JPS6230146B2 - - Google Patents
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- JPS6230146B2 JPS6230146B2 JP57200105A JP20010582A JPS6230146B2 JP S6230146 B2 JPS6230146 B2 JP S6230146B2 JP 57200105 A JP57200105 A JP 57200105A JP 20010582 A JP20010582 A JP 20010582A JP S6230146 B2 JPS6230146 B2 JP S6230146B2
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- JP
- Japan
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- gas
- dopant
- optical fiber
- base material
- sintered body
- Prior art date
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
- C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
- C03B37/012—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
- C03B37/014—Manufacture 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]
- C03B37/01446—Thermal after-treatment of preforms, e.g. dehydrating, consolidating, sintering
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B2203/00—Fibre product details, e.g. structure, shape
- C03B2203/10—Internal structure or shape details
- C03B2203/22—Radial profile of refractive index, composition or softening point
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
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- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Glass Melting And Manufacturing (AREA)
- Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)
- Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
Description
本発明は光フアイバー用母材の製造方法、特に
は気相軸付法による集束型光フアイバー用母材の
製造方法に関するものである。 光フアイバー用母材の製造については、石英ガ
ラス原料としてのハロゲン化けい素と石英ガラス
の屈折率をコントロールするためのドープ剤、例
えばGeCl4、POCl3、などとを適当なキヤリヤー
ガスで搬送し、これを酸水素ガスバーナーの中心
から噴出させ、その燃焼炎で酸化加水分解し、回
転している耐火物標的の下部に吹きつけ、シリカ
の堆積速度に応じてこれを引上げて円柱状の多孔
質シリカ焼結体を作り、これを高温加熱炉中に入
れて透明ガラス化する方法が知られており、これ
は一般に気相軸付法と呼称されている。 そして、この気相軸付法によつて集束型の屈折
率分布をもつ光フアイバー用母材を作る方法とし
ては、前記したドープ剤濃度の異なる原料ガスを
２本またはそれ以上のバーナーまたはノズルから
吹き出させ、これを酸水素炎で酸化加水分解し、
屈折率をもつた多孔質シリカ焼結体とする方法、
あるいは同心円状多重管バーナーの中心部からド
ープ剤濃度の高い原料ガスを供給し、その外周か
らドープ剤濃度がそれより低い原料ガスを吹き出
させて、この全体を酸水素炎で包んで酸化加水分
解させ、濃度分布のついた多孔質シリカ焼結体を
得る方法が知られているが、これらはいずれもド
ープ剤濃度の異なる２種または２種以上の原料ガ
