JP2685889B2 - ハーメチック被覆光ファイバの製造方法 - Google Patents
ハーメチック被覆光ファイバの製造方法Info
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- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
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- C03C25/1061—Inorganic coatings
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Description
【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は、光ファイバ表面にカーボンまたはカーボン
化合物（SiC、TiC等）から成るハーメチック被覆を被覆
したハーメチック被覆光ファイバを得るための方法に関
するものである。
化合物（SiC、TiC等）から成るハーメチック被覆を被覆
したハーメチック被覆光ファイバを得るための方法に関
するものである。
最近、第４図に示すように、コア3a、クラッド3bより
なる光ファイバ３の表面にカーボンまたはカーボン化合
物からなる被覆30（以下ハーメチック被覆という）を設
け、外部から光ファイバの内部へH2OやH2が侵入を防止
する、いわゆるハーメチック被覆光ファイバ40と称され
るものが提案されている。
なる光ファイバ３の表面にカーボンまたはカーボン化合
物からなる被覆30（以下ハーメチック被覆という）を設
け、外部から光ファイバの内部へH2OやH2が侵入を防止
する、いわゆるハーメチック被覆光ファイバ40と称され
るものが提案されている。
このハーメチック被覆光ファイバ40の特徴は、前記外
部からのH2OやH2の侵入を防止でき、その結果耐水素特
性が向上するだけでなく、光ファイバの疲労特性も向上
することが見出され、現在その製造をいかにして安定
に、かつ効率良く行うか検討が急がれている。
部からのH2OやH2の侵入を防止でき、その結果耐水素特
性が向上するだけでなく、光ファイバの疲労特性も向上
することが見出され、現在その製造をいかにして安定
に、かつ効率良く行うか検討が急がれている。
第５図は従来行われているハーメチック被覆光ファイ
バ40の製造方法の一例を示すものである。これは光ファ
イバ用母材１を線引炉２に導入してコア3a、クラッド3b
を有する光ファイバ３と成し、これを熱CVD用の反応炉
５に導く。この反応炉５の外側にはヒータ６が配置され
ていて、該ヒータ６により反応炉５内には加熱ゾーン７
が設定されている。符号８はハーメチック被覆用の原料
ガス導入口で、ここから原料ガス、例えばメタン、エタ
ン、エチレン、アセチレン、プロパン、ブタン等の炭化
水素ガスが、これに通常添加されるN2ガスと共に反応炉
５へと供給される。また符号９はガスの排気口を示し、
符号10A、10Bはそれぞれ前記反応炉５の両端部を示し、
ここにはシールガス導入口11A、11Bが設けられていて、
反応炉５内への外気の導入を防ぐため前記導入口11A、1
1Bを介してシールガス、例えば不活性ガスであるN2が供
給されている。
バ40の製造方法の一例を示すものである。これは光ファ
イバ用母材１を線引炉２に導入してコア3a、クラッド3b
を有する光ファイバ３と成し、これを熱CVD用の反応炉
５に導く。この反応炉５の外側にはヒータ６が配置され
ていて、該ヒータ６により反応炉５内には加熱ゾーン７
が設定されている。符号８はハーメチック被覆用の原料
ガス導入口で、ここから原料ガス、例えばメタン、エタ
ン、エチレン、アセチレン、プロパン、ブタン等の炭化
水素ガスが、これに通常添加されるN2ガスと共に反応炉
５へと供給される。また符号９はガスの排気口を示し、
符号10A、10Bはそれぞれ前記反応炉５の両端部を示し、
ここにはシールガス導入口11A、11Bが設けられていて、
