JPH01138147A - 単一モード光ファイバ母材の製造方法 - Google Patents
単一モード光ファイバ母材の製造方法Info
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- JPH01138147A JPH01138147A JP29612787A JP29612787A JPH01138147A JP H01138147 A JPH01138147 A JP H01138147A JP 29612787 A JP29612787 A JP 29612787A JP 29612787 A JP29612787 A JP 29612787A JP H01138147 A JPH01138147 A JP H01138147A
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- 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]
- C03B37/01413—Reactant delivery systems
- C03B37/0142—Reactant deposition burners
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
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- C03B2207/00—Glass deposition burners
- C03B2207/50—Multiple burner arrangements
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
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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]
本発明は気相軸付法(VAD法)により全合成の単一モ
ード光ファイバ母材を製造する方法に関するものである
。
ード光ファイバ母材を製造する方法に関するものである
。
[従来の技術]
VAD法による単一モード光ファイバ母材の製造におい
て、コアとクラッドを同時に形成し、且つクラッド/コ
ア径比を十分大きくすることが、母材形成後の延伸等の
各工程による不純物(例えば叶基量)の混入もなく低損
失化が図れる。従って、多孔質ガラス母材の製造におい
ては、コア多孔質ガラスは細径化を図り、クラッドとな
るスートは厚く付けることになる。コアスートの細径化
に用いるバーナは口径の細いものを用い、逆にクラッド
スートの形成ではガラス原料(SiCJ2a)を多聞に
供給し反応効率の良い二重火炎バーナを用いる。このた
めコアバーナとクラッドバーナとの間、あるいは上・下
二山のクラッドバーナ間の火炎が干渉し合う。
て、コアとクラッドを同時に形成し、且つクラッド/コ
ア径比を十分大きくすることが、母材形成後の延伸等の
各工程による不純物(例えば叶基量)の混入もなく低損
失化が図れる。従って、多孔質ガラス母材の製造におい
ては、コア多孔質ガラスは細径化を図り、クラッドとな
るスートは厚く付けることになる。コアスートの細径化
に用いるバーナは口径の細いものを用い、逆にクラッド
スートの形成ではガラス原料(SiCJ2a)を多聞に
供給し反応効率の良い二重火炎バーナを用いる。このた
めコアバーナとクラッドバーナとの間、あるいは上・下
二山のクラッドバーナ間の火炎が干渉し合う。
[発明が解決しようとする問題点]
上述のバーナ火炎の干渉があると、コアの屈折率分布に
不整を生じたり、あるいは、スート形成中にコアスート
とクラッドスート間やクラッドスート相互間に割れを生
じたりする。また、形成されたスート母材を透明ガラス
化して延伸した時に、コア・クラッド界面、クラッド・
クラッド界面に気泡が残留したりすることがよくある。
不整を生じたり、あるいは、スート形成中にコアスート
とクラッドスート間やクラッドスート相互間に割れを生
じたりする。また、形成されたスート母材を透明ガラス
化して延伸した時に、コア・クラッド界面、クラッド・
クラッド界面に気泡が残留したりすることがよくある。
これらの問題を更に具体的に述べる。
まず、スート形成中の割れが生じる要因であるが、これ
はスート母材の径方向かさ密度分布に問題があることが
