JPH0587455B2 - - Google Patents

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JPH0587455B2
JPH0587455B2 JP61053817A JP5381786A JPH0587455B2 JP H0587455 B2 JPH0587455 B2 JP H0587455B2 JP 61053817 A JP61053817 A JP 61053817A JP 5381786 A JP5381786 A JP 5381786A JP H0587455 B2 JPH0587455 B2 JP H0587455B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は光線を使用する遠隔通信系のための伝
送媒質の製造方法に関し、より詳しくはそれはシ
リカ光フアイバの表面および体積キズ（volume
defect）を減少させる方法および装置に関する。
知られているように、線引き中に表面および体
積キズが光フアイバに生ずる。
前者の場合にはキズは種々の深さの表面微細割
れにあり、それらはそれらの型および密度によつ
てフアイバの動的疲れおよび引張りに対する抵抗
という機械的性質に多かれ少なかれ重大な影響を
及ぼす。
後者の場合にはそれらは微結晶、結合キズ等の
ような網目キズにあり、それらは色中心即ち光線
が波長に依り或法則に従つて吸収される域の形成
を伴なう。それらは一般に紫外帯域に最大を有す
るガウス曲線である。更に上記体積キズはレイリ
散乱係数の値および従つて全減衰曲線を上げる。
最後に、体積キズは内部へ拡散して新しい吸収域
のもととなりうる分子状水素等のような汚染剤と
の網目反応性を増大させる。
フアイバの光学的および幾何的性質を改善すべ
きであるばかりでなく、これらの問題も解決すべ
きである。
プロス・オプチカル フアイバ コミユニケー
シヨン（Proc.Optical Fibre Communication）
ワシントンD.C.1979年３月６−８日、74、75頁に
おけるアール・ヒスクス（R.Hiskes）による
“高強度光フアイバの改善された疲労抵抗” （Improved fatigue resistance of high−
strengthoptical fibres）と題する論文は、フア
イバ上に、線引きの間にまたはそれを樹脂でコー
チングする前に、セラミツク材料の薄層を直接適
用することにより、少なくとも表面キズを除く試
みを記載している。
しかし、この方法はフアイバの変形が起るよう
な高温で行なうことはできず、従つて適用された
セラミツク層とフアイバの接着は不充分なので、
表面キズは完全には避けられない。更に沈着は直
接フアイバ上になされるので、線引き速度は遅く
なり従つて製造時間は長くなる。
これらの欠点はシリカ光フアイバの体積および
表面キズを減少させる本発明により提供される方
法により克服され、それによればガラス質シリカ
フアイバの表面キズは表面を、物質の化学平衡を
乱すことなくその熱−機械的性質を変えて微細割
れを防ぐ化合物で富化させることにより避けるこ
とができる。更に、使用装置の少しの改変により
体積キズを克服してガラス質構造が理想的なもの
によりよく接近したフアイバを得ることができ
る。
本発明はシリカ光フアイバの体積および表面キ
ズを減少させる方法において、線引き中にプリフ
オームの転移域の表面を還元雰囲気により化学的
に活性化しそして発生期状態の炭素粒子の層を沈
着させ、次に炭素粒子をガラス溶融温度に等しい
温度により拡散させそしてそれらとシリカとの反
応を式 Si・〔SiO2〕＋Ｃ→SiC・〔SiO2〕 （ここで角カツコの存在はプリフオーム材料中
における優勢なシリカの存在を意味 する） により行なわせること、およびまた線引きされた
ばかりの光フアイバをガラス転移温度に等しいま
たはそれより若干高い温度に上げそしてその後そ
れを急速に冷却することにより特徴づけられる前
記方法を提供する。
反応生成物であるSiC成分は、最終製品である
シリカ光フアイバ中で被覆層となる。
該方法は、プリフオームの転移域、即ち、直径
がフアイバ直径と等しくなる域の表面を部分的に
活性化するように線引き炉中に還元雰囲気を発生
させることにある。
同時に発生期状態の炭素粒子が、熱勾配の存在
により、上部プリフオーム域上に沈着する。
