JPS62143840A - Production of optical fiber preform - Google Patents

Production of optical fiber preform

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Publication number
JPS62143840A
JPS62143840A JP28515985A JP28515985A JPS62143840A JP S62143840 A JPS62143840 A JP S62143840A JP 28515985 A JP28515985 A JP 28515985A JP 28515985 A JP28515985 A JP 28515985A JP S62143840 A JPS62143840 A JP S62143840A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical fiber
perchloropolysilane
fine particles
base material
reaction
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP28515985A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tetsuya Iwao
岩尾 徹也
Katsuji Morii
森井 勝治
Yoshiyuki Tajima
田島 義之
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsui Toatsu Chemicals Inc
Original Assignee
Mitsui Toatsu Chemicals Inc
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsui Toatsu Chemicals Inc filed Critical Mitsui Toatsu Chemicals Inc
Priority to JP28515985A priority Critical patent/JPS62143840A/en
Publication of JPS62143840A publication Critical patent/JPS62143840A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/01Manufacture of glass fibres or filaments
    • C03B37/012Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
    • C03B37/014Manufacture 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]
    • C03B37/01413Reactant delivery systems
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B2207/00Glass deposition burners
    • C03B2207/30For glass precursor of non-standard type, e.g. solid SiH3F

Abstract

PURPOSE:To produce a high-quality optical fiber preform of SiO2 type at high speed and at low temperature, by using a perchloropolysilane of a specific structure as a main raw material gas and piling fine particles formed by oxidation reaction of hydrolysis reaction on a substrate. CONSTITUTION:A Si compound as a main raw material gas and a gas of dopant of compound of B, Ge, P, F, etc., are subjected to oxidation reaction or hydrolysis reaction to form fine particles. These fine particles are fused and piled on a substrate to give an optical fiber preform of SiO2 type. In the above- mentioned method, a perchloropolysilane shown by the general formula SinCl2n+2, preferably Si2Cl6, Si3Cl8 or their mixture is used as the Si compound. Consequently, a high-quality optical fiber preform is formed at high pile speed without requiring a specific high temperature.

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は光ファイバーに用いられるS i O2系の母
材ン高速で、かつ高品質に製造する方法に関するもので
ある。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field] The present invention relates to a method for producing a SiO2 base material used in optical fibers at high speed and with high quality.

〔従来技術の説明〕[Description of prior art]

光ファイバーに用いられる5iCh系の母材の製造方法
としては従来肉付は法(たとえば特公昭57−2836
7)、外付は法(たとえば特公昭57−15841 )
、気相軸付は法(たとえば特公昭54−35217)等
が知られている。これらの方法ではいずれもケイ素化合
物としてSiC2<Y主原料とし、これとGeC1a、
BBra、Pocts等のガスとン高温で酸化あるいは
加水分解して、生成する微粒子を基材上に融着堆積して
光ファイバー用母材を製造する方法がとられており、か
なり高品質のものが得られるようになってぎている。
The conventional method for manufacturing 5iCh base materials used in optical fibers is the method of thickening (for example, Japanese Patent Publication No. 57-2836).
7), External attachment is based on the law (for example, Special Publication No. 57-15841)
, a method with a gas phase shaft (for example, Japanese Patent Publication No. 54-35217) is known. In all of these methods, SiC2<Y is used as the main raw material as a silicon compound, and this and GeC1a,
A method is used to manufacture optical fiber base materials by oxidizing or hydrolyzing gases such as BBra and Pocts at high temperatures, and depositing the resulting fine particles on a base material by fusing and depositing them on a base material. It is becoming possible to obtain it.

しかして光ファイバーがより大量に使用され、普及する
には高品質のものが低価格でかつ大量に生産される必要
があるが、上記の如き方法により上記したような原料を
用いて、酸化反応もしくは加水分解反応等2行っても該
反応速度が比較的遅いという問題がある。従って微粒子
の生成速度ひいてはこの微粒子の集合体である母材の生
長速度が十分大ぎ(ないため単位時間当りの生産量が小
さく、そのために高価格になってしまう。
However, in order for optical fibers to be used in larger quantities and become popular, it is necessary to produce high-quality products at low prices and in large quantities. There is a problem that even if two hydrolysis reactions are carried out, the reaction rate is relatively slow. Therefore, the production rate of fine particles and the growth rate of the base material, which is an aggregate of these fine particles, are not sufficiently high (or not), resulting in a small production amount per unit time, which results in high prices.