分かった。第6図に従来の単一モード光ファイバ母材の
製造装置を示す。下段のクラッド形成用のクラッドバー
ナ2の仰角θ1を30″、同じく上段のクラッドバーナ
3の仰角θ2を30°、更にクラッドバーナ2.3間の
距離りを60sとし、バーナ2には原料ガスとして5i
lJ4を10g/min、バーナ3には5i(J4を2
5g/winを投入し、図示するように1段目のクラッ
ドスート5の外径D1が120 、aw、 2段目のク
ラッドスート6の外径D2が200履の大型スート母材
を得た。なお、1はコアバーナ、4はコアスート、7は
排気管である。このときの径方向のかさ密度分布を第7
図に示す。同図に示すように、コアスート4とクラッド
スート5間のA部、クラッドスート5とクラッドスート
6間の8部に極めてかさ密度の低い領域があることがわ
かる。従来の考え方では、かさ密度の低下を防ぐには、
クラッドバーナに供給する水素流量を増加させることに
より堆積面の温度を増加させることで解消できるはずで
あるが、水素流量を増加しても、かさ密度分布に大きく
反映せず、逆に堆積効率が低下してしまった。
はスート母材の径方向かさ密度分布に問題があることが
分かった。第6図に従来の単一モード光ファイバ母材の
製造装置を示す。下段のクラッド形成用のクラッドバー
ナ2の仰角θ1を30″、同じく上段のクラッドバーナ
3の仰角θ2を30°、更にクラッドバーナ2.3間の
距離りを60sとし、バーナ2には原料ガスとして5i
lJ4を10g/min、バーナ3には5i(J4を2
5g/winを投入し、図示するように1段目のクラッ
ドスート5の外径D1が120 、aw、 2段目のク
ラッドスート6の外径D2が200履の大型スート母材
を得た。なお、1はコアバーナ、4はコアスート、7は
排気管である。このときの径方向のかさ密度分布を第7
図に示す。同図に示すように、コアスート4とクラッド
スート5間のA部、クラッドスート5とクラッドスート
6間の8部に極めてかさ密度の低い領域があることがわ
かる。従来の考え方では、かさ密度の低下を防ぐには、
クラッドバーナに供給する水素流量を増加させることに
より堆積面の温度を増加させることで解消できるはずで
あるが、水素流量を増加しても、かさ密度分布に大きく
反映せず、逆に堆積効率が低下してしまった。
また、上記条件で形成されたスート母材を透明ガラス化
し、さらに加熱延伸したところ、第3図に示したA、8
部に相当するところに気泡が生じた。ざらに、その母材
の屈折率分布は第8図に示すようにコア・クラッド界面
C部に不整を生じており、比屈折率の評価及び構造設計
の精密評価が困難である。
し、さらに加熱延伸したところ、第3図に示したA、8
部に相当するところに気泡が生じた。ざらに、その母材
の屈折率分布は第8図に示すようにコア・クラッド界面
C部に不整を生じており、比屈折率の評価及び構造設計
の精密評価が困難である。
本発明の目的は、前記した従来技術の欠点を解消し、大
径の全合成多孔質母材の形成が容易で、かつコアの屈折
率分布に不整が生じない単一モード光ファイバ母材の製
造方法を提供することにある。
径の全合成多孔質母材の形成が容易で、かつコアの屈折
率分布に不整が生じない単一モード光ファイバ母材の製
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]
本発明は、スート形成中の割れや残留気泡や屈折率分布
不整のない大型スート母材を作製するために、上下2本
のクラッドバーナの設定位置及びクラッドスートの寸法
比について適正化を行っている。
不整のない大型スート母材を作製するために、上下2本
のクラッドバーナの設定位置及びクラッドスートの寸法
比について適正化を行っている。
本発明の単一モード光ファイバ母材の製造方法を、実施
例に対応する第1図を用いて説明すると、コアバーナ1
の上方に上下二段に設置される二重火炎構造のクラッド
バーナ2,3の仰角θ1゜θ2と両クラッドバーナ2.
3間の距離りを、θ1〉θま ただし35°≦θ1≦45°、30°≦θ2≦35゜L
≧90m となるように設置すると共に、下段、上段のクラッドバ
ーナ2.3により形成される多孔質のスート母材の外径
D+ 、D2の比を、 D2 /DI < 2.0 に設定する。
例に対応する第1図を用いて説明すると、コアバーナ1
の上方に上下二段に設置される二重火炎構造のクラッド
バーナ2,3の仰角θ1゜θ2と両クラッドバーナ2.
