JPS6186438A - 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Info
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- C03B37/012—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
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- Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)
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。
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、気相軸付（ＶＡＤ）法による光ファイバ母材
の製造方法に関するものである。
の製造方法に関するものである。
一般に、ＶＡＤ法による光ファイバ母材の製造方法は最
産性において著しくすぐれている。そして、ベースガラ
スとなる塩化珪素（Ｓ！ Ｃｆ’ａ ）等の原料ガスと
、屈折率を制御するための塩化ゲルマニウム（Ｇｅ Ｃ
Ｌ＆ ） 、塩化酸化燐（ＰＯＣＩ！３）等の原料ガス
を酸水素炎等の熱により反応させている。この反応によ
り生成されたガラス微粉末をターゲット先端に順次堆積
させ、その最先端の温度分布により最終ガラスの半径方
向の屈折率分布を制御している。このため、最先端部分
の温度の制御は、その光ファイバ母材から製作される光
ファイバの伝送特性、特に、マルチモードグレーディト
型光ファイバの伝送帯域特性に大きな影響を及ぼすこと
になる。
産性において著しくすぐれている。そして、ベースガラ
スとなる塩化珪素（Ｓ！ Ｃｆ’ａ ）等の原料ガスと
、屈折率を制御するための塩化ゲルマニウム（Ｇｅ Ｃ
Ｌ＆ ） 、塩化酸化燐（ＰＯＣＩ！３）等の原料ガス
を酸水素炎等の熱により反応させている。この反応によ
り生成されたガラス微粉末をターゲット先端に順次堆積
させ、その最先端の温度分布により最終ガラスの半径方
向の屈折率分布を制御している。このため、最先端部分
の温度の制御は、その光ファイバ母材から製作される光
ファイバの伝送特性、特に、マルチモードグレーディト
型光ファイバの伝送帯域特性に大きな影響を及ぼすこと
になる。
従来、この最先端部分の温度を一定に調節する方法は各
種提案され、例えば、最先端の反応温度制御に関しては
、現在、±１〜２℃の範囲に調節する技術はほぼ確立し
、特性の再現性もよくなってきている。しかし、帯域特
性の再現性向上、広帯域ファイバの歩留り向上と云った
点にはまだまだ問題点が多く必らずしも満足のできる状
態にはなっていない。
種提案され、例えば、最先端の反応温度制御に関しては
、現在、±１〜２℃の範囲に調節する技術はほぼ確立し
、特性の再現性もよくなってきている。しかし、帯域特
性の再現性向上、広帯域ファイバの歩留り向上と云った
点にはまだまだ問題点が多く必らずしも満足のできる状
態にはなっていない。
本発明は上記の状況に鑑みなされたものであり、マルチ
モードグレーディト型光ファイバの帯域特性の再現性、
広帯域ファイバの歩留りを大幅に向上できる光ファイバ
母材の製造方法を提供することを目的としたものである
。
モードグレーディト型光ファイバの帯域特性の再現性、
広帯域ファイバの歩留りを大幅に向上できる光ファイバ
母材の製造方法を提供することを目的としたものである
。
［発明の概要］
本発明の光ファイバ母材の製造方法は、酸素及び水素を
酸水素バーナに送入し燃焼する酸水素炎巾で塩化珪素及
び塩化ゲルマニウム等の原料ガスを反応させてガラス微
粉末を生成し、該ガラス微粉末をターゲット先端に堆積
させて多孔質母材を形成し、該多孔質母材を加熱透明化
し光７ファイバ母材を製造する場合に、上記ガラス微粉
末の上記堆積継続中に送入する上記原料ガス及び酸水素
