JP3825204B2 - GI type optical fiber preform manufacturing method and GI type optical fiber preform manufactured by this method - Google Patents

GI type optical fiber preform manufacturing method and GI type optical fiber preform manufactured by this method Download PDF

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＧＩ型光ファイバ母材の製造方法およびＧＩ型光ファイバ母材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えばレーザーガイド用光ファイバとしては、フッ素をドープすることにより光ファイバの屈折率分布（プロファイル）を制御したフッ素ドープコアファイバが広く使われている。そして、このような光ファイバのプロファイルとしては、完全なステップ型プロファイルよりは、ステップの角が円くなったＧＩ（Graded Index）型の方が特性上良いといわれている。
【０００３】
このＧＩ型光ファイバは、ステップ型光ファイバに比べて、多モードの光パルス信号を一定時間内に大量に送る、高速・大容量の伝送に適しており、近年、特に需要が多くなっているものである。しかし、ＧＩ型光ファイバは、ステップ型光ファイバに比べてそのプロファイルを制御して製造することが難しく、製造に時間がかかり、生産性が低いことが欠点であった。
【０００４】
従来、フッ素をドープする光ファイバ母材の製造方法としては、以下の方法が行われていた。
第１の方法としては、ＯＶＤ法を利用する方法である。すなわち、図５に示すように、純シリカガラスから成る出発母材４を作り（図５（１））、その外周にガラススート６を堆積させる（図５（２））。その際にガラススート６の嵩密度分布が所望のプロファイルに合うようにする。そして、フッ素を含む雰囲気を満たした加熱炉３中で脱水と焼結を同時に行い、クラッド部にフッ素をドープした光ファイバ母材１を製造する（図５（３））。
【０００５】
この方法は、所望のプロファイルを持つ大口径の母材を製造することができることが利点であるが、コアとクラッドの界面に不純物が残り易く低損失化できないことが欠点である。さらに製造工程が複雑になり、生産に長時間を要するという欠点がある。
【０００６】
第２の方法としてはＶＡＤ法を利用する方法がある。図６に示すように、通常のＶＡＤ法によって、シングルモード光ファイバ用のガラススート６を堆積させるのであるが、その際に、コア用バーナ７には原料としてＳｉＣｌ4だけ流し、かつ堆積するコアスート５の嵩密度が非常に高くなるようにして、嵩密度分布がＧＩ型になるようにする。その後、ＯＶＤ法を利用する場合と同様にフッ素を含む雰囲気を流した加熱炉中で脱水と焼結を同時に行い、嵩密度にしたがって光ファイバ母材１のプロファイルがＧＩ型になるようにする。
【０００７】
この方法ではＯＶＤ法に比べて生産速度が速く、簡単な工程で光ファイバ母材の生産を行える点が利点である。しかし、コアスートの嵩密度が非常に高いため、脱水処理のとき、脱水剤がコアスートの内部まで拡散できず、十分な脱水が不可能である点が欠点である。しかも、所望のＧＩ型プロファイルに制御して光ファイバ母材を製造することが非常に難しいという欠点がある。
【０００８】
さらに、第３の方法として挙げられるのは、純粋シリカの多孔質ガラス母材をそのまま使用する方法である。この方法は、図４に示すように、まず多孔質ガラス母材２を加熱炉３内で脱水する（図４（１））。次に、加熱炉３の温度を高くして（１３００〜１４００℃）、加熱炉３内を多孔質ガラス母材２を通過させることにより収縮熱処理を施し、多孔質ガラス母材２を収縮させる（図４（２））。この収縮熱処理により多孔質ガラス母材２の嵩密度は中心軸付近が高く、周縁部が低くなる。その後、加熱炉３内にフッ素を流して、加熱炉３内を多孔質ガラス母材２を通過させることにより（通過速度３ｍｍ／ｍｉｎ）、焼結熱処理を施してガラス化し、所望のプロファイルを持つ光ファイバ母材１を製造する（図４（３））。
【０００９】
