JPH0469569B2 - - Google Patents
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- JPH0469569B2 JPH0469569B2 JP13223686A JP13223686A JPH0469569B2 JP H0469569 B2 JPH0469569 B2 JP H0469569B2 JP 13223686 A JP13223686 A JP 13223686A JP 13223686 A JP13223686 A JP 13223686A JP H0469569 B2 JPH0469569 B2 JP H0469569B2
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- gas
- glass
- heat treatment
- optical fiber
- treatment step
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Classifications
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- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
- C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
- C03B37/012—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
- C03B37/014—Manufacture 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]
- C03B37/01446—Thermal after-treatment of preforms, e.g. dehydrating, consolidating, sintering
-
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- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
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- C03B2201/06—Doped silica-based glasses
- C03B2201/30—Doped silica-based glasses doped with metals, e.g. Ga, Sn, Sb, Pb or Bi
- C03B2201/31—Doped silica-based glasses doped with metals, e.g. Ga, Sn, Sb, Pb or Bi doped with germanium
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Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は、光フアイバ用ガラス母材の製造方法
に関し、特に母材中に残留する水分量を限界近く
まで低減し、且つ最適屈折率分布形状になるよう
に制御して光フアイバ用ガラス母材を製造する方
法に関する。
に関し、特に母材中に残留する水分量を限界近く
まで低減し、且つ最適屈折率分布形状になるよう
に制御して光フアイバ用ガラス母材を製造する方
法に関する。
(従来技術)
第6図および第7図は、ガラス微粒子合成トー
チを用いて、高純度のガラス形成原料ガスを高温
で加熱し、加水分解反応を起させて酸化物のガラ
ス微粒子を合成し、それを回転させて引上げられ
る出発部材の先端に堆積させ、成長させて作つた
軸付け法によるガラス微粒子集合体(以下、スー
トという)の外観を模式的に示したものである。
このスート1は、コア部2とその外周のクラツド
部3から構成される。クラツド部3は、SiO2微
粒子のみから形成される場合が多いが、コア部2
は屈折率を大きくするために、SiO2微粒子中に
屈折率を向上させるドーパントGeO2が添加され
る。そして、スート1は高温加熱によつて透明な
ガラス体とし、光フアイバ用ガラス母材とされ
る。
チを用いて、高純度のガラス形成原料ガスを高温
で加熱し、加水分解反応を起させて酸化物のガラ
ス微粒子を合成し、それを回転させて引上げられ
る出発部材の先端に堆積させ、成長させて作つた
軸付け法によるガラス微粒子集合体(以下、スー
トという)の外観を模式的に示したものである。
このスート1は、コア部2とその外周のクラツド
部3から構成される。クラツド部3は、SiO2微
粒子のみから形成される場合が多いが、コア部2
は屈折率を大きくするために、SiO2微粒子中に
屈折率を向上させるドーパントGeO2が添加され
