JPS6346011B2 - - Google Patents

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JPS6346011B2
JPS6346011B2 JP3251184A JP3251184A JPS6346011B2 JP S6346011 B2 JPS6346011 B2 JP S6346011B2 JP 3251184 A JP3251184 A JP 3251184A JP 3251184 A JP3251184 A JP 3251184A JP S6346011 B2 JPS6346011 B2 JP S6346011B2
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JP
Japan
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core
clad
melting section
melt
cladding
Prior art date
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Expired
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JP3251184A
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English (en)
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JPS60176938A (ja
Inventor
Naryuki Mitachi
Shiro Takahashi
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/01Manufacture of glass fibres or filaments
    • C03B37/012Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
    • C03B37/01265Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments starting entirely or partially from molten glass, e.g. by dipping a preform in a melt
    • C03B37/01268Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments starting entirely or partially from molten glass, e.g. by dipping a preform in a melt by casting

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は光フアイバ用プリフオームの製造方法
に関するものである。
〔従来技術〕
従来の光フアイバは二酸化珪素(SiO2)を主
構成素材としている。かかるSiO2系光フアイバ
では既に0.2dB/Kmの低損失化が宮らによつて達
成されている〔Electron.Lett.、15、106(1979)〕。
この光フアイバの損失限界は、レーリー散乱損失
と赤外吸収損失とによつて決定されている。レー
リー散乱は波長の4乗に逆比例し、従つて長波長
域ほど小さくなる。
ところで、ある種のハロゲン化物では石英より
もより長波長の光を透過し、かつレーリー散乱も
より長波長では石英の1.5μmよりも小さくなる可
能性のあることが示唆されている〔D.A.Pinnow
etal.、Appl.Phys.Lett.、33、28(1978)〕。これら
のハロゲン化物の中では、フツ化物ガラスが最も
有望な超低損失用光フアイバ素材として注目され
てきており、0.001dB/Kmの低損失化が期待され
ている。
フツ化物光フアイバ用プリフオームの作製法と
しては、三田地らの提案したビルドイン キヤス
テイング(Build−in Casting)法、すなわち黄
銅製鋳型にクラツド融液をキヤステイングし、即
座に鋳型を倒立させて中央部の未固化物を流し出
し、形成された中空部にコア融液をキヤステイン
グして、コア・クラツドの導波構造を形成する方
法〔Electron.Lett.、18、170(1982)〕や、Tran
らの提案したローテーシヨナル キヤステイング
(Rotational Casting)、すなわち回転する鋳型に
クラツド融液を流し込み、生じた中空部にコア融
液を流し込んでコア・クラツドの導波構造を形成
する方法〔Electron.Lett.、18、657(1982)〕があ
る。
フツ化物ガラスの温度−粘性曲線は極めて急峻
であり、高温域では結晶化しやすい。従つて、
SiO2系ガラスのプリフオーム形成法であるVAD
法やCVD法はフツ化物ガラスのプリフオーム形
成には適用不可能である。そのために、上述した
ようなBuild−in Casting法やRotational
Casting法が開発されてきた訳である。しかし、
100m以上の長尺フアイバでの低損失化は未だ成
し得ていない。長尺化を図つてかつ低損失化を実
現するためには、散乱体の発生の少ないプリフオ
ームを作製するプロセスの開発が要望されている
現状にある。
〔目 的〕
本発明は前述した現状に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、低粘性のガラスを用いる光フ
アイバ用プリフオームの製造にあたつて、長尺か
つ低損失な光フアイバ作製のためのプリフオーム
の製造方法を提供することにある。
〔発明の構成〕
