JPH0829957B2 - 高naステップインデックス型光ファイバー母材の製造方法 - Google Patents

高naステップインデックス型光ファイバー母材の製造方法

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JPH0829957B2
JPH0829957B2 JP63278610A JP27861088A JPH0829957B2 JP H0829957 B2 JPH0829957 B2 JP H0829957B2 JP 63278610 A JP63278610 A JP 63278610A JP 27861088 A JP27861088 A JP 27861088A JP H0829957 B2 JPH0829957 B2 JP H0829957B2
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optical fiber
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gas
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弘一 塩本
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Shin Etsu Chemical Co Ltd
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    • 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]
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は光ファイバー母材の製造方法、特には屈折率
分布係数を最適に制御できる、高NAステップインデック
ス型の光ファイバー母材を気相軸付け法で製造する方法
に関するものである。
(従来の技術) 光ファイバー母材の製造は通常四塩化けい素などの気
体状ガラス原料を酸水素火炎中に導入し、こゝでの火炎
加水分解によって生成したガラス微粒子を回転している
出発基材の軸方向に堆積して多孔質ガラス母材を作り、
これを高温でガラス化することによって作られている
が、高NA光ファイバーに用いられるステップインデック
ス型光ファイバー母材の製造においては所望の屈折率分
布係数を得るために原料ガスの組成、火炎中心軸と底面
との位置関係を調節して母材底面の温度分布を制御する
ようにすると共に、焼結時の雰囲気ガスを制御して屈折
率分布の微調整が行なわれている。
(解決されるべき課題) しかし、高NAステップインデックス型光ファイバー母
材の製造に当っては多量のGeO2がドープされるためにこ
の反応は通常よりも低温とする必要があるし、この方法
では温度分布の制御が困難であるために、多孔質母材の
底面に穴があいたり、これが変形してしまうという不利
があり、したがって屈折率分布係数の安定した高NA用ス
テップインデックス型光ファイバーを安定に製造するこ
とが困難であり、またこの場合には屈折率分布係数αを
3以上とする必要があるのであるが、現在のところこの
ようなものを工業的に安定に製造することも困難とされ
ている。
(課題を解決するための手段) 本発明はこのような不利を解決した高NAステップイン
デックス型光ファイバー母材の製造方法に関するもので
あり、これは気体状ガラス原料を酸水素火炎バーナー中
で火炎加水分解させ、生成したガラス微粒子を出発基材
の軸方向に堆積して多孔質ガラス母材を作り、これを高
温でガラス化して光ファイバー母材とする方法におい
て、気体状ガラス原料を酸素ガスを0.1〜0.5の比率で含
有するキャリヤーガスで搬送することを特徴とするもの
である。
すなわち、本発明者らは屈折率分布係数αが3以上で
ある高NA用ステップインデックス型光ファイバーを効率
よく安定して製造する方法について種々検討した結果、
四塩化けい素などの気体状ガラス原料を酸水素火炎中に
導入するために使用されるキャリヤーガス、例えばアル
ゴンガス、ヘリウムガス、窒素ガスの中に酸素ガスを含
有させると得られる光ファイバーの屈折率分布係数αを
