JP2000169175A - ガラス母材の製造方法 - Google Patents
ガラス母材の製造方法Info
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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
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B2203/00—Fibre product details, e.g. structure, shape
- C03B2203/10—Internal structure or shape details
- C03B2203/22—Radial profile of refractive index, composition or softening point
- C03B2203/29—Segmented core fibres
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- C03B2207/00—Glass deposition burners
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 コアの中心が低屈折率ガラスからなりその外
周に高屈折率部分を有する又は中心が高屈折率で外周に
低屈折率部分を有するガラス母材を製造工程が簡略で、
効率良く、しかも中心コアへのＯＨ基の侵入を防いで製
造することにより、高性能な光ファイバ用母材を低コス
トで提供する。 【解決手段】 コアの中心となるガラスロッドの外側に
高屈折率部分となるガラスを外付け法により形成してゆ
き、この際に外付けする最初の５層を形成するとのガラ
ス微粒子合成用バーナに流すガスにおける水素原子の割
合（全構成原子に対するモル比）を１０％以上２５％以
下とする、あるいは最初の５層を形成するとのガラス微
粒子合成用バーナに流すガスの組成を、原料ガスが水素
ガス及び酸素ガスと反応して酸化ケイ素を生成する反応
において、原料ガスが過剰となるように原料ガスと水素
ガスの流量比を調整して行なう。
周に高屈折率部分を有する又は中心が高屈折率で外周に
低屈折率部分を有するガラス母材を製造工程が簡略で、
効率良く、しかも中心コアへのＯＨ基の侵入を防いで製
造することにより、高性能な光ファイバ用母材を低コス
トで提供する。 【解決手段】 コアの中心となるガラスロッドの外側に
高屈折率部分となるガラスを外付け法により形成してゆ
き、この際に外付けする最初の５層を形成するとのガラ
ス微粒子合成用バーナに流すガスにおける水素原子の割
合（全構成原子に対するモル比）を１０％以上２５％以
下とする、あるいは最初の５層を形成するとのガラス微
粒子合成用バーナに流すガスの組成を、原料ガスが水素
ガス及び酸素ガスと反応して酸化ケイ素を生成する反応
において、原料ガスが過剰となるように原料ガスと水素
ガスの流量比を調整して行なう。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はガラス母材の製造方
法に関し、特に複雑なプロファイル構造の光ファイバを
効率よく高品質に製造するための方法に関するものであ
る。
法に関し、特に複雑なプロファイル構造の光ファイバを
効率よく高品質に製造するための方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】光ファイバ用コア材として使用するガラ
ス母材の製造にはＶＡＤ法（気相軸付け法）やＯＶＤ法
（外付けＣＶＤ法）による方法が知られている。図２に
示すように中心部がその外周より高い屈折率を有する構
造のファイバ、あるいはＭＦＤ（モードフィールドダイ
アメーター）を大きく拡大した分散シフトファイバなど
において図３の(a),(b),(c) に示すように中心部より屈
折率の高い部分をその外周部に有する構造の光ファイバ
がある。
ス母材の製造にはＶＡＤ法（気相軸付け法）やＯＶＤ法
（外付けＣＶＤ法）による方法が知られている。図２に
示すように中心部がその外周より高い屈折率を有する構
造のファイバ、あるいはＭＦＤ（モードフィールドダイ
アメーター）を大きく拡大した分散シフトファイバなど
において図３の(a),(b),(c) に示すように中心部より屈
折率の高い部分をその外周部に有する構造の光ファイバ
がある。
【０００３】図３のような構造の光ファイバ用母材を作
成するには、例えば中心の低屈折率部分用ガラスロッド
をその外周の高い屈折率部分用ガラス管内に挿入して両
者を加熱一体化する所謂コラップス法を繰り返す方法が
知られている。この方法によれば屈折率プロファイルの
ステップ形状はすそひき等なく形成できるが、製造工程
が煩雑である。一方、気相軸付け法において複数のガラ
ス微粒子合成用バーナを用いて、コア、又はコア及びク
ラッド等の組成や屈折率の異なるガラスを同時に一括し
て合成してゆく手法が知られている。この方法による場
合には製造時間が短縮され工程も簡略となるが、図３の
ように中心が低屈折率でその外周に高屈折率部分を有し
屈折率差が大きく複雑なプロファイルを得ようとする
と、階段状屈折率分布を得ようとしてもすそ引き部分が
発生しやすかった。特に、フッ素を添加する場合、階段
状屈折率分布を得ることが難しかった。また、気相軸付
