JP2000109335A - 光ファイバ用母材の製造方法 - Google Patents
光ファイバ用母材の製造方法Info
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- C03B2201/08—Doped silica-based glasses doped with boron or fluorine or other refractive index decreasing dopant
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 大伝送容量システムに適用するのに必要な複
雑な屈折率分布を有する高性能光ファイバ用母材を提供
すること。 【解決手段】 ガラス微粒子合成用バーナを用いてガラ
ス多孔質体を合成し中間母材を得る光ファイバ用母材の
製造方法において、高フッ素濃度部分から先にガラス多
孔質体をスート法で合成する光ファイバ用母材の製造方
法。
雑な屈折率分布を有する高性能光ファイバ用母材を提供
すること。 【解決手段】 ガラス微粒子合成用バーナを用いてガラ
ス多孔質体を合成し中間母材を得る光ファイバ用母材の
製造方法において、高フッ素濃度部分から先にガラス多
孔質体をスート法で合成する光ファイバ用母材の製造方
法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はＯＶＤ法もしくはＶ
ＡＤ法によりスート作製時にフッ素添加濃度を径方向に
積極的に変化させることにより、複雑な屈折率分布を有
する光ファイバを製造する方法に関するものである。特
に本発明は長距離大容量通信システムに用いられる高性
能の光ファイバ用母材を製造する方法に関する。
ＡＤ法によりスート作製時にフッ素添加濃度を径方向に
積極的に変化させることにより、複雑な屈折率分布を有
する光ファイバを製造する方法に関するものである。特
に本発明は長距離大容量通信システムに用いられる高性
能の光ファイバ用母材を製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＣＶＤ法によりガラス多孔質体を合成す
る際にＳｉＦ4 のようなフッ素含有原料ガスをガラス微
粒子合成用バーナに流し、フッ素を含むガラス多孔質体
を形成する方法は、特開昭６２−２５２３４２号公報、
特開平４−１３２６３１号公報等に記載されていて公知
に属する。しかし、フッ素はガラス多孔質体を合成する
際に拡散し易い元素であるため径方向にフッ素濃度を変
化させるよう抑制することは難しく未だ開発されていな
かった。このような従来からのガラス多孔質体を合成す
る際に火炎中にフッ素を含む原料を導入し、フッ素を添
加する方法においては、フッ素濃度分布はガラス多孔質
体全体にほぼ均一に分布する特徴があり、径方向の濃度
分布はブロードとなり易く、ガラス多孔質体を作製する
段階においてフッ素を用いて径方向に屈折率分布を付け
る工夫はこれまでなされていなかった。
る際にＳｉＦ4 のようなフッ素含有原料ガスをガラス微
粒子合成用バーナに流し、フッ素を含むガラス多孔質体
を形成する方法は、特開昭６２−２５２３４２号公報、
特開平４−１３２６３１号公報等に記載されていて公知
に属する。しかし、フッ素はガラス多孔質体を合成する
際に拡散し易い元素であるため径方向にフッ素濃度を変
化させるよう抑制することは難しく未だ開発されていな
かった。このような従来からのガラス多孔質体を合成す
る際に火炎中にフッ素を含む原料を導入し、フッ素を添
加する方法においては、フッ素濃度分布はガラス多孔質
体全体にほぼ均一に分布する特徴があり、径方向の濃度
分布はブロードとなり易く、ガラス多孔質体を作製する
段階においてフッ素を用いて径方向に屈折率分布を付け
る工夫はこれまでなされていなかった。
【０００３】例えば近年最も広く用いられている光ファ
イバの屈折率のプロファイルは、コアの中心で屈折率が
最も高く、周囲になるにしたがって屈折率が低くなるも
のである。このような屈折率のプロファイルを、フッ素
を用いてスートの堆積工程で作る方法として、まずコア
中心となるスートをＳｉＣｌ4 のみを原料として堆積
し、次にその周囲にＳｉＣｌ4 とフッ素化合物を原料と
してフッ素の添加されたスートを堆積する方法が考えら
れたが、フッ素がコア中心となるスートまで拡散してし
まい、成功していなかった。このことから、フッ素を用
