JPH0725562B2 - 光フアイバのためのプリフオ−ムを形成する方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は光導波路ファイバの製造に関する。

光導波路ファイバは過去10年間に大きく進歩した。損失
の非常に小さいファイバは一般に、極めて純度の高い材
料を生ずる化学気相沈積法（CVD）により形成される。

内付け気相酸化法と呼ばれることの多いCVD法の一つの
実施例によれば、反応物蒸気と酸化媒体が中空の基体チ
ューブ内を一緒に流れ、そのチューブ内で反応してガラ
ス層を形成する。その結果得られたプリフォームは潰さ
れかつ延伸されてファイバとなされる。

CVD法の他の実施例では、反応物化合物の蒸気が炎また
はレーザービーム等内に導入され、そこで酸化されてガ
ラス粒状材料又はスートとなされ、マンドレルに向かっ
ておくられる。ガラス・スートを形成するためのこのい
わゆる火炎加水分解または外付け気相酸化法については
米国特許第3737292号、同第3823995号、同第3884550
号、同第3957474号、および同第4135901号に詳細に記述
されている。ステップインデックス形光導波路ファイバ
を形成するためには、マンドレルに第１のスート被覆が
添着され、そしてその後で前記第１のスト被覆よりも屈
折率の低い第２のスート被覆が前記第１の被覆の外周面
上に添着される。グラジエントインデックス（gradient
index）形ファイバを形成するためには、マンドレルに
複数のガラススート層が添着され、その場合、それらの
各層は、米国特許第3823995号に教示されているよう
に、漸次的に低くなる屈折率を有している。グラジエン
トインデックス形ファイバにはクラッド材料の被覆も設
けられる。それらの複数の被覆がマンドレル上に形成さ
れて後に、そのマンドレルは一般に除去され、そしてそ
のようにして得られた管状のプリフォームが融合合体
（consolidation）用炉内に挿入される。この場合、そ
の炉の温度は、ガラス・スートの粒子を溶融させかつそ
れによってスートプリフォームを融合合体させて、粒子
境界の存在しない密なガラス物体とするのに十分なだけ
高い値となされている。米国特許第3957474号および同
第4486212号に記載されている外付け気相酸化法の一つ
の実施例においては、出発ロッドがファイバのコアを形
成する。沈積されたクラッド・スートがコア・ロッドの
表面上で融合合体される。このようにして得られた融合
合体済みのプリフォームが線引きされて光導波路ファイ
バとなされる。光導波路プリフォームを作成するための
CVD法は減衰の非常に少ない光導波路ファイバが得られ
るが、比較的高価である。プリフォームの大きさを大き
くしかつ沈積速度を増大することによってファイバの製
作費を低くすることができる。

内付け気相酸化法によって作成されうるプリフォームの
寸法は比較的に限界がある。中空の円筒状基体の長さ
は、反応温度に加熱されている状態で、２つの分離した
チャックの間に支持されうる長さに制限される。基体チ
ューブの半径もその方法では制限される。

外付け気相酸化法はコスト軽減を図るように容易に修正
しうる。最初に、プリフォームは直径を増大することに
よって大きくされた。これは、バーナをスート・プリフ
ォームに沿って長手方向により多くの回数だけ往復移動
させかつ半径を増大する付加的な層を設けることによっ
て実現された。プリフォームの長さは、長の大きいプリ
フォームが自重で垂下するのを防止するようにプリフォ
ームを垂直に支持することによって増大された。また、
複数のバーナが用いられ、１つのプリフォーム上にスー
トを同時に沈積させるようになされた。１つのプリフォ
ーム上にスートを同時に沈積させるために、互いに並置
関係に配置された２つのバーナが一体に移動された。第
１のバーナがプリフォームの端に到達して上記バーナ対
が移動を停止すると、第２のバーナはバーナ間の間隔だ
けプリフォーム端に達しない。このようにして生ずる
「端効果」は上記バーナのうちの１つだけで形成された
プリフォームの部分を廃棄することを必要とする。上記
２個のバーナがプリフォームに沿って互いに独立に移動
しかつそれらのバーナのそれぞれがプリフォームの端部
で上記移動を停止すると、それらのバーナの通路が交差
しうる。ある状況のもとでは、この結果生ずる干渉によ
り、固体又はガス状の包有物および組成制御の問題を生
ずる。多数のバーナが用いられかつそれぞれがプリフォ
ーム全体の一部分だけに沿って往復移動される場合に
は、すべてのバーナが厳密に同じ組成および量のスート
を与えることはできないので、スートの堆積がプリフォ
ームの全長にわたって不均一となる。

