JPS624332B2 - - Google Patents
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- JPS624332B2 JPS624332B2 JP58224552A JP22455283A JPS624332B2 JP S624332 B2 JPS624332 B2 JP S624332B2 JP 58224552 A JP58224552 A JP 58224552A JP 22455283 A JP22455283 A JP 22455283A JP S624332 B2 JPS624332 B2 JP S624332B2
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
- C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
- C03B37/012—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
- 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]
- C03B37/018—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] by glass deposition on a glass substrate, e.g. by inside-, modified-, plasma-, or plasma modified- chemical vapour deposition [ICVD, MCVD, PCVD, PMCVD], i.e. by thin layer coating on the inside or outside of a glass tube or on a glass rod
- C03B37/01861—Means for changing or stabilising the diameter or form of tubes or rods
- C03B37/01869—Collapsing
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B2201/00—Type of glass produced
- C03B2201/06—Doped silica-based glasses
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C03B2201/20—Doped silica-based glasses doped with non-metals other than boron or fluorine
- C03B2201/28—Doped silica-based glasses doped with non-metals other than boron or fluorine doped with phosphorus
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B2201/00—Type of glass produced
- C03B2201/06—Doped silica-based glasses
- C03B2201/30—Doped silica-based glasses doped with metals, e.g. Ga, Sn, Sb, Pb or Bi
- C03B2201/31—Doped silica-based glasses doped with metals, e.g. Ga, Sn, Sb, Pb or Bi doped with germanium
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、光学通信系に使用される物理的伝送
体（キヤリヤー）、すなわち光フアイバーを製造
する方法に関するものである。本発明は特に、
MCVD（内付け化学蒸着法）によつて作られる
光フアイバーの軸方向屈折率の落込み
（depression）を無くする方法に関する。
体（キヤリヤー）、すなわち光フアイバーを製造
する方法に関するものである。本発明は特に、
MCVD（内付け化学蒸着法）によつて作られる
光フアイバーの軸方向屈折率の落込み
（depression）を無くする方法に関する。
MCVD法は高シリカ含量のガラスから作られ
る光フアイバーの加工法として開発されたもので
あつて、これは、照射光の減衰率を極端に低くす
ることを目的とするものである。この方法によつ
て、SiO2−P2O5−GeO2三成分系化合物または
SiO2−GeO2二成分系化合物から作られたコア
（core）を有する単一モードの光フアイバーが得
られ、その最低減衰値は、第３の伝送帯域と称さ
れる波長（1.5−1.6μｍ）において約0.2dB／Km
ないし約0.15dB／Kmである。
る光フアイバーの加工法として開発されたもので
あつて、これは、照射光の減衰率を極端に低くす
ることを目的とするものである。この方法によつ
て、SiO2−P2O5−GeO2三成分系化合物または
SiO2−GeO2二成分系化合物から作られたコア
（core）を有する単一モードの光フアイバーが得
られ、その最低減衰値は、第３の伝送帯域と称さ
れる波長（1.5−1.6μｍ）において約0.2dB／Km
ないし約0.15dB／Kmである。
MCVD法は下記の２つの主要工程を有するも
のである。
のである。
(a) シリカガラス管の内側に10―50μｍの厚みを
