JPH0832573B2 - 光ファイバー母材の製造方法 - Google Patents
光ファイバー母材の製造方法Info
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- JPH0832573B2 JPH0832573B2 JP63321525A JP32152588A JPH0832573B2 JP H0832573 B2 JPH0832573 B2 JP H0832573B2 JP 63321525 A JP63321525 A JP 63321525A JP 32152588 A JP32152588 A JP 32152588A JP H0832573 B2 JPH0832573 B2 JP H0832573B2
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- optical fiber
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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
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B2207/00—Glass deposition burners
- C03B2207/60—Relationship between burner and deposit, e.g. position
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B2207/00—Glass deposition burners
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- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は光ファイバー母材の製造方法、特には光ファ
イバー母材を製造するための多孔質ガラス母材をガス状
ガラス原料化合物から効率よく製造する方法に関するも
のである。
イバー母材を製造するための多孔質ガラス母材をガス状
ガラス原料化合物から効率よく製造する方法に関するも
のである。
(従来の技術) 光ファイバー母材の製造は第4図に示したように四塩
化けい素などのようなガス状シリコン化合物を酸水素火
炎バーナー1に送り、こゝでの火炎加水分解で生成した
ガラス微粒子2を回転している耐火性の担体棒3の上に
堆積させて多孔質ガラス母材4を作り、これを高温で加
熱溶融し透明ガラス化するという方法で作られている。
化けい素などのようなガス状シリコン化合物を酸水素火
炎バーナー1に送り、こゝでの火炎加水分解で生成した
ガラス微粒子2を回転している耐火性の担体棒3の上に
堆積させて多孔質ガラス母材4を作り、これを高温で加
熱溶融し透明ガラス化するという方法で作られている。
(解決されるべき課題) しかし、この場合、通常は酸水素火炎バーナー1と担
体棒3との距離は一定とされており、酸水素火炎バーナ
ー1からのガス噴出量も一定とされることからこゝで発
生するガラス微粒子の量も一定とされているが、ガラス
微粒子の量が一定とされていると多孔質ガラス母材4の
外径が小さい場合はガラス微粒子の付着効率が低く、多
孔質ガラス母材の外径が増大した場合にはガラス微粒子
の付着効率は向上するもののその外径に合った堆積速度
の大巾な向上は望めないという欠点がある。
体棒3との距離は一定とされており、酸水素火炎バーナ
ー1からのガス噴出量も一定とされることからこゝで発
生するガラス微粒子の量も一定とされているが、ガラス
微粒子の量が一定とされていると多孔質ガラス母材4の
外径が小さい場合はガラス微粒子の付着効率が低く、多
孔質ガラス母材の外径が増大した場合にはガラス微粒子
の付着効率は向上するもののその外径に合った堆積速度
の大巾な向上は望めないという欠点がある。
(課題を解決するための手段) 本発明はこのような不利を解決した光ファイバー母材
