JP2007169156A - 低ｏｈオーバークラッディングを製造するための方法および装置 - Google Patents

Abstract

【課題】不純物の組込みを最大限に制限しながら、低コストな光ファイバプリフォームを製造する方法を提供する。
【解決手段】方法は、一次プリフォームを提供するステップと、少なくとも１つのチューブ内に一次プリフォームを配置するステップとを含み、少なくとも１つのチューブが、オーバークラッディングされるべきゾーンを作成するために一次プリフォームを部分的に覆い、このオーバークラッドゾーンが、少なくとも１つのチューブの外側の一次プリフォームに配置され、方法がさらに、少なくとも１つのチューブの外側の圧力に対して過圧下で、一次プリフォームと少なくとも１つのチューブとの間の環状の空間内にガスを噴射するステップと、オーバークラッディングデバイスを使用してオーバークラッディング材料によって、オーバークラッドゾーンで一次プリフォームをオーバークラッディングするステップとを含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、光ファイバプリフォームを製造するための方法に関する。光ファイバは、線引きタワーでプリフォームを線引きすることによって作製される。プリフォームは、一般に、ファイバのクラッディングおよびコアの部分を形成する極めて高品質のガラスチューブからなる、一次プリフォームを備える。この一次プリフォームが、次に、その直径を増加させて、線引きタワーで使用されることができるプリフォームを形成するために、オーバークラッディングまたはスリービングプロセスを受ける。この文脈では、内側クラッディングという用語は、チューブの内側に形成されたクラッディングに対して与えられ、外側クラッディングは、チューブの外側に形成されたクラッディングに対して与えられる。相似の線引き動作は、タワー内で鉛直方向にプリフォームを配置すること、およびプリフォームの一方の端部からファイバのストランドを線引きすることからなる。この目的のために、シリカが軟化されるまで、高い温度がプリフォームの一方の端部に局所的に加えられる。線引き速度および温度が、それらがファイバの直径を決定するため、ファイバの線引き動作中永続的に制御される。

光ファイバは、従来通りに、その機能が光信号を伝送し、任意に光信号を増幅することである光コアと、その機能が光信号をコア内に制限することである光クラッディングとからなる。この目的のために、コアの屈折率ｎ_ｃと外側クラッディングの屈折率ｎ_ｇが、ｎ_ｃ＞ｎ_ｇであるようにされている。よく知られているように、シングルモード光ファイバ内での光信号の伝播が、コア内でガイドされる基本モードと、コアクラッディング組立体内で、ある距離にわたってガイドされ、クラッディングモードと呼ばれる二次モードとに分解される。

光ファイバは、純粋なまたはドープされたシリカのチューブからなる一次プリフォームを備えるプリフォームから作製されることができ、一次プリフォーム中で、ドープされたおよび／または純粋なシリカの層が、内側クラッディングおよび中央コアを形成するために連続的に付着される。チューブ内で行われる付着は、ＣＶＤと省略される、化学気相蒸着のタイプのものである。このタイプの付着は、気体状の混合物をチューブ内に噴射し、前記混合物をイオン化させることによって行われる。ＣＶＤタイプの付着物は、内付け化学気相蒸着（ＭＣＶＤ）、ファーネス化学気相蒸着（ＦＣＶＤ）、およびプラズマ強化化学気相蒸着（ＰＣＶＤ）を含む。

コアおよび内側クラッディングに対応する層を付着させた後、いわゆる圧潰動作中、チューブがそれ自体で閉鎖される。このことは、シリカロッドからなる一次プリフォームを作成する。この一次プリフォームが、次に、一般にコストに関連する理由のため天然のシリカ粒子によって、オーバークラッディングプロセスを受ける。オーバークラッディングのために、プラズマ付着方法が使用されることができ、プラズマ付着方法の間に、天然のシリカ粒子が、一次プリフォームの周囲でガラス化するように、２３００℃の領域の温度下でプラズマトーチによって付着されかつ溶融される。一次プリフォームは、それ自体回転するようにされ、トーチまたは一次プリフォームは、ロッドの全周囲へのシリカの一様な付着を確実にするために、一方が他方に対して長手方向に移動する。オーバークラッディングプロセスは、一般に、電磁摂動およびプラズマトーチによるオゾンの放出に対する保護を確実にするために、制御された雰囲気下で包囲されたユニット内で行われる。