有するガラス層を、化学蒸着によつて形成させ
る工程； (b) この管を加熱によつてコラプスして、直径10
―30mmのガラス質の透明な円筒形ロツド（「プ
リフオーム」または「母材」と称する）を形成
させる工程。
有するガラス層を、化学蒸着によつて形成させ
る工程； (b) この管を加熱によつてコラプスして、直径10
―30mmのガラス質の透明な円筒形ロツド（「プ
リフオーム」または「母材」と称する）を形成
させる工程。
このプリフオームを延伸して、直径125μｍの
幾何学的に等価な（geometrically equivalent）
フアイバーを作る。
幾何学的に等価な（geometrically equivalent）
フアイバーを作る。
従来のMCVD法では一般に、上記の両工程の
実施中にドーパント（GeO2およびP2O5）の拡散お
よび蒸発が起り、そのために屈折率の“中央部の
落込み”が生ずる。
実施中にドーパント（GeO2およびP2O5）の拡散お
よび蒸発が起り、そのために屈折率の“中央部の
落込み”が生ずる。
この落込みは一般に、最後に形成された層、す
なわち最も内側の層と関係があり、しかして落込
みの度合は、この加工工程の実施中にプリフオー
ムにかかる熱応力の増加、およびドーパントの揮
発度の増加に伴つてますます大きくなる。
なわち最も内側の層と関係があり、しかして落込
みの度合は、この加工工程の実施中にプリフオー
ムにかかる熱応力の増加、およびドーパントの揮
発度の増加に伴つてますます大きくなる。
既に知られているように、この屈折率分布（屈
折率プロフイル）の乱れは、多重モードフアイバ
ーの帯域巾に悪影響を与える。
折率プロフイル）の乱れは、多重モードフアイバ
ーの帯域巾に悪影響を与える。
また、前記の乱れは単一モードフアイバーに一
層大きい悪影響を与える。すなわち、内部拡散お
よび表面蒸発が行われる区域の容積、すなわち屈
折率の落込みが生ずる区域の容積（コアの容積を
基準とする）がかなり大きいフアイバーでは、一
層大きい悪影響を受けるのである。
層大きい悪影響を与える。すなわち、内部拡散お
よび表面蒸発が行われる区域の容積、すなわち屈
折率の落込みが生ずる区域の容積（コアの容積を
基準とする）がかなり大きいフアイバーでは、一
層大きい悪影響を受けるのである。
これによつて、これらのフアイバーの電磁場誘
導特性および伝送特性が乱れる。MCVD法で作
られた単一モードフアイバーは、外部蒸着を行う
諸方法〔OVD（外部蒸着法）またはVAD（軸方
向蒸着法）〕で作られた同じ特性を有するフアイ
バーに比して、微屈曲損失（microbending
losses）が一層大きい（外部蒸着を行う諸方法で
は、軸方向における屈折率分布の乱れは生じな
い）。
導特性および伝送特性が乱れる。MCVD法で作
られた単一モードフアイバーは、外部蒸着を行う
諸方法〔OVD（外部蒸着法）またはVAD（軸方
向蒸着法）〕で作られた同じ特性を有するフアイ
バーに比して、微屈曲損失（microbending
losses）が一層大きい（外部蒸着を行う諸方法で
は、軸方向における屈折率分布の乱れは生じな
い）。
しかしながらMCVD法には操作条件に大なる
融通性があり、たとえばドーパントの選択および
屈折率分布の形について大なる融通性があるか
ら、MCVD法は、所望用途に最適の減衰特性お
よび分散特性を有する単一モードフアイバーの製
造方法として非常に適当である。
融通性があり、たとえばドーパントの選択および
屈折率分布の形について大なる融通性があるか
ら、MCVD法は、所望用途に最適の減衰特性お
よび分散特性を有する単一モードフアイバーの製
造方法として非常に適当である。
実際、MCVD法によれば、シリカが光学的減
衰率の最低値を与えるようなスペクトル帯域に最
低分散部をシフトさせるために、この目的に適し
た或特定の屈折率分布を有するフアイバーを作る
ことができる（落込み型屈折率―クラツデイン
グ；ｗ型；三角形）。
衰率の最低値を与えるようなスペクトル帯域に最
低分散部をシフトさせるために、この目的に適し
た或特定の屈折率分布を有するフアイバーを作る
ことができる（落込み型屈折率―クラツデイン
グ；ｗ型；三角形）。
前記の乱れを減少させることは勿論必要であ
る。プリフオームにおける屈折率の落込みを減少
させるために、今迄種々の方法が提案された。
る。プリフオームにおける屈折率の落込みを減少
させるために、今迄種々の方法が提案された。
これらの公知方法のうちのいくつかは、前記の
コラプス工程の開始前またはコラプス工程の一部
が開始されたときに、管の内側のシリカに化学的
エツチングを行うことを包含するものである。
〔第８回ECOC報告書（1982年）第36頁―第40頁
に記載のH.シヤイダー等の論文参照〕。このよう
な方法によればMCVD法において追加工程を設
置しなければならず、しかも今迄充分な効果は得
られていない。
コラプス工程の開始前またはコラプス工程の一部
が開始されたときに、管の内側のシリカに化学的
エツチングを行うことを包含するものである。
〔第８回ECOC報告書（1982年）第36頁―第40頁
に記載のH.シヤイダー等の論文参照〕。このよう
な方法によればMCVD法において追加工程を設
置しなければならず、しかも今迄充分な効果は得
られていない。
他の公知方法は、最後に生ずる付着堆積層に過
剰のドーピングを行うかまたはドーパントのみか
らなる流体の存在下にプリフオームのコラプス操
作を行うことによつて屈折率分布の落込みを無く
することを要旨とするものである〔T.アカマツ
等の論文「化学的蒸着方法によつて、屈折率の低
