JPH0561210B2 - - Google Patents
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- JPH0561210B2 JPH0561210B2 JP1218599A JP21859989A JPH0561210B2 JP H0561210 B2 JPH0561210 B2 JP H0561210B2 JP 1218599 A JP1218599 A JP 1218599A JP 21859989 A JP21859989 A JP 21859989A JP H0561210 B2 JPH0561210 B2 JP H0561210B2
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Landscapes
- Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)
Description
〔産業上の利用分野〕
本発明は光フアイバ用多孔質母材（以下、多孔
質母材という）の製造方法に関するものである。 〔従来の技術〕 石英系光フアイバ母材の製造方法としては、内
付CVD法、外付（CVD）法、VAD法等が知られ
ている。 例えばVAD法は、低損失で、半径方向に任意
の屈折率分布を有し、そして円周方向及び長さ方
向に均一な組成を有する光伝送用フアイバを作る
ための素材を安価に得ようとする場合に好適な製
造方法である。 第４図に従来のVAD法による石英系光フアイ
バ母材の製法の一例を示す。図中１０は回転出発
部材、１１は多孔質母材、１２はスート流、１３
は酸水素バーナー、１４は排気管を表す。ここで
酸水素バーナー１３として、例えば第２図に示す
ような断面をもつ多重管バーナーを使用して、例
えば中心の第１ポート１からガラス原料ガスを噴
出させ、一方、その周りの第２ポート２、第６ポ
ート６から水素ガス（H2）、第４ポート４、第８
ポート８から酸素ガス（O2）及び第３ポート３、
第５ポート５、第７ポート７からアルゴンガス
（Ar）を噴出させて（つまり水素、アルゴン、酸
素、アルゴン、水素、アルゴン、酸素の順）２重
の火炎を形成し、酸水素炎中でガラス原料を火炎
加水分解反応させて生成されたガラス微粒子を、
回転出発部材１０例えば回転ガラス棒に堆積させ
て軸方向に成長させ、円柱状ガラス微粒子塊、す
なわち多孔質母材１１をつくる。その後、該多孔
質母材１１を加熱溶融して光フアイバ製造用母材
（プリフオーム母材）とする。 上記のようなVAD法は、大型母材の製造が容
易で、量産性に優れており、工業的に広く利用さ
れている。 〔発明が解決しようとする課題〕 しかしながら、上記したような従来の２重火炎
を形成する方法により、高い合成速度で所望の屈
折率分布を有する多孔質母材を製造する場合に、
ガラス原料にGeCl4等の多孔質ガラス中にGeO2
として添加される原料を含むと、該多孔質母材表
面にGeO2の高濃度層が堆積してしまい、内部と
表面の熱膨張係数の差から、該多孔質母材の加熱
透明化処理後に得られた焼結体表面に、クラツク
（割れ）が発生するという問題があつた。 表１に多孔質母材表面のGeO2濃度（重量％）
と焼結体クラツクとの関係を示すが、表１から明
らかなように、多孔質母材表面でのGeO2濃度を
5.0重量％以下に抑えなければ良好な焼結体を得
ることができない。
質母材という）の製造方法に関するものである。 〔従来の技術〕 石英系光フアイバ母材の製造方法としては、内
付CVD法、外付（CVD）法、VAD法等が知られ
ている。 例えばVAD法は、低損失で、半径方向に任意
の屈折率分布を有し、そして円周方向及び長さ方
向に均一な組成を有する光伝送用フアイバを作る
ための素材を安価に得ようとする場合に好適な製
造方法である。 第４図に従来のVAD法による石英系光フアイ
バ母材の製法の一例を示す。図中１０は回転出発
部材、１１は多孔質母材、１２はスート流、１３
は酸水素バーナー、１４は排気管を表す。ここで
酸水素バーナー１３として、例えば第２図に示す
ような断面をもつ多重管バーナーを使用して、例
えば中心の第１ポート１からガラス原料ガスを噴
出させ、一方、その周りの第２ポート２、第６ポ
