CN1939854B - 预塑形坯的制造方法及预塑形坯 - Google Patents

Abstract

制造光学纤维母材的预塑形坯的方法，该方法具有：形成工序：通过将玻璃微粒子堆积，形成多孔玻璃母材；脱水工序：将多孔玻璃母材在含有氯气的气体的气氛中加热、脱水；加热工序：将由脱水工序被脱水的多孔玻璃母材，在第1惰性气体气氛中，在第1加热温度下加热；玻璃态制作工序：将加热工序处理的多孔玻璃母材，在第2惰性气体气氛中，在第2加热温度下加热、制作玻璃态。

Description

预塑形坯的制造方法及预塑形坯

本申请是申请日为2002年12月13日，申请号为02156803.0，发明名称为“预塑形坯的制造方法及预塑形坯”的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种预塑形坯的制造方法及预塑形坯。而且本申请涉及下述的日本专利申请。有关被认定采用参考文献编入的指定国，通过参照下述专利申请所所述的内容纳入本专利申请，作为本申请的所述的一部分。

特愿2001-382283  申请日期平成13年12月14日

背景技术

石英系光学纤维含有芯棒部用锗作为润滑剂，由石英形成的芯棒部与在芯棒部外圆周上形成的包复层部。表示光从光学纤维的输入端入射、由输出端发射为止之间所产生何种程度的衰减值称作「光损耗」。光损耗具有依波长改变而变化的性质。

图1示出在现有一般信号模式在光学纤维中的光传输信号曲线。图1所示的光纤维是由相轴形(VAD)法或外敷化学真空镀膜(OVD)法等碳黑法制造的预塑形坯经拉拔所制成。如果光学纤维的光损耗越低，则将频率更低的频率光中继，即使不经放大，则也可以延长可进行传输的距离。也就是说，光学纤维的光损耗越低，越可减少光缆系统中的中继基站的数量，降低整个光通信的成本。

如图1所示，尤其是光损耗在波长为1300～1600nm区内还要缩小，但在1310nm附近或1550nm附近，由于可使用特别廉价的半导体激光等原因，因此被用作能实际的传输频带。最近，作为提高光学纤维的传输容量的方法，正在实际使用一种在一条光学纤维上同时传输数种不同色谱的波长信号光的波分多址(WDM)通信。该WDM通信利用的波长频带为1530～1600nm左右。

在WDM通信中，要进一工序传输容量，同时增加传输的波长数量，即也可增加色谱数量。因此应必须减小各波长的波长间隔或扩充使用的频带。作为缩小波长间隔的方法是有界限的。例如：在传输各波长为40Gb/s信号时，若一般在波长间隔为1nm以下，则容易产生混频。另一方面，作为扩充频带的方法需要发出各波长的激光源与能够覆盖整个波长频带的光放大器。最近正在实际使用一种能覆盖1300～1600nm全程的激光光源与光放大器。

然而，在图1中，1300～1600nm的频带的光损失的大部分是因激光散射而发生的。在图1中的传输损耗曲线中，在1385nm前后存在着大而尖的光损耗波峰。该波峰由于光学纤维中含有的OH基发生振动被光吸收而产生的。即使OH基的含量仅为1ppm，则也会产生65dB/km的光损耗。以下将该波峰称为「OH波峰」。

通过由气相轴形(VAD)法或外敷化学真空镀膜(OVD)法等碳黑法制造多孔玻璃母材，可从具有某种程度的光学玻璃纤维去除OH基。碳黑法是以使直径为0.1μm左右的玻璃微粒子堆积，形成多孔玻璃母材。然后，通过加热、玻璃态制作法制作多孔玻璃母材手段制成预塑形坯。碳黑法是在将多孔玻璃母材制透明玻璃之前，通过在含有氯元素的气体气氛中加热多孔玻璃母材，使玻璃中的OH基与氯气发生反应，加以清除。

