JPH01138146A - 光ファイバ用多孔質母材の焼結炉 - Google Patents
光ファイバ用多孔質母材の焼結炉Info
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- JPH01138146A JPH01138146A JP29502687A JP29502687A JPH01138146A JP H01138146 A JPH01138146 A JP H01138146A JP 29502687 A JP29502687 A JP 29502687A JP 29502687 A JP29502687 A JP 29502687A JP H01138146 A JPH01138146 A JP H01138146A
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
- C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
- C03B37/012—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
- C03B37/014—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments made entirely or partially by chemical means, e.g. vapour phase deposition of bulk porous glass either by outside vapour deposition [OVD], or by outside vapour phase oxidation [OVPO] or by vapour axial deposition [VAD]
- C03B37/01446—Thermal after-treatment of preforms, e.g. dehydrating, consolidating, sintering
- C03B37/0146—Furnaces therefor, e.g. muffle tubes, furnace linings
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、光ファイバ用多孔質母材の焼結炉に関するも
のである。
のである。
［従来の技術］
従来、ＶＡＤ （気相軸付け）法によって得られる光フ
ァイバ用多孔質ガラス母材は、第４図に示すような電気
焼結炉を用いて、高温の不活性ガス雰囲気中で透明ガラ
ス化させ、光ファイバ用ガラスロッドとする。ところで
、ＶＡＤ法によって得られる光ファイバ用多孔質母材に
は、その製法上○Ｈ基イオンの混入が避けられないため
、そのまま光ファイ／曳とした場合は、長波長域におけ
るＯＨ基の吸収損失が大きく、低損失な光ファイバは得
られない。そこで、多孔質母材の透明ガラス化工程の中
で、Ｃ１２や５ＯＣ１２による脱ＯＨ処理を同時に行な
い、ＯＨ基による長波長帯での損失増を防ぐ必要がある
。この脱ＯＨ処理の効果は、処理雰囲気温度、脱ＯＨ処
理剤の濃度、脱ＯＨ処理時間によって左右されるが、定
性的には、処理雰囲気温度８００〜１２００’Ｃ！の範
囲内で脱０１（処理剤の濃度が多い程、又、脱ＯＨ処理
時間が長い程、大となる。
ァイバ用多孔質ガラス母材は、第４図に示すような電気
焼結炉を用いて、高温の不活性ガス雰囲気中で透明ガラ
ス化させ、光ファイバ用ガラスロッドとする。ところで
、ＶＡＤ法によって得られる光ファイバ用多孔質母材に
は、その製法上○Ｈ基イオンの混入が避けられないため
、そのまま光ファイ／曳とした場合は、長波長域におけ
るＯＨ基の吸収損失が大きく、低損失な光ファイバは得
られない。そこで、多孔質母材の透明ガラス化工程の中
で、Ｃ１２や５ＯＣ１２による脱ＯＨ処理を同時に行な
い、ＯＨ基による長波長帯での損失増を防ぐ必要がある
。この脱ＯＨ処理の効果は、処理雰囲気温度、脱ＯＨ処
理剤の濃度、脱ＯＨ処理時間によって左右されるが、定
性的には、処理雰囲気温度８００〜１２００’Ｃ！の範
囲内で脱０１（処理剤の濃度が多い程、又、脱ＯＨ処理
時間が長い程、大となる。
ここで、通常用いられる電気的焼結炉の構造を第４図に
示す。
示す。
この焼結炉は、円筒形の焼結炉胴体１１の内部に１円筒
