JPH10273330A - 天然または合成シリカの精製方法、および、精製された天然または合成シリカを光ファイバープリフォーム上に析出させる方法 - Google Patents
天然または合成シリカの精製方法、および、精製された天然または合成シリカを光ファイバープリフォーム上に析出させる方法Info
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- JPH10273330A JPH10273330A JP10055437A JP5543798A JPH10273330A JP H10273330 A JPH10273330 A JP H10273330A JP 10055437 A JP10055437 A JP 10055437A JP 5543798 A JP5543798 A JP 5543798A JP H10273330 A JPH10273330 A JP H10273330A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 天然または合成シリカによって肉盛りされた
光ファイバーの品質を、低コストで向上させること。 【解決手段】 天然または合成シリカの析出は、プラズ
マトーチ（３）の前で回転するプリフォーム（１）と、
プラズマに天然または合成シリカの粒子（１１）を供給
するための第１供給管（９）と、プラズマにキャリヤー
ガス（１５）に混合されたフッ素または塩素の化合物、
好ましくはフッ素化合物を供給するための第２供給管
（１３）とを含んでおり、プラズマトーチ（３）は、プ
リフォーム（１）の長手方向（Ｌ）にほぼ平行な往復運
動をする。天然または合成シリカの粒子に含まれるアル
カリまたはアルカリ土類元素は、フッ素または塩素の化
合物中のフッ素または塩素と反応する。
光ファイバーの品質を、低コストで向上させること。 【解決手段】 天然または合成シリカの析出は、プラズ
マトーチ（３）の前で回転するプリフォーム（１）と、
プラズマに天然または合成シリカの粒子（１１）を供給
するための第１供給管（９）と、プラズマにキャリヤー
ガス（１５）に混合されたフッ素または塩素の化合物、
好ましくはフッ素化合物を供給するための第２供給管
（１３）とを含んでおり、プラズマトーチ（３）は、プ
リフォーム（１）の長手方向（Ｌ）にほぼ平行な往復運
動をする。天然または合成シリカの粒子に含まれるアル
カリまたはアルカリ土類元素は、フッ素または塩素の化
合物中のフッ素または塩素と反応する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、天然または合成シ
リカの精製方法、および、この精製方法の、天然または
合成の精製シリカを光ファイバープリフォームの上に析
出させることへの応用に関する。この応用方法では、ほ
ぼ円柱状で長手方向に延びたプリフォームを、その長手
方向にほぼ平行な往復運動をするプラズマまたは火炎の
前で自転させ、第１供給管によって、天然または合成シ
リカの粒子をプラズマまたは火炎に供給する。
リカの精製方法、および、この精製方法の、天然または
合成の精製シリカを光ファイバープリフォームの上に析
出させることへの応用に関する。この応用方法では、ほ
ぼ円柱状で長手方向に延びたプリフォームを、その長手
方向にほぼ平行な往復運動をするプラズマまたは火炎の
前で自転させ、第１供給管によって、天然または合成シ
リカの粒子をプラズマまたは火炎に供給する。
【０００２】
【従来の技術】従来、プリフォームは、ガラス旋盤に支
持されたチューブ内で実施される化学気相析出法（ＣＶ
Ｄ）と、それに引き続いて行う、中実形状を得るための
打ち出し（retreint）操作から得ている。
持されたチューブ内で実施される化学気相析出法（ＣＶ
Ｄ）と、それに引き続いて行う、中実形状を得るための
打ち出し（retreint）操作から得ている。
【０００３】マルチモードのファイバーに対してはこの
ようなプリフォームの加工で充分である。これに対し