在图1中，OH波峰的高度约为0.14dB/km。然而，若将1300～1600波长频带用于光传输，则在1300nm需要将光损耗降低到0.33dB/km以下。为此，需要将OH波峰的高度控制在0.33dB/km以下。如果通过加热、脱水工序，使用大量的氯气，则脱水效果增加。但在经济上，提高成本。而且，即使在不考虑成本而即使使用大量的氯气，也很难将OH波峰的高度控制在0.05dB/km程度以下。

因此，本发明的目的是旨在提供一种能够解决上述课题的预塑形坯的制造方法及预塑形坯。该形坯通过权利要求范围中的独立项所述的特征配合来实现。而且附属项规定了本发明中更有利的具体实施例。

发明内容

为了达到上述目的，如果按照本发明的第1实施形态，则是制造为光学纤维母材的预塑形坯的制造方法。预塑形坯的制造方法具有：

形成工序：通过将玻璃微粒子堆积，形成多孔玻璃母材；

脱水工序：将多孔玻璃母材，置于含有氯气气体的气氛中加热，加热、脱水；

置换工序：经脱水部将已被脱水的多孔玻璃母材，在第1惰性气氛中，以第1加热温度加热；

玻璃态制作工序：由置换工序已被处理的多孔玻璃母材，在第2惰性气氛中，以第2加热温度加热，制作玻璃态；

另外，加热工序使多孔玻璃母材内残留的气体置换为第1惰性气体是理想的。另外，加热工序在H₂O含量为1vol ppm以下的第1惰性气体气氛中残留在多孔玻璃母材中的残留气体置换成第1惰性气体是理想的。而且，玻璃态制作工序在H₂O含量在1vol ppm以下的第2惰性气体气氛中，以加热多孔玻璃母材制作玻璃态是理想的。而且第1加热温度实质上也可是1000℃以上。而且第2加热温度实质上也可是1500℃以上。

而且，预塑形坯制造方法也可采用气相轴形(VAD)法制造多孔玻璃母材。而且，含有氯气的气体气氛中的氯气成份也可是氯气以及或亚硫酰。另外，第1惰性气体也可是He。而且，第2惰性气体也可是He、Ar或N₂。而且含有氯气的气体也可用第3惰性气体稀释。而且，第3惰性气体中H₂O的含量约在1vol ppm以下是理想的。另外，第3惰性气体也可是He。

而且，脱水工序加热多孔玻璃母材，以使脱水后的多孔玻璃母材的空隙率应约为0.6以上是理想的。而且，脱水工序加热多孔玻璃母材，使多孔玻璃母材的空隙率从脱水工序的初始状态值连续收缩到约0.6所需要的时间实质上应为10分钟以上是理想的。而且，玻璃态制作工序是通过将多孔玻璃母材对加热多孔玻璃母材的加热器相对移动，使多孔母材的空隙率连续收缩是理想的。

而且，加热工序是将多孔玻璃母材置于第1惰性气氛中，实质上加热10分钟以上是理想的。而且，加热工序是将多孔玻璃母材置于第1惰性气氛中，实质上加热30分钟以上是理想的。

而且，加热工序是在H₂O的含量实质上是在100vol ppb以下的第1惰性气氛中，将多孔玻璃母材内残留的气体置换成第1惰性气体是理想的。另外，玻璃态制作工序是在H₂O的含量实质上是在100volppb以下的第2惰性气体的气氛中，将多孔玻璃母材内残留的气体置换成第2惰性气体的气氛中制作玻璃态是理想的。而且，在玻璃态制作工序制作的玻璃态的多孔玻璃母材的外圆周上也可形成第2包复层。

