JPH02243533A - フッ化物光ファイバ用原料の製造方法およびその製造装置 - Google Patents

フッ化物光ファイバ用原料の製造方法およびその製造装置

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JPH02243533A
JPH02243533A JP6396989A JP6396989A JPH02243533A JP H02243533 A JPH02243533 A JP H02243533A JP 6396989 A JP6396989 A JP 6396989A JP 6396989 A JP6396989 A JP 6396989A JP H02243533 A JPH02243533 A JP H02243533A
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泰丈 大石
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健二 小林
Kazuo Fujiura
和夫 藤浦
Shiro Takahashi
志郎 高橋
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    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL 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
    • C03C1/00Ingredients generally applicable to manufacture of glasses, glazes, or vitreous enamels
    • C03C1/02Pretreated ingredients
    • C03C1/022Purification of silica sand or other minerals

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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。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 零発朋は外的散乱損失のない低損失なフッ化物光ファイ
バ用原料の製造方法およびその製造装置に関するもので
ある。詳しくは水酸基または酸化物を含まないフッ化物
光ファイバ用原料を製造する方法およびその製造装置に
関するものである。
(従来の技術) フッ化物ガラスを素材とする光ファイバは、石英系光フ
ァイバを凌ぐ10−” dB/km  以下の伝送損失
をもつことが期待されており、特にフッ化物ガラスのう
ちで、ZrFaを主成分とするフッ化物ガラスは、光フ
ァイバ素材として最も有望視されている。
ZrF4系フッ化物ガラスは、通常、白金製または金製
のるつぼを用いて原料バッチを溶融した後、急冷する、
いわゆる溶融法によって合成されている。原料バッチに
用いられるBaF2.  LaF++等の金属フッ化物
は、一般に硝酸塩等をフッ化水素溶液中でフッ素化した
後、加熱脱水して得られている。このときの反応式は、 La(NOz)z+ 3HF  −+ LaF3+ 3
11NOz    (1)で示される。
しかし、湿式反応を利用する限り、生成物のLaFz 
 中には必ず水酸化物が残留し、ガラス溶融過程でガラ
スの主成分であるZF、と下記の(2)式、(3)式で
示すように直接反応したり、または酸化物となった後に
反応して、Zr0zを生成し、外的散乱損失を増大させ
る(例えば、Fuj 1uraetal ”Forn+
ation Reaction of ZrO25ca
tterersin ZrFi −Based Flu
oride Fibers ” J、 Amer。
Cera、 Soc、 Vol、71. pp、460
〜464 )。
3ZrPa + 2La(OH)+ −3ZrOz+ 
2LaF、+6HF3ZrF4+  2Laz03  
−’p 3ZrO,+  4LaF。
このためガラス溶融に際しては、原料中の水酸化物を除
くため、従来より原料バッチにN)I4F −HFをフ
ッ素化剤として添加し、フッ素化処理をした後、アルゴ
ンや窒素などの不活性ガス中で溶融されてきた。
しかしNH4・)IFを用いた場合、NH4”イオンの
還元効果により、ガラスの主成分ZrFaの還元が起こ
ってガラスが着色し、ファイバの吸収損失を増大させる
。これを除くために溶融雰囲気に酸素ガスを導入し、還
元Zrを酸化して除去し、吸収損失の低減を図っている
。しかし、この方法では酸化物が生成されてしまうので
、外的散乱損失が増大してしまうという欠点がある。
