TWI399349B - 光纖母材的製造方法以及光纖母材 - Google Patents

Description

光纖母材的製造方法以及光纖母材

本發明是關於一種光纖母材的製造方法以及光纖母材。更詳細地說，本發明是關於不同於稱為單模光纖之普遍使用的光纖之製造中所使用的光纖母材，而於比較特殊之光纖的製造中所使用的光纖母材的製造方法以及光纖母材，尤其關於將纖核棒與管熔融而使之成為一體的加套法。

再者，關於認可將所參照之專利文獻組入的指定國，以參照之形式將下述專利申請案說明書中所揭示之內容加入本申請案中，作為本說明書之一部分內容。

日本專利申請號：2005-006435號申請日2005年1月13日。

製造單模光纖時所使用之光纖母材，可使用例如VAD(Vapor Axial Deposition，軸向氣相沈積法)法進行製造。VAD法中，改變供給至纖核用燃燒器之原料氣體中之GeCl₄ 含量，以調整纖核部的折射率分佈，而形成纖核部，且於其上利用纖殼(clad)用燃燒器使含有SiO₂ 之玻璃微粒子沈積，而形成纖殼部。進而，對所沈積之玻璃微粒子進行脫水、透明玻璃化處理而進行製造。

關於其他製造方法，存有加套(jacketing)法。加套法中，將預先調整過折射率分佈而製成之纖核棒設於纖殼管內，並使其熔融形成一體。關於利用加套法而製成之光纖母材，於其熔融一體化製程中，存在纖核棒與纖殼管之界 面上殘留有氣泡、雜質等缺陷。因此，眾所周知，由使用該方法所製造出之光纖母材所獲得的光纖，其光傳輸損耗會增大。

專利文獻1、2中，揭示有針對上述缺陷之對策。該等文獻中揭示有如下內容：以鹵素氣體填滿纖核棒以及纖殼管之間隙並使其熔融而成一體，藉此除去玻璃表面之污垢或吸附水分，而製成光纖母材。又，揭示有以下內容：藉由該方法而減少以該光纖母材所製造出之光纖的光傳輸損耗。

又，實施上述方法時，使纖殼管以及纖核棒相互不接觸是相當重要地。專利文獻3~5中揭示有如此之纖核棒之設置方法。

專利文獻3、4中揭示有，利用縱型爐實施加套法之情形時，纖核棒兩端之2點支持方法與下端部之支持方法、支持部件等相關內容。又，專利文獻5中揭示有以下方法：為氣相蝕刻以及減壓而於纖核棒上設置槽口部，且使連接於纖殼管兩端部之虛設管(dummy tube)縮徑，以此將纖核棒設於纖殼管內。

專利文獻1：日本專利公開號：昭61-117126號公報。

專利文獻2：日本專利公開號：2003-48737號公報。

專利文獻3：日本專利公開號：平11-139841號公報。

專利文獻4：日本專利公開號：2001-247326號公報。

專利文獻5：日本專利公開號：2003-160351號公報。

然而，上述專利文獻3~5中所揭示之方法中，當纖核棒重量較輕時，有時會因導入纖殼管內之氣流的作用而使得纖核棒移動。於此情形下，會出現以下等問題：(a)管之內面以及纖核棒之外面會受到損傷；(b)無法流過足夠量之氣體；(c)使移動後之纖核棒返回至原先位置的操作量較大。該等問題亦會影響到由所製造之光纖母材而最終獲得之光纖的特性。因此，需要以下技術：能夠對纖核棒無損傷、且以足量之鹵氣對纖核棒以及管內實施處理。

因此，本發明之目的在於，提供一種即使於纖殼管以及纖核棒之間流過足量之處理氣體，亦不會因氣流使得設於內部的纖核棒移動，而損傷纖殼管之光纖母材的製造方法。又，另一目的在於，提供一種利用加套法製造、且具有高性能以及高品質的光纖。

本發明之第1形態，提供一種光纖母材的製造方法，其是製造具有纖核部以及包圍纖核部之纖殼部的光纖母材的方法，且具有以下製程：將內徑大於纖殼管內徑且使氣體流通之供排氣用的虛設管，連接至由纖殼部之材料所形成且具有固定內徑之纖殼管的兩端之製程；對於具有外徑大於纖殼管內徑且小於虛設管內徑的頭部、以及外徑小於纖殼管內徑的直體部，且由纖核部之材料所形成的纖核棒，於上述頭部與上述虛設管以及上述纖殼管之間形成使上述氣體流通之氣體流路，並且將直體部插入纖殼管內之後，使虛設管以及纖殼管內流通處理氣體，以此對纖殼管 內面以及纖核棒表面進行潔淨處理之製程；以及，對纖核棒以及纖殼管進行加熱且使之熔融而成一體之製程。藉此，於熔融一體化之製程中，可製造出能夠防止纖核棒於其長度方向上移動、且無缺陷之高品質被記錄物光纖母材。

