JP2008247741A - 光ファイバ母材の製造方法及びその装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】気相合成法により得られた多孔質ガラス母材に脱水剤による脱水処理を施す際に、この脱水処理を、40℃における透湿係数1.0×10−11g・cm/cm2・s・cmHg以下の配管を通して供給される脱水剤によって行い、前記脱水剤を通す透湿係数1.0×10−11g・cm/cm2・s・cmHg以下の配管の外側が空隙を隔てて外部配管で囲繞され、前記空隙に露点−80℃以下のガスを流すことを特徴とする光ファイバ母材の製造方法。
【選択図】図1
Description
このため、従来より、光ファイバ母材を製造する過程において、脱水工程を設けて光ファイバ母材中に含まれる水酸基を低減することが行われている。
このためのものとして、特開平11−171575号公報、特開2002−187733号公報に開示の方法などがある。
しかし、これらの方法は、特別の設備、例えばプラズマエッチング装置を必要としたり、大型の光ファイバ母材を製造することが困難で、操作条件が複雑であったりして、実用性に乏しい欠点があった。
また、このような光ファイバ母材の脱水処理に関する先行特許としては、上述のもの以外に、米国特許第613145号、米国特許公開第2002−0073741号など、多数のものがある。
この脱水処理を、40℃における透湿係数1.0×10−11g・cm/cm2・s・cmHg以下の配管を通して供給される脱水剤によって行い、前記脱水剤を通す透湿係数1.0×10−11g・cm/cm2・s・cmHg以下の配管の外側が空隙を隔てて外部配管で囲繞され、前記空隙に露点−80℃以下のガスを流すことを特徴とする光ファイバ母材の製造方法を提供する。
前記脱水装置の脱水剤を供給するための配管の40℃における透湿係数を1.0×10−11g・cm/cm2・s・cmHg以下とし、前記透湿係数1.0×10−11g・cm/cm2・s・cmHg以下の配管は、その外側が空隙を隔てて外部配管で囲繞されていることを特徴とする光ファイバ母材の製造装置を提供する。
脱水処理に用いられる脱水剤として、塩素(Cl2)、フッ素(F2)、塩化チオニール(SOCl2)、四塩化炭素(CCl4)などから選択される化合物が用いられ、これら脱水剤は、ヘリウム(He)ガスやアルゴン(Ar)ガスなどの不活性ガスからなるキャリアガスに同伴されて使用されている。これらの脱水剤は、金属に対して腐食性を有するため、これら脱水剤を供給するための配管として、合成樹脂を使用した配管を使用するのが一般的である。
本発明者はかかる事実に着目してこの発明を完成させたものである。
図1は、光ファイバ母材の製造方法の一例を説明する工程系統図である。光ファイバ母材Zの作製に当たっては、先ずコアロッドMcを用意し、次いで該コアロッドMcの外周面にガラス微粒子を堆積し、脱水、焼結せしめて光ファイバ母材Zとするものであり、これを以下に説明する。
先ずVAD法によるコア母材作製装置1で、反応容器11中で、回転かつ引き上げ可能な種棒12の先端に、コアバーナー13及びクラッドバーナー14の酸水素火炎中で例えば四塩化珪素(SiCl4)及び四塩化ゲルマニウム(GeCl4)などのコアロッド用ガラス原料Moを反応させて、これらのガラス微粒子を堆積せしめて多孔質コア母材M1を作製する。
引き続いて、上記工程を経て得られたコアロッドMcは、次いで、光ファイバ母材作製装置4により、水平(又は垂直)にして長手方向の軸を中心にして回動せしめて、例えば四塩化珪素(SiCl4)などのガラス原料ガスを、コアロッドMcの長手方向に沿って移動するバーナ15の酸水素火炎中で反応させて、ガラス微粒子Zoとして、前記コアロッドMcの外周面に均一に堆積せしめて多孔質光ファイバ母材Z1を作製する。
また、図2において、管P5は、電気炉20内から反応後の残余の脱水剤やキャリアガスを排出するための排出管である。
その上、前記脱水剤を流して供給する各配管P1及びPは、湿度が40%以下、より好ましくは25%以下の雰囲気下に配置されるとより一層、水酸基の除去効果を向上せしめることが出来る。
また、配管P2から供給する不活性ガスとして、その露点が−90℃以下の不活性ガスを用いることも水酸基除去効果を高めることになる。
配管P1及びP(便宜上これらをまとめて「脱水剤供給配管Pd」と記す)の(1)材質、(2)配設される周囲環境の湿度、(3)これに流すキャリアガス及び不活性ガスの露点、(4)一重管と二重管との差異、等の条件を変えて光ファイバを製造し、この条件の違いによって製造された光ファイバについて、波長1385nmにおける伝送損失(dB/km)を測定して、効果を確認した。なお、上記製造した各光ファイバは、波長1385nmにおける伝送損失以外の光学特性は、所定の範囲内に保たれるようにした。
