KR20070065245A - 광섬유 제조 방법들 - Google Patents

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KR20070065245A
KR20070065245A KR1020060130185A KR20060130185A KR20070065245A KR 20070065245 A KR20070065245 A KR 20070065245A KR 1020060130185 A KR1020060130185 A KR 1020060130185A KR 20060130185 A KR20060130185 A KR 20060130185A KR 20070065245 A KR20070065245 A KR 20070065245A
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torch
vad
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KR1020060130185A
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에릭 엘. 바리시
알란 에이. 클레인
펭킹 우
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후루카와 일렉트릭 노쓰 아메리카 인코포레이티드
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Abstract

본 명세서는 개선된 VAD 방법을 개시하고, 다른 굴절율들을 가진 3개 또는 그 이상의 재료의 층들을 가진 다층 프리폼이 제조된다. 상기 방법은 다중 패스들 사이의 통합(consolidation) 없이 나란히 연결된 이중 토치 증착, 및 다중 패스 증착의 결합을 포함한다.
광섬유 인출 장치, 프리폼, 다중 수트-형성-패스, 이중 토치 증착, 다중 패스 증착

Description

광섬유 제조 방법들{Methods for optical fiber manufacture}
도 1은 종래의 나란히 연결된 두 개의 토치(torch) VAD 처리의 개략도.
도 2 및 3은 레이저 소광 방법(laser extinction method)을 이용하는 두 개의 엘리먼트 성장 모니터(two-element growth monitor)를 가진 실시예의 개략적인 도면들.
도 4는 본 발명에 따른 다중 수트-형성-패스들(multiple soot-forming passes)을 이용하는 두 개의 토치 VAD 처리의 개략도.
도 5는 도 4에 도시된 VAD 수트 증착(VAD soot deposition)을 도시된 실시예에 대한 추천된 처리 조건들에 관련시킨 테이블.
도 6은 도 4 및 5에 도시된 조건들에 의해 형성된 굴절율 프로파일(refractive index profile)을 도시하는 도면.
도 7 및 8은 도 4 내지 도 6에 도시된 실시예에 따라 형성된 VAD 코어 로드(VAD core road)를 이용하여 프리폼(preform)을 형성하기 위한 로드-인-튜브(rod-in-tube) 처리의 개략도들.
도 9는 본 발명에 의해 형성되는 프리폼들을 연속적인 길이의 광섬유로 인출하기에 유용한 광섬유 인출 장치(fiber drawing apparatus)의 개략도.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
71 : 프리폼 72 : 서셉터
74 : 코팅 컵 75 : 챔버
81 : 다이 84 : 프리폴리머 코팅 섬유
85 : UV 램프들 87 : 테이크 업 릴
발명의 분야
본 발명은 광섬유들을 제조하는 방법, 및 개선된 광섬유 성능 제조 기술들에 관한 것이다.
발명의 배경
예를 들어, 변형 화학 기상 증착(Modified Chemical Vapor; MCVD), 졸-겔(Sol-Gel), 및 기상축 증착법(Vapor Axial Deposition; VAD)를 포함하는 광섬유 제조에서 수행하는 광섬유를 제조하는 다양한 방법들은 공지되었다. 변형 화학 기상 증착(MCVD) 방법은 광섬유들을 제조하기 위하여 폭넓게 사용되는 방법이다. 이 방법에서, 광섬유가 늘려지는 프리폼(preform) 준비는 유리 작업 선반을 포함하고, 여기서 순수 유리 또는 유리 수트(glass soot)가 화학 기상 증착에 의해 회전 튜브내에 형성된다. MCVD 방법의 장점은 수트의 증착이 튜브내에서 발생한다는 것이다. 이것은 화학 기상 증착의 분위기에 비해 높은 제어도를 허용하고, 결과적으로 조합, 순수 및 광학 품질의 프리폼 유리에 비해 높은 제어도를 허용한다. 또한, 복합 굴절율 프로파일들(complex refractive index profiles)은 제 1 층에 대한 제 1 조성물의 수트를 증착하고, 제 1 층을 압밀(consolidate)하고, 제 2 조성물의 수트를 증착하고, 제 2 층을 압밀하고, 및 기타 등등에 의해 제조되게 한다. 몇몇, 또는 심지어 많은 층들은 이런 방식으로 제조될 수 있다. 증착(deposition)/압밀(consolidation)/증착 시퀀스(deposition sequence)는 압밀된 층, 및 다음 수트 층 사이의 인터페이스가 상기된 분위기 제어로 인해 거의 발생 상태로 유지되기 때문에 부분적으로 계속된다.
