JPH0248499B2 - Hikarifuaibaanoseiho - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は光フアイバーの製法に関するもので、
化学的反応が酸素とハロゲン化物のような１つ以
上の化合物の蒸気の間で行われ、その反応によつ
てガラス管の内面上に１つ以上の酸化物からなる
被覆物（体）の形成が生ずる。

上記化学反応を促進するために提案されている
方法は、熱を加えることと、ガス混合物内のプラ
ズマの成生を含んでいる。したがつて基管の内面
上に被覆物を形成するために熱源が管の内側に沿
つて横切ると共にガス混合体が管を通つて流れ、
固体反応生成物は管孔面に沿つて漸増的に付着さ
れ一層の加熱によつてガラス層に変換される微粒
子として形成され、かつ該プロセスは多層被覆物
を形成するのに必要なだけ反復される。管と該管
に対して外側のプラズマ励起装置間で管孔に沿つ
ての漸増付着は、相対的な長手方向の運動が行わ
れるようにすることによつて行うこともできる。

基管を流れるガス混合体において前記反応のプ
ラズマ活性を行うために提案されている他の方法
においては、プラズマ励起装置がそのガス出口端
部に隣接した管の一部まわりで固定的位置に維持
され、かつ該装置に対するパワー入力は絶えずか
つ漸増的に変化され、前記管に沿つて掃引される
べきプラズマ柱の終了を生じさせ、前記柱が交互
に伸縮し、そしてプラズマ柱の各掃引が管に沿つ
ての漸増付着を再びもたらす。

したがつて本発明の目的は基管の内面上に前述
のように被覆物の形成によつて光フアイバーを製
造する改良された光フアイバーの製法を提供する
ことにある。

本発明によれば、光フアイバーを製造する方法
において１つ以上の酸化物からなる被覆物は、酸
素と該酸素と反応し所望の被覆物質を生成する１
つ以上の化合物の蒸気との間で化学的反応を生じ
させることによつてガラス基管の内面上に形成さ
れ、その壁を通して多数の孔のある内管が前記基
管内に同軸で支持されており、環状空間が前記穿
孔管と基管との間に形成されており、ガス混合体
は酸素と前記蒸気からなつており、および選択的
に付加的搬送ガスは前記環状空間内に流れ込むよ
うにしており、少なくとも前記蒸気は前記環状空
間内に前記穿孔を介して出現するように前記空間
内に通過されることによつて前記環状空間内に導
入され前記空間内のガス圧はガスが前記環状空間
内に前記穿孔を介して流れるようにさせるために
前記環状空間よりも高く維持されており、少なく
とも前記基管の長さの主要部は高い温度に維持さ
れており、かつ化学的反応がエネルギーを前記環
状空間内に発生させることによつて前記環状空間
を介して行われるようにし、よつて前記反応から
生ずる固体の被覆物が基管の加熱される長さの内
面全体に同時に形成されると共に、残余ガスおよ
びガス反応生成物が前記環状空間から引出される
ことを特徴としている。

前記基管は光フアイバー体の製造において通常
の慣行によれば普通円形断面となつている。穿孔
内管も、普通、円形断面となつている。

前記内管の内部と反応が行われる前記環状空間
との間で圧力差が維持され、前記内管に導入され
る蒸気（酸素あるいは付加的搬送ガスがあつて
も、なくとも）が前記穿孔を介して前記環状空間
内に流れることを確実にしている。好ましくは、
前記内管の１端が閉じられるか、あるいは必要な
圧力差が維持されるように絞つた出口とし、かつ
反応体蒸気が前記穿孔を介してのみ内管を去るよ
うにしている。また、ガス／蒸気を内管の両端内
に同時に導入し、所要の圧力を維持する。環状空
間内での低下した圧力が、基管の１端に接続され
た適正なポンプ手段を介して前記環状空間の一定
の排気によつて維持されるが、前記基管を介して
ガス反応生成物、搬送（担体）ガスおよびいずれ
もの残余ガス反応が取除かれる。内管の圧力は、
環状反応空間内へのガスの流速があまり急速でな
く、前記環状空間内の所要の低下圧がポンプ装置
によつて維持されうるように制限されなければな
らない。所望により、前記基管は両端から排気す
るようにし、特に、ガスが内管の両端内に導入さ
れる場合に、そのようにする。