て、モノモードのファイバーには、径を増大させ、ファ
イバーの引き抜き（fibrage）の際に数十キロメートル
も連続したファイバーを得る目的で、プリフォームにあ
る物質、一般的には天然または合成シリカを添加するの
が有利である。
ようなプリフォームの加工で充分である。これに対し
て、モノモードのファイバーには、径を増大させ、ファ
イバーの引き抜き（fibrage）の際に数十キロメートル
も連続したファイバーを得る目的で、プリフォームにあ
る物質、一般的には天然または合成シリカを添加するの
が有利である。
【０００４】プリフォームへの物質添加は、プラズマト
ーチを用いて行なう。円筒形状を有するプリフォームを
トーチの前で自転させ、トーチのプラズマにシリカ粒子
を供給する。粒子は溶融し、次いでプリフォームの上に
析出し、ガラス化する。所望の径を得るためには数回繰
り返す。
ーチを用いて行なう。円筒形状を有するプリフォームを
トーチの前で自転させ、トーチのプラズマにシリカ粒子
を供給する。粒子は溶融し、次いでプリフォームの上に
析出し、ガラス化する。所望の径を得るためには数回繰
り返す。
【０００５】天然または合成シリカの析出には重大な不
都合が見られる。この種の材料には、ナトリウム或いは
リチウムと言ったアルカリ元素が無視できない割合で存
在し、これらは析出した粒子中にも見られ、水酸基ＯＨ
とゲルマニウムＧｅのようなドーピング元素との間に結
合が形成されるのを促す。これらの結合は、或る波長の
光を吸収し、その波長において光ファイバーの減衰損失
を増大させる。
都合が見られる。この種の材料には、ナトリウム或いは
リチウムと言ったアルカリ元素が無視できない割合で存
在し、これらは析出した粒子中にも見られ、水酸基ＯＨ
とゲルマニウムＧｅのようなドーピング元素との間に結
合が形成されるのを促す。これらの結合は、或る波長の
光を吸収し、その波長において光ファイバーの減衰損失
を増大させる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、天然
または合成シリカの精製方法を提供することにある。
または合成シリカの精製方法を提供することにある。
【０００７】そのために、本発明が対象としているの
は、第１の供給管が天然または合成シリカの粒子を熱エ
ネルギー付与手段から出るプラズマまたは火炎に供給す
る、天然または合成シリカの精製方法であり、この方法
の特徴は、第２の供給管が、キャリヤーガスに混合され
たフッ素または塩素化合物、好ましくはフッ素化合物を
プラズマまたは火炎に供給し、これら二本の導管からの
供給条件が、天然または合成シリカの粒子に含まれるア
ルカリまたはアルカリ土類元素がフッ素または塩素化合
物、好ましくはフッ素化合物に含まれるフッ素または塩
素、好ましくはフッ素と反応するように調整されること
にある。
は、第１の供給管が天然または合成シリカの粒子を熱エ
ネルギー付与手段から出るプラズマまたは火炎に供給す
る、天然または合成シリカの精製方法であり、この方法
の特徴は、第２の供給管が、キャリヤーガスに混合され
たフッ素または塩素化合物、好ましくはフッ素化合物を
プラズマまたは火炎に供給し、これら二本の導管からの
供給条件が、天然または合成シリカの粒子に含まれるア
ルカリまたはアルカリ土類元素がフッ素または塩素化合
物、好ましくはフッ素化合物に含まれるフッ素または塩
素、好ましくはフッ素と反応するように調整されること
にある。
【０００８】本発明の目的はまた、天然または合成シリ
カの前記精製方法を応用して、天然または合成シリカを
光ファイバーのプリフォーム上に析出させることにあ
る。このときの析出物は極く微量のアルカリまたはアル
カリ土類元素しか含まない。
カの前記精製方法を応用して、天然または合成シリカを
光ファイバーのプリフォーム上に析出させることにあ
る。このときの析出物は極く微量のアルカリまたはアル
カリ土類元素しか含まない。
【０００９】そのために、本発明が同様に提供するの
は、天然または合成シリカを光ファイバーのプリフォー
ム上へ析出させる方法であり、ほぼ円柱状で長手方向に