ート６から水素ガス（H2）、第４ポート４、第８
ポート８から酸素ガス（O2）及び第３ポート３、
第５ポート５、第７ポート７からアルゴンガス
（Ar）を噴出させて（つまり水素、アルゴン、酸
素、アルゴン、水素、アルゴン、酸素の順）２重
の火炎を形成し、酸水素炎中でガラス原料を火炎
加水分解反応させて生成されたガラス微粒子を、
回転出発部材１０例えば回転ガラス棒に堆積させ
て軸方向に成長させ、円柱状ガラス微粒子塊、す
なわち多孔質母材１１をつくる。その後、該多孔
質母材１１を加熱溶融して光フアイバ製造用母材
（プリフオーム母材）とする。 上記のようなVAD法は、大型母材の製造が容
易で、量産性に優れており、工業的に広く利用さ
れている。 〔発明が解決しようとする課題〕 しかしながら、上記したような従来の２重火炎
を形成する方法により、高い合成速度で所望の屈
折率分布を有する多孔質母材を製造する場合に、
ガラス原料にGeCl4等の多孔質ガラス中にGeO2
として添加される原料を含むと、該多孔質母材表
面にGeO2の高濃度層が堆積してしまい、内部と
表面の熱膨張係数の差から、該多孔質母材の加熱
透明化処理後に得られた焼結体表面に、クラツク
（割れ）が発生するという問題があつた。 表１に多孔質母材表面のGeO2濃度（重量％）
と焼結体クラツクとの関係を示すが、表１から明
らかなように、多孔質母材表面でのGeO2濃度を
5.0重量％以下に抑えなければ良好な焼結体を得
ることができない。
本発明はガラス原料ガスを１以上のガラス微粒
子合成用バーナーの火炎中に供給して火炎加水分
解し、それによつて生成するガラス微粒子を回転
する出発部材の上に堆積させて軸方向に成長させ
ることにより中心部にGeO2−SiO2からなるセン
ターコアを有し、該センターコアの外周に該セン
ターコアよりGeO2濃度の小さいGeO2−SiO2から
なるサイドコアを有する二重構造コアを有する光
フアイバ用多孔質母材を製造する方法において、
センターコア合成用バーナーとサイドコア合成用
バーナーの少なくとも２本以上のバーナーを用い
該センターコア合成用バーナーにはガラス原料と
してSiCl4及び屈折率形成用ドーパントとして
GeCl4を供給することによりGeO2を添加したセ
ンターコアを形成し、且つ該サイドコア合成用バ
ーナーとして二重火炎バーナーを用い、二重火炎
の内側火炎にはガラス原料としてSiCl4及び屈折
率形成用ドーパントとしてGeCl4を供給し、外側
火炎にはSiCl4を供給することを特徴とする光フ
アイバ用多孔質母材の製造方法を提供するもので
ある。 本発明者らが上記の問題点を解決すべく、不具
合点を種々検討した結果、多孔質ガラス母材の表
面に沿う、母材に付着していないSiO2粒子や
GeO2粒子等の未付着粒子の流れが、２重火炎の
うちの中心ポートに近い内側火炎で反応し、
GeO2がSiO2に固溶することが、多孔質母材表面
に高濃度GeO2層を形成する要因であることが判
明した。 そこで、この未付着粒子の流れを内側火炎中に
拡散させないようにする、つまり乱流化させるた
めの方法を検討したところ、ガラス原料を内側火
炎だけでなく、外側火炎からも同時に投入して、
ガラス微粒子を合成する方法が有効であると見出
した。 以下に図面を参照して本発明を具体的に説明す
る。第１図は本発明の作用を説明するための概略
模式図であつて、図中１０は回転する出発部材、
１１は多孔質母材、１２は内側火炎スート形成
流、９は外側火炎スート形成流、１４は排気管、
１５は原料投入用多重管酸水素バーナーである。
外側火炎スート形成流９は、多孔質母材堆積面に
付着するが、その70％はガラス微粒子の積層に寄
与することなく、未付着粒子の流れを乱させる方
に働くことができる。 本発明の原料ガスとしては、例えばSiCl4、
GeCl4等が挙げられるが、その他公知の添加剤の
原料ガスであるTiCl4、AlCl3、PbCl3、POCl3等
を添加することもできる。 以上の説明では、第１図のように、ガラス微粒
子合成用バーナー１本で例えばガラス母材を形成
する場合を例に挙げたが、本発明では第３図に示
すようにガラス微粒子合成用バーナーが２本以上
の構成によつて上記の効果を得るものである。 第３図において、第１のガラス微粒子合成用バ
