JP6170968B2 - Optical fiber preform manufacturing method and optical fiber manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、光ファイバ母材の製造方法、光ファイバ母材、及び光ファイバの製造方法に関する。 The present invention relates to an optical fiber preform manufacturing method, an optical fiber preform, and an optical fiber manufacturing method.
容器内にSiO2粒子を詰めて加熱によりガラス化させて光ファイバ母材(プリフォーム)を製造する技術がある。例えば、特許文献1では、石英管にSiO2粒子を詰めて、ガス処理及び熱処理による不純物除去後に、熱処理してSiO2粒子同士を溶融させてガラス化させる。また、特許文献2,3では、容器内にてコアとなるガラスロッドの周囲に上記技術を用いてクラッドガラスを製造する。
There is a technique for manufacturing an optical fiber preform (preform) by filling SiO 2 particles in a container and vitrifying it by heating. For example, in Patent Document 1, SiO 2 particles are packed in a quartz tube, and after removing impurities by gas treatment and heat treatment, the SiO 2 particles are melted and vitrified by heat treatment. Moreover, in
ところで、石英管にSiO2粒子を詰めて粒子層とする場合、粒子層の上面または下面、あるいはその両方に、不純物を除去するためのガスを通し、かつ、SiO2粒子を通さないフィルタであって、耐熱性を有するフィルタを配置する必要がある。このようなフィルタとして、例えばセラミックの多孔質体等を用いることが考えられる。しかしながら、セラミックのような硬い物質を配置する場合、製造する石英管の大きさやガスを導通する孔の大きさに合せて、その形やサイズを変更しなくてはならない。 By the way, when a silica tube is filled with SiO 2 particles to form a particle layer, a filter for passing a gas for removing impurities through the upper surface, the lower surface, or both of the particle layer and not passing through the SiO 2 particles is used. Therefore, it is necessary to dispose a filter having heat resistance. As such a filter, it is possible to use a ceramic porous body, for example. However, when a hard material such as ceramic is disposed, the shape and size must be changed according to the size of the quartz tube to be manufactured and the size of the hole through which gas is conducted.
さらに、図5に示すように、粒子層20の下面とセラミックスのような硬いフィルタ30とが接していると、粒子層20と硬いフィルタ30との境界面(粒子層の下面)には、SiO2粒子の大きさ程度あるいはそれ以上の大きさの空隙40が発生しやすくなる。このような空隙40は、石英管10を振動させたりしても、容易に除去できるものではない。また、粒子層20の境界面付近にある空隙40が、例えば、粒子を詰めた石英管10の移動や加熱装置への取付けによる振動などにより、粒子層20の内部へと移動していく可能性がある。空隙40が存在する状態で粒子層20を加熱し一体化すると、一体化したガラス内に気泡が生じたり、ガラス径が不均一になったりする原因になる。よって、低品質の光ファイバ母材が製造され、それにより信頼性の低い光ファイバが出来上がってしまう。
Furthermore, as shown in FIG. 5, when the lower surface of the
そこで、本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、SiO2粒子を用いた光ファイバ母材の製造において、粒子層における空隙の発生を抑制し、高品質の光ファイバ母材を製造する製造方法を提供することにある。 Accordingly, the present invention has been made in view of the above problems, and its object is to suppress the generation of voids in the particle layer in the production of an optical fiber preform using SiO 2 particles, and to produce a high-quality optical fiber. The object is to provide a manufacturing method for manufacturing a base material.
上記課題を解決するために、本発明に係る光ファイバ母材の製造方法は、両端が開口した石英管にフィルタを配置するフィルタ配置工程と、前記石英管内にて前記フィルタに接してSiO2粒子を含む粒子層を形成する粒子層形成工程と、(a)前記石英管内を真空引きする真空処理工程、又は、(b)前記粒子層から不純物を除去するための又は前記粒子層にドーパントを導入するためのガスを前記粒子層に流すガス処理工程である、気体処理工程と、を含み、前記フィルタは、気体を通過させ、かつ、前記SiO2粒子を通過さない、SiO2から成る綿状体であることを特徴としている。 In order to solve the above-mentioned problems, a method of manufacturing an optical fiber preform according to the present invention includes a filter placement step of placing a filter in a quartz tube having both ends open, and SiO 2 particles in contact with the filter in the quartz tube. A particle layer forming step of forming a particle layer containing, and (a) a vacuum processing step of evacuating the inside of the quartz tube, or (b) a dopant for removing impurities from the particle layer or introducing a dopant into the particle layer the gas for a gas treatment step of flowing the particle layer, comprising a gas treatment process, wherein the filter passes gas and does not pass through the SiO 2 particles, flocculent made of SiO 2 It is characterized by its body.
