JP2799730B2 - フッ化物光ファイバの線引き方法およびその線引き装置 - Google Patents
フッ化物光ファイバの線引き方法およびその線引き装置Info
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- C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
- C03B37/02—Manufacture of glass fibres or filaments by drawing or extruding, e.g. direct drawing of molten glass from nozzles; Cooling fins therefor
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- Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、高強度にして低損失なフッ化物光ファイバ
を作製するための線引き方法およびそのために必要とす
る線引き装置に関するものである。
を作製するための線引き方法およびそのために必要とす
る線引き装置に関するものである。
従来の技術及び発明が解決しようとする課題ZrF4を主
成分とするフッ化物ガラス光ファイバ（以下フッ化物光
ファイバという。）は石英系光ファイバを凌ぐ10-2dB/K
m以下の伝送損失を持つことが理論的に期待され、従来
の長距離大容量光通信媒体として現在開発研究が進めら
れている。
成分とするフッ化物ガラス光ファイバ（以下フッ化物光
ファイバという。）は石英系光ファイバを凌ぐ10-2dB/K
m以下の伝送損失を持つことが理論的に期待され、従来
の長距離大容量光通信媒体として現在開発研究が進めら
れている。
フッ化物光ファイバを実用に供するためには、その伝
送特性を向上させるとともに、機械的強度も向上させる
ことが必要である。
送特性を向上させるとともに、機械的強度も向上させる
ことが必要である。
ところで、大容量光通信媒体とするには単一モード光
ファイバの実現が不可欠であるが、最近、ジャケット線
引き法によりフッ化物光ファイバにおいても単一モード
光ファバが得られるようになった（Y.Ohishi et al,IEE
E J.Light wave Technology,vol,LT−2,p.593（198
4））。
ファイバの実現が不可欠であるが、最近、ジャケット線
引き法によりフッ化物光ファイバにおいても単一モード
光ファバが得られるようになった（Y.Ohishi et al,IEE
E J.Light wave Technology,vol,LT−2,p.593（198
4））。
プリフォームとジャケット管界面に水酸基が残留して
いると、単一モード光ファイバではコアからクラッド層
への電界分布の浸み出しが大きいため、該水酸基による
吸収損失を被ることになる。特に、内側クラッド層の薄
いＷ型の屈折率分布を持った単一モード光ファイバ
（『光通信ハンドブック』柳井久義編集、朝倉書店参
照）をジャケット線引き法で作製した場合、界面の水酸
基の損失への影響は著しくなる。また単一モード光ファ
イバに限らずロッドインチューブ法で光ファイバを作製
した場合、コアとクラッドになるジャケット管との界面
に水酸基が存在すると水酸基による吸収損失は著しく大
きいのものになる。
いると、単一モード光ファイバではコアからクラッド層
への電界分布の浸み出しが大きいため、該水酸基による
吸収損失を被ることになる。特に、内側クラッド層の薄
いＷ型の屈折率分布を持った単一モード光ファイバ
（『光通信ハンドブック』柳井久義編集、朝倉書店参
照）をジャケット線引き法で作製した場合、界面の水酸
基の損失への影響は著しくなる。また単一モード光ファ
イバに限らずロッドインチューブ法で光ファイバを作製
した場合、コアとクラッドになるジャケット管との界面
に水酸基が存在すると水酸基による吸収損失は著しく大
きいのものになる。
従って損失特性向上のためには界面の水酸基を除くこ
とが不可欠である。
とが不可欠である。
また、界面の水酸基は、線引き温度まで加熱されると
一部が脱水縮合反応をおこし、酸化物が形成されること
もある。この酸化物は表面結晶化を誘起し、これが光フ
ァイバの強度劣化の原因となる。そのため、ジャケット
線引きによる高強度フッ化物光ファイバを得るために
も、ジャケット管内面およびそれに挿入するガラスロッ
