JPH01111747A - 光ファイバ母材の製造方法 - Google Patents
光ファイバ母材の製造方法Info
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- JPH01111747A JPH01111747A JP26651387A JP26651387A JPH01111747A JP H01111747 A JPH01111747 A JP H01111747A JP 26651387 A JP26651387 A JP 26651387A JP 26651387 A JP26651387 A JP 26651387A JP H01111747 A JPH01111747 A JP H01111747A
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
- C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
- C03B37/012—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
- C03B37/014—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments made entirely or partially by chemical means, e.g. vapour phase deposition of bulk porous glass either by outside vapour deposition [OVD], or by outside vapour phase oxidation [OVPO] or by vapour axial deposition [VAD]
- C03B37/01486—Means for supporting, rotating or translating the preforms being formed, e.g. lathes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は外付法による光ファイバ母材の製造方法に関す
るものである。
るものである。
[従来の技術]
先ファイバを製造する方法において、現在、MCVD法
、VAD法、及びOVD法が主流である。各製造法には
目的とする光ファイバの構造のものを製造する上で開発
が加えられ、低損失な光ファイバが得られている。ここ
で、oVD法はガラス棒又はカーボン棒外周にスート形
成した後、ガラス棒又はカーボン棒を抜き収り、焼結し
て光ファイバ母材とする方法と、ガラス棒がコアロッド
で抜き取ることなく焼結する方法とがある。後者におい
ては、スート形成時に82−02火炎で加熱するために
、800℃程度の温度では、コアロッド内にOH基が拡
散し、低損失化が図れない。
、VAD法、及びOVD法が主流である。各製造法には
目的とする光ファイバの構造のものを製造する上で開発
が加えられ、低損失な光ファイバが得られている。ここ
で、oVD法はガラス棒又はカーボン棒外周にスート形
成した後、ガラス棒又はカーボン棒を抜き収り、焼結し
て光ファイバ母材とする方法と、ガラス棒がコアロッド
で抜き取ることなく焼結する方法とがある。後者におい
ては、スート形成時に82−02火炎で加熱するために
、800℃程度の温度では、コアロッド内にOH基が拡
散し、低損失化が図れない。
[発明が解決しようとする問題点]
従来、上記方法においては、第5図に示すように、ガラ
ス微粒子合成用のバーナ3を1本ないしは複数本用いて
、ガラス微粒子堆積体2を合成している。一般に、バー
ナ先端から燃料ガ又としてH2、補助燃料ガスとして0
2が供給され、ここにガラス原料としてS i C14
が供給され、加水分解反応を起こすことによりガラス微
粒子SiO2が生成される。該ガラス微粒子が回転する
出発材1に堆積され、ガラス微粒子堆積体2が形成され
る。
ス微粒子合成用のバーナ3を1本ないしは複数本用いて
、ガラス微粒子堆積体2を合成している。一般に、バー
ナ先端から燃料ガ又としてH2、補助燃料ガスとして0
2が供給され、ここにガラス原料としてS i C14
が供給され、加水分解反応を起こすことによりガラス微
粒子SiO2が生成される。該ガラス微粒子が回転する
出発材1に堆積され、ガラス微粒子堆積体2が形成され
る。
この方法によるガラス微粒子堆積体の製造において、特
に問題となるのは、出発材1の表面が酸水素火炎によっ
て高温に熱せられると、出発材内にOH基が拡散し、そ
