JPH04295026A - シングルモ−ド光ファイバ用母材の製造方法 - Google Patents

シングルモ−ド光ファイバ用母材の製造方法

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JPH04295026A
JPH04295026A JP8309991A JP8309991A JPH04295026A JP H04295026 A JPH04295026 A JP H04295026A JP 8309991 A JP8309991 A JP 8309991A JP 8309991 A JP8309991 A JP 8309991A JP H04295026 A JPH04295026 A JP H04295026A
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弘一 塩本
Keitaro Fukui
啓太郎 福井
Hideo Hirasawa
秀夫 平沢
Osamu Kuriyama
収 栗山
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    • 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。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はシングルモ−ド光ファイ
バ用母材の製造方法、特にはロット間において長手方向
に安定した比屈折率差(△n)を有するシングルモ−ド
光ファイバ製造用のガラス母材の製造方法に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】シングルモ−ド光ファイバ用母材の製造
は四塩化けい素などの気体状ガラス原料と四塩化ゲルマ
ニウムなどのド−プ剤とを酸水素火炎バ−ナ−に導入し
、ついでこの火炎加水分解で発生したガラス微粒子を担
体上に堆積し、これを軸方向に成長させて多孔質ガラス
母材を作る、いわゆるVAD 法で製造し、ついでこれ
を高温で脱水、焼結して透明ガラス化することによって
製造されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかして、このVAD
 法で製造されたシングルモ−ド光ファイバ用母材には
引上げ速度の変動のために比屈折率差(△n)がロット
間で大きくバラ付くという不利がある。これはガラス微
粒子の堆積、成長で一定直径の多孔質ガラス母材が得ら
れるように成長しつつある多孔質ガラス母材は徐々に上
方に引上げられるのであるが、多くの場合、多孔質ガラ
ス母材の製造初期や後期では引上げ速度が外径が一定に
なったときの引上げる速度に比較して変化し易く、また
その他の要因で作業中に引上げ速度が変化することもあ
る。
【0004】このように引上げ速度が変化するとこれを
脱水、焼結して得られるガラス母材の比屈折率差(△n
)が変化し、このために比屈折率差(△n)の安定した
ガラス母材を得ることが難しく、一本のガラス母材から
目的とする屈折率分布をもつ部分の割合が60%以下に
もなるという欠点がある。
【0005】そのため、この引上げ速度の安定化につい
ては大気圧による原料ガス供給量の変動を補正する方法
が提案されており、本発明者らもクラッド用バ−ナ−に
供給する水素量を制御する方法を提案している(特願平
2−38039号明細書参照)が、多孔質ガラス母材の
引上げ速度を一定にしても石英ガラス製の炉芯管を用い
て脱水、焼結した場合には各ロット毎に比屈折率差(△
n)が異なる値となるために、比屈折率差(△n)がロ
ット間で均一である光ファイバ用母材を得ることが難し
いという問題がある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明はこのような不利
を解決したシングルモ−ド光ファイバ用母材の製造方法
に関するもので、これはゲルマニウムド−プしたガラス
微粒子をタ−ゲット基材に堆積し、これを軸方向に引上
げて多孔質ガラス母材を作り、これを石英ガラス製炉芯
管を用いて高温で脱水、焼結してなる光ファイバ用母材
の製造方法において、多孔質ガラス母材の脱水処理工程
における該石英ガラス製炉芯管の加熱ヒ−タ−の温度を
