JP2985493B2 - Manufacturing method of optical fiber preform - Google Patents

Manufacturing method of optical fiber preform

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JP2985493B2
JP2985493B2 JP8864092A JP8864092A JP2985493B2 JP 2985493 B2 JP2985493 B2 JP 2985493B2 JP 8864092 A JP8864092 A JP 8864092A JP 8864092 A JP8864092 A JP 8864092A JP 2985493 B2 JP2985493 B2 JP 2985493B2
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glass
temperature
heating
heat treatment
deposit
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一郎 土屋
俊雄 彈塚
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  • Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、光ファイバ母材の製造
方法に関し、特にそのまま光ファイバ母材とするか、光
ファイバ母材製造のための中間製品となる母材の製法に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing an optical fiber preform, and more particularly to a method for producing an optical fiber preform as it is or an intermediate product for producing an optical fiber preform.

【0002】[0002]

【従来の技術】光ファイバ母材の製造方法として、気相
合成法、例えば気相軸付法あるいは外付法により合成さ
れたガラス微粒子を電気炉にて高温加熱処理することに
より、透明ガラス化する方法がある。従来、透明ガラス
化は、常圧においてヘリウムガスあるいはハロゲンガス
を微量に含んだ不活性ガスの充満した雰囲気中で加熱処
理することにより行われてきた。これらの方法では、透
明化する際、ガラス微粒子堆積体の粒子間に閉じ込めら
れたガスが残留し、透明ガラス体内に気泡を生じる問題
がある。これに対し、近年、特開昭63−210102
5号公報に記載されるような真空雰囲気あるいは減圧雰
囲気下にて透明化する方法が提案されている。この方法
では、雰囲気が減圧されるために、ガラス微粒子堆積体
中のガスが脱気され、ガラス体内に気泡が残留しないこ
とが期待される。
2. Description of the Related Art As a method of manufacturing an optical fiber preform, a glass fine particle synthesized by a gas phase synthesis method, for example, a gas phase shaping method or an external method, is heated at a high temperature in an electric furnace to obtain a transparent vitrified material. There is a way to do that. Conventionally, transparent vitrification has been performed by heat treatment at normal pressure in an atmosphere filled with an inert gas containing a trace amount of helium gas or halogen gas. In these methods, there is a problem that, when the glass is made transparent, gas trapped between the particles of the glass fine particle deposit remains and bubbles are generated in the transparent glass body. In contrast, in recent years, Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-210102
A method for making the film transparent under a vacuum atmosphere or a reduced-pressure atmosphere as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5 (1993) -1994 has been proposed. In this method, since the atmosphere is reduced in pressure, the gas in the glass fine particle deposit is degassed, and it is expected that no bubbles remain in the glass body.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】従来、真空あるいは減
圧雰囲気で加熱処理する装置は、図2に示すような構成
となっている。すなわち、ガラス微粒子堆積体1の周囲
を囲む炉芯管2、この外側に加熱用ヒータ8が設置され
た均熱炉が、ヒートシールド9を挟んで真空容器10の
中に入った構成となっている。真空容器10内には、脱
気用配管6に接続された真空ポンプ7により減圧、真空
雰囲気となる構造となっており、この上端でヒータ温度
を上げることにより、炉芯管2内に挿入されているガラ
ス微粒子堆積体1が透明化される。
Conventionally, an apparatus for performing a heat treatment in a vacuum or reduced-pressure atmosphere has a structure as shown in FIG. That is, the furnace core tube 2 surrounding the periphery of the glass particle deposit body 1 and the soaking furnace in which the heating heater 8 is installed outside the furnace core tube 2 are configured to enter the vacuum vessel 10 with the heat shield 9 interposed therebetween. I have. The vacuum vessel 10 has a structure in which the pressure is reduced and a vacuum atmosphere is generated by a vacuum pump 7 connected to a pipe 6 for deaeration. By increasing the heater temperature at the upper end, the vacuum vessel 10 is inserted into the furnace core tube 2. The glass particle deposit body 1 is made transparent.

