JPS604143B2 - 光フアイバ素材の作製方法 - Google Patents
光フアイバ素材の作製方法Info
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- JPS604143B2 JPS604143B2 JP13066975A JP13066975A JPS604143B2 JP S604143 B2 JPS604143 B2 JP S604143B2 JP 13066975 A JP13066975 A JP 13066975A JP 13066975 A JP13066975 A JP 13066975A JP S604143 B2 JPS604143 B2 JP S604143B2
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- glass tube
- electric field
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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
- C03B37/01815—Reactant deposition burners or deposition heating means
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- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は高品質な光フアィバを得るための光ファィバ素
材を作製する方法に関するものである。
材を作製する方法に関するものである。
光フアィバに要求される最も重要な特性として低損失性
と広帯域性が挙げられるが、特に低損失性は基本的なも
のである。このような特性を満たす光フアィバはガラス
管の内壁に高品質なファイバガラスを化学義着した管状
の光フアィバ素材を高温に加熱して空隙のない棒状物体
に加工し、その後再加熱してその端部からフアイバを引
き出すことにより得られる。従来、上述の管状光フアィ
バ素材の光ファイバガラスは管内部を流れるガラス原料
気体を高温にして化学反応させることにより得ていた。
しかしながらこの方法によるとガラス管を酸水素炎や、
高周波加熱炉などによって高温加熱しなければならない
ので、ガラス管としては石英管のような高融点の素材を
用いる必要があり、またガラス管の表面に付着した不純
物や内部の不純物が光ファイバガラスに混入するなどの
ため、光フアィバの価格が高価になったり、高純度な原
料気体を用いても伝送損失の大きな光フアィバしか得ら
れないという欠点があった。本発明の目的は、管状物体
の内壁に、低温で直接光ファイバガラスを堆積すること
により上述の欠点を除去することができる光フアイバ素
材の作製方法と作製装置を提供することにある。
と広帯域性が挙げられるが、特に低損失性は基本的なも
のである。このような特性を満たす光フアィバはガラス
管の内壁に高品質なファイバガラスを化学義着した管状
の光フアィバ素材を高温に加熱して空隙のない棒状物体
に加工し、その後再加熱してその端部からフアイバを引
き出すことにより得られる。従来、上述の管状光フアィ
バ素材の光ファイバガラスは管内部を流れるガラス原料
気体を高温にして化学反応させることにより得ていた。
しかしながらこの方法によるとガラス管を酸水素炎や、
高周波加熱炉などによって高温加熱しなければならない
ので、ガラス管としては石英管のような高融点の素材を
用いる必要があり、またガラス管の表面に付着した不純
物や内部の不純物が光ファイバガラスに混入するなどの
ため、光フアィバの価格が高価になったり、高純度な原
料気体を用いても伝送損失の大きな光フアィバしか得ら
れないという欠点があった。本発明の目的は、管状物体
の内壁に、低温で直接光ファイバガラスを堆積すること
により上述の欠点を除去することができる光フアイバ素
材の作製方法と作製装置を提供することにある。
本発明によれば、管状物体の内壁に光ファイバガラスを
堆積させる光フアィバ素材製造方法において、光ファイ
バガラスの原料気体を電界中で励起状態にして反応させ