すなわち(i従来法において、母材の生長速度χ犬゛に
するには主原料ガスである5iC64の供給青ヲでの滞
留時間が短かくなるため5ict4が未分解のまま反応
室乞通過するので、単位重量の光ファイバー母材を得る
ための5iC24の原単位が悪(なるとともに、消費エ
ネルギーが犬となりエネルギー的シこ不利となる。
That is, (i) In the conventional method, in order to increase the growth rate of the base material to χ, the residence time of 5iC64, which is the main raw material gas, in the supply gas is shortened, so 5ict4 passes through the reaction chamber undecomposed. , the basic unit of 5iC24 to obtain a unit weight of optical fiber base material becomes poor (as well as the energy consumption increases, resulting in an energy disadvantage).

(11)また従来法において高速で5iCt4’、r分
解l〜ようとして5iCt4の供給量を上げかつ反応温
度7高めると、5iC44が分解する気相ばかりでなく
、生成微粒子が堆積している基材温度をも必然的・(二
高めてしまう。するとOI−1の含有量が大となったり
、また光ファイバーの屈折率を上げるために添加して℃
・るたとえばQe C14のGeO2への分解率が変化
し、かつ、GeO2の5i02への固浴量も変化するγ
こめ屈折率の調節が甚しく困難となり、たとえば光ファ
イバーの屈折率を中心部に向けてシャープな放物線状に
増大させることが出来にくくなる。
(11) In addition, in the conventional method, when attempting to decompose 5iCt4' and r~ at high speed, increasing the supply amount of 5iCt4 and raising the reaction temperature 7, not only the gas phase in which 5iC44 decomposes, but also the substrate on which the generated fine particles are deposited. Inevitably, the temperature will also be raised.Then, the content of OI-1 will increase, or the temperature will be added to increase the refractive index of the optical fiber.
・For example, Qe γ where the decomposition rate of C14 to GeO2 changes and the amount of solid bath of GeO2 to 5i02 also changes.
This makes it extremely difficult to adjust the refractive index, for example, making it difficult to increase the refractive index of the optical fiber in a sharp parabolic manner toward the center.

〔発明の要旨〕[Summary of the invention]

本発明の目的は、かかる従来技術の欠点を解決し、格別
高温ケ必要とせず高堆積速度でかつ高品質の5i02系
光ファイバー母材を製造する75法ビ提供することにあ
る。
It is an object of the present invention to overcome the drawbacks of the prior art and to provide a 75 method for producing a high quality 5i02 optical fiber preform without requiring particularly high temperatures and at a high deposition rate.

しかして本発明者らは、かかる点にかんがみ鋭意検討し
た結果、ケイ素化合物どしてペルクロロポリシランを用
いることにより、これらの目的がすべて達成できること
を見出し、本発明?完成し’C。
However, the inventors of the present invention have made extensive studies in view of these points, and have found that all of these objects can be achieved by using perchloropolysilane as a silicon compound. Completed 'C.

〔発明の詳細な開示〕[Detailed disclosure of the invention]

本発明に従って、ケイ素化合物ケ主原料ガスとし、これ
とホウ素、ゲルマニウム、リン、フッ素等の化合物のガ
スとを酸化反応あるいは加水分解反応等を行わせて微粒
子を生成せしめ、該微粒子乞基材に融着堆積させてSi
O2系光ファイバー母材乞製造する方法において、該ケ
イ素化合物として一般式(11 SinCt2n−+−z  (nは2以上の整数)(I
)で表わされろ、ペルクロロポリシランを用いろことン
特徴とする光ファイバー母材の装造方法、が提供される
According to the present invention, a silicon compound is used as the main raw material gas, and this is subjected to an oxidation reaction or a hydrolysis reaction with a gas of a compound such as boron, germanium, phosphorus, fluorine, etc. to generate fine particles, and the fine particles are formed into the fine particle base material. Si is fused and deposited.
In the method for producing an O2-based optical fiber base material, the silicon compound has the general formula (11 SinCt2n-+-z (n is an integer of 2 or more) (I
), a method of fabricating an optical fiber preform using perchloropolysilane is provided.

本発明で用いるペルクロロポリシランは一般式SinC
12n+2(nは2以上の整数)(I)で表わされるも
のである。
The perchloropolysilane used in the present invention has the general formula SinC
12n+2 (n is an integer of 2 or more) (I).

このようなペルクロロポリシランの例としては、ヘキサ
クロロジシラン(SizCt6)、オクタクロロトリシ
ラン(Sis C1g)、デカクロロテトランラン(5
i4CII’o )、ドデカクロロペンタシラ7 (S
is C/+2)、テトラデカクロロへキサシラン(S
Ia C1−14)等があるが、なかでも入手容易性や
取扱い易さの点でヘキサクロロジシランやオクタクロロ
トリシランが好ましい。これらは単独でまたは混合物と
して使用される。
Examples of such perchloropolysilanes include hexachlorodisilane (SizCt6), octachlorotrisilane (Sis C1g), decachlorotetranane (5
i4CII'o), dodecachloropentacyla7 (S
is C/+2), tetradecachlorohexasilane (S
Ia C1-14), among others, hexachlorodisilane and octachlorotrisilane are preferred in terms of availability and ease of handling. These may be used alone or in mixtures.

