JPH0348125B2 - - Google Patents

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JPH0348125B2
JPH0348125B2 JP56143188A JP14318881A JPH0348125B2 JP H0348125 B2 JPH0348125 B2 JP H0348125B2 JP 56143188 A JP56143188 A JP 56143188A JP 14318881 A JP14318881 A JP 14318881A JP H0348125 B2 JPH0348125 B2 JP H0348125B2
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JP
Japan
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chloride
pcl
typically
hcl
ppm
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JP56143188A
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JPS5782136A (en
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Reroi Baanzu Robaato
Aasaa Chandorosu Edoin
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AT&T Corp
Original Assignee
AT&T Technologies Inc
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B25/00Phosphorus; Compounds thereof
    • C01B25/10Halides or oxyhalides of phosphorus
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B33/00Silicon; Compounds thereof
    • C01B33/08Compounds containing halogen
    • C01B33/107Halogenated silanes
    • C01B33/10778Purification
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01GCOMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G17/00Compounds of germanium
    • C01G17/04Halides of germanium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C13/00Fibre or filament compositions
    • C03C13/04Fibre optics, e.g. core and clad fibre compositions

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  • Silicon Compounds (AREA)
  • Chemical Or Physical Treatment Of Fibers (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はヒドロキシ不純物を除去するための光
導波管材料の処理に関するものである。
通信用途に適する損失の少ない光導波管の生産
は多くの技術によつて一般に達成されており、そ
のほとんどがシリカ(SiO2)を生成する四塩化
ケイ素の酸化からなるものである。製造方法の一
つは米国特許第4217027号に記載されているよう
な変性化学蒸着技術(modified chemical vapor
deposition technique)(MCVD)である。
光フアイバ中の−OH含有不純物が光通信系に
関係のある種々の波長において増大した光学的損
失を生じることは知られている。例えば−OH吸
収ピークは特に0.95、1.25および1.39ミクロンに
位置している。シリカを生成するために酸化され
る四塩化ケイ素が典型的には光フアイバ前駆体材
料の大部分を形成する一方、種々のドーパント量
も包含されている。代表的なドーパントはゲルマ
ニウムおよびリンを包含している。これらは典型
的には各々の酸化物、代表的にはGeO2および
P2O5の形でシリカ光フアイバ中に存在する。こ
れらはまた典型的にはMCVD処理によるような
上述の材料の塩化物を酸化することによつて混入
される。具体的には光フアイバ中所望のドーパン
トを生成するために変化量のSiCl4と共にGeCl4
よびPOCl3を典型的に酸化する。ドーパント塩化
物中のあらゆる−OHもまた光フアイバ中の−
OH量を増大する。光フアイバ中の混入をある程
度に減少させる酸化処理においてはMCVDが−
OH含有不純物の幾分かを分割することが知られ
ている。それにもかかわらずMCVDおよびある
