JPS6060937A - 石英系光フアイバ母材の製造方法 - Google Patents

石英系光フアイバ母材の製造方法

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JPS6060937A
JPS6060937A JP16735283A JP16735283A JPS6060937A JP S6060937 A JPS6060937 A JP S6060937A JP 16735283 A JP16735283 A JP 16735283A JP 16735283 A JP16735283 A JP 16735283A JP S6060937 A JPS6060937 A JP S6060937A
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折茂 勝巳
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Motohiro Nakahara
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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】 本発明は光通信用、ライトガイド用、イメジガイド用な
どの光ファイバを得べき石英系光ファイバ母相の製造方
法に関する。
石英系光ファイバにおいて、そのクラッドにのみ弗素を
含有するものは紋多く知られており、これの具体的なも
のとして、通信に有用なデプレストクラツド・シングモ
ード光ファイバとが、純石英コア・弗素ドープト石英ク
ラッドからなる耐放射線光ファイバなどがあげられる。
最近、クラッドだけでなく、コアにも弗素を含有させる
と、光ファイバの低損失化に効果的であることが判明し
た。
コア、クラッドの両方に弗素を含有させる方法はPCV
D法において公知であるが、多孔質ガラス体(多孔質母
材)をつくり、これを透明ガラス化する方法、すなわち
VAD法や外付けCVD法等ではコア、クラッドの両方
に弗素をドープすることが技術的に明らかにされておら
ず、クラッドにのみ弗素をドープすることが知での報告
では、第1図のVAD法において、5iC1+がガラス
原料として供給される多重管構造のトーチ1と、S I
 C44% S F@がガラス原料とじて供給される多
重管構造のトーチ2とによりコア用多孔質ガラス層3と
クラッド用多孔質ガラス層4とを堆積形成し、これによ
り得られた多孔質母材5を透明ガラス化して光フアイバ
母材とした後、該光フアイバ母材を既知の手段で紡糸す
ることにより、第2図の屈折率分布をもつ光ファイバを
製造している。
上記の報告をもとにした場合、コア用のトーチ2にも弗
素原料を供給することにより、コア用およびクラッド用
の肉条孔質ガラス層3.4に弗素を含有させることがで
きると考えられるが、このような方法では大量の弗素が
消費されてしまい、好ましくない。
本発明は上記のごとき事情に鑑みなされたものであり、
その目的とするところは、コアおよびクラッドが共に弗
素を含有している低損失な石英系光ファイバの提供を前
提とし、弗素消費量を少なくして効率よく弗素ドープが
行なえる石英系光フアイバ母材の製造方法を実現するこ
とにある。
本発明では上記の目的を達成する過程においてつぎのよ
うな事項の解明を行なった。
つまり石英系ガラスに関する文献、報告例等では、弗素
は熱処理により移動しないといわれていたが、石英系ガ
ラスへの弗素の添加機構につき、本発明者らが詳細に検
討し、この際の仮説に基づいて実験したところ、石英系
多孔質ガラス体に弗素が存在しているとき、その多孔質
ガラス体を加熱することにより、弗素が多孔質ガラス体
全域に容易に拡散することが判明し、さらにこうしたメ
カニズムにより、石英系ガラス全体に弗素のドープでき
ることを見い出した。
本発明は上記の事項に基づいてなされている。
本発明が特徴とするところは、コア用多孔質ガラス層と
による多孔質母料をつくるとき、肉条孔質ガラス層の少
なくとも一方には屈折率分布形成用の酸化物ドーパント
を含有させ、さらに肉条孔質ガラス層のいずれか一方に
は弗素をドーパントとして含有させ、これら肉条孔質ガ
ラス層からなる多孔質母料を熱処理することにより、一
方の多孔質ガラス層に含有されている弗素を他方の多孔
質ガラス層へ拡散させることにある。
本発明方法において多孔質母材をつくるには、酸化反応
、火炎加水分解反応などによす原料を化学反応させ、こ
れにより生成されたガラス微粒子を所定の形状に堆積さ
せればよく、この際、コア用多孔質ガラス層、クラッド
用多孔質ガラス層は同時に形成しても別々に形成しても
