JPS63162538A - 石英系ロツドレンズの製造方法 - Google Patents
石英系ロツドレンズの製造方法Info
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- JPS63162538A JPS63162538A JP31363686A JP31363686A JPS63162538A JP S63162538 A JPS63162538 A JP S63162538A JP 31363686 A JP31363686 A JP 31363686A JP 31363686 A JP31363686 A JP 31363686A JP S63162538 A JPS63162538 A JP S63162538A
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- C03B2207/62—Distance
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。
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」
この発明は、光通信における光の分岐、分波、結合の際
などに使用される石英系ロッドレンズの製造方法に関す
るものである。
などに使用される石英系ロッドレンズの製造方法に関す
るものである。
「従来の技術」
従来、上述のような目的に使用されるロッドレンズとし
ては、多成分系のものが提供されている。
ては、多成分系のものが提供されている。
この多成分系ロッドレンズは、多成分系光ファイバと同
じく周知の二重るつぼ法などにより製造されている。ま
た、この製造中、例えば成分として含有したＴＩ＋とＮ
Ｘとのイオン交換を行なうことによりグレーデッド形の
ロッドレンズも得られている。
じく周知の二重るつぼ法などにより製造されている。ま
た、この製造中、例えば成分として含有したＴＩ＋とＮ
Ｘとのイオン交換を行なうことによりグレーデッド形の
ロッドレンズも得られている。
しかし、上記のような多成分系ロッドレンズは、耐熱性
や耐放射線性が十分とはいえず、火炎の観察などの高温
条件下や原子炉内などの高放射線環境下で使用すると著
しい劣化を起こすために使用できない欠点があった。
や耐放射線性が十分とはいえず、火炎の観察などの高温
条件下や原子炉内などの高放射線環境下で使用すると著
しい劣化を起こすために使用できない欠点があった。
そこで、こうした特殊条件下でも使用できるものとして
、石英系ロッドレンズを製造する試みらなされている。
、石英系ロッドレンズを製造する試みらなされている。
石英系ロッドレンズは原理的には石英系ファイバと同様
にＭＣＶＤ法（山付は法）、外付は法、ＶＡＤ法によっ
て製造することができる。これらの製造法は、いずれ、
も原料のＳ ｉｃ １．、ＧｅＣｌ４、ＰＯＣｌ３など
を酸水素炎中に導入するなどの加熱条件下で熱酸化反応
あるいは火炎加水分解反応により各々５ｉＯｓ、Ｇ ｅ
Ｏ２、Ｐ２Ｏ．などのガラス微粒子とし、これを出発
母材に堆積してプリフォームを作り、ついでこのプリフ
ォームを加熱して透明化し、ついで所定の径に線引きし
てガラスロッドとし、ついでこのガラスロッドを所定の
ピッチに切断、研磨する工程により製造される。
にＭＣＶＤ法（山付は法）、外付は法、ＶＡＤ法によっ
て製造することができる。これらの製造法は、いずれ、
も原料のＳ ｉｃ １．、ＧｅＣｌ４、ＰＯＣｌ３など
を酸水素炎中に導入するなどの加熱条件下で熱酸化反応
あるいは火炎加水分解反応により各々５ｉＯｓ、Ｇ ｅ
Ｏ２、Ｐ２Ｏ．などのガラス微粒子とし、これを出発
母材に堆積してプリフォームを作り、ついでこのプリフ
ォームを加熱して透明化し、ついで所定の径に線引きし
てガラスロッドとし、ついでこのガラスロッドを所定の
ピッチに切断、研磨する工程により製造される。
「発明が解決しようとする問題点」
上記のようにして製造されたロッドレンズは、その断面
を調べてみると屈折率の高い層と低い層とが年輪状に積
層された屈折率ゆらぎが存在していることがわかる。こ
の屈折率ゆらぎは、５ｉｆｔなどのガラス微粒子を蓄積