本発明で用いるヘキサクロロジシラン(Si□C,z6
)やオクタクロロトリシラン(SL+ C4s )等は
、高純度であることが望ましく特にFe、A7等の金属
の不純物を極力減少させて使用することが好ましい。
Hexachlorodisilane (Si□C, z6
), octachlorotrisilane (SL+C4s), etc. are preferably of high purity, and in particular, it is preferable to use them with metal impurities such as Fe and A7 reduced as much as possible.

しかしながら、従来技術の原料であろS i CA4が
多少たとえば最大200%以下、好ましくは150%程
度本発明で用いるベルクロロポリシラ/に混入すること
は特に問題ない。
However, it is not a particular problem that S i CA4, which is a raw material of the prior art, may be mixed to some extent, for example, up to 200% or less, preferably about 150%, into the verchloropolysilica used in the present invention.

コレラペルクロロポリシランは公知の方法で製造したも
の2使用することかできる。通常、カルシウムシリコン
、マダイ・シウムシリコン、するいはフェロシリコン等
金属とシリコンとの合金の粒子を高温で塩素化するかま
たはシリコン粒子自体ン高温で塩素化して得られろ(た
とえば、米国特許明細書第260’2728号、同26
21111号)。
Cholera perchloropolysilane produced by a known method can be used. It is usually obtained by chlorinating particles of alloys of metal and silicon, such as calcium silicon, red sea bream silicon, or ferrosilicon, or by chlorinating silicon particles themselves at high temperatures (for example, in US Pat. Book No. 260'2728, 26
No. 21111).

本発明で主原料ガスと共に用いる添加剤ないしドーパン
トとしては、公知のホウ素、ゲルマニウム、リン、フッ
素等の化合物のガスたとえば、BBr3、GeCl4、
P OCAa、S i F4、CCL 2 F2、CF
4等が用いられる。
In the present invention, additives or dopants used together with the main raw material gas include known compound gases such as boron, germanium, phosphorus, fluorine, etc., such as BBr3, GeCl4,
P OCAa, S i F4, CCL 2 F2, CF
4 etc. is used.

これらは主として屈折率7高めたり低めたりして母材の
屈折率分布を制御するために使用されるがその他線膨張
率の調整、散乱損失の減少の目的で加えられるものもあ
る。
These are mainly used to control the refractive index distribution of the base material by increasing or decreasing the refractive index 7, but others are added for the purpose of adjusting the coefficient of linear expansion and reducing scattering loss.

〔発明を実施するための好ましい形態〕本発明において
は上記のごとき主原料ガスたるペルクロロポリシランと
ドーノくントガスと2使用しそれ自体公知の方法により
光ファイノく一母材とされる。
[Preferred form for carrying out the invention] In the present invention, the above-mentioned main raw material gases, perchloropolysilane and dono-kunto gas, are used to prepare an optical fiber base material by a method known per se.

すなわち、本発明の好ましい実施の態様としては、5i
2Ct6やS i B CAB等の主原料ガスを、屈折
率、触点もしくは線膨張率等乞調節する目的で添加され
るホウ素、ゲルマニウム、リン、フッ素等の添加化合物
と共に、酸素、空気、希ガス等に同伴させて、酸水素炎
や高温ガス流によって数百ないし千載百度に昇温されて
いる反応室に導入し、ここで酸化反応あるいは加水分解
反応によって微粒子化し、次いで基材に融着堆積させて
多孔質ガラス体ン得て、さらにこれン加熱して脱泡ある
いは中実化して光ファイバーの母材とする方法が採用さ
れろ。
That is, as a preferred embodiment of the present invention, 5i
The main raw material gas such as 2Ct6 or S i B CAB is added with additive compounds such as boron, germanium, phosphorus, and fluorine for the purpose of adjusting the refractive index, contact point, or coefficient of linear expansion, as well as oxygen, air, and rare gases. etc., and introduced into a reaction chamber where the temperature is raised to several hundred to a thousand degrees Celsius by an oxyhydrogen flame or high-temperature gas flow, where it is turned into fine particles by an oxidation reaction or hydrolysis reaction, and then fused and deposited on a substrate. A method may be adopted in which a porous glass body is obtained by heating the porous glass body, which is degassed or solidified, and used as a base material for optical fibers.