延びたプリフォームを、プリフォームの長手方向に対し
てほぼ平行な往復運動をする熱エネルギー付与手段から
出るプラズマまたは火炎の前で自転させ、第１供給導管
が天然または合成シリカの粒子をプラズマまたは火炎に
供給する方法において、第２の供給管が、キャリヤーガ
スに混合されたフッ素または塩素化合物、好ましくはフ
ッ素化合物をプラズマまたは火炎に供給し、これら二本
の供給管からの供給条件を、天然または合成シリカの粒
子に含まれるアルカリまたはアルカリ土類元素が、フッ
素または塩素化合物、好ましくはフッ素化合物に含まれ
るフッ素または塩素、好ましくはフッ素と反応するよう
に調整することを特徴とする。
は、天然または合成シリカを光ファイバーのプリフォー
ム上へ析出させる方法であり、ほぼ円柱状で長手方向に
延びたプリフォームを、プリフォームの長手方向に対し
てほぼ平行な往復運動をする熱エネルギー付与手段から
出るプラズマまたは火炎の前で自転させ、第１供給導管
が天然または合成シリカの粒子をプラズマまたは火炎に
供給する方法において、第２の供給管が、キャリヤーガ
スに混合されたフッ素または塩素化合物、好ましくはフ
ッ素化合物をプラズマまたは火炎に供給し、これら二本
の供給管からの供給条件を、天然または合成シリカの粒
子に含まれるアルカリまたはアルカリ土類元素が、フッ
素または塩素化合物、好ましくはフッ素化合物に含まれ
るフッ素または塩素、好ましくはフッ素と反応するよう
に調整することを特徴とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】プラズマまたは火炎は、
溶融したシリカ粒子がキャリヤーガスのフッ素または塩
素化合物と反応する化学反応の場になる。有利なこと
に、プラズマの温度は、天然または合成シリカおよびキ
ャリヤーガスの供給管の流量を考慮に入れて、高い反応
効率が得られるように調整することができる。温度が高
い場合には、供給管の流量を高めることによって、良好
な反応効率を維持することができる。
溶融したシリカ粒子がキャリヤーガスのフッ素または塩
素化合物と反応する化学反応の場になる。有利なこと
に、プラズマの温度は、天然または合成シリカおよびキ
ャリヤーガスの供給管の流量を考慮に入れて、高い反応
効率が得られるように調整することができる。温度が高
い場合には、供給管の流量を高めることによって、良好
な反応効率を維持することができる。
【００１１】また、キャリヤーガス中のフッ素または塩
素化合物、好ましくはフッ素化合物の含有量を、天然ま
たは合成シリカ粒子の平均寸法に応じて調整可能である
ことも有利である。粒子が小さい程、フッ素または塩素
化合物（好ましくはフッ素化合物）の含量が少ないキャ
リヤーガスでも良好な反応効率が維持される。
素化合物、好ましくはフッ素化合物の含有量を、天然ま
たは合成シリカ粒子の平均寸法に応じて調整可能である
ことも有利である。粒子が小さい程、フッ素または塩素
化合物（好ましくはフッ素化合物）の含量が少ないキャ
リヤーガスでも良好な反応効率が維持される。
【００１２】天然または合成シリカの析出物中のアルカ
リを除去すれば、特にシリカが天然物の場合、原価が約
５から１０倍も高い非常に高純度の合成シリカに比べ
て、光ファイバーのプリフォームを非常に経済的な出発
材料で肉盛り（recharge）することができる。化学的な
処理に要する上乗せコストは割合に低い。フッ素または
塩素化合物、好ましくはフッ素化合物で処理した天然ま
たは合成シリカを肉盛りしたプリフォームから得られる
ファイバーの光伝達特性は、非常に高純度の合成シリカ
の肉盛りによって得られるファイバーに匹敵し、天然ま
たは合成シリカを肉盛りしてもフッ素または塩素化合物
で処理していないプリフォームから得られるファイバー
に比して改善されている。
リを除去すれば、特にシリカが天然物の場合、原価が約
５から１０倍も高い非常に高純度の合成シリカに比べ
て、光ファイバーのプリフォームを非常に経済的な出発
材料で肉盛り（recharge）することができる。化学的な