VAD 방법에서 수트 프리폼들(soot preforms)은 실리카 입자들(silica particles)을 형성하기 위하여 산수소 플레임에 유리 프리커서들을 반응시킴으로써 제공된다. 실리카 입자들은 시작 로드상에 증착된다. 시작 로드는 회전되는 동안 서서히 위쪽으로 끌어 당겨지고, 실리카 입자들은 끌어 당겨질 때 로드상에 축방향으로 증착된다. 매우 크고 긴 수트 프리폼들(soot preform)이 제조될 수 있다. 일반적으로, 코어에 대한 수트는 코어 토치(core torch) 및 피복 토치(cladding torch)에 의한 피복용 수트에 의해 형성된다. 이런 방법으로, 유리의 조성물은 프리폼의 중심 부분에서부터 외측 부분으로 가변될 수 있다. 유리 조성물의 변화는 광섬유에 유도하는 광을 형성하기에 필요한 굴절율 차를 제공하기 위하여 요구된다.
그러나, VAD 방법에서 프리폼은 제어되지 않은 분위기에서 제공되고,여기서 물 및 다른 오염물들은 존재한다. VAD 처리들에서 오염을 제어하기 위한 다양한 기술들이 있지만, 이들은 MCVD 방법들에서 고유한 제어에 비해 떨어지는 것으로 증 명되었다. 이들 방법들은 일반적으로 증착된 수트 본체(deposited soot body)를 정화하는 것을 포함하고, 여기서 전체적인 다공성 본체(entire porous body)는 염소 같은 기상 오염 제거에 이용 가능하다. 종래 기술에서, 이것은 상기된 증착, 압밀, 증착 시퀀스를 미리 배제시켰다. 압밀되는 프리폼 층의 표면이 표면 오염물에 노출되는 VAD 방법에서, 압밀된 층의 표면 오염을 제거하기 위한 노력들은 제한된 성공에만 부합되었다. 따라서, 압밀된 층, 및 다음 수트 층 사이의 인터페이스에 영속하는 오염물들이 남아있다. 이로 인해, 일반적으로 VAD 방법들은 압밀 전에 하나 또는 두 개의 수트 증착 패스들에만 사용되고, 그러므로, MCVD 방법에 가능한 복합 굴절율 프로파일들을 형성하지 못한다.
본 발명의 목적은 다른 굴절율들을 가진 3개 또는 그 이상의 재료층들을 가진 다층 프리폼이 형성되는 개선된 VAD 방법을 제공하는 것이다.
상기 방법은 다중 패스들 사이의 통합없이 나란히 연결된 이중 토치 증착, 및 다중 패스 증착의 결합을 포함한다.