若根据本发明第2实施形态，则为光学纤维母材的预塑形坯，该预塑形坯具有：

芯棒：圆柱状；

包复层：在芯棒的外圆周形成；

包复层中OH基的含量实质上为0.8ppb以下。预塑形坯也可在包复层外圆周具有第2包复层。

附图说明

图1表示现有一般信号模式光纤维中的光传输损耗曲线。

图2表示多孔玻璃母材烧结装置100的结构图例。

图3表示本实施形态制造的预塑形坯200的产品例。

图4表示本实施形态的预塑形坯制造方法的铸件例。

图5表示实施例的光学纤维中的光损耗。

图6表示比较例1的光学纤维中的光损耗。

图7表示比较例2的光学纤维中的光损耗。

图8表示比较例3的光学纤维中的光损耗。

最佳实施方式

以下，参照附图，说明本发明实施形态的一个范例。

图2表示多孔玻璃母材烧结装置100的结构例。多孔玻璃母材烧结装置100含有：

容器14；

加热器22；

气体导入管24；

驱动源16；

容器14：为石英玻璃制品；加热器22：配置成能包围容器14的外围，将容器14加热。在玻璃容器14的底部连接气体导入管24。在将多孔玻璃母材12脱水时，He等惰性气体与氯气Cl₂等脱水反应的气体混合，通过气体导入管24被导入在容器14内。容器14的顶部连接排气管20，从容器14的底部流入的混合气体由排气管20排出。

驱动源16被设置在多孔玻璃母材烧结装置100的上部，被连接在芯棒上。芯棒10的周围通过预制气相轴形(VAD)法外敷化学真空镀膜(OVD)法形成多孔玻璃母材12。驱动源16是将芯棒10向容器14内下降，将多孔玻璃母材插入容器14内。容器14由从气体导入管导入的气体气氛所充填，由加热器22加热容器14的周围。为此，插入到容器14内的多孔玻璃母材12在混合气体气氛下被加热进行脱水及烧结。

在下述的置换工序中，通过He等第1惰性气体通过气体导入管24导入在容器14中，将多孔玻璃母材12具有的气孔中残留的气体置换成第1惰性气体。而且，在下述的制作玻璃态工序中将He、Ar或N₂等第2惰性气体导入在容器14内的手段，在第2惰性气体气氛中将多孔玻璃母材12加热、制作玻璃态。

多孔玻璃母材烧结装置100的形态不局限于图2中示出的形态。例如，也可将容器14内多孔玻璃母材12的位置固定，将加热器22在多孔玻璃母材10上延伸，进行移动的形态。也可以使将多孔玻璃母材12对加热器22进行相对移动。

图3表示由本实施形态的多孔玻璃母材烧结装置100制造的预塑形坯200的一个范例。预塑形坯200是含有由Ge等润滑的石英形成的圆柱状芯棒10与在芯棒的外圆周形成的石英质包复层32。为了增加包复层32的厚度，预塑形坯200在包复层32的外圆周上还可具有第2层包复层34。

预塑形坯200是OH基含量实际为0.8ppb以下，而且通过将预塑形坯200拉伸所得到的光学纤维，其光传输损耗曲线中OH峰的高度实质上为0.05dB/km以下。因此，通过将预塑形坯200拉拔所得到的光学纤维可用于1300～1600nm的波长频带中的光传输。

图4表示本实施形态预塑形坯制造方法的流程图例。首先将玻璃微粒子经气相轴形(VAD)法或外敷化学真空镀膜(OVD)法在芯棒10的周围被堆积成圆柱状，形成多孔玻璃母材S100。然后，将多孔玻璃母材12由驱动源16插入到容器14中。烧结装置100的容器14内导入脱水反应气体与惰性气体的混合气体，采用加热器22、加热容器14。多孔玻璃母材12通过在混合气氛中被加热，进行脱水及烧结S102。

在含有氯气气体气氛中的氯气成分也可至少是一种氯气或氯化硫酰。而且含有氯气的气体也可通过H₂O等第3惰性气体稀释。这时，第3惰性气体中的H₂O的含量约为1vol ppm以下。由于第3惰性气体中的H₂O的含量约为1vol ppm以下，因此在脱水处理中，可减少多孔玻璃母材12中隐藏的H₂O。

脱水工序S102是将多孔玻璃母材加热，以使脱水处理后的多孔玻璃母材12空隙率约为0.6以下。因此，可以减少脱水工序S102后的残留在多孔玻璃母材12中的气体含量。而且，脱水工序S102是将多孔玻璃母材12加热，使从多孔玻璃母材12空隙率从脱水以前的值连续收缩到约0.2～0.6所需的时间实质上应约为10分钟以上。由此，在脱水工序间的空隙率减少，直至含有H₂的气体被多孔玻璃母材中吸入，可从多孔玻璃母材12中将含有H₂的气体扩散、排出。

