JP2001253727A - 光ファイバ用多孔質母材の製造方法 - Google Patents
光ファイバ用多孔質母材の製造方法Info
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- Organic Chemistry (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 光ファイバ用多孔質母材の嵩密度を小さくし
てその母材から得られる光ファイバの伝送損失を小さく
し、かつ光ファイバ用多孔質母材の割れの発生を防止す
る。 【解決手段】 バーナ４に供給した原料ガスと燃料ガス
の火炎加水分解反応によって生成したガラス微粒子を種
棒１の先端に堆積させて円柱状の光ファイバ用多孔質母
材２を軸方向に形成するにあたり、光ファイバ用多孔質
母材２の堆積終了端部分２ｃの平均嵩密度を、燃料ガス
中の水素供給量を増加させることによって、堆積開始端
部分２ａ及び堆積終了端部分２ｃを除く中央部分２ｂの
平均嵩密度よりも大きくする。これによって、中央部分
２ｂの平均嵩密度が比較的小さくしながら、割れ発生の
起点となり易い堆積終了端部分２ｃの部分を固くする。
てその母材から得られる光ファイバの伝送損失を小さく
し、かつ光ファイバ用多孔質母材の割れの発生を防止す
る。 【解決手段】 バーナ４に供給した原料ガスと燃料ガス
の火炎加水分解反応によって生成したガラス微粒子を種
棒１の先端に堆積させて円柱状の光ファイバ用多孔質母
材２を軸方向に形成するにあたり、光ファイバ用多孔質
母材２の堆積終了端部分２ｃの平均嵩密度を、燃料ガス
中の水素供給量を増加させることによって、堆積開始端
部分２ａ及び堆積終了端部分２ｃを除く中央部分２ｂの
平均嵩密度よりも大きくする。これによって、中央部分
２ｂの平均嵩密度が比較的小さくしながら、割れ発生の
起点となり易い堆積終了端部分２ｃの部分を固くする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、原料ガスの火炎加
水分解反応によって生成したガラス微粒子を種棒の先端
に軸方向に堆積させて光ファイバ用多孔質母材を製造す
る方法に関する。
水分解反応によって生成したガラス微粒子を種棒の先端
に軸方向に堆積させて光ファイバ用多孔質母材を製造す
る方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】四塩化珪素に四塩化ゲルマニウム等を添
加した原料ガスを燃焼ガス等と共にバーナに供給し、火
炎加水分解反応によって二酸化ゲルマニウム等のドーパ
ントを含有する二酸化珪素からなるガラス微粒子を生成
し、そのガラス微粒子を種棒の先端に堆積させて略円柱
状の光ファイバ用多孔質母材を軸方向に形成することが
行われている。また、この光ファイバ用多孔質母材を、
脱水・焼結等の工程を経て透明ガラス化し、更にその円
柱状透明ガラス体の側表面に火炎加水分解反応で生成し
た二酸化珪素を主体とするガラス微粒子を堆積させて、
透明ガラス体の側表面に多孔質層を形成し、その多孔質
層を焼結し透明ガラス化して、全体が透明ガラス体とな
ったプリフォームとする。そして、このプリフォームの
一方の端部を加熱溶融し線引きして光ファイバとしてい
る。
加した原料ガスを燃焼ガス等と共にバーナに供給し、火
炎加水分解反応によって二酸化ゲルマニウム等のドーパ
ントを含有する二酸化珪素からなるガラス微粒子を生成
し、そのガラス微粒子を種棒の先端に堆積させて略円柱
状の光ファイバ用多孔質母材を軸方向に形成することが
行われている。また、この光ファイバ用多孔質母材を、
脱水・焼結等の工程を経て透明ガラス化し、更にその円
柱状透明ガラス体の側表面に火炎加水分解反応で生成し
た二酸化珪素を主体とするガラス微粒子を堆積させて、
透明ガラス体の側表面に多孔質層を形成し、その多孔質
層を焼結し透明ガラス化して、全体が透明ガラス体とな
ったプリフォームとする。そして、このプリフォームの
一方の端部を加熱溶融し線引きして光ファイバとしてい
る。
【０００３】光ファイバの生産量の増大に伴って、上記
の光ファイバ用多孔質母材のサイズも大型化される方向
にあり、大きいものでは直径が１６０ｍｍ、長さが７５
０ｍｍにもなる。また、光ファイバ用多孔質母材は、上
部に配置された種棒の先端に吊り下げられる形で軸方向
に堆積されるため、光ファイバ用多孔質母材の全重量を
種棒の先端表面に付着した堆積体の部分で支持する必要
がある。そのため、種棒付近では他の部分に比較して堆
積体の嵩密度を大きくして、その部分の堆積体の強度を
大きくしている。なお、嵩密度というのは、堆積体の単
位体積当たりの質量である。因みに、光ファイバ用多孔
質母材としての堆積体の所望の嵩密度が０．２５ｇ／ｃ
ｍ3の場合、種棒付近の部分の堆積体の嵩密度は０．３