け法によるとコア材として使用するガラス部分に通信波
長帯に吸収を有するＯＨ基が取り込まれやすいこと、ガ
ラス原料とともに屈折率調整剤（ドーパント）を火炎中
に噴出して屈折率を調整しようとするときに、ドーパン
トの種類によっては希望する量を添加することが難しい
場合もあるといった問題がある。従来のプラズマＣＶＤ
法やＣＯを用いた火炎によるスス（ガラス微粒子）合成
方法によれば中心部分のガラス部材中に水分子が浸透し
ないようにできるが、これらの方法では合成収率が充分
ではなく効率的に製造することができなかった。
成するには、例えば中心の低屈折率部分用ガラスロッド
をその外周の高い屈折率部分用ガラス管内に挿入して両
者を加熱一体化する所謂コラップス法を繰り返す方法が
知られている。この方法によれば屈折率プロファイルの
ステップ形状はすそひき等なく形成できるが、製造工程
が煩雑である。一方、気相軸付け法において複数のガラ
ス微粒子合成用バーナを用いて、コア、又はコア及びク
ラッド等の組成や屈折率の異なるガラスを同時に一括し
て合成してゆく手法が知られている。この方法による場
合には製造時間が短縮され工程も簡略となるが、図３の
ように中心が低屈折率でその外周に高屈折率部分を有し
屈折率差が大きく複雑なプロファイルを得ようとする
と、階段状屈折率分布を得ようとしてもすそ引き部分が
発生しやすかった。特に、フッ素を添加する場合、階段
状屈折率分布を得ることが難しかった。また、気相軸付
け法によるとコア材として使用するガラス部分に通信波
長帯に吸収を有するＯＨ基が取り込まれやすいこと、ガ
ラス原料とともに屈折率調整剤（ドーパント）を火炎中
に噴出して屈折率を調整しようとするときに、ドーパン
トの種類によっては希望する量を添加することが難しい
場合もあるといった問題がある。従来のプラズマＣＶＤ
法やＣＯを用いた火炎によるスス（ガラス微粒子）合成
方法によれば中心部分のガラス部材中に水分子が浸透し
ないようにできるが、これらの方法では合成収率が充分
ではなく効率的に製造することができなかった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記した現状に鑑み、
本発明は図２や図３のように中心部と外周部分が大きな
屈折率差を有する構造のガラス母材を、設計どおりの屈
折率プロファイルで、ＯＨ基等の混入を低減して高品質
に、しかも効率良く低コストで製造できる方法を課題と
してなされたものである。
本発明は図２や図３のように中心部と外周部分が大きな
屈折率差を有する構造のガラス母材を、設計どおりの屈
折率プロファイルで、ＯＨ基等の混入を低減して高品質
に、しかも効率良く低コストで製造できる方法を課題と
してなされたものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、合成速度
改善のために従来の加水分解反応を利用しつつ、ガラス
部材中に水が拡散しないような原料ガス、燃焼ガス等の
供給条件を詳細に検討することにより、水分子の拡散を
抑えつつ合成速度を向上できる本発明に到達したもので
ある。本発明は以下の手段により前記問題点を解決す
る。 (1) ターゲットとなるガラスロッドを回転させつつ、ガ
ラス微粒子合成用バーナと該ロッドを相対的に往復運動
させながら、その外周に該ガラス微粒子合成用バーナに
より形成したガラス微粒子を順次堆積していく外付け法
において、前記ガラスロッドの周辺部に堆積させるガラ
ス微粒子のうち最初の５層を形成するために該ガラス微
粒子合成用バーナに供給するガスの組成を、ガス構成原
子比で水素原子の占める割合が１０％以上２５％以下の
ものとすることを特徴とするガラス母材の製造方法、
(2) ターゲットとなるガラスロッドを回転させつつ、ガ
ラス微粒子合成用バーナと該ロッドを相対的に往復運動
させながら、その外周に該ガラス微粒子合成用バーナに
より形成したガラス微粒子を順次堆積していく外付け法
において、前記ガラスロッドの周辺部に堆積させるガラ
ス微粒子のうち最初の５層を形成するために該ガラス微
粒子合成用バーナに供給するガスの組成を、原料ガスが
水素及び酸素と反応して酸化ケイ素を生成する反応にお
いて該原料ガスが水素に対し過剰となるようにすること
を特徴とするガラス母材の製造方法、(3) 前記ガラスロ
ッドの外周に堆積させて行くガラス微粒子がゲルマニウ
ムを含むガラス微粒子であることを特徴とする上記(1)
又は(2) に記載のガラス母材の製造方法、(4) 前記ガラ
スロッドの外周に堆積させて行くガラス微粒子が、前記
最初の５層を含む堆積の初期には純石英ガラス微粒子で
あり、その後にゲルマニウムを含むガラス微粒子を堆積
させることを特徴とする上記(1) 又は(2) に記載のガラ
ス母材の製造方法、(5) 前記堆積させて行くガラス微粒
子としてゲルマニウムを含むガラス微粒子層を形成した
後、該ゲルマニウム含有ガラス微粒子層の外側には、原
料としてフッ素原子を含む化合物を混合してフッ素を含
むガラス微粒子を生成、堆積させることを特徴とする上
記(1) ないし(4) のいずれかに記載のガラス母材の製造
方法、及び(6) 前記ガラスロッドとしてフッ素を含む石
英製ガラスロッドを用いることを特徴とする上記(1) な
いし(5) のいずれかに記載のガラス母材の製造方法。
改善のために従来の加水分解反応を利用しつつ、ガラス
部材中に水が拡散しないような原料ガス、燃焼ガス等の
