JPH0239762B2 - - Google Patents
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- JPH0239762B2 JPH0239762B2 JP56104336A JP10433681A JPH0239762B2 JP H0239762 B2 JPH0239762 B2 JP H0239762B2 JP 56104336 A JP56104336 A JP 56104336A JP 10433681 A JP10433681 A JP 10433681A JP H0239762 B2 JPH0239762 B2 JP H0239762B2
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Description
本発明は改良された組成分布を有する光導波路
用すすプリフオームおよびそれを製造する方法に
関するものである。さらに詳細には、本発明は、
すす融合合体工程時またはすすプリフオームから
フアイバを直接引き抜く工程時にシード（seed）
のない素材（blank）を形成するようにプリフオ
ームの穴が容易に閉塞されるような組成分布を有
するプリフオームに関し、またそれによつて得ら
れる光導波路フアイバに関するものである。 ある種のガラス製造方法、特に蒸気沈積法が光
導波路用素材を作成する場合に一般に用いられて
いる。火炎加水分解法と呼ばれているこのような
１つの方法では、蒸気状の複数の成分が予め定め
られた量をもつてガス状の媒体に乗せられ、然る
後、炎中で酸化されて予め定められた組成を有す
るすすを形成する。そのすすが回転している円柱
状マンドレルまたは出発部材の表面に添着され
る。コア・ガラスを形成するために第１のすす被
覆が沈積せしめられて後に、クラツド・ガラス被
覆を形成するためにそのすすの組成が変更され
る。従来においては、マンドレルは通常除去さ
れ、粒界のない融合合体せしめられた引抜き用ガ
ラス素材を形成するためにすすプリフオームが焼
結せしめられていた。そのようにして得られた中
空円筒状の引抜き素材は、それの材料が引抜かれ
うるのに十分なだけ低い粘性を有するようになる
温度に加熱され、そしてその中空の素材の内壁が
つぶれるまでそれの直径を減少せしめるように引
抜かれる。その引抜きをさらに続行してその直径
を減少せしめ、このようにして所望の寸法を有す
る光導波路フアイバが形成される。ガラス製の光
導波路フアイバを作成するために火炎加水分解法
を用いた種々の方法が米国特許第28029号（再発
行）、第3711262号、第3737293号、第3823995号、
第3826560号等に教示されている。 マンドレルを除去することにより長手方向の穴
が融合合体済み引抜き素材に形成される方法を実
施する場合には次のような問題に遭遇する。素材
のコア領域にそれの屈折率を増大せしめるための
ドーパントが添加されるがために、その領域の膨
張係数がクラツド領域の膨張係数よりも大きくな
る。従つて、素材が融合合体工程の後で冷える
と、その中心領域が緊張状態におかれる。マンド
レルを除去した後で素材の中心に残つた穴がその
領域に引張力の大きい自由表面を呈し、そこで破
壊が生じやすくなる。 素材を引抜いてフアイバを作成するのに先立つ
て、その素材の穴を酸洗いし、その後で、そのよ
うにして得られたフアイバを所期の目的のために
使用できなくするおそれのある汚染を回避するた
めに注意深く水洗いする必要があつた。このよう
に酸洗いをしなければならないがため、光導波路
の製造コストが高くなつていた。また、引抜き工
程時に素材の穴を閉塞しなければならないがた
め、フアイバの引抜き速度が制限されていた。 これらの難点は1979年５月31日に出願された米
国特許出願第44192号および米国特許第4157906号
に開示された方法によつて克服されている。 上記米国特許出願に開示された方法によれば、
マンドレルが除去され、そしてその結果得られた
中空のすすプリフオームが比較的高い融合合体温
度に付される。プリフオームが加熱されると、す
すが融合合体し、そしてコアとクラツドの材料の
予め定められた相対粘度に基因して、穴が閉塞す
る。さらに詳細には、上記米国特許出願には、コ
アの粘度とクラツドの粘度との比V1／V2が1/2ま
たはそれよりも小さくなるようにコアとクラツド
との材料を選択することによつて穴閉塞工適程が
助長され、この場合、上記比は1/2000のごとく低
くてもよいと教示されている。 上記米国特許出願には、マンドレルの除去時に
プリフオームに損傷が与えられると、得られる融
合合体せしめられた引抜き素材の中心にシードが
形成されることになるのでそのような損傷を最小
限におさえるように注意しなければならない。こ
のような穴の損傷は、マンドレルの表面上に軟か
い分離層を形成し、然る後、硬いすすでもつてプ
リフオームを大きくしていくことによつて軽減さ
れうる。その分離層は軟かいすすあるいは炭素等
で形成されうる。マンドレルを炭素で被覆する方
法が米国特許第4204850号に開示されている。 上述のような注意がなされたとしても、融合合
体時に開孔が閉塞されるときに、融合合体された
素材の中心線に沿つてシードができることがあ
る。このように中心線シードができる傾向は特に
ガラスの組成に依存する。所望の光学的特性を与
えうるある種の光組成は、そのように中心線シー
ドができる傾向があるがために、融合合体時に穴
を閉塞しなければならないすすプリフオームを作
成する際には使用できなかつた。 上記米国特許第4157906号の方法は融合合体せ
しめられていないすすプリフオームを直接引抜い
てフアイバにするものであるが、この方法でも中
心線シードの問題が生ずる。 従つて、本発明は、所望の光学的特性が得られ
るような全体的な組成を有し、シードのない中実
の引抜き素材を作成する方法を提供することを目
的とするものである。 他の目的は、マンドレルを除去することによつ
て形成された穴が融合合体時に容易に閉塞するよ
うな組成分布を有し、光導波路フアイバのような
光学装置を作成しうるシードのない素材を形成す
るすすプリフオームを提供することである。 他の目的は、直接引抜いてシードのないフアイ
バとなしうるような組成分布を有するすすプリフ
オームを提供することである。 さらに他の目的は、光導波路フアイバを製造す
る方法であつて、上述した難点を克服しうる経済
的な方法を提供することである。 本発明は火炎加水分解法によつてガラス物品を
作成する改良された方法に関するものである。簡
単に述べると、本発明の方法は円柱状マンドレル
の表面に低粘度すすの薄い層（stratrum）を添
着せしめることによりなる。その薄い層の外周面
にガラスすすの第１の被覆が添着され、そしてこ
の第１の被覆の外周面上にその第１の被覆よりも
屈折率の低いガラスすすの第２の被覆が添着され
る。前記薄い層の粘度は前記第１の被覆の粘度よ
りも低く、かつすすプリフオームが融合合体する
温度では、第１の被覆の粘度は第２の被覆の粘度
より低い。前記薄い層は、マンドレルが除去され
て後に、第１の被覆の内表面上に低粘度薄層すす
の連続した層が残るのに十分なだけ厚くなされ
る。このようにして得られた中空プリフオームが
然る後所望のガラス物品となされる。 以下図面を参照して本発明の実施例について説
明するが、図面は本発明を象徴的に例示している
にすぎず、そこに示されている要素の寸法や相対
的な割合を示すことは何ら意図していないことに
注意すべきである。 第１図および第２図に示されている方法に従つ
て光導波路用すすプリフオームが作成される。ガ
ラスすすの被覆１０が円柱状マンドレル１２に火
炎加水分解バーナ１４によつて添着される。米国
特許第4165223号に開示されている適当なバーナ
は複数の同心状オリフイス・リングによつて取り
囲まれた中央オリフイスを有するバーナ・フエー
スを具備している。管１１を通じて然料ガスと酸
素または空気がバーナ１４に供給され、そしてそ
の混合物がバーナ・フエース上のオリフイス・リ
ングのうちの１つから放出される。この混合物が
燃焼せしめられて炎１６を生ずる。管１７を通じ
て供給されるガス・蒸気混合物は中央に配置され
たバーナ・オリフイスから出てきて、炎１６内で
酸化されてガラスすすを生じ、それがマンドレル
１２の方へと向けられた流れ１８をなして炎を離
れる。バーナ・オリフイスのリングの半径より小
さい半径を有するオリフイスのリングは内側シー
ルド・オリフイスと呼ばれ、バーナ・オリフイス
の半径より大きい半径を有するオリフイスのリン
グは外側シールド・オリフイスと呼ばれる。これ
らの内側および外側オリフイスにそれぞれ管１３
および１５を通じて酸素が供給される。マンドレ
ル１２はハンドル２０によつて支持されており、
かつすすを均一に沈積せしめるように第１図にお
いて矢印で示されているように回転と直線往復運
動をなさしめられる。この方法はステツプ・イン
デクス型またはグラジエント・インデクス型の道
波路を形成するために使用できる。 第１の被覆１０の外周面上に第２図に示されて
いるようにすすの第２の被覆２２が添着される。
公知の態様に従つて、被覆２２の屈折率は、炎１
６内で生成されつつあるすす２４の組成を変化せ
しめることによつて被覆１０の屈曲率よりも低く
なされる。これは、炎内に導入されるドーパント
材料の濃度または種類を変化させることによりあ
るいはそのドーパント材料を省略することによつ
て達成されうる。マンドレル１２は被覆２２の均
一な沈積を与えるように再び回転と直線往復運動
をなさしめられ、第１の被覆１０と第２の被覆２
２を含む複合構造物が光導波路用すすプリフオー
