JPH0333661B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0333661B2 JPH0333661B2 JP59053754A JP5375484A JPH0333661B2 JP H0333661 B2 JPH0333661 B2 JP H0333661B2 JP 59053754 A JP59053754 A JP 59053754A JP 5375484 A JP5375484 A JP 5375484A JP H0333661 B2 JPH0333661 B2 JP H0333661B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fluorine
- core
- soot
- cladding
- refractive index
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
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]
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B2201/00—Type of glass produced
- C03B2201/06—Doped silica-based glasses
- C03B2201/08—Doped silica-based glasses doped with boron or fluorine or other refractive index decreasing dopant
- C03B2201/12—Doped silica-based glasses doped with boron or fluorine or other refractive index decreasing dopant doped with fluorine
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
Description
（産業上の利用分野）
本発明は、光フアイバ用スートの製造方法に関
する。 （従来技術） 石英系光フアイバでは、クラツドの屈折率をコ
アのそれよりも低くするため、スート製造の段階
で、クラツドとなるべきクラツド用ガラス層に、
一般にボロンまたはフツ素等のドーパントがドー
プされる。 第１図は、ドーパントの濃度ｄ（mol％）と、
屈折率ｒとの関係を示すもので、同図から明らか
なように、ボロンに比してフツ素が特に屈折率を
下げる効果が大きい。かかる効果が大きいという
ことは即ちコアとの比屈折率差を大きくとること
を可能ならしめるもので、比屈折率差を大きくと
ることにより、高開口数の光フアイバを得ること
が可能になる。 フツ素をドープする方法として、火炎加水分解
法、内付CVD法或いはプラズマCVD法等があ
る。火炎加水分解法では、HFが生じ、これがシ
リカと次のように反応してSiF4（気体）を生じる
ため、つまりＦはSiF4となつて揮散するため、
SiO2からなるスートの堆積効率が著しく低下す
ることになり、かつフツ素もそれ程ドーピングさ
れない（比屈折率差0.2〜0.3％程度）。 SiO4＋4HF→SiF4↑＋H2O 他の２つの方法は、酸素ガス中で酸化反応によ
りドープするが、何れの場合も1400℃以上の高温
で行われるため、フツ素のドープ量は極めて少な
い。つまり、一般にシリカは、四面体の安定した
網目構造であり、この中にフツ素のような陰イオ
ンを導入するのは難しく、その導入量は温度と圧
力に影響される。ところが製造上、圧力は常圧で
行われるため、結局、フツ素の導入量は温度に依
存することになる。そして低い温度程、導入量は
増大する。しかし、何れの方法においても、生成
したSiO2スートを透明ガラス化するプロセスが
必要であり、このプロセスでは1400℃以上の高温
が必要とされるため、フツ素はドープされにくい
ことになる。 第２図は、スートに含有されている常温時のフ
ツ素濃度を100％としたときのフツ素濃度の減少
率ｍ（％）、すなわち［加熱温度ｔにおけるフツ素
濃度］／［常温時におけるフツ素濃度］ｍ（％）
の加熱温度ｔとの関係を示すもので、これはフツ
素ドープシリカを加熱して表面のＦについてＸ線
マイクロアナライザで調べた結果であり、Ｆは
550℃の低温度で減少を開始することがわかる。
つまり、このような低い温度で分解するのは、シ
リカ中のフツ素の結合エネルギが極めて低いもの
と考えられる。光フアイバの製造では、コラプ
ス、加工、線引等の工程で2000℃或いはそれ以上
の熱履歴を受けるのでＦの消失は急速に加速され
ることになる。 このように上記従来例では、Ｆのドープ量が少