ガスの周囲から上記ガラスの反応、堆積状態制御用に送
入している不活性ガスの流量を周期的に変動させ上記タ
ーゲット先端の上記ガラス微粉末の堆積条件を変化させ
ることにより、上記透明化後の光ファイバ母材の屈折率
分布指数αを長手方向に変化させる方法である。
酸水素バーナに送入し燃焼する酸水素炎巾で塩化珪素及
び塩化ゲルマニウム等の原料ガスを反応させてガラス微
粉末を生成し、該ガラス微粉末をターゲット先端に堆積
させて多孔質母材を形成し、該多孔質母材を加熱透明化
し光７ファイバ母材を製造する場合に、上記ガラス微粉
末の上記堆積継続中に送入する上記原料ガス及び酸水素
ガスの周囲から上記ガラスの反応、堆積状態制御用に送
入している不活性ガスの流量を周期的に変動させ上記タ
ーゲット先端の上記ガラス微粉末の堆積条件を変化させ
ることにより、上記透明化後の光ファイバ母材の屈折率
分布指数αを長手方向に変化させる方法である。
［実施例］
以下本発明の光ファイバ母材の製造方法を実施例を用い
第１図により説明する。第１図は実施装置の縦断面図で
ある。図において、１はターゲット、２はチャンバ、３
は堆積したガラス微粉末からなる多孔質母材（スート）
、４は堆積したガラス微粉末層の多孔質母材線端部であ
り、最高温度点である。５は多孔質母材３の反応温度測
定用窓、６は赤外線温度測定礪、７は酸水素ガス流量ｍ
ｙｍ装置、８は石英管バーナ、９はチャンバ台、１０は
排気口、１１は不活性ガス流量を一定周期、撮幅で変化
させる発振器、１２は不活性ガス流ｍ調節装置である。
第１図により説明する。第１図は実施装置の縦断面図で
ある。図において、１はターゲット、２はチャンバ、３
は堆積したガラス微粉末からなる多孔質母材（スート）
、４は堆積したガラス微粉末層の多孔質母材線端部であ
り、最高温度点である。５は多孔質母材３の反応温度測
定用窓、６は赤外線温度測定礪、７は酸水素ガス流量ｍ
ｙｍ装置、８は石英管バーナ、９はチャンバ台、１０は
排気口、１１は不活性ガス流量を一定周期、撮幅で変化
させる発振器、１２は不活性ガス流ｍ調節装置である。
石英バーナ８は、その中心部バーナから原料ガスのＳｉ
Ｃｊ！ａ −Ｇｅ ＣＩ！ａ ＠Ｐ ＯＣｆ！ ３等
を送入し、外管のバーナからは酸素及び水素あるいはア
ルゴン、窒素等を送入する複合バーナ構造となっている
。
Ｃｊ！ａ −Ｇｅ ＣＩ！ａ ＠Ｐ ＯＣｆ！ ３等
を送入し、外管のバーナからは酸素及び水素あるいはア
ルゴン、窒素等を送入する複合バーナ構造となっている
。
本実施例が従来の光ファイバ母材の製造方法と異なると
ころは、多孔質母材〈スート）３の堆積作業中、不活性
ガス（通常はＮ２ガス）の流量を周期的に変動させるこ
とによって、ガラス微粉末ｉｆｆ槓条件を周期的に変化
させる点である。そして、石英管バーナ８に対し原料ガ
ス並びに酸素及び水素、更には反応状態を調節する不活
性ガスを流し１京料ガスを酸水素炎巾で反応させ回転す
るターゲット１の先端に順次ガラス微粉末の堆積層を生
成させながら、徐々に引き上げる操作により多孔質母材
３を形成させる。一方、燃焼に用いられた酸素及び水素
、並びに反応調節に用いられたアルゴン、窒素等のガス
、あるいは生成されたガラス微粉末の一部なとは、排気
口１０から排出されてチャンバ２内は常に一定の圧力に
保たれる。
ころは、多孔質母材〈スート）３の堆積作業中、不活性
ガス（通常はＮ２ガス）の流量を周期的に変動させるこ
とによって、ガラス微粉末ｉｆｆ槓条件を周期的に変化
させる点である。そして、石英管バーナ８に対し原料ガ
ス並びに酸素及び水素、更には反応状態を調節する不活
性ガスを流し１京料ガスを酸水素炎巾で反応させ回転す
るターゲット１の先端に順次ガラス微粉末の堆積層を生
成させながら、徐々に引き上げる操作により多孔質母材
３を形成させる。一方、燃焼に用いられた酸素及び水素
、並びに反応調節に用いられたアルゴン、窒素等のガス
、あるいは生成されたガラス微粉末の一部なとは、排気
口１０から排出されてチャンバ２内は常に一定の圧力に
保たれる。
