JPS599490B2 - 光学的繊維の製造方法 - Google Patents
光学的繊維の製造方法Info
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- JPS599490B2 JPS599490B2 JP50046083A JP4608375A JPS599490B2 JP S599490 B2 JPS599490 B2 JP S599490B2 JP 50046083 A JP50046083 A JP 50046083A JP 4608375 A JP4608375 A JP 4608375A JP S599490 B2 JPS599490 B2 JP S599490B2
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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
- C03B37/01876—Means for heating tubes or rods during or immediately prior to deposition, e.g. electric resistance heaters
-
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- C03B37/01807—Reactant delivery systems, e.g. reactant deposition burners
- C03B37/01815—Reactant deposition burners or deposition heating means
- C03B37/01823—Plasma deposition burners or heating means
- C03B37/0183—Plasma deposition burners or heating means for plasma within a tube substrate
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- Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は芯ガラス層をガラス管内壁上に沈積する方法に
おいて、ガラス管中に流れる反応性ガス混合体自身を発
熱体とすることにより、効率よく、厚いガラス層を形成
する光学的繊維の製造方法に関するものである。
おいて、ガラス管中に流れる反応性ガス混合体自身を発
熱体とすることにより、効率よく、厚いガラス層を形成
する光学的繊維の製造方法に関するものである。
一般に光学的繊維は屈折率の高い芯ガラスを屈折率の低
いガラスで被覆した構造をもち、光を芯ガラス中に閉じ
込め光を導くために用いられる。
いガラスで被覆した構造をもち、光を芯ガラス中に閉じ
込め光を導くために用いられる。
従来この様な光学的繊維の製造方法としては、所定の被
覆特性をもつている被覆ガラス管の中に所定の芯特性を
もつた棒状の芯ガラスを挿入しガラスの粘度が十分低く
なり、芯ガラス棒と被覆ガラス管とが溶着するまで温度
を上けて引出す、すなわち紡糸する方法がある。この場
合繊維の断面寸法は温度、紡糸速度によつて調節される
。ここで問題となるのは、これら芯ガラスと被覆ガラス
の製造中に不純物が混入して、ガラスの吸収損失が増加
すること、および紡糸工程中で無数の小さい空気泡や異
質粒子が芯ガラスと被覆ガラスとの界面に取り込まれ光
散乱の原因になることである。従つてこの製造方法では
一般に損失の大きくなる欠点がある。このような問題点
を解決する方法として、特願昭４６−３０３５１号（特
開昭４６−５７８８号公報参照）に示された光学繊維の
製造方法がある。
覆特性をもつている被覆ガラス管の中に所定の芯特性を
もつた棒状の芯ガラスを挿入しガラスの粘度が十分低く
なり、芯ガラス棒と被覆ガラス管とが溶着するまで温度
を上けて引出す、すなわち紡糸する方法がある。この場
合繊維の断面寸法は温度、紡糸速度によつて調節される
。ここで問題となるのは、これら芯ガラスと被覆ガラス
の製造中に不純物が混入して、ガラスの吸収損失が増加
すること、および紡糸工程中で無数の小さい空気泡や異
質粒子が芯ガラスと被覆ガラスとの界面に取り込まれ光
散乱の原因になることである。従つてこの製造方法では
一般に損失の大きくなる欠点がある。このような問題点
を解決する方法として、特願昭４６−３０３５１号（特
開昭４６−５７８８号公報参照）に示された光学繊維の
製造方法がある。
この方法はガラス管内壁に芯ガラス組成のすすを加水分
解で付着し、ガラス管と芯ガラス膜とを引出し温度まで
加熱して、中心まで密な断面の光学繊維を得る方法であ
る。この方法は前述の方法に比較して、芯ガラスとして
光損失の小さいものが得られるが、加水分解ですすを付
着する方法なので均一な厚さに芯ガラス層を形成するこ
とが困難であり、またすすをガラス化するとき微小気泡
が発生し易く、これは散乱損失の原因になる。またすす
