JPH02137742A - 光ファイバ・プリフォームの作成方法 - Google Patents
光ファイバ・プリフォームの作成方法Info
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- JPH02137742A JPH02137742A JP63282660A JP28266088A JPH02137742A JP H02137742 A JPH02137742 A JP H02137742A JP 63282660 A JP63282660 A JP 63282660A JP 28266088 A JP28266088 A JP 28266088A JP H02137742 A JPH02137742 A JP H02137742A
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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】
本発明は２つの隣接した眉間に屈折率の急激な変化が存
在する光ファイバを作成する方法に関する。
在する光ファイバを作成する方法に関する。
２つの異なる眉間、例えばコアとそれに隣接した層との
間に屈折率の急激な変化を有するファイバは肉付は気相
沈積法（Ｉ ＶＤ法）によって作成されている。このＩ
ＶＤ法では、反応物がガラス基体チューブ中を流れ、そ
の間に移動ホントゾーンがその反応物の流れの方向に上
記チューブを反復してパスする。そのホットゾーン内で
発生されたガラス粒子が下流に移行して上記チューブ上
に沈積する。これらの粒子は上記ホントゾーンの各パス
時に融合（ｃｏｎＳｏｌｉｄａｔｅｄ）または融着（ｆ
ｕｓｅｄ）されてガラス層を形成する。このようにして
コア層から隣接クラッド層へのドーパントの拡散が最少
限に抑えられる。
間に屈折率の急激な変化を有するファイバは肉付は気相
沈積法（Ｉ ＶＤ法）によって作成されている。このＩ
ＶＤ法では、反応物がガラス基体チューブ中を流れ、そ
の間に移動ホントゾーンがその反応物の流れの方向に上
記チューブを反復してパスする。そのホットゾーン内で
発生されたガラス粒子が下流に移行して上記チューブ上
に沈積する。これらの粒子は上記ホントゾーンの各パス
時に融合（ｃｏｎＳｏｌｉｄａｔｅｄ）または融着（ｆ
ｕｓｅｄ）されてガラス層を形成する。このようにして
コア層から隣接クラッド層へのドーパントの拡散が最少
限に抑えられる。
外付は気相沈積法（ＯＶＤ法）では、スートと呼ばれる
ガラス粒子が出発部材に対して横方向または軸線方向に
送られ、ＩＶＤ法よりも速い沈積速度と大きいプリフォ
ームサイズが得られる。コアとクラッドを有するファイ
バはコアガラス粒子とタラフドガラス粒子の円筒状のプ
リフォームを沈積させ、延伸されてファイバとなされう
る延伸母材を形成するようにそのプリフォームを融合固
化させることによって通常形成される。融合固化工程時
に、多孔質プリフォームのコア部分からのドーパントは
気孔を通ってクラッド部分に移動し、コアの側縁部にド
ーパント欠乏領域を形成し、そして隣接したクラッドに
はそれに対応したドーパント濃度の高い領域を形成する
。このようにして生じたコア・クラッド境界面はある種
の用途にとっては十分に急激でない。
ガラス粒子が出発部材に対して横方向または軸線方向に
送られ、ＩＶＤ法よりも速い沈積速度と大きいプリフォ
ームサイズが得られる。コアとクラッドを有するファイ
バはコアガラス粒子とタラフドガラス粒子の円筒状のプ
リフォームを沈積させ、延伸されてファイバとなされう
る延伸母材を形成するようにそのプリフォームを融合固
化させることによって通常形成される。融合固化工程時
に、多孔質プリフォームのコア部分からのドーパントは
気孔を通ってクラッド部分に移動し、コアの側縁部にド
ーパント欠乏領域を形成し、そして隣接したクラッドに
はそれに対応したドーパント濃度の高い領域を形成する
。このようにして生じたコア・クラッド境界面はある種
の用途にとっては十分に急激でない。
従って、本発明は、外付は気相沈積法を利用し、ドーパ
ント・レベルに急激な変化を有する、従って２つの隣接
領域間に急激な屈折率変化を有する光ファイバを作成す
る方法を提供することを目的とする。
ント・レベルに急激な変化を有する、従って２つの隣接
領域間に急激な屈折率変化を有する光ファイバを作成す
る方法を提供することを目的とする。
本発明の方法は、基材ガラスと少なくとも１つのドーパ
ントを含む組成を有し、そのドーパントの濃度が内部の
許容レベルから表面領域の非許容レベルまで変化するガ
ラスロッドを作成することを含む、このロッドは例えば
マンドレル上にガラス粒子を沈積させ、そのマンドレル
を除去し、そしてその結果得られた多孔質物体を融合固
化させて非多孔質のロッドを形成することによって作成
されうる。その融合固化工程時におけるドーパントの外
方拡散（ｏｕｔ−ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ）が許容しえない
ドーパント欠乏領域を形成する。上記ロッドの表面領域
は好ましくはそのロッドをエツチング液に浸漬すること
によって除去される。
ントを含む組成を有し、そのドーパントの濃度が内部の
許容レベルから表面領域の非許容レベルまで変化するガ
ラスロッドを作成することを含む、このロッドは例えば
マンドレル上にガラス粒子を沈積させ、そのマンドレル
を除去し、そしてその結果得られた多孔質物体を融合固
化させて非多孔質のロッドを形成することによって作成
されうる。その融合固化工程時におけるドーパントの外
方拡散（ｏｕｔ−ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ）が許容しえない
ドーパント欠乏領域を形成する。上記ロッドの表面領域
は好ましくはそのロッドをエツチング液に浸漬すること
によって除去される。
その表面領域を除去して後に、上記ロッドにガラスの層
が添着される。このガラス層の組成はロッドの組成とは
異なっており、それは、例えば、０７ドより低い屈折率
を有するクラッドガラスでありうる。クラッドガラスを
添着する前に、ロッドは細長いコア・ベイト・ロッドを
形成するために加熱され、延伸されうる。クラッドガラ
スはコア・ベイト・ロッドの表面上にクラッドガラス粒
子の複数の層を沈積させ、そしてその結果得られた構体
を加熱してクラッドガラス粒子を融合固化することによ
って添着されうる。クラッドガラス粒子の少なくとも第
１の層の密度は少なくとも０．５ｇ／ｅｅでなければな
らず、好ましくは０．６ｇ／ｃｃと０．７ｇ／ｃｃの間
である。最初に添着される粒子層の密度は、その層を添
着する直前にロッドに炎を向けることによって増加され
うる。
が添着される。このガラス層の組成はロッドの組成とは
異なっており、それは、例えば、０７ドより低い屈折率
を有するクラッドガラスでありうる。クラッドガラスを
添着する前に、ロッドは細長いコア・ベイト・ロッドを
形成するために加熱され、延伸されうる。クラッドガラ
スはコア・ベイト・ロッドの表面上にクラッドガラス粒
子の複数の層を沈積させ、そしてその結果得られた構体
を加熱してクラッドガラス粒子を融合固化することによ
って添着されうる。クラッドガラス粒子の少なくとも第
１の層の密度は少なくとも０．５ｇ／ｅｅでなければな
らず、好ましくは０．６ｇ／ｃｃと０．７ｇ／ｃｃの間
である。最初に添着される粒子層の密度は、その層を添
着する直前にロッドに炎を向けることによって増加され
うる。
ここに開示された特定の実施例はステップインデックス
型ファイバに関するが、本発明は、２つの隣接領域間に
急峻な屈折率勾配が存在する他の型式の光ファイバを製
造するためにも用いられうる。
型ファイバに関するが、本発明は、２つの隣接領域間に
急峻な屈折率勾配が存在する他の型式の光ファイバを製
造するためにも用いられうる。
以下図面を参照して本発明の実施例につき説明しよう。
ＯＶＤ法を実施するための装置が第り図に示されている
。ハンドル１０は一端部に研磨されたガラスジツイント
１２を有する管状部材である。テーバをつけられたマン
ドレル２０の大径端部はハンドル１０を貫通していてそ
れにシム１８によって固着されている。マンドレルの端
部は旋盤に装着され、それによりマンドレルが矢印で示
されているように回転運動と直径往復運動をさせられる
。
。ハンドル１０は一端部に研磨されたガラスジツイント
１２を有する管状部材である。テーバをつけられたマン
ドレル２０の大径端部はハンドル１０を貫通していてそ
れにシム１８によって固着されている。マンドレルの端
部は旋盤に装着され、それによりマンドレルが矢印で示
されているように回転運動と直径往復運動をさせられる
。
燃料ガスと酸素の混合物が燃焼されて炎を生じ、この炎
がバーナ２４から放出される。ガス・蒸気温金物が炎内
で酸化されてガラス・スート流２６を形成し、これがマ