【0004】上記、加熱炉を用いて減圧、真空雰囲気
で、従来法により加熱処理一例として図6に示す温度条
件にて透明化温度(通常1550℃〜1650℃)まで
温度を上げ透明化したところ、期待に反し、気泡が残留
する場合が散見された。また、透明化したガラス物品の
外径が長手方向に均一とならず、図7に示す如く両端で
太く中間部で細くなるような形状となってしまった。こ
の方法で得られた加熱ロッドを用いて高品質なガラス物
品を製造するためには、気泡の残留を安定して減少ある
いは無くすことが必要であり、且つ仕上がった透明ガラ
ス物品を均一外径とすることが必要である。本発明はこ
のような要求を満足できるガラスファイバ母材の製造方
法の改良をその課題とするものである。
When the temperature is raised to a clearing temperature (normally 1550 ° C. to 1650 ° C.) under a temperature condition shown in FIG. 6 as an example of a heat treatment by a conventional method under reduced pressure and a vacuum atmosphere by using a heating furnace, In some cases, contrary to expectations, bubbles remained. Further, the outer diameter of the transparentized glass article was not uniform in the longitudinal direction, and the shape became thick at both ends and thin at the middle as shown in FIG. In order to produce a high-quality glass article using the heating rod obtained by this method, it is necessary to stably reduce or eliminate the residual bubbles, and the finished transparent glass article has a uniform outer diameter. It is necessary to. An object of the present invention is to improve a method of manufacturing a glass fiber preform that can satisfy such requirements.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明は、(1) 気相合成法によりガラス微粒子堆積体を合成し、該
ガラス微粒子堆積体を真空あるいは減圧雰囲気中で加熱
処理することにより透明ガラス化して光ファイバ母材を
製造する方法において、該加熱処理が母材からのガスを
除去する第一の加熱工程と、前記第一の加熱工程より高
温にて透明ガラス化させる第二の加熱工程を含み、且つ
上記第一の加熱工程は900〜1200℃の温度範囲で
真空度が10Pa以下に到達するまで当該加熱工程を継
続することを特徴とする光ファイバ母材の製造方法、 (2) 気相合成法によりガラス微粒子堆積体を合成し、該
ガラス微粒子堆積体を真空あるいは減圧雰囲気中で加熱
処理することにより透明ガラス化して光ファイバ母材を
製造する方法において、該加熱処理が母材からのガスを
除去する第一の加熱工程と、前記第一の加熱工程より高
温にて透明ガラス化させる第二の加熱工程を含み、且つ
上記第二の加熱工程は10Pa以下の真空度において、
1500〜1600℃の温度を1分〜60分間保持する
ことを特徴とする光ファイバ母材の製造方法、 (3) 気相合成法によりガラス微粒子堆積体を合成し、該
ガラス微粒子堆積体を真空あるいは減圧雰囲気中で加熱
処理することにより透明ガラス化して光ファイバ母材を
製造する方法において、該加熱処理が母材からのガスを
除去する第一の加熱工程と、前記第一の加熱工程より高
温にて透明ガラス化させる第二の加熱工程を含み、且つ
上記加熱処理に先立ち、予め上記ガラス微粒子堆積体を
室温において20Pa以下の真空度まで減圧処理してお
くことを特徴とする光ファイバ母材の製造方法、 (4) 気相合成法によりガラス微粒子堆積体を合成し、該
ガラス微粒子堆積体を真空あるいは減圧雰囲気中で加熱
処理することにより透明ガラス化して光ファイバ母材を
製造する方法において、該加熱処理が母材からのガスを
除去する第一の加熱工程と、前記第一の加熱工程より高
温にて透明ガラス化させる第二の加熱工程を含み、且つ
上記加熱処理において800℃から第一の加熱処理工程
の温度ま で、2.0℃/分〜10℃/分の速度で昇温す
ることを特徴とする光ファイバ母材の製造方法、 (5) 気相合成法によりガラス微粒子堆積体を合成し、該
ガラス微粒子堆積体を真空あるいは減圧雰囲気中で加熱
処理することにより透明ガラス化して光ファイバ母材を
製造する方法において、該加熱処理が母材からのガスを
除去する第一の加熱工程と、前記第一の加熱工程より高
温にて透明ガラス化させる第二の加熱工程を含み、且つ
上記第一の加熱処理工程の温度から第二の加熱処理工程
の温度まで、1.0℃/分〜4℃/分の速度で昇温し、
且つ昇温過程中に一回以上昇温速度を変化させた場合に
は変化後の昇温速度が変化前の昇温速度以下であるよう
に熱処理することを特徴とする光ファイバ母材の製造方
法、 (6) 気相合成法によりガラス微粒子堆積体を合成し、該
ガラス微粒子堆積体を真空あるいは減圧雰囲気中で加熱
処理することにより透明ガラス化して光ファイバ母材を
製造する方法において、該加熱処理が母材からのガスを
除去する第一の加熱工程と、前記第一の加熱工程より高
温にて透明ガラス化させる第二の加熱工程を含み、上記
ガラス微粒子堆積体を加熱処理する発熱体は、上下方向
に多段に分割されてそれぞれ独立に温度を制御し、且つ
下部の発熱体の温度が上部の発熱体の温度以下になるよ
うに設定されることを特徴とするガラスファイバ母材の
製造方法、及び (7) 上記ガラス微粒子堆積体が、中心部よりも外周部で
屈折率の低い少なくとも二重の導波路構造を持つガラス
ロッドの外周に、気相合成法によりガラス微粒子を堆積
させた複合体であることを特徴とする上記(1) 乃至(6)
のいずれかに記載のガラスファイバ母材の製造方法であ
る。
Means for Solving the Problems The present invention for solving the above-mentioned problems comprises: (1) synthesizing a glass particle deposit by a vapor phase synthesis method, and subjecting the glass particle deposit to a heat treatment in a vacuum or reduced-pressure atmosphere. In the method for producing an optical fiber preform by vitrification, a first heating step in which the heat treatment removes gas from the preform, and a second vitrification step in which the first heating step is performed at a higher temperature than the first heating step. heating step only contains and <br/> optical fiber base, characterized by continuing the heating step to a vacuum degree in the temperature range of the first heating step is 900 to 1200 ° C. reaches 10Pa following method of manufacturing a wood, (2) synthesizing a soot glass deposit body by vapor-phase synthesis method, the
Heats glass particle deposits in vacuum or reduced pressure atmosphere
Transformation into vitreous glass by processing
In the manufacturing method, the heat treatment removes gas from the base material.
A first heating step to remove, higher than said first heating step
A second heating step of vitrifying at a temperature, and the second heating step is performed at a degree of vacuum of 10 Pa or less,
A method for producing an optical fiber preform, wherein a temperature of 1500 to 1600 ° C. is maintained for 1 minute to 60 minutes ; (3) a glass fine particle deposit is synthesized by a gas phase synthesis method;
Heats glass particle deposits in vacuum or reduced pressure atmosphere
Transformation into vitreous glass by processing
In the manufacturing method, the heat treatment removes gas from the base material.
A first heating step to remove, higher than said first heating step
An optical fiber mother comprising a second heating step of forming a vitreous glass at a temperature and , prior to the heating treatment, preliminarily depressurizing the glass particle deposit at room temperature to a degree of vacuum of 20 Pa or less. method of manufacturing a wood, (4) to synthesize glass particles deposit by vapor phase synthesis method, the
Heats glass particle deposits in vacuum or reduced pressure atmosphere
Transformation into vitreous glass by processing
In the manufacturing method, the heat treatment removes gas from the base material.
A first heating step to remove, higher than said first heating step
Including a second heating step of vitrifying at a temperature, and
The first heat treatment step from 800 ° C. in the heat treatment
In temperature until, to heating at a 2.0 ° C. / min to 10 ° C. / minute rate
Method of manufacturing an optical fiber preform, characterized in Rukoto, (5) to synthesize glass particles deposit by vapor phase synthesis method, the
Heats glass particle deposits in vacuum or reduced pressure atmosphere
Transformation into vitreous glass by processing
In the manufacturing method, the heat treatment removes gas from the base material.
A first heating step to remove, higher than said first heating step
Including a second heating step of vitrifying at a temperature, and
From the temperature of the first heat treatment step to the second heat treatment step
To a temperature of 1.0 ° C./min to 4 ° C./min,
And when the heating rate is changed more than once during the heating process
Indicates that the heating rate after the change is lower than the heating rate before the change
Of producing optical fiber preform characterized by heat treatment
Law, (6) to synthesize glass particles deposit by vapor phase synthesis method, the
Heats glass particle deposits in vacuum or reduced pressure atmosphere
Transformation into vitreous glass by processing
In the manufacturing method, the heat treatment removes gas from the base material.
A first heating step to remove, higher than said first heating step
Including a second heating step of vitrifying at a temperature,
The heating element that heats the glass particle deposit
Is divided into multiple stages to control the temperature independently, and
The temperature of the lower heating element will be lower than the temperature of the upper heating element
Of glass fiber preform characterized by being set as follows
The manufacturing method, and (7) the glass fine particle deposit, the outer peripheral portion than the central portion
Glass with at least double waveguide structure with low refractive index
Glass particles are deposited around the rod by vapor phase synthesis
(1) to (6), wherein the composite is
The method for producing a glass fiber preform according to any one of
You.