の製造方法に関するものであり、これはガス状ガラス原
料を酸水素火炎バーナーに送り、こゝで火炎加水分解さ
せてガラス微粒子を生成させ、このガラス微粒子を高純
度石英ガラスあるいは金属酸化物をドープした石英ガラ
ス担体の周囲に堆積し、この堆積体の重量を測定してそ
の重量増加に伴ってガス状原料化合物の供給量を増加さ
せ、この増加と共に酸水素火炎バーナーの火炎面積を増
大して多孔質ガラス母材を製造し、ついでこれを高温で
ガラス化することを特徴とするものである。
の製造方法に関するものであり、これはガス状ガラス原
料を酸水素火炎バーナーに送り、こゝで火炎加水分解さ
せてガラス微粒子を生成させ、このガラス微粒子を高純
度石英ガラスあるいは金属酸化物をドープした石英ガラ
ス担体の周囲に堆積し、この堆積体の重量を測定してそ
の重量増加に伴ってガス状原料化合物の供給量を増加さ
せ、この増加と共に酸水素火炎バーナーの火炎面積を増
大して多孔質ガラス母材を製造し、ついでこれを高温で
ガラス化することを特徴とするものである。
すなわち、本発明者らは光ファイバー母材を作るため
の多孔質ガラス母材の効率的な製造方法について種々検
討した結果、ガス状ガラス原料の火炎加水分解で発生し
たガラス微粒子の担体への堆積量は当初は担体棒が細い
ために堆積量が少なく、このガラス微粒子の堆積量が増
し、外径が大きくなるとその堆積量も増加するようにな
るが、このガラス微粒子の付着量についてはこの堆積経
過時間によって相異し、この堆積量と堆積時間との間に
一定のリズムのあることを見出すと共に、この堆積を効
率よく実施するためには堆積の初期には径の小さいバー
ナーを使用し、この多孔質ガラス母材の外径が大きくな
ってからは口径の大きいバーナーを使用することがよい
ということを確認し、実用面からは工程中にバーナーを
変えることが困難であることからこの口径を変化し得る
バーナーを設計して本発明を完成させた。
の多孔質ガラス母材の効率的な製造方法について種々検
討した結果、ガス状ガラス原料の火炎加水分解で発生し
たガラス微粒子の担体への堆積量は当初は担体棒が細い
ために堆積量が少なく、このガラス微粒子の堆積量が増
し、外径が大きくなるとその堆積量も増加するようにな
るが、このガラス微粒子の付着量についてはこの堆積経
過時間によって相異し、この堆積量と堆積時間との間に
一定のリズムのあることを見出すと共に、この堆積を効
率よく実施するためには堆積の初期には径の小さいバー
ナーを使用し、この多孔質ガラス母材の外径が大きくな
ってからは口径の大きいバーナーを使用することがよい
ということを確認し、実用面からは工程中にバーナーを
変えることが困難であることからこの口径を変化し得る
バーナーを設計して本発明を完成させた。
以下にこれをさらに詳述する。
本発明の方法は基本的には第4図に示したものと同じ
方法で行なわれるが、本発明の方法では担体棒に堆積さ
れたガラス微粒子量を積算計量するための計量機構、例
えば装置重量とガラス微粒子堆積重量を電子天秤などで
計算する機構が設けられている。
方法で行なわれるが、本発明の方法では担体棒に堆積さ
れたガラス微粒子量を積算計量するための計量機構、例
えば装置重量とガラス微粒子堆積重量を電子天秤などで
計算する機構が設けられている。
本発明者らはこの計量装置を付設した本発明の装置を
用いて四塩化けい素の酸水素火炎による火炎加水分解で
ガラス微粒子を発生させ、これを回転している高純度石
英棒または金属酸化物をドープした石英ガラス担体の上
に堆積させて多孔質ガラス母材を作り、このときのガラ
ス微粒子堆積重量(Ws)と堆積時間(T)との関係をし
らべたところ、これは第1図(a)に示したようなもの
となり、この堆積は担体棒またはこれに若干量のシリカ
微粒子が堆積した多孔質ガラス母材4が未だ外径の小さ
い堆積初期Aと多孔質ガラス母材4がある程度太くなっ
ている堆積中期B、およびこの多孔質ガラス母材4が可
成り外径の大きいものとなった堆積終期Cとからなる
が、この期間におけるガラス微粒子堆積重量(Ws)と堆