そしてより具体的には5i2Ctsや5iaC1B等を
原料ガスとして用いる本発明の方法は、光ファイバーの
製造性としてよ(卸られている代表的な方法である肉付
は法、外付は法、気相軸付は法等のいずれの方法にも好
適に使用することができるのである。
More specifically, the method of the present invention using 5i2Cts, 5iaC1B, etc. as a raw material gas is effective in improving the productivity of optical fibers. The shaft attachment can be suitably used in any method such as the method.

本発明で用いる5i2C26や5iaCtsは、特に気
相軸付法(VAD)に適用する場合には、屈折率の制御
のために原料供給ノズルケ複数個設置して、例えばS 
i02成分を主体とする低屈折率(または高屈折率)の
部分形成には、本発明の5i2Ct6やSisCtg等
を供給し、ホウ素やゲルマニウム、フッ素等の成分をよ
り多く含有する高屈折率(または低屈折率)の部分の形
成には従来から用いられている5iC24を供給するよ
うな゛実施の態様もある。
Especially when applying 5i2C26 and 5iaCts used in the present invention to the vapor deposition method (VAD), multiple raw material supply nozzles are installed to control the refractive index.
To form a low refractive index (or high refractive index) part mainly composed of the i02 component, 5i2Ct6 or SisCtg of the present invention is supplied, and a high refractive index (or There is also an embodiment in which 5iC24, which has been conventionally used, is supplied to form the low refractive index portion.

本発明においては主原料ガスとして従来の5iCt4に
化工てペルクロロポリシランであるS i 2 cz、
や5isCtsY用いるのみでVAD等公知の反応に適
用した場合、同−容積の反応室に於いて、温度も同一に
し、さらにSi当りの酸素もしくは水蒸気の供給量も同
一にして、5iC4’a’使用した従来法に比較して、
本発明の方法でははるかに微粒子の生成速度が速く、5
i02への変換率が高いのである。
In the present invention, as the main raw material gas, S i 2 cz, which is perchloropolysilane, is chemically modified from conventional 5iCt4,
When applied to a known reaction such as VAD using only 5iCtsY or 5isCtsY, in a reaction chamber of the same volume, the temperature is the same, and the amount of oxygen or water vapor supplied per Si is also the same, and 5iC4'a' is used. Compared to the conventional method,
In the method of the present invention, the production rate of fine particles is much faster;
The conversion rate to i02 is high.

なぜに従来公知の方法において、主原料ガス乞5iC1
<からペルクロロポリシランにる5i2Ctsや5is
C1sに変更するのみで、かくのどと(微粒子の生成速
度がはるかに増加するかについての詳細な理由は不明で
あるが、おそら(ペルクロロポリシランがその化学構造
上5iC44に比較してきわめて酸化反応あるいは加水
分解反応を受けやす(、すなわち律速反応とも考えられ
る液化反応の速度あるいは加水分解の速度がきわめて犬
となるため、容易かつ高速で5in2の微粒子が生成す
るのではないかと推定される。
Why in the conventionally known method is the main raw material gas required 5iC1
5i2Cts and 5is from < to perchloropolysilane
Although the detailed reason why the rate of production of fine particles increases greatly by simply changing to C1s is unknown, it is likely that (perchloropolysilane is highly oxidized compared to 5iC44 due to its chemical structure). Because it is susceptible to reaction or hydrolysis reaction (i.e., the rate of liquefaction reaction or hydrolysis, which is considered to be a rate-limiting reaction, is extremely slow, it is estimated that 5 in 2 fine particles can be generated easily and at high speed.

以上のようにペルクロロポリシランの5iOz微粒子へ
の分解反応速度は5iCt4に比較して大きいが、さら
に生成しr、=siO+微粒子が基材へ融着堆積する付
着率もペルクロロポリシランを原料とした場合が5iC
l<乞原料とした場合より太き一゛・のである。
As mentioned above, the decomposition reaction rate of perchloropolysilane to 5iOz fine particles is higher than that of 5iCt4, but the adhesion rate at which the generated r,=siO+ fine particles are fused and deposited on the substrate is also lower when perchloropolysilane is used as a raw material. The case is 5iC
It is 1゛ thicker than if it were made from raw materials.

この原因は定かではないが、ペルクロロポリシラン乞原
料としy、:5i02微粒子は、その微粒子が反応によ
って生成し直ちに融着堆積する時間において表面の物理
的化学的状態例えば、表面に存在するOH基、CL基あ
るいは、組成が微粒子相互に融着しや丁い状態にあると
想像される。
Although the reason for this is not clear, the physical and chemical conditions of the surface of the perchloropolysilane raw material, such as the OH groups present on the surface, may change during the time when the particles are generated by reaction and immediately fused and deposited. , CL groups, or the composition is assumed to be in a state where the fine particles are fused to each other.

