JPS62202833A - 石英系ガラス光フアイバ母材の製造方法 - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、石英系ガラス光ファイバ母材の製造方法に関
する。

［従来の技術〕 石英系ガラス光ファイバ母材は、石英ガラスからなるコ
アとその周囲に屈折率がコアよりも小さい石英系ガラス
のクラッドから形成されている。

クラッドの屈折率を下げるために従来よりクラッドには
、フッ素あるいはホウ素がドープされている。

［発明が解決しようとする問題点コ 石英ガラスからなるコアの外周に外付は法により石英ガ
ラスの中にフッ素のみがドープされるドーパントガスを
用いてクラッドを形成するばあい、フッ素はほとんどド
ープされず、屈折率の低下はほとんど望めない。

また、石英ガラス中にホウ素のみがドープされるドーパ
ントガスを用いてクラッドを形成するばあいは、フッ素
とは異なり、かなりの量をドープすることができるが、
その屈折率の低下効果はフッ素をドープしたばあいの約
１７１０程度であるため、多量のホウ素をドープする必
要がある。しかしながら、多量のホウ素をドープしよう
とするとガラススートが発泡し、均一なスートが形成さ
れない。したがってホウ素のドープ量にも限りがある。

そこで上記のような欠点を解消しうるドーパントガスと
してＢＦ３が用いられている。ドーパントガスとしてＢ
Ｆ３を用いたばあい、フッ素はホウ素との共併効果によ
り、クラッドとしての石英ガラス中にドープされやすく
、より一層クラッドの屈折率を低下せしめ、またコアで
ある石英ガラスとの熱膨張係数の差を小さくすることが
できる。

しかしながら、外付は法によってＢＦ３をドーパントソ
ースガスとしてクラッドを石英ガラスコア上に形成させ
たばあい、石英ガラスの屈折率とクラッドの屈折率の差
は、たかだか０．４％程度であり、さらに低屈折率を有
するクラッドが望まれている。

また石英ガラスコア上に外付は法でドーパントガスとし
てＢＦ３を用い、フッ素とホウ素がドープされた石英ガ
ラスクラッドを形成しようとするとコアとスートの焼結
時における密着性がわるく、光フアイバ母材の作製が困
難である。

そこで本発明者らは、上記問題点に鑑みて鋭意研究を重
ねた結果、かかる問題点を解決しつる光フアイバ母材の
製造方法を見出し、本発明を完成するに至った。

［問題点を解決するための手段］ すなわち、本発明はコアの外周にＳｉＯ２のスートを設
け、さらにその外周にフッ素とホウ素がドープされたＳ
ｉＯ２のスートを設けたのち、フッ素含有焼結ガス中で
焼結することを特徴とする石英ガラス系光フアイバ母材
の製造方法に関する。

［作用および実施例］ 本発明の石英系ガラス光ファイバ母材の製造方法によれ
ば、コアの外周にＳｉＯ２のスートを設けたのち、その
外周にフッ素とホウ素がドープされた３１０２のスート
を設けるので、コアと、フッ素とホウ素がドープされた
５ｉ０２のスートとの密着性が向上し、しかもコア上に
形成されたスートの焼結は、フッ素含有焼結ガス中で行
なわれるので、スート中にはフッ素がさらに含有せられ
、したがって石英ガラスの屈折率とクラブトの屈折率の
差が一層大きくなる。

本発明に用いるコアとしては、Ｃｕｓ　Ｆｅｓ　００％
Ｃｒなどのような光伝送損失を大とならしめるような不
純物の含有率が、たとえばｌｏｐｐｍ以下の通常使用さ
れている純石英ガラスを使用しうる。

