WO2024252898A1 - リザーバ、光ファイバの製造方法および光ファイバの製造装置 - Google Patents

リザーバ、光ファイバの製造方法および光ファイバの製造装置 Download PDF

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glass pipe
glass
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慎 佐藤
健美 長谷川
洋宇 佐久間
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Sumitomo Electric Industries Ltd
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Sumitomo Electric Industries Ltd
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    • 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
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C3/00—Glass compositions
    • C03C3/04—Glass compositions containing silica
    • C03C3/06—Glass compositions containing silica with more than 90% silica by weight, e.g. quartz

Definitions

  • the present disclosure relates to a reservoir, an optical fiber manufacturing method, and an optical fiber manufacturing apparatus.
  • This application claims priority based on Japanese Application No. 2023-092938 filed on June 6, 2023, and incorporates by reference all of the contents of the above-mentioned Japanese application.
  • a core made of silica-based glass contains an alkali metal element or an alkaline earth metal element
  • the viscosity is reduced, making it easier for the glass network structure to be aligned even if the cooling rate is fast during drawing.
  • the number of rings in the ring structure in the glass network structure is more likely to be uniform. This reduces Rayleigh scattering, which accounts for the majority of the transmission loss in optical fibers. As a result, the transmission loss of optical fibers can be reduced.
  • Patent Document 1 and Patent Document 2 describe a method of adding alkali metal elements and alkaline earth metal elements to a glass pipe by thermal diffusion.
  • the raw materials are evaporated by heating in the raw material installation area, and the glass pipe is heated with a burner while the raw material vapor is introduced into the glass pipe by a carrier gas.
  • the alkali metal elements and alkaline earth metal elements are diffused and added to the glass pipe.
  • This raw material installation area is called a reservoir.
  • the reservoir is usually formed in a saucer shape.
  • Patent Document 2 states that in order to prevent crystallization of alkali metals, it is preferable that the glass pipe and the glass attached to the inside of the glass pipe essentially contain no chlorine.
  • the reservoir according to one embodiment of the present disclosure is used in the manufacture of optical fiber preforms, and is a reservoir in which a raw material containing an alkali metal element or an alkaline earth metal element is placed when an alkali metal element or an alkaline earth metal element is added by thermal diffusion to a glass pipe made of silica-based glass, and is made of silica-based glass in which the sum of the fluorine concentration and the chlorine concentration is 1500 ppm or more and 20000 ppm or less.
  • FIG. 1 is a flowchart showing a method for manufacturing an optical fiber according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining the doping step using the optical fiber manufacturing apparatus according to the embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining an addition step using an optical fiber manufacturing apparatus according to a modified example.
  • FIG. 4 is a graph showing the change in fluorine concentration distribution accompanying the heating process during reservoir formation.
  • FIG. 5 is a graph showing the relationship between the halogen concentration and the defective rate of the reservoir.
  • FIG. 6 is a graph showing the relationship between chlorine concentration and the defective rate of the reservoir.
  • the reservoir is made of glass with a high chlorine concentration
  • the chlorine reacts with alkali metal elements and alkaline earth metal elements in the reservoir and crystallizes. If the crystals are dispersed as fine powder into the glass pipe, the fine powder acts as a nucleus to cause silica glass crystallization in the glass pipe. As a result, the core material for the optical fiber preform may be defective, and the yield of the optical fiber may decrease.
  • the chlorine concentration is too low, it may be difficult to control the shape of the reservoir, or the reservoir may crack during the manufacture of the reservoir or during diffusion doping using the reservoir.
  • the present disclosure aims to provide a reservoir that can improve optical fiber yield and reservoir processability, and can reduce reservoir cracking, an optical fiber manufacturing method, and an optical fiber manufacturing device.
  • a reservoir capable of improving optical fiber yield and reservoir processability, and reducing reservoir cracking, an optical fiber manufacturing method, and an optical fiber manufacturing apparatus.
  • a reservoir according to one embodiment of the present disclosure is used in the manufacture of an optical fiber preform, and is a reservoir in which a raw material containing an alkali metal element or an alkaline earth metal element is placed when an alkali metal element or an alkaline earth metal element is added by thermal diffusion to a glass pipe made of silica-based glass, and is made of silica-based glass having a sum of a fluorine concentration and a chlorine concentration of 1,500 ppm or more and 20,000 ppm or less.
  • the reservoir may be made of silica-based glass in which the sum of the fluorine concentration and the chlorine concentration is 3,500 ppm or more and 18,000 ppm or less.
  • the yield of the optical fiber and the processability of the reservoir can be further improved.
  • the reservoir cracking can be further reduced.
  • the reservoir may be made of silica-based glass in which the sum of the fluorine concentration and the chlorine concentration is 3,500 ppm or more and 13,000 ppm or less.
  • the yield of the optical fiber and the processability of the reservoir can be further improved.
  • the reservoir cracking can be further reduced.
  • the reservoir may be made of silica-based glass with a chlorine concentration of 20 ppm or more. In this case, the reservoir can be further prevented from cracking.
  • the reservoir may be made of silica-based glass having a chlorine concentration of 50 ppm or more. In this case, the reservoir can be further prevented from cracking.
  • the reservoir may be a separate member from the glass pipe and may have a connection end that is fusion-connected to the glass pipe. In this case, the reservoir can be removed from the glass pipe and fusion-connected to another glass pipe for use.
  • a method for manufacturing an optical fiber according to one aspect of the present disclosure may include a step of adding an alkali metal element or an alkaline earth metal element to an inner surface of a glass pipe made of silica-based glass by using any of the reservoirs (1) to (6) above.
  • the reservoir since the reservoir is used, it is possible to improve the yield of the optical fiber and the processability of the reservoir, and also to reduce the cracking of the reservoir.
  • An optical fiber manufacturing apparatus may include a reservoir as described above in any one of (1) to (6), the reservoir being connected to a glass pipe, and a heat source for heating the reservoir, and may add an alkali metal element or an alkaline earth metal element to the inner surface of the glass pipe.
  • the optical fiber manufacturing apparatus since the optical fiber manufacturing apparatus includes the above-mentioned reservoir, it is possible to improve the yield of the optical fiber and the processability of the reservoir, and also to reduce the cracking of the reservoir.
  • FIG. 1 is a flowchart showing a method for manufacturing an optical fiber according to an embodiment.