其后，烧结装置100中导入He等第1惰性气体，容器14内充满第1惰性气体的气氛。其次，在第1惰性气体的气氛中将多孔玻璃母材12在第1加热温度加热10分钟以上，例如加热30分钟。由此，将残留在多孔玻璃母材12中的气体置换成第1惰性气体S104。置换工序S104是将多孔玻璃母材12在为第1加热温度一例的约1000℃以上的温度加热。但是，第1加热温度不被局限在1000℃，也可是其它的温度。

置换工序S104将H₂O的含量在1vol ppm以下在第1惰性气体的气氛中在残留在多孔玻璃母材12中的气体置换成第1惰性气体。而且，置换工序S104通过将多孔玻璃母材12以10分钟以上的时间置换成第1惰性气体的气氛中，将残留在多孔玻璃母材12中的气体置换成第1惰性气体。为了进一步减少预塑形坯中的OH基含量，置换工序将H₂O含量在100vol ppb以下的第1惰性气体的气氛中将残留在多孔玻璃母材12中的气体也可置换成第1惰性气体。

其后，在烧结装置100中导入He、Ar或N₂等第2惰性气体，以第2惰性气体的气氛填满容器14内。其次，通过将残留在多孔玻璃母材12，在第2惰性气体的气氛中在第2加热温度加热10分钟以上，例如约30分钟，将多孔玻璃母材12制作玻璃态，形成预塑形坯S106。制作玻璃态工序S106也可是将多孔玻璃母材12在为第2加热温度一例的约1500℃加热。但是，第2加热温度不被局限在1500℃，也可是其它的温度。

制作玻璃态工序S108是在H₂O的含量在1vol ppm以下在第2惰性气体的气氛中将多孔玻璃母材加热制作玻璃态。为了将预塑形坯中的OH基含量进一步减少，制作玻璃态工序在H₂O的含量在1vol ppm以下在第2惰性气体的气氛中也可以加热多孔玻璃母材，制作玻璃态。

在制作玻璃态工序S106中，如图2所示，通过将多孔玻璃母材12对加热器22相对移动使多孔玻璃母材12的空隙率连续收缩。在需要增加包复层的厚度时，也可通过在制作玻璃态工序S106所形成的预塑形坯的外圆周形成第2包复层S108。

另外，上述说明的脱水工序S102、置换工序S104、以及制作玻璃态工序106中的各加热温度及处理时间仅是其中一例，但不被局限在上述值。

在此，研究脱水工序的机制。玻璃微离子中的H₂O是在110℃前后以下述反应公式所示出，与氯气(Cl₂)反应，以气相排出。

2H₂O+2Cl₂→4OHCl+O₂

而且，若玻璃微离子中的H₂O，在H₂O状态游离在气相中，则可能在气相中被排出的氢(H)在制作玻璃态工序中重新被多孔玻璃母材中吸入。其次通过模型，检测多孔玻璃母材中被吸入气相中被排出的氢(H)的形态。

推定以模型描述多孔玻璃母材的多孔体，则多孔体对多孔体的表面垂直形成n个直径d_e、长度L_e的气孔。这是一种在催化剂充填层的解析中常用的parallel pore模型的手段。单位体积内的全部细孔体积V_p与单位体积内的全部细孔的表面积S_p分别由以下公式表示。

V_p＝nπ(d_e)(d_e)(L_e)/4

S_p＝nπ(d_e)(L_e)

从上述两式求d_e，可得到下式：

d_e＝4V_p/S_p

另一方面，将多孔体看作是球状碳黑的集合体，若将碳黑离子的直径设为d₅，则碳黑颗粒体积Vs与碳黑颗粒表面积Ss分别表示为下式：

V_s＝π(d_s)(d_s)(d_s)/6

S_s＝π(d_s)(d_s)

