JPH0692258B2 - シリカ光フアイバの製造方法および装置 - Google Patents
シリカ光フアイバの製造方法および装置Info
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- JPH0692258B2 JPH0692258B2 JP1154771A JP15477189A JPH0692258B2 JP H0692258 B2 JPH0692258 B2 JP H0692258B2 JP 1154771 A JP1154771 A JP 1154771A JP 15477189 A JP15477189 A JP 15477189A JP H0692258 B2 JPH0692258 B2 JP H0692258B2
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- C03B37/014—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments made entirely or partially by chemical means, e.g. vapour phase deposition of bulk porous glass either by outside vapour deposition [OVD], or by outside vapour phase oxidation [OVPO] or by vapour axial deposition [VAD]
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Description
【発明の詳細な説明】 本発明は光通信系の伝送手段の工業的製造に関し、より
詳しくはそれはシリカ光ファイバの製造方法および装置
に関する。
詳しくはそれはシリカ光ファイバの製造方法および装置
に関する。
ゲルマニウムおよび燐酸化物、GeO2およびP2O5は今日シ
リカ屈折率を上げるのに最も広く使用されているドーピ
ング剤である。しかし該ドーピング剤はいくつかの欠点
を示す。P2O5は分子振動の故に高波長での減衰増加の責
を負う。実際その存在は約1.3μｍで始まる吸収帯の起
源を与える。GeO2はその自然界における希少性のために
高価であることのほかに、MCVD法の作業温度で高い揮発
性を示し、これはそのシリカ母体中への組込みを制限す
る。
リカ屈折率を上げるのに最も広く使用されているドーピ
ング剤である。しかし該ドーピング剤はいくつかの欠点
を示す。P2O5は分子振動の故に高波長での減衰増加の責
を負う。実際その存在は約1.3μｍで始まる吸収帯の起
源を与える。GeO2はその自然界における希少性のために
高価であることのほかに、MCVD法の作業温度で高い揮発
性を示し、これはそのシリカ母体中への組込みを制限す
る。
後者の欠点のために、プリフォームコアの中央で屈折率
の低下、いわゆる“ディップ”が生じ、これは多モード
ファイバの場合それらの伝送帯を制限し、一方単一モー
ドファイバの場合は特定の屈折率が必要かどうかの問題
を起す。即ち1.3ないし1.5μｍの最適化された分散を有
するファイバの場合（変位した分散または平坦化した分
散）である。
の低下、いわゆる“ディップ”が生じ、これは多モード
ファイバの場合それらの伝送帯を制限し、一方単一モー
ドファイバの場合は特定の屈折率が必要かどうかの問題
を起す。即ち1.3ないし1.5μｍの最適化された分散を有
するファイバの場合（変位した分散または平坦化した分
散）である。
上記以外の他のシリカドーピング剤はAl2O3,ZrO2,PbO,S
nO2,GaO,Sb2O3等であることができる。例えばアルミナA
l2O3はMCVD法の作業温度で揮発性がより低く、そして限
られた濃度で組み込まれてもファイバコアの全屈折率を
更に上げることができ、実際SiO2母体中15重量％の濃度
で屈折率は1.4584から1.4630へ0.3％増加する。
nO2,GaO,Sb2O3等であることができる。例えばアルミナA
l2O3はMCVD法の作業温度で揮発性がより低く、そして限
られた濃度で組み込まれてもファイバコアの全屈折率を
更に上げることができ、実際SiO2母体中15重量％の濃度
で屈折率は1.4584から1.4630へ0.3％増加する。
しかし、アルミニウムのような金属の化合物はMCVD法で
取扱うのが難しい。何故ならば室温で高い蒸気圧を有し
従って光ファイバブリフォーム製造のために固体が生ず
る反応域まで容易に気体状に維持しうる有機化合物が存
在しないからである。
取扱うのが難しい。何故ならば室温で高い蒸気圧を有し
