JPH0459253B2 - - Google Patents
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Description
本発明は光伝送用石英ガラス母材の製造方法、
特には元素状または化合物状の塩素を含有しない
光伝送用石英ガラス母材の製造方法に関するもの
である。 光伝送用石英ガラス母材の製造方法について
は、ガラス形成原料として四塩化けい素（SiCl4）
を使用し、これにガラスの屈折率を下げるための
ドープ剤としての三塩化ホウ素（BCl3）、または
その屈折率を上げるためのドープ剤としての四塩
化ゲルマニウム（GeCl4）、オキシ塩化リン
（POCl3）などを添加し、これらを火炎加水分解
して基体上に多孔質シリカ焼結体を作らせ、つい
でこれをハロゲンまたはハロゲン化合物の存在す
る雰囲気中で加熱溶融して透明な石英ガラス母材
とする方法が知られている。しかし、この方法で
得られる石英ガラス母材にはこのガラス原料とし
ての四塩化けい素およびドープ剤の種類に基因す
るハロゲンまたはハロゲン化合物が多量に溶存し
ているため、このような母材を紡糸して得られる
フアイバーにはこゝに溶存する塩素などによつて
泡が生じるという不利があり、このフアイバーは
また例えばこゝに残留する塩素などによつて可視
領域である0.6〜1.1μｍの波長帯での光吸収損失
が大きくなるという不利があつた。 他方、この光伝送用石英ガラス母材の製造に当
つてはガラス形成材から作られる多孔質シリカ焼
結体を成長表面に不連続点がなく、表面がなめら
かで形状変化の少ないものとするために、火炎の
速度、すなわち酸水素炎を形成させるための酸
素、水素の量を減じるという方法が採られてお
り、これによればその焼結体表面の温度分布、ド
ープ剤の濃度分布を良好なものにすることができ
るけれども、この場合には火炎の温度が低下する
ためにドープ剤としてのホウ素化合物、ゲルマニ
ウム化合物の反応化率が著しく低下し、その結果
としてこの焼結体から得られる母材が屈接率分布
の変化は小さいものになるが、比屈接率差の小さ
いものになつてしまうという不利が生じる。 本発明は上記したこれらの不利を解決した光伝
送用石英ガラス母材の製造方法に関するもので、
これは一般式R1 oSi（OR2）4-o〔こゝにR1は水素原
子またはメチル基、エチル基、R2はメチル基ま
たはエチル基、ｎは０〜４の正数）で示されるエ
ステルシランおよび式Ge（OR3）4、Ｂ（OR3）3
（こゝにR3は１価炭化水素基）またはPH3で示さ
れるドープ剤とを酸水素炎で燃焼させ、これによ
つて発生するシリカを基体上に堆積させたのち、
こゝに得られた多孔質シリカ焼結体を加熱溶融す
ることを特徴とするものである。 これを説明すると、本発明者らは特にハロゲン
原子またはハロゲン化合物を含有せず、好ましい
屈接率分布をもつ光伝送用石英ガラス母材の製造
方法について検討し、これについてはガラス形成
原料およびドープ剤としてその分子中にハロゲン
原子を含有しないシランおよびドープ剤を使用す
ればよいということに注目して研究を行なつたと
ころ、このシランとして上記した一般式で示され
るエステルシランを使用すればそれが沸点が概ね
100℃以上で燃焼速度も小さく、取扱いも容易で、
工業的にも安価であること、またこのドープ剤に
ついてもこれをアルコキシ基を含むホウ素、ゲル
マニウム化合物またはPH3のようなものとすれば
それらがハロゲン原子を含まず、これはまた低温
での反応化率も高いものであることから、このエ
ステルシランとこの種のドープ剤を使用すれば確
実にハロゲン原子またはハロゲン化合物を含有せ
ず、しかも良好な屈接率分布をもつ石英ガラス母
材を容易に、しかも安価に製造することができる
ことを確認して本発明を完成させた。 本発明の方法においてガラス形成原料とされる
エステルシランは前記したように一般式 R1 oSi（OR2）4-oで示されるものであり、これに
はメチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキ
シシラン、トリメチルメトキシシラン、テトラメ
トキシシラン、メチルトリエトキシシラン、テト
ラエトキシシランなどが例示されるが、これは安
価であり扱いやすいということから工業的にはメ
チルトリエトキシシラン、テトラメトキシシラン
とすることがよい。このエステルシランはメチル
クロライドと金属けい素との直接反応による、シ
リコーンゴム、シリコーンワニス、シリコーン油
の主原料とされるジメチルジクロロシラン合成時
の副生物であるトリメチルクロロシラン、メチル
トリクロロシランをメタノール、エタノールなど
のアルコールと反応させるか、あるいはこのジメ
チルジクロロシランの製造工程で得られる一般式
（CH3）oSinClxOyで示されるポリメチルポリクロ