よい。
多孔質母材をつくる具体的な手段としてはVAD法や外
付けCVD法が採用される。
周知の通り、光ファイバはコア(導光部)とクラッド(
被覆部)との相対関係においてコアが高屈折率、クラッ
ドが低屈折率となっており、こうした屈折率は多孔質母
材をつくるときのドーパントにより設定されるのが一般
であり、具体的には5i02を主成分とするコア用多孔
質ガラス層、クラッド用多孔質ガラス層の両方にドーパ
ントを含有させる、コア用多孔質ガラス層に屈折率高上
用のドーパントを含有させるがクランド用多孔質ガラス
層にはドーパントを含有させない、コア用多孔質ガラス
層にはドーパントを含有させずにクラッド用多孔質ガラ
ス層に屈折率低下用のドーパントを含有させる、などの
手段が採用される。
本発明では上述した適宜の手段により、コア用多孔質ガ
ラス層、クラッド用多孔質ガラス層のいずれか一方また
は両方に酸化物ドーパントを含有させる。
ここで酸化物ドーパントを含有させる理由は、前述した
ように一方の多孔質ガラス層から他方の多孔質ガラス層
へ弗素を拡散させたとき、これら両層相互の弗素含有量
が一様となることにより、所定の屈差率差が得られなく
なるのを解消するためである。
酸化物ドーパントのうち、屈折率向上用としてはG e
 (h、P2O5、ALxOss ”l’ i (h、
T a20s、5nOt、Z r Os%Y bzos
s L a202、G a20a、Zn0t、As2e
sなどがあり、屈折率低下用にはB!03があり、これ
らが単独で、または複数の組み合わせで用いられる。
コア用多孔質ガラス層、クラッド用多孔質ガラス層のい
ずれか一方に弗素をドープするのも、酸化物ドーパント
の場合と同様に行なえる。
弗素をドープする多孔質ガラス層としてはコア用、クラ
ッド用のいずれでもよいが、クラッド用の方が弗素をよ
くドープできるので好ましい。
弗素ドーパントとしての弗素の原料ガスには、SF6、
CF、、CCtx F2、c2F6、C2Ct3F!、
C5Fs、N F 3などがあり、これらが有効である
弗素ドープ用の原料′ガスに関して、その供給量はSi
原料1原子に対し、F原料のF原子10までがよく、こ
れ以上になると、多孔質ガラスが堆瑣しなくなる。
なお、シリカ原料としてはS i CL4.5iBr+
、S i (OC2H3)4、S i (OCHf )
4などが使用でき、酸化物ドーパントの原料としては前
述した以外のハμゲン化物、有機金属化合物なども用い
られる。
本発明における多孔質母材の熱処理温度は700℃以上
、好ましくは1400℃以上であり、これらの温度域に
おいて高濃度の弗素ドープが行なえる。
熱処理時の雰囲気はHeにて形成するのがよ(、さらに
Ar1N!もよく、酸素、塩素、あるいはこれらの化合
物等を上記雰囲気中に共存させてもよいが、水素とその
化合物は存在してはならない。
弗素の拡散と固定とは、こうした熱処理により大部分起
こると肴えられるが、多孔質母料の形成時にもこれの起
こる可能性がある。
それは弗素化合物がガス状で大量に多孔質母材形成時の
雰囲気中にあり、その弗素化合物が多孔質母材の各部に
内在することによるといえる。
つぎに本発明の具体的な実施例について説明する0 実施例1 第3図に示すVAD法において、二本の多血管構造から
なるバーナ10,20を用い、コア用のバーナ10には
5iCA4(40℃) 50 cc/”、G e C4
(16℃)40cc/s+m、Hs 1.71/1m+
、Ch 3.01/m’Rを供給して所定の反応、堆積
によりコア用多孔質ガラス層30を形成するとともにク
ラッド用のバーナ20にはS ICt4(45℃) 5
00 cc/min sSFg200cc/m、H21
0t/mix、0210t/配を供給して所定の反応、
堆積によりクラッド用多孔質ガラス層40を形成した。
こうして得られた多孔質母材50はコア用多孔質ガラス
層30の直径が15mφ、クラッド用多孔質ガラス層4
oの直径が55+nmφであった。
上記多孔質母材50を、1600℃の雰囲気温度、He
 157/=+、S OCt21021 t/minに
よる雰囲気とした眠気炉内に、下降速度180 +nn
+/hrにて挿入し、透明ガラス化した。
こうして得られた石英系光フアイバ母材の元素分布をE
PMAにて測定し、その結果を第4図イに示した。
第4図イではGeとFとの分布状況を示しているが、同
図で明らかなようにSFaを供与していないコア用ガラ
ス層にまでFが分布しているのがわかる。
このFの含有率は比屈折率差で0.15−0.25%に
もなり、かなり大きい値である。
実施例2 実施例1と同じ条件で多孔質母材6oをつくり、これを
電気炉による1 000℃、He 15 tARrnの