状の発熱体１２と断熱材１３を同心円状に組込み、更に
、その内側に密閉型の石英マツフル（炉心管）１４が組
込まれている。
状の発熱体１２と断熱材１３を同心円状に組込み、更に
、その内側に密閉型の石英マツフル（炉心管）１４が組
込まれている。
多孔質母材１５は、石英棒１６の先端に固定され、回転
しながら、徐々に炉内最高温度部へと送込まれ、脱ＯＨ
処理及び透明ガラス化が行なわれ、光ファイバ用ガラス
母材となる。この際、炉内にはＣ１２ガスを含んだＨｅ
ガスが投入され、排気孔１８より、炉外へ排気されてい
る。そして石英マツフル１４には、石英棒１６を炉内挿
入するための挿入孔１７が設けられている。
しながら、徐々に炉内最高温度部へと送込まれ、脱ＯＨ
処理及び透明ガラス化が行なわれ、光ファイバ用ガラス
母材となる。この際、炉内にはＣ１２ガスを含んだＨｅ
ガスが投入され、排気孔１８より、炉外へ排気されてい
る。そして石英マツフル１４には、石英棒１６を炉内挿
入するための挿入孔１７が設けられている。
［発明が解決しようとする問題点］
しかし、石英マツフル１４に石英棒１６のための挿入孔
１７が設けられているため、この箇所のシール構造を工
夫しても、ある程度の外気の混入は避けられない、炉内
に外気が混入すると、脱泡作用が妨げられ、透明なガラ
スが、得られなかったり、大気中の水分により、ＯＨ基
による吸収損失の増加に継ながる。
１７が設けられているため、この箇所のシール構造を工
夫しても、ある程度の外気の混入は避けられない、炉内
に外気が混入すると、脱泡作用が妨げられ、透明なガラ
スが、得られなかったり、大気中の水分により、ＯＨ基
による吸収損失の増加に継ながる。
本発明の目的は、前記した従来の技術の欠点を解消し、
透明で、脱ＯＨ処理が十分された低損失な光ファイバ用
ガラス母材を提供することにある。
透明で、脱ＯＨ処理が十分された低損失な光ファイバ用
ガラス母材を提供することにある。
［問題点を解決するための手段］
本発明は、ＶＡＤ法による光ファイバ用多孔質母材の透
明ガラス化に際して用いる焼結炉において、塩素を含む
Ｈｅガスを多孔質母材が送り込まれる側の炉内末端より
供給し、その炉内径ａに対して、焼結する多孔質母材径
すが、０．８ａ＜ｂ＜０．９５ａとなるような炉心管を
有することを特徴とするものである。
明ガラス化に際して用いる焼結炉において、塩素を含む
Ｈｅガスを多孔質母材が送り込まれる側の炉内末端より
供給し、その炉内径ａに対して、焼結する多孔質母材径
すが、０．８ａ＜ｂ＜０．９５ａとなるような炉心管を
有することを特徴とするものである。
上記炉心管は、ＶＡＤ法により製造される多孔質母材出
発石英棒の径Ｃが焼結炉内径ａに対して、０．８ａ＜ｃ
＜０．９５ａとなるような炉心管であってもよい。
発石英棒の径Ｃが焼結炉内径ａに対して、０．８ａ＜ｃ
＜０．９５ａとなるような炉心管であってもよい。
［作用］
本発明の要旨は、光ファイバ用多孔質母材用焼結炉とし
て、その炉心管内径が母材径あるいは出発石英棒の外径
の１．０５倍から１．２５倍のものを用いたことにあり
、それにより炉内の焼結部への外気の混入が抑制される
。
て、その炉心管内径が母材径あるいは出発石英棒の外径
の１．０５倍から１．２５倍のものを用いたことにあり
、それにより炉内の焼結部への外気の混入が抑制される
。
ＶＡＤ法によって得られた多孔質母材は、＝Ｓｉ−〇−
ｓ＋＝の集合体により構成されるが、この結合体は、多
孔質母材を透明ガラス化する際の熱により、酸素欠乏欠
陥＝Ｓｉ−Ｓｉ＝になり易い。：ＥＳｉ−Ｓｔ＝結合体
に大気中のＨ２Ｏが結びツくト、＝ Ｓ ｉ −Ｈヤ＝
Ｓ ｉ −ＯＨドイツ７’、 ソれぞれ１．５３用ｍ、
１．３９ｇｍに吸収ピークを持つ結合体ができる。
ｓ＋＝の集合体により構成されるが、この結合体は、多
孔質母材を透明ガラス化する際の熱により、酸素欠乏欠
陥＝Ｓｉ−Ｓｉ＝になり易い。：ＥＳｉ−Ｓｔ＝結合体
に大気中のＨ２Ｏが結びツくト、＝ Ｓ ｉ −Ｈヤ＝
Ｓ ｉ −ＯＨドイツ７’、 ソれぞれ１．５３用ｍ、
１．３９ｇｍに吸収ピークを持つ結合体ができる。
本発明は、長波長帯での損失や増加の一因となる上記の
結合体を生じさせないように、焼結炉内の雰囲気を改善
するものであり、焼結工程での脱ＯＨ処理効果を上げ、
多孔質母材内残留ＯＨ基を低減させて、伝送損失を大幅
に低減させたものである。