したがってNl(、F −)IP処理は、低損失のフッ
化物光ファイバの作製には不適当であり、他のフッ素化
処理法が望まれている。その一つとして、フッ化物ガラ
スの溶融雰囲気に、CCl4 、 CF4等の活性ガス
を供給してガラス溶液と反応させ、水酸基や酸素イオン
を除くことをねらったReactiveAtmosph
ere Processing  (Mat、 Res
、 Bull、 vol。
15、ρp、735.1980)が提案されているが、
この手法も、カーボン等の反応または分解生成物のガラ
ス中への混入が起こり、低損失のフッ化物光ファイバ用
ガラス作製法として適しているとは言えない。
(発明が解決しようとする課題) 本発明は、水酸化物または酸化物に起因した酸化物散乱
体による外的散乱損失を低減したフッ化物光ファイバを
製造するために必要な高純度フッ化物ガラス原料を製造
する方法およびその製造装置を提供することにある。
(課題を解決するための手段) 本発明は、フッ化物光ファイバ用原料の製造方法におい
て、湿式法により合成されたフッ化物原料粉末を、フッ
素ガスを含有するガスで室温ないし600℃の温度にお
いて処理する。その製造装置はアルミニウム製の処理容
器からなり、該処理容器は、内部にガスを供給するため
のノズルおよび内部の雰囲気ガスを外部に排気するため
のノズルを有する容器、および該容器内でフッ化物原料
中にフッ素ガスを含有するガスを分散させるための分散
板とにより構成する。
従来は、湿式法で得られたフッ化物は、加熱して真空乾
燥するなどして、フッ化物中に含まれた水分を除去して
いたが、本発明では原料中に含まれ、水酸基が生成され
る原因となる水分の除去を単に物理的に行うのではなく
、F2ガスと水分との反応により取り除く。
(実施例) 以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する
実施班上 第1図は、フッ化物原料をF2ガスで処理するための処
理容器の構成図であって、硝酸バリウム水溶液にフッ化
水素酸を加えて、得られたBaFz粉末にFtガスを供
給しているところを示している。
すなわち靜ガスで10%に希釈したF2ガスを、ガス供
給ノズル1から処理容器本体2の中に供給し、分散板(
メザラ)3の上部に置かれたフッ化物原料粉末(BaF
z) 4の中に拡散させた。また、処理容器内の雰囲気
ガスは、排気ノズル6から外部に排気した。このときの
処理容器内の温度は20″Cであったe  F2ガスを
2時間流した後、F2ガスの供給を止め、乾燥性ガスを
処理容器内に供給し、処理容器の内部が250″Cにな
るように、処理容器を電気炉により、2時間加熱した後
、室温まで徐冷した。
第2図には、上記プロセスにより得られたBaF。
原料のKBr法によって測定した赤外透過スペクトル(
a)と、F2処理をせずに計容囲気中で加熱焼成したB
aF、の赤外透過スペクトル(b)とを示す。
スペクトル(b)では25am〜30umの波長で透過
率が低下していることがわかる。これは、BaF、中に
酸素不純物が残存したために生ずるBa−〇結合の振動
吸収によるものである。
一方、スペクトル(a)ではBa −0の振動吸収によ
る透過率の低減は見られず、酸素不純物が除かれている
ことがわかる。
このようにF2ガス処理を施した原料で酸素不純物が除
去されているのは、下記の(4) 、 (5)弐に示す
ように、フッ化水素酸との反応で生成されたBaF2粉
末中に含まれる水分や水酸基がF2ガスと反応して効率
良く除かれることにより、BaFzが加水分解されるこ
とを妨げ、また水酸化物から酸化物が生成されることを
妨げるためである。
HlO+  F2  → 2HF  + (h(4) 
、 (5)式の反応は室温でも十分に進行するが、加熱
することにより反応の進行を促進させることができる。
しかし、F2ガスを用いた場合に温度を上げ過ぎると、
処理容器がF2ガスと反応し始めてしまうので、処理温
度には上限がある。アルミニウム製の処理容器を用いた
場合、600℃程度の加熱処理に耐えられる。したがっ
て処理温度としては、室温から600’C程度まで採用
することができる。
叉旌班I 硝酸ランタン水溶液にフッ化水素酸を加えて得られたL
aFzについても、実施例1と同様にF2ガス処理を施
した。
第3図には、F2ガス処理を施したLa5tと未処理の
LaF、とを、それぞれAr雰囲気中で加熱焼成した後
の赤外透過スペクトルを示す。スペクトル(c)はF2
ガス処理を施したもの、スペクトル(d)は未処理のも
ののスペクトルである。
スペクトル(d)では、20μmから28μmにかけて
透過特性がスペクトル(c)に比べて著しく低下してい
ることがわかる。このスペクトル(d)の透過特性の劣
化は、LaF3中に酸素不純物が残存しているために生