上記方法によると、フィルタに接して粒子層が形成される。このフィルタは綿状体であるため、フィルタと粒子層との間に生じ得る空隙を埋めるように変形する。よって、フィルタと粒子層との間における空隙の発生を抑制することができる。 According to the above method, the particle layer is formed in contact with the filter. Since this filter is a cotton-like body, it is deformed so as to fill a void that may be formed between the filter and the particle layer. Therefore, generation | occurrence | production of the space | gap between a filter and a particle layer can be suppressed.
また、フィルタは、気体を通過させるため、気体処理工程を確実に実施することができ、また、フィルタは、SiO2粒子を通過させないため、粒子層を石英管内に固定することができる。さらに、フィルタは、SiO2から成るため、光ファイバ母材に不必要な不純物質を持ち込むことなく、つまり不純物質を混入させることなく、光ファイバ母材を形成することができる。 Further, since the filter allows gas to pass therethrough, the gas treatment process can be reliably performed, and since the filter does not allow SiO 2 particles to pass therethrough, the particle layer can be fixed in the quartz tube. Furthermore, since the filter is made of SiO 2 , the optical fiber preform can be formed without bringing unnecessary impurities into the optical fiber preform, that is, without mixing the impurities.
以上から分かるように、上記方法によると、粒子層における空隙の発生を抑制し、高品質の光ファイバ母材を製造することが可能となる。 As can be seen from the above, according to the above method, generation of voids in the particle layer can be suppressed, and a high-quality optical fiber preform can be manufactured.
また、本発明に係る光ファイバ母材の製造方法では、前記フィルタは石英ウールであるのが好ましい。 In the method for manufacturing an optical fiber preform according to the present invention, the filter is preferably quartz wool.
石英ウールは、変形が自在であるため、石英管に配置させやすい。密度も変化させやすい。よって、密度が低くSiO2粒子を通してしまう場合には、密度を高くしてSiO2粒子を通過さないようにすることができる。また、石英ウールは入手しやすいものである。よって、上記方法によると、石英ウールを用いて、安価に容易に光ファイバ母材を製造することができる。 Quartz wool can be easily placed in a quartz tube because it can be freely deformed. The density is easy to change. Therefore, when the density is low and the SiO 2 particles are passed, the density can be increased so that the SiO 2 particles do not pass. Quartz wool is easily available. Therefore, according to the above method, an optical fiber preform can be easily manufactured at low cost using quartz wool.
また、本発明に係る光ファイバ母材の製造方法は、前記粒子層形成工程と前記気体処理工程との間に、前記粒子層を前記フィルタとの間で挟み込む他のフィルタを前記石英管に配置する他のフィルタ配置工程を更に含み、前記他のフィルタは、気体を通過させ、かつ、前記SiO2粒子を通過さない、SiO2から成る綿状体であるのが好ましい。 Further, in the method of manufacturing an optical fiber preform according to the present invention, another filter that sandwiches the particle layer between the filter and the filter is disposed in the quartz tube between the particle layer forming step and the gas treatment step. The other filter is preferably a cotton-like body made of SiO 2 that allows gas to pass therethrough and does not pass the SiO 2 particles.
粒子層をフィルタとの間で挟み込む他のフィルタを配置しない場合、石英管を封止するためのロッドが石英管内(粒子層内)に徐々に埋まっていく。しかしながら、上記方法により、他のフィルタを配置することで、石英管を封止するためのロッドを配置しても、他のフィルタによりロッドが石英管内に埋まるのを防ぐことができる。 When no other filter is sandwiched between the filter and the particle layer, the rod for sealing the quartz tube is gradually buried in the quartz tube (in the particle layer). However, by arranging another filter by the above method, even if a rod for sealing the quartz tube is arranged, the rod can be prevented from being buried in the quartz tube by the other filter.