下なしに、屈折率が段階的に変化する光フアイバ
ーを製造する方法」：“アプライド、フイジツク
ス、レター”第31巻第８号（1977年10月15日発
行）、第515―第517頁参照〕。さらにまた、ドーパ
ント形成用ガス状反応体または蒸気状ドーパント
のみからなる流れをプリフオーム管内を通過させ
ながらプリフオームをコラプスすることからなる
方法も公知である（米国特許第4304581号明細書
参照）。
剰のドーピングを行うかまたはドーパントのみか
らなる流体の存在下にプリフオームのコラプス操
作を行うことによつて屈折率分布の落込みを無く
することを要旨とするものである〔T.アカマツ
等の論文「化学的蒸着方法によつて、屈折率の低
下なしに、屈折率が段階的に変化する光フアイバ
ーを製造する方法」：“アプライド、フイジツク
ス、レター”第31巻第８号（1977年10月15日発
行）、第515―第517頁参照〕。さらにまた、ドーパ
ント形成用ガス状反応体または蒸気状ドーパント
のみからなる流れをプリフオーム管内を通過させ
ながらプリフオームをコラプスすることからなる
方法も公知である（米国特許第4304581号明細書
参照）。
しかしながら、これらの公知方法はいずれも再
現性について多くの問題があり、かつ充分な効果
を奏さないものであつた。
現性について多くの問題があり、かつ充分な効果
を奏さないものであつた。
実際、これらの方法は、コラプス前の工程のと
きだけに、すなわちプリフオームの内径が高温下
に徐々に縮小せしめられるときだけに有効な方法
であつた。
きだけに、すなわちプリフオームの内径が高温下
に徐々に縮小せしめられるときだけに有効な方法
であつた。
今迄は、最後のコラプス工程〔すなわち、プリ
フオームの内部の孔を完全につぶしてロツド（す
なわち最終ロツド生成物）の形にする工程〕は、
物質を介在させずに行われていた。
フオームの内部の孔を完全につぶしてロツド（す
なわち最終ロツド生成物）の形にする工程〕は、
物質を介在させずに行われていた。
プリフオームの内孔を閉じたときには、もはや
その中にガス流を通すことができず、したがつて
ドーパントの大部分は、当該コラプス工程の操作
温度におけるその蒸気圧に応じて、遊離状態のプ
リフオームの内面の方に向かつて進行するかまた
は蒸発する。
その中にガス流を通すことができず、したがつて
ドーパントの大部分は、当該コラプス工程の操作
温度におけるその蒸気圧に応じて、遊離状態のプ
リフオームの内面の方に向かつて進行するかまた
は蒸発する。
上記の欠点は本発明方法によつて改善でき、す
なわち本発明方法に従えば、MCVD法で作られ
たプリフオームの屈折率分布の落込みを無くする
ことができ、しかも特別な器具は不要であり、ま
た、そのためにプリフオーム製造の所要時間が長
くなることもない。
なわち本発明方法に従えば、MCVD法で作られ
たプリフオームの屈折率分布の落込みを無くする
ことができ、しかも特別な器具は不要であり、ま
た、そのためにプリフオーム製造の所要時間が長
くなることもない。
かように、本発明の主な目的は、支持管の内側
に原料材料およびドーパントを付着させてプリフ
オームを作り、そしてコラプス工程において、プ
リフオームの製造のときに使用されたドーパント
と同種のドーパントの蒸気を前記の管の内側に適
用することを含む製法によつて製造される光フア
イバーの屈折率分布の落込みを無くする方法を提
供することである。
に原料材料およびドーパントを付着させてプリフ
オームを作り、そしてコラプス工程において、プ
リフオームの製造のときに使用されたドーパント
と同種のドーパントの蒸気を前記の管の内側に適
用することを含む製法によつて製造される光フア
イバーの屈折率分布の落込みを無くする方法を提
供することである。
本発明は、支持管１の内側に原材料およびドー
パントを付着堆積させることによつてプリフオー
ムを製作し、前記プリフオームの製作のために使
用されるドーパントと同種のドーパントの蒸気
を、該プリフオームのコラプス工程において前記
の管１の内側に発生させる操作を行うことを含む
製法によつて製造される光フアイバーの軸方向屈
折率の落込みを無くする方法において、プリフオ
ームの内側に付着堆積した原材料からなる最も内
側の層の上のドーパント堆積層２を加熱すること
によつて該ドーパントの蒸気を発生させ、この蒸
気は、該プリフオームのコラプス温度において前
記ドーパント自体の圧力に等しい圧力を有し、前
記の層が、次式 h0（ｚ）＝ｈ０／２π｛π・〔１−ｚ／πＤ・ｋ・Ｋ（ｋ）〕＋2arctgＤ／２ｚ｝ …(1) 〔ここに、 ｋ＝Ｄ・（z2＋D2）-1/2 …(2)； h0＝１／πρＤ・ｍ＊／ｚ …(5)； Ｋ（ｋ）＝∫〓／２ ０（１−k2sin2g）-1/2dg …(3) であり； h0は、蒸気圧を補償するドーパント層の最初の
厚みであり、 ｚはメニスカス高であり、 Ｄはコラプス前のプリフオームの内径であり、 ρは、付着堆積したドーパントの密度であり、 ｇはプリフオームの断面である円のコードと直
径との間の角度であり、 ｍ*はドーパントの蒸気圧を補償し得る圧力を
発生させるに適した質量であつて、これは次式で
表わされ、 ｍ*＝ｐＶ／ＲＴ・Ｍ …(4) ｐはコラプス状態のときのドーパントの蒸気圧
であり、 Ｖはメニスカス区域の容積、たとえば添附図面
中に示された点線４と５との間の区域を構成する
メニスカス区域の容積であり、 Ｔはコラプス状態のときの温度（絶対温度）で
あり、 Ｍはドーパントのモル量（molar mass）であ
る〕 から求められる関数h0（ｚ）によつて与えられる
厚みの変化を、支持管の軸方向（Ｚ）に沿つて有