式中，将细孔直径分布忽略，若将多孔体空隙率设为ε，则V_p与S_p分别可由下式求出。

V_p＝V_sε/(1-ε)

S_p＝S_s

由上述公式，可得到：

d_e＝4V_p/S_p＝4V_sε/{(1-ε)S_s}＝{2(d_s)/3}×{ε/(1-ε)}

若采用电子显微镜照片，实际测量多孔体玻璃母材中的碳黑颗粒直径d_s，则碳黑颗粒直径d_s的测定值约为100nm。另外，由典型的气相轴形(VAD)法制造的多孔玻璃母材空隙率ε的实际测量值约为0.9。

推定由脱水工序使多孔玻璃母材收缩的情况，则如果计算空隙率从实测值的0.9变化时的碳黑颗粒直径d_e，则碳黑颗粒直径d_e如以下计算出的结果所示，在ε＝约0.90时，d_e＝约600nm；在ε＝0.85时，d_e＝约380nm；在ε＝0.80时，d_e＝约270nm；在ε＝0.75时，d_e＝200nm；ε＝0.70时，d_e＝160nm；ε＝0.65时，d_e＝120nm；ε＝0.60时，d_e＝100nm；ε＝0.55时，d_e＝80nm；ε＝0.50时，d_e＝约70nm。

气孔内的气体反复进行分子热运动，同时在分子之间反复进行与气孔壁的撞击或分子间进行扩散。分子平均扩散速度V_c由下式表示。

V_τ＝(8kT/πm)

式中，k：波兹曼常数，为1.4×10^-23[J/K]；T：分子浓度[K]；m：分子质量[kg]。

根据上述公式若计算出分子的平均扩散速度V_τ，则在1100℃的氯化氢(HCl)的分子平均扩散速度V_τ：910m/s；1500℃的氯化氢(HCl)的分子平均扩散速度V_τ：1040m/s；1100℃的氯化氢(HCl)的分子平均扩散速度V_τ：1280m/s；1500℃的氯化氢(HCl)的分子平均扩散速度V_τ：1450m/s。

分子间的撞击频率f可用(分子的通过段面积)×(相对速度)×(撞击分子的浓度)

可由f＝(πd²)×{(

2}×v}×C求出。式中，d：分子直径；C：相对分子的个数浓度。若将分子的刚体球直径设为3，计算出撞击频率f，则在1100℃的气体时，撞击频率f＝2.7×10⁹次；1500℃的气体时，撞击频率f＝2.4×10⁹次。

另外，分子的平均自由行程λ，可通过下式：

λ＝V_t/f

求出。根据该式若计算出为分子撞击间的分子行程长度的平均自由行程λ，则1100℃时的氯化氢(HCl)的平均自由行程λ＝350nm；1500℃时的氯化氢(HCl)的平均自由行程λ＝400nm；1100℃时的水(H₂O)的平均自由行程λ＝500nm；1500℃时的水(H₂O)的平均自由行程λ＝600nm；

在评价细孔内的扩散系数时必须注意的是细孔径与平均自由行程的关系。在细孔径d_e极大于平均自由行程λ时可应用分子扩散系数，但在细孔径极小于平均自由行程λ时，在分子之间发生撞击之前，由于气体分子与细孔壁发生撞击所以不得应用Knudsen扩散系数。在加热处理中的多孔玻璃母材时，若空隙率减少，则Knudsen扩散的影响对气体扩散起到支配作用。

分子扩散系数D与Knudsen扩散系数D_k分别由以下公式表示：

D＝(V_τ)λ/3

D_k＝(V_τ)(d_e)/3

多孔体内的有效扩散系数D_e可用下式：

D_e＝εD/τ或D_e＝ε(D_k)/τ

表示。式中τ：曲率，一般规定为3～10的范围。例如：τ＝6、ε＝0.75，若计算1500℃时的氯化氢(HCl)的平均扩散速度V_τ设为1040m/s时的有效扩散系数D_e，则有效扩散系数D_e为8×10^-6[m²/s]。另外，作为将多孔体典型长度x设为5cm，求出扩散时的常数，则