該石英ガラス製炉芯管の使用回数に応じて制御して加熱
ゾ−ンの温度を一定に保つことを特徴とするものである
。
【0007】すなわち、本発明者らはロット間での比屈
折率差(△n)が一定であるシングルモ−ド光ファイバ
用母材の製造方法について種々検討した結果、VAD 
法で製られたゲルマニウムド−プされた多孔質ガラス母
材の屈折率が脱水、焼結工程における脱水処理温度に依
存し、この脱水処理温度の下降と共に上昇するというこ
と、またこの脱水、焼結工程を行なう石英ガラス製炉芯
管についてはその加熱ヒ−タ−の温度が使用回数の増加
と共に低下することを見出し、この加熱ゾ−ンの温度を
一定にするためにはこの石英ガラス製炉芯管の加熱ヒ−
タ−の温度をこの炉芯管の使用回数に応じて制御すれば
よいということを確認して本発明を完成させた。以下に
これをさらに詳述する。
【0008】
【作用】本発明は比屈折率差(△n)がロット間で均一
とされたシングルモ−ド光ファイバ−用母材の製造方法
に関するものである。
【0009】本発明による光ファイバ−用母材の製造は
基本的には公知のVAD 法で行なわれる。したがって
、これは一本のコア用酸水素火炎バ−ナ−と複数個のク
ラッド用酸水素火炎バ−ナ−を用いて、このコア用酸水
素火炎バ−ナ−に四塩化けい素とド−プ剤としての四塩
化ゲルマニウムからなる原料ガスと酸素ガス、水素ガス
を導入し、四塩化けい素と四塩化ゲルマニウムの火炎加
水分解で発生した酸化ゲルマニウムでド−プされたシリ
カガラス微粒子をタ−ゲット基材上に堆積させて軸方向
にコア部を成長させ、クラッド用酸水素火炎バ−ナ−に
四塩化けい素、酸素ガス、水素ガスを供給して四塩化け
い素の火炎加水分解で発生したシリカガラス微粒子をこ
のコア部上に堆積成長させクラッド部を形成させて多孔
質ガラス母材を作り、ついてこれを石英ガラス製炉芯管
を用いて脱水、焼結させればよい。
【0010】しかし、この場合多孔質ガラス母材の脱水
、焼結によって得られる光ファイバ用母材の比屈折率差
(△n)とロット間との相関についてしらべたところ、
この多孔質ガラス母材の脱水、処理工程は従来一般に 
Cl2、 F2などのハロゲンガスの存在下で行なわれ
るのであるが、これを例えば Cl2ガスの存在下で行
なうとド−プ剤としての酸化ゲルマニウム(GeO2)
が Cl2と反応して揮発性の GeCl4となって揮
発するので比屈折率差(△n)が低下するようになるの
であるが、この反応がこの反応温度に依存するものであ
るためにこの加熱ゾ−ンの温度が低下すると GeCl
4の発生が抑えられて母材中の結晶性GeO2が徐々に
増加し、比屈折率差(△n)が上昇するので、この比屈
折率差(△n)を均一にするためには脱水処理工程にお
いて加熱ゾ−ンの温度を一定にすればよいということが
見出された。
【0011】他方、この多孔質ガラス母材の脱水処理工
程は石英ガラス製炉芯管を用いて行なわれるのであるが
、この石英ガラス製炉芯管についてはこれを使用してい
ると石英ガラスの失透が徐々に進み、この失透が進むに
したがってこれに比例して輻射熱の放射量が徐々に落ち
、加熱ゾ−ンの温度が徐々に低下するために、炉芯管に
供給する電力を一定にして多孔質ガラス母材を複数個脱
水処理し焼結すると、このようにして得られた光ファイ
バ用母材の比屈折率差(△n)は加熱ゾ−ンの温度が徐
々に低下するために各ロット間では図2に示したように
ロット毎に徐々に上昇し、一定にならないということが
見出された。
【0012】したがって、各ロット間における光ファイ
バ用母材の比屈折率差(△n)を均一にするためには加
熱ゾ−ンの温度を一定にする必要があるが、これには石
英ガラス製炉芯管での石英ガラスの失透による輻射熱の
放射量の減少があるので、これについてはこの失透化度
に比例して徐々に加熱ヒ−タ−に供給する電力を例えば
炉内温度を1,100 ℃と一定にするときには図3に
示したようにロット数の増加と共に徐々に上昇させれば
、これを所定の一定温度に保つことができ、得られる光
ファイバ用母材の比屈折率差(△n)をロット間で均一
にすることができることが確認されたので、この加熱ゾ
−ンの温度を一定にするためにはここに使用する石英ガ
ラス製炉芯管の使用回数に応じて加熱ヒ−タ−の温度を
制御すること、換言すれば加熱ヒ−タ−給する電力を製