ム３０を構成する。 ガスと反応物蒸気を管１７に送るためには公知
の種々の反応物給送装置を適用できる。この点に
ついては米国特許第3826560号、第4148621号およ
び第4173305号を参照されたい。使用しうる装置
を例示している第１図に示された装置では、流量
計が「Ｆ」という文字を囲んだ円で示されてい
る。酸素供給源２１は流量計２３によつて取入れ
管１７に連結されているとともに、流量計２６，
２８および３０によつてそれぞれ溜め３２，３４
および３６に連結されている。溜め３２，３４お
よび３６には、酸素または他の適当なキヤリア・
ガスを泡だてることによつて管１７内に導入され
る通常液体の反応物材料が入つている。流量を測
定するためおよび組成について他の必要な調節を
行なうために利用されうる混合弁および遮断弁の
構成は示されていない。 光導波路を製造する場合には、その導波路のコ
アとクラツドとの材料は最小光減衰特性を有する
ガラスで生成されなければならず、任意の光学品
質ガラスが使用されうるが、溶融シリカが特に適
したガラスである。構造上および他の実際上の観
点から、コア・ガラスとクラツド・ガラスが同様
の物理的特性を有していることが望ましい。適切
な動作を得るために、コア・ガラスはクラツドよ
りも高い屈折率を有していなければならないか
ら、そのコア・ガラスはクラツドに使用されるの
と同じ種類のものであつてそれの屈折率を若干高
めるために他のある種の材料の少量をドープされ
たガラスで形成されるのが望ましい。例えば、純
粋な溶融シリカがクラツド・ガラスとして用いら
れる場合には、コア・ガラスは屈折率を増大させ
るための材料をドープされた溶融シリカで構成さ
れうる。溶融シリカの屈折率を増大させるための
ドーパントとして多くの適当な材料が単体である
いは互いに組合せて用いられている。それらの材
料としては、例えば酸化チタン、酸化タンタル、
酸化アルミニウム、酸化ランタン、酸化リン、酸
化ゲルマニウム等がある。 マンドレルはそれを単に機械的に撚りそしてそ
れをすすプリフオームから引張ることによつてそ
のプリフオームから除去されうる。マンドレルを
除去するに際してプリフオームに対する損傷を最
小限におさえるように注意しなければならない。 すすプリフオームを融合合体せしめることとそ
れの穴を閉塞させることとを同時に行なう工程時
におけるあるいはそのプリフオームからフアイバ
を引抜く工程時におけるシードの形成を最小限に
おさえるためあるいはそれを除去するために、本
発明は、第１の被覆１０の形成に先立つて、低粘
度すすの薄い層１９をマンドレル上に形成せしめ
ることを意図している。その薄いすす層の粘度は
プリフオームの残部の粘度よりも著しく低いの
で、それによつて、穴閉塞時に通常シードを捕え
ることになる凹凸やベイト損傷が平滑化せしめら
れるものと考えられる。低粘度すす層はマンドレ
ルが除去された後に連続した層が残るのに十分な
だけ厚くなければならない。もしその低粘度すす
層が薄すぎると、マンドレルの除去時にそれの領
域が完全にこすりとられて、引抜き用ガラス素材
のその領域におけるシード形成の可能性を惹起す
ることになる。0.15mm程度の層厚が効果的である
と考えられる。しかしながら、マンドレル除去に
よつて生ぜしめられるすすプリフオームに対する
過剰な損傷が低粘度すすの領域を除去する可能性
を回避するために、0.3mmの最小層厚が好ましい。
層厚はできるだけ小さくしかも効果的でなければ
ならない。実際に用いられた最大層厚は0.6mmで
あつたが、この値より大きくてもよい。前記米国
特許第4204850号に教示されている炭素層のよう
な離型材料の層をマンドレルに最初に添着させて
おいて低粘度層に対する損傷を最小限におさえる
ようにすることが好ましい。 低粘度すすの層を形成するためには、P2O5、
B2O3等のような酸化物が用いられうる。屈折率
を増大せしめる目的をもつてドーパン酸化物を添
加されたSiO2が基材コア・ガラスである場合に
は、そのドーパント酸化物に加えてあるいはそれ
に代えて粘性低下用酸化物が用いられうる。明ら
かなごとく、その粘性低下用酸化物は得られたガ
ラスが最小光減衰特性を有するという前述の要件
を満足するものでなければならない。そのガラス
はまた所望の光学的物品となされるのに適したも
のでなければならない。 粘然低下用酸化物が薄い層にドーパント酸化物
に代えて用いられた場合には、得られたフアイバ
の屈折率分布は軸線に凹みを有しうる。例えば、
グラジエント・インデクス型フアイバのコアは屈
折率を増大せしめるためのドーパントGeO2を含
有したSiO2で形成されうるものであり、この場
合、GeO2の割合（パーセント）は第３図の曲線
４０で示されているように半径の減少にともなつ
て増大する。曲線４２で示されているようにすす
プリフオームの中心にP2O5をドープされたSiO2
の薄い層が用いられる場合には、その結果得られ
るフアイバの屈折率は第４図に示されているよう
になるであろう。その屈折率曲線の中央における
凹みはフアイバの帯域幅を狭くする作用を有する
が、これはある種の適用分野では望ましくない作
用である。 上記屈折率曲線の中央における凹みは、粘性抑
制用酸化物に加えて屈折率増大用ドーパントを用
いることによつて実質的に除去されうる。例え
ば、低粘度ガラスの薄い層は、第５図に示されて
いるように十分な量のGeO2およびP2O5をドープ
されたSiO2で形成されうるものであり、その場
合、その層の屈折率は第６図に示されているよう
にコアの隣接部分の屈折率と連続する。P2O5に
加えて他の酸化物が用いられる場合には、P2O5
の量は最終製品におけるシードの形成を防止する
のに十分なだけ低い粘度を与えるように増大せし
められなければならない。上記薄い層に少量の
GeO2が添加される場合には、P2O5の量が若干増
大せしめられなければならず、その場合、他のド
ーパントの量が増大するにともなつて、粘性抑制
用ドーパントの量が増大せしめられる。例えば上
記薄い層が10重量％GeO2をも含有している場合
には、15重量％P2O5が必要とされた。 すすプリフオームの一端が前記米国特許第
4157906号の教示に従つてハンドルに装着され従
来の引抜き炉内に支持される。米国特許第
4126436号に開示されているような炉が用いられ
うる。プリフオームはその炉のホツト・ゾーン内
に進入せしめられ、それによつてすすが融合合体
しはじめる。ホツト・ゾーン内の温度は、コア・
ガラスの粘度が108ポワズと103ポワズとの間とな
るような値であることが好ましい。所望の粘度は
フイラメント引抜き速度に依存する。融合合体せ
しめられたガラス・プリフオームの先端はフイラ
メントの引抜きを開始するために低膨張ガラス・
ロツドの端によつて接触される。そのプリフオー
ムはそれがヘリウムに富んだ雰囲気で連続的に融
合合体する炉のホツト・ゾーンに連続的に送り込
まれる。すすから水分を除去するためにヘリウ
ム、塩素等のような種々のガスがプリフオームの
穴の中に流入せしめられうるとともに、引抜き時
にヘリウム、酸素、窒素等のような清浄用ガスが
炉内に流されうる。 すすプリフオームは別個に融合合体せしめら
れ、然る後、引抜かれてフアイバとなされてもよ
い。プリフオーム３０を融合合体せしめるため
に、そのプリフオームは第７図に示されているよ
うに管状支持体５０から懸下される。２本のプラ
チナ・ワイヤ（それらのうちワイヤ５２だけが示
されている）が穴５４の両側においてプリフオー
ム３０を貫通せしめられ、フランジ５６のすぐ上
において支持体５０に固着される。ガス導管５８
の端部は管状支持体５０からプリフオーム３０の
隣接端に突入して示されているが、本発明のある
種の実施例ではガス導管５８を必要としない。プ
リフオームはすす沈積時にマンドレル支持構体の
一部分を形成する一体的なハンドルから懸下され
てもよい。 炉６０の垂直壁は、それの相対深さが図示され
たものより大きいことを示すために破断されてい
る。炉の長さは通常プリフオームの長さの約２〜
４倍である。第８図に示されているように、最高
温度は炉の中央近傍に存在している。なお、この
図において、ｔおよびｂはそれぞれ頂部および底
部を示している。従つて、プリフオームは炉の中
央では例えば1500℃の最大温度に、頂部または低
部において約500℃の温度に付される。 第７図では、円で囲まれた「Ｆ」という文字で
流量計が概略的に示されているが、流量調整器や
弁のような他の構成要素は省略されている。酸素
およびヘリウムの供給源６６および６８は融合合
体雰囲気として用いられうるガスを例示してい
る。これらのガスは管７０によつて炉６０の底に
おけるオリフイスに連結される。波形の矢印７４
はオリフイスからの融合合体雰囲気ガスの流れを
表わしている。 融合合体工程時にすすプリフオームから水分が
除去されるべき場合には、乾燥ガス供給源が管５
８に連結される。米国特許第3933454号および第
4165223号の教示に従つて、供給源８０および８
２によつて供給されるヘリウムおよび好ましくは
塩素のようなハロゲンが管８６によつてガス導管
５８に連結されうる。小さい貫通穴を有するプラ
グ８８が、プリフオームの格子を通る乾燥ガスの
流れを助長するために、穴５４の端部に挿入され
る。そのプラグの穴は管と穴から残留ガスを放逐
して乾燥ガス混合物がプリフオームの穴に一層迅
速に充満しうるようにする。シリカおよびホウケ
イ酸ガラスよりなるプラグが用いられている。 プリフオームは矢印６２によつて示されている
ようにそれを炉６０内に徐々に挿入することによ
つて融合合体せしめられる。プリフオームは前述