このような方法であれば、上記２つの方法と異なり、簡単にＧＩ型のプロファイルを持つ光ファイバ母材を製造することができる。しかし、この方法では収縮熱処理と焼結熱処理の熱処理条件を適切に定めることが重要となるが、従来はこの熱処理条件が明確に判明しておらず、経験的に決定された熱処理条件により熱処理が行われていた。そのため、図２に示すように嵩密度が小さ過ぎて、フッ素がドープされ過ぎてしまったり、あるいは図３に示すように収縮熱処理により嵩密度を大きくし過ぎてしまい、フッ素が全くドープされなくなってしまったりすることがしばしば起こり、歩留りの低下等を招いていた。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、多孔質ガラス母材に収縮熱処理を施し、該収縮熱処理を施した多孔質ガラス母材にフッ素を含む雰囲気下の焼結熱処理を施すＧＩ型光ファイバ母材の製造方法において、確実にＧＩ型の所望のプロファイルを持つ光ファイバ母材を製造することができるＧＩ型光ファイバ母材の製造方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、少なくとも多孔質ガラス母材に収縮熱処理を施し、該収縮熱処理を施した多孔質ガラス母材にフッ素を含む雰囲気下の焼結熱処理を施すＧＩ型光ファイバ母材の製造方法において、
前記収縮熱処理は、熱処理温度を１１５０〜１２１５℃とし、前記焼結熱処理は、多孔質ガラス母材が加熱源を通過する速度を５〜１０ｍｍ／ｍｉｎとすることを特徴とするＧＩ型光ファイバ母材の製造方法である。
【００１２】
このように多孔質ガラス母材に収縮熱処理を施し、フッ素を含む雰囲気下の焼結熱処理を施すＧＩ型光ファイバ母材の製造方法において、収縮熱処理は、熱処理温度を１１５０〜１２１５℃とし、焼結熱処理は、多孔質ガラス母材が加熱源を通過する速度を５〜１０ｍｍ／ｍｉｎとすることにより、確実にＧＩ型のプロファイルを持つＧＩ型光ファイバ母材を製造することができる。
【００１３】
また本発明は、少なくとも多孔質ガラス母材に収縮熱処理を施し、該収縮熱処理を施した多孔質ガラス母材にフッ素を含む雰囲気下の焼結熱処理を施すＧＩ型光ファイバ母材の製造方法において、
前記収縮熱処理は、熱処理温度を一定温度の±５℃以内に制御しつつ熱処理を行い、前記焼結熱処理は、前記多孔質ガラス母材が加熱源を通過する速度を一定速度の±０．５ｍｍ／ｍｉｎ以内に制御しつつ熱処理を行うことを特徴とするＧＩ型光ファイバ母材の製造方法である。
【００１４】
このように、多孔質ガラス母材に収縮熱処理を施し、フッ素を含む雰囲気下の焼結熱処理を施すＧＩ型光ファイバ母材の製造方法において、収縮熱処理は熱処理温度を一定温度の±５℃以内に制御しつつ熱処理を行い、焼結熱処理は多孔質ガラス母材が加熱源を通過する速度を一定速度の±０．５ｍｍ／ｍｉｎ以内に制御しつつ熱処理を行うことにより、確実にＧＩ型のプロファイルを持つＧＩ型光ファイバ母材を製造することができ、光ファイバ母材のプロファイル等のバラツキを減少させることができる。
【００１５】
この場合、前記収縮熱処理は、温度を１１５０〜１２１５℃とすることが好ましい。
このように収縮熱処理の温度を１１５０〜１２１５℃とすれば、熱処理後の多孔質ガラス母材の嵩密度分布はより適当なものとなり、後の焼結熱処理でフッ素がドープされ過ぎたり、ドープ量が不足することなく、より確実にＧＩ型のプロファイルを持つＧＩ型光ファイバ母材を製造することができる。
【００１６】
この場合、前記焼結熱処理は、多孔質ガラス母材が加熱源を通過する速度を５〜１０ｍｍ／ｍｉｎとすることが好ましい。
このように焼結熱処理において、多孔質ガラス母材が加熱源を通過する速度を５〜１０ｍｍ／ｍｉｎとすることにより、フッ素のドープ量はより適量となり、その分布も所望のものとなって、より確実にＧＩ型のプロファイルを持つＧＩ型光ファイバ母材を製造することができる。
【００１７】
そして、本発明の方法で製造されたＧＩ型光ファイバ母材は、正確に所望のＧＩ型のプロファイルを持つ光ファイバ母材となるため、これを線引きして諸特性に極めて優れた光ファイバを得ることができる。
【００１８】
以下、本発明をさらに詳述するが本発明はこれに限定されるものではない。
本発明者らは、多孔質ガラス母材に収縮熱処理を施し、収縮熱処理を施した多孔質ガラス母材にフッ素を含む雰囲気下の焼結熱処理を施すＧＩ型光ファイバ母材の製造方法において、確実にＧＩ型の所望プロファイルを持つ光ファイバ母材を製造することができる熱処理条件を見出し、諸条件を精査して本発明を完成するに至ったものである。
【００１９】
まず、多孔質ガラス母材の嵩密度を決定する条件について本発明者らが実験・調査を行ったところ、収縮熱処理においては熱処理温度を１１５０〜１２１５℃とすることが良いことが判った。この温度は、従来の脱水熱処理よりやや高い温度であり、従来の収縮熱処理の温度より低い温度であるが、この温度範囲で収縮熱処理を施すことにより、後にフッ素を含む雰囲気下で焼結熱処理を施した際に、多孔質ガラス母材のコア部はフッ素がドープされにくいように焼き絞めることができ、クラッド部はフッ素がドープされやすいように低い嵩密度のまま保つことができ、所望のＧＩ型プロファイルを持つ光ファイバ母材を得ることができることが判った。
【００２０】
