JPS5850937B2 - 光フアイバ製造方法 - Google Patents
光フアイバ製造方法Info
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- JPS5850937B2 JPS5850937B2 JP4246876A JP4246876A JPS5850937B2 JP S5850937 B2 JPS5850937 B2 JP S5850937B2 JP 4246876 A JP4246876 A JP 4246876A JP 4246876 A JP4246876 A JP 4246876A JP S5850937 B2 JPS5850937 B2 JP S5850937B2
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- optical fiber
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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
- C03B37/012—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
- C03B37/014—Manufacture 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]
- C03B37/018—Manufacture 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] by glass deposition on a glass substrate, e.g. by inside-, modified-, plasma-, or plasma modified- chemical vapour deposition [ICVD, MCVD, PCVD, PMCVD], i.e. by thin layer coating on the inside or outside of a glass tube or on a glass rod
- C03B37/01807—Reactant delivery systems, e.g. reactant deposition burners
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- Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は径方向の屈折率が均一な光ファイバを製造する
方法に関するものである。
方法に関するものである。
移動する加熱源を用いたＣＶＤ法（以下Ｆｕｓｉｏｎ法
と言う）は低損失な光ファイバを作るのに優れた方法で
あることが知られている。
と言う）は低損失な光ファイバを作るのに優れた方法で
あることが知られている。
第１図にＦｕ−ｓｉｏｎ法装置の略図を、第２図に光フ
ァイバの断面構造と屈折率を示した。
ァイバの断面構造と屈折率を示した。
光ファイバは以下のようにして作製する。
光ファイバにしたときにクラッド２１となるガラス管（
石英管７）を回転しながら、管内にソースガス（例えば
Ｓ ｉＣｌ ４とＧｅＣ１４）を導入し、移動する加熱
源８でソースガスの分解、酸化反応および反応成製物質
の堆積、溶融ガラス化を同時に行い、管内壁にガラス膜
を形成する。
石英管７）を回転しながら、管内にソースガス（例えば
Ｓ ｉＣｌ ４とＧｅＣ１４）を導入し、移動する加熱
源８でソースガスの分解、酸化反応および反応成製物質
の堆積、溶融ガラス化を同時に行い、管内壁にガラス膜
を形成する。
さらに、この試別を加熱溶着によりムク棒状にし、さら
に線引きして、外径的１３０μ、コア２２の径約５０μ
の光ファイバを作製する。
に線引きして、外径的１３０μ、コア２２の径約５０μ
の光ファイバを作製する。
この方法は加熱源を固定したＣＶＤ法と較べて、ガラス
膜作製速度が速く、石英管の長手方向に均一な膜ができ
る利点がある。
膜作製速度が速く、石英管の長手方向に均一な膜ができ
る利点がある。
ところで、この方法で作製した光ファイバは、第２図に