ドあるいはプリフォームの表面の水酸基を除去すること
が必要である。
一部が脱水縮合反応をおこし、酸化物が形成されること
もある。この酸化物は表面結晶化を誘起し、これが光フ
ァイバの強度劣化の原因となる。そのため、ジャケット
線引きによる高強度フッ化物光ファイバを得るために
も、ジャケット管内面およびそれに挿入するガラスロッ
ドあるいはプリフォームの表面の水酸基を除去すること
が必要である。
これまでフッ化物ガラス表面の水酸基を除く手段は試
みられているが、ファイバ線引き時に、ジャケット管内
面と挿入するガラスロッドあるいはプリフォーム表面の
水酸基を除去する技術は確立されていなかった。すなわ
ち、フッ化物ガラスの表面をNH4NO3−HNO3溶液でエッチ
ングし、のちにHFガスで処理することによって水酸基の
除去を行っている例（S.Sakaguchi et al,J.Met.Sci.Le
tt,6,pp.1440−1442（1987））や、ZrOCl2溶液でエッチ
ングし、のちにNF3ガスで処理する例（H.W.Schneider e
t al.,Electron.Lett.,22,pp.949−950（1986））があ
るが、ともにガラスロッド表面のバッチ処理であり、線
引き時に水酸基を除去する方法には応用できない。した
がって、線引き時点では、再吸着による水酸基が残留す
るという欠点があった。さらに、ジャケット法に適用す
る試みはなされておらず、バッチ処理したロッドとジャ
ケットを用いたとしても、界面の再吸着水酸基は除去す
ることができない。
みられているが、ファイバ線引き時に、ジャケット管内
面と挿入するガラスロッドあるいはプリフォーム表面の
水酸基を除去する技術は確立されていなかった。すなわ
ち、フッ化物ガラスの表面をNH4NO3−HNO3溶液でエッチ
ングし、のちにHFガスで処理することによって水酸基の
除去を行っている例（S.Sakaguchi et al,J.Met.Sci.Le
tt,6,pp.1440−1442（1987））や、ZrOCl2溶液でエッチ
ングし、のちにNF3ガスで処理する例（H.W.Schneider e
t al.,Electron.Lett.,22,pp.949−950（1986））があ
るが、ともにガラスロッド表面のバッチ処理であり、線
引き時に水酸基を除去する方法には応用できない。した
がって、線引き時点では、再吸着による水酸基が残留す
るという欠点があった。さらに、ジャケット法に適用す
る試みはなされておらず、バッチ処理したロッドとジャ
ケットを用いたとしても、界面の再吸着水酸基は除去す
ることができない。
本発明の目的は、フッ化物光ファイバのジャケット線
引き工程において、ガラスロッドあるいはプリフォーム
表面およびジャケット管内面に存在する水酸基を除去し
つつ線引きする方法を提供し、低損失で機械的強度の優
れたフッ化物光ファイバを作製することにある。
引き工程において、ガラスロッドあるいはプリフォーム
表面およびジャケット管内面に存在する水酸基を除去し
つつ線引きする方法を提供し、低損失で機械的強度の優
れたフッ化物光ファイバを作製することにある。
課題を解決するための手段 本発明は、フッ化物からなるジャケット管内にフッ化
物ガラスロッドあるいはフッ化物ガラスプリフォームを
挿入し前記ジャケット管と前記ガラスロッドまたはガラ
スプリフォームを加熱し一体化して線引きするフッ化物
光ファイバの線引き方法において、前記ジャケット管内
および上部空間の空気を含ハロゲンガスの不活性ガスで
置換し、前記ジャケット管と前記ガラスロッドまたはガ
ラスプリフォームを所定温度で所定時間加熱し、前記不
活性ガスを負圧とした後加熱し、乾燥不活性ガスを吹き
付けつつ線引きし、それを実施する大径の円筒体の支持
管本体内に小径の円筒体のガス導出管を配設して天井板
部より貫通して突出し、前記支持管本体の上部にガス排
出管を設け、下部の外周面にコネクターを固定した線引
き用支持管の前記コネクターにフッ化物からなるジャケ
ット管を固定し、上部に乾燥不活性ガスを導入するノズ
ルを設けた炉芯管に上部より挿入して固定し、前記炉芯
管の外部に線引炉を配設したフッ化物光ファイバの線引
き装置である。
物ガラスロッドあるいはフッ化物ガラスプリフォームを
挿入し前記ジャケット管と前記ガラスロッドまたはガラ
スプリフォームを加熱し一体化して線引きするフッ化物
光ファイバの線引き方法において、前記ジャケット管内