の結果著しく伝送損失を劣化させることでメる。特に出
発材1がコアロッド(すなわち合成りラッドが付いてい
ない)の場合は、その傾向が著しい。
に問題となるのは、出発材1の表面が酸水素火炎によっ
て高温に熱せられると、出発材内にOH基が拡散し、そ
の結果著しく伝送損失を劣化させることでメる。特に出
発材1がコアロッド(すなわち合成りラッドが付いてい
ない)の場合は、その傾向が著しい。
本発明の目的は、前記した従来技術の欠点を解消し、低
損失な光ファイバを得る母材の製造方法を提供すること
にある。
損失な光ファイバを得る母材の製造方法を提供すること
にある。
[問題点を解決するための手段]
本発明による光ファイバ母材の製造方法は、コアロッド
をガラス微粒子合成用のバーナと平行に毎時400〜6
001111の高速度で移動させ、これによりコアロッ
ドの界面温度を600〜650℃の低温に維持しつつ、
コアロッドの外周部上に前記バーナから発生させたガラ
ス微粒子を堆積し、この操作を所定の厚さの堆積体とな
るまで複数回繰り返し、脱水、焼結ガラス化して光ファ
イバ母材を得ることを特徴とするものである。
をガラス微粒子合成用のバーナと平行に毎時400〜6
001111の高速度で移動させ、これによりコアロッ
ドの界面温度を600〜650℃の低温に維持しつつ、
コアロッドの外周部上に前記バーナから発生させたガラ
ス微粒子を堆積し、この操作を所定の厚さの堆積体とな
るまで複数回繰り返し、脱水、焼結ガラス化して光ファ
イバ母材を得ることを特徴とするものである。
上記堆積体の厚さは、スート外径/コアロッド外径比で
2.5〜5.0の範囲とするのが、残留OH基の量を少
なくする上で好ましい。
2.5〜5.0の範囲とするのが、残留OH基の量を少
なくする上で好ましい。
[作用]
スート堆積時の界面温度を600〜650’Cに維持す
るよう、外付けするコアロッドの移動速度を毎時400
〜600mmに制御することにより、低損失な光ファイ
バを得る母材が製造される。
るよう、外付けするコアロッドの移動速度を毎時400
〜600mmに制御することにより、低損失な光ファイ
バを得る母材が製造される。
詳述するに、本発明者らは、上記問題点に対する対策と
して、出発界面の温度に着目し、次のような実験結果を
得た。即ち、第2図に示すように、界面温度と残留OH
基には相関があり、温度が600〜650℃の範囲であ
れば、残留OH基を2.5dB/km以下に押さえるこ
とが可能である。
して、出発界面の温度に着目し、次のような実験結果を
得た。即ち、第2図に示すように、界面温度と残留OH
基には相関があり、温度が600〜650℃の範囲であ
れば、残留OH基を2.5dB/km以下に押さえるこ
とが可能である。
また残留OH基が2.5dB/Iv以下であれば、波長
13μm及び1.55μmの損失に関し、はとんどその
影響を無視できる。他方、界面温度を650℃以上とし
た場合には、このガラス微粒子堆積体を透明ガラス体に
するときの脱水を十分に行っても、残留OH基は低減で
きない、この理由は、ガラス微粒子堆積段階で、出発材
にOH基が拡散するからである。
13μm及び1.55μmの損失に関し、はとんどその
影響を無視できる。他方、界面温度を650℃以上とし
た場合には、このガラス微粒子堆積体を透明ガラス体に
するときの脱水を十分に行っても、残留OH基は低減で
きない、この理由は、ガラス微粒子堆積段階で、出発材
にOH基が拡散するからである。
次に、出発材の界面温度を600〜650℃の低い温度
範囲に維持するためには、バーナに供給する水素、酸素
量及び原料ガス流量を適正化することは勿論のこと、出
発材の送り速度を高速にする必要がある。その理由は、
出発材の界面温度を600〜650’Cにするために上
記ガス流量を適正化しても、出発材の送り速度が毎時4
0〜100mmと比較的低速度である場合には、堆積体
のかさ密度が低くなり、ガラス微粒子堆積体に割れを生
じるからである。この問題を解決するためには、出発材
の送り速度を毎時400 nu++以上の比較的高速度
にすることによって、出発材に准債させるガラス微粒子
の厚さを1〜3mmとし、堆積体のかさ密度を高くする
ことが有効である。
範囲に維持するためには、バーナに供給する水素、酸素
量及び原料ガス流量を適正化することは勿論のこと、出
発材の送り速度を高速にする必要がある。その理由は、
出発材の界面温度を600〜650’Cにするために上
記ガス流量を適正化しても、出発材の送り速度が毎時4
0〜100mmと比較的低速度である場合には、堆積体
のかさ密度が低くなり、ガラス微粒子堆積体に割れを生
じるからである。この問題を解決するためには、出発材