従って光ファイバブリフォーム製造のために固体が生ず
る反応域まで容易に気体状に維持しうる有機化合物が存
在しないからである。
他の解決法は同じ出願人の名でのイタリヤ特許出願6733
8−A/85に記載されているような有機金属化合物から出
発するものであることができる。該化合物は室温で高い
蒸気圧を示すが、それらは酸素の存在下で爆発する傾向
を有するため危険である。
8−A/85に記載されているような有機金属化合物から出
発するものであることができる。該化合物は室温で高い
蒸気圧を示すが、それらは酸素の存在下で爆発する傾向
を有するため危険である。
A1Cl3から出発してMCVD技法により光ファイバを製造す
るためのAl2O3−SiO2に基づく母体の種々の沈着法が文
献に記載されている。
るためのAl2O3−SiO2に基づく母体の種々の沈着法が文
献に記載されている。
J.R.Simpson等によりElectronics Letters 19,7,1983
年、261−２頁の“Optical Fibres with an Al2O3−dop
ed Silicate Core Composition"と題する論文中に記載
されているこれらの方法の一つによれば、A1C13を適当
な容器中で130−180℃で直接昇華させそして加熱導管を
通して反応域へ運ぶ。
年、261−２頁の“Optical Fibres with an Al2O3−dop
ed Silicate Core Composition"と題する論文中に記載
されているこれらの方法の一つによれば、A1C13を適当
な容器中で130−180℃で直接昇華させそして加熱導管を
通して反応域へ運ぶ。
英国特許出願2.118.320Aに記載されている第二の方法は
A1（またはZr）からおよびC12および希釈剤から出発し
て反応器中でAlC13（またはZrC14）を製造するにある。
ハロゲンを高温度で金属線と接触させて気体ハロゲン化
物を生じさせる。
A1（またはZr）からおよびC12および希釈剤から出発し
て反応器中でAlC13（またはZrC14）を製造するにある。
ハロゲンを高温度で金属線と接触させて気体ハロゲン化
物を生じさせる。
しかしこれらの方法はハロゲン化物を発生器から反応域
まで気相を保つために管路および回転継手を加熱する必
要がある。該加熱体は扱い難く、維持し難くそしてプロ
セス反応および沈着域において汚染を避けるために重大
な封止問題を有する。
まで気相を保つために管路および回転継手を加熱する必
要がある。該加熱体は扱い難く、維持し難くそしてプロ
セス反応および沈着域において汚染を避けるために重大
な封止問題を有する。
上気欠点は、本発明により提供される、低蒸気圧反応体
から得られる酸化物でドーピングされたシリカ光ファイ
バの製造方法および装置により克服され、それらは加熱
管路及び継手無しに金属ハロゲン化物が反応室中に気相
で得られることを可能にする。
から得られる酸化物でドーピングされたシリカ光ファイ
バの製造方法および装置により克服され、それらは加熱
管路及び継手無しに金属ハロゲン化物が反応室中に気相
で得られることを可能にする。
本発明によれば、特許請求の範囲第１項に記載されたア
ルミナでドーピングされたシリカファイバの製造装置お
よび特許請求の範囲第６項に記載のされた方法が提供さ
れる。
ルミナでドーピングされたシリカファイバの製造装置お
よび特許請求の範囲第６項に記載のされた方法が提供さ
れる。
本発明の上記のおよび他の特徴は以下に非限定的例とし
て示すその好ましい態様の記載および添付図面により更
に明瞭にされるであろう。
て示すその好ましい態様の記載および添付図面により更
に明瞭にされるであろう。
図は光ファイバプリフォームを製造する支持管TQを示
す。管TQ内で蒸気状反応体間の反応が行われ、そして生
じた固体、一般にシリカおよびドーピング剤粉末が該管
の内面上に沈着する。熱源（図示せず）が管の環状域を
囲みそして軸方向に右から左へ移動させることができ、
斯て反応を開始させそして管の大部分に沿って沈着した
物質のガラス化を起こすことができる。均一な沈着を得
るために管TQはまた２つの回転継手（一方はガラス物質
形成用反応体ガスの注入用そして地方は涸渇ガスの排出
用）を用いてその軸のまわりに回転される。
す。管TQ内で蒸気状反応体間の反応が行われ、そして生
じた固体、一般にシリカおよびドーピング剤粉末が該管
の内面上に沈着する。熱源（図示せず）が管の環状域を
囲みそして軸方向に右から左へ移動させることができ、
斯て反応を開始させそして管の大部分に沿って沈着した
物質のガラス化を起こすことができる。均一な沈着を得
るために管TQはまた２つの回転継手（一方はガラス物質
