JPH06321551A - フッ素ドープ石英ガラスの製造方法 - Google Patents
フッ素ドープ石英ガラスの製造方法Info
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- JPH06321551A JPH06321551A JP10857393A JP10857393A JPH06321551A JP H06321551 A JPH06321551 A JP H06321551A JP 10857393 A JP10857393 A JP 10857393A JP 10857393 A JP10857393 A JP 10857393A JP H06321551 A JPH06321551 A JP H06321551A
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- 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]
- C03B37/01413—Reactant delivery systems
- C03B37/0142—Reactant deposition burners
- C03B37/01426—Plasma deposition burners or torches
-
- 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
- C03B2201/08—Doped silica-based glasses doped with boron or fluorine or other refractive index decreasing dopant
- C03B2201/12—Doped silica-based glasses doped with boron or fluorine or other refractive index decreasing dopant doped with fluorine
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- Glass Melting And Manufacturing (AREA)
- Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 安定して高い比屈折率差を有し、かつディポ
ジション速度も速いフッ素ドープ石英ガラスの製造方法
を提供する。 【構成】 フッ素ドープ石英ガラスをプラズマ外付け法
で出発部材１０の周囲に形成するに際し、出発部材１０
の長さ方向に直交してプラズマトーチを対向させ、この
プラズマトーチから放射されるプラズマ炎１１と同軸上
にフッ素系ガスを供給すると同時に、出発部材１０のプ
ラズマ炎に対する相対的移動方向と反対方向から、プラ
ズマ炎１１中に石英ガラス原料ガスを供給する。石英ガ
ラスの微粉末が一旦出発部材１０のプラズマ炎１１が当
たる位置よりも後方に堆積され、この微粉末がプラズマ
炎１１に当たる時、プラズマ炎１１中で分解されたフッ
素のドープと、透明ガラス化が行われる。
ジション速度も速いフッ素ドープ石英ガラスの製造方法
を提供する。 【構成】 フッ素ドープ石英ガラスをプラズマ外付け法
で出発部材１０の周囲に形成するに際し、出発部材１０
の長さ方向に直交してプラズマトーチを対向させ、この
プラズマトーチから放射されるプラズマ炎１１と同軸上
にフッ素系ガスを供給すると同時に、出発部材１０のプ
ラズマ炎に対する相対的移動方向と反対方向から、プラ
ズマ炎１１中に石英ガラス原料ガスを供給する。石英ガ
ラスの微粉末が一旦出発部材１０のプラズマ炎１１が当
たる位置よりも後方に堆積され、この微粉末がプラズマ
炎１１に当たる時、プラズマ炎１１中で分解されたフッ
素のドープと、透明ガラス化が行われる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、フッ素ドープ石英ガラ