スを別々の吹出口から噴出させるものであるた
め、シリカ堆積面上での気流が不連続のものとな
つたり、その濃度、温度などに異常が生じ易く、
適正な屈折率分布を一定に維持することが困難で
あつた。また、この屈折率分布を変えた光フアイ
バー用母材の製造方法については、シリカを堆積
させる耐火性標的表面の温度分布を変え、その温
度分布に従つて原料の堆積状態を変えるという方
法も提案されているが、この光フアイバー用母材
の屈折率分布はシリカ堆積面の温度分布だけで調
整し得るものではなく、これには火炎の形状、原
料ガスの線速、堆積面の形状、堆積面におけるガ
スの流れなどを適正に維持することが必要とされ
るので、このような温度分布の調整だけでは再現
性よく目的とする光フアイバー用母材を製造する
ことはできない。 他方、この気相軸付法で得られる多孔質シリカ
焼結体については、このシリカ発生時に副生する
水分やどうしても残存してしまうOH基を除くた
めに焼結体を高温加熱炉中での処理による透明ガ
ラス化するときに塩素ガスまたは塩化チオニルガ
スを共存させるという方法がとられているが、こ
の処理に当つてはドープ剤としての二酸化ゲルマ
ニウムが四塩化ゲルマニウムとして揮散するた
め、得られる光フアイバー用母材中の二酸化ゲル
マニウムの濃度分布が変化してしまい、これを適
正な屈折率分布に調整することが難しくなるとい
う不利があり、これを解決するために上記の脱水
処理時の塩素ガスに酸素を添加して塩素と二酸化
ゲルマニウムとの反応を抑制し、濃度分布の変化
を少なくするという方法も提案されているが、こ
の二酸化ゲルマニウムの揮発量が脱水時の諸条
件、例えば塩素ガス濃度、雰囲気ガスの流速、炉
内温度、多孔質シリカ焼結体の密度などによつて
大きく変化するものであるため、この光フアイバ
ー母材の屈折率はこれだけで調整し得るものでは
なく、これらは実用性に乏しいものであるとされ
ている。 本発明はこのような不利を解決した光フアイバ
ー母材の製造方法に関するものであり、これはけ
い素化合物とドープ剤とを火炎加水分解して多孔
質シリカ焼結体を作り、これを高熱炉中で透明ガ
ラス化して光フアイバー母材を製造する方法にお
いて、一本の同心多重管バーナーの中心部からけ
い素化合物とドープ剤とからなる均一組成の原料
ガスを流して多孔質シリカ焼結体を作り、ついで
これをドープ剤と反応し得るガス雰囲気中で加熱
処理してドープ剤の分布を制御し、透明ガラス化
することを特徴とするものである。 これを説明すると、本発明者らは目的とする光
フアイバー母材の屈折率調整方法について種々検
討し、特にこのドープ剤としての二酸化ゲルマニ
ウムの揮発現象について詳細な研究を行なつた結
果、この揮発量が多孔質シリカ焼結体の密度分布
とこれをガラス化する時の加熱炉中における雰囲
気ガスの種類と濃度によつて一定の平衡状態とな
り、この平衡状態になつたあとは殆んど揮発する
ことがなく、一種の安定状態になるということを
見出すと共に、この多孔質シリカ焼結体に含まれ
るドープ剤の濃度分布は少なくともその中心部が
所望の分布に近い形状であればそれが必らずしも
放射線状のいわゆる二乗分布である必要はなく、
したがつてこの多孔質シリカ焼結体の製造には従
来の技術のような複雑なバーナーは必要でなく、
一本の円心多重管バーナーの中心部から均一組成
の原料ガスを流せばよいということを確認して本
発明を完成させた。 したがつて、本発明の方法はまづけい素化合物
とドープ剤とからなる原料を酸水素炎などで火炎
加水分解させて、そのドープ剤濃度が中心から外
周にかけてほゞ順次小さくなつている多孔質シリ
カ焼結体を作り、ついでこれをドープ剤と反応す
るガス雰囲気中で加熱処理をするという２工程か
らなるものであるが、この多孔質シリカ焼結体の
製造はこの原料ガスを一本の円心多重管バーナー
の中心部から供給し、これを火炎加水分解すると
いう方法で行なえばよく、その場合に原料ガスの
組成を２種あるいは２種以上としてこれらを別々
のノズルから噴出させたり、さらにバーナーを２
本または２本以上使用して分布の調整を多孔質シ
リカ焼結体の堆積時に行なう必要はない。これは
バーナー構造を簡素化することによつてバーナー
構造に依存する因子を少なくすると共に原料供給
システムにおける温度、流量、圧力などの変動因
子を少なくすれば、一定の分布形状をもつ多孔質
シリカ焼結体がきわめて再現性よく製造できるか
らであり、事実これによれば各種の条件を比較的
均一に保持することが容易となるので多孔質シリ
カ焼結体の密度、ドープ剤の濃度分布が略々一定
した多孔質シリカ焼結体を容易に得ることができ
る。 この多孔質シリカ焼結体の製造は具体的には中