の米国特許第3806570号に教示されている傾斜融
合合体に付されて、そのプリフオームの底部端が
最初に融合合体しはじめ、管状支持体５０に隣接
した端に達するまでそのプリフオーム中を上方に
融合合体が継続するようになされなければならな
い。本発明の融合合体工程は通常、プリフオーム
の穴が閉塞しない従来の融合合体工程よりの低い
速度で実施される。 融合合体は種々の雰囲気で生じうる。米国特許
第3933454号の教示によれば、多孔質のすすプリ
フオームの格子を容易に通過してそこから残留ガ
スを放逐しうるヘリウムに富んだ雰囲気が用いら
れうる。本明細書において用いられている「ヘリ
ウムに富んだ雰囲気」という言葉は少なくとも90
％のヘリウムを含むことを意味する。融合合体時
にプリフオームからガスを放逐するためには、酸
素、窒素、アルゴン、ネオンおよびそれらの混合
物のような他のガスが用いられうる。 穴閉塞工程は、コアの粘度とクラツドの粘度と
の比V1／V2が1/2またはそれよりも小さくなるよ
うにコア被覆１０とクラツド被覆２２の組成を選
択することによつて助長される。さらに、低粘度
すすの薄い層１９を孔形成面として用いることに
より、マンドレル除去によつて生ぜしめられた損
傷がなおされ、中心線シードが最少限におさえら
れるかあるいは除去される。上記薄い層の粘度
V3は比V3／V1が1/10よりも小さくなるように選
定されなければならない。 すすの融合合体と穴の閉塞を生ぜしめるために
すすプリフオームが加熱されなければならない温
度はコアおよびクラツド材料に応じてきまる。従
つて、融合合体および穴閉塞温度はすべてのガラ
ス組成に適用しうるパラメータであるガラス粘度
で表わされる。可能なかぎり最も短い時間で穴を
閉塞せしめることが望ましいので、融合合体温度
はプリフオーム粘度を約106ポワズと1010ポワズ
との間にするのに十分なだけ高いことが好まし
い。 焼結時におけるすすの収縮によつて相当大きな
穴閉塞力が発生する。コア・ガラスが十分に流体
状であれば、クラツドが著しく稠密となる前にそ
のコア・ガラスは焼結して透明なガラスとなり、
クラツドの（より高い温度でおよび／またはより
長い時間のあいだの）爾後の収縮がコアを２〜20
気圧の力で圧縮し、中心穴をつぶす。この方法
は、中心穴の表面に作用する小さい表面張力では
なくて、クラツドの収縮を生ぜしめる大きな毛管
力を利用するものである。 穴を閉塞する相対時間に影響を及ぼす他の要因
としては、最初の穴と全体のプリフオーム直径の
比（この比が小さければ小さいほど、穴の閉塞が
それだけ容易になる）、プリフオームのコア直径
と全体の直径との比、クラツドのすす密度に対す
るコアのすす密度（クラツドのすす密度に対する
コアのすす密度が高ければ高いほど、穴の閉塞が
それだけ容易になる）。 プリフオームを融合合体用炉内に１回挿入して
ガラスすすを融合合体せしめて稠密なガラスとな
しかつ穴５４を閉塞せしめるようにするのが都合
がよい。プリフオームを完全に融合合体せしめか
つそれの穴を閉塞せしめるのに要する時間は定期
的にそのプリフオームを炉から回収して穴の寸法
を観察することによつて経験的に決定されうる。
本発明では、穴を完全に閉塞せしめる前にプリフ
オームを炉に２回またはそれ以上挿入することも
意図されている。しかしながら、部分的に融合合
体せしめられたプリフオームは穴５４の閉塞前に
室温まで冷却せしめられてはならない。なぜなら
ば、そのようにすると、穴の表面で破壊が生じる
おそれがあるからである。 プリフオームが融合合体せしめられかつ穴が閉
塞されて後に、そのようにして得られた引抜き用
素材は、フアイバとして引抜かれる前に、室温ま
で冷却されうる。その引抜き用素材は、それの両
端に露呈されたコア部分に亀裂が生じるのを防止
するために、通常それらの両端に凹みを形成する
ように炎加工される。素材は一端をハンドルに融
着され、かつ脱脂用溶剤を用いて清浄化され、そ
のハンドルで素材が支持される炉内に挿入される
直前に弗化水素酸洗いと水洗いに付される。引抜
き時には、例えば50％N2および50％O2よりなる
引抜き炉雰囲気を制御することと、1600℃と2300
℃との間でありうる熱い炉に例えば約4.5cm／時
の遅い速度で素材を送り込むこととが行なわれ
る。フアイバ引抜き速度は約0.5m／秒である。
一体をにしたハンドルが用いられかつ素材が融合
合体工程と引抜き工程との間で熱い状態に保持さ
れる場合には、エツチングおよび炎加工工程は省
略されうる。 本発明の方法では融合合体工程時に穴が閉塞さ
れることになるから、引張力によつて破壊を生じ
ることになりうる素材の中央における自由表面が
除去される。かくして、光導波路を製造するに当
つては、膨張特性の差が比較的大きいコアおよび
クラツド材料が用いられ、それによつて開口数の
大きい光導波路を得ることができる。さらに、穴
の汚染が排除されたから素材の清浄化が簡単化さ
れた。 次に本発明の特定の実施例について説明する。
これらの実施例は光導波路の製造に関し、炉マツ
フルの内径は12.7cmであり、それの長さは213cm
である。最高炉温度は実施例１では約1450℃であ
り、実施例２〜４では約1460℃であつた。燃料、
ガスおよび蒸気の流量は第１表に示されている。
用すすプリフオームおよびそれを製造する方法に
関するものである。さらに詳細には、本発明は、
すす融合合体工程時またはすすプリフオームから
フアイバを直接引き抜く工程時にシード（seed）
のない素材（blank）を形成するようにプリフオ
ームの穴が容易に閉塞されるような組成分布を有
するプリフオームに関し、またそれによつて得ら
れる光導波路フアイバに関するものである。 ある種のガラス製造方法、特に蒸気沈積法が光
導波路用素材を作成する場合に一般に用いられて
いる。火炎加水分解法と呼ばれているこのような
１つの方法では、蒸気状の複数の成分が予め定め
られた量をもつてガス状の媒体に乗せられ、然る
後、炎中で酸化されて予め定められた組成を有す
るすすを形成する。そのすすが回転している円柱
状マンドレルまたは出発部材の表面に添着され
る。コア・ガラスを形成するために第１のすす被
覆が沈積せしめられて後に、クラツド・ガラス被
覆を形成するためにそのすすの組成が変更され
る。従来においては、マンドレルは通常除去さ
れ、粒界のない融合合体せしめられた引抜き用ガ
ラス素材を形成するためにすすプリフオームが焼
結せしめられていた。そのようにして得られた中
空円筒状の引抜き素材は、それの材料が引抜かれ
うるのに十分なだけ低い粘性を有するようになる
温度に加熱され、そしてその中空の素材の内壁が
つぶれるまでそれの直径を減少せしめるように引
抜かれる。その引抜きをさらに続行してその直径
を減少せしめ、このようにして所望の寸法を有す
る光導波路フアイバが形成される。ガラス製の光
導波路フアイバを作成するために火炎加水分解法
を用いた種々の方法が米国特許第28029号（再発
行）、第3711262号、第3737293号、第3823995号、
第3826560号等に教示されている。 マンドレルを除去することにより長手方向の穴
が融合合体済み引抜き素材に形成される方法を実
施する場合には次のような問題に遭遇する。素材
のコア領域にそれの屈折率を増大せしめるための
ドーパントが添加されるがために、その領域の膨
張係数がクラツド領域の膨張係数よりも大きくな
る。従つて、素材が融合合体工程の後で冷える
と、その中心領域が緊張状態におかれる。マンド
レルを除去した後で素材の中心に残つた穴がその
領域に引張力の大きい自由表面を呈し、そこで破
壊が生じやすくなる。 素材を引抜いてフアイバを作成するのに先立つ
て、その素材の穴を酸洗いし、その後で、そのよ
うにして得られたフアイバを所期の目的のために
使用できなくするおそれのある汚染を回避するた
めに注意深く水洗いする必要があつた。このよう
に酸洗いをしなければならないがため、光導波路
の製造コストが高くなつていた。また、引抜き工
程時に素材の穴を閉塞しなければならないがた
め、フアイバの引抜き速度が制限されていた。 これらの難点は1979年５月31日に出願された米
国特許出願第44192号および米国特許第4157906号
に開示された方法によつて克服されている。 上記米国特許出願に開示された方法によれば、
マンドレルが除去され、そしてその結果得られた
中空のすすプリフオームが比較的高い融合合体温
度に付される。プリフオームが加熱されると、す
すが融合合体し、そしてコアとクラツドの材料の
予め定められた相対粘度に基因して、穴が閉塞す
る。さらに詳細には、上記米国特許出願には、コ
アの粘度とクラツドの粘度との比V1／V2が1/2ま
たはそれよりも小さくなるようにコアとクラツド
との材料を選択することによつて穴閉塞工適程が
助長され、この場合、上記比は1/2000のごとく低
くてもよいと教示されている。 上記米国特許出願には、マンドレルの除去時に
プリフオームに損傷が与えられると、得られる融
合合体せしめられた引抜き素材の中心にシードが
形成されることになるのでそのような損傷を最小
限におさえるように注意しなければならない。こ
のような穴の損傷は、マンドレルの表面上に軟か
い分離層を形成し、然る後、硬いすすでもつてプ
リフオームを大きくしていくことによつて軽減さ
れうる。その分離層は軟かいすすあるいは炭素等
で形成されうる。マンドレルを炭素で被覆する方
法が米国特許第4204850号に開示されている。 上述のような注意がなされたとしても、融合合
体時に開孔が閉塞されるときに、融合合体された
素材の中心線に沿つてシードができることがあ
る。このように中心線シードができる傾向は特に
ガラスの組成に依存する。所望の光学的特性を与