付着率)は、反応率と付着率が太ぎいことから、ペルク
ロロポリシランが5iCtaに比較して非常に太ぎな値
になると考えられる。
Since the reaction rate and the deposition rate are large, it is thought that perchloropolysilane has a very large value compared to 5iCta.

即ち、ペルクロロポリシランの場合の生長速度(=生長
率×ケイ素原料供給速度)が5iC24より非常に犬ぎ
くなると考えられる。
That is, it is considered that the growth rate (=growth rate x silicon raw material supply rate) in the case of perchloropolysilane is much slower than that of 5iC24.

また当然のことながらペルクロロポリシランは分子中の
Si含有率が、5iCt4に比較して大きい。
Also, as a matter of course, perchloropolysilane has a higher Si content in the molecule than 5iCt4.

例えば5iCt4のSi含有率は、165%であり、5
i2Ct6は20,8%である。即ち5i2C4sは1
.26倍Si含有率が高い、その結果、単位重量から生
成する5i02量も5i2C4sの場合が1.26倍大
きく、単位容積から生成するS iCh 量は比重も考
慮に入れると1634倍犬ぎ(なる。この点はポリクロ
ロシラ/の大きな利点であり、装置のコンパクト化に犬
ぎ(寄与し、光ファイバーのコストの削減に貢献する。
For example, the Si content of 5iCt4 is 165%, and 5iCt4 has a Si content of 165%.
i2Ct6 is 20.8%. That is, 5i2C4s is 1
.. The Si content is 26 times higher. As a result, the amount of 5i02 produced per unit weight is also 1.26 times larger in the case of 5i2C4s, and the amount of SiCh produced from a unit volume is 1634 times higher when specific gravity is taken into account. This is a major advantage of polychlorosilane, which contributes significantly to the downsizing of equipment and reduces the cost of optical fibers.

又、同一容積の原料タンクから生産される母材の宙ひい
ては光ファイバーの距離がより長く生産できることにな
る。
In addition, the length of the base material produced from the raw material tank of the same volume and the distance of the optical fiber can be longer.

このように単位重量当りから製造することを考慮に入れ
た指標、「単位重量当りの生長率」で比較すルトベリク
ロロボリシランの5iC24に対する優位性が一層明確
になる。
In this way, the superiority of Rutberg chloroborisilane over 5iC24 becomes even clearer when compared using the "growth rate per unit weight", which is an index that takes into account production starting from per unit weight.

さらに本発明の方法を用いて製造した母材かも光ファイ
バーケ製作し、従来の方法で製造した母材つ)ら製作し
た光ファイバーと比較してみ1こ。
Furthermore, optical fibers were produced using the base material produced using the method of the present invention, and compared with optical fibers produced using the base material produced using the conventional method.

光ファイバーの特性を決める最も重量な項目である光損
失値が、本発明の方法で製造しr、−f’l材から製作
した光ファイバーでは圧倒的に小さいことが明らかにな
っTこ。
It has become clear that the optical loss value, which is the most important item that determines the characteristics of an optical fiber, is overwhelmingly small in the optical fiber manufactured by the method of the present invention from r, -f'l material.

この理由は、正確に断定はできないが、反応温度が低い
こと、又反応率が高いことがら母材製造時間?短かくで
きること、等から母材中の密度屈折率を決定するGe等
の添加剤成分の分布を他の温度範囲や従来法で母材?製
作する場合に比較してよりシャープかつ正確にできるこ
とにあると思われる。さらに、本発明の方法で生成する
5iO24y!粒子がドーパントの微粒子とも親和性よ
(融着堆積しやすく、均一な組成の層を形成しゃ丁いと
も考えられる。
The reason for this cannot be determined exactly, but the reaction temperature is low and the reaction rate is high, so it may take a long time to manufacture the base material. Is it possible to change the distribution of additive components such as Ge, which determines the density refractive index in the base material, in other temperature ranges or by conventional methods? This seems to be due to the fact that it can be made more sharply and accurately compared to when it is manufactured. Furthermore, 5iO24y produced by the method of the present invention! It is also thought that the particles have an affinity for the fine particles of the dopant (easily fused and deposited, preventing the formation of a layer with a uniform composition).

