JPS6259545A - 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】 〔技術分野〕 本発明は、ロッドインチューブ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。

〔従来技術〕

従来から光ファイバ母材を製造する方法として、コア部
とクラッド部とを同時合成して作る方法と、各々を別々
の工程で製造し、しかる後コア部材をパイプ状のクラッ
ド部材に挿入しこれを溶融一体化する通常ロッドインチ
ューブ法呼ばれている方法（特公昭４１−１１０７１号
公報）が知られている。ところでこのロッドインチュー
ブ法は、コア部となるガラスの棒状体とクラッド部とな
るパイプを用意し、前記コア用棒状体外表面とクラッド
用パイプ内表面とを注意深く研磨し両表面を滑らかにし
た後、コア用棒状体をクラフト用パイプ内に挿入し、外
部より加熱し両者を溶融一体化せしめ、：１ものである
。この方法は前記同時合成の方法と比較して、コア部材
及びパイプ状のクラフト部材を各々最適なる条件で製造
できることから、より低模失の光ファイバを製造できる
可能性を秘めている。

しかしながらロッドインチューブ法の欠点として、 （１）コア部材とパイプ状のクラッド部材との界面不整
合による損失増加を起こしやすいとか、両者を溶融一体
化する際に、界面に不純物が入りやすい。

（２）コア部材とパイプ状のクラッド部材の表面には一
般に前述の不純物としてＯＨ基が存在するがこれは単に
表面付近を清浄化する程度では完全に除去し得ない。

（３）前記１０、（２）の要因があるためコア部材とパ
イプ状のクラッド部材の界面を研磨する必要があるが、
該研磨工程を入れる分コスト高に繋がる。

そこで前記問題を解決すべく、コア部材とパイプ状のク
ラッド部材の間に溶融物または低粘性物を入れて加熱す
る方法（特開昭５０−４４８４１号公報、特開昭５３−
１２５８５３号公報）、ガラス原料ガスを入れてコア部
材とクラッド部の間に中間層を形成する方法（特開昭５
０−１５３６４６号公報）、異物や不純物の再付着を防
止する方法（特開昭５５−７１６３６号公Ｉｌ）　、さ
らにはガラス表面処理剤を流してコア部材とパイプ状の
クラッド部材の界面の表面処理を行う方法（特開昭５６
−８４３２８号公報）が提案されている。しかしながら
いずれの方法も前記界面問題を完全に解決するに至らな
いとか、コスト高を避けることができないという問題を
依然として泡えている。そこで最近ではコア部材とパイ
プ状のクラッド部材の間にフッ素化合物を流し、各々の
表面をフッ素ガスによりエツチングして、しかる後溶融
一体化する方法（特開昭５６−８４３２８号公報）も提
案されているが、前記エツチング量の制御が難しく、エ
ツチング量が少な過ぎて、まだ不純物が残存していると
か、−挙にエツチングし過ぎてエツチング跡が表面に残
り、再度仕上研磨が必要であるとかいう問題がある。こ
のようにいずれの方法も現在のところ有効な方法となっ
ていない。

〔発明の目的〕

前記問題に鑑み本発明の目的は、自ソドインチューブ法
において、コア部材とパイプ状のクラッド部材の界面の
エツチングが容易かつ精度よくでき、もって低損失でし
かもコストの低減が可能な光ファイバ母材の製造方法を
提供することにある。

〔発明の構成〕

前記目的を達成すべく本発明は、コア部材をパイプ状の
クラッド部材内に挿入し、両者を溶融一体化せしめて光
ファイバ母材を製造する方法において、前記溶融一体化
に先だち、前記コア部材とパイプ状のクラッド部材との
間にフッ素化合物と酸素とを流し、しかる後１３００〜
１８００℃の温度で前記コア部材とクラッド部材とを溶
融一体化せしめることを特徴とするものである。

