JP5603024B2 - 光ファイバ母材の製造方法 - Google Patents
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Description
なお、脱水および焼結の方法として、光ファイバ多孔質母材を900℃〜1300℃の温度に設定された加熱領域を通過させて脱水し、脱水した光ファイバ多孔質母材を炉心管内の所定位置まで一旦引き上げた後、再び1400℃〜1600℃の温度に設定された加熱領域を通過させて焼結させる、2段ガラス化が一般的に行われている。
まず、本実施の形態にて用いる脱水焼結装置と光ファイバ多孔質母材について説明する。図1は、本実施の形態にて用いる脱水焼結装置および光ファイバ多孔質母材4の断面概略図を示すものである。
脱水焼結装置1は、回転昇降装置2に支持棒3を介して保持された光ファイバ多孔質母材4を収容する上蓋5を有する石英ガラス製の炉心管6と、炉心管6の外周に備えられ外部から光ファイバ多孔質母材4を加熱するヒータ7と、炉心管6の外周で断熱材を介してヒータ7を収容している炉体9とを備えている。
一端を光ファイバ多孔質母材4の上端に接続された支持棒3を回転昇降装置2の保持部で保持する。そして、光ファイバ多孔質母材4を炉心管6内に挿入し、上蓋5により蓋をする。次に、光ファイバ多孔質母材4を所定のスタート位置にセットし、ヒータ7を所定の温度まで昇温する。
次に、切替工程について説明する。光ファイバ多孔質母材4の上端部が加熱領域を通過して上端部が十分に加熱された時点で、光ファイバ多孔質母材4を回転昇降装置2により引き上げ、ほぼスタート位置の高さまで戻す。このとき、ヒータ7の温度は、脱水工程における温度とほぼ同じであり、ガス供給口10からは炉心管6内にヘリウムガス等のガスを供給する。また、このときの光ファイバ多孔質母材4の引き上げ速度をA[mm/分]、炉心管6内を流れる常温でのガスの流速をB[mm/分]としたとき、A≦Bを満たすように光ファイバ多孔質母材4の引き上げ速度Aおよび炉心管6内を流れる常温でのガス流速Bを設定する。これにより、得られる光ファイバの伝送損失特性を安定化することができる。さらに好ましくは、1.5×A≦Bを満たすAおよびBを設定する。これにより、得られる光ファイバの伝送損失特性のさらなる安定化を図ることができる。
ガスの流速B(mm/分)=(炉心管に供給するガス流量(L/分)×1000)/炉心管6の断面積(cm2)×10
本発明においては、炉心管6内を流れる常温でのガスの流速Bをパラメータの1つとして採用し、得られる光ファイバの伝送損失特性との関係を見出したものである。
最後に、焼結工程について説明する。ヒータ7の温度は、炉心管6内の最高温度が所定の処理温度となるように調整される。処理温度は、一般的には1400℃〜1600℃である。次に、ガス供給口10から炉心管6内にヘリウムガス等の焼結に必要なガスを供給する。
しかしながら、本発明者は、脱水工程と焼結工程の間に行われる脱水した光ファイバ多孔質母材4を引き上げる動作も得られる光ファイバの伝送損失に影響があることを見出した。
また、上記脱水焼結装置に供給させる不活性ガスとして一般的に用いられているヘリウムは、非常に高価である。そのため、製造コストを削減するためには、より少ない供給ガスで脱水焼結をすることが好ましい。しかし、供給ガスを少なくした場合、炉心管内を正圧に保つことがより困難となり、得られる光ファイバの伝送損失特性の安定性が低くなる傾向がある。しかしながら、本発明の光ファイバの製造方法を用いれば、少ない供給ガスで脱水焼結を行っても伝送損失特性の安定した光ファイバを製造することができる。
以下、本発明の実施例1および比較例1について詳細に説明する。
なお、表1および図2では、サンプルの良否判断基準を、以下のように判断した。なお、図2のおいては、◎を●で表記してある。
◎(および●);ロス長手変動が20本全て0.005dB/km以内であった製造条件。
○;ロス長手変動が0.005dB/kmより大きいものが5本以下となり、許容範囲であった製造条件。
×;ロス長手変動が0.005dB/kmより大きいものが5本より多かった製造条件。
なお、ロス長手変動が0.005dB/kmより大きい条件2、5で製造されたものは、ほとんど全てのサンプルにおいて、脱水焼結において脱水焼結装置1の上端側に位置する部分から製造された光ファイバの伝送損失が大きくなっており、脱水焼結装置1の上蓋5側からの炉心管6内への外気の流入が影響しているものと推定される。
実施例1および比較例1においては、脱水工程、焼結工程における炉心管に供給するガス流量について特に記載していないが、通常、切替工程においては、脱水工程、焼結工程とほぼ同量のガスが炉心管に供給される。
なお、焼結工程において炉心管に供給するガス流量は、適宜選択され、たとえば、脱水工程とほぼ同じ量に戻してもよい。
2 回転昇降装置
3 支持棒
4 光ファイバ多孔質母材
5 上蓋
6 炉心管
7 ヒータ
9 炉体
10 ガス供給口
11 ガス排出口
Claims (3)
- 光ファイバ多孔質母材を炉心管に収容し、前記炉心管内に下方からガスを供給しながら前記光ファイバ多孔質母材を加熱して脱水および焼結を行う光ファイバ母材の製造方法であって、
前記光ファイバ多孔質母材を前記炉心管内で降下させて加熱領域を通過させることにより、前記光ファイバ多孔質母材を脱水する脱水工程と、
脱水した前記光ファイバ多孔質母材を所定位置まで引き上げる切替工程と、
引き上げた前記光ファイバ多孔質母材を再び降下させて前記脱水工程における加熱領域温度よりも高い温度に設定された加熱領域を通過させることにより、前記光ファイバ多孔質母材を焼結する焼結工程と、を含み、
前記切替工程における前記光ファイバ多孔質母材の引き上げ速度をA[mm/分]、前記炉心管内を流れる常温での前記ガスの流速をB[mm/分]としたとき、A≦Bを満たすことを特徴とする光ファイバ母材の製造方法。 - 前記切替工程における前記光ファイバ多孔質母材の引き上げ速度をA[mm/分]、前記炉心管内を流れる常温での前記ガスの流速をB[mm/分]としたとき、1.5×A≦Bを満たすことを特徴とする請求項1に記載の光ファイバ母材の製造方法。
- 前記切替工程において前記炉心管に供給するガス流量をC[L/分]、前記脱水工程において前記炉心管に供給するガス流量をD[L/分]としたとき、C>Dを満たすことを特徴とする請求項1または2に記載の光ファイバ母材の製造方法。
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