JPS597650B2 - 光フアイバ素材の製造方法 - Google Patents
光フアイバ素材の製造方法Info
- Publication number
- JPS597650B2 JPS597650B2 JP7970076A JP7970076A JPS597650B2 JP S597650 B2 JPS597650 B2 JP S597650B2 JP 7970076 A JP7970076 A JP 7970076A JP 7970076 A JP7970076 A JP 7970076A JP S597650 B2 JPS597650 B2 JP S597650B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cvd
- optical fiber
- flow rate
- manufacturing
- fiber material
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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Classifications
-
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
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- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は通信に用いられる低損失光ファイバの素材の
製造方法に関する。
製造方法に関する。
光ファイバを用いる通信は光ファイバの伝送損失の低減
および光半導体の性能の向上によりきわめて有望視され
ている。
および光半導体の性能の向上によりきわめて有望視され
ている。
このような光ファイバ通信に用いられる光ファイバの製
造法にはガラス材料をポットで溶融し紡糸するポット法
とガラス材料を棒状に成形ししかる後に棒状のガラス材
料を紡糸するロッド法がある。高純度ガラス材料が比較
的容易に得られる化学蒸着法（ＣｈｅｍｉｃａｌＶａｐ
ｏｕｒＤｅｐｏｓｉｏｎ、略してＣＶＤ法）は後者の製
造方法に属する。ＣＶＤ法で最も一般的な方法は内付け
ＣＶＤ法と呼ばれる方法でこれは石英管の内部で四塩化
シリコン、四塩化ゲルマニウム、等と酸素ガス等のガラ
ス原料を外部から加熱することにより反応せしめ、二酸
化シリコン、二酸化ゲルマニウム等の反応生成物を石英
管内壁に蒸着させ、しかる後加熱し、空隙のない棒状ガ
ラス材料を得る方法である。上記方法において蒸着され
るガラス層の厚みは軸方向に第１図のように変化する。
これは一定流量のガスの流れが一方向に向いているため
、ガス流によつて飛ばされたスズ状ガラスが下流に運ば
れかつ下流で蒸着されるためである。このように軸方向
に不均一な棒状ガラス原料を紡糸して得られた光ファイ
バはやはり軸方向に不均一である。また光ファイバのコ
ア径が軸方向に不均一であるために光ファイバ同志の接
続損失の増大、散乱損失の増大、等を招く。従来、上記
のような軸方向の不均一性があるため、第１図のような
場合は原料入口側の約２０（Ｖ７ｌの部分を捨て、残り
のほぼ均一になつた部分を使用した。上記のような方法
ではＣＶＤをほどこした全区間の中で有効な部分が少な
く、棒状ガラス材料の利用効率が非常に悪い。軸方向に
均一なＣＶＤ膜を得る試みとしては１回のＣＶＤで蒸着
する膜厚が数μｍ程度の場合に限つて、石英管のガス流
の方向を交互に変化させる方法があるが、この方法でも
原理的に１〜２％以内の軸方向の不均一性を取り去るこ
とは出来ない。
造法にはガラス材料をポットで溶融し紡糸するポット法
とガラス材料を棒状に成形ししかる後に棒状のガラス材
料を紡糸するロッド法がある。高純度ガラス材料が比較