シリカ粒子を使用したプラズマ付着によるオーバークラッディングは、低コストであるが、一次プリフォームの周囲に付着される不純物を生じる。水や塵粒子などのこれらの不純物は、オーバークラッディング動作がその中で行われるユニット内の周囲空気に由来する。一次プリフォームをオーバークラッディングするときに形成される、外側クラッディング内での不純物の存在は、特に不純物が、一次プリフォーム上に付着されたシリカの第１の層内に存在するとき、ファイバの光学的特性を劣化させる。一次プリフォームの中央コアのサイズが大きいほど、オーバークラッディング中に組み込まれる不純物のこの問題点は、より大きくなる。中央コアが大きな直径を有するとき、内側クラッディングは、制限された厚さであり、オーバークラッディング中にチューブの周囲の周りに組み込まれる不純物が、コアに対してより近くに存在するほど増加する、中央コア内での信号の伝播に対する影響を有する。

しかし、大きな容量のプリフォームを製造することが追求されている。プリフォームの容量は、このプリフォームから線引きされることができる光ファイバの長さの量として規定される。同じ長さを有するプリフォームに対しては、プリフォームの直径が大きいほど、その容量はより大きい。製造コストを減少させ、かつ接続損失を制限するために、１つの同一のプリフォームから長い長さの直線状のファイバを提供することが望ましい。したがって、中央コアの直径と光クラッディングの直径との間の相対的なサイズの制約を満たしながら、大直径のプリフォームを製造することが、追求される。オーバークラッディング後の最終プリフォームは、線引きされた光ファイバと同じ、クラッディング直径に対するコア直径の比率を有する。大容量のプリフォームを製造するために、製造するためにコストがかかる一次プリフォームの直径を増加させることよりも、オーバークラッドの量を増加させることが、一般に選択される。

ＵＳ２００２／０１４４５２１は、大容量のプリフォームを製造するための方法を記載している。この文献は、塩素およびフッ素でドープされたチューブの内側に大直径の中央コアを付着させることによって、一次プリフォームを作製することを示唆している。チューブは、塩素でドープすることによって生じる屈折率の増加を補償するために、フッ素でドープされる。チューブは、中央コア内の光伝送特性を劣化させるＯＨ基不純物の移動を制限するために塩素でドープされる。チューブ直径が等しい、塩素およびフッ素でドープされたこのようなチューブの使用は、大きな直径を有する中央コアを有する一次プリフォームを製造するために、チューブ内に付着される内側クラッディングの厚さを減少させることを可能にする。この一次プリフォームが、次に、大きな直径およびしたがって大容量の最終プリフォームを得るために、プラズマ付着によってオーバークラッディングされる。塩素およびフッ素でドープされたチューブは、天然のシリカ粒子を使用するオーバークラッディングプロセスによってもたらされる不純物に対して中央コアを保護する。

しかし、このような方法は、純粋なシリカのチューブよりもコストのかかる特定のチューブの使用を必要とする。また、チューブ内での塩素の存在は、外側クラッディングの全体屈折率、したがって光ファイバの伝送特性を変更する、オーバークラッディング動作中のチューブ表面上でのＳｉ−ＯＨ結合の形成を防止しない。

ＦＲ−Ａ−２７６０４４９は、光ファイバ一次プリフォーム上にシリカを付着させる方法を記載している。この文献は、オーバークラッディング動作中の天然シリカ付着の浄化を提案している。一次プリフォーム上でのＯＨ基の形成を減少させるために、シリカ粒子に含まれるアルカリまたはアルカリ土類元要の除去を生じさせるために、供給パイプが、塩素またはフッ素を含む気体状の混合物をプラズマトーチに供給する。

しかし、約２３００℃の温度が、ＯＨ基との結合の形成を促進するには高すぎるため、シリカオーバークラッド内に不純物が組み込まれるのはプラズマトーチの所でではないことが、見出された。不純物は、シリカが冷却する前、チューブの表面上でガラス化したばかりの時に、シリカに特に付着される。したがって、プラズマトーチでの塩素またはフッ素を含む気体状の混合物の添加は、シリカオーバークラッド内での不純物の形成を十分に低減させない。

ＦＲ−Ａ−２６４７７７８は、光ファイバ一次プリフォーム上にシリカを付着させるための方法およびデバイスを記載している。一次プリフォームを形成するシリカのロッドが、周囲の雰囲気から分離された、密封された囲いの中の旋盤上に配置され、乾燥したガスを供給される。オーバークラッディング動作が、この囲いの内部で行われる。囲いの中の空気は、凝結された水を除去し、次に吸着によって最終的に乾燥するために、ろ過、圧縮、および冷却を連続的に受ける。前記プロセスで、シリカオーバークラッド内に組み込まれる恐れがある不純物の大部分を除去することが、理論上可能である。しかし、これは、複雑な解決法であり、実施するのにコストがかかるものである。囲いの体積は、少なくとも８ｍ^３から１０ｍ^３であり、約３０００ｍ^３／ｈの囲いを通る空気流を必要とする。このような体積の空気に、上述のろ過および乾燥動作を受けさせることは、極めて高い動作コストを呈し、光ファイバの製造コストに適合しない。
米国特許出願公開第２００２／０１４４５２１号明細書 仏国特許出願公開第２７６０４４９号明細書 仏国特許出願公開第２６４７７７８号明細書 欧州特許出願公開第０８６３１０８号明細書 国際公開第０３／０７２５１７号パンフレット 欧州特許出願公開第０４０１７４２号明細書

