JPS6110037A - 光フアイバ母材の製造方法 - Google Patents

光フアイバ母材の製造方法

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JPS6110037A
JPS6110037A JP12908384A JP12908384A JPS6110037A JP S6110037 A JPS6110037 A JP S6110037A JP 12908384 A JP12908384 A JP 12908384A JP 12908384 A JP12908384 A JP 12908384A JP S6110037 A JPS6110037 A JP S6110037A
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burner
core
layer
porous
optical fiber
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JP12908384A
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Motohiro Nakahara
基博 中原
Yasuji Omori
保治 大森
Hiroki Ito
弘樹 伊藤
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
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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】 〔技術分野〕 本発明は、水素の浸入を防止するようにした光ファイバ
母材の製造方法に関するものである。
〔従来技術〕
従来、VAD法による光ファイバ母材は、コア用多孔質
母材を合成し、これを1500°C以上の高温ヘリウム
雰囲気中で焼結することによって透明化して得ていた。
単一モードファイバ用または全合成用ファイバ用の母材
を得る場合には、前記コア用多孔質母材の合成と同時に
クラッド用多孔質層を形成することも行われていた。
さらに1これらの方法によって4+4た6明な母料は、
必要に応じて、石英ガラス管中に封入されてコア/クラ
ツド比を調整した後に線引きされ、ファイバとされてい
た。
ところが、近年、この様にして得た母材から製Mした光
ファイバにおいて、布設後の経年変化および200°C
以上での高温雰囲気中または水素雰囲気中処理などに起
因して、OH基による吸収損失の増大現象が生じること
が見出された( Uchidaet al。9 th 
European Conference on Op
ticalCommunication )。この現象
は光ファイバ用ガラス中に拡散したH2がガラス中でS
i −OHr Ge −OH,P−Onなどの化学結合
を形成し、それにより光吸収が増大すると考えられてい
る。
さらにまた、コア中に浸入したH2が化学結合に用いら
れないときにも、H2赤外吸収の高調波吸収が1.24
μmなどの光ファイバ使用波長域で生じることも明らか
にされている。
これらの現象を防ぐため、ガラス材料、被覆材料の両面
から多くの検討が行われてきたが、未だ、長期的な信頼
性を保証するまでには至っていない。
その理由の内の最大なものは、石英ガラスが他の材料と
異なり、H2に対する拡散係数が極めて大きい点にある
。従って、光ファイバのコア周囲に存在する僅かなH2
も容易にコア中にまで拡散し、したがって、従来の母材
製造方法ではこれを防ぐことは不可能に近かった。
〔目 的〕
そこで、本発明の目的は、これらの欠点を除去するため
、コア周囲に水素の拡散防止用ガラス層を形成して光フ
ァイバ母材を製造する方法を提供することKある。
〔発明の構成〕
かかる目的を達成するために、本発明では、中心のコア
部およびその外周の第1クラッド部を有する中心母材の
外周に、ボロン、ゲルマニウム。
リン、フッ素、アルカリ金属、アルカリ土類金属。
アルミニウムおよび鉛のうちの少なくとも一種類の元素
を含有するSiO2の多孔質層を堆積させた後に、その
全体を透明ガラス化する。
本発明の他の形態では、中心のコア部およびその外周の
第1クラッド部を有する中心母材の外周ニ、ホロン、ケ
ルマニウム、リン、フッ素、アルカリ金属、アルカリ土