る。そして、スート1は高温加熱によつて透明な
ガラス体とし、光フアイバ用ガラス母材とされ
る。
前記とは別に、SiO2微粒子中にドーパント
GeO2を添加したコア部2のみを生成させて、高
温加熱して透明なガラス体とした後に、その外周
に高純度の石英管をジヤケツトし、クラツド部3
を形成させて光フアイバ用ガラス母材とする場合
がある。
GeO2を添加したコア部2のみを生成させて、高
温加熱して透明なガラス体とした後に、その外周
に高純度の石英管をジヤケツトし、クラツド部3
を形成させて光フアイバ用ガラス母材とする場合
がある。
通常、スート1はガラス形成原料ガスの高温加
熱による加水分解反応によつて形成されるため、
反応で生成した水分の一部がスート中に残留し、
それがため光フアイバ用ガラス母材中に30〜
70ppm程度の水分を含有するのを避けることがで
きない問題がある。
熱による加水分解反応によつて形成されるため、
反応で生成した水分の一部がスート中に残留し、
それがため光フアイバ用ガラス母材中に30〜
70ppm程度の水分を含有するのを避けることがで
きない問題がある。
そのため、スート中の水分を低減させる方法と
して、脱水作用を有する雰囲気中でスートを加熱
し、焼結させてOH基の残存量を0.1ppm以下に抑
制する方法が特公昭57−40096号公報に開示され
ている。この方法は、OH基の残存量を減少させ
る効果を有するが、反面、コア部2に含まれるド
ーパントGeO2が、次の反応 GeO2+2Cl2→GeCl4+O2 によつて塩素ガスと化合して、GeCl4となつて揮
発するため、透明なガラス体とした後のコア部の
屈折率分布に不整を生じたり、またコア部2から
揮発したGeCl4がクラツド部3で、次の反応 GeCl4+O2→GeO2+2Cl2 を再び起こし、クラツド部3のスート層中に
GeO2がドープされ、コア部2とクラツド部3の
境界が明瞭でなくなるという問題があつた。この
ような境界が不明瞭な光フアイバ用ガラス母材の
屈折率分布形状を第8図に示すが、この場合、光
の伝搬は境界面における光の反射とモードが変つ
た伝搬波を生ずるので、光フアイバとしては好ま
しくないものとなる。
して、脱水作用を有する雰囲気中でスートを加熱
し、焼結させてOH基の残存量を0.1ppm以下に抑
制する方法が特公昭57−40096号公報に開示され
ている。この方法は、OH基の残存量を減少させ
る効果を有するが、反面、コア部2に含まれるド
ーパントGeO2が、次の反応 GeO2+2Cl2→GeCl4+O2 によつて塩素ガスと化合して、GeCl4となつて揮
発するため、透明なガラス体とした後のコア部の
屈折率分布に不整を生じたり、またコア部2から
揮発したGeCl4がクラツド部3で、次の反応 GeCl4+O2→GeO2+2Cl2 を再び起こし、クラツド部3のスート層中に
GeO2がドープされ、コア部2とクラツド部3の
境界が明瞭でなくなるという問題があつた。この
ような境界が不明瞭な光フアイバ用ガラス母材の
屈折率分布形状を第8図に示すが、この場合、光
の伝搬は境界面における光の反射とモードが変つ
た伝搬波を生ずるので、光フアイバとしては好ま
しくないものとなる。
また、特開昭59−232928号等では、スート1を
一酸化炭素による還元ガス雰囲気で熱処理して、
ドーパントGeO2のうち、 Si−O−Ge の形で結合し、SiO2に固溶
している以外のGeO2微粒子を次の反応 GeO2+CO→GeO+CO2 で、GeOとして揮散させることにより、コア部
の屈折率分布の不整をなくし、コア部とクラツド
部の境界を明瞭にした光フアイバ用ガラス母材を
得るとしている。しかしながら、この方法は
GeO2微粒子とCOとの反応性が高く、しかもCO
濃度およびGeOを揮散させる熱処理温度のほん
の僅かな変化で、得られる光フアイバ用ガラス母
材の屈折率分布が極端に変化するため、再現性の
よい最適な屈折率分布を呈する光フアイバ用ガラ
ス母材を得ることが極めて困難であるという問題
があつた。
一酸化炭素による還元ガス雰囲気で熱処理して、
ドーパントGeO2のうち、 Si−O−Ge の形で結合し、SiO2に固溶
している以外のGeO2微粒子を次の反応 GeO2+CO→GeO+CO2 で、GeOとして揮散させることにより、コア部
の屈折率分布の不整をなくし、コア部とクラツド
部の境界を明瞭にした光フアイバ用ガラス母材を
得るとしている。しかしながら、この方法は
GeO2微粒子とCOとの反応性が高く、しかもCO
濃度およびGeOを揮散させる熱処理温度のほん
の僅かな変化で、得られる光フアイバ用ガラス母
材の屈折率分布が極端に変化するため、再現性の
よい最適な屈折率分布を呈する光フアイバ用ガラ
ス母材を得ることが極めて困難であるという問題
があつた。
(発明が解決しようとする問題点)
前記したように、例えば、軸付け法によつて得
られるスート(ガラス微粒子集合体)は、コア部
とクラツド部から形成され、クラツド部は主に