ーナー１８は例えば母材１１の中心部分を合成
し、第２のガラス微粒子合成用バーナー１５は中
心部分の外周を合成するものである。第１のバー
ナー１８は通常の（１重の）火災形成バーナーと
し、第２のバーナー１５を２重火炎形成バーナー
とするとき、第１のバーナー１８にガラス原料ガ
スとしてSiCl4とGeCl4を供給し、第２のバーナー
１５の内側火炎にはSiCl4とGeCl4を、外側火炎に
はSiCl4のみを供給する。 またさらに、同心円状多重管バーナーに限ら
ず、角型や楕円状多重管バーナーを使用しても本
発明の効果が損なわれるものではない。 〔実施例〕 実施例 １ 第３図に示す構成の装置を用い、同心円状の中
心にあるコア部分を形成するために、原料投入用
酸水素バーナー１８としては４重管バーナーを、
該コア部分を取り囲むクラツド部を形成する原料
投入用酸水素バーナー１５としては８重管バーナ
ーを用いて、多孔質ガラス母材を合成した。 酸水素バーナー１８の第１ポート１はSiCl4120
c.c.／分、GeCl415c.c.／分、Arキヤリアガス180
c.c.／分供給し、第２ポート２にはH2ガスを3.0
／分供給し、第４ポート４にはO2ガスを5.0
／分供給し、第３ポート３にはシールガスとし
てArガスを2.0／分供給した。酸水素バーナー
１５の第１ポート１にはSiCl4800c.c.／分、
GeCl420c.c.／分、Arキヤリアガス800c.c.／分供給
し、第２ポート２及び第６ポート６にはH2ガス
を夫々3.5／分、40／分供給し、第４ポート
４及び第８ポート８にはO2ガスを夫々17／分、
27／分供給し、第３ポート３、第５ポート５及
び第７ポート７にはシールガスとしてArガスを
夫々３／分、４／分、４／分供給した。更
に外側火炎への原料供給として第６ポート６に
SiCl4120c.c.／分、キヤリアガスAr100c.c.／分を供
給した。 このような条件で多孔質母材を500mm成長させ、
カーボン抵抗炉によりCl2／H2＝0.01の雰囲気中
で1000℃に加熱して脱水処理した後、Heガス雰
囲気下で加熱して透明ガラス化し、焼結体表面を
観察したところ、クラツク（割れ）の発生しない
良好な母材が得られた。その後、更に該焼結体を
直径５mmに延伸してセンターコアとサイドコアか
らなるコア母材とした後、外径51mmのVAD製純
SiO2管に挿入して、カーボン抵抗炉により外部
加熱して、両者を溶融一体化させ、1.55μｍ帯分
散シフトフアイバ用プリフオーム母材にした。そ
して該プリフオーム母材を線引炉でフアイバ化し
て伝送損失を測定したところ、波長1.55μｍで
0.21dB／Kmと低損失であつた。本実施例で得ら
れたフアイバの屈折率分布を第５図に示した。 比較例 １ 本発明の効果を確認するため、実施例１におい
てクラツド部合成用酸水素バーナー１５の第６ポ
ート６への原料（SiCl4）供給を停止した以外は
すべて同条件で多孔質母材を500mm成長させ、同
様に加熱透明化させたところ、焼結体表面には、
剥離が生じ、良好母材を得ることができなかつ
た。 〔発明の効果〕 以上説明したように、本発明の方法は多孔質ガ
ラス母材表面への高濃度GeO2層の堆積を防止で
きるので、焼結体表面にクラツク発生のない高品
質な中心部にGeO2−SiO2からなるセンターコア
を有し、該センターコアの外周に該センターコア
よりGeO2濃度の小さいGeO2−SiO2からなるサイ
ドコアを有する二重構造コアを有する光フアイバ
用多孔質母材を製造するすることができる。
子合成用バーナーの火炎中に供給して火炎加水分
解し、それによつて生成するガラス微粒子を回転
する出発部材の上に堆積させて軸方向に成長させ
ることにより中心部にGeO2−SiO2からなるセン
ターコアを有し、該センターコアの外周に該セン
ターコアよりGeO2濃度の小さいGeO2−SiO2から
なるサイドコアを有する二重構造コアを有する光
フアイバ用多孔質母材を製造する方法において、
センターコア合成用バーナーとサイドコア合成用
バーナーの少なくとも２本以上のバーナーを用い
該センターコア合成用バーナーにはガラス原料と
してSiCl4及び屈折率形成用ドーパントとして
GeCl4を供給することによりGeO2を添加したセ
ンターコアを形成し、且つ該サイドコア合成用バ
