JP2009007242A - 高周波誘導熱プラズマトーチを用いた光ファイバプリフォームの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】プラズマトーチに少なくともガラス原料、ドーパント原料及び酸素を供給してプラズマ中でガラス微粒子を合成し、該プラズマトーチに対して相対的に回転しつつ往復運動するガラスロッド上に堆積させて光ファイバプリフォームを製造するにあたって、該往復運動の往路ではガラス原料を供給し、復路ではガラス原料の供給を停止することにより、比屈折率差の長手方向での変動が抑制され、かつ、長手方向における比屈折率差の平均値が向上した光ファイバプリフォームが得られる。
【選択図】なし
Description
特許文献2の方法は、特許文献1の方法よりも生産性において劣るが、製造されたプリフォームの比屈折率差を0.7%より大きくすることが可能である。
しかしながら、上記した技術では、摩擦体を回転駆動させるモータに供給する電力が必要であり、エネルギー消費が増加して燃料の消費量が増えるという問題が存在した。
ターゲットのプラズマ火炎が当たる位置の温度が低い場合には、ドープされるフッ素量が増加し、従って、光ファイバプリフォームの比屈折率差は上昇する。他方、ターゲットの温度が低く過ぎると、透明な光ファイバプリフォームが得られない。このため、透明なガラスを堆積させるためには、ターゲットのすべての位置での温度を所定の下限温度以上にすることが必要である。
以下、ガラスの透明化に必要なかかるターゲットの下限温度を最低ガラス化温度と称する。
往路および復路共にガラス原料を同じ供給量で供給する従来の方法では、図4に示すように、ターゲット6の長手方向の中央位置を除いて、ターゲット6の長手方向の位置のうち、プラズマトーチ1がターゲット6の一方の折り返し位置からある位置へ移動してくる場合と、ターゲット6の他方の折り返し位置からその位置へ移動してくる場合とで、その位置のプラズマ火炎4が当たる直前の温度は異なる。このため、ターゲット6の長手方向の中央位置を除く各位置では、ターゲット6のプラズマトーチ1に対する往路と復路とで、ドープされるフッ素量が異なり、長手方向の比屈折率差が安定しない。
(1)ターゲット6がプラズマトーチ1に対して往路(第1の行程)を移動する際に、プラズマトーチ1に、ガラス原料を供給してガラス微粒子をターゲット6上に堆積し、
(2)ターゲット6がプラズマトーチ1に対して復路(第2の行程)を移動する際には、プラズマトーチ1にガラス原料を供給しない。
これにより、復路では、ターゲット温度はほとんど上昇せず、図5に示すように、長手方向でのターゲット温度の変動が小さくなる。ここで、ターゲット6の復路でのプラズマトーチ1に対する移動速度を往路の移動速度より高めるのが好ましい。さらに好ましくは、比屈折率差の長手方向安定化及び生産性向上の観点から、装置能力の上限に設定する。
これにより、ターゲット6の長手方向の温度変動はさらに抑制される。好適には、復路におけるプラズマトーチ1へ供給する電力は、プラズマ火炎4が安定して維持できる範囲で、極力低く定める。
外径50mm,長さ1100mmの石英ガラスロッド上に、プラズマトーチ1を用いてフッ素ドープ石英ガラス層を堆積した。往路におけるプラズマトーチ1とターゲット6との相対移動速度は75mm/minとし、プラズマトーチにはアルゴンと酸素に加えて、ガラス原料及びフッ素源であるである四塩化硅素及び四フッ化硅素を供給した。プラズマトーチ1に供給する電力は、堆積層のガラス化に必要な下限のパワーである50kWに設定した。
外径50mm,長さ1000mmの石英ガラスロッド上に、プラズマトーチ1を用いてフッ素ドープ石英ガラス層を堆積した。往路および復路のいずれにおいても、プラズマトーチ1に対するターゲット6の相対移動速度は75mm/minとし、プラズマトーチ1にはアルゴン、酸素、四塩化硅素、四フッ化硅素を供給した。プラズマトーチ1に供給する電力は、ターゲット6の長手方向においてプラズマ火炎4の当たる直前の温度が最も低くなる折り返し位置近傍において堆積層の透明ガラス化に必要な下限のパワーである53kWに設定した。
2・・・コイル
3・・・ガス供給装置
4・・・プラズマ火炎
5・・・反応チャンバ
6・・・ターゲット
7・・・排気口
Claims (4)
- 高周波誘導熱プラズマトーチに少なくともガラス原料、ドーパント原料及び酸素を供給して、プラズマトーチのプラズマ中でガラス微粒子を合成し、
前記プラズマトーチに対してガラスロッドを相対的に回転しつつ往復運動させて該ガラスロッド上に、合成されたガラス微粒子を堆積させ、
前記ガラスロッドの往復運動の第1の行程では、前記プラズマトーチへ前記ガラス原料を供給し、
第2の行程では、前記プラズマトーチへの前記ガラス原料の供給量を前記第1の行程における前記ガラス原料の供給量よりも減らすことを特徴とする光ファイバプリフォームの製造方法。 - 前記第2の行程では、前記プラズマトーチへの前記ガラス原料の供給量をゼロにすることを特徴とする請求項1に記載の光ファイバプリフォームの製造方法。
- 前記ガラスロッドの前記第2の行程における移動速度について、前記ガラスロッドの前記第1の行程における移動速度よりも速くすることを特徴とする請求項1又は2に記載の光ファイバプリフォームの製造方法。
- 前記プラズマトーチにプラズマ生成のための高周波電力を供給し、当該電力のうち前記第1の行程における電力よりも前記第2の行程における電力を低くすることを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の光ファイバプリフォームの製造方法。
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