ンドレル２０の方へと送られる。適当なスート沈積用バ
ーナが米国特許第４４８６２１２号に開示されており、
そのバーナでは、バーナ・フェースにおける中央のオリ
フィスがオリフィスの３つのリングによって包囲されて
いる。反応物成分は中央のオリフィスから出て来て、オ
リフィスの中間リングから放出された燃料ガスと酸素に
よって生じた炎からの熱を受ける。
がバーナ２４から放出される。ガス・蒸気温金物が炎内
で酸化されてガラス・スート流２６を形成し、これがマ
ンドレル２０の方へと送られる。適当なスート沈積用バ
ーナが米国特許第４４８６２１２号に開示されており、
そのバーナでは、バーナ・フェースにおける中央のオリ
フィスがオリフィスの３つのリングによって包囲されて
いる。反応物成分は中央のオリフィスから出て来て、オ
リフィスの中間リングから放出された燃料ガスと酸素に
よって生じた炎からの熱を受ける。
インナーシールドと呼ばれる酸の流れがオリフィスの内
側リングから出て来てバーナ・フェースにおける反応物
成分の反応を阻止する。アウターシールドと呼ばれる酸
素の流れがオリフィスの外側リングから出て来る。
側リングから出て来てバーナ・フェースにおける反応物
成分の反応を阻止する。アウターシールドと呼ばれる酸
素の流れがオリフィスの外側リングから出て来る。
補助バーナ２５．２７および２９は直線リボンバーナで
あり、沈積時にスートプリフォームの破断を防止するよ
うにそれの端部に向けて炎を送るために用いられうる。
あり、沈積時にスートプリフォームの破断を防止するよ
うにそれの端部に向けて炎を送るために用いられうる。
補助端部バーナについては第４図に関してさらに詳細に
説明する。
説明する。
従来のステップインデックス型ファイバを作成するため
には、バーナ２４が、予め定められた組成を有するスー
トの流れ２６を発生しながら、マンドレル２０に対して
多数回のバス（バス）ヲ行う、コアスートの被覆１６を
形成するのに十分な数の層が沈積された後に、スー）ｍ
２６の組成が屈折率の低いものに変更される６例えば、
そのコアガラス組成は３１０．のような基材ガラスと、
Ｃｏｏ、、Ｐ２Ｏ３、Ｔ ｉ ＯｔＳＡ Ｉｔ ｚ Ｏ
３等のような屈折率増加ドーパントよりなりうる。ゲル
マニア・シリケート・コアガラスは低い…失と高いΔ値
を与えるので、下記の説明ではこのようなガラスについ
て述べる。クラッドガラス組成は、ＳｉＯ□または被覆
１６より屈折率の低いドープされたシリカガラスを与え
うる１つ以上のドーパントをドープされたＳｌＯ工より
なりうる。フッ素またはＢ ｘ Ｏｚは、シリカの屈折
率を低下させコアに使用する屈折率増加ドーパントの割
合（百分率）を低くすることができるので、クラフトガ
ラス・ドーパントとして用いられることが多い、このよ
うな屈折率低下クラッドが、コアに隣接して形成された
場合には、屈折率低下クラッドより若干大きい屈折率を
有する外側クラッド層がその屈折率低下クランドから半
径方向外方に形成されることが多い。
には、バーナ２４が、予め定められた組成を有するスー
トの流れ２６を発生しながら、マンドレル２０に対して
多数回のバス（バス）ヲ行う、コアスートの被覆１６を
形成するのに十分な数の層が沈積された後に、スー）ｍ
２６の組成が屈折率の低いものに変更される６例えば、
そのコアガラス組成は３１０．のような基材ガラスと、
Ｃｏｏ、、Ｐ２Ｏ３、Ｔ ｉ ＯｔＳＡ Ｉｔ ｚ Ｏ
３等のような屈折率増加ドーパントよりなりうる。ゲル
マニア・シリケート・コアガラスは低い…失と高いΔ値
を与えるので、下記の説明ではこのようなガラスについ
て述べる。クラッドガラス組成は、ＳｉＯ□または被覆
１６より屈折率の低いドープされたシリカガラスを与え
うる１つ以上のドーパントをドープされたＳｌＯ工より
なりうる。フッ素またはＢ ｘ Ｏｚは、シリカの屈折
率を低下させコアに使用する屈折率増加ドーパントの割
合（百分率）を低くすることができるので、クラフトガ
ラス・ドーパントとして用いられることが多い、このよ
うな屈折率低下クラッドが、コアに隣接して形成された
場合には、屈折率低下クラッドより若干大きい屈折率を
有する外側クラッド層がその屈折率低下クランドから半
径方向外方に形成されることが多い。
クラッド被覆２２が十分な厚さに形成されて後に、この
ようにして形成された多孔質ガラスプリフォームがマン
ドレル２０から除去され、ガラス粒子を融合固化ないし
は融着するために高温に付され、それによって非多孔質
の物体となされる。
ようにして形成された多孔質ガラスプリフォームがマン
ドレル２０から除去され、ガラス粒子を融合固化ないし
は融着するために高温に付され、それによって非多孔質
の物体となされる。
この従来方法の融合固化工程時に、ドーパントがある程
度だけコア被覆１６の外側部分からクラッド被覆２２の
隣接内側部分に拡散する。このドーパント移動はプリフ
ォームを乾燥するために塩素を用いることによっである
程度多くなるが、それは融合固化雰囲気に塩素が存在し
ない場合にも生ずる。このように融合固化された母材か
らファイバが線引きされる場合には、第２図に示されて
いるファイバの屈折率分布２２はドーパントの移動に基
因して半径ａ、およびＣ！間のＳ字形分布に従う、コア
・クラッド境界における理想的なステップ分布が破線３
４および３６で示されている。
度だけコア被覆１６の外側部分からクラッド被覆２２の
隣接内側部分に拡散する。このドーパント移動はプリフ
ォームを乾燥するために塩素を用いることによっである
程度多くなるが、それは融合固化雰囲気に塩素が存在し
ない場合にも生ずる。このように融合固化された母材か
らファイバが線引きされる場合には、第２図に示されて
いるファイバの屈折率分布２２はドーパントの移動に基
因して半径ａ、およびＣ！間のＳ字形分布に従う、コア
・クラッド境界における理想的なステップ分布が破線３
４および３６で示されている。
後で除去される一時的なベイトロッド上にスートが沈積
されるＯＶＤ法によって多孔質ファイバプリフォームが
形成される場合には、そのベイトロッドを除去すること
によって形成された穴の表面からのドーパントの外方拡
散により、ａｌより小さい半径における屈折率がｎ、よ
り小さい値に減少される。多孔質ファイバプリフォーム
が軸づけ気相沈積法によって形成される場合には、屈折
率分布にこのような急激な中心線低下が生ずることはな
い。
されるＯＶＤ法によって多孔質ファイバプリフォームが
形成される場合には、そのベイトロッドを除去すること
によって形成された穴の表面からのドーパントの外方拡
散により、ａｌより小さい半径における屈折率がｎ、よ
り小さい値に減少される。多孔質ファイバプリフォーム
が軸づけ気相沈積法によって形成される場合には、屈折
率分布にこのような急激な中心線低下が生ずることはな
い。
本発明によれば、多孔質のコアプリフォームが沈積され
、融合固化される。それのａｏより大きい半径における
外側部分はクラッドスートを沈積する工程の前に除去さ
れる。除去されるべきコアガラスの量は電子マイクロプ
ローブによってまたは光学手段によって融合固化したコ
アプリフォームを分析することによって決定されうる。
、融合固化される。それのａｏより大きい半径における
外側部分はクラッドスートを沈積する工程の前に除去さ
れる。除去されるべきコアガラスの量は電子マイクロプ
ローブによってまたは光学手段によって融合固化したコ
アプリフォームを分析することによって決定されうる。
同一のドーパント濃度分布を有する多数のプリフォーム
が作成されるべき場合には、それらのそれぞれについて
ドーパント分布が決定される必要はない。
が作成されるべき場合には、それらのそれぞれについて
ドーパント分布が決定される必要はない。
むしろ、１個または数個のプリフォームだけが分析され
、他のプリフォームも同様の深さのドーパント欠乏領域
を有するものとされる。
、他のプリフォームも同様の深さのドーパント欠乏領域
を有するものとされる。
高シリカ含有コアプリフォームのドーパント欠乏領域を
除去する好ましい方法は室温における５０％ＨＦ水溶液
のような適当なエッチャントに浸漬することである。コ
アプリフォームの寸法と重量および欠乏深さがわかれば
、除去すべきガラスの重量を計算するのに都合がよい、
コアプリフォームの重量がその計算された量だけ減少し
たときに、エツチングが中止されうる。コア融合固化工
程の後には、マンドレルを除去して形成された穴が残る
。半径ａ０とａの間の領域が除去されるのと同時に半径
ａ、までのコア領域が除去されうるが、上記穴を形成し
ている面はその穴にＳＦ。
除去する好ましい方法は室温における５０％ＨＦ水溶液
のような適当なエッチャントに浸漬することである。コ
アプリフォームの寸法と重量および欠乏深さがわかれば
、除去すべきガラスの重量を計算するのに都合がよい、
コアプリフォームの重量がその計算された量だけ減少し
たときに、エツチングが中止されうる。コア融合固化工
程の後には、マンドレルを除去して形成された穴が残る