なく、従つて高開口数の光フアイバが得られない
ことになる。しかも、高温に加熱すると、Ｆは
SiF4となつて揮散するため、比屈折率が低下する
ばかりか、加熱によつてＦがコア層に拡散するた
め、クラツド層との境界領域における屈折率分布
に乱れが生ずることになり、コア層とクラツド層
との境界において屈折率の完全なステツプが得ら
れないことになる。 （発明の目的） 本発明の目的は、Ｆのドープ量を向上させると
共に熱的に安定したクラツドガラス層を形成し、
Ｆドープシリカクラツドの良好な光フアイバ用ス
ートの製造方法を提供することにある。 （発明の構成） 本発明は、コアの外周に、屈折率が該コアより
も僅かに低いクラツドを有する光フアイバ用母材
の製造方法において、コアとなるべきコア用ガラ
ス層の外周に気相の石英ガラス系原料とドーパン
トとしてのフツ素と任意の量のフツ素を合成シリ
カ中に安定的に固定させる陽イオンとを供給して
クラツドなるべきクラツド用ガラス層を堆積させ
ることにより、屈折率を下げる効果の大きいフツ
素を合成シリカ中に安定的に固定させることが可
能になり、この結果、高温に加熱されてもフツ素
は揮散せず、従つて堆積効率が向上すると共にフ
ツ素は容易に分解せず、このため加熱されてもフ
ツ素の減少は極力抑制されることになるというも
のである。 （実施例） 以下図面に示す実施例を参照しながら本発明を
説明すると、第３図は光フアイバの断面を示示す
もので、コア１の外周には、クラツド２が設けら
れている。該クラツド２の屈折率は、コア１のそ
れよりも僅かではあるが低く設定されている。か
かる屈折率の設定は、スート製造の段階で行われ
る。即ち、コアとなるべきコア用ガラス層の外周
に、屈折率低下用のフツ素(F)を気相のガラス原料
と共に吹き付けるのである。この点は、従来の製
造方法と同様であるが、本発明では、上記ガラス
原料及びドーパントと共に陽イオンが吹き付けら
れる。この陽イオンは、シリカの網目構造の中
で、網目修飾イオンとして作用し、Ｆと結合して
熱的に安定な化合物としてガラスを形成する。 さらに、シリカと網目修飾イオンとがガラスを
形成しにくい場合は、シリカを構成している−Si
−Ｏ−Si−結合、即ち、酸素橋を打開して網目修
飾イオンを導入し易くするために、第３の成分、
例えばアルカリ、アルカリ土類金属イオンを添加
してもよい。 ここでＦと結合して熱的に安定な化合物とは通
常の石英加工温度であるところの最高温度、つま
り2100℃で分解或いは蒸発し難いことを意味す
る。 次に、より具体的な２例について述べる。 （具体例 １） スート合成用のトーチとして第４図に示すよう
な４重管バーナを用い、中央部に位置する第１孔
３からは、O2をキヤリアガスとしてSiCl4と
CaCl2との微粒子の混合物を流し、第１孔３の外
周の第２孔４からはSF6ガスを0.2／min、の割
合で流し、第２孔４の外周の第３孔５からH2を
15／minの割合で、また最外側の第４孔６から
O2を５／minの割合で流すことにより、スート
を合成した。 このスートには、次の反応によりCaF2が生成
される。 CaCl2＋F2→CaF2＋Cl2 このCaF2は、屈折率1.4339、融点1360℃、沸
点2500℃で、熱的に安定であり、ＦはCaと結合
することにより、合成スートに固定されることに
なる。 こうして得られたスートを、通常、VAD法で
行われている方法で、電気炉等により加熱し、透
明ガラス化した。この透明ガラスロツドの比屈折
率差は１％で、同ロツドをフアイバ化したとこ
ろ、その損失は5dB／Km（波長λ＝0.85μｍ）で
あつた。 （具体例 ２） 外付法により、コアとなるガラスロツドの外周
に、具体例１と同様のバーナを用いて、クラツド
となるクラツド層を合成した。但し、上記バーナ
の第１孔３からは、SiCl4を流し、第２孔からは
SiF6を含むO2或いはArガスをキヤリアガスとし、
NaClとCa（No3）2との混合水溶液を超音波雰霧器
で霧化したものを流し、第３孔５及び第４孔６は
具体例１と同様にしてスートを合成した。この場
合のNaは、前述した酸素橋の打開を目的とした
ものである。 こうして得られたスートを通常の方法でガラス
化したところ、透明ガラスロツドの比屈折率は
2.5％で、フアイバ化したときの損失は、４〜
6dB／Km（波長λ＝0.8μｍ）で、充分に実用に供
し得た。 上記においては、フツ素を固定する元素として
Caを例示したが、その他Sr、Mg、Li、Pb等を
挙げることができる。これらはＦと結合して
夫々、SrF2、MgF2、LiF、PbF2となる。これら
以外にも熱的に安定なフツ化物で、SiO2とガラ
スを形成するものであればその種類に限定はな
い。また、これら元素のドーピング方法も上記に
限定されない。 ここで上記フツ素との化合物の性質を次表に掲