かかるコアの外周に５ＩＯ２のスートが形成せられるが
、該スートの厚さは、コアとスートの焼結時の密着性を
保つために１■以上であるのが好ましい。

本発明に用いるＳｉＯ２のスート形成ガスとしては５ｉ
Ｈａ、５ＩＨ３ＣＮ　、　ＳｉＨ２Ｃ１２，５１１１Ｃ
＃　３．５ｉＣＬａ、５ＩＨ３Ｂｒ５ＳｉＨ２ｌ３ｒ２
．５ｉｌｌＢｒ３．５ｉ１３ｒａ　、５ＩＨ３１、Ｓ　
ｉ　Ｈ２１２、Ｓ　Ｉ　ＩＩ　Ｉ　３．５１１ａ　、５
ＩＨ３（ＯＣＲｌ）、５ｉＨ２（ＯＣＲｌ３）　２．５
ｉｌｌ（ＯＣＨ３）３、Ｓｌ　（ＯＣＲｌ３）　４など
のシラン化合物または気化性のシラン誘導体、チッ素、
アルゴン、ヘリウムなどの不活性ガス、酸素、水素など
が用いられる。

かかるシラン化合物または気化性のシラン誘導体、不活
性ガス、酸素、水素などの混合割合は、光ファイバの用
途によって適宜調整して用いられる。該ＳｉＯ２のスー
トをたとえば気相軸付法によって形成せしめるばあいに
は、多重管バーナに上述のＳｉＯ２のスート形成ガスを
所定量流し、火炎加水分解によりコアの近傍に形成せし
めることができる。

コアの近傍に５ＩＯ２のスートを形成せしめたのち、さ
らにその外周にフッ素とホウ素がドープされたＳｉＯ２
のスートを形成せしめる。

フッ素とホウ素がドープされた５ｉ０２のスート形成ガ
スとしては、上記のようなシラン化合物または気化性の
シラン誘導体、不活性ガス、酸素、水素などのほか、フ
ッ素とホウ素のドーパントソースガスが用いられる。

かかるドーパントソースガスとしては、フッ素をドープ
するばあいには、ＣＣＮ３　Ｐ　５Ｃｌｌ！　Ｆ２、Ｃ
Ｆ４などのフレオン類、ＣＩＰ、ＣＩＰ３、ＢｒＰなど
のフレオン相互の化合物、ＳＦｓ、Ｆ２、Ｆ２０、Ｓｉ
Ｆ４などが、またホウ素をドープするばあいには、８１
１３、ＢＨ２Ｃ１、ＢＩＩＣｊ　２　　ＢＣＩ！　３、
ＢＨ２Ｂｒ。

［３１１ｒ３、Ｂ）１２１　、　　Ｂｔｌｌｚ　、Ｂ１
３などのボランまたは気化性のボラン誘導体が用いられ
る。

また本発明において、フッ素とホウ素がドープされた５
ｔｏ２のスートを形成せしめるために用いるドーパント
ソースガスとしては、上記のフッ素化合物ガスおよびホ
ウ素化合物ガスを同時に用いてもよいが、フッ素とホウ
素が同時にスート中にドープされるためには、ドーパン
トソースガスとしてＢｌ）３を用いるのが好ましい。

また、ドーパントソースガスには、チッ素、アルゴン、
ヘリウムなどの他のガスを混合してもよい。

かかるフッ素とホウ素がドープされた５ｉ０２のスート
形成ガス、シラン化合物または気化性のシラン誘導体、
不活性ガス、酸素、水素などの混合割合は、光ファイバ
の用途によって異なるが、その混合割合は、用途に応じ
て適宜設定される。該フッ素とホウ素がドープされたＳ
ｉＯ２のスートを気相軸付法により５Ｉ０２のスート上
に形成せしめるばあいには、多重管バーナにより上述の
フッ素とホウ素がドープされたＳｉＯ２のス−１・形成
ガスを所定瓜流し、火炎加水分解により形成せしめるこ
とができる。

形成せしめられたフッ素とホウ素がドープされた５ｉ０
２のスートの厚さは、えられる光ファイバの用途によっ
て異なるが、通常５〜３０ｆｆｌｆｆ１程度となるよう
に調整される。

上記のようにしてコアの外周に５ｉ０２のスートを、さ
らにその外周にフッ素とホウ素がドープされたＳｉＯ２
のスートを設けたのち、ついでフッ素含有焼結ガス中で
焼結することにより、光フアイバ母材が形成される。

