JPH02149442A - 光ファイバ用母材の製造方法 - 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〕 本発明は元ファイバ用母材の製造方法に関し、さらに詳
しくは石英系ガラス微粒子体からなる多孔質ガラス母材
を加熱脱水処理及び加熱透明化処理する方法に関する。

〔従来の技術〕

元ファイバ用母材を量産する一般的な方法としてＶ　Ａ
　Ｄ　（Ｖａｐｏｒ　Ｐｈａｓｅ　Ａｘｉａｌ　Ｄｅｐ
ｏｓｉｔｉｏｎ気相軸付け）法が知られている。ＷＡＤ
法は、回転する出発部材例えばガラス棒の上に酸水素火
炎中で生成し九ガラス微粒子を堆積させて円柱状の多孔
質ガラス母材（スート母材）を作シ、この多孔質ガラス
母材に加熱脱水処理及び加熱透明化処理を施して元ファ
イバ用ガラス母材を製造する方法である。ｖＡＤ＠にお
いて多孔質ガラス母材を加熱脱水する場合には、脱水効
果のめる塩素系ガスを添加した不活性ガス雰囲気中で多
孔質ガラス母材を加熱し、また加熱透明化する場合には
不活性ガス雰囲気中で１６００Ｃ程度の高温に力０熱す
ることが一般的である。

さらに脱水や透明化の際に雰囲気ガスにさらにフッ素系
ガスを添加しておくとガラス母材中にフッ素が添加され
る。フッ素は石英ガラスの屈折率を下げる働きがあるた
め、加熱処理の雰囲気ガス中にフッ素系ガスを添加し元
ファイバの屈折率分布ｔ−副調整る場合もある（時開１
Ｉ８５５−６７５５５、同６０−２５９５３７各号公報
）。

このような多孔質ガラス母材の加熱透明化の方法の一般
的な構成を第５図、第６図に示す。

第５図の方法では多孔質ガラス母材１をリング状ヒータ
２による高温領域を通過させていくことにより、また第
６崗の方法では多孔質ガラス母材１を該多孔質ガラス母
材１と同程度の長さの高温領域を有するヒータ２′の内
部に保持することによシ、各々加熱される。いずれの場
合も多孔質ガラス母材１は炉心管３内に収容されておシ
、炉心管３のガス導入口５から雰囲気ガスを導入しガス
排出口６から雰囲気ガスは排出される。また両図におい
て４は多孔質ガラス母材１の支持棒である。

〔発明が解決しようとする課題及び作用〕第５図、第６
図に示したような従来の多孔質ガラス母材の加熱方法で
は、炉心管３の上部と支持棒４の間隙人からの大気の混
入を完全になくすことは困難であシ、もし大気が炉心管
３内に混入した場合には、大気中に含まれる水分や遷移
金属等の不純物によシ多孔質ガラス母材１が汚染され、
元ファイバの伝送損失を劣化させる原因となってい九。

ｔＡ、多孔質ガラス母材１の挿入や取り出しの際には炉
心管６の上部を開放することになるが、この時に大気が
炉心管３内に多量に混入し、長期間使用していくうちに
炉心管３が汚染され、炉心管５内面に付着した汚染物が
多孔質ガラス母材１の加熱中に蒸発して多孔質ガラス母
材を汚染するなどの問題点もあった。

本発明の目的は上記のような問題点を解消して、石英系
多孔質ガラス母材を汚染なく加熱、脱水、透明化して高
品質な元ファイバ用母材を製造できる方法を提供するこ
とにある。

（１！題を解決するための手段〕 本発明は上記問題点を解決するために、石英系ガラス微
粒子体からなる元ファイバ用多孔質ガラス母材を加熱脱
水処理及び加熱透明化処理するにあたシ、支持棒にて上
端を支持された該多孔質ガラス母材を片端が開放された
中空ガラス容器内に配置された状態で加熱炉内に挿入し
、かつ該中空容器内に加熱雰囲気ガスを導入しつつ該多
孔質ガラス母材を加熱脱水処理及び加熱透明化処理する
ことを特徴とする元ファイバ用母材の製造方法を提供す
るものである。

本発明の特に好ましい実施態様としては、上記支持棒が
中空パイプ状であシ、該支持棒の中空Ｓを経て加熱雰囲
気ガスを中空容器内へ導入する上記方法が挙げられる。

本発明の該中空容器としては高純度カーボン又は石英ガ
ラスで形成されているものが特に好ましい。

第１図は本発明の一具体例であって、１は多孔質ガラス
母材、２はリング状ヒータ、３は炉心管、７は下端が開
放された中空容器であって、多孔質ガラス母材１は中空
容器７の内部に配置される。８は多孔質ガラス母材１及
び中空容器７の支持棒であって中空パイプ状になってお
担チャック１１によル把持され、昇降装［１２によ）支
持棒８を移動させることにより多孔質ガラス母材１は中
空容器７の内部に配置された状態で上下に移動する。雰
囲気ガスは矢印で示すように、支持棒８の上端に接続さ
れたコネクター１３を介して支持棒θの中空部内に供給
され、中空容器７の内部に位置する支持棒壁面にあけら
れた貫通孔１４を経て中空容器７の内部に導入され、多
孔質ガラス母材１周辺部を通ったのち、中空容器７の下
端開放部から中空容器７と炉心管３の間隙を通り、ガス
排出口６から排出される。９は支持棒８に多孔質ガラス
母材１を固定するためのピンであ）、１０は支持棒８に
中空容器７を固定するためのネジである。