スの製造方法に関する。
スの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、光ファイバは、高屈折率のコア
と、その周囲に設けられた低屈折率のクラッドよりなる
が、その一例として、ゲルマニウムドープ石英ガラスを
コアとし、純粋石英ガラスをクラッドとしたもの、ある
いは純粋石英ガラスをコアとし、フッ素ドープ石英ガラ
スをクラッドとしたものなどがある。純粋石英ガラスを
コアとした光ファイバは、ゲルマニウムドープ石英ガラ
スをコアとした光ファイバに比べ、短波長側で低損失で
あることや、耐放射線特性に優れるなどの点から、その
需要が盛んである。
と、その周囲に設けられた低屈折率のクラッドよりなる
が、その一例として、ゲルマニウムドープ石英ガラスを
コアとし、純粋石英ガラスをクラッドとしたもの、ある
いは純粋石英ガラスをコアとし、フッ素ドープ石英ガラ
スをクラッドとしたものなどがある。純粋石英ガラスを
コアとした光ファイバは、ゲルマニウムドープ石英ガラ
スをコアとした光ファイバに比べ、短波長側で低損失で
あることや、耐放射線特性に優れるなどの点から、その
需要が盛んである。
【０００３】この純粋石英ガラスをコアとし、フッ素ド
ープ石英ガラスをクラッドとした光ファイバ母材を作製
する方法としては、ＣＶＤ（化学気相沈積）法、ＶＡＤ
（気相軸付け）法、プラズマ外付け法などが挙げられ
る。
ープ石英ガラスをクラッドとした光ファイバ母材を作製
する方法としては、ＣＶＤ（化学気相沈積）法、ＶＡＤ
（気相軸付け）法、プラズマ外付け法などが挙げられ
る。
【０００４】ところが、ＣＶＤ法は、石英管を出発母材
とするため、薄肉クラッドの母材が得難い。またＶＡＤ
法では、比屈折率差が０.７％程度が限界であるという
問題があり、特に紫外線透過用または耐放射線光ファイ
バやイメージファイバ用母材の作製には不適当である。
とするため、薄肉クラッドの母材が得難い。またＶＡＤ
法では、比屈折率差が０.７％程度が限界であるという
問題があり、特に紫外線透過用または耐放射線光ファイ
バやイメージファイバ用母材の作製には不適当である。
【０００５】一方、プラズマ炎によるプラズマ外付け法
は、比屈折率差が１.０程度と非常に大きな石英ガラス
を得ることができる。
は、比屈折率差が１.０程度と非常に大きな石英ガラス
を得ることができる。
【０００６】従来のプラズマ外付け法によるフッ素ドー
プ石英ガラスの製造方法を図２に示す。図中符号１が出
発石英棒である。この出発石英棒１を回転させつつ左右
に移動させながら、一定方向（直交方向）からプラズマ
炎２を放射する。プラズマ炎２中には、これと同軸方向
から、原料ガスであるＳｉＣｌ4、Ｏ2とＳＦ6を同時に
供給する。これによって、出発石英棒１の周りにフッ素
ドープ石英ガラスが形成される。後に、出発石英棒１を
取り除けばフッ素ドープ石英ガラスが得られる。なお、
出発石英棒１として光ファイバのコアとなる高純度のも
のを用いると、コア−クラッド型の光ファイバ母材とな
る。
プ石英ガラスの製造方法を図２に示す。図中符号１が出
発石英棒である。この出発石英棒１を回転させつつ左右
に移動させながら、一定方向（直交方向）からプラズマ
炎２を放射する。プラズマ炎２中には、これと同軸方向
から、原料ガスであるＳｉＣｌ4、Ｏ2とＳＦ6を同時に
供給する。これによって、出発石英棒１の周りにフッ素
ドープ石英ガラスが形成される。後に、出発石英棒１を
取り除けばフッ素ドープ石英ガラスが得られる。なお、
出発石英棒１として光ファイバのコアとなる高純度のも
のを用いると、コア−クラッド型の光ファイバ母材とな
る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところが、前記方法で
は、ディポジション速度が０.０５ｇ／ｍｉｎ程度と非
常に遅いことや、得られるフッ素ドープ石英ガラスの屈
