WO1988006145A1 - Heating furnace for glass materials for optical fiber and method of manufacturing same - Google Patents

Heating furnace for glass materials for optical fiber and method of manufacturing same Download PDF

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WO1988006145A1
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heating
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Michihisa; Kyoto
Yoichi; Ishiguro
Ichiro; Tauchiya
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Sumitomo Electric Industries, Ltd.
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    • C03B2203/10—Internal structure or shape details
    • C03B2203/22—Radial profile of refractive index, composition or softening point

Definitions

  • the present invention is a leap to a heating furnace and a method of preforming an optical fiber preform, and further heats a porous glass preform composed of a quartz-based glass precipitant, and adds and searches for a glass.
  • Heating furnace and method to perform The heated iron of the present invention prevents infiltration of an introductory cable into the glass matrix.
  • a VAD ′ Vapor Phase Axial Dspoaion
  • columnar multi-base material siot base material
  • the porous base material is ⁇ ⁇ :
  • the point that must be taken into account especially when using such a heated iron signal is to prevent the intrusion of transition source cables such as Kaburashi iron and the ingress of moisture. 'When the transition element is mixed into the glass base material by more than 1 PPb, the loss characteristic of the tip fiber obtained is inconsistently observed over the whole wave. In addition, when moisture enters the base material at a rate of O.lppffl or more, the characteristics of the obtained optical fiber in the process region are maintained.
  • a method is known in which multi-base materials are heated at a high temperature in an inert gas atmosphere containing chlorine-based gas and fluorine-based gas.
  • the use of P2 gas not only dehydrates the porous base material, but also has the effect of adding fluorine to the glass base material at the same time.
  • the addition of the fu solution into the porous base material has the advantage that the distribution of the bending ratio, which is essential for optical fibers, can be adjusted. This point is described in Japanese Patent Publication No. 55-15 ⁇ 82 and No. 55- ⁇ 7533, which will be described later.
  • the treatment using the fluorine-based gas is usually performed in a heating furnace at the same time as the transparentization or as a step.
  • the water heating element is consumed by the moisture element generated during the heat treatment of the base material.
  • a tube made of alumina has been used conventionally (for example, see “Wai. Kimiaki S7-40998 and US Pat. No. 4,338,111”). see) beta
  • the use also a core tube made of alumina Al force Li component contained in the Arumichi is scattered in the heating atmosphere at a high a, which is attached to the porous surface of the base material, the Kurisutoparai coat layer There was a commander who said.
  • the fluorinated gas decomposes or reacts at strawberry temperature, and also produces F, gas and ITP gas. These gases also generate SiF ⁇ gas, contrary to quartz glass, as shown in the following formula.
  • bins are formed in the core tube, which may cause intrusion of outside air and atmosphere-outflow of gas outside the furnace. Become a ⁇
  • the optical base material is made up of a glass base material for optical fiber and a core.
  • Core I is located in the center, and it is difficult for light to meet and collide. * Higher.
  • single-mode fiber and multi-mode are shown in ith (a) and ⁇ ) respectively.
  • 3 ⁇ 4 In the Dof Eyer's perspective, Aro is equivalent to core dismissal, and B ⁇ is equivalent to cla V de 3 ⁇ 4P.
  • the difference in the JB folding ratio between the cladding and the core can be formed by increasing the storm breaking ratio of 3a, decreasing the refractive index of the cladding, or combining them.
  • difference in refractive index is the difference between the refractive index of a certain glass and the dew index of silica.
  • G'eO, and Ait TiOj are usually added as dopants for increasing the refractive index during the synthesis of quartz glass, and Gs, A2, Ti, etc. Add to glass.
  • the addition of the above oxides causes the following disadvantages-light disturbance (Rayleigh scattering) derived from dopants increases as compared to the amount of dopant added, Not desirable for transmission.
  • Mao dopant in large amount? When added, a bubble crystal phase is generated in the glass base material. For example, when GeO is also used, bubbles due to GsO gas are likely to be generated, When A 0, there is also a cluster, AO s ⁇ ft clusters occur.
  • the glass composition of the core part may be pure silica glass. It can be understood that it is preferable to use a quartz glass having a reduced amount of dopant.
  • One of the methods for solving the various IS problems associated with the addition of doughant to the core and also for forming a refractive index difference between the core node and the cladding is as follows.
  • Figure 2 also shows the structure of a quartz glass paper with fluorine added to the clad. Such a structure- Then, the scattering of light (Rayleigh scattering) originating from the dopant in the core, which is ⁇ of light, becomes smaller, and the picture that is preferable as a forward path is reduced.
  • Maofu ' / element, in addition GeO, dopant bets on the ratio Bae ⁇ enriched in such, and the raw material purified is also economically advantageous in that it is volume kudzu d, full Motokei Gasuho
  • One of the requirements is not only a dopant for adjusting the refractive index, but also a point of being in contact with a dehydrating agent that removes water contained in the base material.
  • Japanese Patent Publication No. S5-161682 describes a method in which fluorinated gas is supplied into a glass by supplying a procedural gas in a glass vapor phase formation. Although this method certainly adds fluorine to the glass, it has the disadvantage that both the deposition efficiency of the glass and the efficiency of the addition of fluorine (dove yield :) are low. The reason is that the flame hydrolysis method using a flame, water and hydrofluoric search based gas that exists in the flame, for example SF e is the reaction formula (1):
  • 0 represents a solid, and (represents a gas.) Therefore, if the added amount of the procedural gas is too small, the soot deposition will be much lower.
  • the soot base material is also treated at 100 ° C. in an atmosphere containing a pulp-based gas at the following temperature: The arrests continued, and in some cases, Cu and were found in the obtained fiber. ⁇ which is known to cause absorption loss which causes transmission loss due to Cu and Fe
  • soot base material is treated in a gas atmosphere containing fluorine gas at a flow rate of 140 or more g? Atmosphere;
  • the surface of the lath base material is etched, and the core for maintaining the atmosphere, for example, a stone core tube, may also be used in the etching process. This is considered to be one of the factors that cause the problem of burning into the base material. ⁇
  • the problem is that the absorption loss due to the water radical changes over time, and the absorption loss increases as the abundance increases. It also has a 3 ⁇ 4 point.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 80-239337 discloses a method using Si! As a fluorine-based gas.
  • Si F * is the only fluorine-based gas that does not etch the soot base material and the core tube made of stone glass, and does not generate inconsistencies * due to the etching of the core tube made of quartz glass.
  • quartz glass core tubes have the following disadvantages in addition to the disadvantages such as bonito, ie, ⁇ that passes through impurities such as alkali and m. Moisture is present when present HF * is formed by the reaction, and this also forms an edge in the quartz glass furnace tube, so that impurities present in the furnace tube material ⁇ may stain the soot base material. Impurity penetration can be prevented by installing the entire furnace with high-purity g material.
  • the production of Italy is high, which is not practical.
  • For E quenching of the reactor core Cao after the scan one door base material Ya furnace moisture was thoroughly Inui ⁇ to have a have-like, it is necessary to feed the S iP A in the furnace, the gas-tight facilities and careful operation Yes.
  • Rikibon is considered as a material class that does not easily react with the skeletal gas or salt gas.
  • the boron reacts with quartz and does not react with SF CF, which is a dirt gas. Of course, it does not react with SiF + .
  • Japanese Patent Publication No. 56-28582 does not disclose specific implementations, but shows that the furnace core tube can be used in a fluorine-based gas atmosphere such as F »gas. I have.
  • carbon has the following disadvantages: (1) Since power is strong, gas can easily escape. By the way, the nitrogen permeability of force is 10 times higher than that of quartz glass.
  • the carbon is oxidized and oxidized, and when it exceeds 4003 ⁇ 4, it reacts with oxygen and steam to become CO s or GO gas.
  • the selenix eyebrows such as BN
  • the selensis ", ku! 3 is ⁇ S for dexterity prevention, but at least salt gas and sulpholine gas.
  • the undesired material resulting from the reaction loses the base material and generates air bubbles in the base material.
  • F gas is not recommended to be used as a gas for pneumatic gas, because it does not cause charcoal and sulfur to be emitted, but makes it explosive with water.
  • the present invention aims to solve the problem of the conventional core tube used in optical fiber preforms, such as the use of water, transparency, and the addition of fluorine.
  • the aim is to provide a heating furnace for optical fiber base materials that has a long life, and to provide a heating furnace with a long life that prevents contamination of the furnace tube with air.
  • the gist of the present invention is that the glass base material for optical fiber composed of stone glass particles is also doped with fluorine by heat treatment in a gas atmosphere containing a 7-nitrogen compound.
  • a heating furnace which is made transparent and is used as a glass base material for optical fiber, comprising a heating element and a furnace tube arranged inside the heating element to separate the heating atmosphere from the heating element. The fact that at least the inner lining of the heart tube is made of carbon is at the same time as the heating material for the optical fiber preform.
  • Fig. 2 also shows the grooving of low refraction type fiber with fluorine added to clad ⁇ .
  • the third aspect is a schematic cross-sectional view showing an example of a heating furnace for a base material for optical fiber according to the first embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of the size of the heating furnace according to the first embodiment of the present invention
  • Fig. 5 is the eighth embodiment of the heating of the optical fiber preform according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a heating furnace for an optical fiber preform according to a third embodiment of the present invention
  • Fig. 7 shows the spit section 121 of the pressurized heating furnace.
  • Fig. 8 is a schematic drawing of the bag used for actual folds whose air content was also measured
  • Fig. 9 is a grab showing air content *
  • FIG. 10 and FIG. 1 are respectively a schematic plan view of a heating furnace for a base material for an optical fiber according to a fourth embodiment of the present invention
  • Figures 12 and (b) are schematic diagrams of a method of producing a soot matrix by flame hydrolysis.
  • Figs. 14 (a) to 14 (c) show the structure of the glass base material manufactured in Examples 9 to 11 or 13 to 5 obtained by adding fluorine to the soot base material.
  • FIG. I5 is a graph showing the carbon furnace
  • FIG. I7 is a graph showing the relationship between the heat treatment temperature and the S-squared difference (nCF) of the obtained optical fiber as shown in the actual test 16.
  • a porous glass base material (hereinafter, also referred to as a “stable base material”) composed of a stone base glass material typically includes a soot base having the following structure. Material is included.
  • Soot matrix or hollow matrix consisting entirely of glass particles Soot base material.
  • Soot base material After making the soot base material transparent, a hole is made in the center, and a glass rod serving as a core is also inserted there. Finally, a glass base material is manufactured.
  • the core tube comprises an inner eyebrow made of carbon and an outer eyebrow made of silicon carbide.
  • a refractory furnace core tube such as a carbon furnace tube with an outer wall coated with gay carbide and a carbon core tube with an inner wall also coated with carbon.
  • the carbon content is generally such that the total ash content is 5 Oppm or less, preferably 2 Oppm or less. If the total content is 100 O ppm, the carpone cannot be used for the core tube of the present invention because of impurities such as iron and net. Impurities contained in carbon having a total K content of 2 O ppm or less and their ⁇ The following table shows
  • the carbide gay cord preferably iron content I PJB hereinafter Kikugan'yu. 'Amount used is preferably 1 or less ⁇
  • the core tube of the present invention When the core tube of the present invention is used, it is used for adding fluorine.
  • a fluorine-based gas silicon fluoride (for example, & iF 4 , SiP e, etc.), carbon fluoride ⁇ . (eg: if CF *, C, F "C S F -out, GC ⁇ Fs) is preferable, and especially, the SiF * is particularly preferred ⁇ full-containing compound also containing undesirable fl
  • the method of forming a carbon by applying a gas phase reaction such as plasma CVD coating, chemical CVD coating, etc. It is preferable because it can form a high-purity and agile ridge.
  • the quartz gas core tube with a thickness of 2 was also heated at 150 ° C. and maintained at this temperature for one day, and the core tube was stretched to have a length of 40 Oas. Was.
  • the inner surface was covered with 0, 52 to 2 mm thick carbon debris II and heated in the same manner as in Experiment 1 using a carbon carbide core tube with the same dimensions as the insin f of the practical teaching i. However, the elongation of the core tube was not observed at all.
  • Heating test was conducted in the same manner as in Experiment 1 except that a carbon core tube having an inner diameter of 110, a length of 300, and a thickness of 6 was also used. As a result, no elongation of the furnace tube was observed.
  • the outer wall was coated with 200 iis of silicon carbide.
  • the inner diameter was 100 f3 ⁇ 4, the length was 300 mm, and the thickness was 5 cm. Shio. ⁇ 3 o'clock under heating at 500. ⁇ ⁇ ⁇ Even if left alone, no IS was seen in the outer wall.
  • the core tube coated with a gay carbide wire on the inner wall was also used to return the surface. And the outer walls were weakened.
  • the inner surface was made of carbon with a thickness of about 12 ?, using a core of carbon carbide of S100 length of 300M and thickness of Ssa. And similar results were obtained.
  • Carbon steel core tube and silicon carbide core tube can withstand extremely large overflows of ⁇ -framed pipe made of Ishifuji glass.
  • the porous metal base material in the core tube was also 150 It is also suitable to use a pyrotechnic tube having carbon. ⁇ on its inner surface, especially as a furnace tube used for the heat treatment in the furnace, especially when using fluorine-based gas. .
