JPH01197338A - フッ化物光ファイバ用母材の製造方法およびその製造装置 - Google Patents
フッ化物光ファイバ用母材の製造方法およびその製造装置Info
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- JPH01197338A JPH01197338A JP1961288A JP1961288A JPH01197338A JP H01197338 A JPH01197338 A JP H01197338A JP 1961288 A JP1961288 A JP 1961288A JP 1961288 A JP1961288 A JP 1961288A JP H01197338 A JPH01197338 A JP H01197338A
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- optical fiber
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- melt
- gas
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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
- C03B37/01265—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments starting entirely or partially from molten glass, e.g. by dipping a preform in a melt
- C03B37/01277—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments starting entirely or partially from molten glass, e.g. by dipping a preform in a melt by projecting or spraying the melt, e.g. as droplets, on a preform
-
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- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B2201/00—Type of glass produced
- C03B2201/80—Non-oxide glasses or glass-type compositions
- C03B2201/82—Fluoride glasses, e.g. ZBLAN glass
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- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は低損失、かつ長尺なフッ化物光ファイバ用母材
の製造方法およびその製造方法を実施するための装置に
関するものである。
の製造方法およびその製造方法を実施するための装置に
関するものである。
(従来の技術)
フッ化物ガラスを素材とする光ファイバは、石英系を凌
ぐ10− ”dB/km以下の伝送損失が期待されてお
り、ZrF、を主成分とするフッ化物ガラスは、光ファ
イバ素材として、最も有望視されtいる。
ぐ10− ”dB/km以下の伝送損失が期待されてお
り、ZrF、を主成分とするフッ化物ガラスは、光ファ
イバ素材として、最も有望視されtいる。
従来、このようなフッ化物ガラスを製造する場合、固相
原料バッチの溶融法で作製したガラス融液を鋳型に流し
込゛み、冷却して、ガラスロッドを作製する鋳型法(キ
ャスティング法)が採用されていた。また光ファイバ用
母材の製造方法としては、ビルトインキヤスティング法
(特開昭57−191240)、2層融液法(特開昭6
l−91032)が採用されていた。
原料バッチの溶融法で作製したガラス融液を鋳型に流し
込゛み、冷却して、ガラスロッドを作製する鋳型法(キ
ャスティング法)が採用されていた。また光ファイバ用
母材の製造方法としては、ビルトインキヤスティング法
(特開昭57−191240)、2層融液法(特開昭6
l−91032)が採用されていた。
前述のようなフッ化物光ファイバの製造における最大の
問題は、ガラスの熱的安定性が低い点に起因していた。
問題は、ガラスの熱的安定性が低い点に起因していた。
すなわちガラス融液から固体ガラスに移行する際、結晶
化が生じるという欠点があった。このため鋳型を大きく
することが不可能であり、大型の長尺ファイバ用母材を
作製することが困難であった。
化が生じるという欠点があった。このため鋳型を大きく
