JPWO2020065632A1 - 光ファイバ母材の測定方法 - Google Patents

光ファイバ母材の測定方法 Download PDF

Info

Publication number
JPWO2020065632A1
JPWO2020065632A1 JP2020547477A JP2020547477A JPWO2020065632A1 JP WO2020065632 A1 JPWO2020065632 A1 JP WO2020065632A1 JP 2020547477 A JP2020547477 A JP 2020547477A JP 2020547477 A JP2020547477 A JP 2020547477A JP WO2020065632 A1 JPWO2020065632 A1 JP WO2020065632A1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical fiber
base material
refractive index
fiber base
ratio
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2020547477A
Other languages
English (en)
Other versions
JP7068484B2 (ja
Inventor
佑平 浦田
佑平 浦田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shin Etsu Chemical Co Ltd
Original Assignee
Shin Etsu Chemical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shin Etsu Chemical Co Ltd filed Critical Shin Etsu Chemical Co Ltd
Publication of JPWO2020065632A1 publication Critical patent/JPWO2020065632A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7068484B2 publication Critical patent/JP7068484B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

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
    • 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]
    • C03B37/01413—Reactant delivery systems
    • C03B37/0142—Reactant deposition burners
    • 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]
    • C03B37/01406—Deposition reactors therefor
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/08—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring diameters
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/24—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
    • G01B11/2408—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures for measuring roundness
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M11/00—Testing of optical apparatus; Testing structures by optical methods not otherwise provided for
    • G01M11/30—Testing of optical devices, constituted by fibre optics or optical waveguides
    • G01M11/37—Testing of optical devices, constituted by fibre optics or optical waveguides in which light is projected perpendicularly to the axis of the fibre or waveguide for monitoring a section thereof
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/02—Optical fibres with cladding with or without a coating
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/02—Optical fibres with cladding with or without a coating
    • G02B6/028—Optical fibres with cladding with or without a coating with core or cladding having graded refractive index
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B2203/00—Fibre product details, e.g. structure, shape
    • C03B2203/10—Internal structure or shape details
    • C03B2203/22—Radial profile of refractive index, composition or softening point
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B2207/00—Glass deposition burners
    • C03B2207/04—Multi-nested ports
    • C03B2207/06—Concentric circular ports
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B2207/00—Glass deposition burners
    • C03B2207/20—Specific substances in specified ports, e.g. all gas flows specified
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B2207/00—Glass deposition burners
    • C03B2207/50—Multiple burner arrangements
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B2207/00—Glass deposition burners
    • C03B2207/70—Control measures
    • 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]
    • C03B37/01446—Thermal after-treatment of preforms, e.g. dehydrating, consolidating, sintering
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/02—Optical fibres with cladding with or without a coating
    • G02B6/028—Optical fibres with cladding with or without a coating with core or cladding having graded refractive index
    • G02B6/0281—Graded index region forming part of the central core segment, e.g. alpha profile, triangular, trapezoidal core
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/02—Optical fibres with cladding with or without a coating
    • G02B6/036—Optical fibres with cladding with or without a coating core or cladding comprising multiple layers
    • G02B6/03605—Highest refractive index not on central axis
    • G02B6/03611—Highest index adjacent to central axis region, e.g. annular core, coaxial ring, centreline depression affecting waveguiding

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)

Abstract

屈折率が相対的に高いコア部と屈折率が相対的に低いクラッド部とを有する光ファイバ母材であって、光ファイバ母材の半径方向について屈折率が変化するコア部からクラッド部に至る区間において、クラッド部の屈折率を屈折率比の基準０．０とし、コア部の屈折率の最大値を屈折率比１．０として、光ファイバ母材の径方向について、屈折率比が０．２５となる第１の位置の光ファイバ母材の屈折率と、屈折率比が０．７５となる第２の位置の光ファイバ母材の屈折率との間の差と、第１の位置および第２の位置の間隔（ｍｍ）との比の絶対値を下記の式１に従って算出した場合に０．００１５（／ｍｍ）以上である。