X²/D_e＝约300秒＝约5分。

这是现有脱水处理的处理时间与顺序极其相近的值。因此，在脱水工序中使用1500℃的氯化氢(HCl)时，为了使多孔玻璃母材细孔内的气体扩散，气体在将多孔玻璃母材中吸入前的气体从多孔玻璃母材排出，将扩散时间增加到5分钟以上是理想的。

一方面，在制作玻璃态工序中，在多孔玻璃母材收缩的同时多孔玻璃母材的细孔直径减小。因此，残留在细孔内的气体在排放到多孔玻璃母材外之前，在有被多孔玻璃母材中吸收的可能性。

因此，在本实施形态中，如下所述，OH基含量逐渐减少。第1：在多孔玻璃母材脱水处理后，在10分钟以上将细孔气相中的氯化氢(HCl)等含有H₂的气体置换为不含H₂的气体；第2：在制作玻璃态工序中，为了将含氢(H)气体能充分扩散及排出，将扩散速度控制成比现有制作玻璃态工序还要低的程度。因此，在制作玻璃态工序中可以防止多孔玻璃母材中吸附氢(H)；第3：将脱水工序、置换工序、制作玻璃态工序中使用的惰性气体中的H₂O不纯物浓度控制在1vol ppm以下。因此，可减少多孔玻璃母材中被吸入的惰性气体中的H₂O的含量。因此，通过将惰性气体中的H₂O不纯物的浓度控制在1vol ppm以下，可将OH波峰的高度降低到0.05dB/km以下。

实施例

通过将多孔玻璃母材对加热器在多孔玻璃母材的轴下移动，将多孔玻璃母材加热脱水。将加热器的均热区距离设为150mm，将在均热区各地点的温度误差设为10℃以内，将多孔玻璃母材的移动速度设为10mm/min。

首先，在脱水工序中，烧结装置100在H₂O含有率约10ppb的H_e2与氯气浓度为15％的Cl₂的气氛中，在加热温度为1500℃以及处理时间为15分钟将多孔玻璃母材脱水。另外，若为本实施形态的脱水工序中的He中的H₂O含量10ppb与为现有的He中的H₂O含量1.2ppm比较，则前者极其小。

因此，所谓处理时间是指多孔玻璃母材12在加热器滞留的时间。但是上述及下述所述的处理时间为其中一例，而本实施形态不被局限在上述或下述的实施例中。

然后，在置换工序中，H₂O的含有率约为10ppb的He的气氛中，在加热温度为1500℃及处理时间30分钟下，将多孔玻璃母材加热、制作玻璃态。另外，为本实施形态的制作玻璃态工序中He中的H₂O含量10ppb与现有的He中的H₂O含量1.2ppm比较，则前者极其小。

图5表示将由上述实施例制造的预塑形坯通过拉拔所得到的光学纤维的光损耗。如图5所示，OH波峰的高度为0.03dB/km，为0.05dB/km以下。于是通过本实施形态的预塑形坯的制造方法，可将在波长1385nm中的光学纤维的传输损耗降低到极小值。因此本实施形态的预塑形坯的制造方法，可以低成本制造在传输损耗曲线1385nm前后产生极低OH波峰的预塑形坯。

比较例1

图6示出比较例1的光学纤维中的光损耗。通过气相轴形(VAD)法制造了多孔玻璃母材。通过将多孔玻璃母材对加热器在多孔玻璃母材的轴向移动，通过加热多孔玻璃母材，脱水。将加热器的均热区间的距离设定为150mm，将均热区间各地点的温度浮动设定为10℃以内，将多孔玻璃母材移动速度设定为10mm/min。

首先，在H₂O含有率约1.2ppm的He与Cl浓度为15％的Cl₂的气氛中，在加热温度为1100℃以及处理时间为15分钟将多孔玻璃母材脱水。然后在H₂O含有率约1.2ppm的He浓度为15％的Cl₂的气氛中，在加热温度为1500℃以及处理时间为15分钟下，将多孔玻璃母材加热、制作玻璃态。测定了用上述条件制造的多孔玻璃母材经拉拔得到的光学纤维的光损耗。如图6所示，上述条件制造的光学纤维在波长为1385nm前后存在着传输损耗高的部分，即：存在着0.14dB/k高度的OH波峰。为此，比较例1的光学纤维在波长为1385nm前后中的的传输损耗大。