熱を加えることは、円滑かつ一様な付着を促進
するための適正な高い温度で基管を維持するのに
必要であり、かつガス反応を促進するために必要
なエネルギーの少なくとも一部を与えるようにし
てもよい。該加熱は、基管を円形電気炉内に閉じ
込めることによつて工合よく行える。

本発明による方法は、光フアイバーに所望の屈
折率プロフイルを与えるための１つ以上の微量の
添付物を有するシリカからなる光フアイバー体の
製造に特に応用できる。この場合に、基管はガラ
スシリカで形成され、反応体蒸気は好ましくはシ
リコン四塩化物と、かつプロセスの少なくとも一
部に対して、必要な微量添加物が派生されるハロ
グン化物とからなつている。ハロゲン化物蒸気は
搬送ガスの流れの中に伴出されるが、該搬送ガス
は液体ハロゲン化物を介して泡立てられる。搬送
ガスとしては酸素が用いられ、付加的ガスとして
は好ましくはアルゴンがこのために用いられう
る。用いたハロゲン化物は、通常、塩化物である
が、シリカ被覆物における微量添加物としてフツ
素を取り入れることが望まれる場合には、ジクロ
ルジフルオルシランなどのフツ素含有化合物が反
応混合体中に含めることができる。

基管は光フアイバーのクラツドを形成してもよ
いが、そのコアは被覆物から形成されるか、該管
は被覆物によつて全体的に形成された光導波管構
造に対する支持部を構成してもよい。内管内に導
入されたガス／蒸気混合体の組成分は付着プロセ
ス中は一定に維持され、階段式屈折率構造をつく
るか、あるいは所望によりグレード状屈折率の被
覆物を生成するか微量添加物あるなしに拘らず２
つ以上の同心領域からなる被覆物を生成し、前記
領域は例えばクラツド状障壁層および型体から得
られたフアイバーのコアを構成し、そのような領
域はそれぞれ所望により、一様またはグレード状
組成物となつている。

本発明の方法は基管の孔上に被覆物を形成する
連続したプロセスを構成し、前記管の必要な全長
さが同時に被覆される。したがつて、系を介して
ガスおよび蒸気流を生じさせ、環状反応領域内に
エネルギーを発生させ、かつ加熱する操作が所望
の厚さの被覆物を生成するために必要な時間長だ
け連続して行われる。しかしながら、これらのプ
ロセスは所望により中断することもできるが、そ
の条件は再開に際し、一様、グレード状、階段式
であるに拘らず被覆物の組成分の連続性は、ガス
反応混合体の組成分および操作条件を適正に制御
することによつて維持されることである。

穿孔管内外の空間の寸法および前記管中の穿孔
の配置は、基管上に付着した被覆物が径方向およ
び長手方向双方で一様な厚さとなるようにしなけ
ればならない。穿孔は所望に応じて管の長さに沿
つて数、直径、分布程度について変化させ、所望
のガス流および付着量を実現することができる。
特に、そのガス入口端部から隔つた内管の端部に
向けて穿孔数を増大させ、管に沿つて条件の変化
に対処することが必要である。基管に対して穿孔
管を回転させたり往復させ、被覆物の付着に関し
径方向および長手方向で一様にすることが必要で
あろう。

穿孔管はガラスシリカで形成することが好まし
く、それを介して、所要の寸法および分布をもつ
て穿孔が行われうる。また前記管は必要な穿孔を
構成している適正に分布しかつ適正な寸法の穴で
多孔性セラミツク物質で形成することができる。

所望により、ガス混合体の成分の若干またはす
べては、主管系内に個々の挿入された穿孔管を介
して、前記穿孔管の内側または外側いずれかに、
導入してもよい。このような構成による利点は、
グレード状屈折率をもつ光フアイバーの製造にお
いて互に対してハロゲン化物蒸気の流れの速度を
変化することが必要な場合である。