通常の条件では、酸素は８．５Ｉ！／ｍｉｎ 、水素は
４．５Ｊ！／ｗｉｎ程度の流量で用いられ、さらに、水
素の流量は、ターゲット１に堆積されるガラス微粒子の
層の多孔質母材線端部４の最適温度点の温度が１０２０
℃になるように調節されている。
４．５Ｊ！／ｗｉｎ程度の流量で用いられ、さらに、水
素の流量は、ターゲット１に堆積されるガラス微粒子の
層の多孔質母材線端部４の最適温度点の温度が１０２０
℃になるように調節されている。
また、上記反応調節用ガスとしてはＮ２ガスが用いられ
、内層から、それぞれ、６Ｉ！／ｍｉｎ 、 ２０Ｊ
／ｌｉｎ 、 ３５ Ｊ ／ｍｉｎのガス流ｍをｍｔ；
＝とによって、コアの最大比屈折率差Δηｍａｘ＝１．
０％、屈折率指数α＝２．０前２゜Ｇｌ型ファイバの母
材を製造している。
、内層から、それぞれ、６Ｉ！／ｍｉｎ 、 ２０Ｊ
／ｌｉｎ 、 ３５ Ｊ ／ｍｉｎのガス流ｍをｍｔ；
＝とによって、コアの最大比屈折率差Δηｍａｘ＝１．
０％、屈折率指数α＝２．０前２゜Ｇｌ型ファイバの母
材を製造している。
第２図は横軸に各波長における屈折率分布指数αをとり
、縦軸に帯域をとって両者の関係が示される日本電信電
話公社の研究実用化報告第２９巻第２号（１９８０年）
ｒｌ、３μｍｌ！域グレーディト型光ファイバの製作技
術」に発表された理論計算式から導かれたグラフである
。第２図において、実線の曲線は０．８２μｍの波長、
点線の曲線は１．２μｍの波長である。図からも判るよ
ううに、各波長で広；ｊｆ；域となる屈折率分布指数α
の範囲は非常に狭く、ざらに、短波長と長波長のオブテ
イマム値が少しくずれているため、それぞれの波長帯で
の広帯域化は勿論、両波ども広帯域をねらういわゆるダ
ブルウィンドウタイプの製造の再現性向上がいかに困難
であるか推察できる。
、縦軸に帯域をとって両者の関係が示される日本電信電
話公社の研究実用化報告第２９巻第２号（１９８０年）
ｒｌ、３μｍｌ！域グレーディト型光ファイバの製作技
術」に発表された理論計算式から導かれたグラフである
。第２図において、実線の曲線は０．８２μｍの波長、
点線の曲線は１．２μｍの波長である。図からも判るよ
ううに、各波長で広；ｊｆ；域となる屈折率分布指数α
の範囲は非常に狭く、ざらに、短波長と長波長のオブテ
イマム値が少しくずれているため、それぞれの波長帯で
の広帯域化は勿論、両波ども広帯域をねらういわゆるダ
ブルウィンドウタイプの製造の再現性向上がいかに困難
であるか推察できる。
本実施例では、発振器１１からの電気信号を約２分周１
ジノで撮動させ、上記Ｎ２ガスのうち、最内層のガス流
量を、３Ｊ／ｍｉｎから９ 、！２／ｍｉｎの範囲で周
期変動さぼることにより、長手方向に屈折率分布指数α
の変動している多孔質母材（スート）３を製造した。こ
の場合、実験により、屈折重分イ１指数αとしては±０
．０５の範囲で長手方向に変動していることが確認され
ている。
ジノで撮動させ、上記Ｎ２ガスのうち、最内層のガス流
量を、３Ｊ／ｍｉｎから９ 、！２／ｍｉｎの範囲で周
期変動さぼることにより、長手方向に屈折率分布指数α
の変動している多孔質母材（スート）３を製造した。こ
の場合、実験により、屈折重分イ１指数αとしては±０
．０５の範囲で長手方向に変動していることが確認され
ている。
上記のようにして製造された光ファイバ母材より製作さ
れた光ファイバは、約２００〜３００ｍの周期で長手方
向に屈折率分布指数αが変化している筈であるが、これ
を５００ｍ程度に切断して長手方向の帯域特性変化を調
べたところ、変動幅も小さく、かつ、広帯域どなる割合
も大幅に向上することが判明した。特に、長短両用型の
ダブルウィンドタイプファイバの歩留りは大幅に向上し
、さらに、長距離伝送における帯域の劣化指数（γ：０
．５≦γ≦１）も従来品より小さ目になり、長距離伝送
に好適であることが判明した。また、帯域特性以外の各
特性、例えば、接続時の儂失持性、耐応力特性、温度特
性及び常温にＪ３ける損失特性等は従来品とはほとんど
差のないことも確認されている。