  • a pyrotechnic tube having carbon especially as a furnace tube used for the heat treatment in the furnace, especially when using fluorine-based gas.
  • the thickness of the carbon eyebrow covered on the inner wall according to the present invention is about 0.01 to 500 S, and the purpose can be sufficiently altered.
  • the method of forming carbon on the inner wall surface is, in particular, limited. It is not necessary to use a known method for forming carbon. 13 ⁇ 4
  • the coating tube is also heated to a temperature of 1200-150, and CH * or CG! L vapor is combined with argon gas in the tube and brewed. It is known to use a method of depositing on the inner wall (CVD method).
  • CVD method a method of depositing on the inner wall
  • FIGS. 3 and 4 show the first hardening furnace of the above book.
  • FIG. 3 is a schematic sectional view showing an example of a heating furnace for an optical fiber preform according to the first embodiment of the present invention.
  • 1 is a porous metal base material
  • 2 is a supporting steel
  • 3 is a furnace tube
  • 4 is a generator
  • 5 a furnace body
  • 6 is an inert gas inlet
  • 7 is an atmosphere gas (for example, SF) 3 , helium, etc.).
  • 31 is a carbon core tube body, and 32 is a silicon carbide coating.
  • Fig. 4 is a schematic sectional view of an example of the first heating furnace of the present invention. You.
  • 1 is a base metal
  • 2 is a support
  • 3 is a furnace tube
  • 4 is a heating element
  • 5 is a pipe
  • S is an inert gas inlet
  • 7 is an atmosphere: gas ( Kiyoshie if SF e, an inlet of helium).
  • 3 1 ′ is a carbon carbide core tube main body
  • 3 2 ′ is a carbon coating layer.
  • the furnace tube comprises a quartz glass body and a carbon layer coated on the inner wall thereof.
  • FIG. 5 shows a schematic diagram of this process.
  • a heating element 4 is provided inside the heating furnace main body 5, and a furnace tube 3 is provided at the center of the furnace body.
  • the main body of the furnace core tube 3 is formed of a quartz glass tube, and the inner periphery thereof is coated with a bonbon layer 33.
  • the thickness of the above carbon shoulder 33 is preferably about 0.01 to 500. No. When the layer thickness is more than 500 n, the effect is not enough for the S syrup which is less than ⁇ . ⁇ ⁇ ⁇ *.
  • Nitride Nitride; ⁇ ⁇ , ThN, 2rN, ⁇ , ⁇ aN
  • Oxide A O "CaO, ZrOi ThO *
  • a supply hole ⁇ for introducing a shielding gas such as argon or nitrogen is provided at the side end of the upper S furnace main body 5.
  • a supply pipe 7 for exclusively using a processing port gas such as helium, argon, sulphide, and a fluorine compound is provided at the lower end of the core tube 3.
  • a porous preform 1 is suspended by a support 2.
  • the carbon eyebrows 3 3 have a hollow inside.
  • the core tube made of glass is more contaminated than the alumina tube and carbon tube, and has a smaller maturation coefficient. It is very durable.
  • the furnace core tube body be made of a quartz glass that is as transparent as possible with as high a temperature as possible.
  • the frequency it is desirable that the barbecue is 0 or 5 ppin or less and the input is 1 ppot or less in terms of Fe, 0, due to disabled.
  • the transparent quartz glass from which the netting has been removed is passed through.
  • the quartz glass glass core tube of the present invention diffuses from the body of Toro's Imoto 5 and the heating element 4. These impurities are shielded by the carbon eyebrows 33 and do not enter the heart tube 3. Therefore, intrusion of foreign matter into the optical pipe preform can be reliably prevented. Further, since the inner wall of the upper ia quartz glass tube is enclosed by carbon brow 4, the porous base material can be used in a gas atmosphere containing a fluorine compound. Even when painting, you can stop eating wide food. The relationship between quartz glass and carbon due to the HF port desire is shown in the following table. table .
  • the reactor core tube comprises a detachably connected upper, middle and lower part of the furnace, at least the center of which is formed from high-duty carbon. And the lower thermal corrosion-resistant material.
  • a heating element 4 is installed in the inner lavatory of the main body 5, and a core tube 3 is opened in the center of the furnace.
  • the heart tube 3 is composed of upper 4, middle * 35 and lower 35, each of which is removably read by inappropriate means, for example, screwing.
  • the core tube 35 is made of high-impact carbon. The purity of the carbon is the same as that of the carbon used in the first embodiment.
  • the upper and lower cores 34 and 36 of the core tube are not as tight as the central one 35, it is not necessary to raise the degree as much as the central one 35, but only heat and corrosion resistance. Therefore, although it is possible to form the upper 34 and the lower ⁇ 36 with high-purity iron, it is preferable to make it with normal iron. In addition, since it is only 10000 and it is added only to the following, it may be made of a quartz material which is susceptible to corrosion due to a fluorine gas. However, also in this case, ⁇ and Kaburasu, especially ⁇ Therefore, it is desirable that the value be 0, 1 ⁇ or less. '' The core tube of the present invention made from carbon
  • the upper ⁇ and lower part of the core tube are not exhausted as much as possible, so if the core tube has a three-stage structure as in the present invention, only the worn core can be replaced, preferable.
  • the upper and lower portions of the reactor core tube can be used even if the central portion is exhausted, so that it is not necessary to remove the adsorbed water in these portions, which is preferable.
  • the core tube has a 3 mm structure in addition to the diameter.
  • the upper and lower cores 34 and 3S of the core tube are It may be made of quartz glass, etc., using a porous material such as porcelain. >> In addition, high moth degree quartz which does not contain unclear materials such as barbs and the like is preferable. Hen etc.
  • steam of dumplings such as CuO may also be generated, contaminating multiple base materials.
  • a supply line 6 that also introduces shielding gas such as argon, helium, and nitrogen.
  • shielding gas such as argon, helium, and nitrogen.
  • the base material 1 has been lowered down through 2.
  • the heating furnace on the other hand, is configured as shown in FIG. 1- as described above, or as described in the seventh paragraph described below.
  • FIG. 7 shows an example of a heating furnace in which a heating treatment is performed under pressure or decompression, in which the furnace body 5 is a pressure vessel.
  • the furnace is a carbon heater 4, the muffle tube 3, the heat insulating material 4 ', furnace tube ambient gas inlet mouth S, beta has also muffle tube atmosphere gas outlet 3 3 ⁇ 4 Pi pump 9
  • the heating furnace is formed as shown in, for example, FIGS. 8a and 7, when the glass body is taken in and out, the atmosphere (the atmosphere in the working room) enters the pipe.
  • Fig. 8 is a schematic diagram of the equipment used for the measurement of the amount of air mixed in.
  • This equipment consists of a core tube 101, a purge gas inlet 102, a gas sampling tube 103, and an acid generator. It has a concentration measuring device g 104 and a pump 105.
  • the inner diameter of the core tube 101 was ⁇ 50, and the tip of the gas sampling tube was fixed at a point at which la entered from the opening of the core tube. Results Shown in the graph of Fig. 9. ⁇ ⁇ It is clear that air is mixed in the heart tube, and it is impossible to prevent air mixing even if the barge search gas flow is reduced.
  • FIG. 15 shows a picture of the weight loss of the Ribbon core tube also measured.
  • the glass body was removed 40 times, 0.4 carbonic acid was consumed from the surface of the carbon core tube.However, the estimated thickness of the 10 * carbohydrate core tube life was about 2. It was as short as 5 months.
  • One of the methods to prevent the core tube from being degraded is to set the temperature of the glass body in and out so that the pressure is not degraded.
  • this method greatly reduces furnace availability.
  • it cannot prevent the inside of the tube from being contaminated with dust in the atmosphere.
  • Such prevention of air from entering the inside of the tube is achieved by the fourth heating furnace of the present invention.
  • the fourth heating of the present invention is a heating element and ⁇ ⁇
  • the fourth heating of the present invention is also a room for storing a perforated glass body and for putting it in and out of the core tube.
  • the heating in the anterior chamber at about 800 is pressurized to a pressure of ⁇ ⁇ 10 Torr.
  • the anterior chamber is preferably made of a material which does not generate impurities at a high temperature, namely, quartz glass, SiC, SiN *, and BN.
  • the anterior chamber may be made of the same material as the ISC, or may be made of a different material.
  • a rotary pump to reduce the pressure in the anterior chamber.
  • greed nitrogen trazib may be used for pumps and anterior chambers.
  • the invention is particularly useful when the furnace tube is made of high carbon, but the furnace tube may be made of other materials, for example, quartz glass.
  • the fourth aspect will be described with reference to the accompanying drawings.
  • FIG. 10 is a schematic diagram showing a row of bent lines gf, which also shows one row of the heating furnace of the fourth embodiment.
  • This heating furnace is equipped with a heating chamber 1 in addition to the heating shown in Fig. 8, and in addition to the parts of the heating furnace shown in Fig. 8, a front chamber 11 and a nitriding gas outlet 14
  • the front chamber has a purge gas inlet 15 3 ⁇ 4 ⁇ ⁇ a partition 1 &.
  • FIG. 1 is a schematic sectional view showing one part of a heating furnace which is subjected to a heat treatment under pressure or under pressure according to the fourth embodiment.
  • This Kaju-I was attached to the heating furnace shown in Fig. 7 and attached to the 'front chamber 1 ⁇ ⁇ '. Evening 12, pump 13, front room gas outlet 14, front room purge gas inlet 1S
  • the upper pig in the front room 1 1 is also glued and the base material 1 ⁇ is taken out.
  • the gist of (1) of the present invention resides in that a glass S material made of fine particles of quartz glass and a core tube in which at least the inner layer is made of carbon are also used. Fluoride and copper fluoride as pudding additives
  • the core tube of the present invention of each of the above-mentioned individuals can be used.
  • the outer wall of the core tube is cover the outer wall of the core tube with a heat-resistant coating material.
  • the material to be used is Seramitsu Metal or metal, and the mitigation rate is 1 ⁇ ⁇ ⁇
  • the metal for example, platinum or tantalum which does not react with carbon is preferably used, and is coated on the carbon surface by thermal spraying. Reactivity with carbon; in the case of high metal, for example, titanium or two gels, ceramics are also preliminarily formed on the carbon surface, and then the following metal may be sprayed.
  • the thickness of the outer cover S is preferably as thick as possible, but care should be taken because if it is too thick, it may be peeled off by ⁇ ⁇ ⁇ . Accordingly, the thickness depends on the material, but is generally 10 to 300; 2 ⁇ , preferably 50 to 25.
  • SiP * is preferably a high-density product of 3 N or more.
  • the soot base material is also dried before the soot base material is subjected to heat treatment in a furnace core tube in an atmosphere containing SiF.
  • the water of soot ⁇ # is under the heating condition where the soot base material does not shrink.
  • chlorine-based gas which does not contain acid-based gas such as C, CC, s, c, etc., especially inert gas which contains ⁇ , and CC, preferably at a ratio of 10% or less
  • inert gas which contains ⁇ , and CC, preferably at a ratio of 10% or less
  • argon or helium It may be performed in a humid atmosphere.
  • the dehydration temperature is usually 8 0 2 0 X
  • the dehydration can be carried out simultaneously with the addition of fluorine in the following, but it is preferable to carry out the dehydration prior to the addition of fluorine from the above reasons and from the viewpoint of the water effect.
  • the addition of P to the soot matrix by SiF * can be carried out efficiently at a temperature of 100 or more, preferably at 110.000. Pour addition must be carried out sufficiently before the soot matrix is completed. If the fibers are not sufficiently added, the base and the base of the soot that have contracted due to the deformation cannot fully add fluorine, and the fluorine is unevenly added, resulting in a distribution of fluorine.
  • the soot matrix 1 is generally manufactured by a flame hydrolysis method, Consists of glass contact particles with a particle size of 0.1 to 0.2 / in.
  • Fig. 12 (a) using quartz concentric multi-strength batchy 4I, oxygen and water were used to form quartz glass elephant particles by flame hydrolysis.
  • a quartz varnish or a porcelain 47 is also traversed on the outer periphery of the circulated quartz zen or 48, and the glass varnish is traversed. Also remove the particle body and remove the center ⁇ material 48.
  • s43 may be ⁇ glass for core, and in this case, it is not necessary to remove the core material. Also, a few burners 47 may be used.
  • the base material obtained by the above Di has a structure as shown in, for example, Fig. I3 (a) to (: A is a core ⁇ , B is a clad, : ⁇ .
  • the core is made of a high-capacity bon whose outer periphery is coated with a material with low gas permeability, as shown in Fig. ⁇ , for example.
  • the furnace is kept at the position corresponding to the upper part of the heater, and the inside of the reactor core tube is added with C2 and gas to make the atmosphere of the helium, and the temperature of the heater is also increased.
  • the zoot base metal is also lowered at a speed of about 2 to 10 min. After the entire soot base material has passed through the heater, the descent of the soot base forest is stopped, and then gas supply is stopped, and helium containing SiF * is used instead.
  • the atmosphere was changed, and from the time when the heater a degree was different at I650, this time, while increasing at the speed of the soot base ⁇ ⁇ 43 ⁇ 4w / min, the vitrification was performed at the same time as the addition of the element. .
  • the refractive index of the core and the cladding was reduced due to the addition of fluorine, and the refractive index of the core and the cladding became as shown in Figs.