プリフオームが線引き炉に入ると、沈着した炭
素層は材料内へのその弱い拡散を許容する熱条件
に遭遇し、そしてその他に、表面が還元雰囲気に
より活性化されるので、それは材料と反応してシ
リカより大きい密度を有する混合化合物を生じう
る。
従つてそれは汚染剤にあまり透過性でなくな
る。炭素並びに水素を還元剤として使用しうる。
表面活性化反応は次の通りである： SiO2・〔SiO2〕＋2H2→Si・〔SiO2〕＋2H2Ｏ SiO2・〔SiO2〕＋2C→Si・〔SiO2〕＋2CO ここで角カツコ内の記号は材料が主にシリカか
ら成ることを示し、酸素減少の最終結果となる。
発生期炭素の存在で活性化された表面は、シリ
カ過剰の条件および未だ線引き温度（〜2000℃）
常に起る第２の反応を生じうる： Si・〔SiO2〕＋Ｃ→SiC・〔SiO2〕 この第２反応の結果は、還元により活性化され
た結合の炭素原子による部分的占拠である。
最終材料はより圧密で均一な構造を有し、そし
てより正規な表面を示す；その結果として、その
表面性質はその微細割れし易さを小さくする。そ
の他に、全プロセスは拡散現象に基くので、材料
特性は内側から外側へ漸次変化し、斯して機械的
観点からあまり臨界的でない構造が得られる。
約2000℃の高温で操作することは上記現象を許
容しそして材料中の不連続性を防止する。
体積キズの観点から材料性質を改善するため
に、高温度で材料が有する熱的混沌（thermal
cahos）の条件下での分子状態を凍結し、ガラス
状態に典型的な無定形構造を再現するように製造
されたばかりのフアイバの急速冷却即ち非常に高
いdT／dt（Ｔ＝温度；ｔ＝時間）が必要である。
ガラス形成が行なわれる温度はいわゆる転移温度
Tgである。理想ガラスではこの温度は直接レイ
リ（Rayengh）散乱係数の値および従つて光学
的減衰性をも決定する。
通常、フアイバは（小さな寸法による）その熱
容量低下の効果として、線引き温度から周囲温度
へ急速に冷却する。それでも、線引き温度は、材
料の軟化温度に相当するので、一般に非常に高
い；より正確にはそれは、純シリカでは1100℃に
等しいガラス転移温度の約２倍高い。このように
操作して、冷却した材料はその高すぎる温度での
状態の痕跡および従つて残留減衰を保持しうる。
斯してレイリ散乱係数の値は最適なそれよりも高
くなりうる。本発明の方法は、ガラス転移温度
Tgよりも、安全の目的で、若干高い温度での中
間段階を通る軟化温度から周囲温度への径路を提
供する。
ガラス製造のための最良の条件下で凍結された
最終生成物は体積キズがない。
図は本方法を実施するための装置を示す。
参照符１は、光フアイバ２に線引きされるプリ
フオームを示す。温度を光学的に読みとりうるシ
リカ窓４を備えた炉３により約2000℃のガラス軟
化温度が得られる。プリフオームは中央孔を有す
る一対のデイスク５および６を通つて炉に入り、
該デイスクの間に不活性ガス例えばN2またはAr
が入口７および８を通つて送られる。下の室に作
られた入口９および１０により吸引されるこのガ
スの液は、プリフオーム１と中央孔５および６を
有するデイスクの間に存在する隙間を通して互い
に連通する外部域から高温域を分離する。
メタン（CH4）が入口１１および１２を通つて
注入される；炉３中に存在する高温によつて、そ
れはＣとH2に分解する。
発生期状態の炭素および水素に富む、従つて還
元性の雰囲気が斯して得られる。
ＣとH2の流はプリフオーム上に衝突し、そこ
でＣは正常な熱泳動（thermophoretic）現象に
より沈着し、そして入口９および１０を通して吸
引される。
得られたばかりのフアイバは、ガラス転移温度
よりも若干高い温度例えば1120℃にその内部を確
保しうる第２の炉１３を通過する。この炉も、フ
アイバ直径を読取りうる窓１４を備え、そして中
央孔を有するデイスク１５により底が閉じられて
いる。不活性ガスが入口１６および１７を通して
炉１３内に注入される。該ガスは1120℃に予熱さ
れ、そしてデイスク１５と光フアイバ２の間に存
在する隙間をシールする役目をする。
デイスク１５を通過後、繊維はコンデイシヨナ
２０および中央孔を有する一対のデイスク２３お
よび２６により画定される＋20ないし−50℃の範
囲の値の低温の室に入る。冷不活性ガスが入口１
８および１９を通して該室に注入され、そして次