ロポリシラン、ポリメチルポリクロロポリシロキ
サンを熱分解して得られるモノメチルトリクロロ
シラン、ジチメルジクロロシラン、トリメチルク
ロロシラン、モノメチルジクロロシランなどの混
合物をアルコールと反応させることによつて容易
に得ることができるし、このテトラメトキシシラ
ンは金属けい素とメチルアルコールを触媒として
のNaOCH3の存在下に反応させて、 次式 Si＋4CH3OHNaOCH3 ――――――――→ 100〜110℃Si（OCH3）4＋2H2 によつて製造することができるので、これは工業
的に安価に供給することができるし、これはまた
その原料であるクロロシランまたはそのエステル
シランの精留によつて容易に不純物を含まない精
製物として取得することができるので、これによ
れば純度の高い石英ガラス母材が得られるという
有利性が与えられる。 他方、本発明の方法で使用されるドープ剤は前
記した式Ge（OR3）4、Ｂ（OR3）3、PH3で示される
ものであり、これにはGe（OC3H7−ｎ）4〔沸点
150℃〕、Ge（OC4H9−ｎ）4〔沸点190℃〕、Ge
（OC3H7）4〔沸点240℃〕、Ge（OC4H9）4〔沸点290
℃〕、Ｂ（OCH3）3〔沸点68℃〕、Ｂ（OC2H5）3〔沸
点117℃〕、Ｂ（OC3H7−ｎ）3〔沸点176℃〕、Ｂ
（OC4H9−ｎ）3〔沸点227℃〕などが例示される
が、これらのなかではR3基がメチル基、エチル
基であるものが比較的沸点が低く、キヤリヤーガ
スへの同伴で反応器内に供給することができるの
で好ましいものとされる。なお、このGe（OR3）
４、Ｂ（OR3）3の製造法は公知であり、これを例え
ばJ.Amer.Chem.Soc.，1953，75，P.718，J.
Chem.Soc.，1956，P.4916，Encyclopedia of
Chemical Technology 第３版、４巻、P.111な
どに記載されている方法で容易に得ることができ
る。また、これらはハロゲンを含まない代表的な
化合物であり、空気中あるいは酸素中においても
きわめて高い燃焼効率を示すこと、ボンベに充填
した形態で高純度のものが簡便に得られることな
どの理由で最適とされる。 本発明の方法は、このエステルシランとドープ
剤との混合ガスを反応器に導入し、これらを酸水
素炎で燃焼させてシリカを発生させ、これを基体
上に堆積させて多孔質シリカ焼結体とするのであ
るが、これにはこのエステルシランとドープ剤と
を適宜の不活性キヤリヤーガス、例えばアルゴン
ガスなどで搬送させ、空気中で燃焼させればよ
い。この燃焼はエステルシランおよびドープ剤が
その分子中に燃料となるメチル基、エチル基、ア
ルコキシ基をもつていること、またこれには予じ
め酸素などが混合されることからきわめて高い燃
焼効率を示し、完全に燃焼するので、これによれ
ば適度に焼結された微細なシリカからなる多孔質
シリカ焼結体を得るための充分な高温を得ること
ができるし、これにはまた、このエステルシラ
ン、ドープ剤中にハロゲン原子またはハロゲン化
合物が全く含まれていないことから、全くハロゲ
ン分を含まない多孔質シリカ焼結体を得ることが
できる。 なお、この多孔質シリカ焼結体は耐熱体基体上
にシリカを堆積させ、焼結させることによつて得
られるが、この基体としてはそれが耐熱性であれ
ば特にこれを限定する必要はない。しかしこの基
体についてはこれを同一の方法で製造した石英体
とすれば、これをそのまゝ加熱溶融して中実の石
英ガラス母材とすることができるので、これは石
英製の棒状体とすることがよい。 また、このようにして得られた多孔質シリカ焼
結体はついでこれを加熱溶融して石英ガラス母材
とするのであるが、これには加熱炉中でそのガラ
ス化温度である1400℃程度に加熱して溶融処理す
ればよい。しかし、この処理に当つてはこの焼結
体に吸着されている水分や≡SiOH基を脱水、縮
合除去する必要があるので、これには炉内を１×
10-12トル以下のような真空度に保ち、炉内温度
を1400℃以下の1000℃前後として脱水処理を行な
つてから、これを1400〜1600℃として溶融ガラス
化することがよい。なお、このガラス化について
はこれを高真空下で行なうとシリカが蒸発した
り、この多孔質シリカ焼結体中に僅かに存在する
異物が気泡となつてガラス中に残留することもあ
るので、これはヘリウム、窒素、アルゴンのよう
な不活性ガス雰囲気下で行なうことがよい。 つぎに本発明方法を添付の図面にもとづいて説
明すると、第１図、第２図はいずれも本発明方法
による多孔質シリカ焼結体の成長方法を示す縦断
面要図、第３図はこの方法に使用される酸水素炎
バーナーの斜視図、第４図は多孔質シリカ焼結体
を溶融ガラス化するための加熱炉の縦断面要図を
示したものである。この第１図には、反応器１の
中に設置されている回転と同時に一定速度で引上
げるようにされた耐熱性基体２に、エステルシラ