従って、本発明の目的は従来の高速法の上述した難点を
伴うことなく増大された沈積速度を与えることのできる
スート沈積方法を提供することである。

本発明は光ファイバを作成しうる１またはそれ以上のプ
リフォームを作成する方法に関する。少なくとも１つの
細長い円筒状の出発部材がそれの軸線のまわりで回転さ
れ、その上に複数のガラス・スート層が沈積され、第１
および第２の端部を有する被覆が堆積される。本発明の
特徴は、バーナのようなスート発生手段を多数設けるこ
とによって層を沈積させることである。それらのバーナ
は、被覆の長さよりも大きな長さを有する１つの系列を
なして配列される。隣接したバーナの中心線間の間隔は
2.5cmと20cmとの間であることが好ましい。上記バーナ
の系列の一部分は、それからのスートが、前記出発部材
の被覆が設けられる部分に向って放出されるように、前
記出発部材に隣接して延長している。

上記一連のバーナが出発部材に沿って移動される。な
お、上記一連のバーナは完全なループをなして配列され
てもよく、その場合には、バーナが予め定められた方向
に連続的に移動することが好ましい。この動作モードは
各供給源からの反応ガスおよび蒸気を各バーナに連結す
るために一体的に回転させる機構を必要とする。バーナ
が出発部材を第１の方向に移動させ、停止させ、そして
反対方向に移動させることを交互に行なう場合には、上
述の一体回転機構は必要とされない。この最後に述べた
動作モードにおいては、上記一連のバーナは、移動方向
を変更するために停止するごとに、その前の方向変更時
に停止した位置とは異なる被覆に沿った位置で停止する
ことが好ましい。上記一連のバーナが完全なループを形
成しない動作モードでは、移動方向を連続的に変更する
必要がある。

バーナが出発部材に沿って移動する際に、それらのバー
ナに連結された供給管が撚れてしまう傾向がある。この
撚れ作用は、バーナをそれらの軸線のまわりで回転でき
るようにするかあるいはそのようにさせて上述した問題
を緩和することによって、最小限に抑えられうる。

２個以上の出発部材が用いられる場合には、上記一連の
バーナはそれぞれの出発部材に沿って移動する。出発部
材が２個の場合には並列に配置されうるが、３個以上の
場合には、多角形の辺に沿って配置されうる。

プリフォーム上にスートが沈積することによりプリフォ
ームの直径が増大するのに伴って、バーナとプリフォー
ムとの間の距離が減少する傾向がある。プリフォームの
直径は光学手段によってあるいはそれの重量を連続的に
測定することによって決定されうる。スート・プリフォ
ームは、それの半径の増大に伴って、バーナから離れる
方向に移動される。バーナとプリフォームとの間の距離
は実質的に一定に維持されうるか、あるいは必要に応じ
て変化されうる。

バーナは出発部材上にスートを沈積させることなしに、
その出発部材に沿って移動してもよいことも意図されて
いる。すべてのバーナからの炎がプリフォームを異常に
高い温度に露呈させるような場合には、そのプリフォー
ムに沿って移動するバーナが全部ではなくてもそれより
も少ないバーナしか作用しないことがありうる。例え
ば、１つおきのバーナの弁またはそれの供給管が遮断さ
れうる。従って、残りのバーナだけがスートとそれに付
随する熱を発生する。プリフォームに沿って移動するバ
ーナの一部又は全部を枢動させて、それらのスートの流
れをプリフォームの軸線方向ではなくてそれの側部に向
かう方向に流れるようにしてもよい。

以下図面を参照して本発明の実施例につき説明しよう。

第１図には本発明が概略的に図示されている。マンドレ
ルまたは出発部材10および11はそれぞれマンドレル枢動
装置12および13によって回転可能に支持されている。複
数のバーナ17はそれぞれキャリジ18上に取付けられてお
り、そのキャリジ18は破線19で示されている一般的に矩
形状の通路に沿ってそのキャリジを移動させるコンベヤ
装置の一部分である。バーナ17はガラス・スート又は粒
子の流れ20を発生する任意適当な装置でありうる。例え
ば、米国特許第4486212号の第７図を参照されたい。

マンドレル枢動装置12および13はそれぞれステッピング
・モータ23および24によってそれぞれ軸21および33と軸
22および34とのまわりでいずれかの方向に回転されう
る。マンドレル10および11はスケール25および26から懸
下されており、それらのスケールの出力はシステム制御
回路29に接続されている。回路29はモータ制御回路27を
それぞれ介してモータ23および24を制御する。軸21、33
および軸22、34は、これらの軸が後述する他の軸および
ギヤによって連結されていることを示している破線によ
り連結されている。

第２図および第３図には、バーナ移動装置、供給装置お
よび排気装置が示されている。バーナ運搬装置35はカン
チレバーシジタイ36によって支持されている。プリフォ
ーム30とマンドレル10の位置は第２図において破線で示
されている。各バーナ17は、支持アーム41に回転可能に
取付けられた供給管40の端部に取付けられている。