折率が安定しないという問題があった。
は、ディポジション速度が０.０５ｇ／ｍｉｎ程度と非
常に遅いことや、得られるフッ素ドープ石英ガラスの屈
折率が安定しないという問題があった。
【０００８】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであって、ディポジション速度が速く、安定して
高い比屈折率差のフッ素ドープ石英ガラスを得ることの
できるフッ素ドープ石英ガラスの製造方法を提供するこ
とを目的としている。
たものであって、ディポジション速度が速く、安定して
高い比屈折率差のフッ素ドープ石英ガラスを得ることの
できるフッ素ドープ石英ガラスの製造方法を提供するこ
とを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、本発明は、フッ素ドープ石英ガラスをプラズマ外
付け法で出発部材の周囲に形成するに際し、出発部材の
長さ方向に直交してプラズマトーチを対向させ、このプ
ラズマトーチから放射されるプラズマ炎と同軸上にフッ
素系ガスを供給すると同時に、出発部材のプラズマ炎に
対する相対的移動方向と反対方向から、プラズマ炎中に
石英ガラス原料ガスを供給することを特徴としている。
ここで、出発部材のプラズマ炎に対する相対的移動方向
と反対方向とは、出発部材を移動させてプラズマ炎を固
定する場合には、プラズマ炎より出発部材移動方向側で
あり、出発部材を固定してプラズマ炎を移動させる場合
には、プラズマ炎の移動方向と反対側である。
めに、本発明は、フッ素ドープ石英ガラスをプラズマ外
付け法で出発部材の周囲に形成するに際し、出発部材の
長さ方向に直交してプラズマトーチを対向させ、このプ
ラズマトーチから放射されるプラズマ炎と同軸上にフッ
素系ガスを供給すると同時に、出発部材のプラズマ炎に
対する相対的移動方向と反対方向から、プラズマ炎中に
石英ガラス原料ガスを供給することを特徴としている。
ここで、出発部材のプラズマ炎に対する相対的移動方向
と反対方向とは、出発部材を移動させてプラズマ炎を固
定する場合には、プラズマ炎より出発部材移動方向側で
あり、出発部材を固定してプラズマ炎を移動させる場合
には、プラズマ炎の移動方向と反対側である。
【００１０】
【作用】本発明のフッ素ドープ石英ガラスの製造方法に
よれば、プラズマ炎と同軸上にフッ素系ガスを供給する
と同時に、出発部材のプラズマ炎に対する相対的移動方
向と反対方向から、プラズマ炎中に石英ガラス原料ガス
を供給するので、石英ガラスの微粉末が一旦出発部材の
プラズマ炎放射位置より後方に堆積され、この微粉末が
プラズマ炎に当たる時、プラズマ炎中で分解されたフッ
素のドープと透明ガラス化が行われる。したがって、石
英ガラス原料ガスとフッ素系ガスを同方向から供給して
いた従来の方法に比べ、ガラスのディポジション速度の
高速化および屈折率の安定化を図ったフッ素ドープ石英
ガラスを得ることができる。
よれば、プラズマ炎と同軸上にフッ素系ガスを供給する
と同時に、出発部材のプラズマ炎に対する相対的移動方
向と反対方向から、プラズマ炎中に石英ガラス原料ガス
を供給するので、石英ガラスの微粉末が一旦出発部材の
プラズマ炎放射位置より後方に堆積され、この微粉末が
プラズマ炎に当たる時、プラズマ炎中で分解されたフッ
素のドープと透明ガラス化が行われる。したがって、石
英ガラス原料ガスとフッ素系ガスを同方向から供給して
いた従来の方法に比べ、ガラスのディポジション速度の
高速化および屈折率の安定化を図ったフッ素ドープ石英
ガラスを得ることができる。
【００１１】
【実施例】以下、本発明について詳しく説明する。図１
は、本発明のフッ素ドープ石英ガラスの製造方法を示す
図である。図中符号１０は石英棒（出発部材）である。
この石英棒１０をその軸の周りに回転させつつ長手方向
に移動させながら、この移動方向に直交する方向から、
石英棒１０の表面に、プラズマ炎１１を放射する。プラ
ズマ炎１１は、石英棒１０の長手方向に対して直交方向