ーナーとして二重火炎バーナーを用い、二重火炎
の内側火炎にはガラス原料としてSiCl4及び屈折
率形成用ドーパントとしてGeCl4を供給し、外側
火炎にはSiCl4を供給することを特徴とする光フ
アイバ用多孔質母材の製造方法を提供するもので
ある。 本発明者らが上記の問題点を解決すべく、不具
合点を種々検討した結果、多孔質ガラス母材の表
面に沿う、母材に付着していないSiO2粒子や
GeO2粒子等の未付着粒子の流れが、２重火炎の
うちの中心ポートに近い内側火炎で反応し、
GeO2がSiO2に固溶することが、多孔質母材表面
に高濃度GeO2層を形成する要因であることが判
明した。 そこで、この未付着粒子の流れを内側火炎中に
拡散させないようにする、つまり乱流化させるた
めの方法を検討したところ、ガラス原料を内側火
炎だけでなく、外側火炎からも同時に投入して、
ガラス微粒子を合成する方法が有効であると見出
した。 以下に図面を参照して本発明を具体的に説明す
る。第１図は本発明の作用を説明するための概略
模式図であつて、図中１０は回転する出発部材、
１１は多孔質母材、１２は内側火炎スート形成
流、９は外側火炎スート形成流、１４は排気管、
１５は原料投入用多重管酸水素バーナーである。
外側火炎スート形成流９は、多孔質母材堆積面に
付着するが、その70％はガラス微粒子の積層に寄
与することなく、未付着粒子の流れを乱させる方
に働くことができる。 本発明の原料ガスとしては、例えばSiCl4、
GeCl4等が挙げられるが、その他公知の添加剤の
原料ガスであるTiCl4、AlCl3、PbCl3、POCl3等
を添加することもできる。 以上の説明では、第１図のように、ガラス微粒
子合成用バーナー１本で例えばガラス母材を形成
する場合を例に挙げたが、本発明では第３図に示
すようにガラス微粒子合成用バーナーが２本以上
の構成によつて上記の効果を得るものである。 第３図において、第１のガラス微粒子合成用バ
ーナー１８は例えば母材１１の中心部分を合成
し、第２のガラス微粒子合成用バーナー１５は中
心部分の外周を合成するものである。第１のバー
ナー１８は通常の（１重の）火災形成バーナーと
し、第２のバーナー１５を２重火炎形成バーナー
とするとき、第１のバーナー１８にガラス原料ガ
スとしてSiCl4とGeCl4を供給し、第２のバーナー
１５の内側火炎にはSiCl4とGeCl4を、外側火炎に
はSiCl4のみを供給する。 またさらに、同心円状多重管バーナーに限ら
ず、角型や楕円状多重管バーナーを使用しても本
発明の効果が損なわれるものではない。 〔実施例〕 実施例 １ 第３図に示す構成の装置を用い、同心円状の中
心にあるコア部分を形成するために、原料投入用
酸水素バーナー１８としては４重管バーナーを、
該コア部分を取り囲むクラツド部を形成する原料
投入用酸水素バーナー１５としては８重管バーナ
ーを用いて、多孔質ガラス母材を合成した。 酸水素バーナー１８の第１ポート１はSiCl4120
c.c.／分、GeCl415c.c.／分、Arキヤリアガス180
c.c.／分供給し、第２ポート２にはH2ガスを3.0
／分供給し、第４ポート４にはO2ガスを5.0
／分供給し、第３ポート３にはシールガスとし
てArガスを2.0／分供給した。酸水素バーナー
１５の第１ポート１にはSiCl4800c.c.／分、
GeCl420c.c.／分、Arキヤリアガス800c.c.／分供給
し、第２ポート２及び第６ポート６にはH2ガス
を夫々3.5／分、40／分供給し、第４ポート
４及び第８ポート８にはO2ガスを夫々17／分、
27／分供給し、第３ポート３、第５ポート５及
び第７ポート７にはシールガスとしてArガスを
夫々３／分、４／分、４／分供給した。更
に外側火炎への原料供給として第６ポート６に
SiCl4120c.c.／分、キヤリアガスAr100c.c.／分を供
給した。 このような条件で多孔質母材を500mm成長させ、
カーボン抵抗炉によりCl2／H2＝0.01の雰囲気中
で1000℃に加熱して脱水処理した後、Heガス雰
囲気下で加熱して透明ガラス化し、焼結体表面を
観察したところ、クラツク（割れ）の発生しない
良好な母材が得られた。その後、更に該焼結体を
直径５mmに延伸してセンターコアとサイドコアか
