JP2010037125A - 光ファイバ用母材の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ガラスロッド2、第一のダミーロッド3及び第二のダミーロッド4の外周上に石英ガラス多孔質体5を堆積させ、光ファイバの製造に使用される有効部10と、その両端側に第一の非有効部11及び第二の非有効部12とを備える多孔質ガラス母材1を作製し、多孔質ガラス母材1を加熱処理して、石英ガラス多孔質体5を透明ガラス化し、この時、石英ガラス多孔質体5のうち、第一の非有効部11及び第二の非有効部12のいずれか一方又は両方における少なくとも一部の位置を、ガラスロッド2と石英ガラス多孔質体5との間の応力を緩和するように、第一のダミーロッド3又は第二のダミーロッド4に対してその中心軸方向にずらす。
【選択図】図1
Description
しかしながら、例えば、有効部のうち特に前記中心軸方向の中央部近傍と、非有効部とでは、石英ガラス多孔質体の状態が異なるため、透明ガラス化工程において、有効部や非有効部で割れや崩れが生じたり、有効部において石英ガラス多孔質体又はそれが透明ガラス化されたガラスが、前記ガラスロッドから剥離したりすることがあり、問題となっている。そして、このような問題点を解決する方法が種々提案されている。
また、有効部となるガラスロッドの両端部に、該ガラスロッドより外径が小さい、非有効部となるダミーロッドを融着させ、該ダミーロッド外周上の石英ガラス多孔質体をテーパ状とする方法が開示されている(例えば、特許文献2参照)。
さらに、非有効部となるガラス多孔質体のテーパ状部位を特に強く焼き締めることで、当該部位を硬くすると共に嵩密度を高くし、非有効部においてガラスロッドと透明ガラス化されたガラスとの密着度を向上させ、非有効部を基点とする割れを防止する方法が開示されている(例えば、特許文献3参照)。
また、特許文献2に記載の方法では、光ファイバ用母材を大型化した場合に、ダミーロッドが破損し易いという問題点があった。光ファイバ用母材を大型化するためには、当然ながらガラスロッドも太径化する必要があるが、ダミーロッドには通常、細径のものが使用される。この場合、ガラスロッドには、その何倍もの質量の石英ガラス多孔質体を堆積させガラス化させるため、その質量にダミーロッドが耐えられないことがある。
また、特許文献3に記載の方法では、光ファイバ用母材を大型化した場合に、透明ガラス化工程において、有効部で割れが生じたり、透明ガラス化されたガラスのガラスロッドからの剥離やずれを完全に防止できないという問題点があった。光ファイバ用母材を大型化すると、透明ガラス化工程で石英ガラス多孔質体に従来よりも強い収縮力が生じる。この場合、テーパ状部位を強く焼き締めることで、非有効部を基点とする割れは防止できても、有効部においては、ガラスロッドと透明ガラス化されたガラスとの密着度が相対的に低ければ、有効部が破損し易い。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、OVD法等の外付け法で光ファイバ用母材を製造する際に、大型化にも対応可能であり、有効部におけるガラスの割れ、剥離、ずれ等を生じることなく、石英ガラス多孔質体を透明ガラス化できる光ファイバ用母材の製造方法を提供することを課題とする。
本発明の光ファイバ用母材の製造方法は、ガラスロッドの外周上に石英ガラス多孔質体を堆積させて、光ファイバの製造に使用される有効部と、該有効部の両端側に非有効部とを備える多孔質ガラス母材を作製する工程と、該多孔質ガラス母材を加熱処理して、前記石英ガラス多孔質体を透明ガラス化する工程とを有する光ファイバ用母材の製造方法であって、前記透明ガラス化する工程で、透明ガラス化される前記石英ガラス多孔質体のうち、いずれか一方又は両方の非有効部における少なくとも一部の位置を、前記ガラスロッドと石英ガラス多孔質体との間の応力を緩和するように、前記ガラスロッドに対してその中心軸方向にずらすことを特徴とする。
