JP2517052B2 - グレ―デットインデックス型光ファイバ―母材の製造方法 - Google Patents
グレ―デットインデックス型光ファイバ―母材の製造方法Info
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- JP2517052B2 JP2517052B2 JP63065154A JP6515488A JP2517052B2 JP 2517052 B2 JP2517052 B2 JP 2517052B2 JP 63065154 A JP63065154 A JP 63065154A JP 6515488 A JP6515488 A JP 6515488A JP 2517052 B2 JP2517052 B2 JP 2517052B2
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は光ファイバー母材の製造方法、特には伝送特
性のすぐれたグレーデットインデックス型の光ファイバ
ーを連続的に安定して製造する方法に関するものであ
る。
性のすぐれたグレーデットインデックス型の光ファイバ
ーを連続的に安定して製造する方法に関するものであ
る。
（従来の技術） 四塩化けい素などのガラス材料中にキャリヤーガスを
バブリングしてこれをガス化し、このガスをバーナーに
導入し酸水素火炎で火炎加水分解反応させ、生成するガ
ラス微粒子を回転している出発基材上に堆積させて多孔
質ガラス母材をその軸方向に成長させたのち、これを加
熱溶融して透明ガラス化して光ファイバー母材とし、こ
れを線引きすることによって光ファイバーが得られるこ
とはすでによく知られているところである。
バブリングしてこれをガス化し、このガスをバーナーに
導入し酸水素火炎で火炎加水分解反応させ、生成するガ
ラス微粒子を回転している出発基材上に堆積させて多孔
質ガラス母材をその軸方向に成長させたのち、これを加
熱溶融して透明ガラス化して光ファイバー母材とし、こ
れを線引きすることによって光ファイバーが得られるこ
とはすでによく知られているところである。
しかして、近年グレーデットインデックス型光ファイ
バーについてはコア内部の屈折率分布形状を最適化すれ
ばその伝送帯域特性を理論値に達するほどの値とするこ
とができるようになってきているが、長尺ファイバーに
おいては光ファイバー母材製造中の変動によって長手方
向の伝送帯域が不均一になることがしばしばあり、また
長期間にわたって伝送帯域のすぐれた光ファイバー母材
を安定に製造することができず、低特性品が多発すると
いう不利がある。
バーについてはコア内部の屈折率分布形状を最適化すれ
ばその伝送帯域特性を理論値に達するほどの値とするこ
とができるようになってきているが、長尺ファイバーに
おいては光ファイバー母材製造中の変動によって長手方
向の伝送帯域が不均一になることがしばしばあり、また
長期間にわたって伝送帯域のすぐれた光ファイバー母材
を安定に製造することができず、低特性品が多発すると
いう不利がある。
このため、光ファイバー母材の屈折率分布、換言すれ
ば温度分布をその長手方向に均一とするために、ガラス
微粒子を堆積させるときの堆積位置をレーザーを用いて
検出し、その位置が一定となるように引上速度を制御
し、堆積面形状を一定に保つ方法（特開昭60-81035号公
報参照）、またこの堆積位置をテレビジョンカメラを用
いて検出し、多孔質母材の底面形状を所望の値に保つよ
うにする方法（特開昭59-137331号公報参照）、成長母
材の重量を連続的に測定し、その成長速度を一定に保つ
方法（特開昭59-45936号公報参照）などが提案されてい
る。しかし堆積面形状や底面形状を一定に保つ方法はガ
ラス微粒子堆積時に何らかの原因で堆積面の温度分布が
変わり、堆積面の形状が変化することがあるために、こ
れらは制御が複雑であるし、底面形状や温度分布を完全
に一定にすることが困難であるため、引上速度が変化し
てしまう。また重量測定により成長速度を一定に保つ方
法は温度変化による密度変化が避けられないために、こ
の場合も引上速度が変化してしまう。そのためにいずれ
の場合も目的となる結果を得ることが難しいという欠点
がある。
ば温度分布をその長手方向に均一とするために、ガラス
微粒子を堆積させるときの堆積位置をレーザーを用いて
検出し、その位置が一定となるように引上速度を制御
し、堆積面形状を一定に保つ方法（特開昭60-81035号公
報参照）、またこの堆積位置をテレビジョンカメラを用
いて検出し、多孔質母材の底面形状を所望の値に保つよ
うにする方法（特開昭59-137331号公報参照）、成長母