  • the furnace tube made of stone and glass with a 0.5 ia thick carbon inside is also heated by the heating element to 1600, and SF, 5 Oag / min in the tube, and helium is also 5) 2 min.
  • the transparent glass base material was continuously spun into phi, and the water content of fiber was 0.01 ⁇ réelle I can't see any of the sucking from ⁇ ⁇ .
  • Quartz glass 3 ⁇ 4 The i-Ship was made under the same conditions as the actual trip ⁇ 1 except that a quartz glass tube with no 1 ⁇ ⁇ was used as the core sound and had no bon eyebrows.
  • the residual moisture of the obtained memeper was 0.01 ppfli.a
  • the absorption from the burrows existed up to 1,30 j ⁇ , but this was sufficiently low compared to the absorption of the slave U.
  • the yield was 2-3 ⁇ JS / Jfea in the attack of 0.1S.
  • the inner wall of the furnace tube has expired Medogi properly et quenching, when a question S upon the ⁇ properties found fz 9
  • Example 2 Example 2
  • Example 2 The same furnace tube as in Example 1 was used, the furnace tube was set to an atmosphere of Sil ⁇ 100%, and the porous base material was fogged and transparently vitrified in the furnace tube.
  • the transparent optical fiber preform contained Pu equivalent to 0.7%, and this optical fiber preform was also bored into a cylindrical shape, and a single optical fiber was used as the cladding material. No absorption attributable to non-contaminants at the place of manufacture and transmission in the 1.5 * area The loss was as low as 0, 25 dB /.
  • Fig. 10 Use the heating furnace shown in Fig. 10. Put the perforated glass body in the front room, close the upper pig in the front room, and also flow nitrogen gas into the front room for 10 minutes in 10 minutes, and clean the inside of the room with arsenic gas. After that, the partition was opened, the porous poor glass body was moved from the room ⁇ into the furnace S tube, the rush partition was closed, and then the heating process was performed *, and a transparent glass base material for optical fiber * was manufactured. When removing the base material, first open the partition, move the glass base material to the room, close the partition, then open the upper pig and take out the glass base material. This glass preform was also made as a core fiber with a low fiber of 0,18 dB (at C3 ⁇ 4S3 ⁇ 41,55 / 3 ⁇ 4a).
  • the Fig. 11 furnishings were also used.
  • Poly glass body * Entered into the anterior chamber, closed the upper pig in the anterior chamber, flowed nitrogen gas * 1 l / min into the anterior chamber for 10 minutes, and purged the chamber with nitrogen gas. After that, the partition was opened, and the perforated poor glass body was kept at 10000 in advance from the anterior chamber! ⁇ They were moved into the pipe, and the partition was closed. After that, the pressure inside the furnace was reduced to 10 Torr, and the pressure was raised to 180 Torr to convert the porous glass body into a transparent glass and obtain a glass base material for optical fiber. An optical fiber was also made and pulled as a glass base material for this optical fiber. ⁇ (Weibull blot) * is shown in ⁇ 6 FIG, low strength portions were sufficiently small or ⁇ and 5% beta
  • the device shown in Fig. 1 was also used.
  • Perforated glass body ⁇ ⁇ After being placed in the anterior chamber, the anterior chamber was kept at 3 ⁇ 4 ⁇ 10 ⁇ at 800 and at 1 o'clock torr. ⁇ The partition was opened, and the multi-layer glass body was moved from the laboratory into the furnace: S pipe. After the partition was closed, a heating treatment was performed, and a transparent glass material for optical fiber was delivered. This glass base material is also used as a core undergarment to make Hikari Puipa, 0.
  • the heating furnace used in the following examples is shown in FIG.
  • the furnace tube used was a carbon tube whose outer periphery was also coated with a 150-siD-thick silicon carbide eyebrow.
  • the inner diameter of the core tube was 15 ⁇ ⁇ , the outer diameter was 17.5 JRa, and the total length was 1500.
  • a quartz glass port with a diameter of 103 ⁇ 431 # is used, which is also made of pure quartz (SiOi) by a flame hydrolysis reaction on the outer periphery of which is also added GsO, 17 layers. Soot is also deposited to obtain a soot base material that also has a distribution of difference in arrival rate as shown in No. 133 ⁇ 4 ( ⁇ ).
  • the soot base material was also placed in a helium atmosphere containing Cfi% at about 5 on above heater S, and the heater temperature was set at 150 From the time of arrest, the soot base material also descends at 3. * «speed, and after the entire soot base material heater 3 is missed, the lower end of the soot base material is above the heater-about 5c; s Raise the base material at 20 / min until meeting g
  • the temperature of the heater was also increased to 1750, the supply of C2 was stopped, and 20 liters of SiF was added to the hemisphere and supplied to the core tube, and the base metal was lowered at a speed of 2 MZ. Then, it became transparent vitrified.
  • the glass preform is also heated and drawn in a Diyuan furnace where the outer diameter becomes i 25 ⁇ ⁇ into a fiber.
  • the loss is 0.45dBZ, which is enough-low loss.
  • bonito which has no absorption peaks due to impurities such as Cu.
  • a right English glass port having GeO which is added in a concentration of 0 to 17% by weight and having a refractive index difference as shown in Fig. 00, is also used.
  • a soot consisting of pure S i 0, was deposited.
  • the soot base material was ripened by the same method as in Example 9.
  • Fig. 14 shows the refractive index distribution of the obtained glass base material. It was as shown below.
  • the distributions of the refractive indices of the obtained sheet base material and glass base material are as follows:
  • the optical paper obtained from the glass preforms manufactured in Examples 13 to 15 contained a relatively large amount of OH groups, so that the loss at the wavelength of 1.3 Oiz WCn was slightly higher. However, it was an environment that could bear the truth. For this reason, it is better to add chlorine-based gas to the glass It is clear that it is very preferable to reduce the loss of the paper.
  • the fluoridation treatment and vitrification may be performed in an independent process using different heating furnaces or the same heating furnace.
  • the same fluorine-doped g and optical fiber waiting properties can be obtained.
  • Example 3 Three soot base materials similar to those in Examples S to l 1 were created (actually Example 17 (, 17 (2), 17, each base metal is also in the range of 300-1100 in the argon gas atmosphere containing 1 liter of Cg. Water, and then carried out from 1100 to 1700 in a helium atmosphere containing 20% by volume of ⁇ , which became transparent ⁇ .
  • the central part is made of quartz, and the surrounding area
  • quartz eyebrows 1 ⁇ of glass using an offering was to create a scan one door base material in real ⁇ 9 and the same ⁇ way
  • the present invention can be manufactured by reducing the consumption of the core tube for the optical fiber and the core tube, which is free from impurities, water, and moisture, and reduces the loss of transmission from the lost glass base material. Small optical fibers can be obtained.
  • the inner wall of the furnace tube is made of carbon debris, and the outer wall is made of silicon carbide. This is also advantageous from a financial perspective.
  • a quartz glass core made of fluorine By providing a carbon coating on the inner wall, a quartz glass core made of fluorine The erosion of the pipe can be stopped, and the durability of the stone core glass tube can be improved.
  • the central part of the core, which is exposed to extraordinary high energy, is made of high-impact carbon, so that there is no danger of being stained with porous materials and impurities, and the use of fluorine-based gas (CF 4 , It does not react with SF e , SIP *, etc.), and it has a very high traffic level.
  • the atmosphere is not mixed into the heating atmosphere, and contamination by impurities in the furnace core tube is eliminated. This prevents devitrification of the base material and improves transparency- Since the temperature does not decrease, the operation rate of the furnace is high.
  • ⁇ Chamber also ⁇ be and 1 0 one 3 Torr 'is pressurized ripe 8 0 0 Hand;: If a is possible, a multi? L quality glass.
  • Impurities (metals, moisture, etc.) attached to the body are removed in advance in the anterior chamber.
  • the glass base material has a high degree of sealing, and oxygen generated by thermal decomposition of water or the like is eliminated, so that the life of carbon is further reduced.

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Description

明 W 會
光ファイバ用ガラズ母材の加熱炉および製法
[技術分野] ：
本発明は、 光ファイバ用母材の加熱炉および軀法に閏し、. 更に^ ： しくは、 石英系ガラス教 ¾子体から成る多孔質ガラス母材も加熱し、 プ 索添加および透明化する為の加熱炉および方法に Mする。 本発 明の加熱伊は、 ガラス母犲に'対する不 物元索の ^入を防止する : とができ、 かつ射久性の侵れたものである。
[背景技術]
光ファイバ用母材を大量生產する一般的な方法として、 V A D ' (Vapor Phase Axial Dspoait ion)法が知られている。 V A D法は、 回耘する出 材、 判えばガラス坂あるいはガラス棒の上に、 肇水 ， 索炎中で生成したガラス 粒子も堆 ¾させて円柱状の多 母材（ス ート母讨）もつぐり、 'この多孔 ¾母材 钴して透明な光ファイバ'； 用ガラス母材 *軀造する方法である。 . V A D法 おいて多孔質母材^^袪し、：; t明ガラスにするには、
' 母 も、 不活性気体 (判えばヘリ ウムまたはァ'ルゴンガス）雰囲気中 で ί 8 0 0 以上に加熱する必要がある β 母村の翁桔に用いる加熟 - ^としてほ、 逋常カーボン凳煞体も有す.る加熱炉が用いられていさ。
かかる加熱伊を用いた烽铕に靡して特に窗意しなければならない点 は、 鏑ゃ鉄などの遷移元索の溢入並びに水分の ¾入の防止である。 '遷移元素がガラス母材に 1 PPb以上混入すると、 得られる先プアイ バの撞失狻長特性が全波良にわたり蓊しく撞われる。 また、 水分が 母材に O . l ppffl以上 ¾入すると、 得られる光ファイバの ¾法¾域に おける特性が担なわれる。
そこで、 a常、 透明化前にまたは同時に多孔貧母材を脱水する ;： ' とが行なわれる。 胰水処理として、. 多 母材も塩素系ガス、. フヅ 素系ガスを恭加した不活性ガス雰囲気中で高温加熱する方法が知ら れている。 プ 素系ガスを使用する場合は、 多孔 ¾母材の脱水を行 うのみならず、 同時にガラス母材にフッ素も添加する効果を 有し • ている 多孔 ?母材中にフッ案を添加すると、 光ファイバにほ必 である展折率分布の II整ができるという利点がある。 尚この点に M しては特公昭 5 5— 1 5 δ 8 2号および恃開昍 5 5— δ 7 5 3 3号 に説明:されているが、 これらに付いては後述する。
上記フッ素系ガスも用いた処理は、 通常透明化と同時 または ^ 工程として加煞炉内で行われる。 加熱炉には、 母材の加煞処理中に 発生する水分ゃ黪素により力一ポン発熱体が消耗するの *防,ぐため、 カーボン発熟体と換棕棼囲気とを隔雜する伊心管が設置されている β 炉心管として、 従来アルミナ製のものが使用されていた （列えば、 ' 待.公昭 S 7 - 4 0 0 9 8号公報および米国特許第 4, 338, 111号参照） β しかし、 アルミ ナ製の炉心管も用いると、 アルミチの中に含まれる アル力リ成分が高 aで加熱雰囲気に飛散し、 これが多孔質母材表面 に付着し、 クリストパライ ト層を 成する いう閫麾があった。
そこで、 炉心管として右英ガラス製のものが実用化されつつある。 石英ガラス ¾炉心管の使用は、 アルミナ管の使用に比し、 下記の利. 点を有する。
①檁械的加工精 ¾ 良ぐ、 こ 0おめ棼囲気.の気密性が保おれ、 ス —ト母犲の说水が有効 行なわれる。 .
. ②铁ゃアルカリ等の不雜钧が殆んど含まれておらず、 アルミナ管- に jfcし高純度で.ある。
' ③これを用いて得られたガラス母材ほ、 アルカリにより表面失透 を起こさない。
Φ熱的な砝搔 （サ一マルシ sックによる硖埭） がない。.