記する。
する。 （従来技術） 石英系光フアイバでは、クラツドの屈折率をコ
アのそれよりも低くするため、スート製造の段階
で、クラツドとなるべきクラツド用ガラス層に、
一般にボロンまたはフツ素等のドーパントがドー
プされる。 第１図は、ドーパントの濃度ｄ（mol％）と、
屈折率ｒとの関係を示すもので、同図から明らか
なように、ボロンに比してフツ素が特に屈折率を
下げる効果が大きい。かかる効果が大きいという
ことは即ちコアとの比屈折率差を大きくとること
を可能ならしめるもので、比屈折率差を大きくと
ることにより、高開口数の光フアイバを得ること
が可能になる。 フツ素をドープする方法として、火炎加水分解
法、内付CVD法或いはプラズマCVD法等があ
る。火炎加水分解法では、HFが生じ、これがシ
リカと次のように反応してSiF4（気体）を生じる
ため、つまりＦはSiF4となつて揮散するため、
SiO2からなるスートの堆積効率が著しく低下す
ることになり、かつフツ素もそれ程ドーピングさ
れない（比屈折率差0.2〜0.3％程度）。 SiO4＋4HF→SiF4↑＋H2O 他の２つの方法は、酸素ガス中で酸化反応によ
りドープするが、何れの場合も1400℃以上の高温
で行われるため、フツ素のドープ量は極めて少な
い。つまり、一般にシリカは、四面体の安定した
網目構造であり、この中にフツ素のような陰イオ
ンを導入するのは難しく、その導入量は温度と圧
力に影響される。ところが製造上、圧力は常圧で
行われるため、結局、フツ素の導入量は温度に依
存することになる。そして低い温度程、導入量は
増大する。しかし、何れの方法においても、生成
したSiO2スートを透明ガラス化するプロセスが
必要であり、このプロセスでは1400℃以上の高温
が必要とされるため、フツ素はドープされにくい
ことになる。 第２図は、スートに含有されている常温時のフ
ツ素濃度を100％としたときのフツ素濃度の減少
率ｍ（％）、すなわち［加熱温度ｔにおけるフツ素
濃度］／［常温時におけるフツ素濃度］ｍ（％）
の加熱温度ｔとの関係を示すもので、これはフツ
素ドープシリカを加熱して表面のＦについてＸ線
マイクロアナライザで調べた結果であり、Ｆは
550℃の低温度で減少を開始することがわかる。
つまり、このような低い温度で分解するのは、シ
リカ中のフツ素の結合エネルギが極めて低いもの
と考えられる。光フアイバの製造では、コラプ
ス、加工、線引等の工程で2000℃或いはそれ以上
の熱履歴を受けるのでＦの消失は急速に加速され
ることになる。 このように上記従来例では、Ｆのドープ量が少
なく、従つて高開口数の光フアイバが得られない
ことになる。しかも、高温に加熱すると、Ｆは
SiF4となつて揮散するため、比屈折率が低下する
ばかりか、加熱によつてＦがコア層に拡散するた
め、クラツド層との境界領域における屈折率分布
に乱れが生ずることになり、コア層とクラツド層
との境界において屈折率の完全なステツプが得ら
れないことになる。 （発明の目的） 本発明の目的は、Ｆのドープ量を向上させると
共に熱的に安定したクラツドガラス層を形成し、
Ｆドープシリカクラツドの良好な光フアイバ用ス
ートの製造方法を提供することにある。 （発明の構成） 本発明は、コアの外周に、屈折率が該コアより
も僅かに低いクラツドを有する光フアイバ用母材
の製造方法において、コアとなるべきコア用ガラ
ス層の外周に気相の石英ガラス系原料とドーパン
トとしてのフツ素と任意の量のフツ素を合成シリ
カ中に安定的に固定させる陽イオンとを供給して
クラツドなるべきクラツド用ガラス層を堆積させ
ることにより、屈折率を下げる効果の大きいフツ
素を合成シリカ中に安定的に固定させることが可
能になり、この結果、高温に加熱されてもフツ素
は揮散せず、従つて堆積効率が向上すると共にフ
ツ素は容易に分解せず、このため加熱されてもフ
ツ素の減少は極力抑制されることになるというも
のである。 （実施例） 以下図面に示す実施例を参照しながら本発明を
説明すると、第３図は光フアイバの断面を示示す
もので、コア１の外周には、クラツド２が設けら
れている。該クラツド２の屈折率は、コア１のそ
れよりも僅かではあるが低く設定されている。か
かる屈折率の設定は、スート製造の段階で行われ
る。即ち、コアとなるべきコア用ガラス層の外周
に、屈折率低下用のフツ素(F)を気相のガラス原料
と共に吹き付けるのである。この点は、従来の製
造方法と同様であるが、本発明では、上記ガラス
原料及びドーパントと共に陽イオンが吹き付けら
れる。この陽イオンは、シリカの網目構造の中
で、網目修飾イオンとして作用し、Ｆと結合して
熱的に安定な化合物としてガラスを形成する。 さらに、シリカと網目修飾イオンとがガラスを
形成しにくい場合は、シリカを構成している−Si
