JPS6360123A - シングルモ−ド型光フアイバ用多孔質母材の製造方法 - 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】 「産業上の利用分野ｊ 本発明は、気相軸付法（ＶＡＤ法）を介して、シングル
モード型光ファイバ用の多孔質母材を製造する方法に関
する。

「従来の技術１ 周知の通り、シングルモード型光ファイバ用の多孔質母
材を製造する手段として、ＶＡＤ法が広く採用されてお
り、かかるＶＡＤ法により作製された多孔質母材は、そ
の後の脱水処理、透明ガラス化処理を経て透明ガラス母
材となり、その透明ガラス母材が加熱延伸により紡糸さ
れてシングルモード型の光ファイバとなる。

−・般に、シングルモード型光ファイバでは、光の通る
部分がコアのみでないため、水分、金属イオン等を含ま
ない、しかも、コアの４〜８倍あるクラッドが必要とさ
れており、これを満足させないとき、光伝送特性などが
低下する。

したがって、Ｌ２多孔質母材を作製するとき、その品質
保持の観点からコア用多孔質部、クラッド用多孔質部を
同一のＶＡＤ法により同時合成しており、さらに脱水処
理、透明ガラス化処理に際しての保守、経済性の観点か
ら、多孔質母材の外径を１００■■φ前後としている。

このような理由から、上記多孔質母材におけるコア用多
孔質部の外径は、これを１０〜２０鳳■φに設定し、そ
の径を大きくする場合でも２５ｍ脂φ程度にとどめてお
り、一方、クラッド用多孔質部／コア用多孔質部の外径
比は、これを４以上に設定している。

ｒ発明が解決しようとする問題点ｊ 上述した従来例の場合、クラッド用多孔質部／コア用多
孔質部の外径比を４以上に設定しているため、これをＶ
ＡＤ法により合成して作製するとき、二本以上のクラッ
ド合成用バーナが必要となり、そのため装置構成、バー
ナ制御等を含めた母材製造システムが複雑化し、しかも
、各クラッド合成用バーナを介して生成されたガラス微
粒子の堆積状況に粗密が生じるため、クラッド用多孔質
部にクラックが発生しやすくなる。

また、コア用多孔質部の外径が２５＋ｓｍφ以下と小さ
いため、屈折率プロファイルの制御がむずかしく５例え
ば、第一クラッド合成用バーナによる焼きしめ作用が影
響して、コアとクラッドとの界面に角（ツノ）状に突出
した屈折率異常が生じるほか、コア用多孔質部がＳ　１
０２−ＧｅＯ２．クラッド用多孔質部がＳ　ｉ０２から
なる多孔質母材を脱水、透明ガラス化する際の熱履歴に
より、ＧｅＯ２がコア側からクラッド側に拡散するため
、コアからクラッドにわたる屈折率プロファイルが裾引
き状に弯曲してしまい、明快なステップ型の屈折率分布
が得られない。

本発明は上記の問題点に鑑み、屈折率分布の良好なシン
グルモード型光ファイバを得ることのできる多孔質母材
が、歩留まりよく製造できる方法を提供しようとするも
のである。

ｒ問題点を解決するための手段Ｊ 本発明は所期の目的を達成するため、コア用多孔質部が
Ｓ　１０２−ＧｅＯ２からなり、クラッド用多孔質部が
Ｓ　ｉ０２からなるシングルモード型光ファイバ用多孔
質母材を、気相軸付法により製造する方法において、コ
ア用多孔質部の外径を３０腸■φ以上につくり、そのコ
ア用多孔質部の外周にクラッド用多孔質部をつくること
を特徴とする。

ｒ作用Ｊ シングルモード型光ファイバ用の多孔質母材において、
その多孔質母材の外径（＝クラッド用多孔質部の外径）
をＬｌとし、コア用多孔質部の外径をＬ２とし、クラッ
ド用多孔質部の厚さをｔとした場合、　Ｌｌを一定とし
てＬ２を大きくすれば、これに反比例してｔが小さくな
る。

したがって、気相軸付法（ＶＡＤ法）を介してコア用多
孔質部をつくるとき１本発明のごとくコア用多孔質部を
大径化（外径３０腸層φ以上）した場合、これに応じて
クラッド用多孔質部の厚さが小さくなる。

その結果、−本のクラッド合成用バーナにてクラッド用
多孔質部が作製できるようになり、二本以とのクラッド
合成用バーナを用いる場合のけ材製造システムの複雑化
、クラックの発生、角状の屈折率異常などが回避できる
。

一方、コア用多孔質部がＳｉＯ２−ＧｅＯ２　、クラッ
ド用多孔質部がＳ　ｉ０２からなる多孔質母材の場合は
、ＧｅＯ２の拡散による裾引き状の屈折率異常が生じる
が、この際の拡散距離は、コア用多孔質部の外周面から
ほぼ一定しているから、本発明のごとくコア用多孔質部
を大きくした場合、そのコア用多孔質部に対する裾引き
状の屈折率異常部が相対的に小さくなり、したがって、
ステップ型の屈折率分布において、上記裾引き状の屈折
率異常による影響が緩和される。

ｒ実　施　例１ 以下、本発明方法の実施例につき、図面を参照して説明
する。

第１図に略示された反応容器ｌは、ＶＡＤ法を実施する
際、一般に用いられている周知のものであり、かかる反
応容器ｌは排気管２を有するとともに、多重管構造から
なるコア合成用バーナ３゜多重管構造からなるクラッド
合成用バーナ４、回転かつ上下動自在なターゲット５を
備えている。

を配管系７かも供給し、これら各ガスの火炎加水分解反
応により生成したガラス微粒子を、上記コア用多孔質部
１２の外周に向けて噴射かつ堆積させて、ＳｉＯ２から
なるクラッド用多孔質部１３をつくる。

かかるＶＡＤ法により、多孔質母材１１は軸方向に成長
するので、その成り速度に合わせて回転状態のターゲッ
ト５を引き上げることにより、所定の外径と長さを有す
る多孔質母材１１が得られる。

こうして作製された多孔質母材１１は、その後、周知の
脱水処理、透明ガラス化処理を受けて透明ガラス母材と
なり、さらに、その透明ガラス母材が周知の加熱延伸ｆ
段により紡糸されてシングルモード型の光ファイバとな
る。

上記において多孔質母材１１を作製する際のコア用多孔
質部１２の外径は３０〜６０謬履φ程度であり、クラッ
ド用多孔質部１３の外径（＝多孔質母材１１の外径）は
８０〜１２０！１厘φである。

多孔質母材１１の外径は１５０ｍｍ以下であるのが望ま
しい。

さらに、コア用多孔質部１２、クラッド用多孔質部１３
は、透明ガラス化後におけクラッド部／コア部の外径比
が２．０以−Ｌｔ−満足するように、これらの外径を、
設定するのが望ましい。

このように外径比を設定した場合、光ファイバの′電界
分布が第２図のようになる。

なお、第２図の横軸は、コアを径を単位Ｌ１盛としたも
のものである。

上記において多孔質母材１１を透明ガラス化した後、そ
の透明ガラス母材の外周に、ＶＡＤ法、ＯＶＤ法を介し
てクラッド用の多孔質層を堆積形成したり、あるいは合
成石英管をジャケットし、しかる後、かかる母材に所定
を１程を施してシングルモード型光ファイバを作製して
もよい。

つぎに、本発明の具体例とその比較例について説明する
。

具体例 第１図に示したＶＡＤ法Ｖより、シングルモード型光フ
ァイバ用の多孔質母材を作製するとき、コア合成用バー
ナ、クラッド合成用バーナには。

さらに、コア用多孔質部１２、クラッド用多孔質部１３
は、透明ガラス化後におけクラッド部／コア部の外径比
が２．０以上を満足するように、これらの外径を設定す
るのが望ましい。

このように外径比を設定した場合、光ファイバの電界分
布が第２図のようになる。

なお、第２図の横軸は、コア半径を中位目盛としたもの
ものである。

上記において多孔質母材１１を透明ガラス化した後、そ
の透明ガラス母材の外周に、ＶＡＤ法、ＯＶＤ法を介し
てクラッド用の多孔質層を堆積形成したり、あるいは合
成石英管をジャケットし、しかる後２かかる母材に所定
を１程を施してシングルモード型光ファイバを作製して
もよい。

つぎに、本発明の具体例とその比較例について説明する
。

具体例 第１図に示したＶＡＤ法により、シングルモード型光フ
ァイバ用の多孔質母材を作製するとき、コア合成用バー
ナ、クラッド合成用バーナには、それぞれ下記の条件で
所定のガスを供給した。

〔コア合成用バーナの場合〕

液温３５℃のＳｉＣｌ２を収容したバブリング槽内に３
００ｃｃ／分のＡｒを吹きこみ、そのＡｒにより担持し
た５ｉＣＩａガスと、液温３５℃のＧｅＣＩａ　を収容
したバブリング槽内に８０ｃｃ／分のＡｒを吹きこみ、
そのＡｒにより担持したＧｅＣｌ４ガスと、　７．００
Ｌ；Ｌ／分（７１１Ｈ７および８．００Ｍ　／分の０２
とを、所定の配管系からコア合成用バーナに供給した。

〔クラッド合成用バーナの場合〕

液温３５℃のＳ　ｉｃ　１４を収容したバブリング槽内
に１０００ｃｃ／分のＡｒを吹きこみ、そのＡｒにより
担持した５ｉＣ１ａ　ガスと、１０．０９．／分のＨ２
と、８．５０文／分の０２とを、所定の配管系からクラ
ッド合成用バーナに供給した。

に記の条件にて多孔質母材を作製したところ、コア用多
孔質部の外径は４０ｍｍφ、クラッド用多孔質部の外径
は８５■φであった。

かかる多孔質母材を脱水し、かつ、透明ガラス化したと
ころ、その透ＩＪｉガラス後のΔが０．３２％、透明コ
ア部の外径が２０ｍ脂φ、透明クラッド部の外−径が４
２履腸φであり、クラッド部／コア部の外径比が２．１
であった。

さらに、その透明ガラス母材の屈折率プロファイルを測
定したところ、第３図のごとき良好なステップ型を呈し
ていた。

その後、表面処理した透明ガラス母材の透明クラッド部
外周に、クラッド部／コア部の値が６．５倍となるよう
に多孔質層を外付けして同層を脱水透明ガラス化し、さ
らに、その外周に合成石英管をジャケットしたものを紡
糸してシングルモード型光ファイバを得た。

この光ファイバのロスは、１．３０ｐｍ／１．５５１１
１の波長において０．３８１０．１８（ｄＢ／に層）で
あり、カットオフ波長は、１．１８〜１．２２で目標と
する中央値において長手方向の変動が少なかった。

なお、光ファイバ長は１０に層のものをＩｋｍご゛とに
測定した。

比較例 一般的なＶＡＤ法により、シングルモード型光ファイバ
用の多孔質母材を作製するとき、コア合成用バーナ（−
本）、クラッド合成用バーナ（三木）には、それぞれ下
記の条件で所定のガスを供給した。

〔コア合成用バーナの場合〕

液温３５℃の５ｉＣＩａを収容したバブリング槽内に１
７．９ｃｃ／分のＡｒを吹きこみ、そのＡｒにより担持
した５ｉＣＩ４ガスと、液温３５℃のＧｅＣｌ４　を収
容したバブリング槽内に９０．０ｃｃ／分のＡｒを吹き
こみ、そのＡｒにより担持したＧｅＣ１１ガスと、１．
００Ｊｌ／分のＨ２および４．００ｆＬ／分の０２とを
、所定の配管系からコア合成用バーナに供給した。