らなるコア母材とした後、外径51mmのVAD製純
SiO2管に挿入して、カーボン抵抗炉により外部
加熱して、両者を溶融一体化させ、1.55μｍ帯分
散シフトフアイバ用プリフオーム母材にした。そ
して該プリフオーム母材を線引炉でフアイバ化し
て伝送損失を測定したところ、波長1.55μｍで
0.21dB／Kmと低損失であつた。本実施例で得ら
れたフアイバの屈折率分布を第５図に示した。 比較例 １ 本発明の効果を確認するため、実施例１におい
てクラツド部合成用酸水素バーナー１５の第６ポ
ート６への原料（SiCl4）供給を停止した以外は
すべて同条件で多孔質母材を500mm成長させ、同
様に加熱透明化させたところ、焼結体表面には、
剥離が生じ、良好母材を得ることができなかつ
た。 〔発明の効果〕 以上説明したように、本発明の方法は多孔質ガ
ラス母材表面への高濃度GeO2層の堆積を防止で
きるので、焼結体表面にクラツク発生のない高品
質な中心部にGeO2−SiO2からなるセンターコア
を有し、該センターコアの外周に該センターコア
よりGeO2濃度の小さいGeO2−SiO2からなるサイ
ドコアを有する二重構造コアを有する光フアイバ
用多孔質母材を製造するすることができる。
第１図は本発明の作用を説明するための概略模
式図、第２図は本発明及び従来法に係る同心多重
管酸水素バーナーの噴出ポートを示す断面図、第
３図は本発明の別の実施態様の概略説明図で２本
バーナーを用いた例を示すもの、第４図は従来法
の説明図、第５図は実施例において製造した本発
明母材から得られた光フアイバの屈折率分布図で
ある。
式図、第２図は本発明及び従来法に係る同心多重
管酸水素バーナーの噴出ポートを示す断面図、第
３図は本発明の別の実施態様の概略説明図で２本
バーナーを用いた例を示すもの、第４図は従来法
の説明図、第５図は実施例において製造した本発
明母材から得られた光フアイバの屈折率分布図で
ある。
Claims (1)
- １ ガラス原料ガスを１以上にガラス微粒子合成
用バーナーの火炎中に供給して火炎加水分解し、
それによつて生成するガラス微粒子を回転する出
発部材上に堆積させて軸方向に成長させることに
より中心部にGeO2−SiO2からなるセンターコア
を有し、該センターコアの外周に該センターコア
よりGeO2濃度の小さいGeO2−SiO2からなるサイ
ドコアを有する二重構造コアを有する光フアイバ
用多孔質母材を製造する方法において、センター
コア合成用バーナーとサイドコア合成用バーナー
の少なくとも２本以上のバーナーを用い該センタ
ーコア合成用バーナーにはガラス原料として
SiCl4及び屈折率形成用ドーパントとしてGeCl4を
供給することによりGeO2を添加したセンターコ
アを形成し、且つ該サイドコア合成用バーナーと
して二重火炎バーナーを用い、二重火炎の内側火
炎にはガラス原料としてSiCl4及び屈折率形成用
ドーパントとしてGeCl4を供給し、外側火炎には
SiCl4を供給することを特徴とする光フアイバ用
多孔質母材の製造方法。
Priority Applications (13)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1218599A JPH02263725A (ja) | 1988-12-26 | 1989-08-28 | 光ファイバ用多孔質母材の製造方法 |
| AU61004/90A AU643451B2 (en) | 1989-08-28 | 1990-08-14 | Method for producing porous glass preform for optical fiber |
| CA002023445A CA2023445A1 (en) | 1989-08-28 | 1990-08-16 | Method for producing porous glass preform for optical fiber |
| BR909004223A BR9004223A (pt) | 1989-08-28 | 1990-08-27 | Processo para producao de uma pre-forma porosa para uso na fabricacao de fibra otica |