本発明の光ファイバ用母材の製造方法においては、前記石英ガラス多孔質体を堆積させる条件及び/又は前記石英ガラス多孔質体を透明ガラス化する条件を調節して、透明ガラス化される石英ガラス多孔質体の前記位置をずらすことが好ましい。
また、本発明の光ファイバ用母材の製造方法においては、前記透明ガラス化する工程において、ヒータを備えたゾーン加熱炉を使用し、該ヒータに対して、前記多孔質ガラス母材をその中心軸方向に移動させて加熱処理するに際し、加熱開始時に、前記石英ガラス多孔質体の移動方向側の非有効部先端部を、該移動方向において、ヒータの中心から、ヒータの長さの25%以内の距離に配置することが好ましい。
また、本発明の光ファイバ用母材の製造方法においては、前記透明ガラス化する工程において、ヒータを備えた均熱加熱炉を使用し、該ヒータに対して、前記多孔質ガラス母材を所定の位置に配置して加熱処理するに際し、加熱開始時に、前記ガラスロッドの中心軸方向において、前記石英ガラス多孔質体の一方又は両方の非有効部先端部を、ヒータ端部より0〜5cmだけ突出させて配置することが好ましい。
また、本発明の光ファイバ用母材の製造方法においては、いずれか一方又は両方の非有効部における前記石英ガラス多孔質体と前記ガラスロッドとの界面における密着度を、有効部における前記石英ガラス多孔質体と前記ガラスロッドとの界面における密着度よりも小さくすることが好ましい。
また、本発明の光ファイバ用母材の製造方法においては、いずれか一方又は両方の非有効部において、前記石英ガラス多孔質体と前記ガラスロッドとの界面における密着度を、石英ガラス多孔質体層間の密着度よりも小さくすることが好ましい。
また、本発明の光ファイバ用母材の製造方法においては、密着度を小さくしたい密着度調整部において、それ以外の定常部よりも前記石英ガラス多孔質体のデポジション温度を低くすることにより、密着度を小さくすることが好ましい。
また、本発明の光ファイバ用母材の製造方法においては、前記密着度調整部のデポジション温度と前記定常部のデポジション温度との差を、−5〜−50℃とすることが好ましい。
また、本発明の光ファイバ用母材の製造方法においては、いずれか一方又は両方の非有効部において、前記石英ガラス多孔質体が、その中心軸方向の先端側へ向けて、外径が漸次小さくなるテーパ状とされていることが好ましい。
また、本発明の光ファイバ用母材の製造方法においては、前記テーパ状部位のテーパ長をa、有効部における前記ガラスロッドの直径をbとした場合、いずれか一方又は両方の非有効部における、透明ガラス化される前記石英ガラス多孔質体のずれの大きさcが、0.5b/a≦c≦5b/aの範囲であることが好ましい。
<光ファイバ用母材の製造方法>
本発明の光ファイバ用母材の製造方法は、ガラスロッドの外周上に石英ガラス多孔質体を堆積させて、光ファイバの製造に使用される有効部と、該有効部の両端側に非有効部とを備える多孔質ガラス母材を作製する工程(以下、「多孔質ガラス母材作製工程」と略記することがある)と、該多孔質ガラス母材を加熱処理して、前記石英ガラス多孔質体を透明ガラス化する工程(以下、「透明ガラス化工程」と略記することがある)とを有し、前記透明ガラス化する工程で、透明ガラス化される前記石英ガラス多孔質体のうち、いずれか一方又は両方の非有効部における少なくとも一部の位置を、前記ガラスロッドと石英ガラス多孔質体との間の応力を緩和するように、前記ガラスロッドに対してその中心軸方向にずらすことを特徴とする。