えうるある種の光組成は、そのように中心線シー
ドができる傾向があるがために、融合合体時に穴
を閉塞しなければならないすすプリフオームを作
成する際には使用できなかつた。 上記米国特許第4157906号の方法は融合合体せ
しめられていないすすプリフオームを直接引抜い
てフアイバにするものであるが、この方法でも中
心線シードの問題が生ずる。 従つて、本発明は、所望の光学的特性が得られ
るような全体的な組成を有し、シードのない中実
の引抜き素材を作成する方法を提供することを目
的とするものである。 他の目的は、マンドレルを除去することによつ
て形成された穴が融合合体時に容易に閉塞するよ
うな組成分布を有し、光導波路フアイバのような
光学装置を作成しうるシードのない素材を形成す
るすすプリフオームを提供することである。 他の目的は、直接引抜いてシードのないフアイ
バとなしうるような組成分布を有するすすプリフ
オームを提供することである。 さらに他の目的は、光導波路フアイバを製造す
る方法であつて、上述した難点を克服しうる経済
的な方法を提供することである。 本発明は火炎加水分解法によつてガラス物品を
作成する改良された方法に関するものである。簡
単に述べると、本発明の方法は円柱状マンドレル
の表面に低粘度すすの薄い層（stratrum）を添
着せしめることによりなる。その薄い層の外周面
にガラスすすの第１の被覆が添着され、そしてこ
の第１の被覆の外周面上にその第１の被覆よりも
屈折率の低いガラスすすの第２の被覆が添着され
る。前記薄い層の粘度は前記第１の被覆の粘度よ
りも低く、かつすすプリフオームが融合合体する
温度では、第１の被覆の粘度は第２の被覆の粘度
より低い。前記薄い層は、マンドレルが除去され
て後に、第１の被覆の内表面上に低粘度薄層すす
の連続した層が残るのに十分なだけ厚くなされ
る。このようにして得られた中空プリフオームが
然る後所望のガラス物品となされる。 以下図面を参照して本発明の実施例について説
明するが、図面は本発明を象徴的に例示している
にすぎず、そこに示されている要素の寸法や相対
的な割合を示すことは何ら意図していないことに
注意すべきである。 第１図および第２図に示されている方法に従つ
て光導波路用すすプリフオームが作成される。ガ
ラスすすの被覆１０が円柱状マンドレル１２に火
炎加水分解バーナ１４によつて添着される。米国
特許第4165223号に開示されている適当なバーナ
は複数の同心状オリフイス・リングによつて取り
囲まれた中央オリフイスを有するバーナ・フエー
スを具備している。管１１を通じて然料ガスと酸
素または空気がバーナ１４に供給され、そしてそ
の混合物がバーナ・フエース上のオリフイス・リ
ングのうちの１つから放出される。この混合物が
燃焼せしめられて炎１６を生ずる。管１７を通じ
て供給されるガス・蒸気混合物は中央に配置され
たバーナ・オリフイスから出てきて、炎１６内で
酸化されてガラスすすを生じ、それがマンドレル
１２の方へと向けられた流れ１８をなして炎を離
れる。バーナ・オリフイスのリングの半径より小
さい半径を有するオリフイスのリングは内側シー
ルド・オリフイスと呼ばれ、バーナ・オリフイス
の半径より大きい半径を有するオリフイスのリン
グは外側シールド・オリフイスと呼ばれる。これ
らの内側および外側オリフイスにそれぞれ管１３
および１５を通じて酸素が供給される。マンドレ
ル１２はハンドル２０によつて支持されており、
かつすすを均一に沈積せしめるように第１図にお
いて矢印で示されているように回転と直線往復運
動をなさしめられる。この方法はステツプ・イン
デクス型またはグラジエント・インデクス型の道
波路を形成するために使用できる。 第１の被覆１０の外周面上に第２図に示されて
いるようにすすの第２の被覆２２が添着される。
公知の態様に従つて、被覆２２の屈折率は、炎１
６内で生成されつつあるすす２４の組成を変化せ
しめることによつて被覆１０の屈曲率よりも低く
なされる。これは、炎内に導入されるドーパント
材料の濃度または種類を変化させることによりあ
るいはそのドーパント材料を省略することによつ
て達成されうる。マンドレル１２は被覆２２の均
一な沈積を与えるように再び回転と直線往復運動
をなさしめられ、第１の被覆１０と第２の被覆２
２を含む複合構造物が光導波路用すすプリフオー
ム３０を構成する。 ガスと反応物蒸気を管１７に送るためには公知
の種々の反応物給送装置を適用できる。この点に
ついては米国特許第3826560号、第4148621号およ
び第4173305号を参照されたい。使用しうる装置
を例示している第１図に示された装置では、流量
計が「Ｆ」という文字を囲んだ円で示されてい
る。酸素供給源２１は流量計２３によつて取入れ
管１７に連結されているとともに、流量計２６，
２８および３０によつてそれぞれ溜め３２，３４
および３６に連結されている。溜め３２，３４お
よび３６には、酸素または他の適当なキヤリア・
ガスを泡だてることによつて管１７内に導入され
る通常液体の反応物材料が入つている。流量を測
定するためおよび組成について他の必要な調節を
行なうために利用されうる混合弁および遮断弁の
構成は示されていない。 光導波路を製造する場合には、その導波路のコ
アとクラツドとの材料は最小光減衰特性を有する
ガラスで生成されなければならず、任意の光学品
質ガラスが使用されうるが、溶融シリカが特に適
したガラスである。構造上および他の実際上の観
点から、コア・ガラスとクラツド・ガラスが同様
の物理的特性を有していることが望ましい。適切
な動作を得るために、コア・ガラスはクラツドよ
りも高い屈折率を有していなければならないか
ら、そのコア・ガラスはクラツドに使用されるの
と同じ種類のものであつてそれの屈折率を若干高
めるために他のある種の材料の少量をドープされ
たガラスで形成されるのが望ましい。例えば、純
粋な溶融シリカがクラツド・ガラスとして用いら
れる場合には、コア・ガラスは屈折率を増大させ
るための材料をドープされた溶融シリカで構成さ
れうる。溶融シリカの屈折率を増大させるための
ドーパントとして多くの適当な材料が単体である
いは互いに組合せて用いられている。それらの材
料としては、例えば酸化チタン、酸化タンタル、
酸化アルミニウム、酸化ランタン、酸化リン、酸
化ゲルマニウム等がある。 マンドレルはそれを単に機械的に撚りそしてそ
れをすすプリフオームから引張ることによつてそ
のプリフオームから除去されうる。マンドレルを
除去するに際してプリフオームに対する損傷を最
小限におさえるように注意しなければならない。 すすプリフオームを融合合体せしめることとそ
れの穴を閉塞させることとを同時に行なう工程時
におけるあるいはそのプリフオームからフアイバ
を引抜く工程時におけるシードの形成を最小限に
おさえるためあるいはそれを除去するために、本
発明は、第１の被覆１０の形成に先立つて、低粘
度すすの薄い層１９をマンドレル上に形成せしめ
ることを意図している。その薄いすす層の粘度は
プリフオームの残部の粘度よりも著しく低いの
で、それによつて、穴閉塞時に通常シードを捕え
ることになる凹凸やベイト損傷が平滑化せしめら
れるものと考えられる。低粘度すす層はマンドレ
ルが除去された後に連続した層が残るのに十分な
だけ厚くなければならない。もしその低粘度すす
層が薄すぎると、マンドレルの除去時にそれの領
域が完全にこすりとられて、引抜き用ガラス素材
のその領域におけるシード形成の可能性を惹起す
ることになる。0.15mm程度の層厚が効果的である
と考えられる。しかしながら、マンドレル除去に
よつて生ぜしめられるすすプリフオームに対する
過剰な損傷が低粘度すすの領域を除去する可能性
を回避するために、0.3mmの最小層厚が好ましい。
層厚はできるだけ小さくしかも効果的でなければ
ならない。実際に用いられた最大層厚は0.6mmで
あつたが、この値より大きくてもよい。前記米国
特許第4204850号に教示されている炭素層のよう
な離型材料の層をマンドレルに最初に添着させて
おいて低粘度層に対する損傷を最小限におさえる
ようにすることが好ましい。 低粘度すすの層を形成するためには、P2O5、
B2O3等のような酸化物が用いられうる。屈折率
を増大せしめる目的をもつてドーパン酸化物を添
加されたSiO2が基材コア・ガラスである場合に
は、そのドーパント酸化物に加えてあるいはそれ
に代えて粘性低下用酸化物が用いられうる。明ら
かなごとく、その粘性低下用酸化物は得られたガ
ラスが最小光減衰特性を有するという前述の要件
を満足するものでなければならない。そのガラス
はまた所望の光学的物品となされるのに適したも
のでなければならない。 粘然低下用酸化物が薄い層にドーパント酸化物
に代えて用いられた場合には、得られたフアイバ
の屈折率分布は軸線に凹みを有しうる。例えば、
グラジエント・インデクス型フアイバのコアは屈
折率を増大せしめるためのドーパントGeO2を含
有したSiO2で形成されうるものであり、この場
合、GeO2の割合（パーセント）は第３図の曲線
４０で示されているように半径の減少にともなつ
て増大する。曲線４２で示されているようにすす
プリフオームの中心にP2O5をドープされたSiO2
の薄い層が用いられる場合には、その結果得られ
るフアイバの屈折率は第４図に示されているよう
になるであろう。その屈折率曲線の中央における
凹みはフアイバの帯域幅を狭くする作用を有する
が、これはある種の適用分野では望ましくない作
用である。 上記屈折率曲線の中央における凹みは、粘性抑
制用酸化物に加えて屈折率増大用ドーパントを用
いることによつて実質的に除去されうる。例え
ば、低粘度ガラスの薄い層は、第５図に示されて