することが不可能であり、大型の長尺ファイバ用母材を
作製することが困難であった。
またキャスティング法によるコア・クラッドの作製では
固化途中のクラッド融液を流し出し、その内にコア融液
を流し出す方法(ビルドインキヤスティング法)または
クラッド融液の上部にコア融液をキャスティングしてお
き、クラッド融液がなかば固化した状態で鋳型の底から
、固化していないクラッド融液を流し出すことにより、
コアガラスをクラッドの中央に導入するという方法(2
層融液法)が用いら、れていた。
固化途中のクラッド融液を流し出し、その内にコア融液
を流し出す方法(ビルドインキヤスティング法)または
クラッド融液の上部にコア融液をキャスティングしてお
き、クラッド融液がなかば固化した状態で鋳型の底から
、固化していないクラッド融液を流し出すことにより、
コアガラスをクラッドの中央に導入するという方法(2
層融液法)が用いら、れていた。
この方法では、コア・クラツド径比の安定した光ファイ
バ用母材を作製できないという欠点があった。
バ用母材を作製できないという欠点があった。
(発明が解決しようとする課題)
本発明は前記欠点に鑑みなされたもので、低損失、かつ
長尺なフッ化物光ファイバ用母材の製造方法およびその
製造装置を提供することにある。
長尺なフッ化物光ファイバ用母材の製造方法およびその
製造装置を提供することにある。
(課題を解決するための手段)
本発明はクラッドガラス組成に調製した固相フッ化物ガ
ラス原料をチャンバに内設したルツボ内で溶融し、引き
続いてチャンバ内を加圧用ガスを用いて加圧することに
より、ルツボ下端に連設した供給管を通じてガラス融液
を塗布ノズルまたは噴霧ノズルに供給し、事前に加熱延
伸したコアガラス表面にクラッドガラス層を形成させる
ことにより、フッ化物光ファイバ用母材を作製する。
ラス原料をチャンバに内設したルツボ内で溶融し、引き
続いてチャンバ内を加圧用ガスを用いて加圧することに
より、ルツボ下端に連設した供給管を通じてガラス融液
を塗布ノズルまたは噴霧ノズルに供給し、事前に加熱延
伸したコアガラス表面にクラッドガラス層を形成させる
ことにより、フッ化物光ファイバ用母材を作製する。
従来の母材の作製法がルツボから融液を鋳型に流し込ん
でガラス融液を作製していたのに対し、本発明では、ガ
ス加圧により融液を連続供給し、コアガラスロッド表面
に塗布または吹き付けることにより、クラッドガラス層
を連続的に作製する。
でガラス融液を作製していたのに対し、本発明では、ガ
ス加圧により融液を連続供給し、コアガラスロッド表面
に塗布または吹き付けることにより、クラッドガラス層
を連続的に作製する。
(実施例)
以下、実施例に基づいて本発明の詳細な説明するが、本
発明の範囲をこれらの実施例に限定するものではない。
発明の範囲をこれらの実施例に限定するものではない。
実JLf生り
第1図は実施例1で使用したフッ化物光ファイバ用母材
の製造装置の概略図、第2図は実施例1で使用した塗布
ノズルの概略を示し、(a)は断面図、(b)は側面図
である。第1図において、6はクラッド組成のガラス原
料融液であり、この実施例においてはZrFa (47
,5モル%) BaFz (23,5モル%)LaF
+(2,5モル%) −YF3(2モル%) A
fFi(4,5モル%) −NaF (20モル%)の
組成を有している。14はコア組成のガラスロッドであ
り、ZrF。
の製造装置の概略図、第2図は実施例1で使用した塗布
ノズルの概略を示し、(a)は断面図、(b)は側面図
である。第1図において、6はクラッド組成のガラス原
料融液であり、この実施例においてはZrFa (47
,5モル%) BaFz (23,5モル%)LaF
+(2,5モル%) −YF3(2モル%) A
fFi(4,5モル%) −NaF (20モル%)の
組成を有している。14はコア組成のガラスロッドであ
り、ZrF。
(49モル%) Bang (25モル%) La
F3(3,5モ)し%) YF+(2モアし%)
AfF3 (2,5モ)し%)−LiF (18モ
ル%)の組成を有している。このコアガラスロッドは、
キャスティング法で作製し、表面を研磨した後、He
C30vol、%) IP (50voi!。
F3(3,5モ)し%) YF+(2モアし%)
AfF3 (2,5モ)し%)−LiF (18モ
ル%)の組成を有している。このコアガラスロッドは、
キャスティング法で作製し、表面を研磨した後、He
C30vol、%) IP (50voi!。
%)混合ガス気流中280°Cで外径20mmのロッド
を外径5 amのロッドに延伸しである。キャスティン
グ後のコアガラス表面には研磨の際にOH基が付着する
。このため前記方法で延伸することなくクラッドガラス
を外付けした場合、以下の反応により、Zr0zがコア
、クラッド界面に析出し、散乱損失の原因となり、反応
