JP2957172B1 - Optical fiber preform, optical fiber preform, and methods for producing them - Google Patents

Optical fiber preform, optical fiber preform, and methods for producing them

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JP2957172B1 JP10228691A JP22869198A JP2957172B1 JP 2957172 B1 JP2957172 B1 JP 2957172B1 JP 10228691 A JP10228691 A JP 10228691A JP 22869198 A JP22869198 A JP 22869198A JP 2957172 B1 JP2957172 B1 JP 2957172B1
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    • Y02P40/57Improving the yield, e-g- reduction of reject rates

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  • Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)

Abstract

【要約】 【課題】 生産能力の向上及び製造コスト低下へ大きく
寄与する中心部材上へのガラス微粉末の付着率を向上さ
せた光ファイバ多孔質母材、及びそれから得られる光フ
ァイバ母材を提供する。 【解決手段】 中心部材の周囲にガラス微粉末を堆積し
た光ファイバ多孔質母材おいてガラス微粉末の表面積1
2 あたりの吸着H2 O量とOH基量との合計量が3.
5×10-5〜7.5×10-5gである光ファイバ多孔質
母材、及び中心部材を回転させながらその周囲にガラス
微粉末を堆積して光ファイバ多孔質母材を製造する方法
においてガラス微粉末の表面積1m2 あたりの吸着H2
O量とOH基量との合計量を3.5×10-5〜7.5×
10-5gに制御する光ファイバ多孔質母材の製造方法。
The present invention provides a porous optical fiber preform having an improved adhesion rate of glass fine powder on a central member which greatly contributes to an improvement in production capacity and a reduction in manufacturing cost, and an optical fiber preform obtained therefrom. I do. SOLUTION: The surface area of the glass fine powder is 1 in an optical fiber porous preform in which the glass fine powder is deposited around a center member.
The total amount of adsorbed H 2 O and OH group per m 2 is 3.
An optical fiber porous preform weighing 5 × 10 −5 to 7.5 × 10 −5 g, and a method for producing a porous optical fiber preform by depositing fine glass powder around the central member while rotating the central member The adsorption H 2 per 1 m 2 of surface area of glass fine powder
The total amount of the O amount and the OH group amount is 3.5 × 10 −5 to 7.5 ×
A method for producing a porous optical fiber preform controlled to 10 -5 g.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバ多孔質
母材、光ファイバ母材及びそれらの製造方法に関する。
特に、部材上へのガラス微粉末付着率を向上させた光フ
ァイバ多孔質母材、それから得られる光ファイバ母材及
びそれらの製造方法に関する。
The present invention relates to a porous optical fiber preform, an optical fiber preform, and a method for producing the same.
In particular, the present invention relates to a porous optical fiber preform having an improved glass fine powder adhesion rate on a member, an optical fiber preform obtained therefrom, and a method for producing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、光ファイバ多孔質母材は、例えば
外付法等のように、光ファイバ多孔質母材の部材を軸回
転させながらその周囲にガラス微粉末を堆積して製造さ
れる。上記部材の周囲にガラス微粉末を堆積させるに
は、例えば部材をチャンバといわれる当該部材の軸方向
の両端を囲う装置の中に置き、当該チャンバの前部に位
置された火炎バーナから、燃料ガスや原料ガスを噴出さ
せて、火炎内でガラス微粉末を部材の周囲に生成させ、
これを堆積させるとともに、チャンバの上記火炎バーナ
とは反対側の排気口(チャンバ後部)から、未反応のガ
スや反応生成ガス、未堆積のガラス微粉末などを排気さ
せる機構を取っている。
2. Description of the Related Art Conventionally, an optical fiber porous preform is manufactured by depositing a glass fine powder around a member of the optical fiber porous preform while rotating a member of the optical fiber porous preform, for example, by an external method. . In order to deposit the glass fine powder around the above-mentioned member, for example, the member is placed in a device called a chamber which surrounds both ends in the axial direction of the member, and a fuel gas is supplied from a flame burner located at the front of the chamber. Or raw material gas to generate fine glass powder around the member in the flame,
A mechanism is provided for depositing this gas and exhausting unreacted gas, reaction product gas, undeposited glass fine powder, and the like from an exhaust port (rear portion of the chamber) of the chamber opposite to the flame burner.