してプリフォームを作るときに生じる。これは屈折率を
増加させるドーパントであるＱｅ０２の固溶特性が温度
依存性を持っていることに起因する。第２図はこうした
プリフォームにおける年輪状の屈折率ゆらぎの一例を示
す図であって、上述の製造方法により作られたプリフォ
ームは、その半径ａ方向に沿ってＧｅ０ｔ含有量が多く
屈折率が高い層と、Ｇｅ Ｏを含有量がわずかで屈折率
が低い層とが多数積層された状態になっている。この屈
折率ゆらぎの幅すは、プリフォームを細く引き伸ばすこ
とによって縮小し、光ファイバを作成するときには屈折
率ゆらぎ幅すが光学的な分解能（約１μｍ）以下となる
ために、光信号伝送に影響を及ぼさない。図中の点線は
、プリフォームを細く引き延ばして光ファイバとしたと
きの屈折率分布を示すものである。一方ロツドレンズは
、太さ寸法が１ｍｍ〜２ｍｍ程度と光ファイバに比べは
るかに太いために、屈折率ゆらぎ幅すが光学的な分解能
以上となり、この屈折率ゆらぎにより光信号が回折を起
こすために、ロッドレンズ内に光信号が良好に伝送でき
ないという欠点があった。
を調べてみると屈折率の高い層と低い層とが年輪状に積
層された屈折率ゆらぎが存在していることがわかる。こ
の屈折率ゆらぎは、５ｉｆｔなどのガラス微粒子を蓄積
してプリフォームを作るときに生じる。これは屈折率を
増加させるドーパントであるＱｅ０２の固溶特性が温度
依存性を持っていることに起因する。第２図はこうした
プリフォームにおける年輪状の屈折率ゆらぎの一例を示
す図であって、上述の製造方法により作られたプリフォ
ームは、その半径ａ方向に沿ってＧｅ０ｔ含有量が多く
屈折率が高い層と、Ｇｅ Ｏを含有量がわずかで屈折率
が低い層とが多数積層された状態になっている。この屈
折率ゆらぎの幅すは、プリフォームを細く引き伸ばすこ
とによって縮小し、光ファイバを作成するときには屈折
率ゆらぎ幅すが光学的な分解能（約１μｍ）以下となる
ために、光信号伝送に影響を及ぼさない。図中の点線は
、プリフォームを細く引き延ばして光ファイバとしたと
きの屈折率分布を示すものである。一方ロツドレンズは
、太さ寸法が１ｍｍ〜２ｍｍ程度と光ファイバに比べは
るかに太いために、屈折率ゆらぎ幅すが光学的な分解能
以上となり、この屈折率ゆらぎにより光信号が回折を起
こすために、ロッドレンズ内に光信号が良好に伝送でき
ないという欠点があった。
この発明は上記の問題点を解消し、耐熱性や耐放射線性
が優れ、しかも光信号を良好に伝送できる石英系ロッド
レンズの製造方法を提供することを目的とする。
が優れ、しかも光信号を良好に伝送できる石英系ロッド
レンズの製造方法を提供することを目的とする。
「問題点を解決するための手段」
この発明は、ＶＡＤ法による石英系ロッドレンズの製造
方法において、出発母材の先端の直下にガラス微粒子生
成用のバーナを配し、上記出発母材に付着したスート中
のＰ２Ｏ．含有量を １０〜１８重量部とし、かつ上記
出発母材の回転数を５０〜７０ ｒ、ｐ、ｍとすること
を特徴とするものである。
方法において、出発母材の先端の直下にガラス微粒子生
成用のバーナを配し、上記出発母材に付着したスート中
のＰ２Ｏ．含有量を １０〜１８重量部とし、かつ上記
出発母材の回転数を５０〜７０ ｒ、ｐ、ｍとすること
を特徴とするものである。
以下、この発明を図面を参照して詳しく説明する。第１
図はこの発明の製造方法を実施するに好適な装置の一例
を示す図である。いま、この製造装置では、出発母材ｌ
の先端２の直下に配されたガラス微粒子生成用のバーナ
３に酸素および水素が供給され、出発母材の先端に向け
て酸素−水素火炎を発生させていると共に、５ｉＣ１い
ＧｅＣｌ４、ＰＯＣＩｓ等のガラス原料が、気体Ａの状
態で上記火炎中に供給されている状態にある。この気体
Ａは、酸素−水素火炎中での熱酸化反応あるいは火炎加
水分解反応により、各々 ５ｉＯｚ、Ｇｅ０ｔ、Ｐ ｔ
Ｏｓなどのガラス微粒子（スート）となり出発母材１
に付着する。このスート中のＰ２Ｏ５の含有量は、１０
〜１８重量部になっている。出発母材ｌは、５０〜７０
ｒ、ｐ、ｍの範囲内にある一定の速度プ同自；１プ松
ｌ＾ μ叩ゼ→フ鳥結ヱルイ什善１１プートプリフォー
ム４となる。このスートプリフォーム４は、回転しなが
