JP2001039728A - 光ファイバ用多孔質ガラス母材の製造方法 - Google Patents
光ファイバ用多孔質ガラス母材の製造方法Info
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Abstract
型光ファイバの製造に好適な多孔質母材を容易に得るこ
とのできる多孔質母材の製造方法を提供する。 【解決手段】 バーナー2からガラス原料ガスと火炎を
噴出させ、該火炎中でガラス微粒子3を生成させて出発
材上に堆積させ多孔質ガラス母材5とするVAD法にお
いて、該多孔質ガラス母材5の先端を該火炎に対して相
対的に振動させることを特徴としている。多孔質母材と
火炎との相対位置を振動させるには、シャフト8に取り
付けられた振動発生機構9による方法、シャフト8の剛
性を十分に高くせずに、回転時の遠心力によってシャフ
ト8をたわませ、多孔質母材の先端が必要量振れるよう
にして製造する方法(b)があり、また、他の方法とし
て、火炎の周辺に取りつけた送風装置からの気流によ
り、火炎の位置を振動させたり(c)、バーナー2にバ
ーナー振動機構11を取り付け、これにより火炎の位置
を振動させる方法(d)等が挙げられる。
Description
質母材、特には、径方向に屈折率分布が滑らかに変化し
たグレーデッドインデックス型(GI型)のマルチモー
ド光ファイバを得るのに好適な光ファイバ用多孔質母材
(以下、単に多孔質母材という)の製造方法に関する。
iCl4 等のガラス微粒子原料及びGeCl4 等の屈折
率調整用添加物を可燃ガス(H2 )、助燃ガス(O2 )
とともにガラス微粒子合成用バーナーに供給して酸水素
火炎中で加水分解反応させてガラス微粒子を形成し、こ
れをターゲット棒に堆積させることにより行われる。
材の製造装置を示す。チャンバ1内において、ガラス微
粒子合成用バーナー2で生成させたガラス微粒子3を、
回転しつつ上昇するターゲット棒4に付着・堆積させて
コアとクラッドからなる多孔質母材5を得る。ガラス微
粒子は主にSiO2 からなり、その他に屈折率調整用の
ドーパントとしてGeO2 等を含んでいる。付着しなか
ったガラス微粒子6は、排気管7を通って排気される。
多孔質母材5は、その後、加熱・脱水して透明ガラス化
処理されて光ファイバ用ガラス母材となり、これを線引
きすることで光ファイバが得られる。
率分布は、多孔質母材製造時の屈折率調整用添加物であ
るドーパントの火炎中での空間分布及び多孔質母材の表
面温度分布、火炎の温度分布によって変化する。光ファ
イバの屈折率分布は、用途に応じて図2(a)に示すよ
うなグレーデッドインデックス型や、図2(b)に示す
ようなステップインデックス型などさまざまな形状のも
のがある。
バーナーとスート(ガラス微粒子の堆積体)との相対位
置やガス流量によって調整するといった方法でなされて
きたが、思い通りの屈折率分布を得ることは非常に困難
であった。特にグレーデッドインデックス型のマルチモ
ード光ファイバは、屈折率分布が滑らかに変化している
必要があり、ステップインデックス型のシングルモード
光ファイバなどに比べて、屈折率分布が伝送特性に与え
る影響が遥かに大きいため、VAD法で所望の屈折率分
布を有する多孔質母材を得ることは極めて困難であっ
た。
が径方向に滑らかに変化したGI型光ファイバの製造に
好適な多孔質母材を容易に得ることのできる多孔質母材
の製造方法を提供することを目的としている。
造方法は、バーナーからガラス原料ガスと火炎を噴出さ
せ、該火炎中でガラス微粒子を生成させて出発材上に堆
積させ多孔質ガラス母材とするVAD法において、該多
孔質母材の先端を該火炎に対して相対的に振動させるこ
とを特徴とし、多孔質母材の火炎に対する相対的振動
を、多孔質母材の位置を変化させることにより生じさせ
るのが好ましく、この多孔質母材の位置を変化させるに
は、多孔質母材を支持するシャフトを振動させることに
より、あるいは多孔質母材を支持するシャフトをたわま
せることにより行ってもよい。
ーで生じる火炎の位置を変化させることで相対的に振動
させることもできる。この火炎の位置は、火炎の横方向
からの周期的または非周期的な気流により、あるいはバ
ーナーの移動により変化させることができる。この多孔
質母材を脱水・ガラス化して、屈折率分布がグレーデッ
ドインデックス型である光ファイバ用ガラス母材が得ら
れる。
ついて、図3〜図5を用いて詳細に説明する。図3