また、上記収縮熱処理の後に行うフッ素を含む雰囲気下での焼結熱処理においては、多孔質ガラス母材が加熱炉内の加熱源を通過する速度が重要であり、その速度を５〜１０ｍｍ／ｍｉｎにすることが良いことが判った。この速度は、従来の製造方法における速度の１．５倍以上の速度であるが、この速度範囲の速度で多孔質ガラス母材を、ヒータ等の加熱源を通過させることにより、雰囲気中のフッ素が多孔質ガラス母材のコア部にまで多くドープされる前にガラス化を行うことができ、所望のＧＩ型プロファイルを持つ光ファイバ母材を得ることができることが判った。
【００２１】
さらに本発明者らは、上記収縮熱処理においては熱処理温度を一定温度の±５℃以内に制御し、上記焼結熱処理においては多孔質ガラス母材が加熱源を通過する速度を一定速度の±０．５ｍｍ／ｍｉｎ以内に制御することが重要であることも見出した。これらの条件を上記のような精度で一定値に制御することにより、プロファイル等の品質のバラツキの少ないＧＩ型光ファイバ母材を製造することができ、光ファイバ母材の製造歩留りを向上させることができる。
【００２２】
また、この場合においても前述のように、収縮熱処理の温度は１１５０〜１２１５℃とし、焼結熱処理においては多孔質がガラス母材が加熱源を通過する速度を５〜１０ｍｍ／ｍｉｎとすることにより、ガラス母材のコア部及びクラッド部にフッ素を過不足なくドープすることが可能となり、バラツキのない正確に所望のプロファイルを持つ光ファイバ母材をさらに確実に製造することができる。
本発明は、以上の技術的思想に基づき、諸条件を精査して、完成に至ったものである。
【００２３】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について添付した図面に基づき説明するが本発明はこれに限定されるものではない。
本発明の製造方法は、図４に示した方法で光ファイバ母材の製造を行い、その際に本発明の製造方法の条件で行えば良い。
【００２４】
まず、純粋シリカからなる多孔質ガラス母材２を用意する。この段階では多孔質ガラス母材２の嵩密度分布は一様であってよく、コア部もクラッド部も同じ嵩密度である。また、この多孔質ガラス母材２自体は、ＶＡＤ法で製造しても良いし、ＯＶＤ法等により製造しても良い。
【００２５】
そして、この多孔質ガラス母材２を加熱炉３内で脱水を行う（図４（１））。次に加熱炉３の温度を高くして収縮熱処理を施し、多孔質ガラス母材２を収縮させる（図４（２））。この際にその温度を一定温度の±５℃以内に制御しつつ熱処理を行い、その温度は１１５０〜１２１５℃とする。この場合、この収縮熱処理の雰囲気に塩素ガス等を使用して脱水も同時に行っても良い。このようにして収縮熱処理を行うことにより、多孔質ガラス母材２は確実に所望のＧＩ型の嵩密度分布となる。
【００２６】
その後、加熱炉３内にフッ素を含む雰囲気を流し、多孔質ガラス母材２に焼結熱処理を施して焼結させる（図４（３））。この際に、多孔質ガラス母材２が加熱炉３の加熱源を通過する速度を一定速度の±０．５ｍｍ／ｍｉｎ以内に制御しつつ熱処理を行い、その速度は５〜１０ｍｍ／ｍｉｎとする。フッ素を含む雰囲気としては、例えばＳｉＦ4とＨｅの混合ガス雰囲気等が挙げられる。このようにして焼結熱処理を行うことにより、多孔質ガラス母材２は適度にフッ素がドープされ、確実に所望のＧＩ型のプロファイルを持つ光ファイバ母材１となる。
【００２７】
【実施例】
次に本発明を実施例および比較例により説明するが、本発明はこれに限定されるものではない
（実施例）
図４に示す方法で光ファイバ母材１を製造した。まず、ＶＡＤ法により多孔質ガラス母材２を作製した。回転している石英棒の下方から酸水素炎ともに原料ガラスを吹き付けて上方に引き上げ多孔質ガラス母材２を形成した。この段階ではガラス化は行わず、また多孔質ガラス母材２の嵩密度分布は一様であり、コア部もクラッド部も同じ嵩密度である。この多孔質ガラス母材２の直径は１７０ｍｍであり、嵩密度は０．２４ｇ／ｃｍ３であった。そして、この多孔質ガラス母材２を加熱炉３内で脱水を行った（図４（１））。
【００２８】
次に加熱炉３の温度を高くして収縮熱処理を施し、多孔質ガラス母材２を収縮させた（図４（２））。この際にその温度を一定温度の±５℃以内に制御しつつ熱処理を行い、その温度は１２１０℃とした。炉内には、５．０Ｌ／ｍｉｎの流量でＨｅを流し、多孔質ガラス母材の炉内加熱源通過速度は４．０ｍｍ／ｍｉｎとした。
【００２９】
その後、加熱炉３内にフッ素を含む雰囲気を流し、多孔質ガラス母材２に焼結熱処理を施して焼結させた（図４（３））。この際に、多孔質ガラス母材２が加熱炉３の加熱源を通過する速度を一定速度の±０．５ｍｍ／ｍｉｎ以内に制御しつつ熱処理を行い、その速度は７．０ｍｍ／ｍｉｎとした。炉内には３．２５Ｌ／ｍｉｎでＨｅを、１．７５Ｌ／ｍｉｎでＳｉＦ4をそれぞれ流し、炉内の温度は１３７０℃とした。
【００３０】
製造された光ファイバ母材のプロファイルを図１に示す。図１に示すように、この光ファイバ母材のプロファイルは確実にＧＩ型のプロファイルになっていることが判る。