脱水剤の供給配管Pdとして、透湿係数の異なる材料からなる配管を使用して脱水剤を焼結脱水装置2に供給して、光ファイバ母材Zを得、これを線引きして得た光ファイバ(外径125μm)の波長1385nmにおける伝送損失(dB/km)を測定した。なお、用いた脱水剤の供給配管Pdは、長さ5m、外径6.3mmとした。
その結果、得られたデータを表1に表示する。
脱水剤の供給配管Pdとして、透湿係数と脱水剤が接触する管の表面積(長さと、外径に関係)を考慮して、透湿係数×表面積を変化せしめ(長さや、外径を変えて)、それぞれこの値が異なる配管を使用して脱水剤を焼結脱水装置2に供給して、光ファイバ母材Zを得、これを線引きして得た光ファイバの波長1385nmにおける伝送損失を測定した。
その結果、得られたデータを表2に表示する。
焼結脱水装置2に供給する脱水剤の供給配管Pdが配置される周囲環境、特に環境の湿度の差異で、製造される光ファイバの波長1385nmにおける伝送損失にどのように影響するかを検証した。脱水剤の供給配管Pdとして、透湿係数が2.5×10−12g・cm/cm2・s・cmHgで、長さ5m、外径6.3mmの配管を使用し、この脱水剤の供給配管Pdを配置した室内の湿度を変化せしめて、それぞれの湿度の環境下に配置された供給配管Pdを有する焼結脱水装置2を用いて製造された光ファイバの波長1385nmにおける伝送損失を測定した。
その結果、得られたデータを表3に表示する。
焼結脱水装置2に脱水剤を供給するためのキャリアガスの露点が、製造される光ファイバの波長1385nmにおける伝送損失にどのように影響するかを検証した。脱水剤の供給配管Pdとして、透湿係数が3.1×10−12g・cm/cm2・s・cmHgで、長さ5m、外径6.3mmの配管を使用し、この配管Pdを通して脱水剤を、ヘリウムガスからなるキャリアガスに同伴させて、脱水装置2及び脱水装置6に供給し、そのキャリアガスの露点を変化せしめて、光ファイバを製造した。そしてそれぞれの露点の異なるキャリアガスで脱水剤を送給した時に、それぞれ製造された光ファイバの波長1385nmにおける伝送損失を測定した。
その結果、得られたデータを表4に表示する。
焼結脱水装置2に供給されるガスの大部分を占める配管P2からの不活性ガスの露点が、製造される光ファイバの波長1385nmにおける伝送損失にどのように影響するかを検証した。
そして、それぞれの露点の異なるヘリウムガスを供給したときに、それぞれ製造された光ファイバの波長1385nmにおける伝送損失を測定した。
結果を表5に示す。
焼結脱水装置2に脱水剤を供給するための供給配管Pdを、透湿係数が1.0×10−11g・cm/cm2・s・cmHg以下の材料でなる内部管Pxの外側に空隙22を隔てて外部管Poで囲繞した、いわゆる二重管とすること、そして、前記空隙22に露点−80℃以下のガスを流すようにした場合の効果について検証した、
その結果、得られたデータを表6に表示する。
Claims (7)
- 気相合成法により得られた多孔質ガラス母材に脱水剤による脱水処理を施す際に、
この脱水処理を、40℃における透湿係数1.0×10−11g・cm/cm2・s・cmHg以下の配管を通して供給される脱水剤によって行い、前記脱水剤を通す透湿係数1.0×10−11g・cm/cm2・s・cmHg以下の配管の外側が空隙を隔てて外部配管で囲繞され、前記空隙に露点−80℃以下のガスを流すことを特徴とする光ファイバ母材の製造方法。 - 前記空隙に流す露点−80℃以下のガスは、空気、窒素、酸素、二酸化炭素、アルゴン、ヘリウムの少なくとの1種類のガスを含むガスであることを特徴とする請求項1記載の光ファイバ母材の製造方法。
- 前記脱水剤は、露点が−85℃以下のキャリアガスと共に供給されることを特徴とする請求項1または2記載の光ファイバ母材の製造方法。
- 露点が−90℃以下の不活性ガスをさらに追加して供給することを特徴とする請求項3記載の光ファイバ母材の製造方法。
- 気相合成法により得られた多孔質ガラス母材を脱水剤により脱水する脱水装置を備えた光ファイバ母材の製造装置において、
前記脱水装置の脱水剤を供給するための配管の40℃における透湿係数を1.0×10−11g・cm/cm2・s・cmHg以下とし、前記透湿係数1.0×10−11g・cm/cm2・s・cmHg以下の配管は、その外側が空隙を隔てて外部配管で囲繞されていることを特徴とする光ファイバ母材の製造装置。 - 前記外部配管は、透湿係数1.0×10−10g・cm/cm2・s・cmHg以下の配管であることを特徴とする請求項5記載の光ファイバ母材の製造装置。
- 前記透湿係数1.0×10−11g・cm/cm2・s・cmHg以下の配管は、透湿係数と配管の表面積との積が1.0×10−8g・cm/s・cmHg以下を保持するように配管されていることを特徴とする請求項5または6記載の光ファイバ母材の製造装置。
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