JP3197069B2 - 光ファイバーの製造方法 - Google Patents
光ファイバーの製造方法Info
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
- C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
- C03B37/012—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
- C03B37/01205—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments starting from tubes, rods, fibres or filaments
- C03B37/01225—Means for changing or stabilising the shape, e.g. diameter, of tubes or rods in general, e.g. collapsing
- C03B37/0124—Means for reducing the diameter of rods or tubes by drawing, e.g. for preform draw-down
-
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- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B23/00—Re-forming shaped glass
- C03B23/04—Re-forming tubes or rods
- C03B23/047—Re-forming tubes or rods by drawing
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- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、コアおよびこのコアを
包囲するクラッドを有するロッド状初期プリフォームを
製造し、クラッドの屈折率をコアの屈折率より低くし、
その後初期プリフォームを、この初期プリフォーム中に
軟化領域を形成し、この軟化領域を初期プリフォームの
縦方向に沿って移動させることにより延伸し、その後少
なくとも１つのクラッド管を初期プリフォーム上で溶融
させ、このようにして得られた最終プリフォームを延伸
して光ファイバーとする光ファイバーの製造方法に関す
る。光ファイバーは、例えば電気通信の目的に用いられ
るガラスまたは石英ガラスのファイバーを意味するもの
と理解されたい。
包囲するクラッドを有するロッド状初期プリフォームを
製造し、クラッドの屈折率をコアの屈折率より低くし、
その後初期プリフォームを、この初期プリフォーム中に
軟化領域を形成し、この軟化領域を初期プリフォームの
縦方向に沿って移動させることにより延伸し、その後少
なくとも１つのクラッド管を初期プリフォーム上で溶融
させ、このようにして得られた最終プリフォームを延伸
して光ファイバーとする光ファイバーの製造方法に関す
る。光ファイバーは、例えば電気通信の目的に用いられ
るガラスまたは石英ガラスのファイバーを意味するもの
と理解されたい。
【０００２】
【従来の技術】かかる方法は米国特許第４５７８１０１
号明細書に記載されており、ここで、気相軸方向堆積
（ＶＡＤ）法により製造された初期プリフォームが用い
られている。しかし、本発明の方法は、それ自体知られ
ている種々の方法、例えば管を気相からの化学堆積（Ｃ
ＶＤまたはＭＣＶＤ）あるいは気相からのプラズマ活性
化学堆積（ＰＣＶＤ）により内部被着し、その後管を圧
潰して固体初期プリフォームを製造する方法により製造
された初期プリフォームを用いて応用することができ
る。上記の米国特許明細書において、水素−酸素トーチ
または加熱炉を用いて初期プリフォーム中に軟化領域を
形成し、この間初期プリフォームを延伸する。延伸工程
およびこの調節は、さらにＤ．Ｈ．スミスガル(Smithga
ll) およびＲ．Ｅ．フラジー(Frazee)によりジャーナル
・オブ・ライトウェーブ・テクノロジー(Journal of Li
ghtwave Technology）ＬＴ−５（１２）の１７５５〜１
７６２ページ（１９８７）に記載されている。
号明細書に記載されており、ここで、気相軸方向堆積
（ＶＡＤ）法により製造された初期プリフォームが用い
られている。しかし、本発明の方法は、それ自体知られ
ている種々の方法、例えば管を気相からの化学堆積（Ｃ
ＶＤまたはＭＣＶＤ）あるいは気相からのプラズマ活性
化学堆積（ＰＣＶＤ）により内部被着し、その後管を圧
潰して固体初期プリフォームを製造する方法により製造
された初期プリフォームを用いて応用することができ
る。上記の米国特許明細書において、水素−酸素トーチ
または加熱炉を用いて初期プリフォーム中に軟化領域を
形成し、この間初期プリフォームを延伸する。延伸工程
およびこの調節は、さらにＤ．Ｈ．スミスガル(Smithga
ll) およびＲ．Ｅ．フラジー(Frazee)によりジャーナル
・オブ・ライトウェーブ・テクノロジー(Journal of Li
ghtwave Technology）ＬＴ−５（１２）の１７５５〜１