(a)〜(d)は、本発明のVAD法による多孔質母材
の製造方法を示す。チャンバ1内において、ガラス微粒
子合成用バーナー2で生成したガラス微粒子3を、回転
しつつ上昇するターゲット棒4に付着させて多孔質母材
5を得る。付着しなかったガラス微粒子6は火炎排気ガ
スとともに排気管7からチャンバ1外へ排出される。ガ
ラス微粒子は主にSiO2 からなり、その他の屈折率調
整用のドーパントとしてGeO2 等を含んでいる。多孔
質母材中のドーパントの濃度分布は、火炎中のドーパン
トの空間分布と火炎及び多孔質母材表面の温度分布等に
より決まる。このとき、多孔質母材と火炎との相対位置
を変化(振動)させることで、多孔質母材表面における
ドーパントを含むガラス微粒子堆積時の濃度勾配を平均
化し、滑らかな分布とすることができる。
るには、図3(a)に示すように、多孔質母材を吊って
いるシャフト8に取り付けられた振動発生機構9によっ
て多孔質母材5の先端を振動させ、火炎との相対位置を
変化させることができる。このとき、図示していない多
孔質母材位置検出機構により多孔質母材先端の振幅及び
振動周期を測定し、これを振動発生機構9にフィードバ
ックすることで、振動状態をガラス微粒子の堆積中、多
孔質母材の長手方向にわたって一定とし、品質を長手方
向に安定化させることができる。
カメラと画像処理装置を組み合わせた装置、あるいはレ
ーザー距離測定機等が挙げられ、これらを用いて多孔質
母材の位置を検出することができる。また、図3(b)
に示すように、シャフト8の剛性を十分に高くせずに、
回転時に多孔質母材に作用する遠心力によってシャフト
8をたわませ、多孔質母材の先端が必要量振れるように
して製造する方法もある。この方法は、多孔質母材の回
転数を制御することで振幅を一定に保つことができる。
させる他の方法として、図3(c)に示すように、火炎
の周辺に送風装置10a,10bを取りつけ、周期的ま
たは非周期的に送風する気流により、火炎の位置を振動
させたり、図3(d)に示すように、バーナー2にバー
ナー振動機構11を取り付け、これにより火炎の位置を
振動させる方法等が挙げられる。火炎の位置を振動させ
る方法で製造する場合、図示していない火炎位置検出機
構により、火炎の振幅及び振動周期を測定し、この情報
を送風装置10a,10bあるいはバーナー振動機構1
1にフィードバックすることで、振動状態をガラス微粒
子の堆積中、多孔質母材の長手方向にわたって一定と
し、品質を長手方向に安定化させることができる。火炎
位置検出機構としては、CCDカメラと画像処理装置を
組み合わせた装置を用いることができる。
多孔質母材5を吊っているシャフト8に取り付けられた
振動発生機構9により、多孔質母材の先端で振動周期5
Hz、振幅7mmで多孔質母材を振動させつつ、直径1
40mmφ、長さ1,500mmの多孔質母材を製造
し、脱水・ガラス化処理を施してGI型マルチモード光
ファイバ用ガラス母材を得た。このガラス母材の屈折率
分布をプリフォームアナライザにより測定したところ、
径方向における屈折率分布係数αは、図4(a)に示す
ように、1.92〜1.95であり、非常に滑らかであ
った。また、このガラス母材に必要量のクラッド層をジ
ャケッティングした後に線引きし、伝送帯域を測定した
ところ、0.85μm帯域において690MHz・k
m、1.3μm帯域では2,120MHz・kmと、極
めて良好な数値を示した。
い、多孔質母材5を吊っているシャフト8をたわませ
て、多孔質母材の先端で振動周期2〜7Hz、振幅7m
mで多孔質母材を振動するように回転を制御しつつ、直
径140mmφ、長さ1,500mmの多孔質母材を製
造し、脱水・ガラス化処理を施してGI型マルチモード
光ファイバ用ガラス母材を得た。このガラス母材の屈折
率分布をプリフォームアナライザにより測定したとこ
ろ、径方向における屈折率分布係数αは、図4(b)に
示すように、1.92〜1.95であり、非常に滑らか
であった。また、このガラス母材に必要量のクラッド層
をジャケッティングした後に線引きし、伝送帯域を測定
したところ、0.85μm帯域において690MHz・
km、1.3μm帯域では2,120MHz・kmと、
極めて良好な数値を示した。
い、送風装置10a,10bによって周期的な気流を作
り、振動周期5Hz、振幅7mmで火炎を振動させつ
つ、直径140mmφ、長さ1,500mmの多孔質母
材を製造し、脱水・ガラス化処理を施してGI型マルチ