3間の距離りを、θ1〉θま ただし35°≦θ1≦45°、30°≦θ2≦35゜L
≧90m となるように設置すると共に、下段、上段のクラッドバ
ーナ2.3により形成される多孔質のスート母材の外径
D+ 、D2の比を、 D2 /DI < 2.0 に設定する。
[作 用]
我々は、第7図に示すかさ密度の変動を低減するために
、バーナの設定位置に着目した。
、バーナの設定位置に着目した。
まず、第1に下段のクラッドバーナ2の仰角θ1である
がθ1を30°、35°、45°としたときの半径方向
のかさ密度分布を第2図、第3図、第4図に示す。θ1
<35°であると、クラッドバーナ2の外側火炎がコア
バーナ1と干渉し合い、屈折率分布に不整が生じるが、
θ1≧35°であれば、コアスート4とクラッドスート
5間にがさ密度の極めて低い領域がないことが分かる。
がθ1を30°、35°、45°としたときの半径方向
のかさ密度分布を第2図、第3図、第4図に示す。θ1
<35°であると、クラッドバーナ2の外側火炎がコア
バーナ1と干渉し合い、屈折率分布に不整が生じるが、
θ1≧35°であれば、コアスート4とクラッドスート
5間にがさ密度の極めて低い領域がないことが分かる。
ただしθ1が45°でもかさ密度分布はほぼ同じである
が、堆積効率が劣化し始め、大径化が困難となる。従っ
てクラッドバーナ2の仰角θ1は35°≦θ1≦45゜
が適正である。
が、堆積効率が劣化し始め、大径化が困難となる。従っ
てクラッドバーナ2の仰角θ1は35°≦θ1≦45゜
が適正である。
次にクラッドバーナ3の設定であるが、まずクラッドス
ート2との火炎の干渉をなくす必要がある。火炎の干渉
があると、堆積面に不均一にスートが付着しスートが偏
心したり割れが生じたりするからである。火炎の干渉な
くすには、クラッドバーナ2,3間の距離りの適正化を
図る必要があり、実験の結果から、L≧90.であれば
良いことが分かった。またクラッドバーナ3の仰角θ2
であるが、θ1を35°と設定したとき、第7図に示し
た8部の低かさ密度領域をなくすためにはθ2〈35°
、同じくθ1を40°と設定したときはθ2〈40゛
と、両バーナの仰角の関係はθ1〉θ2とするのが良い
。すなわち、クラッドバーナ2.3を「ハ」の字に設置
し、できるだけクラッドバーナ3の火炎をクラッドスー
ト5.6の界面に当てるようにした方が良い。ただし、
θ2<30°とすると、L = 904のときに両バー
ナ2,3の火炎の干渉が始まり好ましくない。
ート2との火炎の干渉をなくす必要がある。火炎の干渉
があると、堆積面に不均一にスートが付着しスートが偏
心したり割れが生じたりするからである。火炎の干渉な
くすには、クラッドバーナ2,3間の距離りの適正化を
図る必要があり、実験の結果から、L≧90.であれば
良いことが分かった。またクラッドバーナ3の仰角θ2
であるが、θ1を35°と設定したとき、第7図に示し
た8部の低かさ密度領域をなくすためにはθ2〈35°
、同じくθ1を40°と設定したときはθ2〈40゛
と、両バーナの仰角の関係はθ1〉θ2とするのが良い
。すなわち、クラッドバーナ2.3を「ハ」の字に設置
し、できるだけクラッドバーナ3の火炎をクラッドスー
ト5.6の界面に当てるようにした方が良い。ただし、
θ2<30°とすると、L = 904のときに両バー
ナ2,3の火炎の干渉が始まり好ましくない。
以上まとめると、クラッドバーナ2,3の設定仰角θ1
.θ2としたとぎ、θ1〉θ2で35°≦θ1≦45°
、30°≦θ2≦35゛の範囲に、またクラッドバーナ
2.3間の距離をLとしたとき、L≧90Mとしたとき
に、スート形成中に割れを生じたり、屈折率分布の不整
、ガラスロッ、ドに残留気泡が生じることはない。
.θ2としたとぎ、θ1〉θ2で35°≦θ1≦45°
、30°≦θ2≦35゛の範囲に、またクラッドバーナ
2.3間の距離をLとしたとき、L≧90Mとしたとき
に、スート形成中に割れを生じたり、屈折率分布の不整
、ガラスロッ、ドに残留気泡が生じることはない。
さらに、上記適正範囲内にクラッドバーナを設置しても
、クラッドスート5とクラッドスート6の寸法比が適正
でないとスート形成中に割れを生じる。すなわちクラッ
ドスート5を外径100M以下としクラッドスート6を
外径200mとなるようにしたときは、クラッドスート
5.6間の界面に割れを生じやすくなる。すなわち、ク
ラッドスート5の外径を細くした場合、クラッドスート
6を大径化するにはクラッドバーナ3の原料投入徂を多
くする必要があり、クラッドスート5,6間の界面の温
度低下が著しくなる。