  • the method for manufacturing an optical fiber includes a preparation process S1, an addition process S2, a diameter reduction process S3, an etching process S4, a collapse process S5, a stretch grinding process S6, a rod-in collapse process S7, an OVD (Outside Vapor Deposition) process S8, and a drawing process S9.
  • the optical fiber is manufactured through these processes S1 to S9 in this order.
  • the method for manufacturing an optical fiber is carried out using an optical fiber manufacturing apparatus 10 (see FIG. 2).
  • the preparation step S1 is a step of preparing a glass pipe into which an alkali metal group is to be diffused as a dopant.
  • the alkali metal group is a general term for alkali metal elements and alkaline earth metal elements.
  • the glass pipe is made of silica (quartz)-based glass.
  • Silica-based glass is mainly composed of silica and contains 90% or more of silica. Silica-based glass may contain 95% or more of silica.
  • the silica-based glass rod that is the base of this glass pipe is manufactured, for example, by the VAD (vapor phase axial deposition) method.
  • the pipe is manufactured by drilling holes in the cylindrical body and then stretching it.
  • the silica-based glass rod that is the base of the glass pipe contains a certain concentration of chlorine and fluorine.
  • the mass fraction of other dopants and impurities is 10 ppm or less.
  • the mass fraction is the ratio of the mass of the element of interest to the total mass, and is expressed as (mass of the element of interest) / (total mass).
  • the mass fraction is referred to as "concentration”.
  • the doping step S2 is a step of doping an alkali metal group by a diffusion method to the inner surface of the glass pipe 2 (see FIG. 2) made of silica-based glass.
  • potassium (K) element is added as a dopant of the alkali metal group
  • potassium bromide (KBr) is used as the raw material 5 (see FIG. 2) containing the alkali metal group.
  • KBr potassium iodide
  • RbBr rubidium bromide
  • RbI rubidium iodide
  • the diameter reduction step S3 is a step of reducing the diameter of the glass pipe to which the alkali metal group has been added.
  • the etching step S4 is a step of etching the inner surface of the glass pipe. The etching step S4 makes it possible to remove the impurities by scraping the inner surface of the glass pipe, which contains a high concentration of impurities added together with the alkali metal group.
  • the collapse step S5 is a step of solidifying the glass pipe to form a glass rod.
  • the drawing and grinding process S6 is a process in which the glass rod is drawn and the outer periphery of the glass rod is ground to form a core rod that will become the core portion.
  • the rod-in-collapse process S7 is a process in which a first cladding portion is provided on the outside of the core portion.
  • the OVD process S8 is a process in which a rod formed by integrating the core portion and the first cladding portion is drawn to a predetermined diameter, and then a second cladding portion containing fluorine is synthesized on the outside of the rod by the OVD method. This produces an optical fiber preform.
  • the drawing process S9 is a process in which the optical fiber preform is drawn. This produces an optical fiber.
  • the optical fiber manufacturing apparatus 10 includes a reservoir 1, a heat source 3, and a heat source 4.
  • the optical fiber manufacturing apparatus 10 is used in the manufacture of the optical fiber, specifically in the doping process S2. That is, the reservoir 1 according to the embodiment is used in the manufacture of the optical fiber, specifically in the doping process S2.
  • the reservoir 1 is made of silica-based glass and contains fluorine and chlorine. Silica-based glass is mainly composed of silica and contains 90% or more of silica. Silica-based glass may contain 95% or more of silica.
  • the silica-based glass rod that is the base of the glass pipe of the reservoir 1 is manufactured, for example, by the VAD (vapor phase axial deposition) method.
  • the reservoir 1 is manufactured by drilling holes in the cylindrical body and then stretching it.
  • the sum of the fluorine concentration and chlorine concentration in the reservoir 1 is 1500 ppm or more and 20000 ppm or less. This can improve the yield of the optical fiber and the processability of the reservoir 1.
  • the cracking of the reservoir 1 can be reduced.
  • the sum of the fluorine concentration and the chlorine concentration in the reservoir 1 may be 3500 ppm or more and 18000 ppm or less, or may be 3500 ppm or more and 13000 ppm or less.
  • the chlorine concentration in the reservoir 1 is 20 ppm or more. This can further reduce the cracking of the reservoir 1.
  • the chlorine concentration in the reservoir 1 may be 50 ppm or more.
  • reservoir 1 when reservoir 1 is made of glass with a high chlorine concentration, chlorine reacts with alkali metal elements and alkaline earth metal elements in reservoir 1 to crystallize. If the crystals scatter as fine powder into glass pipe 2, silica glass will also crystallize in glass pipe 2, with the fine powder acting as nuclei. This can result in defective core material for the optical fiber preform, which can lead to a decrease in optical fiber yield.
  • the sum of the fluorine concentration and chlorine concentration in reservoir 1 is 20,000 ppm or less, and may be 18,000 ppm or less, or 13,000 ppm or less, so that optical fiber yield can be improved.
  • glass materials with low chlorine concentrations are manufactured by not sufficiently removing impurities with chlorine gas, or by replacing chlorine with fluorine-based gas.
  • the transmission loss worsens due to absorption loss caused by impurities.
  • the latter glass material contains a lot of fluorine, so the fluorine on the surface is desorbed when heated during the shaping process of the reservoir. If too much fluorine is desorbed, the viscosity increases only on the surface, generating tensile stress. This causes cracks to form on the surface, making the reservoir more likely to break during reservoir manufacturing or diffusion doping. If the reservoir breaks during diffusion doping, the yield of core material for optical fiber preforms will decrease, which may ultimately result in a decrease in the yield of optical fiber.
  • the sum of the fluorine concentration and chlorine concentration in reservoir 1 is 1500 ppm or more, and may be 3500 ppm or more, so deterioration of the optical fiber transmission loss caused by insufficient removal of impurities by chlorine gas is reduced. In addition, the occurrence of cracks on the surface due to desorption of halogen elements is reduced. Therefore, breakage of reservoir 1 is reduced. As a result, deterioration of the optical fiber yield is reduced.
  • the reservoir 1 is a glass pipe connected to the glass pipe 2 to which the alkali metal group is added.
  • the reservoir 1 has a large diameter portion 11, a small diameter portion 12, a first connection portion 13, and a second connection portion 14.
  • the reservoir 1 functions as a mounting portion in which the raw material 5 containing the alkali metal group is mounted when the alkali metal group is added to the glass pipe 2 by thermal diffusion.
  • the raw material 5 is mounted mainly in the large diameter portion 11.