。半径ａ０とａの間の領域が除去されるのと同時に半径
ａ、までのコア領域が除去されうるが、上記穴を形成し
ている面はその穴にＳＦ。
のような気相エッチャントを流すことによってより平滑
になされうる。その気相エッチャントはハンドル１０の
内表面をもエツチングするので、それを保護するために
ハンドルに管状のインサートを配置する必要がありうる
。上記穴がエツチングされて後に、その穴の端部は、コ
アプリフォームを液体工７チャントまたはコアガラスが
溶解しうる他の溶液に浸漬する前に、栓をされる。
になされうる。その気相エッチャントはハンドル１０の
内表面をもエツチングするので、それを保護するために
ハンドルに管状のインサートを配置する必要がありうる
。上記穴がエツチングされて後に、その穴の端部は、コ
アプリフォームを液体工７チャントまたはコアガラスが
溶解しうる他の溶液に浸漬する前に、栓をされる。
このようにして除去されるガラスの量、すなわちエツチ
ングの程度は、コアガラスの組成、融合固化前のスート
の密度、融合固化条件等の多数の要因に依存する。さら
に、欠乏領域の深さは、米国特許第４１６５２２３号に
教示されているように欠乏が生ずるスートプリフォーム
の領域に所要量より多いドーパントを含むスートを沈積
させることによって減少されうる。
ングの程度は、コアガラスの組成、融合固化前のスート
の密度、融合固化条件等の多数の要因に依存する。さら
に、欠乏領域の深さは、米国特許第４１６５２２３号に
教示されているように欠乏が生ずるスートプリフォーム
の領域に所要量より多いドーパントを含むスートを沈積
させることによって減少されうる。
融合固化され、エツチングされたコアプリフォームの外
径、得られるファイバの所望のコア・クラッド直径比の
ような要因に依存して、コアプリフォームは、その上に
クラッドスートを沈積させる前に、それの直径を減少さ
せるために延伸されうる。コアプリフォームが延伸され
ない場合には、クラッドスート沈積工程のあいだ、ハン
ドルｌＯはこのコアプリフォームに固着されたままであ
りうる。
径、得られるファイバの所望のコア・クラッド直径比の
ような要因に依存して、コアプリフォームは、その上に
クラッドスートを沈積させる前に、それの直径を減少さ
せるために延伸されうる。コアプリフォームが延伸され
ない場合には、クラッドスート沈積工程のあいだ、ハン
ドルｌＯはこのコアプリフォームに固着されたままであ
りうる。
コアプリフォームは従来の延伸用炉内で延伸されうる。
その炉内で、コアプリフォームの先端が、そのプリフォ
ームがそれからファイバを線引きするために付される温
度より若干低い温度に加熱される。高シリカ含有量のド
ープされたシリカ・プリフォームの場合には約１９５０
〜２０００℃の温度が適している。延伸されたコア・ベ
イト・ロッドを形成するのに適した装置が第３図に示さ
れており、コアプリフォーム４０が延伸用炉内に装着さ
れ、それの先端部を抵抗ヒータ４２によって加熱される
。ハンドルに真空コネクタ５０が装着され、プリフォー
ムの孔が脱気される。モータで駆動されるトラクタ５２
が、プリフォーム４０の底部に付着されたガラスロッド
４４を最初に引張る。事実上、ロッド４６が係合される
。そのロッドが延伸されるにつれて、上記孔は、その中
の圧力が周囲の圧力に比して低いので容易に閉塞する。
ームがそれからファイバを線引きするために付される温
度より若干低い温度に加熱される。高シリカ含有量のド
ープされたシリカ・プリフォームの場合には約１９５０
〜２０００℃の温度が適している。延伸されたコア・ベ
イト・ロッドを形成するのに適した装置が第３図に示さ
れており、コアプリフォーム４０が延伸用炉内に装着さ
れ、それの先端部を抵抗ヒータ４２によって加熱される
。ハンドルに真空コネクタ５０が装着され、プリフォー
ムの孔が脱気される。モータで駆動されるトラクタ５２
が、プリフォーム４０の底部に付着されたガラスロッド
４４を最初に引張る。事実上、ロッド４６が係合される
。そのロッドが延伸されるにつれて、上記孔は、その中
の圧力が周囲の圧力に比して低いので容易に閉塞する。
ロッド４６の直径は、爾後の高温処理時にそのロッドの
反りを防止するために少なくとも８ｎであることが好ま
しい、延伸されたロッド４６の直径は走査レーザビーム
および光検知器のアレイによって測定されうる。直径測
定手段からのフィードバンク信号は、ヒータ４２内への
プリフォームの下方送り速度、ヒータ４２の温度、トラ
クタ５２によるロッド４６の引張速度のようなパラメー
タを制御するために用いられうる。
反りを防止するために少なくとも８ｎであることが好ま
しい、延伸されたロッド４６の直径は走査レーザビーム
および光検知器のアレイによって測定されうる。直径測
定手段からのフィードバンク信号は、ヒータ４２内への
プリフォームの下方送り速度、ヒータ４２の温度、トラ
クタ５２によるロッド４６の引張速度のようなパラメー
タを制御するために用いられうる。
ロッド４６は複数のコア・ベイト・ロッドを形成するた
めに切断され、それらのコア・ベイト・ロッドにはそれ
ぞれハンドルが設けられる。例えば、ベイト・ロッドよ
り直径の大きいシリカ・ロッドがそのベイト・ロッドに
軸線方向に融着されうる。シリカ・ハンドルはスート・
クラッド・ベイト・ロッドを融合固化用炉内に懸下しう
る突起または凹部のような手段を具備している。
めに切断され、それらのコア・ベイト・ロッドにはそれ
ぞれハンドルが設けられる。例えば、ベイト・ロッドよ
り直径の大きいシリカ・ロッドがそのベイト・ロッドに
軸線方向に融着されうる。シリカ・ハンドルはスート・
クラッド・ベイト・ロッドを融合固化用炉内に懸下しう
る突起または凹部のような手段を具備している。
第４図に示された装置はクラッド・ガラススートを沈積
させるために用いられうる。コアガラス・ベイトロッド
５４は爾後の処理操作で支持の目的のために用いられる
ハンドル５６に装着される。
させるために用いられうる。コアガラス・ベイトロッド
５４は爾後の処理操作で支持の目的のために用いられる
ハンドル５６に装着される。
これらのハンドルおよびベイトロッドは旋盤に取付けら
れ、それによってスート生成火炎加水分解バーナ５４に
対して回転および往復運動をなされ、従ってそのバーナ
が螺旋状通路に沿ってベイトロッド上にスートを沈積さ
せうる。′Ｆ記の実施例で用いられているように、「バ
ーナ・パスＪ （ｂｕｒｎｅｒρａｓｓ）という用語は
バーナ５８がロッド５４に沿って１つの方向に移動する
ことを意味する。バーナがロッド５４に沿って反対の方
向に再び移動するときに他のパスが生ずる。両方のパス
時にガラススートが沈積されうる。ハンドル端バーナ６
０は炎をハンドル５６に向ける。ベイトロッド５４の反
対側端部はテールストック端バーナ６４によって加熱さ
れる。クラッドスート被覆の被着開始時に、端バーナ炎
がベイトロッドが弓なりに弯曲するのを防止するために
比較的低い、被着の終りには、バーナ６０および６４か
らの炎は、プリフォームの全長に沿って伝（１しうる亀
裂の開始を回避するように端部スートを非常に硬い状態
に保持するために比較的高い、ベイトロッド５４に沿っ
てバーナ５８が約１５〜２０回パスしてスートを沈積し
た後で、端バーナ炎はそれらの最大値に増加されうる。
れ、それによってスート生成火炎加水分解バーナ５４に
対して回転および往復運動をなされ、従ってそのバーナ
が螺旋状通路に沿ってベイトロッド上にスートを沈積さ
せうる。′Ｆ記の実施例で用いられているように、「バ
ーナ・パスＪ （ｂｕｒｎｅｒρａｓｓ）という用語は
バーナ５８がロッド５４に沿って１つの方向に移動する
ことを意味する。バーナがロッド５４に沿って反対の方
向に再び移動するときに他のパスが生ずる。両方のパス
時にガラススートが沈積されうる。ハンドル端バーナ６
０は炎をハンドル５６に向ける。ベイトロッド５４の反
対側端部はテールストック端バーナ６４によって加熱さ
れる。クラッドスート被覆の被着開始時に、端バーナ炎
がベイトロッドが弓なりに弯曲するのを防止するために
比較的低い、被着の終りには、バーナ６０および６４か
らの炎は、プリフォームの全長に沿って伝（１しうる亀
裂の開始を回避するように端部スートを非常に硬い状態
に保持するために比較的高い、ベイトロッド５４に沿っ
てバーナ５８が約１５〜２０回パスしてスートを沈積し
た後で、端バーナ炎はそれらの最大値に増加されうる。
クラッドスート被覆は融合固化時に長手方向ならびに半
径方向に収縮する。クラッドスートが約０．５ｇ／ｃｃ
より小さい密度でベイトロッド５４上に沈積された場合
には、ベイトロッドの表面に対するスート粒子の接着力
は、スート被覆が融合固化時に長手方向に収縮する場合
にそのスート被覆をベイトロッドに合致させるのには十
分でない、従って、融合固化が進むにつれて、ベイトロ
ッドがスートプリフォームの上方領域から突出すること
になりうる。この突出によってベイトロッドに隣接した
スート層が渦状のパターンで変形され、この渦状パター