を付着するので、厚い芯ガラス層を形成することが困難
であり、従つて太い芯を作ることが難かしいなどの欠点
を有している。本発明は上記の点に鑑みてなされたもの
で、被覆ガラス管内壁上に被覆ガラスよりも大きい屈折
率をもづ芯ガラス層を沈積する方法において、反応して
芯ガラス層となる反応性ガス自身を発熱体として、ガス
を酸化、ガラス化し、芯ガラス層として順次沈積するこ
とを特徴とし、均一で厚い芯ガラス層を形成する光学的
繊維の製造方法を提供することを目的とする。
解で付着し、ガラス管と芯ガラス膜とを引出し温度まで
加熱して、中心まで密な断面の光学繊維を得る方法であ
る。この方法は前述の方法に比較して、芯ガラスとして
光損失の小さいものが得られるが、加水分解ですすを付
着する方法なので均一な厚さに芯ガラス層を形成するこ
とが困難であり、またすすをガラス化するとき微小気泡
が発生し易く、これは散乱損失の原因になる。またすす
を付着するので、厚い芯ガラス層を形成することが困難
であり、従つて太い芯を作ることが難かしいなどの欠点
を有している。本発明は上記の点に鑑みてなされたもの
で、被覆ガラス管内壁上に被覆ガラスよりも大きい屈折
率をもづ芯ガラス層を沈積する方法において、反応して
芯ガラス層となる反応性ガス自身を発熱体として、ガス
を酸化、ガラス化し、芯ガラス層として順次沈積するこ
とを特徴とし、均一で厚い芯ガラス層を形成する光学的
繊維の製造方法を提供することを目的とする。
以下、第１図〜第６図を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。
に説明する。
実施例 １
第２図に示すように被覆層の一部になる石英管例えば外
径２０１欝肉厚１．５闘の石英管１の内側壁を、油性の
付着物、異物粒子等汚染を取り除く例えば中性洗剤、硫
硝酸、弗酸による洗浄後、高純度純水で酸等を洗い流し
内壁を乾燥する。
径２０１欝肉厚１．５闘の石英管１の内側壁を、油性の
付着物、異物粒子等汚染を取り除く例えば中性洗剤、硫
硝酸、弗酸による洗浄後、高純度純水で酸等を洗い流し
内壁を乾燥する。
該石英管１を回転機能を有する装置２に設置する。石英
管１の一端に接続器３を介してパイプ４を接続する。初
めパイプ４に流量制御装置１３により適当な流量例えば
２１／Ｍｉｎ′に制御された乾燥アルゴンガスを流す。
石英管１内の空気をアルゴン置換した後、プラズマ発生
に適したコイル１５例えば内径４０ｎ、巻数４回のコイ
ルに発振器１６により発生された高周波電力例えば発振
周波数約４ＭＨｚを加える。石英管１内に挿入した純度
の高いカーボン棒１８に高周波電力を誘導し、アルゴン
ガスを励起しプラズマとする。その後カーボン棒１８を
取除く。本実施例ではプラズマ発生に必要な電力は８Ｋ
ＶＸ１Ａであつた。プラズマが安定になつた段階でコイ
ル１５をコイルの移動駆動装置１７で第２図の右方に順
次移動し、管内壁をフアイヤエツチングし、管内盤を清
浄にする。コイルが右端に達すると、反転し左方に移動
する。次いでパイプ４にＳｌＣｌ４蒸気とＧｅＣｌ，蒸
気を含む乾燥酸素を流す。必要であれば別の系統から乾
燥酸素を合せて流し、石英管１中に導く。第３図はコイ
ル近傍の様子を拡大して示した図であり、上記の混合ガ
ス２１はコイル下部のプラズマ領域２３に流入し、プラ
ズマの中でＳｉＣｌ４＋０２→ＳｌＯ２＋２Ｃ１２，Ｇ
ｅＣ１４＋０２→ＧｅＯ２＋２Ｃ１２の反応により、Ｓ
ｉＯ２とＧｅＯ２の混合ガラス粉末が形成され、石英管
１内壁上に沈積し同時にガラス層２０になる。コイル１
５の移動につれてガラス層２０が順次形成される。コイ
ル１５の左右の移動を繰返すと、次第にガラス層は厚く
なる。この様にして得られたガラス膜の屈折率は、Ｇｅ
Ｏ２の含有量によつて第１図に示すように高くなる。
管１の一端に接続器３を介してパイプ４を接続する。初
めパイプ４に流量制御装置１３により適当な流量例えば
２１／Ｍｉｎ′に制御された乾燥アルゴンガスを流す。
石英管１内の空気をアルゴン置換した後、プラズマ発生
に適したコイル１５例えば内径４０ｎ、巻数４回のコイ
ルに発振器１６により発生された高周波電力例えば発振
周波数約４ＭＨｚを加える。石英管１内に挿入した純度
の高いカーボン棒１８に高周波電力を誘導し、アルゴン
ガスを励起しプラズマとする。その後カーボン棒１８を
取除く。本実施例ではプラズマ発生に必要な電力は８Ｋ
ＶＸ１Ａであつた。プラズマが安定になつた段階でコイ
ル１５をコイルの移動駆動装置１７で第２図の右方に順
次移動し、管内壁をフアイヤエツチングし、管内盤を清
浄にする。コイルが右端に達すると、反転し左方に移動
する。次いでパイプ４にＳｌＣｌ４蒸気とＧｅＣｌ，蒸
気を含む乾燥酸素を流す。必要であれば別の系統から乾
燥酸素を合せて流し、石英管１中に導く。第３図はコイ
ル近傍の様子を拡大して示した図であり、上記の混合ガ
ス２１はコイル下部のプラズマ領域２３に流入し、プラ
ズマの中でＳｉＣｌ４＋０２→ＳｌＯ２＋２Ｃ１２，Ｇ
ｅＣ１４＋０２→ＧｅＯ２＋２Ｃ１２の反応により、Ｓ
ｉＯ２とＧｅＯ２の混合ガラス粉末が形成され、石英管