に入口２２および２１を通して吸収される。
入口２４および２５を通しても不活性ガスが注
入され、これはデイスク２６とフアイバの間にで
きる隙間をシールする役目をする。
記載されたものは非限定的例として挙げられた
ことは明らかである。種々の変更および変形が本
発明の範囲を逸脱することなく可能である。
【図面の簡単な説明】
図は本発明の方法を実施するための装置の一例
を示す説明図である。 １……プリフオーム、２……光フアイバ、３，
１３……炉、２０……コンデイシヨナ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ シリカ光フアイバの体積および表面キズを減
    少させる方法において、線引き中にプリフオーム
    の転移域の表面を還元雰囲気により化学的に活性
    化しそして発生期状態の炭素粒子の層を沈着さ
    せ、次に炭素粒子をガラス溶融温度に等しい温度
    により拡散させそしてそれらとシリカとの反応を
    式 Si・〔SiO2〕＋Ｃ→SiC・〔SiO2〕 （ここで角カツコの存在はプリフオーム材料中
    における優勢なシリカの存在を意味 する） により行なわせること、およびまた、線引きされ
    たばかりの光フアイバをガラス転移温度に等しい
    またはそれより若干高い温度に上げそしてその後
    それを急速に冷却することを特徴とする前記方
    法。 ２ シリカ光フアイバの体積および表面キズを減
    少させる方法を実施するための装置において、 それが、 −プリフオーム１をガラス軟化温度に加熱する
    ための第１の炉３であつて、頂部からプリフオー
    ムが中央孔を有する２つのデイスク５，６を通つ
    て突入し、該デイスクの間に不活性ガスが注入さ
    れ、該第１の炉の上部には吸引手段９，１０も備
    えられ並びに下部に発生期状態の炭素および／ま
    たは還元雰囲気を供給するためのガスを注入する
    手段１１，１２が備えられた前記第１の炉； −光フアイバ２をガラス転移温度より若干高い
    温度に加熱するための第２の炉１３であつて、前
    記第１の炉３の下方に配置されそして底部が中央
    孔を有するデイスク１５により閉じられ、フアイ
    バにより通過され得、その下部にガラス転移温度
    を若干超える温度に加熱された不活性ガスを注入
    する手段１６，１７を備えた前記第２の炉； −光フアイバ２を周囲温度に等しいまたはそれ
    より低い温度に冷却するためのコンデシヨナ２０
    であつて、第２の炉１３の下に配置されそして底
    部が中央孔を有する２つのデイスク２３，２６に
    より閉じられ、該デイスクを通つてフアイバが通
    過しそしてそれらの間に不活性ガスが注入され、
    該コンデイシヨナの下部に吸引手段２１，２２が
    備えられ並びに上部に冷不活性ガスを注入する手
    段１８，１９が備えられた前記コンデイシヨナ を含むことを特徴とする前記装置。 ３ 発生期状態の炭素を供給するための前記ガス
    がメタン（CH4）であることを特徴とする特許請
    求の範囲第２項記載の装置。
JP61053817A 1985-03-18 1986-03-13 シリカ光フアイバの体積および表面キズを減少させる方法および装置 Granted JPS61215232A (ja)

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IT67265-A/85 1985-03-18
IT67265/85A IT1184909B (it) 1985-03-18 1985-03-18 Procedimento ed apparecchiatura per la riduzione dei difetti di volume e di superficie nelle fibre ottiche in silice

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JPS61215232A JPS61215232A (ja) 1986-09-25
JPH0587455B2 true JPH0587455B2 (ja) 1993-12-16

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