いてスートの堆積工程で屈折率のプロファイルを作るこ
とは不可能と考えられていた。
イバの屈折率のプロファイルは、コアの中心で屈折率が
最も高く、周囲になるにしたがって屈折率が低くなるも
のである。このような屈折率のプロファイルを、フッ素
を用いてスートの堆積工程で作る方法として、まずコア
中心となるスートをＳｉＣｌ4 のみを原料として堆積
し、次にその周囲にＳｉＣｌ4 とフッ素化合物を原料と
してフッ素の添加されたスートを堆積する方法が考えら
れたが、フッ素がコア中心となるスートまで拡散してし
まい、成功していなかった。このことから、フッ素を用
いてスートの堆積工程で屈折率のプロファイルを作るこ
とは不可能と考えられていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、光ファイバ
中で生じる非線形現象を軽減するために、リング型の屈
折率プロファイル（図１）を持つ光ファイバが提案され
ている。このプロファイルのポイントは、最外周の屈折
率に対して、コア中心の屈折率が小さいことである。こ
れを実用化するためには、経済性の観点から最外周はド
ーパントを含まないようにすることが望ましく、また、
製造中に不純物に汚染されることを防ぐため、直径１２
５ミクロンの光ファイバにおいて中心部の数十ミクロン
（いわゆる中間母材と呼ばれている部分）は一括して合
成する必要がある。これらの実用上の制限から、一括し
て合成する部分において、中心部の屈折率が下がるよう
に、フッ素を用いて屈折率のプロファイルを作る必要が
生じる。上記したように、従来技術ではフッ素を用いて
径方向での屈折率を制御することが難しく、フッ素濃度
を径方向に大きく変化させることができないので、大伝
送容量システムに適用するのに必要な複雑な屈折率分布
構造を形成することは不可能であった。本発明は従来技
術の問題点を解消し、ＯＶＤ法若しくはＶＡＤ法による
スート作製時にフッ素添加濃度を径方向に積極的に変化
させることにより屈折率分布を設定し、複雑な屈折率分
布を有する高性能光ファイバ用母材を製造する方法を提
供することを目的とする。
中で生じる非線形現象を軽減するために、リング型の屈
折率プロファイル（図１）を持つ光ファイバが提案され
ている。このプロファイルのポイントは、最外周の屈折
率に対して、コア中心の屈折率が小さいことである。こ
れを実用化するためには、経済性の観点から最外周はド
ーパントを含まないようにすることが望ましく、また、
製造中に不純物に汚染されることを防ぐため、直径１２
５ミクロンの光ファイバにおいて中心部の数十ミクロン
（いわゆる中間母材と呼ばれている部分）は一括して合
成する必要がある。これらの実用上の制限から、一括し
て合成する部分において、中心部の屈折率が下がるよう
に、フッ素を用いて屈折率のプロファイルを作る必要が
生じる。上記したように、従来技術ではフッ素を用いて
径方向での屈折率を制御することが難しく、フッ素濃度
を径方向に大きく変化させることができないので、大伝
送容量システムに適用するのに必要な複雑な屈折率分布
構造を形成することは不可能であった。本発明は従来技
術の問題点を解消し、ＯＶＤ法若しくはＶＡＤ法による
スート作製時にフッ素添加濃度を径方向に積極的に変化
させることにより屈折率分布を設定し、複雑な屈折率分
布を有する高性能光ファイバ用母材を製造する方法を提
供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の目的は以下の各発
明によって達成することができる。 （１）ガラス微粒子合成用バーナを用いてガラス多孔質
体を合成し中間母材を得る光ファイバ用母材の製造方法
において、高フッ素濃度部分から先にガラス多孔質体を
スート法で合成する光ファイバ用母材の製造方法。 （２）中心ほどフッ素濃度が高い中間母材をスート法で
一括して合成し、前記中間母材の外側にジャケットを合
成することを特徴とする上記（１）に記載の光ファイバ
用母材の製造方法。 （３）複数のバーナを使用し、中心部を合成するバーナ
に流す原料のフッ素原子数／シリコン原子数が、周辺部
を合成するバーナに流す原料のフッ素原子数／シリコン
原子数よりも大きい条件で軸方向にスートを堆積し、中
間母材をスート法で一括して合成することを特徴とする
上記（１）又は（２）に記載の光ファイバ用母材の製造
方法。 （４）バーナに流す原料のフッ素原子数／シリコン原子