ることにより管状物体の内壁に光ファイバガラスを堆積
させる光フアィバ素材の作製方法が得られる。
堆積させる光フアィバ素材製造方法において、光ファイ
バガラスの原料気体を電界中で励起状態にして反応させ
ることにより管状物体の内壁に光ファイバガラスを堆積
させる光フアィバ素材の作製方法が得られる。
次に本発明の作用、効果を簡単に述べる。
電界中に置かれた中性気体分子は、電界を印加すると最
初にわずかながら存在する電子が電界中を走行しながら
その運動ェネルギを増大し分子との衝突によって励起状
態にされる。
初にわずかながら存在する電子が電界中を走行しながら
その運動ェネルギを増大し分子との衝突によって励起状
態にされる。
通常、中性体分子は電子の放出を伴なうから、その放出
電子が他の気体分子を次々と励起させる。このようにし
て中性気体分子は電界中でなだれ的に励起状態になる。
励起状態の気体は、異なる種類の励起状態気体と反応を
起こし、新しい物質の形成が可能となる。広く知られて
いるように、電界中の電子が得るェネルギは電界強度と
その走行距離に比例する。したがって、中性の気体分子
を効率よく励起するには、電界強度を大きくしたり、電
子の走行距離を長くすることが効果的である。一般にこ
の種の反応を利用した場合、加熱することなく、例えば
管状物体の内壁に光ファイバガラスを形成できるので、
不純物の混入を抑制できることが期待できる。次に図面
を参照して本発明を説明する。
電子が他の気体分子を次々と励起させる。このようにし
て中性気体分子は電界中でなだれ的に励起状態になる。
励起状態の気体は、異なる種類の励起状態気体と反応を
起こし、新しい物質の形成が可能となる。広く知られて
いるように、電界中の電子が得るェネルギは電界強度と
その走行距離に比例する。したがって、中性の気体分子
を効率よく励起するには、電界強度を大きくしたり、電
子の走行距離を長くすることが効果的である。一般にこ
の種の反応を利用した場合、加熱することなく、例えば
管状物体の内壁に光ファイバガラスを形成できるので、
不純物の混入を抑制できることが期待できる。次に図面
を参照して本発明を説明する。
実施例 １
第１図は本発明の第１の実施例を示し、１は光ファイバ
ガラスの原料気体を供給する供給源で、２はガラス管、
７はガラス管２の内部に高周波電界を印加するための高
周波コイルである。
ガラスの原料気体を供給する供給源で、２はガラス管、
７はガラス管２の内部に高周波電界を印加するための高
周波コイルである。
高周波コイル７は外径３肋の銅線で作った直径６伽、巻
き数５、長さ１０肌の円筒状コイルである。この高周波
コイル７には通常、高周波加熱装置で良く用いられてい
るように同調用の可変コンデンサ（可変範囲１０〜５他
Ｆ）を介して周波数１３．５８ＭＨｚ最大出力ＩＫＷ高
周波電源から高周波電力が供給される。供給源１はガラ
ス原料であるＳＩＣ１４、ＰＣ１３をそれぞれ充填した
原料容器と０２ガスを充填した容器及びそれぞれの流量
を制御するための質量制御形の流量調節弁、更にガス混
合部等、光フアィバ製造装置として良く知られた構成を
有している。ガラス管２は内径１８帆、肉厚１柳、長さ
５０仇の石英ガラス製である。ガラス管２は内側をトリ
クレン洗浄した後、一端を供給源１に接続し、他端を真
空排気用の回転ポンプに接続した。また高周波コイル７
をガラス管２のほぼ中央にガラス管２とほぼ同軸状とな
るように設置した。回転ポンプを起動して、ガラス管２
の内部を真空に排気した後、原料容器とガラス管２の間
に設けた流量調節弁を調整して、ＳＩＣ１４ガスを毎分
５の（２５ｑｏ、１気圧換算、以下同じ）、ＰＣ１３ガ
スを毎分／１のまた０２ガスを毎分１００の、ガラス管
２へ導入した。
き数５、長さ１０肌の円筒状コイルである。この高周波
コイル７には通常、高周波加熱装置で良く用いられてい
るように同調用の可変コンデンサ（可変範囲１０〜５他
Ｆ）を介して周波数１３．５８ＭＨｚ最大出力ＩＫＷ高
周波電源から高周波電力が供給される。供給源１はガラ
ス原料であるＳＩＣ１４、ＰＣ１３をそれぞれ充填した
原料容器と０２ガスを充填した容器及びそれぞれの流量
を制御するための質量制御形の流量調節弁、更にガス混
合部等、光フアィバ製造装置として良く知られた構成を