ずるり、−0結合の振動吸収によるものである。
一方、スペクトル(c)では、L、−0の振動吸収によ
る透過率の低下は見られず、酸素不純物が除かれている
ことがわかる。
これは、F2ガス処理を施すことにより、LaF3の合
成過程で、下記の(6)式に示すように、LaF j中
に残存した水酸基がF2ガスと反応して除かれるためで
ある。
La(OfOz  + 3Fz  →LaFz  + 
3HF +  −Oz   (6)実五〇生よ 昇華精製したZrF4+ A E F3  についても
F2ガス処理を施した後、実施例1、実施例2で得られ
たBaF 21  LaP 3  とともに原料として
、各原料を乾燥不活性ガス雰囲気中で所定の組成となる
ように秤量混合し、乾燥不活性ガス雰囲気中で850℃
で2時間溶融した後、金属モールドにキャスティングし
て母材を得た。この母材から線引きして得られた光ファ
イバにH,−N、レーザ光を入射したところ、ファイバ
中に散乱中心はほとんど観測されなかった。
また散乱損失とその波長依存性を測定したところ、散乱
損失α(dB/km)と波長λ(μm)とは、α=1.
1 /λ’ +0.03 (dB/km)    (7
)の関係があった。これは上式の右辺第1項および第2
項の定数が、従来の作製法で得た原料を用いると、それ
ぞれ5〜15および0.1〜20であったことと比較す
ると、著しく小さくなっている。
これは、例えばBaF、中に水酸化物が残留していると
、下記の(8)式に示すように、水酸化物が、ガラスの
主成分であるZrF4と反応し、ZrO2が生成され、
ガラス融液中に酸化物散乱体として残るが、F2ガス処
理を施して原料中に残留した水酸基を除いておけば、酸
化物散乱体が残らないためである。
Ba(叶)z  + ZrFa → BaFz  + 
 Zr0z  +  2HF      (8)(発明
の効果) 以上説明したように、本発明のフッ化物光ファイバ用原
料の製造方法によれば、酸素不純物を含まないフッ化物
光ファイバ用原料を製造できるので、ひいては外的散乱
体のない低損失なフッ化物光ファイバを製造することに
寄与する利点がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例に用いたフッ化物原料をF2
ガスで処理するための処理容器の構成図、第2図および
第3図は本発明の製造方法で得られたBaFz、  L
aF=の赤外透過スペクトルを示す図である。 1・・・ガス供給ノズル 2・・・処理容器本体 3・・・分散板(メザラ) 4・・・フッ化物原料粉末 5・・・フランジ 6・・・排気ノズル 7・・・ボルト 8・・・ナツト

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、フッ化物光ファイバ用原料の製造方法において、湿
    式法により合成されたフッ化物原料粉末を、フッ素ガス
    を含有するガスで室温ないし600℃の温度において処
    理することを特徴とする高純度フッ化物原料の製造方法
    。 2、アルミニウム製の処理容器からなり、該処理容器は
    、内部にガスを供給するためのノズルおよび内部の雰囲
    気ガスを外部に排気するためのノズルを有する容器と、
    該容器内でフッ化物原料中にフッ素ガスを含有するガス
    を分散させるための分散板とから構成されていることを
    特徴とするフッ化物光ファイバ用原料の製造装置。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS593039A (ja) * 1982-06-25 1984-01-09 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> フツ化物光フアイバ用ガラスの作製方法
JPS6163538A (ja) * 1984-09-04 1986-04-01 Kokusai Denshin Denwa Co Ltd <Kdd> フッ化物ガラスの精製法
JPS6469538A (en) * 1987-09-09 1989-03-15 Sumitomo Electric Industries Mixer for powdery raw material of fluoride glass

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JPS6469538A (en) * 1987-09-09 1989-03-15 Sumitomo Electric Industries Mixer for powdery raw material of fluoride glass

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