JPH048381B2 - - Google Patents
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- JPH048381B2 JPH048381B2 JP61016678A JP1667886A JPH048381B2 JP H048381 B2 JPH048381 B2 JP H048381B2 JP 61016678 A JP61016678 A JP 61016678A JP 1667886 A JP1667886 A JP 1667886A JP H048381 B2 JPH048381 B2 JP H048381B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- glass
- refractive index
- rod
- optical fiber
- silica glass
- Prior art date
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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
- C03B37/01205—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments starting from tubes, rods, fibres or filaments
- C03B37/01211—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments starting from tubes, rods, fibres or filaments by inserting one or more rods or tubes into a tube
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- 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)
- Glass Melting And Manufacturing (AREA)
- Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
＜産業上の利用分野＞
本発明は高開口数を有する光フアイバ用プリフ
オームを容易かつ安定して製造できる新規な方法
に関するものである。
オームを容易かつ安定して製造できる新規な方法
に関するものである。
＜従来の技術＞
従来より高開口数を有する光フアイバ用プリフ
オームの製造方法の一例として、二酸化ゲルマニ
ウムを高濃度にドープした石英系ガラスコアロツ
ドを、クラツドパイプ中に挿入した状態で、両者
を加熱溶融一体化する、所謂ロツド・イン・チユ
ーブ法が知られている。この場合、クラツドパイ
プとしては最も一般的には純粋石英ガラスが使用
されるが、弗素を添加した石英ガラスを用いるこ
とによつてより高開数の光フアイバ用プリフオー
ムを製造する場合もある。弗素を添加することに
よつて石英ガラスの屈折率は低下するため、これ
をクラツド材として用いることによつて高い開口
数が得やすい。
オームの製造方法の一例として、二酸化ゲルマニ
ウムを高濃度にドープした石英系ガラスコアロツ
ドを、クラツドパイプ中に挿入した状態で、両者
を加熱溶融一体化する、所謂ロツド・イン・チユ
ーブ法が知られている。この場合、クラツドパイ
プとしては最も一般的には純粋石英ガラスが使用
されるが、弗素を添加した石英ガラスを用いるこ
とによつてより高開数の光フアイバ用プリフオー
ムを製造する場合もある。弗素を添加することに
よつて石英ガラスの屈折率は低下するため、これ
をクラツド材として用いることによつて高い開口
数が得やすい。
しかしながら、高濃度に二酸化ゲルマニウムを
ドープした石英ガラスをコアロツドとして用いる
場合の問題点として、プリフオーム中に気泡が残
留しやすく、この気泡を起点としてクラツクの発
生やプリフオームの破裂という現象が頻繁に発明
するということがあつた。また、二酸化ゲルマニ
ウムを大量にドープしたコア材と弗素を添加した
クラツド材を組み合わせることによつて、得られ
る光フアイバーの紫外域での伝送損失が増加する
傾向にある。
ドープした石英ガラスをコアロツドとして用いる
場合の問題点として、プリフオーム中に気泡が残
留しやすく、この気泡を起点としてクラツクの発
生やプリフオームの破裂という現象が頻繁に発明
するということがあつた。また、二酸化ゲルマニ
ウムを大量にドープしたコア材と弗素を添加した
クラツド材を組み合わせることによつて、得られ
る光フアイバーの紫外域での伝送損失が増加する
傾向にある。
前者の原因は、二酸化ゲルマニウムの蒸気圧が
高いために、高温雰囲気中でコアロツド表面近傍
より揮散した二酸化ゲルマニウムがパイプ内面或
いはロツド表面の不整部分に入り込み、パイプと
ロツドの十分な一体化を阻害し気泡として残留す
ると考えられる。後者の原因は、クラツド中の弗
素が高温雰囲気下でコア中に拡散侵入し、ゲルマ
ニウムと反応することによつて誘起される欠陥に
よるものではないかと推測される。
高いために、高温雰囲気中でコアロツド表面近傍
より揮散した二酸化ゲルマニウムがパイプ内面或