本発明に係る光ファイバ母材の製造方法は、前記粒子層を加熱してガラス化する加熱工程を含んでいるのが好ましい。 The method for producing an optical fiber preform according to the present invention preferably includes a heating step of heating the particle layer to vitrify it.
上記方法によると、粒子層を加熱してガラス化することができ、粒子層がガラス化され一体化された光ファイバ母体を製造することができる。なお、粒子層をガラス化せずに、加熱しながら、溶融してファイバ化(線引き、紡糸)してもよい。このように、本明細書では、粒子層がガラス化されていてもいなくても、光ファイバに形成するための線引きをする前段階にあるものを、光ファイバ母材と称する。 According to the above method, the particle layer can be heated to be vitrified, and an optical fiber preform in which the particle layer is vitrified and integrated can be manufactured. The particle layer may be melted and fiberized (drawn or spun) while heating without being vitrified. Thus, in this specification, even if the particle layer is not vitrified, what is in the stage before drawing for forming in an optical fiber is called an optical fiber preform.
また、本発明に係る光ファイバ母材の製造方法は、前記ガス処理工程では、前記ガスは、酸素、塩素、ヘリウム、及びフッ素のいずれか1つ以上を含んでいるのが好ましい。 In the method of manufacturing an optical fiber preform according to the present invention, it is preferable that in the gas treatment step, the gas contains one or more of oxygen, chlorine, helium, and fluorine.
上記方法によると、酸素を流すことで粒子層に含まれる不純物を酸化物として、排出できる。また、塩素を流すことで、粒子層に含まれる不純物や水分を塩化物として、排出できる。酸素又は塩素を流す場合には、流しながら、あるいは、流した後に、加熱をする必要がある。 According to the above method, impurities contained in the particle layer can be discharged as oxides by flowing oxygen. Further, by flowing chlorine, impurities and moisture contained in the particle layer can be discharged as chlorides. When flowing oxygen or chlorine, it is necessary to heat while flowing or after flowing.
また、フッ素を流し、粒子層にフッ素を充填した状態で粒子層を加熱によりガラス化することで、ドーパントとしてフッ素が添加された光ファイバ母材を製造することができる。ドーパントにより、光ファイバの屈折率を制御できる。なお、粒子層にフッ素を流し込む段階では、粒子層を加熱する必要はない。 Moreover, an optical fiber preform to which fluorine is added as a dopant can be manufactured by flowing fluorine and vitrifying the particle layer with the particle layer filled with fluorine. The dopant can control the refractive index of the optical fiber. Note that it is not necessary to heat the particle layer at the stage of flowing fluorine into the particle layer.
また、ヘリウムを流し、粒子層にヘリウムを充填した状態で粒子層を加熱によりガラス化する場合、加熱及び脱泡を行う工程を経ることで、空隙に不純物ガスを含まない状態にてガラス化することができる。よって、不純物が低減されたガラス(石英管の中にガラスロッドを配置しない場合には、コア材、石英管の中心にガラスロッドを配置し周囲に粒子層を形成する場合には、クラッド材)を得ることができる。なお、粒子層にヘリウムを流し込む段階では、粒子層を加熱する必要はない。 Further, when the particle layer is vitrified by heating in a state where helium is flown and the particle layer is filled with helium, it is vitrified in a state where no impurity gas is contained in the voids through a process of heating and defoaming. be able to. Therefore, glass with reduced impurities (when a glass rod is not placed in the quartz tube, a core material, and when a glass rod is placed in the center of the quartz tube and a particle layer is formed around it, a cladding material) Can be obtained. Note that it is not necessary to heat the particle layer at the stage of flowing helium into the particle layer.
本発明に係る光ファイバ母材は、本発明に係る上記のいずれか1つの光ファイバ母材の製造方法により製造されたものである。よって、高品質の光ファイバ母材である。そのため、この光ファイバ母材を用いることで、信頼性の高い光ファイバを製造することができる。 The optical fiber preform according to the present invention is manufactured by any one of the optical fiber preform manufacturing methods according to the present invention. Therefore, it is a high quality optical fiber preform. Therefore, a highly reliable optical fiber can be manufactured by using this optical fiber preform.