数を減少させつつ、内層から外層にスートを堆積し、中
間母材をスート法で一括して合成することを特徴とする
上記（１）又は（２）に記載の光ファイバ用母材の製造
方法。 （５）フッ素ドーパントを含むガラス多孔質体を透明化
してなるプロファイルの形状が図１、図３、図４又は図
７に示される屈折率分布を有するガラスファイバ。
明によって達成することができる。 （１）ガラス微粒子合成用バーナを用いてガラス多孔質
体を合成し中間母材を得る光ファイバ用母材の製造方法
において、高フッ素濃度部分から先にガラス多孔質体を
スート法で合成する光ファイバ用母材の製造方法。 （２）中心ほどフッ素濃度が高い中間母材をスート法で
一括して合成し、前記中間母材の外側にジャケットを合
成することを特徴とする上記（１）に記載の光ファイバ
用母材の製造方法。 （３）複数のバーナを使用し、中心部を合成するバーナ
に流す原料のフッ素原子数／シリコン原子数が、周辺部
を合成するバーナに流す原料のフッ素原子数／シリコン
原子数よりも大きい条件で軸方向にスートを堆積し、中
間母材をスート法で一括して合成することを特徴とする
上記（１）又は（２）に記載の光ファイバ用母材の製造
方法。 （４）バーナに流す原料のフッ素原子数／シリコン原子
数を減少させつつ、内層から外層にスートを堆積し、中
間母材をスート法で一括して合成することを特徴とする
上記（１）又は（２）に記載の光ファイバ用母材の製造
方法。 （５）フッ素ドーパントを含むガラス多孔質体を透明化
してなるプロファイルの形状が図１、図３、図４又は図
７に示される屈折率分布を有するガラスファイバ。
【０００６】
【発明の実施の形態】上記の（１）の方法は、径方向に
異なる量のフッ素を添加して屈折率分布を形成する際の
ガラス多孔質体の合成順を規定したものであり、後に合
成する部分よりも先に合成する部分の方の火炎中のフッ
素濃度を高めることにより、先に合成した部分のフッ素
濃度を選択的に高めることができる。これにより、従来
技術では明らかとなっていなかったガラス多孔質体を合
成する工程における径方向のフッ素濃度変化の制御が可
能となる。ここで「一括して合成する」とは一つのガラ
ス多孔質体から製造することを意味する。ただし、光が
実質的にその中を伝搬する光ファイバの中心部となる中
心が高フッ素濃度の中間母材（中心部の数十ミクロンに
相当）は、一括して合成できるという本発明者らの知見
が本発明の重要な特徴となっている。上記（２）〜
（４）の発明は上記知見を具現化するものである。
異なる量のフッ素を添加して屈折率分布を形成する際の
ガラス多孔質体の合成順を規定したものであり、後に合
成する部分よりも先に合成する部分の方の火炎中のフッ
素濃度を高めることにより、先に合成した部分のフッ素
濃度を選択的に高めることができる。これにより、従来
技術では明らかとなっていなかったガラス多孔質体を合
成する工程における径方向のフッ素濃度変化の制御が可
能となる。ここで「一括して合成する」とは一つのガラ
ス多孔質体から製造することを意味する。ただし、光が
実質的にその中を伝搬する光ファイバの中心部となる中
心が高フッ素濃度の中間母材（中心部の数十ミクロンに
相当）は、一括して合成できるという本発明者らの知見
が本発明の重要な特徴となっている。上記（２）〜
（４）の発明は上記知見を具現化するものである。
【０００７】例えば、図１に示される屈折率プロファイ
ルを有するガラス多孔質体を図２に示されるような４本
のバーナを用いて合成することにより中間母材を得る。
この場合、第１〜第４バーナ毎の原料ガス中のＦ原子数
／Ｓｉ原子数の比は、第１バーナ＞第２バーナ＞第３バ
ーナ＞第４バーナとして先に合成される部位から順に低
くなるように原料ガスの流量条件を設定し、中間母材を
一括して得ることができる。図３の屈折率プロファイル
は、第２バーナの原料ガス中のＦ原子数／Ｓｉ原子数の
比を第３バーナのそれより小さくしたほかは上記とほぼ
同様の条件とした場合に得られ、この場合は第１バーナ
で合成した部分のフッ素濃度は図１より若干低下してい
る。
ルを有するガラス多孔質体を図２に示されるような４本
のバーナを用いて合成することにより中間母材を得る。
この場合、第１〜第４バーナ毎の原料ガス中のＦ原子数
／Ｓｉ原子数の比は、第１バーナ＞第２バーナ＞第３バ
ーナ＞第４バーナとして先に合成される部位から順に低
くなるように原料ガスの流量条件を設定し、中間母材を