  • the outer diameter of the large diameter portion 11 is equal to the outer diameter of the glass pipe 2.
  • the small diameter portion 12 is disposed between the first connection portion 13 and the second connection portion 14.
  • the outer diameter of the small diameter portion 12 is smaller than the outer diameter of the glass pipe 2 and smaller than the outer diameter of the large diameter portion 11.
  • the first connection portion 13 connects the thick diameter portion 11 and the first end of the thin diameter portion 12. As described above, the outer diameter of the thin diameter portion 12 is smaller than the outer diameter of the thick diameter portion 11, so the first connection portion 13 forms a step. The height of the step caused by the first connection portion 13 is, for example, about 1 mm.
  • the first connection portion 13 has a tapered shape. The outer diameter of the first connection portion 13 gradually decreases from the thick diameter portion 11 to the thin diameter portion 12.
  • the second connection part 14 connects the second end of the thin diameter part 12 to the glass pipe 2.
  • the outer diameter of the thin diameter part 12 is smaller than the outer diameter of the glass pipe 2, so the second connection part 14 forms a step.
  • the height of the step caused by the second connection part 14 is equal to the height of the step caused by the first connection part 13.
  • the second connection part 14 has a tapered shape. The outer diameter of the second connection part 14 gradually decreases from the glass pipe 2 to the thin diameter part 12.
  • the reservoir 1 and the glass pipe 2 are made of a single member and have the same composition before the addition step S2.
  • the reservoir 1 and the glass pipe 2 are formed, for example, from a single glass pipe.
  • the portion of the single glass pipe that will become the narrow diameter portion 12 is heated to reduce its diameter. This results in the reservoir 1 and the glass pipe 2 being formed in a connected state.
  • a heat source 3 is disposed outside the reservoir 1.
  • the heat source 3 is an external heat source for heating the reservoir 1. More specifically, the heat source 3 is an external heat source for heating the raw material 5 placed in the reservoir 1.
  • a heat source 4 is disposed outside the glass pipe 2.
  • the heat source 4 is an external heat source for heating the glass pipe 2.
  • the heat sources 3 and 4 are, for example, oxyhydrogen burners.
  • the heat sources 3 and 4 may be induction furnaces, resistance furnaces, or the like.
  • the raw material 5 is heated by the heat source 3 to generate raw material vapor.
  • the heating temperature is, for example, 600°C or higher and 1000°C or lower.
  • the generated raw material vapor is introduced into the glass pipe 2 together with a carrier gas, while the glass pipe 2 is heated from the outside by the heat source 4.
  • the carrier gas contains, for example, oxygen.
  • the flow rate of the carrier gas is 1 SLM or higher (volume of gas flowing per minute under standard conditions (25°C, 100 kPa)) and 3 SLM or lower.
  • the first connection part 13, which forms a step is present on the side of the large diameter part 11 closer to the glass pipe 2, so that scattering of the raw material 5 into the inside of the glass pipe 2 by the carrier gas is reduced.
  • the glass pipe 2 is heated by moving the heat source 4 along the longitudinal direction of the glass pipe 2.
  • the glass pipe 2 is heated by traversing the heat source 4 at a speed of 30 mm/min to 60 mm/min for a total of 8 turns to 15 turns so that the temperature of the outer surface of the glass pipe 2 is 1400°C to 2000°C. This causes the alkali metal group to be diffused and doped into the inner surface of the glass pipe 2.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining the doping process using an optical fiber manufacturing apparatus according to a modified example.
  • An optical fiber manufacturing apparatus 10A according to a modified example differs from the optical fiber manufacturing apparatus 10 in that it includes a reservoir 1A instead of the reservoir 1 (see FIG. 2).
  • the reservoir 1A according to the modified example has a different shape from the reservoir 1.
  • the reservoir 1A has the same composition as the reservoir 1. That is, the reservoir 1A is made of silica-based glass and contains fluorine and chlorine.
  • the sum of the fluorine concentration and the chlorine concentration in the reservoir 1A is 1500 ppm or more and 20000 ppm or less.
  • the sum of the fluorine concentration and the chlorine concentration in the reservoir 1A may be 3500 ppm or more and 18000 ppm or less, or may be 3500 ppm or more and 13000 ppm or less.
  • the chlorine concentration in the reservoir 1A is 20 ppm or more.
  • the chlorine concentration in the reservoir 1A may be 50 ppm or more.
  • the reservoir 1A has a large diameter portion 21, a first small diameter portion 22, a second small diameter portion 23, a first connection portion 24, and a second connection portion 25.
  • the raw material 5 is placed mainly in the large diameter portion 21.
  • the outer diameter of the large diameter portion 21 is larger than the outer diameter of the glass pipe 2.
  • the outer diameters of the first small diameter portion 22 and the second small diameter portion 23 are equal to the outer diameter of the glass pipe 2 and smaller than the outer diameter of the large diameter portion 21.
  • the first small diameter portion 22 is connected to the glass pipe 2.
  • the first connection portion 24 connects the large diameter portion 21 and the first thin diameter portion 22.
  • the outer diameter of the first thin diameter portion 22 is smaller than the outer diameter of the large diameter portion 21, so the first connection portion 24 forms a step.
  • the height of the step caused by the first connection portion 24 is, for example, about 1 mm.
  • the first connection portion 24 has a tapered shape. The outer diameter of the first connection portion 24 gradually decreases from the large diameter portion 21 toward the first thin diameter portion 22.
  • the second connection portion 25 connects the large diameter portion 21 and the second thin diameter portion 23.
  • the outer diameter of the second thin diameter portion 23 is smaller than the outer diameter of the large diameter portion 21, so the second connection portion 25 forms a step.
  • the height of the step caused by the second connection portion 25 is, for example, about 1 mm.
  • the second connection portion 25 has a tapered shape. The outer diameter of the second connection portion 25 gradually decreases from the large diameter portion 21 toward the second thin diameter portion 23.
  • the reservoir 1A is formed, for example, from a single glass pipe.
  • the portion of the single glass pipe that will become the large diameter portion 21 is heated while increasing the gas pressure inside the glass pipe, thereby expanding and enlarging the diameter. In this way, the reservoir 1A is obtained.
  • the reservoir 1A and the glass pipe 2 are formed from separate members.
  • the reservoir 1A is integrated with the glass pipe 2 by melt-connecting the first small diameter portion 22 to the glass pipe 2.
  • the first small diameter portion 22 has a connection end 22a that is melt-connected to the glass pipe 2.