、クラッドスート5とクラッドスート6の寸法比が適正
でないとスート形成中に割れを生じる。すなわちクラッ
ドスート5を外径100M以下としクラッドスート6を
外径200mとなるようにしたときは、クラッドスート
5.6間の界面に割れを生じやすくなる。すなわち、ク
ラッドスート5の外径を細くした場合、クラッドスート
6を大径化するにはクラッドバーナ3の原料投入徂を多
くする必要があり、クラッドスート5,6間の界面の温
度低下が著しくなる。
従ってクラッドスート5,6の寸法比も重要で、我々が
得た結果では、クラッドスート5の外径をD+ 、クラ
ッドスート6の外径をD2としたとき、D2 /DI
< 2.0であれば、割れが生じないことが分かった。
得た結果では、クラッドスート5の外径をD+ 、クラ
ッドスート6の外径をD2としたとき、D2 /DI
< 2.0であれば、割れが生じないことが分かった。
[実施例]
以下には、本発明の具体的な実施例として 1.3−帯
金合成単一モード光ファイバ母材の製造について第1図
を用いて説明する。第1図において、4はコアスート、
7は未堆積ガラス微粒子を取り除く排気管である。
金合成単一モード光ファイバ母材の製造について第1図
を用いて説明する。第1図において、4はコアスート、
7は未堆積ガラス微粒子を取り除く排気管である。
第1図に示すように、細径スート母材合成用のコアバー
ナ1によってコアスート4を合成し、同時にクラッドバ
ーナ2,3によりクラッドスート5.6を合成する。本
実施例でのガラス原料供給量については、コアバーナ1
には5iC14を400■/min、 GeCQ4を4
01ng/n+in供給した。下段のクラッドバーナ2
の仰角はθ1−40°とし、Siα4を109/min
供給し、上段のクラッドバーナ3の仰角はθ2=32°
とし、5iCLを259/win供給した。コアスート
4の外径は14#lIl、第1のクラッドスート5の外
径D1は12011m、第2のクラッドスート6の外径
D2は200 Mであった。第5図に、上記条件により
作成したときの半径方向のかさ密度分布を示す。
ナ1によってコアスート4を合成し、同時にクラッドバ
ーナ2,3によりクラッドスート5.6を合成する。本
実施例でのガラス原料供給量については、コアバーナ1
には5iC14を400■/min、 GeCQ4を4
01ng/n+in供給した。下段のクラッドバーナ2
の仰角はθ1−40°とし、Siα4を109/min
供給し、上段のクラッドバーナ3の仰角はθ2=32°
とし、5iCLを259/win供給した。コアスート
4の外径は14#lIl、第1のクラッドスート5の外
径D1は12011m、第2のクラッドスート6の外径
D2は200 Mであった。第5図に、上記条件により
作成したときの半径方向のかさ密度分布を示す。
以上のようにして合成した多孔質スート母材を電気炉に
おいてlleガス及びCQ2ガスの雰囲気で加熱温度1
500℃で脱水・透明ガラス化を行った。得られた透明
ガラス母材のコア部の直径は7門、外径は95mであっ
た。この透明ガラス母材を外径50面に延伸しブリフオ
ームとし、更にこのプリフォームを外径125μsに線
引しファイバ化した。この光ファイバの比屈折率差は0
3%、カッ1〜オフ波長1.2pであり、光ファイバの
伝送特性としては、波長1.3μsで0.35dB /
触であり、非常に良好な特性を得た。
おいてlleガス及びCQ2ガスの雰囲気で加熱温度1
500℃で脱水・透明ガラス化を行った。得られた透明
ガラス母材のコア部の直径は7門、外径は95mであっ
た。この透明ガラス母材を外径50面に延伸しブリフオ
ームとし、更にこのプリフォームを外径125μsに線
引しファイバ化した。この光ファイバの比屈折率差は0
3%、カッ1〜オフ波長1.2pであり、光ファイバの
伝送特性としては、波長1.3μsで0.35dB /
触であり、非常に良好な特性を得た。
[発明の効果]
本発明によると、2本のクラッドバーナの設定位置(仰
角、バーナ間距離)の適正化及び第1段と第2段のクラ
ッドスートの寸法比の最適化により、スート形成時の割
れ、屈折率分布の不整、母材延伸時の残留気泡を解消で
き、長尺かつ大径の単一光ファイバスート母材を歩留り
良く形成可能である。
角、バーナ間距離)の適正化及び第1段と第2段のクラ
ッドスートの寸法比の最適化により、スート形成時の割
れ、屈折率分布の不整、母材延伸時の残留気泡を解消で
き、長尺かつ大径の単一光ファイバスート母材を歩留り
良く形成可能である。
第1図は本発明の光フアイバ母材の製造方法の一実施例
