JP2618260B2 - 光ファイバ母材用中間体の製造方法 - Google Patents
光ファイバ母材用中間体の製造方法Info
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- C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
- C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
- C03B37/012—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
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- C03B37/014—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments made entirely or partially by chemical means, e.g. vapour phase deposition of bulk porous glass either by outside vapour deposition [OVD], or by outside vapour phase oxidation [OVPO] or by vapour axial deposition [VAD]
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、光ファイバ母材となる中間体の製造方法
に関するもので、特に高速度で製造する技術に関するも
のである。
に関するもので、特に高速度で製造する技術に関するも
のである。
（従来の技術） 光ファイバ母材の製造方法として、クラッド用ガラス
微粒子をプラズマ炎内に送り込んで透明ガラスとなし、
これを予め用意された透明なコアロッドもしくはコアー
クラッド型ロッドの外側に堆積させて母材とする方法が
ある。
微粒子をプラズマ炎内に送り込んで透明ガラスとなし、
これを予め用意された透明なコアロッドもしくはコアー
クラッド型ロッドの外側に堆積させて母材とする方法が
ある。
第２図は従来例を示したもので11は透明なコアークラ
ッド型ロッドで、コアの周りに薄い第１のクラッドが設
けられており、その軸の周りに回転されるとともに長さ
方向にトラバースされるようになされていて、その上に
第１のクラッドと同一組成の透明な第２クラッド12が堆
積される。その堆積方法はプラズマ炎13内に別途側方か
ら第２クラッドとなるガラス微粒子14を送り込み、この
ガラス微粒子14をプラズマ炎13内で透明ガラス化し、そ
れを第１のクラッド上に堆積させている。なお、前記プ
ラズマ炎13は、その周りに高周波コイル15が巻回された
耐火物パイプ16内にプラズマガスを供給し、コイル15に
高周波を印加することで得られる。なお、17はガラス微
粒子供給パイプである。出発部材となるロッドはコアー
クラッド型に限らずコアだけのものでも良いが、以下の
理由により前者の方が望ましい。すなわち、伝送特性上
の観点からコアとクラッドとの間に異物が入らないよう
両者を同時に作るべきである。例えば、単一モードファ
イバでは第３図に示すようにコアａの部分を光が伝搬す
るが、実際にはその外側の部分も幾らか光が伝搬する。
それらのことを考慮すると光ファイバの中心部分のうち
不純物の少ないガラスでなければいけない部分はコアａ
とこれを取り巻く幾らか光の伝搬する第１のクラッドｂ
の部分である。このときコアａの周囲の低損失であるべ
きクラッドの直径は、コア径の３倍から７倍程度といわ
れている。ここに３倍から７倍と大きな開きがあるの
は、この第１のクラッドの外側に配置する第２のクラッ
ドｃの特性、特に含有する不純物の濃度によるからであ
る。問題となる不純物としてはOH基、鉄や銅等の遷移金
属とされている。これらの不純物は、光ファイバ母材を
製造する過程でガラス母材に加えられる熱により母材の
中心部に拡散して行く。第１のクラッドｂの厚さが不十
分な場合にはコアの近傍にまで拡散して最終的には光フ
ァイバの伝送特性に影響を与える。以上のことからコア
ａと少なくともクラッドの一部分ｂとは同時に製造され
る。しかしながら、光ファイバの断面において最も面積
が大きいのは第２のクラッドｃであり、この部分のガラ
スを効率良く製造することが高速製造技術の決め手とい
える。
ッド型ロッドで、コアの周りに薄い第１のクラッドが設
けられており、その軸の周りに回転されるとともに長さ
方向にトラバースされるようになされていて、その上に
第１のクラッドと同一組成の透明な第２クラッド12が堆
積される。その堆積方法はプラズマ炎13内に別途側方か
ら第２クラッドとなるガラス微粒子14を送り込み、この
ガラス微粒子14をプラズマ炎13内で透明ガラス化し、そ
れを第１のクラッド上に堆積させている。なお、前記プ
ラズマ炎13は、その周りに高周波コイル15が巻回された
耐火物パイプ16内にプラズマガスを供給し、コイル15に
高周波を印加することで得られる。なお、17はガラス微
粒子供給パイプである。出発部材となるロッドはコアー
クラッド型に限らずコアだけのものでも良いが、以下の
理由により前者の方が望ましい。すなわち、伝送特性上
の観点からコアとクラッドとの間に異物が入らないよう
両者を同時に作るべきである。例えば、単一モードファ
イバでは第３図に示すようにコアａの部分を光が伝搬す
るが、実際にはその外側の部分も幾らか光が伝搬する。
それらのことを考慮すると光ファイバの中心部分のうち