| FI904218A FI91146C (fi) | 1989-08-28 | 1990-08-27 | Menetelmä huokoisen lasiesimuodon valmistamiseksi optisia kuituja varten |
| NO903749A NO177345C (no) | 1989-08-28 | 1990-08-27 | Fremgangsmåte for fremstilling av et poröst emne for anvendelse ved fremstilling av optiske fibre |
| DE69006138T DE69006138T2 (de) | 1989-08-28 | 1990-08-28 | Verfahren zur Herstellung einer porösen Glasvorform für eine optische Faser. |
| KR1019900013319A KR930001938B1 (ko) | 1989-08-28 | 1990-08-28 | 광파이버용 다공질모재의 제조방법 |
| ES90116464T ES2050323T3 (es) | 1989-08-28 | 1990-08-28 | Procedimiento para producir preforma de vidrio porosa para fibra optica. |
| EP90116464A EP0415341B1 (en) | 1989-08-28 | 1990-08-28 | Method for producing porous glass preform for optical fiber |
| US07/984,734 US5238479A (en) | 1989-08-28 | 1992-12-04 | Method for producing porous glass preform for optical fiber |
| SG29195A SG29195G (en) | 1989-08-28 | 1995-02-20 | Method for producing porous glass preform for optical fiber |
| HK51895A HK51895A (en) | 1989-08-28 | 1995-04-06 | Method for producing porous glass preform for optical fiber. |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32608388 | 1988-12-26 | ||
| JP63-326083 | 1988-12-26 | ||
| JP1218599A JPH02263725A (ja) | 1988-12-26 | 1989-08-28 | 光ファイバ用多孔質母材の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02263725A JPH02263725A (ja) | 1990-10-26 |
| JPH0561210B2 true JPH0561210B2 (ja) | 1993-09-03 |
Family
ID=18183919
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1218599A Granted JPH02263725A (ja) | 1988-12-26 | 1989-08-28 | 光ファイバ用多孔質母材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02263725A (ja) |
-
1989
- 1989-08-28 JP JP1218599A patent/JPH02263725A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02263725A (ja) | 1990-10-26 |
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