示したようにコア部の屈折率に加熱源を移動した回数に
対応した年輪状の分布が生ずる。
示したようにコア部の屈折率に加熱源を移動した回数に
対応した年輪状の分布が生ずる。
この年輪状の屈折率分布は光ファイバの伝送特性に悪影
響を及ぼし、良好な特性の光ファイバを再現性良く作製
するときのネックになっている。
響を及ぼし、良好な特性の光ファイバを再現性良く作製
するときのネックになっている。
本発明の目的はこの年輪状屈折率分布を除去するにある
。
。
以下では５ｉｎ２−Ｐ２０５ガラス（以下ＰＳＧと旨う
）の結果を例にとって、年輪状屈折率分布の形成機構を
述べ、年輪状屈折率分布の除去法について述べる。
）の結果を例にとって、年輪状屈折率分布の形成機構を
述べ、年輪状屈折率分布の除去法について述べる。
年輪状屈折率分布における屈折率の最大値を、Ｊｎｍａ
ｘ、最小値をＪｎｍｉｎとし、ＪｎｍａｘＪｎｍｉｎは
検討によると、ソース量Ｃ８１屈折率Ｉｎおよびバーナ
の移動速度Ｖｔなとのガラス膜作製条件によって異なる
。
ｘ、最小値をＪｎｍｉｎとし、ＪｎｍａｘＪｎｍｉｎは
検討によると、ソース量Ｃ８１屈折率Ｉｎおよびバーナ
の移動速度Ｖｔなとのガラス膜作製条件によって異なる
。
第３図はＰＳＧの石英との屈折率差Ｊｎ（資）とＰ２Ｏ
５濃度（ｍｏ１％）（以下、組成はすべて原料配合の組
成によるものとする）との関係を示したもので、１回の
バーナ移動で石英管内壁面（内径１２φ）に形成される
膜厚Ｇｒ：Ｉ５μ／１ｕｒｎの場合の結果である。
５濃度（ｍｏ１％）（以下、組成はすべて原料配合の組
成によるものとする）との関係を示したもので、１回の
バーナ移動で石英管内壁面（内径１２φ）に形成される
膜厚Ｇｒ：Ｉ５μ／１ｕｒｎの場合の結果である。
ここで○印はＪｎｍａｘｌ・印はＪｎｍｉｎであり、ソ
ースの温度は２０℃にコントロールしたものである。
ースの温度は２０℃にコントロールしたものである。
第３図から明らかなように、Ｊｎが太きいところ（Ｐ３
Ｏ５濃度が６ｍｏ１％以上）では年輪状分布は生ぜず、
Ｉｎが小さくなると生ずる。
Ｏ５濃度が６ｍｏ１％以上）では年輪状分布は生ぜず、
Ｉｎが小さくなると生ずる。
そしてＡｎが小さくなるにしたがってＡｎｍａｘ−Ａｎ
ｍｉｎは大きくなることがわかる。
ｍｉｎは大きくなることがわかる。
年輪状屈折率分布が生ずるＰ２Ｏ５濃度（６ｍｏ１％以
下）でバーナの移動速度Ｖｔを変えて（したがってＧｒ
が変化する）、年輪状屈折率分布とＧｒの関係を示した
のが第４図である。
下）でバーナの移動速度Ｖｔを変えて（したがってＧｒ
が変化する）、年輪状屈折率分布とＧｒの関係を示した
のが第４図である。
横軸はＧ ｒ 、縦軸はＡｎである。Ｇｒ〈１０μ／
ｔｕｒｎになると年輪状分布が生じなくなることがわか
る。
ｔｕｒｎになると年輪状分布が生じなくなることがわか
る。
ここで、第４図の結果は、Ｖｔを変えたものであり、こ
れにともなって、実験条件として温度分布が変化してい
る。
れにともなって、実験条件として温度分布が変化してい
る。
すなわち、Ｖｔを大きくすると、バーナの（移動方向に
対して）後方に温度の高い領域が拡がってくる。
対して）後方に温度の高い領域が拡がってくる。
第４図の結果で、Ｇｒ〈１０μ／ ｔｕｒｎで年輪状分
布が消失する要因が、このＶｔを速くしたことによる温
度の分布形状あるいはＧｒのどちらに直接関連している
かを調べるため、第４図で年輪状分布が生じなかったＶ
ｔ ＝ ２．５ ｍｍ／５ｅｃ（第４図のソース量で
はＧ ｒ ：６ μ／ ｔｕｒｎ ）に固定し、ソース
量を変えて、ＧｒとＪｎの関係を調べた。
布が消失する要因が、このＶｔを速くしたことによる温
度の分布形状あるいはＧｒのどちらに直接関連している
かを調べるため、第４図で年輪状分布が生じなかったＶ
ｔ ＝ ２．５ ｍｍ／５ｅｃ（第４図のソース量で
はＧ ｒ ：６ μ／ ｔｕｒｎ ）に固定し、ソース
量を変えて、ＧｒとＪｎの関係を調べた。
第５図がその結果である。
第４図と比較すると、実験条件が全く異なっているにも
かかわらず、はぼ同じ傾向を示し、かツＧ ｒ ＜ １
０ μ／１ｕｒｎで（第４図と同じく）年輪状分布が消
失している。
かかわらず、はぼ同じ傾向を示し、かツＧ ｒ ＜ １
０ μ／１ｕｒｎで（第４図と同じく）年輪状分布が消