容易に3以上とすることができることを見出すと共に、
この酸素ガスのキャリヤーガス中での比率は0.1〜0.5の
範囲とすればよいこと、またこの屈折率分布係数αを3
以上とするためには酸水素火炎バーナーの位置をこの酸
水素火炎バーナー中での加水分解で生成したガラス微粒
子を堆積して得た多孔質ガラス母材と偏心させればより
効果的とされることを確認して本発明を完成させた。
以下、これをさらに詳細に説明する。
本発明の方法は気相軸付け法で行われる。したがっ
て、これは四塩化けい素などのようなけい素化合物とド
ープ剤としての四塩化ゲルマニウムを酸水素火炎中に導
入し、こゝで火炎加水分解させてガス微粒子とし、これ
を回転しつゝある耐火性の出発基材、例えば石英、炭化
けい素などの棒状体上に堆積させて多孔質ガラス母材を
作り、ついでこれを高温に加熱してガラス化すればよい
が、この処理に当ってけい素化合物、ゲルマニウム化合
物などの気体状ガラス原料は通常アルゴンガス、ヘリウ
ムガス、窒素ガスのような不活性ガスをキャリヤーガス
としてこのガスに伴流して酸水素火炎バーナー中に導入
される。
本発明の方法はこのキャリヤーガス中に酸素を含有さ
せるものであるが、この酸素量はキャリヤーガス中にお
ける酸素ガスの比率が0.1より少ないと少量過ぎてその
添加効果がなく、この比率を0.5より多くすると目的と
する光ファイバーの中心部の屈折率分布が乱れて却って
わるくなるので、このキャリヤーガス中における酸素ガ
スの比率は0.1〜0.5の範囲とする必要がある。このキャ
リヤーガスに対する酸素ガスの導入はキャリヤーガスと
気体状ガラス原料との混入前又は後に計算量の酸素をキ
ャリヤーガス中に導入すればよいが、この添加量は目的
とする光ファイバーの屈折率分布係数に応じて定めれば
よく、これは例えば酸素量を0.2とすれば光ファイバー
の屈折率分布係数αを3程度とすることができ、酸素量
を0.4とすれば屈折率分布係数αを5程度とすることが
できる。
本発明の方法にしたがって気体状ガラス原料を搬送す
るためのキャリヤーガス中に比率で0.1〜0.5の酸素ガス
を添加すると、炎の半径方向の温度分布をなめらかにす
るということから目的とする光ファイバー母材の屈折率
分布係数αが3以上になるという効果が与えられるが、
この屈折率分布係数の向上は気体状ガラス原料を酸水素
火炎中にて加水分解して得られるガラス微粒子を出発基
材上に堆積して得た多孔質ガラス母材に対する酸水素火
炎バーナーを多孔質ガラス母材に対して偏心させること
によって助長させることができる。この酸水素火炎バー
ナーの偏心値(x)は特に大きくする必要はなく、これ
は多孔質ガラス母材の中心線を0とし右側への偏移を
+、左側を−としたとき、+4mm以上では屈折率分布係
数αが3以上とならず、−6mm以上ではステップインデ
ックス型の屈折率分布に悪影響が及ぼされるので−6mm
〜+4mmの範囲とすればよい。
つぎに本発明の方法を添付の図面にもとづいて説明す
る。第1図は本発明の一例の方法による高NAステップイ
ンデックス型光ファイバー母材の製造装置の縦断面図を
示したものであり、四塩化けい素容器1,ドープ剤として
の四塩化ゲルマニウム容器2から四塩化けい素と四塩化
ゲルマニウムの混合ガスがキャリヤーガスとしての酸素
ガスが混合されアルゴンガスと共に経路3を経てこゝに
導入される酸素ガス、水素ガスと共に酸水素火炎バーナ
ー4に送入される。この四塩化けい素と四塩化ゲルマニ
ウムはこの酸水素火炎バーナーの火炎中で加水分解され
てガラス微粉末となり、回転している出発基材5の上に
堆積されて多孔質ガラス母材6を形成するが、この場合
キャリヤーガスとしてのアルゴンガス中には予じめ比率
で0.1〜0.5の酸素ガスが混入されているので、この多孔
質ガラス母材6を高温でガラス化して得られる光ファイ
バー母材の屈折率分布係数が高いものになるという効果
が与えられる。
また、この場合酸水素火炎バーナー4はこゝに形成さ
れる多孔質ガラス母材6に対して図示しておるようにx
mm偏心して設置されているので、目的とする高NAステッ
プインデックス型光ファイバー母材の屈折率分布係数α
は3以上のものになるという有利性が与えられる。
(実施例) つぎに本発明の方法による実施例をあげる。
