JPH0455333A - 光ファイバ母材の製造方法 - Google Patents
光ファイバ母材の製造方法Info
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- JPH0455333A JPH0455333A JP16633390A JP16633390A JPH0455333A JP H0455333 A JPH0455333 A JP H0455333A JP 16633390 A JP16633390 A JP 16633390A JP 16633390 A JP16633390 A JP 16633390A JP H0455333 A JPH0455333 A JP H0455333A
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- JP
- Japan
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- optical fiber
- boron
- doped
- porous
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- Pending
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-
- 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
-
- 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
- C03B2201/14—Doped silica-based glasses doped with boron or fluorine or other refractive index decreasing dopant doped with boron and fluorine
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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。
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、クランドにフッ素とホウ素をドープした光フ
ァイバを得るための光ファイバ母材の製造方法に関する
ものである。
ァイバを得るための光ファイバ母材の製造方法に関する
ものである。
（従来技術）
従来から石英系ガラスの屈折率を下げる場合、−船釣に
フッ素やホウ素を単独でドープしたり、あるいはまた両
方を一緒にドープしたりする方法が良く知られている。
フッ素やホウ素を単独でドープしたり、あるいはまた両
方を一緒にドープしたりする方法が良く知られている。
通常フッ素をドープする場合は、ＶＡＤ法等で製造した
多孔質ガラス母材をフッ素を含むフッ素化合物ガス含有
雰囲気中、例えば５ＩＦ４とＨｅを混合した雰囲気中に
晒し焼結することで間接的に行うが、ホう素をドープす
る場合は、ホウ素のハロゲン化物をバーナにより火炎加
水分解反応させて酸化物の形で直接多孔質ガラス母材中
に取り込む方法が一般的である。そして特にコアとの比
屈折率差を大きくして開口数（ＨＡ）の大きい光ファイ
バを得ようとする場合には、前記フッ素及びホウ素の両
方を一緒にドープすることが多い。
多孔質ガラス母材をフッ素を含むフッ素化合物ガス含有
雰囲気中、例えば５ＩＦ４とＨｅを混合した雰囲気中に
晒し焼結することで間接的に行うが、ホう素をドープす
る場合は、ホウ素のハロゲン化物をバーナにより火炎加
水分解反応させて酸化物の形で直接多孔質ガラス母材中
に取り込む方法が一般的である。そして特にコアとの比
屈折率差を大きくして開口数（ＨＡ）の大きい光ファイ
バを得ようとする場合には、前記フッ素及びホウ素の両
方を一緒にドープすることが多い。
ところで前述のようにフッ素とホウ素の両方をドープす
る場合、従来以下の方法がとられていた。
る場合、従来以下の方法がとられていた。
まず、前述のようにホウ素のハロゲン化物をバーナによ
り火炎加水分解反応させて、酸化物の形で直接母材中に
取り込んだ多孔質ガラス母材を製造する０次にこの母材
をフン素化合物ガス、例えばＳｉｎ、を含む雰囲気中に
曝して、これを加熱焼結することで、雰囲気中の５ｉＦ
ａから分解したフッ素をもドープするという方法である
。
り火炎加水分解反応させて、酸化物の形で直接母材中に
取り込んだ多孔質ガラス母材を製造する０次にこの母材
をフン素化合物ガス、例えばＳｉｎ、を含む雰囲気中に
曝して、これを加熱焼結することで、雰囲気中の５ｉＦ
ａから分解したフッ素をもドープするという方法である
。