するものであることを特徴とする、光フアイバー
の軸方向屈折率の落込みを無くする方法に関する
ものである。
パントを付着堆積させることによつてプリフオー
ムを製作し、前記プリフオームの製作のために使
用されるドーパントと同種のドーパントの蒸気
を、該プリフオームのコラプス工程において前記
の管１の内側に発生させる操作を行うことを含む
製法によつて製造される光フアイバーの軸方向屈
折率の落込みを無くする方法において、プリフオ
ームの内側に付着堆積した原材料からなる最も内
側の層の上のドーパント堆積層２を加熱すること
によつて該ドーパントの蒸気を発生させ、この蒸
気は、該プリフオームのコラプス温度において前
記ドーパント自体の圧力に等しい圧力を有し、前
記の層が、次式 h0（ｚ）＝ｈ０／２π｛π・〔１−ｚ／πＤ・ｋ・Ｋ（ｋ）〕＋2arctgＤ／２ｚ｝ …(1) 〔ここに、 ｋ＝Ｄ・（z2＋D2）-1/2 …(2)； h0＝１／πρＤ・ｍ＊／ｚ …(5)； Ｋ（ｋ）＝∫〓／２ ０（１−k2sin2g）-1/2dg …(3) であり； h0は、蒸気圧を補償するドーパント層の最初の
厚みであり、 ｚはメニスカス高であり、 Ｄはコラプス前のプリフオームの内径であり、 ρは、付着堆積したドーパントの密度であり、 ｇはプリフオームの断面である円のコードと直
径との間の角度であり、 ｍ*はドーパントの蒸気圧を補償し得る圧力を
発生させるに適した質量であつて、これは次式で
表わされ、 ｍ*＝ｐＶ／ＲＴ・Ｍ …(4) ｐはコラプス状態のときのドーパントの蒸気圧
であり、 Ｖはメニスカス区域の容積、たとえば添附図面
中に示された点線４と５との間の区域を構成する
メニスカス区域の容積であり、 Ｔはコラプス状態のときの温度（絶対温度）で
あり、 Ｍはドーパントのモル量（molar mass）であ
る〕 から求められる関数h0（ｚ）によつて与えられる
厚みの変化を、支持管の軸方向（Ｚ）に沿つて有
するものであることを特徴とする、光フアイバー
の軸方向屈折率の落込みを無くする方法に関する
ものである。
本発明の上記の特徴および好ましい具体例につ
いて、添附図面参照下に詳細に説明する。しかし
ながら本発明の範囲は決してこれらの具体例にの
み限定されるものではない。添附図面は、一部コ
ラプスされた光フアイバー用プリフオームの略図
である。
いて、添附図面参照下に詳細に説明する。しかし
ながら本発明の範囲は決してこれらの具体例にの
み限定されるものではない。添附図面は、一部コ
ラプスされた光フアイバー用プリフオームの略図
である。
コラプス温度において、マトリツクス中に混入
されたドーパントの蒸気圧に等しい圧力において
ドーパント蒸気を管の内側に存在させることを包
含する本発明方法によつて、既述の技術的問題が
解決されるのである。
されたドーパントの蒸気圧に等しい圧力において
ドーパント蒸気を管の内側に存在させることを包
含する本発明方法によつて、既述の技術的問題が
解決されるのである。
マトリツクスから蒸発するドーパントの量と、
吸着によつて再びマトリツクス中に入るドーパン
トの量との間に完全なバランスが、本発明方法で
は確実に保たれるのである。しかもこのバランス
は、最後のコラプス工程が流体の不存在下に行わ
れるときでさえ確実に保たれるのである。
吸着によつて再びマトリツクス中に入るドーパン
トの量との間に完全なバランスが、本発明方法で
は確実に保たれるのである。しかもこのバランス
は、最後のコラプス工程が流体の不存在下に行わ
れるときでさえ確実に保たれるのである。
添附図面から明らかなように、前記のコラプス
工程実施中にドーパント層２の蒸発によつて、前
記の必要な圧力が支持管１の内側で得られる。ド
ーパント層２は、最も内側のシリカ層（すなわち
ドーピングされるべきシリカ層）の上に、前もつ
て酸化物（GeO2、P2O5）として付着堆積させて形
成させたものであるが、このドーパントは未だマ
トリツクス３中には浸入（混入）していないもの
である。
工程実施中にドーパント層２の蒸発によつて、前
記の必要な圧力が支持管１の内側で得られる。ド
ーパント層２は、最も内側のシリカ層（すなわち
ドーピングされるべきシリカ層）の上に、前もつ
て酸化物（GeO2、P2O5）として付着堆積させて形
成させたものであるが、このドーパントは未だマ
トリツクス３中には浸入（混入）していないもの
である。
この方法によれば加圧効果は局部的に及ぶにす
ぎず、すなわち、添附図面中に示された２本の破
線４，５の間にあるコラプス―メニスカス帯域の
みに及ぶにすぎない。一方、この高温帯域内で蒸
発したドーパントは、前記メニスカスの上流側で
再び付着堆積する。
ぎず、すなわち、添附図面中に示された２本の破
線４，５の間にあるコラプス―メニスカス帯域の
みに及ぶにすぎない。一方、この高温帯域内で蒸
発したドーパントは、前記メニスカスの上流側で
再び付着堆積する。
その結果として、ドーパント層の最初の質量濃
度（mass concentration）が管軸に沿つて一定で
ある場合には不都合が生ずるであろう。実際に
は、コラプス工程の実施中に、この濃度値は、最
初の濃度値と蒸発―再付着堆積による濃度値との
総和に等しい値になる。この総和は、発散
（diversing）関数で表わされる。メニスカス帯域
の軸方向移動（トランスレーシヨン）の間にドー
パントが蓄積する傾向があり、蒸発／吸着平衡が
「吸着」の方向にシフトする傾向が大きくなり、
かつプリフオーム中にはドーパントのみが混入す
る傾向も生ずる。
度（mass concentration）が管軸に沿つて一定で
ある場合には不都合が生ずるであろう。実際に
