JP2004244260A - Method of manufacturing optical fiber preform and optical fiber preform - Google Patents

Method of manufacturing optical fiber preform and optical fiber preform Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of manufacturing an optical fiber preform by which the deformation or the strain of a circular opening is reduced in the method of manufacturing the optical fiber preform having the circular opening extending in the longitudinal direction. <P>SOLUTION: In the method of manufacturing the optical fiber preform having the circular opening extending in the longitudinal direction by depositing glass fine particles on the outer circumferential part of the glass preform having the circular opening extending in the longitudinal direction to synthesize a porous glass and sintering, a pipe member is connected to one end or both ends of the glass preform and the hollow part of the pipe member and the circular opening of the glass preform communicate with each other to open the circular opening to the atmosphere before a process for depositing the glass fine particles and a process for sintering the porous glass. The pressure inside the circular opening of the glass preform is controlled to (the atmospheric pressure)+0.0 kPa to +5.0 kPa and the circular opening of the glass preform is sealed by connecting a solid member to both end of the glass preform before the process for depositing the glass fine particles and the process for sintering the porous glass. The bulk density of the glass fine particle deposited on the glass preform is controlled to 0.4-0.8 g/cm<SP>3</SP>. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コア部材またはクラッド部材に、その長手方向に延びる空孔を有する光ファイバ母材の製造方法およびこの製造方法によって製造された光ファイバ母材に関し、特に、空孔の変形、歪みを低減する光ファイバ母材の製造方法およびこの製造方法によって製造された光ファイバ母材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、新たな光ファイバとして、コアまたはクラッドに、その長手方向に延びる複数の空孔を有する光ファイバが提案されている。
図６（ａ）、（ｂ）は、クラッドの一部において、複数の空孔を有する光ファイバの一例を示すものである。この例の光ファイバ４０は、コア３２とクラッド３３を有し、クラッド３３には、コア３２を囲むようにその長手方向に延びる複数の空孔３４が形成されている。
【０００３】
このような光ファイバ４０では、コア３２とクラッド３３との実効屈折率が高くなる。これにより、この光ファイバ４０は、絶対値の大きな波長分散が得られるため分散補償に適すると共に、小さなモードフィールド径を実現できるため、非線形光学効果の利用に適するなどといった特徴を有している。このような光ファイバ４０の特性を設計通り実現するためには、光ファイバ４０内に形成された空孔３４が、光ファイバ４０の長手方向の全長にわたって、変形することなく、均一であることが必要である。
このような光ファイバ４０の製造方法としては、その長手方向に空孔を有する光ファイバ母材を製造し、この光ファイバ母材を溶融、線引きする方法が挙げられる。特に、長手方向に空孔を有する光ファイバ母材を製造する際に、外付け法を用いることにより、光ファイバ母材の設計の自由度を広げ、結果として、光ファイバ４０の設計の自由度を広げることができる。
【０００４】
外付け法を用いた長手方向に空孔を有する光ファイバ母材の製造方法として、例えば、多数のシリカ毛管を密充填状態に束ねて管束バンドルとし、この管束バンドルの中心をなすシリカ毛管を固体シリカロッドで置換した後、各シリカ毛管の両端を封止し、この管束バンドル両端部の一部をシリカ管に入れて一体化し、長手方向に空孔を有する光ファイバ母材を製造する方法がある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
また、長手方向に複数の空孔が形成されたプリフォームの外径を増大させるために、プリフォームをジャケット管に入れた後、このジャケット管を一体化し、プリフォームの外径を増大させる方法や、プリフォームの外周にガラス微粒子を堆積させた後、焼結し、プリフォームの外径を増大させる方法が用いられている。このプリフォームの外径を増大させる工程の前後に、空孔の両端を封止し、プリフォームを延伸する方法がある（例えば、特許文献２参照。）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１０−９５６２８号公報
【特許文献２】
特開２００２−１４５６３４号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１で開示されている方法では、シリカ毛管の両端を封止して、管束バンドルの一体化を行うので、焼結時にシリカ毛管が膨張、収縮したり、テーパ状になり長手方向に変形することがあった。その結果として、管束バンドルの一体化により得られる空孔が形成された光ファイバ母材が長手方向に縮んだり、空孔が曲がったり、歪んだりすることがあった。また、この方法では、光ファイバ母材の設計に応じて、異なる種類のシリカ管を準備しなければならず、製造コストが高くなるという問題があった。また、シリカ管の大きさに応じて、管束バンドルの大きさ（束ねるシリカ毛管の数）を決定すると、光ファイバ母材の設計の自由度が下がり、結果として光ファイバの特性を微調整することが難しかった。
【０００８】
特許文献２には、外付けの記述があるが、その具体的な方法は記述されていない。そこで、もし、外付けをして従来の光ファイバ母材の作製法と同様に、母材の両端をガラス部材で空孔を両端封止して、外付け、焼結を行うと、空孔が長手方向に変形するなどの問題がある。
【０００９】
本発明は、前記事情に鑑みてなされたもので、長手方向に延びる空孔を有する光ファイバ母材の製造方法において、空孔の変形、歪みを低減する光ファイバ母材の製造方法、および、この製造方法によって製造された光ファイバ母材を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記課題は、長手方向に延びる空孔が形成されたガラス母材の外周部に、ガラス微粒子を堆積して多孔質ガラスを合成し、該多孔質ガラスを焼結して長手方向に延びる空孔を有する光ファイバ母材を製造する光ファイバ母材の製造方法において、ガラス微粒子を堆積する工程および多孔質ガラスを焼結する工程に先立って、前記ガラス母材の一端または両端に管部材を接続し、該管部材の中空部と前記ガラス母材の空孔を連通して該ガラス母材の空孔を大気開放する光ファイバ母材の製造方法によって解決できる。