不純物の少ないガラスでなければいけない部分はコアａ
とこれを取り巻く幾らか光の伝搬する第１のクラッドｂ
の部分である。このときコアａの周囲の低損失であるべ
きクラッドの直径は、コア径の３倍から７倍程度といわ
れている。ここに３倍から７倍と大きな開きがあるの
は、この第１のクラッドの外側に配置する第２のクラッ
ドｃの特性、特に含有する不純物の濃度によるからであ
る。問題となる不純物としてはOH基、鉄や銅等の遷移金
属とされている。これらの不純物は、光ファイバ母材を
製造する過程でガラス母材に加えられる熱により母材の
中心部に拡散して行く。第１のクラッドｂの厚さが不十
分な場合にはコアの近傍にまで拡散して最終的には光フ
ァイバの伝送特性に影響を与える。以上のことからコア
ａと少なくともクラッドの一部分ｂとは同時に製造され
る。しかしながら、光ファイバの断面において最も面積
が大きいのは第２のクラッドｃであり、この部分のガラ
スを効率良く製造することが高速製造技術の決め手とい
える。
（発明が解決しようとする課題） しかしながら、従来の方法では出発部材である前記ロ
ッドが細いため、初期の段階では堆積されるクラッド用
透明ガラスの付着効率が低くせいぜい50％程度であるた
め、所定の外径にするまで長時間を要していた。
ッドが細いため、初期の段階では堆積されるクラッド用
透明ガラスの付着効率が低くせいぜい50％程度であるた
め、所定の外径にするまで長時間を要していた。
（課題を解決するための手段） この発明は、以上の観点から予め用意されたクラッド
用ガラス微粒子を火炎内に送り込み、微粒子のまま少な
くともコアとなる部分を含むガラスロッドの周りに付着
させて不透明な多孔質焼結体として堆積させるようにし
たものである。
用ガラス微粒子を火炎内に送り込み、微粒子のまま少な
くともコアとなる部分を含むガラスロッドの周りに付着
させて不透明な多孔質焼結体として堆積させるようにし
たものである。
なお、予め用意さるべきクラッド用ガラス微粒子の粒
子径は１〜200μｍより好ましくは５〜100μｍである。
粒子径が１μｍ未満では堆積効率が低く、200μｍを超
えると透明ガラス化時の脱泡がしにくくなるからであ
る。また火炎の温度は送り込まれたガラス微粒子を透明
化させることなく微粒子が相互に融着する程度の温度で
あって、およそ600〜1100℃程度をいう。
子径は１〜200μｍより好ましくは５〜100μｍである。
粒子径が１μｍ未満では堆積効率が低く、200μｍを超
えると透明ガラス化時の脱泡がしにくくなるからであ
る。また火炎の温度は送り込まれたガラス微粒子を透明
化させることなく微粒子が相互に融着する程度の温度で
あって、およそ600〜1100℃程度をいう。
（作 用） クラッド用ガラス微粒子を透明なコアロッド、もしく
はコアークラッド型ロッドの外側に不透明ガラス状の多
孔質焼結体として堆積させることにより、ガラス微粒子
の原形は維持されたままであるので、透明ガラスと比較
するとカサが大きく最初はロッドの周囲への堆積速度は
それほどではないが、次第に増して所定の外径に到達す
る時間を短縮して母材の製造速度を速めることができ
る。
はコアークラッド型ロッドの外側に不透明ガラス状の多
孔質焼結体として堆積させることにより、ガラス微粒子
の原形は維持されたままであるので、透明ガラスと比較
するとカサが大きく最初はロッドの周囲への堆積速度は
それほどではないが、次第に増して所定の外径に到達す
る時間を短縮して母材の製造速度を速めることができ
る。
（実施例） 第１図はこの発明による光ファイバ母材用中間体の製
造方法を示したもので、従来法との差異はプラズマ炎に
代えて低温の炎を用いたことである。図において、コア
となる部分の周りに第１クラッドとなる部分を有する出
発部材１がその軸の周りに回転されるとともにその長さ
方向にトラバースされる。一方酸水素バーナ２がこの部
材１に直交するように対峙されて、その火炎３内に別途
用意された第２クラッドとなるガラス微粒子４が送り込
まれ、出発部材１上に堆積されて第２クラッドとなる多
孔質の不透明焼結体５が形成される。次いでこれを高温
の加熱炉内で加熱して全体に透明な光ファイバ母材とす
る。このとき必要に応じて加熱炉雰囲気にハロゲン含有
ガスを含ませることにより、母材に含まれるOH基や遷移
金属等を塩素化もしくはフッ素化して除去する。
造方法を示したもので、従来法との差異はプラズマ炎に
代えて低温の炎を用いたことである。図において、コア
となる部分の周りに第１クラッドとなる部分を有する出
発部材１がその軸の周りに回転されるとともにその長さ
方向にトラバースされる。一方酸水素バーナ２がこの部
材１に直交するように対峙されて、その火炎３内に別途
用意された第２クラッドとなるガラス微粒子４が送り込
まれ、出発部材１上に堆積されて第２クラッドとなる多
孔質の不透明焼結体５が形成される。次いでこれを高温
の加熱炉内で加熱して全体に透明な光ファイバ母材とす
る。このとき必要に応じて加熱炉雰囲気にハロゲン含有
ガスを含ませることにより、母材に含まれるOH基や遷移
金属等を塩素化もしくはフッ素化して除去する。
なお、６はガラス微粒子供給パイプである。
（実施例） いわゆるVAD法を用いて、直径4mmのコアとなるべきゲ
ルマニウムドープシリカガラスの周囲に、シリカからな
る第１のクラッドとなる部分が設けられた外径20mmのロ
ッドを用意し、この上に第１図の方法を用いて表１の条
件の下に第２のクラッドとなるシリカ微粒子からなる多
孔質層を形成し、外径100mm、長さ600mmの光ファイバ用
中間体を製造した。
ルマニウムドープシリカガラスの周囲に、シリカからな
る第１のクラッドとなる部分が設けられた外径20mmのロ