供給条件を詳細に検討することにより、水分子の拡散を
抑えつつ合成速度を向上できる本発明に到達したもので
ある。本発明は以下の手段により前記問題点を解決す
る。 (1) ターゲットとなるガラスロッドを回転させつつ、ガ
ラス微粒子合成用バーナと該ロッドを相対的に往復運動
させながら、その外周に該ガラス微粒子合成用バーナに
より形成したガラス微粒子を順次堆積していく外付け法
において、前記ガラスロッドの周辺部に堆積させるガラ
ス微粒子のうち最初の５層を形成するために該ガラス微
粒子合成用バーナに供給するガスの組成を、ガス構成原
子比で水素原子の占める割合が１０％以上２５％以下の
ものとすることを特徴とするガラス母材の製造方法、
(2) ターゲットとなるガラスロッドを回転させつつ、ガ
ラス微粒子合成用バーナと該ロッドを相対的に往復運動
させながら、その外周に該ガラス微粒子合成用バーナに
より形成したガラス微粒子を順次堆積していく外付け法
において、前記ガラスロッドの周辺部に堆積させるガラ
ス微粒子のうち最初の５層を形成するために該ガラス微
粒子合成用バーナに供給するガスの組成を、原料ガスが
水素及び酸素と反応して酸化ケイ素を生成する反応にお
いて該原料ガスが水素に対し過剰となるようにすること
を特徴とするガラス母材の製造方法、(3) 前記ガラスロ
ッドの外周に堆積させて行くガラス微粒子がゲルマニウ
ムを含むガラス微粒子であることを特徴とする上記(1)
又は(2) に記載のガラス母材の製造方法、(4) 前記ガラ
スロッドの外周に堆積させて行くガラス微粒子が、前記
最初の５層を含む堆積の初期には純石英ガラス微粒子で
あり、その後にゲルマニウムを含むガラス微粒子を堆積
させることを特徴とする上記(1) 又は(2) に記載のガラ
ス母材の製造方法、(5) 前記堆積させて行くガラス微粒
子としてゲルマニウムを含むガラス微粒子層を形成した
後、該ゲルマニウム含有ガラス微粒子層の外側には、原
料としてフッ素原子を含む化合物を混合してフッ素を含
むガラス微粒子を生成、堆積させることを特徴とする上
記(1) ないし(4) のいずれかに記載のガラス母材の製造
方法、及び(6) 前記ガラスロッドとしてフッ素を含む石
英製ガラスロッドを用いることを特徴とする上記(1) な
いし(5) のいずれかに記載のガラス母材の製造方法。
【０００６】
【発明の実施の形態】本発明は、中心部分は予め作成し
ておいたガラスロッドを用いるが、外周の中心部より高
屈折率（又は中心部より低屈折率）部分はガラス微粒子
合成用バーナの火炎中にガラス原料を投入し、火炎中で
の加水分解反応又は酸化反応により生成するガラス微粒
子を該ガラスロッドに堆積させるいわゆる外付け法によ
り、設計どおりの屈折率プロファイルを形成するが、こ
の外付けの開始初期における条件が非常に重要である、
という本発明者らの得た新規な知見に基づいてなされた
ものである。
ておいたガラスロッドを用いるが、外周の中心部より高
屈折率（又は中心部より低屈折率）部分はガラス微粒子
合成用バーナの火炎中にガラス原料を投入し、火炎中で
の加水分解反応又は酸化反応により生成するガラス微粒
子を該ガラスロッドに堆積させるいわゆる外付け法によ
り、設計どおりの屈折率プロファイルを形成するが、こ
の外付けの開始初期における条件が非常に重要である、
という本発明者らの得た新規な知見に基づいてなされた
ものである。
【０００７】図１は本発明を説明する概略図であって、
１は中心部分となるガラスロッド、２はガラス微粒子合
成用バーナ（以下、バーナと略記するばあいもある）、
３は反応容器、４は回転把持装置、５は排気口、６はガ
ラス微粒子堆積層である。本発明はまず、予め用意して
おいた低屈折率ガラスのガラスロッド１を回転把持装置
４のチャックで把持して回転させながら、ガラスロッド
１の軸方向にバーナ２を往復運動（トラバース）させる
ことにより、該バーナ２の火炎中に生成するガラス微粒
子をガラスロッド１の外周に層状に堆積させてガラス微
粒子堆積層６を形成してゆく。このとき堆積開始を１層
目とすると２往復半、すなわち５層目までの堆積条件
を、バーナ２に流す全ガスのガス構成原子比で水素原子
を１０％以上２５％以下のものとする。
１は中心部分となるガラスロッド、２はガラス微粒子合
成用バーナ（以下、バーナと略記するばあいもある）、
３は反応容器、４は回転把持装置、５は排気口、６はガ
ラス微粒子堆積層である。本発明はまず、予め用意して
おいた低屈折率ガラスのガラスロッド１を回転把持装置
４のチャックで把持して回転させながら、ガラスロッド
１の軸方向にバーナ２を往復運動（トラバース）させる
ことにより、該バーナ２の火炎中に生成するガラス微粒
子をガラスロッド１の外周に層状に堆積させてガラス微
粒子堆積層６を形成してゆく。このとき堆積開始を１層
目とすると２往復半、すなわち５層目までの堆積条件
を、バーナ２に流す全ガスのガス構成原子比で水素原子
を１０％以上２５％以下のものとする。
【０００８】本発明において「ガラス微粒子合成用バー
ナに供給するガス」とは、ガラス原料ガス（必要な場合
には屈折率調整剤のガスを含む）、Ｈ2 ，炭化水素等の
可燃性ガス、Ｏ2 等の支燃性ガス及び不活性ガス等の全
てを含むことを意味する。例えば、バーナにガラス原料
として四塩化ケイ素（ＳｉＣｌ4 ）、可燃性ガスとして
水素（Ｈ2 ）、支燃性ガスとして酸素（Ｏ2 ）、不活性