種の他の光フアイバ生産方法において前駆体材料
中の−OH不純物の量を減少させることがある場
合には望ましい。
本発明はSiCl4、GeCl4およびPOCl3を包含する
光フアイバ導波管塩化物中の−OH含有不純物量
を減少させる方法からなるものである。この方法
はPCl3またはPBr3を塩化物に添加し、さらに塩
化物中にCl2またはBr2を供給することからなる。
これらは塩化物中の−OH基と反応して典型的に
はHClまたはHBrおよびPOCl3またはPOBr3を生
成する。HClまたはHBrは次に典型的には塩化物
から除去される。さらにPCl3中の−OH不純物は
Cl2またはBr2を添加することによつて典型的には
生成HClまたはHBrが除去されて減少することが
できる。
次の詳細な説明は光フアイバ材料中の−OH不
純物のレベルを低下させる方法に関するものであ
る。PCl3またはPBr3およびCl2またはBr2をSiCl4
またはGeCl4またはPOCl3に添加することによつ
て−OH不純物の除去が行なわれる。SiCl4を精製
するための次の反応順序は典型的な方法であると
思う。
(1a) PCl3+Cl2→PCl5 (1b) PCl5+Cl3Si−OH →SiCl4+POCl3+HCl 他の材料に対する反応順序は同様な系列にて進
行する。さらにPCl3はそれ自体いくつかの光フ
アイバ処理において酸化される前駆体塩化物であ
り、それとCl2またはBr2と反応させることによつ
て−OH除去のために処理することができる。次
の反応順序は塩素添加の場合のこの後者の処理を
表わすと思う。
(2a) PCl3+Cl2→PCl5 (2b) PCl2−OH+PCl5 →PCl3+POCl3+HCl 各々の場合、精製前駆体材料と共にハロゲン化
水素を得る。HClまたはHBrは乾性ガス、代表的
には窒素または酸素を材料を通してバブリングさ
せることを包含する種々の技術によつて除去する
ことができる。それらはまた不活性雰囲気下スト
リツパーカラム蒸留または不活性雰囲気下で還流
することによつて典型的には還流カラムの開口部
を横断して不活性乾性ガスを吹き込むことによつ
て除去することができる。典型的には全HClおよ
びHBrレベルを光フアイバ生産には、0.04分子%
以下に低下させることが望ましい。
SiCl4またはGeCl4前駆体材料の場合に本発明を
実施するのにハロゲンとして塩素を用いる場合、
塩素は塩素化精製処理に影響を及ぼすために典型
的には前駆体塩化物中に供給する。具体的には塩
素と反応させた時SiCl4中の普通の不純物である
トリクロロシラン(SiHCl3)がSiCl4およびHCl
に転化することが知られている。「無機および理
論化学の広範囲の論文」(A Comprehensive
Treatise On Inorganic And Theoretical
Chemistry)、J.W.メラー(J.W.Mellor)、第
巻、第969頁(1925年)参照。さらに紫外線でCl2
を照射することがフリーラジカル鎖反応を開始す
ることによつて活性を高めることによく知られて
いる。このように紫外線塩素化技術において紫外
線放射はCl2分子のいく分かを原子塩素に解離し、
−OH基として結合されていない水素を含有する
不純物と反応してHClを生成する。HClは、その
後で除去することができる。発明者らは紫外線塩
素化技術によつてSiCl4から除去することができ
る。さらに他のタイプの水素含有不純物が−
CHx含有不純物であることを見出した。ここに
xは1から3の範囲であるが、更に可能なその他
のものも含む。さらに紫外線塩素化技術は水素含
有不純物を除去する。さらにまたこの技術の詳細
は例えばドイツ公開公報第2805824号に見出すこ
とができる。ここに用いられているような“他の
水素含有不純物”なる用語はHClまたは−OH基
の形でのみの水素含有不純物以外の塩化物中のあ
らゆる水素含有不純物を意味する。
ハロゲンとして塩素を用いて本発明を実施する
場合には典型的には過剰のCl2の黄色が観察され
るまで添加する。これは典型的には塩化物の0.1
重量%のようなCl2濃度において起る。塩素は良
好な混合を確実にするために液体塩化物を通して
バブリングすることによつて添加するのが有利で
ある。紫外線塩素化処理と組合せて使用する場
合、本発明は紫外線照射工程の前にまたは後に実
施することができる。しかしながら本発明の技術
は紫外線塩素化処理を用いることに限定されるも
のではない。さらに塩素または臭素は補助的な副
反応を包含する前駆体塩化物の他の供給源から与
えることができる。前述の原理は次の実施例によ
つてさらに十分に具体的に説明される。
実施例 1 この実施例において液体四塩化ケイ素は約5重
量ppmの初期−OH濃度を有する物質である。不
純な四塩化ケイ素に、約0.1%のCl2ガスおよび約
0.1重量%の液体PCl3を添加する。混合液を約4
時間放置した。−OH濃度が約4ppmであることを
定量した。60時間放置後、−OH濃度が1.9ppmで
あることを定量した。
実施例 2 前駆体物質は約60ppmの−OH濃度を有する液
体GeCl4である。これに0.1%Cl2ガスおよび
50ppm液体PCl3を添加した。これを十分に混合
し、約18時間放置した。次に−OH量が約1.7ppm
であることを定量した。
実施例 3 この実施例における物質は10ppm以上の初期−