央部をけい素化合物とドープ剤と搬送用の不活性
ガスとを均一に混合した原料ガス供給管とし、そ
の外側に水素ガス供給管、酸素ガス供給管を順次
円心的に配置し、必要に応じこの酸水素炎の燃焼
速度を制御するための不活性ガス供給管を同心的
に配置した一本の同心多重管を使用して行えばよ
く、このけい素化合物としてはSiCl4、HSiCl3、
CH3SiCl3、SiH4、Si（OC2H5）4などが、またドー
プ剤としてはGeCl4、POCl3BBr3などが例示され
る。この原料ガスは上記した一本の同心多重管バ
ーナーの中心部から供給され、火炎加水分解によ
つてSiO2とGeO2、P2O3、B2O3として石英棒上に
折出され、これによつてドープ剤を含む多孔質シ
リカ焼結体として取得される。 本発明はこの多孔質シリカ焼結体をドープ剤と
反応し得るガス雰囲気中での加熱処理することに
よつてドープ剤の分布を制御するものであるが、
これによれば多孔質シリカ焼結体中に含まれてい
る過剰のドープ剤を揮発させて、目的とする光フ
アイバー母材中のドープ剤の濃度分布を調整する
ことができる。これをその屈折率分布に最も大き
く寄与するGeO2を例にとつて説明すると、この
多孔質シリカ焼結体を加熱炉中において塩素ガス
を含む雰囲気中で加熱するとGeO2はその一部が
次式 GeO2＋2Cl2→GeCl4＋O2 ………(1) によつてGeCl4となり揮発するが、このGeO2の
GeCl4への反応はその反応速度が塩素濃度、温度
に依存するものの、一定量のGeCl4が揮発すると
処理時間を長くしてもそれ以上は進行せず、した
がつてガラス化された光フアイバー母材中の
GeO2の量はほゞ一定となる。これは光フアイバ
ー母材中に残存するGeO2の量は主として多孔質
シリカ焼結体の密度あるいは焼結度に依存する
が、同一条件で処理した場合には密度の低いほど
GeO2の揮発量が多くなり、一方多孔質シリカ焼
結体の密度は中心部が高く周辺部にむかつて低く
なる傾向にあるため、その密度分布にしたがつた
濃度分布のGeO2を含む光フアイバー用母材を容
易に得ることができるのである。なお、この光フ
アイバー用母材については従来、その最外層にド
ープ剤を全く含まないグランド層を設けるため
に、多孔質シリカ焼結体上に別のバーナーを用い
てグラツド用の多孔質シリカ層を堆積させるか、
または光フアイバー用のコア用ガラスロツドにク
ラツド用ガラス管を被覆させるなどの方法が採ら
れているのであるが、本発明の方法によればこの
一本のバーナーで条件を変えてその最外側部に密
度の低い多孔質シリカ焼結層を設けることもでき
るので、これによれば実質的にグラツド層をもつ
光フアイバー用母材を一工程で得ることができ
る。 また、前記した(1)式の反応は800℃以上でない
と進行せず、1000℃以上になると多孔質シリカ焼
結体のガラス化が進み始め、これに伴なつて
GeCl4の揮発が抑制されるようになるので、この
場合にはその処理温度、時間、ガス濃度、多孔質
シリカ焼結体の密度などの調整が複雑になるとい
う不利がある。しかし、この処理剤として塩化水
素を使用すると、この場合には次式 GeO2＋4HCl→GeCl4＋2H2O ………(2) によつて反応が進行し、これは800℃以下の温度
でも進行し、これは前記(1)式による反応よりも反
応速度が大きいので、そのガラス化に先立つて
GeO2を揮発させることができる。また、この
GeO2の揮発についてはCOガスの使用も有効であ
り、この場合には次式 GeO2＋CO→GeO＋CO2 ………(3) によつてGeO2の揮発が行なわれるのであるが、
これは塩素ガスと共に使用すると、次式 GeO2＋2CO＋2Cl2→GeCl4＋2CO2 ………(4) によつて塩素ガスによるGeO2の揮発を促進させ
るという効果もあり、これによれば塩素ガス単独
では５〜15％が必要とされるガス濃度を0.1〜１
％の塩素濃度とすることができ、高い濃度の塩素
ガスを使用した場合の光フアイバー母材中への塩
素ガスの残留、気泡の発生などが防止されるとい
う効果が与えられるが、これはまたホスゲンガス
を使用してもよく、これによれば次式 GeO2＋2COCl2→GeCl4＋CO2 ………(5) によつてGeO2を揮発させることができる。 したがつて、本発明の方法は前記した方法で製
造した多孔質シリカ焼結体をドープ剤と反応し得
るガス体としての塩素、塩化水素、一酸化炭素、
ホスゲンなどの１種または２種以上の混合ガス雰
囲気中で加熱処理するものであるが、このガスは
アルゴン、窒素、ヘリウムなどの不活性ガスで希
釈して用いればよく、これらは通常0.1〜15容量
％の濃度で使用すればよい。この処理温度として