【0006】[0006]

【作用】上記課題を解決する手段として、本発明は気相
合成法によりガラス微粒子堆積体を合成し、該ガラス微
粒子堆積体を真空あるいは減圧雰囲気で加熱処理するこ
とにより、透明ガラス化して光ファイバ母材とする方法
において、900℃〜1200℃の温度範囲で母材から
脱ガスを行い、10Paまで減圧する第一ステップ(第
一の加熱工程)と、1500℃〜1600℃の温度で透
明ガラス化する第二ステップ(第二の加熱工程)の二段
階の熱処理を行なうことを特徴とする。ガラス微粒子堆
積体は加熱処理工程に入る前に室温で20Pa以下に減
圧処理を行っておくことが好ましい。加熱処理工程にお
いては、昇温速度も重要である。800℃から第一ステ
ップの温度までの昇温速度は2℃/分〜10℃/分以
下、第一ステップから第二ステップの温度範囲では1℃
/分〜4℃/分の昇温速度が好ましい。第一ステップか
ら第二ステップへの昇温過程においては、途中1回以
上、昇温速度を変化させることも可能であるが、変化後
の速度は変化前よりも遅くすることが必要である。さら
に、ガラス微粒子堆積体を加熱する発熱体は上下方向に
多段に分割され、下部の温度はその上部の温度と等しい
かそれ以下に制御することが好ましい。
As a means for solving the above-mentioned problems, the present invention synthesizes a glass fine particle deposit by a gas phase synthesis method, and heat-treats the glass fine particle deposit in a vacuum or reduced-pressure atmosphere to form a transparent vitreous optical fiber. In the method of forming a base material, a first step (first heating step) of degassing the base material in a temperature range of 900 to 1200 ° C. and reducing the pressure to 10 Pa, and a transparent glass at a temperature of 1500 to 1600 ° C. It is characterized in that a two-stage heat treatment of a second step (second heating step) is performed. It is preferable that the glass fine particle deposit is subjected to a reduced pressure treatment at room temperature to 20 Pa or less before the heat treatment step. In the heat treatment step, the rate of temperature rise is also important. The temperature rising rate from 800 ° C. to the temperature of the first step is 2 ° C./min to 10 ° C./min or less, and 1 ° C. in the temperature range of the first step to the second step.
/ Min to 4 ° C / min. In the heating process from the first step to the second step, the heating rate can be changed once or more on the way, but the speed after the change needs to be lower than before the change. Further, it is preferable that the heating element for heating the glass particle deposit is divided into multiple stages in the vertical direction, and the lower part temperature is controlled to be equal to or lower than the upper part temperature.

