JPS6291B2 - - Google Patents
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- JPS6291B2 JPS6291B2 JP15585379A JP15585379A JPS6291B2 JP S6291 B2 JPS6291 B2 JP S6291B2 JP 15585379 A JP15585379 A JP 15585379A JP 15585379 A JP15585379 A JP 15585379A JP S6291 B2 JPS6291 B2 JP S6291B2
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Classifications
-
- 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]
- C03B37/018—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] by glass deposition on a glass substrate, e.g. by inside-, modified-, plasma-, or plasma modified- chemical vapour deposition [ICVD, MCVD, PCVD, PMCVD], i.e. by thin layer coating on the inside or outside of a glass tube or on a glass rod
- C03B37/01807—Reactant delivery systems, e.g. reactant deposition burners
- C03B37/01815—Reactant deposition burners or deposition heating means
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は集束型光フアイバ及びその製造方法に
関するものである。
関するものである。
広帯域化を目的とする集束型光フアイバは、コ
アとクラツドの界面よりコアの中心に向つて所定
の凾数に合致する形でなだらかな上昇をする屈折
率分布形状を有するものである。
アとクラツドの界面よりコアの中心に向つて所定
の凾数に合致する形でなだらかな上昇をする屈折
率分布形状を有するものである。
すなわち上記集束型光フアイバのコア中心より
距離ｒにおける屈折率ｎ（ｒ）は一般に次の第(1)
式に示される。
距離ｒにおける屈折率ｎ（ｒ）は一般に次の第(1)
式に示される。
この(1)式でａはコアの半径を示し、αは屈折率
の分布形状を示す凾数で、N0はコアの中心の最
大屈折率値を示す。またクラツド層の屈折率値を
n1とすれば △＝ｎ２ ０−ｎ２ １／２ｎ２ ０ である。
の分布形状を示す凾数で、N0はコアの中心の最
大屈折率値を示す。またクラツド層の屈折率値を
n1とすれば △＝ｎ２ ０−ｎ２ １／２ｎ２ ０ である。
このような集束型光フアイバを形成する方法と
して従来石英管内にコアガラス形成用化合物の四
塩化硅素（SiCl4）と酸素ガス（O2）とを一定の流
量で導入し、該石英管の外壁を加熱するバーナを
一定の温度にして一定の速度で管軸方向に沿つて
移動させ、上記ガラス形成用化合物を気相化学反
応によつて酸化させ、ガラス形成層を順次石英管
内に堆積していた。
して従来石英管内にコアガラス形成用化合物の四
塩化硅素（SiCl4）と酸素ガス（O2）とを一定の流
量で導入し、該石英管の外壁を加熱するバーナを
一定の温度にして一定の速度で管軸方向に沿つて
移動させ、上記ガラス形成用化合物を気相化学反
応によつて酸化させ、ガラス形成層を順次石英管
内に堆積していた。
この場合上記バーナの移動速度は最もガラス化
しやすい一定の速度に設定しておき、上記堆積層
を１層形成するごとに屈折率制御用のドーパント
である四塩化ゲルマニウム（GeCl4）を、上記ガ
ラス層が所望の屈折率となるように添加して形成
していた。
しやすい一定の速度に設定しておき、上記堆積層
を１層形成するごとに屈折率制御用のドーパント
である四塩化ゲルマニウム（GeCl4）を、上記ガ
ラス層が所望の屈折率となるように添加して形成
していた。
このようにして石英管内に通常50層程ガラス層
を堆積してコアガラス層を形成した後上記石英管
を中実化してから加熱延伸して従来の集束型光フ
アイバを形成していた。
を堆積してコアガラス層を形成した後上記石英管
を中実化してから加熱延伸して従来の集束型光フ
アイバを形成していた。
上記のようにしてガラス層を堆積したのち中実