７６２ページ（１９８７）に記載されている。
【０００３】既知の方法の欠点は、これが低速であるこ
と並びに温度および速度を正確に調整することを必要と
することである。水素−酸素炎は比較的広く、１０〜１
２cmの長さを有する軟化領域を形成する。軟化領域にお
ける温度は一般に１８００〜２０００℃の範囲内であ
り、２２００℃に達しうる。軟化領域の周囲の対流性お
よび乱流性ガス流により焼失損失が発生するため、狭
い、高温の炎は適切に用いることができない。このため
に材料の損失が発生し、不規則に成形された初期プリフ
ォームが形成しうる。
と並びに温度および速度を正確に調整することを必要と
することである。水素−酸素炎は比較的広く、１０〜１
２cmの長さを有する軟化領域を形成する。軟化領域にお
ける温度は一般に１８００〜２０００℃の範囲内であ
り、２２００℃に達しうる。軟化領域の周囲の対流性お
よび乱流性ガス流により焼失損失が発生するため、狭
い、高温の炎は適切に用いることができない。このため
に材料の損失が発生し、不規則に成形された初期プリフ
ォームが形成しうる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、とり
わけ初期プリフォームを延伸する迅速、効果的な方法を
提供することにある。これに関連して、本発明の他の目
的は、焼失損失を最小にし、初期プリフォームを規則的
に成形する方法を提供することにある。本発明の目的
は、エネルギー供給装置および初期プリフォームの温度
および変位速度の複雑な調節を省略する方法を提供する
ことにある。
わけ初期プリフォームを延伸する迅速、効果的な方法を
提供することにある。これに関連して、本発明の他の目
的は、焼失損失を最小にし、初期プリフォームを規則的
に成形する方法を提供することにある。本発明の目的
は、エネルギー供給装置および初期プリフォームの温度
および変位速度の複雑な調節を省略する方法を提供する
ことにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】これらの目的は、序文に
記載した方法であって、本発明において、初期プリフォ
ームを延伸するために、初期プリフォームの縦方向の寸
法が５cm以下であり、最高温度が少なくとも２３００℃
である狭い高温の軟化領域を用い、軟化領域を得るため
に、初期プリフォームの位置において対流性ガス流を全
くまたはほとんど発生しないエネルギー供給装置を用い
ることを特徴とする方法により達成される。初期プリフ
ォームの軟化領域の縦方向の寸法は３cm以下であり、軟
化領域の最高温度は少なくとも２４００℃であるのが好
ましい。軟化領域の最高温度はガラス表面の温度であ
る。
記載した方法であって、本発明において、初期プリフォ
ームを延伸するために、初期プリフォームの縦方向の寸
法が５cm以下であり、最高温度が少なくとも２３００℃
である狭い高温の軟化領域を用い、軟化領域を得るため
に、初期プリフォームの位置において対流性ガス流を全
くまたはほとんど発生しないエネルギー供給装置を用い
ることを特徴とする方法により達成される。初期プリフ
ォームの軟化領域の縦方向の寸法は３cm以下であり、軟
化領域の最高温度は少なくとも２４００℃であるのが好
ましい。軟化領域の最高温度はガラス表面の温度であ
る。
【０００６】本発明の方法の好適例において、プラズマ
トーチをエネルギー供給装置として用いる。本発明の方
法の他の好適例において、レーザー光源をエネルギー供
給装置として用いる。
トーチをエネルギー供給装置として用いる。本発明の方
法の他の好適例において、レーザー光源をエネルギー供
給装置として用いる。
【０００７】欧州特許第１７１１０３号明細書には、石
英管を圧潰してプリフォームとするにあたり、エネルギ
ー供給装置としてプラズマトーチを用いる装置および方
法が記載されている。独国特許（ＤＥ）第３７３９１８
９号明細書には、石英管を圧潰してプリフォームとする
にあたり、管を約１６００℃の温度に予備加熱し、その
後狭い領域を、上記の独国特許出願においてＵＶ灯また
はレーザー光源から成る付加的なエネルギー供給装置に
より約２０００℃の温度に加熱する方法が記載されてい
る。両方の刊行物には光ファイバーの製造のためのプリ
フォームを圧潰することのみが記載されており、初期プ
リフォームの延伸およびクラッド管の溶融について何も
記載されていない。従って、本発明において解決しよう
とする問題点は上記刊行物に記載されていない。
英管を圧潰してプリフォームとするにあたり、エネルギ
ー供給装置としてプラズマトーチを用いる装置および方
法が記載されている。独国特許（ＤＥ）第３７３９１８
９号明細書には、石英管を圧潰してプリフォームとする
にあたり、管を約１６００℃の温度に予備加熱し、その
後狭い領域を、上記の独国特許出願においてＵＶ灯また
はレーザー光源から成る付加的なエネルギー供給装置に
より約２０００℃の温度に加熱する方法が記載されてい
る。両方の刊行物には光ファイバーの製造のためのプリ
フォームを圧潰することのみが記載されており、初期プ
リフォームの延伸およびクラッド管の溶融について何も
記載されていない。従って、本発明において解決しよう
とする問題点は上記刊行物に記載されていない。
【０００８】
【実施例】以下本発明を実施例および図面を参照して説