また、「位置をずらす」とは、透明ガラス化過程にある石英ガラス多孔質体とガラスロッドとの界面において、これらの位置関係を変化させることを指す。以下、特に断りのない限り、「石英ガラス多孔質体の位置をずらす」とは、ガラスロッドの中心軸方向において上記のように位置関係を変化させることを指すものとする。
ガラスロッドは、そのまま石英ガラス多孔質体の堆積に供しても良いが、両端部にダミーロッドを融着させて使用しても良い。ここで、ダミーロッドは、通常の光ファイバ用母材の製造に使用されるもので良く、所望の光ファイバ用母材のサイズに応じて、十分な強度を有するように径のサイズを調整すれば良い。このようにすることで、ダミーロッドが融着されたガラスロッドの大部分を有効部とすることができる。本発明において「ガラスロッド」とは、このようなダミーロッドを融着させたものも含むものとする。
方法(A);多孔質ガラス母材作製工程で、ガラスロッド外周上における石英ガラス多孔質体の堆積条件を調節する。
方法(B);透明ガラス化工程で、石英ガラス多孔質体の透明ガラス化条件を調節する。
これらの方法を適用することで、新たに特別な工程を設けることなく、既存の製造設備を使用して光ファイバ用母材を製造できるので、光特性に優れる所望の光ファイバ用母材を安価且つ簡便に製造できる。これらの方法は、いずれか一方のみを適用しても良いし、両方を併用しても良い。
以下、各工程ごとに本発明について、詳しく説明する。
多孔質ガラス母材作製工程は、公知の方法で行えば良い。例えば、ガラスロッドを石英ガラス多孔質体堆積装置にセットし、VAD法又はOVD法等のスート堆積法により、原料ガスからガラス微粒子合成用バーナで合成したガラス微粒子を、ガラスロッドの外周上に堆積させれば良い。このようにして作製された多孔質ガラス母材の概略縦断面図を図1に例示する。
このように、多孔質ガラス母材1において、石英ガラス多孔質体5の両端部近傍に相当する部位は、それぞれ第一の非有効部11及び第二の非有効部12となっており、石英ガラス多孔質体5はテーパ状である。本発明においては、必ずしも非有効部がテーパ状である必要性はないが、テーパ状である方が、非有効部を基点とする多孔質ガラス母材1の割れを防止する高い効果が得られる点で好ましい。そして、石英ガラス多孔質体5は、非有効部の一部でテーパ状とされていても良いが、ここに示すように非有効部の全体に渡ってテーパ状とされていることが特に好ましい。また、いずれか一方のみの非有効部(第一の非有効部11又は第二の非有効部12)がテーパ状とされていても良いが、両方(第一の非有効部11及び第二の非有効部12)が共にテーパ状とされていることが特に好ましい。
なお図1中、符号105は有効部10における石英ガラス多孔質体5とガラスロッド2との界面(有効部界面)を、符号115は第一の非有効部11における石英ガラス多孔質体5と第一のダミーロッド3との界面(第一の非有効部界面)を、符号125は第二の非有効部12における石英ガラス多孔質体5と第二のダミーロッド4との界面(第二の非有効部界面)をそれぞれ示す。
本工程においては、上記のように方法(A)を適用することで、後記する透明ガラス化工程において、石英ガラス多孔質体の所定部の位置をガラスロッドに対してずらすことが可能となる。
方法(A)として具体的には、いずれか一方又は両方の非有効部における石英ガラス多孔質体とガラスロッドとの界面における密着度を、有効部における石英ガラス多孔質体とガラスロッドとの界面における密着度よりも小さくする方法が例示できる。
より具体的には、第一の非有効部界面115及び第二の非有効部界面125のいずれか一方又は両方における密着度(以下、「非有効部の界面密着度」と略記することがある)を、有効部界面105における密着度(以下、「有効部の界面密着度」と略記することがある)よりも小さくする方法が例示できる。