本発明に係る光ファイバの製造方法は、本発明に係る上記のいずれか1つの光ファイバ母材の製造方法を用いて光ファイバ母材を製造する工程と、前記光ファイバ母材を加熱により線引きする線引工程と、を含むことを特徴としている。 An optical fiber manufacturing method according to the present invention includes a step of manufacturing an optical fiber preform using any one of the optical fiber preform manufacturing methods according to the present invention, and drawing the optical fiber preform by heating. And a drawing process.
上記方法によると、信頼性の高い光ファイバを製造することができる。 According to the above method, a highly reliable optical fiber can be manufactured.
上記方法によると、SiO2粒子を用いた光ファイバ母材の製造において、粒子層における空隙の発生を抑制し、高品質の光ファイバ母材を製造することが可能となる。 According to the above method, in the production of an optical fiber preform using SiO 2 particles, the generation of voids in the particle layer can be suppressed and a high-quality optical fiber preform can be produced.
〔実施形態1〕
以下、本発明の一実施形態について、図1及び2に基づき詳細に説明する。図1は、SiO2粒子2を詰めた石英管1を加熱炉8に配置させた状態を示す断面図である。
Embodiment 1
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. FIG. 1 is a cross-sectional view showing a state in which a quartz tube 1 packed with SiO 2 particles 2 is placed in a heating furnace 8.
本実施形態の光ファイバ母材の製造方法は次の通りである。 The manufacturing method of the optical fiber preform of this embodiment is as follows.
まず、図2に示すように、両端が開口した石英管1の一端に中心が空洞になったダミー棒4を接続させる。石英管1は、公知のものを用いることができ、例えば、直径32mmで肉厚2.5mmのものを用いることができる。ダミー棒4は、公知のものを用いることができ、例えば石英から形成されている。また、ダミー棒4は、例えば、直径35mmであり、空洞の直径6mmであり、長さ300mmのものを用いることができる。なお、記載の数値は例示であり、これらに限定されない。 First, as shown in FIG. 2, a dummy rod 4 having a hollow center is connected to one end of a quartz tube 1 having both ends opened. As the quartz tube 1, a known tube can be used. For example, a tube having a diameter of 32 mm and a thickness of 2.5 mm can be used. As the dummy rod 4, a known one can be used, and it is made of, for example, quartz. For example, the dummy rod 4 having a diameter of 35 mm, a hollow diameter of 6 mm, and a length of 300 mm can be used. In addition, the numerical value of description is an illustration and is not limited to these.
石英管1とダミー棒4との接続は、例えばバーナ等の加熱手段を用いて溶着することで行えばよい。 The quartz tube 1 and the dummy rod 4 may be connected by welding using a heating means such as a burner.
次に、石英管1にフィルタ3aを配置させる(フィルタ配置工程)。フィルタ3aは、気体を通過させ、かつ、前記SiO2粒子を通過さない、SiO2から成る綿状体である。このようにフィルタ3aは、綿状体であるため、フィルタ3aと粒子層20との間に生じ得る空隙を埋めるように変形する。よって、フィルタ3aと粒子層20との間における空隙の発生を抑制することができる。
Next, the
また、フィルタ3aは、気体を通過させるため、後述のガス処理工程を確実に実施することができる。さらに、フィルタ3aは、SiO2粒子を通過させないため、粒子層20を石英管内に固定することができる。さらに、フィルタ3aは、SiO2から成るため、光ファイバ母材に不必要な不純物質を持ち込むことなく、つまり不純物質を混入させることなく、光ファイバ母材を形成することができる。
Moreover, since the
フィルタ3aは、例えば、石英ウールであってもよい。しかしこれに限定はされない。石英ウールは、変形が自在であるため、石英管1に配置させやすい。また、密度も変化させやすい。よって、密度が低くSiO2粒子2を通してしまう場合には、密度を高くしてSiO2粒子2を通さないようにすることができる。また、石英ウールは入手しやすいものである。よって、石英ウールを用いることで、安価に容易に光ファイバ母材を製造することができる。
The
次に、石英管1にSiO2粒子2を詰めて、フィルタ3aに接して粒子層20を形成する(粒子層形成工程)。SiO2粒子2は、合成石英由来であっても、天然石英由来であってもよい。
Next, the SiO 2 particles 2 are packed in the quartz tube 1, and the
あるいは、SiO2粒子2とドーパント固体と所望の濃度分布になるよう石英管1に詰めて、粒子層20としてもよい。このドーパント固体は、粒子層20をガラス化した際、ガラス内で、分子で存在するもの、あるいはドーパントを含む分子で存在するもの、である。この粒子層20をガラス化すると、ドーパントの濃度分布を石英管1の長手方向に安定して得ることができる。なお、複数のドーパント固体を用いてもよい。
Alternatively, the
本実施形態では、SiO2粒子2を、バインダーを使用せずに石英管1に詰める。よって、バインダーによる不純物混合のおそれはない。また、バインダーを使用しないため、バインダーを用いる際の下処理及び仮焼きも不要である。 In this embodiment, the SiO 2 particles 2 are packed in the quartz tube 1 without using a binder. Therefore, there is no fear of impurity mixing by the binder. Further, since no binder is used, no pretreatment or calcining when using a binder is required.
