KR20050093705A - 다공질 유리 모재의 제조 방법 및 광섬유용 유리 모재 - Google Patents

Abstract

코아 수트를 대형화 하는 일 없이 출발 모재가 되는 코어 롯드를 대형화 하는 것이 가능한 다공질 유리 모재의 제조 방법 및 광섬유용 유리 모재를 제공한다.

본 발명의 다공질 유리 모재의 제조 방법은, 복수의 코어 롯드를 접속하여 출발 모재로 하고, 그 위에 클래드층을 형성하는 것을 특징으로 하는 것이고, 상기 코어 롯드 사이에 클래드부와 열팽창율이 거의 같은 석영봉을 접속한 것을 출발 모재로 할 수도 있다. 코어 롯드의 제작에 있어서는, 접속하는 코어 롯드 끼리 또는 접속하는 코어 롯드와 석영봉과의 직경의 차이가 2mm 이하가 되도록 제작하는 것이 바람직하다. 접속하는 석영봉의 길이는 5mm 이상이고 50mm 미만으로 하는 것이 바람직하다.

Description

다공질 유리 모재의 제조 방법 및 광섬유용 유리 모재{Fabrication Method of Porous Glass Preform and Glass Preform for Optical Fiber Fabricated Thereby}

본 발명은 광섬유의 원재료인 다공질 유리 모재의 제조 방법 및 광섬유용 유리 모재에 관한 것이다.

종래, 광섬유용 유리 모재를 제조하기 위해서 여러 가지 방법이 제안되어 있다. 그러한 방법 중에서도 OVD법(Outside Vapour Phase Depositin Method)은 회전하는 출발 모재를 따라, 버너 또는 출발 모재를 상대적으로 왕복 이동시키고, 버너 화염중에서 생성된 유리미립자(soot)를 출발 모재상에 부착 퇴적시켜서 다공질 수트체(soot substance)를 합성하고, 이를 전기로(電氣爐) 내에서 고온으로 가열하고, 탈수·투명 유리화 하여 광섬유용 유리 모재를 제조하는 것으로(예를 들면, 일본국특특허공개공보 소60-141634호 참조), 비교적 임의의 굴절률 분포의 것이 얻어지고, 대형의 광섬유용 유리 모재를 양산할 수 있기 때문에 널리 범용되어 있는 방법이다.

광섬유용 유리 모재의 대형화를 진행시켜 가기에는 출발 모재로서 사용하는 코어 롯드의 대형화가 필요하게 된다. 그렇지만, 코어 롯드의 전구체(前驅體)인 코아 수트(soot)를 대형화 하려고하면, 그 퇴적 도중에 결렬이나 기포가 발생하기 쉬워져 수율이 저하한다고 하는 문제가 생긴다. 또한, 그 길이 방향으로 광학 특성을 안정화시키는 것이 곤란하다.

본 발명은 코아 수트를 대형화 하는 일 없이 출발 모재가 되는 코어 롯드를 대형화 하는 것이 가능한 대형의 다공질 유리 모재의 제조 방법 및 광섬유용 유리 모재를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

본 발명의 다공질 유리 모재의 제조 방법은, 복수의 코어 롯드를 접속하여 출발 모재로 하고, 그 위에 클래드층을 형성하는 것을 특징으로 하는 것이다.

또, 상기 코어 롯드 사이에 클래드부와 열팽창율이 거의 같은 석영봉을 접속한 것을 출발 모재로 할 수도 있다.

코어 롯드의 제작에 있어서는, 접속하는 코어 롯드 끼리 또는 접속하는 코어 롯드와 석영봉과의 직경의 차이가 2mm 이하가 되도록 제작하는 것이 바람직하다. 접속하는 석영봉의 길이는 5mm 이상이고 50mm 미만으로 하는 것이 바람직하다.

이와 같이 하여 제조된 다공질 유리 모재를 가열하고, 탈수·투명 유리화 함으로써, 길이 방향으로 광학 특성이 안정된 광섬유용 유리 모재가 얻어진다.