以上のごとく、本発明の方法においては、反応温度を特
に上昇させずとも祷られろ微粒子の基材への堆積速度ン
容易に従来法の2倍以上にすることが可能であり、しか
も反応温度が屈折率の調節を行うのに適しているという
点できわめて優れ定力法であると云える。たとえは肉付
は法(MCVD法)において、従来、出発石英管の母材
に含まれているOH基や金属等の不純物の拡散?抑える
ために低温で行う必要があり長時間を要したが、本発明
の方法では七の程度の低温でも十分に反応が進行し、高
堆積速度で高品質のS iO2ファイバー用母材が得ら
れるのである。
As described above, in the method of the present invention, it is possible to easily increase the deposition rate of fine particles onto a substrate by more than twice that of the conventional method without particularly increasing the reaction temperature. It can be said that it is an extremely superior constant force method in that it is suitable for adjusting the refractive index. For example, in the filling method (MCVD method), is it conventional to diffuse impurities such as OH groups and metals contained in the base material of the starting quartz tube? However, in the method of the present invention, the reaction proceeds sufficiently even at a low temperature of about 700℃, and a high quality base material for SiO2 fibers can be obtained at a high deposition rate. It is.

以下、実施例により本発明を説明する。The present invention will be explained below with reference to Examples.

実施例1,2 A、装置 高純度石英ガラス管(外径10H1内径8ジ)を一定速
度で回転させる装置に水平に設置し1こ。そして石英ガ
ラス官の長さ方向に移動する酸水素炎バーナーで加熱し
た。
Examples 1 and 2 A. Apparatus A high-purity quartz glass tube (outer diameter 10H, inner diameter 8J) was installed horizontally in an apparatus that rotates at a constant speed. It was then heated with an oxyhydrogen flame burner moving along the length of the quartz glass tube.

一力、シリコン化合物のバブラーと四基ゲルマニウム(
GeC14)のバブラーを用意しアルゴンをキャリヤー
ガスとして吹き込んでそれぞれの化合物を石英ガラス管
に供給できるようにした。
First, silicon compound bubbler and quaternary germanium (
A GeC14) bubbler was prepared and argon was blown in as a carrier gas so that each compound could be supplied to the quartz glass tube.

また別にば索とアルゴンの配管ン上記の配管に、石英ガ
ラス管の前で接続し、シリコン化合物とGeCl4と混
合して供給した。
Separately, a bar cable and argon piping were connected to the above piping in front of the quartz glass tube, and the silicon compound and GeCl4 were mixed and supplied.

カス供給口と反対側には、排ガス処理設備?設置した。Is there exhaust gas treatment equipment on the opposite side of the waste supply port? installed.

B、実験方法 B−1クラッド層の合成 石英ガラスW’Y毎分60回伝させつつ毎分12crn
で移動する酸水累炎バーナーで1600’Cに加熱した
B. Experimental method B-1 Synthetic quartz glass of cladding layer W'Y is transmitted 60 times per minute at 12 crn/min.
The mixture was heated to 1600'C using an acid water flame burner moving at

その石英ガラス管にヘキサクロルジシラン(Si2Ct
4)20d/mン、Arキャリヤーガスを用(・て、バ
ブラーから導拌して、歌素25QmA/閣と混合して供
給した。
The quartz glass tube was filled with hexachlorodisilane (Si2Ct).
4) 20 d/m of Ar carrier gas was introduced from a bubbler and mixed with 25 QmA/gum of hydrogen and supplied.

100μの厚さのクラッド層乞形成した。A 100μ thick cladding layer was formed.

B−2コア層の合成 石英ガラス官にS i2 C1610ml/mとGeC
l410me/囮’& Arキャリヤーガスを用いてバ
ブラーから導拌し酸素500 m17mと混合し供給し
て、コア層2合成しに0 B−3ファイバーの製造 コア層合成の後、酸水素バーナ−Y1900°Cに昇温
し、中天化を行いロッドを形成した。
S i2 C 1610ml/m and GeC in the synthetic silica glass layer of B-2 core layer
1410me/Decoy & Ar carrier gas is used to introduce 500ml of oxygen from a bubbler and mix it with 17ml of oxygen to synthesize the core layer 2. Production of 0 B-3 fiber After the core layer synthesis, oxyhydrogen burner Y1900 The temperature was raised to °C, and a rod was formed by centrifugation.

そのあと、カーボン抵抗炉で、溶融線引きして125μ
のファイバーを製造した。
After that, it is melted and drawn in a carbon resistance furnace to 125μ
fiber was produced.

C1測定結果 ロッドの組成分析や重量測定7行って、クラッド層(実
施例1)とコア層(実施例2)について以下の各項ン算
出した。
C1 Measurement Result The rod was analyzed for composition and weighed seven times, and the following items were calculated for the cladding layer (Example 1) and core layer (Example 2).