積時間(T)との間には Ws=W0Tα(W0は単位時間当りの堆積重量)という関
係のあることが見出され、堆積中期Bでは多孔質ガラス
母材4がある程度太っているのでガラス微粒子の堆積効
率もよく、この式中のαはα=2となるけれども、堆積
初期Aでは始発担体棒または多孔質ガラス母材4も未だ
外径が未だ小さく、堆積面積は酸水素火炎バーナーのガ
ス拡散径よりも小さいのでガラス微粒子の一部は堆積に
は関与しないことになるし、堆積終期Cでは多孔質ガラ
ス母材4が可成りの太さとなっていて堆積面積が増大し
ているのに対してガラス微粒子の堆積量が飽和に達し、
堆積面積に比例しなくなる。
用いて四塩化けい素の酸水素火炎による火炎加水分解で
ガラス微粒子を発生させ、これを回転している高純度石
英棒または金属酸化物をドープした石英ガラス担体の上
に堆積させて多孔質ガラス母材を作り、このときのガラ
ス微粒子堆積重量(Ws)と堆積時間(T)との関係をし
らべたところ、これは第1図(a)に示したようなもの
となり、この堆積は担体棒またはこれに若干量のシリカ
微粒子が堆積した多孔質ガラス母材4が未だ外径の小さ
い堆積初期Aと多孔質ガラス母材4がある程度太くなっ
ている堆積中期B、およびこの多孔質ガラス母材4が可
成り外径の大きいものとなった堆積終期Cとからなる
が、この期間におけるガラス微粒子堆積重量(Ws)と堆
積時間(T)との間には Ws=W0Tα(W0は単位時間当りの堆積重量)という関
係のあることが見出され、堆積中期Bでは多孔質ガラス
母材4がある程度太っているのでガラス微粒子の堆積効
率もよく、この式中のαはα=2となるけれども、堆積
初期Aでは始発担体棒または多孔質ガラス母材4も未だ
外径が未だ小さく、堆積面積は酸水素火炎バーナーのガ
ス拡散径よりも小さいのでガラス微粒子の一部は堆積に
は関与しないことになるし、堆積終期Cでは多孔質ガラ
ス母材4が可成りの太さとなっていて堆積面積が増大し
ているのに対してガラス微粒子の堆積量が飽和に達し、
堆積面積に比例しなくなる。
したがって、このガラス微粒子の堆積効率を向上させ
るためには第1図(a)のAとCの領域におけるシリカ
微粒子の堆積量を第1図(b)のようにすれば堆積効率
も向上し生産性の向上も計れる。
るためには第1図(a)のAとCの領域におけるシリカ
微粒子の堆積量を第1図(b)のようにすれば堆積効率
も向上し生産性の向上も計れる。
本発明ではそのためには担体上に堆積したシリカ微粒
子の重量を測定して担体上にシリカ微粒子が堆積してで
きた多孔質シリカ母材の太さから堆積面積を知り、これ
に必要なガス状原料化合物を酸水素火炎バーナーに送る
ようにすれば原料化合物が無駄に消費されることがない
し、ガラス微粒子堆積重量がある程度以上増加したとき
には多孔質シリカ母材も直径が太くなってきているので
その堆積面積に応じて火炎面積を大きくしてガス状ガラ
ス原料化合物の量を増加して加水分解で得られたガラス
微粒子が効果的に多孔質ガラス母材に堆積される。この
ため、効率よく、かつ生産性よく多孔質シリカ母材を製
造することができるという有利性が与えられる。
子の重量を測定して担体上にシリカ微粒子が堆積してで
きた多孔質シリカ母材の太さから堆積面積を知り、これ
に必要なガス状原料化合物を酸水素火炎バーナーに送る
ようにすれば原料化合物が無駄に消費されることがない
し、ガラス微粒子堆積重量がある程度以上増加したとき
には多孔質シリカ母材も直径が太くなってきているので
その堆積面積に応じて火炎面積を大きくしてガス状ガラ
ス原料化合物の量を増加して加水分解で得られたガラス
微粒子が効果的に多孔質ガラス母材に堆積される。この
ため、効率よく、かつ生産性よく多孔質シリカ母材を製
造することができるという有利性が与えられる。
なお、この場合には原料ガス化合物の添加量、さらに
はこれを含有する酸水素火炎バーナーの拡散性を工程中
に変化させることは難しいので、これには通常は第2図
に示されている同心円形状のバーナーが使用されるので
あるが、このバーナーを第3図に示したようにこの同心