図2(a)では、第一の非有効部11及び第二の非有効部12の両方における界面密着度を、有効部10の界面密着度よりも小さくした場合に得られる光ファイバ用母材91を例示している。第一の非有効部11では、大きさΔX1だけ透明ガラス50の位置が、第一のダミーロッド3に対してずれている。また、第二の非有効部12では、大きさΔX2だけ透明ガラス50の位置が、第二のダミーロッド4に対してずれている。
このようにずれが生じることで、透明ガラス50とガラスロッド2との界面において応力が緩和され、有効部10におけるガラスの割れ、剥離、ずれ等が抑制される。
より具体的には、第一の非有効部11及び第二の非有効部12のいずれか一方又は両方における界面密着度を、石英ガラス多孔質体層間の密着度よりも小さくすることが好ましく、このような密着度の関係を、多孔質ガラス母材1の径方向断面において実現することがより好ましい。
このようにすることで、非有効部における収縮力が、石英ガラス多孔質体とガラスロッドとの界面に集中するようになり、有効部だけでなく、非有効部においてもガラスの割れ、剥離、ずれ等が抑制される。
同様に、非有効部の界面密着度を、非有効部の石英ガラス多孔質体層間の密着度よりも小さくする調整も、第一の非有効部11及び第二の非有効部12の両方で行うことがより好ましい。
前記形成条件は、例えば、石英ガラス多孔質体5の堆積条件、具体的には、バーナ(図示略)の移動速度、ガラスロッド2の回転速度等を調節することで、好適に行うことができる。ただし、この場合には、必要に応じてバーナユニットの調整等が必要となる。そこで、石英ガラス多孔質体5の形成を簡便に行うことを考慮すると、石英ガラス多孔質体5のデポジション温度を調節することで行うのがより好ましい。このようにして調整を簡略化することで、さらに非有効部の界面密着度を確実に調整できるので、密着度の過度な変化を防止でき、石英ガラス多孔質体5の割れを抑制できるなど、一層良好な品質の多孔質ガラス母材1が得られる。デポジション温度は、酸素(O2)ガス、水素ガス(H2)の流量を調整することで調整できる。
得られた多孔質ガラス母材は加熱処理に供して、堆積した石英ガラス多孔質体を透明ガラス化する。多孔質ガラス母材の加熱処理は、例えば、加熱炉中において、ヒータに対して多孔質ガラス母材を所定の位置で配置した後、該多孔質ガラス母材をガラスロッドの中心軸方向に順次移動させることで行うことができる。以上の点においては、公知の加熱処理方法を適用できる。
本工程においては、上記のように方法(B)を適用することで、石英ガラス多孔質体の所定部の位置をガラスロッドに対してずらすことが可能となる。
方法(B)として具体的には、多孔質ガラス母材の加熱処理開始時に、加熱に使用するヒータに対して、多孔質ガラス母材の非有効部を特定の位置に配置する方法が例示できる。
上記の点を考慮して、本発明においては、多孔質ガラス母材の加熱開始時に、石英ガラス多孔質体の移動方向側の非有効部先端部を、該移動方向において、ヒータの中心から、ヒータの長さの25%以内の距離に配置することが好ましい。このような配置状態を図3に例示する。図3は、透明ガラス化工程での加熱開始時における、ゾーン加熱炉6内での多孔質ガラス母材1の配置状態を例示する概略縦断面図である。なお、「ゾーン加熱炉」とは、加熱炉内の一部の領域に設定された加熱領域を、加熱対象物を通過させることで加熱処理を行う加熱炉を指すものとする。
このように応力が緩和されることで、有効部10におけるガラスの割れ、剥離、ずれ等が抑制される。
多孔質ガラス母材1を下から上へ移動させて加熱する場合には、第一の非有効部11の先端部110を、前記移動方向において、ヒータ中心部601から下側に0.25L1以内の距離に配置することが好ましい。図4では、このような配置状態を代表して、先端部110がヒータ中心部601から下側に0.25L1の距離、すなわち好ましい範囲の下限に配置された状態を例示している。