明する。初期プリフォームをそれ自体知られているＰＣ
ＶＤ法により製造し、ここで上記初期プリフォームはコ
アおよび上記コアを包囲するクラッドを有し、クラッド
の屈折率は、コアおよび／またはクラッドに用いた石英
ガラスを適切にドープすることによりコアより低くし
た。所要に応じて、初期プリフォームを製造するため
に、それ自体知られている他の方法、例えばＭＣＶＤ
（変形化学気相堆積）、ＯＶＤ（外側気相堆積）および
ＶＡＤ（気相軸方向堆積）を代わりに用いることができ
る。
明する。初期プリフォームをそれ自体知られているＰＣ
ＶＤ法により製造し、ここで上記初期プリフォームはコ
アおよび上記コアを包囲するクラッドを有し、クラッド
の屈折率は、コアおよび／またはクラッドに用いた石英
ガラスを適切にドープすることによりコアより低くし
た。所要に応じて、初期プリフォームを製造するため
に、それ自体知られている他の方法、例えばＭＣＶＤ
（変形化学気相堆積）、ＯＶＤ（外側気相堆積）および
ＶＡＤ（気相軸方向堆積）を代わりに用いることができ
る。
【０００９】初期プリフォームを延伸してより大きい長
さおよびより小さい心直径を有するプリフォームを得
た。例えば米国特許第４５７８１０１号明細書参照。図
１は石英ガラスのプラズマトーチ２を用いることによる
初期プリフォームの延伸を図式的に示す。プラズマトー
チ２は、例えばアルゴンと空気との混合物を供給するガ
ス供給口３を備える。プラズマトーチ２の周囲に、図示
しないＨＦ発生器と接続されているコイル４を設ける。
生成したプラズマは初期プリフォームに向けて層状ガス
流５として移動する。初期プリフォーム１を矢印６の方
向に引張力を加えることにより延伸し、この間プラズマ
トーチを矢印７の方向に移動させ、軟化領域を移動させ
る。所要に応じて、初期プリフォームを延伸操作の間縦
軸の周囲に回転させることができる。初期プリフォーム
を延伸する方法は、上記のＤ．Ｈ．スミスガルおよび
Ｒ．Ｅ．フラジーによる文献に、より詳細に記載されて
いる。適切なプラズマトーチおよびかかるトーチを使用
する方法は欧州特許第１７１１０３号明細書に記載され
ている。この方法の他の例において、レーザー光源を代
わりにエネルギー供給装置として用いて狭い高温の軟化
領域を得ることができる。
さおよびより小さい心直径を有するプリフォームを得
た。例えば米国特許第４５７８１０１号明細書参照。図
１は石英ガラスのプラズマトーチ２を用いることによる
初期プリフォームの延伸を図式的に示す。プラズマトー
チ２は、例えばアルゴンと空気との混合物を供給するガ
ス供給口３を備える。プラズマトーチ２の周囲に、図示
しないＨＦ発生器と接続されているコイル４を設ける。
生成したプラズマは初期プリフォームに向けて層状ガス
流５として移動する。初期プリフォーム１を矢印６の方
向に引張力を加えることにより延伸し、この間プラズマ
トーチを矢印７の方向に移動させ、軟化領域を移動させ
る。所要に応じて、初期プリフォームを延伸操作の間縦
軸の周囲に回転させることができる。初期プリフォーム
を延伸する方法は、上記のＤ．Ｈ．スミスガルおよび
Ｒ．Ｅ．フラジーによる文献に、より詳細に記載されて
いる。適切なプラズマトーチおよびかかるトーチを使用
する方法は欧州特許第１７１１０３号明細書に記載され
ている。この方法の他の例において、レーザー光源を代
わりにエネルギー供給装置として用いて狭い高温の軟化
領域を得ることができる。
【００１０】初期プリフォームの延伸に続き、１つ以上
のクラッド管を溶融させてクラッドに所要の厚さを与え
た。このために、一般に、コアおよびコアを直接包囲す
るクラッドの部分に用いた石英ガラスより低級の石英ガ
ラスを用いた。その後、このようにして得られた最終プ
リフォームをそれ自体知られている方法により延伸して
光ファイバーとし、次にこのファイバーに、それ自体知
られている方法により金属または合成樹脂の保護膜を被
着させることができる。
のクラッド管を溶融させてクラッドに所要の厚さを与え
た。このために、一般に、コアおよびコアを直接包囲す
るクラッドの部分に用いた石英ガラスより低級の石英ガ
ラスを用いた。その後、このようにして得られた最終プ
リフォームをそれ自体知られている方法により延伸して
光ファイバーとし、次にこのファイバーに、それ自体知
られている方法により金属または合成樹脂の保護膜を被
着させることができる。
【００１１】図２は、それぞれ本発明の方法（Ａ）およ
び従来技術の方法（Ｂ）について、温度変化Ｔ（℃）を
初期プリフォームの軟化領域の位置における縦方向の距
離ｄの関数として示す。軟化領域の寸法は温度が約１８
００℃より高い領域に大きく対応し、本発明において、
上記寸法は５cmより小さく、すなわち実施例において約
３cmである。従来の方法において、軟化領域の寸法は１
０〜１２cmである。本発明の方法において、軟化領域の
最高温度は２３００℃を超過し、すなわち実施例におい
て約２４００℃である。従来の方法において、最高温度
は２２００℃以下であり、一般に１８００〜２０００℃
である。本発明において、狭い高温領域を用いることに
より、初期プリフォームの延伸の間の所望の軟化および
変形を発生させるのに充分なエネルギーを供給すること
ができ、一方実際の延伸段階の前後の不所望な副作用の
発生を防止することができる。このため、補正および面
倒な制御は不必要である。従来の方法において、最も重