的容易に得られる化学蒸着法（ＣｈｅｍｉｃａｌＶａｐ
ｏｕｒＤｅｐｏｓｉｏｎ、略してＣＶＤ法）は後者の製
造方法に属する。ＣＶＤ法で最も一般的な方法は内付け
ＣＶＤ法と呼ばれる方法でこれは石英管の内部で四塩化
シリコン、四塩化ゲルマニウム、等と酸素ガス等のガラ
ス原料を外部から加熱することにより反応せしめ、二酸
化シリコン、二酸化ゲルマニウム等の反応生成物を石英
管内壁に蒸着させ、しかる後加熱し、空隙のない棒状ガ
ラス材料を得る方法である。上記方法において蒸着され
るガラス層の厚みは軸方向に第１図のように変化する。
これは一定流量のガスの流れが一方向に向いているため
、ガス流によつて飛ばされたスズ状ガラスが下流に運ば
れかつ下流で蒸着されるためである。このように軸方向
に不均一な棒状ガラス原料を紡糸して得られた光ファイ
バはやはり軸方向に不均一である。また光ファイバのコ
ア径が軸方向に不均一であるために光ファイバ同志の接
続損失の増大、散乱損失の増大、等を招く。従来、上記
のような軸方向の不均一性があるため、第１図のような
場合は原料入口側の約２０（Ｖ７ｌの部分を捨て、残り
のほぼ均一になつた部分を使用した。上記のような方法
ではＣＶＤをほどこした全区間の中で有効な部分が少な
く、棒状ガラス材料の利用効率が非常に悪い。軸方向に
均一なＣＶＤ膜を得る試みとしては１回のＣＶＤで蒸着
する膜厚が数μｍ程度の場合に限つて、石英管のガス流
の方向を交互に変化させる方法があるが、この方法でも
原理的に１〜２％以内の軸方向の不均一性を取り去るこ
とは出来ない。
又、１回のＣＶＤで蒸着する膜厚が１０μｍ程度の場合
のＣＶＤにおいては、反応し生成したガラスのスズが多
量に発生し、上記のように交互に流れの方向を変える方
法においては、スズが原料ガス供給系の方に戻り、配管
系の流れの状態を阻害する。したがつて、この発明の目
的は、石英管の内壁に高純度ガラス物質を蒸着させる内
付けＣＶＤ法による光フアイバ素材の製造方法において
、反応し生成したガラスのスズが原料ガス供給系の方に
戻ることによる配管系の流れの状態を阻害することなく
、従来の方法に比して軸方向に均一なＣＶＤ膜を石英管
内壁に蒸着することが出来る光フアイバ素材の製造方法
を提供することにある。
のＣＶＤにおいては、反応し生成したガラスのスズが多
量に発生し、上記のように交互に流れの方向を変える方
法においては、スズが原料ガス供給系の方に戻り、配管
系の流れの状態を阻害する。したがつて、この発明の目
的は、石英管の内壁に高純度ガラス物質を蒸着させる内
付けＣＶＤ法による光フアイバ素材の製造方法において
、反応し生成したガラスのスズが原料ガス供給系の方に
戻ることによる配管系の流れの状態を阻害することなく
、従来の方法に比して軸方向に均一なＣＶＤ膜を石英管
内壁に蒸着することが出来る光フアイバ素材の製造方法
を提供することにある。
この発明によれば、中空のガラス管の内壁にガラス状薄
膜を多数回蒸着する工程を含む光フアイバ素材の製造方
法において、１層のガラス状薄膜を蒸着する間にガス状
のガラス原料の流量を徐々減少させながらガラス状薄膜
を蒸着することを特徴とする光フアイバ素材の製造方法
が得られ、またこの発明によればガス状のガラス原料の
流量を指数関数的に減少させる上記光フアイバ素材の製
造方法が得られ、またこの発明によればガス状のガラス
原料の流量を階段的に減少させる上記記載の光フアイバ
素材の製造方法が得られ、さらにこの発明によればガス
状のガラス原料の流量を直線的に減少させる上記の光フ
アイバ素材の製造方法が得られる。次に図面を参照して
この発明を詳細に説明する。
膜を多数回蒸着する工程を含む光フアイバ素材の製造方
法において、１層のガラス状薄膜を蒸着する間にガス状
のガラス原料の流量を徐々減少させながらガラス状薄膜
を蒸着することを特徴とする光フアイバ素材の製造方法