形成用反応体ガスの注入用そして地方は涸渇ガスの排出
用）を用いてその軸のまわりに回転される。
左側の回転継手は回転部RAおよび固定部FAからなり、そ
の中に導管CRがガラス物質形成のための反応ガス注入用
に固定される（図面ではガラス物質形成用反応体ガスは
導管CR内を左側から右側へと流れる。右側の回転継手は
同様に回転部RBおよび固定部FBからなり、その中に導管
CEが涸渇ガスおよび一部管TQの内面に沈着しなかったシ
リカおよびドーピング剤粉末の排出用に得られる。２つ
のＯ−リングOAおよびOBが２つの継手の気密封止を確保
する。
の中に導管CRがガラス物質形成のための反応ガス注入用
に固定される（図面ではガラス物質形成用反応体ガスは
導管CR内を左側から右側へと流れる。右側の回転継手は
同様に回転部RBおよび固定部FBからなり、その中に導管
CEが涸渇ガスおよび一部管TQの内面に沈着しなかったシ
リカおよびドーピング剤粉末の排出用に得られる。２つ
のＯ−リングOAおよびOBが２つの継手の気密封止を確保
する。
本発明によれば、ドーピング剤形成用反応体を含有する
ガス混合物を注入するための石英管TDが支持管TQ内に軸
位置に２つの環ナットGAおよびGBおよび可能な心立て手
段により配置される。該環ナットは互いにネジ止めでき
さおして間にはさんだＯ−リングOGを締付けでき、これ
は環TDをピンと張ってそれを保持しそして反応室の気密
封止を確保する。翻って環ナットGAは右継手固定部FBに
ネジ込まれそしてＯ−リングOHにより封止される。この
環ナット配列は石英管TDの抜取りを容易にして必要な保
守および洗浄操作を可能にする。勿論、回転継手および
環ナットを形成する部品はすべて耐蝕材料例えばポリテ
トラフルオロエチレンまたは不銹鋼で作られる。
ガス混合物を注入するための石英管TDが支持管TQ内に軸
位置に２つの環ナットGAおよびGBおよび可能な心立て手
段により配置される。該環ナットは互いにネジ止めでき
さおして間にはさんだＯ−リングOGを締付けでき、これ
は環TDをピンと張ってそれを保持しそして反応室の気密
封止を確保する。翻って環ナットGAは右継手固定部FBに
ネジ込まれそしてＯ−リングOHにより封止される。この
環ナット配列は石英管TDの抜取りを容易にして必要な保
守および洗浄操作を可能にする。勿論、回転継手および
環ナットを形成する部品はすべて耐蝕材料例えばポリテ
トラフルオロエチレンまたは不銹鋼で作られる。
管TDの直径は管TQのそれよりもかなり小さくそして軸ス
リットFEを備える。FEはシリカ沈着域の長さだけありそ
してドーピング剤形成用反応体を含有するガス混合物
（図面では管TD内を右側から左側と流れる）が管TD内を
流れる方向に増大する幅を有する。スリット内には高純
度アルミニウム線ウールMAがあり、それを通ってハロゲ
ン例えば塩素およびヘリウムまたはその他の不活性ガス
からなる気体混合物が流され、アウトプットで対応金属
ハロゲン化物が気体状で得られる。ドーピング剤形成用
反応体を含有するガス混合物の流量は管TD内の温度が、
外部熱源による加熱を受けるセクションに対応してアル
ミニウム溶融温度より低いがA1C13を生ずるための塩素
とアルミニウムの間の反応を得るに充分に維持するよう
であるべきである。適当な温度は約300℃である。AlC13
の量は塩素と不活性ガスからなる気体混合物の組成百分
率に基づいて調整しうる。
リットFEを備える。FEはシリカ沈着域の長さだけありそ
してドーピング剤形成用反応体を含有するガス混合物
（図面では管TD内を右側から左側と流れる）が管TD内を
流れる方向に増大する幅を有する。スリット内には高純
度アルミニウム線ウールMAがあり、それを通ってハロゲ
ン例えば塩素およびヘリウムまたはその他の不活性ガス
からなる気体混合物が流され、アウトプットで対応金属
ハロゲン化物が気体状で得られる。ドーピング剤形成用
反応体を含有するガス混合物の流量は管TD内の温度が、
外部熱源による加熱を受けるセクションに対応してアル
ミニウム溶融温度より低いがA1C13を生ずるための塩素
とアルミニウムの間の反応を得るに充分に維持するよう
であるべきである。適当な温度は約300℃である。AlC13
の量は塩素と不活性ガスからなる気体混合物の組成百分
率に基づいて調整しうる。
既述のようにスリットFEは管TDに沿って変化しうる幅を
有しうる。これにより、該ガス混合物が管TDに沿って流
れる際に生じる負荷損失、すなわち圧力減少を補なうと
ともに、気本反応体間の反応中に生じるドーピングされ
たシリカ粉末により生じ得るスリット閉塞を避けるのに
充分な出力速度を保持できる。
有しうる。これにより、該ガス混合物が管TDに沿って流