バーナが運搬装置35のまわりで連続的に回転する実施例
においては、それらのバーナは一体回転機構を介して送
られなければならない。一体回転機構は回転スリーブと
分配ディスク44との円筒状溝体43よりなる。バーナに供
給されるべきガス、蒸気等は一体回転機構の固定入力45
に結合される。反応物蒸気発生器の実施例が米国特許第
4230744号、同第4314837号、および同第4529427号に開
示されている。分配ディスク44からバーナ供給管40まで
複数のケーブル46が延長しており、それらのケーブルは
それぞれ各バーナに必要なガスおよび反応物を供給する
のに十分な本数のホースを具備している。図示を簡単に
するために、第２図および第３図には外側の２本のケー
ブルだけしか示されていない。例えば、反応物蒸気、内
側シールド・ガス、外側シールド・ガスおよびガス・酸
素混合物に対して別々のホースが必要とされうる。バー
ナに冷却水を供給すべき場合には、さらに２本のホース
が必要とされるであろう。付加的な反応物蒸気も付加的
なホースを必要とすることがありうる。第７図、第８図
および第９図にさらに詳細に示されているように、バー
ナに対するガス、液体又は蒸気は一体回転機構42の入力
42に供給され、そしてそれらの入力はケーブル46に分配
される。なお、それらのケーブルのホースは供給チュー
ブを介して各バーナに連結されている。第２図と第３図
をもう一度参照すると、軸47が一体回転機構の中心を貫
通しており、バーナ運搬装置35を駆動する。軸48はギヤ
機構を介して円筒状構体43およびディスク44を駆動す
る。この場合の駆動は、バーナがディスクと同じ速度で
回転するようになされる。

バーナに送られるべきあるいはある種の反応物は供給管
内での凝縮を防止するための最低温度に維持されなけれ
ばならない。各ケーブル46内の輸送管のうちの１本以上
を加熱する代わりに、垂直壁52と天井53よりなる加熱さ
れる密閉箱51内に一体回転機構42とケーブル45を配置し
てもよい。密閉箱51内の温度は例えば200℃のようなあ
る程度の高温に維持される。壁52の１つ以上のドアが密
閉箱51の内部にアクセスすることを可能にする。

マンドレル枢動装置12の頂部および底部が第２図に示さ
れている。この装置については後でさらに詳細に説明す
る。装置12の軸33および21は垂直方向に心合されており
かつそれぞれキャビネット63の頂部および底部を貫通し
て延長している。軸33はギヤ機構58によってモータに連
結されている。軸21はギヤ機構（図示せず）によって垂
直軸（図示せず）に連結されており、その垂直軸の上端
はギヤ機構58によって駆動される。この連結機構は第１
図に破線で示されている。

スート沈積工程時に、マンドレル10および11は、それぞ
れキャビネット63および64内に配置された沈積室61およ
び62内にそれぞれ配置される。バーナ17とそれらに関連
された供給管40の一部分が空気供給ダクト65および66間
の空間を通って延長している。空気入力ダクト67（第２
図参照）がダクト65に空気を供給する。バーナは沈積室
61および62の上下で１つのプリフォームから他のプリフ
ォームに交差しなければならないので、供給ダクト66に
対する空気供給ダクト（図示せず）が供給ダクト66の支
持体36に向った側に配置される。沈積室は排気手段68を
通じて排気される。第２図には１個の排気手段しか示さ
れていないが、キャビネット63の頂部から底部まで複数
の排気手段が延長していてもよい。

室61および62にはマンドレルまたは完成したプリフォー
ムを出し入れできるドア69（第３図参照）が設けられて
いる。システムにマンドレルを装填するためには、ドア
69が自動機構（図示せず）によって開かれ、そしてマン
ドレル枢動装置12が外側の位置ａまで回転する。キャビ
ネット・ドア70が開かれて、それを通じてマンドレルが
挿入されそして装置12に装着される。マンドレルは開い
たドアを通じて回転され、そこでバーナ17がマンドレル
に沿って移動するのに伴ってそれらのバーナの軸線と心
合される。

プリフォームの直径の増加に伴って、プリフォームの表
面とバーナとの間の距離が減少する傾向がある。この点
に対する補償がなされないならば、プリフォーム密度お
よび沈積速度が悪影響を受けることになりうる。プリフ
ォームの増大に伴って、各マンドレル枢動装置はマンド
レルをバーナから離れる方向に連続的に移動させる。か
くして所望のバーナ・プリフォーム間距離を維持する。
このことは、モータ制御器27（第１図参照）に適当な信
号を送るシステム制御装置29にスケール25からの信号を
伝送することによって実現される。