ら徐々に上昇しており、その先端とバーナ３とが常に一
定間隔を保つように調整されている。この操作により所
定の太さ寸法を持った円柱状のスートプリフォーム４が
得られる。こうして得られたスートプリフォーム４は、
ＣＬあるいはＳ ＯＣ１ｆｆｉ雰囲気中、約８００℃の
条件下で脱水処理される。ついでこのスートプリフす
。
図はこの発明の製造方法を実施するに好適な装置の一例
を示す図である。いま、この製造装置では、出発母材ｌ
の先端２の直下に配されたガラス微粒子生成用のバーナ
３に酸素および水素が供給され、出発母材の先端に向け
て酸素−水素火炎を発生させていると共に、５ｉＣ１い
ＧｅＣｌ４、ＰＯＣＩｓ等のガラス原料が、気体Ａの状
態で上記火炎中に供給されている状態にある。この気体
Ａは、酸素−水素火炎中での熱酸化反応あるいは火炎加
水分解反応により、各々 ５ｉＯｚ、Ｇｅ０ｔ、Ｐ ｔ
Ｏｓなどのガラス微粒子（スート）となり出発母材１
に付着する。このスート中のＰ２Ｏ５の含有量は、１０
〜１８重量部になっている。出発母材ｌは、５０〜７０
ｒ、ｐ、ｍの範囲内にある一定の速度プ同自；１プ松
ｌ＾ μ叩ゼ→フ鳥結ヱルイ什善１１プートプリフォー
ム４となる。このスートプリフォーム４は、回転しなが
ら徐々に上昇しており、その先端とバーナ３とが常に一
定間隔を保つように調整されている。この操作により所
定の太さ寸法を持った円柱状のスートプリフォーム４が
得られる。こうして得られたスートプリフォーム４は、
ＣＬあるいはＳ ＯＣ１ｆｆｉ雰囲気中、約８００℃の
条件下で脱水処理される。ついでこのスートプリフす
。
−ム４は更に加熱され透明なガラスプリフォーム５とな
る。ついでこのガラスプリフォーム５をカーボン製抵抗
加熱炉で約２０００℃に加熱した後、所定の径に線引き
し、ガラスロッドとする。ついでこのガラスロッドを所
定のピッチに切断し、また必要箇所を研磨する。これに
よって目的とする石英系ロッドレンズが得られる。
る。ついでこのガラスプリフォーム５をカーボン製抵抗
加熱炉で約２０００℃に加熱した後、所定の径に線引き
し、ガラスロッドとする。ついでこのガラスロッドを所
定のピッチに切断し、また必要箇所を研磨する。これに
よって目的とする石英系ロッドレンズが得られる。
このようにして製造されたロッドレンズの特徴としては
、１０−１８重量部のＰ２Ｏ，を含有していること、お
よび年輪状の屈折率ゆらぎがほとんど無く、ロッドレン
ズの太さ寸法を１ｍｎ＋〜２ｍｍ程度としても回折によ
る光信号の伝送妨害が起きないことである。
、１０−１８重量部のＰ２Ｏ，を含有していること、お
よび年輪状の屈折率ゆらぎがほとんど無く、ロッドレン
ズの太さ寸法を１ｍｎ＋〜２ｍｍ程度としても回折によ
る光信号の伝送妨害が起きないことである。
この発明の製造方法により、ロッドレンズの屈折率ゆら
ぎを防止できる要因について説明する。
ぎを防止できる要因について説明する。
その第１の点は、出発母材の先端の直下にガラス微粒子
生成用のバーナを配したことにより、スートプリフォー
ムの成長部分に対する温度分布の均一化を計った点であ
る。前述した通り、屈折率ゆらぎの原因は、ＧｅＯｘの
固溶特性が温度依存性を持っていることに起因するが、
上記バーナの配置方法によりスートプリフォーム先端の
温度分布をある程度均一化することができる。このとき
バーナは、酸素−水素火炎がスートプリフォーム先端部
全体に当たる大きさになるものが特に好適に使用される
。
生成用のバーナを配したことにより、スートプリフォー
ムの成長部分に対する温度分布の均一化を計った点であ
る。前述した通り、屈折率ゆらぎの原因は、ＧｅＯｘの
固溶特性が温度依存性を持っていることに起因するが、
上記バーナの配置方法によりスートプリフォーム先端の
温度分布をある程度均一化することができる。このとき
バーナは、酸素−水素火炎がスートプリフォーム先端部
全体に当たる大きさになるものが特に好適に使用される
。
第２の点は、スート中のＰ２Ｏ５含有量を１０〜１８重
量部とした点である。Ｐ ２０ ｓを１０〜１８重量部
含んだスートは、これを含有しない５ｉｆｔ−ＧｅＯｔ
のスートをスートプリフォームにディポジションすると
きよりも低温でディポジションすることができ、ディポ