の送り速度を毎時400 nu++以上の比較的高速度
にすることによって、出発材に准債させるガラス微粒子
の厚さを1〜3mmとし、堆積体のかさ密度を高くする
ことが有効である。
[実施例]
第1図に示す構成において、同心円状多重管から成るガ
ラス粒子合成用のバーナ4を用いて、出発材1としての
外形10mmの純粋石英ガラスロッドに、ガラス微粒子
堆積体を形成した。ガラス微粒子合成用のバーナ4にH
z = 3.5N /min、Ox = 6.Off
/fllin、S I Cl 4 = 0.5(1/n
Nnとし、出発材1の送り速度を毎時50〜1000m
mの範囲において、出発材の送り1回当たりの出発材の
送り速度とガラス微粒子堆積体の厚さdの関係を調べた
。この結果を第3図に示す。
ラス粒子合成用のバーナ4を用いて、出発材1としての
外形10mmの純粋石英ガラスロッドに、ガラス微粒子
堆積体を形成した。ガラス微粒子合成用のバーナ4にH
z = 3.5N /min、Ox = 6.Off
/fllin、S I Cl 4 = 0.5(1/n
Nnとし、出発材1の送り速度を毎時50〜1000m
mの範囲において、出発材の送り1回当たりの出発材の
送り速度とガラス微粒子堆積体の厚さdの関係を調べた
。この結果を第3図に示す。
第3図から分かるように、出発材の送り速度が毎時50
〜300mn+と比較的低速度の範囲においては、堆積
体の厚さdは5〜151111となるが、堆積中或いは
堆積終了後に割れを生じた。この原因として、堆積体の
かさ密度低下が考えられ、実際に調べてみると、005
〜0.10(1/Cm’とかなり低いかさ密度であった
。
〜300mn+と比較的低速度の範囲においては、堆積
体の厚さdは5〜151111となるが、堆積中或いは
堆積終了後に割れを生じた。この原因として、堆積体の
かさ密度低下が考えられ、実際に調べてみると、005
〜0.10(1/Cm’とかなり低いかさ密度であった
。
次に、出発材の送り速度を毎時400〜600n+mの
範囲に維持した場合、ガラス微粒子の堆積体の厚さdは
1〜3mmであり、このときの界面の温度は、600〜
650℃であった。また堆積中に割れを生じなく、かさ
密度は0.15〜0.20g/cm3であった。
範囲に維持した場合、ガラス微粒子の堆積体の厚さdは
1〜3mmであり、このときの界面の温度は、600〜
650℃であった。また堆積中に割れを生じなく、かさ
密度は0.15〜0.20g/cm3であった。
次に、出発材の送り速度を毎時700〜1000mmと
しなときは、堆積体の厚さdは01〜0.5n+mとな
った。かさ密度は、05〜1.0g/cm’と高くなり
、次工程での脱水が十分なされないことが予想され、不
適当である。
しなときは、堆積体の厚さdは01〜0.5n+mとな
った。かさ密度は、05〜1.0g/cm’と高くなり
、次工程での脱水が十分なされないことが予想され、不
適当である。
次に、上記出発材の送り速度(毎時400〜60011
111 )のところで既に触れたように、出発材に対し
て1回の堆積による最適な堆積層の厚さdは、1〜3m
n+であり、所定のコア、クラツド径比にするには、こ
の操作を複数回繰り返す必要がある。特に、全合成化を
図るのには、この回数を非常に多くする必要があり、低
価格化の面で好ましくない、そこで、第1図に示すよう
に、ある一定の寸法比までは、上記方法で行い、次に上
記操作をN回繰り返しな外付ガラスロッド母材6に対し
て、クラッドスート外付用の大径のバーナ5で、厚い堆
積層(クラッド部スート)7を1回で外付けし、所定の
寸法比とした。
111 )のところで既に触れたように、出発材に対し
て1回の堆積による最適な堆積層の厚さdは、1〜3m
n+であり、所定のコア、クラツド径比にするには、こ
の操作を複数回繰り返す必要がある。特に、全合成化を
図るのには、この回数を非常に多くする必要があり、低
価格化の面で好ましくない、そこで、第1図に示すよう
に、ある一定の寸法比までは、上記方法で行い、次に上
記操作をN回繰り返しな外付ガラスロッド母材6に対し
て、クラッドスート外付用の大径のバーナ5で、厚い堆
積層(クラッド部スート)7を1回で外付けし、所定の
寸法比とした。
本発明者等は、上記操作の回数すなわち出発材の外径を
a、N回後の総堆積層の厚さをd′としなとき、スート
外径とコアロッド外径比(2d’+a>/aの最適値に
ついて検討を行った。結果を第4図にて説明する。
a、N回後の総堆積層の厚さをd′としなとき、スート
外径とコアロッド外径比(2d’+a>/aの最適値に
ついて検討を行った。結果を第4図にて説明する。