Description

本発明は、光ファイバ母材に関する。
光ファイバ母材は、線引きして細径化することにより光ファイバとなる。通信用光ファイバの光ファイバ母材は、屈折率が相対的に高いコア部とその外周に配され相対的に屈折率が低いクラッド部とを有する。ＶＡＤ法による光ファイバ母材の製造では、コア部を堆積するコア堆積用バーナと、コアの外側にクラッド部を堆積するクラッド堆積用バーナとを設置して同時に用いる場合がある。
データ通信量の近年の増加に伴い光ファイバの需要が高まっている。このため、増大する需要に応えるために、光ファイバ母材の大型化が求められている。母材を大型化する方法のひとつとして、コア堆積用バーナおよびクラッド堆積用バーナに供給する原料や可燃性ガスの流量を増加させる方法がある。
一方、光ファイバの光学特性を決める重要なパラメータに、コア部の径とクラッド部との径の比がある。この比は、光ファイバのモードフィールド径などに大きな影響を及ぼす。このため、光ファイバ母材の段階でも、コア部の径とクラッド部との径の比と、当該比の光ファイバ母材の長手方向についての変動量を、より細かく把握することが求められる。
光ファイバ母材のコア部の外径を測定する手段として、プリフォーム・アナライザを用いて屈折率分布を測定する方法がある。プリフォーム・アナライザは、点光源のレーザ光を使用して、当該レーザ光を母材側面に掃引する。このため、コア部径の測定に時間がかかる。そこで、光ファイバ母材の屈折率分布を短時間で測定する方法が提案されている（特許文献１参照）。
特開２００５−３０８７１７号公報
上記文献に記載の方法は、母材の側面から平行光を照射し、光ファイバ母材の透過光の強度分布を測定する。この方法によると、コア部径の相対値をプリフォーム・アナライザよりも短時間で得られる。
母材の外径は、レーザ外径測定器を用いることにより短時間で測定できるから、上記文献の方法を用いて、光ファイバ母材の同一断面における複数の周方向角度から計測したそれぞれのコア部径の相対値に基づいて、コア部の非円率を短時間で得られる。しかしながら、コア部の外径に対する比である外径比について、上記文献の方法で測定した測定値と、プリフォーム・アナライザを用いて測定した測定値との比が、母材の長手方向について一定しない場合があることが判った。
［一般的開示］
本発明の一態様において、光ファイバ母材は、相対的に屈折率が高いコア部を有してもよい。また、本発明の一態様において、光ファイバ母材は、相対的に屈折率が低いクラッド部を有してもよい。本発明の一態様において、光ファイバ母材は、光ファイバ母材の半径方向について屈折率が変化するコア部からクラッド部に至る区間においてクラッド部の屈折率を屈折率比の基準０．０とし、コア部の屈折率の最大値を屈折率比１．０として、光ファイバ母材の径方向について、屈折率比が０．２５となる第１の位置の光ファイバ母材の屈折率と、屈折率比が０．７５となる第２の位置の光ファイバ母材の屈折率との間の屈折差と、第１の位置および第２の位置の間隔（ｍｍ）との比の絶対値を下記の式１に従って算出した場合に、０．００１５（／ｍｍ）以上であってよい。
Figure 2020065632
ただし、
［Ｒ］は、上記の屈折率差に対する上記の間隔（ｍｍ）の比
［ｒ０．２５］は、光ファイバ母材の中心からの距離（ｍｍ）により上記第１の位置を、
［ｎ０．２５］は、上記第１の位置における光ファイバ母材の屈折率を
［ｒ０．７５］は、光ファイバ母材の中心からの距離（ｍｍ）により上記第２の位置を、
［ｎ０．７５］は、上記第２の位置における光ファイバ母材の屈折率を
それぞれ表す。
本発明の一態様において、光ファイバ母材は、上記第１の位置よりも外周側に、光ファイバ母材の径方向について屈折率の変化を示す曲線が変曲点を生じる屈折率分布を有してもよい。また、本発明の一態様において、光ファイバ母材は、略円筒形状部分のコア部相当径が直径で２２ｍｍ以上であってもよい。
ガラス微粒子堆積体１２の製造方法を説明する模式図である。 バーナ２０の構造を示す模式的断面図である。 光ファイバ母材における屈折率比の概念を説明する図である。 光ファイバ母材の径方向について屈折率比の変化を示すグラフである。 コア部相当径の測定結果を比較して示す図である。 コア部相当径の測定結果を比較して示す図である。 光ファイバ母材の屈折率比の変化を比較するグラフである。 コア部相当径の測定結果を比較して示す図である。
