JPH08225337A - 光ファイバ母材の製造方法 - Google Patents

光ファイバ母材の製造方法

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JPH08225337A
JPH08225337A JP3397695A JP3397695A JPH08225337A JP H08225337 A JPH08225337 A JP H08225337A JP 3397695 A JP3397695 A JP 3397695A JP 3397695 A JP3397695 A JP 3397695A JP H08225337 A JPH08225337 A JP H08225337A
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JP
Japan
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base material
optical fiber
gas
porous base
fiber preform
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Pending
Application number
JP3397695A
Other languages
English (en)
Inventor
Sumio Hoshino
寿美夫 星野
Masumi Ito
真澄 伊藤
Toshio Danzuka
俊雄 彈塚
Hiroki Nagase
宏記 長瀬
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/01Manufacture of glass fibres or filaments
    • C03B37/012Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
    • C03B37/014Manufacture 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]
    • C03B37/01446Thermal after-treatment of preforms, e.g. dehydrating, consolidating, sintering

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】光ファイバ母材の製造方法を提供する。 【構成】加熱炉内に雰囲気ガスを流しつつ、屈折率調整
用ドーパントを含む多孔質母材を移動させてその端部よ
り該加熱炉内のヒートゾーンを通過させることにより加
熱処理する光ファイバ母材の製造方法において、該光フ
ァイバ母材の軸方向全長にわたり均一な熱エネルギーを
受けるように該多孔質母材の移動量に応じて加熱処理温
度を変化させるか、又は該多孔質母材の移動速度を変化
させつつ加熱処理することを特徴とする。 【効果】透明ガラス化後の光ファイバ母材の軸方向の屈
折率の変動を解消できて、極めて長距離にわたり特性が
均一な光ファイバを安定に製造できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は光ファイバ母材の製造方
法に関し、特にVAD法(気相軸付け法)やOVD法
(外付け法)などにより得られた光ファイバ用多孔質母
材を脱水透明ガラス化した際に軸方向の屈折率分布の変
動を小さくできるような製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、VAD法やOVD法などにより得
られた光ファイバ用多孔質母材(以下「多孔質母材」と
略記する)を透明ガラス化するためには、多孔質母材を
縦型の加熱炉内に挿入し、脱水ガス及びHeガスを加熱
炉内に供給しつつ炉内の高温部(ヒートゾーン)に該多
孔質母材の片端より順次一定速度で送り込むことにより
先ず脱水し、次いで温度をさらに上げて同様にヒートゾ
ーンに一定速度で多孔質母材の片端より送り込み、順次
透明ガラス化していた。上記した従来の脱水透明化方法
によると、得られた透明ガラス母材の軸方向において特
性が変動するという問題があった。このような問題を解
決するため、例えば炉内雰囲気ガスを炉の上下より供給
しそれぞれ濃度を一定に保つ工夫(特開平5−2216
75号公報)や、脱水ガスの供給量を多孔質母材の移動
量に応じて変化させる方法(特開平5−221676号
公報)、多孔質母材の形成時に屈折率調整用のドーパン
ト濃度を母材軸方向で変化させる方法(特開平5−19
3973号公報)などが知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】前記の特開平5−22
1675号公報に提案される炉内上下から脱水ガスを導
入する方法については、炉内には対流によってガスの流