は、それが400℃以下ではドープ剤の揮発が不充
分となり、また1200℃以上とすると多孔質シリカ
焼結体のガラス化の進行でその揮発が抑制される
ので、これは400〜1200℃の範囲とすることがよ
い。 なお、上記においては本発明の方法を気相軸付
法について説明したが、これは外寸法においても
同様に有効に使用することができる。 つぎに本発明方法の実施例をあげる。 実施例 １ 同心４重管構造の石英バーナー１の中心部に
SiCl4105ml／分、GeCl420ml／分、POCl33ml／分
を搬送用のアルゴンガス370ml／分と均一混合し
た原料ガスを、その外側にH23.2／分、Ar0.6
／分、O26.7／分で供給し、これを第１図に
示したような反応炉２の中で火炎加水分解させ
て、こゝに発生するシリカを回転しつつある基板
３に堆積させ、軸方向に成長させて多孔質シリカ
焼結体４を作つたところ、このもの見かけ密度は
0.22であつた。 つぎにこの多孔質シリカ焼結体を、Cl2ガス、
HClガス、２容量％のCOガスを含むCl2ガスの雰
囲気で1000℃に加熱してその反応率をしらべたと
ころ、第２図、第３図に示したとおりの結果が得
られ、このCl2ガス、HClガスについてはその処
理温度を700〜1200℃に行なつたところ、第４図
に示したとおりの結果が得られた。 また、上記において種々の見かけ密度の多孔質
シリカ焼結体を作り、これらについて10％のCl2
ガス雰囲気中における1000℃での反応率をしらべ
たところ、これについては第５図に示したとおり
の結果が得られた、密度の低いほど反応率の高い
ことが確認された。 なお、前記と同じ方法で得た多孔質シリカ焼結
体（見かけ密度0.22）を10容量％のCl2ガスを含
むArガス(A)、５容量％のHClガスを含むArガス
(B)、３容量％のCl2ガスと２容量％のCOガスを含
むArガス(C)中で、800℃で２時間処理し、ついで
これを1500℃の高温炉中でガラス化して光フアイ
バー用母材とし、これらの屈折率をしたべたとこ
ろ、これは第６図のようになつた。なお、これに
ついてのドープ剤の分布指数αを最小自乗法で求
めると共に、これから作つた0.85μｍの光フアイ
バーについての伝送特性をしらべたところ、これ
らの結果は第１表に示したとおりであつた。 こゝに、第６図中における(A)、(B)、(C)はそれぞ
れ上記したガス組成に対応するものであり、(D)は
このようなドープ剤揮発処理を全く行なわなかつ
た場合の結果を示したもの、また図中の△ｎpは
最大屈折率差、ｒpはコア径を示したものであ
る。
は気相軸付法による集束型光フアイバー用母材の
製造方法に関するものである。 光フアイバー用母材の製造については、石英ガ
ラス原料としてのハロゲン化けい素と石英ガラス
の屈折率をコントロールするためのドープ剤、例
えばGeCl4、POCl3、などとを適当なキヤリヤー
ガスで搬送し、これを酸水素ガスバーナーの中心
から噴出させ、その燃焼炎で酸化加水分解し、回
転している耐火物標的の下部に吹きつけ、シリカ
の堆積速度に応じてこれを引上げて円柱状の多孔
質シリカ焼結体を作り、これを高温加熱炉中に入
れて透明ガラス化する方法が知られており、これ
は一般に気相軸付法と呼称されている。 そして、この気相軸付法によつて集束型の屈折
率分布をもつ光フアイバー用母材を作る方法とし
ては、前記したドープ剤濃度の異なる原料ガスを
２本またはそれ以上のバーナーまたはノズルから
吹き出させ、これを酸水素炎で酸化加水分解し、
屈折率をもつた多孔質シリカ焼結体とする方法、
あるいは同心円状多重管バーナーの中心部からド
ープ剤濃度の高い原料ガスを供給し、その外周か
らドープ剤濃度がそれより低い原料ガスを吹き出
させて、この全体を酸水素炎で包んで酸化加水分
解させ、濃度分布のついた多孔質シリカ焼結体を
得る方法が知られているが、これらはいずれもド
ープ剤濃度の異なる２種または２種以上の原料ガ
スを別々の吹出口から噴出させるものであるた
め、シリカ堆積面上での気流が不連続のものとな
つたり、その濃度、温度などに異常が生じ易く、
適正な屈折率分布を一定に維持することが困難で
あつた。また、この屈折率分布を変えた光フアイ
バー用母材の製造方法については、シリカを堆積
させる耐火性標的表面の温度分布を変え、その温
度分布に従つて原料の堆積状態を変えるという方
法も提案されているが、この光フアイバー用母材
の屈折率分布はシリカ堆積面の温度分布だけで調
整し得るものではなく、これには火炎の形状、原
料ガスの線速、堆積面の形状、堆積面におけるガ
スの流れなどを適正に維持することが必要とされ
るので、このような温度分布の調整だけでは再現