次に、フィルタ3bを粒子層20のフィルタ3aと接していない側に配置させ、粒子層20をフィルタ3aとフィルタ3bとの間で挟み込む(他のフィルタ配置工程)。フィルタ3bは、フィルタ3aと同様に、気体を通過させ、かつ、SiO2粒子2を通過さない、SiO2から成る綿状体である。
Next, the
さらに、石英管1をガラスロッド5にて封止する(封止工程)。ガラスロッド5には、粒子層20を押し付ける役割と蓋の一部としての役割との2つの役割がある。本実施形態では、以下のように、ガス処理工程および加熱工程を、石英管1を縦に配置して行う。そのため、フィルタ3b上のガラスロッド5は位置がずれるような動きをしないので、石英管1とガラスロッド5との溶着は不要である。この場合、後述のガス処理工程では、ガス7は石英管1とガラスロッド5との間を通り抜ける。
Further, the quartz tube 1 is sealed with a glass rod 5 (sealing step). The
本実施形態では、ガス7は石英管1とガラスロッド5との間を通り抜けるものとするが、ガラスロッド5として貫通孔を長軸方向に設けたものを用いて、ガス7が貫通孔を通るようにしてもよい。特に、後述の変形例2のように石英管1を横に配置する場合には、石英管1とガラスロッド5とを溶着させるため、貫通孔を設けたガラスロッド5を用いる。
In this embodiment, the gas 7 passes between the quartz tube 1 and the
本実施形態では、粒子層20の上下にフィルタ3a,3bを配置するが、フィルタ3bを配置しなくてもよい。つまり、粒子層20に接してガラスロッド5を配置してもよい。
In the present embodiment, the
ここで、フィルタ3bを配置しない場合、ガラスロッド5が石英管1内(粒子層20内)に徐々に埋まっていく。しかしながら、フィルタ3bを配置することで、ガラスロッド5が石英管1内に埋まるのを防ぐことができる。
Here, when the
なお、ここまでの工程は、石英管1を縦に配置して行っても横に配置して行ってもよい。これ以降の処理は、図1に示すように、石英管1を縦に配置して行う。横に配置して行う形態は後段の変形例2に記載する。 In addition, the process so far may be performed by arranging the quartz tube 1 vertically or horizontally. The subsequent processing is performed by arranging the quartz tubes 1 vertically as shown in FIG. A mode of performing the horizontal arrangement will be described in a second modification example.
そして、上記のように粒子層20を形成した石英管1を、図1に示すように、加熱炉8に設置する。加熱炉8は、光ファイバ母材を線引きするために用いられる公知のものを用いることができる。
Then, the quartz tube 1 on which the
次に、粒子層20から不純物を除去するための、又は粒子層20にドーパントを導入するためのガス7を流すためのコネクタ6を石英管1に取り付け、ガス7を粒子層20の上方から下方に流す(ガス処理工程、気体処理工程)。逆に、つまり下方から上方にガスを流すと、途中でガスが粒子層20を持ち上げる等して、粒子層20に比較的大きな空隙ができたり、粒子層20の密度が下がってしまったりするというように、粒子層20に様々な不具合が生じる。しかし、本実施形態では、粒子層20の上方から下方にガスを流すので、粒子層20は、常に下方向へ押し付ける力を、より密度が高くなる方に力を受けるため、粒子層20に間隙が生じるのを防ぐことができる。よって、ガス処理工程における粒子層20に生じる不具合を抑制し、高品質の光ファイバ母材を製造することができる。
Next, a
ここで、ガス7は、酸素、塩素、ヘリウム、及びフッ素のいずれか1つ以上を含んでいるのが好ましい。 Here, the gas 7 preferably contains one or more of oxygen, chlorine, helium, and fluorine.