  • the reservoir 1A and the glass pipe 2 do not necessarily have the same composition even before the addition step S2, and may have different compositions.
  • the first connection part 24, which forms a step is present on the side of the large diameter part 21 closer to the glass pipe 2, so that the scattering of the raw material 5 into the inside of the glass pipe 2 by the carrier gas is reduced.
  • the reservoir 1A can be removed from the glass pipe 2, and the removed reservoir 1A can be melted and connected again to another glass pipe 2 for use.
  • Figure 4 is a graph showing the change in the concentration distribution of fluorine due to the heating process when forming the reservoir.
  • reservoir 1A was used from the viewpoint of ease of production.
  • the heating temperature during processing was set to 1000°C or higher and 2000°C or lower. By keeping the temperature in this temperature range, the viscosity of the glass decreases and the workability of the glass increases.
  • the vertical axis in Figure 4 indicates the fluorine concentration.
  • the horizontal axis indicates the difference between the radial position from the central axis of the reservoir and the inner radius of the reservoir divided by the thickness (wall thickness) of the reservoir.
  • the position of 0 on the horizontal axis corresponds to the inner surface of the reservoir, and the position of 1 on the horizontal axis corresponds to the outer surface of the reservoir.
  • the fluorine concentration before heating is approximately 20,000 ppm at the inner surface of the reservoir and decreases gradually toward the outer surface of the reservoir, reaching approximately 17,500 ppm at the outer surface of the reservoir.
  • the fluorine concentration after heating is zero on the inner and outer surfaces of the reservoir.
  • a sudden change in concentration occurs near the inner and outer surfaces of the reservoir.
  • the fluorine concentration on the inner and outer surfaces is reduced by heating the reservoir to a high temperature.
  • the change in the chlorine concentration distribution before and after heating was similar to the change in the fluorine concentration distribution.
  • Table 1 shows the concentrations of the added elements in the glass material used in the above evaluation and the defective rate of the reservoirs.
  • the added elements are chlorine (Cl), fluorine (F), and OH (hydroxyl group), a molecule that is easily added as an impurity.
  • the sum of the chlorine and fluorine concentrations is shown as the halogen concentration.
  • the defective rate of the reservoirs represents the probability that a reservoir that cannot be used for adding alkali metals is formed when reservoirs are manufactured 20 times by heating processing for each concentration condition.
  • Figure 5 is a graph showing the relationship between halogen concentration and the defective rate of reservoirs.
  • the vertical axis of Figure 5 shows the defective rate of reservoirs, and the horizontal axis shows halogen concentration, that is, the sum of fluorine concentration and chlorine concentration.
  • halogen concentration that is, the sum of fluorine concentration and chlorine concentration.