が得られ、またこの発明によればガス状のガラス原料の
流量を指数関数的に減少させる上記光フアイバ素材の製
造方法が得られ、またこの発明によればガス状のガラス
原料の流量を階段的に減少させる上記記載の光フアイバ
素材の製造方法が得られ、さらにこの発明によればガス
状のガラス原料の流量を直線的に減少させる上記の光フ
アイバ素材の製造方法が得られる。次に図面を参照して
この発明を詳細に説明する。
第２図は本発明の第一の実施例を説明する図である。第
２図の土図は、中空石英管の軸方向に加熱のための熱源
が移動するときの制御されたガラス原料Ｓｉｃｌ４の還
元を示し、下図は前記熱源が移動して中空石英管に蒸着
した１回のＣＶＤの膜厚の軸方向変化を示している。こ
こではガラス原料としてＳｉｃｌ４を用いて説明してい
るが、本発明のガラス原料はＳｉｃｌｌに限定されず、
Ｇｅｃｌ４、Ｂｃｌ３、ＢＢｒ３、ＰＣｌ３、ＰＯＣｌ
３等でも良い。以下に述べる実施例においても同様に原
料はＳｉｃｌ４に限定されない。
２図の土図は、中空石英管の軸方向に加熱のための熱源
が移動するときの制御されたガラス原料Ｓｉｃｌ４の還
元を示し、下図は前記熱源が移動して中空石英管に蒸着
した１回のＣＶＤの膜厚の軸方向変化を示している。こ
こではガラス原料としてＳｉｃｌ４を用いて説明してい
るが、本発明のガラス原料はＳｉｃｌｌに限定されず、
Ｇｅｃｌ４、Ｂｃｌ３、ＢＢｒ３、ＰＣｌ３、ＰＯＣｌ
３等でも良い。以下に述べる実施例においても同様に原
料はＳｉｃｌ４に限定されない。
第２図上図に示した如く、ＳｉＣｌ４流量をＣＶＤ位置
０ｃｍの所で２００ｇｒ／順とし、ＣＶＤ位置が右へ移
るとともにＳｉＣｌ４流量を指数関数に従つて減少させ
た。このときのＳｉＣｌ４流量（ｙ）とＣＶＤ位置（ｘ
）の関係は（１）式に従つて制御した。このときの、火
炎の掃引速度は２０ＣＴｎ／ＭＵＬとし、ＣＶＤ温度１
４００℃、ＣＶＤ管内径１７ｍｍ、ＣＶＤ管内気体流速
６００（７！Ｌ／Ｍｍとした。
０ｃｍの所で２００ｇｒ／順とし、ＣＶＤ位置が右へ移
るとともにＳｉＣｌ４流量を指数関数に従つて減少させ
た。このときのＳｉＣｌ４流量（ｙ）とＣＶＤ位置（ｘ
）の関係は（１）式に従つて制御した。このときの、火
炎の掃引速度は２０ＣＴｎ／ＭＵＬとし、ＣＶＤ温度１
４００℃、ＣＶＤ管内径１７ｍｍ、ＣＶＤ管内気体流速
６００（７！Ｌ／Ｍｍとした。
又、ＳｉＣｌ４流量を指数関数で変えることは、電気信
号で流量の制御が可能なマスフローコントローラを用い
、電気信号を（１）式に対応して変化させて実現した。
このような条件で堆積したＣＶＤ膜厚は第２図下図に示
した如く、ＣＶＤ位置の０ｃＩｒＬから５ｃｍの区間を
除いて４５？の区間で一定となつた。従来法のように、
ＳｉＣｌ４流量を一定にしてＣＶＤを行なつた場合、第
１図下図で示されているように、ＣＶＤ膜は指数関数的
に増加し、ＣＶＤ膜厚が一定な部分はＣＶＤ全域にわた
つて得られず、１０％の変化を許容して後半の３０ｃＴ
ｒＬの長さ（全体に対して６０％）しか使用出来なかつ
た。これに対し、本実施例によれば、ＣＶＤの膜厚が均
一の領域が、ＣＶＤを行なつた領域の９０％にわたつて
得られるようになつた。この方法においては、ガラス原
料の流れは一方向なため、反応して生成したガラスのス
ズが原料ガス供給系の方に戻ることによる配管系の流れ
の状態を阻害することがない。欠点としては、１回あた
りのＣＶＤ膜厚をそれほど大きく出来ないため、多量の
フアィバ素材の製造法としては適していないことである
。第３図は本発明の第二の実施例を説明する図である。
号で流量の制御が可能なマスフローコントローラを用い
、電気信号を（１）式に対応して変化させて実現した。
このような条件で堆積したＣＶＤ膜厚は第２図下図に示
した如く、ＣＶＤ位置の０ｃＩｒＬから５ｃｍの区間を
