JPH0218294B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は光フアイバ用母材、ロツドレンズ用母
材のごときオプテイカルガラスロツドの製造方法
に関する。

一般に、光フアイバやロツドレンズなどの母材
は石英系、多成分系などのガラス棒（ガラスロツ
ド）からなり、このガラスロツドをつくる際の１
手段として採用されている液相法（Liquid
Phase Techniques）では、耐熱性のルツボ内に
ガラス系酸化物粉末を入れてこれを溶融状態に
し、こうして得られたコア用ガラス、クラツド用
ガラスを再度炉中で溶融一体化してガラスロツド
をつくつている。

ところが上記の方法によりガラスロツドをつく
る場合、酸化物粉末をガラス化する際のルツボか
ら溶出した微量成分が当該ガラス中に混入してし
まい、このため屈折率のバラツキや伝送損失増が
生じるなど、光フアイバ用、ロツドレンズ用とす
べき良質のガラスロツドが得られなかつた。

また、上記の方法による場合は酸化物粉末の溶
融ガラス化からこれを棒状のガラスとするまでに
多くの工程を要することになるため、工程数が多
くなるとか、複雑になるといつた問題もあり、し
かもこの方法では、中心の屈折率が最大となり、
その中心から外周へ向うにしたがい屈折率が漸減
するようなガラス合成ができないから、GI型光
フアイバ用の母材となるガラスロツドはつくれな
い。

本発明は上記の問題点を解消すべくなされたも
のであり、以下その方法につき説明する。

まず、本発明方法の原理を第１図により説明す
ると、この第１図では一端が開口され、他端が閉
塞されている石英製のガラスパイプ１内に、すな
わち同パイプ１の空間部２内にガラス系の酸化物
粉末３を所定量だけ充填する。

ここでいうガラス系の酸化物粉末３は、気相ま
たは液相のガラス原料を火炎加水分解法または熱
分解法により別途に生成したものであり、その組
成は１例としてSiO₂−GeO₂−P₂O₅よりなる。

この酸化物粉末３はあとで熱処理されることに
より透明ガラスとなるが、その屈折率はGeO₂に
より高く、かつその融点はP₂O₅により低くなつ
ており、したがつて当該酸化物粉末３のガラス化
物は、高純度SiO₂（石英）からなるガラスパイプ
１に比べ、高屈折率、低融点となる。

もちろんこの場合、酸化物粉末３はSiO₂を主
成分とし、上記以外の高屈折率化合物、低融点化
合物を副成分としてもよい。

つぎに、空間部２内に酸化物粉末３が充填され
た上記ガラスパイプ１の開口端側を、回転自在か
つ上下動自在な支持具４により挾持し、同パイプ
１を回転させながら加熱装置（電気炉）５内へ低
速挿入する。

この加熱装置５内ではガラスパイプ１および酸
化物粉末３がともに高温加熱されることになる
が、酸化物粉末３はガラスパイプ１よりも低融点
であるから同パイプ１に先行して溶融され、透明
ガラス化される。

もちろん、この際の透明ガラスはガラスパイプ
１と融着する。

こうして酸化物粉末３を透明ガラス化した後
は、ガラスパイプ１を加熱装置５内から取り出し
て各部の冷却を待てばよく、これにより所定のガ
ラスロツドが得られる。

上記により製造されたガラスロツドは、酸化物
粉末３の透明ガラス化物が高屈折率であり、ガラ
スパイプ１がこれよりも低屈折率であるから、こ
のガラスロツドを既知の紡糸手段で加熱延伸する
ことにより、光フアイバが得られることになる。

また、上記酸化物粉末３の透明ガラス化工程と
その後の光フアイバ紡糸工程とを同時に行なう場
合、加熱装置５の後段に別の加熱装置（紡糸炉）
を配置しておき、上記により製造されたガラスロ
ツドをその加熱装置（紡糸炉）内へ連続導入して
紡糸すればよいことになる。

つぎに第２図、第３図で示した本発明の第１実
施例について説明すると、この実施例では多重管
構造としたガラスパイプ１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ
と、これらパイプ１ａ〜１ｄの各空間部２ａ，２
ｂ，２ｃ，２ｄ内に充填された酸化物粉末３ａ，
３ｂ，３ｃ，３ｄとにより所望のガラスロツドを
製造するようにしたものである。

この実施例でも、各ガラスパイプ１ａ〜１ｄの
一端は開口され、その他端が閉塞状態となつてい
るが、これら各パイプ１ａ〜１ｄは当該閉塞状態
において互いに連結された構造となつている。

一方、各ガラスパイプ１ａ〜１ｄの空間部２ａ
〜２ｄ内に充填された酸化物粉末３ａ〜３ｄはい
ずれもSiO₂を主成分としているが、その副成分
であるドープ剤（例えばGeO₂）の含有量が異な
つているため、３ａ＞３ｂ＞３ｃ＞３ｄのごとく
中心の酸化物粉末３ａが最大の屈折率、その中心
から外周へ向うにしたがい、他の酸化物粉末３
ｂ，３ｃ，３ｄの屈折率は段階的に小さくなつて
いる（第４図参照）。

上記のごとく酸化物粉末３ａ〜３ｄが充填され
た多重管構造のガラスパイプ１ａ〜１ｄも、第１
図の場合と同様加熱装置５を介して熱処理するの
であり、これにより各酸化物粉末３ａ〜３ｄは透
明ガラス化されることになる。

この際、各空間部２ａ〜２ｄ内の酸化物粉末３
ａ〜３ｄからは高温の熱によりドープ剤の一部が
拡散することとなり、その拡散したドープ剤が各
ガラスパイプ１ａ〜１ｄへ溶けこむことになる。