に配置されプラズマ発生用のガスを含んだプラズマトー
チ１２の外周にコイル１３を巻き付け、そのコイル１３
を高周波電源１４に接続して電流を流すことによって発
生し、このプラズマトーチ１２先端より放射される。
は、本発明のフッ素ドープ石英ガラスの製造方法を示す
図である。図中符号１０は石英棒（出発部材）である。
この石英棒１０をその軸の周りに回転させつつ長手方向
に移動させながら、この移動方向に直交する方向から、
石英棒１０の表面に、プラズマ炎１１を放射する。プラ
ズマ炎１１は、石英棒１０の長手方向に対して直交方向
に配置されプラズマ発生用のガスを含んだプラズマトー
チ１２の外周にコイル１３を巻き付け、そのコイル１３
を高周波電源１４に接続して電流を流すことによって発
生し、このプラズマトーチ１２先端より放射される。
【００１２】このプラズマ炎１１中には、プラズマ炎１
１と同軸上に、フッ素系ガス（ＳＦ6）を供給する。Ｓ
Ｆ6の供給量は、１０〜２００ｍｌ／ｍｉｎ程度とする
のが好ましい。
１と同軸上に、フッ素系ガス（ＳＦ6）を供給する。Ｓ
Ｆ6の供給量は、１０〜２００ｍｌ／ｍｉｎ程度とする
のが好ましい。
【００１３】またこれと同時に、プラズマ炎１１中に
は、プラズマ炎１１の軸に対して直交方向に配されたノ
ズル１５から、石英ガラス原料ガス（ＳｉＣｌ4、Ｏ2）
を噴射する。この時、ノズル１５は、プラズマ炎１１の
放射位置より石英棒１０の移動方向下流側（石英棒１０
の移動方向（図中矢印と反対方向））に位置するように
配置する。ＳｉＣｌ4の供給量は、１００〜５００ｍｌ
／ｍｉｎ程度、Ｏ2の供給量は、２００〜１０００ｍｌ
／ｍｉｎ程度とするのが好ましい。なお、ノズル１５
は、プラズマ炎１１の軸に対して直交方向に配置するに
限らず、プラズマ炎１１中に効率良くガスを供給できれ
ば、プラズマ炎１１に対して適当な角度を付けて配置し
てもよい。
は、プラズマ炎１１の軸に対して直交方向に配されたノ
ズル１５から、石英ガラス原料ガス（ＳｉＣｌ4、Ｏ2）
を噴射する。この時、ノズル１５は、プラズマ炎１１の
放射位置より石英棒１０の移動方向下流側（石英棒１０
の移動方向（図中矢印と反対方向））に位置するように
配置する。ＳｉＣｌ4の供給量は、１００〜５００ｍｌ
／ｍｉｎ程度、Ｏ2の供給量は、２００〜１０００ｍｌ
／ｍｉｎ程度とするのが好ましい。なお、ノズル１５
は、プラズマ炎１１の軸に対して直交方向に配置するに
限らず、プラズマ炎１１中に効率良くガスを供給できれ
ば、プラズマ炎１１に対して適当な角度を付けて配置し
てもよい。
【００１４】ＳｉＣｌ4は、Ｏ2と反応してＳｉＯ2微粉
末となって、石英棒１０の周りのプラズマ炎が当たる位
置より後方に堆積する。プラズマ炎１１中では、ＳＦ6
が分解してＦが生成する。そして、石英棒１０が矢印方
向に移動するうちに次第に堆積したＳｉＯ2微粉末がち
ょうどプラズマ炎１１に当たる位置に来た時に、Ｆのド
ープと、プラズマ炎１１による加熱透明ガラス化が行わ
れる。
末となって、石英棒１０の周りのプラズマ炎が当たる位
置より後方に堆積する。プラズマ炎１１中では、ＳＦ6
が分解してＦが生成する。そして、石英棒１０が矢印方
向に移動するうちに次第に堆積したＳｉＯ2微粉末がち
ょうどプラズマ炎１１に当たる位置に来た時に、Ｆのド
ープと、プラズマ炎１１による加熱透明ガラス化が行わ
れる。
【００１５】このように、本実施例の方法では、プラズ
マ炎１１と同軸上にＳＦ6を供給すると同時に、これと
直交する方向から、プラズマ炎１１中にＳｉＣｌ4とＯ2
を供給し、一旦石英棒１０上にＳｉＯ2微粉末層を形成
した後、プラズマ炎１１によりＦのドープと透明ガラス
化を行うので、ＳｉＣｌ4とＳＦ6を同方向から供給して
いた従来の方法に比べ、ＳＦ6がプラズマ炎１１中で分
解され易く、安定して高い比屈折率差のＦドープ石英ガ
ラスが得られる。また、ディポジション速度も、ガラス
微粉末から透明ガラス化の過程を経ていた従来の方法に
比べて、高速化することができる。