比较例2

图7表示比较例2的光学纤维中的光损耗。用下述方法将多孔玻璃母材脱水及制作玻璃态，制造了预塑形坯。首先，在H₂O含有率约1.2ppm的He与氯气浓度为30％的Cl₂的气氛中，在加热温度为1100℃及处理时间为15分钟将多孔玻璃母材脱水。其次在H₂O含有率约1.2ppm的He的气氛中，在加热温度为1100℃及处理时间为15分钟将多孔玻璃母材加热、制作玻璃态。测定了在上述条件下制造的多孔玻璃母材经拉拔所得到的光学纤维的光损耗。如图7所示，在上述条件下制造的光学纤维在波长为1385nm前后存在着传输损耗高的部分，即：存在着0.10dB/km高度的OH波峰。为此，比较例2的光学纤维在波长为1385nm前后中的光学纤维传输损耗大。

比较例3

图8示出比较例3的光学纤维中的光损耗。用下述方法将多孔玻璃母材经脱水及制作玻璃态，制造了预塑形坯。首先，在H₂O含有率约1.2ppm的He与氯气浓度为30％的Cl₂的气氛中，在加热温度为1100℃及处理时间为30分钟将多孔玻璃母材脱水。其次在H₂O含有率约1.2ppm的He的气氛中，在加热温度为1100℃及处理时间为15分钟将多孔玻璃母材加热、制作玻璃态。测定了在上述条件制造的多孔玻璃母材经拉拔所得到的光学纤维的光损耗。如图8所示，在上述条件下制造的光学纤维在波长为1385nm前后存在着传输损耗高的部分，即：存在着0.11dB/km高度的OH波峰。为此，比较例2的光学纤维在波长为1385nm前后中的光学纤维传输损耗大。

在如从上述比较例1到比较例3中的所述，通过增加脱水工序中的氯气浓度及脱水处理时间，即使作为强化脱水也不能将OH波峰控制在0.05dB/km以下。一方面，由于本实施形态的预塑形坯的制造方法可将波长1385nm前后的OH波峰缩到极小值，所以可制造光学纤维传输损耗极其小的预塑形坯。

以上，说明了发明的实施形态，但涉及本申请发明的技术范围不被局限在上述实施形态内。对上述实施形态加以种种变更，则可实施权利要求范围内所述的发明。那些发明属于涉及本申请的发明所述范围，也可从权利要求所述范围是可以搞清楚。

发明效果

如上述说明可查清，若根据本发明则可制造出传输损耗极其小的预塑形坯。

Claims (4)

1.一种预塑形坯，上述预塑形坯为光学纤维母材，其特征在于：含有：

芯棒：圆柱状；

包复层：在上述芯棒的外圆周上被形成；

上述包复层中的OH基的含有量为0.8ppb以下，

上述预塑形坯是采用具备有成形工序、脱水工序、置换工序与玻璃态制作工序的制造方法所制造出来，

上述成形工序：通过将玻璃微粒子堆积，形成多孔玻璃母材；

上述脱水工序：将上述多孔玻璃母材，在含有氯气的气体的气氛中加热、脱水，其中上述含有氯气的气体气氛中的氯气成份为氯气及/或氯化亚硫酰，而且上述脱水工序将上述多孔玻璃母材加热，应使脱水后的上述多孔玻璃母材的空隙率达到0.6以上，并且使上述多孔玻璃母材中的空隙率从上述脱水工序的初始状态的值连续收缩到0.6所需要的时间应在10分钟以上；

上述置换工序：将经脱水的多孔玻璃母材，在H₂O含量在1vol ppm以下的第1惰性气体气氛中，在第1加热温度下加热，将残留于上述多孔玻璃母材内的气体置换成上述第1惰性气体，其中上述第1加热温度为1000℃以上，加热时间为10分钟以上，上述第1惰性气体为氦气；以及