いるように十分な量のGeO2およびP2O5をドープ
されたSiO2で形成されうるものであり、その場
合、その層の屈折率は第６図に示されているよう
にコアの隣接部分の屈折率と連続する。P2O5に
加えて他の酸化物が用いられる場合には、P2O5
の量は最終製品におけるシードの形成を防止する
のに十分なだけ低い粘度を与えるように増大せし
められなければならない。上記薄い層に少量の
GeO2が添加される場合には、P2O5の量が若干増
大せしめられなければならず、その場合、他のド
ーパントの量が増大するにともなつて、粘性抑制
用ドーパントの量が増大せしめられる。例えば上
記薄い層が10重量％GeO2をも含有している場合
には、15重量％P2O5が必要とされた。 すすプリフオームの一端が前記米国特許第
4157906号の教示に従つてハンドルに装着され従
来の引抜き炉内に支持される。米国特許第
4126436号に開示されているような炉が用いられ
うる。プリフオームはその炉のホツト・ゾーン内
に進入せしめられ、それによつてすすが融合合体
しはじめる。ホツト・ゾーン内の温度は、コア・
ガラスの粘度が108ポワズと103ポワズとの間とな
るような値であることが好ましい。所望の粘度は
フイラメント引抜き速度に依存する。融合合体せ
しめられたガラス・プリフオームの先端はフイラ
メントの引抜きを開始するために低膨張ガラス・
ロツドの端によつて接触される。そのプリフオー
ムはそれがヘリウムに富んだ雰囲気で連続的に融
合合体する炉のホツト・ゾーンに連続的に送り込
まれる。すすから水分を除去するためにヘリウ
ム、塩素等のような種々のガスがプリフオームの
穴の中に流入せしめられうるとともに、引抜き時
にヘリウム、酸素、窒素等のような清浄用ガスが
炉内に流されうる。 すすプリフオームは別個に融合合体せしめら
れ、然る後、引抜かれてフアイバとなされてもよ
い。プリフオーム３０を融合合体せしめるため
に、そのプリフオームは第７図に示されているよ
うに管状支持体５０から懸下される。２本のプラ
チナ・ワイヤ（それらのうちワイヤ５２だけが示
されている）が穴５４の両側においてプリフオー
ム３０を貫通せしめられ、フランジ５６のすぐ上
において支持体５０に固着される。ガス導管５８
の端部は管状支持体５０からプリフオーム３０の
隣接端に突入して示されているが、本発明のある
種の実施例ではガス導管５８を必要としない。プ
リフオームはすす沈積時にマンドレル支持構体の
一部分を形成する一体的なハンドルから懸下され
てもよい。 炉６０の垂直壁は、それの相対深さが図示され
たものより大きいことを示すために破断されてい
る。炉の長さは通常プリフオームの長さの約２〜
４倍である。第８図に示されているように、最高
温度は炉の中央近傍に存在している。なお、この
図において、ｔおよびｂはそれぞれ頂部および底
部を示している。従つて、プリフオームは炉の中
央では例えば1500℃の最大温度に、頂部または低
部において約500℃の温度に付される。 第７図では、円で囲まれた「Ｆ」という文字で
流量計が概略的に示されているが、流量調整器や
弁のような他の構成要素は省略されている。酸素
およびヘリウムの供給源６６および６８は融合合
体雰囲気として用いられうるガスを例示してい
る。これらのガスは管７０によつて炉６０の底に
おけるオリフイスに連結される。波形の矢印７４
はオリフイスからの融合合体雰囲気ガスの流れを
表わしている。 融合合体工程時にすすプリフオームから水分が
除去されるべき場合には、乾燥ガス供給源が管５
８に連結される。米国特許第3933454号および第
4165223号の教示に従つて、供給源８０および８
２によつて供給されるヘリウムおよび好ましくは
塩素のようなハロゲンが管８６によつてガス導管
５８に連結されうる。小さい貫通穴を有するプラ
グ８８が、プリフオームの格子を通る乾燥ガスの
流れを助長するために、穴５４の端部に挿入され
る。そのプラグの穴は管と穴から残留ガスを放逐
して乾燥ガス混合物がプリフオームの穴に一層迅
速に充満しうるようにする。シリカおよびホウケ
イ酸ガラスよりなるプラグが用いられている。 プリフオームは矢印６２によつて示されている
ようにそれを炉６０内に徐々に挿入することによ
つて融合合体せしめられる。プリフオームは前述
の米国特許第3806570号に教示されている傾斜融
合合体に付されて、そのプリフオームの底部端が
最初に融合合体しはじめ、管状支持体５０に隣接
した端に達するまでそのプリフオーム中を上方に
融合合体が継続するようになされなければならな
い。本発明の融合合体工程は通常、プリフオーム
の穴が閉塞しない従来の融合合体工程よりの低い
速度で実施される。 融合合体は種々の雰囲気で生じうる。米国特許
第3933454号の教示によれば、多孔質のすすプリ
フオームの格子を容易に通過してそこから残留ガ
スを放逐しうるヘリウムに富んだ雰囲気が用いら
れうる。本明細書において用いられている「ヘリ
ウムに富んだ雰囲気」という言葉は少なくとも90
％のヘリウムを含むことを意味する。融合合体時
にプリフオームからガスを放逐するためには、酸
素、窒素、アルゴン、ネオンおよびそれらの混合
物のような他のガスが用いられうる。 穴閉塞工程は、コアの粘度とクラツドの粘度と
の比V1／V2が1/2またはそれよりも小さくなるよ
うにコア被覆１０とクラツド被覆２２の組成を選
択することによつて助長される。さらに、低粘度
すすの薄い層１９を孔形成面として用いることに
より、マンドレル除去によつて生ぜしめられた損
傷がなおされ、中心線シードが最少限におさえら
れるかあるいは除去される。上記薄い層の粘度
V3は比V3／V1が1/10よりも小さくなるように選
定されなければならない。 すすの融合合体と穴の閉塞を生ぜしめるために
すすプリフオームが加熱されなければならない温
度はコアおよびクラツド材料に応じてきまる。従
つて、融合合体および穴閉塞温度はすべてのガラ
ス組成に適用しうるパラメータであるガラス粘度
で表わされる。可能なかぎり最も短い時間で穴を
閉塞せしめることが望ましいので、融合合体温度
はプリフオーム粘度を約106ポワズと1010ポワズ
との間にするのに十分なだけ高いことが好まし
い。 焼結時におけるすすの収縮によつて相当大きな
穴閉塞力が発生する。コア・ガラスが十分に流体
状であれば、クラツドが著しく稠密となる前にそ
のコア・ガラスは焼結して透明なガラスとなり、
クラツドの（より高い温度でおよび／またはより
長い時間のあいだの）爾後の収縮がコアを２〜20
気圧の力で圧縮し、中心穴をつぶす。この方法
は、中心穴の表面に作用する小さい表面張力では
なくて、クラツドの収縮を生ぜしめる大きな毛管
力を利用するものである。 穴を閉塞する相対時間に影響を及ぼす他の要因
としては、最初の穴と全体のプリフオーム直径の
比（この比が小さければ小さいほど、穴の閉塞が
それだけ容易になる）、プリフオームのコア直径
と全体の直径との比、クラツドのすす密度に対す
るコアのすす密度（クラツドのすす密度に対する
コアのすす密度が高ければ高いほど、穴の閉塞が
それだけ容易になる）。 プリフオームを融合合体用炉内に１回挿入して
ガラスすすを融合合体せしめて稠密なガラスとな
しかつ穴５４を閉塞せしめるようにするのが都合
がよい。プリフオームを完全に融合合体せしめか
つそれの穴を閉塞せしめるのに要する時間は定期
的にそのプリフオームを炉から回収して穴の寸法
を観察することによつて経験的に決定されうる。
本発明では、穴を完全に閉塞せしめる前にプリフ
オームを炉に２回またはそれ以上挿入することも
意図されている。しかしながら、部分的に融合合
体せしめられたプリフオームは穴５４の閉塞前に
室温まで冷却せしめられてはならない。なぜなら
ば、そのようにすると、穴の表面で破壊が生じる
おそれがあるからである。 プリフオームが融合合体せしめられかつ穴が閉
塞されて後に、そのようにして得られた引抜き用
素材は、フアイバとして引抜かれる前に、室温ま
で冷却されうる。その引抜き用素材は、それの両
端に露呈されたコア部分に亀裂が生じるのを防止
するために、通常それらの両端に凹みを形成する
ように炎加工される。素材は一端をハンドルに融
着され、かつ脱脂用溶剤を用いて清浄化され、そ
のハンドルで素材が支持される炉内に挿入される
直前に弗化水素酸洗いと水洗いに付される。引抜
き時には、例えば50％N2および50％O2よりなる
引抜き炉雰囲気を制御することと、1600℃と2300
℃との間でありうる熱い炉に例えば約4.5cm／時
の遅い速度で素材を送り込むこととが行なわれ
る。フアイバ引抜き速度は約0.5m／秒である。
一体をにしたハンドルが用いられかつ素材が融合
合体工程と引抜き工程との間で熱い状態に保持さ
れる場合には、エツチングおよび炎加工工程は省
略されうる。 本発明の方法では融合合体工程時に穴が閉塞さ
れることになるから、引張力によつて破壊を生じ
ることになりうる素材の中央における自由表面が
除去される。かくして、光導波路を製造するに当
つては、膨張特性の差が比較的大きいコアおよび
クラツド材料が用いられ、それによつて開口数の
大きい光導波路を得ることができる。さらに、穴
の汚染が排除されたから素材の清浄化が簡単化さ
れた。 次に本発明の特定の実施例について説明する。
これらの実施例は光導波路の製造に関し、炉マツ
フルの内径は12.7cmであり、それの長さは213cm
である。最高炉温度は実施例１では約1450℃であ
り、実施例２〜４では約1460℃であつた。燃料、
ガスおよび蒸気の流量は第１表に示されている。
【表】
実施例 １
直径約0.6cmのアルミナ・マンドレルがハンド
ルに固着された。空気も酸素も供給されないアセ