反応炉５内への外気の導入を防ぐため前記導入口11A、1
1Bを介してシールガス、例えば不活性ガスであるN2が供
給されている。
このようにして成る反応炉５内に導かれた光ファイバ
３の表面には、前記原料ガスの熱分解によりカーボンが
生成され、これが気相化学反応により光ファイバ３の表
面上に堆積し、第４図に示すようなハーメチック被覆30
が形成される。図中の符号４は外径測定器で、この値に
より線引速度や光ファイバ用母材１の送り速度が調整さ
れ光ファイバ３の外径が一定になるように制御される。
３の表面には、前記原料ガスの熱分解によりカーボンが
生成され、これが気相化学反応により光ファイバ３の表
面上に堆積し、第４図に示すようなハーメチック被覆30
が形成される。図中の符号４は外径測定器で、この値に
より線引速度や光ファイバ用母材１の送り速度が調整さ
れ光ファイバ３の外径が一定になるように制御される。
尚、SiC、TiCからなるハーメチック被覆30を形成しよ
うとする場合は、炭化水素ガスにSiH4やTiCl4等を添加
すればよい。以下前述した一連の方法を熱CVD法と称
す。
うとする場合は、炭化水素ガスにSiH4やTiCl4等を添加
すればよい。以下前述した一連の方法を熱CVD法と称
す。
このようにして得られたハーメチック被覆光ファイバ
40の外側には通常の方法でプラスチック被覆が形成され
る。例えば紫外線硬化性樹脂を塗布装置12でハーメチッ
ク被覆光ファイバ40上に塗布し、これを紫外線照射炉等
の硬化炉13により硬化せしめ、巻取機14で巻き取る。こ
こで塗布する樹脂として熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂も
使用でき、熱硬化性樹脂を使用する場合であれば、前記
硬化炉13として加熱炉を配すればよい。
40の外側には通常の方法でプラスチック被覆が形成され
る。例えば紫外線硬化性樹脂を塗布装置12でハーメチッ
ク被覆光ファイバ40上に塗布し、これを紫外線照射炉等
の硬化炉13により硬化せしめ、巻取機14で巻き取る。こ
こで塗布する樹脂として熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂も
使用でき、熱硬化性樹脂を使用する場合であれば、前記
硬化炉13として加熱炉を配すればよい。
ところが前述した従来の方法では、光ファイバ３の表
面に形成されるハーメチック被覆30の厚さが光ファイバ
３の長手方向において変動し、均一厚さのものが得られ
ていない。その結果得られたハーメチック被覆光ファイ
バ40の耐水素特性や疲労特性が安定しないという問題が
あった。
面に形成されるハーメチック被覆30の厚さが光ファイバ
３の長手方向において変動し、均一厚さのものが得られ
ていない。その結果得られたハーメチック被覆光ファイ
バ40の耐水素特性や疲労特性が安定しないという問題が
あった。
前記問題に鑑み本発明の目的は、光ファイバ上に、長
手方向にわたって厚さの均一なハーメチック被覆を施す
ことのできる方法を提供することにある。
手方向にわたって厚さの均一なハーメチック被覆を施す
ことのできる方法を提供することにある。
前記目的を達成すべく本発明は、光ファイバ用母材か
ら光ファイバを線引し、しかる後に該光ファイバを熱CV
D用反応炉内を通過せしめ、その表面上に熱CVD法により
カーボンまたはカーボン化合物からなるハーメチック被
覆を施すハーメチック被覆光ファイバの製造方法におい
て、前記熱CVD用反応炉に入る直前の前記光ファイバの
表面温度を測定し、この測定値により前記熱CVD用反応
炉へ供給する原料ガスの流量を調整することを特徴とす
るものである。
ら光ファイバを線引し、しかる後に該光ファイバを熱CV
D用反応炉内を通過せしめ、その表面上に熱CVD法により
カーボンまたはカーボン化合物からなるハーメチック被
覆を施すハーメチック被覆光ファイバの製造方法におい
て、前記熱CVD用反応炉に入る直前の前記光ファイバの
表面温度を測定し、この測定値により前記熱CVD用反応