処理に要する上乗せコストは割合に低い。フッ素または
塩素化合物、好ましくはフッ素化合物で処理した天然ま
たは合成シリカを肉盛りしたプリフォームから得られる
ファイバーの光伝達特性は、非常に高純度の合成シリカ
の肉盛りによって得られるファイバーに匹敵し、天然ま
たは合成シリカを肉盛りしてもフッ素または塩素化合物
で処理していないプリフォームから得られるファイバー
に比して改善されている。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明の他の特徴および利点は、
添付の図に示す実施例の解説から明らかになるであろ
う。
添付の図に示す実施例の解説から明らかになるであろ
う。
【００１４】本発明の天然または合成シリカの精製方法
によって、光ファイバーのプリフォーム上に、ナトリウ
ムまたはリチウム等のアルカリ、或いはアルカリ土類元
素を無視できる程度しか含まない単一または複数層のシ
リカを析出させることができる。肉盛りとも呼ばれるこ
の析出操作は、プリフォームの径を増大させることに役
立ち、ファイバー化する際に数十キロメートル長の連続
ファイバーを引き抜くことが可能となる。
によって、光ファイバーのプリフォーム上に、ナトリウ
ムまたはリチウム等のアルカリ、或いはアルカリ土類元
素を無視できる程度しか含まない単一または複数層のシ
リカを析出させることができる。肉盛りとも呼ばれるこ
の析出操作は、プリフォームの径を増大させることに役
立ち、ファイバー化する際に数十キロメートル長の連続
ファイバーを引き抜くことが可能となる。
【００１５】
【実施例】添付の図で、本方法は、誘電ユニット５を備
えたプラズマトーチ３を使用する。長手方向Ｌに延びる
円柱形状のプリフォーム１が、矢印７に示されるように
自転している。プラズマトーチ３はプリフォーム１の長
手方向Ｌに対してほぼ垂直であり、且つ方向Ｌに対して
ほぼ平行な向きに往復運動する。プリフォームの回転
は、図示されないガラス旋盤によって確保される。この
旋盤のチャックが、プリフォームの両端に溶接された二
本のガラス棒を回転させる。旋盤は、電磁放射線および
化学反応で発生する放出ガスからの保護を果たす閉鎖キ
ャビン内に配置されている。
えたプラズマトーチ３を使用する。長手方向Ｌに延びる
円柱形状のプリフォーム１が、矢印７に示されるように
自転している。プラズマトーチ３はプリフォーム１の長
手方向Ｌに対してほぼ垂直であり、且つ方向Ｌに対して
ほぼ平行な向きに往復運動する。プリフォームの回転
は、図示されないガラス旋盤によって確保される。この
旋盤のチャックが、プリフォームの両端に溶接された二
本のガラス棒を回転させる。旋盤は、電磁放射線および
化学反応で発生する放出ガスからの保護を果たす閉鎖キ
ャビン内に配置されている。
【００１６】第１供給管９は、天然または合成シリカの
粒子１１をプラズマに供給する。これらの粒子は、例え
ば天然石英または水晶の塊の粉砕によって得られる。供
給は単に重力によってなされる。キャビンの外部には、
図示されない弁が供給量調整のために配置されている。
粒子１１をプラズマに供給する。これらの粒子は、例え
ば天然石英または水晶の塊の粉砕によって得られる。供
給は単に重力によってなされる。キャビンの外部には、
図示されない弁が供給量調整のために配置されている。
【００１７】第２供給管１３は、所定割合のフッ素また
は塩素（好ましくはフッ素）化合物を搬送するガス１５
をプラズマに供給する。好ましくは、キャリヤーガスは
空気である。フッ素化合物は例えば、六フッ化硫黄ＳＦ
6、或いは、欧州規制で認められたものから選択された
Ｃ2Ｆ6などのフレオンである。塩素化合物は例えば、塩
素Ｃｌ2である。キャビンの外側に配置されたガス容器
に取り付けられたバルブによって、キャリヤーガスの量
を調節することができる。ガス容器に取り付けられた別
のバルブによって、キャリヤーガス中のフッ素または塩
素化合物の割合を調節することができる。キャリヤーガ
スは、純粋な状態のフッ素または塩素（好ましくはフッ