１内壁上に沈積し同時にガラス層２０になる。コイル１
５の移動につれてガラス層２０が順次形成される。コイ
ル１５の左右の移動を繰返すと、次第にガラス層は厚く
なる。この様にして得られたガラス膜の屈折率は、Ｇｅ
Ｏ２の含有量によつて第１図に示すように高くなる。
本実施例ではＳｉＣｌ４，ＧｅＣｌ４の蒸気圧を１００
關Ｈ９、輸送ガス流量を５００ｃｃ／紬としたとき屈折
率は石英の屈折率１．４５８の約１．７％大きくなりこ
れは光学的繊維として充分な値である。上記方法で得た
物質を線引に必要な粘度まで下けるため第４図に示すよ
うに炉２５で約１９００℃に加熱し巻取りボビン２６上
に線引する。得られた光学的繊維の横断面の屈折率分布
は、第５図に示される様になる。また得られた光学的繊
維は芯径約８０Ｐｍ，外径約１４０Ｐｍであり、水の含
有量も約５ＰＦと小さく、光の透過特性の良好なもので
ある。実施例 ２ 実施例１において輸送する反応ガスＳｉＣｌ４，ＧｅＣ
ｌ４の比を、初めＧｅＣｉ４を少なくコイル１５の移動
回数に応じて順次ＧｅＣｌ４を多くして、プラズマ中で
反応、ガラス化をおこない外側から中心に向つて屈折率
が次第に大きい構造すなわち第６図に示す屈折率分布の
光学的繊維を得た。
關Ｈ９、輸送ガス流量を５００ｃｃ／紬としたとき屈折
率は石英の屈折率１．４５８の約１．７％大きくなりこ
れは光学的繊維として充分な値である。上記方法で得た
物質を線引に必要な粘度まで下けるため第４図に示すよ
うに炉２５で約１９００℃に加熱し巻取りボビン２６上
に線引する。得られた光学的繊維の横断面の屈折率分布
は、第５図に示される様になる。また得られた光学的繊
維は芯径約８０Ｐｍ，外径約１４０Ｐｍであり、水の含
有量も約５ＰＦと小さく、光の透過特性の良好なもので
ある。実施例 ２ 実施例１において輸送する反応ガスＳｉＣｌ４，ＧｅＣ
ｌ４の比を、初めＧｅＣｉ４を少なくコイル１５の移動
回数に応じて順次ＧｅＣｌ４を多くして、プラズマ中で
反応、ガラス化をおこない外側から中心に向つて屈折率
が次第に大きい構造すなわち第６図に示す屈折率分布の
光学的繊維を得た。
特性として芯中心の屈折率は被覆層屈折率の約２％大き
な値で、屈折率分布も２乗分布に近く光の透過特性も実
施例１に匹適するものである。なお、第２図中５はＳｉ
Ｃｌ４の原料液、６はＧｅＣｌ４の原料液、７，８は容
器、９，１０は槽、１１，１２，１４は流量制御装置、
１９は排気管であり、第３図中２２は未反応ガスである
。
な値で、屈折率分布も２乗分布に近く光の透過特性も実
施例１に匹適するものである。なお、第２図中５はＳｉ
Ｃｌ４の原料液、６はＧｅＣｌ４の原料液、７，８は容
器、９，１０は槽、１１，１２，１４は流量制御装置、
１９は排気管であり、第３図中２２は未反応ガスである
。
以下説明し５たように本発明の製造方法では、閉じられ
た系としてのガラス管内で、ガス流自体をプラズマによ
り高温体として反応させ、同時にガラス層を形成するの
で、散乱損失の原因になる気泡の取込みも少なく、かつ
加水分解によらないで原料を直接酸化によるため吸収損
失の原因になるＨ２Ｏ、不純物元素の混入も最少限にお
さえられるので、吸収損失、散乱損失共に小さい光学的
繊維を得ることができる。本発明の製造方法に従えば効
率よくガラス層を形成できるので芯ガラス層の厚さを容
易に制御できるとともに、断面の屈折率分布を自由に制
御することができる。また本発明の製造方法では、ガス
自体を発熱体とするので太い形状のガラス管を使用でき
る長尺の光学的繊維を得ることができる。
た系としてのガラス管内で、ガス流自体をプラズマによ
り高温体として反応させ、同時にガラス層を形成するの
で、散乱損失の原因になる気泡の取込みも少なく、かつ
加水分解によらないで原料を直接酸化によるため吸収損
失の原因になるＨ２Ｏ、不純物元素の混入も最少限にお
さえられるので、吸収損失、散乱損失共に小さい光学的
繊維を得ることができる。本発明の製造方法に従えば効
率よくガラス層を形成できるので芯ガラス層の厚さを容
易に制御できるとともに、断面の屈折率分布を自由に制
御することができる。また本発明の製造方法では、ガス
自体を発熱体とするので太い形状のガラス管を使用でき
る長尺の光学的繊維を得ることができる。
第１図は本発明で使用するＳｉＯ２，ＧｅＯ２を組成分
とするガラス中のＧｅＯ２含有量に対する屈折率特性の
一例を示す図、第２図、第３図、第４図は本発明の一実
施例を説明する図である。 第５図、第６図は本発明の製造方法で造つた光学的繊維
の横断面における屈折率分布形状の例を示す図である。
１・・・・・・石英管、２・・・・・・回転機能を有す
る装置、４・・・・・・パイプ、１３・・・・・・流量
制御装置、１５・・・・・・コイル、１６・・・・・・
発振器、１７・・・・・・コイルの移動駆動装置、１８
・・・・・・カーボン棒、２０・・・・・・ガラス層、
２１・・・・・・混合ガス、２３・・・・・・プラズマ
領域、２５・・・・・・炉、２６・・・・・・巻取りボ
ビン。
とするガラス中のＧｅＯ２含有量に対する屈折率特性の
