JPH0717401B2 - 光フアイバの製造方法 - Google Patents
光フアイバの製造方法Info
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- JPH0717401B2 JPH0717401B2 JP58160159A JP16015983A JPH0717401B2 JP H0717401 B2 JPH0717401 B2 JP H0717401B2 JP 58160159 A JP58160159 A JP 58160159A JP 16015983 A JP16015983 A JP 16015983A JP H0717401 B2 JPH0717401 B2 JP H0717401B2
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- Japan
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- optical fiber
- atmosphere
- preform rod
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- spinning
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- 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
- C03B37/02—Manufacture of glass fibres or filaments by drawing or extruding, e.g. direct drawing of molten glass from nozzles; Cooling fins therefor
- C03B37/025—Manufacture of glass fibres or filaments by drawing or extruding, e.g. direct drawing of molten glass from nozzles; Cooling fins therefor from reheated softened tubes, rods, fibres or filaments, e.g. drawing fibres from preforms
- C03B37/029—Furnaces therefor
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- Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)
- Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 本発明は光フアイバの製造方法を改良したものに関す
る。
る。
プリフオームロツドを加熱延伸により紡糸して光フアイ
バを製造するとき、そのプリフオームロツドの加熱雰囲
気すなわち紡糸炉内は不活性ガスにより形成するのが一
般であり、こうすることにより紡糸炉の内壁劣化等が防
止できる。
バを製造するとき、そのプリフオームロツドの加熱雰囲
気すなわち紡糸炉内は不活性ガスにより形成するのが一
般であり、こうすることにより紡糸炉の内壁劣化等が防
止できる。
ところで、プリフオームロツドを上記加熱雰囲気（不活
性ガス雰囲気）中で紡糸することにより得られる石英系
光フアイバの場合、これの実用に際して水素雰囲気中に
おかれたりすると、その水素に起因した光フアイバの伝
送ロス増が1.30μｍや1.55μｍなどの長波長帯域におい
て発生することが判明した。
性ガス雰囲気）中で紡糸することにより得られる石英系
光フアイバの場合、これの実用に際して水素雰囲気中に
おかれたりすると、その水素に起因した光フアイバの伝
送ロス増が1.30μｍや1.55μｍなどの長波長帯域におい
て発生することが判明した。
以下これについて説明する。
まず、原因となる水素は、光フアイバの被覆材である熱
硬化性樹脂、光硬化性樹脂中において硬化後も残存する
ラジカル基、その他各種官能基が長期的に水とかOH基な
どと反応して発生すると思われる。
硬化性樹脂、光硬化性樹脂中において硬化後も残存する