性よく目的とする光フアイバー用母材を製造する
ことはできない。 他方、この気相軸付法で得られる多孔質シリカ
焼結体については、このシリカ発生時に副生する
水分やどうしても残存してしまうOH基を除くた
めに焼結体を高温加熱炉中での処理による透明ガ
ラス化するときに塩素ガスまたは塩化チオニルガ
スを共存させるという方法がとられているが、こ
の処理に当つてはドープ剤としての二酸化ゲルマ
ニウムが四塩化ゲルマニウムとして揮散するた
め、得られる光フアイバー用母材中の二酸化ゲル
マニウムの濃度分布が変化してしまい、これを適
正な屈折率分布に調整することが難しくなるとい
う不利があり、これを解決するために上記の脱水
処理時の塩素ガスに酸素を添加して塩素と二酸化
ゲルマニウムとの反応を抑制し、濃度分布の変化
を少なくするという方法も提案されているが、こ
の二酸化ゲルマニウムの揮発量が脱水時の諸条
件、例えば塩素ガス濃度、雰囲気ガスの流速、炉
内温度、多孔質シリカ焼結体の密度などによつて
大きく変化するものであるため、この光フアイバ
ー母材の屈折率はこれだけで調整し得るものでは
なく、これらは実用性に乏しいものであるとされ
ている。 本発明はこのような不利を解決した光フアイバ
ー母材の製造方法に関するものであり、これはけ
い素化合物とドープ剤とを火炎加水分解して多孔
質シリカ焼結体を作り、これを高熱炉中で透明ガ
ラス化して光フアイバー母材を製造する方法にお
いて、一本の同心多重管バーナーの中心部からけ
い素化合物とドープ剤とからなる均一組成の原料
ガスを流して多孔質シリカ焼結体を作り、ついで
これをドープ剤と反応し得るガス雰囲気中で加熱
処理してドープ剤の分布を制御し、透明ガラス化
することを特徴とするものである。 これを説明すると、本発明者らは目的とする光
フアイバー母材の屈折率調整方法について種々検
討し、特にこのドープ剤としての二酸化ゲルマニ
ウムの揮発現象について詳細な研究を行なつた結
果、この揮発量が多孔質シリカ焼結体の密度分布
とこれをガラス化する時の加熱炉中における雰囲
気ガスの種類と濃度によつて一定の平衡状態とな
り、この平衡状態になつたあとは殆んど揮発する
ことがなく、一種の安定状態になるということを
見出すと共に、この多孔質シリカ焼結体に含まれ
るドープ剤の濃度分布は少なくともその中心部が
所望の分布に近い形状であればそれが必らずしも
放射線状のいわゆる二乗分布である必要はなく、
したがつてこの多孔質シリカ焼結体の製造には従
来の技術のような複雑なバーナーは必要でなく、
一本の円心多重管バーナーの中心部から均一組成
の原料ガスを流せばよいということを確認して本
発明を完成させた。 したがつて、本発明の方法はまづけい素化合物
とドープ剤とからなる原料を酸水素炎などで火炎
加水分解させて、そのドープ剤濃度が中心から外
周にかけてほゞ順次小さくなつている多孔質シリ
カ焼結体を作り、ついでこれをドープ剤と反応す
るガス雰囲気中で加熱処理をするという２工程か
らなるものであるが、この多孔質シリカ焼結体の
製造はこの原料ガスを一本の円心多重管バーナー
の中心部から供給し、これを火炎加水分解すると
いう方法で行なえばよく、その場合に原料ガスの
組成を２種あるいは２種以上としてこれらを別々
のノズルから噴出させたり、さらにバーナーを２
本または２本以上使用して分布の調整を多孔質シ
リカ焼結体の堆積時に行なう必要はない。これは
バーナー構造を簡素化することによつてバーナー
構造に依存する因子を少なくすると共に原料供給
システムにおける温度、流量、圧力などの変動因
子を少なくすれば、一定の分布形状をもつ多孔質
シリカ焼結体がきわめて再現性よく製造できるか
らであり、事実これによれば各種の条件を比較的
均一に保持することが容易となるので多孔質シリ
カ焼結体の密度、ドープ剤の濃度分布が略々一定
した多孔質シリカ焼結体を容易に得ることができ
る。 この多孔質シリカ焼結体の製造は具体的には中
央部をけい素化合物とドープ剤と搬送用の不活性
ガスとを均一に混合した原料ガス供給管とし、そ
の外側に水素ガス供給管、酸素ガス供給管を順次
円心的に配置し、必要に応じこの酸水素炎の燃焼
速度を制御するための不活性ガス供給管を同心的
に配置した一本の同心多重管を使用して行えばよ
く、このけい素化合物としてはSiCl4、HSiCl3、
CH3SiCl3、SiH4、Si（OC2H5）4などが、またドー
プ剤としてはGeCl4、POCl3BBr3などが例示され
る。この原料ガスは上記した一本の同心多重管バ
ーナーの中心部から供給され、火炎加水分解によ
つてSiO2とGeO2、P2O3、B2O3として石英棒上に
折出され、これによつてドープ剤を含む多孔質シ