【0007】本発明者らは、ガラス微粒子堆積体を減圧
雰囲気下で熱処理を行い、真空度とガラス微粒子堆積体
のカサ密度の変化を調べた。図3に示すごとく、900
℃から1200℃の範囲でガラス微粒子堆積体からの脱
ガスにより真空度が悪化している。ガラス微粒子堆積体
のカサ密度は、1200℃から高くなり、1550℃で
透明ガラス化している。次に、本発明の目的とするガラ
スロッドの外周に気相合成法でガラス微粒子を堆積させ
た複合堆積体を用いて実験を行った。該複合堆積体を1
200℃の温度において減圧処理を行い、その後さらに
1550℃に昇温し、透明ガラス化させるプロセスにお
いて、1200℃での到達真空度と透明ガラス体内の気
泡の数との相関を調べた。結果を図4に示すが、10P
a以下まで減圧した後、透明ガラス化すれば気泡は殆ど
生じないが、10Paに達する以前に昇温し透明ガラス
化した場合、気泡の数は急激に増大する。この気泡は主
として、ガラス微粒子が堆積しているガラスロッドの周
囲に生じ、数が少ない場合は、微小な泡として確認でき
るが、数が多数の場合、白く不透明に見える。従って、
ガラス微粒子堆積体からの脱ガスの最も多い温度範囲、
すなわち、図3の実験結果が示す900℃から1200
℃の範囲において、10Pa以下まで減圧した後、昇温
し、透明ガラス化することが、気泡のない透明ガラス体
を得るのに重要である。
The inventors of the present invention heat-treated the glass fine particle deposit under a reduced pressure atmosphere, and examined changes in the degree of vacuum and the bulk density of the glass fine particle deposit. As shown in FIG.
The degree of vacuum is degraded by degassing from the glass fine particle deposit in the range of ° C to 1200 ° C. The bulk density of the glass fine particle deposit increases from 1200 ° C. and becomes vitrified at 1550 ° C. Next, an experiment was performed using a composite deposit in which glass fine particles were deposited on the outer periphery of a glass rod as an object of the present invention by a vapor phase synthesis method. The composite deposit is
In a process of performing decompression treatment at a temperature of 200 ° C., and then further raising the temperature to 1550 ° C. to form a transparent glass, a correlation between the ultimate vacuum degree at 1200 ° C. and the number of bubbles in the transparent glass body was examined. The results are shown in FIG.
When the pressure is reduced to a or less and the glass is transparently vitrified, almost no bubbles are generated. However, when the temperature is raised before reaching 10 Pa and the glass is transparently vitrified, the number of bubbles rapidly increases. These bubbles mainly occur around the glass rod on which the glass particles are deposited. When the number is small, the bubbles can be confirmed as minute bubbles, but when the number is large, the bubbles appear white and opaque. Therefore,
The most temperature range of outgassing from the glass particulate deposits,
That is, from 900 ° C. to 1200
It is important to reduce the pressure to 10 Pa or less in the range of ° C., raise the temperature, and turn the glass into a transparent glass to obtain a transparent glass body without bubbles.

