 안에 포함된 코어를 구비한 광섬유 모재의 제조 방법으로서,
    (a) 희토류 화합물을 포함하여 제 1 양의 불순물 재료를 포함한, 유리 형성 전구체 재료의 증기를 중공관의 구멍 내부로 유입시키는 단계,
    (b) 상기 구멍의 표면상에 1 이상의 수트층이 부착되기에 충분한 온도 및 시간동안 상기 전구체 재료를 산화시키는 단계,
    (c) 상기 수트층이 부착된 구멍내부로, 희토류 화합물을 포함하여 제 2 양의 불순물 재료를 포함한 불순물 용액을 유입시키는 단계, 및
    (d) 상기 수트층을 소결시킬 수 있는 충분한 온도로 상기 중공관을 가열시키고 그 이후에 상기 관을 붕괴시키며, 상기 소결 및 붕괴는 동시에 또는 순차적으로 일어나서 광섬유 모재가 실질적으로 상기 제 1 및 제 2 양의 희토류 화합물을 포함한 소정의 불순물 재료를 통하여 제조되는 단계를 포함하는 방법.
  70. 제 69 항에 있어서, 상기 단계 (a) 또는 (c) 의 적어도 하나에서 상기 불순물 재료가 굴절률 수정 성분을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  71. 제 70 항에 있어서, 상기 굴절률 수정 성분이 Al, B, 또는 P 의 할로겐화물이거나 산화물 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  72. 제 69 항에 있어서, 상기 증기는 적어도 하나의 희토류 화합물 및 SiCl4의 혼합물을 가열함으로써 형성되고, 이어서 상기 가열된 혼합물을 운반 가스에 노출시키는 것을 특징으로 하는 방법.
  73. 제 72 항에 있어서, 상기 운반 가스가 헬륨인 것을 특징으로 하는 방법.
  74. 제 69 항에 있어서, 상기 수트층이 약 1,400℃ 내지 약 1,650℃의 온도 범위에서 부착되는 것을 특징으로 하는 방법.
  75. 제 69 항에 있어서, 상기 소결이 약 1,960℃ 내지 약 1,980℃ 의 온도 범위에서 달성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  76. 관이 붕괴되어 유리 섬유 모재가 형성되기 전에, 유리관의 구멍에 부착된 수트층에 고농도의 희토류 불순물을 제공하는 방법으로서,
    다른 유리 형성 전구체 성분들과는 독립적인 증기 상태의 희토류 불순물을 공급하는 단계,
    상기 형성된 희토류 불순물의 증기를 증기 상태의 유리 형성 전구체 성분들과 혼합하는 단계,
    유리관 구멍의 내면상에 수트층을 형성시키는 단계,
    상기 수트층에 액체 상태의 희토류 불순물이 흡수되는 단계,
    상기 흡수된 수트층을 소결시켜서 모노리스 유리층으로 변형시키는 단계, 및
    상기 유리관을 붕괴시켜서 모재를 형성하는 단계를 포함하는 방법.
  77. 제 76 항에 있어서, 상기 각각의 혼합 및 흡수 단계를 수행하기 전에 증기 상태 및 액체 상태의 희토류 불순물을 굴절률 수정 성분과 예비혼합하는 단계가 추가적으로 포함되는 것을 특징으로 하는 방법.
  78. 제 76 항에 있어서, 상기 희토류 불순물이 1 이상의 Nd, Yb, Er, Tm, Ho, 또는 Sm 을 포함하는 화합물인 것을 특징으로 하는 방법.
  79. 제 76 항에 있어서, 상기 소결 단계 전에 수트층을 탈수시키는 단계가 추가적으로 포함되는 것을 특징으로 하는 방법.