ラジカル基、その他各種官能基が長期的に水とかOH基な
どと反応して発生すると思われる。
また、被覆光フアイバを構成要素とする光ケーブル中に
は、通常、テンシヨンメンバ、ラツプシース用の異種金
属類が存在し、これら金属がイオン化傾向による電位を
発生し水を分解させて水素を発生させたり、さらに光ケ
ーブル内に存在するジエリー混和物などの各種有機物が
前記メカニズムにより水などと反応して水素を発生する
場合がある。
は、通常、テンシヨンメンバ、ラツプシース用の異種金
属類が存在し、これら金属がイオン化傾向による電位を
発生し水を分解させて水素を発生させたり、さらに光ケ
ーブル内に存在するジエリー混和物などの各種有機物が
前記メカニズムにより水などと反応して水素を発生する
場合がある。
既知の通り、水素はブラスチツクや石英ガラスに対する
拡散係数がきわめて大きく、通常の使用温度下でも石英
系光フアイバ中への拡散によりOH基を形成して前記伝送
ロス増を惹き起こす。
拡散係数がきわめて大きく、通常の使用温度下でも石英
系光フアイバ中への拡散によりOH基を形成して前記伝送
ロス増を惹き起こす。
もちろん、光フアイバのコアにまで拡散した水素すべて
が伝送ロス増をもたらすのではないが、光フアイバの主
成分であるSiO2やドーパントであるGeO2などに格子欠陥
特に酸素欠陥があると、これらが侵入してきた水素を捕
獲し、ロス原因のOH基が容易に生成されるものと思われ
る。
が伝送ロス増をもたらすのではないが、光フアイバの主
成分であるSiO2やドーパントであるGeO2などに格子欠陥
特に酸素欠陥があると、これらが侵入してきた水素を捕
獲し、ロス原因のOH基が容易に生成されるものと思われ
る。
本発明はこのような技術的課題に鑑み、水素雰囲気中に
おかれた場合でも、伝送ロスの増加しがたい長期に安定
した光ファイバを製造することのできる方法を提供しよ
うとするものである。
おかれた場合でも、伝送ロスの増加しがたい長期に安定
した光ファイバを製造することのできる方法を提供しよ
うとするものである。
本発明は所期の目的を達成するために、少なくともコア
部を備えた石英系のプリフォームロッドを加熱延伸によ
り紡糸して光ファイバを製造する方法において、上記プ
リフォームロッドを紡糸するための雰囲気として弗素系
ガス含有量が５体積％〜100体積％のハロゲンガス雰囲
気をつくり、上記プリフォームロッドをこのハロゲンガ
ス雰囲気中で加熱しながら延伸して紡糸することを特徴
とする。
部を備えた石英系のプリフォームロッドを加熱延伸によ
り紡糸して光ファイバを製造する方法において、上記プ
リフォームロッドを紡糸するための雰囲気として弗素系
ガス含有量が５体積％〜100体積％のハロゲンガス雰囲
気をつくり、上記プリフォームロッドをこのハロゲンガ
ス雰囲気中で加熱しながら延伸して紡糸することを特徴
とする。
以下、図面を参照しながら本発明の実施例を説明する。
図において、１はMCVD法、VAD法、PCVD法などの母材製
造手段を介して製造された石英系のプリフオームロツド
である。このプリフオームロツド１は、紡糸後プラスチ
ツククラツドを形成するものの場合、石英系のコア部の
みからなるが、通常は石英系のコア部、クラツド部を備
えている。
造手段を介して製造された石英系のプリフオームロツド
である。このプリフオームロツド１は、紡糸後プラスチ
ツククラツドを形成するものの場合、石英系のコア部の
みからなるが、通常は石英系のコア部、クラツド部を備
えている。
シリコーン系樹脂、弗素系樹脂などの低屈折率のプラス
チツクによりクラツドを形成する光フアイバの場合、こ
れの母材すなわちコア部のみのプリフオームロツド１は
通常高純度SiO2からなり、石英系のコア部とクラツド部
とを備えたプリフオームロツド１では必要な屈折率分布
を与えたり、製造性を向上させるためSiO2中にGe、Al、
Ｐ、Ｆ、Ｂなどがドープされている。
チツクによりクラツドを形成する光フアイバの場合、こ
れの母材すなわちコア部のみのプリフオームロツド１は
通常高純度SiO2からなり、石英系のコア部とクラツド部
とを備えたプリフオームロツド１では必要な屈折率分布
を与えたり、製造性を向上させるためSiO2中にGe、Al、
Ｐ、Ｆ、Ｂなどがドープされている。
上記プリフオームロツド１は図示の紡糸炉２を介して紡
糸される。
糸される。