そして、第一の非有効部11において石英ガラス多孔質体5の径方向における最も内側、すなわち第一のダミーロッド3との界面が完全に透明ガラス化される前に、先端部110が前記主要加熱領域600から離脱することで、石英ガラス多孔質体5が透明ガラス化される際の収縮力の影響により、第一の非有効部11においては、石英ガラス多孔質体5の少なくとも一部の位置が、第一のダミーロッド3に対してずれる。これにより、応力が緩和される。
このように応力が緩和されることで、有効部10におけるガラスの割れ、剥離、ずれ等が抑制される。
そして、第一の非有効部11の先端部110が、前記移動方向において、ヒータ中心部601から上側に0.25L1を越える距離に配置されている場合には、多孔質ガラス母材1を下から上へ向けて移動させる過程で、第一の非有効部11だけでなく有効部10においても、石英ガラス多孔質体5が完全に透明ガラス化されない部分が生じることがあり、好ましくない。
本実施形態においては、多孔質ガラス母材1の加熱開始時に、ガラスロッドの中心軸方向において、非有効部先端部を、ヒータ端部より0〜5cmだけ突出させて配置することが好ましい。非有効部先端部を突出させる長さが概ね上記範囲内であれば、通常汎用される多孔質ガラス母材に対して、十分な効果が得られる。さらに、より好ましくは、非有効部先端部を突出させる長さを、非有効部の中心軸方向における長さに応じて設定すると良く、非有効部の前記長さの0〜30%とすることが好ましい。このような配置状態を図5に例示する。図5は、加熱開始時における、均熱加熱炉7内での多孔質ガラス母材1の配置状態を例示する概略縦断面図である。
本実施形態においては、第二の非有効部12の先端部120は、ガラスロッド2の中心軸方向において、ヒータ70の下端部70bより、0〜5cmの長さだけ突出するように配置することが好ましい。このような配置状態を代表して、図5(a)では、先端部120の突出部の長さが0でない状態(例えば、0より大きく且つ0.3H12以下である場合)を例示している。
このように応力が緩和されることで、有効部10におけるガラスの割れ、剥離、ずれ等が抑制される。
先端部110の配置位置を調整する場合には、先端部110は、ガラスロッド2の中心軸方向において、ヒータ70の上端部70aより、0〜5cmの長さだけ突出するように配置することが好ましい。このような配置状態を代表して、図6では、先端部110の突出部の長さが0でない状態(例えば、0より大きく且つ0.3H11以下である場合)を例示している。
そして、第一の非有効部11の先端部110が、ヒータ70の上端部70aより5cm(例えば、0.3H11)を越える長さだけ突出して配置されている場合には、第一の非有効部11だけでなく有効部10においても、石英ガラス多孔質体5が完全に透明ガラス化されない部分が生じ得る。
(実施例1)
光ファイバのコア部に加え若干の厚さの純シリカレベルの屈折率を有するクラッド部を形成したもので、ステップ型屈折率分布を有し、コアの比屈折率差がΔ0.33%であるゲルマニウム添加コア母材をVAD法で作製し、これを中心軸方向の長さが1200mm、直径が35mmとなるように延伸したものを、コア用ガラスロッドの有効部とした。
このコア用ガラスロッドの両端部に、直径42mmのダミーロッドを融着させた。得られたものを、以下、ガラスロッドと略記する。
前記ガラスロッドの外周上に、OVD法により、クラッド層となるガラス微粒子スートを堆積させ、多孔質ガラス母材とした。前記ガラス微粒子は、SiCl4ガスの、酸水素火炎バーナによる加水分解反応及び酸化反応により生成させた。そして、コア用ガラスロッドとダミーロッドとの融着部間の部位を有効部とし、石英ガラス多孔質体の前記融着部から先端側へ向けて約100mmの部分をそれぞれテーパ状とし、非有効部とした。有効部の直径は280mmであった。