ンとドープ剤とをその中央部から供給し、その周
囲から酸素ガス、水素ガスを供給するようにした
バーナー３，４からの酸水素炎を照射して、これ
によつて発生するシリカを基体２の上に堆積させ
て、多孔質シリカ焼結体５を得る方法が示されて
おり、この場合には２つのバーナー３，４が相互
に干渉するようにしてこの比屈接率差分布がグレ
ーデツド・インデツクス型の多孔質シリカ焼結体
を得る方法が示されているが、第２図にはこれら
の２つのバーナーが相互に干渉しないようにして
その比屈接率差分布がステツプインデツクス型の
多孔質シリカ焼結体を得る方法が示されている。
このバーナー３はコア形成用、バーナー４はクラ
ツド層形成用のものであるがこれらのバーナーは
いずれも第３図に示したように同心多重環構造と
され、その中心部７にはエステルシランとドープ
剤とを含むキヤリヤーガスが送られ、その第２層
８にはアルゴンと酸素ガスとの混合ガス、第３層
９には水素ガス、第４層１０には酸素ガスが送ら
れて、原料ガスが酸水素炎の中心部になるように
して基体２に照射される。 この方法で得られた多孔質シリカ焼結体はつい
で第４図に示した加熱炉１１で溶融ガラス化され
るのであるが、これには多孔質シリカ焼結体５，
６を炭素製るつぼ１２に入れたのち、炉内を排気
口１３からの排気で真空とし、加熱器１４で炉体
を1000℃前後に保つて脱水処理し、ついで不活性
ガス導入口１４からヘリウムなどを送入してから
炉体を1400〜1600℃に加熱して溶融すればよく、
これによつて多孔質シリカ焼結体はるつぼ１４の
中で透明な石英ガラス成形体とされる。 これを要するに本発明の方法はハロゲン原子、
ハロゲン化合物を含有しないエステルシランおよ
びドープ剤を始発材料として多孔質シリカ焼結体
を作り、この溶融によつて石英ガラス母材を得る
ものであるから、これによればハロゲン原子また
はハロゲン化合物を全く含まない、したがつてこ
のハロゲン分の存在による光吸収損失のない光伝
送用石英ガラス母材を容易に得ることができ、こ
れはまたそのドープ剤が低温での反応率のよいも
のであることから屈折率分布の変化が小さく、比
屈折率差の大きい光伝送用石英ガラス母材が容易
に得られるという有利性が与えられる。 つぎに本発明方法の実施例をあげる。 実施例 １ 第１図に示したようなバーナー配置とした反応
装置を使用し、バーナー３，４に第１表に示した
ようなガスを供給して酸水素炎を石英基体２に照
射したところ、直径60mmの多孔質シリカ焼結体を
50mm／時の速度で成長させることができ、10時間
後に直径65mm、長さ500mmの多孔質シリカ焼結体
を得た。 ついでこれを第４図に示した加熱炉１１の中の
炭素るつぼ１２内に吊り下げ、炉内を４×10-12
トルの真空下として1000℃に１時間加熱してから
ヘリウムガスを導入して常圧に戻すという操作を
３回くり返したのち、同様の真空下に1550℃で１
時間加熱処理して溶融したところ、直径30mm、長
さ250mmの透明な石英ガラス体が得られた。 つぎに、この石英ガラス体の比屈折率差分布を
しらべたところ、これは第５図に示したようなグ
レーデツド・インデツクス型を示し、このものの
比屈折率差は1.5％であつた。また、これを延伸
して得た光フアイバーには発泡がみられず、これ
にはけい光Ｘ線による分析によつてもハロゲン原
子が検出されず、したがつてこのハロゲン原子に
起因する光吸収損失は全く認められなかつた。
特には元素状または化合物状の塩素を含有しない
光伝送用石英ガラス母材の製造方法に関するもの
である。 光伝送用石英ガラス母材の製造方法について
は、ガラス形成原料として四塩化けい素（SiCl4）
を使用し、これにガラスの屈折率を下げるための
ドープ剤としての三塩化ホウ素（BCl3）、または
その屈折率を上げるためのドープ剤としての四塩
化ゲルマニウム（GeCl4）、オキシ塩化リン
（POCl3）などを添加し、これらを火炎加水分解
して基体上に多孔質シリカ焼結体を作らせ、つい
でこれをハロゲンまたはハロゲン化合物の存在す
る雰囲気中で加熱溶融して透明な石英ガラス母材
とする方法が知られている。しかし、この方法で
得られる石英ガラス母材にはこのガラス原料とし
ての四塩化けい素およびドープ剤の種類に基因す
るハロゲンまたはハロゲン化合物が多量に溶存し
ているため、このような母材を紡糸して得られる
フアイバーにはこゝに溶存する塩素などによつて
泡が生じるという不利があり、このフアイバーは
また例えばこゝに残留する塩素などによつて可視
領域である0.6〜1.1μｍの波長帯での光吸収損失
が大きくなるという不利があつた。 他方、この光伝送用石英ガラス母材の製造に当
つてはガラス形成材から作られる多孔質シリカ焼
結体を成長表面に不連続点がなく、表面がなめら
かで形状変化の少ないものとするために、火炎の
速度、すなわち酸水素炎を形成させるための酸
