JP2000044289A - ガラス表面の処理方法 - Google Patents
ガラス表面の処理方法Info
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Abstract
との混合水溶液をエッチング溶液として使用し、ガラス
表面の結晶が少なくて、高い機械的強度を有するテルラ
イト系光ファイバ用ガラスを得ることができるガラス表
面の処理方法を提供することを課題とする。 【解決手段】濃度 0.36〜0.72mol/l のフッ化水素酸を
含有する水溶液、あるいは、濃度 0.36〜0.54mol/l の
フッ化水素酸と濃度 0.14mol/l 以下の硝酸とを含有す
る水溶液を通気撹拌しつつガラス表面に触れさせること
によって該ガラス表面をエッチングすることを特徴とす
るガラス表面の処理方法によって課題を解決する。
Description
法に関し、さらに詳しくは、酸化物ガラスからなる光フ
ァイバ用母材の表面をエッチング溶液によって処理する
ガラス表面の処理方法に関する。
増幅帯特性の改善、特に増幅帯域拡大、利得平坦化は、
光通信の大容量化に不可欠なWDM伝送およびそれを用
いた光波長ルーチング等での波長多重数を増加するうえ
で重要な研究課題である。テルライトガラスはTeO2
を主成分とする酸化物ガラスであり、これをホストとす
るEDFAは 1530〜1610nm の帯域 80nm の広帯域一括
増幅を可能にした。これにより、石英EDFAでは実現
することのできない優れた増幅特性のデバイスが期待さ
れる。
は、量子効率を上げるためコア径を小さくする必要があ
る。コア径を小さくすることはファイバ作製でガラスの
熱加工を数回繰り返すことが要求される。
加工の前に表面を研磨するが、研磨によって生じる傷に
よってガラス中にOH基または水が浸透し、熱加工の繰
り返しによって脱水、縮合反応を生じ、結晶が発生し、
ファイバの散乱損失や機械的強度の低下の原因となる。
この問題の解決法として、ガラス母材またはジャケット
管の表面を研磨後、ガラス表面を化学エッチングし、研
磨傷を取り除く方法が採られてきた。また、その方法
は、マグネチックスターラにより、エッチング溶液を回
転撹拌しながら、その液によってガラス表面を溶解し、
傷を取り除くものである。この場合のエッチングが均一
に進行するように、回転撹拌に加えて、複数の耐エッチ
ング性の物体を遊動または振動させる方法が特開平9−
132431号公報に記載されている。
ラスについて今までに報告されたエッチング溶液はな
く、また、マグネチックスターラを用いる方法は深さ方
向でのエッチング溶液の撹拌速度が異なり、長尺ガラス
の均一エッチングが不可能と考えられる。
酸溶液またはフッ酸と硝酸との混合水溶液を用いてガラ
ス表面を均一にエッチングすることによって、ガラス表
面の結晶が少なくて、高い機械的強度を有するテルライ
ト系光ファイバ用ガラスを得ることができるガラス表面
の処理方法を提供することを課題とする。
に、本発明は、請求項1に記載のように、濃度 0.36〜
0.72mol/l のフッ化水素酸を含有する水溶液を通気撹拌
しつつガラス表面に触れさせることを特徴とするガラス
表面の処理方法を構成する。ここに、「通気撹拌」と
は、アルゴンガス等の気体を液体中に放出し、気泡を発
生させることによって、該液体を撹拌することを意味す
る。そして、上記および下記において、単位としての
「l」は「リットル」を意味するものとする。
に、濃度 0.36〜0.54mol/l のフッ化水素酸と濃度 0.14
mol/l 以下の硝酸とを含有する水溶液を通気撹拌しつつ
ガラス表面に触れさせることを特徴とするガラス表面の
処理方法を構成する。
ルダー(保持具)に酸化物ガラスを取り付け、上記エッ
チング溶液を入れたガラスホルダーに挿入し、気体供給
装置から気体を供給し、発生した気泡によりエッチング
溶液を撹拌し、ガラス表面を均一に処理することを特徴
としている。
荒れの生じないガラス表面の処理方法によって、平滑な
ガラス表面の母材またはジャケット管を作製することが
可能となる。
ジャケット管の表面を研磨後、本発明の方法によってエ
ッチングし、研磨傷を取り除くことによって平滑なガラ
ス表面、ひいては機械的強度の高い光増幅用ファイバが
作製できるようになる。
に説明する。
してTeO2−Na2Oを主成分とするガラスロッドを使
用した場合のエッチング溶液の調製方法および、そのエ
ッチング溶液を通気撹拌しつつガラス表面を処理する方
法について以下に述べる。
用のフッ酸 2.5〜25ml を超純水800ml に希釈したフッ
酸溶液をフッ酸単独使用エッチング溶液とする。同様
に、テフロン製のメスシリンダーに、電子工業用のフッ
酸 7.5〜20ml と濃硝酸 1ml〜5ml を加え、超純水を用
いて 800ml に希釈した混合液をフッ酸・硝酸混合使用
エッチング溶液とする。
れる。これに気体供給装置から流量を調整したアルゴン
ガスをガラスフィルタを通して供給し、エッチング溶液
内に気泡を発生させる。ここで、テフロン製の試料ホル
ダーに固定した酸化物ガラス母材又はジャケット管を挿
入し、5分〜20分間ガラス表面をエッチングした。供給
する気体は不活性気体であればいずれでも良く、ヘリウ
ム、窒素等も使用可能である。