得られた多孔質ガラス母材を、図3(a)に例示するように、ゾーン加熱炉(ヒータの、多孔質ガラス母材の移動方向における長さは200mm)を使用して加熱処理した。この時、第二の非有効部の先端部の位置が、前記移動方向において、前記ヒータの中心部と一致するように多孔質ガラス母材を配置し、この状態で加熱を開始して該母材を下降させることにより、石英ガラス多孔質体全体を透明ガラス化させた。この時の第二の非有効部の主要加熱領域での通過速度は200mm/分であった。得られた光ファイバ用母材の有効部の直径は130mm、有効ファイバ換算長は約1300kmc(km core)であった。
本実施例では、第二の非有効部において、石英ガラス多孔質体が表面から透明ガラス化し、径方向における最も内側(ダミーロッドとの界面)が透明ガラス化する前に、石英ガラス多孔質体の非有効部先端部の位置が収縮応力により、ダミーロッドに対してその中心軸方向に2cmだけずれたことが確認された。その結果、有効部において、割れ、剥離、ずれ等は生じなかった。
実施例1で使用したものと同様のゲルマニウム添加コア母材を使用して、中心軸方向の長さが1100mm、直径が40mmとなるように延伸したものを、コア用ガラスロッドの有効部とし、その両端部に、直径45mmのダミーロッドを融着させた。得られたガラスロッドの外周上に、OVD法により、クラッド層となるガラス微粒子スートを堆積させ、多孔質ガラス母材とした。前記ガラス微粒子は、SiCl4ガスの、酸水素火炎バーナによる加水分解反応及び酸化反応により生成させた。そして、コア用ガラスロッドとダミーロッドとの融着部間の部位を有効部とし、石英ガラス多孔質体の前記融着部から先端側へ向けて約150mmの部分をそれぞれテーパ状とし、非有効部とした。有効部の直径は300mmであった。非有効部は、一層目のみ、有効部よりも10℃低い温度でデポジションし、その後は通常温度のままデポジションした。
得られた多孔質ガラス母材を、実施例1で使用したゾーン加熱炉を使用して加熱処理した。この時、図4に例示するように、第一の非有効部の先端部の位置が、多孔質ガラス母材の移動方向において、前記ヒータの中心部から上側に50mm(ヒータの前記方向における長さ(200mm)の0.25倍)となるように多孔質ガラス母材を配置し、該母材を上昇させて加熱することにより、石英ガラス多孔質体全体を透明ガラス化させた。この時の第一の非有効部の主要加熱領域での通過速度は150mm/分であった。得られた光ファイバ用母材の有効部の直径は150mm、有効ファイバ換算長は約1700kmcであった。
本実施例では、第一の非有効部において、石英ガラス多孔質体が表面から透明ガラス化し、径方向における最も内側(ダミーロッドとの界面)が透明ガラス化する前に、石英ガラス多孔質体の非有効部先端部の位置が収縮応力により、ダミーロッドに対してその中心軸方向に3cmだけずれたことが確認された。その結果、有効部において、割れ、剥離、ずれ等は生じなかった。
実施例1で使用したものと同様のゲルマニウム添加コア母材を使用して、中心軸方向の長さが1000mm、直径が44mmとなるように延伸したものを、コア用ガラスロッドの有効部とし、その両端部に、直径50mmのダミーロッドを融着させた。得られたガラスロッドの外周上に、OVD法により、クラッド層となるガラス微粒子スートを堆積させ、多孔質ガラス母材とした。前記ガラス微粒子は、SiCl4ガスの、酸水素火炎バーナによる加水分解反応及び酸化反応により生成させた。そして、コア用ガラスロッドとダミーロッドとの融着部間の部位を有効部とし、石英ガラス多孔質体の前記融着部から先端側へ向けて約200mmの部分をそれぞれテーパ状とし、非有効部とした。有効部の直径は330mmであった。非有効部は、一層目のみ、有効部よりも50℃低い温度でデポジションし、その後は通常温度のままデポジションした。