ンの両側に空所が残ることになりうる。直径６日、長さ
６２Ｃ１１のベイトロッドに低いスート密度（約０．３
ｇ／ｃｃ）を存する純粋シリカスートの厚さ３．１ｃ＋
ｓの被覆を設ける工程では、ベイトロッドの突出は約４
．２５インチであり、融合固化時におけるスート被覆の
軸線方向寸法の全変化にほぼ等しかった−０．４７ｇ／
ｃｃの平均スート密度では、ベイトロッドの突出は約０
．２５インチまで減少された。ベイトロッド突出は少な
くとも最初のタララドスート層を少なくともＱ、５ｇ／
ｃｃの密度で沈積させ、他の層を最初のパス時の密度と
同一密度かあるいはそれから徐々に減少する密度で沈積
させることによって完全に除去されうる。最初のスート
層の密度は約０．６〜０．７ｇ／ｃｃの範囲であること
が好ましい。
径方向に収縮する。クラッドスートが約０．５ｇ／ｃｃ
より小さい密度でベイトロッド５４上に沈積された場合
には、ベイトロッドの表面に対するスート粒子の接着力
は、スート被覆が融合固化時に長手方向に収縮する場合
にそのスート被覆をベイトロッドに合致させるのには十
分でない、従って、融合固化が進むにつれて、ベイトロ
ッドがスートプリフォームの上方領域から突出すること
になりうる。この突出によってベイトロッドに隣接した
スート層が渦状のパターンで変形され、この渦状パター
ンの両側に空所が残ることになりうる。直径６日、長さ
６２Ｃ１１のベイトロッドに低いスート密度（約０．３
ｇ／ｃｃ）を存する純粋シリカスートの厚さ３．１ｃ＋
ｓの被覆を設ける工程では、ベイトロッドの突出は約４
．２５インチであり、融合固化時におけるスート被覆の
軸線方向寸法の全変化にほぼ等しかった−０．４７ｇ／
ｃｃの平均スート密度では、ベイトロッドの突出は約０
．２５インチまで減少された。ベイトロッド突出は少な
くとも最初のタララドスート層を少なくともＱ、５ｇ／
ｃｃの密度で沈積させ、他の層を最初のパス時の密度と
同一密度かあるいはそれから徐々に減少する密度で沈積
させることによって完全に除去されうる。最初のスート
層の密度は約０．６〜０．７ｇ／ｃｃの範囲であること
が好ましい。
ベイトロッド／スート被覆境界面に十分に高いスート密
度を得るためにはベイトロッド５４はその上に最初のク
ラッドスート被覆を沈積させる前に予め加熱されなけれ
ばならない、ベイトロッドがクラッドスート沈積の前に
バーナ５８を数回パスさせることによって予め加熱され
たとしても、クラッドスート被着の最初のパスではその
ベイトロッドは比較的冷いので、最初に添着されたクラ
ッドスートの密度が低下する傾向がある。そのために、
クラフトスートの最初の層を沈積させるときには補助バ
ーナ６６が用いられる。ベイトロッド上にスートが沈積
される前に、バーナ５８にスート形成用反応物を供給す
ることなしにバーナ５８および６６からの炎をベイトロ
ッドに沿って移動させるのが有利である。この予備加熱
工程時に、ペイトロ７ドの表面上に沈積したであろう不
純物は揮発される。クラッドスートの最初の層の添着時
に、補助バーナ６６がスート沈積バーナ５８と一緒にベ
イトロッドに沿って移動し、その場合、バーナ６６の炎
はバーナ５８のそれと連続していることが好ましい、こ
のようにして、ベイトロッドはスート沈積の直前に加熱
される。クラッドスート密度の増加によってプリフォー
ムの割れが最小限に抑えられ、融合固化時にベイトロッ
ド突出によって生ずる境界面シードが防止され、そして
コア・クラッド境界面における螺旋状のパターンを形成
する被覆に関連したシードが除去される。
度を得るためにはベイトロッド５４はその上に最初のク
ラッドスート被覆を沈積させる前に予め加熱されなけれ
ばならない、ベイトロッドがクラッドスート沈積の前に
バーナ５８を数回パスさせることによって予め加熱され
たとしても、クラッドスート被着の最初のパスではその
ベイトロッドは比較的冷いので、最初に添着されたクラ
ッドスートの密度が低下する傾向がある。そのために、
クラフトスートの最初の層を沈積させるときには補助バ
ーナ６６が用いられる。ベイトロッド上にスートが沈積
される前に、バーナ５８にスート形成用反応物を供給す
ることなしにバーナ５８および６６からの炎をベイトロ
ッドに沿って移動させるのが有利である。この予備加熱
工程時に、ペイトロ７ドの表面上に沈積したであろう不
純物は揮発される。クラッドスートの最初の層の添着時
に、補助バーナ６６がスート沈積バーナ５８と一緒にベ
イトロッドに沿って移動し、その場合、バーナ６６の炎
はバーナ５８のそれと連続していることが好ましい、こ
のようにして、ベイトロッドはスート沈積の直前に加熱
される。クラッドスート密度の増加によってプリフォー
ムの割れが最小限に抑えられ、融合固化時にベイトロッ
ド突出によって生ずる境界面シードが防止され、そして
コア・クラッド境界面における螺旋状のパターンを形成
する被覆に関連したシードが除去される。
ドーパントを含有したコアガラスの温度がシリカの温度
より低いので、補助バーナ炎によって発生された熱によ
ってベイトロッドが弓なりに弯曲されうる。この問題は
８鰭以上の直播を有するコア・ベイトロッドを用いるこ
とによって緩和されうる。
より低いので、補助バーナ炎によって発生された熱によ
ってベイトロッドが弓なりに弯曲されうる。この問題は
８鰭以上の直播を有するコア・ベイトロッドを用いるこ
とによって緩和されうる。
フッ素をドープされたまたはＢ２０．をドープされたシ
リカ・クラッドスートを用いると、クラッドスートの軟
化点温度が低下し、スート密度が改善されるので、有利
である。このスートはより低い温度で融合固化し、かつ
ベイトロッド上の表面凹凸により容易に順応する。これ
らのドーパントはまたシリカの屈折率を低下させるので
、コアのドーパント含有量はファイバにおける所望のコ
ア・クラフト間の屈折率差を得るためにはそれに対Ｚ
Ｚで減少されうる。コア・ベイトロッドにおけるドーパ
ントの割合（百分率）が低いと、それの軟化点温度が高
くなり、従って、バーナ５８．６０゜６４および６６か
らの熱を受けた場合に弓なりに弯曲すること（ｂｏｗｉ
Ｂ）に対する抵抗力が強くなる。
リカ・クラッドスートを用いると、クラッドスートの軟
化点温度が低下し、スート密度が改善されるので、有利
である。このスートはより低い温度で融合固化し、かつ
ベイトロッド上の表面凹凸により容易に順応する。これ
らのドーパントはまたシリカの屈折率を低下させるので
、コアのドーパント含有量はファイバにおける所望のコ
ア・クラフト間の屈折率差を得るためにはそれに対Ｚ
Ｚで減少されうる。コア・ベイトロッドにおけるドーパ
ントの割合（百分率）が低いと、それの軟化点温度が高
くなり、従って、バーナ５８．６０゜６４および６６か
らの熱を受けた場合に弓なりに弯曲すること（ｂｏｗｉ
Ｂ）に対する抵抗力が強くなる。
第５図は本発明の方法を用いた幾つかのファイバ作成工
程を示すフローチャートである。「ファースト・オーバ
ークラフトＪ （ｆｉｒｓｔ ｏｖｅｒｃｌａｄ）とい
う用語は屈折率低下グランドを形成するためのフッ素を
ドープされたシリカの沈積を意味し、「セカンド・オー
バークラッドＪ （ｓｅｃｏｎｄ ｏｖｅｒｃｌａｄ）
はフッ素含有量のパーセンテージの少ないシリカ・クラ
ッドスートの沈積を意味する。もし所望されれば、両方
のオーバークラッド組成は同一でありうる。Ｂ′という
径路で示された最も直接的な手法は融合固化されかつエ
ツチングされたコア母材を延伸させることを含んでおら
ず、クラッドスートの単一の被覆を添着し、クラッドス
ートを融合固化させ、そして光ファイバを形成するため
にこのように融合固化されたプリフォームを延伸するこ
とを必要とするだけである。これはコア・クランド直径
比の小さいファイバを作成するためには実用的な方法で
はないかも知れない、径路Ａ′の方法も単一のクラッド
を有するファイバを作成する。
程を示すフローチャートである。「ファースト・オーバ
ークラフトＪ （ｆｉｒｓｔ ｏｖｅｒｃｌａｄ）とい
う用語は屈折率低下グランドを形成するためのフッ素を
ドープされたシリカの沈積を意味し、「セカンド・オー
バークラッドＪ （ｓｅｃｏｎｄ ｏｖｅｒｃｌａｄ）
はフッ素含有量のパーセンテージの少ないシリカ・クラ
ッドスートの沈積を意味する。もし所望されれば、両方
のオーバークラッド組成は同一でありうる。Ｂ′という
径路で示された最も直接的な手法は融合固化されかつエ
ツチングされたコア母材を延伸させることを含んでおら
ず、クラッドスートの単一の被覆を添着し、クラッドス
ートを融合固化させ、そして光ファイバを形成するため
にこのように融合固化されたプリフォームを延伸するこ
とを必要とするだけである。これはコア・クランド直径
比の小さいファイバを作成するためには実用的な方法で
はないかも知れない、径路Ａ′の方法も単一のクラッド
を有するファイバを作成する。
径路Ａは好ましい方法を示している。このエツチング工
程は融合固化されたコアの表面上にある程度のエッチ・