材の重量を連続的に測定し、その成長速度を一定に保つ
方法（特開昭59-45936号公報参照）などが提案されてい
る。しかし堆積面形状や底面形状を一定に保つ方法はガ
ラス微粒子堆積時に何らかの原因で堆積面の温度分布が
変わり、堆積面の形状が変化することがあるために、こ
れらは制御が複雑であるし、底面形状や温度分布を完全
に一定にすることが困難であるため、引上速度が変化し
てしまう。また重量測定により成長速度を一定に保つ方
法は温度変化による密度変化が避けられないために、こ
の場合も引上速度が変化してしまう。そのためにいずれ
の場合も目的となる結果を得ることが難しいという欠点
がある。
（発明の構成） 本発明はこのような不利を解決したグレーデットイン
デックス型光ファイバー母材の製造方法に関するもので
あり、これは四塩化けい素とドーパントの気体状ガラス
原料を酸水素火炎バーナーに導入して火炎加水分解さ
せ、生成するガラス微粒子を回転している基材上に堆積
させ、この基材を引き上げることによってその軸方向に
多孔質ガラス体を成長させ、この多孔質ガラス母材を透
明ガラス化して光ファイバー母材を製造する方法におい
て、軸方向に成長する多孔質母材の堆積位置を検出して
それが一定となるように引上速度を制御する第１の制御
系により制御すると共に、酸水素火炎バーナーに供給す
るガラス原料ガスの量を上記引上速度が指定した適切な
値で一定となるように制御する第２の制御系により制御
することを特徴とするものである。
デックス型光ファイバー母材の製造方法に関するもので
あり、これは四塩化けい素とドーパントの気体状ガラス
原料を酸水素火炎バーナーに導入して火炎加水分解さ
せ、生成するガラス微粒子を回転している基材上に堆積
させ、この基材を引き上げることによってその軸方向に
多孔質ガラス体を成長させ、この多孔質ガラス母材を透
明ガラス化して光ファイバー母材を製造する方法におい
て、軸方向に成長する多孔質母材の堆積位置を検出して
それが一定となるように引上速度を制御する第１の制御
系により制御すると共に、酸水素火炎バーナーに供給す
るガラス原料ガスの量を上記引上速度が指定した適切な
値で一定となるように制御する第２の制御系により制御
することを特徴とするものである。
これを説明すると、本発明者らは伝送特性のすぐれた
グレーデットインデックス型の光ファイバーを連続的に
安定して製造する方法について種々検討した結果、伝送
特性のすぐれたグレーデットインデックス型の光ファイ
バーを得るためには構造、形状の均一な多孔質ガラス母
材を得ることが必要であり、このためには公知の気相軸
付け法（VAD法）における多孔質ガラス母材の成長時に
おけるガラス母材の引上げ速度とガラス母材を成長させ
る基材上に供給される気体ガラス原料の供給量を制御す
ればよいということを見出し、これには軸方向に成長す
る多孔質母材の堆積位置を検出してこのデータにもとづ
いて多孔質母材の引上げ速度を第１の制御系により制御
すると共に酸水素火炎バーナーに供給するガラス原料ガ
スの量をこの引上速度にもとづいて算出した適切な値と
するように第２の制御系により制御すればよいというこ
とを確認して本発明を完成させた。
グレーデットインデックス型の光ファイバーを連続的に
安定して製造する方法について種々検討した結果、伝送
特性のすぐれたグレーデットインデックス型の光ファイ
バーを得るためには構造、形状の均一な多孔質ガラス母
材を得ることが必要であり、このためには公知の気相軸
付け法（VAD法）における多孔質ガラス母材の成長時に
おけるガラス母材の引上げ速度とガラス母材を成長させ
る基材上に供給される気体ガラス原料の供給量を制御す
ればよいということを見出し、これには軸方向に成長す
る多孔質母材の堆積位置を検出してこのデータにもとづ
いて多孔質母材の引上げ速度を第１の制御系により制御
すると共に酸水素火炎バーナーに供給するガラス原料ガ
スの量をこの引上速度にもとづいて算出した適切な値と
するように第２の制御系により制御すればよいというこ
とを確認して本発明を完成させた。
以下これをさらに詳細に説明する。
本発明の方法の実施は基本的には公知の気相軸付け法
（VAD法）によって行なえばよい。したがって、これは
第１図に示したように四塩化けい素供給用バブラー１と
ドーパント供給バブラー２にガラス原料キャリヤーガス
３をマスフローコントローラー4,5を通して送り込むこ
とによって四塩化けい素とこれに添加すべき計算量のド
ーパントとをガス化させてこれらを混合し、これを燃焼
ガス供給管６から送られる計算量の酸素ガス、水素ガス
と共に酸水素火炎バーナー７に送り、この火炎を排気口