一括して得ることができる。図３の屈折率プロファイル
は、第２バーナの原料ガス中のＦ原子数／Ｓｉ原子数の
比を第３バーナのそれより小さくしたほかは上記とほぼ
同様の条件とした場合に得られ、この場合は第１バーナ
で合成した部分のフッ素濃度は図１より若干低下してい
る。
【０００８】図４の屈折率プロファイルは、第３バーナ
へはフッ素を含む原料ガスを導入せず、第４バーナへは
フッ素を含む原料ガスを導入したほかは上記とほぼ同様
の条件で中間母材を作製した場合に得られる。ここで注
目されるのは、第３バーナで合成する部分へは第３バー
ナによるフッ素添加は行われないが、第３バーナ及び第
４バーナで合成した部分は共に同程度の屈折率の低下が
確認されることである。これは第３バーナ合成部分には
第４バーナ部分よりフッ素が拡散するためである。
へはフッ素を含む原料ガスを導入せず、第４バーナへは
フッ素を含む原料ガスを導入したほかは上記とほぼ同様
の条件で中間母材を作製した場合に得られる。ここで注
目されるのは、第３バーナで合成する部分へは第３バー
ナによるフッ素添加は行われないが、第３バーナ及び第
４バーナで合成した部分は共に同程度の屈折率の低下が
確認されることである。これは第３バーナ合成部分には
第４バーナ部分よりフッ素が拡散するためである。
【０００９】図５は本発明の方法をＯＶＤ法で行う場合
に用いることのできるガラス多孔質体製造装置の模式図
である。この場合は、石英出発ロッドを用い、先ず図６
に示されるようなリング型プロファイルを作製する。す
なわち、長手方向の軸を中心に該石英ロッドを回転しな
がら、ロッドの回転軸に対して直角の方向に設置された
バーナから原料ガス及び反応ガスを導入しつつバーナを
垂直方向にトラバースさせてスートを合成する。先ず、
原料ガスとしてＳｉＣｌ4 とＣＦ4 、ＳｉＦ6 等のフッ
素源となるガスを流し、フッ素を含むガラス微粒子を堆
積させ、次いでトラバース回数を増加してＧｅＣｌ4 を
バーナから流してリング状の高屈折率部分を合成する。
更にトラバース回数を増やして、ＳｉＣｌ4 流量を増加
させ相対的に他のトラバース回数の場合よりもフッ素の
濃度が低い条件でガラス微粒子を合成する。
に用いることのできるガラス多孔質体製造装置の模式図
である。この場合は、石英出発ロッドを用い、先ず図６
に示されるようなリング型プロファイルを作製する。す
なわち、長手方向の軸を中心に該石英ロッドを回転しな
がら、ロッドの回転軸に対して直角の方向に設置された
バーナから原料ガス及び反応ガスを導入しつつバーナを
垂直方向にトラバースさせてスートを合成する。先ず、
原料ガスとしてＳｉＣｌ4 とＣＦ4 、ＳｉＦ6 等のフッ
素源となるガスを流し、フッ素を含むガラス微粒子を堆
積させ、次いでトラバース回数を増加してＧｅＣｌ4 を
バーナから流してリング状の高屈折率部分を合成する。
更にトラバース回数を増やして、ＳｉＣｌ4 流量を増加
させ相対的に他のトラバース回数の場合よりもフッ素の
濃度が低い条件でガラス微粒子を合成する。
【００１０】図６は作製したスートをハロゲンを含む気
相雰囲気中で脱水処理を行い、透明化を行った後の母材
の屈折率分布を示す。図７は、引き続いて中央部の穴明
により出発ロッドを除去した後、コラプスして中実化を
行った後に得られた屈折率分布を示す。これはＶＡＤ法
による実施例２で作製した母材の屈折率分布（図３）と
ほぼ同様な屈折率分布である。
相雰囲気中で脱水処理を行い、透明化を行った後の母材
の屈折率分布を示す。図７は、引き続いて中央部の穴明
により出発ロッドを除去した後、コラプスして中実化を
行った後に得られた屈折率分布を示す。これはＶＡＤ法
による実施例２で作製した母材の屈折率分布（図３）と
ほぼ同様な屈折率分布である。
【００１１】
【実施例】以下本発明を実施例により更に詳細に説明す
るが限定を意図するものではない。 （実施例１）ＶＡＤ法により４本のバーナを用いて図１
に示す様な屈折率分布を形成するためのガラス多孔質体
の合成を行った。図２は、ＶＡＤによるガラス多孔質体
の合成の模式図を示す。第１バーナには、ＳｉＣｌ4 、
ＣＦ4 、Ｈ2 、Ｏ2 、第２バーナには、ＳｉＣｌ4 、Ｇ
ｅＣｌ4 、ＣＦ4 、Ｈ2 、Ｏ2 、第３バーナにはＳｉＣ
ｌ4 、ＣＦ4 、Ｈ2 、Ｏ2 、第４バーナにはＳｉＣ
ｌ4 、Ｈ2 、Ｏ2 をそれぞれ供給した。各ガス流量は下
記の表の通りとした（単位はＳＬＭ）。