一例を示す図、第２図、第３図、第４図は本発明の一実
施例を説明する図である。 第５図、第６図は本発明の製造方法で造つた光学的繊維
の横断面における屈折率分布形状の例を示す図である。
１・・・・・・石英管、２・・・・・・回転機能を有す
る装置、４・・・・・・パイプ、１３・・・・・・流量
制御装置、１５・・・・・・コイル、１６・・・・・・
発振器、１７・・・・・・コイルの移動駆動装置、１８
・・・・・・カーボン棒、２０・・・・・・ガラス層、
２１・・・・・・混合ガス、２３・・・・・・プラズマ
領域、２５・・・・・・炉、２６・・・・・・巻取りボ
ビン。
Claims (1)
- １ １個の芯と異なる屈折率を有する被覆体とからなる
光学的繊維の製造方法において、反応してガラスとなる
ガラス形成原料、酸素ガスおよび高周波電力により電離
し易いガスをガラス管内に流し、管内部より高周波電力
を印加し、該ガラス管内部に、大気圧近傍の圧力で生じ
る高温プラズマを発生せしめ、該ガラス管内で、ガラス
形成原料を酸化反応させることにより、他の加熱手段を
付加することなしにガラス管内壁上に該ガラスより大き
な屈折率のガラス層、もしくは管内壁から内側に向つて
次第に大きくなる屈折率を有するガラス層を形成するこ
とを特徴とする光学的繊維の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP50046083A JPS599490B2 (ja) | 1975-04-16 | 1975-04-16 | 光学的繊維の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP50046083A JPS599490B2 (ja) | 1975-04-16 | 1975-04-16 | 光学的繊維の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS51121344A JPS51121344A (en) | 1976-10-23 |
| JPS599490B2 true JPS599490B2 (ja) | 1984-03-02 |
Family
ID=12737082
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP50046083A Expired JPS599490B2 (ja) | 1975-04-16 | 1975-04-16 | 光学的繊維の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS599490B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5246825A (en) * | 1975-10-11 | 1977-04-14 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Process for fabricating optical fibers |
| JPS53134811A (en) * | 1977-04-30 | 1978-11-24 | Sumitomo Electric Industries | Production of glass rod for photoconduction |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5154446A (ja) * | 1974-09-14 | 1976-05-13 | Philips Nv | |
| JPS51119237A (en) * | 1975-04-11 | 1976-10-19 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Manufacturing method of glass fiber for optical communication |
-
1975
- 1975-04-16 JP JP50046083A patent/JPS599490B2/ja not_active Expired
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5154446A (ja) * | 1974-09-14 | 1976-05-13 | Philips Nv | |
| JPS51119237A (en) * | 1975-04-11 | 1976-10-19 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Manufacturing method of glass fiber for optical communication |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS51121344A (en) | 1976-10-23 |
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