酸素を流すことで粒子層20に含まれる不純物を酸化物として、排出できる。また、塩素を流すことで、粒子層20に含まれる不純物や水分を塩化物として、排出できる。酸素又は塩素を流す場合には、流しながら、あるいは、流した後に、加熱炉8により加熱をする必要がある。
Impurities contained in the
また、フッ素を流すことで、粒子層20にドーパントとしてフッ素を添加することができる。ドーパントにより、光ファイバの屈折率を制御できる。なお、粒子層20にフッ素を流し込む段階では、粒子層20を加熱する必要はない。
Moreover, fluorine can be added to the
また、ヘリウムを流し、粒子層20にヘリウムを充填した状態で粒子層20を加熱によりガラス化する場合、加熱及び脱泡を行う工程を経ることで、空隙に不純物ガスを含まない状態にてガラス化することができる。よって、不純物が低減されたガラス(本実施形態では、コア材、実施形態2では、クラッド材)を得ることができる。なお、粒子層20にヘリウムを流し込む段階では、粒子層20を加熱する必要はない。
Further, when the
ガス処理後、加熱炉8による加熱を行って、粒子層20をガラス化して一体化する(加熱工程)。ガス処理工程にて不純物を除去するためのガスを流した場合には、加熱工程は、真空引きしながら行ってもよい。真空引きにより、粒子層20内の空隙を真空にした状態でガラス化することで、母材の中に泡を残さないようにすることができる。
After the gas treatment, heating by the heating furnace 8 is performed to vitrify and integrate the particle layer 20 (heating step). When a gas for removing impurities is flowed in the gas treatment step, the heating step may be performed while evacuating. By evacuating and vitrifying the voids in the
ここで、ガス処理工程での必要に応じた加熱、及び加熱工程での加熱には、加熱炉8の代わりに、バーナ(例えば、酸水素バーナ)を用いてもよい。バーナを用いる場合、石英管1を回転させるために、封止工程では、石英管1に接続しているダミー棒4を、旋盤(図示せず)の一方のチャックに固定する。また、ガラスロッド5を、他方のチャックに固定する。そして、このガラスロッド5を石英管1内のフィルタ3b側に挿入する。その後、ガス処理工程及び加熱工程を実施する。
Here, instead of the heating furnace 8, a burner (for example, an oxyhydrogen burner) may be used for the heating according to the necessity in the gas treatment process and the heating in the heating process. In the case of using a burner, in order to rotate the quartz tube 1, in the sealing step, the dummy rod 4 connected to the quartz tube 1 is fixed to one chuck of a lathe (not shown). Further, the
以上から分かるように、本実施形態の光ファイバ母材の製造方法を用いると、粒子層20の空隙の発生を抑制して、また、ガス処理工程における粒子層20に生じる不具合を抑制して、高品質の光ファイバ母材を製造することが可能となる。
As can be seen from the above, when the method for manufacturing an optical fiber preform of the present embodiment is used, the generation of voids in the
以上の様に製造された光ファイバ母材を、線引きして(線引工程)、光ファイバを製造する。実施形態の光ファイバ母材の製造方法を用いることで、高品質の光ファイバ母材を製造できる。よって、これを用いて製造する光ファイバは、信頼性の高いものとなる。なお、本実施形態では、加熱工程により、粒子層20をガラス化して一体化しているが、一体化せずに、加熱しながら線引きして光ファイバを製造してもよい。なお、本実施形態では、粒子層20がガラス化されていてもいなくても、光ファイバに形成するための線引きをする前段階にあるものを、光ファイバ母材と称する。
The optical fiber preform manufactured as described above is drawn (drawing step) to manufacture an optical fiber. By using the optical fiber preform manufacturing method of the embodiment, a high-quality optical fiber preform can be manufactured. Therefore, an optical fiber manufactured using this is highly reliable. In the present embodiment, the
(変形例1)
