JPH01167252A - 光ファイバ母材の製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、耐水性、耐水素特性、高強度特性を向上さ
せるために窒素をドープしたガラス層を有する光ファイ
バ好打の製造方法に関し、窒素のドープ量を増加させる
方法を提供する９（従来の技術） 光通信用ガラスファイバにおいては、その伝送特性上の
観点から耐水性、耐水素特性の向上が要求され、また破
断防止という観点がら機械的強度の向上も要求されてい
る。これら目的達成のために従来は専らその上に被覆す
る被覆層について検討かなされており、ファイバを構成
するガラスそのものの検討はあまりなされていないとい
うのが実情である。一般のガラスの分野においては、ガ
ラスの耐水性、耐水素特性、高強度特性を向上させるた
めに例えば石英ガラスを例にとると５ｉ−Ｏ結合をそれ
よりもさらにち密で結合特性の良い５ｉ−Ｎ結合で置換
えていわゆるオキシナイトガラスとすることによって目
的を達成するということが行われている。本発明者等は
、その方法としてＳ　ｉ　Ｏ，のガラス微粒子（０，０
１〜０．１μｎ粒径）を火炎加水分解または熱酸化反応
で作製し、これをＮ、ＮＨ，等の窒素含有ガス雰囲気で
高温　　。

に加熱して透明ガラス化する方法、およびこの技術を光
通信用石英系ガラスファイバに応用する方法を提案した
。

（この発明か解決しようとする問題点）しかしこの方法
によって得られる石英ガラス内への窒素ドープ量は処理
濃度、処理温度、処理時間を変えても高々Ｉｗｔ％程度
であって耐水性、耐水素特性、高強度特性を十分に向上
させるには至らなかった。

（問題点を解決するための手段） この発明者等は、その原因か強固な５ｉ−０結合にある
との観点から炭素で還元してはとの考えに至ったもので
、その特徴とするところ一石英ガラス形成原料を炭素を
含む燃焼カスを用いて火炎加水分解または熱酸化反応さ
せて炭素を含有する石英ガラス微粒子となし、これをコ
アまたはコア−クラッド型透明ガラスロッＩ・の外周に
堆積させて多孔質ガラス層とし、この多孔質ガラス層を
有するロフトを高温の窒素含有ガス雰囲気炉内に導入し
て前記多孔質ガラス層を透明ガラス化することにある。

なお、炭素を含む燃焼ガスとしては例えばメタン、エタ
ン、ブタン、アセチレン、メタノール、エタノールなど
かあ番ヂられる。そして燃焼によって分解生成された炭
素は、火炎加水分解または熱酸化反応によって生成され
た多孔質ガラス層を形成するガラス微粒子の周囲やそれ
らの間の隙間にススとして付着し、窒素含有ガス雰囲気
て高温処理する際に５ｉ−０結合から酸素を奪って−・
酸１ヒ炭素、もしくは二酸化炭素として多孔質ガラス層
中から離散する。がくして５ｉ−Ｎ結合が容易となり窒
素のドーピング量を増すことかできる。窒素含有ガスと
しては、Ｎ２、Ｎト−１ＮＦＩＪなどがあげられる。さ
らに前記雰囲気にヘリウムを導入することにより加熱炉
の熱を効率よく多孔質ガラス層に伝えるとともに気泡内
に残留したガスを速やかに外部に排出することができる
。

（実施例） 第１図は、この発明方法の一工程であるコアークラッド
型石英ガラス系ロッドの外周に石英ガラスからなる多孔
質ガラス層を形成するための説明図である。図において
１は４重管バーすで、後述するコアークラッド型石英ガ
ラス系ロッドの長さ方向に所定の速度でトラバースされ
るようになされており、その中心にはＳ　ｉ　Ｏ，、第
２層目には燃焼ガスとしてのＣ７Ｈ，、第３層目にはＡ
ｒ、第４層目にはＱが供給される。２は、ｑＨ６とＯよ
との反応による燃焼炎でこの燃焼熱によりＳ　ｉ　Ｏ，
ガラス微粒子が生成される。３は、生成されたＳｉＱガ
ラス微粒子からなる多孔質ガラス層で各微粒子の周囲及
びそれらの間には炭素Ｃか付着している。なお４は、透
明なコアークラッド型石英ガラス系ロッドでその軸の回
りに回転されるようになされており、その外周には上記
Ｓ　ｉ　Ｏ，ガラス微粒子からなる多孔質ガラスが堆積
される。第２図は、第１図の方法によって得られた多孔
質ガラス層３を窒素を含む透明ガラス体にするための加
熱炉を示したもので、同一符号は第１図と同一物を示す
。５は、石英ガラス炉心管でその底部にはＮ、およびＨ
ｅ等のガスを供給するための供給口６が設けられ、また
その上部側壁にはガス排出ロアが設けられている。８は
炉心管５の外周に位置されたカーボン発熱体である。か
くして炭素を含むＳｉｑか一４＝ らなる多孔質ガラス層３が外周部に形成されなロッド４
を炉心管５内に導入すると多孔質ガラスをなず５ｉ−０
結合から炭素が酸素を奪ってＣＯまたはＣｑとなって排
出ロアから排出される。一方酸素が遊離した硅素には窒
素か結合し窒素を十分に含む透明なオキシナイトシリカ
ガラスとなる。

（具体例） 直径１０ｍｍ、長さ３００ｍｍ、Δ＝Ｏ１３％のＳ　ｉ
　Ｏ，コアーＦドープＳｉＯよりラッドのロッドを用意
した。このロッド上に第１図に示す方法により厚さ４０
ｍｍ、長さ３００ｍｍの炭素を含むＳｉｑからなる多孔
質ガラスを堆積させた。このときのバーナへのガスの供
給条件及びトラバース速度、ロッドの回転速度は表１に
示すとおりであった。

表１ 次にこの多孔質ガラス層を有するロッドを第２図に示す
方法を用いて表２の条件の下に透明ガラス化を図ったと
ころ、直径２５ｍｍ、長さ２００ｍｍの外周部に窒素を
１５ｗｔ％含む光ファイバ好打が得られた。

表２ かくして得られた光ファイバＨ材の耐水性、耐水素特性
、耐強度特性を測定したところ、疲労係数ｎは３５（水
中８０°Ｃ）、水素分子の拡散係数はほとんど０、破断
強度は５２０Ｋｇ／ｍｍであり優れたものであった。

（発明の効果） この発明は、以上のようにコアまたはコア−クラッド型
ロッド上に炭素を含む還元状５ルの多孔質ガラスを形成
し、これを窒素を含む雰囲気で透明ガラス化するように
したので５ｉ−０結合状態にある酸素を容易に遊離させ
窒素と置換させることができ、以って窒素を十分に含ん
だ光ファイバ母材を得ることができる９

【図面の簡単な説明】

第１．２図は、この発明方法を示す説明図。図において
、３は、炭素を含むＳｉｑ多孔質ガラス層、３′は、窒
素を含む透明なガラス層を有する光ファイバ母材。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 石英ガラス形成原料を炭素を含む燃焼ガスを用いて火炎
   加水分解または熱酸化反応させて炭素を含有する石英ガ
   ラス微粒子となし、これを石英ガラス系のコアまたはコ
   ア−クラッド型透明ガラスロッドの外周に堆積させて多
   孔質ガラス層とし、次いでこの多孔質ガラス層を有する
   ロッドを高温の窒素含有ガス雰囲気炉内に導入して前記
   多孔質ガラス層を透明ガラス化することを特徴とする光
   ファイバ母材の製造方法。