８を有する反応容器９に収納した石英、炭素または炭化
けい素などのような耐熱性の出発基材10にあてゝこゝに
多孔質ガラスを堆積させ、これを回転引上げ装置11を用
いて垂直方向に引上ることによって多孔質母材12を形成
させればよい。
（VAD法）によって行なえばよい。したがって、これは
第１図に示したように四塩化けい素供給用バブラー１と
ドーパント供給バブラー２にガラス原料キャリヤーガス
３をマスフローコントローラー4,5を通して送り込むこ
とによって四塩化けい素とこれに添加すべき計算量のド
ーパントとをガス化させてこれらを混合し、これを燃焼
ガス供給管６から送られる計算量の酸素ガス、水素ガス
と共に酸水素火炎バーナー７に送り、この火炎を排気口
８を有する反応容器９に収納した石英、炭素または炭化
けい素などのような耐熱性の出発基材10にあてゝこゝに
多孔質ガラスを堆積させ、これを回転引上げ装置11を用
いて垂直方向に引上ることによって多孔質母材12を形成
させればよい。
本発明の方法ではこのようにして成長させられる多孔
質母材12の屈折率分布を均一としてこれから作られる光
ファイバーの伝送帯域特性を均一のものとするというも
のである。本発明は多孔質母材の堆積位置と同母材の引
上速度を規定する第１の制御系と該引上速度と原料ガス
量を規定する第２の制御系からなり、この２つの制御系
を組み合わせて原料ガスの量を堆積位置と引上速度が一
定となる様にコントロールするものである。
質母材12の屈折率分布を均一としてこれから作られる光
ファイバーの伝送帯域特性を均一のものとするというも
のである。本発明は多孔質母材の堆積位置と同母材の引
上速度を規定する第１の制御系と該引上速度と原料ガス
量を規定する第２の制御系からなり、この２つの制御系
を組み合わせて原料ガスの量を堆積位置と引上速度が一
定となる様にコントロールするものである。
具体的に第１図について説明すると第１の制御系は多
孔質母材12の堆積位置の検出と回転引上装置11を規定す
る引上制御装置15で、第２の制御系は回転引上装置11と
マスフローコントローラー4,5を規定するマスコントロ
ーラー制御装置16である。
孔質母材12の堆積位置の検出と回転引上装置11を規定す
る引上制御装置15で、第２の制御系は回転引上装置11と
マスフローコントローラー4,5を規定するマスコントロ
ーラー制御装置16である。
まず第１の制御系においてテレビジョンカメラ14によ
って多孔質母材12の堆積位置の基線17からの変位が検出
されると、これが引上制御装置15に伝達され、回転引上
装置11を規定して引上速度を変化させて堆積位置を戻す
作用をする。一方、第２の制御系により変化された引上
げ速度がマスフローコントローラ制御装置16に伝達さ
れ、この引上げ速度があらかじめ設定された適切な値に
成るようにマスフローコントローラ4,5を調節してガス
量を規定し、酸水素火炎バーナー７から放出される原料
ガス量はこの引上げ速度に見合う量に制御されることに
なる。また、こゝで原料ガスの四塩化けい素とドーパン
トとの比率は一定になるようにすることが必要であり、
これによれば屈折率分布が均一で形状も均一とされた多
孔質母材を容易に得ることができるという有利性が与え
られる。
って多孔質母材12の堆積位置の基線17からの変位が検出
されると、これが引上制御装置15に伝達され、回転引上
装置11を規定して引上速度を変化させて堆積位置を戻す
作用をする。一方、第２の制御系により変化された引上
げ速度がマスフローコントローラ制御装置16に伝達さ
れ、この引上げ速度があらかじめ設定された適切な値に
成るようにマスフローコントローラ4,5を調節してガス
量を規定し、酸水素火炎バーナー７から放出される原料
ガス量はこの引上げ速度に見合う量に制御されることに
なる。また、こゝで原料ガスの四塩化けい素とドーパン
トとの比率は一定になるようにすることが必要であり、
これによれば屈折率分布が均一で形状も均一とされた多
孔質母材を容易に得ることができるという有利性が与え
られる。
なお、この本発明の方法によって例えば外径80mm、長
さ800mmのグレーデットインデックス型光ファイバー母
材を製造する場合には、上記した方法によって多孔質母
材の引上げ速度を51.5〜51.7mm/時の範囲で、また四塩
化けい素のガス量を0.37〜0.39l/分、ドーパントの量を
0.035〜0.037l/分の範囲で制御すればよいが、これによ
れば外径79〜81mm、長さ800mmのグレーデッドインデッ
クス型の光ファイバー母材をその伝送帯域が長さ方向で
約1,500±100MHz・kmであるものとして安定に得ること