上記の光ファイバ母材の製造方法では、粒子層20にガスを流すガス処理工程を行っているが、ガス処理工程の代わりに、真空引き(減圧)を行ってもよい。この場合、ガラスロッド5は貫通孔の無いものを用いて、以下のように光ファイバ母材を製造する。
(Modification 1)
In the optical fiber preform manufacturing method described above, the gas processing step of flowing a gas through the
ダミー棒4が接続した石英管1に、フィルタ3a、粒子層20、フィルタ3b、ガラスロッド5を、この順に配置させる。そして、ガラスロッド5と石英管1とを例えばバーナ等の加熱手段を用いて溶着する。そして、ダミー棒4を、例えばロータリージョイント等の接続部材を用いて真空ポンプ(図示せず)に接続し、真空ポンプにより石英管1内を減圧し(真空処理工程、気体処理工程)、加熱炉8により加熱して、光ファイバ母材を製造する。
The
(変形例2)
上記では、石英管1を縦に配置してガス処理工程又は真空処理工程、及び加熱処理工程を行うものとして説明したが、石英管1を横に配置してガス処理工程又は真空処理工程、及び加熱処理工程を行ってもよい。ガス処理工程又は真空処理工程では、横方向に気体が移動することになる。
(Modification 2)
In the above description, the quartz tube 1 is arranged vertically to perform the gas treatment step or vacuum treatment step, and the heat treatment step. However, the quartz tube 1 is arranged horizontally and the gas treatment step or vacuum treatment step, and A heat treatment step may be performed. In the gas processing step or the vacuum processing step, the gas moves in the lateral direction.
横に配置する場合、ガラスロッド5がずれないように、封止工程では、石英管1とガラスロッド5とを溶着させる。そうすると、ガス7の通り道が無くなるので、長軸方向に貫通孔を設けたガラスロッド5を用いる。
When arrange | positioning sideways, the quartz tube 1 and the
ガス処理工程での必要に応じた加熱、及び加熱工程での加熱に、加熱炉8を用いる場合、加熱炉8は、石英管1を横に配置できるようになっているものとする。石英管1を横に配置する場合も、フィルタ3aおよびフィルタ3bの両方が設けられているのが好ましいが、フィルタ3aのみが設けられていてもよい。
When the heating furnace 8 is used for the heating according to the necessity in the gas treatment process and the heating in the heating process, the heating furnace 8 is configured so that the quartz tube 1 can be disposed horizontally. Even when the quartz tube 1 is disposed horizontally, it is preferable that both the
他方、ガス処理工程での必要に応じた加熱、及び加熱工程での加熱に、バーナを用いる場合には、横型旋盤(図示せず)を用いる。そして、封止工程では、ガラスロッド5を石英管1内のフィルタ3b側に挿入し、ガラスロッド5にて粒子層20を押し付けながら石英管1を横にする。そして、横型旋盤の両チャックに石英管1に接続しているダミー棒4およびガラスロッド5を固定し、ガラスロッド5と石英管1とをバーナにて溶着させる。その後、ガス処理工程、加熱工程を行う。
On the other hand, a horizontal lathe (not shown) is used when a burner is used for heating in the gas treatment step and heating in the heating step. In the sealing step, the
以上のように、石英管1を横に配置してファイバ母材を形成し、粒子層20を一体化せずに線引きする場合、ガラスロッド5の貫通孔は塞ぐ必要はない。石英管1の線引きはダミー棒4に接続した側から行う場合、ダミー棒4の空洞が溶融して塞がる。この状態でガラスロッド5側から真空引きを行う。
As described above, when the fiber preform is formed by arranging the quartz tube 1 horizontally and the
〔実施形態2〕
本発明の別の実施形態について、図3に基づき詳細に説明する。
[Embodiment 2]
Another embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG.
本実施形態では、以下の方法により、光ファイバ母材を製造する。 In this embodiment, an optical fiber preform is manufactured by the following method.
