JP4704760B2 - 光ファイバ母材の製造方法及び光ファイバ母材 - Google Patents
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Description
本発明は、シングルモードファイバと呼ばれる汎用光ファイバの製造に用いられる光ファイバ母材とは異なり、比較的特殊な光ファイバの製造に用いられる光ファイバ母材の製造方法及び光ファイバ母材に係り、特には、コアロッドとチューブを溶融して一体化するジャケッティング法に関する。
シングルモードファイバの製造に用いられる光ファイバ母材は、例えば、VAD法でコア用バーナーを用いて各バーナーに供給する原料ガス中のGeCl4の含有量を変えてコア部の屈折率分布を調整し、この上にクラッド用バーナーでSiO2からなるガラス微粒子を堆積させてクラッド部を形成した後、脱水、透明ガラス化して製造される。
他の製造方法として、ジャケッティング法は、予め屈折率分布を調整したコアロッドをチューブ内にセットして溶融一体化する際に、コアロッドとチューブの界面に気泡や不純物等の欠陥が残りやすく、このような光ファイバ母材から得られる光ファイバは、光伝送ロスが大きくなる。
この対策として、特許文献１，２は、コアロッドとチューブの間隙をハロゲンガスで満たして溶融一体化することにより、ガラス表面の汚れや吸着水分の除去の効果で、光伝送ロスが低減できる旨記載している。
この対策として、特許文献１，２は、コアロッドとチューブの間隙をハロゲンガスで満たして溶融一体化することにより、ガラス表面の汚れや吸着水分の除去の効果で、光伝送ロスが低減できる旨記載している。
ジャケッティング法においては、チューブとコアロッドを互いに接触しないようにすることが重要であり、コアロッドのセット方法について、特許文献３〜５に記載の方法が挙げられる。
特許文献３，４は、縦型炉でジャケッティングする際の、両端の２点支持と下端部の支持方法、支持部材等について記載している。他方、特許文献５は、気相エッチングや減圧のためにコアロッドに切り欠き部を設け、チューブの両端部に接続したダミーチューブを縮径して、コアロッドをチューブ内にセットする方法を記載している。
特許文献３，４は、縦型炉でジャケッティングする際の、両端の２点支持と下端部の支持方法、支持部材等について記載している。他方、特許文献５は、気相エッチングや減圧のためにコアロッドに切り欠き部を設け、チューブの両端部に接続したダミーチューブを縮径して、コアロッドをチューブ内にセットする方法を記載している。
しかしながら、上記特許文献に記載の方法は、コアロッドの重量が軽いと、ジャケッティングチューブ内にガスを導入した際に、ガス流の勢いによりコアロッドが移動することがあり、このために、(a)チューブの内面及びコアロッドの外面に傷が付く、(b)十分な量のガスを流せない、(c)移動したコアロッドは元の位置に戻す必要があるが、作業が大変である、等の問題があった。
これらの問題は、ジャケッティング後の光ファイバ母材から得られる光ファイバ特性にも影響を及ぼすため、コアロッドに傷を付けず、かつ十分な量のハロゲンガスでコアロッド及びチューブ内を処理する必要があった。
これらの問題は、ジャケッティング後の光ファイバ母材から得られる光ファイバ特性にも影響を及ぼすため、コアロッドに傷を付けず、かつ十分な量のハロゲンガスでコアロッド及びチューブ内を処理する必要があった。
本発明は、クラッドチューブとコアロッドのジャケッティングの際に、チューブ内に十分な量の処理ガスを供給しても、そのガス流によって内部にセットされたコアロッドが移動し、傷を付けることのない光ファイバ母材の製造方法及び光ファイバ母材を提供することを目的としている。
本発明の光ファイバ母材の製造方法は、クラッドチューブの両端に、これより大きな内径を有するガス給排気用のダミーチューブを接続し、該接続の前又は後に、クラッドチューブの内径より大きくダミーチューブの内径より小さなかつ長さが３０ｍｍ以上の頭部を有するコアロッドをクラッドチューブ内に挿入し、チューブ内に処理ガスを流し加熱して、クラッドチューブとコアロッドを該コアロッドの頭部を含めて溶融一体化することを特徴としている。
なお、コアロッドの頭部と、ダミーチューブ及びクラッドチューブとの間にガス流路が確保されているようにする。このようにして本発明の光ファイバ母材が得られる。
本発明の光ファイバ母材の製造方法によれば、ジャケッティング中、クラッドチューブとコアロッドとの間に供給される処理ガスによって、コアロッドが移動しないため、十分な量の処理ガスを供給することができる。よって、作業性がよく、かつコアロッドとクラッドチューブとの界面に欠陥のない光ファイバ母材が得られ、品質の向上及び生産コストの低減に寄与する。
以下、実施例１、比較例１，２に基づいて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されず、様々な態様が可能である。
(実施例１)
内径１０ｍｍφで長さ３００ｍｍのクラッドチューブの両端に内径１９ｍｍφのダミーチューブを溶着し、外径１５ｍｍφで長さ５０ｍｍの頭部と外径８ｍｍφで長さ３２０ｍｍの直胴部を有するコアロッドを、図１に示すようにチューブ内にセットした。左方のダミーチューブ側から、脱水処理ガスとして塩素ガス５００ｍｌ/ｍｉｎ及びヘリウム２０００ｍｌ/ｍｉｎを流し、内部を十分に脱水した後、溶融一体化した。