有している。ガラス管２は内径１８帆、肉厚１柳、長さ
５０仇の石英ガラス製である。ガラス管２は内側をトリ
クレン洗浄した後、一端を供給源１に接続し、他端を真
空排気用の回転ポンプに接続した。また高周波コイル７
をガラス管２のほぼ中央にガラス管２とほぼ同軸状とな
るように設置した。回転ポンプを起動して、ガラス管２
の内部を真空に排気した後、原料容器とガラス管２の間
に設けた流量調節弁を調整して、ＳＩＣ１４ガスを毎分
５の（２５ｑｏ、１気圧換算、以下同じ）、ＰＣ１３ガ
スを毎分／１のまた０２ガスを毎分１００の、ガラス管
２へ導入した。
次に回転ポンプとガラス管２の間に設けたバルブを調整
して、ガラス管２の内圧を０．５Ｔｏｎとした。この後
高周波電源の出力を１００Ｗ程度に上げて、ガラス管２
の内部で安定な放電が行なわれるように可変コンデンサ
を調整した。更に高周波出力を上げ５００Ｗ出力の状態
に保持して、４時間のガラス堆積を行なった。ガラス管
２の加熱は特に行なっていないが、放電に伴う若干の加
熱作用により「放電終了時のガラス管２の温度は約２０
０ｏｏに上昇していた。もちろんこの程度の温度ではガ
ラス管２の変形は全く生じない。堆積したガラスの組成
はＳｉ０２８０％、Ｐ２０５２０％堆積層厚は約１ム机
であった。次いでこのガラス管２を通常の光フアィバ製
造方法に従って、高温加熱によって中美化し、高周波コ
イル７が位置した中央部分の長さ約５肌の部分を外蓬１
５０〃肌のフアィバに線引きした所、直径４一肌のＳｉ
０２一Ｐ２Ｑガラスをコアとする光フアィバが得られた
。
して、ガラス管２の内圧を０．５Ｔｏｎとした。この後
高周波電源の出力を１００Ｗ程度に上げて、ガラス管２
の内部で安定な放電が行なわれるように可変コンデンサ
を調整した。更に高周波出力を上げ５００Ｗ出力の状態
に保持して、４時間のガラス堆積を行なった。ガラス管
２の加熱は特に行なっていないが、放電に伴う若干の加
熱作用により「放電終了時のガラス管２の温度は約２０
０ｏｏに上昇していた。もちろんこの程度の温度ではガ
ラス管２の変形は全く生じない。堆積したガラスの組成
はＳｉ０２８０％、Ｐ２０５２０％堆積層厚は約１ム机
であった。次いでこのガラス管２を通常の光フアィバ製
造方法に従って、高温加熱によって中美化し、高周波コ
イル７が位置した中央部分の長さ約５肌の部分を外蓬１
５０〃肌のフアィバに線引きした所、直径４一肌のＳｉ
０２一Ｐ２Ｑガラスをコアとする光フアィバが得られた
。
得られた光フアィバの特性はＨｅ−Ｎｅレーザの６３知
れ光に対し伝送損失１母Ｂ′物、伝送モードは単一、ま
たコア形状の真円度は９５％以上と良好であった。実施
例 ２ 本実施例も第１の実施例と同様な装置及び手順によって
行なった。
れ光に対し伝送損失１母Ｂ′物、伝送モードは単一、ま
たコア形状の真円度は９５％以上と良好であった。実施
例 ２ 本実施例も第１の実施例と同様な装置及び手順によって
行なった。
但し本実施例ではガラス管２として安価に入手できかつ
軟化点が石英ガラスに比べ１００ｑ０程度低いホゥケィ
酸ガラス管を用い、高周波コイル７をガラス管２の鞠方
向で往復移動させながらガラス堆積を行なった。使用し
たガラス管２の寸法は内径１仇舷、肉厚１肋「長さ８０
肌、原料ガス流量はＳＩＣ１４を毎分５の、ＰＣ１３を
毎分１．５の、０２を毎分３０の、ガラス管２の内圧を
５Ｔｏｒｒ、高周波電力ＩＫＷとした。
軟化点が石英ガラスに比べ１００ｑ０程度低いホゥケィ
酸ガラス管を用い、高周波コイル７をガラス管２の鞠方
向で往復移動させながらガラス堆積を行なった。使用し
たガラス管２の寸法は内径１仇舷、肉厚１肋「長さ８０
肌、原料ガス流量はＳＩＣ１４を毎分５の、ＰＣ１３を
毎分１．５の、０２を毎分３０の、ガラス管２の内圧を
５Ｔｏｒｒ、高周波電力ＩＫＷとした。
高周波コイル７はガラス管２の中央部５０狐の区間を毎
分５比ネの速度で往復移動させた。８時間のガラス堆積
を行なった結果、ガラス管２の中央部約４０伽の部分で
ほぼ均一なガラス堆積が得られ、そのガラス膜の厚さは
約１００ム肌、ガラス組成はＳｉ０２７５％、Ｐ２０５
２５％であった。
分５比ネの速度で往復移動させた。８時間のガラス堆積
を行なった結果、ガラス管２の中央部約４０伽の部分で