炉へ供給する原料ガスの流量を調整することを特徴とす
るものである。
以下に本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明す
る。本発明者は前述した従来の製造方法を充分に検討し
た結果、ハーメチック被覆30の厚さが光ファイバ３の長
手方向においてばらつく原因は以下の理由によると推定
した。
る。本発明者は前述した従来の製造方法を充分に検討し
た結果、ハーメチック被覆30の厚さが光ファイバ３の長
手方向においてばらつく原因は以下の理由によると推定
した。
すなわち、通常光ファイバ用母材１から第５図のよう
に光ファイバ３を線引する場合、外径測定器４により光
ファイバ３の外径を測定し、この値が一定になるように
巻取機14の巻き取り速度（引取機がある場合は引取速
度）あるいは光ファイバ用母材１の線引炉２への送り速
度を制御しているが、この方法だと、例えば光ファイバ
用母材１がその長手方向に外径変動を有していると経時
的にかなりの頻度で線引速度制御が必要となる。このよ
うに線引速度が変化すると必然的に熱CVD用の反応炉５
に入る直前の光ファイバ３の表面温度も変化するが、こ
の変化により、反応炉５内における光ファイバ３の表面
近傍での原料ガスの熱分解速度が変化し、光ファイバ３
表面に形成されるハーメチック被覆30の厚さも変化す
る、というように推定した。
に光ファイバ３を線引する場合、外径測定器４により光
ファイバ３の外径を測定し、この値が一定になるように
巻取機14の巻き取り速度（引取機がある場合は引取速
度）あるいは光ファイバ用母材１の線引炉２への送り速
度を制御しているが、この方法だと、例えば光ファイバ
用母材１がその長手方向に外径変動を有していると経時
的にかなりの頻度で線引速度制御が必要となる。このよ
うに線引速度が変化すると必然的に熱CVD用の反応炉５
に入る直前の光ファイバ３の表面温度も変化するが、こ
の変化により、反応炉５内における光ファイバ３の表面
近傍での原料ガスの熱分解速度が変化し、光ファイバ３
表面に形成されるハーメチック被覆30の厚さも変化す
る、というように推定した。
そこで本発明者は、前記制御方法を採用する限り、光
ファイバ３の反応炉５に入る直前の表面温度を一定にす
ることは困難であるから、表面温度が下がったらその分
反応炉５に供給する原料ガスの量を増やすことを検討し
た。もちろん光ファイバ３の表面温度が所定の温度より
も上がった場合は、この逆の制御を行う。
ファイバ３の反応炉５に入る直前の表面温度を一定にす
ることは困難であるから、表面温度が下がったらその分
反応炉５に供給する原料ガスの量を増やすことを検討し
た。もちろん光ファイバ３の表面温度が所定の温度より
も上がった場合は、この逆の制御を行う。
そこでまず原料ガス量と形成されるハーメチック被覆
30の厚さの関係を実験により求めたところ第１図のよう
に、両者の間にはほぼ直線関係があることが判明した。
この関係を用いてハーメチック被覆30の厚さを制御すべ
く、第２図のような装置を設置した。尚、この図では第
５図と名称が同じものは同一符号を付与してある。
30の厚さの関係を実験により求めたところ第１図のよう
に、両者の間にはほぼ直線関係があることが判明した。
この関係を用いてハーメチック被覆30の厚さを制御すべ
く、第２図のような装置を設置した。尚、この図では第
５図と名称が同じものは同一符号を付与してある。
第２図は本発明の方法を実現するための装置の一実施
例で、この特徴は、従来の装置の熱CVD用反応炉５の直
前に光ファイバ３の表面温度を測定するための、例えば
赤外線放射温度計等の温度計16を設置せしめ、ここで反
応炉５に入る直前の光ファイバ３の表面温度を測定し、
この測定値に基づいて原料ガス導入口８を介して反応炉
５に供給する原料ガス、例えばC2H4等の原料ガスの量を
調整する点にある。ここで符号17はマスフローコントロ
ーラ等から成る流量制御装置、符号15は前記流量制御装
置17を前記温度計16の信号に基づいて制御するコンピュ