基管および穿孔管間の環状空間内に発生された
エネルギーは、被覆物形成反応を活性化するため
に、例えば非等温型であつてプラズマまたはレー
ザービームによつて発生されるような型式のもの
であつてよく、あるいは外部から基管を加熱する
か前記空間に行われるガス燃焼によつて発生され
る等温エネルギーであつてもよい。もし非等温エ
ネルギー源が用いられた場合には、発生されたエ
ネルギーは系に加えられた熱によつて高めること
ができる。

良好なエネルギー源はプラズマ励起装置であつ
て基管と穿孔管との間の環状反応領域においてガ
ス状混合体内にプラズマ柱を発生し、前記空間の
ほぼ全長にわたつて前記プラズマ柱を維持するよ
うに動作する。好ましくは、装置は基管および穿
孔管のアツセンブリに対して固定位置に維持され
るが、所望により前記アツセンブリに対して長手
方向に往復するようにしてもよい。該装置は、基
管を取囲くRFコイル（高周波コイル）であつて
もよい。また、そして好ましくは、上記装置は基
管の１端まわりに位置したマイクロウエーブ空胴
部にして、必要な長さのプラズマ柱を発生するの
に十分なパワーで給電してもよい。通常、テスラ
（Tesla）コイルのような補助手段を用いてプラ
ズマを開始することが必要である。

前述したような、圧力差を維持して、内側穿孔
管内のガス圧が基管と穿孔管との間の環状空間よ
りも大なるようにすることは、前記環状空間への
連続したガス流を確保するのに必要なばかりでな
く、プラズマが前記空間内にのみ発生されるのを
保証するのにも必要である。したがつて、前記管
に対するガス／蒸気入力線内で制御される内管内
の圧力は前記管内のプラズマ形成を防止するのに
十分な高さに保たれると共に、前記環状空間内の
圧力は、適当な長さのプラズマ柱がこの空間で維
持されるのが保証されるために十分に低く維持さ
れる。

温度、ガス流量、および圧力差の条件はうまく
制御されるので、酸素と反応物蒸気との間の反応
は穿孔管と基管間の環状空間においてのみ行わ
れ、穿孔管内でのいかなる反応の発生も防止され
る。例えばアルゴンなどの搬送ガスに伴出される
反応体蒸気のみが内側穿孔管内に通過され、酸素
は付加的搬送ガスあるなしに拘らず、基管および
内管との間の環状空間を介して通過されるので、
前記反応は前記環状空間内の酸素と反応体蒸気の
混合の際に行われる。しかし、所望により、酸素
は内管内に通され、蒸気用の搬送ガスを構成する
ことができる。この場合に、基管に対する加熱
は、内管が十分に低く維持されて環状空間中に熱
的に活性化された反応が発生するように制御され
なければならない。

プラズマが反応を活性化するために用いられた
場合には、環状反応空間内に存在する酸素は、プ
ラズマを維持するのに十分なイオン化可能ガスを
与えることができるが、所望により、付加的なイ
オン化可能ガス、好ましくはアルゴン、クリプト
ン、あるいはクセノンガスが環状空間を介して通
されてもよいが、その場合、反応体蒸気のための
搬送体として用いられるかに関係しない。このよ
うな付加的イオン可能ガスを与えることによつ
て、プラズマを維持する外に、系を介して流れる
全搬送ガス流を増大する助けをしている。酸素お
よび反応体蒸気の流量に対して搬送ガスの比較的
高い流量は、有利である。その理由は酸素および
反応体蒸気流量に対する搬送ガス流量が高くなれ
ばなる程、プラズマ励起装置へのパワー入力の所
与のレベルで達成しうるプラズマ柱の長さが大き
くなるからである。反応体蒸気に対する酸素の流
量の比率は、無論、酸化物に対する反応体化合物
の実質的な完全な変換を保証するのに十分な高さ
でなければならない。実際上、化学量論的割合い
をかなり超えた酸素の割合いが、完全な変換のた
めに必要であることが判つた。