０ｇ／ｃｍ3程度とし、他の部分よりも０．０５ｇ／ｃ
ｍ3程度大きくしている。
の光ファイバ用多孔質母材のサイズも大型化される方向
にあり、大きいものでは直径が１６０ｍｍ、長さが７５
０ｍｍにもなる。また、光ファイバ用多孔質母材は、上
部に配置された種棒の先端に吊り下げられる形で軸方向
に堆積されるため、光ファイバ用多孔質母材の全重量を
種棒の先端表面に付着した堆積体の部分で支持する必要
がある。そのため、種棒付近では他の部分に比較して堆
積体の嵩密度を大きくして、その部分の堆積体の強度を
大きくしている。なお、嵩密度というのは、堆積体の単
位体積当たりの質量である。因みに、光ファイバ用多孔
質母材としての堆積体の所望の嵩密度が０．２５ｇ／ｃ
ｍ3の場合、種棒付近の部分の堆積体の嵩密度は０．３
０ｇ／ｃｍ3程度とし、他の部分よりも０．０５ｇ／ｃ
ｍ3程度大きくしている。
【０００４】光ファイバ用多孔質母材は略円柱状の物体
であるが、その全部を光ファイバの製造に供することが
出来ない。堆積開始端側では種棒の先端付近の堆積体の
強度を高めるための嵩密度を他の部分よりも高くしてい
るので、種棒の先端から約１００ｍｍの部分は光ファイ
バの製造に供することが出来ない。また、堆積終了端付
近では、複数本のバーナをそれぞれ位置をずらせて配置
してガラス微粒子を堆積させるので、終了端付近は略コ
ーン状で先が尖った形状をしている。従って、堆積終了
端から長さ約１００ｍｍの部分は光ファイバの製造に供
することが出来ない。この結果、堆積開始端側の長さ１
００ｍｍの部分及び堆積終了端側の長さ１００ｍｍの部
分を除いた中央部分が光ファイバの製造に供することが
できる部分即ち有効部分となる。
であるが、その全部を光ファイバの製造に供することが
出来ない。堆積開始端側では種棒の先端付近の堆積体の
強度を高めるための嵩密度を他の部分よりも高くしてい
るので、種棒の先端から約１００ｍｍの部分は光ファイ
バの製造に供することが出来ない。また、堆積終了端付
近では、複数本のバーナをそれぞれ位置をずらせて配置
してガラス微粒子を堆積させるので、終了端付近は略コ
ーン状で先が尖った形状をしている。従って、堆積終了
端から長さ約１００ｍｍの部分は光ファイバの製造に供
することが出来ない。この結果、堆積開始端側の長さ１
００ｍｍの部分及び堆積終了端側の長さ１００ｍｍの部
分を除いた中央部分が光ファイバの製造に供することが
できる部分即ち有効部分となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】最近、光ファイバ用多
孔質母材の嵩密度を小さくすることで、その光ファイバ
用多孔質母材から製造した光ファイバの伝送損失を小さ
くし得ることが分かってきた。ところが、光ファイバ用
多孔質母材の嵩密度を小さくすると光ファイバ用多孔質
母材に割れが生じ易く、嵩密度の低下と光ファイバ用多
孔質母材の割れ防止を両立させることが困難であった。
孔質母材の嵩密度を小さくすることで、その光ファイバ
用多孔質母材から製造した光ファイバの伝送損失を小さ
くし得ることが分かってきた。ところが、光ファイバ用
多孔質母材の嵩密度を小さくすると光ファイバ用多孔質
母材に割れが生じ易く、嵩密度の低下と光ファイバ用多
孔質母材の割れ防止を両立させることが困難であった。
【０００６】従って、従来技術では光ファイバ用多孔質
母材に割れが生じないように、光ファイバ用多孔質母材
の嵩密度が小さいものでも平均嵩密度を０．２５０ｇ／
ｃｍ 3〜０．２７０ｇ／ｃｍ3程度にして製造していた。
そのため、その光ファイバ用多孔質母材から得られる光
ファイバの伝送損失は波長１．５５μｍで０．１９８ｄ
Ｂ／ｋｍ〜０．２０８ｄＢ／ｋｍ程度、波長１．３８μ
ｍで０．７ｄＢ／ｋｍ〜１．１ｄＢ／ｋｍ程度であっ
た。
母材に割れが生じないように、光ファイバ用多孔質母材
の嵩密度が小さいものでも平均嵩密度を０．２５０ｇ／
ｃｍ 3〜０．２７０ｇ／ｃｍ3程度にして製造していた。
そのため、その光ファイバ用多孔質母材から得られる光
ファイバの伝送損失は波長１．５５μｍで０．１９８ｄ
Ｂ／ｋｍ〜０．２０８ｄＢ／ｋｍ程度、波長１．３８μ
ｍで０．７ｄＢ／ｋｍ〜１．１ｄＢ／ｋｍ程度であっ
た。
【０００７】本発明は、嵩密度をより小さくして光ファ
イバ用多孔質母材から得られる光ファイバの伝送損失を
小さくし、かつ光ファイバ用多孔質母材の割れを生じな
い光ファイバ用多孔質母材の製造方法を提供するもので
ある。
イバ用多孔質母材から得られる光ファイバの伝送損失を
小さくし、かつ光ファイバ用多孔質母材の割れを生じな
い光ファイバ用多孔質母材の製造方法を提供するもので
ある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の光ファイバ用多