チレン・トーチを用いてマンドレル上に約0.5mm
の厚さの炭素の層が沈積せしめられた。SiCl4，
POCl3およびGeCl4の液体がそれぞれ第１、第２
および第３の溜めに維持された。低粘度すすの層
を形成するために、乾燥した酸素が第１および第
２の溜め内に第１表に示されている流量で泡だて
て送り込まれた。そのようにして得られた混合物
は、燃料と酸素がバーナを通過せしめられ、この
場合、そのバーナには燃料と酸素が第１表に示さ
れた流量で供給された。そのようにして得られた
すすの６つの層によつて、約0.4mmの厚味を有す
る薄い層が形成された。このすす層の組成は約７
重量％P2O5および93重量％SiO2であつた。 次に、バーナにおける流れが第１表に示されて
いるコアに対する流量に急激に変更せしめられ、
ほぼ22重量％GeO2，0.65重量％P2O5および77.35
重量％SiO2の組成を有するすすが生成された。
そこで、GeCl4およびPOCl3キヤリア流を放物線
状曲線のゼロまで減少させることによつて、グレ
ーデツド・インデツクス分布を有するすす被覆が
沈積せしめられた。クラツド被覆も、バーナに送
られる反応物蒸気だけが1.0slpm（slpmはリツト
ル／分、以下同様）SiCl4であることを除いて同
様の条件で沈積せしめられた。被覆１０の形成時
に沈積されるコアすすの層の数は282であり、被
覆２２の形成時に沈積されるクラツドすすの層の
数は432であり、その場合、各バーナがプリフオ
ームに沿つて移動せしめられるごとに１つの層が
形成された。各層を沈積せしめるのに約25秒を要
した。層１０の外径は約1.4cmであり、すすプリ
フオームの外径は約5.9cmであつた。 そのようにして得られたプリフオームは第７図
に示された型式の炉で融合合体せしめられたが、
その場合、ヘリウムと酸素がオリフイス７２から
それぞれ44slpmおよび4slpmの流量で流出せしめ
られた。アルミナ・マンドレルを除去して後に、
プリフオームの端部に穴が穿設され、そしてその
プリフオームを炉内に吊り下げるためにそれらの
穴にプラチナ・ワイヤが挿通せしめられた。プリ
フオームが炉のホツト・ゾーン中を２cm／分の速
度で送られるにつれて、そのプリフオームが融合
合体せしめられ、同時にそれの穴が閉塞せしめら
れた。このようにして得られたガラス素材の外径
は約3.1cmであつた。その素材の大部分にシード
はまつたくみられなかつた。このシードなし部分
（素材の約二分の一）のうちの最も大きいものが
炎加工法によつてシリカ・ロツドとなされかつ約
2000℃の温度で引抜かれてフアイバとなされた。
このようにして得られた820nmにおける減衰は
5.4dB／Kmであつた。コア直径は50μmで、外径
は約125μmであつた。帯域幅は138MHz−Kmであ
つた。 実施例 ２ 全体の厚味を0.1mmとするためにわずかに２つ
の炭素層が沈積せしめられた点を除いて実施例１
におけるのと同様にしてプリフオームが作成され
た。プリフオームに一体的なシリカ・ハンドルが
付着され、そのまわりにすすプリフオームの一端
が形成された。炭素が添着せしめられたのに続い
て、15重量％P2O5、10重量％GeO2および75重量
％SiO2の組成を有するすすの24個の層が沈積せ
しめられて、厚さ0.6mmの薄い層が形成された。
その薄い層が沈積せしめられたのに続いて、６つ
のすす層が沈積せしめられたが、その場合、
SiCl4，GeCl4およびPOCl3キヤリア・ガスと燃料
としてのO2およびCH4が薄い層のすすに対する
流量からコアに対する流量まで直線的に変化せし
められた。これによつて、第５図に示されている
ように酸化物濃度レベルに直線的なテーパが生ぜ
しめられた。上記６つの層の端部における流量は
第１表においてコアにつき示されたものである。
この点におけるコアすすの組成は約20重量％
GeO2、1.6重量％P2O5および78.4重量％SiO2であ
つた。GeCl4およびPOCl3キヤリア流がコアすす
被覆を形成するための276個の層においてゼロま
で放物線状に漸次減少せしめられた。プリフオー
ムのコア部分の外径は約1.47cmであつた。次にバ
ーナが540回通過せしめられるあいだにクラツド
被覆が沈積せしめられ、その間、GeCl4および
POCl3に対するキヤリア流は遮断されたままであ
つた。 マンドレルが除去された後に、プリフオームは
前記一体のシリカ・ハンドルによつて融合合体炉
内に吊り下げられた。プリフオームの下端には１
mmの貫通穴を有する６mmO.D.ホウケイ酸プラグ
が嵌入され、そのプリフオームの穴が５％Cl2と
95％Heの混合物よりなる乾燥ガスで1.0psiに加圧
された。プリフオームは約４mm／分の速度で1460
℃ホツト・ゾーン中に下降せしめられ、その場
合、プリフオームの穴内の圧力はバイパス・レギ
ユレータによつて1.0psiに規制された。オリフイ
ス７２からの炉雰囲気流は実施例１の場合と同じ
であつた。融合合体せしめられた後では、素材は
実質的にシードのないものであり、3.2cmの外径
を有していた。シリカ・ハンドルが除去され、25
cmの外径を有する91cmシリカ・チユーブが引抜き
用ハンドルとして使用するために素材に融着され
た。素材は2200℃で引抜かれ、それぞれ約50μm
のコア直径と約125μmの外径を有する６本の1.0
Kmフアイバとなされた。850nmにおけるフアイバ
の減衰は2.88dB／Kmから4.5dB／Kmまでの範囲で
あつた。帯域幅は378MHz−Kmから64MHz−Kmの
範囲であつた。 実施例 ３ 流量が第１表に示されたように変更された点を
除き実施例２に従つてすすプリフオームが形成さ
れた。24重量％P2O5、８重量％GeO2および68重
量％SiO2の組成を有するすすの12個の層が沈積
せしめられて0.3mmの厚味を有する低粘度薄層が
形成された。その薄層が沈積せしめられた後に、
６つのすす層が沈積せしめられ、その場合、
SiCl4，GeCl4およびPOCl3、キヤリア・ガスと燃
料としてのO2およびCH4が薄層すすに対する流
量からコアすすに対する流量まで直線的に変化せ
しめられた。６つの層の端部における流量は第１
表においてコアに対して規定されたものであり、
すす組成は約21.5重量％GeO2、1.5重量％P2O5お
よび75重量％SiO2であつた。すすプリフオーム
が実施例２に従つて融合合体せしめられ、中心線
シードのない中実のガラス素材が得られた。その
素材が実施例２に従つて引抜かれて、直径50μm
のコアと125μmの外径を有する光導波路フアイバ
が得られた。このようにして得られたフアイバの
850nmにおける減衰は3.5dB／Kmであり、帯域幅
は420MHz−Kmであつた。 実施例 ４ 次のような変更を除いて実施例２に従つてすす
プリフオームが形成された。流量は第１表に示さ
れているように変更された。12個のすす層が沈積
せしめられ、21.1重量％P2O5、７重量％GeO2お
よび71.9重量％SiO2の組成を有し厚さ0.3mmの低
粘度薄層が形成された。 この実施例では、薄層とコア被覆との間には遷
移は存在しなかつた。薄層すすが沈積せしめられ
た後に、バーナが素材から傾斜せしめられ、流れ
が第１表に示されたコアに対する流れに変更され
た。この工程は約50秒で行なわれた。次にバーナ
がそれの初期位置に戻され、そこでマンドレルの
方に向けられた。第１表に示された初期コア流速
の場合には、すすの組成は20重量％GeO2、1.5重
量％P2O5および78.5重量％SiO2であつた。そこ
で、GeCl4およびPOCl3キヤリア流れがコアすす
被覆を形成するための282個の層でゼロまで放物
線状に漸次減少せしめられた。プリフオームのコ
ア部分の外径は約1.4cmであつた。バーナが次に
520回通過せしめられるあいだにクラツド被覆が
沈積せしめられ、その間、GeCl4およびPOCl3に
対するキヤリア流は遮断されたままとされた。こ
のようにして得られたすすプリフオームの外径は
5.8cmであつた。そのすすプリフオームは実施例
２に従つて融合合体せしめられ中実かつシードな
しのガラス素材となされた。この素材が実施例２
に従つて引抜かれて、コア直径が50μmで外径が
125μmのフアイバとなされた。そのフアイバの
850nmにおける減衰は2.42dB／Kmであり、それ
の帯域幅は502MPH−Kmであつた。
ルに固着された。空気も酸素も供給されないアセ
チレン・トーチを用いてマンドレル上に約0.5mm
の厚さの炭素の層が沈積せしめられた。SiCl4，
POCl3およびGeCl4の液体がそれぞれ第１、第２
および第３の溜めに維持された。低粘度すすの層
を形成するために、乾燥した酸素が第１および第
２の溜め内に第１表に示されている流量で泡だて
て送り込まれた。そのようにして得られた混合物
は、燃料と酸素がバーナを通過せしめられ、この
場合、そのバーナには燃料と酸素が第１表に示さ
れた流量で供給された。そのようにして得られた
すすの６つの層によつて、約0.4mmの厚味を有す
る薄い層が形成された。このすす層の組成は約７
重量％P2O5および93重量％SiO2であつた。 次に、バーナにおける流れが第１表に示されて
いるコアに対する流量に急激に変更せしめられ、
ほぼ22重量％GeO2，0.65重量％P2O5および77.35
重量％SiO2の組成を有するすすが生成された。
そこで、GeCl4およびPOCl3キヤリア流を放物線
状曲線のゼロまで減少させることによつて、グレ
ーデツド・インデツクス分布を有するすす被覆が
沈積せしめられた。クラツド被覆も、バーナに送
られる反応物蒸気だけが1.0slpm（slpmはリツト