前記空間への基管の温度、前記環状空間内のガ
ス圧、およびガス成分の相対的流量の条件を制御
することが通常、好ましいことであるので、ガラ
ス状反応生成物が基管壁に直接形成され、しかも
前記基管上または前記空間におけるガス反応混合
体においても粒子物質の一次的形成もない。プラ
ズマ励起により、例えば３キロワツトを実質的に
超えない電源を用いて、プラズマにより占められ
る前記空間のガス圧は、好ましくは、100トール
以下に維持され、かつガラス被覆物を直接に形成
したい場合には、その圧力は20トール以下に維持
されることが好ましい。しかしながら、いくつか
の場合に、粒子被覆物の形成による高パワー高圧
での操作は、望ましいものである。というのは、
そのような条件のもとで高い付着率が得られるか
らである。好ましくは、基管は、基管の歪を生じ
させずに円滑かつ連続したガラス被覆物の生成を
担保するために十分な高温度で維持され、シリカ
管の場合における適正な温度は約1000℃である。
粒子被覆物が最初に形成される場合には、加熱に
よつてそれがガラス化されるが、このような情況
では加熱は、基管の温度を1000℃以上、例えば
1200〜1250℃に上げる必要がある。

被覆物質の付着は、穿孔管の外面上に生ずる
が、基管が適当に高温に維持されることを条件と
して基管孔上よりも少ない程度で生じ、そして穿
孔においてはほんの僅かか全く付着が生じないこ
とが判つた。

本発明の方法を行うのに用いるプラズマ励起装
置の１つの好適な例は、２つの同心円筒体で形成
した非対称型のマイクロ波空胴部であり、その内
円筒体は管の１端に隣接した基管の一部まわりに
位置している。内円筒体は、外円筒体よりも短か
く、かつ空胴部はうまく設計されているので、動
作においては、高い電界強度領域が内円筒体の内
端でのみ（すなわち、基管の隣接端から隔つた内
円筒体の内端でのみ）発生される。よつて、発生
したプラズマ柱は反応が行われるのに必要な空間
に沿つて、しかし逆方向でなく、全体的に延長す
る。

マイクロ波発生器からのマイクロ波空胴部への
パワー入力は被覆プロセスを通してほぼ一定レベ
ルに維持され、かつ基管の所与の長手方向領域上
で被覆物の効果的付着に必要な長さのプラズマ柱
を発生するための所望の大きさにすることができ
る。更に、必要なパワーレベルは、穿孔管と基管
との間の空間内のガス圧に依存し、かつ系を介し
てガス混合体の成分の相対的な流量にも依存す
る。その理由は、これらのフアクタは上述したよ
うに所与のパワー入力で得られたプラズマ柱の長
さに影響を与えているからである。

好ましくは、前述のマイクロ空胴部の外に、導
電管が基管まわりに同軸に位置ぎめされ、マイク
ロ空胴部に隣接しかつプラズマ柱の所望の長さに
対応する距離だけ基管に沿つて延長させるが、そ
の構成は導電管と作動中に発生されるプラズマ柱
との組合わせによつて同軸導波管が構成されるよ
うになつている。この導電管は基管の外部加熱に
用いられる管状炉の内壁によつて構成されてもよ
いし、また別個の金属管としてもよい。このマイ
クロ波空胴部および導電管（以降、これを導波管
と称する）の動作において、空胴部からのパワー
がプラズマに結合され、進行電磁波が空胴部から
導波管に沿つて発射され、空胴部に対する所与の
パワー入力に対するプラズマ柱の伸びの増大を促
進している。

マイクロ波空胴部の寸法は、該空胴部がTEM
モードでの電磁波を維持し、かつ空胴部の内円筒
体の長さが工合よく調整され、前記内円筒体の内
端で反射されるパワーが前記空胴部内の定在波パ
ターンを、内円筒体の内端のレベルにおいて最大
電圧にして、設定することが好ましい。このよう
な定在波パターンは、（2n＋１）λ/4にほぼ等し
い。但し、ｎは整数、λは空胴部に加えられる作
動周波数の自由空間波長である。

工合のよいことには、前記導波管（プラズマ柱
の外径に対応する）は基管の内径に対して、導波
管に沿つて伝播する波がH₁₀同軸モードとなつて
いるような内径となつている点である。該H₁₀モ
ードの伝播によつて、パワー入力、ガス流量およ
び圧力の所与の条件で、最大長のプラズマ柱の生
成を生じ、よつてパワーの利用について最適効率
を与え、かつ該モードにおける伝播が基管と導波
管のそれぞれの内径間の関係に左右される点を発
見した。したがつて、所与の基管内径に対して、
導波管に沿つてH₁₀モードにおける伝播を得るた
めには、等しくするかそれ以上にしなければなら
ない導波管の臨界的な最小内径があり、これによ
つて、プラズマ柱の最適長が得られる。

H₁₀モードにおける伝播を確実にするために必
要な最小導波管内径は、下記の関係式から得られ
るものに近い。すなわち、 λ＝π（ｘ＋ｙ） である。但し、λは作動周波数の自由空間波長、
ｘは基管の内径、ｙは導波管の内径である。

マイクロ波空胴部／同軸導波管構成の最適動作
を行うために該構成の全インピーダンスはマイク
ロ波発生器と前記空胴部に前記発生器を接続する
ケーブルの合成インピーダンスと整合しなければ
ならない。空胴導波管系のインピーダンスは、該
導波管の内径によつて影響され、かつ空胴部の内
外円筒部の直径比を変えることによつて最適値に
適宜、調整することができる。

エネルギー源の別の形式として、これはプラズ
マ励起装置の代りに用いるのであるが、基管の１
端に隣接してレーザーが設けられてもよく、その
際には、レーザービームが穿孔管と基管との間の
前記環状空間内でかつ環状空間に沿つて向けら
れ、穿孔管を取囲くように作動する。

被覆物形成反応を促進するのに必要なエネルギ
ーを発生する別の方法は、プラズマ生成のような
エネルギーの励起の他の形式に関連するか、その
代用として採用されるものであるが、ガス反応混
合体中の燃焼可能ガスを含み、基管と穿孔管との
間の環状空間内でこのガスの燃焼を行うことにあ
る。該基管が外部的に加熱される場合、例えば、
燃焼可能ガスが導入される前に1000℃に加熱され
る場合と、自然発火すなわち自発的点火が酸素と
燃焼可能なガスの適当な相対的割合いを含むガス
混合体において行われる。また、付加的な加熱が
省略されうると共に管状系の１端での前記環状空
間に挿入された電極のような適当な手段によつて
行われるガスの点火、ガスの燃焼によつて、基管
を必要な高い温度に維持するための十分な熱を与
えている。

用いられる燃焼可能ガスは、その燃焼生成物が
付着した被覆物の好ましからざる汚染物となるよ
うな物質を含まないようなものでなければならな
い。すなわち、一酸化炭素または他の非水素含有
ガスまたは蒸気が好ましい。燃焼可能ガスは反応
体蒸気用の搬送ガスとして用いることができる。

燃焼可能ガスは、内側穿孔管に反応体蒸気と共
に供給され、必要があれば更に付加的搬送ガスと
共に供給されると共に、酸素は内管と基管との間
の環状空間を介して通過されるので、該燃焼可能
ガスは穿孔を介して前記空間に出現する際に点火
される。酸素は内管に導入されるガス混合体から
排除されることが好ましいか、もし含有されてい
る場合には燃焼を維持するために不十分な濃度で
存在するようにして、燃焼が外環でのみ行われる
ようにし、内管への戻り点火が何ら生じないよう
にする。環体への酸素の流量は、無論、ハロゲン
化物蒸気と反応するために必要な流量をかなり超
えてなければならず、こうして連続的燃焼を行う
ために十分な酸素を与えている。