【００３１】
（比較例１）
収縮熱処理の温度を１１００℃とし、この温度の±２０℃で制御しつつ熱処理を行った以外は実施例と同様にして光ファイバ母材を製造した。製造された光ファイバ母材のプロファイルを図２に示す。図２に示すように、この光ファイバ母材のプロファイルは、収縮熱処理の温度が低すぎたため、コア部とクラッド部の両方とも嵩密度が低いままであり、そのため両者に均一にフッ素がドープされてしまい、コア部までクラッド部と同じ低い屈折率となってしまっていることが判る。また、温度制御の精度が低かったため、同じ光ファイバ母材でも軸方向の位置によってプロファイルのバラツキがみられた。
【００３２】
（比較例２）
収縮熱処理の温度を１２２０℃とし、この温度の±２０℃で制御しつつ熱処理を行った以外は実施例と同様にして光ファイバ母材を製造した。製造された光ファイバ母材のプロファイルを図３に示す。図３に示すように、この光ファイバ母材のプロファイルは、収縮熱処理の温度が高すぎたため、コア部とクラッド部の両方とも嵩密度が高くなってしまい、そのため両者とも全くフッ素がドープされず、クラッド部までコア部と同じ高い屈折率となってしまっていることが判る。また、温度制御の精度が低かったため、同じ光ファイバ母材でも軸方向の位置によってプロファイルのバラツキがみられた。
【００３３】
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。
【００３４】
例えば、本発明の方法を実施するにあたっては、特別な装置は必要とされず、収縮熱処理の温度を一定温度の±５℃以内に制御しつつ熱処理を行うことができ、焼結熱処理においては、多孔質ガラス母材が加熱源を通過する速度を一定速度の±０．５ｍｍ／ｍｉｎ以内に制御しつつ熱処理を行うことができるものであれば、どのようなものでも良く、本発明の方法に適用できるものである。
【００３５】
また、上記実施形態においては、クラッド部を１段しか設けなかったが、本発明はこれに限定されるものではなく、クラッド部を２段、３段と設けても良い。また、コアとクラッドの領域の比率を変更するために、さらにクラッドを重ねることも可能である。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は多孔質ガラス母材に収縮熱処理を施し、該収縮熱処理を施した多孔質ガラス母材にフッ素を含む雰囲気下の焼結熱処理を施すＧＩ型光ファイバ母材の製造方法において、上記熱処理の条件を適切に決定したことにより、確実にＧＩ型で所望のプロファイルを持つ光ファイバ母材を製造することができるようになる。そのため、ＧＩ型光ファイバ母材の製造における歩留り等を大幅に向上させることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例で製造された光ファイバ母材のプロファイルを示した図である。
【図２】比較例１で製造された光ファイバ母材のプロファイルを示した図である。
【図３】比較例２で製造された光ファイバ母材のプロファイルを示した図である。
【図４】（１）〜（３）は、純粋シリカの多孔質ガラス母材をそのまま使用して、ＧＩ型光ファイバ母材を製造する方法を示した図である。
【図５】（１）〜（３）は、ＯＶＤ法を利用して、ＧＩ型光ファイバ母材を製造する方法を示した図である。
【図６】ＶＡＤ法を利用して、ＧＩ型光ファイバ母材を製造する方法を示した図である。
【符号の説明】
１…光ファイバ母材、 ２…多孔質ガラス母材、 ３…加熱炉、 ４…出発母材、
５…コアスート、 ６…ガラススート、 ７…コア用バーナ、
８…クラッド用バーナ。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing a GI optical fiber preform and a GI optical fiber preform.
[0002]
[Prior art]
For example, as a laser guide optical fiber, a fluorine-doped core fiber in which the refractive index distribution (profile) of the optical fiber is controlled by doping with fluorine is widely used. And as a profile of such an optical fiber, it is said that the GI ( Graded Index) type with a rounded step angle is better in characteristics than a complete step type profile.