ガスとしてアルゴン（Ａｒ）を流す場合であれば、流す
ガス全量の構成原子中における水素原子の割合（モル
比）が１０％以上２５％以下となるようにする。６層目
以降はガラス微粒子堆積体の成長に合うように、水素原
子の割合、その他の条件を変化させてゆく。
ナに供給するガス」とは、ガラス原料ガス（必要な場合
には屈折率調整剤のガスを含む）、Ｈ2 ，炭化水素等の
可燃性ガス、Ｏ2 等の支燃性ガス及び不活性ガス等の全
てを含むことを意味する。例えば、バーナにガラス原料
として四塩化ケイ素（ＳｉＣｌ4 ）、可燃性ガスとして
水素（Ｈ2 ）、支燃性ガスとして酸素（Ｏ2 ）、不活性
ガスとしてアルゴン（Ａｒ）を流す場合であれば、流す
ガス全量の構成原子中における水素原子の割合（モル
比）が１０％以上２５％以下となるようにする。６層目
以降はガラス微粒子堆積体の成長に合うように、水素原
子の割合、その他の条件を変化させてゆく。
【０００９】中心のガラスロッドの外側により屈折率の
高い（又はより屈折率の低い）ガラス微粒子を堆積させ
る際に、最初の５層を形成するときのバーナ中の水素原
子の割合を１０％以上２５％以下と低くすることによ
り、バーナの火炎中における水分子の数は少なく、また
ガラスロッドに対する火炎の強さも弱いので、ガラスロ
ッド中への水の拡散を少なくすることができる。その結
果、ガラス中のＯＨ基による伝送損失を抑えて高性能な
ファイバ母材となり、かつ、大型の母材を効率よく得る
ことができる。なお水素原子の割合が１０％未満ではガ
ラス原料の反応が充分でなく、収率が著しく低下するた
め適当でない。
高い（又はより屈折率の低い）ガラス微粒子を堆積させ
る際に、最初の５層を形成するときのバーナ中の水素原
子の割合を１０％以上２５％以下と低くすることによ
り、バーナの火炎中における水分子の数は少なく、また
ガラスロッドに対する火炎の強さも弱いので、ガラスロ
ッド中への水の拡散を少なくすることができる。その結
果、ガラス中のＯＨ基による伝送損失を抑えて高性能な
ファイバ母材となり、かつ、大型の母材を効率よく得る
ことができる。なお水素原子の割合が１０％未満ではガ
ラス原料の反応が充分でなく、収率が著しく低下するた
め適当でない。
【００１０】また本発明のさらなる実施の態様において
は、中心のガラスロッドの外側により屈折率の高い（又
はより屈折率の低い）ガラス微粒子を堆積させる際に、
該ガラス微粒子合成用バーナに供給するガスの組成を、
原料ガスが水素及び酸素と反応して酸化ケイ素を生成す
る反応において該原料ガスが水素に対し過剰となるよう
にする。ガラス微粒子合成用バーナ中で起こる反応のう
ち、例えば四塩化ケイ素と水の加水分解反応を考える
と、化１に示すように四塩化ケイ素１モルに対して反応
する水分子は２モルである。従って、バーナに供給する
ガスの流量比で水素ガスに対する原料ガスの占める割合
が５０％以上となるようにしておくと、化１のＳｉＯ2
生成反応で四塩化ケイ素が過剰になる。
は、中心のガラスロッドの外側により屈折率の高い（又
はより屈折率の低い）ガラス微粒子を堆積させる際に、
該ガラス微粒子合成用バーナに供給するガスの組成を、
原料ガスが水素及び酸素と反応して酸化ケイ素を生成す
る反応において該原料ガスが水素に対し過剰となるよう
にする。ガラス微粒子合成用バーナ中で起こる反応のう
ち、例えば四塩化ケイ素と水の加水分解反応を考える
と、化１に示すように四塩化ケイ素１モルに対して反応
する水分子は２モルである。従って、バーナに供給する
ガスの流量比で水素ガスに対する原料ガスの占める割合
が５０％以上となるようにしておくと、化１のＳｉＯ2
生成反応で四塩化ケイ素が過剰になる。
【化１】 ＳｉＣｌ4 ＋２Ｈ2 Ｏ → ＳｉＯ2 ＋ ４ＨＣｌ 四塩化ケイ素は水との反応性が非常に高く、脱水剤とし
て利用できるものであり、ガラス中への水の浸透を抑え
る効果がある。その結果、ガラス中のＯＨ基による伝送
損失を抑えることができ、かつ、効率よくガラス母材を
得ることができる。トリクロルシラン（ＳｉＨＣｌ3 ）
の場合のガラス生成反応を
て利用できるものであり、ガラス中への水の浸透を抑え
る効果がある。その結果、ガラス中のＯＨ基による伝送
損失を抑えることができ、かつ、効率よくガラス母材を
得ることができる。トリクロルシラン（ＳｉＨＣｌ3 ）
の場合のガラス生成反応を
【化２】ＳｉＨＣｌ3 ＋Ｈ2 Ｏ＋ 1/2Ｏ2 → ＳｉＯ2
＋３ＨＣｌ とすると、化２のＳｉＯ2 生成反応においてトリクロル
シランが過剰になるように、すなわち流量比では水素ガ
スの１００％以上としておくことにより、四塩化ケイ素
と同様の効果を得ることができる。
＋３ＨＣｌ とすると、化２のＳｉＯ2 生成反応においてトリクロル
シランが過剰になるように、すなわち流量比では水素ガ
スの１００％以上としておくことにより、四塩化ケイ素
と同様の効果を得ることができる。
【００１１】本発明においては、コアの中心部分となる
ガラスロッドの組成、及びその合成方法は特に限定され
るところはなく、この種技術分野における公知技術を利
用して製造することができる。具体的にはＶＡＤ法、Ｏ
ＶＤ法、ＭＣＶＤ法などで得られたものを使用すること
ができる。また、堆積してゆくガラス微粒子についても
中心部分との屈折率差が所期のものとなるようにガラス
原料及び屈折率調整剤（ドーパント）を選択することが
できる。ガラス原料としては、例えばＳｉＣｌ4 ，Ｓｉ