もしも穿孔管がそのまわりで行われるガス燃焼
の結果として過熱ぎみの傾向がある場合には、該
管を冷却する措置をしてその歪を防止することが
必要であり、これは、例えば冷却流体、好ましく
は水またはチツ素を、穿孔管の内部に設けられた
付加的な管を介して通すことによつて行い、冷却
管と穿孔管の相対的な寸法は、前記穿孔管を通る
ガスの流れが妨げられないようにする。また、穿
孔管はシリカの温度よりも高いソフト化温度を有
する物質、例えばガラス化アルミナまたは前述の
如き多孔性セラミツクなどで形成することができ
る。

本発明の方法を実現するために、反応を活性化
するための上記の方法を用いて、ガラス基管が垂
直方向に配置されることが好ましく、内管は前記
基管の上端から支持し、ガスは管アツセンブリの
上端内に導入されることが好ましいが、しかしま
た、該プロセスは、基管と穿孔管を水平方向にし
て処理することもできる。どちらかの場合におい
ても、特に水平配置による場合には、基管をその
長手軸まわりに絶えず回転させることが望ましい
が、この場合には基管の孔の全周にわたつて被覆
物の付着が不均等になる可能性を避けるために、
上記の如き基管に対して穿孔管を回転する代り
に、あるいはその回転に加えて行う。

本発明の方法は、被覆物の付着は基管孔の必要
な長さの全体にわたつて同時に行われる点におい
て有利であり、先に述べた方法すなわち熱または
プラズマによつて促進される反応による被覆物の
形成方法の場合のように管に沿つて進行させるも
のと異なる。所望の厚さの被覆物の形成は、した
がつて、前述の方法よりもより迅速に達成され
る。更に、被覆物は連続して形成され、複数の離
散層に形成されるわけでないので、被覆物の組成
物の連続したグレードが得られる。したがつて、
グレード状屈折率を有する光フアイバーの生成の
ためには、ガス状反応混合体の微量添加物の前駆
体含有物は、増分的というよりはむしろ連続的に
増大し、付着した被覆物の微量添加物の含有量の
連続したグレードを与え、円滑な屈折率プロフイ
ルを有する光フアイバーをもたらす。

本発明の方法はまた、大きな直径の光フアイバ
ー型体が損傷や、歪なしに、特に基管が回転しな
い静的な構成で容易に生成することが可能であ
る。更に、制御されたガスの流れの分布と組合わ
せられるプラズマ励起の利用によつて、付着物の
質であるとか量における不所望な局部的な変化を
生ぜずに、低い温度で行うことが可能であり、こ
のことは、また、大きな光フアイバー型体の生成
に工合よい。この方法によつて得られる大きな型
体の生成は、より小さな型体について可能な価格
よりも単位長当りより低い価格で長い連続した長
さの光フアイバーを生成することが可能である。

プラズマはパワー入力周波数およびプラズマ励
起装置の可変チユーニングによつて制御され、制
御された付着を行う望ましい態様および改良され
た形において、プラズマ形状の変更または収束を
行う。プラズマ技術によつて、特にガス状反応体
の圧力と流れの制御とを組合わせた電磁界制御に
よつて適当に変更した制御精度によつて、系が自
動的に作動され、組成物および寸法の改良された
一貫性のあるものを生成しうる。

本発明による、ドープしたシリカコアとシリカ
クラツドを組合わせた光フアイバー体の製造方法
を添付図面を参照して具体例によつて説明する。

図において、ガラス状シリカ基管１は、垂直方
向に支持されているが、これにはその上端に隣接
した側管２となつているガス用入口またはその上
端でシールを介して挿入された管（図示せず）が
あり、そして該ガラス状シリカの内管３は管１の
上端を閉じているキヤツプ４を介してシールされ
ており、管１と３との間で環状空間５を形成して
いる。管３はその低端に取付けられかつ基管壁に
対して接している３つのシリカ突起物６を介して
基管内に同軸的にあり、かつその上端に近い管３
にわたつて置かれている同様な突起物８を有する
シリカ管７に嵌合している短かな長さのものにな
つている。管３の開放上端９は搬送ガス、反応体
蒸気の必要な混合体を該管に供給するための手段
（図示せず）に接続されており、管３の低端１０
は閉じられ、かつ管の壁には、反応領域を構成し
ている空間５内に反応体蒸気と搬送ガスが入るよ
うに多数の孔１１（拡大して示している）が形成
されている。基管１の低端は矢印で示すように管
の排気を行うために、真空ポンプ（図示せず）に
接続されている。