［発明が解決しようとする課題〕
しかしながらこのような方法の場合、多孔質母材内に拡
散した、例えば５ｉＦａは以下の反応を起こし、予めド
ープしておいたホウ素酸化物、すなわちＢ、０．をＢＦ
、に変化させ、結果的に母材表面から揮散させてしまい
、コアに対する比屈折率差を十分に確保できない、とい
う問題があった。
散した、例えば５ｉＦａは以下の反応を起こし、予めド
ープしておいたホウ素酸化物、すなわちＢ、０．をＢＦ
、に変化させ、結果的に母材表面から揮散させてしまい
、コアに対する比屈折率差を十分に確保できない、とい
う問題があった。
２ ｕ、Ｑ、＋３ ＳｉＦ４→３Ｓｉ０２ ＋４８Ｆ３
すなわち、上記式に示すように予めドープしておいたＢ
２Ｏ，がＢＦ３の形で母材表面近傍から揮散すると、第
３図のようにコア１の外側に設けたクランド２の屈折率
分布が母材外表面まで均一レベルにならず、外表面に近
づくほどクラッド２の屈折率が放物線状に大きくなって
しまい、所望するＮ＾を確保できない。
すなわち、上記式に示すように予めドープしておいたＢ
２Ｏ，がＢＦ３の形で母材表面近傍から揮散すると、第
３図のようにコア１の外側に設けたクランド２の屈折率
分布が母材外表面まで均一レベルにならず、外表面に近
づくほどクラッド２の屈折率が放物線状に大きくなって
しまい、所望するＮ＾を確保できない。
そしてこのような母材から得られたファイバで、例えば
イメージファイバを作製すると、１ｉｉｒ索と画素間の
屈折率プロファイルが第４図に示すようになり実効ＮＡ
が低下する。その結果クロストークが大きくなって画像
が不鮮明になるという問題があった。
イメージファイバを作製すると、１ｉｉｒ索と画素間の
屈折率プロファイルが第４図に示すようになり実効ＮＡ
が低下する。その結果クロストークが大きくなって画像
が不鮮明になるという問題があった。
そこで本発明の目的は、予めＢヨ０３をドープしである
多孔質光ファイバ母材をフン素化合物ガスを含む雰囲気
中で加熱し焼結しても、前記Ｂ、０．の揮散を少なくで
き、しかもフッ素をも効率よくドープできる光ファイバ
母材の製造方法を提供することにある。
多孔質光ファイバ母材をフン素化合物ガスを含む雰囲気
中で加熱し焼結しても、前記Ｂ、０．の揮散を少なくで
き、しかもフッ素をも効率よくドープできる光ファイバ
母材の製造方法を提供することにある。
上記目的を達成するため本発明は、石英系ガラスからな
る出発母材の周りにホウ素をドープした多孔質ガラス層
を堆積せしめ、しかる後これをフッ素化合物ガスとホウ
素のハロゲン化物ガスとを含む雰囲気中で焼結すること
を特徴とするものである。
る出発母材の周りにホウ素をドープした多孔質ガラス層
を堆積せしめ、しかる後これをフッ素化合物ガスとホウ
素のハロゲン化物ガスとを含む雰囲気中で焼結すること
を特徴とするものである。
このようにしてなる本発明によれば、予めホウ素をドー
プしてなる多孔質の光ファイバ母材を、フッ素化合物ガ
ス、例えばＳｉＦ、とホウ素のハロゲン化物ガス、例え
ばＢＣｌ３とを含む雰囲気中に曝してこれを加熱し焼結
すると、雰囲気内にて以下の反応が起こる。
プしてなる多孔質の光ファイバ母材を、フッ素化合物ガ
ス、例えばＳｉＦ、とホウ素のハロゲン化物ガス、例え
ばＢＣｌ３とを含む雰囲気中に曝してこれを加熱し焼結
すると、雰囲気内にて以下の反応が起こる。
４ＢＣＩ２＋３５ｉＦ４＋ ６８＊Ｏ（スートに存在）
→４ＢＦ。
→４ＢＦ。
＋３ＳｉＯｚ ＋１２８Ｃ１
４８Ｃ１１＋３ＳｉＦ４＋ ３０ｍ （スートに存在
）→４ＢＦ。
）→４ＢＦ。
＋３５１０ｇ ＋６Ｃ１ｍ
すなわち、上式が示すように、４モルのＢＣｌ３から同
モルのＢｈが発生することになる。
モルのＢｈが発生することになる。
従って炉内雰囲気中のＢＦｓの分圧が増加するので、こ
れまでのように多孔質母材内のＢ！０．がＳｉｎ。
れまでのように多孔質母材内のＢ！０．がＳｉｎ。
によって−友釣に揮散することが抑制され、もって母材
表面近傍の屈折率の上昇が防止できる。
表面近傍の屈折率の上昇が防止できる。
すなわち、本発明のように予め炉内及び多孔質光ファイ
バ母材の微粒子間に、例えばＢＣＩｍの形でホウ素を供
給しておいて、ホウ素の濃度を高めておけば、ホウ素濃
度の平衡を成立させることができる。
バ母材の微粒子間に、例えばＢＣＩｍの形でホウ素を供
給しておいて、ホウ素の濃度を高めておけば、ホウ素濃
度の平衡を成立させることができる。
その結果、予め多孔質母材中にドープしであるＢ２Ｏ，
の揮散が化学平衡論的に防止できる。
の揮散が化学平衡論的に防止できる。
尚、上式左辺のＨ！Ｏ、ｏｘは多孔質光ファイバ母材中
に含まれる水分及び吸着酸素がこれに寄与する。
に含まれる水分及び吸着酸素がこれに寄与する。
以下本発明の実施例を図面を参照しながら詳細に説明す
る。