SiO2微粒子からなることが多く、コア部はドー
パントGeO2が添加され、その屈折率を高めるも
のとされている。
られるスート(ガラス微粒子集合体)は、コア部
とクラツド部から形成され、クラツド部は主に
SiO2微粒子からなることが多く、コア部はドー
パントGeO2が添加され、その屈折率を高めるも
のとされている。
コア部に添加されたGeO2微粒子は、SiO2微粒
子のマトリツクス中に固溶されるものと、GeO2
微粒子単体として存在するものとに分かれること
がわかつている。このスートを加熱し、焼結して
透明なガラス体とするときに、コア部に存在する
GeO2微粒子単体のものは、次の不均化分解反応 2GeO2→2GeO+O2 によつて、極めて蒸気圧の高いGeO気体となつ
て揮散したり、また、スート中に含有する水分を
脱水するために用いられるハロゲンガス、例えば
塩素ガスとの次の反応 GeO2+2Cl2→GeCl4+O2 で、GeO2微粒子単体は塩化物となつて揮散した
りする。
子のマトリツクス中に固溶されるものと、GeO2
微粒子単体として存在するものとに分かれること
がわかつている。このスートを加熱し、焼結して
透明なガラス体とするときに、コア部に存在する
GeO2微粒子単体のものは、次の不均化分解反応 2GeO2→2GeO+O2 によつて、極めて蒸気圧の高いGeO気体となつ
て揮散したり、また、スート中に含有する水分を
脱水するために用いられるハロゲンガス、例えば
塩素ガスとの次の反応 GeO2+2Cl2→GeCl4+O2 で、GeO2微粒子単体は塩化物となつて揮散した
りする。
これらGeO,GeCl4の形で揮散したものは、更
に、クラツド部との境界で次の逆反応 2GeO+O2→2GeO2 GeCl4+O2→GeO2+2Cl2 を呈して、クラツド部中にGeO2がドープされる
ことになる。
に、クラツド部との境界で次の逆反応 2GeO+O2→2GeO2 GeCl4+O2→GeO2+2Cl2 を呈して、クラツド部中にGeO2がドープされる
ことになる。
かかるスートを加熱して、透明なガラス体とし
光フアイバ用ガラス母材の屈折率分布を調べる
と、第8図に示すようにコア部の屈折率に不整が
生じると共に、コア部とクラツド部との境界が不
明瞭となつて実使用上に支障を生じるためであ
る。
光フアイバ用ガラス母材の屈折率分布を調べる
と、第8図に示すようにコア部の屈折率に不整が
生じると共に、コア部とクラツド部との境界が不
明瞭となつて実使用上に支障を生じるためであ
る。
本発明は、かかる技術的課題を解決することを
目的とするもので、水分に相当するOH基の残存
量が0.05ppm以下で、しかも、コア部の屈折率分
布の不整がなく、コア部とクラツド部の境界が明
瞭な光フアイバ用ガラス母材を再現性よく製造す
る方法を提供することにある。
目的とするもので、水分に相当するOH基の残存
量が0.05ppm以下で、しかも、コア部の屈折率分
布の不整がなく、コア部とクラツド部の境界が明
瞭な光フアイバ用ガラス母材を再現性よく製造す
る方法を提供することにある。
(問題点を解決するための手段)
本発明者らは、上記の問題を解決するために鋭
意検討を重ねた結果、本発明を完成させたもので
ある。
意検討を重ねた結果、本発明を完成させたもので
ある。
本発明は、ガラス形成原料ガスを高温で加熱反
応させて酸化物のガラス微粒子を合成し、それを
回転し引上げられる出発部材の先端に堆積させ、
成長させてガラス微粒子集合体をつくり、これを
高温で焼結して透明ガラス体を得る光フアイバ用
ガラス母材の製造方法において、ガラス微粒子集
合体を酸素を含むガス雰囲気中で仮焼する第1熱
処理過程と、次に、脱水作用を有するガス雰囲気
中でガラス微粒子集合体を加熱し、ガラス微粒子
集合体に含まれるOH基を低減させる第2熱処理
過程と、更に、ガラス微粒子集合体を高温で加熱
して透明なガラス体とする第3熱処理過程とを経
ることを特徴とする光フアイバ用ガラス母材の製
造方法である。
応させて酸化物のガラス微粒子を合成し、それを
回転し引上げられる出発部材の先端に堆積させ、
成長させてガラス微粒子集合体をつくり、これを
高温で焼結して透明ガラス体を得る光フアイバ用
ガラス母材の製造方法において、ガラス微粒子集
合体を酸素を含むガス雰囲気中で仮焼する第1熱
処理過程と、次に、脱水作用を有するガス雰囲気
中でガラス微粒子集合体を加熱し、ガラス微粒子
集合体に含まれるOH基を低減させる第2熱処理
過程と、更に、ガラス微粒子集合体を高温で加熱
して透明なガラス体とする第3熱処理過程とを経
ることを特徴とする光フアイバ用ガラス母材の製
造方法である。
以下、本発明の製造方法の構成について更に詳
細に説明する。
細に説明する。
スート中の水分の脱水およびスートを透明なガ
ラス体とする熱処理を施す前に、酸素を含むガス
雰囲気中でスートを仮焼する第1熱処理過程を設
けるのは、コア部に存在するGeO2微粒子単体の
揮発反応性を阻止させるものである。GeO2微粒