【0003】上記のようにして部材の周囲にガラス微粉
末を堆積させて得られる光ファイバ多孔質母材は、種々
の品質特性が優れるものである。このように、昨今、光
ファイバ多孔質母材の製造技術は品質面において、著し
い進歩があった。
The porous optical fiber preform obtained by depositing the glass fine powder around the member as described above has excellent various quality characteristics. As described above, in recent years, the manufacturing technology of the optical fiber porous preform has made remarkable progress in quality.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記のよう
に種々の優れた品質を有する従来の光ファイバ多孔質母
材を更に改良し、生産能力の向上及び製造コスト低下へ
大きく寄与する部材上へのガラス微粉末の付着率を向上
させた光ファイバ多孔質母材、及びそれから得られる光
ファイバ母材を提供することを目的とする。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention is a member which further improves the conventional optical fiber porous preform having various excellent qualities as described above, and which greatly contributes to improvement of production capacity and reduction of production cost. An object of the present invention is to provide an optical fiber porous preform having an improved adhesion rate of glass fine powder thereon, and an optical fiber preform obtained therefrom.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明者等は上記課題を
達成するため鋭意検討した結果、上記ガラス微粉末の付
着率とガラス微粉末堆積物の物性、特にBET法で測定
したガラス微粉末の比表面積から算出される1m2 あた
りの吸着H2 O量とOH基量との合計量との間に相関が
あることを見出し、本発明を完成するに至った。
Means for Solving the Problems The present inventors have conducted intensive studies in order to achieve the above object, and as a result, have found that the adhesion rate of the above glass fine powder and the physical properties of the glass fine powder deposit, particularly the glass fine powder measured by the BET method. It has been found that there is a correlation between the total amount of the amount of adsorbed H 2 O per m 2 and the amount of the OH group per m 2 calculated from the specific surface area of the above, and the present invention has been completed.

【0006】即ち、本発明の請求項1記載の発明は、部
材の周囲にガラス微粉末を堆積した光ファイバ多孔質母
材おいて、ガラス微粉末の表面積1m2 あたりの吸着H
2 O量とOH基量との合計量が3.5×10-5〜7.5
×10-5gである光ファイバ多孔質母材である。このよ
うに、ガラス微粉末の表面積1m2 あたりの吸着H2
量とOH基量との合計量が上記範囲であることにより、
中心母材上へのガラス微粉末の付着率が高い光ファイバ
多孔質母材となる。
That is, according to the first aspect of the present invention, in a porous optical fiber preform in which glass fine powder is deposited around a member, adsorption H per 1 m 2 of surface area of the glass fine powder.
The total amount of the 2 O amount and the OH group amount is 3.5 × 10 −5 to 7.5.
An optical fiber porous preform weighing 10-5 g. Thus, the adsorbed H 2 O per 1 m 2 of the surface area of the glass fine powder
By the total amount of the amount and the OH group amount is in the above range,
An optical fiber porous preform having a high adhesion rate of the glass fine powder on the central preform is obtained.

【0007】また、請求項2に記載の発明は、上記光フ
ァイバ多孔質母材を溶融ガラス化した光ファイバ母材で
ある。上記ガラス微粉末付着率の向上した光ファイバ多
孔質母材を使用することで、大型で光学特性の優れた光
ファイバ母材を低コストで製造することができる。
[0007] The invention according to claim 2 is an optical fiber preform obtained by fusing the above optical fiber porous preform. By using the optical fiber porous preform having an improved glass fine powder adhesion rate, a large-sized optical fiber preform having excellent optical characteristics can be manufactured at low cost.

【0008】また、請求項3に記載の発明は、部材を回
転させながらその周囲にガラス微粉末を堆積して光ファ
イバ多孔質母材を製造する方法において、ガラス微粉末
の表面積1m2 あたりの吸着H2 O量とOH基量との合
計量を3.5×10-5〜7.5×10-5gに制御する光
ファイバ多孔質母材の製造方法である。このように、ガ
ラス微粉末の表面積1m2 あたりの吸着H2 O量とOH
基量との合計量を上記範囲に制御することにより、ガラ
ス微粉末の付着率を向上させることができ、従って光フ
ァイバ多孔質母材の製造コストを大きく低下させること
ができる。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a method for producing a porous optical fiber preform by depositing a glass fine powder around the member while rotating the member, wherein the glass fine powder has a surface area of 1 m 2 per 1 m 2 . This is a method for producing an optical fiber porous preform in which the total amount of the adsorbed H 2 O and the OH group is controlled to 3.5 × 10 −5 to 7.5 × 10 −5 g. Thus, the amount of adsorbed H 2 O per 1 m 2 of surface area of glass fine powder and OH
By controlling the total amount with the base amount in the above range, the adhesion rate of the glass fine powder can be improved, and thus the production cost of the optical fiber porous preform can be greatly reduced.

【0009】また、請求項4に記載の発明は、ガラス微
粉末を堆積するために供給するガスの流量を制御するこ
とにより、ガラス微粉末の表面積1m2 あたりの吸着H
2 O量とOH基量との合計量を3.5×10-5〜7.5
×10-5gに制御する光ファイバ多孔質母材の製造方法
である。このように、ガラス微粉末の表面積1m2 あた
りの吸着H2 O量とOH基量との合計量を上記範囲に制
御するには、具体的にはガラス微粉末を堆積するために
供給するガスの流量を制御することにより行うことがで
きる。
Further, according to the present invention, by controlling the flow rate of a gas supplied for depositing the glass fine powder, the adsorption H per 1 m 2 of the surface area of the glass fine powder is controlled.
The total amount of the 2 O amount and the OH group amount is 3.5 × 10 −5 to 7.5.
This is a method for producing an optical fiber porous preform controlled to × 10 −5 g. As described above, in order to control the total amount of the adsorbed H 2 O and the amount of the OH group per 1 m 2 of the surface area of the glass fine powder within the above range, specifically, a gas supplied for depositing the glass fine powder is used. By controlling the flow rate.

【0010】また、請求項5に記載の発明は、上記本発
明の製造方法で製造された光ファイバ多孔質母材を溶融
ガラス化して製造する光ファイバ母材の製造方法であ
る。本発明の製造方法によれば光ファイバ多孔質母材を
低コストで製造できる。従って、このような光ファイバ
多孔質母材を使用することで、光ファイバ母材も低コス
トで製造できることとなる。しかも、得られる光ファイ
バ母材は光学特性にも優れるものである。
A fifth aspect of the present invention is a method for manufacturing an optical fiber preform, wherein the porous optical fiber preform manufactured by the method of the present invention is melt-vitrified and manufactured. According to the production method of the present invention, an optical fiber porous preform can be produced at low cost. Therefore, by using such an optical fiber porous preform, an optical fiber preform can also be manufactured at low cost. Moreover, the obtained optical fiber preform has excellent optical characteristics.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図を用いて説明するが、本発明はこれらに限定されな
い。図2は、光ファイバ多孔質母材の部材(以下、「タ
ーゲット」という場合がある。)1上にガラス微粉末を
堆積している(以下、この堆積物を「スート」という場
合がある。)状態を示す。本発明の光ファイバ多孔質母
材においては、図2に示すようにターゲット1の周囲上
にガラス微粉末6を堆積してある。上記ターゲット1
は、光ファイバ用コアとなるもので、具体的には石英ガ
ラス棒等である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings, but the present invention is not limited thereto. FIG. 2 shows that a glass fine powder is deposited on a member (hereinafter, sometimes referred to as “target”) 1 of an optical fiber porous preform (hereinafter, this deposit may be referred to as “soot”). ) Indicates the state. In the porous optical fiber preform of the present invention, a glass fine powder 6 is deposited around the target 1 as shown in FIG. Target 1 above
Is a core for an optical fiber, specifically a quartz glass rod or the like.

【0012】本発明の光ファイバ多孔質母材において
は、ガラス微粉末6を上記ターゲット1の周囲上に高い
付着率にて堆積しているところに特徴を有する。このよ
うな高い付着率は、ガラス微粉末の表面積1m2 あたり
の吸着H2 O量とOH基量との合計量が3.5×10-5
以上であることにより達成できる。上記吸着H2 O量と
OH基量との合計量と、ガラス微粉末付着率との関係を
図1に示す。図1から明らかなように、上記合計量が
3.5×10-5g未満だとガラス微粉末の付着率が0.
4未満となり好ましくない。一方、上記合計量が7.5
×10-5gを越えると付着率は十分となる。しかし、光
ファイバ多孔質母材を焼結して光ファイバ母材にするに
際し、塩素による脱水工程で十分に吸着H2 OとOH基
とを除去できなくなり、焼結体中にOH基を残留させる
ことがある。その結果、これより製造される光ファイバ
はOH基などが残留し、光学的吸収や散乱損失等が起こ
って伝送損失を助長することになる。従って、上記合計
量は3.5×10-5〜7.5×10-5g、好ましくは4
×10-5〜7×10-5gである。
The porous optical fiber preform of the present invention is characterized in that the glass fine powder 6 is deposited on the periphery of the target 1 at a high adhesion rate. Such a high adhesion rate is caused by the fact that the total amount of the adsorbed H 2 O and OH group per 1 m 2 of the surface area of the glass fine powder is 3.5 × 10 −5.
This can be achieved by the above. FIG. 1 shows the relationship between the total amount of the adsorbed H 2 O and the OH group and the glass fine powder adhesion rate. As is apparent from FIG. 1, when the total amount is less than 3.5 × 10 −5 g, the adhesion ratio of the glass fine powder is 0.1%.
Less than 4 is not preferred. On the other hand, the total amount is 7.5
If the amount exceeds × 10 −5 g, the adhesion rate becomes sufficient. However, when sintering the optical fiber porous preform into an optical fiber preform, the H 2 O and OH groups adsorbed cannot be sufficiently removed in the dehydration step with chlorine, and OH groups remain in the sintered body. May be caused. As a result, OH groups and the like remain in the optical fiber manufactured therefrom, and optical absorption and scattering loss occur to promote transmission loss. Therefore, the total amount is 3.5 × 10 −5 to 7.5 × 10 −5 g, preferably 4 × 10 −5 g.
× 10 -5 to 7 × 10 -5 g.