まず、図3に示すように、実施形態1と同様に、ダミー棒4を接続した石英管1にフィルタ3aを配置した後、石英管1の中心にガラスロッド5Aを配置する(ロッド配置工程)。ガラスロッド5Aは公知のものを用いることができる。
First, as shown in FIG. 3, after the
次に、ガラスロッド5Aの周囲にSiO2粒子を詰めていき粒子層20を形成する。その後、フィルタ3bを配置する。本実施形態では、実施形態1と異なり、ガラスロッド5は配置させていないが、配置させてもよい。貫通孔を設けたガラスロッド5を配置する場合には、貫通孔は、粒子層20に対応するように、つまり、粒子層20にガスを流せる位置に、設けられる。
Next, the
その後、実施形態1と同様に、ガス処理又は真空処理、及び加熱処理を行い、光ファイバ母材を製造する。 Thereafter, as in the first embodiment, gas treatment or vacuum treatment and heat treatment are performed to manufacture an optical fiber preform.
本実施形態では、ガラスロッド5Aが光ファイバのコアになり、粒子層20が第1クラッドに、石英管1が第2クラッドになる。
In the present embodiment, the
(変形例)
実施形態2の変形例について図4を用いて説明する。図4に示すように、ダミー棒4を接続した石英管1にフィルタ3aを配置する。ここでは、フィルタ3aは、ガラスロッド5Aの配置位置がある程度固定されるように、中心が凹んだ形状に成形されている。
(Modification)
A modification of the second embodiment will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 4, a
次に、石英管1の中心にガラスロッド5Aを配置する(ロッド配置工程)。ここでは、ガラスロッド5Aは、コネクタ6の孔に入る長さで、コネクタ6の孔よりも細い形状となっている。
Next, the
次に、ガラスロッド5Aの周囲にSiO2粒子を詰めていき粒子層20を形成する。その後、フィルタ3bを配置する。ここでは、フィルタ3bは、ガラスロッド5Aを囲むように中心に穴が開いた形状に成形されている。
Next, the
次に、ロッド固定治具9でガラスロッド5Aを固定する。ロッド固定治具9は、ガラスAを囲むように中心に穴が開いた形状であり、さらに、ガス7が通過できる孔が開いているものを用いる。
Next, the
その後、コネクタ6を取り付け、ガス処理又は真空処理、及び加熱処理を行い、光ファイバ母材を製造する。
Thereafter, the
なお、本発明は上述した各実施形態や実施例に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、実施形態または実施例に開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiments and examples, and various modifications can be made within the scope shown in the claims, and technical means disclosed in the embodiments or examples are appropriately used. Embodiments obtained in combination are also included in the technical scope of the present invention.
1 石英管
2 SiO2粒子
3a,3b フィルタ
4 ダミー棒
5 ガラスロッド
5A ガラスロッド
6 コネクタ
7 ガス
8 加熱炉
20 粒子層
40 空隙
1
Claims (6)
前記石英管内にて前記フィルタに接してSiO2粒子を含む粒子層を形成する粒子層形成工程と、
(a)前記石英管内を真空引きする真空処理工程、又は、(b)前記粒子層から不純物を除去するための又は前記粒子層にドーパントを導入するためのガスを前記粒子層に流すガス処理工程である、気体処理工程と、を含み、
前記フィルタは、気体を通過させ、かつ、前記SiO2粒子を通過さない、SiO2から成る綿状体であることを特徴とする光ファイバ母材の製造方法。 A filter placement step of placing the filter in a quartz tube having both ends open;
A particle layer forming step of forming a particle layer containing SiO 2 particles in contact with the filter in the quartz tube;
(A) A vacuum processing step of evacuating the quartz tube, or (b) a gas processing step of flowing a gas for removing impurities from the particle layer or introducing a dopant into the particle layer into the particle layer. A gas treatment step,
The method for manufacturing an optical fiber preform, wherein the filter is a cotton-like body made of SiO 2 that allows gas to pass therethrough and does not pass the SiO 2 particles.
前記他のフィルタは、気体を通過させ、かつ、前記SiO2粒子を通過さない、SiO2から成る綿状体である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。 Further comprising another filter placement step of placing another filter that sandwiches the particle layer with the filter between the particle layer formation step and the gas treatment step in the quartz tube,
3. The optical fiber preform according to claim 1, wherein the other filter is a cotton-like body made of SiO 2 that allows gas to pass and does not pass the SiO 2 particles. 4. Method.
前記光ファイバ母材を加熱により線引きする線引工程と、を含むことを特徴とする光ファイバの製造方法。 And a drawing step of drawing the optical fiber preform by heating.
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