■反応率(=火炎加水分解反応で主原料のケイ素化合物
が反応してS i02に分解する割合)■付着率(=分
解生成した5iOzが基材〔石英ガラス管〕に付着する
割合) ■生長率(=反応率×付着率) ■単位重量当りの生長率 結果を表1に示す。
■Reaction rate (= rate at which the main raw material silicon compound reacts and decomposes into Si02 in the flame hydrolysis reaction) ■ Adhesion rate (= rate at which 5iOz produced by decomposition adheres to the base material [quartz glass tube]) ■ Growth Rate (=reaction rate x adhesion rate) ② Growth rate results per unit weight are shown in Table 1.

またファイバーの光損失値は波長1.27μにおいて、
1.4 dB / Kmであった。
In addition, the optical loss value of the fiber is at a wavelength of 1.27μ,
It was 1.4 dB/Km.

比較例1,2 実施例1,2のケイ素化合物であるヘキサクロルジシラ
ンを四塩化ケイ素(5IC14)に変えて、実験を行っ
た。石英ガラス管に供給されろSi量を一定にして実1
験するために、クラッド層合成時に)工、5ect44
 Q、l/am、コア層合成時には、5iC4420蔵
/馴を供給した。
Comparative Examples 1 and 2 Experiments were conducted by replacing the silicon compound hexachlorodisilane in Examples 1 and 2 with silicon tetrachloride (5IC14). The amount of Si supplied to the quartz glass tube was kept constant.
) engineering, 5ect44 during cladding layer synthesis in order to
Q, l/am, 5iC4420 chloride/hydrogen was supplied during core layer synthesis.

結果を表2に示す。The results are shown in Table 2.

実施例1と比較例1を比較し、まT二実施例2と比較例
2を比較すると、反応率、付着率、生長率、単位重量当
りの生長率共に5i2cz6が5IC44より優れてい
る。即ち生長率は1.4倍、単位重量当りの生長率は1
.8倍である。
Comparing Example 1 and Comparative Example 1, and comparing Example 2 and Comparative Example 2, 5i2cz6 is superior to 5IC44 in terms of reaction rate, adhesion rate, growth rate, and growth rate per unit weight. In other words, the growth rate is 1.4 times, and the growth rate per unit weight is 1.
.. It is 8 times more.

またファイバーの光損失値は、波長1.27μにおいて
、5. !l d B / Kmであり、S 12C4
6Yケイ素原料として用いた場合間らかに損失値が小さ
い潰れ定ファイバーが製造できることがわかった。
Furthermore, the optical loss value of the fiber is 5.5 at a wavelength of 1.27μ. ! l d B / Km and S 12C4
It was found that when used as a 6Y silicon raw material, it was possible to produce a constant collapse fiber with a fairly small loss value.

表  1 表  2 実施例5 A、装置 火炎加水分解反応によりケイ素化合物からSiO2倣粒
子を生成するバーナー乞設置する。その上方に、バーナ
ーの火炎から生成する微粒子を融着堆積させる石英板の
基材乞設置する。石英板は回転させつつ上方へ引き上げ
る。基材の下面には、多孔質プリフォームが生長する。
Table 1 Table 2 Example 5 A. Apparatus A burner is installed to generate SiO2 mimic particles from a silicon compound by flame hydrolysis reaction. A base material of a quartz plate is placed above it, on which fine particles generated from the burner flame are fused and deposited. The quartz plate is pulled upward while rotating. A porous preform grows on the underside of the substrate.

バーナーへは、ケイ素化合物のバブラーとGeC74の
バブラーを接続する。バブラーへはキャリヤーガスを供
給して、ケイ素化合物とGeC44のガスヶ同伴させ、
バーナーへ導入する。又、水素とj教累も配室によりバ
ーナーへ導入される。
A silicon compound bubbler and a GeC74 bubbler are connected to the burner. A carrier gas is supplied to the bubbler to entrain the silicon compound and GeC44 gas,
Introduce to burner. Further, hydrogen and hydrogen are also introduced into the burner by arrangement of the chambers.

B、実験方法 B−1多孔質母材の製造 バーナーへヘキサクロルジシラン(5i2CL6)30
7/1111M、GeCA445 ml/ +m ’!
a; Ar ’lキャリヤーガスとして供給した。ほか
に水素1 t/囮、酸素21/−tfnf供給した。
B. Experimental method B-1 Production of porous base material Hexachlorodisilane (5i2CL6) 30 to the burner
7/1111M, GeCA445 ml/+m'!
a; Ar'l was supplied as a carrier gas. In addition, 1 t/decoy of hydrogen and 21/-tfnf of oxygen were supplied.

上記の条件で、多孔質母材を製造した。A porous base material was manufactured under the above conditions.

反応温度は1100’Cであった。The reaction temperature was 1100'C.