도 1을 참조하여, 종래 VAD 방법의 수트 프리폼을 늘리기 위한 개략적인 장치가 도시된다. 일반적으로 11로 도시된 프리폼은 지지 로드(12) 둘레에 형성된다. 로드는 화살표에 의해 표시된 바와 같이 늘림(pulling) 동안 회전된다. 회전은 프리폼 조성물의 x-y 변화들을 최소화한다. x, y 및 z 축들은 프리폼의 좌측에 도시된다. 프리폼은 피복부(14), 및 코어부(15)를 포함한다. 피복은 일반적으로 순수한 실리카(silica)이거나, 약간 도핑된 실리카이다. 코어는 통상적으로 게르마니아로 도핑된 실리카이다. 이들은 코어 및 피복 사이의 굴절율 차를 가진 프리폼을 형성하기 위하여 결합한다. 잘 공지된 바와 같이, 코어 및 피복은 많은 형태의 굴절율 프로파일들을 형성하기 위하여 다양한 조성물들로 형성될 수 있다. 예를 들어, 코어는 도핑되지 않고 피복은 다운 도핑될 수 있다. 하나 이상의 피복 층이 만들어질 수 있다. 그러나, 대부분의 일반적인 실시예에서, 코어는 게르마늄으로 도핑되고 피복은 도핑되지 않거나 저농도의 게르마늄으로 도핑된다. 인 및 플루오르 같은 다른 도펀트들(dopants)이 이용될 수 있다. 기본적인 VAD 처리에 대한 보다 상세한 것들은 참조로써 여기에 통합되는, 2005년 8월 16일 특허허여된 미국특허 제 6,928,841 호에서 발견될 수 있다.
코어 수트의 증착은 토치(23) 및 토치(24)에 의한 피복 수트의 증착에 의해 형성된다. 토치들은 공지된 방식으로 반응 존들의 온도를 제어하기 위하여 산소 및 수소에 의해 공급되는 플레임을 가진 산수소 토치들(oxy-hydrogen torches)이다. 두 개의 토치들은 도시된 바와 같이 연달아 이루어지는 것과 같이 순차적으로 동작하고, 이에 따라 코어 수트는 첫번째로 증착되고, 다음 코어 수트상에 증착된 피복 수트가 증착된다. 흐름 제어기 및 두 개의 토치 어셈블리들(torch assemblies)은 반응 존들에 유리 프리커서 가스들의 공급을 제공한다. 유리 프리커서 가스들은 일반적으로 불활성 캐리어 가스내에 SiCl4 및 GeCl4를 포함한다. 프리커서 가스는 만약 프리폼 프로파일이 순수 실리카 코어, 또는 순수 실리카 피복 을 요구하면 SiCl4일 수 있다. 종래 VAD 장치에서, 토치들(23, 24)에 프리커서 가스들 및 연료 가스들의 공급은 처리 사양에 따라 설정된다. 늘림 비율(pull rate)은 눌림 비율을 조절하기 위하여, 27로 도시된 것과 유사한 코어 성장율 모니터(core growth rate monitor)에 의해, 그러나 도 1의 피드백 루프(13)에 의해 표시된 바와 같은 코어 성장율 모니터로부터의 신호를 사용하여 팁 위치에서 검출된 변화들에 따라 조절된다. 도 1의 지지 로드(12)를 늘리는 기준은 임의의 배열을 포함하는 것으로 의미되고 여기서 프리폼의 위치는 토치들(23, 24) 위치에 관련하여 제어 가능하게 이동된다.
VAD 처리의 개선된 제어는 코어 수트 및 피복 수트의 성장율들을 독립적으로 모니터링함으로써 얻어질 수 있다. 이것은 각각 피복 및 코어 성장율들에 대한 독립적인 모니터들(26, 27)을 이용하여 실행될 수 있다. 상기 성장율 중 어느 하나의 임의의 변화는 컴퓨터(28)에 다시 공급되고, 컴퓨터들은 흐름 제어 유니트(21)에 보내지는 제어 동작을 계산한다. 기술된 바와 같이, 흐름 제어 유니트(flow controlling unit)는 코어 수트 및 피복 수트 양쪽의 반응 존들에 대한 유리 프리커서 가스들의 흐름을 제어하고, 토치들(23, 24)에 대한 연료 가스들의 흐름을 제어함으로써 양쪽 반응들의 온도를 제어한다. 도시된 장치에서, 코어 수트 및 피복 수트 반응들의 제어는 독립적이고, 프리커서 가스들, 연료 가스들, 또는 그 모두의 흐름 속도를 제어함으로써 실행될 수 있다. 이것은 여기에 참조로써 통합되고 2005년 8월 2일 특허허여된 미국특허 제 6,923,024 호에 보다 상세히 기술된다.