ビット（ｅｔｃｈ ｐｉｔｓ）を生ずる。径路Ａの方法
では、延伸工程時にガラスを軟化させることによってエ
ッチ・ビットが平滑化され、クラッドスートを設けられ
るためのより理想的な表面を与える。しかし、高温延伸
工程では、延伸されたコアロッドの表面またはその近傍
においである程度のゲルマニアが還元されて揮発性の−
酸化ゲルマニウムＧｏｏとなされる。これによって、フ
ァイバ線引き工程時に境界面シードが形成されることに
なりうる。
程は融合固化されたコアの表面上にある程度のエッチ・
ビット（ｅｔｃｈ ｐｉｔｓ）を生ずる。径路Ａの方法
では、延伸工程時にガラスを軟化させることによってエ
ッチ・ビットが平滑化され、クラッドスートを設けられ
るためのより理想的な表面を与える。しかし、高温延伸
工程では、延伸されたコアロッドの表面またはその近傍
においである程度のゲルマニアが還元されて揮発性の−
酸化ゲルマニウムＧｏｏとなされる。これによって、フ
ァイバ線引き工程時に境界面シードが形成されることに
なりうる。
径路Ｂの方法の利点は、コアロッドが高温延伸工程に付
される時点より前に、そのコアロッドの表面がゲルマニ
アを含まないシリカの層で不活性化（ｐａｓｓｉｖａｔ
ｅｄ）されることである、上記延伸工程の前にコアとク
ラッドの間にシードのない境界面を形成することによっ
て、その境界面にＧｅＯ誘導シードが形成される傾向が
大幅に軽減される。
される時点より前に、そのコアロッドの表面がゲルマニ
アを含まないシリカの層で不活性化（ｐａｓｓｉｖａｔ
ｅｄ）されることである、上記延伸工程の前にコアとク
ラッドの間にシードのない境界面を形成することによっ
て、その境界面にＧｅＯ誘導シードが形成される傾向が
大幅に軽減される。
この方の触点はエツチングされたコアロッドの表面がエ
ッチ・ピッ１−を含んでいるためにオーバークラッドさ
れるのには理想的な表面でない点である。
ッチ・ピッ１−を含んでいるためにオーバークラッドさ
れるのには理想的な表面でない点である。
どちらの方法が用いられたかに関係なく、第一の問題点
は、得られるファイバのコア・クラッド境界面にシード
が形成される点である。境界面シードが生長しうる工程
の要点は高温延伸作業である。しかしながら、延伸温度
でガラスにシードを形成するためには、延伸作業の前に
少なくとも顕微鏡のスケールでシードがすでに存在して
いなければならない、ここに記述されている方法はこの
ような顕微鏡的シードの形成を最小限に抑える。
は、得られるファイバのコア・クラッド境界面にシード
が形成される点である。境界面シードが生長しうる工程
の要点は高温延伸作業である。しかしながら、延伸温度
でガラスにシードを形成するためには、延伸作業の前に
少なくとも顕微鏡のスケールでシードがすでに存在して
いなければならない、ここに記述されている方法はこの
ような顕微鏡的シードの形成を最小限に抑える。
下記の実施例ＡおよびＢは第５図の径路ＡおよびＢの方
法に従って光ファイバを作成する方法に関する。これら
両方法に共通の工程、すなわち多孔質コアプリフォーム
を沈積させ、そのプリフォームを融合固化させ、そして
その融合固化されたプリフォームをエツチングする工程
について最初に説明する。
法に従って光ファイバを作成する方法に関する。これら
両方法に共通の工程、すなわち多孔質コアプリフォーム
を沈積させ、そのプリフォームを融合固化させ、そして
その融合固化されたプリフォームをエツチングする工程
について最初に説明する。
コア・プリフォーム°羊
コアスート・プリフォームは第１図に示された装置によ
って形成される。６．４ｆｉから４．７鰭までテーパし
た外径を有する長さ１０７ｃｍのアルミナ・マンドレル
の大径端部が中空の一律的ハンドル内に挿入される。マ
ンドレルは、バーｆが２ｃｓ／秒の速度で移動してガラ
ススートを沈積する前に最初の２回のバーナ・バスのあ
いだに加熱される。
って形成される。６．４ｆｉから４．７鰭までテーパし
た外径を有する長さ１０７ｃｍのアルミナ・マンドレル
の大径端部が中空の一律的ハンドル内に挿入される。マ
ンドレルは、バーｆが２ｃｓ／秒の速度で移動してガラ
ススートを沈積する前に最初の２回のバーナ・バスのあ
いだに加熱される。
その後におけるガラススート沈積時には移動速度は１．
１ｃｍ／秒となる。バーナ２４のヒユーム・ライン（ｆ
ｕｓｅ １ｉｎｅ）に対するＧｏ ＣＩ２４の流量はバ
スの開始時には０．０２６モル／分であり、中間では０
．０１６モル／分、終りでは０．０２４モル／分である
。５ｉＣｆ４の流量はバスの開始時には０．０１４モル
／分、中間で０．１２３モル／分、終りに０．１１６モ
ル／分である。これによって多孔質のＧｅｍ、をドープ
されたＳｉｎ、スートプリフォームが形成され、このス
ートプリフォームのＧｅＯ２４度は、第６図に示されて
おり、内表面および外表面において最大となる。第６図
においてｒ、はマンドレルの半径、ｒｏはプリフォーム
の半径である。バス時に、バーナ２４に供給される天然
ガスおよび燃焼酸素は６Ｉ！／分から１３ｊ！／分まで
および５．８１７！／分から１３１／分までそれぞれ徐
々に増加し、アウターシールド酸素は４ｆｉ分から５ｆ
ｉ分まで変化する。インナーシールド、アウターシール
ドおよびヒユーム・ラインのための酸素流はそれぞれ２
．５ｆｉ分、５ｆｉ分および２．５ｆｉ分である。最初
の１００回のバスのあいだに、接合端バーナに対する天
然ガスおよび酸素の流れはそれぞれ１．２３５１／分か
ら１．８０５１７分までおよび０．９５ｆｉ分から１．
４２５ ｆ／分まで変化する。左端バーナ２５に対する
天然ガスおよび酸素の流量はそれぞれ１．０１７分およ
び０．８ｊ！／分から１．８ｍ！／分および１゜５ｆｉ
分まで増加する。右端バーナ２９に対する天然ガスおよ
び酸素の流量はそれぞれ０．６１／分および０．４１７
分から１．３１７分および１．０４７分まで増加する。
１ｃｍ／秒となる。バーナ２４のヒユーム・ライン（ｆ
ｕｓｅ １ｉｎｅ）に対するＧｏ ＣＩ２４の流量はバ
スの開始時には０．０２６モル／分であり、中間では０
．０１６モル／分、終りでは０．０２４モル／分である
。５ｉＣｆ４の流量はバスの開始時には０．０１４モル
／分、中間で０．１２３モル／分、終りに０．１１６モ
ル／分である。これによって多孔質のＧｅｍ、をドープ
されたＳｉｎ、スートプリフォームが形成され、このス
ートプリフォームのＧｅＯ２４度は、第６図に示されて
おり、内表面および外表面において最大となる。第６図
においてｒ、はマンドレルの半径、ｒｏはプリフォーム
の半径である。バス時に、バーナ２４に供給される天然
ガスおよび燃焼酸素は６Ｉ！／分から１３ｊ！／分まで
および５．８１７！／分から１３１／分までそれぞれ徐
々に増加し、アウターシールド酸素は４ｆｉ分から５ｆ
ｉ分まで変化する。インナーシールド、アウターシール
ドおよびヒユーム・ラインのための酸素流はそれぞれ２
．５ｆｉ分、５ｆｉ分および２．５ｆｉ分である。最初
の１００回のバスのあいだに、接合端バーナに対する天
然ガスおよび酸素の流れはそれぞれ１．２３５１／分か
ら１．８０５１７分までおよび０．９５ｆｉ分から１．
４２５ ｆ／分まで変化する。左端バーナ２５に対する
天然ガスおよび酸素の流量はそれぞれ１．０１７分およ
び０．８ｊ！／分から１．８ｍ！／分および１゜５ｆｉ
分まで増加する。右端バーナ２９に対する天然ガスおよ
び酸素の流量はそれぞれ０．６１／分および０．４１７
分から１．３１７分および１．０４７分まで増加する。
コアプリフォームを形成するためには合計５００回のバ
スが用いられる。
スが用いられる。
ユ］５北涜」【止
マンドレルが除去され、そして最高温度が１４００℃の
融合固化用炉内に管状のコアスートプリフォームが０．
４ｃｍ／分の速度で挿入される。ヘリウム、塩素および
酸素がそれぞれ２１１７分、５０ｃｃ／分および７５ｃ
ｃ／分でハンドルを通りプリフォームの孔に流入する。
融合固化用炉内に管状のコアスートプリフォームが０．
４ｃｍ／分の速度で挿入される。ヘリウム、塩素および
酸素がそれぞれ２１１７分、５０ｃｃ／分および７５ｃ
ｃ／分でハンドルを通りプリフォームの孔に流入する。
ヘリウムは類マツフルを通って２０ｆｉ分の速度で上方
に流動する。融合固化工程によってプリフォームの内表
面および外表面にドーパント欠乏領域が形成され、融合
固化されたプリフォームの内側および外側領域の屈折率
分布は第２図における半径ａムまでおよび半径ａ０およ
びでＣ□間の領域に類似したものとなる。
に流動する。融合固化工程によってプリフォームの内表
面および外表面にドーパント欠乏領域が形成され、融合
固化されたプリフォームの内側および外側領域の屈折率
分布は第２図における半径ａムまでおよび半径ａ０およ
びでＣ□間の領域に類似したものとなる。
エツチング
各コアプリフォームは内側および外側のドーパント欠乏
領域の深さを決定するために分析される。
領域の深さを決定するために分析される。
複数の同様のプリフォームが作成されている場合には、