孔質母材の製造方法は、火炎加水分解反応によって生成
したガラス微粒子を種棒の先端に堆積させて円柱状の光
ファイバ用多孔質母材を軸方向に形成するものであっ
て、該光ファイバ用多孔質母材の堆積終了端部分の平均
嵩密度を堆積開始端部分及び前記堆積終了端部分を除く
中央部分の平均嵩密度よりも大きくなるようにガラス微
粒子を生成し堆積させるものである。これによって、堆
積終了端部分の光ファイバ用多孔質母材を固くし、その
部分が割れの起点とならないようにして光ファイバ用多
孔質母材の割れ発生を防止する。なお、本発明において
は、光ファイバ用多孔質母材の堆積開始端部分、中央部
分、堆積終了端部分は、後述の通り定義する。
孔質母材の製造方法は、火炎加水分解反応によって生成
したガラス微粒子を種棒の先端に堆積させて円柱状の光
ファイバ用多孔質母材を軸方向に形成するものであっ
て、該光ファイバ用多孔質母材の堆積終了端部分の平均
嵩密度を堆積開始端部分及び前記堆積終了端部分を除く
中央部分の平均嵩密度よりも大きくなるようにガラス微
粒子を生成し堆積させるものである。これによって、堆
積終了端部分の光ファイバ用多孔質母材を固くし、その
部分が割れの起点とならないようにして光ファイバ用多
孔質母材の割れ発生を防止する。なお、本発明において
は、光ファイバ用多孔質母材の堆積開始端部分、中央部
分、堆積終了端部分は、後述の通り定義する。
【０００９】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の光ファイバ用多
孔質母材の製造方法を説明する図であって、図１（Ａ）
は正面図、図１（Ｂ）は下面図、図１（Ｃ）は中央部分
横断面における屈折率分布図、図１（Ｄ）は、一部縦断
面図である。図１において、１は種棒、１ａは種棒の先
端、２は光ファイバ用多孔質母材、２ａは堆積開始端部
分、２ｂは中央部分、２ｃは堆積終了端部分、２ｄは先
端、２ｅは内コア部、２ｆは外コア部、２ｇはクラッド
部、２ｈは嵩密度増大部分、３ａは種棒先端ライン、３
ｂは種棒先端ライン３ａからＬ1＝１００ｍｍ下方に離
れた箇所のライン、３ｃは光ファイバ用多孔質母材２の
先端２ｄからＬ2＝１００ｍｍ上方に離れた箇所のライ
ン、４はバーナ、４ａは内コア用バーナ、４ｂは外コア
用バーナ、４ｃはクラッド用バーナ、５は石英ガラスの
屈折率を示す。
孔質母材の製造方法を説明する図であって、図１（Ａ）
は正面図、図１（Ｂ）は下面図、図１（Ｃ）は中央部分
横断面における屈折率分布図、図１（Ｄ）は、一部縦断
面図である。図１において、１は種棒、１ａは種棒の先
端、２は光ファイバ用多孔質母材、２ａは堆積開始端部
分、２ｂは中央部分、２ｃは堆積終了端部分、２ｄは先
端、２ｅは内コア部、２ｆは外コア部、２ｇはクラッド
部、２ｈは嵩密度増大部分、３ａは種棒先端ライン、３
ｂは種棒先端ライン３ａからＬ1＝１００ｍｍ下方に離
れた箇所のライン、３ｃは光ファイバ用多孔質母材２の
先端２ｄからＬ2＝１００ｍｍ上方に離れた箇所のライ
ン、４はバーナ、４ａは内コア用バーナ、４ｂは外コア
用バーナ、４ｃはクラッド用バーナ、５は石英ガラスの
屈折率を示す。
【００１０】本発明では、光ファイバ用多孔質母材２
を、堆積開始端部分２ａと中央部分２ｂと堆積終了端部
分２ｃの３つの部分に分けて考える。堆積開始端部分２
ａとは、種棒１の周辺からライン３ｂまでの部分を指
す。また、堆積終了端部分２ｃとは、ライン３ｃと先端
２ｄとの間の部分を指す。また、中央部分２ｂは、光フ
ァイバ用多孔質母材２の堆積開始端部分２ａ及び堆積終
了端部分２ｃを除いた部分を指す。
を、堆積開始端部分２ａと中央部分２ｂと堆積終了端部
分２ｃの３つの部分に分けて考える。堆積開始端部分２
ａとは、種棒１の周辺からライン３ｂまでの部分を指
す。また、堆積終了端部分２ｃとは、ライン３ｃと先端
２ｄとの間の部分を指す。また、中央部分２ｂは、光フ
ァイバ用多孔質母材２の堆積開始端部分２ａ及び堆積終
了端部分２ｃを除いた部分を指す。
【００１１】また図１に示す製造方法では、バーナ４は
内コア用バーナ４ａと外コア用バーナ４ｂとクラッド用
バーナ４ｃの３本で構成し、それぞれに原料ガス、燃焼
ガス及び遮蔽ガスを供給して火炎加水分解反応によって
ガラス微粒子を形成して、そのガラス微粒子を種棒１の
先端又は先に堆積された堆積体の先端付近に吹付けて堆
積させる。種棒１は、軸周りに回転させ、ガラス微粒子
の堆積が軸周りに均一に行われるようにする。また、ガ
ラス微粒子の堆積位置が常に一定位置となるように、堆
積速度に合わせて種棒１を徐々に上方に移動させる。ま
た、種棒１を上方へ移動させる代わりに、バーナ４を下
方へ移動させることにしても良い。
内コア用バーナ４ａと外コア用バーナ４ｂとクラッド用
バーナ４ｃの３本で構成し、それぞれに原料ガス、燃焼
ガス及び遮蔽ガスを供給して火炎加水分解反応によって