類金属、アルミニウムおよび鉛のうちの少なくとも一種
類の元素を含有するSiO2の多孔質層を堆積させ、更
に該多孔質層の外側に第2クラッド層を形成し、ついで
その全体を透明ガラス化する。
〔実施例〕
以下に図面を参照して本発明の詳細な説明する。
実施例1゜ 第1図は本発明の一実施例を示し、ここで、lはコア用
バーナ、2はバーナ1によシ堆積したコア用多孔質母材
、3はクラッド用バーナ、4はバーナ3によりコア用多
孔質母材2のまわりに堆積したクラッド層、5はクラッ
ド用バーナ、6はバーナ5によりクラッドN4のまわシ
に堆積した水素拡散防止用クラッド層、7はコア/クラ
ツド比調整用バーナ、8はバーナ7によりクラッド層6
の捷わりに堆積したクラッド層、91,92.93およ
び94は各バーナ1,3.5および7からの火炎、10
1;1.種棒である。
本例では、コア用バーナ1にはSiO!4+ Ge01
4ガどの気相原料をH2,02ガスと共に供給した。
ここで、コア用多孔質母材2を堆積する工程は、通常の
VAD法と同様とした。バーナ3は原料としてSiCl
2を使用したものであシ、薄い多孔質をりラッド層4を
形成するだめのものである。バーナ5には原料としてS
iCl2. BGI、を導入した。バーナ5によってク
ラッド層4の外側にさらに水素拡散防止用多孔質クラッ
ド層6が形成された。コア/クラツド比調整用バーナ7
には原料としては5iO14のみを導入し、多孔質クラ
ッド層8を形成した。
各原料の流量およびH2,02ガス流量は、多孔質母材
2およびクラッド層4,6.8の多孔質全体の表面温度
を2次元温度計によって検知し、多孔質母材密度の急激
な変化が起こることによって多孔質母材が割れないよう
に留意しながら調整した。この様にして合成した多孔質
母材を図示していない電気炉内においてヘリウムとフッ
素の混合ガス雰囲気中で高温で焼結して透明な光ファイ
バ用母材とした。
本実施例によって製造した透明母材の半径方向の屈折率
差比の分布を第2図に示す。
透明母材コア部にはGeO2がドープされているため、
第2図のコア部分布21かられかるように、その屈折率
差比は約1%高くなっている。クラッド部4の幅、すな
わち第2図の分布41の幅はコア部半径の1.1倍でア
シ、多モード形ファイバの構造的原因による伝送損失劣
化を防ぐには十分であった。水素拡散防止用クラッド層
6にはボロンがドープされているため、その屈折率差比
の分布61は石英ガラスよりも約0.3%低くなってい
た。
クラッドN8によって、第2図の分布81に示すように
、コア/クラッド外径比は約1/2.5となシ、これは
、現在広く使用されている代表的な多モード形ファイバ
に合致するものであった。
本実施例で得られた母材を外径125μm1コア径50
μmのファイバに線引きしてから水素雰囲気中で熱処理
試験を行った。ここで、ファイバはガラス製容器の中に
コイル状にして入れ、その容器中へH2ガスを11/分
で送υ込んだ。容器と光ファイバをオープン中に入れて
200℃に加熱後その状態を6時間保持した。この場合
に、光ファイバの伝送損失をかかる加熱処理前および処
理後について測定した結果を第3図に示す。測定は室温
で行つ九。従来の手法による母材から線引いた光ファイ
バの加熱処理後の特性も参考のため点線で示した。本発
明による光ファイバでは、一点鎖線で示す加熱処理前の
初期値に対して、加熱処理後には実線で示すように損失
増加量が1dB/la1以下に抑えられていた。これに
対して、従来法では、点線で示すように、15dB/k
llの損失増加が生じた0 なお、本実施例は全合成ファイバ用母材の場合を示した
が、バーナ7は必ずしも必要なものではなく、透明ガラ
ス母材に適当な寸法の石英ガラス管をジャケットしても
全く同様な効果が得られる。
さらにまた、単一モードファイバ用母材の場合には、バ
ーナ3によるクラッド層4をコア径の5倍〜8倍に厚く
することが重要であり、そのためにはバーナ3と類似の
バーナを多段に並べればよい。
実施例2゜ 通常のVAD法であらかじめ合成したコア部分のみから
成る透明母材(直径10 wa 、長さ300 w )
を実施例1で述べたコア用多孔質母材2の代わシに用い
た。バーナ3および7には実施例1と同様の原料を供給
した。バーナ5には5iOj4. BOI。
Cree14. PCI、を原料として導入した。本実
施例で得られた母材の半径方向の屈折率差比の分布を第
4図に示す。水素拡散防止用クラッド層6の分布61は
