JPH1059738A - 光ファイバ用母材の合成方法及び合成条件の調整方法 - Google Patents
光ファイバ用母材の合成方法及び合成条件の調整方法Info
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Abstract
向の変動とコアとクラッドの外径比の軸方向の変動を減
少させることのできる改良された光ファイバ用母材の製
造方法を提供すること。 【解決手段】 コア部とクラッド部とをそれぞれのバー
ナで同時に軸方向に合成する光ファイバ用母材の合成方
法において、クラッドとなる部分の半径rが任意のある
値となる堆積面のコア先端からの軸方向の距離Lを測定
し、その測定結果を基に光ファイバ用母材の合成時の条
件を変更する事を特徴とする光ファイバ用母材の製造方
法。
Description
合成方法、特にコアとクラッドの比屈折率差の軸方向の
変動及び、コアとクラッドの外径比の軸方向の変動を減
少させる光ファイバ用母材の合成方法である。
ーナとクラッド用バーナを用いコアとクラッドを同時に
合成する方法において、クラッドの外径を測定する手段
を設けて、外径に応じてクラッド用原料の流量を制御
し、クラッドの外径を一定に保つ方法があるが(特開昭
60−16826号公報)、ガラス微粒子の堆積が完了
した後の状態をモニタするので、ガラス微粒子の堆積に
フィードバックする際時間的に遅れが生じてしまう問題
がある。更にコア母材の同時合成技術において成長速度
をモニタし、コアバーナあるいはクラッドバーナのガス
供給量を制御する方法(特開平6−199535号公
報)があるが、これでは、コアの成長速度はモニターで
きても、クラッドの成長速度がモニターできないため、
コアとクラッドの成長速度を合わせ、外径を一定に保つ
ような制御をすることは難しかった。また、コア、クラ
ッドの同時合成技術において堆積面の形状をモニタし、
好ましい形状との比較からコア及び/又はクラッドのガ
ス条件を制御する方法(特開平5−43264号公報)
が提案されているが、この方法では、モニターした形状
を全域にわたっていつも同じ形状に保つことが難しく、
制御システムが複雑になり、かえって外径に微小な変動
が残るという問題が生じてしまった。このようにいずれ
の方法においても、外径を一定に保ってコア、クラッド
を同時に製造する技術としては完全ではなかった。
外径が変動すると、クラッド外径が小さい部分は脱水加
熱時、中心部まで十分加熱されるのに対して、クラッド
外径が大きい部分は多孔質母材の断熱効果により中心部
は十分加熱されない。一方、コア部に添加されたゲルマ
ニウムは脱水加熱時、ある程度揮散するために、脱水加
熱処理後のゲルマニウム添加量は脱水加熱処理前より減
少し、その割合は温度によって影響を受け、より高温の
方が減少量が多い。従って、クラッド外径の変化は脱水
加熱処理によってゲルマニウムの添加量に変化を生じさ
せることになり、軸方向の屈折率変動となる。さらに、
クラッド外径が軸方向で変動することは、コア径に対す
るクラッド径の比率が変動することになるので、最終的
に光ファイバとなった時、コア径が長手方向で変動した
ものになってしまう。
(A)は従来法におけるコアとクラッドからなる光ファ
イバ用母材の断面を示すもので、クラッド外径が変動す
る場合を示し、(A′)はその上下の位置に応じてΔn
が変動する状況を示すグラフである。同様に(B)及び
(B′)はクラッドの成長速い場合で、母材の断面とそ
の上下の位置に応じたΔnの変動の状況を示し、(C)
及び(C′)はクラッドの成長が遅い場合である。この
ようにクラッドの成長を制御しないと、クラッドの外径
が変化し、Δnの変動が生じる。本発明は上記した従来
法の欠点を解消し、コアとクラッドの比屈折率差(Δ
n)の軸方向の変動とコアとクラッドの外径比の軸方向
の変動を減少させることのできる改良された光ファイバ
用母材の合成方法を提供することを目的とする。特にこ
のようなクラッド外径の変動により屈折率が変化する現
象はクラッド外径が太い場合に顕著になる傾向が見られ
る。130mmφ以上の場合には問題となってくる。
成方法によって達成される。 (1)コア部とクラッド部とをそれぞれのバーナで同時
に軸方向に合成する光ファイバ用母材の合成方法におい
て、クラッドとなる部分の半径rが任意のある値となる
堆積面のコア先端からの軸方向の距離Lを測定し、その
測定結果を基に光ファイバ用母材の合成時の条件を変更
することを特徴とする光ファイバ用母材の合成方法、 (2)合成時の条件の変更をクラッドバーナに供給され
ているガラス原料又は水素ガスの流量を変更することに
よって行う上記(1)に記載の光ファイバ用母材の合成
方法及び
バーナで同時に軸方向に合成する光ファイバ用母材の合