れた光ファイバは、約２００〜３００ｍの周期で長手方
向に屈折率分布指数αが変化している筈であるが、これ
を５００ｍ程度に切断して長手方向の帯域特性変化を調
べたところ、変動幅も小さく、かつ、広帯域どなる割合
も大幅に向上することが判明した。特に、長短両用型の
ダブルウィンドタイプファイバの歩留りは大幅に向上し
、さらに、長距離伝送における帯域の劣化指数（γ：０
．５≦γ≦１）も従来品より小さ目になり、長距離伝送
に好適であることが判明した。また、帯域特性以外の各
特性、例えば、接続時の儂失持性、耐応力特性、温度特
性及び常温にＪ３ける損失特性等は従来品とはほとんど
差のないことも確認されている。
一方、長手方向に屈折率分布指数αが変動しているマル
チモードグレーディト型光ファイバにおいては、各モー
ドを伝播する光ファイバが容易にカップリングを起こし
、トータル的なモード間の遅延時間差が縮少され広帯域
化が計れることがよく知られている。しかし、ターゲッ
ト先端部の温度等を精度よく一定にコントロールした場
合、その他の製造条件の微妙なに違いにより、却って屈
折率分布指数αを目標値とずれた所で一定にコントロー
ルすることになり、極端に狭帯域なファイバとなる場合
がよくあった。また、長手方向の帯域特性のばらつきも
大きいものがあった。本実施例の方法によれば、屈折″
＄分ｔ５指数αが一定にずれることはなく、多少ずれた
場合においてすら、屈折率分布指数αが周期変動してい
るため、極端な狭帯域となることはなくなる。
チモードグレーディト型光ファイバにおいては、各モー
ドを伝播する光ファイバが容易にカップリングを起こし
、トータル的なモード間の遅延時間差が縮少され広帯域
化が計れることがよく知られている。しかし、ターゲッ
ト先端部の温度等を精度よく一定にコントロールした場
合、その他の製造条件の微妙なに違いにより、却って屈
折率分布指数αを目標値とずれた所で一定にコントロー
ルすることになり、極端に狭帯域なファイバとなる場合
がよくあった。また、長手方向の帯域特性のばらつきも
大きいものがあった。本実施例の方法によれば、屈折″
＄分ｔ５指数αが一定にずれることはなく、多少ずれた
場合においてすら、屈折率分布指数αが周期変動してい
るため、極端な狭帯域となることはなくなる。
このように本実施例の光ファイバ母材の製造方法におい
ては、不活性ガスの流ｍを周期的に変動ざＵ上記ターゲ
ット先端の上記ガラス微粉末の堆積条件を変動させ透明
化後の光ファイバ母材の屈折率分布指数αを長手方向に
変化させることにより、透明化後の光ファイバ母材の屈
折率分布指数αを長手方向に変化させることができ、帯
域特性にａ３いて広帯域どなるファイバの歩招りが大幅
に向上し、また、帯域特性の長手方向変化が少なくなる
。特に、長短両用型のファイバの歩留りについては大幅
に向上し、ざらに、長尺伝送になるに従って劣化する帯
域特性の指数γが従来品より小さくなり長距離伝送に好
適である。
ては、不活性ガスの流ｍを周期的に変動ざＵ上記ターゲ
ット先端の上記ガラス微粉末の堆積条件を変動させ透明
化後の光ファイバ母材の屈折率分布指数αを長手方向に
変化させることにより、透明化後の光ファイバ母材の屈
折率分布指数αを長手方向に変化させることができ、帯
域特性にａ３いて広帯域どなるファイバの歩招りが大幅
に向上し、また、帯域特性の長手方向変化が少なくなる
。特に、長短両用型のファイバの歩留りについては大幅
に向上し、ざらに、長尺伝送になるに従って劣化する帯
域特性の指数γが従来品より小さくなり長距離伝送に好
適である。
［発明の効果］
以上記述した如く本発明の光ファイバ母材の製造方法に
よれば、マルチモードグレーディト型光ファイバの帯域
特性の再現性及び広帯域ファイバの歩留りを大幅に向上
できる効果を右するしのである。
よれば、マルチモードグレーディト型光ファイバの帯域
特性の再現性及び広帯域ファイバの歩留りを大幅に向上
できる効果を右するしのである。
第１図は本発明の光ファイバ母材の％ｉ方法を実施する