このように十分な量の処理ガスをチューブ内に流しても、コアロッドの頭部がクラッドチューブの内径よりも太く加工されているため、コアロッドが処理ガスによってその下流側に押されて移動することもなく、作業性が良好であった。
内径１０ｍｍφで長さ３００ｍｍのクラッドチューブの両端に内径１９ｍｍφのダミーチューブを溶着し、外径１５ｍｍφで長さ５０ｍｍの頭部と外径８ｍｍφで長さ３２０ｍｍの直胴部を有するコアロッドを、図１に示すようにチューブ内にセットした。左方のダミーチューブ側から、脱水処理ガスとして塩素ガス５００ｍｌ/ｍｉｎ及びヘリウム２０００ｍｌ/ｍｉｎを流し、内部を十分に脱水した後、溶融一体化した。
このように十分な量の処理ガスをチューブ内に流しても、コアロッドの頭部がクラッドチューブの内径よりも太く加工されているため、コアロッドが処理ガスによってその下流側に押されて移動することもなく、作業性が良好であった。
(比較例１)
内径１０ｍｍφで長さ３００ｍｍのクラッドチューブの両端に内径１９ｍｍφのダミーチューブを溶着し、外径１５ｍｍφで長さ１０ｍｍの頭部と外径８ｍｍφで長さ３２０ｍｍの直胴部を有するコアロッドを、図２に示すようにチューブ内にセットした。左方のダミーチューブ側から、脱水処理ガスとして塩素ガス５００ｍｌ/ｍｉｎ及びヘリウム２０００ｍｌ/ｍｉｎを流し、内部を十分に脱水した後、クラッドチューブの端から溶融一体化を開始した。
コアロッドの頭部の長さが短いため、実施例１よりもジャケッティング位置が変化し、このため僅かに不良部が形成された。コアロッドは、処理ガスによってその下流側に押されて移動することはなく、作業性も良好であった。
内径１０ｍｍφで長さ３００ｍｍのクラッドチューブの両端に内径１９ｍｍφのダミーチューブを溶着し、外径１５ｍｍφで長さ１０ｍｍの頭部と外径８ｍｍφで長さ３２０ｍｍの直胴部を有するコアロッドを、図２に示すようにチューブ内にセットした。左方のダミーチューブ側から、脱水処理ガスとして塩素ガス５００ｍｌ/ｍｉｎ及びヘリウム２０００ｍｌ/ｍｉｎを流し、内部を十分に脱水した後、クラッドチューブの端から溶融一体化を開始した。
コアロッドの頭部の長さが短いため、実施例１よりもジャケッティング位置が変化し、このため僅かに不良部が形成された。コアロッドは、処理ガスによってその下流側に押されて移動することはなく、作業性も良好であった。
(比較例２)
内径１０ｍｍφで長さ３００ｍｍのクラッドチューブの両端に内径１９ｍｍφのダミーチューブを溶着し、外径８ｍｍφ、長さ３２０ｍｍのコアロッドを図３に示すようにチューブ内にセットした。左方のダミーチューブ側から、脱水処理ガスとして塩素ガス５００ｍｌ/ｍｉｎ及びヘリウム２０００ｍｌ/ｍｉｎを流し、内部を十分に脱水した後、溶融一体化した。
このように脱水処理に必要な量の処理ガスをチューブ内に流したところ、コアロッドが処理ガスによってその下流側に押されて移動した。このため、移動したコアロッドを処理ガスの下流側から清浄なガラス棒で押して、元のセット位置まで戻した。この作業の際、コアロッドとクラッドチューブとが擦れ、泡の発生原因となった。また、この作業の際に大気に触れ、光伝送ロスが実施例１のものに比べて大きくなった。
内径１０ｍｍφで長さ３００ｍｍのクラッドチューブの両端に内径１９ｍｍφのダミーチューブを溶着し、外径８ｍｍφ、長さ３２０ｍｍのコアロッドを図３に示すようにチューブ内にセットした。左方のダミーチューブ側から、脱水処理ガスとして塩素ガス５００ｍｌ/ｍｉｎ及びヘリウム２０００ｍｌ/ｍｉｎを流し、内部を十分に脱水した後、溶融一体化した。
このように脱水処理に必要な量の処理ガスをチューブ内に流したところ、コアロッドが処理ガスによってその下流側に押されて移動した。このため、移動したコアロッドを処理ガスの下流側から清浄なガラス棒で押して、元のセット位置まで戻した。この作業の際、コアロッドとクラッドチューブとが擦れ、泡の発生原因となった。また、この作業の際に大気に触れ、光伝送ロスが実施例１のものに比べて大きくなった。
なお、実施例１及び比較例１，２の結果を下記の表１にまとめて示した。
本発明によれば、コアロッドとクラッドチューブとの界面に欠陥のない光ファイバ母材が得られ、かつ作業性がよく生産コストの低減に寄与する。
Claims (3)
- クラッドチューブの両端に、これより大きな内径を有するガス給排気用のダミーチューブを接続し、該接続の前又は後に、クラッドチューブの内径より大きくダミーチューブの内径より小さなかつ長さが３０ｍｍ以上の頭部を有するコアロッドをクラッドチューブ内に挿入し、チューブ内に処理ガスを流し加熱して、クラッドチューブとコアロッドを該コアロッドの頭部を含めて溶融一体化することを特徴とする光ファイバ母材の製造方法。
- 前記コアロッドの頭部と、ダミーチューブ及びクラッドチューブとの間にガス流路が確保されている請求項１に記載の光ファイバ母材の製造方法。
- 請求項１又は２に記載の光ファイバ母材の製造方法を用いて製造されてなることを特徴とする光ファイバ母材。
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