かかる目的を達成するために、本発明では、コ
ア溶融部および該コア溶融部を取り囲んで配置し
たクラツド溶融部からなる溶融部と前記コア溶融
部およびクラツド溶融部にそれぞれ連なる二重構
造のキヤステイング用ノズルとを有する二重るつ
ぼを用い、前記コア溶融部およびクラツド溶融部
でそれぞれ個別に溶融させたコアガラス融液およ
びクラツドガラス融液を鋳型に同時にキヤステイ
グして固化させ、コア−クラツドの導波構造を有
するプリフオームを形成することを特徴とする。
〔実施例〕
以下、本発明を図面を参照し実施例に基づいて
説明する。
実施例 1 第1A図および第1B図は本実施例で用いた金
製二重るつぼを示すものである。ここで、1はコ
ア溶融部、2はコア溶融部1を取り囲んで配置し
たクラツド溶融部であり、両者により金製の二重
るつぼ構造を形成する。3はコア溶融部1に連な
るコア融液キヤステイングノズル、4はクラツド
溶融部2に連なるクラツド融液キヤステイングノ
ズル、5はクラツド溶融部2の側壁に設けた融液
流出防止壁である。
かかる金製二重るつぼを用いてプリフオームを
作製するにあたつて、本実施例では、まず、
32.01BaF2−3.88GdF3−61.11ZrF4−3AlF3(mol
%)の組成よりなる混合物41.42gにNH4F−
HF24gを混合したものを第1図のコア溶融部1
に投入した。次に、30.69BaF2−3.72GdF3
58.59ZrF4−7AlF3(mol%)の組成よりなる混合
物58.72gにNH4F−HF30gを混合したものを第
1図のクラツド溶融部2に投入した。この二重る
つぼの上に金製のふたを載せてAr雰囲気下で1
時間にわたつて400℃に加熱した。この加熱によ
りあらかじめ原料中に混合したNH4F・HFが分
解し、それにより生じたHFガスによつて原料中
に含まれる酸化物をフツ素化した。その後さらに
900℃で2時間にわたり二重るつぼを加熱してコ
アおよびガラス融液を得た。
次に、第2図に示すように、黄銅製の円筒から
成りその中空部内側に金メツキを施した鋳型6を
260℃に予加熱し、その中空部内にコア融液およ
びクラツド融液を二重るつぼのキヤステイングノ
ズル3および4からそれぞれ同時にキヤステイン
グして流し込んだ。ここで、鋳型6は縦方向に3
つに分割可能であり、リング7および底リング8
により一体化されて固定されている。流し込まれ
たコアおよびクラツド融液9および10が固化し
た後は、リング7および底リング8を外すことに
より、鋳型6を分割して、その内部に形成されて
いるプリフオームを取り出す。
得られたプリフオームは、外径が9φ、コア径
が4φ、長さが250mmであつた。これにテフロン
FEP管をコートして線引きして得た光フアイバ
の比屈折率差は0.25%、コア径は67μm、クラツ
ド径は151μmであつた。
この場合に得られた伝送損失特性は第3図の曲
線11に示すようになり、最低損失値は波長2.1μ
mにおいて6.5dB/Kmであり、光フアイバ全体の
散乱損失が低いため、300mのフアイバ長でも測
定可能であつた。また、コア−クラツド界面の形
成が空気中の水蒸気の攻撃を受けずに進行するの
で、OH基の混入が避けられ、3μmの吸収値は
Build−in Casting法等で得られた光フアイバに
比べ1/20以下に減少していた。このように、本実
施例の二重るつぼキヤステイングはフツ化物光フ
アイバの低損失化、長尺化およびOH混入防止に
極めて有利なことがわかつた。
実施例 2 本実施例で用いた金製二重るつぼの構造を第4
A図〜第4D図に示す。ここで、12はコア溶融
部、13はコア溶融部12を取り囲んで配置した
クラツド溶融部であり、両者により金製の二重る
つぼ構造を形成する。14はコア溶融部12に連
なるコア融液キヤステイングノズル、15はクラ
ツド溶融部13に連なるクラツド融液キヤステイ
ングノズル、16はコア溶融部12に対するコア
ガラス混合物原料投入口、17はクラツド溶融部
13に対するクラツドガラス混合物原料投入口、
18はノズル14および15のふたである。
この実施例で用いた金製二重るつぼは、キヤス
テイングノズル14および15が原料投入口17
および18より上方にあるために大量の原料を溶
融させることが可能であり、長尺のプリフオーム
が得られるという利点がある。
実施例1と同様の組成のコアおよびクラツドの
混合物原料をコアガラス混合物原料投入口16お
よびクラツドガラス混合物原料投入口17よりそ
れぞれコア溶融部12およびクラツド溶融部13
に導入して実施例1と同様の条件で加熱溶融し
た。次に、ふた18をはずしてコア融液キヤステ
イングノズル14およびクラツド融液キヤステイ
ングノズル15より、実施例1と同様に、第2図
に示した黄銅製鋳型6に同時にキヤステイングし
てプリフオームを得た。
このプリフオームより得られた光フアイバの損
失特性は実施例1と同程度の特性を有し、散乱体
の発生がやはり小さいことがわかり、フツ化物光
フアイバの低損失かつ長尺化およびOH混入防止
に極めて有利なことがわかつた。
実施例 3 本実施例で用いた金製のキヤステイングるつぼ
を第5A図〜第5E図に示す。ここで、19はコ
アガラス溶融部、20はクラツドガラス溶融部、
21はコア融液液溜め部、22はクラツド融液液
溜め部、23はコアガラス溶融部19とコア融液
液溜め部21との連結管、24はクラツドガラス
溶融部20とクラツド融液液溜め部22との連結
管、25はコア融液液溜め部21に連なるコア融
液キヤステイングノズル、26はクラツド融液液
溜め部22に連なるクラツド融液キヤステイング
ノズル、27はノズル25および26のふたであ
る。
この二重るつぼでは、原料が溶融してから液溜
め部21および22に流れこむので、原料を溶融
する時に溶融部19および20の上部の壁面に付
着する結晶性の散乱体がキヤステイング時にとり
込まれず、従つて低損失なフアイバが得られる利