リカ焼結体として取得される。 本発明はこの多孔質シリカ焼結体をドープ剤と
反応し得るガス雰囲気中での加熱処理することに
よつてドープ剤の分布を制御するものであるが、
これによれば多孔質シリカ焼結体中に含まれてい
る過剰のドープ剤を揮発させて、目的とする光フ
アイバー母材中のドープ剤の濃度分布を調整する
ことができる。これをその屈折率分布に最も大き
く寄与するGeO2を例にとつて説明すると、この
多孔質シリカ焼結体を加熱炉中において塩素ガス
を含む雰囲気中で加熱するとGeO2はその一部が
次式 GeO2＋2Cl2→GeCl4＋O2 ………(1) によつてGeCl4となり揮発するが、このGeO2の
GeCl4への反応はその反応速度が塩素濃度、温度
に依存するものの、一定量のGeCl4が揮発すると
処理時間を長くしてもそれ以上は進行せず、した
がつてガラス化された光フアイバー母材中の
GeO2の量はほゞ一定となる。これは光フアイバ
ー母材中に残存するGeO2の量は主として多孔質
シリカ焼結体の密度あるいは焼結度に依存する
が、同一条件で処理した場合には密度の低いほど
GeO2の揮発量が多くなり、一方多孔質シリカ焼
結体の密度は中心部が高く周辺部にむかつて低く
なる傾向にあるため、その密度分布にしたがつた
濃度分布のGeO2を含む光フアイバー用母材を容
易に得ることができるのである。なお、この光フ
アイバー用母材については従来、その最外層にド
ープ剤を全く含まないグランド層を設けるため
に、多孔質シリカ焼結体上に別のバーナーを用い
てグラツド用の多孔質シリカ層を堆積させるか、
または光フアイバー用のコア用ガラスロツドにク
ラツド用ガラス管を被覆させるなどの方法が採ら
れているのであるが、本発明の方法によればこの
一本のバーナーで条件を変えてその最外側部に密
度の低い多孔質シリカ焼結層を設けることもでき
るので、これによれば実質的にグラツド層をもつ
光フアイバー用母材を一工程で得ることができ
る。 また、前記した(1)式の反応は800℃以上でない
と進行せず、1000℃以上になると多孔質シリカ焼
結体のガラス化が進み始め、これに伴なつて
GeCl4の揮発が抑制されるようになるので、この
場合にはその処理温度、時間、ガス濃度、多孔質
シリカ焼結体の密度などの調整が複雑になるとい
う不利がある。しかし、この処理剤として塩化水
素を使用すると、この場合には次式 GeO2＋4HCl→GeCl4＋2H2O ………(2) によつて反応が進行し、これは800℃以下の温度
でも進行し、これは前記(1)式による反応よりも反
応速度が大きいので、そのガラス化に先立つて
GeO2を揮発させることができる。また、この
GeO2の揮発についてはCOガスの使用も有効であ
り、この場合には次式 GeO2＋CO→GeO＋CO2 ………(3) によつてGeO2の揮発が行なわれるのであるが、
これは塩素ガスと共に使用すると、次式 GeO2＋2CO＋2Cl2→GeCl4＋2CO2 ………(4) によつて塩素ガスによるGeO2の揮発を促進させ
るという効果もあり、これによれば塩素ガス単独
では５〜15％が必要とされるガス濃度を0.1〜１
％の塩素濃度とすることができ、高い濃度の塩素
ガスを使用した場合の光フアイバー母材中への塩
素ガスの残留、気泡の発生などが防止されるとい
う効果が与えられるが、これはまたホスゲンガス
を使用してもよく、これによれば次式 GeO2＋2COCl2→GeCl4＋CO2 ………(5) によつてGeO2を揮発させることができる。 したがつて、本発明の方法は前記した方法で製
造した多孔質シリカ焼結体をドープ剤と反応し得
るガス体としての塩素、塩化水素、一酸化炭素、
ホスゲンなどの１種または２種以上の混合ガス雰
囲気中で加熱処理するものであるが、このガスは
アルゴン、窒素、ヘリウムなどの不活性ガスで希
釈して用いればよく、これらは通常0.1〜15容量
％の濃度で使用すればよい。この処理温度として
は、それが400℃以下ではドープ剤の揮発が不充
分となり、また1200℃以上とすると多孔質シリカ
焼結体のガラス化の進行でその揮発が抑制される
ので、これは400〜1200℃の範囲とすることがよ
い。 なお、上記においては本発明の方法を気相軸付
法について説明したが、これは外寸法においても
同様に有効に使用することができる。 つぎに本発明方法の実施例をあげる。 実施例 １ 同心４重管構造の石英バーナー１の中心部に
SiCl4105ml／分、GeCl420ml／分、POCl33ml／分
を搬送用のアルゴンガス370ml／分と均一混合し
た原料ガスを、その外側にH23.2／分、Ar0.6
／分、O26.7／分で供給し、これを第１図に
示したような反応炉２の中で火炎加水分解させ