−Ｏ−Si−結合、即ち、酸素橋を打開して網目修
飾イオンを導入し易くするために、第３の成分、
例えばアルカリ、アルカリ土類金属イオンを添加
してもよい。 ここでＦと結合して熱的に安定な化合物とは通
常の石英加工温度であるところの最高温度、つま
り2100℃で分解或いは蒸発し難いことを意味す
る。 次に、より具体的な２例について述べる。 （具体例 １） スート合成用のトーチとして第４図に示すよう
な４重管バーナを用い、中央部に位置する第１孔
３からは、O2をキヤリアガスとしてSiCl4と
CaCl2との微粒子の混合物を流し、第１孔３の外
周の第２孔４からはSF6ガスを0.2／min、の割
合で流し、第２孔４の外周の第３孔５からH2を
15／minの割合で、また最外側の第４孔６から
O2を５／minの割合で流すことにより、スート
を合成した。 このスートには、次の反応によりCaF2が生成
される。 CaCl2＋F2→CaF2＋Cl2 このCaF2は、屈折率1.4339、融点1360℃、沸
点2500℃で、熱的に安定であり、ＦはCaと結合
することにより、合成スートに固定されることに
なる。 こうして得られたスートを、通常、VAD法で
行われている方法で、電気炉等により加熱し、透
明ガラス化した。この透明ガラスロツドの比屈折
率差は１％で、同ロツドをフアイバ化したとこ
ろ、その損失は5dB／Km（波長λ＝0.85μｍ）で
あつた。 （具体例 ２） 外付法により、コアとなるガラスロツドの外周
に、具体例１と同様のバーナを用いて、クラツド
となるクラツド層を合成した。但し、上記バーナ
の第１孔３からは、SiCl4を流し、第２孔からは
SiF6を含むO2或いはArガスをキヤリアガスとし、
NaClとCa（No3）2との混合水溶液を超音波雰霧器
で霧化したものを流し、第３孔５及び第４孔６は
具体例１と同様にしてスートを合成した。この場
合のNaは、前述した酸素橋の打開を目的とした
ものである。 こうして得られたスートを通常の方法でガラス
化したところ、透明ガラスロツドの比屈折率は
2.5％で、フアイバ化したときの損失は、４〜
6dB／Km（波長λ＝0.8μｍ）で、充分に実用に供
し得た。 上記においては、フツ素を固定する元素として
Caを例示したが、その他Sr、Mg、Li、Pb等を
挙げることができる。これらはＦと結合して
夫々、SrF2、MgF2、LiF、PbF2となる。これら
以外にも熱的に安定なフツ化物で、SiO2とガラ
スを形成するものであればその種類に限定はな
い。また、これら元素のドーピング方法も上記に
限定されない。 ここで上記フツ素との化合物の性質を次表に掲
記する。
【表】
（効果）
本発明は以上から明らかなように、フツ素は合
成スートに熱的に安定に固定されるから、フツ素
のドープ量を増大させることが可能になり、従つ
て高開口数の光フアイバが容易に得られることに
なる。 また、スート及びそれ以後の中間体を高温に加
熱してもフツ素が揮散することなく、従つて比屈
折率が安定することになる。 さらに、クラツド層にフツ素が完全にトラツプ
されるので、つまりコア層へのフツ素の拡散が少
いため、コア部のすその乱れがない。
成スートに熱的に安定に固定されるから、フツ素
のドープ量を増大させることが可能になり、従つ
て高開口数の光フアイバが容易に得られることに
なる。 また、スート及びそれ以後の中間体を高温に加
熱してもフツ素が揮散することなく、従つて比屈
折率が安定することになる。 さらに、クラツド層にフツ素が完全にトラツプ
されるので、つまりコア層へのフツ素の拡散が少
いため、コア部のすその乱れがない。
第１図は、ドーパントとクラツドの屈折率との
関係を示すグラフ、第２図はフツ素の熱挙動を示
すグラフ、第３図は光フアイバの断面図、第４図
はバーナの平面を示す略示図である。 １……コア、２……クラツド。
関係を示すグラフ、第２図はフツ素の熱挙動を示
すグラフ、第３図は光フアイバの断面図、第４図
はバーナの平面を示す略示図である。 １……コア、２……クラツド。
Claims (1)
- １ コアの外周に、屈折率が該コアよりも僅かに
低いクラツドを有する光フアイバ用スートの製造
方法において、コアとなるべきコア用ガラス層の
外周に、気相の石英ガラス系原料とドーパントと
してのフツ素と任意の量のフツ素を合成スート中
に安定的に固定させる陽イオンとを供給してクラ
ツドとなるべきクラツド用ガラス層を堆積させる
ことを特徴とする光フアイバ用スートの製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5375484A JPS60231430A (ja) | 1984-03-21 | 1984-03-21 | 光フアイバ用ス−トの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5375484A JPS60231430A (ja) | 1984-03-21 | 1984-03-21 | 光フアイバ用ス−トの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60231430A JPS60231430A (ja) | 1985-11-18 |