ＨＣｌ3 等を、屈折率調整剤としては、例えば四塩化ゲ
ルマニウム（ＧｅＣｌ4 ），四フッ化ケイ素（Ｓｉ
Ｆ4 ），六フッ化硫黄（ＳＦ6 ）等などが挙げられる。
可燃性ガスとしては例えばＨ2 やメタン（ＣＨ4 ）等の
炭化水素等を用いることができる。支燃性ガスとしては
Ｏ2 ，不活性ガスとしては例えばＡｒ等を用いることが
できる。
ガラスロッドの組成、及びその合成方法は特に限定され
るところはなく、この種技術分野における公知技術を利
用して製造することができる。具体的にはＶＡＤ法、Ｏ
ＶＤ法、ＭＣＶＤ法などで得られたものを使用すること
ができる。また、堆積してゆくガラス微粒子についても
中心部分との屈折率差が所期のものとなるようにガラス
原料及び屈折率調整剤（ドーパント）を選択することが
できる。ガラス原料としては、例えばＳｉＣｌ4 ，Ｓｉ
ＨＣｌ3 等を、屈折率調整剤としては、例えば四塩化ゲ
ルマニウム（ＧｅＣｌ4 ），四フッ化ケイ素（Ｓｉ
Ｆ4 ），六フッ化硫黄（ＳＦ6 ）等などが挙げられる。
可燃性ガスとしては例えばＨ2 やメタン（ＣＨ4 ）等の
炭化水素等を用いることができる。支燃性ガスとしては
Ｏ2 ，不活性ガスとしては例えばＡｒ等を用いることが
できる。
【００１２】さらに本発明においては、堆積開始の最初
の５層を含む高い屈折率を有する外周部の合成の後にさ
らにその外周にゲルマニウム添加層やフッ素添加層を直
接バーナから合成することにより、効率よくガラス母材
を得ることができる。図２の(a),(b) 及び(c) は本発明
により合成できる光ファイバ母材の屈折率分布（プロフ
ァイル）のいくつかを例示したものである。
の５層を含む高い屈折率を有する外周部の合成の後にさ
らにその外周にゲルマニウム添加層やフッ素添加層を直
接バーナから合成することにより、効率よくガラス母材
を得ることができる。図２の(a),(b) 及び(c) は本発明
により合成できる光ファイバ母材の屈折率分布（プロフ
ァイル）のいくつかを例示したものである。
【００１３】
【実施例】以下に本発明の実施例を挙げて本発明を具体
的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではな
い。以下の実施例においてはガラス微粒子合成用バーナ
により合成したガラス微粒子をススと称する。 〔実施例１〕ＶＡＤ法で合成したスス（ＳｉＯ2 多孔質
体）を塩素（Ｃｌ2 ）雰囲気中で焼結を行い、ＳｉＯ2
ガラスロッドを得た。このガラスロッドをターゲットロ
ッドとして、図１に示すようにＯＶＤ法でススを外付け
した。最初の５層の条件はＳｉＣｌ4 ：１Ｌ（リット
ル）／分、ＳｉＦ4 ：０．５Ｌ／分、Ｏ2 ：４０Ｌ／
分、Ａｒ：１０Ｌ／分は固定とし、Ｈ2 の条件を１０
Ｌ，１５Ｌ，２０Ｌ／分と変えて、コアの合成を行っ
た。６層目以降はススの成長に合わせて順次Ｈ2 ／Ｏ2
の流量を調整し、スス割れの発生しない条件とした。ス
ス合成後、高温に保った炉内に保持して脱水、焼結して
透明ガラス体のコア材を得た。該コア材を延伸した後、
ジャケット付けを行い、図２に示すプロファイルを有す
る光ファイバ母材を得た。これをファイバ化して波長
１．３８μｍにおける吸収を測定して評価したところ、
表１に示す結果を得た。この結果から最初の５層を水素
原子比率が２３％以下のガス組成で合成した本発明品
（ No.１及び No.２）がＯＨ基による伝送損失が低く、
特性良好であることがわかる。 No.３は比較品である。
的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではな
い。以下の実施例においてはガラス微粒子合成用バーナ
により合成したガラス微粒子をススと称する。 〔実施例１〕ＶＡＤ法で合成したスス（ＳｉＯ2 多孔質
体）を塩素（Ｃｌ2 ）雰囲気中で焼結を行い、ＳｉＯ2
ガラスロッドを得た。このガラスロッドをターゲットロ
ッドとして、図１に示すようにＯＶＤ法でススを外付け
した。最初の５層の条件はＳｉＣｌ4 ：１Ｌ（リット
ル）／分、ＳｉＦ4 ：０．５Ｌ／分、Ｏ2 ：４０Ｌ／
分、Ａｒ：１０Ｌ／分は固定とし、Ｈ2 の条件を１０
Ｌ，１５Ｌ，２０Ｌ／分と変えて、コアの合成を行っ
た。６層目以降はススの成長に合わせて順次Ｈ2 ／Ｏ2
の流量を調整し、スス割れの発生しない条件とした。ス
ス合成後、高温に保った炉内に保持して脱水、焼結して
透明ガラス体のコア材を得た。該コア材を延伸した後、
ジャケット付けを行い、図２に示すプロファイルを有す
る光ファイバ母材を得た。これをファイバ化して波長
１．３８μｍにおける吸収を測定して評価したところ、
表１に示す結果を得た。この結果から最初の５層を水素
原子比率が２３％以下のガス組成で合成した本発明品
（ No.１及び No.２）がＯＨ基による伝送損失が低く、
特性良好であることがわかる。 No.３は比較品である。
【００１４】
【表１】
【００１５】〔実施例２〕ＶＡＤ法で合成したスス（Ｓ
ｉＯ2 多孔質体）をＣｌ2 雰囲気中で焼結を行い、ガラ
スロッドを得た。このガラスロッドをターゲットロッド
として、図１に示すようにＯＶＤ法でススを外付けし
た。最初の５層の合成条件はＯ2 ：４０Ｌ（リットル）
／分、Ｈ2 ：１０Ｌ／分、Ａｒ：１０Ｌ／分、Ｓｉ
Ｆ4 ：０．７Ｌ／分は固定とし、ＳｉＣｌ4 の条件を
３，５，７Ｌ／分と変えて、コアの合成を行った。６層