素、水素の量を減じるという方法が採られてお
り、これによればその焼結体表面の温度分布、ド
ープ剤の濃度分布を良好なものにすることができ
るけれども、この場合には火炎の温度が低下する
ためにドープ剤としてのホウ素化合物、ゲルマニ
ウム化合物の反応化率が著しく低下し、その結果
としてこの焼結体から得られる母材が屈接率分布
の変化は小さいものになるが、比屈接率差の小さ
いものになつてしまうという不利が生じる。 本発明は上記したこれらの不利を解決した光伝
送用石英ガラス母材の製造方法に関するもので、
これは一般式R1 oSi（OR2）4-o〔こゝにR1は水素原
子またはメチル基、エチル基、R2はメチル基ま
たはエチル基、ｎは０〜４の正数）で示されるエ
ステルシランおよび式Ge（OR3）4、Ｂ（OR3）3
（こゝにR3は１価炭化水素基）またはPH3で示さ
れるドープ剤とを酸水素炎で燃焼させ、これによ
つて発生するシリカを基体上に堆積させたのち、
こゝに得られた多孔質シリカ焼結体を加熱溶融す
ることを特徴とするものである。 これを説明すると、本発明者らは特にハロゲン
原子またはハロゲン化合物を含有せず、好ましい
屈接率分布をもつ光伝送用石英ガラス母材の製造
方法について検討し、これについてはガラス形成
原料およびドープ剤としてその分子中にハロゲン
原子を含有しないシランおよびドープ剤を使用す
ればよいということに注目して研究を行なつたと
ころ、このシランとして上記した一般式で示され
るエステルシランを使用すればそれが沸点が概ね
100℃以上で燃焼速度も小さく、取扱いも容易で、
工業的にも安価であること、またこのドープ剤に
ついてもこれをアルコキシ基を含むホウ素、ゲル
マニウム化合物またはPH3のようなものとすれば
それらがハロゲン原子を含まず、これはまた低温
での反応化率も高いものであることから、このエ
ステルシランとこの種のドープ剤を使用すれば確
実にハロゲン原子またはハロゲン化合物を含有せ
ず、しかも良好な屈接率分布をもつ石英ガラス母
材を容易に、しかも安価に製造することができる
ことを確認して本発明を完成させた。 本発明の方法においてガラス形成原料とされる
エステルシランは前記したように一般式 R1 oSi（OR2）4-oで示されるものであり、これに
はメチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキ
シシラン、トリメチルメトキシシラン、テトラメ
トキシシラン、メチルトリエトキシシラン、テト
ラエトキシシランなどが例示されるが、これは安
価であり扱いやすいということから工業的にはメ
チルトリエトキシシラン、テトラメトキシシラン
とすることがよい。このエステルシランはメチル
クロライドと金属けい素との直接反応による、シ
リコーンゴム、シリコーンワニス、シリコーン油
の主原料とされるジメチルジクロロシラン合成時
の副生物であるトリメチルクロロシラン、メチル
トリクロロシランをメタノール、エタノールなど
のアルコールと反応させるか、あるいはこのジメ
チルジクロロシランの製造工程で得られる一般式
（CH3）oSinClxOyで示されるポリメチルポリクロ
ロポリシラン、ポリメチルポリクロロポリシロキ
サンを熱分解して得られるモノメチルトリクロロ
シラン、ジチメルジクロロシラン、トリメチルク
ロロシラン、モノメチルジクロロシランなどの混
合物をアルコールと反応させることによつて容易
に得ることができるし、このテトラメトキシシラ
ンは金属けい素とメチルアルコールを触媒として
のNaOCH3の存在下に反応させて、 次式 Si＋4CH3OHNaOCH3 ――――――――→ 100〜110℃Si（OCH3）4＋2H2 によつて製造することができるので、これは工業
的に安価に供給することができるし、これはまた
その原料であるクロロシランまたはそのエステル
シランの精留によつて容易に不純物を含まない精
製物として取得することができるので、これによ
れば純度の高い石英ガラス母材が得られるという
有利性が与えられる。 他方、本発明の方法で使用されるドープ剤は前
記した式Ge（OR3）4、Ｂ（OR3）3、PH3で示される
ものであり、これにはGe（OC3H7−ｎ）4〔沸点
150℃〕、Ge（OC4H9−ｎ）4〔沸点190℃〕、Ge
（OC3H7）4〔沸点240℃〕、Ge（OC4H9）4〔沸点290
℃〕、Ｂ（OCH3）3〔沸点68℃〕、Ｂ（OC2H5）3〔沸
点117℃〕、Ｂ（OC3H7−ｎ）3〔沸点176℃〕、Ｂ
（OC4H9−ｎ）3〔沸点227℃〕などが例示される
が、これらのなかではR3基がメチル基、エチル
基であるものが比較的沸点が低く、キヤリヤーガ
スへの同伴で反応器内に供給することができるの
で好ましいものとされる。なお、このGe（OR3）
４、Ｂ（OR3）3の製造法は公知であり、これを例え
ばJ.Amer.Chem.Soc.，1953，75，P.718，J.