したがって、シリカオーバークラッド内への不純物の組込みを最大限に制限しながら、低コストでオーバークラッディング動作を行うことが可能である、光ファイバプリフォームを製造する方法に対する必要性がある。

この目的のために、本発明は、一次プリフォームと少なくとも１つのチューブとの間の環状の空間によって形成された、低減された制御体積を画定する少なくとも１つのチューブを通って、一次プリフォームのロッドを配置することを提案する。次に、雰囲気が、旋盤を含む囲いの全体積内ではなく、少なくとも１つのチューブによって画定されたこの低減された体積内でのみ制御される。本説明で述べるようなオーバークラッドゾーンは、その中で、オーバークラッディングデバイスによってオーバークラッディングが行われるゾーンを意味する。少なくとも１つのチューブが、オーバークラッドゾーンに近接するゾーン内で一次プリフォームを覆う。

より具体的には、本発明は、オーバークラッディングすることによって光ファイバの最終プリフォームを製造するための製造方法であって、前記製造方法が、
一次プリフォームを提供するステップと、
少なくとも１つのチューブ内に一次プリフォームを配置するステップとを含み、少なくとも１つのチューブが、オーバークラッドゾーンである、オーバークラッディングされるべきゾーンを作成するために一次プリフォームを部分的に覆い、このオーバークラッドゾーンが、少なくとも１つのチューブの外側の一次プリフォームに配置され、前記製造方法がさらに、
少なくとも１つのチューブの外側の圧力に対して過圧下で、一次プリフォームと少なくとも１つのチューブとの間の環状の空間内にガスを噴射するステップと、
オーバークラッディングデバイスを使用してオーバークラッディング材料によって、オーバークラッドゾーンで一次プリフォームをオーバークラッディングするステップとを含む方法を提案する。

少なくとも１つのチューブが、一次プリフォームの外径の４倍から１０倍の間で構成された内径を有することが、好ましい。このことは、その雰囲気がガスを噴射することによって制御されることが必要である環状の空間を制限し、したがって必要とされるガスの量を制限しながら、外部雰囲気に対する一次プリフォームの光学的保護を可能にする。

また、好ましい実施形態では、少なくとも１つのチューブが、一次プリフォームの長さの０．３倍から０．８倍の間で構成された長さを有する。このことは、その雰囲気がガスを噴射することによって制御されることが必要である環状の空間を制限し、したがって必要とされるガスの量を制限しながら、外部雰囲気に対する一次プリフォームの光学的保護を可能にする。

一実施形態によると、本発明は、最終光ファイバプリフォームを製造するための製造方法を提供し、前記製造方法は、
一次プリフォームを提供するステップと、
一次プリフォームの直径の４倍から１０倍の間で構成された直径と、一次プリフォームの長さの０．３倍から０．８倍の間で構成された長さとを有するチューブ内に、前記一次プリフォームを配置するステップと、
チューブの外側の圧力に対して過圧下で、チューブ内にガスを噴射するステップと、
一次プリフォームをオーバークラッディングするステップとを含む。

ある好ましい実施形態では、噴射されるガスは窒素であり、別の好ましい実施形態では、噴射されるガスは空気である。低濃度の汚染物質および低コストのため、窒素および空気が好ましい。

汚染物質がオーバークラッディング中の付着を防止されることを確実にするために、ガスは、好ましくはオーバークラッディングの大部分の間に、より好ましくはオーバークラッディングの全プロセス中に噴射される。

一実施形態によると、噴射されるガスの相対湿度含有量は、２０℃で５％未満である。この相対湿度含有量の利点は、少ない量の水の存在が、オーバークラッディング中に付着されるシリカの低いＯＨ汚染を確実にすることである。

一実施形態によると、噴射されるガスは、塩化および／またはフッ化されたガスをさらに含む。このことは、少なくとも１つのチューブの体積内でのＯＨ基のいかなる形成も阻止し、プリフォームの表面上でＳｉ−ＯＨ結合が形成することを防止することになる。

