JPS60226421A - 高開口数光フアイバ母材の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の背景と目的〕 本発明は高開口数光ファイバ母材の製造方法に関するも
のである。

光フアイバ用ガラス母材の製造方法として、現在一般に
利用されているものに内封ＣＶＤ法と気相軸付法とがあ
る。

内封ＣＶＤ法は、酸素などをキャリアガスとして原料ガ
ス例えば四塩化珪素と屈折率制御用のドーパントとを回
転中の石英パイプ内に導き、酸水素バーナで加熱して、
石英パイプ内面に煤状ガラスを堆積し、加熱溶融して透
明ガラス化し、さらに加熱して中実母材を製造する方法
である。

気相軸付方法は、不活性ガスをキャリアガスとして原料
ガス（屈折率制御用ドーパントを含む）を直接酸水素バ
ーナ火炎中で加水分解し、反応により生成したガラス微
粒子を軸方向に堆積し、加熱して焼結透明化し、母材を
製造する方法である。

前者の内材ＣＶＤ法は、一般によく言われているように
生産速度が遅く、安価になりにくい他中心ぬけ（母材中
心部の屈折率低下現象）があり問題である。

後者の気相軸付法は、酸水素バーナの火炎中で反応が進
行し母材を作るため、反応温度、圧力によって定捷る特
定の屈折率分布形状は得やすいが高開口数ステップ型屈
折率分布は得にくい。気相軸付法で高開口数を得ようと
すると、バーナの数を複数にする。あるいは原料ガス供
給口を複数にするなどの工夫が必要であり、しかも屈折
率分布制御条件設定のため生産性には限度があり、あま
り安価にはできない。

本発明は、かかる状況に鑑み、量産性に適し、安価に製
造することのできる高開口数光ファイバ母材の製造方法
を提供することを目的とする。

〔発明の概要〕

本発明は、ガラス微粉末の製造工程とそれらを一体化す
る母材の製造工程とを分離したことに最大のポイントが
あり、さらにその要旨とするところは、ガラス原料から
第１の高純度ガラス微粉末を製造する工程と、前記ガラ
ス原料とはドーパント濃度の異なるガラス原料から前記
第１の高純度ガラスとは屈折率の異なる第２の高純度ガ
ラス微粉末を製造する工程と、前記第１の高純度ガラス
微粉末と前記第２の高純度ガラス微粉末とのうち屈折率
の高い一方を芯とし他方を被覆とし加熱溶融することに
より一体の透明母材を製造する工程とを有することを特
徴とする高開口数光ファイバ母材の製造方法である。

〔実施例〕

本発明の具体的実施例を以下に説明する。

（実施例１） 公知技術に従い、一方でガラス原料ＳｉＣ＋４から火炎
加水分解反応によって第１の高純度ガラス微　゛□粉末
（ＳｉＯ２）を製造する。

他方、前記ガラス原料と異なるドーパント濃度のガラス
原料Ｓ　ｉ　Ｃ１４＋　ＧｅＣ１４から火炎加水分解反
応によって、前記第１の高純度ガラス微粉末（Ｓｉ０２
　）より屈折率の高い第２の高純度ガラス微粉末（Ｓ　
！　０２　＋　Ｇｅ０ｚ）を製造する。

火炎加水分解反応によれば、約０１μｍのガラス微粒子
の多孔質焼結体でかさ密度が０１〜０．３２／ｃ１ｆｌ
のものが容易に得られるので、これを細かく粉末状にし
、塩素とヘリウム雰囲気で処理し、無水化しておくこと
が望ましい。

このようにして得られたガラス微粉末のうち屈折率の高
い第２の高純度ガラス微粉末（ＳｉＯｚ十Ｇｅ０２）が
芯層折率の低い第１の高純度ガラス微粉末（Ｓ　１０２
　）が被覆となるように、区分して、第１図に示すよう
なガラス容器１に収容する。

このガラス容器１には芯となるガラス微粉末２と被覆と
なるガラス微粉末３の落下量を各々適当に調整する調整
機構４が設けられており、この調整機構４を通して回転
する耐熱基材７上にそれぞれのガラス微粉末２，３が落
下する。

耐熱基材７上に落下したガラス微粉末２，３に対して、
炭酸ガスレーザ光９をレンズ１０と可動反射鏡１１を介
して集光させ、強熱によってガラス微粉末２，３をそれ
ぞれ溶融透明カラス化５゜６する。

８は耐熱基材７を回転するだめの駆動装置である。

以上のようにして、回転する耐熱基材７上に高屈折率の
芯と低屈折率の被覆とからなる透明光ファイバ母材が得
られる。

このようにして得られた光フアイバ母材の屈折率分布は
、第２図に示すようにステップ状高開口数を有するもの
となっている。

（実施例２） 実施例１と同様に、ガラス原料５ｉＣ１４＋ＰＯＣｌ３
から火炎加水分解反応によって第１の高純度ガラス微粉
末（Ｓ　ｉｏｚ　＋　Ｐ２Ｏ５）を製造し、ガラス原料
Ｓ　ｉ　Ｃ１４＋　ＰＯＣ１３＋　Ｇｅ　Ｃ１４から火
炎加水分解反応によって第２の高純度ガラス微粉末（Ｓ
　ｉ　０２　＋　Ｐ２Ｏ５＋　Ｇｅ０ｚ　）を製造する
。