前記課題は、長手方向に延びる空孔が形成されたガラス母材の外周部に、ガラス微粒子を堆積して多孔質ガラスを合成し、該多孔質ガラスを焼結して長手方向に延びる空孔を有する光ファイバ母材を製造する光ファイバ母材の製造方法において、ガラス微粒子を堆積する工程および多孔質ガラスを焼結する工程に先立って、前記ガラス母材の空孔内の圧力を大気圧以上とし、該ガラス母材の両端に中実の部材を接続して前記ガラス母材の空孔を封止する光ファイバ母材の製造方法によって解決できる。
前記ガラス母材の空孔内の圧力を大気圧＋０．０ｋＰａ〜＋５．０ｋＰａとすることが好ましい。
前記課題は、長手方向に延びる空孔が形成されたガラス母材の外周部に、ガラス微粒子を堆積して多孔質ガラスを合成し、該多孔質ガラスを焼結して長手方向に延びる空孔を有する光ファイバ母材を製造する光ファイバ母材の製造方法において、前記ガラス母材に堆積するガラス微粒子の嵩密度を０．４〜０．８ｇ／ｃｍ３とする光ファイバ母材の製造方法によって解決できる。
前記課題は、長手方向に延びる空孔が形成されたガラス母材の外周部に、ガラス微粒子を堆積して多孔質ガラスを合成し、該多孔質ガラスを焼結して長手方向に延びる空孔を有する光ファイバ母材を製造する光ファイバ母材の製造方法において、ガラス微粒子を堆積する工程および多孔質ガラスを焼結する工程に先立って、前記ガラス母材の一端または両端に管部材を接続し、該管状の部材の中空部と前記ガラス母材の空孔を連通して該ガラス母材の空孔を大気開放し、前記ガラス母材に堆積するガラス微粒子の嵩密度を０．４〜０．８ｇ／ｃｍ３とする光ファイバ母材の製造方法によって解決できる。
前記課題は、長手方向に延びる空孔が形成されたガラス母材の外周部に、ガラス微粒子を堆積して多孔質ガラスを合成し、該多孔質ガラスを焼結して長手方向に延びる空孔を有する光ファイバ母材を製造する光ファイバ母材の製造方法において、ガラス微粒子を堆積する工程および多孔質ガラスを焼結する工程に先立って、前記ガラス母材の空孔内の圧力を大気圧以上とし、該ガラス母材の両端に中実の部材を接続して前記ガラス母材の空孔を封止し、前記ガラス母材に堆積するガラス微粒子の嵩密度を０．４〜０．８ｇ／ｃｍ３とする光ファイバ母材の製造方法によって解決できる。
前記ガラス母材に堆積するガラス微粒子の嵩密度を０．５〜０．７ｇ／ｃｍ３とすることが好ましい。
また、前記課題は、上記の製造方法で製造された光ファイバ母材によって解決できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳しく説明する。
本発明の光ファイバ母材の製造方法は、長手方向に延びる空孔が形成されたガラス母材を作製した後、このガラス母材の外周部にガラス微粒子を堆積して多孔質ガラスを作製する工程、および、この多孔質ガラスを焼結する工程において空孔内の圧力を調節し、また、ガラス微粒子を堆積して多孔質ガラスを作製する工程においてガラス微粒子の嵩密度を調節することにより、空孔の変形、歪みを低減した光ファイバ母材を得るものである。
【００１２】
本発明の光ファイバ母材の製造方法では、まず、長手方向に延びる空孔が形成されたガラス母材を作製する。
長手方向に延びる空孔が形成されたガラス母材の作製方法としては、多数の石英系ガラスからなる細管を密充填状態に束ね、これを一体化する方法、円柱状のガラス母材に空孔となる孔部を穿孔する方法などが用いられる。
ここでは、円柱状のガラス母材に空孔となる孔部を穿孔し、長手方向に延びる空孔が形成されたガラス母材を作製する方法について説明する。
【００１３】
まず、ＶＡＤ法、ＭＣＶＤ法などのガラス合成法によりドーパントを含まない純粋石英ガラスなどからなり、コアとなる円柱状のガラス部材を作製する。
次いで、このガラス部材の外周にクラッドとなる石英ガラスなどからなるガラス微粒子を、ＶＡＤ法、外付け法などにより堆積する。
【００１４】
次いで、このガラス微粒子が堆積されたガラス部材を、フッ素などのドーパントを含有するガス中で加熱して、ガラス微粒子にドーパントを適宜添加し、さらに加熱して、このガラス微粒子を透明ガラス化して、コア／クラッド構造のガラス母材とする。
【００１５】
次いで、このガラス母材のコアまたはクラッドに対して、ドリル加工などの機械的手段によりガラス母材の長手方向に延びる１以上の空孔となる孔部を穿孔する。この孔部の径、数、位置は光ファイバに要求される特質などによって定められる。
次いで、孔部の内面を光学研磨し、長手方向に延びる空孔が形成されたガラス母材とする。
なお、ガラス母材としては、コア／クラッド構造のものに限定されず、コアとなるガラス部材のみからなるものであってもよい。
【００１６】
次に、図１を用いて、本発明の光ファイバ母材の製造方法の第１の実施形態について説明する。
この実施形態では、図１（ａ）に示すように、まず、上述のような方法で作製された、長手方向に１以上の空孔２が形成されたガラス母材１の一方の端部１ａに、管状の部材（以下、「管部材」と称する。）１４を接続し、この管部材１４の中空部１４ａと空孔２を連通して、空孔２を後の工程において常に大気開放した状態とする。このとき、ガラス母材１に空孔２が複数形成されている場合、全ての空孔２と中空部１４ａとが連通するように、ガラス母材１の一方の端部１ａに管部材１４を接続し、全ての空孔２内の圧力が常に一定となるようにする。次いで、ガラス母材１の他方の端部１ｂに、円柱状の中実の部材（以下、「中実部材」と称する。）１５を接続する。
次いで、外付け法などにより合成した石英ガラスなどからなるガラス微粒子を、ガラス母材１の外周部に堆積して、図１（ｂ）に示すように、多孔質ガラス５を作製する。
次いで、空孔２を大気開放したまま、多孔質ガラス５を焼結炉で焼結して、ガラス微粒子を透明ガラス化して、図１（ｃ）に示すように、長手方向に延びる空孔２が形成された光ファイバ母材１０を得る。
【００１７】
この実施形態によれば、ガラス微粒子を堆積して多孔質ガラス５を作製する工程、およびこの多孔質ガラス５を焼結する工程において、上記の空孔２が常に大気開放され、空孔２内の圧力が常に大気圧と等しく保たれるので、特に、多孔質ガラス５を焼結する工程において、空孔２が膨らんだりして変形するのを低減することができる。また、焼結炉内で空孔２が膨らんだりしないため、焼結炉を損傷することがなくなる。
【００１８】
なお、この実施形態では、空孔２が形成されたガラス母材１の一方の端部１ａに管部材１４を接続したが、本発明の光ファイバ母材の製造方法はこれに限定されない。本発明にあっては、ガラス母材１の他方の端部１ｂにも管部材１４を接続し、ガラス母材１の両端部に管部材１４を接続した状態で、ガラス微粒子の堆積工程および多孔質ガラス５の焼結工程を行なってもよい。
【００１９】
次に、本発明の光ファイバ母材の製造方法の第２の実施形態について説明する。
この実施形態では、図２（ａ）に示すように、まず、長手方向に１以上の空孔２が形成されたガラス母材１の一方の端部１ａに、中実部材１５を接続する。
この後、空孔２内に窒素などの不活性ガスを充填して、空孔２内の圧力が端部１ｂに中実部材１５接続した時に、大気圧以上の適当な圧力になるように、例えば母材を熱し、空孔内の温度を調整して、空孔２を封止する。
次いで、ガラス母材１の他方の端部１ｂに中実部材１５を接続し、空孔２を封止する。
次いで、外付け法などにより合成した石英ガラスなどからなるガラス微粒子を、ガラス母材１の外周部に堆積して、図２（ｂ）に示すように、多孔質ガラス５を作製する。
次いで、空孔２を封止したまま、多孔質ガラス５を焼結炉で焼結して、ガラス微粒子を透明ガラス化して、図２（ｃ）に示すように、長手方向に延びる空孔２が形成された光ファイバ母材１０を得る。
【００２０】
この実施形態では、ガラス母材１の空孔２内に窒素などの不活性ガスを充填して、ガラス母材１の両端部に中実部材１５を接続して封止し、ガラス微粒子の堆積工程および多孔質ガラス５の焼結工程において、空孔２内の圧力を大気圧＋０．０ｋＰａ〜＋５．０ｋＰａとすることが好ましい。このようにすれば、空孔２内の圧力が常に大気圧以上に保たれるので、特に、多孔質ガラス５を焼結する工程において、空孔２が歪んだりして変形するのを低減することができる。また、焼結炉内で空孔２が膨らんだりしないため、焼結炉を損傷することがなくなる。
空孔２内の圧力が大気圧未満では、ガラス微粒子の堆積工程および多孔質ガラス５の焼結工程において、空孔２が変形する。一方、空孔２内の圧力が大気圧＋５．０ｋＰａを超えると、空孔２が膨らみ、変形することがある。
【００２１】
また、空孔２内に不活性ガスを充填して、ガラス母材１の両端部に中実部材１５を接続して封止する際の空孔２内の圧力を、多孔質ガラス５の焼結時に空孔２内の圧力が所定の圧力となるように調節することが望ましい。具体的には、下記式（１）で表されるボイル・シャルルの法則において、空孔２内の容積（空孔２内に充填される不活性ガスの体積）Ｖ１、Ｖ２を一定とし、不活性ガスの充填時の温度Ｔ１、不活性ガスの充填時の空孔２内の圧力Ｐ１、多孔質ガラス５の焼結時の空孔２内の圧力Ｐ２から、多孔質ガラス５の焼結時の温度（多孔質ガラス５の焼結温度）Ｔ２を算出し、多孔質ガラス５の焼結時の空孔２内の圧力を、所定の圧力に調節する。