るが限定を意図するものではない。 （実施例１）ＶＡＤ法により４本のバーナを用いて図１
に示す様な屈折率分布を形成するためのガラス多孔質体
の合成を行った。図２は、ＶＡＤによるガラス多孔質体
の合成の模式図を示す。第１バーナには、ＳｉＣｌ4 、
ＣＦ4 、Ｈ2 、Ｏ2 、第２バーナには、ＳｉＣｌ4 、Ｇ
ｅＣｌ4 、ＣＦ4 、Ｈ2 、Ｏ2 、第３バーナにはＳｉＣ
ｌ4 、ＣＦ4 、Ｈ2 、Ｏ2 、第４バーナにはＳｉＣ
ｌ4 、Ｈ2 、Ｏ2 をそれぞれ供給した。各ガス流量は下
記の表の通りとした（単位はＳＬＭ）。
【００１２】
【表１】 ＊ただし、ＳｉＣｌ4 、ＧｅＣｌ4 の流量はバブリング
用キャリアガス（Ａｒ）の流量を示す。実ガス流量の目
安となるバブラのコンデンサ温度はＳｉＣｌ4 ：４０
℃、ＧｅＣｌ4 ：２０℃とした。
用キャリアガス（Ａｒ）の流量を示す。実ガス流量の目
安となるバブラのコンデンサ温度はＳｉＣｌ4 ：４０
℃、ＧｅＣｌ4 ：２０℃とした。
【００１３】原料ガス中のＦ原子数／Ｓｉ原子数の比を
第１バーナ（１２．８）＞第２バーナ（２．０）＞第３
バーナ（１．０）＞第４バーナ（０）と先に合成される
部位から順に低くなるようにガス流量条件を設定した。
このようにして作製したガラス多孔質体を透明化した結
果、図１に示すような屈折率分布の母材を得た。
第１バーナ（１２．８）＞第２バーナ（２．０）＞第３
バーナ（１．０）＞第４バーナ（０）と先に合成される
部位から順に低くなるようにガス流量条件を設定した。
このようにして作製したガラス多孔質体を透明化した結
果、図１に示すような屈折率分布の母材を得た。
【００１４】（実施例２）同様なバーナの構成で第２バ
ーナのフッ素を含む原料ガスのガス流量条件を変更して
ガラス多孔質体の作製を行った。第２バーナの原料ガス
中のＦ原子数／Ｓｉ原子数の比は０．７として後で合成
する第３バーナの１．０よりも小さくした。実際のガス
流量条件は下表の通りとした。
ーナのフッ素を含む原料ガスのガス流量条件を変更して
ガラス多孔質体の作製を行った。第２バーナの原料ガス
中のＦ原子数／Ｓｉ原子数の比は０．７として後で合成
する第３バーナの１．０よりも小さくした。実際のガス
流量条件は下表の通りとした。
【００１５】
【表２】 ＊ただし、ＳｉＣｌ4 、ＧｅＣｌ4 の流量はバブリング
用キャリアガス（Ａｒ）の流量を示す。実ガス流量の目
安となるバブラのコンデンサ温度はＳｉＣｌ4 ：４０
℃、ＧｅＣｌ4 ：２０℃とした。
用キャリアガス（Ａｒ）の流量を示す。実ガス流量の目
安となるバブラのコンデンサ温度はＳｉＣｌ4 ：４０
℃、ＧｅＣｌ4 ：２０℃とした。
【００１６】このようにして作製したガラス多孔質体を
透明化した結果、図３に示す様な屈折率分布の母材を得
た。第２バーナのＦ原子数／Ｓｉ原子数の比を低下させ
たことにより、第１バーナで合成した部分のフッ素濃度
（Δｎの絶対値にほぼ比例）は実施例１の場合よりも若
干低下した。これは、第２バーナによる熱が先に合成し
た第１バーナにより合成したガラス多孔質体部分に伝わ
り、かつ第２バーナの火炎中のフッ素濃度が実施例１よ
りも低下したためと考えられる。従って、隣接するバー
ナの火炎中のフッ素濃度は出来るだけ差を少なくするこ
とが望ましい。
透明化した結果、図３に示す様な屈折率分布の母材を得
た。第２バーナのＦ原子数／Ｓｉ原子数の比を低下させ
たことにより、第１バーナで合成した部分のフッ素濃度
（Δｎの絶対値にほぼ比例）は実施例１の場合よりも若
干低下した。これは、第２バーナによる熱が先に合成し
た第１バーナにより合成したガラス多孔質体部分に伝わ
り、かつ第２バーナの火炎中のフッ素濃度が実施例１よ
りも低下したためと考えられる。従って、隣接するバー
ナの火炎中のフッ素濃度は出来るだけ差を少なくするこ
とが望ましい。
【００１７】（実施例３）同様なバーナの構成により第
３、４バーナのガス流量条件を変えた実験を行った。第
３バーナへはフッ素を含む原料ガスを導入せず、代わり
に第４バーナへフッ素を含む原料ガスを実施例１で第３
バーナへ導入したのと同じ流量を導入した。具体的なガ
ス流量条件は下表の通り。
３、４バーナのガス流量条件を変えた実験を行った。第
３バーナへはフッ素を含む原料ガスを導入せず、代わり
に第４バーナへフッ素を含む原料ガスを実施例１で第３
バーナへ導入したのと同じ流量を導入した。具体的なガ
ス流量条件は下表の通り。
【００１８】