マンドレルと沈積したプリフォームが予め定められた重
量に達すると、スケールからの信号により第３図のドア
69が開かれそしてマンドレルがそのドアを通じて位置ａ
まで枢動される。残りのプリフォームの沈積を完了する
ためにバーナがスート流を放出し続けている間にドア69
が再び開く。蒸気室に送られているスートを適切に排出
させかつプリフォームが形成され続けている残りの室内
における擾乱を防止するために、完成したプリフォーム
が沈積室から除去された後には、ドア69は閉じたままの
状態にある。バーナ17が１つのマンドレルを離れて他の
マンドレルに向って水平方向に移動すると、それらのバ
ーナからのスート流れが水平に配置された排気機構59お
よび60内に流入する。

第４図および第５図にはバーナ運搬装置35がさらに詳細
に示されている。このバーナ運搬装置は米国ペンシルバ
ニア州エリー所在のスワンソン−エリー・コーポレイシ
ョンから市販されているものを修正したものである。バ
ーナ・キャリジ18はそれぞれ４個のホイール73を具備し
ており、それらのホイールのうちの２個がトラック74に
それぞれ乗っている。上記キャリジにも４個のホイール
75が設けられており、それらのホイールのうちの２個が
案内面76にそれぞれ転接している。２個のスロットを有
する部材77が各キャリジの底に固着されている。４個の
スプロケットにはエンドレス・チェーンが架張されてお
り、それらのスプロケットのうちの１個だけが枢動され
る。キャリジを枢動するために用いられるべきチェーン
の選択されたリンクを通ってロッド80が延長している。
ロッド80は部材77のスロット81に延入している。バーナ
支持アーム41はキャリジ18の部材77とは反対側に取付け
られている。

上述したバーナ運搬装置はキャリジ18がトラック74に沿
って移動する際にこのキャリジの適切な配向を確実に維
持する。従って、マンドレル10および11に沿って移動し
ているバーナ17の軸線がそれらのマンドレルの軸線に対
して実質的に直交する関係に連続的に維持される。

第６図はバーナ運搬装置の概略図である。チェーン78は
４つのスプロケット79に架張されている。チェーン駆動
装置82が軸47をスプロケット79の１つに連結している。

バーナ17が位置ａ、ｂ、ｃ、およびｄで示されている。
各バーナ位置における矢印は分配ディスク44におけるバ
ーナ送りケーブル46の端部の配向を表わしている（第２
図、第３図参照）。バーナが位置ａから位置ｂに移動す
る際には、それの水平に対する配向は変化しない。しか
しながら、分配ディスク44が回転すると、バーナに連結
された特定のケーブル46の配向は角度θだけ回転する。
これによってケーブル46のしたがって分配管の撚れを生
じ、ホースの摩耗が加速されることになる。従って、バ
ーナ送りチューブ40は軸受39に回転可能に取付けられ
る。ケーブル46が受ける撚れの程度はバーナ送りチュー
ブ40の回転により最小限に抑える。バーナがスプロケッ
ト79に到達しそして位置ｂおよびｃ間で移行し始める
と、水平に対するバーナの角度回転が90゜だけ急速に変
化する。ここでも、送りチューブ40は回転してケーブル
の撚れを最小限に抑える。

各ケーブル46はさらにそれらのケーブルが受ける撚れの
程度を最小限に抑えるために中央に配置されたより線ス
チール・ワイヤを具備していてもよい。

第７−９図には一体回転機構42がさらに詳細に示されて
いる。この一体回転機構は米国ニューヨーク州オリーン
所在のスコット、エンジニアリング、カンパニにより製
造されている市販の装置を修正したものである。円筒状
構体43は、環状のシール・セグメント85により分離され
た複数の回転可能な分配スリーブ84a、84b、および84c
を具備している。スリーブ84の全体の個数はバーナに供
給される反応物、ガスおよび液体の数によって決定され
る。第７図には図示を簡単にするために３個のセグメン
トしか示されていない。構体43の各端における端キャッ
プ86はリップ・シール・リテーナによってそれに最も近
いスリーブから分離されている。円筒状構体43の内部は
複雑であるから、第７図にはそれの外観図だけが示され
ており、第９図にはそれの一部分の断面図が示されてい
る。構体43の部品を一体の構造として互いに固着させる
ためにそれらの部品に長手方向に、複数の互いに等間隔
だけ離間されたボルト（図示せず）が挿通されている。
ギヤ・ボックス88から一体回転機構の長手方向の軸線を
通ってバーナ運搬装置35まで軸47が延長している。固定
シリンダ89が円筒状構体43の全長にわたって延長してい
る。シリンダ89の端部92は垂直壁52を通じてシリンダ89
の端部92は垂直壁52を貫通して突出している。反対側の
端部はクランプ83によって固定されている。穴90および
91を含む複数の穴がシリンダ89の端部92からスリーブ84
のうちの種々のものまで延長している。例えば、穴90は
スリーブ84cまで延長していてもよく、また穴91はスリ
ーブ84bまで延長していてもよい。複数の環状で同心状
のマニホルド管94a、94b、94cがディスク44に固着され
ている。スリーブ84a、84b、84cはそれぞれ連結管95a、
95b、95cによってマニホルド管94a、94b、94cに連結さ
れている。各スリーブをそれぞれのマニホルド管に連結
するためには、そのような連結管95a、95b等を４つ用い
ればよい。第８図に示されているように、取付具96がデ
ィスク44の周囲に等距離で分布されている。各取付具96
はスリーブ84a、84b等の個数に等しい個数の複数の穴を
有している。複数の管97aのうちの１つが、１つの取付
具96における穴の１つをマニホルド管94aに連結する。
同様に、管97bのうちの１つと管97cのうちの１つがその
取付具96の他の穴をマニホルド94bおよび94cにそれぞれ
連結する。各ケーブル46は取付具96にプラグ式に差込ま
れた迅速交換形取付具98で終端している（第７図参
照）。従って、ケーブル46内の各供給管は取付具96、9
8、管97、マニホルド94および管95によってスリーブ84
の１つに連結されている。また第３図に示されているよ
うに迅速交換形取付具100がケーブル46の残りの端部を
供給管40に連結している。