失している。
以上のことから、ＰＳＧのＰ２Ｏ５濃度が６ｍｏｌ饅以
下の場合は、年輪状分布の形成とＧｒが密接に関連して
いることがわかった。
下の場合は、年輪状分布の形成とＧｒが密接に関連して
いることがわかった。
Ｐ２Ｏ５濃度が６ｍｏ１％以上であるＰＳＧの（第４図
と類似の実験方法で行なった）ＪｎとＧｒの関係を第６
図に示す。
と類似の実験方法で行なった）ＪｎとＧｒの関係を第６
図に示す。
図からＧｒ−：３０μ／ ｔｕｒｎでも年輪状分布は生
じておらず、Ｐ２Ｏ５濃度が高い場合、Ｇｒと年輪状分
布の形成とは直接関連しないことがわかる。
じておらず、Ｐ２Ｏ５濃度が高い場合、Ｇｒと年輪状分
布の形成とは直接関連しないことがわかる。
以上の結果はＰＳ−Ｇであるが、Ｐ２Ｏ５のほか、Ｂ２
Ｏ３をドーパントとしたＳ ｉ０２ Ｂ２０３ （以
下ＢＳＧと言う）でも同じもしくは同様の傾向を示した
結果が得られている。
Ｏ３をドーパントとしたＳ ｉ０２ Ｂ２０３ （以
下ＢＳＧと言う）でも同じもしくは同様の傾向を示した
結果が得られている。
ここでＦｕｓｉｏｎ法におけるＰＳＧ膜形戒形成程、さ
らに年輪状屈折率分布の形成機構について述べる。
らに年輪状屈折率分布の形成機構について述べる。
Ｆｕｓｉｏｎ法におけるＰＳＧ膜形成過程は１）ソース
ガスの分解、酸化反応 ２）１）でできたＰＳＧ微粉（粒径〜０．２μ）の石英
管内壁面への堆積 ３）堆積したＰＳＧ微粉の溶融ガラス化 の３つに大別される。
ガスの分解、酸化反応 ２）１）でできたＰＳＧ微粉（粒径〜０．２μ）の石英
管内壁面への堆積 ３）堆積したＰＳＧ微粉の溶融ガラス化 の３つに大別される。
上述した実験結果ならびにＰＳＧとＢＳＧで（ドーパン
トが異なっていても）同様の結果を示すこと、および加
熱源の温度分布に年輪状屈折率分布の大きさく Ａ ｎ
ｍａｘ ＝Ｊｎｍｉｎ）が依存しないことなどから、年
輪状屈折率分布の形成が３）の過程に起因していること
がわかった。
トが異なっていても）同様の結果を示すこと、および加
熱源の温度分布に年輪状屈折率分布の大きさく Ａ ｎ
ｍａｘ ＝Ｊｎｍｉｎ）が依存しないことなどから、年
輪状屈折率分布の形成が３）の過程に起因していること
がわかった。
すなわち、溶融ガラス化するときの温度でＰ２Ｏ５（あ
るいはＰ）が蒸発するため、加熱源の移動回数に対応し
た年輪状の屈折率分布が生ずる。
るいはＰ）が蒸発するため、加熱源の移動回数に対応し
た年輪状の屈折率分布が生ずる。
したがってＰＳＧにおけるＰ２Ｏ，濃度が大きくなると
軟化温度（ガラス化温度）が低くなるため、ＰＳＧ微粉
は低温でガラス化し、ガラス化するときに微粉表面から
、大量のドーパントが蒸発することがなくなり、ガラス
化したＰＳＧ膜表面から蒸発する少量のドーパントは年
輪状屈折率分布形成に関して無視できるため、年輪状屈
折率分布が生じなし）。
軟化温度（ガラス化温度）が低くなるため、ＰＳＧ微粉
は低温でガラス化し、ガラス化するときに微粉表面から
、大量のドーパントが蒸発することがなくなり、ガラス
化したＰＳＧ膜表面から蒸発する少量のドーパントは年
輪状屈折率分布形成に関して無視できるため、年輪状屈
折率分布が生じなし）。
ＰＳＧにおけるＰ２Ｏ５の蒸発量と温度の関係を熱天秤
で調べたところ１２００℃から蒸発量は急激に大きくな
っており、年輪状屈折率分布が生じなくなるＰＳＧ（Ｐ
２Ｏ５濃度、６ｍｏ１％）のガラス化温度（約１２００
’Ｃ）と一致した。
で調べたところ１２００℃から蒸発量は急激に大きくな
っており、年輪状屈折率分布が生じなくなるＰＳＧ（Ｐ
２Ｏ５濃度、６ｍｏ１％）のガラス化温度（約１２００
’Ｃ）と一致した。
上述したことはＰＳＧのみならずＦｕｓｉｏｎ法で作製
するガラスで、ＳｌＯ□が５０ｍｏ１％以上含まれる２
種類以上の酸化物からなるガラス一般に適用できる。
するガラスで、ＳｌＯ□が５０ｍｏ１％以上含まれる２
種類以上の酸化物からなるガラス一般に適用できる。
年輪状屈折率分布が生じない軟化温度はドーパントのガ
ラス組成中における蒸発特性によっても異なるが、Ｓｉ
Ｏ２を主体としたガラスでドーパントがガラス形成およ
び中間酸化物（例えば、Ａｌ、 Ｐ 、Ｂ 、 Ｇｅ
、Ａｓ 、 ｓｂ 、ｖ 、 Ｚｒ 、Ｂｔ。