しないで残留した0■基は、吸収損失の原因となる。
を外径5 amのロッドに延伸しである。キャスティン
グ後のコアガラス表面には研磨の際にOH基が付着する
。このため前記方法で延伸することなくクラッドガラス
を外付けした場合、以下の反応により、Zr0zがコア
、クラッド界面に析出し、散乱損失の原因となり、反応
しないで残留した0■基は、吸収損失の原因となる。
、 Zr F + )Zr OH
−+; Zr −0−Zr ”3− 十〇F↑しかしH
F雰囲気下で加熱延伸することにより、上記反応による
ZrO□の生成を抑制しながら延伸することが可能とな
り、OH基のガラス表面での密度を低下させることが可
能となる。
F雰囲気下で加熱延伸することにより、上記反応による
ZrO□の生成を抑制しながら延伸することが可能とな
り、OH基のガラス表面での密度を低下させることが可
能となる。
さらにIIFがフッ素化剤として作用し、以下の反応に
より、表面上の011基を除去する効果がある。
より、表面上の011基を除去する効果がある。
;zr−oll + IF −+−;Zr−F + 1
1.0↑この結果、この方法により作製したファイバで
は界面に散乱体の析出はほとんど観察されなかった。さ
らにOH基による吸収損失は未延伸の場合、約500
dB/kmであるのに対し、延伸した場合、約50dB
/km以下となった。
1.0↑この結果、この方法により作製したファイバで
は界面に散乱体の析出はほとんど観察されなかった。さ
らにOH基による吸収損失は未延伸の場合、約500
dB/kmであるのに対し、延伸した場合、約50dB
/km以下となった。
第1図に示したチャンバ4は白金製であり、ルツボ5、
供給管8および塗布ノズル10は金製である。クラッド
ガラス組成の固体混合物は900°Cに保持されたルツ
ボ内で溶融される。その際、加圧ガスlのバルブは閉じ
られており、雰囲気ガス供給管2および排気管3のバル
ブが開かれ、51/minのArガスがガラス溶融チャ
ンバ4内に流れている。ルツボ内でガラスを溶融した後
、雰囲気ガス供給口2および排気口3のバルブを閉じ、
加圧ガス供給口1のバルブを開け、5気圧のArをチャ
ンバ4内に導入し、融液を融液供給管8に押し出す。こ
の際、供給管8はヒータ9によって700°Cに保温さ
れている。供給管8の温度が600℃以下になると、ガ
ラス融液の粘性が高くなり、ガス加圧による安定した供
給が困難になり、1000°C以上になるとガラス融液
成分の蒸気圧の増加が顕著になるので、供給管8の温度
は650〜950℃に保つことが望ましい。供給管8を
通じて供給されたガラス融液は先端を600°Cに保た
れた塗布ノズルに供給される。
供給管8および塗布ノズル10は金製である。クラッド
ガラス組成の固体混合物は900°Cに保持されたルツ
ボ内で溶融される。その際、加圧ガスlのバルブは閉じ
られており、雰囲気ガス供給管2および排気管3のバル
ブが開かれ、51/minのArガスがガラス溶融チャ
ンバ4内に流れている。ルツボ内でガラスを溶融した後
、雰囲気ガス供給口2および排気口3のバルブを閉じ、
加圧ガス供給口1のバルブを開け、5気圧のArをチャ
ンバ4内に導入し、融液を融液供給管8に押し出す。こ
の際、供給管8はヒータ9によって700°Cに保温さ
れている。供給管8の温度が600℃以下になると、ガ
ラス融液の粘性が高くなり、ガス加圧による安定した供
給が困難になり、1000°C以上になるとガラス融液
成分の蒸気圧の増加が顕著になるので、供給管8の温度
は650〜950℃に保つことが望ましい。供給管8を
通じて供給されたガラス融液は先端を600°Cに保た
れた塗布ノズルに供給される。
この実施例においては塗布ノズル10の上方にコアロッ
ド14を配置しているが、塗布ノズル下方にコアロッド
を配置してもよい。
ド14を配置しているが、塗布ノズル下方にコアロッド
を配置してもよい。
塗布ノズル10とコアガラスロッド14との間には1m
mの距離があり、ガラス融液の表面張力でガラスロッド
に接触している。
mの距離があり、ガラス融液の表面張力でガラスロッド
に接触している。
コアガラスロッドは60rpmの速度で回転しながら、
6cm/winの速度で水平方向に移動している。
6cm/winの速度で水平方向に移動している。
その際、冷却ガス供給管12から10ffi10+in
のHeを流し、融液を冷却している。1回転で付着する
クラッドガラスの膜厚は0.5 mmであり、コアガラ
スロッド表面に均一に薄く付着されるので、効率よ<1
1eによりガス冷却される。このためコアガラス表面の
再加熱による結晶化は生じなかった。しかし1回転で付
着するクラッドガラスの厚さを2mm以上にすると冷却
が十分に行われず、コアガラスに結晶が析出したので、
1回転で付着するガラスの厚さは1.5mm以下にする
のが望ましい。このガラスの厚さは、加圧ガスの圧力お