  • the number of defective reservoirs increased. This is thought to be because cracks occurred near the surface of the reservoir due to a sudden difference in concentration, as shown in Figure 4.
  • reservoir defects occurred not due to cracks, but due to poor control of shape. This is thought to be because a large decrease in the additive concentration caused the viscosity of the entire glass to increase, deteriorating workability.
  • the halogen concentration in the reservoir may be 1500 ppm or more and 20000 ppm or less, 3500 ppm or more and 18000 ppm or less, or 3500 ppm or more and 13000 ppm or less.
  • Figure 6 is a graph showing the relationship between the chlorine concentration and the failure rate of the reservoir.
  • the vertical axis of Figure 6 shows the failure rate of the reservoir, and the horizontal axis shows the chlorine concentration.
  • Figure 6 shows the results for conditions 2 to 9, excluding conditions 1 and 10, which had high failure rates. From the results of Figure 6, it can be confirmed that the failure rate increases even when the chlorine concentration is low, so the chlorine concentration may be 20 ppm or more, or may be 50 ppm or more. Under the condition that the halogen concentration is within a certain range, as the chlorine decreases, the proportion of fluorine increases accordingly.
  • the reservoir 1 and the glass pipe 2 may be made of separate members and fused together.
  • the reservoir 1A and the glass pipe 2 may be made of a single member.

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Abstract

リザーバは、光ファイバ母材の製造に用いられ、シリカ系ガラスで構成されるガラスパイプに熱拡散によりアルカリ金属元素またはアルカリ土類金属元素を添加する際に、アルカリ金属元素またはアルカリ土類金属元素を含む原料が設置されるリザーバであって、フッ素濃度および塩素濃度の総和が１５００ｐｐｍ以上２００００ｐｐｍ以下であるシリカ系ガラスで構成される。

Description

リザーバ、光ファイバの製造方法および光ファイバの製造装置
　本開示は、リザーバ、光ファイバの製造方法および光ファイバの製造装置に関する。
　本出願は、２０２３年６月６日出願の日本出願第２０２３－０９２９３８号に基づく優先権を主張し、前記日本出願に記載された全ての記載内容を援用するものである。
　シリカ系ガラスで構成されるコアがアルカリ金属元素またはアルカリ土類金属元素を含んでいると、粘性が低減されることにより、線引時に冷却速度が速くてもガラスのネットワーク構造が整いやすい。すなわち、ガラスのネットワーク構造における員環構造の員環数が揃いやすい。よって、光ファイバの伝送損失の大半を占めるレイリ散乱が低減される。この結果、光ファイバの伝送損失を低減することができる。
　特許文献１および特許文献２には、ガラスパイプにアルカリ金属元素およびアルカリ土類金属元素を熱拡散法により添加する手法が記載されている。熱拡散法では、原料設置部において原料を加熱することにより蒸発させ、原料蒸気をキャリアガスによりガラスパイプ内に導入しながら、ガラスパイプをバーナで加熱する。これにより、アルカリ金属元素およびアルカリ土類金属元素がガラスパイプに拡散添加される。この原料設置部は、リザーバと呼ばれる。原料がキャリアガスによりガラスパイプ内に飛散することを防ぐために、リザーバは、通常は受け皿状に形成される。
　さらに特許文献２には、アルカリ金属の結晶化を防ぐため、ガラスパイプおよびガラスパイプの内側に付着したガラスは塩素を本質的に含まないことが好ましいと記載されている。
米国特許出願公開第２００６／０１３０５３０号公報 米国特許出願公開第２０２２／０２８３３６３号公報
　本開示の一態様に係るリザーバは、光ファイバ母材の製造に用いられ、シリカ系ガラスで構成されるガラスパイプに熱拡散によりアルカリ金属元素またはアルカリ土類金属元素を添加する際に、アルカリ金属元素またはアルカリ土類金属元素を含む原料が設置されるリザーバであって、フッ素濃度および塩素濃度の総和が１５００ｐｐｍ以上２００００ｐｐｍ以下であるシリカ系ガラスで構成される。
図１は、実施形態に係る光ファイバの製造方法を示すフローチャートである。 図２は、実施形態に係る光ファイバの製造装置を用いた添加工程について説明する図である。 図３は、変形例に係る光ファイバの製造装置を用いた添加工程について説明する図である。 図４は、リザーバ形成時の加熱加工に伴うフッ素の濃度分布の変化を示すグラフである。 図５は、ハロゲン濃度とリザーバの不良率との関係を示すグラフである。 図６は、塩素濃度とリザーバの不良率との関係を示すグラフである。
［本開示が解決しようとする課題］
　リザーバが塩素濃度の高いガラスで構成される場合、リザーバにおいて、塩素がアルカリ金属元素およびアルカリ土類金属元素と反応して結晶化する。その結晶が微粉としてガラスパイプに飛散すると、微粉を核としてガラスパイプでもシリカガラスの結晶化が発生する。その結果、光ファイバ母材用のコア材が不良となり、光ファイバの歩留が悪化するおそれがある。一方、塩素濃度が低すぎる場合、リザーバの形状制御が困難になったり、リザーバの製造中やリザーバを用いた拡散添加中にリザーバが割れたりするおそれがある。
　本開示は、光ファイバの歩留およびリザーバの加工性を向上可能、かつ、リザーバの割れを低減可能なリザーバ、光ファイバの製造方法および光ファイバの製造装置を提供することを目的とする。
［本開示の効果］
　本開示によれば、光ファイバの歩留およびリザーバの加工性を向上可能、かつ、リザーバの割れを低減可能なリザーバ、光ファイバの製造方法および光ファイバの製造装置が提供される。
［本開示の実施態様の説明］
　最初に、本開示の実施態様の内容を列記して説明する。
　（１）本開示の一態様に係るリザーバは、光ファイバ母材の製造に用いられ、シリカ系ガラスで構成されるガラスパイプに熱拡散によりアルカリ金属元素またはアルカリ土類金属元素を添加する際に、アルカリ金属元素またはアルカリ土類金属元素を含む原料が設置されるリザーバであって、フッ素濃度および塩素濃度の総和が１５００ｐｐｍ以上２００００ｐｐｍ以下であるシリカ系ガラスで構成される。
　このリザーバでは、光ファイバの歩留およびリザーバの加工性を向上することができる。また、リザーバの割れを低減することができる。
　（２）上記（１）において、フッ素濃度および塩素濃度の総和が３５００ｐｐｍ以上１８０００ｐｐｍ以下であるシリカ系ガラスで構成されてもよい。この場合、光ファイバの歩留およびリザーバの加工性をさらに向上することができる。また、リザーバの割れをさらに低減することができる。
　（３）上記（１）において、フッ素濃度および塩素濃度の総和が３５００ｐｐｍ以上１３０００ｐｐｍ以下であるシリカ系ガラスで構成されてもよい。この場合、光ファイバの歩留およびリザーバの加工性をさらに向上することができる。また、リザーバの割れをさらに低減することができる。
　（４）上記（１）から（３）のいずれかにおいて、塩素濃度が２０ｐｐｍ以上であるシリカ系ガラスで構成されてもよい。この場合、リザーバの割れをさらに低減することができる。
　（５）上記（１）から（３）のいずれかにおいて、塩素濃度が５０ｐｐｍ以上であるシリカ系ガラスで構成されてもよい。この場合、リザーバの割れをさらに低減することができる。
　（６）上記（１）または（５）のいずれかにおいて、ガラスパイプとは別部材であり、ガラスパイプに溶融接続される接続端を有していてもよい。この場合、リザーバをガラスパイプから取り外し、別のガラスパイプに再び溶融接続して用いることができる。
　（７）本開示の一態様に係る光ファイバの製造方法は、上記（１）から（６）のいずれかのリザーバを用い、シリカ系ガラスで構成されるガラスパイプの内表面にアルカリ金属元素またはアルカリ土類金属元素を添加する工程を含んでもよい。
　この場合、上記リザーバを用いるので、光ファイバの歩留およびリザーバの加工性を向上することができる。また、リザーバの割れを低減することができる。
　（８）本開示の一態様に係る光ファイバの製造装置は、上記（１）から（６）のいずれかのリザーバであって、ガラスパイプに接続されるリザーバと、リザーバを加熱する熱源と、を備え、ガラスパイプの内表面にアルカリ金属元素またはアルカリ土類金属元素を添加してもよい。
　この場合、光ファイバの製造装置が上記リザーバを備えるので、光ファイバの歩留およびリザーバの加工性を向上することができる。また、リザーバの割れを低減することができる。
［本開示の実施形態の詳細］
　本実施形態に係るリザーバおよび光ファイバの製造方法の具体例を、必要により図面を参照しつつ説明する。なお、本開示はこれらの例示に限定されず、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。以下の説明では、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
　図１は、実施形態に係る光ファイバの製造方法を示すフローチャートである。光ファイバの製造方法は、準備工程Ｓ１、添加工程Ｓ２、縮径工程Ｓ３、エッチング工程Ｓ４、コラプス工程Ｓ５、延伸研削工程Ｓ６、ロッドインコラプス工程Ｓ７、ＯＶＤ（Outside　Vapor　Deposition）工程Ｓ８、および、線引工程Ｓ９を含む。光ファイバは、これらの工程Ｓ１から工程Ｓ９をこの順に経て製造される。光ファイバの製造方法は、光ファイバの製造装置１０（図２参照）を用いて実施される。
　準備工程Ｓ１は、ドーパントとしてアルカリ金属群を拡散させるべきガラスパイプを準備する工程である。ここで、アルカリ金属群は、アルカリ金属元素およびアルカリ土類金属元素の総称である。ガラスパイプは、シリカ（石英）系ガラスで構成される。シリカ系ガラスは、シリカを主成分とし、シリカを９０％以上含む。シリカ系ガラスは、シリカを９５％以上含んでもよい。このガラスパイプの元になるシリカ系ガラスロッドは、例えばＶＡＤ（Vapor　phase　axial　deposition）法によって製造される。その円柱体に孔空けした後に延伸するなどしてパイプを製造する。ガラスパイプの元になるシリカ系ガラスロッドは、ある濃度の塩素およびフッ素を含む。その他のドーパントおよび不純物の質量分率は１０ｐｐｍ以下である。ここで、質量分率は、全体の質量に対する注目する元素の質量の割合であり、（注目する元素の質量）／（全体の質量）で示される。以下では、質量分率を「濃度」という。
　添加工程Ｓ２は、シリカ系ガラスで構成されるガラスパイプ２（図２参照）の内表面に拡散法によりアルカリ金属群を添加する工程である。アルカリ金属群のドーパントとしてカリウム（Ｋ）元素を添加する場合、アルカリ金属群を含む原料５（図２参照）として、例えば、臭化カリウム（ＫＢｒ）を用いる。添加したいアルカリ金属群の種類によって、ＫＢｒ、ヨウ化カリウム（ＫＩ）、臭化ルビジウム（ＲｂＢｒ）およびヨウ化ルビジウム（ＲｂＩ）等の中から１つあるいは複数を原料５として用いてもよい。
　縮径工程Ｓ３は、アルカリ金属群が添加されたガラスパイプを縮径する工程である。エッチング工程Ｓ４は、ガラスパイプの内表面をエッチングする工程である。エッチング工程Ｓ４によれば、アルカリ金属群と共に添加された不純物を高濃度に含むガラスパイプの内表面を削り、不純物を除去することができる。コラプス工程Ｓ５は、ガラスパイプを中実化し、ガラスロッドを形成する工程である。
　延伸研削工程Ｓ６は、ガラスロッドを延伸すると共に、ガラスロッドの外周部を研削し、コア部となるコアロッドを形成する工程である。ロッドインコラプス工程Ｓ７は、コア部の外側に第１クラッド部を設ける工程である。ＯＶＤ工程Ｓ８は、コア部および第１クラッド部が一体化されてなるロッドを延伸して所定径とした後、そのロッドの外側にフッ素を含む第２クラッド部をＯＶＤ法により合成する工程である。これにより、光ファイバ母材が製造される。線引工程Ｓ９は、光ファイバ母材を線引する工程である。これにより、光ファイバが製造される。
　図２は、実施形態に係る光ファイバの製造装置を用いた添加工程について説明する図である。実施形態に係る光ファイバの製造装置１０は、リザーバ１、熱源３、および、熱源４を備える。光ファイバの製造装置１０は、光ファイバの製造、具体的には、添加工程Ｓ２において用いられる。すなわち、実施形態に係るリザーバ１は、光ファイバの製造、具体的には、添加工程Ｓ２において用いられる。リザーバ１は、シリカ系ガラスで構成され、フッ素および塩素を含む。シリカ系ガラスは、シリカを主成分とし、シリカを９０％以上含む。シリカ系ガラスは、シリカを９５％以上含んでもよい。リザーバ１のガラスパイプの元になるシリカ系ガラスロッドは、例えばＶＡＤ（Vapor　phase　axial　deposition）法によって製造される。その円柱体に孔空けした後に延伸するなどしてリザーバ１を製造する。リザーバ１におけるフッ素濃度および塩素濃度の総和は１５００ｐｐｍ以上２００００ｐｐｍ以下である。これにより、光ファイバの歩留およびリザーバ１の加工性を向上することができる。また、リザーバ１の割れを低減することができる。リザーバ１におけるフッ素濃度および塩素濃度の総和は３５００ｐｐｍ以上１８０００ｐｐｍ以下であってもよく、３５００ｐｐｍ以上１３０００ｐｐｍ以下であってもよい。リザーバ１における塩素濃度は、２０ｐｐｍ以上である。これにより、リザーバ１の割れをさらに低減することができる。リザーバ１における塩素濃度は、５０ｐｐｍ以上であってもよい。