| JPH0333661B2 true JPH0333661B2 (ja) | 1991-05-17 |
Family
ID=12951595
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5375484A Granted JPS60231430A (ja) | 1984-03-21 | 1984-03-21 | 光フアイバ用ス−トの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60231430A (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5515682B2 (ja) * | 1972-11-25 | 1980-04-25 | ||
| JPS57175743A (en) * | 1981-04-20 | 1982-10-28 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Preparation of base material for fluoride optical fiber |
-
1984
- 1984-03-21 JP JP5375484A patent/JPS60231430A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60231430A (ja) | 1985-11-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0249230B1 (en) | Glass preform for dispersion shifted single mode optical fiber and method for the production of the same | |
| AU649845B2 (en) | Method for producing glass preform for optical fiber | |
| US4468413A (en) | Method of manufacturing fluorine-doped optical fibers | |
| US4846867A (en) | Method for producing glass preform for optical fiber | |
| JP2004530621A (ja) | 高フッ素含有量領域を有する光導波路物品の製造方法 | |
| JP2005502071A (ja) | フッ素含有領域を有する光導波路物品 | |
| JPH048381B2 (ja) | ||
| US4804247A (en) | Quartz glass optical fiber | |
| US6970630B2 (en) | Fiber optic cable and process for manufacturing | |
| JPS60260430A (ja) | フツ素をクラツド部に含有する光フアイバ用母材の製造方法 | |
| JP4124198B2 (ja) | 脱水及び脱塩素工程を含むｍｃｖｄ法を用いた光ファイバ母材の製造方法及びこの方法により製造された光ファイバ | |
| JPH0333661B2 (ja) | ||
| JPH0476936B2 (ja) | ||
| JPH0479981B2 (ja) | ||
| JPH0463365B2 (ja) | ||
| KR20030037486A (ko) | 광섬유 프리폼 제조방법 | |
| JPH0524093B2 (ja) | ||
| JPH06321553A (ja) | フッ素ドープ石英ガラスの製造方法 | |
| JPH0129220Y2 (ja) | ||
| JPH0551542B2 (ja) | ||
| JPS593944B2 (ja) | 光フアイバの製造方法 | |
| JPS6011241A (ja) | 光フアイバ母材の製造方法 | |
| JPS6144821B2 (ja) | ||
| JPS5946898B2 (ja) | 光フアイバ−の製造方法 | |
| JPS5827213B2 (ja) | 光伝送路及びその製法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |