KR20010081941A - Method of making an optical fiber preform - Google Patents

Method of making an optical fiber preform Download PDF

Info

Publication number
KR20010081941A
KR20010081941A KR1020007011260A KR20007011260A KR20010081941A KR 20010081941 A KR20010081941 A KR 20010081941A KR 1020007011260 A KR1020007011260 A KR 1020007011260A KR 20007011260 A KR20007011260 A KR 20007011260A KR 20010081941 A KR20010081941 A KR 20010081941A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
silica
layer
plasma
target
deposited
Prior art date
Application number
KR1020007011260A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
미카일이바노비치 고우스코브
에브구에니보리소비치 다니로브
모하마트아프잘 아스라미
다우 우
죤에드워드 매티슨
Original Assignee
추후보정
화이버코어 인코포레이티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 추후보정, 화이버코어 인코포레이티드 filed Critical 추후보정
Publication of KR20010081941A publication Critical patent/KR20010081941A/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/01Manufacture of glass fibres or filaments
    • C03B37/012Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
    • C03B37/014Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments made entirely or partially by chemical means, e.g. vapour phase deposition of bulk porous glass either by outside vapour deposition [OVD], or by outside vapour phase oxidation [OVPO] or by vapour axial deposition [VAD]
    • C03B37/018Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments made entirely or partially by chemical means, e.g. vapour phase deposition of bulk porous glass either by outside vapour deposition [OVD], or by outside vapour phase oxidation [OVPO] or by vapour axial deposition [VAD] by glass deposition on a glass substrate, e.g. by inside-, modified-, plasma-, or plasma modified- chemical vapour deposition [ICVD, MCVD, PCVD, PMCVD], i.e. by thin layer coating on the inside or outside of a glass tube or on a glass rod
    • C03B37/01861Means for changing or stabilising the diameter or form of tubes or rods
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/01Manufacture of glass fibres or filaments
    • C03B37/012Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
    • C03B37/014Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments made entirely or partially by chemical means, e.g. vapour phase deposition of bulk porous glass either by outside vapour deposition [OVD], or by outside vapour phase oxidation [OVPO] or by vapour axial deposition [VAD]
    • C03B37/01413Reactant delivery systems
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/01Manufacture of glass fibres or filaments
    • C03B37/012Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
    • C03B37/014Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments made entirely or partially by chemical means, e.g. vapour phase deposition of bulk porous glass either by outside vapour deposition [OVD], or by outside vapour phase oxidation [OVPO] or by vapour axial deposition [VAD]
    • C03B37/01413Reactant delivery systems
    • C03B37/0142Reactant deposition burners
    • C03B37/01426Plasma deposition burners or torches
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/01Manufacture of glass fibres or filaments
    • C03B37/012Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
    • C03B37/014Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments made entirely or partially by chemical means, e.g. vapour phase deposition of bulk porous glass either by outside vapour deposition [OVD], or by outside vapour phase oxidation [OVPO] or by vapour axial deposition [VAD]
    • C03B37/01466Means for changing or stabilising the diameter or form of tubes or rods
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/01Manufacture of glass fibres or filaments
    • C03B37/012Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
    • C03B37/014Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments made entirely or partially by chemical means, e.g. vapour phase deposition of bulk porous glass either by outside vapour deposition [OVD], or by outside vapour phase oxidation [OVPO] or by vapour axial deposition [VAD]
    • C03B37/018Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments made entirely or partially by chemical means, e.g. vapour phase deposition of bulk porous glass either by outside vapour deposition [OVD], or by outside vapour phase oxidation [OVPO] or by vapour axial deposition [VAD] by glass deposition on a glass substrate, e.g. by inside-, modified-, plasma-, or plasma modified- chemical vapour deposition [ICVD, MCVD, PCVD, PMCVD], i.e. by thin layer coating on the inside or outside of a glass tube or on a glass rod
    • C03B37/01807Reactant delivery systems, e.g. reactant deposition burners
    • C03B37/01815Reactant deposition burners or deposition heating means
    • C03B37/01823Plasma deposition burners or heating means
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/02Optical fibres with cladding with or without a coating
    • G02B6/02057Optical fibres with cladding with or without a coating comprising gratings
    • G02B6/02076Refractive index modulation gratings, e.g. Bragg gratings
    • G02B6/02123Refractive index modulation gratings, e.g. Bragg gratings characterised by the method of manufacture of the grating
    • G02B6/02152Refractive index modulation gratings, e.g. Bragg gratings characterised by the method of manufacture of the grating involving moving the fibre or a manufacturing element, stretching of the fibre
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B2201/00Type of glass produced
    • C03B2201/02Pure silica glass, e.g. pure fused quartz
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B2201/00Type of glass produced
    • C03B2201/06Doped silica-based glasses
    • C03B2201/08Doped silica-based glasses doped with boron or fluorine or other refractive index decreasing dopant
    • C03B2201/12Doped silica-based glasses doped with boron or fluorine or other refractive index decreasing dopant doped with fluorine
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B2201/00Type of glass produced
    • C03B2201/06Doped silica-based glasses
    • C03B2201/20Doped silica-based glasses doped with non-metals other than boron or fluorine
    • C03B2201/28Doped silica-based glasses doped with non-metals other than boron or fluorine doped with phosphorus
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B2201/00Type of glass produced
    • C03B2201/06Doped silica-based glasses
    • C03B2201/30Doped silica-based glasses doped with metals, e.g. Ga, Sn, Sb, Pb or Bi
    • C03B2201/31Doped silica-based glasses doped with metals, e.g. Ga, Sn, Sb, Pb or Bi doped with germanium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B2201/00Type of glass produced
    • C03B2201/06Doped silica-based glasses
    • C03B2201/30Doped silica-based glasses doped with metals, e.g. Ga, Sn, Sb, Pb or Bi
    • C03B2201/32Doped silica-based glasses doped with metals, e.g. Ga, Sn, Sb, Pb or Bi doped with aluminium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B2201/00Type of glass produced
    • C03B2201/06Doped silica-based glasses
    • C03B2201/30Doped silica-based glasses doped with metals, e.g. Ga, Sn, Sb, Pb or Bi
    • C03B2201/40Doped silica-based glasses doped with metals, e.g. Ga, Sn, Sb, Pb or Bi doped with transition metals other than rare earth metals, e.g. Zr, Nb, Ta or Zn
    • C03B2201/42Doped silica-based glasses doped with metals, e.g. Ga, Sn, Sb, Pb or Bi doped with transition metals other than rare earth metals, e.g. Zr, Nb, Ta or Zn doped with titanium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B2203/00Fibre product details, e.g. structure, shape
    • C03B2203/10Internal structure or shape details
    • C03B2203/22Radial profile of refractive index, composition or softening point

Abstract

유리 수트(130)는 버너(140)에 의해 유리봉에 침착된다. 몸체는 인장된다(126). 추가 침착 및 인장이 수행된다. 최종 몸체는 섬유로 인발된다.The glass suit 130 is deposited on the glass rod by the burner 140. The body is tensioned 126. Further deposition and pulling is performed. The final body is drawn out of fibers.

Description

광섬유 프리폼의 제작 방법{METHOD OF MAKING AN OPTICAL FIBER PREFORM}Manufacturing Method of Fiber Optic Preforms

공지기술에 의하면 실리카(silica) 유리 시동기 튜브의 제작, 광섬유 프리폼의 제작에 대한 여러 방법이 개시되어 있다. 시동기 튜브는 실리카를 가열하고 상기 실리카를 개구부를 통하여 압출성형함으로써 형성될 수 있다. 시동기 튜브 및 광섬유 프리폼은, 수정 화학 증착(MVCD), 축방향 증착(VAD) 및 외부 증착(OVD)과 같은 여러 기술 중의 하나를 사용하여, 도핑(doping)되거나 도핑되지 않은 실리카를 표적에 침착함으로써 제작될 수 있다. 상기 방법의 각각은 회전 표적을 제공함으로써 개시되고, 상기 회전 표적은 튜브 또는 강봉의 형태로 성형되며, 유리, 세라믹(ceramic) 또는 다른 재료로 형성된다. 일정 경우에, 봉 또는 튜브는 프리폼과 일체구조로 구성되나, 다른 경우 봉은 제거된다. 가스 버너(gas burner) 또는 플라즈마 공급원과 같은 열원은 회전 표적을 가로질러 아래, 위 또는 측면에 구성된다. 열원은 유리 입자를 형성하도록 유리 형성 반응에 소요되는 에너지를 제공한다. 방법에 따라, 상기 침착된 유리 입자는 다음 단계, VAD 또는 OVD 단계와 같은 건조 및 소결 단계를 수행하게 된다. 만약 MCVD 단계라면, 상기 입자는 동일열원에 의해 유리질 석영으로 용융된다.The known art discloses several methods for the fabrication of silica glass starter tubes and the fabrication of optical fiber preforms. The starter tube may be formed by heating the silica and extruding the silica through the opening. Starter tubes and optical fiber preforms are formed by depositing doped or undoped silica onto a target using one of several techniques, such as quartz chemical vapor deposition (MVCD), axial vapor deposition (VAD), and external vapor deposition (OVD). Can be made. Each of the methods is initiated by providing a rotating target, which is shaped in the form of a tube or steel bar and formed of glass, ceramic or other material. In some cases, the rod or tube is integral with the preform, but in other cases the rod is removed. A heat source, such as a gas burner or plasma source, is configured below, above or sideways across the rotating target. The heat source provides the energy required for the glass forming reaction to form glass particles. According to the method, the deposited glass particles are subjected to a drying and sintering step such as a next step, a VAD or OVD step. If in the MCVD step, the particles are melted into vitreous quartz by the same heat source.

표적이 수평으로 장착될 때, 열원은 일정한 침착이 구성되도록 표적의 길이를 따라 이동한다. 만약 표적이 튜브라면, 유리 형성 입자 및 재료는 튜브의 내측면 또는 외측면에 침착될 수 있고, 상기 내측면에 침착되는 경우 외경은 계속 일정하게 구성되나, 상기 외측면에 침착되는 경우에는 외경이 증가하게 된다.When the target is mounted horizontally, the heat source moves along the length of the target so that a constant deposition is made up. If the target is a tube, the glass forming particles and material may be deposited on the inner or outer side of the tube, and the outer diameter remains constant when deposited on the inner side, but the outer diameter is deposited on the outer side. Will increase.

표적이 수직으로 장착될 때, 상기 표적은 수직축 주위로 회전하고, 버너는 수직으로 위에 또는 측면으로 가로질러 구성되며, 상기 표적은 반경방향 및 축방향으로 증가된다. 상기는 실린더형 산출물을 구성하게 되고, 상기 산출물의 직경 및 길이는 침착이 계속됨에 따라 증가한다.When the target is mounted vertically, the target rotates around the vertical axis, the burners are configured vertically above or laterally and the target is increased in the radial and axial directions. This constitutes a cylindrical output, and the diameter and length of the output increase as deposition continues.

Keck 등의 USP 3,737,292에 광섬유 형성 방법이 기술되어 있다. 예정 굴절률을 가진 다층은 화염 가수분해에 의해 형성되고, 시동봉 또는 시동 부재의 외벽에 침착된다. 상기 유리층이 봉에 침착된 후, 중공 실린더는 섬유를 형성하기 위해 가열되고 구성된다.Keck et al. US Pat. No. 3,737,292 describes a method of forming an optical fiber. The multilayer with the predetermined refractive index is formed by flame hydrolysis and is deposited on the outer wall of the starting rod or starting member. After the glass layer is deposited on the rods, the hollow cylinder is heated and configured to form the fibers.

Izawa 등의 USP 4,224,046에 광섬유 프리폼의 제작 방법이 기술되어 있다. 2개의 기상 유리 형성 재료, 산소, 수소 및 아르곤은 수직으로 장착된 회전 실린더형 시동 부재를 향해 버너에서 상향으로 분출된다. 수트(soot)형 유리 입자는 화염 가수분해에 의해 형성되고, 시동 부재의 하부 단부에 침착된다. 시동 부재의 성장 단부 및 버너 사이의 간격을 일정하게 유지하기 위해, 상기 시동 부재는 상향으로 점차 후퇴된다. 침착의 종결시, 수트형 유리 프리폼은 투명 유리 프리폼을 형성하도록 건조되고 소결된다.USP 4,224,046 to Izawa et al. Describes a method for fabricating optical fiber preforms. The two vapor phase glass forming materials, oxygen, hydrogen and argon, are ejected upwards from the burner towards the vertically mounted rotating cylindrical starting member. Soot-shaped glass particles are formed by flame hydrolysis and are deposited on the lower end of the starting member. In order to maintain a constant gap between the growth end of the starting member and the burner, the starting member is gradually retracted upwards. At the end of the deposition, the soot glass preform is dried and sintered to form a clear glass preform.

MacChesney 등의 USP 4,217,027에 수정 화학 증착(MCVD)법으로 명명되는 프리폼의 제작이 기술되어 있다. 상기 방법에서, 실리콘의 염화물 또는 수소화물과 산소를 가진 게르마늄으로 구성된 증기는 유리 튜브의 내부로 이동된다. 상기 화학물질 사이의 화학 반응은 적합한 조건하에서 튜브의 내벽에 유리를 형성하게 되고, 상기 화학 반응은 열구역(hot zone)을 가로지름으로써 유도된다. 튜브에 침착된 입자는 열구역의 각 경로로 용융된다.US Pat. No. 4,217,027 to MacChesney et al. Describes the fabrication of preforms, termed quartz chemical vapor deposition (MCVD). In this method, steam consisting of chlorides or hydrides of silicon and germanium with oxygen is transferred into the glass tube. Chemical reactions between the chemicals form glass on the inner wall of the tube under suitable conditions, and the chemical reaction is induced by crossing the hot zone. Particles deposited in the tube melt in each path of the thermal zone.

Partus의 USP 4,412,853에 광섬유 프리폼 시동기 튜브를 형성하기 위한 MCVD 방법이 기술되어 있다. 상기 방법은 수평으로 장착된 튜브형 회전 표적으로 개시되고, 상기 표적은 유리로 형성되며, 사전선택된 조성 및 광학 특성을 가진다. 증기가 튜브형 표적의 아래에 구성된 열원으로서 튜브형 표적을 통해 공급되고, 상기 튜브형 표적의 길이를 따라 이동된다. 상기는 증기의 반응물이 튜브형 표적의 내측면에 침착되고 용융되도록 한다. 침착된 물질은 튜브형 표적과 동일한 굴절률을 가지나, 조성은 상이하다. 상기는 외부 기상 산화법 또는 외부 기상 축 증착법을 사용하여 동일한 효과를 이룰 수 있음을 의미하고, 어떠한 방법으로 이루어질 수 있는지는 기술되지 않는다.Partus US Pat. No. 4,412,853 describes an MCVD method for forming an optical fiber preform starter tube. The method is disclosed with a horizontally mounted tubular rotating target, the target being formed of glass and having preselected composition and optical properties. Steam is supplied through the tubular target as a heat source configured beneath the tubular target and traveled along the length of the tubular target. This allows the reactants of the vapor to deposit and melt on the inner side of the tubular target. The deposited material has the same refractive index as the tubular target, but the composition is different. This means that the same effect can be achieved by using an external vapor oxidation method or an external vapor axis deposition method, and it is not described in any way.

Geittner 등의 USP 4,741,747에 광섬유 제작을 위한 플라즈마 화학 증착법(PCVD)이 기술되어 있다. 상기 PCVD법에서, 반응성 가스 혼합물이 1 내지 30hPa 사이의 압력에서 통과되고 플라즈마가 유리 튜브의 내부에서 전후로 이동되기 전에, 유리층은 유리 튜브의 내벽에 침착된다. 유리층이 침착된 후, 상기 유리 튜브는 고형 프리폼을 형성하도록 수축된다. 광섬유는 상기 프리폼으로부터 압출될 수 있다.USP 4,741,747 to Geittner et al. Describes Plasma Chemical Vapor Deposition (PCVD) for optical fiber fabrication. In the above PCVD method, the glass layer is deposited on the inner wall of the glass tube before the reactive gas mixture is passed at a pressure between 1 and 30 hPa and the plasma is moved back and forth inside the glass tube. After the glass layer is deposited, the glass tube shrinks to form a solid preform. The optical fiber can be extruded from the preform.

Drouart 등의 USP 5,522,007에 고농도의 히드록실 이온(hydroxyl ion)을 가지는 광섬유 프리폼을 형성하기 위한 플라즈마 침착의 용법이 기술되어 있다. 상기 문헌에서, 플라즈마 발생 가스가 유도 코일을 가지는 플라즈마 토치(torch)의 한 단부로 유입되기 전에, 상기 가스가 물탱크를 통과하도록 함으로써 히드록실 이온은 상기 플라즈마 발생 가스에 동반된다. 플라즈마 토치는 히드록실 이온과 혼합된 용융 실리카 입자를 회전 기질 프리폼에 방출한다. 상기는 표적 프리폼에 침착된 평균 히드록실 이온 농도가 50 내지 100ppm인 프리폼이 형성되도록 한다. Drouart 등에 따르면, 상기 기술은 1310nm 및 1550nm에서 각각 0.32dB/km 및 0.915dB/km의 감쇠를 가지는 광섬유가 형성되도록 한다.US Pat. No. 5,522,007 to Drouart et al. Describes the use of plasma deposition to form optical fiber preforms having high concentrations of hydroxyl ions. In this document, before the plasma generating gas enters one end of the plasma torch having an induction coil, hydroxyl ions are entrained in the plasma generating gas by allowing the gas to pass through the water tank. The plasma torch releases fused silica particles mixed with hydroxyl ions to the rotating substrate preform. This allows preforms to be formed with an average hydroxyl ion concentration of 50 to 100 ppm deposited on the target preform. According to Drouart et al., The technique allows optical fibers having attenuations of 0.32 dB / km and 0.915 dB / km, respectively, at 1310 nm and 1550 nm.

프리폼 제작에 다수의 처리 단계가 요구되는 점 이외에, 상기 방법의 다른 단점은,In addition to the large number of processing steps required for preform fabrication, another disadvantage of the method is that

1. MCVD 및 PCVD 방법은 상기 방법의 저침착률로 인해 처리가 느리다는 점이고,1. MCVD and PCVD methods are slow in processing due to the low deposition rate of the above methods,

2. MCVD 및 PCVD 방법용 침착 튜브의 크기로 인해 프리폼 크기가 제한된다는 점이며,2. Preform size is limited due to the size of the deposition tube for MCVD and PCVD methods,

3. 과량의 물이 생성되고 고품질의 광섬유 프리폼을 형성하기 위한 건조 및 소결의 추가 단계가 요구되는 화염 가수분해에 OVD 및 VAD 방법은 근거한다는 점이다.3. The OVD and VAD methods are based on flame hydrolysis, where excess water is generated and additional steps of drying and sintering are required to form high quality fiber optic preforms.

본 발명은 플라즈마(plasma) 외부 증착 방법을 사용하여 단일 모드 및 다중 모드 설계의 광섬유 프리폼(preform)을 제작하기 위한 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for fabricating optical fiber preforms of single mode and multi mode designs using plasma external deposition methods.

도 1 은 플라즈마 부착을 위한 장치의 도면.1 is a diagram of an apparatus for plasma attachment.

도 2 는 도 1 의 장치에서 이용되는 플라즈마트론의 부분측면도.FIG. 2 is a partial side view of a plasmatron used in the apparatus of FIG. 1; FIG.

도 3 은 도 2 의 플라즈마트론과 유사한 플라즈마트론의 평면도.3 is a plan view of a plasmatron similar to the plasmatron of FIG.

도 4 는 도 3 의 플라즈마트론 내부의 플라즈마 유동형태를 도시한 도면.4 is a view illustrating a plasma flow form in the plasmatron of FIG. 3.

도 5 는 본 발명의 방법에 따라 제조된 광섬유예비성형품의 도면.5 is a view of an optical fiber preform manufactured according to the method of the present invention.

*부호 설명* Sign Description

22 ... 챔버 24 ... 선반22 ... chamber 24 ... lathe

25 ... 주축대 26,126 ... 심압대25 ... headstock 26,126 ... tailstock

30 ... 목표물 32 ... 캐리지30 ... target 32 ... carriage

34 ... 관형부재 40,140 .. 플라즈마공급원34 ... tubular member 40,140 .. plasma source

56 ... 지지스탠드 58 ... 안정장치막대56 ... support stand 58 ... stabilizer bar

60 ... 주입부 64 ... 유입구60 ... inlet 64 ... inlet

66 ... 유출구 70 ... 플라즈마제트66 ... outlet 70 ... plasma jet

130 ... 공작물 132 ... 제 2 막대130 ... workpiece 132 ... second bar

본 발명의 목적은 광섬유 프리폼의 제작에 수반되는 단계를 감소시킴으로써 저비용으로 제작되고 히드록실 함유량이 낮은 상기 광섬유 프리폼의 제작 방법을 제공하는 것이고, 프리폼의 크기를 증가시키며 침착률을 증가시키는 방법을 제공하는 것이다. 상기 및 다른 목적은 광섬유 프리폼의 형성에 대한 본 발명에 의해 이루어진다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a method for manufacturing the optical fiber preform which is manufactured at low cost and has a low hydroxyl content by reducing the steps involved in the fabrication of the optical fiber preform, and provides a method for increasing the size of the preform and increasing the deposition rate. It is. These and other objects are achieved by the present invention for the formation of optical fiber preforms.

본 발명의 한 실시예에서, 1차 재료로 형성된 시동봉에 근접하여 플라즈마 공급원이 구성된다. 시동봉은 양단에서 수평으로 유지되고, 상기 시동봉의 종축에 대해 회전하도록 구성된다. 플라즈마 공급원은 공지된 제 1 도핑 농도로 도핑된 실리카를 침착시키는데 사용된다. 도핑된 실리카는 시동봉이 원하는 직경으로 성장될 때까지 상기 시동봉의 길이를 따라 침착된다. 시동봉 및 도핑된 실리카로 구성된 복합체는 인발되고, 두께가 얇은 영역은 2차봉으로 사용되도록 압출된다. 2차봉은 1차 재료로 형성된 중심을 가지고, 도핑된 실리카로 형성된 외층을 가진다. 동일한 도핑 농도를 가지는 추가 실리카는 2차봉이 원하는 직경에 도달될 때까지 상기 2차봉 위에 침착되고, 인발되며, 압출된다. 침착, 인발, 압출 및 침착의 단계는 수회에 걸쳐 반복될 수 있다. 상기의 결과는 제 1 직경의 1차 재료로 형성된 중심을 가지는 도핑된 실리카 봉이고, 상기 실리카 봉은 제 2 외경의 도핑된 실리카로 형성된 환형층을 가진다.In one embodiment of the present invention, a plasma source is constructed proximate to the starting rod formed of the primary material. The starting rod is kept horizontal at both ends and is configured to rotate about the longitudinal axis of the starting rod. The plasma source is used to deposit the doped silica at a known first doping concentration. Doped silica is deposited along the length of the starting rod until the starting rod has grown to the desired diameter. The composite consisting of the starting rod and the doped silica is drawn and the thin region is extruded for use as a secondary rod. The secondary rod has a center formed of the primary material and an outer layer formed of doped silica. Additional silica with the same doping concentration is deposited, drawn and extruded on the secondary rod until the secondary rod reaches the desired diameter. The steps of deposition, drawing, extrusion and deposition can be repeated several times. The result is a doped silica rod having a center formed of a primary material of a first diameter, the silica rod having an annular layer formed of doped silica of a second outer diameter.

도핑된 실리카 봉은 다른 처리를 수행하게 된다. 특히, 플라즈마 공급원은 도핑된 실리카의 외층을 도핑된 실리카 봉의 위에 침착시키는데 사용되고, 결과로 구성되는 구조물은 인발되며, 두께가 얇은 영역은 압출된다. 외층 형성에 사용되는 도핑제는 실리카의 굴절률을 증가시키거나 감소시키도록 선택될 수 있다.The doped silica rods will undergo another treatment. In particular, a plasma source is used to deposit the outer layer of doped silica on top of the doped silica rods, and the resulting structure is drawn and the thin area is extruded. The dopant used to form the outer layer may be selected to increase or decrease the refractive index of the silica.

도핑제 농도가 외층이 침착됨에 따라 변한다면, 외층은 등급식 층이다. 상기 경우에, 외층이 처음으로 침착될 때의 개시 농도 수준인 최대로부터 외층의 침착이 완료될 때의 완료 농도 수준인 최소로 도핑제 농도가 변화된다.If the dopant concentration changes as the outer layer is deposited, the outer layer is a graded layer. In this case, the dopant concentration is changed from the maximum, which is the initial concentration level when the outer layer is first deposited, to the minimum, which is the level when the deposition of the outer layer is complete.

도핑제 농도가 외층이 침착됨에 따라 변하지 않는다면, 외층은 단을 이룬 층이다. 상기 경우에, 제 1 도핑제 농도와 상이한 제 2 도핑제 농도는 외층의 침착 동안에 사용된다.If the dopant concentration does not change as the outer layer is deposited, the outer layer is a tiered layer. In this case, a second dopant concentration different from the first dopant concentration is used during the deposition of the outer layer.

본 발명의 다른 실시예에 따라, 도핑된 실리카 봉 및 외층으로 구성된 복합체에 다른 처리가 수행된다. 플라즈마 공급원은 피복층을 외층의 위에 침착시키도록 사용된다. 외층이 등급식이라면, 피복층은 동일 도핑제 및 동일 최소, 완료 농도 수준으로 도핑된 실리카로 형성될 수 있다. 선택적으로, 피복층은 순수 실리카로 형성될 수 있거나, 다른 도핑제 및 제 3의 도핑제 농도로 도핑된 실리카로 형성될 수 있다. 또한, 피복층은 등급식 도핑을 가질 수 있다.According to another embodiment of the present invention, another treatment is performed on the composite consisting of the doped silica rods and the outer layer. The plasma source is used to deposit the coating layer on top of the outer layer. If the outer layer is graded, the coating layer may be formed of the same dopant and silica doped to the same minimum, complete concentration level. Optionally, the coating layer may be formed of pure silica or may be formed of silica doped with other dopant and third dopant concentrations. In addition, the coating layer may have a graded doping.

본 발명의 또 다른 실시예에 따라, 도핑된 실리카 봉, 외층 및 피복층으로 구성된 복합체에 재킷(jacket)이 구성된다. 재킷은 다른 플라즈마 침착에 의해, 또는 상기 복합체에 재킷 구성용 재료를 제공하고 상기 재킷 구성용 재료를 완성 프리폼으로 수축하기 위해 열을 가함으로써 구성될 수 있다.According to another embodiment of the present invention, a jacket is constructed in a composite consisting of doped silica rods, outer layer and coating layer. The jacket can be constructed by other plasma deposition, or by providing heat to the jacket construction material and shrinking the jacket construction material to the finished preform.

플라즈마 침착 중, 저농도의 히드록실을 가지는 건조 플라즈마 가스는 플라즈마의 형성에 사용된다. SiCl4로 구성된 건조 석영 공급원 가스, 또는 저농도의히드록실을 가지는 유사 공급원 가스, POCl3또는 PCl5로 공동 도핑되는 GeCl4와 같은 도핑제 공급원 가스는 플라즈마에 근접하여 유입된다. 상기는 재료를 실리카(SiO2), 또는 산화 게르마늄(GeO2) 또는 오산화인(P2O5)O5OOOO O 으로 도핑된 실리카로 변환되도록 하고, 표적에 침착되도록 하며, 하나의 단순 단계로 유리질 석영으로 용융되도록 한다.During plasma deposition, a dry plasma gas having a low concentration of hydroxyl is used for the formation of the plasma. A dopant source gas, such as a dry quartz source gas composed of SiCl 4 , or a similar source gas having a low concentration of hydroxyl, GeCl 4 co-doped with POCl 3 or PCl 5 , flows in close proximity to the plasma. This allows the material to be converted into silica (SiO 2 ), or silica doped with germanium oxide (GeO 2 ) or phosphorus pentoxide (P 2 O 5 ) O 5 OOOO O, to be deposited on the target, in one simple step Allow to melt with glassy quartz.

플라즈마 외부증착용 장치(20)가 도 1에 도시된다. 상기 장치는 최종제품내부로 불순물이 유입되는 것을 방지하기 위하여 씰링되는 챔버(22)로 구성된다. Heathway Ltd.사 또는 Litton Engineering Lab사로 이용할 수 있는 선반(24)이 챔버(22) 내부에 위치한다. 선반(24)은 주축대(25) 및 심압대(26)를 가진다. 서로 반대 방향으로 회전하는 한 쌍의 스핀들척(28)이 상기 주축대(25) 및 심압대(26)에 제공되고 원통형 외벽을 가진 기다란 목표물(30)의 단부들이 상기 스핀들척(28)에 의해 고정된다. 화살표(A1)에 따라 상기 스핀들척(28)이 목표물(30)을 회전시킨다. 목표물(30)을 따르는 방향 또는 양방향 화살표(A2)의 방향을 따라 이동하도록 상기 선반(24)에 이동가능하게 장착되는 캐리지(32)가 배열된다. 플라즈마공급원(40)이 상기 캐리지(32)에 의해 지지된다. 따라서 목표물(30)의 길이를 따라 상기 캐리지(32)가 플라즈마공급원(40)을 이동시킨다. 그 결과 광섬유예비품을 성형하기 위하여 목표물(30)의 상부에 재료가 부착된다. 거의 완전한 원토향외벽들을 가지는 관형부재(34)를 형성하기 위하여 상기 목표물(30)주위에서 플라즈마공급원(40)에 의해 재료가 균일하게 부착되도록 상기 스핀들척(28)은 목표물(30)을 회전시킨다. 선호되는 실시예에 있어서, 목표물(30)의 일정 길이를 따라 상기 캐리지(32)위에 위치한 플라즈마공급원(40)이 양쪽 방향으로 이동한다. 그 결과 플라즈마공급원(40)은 목표물(30)의 상기 부분을 따라 이동하고 재료를 부착시킨다.Plasma external deposition apparatus 20 is shown in FIG. 1. The apparatus consists of a chamber 22 which is sealed to prevent the introduction of impurities into the final product. The shelf 24, which is available from Heathway Ltd. or Litton Engineering Lab, is located inside the chamber 22. The shelf 24 has a headstock 25 and a tailstock 26. A pair of spindle chucks 28 rotating in opposite directions to each other are provided on the spindle 25 and tailstock 26 and the ends of the elongate target 30 having a cylindrical outer wall are driven by the spindle chuck 28. It is fixed. The spindle chuck 28 rotates the target 30 according to the arrow A1. The carriage 32 is movably mounted to the shelf 24 so as to move in the direction along the target 30 or in the direction of the double arrow A2. The plasma source 40 is supported by the carriage 32. Accordingly, the carriage 32 moves the plasma source 40 along the length of the target 30. As a result, a material is attached on top of the target 30 to form the optical fiber spare part. The spindle chuck 28 rotates the target 30 such that the material is uniformly attached by the plasma source 40 around the target 30 to form a tubular member 34 having nearly complete outward facing walls. . In a preferred embodiment, the plasma source 40 located above the carriage 32 moves in both directions along a certain length of the target 30. As a result, the plasma source 40 moves along the portion of the target 30 and attaches the material.

목표물의 길이를 따라 플라즈마공급원(40)을 이동시키는 대신에 목표물(30)은 이동되고 플라즈마공급원(40)은 정지상태를 유지한다. 이를 위해 선반의 주축대(25) 및 심압대(26)가 상기 목표물(30)을 왕복운동시켜서 목표물(30)의 모든 관련부분들이 상기 플라즈마공급원(40)의 바로 상부로 이동한다.Instead of moving the plasma source 40 along the length of the target, the target 30 is moved and the plasma source 40 remains stationary. To this end, the headstock 25 and tailstock 26 of the shelf reciprocate the target 30 such that all relevant parts of the target 30 move directly above the plasma source 40.

또 다른 선택적 실시예에 있어서 목표물(30)의 길이를 따라 복수개의 플라즈마공급원(40)이 이격되어 위치한다. 그 결과 주축대(25) 및 심압대(26)와 캐리지(32)중 어느 것이 운동하도록 구성되는 가에 따라, 선반(24)의 주축대(25) 및 심압대(26)의 운동이 감소되거나 플라즈마공급원(40)이 부착되는 캐리지(32)의 운동이 감소될 수 있다. 목표물(30)의 길이에 따라 다수개의 플라즈마공급원(40)이 제공되는 극단적인 경우에 있어서, 선반의 주축대(25) 및 심압대(26) 또는 캐리지(32)의 운동이 불필요할 수 있다.In another alternative embodiment, the plurality of plasma sources 40 are spaced apart along the length of the target 30. As a result, depending on whether the headstock 25 and tailstock 26 and carriage 32 are configured to move, the movement of headstock 25 and tailstock 26 of shelf 24 is reduced or The movement of the carriage 32 to which the plasma source 40 is attached can be reduced. In extreme cases where a plurality of plasma sources 40 are provided along the length of the target 30, movement of the headstock 25 and tailstock 26 or carriage 32 of the shelf may not be necessary.

선호되는 실시예에 있어서 상기 플라즈마공급원(40)은 플라즈마트론 토치이고 상기 플라즈마트론 토치는 제1가스선(42)을 통해 내부로 유입되는 건성플라즈마가스 및 제2가스선(44)을 통해 내부로 유입되는 공급가스를 가진다.In a preferred embodiment, the plasma source 40 is a plasmatron torch and the plasmatron torch is introduced into the interior through the dry plasma gas and the second gasline 44 introduced into the interior through the first gas line 42. Has a supply gas.

상기 플라즈마 가스는 정해진 적합한 비율에 따라 질소 및 산소로 구성된다. 공기가 플라즈마 가스로서 이용될 수 있다. 상기 경우에 있어서 여과된 공기는 우선 제1가스선(42)을 통과하기 전에 습기를 제거하기 위해 제1건조기(46)를 통과한다. 그 결과 플라즈마가스의 수산기농도는 2.0ppm 또는 그 이하로 작다. 전달되는 가스의 전체체적은 질량유동제어기(MFC) 또는 선택적으로 유동계에 의해 제어된다.The plasma gas is composed of nitrogen and oxygen in a suitable suitable ratio. Air can be used as the plasma gas. In this case, the filtered air first passes through the first dryer 46 to remove moisture before passing through the first gas line 42. As a result, the hydroxyl concentration of the plasma gas is as small as 2.0 ppm or less. The total volume of gas delivered is controlled by a mass flow controller (MFC) or optionally a flow meter.

상기 공급가스는 SiCl4와 같은 쏘스 약제 및 산소O2 또는 질소 N2와 같은 적어도 한 개의 캐리어가스로 구성된다. 상기 캐리어가스가 습기를 제거하기 위하여 제2건조기(48)로 유입된다. 그 결과 쏘스가스의 수산기 농도는 0.5ppm으로 매우 작다. 캐리어 가스가 건조된 후 쏘스 전달가스가 건조된 후에, 소스약제들을 포착하기 위해 포말발생기(50)로 유입하기전에 질량유동제어기(MFC)(81)로 진행된다. 질량유동제어기의 특성에 의존하여, 질량유동제어기를 포말발생기의 하류위치에서 이용할 수 잇다. 다음에 쏘스가스와 합쳐지는 전달가스의 가스유동이 제 2 가스선(44)으로 진행된다. 선택적으로 밸브(52)를 개방하면 도핑가스가 플라즈마트론 토치에 도달하기전에 가스유동내부로 안내될 수 있다.The feed gas consists of a source agent such as SiCl 4 and at least one carrier gas such as oxygen O 2 or nitrogen N 2. The carrier gas is introduced into the second dryer 48 to remove moisture. As a result, the hydroxyl concentration of the source gas is very small, 0.5 ppm. After the carrier gas is dried After the source delivery gas is dried, it proceeds to a mass flow controller (MFC) 81 before entering the foam generator 50 to capture the source drugs. Depending on the characteristics of the mass flow controller, a mass flow controller can be used downstream of the foam generator. Next, the gas flow of the delivery gas combined with the source gas proceeds to the second gas line 44. Optionally opening valve 52 allows doping gas to be guided into the gas flow prior to reaching the plasmatron torch.

선호되는 실시예에 있어서, 쏘스약제는 SiCl4이다. 플라즈마내부의 반응성질을 위해 상기 약제가 선택된다. 특별히, 목표물(30)상에 부착되는 SiO2를 형성하기 위해 상기 SiCl4가 특히 Si의 쏘스(source)로서 이용된다. 도핑제는 SiF4또는 SiF6의 형태를 가진 플루오르 도핑가스일 수 있다. 플루오르 도핑제는 굴절지수를 강하시키고, 쿼츠(quartz)의 점성을 변화시킬 수 있다. 또한 플루오르 도핑제는 광섬유예비품에 대한 설계유연성을 증가시킨다. 공지된것과 같이, 굴절지수를 증가시키기 위해 GeO2또는 다른 등가 재료가 도핑제로서 이용될 수 있다.In a preferred embodiment, the source agent is SiCl 4 . The drug is selected for reactivity in the plasma. In particular, the SiCl 4 is used in particular as a source of Si to form SiO 2 attached on the target 30. The dopant may be a fluorine doping gas in the form of SiF 4 or SiF 6 . Fluorine dopants can lower the refractive index and change the viscosity of the quartz. Fluorine dopants also increase design flexibility for optical fiber spares. As is known, GeO 2 or other equivalent material may be used as the dopant to increase the refractive index.

선호되는 실시예에 있어서, GeO2를 위한 쏘스약제는 GeCl4이다. 상기 약제는 SiCl4의 물리적 화학적 특성이 유사하기 때문에, 순도를 GeO2가 선택된다. GeCl4의 전달작용은 SiCl4와 유사하다. 건조기(48)로부터 이동한 전달가스는 쏘스약제 GeCl4를 포착하기 위해 포말발생기(83)로 이동하기 전에 질량유동제어기(82)에 의해 제어되는 또다른 분기부분으로 나누어질 수 있다. 약제 SiCl4의 제어작용과 유사하게 질량유동제어기가 또한 포말발생기의 하류위치에 위치할 수 있다. 상기 가스유동은 가스선(44)으로 공급될 수 있고 플라즈마트론 토치로 유입되기전에 혼합물을 형성할 수 있다. 또한 별도의 선(84)에 의해 GeCl4의 가스유동이 플라즈마트론 토치에 직접 안내될 수 있다. 별도의 전달선들을 이용하면, GeCl4및 SiCl4사이의 경쟁적 화학반응이 최소화되는 장점이 있다. 게르마늄산화물(GeO2)대신에 도핑작업에 이용되거나 게르마늄산화물과 코도핑(co-doing)하기 위한 다른 쏘스약제들은 POCl3, PCl5및 알루미늄 및 티타늄포함 약제들과 같이 유사한 지수증가설을 가진 도핑제들과 같은 재료이다.In a preferred embodiment, the source agent for GeO 2 is GeCl 4 . Since the medicament has similar physical and chemical properties of SiCl 4 , the purity is GeO 2 . Transfer function of GeCl 4 is similar to that of SiCl 4. The delivery gas traveling from the dryer 48 may be divided into another branch controlled by the mass flow controller 82 before moving to the foam generator 83 to capture the source drug GeCl 4 . Similar to the control action of the drug SiCl 4 , a mass flow controller can also be located downstream of the foam generator. The gas flow may be supplied to gas line 44 and form a mixture before entering the plasmatron torch. In addition, the gas flow of GeCl 4 may be directly guided to the plasmatron torch by a separate line 84. Using separate transmission lines has the advantage of minimizing the competitive chemical reaction between GeCl 4 and SiCl 4 . Other source agents for doping instead of germanium oxide (GeO 2 ) or for co-doing with germanium oxide are doping with similar exponential doping, such as POCl 3 , PCl 5 and drugs containing aluminum and titanium. It is the same material.

도 2를 참고할 때, 목표물(30)아래에 위치한 플라즈마트론 토치(40)의 측단면이 도시된다. 수정으로 구성된 관형토치하우징에 의해 플라즈마트론 토치(40)가 구성된다. 상기 하우징은 직경 60㎜ 및 높이 220㎜를 가진다. 그러나 40 내지 80㎜의 직경 및 180 내지 400㎜의 높이가 이용될 수 있다.Referring to FIG. 2, a side cross-section of the plasmatron torch 40 located below the target 30 is shown. The plasma torch 40 is constructed by a tubular torch housing composed of quartz. The housing has a diameter of 60 mm and a height of 220 mm. However, diameters of 40 to 80 mm and heights of 180 to 400 mm can be used.

상기 하우징(50)의 상부주위에 청동유도코일(52)이 제공된다. 대략 72㎜의 직경을 가지고 서로 6㎜의 거리로 이격된 복수개의 권선부(54)들에 의해 상기 코일(52)이 구성된다. 하우징 및 코일의 간격은 2 내지 10㎜사이이다. 최상측권선부(54')에 의해 도시되는 것과 같이 코일(52)의 최상부는 30 내지 55㎜크기인 이격거리(L)에 의해 관형부재(34)의 외부면으로부터 분리된다.A bronze induction coil 52 is provided around the upper portion of the housing 50. The coil 52 is constituted by a plurality of windings 54 having a diameter of approximately 72 mm and spaced apart from each other by a distance of 6 mm. The distance between the housing and the coil is between 2 and 10 mm. As shown by the uppermost winding portion 54 ', the uppermost portion of the coil 52 is separated from the outer surface of the tubular member 34 by a separation distance L of 30 to 55 mm in size.

수정유리가 부착될 때 그 외경은 증가된다. 그러나 플라즈마토치(40)가 배열되는 지지스탠드(56)의 높이를 조절하여 이격거리(L)에 의해 관형부재(34)의 외부면으로부터 분리된다.When the crystal glass is attached, its outer diameter is increased. However, the plasma torch 40 is separated from the outer surface of the tubular member 34 by the distance L by adjusting the height of the support stand 56 is arranged.

수정유리가 부착될 때 그 외경은 증가된다. 그러나 플라즈마토치(40)가 배열되는 지지스탠드(56)의 높이를 조절하여 이격거리(L)가 유지된다. 다음에 지지스탠드(56)가 캐리지(32)에 장착되고, 캐리지와 함께 횡방향으로 이동된다. 초기에 지지스탠드(56)가 정해진 높이에 설정되고, 부착재료의 직경이 부착작업동안 증가할 때, 상기 높이가 감소된다. 그 결과 플라즈마토치(40) 및 부착재료사이에 정해진 거리가 유지된다. 캐리지로부터 반경방향으로 성장하는 관형부재(34)의 거리를 측정하고, 지지스탠드(56)의 높이를 조절하기 위하여, 캐리지(32)위에 장착되고, 제어기에 연결되는 광학식 또는 다른 센서가 이용될 수 있다.When the crystal glass is attached, its outer diameter is increased. However, the distance L is maintained by adjusting the height of the support stand 56 on which the plasma torch 40 is arranged. Next, the support stand 56 is mounted to the carriage 32, and is moved laterally with the carriage. Initially, the support stand 56 is set at a predetermined height, and when the diameter of the attachment material increases during the attachment operation, the height is decreased. As a result, a predetermined distance is maintained between the plasma torch 40 and the attachment material. In order to measure the distance of the tubular member 34 growing radially from the carriage and to adjust the height of the support stand 56, an optical or other sensor mounted on the carriage 32 and connected to the controller can be used. have.

하우징(50)의 최상부의 모든 측면상에 플라즈마안정장치막대(58)가 구성된다. 각각의 안정장치막대는 수정으로부터 형성되고, 하우징(50)의 림(rim)으로부터 횡방향으로 연장구성되는 U자형 거터(gutter)로 구성된다. 40 내지 80㎜의 직경 및 15 내지 40㎜의 길이가 이용될 수 있더라도, 안정장치막대(58)는 하우징림의 직경방향으로 마주보는 측면위에서 20㎜ 연장구성되고 60㎜의 직경을 가진다. 플라즈마트론토치(40)가 이용될 때, 부분적으로 상기 안정장치막대(58)는 목표물에 정렬된다. 상기 배열에 의해 성장중인 관형부재(34)위에 부착되는 반응쏘스약제들이 확산된다.Plasma stabilizer bars 58 are configured on all sides of the top of the housing 50. Each stabilizer rod is formed from a crystal and consists of a U-shaped gutter extending laterally from the rim of the housing 50. Although a diameter of 40 to 80 mm and a length of 15 to 40 mm may be used, the stabilizer bar 58 extends 20 mm on the radially opposite side of the housing rim and has a diameter of 60 mm. When the plasmatron torch 40 is used, the stabilizer bar 58 is partially aligned with the target. By this arrangement, the reaction source drugs attached to the growing tubular member 34 are diffused.