点がある。
実施例1と同様の組成のクラツドおよびコアの
混合物をコアガラス溶融部19およびクラツドガ
ラス溶融部20に導入して実施例1と同様の加熱
溶融条件で溶融した。その後に連結管23および
24で各融液をコアおよびクラツド液溜め部21
および22にそれぞれ導き、次にふた27をはず
してキヤステイングノズル24および25から、
それぞれ、実施例1と同様に、第2図示の黄銅製
鋳型6に同時にキヤステイングしてプリフオーム
を作製した。
得られたプリフオームは実施例1および2の場
合よりもさらに散乱体が少なく、600mの光フア
イバ長で実施例1および2と同様の低損失値が得
られた。
なお、上述した実施例1、2および3ではるつ
ぼの材質は金としたが、るつぼを金だけではなく
白金で形成しても同様の結果が得られた。1000℃
以上の高温加熱を行う場合には白金の方が有効で
あつた。
〔効 果〕
以上説明したように、本発明によれば、二重る
つぼキヤステイングによつてプリフオームを製造
するので、フツ化物ガラスのような低粘性ガラス
を用いてプリフオームを製造するにあたつて、そ
のキヤステイング条件は二重構造のノズル先端で
のガラスの温度と鋳型で決定されるので、コア−
クラツドの界面をスムースにかつ一定の条件で形
成でき、しかもまた、空気中のOH基のコア−ク
ラツド界面への攻撃を防ぎながら形成できる。従
つて、本発明によれば、均一かつ低散乱で低損失
であり、しかも低OHのフツ化物光フアイバのプ
リフオーム形成に極めて有利である。
さらにまた、コアノズルを細径にし、コアおよ
びクラツドの組成も適当に調節することにより、
単一モードから多モードのステツプ型光フアイバ
を製造したり、あるいは二重構造ノズルのクラツ
ド融液キヤステイングノズルをコア融液キヤステ
イングノズルに対して長くすることによりコアお
よびクラツド融液の接液部分を長くしてグレーデ
ツド型フアイバを製造することも可能である。さ
らにまた、白金製るつぼを用いることによつて、
他の酸化物ガラスやカルコゲナイドガラスによる
光フアイバにも本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
第1A図および第1B図は本発明の一実施例で
用いた金製二重るつぼを示す、それぞれ、縦断面
図および横断面図、第2図は本発明の一実施例に
おけるキヤステイングの説明図、第3図は本発明
の一実施例で得られたフツ化物光フアイバの伝送
損失特性曲線図、第4A図は本発明の他の実施例
で用いた金製二重るつぼを示す縦断面図、第4B
図、第4C図および第4D図は、それぞれ、第4
A図のB−B線、C−C線およびD−D線横断面
図、第5A図は本発明の更に他の実施例で用いた
金製のキヤステイングるつぼを示す縦断面図、第
5B図、第5C図、第5D図および第5E図は、
それぞれ、第5A図のB−B線、C−C線、D−
D線およびE−E線横断面図である。 1……コア溶融部、2……クラツド溶融部、3
……コア融液キヤステイングノズル、4……クラ
ツド融液キヤステイングノズル、5……融液流出
防止壁、6……黄銅製分割鋳型、7……リング、
8……底リング、9……コア部、10……クラツ
ド部、11……伝送損失曲線、12……コア溶融
部、13……クラツド溶融部、14……コア融液
キヤステイングノズル、15……クラツド融液キ
ヤステイングノズル、16……コアガラス混合物
原料投入口、17……クラツドガラス混合物原料
投入口、18……ふた、19……コアガラス溶融
部、20……クラツドガラス溶融部、21……コ
アガラス液溜め部、22……クラツドガラス液溜
め部、23,24……連結管、25……コア融液
キヤステイングノズル、26……クラツド融液キ
ヤステイングノズル、27……ふた。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 コア溶融部および該コア溶融部を取り囲んで
    配置したクラツド溶融部からなる溶融部と前記コ
    ア溶融部およびクラツド溶融部にそれぞれ連なる
    二重構造のキヤステイング用ノズルとを有する二
    重るつぼを用い、前記コア溶融部およびクラツド
    溶融部でそれぞれ個別に溶融させたコアガラス融
    液およびクラツドガラス融液を鋳型に同時にキヤ
    ステイングして固化させ、コア−クラツドの導波
    構造を有するプリフオームを形成することを特徴
    とする光フアイバ用プリフオームの製造方法。
JP3251184A 1984-02-24 1984-02-24 光フアイバ用プリフオ−ムの製造方法 Granted JPS60176938A (ja)

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US5106400A (en) * 1990-09-10 1992-04-21 Corning Incorporated Casting core/clad glass preforms method and apparatus
EP0738690B1 (en) * 1995-04-19 2001-06-13 Corning Incorporated Method and device for manufacturing a rod of a material having a cross-sectional composition gradient
FR2841157B1 (fr) * 2002-06-21 2004-08-13 Umicore Ir Glass Enceinte reactionnelle pour la preparation de preformes pour fibres optiques

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