　上述のように、リザーバ１が塩素濃度の高いガラスで構成される場合、リザーバ１において、塩素がアルカリ金属元素およびアルカリ土類金属元素と反応して結晶化する。その結晶が微粉としてガラスパイプ２に飛散すると、微粉を核としてガラスパイプ２でもシリカガラスの結晶化が発生する。その結果、光ファイバ母材用のコア材が不良となり、光ファイバの歩留が悪化するおそれがある。リザーバ１におけるフッ素濃度および塩素濃度の総和は２００００ｐｐｍ以下であり、１８０００ｐｐｍ以下、あるいは、１３０００ｐｐｍ以下であってもよいため、光ファイバの歩留を向上させることができる。
　一般的に塩素濃度が低いガラス材は、塩素ガスによる不純物除去を十分に行わないか、フッ素系ガスにより塩素とフッ素を置換することにより製造される。前者のガラス材で構成されるリザーバを用いて製造した光ファイバでは、不純物起因の吸収損失により伝送損失が悪化する。後者のガラス材は、フッ素を多く含むので、リザーバの形状加工の際の加熱により、表面のフッ素が脱離する。フッ素が脱離しすぎると、表面のみで粘性が上昇し、引張応力が生じる。これにより、表面でクラックが発生し、リザーバの製造中や拡散添加中にリザーバが割れやすくなる。拡散添加中にリザーバが割れた場合、光ファイバ母材用のコア材の歩留が悪化し、ひいては光ファイバの歩留が悪化するおそれがある。
　リザーバ１におけるフッ素濃度および塩素濃度の総和は１５００ｐｐｍ以上であり、３５００ｐｐｍ以上であってもよいため、塩素ガスによる不純物除去が不十分なことによる光ファイバの伝送損失の悪化が低減される。また、ハロゲン元素の脱離により、表面にクラックが発生することが低減される。よって、リザーバ１の割れが低減される。この結果、光ファイバの歩留の悪化が低減される。
　リザーバ１は、アルカリ金属群が添加されるガラスパイプ２と接続されたガラスパイプである。リザーバ１は、太径部１１、細径部１２、第１接続部１３および第２接続部１４を有している。リザーバ１は、ガラスパイプ２に熱拡散によりアルカリ金属群を添加する際に、アルカリ金属群を含む原料５が設置される設置部として機能する。リザーバ１では、主に太径部１１に原料５が設置される。太径部１１の外径は、ガラスパイプ２の外径と同等である。細径部１２は、第１接続部１３と第２接続部１４との間に配置されている。細径部１２の外径は、ガラスパイプ２の外径よりも小さく、太径部１１の外径よりも小さい。
　第１接続部１３は、太径部１１と細径部１２の第１端とを接続している。上述のように、細径部１２の外径は、太径部１１の外径よりも小さいので、第１接続部１３は、段差を形成している。第１接続部１３による段差の高さは、例えば、１ｍｍ程度である。第１接続部１３は、テーパ形状を有している。第１接続部１３の外径は、太径部１１から細径部１２に向かうにつれて徐々に小さくなる。
　第２接続部１４は、細径部１２の第２端とガラスパイプ２とを接続している。上述のように、細径部１２の外径は、ガラスパイプ２の外径よりも小さいので、第２接続部１４は、段差を形成している。第２接続部１４による段差の高さは、第１接続部１３による段差の高さと同等である。第２接続部１４は、テーパ形状を有している。第２接続部１４の外径は、ガラスパイプ２から細径部１２に向かうにつれて徐々に小さくなる。
　本実施形態では、リザーバ１およびガラスパイプ２は、一部材で構成され、添加工程Ｓ２の前は互いに同じ組成を有している。リザーバ１およびガラスパイプ２は、たとえば、一本のガラスパイプから形成される。一本のガラスパイプにおいて、細径部１２となる部分を加熱し、細径化する。これにより、リザーバ１およびガラスパイプ２が接続された状態で形成される。
　リザーバ１の外部には、熱源３が配置されている。熱源３は、リザーバ１を加熱するための外部熱源である。より具体的には、熱源３は、リザーバ１に設置された原料５を加熱するための外部熱源である。ガラスパイプ２の外部には、熱源４が配置されている。熱源４は、ガラスパイプ２を加熱するための外部熱源である。熱源３および熱源４は、例えば、酸水素バーナである。熱源３および熱源４は、誘導炉、または抵抗炉等であってもよい。
　添加工程Ｓ２では、原料５を熱源３により加熱して、原料蒸気を発生させる。加熱温度は、例えば、温度６００℃以上１０００℃以下である。発生させた原料蒸気をキャリアガスと共にガラスパイプ２の内部に導入しながら、ガラスパイプ２を熱源４によって外部から加熱する。キャリアガスは、例えば、酸素を含む。キャリアガスの流量は、１ＳＬＭ（一分間あたりに流れる気体の標準状態（２５℃、１００ｋＰａ）における体積）以上３ＳＬＭ以下とされる。リザーバ１では、太径部１１のガラスパイプ２に近い方に段差をなす第１接続部１３が存在するので、キャリアガスにより原料５がガラスパイプ２の内部に飛散することが低減される。
　添加工程Ｓ２では、熱源４をガラスパイプ２の長手方向に沿って移動させることにより、ガラスパイプ２が加熱される。ガラスパイプ２の加熱は、ガラスパイプ２の外表面の温度が１４００℃以上２０００℃以下となるように、熱源４を３０ｍｍ／ｍｉｎ以上６０ｍｍ／ｍｉｎ以下の速さでトラバースさせて合計８ターン以上１５ターン以下で行われる。これにより、アルカリ金属群をガラスパイプ２の内表面に拡散添加させる。
　図３は、変形例に係る光ファイバの製造装置を用いた添加工程について説明する図である。変形例に係る光ファイバの製造装置１０Ａは、リザーバ１（図２参照）の代わりにリザーバ１Ａを備える点で、光ファイバの製造装置１０と相違している。変形例に係るリザーバ１Ａは、リザーバ１とは異なる形状を有している。リザーバ１Ａは、リザーバ１と同様の組成を有している。すなわち、リザーバ１Ａは、シリカ系ガラスで構成され、フッ素および塩素を含む。リザーバ１Ａにおけるフッ素濃度および塩素濃度の総和は１５００ｐｐｍ以上２００００ｐｐｍ以下である。リザーバ１Ａにおけるフッ素濃度および塩素濃度の総和は３５００ｐｐｍ以上１８０００ｐｐｍ以下であってもよく、３５００ｐｐｍ以上１３０００ｐｐｍ以下であってもよい。リザーバ１Ａにおける塩素濃度は、２０ｐｐｍ以上である。リザーバ１Ａにおける塩素濃度は、５０ｐｐｍ以上であってもよい。
　リザーバ１Ａは、太径部２１、第１細径部２２、第２細径部２３、第１接続部２４および第２接続部２５を有している。リザーバ１Ａにおいても、主に太径部２１に原料５が設置される。太径部２１の外径は、ガラスパイプ２の外径よりも大きい。第１細径部２２および第２細径部２３の外径は、ガラスパイプ２の外径と同等であり、太径部２１の外径よりも小さい。第１細径部２２は、ガラスパイプ２に接続されている。
　第１接続部２４は、太径部２１と第１細径部２２とを接続している。上述のように、第１細径部２２の外径は、太径部２１の外径よりも小さいので、第１接続部２４は、段差を形成している。第１接続部２４による段差の高さは、例えば、１ｍｍ程度である。第１接続部２４は、テーパ形状を有している。第１接続部２４の外径は、太径部２１から第１細径部２２に向かうにつれて徐々に小さくなる。
　第２接続部２５は、太径部２１と第２細径部２３とを接続している。上述のように、第２細径部２３の外径は、太径部２１の外径よりも小さいので、第２接続部２５は、段差を形成している。第２接続部２５による段差の高さは、例えば、１ｍｍ程度である。第２接続部２５は、テーパ形状を有している。第２接続部２５の外径は、太径部２１から第２細径部２３に向かうにつれて徐々に小さくなる。