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
図１は、光ファイバ母材となるガラス微粒子堆積体１２の製造方法を説明する模式図である。図１に示すように、ガラス微粒子堆積体１２は、出発材１１の下端近傍に、コア部堆積用バーナ１３、第１クラッド部堆積用バーナ１４、および第２クラッド部堆積用バーナ１５から噴射したガラス微粒子を堆積させて製造する。
図１には、ガラス微粒子堆積体１２を製造する場合のバーナ位置も示している。コア部堆積用バーナ１３は、第１クラッド部堆積用バーナ１４および第２クラッド部堆積用バーナ１５から独立して最下方に配置される。コア部堆積用バーナ１３は、ガラス原料の四塩化ケイ素の他に、四塩化ゲルマニウムなどのドーパント原料が同伴された火炎を噴射して、ガラス微粒子堆積体１２のコア部を形成する。
第１クラッド部堆積用バーナ１４および第２クラッド部堆積用バーナ１５は、コア部堆積用バーナ１３よりも上方に配され、コア部堆積用バーナ１３が出発材１１に堆積させたコア部を外側から覆うようにクラッド部を形成する。このように、ガラス微粒子堆積体１２は、全体として複数のバーナを使用して製造される。製造されたガラス微粒子堆積体１２は、例えば塩素ガスを含む炉心管内で加熱して脱水した後、ヘリウムガス雰囲気の炉心管内にて更に加熱して透明ガラス化することにより、光ファイバ母材となる。
図２は、第１クラッド部堆積用バーナ１４および第２クラッド部堆積用バーナ１５として使用し得るバーナ２０の構造を示す模式的断面図である。図示のバーナ２０は、同心状に配された複数の噴射口２１ａ、２１ｂ、２１ｄ、２１ｅ、２１ｆおよび小口径噴射口群２１ｃを有し、可燃性ガス、酸素ガス、シールドガス等を同時に噴射する。
なお、第１クラッド部堆積用バーナ１４および第２クラッド部堆積用バーナ１５は、クラッド部の堆積以外の役目も担う。例えば、火炎でコア部を焼き締めて密度を高めることで、ガラス微粒子堆積体１２の割れを防止する。また、焼き締めることによってコアの径を細めて、ガラス微粒子堆積体１２に付着せずに浮遊する積酸化ゲルマニウム微粒子の再付着を防止する。更に、火炎でコア部の温度を上昇させて余分な酸化ゲルマニウムを揮散させる。
［実施例１］
図１および図２に示した機材を用いてガラス微粒子堆積体１２を製造した。コア部堆積用バーナ１３に、酸素９．３Ｌ／分、水素６．８Ｌ／分、アルゴン０．３８Ｌ／分、四塩化ケイ素０．４６Ｌ／分および四塩化ゲルマニウム１７ｍＬ／分を流した。
第１クラッド部堆積用バーナ１４として用いたバーナ２０の噴射口２１ａには、四塩化ケイ素０．８０Ｌ／分および酸素０．６６Ｌ／分を流した。また、噴射口２１ｄには水素３２Ｌ／分、噴射口２１ｆには酸素１８Ｌ／分、小口径噴射口群２１ｃには合計で酸素１．５Ｌ／分の流量で流した。
第２クラッド部堆積用バーナとして用いたバーナ２０の噴射口２１ａには、四塩化ケイ素４．８Ｌ／分および酸素３．６Ｌ／分を流した。また、噴射口２１ｄには水素６５Ｌ／分、噴射口２１ｆには酸素３１Ｌ／分、小口径噴射口群２１ｃには合計で酸素６．２Ｌ／分の流量で流した。
上記の条件で製造したガラス微粒子堆積体１２を、塩素ガスを含む炉心管内にて１２００℃前後に加熱して脱水した。更にその後、ガラス微粒子堆積体１２を、ヘリウムガス雰囲気の炉心管内にて１５００℃前後に加熱し透明ガラス化した。こうして、光ファイバ母材が得られた。
上記の条件で製造した光ファイバ母材において、長手方向両端のテーパ状の部分を除いて、概ね径が安定している円筒状部分で、屈折率分布をプリフォーム・アナライザで測定した。その結果、コア部の径が２２．０ｍｍであることが判った。また、光ファイバ母材の径方向について、屈折率比が０．２５になる位置と、屈折率比が０．７５になる位置について求めた比Ｒの値は０．００１６７（１／ｍｍ）であった。ここで、屈折率比および比Ｒは下記のように定義される。
図３は、光ファイバ母材における屈折率比の概念を説明する図である。図３には、光ファイバ母材の径方向の屈折率分布が示される。ここで、屈折率比は、相対的に低い屈折率を有するクラッド部の屈折率を基準０．０とし、相対的に高い屈折率を有するコア部の屈折率の最大値を１．０とする相対値である。クラッド部の屈折率は、光ファイバ母材の径方向について外径に対する比である外径比が９５％に相当する位置の屈折率とした。