て、こゝに発生するシリカを回転しつつある基板
３に堆積させ、軸方向に成長させて多孔質シリカ
焼結体４を作つたところ、このもの見かけ密度は
0.22であつた。 つぎにこの多孔質シリカ焼結体を、Cl2ガス、
HClガス、２容量％のCOガスを含むCl2ガスの雰
囲気で1000℃に加熱してその反応率をしらべたと
ころ、第２図、第３図に示したとおりの結果が得
られ、このCl2ガス、HClガスについてはその処
理温度を700〜1200℃に行なつたところ、第４図
に示したとおりの結果が得られた。 また、上記において種々の見かけ密度の多孔質
シリカ焼結体を作り、これらについて10％のCl2
ガス雰囲気中における1000℃での反応率をしらべ
たところ、これについては第５図に示したとおり
の結果が得られた、密度の低いほど反応率の高い
ことが確認された。 なお、前記と同じ方法で得た多孔質シリカ焼結
体（見かけ密度0.22）を10容量％のCl2ガスを含
むArガス(A)、５容量％のHClガスを含むArガス
(B)、３容量％のCl2ガスと２容量％のCOガスを含
むArガス(C)中で、800℃で２時間処理し、ついで
これを1500℃の高温炉中でガラス化して光フアイ
バー用母材とし、これらの屈折率をしたべたとこ
ろ、これは第６図のようになつた。なお、これに
ついてのドープ剤の分布指数αを最小自乗法で求
めると共に、これから作つた0.85μｍの光フアイ
バーについての伝送特性をしらべたところ、これ
らの結果は第１表に示したとおりであつた。 こゝに、第６図中における(A)、(B)、(C)はそれぞ
れ上記したガス組成に対応するものであり、(D)は
このようなドープ剤揮発処理を全く行なわなかつ
た場合の結果を示したもの、また図中の△ｎpは
最大屈折率差、ｒpはコア径を示したものであ
る。
【表】
実施例 ２
実施例１の方法においてH2およびO2をそれぞ
れ2.8／分、5.6／分としたほかは同様に処理
して多孔質シリカ焼結体を作つたところ、このも
のはその密度が0.08ｇ／m2と比較的低いものとな
つた。 つぎにこれを1500℃の高温炉中で透明ガラスす
る際に、これを５容量％のCl2と３容量％のCOガ
スを含むArガス雰囲気中で行なつたところ、こ
れはその周辺部がきわめて密度の低いものであつ
たことから、第７図に示したようにその周辺部に
クラツド部をもつ光フアイバー用母材となつた。
れ2.8／分、5.6／分としたほかは同様に処理
して多孔質シリカ焼結体を作つたところ、このも
のはその密度が0.08ｇ／m2と比較的低いものとな
つた。 つぎにこれを1500℃の高温炉中で透明ガラスす
る際に、これを５容量％のCl2と３容量％のCOガ
スを含むArガス雰囲気中で行なつたところ、こ
れはその周辺部がきわめて密度の低いものであつ
たことから、第７図に示したようにその周辺部に
クラツド部をもつ光フアイバー用母材となつた。
第１図は本発明の実施例に使用した反応装置の
縦断面略図、第２図はHCl、Cl2を使用したとき
のこれらの濃度と反応率との関係図、第３図は
COガス添加Cl2ガスを使用したときのCOガス濃
度と反応率との関係図、第４図はHCl、Cl2ガス
使用時の処理温度と反応率との関係図、第５図は
多孔質シリカ焼結体のみかけ密度と反応率との関
係図、第６図は各種処理剤を使用して得た光フア
イバー用母材の屈折率を示したもの、第７図はみ
かけ密度が0.08ｇ／m2の多孔質シリカ焼結体を本
発明方法で処理して得た光フアイバー用母材の屈
折率を示したものである。 １……バーナー、２……反射炉、３……基板、
４……多孔質シリカ焼結体。
縦断面略図、第２図はHCl、Cl2を使用したとき
のこれらの濃度と反応率との関係図、第３図は
COガス添加Cl2ガスを使用したときのCOガス濃
度と反応率との関係図、第４図はHCl、Cl2ガス
使用時の処理温度と反応率との関係図、第５図は
多孔質シリカ焼結体のみかけ密度と反応率との関
係図、第６図は各種処理剤を使用して得た光フア
イバー用母材の屈折率を示したもの、第７図はみ
かけ密度が0.08ｇ／m2の多孔質シリカ焼結体を本
発明方法で処理して得た光フアイバー用母材の屈
折率を示したものである。 １……バーナー、２……反射炉、３……基板、
４……多孔質シリカ焼結体。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ けい素化合物とドープ剤とを火炎加水分解し
て多孔質シリカ焼結体を作り、これを高温加熱炉
中で透明ガラス化して光フアイバー用母材を製造
する方法において、けい素化合物とドープ剤とか
らなる均一組成の原料ガスを一本の同心多重管バ
ーナーの中心部から流して多孔質シリカ焼結体を