一実施形態によると、少なくとも１つのチューブの外側の圧力に対する、一次プリフォームと少なくとも１つのチューブとの間の環状の空間内の過圧が、１×１０^４Ｐａ（０．１バール）から１×１０^５Ｐａ（１バール）の間の範囲にある。

一実施形態によると、噴射されるガスが、３００℃から６００℃の間の温度に加熱される。このことの理由は、オーバークラッディングプロセスが、望ましくない冷却によって遅延されないことである。噴射されるガスが、噴射の前に加熱される。

一実施形態によると、オーバークラッディングが、天然のシリカ粒子などのシリカ粒子のプラズマ付着によって行われる。プラズマ付着の利点は、シリカ粒子が、直接ガラス化されること、および追加の焼結ステップが必要とされないことである。天然のシリカ粒子の利点は、高い存在量および低コストである。

一実施形態によると、少なくとも１つのチューブが、例えばプラズマトーチなどのオーバークラッディングデバイスの通過およびシリカ粒子の挿入を可能にするために、少なくとも１つのチューブの長手方向軸に対して横切る方向の開口を備える。この構成は、最大量の噴射ガスが、オーバークラッディングの時にオーバークラッドゾーン内に存在することを可能にし、したがって汚染物質に対する最適な放出を確実にする。

一実施形態によると、少なくとも１つのチューブが、水晶製である。別の実施形態によると、少なくとも１つのチューブが、ステンレス鋼製である。水晶またはステンレス鋼の使用の利点は、材料の高い熱抵抗および高い堅牢性である。

一実施形態によると、一次プリフォームが、２つのチューブ内に配置され、２つのチューブが、オーバークラッドゾーンの両側にあり、２つのチューブそれぞれが、オーバークラッドゾーンに近接した一次プリフォーム上のゾーンを覆う。このような構成の利点は、オーバークラッディングデバイスおよびオーバークラッディング材料の通過を許すために、２つのチューブの間に十分な余裕があることである。

一実施形態によると、少なくとも１つのチューブが、静止位置に保持され、一方、一次プリフォームが、一次プリフォームの対称軸に沿って並進移動される。原則として、少なくとも１つのチューブが静止しながら一次プリフォームのみを移動させること、または一次プリフォームが静止しながら少なくとも１つのチューブのみを移動させること、または一次プリフォームおよび少なくとも１つのチューブの両方を移動させることが可能である。プラズマトーチが、少なくとも１つのチューブの開口内に存在する場合、プラズマトーチは、少なくとも１つのチューブが並進移動される場合、少なくとも１つのチューブとともに移動される必要がある。少なくとも１つのチューブを静止して保持することの利点は、少なくとも１つのチューブと、プラズマトーチなどのオーバークラッディングデバイスとの両方ではなく、一次プリフォームのみが、移動されることが必要であることである。

一実施形態によると、少なくとも１つのチューブが、一次プリフォームの対称軸に沿って、プラズマトーチと一緒に移動される。

本発明は、最終光ファイバプリフォームを製造するための装置にも関し、この装置は、
一次プリフォームを受けるための支持体と、
支持体によって受けられた一次プリフォームを包囲するように構成される少なくとも１つのチューブとを備え、それによって、一次プリフォームと少なくとも１つのチューブとの間に環状の空間を形成し、前記少なくとも１つのチューブが、オーバークラッドゾーンである、オーバークラッディングされるべきゾーンを作成するために前記一次プリフォームを部分的に覆い、このオーバークラッドゾーンが、少なくとも１つのチューブの外側の一次プリフォームに配置され、装置がさらに、
少なくとも１つのチューブの外側の圧力に対して過圧下で、一次プリフォームと少なくとも１つのチューブとの間の環状の空間内にガスを噴射するように構成されたガスリザーバと、
オーバークラッドゾーンに一次プリフォームをオーバークラッディングするためのデバイスとを備える。

少なくとも１つのチューブが、一次プリフォームの直径の４倍から１０倍の間で構成された直径を有することが好ましい。このことの利点は、前に開示されている。

さらに、少なくとも１つのチューブが、一次プリフォームの長さの０．３倍から０．８倍の間で構成された長さを有することが好ましい。このことの利点は、前に開示されている。

一実施形態では、本発明は、最終光ファイバプリフォームを製造するための装置に関し、この装置は、
一次プリフォームを受けるための支持体と、
一次プリフォームの直径の４倍から１０倍の間で構成された直径と、一次プリフォームの長さの０．３倍から０．８倍の間で構成された長さとを有し、支持体に取り付けられた一次プリフォームを包囲するように構成されている少なくとも１つのチューブと、
少なくとも１つのチューブの外側の圧力に対して過圧下で、少なくとも１つのチューブと一次プリフォームとの間の環状の空間内にガスを噴射するように構成されたガスリザーバと、
一次プリフォームをオーバークラッディングするためのデバイスとを備える。