モード光ファイバ用ガラス母材を得た。このガラス母材
の屈折率分布をプリフォームアナライザにより測定した
ところ、径方向における屈折率分布係数αは、図4
(c)に示すように、1.93〜1.96であり、非常
に滑らかであった。また、このガラス母材に必要量のク
ラッド層をジャケッティングした後に線引きし、伝送帯
域を測定したところ、0.85μm帯域において720
MHz・km、1.3μm帯域では2,010MHz・
kmと、極めて良好な数値を示した。
い、振動周期5Hz・振幅7mmでバーナーを振動させ
つつ、直径140mmφ、長さ1,500mmの多孔質
母材を製造し、脱水・ガラス化処理を施してGI型マル
チモード光ファイバ用ガラス母材を得た。このガラス母
材の屈折率分布をプリフォームアナライザにより測定し
たところ、径方向における屈折率分布係数αは、図4
(d)に示すように、1.91〜1.95であり、非常
に滑らかであった。また、このガラス母材に必要量のク
ラッド層をジャケッティングした後に線引きし、伝送帯
域を測定したところ、0.85μm帯域において650
MHz・km、1.3μm帯域では2,310MHz・
kmと、極めて良好な数値を示した。
140mmφ、長さ1,500mmの多孔質母材を製造
し、脱水・ガラス化処理を施してGI型マルチモード光
ファイバ用ガラス母材を得た。このガラス母材の屈折率
分布をプリフォームアナライザにより測定したところ、
径方向における屈折率分布係数αは、図5に示すよう
に、1.85〜2.01であり、径方向に一定とはなら
なかった。また、このガラス母材に必要量のクラッド層
をジャケッティングした後に線引きし、伝送帯域を測定
したところ、0.85μm帯域において300MHz・
km、1.3μm帯域では620MHz・kmと、実施
例1〜4と比較して非常に悪いものであった。
置を相対的に振動させることで、多孔質母材の径方向の
屈折率分布の変化をより滑らかにすることができる。こ
れにより、特に、GI型光ファイバの特性の向上を図る
ことができる。
を示す概略説明図である。
(a)はグレーデッドインデックス型、(b)はステッ
プインデックス型である。
発明の多孔質母材の製造方法を説明する概略説明図であ
る。
得られた光ファイバの屈折率分布係数の径方向分布を示
すグラフである。
の径方向分布を示すグラフである。
Claims (8)
- 【請求項1】 バーナーからガラス原料ガスと火炎を噴
出させ、該火炎中でガラス微粒子を生成させて出発材上
に堆積させ多孔質ガラス母材とするVAD法において、
該多孔質ガラス母材の先端を火炎に対して相対的に振動
させることを特徴とする光ファイバ用多孔質ガラス母材
の製造方法。 - 【請求項2】 前記多孔質ガラス母材の火炎に対する相
対的振動を、多孔質ガラス母材の位置を変化させること
により生じさせる請求項1に記載の光ファイバ用多孔質
ガラス母材の製造方法。 - 【請求項3】 前記多孔質ガラス母材の位置を、多孔質
ガラス母材を支持するシャフトを振動させることにより
変化させる請求項2に記載の光ファイバ用多孔質ガラス
母材の製造方法。 - 【請求項4】 前記多孔質ガラス母材の位置を、多孔質
ガラス母材を支持するシャフトをたわませることにより
変化させる請求項2に記載の光ファイバ用多孔質ガラス
母材の製造方法。 - 【請求項5】 前記多孔質ガラス母材の先端に対して、
バーナーで生じる火炎の位置を変化させることにより相
対的に振動させる請求項1に記載の光ファイバ用多孔質
ガラス母材の製造方法。 - 【請求項6】 前記火炎の位置を、火炎の横方向からの
周期的または非周期的な気流により変化させる請求項5
に記載の光ファイバ用多孔質ガラス母材の製造方法。 - 【請求項7】 前記火炎の位置を、バーナーの移動によ
り変化させる請求項5に記載の光ファイバ用多孔質ガラ
ス母材の製造方法。 - 【請求項8】 脱水・ガラス化して得られる光ファイバ
用ガラス母材の屈折率分布がグレーデッドインデックス
型である請求項1乃至7のいずれかに記載の光ファイバ
用多孔質ガラス母材の製造方法。
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JP21478899A JP3952431B2 (ja) | 1999-07-29 | 1999-07-29 | 光ファイバ用多孔質ガラス母材の製造方法 |
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