ータ（CPU）である。また符号18は反応炉５に結合され
た芯出し装置で、これにより光ファイバ３の走行方向を
Ｚ軸とした場合、このＺ軸方向への炉５の移動は勿論の
こと、Ｘ軸、Ｙ軸方向の軸合わせ及びＺ軸に対する傾き
角度の調整もできるようになっていて、光ファイバ３が
反応炉５の中心を走行するように調整できる。
例で、この特徴は、従来の装置の熱CVD用反応炉５の直
前に光ファイバ３の表面温度を測定するための、例えば
赤外線放射温度計等の温度計16を設置せしめ、ここで反
応炉５に入る直前の光ファイバ３の表面温度を測定し、
この測定値に基づいて原料ガス導入口８を介して反応炉
５に供給する原料ガス、例えばC2H4等の原料ガスの量を
調整する点にある。ここで符号17はマスフローコントロ
ーラ等から成る流量制御装置、符号15は前記流量制御装
置17を前記温度計16の信号に基づいて制御するコンピュ
ータ（CPU）である。また符号18は反応炉５に結合され
た芯出し装置で、これにより光ファイバ３の走行方向を
Ｚ軸とした場合、このＺ軸方向への炉５の移動は勿論の
こと、Ｘ軸、Ｙ軸方向の軸合わせ及びＺ軸に対する傾き
角度の調整もできるようになっていて、光ファイバ３が
反応炉５の中心を走行するように調整できる。
このようにしてなる装置において、本発明の方法を説
明すると、例えば光ファイバ用母材１の外径が通常の部
分よりも細くなって、光ファイバ３の外径が小さくなる
と、この値を拾った外径測定器４の信号によりコンピュ
ータ20は巻取機14の巻き取り速度を落とすように指示す
る。このように巻取機14による巻き取り速度が小さくな
ると、線引炉２から反応炉５までの距離は一定であるか
ら、必然的にこの距離を通過する時間、すなわち冷却時
間が長くなり、反応炉５に入る直前の光ファイバ３の表
面温度は下がる。このように光ファイバ３の表面温度が
下がったことを温度計16が検知したら、その差に応じて
コンピュータ15は流量制御装置17を介して反応炉５へ供
給する原料ガスの量を増やしてやる。このように原料ガ
ス量が増えれば、形成されるハーメチック被覆30の厚さ
は前述した第１図にしたがって厚くなって正常厚さに復
帰する。
明すると、例えば光ファイバ用母材１の外径が通常の部
分よりも細くなって、光ファイバ３の外径が小さくなる
と、この値を拾った外径測定器４の信号によりコンピュ
ータ20は巻取機14の巻き取り速度を落とすように指示す
る。このように巻取機14による巻き取り速度が小さくな
ると、線引炉２から反応炉５までの距離は一定であるか
ら、必然的にこの距離を通過する時間、すなわち冷却時
間が長くなり、反応炉５に入る直前の光ファイバ３の表
面温度は下がる。このように光ファイバ３の表面温度が
下がったことを温度計16が検知したら、その差に応じて
コンピュータ15は流量制御装置17を介して反応炉５へ供
給する原料ガスの量を増やしてやる。このように原料ガ
ス量が増えれば、形成されるハーメチック被覆30の厚さ
は前述した第１図にしたがって厚くなって正常厚さに復
帰する。
一方光ファイバ用母材１の外径が通常の部分よりも太
くなって、外径測定器４で測定された光ファイバ３の外
径が設定値よりも大きくなった場合は、線引速度が速く
なり、その結果反応炉５に入る直前の光ファイバ３の表
面温度は高くなるから、前者の場合とは逆に反応炉５に
供給する原料ガスの量を減らしてやればよい。
くなって、外径測定器４で測定された光ファイバ３の外
径が設定値よりも大きくなった場合は、線引速度が速く
なり、その結果反応炉５に入る直前の光ファイバ３の表
面温度は高くなるから、前者の場合とは逆に反応炉５に
供給する原料ガスの量を減らしてやればよい。
第３図は前述した第２図に示す装置による本発明の方
法と、第５図の装置による従来方法とで各々ハーメチッ
ク被覆光ファイバ40を製造した場合のハーメチック被覆
30の長手方向厚さ分布を示すものである。ここで○は本
発明の方法によって得られたもの、△は従来方法により
得られたものを示している。