マ炎１１と同軸上にＳＦ6を供給すると同時に、これと
直交する方向から、プラズマ炎１１中にＳｉＣｌ4とＯ2
を供給し、一旦石英棒１０上にＳｉＯ2微粉末層を形成
した後、プラズマ炎１１によりＦのドープと透明ガラス
化を行うので、ＳｉＣｌ4とＳＦ6を同方向から供給して
いた従来の方法に比べ、ＳＦ6がプラズマ炎１１中で分
解され易く、安定して高い比屈折率差のＦドープ石英ガ
ラスが得られる。また、ディポジション速度も、ガラス
微粉末から透明ガラス化の過程を経ていた従来の方法に
比べて、高速化することができる。
【００１６】以下、具体的な実施例を示して、本発明の
効果を明らかにする。 （実施例１）出発石英棒に、径５０μｍのものを使用
し、図１の矢印方向に移動させた。プラズマ炎と同軸上
にＳＦ6を５０ｍｌ／ｍｉｎで供給し、同時にこのプラ
ズマ炎中に、このプラズマ炎の直交方向でかつ石英棒の
進行方向からＳｉＣｌ4とＯ2をそれぞれ１００ｍｌ／ｍ
ｉｎ、２００ｍｌ／ｍｉｎで噴射した。こうして、石英
棒の表面に一旦ＳｉＯ2微粉末を堆積させた後、Ｆのド
ープとその透明ガラス化を行い、この操作を繰り返すこ
とによって、Ｆドープ石英ガラスを得た。
効果を明らかにする。 （実施例１）出発石英棒に、径５０μｍのものを使用
し、図１の矢印方向に移動させた。プラズマ炎と同軸上
にＳＦ6を５０ｍｌ／ｍｉｎで供給し、同時にこのプラ
ズマ炎中に、このプラズマ炎の直交方向でかつ石英棒の
進行方向からＳｉＣｌ4とＯ2をそれぞれ１００ｍｌ／ｍ
ｉｎ、２００ｍｌ／ｍｉｎで噴射した。こうして、石英
棒の表面に一旦ＳｉＯ2微粉末を堆積させた後、Ｆのド
ープとその透明ガラス化を行い、この操作を繰り返すこ
とによって、Ｆドープ石英ガラスを得た。
【００１７】（比較例１）ＳｉＣｌ4とＳＦ6とＯ2をと
もにプラズマ炎と同軸上にそれぞれ実施例１と同量供給
し、従来法によりＦドープ石英ガラスを得た。
もにプラズマ炎と同軸上にそれぞれ実施例１と同量供給
し、従来法によりＦドープ石英ガラスを得た。
【００１８】実施例および比較例で得られたＦドープ石
英ガラスの比屈折率差を測定し、表１に示す。また、各
例におけるディポジション速度を測定し、表１に示す。
英ガラスの比屈折率差を測定し、表１に示す。また、各
例におけるディポジション速度を測定し、表１に示す。
【００１９】
【表１】
【００２０】表１の結果から、実施例のフッ祖ドープ石
英ガラスにおいて、安定して高い比屈折率差が得られ、
またディポジション速度も速いことが明らかとなった。
英ガラスにおいて、安定して高い比屈折率差が得られ、
またディポジション速度も速いことが明らかとなった。
【００２１】なお、前記実施例で用いる石英棒１０とし
て、高純度の石英棒を使用すれば、これが光ファイバ用
のコアとなり、その上に形成されるフッ素ドープ石英ガ
ラスがクラッドとなる光ファイバ母材を得ることができ
る。さらに、石英棒１０としては、純粋石英棒に限ら
ず、Ｇｅなどのドーパントを含むものを使用してもよ
い。
て、高純度の石英棒を使用すれば、これが光ファイバ用
のコアとなり、その上に形成されるフッ素ドープ石英ガ
ラスがクラッドとなる光ファイバ母材を得ることができ
る。さらに、石英棒１０としては、純粋石英棒に限ら
ず、Ｇｅなどのドーパントを含むものを使用してもよ
い。
【００２２】また、前記実施例では、石英棒１０を移動
させてプラズマ炎を固定した場合について述べたが、石
英棒１０を固定しプラズマ炎を移動させてもよい。この
場合には、プラズマ炎の移動方向と反対側から石英ガラ
ス原料ガス（ＳｉＣｌ４、Ｏ2）を供給するようにす
る。
させてプラズマ炎を固定した場合について述べたが、石
英棒１０を固定しプラズマ炎を移動させてもよい。この
場合には、プラズマ炎の移動方向と反対側から石英ガラ
ス原料ガス（ＳｉＣｌ４、Ｏ2）を供給するようにす
る。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のフッ素ド