雰囲気中で熱処理した後、該電気炉を1600℃に昇温
し、He 151/1m、S OCA2/ 021 L
/mrn’f)雰囲気として上記多孔質母材5oを透明
ガラス化した。
このときの母材下降速度は18 ’0 +nm/hrで
ある。
これにより得られた石英系光ファイバ母相の径方向の元
素分布は前記第4図イに示したと同じであり、Fがコア
用ガラス層にまで均一に分布していた。
Fの含有率は実施例1の約315であった。
実施例3 前記VAD法において、コア用のバーナ10には5tC
t2(40℃) 50 cc/l1ns GeC14C
16℃)40 CC/”II、 S Fe 150 C
C71M”、H21,7t/sin、(h 3.0な−
を供給して所定の反応、堆積によりコア用多孔質ガラス
層30を形成するとともにクラ゛ツド用のバーナ20に
はS i Ct4(45℃) 500 cq−1H21
0々” 、0210 t/vanを供給して所定の反応
、堆積によりクラッド用多孔質ガラス層40を形成した
こうして得られた多孔質母材60はコア用多孔質ガラス
層30の直径が13(転)ψ、クラット用多孔質ガラス
層40の直径が60闘φであった。
上記多孔質母材6Qを実施例1と同じ熱処理条件にて透
明ガラス化し、これにより得られた石英系光フアイバ母
材の元素分布EPMAにより測定してその結果を第4図
口に示した。
第・1図μで明らかなように、コア用多孔質ガラス層3
0にFを含有させた場合でも、コア用ガラス層とほぼ同
量のFがクラッド用ガラス層に分布している。
このFの含有率は比屈折率差で0.18〜0.25%に
もなる。
実施例4 実施例3と同じ条件で多孔質母1’ 50をつくり、こ
れを電気炉による1000℃、He15々偏、Os i
 t/=の雰囲気中で熱処理した後、該電気炉を160
0℃に昇温し、He 15 t/aR,S OCA21
0x117mの雰囲気として上記多孔質母材6oを透明
ガラス化した。
このときの母材降下速度は180 m$hrである。
これにより得られた石英系光フアイバ母材の径方向の元
素分布は、前記第4図口に示したと同じであり、Fがク
ラッド用ガラス層にまで均一に分布していた。
Fの含有率は実施例1の約1/3であった。
なお、各実施例により得られた光フアイバ母材を紡糸し
、光ファイバを製造したところ、コアおよびクラッドと
も、弗素の含有されており、伝送特性が良好であった。
以上説明した通り、本発明方法によるときは、コア用あ
るいはクラッド用、いずれか一方の多孔質ガラス層に弗
素を添加しておくだけでよいから、弗素の消費量が少な
くて足り、もちろんコア用、クラッド用の両ガラス層に
充分弗素をドープさせることができ、これにより伝送特
性のよい光ファイバが提供できるとともに1つの層への
弗素添加ですむので製造易度が増し、段端での経済性も
はかれる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来例のVAD法を暗示した説ψJ図、第2図
はクラッドにのみ弗素を含有する従来の光ファイバの屈
折率分布図、第3区は本発明方法におけるVAD法の暗
示説明図、第4図イ、口は本発明方法により製造された
石英系光フアイバ母材の元素分布説明図である。 30・・・・・コア用多孔質ガラス層 40・0・・クラット用多孔質ガラス層5o・・・・・
多孔質母材 〔4面のi?3(内を午に変更なし) 第1【4 第2図 第 3 図 SF6凛l〜oi01.> 第 4 図 (イ) (ロ) 手続補正書(方幻 昭和59年2り/夕日 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 古河電気工業株式会社 4、復式 理 人 〒100 6、補正の対象 明細書全文および図面、委任状 7、補正の内容

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. コア用多孔質ガラス層とクラッド用多孔質ガラス層とに
    よる多孔質母材をつくるとき、両多孔質ガラス層の少な
    くとも一方には屈折率分布形成用の酸化物ドーパントを
    含有させ、さらに両多孔質ガラス層のいずれか一方には
    弗素をドーパントとして含有させ、これら両多孔質ガラ
    ス層からなる多孔質母材を熱処理することにより、一方
    の多孔質ガラス層に含有されている弗素を他方の多孔質
    ガラス層へ拡散させる石英系光フアイバ母材の製造方法
JP16735283A 1983-09-10 1983-09-10 石英系光フアイバ母材の製造方法 Granted JPS6060937A (ja)

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