　リザーバ１Ａは、たとえば、一本のガラスパイプから形成される。一本のガラスパイプにおいて、太径部２１となる部分を加熱しながら、ガラスパイプの内部のガス圧を上げることにより膨らませ、太径化する。これにより、リザーバ１Ａが得られる。リザーバ１Ａおよびガラスパイプ２は、別部材で構成される。リザーバ１Ａは、第１細径部２２がガラスパイプ２に溶融接続されることにより、ガラスパイプ２と一体化されている。第１細径部２２は、ガラスパイプ２に溶融接続される接続端２２ａを有している。
　リザーバ１Ａおよびガラスパイプ２は、添加工程Ｓ２前においても、互いに同じ組成を有しているとは限らず、異なる組成を有していてもよい。リザーバ１Ａでは、太径部２１のガラスパイプ２に近い方に段差をなす第１接続部２４が存在するので、キャリアガスにより原料５がガラスパイプ２の内部に飛散することが低減される。添加工程Ｓ２後にリザーバ１Ａをガラスパイプ２から取り外し、取り外したリザーバ１Ａを別のガラスパイプ２に再び溶融接続して用いることができる。
　以下では、リザーバ形成時の加熱加工に伴う添加元素の濃度分布の変化の評価結果について説明する。図４は、リザーバ形成時の加熱加工に伴うフッ素の濃度分布の変化を示すグラフである。ここでは、作りやすさの観点から、リザーバ１Ａを用いた。加工時の加熱温度は１０００℃以上２０００℃以下とした。この温度範囲とすることで、ガラスの粘性が下がり、ガラスの加工性が上がる。
　図４の縦軸は、フッ素濃度を示す。横軸は、リザーバの中心軸からの径方向位置とリザーバの内半径との差を、リザーバの厚さ（肉厚）で割った値である。横軸が０の位置は、リザーバの内表面に対応し、横軸が１の位置は、リザーバの外表面に対応する。図４に示されるように、加熱前のフッ素濃度は、リザーバの内表面で２００００ｐｐｍ程度であり、リザーバの外表面に向かうにつれてなだらかに減少し、リザーバの外表面で１７５００ｐｐｍ程度となっている。
　これに対し、加熱後のフッ素濃度は、リザーバの内表面および外表面で０となっている。リザーバの内表面近傍および外表面近傍において、急激な濃度変化が生じている。このように、リザーバが加熱加工により高温とされることで、内表面および外表面におけるフッ素濃度が低減することが確認できる。図示を省略するが、加熱加工の前後における塩素の濃度分布の変化もフッ素の濃度分布の変化と同様であった。
　表１は、上記評価で用いたガラス材の添加元素の濃度およびリザーバの不良率を示す表である。添加元素は、塩素（Ｃｌ）、フッ素（Ｆ）、および、不純物添加されやすい分子としてＯＨ（水酸基）である。表１では、塩素濃度およびフッ素濃度の総和がハロゲン濃度として示されている。リザーバの不良率（製造不良率）は、各濃度条件について、加熱加工によりリザーバを２０回製造し、アルカリ金属群の添加用として使用不可能なリザーバが形成された確率を表している。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　図５は、ハロゲン濃度とリザーバの不良率との関係を示すグラフである。図５の縦軸は、リザーバの不良率を示し、横軸は、ハロゲン濃度、すなわち、フッ素濃度および塩素濃度の総和を示す。ハロゲン濃度が高濃度の領域では、リザーバの不良が増加した。これは、図４に示されるように、リザーバの表面近傍で急激な濃度差に起因したクラックが発生したためと推測される。ハロゲン濃度が低濃度の領域では、クラックではなく、形状の制御がうまくいかないことによるリザーバの不良が発生した。添加濃度が大きく低下した影響で、ガラス全体の粘性が上昇し、加工性が悪化したためと推測される。
　図５の結果から、リザーバにおけるハロゲン濃度は、１５００ｐｐｍ以上２００００ｐｐｍ以下であってもよく、３５００ｐｐｍ以上１８０００ｐｐｍ以下であってもよく、３５００ｐｐｍ以上１３０００ｐｐｍ以下であってもよいことが確認できる。
　図６は、塩素濃度とリザーバの不良率との関係を示すグラフである。図６の縦軸は、リザーバの不良率を示し、横軸は、塩素濃度を示す。図６では、不良率が高い条件１および条件１０を除く、条件２から条件９についての結果が示されている。図６の結果から、塩素濃度が低い場合においても、不良率が増加するので、塩素濃度は、２０ｐｐｍ以上であってもよく、５０ｐｐｍ以上であってもよいことが確認できる。ハロゲン濃度が一定範囲内という条件下では、塩素が少なくなると、その分、フッ素の割合が高まることになる。塩素よりもフッ素の方が大きな粘性変動効果や熱膨張率変化を有するので、フッ素の割合が高まると、表面でのハロゲン元素の脱離による粘性変動効果や熱膨張率変化がより助長されて引張応力が増大し、クラックに起因する不良が増加すると推測される。
　以上、実施形態について説明してきたが、本開示は必ずしも上述した実施形態および変形例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
　リザーバ１およびガラスパイプ２は、別部材で構成され、互いに溶融接続されていてもよい。リザーバ１Ａおよびガラスパイプ２は、一部材で構成されてもよい。
１，１Ａ…リザーバ
２…ガラスパイプ
３，４…熱源
５…原料
１０，１０Ａ…製造装置
１１…太径部
１２…細径部
１３…第１接続部
１４…第２接続部
２１…太径部
２２…第１細径部
２２ａ…接続端
２３…第２細径部
２４…第１接続部
２５…第２接続部

Claims (8)

  1. 　光ファイバ母材の製造に用いられ、シリカ系ガラスで構成されるガラスパイプに熱拡散によりアルカリ金属元素またはアルカリ土類金属元素を添加する際に、アルカリ金属元素またはアルカリ土類金属元素を含む原料が設置されるリザーバであって、
    　フッ素濃度および塩素濃度の総和が１５００ｐｐｍ以上２００００ｐｐｍ以下であるシリカ系ガラスで構成される、
    　リザーバ。
  2. 　フッ素濃度および塩素濃度の総和が３５００ｐｐｍ以上１８０００ｐｐｍ以下であるシリカ系ガラスで構成される、
    　請求項１に記載のリザーバ。
  3. 　フッ素濃度および塩素濃度の総和が３５００ｐｐｍ以上１３０００ｐｐｍ以下であるシリカ系ガラスで構成される、
    　請求項１に記載のリザーバ。
  4. 　塩素濃度が２０ｐｐｍ以上であるシリカ系ガラスで構成される、
    　請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のリザーバ。
  5. 　塩素濃度が５０ｐｐｍ以上であるシリカ系ガラスで構成される、
    　請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のリザーバ。
  6. 　前記ガラスパイプとは別部材であり、前記ガラスパイプに溶融接続される接続端を有している、
    　請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のリザーバ。
  7. 　請求項１から請求項６のいずれか一項のリザーバを用い、シリカ系ガラスで構成されるガラスパイプの内表面にアルカリ金属元素またはアルカリ土類金属元素を添加する工程を含む、
    　光ファイバの製造方法。
  8. 　請求項１から請求項６のいずれか一項のリザーバであって、前記ガラスパイプに接続されるリザーバと、
    　前記リザーバを加熱する熱源と、を備え、
    　前記ガラスパイプの内表面にアルカリ金属元素またはアルカリ土類金属元素を添加する、
    　光ファイバの製造装置。
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