まず、(2d’+a)/a−比く25とし、この外付ガ
ラスロッド母材6に対して、大径のバーナ5で厚い堆積
層7を外付けし、ファイバ化した。このときの残留OH
基量を調べたところ、5〜20 dB/kmであった。
ラスロッド母材6に対して、大径のバーナ5で厚い堆積
層7を外付けし、ファイバ化した。このときの残留OH
基量を調べたところ、5〜20 dB/kmであった。
この要因としては、上記操作における総堆積層の厚さd
゛が足りないために、大径のバーナでの堆積中にOH基
がコアロッド近傍まで拡散したためと考えられる。
゛が足りないために、大径のバーナでの堆積中にOH基
がコアロッド近傍まで拡散したためと考えられる。
次に、(2d’ +a) /a比を2.5〜5.0範囲
として、この外付ガラスロッド母材6に対して大径のバ
ーナ5で厚い堆積層7を外付けした場合、残留OH基量
は、1〜2.5 db/kmと非常に良好な値を得な。
として、この外付ガラスロッド母材6に対して大径のバ
ーナ5で厚い堆積層7を外付けした場合、残留OH基量
は、1〜2.5 db/kmと非常に良好な値を得な。
更に、(2d’ +a) /a比〉50の場合は、大径
のバーナで堆積中に外付ガラスロッド母材の界面で割れ
を生じ易く、製造が困難となった。
のバーナで堆積中に外付ガラスロッド母材の界面で割れ
を生じ易く、製造が困難となった。
この要因としては、上記N回の操作は、もともとスート
かさ密度を0.15〜0.20g/cm’と低くしてい
るため、上記操作の回数を多くし、外付ガラスロッド母
材6の外襟を太くした場合、表面のかさ密度低下が著し
いた禍と考えられる。
かさ密度を0.15〜0.20g/cm’と低くしてい
るため、上記操作の回数を多くし、外付ガラスロッド母
材6の外襟を太くした場合、表面のかさ密度低下が著し
いた禍と考えられる。
以上述べてきた実験結果を基に、コアが純粋石英、クラ
ッド部がフッ素添加ガラスのシングルモードファイバを
試作した。
ッド部がフッ素添加ガラスのシングルモードファイバを
試作した。
出発材として、外径10QIIIIの純粋石英ロッドに
対して、第1図に示す構成において、ガラス微粒子を堆
積バーナ4にH2= 3.51 /win、02= 6
.ON /win、 S i C14= 0.5g/m
inで供給し、出発材の送り速度を毎時500mmで送
り、1回の堆積層の厚さを2mn+とじ、この操作を8
回繰り返し、外径42IIII11の外付ガラスロッド
母材6を得る0次に、この母材に対して、大径バーナ5
にS i C14=10(7/1li11を供給し、毎
時5011111の速度で外付けし、外径120mmの
スート母材7とする。この母材を焼結炉において、He
、C1,ガス雰囲気で脱水処理を行い、さらにSiF4
等のフッ素ガスでフッ素処理、ガラス化を行う、この段
階でのクラッド/コア径比は60であり、更にこのガラ
ス母材を延伸、表面処理を行い、スート外付けを行い、
焼結炉において、He、CI2ガス雰囲気で脱水処理を
行い、更にSiF4等のフッ素ガスでフッ素処理ガラス
化を行い、プリフォーム化する。このプリフォームの比
屈折率差Δnは0.33%であった。このプリフォーム
を外径125μmに線引きしファイバ化したところ、条
長20kO1でカットオフ波長1.45μr* 、1.
55μlの伝送損失が0.18dB/kn、波長1.3
9 、czlllのOH基の吸収損失がL5dB/km
と良好なファイバが得られた。
対して、第1図に示す構成において、ガラス微粒子を堆
積バーナ4にH2= 3.51 /win、02= 6
.ON /win、 S i C14= 0.5g/m
inで供給し、出発材の送り速度を毎時500mmで送
り、1回の堆積層の厚さを2mn+とじ、この操作を8
回繰り返し、外径42IIII11の外付ガラスロッド
母材6を得る0次に、この母材に対して、大径バーナ5
にS i C14=10(7/1li11を供給し、毎
時5011111の速度で外付けし、外径120mmの
スート母材7とする。この母材を焼結炉において、He
、C1,ガス雰囲気で脱水処理を行い、さらにSiF4
等のフッ素ガスでフッ素処理、ガラス化を行う、この段
階でのクラッド/コア径比は60であり、更にこのガラ
ス母材を延伸、表面処理を行い、スート外付けを行い、
焼結炉において、He、CI2ガス雰囲気で脱水処理を
行い、更にSiF4等のフッ素ガスでフッ素処理ガラス
化を行い、プリフォーム化する。このプリフォームの比
屈折率差Δnは0.33%であった。このプリフォーム
を外径125μmに線引きしファイバ化したところ、条
長20kO1でカットオフ波長1.45μr* 、1.