ープ石英ガラスの製造方法によれば、高い比屈折率差を
有するフッ素ドープ石英ガラスを、高速に製造すること
ができる。
ープ石英ガラスの製造方法によれば、高い比屈折率差を
有するフッ素ドープ石英ガラスを、高速に製造すること
ができる。
【図１】本発明のフッ素ドープ石英ガラスの製造方法の
一例を示す断面図である。
一例を示す断面図である。
【図２】従来のフッ素ドープ石英ガラスの製造方法の例
を示す断面図である。
を示す断面図である。
１０ 石英棒（出発部材） １１ プラズマ炎
Claims (1)
- 【請求項１】 フッ素ドープ石英ガラスをプラズマ外付
け法で出発部材の周囲に形成するに際し、 出発部材の長さ方向に直交してプラズマトーチを対向さ
せ、このプラズマトーチから放射されるプラズマ炎と同
軸上にフッ素系ガスを供給すると同時に、出発部材のプ
ラズマ炎に対する相対的移動方向と反対方向から、プラ
ズマ炎中に石英ガラス原料ガスを供給することを特徴と
するフッ素ドープ石英ガラスの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10857393A JPH06321551A (ja) | 1993-05-10 | 1993-05-10 | フッ素ドープ石英ガラスの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10857393A JPH06321551A (ja) | 1993-05-10 | 1993-05-10 | フッ素ドープ石英ガラスの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06321551A true JPH06321551A (ja) | 1994-11-22 |
Family
ID=14488245
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10857393A Pending JPH06321551A (ja) | 1993-05-10 | 1993-05-10 | フッ素ドープ石英ガラスの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06321551A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012512798A (ja) * | 2008-12-19 | 2012-06-07 | ジェイ−ファイバー ゲーエムベーハー | 光ファイバ用の半製品としてのプリフォームを製造するマルチノズル型管状プラズマ堆積バーナ |
| US20220227657A1 (en) * | 2019-06-12 | 2022-07-21 | Leoni Kabel Gmbh | Quartz fibre with hydrogen barrier layer and method for the production thereof |
-
1993
- 1993-05-10 JP JP10857393A patent/JPH06321551A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012512798A (ja) * | 2008-12-19 | 2012-06-07 | ジェイ−ファイバー ゲーエムベーハー | 光ファイバ用の半製品としてのプリフォームを製造するマルチノズル型管状プラズマ堆積バーナ |
| US20220227657A1 (en) * | 2019-06-12 | 2022-07-21 | Leoni Kabel Gmbh | Quartz fibre with hydrogen barrier layer and method for the production thereof |
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