【0008】光ファイバ母材の製造において、気泡のな
いことと同様に重要なのが、外径が均一である点であ
る。図5に示す如く、本発明者らは、第一ステップから
第二ステップへの昇温速度が外径差(下端径−中央径)
と強い相関関係があることを見いだした。この温度範囲
では、図5の実験結果に示されるように、ガラス微粒子
堆積体が急激に収縮する。そのため、下端部は加熱表面
積が大きいため、中央部と比較して加熱されやすく、収
縮し易い。そのため、下端部は中央部より太径化する。
こうして生ずる外径差に対しては、全体に渡って温度差
を小さくし、徐々に収縮させることが必要である。光フ
ァイバ母材として用いるためには、外径差を6mm程度
に抑える必要があるが、そのための適正な昇温速度は、
図5より1℃/分から4℃/分の間であることがわか
る。さらに、透明化温度域である1500〜1600℃
においては、必要以上長くガラス微粒子堆積体を加熱す
ると、ガラスが軟化しやすく、自重により垂れ下がる。
そのため、最小限の加熱で充分である。最小限の加熱時
間は、堆積体の外径やカサ密度に依存し、1分以上60
分以内が望ましい。また、下端部の太径化を抑えるに
は、下端部の温度を下げることも有効であり、図1に示
すように加熱に用いる発熱体として上下方向に多段に分
割し、下部の温度を上部の温度以下にすることも可能で
ある。図1の場合にはヒータ3、4、5と3段に分割さ
れている。
In the manufacture of the optical fiber preform, as important as the absence of bubbles is the uniform outer diameter. As shown in FIG. 5, the present inventors have found that the rate of temperature rise from the first step to the second step is the outer diameter difference (lower end diameter−center diameter).
And a strong correlation. In this temperature range, as shown in the experimental results of FIG. 5, the glass particle deposit rapidly shrinks. For this reason, the lower end portion has a large heating surface area, and is more likely to be heated and contracted than the central portion. Therefore, the lower end has a larger diameter than the center.
With respect to the outer diameter difference generated in this way, it is necessary to reduce the temperature difference over the entirety and gradually contract the temperature difference. In order to use it as an optical fiber preform, it is necessary to suppress the difference in outer diameter to about 6 mm.
FIG. 5 shows that the temperature is between 1 ° C./min and 4 ° C./min. Furthermore, the transparentization temperature range of 1500 to 1600 ° C.
In, when the glass fine particle deposit is heated for an unnecessarily long time, the glass is easily softened and hangs down due to its own weight.
Therefore, minimal heating is sufficient. The minimum heating time depends on the outer diameter of the sediment and the bulk density.
Within minutes is desirable. It is also effective to lower the temperature of the lower end in order to suppress the increase in the diameter of the lower end, and as shown in FIG. It is also possible to keep the temperature below. In the case of FIG. 1, the heater is divided into three stages of heaters 3, 4, and 5.

【0009】一方、室温から第一ステップへの挿入過程
に注目すると、予め室温でガラス微粒子堆積体を20P
a以下の真空度まで減圧しておくことが、加熱炉の保守
という目的で重要である。ガラス微粒子堆積体には水分
や塩酸などが多く含まれているからである。また、80
0℃以下の温度ではガラス微粒子堆積体は何ら変化しな
いが、800℃から第一ステップへの昇温過程には注意
が必要である。この温度域で急激に加熱すると、堆積体
内部のガスが急速に放出され、堆積体が割れる原因とな
る。しかし、必要以上に昇温速度を下げることは生産性
を下げることになり、望ましくなく、種々の検討によ
り、2℃/分〜8℃/分の間が適当である。
On the other hand, paying attention to the insertion process from the room temperature to the first step, the glass fine particle deposit is previously removed at room temperature by 20P.
It is important to reduce the pressure to a degree of vacuum of a or less for the purpose of maintaining the heating furnace. This is because the glass fine particle deposit contains a large amount of water, hydrochloric acid, and the like. Also, 80
At a temperature of 0 ° C. or lower, the glass fine particle deposit does not change at all, but care must be taken in the process of raising the temperature from 800 ° C. to the first step. If heated rapidly in this temperature range, the gas inside the deposit is rapidly released, causing the deposit to crack. However, lowering the heating rate more than necessary lowers the productivity, which is not desirable, and a range of 2 ° C./min to 8 ° C./min is appropriate according to various studies.

【0010】[0010]

【実施例】以下に実施例により本発明を具体的に説明す
るが、本発明はこれに限定されるものではない。 実施例1 VAD法で合成した純SiO2 からなるガラス微粒子堆
積体を本発明に従い透明化した。ガラス微粒子堆積体の
寸法は、φ160mm×700mmのものを用いた。こ
の母材を室温で20Paに減圧した後、図1に示す炉内
に挿入し、1000℃まで4℃/分で昇温した。このと
き、炉内圧は18Paであったが、一時間保持したとこ
ろ、5Paに達したので、昇温速度2℃/分で1550
℃まで昇温した。ただし、炉の発熱体は3分割されてお
り、最下部のみ1500℃までの昇温に止めた。この昇
温中、炉内圧はほぼ5Paで一定であった。最高温に達
した後5分間保持し、降温した。この結果、得られたガ
ラス体は全長にわたり気泡は見られず良好な透明体であ
った。外径は全長にわたってφ70mm±0.3mmと
非常に均一なものが得られた。
EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. Example 1 A glass fine particle deposit made of pure SiO 2 synthesized by the VAD method was made transparent according to the present invention. The size of the glass particle deposit was φ160 mm × 700 mm. After reducing the pressure of this base material to 20 Pa at room temperature, it was inserted into the furnace shown in FIG. 1 and heated to 1000 ° C. at a rate of 4 ° C./min. At this time, the furnace internal pressure was 18 Pa, but when it was held for one hour, it reached 5 Pa.
The temperature was raised to ° C. However, the heating element of the furnace was divided into three parts, and the temperature was raised to 1500 ° C. only in the lowermost part. During this heating, the furnace pressure was constant at approximately 5 Pa. After reaching the maximum temperature, the temperature was maintained for 5 minutes, and the temperature was lowered. As a result, the obtained glass body was a good transparent body without air bubbles over the entire length. A very uniform outer diameter of φ70 mm ± 0.3 mm was obtained over the entire length.