図４は、光ファイバ母材の径方向について、コア部とクラッド部との境界を含む区間における屈折率比の変化を示すグラフである。ここで「コア部とクラッド部との境界」とは、光ファイバ母材の径方向について、光ファイバ母材の屈折率比が０．７５になる位置と、屈折率比が０．２５になる位置との間の区間を意味する。また、半径位置は、光ファイバ母材の径方向について、光ファイバ母材の中心からの距離を意味する。
上記の光ファイバ母材における比Ｒは、下記の式１により定義される値である。
Figure 2020065632
ただし、
［Ｒ］は、屈折率の差に対する間隔（ｍｍ）の比の絶対値
［ｒ０．２５］は、光ファイバ母材の中心からの距離（ｍｍ）により上記第１の位置を、
［ｎ０．２５］は、上記第２の位置における光ファイバ母材の屈折率を
［ｒ０．７５］は、前記光ファイバ母材の中心からの距離（ｍｍ）により上記第２の位置を、
［ｎ０．７５］は、上記第２の位置における光ファイバ母材の屈折率を
それぞれ表す。
また、図４に示すように、光ファイバ母材の径方向について、コア部とクラッド部の境界の外周側には、屈折率比の変化を示す曲線が変曲点を含む。このため、光ファイバ母材全体においてはコア部からクラッド部に向かって低下する屈折率が、この変曲点の位置では増加する。
上記の屈折率比の変曲点は、第１クラッド部堆積用バーナ１４のガス流量を調整することによって形成できる。例えば、四塩化ケイ素などのガラス原料に対する可燃性ガスや助燃性ガスの割合を、より多くなるように調整すればよい。このような屈折率の増加領域を設けることにより、この光ファイバ母材を線引きして作成する光ファイバの光学特性を従来と同等に調整することが容易となる。
更に、本実施例では、上記の光ファイバ母材について、平行光線を用いてコア部の径を測定した。光ファイバ母材をマッチングオイルに浸漬した状態で、キーエンス社製の緑色ＬＥＤ平行光を用いた寸法計測器ＬＳ−９０３０Ｄを用いた。光ファイバ母材の側面から平行光を照射し、光ファイバ母材を透過した光を受光して撮影した画像から光強度分布を測定した。また、測定した光強度分布の二つの暗部の間隔を光ファイバ母材のコア部相当径（コア部径の相対値）として、光ファイバ母材の長手方向に沿って１ｍｍピッチで繰り返し、各々の位置においてコア部相当径を計測した。
同じ光ファイバ母材に対して、プリフォーム・アナライザを用いて、長手方向に２０〜１００ｍｍの間隔で屈折率分布を計測し、コア部の屈折率の半値幅をコア部の径として、測定結果を上記実施例と比較した。
図５は、平行光を用いた測定によるコア部相当径の値と、プリフォーム・アナライザを用いたコア部の径の測定結果とを比較して示す図である。図示のように、測定方法の異なる測定結果の値の比は１．０４と、略一致していた。
図６は、光ファイバ母材の長手方向について、それぞれの測定方法でコア径を測定した結果を比較して示す図である。図示のように、光ファイバ母材の長手方向についても、平行光を用いた測定の測定結果と、プリフォーム・アナライザを用いた測定結果とが概ね一致しており、コア部の径が２３ｍｍを越える光ファイバ母材について、平行光による測定でもプリフォーム・アナライザによる測定結果に代替し得る測定結果が得られることが判った。
［実施例２］
実施例１と同じ機材を用いてガラス微粒子堆積体を製造した。コア部堆積用バーナ１３には、酸素８．９Ｌ／分、水素６．７Ｌ／分、アルゴン０．４０Ｌ／分、四塩化ケイ素０．４１Ｌ／分および四塩化ゲルマニウム２０ｍＬ／分を流した。
第１クラッド部堆積用バーナ１４の噴射口２１ａには四塩化ケイ素０．９１Ｌ／分および酸素０．６８Ｌ／分を、噴射口２１ｄには水素３４Ｌ／分、噴射口２１ｆには酸素１８Ｌ／分、小口径噴射口群２１ｃには合計で酸素１．４Ｌ／分の流量で流した。また、第２クラッド部堆積用バーナ１５の噴射口２１ａには四塩化ケイ素５．４Ｌ／分および酸素３．５Ｌ／分の設定で、噴射口２１ｄには水素７０Ｌ／分、噴射口２１ｆには酸素３０Ｌ／分、小口径噴射口群２１ｃには合計で酸素６．３Ｌ／分の流量で流した。
製造したガラス微粒子堆積体を、塩素ガスを含む炉心管内にて１２００℃前後に加熱して脱水した。次いで、ヘリウムガス雰囲気の炉心管内にて１５００℃前後に加熱して透明ガラス化して、光ファイバ母材を作成した。
上記の条件で作成した光ファイバ母材において、長手方向両端のテーパ状の部分を除いて、概ね径が安定している円筒状部分について、屈折率分布をプリフォーム・アナライザで測定した。その結果、その屈折率分布には以下の特徴が見られた。すなわち、実施例１でも算出した比Ｒの値は０．００１４９（１／ｍｍ）であった。また、コアに相当する径は２１．６ｍｍであった。
同じ光ファイバ母材の側面から平行光を照射し、前記光ファイバ母材を透過した光を受光して撮影した像の光強度分布を測定した。光強度分布の二つの暗部の間隔を前記光ファイバ母材のコア相当径とすることができ、実施例２で製造した光ファイバ母材のコア部とクラッド部の径比を容易に測定できた。
［比較例１］
実施例１と同じ機材を用いて、比較例１に係る光ファイバ母材を作成した。コア部堆積用バーナ１３には、酸素９．３Ｌ／分、水素６．５Ｌ／分、アルゴン０．３８Ｌ／分、四塩化ケイ素０．４４Ｌ／分および四塩化ゲルマニウム１６ｍＬ／分を流した。
第１クラッド部堆積用バーナ１４の噴射口２１ａには四塩化ケイ素０．８０Ｌ／分および酸素０．６６Ｌ／分の設定で流した。噴射口２１ｄには水素２９Ｌ／分、噴射口２１ｆには酸素１５Ｌ／分、小口径噴射口群２１ｃには合計で酸素３．０Ｌ／分の流量で流した。また、第２クラッド部堆積用バーナ１５の噴射口２１ａには四塩化ケイ素４．８Ｌ／分および酸素３．６Ｌ／分の設定で、噴射口２１ｄには水素６３Ｌ／分、噴射口２１ｆには酸素３１Ｌ／分、小口径噴射口群２１ｃには合計で酸素６．２Ｌ／分の流量で流した。
上記の条件で製造したガラス微粒子堆積体１２を、塩素ガスを含む炉心管内にて１２００℃前後に加熱して脱水した。その後、ヘリウムガス雰囲気の炉心管内にて１５００℃前後に加熱し透明ガラス化して、光ファイバ母材を作成した。
上記の条件で製造した光ファイバ母材において、長手方向両端のテーパ状の部分を除いて、概ね径が安定している円筒状部分について、屈折率分布をプリフォーム・アナライザで測定した。
図７は、比較例１に係る光ファイバ母材の屈折率比の分布を、実施例１に係る光ファイバ母材の屈折率比の分布と比較して示すグラフである。図示のように、製造条件の相違を反映して両者の屈折率比分布は異なっている。比較例１に係る光ファイバ母材の比Ｒは、０．００１１３（１／ｍｍ）であった。
上記の光ファイバ母材に、側面から平行光を照射して、光ファイバ母材を透過した光を受光して撮影した画像の光強度分布を測定した。光強度分布の二つの暗部の間隔を前記光ファイバ母材のコア相当径とした。更に、光ファイバ母材の長手方向について複数箇所で、同様の方法でコア相当径を測定した。測定結果を下記の表１に示す。
Figure 2020065632
表１に示す通り、上記の測定方法では、比較例として製造した光ファイバ母材のコア相当径を、長手方向の一部で測定できなかった。
図８は、上記比較例１について、平行光を用いた測定によるコア部相当径と、プリフォーム・アナライザを用いたコア部の径の測定結果とを比較して示す図である。図示のように、測定方法の異なる測定結果の値の比は、０．９５から１．０５の範囲でばらついており、長手方向に一定にならなかった。
［他の実施例および他の比較例］
更に、比Ｒが異なる複数の実施例および比較例を作成して、平行光の照射によるコア相当径の測定の可否について調べた。結果を下記の表２にまとめて示す。
Figure 2020065632
図示のように、比Ｒが０．００１５以上の場合は、平行光の透過光強度分布から有効なコア相当径を測定できることが判る。これにより、コア部の相当径が２２ｍｍ以上になった場合であっても、平行光を照射する簡易かつ迅速な方法で、大型で大径の光ファイバ母材のコア部相当径を測定して、信頼性の高い測定結果を得ることができる。
以上説明した通り、光ファイバ母材の径が大きくなった場合、平行光を用いる方法で計測されたコア部相当径の値と、プリフォーム・アナライザを用いて計測したコア部径の値との比率が変化してしまう場合があった。そのような場合にプリフォーム・アナライザを用いて計測すると、光ファイバ母材の長手方向について測定間隔が大きくなり測定精度が低下するか、小間隔で測定して測定時間が長くなるかのトレードオフを避けることができなかった。
しかしながら、上記実施例に係る光ファイバ母材は、平行光によるコア部相当径の測定結果と、プリフォーム・アナライザで計測したコア部径の測定結果との関係が安定しており、迅速且つ容易に、信頼性の高い計測結果を得ることができる。従って、大型化した光ファイバ母材の品質と生産性を向上させ、光ファイバの供給を向上させることができる。
１１ 出発材、１２ ガラス微粒子堆積体、１３ コア部堆積用バーナ、１４ 第１クラッド部堆積用バーナ、１５ 第２クラッド部堆積用バーナ、２０ バーナ、２１ａ、ｂ、ｄ〜ｆ 噴射口：２１ｃ 小口径噴射口群

Claims (3)

  1. 屈折率が相対的に高いコア部と屈折率が相対的に低いクラッド部とを有する光ファイバ母材であって、
    前記光ファイバ母材の半径方向について屈折率が変化する前記コア部から前記クラッド部に至る区間において、前記クラッド部の屈折率を屈折率比の基準０．０とし、前記コア部の屈折率の最大値を屈折率比１．０として、
    前記光ファイバ母材の径方向について、前記屈折率比が０．２５となる第１の位置の前記光ファイバ母材の屈折率と、前記屈折率比が０．７５となる第２の位置の前記光ファイバ母材の屈折率との間の差と、前記第１の位置および前記第２の位置の間隔（ｍｍ）との比の絶対値を下記の式１に従って算出した場合に０．００１５（／ｍｍ）以上である光ファイバ母材。
    Figure 2020065632
    ただし、
    ［Ｒ］は、前記屈折率の差に対する前記間隔の比の絶対値
    ［ｒ０．２５］は、前記光ファイバ母材の中心からの距離（ｍｍ）により前記第１の位置を、
    ［ｎ０．２５］は、前記第１の位置における前記光ファイバ母材の屈折率を
    ［ｒ０．７５］は、前記光ファイバ母材の中心からの距離（ｍｍ）により前記第２の位置を、
    ［ｎ０．７５］は、前記第２の位置における前記光ファイバ母材の屈折率を
    それぞれ表す。
  2. 前記光ファイバ母材は、前記第１の位置よりも外周側に、前記光ファイバ母材の径方向について屈折率の変化を示す曲線が変曲点を生じる屈折率分布を有する請求項１に記載の光ファイバ母材。
  3. 前記光ファイバ母材が略円筒形状になる部分のコア部相当径が直径で２２ｍｍ以上である請求項１または２に記載の光ファイバ母材。
JP2020547477A 2018-09-28 2019-09-30 光ファイバ母材の測定方法 Active JP7068484B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018183352 2018-09-28
JP2018183352 2018-09-28
PCT/IB2019/058290 WO2020065632A1 (ja) 2018-09-28 2019-09-30 光ファイバ母材