일 실시예에서, 반응 존들에서 수트의 성장율은 레이저 빔 소광 방법을 사용하여 모니터된다. 이것은 도 2에 도시되고, 여기서 모니터링 레이저(31)는 코어 수트(core soot; 33)가 증착되는 코어 반응 존의 단부에서 발생하기 쉬운 빔(32)을 형성한다. 빔은 z 방향으로 성장할 때 수트에 의해 부분적으로 가려지도록 배열된다. 가려지지 않은 레이저 빔 부분(34)은 검출기(35)로 통과한다. 검출기(35)는 일정한 전력 레벨의 빔(34)을 유지함으로써 z 방향으로 늘려지는 비율을 제어한다. 소광 비율은 임의의 목표된 값으로 설정될 수 있다. 원형 레이저 빔을 가정하면, z 방향 변위를 가진 전력 레벨 변화는 소광이 최대 또는 최소에 있을 때 가장 민감하다. 그러나, 빔 정렬(beam alignment)은 만약 소광 비율이 거의 50%, 예를 들어 35% 내지 65%이면 가장 신뢰할 수 있다. 본 발명에 적합한 빔 소광 변위 모니터링 시스템은 도 3에 도시된다. 코어 반응 존 및 피복 반응 존에 대한 모니터링 빔들(38, 39)은 각각 도시되고, 빔 방향은 뷰어(viewer)쪽으로 연장한다. 다른 축들이 선택될 수 있다.
여기에서 논의되는 적어도 3개 및 일반적으로 4개 또는 그 이상의 굴절율 층들을 가진 평균 프리폼들 및 섬유들에 대한 복합 굴절율 프로파일들은 통상적으로 MCVD, 또는 MCVD, OVD, VAD 및 과피복 기술들을 포함하는 제조 방법들의 결합을 사용하여 제조된다. 예를 들어, 코어 로드들은 VAD를 사용하여 형성될 수 있다. 일반적으로, 이것은 내부 코어 및 제 1 피복 층을 포함하는 코어 로드를 형성할 것이다. 코어 로드는 부가적인 피복층들을 통합하기 위하여 로드-인-튜브 처리들에 사용될 수 있다. VAD 방법들은 일반적으로 하나 또는 두 개의 수트 층들을 형성하기 위해 이용된다. 두 개의 층 VAD 방법에서, 두 개의 토치들은 상기된 바와 같이 이용된다. 두 개의 수트 층들은 압밀되고 최종 프리폼으로서 사용되거나, 보다 많은 복잡한 프로파일 프리폼들을 형성하기 위하여 코어 로드로서 사용된다.
본 발명에 따라, VAD 방법은 상기된 바와 같이 복합 굴절율 프로파일들을 형성하기 위하여 사용된다. 본 발명의 방법에서, 상기 방법의 수트 증착 단계는 나란히 연결되어 배열된 적어도 두 개의 토치들에 적어도 두 번의 패스들을 포함한다. 코어 및 제 1 피복 층을 형성하기 위한 수트는 제 1 패스 상에 형성된다. 부가적인 피복 층들은 제 2 패스 상에 형성된다. 바람직한 실시예들에서, 적어도 두 개의 나란히 연결된 토치들은 적어도 두 개의 패스들에 사용되어, 4 층의 수트 조성물을 형성한다. 부가적인 나란히 연결된 토치들 및 부가적인 패스들은 심지어 보다 복잡한 프로파일들을 형성하기 위하여 사용될 수 있다.
본 발명의 다중 탠덤 토치/다중 패스 방법은 도 4 및 5에 개략적으로 도시된다. 도 4는 다중 탠덤 토치 수트 증착(multiple tandem torch soot deposition)을 위한 처리 시퀀스를 도시한다. 여기에 제공된 본 발명의 설명은 저도핑 피복에 의해 둘러싸인 게르마늄 도핑 코어를 생성하기 위한 것이다. 피복 굴절율 프로파일은 복합적이고, 프로파일에서 4개의 굴절 포인트들을 가진다. 프로파일은 도 6에 도시된다. 이런 종류의 복합 프로파일은 도 5에 도시된 스케쥴에 따라 두 개의 나란히 연결된 토치들에 두 번의 패스들을 사용한 결과이다. 이것은 종래 VAD 방법에 의해 쉽게 제조될 수 없다. 도 6의 프로파일은 프리폼 및 광섬유 모두에 대한 인덱스 프로파일을 나타내고, 따라서 반경 크기는 도면에 지정되지 않는다.
수트의 증착 및 다공성 수트 프리폼의 형성 후, 다공성 본체는 실리카 입자들을 고체이고, 밀집된 유리 프리폼으로 소결하기(sinter)에 충분한 온도로 가열함으로써 압밀된다. 압밀은 일반적으로 수트 본체를 1400℃ 내지 1600℃의 온도로 가열함으로써 수행된다. 고형의 프리폼은 하기에 보다 상세히 논의될 바와 같이, 섬유 인출 장치에 장착하고 광섬유를 인출하기 위한 준비가 된다.
프리폼 제조의 대부분의 요구 양태는 일반적으로 코어 및 일차 피복의 형성을 포함한다. 이것은 조합 변화들이 가장 중요한 영역이고, 반응 온도 제어는 가장 정밀할 것을 요구하는 영역이다. 외측 피복은 다른 보다 덜 비싼 기술들을 이용하여 이루어진다. 따라서, 코어 및 일차 피복을 가진 로드를 형성하기 위하여 VAD 방법을 이용하고, 그 다음 부가적인 피복 층들을 부가하기 위하여 상기된 바와 같이 로드-인-튜브 방법으로 로드를 이용하는 것은 일반적이다. 본 발명의 장점은 이런 2 단계 처리의 제 2 단계, 즉 로드-인-튜브 단계가 생략되고, 전체적인 프로파일은 VAD 단계를 사용하여 형성된다는 것이다.
그러나, 몇몇 경우들에서, 본 발명의 VAD 단계 외에 로드-인-튜브 단계를 사용하는 것은 바람직할 수 있다. 일반적인 로드-인-튜브 방법은 도 7 및 8에 도시된다. 도면은 비례적이 아니다. 피복 튜브(cladding tube)는 도 7의 56으로 도시된다. 일반적인 길이 대 직경 비율은 10-15이다. 코어 로드(57)는 피복 튜브에 삽입되게 도시된다. 이 점에서, 로드는 일반적으로 이미 압밀된다. 대안적인 과피복 방법에서, 피복 수트는 코어 로드의 최상부에 증착된다. 코어 로드의 조합을 위한 몇몇 공통적인 옵션들이 존재한다. 상기 옵션은 순수 실리카이고, 다운 도핑 된 피복을 가진다. 상기 옵션은 다운 도핑된 외부 코어 영역을 가진 순수 실리카 중심 영역을 가질 수 있다. 상기 옵션은 순수 실리카 영역에 의해 둘러싸인 업 도핑된, 예를 들어 게르마니아 도핑된, 중심 코어 영역을 가질 수 있다. 상기 옵션은 다운 도핑된 외부 코어 영역에 의해 둘러싸인 업도핑된 중심 코어 영역을 가질 수 있다. 이들 모든 옵션들은 종래 기술에 잘 공지되었고 여기서 다른 공개를 요구하지 않는다. 로드(57) 및 튜브(56)의 어셈블리 후, 조성물은 도 8에 도시되고 피복과 일체형인 코어(69)를 가지지만 작은 굴절율 차를 가진 최종 프리폼(68)을 형성하기 위하여 소결된다.
로드 및 피복 튜브의 일반적인 크기들은 잘 공지되었다. 표준 다중 모드 섬유에 대한 압밀된 피복 튜브의 직경은 대략적으로 코어 로드의 직경의 두 배이다. 단일 모드 섬유에 대한 프리폼의 경우, 로드의 직경은 피복 튜브의 최종 직경의 대략 5%이다.