成方法において、クラッドとなる部分の半径rが任意の
ある値となる堆積面のコア先端からの軸方向の距離Lを
測定し、その測定結果を光ファイバ用母材の合成時の条
件を変更することに利用することを特徴とするクラッド
外径を軸方向に均一に保持する調整方法。
比屈折率差の軸方向の変動及びコアとクラッドの外径比
の軸方向の変動が大きくなる原因として、クラッド外径
が軸方向で変化するためであることを発見し、クラッド
外径を軸方向に均一にする方法として多孔質母材の合成
時、クラッド部の堆積面位置を測定し、その結果を合成
条件に反映させることが効果的であることを見いだし
た。すなわち、クラッドとなる部分の堆積面のうち、径
方向の任意の1つの位置における堆積面の上下方向の高
さを測定し、測定結果を基に光ファイバ用母材の合成時
の条件を変更することに利用する。
用バーナ3とクラッド部を合成するクラッド用バーナ2
を配置し、夫々のバーナにガラス原料ガスを供給して合
成されるガラス微粒子を回転する出発棒1に堆積させ、
コア先端の位置が常に一定の位置になるように、コア先
端6に接して通したレーザ光の受光レベルを常に一定に
保つようにターゲットを引上げ制御する。その間、クラ
ッドとなる部分の半径rが任意のある値となる堆積面の
コア先端からの軸方向の距離Lを読み取る。この測定結
果から、クラッドバーナの原料供給流量を調整しこの測
定値Lが常に一定になるように制御する。
ッド部を合成するバーナを配置し、火炎が形成されたそ
れぞれのバーナにガラス原料を供給することで合成され
るガラス微粒子を、回転する出発棒に堆積させ、コアと
なる部分の先端にレーザ光を通すことで先端の高さを一
定に保つようにターゲットを引き上げ制御するため、コ
ア部については合成速度に応じて引き上げ速度が調整さ
れ、定常な堆積が実現され軸方向に外径が均一となる。
しかし、クラッド部の成長については制御していないの
でコア部のように外径を一定にすることは困難であっ
た。本発明は、こうした問題点に鑑み、クラッドの成長
の度合いをクラッドの堆積面の高さLを測定することで
調べ、合成条件ヘフィードバックすることでクラッドの
成長速度をコアの成長速度との相対値としてモニタする
ことができコアとクラッドの成長バランスを一致させ、
クラッド外径が一定のススを得ることができるようにし
たものである。クラッド外径が一定であるため、コアと
クラッドの比屈折率差が軸方向で安定したものが得られ
る。更に上記の合成方法(2)では、クラッドの成長の
度合いを大きく左右するものはガラス原料と水素の流量
であるので、これらの流量を堆積面の位置変化に応じて
変化させることで効率よくクラッドの成長をコントロー
ルすることができる。例えば、図2(B)に示される母
材が形成される場合はクラッドの成長速度がコアより速
い状態になっていることから、ガラス原料を減少させ
る、あるいは、水素の流量を増加するなどして、クラッ
ドの成長速度を低下させ、コアと一致させる。(C)の
場合は、クラッドの成長速度がコアに対して遅い状態で
あり、ガラス原料を増加あるいは水素ガス流量を減少さ
せることによりクラッドの成長速度を調整し、コアとク
ラッドの成長バランスを一致させることができる。
るが、これにより本発明を限定する意図のものではな
い。 (実施例1)コア部を合成するバーナとクラッド部を合
成するバーナを配置し、火炎が形成されたそれぞれのバ
ーナにガラス原料を供給することで合成されるガラス微
粒子を、回転する出発棒に堆積させ、コアとなる部分の
先端にレーザ光を通すことで先端の高さを一定に保つよ
うにターゲットを引き上げ制御することで外径約150
mmの光ファイバ用多孔質母材を得た。その際コアバー
ナには同心円状の多重管バーナを用い、中心ポートに四
塩化珪素、水素、及び四塩化ゲルマニウム、第2ポート
には水素ガス、第3ポートにはアルゴンガス、第4ポー
トには酸素ガス、第5ポートにはアルゴンガス、第6ポ
ートには水素ガス、第7ポートにはアルゴンガス、第8
ポートには酸素ガスを供給した。クラッドバーナには中
心ポートに四塩化珪素及び水素ガスを第2ポート以降は
コアバーナと同様のガスを供給した。多孔質母材の合成
時、回転中心軸から75mm外側のクラッドとなる部分
の堆積面の高さを読みとり顕微鏡にて随時測定した。そ
の結果、堆積面の高さは一定ではなく、多孔質母材の合
成につれて徐々に低くなる傾向があり、クラッド外径は
多孔質母材の上部は145mm、下部は155mmと下
部の方が大きかった。多孔質母材を焼結炉にて透明化し
たのち、コアとクラッドの比屈折率差を調べると、多孔
質母材の上部に相当する部分は0.30%であるのに対
して、下部に相当する部分は0.45%であった。そこ
で、次の母材を合成する際、クラッドバーナの原料流量
を5%減少させて、多孔質母材の合成を実施した。その
際、前回同様にクラッドの堆積面の位置を測定しながら
合成を実施した。その結果、クラッドの堆積面の高さは
一定となり、得られた多孔質母材の外径は上部、下部と
もに145mmであり、多孔質母材を焼結透明化した
後、コアとクラッドの比屈折率差を調べたところ上部、
下部ともに0.35%であった。
堆積面の高さが安定した条件で、クラッド堆積面の位置
を測定した位置においてレーザ光が接するようにレーザ
及び受光部を配置した。受光部の出力をクラッドバーナ
へ供給しているガスの流量を制御している制御装置に接
続し、受光部の出力Pに対してクラッドの第2ポートに
供給している水素の流量QをQ=Q0 −k(P- P0 )
(k、Q0 、P0 は定数)の関係に従って制御した。そ
の結果、得られた多孔質母材のスス径は上部、下部とも
に145mmであり、多孔質母材を焼結透明化した後、
コアとクラッドの比屈折率差を調べたところ上部、下部
ともに0.35%であった。
合いをクラッドの堆積面の高さを測定することで調べ、
合成条件へフィードバックすることでコアとクラッドの
成長バランスを一致させ、クラッド外径が一定のススを
得ることができる。クラッド外径が一定であるため、コ
アとクラッドの比屈折率差が軸方向で安定したものが得
られる。
する一態様を示す概念図。
り合成した光ファイバ用母材についてクラッド径が不均
一に成長している状態を示す概略断面図、(A′)、
(B′)及び(C′)は、(A)、(B)及び(C)の
場合に夫々に対応するΔnの変動を示すグラフ。
Claims (3)
- 【請求項1】 コア部とクラッド部とをそれぞれのバー
ナで同時に軸方向に合成する光ファイバ用母材の合成方
法において、クラッドとなる部分の半径rが任意のある
値となる堆積面のコア先端からの軸方向の距離Lを測定
し、その測定結果を基に光ファイバ用母材の合成時の条
件を変更することを特徴とする光ファイバ用母材の合成
方法。 - 【請求項2】 合成時の条件の変更をクラッドバーナに
供給されているガラス原料又は水素ガスの流量を変更す
ることによって行う請求項1に記載の光ファイバ用母材
の合成方法。 - 【請求項3】 コア部とクラッド部とをそれぞれのバー
ナで同時に軸方向に合成する光ファイバ用母材の合成方
法において、クラッドとなる部分の半径rが任意のある
値となる堆積面のコア先端からの軸方向の距離Lを測定
し、その測定結果を光ファイバ用母材の合成時の条件を
変更することに利用することを特徴とするクラッド外径
を軸方向に均一に保持する調整方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21242796A JP3675581B2 (ja) | 1996-08-12 | 1996-08-12 | 光ファイバ用母材の合成方法及び合成条件の調整方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21242796A JP3675581B2 (ja) | 1996-08-12 | 1996-08-12 | 光ファイバ用母材の合成方法及び合成条件の調整方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1059738A true JPH1059738A (ja) | 1998-03-03 |
JP3675581B2 JP3675581B2 (ja) | 2005-07-27 |
Family
ID=16622421
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP21242796A Expired - Fee Related JP3675581B2 (ja) | 1996-08-12 | 1996-08-12 | 光ファイバ用母材の合成方法及び合成条件の調整方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3675581B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020011881A (ja) * | 2018-07-20 | 2020-01-23 | 住友電気工業株式会社 | 光ファイバ用母材の製造方法 |
-
1996
- 1996-08-12 JP JP21242796A patent/JP3675581B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JP2020011881A (ja) * | 2018-07-20 | 2020-01-23 | 住友電気工業株式会社 | 光ファイバ用母材の製造方法 |
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