は、コラプス工程の実施中に、この濃度値は、最
初の濃度値と蒸発―再付着堆積による濃度値との
総和に等しい値になる。この総和は、発散
（diversing）関数で表わされる。メニスカス帯域
の軸方向移動（トランスレーシヨン）の間にドー
パントが蓄積する傾向があり、蒸発／吸着平衡が
「吸着」の方向にシフトする傾向が大きくなり、
かつプリフオーム中にはドーパントのみが混入す
る傾向も生ずる。
コラプス工程実施中ドーパント層を均質に保つ
ために、最初のドーパント層は、プリフオームの
軸方向に沿つて質量濃度（mass concentration）
が適度に変化するように付着堆積させて形成させ
なければならない。この濃度変化が確実に行われ
るように、最初の条件（当該温度においてドーパ
ントの圧力に等しい蒸気圧を、蒸発によつて管の
内側に発生させることができるような質量
（mass quantity）〕を決定しなければならず、ま
たこの場合における蒸発／再付着堆積の“法則”
も見出さなければならない。
ために、最初のドーパント層は、プリフオームの
軸方向に沿つて質量濃度（mass concentration）
が適度に変化するように付着堆積させて形成させ
なければならない。この濃度変化が確実に行われ
るように、最初の条件（当該温度においてドーパ
ントの圧力に等しい蒸気圧を、蒸発によつて管の
内側に発生させることができるような質量
（mass quantity）〕を決定しなければならず、ま
たこの場合における蒸発／再付着堆積の“法則”
も見出さなければならない。
再付着堆積関数が既知である場合には、回避す
べき軸方向の付着堆積量は、プリフオームの軸上
の各々の点においてこれらの２つの関数の和が一
定の値に保たれるようにこれらの値を設定するこ
とによつて決定できる。したがつてこの２つの関
数は相補的（complementary）関係をもつもの
でなければならない。
べき軸方向の付着堆積量は、プリフオームの軸上
の各々の点においてこれらの２つの関数の和が一
定の値に保たれるようにこれらの値を設定するこ
とによつて決定できる。したがつてこの２つの関
数は相補的（complementary）関係をもつもの
でなければならない。
軸方向の付着堆積関数を知るためには、反応体
含有流体からのドーパントの付着堆積の法則を知
らなければならない。
含有流体からのドーパントの付着堆積の法則を知
らなければならない。
蒸発物の一部（第１部分）は前記の法則に従つ
てメニスカス帯域の上流側に直接に再付着する。
別の一部（第２部分）はメニスカス帯域に入り、
プリフオームの内側におけるドーパントの拡散と
平衡させる（counterbalance）のに必要な蒸気圧
の給源としての役割を果す。前記のドーパントの
第２部分は、メニスカスの作用によつて反転した
後に再付着し、そしてこれは別の法則によつて第
１部分に加えられる。この“別の法則”もまたメ
ニスカスの幾何学的形態に左右され得るものであ
る。
てメニスカス帯域の上流側に直接に再付着する。
別の一部（第２部分）はメニスカス帯域に入り、
プリフオームの内側におけるドーパントの拡散と
平衡させる（counterbalance）のに必要な蒸気圧
の給源としての役割を果す。前記のドーパントの
第２部分は、メニスカスの作用によつて反転した
後に再付着し、そしてこれは別の法則によつて第
１部分に加えられる。この“別の法則”もまたメ
ニスカスの幾何学的形態に左右され得るものであ
る。
コラプス操作の前のプリフオームの軸（ｚ）に
沿つたドーパントの厚みの変化を表わす関数を、
h0（ｚ）で表わすことにする。
沿つたドーパントの厚みの変化を表わす関数を、
h0（ｚ）で表わすことにする。
このメニスカスは、焦点反射面（focusing
reflective surface）に似た形状を有し、したが
つてh0（ｚ）は次式で表わすことができる。
reflective surface）に似た形状を有し、したが
つてh0（ｚ）は次式で表わすことができる。
h0（ｚ）＝ｈ０／２π｛π・〔１−ｚ／πＤ・ｋ・Ｋ（ｋ）〕＋2arctgＤ／２ｚ｝ …(1)
ここに、
ｋ＝Ｄ・（z2＋D2）-1/2 …(2)
Ｋ（ｋ）＝∫〓／２ ０（１−k2sin2g）-1/2dg …(3)
であり、しかして
h0は最初のドーパントの厚みであり、
Ｄはコラプス前の最初のプリフオームの内部直
径であり、 ｇは、プリフオームの内径（内部直径）と、プ
リフオームの断面である円のコード（chord）と
の間の角度である。
径であり、 ｇは、プリフオームの内径（内部直径）と、プ
リフオームの断面である円のコード（chord）と
の間の角度である。
ドーパントの蒸気圧を補償（コンペンセーシヨ
ン）し得る圧力を発生させるのに必要な質量（ｍ
*）は、次式で表わすことができる。
ン）し得る圧力を発生させるのに必要な質量（ｍ
*）は、次式で表わすことができる。
ｍ*＝ｐＶ／ＲＴ・Ｍ …(4)
ここに、ｐはコラプス状態のときのドーパント
の蒸気圧であり、 Ｖは添附図面中に示された点線４と５との間の
区域を構成するメニスカス区域の容積であり、 Ｔはコラプス状態のときの温度（絶対温度）で
あり、 Ｍはドーパントのモル量である。
の蒸気圧であり、 Ｖは添附図面中に示された点線４と５との間の
区域を構成するメニスカス区域の容積であり、 Ｔはコラプス状態のときの温度（絶対温度）で
あり、 Ｍはドーパントのモル量である。
コラプス工程の全期間にわたつてドーパントの
蒸気圧を補償するためには、次式の関係をみたす
ように操作条件を設定する必要がある。
蒸気圧を補償するためには、次式の関係をみたす
ように操作条件を設定する必要がある。