B−2ファイバーの製造 上記多孔質母材をヘリウム雰囲気下で透明ガラス化しコ
ア材ケ製作した。このコア材をクラッド用の高純度石英
の中に装入し、溶融線引きして125μのファイハーヲ
製造した。
Preparation of B-2 Fiber The porous base material described above was made into transparent glass in a helium atmosphere to produce a core material. This core material was placed in high-purity quartz for cladding, and melt-drawn to produce a 125 μm fiber.

C0結果 多孔質母材の組成分析2行って、反応率、付着率、生長
率単位重量当りの生長率を求めた。
C0 Results Composition analysis 2 of the porous base material was conducted to determine the reaction rate, adhesion rate, and growth rate per unit weight.

結果を衣乙に示す。Show the results to Iotsu.

ま1こ、ファイバーの光損失値は、波長1.27μにお
いて、1.0dB/f(mであッ7j。
The optical loss value of the fiber is 1.0 dB/f (7j in m) at a wavelength of 1.27 μ.

比較例6 実施例乙の5i2CA6のかわりに5ICt4ン用いる
実、験を行った。
Comparative Example 6 An experiment was conducted using 5ICt4 instead of 5i2CA6 in Example B.

実施例6のS 12C4s 50 m17mのかわりに
単位時間当り同−Si量を供給するため5iC1< 6
0ゴ/囮を用い1こほかは、実施例6と同じ条件で多孔
質母材?製造しそれを用いて光ファイバーを製造した。
In order to supply the same amount of Si per unit time instead of S 12C4s 50 m17m in Example 6, 5iC1<6
Porous base material was prepared under the same conditions as in Example 6 except for one using 0 go/decoy. and used it to manufacture optical fibers.

結果7表6に示す。Results 7 are shown in Table 6.

実、怖例ろと比奴丁れは、明らかに5I2ct6が5i
C14衣中の各項目において優れていることがゎがろ。
In fact, 5I2ct6 is clearly 5i for Akirero and Hikuchore.
C14 is excellent in each item.

生長率では、29倍、単位重量当りの生長率では68倍
優れている。
The growth rate is 29 times better, and the growth rate per unit weight is 68 times better.

またファイバーの光損失値は波長1.27μにおいて6
゜8d137Kmであり、5i2C46ンケイ素原料と
した場合が明らかに優れていることがわかる。
Also, the optical loss value of the fiber is 6 at a wavelength of 1.27μ.
8d137 Km, and it can be seen that the case where the 5i2C46 silicon raw material is used is clearly superior.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)ケイ素化合物を主原料ガスとし、これとホウ素、
ゲルマニウム、リン、フッ素等の化合物のガスとを酸化
反応あるいは加水分解反応等を行わせて微粒子を生成せ
しめ、該微粒子を基材に融着堆積させてSiO_2系光
ファイバー母材を製造する方法において、該ケイ素化合
物として一般式( I ) Si_nCl_2_n_+_2(nは2以上の整数)(
I )で表わされる、ペルクロロポリシランを用いるこ
とを特徴とする光ファイバー母材の製造方法。
(1) A silicon compound is used as the main raw material gas, and this and boron,
In a method of producing a SiO_2-based optical fiber base material by performing an oxidation reaction or hydrolysis reaction with a gas of a compound such as germanium, phosphorus, or fluorine to generate fine particles, and depositing the fine particles on a base material by fusion, The silicon compound has the general formula (I) Si_nCl_2_n_+_2 (n is an integer of 2 or more) (
I) A method for producing an optical fiber base material characterized by using perchloropolysilane.
(2)ペルクロロポリシランがヘキサクロロジシラン(
Si_2Cl_6)である特許請求の範囲第1項記載の
方法。
(2) Perchloropolysilane is hexachlorodisilane (
2. The method according to claim 1, wherein Si_2Cl_6).
(3)ペルクロロポリシランがオクタクロロトリシラン
(Si_3Cl_8)である特許請求の範囲第1項記載
の方法。
(3) The method according to claim 1, wherein the perchloropolysilane is octachlorotrisilane (Si_3Cl_8).
(4)ペルクロロポリシランを混合物として用いる特許
請求の範囲第1項記載の方法。
(4) The method according to claim 1, in which perchloropolysilane is used as a mixture.
(5)ヘキサクロロジシランとオクタクロロトリシラン
の混合物を用いる特許請求の範囲第4項記載の方法。
(5) The method according to claim 4, which uses a mixture of hexachlorodisilane and octachlorotrisilane.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002090258A3 (en) * 2001-05-04 2008-01-17 Corning Inc Method for making doped silica glass by vapour deposition

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JPS60239338A (en) * 1984-05-11 1985-11-28 Mitsui Toatsu Chem Inc Preparation of parent material for optical fiber

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