作り、ついでこれをドープ剤と反応し得るガス雰
囲気中で加熱処理してドープ剤の分布を制御し、
透明ガラス化することを特徴とする集束型光フア
イバー母材の製造方法。 ２ ドープ剤と反応し得るガスがハロゲンガス、
ハロゲン化水素、一酸化炭素またはホスゲンから
選ばれる１種または２種以上のものである特許請
求の範囲第１項記載の集束型光フアイバー母材の
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20010582A JPS5992927A (ja) | 1982-11-15 | 1982-11-15 | 集束型光フアイバ−母材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20010582A JPS5992927A (ja) | 1982-11-15 | 1982-11-15 | 集束型光フアイバ−母材の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5992927A JPS5992927A (ja) | 1984-05-29 |
| JPS6230146B2 true JPS6230146B2 (ja) | 1987-06-30 |
Family
ID=16418914
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20010582A Granted JPS5992927A (ja) | 1982-11-15 | 1982-11-15 | 集束型光フアイバ−母材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5992927A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4518097B2 (ja) | 2007-04-13 | 2010-08-04 | ソニー株式会社 | 情報処理装置のフロント構造 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5716934B2 (ja) * | 1973-05-29 | 1982-04-08 | ||
| JPS58661Y2 (ja) * | 1978-07-03 | 1983-01-07 | 日本電信電話株式会社 | ガラス微粒子合成ト−チ |
| JPS565339A (en) * | 1979-06-26 | 1981-01-20 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Manufacture of high purity quartz glass |
| JPS599491B2 (ja) * | 1979-07-20 | 1984-03-02 | 日本電信電話株式会社 | 光フアイバ用母材の製造方法 |
| JPS5842136B2 (ja) * | 1980-04-25 | 1983-09-17 | 日本電信電話株式会社 | 光フアイバ母材の製造方法 |
| JPS5723655A (en) * | 1980-07-18 | 1982-02-06 | Dainippon Ink & Chem Inc | Reinforced polyarylenesulfide resin composition |
| JPS591218B2 (ja) * | 1980-08-05 | 1984-01-11 | 日本電信電話株式会社 | 光ファイバ用ガラス母材の製造方法 |
| JPS5767043A (en) * | 1980-10-08 | 1982-04-23 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Manufacture of base material for optical fiber |
| JPS57156339A (en) * | 1981-03-18 | 1982-09-27 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Preparation of optical fiber |
-
1982
- 1982-11-15 JP JP20010582A patent/JPS5992927A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5992927A (ja) | 1984-05-29 |
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