〔発明の実施例〕

以下に本発明の実施例を図を参照して詳細に示す。本発
明にあっては、例えばＶＡＤ法等で作製したコア部材１
と、該コア部材ｌとは別に例えばＶＡＤ法で作製した棒
状体にドリルで穴明けしたパイプ状のクラッド部材２と
を用意する。尚、コア部材１とパイプ状のクラッド部材
２の各表面には予め研磨等の表面処理は一切施していな
い。またコア部材ｌはゲルマニウム（Ｇｅ）等のドーパ
ントが含まれているものでもよいし、パイプ状のクラッ
ド部材２はフッ素等のドーパントを含むものでもよい、
このコア部材１を第１図のようにパイプ状のクラフト部
材２内に両者の中心軸が一致するように挿入保持しつつ
回転し、かつ両者の間隙にフッ素化合物、例えばＳＦ、
と酸素とを適当な比率で混合したものを流し、両者の界
面をエツチングする。このとき酸水素火炎３等で前記ク
ラッド部材２を外部から加熱し、コア部材１の外表面及
びパイプ状のクラッド部材２の内表面温度が１３００〜
＝１８００℃になるようにする。、二のように両表面を
高温にしてやることが重要であり、この温度が１３００
℃より低いとクラッド部材２の内表面に荒れが発生し、
さらに低いとコア部材１の外表面が必要量エツチングさ
れないという問題があるやこのようにエツチングの量は
加熱温度に大きく左右されるため、前記クラッド部材２
の外表面温度を検知しつつ適切な範囲に入るよう制御す
る。またこの温度はパイプ状のクラッド部材２の厚さ、
流すフッ素化合物の種類や流量、酸水素火炎３等の加熱
源のトラバース速度、トラバース回数に依存し、当然の
ことながら前記クラッド部材２の厚さが厚い程加熱温度
は高くする必要がある。但し、最低温度として前述した
１３００℃は不可欠である。

またエツチング剤としては、それ自体は高温で分解しガ
ラスを腐食するガスを生成し、かつエツチングガスの分
解反応及びエツチングにより生成するものがガスとなっ
て排出可能なものまたは仮にガラス中に残存しても光フ
ァイバに伝送損失の増加を至らしめないものであればな
んでもよい。

フッ素化合物はこうした性質を有し、かつエツチング速
度が大きいという利点を持つ。特に好ましいエツチング
剤の例としては、前記ＳＦｂと酸素の？’Ｒ合ガスがあ
る。この場合ＳＦ、は高温で分解しガラスと反応し、ガ
ラス材料の主成分を５ｉＦａ、ＧｅＦ　ａ等（気体）に
変化させエツチングする。また前記コア部材ｌ及びパイ
プ状のクラッド部材２の界面から前述したＯ１！基等の
不純物を除去するためには各々約０　、３ｍｍ以十エソ
チングする必要があるが、前ｊホの如＜　１３００℃以
上に加熱するとこのエツチング作用が効率よく行われる
。またあまり温度を高くするとパイプ状のクラッド部材
２が軟化、溶融してし５ま−゛）ので、加２８温度は最
高でも１８００℃以下にづ“ることが好ましい。さらに
、ＳＦ、等のフッ素化合物ｙ、３．３でなく、酸素を共
存させる理由は、＋１＋高／昌でのＳＦ６の分解を促進
する。

＋２１　Ｓ　Ｆ、の分解生成物であるＳが酸素０２と反
応してＳＯｘが生成され、これは気体であるから容易に
除去できる。

（３）コア部材ｌの外表面とパイプ状のクラッド部材２
の内表面にある不純物を揮発性の酸化物やオキシフッ化
化合物として除去できる。

等々の効果を有するためである。またコア部材１とパイ
プ状のクラッド部材２の間隙が少ないときは、むやみに
エツチング剤の量を多くできないので、そのときは前記
酸水素火炎３等の加熱源のトラバース速度を早め、トラ
バース回数を多くする。

また前記方法ではコア部材１として該コア部材１がコア
だけからなるもののみ示したが、コアのまわりにクラフ
トを有するものをコア部材１とし、これをパイプ状のク
ラッド部材２内にロッドインチューブ法により挿入し溶
融一体化する場合、さらには前述の如くコア部材１とク
ラフト部材２と−をロフトインチューブ法により溶融一
体化したものをコア部材１と見做し、該コア部材１にさ
らにパイプ状のクラッド部材２を同様な方法でロッドイ
ンチューブ法で溶融一体化する場合等の多段ロッドイン
チューブ法も本発明の方法に含まれる。