【0011】比較例1 実施例1と同様にVAD法で合成したガラス微粒子堆積
体を、図2に示す構成で、炉内圧力を20Paに減圧
し、温度を8℃/分で昇温し、1600℃で30分間保
持し、次に冷却後、炉から取り出した。この結果、直径
0.1mm以下の微小気泡が全長にわたり見られ、外径
は中央部がφ65mmと細く、下部がφ73mmと太く
変形していた。
Comparative Example 1 A glass particle deposit synthesized by the VAD method in the same manner as in Example 1 was reduced in the furnace to 20 Pa and the temperature was increased at 8 ° C./min with the configuration shown in FIG. It was kept at 1600 ° C. for 30 minutes and then taken out of the furnace after cooling. As a result, microbubbles having a diameter of 0.1 mm or less were observed over the entire length, and the outer diameter was as thin as φ65 mm at the center and as thick as φ73 mm at the lower part.

【0012】実施例2 実施例1と同様にVAD法で合成したガラス微粒子堆積
体を用いた。この母材を室温で20Paに減圧した後、
図1に示す炉内に挿入した。炉内は予め800℃に昇温
してある。第一ステップの温度を1100℃とし、80
0℃から3℃/分の昇温速度で昇温した。このとき炉内
圧は20Paであった。1時間保持したところ、5Pa
まで達したので、第二ステップへ昇温を開始した。第2
ステップの温度は1550℃とした。昇温過程は、まず
1100℃から1400℃へ3℃/分で昇温した後、1
400℃から1550℃へ2℃/分で昇温した。炉の発
熱体は3分割されており、最下部のみ1520℃で止め
た。最高温に達した後、3分間保持し、降温した。この
加熱過程中、炉内圧は5Paで一定であった。この結
果、得られたガラス体は全長にわたり気泡が見られず、
透明な良好体であった。外径は全長にわたってφ68m
m±0.3mmと均一であった。
Example 2 In the same manner as in Example 1, a glass fine particle deposit synthesized by the VAD method was used. After reducing the pressure of the base material to 20 Pa at room temperature,
It was inserted into the furnace shown in FIG. The inside of the furnace was previously heated to 800 ° C. The temperature of the first step is 1100 ° C. and 80
The temperature was raised from 0 ° C. at a rate of 3 ° C./min. At this time, the furnace pressure was 20 Pa. After holding for 1 hour, 5Pa
, The temperature was raised to the second step. Second
The temperature of the step was 1550 ° C. In the temperature raising process, first, the temperature is raised from 1100 ° C. to 1400 ° C. at 3 ° C./min,
The temperature was raised from 400 ° C. to 1550 ° C. at 2 ° C./min. The heating element of the furnace was divided into three parts, and only the lowermost part was stopped at 1520 ° C. After reaching the maximum temperature, the temperature was maintained for 3 minutes, and the temperature was lowered. During this heating process, the furnace pressure was constant at 5 Pa. As a result, the obtained glass body has no bubbles over the entire length,
It was a transparent good body. Outer diameter is φ68m over the entire length
m ± 0.3 mm.

【0013】[0013]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ガラス微粒子堆積体内に存在するガスを充分に除去する
条件で製造するため、透明化後のガラス内に気泡の残留
がなく、また、ガラス微粒子堆積体の収縮が進行する温
度域での昇温速度を限定することによりガラス径の均一
なガラス体を得ることができる。
As described above, according to the present invention,
Since it is manufactured under conditions that sufficiently remove the gas present in the glass particle deposit, there is no air bubble remaining in the glass after clarification, and the temperature rise rate in the temperature range where the glass particle deposit contracts. By limiting the above, a glass body having a uniform glass diameter can be obtained.

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

【図1】 本発明の一実施態様である分割された発熱体
を有する加熱炉を用いる製法を概略説明する図である。
FIG. 1 is a diagram schematically illustrating a manufacturing method using a heating furnace having a divided heating element according to an embodiment of the present invention.

【図2】 本発明または従来法で用いる加熱炉を概略説
明する図である。
FIG. 2 is a diagram schematically illustrating a heating furnace used in the present invention or a conventional method.

