JPH02145448A - 光フアイバ母材の製造方法 - Google Patents

光フアイバ母材の製造方法

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JPH02145448A
JPH02145448A JP29794288A JP29794288A JPH02145448A JP H02145448 A JPH02145448 A JP H02145448A JP 29794288 A JP29794288 A JP 29794288A JP 29794288 A JP29794288 A JP 29794288A JP H02145448 A JPH02145448 A JP H02145448A
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JP
Japan
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optical fiber
fluorine
porous material
inert gas
doped
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JP29794288A
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English (en)
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Akira Iino
顕 飯野
Masahide Kuwabara
正英 桑原
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Furukawa Electric Co Ltd
Original Assignee
Furukawa Electric Co Ltd
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/01Manufacture of glass fibres or filaments
    • C03B37/012Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
    • C03B37/014Manufacture 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]
    • C03B37/01446Thermal after-treatment of preforms, e.g. dehydrating, consolidating, sintering
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B2201/00Type of glass produced
    • C03B2201/06Doped silica-based glasses
    • C03B2201/08Doped silica-based glasses doped with boron or fluorine or other refractive index decreasing dopant
    • C03B2201/12Doped silica-based glasses doped with boron or fluorine or other refractive index decreasing dopant doped with fluorine

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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は、コア及びクラッド両方にフッ素をドープした
、いわゆる全フッ素ドープ光ファイバを得るための光フ
ァイバ母材の製法に関するものである。
〔従来技術〕
今日、光ファイバシステムの応用分野は非常に多岐にわ
たっており、それ伴い光ファイバの特性、具体的には光
ファイバの損失量や強度に対する要求も益々多岐にわた
り、また厳しいものになってきている。
ところで低損失の光ファイバが最も求められている海底
ケーブルの分野では、今日単一モード光ファイバが使用
され、該単一モード光ファイバにおいては急速な低損失
化が進んでいる。
この代表的なものとして従来、例えばコア/クラッドの
組成が各々5to2−GeOz/510gでΔ=0.3
%のものが主流であったが、最近ではこれに代わってよ
り低損失な5i02/5i(h−FでΔ=0.3%の、
いわゆるフッ素ドープ光ファイバが導入されようとして
いる。ここでΔはコアとクラッド間の屈折率差を示して
いる。
さらにまた前記フッ素ドープ光ファイバの一歩進んだも
のとしてクラッドのみならずコアにもフッ素をドープし
た、いわゆる全フッ素ドープ単一モード光ファイバの導
入も検討されている。これは第1図に示す如く、コア1