石英ガラスの屈折率にほぼ等しく々っていた。これはI
 B20Aの添加によって屈折率を下げると共に、屈折
率を上げるのに寄与するGe02 +P20.の共存に
よりB2O3による屈折率の低下傾向を相殺させた結果
である。
本実施例によシ得られた多孔質母料を透明化し、その透
明母材から実施例1と同様に光ファイバを線引きしてH
2雰囲気中で熱処理試験を行った。この場合、水素拡散
防止層6には実施例1よりも多くの元素が含まれている
ため、よシ多成分ガラスに近くなり、H2の浸入を防止
する効果が顕著となった。OHの吸収損失が現われる波
長1.4μmでの損失変化はtlとんと発生しないこと
が確認された。
なお、本実施例で使用したコア部分のみから成る透明母
材の代わシに、薄いクラッド層付きの透切母材、または
MCVD法など他の製法による透明母材に対しても、本
発明により水素拡散防止層を形成することができること
は明らかである。
さらにまた、バーナ5に導く原料ガスとしては、5ic
z4と共に、上述したBe13. Ge0j4. PG
/3の他にSF6. NaNO3,Bad/2. At
(316,PbG/2などを用いることもでき、それに
より、ボロン、ゲルマニウム、リン、フッ素、アルカリ
金属、アルカリ土類金属、アルミニウム、鉛のうちの少
なくとも−at類以上の元素を含有するSiO2の多孔
質ガラス層を水素拡散防止rf46としてクラッド層4
上に堆積させればよい。
なお、得られた多孔質母材の透明化にあたっての高温処
理を行う際の雰囲気としては、上述したヘリウムとフッ
素との混合ガスに限られず、 l(eガス雰囲気、ある
いはHeとC12+ 02 +フッ素系ガスまたはボロ
ン系ガスのうちの少くとも1種類以上のガスとの混合ガ
スを用いろこともできる。
〔効 果〕
以上説明した様に、本発明によれば、光ファイバの外側
からH2ガスが拡散して来た場合に、H2がコアを含む
内側部分に拡散することは拡散防止層により抑制される
ため、極めて信頼性の高い光ファイバを製造することが
できる。さらにまた、本発明によれば、コア部分の組成
や構造については何らの変更を加えるものでないため、
通常の光伝送特性は従来通シ保持できることになシ、そ
の利点は極めて大きい。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による実施例1の説明図、第2図は実施
例1によって得られた母材の屈折率差比の分布図、 第3図は実施例1による光ファイバに対するH2雰囲気
処理の結果の損失スペクトルを示す特性曲線図、 第4図は本発明の実施例2によって得られた母材の屈折
率差比の分布図である。 1・・・コア用バーナ、 2・・・コア用多孔質母材、 3・・・クラッド用バーナ、 4・・・クラッド層、 5・・・バーナ、 6・・・水素拡散防止用クラッド層、 7・・・クラッド用バーナ、 8・・・クラッド層、 91〜94・・・火炎、 10・・・種棒。 特許出願人  日本電信を話公社 代理人 弁理士  谷     義   −第1図 第2図 逮1 (μ倒) 第4図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)中心のコア部およびその外周の第1クラッド部を有
    する中心母材の外周に、ボロン、ゲルマニウム、リン、
    フッ素、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アルミニウ
    ムおよび鉛のうちの少なくとも一種類の元素を含有する SiO_2の多孔質層を堆積させた後に、その全体を透
    明ガラス化することを特徴とする光ファイバ母材の製造
    方法。 2)中心のコア部およびその外周の第1クラッド部を有
    する中心母材の外周に、ボロン、ゲルマニウム、リン、
    フッ素、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アルミニウ
    ムおよび鉛のうちの少なくとも一種類の元素を含有する SiO_2の多孔質層を堆積させ、更に該多孔質層の外
    側に第2クラッド層を形成し、ついでその全体を透明ガ
    ラス化することを特徴とする光ファイバ母材の製造方法
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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