よび塗布ノズルとコアガラスの距離を変化させることに
より、容易に調整できる。ガラスの塗布部分は保温炉1
3で250°Cに保温されている。このようにしてクラ
ッドガラスの付着を繰り返し行うことにより、25mm
φX120mmのフッ化物光ファイバ用母材を得た。
のHeを流し、融液を冷却している。1回転で付着する
クラッドガラスの膜厚は0.5 mmであり、コアガラ
スロッド表面に均一に薄く付着されるので、効率よ<1
1eによりガス冷却される。このためコアガラス表面の
再加熱による結晶化は生じなかった。しかし1回転で付
着するクラッドガラスの厚さを2mm以上にすると冷却
が十分に行われず、コアガラスに結晶が析出したので、
1回転で付着するガラスの厚さは1.5mm以下にする
のが望ましい。このガラスの厚さは、加圧ガスの圧力お
よび塗布ノズルとコアガラスの距離を変化させることに
より、容易に調整できる。ガラスの塗布部分は保温炉1
3で250°Cに保温されている。このようにしてクラ
ッドガラスの付着を繰り返し行うことにより、25mm
φX120mmのフッ化物光ファイバ用母材を得た。
母材の比屈折率差は1.0%であり、長手方向のコアク
ラツド径比に変動は見られなかった。この方法で得られ
た母材を線引きして、1論長のフッ化物光ファイバを得
た。第3図は得られたファイバの損失特性を示す。
ラツド径比に変動は見られなかった。この方法で得られ
た母材を線引きして、1論長のフッ化物光ファイバを得
た。第3図は得られたファイバの損失特性を示す。
1施1
クラッドガラス付着を第4図に示すように内管の内径0
.4 ma、外径1.0 mm、外管の内径1.8 m
m、外径2.5閣の2重管ノズルとした以外は、実施例
1と同様にして、フッ化物光ファイバ用母材を製造した
。クラッド組成の融液の供給速度は、チャンバに導入し
た加圧ガスの圧力で調整し、圧力5気圧で供給速度は1
0++/!/sinとした。2重管ノズルの外管に流し
た噴霧ガス流量は51 /lll1nとした。ノズル先
端とガラスロッドの間の距離は5ca+/minとした
。ノズル先端で霧化されたガラス融液はコアガラスロッ
ド表面に付着と同時に薄膜となり、■eガスによって冷
却される。
.4 ma、外径1.0 mm、外管の内径1.8 m
m、外径2.5閣の2重管ノズルとした以外は、実施例
1と同様にして、フッ化物光ファイバ用母材を製造した
。クラッド組成の融液の供給速度は、チャンバに導入し
た加圧ガスの圧力で調整し、圧力5気圧で供給速度は1
0++/!/sinとした。2重管ノズルの外管に流し
た噴霧ガス流量は51 /lll1nとした。ノズル先
端とガラスロッドの間の距離は5ca+/minとした
。ノズル先端で霧化されたガラス融液はコアガラスロッ
ド表面に付着と同時に薄膜となり、■eガスによって冷
却される。
この方法で得られた母材は、30mo+φX120nu
であり、実施例1に比べて約1.5倍の付着速度が達成
できた。このようにして得られた母材を線引きした後、
1knl長で伝送損失を測定した結果、2.5μIで1
1dB/lanの最低損失値を示した。
であり、実施例1に比べて約1.5倍の付着速度が達成
できた。このようにして得られた母材を線引きした後、
1knl長で伝送損失を測定した結果、2.5μIで1
1dB/lanの最低損失値を示した。
(発明の効果)
以上説明したように、本発明の光ファイバ用母材の製造
方法によれば、鋳型を必要とせず、連続的にクラッド層
を作製することができるので、従来の方法に比べて、大
型のフッ化物光ファイバ用母材が作製できる。さらに本
発明の製造方法によれば、ガス圧力によって融液の供給
速度を任意に制御性よく変化させることができるので、
コア・クラツド径比の制御が容易であり、かつ長尺にわ
たってコア・クラツド径比の安定した光ファイバ用母材
が作製できる。
方法によれば、鋳型を必要とせず、連続的にクラッド層
を作製することができるので、従来の方法に比べて、大
型のフッ化物光ファイバ用母材が作製できる。さらに本
発明の製造方法によれば、ガス圧力によって融液の供給
速度を任意に制御性よく変化させることができるので、
コア・クラツド径比の制御が容易であり、かつ長尺にわ
たってコア・クラツド径比の安定した光ファイバ用母材
が作製できる。
さらに本発明の製造方法によれば、ガラス融液を塗布ま
たは吹き付けることによって薄膜を付着させて固化させ
るので、冷却効率がよく、ガラス形成能の小さい物質で
も、結晶化させることなく、ガラス化することが可能で
ある。
たは吹き付けることによって薄膜を付着させて固化させ
るので、冷却効率がよく、ガラス形成能の小さい物質で
も、結晶化させることなく、ガラス化することが可能で
ある。
第1図は本発明の実施例1で使用したフッ化物光ファイ
バ用母材の製造装置の概略図、第2図は本発明の実施例
1で使用した塗布ノズルの概略を示し、(a)は断面図
、℃)は側面図、第3図は本発明の実施例1で得られた