、クラッド2が共にフッ素を含有し、その結果両者共通
常、純粋石英ガラスの屈折率よりも低い屈折率になって
いるものである。
ところでコアにもフッ素をドープする全フッ素ドープの
単一モード光ファイバでは、通常コアへのフッ素ドープ
量は純粋石英ガラスの屈折率に比してみるとΔ−0.0
7%程度であって、これよりも微量のフッ素ドープ技術
は未だ確立されていない。
この場合単一モード光ファイバとするにはコアとクラッ
ドの屈折率差Δを0.30%以上とる必要があるから、
必然的にクラッドのΔ−は0.37%以上にすることが
必要になり、結果としてフッ素の使用量が増大し、コス
ト高になるという問題があった。
より具体的に説明すると、フッ素のドープ量は第2図に
示すようにフッ化物ガス分圧の1/4乗に比例するため
、例えば八−を0.32から0.37に上げようとする
と、ドープガスとしてよく使用されるSin、等のフッ
化物ガスの使用量が2倍も多く必要になる。
そこでこの問題を解決すべく、コアへのフッ素ドープ量
をより少ない値に制御できる技術を確立し、もってクラ
ッドへのフッ素ドープ量をも減することのできるフッ素
ドープ技術の改良が待たれていた。
〔発明の目的〕
前記問題に鑑み本発明の目的は、フッ素ガスの使用量を
減らし、より低コストの全フッ素ドープ光ファイバを製
造することにある。
〔発明の構成〕
前記目的を達成すべく本発明は、石英ガラス微粒子を主
成分とする光ファイバ用多孔質体を、少なくとも塩素と
不活性ガスとを含む雰囲気中で、かつ前記光ファイバ用
多孔質体が完全にガラス化しない温度にて加熱して脱水
処理を施した後、前記脱水処理温度より低く、かつ少な
くとも塩素と不活性ガスとフッ化物ガスとを含む雰囲気
中に晒して前記光ファイバ用多孔質体内にフッ素をドー
プし、しかる後少なくとも塩素と不活性ガスとを含む雰
囲気中で加熱して透明ガラス化することを特徴とするも
のである。
〔発明の実施例〕
従来はVAD法にて製造した光ファイバ用多孔質体を加
熱炉中で脱水処理し、透明ガラス化する過程で、前記加
熱炉内をフッ化物ガスを含む雰囲気にせしめ、この雰囲
気内に前記光ファイバ用多孔質体を晒すことで母材中に
フッ素をドープしていた。しかしながらこの方法では前
述の如くΔ=0.07%以下の微小量を母材内に均一に
ドープすることができなかった。そこで本発明者は種々
の実験を繰り返した後、Δ−0,02%という微小量の
フッ素ドープ技術を確立した。以下にその方法を詳細に
説明する。
まずVAD法により石英ガラス微粒子からなる光ファイ
バ用多孔質体を得、これを最高温度部が1100℃の加
熱炉中で、He501/分、C1* 0.51/分を流
しながら15hm/時の速度で引き下げ、前記最高温度
部1100℃の部分を全長が通過したところで引き上げ
た。これにより光ファイバ用多孔質体の脱水処理が行わ
れたが、光ファイバ用多孔質体は一部焼結が起こると予
想されるが、外観上の変化はほとんど認められなかった
次に、炉の最高温度部を900℃に下げ、He 501
/分、ci、 0.51/分、5iFaを0.031/
分流しなから450vg/時の速度で引き下げ、前記最
高温度部900°Cの部分を通過させた。しかる後この
母材を引き上げ、最、後に炉の最高温度部を1430℃
に上げ、He50ffi/分、C1,0,51,/分を
流しなから100mvA/時の速度で引き下げ、全体を
透明ガラス化せしめた。
このようにして得られた透明ガラス母材のΔ−をプリフ
ォームアナライザーで測定したら、その値は0.02%
であり、しかもフッ素がその径方向に均一にドープされ
ていることが判った。
次にこの透明ガラス母材を外径が15mmになるように
延伸し、その上に石英ガラス微粒子を堆積せしめ、しか
る後これを最高温度部を1000℃にした炉中で、He
50j2/分、ctt o、s j!/分を流しながら
45h+*/時の速度で引き下げて脱水処理を施した後
引き上げた。続いて炉の最高温度部を1350°Cに上
げた状態でHe 13.51−7分、CI20.15j
2/分、SiF4を1.511/分流しなから15hm
 7時の速度で前記最高温度部を通過させ、透明なフッ
素ドープクラッドを得た。このクラッド部のΔ−は前述
同様にプリフォームアナライザーで測定したら0.37
%に相当するフッ素を含有していることが判った。
このクラッド合成と同様な方法を更に2回繰り返して所
望の厚さのクラッドを得た。このときのコア/クラツド
比は1 /12.5になっていた。最後にこの母材を線
引して外径125μll1(紫外線硬化型樹脂被覆外径
250μm)の全フッ素ドープ型の単一モード光ファイ
バを得た。この光ファイバをNo。
1とする。
次に比較のため従来方法による全フッ素ドープ型の単一
モード光ファイバを作った。この条件を以下に示す。
まず前述した本発明の方法のものと同様にVAD法によ
り石英ガラス微粒子からなる光ファイバ用多孔質体を得
、これを最高温度部が900″Cの加熱炉中で、He5
0f/分、Ch O,51,7分、5iFn0.03a