【図3】 減圧雰囲気下での熱処理における、真空度
(Pa)とガラス微粒子堆積体のカサ密度(g/c
3 )の変化を示すグラフ図である。
FIG. 3 shows the degree of vacuum (Pa) and the bulk density (g / c) of a glass particle deposit in a heat treatment under a reduced pressure atmosphere.
m 3) is a graph showing changes in the.

【図4】 1200℃での到達真空度と透明ガラス体内
の気泡の数の相関関係を示すグラフ図である。
FIG. 4 is a graph showing the correlation between the ultimate vacuum at 1200 ° C. and the number of bubbles in a transparent glass body.

【図5】 第一ステップから第二ステップへの昇温速度
と外径差との相関関係を示すグラフ図である。
FIG. 5 is a graph showing a correlation between a heating rate from a first step to a second step and an outer diameter difference.

【図6】 従来の加熱処理の温度条件を示すグラフ図で
ある。
FIG. 6 is a graph showing temperature conditions of a conventional heat treatment.

【図7】 従来法により製造された外径差のあるガラス
物品の形状を示す説明図である。
FIG. 7 is an explanatory view showing a shape of a glass article having an outer diameter difference manufactured by a conventional method.

【符合の説明】[Description of sign]

1 ガラス微粒子堆積体 2 炉芯管 3 ヒータ 4 ヒータ 5 ヒータ 6 脱気用配管 7 真空ポンプ 8 ヒータ 9 ヒートシールド 10 真空容器 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Glass fine particle deposit body 2 Furnace core tube 3 Heater 4 Heater 5 Heater 6 Deaeration piping 7 Vacuum pump 8 Heater 9 Heat shield 10 Vacuum container

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C03B 37/014 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) C03B 37/014

