JPH03183632A - 光ファイバ用ガラス母材の製造方法 - Google Patents

光ファイバ用ガラス母材の製造方法

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JPH03183632A
JPH03183632A JP32262489A JP32262489A JPH03183632A JP H03183632 A JPH03183632 A JP H03183632A JP 32262489 A JP32262489 A JP 32262489A JP 32262489 A JP32262489 A JP 32262489A JP H03183632 A JPH03183632 A JP H03183632A
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fluorine
atmosphere
glass
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glass particle
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JP32262489A
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Shinji Ishikawa
真二 石川
Hiroo Kanamori
弘雄 金森
Toshio Danzuka
彈塚 俊雄
Yuichi Oga
裕一 大賀
Ichiro Tsuchiya
一郎 土屋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/01Manufacture of glass fibres or filaments
    • C03B37/012Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
    • C03B37/014Manufacture 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]
    • C03B37/01446Thermal after-treatment of preforms, e.g. dehydrating, consolidating, sintering
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B2201/00Type of glass produced
    • C03B2201/06Doped silica-based glasses
    • C03B2201/08Doped silica-based glasses doped with boron or fluorine or other refractive index decreasing dopant
    • C03B2201/12Doped silica-based glasses doped with boron or fluorine or other refractive index decreasing dopant doped with fluorine

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  • Materials Engineering (AREA)
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  • Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)