図示の紡糸炉２はカーボン抵抗加熱炉からなるが、これ
はジルコニア誘導加熱炉等であつてもよい。
はジルコニア誘導加熱炉等であつてもよい。
上記紡糸炉２は酸化ジルコニアのごとき耐酸化耐燃材料
からなる炉心管３と、該炉心管３の外周に設けられたカ
ーボン製のヒータ４と、該ヒータ４を覆う外套５と、上
記炉心管３の下部に連続して設けられた炉心管３と同じ
材質の筒体６とで構成され、外套５にはその内部のガス
チヤンバ７と連通するガス供給管８が連結されていると
ともに筒体６にはその内部ならびに炉心管３内のハロゲ
ンガス雰囲気９と連通するガス供給管10が連結されてい
る。
からなる炉心管３と、該炉心管３の外周に設けられたカ
ーボン製のヒータ４と、該ヒータ４を覆う外套５と、上
記炉心管３の下部に連続して設けられた炉心管３と同じ
材質の筒体６とで構成され、外套５にはその内部のガス
チヤンバ７と連通するガス供給管８が連結されていると
ともに筒体６にはその内部ならびに炉心管３内のハロゲ
ンガス雰囲気９と連通するガス供給管10が連結されてい
る。
この紡糸炉２を介してプリフオームロツド１を紡糸する
とき、ガスチヤンバ７内にはヒータ４の酸化劣化防止を
目的としてガス供給管８からAr、He、N2などの不活性ガ
スが供給されるとともに炉心管３内には雰囲気ガスとし
てハロゲンガスのみか、またはハロゲンガスと、上記不
活性ガスおよび／または酸素とによる混合ガスがガス供
給管10を介して供給され、さらに炉心管３内がヒータ４
により加熱されて所定のハロゲンガス雰囲気９が形成さ
れる。
とき、ガスチヤンバ７内にはヒータ４の酸化劣化防止を
目的としてガス供給管８からAr、He、N2などの不活性ガ
スが供給されるとともに炉心管３内には雰囲気ガスとし
てハロゲンガスのみか、またはハロゲンガスと、上記不
活性ガスおよび／または酸素とによる混合ガスがガス供
給管10を介して供給され、さらに炉心管３内がヒータ４
により加熱されて所定のハロゲンガス雰囲気９が形成さ
れる。
プリフオームロツドはその下端から低速状態で上記炉心
管３内の所定雰囲気９中へ挿入され、ここで加熱溶融さ
れた当該プリフオームロツド１の下端が高速の引取手段
により延伸されて光フアイバ11となり、こうして製造さ
れた光フアイバ11には紡糸炉２の下位に配置された図示
しないコーテイング機、被覆硬化炉を介して所定の被覆
層が形成される。
管３内の所定雰囲気９中へ挿入され、ここで加熱溶融さ
れた当該プリフオームロツド１の下端が高速の引取手段
により延伸されて光フアイバ11となり、こうして製造さ
れた光フアイバ11には紡糸炉２の下位に配置された図示
しないコーテイング機、被覆硬化炉を介して所定の被覆
層が形成される。
例えば光フアイバ11がコアのみからなるとき、上記被覆
手段を介して少なくともプラスチツククラツドが形成さ
れ、さらに光フアイバ11がコア、クラツドからなると
き、上記被覆手段を介して熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂
などによる１次コート、バツフアコートのいずれか一方
または両方が形成される。
手段を介して少なくともプラスチツククラツドが形成さ
れ、さらに光フアイバ11がコア、クラツドからなると
き、上記被覆手段を介して熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂
などによる１次コート、バツフアコートのいずれか一方
または両方が形成される。
本発明ではプリフオームロツド１を加熱延伸により紡糸
して光フアイバ11を製造するとき、その加熱をハロゲン
ガス雰囲気９中で行なうようにしたから該雰囲気９中の
ハロゲンガスがプリフオームロツド１や光フアイバ11な
どの石英ガラス中に拡散していき、その石英ガラスの組
成であるSiO2やGeO2に格子欠陥があるとしても前記ハロ
ゲンガスがこれら格子欠陥に侵入してこれを埋め、その
格子欠陥を著しく減少させる。
して光フアイバ11を製造するとき、その加熱をハロゲン
ガス雰囲気９中で行なうようにしたから該雰囲気９中の
ハロゲンガスがプリフオームロツド１や光フアイバ11な
どの石英ガラス中に拡散していき、その石英ガラスの組
成であるSiO2やGeO2に格子欠陥があるとしても前記ハロ
ゲンガスがこれら格子欠陥に侵入してこれを埋め、その
格子欠陥を著しく減少させる。
したがつてハロゲンガス雰囲気９中で加熱されて紡糸さ
れた上記光フアイバ11の場合、その後、水素雰囲気中に
おかれても水素を捕獲してOH基を形成するといつたこと
がほとんどなくなり、それ故伝送ロス増が生じがたく、
長期にわたつて伝送特性の安定した光フアイバ11とな
る。
れた上記光フアイバ11の場合、その後、水素雰囲気中に
おかれても水素を捕獲してOH基を形成するといつたこと
がほとんどなくなり、それ故伝送ロス増が生じがたく、
長期にわたつて伝送特性の安定した光フアイバ11とな
る。
なお、上記雰囲気９中におけるハロゲンガスに関して、
これはできるだけ多いほどよく、該ハロゲンガス雰囲気
９中の望ましいハロゲンガス含有量は50〜100体積％で
あるが、それ以下すなわち５体積％以上のハロゲンガス
含有量でも応力の効果が期待できる。
これはできるだけ多いほどよく、該ハロゲンガス雰囲気
９中の望ましいハロゲンガス含有量は50〜100体積％で
あるが、それ以下すなわち５体積％以上のハロゲンガス
含有量でも応力の効果が期待できる。
ハロゲンガス中では弗素系ガスがガラスの中への拡散が
速いため望ましく、その弗素系ガスとしては、SF6、CCl
2F2、CF4、C2F6、C2F8、NF3などがあげられる。
速いため望ましく、その弗素系ガスとしては、SF6、CCl
2F2、CF4、C2F6、C2F8、NF3などがあげられる。
また、ハロゲンガス雰囲気９中のハロゲンガス含有量が
100体積％未満であるとき、その残部はAr、He、N2など
の不活性ガス、または酸素のいずれか一方または両方と
する。
100体積％未満であるとき、その残部はAr、He、N2など
の不活性ガス、または酸素のいずれか一方または両方と
する。
つぎに本発明の具体例とその比較例について説明する。
具体例１、２および比較例１では、VAD法により作製さ
れた直径約22mmの石英系プリフオームロツド１を図示の
紡糸炉２により紡糸してコア（SiO-GeO2）の直径が50μ
ｍ、クラツド（SiO2）の直径が125μｍ、比屈折率差が
１％のGI型光フアイバ11を製造し、その紡糸直後、光フ
アイバ11の外周には１次コートを兼ねるバツフアコート
として２液性常温架橋型のシリコーン樹脂を外径400μ
ｍとなるよう塗布し、これを加熱により硬化させた。
れた直径約22mmの石英系プリフオームロツド１を図示の
紡糸炉２により紡糸してコア（SiO-GeO2）の直径が50μ
ｍ、クラツド（SiO2）の直径が125μｍ、比屈折率差が
１％のGI型光フアイバ11を製造し、その紡糸直後、光フ
アイバ11の外周には１次コートを兼ねるバツフアコート
として２液性常温架橋型のシリコーン樹脂を外径400μ
ｍとなるよう塗布し、これを加熱により硬化させた。
この際の紡糸条件として、ハロゲンガス雰囲気９中には
表に示す割合で雰囲気ガス（SF6とAr）を総流量15l/min
にて供給し、紡糸温度は2100℃、紡糸速度は50m/minと
した。
表に示す割合で雰囲気ガス（SF6とAr）を総流量15l/min
にて供給し、紡糸温度は2100℃、紡糸速度は50m/minと
した。
具体例３、４および比較例２では、プリフオームロツド
１がMCVD法により作製された直径約20mmのものである
点、これを紡糸して得たGI型光フアイバ11のコアがSiO2
-GeO2-P2O5、クラツドがSiO2-P2O5-Fである点、さらに
ハロゲンガス雰囲気９へ供給した雰囲気ガスが表に示す
割合である点を除き、前記各例と同一の紡糸条件、被覆
条件、同一仕様にて光フアイバ11を製造し、これの外周
を被覆した。
１がMCVD法により作製された直径約20mmのものである
点、これを紡糸して得たGI型光フアイバ11のコアがSiO2
-GeO2-P2O5、クラツドがSiO2-P2O5-Fである点、さらに
ハロゲンガス雰囲気９へ供給した雰囲気ガスが表に示す
割合である点を除き、前記各例と同一の紡糸条件、被覆
条件、同一仕様にて光フアイバ11を製造し、これの外周
を被覆した。
上記のようにして製造し、被覆した具体例１〜４および
比較例１、２の１次被覆光フアイバを、100℃、１気圧
の水素雰囲気中に４時間保持し、その損失増加を波長1.
30μｍ、1.55μｍごとに測定した。
比較例１、２の１次被覆光フアイバを、100℃、１気圧
の水素雰囲気中に４時間保持し、その損失増加を波長1.
