JPH08225338A - 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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JPH08225338A
JPH08225338A JP3397595A JP3397595A JPH08225338A JP H08225338 A JPH08225338 A JP H08225338A JP 3397595 A JP3397595 A JP 3397595A JP 3397595 A JP3397595 A JP 3397595A JP H08225338 A JPH08225338 A JP H08225338A
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JP
Japan
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porous
gas
porous base
preform
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Pending
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JP3397595A
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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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Publication date
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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]
    • C03B37/01466Means for changing or stabilising the diameter or form of tubes or rods
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B2207/00Glass deposition burners
    • C03B2207/36Fuel or oxidant details, e.g. flow rate, flow rate ratio, fuel additives

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  • 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】ドーパント含有ガラス原料を火炎加水分解して
形成した多孔質母材を加熱炉内にてその端部より順次ヒ
ートゾーンに送り込み脱水・透明化処理して透明ガラス
母材を得る方法において、かさ密度が軸方向に変化する
ようにガラス微粒子を堆積させて多孔質母材を得る工程
と、該多孔質母材を加熱炉内に配置した後、脱水ガスを
含む雰囲気で該加熱炉内部を満たしつつ該多孔質母材の
端部より順次加熱炉の高温部に送り込むことにより脱水
する工程と、次いで再度該多孔質母材の端部より順次加
熱炉の高温部に送り込むことにより透明ガラス化する工
程とを含むことを特徴とする。 【効果】透明ガラス化後の軸方向の屈折率の変動を解消
でき、極めて長距離にわたり特性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法やOVD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送り込み脱水及び透明化してい
る。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5−221675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5−193973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。前記の特開平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、屈折率調整用ドーパントを含む
ガラス原料をバーナ火炎中で加水分解して生成するガラ
ス微粒子を堆積させて多孔質母材を形成し、得られた該
多孔質母材を加熱炉内にてその端部より順次ヒートゾー
ンに送り込むことにより脱水処理及び透明化処理して透
明ガラス母材を得る方法において、かさ密度が軸方向に
変化するようにガラス微粒子を堆積させて多孔質母材を
得る工程と、該多孔質母材を加熱炉内に配置した後、脱
水ガスを含む雰囲気で該加熱炉内部を満たしつつ該多孔
質母材の端部より順次加熱炉の高温部に送り込むことに
より脱水する工程と、次いで再度該多孔質母材の端部よ
り順次加熱炉の高温部に送り込むことにより透明ガラス
化する工程とを含む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ものである。本発明における特に好
ましい実施態様としては、コアとなる部分とクラッドと
なる部分とを異なるバーナで合成し、コア合成用バーナ
に供給する可燃性ガスの流量を多孔質母材の成長に応じ
て変化させることによりかさ密度が軸方向に変化した多
孔質母材を得ることを特徴とする上記方法が挙げられ
る。また本発明における特に好ましい他の実施態様とし
ては、コアとなる部分とクラッドとなる部分とを異なる
バーナで合成し、コア合成用バーナに供給する可燃性ガ
スの流量を多孔質母材の成長に応じて変化させることに
よりかさ密度が軸方向に変化した多孔質母材を得ること
を特徴とする上記方法が挙げられる。
【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、本発明者らは軸方向の屈折率分布
を均一にする方法として、予め多孔質母材を形成する際
に軸方向にかさ密度の勾配を設けておき、これを加熱炉
に挿入しヒートゾーンに順次端部より通過させて脱水
し、次いで透明ガラス化する方法を考えついた。すなわ
ち、同じ加熱条件であっても屈折率調整用のドーパント
が揮散する量は多孔質母材のかさ密度によって異なり、
かさ密度が大きいほどドーパントの揮散する量は小さい
ので、多孔質母材を形成する際に予め、透明ガラス化後
に軸方向に屈折率が低下する側のかさ密度を大きくして
おく。かさ密度を大きくする具体的手段としては、コア
となる部分と屈折率となる部分とを別のバーナで合成す
る光ファイバ用多孔質母材の製造方法においては、コア
となる部分を合成するコア合成用バーナに供給する可燃
性ガスの流量か、クラッドとなる部分を合成するクラッ
ド合成用バーナに供給する可燃性ガスの流量のいずれか
又は両方を、多孔質母材の成長に応じて変化させること
が好ましい。また、上記方法以外にも、本発明はドーパ
ントを含む光ファイバ用多孔質母材について広く適用で
きるので、例えばコア部のみを合成したものについても
適用可能である。ドーパントの種類としては、Ge
2 ,B2 3 ,Al2 3 ,P 2 5 ,TiO2 等を
挙げることができる。従来の方法では透明ガラス化した