結合体を生じさせないように、焼結炉内の雰囲気を改善
するものであり、焼結工程での脱ＯＨ処理効果を上げ、
多孔質母材内残留ＯＨ基を低減させて、伝送損失を大幅
に低減させたものである。
［実施例］
第１図に本発明の実施例を示す。
炉心管２１の内径１４ｏ１の焼結炉を用いて、ＶＡＤ法
により作製された外径１２０１！１１１の多孔質母材２
２を、Ｈｅ＝ｌＯｆＬ／ｗｉｎ、Ｃ１２＝４００ ｃ
ｃ ／ｗｉｎ 、炉体温度１５５０℃、移動速度３ｍａ
ｄ／ｗｉｎの条件で透明ガラス化した。これにより、第
２図に示すような、シングルモード光ファイバに適した
屈折率分布を持つ透明ガラス母材を得た。尚、塩素を含
むＨｅガスは、多孔質母材２２が送り込まれる側の炉内
末端より供給した。
により作製された外径１２０１！１１１の多孔質母材２
２を、Ｈｅ＝ｌＯｆＬ／ｗｉｎ、Ｃ１２＝４００ ｃ
ｃ ／ｗｉｎ 、炉体温度１５５０℃、移動速度３ｍａ
ｄ／ｗｉｎの条件で透明ガラス化した。これにより、第
２図に示すような、シングルモード光ファイバに適した
屈折率分布を持つ透明ガラス母材を得た。尚、塩素を含
むＨｅガスは、多孔質母材２２が送り込まれる側の炉内
末端より供給した。
ここで用いた焼結炉は、炉心管２１の内径ａが１４０ｍ
＋＊であり、焼結する多孔質母材２２の外径すは１２０
ＩＩｍであるから、炉内径ａに対する多孔質母材径すの
比は約０．８５ａである。
＋＊であり、焼結する多孔質母材２２の外径すは１２０
ＩＩｍであるから、炉内径ａに対する多孔質母材径すの
比は約０．８５ａである。
この時、多孔質母材２２の上部匍域における炉内Ａ部、
下部領域における炉内Ｂ部の０２濃度を、０２濃度計２
３．２４で測定した。炉内には、故意に０２ガスを投入
してはいないので、炉内での測定される０２ガスは、炉
外から混入したものである。故に、炉内の０２濃度より
、外気混入量を知ることができる。
下部領域における炉内Ｂ部の０２濃度を、０２濃度計２
３．２４で測定した。炉内には、故意に０２ガスを投入
してはいないので、炉内での測定される０２ガスは、炉
外から混入したものである。故に、炉内の０２濃度より
、外気混入量を知ることができる。
ｏ２濃度計２３．２４で測定して得られた結果は、上部
領域１７）Ａ部では約３０．ＯＯＯｐｐｍ、下部領域の
Ｂ部では約３００ｐｐｍであった。この結果から、炉内
上部領域のＡ部と炉内下部領域のＢ部とで０２濃度に差
があり、ガラス母材が熱処理される領域である炉内下部
領域には、その雰囲気ガス中に殆ど外気が混入していな
いことがわかる。この差は、炉心管２１内壁と多孔質母
材２２どの間隔が小さいため、炉内に混入した外気が。
領域１７）Ａ部では約３０．ＯＯＯｐｐｍ、下部領域の
Ｂ部では約３００ｐｐｍであった。この結果から、炉内
上部領域のＡ部と炉内下部領域のＢ部とで０２濃度に差
があり、ガラス母材が熱処理される領域である炉内下部
領域には、その雰囲気ガス中に殆ど外気が混入していな
いことがわかる。この差は、炉心管２１内壁と多孔質母
材２２どの間隔が小さいため、炉内に混入した外気が。
炉心管２１底部からのＨｅ、Ｃ１２ガスの流れに逆らっ
て間隔部を通過することができないために生じているも
のと思われる。
て間隔部を通過することができないために生じているも
のと思われる。
このように、上記ガラス母材は殆ど外気が混入していな
い雰囲気ガス中で熱処理したものである。これに１ 、
３ ｐｍｍレシングルモード光ファイバなるようなりラ
ッド用石英管をジャケト後、線引して得られた光ファイ
バの特性は、波長１゜３ ｇｍテ０ 、３３ｄＢ／ｋｍ
、 １ 、３９ ｇｍでノｏＨ基による吸収損失が２ｄ
Ｂ／）ｖと低損失なものが得られた。
い雰囲気ガス中で熱処理したものである。これに１ 、
３ ｐｍｍレシングルモード光ファイバなるようなりラ
ッド用石英管をジャケト後、線引して得られた光ファイ
バの特性は、波長１゜３ ｇｍテ０ 、３３ｄＢ／ｋｍ
、 １ 、３９ ｇｍでノｏＨ基による吸収損失が２ｄ
Ｂ／）ｖと低損失なものが得られた。
ところが、同一条件のもとに作製された多孔質母材（外
径ｂ＝１２０ｍｍ）を、炉心管径ａ＝１８０ｍｍの焼結
炉を用いて、前述の焼結条件で透明ガラス化したところ
、屈折率分布は第２図のものを再現したが、得られたフ
ァイバの特性は、１．３ｐｍで０ 、６ｄＢ／ ｋｍ
、 １ 、３９ｄＢ／ｋｍでのＯＨ基による吸収損失が