第９図は円筒状構体43の１つの端部を示している。スリ
ーブ84cに隣接したシリンダ89内には、１つ以上の穴101
によって穴90に連結された環状空洞99が設けられてい
る。回転部分とシリンダ89との間には平衡したシール10
2が配置されている。これらのシールはそれぞれステン
レススチール・リング103とテフロン・イング104よりな
っている。黒丸で示された弾性固定シールが種々の部品
間に適切に配置されている。スリーブ84cの穴106は拡大
された外方部分を有し、それに連結管95cが挿入されて
いる。グリース・シール86a、軸受86b、軸受プリロード
86cがエンドキャップ86内に配置されている。スナップ
・リング107が種々の部品をシリンダ89に沿って長手方
向に正しく位置決めする。

一体回転機構の動作時に、部品44、84、85、86、87、10
4が平衡されたシールの固定シリンダ89およびセグメン
ト103に関して回転する。穴90に供給されるガス、蒸気
または液体が空洞99に供給され、そして穴106および管9
5cを通じてその空洞から出て行く。空洞99に供給された
材料はある程度固定シールを通じて漏洩し、従って一体
回転機構から大気中に逃げる。これは、人員や装置に危
害を及ぼす四塩化ケイ素のようなある種の材料の場合に
は許されないことである。空洞99に隣接した漏れ通路は
不活性ガスで加圧され、この不活性ガスが空洞99に入り
込み、供給材料が空洞99から大気中に漏洩するのを防止
する。破線109はシリンダ中を長手方向に延長した穴を
表わしている。穴109は、それが穴90とは異なる方位位
置にあることを示すために破線で示されている。穴110
は穴109からスナップリング107が配置された各スロット
まで延長している。空洞99に供給される材料の供給圧力
よりもはるかに高い圧力で不活性ガスが穴109に供給さ
れる。穴112内に配置されたニードルバルブ111は、空洞
99のすぐ外側のスロット内における不活性ガスの圧力
を、それらのスロットから空洞99にほんのわずかな量の
不活性ガスしか漏洩しないようにするのに十分なだけ低
い値に低下させる作用をする。

マンドレル枢動装置12が第10図にさらに詳細に示されて
いる。この装置12の上部と下部はそれぞれ軸33および21
のまわりで枢動する。上述のように、軸21および33は一
体に回転するように互いに連結されている。ハウジング
114内には軸線116のまわりで枢動するレバー・アーム11
5が配置されている。このアーム115の軸線116とは反対
側の端部は、Ｕ字状のガイド117によって案内されて垂
直方向に移動する。上記アーム115からモータ14が懸下
されていて、このモータの軸はハウジング114を通って
延長してチャック118で終端している。マンドレル10は
それの下端を支持アーム120の穴119に入れることによっ
て装置12に挿入され、そしてマンドレル10の上端がチャ
ック118に連結される。シールド121はスートがチャック
上に堆積するのを防止する。プリフォーム30の重量は、
任意の時点でスケール25で測定した全重量から、マンド
レル10上にスートが沈積する前に決定された風袋重量を
差引くことによって決定される。