h0＝１／πρＤｍ＊／ｚ …(5)
ここに、ｚはメニスカス高である。用語“メニ
スカス高”は、添附図面中の点線４と５との間の
距離を意味する。なお、添附図面中の点線４と５
との間の区域を、“コラプスメニスカス区域”と
称する。
スカス高”は、添附図面中の点線４と５との間の
距離を意味する。なお、添附図面中の点線４と５
との間の区域を、“コラプスメニスカス区域”と
称する。
ρは堆積付着したドーパントの密度である。
前記の数式で示される数式条件は、ドーパント
層の厚みの軸方向（Ｚ軸方向）変化に関するもの
である。気化による物質の損失を該物質の再付着
（再堆積）によつておぎなつて、コラプス工程実
施中におけ管の内側の蒸気圧を常に一定に保つよ
うにするのである。
層の厚みの軸方向（Ｚ軸方向）変化に関するもの
である。気化による物質の損失を該物質の再付着
（再堆積）によつておぎなつて、コラプス工程実
施中におけ管の内側の蒸気圧を常に一定に保つよ
うにするのである。
実際に前記の層は、その厚みの変化傾向
（trend）を調べた後に形成させることができる。
（trend）を調べた後に形成させることができる。
前記の付着堆積層を、プリフオーム材料と密着
しないように形成させることによつて、ドーパン
トのバツク拡散の危険を避けることができ、しか
して実際にはこの目的は、低い温度において多孔
質コロイド性ドーパントの層を形成させることに
よつて達成できる。すなわち、管１の内側に酸化
物（ドーパント）粒子を、ガラス転移温度よりも
低い温度において付着堆積させることによつてド
ーパント層が形成できる。これらの粒子はコロイ
ド的な力（colloidal force）によつて、互いに拘
束された状態で保たれる。しかしてこれは緻密な
ガラス構造を形成せず、すなわちこれは多数の小
空隙（cavities）を有する多孔質構造のものであ
る。
しないように形成させることによつて、ドーパン
トのバツク拡散の危険を避けることができ、しか
して実際にはこの目的は、低い温度において多孔
質コロイド性ドーパントの層を形成させることに
よつて達成できる。すなわち、管１の内側に酸化
物（ドーパント）粒子を、ガラス転移温度よりも
低い温度において付着堆積させることによつてド
ーパント層が形成できる。これらの粒子はコロイ
ド的な力（colloidal force）によつて、互いに拘
束された状態で保たれる。しかしてこれは緻密な
ガラス構造を形成せず、すなわちこれは多数の小
空隙（cavities）を有する多孔質構造のものであ
る。
この付着堆積工程は次の２つの方法のいずれか
によつて実施できる。
によつて実施できる。
第１の方法では、ドーパントの連続的合成反応
に使用される反応体含有流体の流れを、炉の軸方
向移動操作実施中に関数h0（ｚ）に従つて変化さ
せるのである。一般にMCVD法に使用される炉
である前記の炉を、この場合にはマトリツクスの
アニール温度よりも低い温度で使用し（1nη＝
13；η＝粘度）、これによつて多孔質層を形成さ
せる。
に使用される反応体含有流体の流れを、炉の軸方
向移動操作実施中に関数h0（ｚ）に従つて変化さ
せるのである。一般にMCVD法に使用される炉
である前記の炉を、この場合にはマトリツクスの
アニール温度よりも低い温度で使用し（1nη＝
13；η＝粘度）、これによつて多孔質層を形成さ
せる。
第２の方法は、炉の移動速度を関数h0（ｚ）に
従つて連続的に変化させることからなるものであ
る。
従つて連続的に変化させることからなるものであ
る。
ドーパント層の形成後（付着堆積の終了後）に
は最終コラプス工程が実施でき、これによつてプ
リフオームの内側の孔を全部塞ぐことができる。
この過程は、末端部から始まつて、h0に等しい層
厚になるように進行する。
は最終コラプス工程が実施でき、これによつてプ
リフオームの内側の孔を全部塞ぐことができる。
この過程は、末端部から始まつて、h0に等しい層
厚になるように進行する。
添付図面は、一部コラプスした光フアイバー形
成用プリフオームの略式説明図である。 １…支持管；２…ドーパント層；３…マトリツ
クス；４および５…メニスカス区域を示す点線。
成用プリフオームの略式説明図である。 １…支持管；２…ドーパント層；３…マトリツ
クス；４および５…メニスカス区域を示す点線。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 支持管１の内側に原材料およびドーパントを
付着堆積させることによつてプリフオームを製作
し、前記プリフオームの製作のために使用される
ドーパントと同種のドーパントの蒸気を、該プリ
フオームのコラプス工程において前記の管１の内
側に発生させる操作を行うことを含む製法によつ
て製造される光フアイバーの軸方向屈折率の落込
みを無くする方法において、プリフオームの内側
に付着堆積した原材料からなる最も内側の層の上
のドーパント堆積層２を加熱することによつて該
ドーパントの蒸気を発生させ、この蒸気は、該プ
リフオームのコラプス温度において前記ドーパン
ト自体の圧力に等しい圧力を有し、前記の層が、
次式 h0（ｚ）＝ｈ０／２π｛π・〔１−ｚ／πＤ・ｋ・Ｋ（ｋ）〕＋2arctgＤ／２ｚ｝ …(1) 〔ここに、 ｋ＝Ｄ・（z2＋D2）-1/2 …(2)； h0＝１／πρＤ・ｍ＊／ｚ …(5)； Ｋ（ｋ）＝∫〓／２ ０（１−k2sin2g）-1/2dg …(3) であり； h0は、蒸気圧を補償するドーパント層の最初の
厚みであり、 ｚはメニスカス高であり、 Ｄはコラプス前のプリフオームの内径であり、 ρは、付着堆積したドーパントの密度であり、 ｇはプリフオームの断面である円のコードと直