®フ 衆系ガスを用いた場合に、 A fiF，等の不純物ガスの発生^ ない。 但し、 S i F *ガスの発生ほあるが、 ガラス母村への不¾物と しての惠影饗は ぼさない。
なお、 石英ガラス製炉心管を利用しお方法 ついてほ、 待公昭 5 8— 5 3 2 9 9、 同 5 8— 4 2 .1 3 $および特開昭 6 0 - 8 6 0 4 9各号公報に詳細に示されている。
しかし、 石矣ガラスに網や鉄が含有されていると、 说水処理雰西 気中の ¾素糸ガスと賴ま ば铁 が下式に示す様に、 容おに化学反 応して揮教性の埴化物^生成し、 多孔貧母材に侵入して、 最終的に 得られる光ファイバの擯失恃性を奢しく損なうという新たな問 ¾も 生じている。
C uO " CiiiC
Figure imgf000007_0001
更 、 高通下 おいて、 廨は容易に石笑ガラス中に拡教する性 ¾ があるため、 加熟萨本体や発熱体から揮散する鋦が伊心管を 逸し、 ガラス母材中に混入する .という閫露もある。
更 、 フッ索系ガスは苺温で分解もしくは反応し、 F,ガスや IT Pガスも生成する。 これらのガズは、 次式のように石英ガラスと反 して S iF^ガスも生成し、 この反応により石英ガラス^エツチン
S 10 ,+ 2 F S iF *+ 0
S iO,+ 4 HP S iF*+ 2 H»0 ' · このため石英ガラス内 Φ·に存在していた鏘ゃ鉄が石英ガラスの表面
. に現われ、 多孔贫母材へ S入する原因となる。 また、 ェ-チングに ' よ-り石突ガラス |¾炉心管にビンホールが生じ、 外気の ¾入や雰囲気 - ガスの炉外への鼂出の原因.ともなり、 製造工程上惠彭饗を招く铕杲 になる ノ
• . 加えて、 石芙ガラス管には高熱で変形し袅いという竄大な問蓮点 が存在する。 ちなみに、 M^ l 3 0 0で籙度でも畏瑭閱锞搀すると、 粘性流勐により変彩が起きてしまう。 まお、 1 I 5 0で以上で袅時 '間使用すると失透 ¾起；：し、 一度炉の通度 *下げると、 ガラス曆と 失透層の間に熱澎張係钕¾に由来するヒズミが生じ、 ¾¾されてし まうという欠点を有していた。
' ところで、 光プアィパ一用ガラス母材ほコア郞とクラッ ド筇とか らなっており、 コア邦 Iは中心部にあって、 光を径逢し葛くするため. にクラッ ド部より屈折率 *高く してある。 判えば、 第 i S(a〉 およ ぴ ）にそれぞれ示されおシングルモー ドファイバーおよびマルチ ¾— ドフ アイパーの構逸では、 A郎はコア却， B茚はクラ V ド ¾Pに 相当する。
クラ ドとコアとの間で JB折率差も形成する は、 3ァの嵐折率 も上げるか、 クラッ ドの屈折率を下げるか、 あるいは両者奁耝み合 わせればよい。
'なお、 本明細寳において 「屈折率差」 は、 あるガラスの屈折率と 雜シリカの鹿折率との差である。
ユア却の铒扦率も上げるには、 通常悤折率上昇用ド一パントとし て G'eO,、 Ait T iO j;ども石英ガラスの合成時に添加して、 Gs、 A2、 Tiなどの隳子奎ガラスに添加する。 しかし、 上記のよ うな酸化物を添加すると、 次のような欠点が生じる- ド一パン ト添加量に比判してド パン トに由来する光教乱 （レイ リー散乱） も増加し、 光伝送上好ましくない。 まおドーパントを多 量?：:添加すると、 ガラス母材中に気泡ゃ綰晶相が生じる。 例えば、 GeO,も用いる場合には、 GsOガスに起因する気泡が生じ易く、 A 0 ,も翔いる ¾合-には、 A O s铕 ftのクラスターが発生し Sい。. このような気泡や桔晶相は、 得られる光プアィパ の光伝送待性に とって、 まお強度にと て好ましくない- それ故、 コア部のガラス組成は、 純石英ガラスとするか、 できる 限り-ド一パント量も少なく した石英系ガラスとすることが好ましい ことが理解できょう。
コア却にドーバントも添加することに伴う上 ISの種々の問 ¾を¾ 服し、 かつコア節とクラ ド部との Ρ^Ιに屈折率差^ ^成する方法の 1つとして、 屈折率を下げる作 を有するフッ素もクラッ ド都の石 英ガラスに恭加した光フ 7ィパ一 ^ガラス母 が提案されている β プ 素をドーバントとして用いることの利点の一つとしては、 ク ' ラ、: / ド却の屈折率も钝石英の g折率より低くできるので、 純石英も しくは少量 ドーバントも添加した石英系ガラスからコア部も 成 ' できる点が挙げられる。 第 2図ほ、 クラ y ド郜にフッ素^添加した 石英系ガラスプアィパ一の锛造も示すものである。 このような構造 - とすると、 光の aる Φ分であるコアでの ド パントに由来する光の 散乱 （レイリ 散乱） は小きくなり、 先 送路として好ましい繪果 が傅られる。
まおフ ': /素は、 GeO ,などの ドーパン トに比ぺ资濾的に豊富で、 かつ原料の精製が容葛である点でも経済的に有利である d 加えて、 フ 素系ガスほ屈折率绸整のためのドーパントとしてのみならず、 ス ト母材中に含まれる水分を除去す.る脱水剤と'して接れている点' もその待徵の一つである。
' 石英ガラス中にフ 索も添加 （ドーブ） する方法としては、 すで にいくつかの方法が提案きれている。
まず、 特公昭 S 5 - 1 6 6 8 2号公報には、 ガラスを気相台成す るェ溼において、 プ " 索系ガスを供袷してガラス中にフ ジ索を添加 する方法が記載きれている。 この方法によれば、 確かにガラス中 フッ素が添加されるものの、 ガラスの堆贛効率おょぴフ 素の添加 効率 （ド一ビング収率：） が共に低いという欠点がある。 その理由は、 水素炎を用いる火炎加水分解法では、 火炎中 存 在する水分とフッ索系ガス、 たとえば SFeが、 反応式（1):
S Fe+ 3 ΗιΟ S 0·+ 6 HF (1 )
に従って反応して、 プ 化水素 (HP) ガスを生じるためと考えら れる。 生成した ガスほ安定である為、 高温下では水分のある陲 り、 殆んどのフ 素系ガスは HFガスに奕換されてしまい、 わずか . に ¾されたフ y素系ガス'のみが ーパントとして利用で拿るにすぎ ない。
さらに、 HFは、 ガラス、 特に石英も侵食する作用があり、 火炎 中に生成したガラス接粒子と容葛に下き 3 ^ 式（2)および（3)に従 て反 し、 生成ガラス微粒子が消耗されてス— トの堆 ¾効率が低下 する：
SiO,Cs)+ 2HF(g) SiOFt(g) + H1!0(g) (2 )
Si08(s)+ HF(g) → SiF+(g)÷2H,0(g) (3)
〔式中、 0 は固体を、 （ は気体を示す。 ] 従って、 プ 索系ガスの添加量を ¾やすとス—トの堆接 ¾¾は えって低下してしまうこと なる。
次 、 特開 ¾ 5 5 - 8 7 5 3 3号公報には、 火炎加水分解法でガ ラス後粒子も^成し、 堆¾させてス一ト母材を作製し、 得られおス - ト母材をフッ素ガス杏含む棼囲気で熱処理することにより.フ V をスート中にドーブし、 これによりフッ索が添加されたガラス.母材 を得る方'法が示されている。
しかし、 この方法もいくゥかの不都合な閫還 有している。 該公 開公報に !3载の方法の一つの態様では、 スー ト母材もプッ索系ガス を含む雰通気で 1 0 0 0で以下の温度で処理して:いるが、 フッ素添 加の逮度が連く、 さらに時として、 得られたフ ィバー中に C uや が存在することがあつた。 C uや F eほ伝送撗失增加の原因とな る吸収搔失を起こすことが知られている β
さらに、 スー ト母材を、 1 4 0 0て以上の通度でフッ素系ガスも 含むガス g?囲気中で処理する；： kも ^載されているが、 得られたガ ラス母材の表面はエッチングされ、 雰囲気も保っための炉心黉、 た とえば石矣鶬炉心管もエ チングで蓊しく撗僂される場合があつ ί このようなエ チングほ， 垆心管中の不 «钧がス一ト母材中へ遒入 するの^铤遒する 1因ともなっていおと考えられる。 ·
きらに、 上 §3方法で得られる光ファイバ では， 水 ¾基による . 収撗失が柽時変化し、 濫度が高くなると の吸权摟失增大が罾し-く. なる、 という問 ¾点も有している。
' 上き Bl¾¾点も解决する為、 特開昭 8 0 - 2 3 9 3 3 7号公報 は、 フッ素系ガスとして S i ! を用いる方法が開示されている。
S i F *は， スート母材およぴ石芙ガラス製炉心管をエ チングし ない唯一のフ 素.系ガスであり、 石英ガラス製炉心管のエッチング による ¾撞*発生させない a
しかしながら、 かかる石英ガラス製伊心管は、 上逑のような欠点 に加え、 次ぎのような欠点も有している β すなわち、 アルカリ、 m などの不翱物を透通する， わずかな水分でも存在すると水分が S i と反応して HF*生成し、 これが石英ガラス製炉心管もェジ チ ンダするので、 炉心管材枓内に存在する不純物がス一ト母材を 染 する可能性がある。 不純物の透通は、 炉全体を高純 gの材料で内装 することで防止できるも ©の、 伊の製作资が高くなり、 柽箨的でな い。 炉心曹のェ チングについては、 ス一ト母材ゃ炉内に水分がな い様に充分乾缉させた後、 S iPAを炉内に送り込む必要があり、 気 密な設備や慎重な操作も荽する。
ところで、 フ 索系ガスや塩案系ガスと反応し難い材科としては 力一ボンが考えられる。 力 ボンは、 石英と反応し葛いガスである S F C-F" などとも反おしない。 もちろん SiF +とも反 応しない。
事実、 特公昭 56 - 2 885 2号公報に於て、 具体的な実施列は 開示していないものの、 力 ボン炉心管が F »ガスなどのフッ素系： ガス雰 S気で使用できることを示している。
しかしながら、 カーボンには次のような欠点がある： (1 )力一ボンは徵綑な気 ¾ 搀つているため、 気体も容おに透逸 する。 ちなみに、 力 '一ボンについての窒素の透逸率ほ、 石英ガラス に比ぺて 10·俊も大きい。
(2)力一ボンは酸化され葛く、 400¾以上で酸素と容葛に反応 して CO sまたは GOガスとなってしまう。
酸化を防止すも為、 カーボン炉心管の内壁に、 . SiC、 A^0a、 -
BNなどのせラミ ックス眉も形成する方法が考えられた β 事実、 せ ラミ ",ク ! 3は辭化防 Iトの^ S すものの， 塩者¾ガスおよび ' ブ* 索条ガスの少なく とも一方と反おしてしまう不 台がある。 こ の反 により生じた不雜物は、 ス一ト母材を失 させおり、 スー ト 母材内に気泡を発生させる a
F,ガスは、 炭索や硫黄も圻出させる恐れはないものの、 水分と 爆発的に するので、 プ 素ド一ブ用ガスとして使用するのは好 ましくない。
上記のように、 力 ボンほガス透通性の棰めて大きな索材のため、 . ¾を aしてガスの出入り.があり、 外気の水分が璧 *通して侵入する, その為、 得られるガラス母材は、 多くの水分、 すなわち水截 含 む。 ま C &，、 S i F *などの'ガスが道 壁を通して伊外へ放出され、 作業 ¾埯も惠くする恐れがある。 まお、 系外からの不 物 （おとえ ば、 C u、 F eなど） の侵入の恐れもある。 力 ボンの厚みも厚くす ることで、 これら欠点はかなり改兽されるものの、 完全とは雷いが たい。
以上のように、 従来法によるクラ ド茚の石英ガラスへのフ 素 添加には、 種々の困難な問題があった。
本発萌は、 このような現状に趣み、 光ファイバ用母材の臈水、 透 明化、 フ 素添加処理 使用される従来の炉心管の問蓮^を解決し、 高寿命の長い酎久性のある光フアイパ用母材の加熱炉を提供し、 更 に炉 管への大気の混入を防止した莨寿命の加熱炉 *提供しようと するものである。
[発明の開示] - . 本発明者らほ、 上 iai¾ 点を解决すぺく粲崽研究の祛粟、 炉心管 の内壁も^—ボン暦とした炉心管を使用すれば高 a下で、' プ 素系 ガス、 堪素系ガスなどの商食性ガスも用いても伊心管の劣化ほない ことも見い ¾した。 これは、 内壁がカーボンで被 ¾されているから， ' フ 素系ガス、 塩素系ガスとの反応が起きないためであり、 従来の 炉心管に比ぺ、 寿命が著しく長くなることを見い出した。
すなわち、 本発明の要旨ほ、 石实系ガラス镞粒子体から成る光フ： ィパ用多 ¾箕ガラス母材も、 7ツ素化合物を含む気体雰囲気中で加 熱処理することにより、 フッ素添加おょぴ透明化して光フアイ 用 ガラス母材とする加熱炉であって、 発熱体および発熱体の内側に g 置されて加熱雰囲気と発熱体とを隔雌する炉心管を有して成り、 炉 心管の少なく とも内履が、 髙钝度カーボンから形成きれていること も祷靉とする光ファイバ用母材の加熱伊に存する。
[図面の笳皐な說明] .