装置の断面図、第２図は日本電信電話公社の研究実用化
報告に発表された各波長における屈折率分布指数αと帯
域との関係を表わす理論計算式のグラフである。 １：ターゲット、３：多孔質母材、 ７二酸水素ガス流硲調整装置、８：石英管バーナ、１２
：不活性ガス流量調整装置。 第 １ 目 第 ２ 日
装置の断面図、第２図は日本電信電話公社の研究実用化
報告に発表された各波長における屈折率分布指数αと帯
域との関係を表わす理論計算式のグラフである。 １：ターゲット、３：多孔質母材、 ７二酸水素ガス流硲調整装置、８：石英管バーナ、１２
：不活性ガス流量調整装置。 第 １ 目 第 ２ 日
Claims (3)
- （１）酸素及び水素を酸水素バーナに送入し燃焼する酸
水素炎巾で塩化珪素及び塩化ゲルマニウム等の原料ガス
を反応させてガラス微粉末を生成し、該ガラス微粉末を
ターゲット先端に堆積させて多孔質母材を形成し、該多
孔質母材を加熱透明化し光ファイバ母材を製造する方法
において、上記ガラス微粉末の上記堆積継続中に送入さ
れる上記原料ガス及び酸水素ガスの周囲から上記ガラス
の反応、堆積状態制御用に送入している不活性ガスの流
量を周期的に変動させ上記ターゲット先端の上記ガラス
微粉末の堆積条件を変化させることにより、上記透明化
後の光ファイバ母材の屈折率分布指数αを長手方向に変
化させること特徴とする光ファイバ母材の製造方法。 - （２）上記不活性ガスの流量を変動させる上記周期を、
仕上りファイバ長さ換算で５００ｍ以下となるようにす
る特許請求の範囲第１項記載の光ファイバ母材の製造方
法。 - （３）上記屈折率分布指数αの変化させる範囲を、±０
．０１〜±０．１とする特許請求の範囲第１項記載の光
ファイバ母材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20766284A JPS6186438A (ja) | 1984-10-03 | 1984-10-03 | 光フアイバ母材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20766284A JPS6186438A (ja) | 1984-10-03 | 1984-10-03 | 光フアイバ母材の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6186438A true JPS6186438A (ja) | 1986-05-01 |
Family
ID=16543476
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20766284A Pending JPS6186438A (ja) | 1984-10-03 | 1984-10-03 | 光フアイバ母材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6186438A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0698581A3 (en) * | 1994-08-26 | 1996-10-16 | Sumitomo Electric Industries | Method and device for producing an optical fiber preform |
-
1984
- 1984-10-03 JP JP20766284A patent/JPS6186438A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0698581A3 (en) * | 1994-08-26 | 1996-10-16 | Sumitomo Electric Industries | Method and device for producing an optical fiber preform |
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