上記のような構成で多孔質ガラス母材１の加熱を行うこ
とによシ、前記従来法の問題点は解消する。すなわち、
たとえ従来のように炉心管３と支持棒８の間ＨＡから大
気が混入したとしても、この大気が多孔質ガラス母材１
にまで到達するには、中空容器７の下端から中空容器７
の内側へ回り込むことが必要であるが、中空容器７の内
部には雰囲気ガスの下方向への流れがあるため、大気の
多孔質ガラス母材１への到達を阻止することが可能であ
る。また炉心管３の内壁に付着している不純物等も、中
空容器にさえぎられ多孔質ガラス母材表面には直接付着
することはない。前述したように中空容器７内の下方向
のガスの流れによシ混入大気や炉心管３からの不純物の
中空容器Ｚ内への混入が防止されるわけであるが、この
効果は中空容器７をよ）長くシ、中空容器７下端から多
孔質ガラス母材１下端までの距離ｌｔ−長く取った方が
よシ有効である。

中空容器の材質としては、高純度化が可能であシかつ耐
熱性や脱水剤として用いられる塩素系ガスに対して不活
性な材質が好ましい。具体的には高純度カーボンや石英
ガラスが挙げられる。

また、本発明の構成は、第１図に示したものに限定され
るものではなく、多孔質ガラス体を中空容器内に配置し
中空容器内に直接雰囲気ガスを導入できるものであれば
伺ら本発明の範囲を越えるものではない。例えば、第１
図では、リング状ヒータ２による加熱方法を採用してい
るがこれは第６図のような広範囲の高温加熱頭載を有す
るものでも良い。

また、第１図では炉心管３は上部に排気口６を有してい
るのみであるが、第２図のように下部に排気口６を有す
るもの、第３図のように上部にガス導入口５、下部に排
出口６を有するものなども本発明の構成例として有効で
ある。第３図の場合、炉心管５の上部ガス導入口５から
導入されるガスは、中空容器７内の雰囲気ガス組成を乱
さない限シにおいては、清浄な不活性ガスであれば良い
。また、本発明において炉心管とはヒーターと多孔質ガ
ラス母材を遮断する容器を考えているが、この意味での
炉心管は本発明に必須な登件ではなく第４図のように炉
心管を用いず直接ヒータ２により、中空容器を加熱する
ことも本発明では可能となる。ただし、第４図の場合に
はヒータ２も含めてガス導入口５とガス排出口６を持つ
容器１５内に収納することになる。なお第２図乃至第４
図において第１図と共通する符番の部分は、第１図のも
のと同じ構成、作用の部分を意味している。

以上に説明した本発明の方法はＯＶ　Ｄ　（Ｏｕｔｓｉ
ｄｅｖａｐｏｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ　　外付け）法
で作成された多孔質ガラス体やゾルゲル法で作成された
多孔質ガラス体等ＭＡＤ法以外の製法による多孔質ガラ
ス体にも適用できるものである。

〔実施例〕

実施例１ 外径１ｏｏａ、長さ６００１ａｌのＧａＯ２−８１０□
からなる比屈折率差１％のＧＩ型ファイバのコア部に相
当する多孔質ガラス母材を’／ＡＤ法によシ作成した。

本母材を第１図に示した装置にて本発明によシ加熱脱水
処理及び加熱透明化を行ったのち、通常の方法で市販の
合成石英管内に挿入し、加熱一体化して元ファイバ母材
としたのちこれを線引し、外径１２５７７１に、　コア
径５０μｍのＧｌ型元ファイバを作成した。その伝送損
失は波長１．３　／Ｊｌ１１で０．４１６Ｂ　／Ｋｍと
良好であ択ＯＨ基による１、４μ論付近の吸収損失増加
量も１６Ｂ／ｋｌｌｌ以下と十分に脱水処理がなされて
いた。

尚、本実施例では、第１図に示した中空容器は外径１６
０鵬φ、内径１４０ｓａｉφ、長さ８００■の寸法を有
する高純度カーボンであシ、ヒータ２はカーボン製、最
高温度〜１０最高温度−１０Ｃの高温加熱領域長は２０
０１１Ｂであル、炉心管３は石英製で内径１９０１１１
φ、外径２００謳φ、全長２．５　ｍのものであった。