Ｐ１Ｖ１／Ｔ１＝Ｐ２Ｖ２／Ｔ２ （１）
【００２２】
次に、本発明の光ファイバ母材の製造方法の第３の実施形態について説明する。
この実施形態では、まず、上述のような方法で作製された、長手方向に１以上の空孔が形成されたガラス母材の外周部に、外付け法などにより、嵩密度を所定の範囲に調節して合成した石英ガラスなどからなるガラス微粒子を堆積し、多孔質ガラスを作製する。
次いで、多孔質ガラスを焼結炉で焼結して、ガラス微粒子を透明ガラス化して、長手方向に延びる空孔が形成された光ファイバ母材を得る。
【００２３】
この実施形態では、ガラス母材の外周部に堆積するガラス微粒子の嵩密度を０．４〜０．８ｇ／ｃｍ３とすることが好ましく、ガラス微粒子の嵩密度を０．５〜０．７ｇ／ｃｍ３とすることがより好ましい。ガラス微粒子の嵩密度をこの範囲とすることにより、多孔質ガラスの焼結時に、ガラス微粒子の収縮を小さくすることができる。これにより、空孔の収縮による光ファイバ母材の変形を低減することができる。
ガラス微粒子の嵩密度が０．４ｇ／ｃｍ３未満では、多孔質ガラスの焼結時に、ガラス微粒子の収縮が大きくなる。一方、ガラス微粒子の嵩密度が０．８ｇ／ｃｍ３を超えると、多孔質ガラスを焼結して得られた光ファイバ母材において、堆積されたガラス微粒子を透明化してなる部分に気泡が発生することがある。
【００２４】
次に、本発明の光ファイバ母材の製造方法の第４の実施形態について説明する。この実施形態の光ファイバ母材の製造方法は、上述の第１の実施形態と第３の実施形態とを組み合わせた方法である。
この実施形態では、図１に示すように、空孔２が形成されたガラス母材１の一方の端部１ａに、管部材１４を接続し、この管部材１４の中空部１４ａと空孔２を連通して、空孔２を全ての工程において常に大気開放し、外付け法などにより、嵩密度を０．４〜０．８ｇ／ｃｍ３に調節して合成したガラス微粒子をガラス母材１の外周部に堆積し、多孔質ガラス５を作製する。
次いで、空孔２を大気開放したまま、多孔質ガラス５を焼結炉で焼結して、ガラス微粒子を透明ガラス化して、長手方向に延びる空孔２が形成された光ファイバ母材１０を得る。
【００２５】
この実施形態によれば、空孔２内の圧力を大気圧と等しく保ち、ガラス微粒子の嵩密度を調節することにより、空孔２の変形による光ファイバ母材の変形を大幅に低減することができる。また、焼結炉内で空孔２が膨らんだりしないため、焼結炉を損傷することがなくなる。
【００２６】
次に、本発明の光ファイバ母材の製造方法の第５の実施形態について説明する。この実施形態の光ファイバ母材の製造方法は、上述の第２の実施形態と第３の実施形態とを組み合わせた方法である。
この実施形態では、図２に示すように、ガラス母材１の空孔２内に不活性ガスを充填して、ガラス母材１の両端部に中実部材１５を接続して封止し、空孔２内の圧力が大気圧＋０．０ｋＰａ〜＋５．０ｋＰａとなるように調節し、外付け法などにより、嵩密度を０．４〜０．８ｇ／ｃｍ３に調節して合成したガラス微粒子をガラス母材１の外周部に堆積し、多孔質ガラス５を作製する。
次いで、空孔２を封止したまま、多孔質ガラス５を焼結炉で焼結して、ガラス微粒子を透明ガラス化して、長手方向に延びる空孔２が形成された光ファイバ母材１０を得る。
【００２７】
この実施形態によれば、空孔２内の圧力を大気圧＋０．０ｋＰａ〜＋５．０ｋＰａに保ち、ガラス微粒子の嵩密度を調節することにより、空孔２の変形による光ファイバ母材の変形を大幅に低減することができる。
【００２８】
このように、本発明の光ファイバ母材の製造方法によれば、長手方向において、変形、歪が少なく、均一に形成された空孔を有し、設計通りの光ファイバ母材を製造することができる。よって、本発明の光ファイバ母材の製造方法で製造された光ファイバ母材を溶融、線引きして得られる光ファイバは、設計通りのものとなり、長手方向の全長にわたって、変形することなく、均一に形成された空孔を有し、優れた光学特性を示すものとなる。
【００２９】
以下、具体的な実施例を示し、本発明の効果を明らかにする。
（実施例１）
図１（ａ）に示すように、長手方向に１以上の空孔２が形成されたガラス母材１の一方の端部１ａに、管部材１４を接続した。
次いで、ガラス母材１の他方の端部１ｂに、円柱状の中実部材１５を接続した。
次いで、外付け法により、嵩密度０．６ｍｇ／ｃｍ３の石英ガラスからなるガラス微粒子を、ガラス母材１の外周部に堆積して、図１（ｂ）に示すように、多孔質ガラス５を作製した。
次いで、空孔２を大気開放したまま、多孔質ガラス５を焼結炉内に収容し、炉内温度１５００℃、母材トラバース速度１２０ｍｍ／ｈで焼結して、ガラス微粒子を透明ガラス化して、図１（ｃ）に示すように、長手方向に延びる空孔２が形成された光ファイバ母材１０を得た。
【００３０】
図３に、得られた光ファイバ母材１０の概略断面図を示す。また、比較のために、図４には、空孔１２内の圧力を調節することなく、空孔１２の両端を封止した後、焼結して得られた光ファイバ母材２０の概略断面図を示す。
図３と図４を比較すると、本発明の光ファイバの製造方法で製造された光ファイバ母材１０は、空孔２がほとんど変形していないことが分かった。
また、焼結後の光ファイバ母材の空孔の平均径をＤａｖｅ、焼結前の光ファイバ母材の空孔の長手方向の長さをＤｍａｘ、焼結後の光ファイバ母材の空孔の長手方向の長さをＤｍｉｎとすると、焼結後の光ファイバ母材の空孔の平均径Ｄａｖｅと、焼結前後の光ファイバ母材の空孔の長手方向の変動幅（Ｄｍａｘ−Ｄｍｉｎ）との比率（（Ｄｍａｘ−Ｄｍｉｎ）／Ｄａｖｅ）×１００は、図３の光ファイバ母材１０では７％、図４の光ファイバ母材２０では５５％であった。この結果から、本発明の光ファイバの製造方法では、空孔の収縮を小さくすることができることが確認された。
【００３１】
（実施例２）
図２（ａ）に示すように、長手方向に１以上の空孔２が形成されたガラス母材１の一方の端部１ａに、円柱状の中実部材１５を接続した。
この後、空孔２内に窒素などの不活性ガスを充填して、空孔２内の圧力を大気圧以上とした。
次いで、ガラス母材１の他方の端部１ｂに中実部材１５を接続し、空孔２を封止した。このとき、空孔２を封止するときの空孔２内の圧力を、焼結温度１５００℃にて大気圧＋１．０ｋＰａになるように、空孔２内の不活性ガスの温度を１４８０℃に調節して封止した。ここで、調整温度はボイル・シャルルの法則より、上記式（１）において体積一定、大気圧１０１．３ｋＰａとして求めた。
次いで、外付け法により、嵩密度０．６ｍｇ／ｃｍ３の石英ガラスからなるガラス微粒子をガラス母材１の外周部に堆積して、図２（ｂ）に示すように、多孔質ガラス５を作製した。
次いで、空孔２を大気開放したまま、多孔質ガラス５を焼結炉内に収容し、炉内温度１５００℃、母材トラバース速度１２０ｍｍ／ｈで焼結して、ガラス微粒子を透明ガラス化して、図２（ｃ）に示すように、長手方向に伸びる空孔２が形成された光ファイバ母材１０を得た。
【００３２】
得られた光ファイバ母材１０の断面形状は、図３に示した光ファイバ母材と同様のものであった。
この光ファイバ母材１０と、図４に示した光ファイバ母材２０を比較すると、本発明の光ファイバの製造方法で得られた光ファイバ母材１０は、空孔２がほとんど変形していないことが分かった。
また、焼結後の光ファイバ母材の空孔の平均径Ｄａｖｅと、焼結前後の光ファイバ母材の空孔の長手方向の変動幅（Ｄｍａｘ−Ｄｍｉｎ）との比率（（Ｄｍａｘ−Ｄｍｉｎ）／Ｄａｖｅ）×１００は、光ファイバ母材１０では８％、図４の光ファイバ母材２０では５５％であった。この結果から、本発明の光ファイバの製造方法では、空孔の収縮を小さくすることができることが確認された。
【００３３】
（実施例３）
長手方向に１以上の空孔が形成されたガラス母材１の外周部に、外付け法により、嵩密度０．７ｇ／ｃｍ３の石英ガラスからなるガラス微粒子を堆積して、多孔質ガラス５を作製した。
次いで、多孔質ガラス５を焼結炉内に収容し、炉内温度１５００℃、母材トラバース速度１２０ｍｍ／ｈで焼結して、ガラス微粒子を透明ガラス化して、長手方向に伸びる空孔が形成された光ファイバ母材１０を得た。
【００３４】
得られた光ファイバ母材１０の断面形状は、図３に示した光ファイバ母材と同様のものであった。また、比較のために、図５には、ガラス微粒子の嵩密度を０．３ｇ／ｃｍ３として作製した光ファイバ母材３０の概略断面図を示す。
この光ファイバ母材１０と、図５に示した光ファイバ母材３０を比較すると、本発明の光ファイバの製造方法で得られた光ファイバ母材１０は、空孔２がほとんど変形していないことが分かった。
また、焼結前の多孔質ガラスの有効長をＬ、焼結後の光ファイバ母材の有効長をＬ´とすると、比Ｌ´／Ｌは、光ファイバ母材１０では１／１．０７、図５の光ファイバ母材３０では１／１．６５であった。この結果から、本発明の光ファイバの製造方法では、空孔の収縮を小さくすることができることが確認された。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の光ファイバ母材の製造方法によれば、ガラス微粒子の堆積工程および多孔質ガラスの焼結工程において、ガラス母材の長手方向に形成された空孔の変形、歪み、収縮を小さくすることができるから、均一に形成された空孔を有し、設計通りの光ファイバ母材を製造することができる。