れる際に生じる負荷損失、すなわち圧力減少を補なうと
ともに、気本反応体間の反応中に生じるドーピングされ
たシリカ粉末により生じ得るスリット閉塞を避けるのに
充分な出力速度を保持できる。
勿論、得られるA1C13は管TQの内面近くで酸素と結合し
てA1C13を生じ、光ファイバプリフォームコアに対応し
てシリカ屈折率を上昇させる。
てA1C13を生じ、光ファイバプリフォームコアに対応し
てシリカ屈折率を上昇させる。
以上の記載は非限定的例として示しただけであることは
明らかである。種々の変更および変形が特許請求の範囲
を逸脱することなく可能である。
明らかである。種々の変更および変形が特許請求の範囲
を逸脱することなく可能である。
例えば、ウールMAを作る金属の中でZr、Pb、Sn、Ga、Sb
を使用することができ、ハロゲンの中でI2およびBr2も
使用することができ、そしてハロゲン化合物の中でCC12
F2、CC14等を使用することができる。
を使用することができ、ハロゲンの中でI2およびBr2も
使用することができ、そしてハロゲン化合物の中でCC12
F2、CC14等を使用することができる。
図は本発明の装置の概略説明図である。 TQ……支持管、RA、RB……回転部、 FA、FB……固定部、TD……石英管。
Claims (8)
- 【請求項１】低圧蒸気反応体の合成により得られる金属
酸化物でドーピングされたシリカ光ファイバの製造装置
であって；支持管（TQ）を含み、該管中で蒸気状反応体
間の反応が起こってシリカおよびドーピング剤が生じて
支持管の内面に沈着し、該管は固定部（FA,FB）および
回転部（RA,RB）からなる２つの継手−その一方は支持
管内へガラス物質形成用反応体ガスを注入する通路を設
けた継手、そして他方は涸渇ガスを支持管外へ排出する
通路を設けた継手−によりその軸のまわりに回転され；
そして支持管の環状域を囲みそして軸方向に移動させう
る熱源を含む前記製造装置において、それが更に支持管
（TQ）内の軸位置に配置された内管（TD）を含み、該内
管はその内側をドーピング剤形成用反応体を含有するガ
ス混合物が支持管内における上記ガラス物質形成用反応
体ガスの流れとは逆方向に流れるように配置され、該内
管の直径は支持管（TQ）のそれよりかなり小さくそして
軸スリット（FE）を有し、該スリットの長さはシリカ沈
着域のそれに等しくそしてその幅は外側から到着する上
記ガス混合物の内管（TD）内流れの方向に増大し、その
酸化物が望まれる金属の高純度線ウール（MA）が内管内
に置かれることを特徴とする前記製造装置。 - 【請求項２】該内管（TD）が該継手の一方に２つの環ナ
ット（GA,GB）により装着され、該環ナットは互いにネ
ジ止されそしてＯ−リング（OG）を締め付けて管（TD）
をぴんと張り、環ナットの１つ（GA）は翻って継手の固
定部（FB）にネジ込まれそしてＯ−リングにより封止さ
れることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のシリ
カ光ファイバ製造装置。 - 【請求項３】該継手および環ナットを構成する部品のす
べてがポリテトラフルオロエチレンで作られることを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載のシリカ光ファイバ
製造装置。 - 【請求項４】該継手および環ナットを構成する部品のす
べてが不銹鋼で作られることを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載のシリカ光ファイバ製造装置。 - 【請求項５】該内管（TD）が石英で作られることを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載のシリカ光ファイバ製
造装置。 - 【請求項６】該ガス混合物が該内管（TD）内に、内管
（TD）温度を、熱源による加熱を受けるセクションに対
応して、金属ウール（MA）の溶融温度より低いが反応を
得るに充分に維持することができる流速で送られること
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載のシリカ光ファ
イバの製造方法。 - 【請求項７】該ガス混合物がハロゲンおよび不活性ガス
を適当な割合で含有することを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載のシリカ光ファイバの製造方法。 - 【請求項８】該ガス混合物がハロゲン化物化合物および
不活性ガスを適当な割合で含有することを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載のシリカ光ファイバの製造方