한쌍의 주입부(60)들에 의해 쏘스약제를 운반하는 제 2 가스선(44)이 플라즈마토치(40)에 연결된다. 코일(52)의 최상측 권선부(54')들 및 안정장치막대(58)사이의 위치에서 하우징(50)을 따라 동일 높이에서 상기 주입부(60)들이 하우징에 유입된다. 본 발명의 플라즈마토치(40)와 함께 3 내지 10㎜의 관직경이 이용가능하더라도, 5㎜의 직경을 가진 수정관에 의해 주입부들이 구성된다. 선호되는 실시예에 있어서, 한쌍의 주입부(60)들이 동일높이에서 하우징(50)으로 유입하고, 서로로부터 직경방향으로 가로질러 위치한다. 두 개의 상기 주입부들 대신에, 세 개 또는 네 개이상의 주입부들이 대칭을 이루며 배열될 수 있다. 도 2 에 있어서, 안정장치막대의 바로 아래에 위치하도록 두 개의 주입부(60)들이 도시된다. 그러나 상기 구성은 필수적인 것이 아니며, 도 3을 참고할 때, 플라즈마트론토치의 평면도에서 주입부(60)들이 안정장치막대(58)들로부터 각을 이루며 오프셋된다.The second gas line 44 carrying the source drug is connected to the plasma torch 40 by the pair of injection parts 60. The injection portions 60 enter the housing at the same height along the housing 50 at a position between the top windings 54 ′ of the coil 52 and the stabilizer bar 58. Although a tube diameter of 3 to 10 mm is available with the plasma torch 40 of the present invention, the injection portions are constituted by a quartz tube having a diameter of 5 mm. In a preferred embodiment, a pair of injection portions 60 enter the housing 50 at the same height and are located radially across from each other. Instead of the two injection parts, three or more than four injection parts can be arranged in symmetry. In FIG. 2, two injection portions 60 are shown to be located just below the stabilizer rod. However, the above configuration is not essential, and referring to FIG. 3, the injection portions 60 are offset from the stabilizer bars 58 at an angle in the plan view of the plasma torch.

한쌍의 플라즈마가스유입구(62)들에 의해 플라즈마가스를 운반하는 제 1 가스선(42)이 플라즈마트론토치(40)에 연결된다. 하우징의 기저부와 근접하게 동일높이에서 플라즈마가스유입구(62)들이 하우징으로 유입된다. 상기 목적을 위해 일부 범위의 직경들이 충분할지라도, 5㎜ 직경을 가지는 스테인레쓰강 관에 의해 상기 유입구(62)가 구성된다.The first gas line 42 carrying the plasma gas is connected to the plasma torches 40 by the pair of plasma gas inlets 62. Plasma gas inlets 62 enter the housing at the same height close to the base of the housing. Although some range of diameters are sufficient for this purpose, the inlet 62 is constituted by a stainless steel tube having a 5 mm diameter.

또한 냉각제유입구(64) 및 유출구(66)가 플라즈마트론 토치(40)에 제공된다. 사용중에, 물과 같은 냉각제가 유입구(64)를 통과하고 하우징(50)의 외벽내에서 순환하며, 유출구(66)를 통해 유출한다. 냉각제의 유입구 및 유출구는 스테인레쓰강으로부터 형성되고, 5㎜ 의 직경을 가진다. 플라즈마가스유입구 및 주입부와 같이 상기 직경은 가변적이다.Coolant inlet 64 and outlet 66 are also provided to plasmatron torch 40. In use, coolant, such as water, passes through inlet 64 and circulates within the outer wall of housing 50 and exits through outlet 66. The inlet and outlet of the coolant are formed from stainless steel and have a diameter of 5 mm. Like the plasma gas inlet and the inlet, the diameter is variable.

플라즈마가스유입구(62), 냉각제유입구(64) 및 냉각제유출구(66)가 스테인레쓰강제의 챔버(68)내부에 형성된다. 상기 챔버(68)는 측부에서 스테인레쓰강제의 정사각형 블록(block)으로 80㎜이고, 약 40㎜의 높이를 가진다. 상기 챔버(68)가 지지스탠드(56)상에 장착되고, 다음에 목표물을 따라 이동하기 위해 캐리지(32)상에 장착된다.The plasma gas inlet 62, the coolant inlet 64, and the coolant outlet 66 are formed in the stainless steel chamber 68. The chamber 68 is a square block made of stainless steel on the side, which is 80 mm and has a height of about 40 mm. The chamber 68 is mounted on the support stand 56 and then on the carriage 32 to move along the target.

(도면에 도시되지 않은) 고주파발생기가 코일(52)에 전기적으로 연결되어, 약 5.0MHz의 주파수에서 80kW에 이르는 가변 전원출력을 상기 코일에 공급한다. 선호되는 실시예에 있어서, 상기 발생기는 Lepel Corporation의 모델 제 T-80-3MC이다. 플라즈마트론토치(40)에 에너지를 공급하기 우해 60Hz, 3상 460V의 전원공급으로 상기 발생기가 작동된다. 선택적으로 독일소재의 Fritz Huttinger Electronic GmbH사로부터 모델 제 IG 60/5000 호의 발생기가 이용될 수 있다.A high frequency generator (not shown) is electrically connected to the coil 52 to supply the coil with a variable power output up to 80 kW at a frequency of about 5.0 MHz. In a preferred embodiment, the generator is model No. T-80-3MC from Lepel Corporation. In order to supply energy to the plasma torch 40, the generator is operated with a power supply of 60 Hz, three-phase 460V. Alternatively a generator of model IG 60/5000 from Fritz Huttinger Electronic GmbH of Germany can be used.

도 4를 참고할 때, 건성 플라즈마가 유입구(62)로 공급되고 플라즈마로 변환될 때 플라즈마토치(40)내부에 형성된 플라즈마제트(plasma jet)(70)가 도시된다. 사실상 플라즈마제트(70)는 토치의 종방향축(A')주위에서 대칭구조이다. 상기 플라즈마의 수직방향속도가 영이되는 위치(V)바로 위에서 쏘스약제가 플라즈마내부로 유입되도록 주입부(60)들의 상기 위치가 형성된다. 그 결과, 성장중인 관형부재(34)위에 효과적으로 부착하도록 쏘스약제의 제트가 경계층내부로 유체역학적 유동 및 열적유동하기 위한 소요구조가 제공된다. 또한 선호되는 실시예에서하우징내부를 향해 횡방향으로 유입되는 주입부가 구성되더라도 이것은 필수적인 것이 아니다. 대신에, 플라즈마트론 토치(40)의 종방향축(A')을 따라 연장구성되는 수냉식 프로크(probe)에 의해 쏘스가스가 플라즈마제트(70)의 중심부내부로 유입된다.Referring to FIG. 4, a plasma jet 70 formed inside the plasma torch 40 is shown when the dry plasma is supplied to the inlet 62 and converted into plasma. In fact, the plasma jet 70 is symmetrical around the longitudinal axis A 'of the torch. The positions of the injection parts 60 are formed such that the source medicine is introduced into the plasma immediately above the position V at which the vertical velocity of the plasma becomes zero. As a result, a structure is provided for the jet of the source drug to hydrodynamically and thermally flow into the boundary layer so as to effectively adhere to the growing tubular member 34. In a preferred embodiment this is also not necessary even if an injection section is introduced which flows laterally towards the inside of the housing. Instead, the source gas is introduced into the central portion of the plasma jet 70 by a water-cooled probe extending along the longitudinal axis A 'of the plasmatron torch 40.

도 5를 참고할대, Heathway사에 의해 제조되는 모델 제 PFH842XXLS 호의 정밀 수정 및 유리공작선반과 같은 선반(124)에 의해 수행가능한 공지의 과정이 도시된다. 선반(124)의 주축대(125) 및 심압대(126)가 서로에 대해 종방향으로 이동가능하다. 그결과 최초 목표물의 상부에 부착되는 길이(L3)의 최종 공작물(130)이 요잉하게 적재 및 분리가능하다. 더욱 중요하게, 최초공작물의 부분과 등가한 감소된 직경의 제 2 막대내부로 공작물의 일부분을 끌어당길 수 있다. 상기 작업을 위해 주축대(125)를 고정상태로 유지하고 심압대(126)를 주축대(125)로부터 떨어져 이동시키며, 주축대(126)의 방향과 반대방향으로 플라즈마공급원(140)이 이동된다. 선택적으로, 상기 작업을 위해 공작물을 연화시키기 위해 공작물(130)의 단부에 플라즈마공급원(140) 또는 다른 열공급원을 배열시킨다. 다음에 주축대(125) 및 심압대(126)가 동일방향으로 이동되지만 거리(L5,L4)에 의해 서로 다른 속도들에 의해 점선의 위치(125',126')들까지 이동된다. 그결과 (필수적인 것은 아니지만)최초 목표물과 동일한 직경을 가질 수 있고, 얇은 제 2 막대(132)가 구성된다. 당업자들에게 공지된 것과 같이, 제 2 막대가 작동되는 공작물과 동일한 단면성분을 제 2 막대가 가지고, 중심을 가지며, 중심의 밀도는 최초목표물의 밀도와 유사하고, 공작물이 형성되는 동안 목표물의 상부에 부착되는 재료와 유사한 외층을 가진다.Referring to FIG. 5, a known process that can be performed by a lathe 124, such as a precision modification of the model PFH842XXLS manufactured by Heathway and glassworking lathes, is shown. Headstock 125 and tailstock 126 of shelf 124 are movable longitudinally relative to each other. As a result, the final workpiece 130 of length L3 attached to the upper portion of the initial target can be yawably loaded and detached. More importantly, it is possible to pull a part of the workpiece into the second bar of reduced diameter equivalent to that of the original workpiece. Maintain the headstock 125 in the fixed state for the operation and the tailstock 126 is moved away from the headstock 125, the plasma supply source 140 is moved in the direction opposite to the direction of the headstock 126 . Optionally, a plasma source 140 or other heat source is arranged at the end of the workpiece 130 to soften the workpiece for the operation. Next, the main shaft 125 and the tailstock 126 are moved in the same direction but moved to the positions 125 'and 126' of the dotted line by different speeds by the distances L5 and L4. The result is a thin second rod 132, which may (but not necessarily) have the same diameter as the initial target, and is constructed. As is known to those skilled in the art, the second rod has the same cross-sectional component as the workpiece on which the second rod is operated, has a center, the density of the center is similar to the density of the original target, and the top of the target while the workpiece is being formed. It has an outer layer similar to the material attached to it.

선반(124)에 의해 제 2 막대를 선반이 이동되는 공작물의 거리(L3)와 동일한 거리(L4)까지 종방향으로 신장히기에 충분하도록 주축대(125) 및 심압대(126)가 이동가능하다. 공작물(130)대신에 선반(124)위에 장착되는 공작물로부터 제 2 막대(132)가 절단될 수 있고, 플라즈마공급원(140)과 연속부착하기 위한 목표물로서 이용될 수 있다. 따라서, 제 1 발생 공작물을 형성하기 위해 최초의 제 1 발생 목표물이 이용되고, 상기 공작물로부터 제 2 발생 목표물로서 제 2 막대가 연신될 수 있다. 따라서 상기 제 2 발생 목표물의 상부에서 이루어지는 부착작용이 제 2 발생 공작물등을 형성한다. 공작물을 형성하기 위해 목표물위에서 이루어지는 플라즈마부착과정, 감소된 직경의 막대를 형성하기 위해 공작물의 한쪽단부를 신장하는 작업 및 또다른 부착작업을 위한 연속 목표물로서 상기 감소된 직경의 막대를 이용하는 작업의 반복과정이 임의 횟수로 반복될 수 있다.The headstock 125 and tailstock 126 are movable by the shelf 124 to be sufficient to extend the second rod in the longitudinal direction to a distance L4 equal to the distance L3 of the workpiece to which the shelf is moved. . The second rod 132 can be cut from the workpiece mounted on the shelf 124 instead of the workpiece 130 and can be used as a target for continuous attachment with the plasma source 140. Thus, the first first generating target is used to form the first generating workpiece, and a second rod can be drawn from the workpiece as the second generating target. Therefore, the attachment action made on the upper part of the second generating target forms the second generating workpiece or the like. Plasma attach process on the target to form a workpiece, stretching one end of the workpiece to form a reduced diameter rod, and using the reduced diameter rod as a continuous target for another attachment operation The process can be repeated any number of times.