ッドを用意し、この上に第１図の方法を用いて表１の条
件の下に第２のクラッドとなるシリカ微粒子からなる多
孔質層を形成し、外径100mm、長さ600mmの光ファイバ用
中間体を製造した。
表１ ロッドの回転速度 30rpm 同トラバース速度 40mm/min 酸水素バーナ内への 水素供給量 50/min 酸素供給量 30/min シリカ微粒子平均粒径 20μｍ 同供給速度 12gr/min 堆積時間 120min 従来、この母材の外径にするには堆積時間が約４時間
であったが、その半分に時間短縮できたことになる。こ
うして得られた多孔質母材を加熱炉に導入して表２の条
件の下に処理して不純物の除去を行った。
であったが、その半分に時間短縮できたことになる。こ
うして得られた多孔質母材を加熱炉に導入して表２の条
件の下に処理して不純物の除去を行った。
表２ 加熱炉温度 850℃ 炉内供給ヘリウムガス ５/min 同塩素ガス 50cc/min 処理時間 6hr 引き続いてこの不純物の除去を終えた多孔質母材を同
じ加熱炉を用い、炉内温度を更に上げて完全な透明ガラ
ス化を行ない、直径50mm、長さ600mmの母材とした。こ
の時の加熱条件を表３に示す。
じ加熱炉を用い、炉内温度を更に上げて完全な透明ガラ
ス化を行ない、直径50mm、長さ600mmの母材とした。こ
の時の加熱条件を表３に示す。
表３ 加熱炉内温度 1600℃ 炉内供給ヘリウムガス ５/min 加熱時間 3hr 最後にこの母材を約2200℃の高温の加熱炉で線引きし
てファイバとした。
てファイバとした。
このファイバの諸元を表４に示す。
表４ ファイバの直径 125 μｍ 同コア径 約9.5 μｍ 比屈折率差 約0.32％ 伝送損失 0.38dB/km （波長1.3μｍ） この特性は、従来の方法による光ファイバのそれと何
等遜色がなく優れたものである。
等遜色がなく優れたものである。
以上、この発明の実施例では単一モードファイバ母材
用の例を示したが、グレーデッド型ファイバ母材の製造
にも適用できることはいうまでもない。
用の例を示したが、グレーデッド型ファイバ母材の製造
にも適用できることはいうまでもない。
（発明の効果） この発明は、以上のように少なくともコア用となる透
明ガラスロッドの周囲に、別途用意されたクラッドとな
るガラス微粒子を火炎内に導入加熱した上で多孔質焼結
体として堆積させる方法であるので、堆積速度が速く母
材の高速製造が可能となる。
明ガラスロッドの周囲に、別途用意されたクラッドとな
るガラス微粒子を火炎内に導入加熱した上で多孔質焼結
体として堆積させる方法であるので、堆積速度が速く母
材の高速製造が可能となる。
第１図はこの発明方法の概略説明図、第２図は従来法の
概略説明図、第３図は光ファイバの断面図である。 １……出発部材、４……第２クラッドとなるガラス微粒
子、５……第２クラッドとなる多孔質の不透明焼結体。
概略説明図、第３図は光ファイバの断面図である。 １……出発部材、４……第２クラッドとなるガラス微粒
子、５……第２クラッドとなる多孔質の不透明焼結体。
Claims (1)
- 【請求項１】石英を主成分とするクラッド用ガラス微粒
子を火炎中に送り込み、このガラス微粒子を少なくとも
コアとなる部分を含む透明ガラスロッドの外周面に不透
明ガラス状の多孔質焼結体として堆積させることを特徴
とする光ファイバ母材用中間体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19270888A JP2618260B2 (ja) | 1988-08-03 | 1988-08-03 | 光ファイバ母材用中間体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19270888A JP2618260B2 (ja) | 1988-08-03 | 1988-08-03 | 光ファイバ母材用中間体の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0244040A JPH0244040A (ja) | 1990-02-14 |
| JP2618260B2 true JP2618260B2 (ja) | 1997-06-11 |
Family
ID=16295734
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19270888A Expired - Fee Related JP2618260B2 (ja) | 1988-08-03 | 1988-08-03 | 光ファイバ母材用中間体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2618260B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003072517A1 (de) * | 2002-02-27 | 2003-09-04 | S & S Technologie- Und Investitionsgesellschaft Gmbh | Herstellung von hüllglas für lichtwellenleiter |
-
1988
- 1988-08-03 JP JP19270888A patent/JP2618260B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0244040A (ja) | 1990-02-14 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |