JP2965235B2 - 光ファイバ用多孔質ガラス母材の製造方法 - Google Patents
光ファイバ用多孔質ガラス母材の製造方法Info
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Description
ラス母材の製造方法、特にはVAD法でセンターコア
部、サイドコア部およびクラッド部を有する二重コア型
分散シフトファイバ用スート母材上にスートを堆積させ
る光ファイバ用多孔質ガラス母材の製造方法に関するも
のである。
法については、四塩化けい素などの原料ガスを耐水素火
炎バーナーに送入し、この火炎中での火炎加水分解で発
生したシリカ微粒子(以下スートと略記する)の流れ
(以下スート流という)を直立し、回転している耐熱性
の担体(スート母材)上に堆積させ、このスート母材を
順次上方に引上げてここに多孔質ガラス母材を成長させ
る方法がVAD法として公知とされている。
素火炎バーナーをセンターコア用バーナーとサイドコア
用バーナーおよび、クラッド用バーナーに分割し、セン
ターコア用バーナーからのスート流でセンターコア部を
形成し、サイドコア用バーナーからのスート流をこのセ
ンターコア部上に堆積してサイドコア部を形成したの
ち、クラッド用バーナーからのスート流をサイドコア部
上に堆積して光ファイバ用多孔質ガラス母材を作ること
も知られており、この場合にはセンターコア用バーナー
にはガラス原料ガス(SiCl4) と可燃性ガス(H2 )およ
び支燃性ガス(O2 )が供給されるが、サイドコア用バ
ーナーおよびクラッド用バーナーにはこのほかにドープ
原料ガス(CeCl4) が供給される。
れた二重コア型の分散シャフトスート母材のコア部の屈
折分布はサイドコア部、クラッド部がドーパントが含ま
れていることからセンターコアの屈折率をn1 、サイド
コアの屈折率をn2 、クラッド部の屈折率をn3とする
とn1 >n2 >n3 となり、これらは理想的には図3に
示したようなものとなるはずであるが、屈折率を調整す
るために添加されるドープ剤(Ge)の形態にはGeO2微
粒子と Si-Ge-O固溶体の2種類があり、このうちのGeO2
微粒子は脱水工程で揮散するために屈折率調整には殆ど
寄与せず、実質的に屈折率調整に寄与するのは Si-Ge-O
固溶体となるのであるが、この Si-Ge-O固溶体は火炎の
高温領域でSiO2微粒子とGeO2微粒子とが溶け合って形成
されるものであるために、多重管バーナーから吹出され
る Si-Ge-O固溶体のバーナー半径方向の分布は図5
(b)の可燃性ガスの吹出口の内径に対応して図5
(a)のような分布となる。
材の屈折率分布は図6(a)に示したようにサイドコア
部における屈折率分布が乱れたものとなり、このスート
母材を加熱透明化して得た光ファイバ用合成石英ガラス
母材を紡糸して得た光ファイバは分散特性を精度よく制
御することが非常に難しいものになるという不利があ
る。
を解決した光ファイバ用多孔質ガラス母材の製造方法に
関するものであり、これはセンターコア部を形成するセ
ンターコア用バーナーとサイドコア部を形成するサイド
コア用バーナーを備え、これらのバーナーに原料ガスと
可燃性ガスを流し、この可燃性ガスに点火して火炎を形
成させて原料ガスの火炎中での火炎加水分解で形成した
スート流を、センターコア部とサイドコア部を一体化し
て回転している二重コア型光ファイバ用スート母材に堆
積させて多孔質ガラス母材を製造する方法において、こ
のサイドコア用バーナーの可燃性ガス吹出口とこのスー
ト母材のサイドコア部堆積面との距離X(m)、可燃性
ガスの線流速(V/秒)および可燃性ガス吹出口の内径
D(m)とからなる式D2/(X/V)の数値が 0.001<D2/(X/V)≦0.1 の範囲となるように設定することを特徴とするものであ
る。
折率分布が均一で分散特性の再現性、制御性のすぐれた
光ファイバ用母材を製造するための多孔質ガラス母材の
製造方法を開発すべく種々検討した結果、サイドコア用
バーナーの可燃性ガス吹出口とスート母材のサイドコア
部堆積面との距離X(m)と、可燃性ガスの線流速V
(m/秒)との比X/Vがバーナー中で生成した Si-Ge
-O固溶体がサイドコア部に堆積するまでの時間を代表す
る値となるし、この可燃性ガス吹出口の内径D(mm)が
バーナー近傍における Si-Ge-O固溶体の半径方向分布位
置を代表するものになる点に注目し、これらの値からこ
のD2/(X/V)の値を一定の範囲とすれば得られる多
孔質ガラス母材のサイドコア部の屈折率分布を均一なも
のとすることができることを見出し、これについてはこ
のD2/(X/V)の値を 0.001<D2/(X/V)≦0.1
の範囲とすればよいということを確認して本願発明を完
成させた。以下にこれをさらに詳述する。
方法に関するものであり、これは前記したようにセンタ
ーコア用バーナーとサイドコア用バーナーを用いて原料
ガスを火炎加水分解して発生させたシリカ微粒子からな
るスート流を回転している二重コア型光ファイバ用スー
ト母材に堆積させて光ファイバ用多孔質ガラス母材を製
造する方法において、サイドコア用バーナーの可燃性ガ
ス吹出口とスート母材のサイドコア部スート堆積面との
距離X、可燃性ガスの線流速V、および可燃性ガス吹出
口の内径Dとからなる式D2/(X/V)の数値を 0.001
<D2/(X/V)≦0.1 の範囲とすることを特徴とする
ものであるが、このようにすれば目的とする多孔質ガラ
ス母材のサイドコア部の屈折率分布を均一なものとする
ことができるという有利性が与えられる。
反応装置11に設置してあるスート母材12にセンターコア
用バーナー13、サイドコア用バーナー14からのスート流
を堆積させ、ついでクラッド用バーナー15からのスート
流を堆積させてここにクラッド層を形成させて多孔質ガ
ラス母材を製造しているのであるが、このサイドコア用
バーナーの可燃性ガス吹出口16が図5(b)に示したよ
うにされていることから、このバーナー内で生成した S
i-Ge-O固溶体のバーナー半径方向の分布が図5(a)の
ようになり、したがってここに得られる多孔質ガラス母
材には図6(a)に示したようにこのサイドコア部17の
屈折率分布が乱れたものとなり、この多孔質ガラス母材
を加熱透明化して得た光ファイバ用合成石英ガラス母材
を紡糸して得た光ファイバは分散特性を精度よく制御す
ることができないものになるという欠点がある。
1に示したようにスート母材1に対するサイドコア用バ
ーナー2の可燃性ガス吹出口3とこのスート母材1のサ
イドコア部に対するスート堆積面4との距離をX(m)
とし、この可燃性ガスの線流速V(m/秒)とこの可燃
性ガス吹出口の内径D(m)を特定し、このD2/(X/
V)を 0.001≦D2/(X/V)≦0.1 の範囲になるよう
にすると、サイドコア用バーナー内で発生した Si-Ge-O
固溶体がサイドコア部堆積面に堆積するまでに十分な時
間がかけられるのでこれをサイドコア用バーナーの半径
方向に均一に拡散して堆積することができ、したがって
このようにして作られたセンターコア部5、サイドコア
部6、クラッド部7からなる多孔質ガラス母材の屈折率
分布をサイドコア部の屈折率分布が略々均一である図2
(a)に示したものにすることができるという有利性が
与えられる。
値はこれが 0.001(m2/秒)未満ではスート堆積面近傍
の火炎温度が低下してスート母材のかさ密度が低下し、
スート母材の作製中にこれに割れや変形が生じてしまう
し、これを 0.1より大きいものとするとこのサイドコア
部の屈折率分布が図6(a)に示したように乱れたもの
となるので、これは 0.001≦D2/(X/V)≦0.1 の範
囲とすることが必要とされる。
たようにサイドコア用バーナーの可燃性ガス吹出口とス
ート母材のサイドコア部へのスート堆積面との距離X
(m)をX=2×10-2m、この可燃性ガスの線流速Vを
V=4m/秒とし、さらにこの可燃性ガス吹出口の内径
DをD= 1.5×10-2mとし、D2/(X/V)= 7.5×10
-3としてスート母材を形成させた。
スート母材(多孔質ガラス母材)を1,500℃に加熱し透
明ガラス化して光ファイバ用合成石英ガラス母材を作
り、このものの屈折率分布を測定したところ、サイドコ
ア部の屈折率分布が略々均一である図2(a)に示した
ような結果が得られ、この母材を線引き紡糸して得た光
ファイバについてその長手方向の分散特性を測定したと
ころ、図2(b)に示したとおりの結果が得られ、この
ものはゼロ分散波長のバラ付きも少なく、長手方向にも
安定した特性をもつものであった。
m、V=4m/秒、D=3×10-2mとしD2/(X/V)
=0.18ということで直径 100mm、長さ 1,000mmのスート
母材を作り、これを透明ガラス化したのち、このものの
屈折率分布を測定したところ、これは図6(a)に示し
たようにサイドコア部の屈折率分布に乱れのあるもので
あったし、このものを紡糸して得た光ファイバについて
の分散特性を測定したところ、これは図6(b)に示し
たとおりの結果を示し、このゼロ分散波長も長手方向で
大きくバラ付いた不安定な特性をもつものであった。
m、V=1m/秒、D=1×10-2mとしてスート母材を
作ったところ、この場合にはD2/(X/V)が6.7×10
-4となったことから、このスート母材は 200mm程成長し
たときにスート母材が変形し、割れてしまった。
の製造方法に関するものであり、これは前記したように
センターコア部を形成するセンターコア用バーナーとサ
イドコア部を形成するサイドコア用バーナーとを備え、
これらのバーナーに原料ガスと可燃性ガスを流し、この
可燃性ガスに点火して火炎を形成させて原料ガスの火炎
での火炎加水分解で形成させたスート流を、センターコ
ア部とサイドコア部を一体化して回転している二重コア
型光ファイバ用スート母材に堆積させて多孔質ガラス母
材を製造する方法において、このサイドコア用バーナー
の可燃性ガス吹出口とこのスート母材のサイドコア部堆
積面との距離X(m)、可燃性ガスの線流速V(m/
秒)および可燃化ガス吹出口の内径D(m)とからなる
式D2/(X/V)の数値が 0.001≦D2/(X/V)≦0.
1 (m2/秒)の範囲になるように設定することを特徴と
するものであるが、これによればこの多孔質ガラス母材
から作られる光ファイバをサイドコア部の屈折率分布が
均一で、分散特性の再現性、制御性のすぐれたものとす
ることができるという有利性が与えられる。
面図を示したものである。
英ガラス母材の屈折率分布を示したものであり、(b)
はこれから作られた光ファイバの長手方向のゼロ分散波
長の値のグラフを示したのもである。
的な屈折率分布を示したものである。
面図を示したものである。
材の Si-Ge-O固溶体のバーナー半径方向の分布図を示し
たものであり、(b)はこの可燃性ガス吹出口の斜視図
を示したものである。
材の屈折率分布を示したものであり、(b)はこれから
作られた光ファイバの長手方向のゼロ分散波長の値のグ
ラフを示したものである。
Claims (1)
- 【請求項1】センターコア部を形成するセンターコア用
バーナーとサイドコア部を形成するサイドコア用バーナ
ーを備え、これらのバーナーに原料ガスと可燃性ガスを
流し、この可燃性ガスに点火して火炎を形成させて原料
ガスの火炎中での火炎加水分解で形成させたスート流
を、センターコア部とサイドコア部を一体化して回転し
ている二重コア型光ファイバ用スート母材に堆積させて
多孔質ガラス母材を製造する方法において、このサイド
コア用バーナーの可燃性ガス吹出口とこのスート母材の
サイドコア部堆積面との距離X(m)、可燃性ガスの線
流速V(m/秒)および可燃性ガス吹出口の内径D
(m)とからなる式D2/(X/V)の数値が 0.001<D2/(X/V)≦0.1 (m2/秒) の範囲となるように設定することを特徴とする光ファイ
バ用多孔質ガラス母材の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18036793A JP2965235B2 (ja) | 1993-07-21 | 1993-07-21 | 光ファイバ用多孔質ガラス母材の製造方法 |
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---|---|---|---|
JP18036793A JP2965235B2 (ja) | 1993-07-21 | 1993-07-21 | 光ファイバ用多孔質ガラス母材の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH0733467A JPH0733467A (ja) | 1995-02-03 |
JP2965235B2 true JP2965235B2 (ja) | 1999-10-18 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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-
1993
- 1993-07-21 JP JP18036793A patent/JP2965235B2/ja not_active Expired - Fee Related
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