ジション温度を低くすることによってＳｉＯ２中のドー
パントの偏りが減少してプリフォームに生成する屈折率
ゆらぎの高低差を減少させることができる。このとき、
Ｐ２Ｏ．含有量がＩＯＭ量部辺部以下ディポジション温
度を低下させる目的を達しえず、またＰ２Ｏ，含有量が
１８重量部以上だと屈折率分布の均一化か進行して、良
好なグレーデッド型ロッドレンズか作成できなくなる。
量部とした点である。Ｐ ２０ ｓを１０〜１８重量部
含んだスートは、これを含有しない５ｉｆｔ−ＧｅＯｔ
のスートをスートプリフォームにディポジションすると
きよりも低温でディポジションすることができ、ディポ
ジション温度を低くすることによってＳｉＯ２中のドー
パントの偏りが減少してプリフォームに生成する屈折率
ゆらぎの高低差を減少させることができる。このとき、
Ｐ２Ｏ．含有量がＩＯＭ量部辺部以下ディポジション温
度を低下させる目的を達しえず、またＰ２Ｏ，含有量が
１８重量部以上だと屈折率分布の均一化か進行して、良
好なグレーデッド型ロッドレンズか作成できなくなる。
第３の点は、出発母材（スートプリフォーム）の回転数
を ５０〜７０ ｒ、ｐ、ｍとした点である。従来の
ＶＡＤ法は、スートプリフォームの回転数を２５ ｒ、
ｐ、ｍ程度として製造していたか、スートプリフォーム
の回転数を５０〜７０ ｒ、ｐ、ｍとすることにより、
スートプリフォームのディポジション部分の温度分布が
均一化され、ＳｉＯ２中のドーパントの偏りを軽減し、
屈折率ゆらぎの高低差を減少させることができる。スー
トプリフォームの回転数が５ Ｏｒ、ｐ、＋ｎ以下だと
スートプリフォームの温度分布を均一化する効果が出に
＜＜、また回転数を７０ ｒ、ｐ、ｍ以上にするとスー
トのディポジション速度が遅すぎて生産性が悪くなると
共に、スートプリフォームの温度の均一化が更に進行し
、良好なグレーデッド型ロッドレンズが製造できなくな
る。
を ５０〜７０ ｒ、ｐ、ｍとした点である。従来の
ＶＡＤ法は、スートプリフォームの回転数を２５ ｒ、
ｐ、ｍ程度として製造していたか、スートプリフォーム
の回転数を５０〜７０ ｒ、ｐ、ｍとすることにより、
スートプリフォームのディポジション部分の温度分布が
均一化され、ＳｉＯ２中のドーパントの偏りを軽減し、
屈折率ゆらぎの高低差を減少させることができる。スー
トプリフォームの回転数が５ Ｏｒ、ｐ、＋ｎ以下だと
スートプリフォームの温度分布を均一化する効果が出に
＜＜、また回転数を７０ ｒ、ｐ、ｍ以上にするとスー
トのディポジション速度が遅すぎて生産性が悪くなると
共に、スートプリフォームの温度の均一化が更に進行し
、良好なグレーデッド型ロッドレンズが製造できなくな
る。
以下、この発明の実施例を記す。
「実施例」
この発明の製造方法にもとずいて石英系ロッドレンズの
製造を行なった。製造条件は以下の通りである。
製造を行なった。製造条件は以下の通りである。
バーナ位置・・・出発母材の先端の直下Ｐ２Ｏ．含有量
・・・１５％ 出発母材回転数・・・６０ ｒ、ｐ、ｍまた、従来の
製造方法により石英系ロッドレンズを製造し比較例とし
た。製造条件は以下の通りである。
・・・１５％ 出発母材回転数・・・６０ ｒ、ｐ、ｍまた、従来の
製造方法により石英系ロッドレンズを製造し比較例とし
た。製造条件は以下の通りである。
バーナ位置・・・出発母材の先端に対して４５゜Ｐ２Ｏ
．含有量・・・ ０％ 出発母材回転数・・・３０ ｒ、ｐ、ｍ上記の実施例
および比較例とも２ｍｍ外径のロッドレンズを製造した
。この実施例のロッドレンズと比較例のロッドレンズに
同一の光信号を伝送し、その際の結合損失を測定してそ
の性能を比較した。
．含有量・・・ ０％ 出発母材回転数・・・３０ ｒ、ｐ、ｍ上記の実施例
および比較例とも２ｍｍ外径のロッドレンズを製造した
。この実施例のロッドレンズと比較例のロッドレンズに
同一の光信号を伝送し、その際の結合損失を測定してそ
の性能を比較した。
その結果、比較例のロッドレンズは結合損失が１０ｄＢ
であったのに対し、実施例のロッドレンズは結合損失が
３ｄＢであった。
であったのに対し、実施例のロッドレンズは結合損失が
３ｄＢであった。
「発明の効果」
この発明の石英系ロッドレンズの製造方法は、プリフォ