本発明の装置の利点は、大量のガスが使用される必要なしに、制御された雰囲気下で、オーバークラッディングが行われることを可能にすることである。

一実施形態によると、装置は、少なくとも１つのチューブ内の湿度レベルを測定しかつ制御するためのデバイスをさらに備える。このことは、制御された雰囲気内での水のレベルの正確な制御を可能にし、このようにして、ＯＨ不純物が、可能な限り防止されることができる。

一実施形態によると、装置は、環状の空間内の圧力を測定しかつ制御するためのデバイスをさらに備える。このことは、少なくとも１つのチューブ内での過圧を保持することを可能にし、このことは、いかなる汚染物質も少なくとも１つのチューブの外側に維持する。

一実施形態によると、装置は、環状の空間内に噴射されるべきガスを加熱するためのデバイスを備える。噴射されるガスを加熱することの利点は、前記の説明で説明された。

一実施形態によると、装置は、プラズマトーチおよびシリカ粒子のための取入ダクトを備える。このことは、シリカ粒子のプラズマ付着の使用を可能にし、このことの利点は、前記の説明で説明された。

装置が、オーバークラッドゾーンの両側に２つのチューブを備えることが好ましい。

本発明のその他の特徴および利点は、単に一例として与えられた、本発明の実施形態についての以下の詳細な説明を読み、かつ本発明の方法を実施するための概略的な要素を示す単一の図面を参照すれば明らかになるであろう。

図１は、線引きタワーで使用されることができる最終プリフォームを形成するために、オーバークラッディング用の旋盤に配置されるように意図された一次プリフォーム１０を示している。一次プリフォーム１０は、たとえばシリカチューブ内へのＰＣＶＤ付着などのいずれかの知られている技術によって製造された高純度シリカのロッドである。

オーバークラッディングは、シリカ粒子、好ましくはコストのより低い天然のシリカ粒子をプラズマ付着させることによって行われてもよい。シリカ粒子のための取入ダクトが、プラズマトーチに好ましくは近接して設けられている。プラズマトーチおよびシリカ粒子のための取入ダクトからなる組立体が、回転する一次プリフォーム１０に沿って前後に移動するか、回転する一次プリフォーム１０が、プラズマトーチおよびシリカ粒子のための取入ダクトの前方で、長手方向に前後に移動するかのいずれかである。

本発明によると、一次プリフォーム１０が、一次プリフォーム１０のオーバークラッドゾーンに近接するゾーンを覆う、２つのチューブ２０のうちの少なくとも１つのチューブ２０の内側でそれを移動させることによって配置される。次に、雰囲気が、オーバークラッディング中の一次プリフォーム１０上への不純物の付着を除去するために、一次プリフォーム１０と少なくとも１つのチューブ２０との間の環状の空間によって画定される体積内で制御される。制御される雰囲気（空気）の体積は、従来技術の囲いに対して減少されているが、オーバークラッディング動作中に付着されるシリカの良好な品質を確実にするのに十分である。

少なくとも１つのチューブ２０の内径は、一次プリフォーム１０の外径の４倍から１０倍の間である。したがって、少なくとも１つのチューブ２０は、オーバークラッディング動作を妨害しないように十分広く、制御される雰囲気（空気）の体積をオーバークラッドゾーン内に制限するのに十分狭い。１２５μｍの直径および８．７μｍのコアを有する最終光ファイバを線引きするために、そのコアが６ｍｍの直径を有する一次プリフォーム１０が使用されることができ、ファイバの相似的な性質に適合するために、最終プリフォームで１００ｍｍの直径に到達するように、２５ｍｍの直径でオーバークラッディングされる。前記一次プリフォームに対して、たとえば１５０ｍｍの直径の、すなわち、一次プリフォーム１０のオーバークラッディングを許すのに十分広くかつオーバークラッドゾーン内で適切に制御された雰囲気を保証するのに十分狭い、少なくとも１つのチューブを提供することができる。