円の数を増加して第2図に示したものの外径にさらにガ
ス状原料ガラス化合物(SiCl4)と酸素ガスおよび水素
ガスを供給する開口を設け、堆積終期C以降で堆積面積
が大きくなり、ガラス微粒子の堆積重量が増加してきた
ときにこれらの開口からガスを送入するようにすればガ
ス状ガラス原料の増加によってガラス微粒子の生成が増
加し、火炎面積が大きくなり、より効率よくガラス微粒
子の堆積を行なうことができる。
はこれを含有する酸水素火炎バーナーの拡散性を工程中
に変化させることは難しいので、これには通常は第2図
に示されている同心円形状のバーナーが使用されるので
あるが、このバーナーを第3図に示したようにこの同心
円の数を増加して第2図に示したものの外径にさらにガ
ス状原料ガラス化合物(SiCl4)と酸素ガスおよび水素
ガスを供給する開口を設け、堆積終期C以降で堆積面積
が大きくなり、ガラス微粒子の堆積重量が増加してきた
ときにこれらの開口からガスを送入するようにすればガ
ス状ガラス原料の増加によってガラス微粒子の生成が増
加し、火炎面積が大きくなり、より効率よくガラス微粒
子の堆積を行なうことができる。
(実施例) つぎの本発明の実施例をあげる。
実施例1 第2図に示した酸水素火炎バーナーを使用し、内側の
第1ノズルからは酸素ガスを含有する四塩化けい素(Si
Cl4)、第2ノズルからはアルゴンガス、第3ノズルか
らは燃料水素ガス、第4ノズルからはアルゴンガス、第
5ノズルからは酸素ガスを供給することとし、これらを
使用して酸水素火炎バーナーにSiCl4200ml/分、酸素ガ
ス10l/分、水素ガス6l/分、アルゴンガス2l/分を送り、
点火してSiCl4の火炎加水分解で発生したガラス微粒子
を直径3mmφ、長さ800mmの回転している石英棒の上に堆
積させた。
第1ノズルからは酸素ガスを含有する四塩化けい素(Si
Cl4)、第2ノズルからはアルゴンガス、第3ノズルか
らは燃料水素ガス、第4ノズルからはアルゴンガス、第
5ノズルからは酸素ガスを供給することとし、これらを
使用して酸水素火炎バーナーにSiCl4200ml/分、酸素ガ
ス10l/分、水素ガス6l/分、アルゴンガス2l/分を送り、
点火してSiCl4の火炎加水分解で発生したガラス微粒子
を直径3mmφ、長さ800mmの回転している石英棒の上に堆
積させた。
この作業中、石英棒上に堆積されたガラス微粒子の堆
積重量を計算し、この堆積重量が100gを超えて石英棒上
に堆積されたガラス母材が直径20mmφとなったときに、
第2ノズルからもSiCl4を520ml/分で供給すると共に酸
素ガスを15l/分、水素ガスを15l/分に増加させて反応を
継続し、さらにガラス微粒子の堆積重量が1,200gとな
り、多孔質ガラス母材が直径80mmφとなったときに第
1、第2ノズルのSiCl4の供給量を合計で2,000ml/分、
酸素ガスを50l/分、水素ガスを30l/分として反応を継続
したところ、33時間後に外径が約200mmφでガラス微粒
子の堆積重量が7,500gである多孔質ガラス母材が得ら
れ、この場合の堆積速度は平均3.8g/分、堆積効率は80
%であり、この多孔質ガラス母材を1,400℃に加熱し透
明ガラス化したところ、光ファイバー母材が得られた。
積重量を計算し、この堆積重量が100gを超えて石英棒上
に堆積されたガラス母材が直径20mmφとなったときに、
第2ノズルからもSiCl4を520ml/分で供給すると共に酸
素ガスを15l/分、水素ガスを15l/分に増加させて反応を
継続し、さらにガラス微粒子の堆積重量が1,200gとな
り、多孔質ガラス母材が直径80mmφとなったときに第
1、第2ノズルのSiCl4の供給量を合計で2,000ml/分、
酸素ガスを50l/分、水素ガスを30l/分として反応を継続
したところ、33時間後に外径が約200mmφでガラス微粒
子の堆積重量が7,500gである多孔質ガラス母材が得ら
れ、この場合の堆積速度は平均3.8g/分、堆積効率は80
%であり、この多孔質ガラス母材を1,400℃に加熱し透