除いて４５？の区間で一定となつた。従来法のように、
ＳｉＣｌ４流量を一定にしてＣＶＤを行なつた場合、第
１図下図で示されているように、ＣＶＤ膜は指数関数的
に増加し、ＣＶＤ膜厚が一定な部分はＣＶＤ全域にわた
つて得られず、１０％の変化を許容して後半の３０ｃＴ
ｒＬの長さ（全体に対して６０％）しか使用出来なかつ
た。これに対し、本実施例によれば、ＣＶＤの膜厚が均
一の領域が、ＣＶＤを行なつた領域の９０％にわたつて
得られるようになつた。この方法においては、ガラス原
料の流れは一方向なため、反応して生成したガラスのス
ズが原料ガス供給系の方に戻ることによる配管系の流れ
の状態を阻害することがない。欠点としては、１回あた
りのＣＶＤ膜厚をそれほど大きく出来ないため、多量の
フアィバ素材の製造法としては適していないことである
。第３図は本発明の第二の実施例を説明する図である。
第３図の上図は中空石英管の軸方向に加熱のための熱源
が移動するときの制御されたＳｉｃｌ４の流量を示し、
下図は前記熱源が移動して中空石英管に蒸着した１回の
ＣＶＤの膜厚の軸方向変化を示している。第３図上図に
示した如く、ＳｉＣｌ４流量をＣＶＤ位置が０ＣＴＩＬ
〜５ｃｍの区間で２００ｇｒ／７７２とし、５ＣＴｎの
所で階段的に減少させ、５ｃｍ〜５０ｃＴｎの区間で１
００ｇｒ／Ｍｍとした。
が移動するときの制御されたＳｉｃｌ４の流量を示し、
下図は前記熱源が移動して中空石英管に蒸着した１回の
ＣＶＤの膜厚の軸方向変化を示している。第３図上図に
示した如く、ＳｉＣｌ４流量をＣＶＤ位置が０ＣＴＩＬ
〜５ｃｍの区間で２００ｇｒ／７７２とし、５ＣＴｎの
所で階段的に減少させ、５ｃｍ〜５０ｃＴｎの区間で１
００ｇｒ／Ｍｍとした。
このような条件で堆積したＣＶＤ膜厚は第３図下図に示
した如く、ＣＶＤの位置の０ＣＩＴＬから１２ＣＩｒＬ
の区間を除℃・て３８ｃＴｎの区間で一定となつた。こ
のようにＳｉＣｌ４流量をＣＶＤの位置で階段的に変え
るのには、２つの流路（第１の流路は２００ｇｒ／韻、
第１の流路は１００釘／龍）をバルブで瞬間的に切りか
えることによつて得られた。第４図は本発明の第三の実
施例を説明する図である。第４図の上図は中空石英管の
軸方向に加熱のための熱源が移動するときの制御された
Ｓｉｃｌ４の流量を示し、下図は前記熱源が移動して中
空石英管に蒸着した１回のＣＶＤの膜厚の軸方向変化を
示している。第４図上図に示した如く、ＳｉＣｌ４流量
をＣＶＤ位置０ｃ７ｎの所で１２０ｇｒ／７！１ｍとし
、ＣＶＤ位置が右へ移るとともにＳｉＣｌ４流量を直線
状に減少させた。
した如く、ＣＶＤの位置の０ＣＩＴＬから１２ＣＩｒＬ
の区間を除℃・て３８ｃＴｎの区間で一定となつた。こ
のようにＳｉＣｌ４流量をＣＶＤの位置で階段的に変え
るのには、２つの流路（第１の流路は２００ｇｒ／韻、
第１の流路は１００釘／龍）をバルブで瞬間的に切りか
えることによつて得られた。第４図は本発明の第三の実
施例を説明する図である。第４図の上図は中空石英管の
軸方向に加熱のための熱源が移動するときの制御された
Ｓｉｃｌ４の流量を示し、下図は前記熱源が移動して中
空石英管に蒸着した１回のＣＶＤの膜厚の軸方向変化を
示している。第４図上図に示した如く、ＳｉＣｌ４流量
をＣＶＤ位置０ｃ７ｎの所で１２０ｇｒ／７！１ｍとし
、ＣＶＤ位置が右へ移るとともにＳｉＣｌ４流量を直線
状に減少させた。
このときのＳｉＣｌ４流量（ｙ）とＣＶＤ位置（ｘ）の
関係は（２）式に従つて制御した。このような条件で堆
積したＣＶＤ膜厚は第３図下図に示した如く、ＣＶＤ位
置のＯ（Ｖ７ｌから１５（Ｖ７！の区間を除（・て３５
ｃｍの区間で一定となつた。
関係は（２）式に従つて制御した。このような条件で堆
積したＣＶＤ膜厚は第３図下図に示した如く、ＣＶＤ位
置のＯ（Ｖ７ｌから１５（Ｖ７！の区間を除（・て３５
ｃｍの区間で一定となつた。
ＳｉＣｌ４流量の制御は第一の実施例と同様にマスフロ