【0013】尚、上記「付着率」とは、ターゲットまた
はスート上に吹き付けたガラス微粉末量のうち、付着し
たガラス微粉末量の割合をいう。また、ガラス微粉末の
表面積1m2 あたりの吸着H2 O量とOH基量との合計
量は、例えば以下のようにして求めることができる。即
ち、単位重量あたりのガラス微粉末の表面積、即ち比表
面積をBET法等で求める。一方、単位重量あたりのガ
ラス微粉末表面中に存する吸着H2 O量とOH基量との
合計量を適当な分析手段、例えばグリニヤール法等で求
める(尚、必要に応じ、更にカールフィッシャー法等に
より吸着H2 O量のみを測定してもよい。これにより、
上記合計量の内、残量であるOH基量も求まる。)。上
記比表面積と上記合計量とから、表面積1m2 あたりの
2 OとOH基の合計量を求めることができる。
[0013] The term "adhesion ratio" refers to the ratio of the amount of adhered glass fine powder to the amount of glass fine powder sprayed onto a target or soot. The total amount of the amount of adsorbed H 2 O and the amount of OH group per 1 m 2 of surface area of the glass fine powder can be determined, for example, as follows. That is, the surface area of the glass fine powder per unit weight, that is, the specific surface area is determined by the BET method or the like. On the other hand, the total amount of the amount of adsorbed H 2 O and the amount of OH groups present on the surface of the glass fine powder per unit weight is determined by an appropriate analysis means, for example, a Grignard method. May be used to measure only the amount of adsorbed H 2 O.
Of the above total amount, the remaining amount of the OH group is also determined. ). From the specific surface area and the total amount, the total amount of H 2 O and OH groups per 1 m 2 of the surface area can be determined.

【0014】上述のように、ガラス微粉末の表面積1m
2 あたりの吸着H2 O量とOH基量の合計量と、ガラス
微粉末付着率との間には正の相関関係が見られる。この
ような相関関係を示すガラス微粉末のスート上への付着
メカニズムは定かではないが、酸水素火炎中で加水分解
して生成したガラス微粉末のSi−OH結合を有するO
H基がスート上のSi−OH結合を有するOH基と脱水
縮合し、Si−O−Si結合を形成することによりガラ
ス微粉末とスートとが結合し、その結果ガラス微粉末が
付着するものと考えられる。この際、吸着H2 Oも下式
により種々のガラス微粉末と反応し、結合手であるガラ
ス微粉末中のOH基を生成させる要因となるので、吸着
2 Oも付着率を増大させることとなる。
As described above, the surface area of the glass fine powder is 1 m
The total amount of adsorbed H 2 O per 2 and OH group content, positive correlation between the glass fine powder deposition rate is observed. The mechanism of adhesion of the glass fine powder having such a correlation to the soot is not clear, but the glass fine powder produced by hydrolysis in an oxyhydrogen flame has an O-bond having Si-OH bonds.
The H group is dehydrated and condensed with an OH group having a Si-OH bond on the soot to form a Si-O-Si bond, whereby the glass fine powder and the soot are combined, and as a result, the glass fine powder adheres. Conceivable. At this time, the adsorbed H 2 O also reacts with various glass fine powders according to the following formula, and becomes a factor for generating OH groups in the glass fine powder as a bond, so that the adsorbed H 2 O also increases the adhesion rate. Becomes

【0015】[0015]

【化1】 Embedded image

【0016】本発明の光ファイバ母材は、上記本発明の
光ファイバ多孔質母材を溶融ガラス化したものである。
ガラス微粉末の付着率が優れる上記本発明の光ファイバ
多孔質母材を使用することにより、大型で光学特性に優
れた光ファイバ母材を低コストで製造することができ
る。更に、これより得られる光ファイバは、OH基など
が残留しておらず、従って光学的吸収や散乱損失等が殆
どないため伝送損失が非常に小さいものである。
The optical fiber preform of the present invention is obtained by melt-vitrifying the above-mentioned optical fiber porous preform of the present invention.
By using the optical fiber porous preform of the present invention having an excellent adhesion rate of glass fine powder, a large-sized optical fiber preform having excellent optical characteristics can be manufactured at low cost. Further, the optical fiber obtained therefrom has very little transmission loss because no OH group or the like remains, and therefore, there is almost no optical absorption or scattering loss.

【0017】本発明の光ファイバ多孔質母材の製造法に
おいては、ターゲットを回転させながらその周囲にスー
トを堆積する。ターゲット1を回転させることによりス
ート6を均一に堆積させることができる。回転速度は、
適宜選択されるが例えば10〜50rpmであってよ
い。図2は、ターゲット上へのスートの堆積状態を示
す。図2において、ターゲット1はチャンバ2内に回転
自在に収納されるとともに、その両端は、チャック3な
どで保持されている。そしてターゲット1を回転させな
がら且つ火炎バーナ4を一定速度で往復運動させ、バー
ナ4からの炎5をターゲット1の周囲に吹き付ける。そ
の結果、ターゲット1の周囲にガラス微粉末(スート)
6が均一に堆積される。
In the method for producing a porous optical fiber preform according to the present invention, soot is deposited around the target while rotating the target. By rotating the target 1, the soot 6 can be uniformly deposited. The rotation speed is
It is appropriately selected, but may be, for example, 10 to 50 rpm. FIG. 2 shows the state of soot deposition on the target. In FIG. 2, a target 1 is rotatably housed in a chamber 2 and both ends thereof are held by a chuck 3 or the like. Then, the flame burner 4 is reciprocated at a constant speed while rotating the target 1, and the flame 5 from the burner 4 is blown around the target 1. As a result, fine glass powder (soot) is placed around the target 1
6 are deposited uniformly.

【0018】上記火炎バーナ4からは、ガラス微粉末を
堆積するためのガスが供給されている。具体的には、ス
ート用原料ガス(例えば、SiCl4 等の珪素化合物
等)、及び燃料ガス(例えば、H2 、O2 ガス等)など
が供給されている。そして、酸水素火炎中にて上記原料
ガスが加水分解しガラス微粉末が生成し、この生成ガラ
ス微粉末がターゲット1の周囲に吹き付けられ付着堆積
する。尚、ターゲット1の配置は、上下に立てる機構も
横に置く機構も適用できる。
A gas for depositing glass fine powder is supplied from the flame burner 4. Specifically, a soot raw material gas (for example, a silicon compound such as SiCl 4 or the like) and a fuel gas (for example, H 2 or O 2 gas) are supplied. Then, the raw material gas is hydrolyzed in the oxyhydrogen flame to generate glass fine powder, and the generated glass fine powder is sprayed around the target 1 to be deposited. Note that the arrangement of the target 1 can be applied by a mechanism that stands up and down or a mechanism that places it sideways.

【0019】図3は、光ファイバ多孔質母材製造装置の
全体構成概略図である。図2、図3から明らかなよう
に、チャンバ2は通常ターゲット1の一方端を覆うチャ
ック部覆い2aとターゲット1の他方端を覆うチャック
部覆い2bを有し、火炎バーナ4は、このチャンバ2の
開口部2cを、部材の軸方向に添って往復運動するよう
になっている。一方、チャンバ2の後部側(図中右側)
には、未反応ガスや反応生成ガス、未堆積のガラス微粉
末などを排気するための排気口2dが例えば複数(1個
も可)設けてある。この排気口2dは排気管路7と接続
してあって、この排気管路7の途中などに組み込んだ排
気手段8、例えば吸引ポンプによって、チャンバ2内を
所定の吸引力(排気引圧)で吸引して、排気するように
なっている。
FIG. 3 is a schematic diagram of the entire configuration of the optical fiber porous preform manufacturing apparatus. As is clear from FIGS. 2 and 3, the chamber 2 usually has a chuck cover 2a covering one end of the target 1 and a chuck cover 2b covering the other end of the target 1. Is reciprocated along the axial direction of the member. On the other hand, the rear side of the chamber 2 (right side in the figure)
Is provided with, for example, a plurality (one or more) of exhaust ports 2d for exhausting unreacted gas, reaction product gas, undeposited glass fine powder, and the like. The exhaust port 2d is connected to the exhaust pipe 7, and the inside of the chamber 2 is given a predetermined suction force (exhaust suction pressure) by an exhaust means 8, for example, a suction pump incorporated in the exhaust pipe 7 or the like. It sucks and exhausts.

【0020】本発明の光ファイバ多孔質母材の製造方法
においては、ガラス微粉末の表面積1m2 あたりの吸着
2 O量とOH基量との合計量を3.5×10-5〜7.
5×10-5g、好ましくは4×10-5〜7×10-5gに
制御することを特徴とする。前述のように、上記合計量
をこのように制御することにより、ガラス微粉末のター
ゲット周囲上への付着率を向上させることができ、従っ
て光ファイバ多孔質母材を低コストで製造することがで
きる。しかも、これから得られる光ファイバ母材はOH
基等が殆ど残留しておらす、光学特性にも優れるもので
ある。
In the method for producing a porous optical fiber preform of the present invention, the total amount of the adsorbed H 2 O and the OH group per 1 m 2 of the surface area of the glass fine powder is adjusted to 3.5 × 10 -5 to 7 × 10 -5. .
The control is performed at 5 × 10 −5 g, preferably 4 × 10 −5 to 7 × 10 −5 g. As described above, by controlling the total amount in this way, the adhesion rate of the glass fine powder on the periphery of the target can be improved, and therefore, the optical fiber porous preform can be manufactured at low cost. it can. Moreover, the resulting optical fiber preform is OH
It is also excellent in optical properties, with almost no radicals remaining.

【0021】上記吸着H2 O量とOH基量との合計量を
制御するには、例えば前記ガラス微粉末を堆積するため
に供給するガスの流量を制御することにより行うことが
できる。具体的には、スート用原料ガス(例えば、Si
Cl4 等の珪素化合物)流量に対する燃料ガス(例え
ば、H2 、O2 ガス等)流量を制御することにより行う
のが好ましい。即ち、原料ガスに対して燃料ガスの流量
を少なくすると、燃焼エネルギーが小さくなって比表面
積が大きくなり、その結果単位面積あたりの吸着H2
量とOH基量との合計量は小さくなる。その結果、付着
率は低下する。逆に、原料ガスに対して燃料ガスの流量
を十分にすると、燃焼エネルギーが大きくなって比表面
積が小さくなり、その結果単位面積あたりの吸着H2
量とOH基量との合計量は大きくなる。その結果、付着
率は向上する。しかし、燃料ガスの流量を余りに多くし
過ぎると、今度は光ファイバ多孔質母材焼結時にOH基
等が残留して、焼結体が白濁してしまうという問題が生
じる。
The total amount of the adsorbed H 2 O and the OH group can be controlled, for example, by controlling the flow rate of a gas supplied for depositing the glass fine powder. Specifically, a soot raw material gas (for example, Si
It is preferable to control the flow rate of the fuel gas (for example, H 2 , O 2 gas, etc.) with respect to the flow rate of a silicon compound such as Cl 4 . That is, when the flow rate of the fuel gas is reduced with respect to the raw material gas, the combustion energy is reduced and the specific surface area is increased. As a result, the amount of adsorbed H 2 O per unit area is increased.
The total amount of the amount and the OH group amount becomes smaller. As a result, the adhesion rate decreases. Conversely, if the flow rate of the fuel gas is sufficient with respect to the raw material gas, the combustion energy increases and the specific surface area decreases, and as a result, the amount of adsorbed H 2 O per unit area increases.
The total amount of the amount and the OH group amount becomes large. As a result, the adhesion rate is improved. However, if the flow rate of the fuel gas is excessively large, OH groups and the like remain during the sintering of the porous optical fiber preform, which causes a problem that the sintered body becomes cloudy.

【0022】具体的には、例えばSiCl4 原料ガスの
流量が5〜30L/分である場合、燃料ガス中の水素ガ
スの流量は150〜600L/分及び酸素ガスの流量は
50〜300L/分等とすればよい。その他ターゲット
の回転数等を制御することにより、更にガラス微粉末の
付着率の制御を行ってもよい。
Specifically, for example, when the flow rate of the SiCl 4 source gas is 5 to 30 L / min, the flow rate of the hydrogen gas in the fuel gas is 150 to 600 L / min and the flow rate of the oxygen gas is 50 to 300 L / min. And so on. In addition, by controlling the number of rotations of the target and the like, the adhesion rate of the glass fine powder may be further controlled.

【0023】本発明の光ファイバ母材の製造方法におい
ては、上記本発明の光ファイバ多孔質母材を溶融ガラス
化して製造する。具体的には、上記光ファイバ多孔質母
材を例えば電気炉内等に入れ、必要に応じ塩素ガス等に
より脱水工程を行いつつ、例えば1300〜1700℃
に加熱することにより、前記本発明の光ファイバ母材を
得る。
In the method of manufacturing an optical fiber preform of the present invention, the optical fiber porous preform of the present invention is manufactured by melting and vitrifying. Specifically, the optical fiber porous preform is placed in, for example, an electric furnace and the like.
To obtain the optical fiber preform of the present invention.

【0024】その後上記のようにして製造される本発明
の光ファイバ母材を、通常の方法、例えば溶融延伸等し
て光ファイバとすることができる。このようにして製造
された光ファイバは、OH基などが残留せず、従って光
学的吸収や散乱損失等が殆どないため伝送損失は非常に
小さく、光学的に非常に優れる。
Thereafter, the optical fiber preform of the present invention produced as described above can be made into an optical fiber by a usual method, for example, melt drawing. The optical fiber manufactured in this way has no OH group and the like, and therefore has almost no optical absorption or scattering loss, so that the transmission loss is very small and the optical fiber is very excellent.

【0025】[0025]

【実施例】以下、実施例で本発明を具体的に説明する。 (実施例1〜3、並びに比較例1及び2)図2、図3に
示す製造装置を使用して光ファイバ多孔質母材を製造し
た。即ち、チャンバ2内に40mmφの石英ガラスロッ
ドのターゲット1を装着し、ターゲットの回転数を終始
30rpmとし、表1に示す条件下スート6を堆積させ
た。その際、ガス導入は火炎バーナ4より、原料である
SiCl4 及び燃料であるH2 とO2 を噴出させ、酸水
素火炎中にて加水分解後、SiO2 をガラス微粉末とし
てスート6を堆積させた。
The present invention will be specifically described below with reference to examples. (Examples 1 to 3, and Comparative Examples 1 and 2) A porous optical fiber preform was manufactured using the manufacturing apparatus shown in FIGS. That is, the target 1 of a quartz glass rod having a diameter of 40 mm was mounted in the chamber 2, and the soot 6 was deposited under the conditions shown in Table 1 at a constant rotation speed of 30 rpm. At this time, gas was introduced by injecting SiCl 4 as a raw material and H 2 and O 2 as fuels from a flame burner 4, hydrolyzing in an oxyhydrogen flame, and depositing soot 6 with SiO 2 as glass fine powder. I let it.

【0026】得られた各光ファイバ多孔質母材のスート
6の一部を手で揉みほぐし粉末化し、これをサンプルと
した。このサンプルについて、グリニヤール法にて吸着
2O量とOH基量との合計量を測定した。同時に、こ
のサンプルについてBET法にて比表面積を測定した。
上記合計量と比表面積とから、ガラス微粉末表面積1m
2 あたりの吸着H2 O量とOH基量との合計量を求め
た。更に、上記サンプルを塩素雰囲気下、1500℃に
て5時間焼結してスート焼結体とした。得られた焼結体
について、外観を目視観察した。尚、付着率は供給した
SiCl4 のモル量に対する付着したSiO2 モル量と
して求めた。表1に、上記付着率、BET比表面積、吸
着H2 O量とOH基量との合計量についての濃度及び面
積あたりの重量、並びに焼結体の外観結果を示す。
A part of the soot 6 of each obtained optical fiber porous preform was rubbed by hand and pulverized to obtain a sample. For this sample, the total amount of the adsorbed H 2 O amount and the OH group amount was measured by the Grignard method. At the same time, the specific surface area of this sample was measured by the BET method.
From the total amount and the specific surface area, the glass fine powder surface area 1 m
It was determined total amount of adsorbed H 2 O per 2 and OH group content. Further, the sample was sintered at 1500 ° C. for 5 hours in a chlorine atmosphere to obtain a soot sintered body. The appearance of the obtained sintered body was visually observed. The adhesion rate was determined as the molar amount of SiO 2 adhered to the molar amount of supplied SiCl 4 . Table 1 shows the adhesion rate, the BET specific surface area, the concentration per unit area of the total amount of the adsorbed H 2 O amount and the OH group amount, the weight per area, and the appearance results of the sintered body.

【0027】[0027]

【表1】 [Table 1]

【0028】表1から明らかなように、SiCl4 原料
ガスに対して燃料ガス(H2 +O2)の流量を多くする
に従って、ガラス微粉末の付着率が高くなる。しかし、
あまりにSiCl4 原料ガスに対して燃料ガスが多過ぎ
ると、焼結後は白濁するようになる(比較例1)。
As is clear from Table 1, as the flow rate of the fuel gas (H 2 + O 2 ) with respect to the SiCl 4 source gas is increased, the adhesion rate of the glass fine powder increases. But,
If the fuel gas is too much relative to the SiCl 4 raw material gas, it becomes cloudy after sintering (Comparative Example 1).

【0029】尚、本発明は、上記実施形態に限定される
ものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の
特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一
な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかな
るものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
The present invention is not limited to the above embodiment. The above embodiment is an exemplification, and has substantially the same configuration as the technical idea described in the scope of the claims of the present invention. It is included in the technical scope of the invention.