さらに、本発明の光ファイバ母材の製造方法で製造された光ファイバ母材は、均一に形成された空孔を有するから、この光ファイバ母材を溶融、線引きして得られる光ファイバの長手方向の光学特性を一定にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光ファイバ母材の製造方法の第１の実施形態を説明する概略図である。
【図２】本発明の光ファイバ母材の製造方法の第２の実施形態を説明する概略図である。
【図３】実施例で製造された光ファイバ母材の概略断面図である。
【図４】実施例の比較として製造された光ファイバ母材の概略断面図である。
【図５】実施例の比較として製造された光ファイバ母材の概略断面図である。
【図６】従来の長手方向に延びる複数の空孔を有する光ファイバを示す断面図である。
【符号の説明】
１・・・ガラス母材、２・・・空孔、５・・・多孔質ガラス、１０・・・光ファイバ母材、１４・・・管部材、１４ａ・・・中空部、１５・・・中実部材。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing an optical fiber preform having a hole extending in the longitudinal direction of a core member or a clad member, and an optical fiber preform manufactured by the method. The present invention relates to a method for manufacturing an optical fiber preform to be reduced and an optical fiber preform manufactured by the method.
[0002]
[Prior art]
In recent years, as a new optical fiber, an optical fiber having a plurality of holes in a core or a cladding extending in a longitudinal direction thereof has been proposed.
FIGS. 6A and 6B show an example of an optical fiber having a plurality of holes in a part of the cladding. The optical fiber 40 of this example has a core 32 and a clad 33, and the clad 33 is formed with a plurality of holes 34 extending in the longitudinal direction so as to surround the core 32.
[0003]
In such an optical fiber 40, the effective refractive index between the core 32 and the clad 33 increases. Thus, the optical fiber 40 has characteristics such that it is suitable for dispersion compensation because a chromatic dispersion having a large absolute value is obtained, and is suitable for use of the nonlinear optical effect because it can realize a small mode field diameter. In order to realize such characteristics of the optical fiber 40 as designed, the holes 34 formed in the optical fiber 40 must be uniform without deformation over the entire length of the optical fiber 40 in the longitudinal direction. is necessary.
As a method of manufacturing such an optical fiber 40, a method of manufacturing an optical fiber preform having holes in its longitudinal direction, melting and drawing this optical fiber preform is exemplified. In particular, when manufacturing an optical fiber preform having holes in the longitudinal direction, by using an external method, the degree of freedom in designing the optical fiber preform is increased, and as a result, the degree of freedom in designing the optical fiber 40 is increased. Can be expanded.
[0004]
As a method for manufacturing an optical fiber preform having holes in the longitudinal direction using an external method, for example, a number of silica capillaries are bundled in a tightly packed state to form a tube bundle, and the silica capillary which forms the center of the tube bundle is solid. After replacing with a silica rod, both ends of each silica capillary are sealed, a part of both ends of this tube bundle is put in a silica tube and integrated, and a method of manufacturing an optical fiber preform having holes in the longitudinal direction is used. (For example, see Patent Document 1).
[0005]
Further, in order to increase the outer diameter of the preform in which a plurality of holes are formed in the longitudinal direction, a method of putting the preform into a jacket tube, integrating the jacket tube, and increasing the outer diameter of the preform. Alternatively, a method is used in which glass fine particles are deposited on the outer periphery of a preform and then sintered to increase the outer diameter of the preform. Before and after the step of increasing the outer diameter of the preform, there is a method in which both ends of the holes are sealed and the preform is stretched (for example, see Patent Document 2).