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〕 本発明は、光ファイバ用ガラス母材、特に、コアが純石
英(SjOt)、クラッドが弗素添加石英(F  5h
ot)の光ファイバ用ガラス母材の製造方法に関するも
のである。
〔従来の技術〕
コアが純石英(Sj Ot )ガラスからなり、クラッ
ドが屈折率を下げるためにFをドープした弗素添加石英
ガラスからなる、いわゆる純石英コア光ファイバは、伝
送損失が低く、長距離通信用線路として注目されている
この純石英コア光ファイバに使用されるクラツド材の弗
素添加石英ガラスは、焼結炉内で弗素添加を行なうのが
普通である。
その方法を2.3挙げると、特開昭60−90842号
公報に記載された方法は、石英ガラス粒子集合体を脱水
し、不純物除去のためにα化合物含有雰囲気中にて第1
熱処理を行い、次に、弗素ないし弗素化合物を含むガス
雰囲気中で第2熱処理を行い、最後に、透明ガラス化の
ための第3の熱処理を行なう方法であり、特開昭62−
275035号公報に記載された方法は、石英ガラス粒
子積層体が多孔質の状態にある温度で弗素を含浸させ、
その後、弗素化合物ガスを含む雰囲気の高温炉の中で透
明化する方法である。また、このとき使用する弗素化合
物としては、気密を保つため使用される石英、SIC等
との反応を起こさない5iF4を用いるのが望ましい。
5FI−CF4、CCetFwは1000℃以上で分解
し、F、ガスを生成し、5iOt、SiC等をエツチン
グする。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、sl F4と5iftを1400℃以上
又は5IFlとSjCを1380℃以上で共存させると
、微量ながらSing、 stcの消耗が観測されるこ
とが確認された。このことは、高温下、特に1400°
C以上でsi F4共存下で母材の処理を行なう場合、
気密を保つ炉心管の材質であるSingないしはSiC
をコーティングしたカーボン等がエツチングされ、炉心
管内に含有される不純物が母材中に混入することを意味
する。
それでは、透明化時に弗素化合物を使用しなければよい
のであるが、通常行われる1150℃〜1300℃の弗
素添加処理では、スートの収縮が充分(カサ密度1.7
 g/enr以上)まで進まないため、透明化時に弗素
化合物を流さないと、母材外周部の弗素が揮散し、屈折
率が不良となる。また、弗素添加処理時に力→ノ密度1
.7 g/a/以上程度に充分収縮させれば、弗素揮散
は防げるが、母材の処理時間が長くなり、生産性に問題
が生じる。
本発明は上記した問題点を解決するためになされたもの
で、熱処理工程を改善することにより、弗素を均一に添
加した光ファイバ用ガラス母材を得ることを目的とする
ものである。
〔課題を解決するための手段〕
本発明は火炎加水分解法等で合成された5lozガラス
粒子体を弗素系ガス含有雰囲気下で加熱処理を行なう弗
素添加工程を有する光ファイバ用ガラス母材の製造方法
において、θ;I記加熱加熱処理った後、炉温を弗素添
加温度と同一から1400°Cまでの温度に設定し、弗
素系ガス含有雰囲気下で第2の加熱処理を行い、その後
不活性ガス雰囲気中で透明ガラス化を行なうことを特徴
とする光ファイバ用ガラス母材の製造方法である。
第1の熱処理(弗素添加処理)における炉内温度は好ま
しくは1150°C以上〜1300°Cまでであって、
第2の熱処理における炉内温度は好ましくは1300℃
以上1400℃以下である。
本発明における5intガラス粒子体は、ガラス原料例
えばsi CI!sを加熱下02雰囲気中で5iCf+
+0t−4SIO*+ 2 Getのように反応させる
方法、 又は、St Clhを加熱水蒸気中で 5iCJ’i+ 4 HtO4SiOt+ 4 HCI
’のように反応させる方法により合成することができる
本発明の第2の熱処理の後の透明化の不活性ガスとして
は、望ましくは1kを用いる。
〔作用〕
本発明者らは、先ず810!とSIC,5IFtとの反
応について、熱力学的な検討を行った。その結果、Si
 Flは5iftと下記式(1)の反応を起こし得るこ
とがi認された。
st F4 + 310s  → 2 sl OF*↑
 ・・・+11また、SICとst F4の反応の場合
は下記(2)式%式%(2) の反応により、SiCのエツチングが起こる。
以上のことから、1400℃以上でSt Ofないしは
SiCのSt Flによるエツチングが進むことがわが
る。
炉心管がエツチングされると、炉心管に内在する不純物
の雰囲気ガス中への飛散が起こり、不純物が原因となる
伝送損失の増加を引き起こす。従って、1450℃以上
の透明化条件においては、Si Flを使用しない方が
望ましい。
しかしながら、従来の弗素添加工程(1150℃〜13
00℃)の後、Si Flのない雰囲気下でスートの透
明化を行なうと、スート外周部の弗素が揮散し、第2図
に示すような屈折率分布となる。
弗素添加温度を」二げた場合、外周部の揮散はなくなる
が、スートの弗素添加に伴う収縮のため、中心部への弗
素添加が充分になされず、第3図に示すプロファイルと
なる。
本発明においては、第1の熱処理(温度1150℃〜1
300℃)にて、弗素をガラス粒子体全域に添加した後
、第2の熱処理を1400℃以下の温度で行なうことで
、外周部の弗素の揮散を防ぎ得るだけのスートの収縮を
行い、さらに不活性ガス中、1450℃以上の温度で透
明化を行なうことで、高温下におけるSi F4による
炉心管エツチングを防止し、母材への均質な弗素添加を
実現し、且つ高純度なガラス体を得ることができる。
火炎加水分解法等で作成されたSIO!スート中には通
常約1000〜2000ppmのIIs Oが含有され
ている。11.OとSt F4との反応により生成する
1−I Fにより石英物品がエツチングされること、ま
た更にlit Oが1000℃以上で分解し、O3を生
