JP5867976B2 - 光ファイバ母材の製造方法 - Google Patents
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Description
この装置では、反応室内に設置されたコア堆積用バーナとクラッド堆積用バーナにより生成したガラス微粒子を、回転しつつ上昇するシャフトに取付けられた出発材の先端に堆積し成長させて、コア層とクラッド層からなる多孔質ガラス母材が製造される。コア層は、例えばGeO2がドープされたSiO2であり、クラッド層は、例えばほぼ純粋なSiO2である。
脱水は、例えば塩素と酸素とヘリウムから構成される脱水ガス中で、約1,100℃に加熱されて行われる。ガラス化は、例えばヘリウム雰囲気中で約1,500℃に加熱して行われる。
光ファイバは、上記のようにして製造された光ファイバ母材を線引きして得られ、光信号伝送用として通信に供される。例えば、シングルモードファイバは、1,310nmや1,550nmの光が変調して伝送される。
また、前記脱水焼結ステップにおいて、合成石英ガラス製の容器が1400℃を超える温度に曝される時間の総計を、該容器の合成石英ガラス管の少なくとも一部の領域でガラス層が厚さ方向ですべて結晶化するまでの時間以内、あるいは該容器の合成石英ガラスの厚さ(mm)に1,500時間を乗じた時間以内とするのが好ましい。
このような純度の高い原材料を使用して作製された合成石英管に含まれる不純物の濃度は、例えば、鉄(Fe)の場合で0.01ppm以下である。それに対して従来から使用されている天然石英は、原材料中の不純物を完全に除去することは困難であり、0.1ppm程度の鉄(Fe)を不純物として含有している。表1に、原材料中に含まれる金属不純物の分析例を示した。
なお、炉心管は、少なくとも、加熱源、例えば電気炉により高温に加熱される部分が合成石英製であればよく、それ以外の部分が天然石英製であっても本発明の効果が阻害されることはない。
VAD法によりガラス微粒子を堆積して多孔質ガラス母材を形成し、次いで、珪素化合物を酸水素火炎で加水分解して生成したガラス微粒子を堆積してなるスート堆積体を溶融して形成した、鉄などを含む金属不純物の総量が0.01ppm未満の合成石英ガラス製の容器を準備した。該容器に脱水反応ガス及び不活性ガスを導入した後、該容器を加熱し、加熱された該容器内に前記多孔質ガラス母材を挿入し、脱水、焼結して光ファイバ母材を製造した。
なお、前記VAD法により堆積した多孔質ガラス母材を、比較のために器壁の厚さがそれぞれ4mmの合成石英製炉心管と天然石英製炉心管を使用してそれぞれ脱水、焼結し、さらに別のプロセスでクラッドを付与しガラス化して光ファイバ母材とした。
得られた光ファイバ母材をそれぞれ線引きして波長1,310nmにおける損失を測定し、その分布を比較した。測定した光ファイバは、同時期に製造した光ファイバ母材を線引きしたものであり、合成石英製炉心管を使用して製造したものが177本、天然石英製炉心管を使用したものが1,059本である。
なお、1,400℃以上の高温に曝された時間が6,000時間を超えたところで合成石英製炉心管を取り出し、被加熱部を観察すると、多くの部分でガラス層が完全に無くなり、全て結晶化していた。
2 炉心管、
3 電気炉、
4 ガス導入ポート、
5 ガス排出ポート、
6 シャフト、
7 ガラス母材。
Claims (5)
- 光ファイバ母材を製造する方法であって、ガラス微粒子を堆積して多孔質ガラス母材を形成する多孔質ガラス母材形成ステップと、珪素化合物を酸水素火炎で加水分解して生成したガラス微粒子を堆積してなるスート堆積体を溶融して形成された鉄などを含む金属不純物の総量が0.01ppm未満の合成石英ガラス製の容器を準備する容器準備ステップと、該容器に脱水反応ガス及び不活性ガスを導入するガス導入ステップと、脱水反応ガス及び不活性ガスが導入された該容器を加熱する加熱ステップと、加熱された該容器内に前記多孔質ガラス母材を挿入し、脱水、焼結する脱水焼結ステップとを有することを特徴とする光ファイバ母材の製造方法。
- 前記珪素化合物が、SiCl4、(CH3)SiCl3、(CH3) 2SiCl2のいずれか又はこれらの混合化合物である請求項1に記載の光ファイバ母材の製造方法。
- 前記加熱ステップにおいて、少なくとも加熱源により加熱される領域より広い部分が合成石英ガラス製である請求項1に記載の光ファイバ母材の製造方法。
- 前記脱水焼結ステップにおいて、合成石英ガラス製の容器が1400℃を超える温度に曝される時間の総計を、該容器の合成石英ガラス管の少なくとも一部の領域でガラス層が厚さ方向ですべて結晶化するまでの時間以内とする請求項1に記載の光ファイバ母材の製造方法。
- 前記脱水焼結ステップにおいて、合成石英ガラス製の容器が1,400℃を超える温度に曝される時間の総計を、該容器の合成石英ガラスの厚さ(mm)に1,500時間を乗じた時間以内とする請求項1に記載の光ファイバ母材の製造方法。
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