【0030】[0030]

【発明の効果】本発明により、ガラス微粉末を高い付着
率にて堆積した光ファイバ多孔質母材を製造することが
できる。そのため、ガラス微粉末用原料その他を有効に
使用でき製造コストを大きく低減することができる。ま
た、これを焼結して得られる光ファイバ母材は吸着H2
O量やOH基などが殆ど残留しない。従ってこれより製
造される光ファイバは、OH基などによる光学的吸収や
散乱損失等が殆どないため伝送損失が非常に小さく、光
学的に非常に優れるものである。
According to the present invention, it is possible to manufacture an optical fiber porous preform on which glass fine powder is deposited at a high adhesion rate. Therefore, raw materials for glass fine powder and the like can be effectively used, and the production cost can be greatly reduced. Further, the optical fiber preform obtained by sintering this is adsorbed H 2
Almost no O amount or OH group remains. Therefore, the optical fiber manufactured therefrom has very little optical absorption and scattering loss due to the OH group and the like, so that the transmission loss is very small and the optical fiber is very excellent.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】図1は、ガラス微粉末の表面積1m2 あたりの
吸着H2 O量とOH基量との合計量と、ガラス微粉末付
着率との関係を示す。
FIG. 1 shows the relationship between the total amount of adsorbed H 2 O and the amount of OH groups per 1 m 2 of surface area of glass fine powder and the adhesion rate of glass fine powder.

【図2】図2は、ターゲット上へのスートの堆積状態を
示す光ファイバ多孔質母材製造装置の部分拡大概略図で
ある。
FIG. 2 is a partially enlarged schematic view of an optical fiber porous preform manufacturing apparatus showing a state of soot deposition on a target.

【図3】図3は、光ファイバ多孔質母材製造装置の全体
構成概略図である。
FIG. 3 is a schematic diagram of the entire configuration of an optical fiber porous preform manufacturing apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…ターゲット、2…チャンバ、2a及び2b…チャッ
ク部覆い、2c…開口部、2d…排気口、3…チャッ
ク、4…火炎バーナ、5…炎、6…スート、7…排気管
路、8…排気手段。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Target, 2 ... Chamber, 2a and 2b ... Chuck cover, 2c ... Opening, 2d ... Exhaust port, 3 ... Chuck, 4 ... Flame burner, 5 ... Flame, 6 ... Soot, 7 ... Exhaust pipe line, 8 ... Exhaust means.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平沢 秀夫 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 精密機能材料研究所 内 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C03B 37/00 - 37/16 C03B 8/04 ────────────────────────────────────────────────── ─── of the front page continued (72) inventor Hideo Hirasawa Gunma Prefecture Annaka Isobe 2-chome 13th No. 1 Shin-Etsu chemical Co., Ltd. precision functional materials within the Institute (58) investigated the field (Int.Cl. 6, (DB name) C03B 37/00-37/16 C03B 8/04

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 部材の周囲にガラス微粉末を堆積した光
ファイバ多孔質母材おいて、該ガラス微粉末の表面積1
2 あたりの吸着H2 O量とOH基量との合計量が3.
5×10-5〜7.5×10-5gであることを特徴とする
光ファイバ多孔質母材。
1. An optical fiber porous preform in which glass fine powder is deposited around a member, wherein a surface area of the glass fine powder is 1
The total amount of adsorbed H 2 O and OH group per m 2 is 3.
An optical fiber porous preform weighing 5 × 10 −5 to 7.5 × 10 −5 g.
【請求項2】 請求項1に記載の光ファイバ多孔質母材
を溶融ガラス化した光ファイバ母材。
2. An optical fiber preform obtained by melting and glassifying the porous optical fiber preform according to claim 1.
【請求項3】 部材を回転させながらその周囲にガラス
微粉末を堆積して光ファイバ多孔質母材を製造する方法
において、該ガラス微粉末の表面積1m2 あたりの吸着
2 O量とOH基量との合計量を3.5×10-5〜7.
5×10-5gに制御することを特徴とする光ファイバ多
孔質母材の製造方法。
3. A method for producing a porous optical fiber preform by depositing glass fine powder around the member while rotating the member, wherein the amount of adsorbed H 2 O per 1 m 2 of surface area of the glass fine powder and OH group 3.5 × 10 -5 to 7.
A method for producing an optical fiber porous preform, wherein the production is controlled to 5 × 10 −5 g.
【請求項4】 前記ガラス微粉末を堆積するために供給
するガスの流量を制御することにより、該ガラス微粉末
の表面積1m2 あたりの吸着H2 O量とOH基量との合
計量を3.5×10-5〜7.5×10-5gに制御するこ
とを特徴とする請求項3に記載の光ファイバ多孔質母材
の製造方法。
4. The total amount of the amount of adsorbed H 2 O and the amount of OH groups per 1 m 2 of surface area of the glass fine powder is controlled by controlling the flow rate of a gas supplied for depositing the glass fine powder. 4. The method for producing a porous optical fiber preform according to claim 3, wherein the control is performed at 0.5 × 10 −5 to 7.5 × 10 −5 g.
【請求項5】 請求項3または請求項4に記載の製造方
法で製造された光ファイバ多孔質母材を溶融ガラス化し
て製造することを特徴とする光ファイバ母材の製造方
法。
5. A method for producing an optical fiber preform, which comprises producing the optical fiber porous preform produced by the production method according to claim 3 by melt vitrification.
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