炉芯管の使用回数に応じて徐々に増加させればよい。
【0013】なお、本発明により光ファイバ用母材を得
るために多孔質ガラス母材を脱水処理するための加熱ゾ
−ンの温度はを800〜1,400 ℃の範囲で一定温
度に保持すればロット間での比屈折率差(△n)の変動
を少なくすることができる。
【0014】
【実施例】つぎに本発明の実施例、比較例を示す。 実施例、比較例 コア用バ−ナ−に四塩化けい素30cc/分、四塩化ゲ
ルマニウム 3.5cc/分、酸素ガス3.0 リット
ル/分、水素ガス1.0 リットル/分を供給すると共
に、クラッド用バ−ナ−に四塩化けい素 400cc/
分、酸素ガス10リットル/分、水素ガス8リットル/
分を供給し、この火炎加水分解で発生した酸化ゲルマニ
ウムでド−プされたコア用ガラス微粒子および酸化ゲル
マニウムを含まないクラッド用ガラス微粒子を基材の先
に設置した20rpm で回転している合成石英ガラス
棒に堆積し、その軸方向に成長させてコア部、クラッド
部からなる多孔質ガラス母材を作り、軸方向にこの多孔
質ガラス母材を引上げ装置を用いて0.65±0.00
5mm/分の一定速度で引上げて、外径 100mm、
長さ800mm の多孔質ガラス母材を作った。
【0015】ついで、これを Cl2ガスを10容量%
含有するHeガス雰囲気中において長さ2,000 m
mの石英ガラス製炉管を用い、この加熱ヒ−タ−に供給
する電力をロット毎に図3に示したように徐々に上昇さ
せて加熱ゾ−ンの温度を1,100 ℃±1 ℃に保つ
ようにして脱水処理し、1,600 ℃で焼結して外径
40mm、長さ400mm のシングルモ−ド光ファイ
バ用母材を作り、このもののロット毎に比屈折率差(△
n)をしらべたところ、図1に示したように略々均一で
あることが確認された。
【0016】しかし、比較のために上記における加熱ヒ
−タ−に供給される電力を各ロットごとに変えずに一定
にしたところ、この場合にはロット数の増加と共に光フ
ァイバ用母材の屈折率分布が増加し、両者の関係は図2
に示したとおりのものとなった。
【0017】
【発明の効果】本発明はロット間において長手方向の比
屈折率差(△n)が安定しているシングルモ−ド光ファ
イバ用多孔質ガラス母材の製造方法に関するもので、こ
れは前記したように公知のVAD 法で多孔質ガラス母
材を作り、ついでこれを石英ガラス製炉芯管を用いて高
温で脱水、焼結してなる光ファイバ用母材の製造方法に
おいて、多孔質ガラス母材の脱水処理工程における該石
英ガラス製炉芯管の加熱ヒ−タ−の温度を該石英ガラス
製炉芯管の使用回数に応じて制御して加熱ゾ−ンの温度
を一定に保つことを特徴とするものであり、これによれ
ば使用回数の増加に伴なって発生する石英ガラス製炉芯
管の石英ガラスの失透に伴なう輻射熱の放射量減少が炉
芯管に供給される電力の増加によって補償されるので、
加熱ゾ−ンの温度が一定となり、  GeCl4の揮発
量も一定となって得られる光ファイバ用母材の比屈折率
差(△n)がロット間で変動せず、均一なものになると
いう有利性が与えられる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明により得られたシングルモ−ド光ファイ
バ−用母材のロット数と屈折率(△n)との相関グラフ
である。
【図2】比較例で作られたシングルモ−ド光ファイバ−
用母材のロット数と屈折率(△n)との相関グラフであ
る。
【図3】ロット数と石英ガラス製炉芯管に供給するヒ−
タ−電力(kw)との相関グラフである。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ゲルマニウムド−プしたガラス微粒子をタ
    −ゲット基材上に堆積し、これを軸方向に引上げて多孔
    質ガラス母材を作り、これを石英ガラス製炉芯管を用い
    て高温で脱水、焼結してなる光ファイバ用母材の製造方
    法において、多孔質ガラス母材の脱水処理工程における
    該石英ガラス製炉芯管の加熱ヒ−タ−の温度を該石英ガ
    ラス製炉芯管の使用回数に応じて制御して加熱ゾ−ンの
    温度を一定に保つことを特徴とするシングルモ−ド光フ
    ァイバ用母材の製造方法。
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