第 1 Sl (a)および（b)ほ、 それぞれシングル ー ドプアイパーおよ びマルチ ¾—ドファイバ—の一股的な構逸を示す図、 ：
第 2図は、 クラッ ド φにフッ素を添加した低分教型ファイバーの 溝遣も示す図、
第 3 ¾は、 本発明の第 1 の態様の、 光フアイ '用母材の加煞炉の —例も示す概瞎断面図、
第 4図ほ、 本発明の第 1の態様の加熱炉の の判の概眵断面図、 第 5図ほ、 本発明の.第 2の態様の光ファイバ用母材の加熱^の該 第 8図は、 本発明の第 3の態様の光ファィバ用母材の加煞炉の概 略靳面図、
第 7図は、 加圧型加熱炉の ¾咯断面 121、
第 8図は、 大気の混入量も測定した実襞に使用しお袋鬵の羝略図、 第 9図は、 大気の混入量 *示すグラブ、
第 1 0図および第〖 1図は、 それぞれ本発明の第 4の ¾様の光フ： ィバ用母材の加熱炉の 略斩面図、 第 1 2図 0 および（b は、.火炎加水分解法により、 ス-ト母材も 作製する方法の篛明図、
第 1 3図（s〉〜（ ほ、 本発明の実施例 9 ~1 1まおは実施例 1:3
〜 1 5で製逸されおス ト母材の構造をそれぞれ示す図、
第 1 4図（a)〜（ ほ， 実施例 9~ 1 1または実施例 1 3~ ί 5で 製遣されおスート母材にフ 素添加 理も行って得たガラス母材の' 構造を示す図、
第 i 5図は、 カーボン炉; S管の重量弒少を示すグラフ、
第 1.8·図ば、 光ファイバの引遏試轅の鎗果を示すグラフ，および
- 第 i 7図は、 実沲判 1 6の如熱処理温度と得られた光ファイバ の S折串差厶 nCF)の関係を示すグラフ。
本発明において、 石荚系ガラス翁粒子体から成る多孔 ¾ガラス母- 材 (以下、 「ス一ト母材」 とも首う。 ） には、 典型的には、 次のよ うな構造のスート母材が包含される。
1 . 母材全体がガラス教粒子体からなるス—ト母材または中空の スート母材。 ^者の場合、 ス―ト母材を透明化した後、 中心 に孔 ^あけ、. そこへコアとなるガラスロ ドも掙入し、 最終的にガラス 母材を製造する。
2 . ガラスコアの周囲にガラス羝粒体奁堆積させたスート母材。
3 , ガラスコアの周囲に予めクラ " ドの一部となるガラス眉を形 成した上 ガラス後粒子体も堆積させたスー ト母材
本発明の第 1 の璲棣では、 炉心管は、 カーボンから形成された内 眉および炭化ケィ素から ^成された外眉から成る。 好ましい実沲態 様の〖つとしては、 耐熱炉心管として外壁に炭化ゲイ素を被覆しお カーボン炉心管あるいは内壁にカーボンも被覆した炭化ケイ柰 ^¾ 管が挙げられる。
カーボンの雜¾は、 一般に全灰分が 5 O ppm以下、 好ましくは 2 O ppm以下である。 俐えば全 分が 1 0 0 O ppmであるカーポンは、 鉄または網などの不純物の面から、 本発明の炉心管には使えない。 全 K分が 2 O ppm以下のカーボンに含まれる不純物およびその萤は、 次表の通りである
第 1表
Figure imgf000022_0001
炭化ゲイ索としては、 鉄含有量が好ましくは I pJB以下、 菊含有 .' 量が 1 以下のものが好ましく用いられる β
本発明の伊心管を用'いた場合に、 フ 素添加の為に使環される.フ 素系ガスとしてほ、 ケイ素フッ化物 （たとえば & iF4、 SiPeなど).、 . 炭素フ 化钧 （たとえ:ば CF*、 C,F" CSFき、 GC^Fs) など が好ましく、 就中、 SiF*が特に好ましい。 孽素も含むフ 素化合 物は好ましくない fl
. 炭化ケィ素まおほカーボンの被 ¾にほ、 気相反応による萬形成方 法、 例えば、 プラズマ CVDコート、 化学的な CVDコートなどが、 高純 ¾かつ敏齊な蹊も形成できるので好ましい。
ここで、 本発明の基 ¾となった実硖および概念について説明する。 言う.までもないが、 以下に述ぺる概念は、 本発明に有効な実教によ る知見も得て、 初めて説明できたものであって、 予め容 に穎推で' きるものではなか た。
耐熱性の検討
実
内径 1 0 0 、 長さ 3 0 0 ¾»！、 厚さ 2 の石英ガ ス製伊心管も 1 5 0 0でで加熬し、 1昼 ¾この温度に保持したところ、 炉心管は 引伸び、 長さ 4 0 O asになゥてしまった。
実験 2 t
内表面に 0 , 5 2?厚の敏崈なカーボン屑を被 IIしお、 実教 i の伊 心 f と同じ寸法の炭化ケィ素炉心管を用い、 実験 1 と同様に.加熱し たところ、 炉心管の伸びは全ぐみられなかった。
実驗 3 ： 実 Hiと同じ垆心窗も、 1 日毎に S¾から 1 500¾に 3時腫か けて昇 aし、 さらに 1500でから室 aまで降通するチストを辑り 返したところ、 2 0日後に炉心管は失 3 よる破壊も起こした。 実驗 4 :
実験 2と同じ伊心管について実袅 3と同じ舁温テス トも行ったと ころ、 2 0日間柽通後.も全く問 ISほなかった。
実翁 5 :
外壁に 20 0 a厚の |¾化ケィ素眉も有する内径 1 1 0 、 長さ 3 0 0 «ぉ、 厚さ 6 ««のカーボン炉心管を用いる以外ほ実驗 1 と同様 に加熱試狯を行なつたところ、 炉 管の伸びは全く見られなかゥた。
耐酸化性の検 It
実験 β :
外壁を 200 iisの炭化ケィ素で被覆した内径 1 00f¾、 長さ 3 0 0¾a, 厚さ 5 の力一ボン管を用い、 伊心管内をヘリゥムガス雰 西気、 炉心管^壁全律も大気に しお。 ί 5 0 0での加熱下、 3時. 閜放置しても外璧の IS化ばみられなかった。
実 ¾7 :
炭化ケィ 被覆の厚みを 5 》程度として実験钓 6と同様の酸化 炱驗を行なったところ、 外壁各所に酸化された銶がみられた。
射ー蝕性の検时
実 ¾8 :
： 炉内 *、 C およ S F e各 1 0モル 合しおヘリウム棼囲気 とする以外は実钕 6と同棣に加熱処理したところ、 炉心管の内外豊 の麻食は全くみられなかった。 また、 炉壁杏通しての C 、 S F, ガスのリ一タ もみられなかった。 これは炭化ゲイ素被覆が敏密で、 ガスのリークも抑えたためである。
実験 9：
炭化ケィ索被覆のないカーボン炉心管を用いて実教 8も錄り返し たところ、 外壁の酸化は しく、 しかも、 Cfi,、 S P aガスの炉壁 奁通してのリークがみられた。 実 1 0 :
炉心管の外 ¾に炭化ケィ素を被 δするかわりに内壁に炭化ゲイ索 を被覆した萨心管を用いて実翁 8も緣り返したと :ろ、 内面の炭化 ゲイ素袪覆ほ反応して揮散し、 しかも、 外壁も珐化しいてた。
実裊 1 1 :
内面を 1 2?程度の厚みのカーボンで ¾sした、 内 S1 0 0 長さ 3 0 0M、 厚さ Ssaの炭化ケィ素伊心管を用い、 窠驗 8.と同棣 の ^蝕実 «Iを行なつおところ、 同様の結果が得られた。
以上の実^ 1〜 1 1から、 次のことが明らかになった。
i ) カーボン伊心管および炭化ケィ素^心管は、 钝枠な石芙ガラ ス製管に ibぺ、 極めて髙溢に耐え得る。
ii) さらにプ：/索系ガスを使'用する場合、 カーボン層も内面に被 覆した炭化ケィ索炉心管は、 エ チングされない、 また、 外面に^ 化ゲイ素袪 δを施したカーボン炉心管も同様である。
この窠教に基づき， 炉心管の中で多孔 ¾母材も 1 5 0 0で以上の で加熱処理する に用いる炉心管としてほ、 内面にカーボン.屦 を有する射熱炉心管も用いることが適しており、 特に、 フッ素系ガ スを使用する場合にはそうであることが判つお。 また、 のような 知見は、 以下のように! ¾明できる。
' 石英ガラス（S i 0 を有する炉心管や多？ L贫母材と S Feとの下
¾(1 )式の反 は、 炉心管をェ チングする。 ：
Figure imgf000027_0001
-*siP*(g)+spi(g).+ o),(g) -CO.
ただし、 Sは固体も、 g〖ま気体を表す a
一方、 力—ポンは S Feと反 せず、 従って S Feはカーボンもエ チングしない。
炭化ゲイ索奁本体とする伊心管の場合、 本発明に従って内壁に被 ¾されるカーボン眉の厚みは、 約 0 , 0 1〜500 S棲度で充分に 目的を違成できる。 内壁表面にカーボン餍 ^形成する方法は、 特に . 限定きれる：：とはなく、 公知の力 ボン形成手 ¾によればよい。 1¾ 'えば、 袪被 ¾用の管も温度 1 2 0 0 - 1 5 0 0でに如熱し、 該管内 に C H *またほ C G !Lの蒸気をアルゴンガスと缉合して淹し、 諫管 内壁に析出させる方法（C V D法)を用いる方法などが知られている c この場合 は、 1回当りの钎出厚ほ 0 . 2 《前後とすることが、 表 面割れや剥雜^防止する意味 ら妊ましく、 例えば 1 0 0 厚さ- に^成するには 5 0 0回線り返せばよい。
■■ S i C被覆の厚さほ、 一般に 1 0 0 好ましくは 5 0〜 2 S 0 8である β
上記の本.凳明の第 1の激様の加熟炉を第 3図および第 4図に示す。 第 3図は、 本発明の第 1:態様の、 光フ 7ィパ阇母材の加熱炉の一 例^示す概略断面図である。 第 3図中、 1ほ多孔黉母材、 2は支持 榉、 3は炉心管、 4は発煞体、 5ほ炉本体、 6は不活性ガスの導入 口、 7は雰囲気ガス （钶えば S F 3、 ヘリウム等） の導入口である。
3 1はカーボン炉心管本体で、 3 2は炭化ケィ素被 ¾鹰である。
第 4図は、 本穽明の第 1笾镎の加煞炉の别の例の羝略断面図であ る。
第 4図中、 1 はス ト母材、 2は支搀掸、 3は炉心管、 4ほ発熱 体、 5は垆本 ίί：、 Sは不活性ガスの導入口、 7ほ雰囲気：ガス （冽え ば S F e、 ヘリウム等） の導入口である。 3 1 'は炭化ケ 素炉心 管本体、 3 2 'はカ ボン被覆層である。
本発明の第 2の憩様では、 炉心管は、 石英ガラス製本体およびそ の内壁に被覆された力一ボン層から成る。
この第 2の態様を、 図面に示す実施例に基づいて詳細に説明する。 ' 本加煞垆の概珞斩面図奁第 5図に示す。 加熬炉本体 5の内側に、 発熱体 4が設けられると共に、 炉体中心に炉心管 3が設けられる。
.該炉心管 3の本体は、 石英ガラス管により形成され、 その内周輩 に力 ボン層 3 3がコーティ ングされている。
力一ボンを 3—ティ ングする方法は、 上記第 1の憨様の場含と同 様の方法が採用できる。
上記カーボン肩 3 3の厚みほ、 0 . 0 1 ~ 5 0 0 程荧が好まし い。 500 n以上の層厚になると、 剝醮し Sく、 まお Ο .Ο Ι ίί* 以下の S驟では、. カーボン廣形成により効菜が充分ではない。
カーボン肩の代わり？::石英ガラスより ¾点が高ぐかつフザ索系ガ スに対して ¾食性のあるセラミ ツタス旗を蓐き 2~ 1 0 苺度の： 窒化珪索の下地コーティングを介して用いることもできる。 のせ -. 'ラミ ッタスとして好逸な化合钧を以下に例示する：
炭化物： S iC、 WG、 T4C
窒化物； Α Ν、 ThN、 2rN、 ΒΝ, Τ aN
酸化物： A O" CaO、 ZrOi ThO*
湖化物； S iB、 TaB,、 ZrB.
一方、 上S炉本体 5の側端にほ、 アルゴン， 窒素等のシールドガ スを導入する供耠ロ δが設けられる。 また、 該炉心管 3の下端にほ、 ヘリウム、 アルゴン， 堪索、 プッ素化合 ¾等の処理港ガスを専入す- る供辁ロ 7が設けられる。 該炉心管 3の上^には、 支铮津 2により 多 質母材 1が吊り下げられている。 上^構成 おいて、 カーボン眉 3 3が内 aりされお石荚.ガラス製 炉心管は、 アルミナ管やカーボン管に比ぺ穢密であり、 しかも、 熟 澎强係数が小さく煞屐餍による披壌の寘 なく耐久性に侵れる。 石英ガラス自体に含まれる不钝物が拡散して母材に翁入するのを 防止するため、 炉心管本体は、 できるだけ高缄度で透明な石英ガラ スから作るのが望ましい。 その筘度としては、 C u Oに.痍箅して鏑 が 0 ， 5 ppin 以下、 F e, 0 ,に換算して铁が 1 ppot 以下であるのが望 ましい。 持に網分も除去した透明石英ガラスが通し'ている。
ところで、 飼、 鉄おょぴ水等の不純物は力—ボン眉 3 3も ^逸で きないため、 本発明の石英ガラズ製炉心管においては、 外郎の伊本 体 5や発熱体 4から拡散される れら不純物はこのカーボン眉 3 3 により遮蔽され、 ^心管 3内茚に侵入することがない。 従って、 光 プ ィパ母材に対する不钝物の凝入を確実に防止することができる。 更に、 上 ia石英ガラス管はその内周壁がカーボン眉 4により内 ¾ りされているので、 フッ索化合物を含むガス雰囲^で多孔贫母材を 娣繪する場合でも、 廣食を坊止することができる。 因に H F港欲に よる石英ガラスとカーボンとのェ、 yチング効杲 ¾次表に示す。 表 .