ができ、例えば２ケ月間の連続運転で伝送帯域の低いも
のは一本もなく、これを50本も安定に得ることができる
という有利性がえられる。
さ800mmのグレーデットインデックス型光ファイバー母
材を製造する場合には、上記した方法によって多孔質母
材の引上げ速度を51.5〜51.7mm/時の範囲で、また四塩
化けい素のガス量を0.37〜0.39l/分、ドーパントの量を
0.035〜0.037l/分の範囲で制御すればよいが、これによ
れば外径79〜81mm、長さ800mmのグレーデッドインデッ
クス型の光ファイバー母材をその伝送帯域が長さ方向で
約1,500±100MHz・kmであるものとして安定に得ること
ができ、例えば２ケ月間の連続運転で伝送帯域の低いも
のは一本もなく、これを50本も安定に得ることができる
という有利性がえられる。
つぎに本発明方法の実施例を示す。
実施例 第１図に示したような装置を使用し、内容積1.3lの反
応容器中に石英ガラス製の直径16mm、長さ200mmの出発
基材を回転引上げ装置に懸吊しておき、これに酸水素火
炎バーナーからSiCl4ガス0.38l/分、ドーパントとしてG
eCl4ガス0.036l/分、酸素ガス10.0l/分、水素ガス6.8l/
分からなる混合ガスを送入してこの酸水素火炎を出発基
材に当てゝこゝに多孔質ガラスを堆積させ、出発基材を
51.5mm/時で引上げて多孔質ガラス母材を作った。
応容器中に石英ガラス製の直径16mm、長さ200mmの出発
基材を回転引上げ装置に懸吊しておき、これに酸水素火
炎バーナーからSiCl4ガス0.38l/分、ドーパントとしてG
eCl4ガス0.036l/分、酸素ガス10.0l/分、水素ガス6.8l/
分からなる混合ガスを送入してこの酸水素火炎を出発基
材に当てゝこゝに多孔質ガラスを堆積させ、出発基材を
51.5mm/時で引上げて多孔質ガラス母材を作った。
この際、多孔質母材12の堆積位置の変位をテレビジョ
ンカメラで検知し、引上速度を変化させて変位を矯正す
る。ついで変化した引上速度を51.5mm/時に戻すようにS
iCl4量を0.37〜0.39l/分、GeCl4量を0.035〜0.037l/分
の範囲内でマスフローコントローラー4,5を用いて制御
するようにして２ケ月間連続運転したところ、外径80m
m、長さ800mmのグレーデッドインデックス型の光ファイ
バー母材50本が得られたが、これらはいずれもその伝送
帯域（1.3μｍ）が1,230〜1,880MHz・Kmで安定してお
り、伝送帯域の低いものはなく、これらは第１表に示し
たとおりの結果を示した。
ンカメラで検知し、引上速度を変化させて変位を矯正す
る。ついで変化した引上速度を51.5mm/時に戻すようにS
iCl4量を0.37〜0.39l/分、GeCl4量を0.035〜0.037l/分
の範囲内でマスフローコントローラー4,5を用いて制御
するようにして２ケ月間連続運転したところ、外径80m
m、長さ800mmのグレーデッドインデックス型の光ファイ
バー母材50本が得られたが、これらはいずれもその伝送
帯域（1.3μｍ）が1,230〜1,880MHz・Kmで安定してお
り、伝送帯域の低いものはなく、これらは第１表に示し
たとおりの結果を示した。
しかし、比較のために第１図においてマスフローコン
トローラ制御装置16を除いた装置を用いたほかは上記と
同様に処理して光ファイバー母材を作ったところ、この
場合には第１表に併記したとおりの結果が得られ、伝送
帯域が低く、バラツキの大きいものであった。
トローラ制御装置16を除いた装置を用いたほかは上記と
同様に処理して光ファイバー母材を作ったところ、この
場合には第１表に併記したとおりの結果が得られ、伝送
帯域が低く、バラツキの大きいものであった。
第１図は本発明の方法によるグレーデットインデックス
型光ファイバー母材の製造方法に使用される製造装置の
縦断面図を示したものである。 1,2……原料ガス供給装置、３……原料ガス搬送口、4,5
……マスフローコントローラー、６……燃焼ガス、７…
…バーナー、８……排気口、９……反応容器、10……出
発基材、11……回転引上装置、12……多孔質母材、13…
…テレビジョンディスプレイ、14……テレビジョンカメ
ラ、15……引上制御装置、16……マスフローコントロー
ラー制御装置、17……基線
型光ファイバー母材の製造方法に使用される製造装置の
縦断面図を示したものである。 1,2……原料ガス供給装置、３……原料ガス搬送口、4,5
……マスフローコントローラー、６……燃焼ガス、７…
…バーナー、８……排気口、９……反応容器、10……出