[0006]
[Patent Document 1]
JP-A-10-95628 [Patent Document 2]
JP-A-2002-145634
[Problems to be solved by the invention]
However, in the method disclosed in Patent Literature 1, since both ends of the silica capillary are sealed to integrate the tube bundle, the silica capillary expands and contracts during sintering, or becomes tapered and becomes longer in the longitudinal direction. Was deformed. As a result, the optical fiber preform in which the holes obtained by the integration of the tube bundle have been formed may shrink in the longitudinal direction, or the holes may be bent or distorted. Further, in this method, different types of silica tubes must be prepared according to the design of the optical fiber preform, and there is a problem that the manufacturing cost is increased. In addition, when the size of the tube bundle (the number of bundled silica capillaries) is determined according to the size of the silica tube, the degree of freedom in designing the optical fiber preform decreases, and as a result, the characteristics of the optical fiber are finely adjusted. Was difficult.
[0008]
Patent Document 2 describes an external device, but does not describe a specific method. Therefore, if externally attached and both ends of the preform are sealed with glass members at both ends, and externally attached and sintered as in the case of the conventional optical fiber preform manufacturing method, However, there is a problem such as deformation in the longitudinal direction.
[0009]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and in a method of manufacturing an optical fiber preform having a hole extending in the longitudinal direction, deformation of the hole, a method of manufacturing an optical fiber preform that reduces distortion, and An object of the present invention is to provide an optical fiber preform manufactured by this manufacturing method.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The object is to deposit glass particles on the outer periphery of a glass base material in which holes extending in the longitudinal direction are formed, synthesize porous glass, and sinter the porous glass to form holes extending in the longitudinal direction. In the method of manufacturing an optical fiber preform for producing an optical fiber preform having the above, prior to the step of depositing glass fine particles and the step of sintering the porous glass, a pipe member is connected to one or both ends of the glass preform. The problem can be solved by a method of manufacturing an optical fiber preform in which the hollow portion of the tube member communicates with the hole of the glass base material to open the hole of the glass base material to the atmosphere.
The object is to deposit glass particles on the outer periphery of a glass base material in which holes extending in the longitudinal direction are formed, synthesize porous glass, and sinter the porous glass to form holes extending in the longitudinal direction. In the method of manufacturing an optical fiber preform for producing an optical fiber preform having the above, prior to the step of depositing glass fine particles and the step of sintering the porous glass, the pressure in the pores of the glass preform is reduced to atmospheric pressure. The above problem can be solved by a method of manufacturing an optical fiber preform in which a solid member is connected to both ends of the glass preform to seal the holes of the glass preform.
It is preferable that the pressure in the pores of the glass base material is set to atmospheric pressure +0.0 kPa to +5.0 kPa.
The object is to deposit glass particles on the outer periphery of a glass base material in which holes extending in the longitudinal direction are formed, synthesize porous glass, and sinter the porous glass to form holes extending in the longitudinal direction. method for manufacturing an optical fiber preform for the manufacturing method of an optical fiber preform for producing an optical fiber preform, the bulk density of the glass particles deposited on the glass base material and 0.4 to 0.8 g / cm 3 with Can be solved.
The object is to deposit glass particles on the outer periphery of a glass base material in which holes extending in the longitudinal direction are formed, synthesize porous glass, and sinter the porous glass to form holes extending in the longitudinal direction. In the method of manufacturing an optical fiber preform for producing an optical fiber preform having the above, prior to the step of depositing glass fine particles and the step of sintering the porous glass, a pipe member is connected to one or both ends of the glass preform. Then, the hollow portion of the tubular member communicates with the hole of the glass base material to open the hole of the glass base material to the atmosphere, and the bulk density of the glass fine particles deposited on the glass base material is 0.4 to 0.4. The problem can be solved by a method of manufacturing an optical fiber preform having 0.8 g / cm 3 .
The object is to deposit glass particles on the outer periphery of a glass base material in which holes extending in the longitudinal direction are formed, synthesize porous glass, and sinter the porous glass to form holes extending in the longitudinal direction. In the method of manufacturing an optical fiber preform for producing an optical fiber preform having the above, prior to the step of depositing glass fine particles and the step of sintering the porous glass, the pressure in the pores of the glass preform is reduced to atmospheric pressure. As described above, a solid member is connected to both ends of the glass base material to seal the holes of the glass base material, and the bulk density of the glass fine particles deposited on the glass base material is 0.4 to 0.8 g. / Cm 3 can be solved by a method of manufacturing an optical fiber preform.
It is preferable that the bulk density of the glass particles deposited on the glass base material is 0.5 to 0.7 g / cm 3 .
Further, the above problem can be solved by the optical fiber preform manufactured by the above manufacturing method.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
In the method for producing an optical fiber preform of the present invention, a porous glass is produced by producing a glass preform in which holes extending in the longitudinal direction are formed, and then depositing glass fine particles on an outer peripheral portion of the glass preform. Step, and adjusting the pressure in the pores in the step of sintering the porous glass, and also adjusting the bulk density of the glass particles in the step of depositing the glass particles to produce the porous glass, An object of the present invention is to obtain an optical fiber preform with reduced deformation and distortion of holes.
[0012]
In the method of manufacturing an optical fiber preform of the present invention, first, a glass preform having holes formed in the longitudinal direction is formed.
As a method of manufacturing a glass base material having holes extending in the longitudinal direction, a method of bundling a large number of thin tubes made of quartz-based glass in a tightly packed state and integrating them, a method of forming holes in a cylindrical glass base material, For example, a method of perforating a hole to be used.
Here, a method of manufacturing a glass base material in which holes that become holes are formed in a cylindrical glass base material and holes extending in the longitudinal direction are formed.
[0013]
First, a columnar glass member that is made of pure silica glass or the like and contains no dopant and is used as a core is manufactured by a glass synthesis method such as a VAD method or an MCVD method.
Next, glass fine particles made of quartz glass or the like serving as a clad are deposited on the outer periphery of the glass member by a VAD method, an external method, or the like.
[0014]
Next, the glass member on which the glass particles are deposited is heated in a gas containing a dopant such as fluorine, a dopant is appropriately added to the glass particles, and further heated, and the glass particles are turned into a transparent glass, The glass base material has a core / clad structure.
[0015]
Next, holes or holes serving as one or more holes extending in the longitudinal direction of the glass base material are formed in the core or clad of the glass base material by mechanical means such as drilling. The diameter, number, and position of the holes are determined by the characteristics required for the optical fiber.
Next, the inner surface of the hole is optically polished to obtain a glass base material in which holes extending in the longitudinal direction are formed.
The glass base material is not limited to the core / cladding structure, but may be a glass base material alone.
[0016]
Next, a first embodiment of the method for manufacturing an optical fiber preform of the present invention will be described with reference to FIG.
In this embodiment, as shown in FIG. 1A, first, one end 1a of a glass base material 1 formed by the above-described method and having one or more holes 2 formed in a longitudinal direction. , A tubular member (hereinafter, referred to as a “pipe member”) 14 is connected thereto, and the hollow portion 14 a of the pipe member 14 communicates with the hole 2, and the hole 2 is always opened to the atmosphere in a later step. State. At this time, when a plurality of holes 2 are formed in the glass base material 1, the tube member 14 is attached to one end 1a of the glass base material 1 so that all the holes 2 and the hollow portions 14a communicate with each other. Connection so that the pressure in all the holes 2 is always constant. Next, a cylindrical solid member (hereinafter, referred to as “solid member”) 15 is connected to the other end 1 b of the glass base material 1.