55μlの伝送損失が0.18dB/kn、波長1.3
9 、czlllのOH基の吸収損失がL5dB/km
と良好なファイバが得られた。
[発明の効果]
本発明の製造方法は、石英系ガラスなどの出発材の外周
部にガラス微粒子堆積体を合成する場合に、そのコアロ
ッドの移動速度を毎時400〜600m mとして界面
温度を600〜650℃に保つものであるので、残留O
H基の量を少なくし、低損失な光ファイバを安定に供給
することができる。
部にガラス微粒子堆積体を合成する場合に、そのコアロ
ッドの移動速度を毎時400〜600m mとして界面
温度を600〜650℃に保つものであるので、残留O
H基の量を少なくし、低損失な光ファイバを安定に供給
することができる。
第1図は本発明の母材製造の一実施例を示す図、第2図
はスート外付時=の界面温度とOH基吸収損失の関係を
示す図、第3図は出発材の送り速度と堆積体の厚さとの
関係分示す図、第4図は出発材のN回堆積の厚さとOH
基吸収損失の関係を示す図、第5図は従来の母材製造の
一実施例を示す図、である。 図中、1は出発材、2はガラス微粒子堆積体、3及び4
はガラス微粒千金・成用のバーナ、5はクラッドスート
外付用の大径バーナ、6は外付ガラスロッド母材、7は
クラッド部スートを基す。
はスート外付時=の界面温度とOH基吸収損失の関係を
示す図、第3図は出発材の送り速度と堆積体の厚さとの
関係分示す図、第4図は出発材のN回堆積の厚さとOH
基吸収損失の関係を示す図、第5図は従来の母材製造の
一実施例を示す図、である。 図中、1は出発材、2はガラス微粒子堆積体、3及び4
はガラス微粒千金・成用のバーナ、5はクラッドスート
外付用の大径バーナ、6は外付ガラスロッド母材、7は
クラッド部スートを基す。
Claims (2)
- (1)コアロッドをガラス微粒子合成用のバーナと平行
に毎時400〜600mmの高速度で移動させ、これに
よりコアロッドの界面温度を600〜650℃の低温に
維持しつつ、コアロッドの外周部上に前記バーナから発
生させたガラス微粒子を堆積し、この操作を所定の厚さ
の堆積体となるまで複数回繰り返し、脱水、焼結ガラス
化して光ファイバ母材を得ることを特徴とする光ファイ
バ母材の製造方法。 - (2)前記所定の厚さの堆積体は、スート外径/コアロ
ッド外径比で2.5〜5.0の範囲とすることを特徴と
する特許請求の範囲第1項に記載の光ファイバ母材の製
造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26651387A JPH01111747A (ja) | 1987-10-23 | 1987-10-23 | 光ファイバ母材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26651387A JPH01111747A (ja) | 1987-10-23 | 1987-10-23 | 光ファイバ母材の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01111747A true JPH01111747A (ja) | 1989-04-28 |
Family
ID=17431948
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP26651387A Pending JPH01111747A (ja) | 1987-10-23 | 1987-10-23 | 光ファイバ母材の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH01111747A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01203238A (ja) * | 1988-02-08 | 1989-08-16 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光フアイバ用母材の製造方法 |
JPH04321530A (ja) * | 1990-12-21 | 1992-11-11 | Alcatel Nv | 光導波路プレフォームの製造方法 |
US6889529B2 (en) * | 2000-10-30 | 2005-05-10 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Method of manufacturing optical fiber preform |
JP2009185549A (ja) * | 2008-02-07 | 2009-08-20 | Yasuhiro Matsuzaki | 構造躯体の補強方法および構造躯体 |
-
1987
- 1987-10-23 JP JP26651387A patent/JPH01111747A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01203238A (ja) * | 1988-02-08 | 1989-08-16 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光フアイバ用母材の製造方法 |
JPH04321530A (ja) * | 1990-12-21 | 1992-11-11 | Alcatel Nv | 光導波路プレフォームの製造方法 |
US6889529B2 (en) * | 2000-10-30 | 2005-05-10 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Method of manufacturing optical fiber preform |
JP2009185549A (ja) * | 2008-02-07 | 2009-08-20 | Yasuhiro Matsuzaki | 構造躯体の補強方法および構造躯体 |
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