前記フッ素含有焼結ガス中には、たとえばフッ素ガスを
はじめＣＣｌ３　Ｐ　、　　ＣＣｌ２Ｆ２、ＣＣｌＦ２
、ＣＦ４などのフレオン類、ＣＩＦ、ＩＪＦ３、ＢｒＦ
などのフレオン相互の化合物、ＳＦｓ、Ｆ２０　、Ｓｉ
Ｆ４などのフッ素化合物、チッ素、アルゴン、ヘリウム
などの不活性ガス、酸素などが含有される。

フッ素含有焼結ガス中に含有されるフッ素あるいはフッ
素化合物は、目的とする光ファイバの。

クラッドの屈折率に応じて適宜その添加量を調整して用
いられるため、−概にその添加量を決定することはでき
ないが、通常、フ・ソ素含有焼結ガス中に１〜３０容量
％含存されるのが好ましい。

前記焼結は、通常、電気炉などを用いて約１４００〜約
ＩＢ００℃の温度範囲で行なわれる。

かくしてえられる光フアイバ母材は、フッ素とホウ素が
ドープされた５ｉ０２のスートが５ｉｏ２のスートを介
してコア上に形成されたものであるので、フッ素とホウ
素がドープされたＳｉＯ２とコアとの密着性が向上し、
しかもスートをコア上に形成させたのち、フッ素含を焼
結ガス中で焼結されるので、クラッド中にフッ素がさら
にドープされものとなる。

つぎに本発明を実施例に基づいてさらに詳細に説明する
が、本発明はかかる実施例のみに限定されるものではな
い。

実施例１、比較例１および２ 第１図に示される多重管バーナ（１）に８１（ＪａＯ１
２０ｇ／ｗｉｎ（３０℃）　、Ｈ２５，ＯＮ　／ｗｉｎ
、　Ａｒ１．３８　ＩＩ　／＋ｉｎおよび０２８．！Ｊ
　／ｗｉｎを送る一方、’ｙ　ラット用多ｍ管ｔ＜−＋
（２）カラ５ｉＣＩ！ａ　　０．２５　Ｄ／ｍｌｎ、　
Ａｒ　１．４ｆｆ　／ｍ１ｎＳ）１２５．０１　／ｍｌ
ｎ、　０２８．５Ｒ／ｗｉｎおよびＢＦ２を第１表に示
す流量となるように調整して送り、第１表に示す太さの
石英ガラスコア（３）を回転上昇させながらその表面上
に５ｉ０２のスート（４）およびフッ素とホウ素がドー
プされたＳｉＯ２のスート（５）を形成せしめた。

つぎにスートが形成された石英ガラスコアとスートの複
合体を電気炉に入れ、１５００℃で焼結を行なった。な
お、焼結時の焼結ガスの組成は、第１表に示すように調
整した。

また、比較のため、焼結をフッ素含有焼結ガス中で行な
わなかったものおよび石英ガラスコア外周に５ｔｏ２の
層を形成させなかったものを作製した。

かくしてえられた光ブアイバ母材の石英ガラスとクラッ
ドとの屈折率の差（Δｎ）およびその外観について調べ
た。その結果を第１表に併記する。

【発明の効果コ 本発明の製造方法によってえられた光フアイバ母材は、
フッ素とホウ素がドープされたＳｉＯ２からなるクラッ
ドとコアとの密着性に優れており、しかも形成されたス
ートはフッ素含有焼結ガス中で焼結されるので、コア中
にフッ素が含有されやすく、したがってフッ素含有焼結
ガスに含有されるフッ素濃度を調整することにより、目
的に応じた低屈折率を有するコアを容易に作製すること
ができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例１、比較例１および２の光フアイバ母材
の製造工程の説明図を示す。 （図面の主要符号） （１）、（２）：多重管バーナ （３）：石英ガラス （４）　：　ＳｉＯ２のスート （５）：フッ素とホウ素がドープ されたＳｉＯ２のスート

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　コアの外周にＳｉＯ＿２のスートを設け、さらにそ
   の外周にフッ素とホウ素がドープされた ＳｉＯ＿２のスートを設けたのち、フッ素含有焼結ガス
   中で焼結することを特徴とする石英系ガラス光ファイバ
   母材の製造方法。