化して形成した集束型光フアイバのガラス材料の
長手方向の断面構造を第１図Ａに、径方向の断面
構造を第１図Ｂに示す。また上記光フアイバの形
成用ガラス材料の径方向の屈折率分布形状を第１
図Ｃに示す。
化して形成した集束型光フアイバのガラス材料の
長手方向の断面構造を第１図Ａに、径方向の断面
構造を第１図Ｂに示す。また上記光フアイバの形
成用ガラス材料の径方向の屈折率分布形状を第１
図Ｃに示す。
第１図Ａと第１図Ｂにおいて、１０は上記石英
管を延伸したクラツド層、１１，１２，１３，…
ｍは前述したガラス層を順次堆積して形成したコ
アガラス層、ｍはコアガラスの中心部の最終回の
堆積層である。また第１図Ｃは上記光フアイバ形
成用のガラス材料の屈折率分布を階段状近似で示
したもので、ｙ軸が屈折率値を示し、ｘ軸は径方
向の距離を示す。
管を延伸したクラツド層、１１，１２，１３，…
ｍは前述したガラス層を順次堆積して形成したコ
アガラス層、ｍはコアガラスの中心部の最終回の
堆積層である。また第１図Ｃは上記光フアイバ形
成用のガラス材料の屈折率分布を階段状近似で示
したもので、ｙ軸が屈折率値を示し、ｘ軸は径方
向の距離を示す。
ここで第１図Ａ，Ｂにおけるように各コアガラ
スの堆積層１１，１２，１３…ｍ、は１層堆積す
るごとに順次その上にガラスの形成層を堆積する
ので、各堆積層によつてコアガラス層は年輪に類
似した構造を有するようになり、これ等の年輪構
造１１Ａ，１２Ａ，１３Ａ…を通常リツプルと称
している。
スの堆積層１１，１２，１３…ｍ、は１層堆積す
るごとに順次その上にガラスの形成層を堆積する
ので、各堆積層によつてコアガラス層は年輪に類
似した構造を有するようになり、これ等の年輪構
造１１Ａ，１２Ａ，１３Ａ…を通常リツプルと称
している。
ここで一般に集束型光フアイバにおいては、中
実化したガラス材料の上記リツプルの間隔を伝送
光の波長オーダにして、できるだけリツプル間隔
を狭くして均一にしないと屈折率分布が所望の理
論値に近づかず、したがつて広帯域化が図れない
とされている。
実化したガラス材料の上記リツプルの間隔を伝送
光の波長オーダにして、できるだけリツプル間隔
を狭くして均一にしないと屈折率分布が所望の理
論値に近づかず、したがつて広帯域化が図れない
とされている。
しかし従来の方法によつてバーナの移動速度を
一定にして石英管内にコアガラス層を順次堆積し
た場合、各層の堆積量はほぼ一定となり、そのた
めリツプル間隔がコア中心層に向かうほど大きく
なり、このようにして石英管内にコアガラス層を
50層堆積したのち紡糸して形成した光フアイバ
は、コアの径が50μｍであると、上記コアの中心
から、第ｍ（50）層と第ｍ−１（49）層との間に
形成されたリツプル間隔がフアイバに紡糸した場
合でも伝送波長オーダよりも大きい3.5μｍ程度
となり、そのため形成された光フアイバは1.5S
Hz．Km以下の狭い帯域幅を有する特性の悪いもの
しか得られなかつた。
一定にして石英管内にコアガラス層を順次堆積し
た場合、各層の堆積量はほぼ一定となり、そのた
めリツプル間隔がコア中心層に向かうほど大きく
なり、このようにして石英管内にコアガラス層を
50層堆積したのち紡糸して形成した光フアイバ
は、コアの径が50μｍであると、上記コアの中心
から、第ｍ（50）層と第ｍ−１（49）層との間に
形成されたリツプル間隔がフアイバに紡糸した場
合でも伝送波長オーダよりも大きい3.5μｍ程度
となり、そのため形成された光フアイバは1.5S
Hz．Km以下の狭い帯域幅を有する特性の悪いもの
しか得られなかつた。
本発明は上記石英管内に順次ガラス層を形成し
中実化したガラス材料より形成した光フアイバに
生じるリツプルの間隔が、コア中心部よりクラツ
ド層に向かつて大きくなるのを除去して広帯域化
を図つた集束型光フアイバをうることを目的とす
るもので、上記した目的を達する光フアイバとし
て、クラツド層よりコアの中心に向かうにしたが
つて１層ごとに所定の割合で堆積量を減少させた
ガラス層を有することを特徴とする新規な光フア
イバを提供するものである。また上記光フアイバ
を形成する方法として石英管内にガラス原料の蒸
気を導入し、上記石英管の管軸方向に沿つて加熱
バーナを移動させ、管内で気相化学反応を行わせ
てコアガラス層を順次堆積させたのち、該石英管
を中実化して後加熱延伸して光フアイバを形成す
る場合において、前記コアガラス層を１層ずつ堆
積するたびに前記加熱バーナの移動速度を所定の
割合で速くする。そして前記１層ごとの堆積量を
所定量減少させて形成したガラス材料を中実化し
たのち、加熱延伸して光フアイバを形成すること
を特徴とする新規な集束型光フアイバの製造方法
を提供するものである。
中実化したガラス材料より形成した光フアイバに