ラス組成中における蒸発特性によっても異なるが、Ｓｉ
Ｏ２を主体としたガラスでドーパントがガラス形成およ
び中間酸化物（例えば、Ａｌ、 Ｐ 、Ｂ 、 Ｇｅ
、Ａｓ 、 ｓｂ 、ｖ 、 Ｚｒ 、Ｂｔ。
Ｔｉ、Ｐｂ、Ｍｇなどの酸化物）の場合は上述したＰＳ
Ｇとほぼ同じ１０００〜１２００℃であつた。
Ｇとほぼ同じ１０００〜１２００℃であつた。
ここで軟化温度とは当該温度ですみやかにガラス状に溶
融する温度である。
融する温度である。
本発明は、上記本発明者らの新規なる発見をＧｅＯ２含
有ガラスの光ファイバの製造に応用したものであり、Ｇ
ｅＯ２を含むガラスにＰ２Ｏ５を添加して軟化温度を低
くすることによって、Ｆｕｓｉｏｎ法で作製したＧｅＯ
２含有ガラスによる光ファイバの年輪状屈折率分布を除
去するものである。
有ガラスの光ファイバの製造に応用したものであり、Ｇ
ｅＯ２を含むガラスにＰ２Ｏ５を添加して軟化温度を低
くすることによって、Ｆｕｓｉｏｎ法で作製したＧｅＯ
２含有ガラスによる光ファイバの年輪状屈折率分布を除
去するものである。
８１０２ ＧｅＯ２ガラスは、Ｆｕｓｉｏｎ法で年輪
状屈折率分布を生じない程度までＧ ｅ ０２濃度を高
めると、熱膨張係数が高くなり、得られたガラス膜にク
ラックが発生して好ましくない。
状屈折率分布を生じない程度までＧ ｅ ０２濃度を高
めると、熱膨張係数が高くなり、得られたガラス膜にク
ラックが発生して好ましくない。
また、５ｉＯ２−Ｐ２０５ガラスは屈折率の増加が不充
分であるという難点を有する。
分であるという難点を有する。
本発明は、上記Ｇｅ ０２あるいはＰ２Ｏ５が単独添加
された８１０２ガラスの難点を、両者の複合添加により
解消し、Ｆｕｓｉｏｎ法により充分に屈折率が高く年輪
状屈折率分布も生じない光ファイバを製造する方法を提
供するものである。
された８１０２ガラスの難点を、両者の複合添加により
解消し、Ｆｕｓｉｏｎ法により充分に屈折率が高く年輪
状屈折率分布も生じない光ファイバを製造する方法を提
供するものである。
実施例 １
バブラーに入れた５ｉＣ１４，ＧｅＣ１３（室温でいず
れも液体）をキャリアーである酸素でバブルし、混合ガ
スを用いてＧＳＧ膜を上記方法で作製した。
れも液体）をキャリアーである酸素でバブルし、混合ガ
スを用いてＧＳＧ膜を上記方法で作製した。
このときソースをバブルする酸素流量は５ｉＣ１４を１
２０ｃｃ／ｍｉｎとし、ＧｅＣｌ４を３０．６０゜９０
．１２０，１５０，１８０，８０７ｍ１ｎ（これらは５
ｉＣ１４の流量を１とした場合、それぞれ０．２５ 、
０．５０ 、０．７５ 、１ 、１．２５ 、１．５に
相当する）と変化させで、６種類のＧＳＧ膜を作製した
。
２０ｃｃ／ｍｉｎとし、ＧｅＣｌ４を３０．６０゜９０
．１２０，１５０，１８０，８０７ｍ１ｎ（これらは５
ｉＣ１４の流量を１とした場合、それぞれ０．２５ 、
０．５０ 、０．７５ 、１ 、１．２５ 、１．５に
相当する）と変化させで、６種類のＧＳＧ膜を作製した
。
この試料の屈折率を調べたところ、いずれの場合にも年
輪状分布が生じていた。
輪状分布が生じていた。
つぎに上記条件で、ＰＯＣｌ３を酸素流量１６０ＣＣ／
ｍ１ｎ（これは５ｉｃｋ４の流量を１とした場合、１．
３３に相当する）でバブルし同様に６種類の５ｉＯ２Ｐ
２０５−ＧｅＯ２ガラス（ＧＰＳＧと略す）膜を作製し
屈折率を調べたところ、いずれの場合にも年輪状の分布
７ま観測されなかった。
ｍ１ｎ（これは５ｉｃｋ４の流量を１とした場合、１．
３３に相当する）でバブルし同様に６種類の５ｉＯ２Ｐ
２０５−ＧｅＯ２ガラス（ＧＰＳＧと略す）膜を作製し
屈折率を調べたところ、いずれの場合にも年輪状の分布
７ま観測されなかった。
このときのＧＰＳＧのＰ２Ｏ５濃度は５ｉｎ２ Ｐ２Ｏ
５として〜６ｍｏ１％であり、ＧＰＳＧは１２００℃以
上ですべてガラス状となった。
５として〜６ｍｏ１％であり、ＧＰＳＧは１２００℃以
上ですべてガラス状となった。
ざらにＰ２Ｏ５濃度を大きくしたＧＰＳＧの軟化温度は
１２００℃以下であることを確認した。
１２００℃以下であることを確認した。
実施例 ２
実施例１と同じ方法で、ＰＯＣｌ３を酸素流量１２０
ｃｃ／ ｍｉｎ （これは５ｉＣ１４の流量を１とした
場合、■に相当する）でバブルさせ、６種類のＧＰＳＧ