I1.7分を流しながら200mm/時の速度で引き下
げ、前記最高温度部900°Cの部分を全長が通過した
ところで引き上げた。次に炉の最高温度部を1480°
Cに上げ、He50j!/分、CL O,5I!、7分
を流しながら200mm/時の速度で引き下げた。得ら
れた透明ガラス母材の八−をプリフォームアナライザー
により測定したら0.075%であった。
この透明ガラス母材を外径が15mmになるように延伸
し、その上に石英ガラス微粒子を堆積せしめた。しかる
後これを最高温度部を1000°Cにした炉中で、He
50f/分、CI20.51!、7分を流しながら45
0mm/時の速度で引き下げて脱水処理を施した後引き
上げた。続いて炉の最高温度部を1350°Cに上げた
状態でHe 13.5 J!/分、C1z 0.151
/分、5iFaを2.91t/分流しながら150mn
+ 7時の速度で前記最高温度部を通過させ、透明なフ
ッ素ドープクラッドを得た。このクラッド部の八−は前
述同様にプリフォームアナライザーで測定したところ0
.425%に相当するフッ素を含有していることが判っ
た。このクラッド合成と同様な方法を更に2回繰り返し
て所望の厚さのクラッドを得た。このときのコア/クラ
ツド比は1 /12.5になっていた。
最後にこの母材を線引して外径125μ11(紫外線硬
化型樹脂被覆外径250μ―)の全フッ素ドープ型の単
一モード光ファイバを得た。この光ファイバをNo、2
とする。
前記光ファイバNo、1、No、2の伝送損失(dB/
km)をOH基の影響の現れる1、39μm、及び通常
の使用波長帯域である1、3μm 、 1.55μmの
各波長で測定した。その結果を表−1に示す。
表−1 光ファイバNo   OH1,391,3ttm  1
.55tttaNo、1     0.72  0.3
09  0.183No、2     0.72  0
.310  0.182この表−1が示すように光ファ
イバNo、1及びNo。
2の伝送損失値はほとんど差がない。
尚、前述したようにNo、1の光ファイバのコアのΔ−
は0.02%、クラッドのΔ−は0.37%であるがら
コアークラッドの屈折率差Δは0.35%であり、一方
No、2の光ファイバのコアのΔ−は0.075%、ク
ラッドの八−は0.425%、よって両者の屈折率差Δ
もNo、1と同様0.35%である。
一般に単一モード光ファイバの場合、コア部の断面積は
クラッド部の断面積の約1/200である。
従ってクラッド部の合成価格で単一モード光ファイバの
価格が決定されると言っても過言ではない。
因みに、前記No、1の光ファイバを得るために消費し
たSiF4の量は、No、2の光ファイバを得るために
消費したSiF4の約1/2であった。一般にSiF、
は非常に高価なガスであるため、この差は非常に大きく
、計算したところNo、1の光ファイバはNo、2の光
ファイバの約1/2であることが判った。
ここで前記実施例ではフッ化物ガスとして5iFaの例
のみ述べているが、他のフッ化物ガスでも同様である。
また前述した実施例では通常光ファイバ用のドーパント
として使用されるGeO2やP2osを全く含まないも
ののみ示したが、これらのドーパントが0〜0.1mo
1%程度含まれている光ファイバであってもコア及びク
ラッドにフッ素をドープする全フッ素ドープ光ファイバ
であればほぼ同様の効果が期待できる。
また同様に本実施例では単一モード光ファイバについて
のみ述べているが、この技術が他の光ファイバ、すなわ
ちマルチモード光ファイバにも応用できることは言うま
でもない。
〔発明の効果〕
前述の如く本発明によれば、全フッ素ドープ光ファイバ
を製造するに際し、高価なフッ化物ガスの使用を低減で
き、もって低コストの全フッ素ドープ光ファイバを得る
ことができる。
【図面の簡単な説明】 第1図はフッ化物ガスの分圧とΔ−の関係を示すグラフ
、第2図は一般的な全フッ素ドープ光ファイバの一例の
屈折率分布を示す図である。 1〜コア 2〜クラツド 特許出願人   古河電気工業株式会社フッ化物ガスの
分圧 第2図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 石英ガラス微粒子を主成分とする光ファイバ用多孔質体
    を、少なくとも塩素と不活性ガスとを含む雰囲気中で、
    かつ前記光ファイバ用多孔質体が完全にガラス化しない
    温度にて加熱して脱水処理を施した後、前記脱水処理温
    度より低く、かつ少なくとも塩素と不活性ガスとフッ化
    物ガスとを含む雰囲気中に晒して前記光ファイバ用多孔
    質体内にフッ素をドープし、しかる後少なくとも塩素と
    不活性ガスとを含む雰囲気中で加熱して透明ガラス化す
    ることを特徴とする光ファイバ母材の製造方法。
JP29794288A 1988-11-25 1988-11-25 光フアイバ母材の製造方法 Pending JPH02145448A (ja)

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