最初のものだけが分析されればよい、多孔質プリフォー
ムが融合固化される前に内側ドーパント欠乏領域がわか
っている場合には、そのプリフォームが融合固化用炉か
ら除去される前に内側領域が気相エツチングによって除
去されうる。
最初のものだけが分析されればよい、多孔質プリフォー
ムが融合固化される前に内側ドーパント欠乏領域がわか
っている場合には、そのプリフォームが融合固化用炉か
ら除去される前に内側領域が気相エツチングによって除
去されうる。
上記融合固化されたプリフォームにおける内側ドーパン
ト欠乏領域を除去するためには、次の処理が用いられる
。融合固化されたコアプリフォームが融合固化用炉の入
口開口部まで回収されて後に、ヘリウム、酸素およびＳ
Ｆ ＆がそれぞれ３５０ｃｃ／分、１１０ｃｅ／分お
よび７５ｃｃ／分の流量でハンドルおよびプリフォーム
孔を通じて流される。
ト欠乏領域を除去するためには、次の処理が用いられる
。融合固化されたコアプリフォームが融合固化用炉の入
口開口部まで回収されて後に、ヘリウム、酸素およびＳ
Ｆ ＆がそれぞれ３５０ｃｃ／分、１１０ｃｅ／分お
よび７５ｃｃ／分の流量でハンドルおよびプリフォーム
孔を通じて流される。
コアプリフォームが再び０．５ｃｍ／分の下方向送り速
度で炉のホントゾーンに沿って移動し、その間に、中央
のＧｅｏ欠乏領域が気相エッチャントＳＦ、によって除
去される。
度で炉のホントゾーンに沿って移動し、その間に、中央
のＧｅｏ欠乏領域が気相エッチャントＳＦ、によって除
去される。
この実施例の方法に従って形成されたコアプリフォーム
における外側のドーパント欠乏領域の厚味は通常約５■
ｌである。半径が約２５關、重さが約１７００ｇのコア
プリフォームでは、ドーパント欠乏領域の重さは約６０
０ｇである。従ってコアプリフォームはその予め定めら
れた量のガラスを除去するようになされたエツチング処
理に付される。
における外側のドーパント欠乏領域の厚味は通常約５■
ｌである。半径が約２５關、重さが約１７００ｇのコア
プリフォームでは、ドーパント欠乏領域の重さは約６０
０ｇである。従ってコアプリフォームはその予め定めら
れた量のガラスを除去するようになされたエツチング処
理に付される。
第７図を参照すると、ハンドル７２とは反対側の融合固
化されたプリフォームの先端部が孔を閉塞するために炎
加工される６円筒容器７４は、コアプリフオーム７０全
体が酸に浸漬されうるのに十分なだけ深く、かつ容器７
４の直径はプリフォーム７０と容器７４の間に少な（と
もｌｅａの間隔が存在するような値である。この容器に
は室温（約２０〜２５℃）に保持された５０％フン化水
素酸７６が入っている。この酸７６中で約２４時間処理
した後に、プリフォームが取り出され、重さを測定され
る。その後で、予め定められたすなわち１１００ｇの最
終重量に達するまでプリフォームの重さが周期的に測定
される。プリフォームから６００ｇをエツチングするの
に約４８時間が必要とされ、次にそのプリフォームは脱
イオン水で水洗いされそして乾燥される。
化されたプリフォームの先端部が孔を閉塞するために炎
加工される６円筒容器７４は、コアプリフオーム７０全
体が酸に浸漬されうるのに十分なだけ深く、かつ容器７
４の直径はプリフォーム７０と容器７４の間に少な（と
もｌｅａの間隔が存在するような値である。この容器に
は室温（約２０〜２５℃）に保持された５０％フン化水
素酸７６が入っている。この酸７６中で約２４時間処理
した後に、プリフォームが取り出され、重さを測定され
る。その後で、予め定められたすなわち１１００ｇの最
終重量に達するまでプリフォームの重さが周期的に測定
される。プリフォームから６００ｇをエツチングするの
に約４８時間が必要とされ、次にそのプリフォームは脱
イオン水で水洗いされそして乾燥される。
エツチングされ融合固化されたコアプリフォームがジル
コニア・マツフルを有する炉内に挿入され、そのマツフ
ルの最高温度は約１９５０℃に保持される。プリフォー
ムの下方送り速度は約７．５ｍｓ／分である。延伸テン
ションは約１０インチ・ボンドであり、直径１０ｆｉの
ロッドを延伸するための延伸速度は約２８１／分である
。
コニア・マツフルを有する炉内に挿入され、そのマツフ
ルの最高温度は約１９５０℃に保持される。プリフォー
ムの下方送り速度は約７．５ｍｓ／分である。延伸テン
ションは約１０インチ・ボンドであり、直径１０ｆｉの
ロッドを延伸するための延伸速度は約２８１／分である
。
Ａ−ファースト・オーバークラッド
コア・ベイトロッドの長さ６２ａｍの片が延伸されたロ
ッドから切り取られ、それに形成されたシリカ・ハンド
ルが軸線方向に融着される。ベイトロッドは、第４図に
示された形式の沈積装置に取付けられ、そしてフッ素を
ドープされた５ｉＣｈスートの被覆が次の手法に従って
コア・ベイトロッドに添着される。
ッドから切り取られ、それに形成されたシリカ・ハンド
ルが軸線方向に融着される。ベイトロッドは、第４図に
示された形式の沈積装置に取付けられ、そしてフッ素を
ドープされた５ｉＣｈスートの被覆が次の手法に従って
コア・ベイトロッドに添着される。
スート沈積に先立って、天然ガスと酸素がそれぞれ４．
］Ｊ／分および４．１１／分のｉｔで補助バーナ６６に
供給される。ベイトロッド予備加熱工程時におけるバー
ナ５８へのガスと酸素のｍｌはそれぞれ４１／分および
３１／分であって（予め混合されて）炎オリフィスに送
られ、この場合、インナ−シールド酸素１１／分、アウ
ターシールド酸素０．４Ｍ／分、そしてヒエーム・ライ
ン酸素１１／分である。バーナ５８および６６はこの予
備加熱工程時にベイトロッドに沿って４回パスする。
］Ｊ／分および４．１１／分のｉｔで補助バーナ６６に
供給される。ベイトロッド予備加熱工程時におけるバー
ナ５８へのガスと酸素のｍｌはそれぞれ４１／分および
３１／分であって（予め混合されて）炎オリフィスに送
られ、この場合、インナ−シールド酸素１１／分、アウ
ターシールド酸素０．４Ｍ／分、そしてヒエーム・ライ
ン酸素１１／分である。バーナ５８および６６はこの予
備加熱工程時にベイトロッドに沿って４回パスする。
スート沈積時に、バーナ６６への上記流れは最初のバー
ナ・バスのあいだ継続し、その後で停止する。スート沈
積時に、ベイトロッドは所要のスートが添着されるまで
約３０回火炎加水分解バーナ５８に沿って移動する。バ
ーナ５８へのＳ ｉ ＣＲａの流量はパスｌおよびパス
２５のあいだで０．０７モル／分から０．０７７モル／
分まで直線的に増加し、その後一定となる。最初の２５
回のパスのあいだに、天然ガス流が６．６５ｆｆ／分と
９．２０１７分の間で変化し、そして燃焼酸素流れが５
．８８１／分と８．１４１’／分の間で変化し、その後
、これらの流れは一定となる。インナーシールド・オリ
フィスとヒユーム・ラインの両方への酸素の流れは２．
５１７分から２．７５Ｊ／分まで変化し、その後一定と
なる。アウターシールド酸素はパスの全体にわたって５
．０１７分の速度で流れる。
ナ・バスのあいだ継続し、その後で停止する。スート沈
積時に、ベイトロッドは所要のスートが添着されるまで
約３０回火炎加水分解バーナ５８に沿って移動する。バ
ーナ５８へのＳ ｉ ＣＲａの流量はパスｌおよびパス
２５のあいだで０．０７モル／分から０．０７７モル／
分まで直線的に増加し、その後一定となる。最初の２５
回のパスのあいだに、天然ガス流が６．６５ｆｆ／分と
９．２０１７分の間で変化し、そして燃焼酸素流れが５
．８８１／分と８．１４１’／分の間で変化し、その後
、これらの流れは一定となる。インナーシールド・オリ
フィスとヒユーム・ラインの両方への酸素の流れは２．
５１７分から２．７５Ｊ／分まで変化し、その後一定と
なる。アウターシールド酸素はパスの全体にわたって５
．０１７分の速度で流れる。
最初の１６回のバーナ・バス時には、左端バーナ６０お
よび右端バーナ６４に対する天然ガスの流量はそれぞれ
１．Ｈ！／分および０．７５Ｊ／分であり、かつこれら
のバーナに対する酸素の流量はそれぞれ０．９１７分お
よび０．６Ｚ／分である。このパスの残部に対しては、
バーナ６０および６４に対する天然ガスの流量はそれぞ
れ１．５１／分および１．１１．７分であり、これらの
バーナに対する酸素の流量はそれぞれ１．２１７分およ
び０．８１／分である。バーナ移動速度は０．３ｃｓ／
秒であり、かつベイトロッドの回転速度は２．５ｒｐｓ
である。
よび右端バーナ６４に対する天然ガスの流量はそれぞれ
１．Ｈ！／分および０．７５Ｊ／分であり、かつこれら
のバーナに対する酸素の流量はそれぞれ０．９１７分お
よび０．６Ｚ／分である。このパスの残部に対しては、
バーナ６０および６４に対する天然ガスの流量はそれぞ
れ１．５１／分および１．１１．７分であり、これらの
バーナに対する酸素の流量はそれぞれ１．２１７分およ
び０．８１／分である。バーナ移動速度は０．３ｃｓ／
秒であり、かつベイトロッドの回転速度は２．５ｒｐｓ
である。