목표물상부에 부착된 재료가 상기 반복작업을 통해 불변상태이면, Nro의 반복단계들의 결과가 매우 작은 중심을 가진 N번째 발생막대이고, 상기 중심은 최초목표물과 동일한 성분을 가지며, 목표물상부에 부착된 재료들을 굴절하는 원형층이다. 예를들어, 최초 목표물이 직경(D1)을 가지고, 최초공작물이 직경 D2=M ×D1을 가지면, 제 1 발생 공작물내부의 최초목표물재료의 비율은 1/M2이다. 직경(D1)의 제 2 발생목표물이 상기 공작물로부터 연신된고, 직경(D2)의 제 2 발생공작물을 형성하기에 충분한 재료가 그 위에 부착되면, 제 2 발생공작물내부의 최초목표물재료의 비율은 1/M4이다. 따라서, 전체 반복횟수에 따라 부착작업동안 M을 제어하면,최초목표물재료의 정해진 비율을 가진 공작물이 형성된다.If the material attached on the target is invariant through the repetitive operation, the result of the Nro repeating steps is an Nth generating rod with a very small center, the center having the same components as the original target, and attached to the target. A circular layer refracting materials. For example, the first target has a diameter (D1), the first workpiece if it has a diameter D2 = D1 × M, the ratio of first target material within the first generation workpiece is 1 / M 2. If a second target of diameter D1 is drawn from the workpiece and sufficient material is attached thereon to form a second workpiece of diameter D2, then the proportion of the first target material in the second workpiece is 1 / M 4 Therefore, if M is controlled during the attachment operation in accordance with the total number of repetitions, a workpiece having a predetermined ratio of the first target material is formed.

상기 반복기술에 의해 다중모드의 광섬유예비성형품을 형성하기 위한 방법이 설명된다. 더욱 상세한 설명을 위해 일부 치수들이 제공된다. 그러나 실제 공정에서 서로다른 다수의 수치들이 이용될 수 있다.The method for forming a multimode optical fiber preform is described by the above repetition technique. Some dimensions are provided for more detailed description. However, many different values may be used in the actual process.

상기 방법에 의하면, 도 5 와 같이 선반위에 수평으로 장착되는 제 1 발생목표물을 제공하는 작업이 개시된다. 상기 목표물은 순수 실리카(silica)로부터 형성되는 것이 선호되고, 상기 실리카는 Georgia 소재의 Heraeus Amersil사로부터 구입가능한 제품 no. F300이 이용될 수 있다. 선택적으로 최신과정에 의해 형성되고 n회 발생되고 도핑되는 실리카가 제 1 발생 목표물이 될 수 있다. 선호되는 실시예에서, 제 1 발생목표물은 1미터의 길이 및 직경(D1)=6㎜을 가진다.According to the method, the operation of providing a first target to be horizontally mounted on the shelf as shown in FIG. 5 is disclosed. The target is preferably formed from pure silica, which is commercially available from Heraeus Amersil of Georgia. F300 can be used. Optionally, silica that is formed by the latest process, generated n times and doped may be the first generation target. In a preferred embodiment, the first target has a length of 1 meter and a diameter D1 = 6 mm.

상기 설명의 제 1 발생목표물의 상부에서 GeO2로 도핑된 실리카가 부착된다. GeO2용 도핑제 농도는 형성되는 다중모드의 광섬유의 소요 수치구멍(NA)에 의존한다. 예를들어 0.2 의 NA를 가진 섬유를 형성하기 위해 최대 GeO2의 도핑제 농도는 약 10%이다. 0.275의 NA를 가지 섬유를 형성하기 위해 최대 GeO2의 도핑제 농도는 약 18%이다.The silica doped with GeO 2 is deposited on top of the first target of the description above. The dopant concentration for GeO 2 depends on the required numerical aperture (NA) of the multimode optical fiber being formed. For example, the dopant concentration of the maximum GeO 2 is about 10% to form a fiber with an NA of 0.2. The maximum GeO 2 dopant concentration is about 18% to form a fiber having an NA of 0.275.

부착작업동안 도핑제농도는 동일수준으로 고정되고, 이 경우 계단층이 형성된다. 선택적으로 도핑제농도는 구분된 층을 형성하기 위해 점차적으로 변화될 수 있다. 상기 과정은 마이크로프로쎄서 도핑제가 도입되고 조절가능한 유동계에 의해 자동제어된다. 계단구조 및 구분된 층들이 서로 연속적인 공작물발생작업으로계속되고, 서로다른 일정한 도핑농도를 가진 상기 층들이 서로 계속된다. 따라서 구분된 층이 제 1 발생 목표물위에 부착되고, 제 1 발생공작물의 하부로 연신된후에 형성된 제 2 발생목표물위에 계단구조의 층이 부착될 수 있다. 유사하게, 구분된 층위에 계단구조의 층이 부착가능하고, 최초의 제 1 발생목표물위에 상기 층이 부착된다. 또한 제 2 도핑농도를 가진 제 1 계단구조층이 목표물의 상부에 부착될 수 있고, 제 2 도핑농도를 가진 제 2 계단구조층이 다음번 발생목표물위에 부착된다. 구분되거나 계단구조를 가지는 또다른 층들이 상기 구조의 모든 상부에 부착될 수 있다.The dopant concentration is fixed at the same level during the attachment process, in which case a staircase is formed. Optionally, the dopant concentration can be changed gradually to form a separate layer. The process is controlled automatically by the introduction of a microprocessor dopant and by an adjustable rheometer. The stepped structure and the separated layers continue in successive workpiece generation operations, and the layers with different constant doping concentrations continue with each other. Thus, a separate layer may be attached on the first generating target, and a stepped layer may be attached on the second generating target formed after being stretched under the first generating workpiece. Similarly, a stepped layer is attachable on a separate layer and the layer is attached on the first first target. Also, a first staircase layer having a second doping concentration may be attached on top of the target, and a second staircase layer having a second doping concentration is attached on the next generation target. Other layers that are separated or have a stepped structure can be attached to all the tops of the structure.

선호되는 실시예에 있어서, 1미터의 길이 및 48㎜의 직경(D2)을 가진 공작물이 형성될때까지(즉 M=8), 18%의 GeO2로 도핑된 실리카가 6㎜ 직경의 제 1 발생목표물위에서 계단구조층으로서 부착된다. 그결과 상기 제 1 발생목표물은 최초의 제 1 발생목표물보다 약 64배의 단면적을 가진다. 다음에 제 1 발생공작물이 제 1 발생도핑구조를 가진 64개의 실리카 막대내부로 연신되고, 각각의 막대는 1미터의 길이 및 6㎜의 직경을 가진다. 도핑구조를 가진 각각의 상기 실리카막대는 제 2 발생목표물로서 이용된다.In a preferred embodiment, silica is doped with 18% GeO 2 with a first generation of 6 mm diameter until a workpiece with a length of 1 meter and a diameter D2 of 48 mm is formed (ie M = 8). It is attached as a staircase layer on the target. As a result, the first generation target has a cross-sectional area of about 64 times that of the first first generation target. The first generating workpiece is then drawn into 64 silica rods having a first generating doping structure, each rod having a length of 1 meter and a diameter of 6 mm. Each of the silica rods having a doping structure is used as a second generation target.

제 2 발생목표물이 선반내부에 배열되고, 48㎜의 직경을 가진 제 2 발생공작물을 형성하기 위해 제 2 부착층이 부착된다. 상기 네 2 부착과정은 제 1 부착과정과 동일한 일정한 도핑제농도로 수행된다. 부착과정에 걸쳐서 동일수준으로 도핑제농도를 유지하면, 최초목표물재료로부터 형성된 중심 및 전체적으로 동일 조성을 가진 원형층으로 구성되며, 도핑된 제 1 발생 실리카막대가 형성된다. 그결가 최초목표물위에 부착된 제 1 층의 광학적 특성과 제 2 층의 광학적 특성들이 동일하다. 다음에 제 2 발생 공작물이 제 2 발생 도핑구조의 144개의 실리카막대들내부로 연신되고, 각각의 실리카막대는 1미터의 길이 및 4㎜의 직경을 가진다. 각각의 상기 막대들이 제 3 발생목표물로서 이용될 수 있다. 동일한 도핑제농도를 가진 또다른 층드의 부착과정과 함께 반복과정이 계속될 수 있다. 그러나 일부위치에서 소요비율의 최초목표물재료를 가진 공작물이 형성되고, 다음에 또다른 반복과정은 불필요하다. 사실상 제 1 발생공작물이 형성된후에, 상기 과정이 도달될 수 있다.A second development target is arranged inside the shelf and a second attachment layer is attached to form a second production workpiece having a diameter of 48 mm. The four second deposition process is performed at the same constant dopant concentration as the first deposition process. Maintaining the dopant concentration at the same level throughout the deposition process consists of a circular layer having the same composition as the center and the whole formed from the original target material, thereby forming a doped first generated silica rod. As a result, the optical properties of the first layer and the second optical layer of the first layer attached on the initial target are the same. The second generating workpiece is then drawn into the 144 silica bars of the second generating doping structure, each of which has a length of 1 meter and a diameter of 4 mm. Each of the rods can be used as the third generation target. The iteration process can continue with the deposition of another layer with the same dopant concentration. However, in some locations a workpiece with the required target material of the required ratio is formed, and then another iteration process is unnecessary. In fact, after the first generating workpiece is formed, the process can be reached.

선호되는 실시예에 있어서, 약 80㎜의 외경을 가진 구분구조의 부착층이 4㎜의 직경을 가진 제 3 발생목표물의 상부에 부착된다. 도핑제 농도는 제 3 발생목표물의 외부면과 가장 근접한 18% GeO2의 최대치에서 시작하고, 직경이 약 80㎜인 외측부에서 약 0.1% GeO2의 최소치까지 점차로 감소된다. 그결과 최초목표물로부터 형성된 중심 및 동일한 광항적특성 및 서로 분명하게 구분될 수 없는 두 개의 층들과, 구분구조의 제 3 층을 가진 제 3 발생공작물이 형성된다.In a preferred embodiment, an attachment layer of partition structure having an outer diameter of about 80 mm is attached on top of the third generation target having a diameter of 4 mm. The dopant concentration starts at the maximum of 18% GeO 2 closest to the outer surface of the third generation target and gradually decreases to the minimum of about 0.1% GeO 2 at the outside of about 80 mm in diameter. The result is a third generating workpiece having a center formed from the original target and the same photo-tracking properties and two layers which cannot be clearly distinguished from each other, and a third layer of the division structure.