[0003]
This GI type optical fiber is suitable for high-speed and large-capacity transmission in which a large number of multi-mode optical pulse signals are sent within a certain period of time as compared with a step type optical fiber. Is. However, it is difficult to manufacture a GI type optical fiber by controlling its profile as compared with a step type optical fiber, and it takes time to manufacture and has a disadvantage of low productivity.
[0004]
Conventionally, the following method has been performed as a method of manufacturing an optical fiber preform doped with fluorine.
The first method is a method using the OVD method. That is, as shown in FIG. 5, a starting base material 4 made of pure silica glass is made (FIG. 5 (1)), and glass soot 6 is deposited on the outer periphery thereof (FIG. 5 (2)). At that time, the bulk density distribution of the glass soot 6 is adjusted to a desired profile. Then, dehydration and sintering are simultaneously performed in a heating furnace 3 filled with an atmosphere containing fluorine, and the optical fiber preform 1 in which the cladding part is doped with fluorine is manufactured (FIG. 5 (3)).
[0005]
This method has an advantage that a large-diameter base material having a desired profile can be manufactured, but has a drawback that impurities are likely to remain at the interface between the core and the clad and the loss cannot be reduced. Furthermore, the manufacturing process is complicated, and there is a drawback that it takes a long time for production.
[0006]
As a second method, there is a method using the VAD method. As shown in FIG. 6, a glass soot 6 for a single mode optical fiber is deposited by a normal VAD method. At that time, only the SiCl 4 is flowed as a raw material to the core burner 7 and deposited. 5 so that the bulk density distribution is GI type. Thereafter, as in the case of using the OVD method, dehydration and sintering are simultaneously performed in a heating furnace in which an atmosphere containing fluorine is passed, so that the profile of the optical fiber preform 1 becomes GI type according to the bulk density.
[0007]
This method is advantageous in that the production speed is higher than that of the OVD method, and the optical fiber preform can be produced by a simple process. However, since the bulk density of the core soot is very high, the dehydrating agent cannot be diffused to the inside of the core soot during the dehydration process, so that a sufficient dehydration is impossible. Moreover, there is a drawback that it is very difficult to manufacture an optical fiber preform by controlling to a desired GI type profile.
[0008]
Further, the third method is a method of using a pure silica porous glass base material as it is. In this method, as shown in FIG. 4, first, the porous glass base material 2 is dehydrated in the heating furnace 3 (FIG. 4 (1)). Next, the temperature of the heating furnace 3 is increased (1300 to 1400 ° C.), and the porous glass base material 2 is shrunk by passing the porous glass base material 2 through the heating furnace 3 to shrink the porous glass base material 2 ( FIG. 4 (2)). By this shrink heat treatment, the bulk density of the porous glass base material 2 is high near the central axis and the peripheral edge is low. Thereafter, by flowing fluorine into the heating furnace 3 and passing the porous glass base material 2 through the heating furnace 3 (passing speed 3 mm / min), it is vitrified by sintering heat treatment and has a desired profile. The optical fiber preform 1 is manufactured (FIG. 4 (3)).
[0009]
With such a method, unlike the above two methods, an optical fiber preform having a GI type profile can be easily manufactured. However, in this method, it is important to appropriately determine the heat treatment conditions of the shrink heat treatment and the sintering heat treatment. However, conventionally, the heat treatment conditions have not been clearly clarified, and the heat treatment is performed according to the heat treatment conditions determined empirically. It was done. Therefore, the bulk density is too small as shown in FIG. 2 and the fluorine is excessively doped, or the bulk density is excessively increased by the shrink heat treatment as shown in FIG. 3, and the fluorine is not doped at all. It often happened, causing a decrease in yield.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of the above problems, and is a GI type in which a shrinkage heat treatment is performed on a porous glass base material and a sintering heat treatment is performed on the porous glass base material subjected to the shrinkage heat treatment in an atmosphere containing fluorine. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a GI type optical fiber preform that can reliably manufacture an optical fiber preform having a desired GI type profile.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides a GI optical fiber in which at least a porous glass preform is subjected to a shrink heat treatment, and the porous glass preform subjected to the shrink heat treatment is subjected to a sintering heat treatment in an atmosphere containing fluorine. In the manufacturing method of the base material,
In the shrink heat treatment, a heat treatment temperature is set to 1150 to 1215 ° C., and in the sintering heat treatment, a speed at which the porous glass preform passes through a heating source is set to 5 to 10 mm / min. It is a manufacturing method of material.
[0012]
Thus, in the manufacturing method of the GI type optical fiber preform in which the porous glass preform is subjected to the shrink heat treatment and the sintering heat treatment in the atmosphere containing fluorine, the shrink heat treatment is performed at a heat treatment temperature of 1150 to 1215 ° C. In the heat treatment, by setting the speed at which the porous glass preform passes through the heating source to 5 to 10 mm / min, a GI type optical fiber preform having a GI type profile can be reliably manufactured.