母材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、従来法ではドーパ
ントを含むコア部の比屈折率差 △n(%)=〔(n−
0 )/n0 ×100〕(ただしnはコア部の比屈折
率、n0はクラツドの比屈折率である)の母材軸方向の
変動が0.04〜0.08%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。
【0008】
【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に示すVAD法による多孔質母材の製
造装置において、コア合成用バーナ5とクラッド合成用
バーナ4のそれぞれに、原料、ガス供給装置6からH2
ガス,O2 ガス,ガラス原料ガスであるSiCl4 及び
キャリヤーガスとしてArガスを供給し、コア合成用バ
ーナ5には更に屈折率調整用ドーパントとしてGeCl
4 を供給し、火炎中でガラス原料ガスを加水分解するこ
とによりガラス微粒子を生成させ、これを回転しつつ引
き上げられる出発材表面に堆積してガラス多孔質母材3
を形成した。この際、多孔質母材3の成長に伴い、クラ
ッド合成用バーナ4に供給するH2 ガスの流量を減少さ
せた。図中7はコントローラを表す。多孔質母材3の成
長開始端(母材上端)側に比較して成長終了端(母材下
端)側において、H2 ガスの流量を10%低減すること
により、母材上端のかさ密度を0.3g/cc、下端の
かさ密度を0.2g/ccと、上端側で大きく、下端側
を小さくすることができた。得られた多孔質母材のサイ
ズは母材上端で外径70mmφ、下端で80mmφであ
る。得られた多孔質母材を図2に示すように加熱炉の炉
心管8内に挿入し、炉の下部のガス導入口10よりHe
ガスと塩素系ガスを同時に供給し炉の上部のガス排気口
11より排気しつつ、炉内を脱水ガスを含む雰囲気で充
満し、1100℃に保たれた加熱部(ヒータ9)に多孔
質母材3を下端より順次送り込み脱水した。移動速度は
8mm/分である。次いで加熱部の温度を1500℃に
上げ、再度多孔質母材3の下端より順次加熱部に3mm
/分の速度で送り込むことにより透明ガラス化した。図
中12は多孔質母材支持棒、13は母材回転用モータ、
14は母材トラバース用モータを表す。その結果得られ
た光ファイバ用ガラス母材の軸方向の比屈折率差の変動
は0.01%以下であった。
【0009】〔実施例2〕図1に示すVAD法による多
孔質母材の製造装置において、コア合成用バーナとクラ
ッド合成用バーナに実施例1と同様にガスおよびガラス
原料を供給した。その際、多孔質母材の成長に伴い、コ
ア合成用バーナに供給するH2 ガスの流量を成長開始端
から成長終了端にかけて5%減少させた。得られた多孔
質母材のコア部のかさ密度は母材上端(成長開始端)が
0.30g/cc、母材下端(成長終了端)は0.26
g/ccであった。また、母材外径は上端が90mm
φ、母材下端が85mmφとなった。母材下端の外径が
細くなるのは、コア部のかさ密度が成長につれて小さく
なるため、軸方向の成長速度が増加したためである。具
体的には軸方向の成長速度は成長開始から成長終了端に
かけて5%増加した。得られた多孔質母材を実施例1と
同様にして脱水、透明化を行った。その結果、得られた
ガラス母材の軸方向の比屈折率差の変動は0.01%以
下であった。
【0010】〔比較例〕実施例1において、多孔質母材
が成長ている間はH2 ガスの流量を一定にした以外は実
施例1と同条件にして、外径70mmふぁぽでかさ密度
が0.38g/ccの多孔質母材を得た。該多孔質母材
を実施例1と同様に脱水、透明ガラス化したところ、得
られたガラス母材の軸方向の比屈折率差の変動は0.0
8%あり、母材上端で低く母材下端で高いものであっ
た。
【0011】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば光
ファイバ母材製造において透明ガラス化後の軸方向の屈
折率の変動を解消することができるので、得られた該光
ファイバ母材から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
り、多孔質母材の合成工程を示す。
【図2】は本発明の一実施態様を説明する概略図であ
り、多孔質母材を加熱炉中で処理する工程を示す。
【符号の説明】
1 母材引上げ用モータ 2 母材回転用モータ 3 多孔質母材 4 クラツド合成用バーナ 5 コア合成用バーナ 6 原料、ガス供給装置 7 コントローラ 8 炉心管 9 ヒータ 10 ガス導入口 11 ガス排気口 12 多孔質母材支持棒 13 母材回転用モータ 14 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 (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 屈折率調整用ドーパントを含むガラス原
    料をバーナ火炎中で加水分解して生成するガラス微粒子
    を堆積させて多孔質母材を形成し、得られた該多孔質母
    材を加熱炉内にてその端部より順次ヒートゾーンに送り
    込むことにより脱水処理及び透明化処理して透明ガラス
    母材を得る方法において、かさ密度が軸方向に変化する
    ようにガラス微粒子を堆積させて多孔質母材を得る工程
    と、該多孔質母材を加熱炉内に配置した後、脱水ガスを
    含む雰囲気で該加熱炉内部を満たしつつ該多孔質母材の
    端部より順次加熱炉の高温部に送り込むことにより脱水
    する工程と、次いで再度該多孔質母材の端部より順次加
    熱炉の高温部に送り込むことにより透明ガラス化する工
    程とを含む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】 コアとなる部分とクラッドとなる部分と
    を異なるバーナで合成し、コア合成用バーナに供給する
    可燃性ガスの流量を多孔質母材の成長に応じて変化させ
    ることによりかさ密度が軸方向に変化した多孔質母材を
    得ることを特徴とする請求項1記載の光ファイバ母材の
    製造方法。
  3. 【請求項3】 コアとなる部分とクラッドとなる部分と
    を異なるバーナで合成し、クラツド合成用バーナに供給
    する可燃性ガスの流量を多孔質母材の成長に応じて変化
    させることによりかさ密度が軸方向に変化した多孔質母
    材を得ることを特徴とする請求項1記載の光ファイバ母
    材の製造方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1114848A (ja) * 1997-06-19 1999-01-22 Kyocera Corp 光導波路の製造方法
WO2002030839A3 (de) * 2000-10-10 2002-12-12 Heraeus Tenevo Ag Verfahren zur herstellung eines rohres aus dotiertem quarzglas, rohrformige produkten und deren verwendungen
JP2007210868A (ja) * 2006-02-13 2007-08-23 Sumitomo Electric Ind Ltd ガラス母材の製造方法

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