３０ ｄＢ／ ｋｍであり、十分な脱水処理が行なわれ
ていなかった。この際の炉内０２濃度を測定したところ
、炉内上部領域のＡ部は約３０．０００ｐｐｍ、炉内下
部領域のＢ部は約１５、ＯＯＯｐｐｍと、外気が炉内下
部領域の多孔質母材熱処理部まで侵入していることがわ
かった。
径ｂ＝１２０ｍｍ）を、炉心管径ａ＝１８０ｍｍの焼結
炉を用いて、前述の焼結条件で透明ガラス化したところ
、屈折率分布は第２図のものを再現したが、得られたフ
ァイバの特性は、１．３ｐｍで０ 、６ｄＢ／ ｋｍ
、 １ 、３９ｄＢ／ｋｍでのＯＨ基による吸収損失が
３０ ｄＢ／ ｋｍであり、十分な脱水処理が行なわれ
ていなかった。この際の炉内０２濃度を測定したところ
、炉内上部領域のＡ部は約３０．０００ｐｐｍ、炉内下
部領域のＢ部は約１５、ＯＯＯｐｐｍと、外気が炉内下
部領域の多孔質母材熱処理部まで侵入していることがわ
かった。
これにより、炉心管２１の内壁と多孔質母材２２の間隔
を小さくして、炉内に混入した外気を多孔質母材２２の
上部領域で抑えることが、光ファイバの低損失化に重要
なことがわかる。
を小さくして、炉内に混入した外気を多孔質母材２２の
上部領域で抑えることが、光ファイバの低損失化に重要
なことがわかる。
実験によれば、炉内に混入した外気を多孔質母材２２の
上部領域で抑えるには、炉内径ａに対して、焼結する多
孔質母材径すが０．８ａ＜ｂ＜０．９５ａとなるような
炉心管を用いることで達成できることが分った。
上部領域で抑えるには、炉内径ａに対して、焼結する多
孔質母材径すが０．８ａ＜ｂ＜０．９５ａとなるような
炉心管を用いることで達成できることが分った。
ところで、通常、ＶＡＤ法によって作製される多孔質母
材の外径は、その目的、用途により色々な外径となる。
材の外径は、その目的、用途により色々な外径となる。
その外径に適して焼結炉を用意することは、非経済的で
ある。１つの炉で数種類の多孔質母材に対応できるもの
が望ましい。
ある。１つの炉で数種類の多孔質母材に対応できるもの
が望ましい。
ここでは、その焼結炉に適した母材外径と同一径を有す
る出発種棒を用いることにより、前述と同様の効果を出
すことができた。即ち、第３図に示すように炉心管４１
の内径ａとその炉で焼結される多孔質母材４３の外径Ｃ
が、ｃ＜０ 、８ ａでも、出発種棒４２の最大外径す
が、０．８ａ＜ｂ＜０．９５ｂならば、外気は多孔質母
材熱処理部まで侵入せず、低損失な光ファイバを提供す
る透明ガラス母材を得ることができた。
る出発種棒を用いることにより、前述と同様の効果を出
すことができた。即ち、第３図に示すように炉心管４１
の内径ａとその炉で焼結される多孔質母材４３の外径Ｃ
が、ｃ＜０ 、８ ａでも、出発種棒４２の最大外径す
が、０．８ａ＜ｂ＜０．９５ｂならば、外気は多孔質母
材熱処理部まで侵入せず、低損失な光ファイバを提供す
る透明ガラス母材を得ることができた。
一実施例を挙げると、第３図において炉心管４１内径１
８０１１Ｉ１１の焼結炉で、１６０ｍ＋ｗの最大外径を
持つ出発種棒４２を用いて作製された外径１２０＋ａｍ
の多孔質母材４３を、Ｈｅ＝ １０ＪＩ／ｓｉｎ 。
８０１１Ｉ１１の焼結炉で、１６０ｍ＋ｗの最大外径を
持つ出発種棒４２を用いて作製された外径１２０＋ａｍ
の多孔質母材４３を、Ｈｅ＝ １０ＪＩ／ｓｉｎ 。
ＣＩ ２ ＝ ４００ｃｃ／ｌｌ１ｎ 、炉体温度１５
５０’０ 。
５０’０ 。
移動速度３ｍｍ／ａｋｉｎの条件下で透明ガラス化した
。このガラス母材を延伸し、１．’３ｇｍ用シングルモ
ード光ファイバとなるような石英管をジャケットし、線
引したところ、１．３ｇｍでの損失が０ 、３４ｄＢ／
ｋｍ、 １ 、３９ ｐ−ｍテノｏ Ｈ基吸収損失が３
ｄＢ／ｋｍと良好なものを得た。
。このガラス母材を延伸し、１．’３ｇｍ用シングルモ
ード光ファイバとなるような石英管をジャケットし、線
引したところ、１．３ｇｍでの損失が０ 、３４ｄＢ／
ｋｍ、 １ 、３９ ｐ−ｍテノｏ Ｈ基吸収損失が３
ｄＢ／ｋｍと良好なものを得た。
［発明の効果］
本発明により、ＶＡＤ法により作製された光ファイバ用
多孔買母材は、外気の殆どないＣＩ２を含んだＨｅガス
雰囲気内で熱処理がされるため、伝送損失な良好な光フ
ァイバ用ガラス母材が得られる。
多孔買母材は、外気の殆どないＣＩ２を含んだＨｅガス
雰囲気内で熱処理がされるため、伝送損失な良好な光フ
ァイバ用ガラス母材が得られる。