明ガラス化したところ、光ファイバー母材が得られた。
実施例2 第3図に示した9重管の酸水素火炎バーナーを使用
し、当初は第1ノズルから酸素ガスを含む四塩化けい素
(SiCl4)、第2ノズルからアルゴンガス、第3ノズル
から水素ガス、第4ノズルからアルゴンガス、第9ノズ
ルから酸素ガスを供給することとし、これらを使用して
SiCl4 200ml/分、酸素ガス10l/分、水素ガス6l/分、ア
ルゴンガス9l/分を送り、点火してSiCl4の火炎加水分解
で発生したガラス微粒子を実施例1と同じ石英棒の上に
堆積させた。
し、当初は第1ノズルから酸素ガスを含む四塩化けい素
(SiCl4)、第2ノズルからアルゴンガス、第3ノズル
から水素ガス、第4ノズルからアルゴンガス、第9ノズ
ルから酸素ガスを供給することとし、これらを使用して
SiCl4 200ml/分、酸素ガス10l/分、水素ガス6l/分、ア
ルゴンガス9l/分を送り、点火してSiCl4の火炎加水分解
で発生したガラス微粒子を実施例1と同じ石英棒の上に
堆積させた。
この作業中、石英棒上に堆積されたガラス微粒子の堆
積重量を計量し、この堆積重量が100gを越えて石英棒上
に堆積されたガラス微粒子によって成形された多孔質ガ
ラス母材が直径20mmφとなったときに、第5ノズルから
SiCl4、第6ノズルからアルゴンガス、第7ノズルから
水素ガス、第8ノズルからアルゴンを徐々に供給開始す
ると共に、第9ノズルからの酸素ガス供給量を増加した
ところ、ガラス微粒子の堆積重量が1,200gとなり、多孔
質ガラス母材が直径80mmφとなったときに、第5ノズル
からのSiCl4の供給量を300ml/分、酸素ガスを20l/分、
水素ガスを12l/分として最終的にはそれぞれの供給量を
800ml/分、40l/分、22l/分としたところ、外径が約200m
mφでガラス微粒子の堆積重量%が7,500gである多孔質
ガラス母材が得られた。この場合の堆積速度は4.2g/
分、堆積効率は86%であり、この多孔質ガラス母材を1,
400℃に加熱し透明ガラス化したところ、光ファイバー
母材が得られた。
積重量を計量し、この堆積重量が100gを越えて石英棒上
に堆積されたガラス微粒子によって成形された多孔質ガ
ラス母材が直径20mmφとなったときに、第5ノズルから
SiCl4、第6ノズルからアルゴンガス、第7ノズルから
水素ガス、第8ノズルからアルゴンを徐々に供給開始す
ると共に、第9ノズルからの酸素ガス供給量を増加した
ところ、ガラス微粒子の堆積重量が1,200gとなり、多孔
質ガラス母材が直径80mmφとなったときに、第5ノズル
からのSiCl4の供給量を300ml/分、酸素ガスを20l/分、
水素ガスを12l/分として最終的にはそれぞれの供給量を
800ml/分、40l/分、22l/分としたところ、外径が約200m
mφでガラス微粒子の堆積重量%が7,500gである多孔質
ガラス母材が得られた。この場合の堆積速度は4.2g/
分、堆積効率は86%であり、この多孔質ガラス母材を1,
400℃に加熱し透明ガラス化したところ、光ファイバー
母材が得られた。
(発明の効果) 本発明の方法は上記したような方法で光ファイバー母
材製造用の多孔質ガラス母材を製造するものであるが、
これによればガス状ガラス原料の火炎加水分解で発生し
たガラス微粒子の重量が測定され、この重量増加に伴っ
てガス状ガラス原料の供給量が増加されるので、効率よ
く多孔質ガラス母材が製造されるという有利性が与えら
れる。
材製造用の多孔質ガラス母材を製造するものであるが、
これによればガス状ガラス原料の火炎加水分解で発生し
たガラス微粒子の重量が測定され、この重量増加に伴っ
てガス状ガラス原料の供給量が増加されるので、効率よ
く多孔質ガラス母材が製造されるという有利性が与えら
れる。
第1図は担体上に堆積されるガラス微粒子の堆積重量と
時間との関係を示すグラフ、第2図、第3図は本発明の
実施に使用される酸水素火炎バーナーの横断面図、第4
図は従来法による酸水素火炎分解法による多孔質ガラス