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2020065632A1 true JPWO2020065632A1 (ja) 2021-09-16
JP7068484B2 JP7068484B2 (ja) 2022-05-16

Family

ID=69951882

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020547477A Active JP7068484B2 (ja) 2018-09-28 2019-09-30 光ファイバ母材の測定方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11274917B2 (ja)
JP (1) JP7068484B2 (ja)
KR (1) KR102434616B1 (ja)
CN (1) CN112805254A (ja)
WO (1) WO2020065632A1 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7399835B2 (ja) * 2020-10-07 2023-12-18 信越化学工業株式会社 光ファイバ用多孔質ガラス堆積体の製造方法

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57500483A (ja) * 1980-04-14 1982-03-18
US4362943A (en) * 1980-09-08 1982-12-07 Bell Telephone Laboratories, Incorporated Method of measuring the refractive index profile and the core diameter of optical fibers and preforms
JP2003206152A (ja) * 2001-11-09 2003-07-22 Fujikura Ltd 光ファイバ、光ファイバ母材およびそれらの製造方法
JP2003238203A (ja) * 2002-02-15 2003-08-27 Furukawa Electric Co Ltd:The 石英光ファイバおよび石英光ファイバ母材の製造方法
JP2003277069A (ja) * 2002-03-22 2003-10-02 Fujikura Ltd 多孔質母材の製造方法
JP2005308717A (ja) * 2004-03-23 2005-11-04 Shin Etsu Chem Co Ltd 光ファイバ母材のコア部非円率の測定方法及びその装置
JP2006337089A (ja) * 2005-05-31 2006-12-14 Shin Etsu Chem Co Ltd 光ファイバ用母材の構造測定方法と測定装置
US20070137256A1 (en) * 2005-12-19 2007-06-21 Barish Eric L Methods for optical fiber manufacture
JP2013234078A (ja) * 2012-05-02 2013-11-21 Shin-Etsu Chemical Co Ltd 光ファイバ用多孔質ガラス堆積体の製造方法
JP2014142613A (ja) * 2012-12-28 2014-08-07 Shin Etsu Chem Co Ltd 光ファイバおよび光ファイバ用シリカガラス母材
CN104876434A (zh) * 2015-03-10 2015-09-02 武汉理工大学 一种均匀掺杂石英玻璃棒的制备方法

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100342189B1 (ko) 1995-07-12 2002-11-30 삼성전자 주식회사 휘발성복합체를사용한희토류원소첨가광섬유제조방법
CN1138690A (zh) * 1995-11-08 1996-12-25 重庆大学 一种横向前射光光纤几何参数和折射率分布测量方法
TWI233430B (en) * 2000-01-28 2005-06-01 Shinetsu Chemical Co Method for manufacturing glass base material, glass base material, and optical fiber
US6807350B2 (en) * 2001-07-17 2004-10-19 Verrillon, Inc. Optical fiber with a radially varying index of refraction and related methods
JP3986842B2 (ja) * 2001-07-26 2007-10-03 株式会社フジクラ ノンゼロ分散シフト光ファイバ用光ファイバ母材の製法
JP3843780B2 (ja) * 2001-08-17 2006-11-08 住友電気工業株式会社 ガラス微粒子堆積体の製造方法
JP4056778B2 (ja) * 2002-04-04 2008-03-05 株式会社フジクラ 光ファイバ母材の製造方法
CN1310045C (zh) * 2002-10-01 2007-04-11 古河电气工业株式会社 光纤、光传送线路以及光纤的制造方法
EP1657575A4 (en) * 2003-04-11 2008-03-19 Fujikura Ltd OPTICAL FIBER
CN100567930C (zh) * 2004-03-23 2009-12-09 信越化学工业株式会社 光纤母材的芯部不圆度的测量方法及其装置
JP4975266B2 (ja) 2005-04-06 2012-07-11 信越化学工業株式会社 光ファイバの製造方法
US9975802B2 (en) * 2013-05-31 2018-05-22 Corning Incorporated Method for making low bend loss optical fiber preforms
JP6441152B2 (ja) 2015-04-06 2018-12-19 信越化学工業株式会社 多孔質ガラス母材の製造方法
RU2736023C2 (ru) * 2015-12-22 2020-11-11 Корнинг Инкорпорейтед Легированное бромом оптическое волокно