る。
まず外径１８ｍ−の石英系ガラスからなる出発母材、す
なわちコアに該当する出発母材の周りに、いわゆる外付
法によりＢ！Ｏｓを８ｗｔ％ドープした多孔質ガラス層
を堆積せしめ、外側が多孔質ガラス層からなる外径６抛
■の多孔質光ファイバ母材を製造した。
なわちコアに該当する出発母材の周りに、いわゆる外付
法によりＢ！Ｏｓを８ｗｔ％ドープした多孔質ガラス層
を堆積せしめ、外側が多孔質ガラス層からなる外径６抛
■の多孔質光ファイバ母材を製造した。
この多孔質光ファイバ母材をＨｅ１Ｏｌ ／分、５１ｇ
ｎ３１ノ分、ＢＣｈｌｊ／分の混合ガス雰囲気を有し、
炉内最高温度部が１２５０℃に保持された焼結炉内に所
定の速度で下降せしめ、フッ素をドープしながら焼結し
、透明ガラス化せしめた。
ｎ３１ノ分、ＢＣｈｌｊ／分の混合ガス雰囲気を有し、
炉内最高温度部が１２５０℃に保持された焼結炉内に所
定の速度で下降せしめ、フッ素をドープしながら焼結し
、透明ガラス化せしめた。
透明ガラス化後、得られた母材の先端付近を外径２−■
に延伸し、プリフォームアナライザを用いて半径方向の
屈折率分布を測定した。
に延伸し、プリフォームアナライザを用いて半径方向の
屈折率分布を測定した。
その結果第１図に示すように、クラフト２の外表面近傍
で多少Ｂ！０．の揮散による屈折率の増加は見られるも
のの、従来のものに比して大幅に８，０゜の揮散は抑え
られ、クラッド２の外表面近傍の屈折率増加は相当に抑
制されている。
で多少Ｂ！０．の揮散による屈折率の増加は見られるも
のの、従来のものに比して大幅に８，０゜の揮散は抑え
られ、クラッド２の外表面近傍の屈折率増加は相当に抑
制されている。
次にこのようにして得られた光ファイバ母材から光ファ
イバを線引し、その長さを整えた。しかる後この光ファ
イバを１００００本を内径２７１１１１１の石英管に挿
入し、１万画素のイメージファイバを作製した。このイ
メージファイバを約２−に切断し、そのＮＡを測定した
ところ、ＮＡは０．１７でほぼ理論値に近い値が得られ
た。
イバを線引し、その長さを整えた。しかる後この光ファ
イバを１００００本を内径２７１１１１１の石英管に挿
入し、１万画素のイメージファイバを作製した。このイ
メージファイバを約２−に切断し、そのＮＡを測定した
ところ、ＮＡは０．１７でほぼ理論値に近い値が得られ
た。
さらに長さ２０−のイメージファイバについて画像伝送
の評価を行ったところ、クロストークもなく明瞭な画像
が得られた。第２図はこのようにして得られたイメージ
ファイバのある一部分の屈折率分布を示している。
の評価を行ったところ、クロストークもなく明瞭な画像
が得られた。第２図はこのようにして得られたイメージ
ファイバのある一部分の屈折率分布を示している。
上記実施例と比較するため、前記実施例と同じホウ素ド
ープの多孔賞光ファイバを得た後、これをＨｅ１０１
／分、５ｉＦ４３ｊ／分、０１２１７分の混合ガス雰囲
気を有し、炉内最高温度部が１３００℃に保持された焼
結炉内にてフッ素をドープしながら焼結し、透明ガラス
化せしめた。
ープの多孔賞光ファイバを得た後、これをＨｅ１０１
／分、５ｉＦ４３ｊ／分、０１２１７分の混合ガス雰囲
気を有し、炉内最高温度部が１３００℃に保持された焼
結炉内にてフッ素をドープしながら焼結し、透明ガラス
化せしめた。
このようにして得られた母材の先端を外径２−■に延伸
し、前述した実施例と同様にプリフォームアナライザを
用いて半径方向の屈折率分布を測定した。その結果クラ
ッド２の屈折率分布は第３図のようになっており、かつ
そのＮＡも０．１５で理論値（この場合０．１６）より
も悪かった。
し、前述した実施例と同様にプリフォームアナライザを
用いて半径方向の屈折率分布を測定した。その結果クラ
ッド２の屈折率分布は第３図のようになっており、かつ
そのＮＡも０．１５で理論値（この場合０．１６）より
も悪かった。
さらに実施例同様に残りの部分で長さ２０−１画素数が
１００００ ！ｉｉ素のイメージファイバを作製し、画
像伝送の評価を行ったところ、クロストークが多く、不
鮮明な画像しか得られなかった。
１００００ ！ｉｉ素のイメージファイバを作製し、画
像伝送の評価を行ったところ、クロストークが多く、不
鮮明な画像しか得られなかった。
以上のように本発明によれば、予めドープしたＢ、０．
の揮散が抑制され、フッ素及びホウ素を効率良く光ファ
イバ母村内にドープできる。
の揮散が抑制され、フッ素及びホウ素を効率良く光ファ
イバ母村内にドープできる。
それ故、このようにして得られた光ファイバ母材から作
製された光ファイバを使用すれば、ＮＡが大きく、かつ
クロストークの少ない、すなわち鮮明な画像伝送が可能
なイメージファイバを得ることができる。
製された光ファイバを使用すれば、ＮＡが大きく、かつ