法と、第５図の装置による従来方法とで各々ハーメチッ
ク被覆光ファイバ40を製造した場合のハーメチック被覆
30の長手方向厚さ分布を示すものである。ここで○は本
発明の方法によって得られたもの、△は従来方法により
得られたものを示している。
尚、実施例及び比較例の製造条件は以下のとおりであ
る。
る。
実施例 石英ガラス系の光ファイバ用母材１を設定線引速度60
0m/minで線引し、光ファイバ３となし、これを熱CVD法
用の反応炉５に導いた。該反応炉５に原料ガスとしてC2
H4ガスを原料ガス導入口８から2.0/minで供給した。
この際反応炉５を外気からシールするためにシールガス
導入口11AからN2ガスを5.0/min、シールガス導入口11
Bから同ガスを2.0/min流した。このような条件で外径
125μｍのハーメチック被覆光ファイバ40を製造せし
め、これに紫外線硬化製樹脂を塗布装置12により塗布せ
しめ、これを紫外線照射装置からなる硬化炉13により硬
化せしめて外径250μｍの光ファイバ心線を得た。この
際、温度計16の信号に基づき流量制御装置17を介して、
反応炉５に供給する原料ガス量を調整した。尚、本実施
例ではヒータ６による加熱はしていない。
0m/minで線引し、光ファイバ３となし、これを熱CVD法
用の反応炉５に導いた。該反応炉５に原料ガスとしてC2
H4ガスを原料ガス導入口８から2.0/minで供給した。
この際反応炉５を外気からシールするためにシールガス
導入口11AからN2ガスを5.0/min、シールガス導入口11
Bから同ガスを2.0/min流した。このような条件で外径
125μｍのハーメチック被覆光ファイバ40を製造せし
め、これに紫外線硬化製樹脂を塗布装置12により塗布せ
しめ、これを紫外線照射装置からなる硬化炉13により硬
化せしめて外径250μｍの光ファイバ心線を得た。この
際、温度計16の信号に基づき流量制御装置17を介して、
反応炉５に供給する原料ガス量を調整した。尚、本実施
例ではヒータ６による加熱はしていない。
比較例 前記実施例と異なる点は唯一流量制御装置17による反
応炉５への原料ガス供給量調整を行わなかった点のみ
で、他は実施例と同一条件である。
応炉５への原料ガス供給量調整を行わなかった点のみ
で、他は実施例と同一条件である。
以上の結果、第３図が示すように、本発明の実施例の
ものでは、その長手方向に約600Å厚さのハーメチック
被覆30が極めて均一な厚さにて被覆されている。これに
対して比較例のものでは平均約500Å厚さのハーメチッ
ク被覆30が形成されているが、その厚さの長手方向の変
動は前記実施例に比較してかなり大きい。
ものでは、その長手方向に約600Å厚さのハーメチック
被覆30が極めて均一な厚さにて被覆されている。これに
対して比較例のものでは平均約500Å厚さのハーメチッ
ク被覆30が形成されているが、その厚さの長手方向の変
動は前記実施例に比較してかなり大きい。
尚、前記実施例では、エチレンガスを原料ガスとして
使用しているが、この他に前述したメタン、エタン、プ
ロパン、ブタンあるいはアセチレン等の炭化水素ガスあ
るいはこれらにSiH4やTiCl4等を添加したものも使用で
きる。同時にこれら原料ガスにN2ガス等の不活性ガスを
希釈ガスとして添加してもよい。
使用しているが、この他に前述したメタン、エタン、プ
ロパン、ブタンあるいはアセチレン等の炭化水素ガスあ
るいはこれらにSiH4やTiCl4等を添加したものも使用で
きる。同時にこれら原料ガスにN2ガス等の不活性ガスを
希釈ガスとして添加してもよい。
また前記実施例では、ヒータ６を使用しなかったが、
熱分解温度が高い原料ガスを使用する場合、あるいはよ
りハーメチック被覆30を高速で形成しようとする場合は
適宜採用すればよい。
熱分解温度が高い原料ガスを使用する場合、あるいはよ
りハーメチック被覆30を高速で形成しようとする場合は
適宜採用すればよい。
以上の如く本発明の方法によれば、光ファイバの長手
方向にハーメチック被覆を均一厚さにて形成でき、もっ