〔クラッド合成用バーナの場合〕

液温３５℃の５ｉＣ１ａを収容したバブリング槽内に５
００ｃｃ／分のＡｒを吹きこみ、そのＡｒにより担持し
た５ｉＣＩｉ　ガスと、　８．００交／分のＨ２と、９
．００Ｍ／分の０２とを、所定の配管系からクラッド合
成用の第１バーナに供給した。

液温３５℃の５ｉＧＩｎを収容したバブリング槽内に１
０００ｃｃ／分のＡｒを吹きこみ、そのＡｒにより担持
した５ｉＧｌ＊　ガスと、１８．（［１７分のＨ２と、
１４．０見／分の０２とを、所定の配管系からクラッド
合成用の第２バーナに供給した。

液温３５℃の５ｉＣＩｉ　を収容したバブリング槽内に
１５００ｃｃ／分のＡｒを吹きこみ、そのＡ「により担
持した５ｉＧＩ４　ガスと、２２．０立／分のＨ２と、
　１Ｂ、０又／分の０２とを、所定の配管系からクラッ
ド合成用の第３バーナに供給した。

上記の条件にて多孔質母材を作製したところ、コア用多
孔質部の外径は２０履腸φ、クラッド用多孔質部の外径
は１２０■−φであった。

かかる多孔質母材を脱水し、かつ、−透明ガラス化した
ところ、その透明ガラス後のΔは０．３１％、透明コア
部の外径はｌＯ■鳳φ、透明クラッド部の外径は８５ｍ
腸φであり、クラッド部／コア部の外径比が６．５であ
った。

さらに、その透明ガラス母材の屈折率プロファイルを測
定したところ、第４図のごとき裾引き状を呈していた。

その後、透明ガラス母材の外周に合成石英管をジャケッ
トしたものを紡糸してシングルモード型光ファイバを得
た。

この光ファイバのロスは、１．３０ｇｍ／１．５５ｇｍ
の波長において０．３８１０．２３（ｄＢ／ｋｍ）であ
り、カットオフ波長は、１．１０−１．２０で長毛方向
の変動が多くみられた。