ーコントローラーによつた。最後に本発明が有する特徴
を列挙すれば、石英管の内壁に高純度ガラス物質を蒸着
させる内付けＣＶＤ法による光フアイバ素材の製造方法
において、反応し生成したガラスのスズが原料ガス供給
系の方に戻ることによる配管系の流れの状態を阻害する
ことなく、軸方向に均一なＣＶＤ膜を広い範囲にわたつ
て石英管内壁に蒸着することが出来ることである。
ーコントローラーによつた。最後に本発明が有する特徴
を列挙すれば、石英管の内壁に高純度ガラス物質を蒸着
させる内付けＣＶＤ法による光フアイバ素材の製造方法
において、反応し生成したガラスのスズが原料ガス供給
系の方に戻ることによる配管系の流れの状態を阻害する
ことなく、軸方向に均一なＣＶＤ膜を広い範囲にわたつ
て石英管内壁に蒸着することが出来ることである。
第１図は、従来の製造方法におけるガラス原料流量とＣ
ＶＤ膜厚の石英管軸方向変化を示す図であり、第２図、
第３図および第４図はそれぞれ本発明の第１、第２およ
び第３の実施例を説明するガラス原料流量とＣＶＤ膜厚
の石英管軸方向変化を示す図である。
ＶＤ膜厚の石英管軸方向変化を示す図であり、第２図、
第３図および第４図はそれぞれ本発明の第１、第２およ
び第３の実施例を説明するガラス原料流量とＣＶＤ膜厚
の石英管軸方向変化を示す図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 中空のガラス管の内壁にガラス状薄膜を多数回蒸着
する工程を含む光ファイバ素材の製造方法において、１
層のガラス状薄膜を蒸着する間にガス状のガラス原料の
流量を徐々に減少させながらガラス状薄膜を蒸着するこ
とを特徴とする光ファイバ素材の製造方法。 ２ ガス状のガラス原料の流量を指数関数的に減少させ
る特許請求の範囲第１項記載の光ファイバ素材の製造方
法。 ３ ガス状のガラス原料の流量を階段的に減少させる特
許請求の範囲第１項記載の光ファイバ素材の製造方法。 ４ ガス状のガラス原料の流量を直線的に減少させる特
許請求の範囲第１項記載の光ファイバ素材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7970076A JPS597650B2 (ja) | 1976-07-05 | 1976-07-05 | 光フアイバ素材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7970076A JPS597650B2 (ja) | 1976-07-05 | 1976-07-05 | 光フアイバ素材の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS535643A JPS535643A (en) | 1978-01-19 |
| JPS597650B2 true JPS597650B2 (ja) | 1984-02-20 |
Family
ID=13697474
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7970076A Expired JPS597650B2 (ja) | 1976-07-05 | 1976-07-05 | 光フアイバ素材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS597650B2 (ja) |
-
1976
- 1976-07-05 JP JP7970076A patent/JPS597650B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS535643A (en) | 1978-01-19 |
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