て品質の安定なハーメチック被覆光ファイバを製造する
ことができる。
方向にハーメチック被覆を均一厚さにて形成でき、もっ
て品質の安定なハーメチック被覆光ファイバを製造する
ことができる。
第１図は形成されるハーメチック被覆厚さと原料ガス濃
度の関係を示すグラフ、第２図は本発明の方法の一実施
例を示す概略図、第３図は本発明の方法及び従来方法に
て得られたハーメチック被覆光ファイバのハーメチック
被覆の長手方向厚さ分布を示すグラフ、第４図はハーメ
チック被覆光ファイバの一例を示す横断面図、第５図は
従来の方法を示す概略図である。 １〜光ファイバ用母材、２〜線引炉、３〜光ファイバ、
５〜反応炉、６〜ヒータ、８〜原料ガス導入口、11A、1
1B〜シールガス導入口、16〜温度計、17〜流量制御装
置、18〜芯出し装置
度の関係を示すグラフ、第２図は本発明の方法の一実施
例を示す概略図、第３図は本発明の方法及び従来方法に
て得られたハーメチック被覆光ファイバのハーメチック
被覆の長手方向厚さ分布を示すグラフ、第４図はハーメ
チック被覆光ファイバの一例を示す横断面図、第５図は
従来の方法を示す概略図である。 １〜光ファイバ用母材、２〜線引炉、３〜光ファイバ、
５〜反応炉、６〜ヒータ、８〜原料ガス導入口、11A、1
1B〜シールガス導入口、16〜温度計、17〜流量制御装
置、18〜芯出し装置
Claims (1)
- 【請求項１】光ファイバ用母材から光ファイバを線引
し、しかる後に該光ファイバを熱CVD用反応炉内を通過
せしめ、その表面上に熱CVD法によりカーボンまたはカ
ーボン化合物からなるハーメチック被覆を施すハーメチ
ック被覆光ファイバの製造方法において、前記熱CVD用
反応炉に入る直前の前記光ファイバの表面温度を測定
し、この測定値により前記熱CVD用反応炉へ供給する原
料ガスの流量を調整することを特徴とするハーメチック
被覆光ファイバの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1098520A JP2685889B2 (ja) | 1989-04-18 | 1989-04-18 | ハーメチック被覆光ファイバの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1098520A JP2685889B2 (ja) | 1989-04-18 | 1989-04-18 | ハーメチック被覆光ファイバの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02279540A JPH02279540A (ja) | 1990-11-15 |
| JP2685889B2 true JP2685889B2 (ja) | 1997-12-03 |
Family
ID=14221934
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1098520A Expired - Fee Related JP2685889B2 (ja) | 1989-04-18 | 1989-04-18 | ハーメチック被覆光ファイバの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2685889B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000003876A (ja) * | 1998-06-15 | 2000-01-07 | Asahi Optical Co Ltd | 半導体素材製造装置 |
-
1989
- 1989-04-18 JP JP1098520A patent/JP2685889B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02279540A (ja) | 1990-11-15 |
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