30μｍ、1.55μｍごとに測定した。
その測定結果を次表に示す。
上記表で明らかなように、本発明の各具体例はプリフオ
ームロツドをハロゲンガス雰囲気中で加熱し、これを延
伸することにより得た光フアイバであるため、水素雰囲
気中での長時間における損失が微増したにとどまつてい
るが、ハロゲンガスを含まない雰囲気中を経て紡糸され
た各比較例の光フアイバでは、その損失増加がかなり大
きい。
ームロツドをハロゲンガス雰囲気中で加熱し、これを延
伸することにより得た光フアイバであるため、水素雰囲
気中での長時間における損失が微増したにとどまつてい
るが、ハロゲンガスを含まない雰囲気中を経て紡糸され
た各比較例の光フアイバでは、その損失増加がかなり大
きい。
以上説明したとおり、本発明方法の場合は、所定の雰囲
気ガス（弗素系ガス含有量:5体積％〜100体積％）を有
するハロゲンガス雰囲気中において、石英系のプリフオ
ームロッドを加熱しながら延伸する。
気ガス（弗素系ガス含有量:5体積％〜100体積％）を有
するハロゲンガス雰囲気中において、石英系のプリフオ
ームロッドを加熱しながら延伸する。
石英ガラス組成上の格子欠陥（O2欠陥）をもつプリフオ
ームロッドを上記の雰囲気中で紡糸（加熱延伸）すると
きは、プリフオームロッドおよび光ファイバの格子欠陥
が原子径の小さい弗素系ハロゲンガスにより埋められる
こととなり、しかも、ハロゲンガス雰囲気中の弗素系ガ
ス含有量が５体積％以上であるので、これら格子欠陥を
埋める効果が大きくなる。
ームロッドを上記の雰囲気中で紡糸（加熱延伸）すると
きは、プリフオームロッドおよび光ファイバの格子欠陥
が原子径の小さい弗素系ハロゲンガスにより埋められる
こととなり、しかも、ハロゲンガス雰囲気中の弗素系ガ
ス含有量が５体積％以上であるので、これら格子欠陥を
埋める効果が大きくなる。
ゆえに、本発明方法により光ファイバを製造するとき
は、石英ガラス組成上格子欠陥の少ない光ファイバ、す
なわち、水素雰囲気中におかれた場合でも、伝送ロスの
増加しがたい長期に安定した光ファイバが得られる。
は、石英ガラス組成上格子欠陥の少ない光ファイバ、す
なわち、水素雰囲気中におかれた場合でも、伝送ロスの
増加しがたい長期に安定した光ファイバが得られる。
図面は本発明方法の１実施例を略示した断面図である。 １……プリフオームロツド ２……紡糸炉 ９……ハロゲンガス雰囲気 11……光フアイバ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加藤 康二 千葉県市原市八幡海岸通６番地 古河電気 工業株式会社千葉電線製造所内 (72)発明者 吉田 和昭 千葉県市原市八幡海岸通６番地 古河電気 工業株式会社千葉電線製造所内 (72)発明者 稲垣 伸夫 茨城県那珂郡東海村大字白方字白根162番 地 日本電信電話公社茨城電気通信研究所 内 (72)発明者 中原 基博 茨城県那珂郡東海村大字白方字白根162番 地 日本電信電話公社茨城電気通信研究所 内 (56)参考文献 特開 昭60−16827（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−204832（ＪＰ，Ａ)
Claims (3)
- 【請求項１】少なくともコア部を備えた石英系のプリフ
ォームロッドを加熱延伸により紡糸して光ファイバを製
造する方法において、上記プリフォームロッドを紡糸す
るための雰囲気として弗素系ガス含有量が５体積％〜10
0体積％のハロゲンガス雰囲気をつくり、上記プリフォ
ームロッドをこのハロゲンガス雰囲気中で加熱しながら
延伸してプリフォームロッドを紡糸する光ファイバの製
造方法。 - 【請求項２】ハロゲンガス雰囲気中の弗素系ガス含有量
が、50体積％以上、100体積％未満である特許請求の範
囲第１項記載の光ファイバの製造方法。 - 【請求項３】ハロゲンガス雰囲気が、弗素系ガスと不活
性ガスおよび／または酸素との混合ガスにより形成され
ている特許請求の範囲第２項記載の光ファイバの製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58160159A JPH0717401B2 (ja) | 1983-08-31 | 1983-08-31 | 光フアイバの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58160159A JPH0717401B2 (ja) | 1983-08-31 | 1983-08-31 | 光フアイバの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6051633A JPS6051633A (ja) | 1985-03-23 |
| JPH0717401B2 true JPH0717401B2 (ja) | 1995-03-01 |
Family
ID=15709141
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58160159A Expired - Lifetime JPH0717401B2 (ja) | 1983-08-31 | 1983-08-31 | 光フアイバの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0717401B2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58204832A (ja) * | 1982-05-24 | 1983-11-29 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光フアイバの線引方法 |
| JPS6016827A (ja) * | 1983-07-04 | 1985-01-28 | Agency Of Ind Science & Technol | 光フアイバの製法 |
-
1983
- 1983-08-31 JP JP58160159A patent/JPH0717401B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6051633A (ja) | 1985-03-23 |
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