なお、光ファイバ長は、具体例と同様、　１０ｋｍのも
のを１に＋ａごとに測定した。

ｒ発明の効果Ｊ 以上説明した通り、本発明方法によるときは、気相軸付
法を介して、コア用多孔質部の外径を３０Ｉｌ１１φ以
上につくり、そのコア用多孔質部の外周にクラッド用多
孔質部をつくるから、簡易な手段にて屈折率分布の良好
なシングルモード型光ファイバ用の多孔質母材が、歩留
まりよく製造できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法の一実施例を略示した説明図、第２
図はシングルモード型光ファイバの電界分布を示した説
明図、第３図は本発明方法の具体例における透明ガラス
母材の屈折率分布図、第４図はその比較例における透Ｉ
Ｎ！ガラスは材の屈折率分布図である。 １・・・・・・反応容器 ２・・・・・・反応容器の排気系 ３・・・・・・コア合成用バーナ ４・・・・・・クラッド合成用バーナ ５・・・・・・ターゲット ６・・・・・・コア合成用バーナの配管系７・・・・・
・クラッド合成用バーナの配管系１１・・・・・・多孔
質母材 １２・・・・・・多孔質母材のコア用多孔質部１３・・
・・・・多孔質母材のクラッド用多孔質部代理人　弁理
士　斎　藤　義　雄 第１図 第２図 第４図　　　　　　　１３　閃 手続補正書 昭和６２年　２月　６日 ２　発明の名称　　　　シングルモード型光ファイバ用
多孔質母材の製造方法 ３　補正をする者 事件との関係　特許出願人 古河電気工業株式会社 ４代理人〒１００ 東京都千代田区有楽町１丁目６番６号小谷ビルＱ二２ ５　補正命令の日付（自発） ６　補正の対象 明細書のｒ発明の詳細な説明Ｊの欄 ７　補正の内容　　　　　　　　　ど゛　゛へ別紙の通
り　　　　　　　　゛　　　パ−　“（−一− 明細書第７頁１行目から第８頁２０行目までをっぎの通
り補正します。 ｒ　上記コア合成用バーナ３には、気相のガラス原料（
ＳｉＣ１ａ／Ａｒ）、気相のドープ原料（ＧｅＣＩａ／
Ａｒ）、燃料ガス（Ｈ２）、助燃ガス（０２）を供給す
るための配管系６が接続されており、上記クラッド合成
用バーナ４には、気相のガラス原料（ＳｉＣ１４／Ａｒ
）、燃料ガス（Ｈ２）、助燃ガス（０２）を供給するた
めの配管系７が接続されている。 第１図において多孔質母材１１を作製するとき。 以下のようになる。 すなわち、コア合成用バーナ３には、キャリアガス（Ａ
ｒ）により担持されたガラス原料（ＳｉＣ１４）　トド
ープ原料（ＧｅＣ１４）　、さらに燃料ガス（Ｈ２）、
助燃ガス（０２）をそれぞれ配管系６から供給し、これ
ら各ガスの火炎加水分解反応により生成したガラス微粒
子を、回転状態にあるターゲット５に向けて噴射かつ堆
積させて、Ｓ　１０２−ＧｅＯ２からなるコア用多孔質
部１２をつくる。 これと同期して、クラッド合成用バーナ４にはキャリア
ガス（Ａｒ）により担持された気相のガラス原料（Ｓｉ
ｇｍａ）と、燃料ガス（Ｈ２）、助燃ガス（０２）とを
配管系７から供給し、これら各ガスの火炎加水分解反応
により生成したガラス微粒子を、上記コア用多孔質部１
２の外周に向けて噴射かつ堆積させて、Ｓ　ｉ０２から
なるクラッド用多孔質部１３をつくる。 かかるＷＡＤ法により、多孔質母材１１は軸方向に成長
するので、その成長速度に合わせて回転状態のターゲッ
ト５を引き上げることにより、所定の外径と長さを有す
る多孔質母材１１が得られる。 こうして作製された多孔質母材１１は、その後、周知の
脱水処理、透明ガラス化処理を受けて透明ガラス母材と
なり、さらに、その透明ガラス母材が周知の加熱延伸手
段により紡糸されてシングルモード型の光ファイバとな
る。 上記において多孔質母材１１を作製する際のコア用多孔
質部１２の外径は３０〜８０腸腸φ程度であり、クラッ
ド用多孔質部１３の外径（＝多孔質母材１１の外径）は
８０〜１２０１層Φである。 多孔質母材！ｌの外径は１５０ｍｍ以下であるのが望ま
しい、Ｊ 以　　上

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）コア用多孔質部がＳｉＯ＿２−ＧｅＯ＿２からな
   り、クラッド用多孔質部がＳｉＯ＿２からなるシングル
   モード型光ファイバ用多孔質母材を、気相軸付法により
   製造する方法において、コア用多孔質部の外径を３０ｍ
   ｍφ以上につくり、そのコア用多孔質部の外周にクラッ
   ド用多孔質部をつくることを特徴とするシングルモード
   型光ファイバ用多孔質母材の製造方法。
2. （２）多孔質母材を透明ガラス化した際のクラッド部／
   コア部の外径比が２．０以上となるように、コア用多孔
   質部、クラッド用多孔質部をつくる特許請求の範囲第１
   項記載のシングルモード型光ファイバ用多孔質母材の製
   造方法。
3. （３）クラッド用多孔質部の外径が１５０ｍｍφ以下で
   ある特許請求の範囲第１項記載のシングルモード型光フ
   ァイバ用多孔質母材の製造方法。