要な問題は、長い所要の処理時間の間、初期プリフォー
ム（引張力を加える側）とプラズマトーチとの温度と変
位速度との両方を極めて正確に調節しなければならない
ことである。これに対して本発明の方法は、より狭い、
従ってより良好に画成された軟化領域を用いることおよ
び全工程をより高速で行うことにより上記の欠点を克服
する。
び従来技術の方法（Ｂ）について、温度変化Ｔ（℃）を
初期プリフォームの軟化領域の位置における縦方向の距
離ｄの関数として示す。軟化領域の寸法は温度が約１８
００℃より高い領域に大きく対応し、本発明において、
上記寸法は５cmより小さく、すなわち実施例において約
３cmである。従来の方法において、軟化領域の寸法は１
０〜１２cmである。本発明の方法において、軟化領域の
最高温度は２３００℃を超過し、すなわち実施例におい
て約２４００℃である。従来の方法において、最高温度
は２２００℃以下であり、一般に１８００〜２０００℃
である。本発明において、狭い高温領域を用いることに
より、初期プリフォームの延伸の間の所望の軟化および
変形を発生させるのに充分なエネルギーを供給すること
ができ、一方実際の延伸段階の前後の不所望な副作用の
発生を防止することができる。このため、補正および面
倒な制御は不必要である。従来の方法において、最も重
要な問題は、長い所要の処理時間の間、初期プリフォー
ム（引張力を加える側）とプラズマトーチとの温度と変
位速度との両方を極めて正確に調節しなければならない
ことである。これに対して本発明の方法は、より狭い、
従ってより良好に画成された軟化領域を用いることおよ
び全工程をより高速で行うことにより上記の欠点を克服
する。
【図１】本発明の方法における初期プリフォームの延伸
を図式的に示したものである。
を図式的に示したものである。
【図２】初期プリフォームの軟化領域における距離と温
度との関係を示すグラフである。
度との関係を示すグラフである。
１ 初期プリフォーム ２ プラズマトーチ ３ 気体供給口 ４ コイル ５ 層状ガス流
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヘンリカス ランベルタス マリア ヤ ンセン オランダ国 5621 ベーアー アインド ーフェン フルーネヴァウツウェッハ１ (56)参考文献 特開 昭59−137336（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−176935（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−46932（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−96040（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−44729（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−263724（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C03B 37/012
Claims (4)
- 【請求項１】 コアおよびこのコアを包囲するクラッド
を有するロッド状初期プリフォームを製造し、クラッド
の屈折率をコアの屈折率より低くし、その後初期プリフ
ォームを、この初期プリフォーム中に軟化領域を形成
し、この軟化領域を初期プリフォームの縦方向に沿って
移動させることにより延伸し、その後少なくとも１つの
クラッド管を初期プリフォーム上で溶融させ、このよう
にして得られた最終プリフォームを延伸して光ファイバ
ーとするにあたり、初期プリフォームを延伸するため
に、初期プリフォームの縦方向の寸法が５cm以下であ
り、最高温度が少なくとも２３００℃である狭い高温の
軟化領域を用い、軟化領域を得るために、初期プリフォ
ームの位置において対流性ガス流を全くまたはほとんど
発生しないエネルギー供給装置を用いることを特徴とす
る光ファイバーの製造方法。 - 【請求項２】 初期プリフォームの縦方向の軟化領域の
寸法が３cm以下であり、軟化領域の最高温度が少なくと
も２４００℃であることを特徴とする請求項１記載の方
法。 - 【請求項３】 エネルギー供給装置としてプラズマトー
チを用いることを特徴とする請求項２記載の方法。 - 【請求項４】 エネルギー供給装置としてレーザー光源
を用いることを特徴とする請求項２記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL91202238:1 | 1991-09-03 | ||
| EP91202238 | 1991-09-03 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05221681A JPH05221681A (ja) | 1993-08-31 |
| JP3197069B2 true JP3197069B2 (ja) | 2001-08-13 |
Family
ID=8207855
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23193592A Expired - Lifetime JP3197069B2 (ja) | 1991-09-03 | 1992-08-31 | 光ファイバーの製造方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5320660A (ja) |
| JP (1) | JP3197069B2 (ja) |
| CA (1) | CA2077197C (ja) |
| DE (1) | DE69208568T2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SE511083C2 (sv) * | 1995-12-06 | 1999-08-02 | Sumitomo Electric Industries | Förfarande för att förlänga glasförform |
| US5672192A (en) * | 1996-05-30 | 1997-09-30 | Lucent Technologies Inc. | Method of making optical fiber using a plasma torch fiber-drawing furnace |
| US5850497A (en) * | 1997-04-15 | 1998-12-15 | Lucent Technologies Inc. | Method for stretching refractory bodies |
| EP1364918B1 (en) * | 1998-11-05 | 2006-06-07 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | A method and apparatus for manufacturing a preform and optical fibre from the preform |
| US6553790B1 (en) * | 2000-05-09 | 2003-04-29 | Fitel Usa Corp. | Process for fabricating optical fiber involving tuning of core diameter profile |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL8402225A (nl) * | 1984-07-13 | 1986-02-03 | Philips Nv | Werkwijze voor de vervaardiging van massieve glazen voorvormen uit holle voorvormen. |
| US4578101A (en) * | 1984-09-26 | 1986-03-25 | At&T Technologies, Inc. | Method for stretching a glass rod |
| DE3739189A1 (de) * | 1987-11-19 | 1989-06-01 | Rheydt Kabelwerk Ag | Verfahren zum kollabieren von vorformen fuer lichtwellenleiter |
| US5000771A (en) * | 1989-12-29 | 1991-03-19 | At&T Bell Laboratories | Method for manufacturing an article comprising a refractory dielectric body |
| US5221306A (en) * | 1989-12-29 | 1993-06-22 | At&T Bell Laboratories | Method and apparatus for modifying the transverse cross section of a body |
-
1992
- 1992-08-28 US US07/937,616 patent/US5320660A/en not_active Expired - Lifetime
- 1992-08-31 CA CA002077197A patent/CA2077197C/en not_active Expired - Fee Related
- 1992-08-31 JP JP23193592A patent/JP3197069B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1992-09-01 DE DE69208568T patent/DE69208568T2/de not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE69208568T2 (de) | 1996-09-05 |
| CA2077197C (en) | 2002-04-09 |
| US5320660A (en) | 1994-06-14 |
| CA2077197A1 (en) | 1993-03-04 |
| JPH05221681A (ja) | 1993-08-31 |
| DE69208568D1 (de) | 1996-04-04 |
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