이후, 완성된 프리폼은 종래 방식으로 광섬유를 인출하기 위하여 사용된다. 도 9는 프리폼(71), 및 상기 유리 프리폼 및 초기 섬유 인출을 부드럽게 하기 위하여 사용되는 노(furnace)(도시되지 않음)를 나타내는 서셉터(susceptor; 72)를 가진 광섬유 인출 장치를 도시한다. 이후 초기 섬유 표면은 일반적으로 74로 표시된 코팅 컵(coating cup)을 통과하고, 상기 코팅 컵은 코팅 프리폴리머(coating prepolymer; 76)를 포함하는 챔버(75)를 가진다. 코팅 챔버로부터 액상 코팅된 섬유는 다이(die; 81)를 통과하여 존재한다. 다이(81) 및 프리폴리머의 유동성의 조합은 코팅 두께를 제어한다. 그 다음 프리폴리머 코팅 섬유(84)는 프리폴리머를 경화하고 코팅 처리를 완성하기 위하여 UV 램프들(85)에 노출된다. 다른 경화 방사선(curing radiation)은 적합한 경우 사용될 수 있다. 경화된 코팅을 가진 섬유는 테이크 업 릴(take-up reel; 87)에 의해 수축된다. 테이크 업 릴은 섬유의 인출 속도를 제어한다. 1 내지 20m/sec 범위의 인출 속도가 사용될 수 있다. 섬유가 코팅 컵내에서 중심에 배치되고, 특히 출구 다이(81)내에서 중심에 배치되어, 섬유 및 코팅의 동심을 유지하는 것은 중요하다. 상업적 장치는 일반적으로 섬유의 정렬을 제어하는 도르레들(pulleys)을 갖는다. 다이 자체의 유체역학적 압력(hydrodynamic pressure)은 섬유의 중심을 맞추는데 도움을 준다. 마이크로-스텝 인덱서(micro-step indexer)(도시되지 않음)에 의해 제어되는 스텝퍼 모터는 테이크 업 릴을 제어한다.
광섬유들에 대한 코팅 재료들은 통상적으로 우레탄, 아크릴레이트, 또는 우레탄-아크릴레이트이고, UV 광개시제(UV photoinitiator)가 부가된다. 도 9의 장치는 단일 코팅 컵으로 도시되지만, 이중 코팅 컵들을 가진 이중 코팅 장치가 일반적으로 이용된다. 이중 코팅된 섬유들에서, 일반적인 일차 또는 내부 코팅 재료들은 실리콘, 핫 용융 왁스, 또는 비교적 낮은 모듈러스(modulus)를 가진 다수의 중합체 재료들과 같은 부드럽고, 낮은 계수 재료들이다. 제 2 또는 외부 코팅에 대해 사용되는 재료들은 일반적으로 우레탄들 또는 아크릴과 같은 높은 모듈러스의 중합체들이다. 상업적으로 실시할 때, 양쪽 재료들은 낮고 높은 모듈러스의 아크릴레이트일 수 있다. 코팅 두께는 통상적으로 150 내지 300㎛ 직경, 대략 240㎛ 표준의 직경 범위를 가진다.
여기에 참조된 실리카 프리폼들은 매우 순수한 실리카 본체들을 의미한다. 광섬유에 대한 실리카 기재 재료는 물 또는 철 같은 불순물들을 필수적으로 배제한다. 그러나, 상기 재료들은 굴절율을 변형하기 위한 불소 같은 소량의 도펀트들을 포함할 수 있다. 일반적인 광섬유는 85중량% 이상의 실리카이다.
도 1의 지지 로드(12)를 늘리는 것에 대한 기준은 임의의 배열을 포함하는 것으로 의도되고, 여기서 프리폼의 위치는 토치들(23, 24)의 위치에 관련하여 제어 가능하게 이동된다. 지지 로드 또는 토치들은 이동될 수 있다. 이들은 요구된 이동이 상대적인 것을 의미하고, 만약 언급된다면 하나 또는 다른 하나의 이동이 상대적으로 이동하는 것을 의미한다.
용어 탠덤(tandem)은 여기에서 순차적으로 동작하는, 즉 차례로 동작하는 적어도 두 개의 토치들을 기술하기 위하여 사용되어, 수트의 제 1 층은 먼저 배치되고, 그 다음 제 1 층의 수트상에 제 2 층의 수트가 배치된다.
나란히 연결된 토치들의 다중 패스들은 제 1 이중층의 수트를 증착하는 동안 제 1 이층의 수트가 시작 지점에서 최종 지점으로 지지 로드를 이동시킴으로써 이루어지고, 그 다음 시작 지점으로 되돌아오고 제 2 이중층의 수트를 증착하는 동안 시작 지점에서 최종 지점으로 지지 로드를 이동하는 것을 의미하여, 제 2 이층의 수트는 제 1 이층의 수트를 커버한다. 부가적인 수트 층들을 형성하는 부가적인 횡단들은 또한 사용될 수 있다. 제 2(또는 제 3) 횡단은 어느 한쪽 방향으로 이루어질 수 있다; 즉, 지지 로드는 시작 지점으로 되돌아오고 제 1 패스시 시작 지점에서 제 1 최종 지점으로 횡단하거나, 최종 지점으로부터 다시 시작 지점으로 횡단 시 부가적인 수트 층들을 증착할 수 있다.
또한, 본 발명의 범위내에서 단일 수트 층 다음 제 1 이중층을 형성하거나, 이층 수트 다음 단일 수트 층을 형성하는 것이 가능하다. 이들 경우들에서 본 발명은 다른 수트 조성물들의 최소 3층을 형성할 수 있다. 이들 모든 경우들에서, 3 또는 그 이상의 수트 층의 증착은 임의의 층들이 압밀되기 전에 완료된다.
이중층의 수트는 이층의 수트를 형성하기 위하여 제 2 층의 수트으로 커버되고 제 2 수트 조성물을 가진 제 1 수트 조성물을 가진 제 1 층의 수트를 의미한다.
상세한 설명을 결론지으면, 많은 변화들 및 변형들이 본 발명의 원리들에서 실질적으로 벗어나지 않고 바람직한 실시예로 이루어질 수 있다는 것은 당업자에게 명백하다는 것이 주의되어야 한다. 상기 모든 변화들, 변형들 및 등가물들은 청구항들에 기재된 바와 같이 본 발명의 범위내에 있는 것으로 포함된다.
본 발명은 다른 굴절율들을 가진 3개 또는 그 이상의 재료층들을 가진 다층 프리폼이 형성되는 개선된 VAD 방법을 제공한다.

Claims (7)

  1. (a) 제 1 VAD 토치에서(a first VAD torch),
    (ⅰ) 제 1 수트 가스 혼합물(a first soot gas mixture)을 형성하기 위하여 하나 또는 그 이상의 유리 프리커서 가스들(glass precursor gases)의 흐름, 및 연료 가스의 흐름을 함께 흘리는 단계,
    (ⅱ) 제 1 수트 플레임(a first soot flame)을 형성하기 위하여 상기 제 1 수트 가스 혼합물을 점화하여 제 1 유리 수트(a first glass soot)를 형성하는 단계;
    (b) 제 2 VAD 토치에서,
    (ⅰ) 상기 제 1 수트 가스 혼합물의 조성물과 다른 조성물을 가지는, 제 2 수트 가스 혼합물을 형성하기 위하여 하나 또는 그 이상의 유리 프리커서 가스들의 흐름, 및 연료 가스의 흐름을 함께 흘리는 단계,
    (ⅱ) 제 2 수트 플레임을 형성하기 위하여 제 2 수트 가스 혼합물을 점화하여 제 2 가스 수트를 형성하는 단계;
    (c) 지지 로드(support rod)를 나란히 있는 제 1 및 제 2 VAD 토치들쪽으로 지향시키는 단계로서, 상기 제 1 VAD 토치는 상기 제 1 VAD 토치가 제 1 수트를 형성하기 위해 상기 제 1 유리 수트를 증착하고, 상기 제 2 VAD 토치가 상기 제 1 유리 수트상에 상기 제 2 유리 수트를 증착하도록, 상기 제 2 VAD 토치보다 선행하는, 상기 지향 단계;
    (d) 제 1 이중층의 수트를 형성하기 위하여 시작 지점에서 최종 지점으로 토치들에 관련하여 상기 지지 로드를 이동시키는 단계;
    (e) 상기 제 1 VAD 토치에서,
    제 3 수트 가스 혼합물을 형성하기 위하여 하나 또는 그 이상의 유리 프리커서 가스들의 조성물, 및 연료 가스의 흐름을 변화시키는 단계;