および上部空間の空気を含ハロゲンガスの不活性ガスで
置換し、前記ジャケット管と前記ガラスロッドまたはガ
ラスプリフォームを所定温度で所定時間加熱し、前記不
活性ガスを負圧とした後加熱し、乾燥不活性ガスを吹き
付けつつ線引きし、それを実施する大径の円筒体の支持
管本体内に小径の円筒体のガス導出管を配設して天井板
部より貫通して突出し、前記支持管本体の上部にガス排
出管を設け、下部の外周面にコネクターを固定した線引
き用支持管の前記コネクターにフッ化物からなるジャケ
ット管を固定し、上部に乾燥不活性ガスを導入するノズ
ルを設けた炉芯管に上部より挿入して固定し、前記炉芯
管の外部に線引炉を配設したフッ化物光ファイバの線引
き装置である。
作用 本発明は前記方法によりガラスロッドあるいはプリフ
ォーム表面およびジャケット管内面に存在する水酸基を
除去しつつ線引きでき、低損失で機械的強度の優れたフ
ッ化物光ファイバを作製でき、装置の構成も前記の線引
き用支持管を設け、含ハロゲンガスの不活性ガスで空気
を置換して線引きを簡単に行うことができる。
ォーム表面およびジャケット管内面に存在する水酸基を
除去しつつ線引きでき、低損失で機械的強度の優れたフ
ッ化物光ファイバを作製でき、装置の構成も前記の線引
き用支持管を設け、含ハロゲンガスの不活性ガスで空気
を置換して線引きを簡単に行うことができる。
実施例 図は本発明のフッ化物光ファイバの線引き方法を実施
する装置の構成概略図を示す。
する装置の構成概略図を示す。
図において、30は本発明の線引き用支持管、１はガス
導入管、２は排気管、３は支持管本体、４はコネクタ
ー、５は炉芯管、６は線引炉、７はジャケット管、８は
プリフォーム、９はノズル、を示す。
導入管、２は排気管、３は支持管本体、４はコネクタ
ー、５は炉芯管、６は線引炉、７はジャケット管、８は
プリフォーム、９はノズル、を示す。
本発明の装置の構成を説明する。
アルミニウム製の円筒体の支持管本体３の中央に支持
管本体３の径より小さい円筒体のガス導入口となる円筒
体のガス導入管１を天井板部３−１を貫通して突出して
固定し、支持管本体３の上部に横方向に突出する円筒体
の排気管２を、下部には外周面にコネクター４を設け
る。先端を円錐形とし円錐形体の先端にプリフォーム８
の引出し孔を設けた円筒体のジャケット管７にプリフォ
ーム８を挿入し、ジャケット管７を気密性良くコネクタ
ー４を介して支持管本体３に接続し、二次プリフォーム
（ジャケット管７とプリフォーム８よりなる。）は支持
管本体３で炉芯管５内に導入される。支持管本体５の下
部には線引炉６が配設される。
管本体３の径より小さい円筒体のガス導入口となる円筒
体のガス導入管１を天井板部３−１を貫通して突出して
固定し、支持管本体３の上部に横方向に突出する円筒体
の排気管２を、下部には外周面にコネクター４を設け
る。先端を円錐形とし円錐形体の先端にプリフォーム８
の引出し孔を設けた円筒体のジャケット管７にプリフォ
ーム８を挿入し、ジャケット管７を気密性良くコネクタ
ー４を介して支持管本体３に接続し、二次プリフォーム
（ジャケット管７とプリフォーム８よりなる。）は支持
管本体３で炉芯管５内に導入される。支持管本体５の下
部には線引炉６が配設される。
例1: 本発明で用いたガラス組成の実施例は一次プリフォー
ム８のコアはZrF4（62モル％）−BaF2（30モル％）−Al
F3（４モル％）で、クラッドをZrF4（61モル％）−BaF2
（29モル％）−LaF3（４モル％）−AlF3（６モル％）と
するため、ジャケット管７の組成をクラッドの組成と同
一とした。
ム８のコアはZrF4（62モル％）−BaF2（30モル％）−Al
F3（４モル％）で、クラッドをZrF4（61モル％）−BaF2
（29モル％）−LaF3（４モル％）−AlF3（６モル％）と
するため、ジャケット管７の組成をクラッドの組成と同
一とした。
本発明の線引き方法を説明する。
線引き用支持管30で支持された二次プリフォームを炉
芯管５内に導入した後、ガス導入管１よりF2（10％）−
Ar（90％）混合ガスを導入しつつ前記二次プリフォーム
を線引き炉６により270℃で３時間加熱した。その後ガ
ス排気管２より支持管本体３内を負圧になるよう調節し
ながら炉芯管本体３内が350℃になるよう加熱し、前記
二次プリフォームを線引きした。一方、ノズル９よりは
炉芯管５内には乾燥不活性ガスが導入され、線引きされ
た光ファイバを乾燥する。
芯管５内に導入した後、ガス導入管１よりF2（10％）−