れができるために炉の上下で脱水ガスの状態を同じに保
つことは困難であり、特に加熱炉が大型になった場合に
その困難は顕著である。前記特開平5−221676号
公報に提案される脱水ガスを多孔質母材の移動量に応じ
て変化させる方法は、脱水ガスの供給量を変化させても
炉内の容積が供給量と比較して大きい場合には、ガス濃
度が変化するまでに時間差が生じてしまうために、脱水
ガス濃度の制御性に問題があった。また、前記特開平5
−193973号公報に提案される方法では、多孔質母
材形成中にドーパント濃度を変化させるが、これは多孔
質母材の成長を不安定とするために好ましくない。本発
明はこのような現状に鑑み、従来技術の困難点を解消
し、透明ガラス化後に母材軸方向における特性の変化が
実質的にない光ファイバ母材を安定に製造できる方法の
提供を目的とするものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の手段として、本発明は加熱炉内に雰囲気ガスを流しつ
つ、屈折率調整用ドーパントを含む多孔質母材を移動さ
せてその端部より該加熱炉内のヒートゾーンを通過させ
ることにより加熱処理する光ファイバ母材の製造方法に
おいて、該光ファイバ母材の軸方向全長にわたり均一な
熱エネルギーを受けるように該多孔質母材の移動量に応
じて加熱処理温度を変化させることを特徴とする光ファ
イバ母材の製造方法を提供する。また本発明は、加熱炉
内に雰囲気ガスを流しつつ、屈折率調整用ドーパントを
含む多孔質母材を移動させてその端部より該加熱炉内の
ヒートゾーンを通過させることにより加熱処理する光フ
ァイバ母材の製造方法において、該光ファイバ母材の軸
方向全長にわたり均一な熱エネルギーを受けるように該
多孔質母材の移動速度を変化させつつ加熱処理すること
を特徴とする光ファイバ母材の製造方法を提供する。本
発明においては、上記雰囲気ガスとしてハロゲンガス又
はハロゲン化合物ガスを含むガスを流すことにより脱水
処理することが特に好ましい実施態様として挙げられ
る。また本発明においては、上記加熱処理において多孔
質母材を透明ガラス化することが特に好ましい他の実施
態様として挙げられる。さらに本発明においては上記加
熱処理が上記脱水処理工程と上記透明ガラス化の両方の
工程を含むことが特に好ましい他の実施態様として挙げ
られる。
【0005】
【作用】脱水ガスで加熱炉内を充満させつつそのヒート
ゾーンに多孔質母材を母材端部から一定速度で通過させ
てゆくことにより脱水し、次に同様の方法で脱水後の多
孔質母材をその端部より徐々に透明ガラス化する従来方
法によると、軸方向で屈折率の変動が発生するのは以下
の理由による。例えば脱水ガスやHeガスなどのガス流
を加熱炉の下部から導入して上部より排気させつつ、多
孔質母材をその片端から一定速度で加熱炉の高温部を通
過させて加熱処理を行う場合、加熱部に対してガスの流
れの上流側と下流側では下流側の方が温度が高くなるた
め下流側に位置する多孔質母材の部分は上流側と比較し
て加熱処理の効果が強くなる。従って、結果的にガス流
の下流側に位置する部分は屈折率調整用のドーパントの
揮散が大きくなって屈折率が低下してしまうと考えられ
る。これに対し上下から脱水ガスを導入する方法や脱水
ガスを母材の移動量に応じ変化させる方法には前記した
問題がある。
【0006】また、屈折率分布が軸方向で変化してしま
う別の理由として、脱水段階において軸方向で多孔質母
材の温度が異なることが考えられる。すなわち、多孔質
母材をその端部より順次加熱する場合、初めの端部はヒ
ートゾーンに送り込まれて直ちに脱水されるのに対し、
他の部分はヒートゾーンの付近に待機しているため予熱
されると考えられる。従って、多孔質母材の温度は最初
に脱水される部分より終盤の部分が高くなると考えら
れ、脱水される効果が大きくなって屈折率調整用のドー
パントの揮散が大きくなると考えられる。
【0007】そこで本発明者らは、ヒートゾーンにおい
て多孔質母材の軸方向において実質的に母材への加熱効
果が均一になるようにすること、換言すると軸方向にお
いて母材が実質的に受けるエネルギーを均一化すること
が有効であると考えついた。まず第一の手段としては、
ガスの流れは変えずに多孔質母材の移動量に応じて加熱
部の温度を変化させることが挙げられる。すなわち本発
明においては、ガス流の上流側の端部を加熱処理する際
には加熱部の温度を上げておき、下流側に位置する部分
がヒートゾーンに移動してくるにつれて加熱温度を低下
させてゆく。また前記した予熱効果による屈折率の変動
の問題に対しても、軸方向の屈折率分布を均一にするた
めに最初の端部を加熱する場合は温度を高く設定してお
き、他方の端部へと順次移動するにつれて温度を低下さ
せることが有効である。また、温度を変化させる工程
は、脱水工程、透明ガラス化工程のいずれにおいても適
用でき、さらには両方の工程において温度を変化させて
もよい。
【0008】第二の手段として、ガスの流れは変えずに