선호되는 실시예에 있어서, 제 1 광섬유예비성형품을 형성하기 위해 80㎜직경을 가진 제 3 발생공작물이 또다른 공정을 거친다. 구체적으로 클래딩(cladding) 또는 배리어(barrier) 층이 제 3 발생공작물의 상부에 부착된다.클래딩층의 두께는 제조되는 최종 광섬유예비품의 형태에 의존한다. 62.5/125 섬유예비성형품을 위하여, 최조가공된 제 1 예비성형품이 약 93㎜의 최종직경을 가질 수 있다. 50/125 섬유예비품에 대하여 최종가공된 제 1 예비성형품이 약 96㎜의 최종직경을 가진다. 제 3 층을 형성하기 위한 최소 도핑제농도수준 즉 10% GeO2와 동일한 GeO2농도에서 도핑된 실리카에 의해 클래딩층이 형성된다. 그결가 중심에서 최초의 목표물재료를 가진 구조체가 형성되고, 일정하게 도핑된 한쌍의 제 2 층들이 동일한 광학특성을 가지며, 구분구조층은 최대치로부터 최소치까지 변하는 도핑제농도를 가지고, 클래딩층은 최소치에서 도핑된 실리카로 구성된다.In a preferred embodiment, a third generating workpiece with a diameter of 80 mm undergoes another process to form the first optical fiber preform. Specifically, a cladding or barrier layer is attached on top of the third generating workpiece. The thickness of the cladding layer depends on the form of the final optical fiber preparation being manufactured. For 62.5 / 125 fiber preforms, the first preform that has been machined can have a final diameter of about 93 mm. For 50/125 fiber spares, the finished first preform has a final diameter of about 96 mm. The cladding layer is formed by doped silica at the minimum level of dopant concentration to form the third layer, that is, at a GeO 2 concentration equal to 10% GeO 2 . The structure with the first target material is then formed at the center, and a pair of uniformly doped second layers have the same optical properties, the separator structure layer has a dopant concentration that varies from maximum to minimum, and the cladding layer has a minimum value. Composed of doped silica.

클래딩층이 부착되면, 최종 예비성형품들을 형성하도록 최종가공된 제 1 예비성형품이 연신되어야 한다. 93㎜의 직경을 가지고 1미터의 길이를 가진 단일 62.5/125 예비성형품으로부터 1미터 길이를 가지 8개의 예비성형품조각을 구할수 있고, 각각은 50/125 예비성형품으로부터 1미터길이를 가진 12개의 예비성형품조각을 구할 수 있고 각각은 27㎜의 외경을 가진다.Once the cladding layer is attached, the final preform has to be drawn to form the final preforms. Eight preform pieces of 1 meter length can be obtained from a single 62.5 / 125 preform with a diameter of 93 mm and a length of 1 meter, each of 12 preliminaries with a length of 1 meter from a 50/125 preform. Pieces of molded articles can be obtained, each with an outer diameter of 27 mm.

상기 예비성형품조각의 클래딩층상부에 자켓(jacketing)층이 부착될 수 있다. 자켓층은 순수한 실리카와 동일한 굴절지수를 가지는 것이 선호된다. 순수한 실리카를 이용하여 플라즈마 외부증착에 의해 자켓층이 부착될 수 있다. 선택적으로 적합한 직경 또는 폭을 가진 순수한 실리카의 관 또는 씨트(sheet)가 예비성형품조각주위에 제공될 수 있고, 최종 광섬유예비품을 형성하기 위해 자켓층을 예비성형품조각에 용융시키도록 열이 가해진다.A jacketing layer may be attached on the cladding layer of the preform piece. The jacket layer preferably has the same refractive index as pure silica. The jacket layer may be attached by plasma external deposition using pure silica. Optionally a tube or sheet of pure silica of suitable diameter or width can be provided around the preform piece, and heat is applied to melt the jacket layer into the preform piece to form the final fiber prep.

선호되는 실시예에 있어서, 최종 광학예비성형품은 약 56㎜의 외경을 가진다. 다음에 최종예비성형품은 125㎛의 직경을 가진 섬유로서 약 200km까지 연신될 수 있다.In a preferred embodiment, the final optical preform has an outer diameter of about 56 mm. The final preform can then be drawn up to about 200 km as a fiber having a diameter of 125 μm.

가장 양호한 성능을 위해 클래딩층, 다음에 자켓층이 부착될지라도, 일단 연신되면, 클래딩 단계없이 직접 자켓팅(jacketing)관이 제 3 발생공작물에 부착될 수 있다.Although the cladding layer, then the jacket layer, is attached for best performance, once stretched, a jacketing tube can be attached directly to the third generating workpiece without the cladding step.

단일모드의 광섬유예비성형품을 제조하기 위한 유사방법이 하기 과정에 의해 이루어질 수 있다. Heraeus로부터 구입한 F300 막대 또는 자사제조의 순수실리카의 N회 발생막대인 순수실리카막대가 개시목표물일 수 있다. 일정농도를 가지고 플루오르가 다중도핑된 실리카층들이 소요직경에 도달할때까지 목표물위에 부착된다. 단일모드의 광섬유들이 상기 예비성형품으로부터 연신될 수 있다. F, GeO2,P2O5, TiO2, Al2O3등과 같은 서로 다른 다수의 유리지수 수정요소들이 존재하고, 적합한 조합에 의하면, 도핑된 코아(core) 및/또는 도핑된 클래딩을 제조하도록 상기 요소들이 이용될 수 있다. 선호되는 실시예에 있어서, 순수실리카를 가진 N회 발생 GeO2도핑막대이거나 그위에 부착되고 도핑된 실리카 클래딩층이 된다. 소요직경에 도달되면 상기 예비성형품이 완성된다.A similar method for producing a single mode optical fiber preform can be achieved by the following procedure. The starting target may be an F300 rod purchased from Heraeus or a pure silica rod, which is an N-times generated rod of pure silica manufactured by the company. Fluorine-doped silica layers with a certain concentration are deposited on the target until the required diameter is reached. Single mode optical fibers can be drawn from the preform. There are a number of different glass index modifiers such as F, GeO 2, P 2 O 5 , TiO 2 , Al 2 O 3, etc., and according to a suitable combination, doped cores and / or doped claddings are prepared. The elements can be used to make. In a preferred embodiment, there is an N-times GeO 2 doped rod with pure silica or a silica cladding layer deposited and doped thereon. When the required diameter is reached, the preform is completed.

본 발명이 선호되는 특정한 실시예들을 참고하여 설명되더라도, 상기 실시예들은 본 발명을 제한하지 않는다. 당해업자들에 의해, 하기 청구범위에 제시된 본 발명의 범위내에서 상기 실시예들의 변형예들이 가능하다.Although the present invention has been described with reference to specific preferred embodiments, the above embodiments do not limit the present invention. By those skilled in the art, variations of the above embodiments are possible within the scope of the invention as set forth in the claims below.

Claims (20)

광섬유 프리폼 제작 방법에 있어서, 상기 방법은In the optical fiber preform manufacturing method, the method (a) 제 1 재료로 형성된 표적봉을 구성하고,(a) constructing a target rod formed of a first material, (b) 제 1 농도를 가진 제 1 도핑제로 도핑된 제 1 실리카 층을 상기 표적봉 위에 침착시키며, 상기 제 1 실리카 층은 예정된 제 1 두께로 침착되고,(b) depositing a first silica layer doped with a first dopant having a first concentration on the target rod, the first silica layer being deposited to a predetermined first thickness, (c) 침착된 상기 제 1 실리카 층을 가진 상기 표적봉을 예정된 제 1 직경으로 인발시키어 도핑된 실리카 봉을 형성하며,(c) drawing the target rod with the deposited first silica layer to a predetermined first diameter to form a doped silica rod, (d) (d1) 예정된 횟수로 또는(d) (d1) a predetermined number of times or (d2) 상기 제 1 재료가 상기 도핑된 실리카 봉의 예정된 비율로 구성될 때까지, 단계 (b) 및 (c)를 반복하고,(d2) repeating steps (b) and (c) until the first material consists of a predetermined proportion of the doped silica rods, (e) 제 2 농도를 가진 제 2 도핑제로 도핑된 실리카로 구성되는 제 2 층을 상기 도핑된 실리카 봉 위에 침착시키며, 상기 제 2 실리카 층은 예정된 제 2 두께로 침착되어 중간 구조물을 형성하고,(e) depositing a second layer consisting of silica doped with a second dopant having a second concentration on the doped silica rod, the second silica layer being deposited to a predetermined second thickness to form an intermediate structure, (f) 제 3 층을 상기 중간 구조물 위에 침착시키며, 상기 제 3 층은 예정된 제 3 두께로 침착되어 프리폼 구조물을 형성하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 광섬유 프리폼 제작 방법.(f) depositing a third layer over the intermediate structure, wherein the third layer is deposited to a predetermined third thickness to form a preform structure. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, (g) 상기 프리폼 구조물 위에 재킷 구성용 층을 형성하고, 상기 재킷 구성용층은 순수 실리카로 구성되며, 예정된 제 4 두께로 형성되는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 방법.(g) forming a jacket construction layer on the preform structure, wherein the jacket construction layer is comprised of pure silica and is formed to a predetermined fourth thickness. 제 2 항에 있어서, 단계 (f) 후에 그리고 단계 (g) 전에 상기 프리폼 구조물을 예정된 제 3 직경으로 인발시키는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 방법.3. The method of claim 2, comprising drawing the preform structure to a predetermined third diameter after step (f) and before step (g). 제 1 항에 있어서, 제 1 재료는 실리카 및 도핑제로 도핑된 실리카로 구성된 그룹의 하나인 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1 wherein the first material is one of a group consisting of silica and silica doped with a dopant. 제 4 항에 있어서, 도핑제는 지표 수정 재료이고, F, GeO2, P2O5, TiO2및 Al2O3로 구성된 그룹의 하나인 것을 특징으로 하는 방법.5. The method of claim 4 wherein the dopant is an index crystal material and is one of a group consisting of F, GeO 2 , P 2 O 5 , TiO 2 and Al 2 O 3 . 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 단계 (e)에서 상기 제 2 농도는 상기 제 1 농도와 상이하고, 상기 방법은,In step (e) said second concentration is different from said first concentration, and said method comprises 제 2 실리카 층이 침착됨에 따라 제 2 농도를 일정값으로 유지시키어, 도핑된 실리카 봉 및 제 2 실리카 층의 굴절률에서 단계 지표 프로파일을 형성하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 방법.Maintaining the second concentration at a constant value as the second silica layer is deposited, thereby forming a step indicator profile at the index of refraction of the doped silica rod and the second silica layer. 제 1 항에 있어서, 제 2 실리카 층이 침착됨에 따라 제 2 농도가 변화되는단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1, wherein the second concentration is varied as the second silica layer is deposited. 제 7 항에 있어서, 제 2 도핑제는 불소이고, 상기 제 2 실리카 층이 처음 침착될 때의 최소값으로부터 상기 제 2 실리카 층의 침착이 완료될 때의 최대값으로 상기 제 2 농도가 변화되는 것을 특징으로 하는 방법.8. The method of claim 7, wherein the second dopant is fluorine and wherein the second concentration is varied from a minimum when the second silica layer is first deposited to a maximum when the deposition of the second silica layer is complete. How to feature. 제 7 항에 있어서, 상기 제 2 실리카 층이 처음 침착될 때의 최대값으로부터 상기 제 2 실리카 층의 침착이 완료될 때의 최소값으로 상기 제 2 농도가 변화되는 것을 특징으로 하는 방법.8. The method of claim 7, wherein the second concentration is varied from a maximum when the second silica layer is first deposited to a minimum when the deposition of the second silica layer is complete. 제 9 항에 있어서, 상기 제 2 농도의 상기 최대값은 상기 제 1 농도와 동일한 것을 특징으로 하는 방법.10. The method of claim 9, wherein said maximum value of said second concentration is equal to said first concentration. 제 9 항에 있어서, 단계 (f)에서 침착된 제 3 층은 플라즈마 외부 증착에 의해 침착된 피복층이고, 상기 피복층은 상기 최소값에서 상기 제 2 도핑제로 도핑된 실리카로 구성되는 것을 특징으로 하는 방법.10. The method of claim 9, wherein the third layer deposited in step (f) is a coating layer deposited by plasma external deposition, wherein the coating layer consists of silica doped with the second dopant at the minimum value. 제 9 항에 있어서, 단계 (f)에서 침착된 제 3 층은 플라즈마 외부 증착에 의해 침착된 피복층이고, 상기 피복층은 불소로 도핑된 실리카로 구성되는 것을 특징으로 하는 방법.10. The method of claim 9, wherein the third layer deposited in step (f) is a coating layer deposited by plasma external vapor deposition, the coating layer consisting of silica doped with fluorine. 제 1 항에 있어서, 단계 (f)에서 침착된 제 3 층은 플라즈마 외부 증착에 의해 침착된 피복층이고, 상기 피복층은 불소로 도핑된 실리카로 구성되는 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1, wherein the third layer deposited in step (f) is a coating layer deposited by plasma external vapor deposition, the coating layer consisting of fluorine doped silica. 제 9 항에 있어서,The method of claim 9, (g) 상기 프리폼 구조물 위에 재킷 구성용 층을 형성하고, 상기 재킷 구성용 층은 순수 실리카로 구성되며, 예정된 제 4 두께로 형성되는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 방법.(g) forming a jacket construction layer over the preform structure, wherein the jacket construction layer consists of pure silica and is formed to a predetermined fourth thickness. 제 14 항에 있어서, 단계 (f) 후에 그리고 단계 (g) 전에 상기 프리폼 구조물을 예정된 제 3 직경으로 인발시키는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 방법.15. The method of claim 14, comprising drawing the preform structure to a predetermined third diameter after step (f) and before step (g). 제 1 항에 있어서, 상기 침착 단계 (b), (e) 및 (f) 중의 하나 이상은 플라즈마 외부 증착에 의해 수행되고, 상기 플라즈마 외부 증착은,The method of claim 1, wherein at least one of the deposition steps (b), (e), and (f) is performed by plasma external deposition, wherein the plasma external deposition is: 코일로 구성된 고주파 플라즈마트론을 구성하고, 상기 코일과 표적이 간격 30 내지 55mm로 분리되어 상기 플라즈마트론이 상기 표적의 길이를 따라 선택적으로 구성가능하며,A high frequency plasma tron composed of coils is formed, and the coil and the target are separated at an interval of 30 to 55 mm so that the plasma tron is selectively configurable along the length of the target, 플라즈마를 형성하기 위해, 2ppm 이하의 히드록실 함유량을 가지는 플라즈마 가스를 플라즈마트론으로 유입시키고,In order to form a plasma, a plasma gas having a hydroxyl content of 2 ppm or less is introduced into the plasma tron, 적어도 SiCl4및 도핑제로 구성된 공급원 가스를 상기 플라즈마와 소통되는 영역으로 주입시키며, 상기 공급원 가스는 0.5ppm 이하의 히드록실 함유량을 가지고,Injecting a source gas consisting of at least SiCl 4 and a dopant into a region in communication with the plasma, the source gas having a hydroxyl content of 0.5 ppm or less, 표적 및 코일 사이의 상기 간격을 유지시키며 상기 플라즈마 및 상기 공급원 가스의 하나 이상의 반응물을 표적에 침착시키는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 방법.Maintaining the gap between the target and the coil and depositing one or more reactants of the plasma and the source gas on the target. 제 16 항에 있어서, 공급원 가스는 플라즈마트론에서 플라즈마의 수직 속도가 0이 되는 점 바로 위로 유입되는 것을 특징으로 하는 방법.17. The method of claim 16, wherein the source gas is introduced just above the point at which the vertical velocity of the plasma becomes zero in the plasmatron. 제 16 항에 있어서, 상기 코일은 복수개의 권선으로 구성되고, 표적은 상기 간격에 의해 표적과 가장 근접하여 구성된 권선으로부터 분리되는 것을 특징으로 하는 방법.17. The method of claim 16, wherein the coil is comprised of a plurality of windings, the target being separated from the winding configured closest to the target by the spacing. 제 17 항에 있어서, 플라즈마 가스가 플라즈마트론으로 유입되기 전에, 상기 플라즈마 가스를 건조시키는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 방법.18. The method of claim 17, comprising drying the plasma gas before the plasma gas enters the plasmatron. 제 1 항에 있어서, 제 1 도핑제 및 제 2 도핑제와 제 1 농도 및 제 2 농도는 동일한 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1 wherein the first and second dopants and the first and second concentrations are the same.
KR1020007011260A 1998-04-10 1999-04-09 Method of making an optical fiber preform KR20010081941A (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US5820798A 1998-04-10 1998-04-10
US09/058,207 1998-04-10
PCT/US1999/007872 WO1999052832A1 (en) 1998-04-10 1999-04-09 Method of making an optical fiber preform