Ar（90％）混合ガスを導入しつつ前記二次プリフォーム
を線引き炉６により270℃で３時間加熱した。その後ガ
ス排気管２より支持管本体３内を負圧になるよう調節し
ながら炉芯管本体３内が350℃になるよう加熱し、前記
二次プリフォームを線引きした。一方、ノズル９よりは
炉芯管５内には乾燥不活性ガスが導入され、線引きされ
た光ファイバを乾燥する。
線引き中、一次プリフォームとジャケット管の界面に
は表面の結晶化時に見られる縦縞状のパターンは見られ
なかった。また、機械的強度を曲げ強度測定により求め
たところ平均で1.5GPa（ギガパスカル）程あり、良好な
強度特性を持っていることがわかった。
は表面の結晶化時に見られる縦縞状のパターンは見られ
なかった。また、機械的強度を曲げ強度測定により求め
たところ平均で1.5GPa（ギガパスカル）程あり、良好な
強度特性を持っていることがわかった。
また破壊起点がファイバ表面に存在していることか
ら、該界面が強度劣化の原因となってはいないことがわ
かった。
ら、該界面が強度劣化の原因となってはいないことがわ
かった。
例2: 組成ZrF4（62モル％）−BaF2（30モル％）−LaF3（４
モル％）−AlF3（４モル％）のガラスロッドをコア（１
次プリフォーム）とし、これを組成ZrF4（61モル％）−
BaF2（29モル％）−LaF3（４モル％）−AlF3（６モル
％）のジャケット管７に挿入し、２次プリフォームと
し、ロッドインチューブ法で線引きした。
モル％）−AlF3（４モル％）のガラスロッドをコア（１
次プリフォーム）とし、これを組成ZrF4（61モル％）−
BaF2（29モル％）−LaF3（４モル％）−AlF3（６モル
％）のジャケット管７に挿入し、２次プリフォームと
し、ロッドインチューブ法で線引きした。
線引きに先立ち、２次プリフォームを炉芯管５内に導
入した後、ガス導入口１よりF2（10％）−Ar（90％）混
合ガスを導入しつつ、前記２次プリフォームを線引き炉
６により270℃で３時間加熱した。この後、ガス排気管
２より支持管本体３内が負圧になるように調節しつつ、
炉芯管５内を350℃に加熱し線引きした。負圧にするこ
とは１次プリフォームとジャケット管７の密着を良くす
るためである。
入した後、ガス導入口１よりF2（10％）−Ar（90％）混
合ガスを導入しつつ、前記２次プリフォームを線引き炉
６により270℃で３時間加熱した。この後、ガス排気管
２より支持管本体３内が負圧になるように調節しつつ、
炉芯管５内を350℃に加熱し線引きした。負圧にするこ
とは１次プリフォームとジャケット管７の密着を良くす
るためである。
得られた光ファイバの損失を測定したところ、2.9μ
ｍに現われるOH基の基本振動による吸収損失は30dB/Km
であった。
ｍに現われるOH基の基本振動による吸収損失は30dB/Km
であった。
前記工程を取らないで線引きした場合、該損失は1000
dB/Km程あることから、OH吸収損失は30分の１以下にで
きたことになる。
dB/Km程あることから、OH吸収損失は30分の１以下にで
きたことになる。
本発明の線引き方法によれば、フッ化物光ファイバの
ロッドインチューブ法による線引きによっても低損失な
光ファイバが得られることが判明した。
ロッドインチューブ法による線引きによっても低損失な
光ファイバが得られることが判明した。
以上の実施例では、含ハロゲンガスとしてF2ガスを用
いたが、この他に、HF、NF3、BF3、CF4などのフッ素系
ガスまたはこれらの混合ガス、あるいはCl2、HClなどの
塩基系ガスまたはこれらの混合ガスを用いても実施例と
同様な結果が得られた。
いたが、この他に、HF、NF3、BF3、CF4などのフッ素系
ガスまたはこれらの混合ガス、あるいはCl2、HClなどの
塩基系ガスまたはこれらの混合ガスを用いても実施例と
同様な結果が得られた。
また含ハロゲンガスにより支持管が腐食されることが
ないように、アルミニウム、モネル合金、銅、ニッケル
等の耐食性のある材質で支持管は作製されることが好ま
しい。
ないように、アルミニウム、モネル合金、銅、ニッケル
等の耐食性のある材質で支持管は作製されることが好ま
しい。
発明の効果 本発明の前記構成に基づく線引き方法によれば、ジャ
ケット線引き方法においてのガラスロッドあるいはプリ
フォームおよびジャケット管の界面における水酸基が除
去できるため、損失特性の優れた、また機械的強度が高
いフッ化物光ファイバが得られるという効果を生ずる。