Figure imgf000032_0001
(注） 4 6 % H F络泫 常温下 7日 ¾浸¾しお墦
合の重量変化により測定 上 IE表から明らかなように、 力一ボンほ S著な耐蝕性も有す:る β 徒って、 石英ガラズ材中に存在する鏞ゃ鉄や永が表面に露出して不 雜物混入の隳因となる虞れがなく、 一屑高純度のガラス母材を得る ことができる。 本発明の第 3の態棣では、 炉心管は、 取り外し可能に接綞された 上却、 中央^および下都から成り、 少なく とも該中央郎は高鈍荬カ ボンから形成され、 讓上郞および下部ほ 熱 ¾蝕性材料から形成 されている。 以下、 この第 3 © ¾様を図面に示す例に基づいて咩綑に^明する《 本加熱炉の概略断面 13*第 S図に示す。 加熟伊本体 5の内厠に、 ' 発熱体 4が設けられると共に、 炉体中心に炉心管 3が |¾けられる。 該垆心管 3は、 上 4、 中 * 3 5および下郎 3 8から成り、 それぞれは逸当な手段、 例えばネジ止めなどにより取り外し可能に 接読されている。 炉心管中央茚 3 5は、 高裨度のカーボンにより形 成される。 カーボンの純度は、 第 1の態様で用いたカーボンと同様 である。
' 炉心管の上部 3 4および下部 3 6は、 中央邻 3 5ほど髙通とはな らないので， 中央茚 3 5ほど钝度を上げる必要はなく、 耐熱，耐麻 食性さえあればよい。 従って、 上郎 3 4および下 Φ 3 6ほ、 高純度 力一ボンで形成してもよいが、 搔滂的には通常の力一ボンで作るの が好ましい。 ま 、 上茚 3 4および下郎 3 6ほ、 一 に 1 0 0 0で 以下にしか加煞されないので、 フッ索系ガスによる腐食に弱い石英 材を使用して作っても良い。 但し、 この場合も铁および鏑、 特に铜 の はき意を要し、 0 , 1 ρρη以下であることが望ましい。 ' 中央却が髙袢度カーボンから作られた本発明の炉心管ほ、 雰囲気
- が珐衆^含まなければ、 ハロゲン系ガスと全く反 しないので好 ¾ であり、 しかも法群の酎熱性を有している。
しかし、 多孔貧母材を処理する際、 母 it.に吸蔑され水分、 および 系外より侵入してきた水分ゃ漦索ガスにより、 高 aにさらされる中 央郐 35のカーボンが、 長時藺使用していると消耗することがある β また、 以下に ta載す.る多？ι貧母材の処理に伴う特殊な康因から、 力 —ボン内壁が消耗され葛い。
すなわち、 多？ L贫母材より雑脱した SiOi粉がカーボン内壁に付 着し、 カーボンと反応して SiCも形成し、 その際、 生成した蒙素 がさらに力一ボンと反] して coも形成する。 形成された sicほ、 脱水時に使.用する氇素ガスと容 Sに反 ¾する。 このようにして、 力 一ボン內壁は、 Sios粉と^ fBを起こし消耗していぐ。
これらの反 は、 下 IEの一速の式で示すことができる。
Figure imgf000035_0001
Figure imgf000035_0002
S i C + O → S i O + C
従って、 中央郎のカーボン材ほ、 長時間使用した埸合、 取り替え る必要がある d
これに対して、 炉心管の上 Φおよび下部は ^ きほど消耗きれてい ないので、 炉心管が本発明のように 3段構造となっていると、 消耗 した中奂茚だけ取り替えることができ、 好ましい。
また ボンは、 多孔貧なので、 使用に際しては予め高温で充分 吸着水分^除去する必要がある。 それ故、 吸着水分除去の点から、 力一ボン炉心管の取り替え類度は少ない方がよい。 本発明では， 中 央茚が消耗しても、 炉心管の上茚および下茚は引き鎵き使用できる ので、 これら部分の吸着水分を除去する必荽がなく、 好ましい。 こ のように径済性以外に 炉心管を 3 ¾の構造にする利点がある。 先に述ぺたように、 炉心管の上部 3 4および下部 3 Sは、 力■ "ボ - ンの様な多孔性物質を ¾け， 石英ガラスなどで作ってもよい》 待に， 鏑およぴ铁などの不雜物を含まな 高蛾度石英が好ましい。 編など
' ほ、 6 0 0で以上では C u Oなどの餃化物蒸気も発生する可能性が あり、 多 母材を汚染するからである。
伊本体 Uの側翳には、 アルゴン、 ヘリウム、 窒素等のシールドガ スも導入する供耠ロ 6が設けられる。 又、 伊心管.3の下端には、 へ リウム、 アルゴン、 塩素茶ガス、 フ 素系ガス等の処理用ガスを導 !: 入する供辁ロ 7が設けられると共 、 該炉心管 3の上方には支持棒
2も介して多? 1贫母材 1が ¾り下げられている。
と ろで、 一躲に加熱炉は、 判えば、 これまで説明したような第 '- 図、 あるいは以下に説明する第 7园のように構成されている。
第 7図ほ、 加圧下又は滅圧下で加熱処理を行なう加熱伊の一例を ' 示したもので、 炉本体 5は圧力容器となつている。 この加熱炉は、 カーボンヒータ 4、 炉心管 3、 断熱材 4 '、 炉心管内雰囲気ガス入 口 S、 炉心管内雰囲気ガス出口 3 ¾ぴポンプ 9も有する β このように、 加熱炉ばたとえば第 8図 aび第 7図に示すように櫞 成されているので、 ガラス体を出し入れする時に、 管内に大気' 〔作業室の雰囲気〕 が潘入する。
第 8図ほ、 大気の混入量を測定した実袅に使用する装翬の概咚図 であるが、 この装鲺は炉心管 1 0 1、 パージガス入口 1 02、 ガズ 採取管 1 03、 酸衆濃度測定装 g 1 04¾ぴポンブ 1 0 5を有する。 垆心管 1 0 1の内径は ί 5 0 であり、 ガス採取管の先端は炉心管- の襴口 より l a入ゥた点に固定した。 锗果 第 9図のグラフに示. す。 垆心管中に大気が混入しており、 バ—ジ望索ガス流缉を增やし たとしても大気混入を防止することは不可能であることがわかる。
このような大気の混入があると、 次の様な閫羼も生じる。 第' 1に、 炉心管内が大気中のダスト^より污染きれる。 ダス トは、 S iO,, ΑίίΟ,, F Oa等で構成されており、 このうち A Oaは母材失 透の、 Fe,Osほロス増加の原因となる。 第 2に、 力 ^ボン炉心管 内面の黢化がおこる。 力一ボン 成体の黢化では、 パインダとして 使われているタール ぴピ Vチがまず K化することが知られている そのため、 裟された黒給拉子は说審 ¾ぴ飛散し、.炉内を舞う， この 粒子が、 ^結しおガラス母材の表面に付着するので、 このガラス母 材から作ったファイバには、 低強度郏分が多く含まれることになる c また当然の；：とながら、 カーボン炉心管の寿命が镊镍に短く .なる。 第 1 5図は力一ボン炉心管の重量減少も測定した繪枭を示す。 ガラ ス体取出しを 4 0回行なうとカーボン伊心管ほ表面より 0 . 4 Μ酸 - 化消耗したが、 これより推定した厚さ 1 0*のカーボシ垆心管め寿:命 は約 2 . 5ヶ月と短かった。
の様な炉心管の讒化を防ぐ方法の一つは、 ガラス体の出し入れ の温度も力—ボンが ¾化しない 4 0 O :以下とすることである。 し かし、 この方法では、 炉の稼動率が大幅に低下する。 また、 伊心管. 内が、 大気中のダストで汚染されるのを防げない このような、 伊 、管内への大気の ¾入の防止は、 本発明の第 4の篛樣の加熱炉によ り違成される。 即ち、 本発明の第 4の憩様の加熱^は、 発熱体およ ぴ伊心管に加え、 多孔鹫ガラス体を収納し且つ垆心管に出し入れす るための^室も有する。
前室ほ 8 0 0でに加熱すること δぴ 1 0 トールに弒圧すること が可錐であることが好ましい。
前室は、 高温に酎えかつ不純物も発生しない材料、 判えば、 石英 ガラス、 S i C、 S i» N *、 B Nからできていることが好ましい。 前 室は、 伊心管と同様の材料からできていてもよく、 または異なった 材料からできてもよい。
前室を弒圧伏 にするためには、 ロータリ ポンプを使用する。 ボンブオイルの遨流も防ぐため、 欲体窒素トラジブをポンプと前室 の閲に使用することもある。 筘室の上部には、 磁気シールを使った ' 回転導入機構が設けられている。
本発明は， 炉心管が高 度カーボンか^成る場合に特に有用であ るが、 炉心管は他の材科、 例えば、 石英ガラスからできていてもよ 以下、 の第 4の ¾様を、 添付図面により説明する，
第 1 0図は、 第 4の ¾様の加熱炉の一列も示す概珞折面 gf ある。 この加煞炉は、 第 8図に示した加熱 に筘室〖 1も取り付けおもの であり、 第 8図の加熟炉の各郎分に加え、 前室 1 1、 前窒ガス出口 1 4、 前室パージガス入口 1 5 ¾ぴ閱仕切り 1 &を有している。
' 第 1 ί図は、 第 4の態様に基 く加圧又は^压下で加熱処理^す る ¾熱炉の一^を示す概略断面図である。 この加熟伊は、 第 7図に 示した加煞炉に '前室 1 ί ^取り付けたものであり， 第 7図の加熱伊 'の各^分に加え.、 前室 1 1、 ヒ一夕 1 2、 ポンプ 1 3、 前室ガス出 口 1 4、 前室パージガス入口 1 S ¾ぴ藺仕切り 1 8を有する。
第 1 0図の加熱垆へ多孔贫ガラス体を掙入するには、 次の様にす - る。
1 . 回耘，上下動可锥なチャックに多孔貧ガラス母材 1 ¾玄持禅 2を介して取り付ける。
2 . 前室 1 1 の上プタを開け、 多孔踅ガラス母材 1を前室 1 1內 に降下させる。
3 , 上ブタも閉じ、 莳窒内 *不活性ガスく 叉は H a等）で g換す る c
4 , 前窒 1 1 と加煞棼囲気も隔てる間仕切り 1 6 *開け、 多孔耷 ガラス母材 1杏あらかじめ加熱処理温度に保たれた加熱棼囲気へ導 入する。
5 , 間仕切り i 6 ^閉める。
また、 本発明の加熱炉から母^も取り出す は、 次の橼にする。
1 , 間仕切り 1 8を開ける。
2 . 加熱処理が終わった母材 1を加熱雰囲気から前室 1 ίへ引上. げる， その際、 加熱雰囲気の温度は、 必ずしも下げる必要ほない。
. 3 . 闊仕切り 1 6を閉じる。
4 . 前室 1 1の上ブタも闥け、 母材 1 ^取り出す。
本発明の别の要旨は、 石英系ガラス微粒子体から成る多 ¾¾ガラ' ス S材を、 少なく とも内層がカーボンから形成されている炉心管も 有する如熱炉中、 プッ索添加剤としてケィ索フッ化物および^素フ
' 化钧から逢ばれた少なく とも 1種のプ 化物もも含む不活性ガス棼 ， 囲気下で加煞処理することにより、 フ 素を添加し、 同時にまたは . その後ガラス桀粒子体を透明化することから成る、 光プアイパー用 ， ガラス母材の製造方法に存する。
' 炉心管としてほ、 先に鋭明した各慈様の本発明の炉心管を使用す ることができる。
. 炉心管の加工時の汚染や、 政着.したホコリおよび水分も完全に除 くため、；使用前に、 堪素系ガス、 特 を含む雰囲気下で 1 5 0 0て以上の溫度で、 カーボン^心管を数時間空辨きすることが望ま しい。 空埃きしない炉心管の中でフッ素添加して得たガラス母材か ら製逡される光ファイバ一には、 水分ゃ不 ½¾に由来する著しい ¾ 収がみられることが ¾る。