[0013]
The present invention also relates to a method for manufacturing a GI optical fiber preform, wherein at least a porous glass preform is subjected to shrink heat treatment, and the porous glass preform subjected to the shrink heat treatment is subjected to sintering heat treatment in an atmosphere containing fluorine. ,
The shrink heat treatment is performed while controlling the heat treatment temperature within ± 5 ° C. of the constant temperature, and the sintering heat treatment is performed at a constant speed of ± 0.5 mm, which is the rate at which the porous glass base material passes through the heating source. It is a manufacturing method of GI type | mold optical fiber preform | base_material characterized by performing heat processing, controlling within / min.
[0014]
Thus, in the method for manufacturing a GI optical fiber preform in which the porous glass preform is subjected to shrink heat treatment and subjected to sintering heat treatment in an atmosphere containing fluorine, the shrink heat treatment is performed within a temperature range of ± 5 ° C. The heat treatment is performed while controlling the speed of the porous glass base material through the heating source within a constant speed of ± 0.5 mm / min. A GI type optical fiber preform having a profile can be manufactured, and variations in the profile of the optical fiber preform can be reduced.
[0015]
In this case, the shrink heat treatment is preferably performed at a temperature of 1150 to 1215 ° C.
Thus, if the temperature of the shrink heat treatment is 1150 to 1215 ° C., the bulk density distribution of the porous glass base material after the heat treatment becomes more appropriate, and the fluorine is excessively doped in the subsequent sintering heat treatment, or the amount of doping GI-type optical fiber preform having a GI-type profile can be manufactured more reliably without shortage.
[0016]
In this case, the sintering heat treatment is preferably performed at a speed at which the porous glass base material passes through the heating source at 5 to 10 mm / min.
Thus, in the sintering heat treatment, by setting the speed at which the porous glass base material passes through the heating source to 5 to 10 mm / min, the fluorine doping amount becomes more appropriate, and the distribution thereof is also desired, A GI type optical fiber preform having a GI type profile can be manufactured more reliably.
[0017]
And since the GI type optical fiber preform manufactured by the method of the present invention becomes an optical fiber preform having the exact desired GI type profile, an optical fiber having extremely excellent characteristics can be obtained by drawing it. Obtainable.
[0018]
Hereinafter, the present invention will be described in more detail, but the present invention is not limited thereto.
In the method for producing a GI type optical fiber preform, the shrinkage heat treatment is performed on the porous glass preform, and the porous glass preform subjected to the shrink heat treatment is subjected to a sintering heat treatment in an atmosphere containing fluorine. The present inventors have completed the present invention by finding heat treatment conditions that can reliably manufacture an optical fiber preform having a GI type desired profile and examining various conditions.
[0019]
First, when the present inventors experimented and investigated about the conditions which determine the bulk density of a porous glass base material, it turned out that it is good to make heat processing temperature into 1150-1215 degreeC in shrink heat processing. This temperature is slightly higher than that of the conventional dehydration heat treatment, and is lower than the temperature of the conventional shrink heat treatment. By performing the shrink heat treatment in this temperature range, the sintering heat treatment is later performed in an atmosphere containing fluorine. When applied, the core portion of the porous glass base material can be squeezed so as not to be doped with fluorine, and the cladding portion can be kept at a low bulk density so as to be easily doped with fluorine. It was found that an optical fiber preform having a mold profile can be obtained.
[0020]
In addition, in the sintering heat treatment in an atmosphere containing fluorine performed after the shrinkage heat treatment, the speed at which the porous glass base material passes through the heating source in the heating furnace is important, and the speed is 5 to 10 mm / min. It turned out to be good. This speed is 1.5 times or more the speed in the conventional manufacturing method. By passing the porous glass base material through a heating source such as a heater at a speed in this speed range, the fluorine in the atmosphere It was found that the glass fiber can be vitrified before it is heavily doped into the core portion of the porous glass preform, and an optical fiber preform having a desired GI type profile can be obtained.
[0021]
Furthermore, the inventors of the present invention controlled the heat treatment temperature within ± 5 ° C. of the constant temperature in the shrink heat treatment, and set the speed at which the porous glass base material passes through the heating source in the constant temperature ± 0 ° C. It was also found that it is important to control within 5 mm / min. By controlling these conditions to a constant value with the accuracy as described above, it is possible to manufacture a GI optical fiber preform with little variation in the quality of the profile and the like, and to improve the production yield of the optical fiber preform. Can do.
[0022]
Also in this case, as described above, the temperature of the shrink heat treatment is set to 1150 to 1215 ° C., and in the sintering heat treatment, the speed at which the porous glass material passes through the heating source is set to 5 to 10 mm / min. In addition, it becomes possible to dope fluorine into the core part and the clad part of the glass preform without excess and deficiency, and an optical fiber preform having a desired profile without variation can be more reliably manufactured.
The present invention has been completed by examining various conditions based on the above technical idea.
[0023]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to these.
In the manufacturing method of the present invention, an optical fiber preform is manufactured by the method shown in FIG.