Chem.Soc.，1956，P.4916，Encyclopedia of
Chemical Technology 第３版、４巻、P.111な
どに記載されている方法で容易に得ることができ
る。また、これらはハロゲンを含まない代表的な
化合物であり、空気中あるいは酸素中においても
きわめて高い燃焼効率を示すこと、ボンベに充填
した形態で高純度のものが簡便に得られることな
どの理由で最適とされる。 本発明の方法は、このエステルシランとドープ
剤との混合ガスを反応器に導入し、これらを酸水
素炎で燃焼させてシリカを発生させ、これを基体
上に堆積させて多孔質シリカ焼結体とするのであ
るが、これにはこのエステルシランとドープ剤と
を適宜の不活性キヤリヤーガス、例えばアルゴン
ガスなどで搬送させ、空気中で燃焼させればよ
い。この燃焼はエステルシランおよびドープ剤が
その分子中に燃料となるメチル基、エチル基、ア
ルコキシ基をもつていること、またこれには予じ
め酸素などが混合されることからきわめて高い燃
焼効率を示し、完全に燃焼するので、これによれ
ば適度に焼結された微細なシリカからなる多孔質
シリカ焼結体を得るための充分な高温を得ること
ができるし、これにはまた、このエステルシラ
ン、ドープ剤中にハロゲン原子またはハロゲン化
合物が全く含まれていないことから、全くハロゲ
ン分を含まない多孔質シリカ焼結体を得ることが
できる。 なお、この多孔質シリカ焼結体は耐熱体基体上
にシリカを堆積させ、焼結させることによつて得
られるが、この基体としてはそれが耐熱性であれ
ば特にこれを限定する必要はない。しかしこの基
体についてはこれを同一の方法で製造した石英体
とすれば、これをそのまゝ加熱溶融して中実の石
英ガラス母材とすることができるので、これは石
英製の棒状体とすることがよい。 また、このようにして得られた多孔質シリカ焼
結体はついでこれを加熱溶融して石英ガラス母材
とするのであるが、これには加熱炉中でそのガラ
ス化温度である1400℃程度に加熱して溶融処理す
ればよい。しかし、この処理に当つてはこの焼結
体に吸着されている水分や≡SiOH基を脱水、縮
合除去する必要があるので、これには炉内を１×
10-12トル以下のような真空度に保ち、炉内温度
を1400℃以下の1000℃前後として脱水処理を行な
つてから、これを1400〜1600℃として溶融ガラス
化することがよい。なお、このガラス化について
はこれを高真空下で行なうとシリカが蒸発した
り、この多孔質シリカ焼結体中に僅かに存在する
異物が気泡となつてガラス中に残留することもあ
るので、これはヘリウム、窒素、アルゴンのよう
な不活性ガス雰囲気下で行なうことがよい。 つぎに本発明方法を添付の図面にもとづいて説
明すると、第１図、第２図はいずれも本発明方法
による多孔質シリカ焼結体の成長方法を示す縦断
面要図、第３図はこの方法に使用される酸水素炎
バーナーの斜視図、第４図は多孔質シリカ焼結体
を溶融ガラス化するための加熱炉の縦断面要図を
示したものである。この第１図には、反応器１の
中に設置されている回転と同時に一定速度で引上
げるようにされた耐熱性基体２に、エステルシラ
ンとドープ剤とをその中央部から供給し、その周
囲から酸素ガス、水素ガスを供給するようにした
バーナー３，４からの酸水素炎を照射して、これ
によつて発生するシリカを基体２の上に堆積させ
て、多孔質シリカ焼結体５を得る方法が示されて
おり、この場合には２つのバーナー３，４が相互
に干渉するようにしてこの比屈接率差分布がグレ
ーデツド・インデツクス型の多孔質シリカ焼結体
を得る方法が示されているが、第２図にはこれら
の２つのバーナーが相互に干渉しないようにして
その比屈接率差分布がステツプインデツクス型の
多孔質シリカ焼結体を得る方法が示されている。
このバーナー３はコア形成用、バーナー４はクラ
ツド層形成用のものであるがこれらのバーナーは
いずれも第３図に示したように同心多重環構造と
され、その中心部７にはエステルシランとドープ
剤とを含むキヤリヤーガスが送られ、その第２層
８にはアルゴンと酸素ガスとの混合ガス、第３層
９には水素ガス、第４層１０には酸素ガスが送ら
れて、原料ガスが酸水素炎の中心部になるように
して基体２に照射される。 この方法で得られた多孔質シリカ焼結体はつい
で第４図に示した加熱炉１１で溶融ガラス化され
るのであるが、これには多孔質シリカ焼結体５，
６を炭素製るつぼ１２に入れたのち、炉内を排気
口１３からの排気で真空とし、加熱器１４で炉体