を示す概略図、第2図、第3図、第4図は下段のクラッ
ドバーナの仰角θ1をそれぞれ 30°、35°、45
°にしたときのスート母材の半径方向のかき密度分布を
示す図、第5図は本発明により得られたスート母材の半
径方向のかさ密度分布を示す図、第6図は従来の光フィ
アバ母材の製造方法を示す概略図、第7図は従来方法に
より製造されたスート母材の半径方向のかさ密度分布を
示す図、第8図は同スート母材より得られたプリフォー
ムの屈折率分布を示す図である。 図中、1はコアバーナ、2は下段のクラッドバーナ、3
は上段のクラッドバーナ、4はコアスート、5,6はク
ラッドスート、7は排気管、θ1.θ2はクラッドバー
ナの仰角、Lはクラッドバーナ聞の距離、Dr 、D2
はクラッドスートの外径である。 θ1.θ2・・・仰再 L・・・距離 Dr、02・・・外径 第1図 スート4オ1−手1E (mm> 第2図 ヌ−1#ffK (mm) ズーLマ
tt’PtL (mm)第3図 第4図 スート守旧゛子f蛋 (mm) 第5図 第6図
を示す概略図、第2図、第3図、第4図は下段のクラッ
ドバーナの仰角θ1をそれぞれ 30°、35°、45
°にしたときのスート母材の半径方向のかき密度分布を
示す図、第5図は本発明により得られたスート母材の半
径方向のかさ密度分布を示す図、第6図は従来の光フィ
アバ母材の製造方法を示す概略図、第7図は従来方法に
より製造されたスート母材の半径方向のかさ密度分布を
示す図、第8図は同スート母材より得られたプリフォー
ムの屈折率分布を示す図である。 図中、1はコアバーナ、2は下段のクラッドバーナ、3
は上段のクラッドバーナ、4はコアスート、5,6はク
ラッドスート、7は排気管、θ1.θ2はクラッドバー
ナの仰角、Lはクラッドバーナ聞の距離、Dr 、D2
はクラッドスートの外径である。 θ1.θ2・・・仰再 L・・・距離 Dr、02・・・外径 第1図 スート4オ1−手1E (mm> 第2図 ヌ−1#ffK (mm) ズーLマ
tt’PtL (mm)第3図 第4図 スート守旧゛子f蛋 (mm) 第5図 第6図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 コアバーナの上方に上下二段に二重火炎構造のクラッ
ドバーナを設置し気相軸付法により全合成の単一モード
光ファイバ母材を製造する方法において、上記の下段、
上段のクラッドバーナの仰角θ_1、θ_2、両クラッ
ドバーナ間の距離Lが、 θ_1>θ_2 ただし35°≦θ_1≦45°、30°≦θ_2≦35
°L≧90mm となるように上・下段のクラッドバーナを設置すると共
に、下段、上段のクラッドバーナにより形成される多孔
質のスート母材の外径D_1、D_2の比を、 D_2/D_1<2.0 に設定することを特徴とする単一モード光ファイバ母材
の製造方法。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP29612787A JPH01138147A (ja) | 1987-11-26 | 1987-11-26 | 単一モード光ファイバ母材の製造方法 |
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JP29612787A JPH01138147A (ja) | 1987-11-26 | 1987-11-26 | 単一モード光ファイバ母材の製造方法 |
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ID=17829489
Family Applications (1)
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JP (1) | JPH01138147A (ja) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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1987
- 1987-11-26 JP JP29612787A patent/JPH01138147A/ja active Granted
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JPH0463018B2 (ja) | 1992-10-08 |
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