    (f) 부가적인 수트 층을 증착하는 동안 제 1 이중층의 수트를 횡단하도록 토치들에 관련하여 상기 지지 로드를 이동시키는 단계; 및
    (g) 수트를 유리 프리폼(glass preform)에 통합하기 위하여 이중층의 수트 및 부가적인 층의 수트를 가열하는 단계들을 포함하는, 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 부가적인 층의 수트는 이중층의 수트이고,
    상기 방법은:
    (ⅰ) 상기 제 2 VAD 토치에서,
    제 4 수트 가스 혼합물을 형성하여, 제 4 유리 수트를 형성하도록 상기 하나 또는 그 이상의 유리 프리커서 가스들의 조성물, 및 연료 가스의 흐름을 변화시키는 단계를 더 포함하는, 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 유리 수트는 게르마늄을 포함하는, 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    연화 온도(softening temperature)로 프리폼(preform)을 가열하는 단계, 및
    상기 프리폼으로부터 유리 섬유(glass fiber)를 인출하는 단계들을 더 포함하는, 방법.
  5. 제 2 항에 있어서,
    연화 온도로 프리폼을 가열하는 단계, 및
    상기 프리폼으로부터 유리 섬유를 인출하는 단계들을 더 포함하는, 방법.
  6. (a) 제 1 VAD 토치에서,
    (ⅰ) 제 1 수트 가스 혼합물을 형성하기 위하여 하나 또는 그 이상의 유리 프리커서 가스들의 흐름, 및 연료 가스의 흐름을 함께 흘리는 단계,
    (ⅱ) 제 1 수트 플레임을 형성하기 위하여 상기 제 1 수트 가스 혼합물을 점화하여, 제 1 유리 수트를 형성하는 단계;
    (c) 상기 제 1 VAD 토치가 제 1 수트 층에 상기 제 1 유리 수트를 증착하도록, 상기 제 1 VAD 토치에 VAD 시작 로드를 노출시키는 단계;
    (d) 제 1 층의 수트를 형성하기 위하여 시작 지점에서 최종 지점으로 토치들에 관련하여 상기 지지 로드를 이동시키는 단계;
    (e) 상기 제 1 VAD 토치에서,
    제 2 수트 가스 혼합물을 형성하여, 제 2 유리 수트를 형성하기 위하여 상기 하나 또는 그 이상의 유리 프리커서 가스들의 조성물, 및 연료 가스의 흐름을 변화시키는 단계;
    (f) 제 2 VAD 토치에서,
    (ⅰ) 상기 제 2 수트 가스 혼합물의 조성물과 다른 조성물을 가지는, 제 3 수트 가스 혼합물을 형성하기 위하여 상기 하나 또는 그 이상의 유리 프리커서 가스들의 흐름, 및 연료 가스의 흐름을 함께 흘리는 단계,
    (ⅱ) 제 3 수트 플레임을 형성하기 위하여 상기 제 3 수트 가스 혼합물을 점화하여, 제 3 유리 수트를 형성하는 단계;
    (g) 상기 제 1 층의 수트상에 이중층의 제 2 수트 층 및 제 3 수트 층을 증착하는 동안 상기 제 1 층의 수트를 횡단하도록 토치들에 관련하여 상기 지지 로드를 이동시키는 단계; 및
    (h) 수트를 유리 프리폼에 통합하기 위하여 제 1, 제 2 및 제 3 수트 층들을 가열하는 단계를 포함하는, 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    연화 온도로 상기 프리폼을 가열하는 단계, 및
    상기 프리폼으로부터 유리 섬유를 인출하는 단계를 더 포함하는, 방법.
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