  80. 제 79 항에 있어서, 상기 탈수 단계가 수트층상으로 Cl2, SOCl2, CCl2, 또는 SF6의 가스를 통과시킴으로서 실행되는 것을 특징으로 하는 방법.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100554423B1 (ko) * 2003-02-13 2006-02-22 엘에스전선 주식회사 수정화학 기상 증착 방법에 있어서 광섬유 모재의 굴절률제어방법 및 상기 방법에 의해 제조된 광섬유
KR100979895B1 (ko) * 2003-01-29 2010-09-06 피텔 유.에스.에이. 코포레이션 고순도 유리관 제조 방법

Families Citing this family (67)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6578387B2 (en) * 1999-04-09 2003-06-17 Fitel Usa Corp. Method of fabrication of rare earth doped preforms for optical fibers
US8127235B2 (en) 2007-11-30 2012-02-28 International Business Machines Corporation Automatic increasing of capacity of a virtual space in a virtual world
US20090164919A1 (en) 2007-12-24 2009-06-25 Cary Lee Bates Generating data for managing encounters in a virtual world environment
JP5159375B2 (ja) 2008-03-07 2013-03-06 インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション メタバースにおけるオブジェクトの真贋判断システム、方法及びそのコンピュータ・プログラム
US9205328B2 (en) 2010-02-18 2015-12-08 Activision Publishing, Inc. Videogame system and method that enables characters to earn virtual fans by completing secondary objectives
US9682324B2 (en) 2010-05-12 2017-06-20 Activision Publishing, Inc. System and method for enabling players to participate in asynchronous, competitive challenges
CN102515500B (zh) * 2011-12-06 2013-09-04 长飞光纤光缆有限公司 一种掺杂稀土光纤预制棒的制造方法
CN102875019B (zh) * 2012-09-26 2014-12-10 武汉烽火锐光科技有限公司 一种掺稀土光纤预制棒的制造方法
US10137376B2 (en) 2012-12-31 2018-11-27 Activision Publishing, Inc. System and method for creating and streaming augmented game sessions
US10322351B2 (en) 2014-07-03 2019-06-18 Activision Publishing, Inc. Matchmaking system and method for multiplayer video games
US11351466B2 (en) 2014-12-05 2022-06-07 Activision Publishing, Ing. System and method for customizing a replay of one or more game events in a video game
US10118099B2 (en) 2014-12-16 2018-11-06 Activision Publishing, Inc. System and method for transparently styling non-player characters in a multiplayer video game
JP6353781B2 (ja) * 2014-12-22 2018-07-04 日星電気株式会社 光ファイバ母材製造装置のガス供給ノズルとこれを使用した光ファイバ母材製造装置
US10486068B2 (en) 2015-05-14 2019-11-26 Activision Publishing, Inc. System and method for providing dynamically variable maps in a video game
US10286314B2 (en) 2015-05-14 2019-05-14 Activision Publishing, Inc. System and method for providing continuous gameplay in a multiplayer video game through an unbounded gameplay session
US10315113B2 (en) 2015-05-14 2019-06-11 Activision Publishing, Inc. System and method for simulating gameplay of nonplayer characters distributed across networked end user devices
CN104909557A (zh) * 2015-06-11 2015-09-16 长飞光纤光缆股份有限公司 一种制备掺稀土光纤预制棒的mcvd装置
US10668367B2 (en) 2015-06-15 2020-06-02 Activision Publishing, Inc. System and method for uniquely identifying physical trading cards and incorporating trading card game items in a video game
US10471348B2 (en) 2015-07-24 2019-11-12 Activision Publishing, Inc. System and method for creating and sharing customized video game weapon configurations in multiplayer video games via one or more social networks
US11185784B2 (en) 2015-10-08 2021-11-30 Activision Publishing, Inc. System and method for generating personalized messaging campaigns for video game players
US10232272B2 (en) 2015-10-21 2019-03-19 Activision Publishing, Inc. System and method for replaying video game streams
US10376781B2 (en) 2015-10-21 2019-08-13 Activision Publishing, Inc. System and method of generating and distributing video game streams
US10694352B2 (en) 2015-10-28 2020-06-23 Activision Publishing, Inc. System and method of using physical objects to control software access
CN105541104B (zh) * 2015-12-16 2018-01-19 中国科学院西安光学精密机械研究所 高功率掺Yb石英光纤及光纤预制棒的制备方法
US10226703B2 (en) 2016-04-01 2019-03-12 Activision Publishing, Inc. System and method of generating and providing interactive annotation items based on triggering events in a video game