素）化合物のみで構成することもできる。
は塩素（好ましくはフッ素）化合物を搬送するガス１５
をプラズマに供給する。好ましくは、キャリヤーガスは
空気である。フッ素化合物は例えば、六フッ化硫黄ＳＦ
6、或いは、欧州規制で認められたものから選択された
Ｃ2Ｆ6などのフレオンである。塩素化合物は例えば、塩
素Ｃｌ2である。キャビンの外側に配置されたガス容器
に取り付けられたバルブによって、キャリヤーガスの量
を調節することができる。ガス容器に取り付けられた別
のバルブによって、キャリヤーガス中のフッ素または塩
素化合物の割合を調節することができる。キャリヤーガ
スは、純粋な状態のフッ素または塩素（好ましくはフッ
素）化合物のみで構成することもできる。
【００１８】プラズマは、天然または合成シリカの粒子
と、フッ素または塩素（好ましくはフッ素）化合物の間
の化学反応の場になる。プラズマの温度は５０００℃と
１００００℃の間であり、天然または合成シリカの粒子
の溶融を引き起こす。フッ素または塩素化合物は、天然
または合成シリカ中に存在するナトリウムまたはリチウ
ムなどのアルカリと反応し、フッ化物ＮａＦまたはＬｉ
Ｆ、或いは塩化物ＮａＣｌまたはＬｉＣｌのガスを放出
する。
と、フッ素または塩素（好ましくはフッ素）化合物の間
の化学反応の場になる。プラズマの温度は５０００℃と
１００００℃の間であり、天然または合成シリカの粒子
の溶融を引き起こす。フッ素または塩素化合物は、天然
または合成シリカ中に存在するナトリウムまたはリチウ
ムなどのアルカリと反応し、フッ化物ＮａＦまたはＬｉ
Ｆ、或いは塩化物ＮａＣｌまたはＬｉＣｌのガスを放出
する。
【００１９】次に示す操作条件下で高い反応効率が得ら
れる： プラズマ強度 ：４０−１００ｋＷ 天然または合成シリカ供給量 ：０．２−５ｋｇ／時 粒子の平均寸法 ：５０−６００μｍ キャリヤーガスの供給量 ：０−１５リットル／分 キャリヤーガス中のフッ素化合物割合 ：０．３−１００％ 以上の例では、プラズマトーチの選択はこの方法を限定
するものではなく、この方法は、１０００℃を超える温
度を実現する他の任意の熱エネルギー付与手段、特に燃
焼装置から得られる火炎によっても実施可能である。
れる： プラズマ強度 ：４０−１００ｋＷ 天然または合成シリカ供給量 ：０．２−５ｋｇ／時 粒子の平均寸法 ：５０−６００μｍ キャリヤーガスの供給量 ：０−１５リットル／分 キャリヤーガス中のフッ素化合物割合 ：０．３−１００％ 以上の例では、プラズマトーチの選択はこの方法を限定
するものではなく、この方法は、１０００℃を超える温
度を実現する他の任意の熱エネルギー付与手段、特に燃
焼装置から得られる火炎によっても実施可能である。
【図１】添付の図は、天然または合成シリカの精製方法
を光ファイバーのプリフォーム上への析出に応用する際
に用いられる本発明方法を概念的に説明するものであ
る。
を光ファイバーのプリフォーム上への析出に応用する際
に用いられる本発明方法を概念的に説明するものであ
る。
１ プリフォーム ３ 熱エネルギー付与手段（プラズマトーチ） ４ プラズマ ７ 自転方向 ９、１３ 供給管 １１ 天然または合成シリカの粒子 １５ キャリヤーガス Ｌ 長手方向
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ブノワ・グエ フランス国、78260・アシエール、プラ ス・ドユ・カトルズ・ジユイエ・17 (72)発明者 イブ・リユミノー フランス国、95220・エルブレー、リユ・ デ・ゼコール・16 (72)発明者 ピエール・リポツシユ フランス国、45300・ピテイビエ、セルメ ス、リユ・マルサンビリエ・２ (72)発明者 ジヤン−フロラン・カンピオン フランス国、92270・ボワ−コロンブ、リ ユ・フエリツクス・フオール・９
Claims (5)
- 【請求項１】 熱エネルギー付与手段（３）から出るプ
ラズマまたは火炎（４）に、天然または合成シリカの粒
子（１１）を第１供給管（９）によって供給する、天然