１つの動作モードでは、マンドレル10および11がそれら
の上にスートが沈積される前に火炎研磨される。第１図
および第３図を参照すると、ドア70が開かれ、そしてマ
ンドレル10および11が位置ａにおいて枢動装置12および
13に装填される。ドア69および70を開いた状態で、バー
ナ17が点火されそして炎を安定させるのに十分な時間の
あいだ通路19に沿って移動される。このためには、約１
分と30分との間の時間が必要とされうる。ドア69が開
き、そしてマンドレル枢動装置12および13が回転されて
第１図に示された位置となされる。これは第３図の位置
ｂに対応する。ドア69が閉じて後に、マンドレル10およ
び11は上述のように移動されるバーナによって火炎研磨
される。システム制御回路29が、ドア69を開きそして装
置12および13にマンドレルを再び位置ａまで回転させる
のに必要な制御信号を発生する。ドア69が閉じて後に、
バーナへの反応物の流れが点火され、流れ20が発生され
る。これらの流れが平衡状態に達するためには１〜30分
の安定化時間がさらに必要とされる。この安定化時間の
あいだ、スートは排気装置68に送り込まれる。ドア69が
開き、そして枢動装置12および13が再び位置ｂまで回転
する。ドア69が閉じ、バーナは流れがスート・プリフォ
ームを堆積するマンドレル11の一端部まで進行する。上
述のように、プリフォームの直径が増大してバーナとプ
リフォームとの間の距離を必要に応じて変更させる場
合、マンドレル10および11の軸線は円弧状通路71に沿っ
て移動する。例えば、一定のバーナ・プリフォーム間距
離を維持することが望ましい場合がありうる。しかしな
がら、あるプリフォーム半径においてより多くの熱が必
要とされる場合には、バーナ・プリフォーム間距離は減
少されうる。

プリフォームが完全な寸法に達した場合に、それを知る
ための手段を用いることが有益である。第１図におい
て、プリフォームはスケール25および26によって連続的
に重量を測定される。プリフォーム30が最初に所定の完
成重量に達するものとする。スケール25から回路29への
信号によってモータ23が付勢され、そのモータがプリフ
ォーム30を位置ａ（第３図参照）まで回転させ、この位
置ａではそのプリフォームはスート流れ20の通路から外
れる。すべてのバーナ17がスート流れを発生し続ける。
プリフォーム30はチャンバ61から回収されかつドア69が
閉塞されているので、チャンバ61内に送り込まれるスー
トはすべて単に排出されるだけである。しかしながら、
スート流れ20は、チャンバ62内にとどまっているプリフ
ォーム31上に沈積し続ける。プリフォーム31は、所定の
完成重量に達すると、同様にドア69を通じて回転され、
スート流れ20の通路から外れる。最後のプリフォームが
スート流れの通路から除去されると、バーナは消され
る。

予備実験の結果、上述したバーナの場合には、隣接した
バーナ間の最適中心間間隔は約6.4cm〜7.6cmであること
がわかった。その間隔が約2.5cm以下に減少すると、隣
接バーナ間の相互作用が大きくなりすぎ、沈積速度が著
しく低下する。その間隔が約20cm以上になると沈積速度
は相当に低下する。上述した実験のバーナよりも発生す
る熱が多いかあるいは少ないバーナの場合には上記間隔
は変更しうる。

第11図および第12図の装置は、マンドレルが沈積位置に
ある場合にバーナの軸線を、それがマンドレルの軸線に
交差しないように、回転させることができる。これらの
図では、第１図〜第10図に関して説明したものと同様の
装置が同一符号にダッシをつけて示されている。バーナ
122は供給管40′の一端から延長した支持ブラケットに
枢動可能に取付けられている。種々の反応物およびガス
が可撓性ホース124を通じてバーナ122に供給される。供
給管40上にはソレノイド125が取付けられている。この
ソレノイドの可動アームはバーナ122に枢動可能に連結
されている。このソレノイドに対する電気配線は、一体
回転機構に配置された従来のスリップ・リング構体（図
示せず）にケーブル46′を通じて供給される。

マンドレル10′を火炎研磨するためあるいはそのマンド
レル上にスートを沈積させるためには、ソレノイド125
は付勢されていない状態にあり、それに設けられたばね
がアーム126を第11図に示されているように外方に押
す。

バーナ炎またはスート流れがマンドレルまたはその上に
沈積されたプリフォームに衝突するのを防止するため
に、ソレノイド125が付勢され、それによりソレノイド
・アーム126が後退される。バーナ122はそれの軸線がマ
ンドレルのそれと合致しないように回転される。第12図
に示されているように、バーナ122がプリフォーム30′
上にスートを沈積していたとすると、スート流れ20′は
プリフォームを通じて排気装置に流入する。プリフォー
ム30′が他のプリフォームに先立って完成重量に達した
場合には、バーナが他のプリフォームに沿って移動する
あいだソレノイド125は付勢されていない状態にあり、
バーナがプリフォーム30′に到達すると付勢される。他
のプリフォームも完成重量に達すると、ソレノイドはバ
ーナが消されるまで付勢されている。