母材製造装置の縦断面要図を示したものである。 1……酸水素火炎バーナー、2……ガラス微粒子、3…
…担体棒、4……多孔質ガラス母材
時間との関係を示すグラフ、第2図、第3図は本発明の
実施に使用される酸水素火炎バーナーの横断面図、第4
図は従来法による酸水素火炎分解法による多孔質ガラス
母材製造装置の縦断面要図を示したものである。 1……酸水素火炎バーナー、2……ガラス微粒子、3…
…担体棒、4……多孔質ガラス母材
Claims (2)
- 【請求項1】ガス状ガラス原料を酸水素火炎バーナーに
送り、ここで火炎加水分解させてガラス微粒子を生成さ
せ、このガラス微粒子を高純度石英ガラスあるいは金属
酸化物をドープした石英ガラス担体の周囲に堆積し、こ
の堆積体の重量を測定してその重量増加に伴ってガス状
原料化合物の供給量を増加させ、この増加と共に酸水素
火炎バーナーの火炎面積を増大して多孔質ガラス母材を
製造し、ついでこれを高温でガラス化することを特徴と
する光ファイバー母材の製造方法。 - 【請求項2】火炎面積を増大させるために複数個の同心
円状ノズルを有する酸水素火炎バーナーを使用し、堆積
体の外径の増加と共にその外側に対するガラス微粒子の
供給量を増大させる請求項1に記載の光ファイバーの製
造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63321525A JPH0832573B2 (ja) | 1988-12-19 | 1988-12-19 | 光ファイバー母材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63321525A JPH0832573B2 (ja) | 1988-12-19 | 1988-12-19 | 光ファイバー母材の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02164737A JPH02164737A (ja) | 1990-06-25 |
JPH0832573B2 true JPH0832573B2 (ja) | 1996-03-29 |
Family
ID=18133545
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63321525A Expired - Lifetime JPH0832573B2 (ja) | 1988-12-19 | 1988-12-19 | 光ファイバー母材の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0832573B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5362382B2 (ja) * | 2008-02-27 | 2013-12-11 | 信越化学工業株式会社 | 光ファイバ用母材の製造方法及び光ファイバ用母材製造用バーナ |
US10882777B2 (en) * | 2017-03-16 | 2021-01-05 | Corning Incorporated | Adjustable fume tube burner |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0761877B2 (ja) * | 1987-03-13 | 1995-07-05 | 住友電気工業株式会社 | ガラス微粒子堆積体の製造方法 |
JPS63285131A (ja) * | 1987-05-16 | 1988-11-22 | Fujikura Ltd | 光ファイバ母材の製造装置 |
-
1988
- 1988-12-19 JP JP63321525A patent/JPH0832573B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH02164737A (ja) | 1990-06-25 |
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