生じるリツプルの間隔が、コア中心部よりクラツ
ド層に向かつて大きくなるのを除去して広帯域化
を図つた集束型光フアイバをうることを目的とす
るもので、上記した目的を達する光フアイバとし
て、クラツド層よりコアの中心に向かうにしたが
つて１層ごとに所定の割合で堆積量を減少させた
ガラス層を有することを特徴とする新規な光フア
イバを提供するものである。また上記光フアイバ
を形成する方法として石英管内にガラス原料の蒸
気を導入し、上記石英管の管軸方向に沿つて加熱
バーナを移動させ、管内で気相化学反応を行わせ
てコアガラス層を順次堆積させたのち、該石英管
を中実化して後加熱延伸して光フアイバを形成す
る場合において、前記コアガラス層を１層ずつ堆
積するたびに前記加熱バーナの移動速度を所定の
割合で速くする。そして前記１層ごとの堆積量を
所定量減少させて形成したガラス材料を中実化し
たのち、加熱延伸して光フアイバを形成すること
を特徴とする新規な集束型光フアイバの製造方法
を提供するものである。
以下図面を用いて本発明の一実施例につき詳細
に説明する。
に説明する。
第２図は本発明の光フアイバを形成するための
ガラス材料の製造方法に用いる装置の概略図で、
２１は回転可能な石英管、２２は上記石英管の長
手方向に移動する加熱バーナ、２３は上記バーナ
の移動用シヤフト、２４は上記シヤフトの駆動用
モータである。２５はガラス形成用化合物の
SiCl4の蒸発器、２６は屈折率制御用のドーパン
トであるGeCl4の蒸発器、２７，２８はArガス流
量調節用のマスフローメータ、２９は酸素供給用
バルブである。
ガラス材料の製造方法に用いる装置の概略図で、
２１は回転可能な石英管、２２は上記石英管の長
手方向に移動する加熱バーナ、２３は上記バーナ
の移動用シヤフト、２４は上記シヤフトの駆動用
モータである。２５はガラス形成用化合物の
SiCl4の蒸発器、２６は屈折率制御用のドーパン
トであるGeCl4の蒸発器、２７，２８はArガス流
量調節用のマスフローメータ、２９は酸素供給用
バルブである。
ここではじめに90ml／分の流量にマスフローメ
ータ２７でArガスの流量を調整し、該Arガスを
SiCl4蒸発器に導入し、該ArガスにSiCl4を担持さ
せる。
ータ２７でArガスの流量を調整し、該Arガスを
SiCl4蒸発器に導入し、該ArガスにSiCl4を担持さ
せる。
また１ml／分の流量にマスフローメータ２８で
Arガスの流量を調整し、該ArガスをGeCl4蒸発
器に導入し、該ArガスにGeCl4を担持させる。同
時にO2ガス供給バルブ２９を開き流量を１／
分に調整する。
Arガスの流量を調整し、該ArガスをGeCl4蒸発
器に導入し、該ArガスにGeCl4を担持させる。同
時にO2ガス供給バルブ２９を開き流量を１／
分に調整する。
上記したSiCl4、及びGeCl4を担持したArガ
ス、O2ガスを内径約17mmφの石英管中に導入す
る。
ス、O2ガスを内径約17mmφの石英管中に導入す
る。
ここで加熱バーナ２２を石英管の端部ＤよりＦ
まで６cm／分の移動速度で移動させ、該石英管内
に第一層のガラス層を堆積させる。
まで６cm／分の移動速度で移動させ、該石英管内
に第一層のガラス層を堆積させる。
その後SiCl4およびO2ガスの流量は第一層のガ
ラス層を堆積する場合と同様にそれぞれ90ml／
分、１／分の流量とし、GeCl4を担持せるArガ
ス流量を形成されるコアガラス層において所定の
屈折率値を得るように、ガラス層を一層堆積する
都度変化させ、またバーナの移動速度をガラス層
を１層堆積させる都度、早くして最終の50層目の
ガラス層を堆積する場合のバーナの移動速度は24
cm／分とする。このようにバーナの移動速度を変
化させるにはシヤフト２３を駆動させるモータ２
４の回転数を調整することにより可能である。
ラス層を堆積する場合と同様にそれぞれ90ml／
分、１／分の流量とし、GeCl4を担持せるArガ
ス流量を形成されるコアガラス層において所定の
屈折率値を得るように、ガラス層を一層堆積する
都度変化させ、またバーナの移動速度をガラス層
を１層堆積させる都度、早くして最終の50層目の
ガラス層を堆積する場合のバーナの移動速度は24
cm／分とする。このようにバーナの移動速度を変
化させるにはシヤフト２３を駆動させるモータ２
４の回転数を調整することにより可能である。
このようにすれば、バーナの移動速度ｖ（cm／
分）と単位長当りのガラスの堆積量△ｓ（mm３）
との間の関係は第(2)式 △ｓ＝ａ／ｖ ………(2) のように逆比例の関係となり、バーナの移動速度
を、ガラスを１層堆積する都度、速くすると各層
のガラス堆積量は減少し、このよう堆積層を有す
る石英管を中実化すれば、堆積層間のリツプル間
隔もほぼ均一となる。ここで(2)式の値ａはガラス