又，本發明之一實施形態下，於上述光纖的製造方法之熔融一體化製程中，亦可包括纖核棒之頭部在內，使之與纖殼管一同進行熔融一體化。藉此，可使纖殼管內之纖核棒穩定，由此製造出高品質之光纖母材。

又，上述光纖的製造方法中，較好的是使纖核棒頭部之長度為30mm以上。藉此，於熔融一體化製程中，纖核棒頭部之一部分不會軟化而有助於纖核棒之定位，因此可使纖核棒之定位較穩定。

又，本發明之其他實施形態下，於上述光纖的製造方法之熔融一體化製程中，亦可僅將纖核棒之直體部與纖殼管熔融而成一體。藉此，可製造出不含頭部的光纖母材，該頭部對於最終成為光纖之纖核的纖核部之形成並無益處，因此可提供一種能夠高效製造光纖之光纖母材。

又，於上述光纖的製造方法中，較好的是，纖核棒頭部之長度為30mm以下。藉此，可節省纖核棒之材料，以此降低光纖材料成本。

進而，本發明之第2形態，提供一種利用上述光纖母材的製造方法而製成之光纖母材。藉此，可提供纖核以及纖殼各自具備所需光學特性的光纖。

然而，上述之發明概要並未列舉出本發明之所有必要 特徵。對該等特徵群進行組合亦可實現本發明。

根據上述光纖母材的製造方法，加套過程中，不會因供給於纖殼管與纖核棒間之處理氣體而使得纖核棒移動，故可供給足量之處理氣體。因此，操作性良好，且可獲得纖核棒與纖殼管之界面上無缺陷之光纖母材，進而有助於提高品質以及降低生產成本。又，利用上述方法所製造之光纖母材是，纖核棒與纖殼管之界面上無缺陷的高品質光纖母材，且是可製造出傳輸損耗較少之光纖的母材。

以下，通過發明之實施形態對本發明加以說明。然而，以下實施形態並非對申請專利範圍內之發明加以限定。又，實施形態中所說明之特徵的所有組合並非均是發明內容所需者。

(實施例1)

圖1是說明實施例1中之光纖母材10的製造方法之概略圖。如該圖所示，於具有固定內徑之纖殼管100兩端，結合有內徑大於纖殼管100內徑的虛設管300。纖殼管100以及虛設管300是相互連通，故而氣體可自一端流通至另一端，實施例1中，圖中自左方向右方流通有用以進行脫水處理之氣體。

又，纖殼管100中貫通插入有纖核棒200之直體部210。纖核棒200，包括較纖殼管100內徑細的直體部210、以及直徑大於纖殼管100內徑且小於虛設管300之的頭部 220，並自氣流之上流側貫通插入虛設管300中。因此，當頭部220抵接至纖殼管100之端面時，纖核棒200不會進一步向右方移動。

首先，準備內徑為10mm ψ、長度為300mm之石英管，作為纖殼管100。繼而，將內徑為19mm ψ之虛設管300焊接於纖殼管100。進而，準備具有外徑8mm ψ、長320mm之直體部210以及外徑15mm ψ、長50mm之頭部220的纖核棒，作為纖核棒200，並如圖1所示，將該纖核棒200設置於纖殼管100內。

自圖中左方之虛設管300側，使500ml/分之氯氣與2000ml/分之氦氣流入，作為脫水處理氣體，且使纖殼管100內面以及纖核棒200表面充分脫水，之後包括纖核棒200之頭部220在內使之整體熔融而成一體。藉由如此之方法，可獲得含有纖殼部以及纖核部之光纖母材。

上述操作中，管內流過足量之處理氣體，由於纖核棒頭部加工成粗於纖殼管內徑，故而使得纖核棒不會被處理氣體向下流側推壓而產生移動，因此操作性良好。

(實施例2)

圖2是說明實施例2中之光纖母材11的製造方法之概略圖。再者，於圖中，對於與實施例1相同之部件，使用相同的參照符號，且省略相關重複說明。

如該圖所示，實施例2中所使用之纖殼管100以及虛設管300，包括尺寸等在內，均與實施例1中所使用之規格相同。另一方面，纖核棒200之頭部222的長度，與實 施例1中所使用之頭部相比較短。

即，實施例2中所使用之纖核棒200中，於外徑為8mm ψ、長度為320mm之直體部210一端，形成有外徑為15mm ψ、長度為10mm之頭部222。將如此之纖核棒200設於圖2所示之纖殼管100內。圖中，自左方之虛設管300，使500ml/分之氯氣以及2000ml/分之氦氣流入，作為脫水處理氣體，且使纖殼管100內面以及纖核棒200表面充分脫水。

繼而，自纖殼管100之一端開始，對纖殼管100以及纖核棒200實施熔融一體化，直至另一端為止使之成為一體。因此，並未使位於纖殼管100外側的頭部222與之成為一體。