雰囲気は、一次プリフォーム１０と少なくとも１つのチューブ２０との間の環状の空間内への、少なくとも１つのチューブの外側の圧力に対して過圧下のガスの噴射を通じて、一次プリフォーム１０と少なくとも１つのチューブ２０との間の環状の空間内で制御される。ガス取入パイプ２１が、周囲の空気が少なくとも１つのチューブ２０内へ入らないことを保証するために、少なくとも１つのチューブの外側の圧力に対して十分な過圧で、プリフォーム１０と少なくとも１つのチューブとの間の環状の空間内へ制御された方式でガスを噴射するために、少なくとも１つのチューブ２０に沿って（図１に示すように）好ましくは分配される。２つのガス取入口２１で十分であるが、少なくとも１つのチューブ２０または２つのチューブ２０の内側での一様な過圧を確実にするために、少なくとも１つのチューブ２０に沿っておよびそれの周囲に、６個から２０個のガス取入口２１が分配されることが好ましい。

少なくとも１つのチューブの長さは、一次プリフォーム１０の旋盤への取付けを妨害することなく、オーバークラッドされたばかりの一次プリフォーム１０のゾーンまたは複数のゾーンを覆うように、一次プリフォーム１０の長さの０．３倍から０．８倍の範囲である。前に示したように、不純物は、プラズマトーチによって加熱されたゾーン上またはすでに冷却されたゾーン上ではなく、シリカ粒子がガラス化したばかりの、まだ高温であるプリフォーム領域上に特に付着される。不純物が、１２００℃から４００℃の間で特にシリカ内にそれ自体を組み込むことが見出された。したがって、少なくとも１つのチューブの長さは、まだ高温である一次プリフォーム１０を覆うのに十分でなければならない。一次プリフォーム１０は、通常１ｍの長さを有する。約５０ｃｍから６０ｃｍの長さの少なくとも１つのチューブ、またはそれよりも短い長さ、すなわち２０ｃｍから３０ｃｍの長さを有する２つのチューブ２０が、したがって適切である。

したがって、チューブ２０によって画定される、制御されるべき雰囲気の体積は、大きく減少された湿度レベルと妥当なコストで、塵のない雰囲気を保証することを許すのに十分小さい。

たとえば、圧縮空気または窒素のリザーバが、少なくとも１つのチューブ２０のガス取入口２１と接続されてもよい。少なくとも１つのチューブ２０内への噴射にために、保管されたガスは、２０℃で５％未満の相対湿度値を有する。また、少なくとも１つのチューブ２０内へ噴射される空気または窒素が、少なくとも１つのチューブ体積内でのＯＨ基のいかなる形成も阻止するために、およびプリフォーム１０の表面上でのＳｉ−ＯＨ結合を防止するために、フッ化および／または塩化されたガスと混合されてもよい。少なくとも１つのチューブ２０内への空気の噴射が、オーバークラッド内に付着される不純物の限定の点で十分な結果を与えるにもかかわらず、ＮＯｘ基（温室効果を有するガス）の生成を防止するために、空気よりもむしろ窒素を噴射することが好ましい。少なくとも１つのチューブ２０の取入ダクト２１に接続されたガスパイプと直接接続されたリザーバの使用が、少なくとも１つのチューブ２０に塵が入るリスクを制限するが、少なくとも１つのチューブ２０内に噴射されたガスが、事前にろ過されてもよい。

ガス（またはガス混合物）が、少なくとも１つのチューブ２０の外側の圧力に対して過圧下で、少なくとも１つのチューブ２０内へ噴射される。少なくとも１つのチューブ２０の外側の圧力は、一般に大気圧である。原則として、低い過圧が、少なくとも１つのチューブ２０内に空気が入るのを防止するのに十分であるかもしれないが、プラズマトーチのレベルでの大部分の空気の移動を管理するために、十分な過圧が選択されなければならない。１×１０^４Ｐａ（０．１バール）から１×１０^５Ｐａ（１バール）の間の少なくとも１つのチューブ２０内の過圧が、適切である。前記過圧は、周囲の空気が少なくとも１つのチューブ２０内に入らず、塵または湿気を持ち込まないことを保証するのに十分である。前記過圧は、また、圧力下でリザーバを単に空にすることだけによって、または少なくとも１つのチューブ取入口のガス取入ダクトに低出力ポンプを追加することで得ることができるように、十分低い。

少なくとも１つのチューブ２０内に噴射されたガスはまた、オーバークラッドされたばかりのプリフォーム領域の冷却速度を制限するために、３００℃から６００℃の間の温度に加熱されてもよい。

図示した実施形態によると、少なくとも１つのチューブ２０は、チューブ２０の中間ゾーン内でのプラズマトーチ３０の通過およびシリカ粒子の挿入を可能にするために、少なくとも１つのチューブ２０の長手方向軸に対して横切る方向の開口２２を備える。プラズマトーチ３０の前方での一次プリフォーム１０の前後移動の間、少なくとも１つのチューブ２０は、プラズマトーチと同様に静止して保持されることができ、プリフォーム１０の移動方向にかかわらず、プリフォーム１０の加熱された領域を不純物から保護する。しかし、プラズマトーチ３０および少なくとも１つのチューブ２０が、並進方向に静止しているプリフォーム１０に沿って一緒に移動する他の組立体が考慮されることもできる。