ほぼ均一なガラス堆積が得られ、そのガラス膜の厚さは
約１００ム肌、ガラス組成はＳｉ０２７５％、Ｐ２０５
２５％であった。
この後、高温加熱によってガラス管２を中実化しガラス
管２の中央部に相当する長さ３０伽の部分を外径１５０
山肌のフアィバに線引きした所、コア直径約５０ム凧、
コアのＮＡが０．１６の多モードフアィバが得られた。
Ｈｅ−Ｎｅレーザの６３知れ光に対する伝送損失は１の
Ｂ′物、コア形状の真円度は９５％以上と良好であった
。第１、第２、の実施例において、ガラス原料気体とし
てＳＩＣ１４、ＰＣ１３、０２ガスが用いられたが、Ｇ
ｅＣ１４やＢＢｒ３などの他のガラス原料気体を用いて
よいことは明らかである。
管２の中央部に相当する長さ３０伽の部分を外径１５０
山肌のフアィバに線引きした所、コア直径約５０ム凧、
コアのＮＡが０．１６の多モードフアィバが得られた。
Ｈｅ−Ｎｅレーザの６３知れ光に対する伝送損失は１の
Ｂ′物、コア形状の真円度は９５％以上と良好であった
。第１、第２、の実施例において、ガラス原料気体とし
てＳＩＣ１４、ＰＣ１３、０２ガスが用いられたが、Ｇ
ｅＣ１４やＢＢｒ３などの他のガラス原料気体を用いて
よいことは明らかである。
また、上記実施例の電極の配置、位置関係は、原料を含
む気体を励起状態にするという本発明の目的から明白な
ごとく、実施例の図面に示すものに限定されないことは
当然である。
む気体を励起状態にするという本発明の目的から明白な
ごとく、実施例の図面に示すものに限定されないことは
当然である。
また、ガラス管２は、光フアィバの被覆部として用いる
ことができるので、他の不透明の叢電体であってよいこ
とは明らかである。
ことができるので、他の不透明の叢電体であってよいこ
とは明らかである。
また、ガラス管２の内部に堆積されるガラスは、上記実
施例のように光フアィバのコア部として用いられること
に限られず、クラッド部としてのガラスをコア部として
のガラスの堆積の前に形成してもよいことは明らかであ
る。
施例のように光フアィバのコア部として用いられること
に限られず、クラッド部としてのガラスをコア部として
のガラスの堆積の前に形成してもよいことは明らかであ
る。
また、屈折率分布がステップ型に限られず、時間的に組
成を変えて任意の屈折率分布のガラスを堆積させてもよ
いことも明らかである。さらに電界印加手段は、ガラス
管２の内部に静電界と高周波電界とが合成されて印加す
ることができるものでもよいことは明らかである。
成を変えて任意の屈折率分布のガラスを堆積させてもよ
いことも明らかである。さらに電界印加手段は、ガラス
管２の内部に静電界と高周波電界とが合成されて印加す
ることができるものでもよいことは明らかである。
さらに放電により原料気体を励起する場合、その放電開
始を容易にするために放電開始用の電界印加手段を設け
てもよいことは当然である。
始を容易にするために放電開始用の電界印加手段を設け
てもよいことは当然である。
さらにガラス管２の内部の効果的な電界強度は、原料気
体の圧力が低い程小さくてすむが、その大小は特に限定
されない。逆に低圧の気体を用いるほど電子の平均自由
行程が長くなり電子のエネルギーが増加してガラス形成
の反応効率を向上させるが、その圧力の高低も特に限定
されないことも明らかである。さらに原料気体の反応を
促進させる目的で原料気体の温度を上昇させる手段を設
けることも可能である。
体の圧力が低い程小さくてすむが、その大小は特に限定
されない。逆に低圧の気体を用いるほど電子の平均自由
行程が長くなり電子のエネルギーが増加してガラス形成
の反応効率を向上させるが、その圧力の高低も特に限定
されないことも明らかである。さらに原料気体の反応を
促進させる目的で原料気体の温度を上昇させる手段を設
けることも可能である。
しかし、この加熱手段による温度上昇が反応が起るほど
に高すぎると本発明の趣旨に反するので、小パワーの加
熱手段である必がある。加熱手段は本発明にとっては本
質的なものではないので無いにこしたことはない。最後
に本発明が有する特徴を列挙すれば、従釆の溶融法など
によるとそのガラス化がむづかしかった組成（たとえば
Ｓｉ０２十Ｐ２Ｑ）のものでもそのガラス形成が容易で
ある、管状物体を高温加熱することなく光ファイバガラ