[0024]
First, a porous glass base material 2 made of pure silica is prepared. At this stage, the bulk density distribution of the porous glass base material 2 may be uniform, and the core part and the clad part have the same bulk density. The porous glass base material 2 itself may be manufactured by the VAD method, or may be manufactured by the OVD method or the like.
[0025]
Then, the porous glass base material 2 is dehydrated in the heating furnace 3 (FIG. 4 (1)). Next, the temperature of the heating furnace 3 is increased and shrink heat treatment is performed to shrink the porous glass base material 2 (FIG. 4 (2)). At this time, the heat treatment is performed while controlling the temperature within ± 5 ° C. of the constant temperature, and the temperature is set to 1150 to 1215 ° C. In this case, dehydration may be simultaneously performed using chlorine gas or the like in the atmosphere of the shrink heat treatment. By performing the shrink heat treatment in this manner, the porous glass base material 2 surely has a desired GI type bulk density distribution.
[0026]
Thereafter, an atmosphere containing fluorine is passed through the heating furnace 3, and the porous glass base material 2 is subjected to sintering heat treatment to be sintered (FIG. 4 (3)). At this time, heat treatment is performed while controlling the speed at which the porous glass base material 2 passes through the heating source of the heating furnace 3 within a constant speed of ± 0.5 mm / min, and the speed is set to 5 to 10 mm / min. . As the atmosphere containing fluorine, for example, a mixed gas atmosphere such as of SiF 4 and H e are exemplified. By performing the sintering heat treatment in this way, the porous glass preform 2 is appropriately doped with fluorine, and the optical fiber preform 1 having a desired GI type profile is surely obtained.
[0027]
【Example】
EXAMPLES Next, although an Example and a comparative example demonstrate this invention, this invention is not limited to this (Example)
The optical fiber preform 1 was manufactured by the method shown in FIG. First, the porous glass base material 2 was produced by the VAD method. The raw glass was sprayed from below the rotating quartz rod together with the oxyhydrogen flame and pulled upward to form the porous glass base material 2. Vitrification is not performed at this stage, the bulk density distribution of the porous glass base material 2 is uniform, and the core part and the clad part have the same bulk density. The porous glass base material 2 had a diameter of 170 mm and a bulk density of 0.24 g / cm 3 . And this porous glass base material 2 was dehydrated in the heating furnace 3 (FIG. 4 (1)).
[0028]
Next, the temperature of the heating furnace 3 was increased to perform shrink heat treatment, and the porous glass base material 2 was contracted (FIG. 4 (2)). At this time, heat treatment was performed while controlling the temperature within ± 5 ° C. of the constant temperature, and the temperature was set to 1210 ° C. He was flowed into the furnace at a flow rate of 5.0 L / min, and the in-furnace heating source passage speed of the porous glass base material was set to 4.0 mm / min.
[0029]
After that, an atmosphere containing fluorine was passed through the heating furnace 3, and the porous glass base material 2 was sintered and subjected to sintering heat treatment (FIG. 4 (3)). At this time, heat treatment was performed while controlling the speed at which the porous glass base material 2 passes through the heating source of the heating furnace 3 within a constant speed of ± 0.5 mm / min, and the speed was set to 7.0 mm / min. . In the furnace, He was flowed at 3.25 L / min and SiF 4 was flowed at 1.75 L / min, and the temperature in the furnace was 1370 ° C.
[0030]
The profile of the manufactured optical fiber preform is shown in FIG. As shown in FIG. 1, it can be seen that the profile of the optical fiber preform is surely a GI type profile.
[0031]
(Comparative Example 1)
An optical fiber preform was manufactured in the same manner as in the example except that the temperature of the shrink heat treatment was 1100 ° C. and the heat treatment was performed while controlling the temperature at ± 20 ° C. The profile of the manufactured optical fiber preform is shown in FIG. As shown in FIG. 2, the profile of this optical fiber preform is such that the temperature of the shrink heat treatment is too low, so that both the core portion and the cladding portion remain low in bulk density, and therefore both are uniformly doped with fluorine. Thus, it can be seen that the core part has the same low refractive index as the clad part. Moreover, since the accuracy of temperature control was low, profile variations were observed depending on the axial position even with the same optical fiber preform.
[0032]
(Comparative Example 2)
The optical fiber preform was manufactured in the same manner as in the example except that the temperature of the shrink heat treatment was 1220 ° C. and the heat treatment was performed while controlling the temperature at ± 20 ° C. of this temperature. The profile of the manufactured optical fiber preform is shown in FIG. As shown in FIG. 3, the profile of this optical fiber preform is that the temperature of the shrinkage heat treatment is too high, so that both the core part and the clad part have a high bulk density, so that neither is doped with fluorine at all. It can be seen that the refractive index is the same as that of the core part up to the cladding part. Moreover, since the accuracy of temperature control was low, profile variations were observed depending on the axial position even with the same optical fiber preform.