ーム製造の際に屈折率ゆらぎの生成を防止することがで
きるので、光信号の伝送か良好にでき、しかし耐熱性、
耐放射線特性の優れた石英系ロッドレンズを製造するこ
とができる。
ーム製造の際に屈折率ゆらぎの生成を防止することがで
きるので、光信号の伝送か良好にでき、しかし耐熱性、
耐放射線特性の優れた石英系ロッドレンズを製造するこ
とができる。
第１図はこの発明の実施に好適な装置の一例を示す概略
斜視図、第２図は従来の製造方法により製造したプリフ
ォームの屈折率ゆらぎを説明するグラフである。 １・・・出発母材 ３・・・バーナ
斜視図、第２図は従来の製造方法により製造したプリフ
ォームの屈折率ゆらぎを説明するグラフである。 １・・・出発母材 ３・・・バーナ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ＶＡＤ法による石英系ロッドレンズの製造方法において
、 出発母材の先端の直下にガラス微粒子生成用のバーナを
配し、上記出発母材に付着したスート中のＰ＿２Ｏ＿５
含有量を１０〜１８重量部とし、かつ上記出発母材の回
転数を５０〜７０ｒ．ｐ．ｍとすることを特徴とする石
英系ロッドレンズの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31363686A JPS63162538A (ja) | 1986-12-24 | 1986-12-24 | 石英系ロツドレンズの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31363686A JPS63162538A (ja) | 1986-12-24 | 1986-12-24 | 石英系ロツドレンズの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63162538A true JPS63162538A (ja) | 1988-07-06 |
Family
ID=18043702
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31363686A Pending JPS63162538A (ja) | 1986-12-24 | 1986-12-24 | 石英系ロツドレンズの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63162538A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH054829A (ja) * | 1991-06-24 | 1993-01-14 | Fujikura Ltd | シリカ系ガラスロツドレンズの製造方法 |
| JP2004315351A (ja) * | 2003-04-03 | 2004-11-11 | Asahi Glass Co Ltd | ＴｉＯ２を含有するシリカガラスおよびＥＵＶリソグラフィ用光学部材 |
| JP2013177299A (ja) * | 2003-04-03 | 2013-09-09 | Asahi Glass Co Ltd | ＴｉＯ２を含有するシリカガラスの製造方法 |
-
1986
- 1986-12-24 JP JP31363686A patent/JPS63162538A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH054829A (ja) * | 1991-06-24 | 1993-01-14 | Fujikura Ltd | シリカ系ガラスロツドレンズの製造方法 |
| JP2004315351A (ja) * | 2003-04-03 | 2004-11-11 | Asahi Glass Co Ltd | ＴｉＯ２を含有するシリカガラスおよびＥＵＶリソグラフィ用光学部材 |
| JP2013177299A (ja) * | 2003-04-03 | 2013-09-09 | Asahi Glass Co Ltd | ＴｉＯ２を含有するシリカガラスの製造方法 |
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