ガラス微粒子を形成して、そのガラス微粒子を種棒１の
先端又は先に堆積された堆積体の先端付近に吹付けて堆
積させる。種棒１は、軸周りに回転させ、ガラス微粒子
の堆積が軸周りに均一に行われるようにする。また、ガ
ラス微粒子の堆積位置が常に一定位置となるように、堆
積速度に合わせて種棒１を徐々に上方に移動させる。ま
た、種棒１を上方へ移動させる代わりに、バーナ４を下
方へ移動させることにしても良い。
【００１２】内コア用バーナ４ａへは、原料ガスとして
四塩化珪素と四塩化ゲルマニウムを、外コア用バーナ４
ｂへは、原料ガスとして四塩化珪素と四塩化ゲルマニウ
ムを、クラッド用バーナ４ｃへは、原料ガスとして四塩
化珪素と四弗化炭素を、それぞれ燃料ガスである水素及
び酸素と、遮蔽ガスであるアルゴン等と共に供給して、
それぞれ火炎加水分解反応によってガラス微粒子を生成
する。そして、内コア用バーナ４ａで生成したガラス微
粒子で主として内コア部２ｅを、外コア用バーナ４ｂで
生成したガラス微粒子で主として外コア部２ｆを、クラ
ッド用バーナ４ｃで生成したガラス微粒子で主としてク
ラッド部２ｇを形成する。また、図１（Ｃ）に示すよう
な屈折率分布を持つように、各バーナへの原料ガス等の
供給量等を調整する。
四塩化珪素と四塩化ゲルマニウムを、外コア用バーナ４
ｂへは、原料ガスとして四塩化珪素と四塩化ゲルマニウ
ムを、クラッド用バーナ４ｃへは、原料ガスとして四塩
化珪素と四弗化炭素を、それぞれ燃料ガスである水素及
び酸素と、遮蔽ガスであるアルゴン等と共に供給して、
それぞれ火炎加水分解反応によってガラス微粒子を生成
する。そして、内コア用バーナ４ａで生成したガラス微
粒子で主として内コア部２ｅを、外コア用バーナ４ｂで
生成したガラス微粒子で主として外コア部２ｆを、クラ
ッド用バーナ４ｃで生成したガラス微粒子で主としてク
ラッド部２ｇを形成する。また、図１（Ｃ）に示すよう
な屈折率分布を持つように、各バーナへの原料ガス等の
供給量等を調整する。
【００１３】まず、種棒１へのガラス微粒子の堆積開始
に当たっては、中央部分２ｂの堆積時に想定しているガ
ラス微粒子の嵩密度よりも堆積開始端部分２ａの嵩密度
が大きくなるように、３本のバーナへの原料ガス及び燃
料ガスの供給量を調整してガラス微粒子の堆積密度を上
げて堆積させる。そして、堆積開始端部分２ａの強度を
光ファイバ用多孔質母材の全体重量を支持し得るだけの
強度にする。そして、その後３本のバーナへの原料ガス
及び燃料ガスの供給量を中央部分の堆積に必要な値にし
て、ガラス微粒子が所望の嵩密度で堆積されるようにす
る。
に当たっては、中央部分２ｂの堆積時に想定しているガ
ラス微粒子の嵩密度よりも堆積開始端部分２ａの嵩密度
が大きくなるように、３本のバーナへの原料ガス及び燃
料ガスの供給量を調整してガラス微粒子の堆積密度を上
げて堆積させる。そして、堆積開始端部分２ａの強度を
光ファイバ用多孔質母材の全体重量を支持し得るだけの
強度にする。そして、その後３本のバーナへの原料ガス
及び燃料ガスの供給量を中央部分の堆積に必要な値にし
て、ガラス微粒子が所望の嵩密度で堆積されるようにす
る。
【００１４】なお、この時の中央部分２ｂの平均嵩密度
を０．１５ｇ／ｃｍ3〜０．２５ｇ／ｃｍ3の範囲になる
ようにすることで、後述するように、その光ファイバ用
多孔質母材から製造された光ファイバの伝送損失を小さ
くすることが出来る。中央部分の平均嵩密度が０．１５
ｇ／ｃｍ3よりも小さいと光ファイバ用多孔質母材の形
状を維持するのが困難になる。また、中央部分の平均嵩
密度が０．２５ｇ／ｃｍ3よりも大きいと光ファイバ用
多孔質母材から製造する光ファイバの伝送損失を更に小
さくするという目的を達成することが難しい。
を０．１５ｇ／ｃｍ3〜０．２５ｇ／ｃｍ3の範囲になる
ようにすることで、後述するように、その光ファイバ用
多孔質母材から製造された光ファイバの伝送損失を小さ
くすることが出来る。中央部分の平均嵩密度が０．１５
ｇ／ｃｍ3よりも小さいと光ファイバ用多孔質母材の形
状を維持するのが困難になる。また、中央部分の平均嵩
密度が０．２５ｇ／ｃｍ3よりも大きいと光ファイバ用
多孔質母材から製造する光ファイバの伝送損失を更に小
さくするという目的を達成することが難しい。
【００１５】また、本発明の製造方法では、光ファイバ
用多孔質母材２の堆積終了端部分２ｃの堆積に入った時
点で、外コア用バーナ４ｂへの燃料ガス中の水素の供給
量を増加させて堆積を行なう。これによって、図１
（Ｄ）に示すように堆積終了端部分２ｃの外コア部２ｆ
の部分、即ち嵩密度増大部分２ｈの嵩密度を大きくする
ことが出来る。これによって、堆積終了端部分２ｃの平
均嵩密度は中央部分２ｂの平均嵩密度よりも大きくな
る。また、堆積終了端部分２ｃが起点となって光ファイ
バ用多孔質母材に割れが生じないようにするには、堆積