径との間の角度であり、 ｍ*はドーパントの蒸気圧を補償し得る圧力を
発生させるに適した質量であつて、これは次式で
表わされ、 ｍ*＝ｐＶ／ＲＴ・Ｍ …(4) ｐはコラプス状態のときのドーパントの蒸気圧
であり、 Ｖはメニスカス区域の容積であり、 Ｔはコラプス状態のときの温度（絶対温度）で
あり、 Ｍはドーパントのモル量である〕 から求められる関数h0（ｚ）によつて与えられる
厚みの変化を、支持管の軸方向（Ｚ）に沿つて有
するものであることを特徴とする、光フアイバー
の軸方向屈折率の落込みを無くする方法。 ２ 前記の層２が、プリフオームの内側への原材
料の付着堆積後に、低温で付着堆積させた多孔質
構造を有するコロイド性ドーパントから構成され
たものであることを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載の方法。 ３ ドーパント形成用の蒸気相反応体の流れを関
数h0（ｚ）に従つて連続的に変化させることによ
つて前記ドーパント層を作ることを特徴とする特
許請求の範囲第１項または第２項に記載の方法。 ４ 蒸気相反応体を使用するドーパント形成反応
のための補助手段の移動速度を関数h0（ｚ）に従
つて連続的に変化させることによつて前記ドーパ
ント層を作ることを特徴とする特許請求の範囲第
１項または第２項に記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| IT68476-A/82 | 1982-12-16 | ||
| IT68476/82A IT1157146B (it) | 1982-12-16 | 1982-12-16 | Metodo per la compensazione del profilo di indice di rifrazione di fibre ottiche |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59111940A JPS59111940A (ja) | 1984-06-28 |
| JPS624332B2 true JPS624332B2 (ja) | 1987-01-29 |
Family
ID=11309531
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58224552A Granted JPS59111940A (ja) | 1982-12-16 | 1983-11-30 | 光フアイバ−の軸方向屈折率の落込みを無くする方法 |
Country Status (11)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4921516A (ja) |
| EP (1) | EP0111901B1 (ja) |
| JP (1) | JPS59111940A (ja) |
| AT (1) | ATE23323T1 (ja) |
| BR (1) | BR8306623A (ja) |
| CA (1) | CA1246875A (ja) |
| DE (2) | DE111901T1 (ja) |
| DK (1) | DK583183A (ja) |
| ES (1) | ES8500193A1 (ja) |
| IT (1) | IT1157146B (ja) |
| NO (1) | NO155862C (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0662311B2 (ja) * | 1988-12-07 | 1994-08-17 | シツプ‐ソシエタ・イタリアーナ・ペル・レセルチツイオ・デル・テレコミニカイオーニ・ピー・アー | シリカを基材としたファイバープリフォームのコアをドープする方法 |
| EP0443781A1 (en) * | 1990-02-23 | 1991-08-28 | AT&T Corp. | Method for doping optical fibers |
| CA2091711C (en) * | 1992-03-17 | 2001-12-18 | Shinji Ishikawa | Method for producing glass thin film |
| US5522003A (en) | 1993-03-02 | 1996-05-28 | Ward; Robert M. | Glass preform with deep radial gradient layer and method of manufacturing same |
| KR100624247B1 (ko) * | 2004-07-02 | 2006-09-19 | 엘에스전선 주식회사 | 고속 근거리 전송망을 위한 다중모드 광섬유 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2463016C2 (de) * | 1973-08-21 | 1982-05-06 | International Standard Electric Corp., 10022 New York, N.Y. | Verfahren zur Herstellung eines Glasfaser-Lichtleiters |
| US3961926A (en) * | 1974-12-27 | 1976-06-08 | International Telephone And Telegraph Corporation | Preparation of germania cores in optical fibers |