チルアルコールで脱水、乾燥し、ガラスロッド表面状態
を走査電子顕微鏡で観察した。
酸 0.091mol/l の混合水溶液をエッチング溶液に用いた
場合におけるエッチング後のガラスロッド表面状態のア
ルゴンガス流量依存性を示す。
in] 以下ではガラス表面は白く曇り、清浄な表面が得ら
れないが、2[l/min] 以上では曇りが消え、透明なガラ
ス面が得られることが分かった。これは、気体流量が増
えることでエッチング溶液の撹拌が促進され、溶解生成
物の沈着が阻害されるためと思われる。
酸溶液を用い、アルゴンガス流量 2[l/min] 以上で通気
撹拌を行った場合の結果を示す。
度が高い領域ではガラスロッド表面のエッチングは進行
するが、表面に 1〜10μmの筋状の研磨痕が生じ、特定
成分の選択的なエッチングが進行することが分かった。
一方、低濃度側では研磨傷は十分には除去されておら
ず、さらに、表面に細かい析出物が付着し、所々に白濁
が認められた。このことは、エッチング溶液の濃度が低
いために、エッチング過程において加水分解の進行が速
いことによって、このようなことが起こることを示して
いる。
察によれば、ガラスロッド表面の荒れが 0.1μm以下に
なる領域はフッ酸濃度が 0.36mol/l 乃至 0.72mol/l の
範囲である。
のフッ酸と濃度が 0.02mol/l 乃至0.14mol/l の硝酸の
混合水溶液をエッチング溶液に用いた場合の結果を示
す。
よび硝酸濃度が高い領域ではガラスロッド表面のエッチ
ングは進行するが、表面に 0.5〜10μmの筋状の研磨痕
が生じ、特定成分の選択的なエッチングが進行すること
が分かった。一方、低濃度側では研磨傷は十分には除去
されておらず、さらに、表面に細かい析出物が付着し、
所々に白濁が認められた。このことは、エッチング溶液
の濃度が低いために、エッチング過程において加水分解
の進行が速いことによって、このようなことが起こるこ
とを示している。
察によれば、ガラスロッド表面の荒れが 0.1μm以下に
なる領域はフッ酸濃度が 0.36mol/l 乃至 0.54mol/l で
硝酸濃度が 0.02mol/l 乃至 0.14mol/l 、および、フッ
酸濃度が 0.63mol/l で硝酸濃度が 0.02mol/l の範囲で
ある。
成分とするガラスに第3番目以降の成分を加え、コアク
ラッドの導波構造を持たせ、ファイバを作製した。ファ
イバ作製は、サクション法で作製したガラス母材をジャ
ケット管に挿入後に延伸し、再度、ジャケット管に挿入
し、線引きを行い、単一モードファイバを作製した。
レート樹脂を使用した。ガラス母材表面、ジャケット管
表面、延伸後の母材表面については、表2、表3に示し
たエッチング溶液で5分〜10分間エッチングした。
損失、および、引っ張り強度の測定結果は表2、表3に
併記してある。
察したファイバ表面の荒れが 0.1μm以下となる領域で
伝送損失 0.1dB/m 以下、引っ張り強度 700MPa 以上が
得られている。これらの値は、実用上で必要とされる利
得係数 0.2dB/mW を実現するための損失値、強度であ
り、表2、表3から、これを実現できるエッチング溶液
の濃度は、フッ酸を単独で用いた場合には、 0.36mol/l
乃至 0.72mol/l であり、フッ酸と硝酸とを混合して用
いた場合には、フッ酸濃度が 0.36mol/l 乃至0.63mol/
l、硝酸濃度が 0.02mol/l 乃至 0.14mol/l の範囲であ
ることが明らかである。また、形状が異なるテルライト
系ガラスの表面を均一に処理できることも明らかであ
る。
してTeO2−Li2Oを主成分とするガラスロッドを使
用した場合の実施の形態を以下に示す。
びエッチング方法でガラス表面処理を行った。その結果
のうち、フッ酸を単独で用いた場合の結果を表4に示
す。
溶液を用い、アルゴンガス流量 2[l/min] 以上で通気撹
拌した場合の結果を示す。
度が高い領域ではガラスロッド表面のエッチングは進行
するが、表面に 1〜10μmの筋状の研磨痕が生じ、特定
成分の選択的なエッチングが進行することが分かる。一
方、低濃度側では研磨傷は十分には除去されておらず、
さらに、表面に細かい析出物が付着し、所々に白濁が認
められた。このことは、エッチング溶液の濃度が低いた
めに、エッチング過程において加水分解の進行が速いこ
とによって、このようなことが起こることを示してい
る。
察によれば、ガラスロッド表面の荒れが 0.1μm以下に
なる領域はフッ酸濃度が 0.36mol/l 乃至 0.72mol/l の
範囲である。
のフッ酸と濃度が 0.02mol/l 乃至0.14mol/l の硝酸の
混合水溶液をエッチング溶液に用いた場合の結果を示
す。
よび硝酸濃度が高い領域ではガラスロッド表面のエッチ
ングは進行するが、表面に 0.5〜13μmの筋状の研磨痕
が生じ、特定成分の選択的なエッチングが進行すること
が分かった。一方、低濃度側では研磨傷は十分には除去
されておらず、さらに、表面に細かい析出物が付着し、
所々に白濁が認められた。このことは、エッチング溶液
の濃度が低いために、エッチング過程において加水分解
の進行が速いことによって、このようなことが起こるこ
とを示している。
察によれば、ガラスロッド表面の荒れが 0.1μm以下に