クロストークの少ない、すなわち鮮明な画像伝送が可能
なイメージファイバを得ることができる。
尚、前記実施例においては、フッ素化合物ガスとして５
ｉＦｔのみ示しているが、他のフッ素化合物、例えばｅ
ｔｃ＋ｐｓ等のフロン系ガスやＳＦ４でもよいし、また
ボロンのハロゲン化物ガスについても、実施例に示すＢ
ＣＩｓのみならず、例えば多少高価であるがＢＦ３等の
他のハロゲン化物ガスも使用できる。
ｉＦｔのみ示しているが、他のフッ素化合物、例えばｅ
ｔｃ＋ｐｓ等のフロン系ガスやＳＦ４でもよいし、また
ボロンのハロゲン化物ガスについても、実施例に示すＢ
ＣＩｓのみならず、例えば多少高価であるがＢＦ３等の
他のハロゲン化物ガスも使用できる。
このようにしてなる本発明によれば、光ファイバ母材の
クラッド部に効率よくフッ素とホウ素をドープでき、も
ってクランド部の屈折率分布がより均一な光ファイバ母
材を得ることができる。
クラッド部に効率よくフッ素とホウ素をドープでき、も
ってクランド部の屈折率分布がより均一な光ファイバ母
材を得ることができる。
またその結果、この光ファイバ母材からイメージファイ
バ用の光ファイバを作製すれば、よりＮＡが大きく、か
つクロストークの少ない、すなわち鮮明な画像伝送が可
能なイメージファイバをも得ることができる。
バ用の光ファイバを作製すれば、よりＮＡが大きく、か
つクロストークの少ない、すなわち鮮明な画像伝送が可
能なイメージファイバをも得ることができる。
第１図は本発明により得られる光ファイバ母材の屈折率
分布を示す図、第２図は前記第１図の光ファイバ母材よ
り得られたイメージファイバのある一部分の屈折率分布
を示す図、第３図は従来の光ファイバ母材の屈折率分布
を示す図、第４図は従来の光ファイバ母材から得られた
イメージファイバのある一部分の屈折率分布を示す図で
ある。 １〜コア ２〜クランド 特許出願人 古河電気工業株式会社
分布を示す図、第２図は前記第１図の光ファイバ母材よ
り得られたイメージファイバのある一部分の屈折率分布
を示す図、第３図は従来の光ファイバ母材の屈折率分布
を示す図、第４図は従来の光ファイバ母材から得られた
イメージファイバのある一部分の屈折率分布を示す図で
ある。 １〜コア ２〜クランド 特許出願人 古河電気工業株式会社
Claims (1)
- 石英系ガラスからなる出発母材の周りにホウ素をドープ
した多孔質ガラス層を堆積せしめ、しかる後これをフッ
素化合物ガスとホウ素のハロゲン化物ガスとを含む雰囲
気中で焼結することを特徴とする光ファイバ母材の製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16633390A JPH0455333A (ja) | 1990-06-25 | 1990-06-25 | 光ファイバ母材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16633390A JPH0455333A (ja) | 1990-06-25 | 1990-06-25 | 光ファイバ母材の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0455333A true JPH0455333A (ja) | 1992-02-24 |
Family
ID=15829421
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16633390A Pending JPH0455333A (ja) | 1990-06-25 | 1990-06-25 | 光ファイバ母材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0455333A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU655693B2 (en) * | 1991-12-16 | 1995-01-05 | Corning Incorporated | Method of making fluorine/boron doped silica tubes |
-
1990
- 1990-06-25 JP JP16633390A patent/JPH0455333A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU655693B2 (en) * | 1991-12-16 | 1995-01-05 | Corning Incorporated | Method of making fluorine/boron doped silica tubes |
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