目以降はススの成長に合わせて順次Ｈ2 ／Ｏ2 の流量を
調整し、スス割れの発生しない条件とした。スス合成
後、高温に保った炉内に保持して脱水、焼結して透明ガ
ラス体のコア材を得た。該コア材を延伸した後、ジャケ
ット付けを行い、図２に示す屈折率プロファイルの光フ
ァイバ母材を得た。これをファイバ化して波長１．３８
μｍにおける吸収を測定して評価したところ、表２に示
す結果を得た。この結果から最初の５層を水素原子比率
が２３％以下のガス組成で合成した本発明品（ No.５及
び No.６）がＯＨ基による伝送損失が低く、特性良好で
あることがわかる。 No.４は比較品である。
ｉＯ2 多孔質体）をＣｌ2 雰囲気中で焼結を行い、ガラ
スロッドを得た。このガラスロッドをターゲットロッド
として、図１に示すようにＯＶＤ法でススを外付けし
た。最初の５層の合成条件はＯ2 ：４０Ｌ（リットル）
／分、Ｈ2 ：１０Ｌ／分、Ａｒ：１０Ｌ／分、Ｓｉ
Ｆ4 ：０．７Ｌ／分は固定とし、ＳｉＣｌ4 の条件を
３，５，７Ｌ／分と変えて、コアの合成を行った。６層
目以降はススの成長に合わせて順次Ｈ2 ／Ｏ2 の流量を
調整し、スス割れの発生しない条件とした。スス合成
後、高温に保った炉内に保持して脱水、焼結して透明ガ
ラス体のコア材を得た。該コア材を延伸した後、ジャケ
ット付けを行い、図２に示す屈折率プロファイルの光フ
ァイバ母材を得た。これをファイバ化して波長１．３８
μｍにおける吸収を測定して評価したところ、表２に示
す結果を得た。この結果から最初の５層を水素原子比率
が２３％以下のガス組成で合成した本発明品（ No.５及
び No.６）がＯＨ基による伝送損失が低く、特性良好で
あることがわかる。 No.４は比較品である。
【００１６】
【表２】
【００１７】〔実施例３〕ＶＡＤ法で合成したスス（Ｓ
ｉＯ2 多孔質体）をＳｉＦ4 雰囲気中で焼結を行い、フ
ッ素を添加したガラスロッドを得た。このフッ素添加ガ
ラスロッドをターゲットロッドとして、図１に示すよう
にＯＶＤ法でススを外付けした。最初の５層の合成条件
はＯ2 ：４０Ｌ（リットル）／分、Ｈ2 ：１０Ｌ／分、
Ａｒ：１０Ｌ／分とし、原料ガスとしてＳｉＣｌ4 を７
Ｌ／分及びＧｅＣｌ4 を０．３Ｌ／分供給した。６層目
以降はＧｅＣｌ4 の供給を停止し、ＳｉＣｌ4 の供給量
を１Ｌ／分と変えて、ススの成長に合わせて順次Ｈ2 ／
Ｏ2 の流量を調整し、スス割れの発生しない条件とし
た。スス合成後、高温に保った炉内に保持して脱水、焼
結して脈理や不整のない透明ガラス体のコア材を得た。
該コア材を延伸した後、ジャケット付けを行い、図３の
(a) に示す屈折率プロファイルの光ファイバ母材を得
た。これをファイバ化して実施例１と同様に評価したと
ころ、△α１．３８＝１．２dB／kmと良好な結果を得
た。
ｉＯ2 多孔質体）をＳｉＦ4 雰囲気中で焼結を行い、フ
ッ素を添加したガラスロッドを得た。このフッ素添加ガ
ラスロッドをターゲットロッドとして、図１に示すよう
にＯＶＤ法でススを外付けした。最初の５層の合成条件
はＯ2 ：４０Ｌ（リットル）／分、Ｈ2 ：１０Ｌ／分、
Ａｒ：１０Ｌ／分とし、原料ガスとしてＳｉＣｌ4 を７
Ｌ／分及びＧｅＣｌ4 を０．３Ｌ／分供給した。６層目
以降はＧｅＣｌ4 の供給を停止し、ＳｉＣｌ4 の供給量
を１Ｌ／分と変えて、ススの成長に合わせて順次Ｈ2 ／
Ｏ2 の流量を調整し、スス割れの発生しない条件とし
た。スス合成後、高温に保った炉内に保持して脱水、焼
結して脈理や不整のない透明ガラス体のコア材を得た。
該コア材を延伸した後、ジャケット付けを行い、図３の
(a) に示す屈折率プロファイルの光ファイバ母材を得
た。これをファイバ化して実施例１と同様に評価したと
ころ、△α１．３８＝１．２dB／kmと良好な結果を得
た。
【００１８】〔実施例４〕ＶＡＤ法で合成したスス（Ｓ
ｉＯ2 多孔質体）をＳｉＦ4 雰囲気中で焼結を行い、フ
ッ素を添加したガラスロッドを得た。このフッ素添加ガ
ラスロッドをターゲットロッドとして、図１に示すよう
にＯＶＤ法でススを外付けした。最初の５層の合成条件
はＯ2 ：４０Ｌ（リットル）／分、Ｈ2 ：１０Ｌ／分、
Ａｒ：１０Ｌ／分とし、原料ガスとしてＳｉＣｌ4 を７
Ｌ／分供給した。６層目から１０層目はＳｉＣｌ4 の供
給を１Ｌ／分、ＧｅＣｌ4 を０．３Ｌ／分とした。１１
層目以降はＧｅＣｌ4 の供給のみ停止し、ススの成長に
合わせて順次Ｈ2 ／Ｏ2 の流量を調整し、スス割れの発
生しない条件とした。スス合成後、高温に保った炉内に
保持して脱水、焼結して脈理や不整のない透明ガラス体
のコア材を得た。該コア材を延伸した後、ジャケット付
けを行い、図３の(b) に示す屈折率プロファイルの光フ
ァイバ母材を得た。これをファイバ化して実施例１と同
様に評価したところ、△α１．３８＝１．３dB／kmと良
好な結果を得た。
ｉＯ2 多孔質体）をＳｉＦ4 雰囲気中で焼結を行い、フ
ッ素を添加したガラスロッドを得た。このフッ素添加ガ
ラスロッドをターゲットロッドとして、図１に示すよう
にＯＶＤ法でススを外付けした。最初の５層の合成条件
はＯ2 ：４０Ｌ（リットル）／分、Ｈ2 ：１０Ｌ／分、
Ａｒ：１０Ｌ／分とし、原料ガスとしてＳｉＣｌ4 を７
Ｌ／分供給した。６層目から１０層目はＳｉＣｌ4 の供
給を１Ｌ／分、ＧｅＣｌ4 を０．３Ｌ／分とした。１１
層目以降はＧｅＣｌ4 の供給のみ停止し、ススの成長に