膜を作製したところ、ＧｅＣｌ３のバブル酸素量が９０
ｃｃ／ｍｉｎ以上のＧＰＳＧには年輪状の屈折率分布は
生じなかったが、ＧｅＣｌ３が３０゜６０ｃｃ／ｍｉｎ
の２種については年輪状屈折率分布が認められた。
ｃｃ／ ｍｉｎ （これは５ｉＣ１４の流量を１とした
場合、■に相当する）でバブルさせ、６種類のＧＰＳＧ
膜を作製したところ、ＧｅＣｌ３のバブル酸素量が９０
ｃｃ／ｍｉｎ以上のＧＰＳＧには年輪状の屈折率分布は
生じなかったが、ＧｅＣｌ３が３０゜６０ｃｃ／ｍｉｎ
の２種については年輪状屈折率分布が認められた。
第１図は本発明の説明に用いたＦｕｓｉｏｎ法装置の略
図、第２図は光ファイバの断面構造および年輪状の屈折
率分布の説明図、第３図はＰＳＧのＰ２Ｏ５濃度とＡｎ
の関係を示した図、第４図はＶｔを変えたときのＧｒと
Ｊｎの関係図、第５図はソース量を変えたときのＧｒと
Ａｎの関係図、第６図はＰＳＧのＰ２Ｏ５濃度が大きい
ときのＧｒとＡｎの関係を示した図である。
図、第２図は光ファイバの断面構造および年輪状の屈折
率分布の説明図、第３図はＰＳＧのＰ２Ｏ５濃度とＡｎ
の関係を示した図、第４図はＶｔを変えたときのＧｒと
Ｊｎの関係図、第５図はソース量を変えたときのＧｒと
Ａｎの関係図、第６図はＰＳＧのＰ２Ｏ５濃度が大きい
ときのＧｒとＡｎの関係を示した図である。
Claims (1)
- １ 室温で液体のＳｉ化合物、Ｇｅ化合物、およびＰ化
合物をそれぞれキャリヤーガスでバブルして得られたガ
スかななる混合ガスをガラス管中に導入し、このガラス
管を加熱してＳｉ、ＧｅおよびＰの酸化物を生成せしめ
、加熱によりこの混合酸化物を該ガラス管内壁面上に軟
化温度が１２００°Ｃ以下のガラス膜として形成し、さ
らに該ガラス管を加熱、溶着して棒状の光フアイバ母材
としてから該光フアイバー母材を加熱、線引する工程を
有し、且つ該キャリヤーガスの流量は該Ｓｉ化合物のキ
ャリヤーガス流量を１とした場合該Ｇｅ化合物のキャリ
ヤーガス流量が０．２５以上、該Ｐ化合物のキャリヤー
ガス流量が１以上であることを特徴とする光フアイバ製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4246876A JPS5850937B2 (ja) | 1976-04-16 | 1976-04-16 | 光フアイバ製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4246876A JPS5850937B2 (ja) | 1976-04-16 | 1976-04-16 | 光フアイバ製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS52127245A JPS52127245A (en) | 1977-10-25 |
| JPS5850937B2 true JPS5850937B2 (ja) | 1983-11-14 |
Family
ID=12636894
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4246876A Expired JPS5850937B2 (ja) | 1976-04-16 | 1976-04-16 | 光フアイバ製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5850937B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0547645Y2 (ja) * | 1987-09-10 | 1993-12-15 |
-
1976
- 1976-04-16 JP JP4246876A patent/JPS5850937B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0547645Y2 (ja) * | 1987-09-10 | 1993-12-15 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS52127245A (en) | 1977-10-25 |
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