形成用化合物のSiCl4のガス量、バーナの加熱温
度を一定にしたときのバーナの移動速度によつて
実験的に得られた値で5.0976となる。
分）と単位長当りのガラスの堆積量△ｓ（mm３）
との間の関係は第(2)式 △ｓ＝ａ／ｖ ………(2) のように逆比例の関係となり、バーナの移動速度
を、ガラスを１層堆積する都度、速くすると各層
のガラス堆積量は減少し、このよう堆積層を有す
る石英管を中実化すれば、堆積層間のリツプル間
隔もほぼ均一となる。ここで(2)式の値ａはガラス
形成用化合物のSiCl4のガス量、バーナの加熱温
度を一定にしたときのバーナの移動速度によつて
実験的に得られた値で5.0976となる。
上記したガラスの堆積量△ｓ（mm３）とバーナ
の移動速度ｖ（cm／分）の関係を第３図のグラフ
で示す。
の移動速度ｖ（cm／分）の関係を第３図のグラフ
で示す。
ここで横軸ｘはバーナの移動速度（cm／分）を
示し、縦軸ｙはガラスの堆積量（mm３）を示す。
示し、縦軸ｙはガラスの堆積量（mm３）を示す。
前述したようにバーナの移動速度（ｖ）を６
cm／分より12cm／分の２倍にしたとき、ガラスの
堆積量は、0.8496mm３より0.4248mm３と半減して
いる。
cm／分より12cm／分の２倍にしたとき、ガラスの
堆積量は、0.8496mm３より0.4248mm３と半減して
いる。
ここで上記石英管中に上記した条件でガラス形
成用化合物を酸素ガスとを導入し、加熱バーナの
速度を第一層のガラス形成時の６cm／分の移動速
度より最終層の24cm／分の移動速度に変化させた
場合、ｉ回目の堆積回数のときのガラスの堆積量
｛△ｓ（ｉ）｝は第(3)式に示すようになつた。
成用化合物を酸素ガスとを導入し、加熱バーナの
速度を第一層のガラス形成時の６cm／分の移動速
度より最終層の24cm／分の移動速度に変化させた
場合、ｉ回目の堆積回数のときのガラスの堆積量
｛△ｓ（ｉ）｝は第(3)式に示すようになつた。
△ｓ（ｉ）＝ａ／（ｉ−１／ｍ−１×18＋６）……
(3) (3)式でｍは最終の堆積回数（本実施例では50
回）を示し、６は第一層目の加熱バーナの速度
で、１８は最終のガラス層を堆積する場合の加熱
バーナの速度（24cm／分）より第一層のガラス層
を形成する場合の加熱バーナの速度（６cm／分）
を減じた値である。(3)式において第一層目のガラ
ス層を堆積する場合、バーナの移動速度を６cm／
分としたのは、これ以上バーナの移動速度を遅く
するとガラス層を堆積する時間がかかりすぎ、ま
た最終のガラス層を堆積する場合バーナの移動速
度を24cm／分としたのは、これ以上移動速度を速
めるとガラス形成化合物が充分酸化せず、ガラス
層とならないためである。
(3) (3)式でｍは最終の堆積回数（本実施例では50
回）を示し、６は第一層目の加熱バーナの速度
で、１８は最終のガラス層を堆積する場合の加熱
バーナの速度（24cm／分）より第一層のガラス層
を形成する場合の加熱バーナの速度（６cm／分）
を減じた値である。(3)式において第一層目のガラ
ス層を堆積する場合、バーナの移動速度を６cm／
分としたのは、これ以上バーナの移動速度を遅く
するとガラス層を堆積する時間がかかりすぎ、ま
た最終のガラス層を堆積する場合バーナの移動速
度を24cm／分としたのは、これ以上移動速度を速
めるとガラス形成化合物が充分酸化せず、ガラス
層とならないためである。
このようにして形成したガラス材料から、光フ
アイバを紡糸して該光フアイバのコアガラス層が
50μｍとなるように堆積回数を５回、堆積総量を
19.03mm３、50回目の堆積量が0.212mm３となる条
件で石英管内にガラス層を堆積した場合、形成し
た光フアイバのコア部中心と第ｍ（50）層目と第
ｍ−１（49）層目との間に形成されたリツプルと
の間隔が2.6μｍまで減少する。このようにして
形成した光フアイバは、3GHz・Km以上の伝送帯
域を有する広帯域の光フアイバとなる。
アイバを紡糸して該光フアイバのコアガラス層が
50μｍとなるように堆積回数を５回、堆積総量を
19.03mm３、50回目の堆積量が0.212mm３となる条
件で石英管内にガラス層を堆積した場合、形成し
た光フアイバのコア部中心と第ｍ（50）層目と第
ｍ−１（49）層目との間に形成されたリツプルと
の間隔が2.6μｍまで減少する。このようにして
形成した光フアイバは、3GHz・Km以上の伝送帯
域を有する広帯域の光フアイバとなる。
以上述べたように本発明の方法によつて集束型
光フアイバを形成すれば、１層ごとにガラスの堆
積量が減少した光フアイバが得られ、コアガラス
形成層のリツプル間隔の狭い広帯域の集束型光フ
アイバが得られる利点を生じる。
光フアイバを形成すれば、１層ごとにガラスの堆