終了端部分２ｃの平均嵩密度を中央部分２ｂの平均嵩密
度よりも０．００５ｇ／ｃｍ3以上大きくすることが望
ましい。
用多孔質母材２の堆積終了端部分２ｃの堆積に入った時
点で、外コア用バーナ４ｂへの燃料ガス中の水素の供給
量を増加させて堆積を行なう。これによって、図１
（Ｄ）に示すように堆積終了端部分２ｃの外コア部２ｆ
の部分、即ち嵩密度増大部分２ｈの嵩密度を大きくする
ことが出来る。これによって、堆積終了端部分２ｃの平
均嵩密度は中央部分２ｂの平均嵩密度よりも大きくな
る。また、堆積終了端部分２ｃが起点となって光ファイ
バ用多孔質母材に割れが生じないようにするには、堆積
終了端部分２ｃの平均嵩密度を中央部分２ｂの平均嵩密
度よりも０．００５ｇ／ｃｍ3以上大きくすることが望
ましい。
【００１６】図１に示す製造方法の実施形態では、外コ
ア用バーナ４ｂによって堆積される部分の嵩密度だけを
変える例を示したが、内コア用バーナ４ａ及び／又はク
ラッド用バーナ４ｃによって堆積終了端部分２ｃに堆積
される部分の嵩密度が同時に大きくなるようにしても良
い。なお、外コア部の体積が比較的大きいので、外コア
用バーナ４ｂによって堆積される部分の嵩密度だけを大
きくしてその部分を固くするだけで、光ファイバ用多孔
質母材を割れ難くするという効果を奏することが出来
る。
ア用バーナ４ｂによって堆積される部分の嵩密度だけを
変える例を示したが、内コア用バーナ４ａ及び／又はク
ラッド用バーナ４ｃによって堆積終了端部分２ｃに堆積
される部分の嵩密度が同時に大きくなるようにしても良
い。なお、外コア部の体積が比較的大きいので、外コア
用バーナ４ｂによって堆積される部分の嵩密度だけを大
きくしてその部分を固くするだけで、光ファイバ用多孔
質母材を割れ難くするという効果を奏することが出来
る。
【００１７】また、堆積終了端部分２ｃの堆積体の嵩密
度の増大は、燃料ガスである水素の供給量の増加によら
ず、酸素の供給量の減少によっても達成することが出来
る。また、燃料ガスである水素の増量又は酸素の減量
は、堆積終了端部分の堆積に差し掛かった時点で自動的
に流量調整がなされるようにしておけば、作業変更の手
間がかからない。
度の増大は、燃料ガスである水素の供給量の増加によら
ず、酸素の供給量の減少によっても達成することが出来
る。また、燃料ガスである水素の増量又は酸素の減量
は、堆積終了端部分の堆積に差し掛かった時点で自動的
に流量調整がなされるようにしておけば、作業変更の手
間がかからない。
【００１８】以上、本発明の光ファイバ用多孔質母材の
製造方法では、図１に示すように３本のバーナを使って
内コア部、外コア部、クラッド部を有する光ファイバ用
多孔質母材を製造する例を示したが、本発明の光ファイ
バ用多孔質母材の製造方法において使用するバーナの数
は３本に限るものではない。バーナの数が２本以下の場
合もあるし、バーナの数が４本以上の場合もある。ま
た、光ファイバ用多孔質母材の屈折率分布も図１（Ｃ）
の例に限るものではない。屈折率が比較的高いコア部と
その周囲に屈折率の比較的低いクラッド部を有する一般
的な光ファイバ用多孔質母材の場合にも、また屈折率が
一様な光ファイバ用多孔質母材の場合にも、本発明の製
造方法は適用が可能である。
製造方法では、図１に示すように３本のバーナを使って
内コア部、外コア部、クラッド部を有する光ファイバ用
多孔質母材を製造する例を示したが、本発明の光ファイ
バ用多孔質母材の製造方法において使用するバーナの数
は３本に限るものではない。バーナの数が２本以下の場
合もあるし、バーナの数が４本以上の場合もある。ま
た、光ファイバ用多孔質母材の屈折率分布も図１（Ｃ）
の例に限るものではない。屈折率が比較的高いコア部と
その周囲に屈折率の比較的低いクラッド部を有する一般
的な光ファイバ用多孔質母材の場合にも、また屈折率が
一様な光ファイバ用多孔質母材の場合にも、本発明の製
造方法は適用が可能である。
【００１９】
【実施例】実施例として、図１に示す光ファイバ用多孔
質母材を下記の条件で製造した。内コア用バーナ４ａ、
外コア用バーナ４ｂ、クラッド用バーナ４ｃにそれぞれ
同心円状の８層のガス吹出し口（ポート）を有する８重
管バーナを使用し、内コア用バーナ４ａへは、原料ガス
として四塩化珪素と四塩化ゲルマニウムを、外コア用バ
ーナ４ｂへは、原料ガスとして四塩化珪素と四塩化ゲル
マニウムを、クラッド用バーナ４ｃへは、原料ガスとし
て四塩化珪素と四弗化炭素を、それぞれ燃料ガスである
水素及び酸素と、遮蔽ガスであるアルゴンと共に供給し
た。そして、それぞれ火炎加水分解反応によってガラス
微粒子を生成し、種棒の先端に堆積させた。
質母材を下記の条件で製造した。内コア用バーナ４ａ、
外コア用バーナ４ｂ、クラッド用バーナ４ｃにそれぞれ
同心円状の８層のガス吹出し口（ポート）を有する８重