【表３】 ＊ただし、ＳｉＣｌ4 、ＧｅＣｌ4 の流量はバブリング
用キャリアガス（Ａｒ）の流量を示す。実ガス流量の目
安となるバブラのコンデンサ温度はＳｉＣｌ4 ：４０
℃、ＧｅＣｌ4 ：２０℃とした。
用キャリアガス（Ａｒ）の流量を示す。実ガス流量の目
安となるバブラのコンデンサ温度はＳｉＣｌ4 ：４０
℃、ＧｅＣｌ4 ：２０℃とした。
【００１９】この時、第３バーナで合成する部分へは第
３バーナによるフッ素添加は行われないが、得られた母
材の屈折率分布は図４に示す様に第３、４バーナで合成
した部分は共に同程度の屈折率の低下が確認された。第
３バーナで合成した際には第３バーナ合成部分にはフッ
素は含まれないが、第４バーナで合成を行う際にフッ素
が第３バーナ合成部分に拡散したと考えられる。このこ
とは、低フッ素濃度部分を先に合成した後に高フッ素濃
度部分を合成したのでは、径方向へのフッ素濃度の変化
は付けられないということを示している。よって、ガラ
ス多孔質体を合成する工程において径方向にフッ素を変
化させて含浸させるには、高フッ素濃度部分を先に合成
することが必要となる。
３バーナによるフッ素添加は行われないが、得られた母
材の屈折率分布は図４に示す様に第３、４バーナで合成
した部分は共に同程度の屈折率の低下が確認された。第
３バーナで合成した際には第３バーナ合成部分にはフッ
素は含まれないが、第４バーナで合成を行う際にフッ素
が第３バーナ合成部分に拡散したと考えられる。このこ
とは、低フッ素濃度部分を先に合成した後に高フッ素濃
度部分を合成したのでは、径方向へのフッ素濃度の変化
は付けられないということを示している。よって、ガラ
ス多孔質体を合成する工程において径方向にフッ素を変
化させて含浸させるには、高フッ素濃度部分を先に合成
することが必要となる。
【００２０】（実施例４）図５に示す様なＯＶＤ装置を
用いてリング型プロファイルの母材を試作した。φ１０
×３００ｍｍの石英出発ロッドを準備し、長手方向の軸
を中心に５０ｒｐｍの回転数でロッドを回転しつつ、ロ
ッドの回転軸に対して垂直の方向となる方向に設置した
バーナから原料、及び反応ガスを導入しつつバーナを１
０〜６０ｍｍ／分の速度でトラバースさせてスートを合
成した。ガス流量条件およびバーナのトラバース速度を
下記の表の通りに変化させた。
用いてリング型プロファイルの母材を試作した。φ１０
×３００ｍｍの石英出発ロッドを準備し、長手方向の軸
を中心に５０ｒｐｍの回転数でロッドを回転しつつ、ロ
ッドの回転軸に対して垂直の方向となる方向に設置した
バーナから原料、及び反応ガスを導入しつつバーナを１
０〜６０ｍｍ／分の速度でトラバースさせてスートを合
成した。ガス流量条件およびバーナのトラバース速度を
下記の表の通りに変化させた。
【００２１】
【表４】 ＊ただし、ＳｉＣｌ4 、ＧｅＣｌ4 の流量はバブリング
用キャリアガス（Ａｒ）の流量を示す。実ガス流量の目
安となるバブラのコンデンサ温度はＳｉＣｌ4 ：４０
℃、ＧｅＣｌ4 ：３０℃とした。
用キャリアガス（Ａｒ）の流量を示す。実ガス流量の目
安となるバブラのコンデンサ温度はＳｉＣｌ4 ：４０
℃、ＧｅＣｌ4 ：３０℃とした。
【００２２】トラバース回数１〜５回では、原料ガスと
してＳｉＣｌ4 とＣＦ4 を流し、フッ素を含むガラス微
粒子を堆積させた。この時トラバース速度は相対的に他
のトラバース回数の場合よりも低速とし、よりフッ素の
添加濃度を上げることが可能な条件とした。これは、フ
ッ素添加のメカニズムが、ガラス微粒子へのフッ素の拡
散が律速となっていることを考慮したものである。引き
続いてトラバース回数６〜８回では、さらにＧｅＣｌ4
をバーナから流し、リング状の高屈折率部分を合成し
た。この時、同時にフッ素源となるＣＦ4 を同時に流し
た。これは、低フッ素濃度のガスで合成を行った場合に
問題となる、既に合成した部分（トラバース回数１〜５
回）のガラス微粒子中のフッ素が解離する現象を防ぐた
めである。さらにトラバース回数９〜５０回では、Ｓｉ
Ｃｌ4 流量を上げ、相対的に他のトラバース回数よりも
ＣＦ4 の濃度が低い条件でガラス微粒子を合成した。更
にトラバース回数５１〜１００回ではＣＦ4 の供給を停
止してフッ素濃度０の条件で合成を行った。図６は作製
したスートをハロゲンを含む気相雰囲気中で脱水処理を
行い、透明化を行った後の母材の屈折率分布を示す。Ｖ
ＡＤ法との違いとしてＯＶＤ法では、中心部に出発ロッ