を1000℃前後に保つて脱水処理し、ついで不活性
ガス導入口１４からヘリウムなどを送入してから
炉体を1400〜1600℃に加熱して溶融すればよく、
これによつて多孔質シリカ焼結体はるつぼ１４の
中で透明な石英ガラス成形体とされる。 これを要するに本発明の方法はハロゲン原子、
ハロゲン化合物を含有しないエステルシランおよ
びドープ剤を始発材料として多孔質シリカ焼結体
を作り、この溶融によつて石英ガラス母材を得る
ものであるから、これによればハロゲン原子また
はハロゲン化合物を全く含まない、したがつてこ
のハロゲン分の存在による光吸収損失のない光伝
送用石英ガラス母材を容易に得ることができ、こ
れはまたそのドープ剤が低温での反応率のよいも
のであることから屈折率分布の変化が小さく、比
屈折率差の大きい光伝送用石英ガラス母材が容易
に得られるという有利性が与えられる。 つぎに本発明方法の実施例をあげる。 実施例 １ 第１図に示したようなバーナー配置とした反応
装置を使用し、バーナー３，４に第１表に示した
ようなガスを供給して酸水素炎を石英基体２に照
射したところ、直径60mmの多孔質シリカ焼結体を
50mm／時の速度で成長させることができ、10時間
後に直径65mm、長さ500mmの多孔質シリカ焼結体
を得た。 ついでこれを第４図に示した加熱炉１１の中の
炭素るつぼ１２内に吊り下げ、炉内を４×10-12
トルの真空下として1000℃に１時間加熱してから
ヘリウムガスを導入して常圧に戻すという操作を
３回くり返したのち、同様の真空下に1550℃で１
時間加熱処理して溶融したところ、直径30mm、長
さ250mmの透明な石英ガラス体が得られた。 つぎに、この石英ガラス体の比屈折率差分布を
しらべたところ、これは第５図に示したようなグ
レーデツド・インデツクス型を示し、このものの
比屈折率差は1.5％であつた。また、これを延伸
して得た光フアイバーには発泡がみられず、これ
にはけい光Ｘ線による分析によつてもハロゲン原
子が検出されず、したがつてこのハロゲン原子に
起因する光吸収損失は全く認められなかつた。
【表】
実施例 ２
第２図に示したようなバーナー配置とした反応
装置を使用し、バーナー３，４に第２表に示した
ようなガスを供給してこの酸水素炎を石英基体に
照射したところ、直径65mmの多孔質シリカ焼結体
を50mm／時の速度で成長させることができ、５時
間後に直径65mm、長さ250mmの多孔質シリカ焼結
体を得た。 ついでこれを第４図に示した加熱炉１１の中の
炭素るつぼ１２に吊り下げ、前例と同様に処理し
たところ、直径30mm、長さ125mmの透明な石英ガ
ラス体が得られた。 つぎにこの石英ガラス体の比屈接率差分布をし
らべたところ、これは第６図に示したようにステ
ツプ・インデツクス型を示し、その比屈折率差は
1.0％であつた。また、これを延伸して得た光フ
アイバーには発泡がみられず、これにはけい光Ｘ
線による分析によつてもハロゲン原子が検出され
ず、したがつてこのハロゲン原子に起因する光吸
収損失は全く認められなかつた。
装置を使用し、バーナー３，４に第２表に示した
ようなガスを供給してこの酸水素炎を石英基体に
照射したところ、直径65mmの多孔質シリカ焼結体
を50mm／時の速度で成長させることができ、５時
間後に直径65mm、長さ250mmの多孔質シリカ焼結
体を得た。 ついでこれを第４図に示した加熱炉１１の中の
炭素るつぼ１２に吊り下げ、前例と同様に処理し
たところ、直径30mm、長さ125mmの透明な石英ガ
ラス体が得られた。 つぎにこの石英ガラス体の比屈接率差分布をし
らべたところ、これは第６図に示したようにステ
ツプ・インデツクス型を示し、その比屈折率差は
1.0％であつた。また、これを延伸して得た光フ
アイバーには発泡がみられず、これにはけい光Ｘ
線による分析によつてもハロゲン原子が検出され
ず、したがつてこのハロゲン原子に起因する光吸
収損失は全く認められなかつた。
【表】
実施例 ３
第１図に示したようなバーナー配置とした反応
装置を使用し、バーナー３，４に第３表に示した
ようなガスを供給して酸水素炎を石英基体２に照
射したところ、直径60mmの多孔質シリカ焼結体を
50mm／時の速度で成長させることができ、10時間
後に直径60mm、長さ500mmの多孔質シリカ焼結体
を得た。 ついでこれを第４図に示した加熱炉１１の中の
炭素るつぼ１２に吊り下げ、実施例１と同様に処
理したところ、直径30mm、長さ250mmの透明な石