多孔質母材の移動速度を変化させることにより軸方向の
屈折率変動を相殺することが挙げられる。すなわち、母
材をヒートゾーンに上から送り込む際には、はじめは送
り込む速度を遅くしておき、次第に速度を大きくしなが
ら送り込むことによる。また、逆に下からヒートゾーン
に送り込む場合には、はじめは速く送り込み次第に速度
を遅くしてゆく。これにより軸方向の屈折率のを均一に
することが可能となる。速度の変化量は透明ガラス化後
の軸方向の屈折率の変化を予め調べておき均一になるよ
うに調整すれれはよい。また、透明ガラス化を行う際に
母材の移動速度を変化させつつ行っても同様の効果が期
待できる。さらには、脱水のステップと透明ガラス化の
ステップの両方で多孔質母材の移動速度を変化させても
よい。
【0009】なお、ガス流の上流と下流の温度の違いに
よる屈折率分布への効果と、多孔質母材が予熱されるこ
とで屈折率分布が変化する効果の両方が考えられるた
め、お互いに相殺されるようにガス流の方向と多孔質母
材の移動方向を同じにしたほうがよいが、完全に相殺す
ることは困難であり、また別の理由によりガス流や母材
の移動方向を変えられない場合もある。本発明はガス流
の方向や多孔質母材の移動方向に関係なく適用できる。
【0010】本発明の脱水工程は温度700〜1200
℃で母材移動速度1〜20mm/分、透明ガラス化工程
は温度1400〜1700℃で母材移動速度1〜20m
m/分が好ましい。雰囲気ガスとしては例えばHe,A
r,N2 等が挙げられ、ハロゲンまたはハロゲン化合物
ガスの具体例としては、Cl2 、CCl4 ,SOC
2 ,SiCl4 等を挙げることができる。雰囲気ガス
の流量としては2〜5リットル/分、ハロゲンまたはハ
ロゲン化合物ガスの流量としては50cc/分〜2リッ
トル/分程度が望ましい流量範囲として挙げられる。
【0011】本発明は屈折率調整用ドーパントを含む多
孔質母材であればいずれにでも適用でき、例えば少なく
ともコア部にドーパントを含みコアとクラッドとを同時
に形成された多孔質母材、ドーパントを含むコア部のみ
を形成された多孔質母材等が挙げられる。
【0012】従来の方法では透明ガラス化した母材の軸
方向で屈折率分布の変化が生じていたものが、本発明の
方法により軸方向で均一な屈折率分布を有する母材を得
ることができる。具体的には、従来法では母材軸方向で
コアとクラッドの比屈折率差の最大値と最小値の差が
0.04〜0.08%(純シリカの比屈折率に対するコ
アとクラッドの比屈折率差)程度生じていたが、本発明
によれば0.02%以下に抑えることができ、実質的に
殆ど差をなくすことができる。
【0013】
【実施例】以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明
するが、本発明はこれに限定されるところはない。 〔実施例1〕図1は本実施例の加熱処理工程を説明する
概略図である。まず、光ファイバ用多孔質母材1を石英
製のシード棒6に取り付け、炉心管2の中に挿入するこ
とにより縦型の加熱炉にセットした。ガス導入口5より
Heガス及び塩素系ガスをそれぞれ10リットル/分、
0.5リットル/分ずつ同時に供給し、排気口より排気
しつつ炉内を脱水雰囲気で充満させた。その後、ヒート
ゾーンに多孔質母材を下端より順次5mm/分の送り速
度で送り込み脱水処理した。その際、母材送り開始時か
ら終了時にかけてヒーター温度を母材の移動に伴い11
50℃から1050℃に一定の割合で変化させた。脱水
が終了した後、塩素系ガスの供給を停止して多孔質母材
を引き上げ、ヒータ温度を1500℃に昇温し、再び端
部よりヒートゾーンに送り込むことにより母材の全長を
透明化した。その結果、得られた母材の軸方向のコアと
屈折率の比屈折率差の変動は0.01%以下となった。
【0014】〔比較例1〕実施例1で行った方法と同様
にして多孔質母材をセットし、脱水の際の加熱部の温度
を1100℃に一定にして多孔質母材を上からヒートゾ
ーンに送り込んだところ、軸方向のコアとクラッドの比
屈折率差は脱水開始端(母材先端側)で高く、終了端
(母材上端側)で低くなり、その差は0.05%であっ
た。
【0015】〔実施例2〕図1において、まず光ファイ
バ用多孔質母材1を石英製のシード棒6に取り付け、炉
心管2の中に挿入することにより縦型の加熱炉内にセッ
トした。ガス導入口5よりHeガス及び塩素系ガスをそ
れぞれ10リットル/分,0.5リットル/分ずつ同時
に導入し、排気口4より排気しつつ炉内を脱水雰囲気で
充満させた。ヒータ3によって1100℃一定に保たれ
たヒートゾーンに多孔質母材1を下端より順次送り込み
脱水した。この際、多孔質母材1の送り速度を多孔質母
材1の下端から上端にかけて5mm/分から8mm/分
に一定勾配で増加させた。脱水が終了した後、多孔質母
材を引き上げ、温度を1500℃に昇温し、再び端部よ
りヒートゾーンに送り込むことにより全長透明化した。
透明ガラス化の際の移動速度も同様に5mm/分から8