ドが存在するため、出発ロッド部分の除去を行う必要が
ある。引き続いて中心部の穴明けを行い出発ロッドを除
去した後、コラプスにより中実化を行った。その結果、
図７に示す様な屈折率分布が得られた。このようにし
て、ＶＡＤ法で作製した母材の屈折率分布（図３）とほ
ぼ同様な屈折率分布を得ることができた。
してＳｉＣｌ4 とＣＦ4 を流し、フッ素を含むガラス微
粒子を堆積させた。この時トラバース速度は相対的に他
のトラバース回数の場合よりも低速とし、よりフッ素の
添加濃度を上げることが可能な条件とした。これは、フ
ッ素添加のメカニズムが、ガラス微粒子へのフッ素の拡
散が律速となっていることを考慮したものである。引き
続いてトラバース回数６〜８回では、さらにＧｅＣｌ4
をバーナから流し、リング状の高屈折率部分を合成し
た。この時、同時にフッ素源となるＣＦ4 を同時に流し
た。これは、低フッ素濃度のガスで合成を行った場合に
問題となる、既に合成した部分（トラバース回数１〜５
回）のガラス微粒子中のフッ素が解離する現象を防ぐた
めである。さらにトラバース回数９〜５０回では、Ｓｉ
Ｃｌ4 流量を上げ、相対的に他のトラバース回数よりも
ＣＦ4 の濃度が低い条件でガラス微粒子を合成した。更
にトラバース回数５１〜１００回ではＣＦ4 の供給を停
止してフッ素濃度０の条件で合成を行った。図６は作製
したスートをハロゲンを含む気相雰囲気中で脱水処理を
行い、透明化を行った後の母材の屈折率分布を示す。Ｖ
ＡＤ法との違いとしてＯＶＤ法では、中心部に出発ロッ
ドが存在するため、出発ロッド部分の除去を行う必要が
ある。引き続いて中心部の穴明けを行い出発ロッドを除
去した後、コラプスにより中実化を行った。その結果、
図７に示す様な屈折率分布が得られた。このようにし
て、ＶＡＤ法で作製した母材の屈折率分布（図３）とほ
ぼ同様な屈折率分布を得ることができた。
【００２３】
【発明の効果】本発明によると、後に合成する部分より
も先に合成する部分の方の火炎中のフッ素濃度を高める
こと、すなわち、中心ほどフッ素濃度が高い中間母材を
スート法で一括して合成することにより、先に合成した
部分のフッ素濃度を選択的に高めることができる。これ
により、従来技術では明らかとなっていなかったガラス
多孔質体を合成する工程における径方向のフッ素濃度変
化の制御が可能となり、複雑な屈折率分布を有する光フ
ァイバを製造することが可能となる。従って、特に長距
離大容量通信システムに用いられる高性能の光ファイバ
を提供することができる。
も先に合成する部分の方の火炎中のフッ素濃度を高める
こと、すなわち、中心ほどフッ素濃度が高い中間母材を
スート法で一括して合成することにより、先に合成した
部分のフッ素濃度を選択的に高めることができる。これ
により、従来技術では明らかとなっていなかったガラス
多孔質体を合成する工程における径方向のフッ素濃度変
化の制御が可能となり、複雑な屈折率分布を有する光フ
ァイバを製造することが可能となる。従って、特に長距
離大容量通信システムに用いられる高性能の光ファイバ
を提供することができる。
【図１】図１は本発明の実施例１で作製したガラス多孔
質母材の透明化後の屈折率分布を示すグラフである。
質母材の透明化後の屈折率分布を示すグラフである。
【図２】図２は本発明によるガラス多孔質体の合成の状
況を説明するための概念図である。
況を説明するための概念図である。
【図３】図３は本発明の実施例２で作製したガラス多孔
質母材の透明化後の屈折率分布を示すグラフである。
質母材の透明化後の屈折率分布を示すグラフである。
【図４】図４は本発明の実施例３で作製したガラス多孔
質母材の透明化後の屈折率分布を示すグラフである。
質母材の透明化後の屈折率分布を示すグラフである。
【図５】図５は本発明によるガラス多孔質体の合成法を
ＯＶＤ法で行う装置を示す概念図である。
ＯＶＤ法で行う装置を示す概念図である。
【図６】図６は本発明の実施例４で作製したガラス多孔
質母材の透明化後の屈折率分布を示すグラフである。
質母材の透明化後の屈折率分布を示すグラフである。
【図７】図７は本発明の実施例５で出発ロッドを除去し
た後、コラプスして中実化したガラス多孔質母材の透明
化後の屈折率分布を示すグラフである。
た後、コラプスして中実化したガラス多孔質母材の透明