管バーナを使用し、内コア用バーナ４ａへは、原料ガス
として四塩化珪素と四塩化ゲルマニウムを、外コア用バ
ーナ４ｂへは、原料ガスとして四塩化珪素と四塩化ゲル
マニウムを、クラッド用バーナ４ｃへは、原料ガスとし
て四塩化珪素と四弗化炭素を、それぞれ燃料ガスである
水素及び酸素と、遮蔽ガスであるアルゴンと共に供給し
た。そして、それぞれ火炎加水分解反応によってガラス
微粒子を生成し、種棒の先端に堆積させた。
【００２０】なお、光ファイバ用多孔質母材の中央部分
と堆積終了端部分とで、外コア用バーナ４ｂへの水素の
供給量を、次の通りに変えた。即ち、燃料ガス中の水素
は、中央部分から堆積終了端部分での堆積に入ったとこ
ろで第２ポートの水素供給量を１２．６リットル／分か
ら１５．６リットル／分へ、第６ポートの水素供給量を
２１．５リットル／分から２６．５リットル／分へ増加
させた。第２ポート、第６ポートというのは、８重管バ
ーナの中心から数えて２番目又は６番目のガス吹出し口
のことである。また、上記の水素供給量は、標準状態で
の１分当たりの供給量を指す。なお、他の各ポートに
は、原料ガスであるＳｉＣｌ4、ＧｅＣｌ4、燃焼ガスで
ある酸素、遮蔽ガスであるアルゴンを供給し、それらの
供給量は中央部分の堆積時と堆積終了端部分の堆積時で
同じとした。
と堆積終了端部分とで、外コア用バーナ４ｂへの水素の
供給量を、次の通りに変えた。即ち、燃料ガス中の水素
は、中央部分から堆積終了端部分での堆積に入ったとこ
ろで第２ポートの水素供給量を１２．６リットル／分か
ら１５．６リットル／分へ、第６ポートの水素供給量を
２１．５リットル／分から２６．５リットル／分へ増加
させた。第２ポート、第６ポートというのは、８重管バ
ーナの中心から数えて２番目又は６番目のガス吹出し口
のことである。また、上記の水素供給量は、標準状態で
の１分当たりの供給量を指す。なお、他の各ポートに
は、原料ガスであるＳｉＣｌ4、ＧｅＣｌ4、燃焼ガスで
ある酸素、遮蔽ガスであるアルゴンを供給し、それらの
供給量は中央部分の堆積時と堆積終了端部分の堆積時で
同じとした。
【００２１】これによって得られた１本の光ファイバ用
多孔質母材について、中央部分及び堆積終了端部分の平
均嵩密度を調べたところ、中央部分の平均嵩密度は０．
２２０ｇ／ｃｍ3であったが、堆積終了端部分の平均嵩
密度は０．２４０ｇ／ｃｍ3で中央部分に比べて０．０
２０ｇ／ｃｍ3大きくなっていた。また、同じ条件で１
４本の光ファイバ用多孔質母材を製造したが、いずれの
光ファイバ用多孔質母材にも割れは発生しなかった。
多孔質母材について、中央部分及び堆積終了端部分の平
均嵩密度を調べたところ、中央部分の平均嵩密度は０．
２２０ｇ／ｃｍ3であったが、堆積終了端部分の平均嵩
密度は０．２４０ｇ／ｃｍ3で中央部分に比べて０．０
２０ｇ／ｃｍ3大きくなっていた。また、同じ条件で１
４本の光ファイバ用多孔質母材を製造したが、いずれの
光ファイバ用多孔質母材にも割れは発生しなかった。
【００２２】こうして得られた光ファイバ用多孔質母材
を脱水・焼結して透明化し、更にその外側面に火炎加水
分解反応にて二酸化珪素の多孔質層を形成してそれを透
明化してプリフォームとなし、そのプリフォームから線
引きして光ファイバを得た。図２及び図３はそれぞれ、
その時の光ファイバ用多孔質母材の中央部分の平均嵩密
度と波長１．５５μｍ又は１．３８μｍでの光ファイバ
の伝送損失のデータを表示したものである。また、図２
及び図３では、従来技術による光ファイバ用多孔質母材
の中央部分の平均嵩密度とその母材から得られる光ファ
イバの伝送損失の値も併せて表示した。
を脱水・焼結して透明化し、更にその外側面に火炎加水
分解反応にて二酸化珪素の多孔質層を形成してそれを透
明化してプリフォームとなし、そのプリフォームから線
引きして光ファイバを得た。図２及び図３はそれぞれ、
その時の光ファイバ用多孔質母材の中央部分の平均嵩密
度と波長１．５５μｍ又は１．３８μｍでの光ファイバ
の伝送損失のデータを表示したものである。また、図２
及び図３では、従来技術による光ファイバ用多孔質母材
の中央部分の平均嵩密度とその母材から得られる光ファ
イバの伝送損失の値も併せて表示した。
【００２３】図２、図３によると、本発明の製造方法に
よって製造された光ファイバ用多孔質母材の中央部分の
平均嵩密度は、０．２００ｇ／ｃｍ3〜０．２３０ｇ／
ｃｍ3程度であり、その母材から得られた光ファイバの
伝送損失は波長１．５５μｍで０．１９３ｄＢ／ｋｍ〜
０．１９７ｄＢ／ｋｍ程度、波長１．３８μｍで０．４
ｄＢ／ｋｍ〜０．７ｄＢ／ｋｍ程度であって、従来技術
に比べて中央部分の平均嵩密度が小さくなり、それに合
わせてその母材から得られた光ファイバの伝送損失も小
さくなっている。
よって製造された光ファイバ用多孔質母材の中央部分の