ル／分、以下同様）SiCl4であることを除いて同
様の条件で沈積せしめられた。被覆１０の形成時
に沈積されるコアすすの層の数は282であり、被
覆２２の形成時に沈積されるクラツドすすの層の
数は432であり、その場合、各バーナがプリフオ
ームに沿つて移動せしめられるごとに１つの層が
形成された。各層を沈積せしめるのに約25秒を要
した。層１０の外径は約1.4cmであり、すすプリ
フオームの外径は約5.9cmであつた。 そのようにして得られたプリフオームは第７図
に示された型式の炉で融合合体せしめられたが、
その場合、ヘリウムと酸素がオリフイス７２から
それぞれ44slpmおよび4slpmの流量で流出せしめ
られた。アルミナ・マンドレルを除去して後に、
プリフオームの端部に穴が穿設され、そしてその
プリフオームを炉内に吊り下げるためにそれらの
穴にプラチナ・ワイヤが挿通せしめられた。プリ
フオームが炉のホツト・ゾーン中を２cm／分の速
度で送られるにつれて、そのプリフオームが融合
合体せしめられ、同時にそれの穴が閉塞せしめら
れた。このようにして得られたガラス素材の外径
は約3.1cmであつた。その素材の大部分にシード
はまつたくみられなかつた。このシードなし部分
（素材の約二分の一）のうちの最も大きいものが
炎加工法によつてシリカ・ロツドとなされかつ約
2000℃の温度で引抜かれてフアイバとなされた。
このようにして得られた820nmにおける減衰は
5.4dB／Kmであつた。コア直径は50μmで、外径
は約125μmであつた。帯域幅は138MHz−Kmであ
つた。 実施例 ２ 全体の厚味を0.1mmとするためにわずかに２つ
の炭素層が沈積せしめられた点を除いて実施例１
におけるのと同様にしてプリフオームが作成され
た。プリフオームに一体的なシリカ・ハンドルが
付着され、そのまわりにすすプリフオームの一端
が形成された。炭素が添着せしめられたのに続い
て、15重量％P2O5、10重量％GeO2および75重量
％SiO2の組成を有するすすの24個の層が沈積せ
しめられて、厚さ0.6mmの薄い層が形成された。
その薄い層が沈積せしめられたのに続いて、６つ
のすす層が沈積せしめられたが、その場合、
SiCl4，GeCl4およびPOCl3キヤリア・ガスと燃料
としてのO2およびCH4が薄い層のすすに対する
流量からコアに対する流量まで直線的に変化せし
められた。これによつて、第５図に示されている
ように酸化物濃度レベルに直線的なテーパが生ぜ
しめられた。上記６つの層の端部における流量は
第１表においてコアにつき示されたものである。
この点におけるコアすすの組成は約20重量％
GeO2、1.6重量％P2O5および78.4重量％SiO2であ
つた。GeCl4およびPOCl3キヤリア流がコアすす
被覆を形成するための276個の層においてゼロま
で放物線状に漸次減少せしめられた。プリフオー
ムのコア部分の外径は約1.47cmであつた。次にバ
ーナが540回通過せしめられるあいだにクラツド
被覆が沈積せしめられ、その間、GeCl4および
POCl3に対するキヤリア流は遮断されたままであ
つた。 マンドレルが除去された後に、プリフオームは
前記一体のシリカ・ハンドルによつて融合合体炉
内に吊り下げられた。プリフオームの下端には１
mmの貫通穴を有する６mmO.D.ホウケイ酸プラグ
が嵌入され、そのプリフオームの穴が５％Cl2と
95％Heの混合物よりなる乾燥ガスで1.0psiに加圧
された。プリフオームは約４mm／分の速度で1460
℃ホツト・ゾーン中に下降せしめられ、その場
合、プリフオームの穴内の圧力はバイパス・レギ
ユレータによつて1.0psiに規制された。オリフイ
ス７２からの炉雰囲気流は実施例１の場合と同じ
であつた。融合合体せしめられた後では、素材は
実質的にシードのないものであり、3.2cmの外径
を有していた。シリカ・ハンドルが除去され、25
cmの外径を有する91cmシリカ・チユーブが引抜き
用ハンドルとして使用するために素材に融着され
た。素材は2200℃で引抜かれ、それぞれ約50μm
のコア直径と約125μmの外径を有する６本の1.0
Kmフアイバとなされた。850nmにおけるフアイバ
の減衰は2.88dB／Kmから4.5dB／Kmまでの範囲で
あつた。帯域幅は378MHz−Kmから64MHz−Kmの
範囲であつた。 実施例 ３ 流量が第１表に示されたように変更された点を
除き実施例２に従つてすすプリフオームが形成さ
れた。24重量％P2O5、８重量％GeO2および68重
量％SiO2の組成を有するすすの12個の層が沈積
せしめられて0.3mmの厚味を有する低粘度薄層が
形成された。その薄層が沈積せしめられた後に、
６つのすす層が沈積せしめられ、その場合、
SiCl4，GeCl4およびPOCl3、キヤリア・ガスと燃
料としてのO2およびCH4が薄層すすに対する流
量からコアすすに対する流量まで直線的に変化せ
しめられた。６つの層の端部における流量は第１
表においてコアに対して規定されたものであり、
すす組成は約21.5重量％GeO2、1.5重量％P2O5お
よび75重量％SiO2であつた。すすプリフオーム
が実施例２に従つて融合合体せしめられ、中心線
シードのない中実のガラス素材が得られた。その
素材が実施例２に従つて引抜かれて、直径50μm
のコアと125μmの外径を有する光導波路フアイバ
が得られた。このようにして得られたフアイバの
850nmにおける減衰は3.5dB／Kmであり、帯域幅
は420MHz−Kmであつた。 実施例 ４ 次のような変更を除いて実施例２に従つてすす
プリフオームが形成された。流量は第１表に示さ
れているように変更された。12個のすす層が沈積
せしめられ、21.1重量％P2O5、７重量％GeO2お
よび71.9重量％SiO2の組成を有し厚さ0.3mmの低
粘度薄層が形成された。 この実施例では、薄層とコア被覆との間には遷
移は存在しなかつた。薄層すすが沈積せしめられ
た後に、バーナが素材から傾斜せしめられ、流れ
が第１表に示されたコアに対する流れに変更され
た。この工程は約50秒で行なわれた。次にバーナ
がそれの初期位置に戻され、そこでマンドレルの
方に向けられた。第１表に示された初期コア流速
の場合には、すすの組成は20重量％GeO2、1.5重
量％P2O5および78.5重量％SiO2であつた。そこ
で、GeCl4およびPOCl3キヤリア流れがコアすす
被覆を形成するための282個の層でゼロまで放物
線状に漸次減少せしめられた。プリフオームのコ
ア部分の外径は約1.4cmであつた。バーナが次に
520回通過せしめられるあいだにクラツド被覆が
沈積せしめられ、その間、GeCl4およびPOCl3に
対するキヤリア流は遮断されたままとされた。こ
のようにして得られたすすプリフオームの外径は
5.8cmであつた。そのすすプリフオームは実施例
２に従つて融合合体せしめられ中実かつシードな
しのガラス素材となされた。この素材が実施例２
に従つて引抜かれて、コア直径が50μmで外径が
125μmのフアイバとなされた。そのフアイバの
850nmにおける減衰は2.42dB／Kmであり、それ
の帯域幅は502MPH−Kmであつた。
第１図および第２図はマンドレル上におけるす
すプリフオームの形成を示す図、第３図は本発明
に従つて作成された素材のコア部分におけるドー
パント酸化物の濃度をその素材の半径の関数とし
て示すグラフ、第４図はコアのドーパント濃度が
第３図に示されている素材から引抜かれたフアイ
バの屈折率を半径の関数として示すグラフ、第５
図は本発明による他のコア濃度分布を示すグラ
フ、第６図はコアのドーパント濃度が第５図に示
されている素材から引抜かれたフアイバの屈折率
を半径の関数として示すグラフ、第７図は融合合
体用炉と融合合体用雰囲気系統を示す概略図、第
８図は典型的な融合合体用炉の温度分布を示すグ
ラフである。
すプリフオームの形成を示す図、第３図は本発明
に従つて作成された素材のコア部分におけるドー
パント酸化物の濃度をその素材の半径の関数とし
て示すグラフ、第４図はコアのドーパント濃度が
第３図に示されている素材から引抜かれたフアイ
バの屈折率を半径の関数として示すグラフ、第５
図は本発明による他のコア濃度分布を示すグラ
フ、第６図はコアのドーパント濃度が第５図に示
されている素材から引抜かれたフアイバの屈折率
を半径の関数として示すグラフ、第７図は融合合
体用炉と融合合体用雰囲気系統を示す概略図、第
８図は典型的な融合合体用炉の温度分布を示すグ
ラフである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ガラス・コアと、このガラス・コアより低い
屈折率を有しており前記ガラス・コアを包囲した
クラツド・ガラスの層を具備しており、前記ガラ
ス・コアを構成するガラスの粘度V1が前記クラ
ツド・ガラスの粘度V2より低い光導波路フアイ
バにおいて、 前記ガラス・コア内に低粘度ガラスの軸線方向
領域をさらに具備しており、前記粘度V1は前記
軸線方向領域の粘度V3よりも高く、前記粘度は
前記クラツド・ガラスが1010ポアズの粘度を有す
る温度で決定されたものであり、前記軸線方向領
域と前記ガラス・コアの残部領域との間の境界に
粘度の急激な変化が存在していることを特徴とす
る光導波路フアイバ。 ２ 前記軸線方向領域が少なくとも７重量％の
P2O5を含む特許請求の範囲第１項記載の光導波
路フアイバ。 ３ 前記軸線方向領域および前記ガラス・コアの
残部領域がGeO2およびP2O5をドープされたSiO2
よりなる特許請求の範囲第２項記載の光導波路フ
アイバ。 ４ 前記軸線方向領域におけるGeO2の量がこの