フッ化物光ファイバの伝送損失特性図、 第4図は本発明の実施例2で使用した噴霧ノズルの概略
図である。 1・・・加圧ガス供給口 2・・・雰囲気ガス供給口
3・・・排気口 4・・・ガラス融液チャン
バ5・・・ルツボ 6・・・クラッドガラス
融液7・・・ガラス融液炉 8・・・融液供給管9
・・・供給管保温ヒータ 10・・・塗布ノズル11・
・・フッ化物光ファイバ用母材 12・・・冷却ガス供給管 13・・・保温炉14・
・・コアガラスロッド 15・・・コアガラスロッド1
6・・・塗布ノズル 17・・・クラッドガラス
融液18・・・クラッドガラス融液 第1図 14−一一つア刀゛ラスロッド 第2図 (a ) (b )
バ用母材の製造装置の概略図、第2図は本発明の実施例
1で使用した塗布ノズルの概略を示し、(a)は断面図
、℃)は側面図、第3図は本発明の実施例1で得られた
フッ化物光ファイバの伝送損失特性図、 第4図は本発明の実施例2で使用した噴霧ノズルの概略
図である。 1・・・加圧ガス供給口 2・・・雰囲気ガス供給口
3・・・排気口 4・・・ガラス融液チャン
バ5・・・ルツボ 6・・・クラッドガラス
融液7・・・ガラス融液炉 8・・・融液供給管9
・・・供給管保温ヒータ 10・・・塗布ノズル11・
・・フッ化物光ファイバ用母材 12・・・冷却ガス供給管 13・・・保温炉14・
・・コアガラスロッド 15・・・コアガラスロッド1
6・・・塗布ノズル 17・・・クラッドガラス
融液18・・・クラッドガラス融液 第1図 14−一一つア刀゛ラスロッド 第2図 (a ) (b )
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、クラッドガラス組成に調製した固体混合物を加熱溶
融して得た融液を、コア組成のガラスロッドの表面に塗
布または吹き付け、クラッドガラスの層を作製すること
により、光ファイバ用母材を作製することを特徴とする
フッ化物光ファイバ用母材の製造方法。 2、コア組成のガラスロッドを、不活性ガスの気流中ま
たは不活性ガスと含ハロゲンガスとの混合ガスの気流中
で、加熱延伸する工程を有することを特徴とする特許請
求の範囲第1項記載のフッ化物光ファイバ用母材の製造
方法。 3、特許請求の範囲第2項記載の含ハロゲンガスがフッ
素ガスもしくは塩素ガスであるか、または水素、炭素、
ホウ素、イオウ、ケイ素のうちの少なくともいずれか一
つとフッ素もしくは塩素との化合物のガスであることを
特徴とするフッ化物光ファイバ用母材の製造方法。 4、ガラス組成に調製した固体混合物を加熱溶融するた
めの溶融手段、ガラス融液を塗布または噴霧ノズルまで
給送するための供給手段、ガラス融液を塗布または吹き
付けるためのノズルから成るフッ化物光ファイバ用母材
の製造装置において、前記溶融手段は、ガラス溶融ルツ
ボを内設したチャンバおよび電気炉から成っており、チ
ャンバの上部にはチャンバ内部の加圧ガス供給口を有し
ており、前記供給手段は、ルツボ下端に設けたガラス融
液供給管から成っており、前記ノズルは、ガラス融液を
供給する細管と連結した半円筒の供給口から成る塗布ノ
ズルまたは2重管から成る噴霧ノズルであることを特徴
とするフッ化物光ファイバ用母材の製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1961288A JPH01197338A (ja) | 1988-02-01 | 1988-02-01 | フッ化物光ファイバ用母材の製造方法およびその製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1961288A JPH01197338A (ja) | 1988-02-01 | 1988-02-01 | フッ化物光ファイバ用母材の製造方法およびその製造装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01197338A true JPH01197338A (ja) | 1989-08-09 |
Family
ID=12004005
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1961288A Pending JPH01197338A (ja) | 1988-02-01 | 1988-02-01 | フッ化物光ファイバ用母材の製造方法およびその製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01197338A (ja) |
-
1988
- 1988-02-01 JP JP1961288A patent/JPH01197338A/ja active Pending
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