Next, glass fine particles made of quartz glass or the like synthesized by an external method or the like are deposited on the outer peripheral portion of the glass base material 1 to produce a porous glass 5 as shown in FIG.
Next, with the pores 2 open to the atmosphere, the porous glass 5 is sintered in a sintering furnace to make the glass particles transparent and vitrified, and as shown in FIG. Is obtained.
[0017]
According to this embodiment, in the step of producing the porous glass 5 by depositing the glass fine particles and the step of sintering the porous glass 5, the above-mentioned holes 2 are always opened to the atmosphere, Is always kept equal to the atmospheric pressure, so that in the step of sintering the porous glass 5, it is possible to reduce the expansion and deformation of the pores 2. Further, since the holes 2 do not expand in the sintering furnace, the sintering furnace is not damaged.
[0018]
In this embodiment, the tube member 14 is connected to one end 1a of the glass preform 1 in which the holes 2 are formed, but the method of manufacturing the optical fiber preform of the present invention is not limited to this. In the present invention, the tube member 14 is also connected to the other end 1b of the glass base material 1, and the glass member 1 is connected to both ends of the glass base material 1. The sintering step of the quality glass 5 may be performed.
[0019]
Next, a second embodiment of the method for producing an optical fiber preform of the present invention will be described.
In this embodiment, as shown in FIG. 2A, first, a solid member 15 is connected to one end 1a of a glass base material 1 in which one or more holes 2 are formed in a longitudinal direction.
Thereafter, the void 2 is filled with an inert gas such as nitrogen so that the pressure in the void 2 becomes an appropriate pressure equal to or higher than the atmospheric pressure when the solid member 15 is connected to the end 1b. For example, the base material is heated, the temperature in the holes is adjusted, and the holes 2 are sealed.
Next, the solid member 15 is connected to the other end 1b of the glass base material 1, and the hole 2 is sealed.
Next, glass fine particles made of quartz glass or the like synthesized by an external method or the like are deposited on the outer peripheral portion of the glass base material 1 to produce the porous glass 5 as shown in FIG.
Next, while the pores 2 are sealed, the porous glass 5 is sintered in a sintering furnace to make the glass particles transparent and vitrified, and as shown in FIG. Is obtained.
[0020]
In this embodiment, the pores 2 of the glass base material 1 are filled with an inert gas such as nitrogen, and solid members 15 are connected and sealed at both ends of the glass base material 1 to deposit glass fine particles. In the step and the sintering step of the porous glass 5, the pressure in the holes 2 is preferably set to the atmospheric pressure +0.0 kPa to +5.0 kPa. By doing so, the pressure in the holes 2 is always maintained at or above the atmospheric pressure, so that in the step of sintering the porous glass 5, the deformation of the holes 2 due to distortion or the like is reduced. be able to. Further, since the holes 2 do not expand in the sintering furnace, the sintering furnace is not damaged.
When the pressure in the holes 2 is lower than the atmospheric pressure, the holes 2 are deformed in the step of depositing the glass fine particles and the step of sintering the porous glass 5. On the other hand, if the pressure in the holes 2 exceeds the atmospheric pressure + 5.0 kPa, the holes 2 may swell and deform.
[0021]
In addition, an inert gas is filled in the holes 2, and the pressure in the holes 2 when the solid member 15 is connected to both ends of the glass base material 1 and sealed is reduced by the firing of the porous glass 5. It is desirable that the pressure in the holes 2 be adjusted to a predetermined pressure at the time of connection. Specifically, according to Boyle-Charles' law represented by the following equation (1), the volumes in the holes 2 (the volumes of the inert gas filled in the holes 2) V 1 and V 2 are fixed. , the temperature T 1 of the time of filling of the inert gas, the pressure P 1 of the air hole 2 during filling of the inert gas, the pressure P 2 in the holes 2 at the time of sintering of the porous glass 5, porous glass 5 to calculate the T 2 (sintering temperature of the porous glass 5) temperature during sintering, the pressure in the holes 2 at the time of sintering the porous glass 5 is adjusted to a predetermined pressure.
P 1 V 1 / T 1 = P 2 V 2 / T 2 (1)
[0022]
Next, a third embodiment of the method for manufacturing an optical fiber preform of the present invention will be described.
In this embodiment, first, the bulk density is set to a predetermined range by an external attachment method or the like on the outer peripheral portion of the glass base material having one or more holes formed in the longitudinal direction manufactured by the method described above. Glass particles made of quartz glass or the like synthesized by adjustment are deposited to produce a porous glass.
Next, the porous glass is sintered in a sintering furnace, and the glass fine particles are transparently vitrified to obtain an optical fiber preform in which holes extending in the longitudinal direction are formed.
[0023]
In this embodiment, the bulk density of the glass fine particles deposited on the outer peripheral portion of the glass base material is preferably 0.4 to 0.8 g / cm 3, and the bulk density of the glass fine particles is 0.5 to 0.7 g / cm 3. cm 3 is more preferable. By setting the bulk density of the glass fine particles in this range, shrinkage of the glass fine particles can be reduced during sintering of the porous glass. Thereby, the deformation of the optical fiber preform due to the shrinkage of the holes can be reduced.
If the bulk density of the glass particles is less than 0.4 g / cm 3 , the shrinkage of the glass particles during sintering of the porous glass becomes large. On the other hand, when the bulk density of the glass fine particles exceeds 0.8 g / cm 3 , bubbles are generated in a portion of the optical fiber preform obtained by sintering the porous glass, where the deposited glass fine particles are made transparent. Sometimes.
[0024]
Next, a fourth embodiment of the method for producing an optical fiber preform of the present invention will be described. The method for manufacturing an optical fiber preform of this embodiment is a method in which the first embodiment and the third embodiment are combined.
In this embodiment, as shown in FIG. 1, a tube member 14 is connected to one end 1a of a glass base material 1 in which a hole 2 is formed, and a hollow portion 14a of the tube member 14 and a hole 2 And the pores 2 are always opened to the air in all the steps, and the glass fine particles synthesized by adjusting the bulk density to 0.4 to 0.8 g / cm 3 by an external method or the like are used as the glass base material 1. To form a porous glass 5.
Next, the porous glass 5 is sintered in a sintering furnace while the pores 2 are kept open to the atmosphere, and the glass fine particles are transparently vitrified to form the optical fiber preform 10 having the pores 2 extending in the longitudinal direction. obtain.
[0025]
According to this embodiment, by keeping the pressure in the hole 2 equal to the atmospheric pressure and adjusting the bulk density of the glass particles, the deformation of the optical fiber preform due to the deformation of the hole 2 can be greatly reduced. it can. Further, since the holes 2 do not expand in the sintering furnace, the sintering furnace is not damaged.
[0026]
Next, a fifth embodiment of the method for manufacturing an optical fiber preform of the present invention will be described. The method for manufacturing an optical fiber preform of this embodiment is a method in which the above-described second embodiment and third embodiment are combined.
In this embodiment, as shown in FIG. 2, an inert gas is filled in the holes 2 of the glass base material 1, and solid members 15 are connected to both ends of the glass base material 1 and sealed, Glass fine particles synthesized by adjusting the pressure in the holes 2 to be atmospheric pressure +0.0 kPa to +5.0 kPa, and adjusting the bulk density to 0.4 to 0.8 g / cm 3 by an external method or the like. Is deposited on the outer peripheral portion of the glass base material 1 to produce the porous glass 5.