または合成シリカの精製方法であって、プラズマまたは
火炎（４）に、キャリヤーガス（１５）に混合されたフ
ッ素または塩素の化合物を第２供給管（１３）によって
供給し、これら二本の供給管（９，１３）の供給条件
を、天然または合成シリカの粒子（１１）に含まれるア
ルカリまたはアルカリ土類元素がフッ素または塩素の化
合物のフッ素または塩素と反応するように調節すること
を特徴とする方法。 - 【請求項２】 前記フッ素または塩素の化合物がフッ素
化合物であることを特徴とする請求項１の方法。 - 【請求項３】 実質的に円柱状で長手方向（Ｌ）に延び
たプリフォーム（１）を、プリフォーム（１）の長手方
向（Ｌ）とほぼ平行に往復運動する熱エネルギー付与手
段（３）から出るプラズマまたは火炎（４）の前で自転
（７）させ、第１供給管（９）によって天然または合成
シリカの粒子（１１）をプラズマまたは火炎に供給す
る、天然または合成シリカを光ファイバーのプリフォー
ム上に析出させる方法であって、第２供給管（１３）に
よって、キャリヤーガス（１５）に混合されたフッ素ま
たは塩素の化合物をプラズマまたは火炎に供給し、これ
ら二本の供給管（９，１３）の供給条件を、天然または
合成シリカの粒子（１１）に含まれるアルカリまたはア
ルカリ土類元素がフッ素または塩素の化合物のフッ素ま
たは塩素と反応するように調節することを特徴とする方
法。 - 【請求項４】 前記フッ素または塩素の化合物がフッ素
化合物であることを特徴とする請求項３の方法。 - 【請求項５】 熱エネルギー付与手段（３）が１０００
℃を超える温度を生成することを特徴とする請求項１か
ら４のいずれかの方法。
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|---|---|---|---|
| FR9703519A FR2760449B1 (fr) | 1997-03-06 | 1997-03-06 | Procede pour purifier de la silice naturelle ou synthetique et application au depot de silice naturelle ou synthetique purifiee sur une preforme de fibre optique |
| FR9703519 | 1997-03-06 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10273330A true JPH10273330A (ja) | 1998-10-13 |
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP10055437A Pending JPH10273330A (ja) | 1997-03-06 | 1998-03-06 | 天然または合成シリカの精製方法、および、精製された天然または合成シリカを光ファイバープリフォーム上に析出させる方法 |
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|---|---|
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| EP (1) | EP0863108B1 (ja) |
| JP (1) | JPH10273330A (ja) |
| BR (1) | BR9800830A (ja) |
| DE (1) | DE69810826T2 (ja) |
| FR (1) | FR2760449B1 (ja) |
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- 1998-03-05 BR BR9800830-7A patent/BR9800830A/pt not_active Application Discontinuation
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