したがつて、この実施例において各酸化物粉末
３ａ〜３ｄが透明ガラス化されてガラスロツドと
なつた場合、その屈折率分布は第５図のようにな
る。

つまり第２図、第３図の第１実施例ではGI型
光フアイバ用、ロツドレンズ用のガラスロツド
（母材）が得られることになる。

なお、この実施例において、各ガラスパイプ１
ａ〜１ｄ相互にも屈折率差をもたせておいてもよ
く、こうした場合には第５図に示した屈折率分布
がよりなめらかになる。

さらに第２図、第３図の上記実施例の場合も、
これにより得られたガラスロツドを第１図と同様
の手段で紡糸することにより、所定のGI型光フ
アイバが得られ、もちろん当該ロツドの減径加工
率を小さくした場合にはロツドレンズが得られる
ことになる。

つぎに本発明の第２実施例を第６図、第７図に
より説明すると、この実施例では多重管構造とし
た粉末充填器６を介してガラスパイプ１内にガラ
ス系の酸化物粉末を充填するようにしたものであ
り、これに際しては、はじめ第６図のごとく開口
端を上向きとした粉末充填器６の各空間部７ａ，
７ｂ，７ｃ内へそれぞれ酸化物粉末３ａ，３ｂ，
３ｃを充填した後、該粉末充填器６の外周にガラ
スパイプ１を被せ、つぎに第７図のごとくガラス
パイプ１の開口端が上向き、粉末充填器６の開口
端が下向きとなるようにこれらを反転させた後、
粉末充填器６のみを上方へ抜きとつて各酸化物粉
末３ａ，３ｂ，３ｃをガラスパイプ１内へ残置さ
せるのである。

つまり、粉末充填器６内の各酸化物粉末３ａ，
３ｂ，３ｃを、その充填状態を保持したまゝガラ
スパイプ１内へ入れかえるのである。

以下は第１実施例で述べたと同様の処理を施す
のであり、これにより所望のガラスロツドが得ら
れる。

もちろん、この第２実施例の場合も、各酸化物
粉末３ａ，３ｂ，３ｃの組成を異ならせておくこ
とにより、第４図、第５図で説明した屈折率分布
が得られることになる。

また、ガラス化後の屈折率分布をより滑らかに
する場合は、ガラス化前においてガラスパイプ１
内の各酸化物粉末３ａ，３ｂ，３ｃに振動を与え
るとか、回転による遠心力を与えるのがよく、こ
うすることにより、各酸化物粉末相互の界面で一
部の粉末が混じり合い、この結果、ガラス化した
際の屈折率分布が滑らかになる。

なお、上記において用いる粉末充填器６として
は金属製、プラスチツク製、ガラス製など、適宜
のものが採用できるが、特に望ましくは酸化物粉
末に対し滑性のあるものがよく、その滑性を得る
ため表面にコーテイング処理を施すこともある。

以上説明した通り、本発明方法によるときは、
一端が開口され、他端が閉塞されているガラスパ
イプ内に、別途に生成された互いに組成の異なる
ガラス系の酸化物粉末をそれぞれ同心円状の層に
区分して充填し、その後、当該粉末充填状態にあ
るガラスパイプを加熱して、その内部の酸化物粉
末を透明ガラス化するとともに該ガラス化物とガ
ラスパイプとを溶融一体化することを特徴として
いる。

したがつて本発明方法による場合、所望のガラ
スロツドをつくるのにルツボは不要であり、この
結果ルツボから溶出する微量成分がガラスロツド
中に混入するといつた品質上の問題は回避でき、
また、そのガラスロツドを得る工程は粉末充填工
程と加熱工程だけで殆ど足りるので製造難度がな
いとともに少ない工程数による能率向上もはか
れ、さらにGI型光フアイバ用、ロツドレンズ用
なども簡易につくれるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法の原理を示した略示断面
図、第２図、第３図は本発明方法の第１実施例を
示した略示平面図と略示断面図、第４図、第５図
は同第１実施例における加熱前と加熱後における
屈折率分布を示した説明図、第６図、第７図は同
上の第２実施例を示した斜視図と断面図である。 １，１ａ〜１ｄ……ガラスパイプ、２，２ａ〜
２ｄ……空間部、３，３ａ〜３ｄ……酸化物粉
末、６……粉末充填器、７ａ〜７ｃ……空間部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 一端が開口され、他端が閉塞されているガラ
   スパイプ内に、別途に生成された互いに組成の異
   なるガラス系の酸化物粉末をそれぞれ同心円状の
   層に区分して充填し、その後、当該粉末充填状態
   にあるガラスパイプを加熱して、その内部の酸化
   物粉末を透明ガラス化するとともに該ガラス化物
   とガラスパイプとを溶融一体化することを特徴と
   したオプテイカルガラスロツドの製造方法。 ２ 多重管構造としたガラスパイプの各空間部内
   にそれぞれガラス系の酸化物粉末を充填する特許
   請求の範囲第１項記載のオプテイカルガラスロツ
   ドの製造方法。 ３ 多重管構造とした粉末充填器の各空間部内に
   それぞれガラス系の酸化物粉末を充填し、当該粉
   末充填状態を保持して各酸化物粉末をガラスパイ
   プ内へ入れかえる特許請求の範囲第１項記載のオ
   プテイカルガラスロツドの製造方法。 ４ ガラス化時における屈折率分布が中心から外
   周に向けて徐々に小さくなるよう、ガラスパイプ
   内にはそれぞれ組成の異なる酸化物粉末を充填す
   る特許請求の範囲第１項または第２項または第３
   項記載のオプテイカルガラスロツドの製造方法。