子単体を揮発させない仮焼時の雰囲気は、次の平
衡反応 GeO2+2Cl2GeCl4+O2 2GeO22GeO+O2 において、平衡は極力、左辺に移行させることが
肝要である。
ラス体とする熱処理を施す前に、酸素を含むガス
雰囲気中でスートを仮焼する第1熱処理過程を設
けるのは、コア部に存在するGeO2微粒子単体の
揮発反応性を阻止させるものである。GeO2微粒
子単体を揮発させない仮焼時の雰囲気は、次の平
衡反応 GeO2+2Cl2GeCl4+O2 2GeO22GeO+O2 において、平衡は極力、左辺に移行させることが
肝要である。
すなわち、仮焼時の雰囲気は酸素を含み、ハロ
ゲンガス、ハロゲン化物のガスなどを含まないこ
とが要件である。
ゲンガス、ハロゲン化物のガスなどを含まないこ
とが要件である。
上記の酸素を含むガス雰囲気中、1000〜1300℃
の範囲でスートを加熱すると、コア部に存在する
GeO2微粒子単体は、融点近くまたは、融点以上
の温度となつて、SiO2微粒子上で容易に粘性流
動を生じる。一方SiO2微粒子同志も、かかる酸
素を含むガス雰囲気中で固相焼結をする。この第
1熱処理過程で、SiO2微粒子の表面拡散現象と
粘性流動現象およびGeO2微粒子の粘性流動現象
との粒子間接触界面における相互作用により、
GeO2微粒子単体の大部分がSiO2微粒子のマトリ
ツクス中に固溶し、 Si−O−Ge の形の結合を生じるため、
GeOへの不均化分解反応又はGeCl4へのハロゲン
化反応に対して、GeO2微粒子単体の場合に較べ
て、これらの反応性が著しく低下することにな
る。
の範囲でスートを加熱すると、コア部に存在する
GeO2微粒子単体は、融点近くまたは、融点以上
の温度となつて、SiO2微粒子上で容易に粘性流
動を生じる。一方SiO2微粒子同志も、かかる酸
素を含むガス雰囲気中で固相焼結をする。この第
1熱処理過程で、SiO2微粒子の表面拡散現象と
粘性流動現象およびGeO2微粒子の粘性流動現象
との粒子間接触界面における相互作用により、
GeO2微粒子単体の大部分がSiO2微粒子のマトリ
ツクス中に固溶し、 Si−O−Ge の形の結合を生じるため、
GeOへの不均化分解反応又はGeCl4へのハロゲン
化反応に対して、GeO2微粒子単体の場合に較べ
て、これらの反応性が著しく低下することにな
る。
第1熱処理過程の加熱温度が1300℃を超えると
きは、スートの焼結が進みすぎて、後述する第2
熱処理過程での脱水処理が著しく困難となるため
好ましくない。逆に1000℃未満では、SiO2微粒
子同志間の焼結が進行しないうえ、GeO2微粒子
も完全な固相であるためSiO2微粒子のマトリツ
クス中に固溶されないので反応性のガスと化合し
好ましくなく、本発明の効果が得られない。従つ
て、第1熱処理過程での加熱温度は1000〜1300℃
の温度範囲が好ましい。
きは、スートの焼結が進みすぎて、後述する第2
熱処理過程での脱水処理が著しく困難となるため
好ましくない。逆に1000℃未満では、SiO2微粒
子同志間の焼結が進行しないうえ、GeO2微粒子
も完全な固相であるためSiO2微粒子のマトリツ
クス中に固溶されないので反応性のガスと化合し
好ましくなく、本発明の効果が得られない。従つ
て、第1熱処理過程での加熱温度は1000〜1300℃
の温度範囲が好ましい。
第1熱処理過程後に、ハロゲンまたはハロゲン
化物のガスなどの脱水作用を有するガス雰囲気で
スート中の脱水を行なう第2熱処理過程を設ける
のは、スート形成過程でスート中に含まれるOH
基をハロゲンと置換させて除去することによつて
最終的に得られる光フアイバ用ガラス母材中の
OH基の残存量を0.05ppm以下に抑制するためで
ある。第2熱処理過程で使用するハロゲンガスま
たはハロゲン化物のガスとは、Cl2,SOCl2など
が好ましく、次の 反応 Si−OH+Cl2→ Si−Cl+HClO によつて脱水されるが、同時に次の反応 GeO2+2Cl2→GeCl4+O2 も僅かながらも生じるため、酸素ガスを同時に混
入してGeO2微粒子単体の揮散を抑制させる必要
がある。また、ハロゲンガス、ハロゲン化物のガ
スと酸素ガスとの混合ガス、該混合ガスにアルゴ
ン、ヘリウム、窒素などの不活性ガスを混入、希
釈して使用することも好ましい。
化物のガスなどの脱水作用を有するガス雰囲気で
スート中の脱水を行なう第2熱処理過程を設ける
のは、スート形成過程でスート中に含まれるOH
基をハロゲンと置換させて除去することによつて
最終的に得られる光フアイバ用ガラス母材中の
OH基の残存量を0.05ppm以下に抑制するためで
ある。第2熱処理過程で使用するハロゲンガスま
たはハロゲン化物のガスとは、Cl2,SOCl2など
が好ましく、次の 反応 Si−OH+Cl2→ Si−Cl+HClO によつて脱水されるが、同時に次の反応 GeO2+2Cl2→GeCl4+O2 も僅かながらも生じるため、酸素ガスを同時に混
入してGeO2微粒子単体の揮散を抑制させる必要
がある。また、ハロゲンガス、ハロゲン化物のガ
スと酸素ガスとの混合ガス、該混合ガスにアルゴ
ン、ヘリウム、窒素などの不活性ガスを混入、希
釈して使用することも好ましい。
第2熱処理過程の加熱温度は、900〜1300℃の
温度範囲が好ましい。加熱温度が1300℃を超える
ときは、スートの焼結が進みすぎ、スートを構成
する微粒子間の空間占積率が減少するために、
OH基の脱反応が十分に得られないので好ましく
ない。逆に加熱温度が900℃未満では、OH基の
脱反応の活性が低くなるため、OH基の脱反応が
不十分となり好ましくない。更に、第2熱処理過
程の加熱温度は、第1熱処理過程の加熱温度より
も低くすることが好ましい。この理由は、第2熱
処理過程の加熱温度が第1熱処理過程の加熱温度
と同一または高い場合には、第1熱処理過程の酸
化性ガス雰囲気中で予め加熱焼結させた効果、す
なわち、GeO2微粒子の揮散抑止が阻害される現
象がみられるためである。
温度範囲が好ましい。加熱温度が1300℃を超える
ときは、スートの焼結が進みすぎ、スートを構成
する微粒子間の空間占積率が減少するために、
OH基の脱反応が十分に得られないので好ましく
ない。逆に加熱温度が900℃未満では、OH基の
脱反応の活性が低くなるため、OH基の脱反応が
不十分となり好ましくない。更に、第2熱処理過
程の加熱温度は、第1熱処理過程の加熱温度より
も低くすることが好ましい。この理由は、第2熱
処理過程の加熱温度が第1熱処理過程の加熱温度
と同一または高い場合には、第1熱処理過程の酸
化性ガス雰囲気中で予め加熱焼結させた効果、す
なわち、GeO2微粒子の揮散抑止が阻害される現
象がみられるためである。
次に、スートを高温で加熱して透明なガラス体
とする第3熱処理過程を設けるのは、スートを加
熱、焼結することによつて、気泡のないバルク状
の光フアイバ用ガラス母材を得るためである。第
3熱処理過程の加熱温度は、1450〜1600℃の温度
範囲が好ましい。加熱温度が1600℃を超えるとき
は、得られた透明のガラス体が軟化し、変形する
ので好ましくなく、逆に加熱温度が1450℃未満で
は、スート中の気体を完全に脱泡して透明なガラ
ス体が得られないので好ましくない。第3熱処理
過程の焼結ガス雰囲気は、3モル%以下の塩素ガ
スと8モル%以下の酸素ガスを含むヘリウムガス
雰囲気が最も好ましい。しかし、スートを透明な
ガラス体とする温度までは、高価なヘリウムガス
を使用しなくとも、例えば、酸素ガスまたはアル
ゴンガスのいずれを使用しても、透明なガラス体
を得ることができるので、焼結ガス雰囲気は、特
に限定されない。
とする第3熱処理過程を設けるのは、スートを加
熱、焼結することによつて、気泡のないバルク状
の光フアイバ用ガラス母材を得るためである。第
3熱処理過程の加熱温度は、1450〜1600℃の温度
範囲が好ましい。加熱温度が1600℃を超えるとき
は、得られた透明のガラス体が軟化し、変形する
ので好ましくなく、逆に加熱温度が1450℃未満で
は、スート中の気体を完全に脱泡して透明なガラ
ス体が得られないので好ましくない。第3熱処理
過程の焼結ガス雰囲気は、3モル%以下の塩素ガ
スと8モル%以下の酸素ガスを含むヘリウムガス
雰囲気が最も好ましい。しかし、スートを透明な
ガラス体とする温度までは、高価なヘリウムガス
を使用しなくとも、例えば、酸素ガスまたはアル
ゴンガスのいずれを使用しても、透明なガラス体
を得ることができるので、焼結ガス雰囲気は、特
に限定されない。
(作用)
以上説明した如く、本発明にかかる第1から第
3熱処理過程を施して得られた光フアイバ用ガラ
ス母材は、OH基の残存量が0.05ppm以下となる
ため、光損失が極めて低くなり、コア部の屈折率
分布形状がステツプ状に近く、更にコア部とクラ
ツド部の境界が明瞭であつて、シングルモード光
フアイバーとする場合のカツトオフ波長の設計が
容易となる外、曲げ損失が小さいなどのすぐれた
特性をしめすと共に再現性のよい光フアイバ用ガ
ラス母材を得る作用がある。
3熱処理過程を施して得られた光フアイバ用ガラ
ス母材は、OH基の残存量が0.05ppm以下となる
ため、光損失が極めて低くなり、コア部の屈折率
分布形状がステツプ状に近く、更にコア部とクラ
ツド部の境界が明瞭であつて、シングルモード光
フアイバーとする場合のカツトオフ波長の設計が
容易となる外、曲げ損失が小さいなどのすぐれた
特性をしめすと共に再現性のよい光フアイバ用ガ
ラス母材を得る作用がある。
(実施例)
以下、実施例および比較例にもとづいて本発明
を更に説明するが、本発明はかかる実施例のみに
限定されるものではない。
を更に説明するが、本発明はかかる実施例のみに
限定されるものではない。
第4図はガラス微粒子集合体の作製装置で、4
は出発部材、5は保護容器、6,7はガラス微粒
子合成トーチ、8は排気調整器である。合成トー
チ6には、ガラス原料ガスのSiCl4,GeCl4と火炎
ガスのH2,O2を、合成トーチ7にはガラス原料
ガスのSiCl4と火炎ガスのH2,O2をそれぞれ流入
させ、保護容器5中、酸水素火炎でガラス原料ガ
スを熱酸化反応させて酸化物のガラス微粒子を合
成し、回転し引上げられる出発部材4の先端に堆
積させ、成長させてガラス微粒子集合体、すなわ
ちスート1を形成する。スート1は第6図に示す
ように、SiO2微粒子とドーパントGeO2を含むコ
ア部2とSiO2微粒子のみからなるクラツド部3
とから構成される。得られたスート1は第5図に
示すように、長手方向に均一な温度分布を有する
カーボンヒーター抵抗炉9中で、所定の熱処理過
程を施す。
は出発部材、5は保護容器、6,7はガラス微粒
子合成トーチ、8は排気調整器である。合成トー
チ6には、ガラス原料ガスのSiCl4,GeCl4と火炎
ガスのH2,O2を、合成トーチ7にはガラス原料
ガスのSiCl4と火炎ガスのH2,O2をそれぞれ流入
させ、保護容器5中、酸水素火炎でガラス原料ガ
スを熱酸化反応させて酸化物のガラス微粒子を合
成し、回転し引上げられる出発部材4の先端に堆
積させ、成長させてガラス微粒子集合体、すなわ
ちスート1を形成する。スート1は第6図に示す
ように、SiO2微粒子とドーパントGeO2を含むコ
ア部2とSiO2微粒子のみからなるクラツド部3
とから構成される。得られたスート1は第5図に
示すように、長手方向に均一な温度分布を有する
カーボンヒーター抵抗炉9中で、所定の熱処理過
程を施す。
10は石英製炉芯管、11は石英製上ブタ、1
2はカーボンヒーター、13は石英製炉芯管10
の下部に設けたガス供給口、14は石英製上ブタ
11の側部に設けたガス排出口である。
2はカーボンヒーター、13は石英製炉芯管10
の下部に設けたガス供給口、14は石英製上ブタ
11の側部に設けたガス排出口である。
スート1は第3図に示すように、第1熱処理過
程では仮焼温度を1200℃とし、酸素を含むガス雰
囲気としてはHe10/分、O22/分の混合ガ
スを約2時間30分導流し、第2熱処理過程では加
熱温度を1000℃に保持し、脱水作用を有するガス
雰囲気としては、He10/分、O22/分、Cl2
300c.c./分の混合ガスを約3時間導流し、第3熱
処理過程では加熱温度を1500℃とし、ガス雰囲気
としてはHe10/分、O20.5/分、Cl2150c.c./
分の混合ガスを約3時間20分導流してスート1の
熱処理を施し、スート1を透明なガラス体とし、
最終的にOH基の残存量を0.05ppm以下とする光
フアイバ用ガラス母材を作製した。かくして得ら
れた光フアイバ用ガラス母材の屈折率分布形状を
調べた結果を第1図に示す。結果からわかるよう
に、屈折率分布は極めてステツプ状に近く、コア
部とクラツド部の境界も明瞭で好ましい。また、
得られた光フアイバ用ガラス母材を線引きした光
フアイバの伝送損失特性を調べた結果を第2図に
示すが、伝送損失特性は波長1.3μm帯で0.3dB/
kmと極めて低損失の値であつた。
程では仮焼温度を1200℃とし、酸素を含むガス雰
囲気としてはHe10/分、O22/分の混合ガ
スを約2時間30分導流し、第2熱処理過程では加
熱温度を1000℃に保持し、脱水作用を有するガス
雰囲気としては、He10/分、O22/分、Cl2
300c.c./分の混合ガスを約3時間導流し、第3熱
処理過程では加熱温度を1500℃とし、ガス雰囲気
としてはHe10/分、O20.5/分、Cl2150c.c./
分の混合ガスを約3時間20分導流してスート1の
熱処理を施し、スート1を透明なガラス体とし、
最終的にOH基の残存量を0.05ppm以下とする光
フアイバ用ガラス母材を作製した。かくして得ら
れた光フアイバ用ガラス母材の屈折率分布形状を
調べた結果を第1図に示す。結果からわかるよう
に、屈折率分布は極めてステツプ状に近く、コア
部とクラツド部の境界も明瞭で好ましい。また、
得られた光フアイバ用ガラス母材を線引きした光
フアイバの伝送損失特性を調べた結果を第2図に
示すが、伝送損失特性は波長1.3μm帯で0.3dB/
kmと極めて低損失の値であつた。
次に本発明と比較するために、前記と同一条件
で作製したスート1を特公昭57−40096号公報に
開示された方法で試行し、焼結させた。スート1
の焼結条件は第9図に示すように、加熱温度を
1000℃とした場合、ガス雰囲気としてはHe10
/分、O21/分、Cl2300c.c./分、SO2150
c.c./分の混合ガスを約4時間導流し、加熱温度を
1500℃とした場合、ガス雰囲気としてはHe10
/分、O20.5/分、Cl2150c.c./分、SO2150
c.c./分の混合ガスを約2時間導流してスート1の
熱処理を施し、スート1を透明なガラス体とし、
最終的に光フアイバ用ガラス母材を作製した。
で作製したスート1を特公昭57−40096号公報に
開示された方法で試行し、焼結させた。スート1
の焼結条件は第9図に示すように、加熱温度を