得られた多孔質ガラス母材を、図5(a)に例示するように、均熱加熱炉を使用して加熱処理した。この時、第二の非有効部の先端部の位置が、均熱加熱炉中のヒータの下端部より50mmだけ突出するように多孔質ガラス母材を配置し、この状態で加熱することにより、石英ガラス多孔質体全体を透明ガラス化させた。得られた光ファイバ用母材の有効部の直径は163mm、有効ファイバ換算長は約2000kmcであった。
本実施例では、第二の非有効部は、有効部よりも後に全体が透明ガラス化されたため、有効部の収縮応力により、石英ガラス多孔質体がダミーロッドに対してその中心軸方向に5cmだけずれたことが確認された。その結果、有効部において、割れ、剥離、ずれ等は生じなかった。
実施例1〜3で得られた光ファイバ用母材の有効部をファイバ化した。
その結果、光ファイバのガラス径はいずれも125±0.5μmの範囲内で安定していた。さらに、これら光ファイバを1.55μm帯及び1.31μm帯のOTDRで分析したところ、伝送損失段差やうねりがなく、良好な品質の光ファイバが歩留まり良く得られることが確認された。
図3(b)に例示するように、加熱開始時において、第二の非有効部の先端部の位置が、多孔質ガラス母材の移動方向において、ヒータ中心部から上側に100mm(ヒータの前記方向における長さ(200mm)の0.5倍)の距離となるように多孔質ガラス母材を配置したこと以外は、実施例1と同様に、光ファイバ用母材を作製した。
その結果、第二の非有効部において、石英ガラス多孔質体は表面だけでなく先端部からも透明ガラス化したため、有効部においては、収縮応力により、透明ガラス化層とコアとの界面で長さ約100mmのスパイラル状のずれが生じた。
多孔質ガラス母材作製工程で、非有効部の一層目のデポジションを、有効部のデポジションと同じ温度で行ったこと、透明ガラス化工程で加熱開始時に、第一の非有効部の先端部の位置が、多孔質ガラス母材の移動方向において、前記ヒータの中心部から下側に100mm(ヒータの前記方向における長さ(200mm)の0.5倍)となるように多孔質ガラス母材を配置したこと以外は、実施例2と同様に、光ファイバ用母材を作製した。
その結果、第一の非有効部において、石英ガラス多孔質体は表面だけでなく先端部からも透明ガラス化したため、有効部においては、収縮応力により、透明ガラス化層とコアとの界面で長さ約200mmのスパイラル状のずれが生じた。
多孔質ガラス母材作製工程で、非有効部の一層目のデポジションを、有効部のデポジションと同じ温度で行ったこと、透明ガラス化工程で加熱開始時に、第一の非有効部の先端部の位置がヒータの上端部より下側となるように且つ第二の非有効部の先端部の位置がヒータの下端部より上側となるように、多孔質ガラス母材を配置したこと以外は、実施例3と同様に、光ファイバ用母材を作製した。
その結果、第一の非有効部及び第二の非有効部において、石英ガラス多孔質体は表面だけでなく先端部からも透明ガラス化したため、有効部においては、収縮応力により、透明ガラス化層とコアとの界面で長さ約50mmの剥離が生じた。
実施例1〜3で得られた光ファイバ用母材に代わり、比較例1〜3で得られた光ファイバ用母材を使用したこと以外は、試験例1と同様に、有効部をファイバ化した。
その結果、いずれの光ファイバでも、ずれや剥離が生じた母材の有効部に相当する部位で局所的に、ガラス径が125±1μmの範囲を超えてスパイク状となる形状異常が見られた。特に比較例3の光ファイバ用母材を使用した場合には、紡糸中にファイバが断線し、線引きできない状態となった。このため、良好な品質の光ファイバを得るために、これら異常部位を除去する必要性が生じ、歩留まりが低下した。なお、前記スパイク状部位をOTDRにより分析したところ、0.1dBを超える伝送損失段差が見られた。