発基材、11……回転引上装置、12……多孔質母材、13…
…テレビジョンディスプレイ、14……テレビジョンカメ
ラ、15……引上制御装置、16……マスフローコントロー
ラー制御装置、17……基線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 神屋 和雄 群馬県安中市磯部２丁目13番１号 信越 化学工業株式会社シリコーン電子材料技 術研究所内 (72)発明者 横川 清 群馬県安中市磯部２丁目13番１号 信越 化学工業株式会社シリコーン電子材料技 術研究所内 (56)参考文献 特開 昭61−26533（ＪＰ，Ａ) 特公 昭62−20139（ＪＰ，Ｂ１)
Claims (1)
- 【請求項１】四塩化けい素とドーパントの気体状ガラス
原料を酸水素火炎バーナーに導入して火炎加水分解さ
せ、生成するガラス微粒子を回転している基材上に堆積
させ、この基材を引上げることによってその軸方向に多
孔質ガラス体を成長させ、この多孔質ガラス母材を透明
ガラス化して光ファイバー母材を製造する方法におい
て、軸方向に成長する多孔質母材の堆積位置を検出して
それが一定となるように引上速度を制御する第１の制御
系により制御すると共に、酸水素火炎バーナーに供給す
るガラス原料ガスの量を上記引上速度が指定した適切な
値で一定となるように制御する第２の制御系により制御
することを特徴とするグレーデットインデックス型光フ
ァイバー母材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63065154A JP2517052B2 (ja) | 1988-03-18 | 1988-03-18 | グレ―デットインデックス型光ファイバ―母材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63065154A JP2517052B2 (ja) | 1988-03-18 | 1988-03-18 | グレ―デットインデックス型光ファイバ―母材の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01239033A JPH01239033A (ja) | 1989-09-25 |
| JP2517052B2 true JP2517052B2 (ja) | 1996-07-24 |
Family
ID=13278679
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63065154A Expired - Lifetime JP2517052B2 (ja) | 1988-03-18 | 1988-03-18 | グレ―デットインデックス型光ファイバ―母材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2517052B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3557070B2 (ja) * | 1997-03-06 | 2004-08-25 | 古河電気工業株式会社 | 光ファイバ用多孔質ガラス母材製造装置 |
| JP4809401B2 (ja) | 2008-07-18 | 2011-11-09 | 信越化学工業株式会社 | 石英ガラスの製造方法及び装置 |
| JP5399798B2 (ja) | 2008-07-18 | 2014-01-29 | 信越化学工業株式会社 | 光ファイバ用母材の製造方法および光ファイバ用母材の製造装置 |
| JP6284275B2 (ja) | 2014-12-22 | 2018-02-28 | 信越化学工業株式会社 | 光ファイバ用母材の製造装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6126533A (ja) * | 1984-07-12 | 1986-02-05 | Hitachi Cable Ltd | 光フアイバ母材の製造方法 |
| JPH081701B2 (ja) * | 1985-07-19 | 1996-01-10 | 株式会社日立製作所 | 光デイスク装置 |
-
1988
- 1988-03-18 JP JP63065154A patent/JP2517052B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01239033A (ja) | 1989-09-25 |
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