スをその内壁に直嬢堆積することができるので管状物体
として低融点でかつ安価な素材を用いることができる。
に高すぎると本発明の趣旨に反するので、小パワーの加
熱手段である必がある。加熱手段は本発明にとっては本
質的なものではないので無いにこしたことはない。最後
に本発明が有する特徴を列挙すれば、従釆の溶融法など
によるとそのガラス化がむづかしかった組成（たとえば
Ｓｉ０２十Ｐ２Ｑ）のものでもそのガラス形成が容易で
ある、管状物体を高温加熱することなく光ファイバガラ
スをその内壁に直嬢堆積することができるので管状物体
として低融点でかつ安価な素材を用いることができる。
また、管状物体は比較的低温に保たれるのでそれ自身か
らの不純物の発生が少なく、高純度な光ファイバガラス
が得られる。また、高温加熱部が存在しないので装置の
構成が簡単になる。さらに電気的手段により原料気体を
化学反応させるのでガラス形成の制御が容易であるなど
である。
らの不純物の発生が少なく、高純度な光ファイバガラス
が得られる。また、高温加熱部が存在しないので装置の
構成が簡単になる。さらに電気的手段により原料気体を
化学反応させるのでガラス形成の制御が容易であるなど
である。
第１図は本発明の第１の実施例の概略の構成を示し、１
はガラス原料気体の供給源、２はガラス管、７は高周波
電界を印加するための高周波コイルである。 第１図
はガラス原料気体の供給源、２はガラス管、７は高周波
電界を印加するための高周波コイルである。 第１図
Claims (1)
- １ 管状物体の内壁に光フアイバガラスを堆積させる光
フアイバ素材の作製において、原料気体を管状物体に導
入・混合する工程と、管状物体内の原料気体を外部から
加熱することなく、高周波電界にて励起状態にして反応
させ、この反応によりできた生成物を管状物体内壁に堆
積させる工程とを有することを特徴とする光フアイバ素
材の作製方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13066975A JPS604143B2 (ja) | 1975-10-30 | 1975-10-30 | 光フアイバ素材の作製方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13066975A JPS604143B2 (ja) | 1975-10-30 | 1975-10-30 | 光フアイバ素材の作製方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5254451A JPS5254451A (en) | 1977-05-02 |
| JPS604143B2 true JPS604143B2 (ja) | 1985-02-01 |
Family
ID=15039772
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13066975A Expired JPS604143B2 (ja) | 1975-10-30 | 1975-10-30 | 光フアイバ素材の作製方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS604143B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62235019A (ja) * | 1986-03-31 | 1987-10-15 | 東静電気株式会社 | 真空包装装置 |
-
1975
- 1975-10-30 JP JP13066975A patent/JPS604143B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62235019A (ja) * | 1986-03-31 | 1987-10-15 | 東静電気株式会社 | 真空包装装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5254451A (en) | 1977-05-02 |
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