US10226701B2 (en) 2016-04-29 2019-03-12 Activision Publishing, Inc. System and method for identifying spawn locations in a video game
WO2017197094A2 (en) * 2016-05-13 2017-11-16 Corning Incorporated Optical tube waveguide lasing medium and related method
US10573065B2 (en) 2016-07-29 2020-02-25 Activision Publishing, Inc. Systems and methods for automating the personalization of blendshape rigs based on performance capture data
US10709981B2 (en) 2016-11-17 2020-07-14 Activision Publishing, Inc. Systems and methods for the real-time generation of in-game, locally accessible barrier-aware heatmaps
US10463964B2 (en) 2016-11-17 2019-11-05 Activision Publishing, Inc. Systems and methods for the real-time generation of in-game, locally accessible heatmaps
US10500498B2 (en) 2016-11-29 2019-12-10 Activision Publishing, Inc. System and method for optimizing virtual games
US10055880B2 (en) 2016-12-06 2018-08-21 Activision Publishing, Inc. Methods and systems to modify a two dimensional facial image to increase dimensional depth and generate a facial image that appears three dimensional
US10861079B2 (en) 2017-02-23 2020-12-08 Activision Publishing, Inc. Flexible online pre-ordering system for media
US10818060B2 (en) 2017-09-05 2020-10-27 Activision Publishing, Inc. Systems and methods for guiding motion capture actors using a motion reference system
US10974150B2 (en) 2017-09-27 2021-04-13 Activision Publishing, Inc. Methods and systems for improved content customization in multiplayer gaming environments
US11040286B2 (en) 2017-09-27 2021-06-22 Activision Publishing, Inc. Methods and systems for improved content generation in multiplayer gaming environments
US10561945B2 (en) 2017-09-27 2020-02-18 Activision Publishing, Inc. Methods and systems for incentivizing team cooperation in multiplayer gaming environments
US10463971B2 (en) 2017-12-06 2019-11-05 Activision Publishing, Inc. System and method for validating video gaming data
US10537809B2 (en) 2017-12-06 2020-01-21 Activision Publishing, Inc. System and method for validating video gaming data
US10981051B2 (en) 2017-12-19 2021-04-20 Activision Publishing, Inc. Synchronized, fully programmable game controllers
US11278813B2 (en) 2017-12-22 2022-03-22 Activision Publishing, Inc. Systems and methods for enabling audience participation in bonus game play sessions
US10864443B2 (en) 2017-12-22 2020-12-15 Activision Publishing, Inc. Video game content aggregation, normalization, and publication systems and methods
US10596471B2 (en) 2017-12-22 2020-03-24 Activision Publishing, Inc. Systems and methods for enabling audience participation in multi-player video game play sessions
DE102018118771B4 (de) * 2018-08-02 2022-07-07 Leoni Kabel Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum reproduzierbaren Erzeugen einer Preform für die Glasfaserherstellung
US11192028B2 (en) 2018-11-19 2021-12-07 Activision Publishing, Inc. Systems and methods for the real-time customization of video game content based on player data
US11263670B2 (en) 2018-11-19 2022-03-01 Activision Publishing, Inc. Systems and methods for dynamically modifying video game content based on non-video gaming content being concurrently experienced by a user
US11115712B2 (en) 2018-12-15 2021-09-07 Activision Publishing, Inc. Systems and methods for indexing, searching for, and retrieving digital media
US11679330B2 (en) 2018-12-18 2023-06-20 Activision Publishing, Inc. Systems and methods for generating improved non-player characters
US11305191B2 (en) 2018-12-20 2022-04-19 Activision Publishing, Inc. Systems and methods for controlling camera perspectives, movements, and displays of video game gameplay
US11344808B2 (en) 2019-06-28 2022-05-31 Activision Publishing, Inc. Systems and methods for dynamically generating and modulating music based on gaming events, player profiles and/or player reactions