少なくとも１つのチューブ２０は、その端部の少なくとも１つ、すなわちその中央開口２２の一方の端部が、プラズマトーチ３０の近傍にあるため、たとえば水晶またはステンレス鋼の、温度に耐える強い材料製である。少なくとも１つのチューブ２０は、溶融したシリカ内での不純物の出現を回避するために、オーバークラッドゾーンに近接するゾーンを覆わなければならない。その一方で、少なくとも１つのチューブ２０は、プラズマトーチによって直接加熱されるゾーンを覆わない。したがって、この構成は実施するのが容易である。

本発明の方法は、比較的簡単な装置を使用して実施されることができる。一次プリフォーム１０を受けるための支持体として、従来型の旋盤が使用されてもよい。その直径が一次プリフォーム１０の直径の４倍から１０倍であり、その長さが一次プリフォーム１０の長さの０．３倍から０．８倍である、水晶またはステンレス鋼製の少なくとも１つのチューブ２０が、一次プリフォーム１０を包囲するように配置される。いくつかのチューブ２０が、最適な条件下での様々な一次プリフォーム１０のオーバークラッディングを可能にするために、旋盤の近傍に配置されてもよい。取付け手段が、本発明の少なくとも１つのチューブ２０を受けるように構成された旋盤に設けられてもよい。１つまたは複数のリザーバが、少なくとも１つのチューブ２０取入口への取付け手段を備えてもよい。シリカ粒子の取入ダクトを備える従来型のタイプのプラズマトーチもまた設けられてもよい。

装置は、また、たとえば標準型の圧力センサおよび標準型の湿度センサを使用する、少なくとも１つのチューブ２０内の圧力を制御および調整するための手段、および少なくとも１つのチューブ２０内の湿度レベルを制御するための手段を備えてもよい。

したがって、一次プリフォーム１０のオーバークラッディング動作が、シリカオーバークラッド内に組み込まれる不純物の十分な減少を可能にする、簡単で、低コストの装置で行われることができる。改良された光伝送特性を有する光ファイバが、本発明の方法を使用して得られる最終プリフォームから線引きされることができる。

線引きタワーで使用されることができる最終プリフォームを形成するために、オーバークラッディング用の旋盤に配置されるように意図された一次プリフォーム１０を示す図である。

符号の説明

１０ 一次プリフォーム
２０ チューブ
２１ ガス取入パイプ
２２ 開口
３０ プラズマトーチ

Claims (26)