スート沈積工程はコンピュータ制御され、ベイトロッド
および沈積されるＳｉｎ、スートの重量はオンライン重
量計によってモニタされる。添着されたスートの重量が
約６０ｇに達すると、パス工程が終了される。
および沈積されるＳｉｎ、スートの重量はオンライン重
量計によってモニタされる。添着されたスートの重量が
約６０ｇに達すると、パス工程が終了される。
Ａ−ファースト・オーバークラッド融Ａオーバークラッ
ドされたプリフォームが０．４ｃａＺ分の速度で融合同
化用炉内に挿入される。この場合、炉の最高温度は１４
００℃である。融合固化工程時に、次のガス、すなわち
約２０１／分のヘリウム、２００ｃｃ／分の塩素および
約３１７分の５ｉＦａがマンフルを流れる。融合固化さ
れたスートは約０．４〜０．５重量％のＦをドープされ
た５ｉＯ１を含有している。
ドされたプリフォームが０．４ｃａＺ分の速度で融合同
化用炉内に挿入される。この場合、炉の最高温度は１４
００℃である。融合固化工程時に、次のガス、すなわち
約２０１／分のヘリウム、２００ｃｃ／分の塩素および
約３１７分の５ｉＦａがマンフルを流れる。融合固化さ
れたスートは約０．４〜０．５重量％のＦをドープされ
た５ｉＯ１を含有している。
セカンド・オーバークラ ド
０．２〜０．３重量％のＦをドープされた５ｉＣｈスー
トの層が第４図に示された形式の旋盤におけるオーバー
クラ７ド・プリフォーム上に沈積される。バーナ５８お
よび６６は「Ａ−ファースト・オーバークランド」とい
う４１題で上述した条件のもとてのスート沈積に先立っ
てオーバークラッド・プリフォームを予備加熱するため
にそのオーバークラフト・プリフォームに関して４回の
パスを行う、バーナ６６はスート沈積の最初のパスの後
でオフされる。このセカンド・オーバークラ７ド工程時
には、Ｓ ｉ Ｃｌ ａ流量と端バーナ６０および６４
に対する天然ガスと酸素の流れは上述した「Ａ−ファー
スト・オーバークラッド」工程の場合と同一である。こ
のセカンド・オーバークラッド工程は９８回のバーナ・
パスを必要とし、その時間のあいだ、バーナ５８に対す
る流量は、ＣオＦ、が０．３１７分、天然ガスが１．０
１７分、燃焼酸素が６．１９１／分、インナーシールド
酸素が２．５１１７分、アウターシールド酸素が２．５
１１／分、そしてヒユーム・ライン酸素が２．５ｍ！／
分である。
トの層が第４図に示された形式の旋盤におけるオーバー
クラ７ド・プリフォーム上に沈積される。バーナ５８お
よび６６は「Ａ−ファースト・オーバークランド」とい
う４１題で上述した条件のもとてのスート沈積に先立っ
てオーバークラッド・プリフォームを予備加熱するため
にそのオーバークラフト・プリフォームに関して４回の
パスを行う、バーナ６６はスート沈積の最初のパスの後
でオフされる。このセカンド・オーバークラ７ド工程時
には、Ｓ ｉ Ｃｌ ａ流量と端バーナ６０および６４
に対する天然ガスと酸素の流れは上述した「Ａ−ファー
スト・オーバークラッド」工程の場合と同一である。こ
のセカンド・オーバークラッド工程は９８回のバーナ・
パスを必要とし、その時間のあいだ、バーナ５８に対す
る流量は、ＣオＦ、が０．３１７分、天然ガスが１．０
１７分、燃焼酸素が６．１９１／分、インナーシールド
酸素が２．５１１７分、アウターシールド酸素が２．５
１１／分、そしてヒユーム・ライン酸素が２．５ｍ！／
分である。
セカンド・オーバークラッド融合固
このようにして得られたプリフォームが、３ｉＦ４を用
いない点を除き上記の「Ａ−ファースト・オーバークラ
フト融合固化」処理と同様の条件で融合固化される。こ
のようにして形成された外側クラフト層の組成は０．２
〜０．３重量％のＦをドープされたＳ ｉ ＯＨである
。
いない点を除き上記の「Ａ−ファースト・オーバークラ
フト融合固化」処理と同様の条件で融合固化される。こ
のようにして形成された外側クラフト層の組成は０．２
〜０．３重量％のＦをドープされたＳ ｉ ＯＨである
。
堤−■−主
このようにして融合固化されたプリフォームが線引き用
炉に装着され、このプリフォームの下端部が２１００℃
に加熱される。直径１２５μｍの光ファイバが約１．２
５ ｍ／秒の速度で線引きされる。
炉に装着され、このプリフォームの下端部が２１００℃
に加熱される。直径１２５μｍの光ファイバが約１．２
５ ｍ／秒の速度で線引きされる。
スー、、ＬＪＬ−旦
コアプリフォームが実施例Ａにおいて述べたように沈積
され、融合固化され、そしてエツチングされる。
され、融合固化され、そしてエツチングされる。
Ｂ−ファースト・オーバークラッド
エツチングされたプリフォームが第４図に示された形式
の沈積装置に取付けられる。コア・ベイトロッドを加熱
するための最初の２０回のバーナ・パスのあいだに、天
然ガスと酸素が４Ａｌ１分および４．ＩＩ！／分の流量
でバーナ６６に供給される。ベイトロッドの予備加熱工
程時におけるバーナの移動速度は３．００１１／秒であ
り、ベイトロッドの回転速度は２．５ｒｐｓである。第
２１番目のバスにおいて、バーナの移動速度は０，３ｃ
＋ａ／秒まで低下する。バーナ５８に対するガスおよび
反応物の流量は、燃焼天然ガスが９．２１／分、燃焼酸
素が５．０１／分、インナーシールド酸素が２．５７４
／分、アウターシールド酸素が５．０１／分、ヒユーム
・ライン酸素が２．５１／分である。スート生成反応物
は５ｉＣ１ａおよびＣｔＦ、である、バーナ５８に対す
る５ｉＣｊ！４の２ＪＬｌは第２１番目のバスにおける
０、０７モル／分から第４５番目における０、０７７モ
ル／分まで直線的に変化し、その後では一定となる。端
バーナ６０および６４への天然ガスと酸素の流量は「Ａ
−ファースト・オーバークラッド」の場合と同しである
６合計で９０回のバスがなされた。
の沈積装置に取付けられる。コア・ベイトロッドを加熱
するための最初の２０回のバーナ・パスのあいだに、天
然ガスと酸素が４Ａｌ１分および４．ＩＩ！／分の流量
でバーナ６６に供給される。ベイトロッドの予備加熱工
程時におけるバーナの移動速度は３．００１１／秒であ
り、ベイトロッドの回転速度は２．５ｒｐｓである。第
２１番目のバスにおいて、バーナの移動速度は０，３ｃ
＋ａ／秒まで低下する。バーナ５８に対するガスおよび
反応物の流量は、燃焼天然ガスが９．２１／分、燃焼酸
素が５．０１／分、インナーシールド酸素が２．５７４
／分、アウターシールド酸素が５．０１／分、ヒユーム
・ライン酸素が２．５１／分である。スート生成反応物
は５ｉＣ１ａおよびＣｔＦ、である、バーナ５８に対す
る５ｉＣｊ！４の２ＪＬｌは第２１番目のバスにおける
０、０７モル／分から第４５番目における０、０７７モ
ル／分まで直線的に変化し、その後では一定となる。端
バーナ６０および６４への天然ガスと酸素の流量は「Ａ
−ファースト・オーバークラッド」の場合と同しである
６合計で９０回のバスがなされた。
Ｂ−ファースト・オーバークラッド融へ亙主グ旦二延健
これらの工程は「Ａ−ファースト・オーバークラッド」
および「Ａ−延伸」工程と同一である。
および「Ａ−延伸」工程と同一である。
このようにして得られたプリフォームは「セカンド・オ
ーバークラッド」、「セカンド・オーバークラッド融合
固化」および実施例Ａで説明した「線引き」に付される
。
ーバークラッド」、「セカンド・オーバークラッド融合
固化」および実施例Ａで説明した「線引き」に付される
。
猪−一果
実施例ＡおよびＢの方法によって作成されたファイバは
１３００ｎｍにおいて減衰が０．９ｄＢ／ｋｍより小さ
かった。これら２つの方法の場合の典型的な回折近フィ
ールド分布が第８図に示されている。コア直径は５０Ｉ
Ｊｍであり、減少されたクラッド直径は６０μｍであり
、そして外径は１２５μｍである。コア・クラッド境界
面における耳８０はその境界面における屈折率の急激な
変化を示すものであって、これはファイバの真の屈折率
分布を表すものではない、実施例ＡおよびＢに従って作
成された延伸母材はそれぞれ合計１２ｋｍの光ファイバ
を作成することができる。各プリフォーム当りのシード
の数は比較的小さく保持されるので、比較的長いシード
なしファイバが線引きされうる。ｉｉ！Ｉ常は各プリフ
ォームから１．ｏｋｍより大きい長さを有する５〜ＩＯ
本の光ファイバが線引きされうる。実施例ＡおよびＢの
方法によって作成された最も長いファイバはそれぞれ１
０ｋｍおよび３．１ｋｍである。
１３００ｎｍにおいて減衰が０．９ｄＢ／ｋｍより小さ
かった。これら２つの方法の場合の典型的な回折近フィ
ールド分布が第８図に示されている。コア直径は５０Ｉ
Ｊｍであり、減少されたクラッド直径は６０μｍであり
、そして外径は１２５μｍである。コア・クラッド境界
面における耳８０はその境界面における屈折率の急激な
変化を示すものであって、これはファイバの真の屈折率
分布を表すものではない、実施例ＡおよびＢに従って作
成された延伸母材はそれぞれ合計１２ｋｍの光ファイバ
を作成することができる。各プリフォーム当りのシード