OH濃度を有する液体POCl3である。これに0.1%
Cl2ガスおよび0.5%液体PCl3を添加した。混合
し、数時間放置した後、−OH濃度が1ppm以下で
あることを定量した。
実施例 4 この実施例における物質は20重量ppm以上の初
期−OH濃度を有する液体PCl3である。これに0.2
重量%Cl2ガスを添加した。次に−OH濃度が約
7ppmであることを定量した。次にさらに0.2%
Cl2ガスを添加し、−OH濃度が約5ppmであるこ
とを定量した。
上記は約20℃の温度で行なつた。予期されたよ
うにこれらの反応は高温度でさらに急速に進行す
ることが見出された。しかしながら実施例4にお
けるようにPCl3の精製は塩素ガスの添加の際に、
ほとんど直ちに進行する。実際に本発明の処理前
の純粋でない塩化物は典型的には10重量ppm以上
の−OHレベルを有する。光フアイバの生産に対
して本発明の処理は代表的には−OHレベルを
10ppm以下、好ましくは5重量ppm以下に低下さ
せるように行なわれる。
上記の実施例において上記反応によつて生成さ
れるHClのレベルは多くの技術によつて低下させ
ることができる。有効な技術の一つは混合物を通
して乾燥窒素ガスまたは乾燥酸素または空気を泡
立てることである。他の有効な方法は分子篩の使
用である。この目的に対して約5オングストロー
ム以下の有効な孔径のチヤンネルを有するリンデ
(Linde)5A分子篩をSiCl4の場合に用いることが
できる。この篩はナトリウム−カルシウム−アル
ミニウムシリケートである。篩は乾燥を確実にす
るために窒素流れ中で数時間350〜400℃の温度で
活性化する。四塩化ケイ素を篩床をを通してポン
プで注入し、HClを除去する。GeCl4、恐らく
POCl3およびPCl3もHClまたはHBr除去のために
同様に処理することができると思われる。
反応した材料中に残存するPOCl3またはPOBr3
(またはそのクロロ−ブロモ中間体)は所望によ
り種々の技術によつて除去することができる。し
かしながらリンは光フアイバ材料において代表的
なドーパントであり、それ故これらの化合物の少
量を所望により前駆体材料中に残すことができ
る。同様にハロゲン化したPCl3またはPBr3の過
剰量は上記の反応に典型的に利用されるので、こ
れらの材料に未反応量を種々の技術によつて除去
するかまたはその有用なドーパントとして材料中
に残存させることができる。この後者の場合にお
いて前駆体塩化物と共にこれらの材料がこのよう
に酸化される酸化域に導入される。しかしながら
MCVD処理においては液体前駆体塩化物は典型
的にはそれらが酸化される酸化域に入る前に別々
に気化される。反応物質および反応生成物の異な
る蒸気圧は酸化域へ入る際実質的に上記反応物質
およびその生成物のない前駆体塩化物蒸気を生じ
ることができる。前述の技術によつて精製された
物質が光フアイバ導波管を生成するのに有利に使
用することができる一方、また他の多くの光学成
分を生成するのに有利に使用することができる。
例えば基質材料に沈着された光学導波管は本技術
によつて精製された材料から有利に生成すること
ができる。さらにNd3+液体レーザ用の中性溶媒
として用いる場合、POCl3から−OH不純物を除
去することが望ましいことは知られている。
“Nd3+液体レーザ系に対する中性溶媒の比較:オ
キシ塩化セレンとオキシ塩化リン”
(“Comparison of Aprotic Solvent for Nd3+
Liqnid Laser Systems:Selenium Oxychloride
and Phosphorous Oxychloride”)C.ブレチエル
等(C.Brecher et al)ジヤーナル・オブ フイ
ジカル ケミストリー(The Journal of
Physical Chemistry)、第73巻、第1785〜1789頁
(1969年)参照。本発明の技術が当該技術を進歩
させたすべてのかかる変化および変更は本発明の
精神および範囲内であるとみなされる。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 SiCl4、GeCl4、POCl3およびPCl3からなる群
    より選ばれた、ヒドロキシル(−OH)不純物含
    有量の低減された液体塩化物の製造方法に於い
    て、 純粋でない塩化物をPCl3と塩素(Cl2)との混
    合物と反応させることを特徴とする方法。 2 他の水素含有不純物の量を減少するために、
    純粋でない塩化物を紫外線で照射することを特徴
    とする特許請求の範囲第1項記載の方法。 3 塩化物を分子篩に通すことによつて、塩化物
    中のHClまたはHBrの量を減少することを特徴と
    する特許請求の範囲第1項または第2項記載の方
    法。
JP56143188A 1980-09-12 1981-09-12 Removal of -oh impurities from optical fiber material Granted JPS5782136A (en)

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JPS5782136A JPS5782136A (en) 1982-05-22
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