Claims (10)
- ガラスロッドの外周上に石英ガラス多孔質体を堆積させて、光ファイバの製造に使用される有効部と、該有効部の両端側に非有効部とを備える多孔質ガラス母材を作製する工程と、該多孔質ガラス母材を加熱処理して、前記石英ガラス多孔質体を透明ガラス化する工程とを有する光ファイバ用母材の製造方法であって、
前記透明ガラス化する工程で、透明ガラス化される前記石英ガラス多孔質体のうち、いずれか一方又は両方の非有効部における少なくとも一部の位置を、前記ガラスロッドと石英ガラス多孔質体との間の応力を緩和するように、前記ガラスロッドに対してその中心軸方向にずらすことを特徴とする光ファイバ用母材の製造方法。 - 前記石英ガラス多孔質体を堆積させる条件及び/又は前記石英ガラス多孔質体を透明ガラス化する条件を調節して、透明ガラス化される石英ガラス多孔質体の前記位置をずらすことを特徴とする請求項1に記載の光ファイバ用母材の製造方法。
- 前記透明ガラス化する工程において、ヒータを備えたゾーン加熱炉を使用し、該ヒータに対して、前記多孔質ガラス母材をその中心軸方向に移動させて加熱処理するに際し、
加熱開始時に、前記石英ガラス多孔質体の移動方向側の非有効部先端部を、該移動方向において、ヒータの中心から、ヒータの長さの25%以内の距離に配置することを特徴とする請求項2に記載の光ファイバ用母材の製造方法。 - 前記透明ガラス化する工程において、ヒータを備えた均熱加熱炉を使用し、該ヒータに対して、前記多孔質ガラス母材を所定の位置に配置して加熱処理するに際し、
加熱開始時に、前記ガラスロッドの中心軸方向において、前記石英ガラス多孔質体の一方又は両方の非有効部先端部を、ヒータ端部より0〜5cmだけ突出させて配置することを特徴とする請求項2に記載の光ファイバ用母材の製造方法。 - いずれか一方又は両方の非有効部における前記石英ガラス多孔質体と前記ガラスロッドとの界面における密着度を、有効部における前記石英ガラス多孔質体と前記ガラスロッドとの界面における密着度よりも小さくすることを特徴とする請求項2に記載の光ファイバ用母材の製造方法。
- いずれか一方又は両方の非有効部において、前記石英ガラス多孔質体と前記ガラスロッドとの界面における密着度を、石英ガラス多孔質体層間の密着度よりも小さくすることを特徴とする請求項5に記載の光ファイバ用母材の製造方法。
- 密着度を小さくしたい密着度調整部において、それ以外の定常部よりも前記石英ガラス多孔質体のデポジション温度を低くすることにより、密着度を小さくすることを特徴とする請求項5又は6に記載の光ファイバ用母材の製造方法。
- 前記密着度調整部のデポジション温度と前記定常部のデポジション温度との差を、−5〜−50℃とすることを特徴とする請求項7に記載の光ファイバ用母材の製造方法。
- いずれか一方又は両方の非有効部において、前記石英ガラス多孔質体が、その中心軸方向の先端側へ向けて、外径が漸次小さくなるテーパ状とされていることを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項に記載の光ファイバ用母材の製造方法。
- 前記テーパ状部位のテーパ長をa、有効部における前記ガラスロッドの直径をbとした場合、いずれか一方又は両方の非有効部における、透明ガラス化される前記石英ガラス多孔質体のずれの大きさcが、0.5b/a≦c≦5b/aの範囲であることを特徴とする請求項9に記載の光ファイバ用母材の製造方法。
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