軸線方向領域におけるP2O5の量よりも少なく、
前記ガラス・コアの残部領域におけるGeO2の量
がP2O5の量よりも多くされた特許請求の範囲第
３項記載の光導波路フアイバ。 ５ 前記軸線方向領域の直径が15μmより小さく
された特許請求の範囲第１項記載の光導波路フア
イバ。 ６ 前記軸線方向領域の直径と前記ガラス・コア
の残部領域の直径の比が1/3より小さくされた特
許請求の範囲第１項記載の光導波路フアイバ。 ７ 前記軸線方向領域が二成分系ガラス成分で形
成されており、その成分の少なくとも７重量％が
粘性低下用酸化物である特許請求の範囲第１項記
載の光導波路フアイバ。 ８ 比V1／V2が1/2より小さく、かつ比V3／V1
が1/10より小さい特許請求の範囲第１項記載の光
導波路フアイバ。 ９ 光導波路フアイバを製造する方法であつて、
実質的に円柱状のマンドレルを準備し、 低粘度ガラスすす層を前記マンドレルに添着
し、 前記低粘度ガラスすす層の外周面に第１のガラ
スすす被覆を添着し、 前記第１のガラスすす被覆の外周面上に第２の
ガラスすす被覆を添着し、この第２の被覆のガラ
スすすは前記第１の被覆のガラスすすの屈折率よ
り小さい屈折率を有しており、前記第２の被覆の
融合合体温度においてこの第２の被覆の粘度が前
記第１の被覆の粘度より大きくかつ前記第１の被
覆の粘度は前記低粘度ガラスすす層の粘度よりも
大きいようにし、 前記マンドレルを除去して穴を有するすすプリ
フオームを形成し、この場合、このマンドレル除
去工程が終了した後に前記第１の被覆の内表面上
に前記低粘度ガラスすすの連続した層が残存する
のに十分なだけ前記低粘度ガラスすす層の厚みが
大きくなるようにし、 前記第１および第２のすす被覆を融合合体させ
かつ前記穴を同時に閉塞させるのに十分な時間の
あいだ十分に高い温度に前記プリフオームを加熱
し、そして、 このようにして融合合体されたプリフオームを
延伸して光フアイバを形成することよりなる光導
波路フアイバの製造方法。 １０ 前記低粘度ガラスすす層の粘度を、前記第
２の被覆の融合合体温度における前記第１の被覆
の粘度の1/10より小さくする特許請求の範囲第９
項記載の方法。 １１ 前記低粘度ガラスすす層の厚さを少なくと
も0.15mmとする特許請求の範囲第９項記載の方
法。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/165,652 US4298365A (en) | 1980-07-03 | 1980-07-03 | Method of making a soot preform compositional profile |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5747740A JPS5747740A (en) | 1982-03-18 |
| JPH0239762B2 true JPH0239762B2 (ja) | 1990-09-07 |
Family
ID=22599850
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56104336A Granted JPS5747740A (en) | 1980-07-03 | 1981-07-03 | Manufacture of high purity glass article |
Country Status (16)
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| CA (1) | CA1177340A (ja) |
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| US4915716A (en) * | 1986-10-02 | 1990-04-10 | American Telephone And Telegraph Company | Fabrication of lightguide soot preforms |
| JP2988524B2 (ja) * | 1988-09-19 | 1999-12-13 | 株式会社フジクラ | 光ファイバおよびその製造方法 |
| JPH03131544A (ja) * | 1989-06-29 | 1991-06-05 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光ファイバ用ガラス母材の加熱炉および製法 |
| US5059475A (en) * | 1990-06-29 | 1991-10-22 | Photonic Integration Research, Inc. | Apparatus and method of forming optical waveguides on metalized substrates |
| US5180410A (en) * | 1990-07-30 | 1993-01-19 | Corning Incorporated | Method of making polarization retaining fiber |
| US5241615A (en) * | 1992-06-18 | 1993-08-31 | Corning Incorporated | Optical waveguide fiber with very thin titania-silica outer cladding layer |
| US5822488A (en) * | 1995-10-04 | 1998-10-13 | Sumitomo Electric Industries, Inc. | Single-mode optical fiber with plural core portions |
| EP1044173A4 (en) * | 1997-12-23 | 2005-03-09 | Spectran Corp | LARGE SCALE MANUFACTURING PROCESS OF OPTICAL FIBER PREFORMS WITH IMPROVED CHARACTERISTICS |
| DE19850929C1 (de) * | 1998-11-05 | 1999-11-25 | Heraeus Quarzglas | Verfahren und Vorrichtung für die Herstellung eines Rohres aus Quarzglas |
| US6438303B1 (en) | 1999-02-22 | 2002-08-20 | Corning Incorporated | Laser optimized multimode fiber and method for use with laser and LED sources and system employing same |
| CN1341223A (zh) * | 1999-02-22 | 2002-03-20 | 康宁股份有限公司 | 供激光器和led光源和使用上述器件的系统之用的经激光优化的多模光纤及方法 |
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| JP4596442B2 (ja) * | 1999-04-26 | 2010-12-08 | コーニング インコーポレイテッド | 低水分ピーク光導波路ファイバおよびその製造方法 |
| DE10029151C1 (de) * | 2000-06-19 | 2001-08-16 | Heraeus Quarzglas | Verfahren für die Herstellung eines SiO¶2¶-Rohlings sowie SiO¶2¶-Rohling |
| WO2006071865A2 (en) * | 2004-12-23 | 2006-07-06 | Nextrom Holding, S.A. | Method and apparatus for manufacturing an optical fiber core rod |
| US7412131B2 (en) * | 2007-01-02 | 2008-08-12 | General Electric Company | Multilayer optic device and system and method for making same |
| US20100154478A1 (en) | 2008-12-01 | 2010-06-24 | Panduit Corp. | Multimode fiber having improved index profile |
| US8351027B2 (en) * | 2009-06-15 | 2013-01-08 | Panduit Corp. | Method and metric for selecting and designing multimode fiber for improved performance |
| CN103472529B (zh) * | 2013-09-10 | 2015-06-10 | 烽火通信科技股份有限公司 | 低损耗光纤及其制造方法 |
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- 1980-07-03 US US06/165,652 patent/US4298365A/en not_active Expired - Lifetime
-
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