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 気相合成法によりガラス微粒子堆積体を
合成し、該ガラス微粒子堆積体を真空あるいは減圧雰囲
気中で加熱処理することにより透明ガラス化して光ファ
イバ母材を製造する方法において、該加熱処理が母材か
らのガスを除去する第一の加熱工程と、前記第一の加熱
工程より高温にて透明ガラス化させる第二の加熱工程を
み、且つ上記第一の加熱工程は900〜1200℃の
温度範囲で真空度が10Pa以下に到達するまで当該加
熱工程を継続することを特徴とする光ファイバ母材の製
造方法。
1. A method for producing an optical fiber preform by synthesizing a glass fine particle deposit by a vapor phase synthesis method and heat-treating the glass fine particle deposit in a vacuum or reduced-pressure atmosphere to form a transparent glass. a first heating step of heating to remove gas from the preform, the second heating step <br/> viewed free to vitrified at a higher temperature than the first heating step, and the first The heating process is 900-1200 ° C
Until the degree of vacuum reaches 10 Pa or less in the temperature range,
A method for producing an optical fiber preform, comprising continuing a heating step .
【請求項2】 気相合成法によりガラス微粒子堆積体を
合成し、該ガラス微粒子堆積体を真空あるいは減圧雰囲
気中で加熱処理することにより透明ガラス化して光ファ
イバ母材を製造する方法において、該加熱処理が母材か
らのガスを除去する第一の加熱工程と、前記第一の加熱
工程より高温にて透明ガラス化させる第二の加熱工程を
含み、且つ上記第二の加熱工程は10Pa以下の真空度
において、1500〜1600℃の温度を1分〜60分
間保持することを特徴とする光ファイバ母材の製造方
法。
2. A method for producing a glass fine particle deposit by a gas phase synthesis method.
After synthesizing, deposit the glass particle deposit in a vacuum or reduced pressure atmosphere.
Transformation into glass by heat treatment in air
In the method for producing a base material, whether the heat treatment is a base material or not.
A first heating step of removing these gases, and the first heating
The second heating step to make the glass viscous at a higher temperature than the process
Wherein, and the second heating step is in the degree of vacuum below 1 0 Pa, 1,500 to 1,600 method for manufacturing an optical fiber preform temperature you characterized in that retaining 1 to 60 minutes of ° C..
【請求項3】 気相合成法によりガラス微粒子堆積体を
合成し、該ガラス微粒子堆積体を真空あるいは減圧雰囲
気中で加熱処理することにより透明ガラス化して光ファ
イバ母材を製造する方法において、該加熱処理が母材か
らのガスを除去する第一の加熱工程と、前記第一の加熱
工程より高温にて透明ガラス化させる第二の加熱工程を
含み、且つ上記加熱処理に先立ち、予め上記ガラス微粒
子堆積体を室温において20Pa以下の真空度まで減圧
処理しておくことを特徴とする光ファイバ母材の製造方
法。
3. A method for producing a glass fine particle deposit by a gas phase synthesis method.
After synthesizing, deposit the glass particle deposit in a vacuum or reduced pressure atmosphere.
Transformation into glass by heat treatment in air
In the method for producing a base material, whether the heat treatment is a base material or not.
A first heating step of removing these gases, and the first heating
The second heating step to make the glass viscous at a higher temperature than the process
Wherein, and prior to the heat treatment method in advance the glass particles deposit optical fiber preform it characterized that you vacuum treatment to a vacuum degree 20Pa at room temperature.
【請求項4】 気相合成法によりガラス微粒子堆積体を
合成し、該ガラス微粒子堆積体を真空あるいは減圧雰囲
気中で加熱処理することにより透明ガラス化して光ファ
イバ母材を製造する方法において、該加熱処理が母材か
らのガスを除去する第一の加熱工程と、前記第一の加熱
工程より高温にて透明ガラス化させる第二の加熱工程を
含み、且つ上記加熱処理において800℃から第一の加
熱処理工程の温度まで、2.0℃/分〜10℃/分の速
度で昇温することを特徴とする光ファイバ母材の製造方
法。
4. A method for producing a glass fine particle deposit by a gas phase synthesis method.
After synthesizing, deposit the glass particle deposit in a vacuum or reduced pressure atmosphere.
Transformation into glass by heat treatment in air
In the method for producing a base material, whether the heat treatment is a base material or not.
A first heating step of removing these gases, and the first heating
The second heating step to make the glass viscous at a higher temperature than the process
Wherein, and the heat treatment odor from Te 8 00 ° C. to a temperature of the first heat treatment step, 2.0 ° C. / min to 10 ° C. / min in the optical fiber preform you characterized by raising the temperature Production method.
【請求項5】 気相合成法によりガラス微粒子堆積体を
合成し、該ガラス微粒子堆積体を真空あるいは減圧雰囲
気中で加熱処理することにより透明ガラス化して光ファ
イバ母材を製造する方法において、該加熱処理が母材か
らのガスを除去する第一の加熱工程と、前記第一の加熱
工程より高温にて透明ガラス化させる第二の加熱工程を
含み、且つ上記第一の加熱処理工程の温度から第二の加
熱処理工程の温度まで、1.0℃/分〜4℃/分の速度
で昇温し、且つ昇温過程中に一回以上昇温速度を変化さ
せた場合には変化後の昇温速度が変化前の昇温速度以下
であるように熱処理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 a glass fine particle deposit by a gas phase synthesis method.
After synthesizing, deposit the glass particle deposit in a vacuum or reduced pressure atmosphere.
Transformation into glass by heat treatment in air
In the method for producing a base material, whether the heat treatment is a base material or not.
A first heating step of removing these gases, and the first heating
The second heating step to make the glass viscous at a higher temperature than the process
And the temperature is raised from the temperature of the first heat treatment step to the temperature of the second heat treatment step at a rate of 1.0 ° C./min to 4 ° C./min, and at least once during the temperature rise process method for manufacturing an optical fiber preform you characterized in that heating rate after the change is heat treated such that the following heating rate before the change in case of changing the rise rate of temperature.
【請求項6】 気相合成法によりガラス微粒子堆積体を
合成し、該ガラス微粒子堆積体を真空あるいは減圧雰囲
気中で加熱処理することにより透明ガラス化して光ファ
イバ母材を製造する方法において、該加熱処理が母材か
らのガスを除去する第一の加熱工程と、前記第一の加熱
工程より高温にて透明ガラス化させる第二の加熱工程を
含み、上記ガラス微粒子堆積体を加熱処理する発熱体
は、上下方向に多段に分割されてそれぞれ独立に温度を
制御し、且つ下部の発熱体の温度が上部の発熱体の温度
以下になるように設定されることを特徴とするガラスフ
ァイバ母材の製造方法。
6. A method for producing a glass fine particle deposit by a gas phase synthesis method.
After synthesizing, deposit the glass particle deposit in a vacuum or reduced pressure atmosphere.
Transformation into glass by heat treatment in air
In the method for producing a base material, whether the heat treatment is a base material or not.
A first heating step of removing these gases, and the first heating
The second heating step to make the glass viscous at a higher temperature than the process
The heating element for heat-treating the glass fine particle stack is divided into multiple stages in the vertical direction to independently control the temperature, and so that the temperature of the lower heating element is equal to or lower than the temperature of the upper heating element. features and to Ruga Las fiber manufacturing method of the preform to be set.
【請求項7】 上記ガラス微粒子堆積体が、中心部より
も外周部で屈折率の低い少なくとも二重の導波路構造を
持つガラスロッドの外周に、気相合成法によりガラス微
粒子を堆積させた複合体であることを特徴とする請求項
1乃至請求項のいずれかに記載のガラスファイバ母材
の製造方法。
7. A composite in which the glass fine particle deposit is formed by vapor-phase synthesizing glass fine particles on the outer periphery of a glass rod having at least a double waveguide structure having a lower refractive index at an outer peripheral portion than at a central portion. The method for producing a glass fiber preform according to any one of claims 1 to 6 , wherein the glass fiber preform is a body.
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