1000℃とした場合、ガス雰囲気としてはHe10
/分、O21/分、Cl2300c.c./分、SO2150
c.c./分の混合ガスを約4時間導流し、加熱温度を
1500℃とした場合、ガス雰囲気としてはHe10
/分、O20.5/分、Cl2150c.c./分、SO2150
c.c./分の混合ガスを約2時間導流してスート1の
熱処理を施し、スート1を透明なガラス体とし、
最終的に光フアイバ用ガラス母材を作製した。
かくして得た光フアイバ用ガラス母材の屈折率
分布形状を調べた結果を第10図に示す。また得
られた前記の母材を線引きした光フアイバの伝送
損失特性を調べた結果を第11図に示す。結果か
ら伝送損失特性では、波長1.3μm帯で0.35dB/
kmで、本発明の方法とほぼ同一レベルの低損失
であるが、屈折率分布形状ではコア部周辺に鋭い
ピークがあり、コア部とクラツド部の境界が明瞭
でないため、コア径を決定できない不都合な問題
がある。
分布形状を調べた結果を第10図に示す。また得
られた前記の母材を線引きした光フアイバの伝送
損失特性を調べた結果を第11図に示す。結果か
ら伝送損失特性では、波長1.3μm帯で0.35dB/
kmで、本発明の方法とほぼ同一レベルの低損失
であるが、屈折率分布形状ではコア部周辺に鋭い
ピークがあり、コア部とクラツド部の境界が明瞭
でないため、コア径を決定できない不都合な問題
がある。
(発明の効果)
本発明によつて製造された光フアイバ用ガラス
母材は、OH基の残存量が0.05ppm以下であり、
光通信において一般に使用される波長1.3μm帯で
十分効果のある低損失であるほか、コア部の屈折
率分布が極めて良好なステツプ状を呈し、またコ
ア部とクラツド部の境界が明瞭であるため、シン
グルモード光フアイバーとする場合のカツトオフ
波長の設計が容易となると共にに、曲げ損失が小
さいなどすぐれた特長をもち、また、再現性が高
いため、分留りよく製造できる利点は経済的に寄
与する度合が多大である。
母材は、OH基の残存量が0.05ppm以下であり、
光通信において一般に使用される波長1.3μm帯で
十分効果のある低損失であるほか、コア部の屈折
率分布が極めて良好なステツプ状を呈し、またコ
ア部とクラツド部の境界が明瞭であるため、シン
グルモード光フアイバーとする場合のカツトオフ
波長の設計が容易となると共にに、曲げ損失が小
さいなどすぐれた特長をもち、また、再現性が高
いため、分留りよく製造できる利点は経済的に寄
与する度合が多大である。
第1図は本発明を実施して得られた光フアイバ
用ガラス母材の屈折率分布、第2図は本発明を実
施して得られた光フアイバ用ガラス母材を線引き
した光フアイバーの伝送損失の波長依存性、第3
図は本発明の実施にかかる焼成温度と焼成時間の
プログラム図、第4図はガラス微粒子集合体の作
製装置、第5図は本発明の一実施例に用いたカー
ボンヒーター抵抗炉、第6図および第7図はガラ
ス原料ガスを加熱反応させて酸化物のガラス微粒
子を合成し、回転し引上げられる出発部材に堆積
させ、成長させて作つたガラス微粒子集合体の構
成図と平面図、第8図は従来法によつて得られた
光フアイバ用ガラス母材の屈折率分布、第9図は
本発明の比較例として実施した特公昭57−40096
号に開示された焼成方法の一例、第10図は第9
図の焼成条件によつて得られた光フアイバ用ガラ
ス母材の屈折率分布、第11図は第10図の光フ
アイバ用ガラス母材を線引きした光フアイバーの
ガラス母材伝送損失の波長依存性を示す。 符号の説明、1……ガラス微粒子集合体(スー
ト)、2……コア部、3……クラツド部、4……
出発部材、5……保護容器、6,7……ガラス微
粒子合成トーチ、8……排気調整器、9……カー
ボンヒーター抵抗炉、10……石英製炉芯管、1
1……石英製上ブタ、12……カーボンヒータ
ー、13……ガス供給口、14……ガス排気口。
用ガラス母材の屈折率分布、第2図は本発明を実
施して得られた光フアイバ用ガラス母材を線引き
した光フアイバーの伝送損失の波長依存性、第3
図は本発明の実施にかかる焼成温度と焼成時間の
プログラム図、第4図はガラス微粒子集合体の作
製装置、第5図は本発明の一実施例に用いたカー
ボンヒーター抵抗炉、第6図および第7図はガラ
ス原料ガスを加熱反応させて酸化物のガラス微粒
子を合成し、回転し引上げられる出発部材に堆積
させ、成長させて作つたガラス微粒子集合体の構
成図と平面図、第8図は従来法によつて得られた
光フアイバ用ガラス母材の屈折率分布、第9図は
本発明の比較例として実施した特公昭57−40096
号に開示された焼成方法の一例、第10図は第9
図の焼成条件によつて得られた光フアイバ用ガラ
ス母材の屈折率分布、第11図は第10図の光フ
アイバ用ガラス母材を線引きした光フアイバーの
ガラス母材伝送損失の波長依存性を示す。 符号の説明、1……ガラス微粒子集合体(スー
ト)、2……コア部、3……クラツド部、4……
出発部材、5……保護容器、6,7……ガラス微
粒子合成トーチ、8……排気調整器、9……カー
ボンヒーター抵抗炉、10……石英製炉芯管、1
1……石英製上ブタ、12……カーボンヒータ
ー、13……ガス供給口、14……ガス排気口。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 ガラス形成原料ガスを高温で加熱反応させて
酸化物のガラス微粒子を合成し、それを回転し引
上げられる出発部材の先端に堆積させ、成長させ
てガラス微粒子集合体をつくり、これを高温で焼
結して透明ガラス体を得る光フアイバ用ガラス母
材の製造方法において、ガラス微粒子集合体を酸
素を含むガス雰囲気中で仮焼する第1熱処理過程
と、次に、脱水作用を有するガス雰囲気中でガラ
ス微粒子集合体を加熱し、ガラス微粒子集合体中
に含まれるOH基を低減させる第2熱処理過程
と、更に、ガラス微粒子集合体を高温で加熱して
透明なガラス体とする第3熱処理過程とを経るこ
とを特徴とする光フアイバ用ガラス母材の製造方
法。 2 第1熱処理過程の酸素を含むガス雰囲気が酸
素ガス雰囲気又は酸素ガスと不活性ガスとのガス
雰囲気、若しくはハロゲン又はハロゲン化物のガ
スを含まないガス雰囲気であることを特徴とする
特許請求の範囲第1項記載の光フアイバ用ガラス
母材の製造方法。 3 第1熱処理過程の仮焼温度が1000〜1300℃の
温度範囲であることを特徴とする特許請求の範囲
第1項記載の光フアイバ用ガラス母材の製造方
法。 4 第2熱処理過程の脱水作用を有するガス雰囲
気がハロゲンガス又はハロゲン化物のガス、若し
くはハロゲンガス又はハロゲン化物のガスと酸素
ガスとの混合ガス、あるいは該混合ガスをアルゴ
ン、ヘリウム又は窒素などの不活性ガスでもつて
希釈した雰囲気ガスであることを特徴とする特許
請求の範囲第1項記載の光フアイバ用ガラス母材
の製造方法。 5 第2熱処理過程の加熱温度は第1熱処理過程
の加熱温度より低くし、且つ900℃〜1300℃の温
度範囲であることを特徴とする特許請求の範囲第
1項記載の光フアイバ用ガラス母材の製造方法。 6 第3熱処理過程の透明なガラス体とする加熱
温度が1450〜1600℃の温度範囲であることを特徴
とする特許請求の範囲第1項記載の光フアイバ用
ガラス母材の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13223686A JPS62288129A (ja) | 1986-06-07 | 1986-06-07 | 光フアイバ用ガラス母材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13223686A JPS62288129A (ja) | 1986-06-07 | 1986-06-07 | 光フアイバ用ガラス母材の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62288129A JPS62288129A (ja) | 1987-12-15 |
JPH0469569B2 true JPH0469569B2 (ja) | 1992-11-06 |
Family
ID=15076546
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP13223686A Granted JPS62288129A (ja) | 1986-06-07 | 1986-06-07 | 光フアイバ用ガラス母材の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62288129A (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0318138U (ja) * | 1989-06-30 | 1991-02-22 | ||
WO2005100273A1 (en) * | 2004-04-13 | 2005-10-27 | Sebit Co., Ltd | Apparatus for manufacturing high heat-resistant quartz glass |
WO2021146074A1 (en) * | 2020-01-15 | 2021-07-22 | Corning Incorporated | Method of making optical fiber preforms from organic silica and germania precursors |
-
1986
- 1986-06-07 JP JP13223686A patent/JPS62288129A/ja active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS62288129A (ja) | 1987-12-15 |
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