Next, while the pores 2 are sealed, the porous glass 5 is sintered in a sintering furnace, and the glass fine particles are made into a transparent glass, and the optical fiber preform 10 having the pores 2 extending in the longitudinal direction is formed. obtain.
[0027]
According to this embodiment, the deformation of the optical fiber preform due to the deformation of the holes 2 is maintained by maintaining the pressure in the holes 2 at atmospheric pressure +0.0 kPa to +5.0 kPa and adjusting the bulk density of the glass particles. It can be greatly reduced.
[0028]
As described above, according to the method for manufacturing an optical fiber preform of the present invention, in the longitudinal direction, there is little deformation and distortion, having uniformly formed holes, and manufacturing an optical fiber preform as designed. Can be. Therefore, the optical fiber obtained by melting and drawing the optical fiber preform manufactured by the method for manufacturing an optical fiber preform of the present invention is as designed, and is uniform without deformation over the entire length in the longitudinal direction. And has excellent optical characteristics.
[0029]
Hereinafter, specific examples will be shown to clarify the effects of the present invention.
(Example 1)
As shown in FIG. 1A, a tube member 14 was connected to one end 1a of a glass base material 1 in which one or more holes 2 were formed in a longitudinal direction.
Next, a columnar solid member 15 was connected to the other end 1 b of the glass base material 1.
Next, glass particles made of quartz glass having a bulk density of 0.6 mg / cm 3 are deposited on the outer peripheral portion of the glass base material 1 by an external method, and as shown in FIG. Was prepared.
Next, the porous glass 5 is accommodated in a sintering furnace while the pores 2 are open to the atmosphere, and sintered at a furnace temperature of 1500 ° C. and a base material traverse speed of 120 mm / h to form glass particles into a transparent glass. As shown in FIG. 1 (c), an optical fiber preform 10 having holes 2 extending in the longitudinal direction was obtained.
[0030]
FIG. 3 shows a schematic sectional view of the obtained optical fiber preform 10. For comparison, FIG. 4 shows a schematic cross section of an optical fiber preform 20 obtained by sealing both ends of the hole 12 and adjusting the pressure without adjusting the pressure in the hole 12. The figure is shown.
Comparing FIG. 3 with FIG. 4, it was found that the holes 2 were hardly deformed in the optical fiber preform 10 manufactured by the optical fiber manufacturing method of the present invention.
Further, the average diameter of the holes of the optical fiber preform after sintering is D ave , the length in the longitudinal direction of the holes of the optical fiber preform before sintering is D max , and the diameter of the optical fiber preform after sintering is D max . Assuming that the length of the hole in the longitudinal direction is D min , the average diameter D ave of the hole in the optical fiber preform after sintering and the variation width in the longitudinal direction of the hole in the optical fiber preform before and after sintering ( D max -D min) ratio of ((D max -D min) / D ave) × 100 7% in the optical fiber preform 10 in FIG. 3, 55% in the optical fiber preform 20 in FIG. 4 met Was. From this result, it was confirmed that the method of manufacturing an optical fiber according to the present invention can reduce the shrinkage of the holes.
[0031]
(Example 2)
As shown in FIG. 2A, a columnar solid member 15 was connected to one end 1a of the glass base material 1 in which one or more holes 2 were formed in the longitudinal direction.
Thereafter, the pores 2 were filled with an inert gas such as nitrogen, and the pressure in the pores 2 was increased to the atmospheric pressure or higher.
Next, the solid member 15 was connected to the other end 1b of the glass base material 1, and the hole 2 was sealed. At this time, the temperature of the inert gas in the hole 2 is set to 1480 ° C. so that the pressure in the hole 2 when sealing the hole 2 is set to atmospheric pressure + 1.0 kPa at a sintering temperature of 1500 ° C. And sealed. Here, the adjusted temperature was determined from the above equation (1) as a constant volume and an atmospheric pressure of 101.3 kPa according to Boyle-Charles' law.
Next, glass particles made of quartz glass having a bulk density of 0.6 mg / cm 3 are deposited on the outer periphery of the glass base material 1 by an external method, and as shown in FIG. Produced.
Next, the porous glass 5 is accommodated in a sintering furnace while the pores 2 are open to the atmosphere, and sintered at a furnace temperature of 1500 ° C. and a base material traverse speed of 120 mm / h to form glass particles into a transparent glass. As shown in FIG. 2C, an optical fiber preform 10 having holes 2 extending in the longitudinal direction was obtained.
[0032]
The cross-sectional shape of the obtained optical fiber preform 10 was similar to the optical fiber preform shown in FIG.
Comparing the optical fiber preform 10 with the optical fiber preform 20 shown in FIG. 4, the optical fiber preform 10 obtained by the optical fiber manufacturing method of the present invention has almost no deformation of the holes 2. I found out.
In addition, the ratio ((DD−D min −D min )) of the average diameter D ave of the holes of the optical fiber preform after sintering and the fluctuation width (D max −D min ) of the holes of the optical fiber preform before and after sintering. max− D min ) / D ave ) × 100 was 8% for the optical fiber preform 10 and 55% for the optical fiber preform 20 in FIG. 4. From this result, it was confirmed that the method of manufacturing an optical fiber according to the present invention can reduce the shrinkage of the holes.
[0033]
(Example 3)
Fine glass particles made of quartz glass having a bulk density of 0.7 g / cm 3 are deposited on the outer peripheral portion of the glass base material 1 having one or more holes formed in the longitudinal direction by an external method. Was prepared.
Next, the porous glass 5 is accommodated in a sintering furnace, and sintered at a furnace temperature of 1500 ° C. and a base material traverse speed of 120 mm / h to turn the glass fine particles into a transparent glass and form pores extending in the longitudinal direction. The obtained optical fiber preform 10 was obtained.
[0034]
The cross-sectional shape of the obtained optical fiber preform 10 was similar to the optical fiber preform shown in FIG. For comparison, FIG. 5 shows a schematic cross-sectional view of an optical fiber preform 30 manufactured with a bulk density of glass fine particles of 0.3 g / cm 3 .
Comparing the optical fiber preform 10 with the optical fiber preform 30 shown in FIG. 5, the optical fiber preform 10 obtained by the optical fiber manufacturing method of the present invention has almost no deformation of the holes 2. I found out.
Further, assuming that the effective length of the porous glass before sintering is L and the effective length of the optical fiber preform after sintering is L ′, the ratio L ′ / L is 1 / 1.07 in the optical fiber preform 10. 5 was 1 / 1.65 in the optical fiber preform 30 of FIG. From this result, it was confirmed that the method of manufacturing an optical fiber according to the present invention can reduce the shrinkage of the holes.
[0035]
【The invention's effect】
As described above, according to the method for manufacturing an optical fiber preform of the present invention, in the step of depositing the glass fine particles and the step of sintering the porous glass, the deformation of the holes formed in the longitudinal direction of the glass preform, Since distortion and shrinkage can be reduced, it is possible to manufacture an optical fiber preform as designed having uniformly formed holes.
Further, since the optical fiber preform manufactured by the method for manufacturing an optical fiber preform of the present invention has uniformly formed holes, the optical fiber preform is melted and drawn to obtain a longitudinal length of the optical fiber. The optical characteristics in the direction can be made constant.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a first embodiment of a method for manufacturing an optical fiber preform according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a second embodiment of the method for manufacturing an optical fiber preform according to the present invention.