マイクロ波空胴部１２は外円筒体１３および所
定の高さの内円筒体１４で形成されているが、そ
の空胴部１２は管１のガス出口端に隣接して位置
しており、管の低端は内円筒体１４を介して挿入
されている。円筒体１４は２つの部分に形成さ
れ、その長さが伸縮自在に調整できる。パワー
は、マイクロ波発生器１５から空胴部に与えられ
る。円形断面の導波管１６は、高温耐酸化鋼で形
成され基管まわりに位置ぎめされ、マイクロ波空
胴部の上部からほぼガス入口管２まで延長してお
り、かつ管１６は管状電気炉１７で取囲まれてい
る。

図面を参照して述べた装置の特定の実施例にお
いては、前記のプロセスを遂行するために用いら
れたものであり、基管１は例えば内径16.5ミリ、
外径19ミリ、内管３の内外径は４ミリおよび６ミ
リであり、穿孔１１は直径が50ミクロンである。
これらの穿孔はレーザービームで管壁をくり抜い
て適宜形成される。管はその長さの15cmにわたつ
て200個の穿孔が設けられている。導波管１６は
内径が6.1センチ、管状電気炉１７は内径が7.5セ
ンチである。マイクロ波空胴部に対するパワー入
力の周波数は2.45GHz（波長λ＝12.2センチ）で
ある。空胴部の内円筒体の高さは、したがつて、
約9.15センチで、3/4λである。最適値はこれよ
りも僅か小さくて同調により見出すが、それは高
さを伸縮自在に調整することによつて行う。空胴
部の内円筒体の外径および外円筒体の内径は、そ
れぞれ32ミリ、57ミリである。これらの寸法は、
マイクロ波発生器とケーブルの全体的なインピー
ダンスと空胴部／導波管系のインピーダンスを、
該系が下記のような例において述べる条件のもの
で作動される際に、整合させるようになつてい
る。

本発明の方法の特定例においては、図面と参照
して前述した装置は基管１により構成される非ド
ープシリカクラツド層、および管壁の内面にガラ
ス状被覆物の付着により形成されたホウ酸化物と
ゲルマニユウムでドープしたシリカのコアからな
る階段式屈折率をもつものの生成に用いられる。
最初に、アルゴン流のみが内管３に通されると共
に酸素だけが入口管２内に環状空間５を介して通
され、３キロワツトのほぼ一定パワーがマイクロ
波空胴部に供給される。

プラズマ柱１８が空間５に形成されかつ電気炉
が基管壁を1000℃に維持するために必要な温度に
まで加熱されると、別のアルゴン流が液体シリコ
ン四塩化物、ゲルマニユウム四塩化物、およびホ
ウ素三臭化物をそれぞれ介して泡立てられ、塩化
物蒸気を伴出しているこれらの流れが主アルゴン
流と混合され、かつこのガス状混合体が管３中に
通され、まず0.5ミリで１メートル長の毛細管
（図示せず）を介して通され、管３内のガス圧を
制御するが、該ガス圧は大気の約1/5に維持され
る。各ガス流の流れは制御されて全アルゴンにつ
いて１分当り300標準立方センチ（sccm）、酸素
250sccm、シリコン四塩化物36sccm、ゲルマニ
ユウム四塩化物4sccm、およびホウ素三臭化物
1.8sccmの一定の流量を与え、そしてプラズマ空
間５は排気され、約１トールの一定圧にされる。

特定の光フアイバー体を製造するのに用いられ
るガス流、圧力、温度、および電源についてのこ
れらの条件のもとで、ゲルマニユウム９モル％お
よびホウ酸化物１モル％を含むシリカからなるガ
ラスの連続付着が基管壁上で行われ、管の長さ約
30センチにわたり、内管内の最上孔の下１センチ
から最下孔下４センチに延長する被覆物１９（図
示のものは拡大した厚さ）を形成している。３時
間の連続操作中に、基管上に付着したガラスの重
さは15グラムであつた。内管３の内側にも若干の
付着物を生ずる。