US11097193B2 (en) 2019-09-11 2021-08-24 Activision Publishing, Inc. Methods and systems for increasing player engagement in multiplayer gaming environments
US11423605B2 (en) 2019-11-01 2022-08-23 Activision Publishing, Inc. Systems and methods for remastering a game space while maintaining the underlying game simulation
US11712627B2 (en) 2019-11-08 2023-08-01 Activision Publishing, Inc. System and method for providing conditional access to virtual gaming items
US11537209B2 (en) 2019-12-17 2022-12-27 Activision Publishing, Inc. Systems and methods for guiding actors using a motion capture reference system
US11420122B2 (en) 2019-12-23 2022-08-23 Activision Publishing, Inc. Systems and methods for controlling camera perspectives, movements, and displays of video game gameplay
US11563774B2 (en) 2019-12-27 2023-01-24 Activision Publishing, Inc. Systems and methods for tracking and identifying phishing website authors
CN111233317B (zh) * 2020-01-13 2023-08-25 成都翱翔拓创光电科技合伙企业(有限合伙) 一种制备稀土掺杂光纤的全气相掺杂装置及掺杂方法
CN111056740B (zh) * 2020-01-13 2023-09-12 成都翱翔拓创光电科技合伙企业(有限合伙) 一种pcvd法制备有源光纤预制棒的装置和方法
CN111470768B (zh) * 2020-04-24 2022-04-12 黄宏琪 一种稀土及共掺剂的自动灌料装置及方法
US11351459B2 (en) 2020-08-18 2022-06-07 Activision Publishing, Inc. Multiplayer video games with virtual characters having dynamically generated attribute profiles unconstrained by predefined discrete values
US11524234B2 (en) 2020-08-18 2022-12-13 Activision Publishing, Inc. Multiplayer video games with virtual characters having dynamically modified fields of view
US11833423B2 (en) 2020-09-29 2023-12-05 Activision Publishing, Inc. Methods and systems for generating level of detail visual assets in a video game
US11717753B2 (en) 2020-09-29 2023-08-08 Activision Publishing, Inc. Methods and systems for generating modified level of detail visual assets in a video game
US11724188B2 (en) 2020-09-29 2023-08-15 Activision Publishing, Inc. Methods and systems for selecting a level of detail visual asset during the execution of a video game
US11439904B2 (en) 2020-11-11 2022-09-13 Activision Publishing, Inc. Systems and methods for imparting dynamic and realistic movement to player-controlled avatars in video games
US11794107B2 (en) 2020-12-30 2023-10-24 Activision Publishing, Inc. Systems and methods for improved collision detection in video games
CN116282882B (zh) * 2023-03-05 2024-04-19 北京工业大学 一种Nd3+掺杂石英光纤预制棒及制备方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4616901A (en) * 1982-04-09 1986-10-14 At&T Bell Laboratories Doped optical fiber
US4666247A (en) * 1985-02-08 1987-05-19 American Telephone And Telegraph Company, At&T Bell Laboratories Multiconstituent optical fiber
WO1986007348A1 (en) * 1985-06-03 1986-12-18 Hughes Aircraft Company Method for introducing dopants in optical fiber preforms
US4826288A (en) * 1987-04-09 1989-05-02 Polaroid Corporation, Patent Department Method for fabricating optical fibers having cores with high rare earth content
GB2210613B (en) * 1987-09-25 1991-08-14 Gen Electric Co Plc Manufacture of optical fibre preforms
US4815079A (en) * 1987-12-17 1989-03-21 Polaroid Corporation Optical fiber lasers and amplifiers
AU625144B2 (en) * 1989-10-31 1992-07-02 Fujitsu Limited Production method for optical fiber base material
DE4209004C2 (de) * 1992-03-20 2001-06-21 Sel Alcatel Ag Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer Lichtwellenleiter-Vorform
KR100342189B1 (ko) * 1995-07-12 2002-11-30 삼성전자 주식회사 휘발성복합체를사용한희토류원소첨가광섬유제조방법

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100979895B1 (ko) * 2003-01-29 2010-09-06 피텔 유.에스.에이. 코포레이션 고순도 유리관 제조 방법
KR100554423B1 (ko) * 2003-02-13 2006-02-22 엘에스전선 주식회사 수정화학 기상 증착 방법에 있어서 광섬유 모재의 굴절률제어방법 및 상기 방법에 의해 제조된 광섬유

Also Published As

Publication number Publication date
JP2002519285A (ja) 2002-07-02
CN1307544A (zh) 2001-08-08
AU5313399A (en) 2000-01-17
EP1098857A1 (en) 2001-05-16
WO2000000442A1 (en) 2000-01-06
CA2336339A1 (en) 2000-01-06

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