ケット線引き方法においてのガラスロッドあるいはプリ
フォームおよびジャケット管の界面における水酸基が除
去できるため、損失特性の優れた、また機械的強度が高
いフッ化物光ファイバが得られるという効果を生ずる。
図は本発明のフッ化物光ファイバの線引き方法を実施す
る装置の構成概略図を示す。 1:ガス導入管、2:ガス排気管、 3:支持管本体、30:線引き用支持管、 4:炉芯管、5:コネクター、 6:線引き炉、7:ジャケット管、 8:1次プリフォーム、9:ノズル、 10:支持管本体３と炉芯管４のシーリング。
る装置の構成概略図を示す。 1:ガス導入管、2:ガス排気管、 3:支持管本体、30:線引き用支持管、 4:炉芯管、5:コネクター、 6:線引き炉、7:ジャケット管、 8:1次プリフォーム、9:ノズル、 10:支持管本体３と炉芯管４のシーリング。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C03B 37/027 C03B 37/012
Claims (2)
- 【請求項１】フッ化物からなるジャケット管内にフッ化
物ガラスロッドあるいはフッ化物ガラスプリフォームを
挿入し、前記ジャケット管と前記ガラスロッドまたはガ
ラスプリフォームを加熱し一体化して線引きするフッ化
物光ファイバの線引き方法において、前記ジャケット管
内および上部空間の空気を含ハロゲンガスの不活性ガス
で置換し、前記ジャケット管と前記ガラスロッドまたは
ガラスプリフォームを所定温度で所定時間加熱し、前記
不活性ガスを負圧とした後加熱し、乾燥不活性ガスを吹
き付けつつ線引きするフッ化物光ファイバの線引き方
法。 - 【請求項２】大径の円筒体の支持管本体内に小径の円筒
体のガス導出管を配設して天井板部より貫通して突出
し、前記支持管本体の上部にガス排出管を設け、下部の
外周面にコネクターを固定した線引き用支持管の前記コ
ネクターにフッ化物からなるジャケット管を固定し、上
部に乾燥不活性ガスを導入するノズルを設けた炉芯管に
上部より挿入して固定し、前記炉芯管の外部に線引炉を
配設したフッ化物光ファイバの線引き装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1114786A JP2799730B2 (ja) | 1989-05-08 | 1989-05-08 | フッ化物光ファイバの線引き方法およびその線引き装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1114786A JP2799730B2 (ja) | 1989-05-08 | 1989-05-08 | フッ化物光ファイバの線引き方法およびその線引き装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02293342A JPH02293342A (ja) | 1990-12-04 |
| JP2799730B2 true JP2799730B2 (ja) | 1998-09-21 |
Family
ID=14646649
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1114786A Expired - Lifetime JP2799730B2 (ja) | 1989-05-08 | 1989-05-08 | フッ化物光ファイバの線引き方法およびその線引き装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2799730B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL1025476C2 (nl) * | 2004-02-12 | 2005-08-15 | Draka Fibre Technology Bv | Werkwijze ter vervaardiging van een vormdeel voor optische vezels. |
-
1989
- 1989-05-08 JP JP1114786A patent/JP2799730B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02293342A (ja) | 1990-12-04 |
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