マンドレルは第１図〜第10図では垂直方向に配向されて
いるが、他の配向も可能であることは明らかであろう。
例えば、２つのマンドレルを水平に配置してもよい。２
つのマンドレルだけが用いられている場合には、それら
のマンドレルは多角形の辺に沿って配置されてもよくあ
るいは他の任意所望の配列となされてもよい。例えば、
４つのマンドレル129が第13図に示されているように配
列されうる。バーナ130はマンドレル129の多角形内に配
置されたトラックに沿って移動しうる。余剰のスートは
排出装置132によって集められる。バーナ・トラック
は、排出装置をマンドレルの内側またはその上方に配置
した状態でそれらのマンドレルが配置された多角形の外
側または下方に配置されてもよい。図示されたような対
称的な等角配列は必要な要件ではない。

プリフォーム直径は米国特許第4062665号に開示されて
いるような光学装置によって測定されうると考えられ
る。しかしながら、本発明で開示されているプリフォー
ム重量測定装置は沈積チャンバ内のスートによる汚染に
よって比較的影響されないという利点を有している。

プリフォーム形成工程のある部分で全部のバーナよりも
少ないバーナを用いることが有利な場合がありうる。例
えば、純粋なSiO₂の沈積のための最適速度を与えるため
の所定の数のバーナを有する装置が設計されうる。その
所定の数のバーナはGeO₂をドープされたSiO₂の沈積のた
めには過剰な量の熱を発生することがありうる。プリフ
ォーム形成工程のうちのある部分のあいだにバーナのう
ちの幾つかに対する燃料と反応物の供給を遮断するため
に第14図および第15図に示されているような手段が用い
られうる。バーナ供給管40′は種々のバーナ・ガスおよ
び蒸気が通る複数の穴134を有している。バーナ供給管4
0′上にはレバーによってバルブ136に連結されたソレノ
イド135が配置されている。流れが遮断されるべき場合
には、ソレノイド135が作動され、第14図および第15図
に示された状態となる。ソレノイド135が非作動状態に
ある場合には、それのばねによってバルブ136が上方に
引かれ、それにより、ガス、液体および／または蒸気が
穴134を通って流れることができる。１つおきのバーナ
がスートを発生しておりかつバルブ136が開いている場
合には、最初に点火されたバーナから放出される燃料と
酸素の混合物は、先に点火されたバーナの熱によって自
然点火するであろう。また、バーナに点火するために、
沈積チャンバ61および62には１つ以上の電気点火器が配
置されうる。

上述の方法によって作成されたプリフォームは、適当な
重量になって後に、沈積装置から除去され、そして融合
合体用炉に運ばれ、そこでそれらのプリフォームは、ガ
ラス光導波路ファイバを線引きしうる融合合体済みのプ
リフォームを形成するのに十分なだけ高い温度に加熱さ
れる。マンドレルが線引きに先立ってプリフォームから
除去される場合には、ファイバ・コアは全体的に、移動
しているバーナ17によって沈積されたガラスで形成され
うる。あるいは、各マンドレル10および11がプリフォー
ムの中心領域を形成し、バーナ17によって沈積されたガ
ラス・スートはそのプリフォームの外側部分を形成する
ようにしてもよい。その後に、スート被覆は、ファイバ
が線引きされる融合合体されたプリフォームを形成する
ためにマンドレルに融着される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の沈積方法を実施しうる装置の動作を概
略的に示す斜視図、第２図は本発明の方法を実施しうる
装置を概略的に示す断面図、第３図は第２図の線３−３
に沿ってみた概略断面図、第４図は第２図および第３図
のバーナ運搬装置の部分的な断面図、第５図は第４図の
線５−５に沿ってみた断面図、第６図はバーナ運搬装置
の概略図、第７図は第２図および第３図で用いられてい
る一体回転機構の部分的な断面図、第８図は一体回転機
構のディスク44の一部分を示す図、第９図は一体回転機
構のシリンダを示す部分的な断面図、第10図はマンドレ
ル枢動装置の断面図、第11図および第12図は本発明の方
法で用いられうる修正されたバーナ・マウントを示す
図、第13図は修正された沈積装置の概略図、第14図はバ
ーナへの流れを中断するためのバルブ機構の部分的な断
面図、第15図は第14図の線15−15に沿ってみた断面図で
ある。 図面において、10、11は出発部材（マンドレル）、12、
13はマンドレル枢動装置、17はバーナ、18はキャリジ、
19はキャリジ18の通路、20はガラス・スートの流れ、35
はバーナ運搬装置、42は一体回転機構をそれぞれ示す。

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも１つの細長い円筒状の出発部材
   を用意し、 前記少なくとも１つの出発部材をそれの軸線のまわりで
   回転させ、そして 前記出発部材上に複数のガラス・スート層を沈積させて
   その出発部材上に第１の端部と第２の端部を有する被覆
   を堆積させる工程を含む光ファイバのためのプリフォー
   ムを形成する方法において、 前記被覆の長さよりも大きい長さを有する通路に沿って
   移動するようにして１つの系列をなして配列された複数
   のスート発生手段を設けることによって前記複数のガラ
   ス・スート層を沈積させ、前記通路の一部分を前記出発
   部材に隣接して延長させ、前記スート発生手段のうち前
   記通路の前記第１部分上に配置されたものからのスート
   が、前記被覆が配置された前記出発部材の長さの部分に
   向かって送られるようになし、かつ前記系列のスート発
   生手段を前記通路に沿って移動させることを特徴とす
   る、光ファイバのためのプリフォームを形成する方法。
2. 【請求項２】特許請求の範囲第１項記載の方法におい
   て、前記複数のスート発生手段を設ける工程は、前記ス
   ート発生手段をそれらが完全なループを形成する態様で
   設けることよりなる前記方法。
3. 【請求項３】特許請求の範囲第１項記載の方法におい
   て、前記スート発生手段を移動させる工程は、前記スー
   ト発生手段を１つの方向に連続的に移動させることより
   なる前記方法。
4. 【請求項４】特許請求の範囲第１項記載の方法におい
   て、前記スート発生手段を移動させる工程は、前記スー
   ト発生手段を１つの方向にそして次に反対方向に交互に
   移動させることよりなる前記方法。
5. 【請求項５】特許請求の範囲第４項記載の方法におい
   て、前記系列のスート発生手段は、移動方向を変更する
   ために停止する毎に、そのスート発生手段がその前の方
   向変換時に停止した位置とは異なる前記被覆に沿った位
   置で停止するようにする前記方法。
6. 【請求項６】特許請求の範囲第１項記載の方法におい
   て、前記スート発生手段のうちの隣接したものの中心線
   間の間隔を2.5cmと20cmとの間とする前記方法。
7. 【請求項７】細長い円筒状の出発部材を用意し、 前記出発部材をそれの軸線のまわりで回転させ、そして 前記出発部材上に複数のガラス・スート層を沈積させて
   その出発部材上に被覆を堆積させる工程を含む、プリフ
   ォームの形成方法において、 前記出発部材に沿って１つの系列のスート発生手段を移
   動させることによって前記層を沈積させ、この場合、前
   記スート発生手段のうちの所定の１つが前記出発部材に
   沿って第１の通路内をそれの第１の端部から第２の端部
   まで移動してその出発部材上にスートの層を形成し前記
   系列における他のスート発生手段も同様に前記出発部材
   に沿って移動し、前記スート発生手段はそれぞれ前記出
   発部材の前記第２の端部からそれの前記第１の端部に移
   動するときに第２の通路に従うようにすることを特徴と
   するプリフォームを形成する方法。
8. 【請求項８】特許請求の範囲第７項記載の方法におい
   て、前記第２の通路の一部分に隣接して第２の出発部材
   を配置し、前記スート発生手段から放出されたスート流
   れは、前記スート発生手段がそのそばを通過する場合
   に、前記第２の出発部材に向かって送られ、それによっ
   て前記第２の出発部材上にスート粒子の被覆が堆積され
   るようにする工程をさらに含む前記方法。
9. 【請求項９】特許請求の範囲第７項記載の方法におい
   て、前記方法の動作サイクルの一部分時に、前記スート
   流れが前記出発部材の側に送られるようにする前記方
   法。
10. 【請求項１０】特許請求の範囲第７項記載の方法におい
    て、前記被覆が堆積されつつある時間の少なくとも一部
    分の間に、前記出発部材に沿って移動するスート発生手
    段の全部ではなくてそれより少ないスート発生手段がス
    ートを発生しているようにする前記方法。
11. 【請求項１１】特許請求の範囲第７項記載の方法におい
    て、複数の層を沈積させる工程時に前記マンドレルと前
    記スート発生手段との間の距離を変更する工程をさらに
    含んでいる前記方法。
12. 【請求項１２】特許請求の範囲第７項記載の方法におい
    て、前記スート被覆の表面と前記スート発生手段との間
    に実質的に一定の距離を維持するために、前記出発部材
    を前記スート発生手段から離れる方向に移動させる工程
    を含む前記方法。
13. 【請求項１３】特許請求の範囲第７項記載の方法におい
    て、前記出発部材とその上に沈積されたスートの重量を
    連続的に測定し、そして前記沈積されたスートの重量が
    増大するにともなって、前記出発部材を前記スート発生
    手段から離れる方向に移動させる工程をさらに含む前記
    方法。
14. 【請求項１４】特許請求の範囲第７項記載の方法におい
    て、前記出発部材に沿った前記スート発生手段の移動の
    少なくとも一部分の間に、前記スート発生手段がそれの
    軸線のまわりで回転する前記方法。