さらに、 外部からの不純钧の浸透も防 Ihする為、 炉心管の外壁.を. 耐熱性被 ¾材で被 ¾するのが好ましい。 被 ¾材としては、 せラミ ツ クスまたは金属から S択され、 窒索透逸率が、 1 Ο^ύπι ノ secのォ
—ダーまたはそれ以下のセラミ クスまたは金属が好ましい。 せラ ミ ックスとしては、 先に示した炭化ケィ索の'他、 A .O A、 B Nな ： どが例示できるが、 とりわけ CVD法で形成した ー SiCが好ま しい。 ^化ケィ隶は、 炭素とのなじみが良く、 ビンホール、 マイタ σグラ Vクがなく、 高いち密度を保つことができる これほ、 炭化 ゲイ素の熱膨張係欲が炭衆と ぃおめである- まお、 炭化ゲイ素は、 耐煞性、 耐趣性の点でも ¾めて接れている。 Afi,Oaは、 高遇下で
AJ2Cを形成する恐れがあり、 他のセラミ クスに比ぺれば、 好ま しくない。
金属としては、 Λ—ボンとの反応性の無い、 たとえば白金、 タン タルなどが好ましく用いられ、 溶射によりカーボン表面にコ一チイ ングされる。 力一ボンとの反応性; い金厲、 おとえばチタン、 二 ゲルの場合には、 カーボン表面に予めセラ ミ クスも穰層し、 次い ： でこのような金属も溶射するとよい。' 外璧被 Sの厚さは、 厚ければ厚いほど好ましいが、 あまり厚する と、 ^屜歷により剥維する恐れがあるので、 注意を要する。 従:つて. 厚さは、 材料にも 存するが、 ー蚨に 1 0~300 ; 2ί、 好ましく は 50〜25 である。
本発明の方法において用いるプ "ノ素ドーパントの中でも、 S が聂も還している。 SiP*ほ、 3 N以上の高雜度品であることが好 ましい。
： SiF4はカーボンとほ全く反 しないが、 ス一ト母材を充分乾燥 せずに用いお場合には、 フ /素恭加時に力 ボン炉心管内に発煙も 生じることがある。 これはスート母材中の水分が、 SiF やカーボ ンと反 したために生じるものと考えられる。 その锗枭、 ス一ト母 材上郞にカー,ボン粒子らしき付着物が堆镜することがある。 れを 防止する為、 ス一ト母材も、 力 ボン炉心管内で SiF を添加した 雰囲気下に加熱処理する前に、 スート母材 乾燥することが好まし い。 スート ¾#の跋水は、 スート母材が収縮しない加熱条件で、 埴 ' 衆系ガス、 たと.えば C 、 C C 、 s，c などの酸索も含まない 塩素系ガス、 特に Ο β,および C C を、 好ましくは 1 0 ¾ル》以下 の割合で含む不活性ガス （たとえば、 アルゴンまたはヘリ ウム）：雰 西気下で行えばよい。 脱水処理温度は、.通常 8 0 2 0 X
¾度である ί>
もちろん脱水は、 以下にフッ素添加と同時に行う ともできるが、 上記のような理由および 水効果の点から、 フツ素添加に先立 て 行うのが好ましい。
S i F *によるスート母材へのプッ素添加は、 1 0 0 0 またはそ れ以上の温度、 好ましくは 1 1 0 0 1 4 0 0 において効率的に 行うことができる。 プ 索添加は、 スート母材の収轍が完了する以 筘に、 充分実施しなければならない。 フ 索が充分に添加されない 状憩で収縮してしまった場台、 ス— ト母衬全体にフッ素が添加きれ ず、 不均一にフッ素添加が行なわれ、 フッ素添加萤 1こ分布が生じ ¾。 スート母衬 1 は、 一般に、 火炎加水分解法で製造されたもので、 粒径 0， 1〜0 . 2 /i nのガラス接粒子からなる。
以下、 本発明の方法をより詳钿に晚明する。
ス― ト母材の作製 ―
火炎加水分解 ¾ によつて、 石英ガラス象粒子体を生成きせるに ほ、 第 1 2 ¾ (a)に示すように、 石英製同心多重膂バ—チー 4 Iも 用いて、 酸素 4 2、 水索 4 3と原料ガスとしての S i O または S ί C と ド パント化合钧 （たとえば、 G s C i )との缉合ガスを、 不 活佳ガス （たとえば、 アルゴンまたはヘリウム） もキヤリャ一ガス に用いて联水索炎の中心 4 5に送り込み、 反 JSさせればよい β 原料ガスがパーナ一 4 1の先端かも敏 賴れぉ空簡で反応するよ ; うに、 遒薮^として不活性ガスを入口 4 4から流す, スート母材の π V ドを得る場会にほ 回転するシ ドロッ ド 4 6の先端から轴方 向にガラス徼粒子を堆羲させる。 また、 パイプ状スート母材を得る 場合にほ、 第 1 2図（b) 示すように、 回 ¾する石英禅あるいは庚 素津 4 8の外周部にパーナ一 4 7もトラパースさせながらガラス ¾ 粒子体も稜眉させお ¾、 中心 Φ材 4 8も狳去する。 なお s 4 3はコ ァ用ガラス σ ドでもよく、 この場合は中心却材 *引抜く必要はな い。 またバーナー 4 7は¾数本使用してもよい。
以上の棣にして得られたス一ト母材は、 例えば第 i 3図（a)〜(： に示すような構造を有している。 Aはコア茚、 Bはクラ、 ド部に対 : ίδする。
ス—ト母材へのフッ索添加および透明化（ 结）
上纪方法で傅おスー ト母衬杏、 おとえば第 β図に示すような、 '外 周郅を気体透通性の小さい材料で被覆した高雜实力—ボンからなる 伊心管 （上郞および下部フラ ンジ並びに円筒マ フル） 内 おいて、 ヒ一タの上部にあたる位氟で待機させ、 炉心管内も C 2，ガスを添加 しおヘリゥム雰囲気とし、 ヒータの温度も上昇させ、 1 0 5 0 に 達した時点よりズート母材も 2〜 1 0 ノ分程度の速度で降下させ る。 スート母材全体がヒータも通逸した後、 ス一 ト母林の降下を停 止し 次に ガスの供辁も止め、 代わりに S i F *を含むヘリ ウム' 雰囲気とした铁、 ヒータ a度が I 6 50.でに違した時点から、 今 ¾ はスート母针^ 4¾w/min, の速度で上昇させながら、 プ プ素を添 加すると同時に透明ガラス化する。 得られたガラス体の搆 ¾は、 フ 素が添加されおことでコアおよびクラ ド茚の屈折率が低下して第 1 図（ 〜（ の様になる。
次に実旛例も示し、 本発明をさらに具'体的に鋭明する。
実施例 1
" 0.5 ia厚のカ ボンを内装した石荚ガラス製炉心管も発熱体に - より 1 6 0 0 に加熱し、' 管内に SF,を 5 Oag/分、 ヘリウムも 5)2ノ分の割合で流し、 その中に多 母材も、 下降速度 2 /分 で掙入した。 得られお透明ガラス母材も引き続きファイ に紡糸し おところ、 フアイバの ¾¾水分は 0.0 1 ρρι»であり、 賴ゃ铁に由来 する吸 ま全くみられなかゥお。
同じ伊心管^用いて透明ガラス母材の製造 ¾ 1 0 0回練り した が、 伊心管やカーボン の劣化は全く見られなかつお。 i m l
石英ガラス ¾炉心音として、 1 ΡΡβの鏑杏含みかづ力 ボン眉も 有しない石英ガラス管を使用する以外は実旅^ 1 と同じ条件でフ 9» ィパを ¾iSした。 得られおプアィパの残留水分は 0 . 0 1 ppfliであつ た a また鏑に由来する吸収が 1 , 3 0 j «近榜まで存在したが、 この 俊は従 Uの吸収に比ぺると充分低く、 その ®収量は 0 . S 《の攻蕞 で 2〜3 <JS /Jfeaであった。 しかしながら、 炉心管の内壁は蓍しく エ チングきれており、 酎皴性のうえで問 Sのある とが判明し fz9 実施例 2
実施剁 1 と同じ炉心管も用い、 炉心管を S i l^ 1 0 0 %の雰囲気 とし、 該炉心管内で多孔贫母材をフ 索ド^ "ビングすると同時に透 明ガラス化した。 得られた透明な光ファイバ用母材には、 Δ 0 . 7 %に相当するプッ素が含まれていた。 この光ファイバ用母材も筒 状に中ぐり し、 クラ ド材として単一 ド光ファイバを製造した 所、 不雜物に起因する吸収は見られず、 1 . 5 *の钕袅域での伝送 ¾失も 0 , 2 5 dB / と低かゥた。
実施钓 3
第 1 0図の加熱炉を使用しお。 多孔箕ガラス体を前室に入れ、 前 室の上ブタを閎じ、 前室内に窒素ガスも 1 0 分で 1 0分闞流し、 筘室内を塞素ガスで楚痪しお。 もの後、 間仕切りも開け、 多孔貧ガ ラス体を筘室から炉 S管内へ移動させ、 藺仕切りを閉めた後加熱処 理 *行ない、 透明な光ファイバ用ガラス母材 *製造した。 母材の取 り^し時には先ず闉仕切りも開け、 ガラス母材も ίίϊ室に移動させた 後に間仕切りを閉め、 その後上ブタを開けガラス母材を取り出しお。 このガラス母材もコア材として先ファイバ 作ったところ、 0 , 1 8 dB ¾«C¾S¾ 1 , 5 5 /ί aに於いて）と低 aスであった。
実 ^ 3 4
実施判 3 と同様の方法で、 多？ I貧ガラス体の加熱処理を 4 0回行 なつた。 この闉のカー ン炉芯管の^量は 2 0 表面より 5 0 · の羧化消耗に相当:)であった。 この量は、 力—ボン炉 S管が 1 . 5年 程度使用可能であることを示している。
' 実施钾5
第 1 1図の装氤も使用した。 多 ガラス体 *前室に入.れ、 前室' の上ブタを閉じ、 前室内に窫素ガス * 1 Ο /分で 1 0分間流し、 筘室内を窒素ガスで置換した。 その後間仕切りを開け、 多孔貧ガラ ス体を前室から予め 1 0 0 0でに保たれた! ¾管内へ移動させ、 間 仕切りを閉めた。 その後、 炉体内を 1 0 ト -ルまで滅圧し、 1 8 0 0でまで昇通して、 多孔贫ガラス体を透明ガラス化し光フ イバ 用ガラス母材を得お。 こ-の光ファイバ用ガラス母材^ジャケッ ト衬 として光ファイバも作り、 引 り轼裊も行なった。 锗枭（ワイブル ブロッ ト） *第〗 6図に示すが、 低強度部分は 5 %と充分小さかゥ た β
実施判 e
第 ί 1図の装録^使用した。 多孔箕ガラス体も 室に入れ、 前室 を窒素ガスで鬵換した後、 藺仕切りを閧け、 多孔貧ガラス体も筘室 からあらかじめ 1 00でに保たれた お管内へ移動させ、 贋仕切 りも閉めた。 炉体内に SiF4も導入しつつ S
Figure imgf000052_0001
まで加圧し、 この雰囲気で多孔 ¾ガラス体 *透明ガラス化して光フアイバ用ガラ ス母材も得た。 得られた透明ガラス母材の中には.3重 のフッ素 が含有されていお。 このガラス母材 *クラ ド材として、 SMプア ィバも作ゥナ ¾裊 1.55 aの光でのロスほ 0.22dB/fci?であ り、 引張り試狻によれば低強度 Φ分は 5%であった
実施例 7
第 ί 1図の装置も使用した。 多孔赏ガラス体 ¾前室に入れた後、 前室内を 8 0 0で¾ぴ1 0~，トールに 1時藺保った。 閎仕切りを開 け、 多 ¾踅ガラス体も筘室から炉: S管内へ移動させ、 間仕切りを閉 めた後加熱処理を行ない、 透明な光ファイバ用ガラス ¾材を製遣し . た。 このガラス母材もコア袢として光プアィパを作つおと ろ、 0.