FIG. 3 is a schematic sectional view of an optical fiber preform manufactured in an example.
FIG. 4 is a schematic sectional view of an optical fiber preform manufactured as a comparative example.
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of an optical fiber preform manufactured as a comparative example.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a conventional optical fiber having a plurality of holes extending in a longitudinal direction.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Glass base material, 2 ... Pores, 5 ... Porous glass, 10 ... Optical fiber base material, 14 ... Tube member, 14a ... Hollow part, 15 ... Solid parts.

Claims (8)

長手方向に延びる空孔が形成されたガラス母材の外周部に、ガラス微粒子を堆積して多孔質ガラスを合成し、該多孔質ガラスを焼結して長手方向に延びる空孔を有する光ファイバ母材を製造する光ファイバ母材の製造方法において、
ガラス微粒子を堆積する工程および多孔質ガラスを焼結する工程に先立って、前記ガラス母材の一端または両端に管部材を接続し、該管部材の中空部と前記ガラス母材の空孔を連通して該ガラス母材の空孔を大気開放することを特徴とする光ファイバ母材の製造方法。Optical fiber having pores extending in the longitudinal direction by synthesizing porous glass by depositing glass fine particles on the outer peripheral portion of the glass base material in which the pores extending in the longitudinal direction are formed, and sintering the porous glass. In a method for manufacturing an optical fiber preform for producing a preform,
Prior to the step of depositing glass fine particles and the step of sintering the porous glass, a tube member is connected to one or both ends of the glass base material, and a hollow portion of the tube member and a hole of the glass base material are communicated. And releasing the holes of the glass preform to the atmosphere. 長手方向に延びる空孔が形成されたガラス母材の外周部に、ガラス微粒子を堆積して多孔質ガラスを合成し、該多孔質ガラスを焼結して長手方向に延びる空孔を有する光ファイバ母材を製造する光ファイバ母材の製造方法において、
ガラス微粒子を堆積する工程および多孔質ガラスを焼結する工程に先立って、前記ガラス母材の空孔内の圧力を大気圧以上とし、該ガラス母材の両端に中実の部材を接続して前記ガラス母材の空孔を封止することを特徴とする光ファイバ母材の製造方法。Optical fiber having pores extending in the longitudinal direction by synthesizing porous glass by depositing glass fine particles on the outer peripheral portion of the glass base material in which the pores extending in the longitudinal direction are formed, and sintering the porous glass. In a method for manufacturing an optical fiber preform for producing a preform,
Prior to the step of depositing the glass fine particles and the step of sintering the porous glass, the pressure in the pores of the glass base material is set to atmospheric pressure or higher, and solid members are connected to both ends of the glass base material. A method for manufacturing an optical fiber preform, wherein the holes of the glass preform are sealed. 前記ガラス母材の空孔内の圧力を大気圧＋０．０ｋＰａ〜＋５．０ｋＰａとすることを特徴とする請求項２記載の光ファイバ母材の製造方法。The method for manufacturing an optical fiber preform according to claim 2, wherein the pressure in the pores of the glass preform is set to atmospheric pressure +0.0 kPa to +5.0 kPa. 長手方向に延びる空孔が形成されたガラス母材の外周部に、ガラス微粒子を堆積して多孔質ガラスを合成し、該多孔質ガラスを焼結して長手方向に延びる空孔を有する光ファイバ母材を製造する光ファイバ母材の製造方法において、
前記ガラス母材に堆積するガラス微粒子の嵩密度を０．４〜０．８ｇ／ｃｍ３とすることを特徴とする光ファイバ母材の製造方法。Optical fiber having pores extending in the longitudinal direction by synthesizing porous glass by depositing glass fine particles on the outer peripheral portion of the glass base material in which the pores extending in the longitudinal direction are formed, and sintering the porous glass. In a method for manufacturing an optical fiber preform for producing a preform,
Method for manufacturing an optical fiber preform, characterized in that a 0.4 to 0.8 g / cm 3 bulk density of the glass fine particles deposited on the glass preform. 長手方向に延びる空孔が形成されたガラス母材の外周部に、ガラス微粒子を堆積して多孔質ガラスを合成し、該多孔質ガラスを焼結して長手方向に延びる空孔を有する光ファイバ母材を製造する光ファイバ母材の製造方法において、
ガラス微粒子を堆積する工程および多孔質ガラスを焼結する工程に先立って、前記ガラス母材の一端または両端に管部材を接続し、該管部材の中空部と前記ガラス母材の空孔を連通して該ガラス母材の空孔を大気開放し、前記ガラス母材に堆積するガラス微粒子の嵩密度を０．４〜０．８ｇ／ｃｍ３とすることを特徴とする光ファイバ母材の製造方法。Optical fiber having pores extending in the longitudinal direction by synthesizing porous glass by depositing glass fine particles on the outer peripheral portion of the glass base material in which the pores extending in the longitudinal direction are formed, and sintering the porous glass. In a method for manufacturing an optical fiber preform for producing a preform,
Prior to the step of depositing glass fine particles and the step of sintering the porous glass, a tube member is connected to one or both ends of the glass base material, and a hollow portion of the tube member and a hole of the glass base material are communicated. manufacturing the optical fiber preform, characterized in that the pores of the glass base material was air release, and 0.4 to 0.8 g / cm 3 bulk density of the glass fine particles deposited on the glass preform and Method. 長手方向に延びる空孔が形成されたガラス母材の外周部に、ガラス微粒子を堆積して多孔質ガラスを合成し、該多孔質ガラスを焼結して長手方向に延びる空孔を有する光ファイバ母材を製造する光ファイバ母材の製造方法において、
ガラス微粒子を堆積する工程および多孔質ガラスを焼結する工程に先立って、前記ガラス母材の空孔内の圧力を大気圧以上とし、該ガラス母材の両端に中実の部材を接続して前記ガラス母材の空孔を封止し、前記ガラス母材に堆積するガラス微粒子の嵩密度を０．４〜０．８ｇ／ｃｍ３とすることを特徴とする光ファイバ母材の製造方法。Optical fiber having pores extending in the longitudinal direction by synthesizing porous glass by depositing glass fine particles on the outer peripheral portion of the glass base material in which the pores extending in the longitudinal direction are formed, and sintering the porous glass. In a method for manufacturing an optical fiber preform for producing a preform,
Prior to the step of depositing the glass fine particles and the step of sintering the porous glass, the pressure in the pores of the glass base material is set to atmospheric pressure or higher, and solid members are connected to both ends of the glass base material. A method for producing an optical fiber preform, wherein pores of the glass preform are sealed, and a bulk density of glass fine particles deposited on the glass preform is set to 0.4 to 0.8 g / cm 3 . 前記ガラス母材に堆積するガラス微粒子の嵩密度を０．５〜０．７ｇ／ｃｍ３とすることを特徴とする請求項４ないし６のいずれかに記載の光ファイバ母材の製造方法。Method for manufacturing an optical fiber preform according to any of claims 4 to 6, characterized in that the bulk density of the glass particles deposited on the glass base material and 0.5~0.7g / cm 3. 請求項１ないし７のいずれかに記載の製造方法で製造されたことを特徴とする光ファイバ母材。An optical fiber preform manufactured by the manufacturing method according to claim 1.
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