合わせて順次Ｈ2 ／Ｏ2 の流量を調整し、スス割れの発
生しない条件とした。スス合成後、高温に保った炉内に
保持して脱水、焼結して脈理や不整のない透明ガラス体
のコア材を得た。該コア材を延伸した後、ジャケット付
けを行い、図３の(b) に示す屈折率プロファイルの光フ
ァイバ母材を得た。これをファイバ化して実施例１と同
様に評価したところ、△α１．３８＝１．３dB／kmと良
好な結果を得た。
【００１９】〔実施例５〕ＶＡＤ法で合成したスス（Ｓ
ｉＯ2 多孔質体）をＳｉＦ4 雰囲気中で焼結を行い、フ
ッ素を添加したガラスロッドを得た。このフッ素添加ガ
ラスロッドをターゲットロッドとして、図１に示すよう
にＯＶＤ法でススを外付けした。最初の５層の合成条件
はＯ2 ：４０Ｌ（リットル）／分、Ｈ2 ：１０Ｌ／分、
Ａｒ：１０Ｌ／分とし、原料ガスとしてＳｉＦ4 を７Ｌ
／分供給した。６層目から１０層目はＳｉＣｌ4 の供給
を１Ｌ／分、ＧｅＣｌ4 を０．３Ｌ／分とした。１１層
目以降はＧｅＣｌ4 の供給のみを停止し、四フッ化炭素
（ＣＦ4 ）を０．２Ｌ／分供給してフッ素を含むススを
堆積させた。スス合成後、高温に保った炉内に保持して
脱水、焼結して脈理や不整のない透明ガラス体のコア材
を得た。該コア材を延伸した後、ジャケット付けを行
い、図３の(c) に示す屈折率プロファイルの光ファイバ
母材を得た。これをファイバ化して実施例１と同様に評
価したところ、△α１．３８＝１．２dB／kmと良好な結
果を得た。
ｉＯ2 多孔質体）をＳｉＦ4 雰囲気中で焼結を行い、フ
ッ素を添加したガラスロッドを得た。このフッ素添加ガ
ラスロッドをターゲットロッドとして、図１に示すよう
にＯＶＤ法でススを外付けした。最初の５層の合成条件
はＯ2 ：４０Ｌ（リットル）／分、Ｈ2 ：１０Ｌ／分、
Ａｒ：１０Ｌ／分とし、原料ガスとしてＳｉＦ4 を７Ｌ
／分供給した。６層目から１０層目はＳｉＣｌ4 の供給
を１Ｌ／分、ＧｅＣｌ4 を０．３Ｌ／分とした。１１層
目以降はＧｅＣｌ4 の供給のみを停止し、四フッ化炭素
（ＣＦ4 ）を０．２Ｌ／分供給してフッ素を含むススを
堆積させた。スス合成後、高温に保った炉内に保持して
脱水、焼結して脈理や不整のない透明ガラス体のコア材
を得た。該コア材を延伸した後、ジャケット付けを行
い、図３の(c) に示す屈折率プロファイルの光ファイバ
母材を得た。これをファイバ化して実施例１と同様に評
価したところ、△α１．３８＝１．２dB／kmと良好な結
果を得た。
【００２０】
【発明の効果】本発明によれば、中心が低屈折率でその
外周に高屈折率部分を有する又は中心が高屈折率でその
外周に低屈折率部分を有するといった複雑な屈折率構造
の光ファイバ用母材を効率良く製造できる。また、中心
コア部へのＯＨ基の侵入を防止して製造できるので、得
られた光ファイバは高性能であり、例えば中心にフッ素
が添加されたガラスを用いる場合など非常に有利であ
る。さらに、外付けしてゆく外周部分は純石英、ゲルマ
ニウムあるいはフッ素等の屈折率調整剤を添加したガラ
ス等、設計した屈折率分布に対応した組成のものを同じ
装置構成で順次堆積することができるので、製造工程の
簡略化、製造時間及びコスト低減できる。
外周に高屈折率部分を有する又は中心が高屈折率でその
外周に低屈折率部分を有するといった複雑な屈折率構造
の光ファイバ用母材を効率良く製造できる。また、中心
コア部へのＯＨ基の侵入を防止して製造できるので、得
られた光ファイバは高性能であり、例えば中心にフッ素
が添加されたガラスを用いる場合など非常に有利であ
る。さらに、外付けしてゆく外周部分は純石英、ゲルマ
ニウムあるいはフッ素等の屈折率調整剤を添加したガラ
ス等、設計した屈折率分布に対応した組成のものを同じ
装置構成で順次堆積することができるので、製造工程の
簡略化、製造時間及びコスト低減できる。
【図１】 本発明の実施の態様を説明する概略図であ
る。
る。
【図２】 本発明の実施例１及び実施例２で得られた光
ファイバ母材の屈折率プロファイルを説明する図であ
る。
ファイバ母材の屈折率プロファイルを説明する図であ
る。
【図３】 本発明の実施例３，実施例４及び実施例５で
それぞれ得られた光ファイバ母材の屈折率プロファイル
を説明する図である。
それぞれ得られた光ファイバ母材の屈折率プロファイル
を説明する図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 横山 佳生 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 EA03 EB05 EB06
Claims (6)
- 【請求項１】 ターゲットとなるガラスロッドを回転さ
せつつ、ガラス微粒子合成用バーナと該ロッドを相対的
に往復運動させながら、その外周に該ガラス微粒子合成
用バーナにより形成したガラス微粒子を順次堆積してい
く外付け法において、前記ガラスロッドの周辺部に堆積
させるガラス微粒子のうち最初の５層を形成するために
該ガラス微粒子合成用バーナに供給するガスの組成を、
ガス構成原子比で水素原子の占める割合が１０％以上２
５％以下のものとすることを特徴とするガラス母材の製
造方法。 - 【請求項２】 ターゲットとなるガラスロッドを回転さ
せつつ、ガラス微粒子合成用バーナと該ロッドを相対的
に往復運動させながら、その外周に該ガラス微粒子合成
用バーナにより形成したガラス微粒子を順次堆積してい