1 7dBZic 0¾浚袅1 t 5 5 1!に於ぃて）と極めて低ロスでぁった。 実旌例 3 実施例 7と同棣の方法で、 多 ¾贫ガラス体の加熱処理 *4ひ回行 なった。 この間の力—ボン ; S管の弒 Sは 1 5? (表面より 4 0 i Jt の ¾化消耗に相当）であゥた。 この量は、 この :カーボン炉¾管^ 2 ' 年蘀度使用可飽である とも示している。
以下の実施例 おいて使用しお加煞炉は、 第 8図に示しおもので ある。 炉心管は、 外周に厚さ 1 5 0 siD炭化ケィ素眉も被覆した カーボン製のものも使用した。 炉心管の内径は 1 5 θ ΐιφ, '外径は 1 7.5 JRaで、 全县 1 5 00 のものでぁ た。
\ 9
コア部材となる出発 9P材として、 GsO, 1 7重 も添加した、 直径 1 0¾31#の石英ガラス口 ドを使用し、 その外周茚に火炎加水 分解反応により、 純挣な石英 （SiOi) からなるスー トも堆積させ、 第 1 3¾(ί に示す届折率差分布も持つスー ト母材を得お。
スート母材も、 まず Cfi ¾ル％を含んだヘリウム雰囲気下、 ヒ ータ Sの上方約 5 onの位置に待機させ、 ヒータの温度が 1 0 5 0で に逮した時点から、 スート母材も 3.*«ノ分の速度で下降きせ、 スー ト母材全体 ヒータ 3を 逸した後、 スート母材の下端がヒータ上 - 方約 5c;sの位 gに逢するまで、 ス一ト母材を 20 /分で引き上げ t
に、 ヒータの温度も 1 750 に上げ、 C2,の供袷^停止し、. 代わり 20もル の SiF をヘリゥムに添加して炉心管に供給し、 ス ト母材を 2MZ分の速度で下降させて、 透明ガラス化した。
得られおガラス母材の鹿折率 ¾分布ほ第 14図（a)の 3りであつ た
ガラス母材も、 外径 i 25 ίίί ^になる棣に轅引炉内で加熱延伸 してファイバ化しおところ、 光ファイバに含まれる ΟΗ¾ほ .0.0 Ippmであり、 ¾長 1.3 O iiaでの掇失镇は 0.45dBZ と充分 - 低搔失でぁゥお。 また、 Cu, などの不袢物による吸収ピークほ 全くみられなかつお。
実旌^ 1 0 出発 Φ材として約 8 JiJiiSの ½石英 t?ッ ドも用い、 実施伊 J 9と同樣 して、 石英ロッ 上に钧枠な S i 0 ,からなるス トも堆癀させ、;' 第 1 3図（b)に示す悤折率差分布を持つス ト母材を得た。
S iF4のガス S度を 31 0 ¾ル％とする以外は実施刺 9 と同様の方 法で、 'スート母材を加熱処理 （脱水、 フ 素恭加、 透明化） した β ' 得られたガラス母材の屈折率差分布ほ第 1 4図（b)に示す通り.であゥ ナ
ブ 索が恭加された部分の組成を赤外分光器で分析したところ、 ' 0 H基の含有量ほ 0. l ppm以下であった。
実施例 1 1
出発部衬として GeO,を 0 ~ 1 7重量％の羝囲で添加した第 ί 3 図 00に示す屈折率差分希も有する右英ガラス口 ドも使用し、 口 ドの外周に火炎加水分解反 ¾により、 純粋な S i 0,からなるスート を堆氇させた。 その後、 実 ¾例 9 と同镩の方法でスート母材の加熟 処理も行なった。 得られたガラス母材の屈折率盞分布は第 1 4図. (c〉 に示す ¾りであゥた。
比 例 2 (石英ガラス製伊心管の耐熱性）
カーボン炉心管の代わり石英ガラス製伊心管と.した以外は実旌钶 9の方法を镍り返して、 ス一ト母材も製造したところ、 石英ガラス 製伊心管が透明化時 ^き伸びてしまい、 再使用が不可能となつた。 比铰例 3 (石英ガラス饕炉心管のエ チング〉
比校伊 J 2で S i F 4の替りに S F ,も用いたところ、 石英ガラス製- 管が著しくエッチングきれ， ヒ-"タ近傍の伊壁 ピンホールが生じ 。 また、 得られたガラス母材には、 铰 とい-う大量の水分が存 在していお。 もちろん、 ^心管の引伸ぴも著しく、 苒使用は不可能 であゥナ
実施例 1 2 〔力一ボン炉心管の反復使用）
実施街 1 0と同様の方法でガラス母材を 1 0本製逸した。 得られ た 1 0本のガラス母材の踅は同等であった。
実施伊 i〖 3 ~ 1 5 ガスも供袷しないことも除いてほ窫施列 9〜 1 1 と同様の方 法でガラス S材も製造した。
得られたス一ト母材およびガラス母材の屈折率著分布は、 萁施
9〜 1 1 で製造したス一 ト母材およびガラス母材の思折率箬分布と モれぞれ実質的に同じであった。
ガラス母材から製造される光フアイパーの特性
上 S実施例 9〜 1 1で製造したガ ス母材から得た光ファイバ一 の特性を測定したところ、 不雜物に由来する吸収增は全くなく、 充' 分に低掇失なものであり （たとえば、 拔長 1 . 3 0 において 0 , 4 dB / 程度）、 O H基による吸収ピークは柽時的に変化すること がなかつお。
一方、 実施例 1 3〜 1 5で製造したガラス母材から得られた光プア ィパ一は、 O H基を比饺的多く含み、 そのため、 波長 1 . 3 O iz WCn おける損失も若干高かったが、 実^に耐える筘囲であった。 この事 から、 塩素系ガスも添加してガラス母材 说水した方が、 光ファ ィパ一の低 ¾失化にほ好ましい-とがわかる。
本発明の方法においては、 フッ素恭加処理と 3明ガラス化を、 独 立した工程で、 異なる加熱炉または同じ加熱伊を用いて行なっても よい。 その場合にも、 同様のフ 素添加 gおよび光ファイバ 待性 も得ることができる。
実施列 1 6
フ 素系ガス添加棼 ¾気での処理温度とプ 素添加量に対 ί¾する 届折率差の閟係
.第 1 7図に、 堪索ガス 1モル％および SiF 42モル％含んだ不涪 性ガス雰囲気中に、 図の槺轴に示した新定温度でス ト母材を 3時 間锞持した祷杲得られる屈折率差 （ΔιΓ%) を示す β この繪果より、 1 1 00-1 0 O'Cの濫度轘超で、 スート母材へのフッ素添加も 行うのが効率的であることが判った。
実旛例 1 7 (1 )〜（3〉
実 ¾例 S〜 l 1とそれぞれ同様のスート母材 3本を作成し （実 ¾· 例 1 7 ( 、 1 7 (2), 1 7 ， 各ス ^ト母材も、 1乇ル の C£« を含むアルゴンガズ棼囲気中 て港変 300 - 1 1 00での範囲で . 加煞 水し、 次いで、 高 «¾S〖i 20 ¾ル％を含むヘリウム棼囲 気中で 1 1 00でから 1 7 00 ¾まで舁通して透明化した β
得られた各ガラス母材から製遣した光フプィバーの特性を調べた ところ、 不純物に由来する ¾収增は全くなく、 充分 低撞失なもの ； であり、 ^えば &袅 ί .3 において損失は 0 , 5dB/ 以下で あった。 まお、 OH基 よる吸収ビークは柽時的に変化することは なかった β
実施钓 1 8
出発茚材として、 中心却が钝石英からなり、 その周りがプ 索を
1意量 含有しお石英眉からなる 1
Figure imgf000059_0001
のガラス捧を使用し、 実 施判 9と同棣の方法にてス一ト母材を作成した β
まず、 （^»2 ル％を添 ¾したヘリウムガス雰囲気中で温度 1 2 . 0 0 "Cに加熱したゾーン炉内へ、 スート母材も 4 Λ*/分の逮度で一 方の繍より他端に向けて揮入し、 次いで SiP*2 0 ル％を添加し たへリウムガス雰囲気中で炉を 1 6 50でに加煞した後、 スート母 栻も一方の襯より烛嫌に向けて 4 /分の逮度で掙入して透明ガラ ス化した。 ガラス母村から、 光ファイバ一も製遣した。
得られた光ファイバ一の特性 調ぺたところ、 不緘物に由来する 吸収ほなく、 充分に铤¾失であった。 冽えば波長 1.30 j *におい て損失は 0 ,4dB/ f以下であつお。
[発明の効菓]
本発明は不純物、 柃に铗、 親や水分の混入しない光ファイバ用母 '· 材¾、 炉心管の消耗を低续して製造でき、 製逸されたガラス母衬か らは伝送 a失の小さな光ファイバを得ることができる。
炉心管内壁もカーボン屑、 外壁も炭化ケィ素届とすることで、 伊 心管も髙煞で使用しても、 煞的な消耗も腐食 ^ガスによる消耗も:少 なく、 耐久性に饅れることから、 铎済上の面からも有利である。
内壁にカーボン袪覆も設けることでフ 素による石英ガラス炉心 管の浸蝕消耗 ¾坊止でき、 石突ガラス伊心管の耐久性を向上できる。 さら 、 特 高湛 さらされる伊心瞀中奂部を高雜度力一ボン製 とすることで、 多孔貧 ¾材奁不純物で^染する恐れがなく、 又フヅ 素系ガス（C F 4 , S F e， S i P *など）と反応することなく、 しかも 非常な高通、 判えば 1 8 0 0で以上でも破攮する心配がないなど、 酎久性 更に改善できる。
加熱伊に前室を設ける とにより、 加熱雰囲気への大気 （作業室 の雰囲気） の混入がなくなり、 炉芯管内の不純物 よる汚染がなく なる。 そのため 母材の失透が防げるとともに、 透明度が向上する- ガラス体の出し入れ時に、
Figure imgf000061_0001
降温させることがないので、 炉の 稼動率が高い。 炉; δ管が力 ボンからできてい.る場合にほ、 力一ポ · ンが酸化しなくなるので、 伊 S管の寿命が伸びるとともに、 伊 管 内奁黒鉻粒子が淳遊することがなくなり、 ガラス母材から作った光. プ 7ィバの低強度郎分が滅少する。 ^室も 8 0 0てに加熟すること 及び 1 0一3トール'に弒圧する；：とが可能である場合、 多？ L質ガラス . 体に付着している不钝物 （金属及び水分など） が前室中で予め取 り除かれる。 そのため、 ガラス母材が一 S高緘度になるとともに、 水などの熱分解によって生じる酸素が無くなるので、 カーボン伊 S 昝の寿命がさらに莨くなる。

Claims

1 , 石英系ガラス後粒子体から成る光ファイバ用多 ガ ス母 材も、 プ 素化合物も含む気体雰囲気中で加熱処理することにより'、 プツ素添加およぴ遂明化して光プ，ィパ用ガラス母材とする加熱^ であ て、 発熱体およぴ穽熱体の内側に配¾されて加熱雰囲気と発 熟体と杏隔艏する炉心管も有して成り、 伊心管の少なく とも内庸が、 高姹度力一ボンから形成されていることを特鐘とする光ファイバ用 ' ガラス母材の加熟伊。
2； 炉心管は、 高純度カーボンから形成きれた内屑および炭化ケ ィ衆から形成された外麿から成る讃求の筘困第 1項記載の加煞炉。
3 , 炉心管は、 ife化ゲイ索から成る本体およびその内壁に被 ¾さ . れた高钝度カーボン層から成る請求の範囲第 2項記載の加熱炉。
4 , 炉心管は、 高純度力一ボンの本体およびその外壁に被 ¾きれ た炭化ケィ索屑から成る請求の筠囲第 2項記載の加熱伊 β
5 , 炉心管は、 石英ガラス製本体およびその内壁に袂¾きれた力 . - ボン jgから る講求の範园第 i ¾ia戴の光ファイバ用母材の加熱 炉。 .
.
6. 石英ガラス製本体に含まれる鏑不转物の量が、 0. Spun以下， である請求の範囲第 5項 15教の加熱炉。
7. カーボン屑の厚さが、 0 , 0 1 - 500 tisである請求の铒囲 第 5項 ia載の加煞炉。
8 , カーボン雇が C VD法またほプラズマ C V D法により形成さ ， れたもの" ある請求の範囲第 5項記載の加熱炉。
9 , 伊心管は、 取り外し可錐に接練された上部、 中央茚および下 - 郐から成り s 該中央却の少なく とも内餍は髙雜度力—ボンから形^ ' され、 該上茚およぴ下茚ほ射 i»¾蝕性材料から形成されている II求 の範囲第 1項記載の加熱炉。
1 0. 炉心管の中央郁全体が i¾純度力一ポンから形成されている 請求の齄囲第 9項記載の加熱炉。
ί 1 , 中央部も形成するカーボンの純度が、 全灰分 2 O PPB 以' · 下である請求の範囲第 i o項 ¾載の加熱炉。
1 2 . 炉心管の上郞およぴ下部が、 共に力一ボンから形成きれて いる請求の範囲第 9項 ia載の加煞炉。
1 3 . 炉心管の上 Φおよび下瑯が、 共に石荚から形成きれている 镣求の筘囲第 9項記載の加熱伊。
1 4 . 加熱炉がきらに、 多孔贫ガラス体^収钠し且つ伊 ¾管に ώ し入れするための前室を有する It求の範囲第 1 1 3項のいずれか に IS載のの加熟炉。
1 5 . 前塞は 8 0 0 !に加熱すること ¾び 10一 *ト ル以下に減圧 ' するごとが可錐である讅求の範囲第 1 4項 ¾載の加煞炉-
1 6 . 石笑系ガラス ¾粒子体から成る多孔贫ガラス母材を、 少な く とも内眉が力 ボンから形成されている炉心管を有する加熱炉中、 プ 素添加剤としてケィ索フッ化物および炎索プッ化物から ¾ばれ た少なく とも 1種の'プ プ化物を含む気体雰囲気中で加熱処理するこ とにより、 フッ素も添加.し、 同時にまたほモの後、 ガラス羝粒子体 *透明化することから成る、 光ファイバ一用ガラス母材の製 a方法 < —1 7， 炉心管の外壁 Φが、 気体 a通性の小さい酧熟材科で.コート されている讅求の ©囲第 1 6項 is載の光ファイバ用ガラズ母材の製 逸方法
ί 8 . 該射熱性材科の窒素透逸率が、 i O—»cm*/se<jまたはモれ 以下である請求の範囲第 1 7項記載の光ファイバ一用ガラス母材の ' 製造方法。
1 9 . フ 素も添加す'る前に、 ガラス接粒子体が実贫的に収繚し ない温度 IS囲で多 ガラス母材も乾 ¾する請求の輟囲 1 6 - 1 8項のいずれかに 15載の光プアイパー ¾ガラス母材の製造方法。.
2 0 . 多孔貧ガラス母材の乾燥も、 塩衆系ガスを含んだ不活性ガ ス雰囲気下で行う請求の範囲笫 1 9項 ga載の^ファイバー用ガラス f 母衬の製造方法 0
2 1 . 塩素系ガスとして、 C fiaまたは C を使 する請求の IS 囲第 2 0項 IS教の光プ yィパ 用ガラス母材の製造方法。
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