この第１．第２の高純度ガラス微粉末を用いて以下実施
例１と同様にして透明光ファイバ母材を得る。

この場合、Ｐの添加によりガラス化温度が低いため、同
じ炭酸ガスレーザ光を用いても、実施例１に比較して成
長速度が速かった。

（実施例３） Ｓ　’　（ＯＲ）４　ｒ　Ｔ　ｌ　（ＯＲ）４及び１１
．ＯＨ（ただしＲはＣＨ３もしくはＣ２Ｈ４等のアルキ
ル基を示す）の液体原料を用い、ゾルゲル法により、０
，４〜１．４ｆ／ｄのかさ密度を持つ乾燥ゲルを作る。

乾燥ゲルは約１００〜１００ＯＡ　のガラス微粒子から
なる多孔質体であり、この中の不純物を除去するため、
ゲルを微粉末にしだ後約６００℃の０２雰囲気中で有機
物除去処理を行い、続いて約１０００℃の塩素雰囲気中
でＯＨ基除去処理を行い、第１の高純度ガラス微粉末を
得る。

また、Ｓｉ（ＯＲ）４及びＲＯＨの液体原料を用い同様
の手法により、Ｔ１を含まない第２の高純度ガラス微粉
末を得る。

このようにして得られたガラス微粉末のうち、屈折率の
高い第１の高純度ガラス微粉末が芯、屈折率の低い第２
の高純度ガラス微粉末が被覆となるように区分して、実
施例１と同様にカラス容器に収容する。

以下実施例１と同様にして、高開口数の透明光ファイバ
母材を得る。

なお、原材料は上記実施例１〜３に記載のもの以外に種
々の材料が適用でき、ドーパントとしても上記のものの
他ＡＩ、　Ｔａ、　Ｚｒ、　Ｓｂ等やこれらの組合せが
使用できる。

こうして得られた光フアイバ母材を線引きすることによ
り、高開口数光ファイバを得ることができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明の製造方法によれば次のよう
な顕著な効果を奏する。

（１）　芯となる高純度ガラス微粉末を製造する工程被
覆となる高純度ガラス微粉末を製造する工程及び一体の
透明母材を製造する工程が各々分離されているため、各
工程の製造条件が広範囲となり、最適化と量産性の向上
が容易になる。

（２）　製造工程が各々分離されているため、組成の選
択が広範囲となり、高開口数の実現が容易になる。

＋３１　Ｖ　Ａ　Ｄ法のように多孔質母材を成長させ、
そのスート形状を維持しながら焼結する必要がないため
、スートの割れによる歩留りの低下がなく、溶融透明化
速度の高速化によって生産性向上が容易にできる。

また、特定屈折率分布の多孔質母材を成長させる必要が
ないため、使用ガラス原料に対する収率は高い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明〇一実施例を示す説明図であり第２図は
本発明による光フアイバ母材の屈折率分布を示す崎図で
ある。 １：カラス容器、２：芯となるガラス微粉末。 ３：被覆となるガラス微粉末、４：調整機構５．６：溶
融透明ガラス、７：耐熱基材、８：駆動装置、９：炭酸
ガスレーザ光、１０：レノズ。 １１：可動反射鏡。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　ガラス原料から第１の高純度ガラス微粉末を製造
   する工程と、前記ガラス原料とはドーパント濃度の異な
   るガラス原料から前記第１の高純度ガラスとは屈折率の
   異なる第２の高純度ガラス微粉末を製造する工程と、前
   記第１の高純度ガラス微粉末と前記第２の高純度ガラス
   微粉末とのうち、屈折率の高い一方が芯なり他方が被覆
   となるように加熱溶融一体化することにより透明光ファ
   イバ母材を製造する工程とを有することを特徴とする高
   開口数光ファイバ母材の製造方法。 ２、　ガラス原料から火炎加水分解反応により第１及び
   第２の高純度ガラス微粉末を製造することを特徴とする
   第１項記載の高開口数光ファイバ母材の製造方法。 ３、　ガラス原料をアルコール溶媒中加水分解反応させ
   ることにより作成したゾルを乾燥工程、有機物除去工程
   、無水化工程を経て第１及び第２０高純度ガラス微粉末
   に製造することを特徴とする第１項記載の高開口数光フ
   ァイバ母材の製造方法。 ４、　加熱溶融することにより一体の透明光ファイバ母
   材を製造するだめの熱源として炭酸ガスレーザ光を用い
   ることを特徴とする第１項記載の高開口数光ファイバ母
   材の製造方法。