又、焼結炉に合った出発石英棒を選択することにより、
１つの焼結炉で数種類の外径の多孔質母材を伝送損失が
良好となる条件下で熱処理することができる。
１つの焼結炉で数種類の外径の多孔質母材を伝送損失が
良好となる条件下で熱処理することができる。
第１図は本発明の一実施例を示す図、第２図はシングル
モード光ファイバ用ガラスロッドの屈折率分布図、第３
図は本発明の他の実施例を示す図、第４図は多孔質母材
用焼結炉の一例を示す断面図である。 図中、２１は炉心管、２２は多孔質母材、４１は炉心管
、４２は出発石英棒、４３は多孔質母材を示す。 特許出願人 日 立 電 線 株式会社代理人弁理士
絹 谷 信 雄第１図 中 Ｌ径 ｊ（ 第２図 第３図
モード光ファイバ用ガラスロッドの屈折率分布図、第３
図は本発明の他の実施例を示す図、第４図は多孔質母材
用焼結炉の一例を示す断面図である。 図中、２１は炉心管、２２は多孔質母材、４１は炉心管
、４２は出発石英棒、４３は多孔質母材を示す。 特許出願人 日 立 電 線 株式会社代理人弁理士
絹 谷 信 雄第１図 中 Ｌ径 ｊ（ 第２図 第３図
Claims (2)
- （１）気相軸付け法による光ファイバ用多孔質母材の透
明ガラス化に際して用いる焼結炉において、塩素を含む
Ｈｅガスを多孔質母材が送り込まれる側の炉内末端より
供給し、その炉内径ａに対して、焼結する多孔質母材径
ｂが、０．８ａ＜ｂ＜０．９５ａとなるような炉心管を
有することを特徴とする光ファイバ用多孔質母材の焼結
炉。 - （２）上記炉心管は、気相軸付け法により製造される多
孔質母材出発石英棒の径ｃが焼結炉内径ａに対して、０
．８ａ＜ｃ＜０．９５ａとなるような炉心管であること
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光ファイバ用
多孔質母材の焼結炉。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29502687A JPH01138146A (ja) | 1987-11-25 | 1987-11-25 | 光ファイバ用多孔質母材の焼結炉 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29502687A JPH01138146A (ja) | 1987-11-25 | 1987-11-25 | 光ファイバ用多孔質母材の焼結炉 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01138146A true JPH01138146A (ja) | 1989-05-31 |
Family
ID=17815363
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29502687A Pending JPH01138146A (ja) | 1987-11-25 | 1987-11-25 | 光ファイバ用多孔質母材の焼結炉 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01138146A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018052772A (ja) * | 2016-09-29 | 2018-04-05 | 住友電気工業株式会社 | ガラス母材の製造方法および製造装置 |
| JP2024044688A (ja) * | 2022-09-21 | 2024-04-02 | 信越化学工業株式会社 | 光ファイバ母材とその製造方法 |
-
1987
- 1987-11-25 JP JP29502687A patent/JPH01138146A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018052772A (ja) * | 2016-09-29 | 2018-04-05 | 住友電気工業株式会社 | ガラス母材の製造方法および製造装置 |
| JP2024044688A (ja) * | 2022-09-21 | 2024-04-02 | 信越化学工業株式会社 | 光ファイバ母材とその製造方法 |
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