[0033]
The present invention is not limited to the above embodiment. The above-described embodiment is an exemplification, and the present invention has substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention, and any device that exhibits the same function and effect is the present invention. It is included in the technical scope of the invention.
[0034]
For example, in carrying out the method of the present invention, a special apparatus is not required, and the heat treatment can be performed while controlling the temperature of the shrink heat treatment within ± 5 ° C. of a constant temperature. Any method can be used as long as the heat treatment can be performed while controlling the speed at which the porous glass base material passes through the heating source within ± 0.5 mm / min of a constant speed. Applicable.
[0035]
Moreover, in the said embodiment, although only 1 step of a clad part was provided, this invention is not limited to this, You may provide a clad part with 2 steps | paragraphs and 3 steps | paragraphs. Further, in order to change the ratio between the core and the clad region, it is possible to further overlap the clad.
[0036]
【The invention's effect】
As described above, the present invention provides a GI type optical fiber preform in which a porous glass preform is subjected to a shrink heat treatment, and the porous glass preform subjected to the shrink heat treatment is subjected to a sintering heat treatment in an atmosphere containing fluorine. In the manufacturing method, by appropriately determining the conditions for the heat treatment, an optical fiber preform having a desired profile with a GI type can be reliably manufactured. As a result, the yield and the like in the manufacture of the GI type optical fiber preform can be greatly improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a view showing a profile of an optical fiber preform manufactured in an example.
2 is a view showing a profile of an optical fiber preform manufactured in Comparative Example 1. FIG.
3 is a view showing a profile of an optical fiber preform manufactured in Comparative Example 2. FIG.
FIGS. 4 (1) to (3) are views showing a method for producing a GI type optical fiber preform using a pure silica porous glass preform as it is.
FIGS. 5A to 5C are diagrams showing a method for manufacturing a GI optical fiber preform using an OVD method. FIGS.
FIG. 6 is a diagram showing a method of manufacturing a GI type optical fiber preform using the VAD method.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Optical fiber base material, 2 ... Porous glass base material, 3 ... Heating furnace, 4 ... Starting base material,
5 ... Core soot, 6 ... Glass soot, 7 ... Core burner,
8: Burner for cladding.

Claims (3)

少なくとも多孔質ガラス母材に収縮熱処理を施し、該収縮熱処理を施した多孔質ガラス母材にフッ素を含む雰囲気下の焼結熱処理を施すＧＩ型光ファイバ母材の製造方法において、
前記収縮熱処理は、熱処理温度を１１５０〜１２１５℃とし、前記焼結熱処理は、多孔質ガラス母材が加熱源を通過する速度を５〜１０ｍｍ／ｍｉｎとすることを特徴とするＧＩ型光ファイバ母材の製造方法。In the method of manufacturing a GI type optical fiber preform, at least a shrinkage heat treatment is performed on the porous glass preform, and the porous glass preform subjected to the shrinkage heat treatment is subjected to a sintering heat treatment in an atmosphere containing fluorine.
In the shrink heat treatment, a heat treatment temperature is set to 1150 to 1215 ° C., and in the sintering heat treatment, a speed at which the porous glass preform passes through a heating source is set to 5 to 10 mm / min. A method of manufacturing the material. 少なくとも多孔質ガラス母材に収縮熱処理を施し、該収縮熱処理を施した多孔質ガラス母材にフッ素を含む雰囲気下の焼結熱処理を施すＧＩ型光ファイバ母材の製造方法において、
前記収縮熱処理は、温度を１１５０〜１２１５℃とし、熱処理温度を一定温度の±５℃以内に制御しつつ熱処理を行い、前記焼結熱処理は、前記多孔質ガラス母材が加熱源を通過する速度を一定速度の±０．５ｍｍ／ｍｉｎ以内に制御しつつ熱処理を行うことを特徴とするＧＩ型光ファイバ母材の製造方法。In the method of manufacturing a GI type optical fiber preform, at least a shrinkage heat treatment is performed on the porous glass preform, and the porous glass preform subjected to the shrinkage heat treatment is subjected to a sintering heat treatment in an atmosphere containing fluorine.
The shrink heat treatment is performed at a temperature of 1150 to 1215 ° C., and the heat treatment temperature is controlled within ± 5 ° C. of a constant temperature, and the sintering heat treatment is performed at a rate at which the porous glass base material passes through a heating source. A method of manufacturing a GI type optical fiber preform, wherein the heat treatment is performed while controlling the temperature within ± 0.5 mm / min of a constant speed. 前記焼結熱処理は、多孔質ガラス母材が加熱源を通過する速度を５〜１０ｍｍ／ｍｉｎとすることを特徴とする請求項２に記載のＧＩ型光ファイバ母材の製造方法。The method for producing a GI type optical fiber preform according to claim 2, wherein the sintering heat treatment is performed at a speed at which the porous glass preform passes through the heating source at 5 to 10 mm / min.
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