積量が減少した光フアイバが得られ、コアガラス
形成層のリツプル間隔の狭い広帯域の集束型光フ
アイバが得られる利点を生じる。
第１図は従来の光フアイバ形成用ガラス材料の
断面図及び屈折率分布図、第２図は本発明の方法
によつて光フアイバを形成する場合の装置を示す
図、第３図は本発明によつて形成されるガラスの
堆積量と加熱バーナの移動速度との関連図であ
る。 １０：クラツド層、１１，１２，１３，…ｍ：
コアガラス層、１１Ａ，１２Ａ，１３Ａ：リツプ
ル、２１：石英管、２２：加熱バーナ、２３：シ
ヤフト、２４：モータ、２５：SiCl4蒸発器、２
６：GeCl4蒸発器、２７，２８：Arガス制御用マ
スフローメータ、２９：O2供給コツク、Ｄ，
Ｆ：石英管端部。
断面図及び屈折率分布図、第２図は本発明の方法
によつて光フアイバを形成する場合の装置を示す
図、第３図は本発明によつて形成されるガラスの
堆積量と加熱バーナの移動速度との関連図であ
る。 １０：クラツド層、１１，１２，１３，…ｍ：
コアガラス層、１１Ａ，１２Ａ，１３Ａ：リツプ
ル、２１：石英管、２２：加熱バーナ、２３：シ
ヤフト、２４：モータ、２５：SiCl4蒸発器、２
６：GeCl4蒸発器、２７，２８：Arガス制御用マ
スフローメータ、２９：O2供給コツク、Ｄ，
Ｆ：石英管端部。
Claims (1)
- １ 石英管内にガラス原料の蒸気を導入し、上記
石英管の管軸方向に沿つて加熱バーナを移動さ
せ、管内で気相化学反応を行わせて、コアガラス
層を順次堆積させたのち、該石英管を中実化し
て、その後加熱延伸して光フアイバを形成する方
法において、前記コアガラス層を１層ずつ堆積す
るたびに、前記加熱バーナの移動速度を所定の割
合で速くして、前記１層ごとの堆積量を所定の割
合で減少させて中実化した場合の各ガラス層の厚
さをほぼ同一となるようにしたことを特徴とする
集束型光フアイバの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15585379A JPS5678440A (en) | 1979-11-30 | 1979-11-30 | Production of focussing type optical fiber |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15585379A JPS5678440A (en) | 1979-11-30 | 1979-11-30 | Production of focussing type optical fiber |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5678440A JPS5678440A (en) | 1981-06-27 |
| JPS6291B2 true JPS6291B2 (ja) | 1987-01-06 |
Family
ID=15614920
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15585379A Granted JPS5678440A (en) | 1979-11-30 | 1979-11-30 | Production of focussing type optical fiber |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5678440A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2286199B (en) * | 1994-01-27 | 1997-06-11 | Pirelli General Plc | A method of forming an optical fibre preform |
| NL1032140C2 (nl) * | 2006-07-10 | 2008-01-15 | Draka Comteq Bv | Werkwijze voor door middel van een inwendig damp-depositieproces vervaardigen van een optische voorvorm, alsmede een daarmee verkregen voorvorm. |
-
1979
- 1979-11-30 JP JP15585379A patent/JPS5678440A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5678440A (en) | 1981-06-27 |
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