英ガラス体が得られた。 つぎにこの石英ガラス体の比屈接率差分布をし
らべたところ、これは第５図に示したようなグレ
ーデツド・インデツクス型を示し、その比屈折率
差は0.5％であつた。また、これを延伸して作つ
た光フアイバーには発泡が全くみられず、これに
はけい光Ｘ線分析によつてもハロゲン原子が検出
されず、したがつてこのハロゲン原子に起因する
光吸収損失は全く認められなかつた。
装置を使用し、バーナー３，４に第３表に示した
ようなガスを供給して酸水素炎を石英基体２に照
射したところ、直径60mmの多孔質シリカ焼結体を
50mm／時の速度で成長させることができ、10時間
後に直径60mm、長さ500mmの多孔質シリカ焼結体
を得た。 ついでこれを第４図に示した加熱炉１１の中の
炭素るつぼ１２に吊り下げ、実施例１と同様に処
理したところ、直径30mm、長さ250mmの透明な石
英ガラス体が得られた。 つぎにこの石英ガラス体の比屈接率差分布をし
らべたところ、これは第５図に示したようなグレ
ーデツド・インデツクス型を示し、その比屈折率
差は0.5％であつた。また、これを延伸して作つ
た光フアイバーには発泡が全くみられず、これに
はけい光Ｘ線分析によつてもハロゲン原子が検出
されず、したがつてこのハロゲン原子に起因する
光吸収損失は全く認められなかつた。
【表】
実施例 ４
第２図に示したようなバーナー配置とした反応
装置を使用し、バーナー３，４に第４表に示した
ようなガスを供給してこの酸水素炎を石英基体２
に照射したところ、直径60mmの多孔質シリカ焼結
体を50mm／時で成長させることができ、５時間後
に直径60mm、長さ250mmの多孔質シリカ焼結体を
得た。 ついでこれを第４図に示した加熱炉１１中の炭
素るつぼ１２に吊り下げて実施例１と同様に処理
したところ、直径30mm、長さ125mmの透明な石英
ガラス体が得られた。 つぎにこの石英ガラスの比屈接率差分布をしら
べたところ、これは第６図に示したようにステツ
プ・インデツクス型を示し、その比屈折率差は
0.3％であつた。また、これを延伸して作つた光
フアイバーには発泡が全くみられず、これにはけ
い光Ｘ線分析でもハロゲン原子が検出されず、し
たがつてこのハロゲン原子に起因する光吸収損失
は全く認められなかつた。
装置を使用し、バーナー３，４に第４表に示した
ようなガスを供給してこの酸水素炎を石英基体２
に照射したところ、直径60mmの多孔質シリカ焼結
体を50mm／時で成長させることができ、５時間後
に直径60mm、長さ250mmの多孔質シリカ焼結体を
得た。 ついでこれを第４図に示した加熱炉１１中の炭
素るつぼ１２に吊り下げて実施例１と同様に処理
したところ、直径30mm、長さ125mmの透明な石英
ガラス体が得られた。 つぎにこの石英ガラスの比屈接率差分布をしら
べたところ、これは第６図に示したようにステツ
プ・インデツクス型を示し、その比屈折率差は
0.3％であつた。また、これを延伸して作つた光
フアイバーには発泡が全くみられず、これにはけ
い光Ｘ線分析でもハロゲン原子が検出されず、し
たがつてこのハロゲン原子に起因する光吸収損失
は全く認められなかつた。
【表】
【表】
比較例
第１図に示したようなバーナー配置とした反応
装置を使用し、バーナー３，４に第５表に示した
ようなガスを供給してこの酸水素炎を石英基体２
に照射したところ、５時間に直径65mm、長さ250
mmの多孔質シリカ焼結体を得た。 ついで、これを第４図に示した加熱炉１１中の
炭素るつぼ１２に吊り下げて実施例１と同様に処
理したところ、直径30mm、長さ120mmの透明な石
英ガラス体が得られた。 つぎに、この石英ガラス体の比屈折率分布をし
らべたところ、これは第５図に示したようなグレ
ーデツド・インデツクス型を示し、その比屈折率
差は1.0％であつたが、これを延伸して作つた光
フアイバーには発泡現象が観察され、これは特に
その外周付近に多く見られた。また、これから作
つたサンプルをＸ線マイクロアナライザーで分析
したところ、これには塩素が中央部分で200ppm
程度、外周付近で500ppm程度あることが確認さ
れ、これについては発泡現象と塩素濃度に相関性
のあることが確認された。
装置を使用し、バーナー３，４に第５表に示した
ようなガスを供給してこの酸水素炎を石英基体２
に照射したところ、５時間に直径65mm、長さ250
mmの多孔質シリカ焼結体を得た。 ついで、これを第４図に示した加熱炉１１中の
炭素るつぼ１２に吊り下げて実施例１と同様に処
理したところ、直径30mm、長さ120mmの透明な石
英ガラス体が得られた。 つぎに、この石英ガラス体の比屈折率分布をし
らべたところ、これは第５図に示したようなグレ
ーデツド・インデツクス型を示し、その比屈折率
差は1.0％であつたが、これを延伸して作つた光
フアイバーには発泡現象が観察され、これは特に
その外周付近に多く見られた。また、これから作
つたサンプルをＸ線マイクロアナライザーで分析
したところ、これには塩素が中央部分で200ppm
程度、外周付近で500ppm程度あることが確認さ
れ、これについては発泡現象と塩素濃度に相関性
のあることが確認された。
第１図、第２図は本発明方法における多孔質シ
リカ焼結体を作るための反応装置を示す縦断面要
図、第３図はそのバーナーの斜視図、第４図は多
孔質シリカ焼結体を溶融ガラス化するための加熱
炉の縦断面要図、第５図、第６図は本発明方法で
得られた石英ガラス母材の比屈折率差分布図を示
したものである。 １……反応装置、２……基体、３，４……バー
ナー、５，６……多孔質シリカ焼結体、７，８，
９，１０……ガス供給口、１１……加熱炉、１２
……炭素るつぼ、１４……加熱器。
リカ焼結体を作るための反応装置を示す縦断面要
図、第３図はそのバーナーの斜視図、第４図は多
孔質シリカ焼結体を溶融ガラス化するための加熱
炉の縦断面要図、第５図、第６図は本発明方法で
得られた石英ガラス母材の比屈折率差分布図を示
したものである。 １……反応装置、２……基体、３，４……バー
ナー、５，６……多孔質シリカ焼結体、７，８，
９，１０……ガス供給口、１１……加熱炉、１２
……炭素るつぼ、１４……加熱器。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 一般式R1 oSi（OR2）4-o〔こゝにR1は水素原子
またはメチル基、エチル基、R2はメチル基また
はエチル基、ｎは０〜４の正数〕で示されるエス
テルシランおよび式Ge（OR3）4、Ｂ（OR3）3〔R3は
１価炭化水素基〕またはPH3で示されるドープ剤
とを酸水素炎バーナーで燃焼させ、これによつて
発生するシリカを基体上に堆積させたのち、こゝ
に得られた多孔質シリカ焼結体を加熱溶融するこ
とを特徴とする光伝送用石英ガラス母材の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19826983A JPS6090837A (ja) | 1983-10-25 | 1983-10-25 | 光伝送用石英ガラス母材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19826983A JPS6090837A (ja) | 1983-10-25 | 1983-10-25 | 光伝送用石英ガラス母材の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6090837A JPS6090837A (ja) | 1985-05-22 |
| JPH0459253B2 true JPH0459253B2 (ja) | 1992-09-21 |
Family
ID=16388323
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19826983A Granted JPS6090837A (ja) | 1983-10-25 | 1983-10-25 | 光伝送用石英ガラス母材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6090837A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5043002A (en) | 1990-08-16 | 1991-08-27 | Corning Incorporated | Method of making fused silica by decomposing siloxanes |
-
1983
- 1983-10-25 JP JP19826983A patent/JPS6090837A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6090837A (ja) | 1985-05-22 |
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| JPS6230146B2 (ja) |