平均嵩密度は、０．２００ｇ／ｃｍ3〜０．２３０ｇ／
ｃｍ3程度であり、その母材から得られた光ファイバの
伝送損失は波長１．５５μｍで０．１９３ｄＢ／ｋｍ〜
０．１９７ｄＢ／ｋｍ程度、波長１．３８μｍで０．４
ｄＢ／ｋｍ〜０．７ｄＢ／ｋｍ程度であって、従来技術
に比べて中央部分の平均嵩密度が小さくなり、それに合
わせてその母材から得られた光ファイバの伝送損失も小
さくなっている。
【００２４】また比較例として、光ファイバ用多孔質母
材の中央部分の堆積においては、バーナの各ポートへの
ガス供給量は上述した実施例と同じとし、堆積終了端部
分においてもそのガス供給量を変更せずに、堆積終了端
部分の平均嵩密度を中央部分の平均嵩密度と同じにした
光ファイバ用多孔質母材を製造した。光ファイバ用多孔
質母材を５本同じ条件で製造したが、５本共に光ファイ
バ用多孔質母材に縦方向の割れの発生が見られた。
材の中央部分の堆積においては、バーナの各ポートへの
ガス供給量は上述した実施例と同じとし、堆積終了端部
分においてもそのガス供給量を変更せずに、堆積終了端
部分の平均嵩密度を中央部分の平均嵩密度と同じにした
光ファイバ用多孔質母材を製造した。光ファイバ用多孔
質母材を５本同じ条件で製造したが、５本共に光ファイ
バ用多孔質母材に縦方向の割れの発生が見られた。
【００２５】
【発明の効果】本発明の光ファイバ用多孔質母材の製造
方法は、火炎加水分解反応によって生成したガラス微粒
子を種棒の先端に堆積させて円柱状の光ファイバ用多孔
質母材を軸方向に形成するにあたって、該光ファイバ用
多孔質母材の堆積終了端部分の平均嵩密度を堆積開始端
部分及び前記堆積終了端部分を除く中央部分の平均嵩密
度よりも大きくするものであるので、光ファイバ用多孔
質母材の堆積終了端部分が固くなりその部分が割れの起
点とならないので、光ファイバ用多孔質母材の割れ発生
を防止することが出来る。
方法は、火炎加水分解反応によって生成したガラス微粒
子を種棒の先端に堆積させて円柱状の光ファイバ用多孔
質母材を軸方向に形成するにあたって、該光ファイバ用
多孔質母材の堆積終了端部分の平均嵩密度を堆積開始端
部分及び前記堆積終了端部分を除く中央部分の平均嵩密
度よりも大きくするものであるので、光ファイバ用多孔
質母材の堆積終了端部分が固くなりその部分が割れの起
点とならないので、光ファイバ用多孔質母材の割れ発生
を防止することが出来る。
【００２６】また、光ファイバ用多孔質母材の中央部分
の平均嵩密度を０．１５ｇ／ｃｍ3〜０．２５ｇ／ｃｍ3
の範囲になるようにし、堆積終了端部分の平均嵩密度を
中央部分のそれよりも０．００５ｇ／ｃｍ3以上大きく
することで、その光ファイバ用多孔質母材から製造され
た光ファイバの伝送損失を小さくし、かつ光ファイバ用
多孔質母材の割れ発生を防止することが出来る。また、
燃料ガスである水素の供給量の増加又は酸素の供給量の
減少によって比較的簡単な操作で、堆積終了端部分の平
均嵩密度を変化させることが出来る。
の平均嵩密度を０．１５ｇ／ｃｍ3〜０．２５ｇ／ｃｍ3
の範囲になるようにし、堆積終了端部分の平均嵩密度を
中央部分のそれよりも０．００５ｇ／ｃｍ3以上大きく
することで、その光ファイバ用多孔質母材から製造され
た光ファイバの伝送損失を小さくし、かつ光ファイバ用
多孔質母材の割れ発生を防止することが出来る。また、
燃料ガスである水素の供給量の増加又は酸素の供給量の
減少によって比較的簡単な操作で、堆積終了端部分の平
均嵩密度を変化させることが出来る。
【図１】本発明の光ファイバ用多孔質母材の製造方法を
説明する図であって、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は下面
図、（Ｃ）は中央部分横断面における屈折率分布図、
（Ｄ）は、一部縦断面図である。
説明する図であって、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は下面
図、（Ｃ）は中央部分横断面における屈折率分布図、
（Ｄ）は、一部縦断面図である。
【図２】本発明の実施例と従来技術によって製造した光
ファイバ用多孔質母材の中央部分の平均嵩密度とその母
材から得た光ファイバの波長１．５５μｍでの伝送損失
を表示したものである。
ファイバ用多孔質母材の中央部分の平均嵩密度とその母
材から得た光ファイバの波長１．５５μｍでの伝送損失
を表示したものである。
【図３】本発明の実施例と従来技術によって製造した光
ファイバ用多孔質母材の中央部分の平均嵩密度とその母
材から得た光ファイバの波長１．３８μｍでの伝送損失
を表示したものである。
ファイバ用多孔質母材の中央部分の平均嵩密度とその母
材から得た光ファイバの波長１．３８μｍでの伝送損失
を表示したものである。