注意願いたいことは、満足のゆくガラス被覆物
の付着が生ずる基管の領域は炉の端部の冷却によ
つて制限されるので、反応領域５内に塩化物蒸気
が出てゆくことが可能な孔１１は内管３の壁の一
部においてのみ設けられ、前記内管３は必要な温
度1000℃で維持されうる基管の領域に、長さおよ
び長手方向位置において、対応することである。
したがつて、基管の大なる長さにわたつて付着が
要求される場合には、より長い導波管と炉を用
い、かつマイクロ波空胴部に対するパワー入力を
増大しプラズマ柱を基管まで延長させることによ
つて無論それを達成することができる。

付着プロセスの完了後、内管３が基管から引出
され、かつ基管の被覆孔がつぶされ、次いで周知
の態様でフアイバーにされる。上記の実施例にお
いて生成した光フアイバー体はコア径50ミクロン
外径120ミクロンの３キロメートルフアイバーと
なつている。

以上述べたように、本発明においては、反応体
蒸気を基管内に導入するに際して、内管の壁面に
数、径の大きさ、分布の異なる多数の穿孔を、ほ
ぼ管の全長にわたつて設け、前記蒸気を前記孔を
介して流出させている。したがつて、前記特殊な
態で穿設された孔を有する基管の全長にわたつて
一様（均等）な厚さの被覆物が付着するように制
御される著しい効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

図は、本発明による光フアイバー体の実施例を
示す。 図中、１はガラス状シリカ基管、３は内管、５
は環状空間、６は３つのシリカ突起部、７はシリ
カ管、９は開放上端、１０は下端、１１は孔、１
２はマイクロ波空胴部、１４は内管、１５はマイ
クロ波発生器、１６は導波管、１７は管状電気
炉、１９は被覆物を夫々示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 酸素および所望の被覆物を生成するために酸
   素と反応し得る少なくとも１つの化合物の蒸気と
   の間で化学的な反応を行なわせることによつてガ
   ラス基管の内面上に酸化物が形成される光フアイ
   バーの製法であつて、多数の孔がその壁を貫通し
   て形成されている内管が前記基管内に同軸的に支
   持され、前記多数の孔は該孔を通つて前記内管お
   よび基管間の環状空間に流れる流量を制御するの
   に必要なように前記管の長さ方向に沿つてその径
   の大きさ及び／又は数において異なつて分布して
   おり、前記蒸気は前記環状空間の圧力よりも高い
   圧力で前記内管に導入されて前記環状空間内に放
   出され、酸素と該蒸気、更には選択的に前記環状
   空間中の搬送ガスからなるガス状混合体を生成す
   ると共に前記基管の少なくとも大部分が高い温度
   に維持されている前記製法において、前記内管の
   多数の孔をその円周方向と長さ方向に沿つて分布
   させておき、前記基管の一端で静止位置にあるマ
   イクロ波空胴部によつて前記環状空間で発生され
   たプラズマから出されるエネルギーにより前記環
   状空間で化学反応を生じさせ、それによつて前記
   化学反応から生じる被覆物が前記基管の長さに沿
   つて内面全体に形成されると共に、残留ガスおよ
   びガス反応生成物が前記環状空間から引き出され
   るようにしたことを特徴とする光フアイバーの製
   法。 ２ 前記基管はマイクロ波空胴部に隣接した導波
   管で取り囲まれており、前記マイクロ波空胴部と
   導波管の配置は動作中に発生されるプラズマ柱と
   前記導波管によつて同軸導波管を構成する特許請
   求の範囲第１項記載の光フアイバーの製法。 ３ 前記ガス状混合体の組成が被覆プロセス中に
   変化してグレードされた屈折率を有する被覆物を
   生成するか、または異なる組成の２つ以上の同心
   被覆領域を形成する特許請求の範囲第１項又は第
   ２項記載の光フアイバーの製法。