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57500483A (ja) * 1980-04-14 1982-03-18
US4362943A (en) * 1980-09-08 1982-12-07 Bell Telephone Laboratories, Incorporated Method of measuring the refractive index profile and the core diameter of optical fibers and preforms
JP2003206152A (ja) * 2001-11-09 2003-07-22 Fujikura Ltd 光ファイバ、光ファイバ母材およびそれらの製造方法
JP2003238203A (ja) * 2002-02-15 2003-08-27 Furukawa Electric Co Ltd:The 石英光ファイバおよび石英光ファイバ母材の製造方法
JP2003277069A (ja) * 2002-03-22 2003-10-02 Fujikura Ltd 多孔質母材の製造方法
JP2005308717A (ja) * 2004-03-23 2005-11-04 Shin Etsu Chem Co Ltd 光ファイバ母材のコア部非円率の測定方法及びその装置
JP2006337089A (ja) * 2005-05-31 2006-12-14 Shin Etsu Chem Co Ltd 光ファイバ用母材の構造測定方法と測定装置
US20070137256A1 (en) * 2005-12-19 2007-06-21 Barish Eric L Methods for optical fiber manufacture
JP2013234078A (ja) * 2012-05-02 2013-11-21 Shin-Etsu Chemical Co Ltd 光ファイバ用多孔質ガラス堆積体の製造方法
JP2014142613A (ja) * 2012-12-28 2014-08-07 Shin Etsu Chem Co Ltd 光ファイバおよび光ファイバ用シリカガラス母材
CN104876434A (zh) * 2015-03-10 2015-09-02 武汉理工大学 一种均匀掺杂石英玻璃棒的制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN112805254A (zh) 2021-05-14
US11274917B2 (en) 2022-03-15
KR20210048518A (ko) 2021-05-03
US20210215473A1 (en) 2021-07-15
WO2020065632A1 (ja) 2020-04-02
KR102434616B1 (ko) 2022-08-19
JP7068484B2 (ja) 2022-05-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2011108639A1 (ja) 石英多孔質体の製造方法、光ファイバ母材の製造方法、石英多孔質体、及び光ファイバ母材
JP2018081328A (ja) 光ファイバ
JP7068484B2 (ja) 光ファイバ母材の測定方法
US6823125B2 (en) Optical fiber base material, its manufacturing method and optical fiber
US4298366A (en) Graded start rods for the production of optical waveguides
KR102545709B1 (ko) 광섬유용 다공질 유리 퇴적체의 제조 방법
JP4540923B2 (ja) 光ファイバの製造方法および光ファイバ母材の製造方法
JP2013056787A (ja) 光ファイバ母材の製造方法
JP7286587B2 (ja) 光ファイバ母材
KR100426394B1 (ko) 외부증착공법을 이용한 대형 프리폼 제조시에 증착입자를제어하는 방법 및 장치
RU2012140175A (ru) Способ изготовления первичной заготовки для оптических волокон, первичная заготовка, окончательная заготовка, оптическое стекло
EP1440949B1 (en) Method for producing optical fiber base material
JP6431349B2 (ja) 光ファイバ母材の製造方法
JP6006186B2 (ja) 光ファイバ用多孔質ガラス堆積体の製造方法
JP2013056786A (ja) 光ファイバ用母材の製造方法
JP4056778B2 (ja) 光ファイバ母材の製造方法
US20150040616A1 (en) Optical fiber glass base material manufacturing method and optical fiber glass base material
CN111148724B (zh) 光纤用预制件、光纤用预制件的制造方法以及光纤用预制件的条纹间距的设定方法
KR100641941B1 (ko) 길이방향으로 균일성을 갖는 기가비트급 전송시스템용다중모드 광섬유의 제조방법
JP5000333B2 (ja) 光ファイバ用石英ガラス多孔質体の製造方法
JP2017043512A (ja) 光ファイバ母材の製造方法、光ファイバの製造方法およびレンズの製造方法
JP2003012337A (ja) 光ファイバ用プリフォームの設計・製造方法
JP2009132562A (ja) ガラス母材の屈折率分布の検査方法
JP2003040636A (ja) 光ファイバ母材の製造方法
JP2003277069A (ja) 多孔質母材の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210218

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20210218

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20220405

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20220428

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7068484

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150