加熱脱水処理は、雰囲気ガスとしてＣ／２ガス５００　
ＣＣ／ｗｉｎ。

Ｈｅガス１０１　／　ｍｉｎ　　を中空容器内に導入し
、下降速度４１１１／分、ヒータ温度１１５０Ｃにて実
施した。また加熱透明化処理は、雰囲気ガスをＨａのみ
１５ノ／ｗｉｎ　Ｒ，シ％下降速度８鵡／分、ヒーター
温度１６８０ｔ：にて実施した。

実施例２ 外径１００鵡φ、長さ６００Ｍ１１φであり、ＧａＯ２
−８１０２からなるコア相当部と８１０□からなるクラ
ッド相当部を有し、コア相当部の外径が２０ｍ１１φで
ある比屈折率差０．３％の８Ｍ現型ファイバ多孔質ガラ
ス母材をＷＡＤ法にて作成した。本母材を第３図に示し
た装置にて本発明により加熱脱水処理及び加熱透明化処
理を行った。

装置内の中空容器、ヒータ、炉心管等の寸法材質は実施
例１に示したものと同一であった。加熱脱水処理におい
ては雰囲気ガスとしてＣ１２ガス５００　ｃｃ／　ｗｉ
ｎ、　　Ｈｅガス１０−６／ｍｉｎ′ｆｔ：中空容器内
に導入し、また炉心管内には導入口５からＨｅガス１０
−ｅ　／　ｗｉｎ導入し、下降速度４１ＥＩ／分、ヒー
ター温度１１５０Ｃに設定した。また、加熱透明化処理
は、Ｈｅガス１０ｐ／分を中空容器内に導入し、また炉
心管内には、Ｈｅガスを１０２／分を導入し下降速度４
１ｓ／分、ヒータ温度１．６８　Ｏｒに設定した。透明
化されたガラス母材の一部を１２１１φに延伸したのち
、その外周部にＷＡＤ法にてさらに多孔質ガラス層（直
径１２０１１１１φ）を形成し、透明ガラス母材とこれ
を取り囲む多孔質ガラス体の複合体を作成した。本複合
体を第３図に示す装置にて再度加熱透明化処理を行った
。この時中空容器の外径を１７０ｕφ、内径をｉｓｏｍ
φと、若干実施例１に比べ大型化した以外は、実施例１
と同寸法の構成とした。また加熱脱水処理は省略した。

加熱透明化時、中空容器内にはＨｅ１５形／ｍｉｎを導
入し、炉心管内には導入口５からＮ２ガスを１５ノ／分
導入し、下降速度４１１／分、ヒーター温度１ｄ５０ｒ
と設定し次。この結果、複合体の多孔質ガラス層部は完
全に透明ガラス化し九。本ガラス母材を線引した結果、
波長Ｌ５５μｍ　での伝送損失は０．１９　ｄｎ／ｋｍ
、また１、４７７１１付近のＯＨ吸収損失は０．３ｄＢ
／−と、極めて低損失な８Ｍ型光ファイバが得られた。

以上の実施例１，２の結果から、本発明によれば非常に
高品質の元ファイバ用母材が得られ、この母材を線引き
することで非常に低損失で、ＯＨ基含有量の少ない元フ
ァイバが得られることが明らかにわかる。

〔発明の効果〕

本発明は以上説明したように、多孔質ガラス体を片端が
開放された中空容器内に配置し中空容器内に雰囲気ガス
を供給しつつ加熱脱水処理及び加熱透明化処理を行うも
のであシ、力ｎ熱処理時の不純物の多孔質ガラス母材へ
の混入を防止することができ、低損失特性を要求される
光ファイバの母材製造工程において非常に効果的な方法
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の具体的な装置構成の一例を示す概略断
面図、第２図乃至第４図は本発明の他の具体的な装置構
成の例を示す概略断面図、第５図及び第６図は従来法に
よる多孔質ガラス体の加熱脱水処理、加熱透明化処理方
法を示す概略説明図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）石英系ガラス微粒子体からなる光ファイバ用多孔質
   ガラス母材を加熱脱水処理及び加熱透明化処理するにあ
   たり、支持棒にて上端を支持された該多孔質ガラス母材
   を片端が開放された中空容器内に配置された状態で加熱
   炉内に挿入し、かつ該中空容器内に加熱雰囲気ガスを導
   入しつつ該多孔質ガラス母材を加熱脱水処理及び加熱透
   明化処理することを特徴とする光ファイバ用母材の製造
   方法。 ２）上記中空容器が高純度カーボンで形成されているこ
   とを特徴とする請求項１）に記載の光ファイバ用母材の
   製造方法。 ３）上記中空容器が石英ガラスで形成されていることを
   特徴とする請求項１）に記載の光ファイバ用母材の製造
   方法。 ４）上記支持棒を中空パイプ状とし、該支持棒の中空部
   を経て加熱雰囲気ガスを中空容器内へ導入することを特
   徴とする請求項１）に記載の光ファイバ用母材の製造方
   法。