実施例 第1図に示した装置を使用し、気体状ガラス原料とし
てSiCl40.32/分、GeCl40.069/分を酸素ガスをア
ルゴンガス中における比率で0.3、0.5混合したアルゴン
ガスをキャリヤーガスとして酸水素火炎バーナーに送
り、この酸水素火炎バーナーには燃焼ガスとしての水素
ガスを6.0/分、酸素ガスを10/分で送入し、この
酸水素火炎バーナーを中心線からXmm偏心して配置し、
バーナーに点火してSiCl4、GeCl4を加水分解してガラス
微粒子とし、これを石英ガラス担体上に堆積させて外径
約80mm、長さ約700mmの多孔質ガラス母材を作り、つい
でこれを1,400℃に加熱し透明ガラス化して屈折率Δn
が約2.0〜2.1で外径約40mm、長さ約350mmの光ファイバ
ー母材とした。
つぎにこのようにして光ファイバー母材の屈折率分布
係数αを測定し、キャリヤーガス中の酸素比率yと酸水
素火炎バーナーの偏心値Xmmとの関係をしらべたとこ
ろ、第2図の示したような結果が得られた。
なお、第3図〜第6図はこの方法で得られた光ファイ
バー母材の屈折率分布図を示したものであり、第3図の
ものはΔn=2.1%で屈折率分布係数α=4のもの、第
4図はΔn=2.0%で屈折率分布α=6のものである
が、第5図はΔn=2.1%であるが屈折率分布係数α=
2である比較例のもの、第6図は酸素含有量をキャリヤ
ーガスに対して0.6としたゝめにΔn=1.9%で屈折率分
布係数αが8となり、屈折率分布が乱れたものの比較例
を示したものである。
(発明の効果) 本発明の方法は前記したように気体状ガラス原料を搬
送するためのキャリヤーガスに酸素を含有させると共
に、必要に応じ酸水素火炎バーナーを多孔質ガラス母材
の中心線から偏心配置させるものであるが、これによれ
ば目的とする高NA用ステップ型光ファイバーを高い屈折
率分布係数をもつものとして容易にかつ安定して得るこ
とができるという有利性が与えられる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の方法による高NAステップインデックス
型光ファイバー母材製造装置の縦断面図、第2図は実施
例により得られた光ファイバー母材製造時におけるキャ
リヤーガス中の酸素量(y)および酸水素火炎バーナー
の偏心値(x mm)と屈折率分布係数(α)との関係図を
示したものであり、第3図〜第6図は実施例で得られた
高NAステップインデックス型光ファイバー母材の屈折率
分布図を示したものである。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】気体状ガラス原料を酸水素火炎バーナー中
    で火炎加水分解させ、生成したガラス微粒子を出発基材
    の軸方向に堆積して多孔質ガラス母材を作り、これを高
    温でガラス化してなる光ファイバー母材の製造方法にお
    いて、気体状ガラス原料を酸素ガスを0.1〜0.5の比率で
    含有するキャリヤーガスで搬送することを特徴とする高
    NAステップインデックス型光ファイバー母材の製造方
    法。
  2. 【請求項2】酸素ガスを0.1〜0.5の比率で含有するキャ
    リヤーガスを使用すると共に、酸水素火炎バーナーを出
    発基材に対し偏心させる請求項1に記載の高NAステップ
    インデックス型光ファイバー母材の製造方法。
JP63278610A 1988-11-04 1988-11-04 高naステップインデックス型光ファイバー母材の製造方法 Expired - Lifetime JPH0829957B2 (ja)

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JPS59107934A (ja) * 1982-12-07 1984-06-22 Sumitomo Electric Ind Ltd 光フアイバの製造方法
JPS6220140A (ja) * 1985-07-18 1987-01-28 Matsushita Electric Ind Co Ltd 光学式情報記録再生装置

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