1. オーバークラッディングすることによって最終光ファイバプリフォームを製造するための製造方法であって、前記製造方法が、
   一次プリフォーム（１０）を提供するステップと、
   少なくとも１つのチューブ（２０）内に前記一次プリフォーム（１０）を配置するステップとを含み、少なくとも１つのチューブ（２０）が、オーバークラッドゾーンである、オーバークラッディングされるべきゾーンを作成するために一次プリフォーム（１０）を部分的に覆い、オーバークラッドゾーンが、少なくとも１つのチューブ（２０）の外側の一次プリフォーム（１０）に配置され、前記製造方法がさらに、
   少なくとも１つのチューブ（２０）の外側の圧力に対して過圧下で、一次プリフォーム（１０）と少なくとも１つのチューブ（２０）との間の環状の空間内にガスを噴射するステップと、
   オーバークラッディングデバイスを使用してオーバークラッディング材料によって、オーバークラッドゾーンで一次プリフォーム（１０）をオーバークラッディングするステップとを含む製造方法。
2. 少なくとも１つのチューブ（２０）が、一次プリフォーム（１０）の外径の４倍から１０倍の間で構成された内径を有する、請求項１に記載の製造方法。
3. 少なくとも１つのチューブ（２０）が、一次プリフォーム（１０）の長さの０．３倍から０．８倍の間で構成された長さを有する、請求項１または請求項２に記載の製造方法。
4. 噴射されるガスが、窒素および空気から選択される、請求項１から３のいずれか一項に記載の製造方法。
5. 噴射されるガスが、２０℃で５％未満である相対湿度レベルを有する、請求項１から４のいずれか一項に記載の製造方法。
6. 噴射されるガスが、フッ化および／または塩化されたガスを含む、請求項１から５のいずれか一項に記載の製造方法。
7. 少なくとも１つのチューブ（２０）の外側の圧力に対する環状の空間内の過圧が、１×１０^４Ｐａ（０．１バール）から１×１０^５Ｐａ（１バール）の間で構成される、請求項１から６のいずれか一項に記載の製造方法。
8. 噴射されるガスが、３００℃から６００℃の間で構成される温度に加熱される、請求項１から７のいずれか一項に記載の製造方法。
9. オーバークラッディングが、オーバークラッディング材料のプラズマ付着によって行われる、請求項１から８のいずれか一項に記載の製造方法。
10. オーバークラッディング材料が、シリカ粒子からなる、請求項１から９のいずれか一項に記載の製造方法。
11. オーバークラッディング材料が、天然のシリカ粒子からなる、請求項１０に記載の製造方法。
12. 少なくとも１つのチューブ（２０）が、オーバークラッディングデバイスの通過およびオーバークラッディング材料の挿入を許すために、少なくとも１つのチューブ（２０）の長手方向軸に対して横切る方向の開口（２２）を備える、請求項１から１１のいずれか一項に記載の製造方法。
13. オーバークラッディングデバイスが、プラズマトーチ（３０）である、請求項１から１２のいずれか一項に記載の製造方法。
14. 少なくとも１つのチューブ（２０）が、水晶製である、請求項１から１３のいずれか一項に記載の製造方法。
15. 少なくとも１つのチューブ（２０）が、ステンレス鋼製である、請求項１から１３のいずれか一項に記載の製造方法。
16. 一次プリフォーム（１０）が、２つのチューブ（２０）内に配置され、２つのチューブ（２０）が、オーバークラッドゾーンの両側にあり、２つのチューブ（２０）それぞれが、オーバークラッドゾーンに近接した一次プリフォーム（１０）のゾーンを覆う、請求項１から１５のいずれか一項に記載の製造方法。
17. 少なくとも１つのチューブ（２０）が、静止位置に保持され、一方、一次プリフォーム（１０）が、一次プリフォーム（１０）の対称軸に沿って並進移動される、請求項１から１６のいずれか一項に記載の製造方法。
18. 少なくとも１つのチューブ（２０）が、一次プリフォーム（１０）の対称軸に沿って、オーバークラッディングデバイスと一緒に並進移動される、請求項１から１７のいずれか一項に記載の製造方法。
19. 最終光ファイバプリフォームを製造するための装置であって、
    一次プリフォーム（１０）を受けるための支持体と、
    支持体によって受けられた一次プリフォーム（１０）を包囲するように構成される少なくとも１つのチューブ（２０）とを備え、それによって、一次プリフォーム（１０）と少なくとも１つのチューブ（２０）との間に環状の空間を形成し、前記少なくとも１つのチューブ（１０）が、オーバークラッドゾーンである、オーバークラッディングされるべきゾーンを作成するために前記一次プリフォーム（１０）を部分的に覆い、オーバークラッドゾーンが、少なくとも１つのチューブ（２０）の外側の一次プリフォーム（１０）に配置され、前記装置がさらに、
    少なくとも１つのチューブ（２０）の外側の圧力に対して過圧下で、一次プリフォーム（１０）と少なくとも１つのチューブ（２０）との間の環状の空間内にガスを噴射するように構成されたガスリザーバと、
    オーバークラッドゾーンで一次プリフォーム（１０）をオーバークラッディングするためのデバイスとを備える装置。
20. 少なくとも１つのチューブ（２０）が、一次プリフォーム（１０）の直径の４倍から１０倍の間で構成された直径を有する、請求項１９に記載の装置。
21. 少なくとも１つのチューブ（２０）が、一次プリフォーム（１０）の長さの０．３倍から０．８倍の間で構成された長さを有する、請求項１９または請求項２０に記載の装置。
22. 少なくとも１つのチューブ（２０）内の相対湿度レベルを測定しかつ制御するためのデバイスをさらに備える、請求項１９から２１のいずれか一項に記載の装置。
23. 環状の空間内の圧力を測定しかつ制御するためのデバイスをさらに備える、請求項１９から２２のいずれか一項に記載の装置。
24. 環状の空間内に噴射されるべきガスを加熱するためのデバイスをさらに備える、請求項１９から２３のいずれか一項に記載の装置。
25. オーバークラッディングするためのデバイスが、プラズマトーチ（３０）およびシリカ粒子のための取入ダクトを備える、請求項１９から２４のいずれか一項に記載の装置。
26. 装置が、オーバークラッドゾーンの両側に２つのチューブ（２０）を備える、請求項１９から２５のいずれか一項に記載の装置。

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