mm/分に一定勾配で増加させた。その結果、得られた
光ファイバ母材の軸方向の屈折率分布は図2に示す如く
平坦化した。
【0016】〔比較例2〕実施例1で行った方法と同様
にして多孔質母材1をセットし、脱水の際の多孔質母材
送り速度を5mm/分一定で多孔質母材を上からヒート
ゾーンに送り込んだところ図2に示すように脱水開始端
(母材下端側)で屈折率が高く、終了端(母材上端側)
で低い光ファイバ母材が得られた。
【0017】〔実施例3〕実施例1と同様にして形成し
た多孔質母材を加熱炉中に入れ、Heガス及びSiCl
4 ガスをそれぞれ15リットル/分、1リットル/分づ
つ炉体下部より上部にかけて流すことにより炉内を脱水
雰囲気とし、多孔質母材を炉体下部より12mm/分で
上昇させて脱水した。その際のヒートゾーンの温度を1
100℃から1070℃に母材の移動量に応じて下げ
た。その後、SiCl4 ガスの供給を停止し、ヒートゾ
ーンの温度を1500℃に上げ、多孔質母材を下降させ
て透明ガラス化した。その際の移動速度は5mm/分か
ら8mm/分に一定勾配で増加させた。その結果、得ら
れた光ファイバ母材の軸方向の比屈折率の変動は0.0
05%であった。
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば透
明ガラス化後の光ファイバ母材の軸方向の屈折率の変動
を解消することができ、極めて長距離にわたって特性が
均一な光ファイバを安定に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】は本発明の一実施態様を説明する概略図であ
る。
【図2】は本発明の実施例2と比較例2で得られた光フ
ァイバ母材の母材軸方向における屈折率分布を比較して
示したグラフ図である。
【符号の説明】
1 多孔質母材 2 炉心管 3 ヒータ 4 ガス排気口 5 ガス導入口 6 多孔質母材支持棒 7 母材回転用モータ 8 母材トラバース用モータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長瀬 宏記 神奈川県横浜市栄区田谷町1番地 住友電 気工業株式会社横浜製作所内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 加熱炉内に雰囲気ガスを流しつつ、屈折
    率調整用ドーパントを含む多孔質母材を移動させてその
    端部より該加熱炉内のヒートゾーンを通過させることに
    より加熱処理する光ファイバ母材の製造方法において、
    該光ファイバ母材の軸方向全長にわたり均一な熱エネル
    ギーを受けるように該多孔質母材の移動量に応じて加熱
    処理温度を変化させることを特徴とする光ファイバ母材
    の製造方法。
  2. 【請求項2】 加熱炉内に雰囲気ガスを流しつつ、屈折
    率調整用ドーパントを含む多孔質母材を移動させてその
    端部より該加熱炉内のヒートゾーンを通過させることに
    より加熱処理する光ファイバ母材の製造方法において、
    該光ファイバ母材の軸方向全長にわたり均一な熱エネル
    ギーを受けるように該多孔質母材の移動速度を変化させ
    つつ加熱処理することを特徴とする光ファイバ母材の製
    造方法。
  3. 【請求項3】 上記雰囲気ガスとしてハロゲンガス又は
    ハロゲン化合物ガスを含むガスを流すことにより脱水処
    理することを特徴とする請求項1又は請求項2記載の光
    ファイバ母材の製造方法。
  4. 【請求項4】 上記加熱処理において多孔質母材を透明
    ガラス化することを特徴とする請求項1ないし請求項3
    のいずれかに記載の光ファイバ母材の製造方法。
  5. 【請求項5】 上記請求項3の脱水処理工程と上記請求
    項4の透明ガラス化の両方の工程を含むことを特徴とす
    る請求項1又は請求項2記載の光ファイバ母材の製造方
    法。
JP3397695A 1995-02-22 1995-02-22 光ファイバ母材の製造方法 Pending JPH08225337A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010189251A (ja) * 2009-01-20 2010-09-02 Furukawa Electric Co Ltd:The 光ファイバ母材の製造方法
JP2019142746A (ja) * 2018-02-21 2019-08-29 住友電気工業株式会社 光ファイバ用母材の製造方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010189251A (ja) * 2009-01-20 2010-09-02 Furukawa Electric Co Ltd:The 光ファイバ母材の製造方法
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