본 발명은 수트를 퇴적시키는 출발 모재로서 복수의 코어 롯드를 접속함으로써, 대형이며 대구경의 광섬유용 유리 모재의 제조를 용이하게 한 것이다. 또, 코어 롯드 사이에 클래드(clad)와 거의 같은 열팽창율을 가지는 석영봉을 사이에 끼움으로써 투명 유리화시에 발생하는 결렬을 방지하고 있다.

코어 롯드와 석영봉과의 접속부에서 직경 차이가 있으면, 외부 부착 되는 수트의 밀도 분포, 퇴적양 분포가 변화하기 때문에, 코어 롯드와 석영봉과의 직경 차이는 2mm 이하로 하는 것이 바람직하다. 또, 접속하는 석영봉의 길이가 5mm 미만에서는, 균열 방지의 효과가 적고, 50mm 이상에서는 코어 롯드 길이에 대한 석영봉 비가 커지기 때문에 비제품부가 많아져 비효율적이다. 따라서, 석영봉의 길이는 5mm 이상이고 50mm 미만으로 된다.

이와 같이 본 발명에 의하면 복수의 코어 롯드를 직접 혹은 석영봉을 개재하여 접속하여 출발 모재로 하고, 그 위에 외부 부착으로 클래드층(clad layer)을 형성하고, 얻어진 다공질 유리 모재를 탈수·투명 유리화 함으로써 광섬유용 유리 모재가 얻어진다.

이것을 적당히 소망의 직경으로 연신하여 직경 축소하고, 코어 롯드의 접속부 혹은 접속한 석영봉의 부분에서 절단함으로써, 선뽑기(drawing)에 매우 적합한 모재(preform)가 저비용으로 얻어진다.

<실시예>

이하, 실시예에 근거하여 본 발명을 한층 더 상세하게 설명하지만 본 발명은 이에 한정되지 않고 여러 가지 태양이 가능하다.

(실시예 1)

도 1은 본 발명에서 사용한 다공질 유리 모재 제조 장치의 일례를 나타낸 것이고, 장치의 거의 중앙에 출발 모재(1)가, 도시하고 있지 않은 기재 지지부재에 의해 축회전으로 회전 자유롭게 지지되어 있다. 출발 모재(1)의 하부에는 출발 모재(1)를 따라 좌우로 이동 자유로운 버너(2)가 배치되어 있다. 버너(2)에는 통상 산수소(酸水素) 버너가 사용되고, 광섬유용 원료, 예를 들면, SiCl₄ 등의 증기와 연소 가스(수소 가스 및 산소 가스)를 공급하고, 화염 가수분해 반응에 의해 생성하는 유리미립자(soot)를 출발 모재(1)에 흡착하고, 부착 퇴적시켜서 다공질 수트체(3)가 형성된다.

연소 배기 가스 및 미부착의 수트는 배기 후드(hood)(4), 배기관(5)을 거쳐 외부로 배출된다. 또, 버너(2)와 배기 후드(4)는 왕복운동 제어 장치(6)에 의해 제어되고, 나사봉(7)을 개재하여 모터(8)에 의해 동기가 되어서 좌우로 이동 가능하게 설치되어 있다.

이하, 본 발명에 의한 다공질 유리 모재의 제조 방법에 대해서 구체적으로 설명한다.

먼저, 테트라클로로시란(tetrachlorosilane)과 테트라클로로게르마늄(tetrachlorogermanium)을 유리 원료로 하여서 제작한 직경 30mm, 길이 400mm의 코어 롯드(9)를 3개 용착하고, 또한 그 양단에 더미봉(dummy bar)(10)을 용착하여 출발 모재(1)로 하였다(도 2 참조).

이 출발 모재(1)를 장치의 기재(基材) 지지부재로 지지하고, 그 축회전으로 회전 모터에 의해 회전시키면서, 유리 원료로서 테트라클로로시란을 버너(2)에 공급하고, 합성한 수트(soot)를 출발 모재 상에 퇴적시켰다. 버너(2)를 버너 가이드 기구에 의해 출발 모재(1)를 따라 왕복 이동시키면서 클래드층이 소정의 직경에 이를 때까지 퇴적을 계속하여 다공질 유리 모재(11)를 제조하였다. 또, 버너(2)의 이동에 대신하여 출발 모재(1)를 이동하도록 하여도 좋다.

이와 같이 하여 얻어진 다공질 유리 모재(11)를 소결 장치로 이송하고, 탈수 반응용 가스인 염소 가스와 불활성 가스인 헬륨 가스를 포함한 분위기 중에서 탈수·투명 유리화를 하였다.

이와 같이 하여 제조된 광섬유용 유리 모재에는 소결 후의 냉각 공정에 있어서 균열이 들어가거나 갈라지거나 하는 일은 없었다.

(실시예 2)

도 3에 나타내듯이, 2개소의 코어 롯드(9) 사이에 각각 석영봉(12)을 접속하여 출발 모재(1)로 한 이외는 실시예 1과 마찬가지로 다공질 유리 모재(11)를 제조하고, 이를 탈수·투명 유리화 하여 광섬유용 유리 모재를 얻었지만, 이에는 소결 후의 냉각 공정에 있어서 균열이 들어가거나 갈라지거나 하는 일은 없었다.

본 발명에 의하면, 코어 롯드를 대형화 할 때에 생기는 퇴적 도중에서의 결렬이나 기포의 발생이 억제되어 대형이며 대구경의 다공질 유리 모재가 높은 수율로 얻어진다. 특히, 코어 롯드 사이에 클래드와 동질의 석영봉을 끼워 출발 모재로 한 것은, 이에 수트를 퇴적하여 얻은 다공질 유리 모재의 소결 후, 그 냉각중에 생기는 결렬을 방지할 수 있다. 또한, 길이 방향으로 광학 특성이 안정된 광섬유용 유리 모재가 얻어진다.

본 발명에 의하면, 길이 방향으로 광학 특성이 안정된 광섬유용 유리 모재가 저비용으로 얻어진다.

도 1은 다공질 유리 모재의 제조 장치의 일례를 나타내는 개략도이다.

도 2는 본 발명에 의한 다공질 유리 모재의 제조 방법의 일례를 나타내는 개략도이다.

도 3은 본 발명에 의한 다공질 유리 모재의 제조 방법의 다른 예를 나타내는 개략도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 설명>

1 …… 출발 모재

2 …… 버너

3 …… 다공질 수트체

4 …… 배기 후드

5 …… 배기관

6 …… 왕복운동 제어 장치

7 …… 나사봉

8 …… 모터(motor)

9 …… 코어 롯드(core rod)

10 …… 더미봉(dummy bar)

11 …… 다공질 유리 모재

12 …… 석영봉

Claims (5)

1. 복수의 코어(core) 롯드(rod)를 접속하여 출발 모재로 하고, 그 위에 클래드층(clad layer)을 형성하는 것을 특징으로 하는 다공질 유리 모재의 제조 방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 코어 롯드 사이에 클래드부와 열팽창율이 거의 같은 석영봉을 접속한 것을 출발 모재로 하는 것을 특징으로 하는 다공질 유리 모재의 제조 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   접속하는 코어 롯드 끼리 또는 접속하는 코어 롯드와 석영봉과의 직경의 차이가 2mm 이하인 것을 특징으로 하는 다공질 유리 모재의 제조 방법.
4. 제2항 또는 제3항에 있어서,

   접속하는 석영봉의 길이가 5mm 이상이고 50mm 미만인 것을 특징으로 하는 다공질 유리 모재의 제조 방법.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 다공질 유리 모재의 제조 방법을 이용하여 제조된 다공질 유리 모재를 가열하고, 탈수·투명 유리화 하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 광섬유용 유리 모재.