く外付け法において、前記ガラスロッドの周辺部に堆積
させるガラス微粒子のうち最初の５層を形成するために
該ガラス微粒子合成用バーナに供給するガスの組成を、
原料ガスが水素及び酸素と反応して酸化ケイ素を生成す
る反応において該原料ガスが水素に対し過剰となるよう
にすることを特徴とするガラス母材の製造方法。 - 【請求項３】 前記ガラスロッドの外周に堆積させて行
くガラス微粒子がゲルマニウムを含むガラス微粒子であ
ることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のガラ
ス母材の製造方法。 - 【請求項４】 前記ガラスロッドの外周に堆積させて行
くガラス微粒子が、前記最初の５層を含む堆積の初期に
は純石英ガラス微粒子であり、その後にゲルマニウムを
含むガラス微粒子を堆積させることを特徴とする請求項
１又は請求項２に記載のガラス母材の製造方法 - 【請求項５】 前記堆積させて行くガラス微粒子として
ゲルマニウムを含むガラス微粒子層を形成した後、該ゲ
ルマニウム含有ガラス微粒子層の外側には、原料として
フッ素原子を含む化合物を混合してフッ素を含むガラス
微粒子を生成、堆積させることを特徴とする請求項１な
いし請求項４のいずれかに記載のガラス母材の製造方
法。 - 【請求項６】 前記ガラスロッドとしてフッ素を含む石
英製ガラスロッドを用いることを特徴とする請求項１な
いし請求項５のいずれかに記載のガラス母材の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35261098A JP2000169175A (ja) | 1998-12-11 | 1998-12-11 | ガラス母材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35261098A JP2000169175A (ja) | 1998-12-11 | 1998-12-11 | ガラス母材の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000169175A true JP2000169175A (ja) | 2000-06-20 |
Family
ID=18425229
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35261098A Pending JP2000169175A (ja) | 1998-12-11 | 1998-12-11 | ガラス母材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000169175A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100398070B1 (ko) * | 2001-10-30 | 2003-09-19 | 엘지전선 주식회사 | 코어프리폼과 클래드 튜브 접합시 경계면에서의 수분침투방지방법 |
| WO2004063104A1 (en) * | 2003-01-15 | 2004-07-29 | Ls Cable Ltd. | Modified chemical vapor deposition device for manufacturing optical fiber preform |
| WO2005118496A1 (en) * | 2004-05-27 | 2005-12-15 | Corning Incorporated | Method of depositing glass soot for making an optical fiber |
-
1998
- 1998-12-11 JP JP35261098A patent/JP2000169175A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100398070B1 (ko) * | 2001-10-30 | 2003-09-19 | 엘지전선 주식회사 | 코어프리폼과 클래드 튜브 접합시 경계면에서의 수분침투방지방법 |
| WO2004063104A1 (en) * | 2003-01-15 | 2004-07-29 | Ls Cable Ltd. | Modified chemical vapor deposition device for manufacturing optical fiber preform |
| CN100371276C (zh) * | 2003-01-15 | 2008-02-27 | Lg电线有限公司 | 用于制备光纤预型体的改进的化学气相沉积设备 |
| WO2005118496A1 (en) * | 2004-05-27 | 2005-12-15 | Corning Incorporated | Method of depositing glass soot for making an optical fiber |
| US7404302B2 (en) | 2004-05-27 | 2008-07-29 | Corning Incorporated | Method of depositing glass soot |
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