| JPS53108445A (en) * | 1977-03-03 | 1978-09-21 | Fujitsu Ltd | Preparation of glass for optical transmission wire |
| FR2410832A1 (fr) * | 1977-11-30 | 1979-06-29 | Comp Generale Electricite | Procede de realisation d'une fibre optique |
| JPS5678804A (en) * | 1979-11-30 | 1981-06-29 | Fujitsu Ltd | Focusing optical fiber and its production |
| IT1130481B (it) * | 1980-06-16 | 1986-06-11 | Cselt Centro Studi Lab Telecom | Procedimento per la riduzione del contenuto di gruppi ossidrili in preforme per fibre ottiche realizzate secondo il metodo mcvd |
| US4304581A (en) * | 1980-08-07 | 1981-12-08 | Western Electric Co., Inc. | Lightguide preform fabrication |
| DE3206144A1 (de) * | 1982-02-20 | 1983-09-01 | Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt | Verfahren zur herstellung eines lichtwellenleiters |
| JPS6447136A (en) * | 1987-08-18 | 1989-02-21 | Toshiba Corp | Satellite communication system |
-
1982
- 1982-12-16 IT IT68476/82A patent/IT1157146B/it active
-
1983
- 1983-11-30 JP JP58224552A patent/JPS59111940A/ja active Granted
- 1983-12-02 CA CA000442466A patent/CA1246875A/en not_active Expired
- 1983-12-02 BR BR8306623A patent/BR8306623A/pt unknown
- 1983-12-07 ES ES527888A patent/ES8500193A1/es not_active Expired
- 1983-12-08 NO NO834524A patent/NO155862C/no unknown
- 1983-12-15 DE DE198383112640T patent/DE111901T1/de active Pending
- 1983-12-15 EP EP83112640A patent/EP0111901B1/en not_active Expired
- 1983-12-15 DE DE8383112640T patent/DE3367379D1/de not_active Expired
- 1983-12-15 AT AT83112640T patent/ATE23323T1/de not_active IP Right Cessation
- 1983-12-16 DK DK583183A patent/DK583183A/da not_active Application Discontinuation
-
1985
- 1985-06-13 US US06/744,651 patent/US4921516A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ES527888A0 (es) | 1984-10-01 |
| BR8306623A (pt) | 1984-07-31 |
| NO155862C (no) | 1987-06-10 |
| DK583183D0 (da) | 1983-12-16 |
| EP0111901A1 (en) | 1984-06-27 |
| NO155862B (no) | 1987-03-02 |
| ATE23323T1 (de) | 1986-11-15 |
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| ES8500193A1 (es) | 1984-10-01 |
| DE3367379D1 (en) | 1986-12-11 |
| DK583183A (da) | 1984-06-17 |
| DE111901T1 (de) | 1984-12-06 |
| CA1246875A (en) | 1988-12-20 |
| US4921516A (en) | 1990-05-01 |
| IT8268476A0 (it) | 1982-12-16 |
| EP0111901B1 (en) | 1986-11-05 |
| IT1157146B (it) | 1987-02-11 |
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