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20010081941A true KR20010081941A (en) 2001-08-29

Family

ID=22015362

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020007011260A KR20010081941A (en) 1998-04-10 1999-04-09 Method of making an optical fiber preform

Country Status (10)

Country Link
EP (1) EP1086053A4 (en)
JP (1) JP4375902B2 (en)
KR (1) KR20010081941A (en)
CN (1) CN1295169C (en)
AU (1) AU750390B2 (en)
BR (1) BR9909569B1 (en)
CA (1) CA2328143A1 (en)
RU (1) RU2235071C2 (en)
WO (1) WO1999052832A1 (en)
ZA (1) ZA992666B (en)

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10035951C2 (en) * 2000-07-21 2002-06-27 Heraeus Quarzglas Process for producing a component for the production of optical fibers, and use of the component
JP2002326834A (en) * 2001-04-27 2002-11-12 Sumitomo Electric Ind Ltd Method for producing optical fiber core base material and optical fiber base material
US20030027054A1 (en) * 2001-08-01 2003-02-06 Ball Laura J. Method for making photomask material by plasma induction
US6769275B2 (en) * 2002-03-15 2004-08-03 Fibercore, Inc. Method for making optical fiber preform using simultaneous inside and outside deposition
FR2847893B1 (en) * 2002-12-02 2006-05-05 Cit Alcatel METHOD AND DEVICE FOR PLASMA RECHARGING A PREFORM FOR OPTICAL FIBER WITH REDUCED NITROGEN OXIDES
JP4349148B2 (en) * 2003-03-03 2009-10-21 住友電気工業株式会社 Glass processing method and glass processing apparatus
DE10316487B4 (en) * 2003-04-09 2005-03-31 Heraeus Tenevo Ag Process for producing a preform for optical fibers
JP2009522199A (en) * 2005-12-29 2009-06-11 シリカ テック リミテッド ライアビリティ カンパニー Improved plasma torch for making synthetic silica
NL1032463C2 (en) * 2006-09-08 2008-03-11 Draka Comteq Bv Method for manufacturing an optical preform.
DE102009010497A1 (en) * 2008-12-19 2010-08-05 J-Fiber Gmbh Multi-nozzle tubular plasma deposition burner for the production of preforms as semi-finished products for optical fibers
EP2226301A1 (en) * 2009-02-22 2010-09-08 Silitec Fibers SA Method for producing and processing a preform, preform and optical fiber
RU2543006C2 (en) * 2010-12-13 2015-02-27 Учреждение Российской Академии Наук Научный Центр Волоконной Оптики Ран Production of preforms with preset refractive index profile, preform and optic fibre
RU2547032C1 (en) * 2014-03-31 2015-04-10 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) Method of producing multimode low-dispersion light guides
WO2018098810A1 (en) * 2016-12-02 2018-06-07 中天科技精密材料有限公司 Manufacturing device and method for optical fiber preform
CN107098578B (en) * 2017-04-27 2019-06-25 烽火通信科技股份有限公司 Method for manufacturing the preform of multilayered structure optical fiber and manufacturing optical fiber
CN107082558B (en) * 2017-04-27 2019-12-03 烽火通信科技股份有限公司 A method of single mode optical fiber is manufactured using preform
CN111847866A (en) * 2020-07-14 2020-10-30 复旦大学 Low-loss optical fiber preform outer cladding layer, preparation equipment and preparation method thereof, and optical fiber

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63248733A (en) * 1987-04-06 1988-10-17 Hitachi Cable Ltd Production of single-mode optical fiber base material
JPH04231336A (en) * 1990-12-27 1992-08-20 Fujikura Ltd Production of optical fiber preform
KR950000588A (en) * 1993-06-18 1995-01-03 쿠라우찌 노리타카 Manufacturing method of single mode optical fiber base material
FR2713621B1 (en) * 1993-12-14 1996-01-05 Alcatel Fibres Optiques Method for plasma recharging of a preform for optical fiber and optical fiber originating from the preform recharged according to this method.
KR0184481B1 (en) * 1996-06-10 1999-05-15 김광호 Highly productive optical fiber extraction facility and extraction process thereof

Also Published As

Publication number Publication date
CN1295169C (en) 2007-01-17
CA2328143A1 (en) 1999-10-21
AU750390B2 (en) 2002-07-18
JP4375902B2 (en) 2009-12-02
JP2003510234A (en) 2003-03-18
BR9909569B1 (en) 2010-07-27
CN1332702A (en) 2002-01-23
WO1999052832A8 (en) 1999-12-29
EP1086053A1 (en) 2001-03-28
ZA992666B (en) 1999-10-13
WO1999052832A9 (en) 2000-02-17
EP1086053A4 (en) 2008-03-05
BR9909569A (en) 2002-11-05
WO1999052832A1 (en) 1999-10-21
AU3488499A (en) 1999-11-01
RU2235071C2 (en) 2004-08-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2217391C2 (en) Method of forming tubular element for production of optical fiber by means of external plasma precipitation from vapor phase
US6536240B1 (en) Method of making an optical fiber preform via multiple plasma depositing and sintering steps
KR20010081941A (en) Method of making an optical fiber preform
US4810276A (en) Forming optical fiber having abrupt index change
US3980459A (en) Method for manufacturing optical fibers having eccentric longitudinal index inhomogeneity
US4265649A (en) Method for preparing a preform for optical waveguides
EP1533283B1 (en) Apparatus and method for processing a glass tube
US8192807B2 (en) Ring plasma jet method and apparatus for making an optical fiber preform
KR20090127300A (en) Reduction of optical fiber cane/preform deformation during consolidation
JPS62123035A (en) Production of parent material for optical fiber
KR20060132674A (en) Method of making an optical fiber preform
EP0037648B1 (en) Method of producing optical fibres
EP0072069B1 (en) Method of producing preforms for drawing optical fibres and apparatus for the continuous production of optical fibres
US20070137256A1 (en) Methods for optical fiber manufacture
CN100478291C (en) Methods for modifying ovality of optical fiber preforms and method for producing optical fiber
WO1980001908A1 (en) Method of fabricating optical fibers
JP2004284944A (en) Method and apparatus for working glass
Karstensen Fabrication Techniques of Optical Fibres
KR100619332B1 (en) Method for manufacturing optical fiber preform using MCVD and electric furnace for manufacturing the same
KR100619342B1 (en) Method of manufacturing optical fiber in mcvd
MXPA00010905A (en) Method of making an optical fiber preform
JPH0460930B2 (en)
GB2351287A (en) Making optical fibre preforms using plasma outside vapour deposition
CN117902824A (en) Controlling refractive index profile in optical fiber preform fabrication
AU2066800A (en) Method of fabricating a preform

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Withdrawal due to no request for examination