化後の屈折率分布を示すグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中村 元宣 神奈川県横浜市栄区田谷町１番地 住友電 気工業株式会社横浜製作所内 (72)発明者 平野 正晃 神奈川県横浜市栄区田谷町１番地 住友電 気工業株式会社横浜製作所内 Ｆターム(参考） 4G021 EA01 EA03 EB05 EB13 EB26 4G062 AA06 BB01 CC07 MM04
Claims (5)
- 【請求項１】 ガラス微粒子合成用バーナを用いてガラ
ス多孔質体を合成し中間母材を得る光ファイバ用母材の
製造方法において、高フッ素濃度部分から先にガラス多
孔質体をスート法で合成する光ファイバ用母材の製造方
法。 - 【請求項２】 中心ほどフッ素濃度が高い中間母材をス
ート法で一括して合成し、前記中間母材の外側にジャケ
ットを合成することを特徴とする請求項１に記載の光フ
ァイバ用母材の製造方法。 - 【請求項３】 複数のバーナを使用し、中心部を合成す
るバーナに流す原料のフッ素原子数／シリコン原子数
が、周辺部を合成するバーナに流す原料のフッ素原子数
／シリコン原子数よりも大きい条件で軸方向にスートを
堆積し、中間母材をスート法で一括して合成することを
特徴とする請求項１又は２に記載の光ファイバ用母材の
製造方法。 - 【請求項４】 バーナに流す原料のフッ素原子数／シリ
コン原子数を減少させつつ、内層から外層にスートを堆
積し、中間母材をスート法で一括して合成することを特
徴とする請求項１又は２に記載の光ファイバ用母材の製
造方法。 - 【請求項５】 フッ素ドーパントを含むガラス多孔質体
を透明化してなるプロファイルの形状が図１、図３、図
４又は図７に示される屈折率分布を有するガラスファイ
バ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28392098A JP3864580B2 (ja) | 1998-10-06 | 1998-10-06 | 光ファイバ用母材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28392098A JP3864580B2 (ja) | 1998-10-06 | 1998-10-06 | 光ファイバ用母材の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000109335A true JP2000109335A (ja) | 2000-04-18 |
| JP3864580B2 JP3864580B2 (ja) | 2007-01-10 |
Family
ID=17671924
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28392098A Expired - Fee Related JP3864580B2 (ja) | 1998-10-06 | 1998-10-06 | 光ファイバ用母材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3864580B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008013410A (ja) * | 2006-07-07 | 2008-01-24 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 光ファイバ母材の製造方法 |
-
1998
- 1998-10-06 JP JP28392098A patent/JP3864580B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008013410A (ja) * | 2006-07-07 | 2008-01-24 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 光ファイバ母材の製造方法 |
| JP4690956B2 (ja) * | 2006-07-07 | 2011-06-01 | 古河電気工業株式会社 | 光ファイバ母材の製造方法 |
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|---|---|
| JP3864580B2 (ja) | 2007-01-10 |
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