上述玻璃态制作工序：将由上述置换工序被处理的上述多孔玻璃母材，在H₂O含量在1vol ppm以下的第2惰性气体气氛中，在第2加热温度下，将上述多孔玻璃母材加热，制作玻璃态，其中上述第2加热温度为1500℃以上，加热时间为10分钟以上，上述第2惰性气体为氩气或氦气或氮气。

2.一种预塑形坯，上述预塑形坯为光学纤维母材，其特征在于：含有：

芯棒：圆柱状；

包复层：在上述芯棒的外圆周上被形成；

上述预塑形坯中的OH基的含有量为0.8ppb以下，

上述预塑形坯是采用具备有成形工序、脱水工序、置换工序与玻璃态制作工序的制造方法所制造出来，

上述成形工序：通过将玻璃微粒子堆积，形成多孔玻璃母材；

上述脱水工序：将上述多孔玻璃母材，在含有氯气的气体的气氛中加热、脱水，其中上述含有氯气的气体气氛中的氯气成份为氯气及/或氯化亚硫酰，而且上述脱水工序将上述多孔玻璃母材加热，应使脱水后的上述多孔玻璃母材的空隙率达到0.6以上，并且使上述多孔玻璃母材中的空隙率从上述脱水工序的初始状态的值连续收缩到0.6所需要的时间应在10分钟以上；

上述置换工序：将经脱水的多孔玻璃母材，在H₂O含量在1volppm以下的第1惰性气体气氛中，在第1加热温度下加热，将残留于上述多孔玻璃母材内的气体置换成上述第1惰性气体，其中上述第1加热温度为1000℃以上，加热时间为10分钟以上，上述第1惰性气体为氦气；以及

上述玻璃态制作工序：将由上述置换工序被处理的上述多孔玻璃母材，在H₂O含量在1vol ppm以下的第2惰性气体气氛中，在第2加热温度下，将上述多孔玻璃母材加热，制作玻璃态，其中上述第2加热温度为1500℃以上，加热时间为10分钟以上，上述第2惰性气体为氩气或氦气或氮气。

3.一种预塑形坯，上述预塑形坯为光学纤维母材，其特征在于：含有：

芯棒：圆柱状；

包复层：在上述芯棒的外圆周上被形成；

将上述预塑形坯拉伸所得到的光学纤维的OH峰的高度为0.05dB/km以下，

上述预塑形坯是采用具备有成形工序、脱水工序、置换工序与玻璃态制作工序的制造方法所制造出来，

上述成形工序：通过将玻璃微粒子堆积，形成多孔玻璃母材；

上述脱水工序：将上述多孔玻璃母材，在含有氯气的气体的气氛中加热、脱水，其中上述含有氯气的气体气氛中的氯气成份为氯气及/或氯化亚硫酰，而且上述脱水工序将上述多孔玻璃母材加热，应使脱水后的上述多孔玻璃母材的空隙率达到0.6以上，并且使上述多孔玻璃母材中的空隙率从上述脱水工序的初始状态的值连续收缩到0.6所需要的时间应在10分钟以上；

上述置换工序：将经脱水的多孔玻璃母材，在H₂O含量在1volppm以下的第1惰性气体气氛中，在第1加热温度下加热，将残留于上述多孔玻璃母材内的气体置换成上述第1惰性气体，其中上述第1加热温度为1000℃以上，加热时间为10分钟以上，上述第1惰性气体为氦气；以及

上述玻璃态制作工序：将由上述置换工序被处理的上述多孔玻璃母材，在H₂O含量在1vol ppm以下的第2惰性气体气氛中，在第2加热温度下，将上述多孔玻璃母材加热，制作玻璃态，其中上述第2加热温度为1500℃以上，加热时间为10分钟以上，上述第2惰性气体为氩气或氦气或氮气。

4.一种光学纤维，其是将权利要求1至3其中任一项所述的预塑形坯拉伸所得到。

Images