上述實施例2中，纖核棒200的頭部222之長度較短，因此與實施例1相比，纖核棒200之位置變動較大。由此，最終形成不良部。然而，纖核棒不會被處理氣體向下流側推壓而產生移動，因此操作性亦較良好。

(比較例1)

圖3是說明比較例中之光纖母材20的製造方法之概略圖。再者，該圖中，對於與實施例1以及實施例2中相同之部件，使用相同的參照符號，且省略相關重複說明。

如該圖所示，比較例1中所使用之纖殼管100以及虛設管300，包括尺寸等在內，均與實施例1以及實施例2中所使用的規格相同。另一方面，纖核棒200整體外徑小於纖殼管100內徑，而纖核棒200上並未形成外徑不同之 頭部。具體地說，比較例1中所使用之纖核棒200是全長為320mm且外徑為8mm ψ之玻璃棒。

上述纖核棒200設於如圖3所示安裝於虛設管300上之纖殼管100中。圖中，自左方之虛設管300側，使500ml/分之氯氣以及2000ml/分之氦氣流入，作為脫水處理氣體，且使纖殼管100內面以及纖核棒200表面充分脫水，之後，將整體熔融而成一體。藉此，可獲得包含纖殼部以及纖核部之光纖母材。

但是，比較例1中之光纖母材20之製造工程中，當流通有足以充分提高脫水處理效果之具有上述流量的脫水處理氣體時，則纖核棒200被氣流向下流側推壓而移動。因此，於進行熔融一體化之前，必須進行以下操作：利用潔淨之玻璃棒自纖殼管100下流側，推壓所移動之纖核棒200，直至使其返回原先之設置位置。又，進行該操作時，纖核棒200以及纖殼管100之間會相互摩擦而造成磨損，以此導致最終一體化之光纖母材20上有氣泡產生。

又，當進行推壓並使纖核棒返回之操作時，處理室處於打開狀態，因此纖殼管100以及纖核棒200會接觸到大氣。故而，一旦經過脫水處理之纖殼管100以及纖核棒200上附著有大氣中之水蒸氣、灰塵等，則於熔融一體化之後，光纖母材20上纖核部以及纖殼部之間所產生之缺陷將會增加。因此，以該光纖母材20為原料而製成之光纖上的光傳輸損耗，與實施例1以及實施例2中以光纖母材10、11為原料而製成的光纖相比，有明顯的增加。

表1中，同時表示實施例1、2以及比較例1中所使用之纖殼管100以及纖核棒200的各規格，以及對於製造光纖母材10、11、20之操作的評價。

[產業上之可利用性]

根據上述光纖的製造方法，可獲得纖核棒200與纖殼管100之界面上無缺陷之光纖母材。又，藉由使用以此方法製造之光纖母材，可獲得傳輸損失較少的光纖。

10、11、20‧‧‧光纖母材

100‧‧‧纖殼管

200‧‧‧纖核棒

210‧‧‧直體部

220、222‧‧‧頭部

300‧‧‧虛設管

圖1是說明實施例1中之光纖母材的製造方法之概略說明圖。

圖2是說明實施例2中之光纖母材的製造方法之概略說明圖。

圖3是說明比較例1中之光纖母材的製造方法之概略說明圖。

10‧‧‧光纖母材

100‧‧‧纖殼管

200‧‧‧纖核棒

210‧‧‧直體部

220‧‧‧頭部

300‧‧‧虛設管

Claims (3)

1. 一種光纖母材的製造方法，其特徵在於：其是具有纖核部以及包圍上述纖核部之纖殼部的光纖母材的製造方法，該光纖母材的製造方法包括：將內徑大於上述纖殼管內徑且使氣體流通之供排氣用的虛設管，連接至由上述纖殼部之材料所形成且具有固定內徑的纖殼管之兩端之製程；對於具有外徑大於上述纖殼管內徑且小於上述虛設管內徑的頭部、以及外徑小於上述纖殼管內徑的直體部，且由形成上述纖核部之材料所形成的纖核棒，於上述頭部與上述虛設管以及上述纖殼管之間形成使上述氣體流通的氣體流路，並且將上述直體部插入上述纖殼管內，之後，使處理氣體流入上述虛設管以及上述纖殼管內，以對上述纖殼管內面以及上述纖核棒表面進行潔淨處理之製程；以及對上述纖核棒以及上述纖殼管進行加熱且使其熔融而成一體之製程，其中於上述熔融一體化製程中，包括上述纖核棒之上述頭部在內，與上述纖殼管一同進行熔融一體化，且上述纖核棒頭部之長度為30mm以上。
2. 如申請專利範圍第1項所述之光纖母材的製造方法，其中於上述熔融一體化製程中，僅使上述纖核棒之直體部與上述纖殼管一同進行熔融一體化。
3. 一種光纖母材，其特徵在於：其是藉由申請專利範 圍第1項至第2項中任何一項之光纖母材的製造方法而製成。