なる領域はフッ酸濃度が 0.36mol/l 乃至 0.54mol/l で
硝酸濃度が 0.02mol/l 乃至 0.14mol/l 、および、フッ
酸濃度が 0.63mol/l で硝酸濃度が 0.02mol/l の範囲で
ある。
成分とするガラスに第3番目以降の成分を加え、コアク
ラッドの導波構造を持たせ、ファイバを作製した。ファ
イバ作製は、サクション法で作製したガラス母材をジャ
ケット管に挿入後に延伸し、再度、ジャケット管に挿入
し、線引きを行い、単一モードファイバを作製した。
レート樹脂を使用した。ガラス母材表面、ジャケット管
表面、延伸後の母材表面については、表4、表5に示し
たエッチング溶液で5分〜20分間エッチングした。
損失、および、引っ張り強度の測定結果は表4、表5に
併記してある。
察したファイバ表面の荒れが 0.1μm以下となる領域で
伝送損失 0.1dB/m 以下、引っ張り強度 700MPa 以上が
得られている。これらの値は、実用上で必要とされる利
得係数 0.2dB/mW を実現するための損失値、強度であ
り、表4、表5から、これを実現できるエッチング溶液
の濃度は、フッ酸を単独で用いた場合には、 0.36mol/l
乃至 0.72mol/l であり、フッ酸と硝酸とを混合して用
いた場合には、フッ酸濃度が 0.36mol/l 乃至0.63mol/l
、硝酸濃度が 0.02mol/l 乃至 0.14mol/l の範囲であ
ることが明らかである。また、形状が異なるテルライト
系ガラスの表面を均一に処理できることも明らかであ
る。
面の処理方法を用いて、形状が異なるテルライト系ガラ
スの母材等を処理することにより、テルライト系光ファ
イバの抵損失化および高強度化が実現でき、その結果と
して、実用的な使用にとって必要とされる信頼性の高い
光増幅器を製造できる。
Claims (2)
- 【請求項1】濃度 0.36〜0.72mol/l のフッ化水素酸を
含有する水溶液を通気撹拌しつつガラス表面に触れさせ
ることによって該ガラス表面をエッチングすることを特
徴とするガラス表面の処理方法。 - 【請求項2】濃度 0.36〜0.54mol/l のフッ化水素酸と
濃度 0.14mol/l 以下の硝酸とを含有する水溶液を通気
撹拌しつつガラス表面に触れさせることによって該ガラ
ス表面をエッチングすることを特徴とするガラス表面の
処理方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21069898A JP3672741B2 (ja) | 1998-07-27 | 1998-07-27 | ガラス表面の処理方法 |
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JP21069898A JP3672741B2 (ja) | 1998-07-27 | 1998-07-27 | ガラス表面の処理方法 |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002087844A (ja) * | 2000-09-14 | 2002-03-27 | Sony Corp | 表示パネルの製造方法 |
CN105372759A (zh) * | 2015-11-30 | 2016-03-02 | 武汉锐科光纤激光技术股份有限公司 | 用于包层光剥离器的光纤湿法腐蚀方法 |
US10308541B2 (en) | 2014-11-13 | 2019-06-04 | Gerresheimer Glas Gmbh | Glass forming machine particle filter, a plunger unit, a blow head, a blow head support and a glass forming machine adapted to or comprising said filter |
-
1998
- 1998-07-27 JP JP21069898A patent/JP3672741B2/ja not_active Expired - Fee Related
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US10308541B2 (en) | 2014-11-13 | 2019-06-04 | Gerresheimer Glas Gmbh | Glass forming machine particle filter, a plunger unit, a blow head, a blow head support and a glass forming machine adapted to or comprising said filter |
CN105372759A (zh) * | 2015-11-30 | 2016-03-02 | 武汉锐科光纤激光技术股份有限公司 | 用于包层光剥离器的光纤湿法腐蚀方法 |
CN105372759B (zh) * | 2015-11-30 | 2018-08-31 | 武汉锐科光纤激光技术股份有限公司 | 用于包层光剥离器的光纤湿法腐蚀方法 |
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