成するため、弗素添加に先立ちスート中の水分はα系ガ
ス、例えばCL、 Sii’4、Cα4等により除去す
ることが望ましい。脱水条件は、850℃以上1100
°C以下の温度範囲にてα濃度0,5〜8%<ce*−
cは0.25〜4%、5IC11,Cα4では0、12
5〜2%)の範囲で行なうことが好ましい。
〔実施例〕
実施例1 VAD法により合成した、外径120mm、長さ500
 mmのStowガラス粒子体を、5lot炉心管を有
するリング状の抵抗加熱ヒーターによる加熱炉内で温度
1050℃、)Ie15J!/分、C4’、300cc
/分の雰囲気下でトラバース速度10an/分で脱水処
理を行った。脱水終了後、1220℃、賜151!/分
、SiF* 600 cc/分にガスを切替え、10+
+ua/分で弗素添加処理を行った。次いで、炉温を1
375℃まで昇温し、同一のガス量にて12an/分の
トラバース速度で収縮処理を行った。
最後に、ガスをl1elO1/分のみに変え、炉温を1
580℃として12IIIl/分のトラバース速度で透
明ガラス化を行った。このときの処理時間は約6時間で
あった。
以上で得られた母材の屈折率分布は第4図のようになり
、内部と外周の屈折率差は0.01%未満であった。上
記処理と同一の弗素添加ガラス化処理を行った母材10
本について、純5lotコアSMファイバ(Δn=0.
34%、コア径9.6 ts )を製造した。ファイバ
の損失平均値は、波長1.554にて0.1735 d
B/kmであった。
実施例2 実施例1と同様の形状のSIO!ガラス粒子体を、Sa
cをCVD法で80−にコーティングした不純物量5p
pm未満のカーボン製炉心管を有する抵抗加熱ヒーター
による加熱炉内を、温度1050°C1)&151/分
、5iC1’4150cc/分の雰囲気下でトラバース
速度1ON/分で脱水処理した。
以後の弗素添加処理は実施例1と同様にしてガラス体を
製造した。
得られた母材の屈折率分布は第4図のようになった。ま
た、上記処理と同一の弗素添加ガラス化処理を行った母
材10本について、純5insコアSMファイバ(Δn
=0.34%、コア径9.5 ppm )を製造した。
該ファイバの損失平均値は波長1.55pにて0.17
40 dB/kmであった。
比較例1 実施例1と同一の加熱炉、炉心管を用い、Sj Otガ
ラス粒子体を、先ず1050℃、Cf*300cc/分
、Ib15Z/分の雰囲気下、トラバース速度10an
/分で脱水処理した。脱水終了後、1220℃、l1e
15f/分、5iF4600 cc/分にガス、温度条
件を変え、トラバース速度10an/分で弗素添加処理
を行った。次いで、ガスを同一として、炉温を1600
℃とし、8mm/分の速度でヒーターを通過せしめ、透
明ガラス化を行った。
以上で得られた母材の屈折率分布は第4図に示すように
なった。該母材をもとに、純SIO!コアSMファイバ
を製造したところ、10本の損失平均値は0.1792
 dB/kmであった。
比較例2 実施例1と同一の加熱炉、炉心管を用い、SI O!ガ
ラス粒子体を脱水(1050℃、Clt/ 1−1e 
=0.3/15、トラバース速度1ON/分)処理した
後、弗素添加(1220℃、SiF4/lも= 0.6
 /15、トラバース速度5關/分)処理の後、ガス種
を1kに切替え1600℃で透明化した。得られた母材
のプロファイルは第2図に示す如く外周部の弗素揮散が
大であった。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明ではSl O*ガラス粒予
備に16素を均一に添加することができ、また、炉心管
からの汚染を最小限に抑えることができる。
それゆえ、本発明の方法により製造された母材から作成
された純5iftコア光ファイバの伝送損失を安定化さ
せることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の熱処理の工程を示したフロー閃であり
、第2図〜第4図は非素添加ガラス母材の屈折率分布図
であり、第2図は比較例2によるもの、第3図は高温で
弗素添加した場合の不十分なり1;素添加の例を示すも
の、第4図は実施例1、実施例2及び比較例1によるも
のである。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)火炎加水分解法等で合成されたSiO_2TEL
    ガラス粒子体を弗素系ガス含有雰囲気下で加熱処理を行
    なう弗素添加工程を有する光ファイバ用ガラス母材の製
    造方法において、前記加熱処理を行った後、炉温を弗素
    添加温度と同一から1400℃までの温度に設定し、弗
    素系ガス含有雰囲気下で第2の加熱処理を行い、その後
    不活性ガス雰囲気中で透明ガラス化を行なうことを特徴
    とする光ファイバ用ガラス母材の製造方法。
JP32262489A 1989-12-14 1989-12-14 光ファイバ用ガラス母材の製造方法 Pending JPH03183632A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1221430A3 (en) * 2001-01-05 2003-01-08 Lucent Technologies Inc. Process of manufacturing fluorine-doped preforms for optical fibres

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1221430A3 (en) * 2001-01-05 2003-01-08 Lucent Technologies Inc. Process of manufacturing fluorine-doped preforms for optical fibres

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