１：種棒 １ａ：種棒の先端 ２：光ファイバ用多孔質母材 ２ａ：堆積開始端部分 ２ｂ：中央部分 ２ｃ：堆積終了端部分 ２ｄ：先端 ２ｅ：内コア部 ２ｆ：外コア部 ２ｇ：クラッド部 ２ｈ：嵩密度増大部分 ３ａ：種棒先端ライン ３ｂ：種棒先端ライン３ａからＬ1＝１００ｍｍ下方に
離れた箇所のライン ３ｃ：先端２ｄからＬ2＝１００ｍｍ上方に離れた箇所
のライン ４：バーナ ４ａ：内コア用バーナ ４ｂ：外コア用バーナ ４ｃ：クラッド用バーナ ５：石英ガラスの屈折率
離れた箇所のライン ３ｃ：先端２ｄからＬ2＝１００ｍｍ上方に離れた箇所
のライン ４：バーナ ４ａ：内コア用バーナ ４ｂ：外コア用バーナ ４ｃ：クラッド用バーナ ５：石英ガラスの屈折率
フロントページの続き (72)発明者 吉田 元秀 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 高橋 祐司 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 EB11
Claims (3)
- 【請求項１】 原料ガスの火炎加水分解反応によって生
成したガラス微粒子を種棒の先端に堆積させて円柱状の
光ファイバ用多孔質母材を軸方向に形成する光ファイバ
用多孔質母材の製造方法において、該光ファイバ用多孔
質母材の堆積終了端部分の平均嵩密度が堆積開始端部分
及び前記堆積終了端部分を除く中央部分の平均嵩密度よ
りも大きくなるようにガラス微粒子を生成し堆積させる
ことを特徴とする光ファイバ用多孔質母材の製造方法。 - 【請求項２】 前記中央部分の平均嵩密度は０．１５ｇ
／ｃｍ3〜０．２５ｇ／ｃｍ3の範囲内にあり、前記堆積
終了端部分の平均嵩密度は、前記中央部分の平均嵩密度
よりも０．００５ｇ／ｃｍ3以上高いことを特徴とする
請求項１に記載の光ファイバ用多孔質母材の製造方法。 - 【請求項３】 前記堆積終了端部分の平均嵩密度の増大
は、ガラス微粒子の生成に使用するバーナへのガス供給
に際して、前記中央部分の堆積時における水素供給量よ
りも前記堆積終了端部分の堆積時における水素供給量を
増量するか、又は前記中央部分の堆積時における酸素供
給量よりも前記堆積終了端部分の堆積時における酸素供
給量を減量するか、によって行なうことを特徴とする請
求項１に記載の光ファイバ用多孔質母材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000064603A JP2001253727A (ja) | 2000-03-09 | 2000-03-09 | 光ファイバ用多孔質母材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000064603A JP2001253727A (ja) | 2000-03-09 | 2000-03-09 | 光ファイバ用多孔質母材の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001253727A true JP2001253727A (ja) | 2001-09-18 |
Family
ID=18584281
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000064603A Pending JP2001253727A (ja) | 2000-03-09 | 2000-03-09 | 光ファイバ用多孔質母材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001253727A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100340507C (zh) * | 2003-03-18 | 2007-10-03 | 住友电气工业株式会社 | 制造多孔玻璃粒子沉积体的方法和用于合成玻璃粒子的燃烧器 |
| JP2017100910A (ja) * | 2015-12-01 | 2017-06-08 | 住友電気工業株式会社 | 光ファイバ用母材の製造方法 |
-
2000
- 2000-03-09 JP JP2000064603A patent/JP2001253727A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100340507C (zh) * | 2003-03-18 | 2007-10-03 | 住友电气工业株式会社 | 制造多孔玻璃粒子沉积体的方法和用于合成玻璃粒子的燃烧器 |
| JP2017100910A (ja) * | 2015-12-01 | 2017-06-08 | 住友電気工業株式会社 | 光ファイバ用母材の製造方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040106 |