法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| IT67605-A/88 | 1988-06-27 | ||
| IT67605/88A IT1219404B (it) | 1988-06-27 | 1988-06-27 | Procedimento e apparecchiatura per la fabbricazione di fibre ottiche in silice |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02160637A JPH02160637A (ja) | 1990-06-20 |
| JPH0692258B2 true JPH0692258B2 (ja) | 1994-11-16 |
Family
ID=11303809
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1154771A Expired - Lifetime JPH0692258B2 (ja) | 1988-06-27 | 1989-06-19 | シリカ光フアイバの製造方法および装置 |
Country Status (6)
| Country | Link |
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| US (1) | US5131936A (ja) |
| EP (1) | EP0348836B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0692258B2 (ja) |
| CA (1) | CA1335486C (ja) |
| DE (2) | DE348836T1 (ja) |
| IT (1) | IT1219404B (ja) |
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| IT1184068B (it) * | 1985-04-10 | 1987-10-22 | Cselt Centro Studi Lab Telecom | Procedimento per la produzione di fibre ottiche in silice drogata con allumina utilizzante reagenti metallorganici |
| EP0223852B1 (en) * | 1985-06-05 | 1989-12-20 | Hughes Aircraft Company | Method of fabricating optical fiber preforms having reduced susceptibility to radiation damage |
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- 1988-06-27 IT IT67605/88A patent/IT1219404B/it active
-
1989
- 1989-06-19 JP JP1154771A patent/JPH0692258B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1989-06-23 DE DE198989111450T patent/DE348836T1/de active Pending
- 1989-06-23 EP EP89111450A patent/EP0348836B1/en not_active Expired
- 1989-06-23 DE DE8989111450T patent/DE68900786D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1989-06-26 CA CA000603915A patent/CA1335486C/en not_active Expired - Lifetime
-
1990
- 1990-08-07 US US07/564,285 patent/US5131936A/en not_active Expired - Lifetime
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| DE348836T1 (de) | 1990-07-05 |
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