以下に本発明の具体例を示す。

４体例−１ コア部材１としてＧｅが純粋石英に対して比屈折率差で
０．６′１含まれているものをＶＡｌｌ法により作製し
、外径を６１に仕」二げた。次に同じ＜　ＶＡＤ法によ
り棒状体を作製し、これにドリル旋盤により穴を明け、
内径９■、外径２５ｍｍのパイプ状のクラッド部材２と
した。ここで前記コア部材１の外表面及びパイプ状のク
ラッド部材２の内表面には予めなんら研磨等の表面処理
は加えてない。このようにして得たコア部材ｌをパイプ
状のクラッド部材２に第１図のように挿入し、両者の中
心軸が一致するように穴明きのスペーサ４．４で位置決
めし、かつクラッド部材２の両端を旋盤により保持しつ
つ回転せしめる。同時にパイプ状のクラッド部材２の一
方の端からＳＦａ　　ｌ　Ｎ／ｍｉｎと酸素２Ａ／ｗｉ
ｎを混合して流し、かつ酸水素火炎３を１抛ｍ／ｗｉｎ
で３回トラバースしてパイプ状のクラッド部材２の外表
面を約１５１５℃に加熱した。このようにしてコア部材
１の外表面とパイプ状のクラッド部材２の内表面とを各
々充分エツチングし、平滑かつ清浄な面を得ることがで
きた。′ｆｔいて前記ＳＦ、と酸素を止め、真空引きし
ながら酸水素火炎３の火力をさらに上げパイプ状のクラ
ッド部材２の表面を強熱してコア部材１とパイプ状のク
ラッド部材２とを溶融一体化せしめた。このようにして
製造した母材に無水石英管をジャケットとして被せ線引
したところ、できあがった光ファイバは不純物による損
失劣化や構造不完全による損失劣化がほとんどみられず
、その特性は１．３μ−帯で損失０．３７ｄＢ／ｋｍ　
、１．５５μ閾帯で損失０．２３ｄＢ／ｋｍときわめて
良好で、さらに１．３９μ謡帯に現れる残留ＯＨ基によ
る吸収損失も１．５ｄＢ　／ｋｍときわめて少なかった
。

具体例−２ コア部材１としてＧｅがドーパントとして含まれている
石英をＶＡＤ法で作製し、これを外径１０ｍｍに仕上げ
たものを使用した。またパイプ状のクラッド部材２とし
てはフッ素が純粋石英に対して比屈折率差で−０，３％
ドープされたものを前記コア部材１と同様ＶＡＤ法で作
り、これに旋盤により穴を明け、内径１４閘−１外径２
８ｍ−に仕上げたものを使用した、尚、本例においても
コア部材１の外表面及びパイプ状のクラッド部材２の内
表面には予め機械研磨等の表面処理を加えていない、そ
して前記コア部材１をパイプ状のクラフト部材２に第１
図の如く挿入し、その両端を旋盤により保持しつつ回転
した。そして両者の間隙に５ｐ６１　ｅ　／ｗｉｎ、酸
素２７！／ｓｉｎを混合して流しつつ、パイプ状のクラ
ッド部材２の外表面を酸水素火炎３をｉｏｍｓ／５ｉｉ
ｎでトラバースしながら前記外表面を約１５１５℃に加
熱し、５回トラバースしたところで前記コア部材ｌの外
面を約１．５＋ｓ　、クラツド部材２内面を約１．９〜
２゜０Ｉｌ１Ｍエツチングできた。このとき前記両面は
共に平滑かつ清浄な面になっていた。続いてエツチング
ガスＳＦ、と酸素とを流すのを止め、真空引きしながら
更に酸水素火炎３の火力を上げて加熱し、コア部材ｌと
パイプ状のクラッド部材２とを溶融一体化せしめた。さ
らにこれを所要の内径と外径を有する別のパイプ状のク
ラッド部材２に挿入し、前記同様の方法でエツチング、
溶融一体化をせしめた後これを紡糸して光ファイバを得
た。この結果得られた光ファイバは前記具体例−１と同
様不純物による損失劣化や構造不完全による損失劣化が
ほとんどみられず、その特性は１．３μ■帯で損失０．
３５ｄＢ／ｋａ＋　、１．５５／Ｊ−帯で損失０．１５
ｄＢ／ｋｍときわめて良好で、さらに１．３９μｍ帯に
現れる残留ＯＨ基による吸収損失もｉ、４ｄＢ　／ｋｉ
ｎときわめて少なかった。

〔発明の効果〕

前述した如く本発明によれば、コア部材及びパイプ状の
クラッド部材の界面に予め研磨等の表面処理を何等加え
る必要がなく、しかもエツチング量を加熱温度で制御で
きるため表面平滑かつ清浄な面を容易に得ることができ
る。もって伝送損失の少ない、しかも低コストの光ファ
イバ母材を容易に製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係わる光ファイバ母材の製造装置の一
実施例を示す概略図である。 １〜ココア材　　２〜パイプ状のクラッド部材３〜酸水
素火炎

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. コア部材をパイプ状のクラッド部材内に挿入し、両者を
   溶融一体化せしめて光ファイバ母材を製造する方法にお
   いて、前記溶融一体化に先だち、前記コア部材とパイプ
   状のクラッド部材との間にフッ素化合物と酸素とを流し
   、しかる後１３００〜１８００℃の温度で前記コア部材
   とクラッド部材とを溶融一体化せしめることを特徴とす
   る光ファイバ母材の製造方法。