の数は比較的小さく保持されるので、比較的長いシード
なしファイバが線引きされうる。ｉｉ！Ｉ常は各プリフ
ォームから１．ｏｋｍより大きい長さを有する５〜ＩＯ
本の光ファイバが線引きされうる。実施例ＡおよびＢの
方法によって作成された最も長いファイバはそれぞれ１
０ｋｍおよび３．１ｋｍである。
第１図はガラススートの一連の被覆をマンドレルに添着
している場合を示す図、第２図はステップインデックス
型光ファイバの屈折率分布を示す図、第３図はベイトロ
ッドを作成するためにプリフォームを延伸している状態
を示す概略図、第４図はベイトロッドを被覆するための
装置を示す図、第５図は本発明に従って実施されうる複
数の方法を示すフローチャート、第６図はスートプリフ
ォームのＧｅＯ＊濃度分布を示す図、第７図は本発明の
エツチング工程を示す図、第８図は本発明に従って作成
された光ファイバの回折近フィールド分布を示す図であ
る。 図面において、ｌＯはハンドル、１６はコアスートの被
覆、２０はマンドレル、２２はクラッド被覆、２４はバ
ーナ、２５．２７．２９は補助バーナ、２６はスート流
、４０はコアプリフォーム、４２はヒータ、４４はガラ
ススート、４６は延伸されたロッド、５２はトラクタ、
５４はコアガラス・ベイトロッド、５６はハンドル、５
８．６０．６４．６６はバーナ、７０はコアプリフォー
ム、７４は容器、７６はフッ化水素酸をそれぞれ示す。 代理人 弁理士 山 元 俊 仁 Ｆｉｇ。 ｌ Ｆｉｇ、３ Ｆｉｇ。
している場合を示す図、第２図はステップインデックス
型光ファイバの屈折率分布を示す図、第３図はベイトロ
ッドを作成するためにプリフォームを延伸している状態
を示す概略図、第４図はベイトロッドを被覆するための
装置を示す図、第５図は本発明に従って実施されうる複
数の方法を示すフローチャート、第６図はスートプリフ
ォームのＧｅＯ＊濃度分布を示す図、第７図は本発明の
エツチング工程を示す図、第８図は本発明に従って作成
された光ファイバの回折近フィールド分布を示す図であ
る。 図面において、ｌＯはハンドル、１６はコアスートの被
覆、２０はマンドレル、２２はクラッド被覆、２４はバ
ーナ、２５．２７．２９は補助バーナ、２６はスート流
、４０はコアプリフォーム、４２はヒータ、４４はガラ
ススート、４６は延伸されたロッド、５２はトラクタ、
５４はコアガラス・ベイトロッド、５６はハンドル、５
８．６０．６４．６６はバーナ、７０はコアプリフォー
ム、７４は容器、７６はフッ化水素酸をそれぞれ示す。 代理人 弁理士 山 元 俊 仁 Ｆｉｇ。 ｌ Ｆｉｇ、３ Ｆｉｇ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、光ファイバのプリフォームを作成する方法において
、 基材ガラスと少なくとも１つのドーパントを含む組成を
有し、前記ドーパントの濃度が内部における許容レベル
から表面層における非許容レベルまで半径方向に変化す
るガラスロッドを形成し、前記表面層を除去し、 その後で、前記ロッドとは異なる組成を有するガラスの
層を前記ロッドに添着させることよりなる光ファイバ・
プリフォームの作成方法。 ２、前記表面層を除去する工程が前記ロッドをエッチャ
ントに浸漬することよりなる請求項１の方法。 ３、前記ロッドにガラス層を添着させる工程の前に、前
記ロッドが延伸されて細長いコア・ベイトロッドを形成
する請求項２の方法。 ４、前記ガラス層を添着させる工程が、前記細長いコア
・ベイトロッド上に複数のガラス粒子層を添着させかつ
このようにして得られた構体を加熱して前記ガラス粒子
を融合固化させ、前記ガラス層を形成する請求項３の方
法。 ５、前記沈積工程が前記ガラス粒子層のうちの少なくと
も最初のものを、少なくとも０．５ｇ／ｃｃの密度をも
って沈積させることよりなる請求項４の方法。 ６、前記沈積工程が、前記ベイトロッドに前記最初のガ
ラス粒子層を添着させる直前にそのベイトロッドの表面
に加熱炎を送ることよりなる請求項５の方法。 ７、前記添着工程は前記ガラス粒子を含む火炎加水分解
バーナ炎を前記ベイトロッドの表面に送り、前記ベイト
ロッドに前記最初のガラス粒子層を添着させる直前にそ
のベイトロッドの表面に加熱炎を送ることよりなり、前
記火炎加水分解バーナ炎が前記加熱炎に連続している請
求項５の方法。 ８、前記ガラスの層を添着する工程が、前記細長いコア
・ベイトロッド上に複数のガラス粒子層を添着し、その
結果得られた構体を加熱して前記ガラス粒子を融合固化
させ前記ガラス層を形成することよりなり、前記ガラス
粒子は基材ガラスとそれの軟化点を低下させるドーパン
トで形成され、前記ガラス粒子を融合固化させるための
加熱工程時に、前記粒子が流動して前記コア・ベイトロ
ッドにおける表面凹凸を充填するようになされた請求項
３の方法。 ９、前記ガラスロッドおよび前記ガラス層の複合体を延
伸して直径を減寸されたベイトロッドを形成し、さらに
この直径を減寸されたベイトロッドに第２のガラス層を
添着する工程を含む請求項２の方法。 １０、前記クラッドガラスを添着する工程が前記エッチ
ングされたロッド上に複数のガラス粒子層を沈積させ、
その結果得られた構体を加熱して前記ガラス粒子を融合
固化させることよりなる請求項２の方法。 １１、前記沈積工程が前記ガラス粒子の層のうちの最初
のものを、少なくとも０．５ｇ／ｃｃの密度をもって沈
積させることよりなる請求項１０の方法。 １２、前記沈積工程が前記ベイトロッドに前記ガラス粒
子の最初の層を添着する直前にこのベイトロッドの表面
に加熱炎を送ることよりなる請求項１１の方法。 １３、前記沈積工程が、前記ガラス粒子を含む火炎加水
分解バーナ炎を前記ベイトロッドの表面に送り、前記ベ
イトロッドに前記最初のガラス粒子層を添着させる直前
にこのベイトロッドの表面に加熱フレームを送ることよ
りなり、前記火炎加水分解バーナ炎が前記加熱炎と連続
している請求項１１の方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/081,755 US4810276A (en) | 1987-08-05 | 1987-08-05 | Forming optical fiber having abrupt index change |
| CA000581722A CA1338067C (en) | 1987-08-05 | 1988-10-31 | Forming optical fiber having abrupt index change |
| EP88310450A EP0367871A1 (en) | 1987-08-05 | 1988-11-07 | Method of making an optical fiber preform |
| JP63282660A JP2685543B2 (ja) | 1987-08-05 | 1988-11-10 | 光ファイバ・プリフォームの作成方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/081,755 US4810276A (en) | 1987-08-05 | 1987-08-05 | Forming optical fiber having abrupt index change |
| CA000581722A CA1338067C (en) | 1987-08-05 | 1988-10-31 | Forming optical fiber having abrupt index change |
| JP63282660A JP2685543B2 (ja) | 1987-08-05 | 1988-11-10 | 光ファイバ・プリフォームの作成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02137742A true JPH02137742A (ja) | 1990-05-28 |
| JP2685543B2 JP2685543B2 (ja) | 1997-12-03 |
Family
ID=27168094
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63282660A Expired - Fee Related JP2685543B2 (ja) | 1987-08-05 | 1988-11-10 | 光ファイバ・プリフォームの作成方法 |
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|---|---|
| US (1) | US4810276A (ja) |
| EP (1) | EP0367871A1 (ja) |
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| CA (1) | CA1338067C (ja) |
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