いはロツド表面の不整部分に入り込み、パイプと
ロツドの十分な一体化を阻害し気泡として残留す
ると考えられる。後者の原因は、クラツド中の弗
素が高温雰囲気下でコア中に拡散侵入し、ゲルマ
ニウムと反応することによつて誘起される欠陥に
よるものではないかと推測される。
これらの問題に対しての解決手段としてコアロ
ツドの外周に該コアロツドの外径1/60〜1/125の
厚みの純粋石英ガラス薄層を直接ガラス化法によ
り施す方法が提案されている。この方法によれ
ば、コアロツド表面近傍には事実上二酸化ゲルマ
ニウムがドープされているためにその揮散が発生
しにくいうえに、コアロツドとクラツドパイプを
一体化する際に、二酸化ゲルマニウムをドープし
たガラスと弗素を添加したガラスが直接接触しな
いため、紫外域での伝送損失の上昇を防止し、良
好な特性を有する高開口数の光フアイバを安定し
て製造することが可能である。
ツドの外周に該コアロツドの外径1/60〜1/125の
厚みの純粋石英ガラス薄層を直接ガラス化法によ
り施す方法が提案されている。この方法によれ
ば、コアロツド表面近傍には事実上二酸化ゲルマ
ニウムがドープされているためにその揮散が発生
しにくいうえに、コアロツドとクラツドパイプを
一体化する際に、二酸化ゲルマニウムをドープし
たガラスと弗素を添加したガラスが直接接触しな
いため、紫外域での伝送損失の上昇を防止し、良
好な特性を有する高開口数の光フアイバを安定し
て製造することが可能である。
＜発明が解決しようとする問題点＞
上述した如き方法は高開口数の光フアイバ製造
技術として非常に優れた方法であるが、コアロツ
ドの外周に純粋石英ガラス薄層を施した後に、該
コアロツドを所定の外径に延伸するなど、高温で
加工する際にその純粋石英ガラス薄層が高温のた
めに揮散してしまい必要な厚みが得られなくなる
という問題があつた。
技術として非常に優れた方法であるが、コアロツ
ドの外周に純粋石英ガラス薄層を施した後に、該
コアロツドを所定の外径に延伸するなど、高温で
加工する際にその純粋石英ガラス薄層が高温のた
めに揮散してしまい必要な厚みが得られなくなる
という問題があつた。
これに対し、揮散する分を見越して、あらかじ
め厚めに純粋石英ガラス薄層を施したり、あるい
はまずコラロツドを所定の外径に延伸してから、
純粋石英ガラス薄層を施す方法を試みたが、直接
ガラス化法で純粋石英ガラスを合成する際には非
常に高温を必要とするため長時間加工したり、細
径のコアロツドを加工するとコアロツドの変形が
大きくなり、その後のコアロツドとクラツドパイ
プの一体化が容易に行えなくなるという問題があ
つた。
め厚めに純粋石英ガラス薄層を施したり、あるい
はまずコラロツドを所定の外径に延伸してから、
純粋石英ガラス薄層を施す方法を試みたが、直接
ガラス化法で純粋石英ガラスを合成する際には非
常に高温を必要とするため長時間加工したり、細
径のコアロツドを加工するとコアロツドの変形が
大きくなり、その後のコアロツドとクラツドパイ
プの一体化が容易に行えなくなるという問題があ
つた。
本発明はこのような問題点を解決し、高開口数
を有する光フアイバ用プリフオームを安定して製
造できる新規な方法を意図したものである。
を有する光フアイバ用プリフオームを安定して製
造できる新規な方法を意図したものである。
＜問題点を解決するための手段＞
本発明は高屈折率ガラスのコアロツドを低屈折
率ガラスのクラツドパイプ内に挿入し、該コアロ
ツドとクラツドパイプを同時に溶融し一体化して
光フアイバ用プリフオームを製造する方法におい
て、上記コアロツドは、純粋石英ガラスに対する
比屈折率差が1.5％以上に相当する量の二酸化ゲ
ルマニウムを含有する石英ガラスよりなる出発材
ロツドの外周に、該出発材ロツドの外径の1/30〜
１／１２５の厚みとなるよう、P2O5、B2O3、TiO2の
うち少なくとも１種以上を含む石英ガラス層を施
したものであり、上記クラツドパイプは、純粋石
英ガラスに対する比屈折率差が−0.3％以下に相
当する量の弗素を添加した石英ガラスよりなる、
ことを特徴とする光フアイバ用プリフオームの製
造方法である。本発明の特に好ましい実施態様と
しては出発材ロツド最外周の上記ドーパントを含
有する石英ガラス薄層の比屈折率差が、使用する
コアロツド比屈折差に相当する値ないし使用する
クラツドパイプの比屈折率差に相当する値の範囲
にある上記方法が挙げられる。
率ガラスのクラツドパイプ内に挿入し、該コアロ
ツドとクラツドパイプを同時に溶融し一体化して
光フアイバ用プリフオームを製造する方法におい
て、上記コアロツドは、純粋石英ガラスに対する
比屈折率差が1.5％以上に相当する量の二酸化ゲ
ルマニウムを含有する石英ガラスよりなる出発材
ロツドの外周に、該出発材ロツドの外径の1/30〜
１／１２５の厚みとなるよう、P2O5、B2O3、TiO2の
うち少なくとも１種以上を含む石英ガラス層を施
したものであり、上記クラツドパイプは、純粋石
英ガラスに対する比屈折率差が−0.3％以下に相
当する量の弗素を添加した石英ガラスよりなる、
ことを特徴とする光フアイバ用プリフオームの製
造方法である。本発明の特に好ましい実施態様と
しては出発材ロツド最外周の上記ドーパントを含
有する石英ガラス薄層の比屈折率差が、使用する
コアロツド比屈折差に相当する値ないし使用する
クラツドパイプの比屈折率差に相当する値の範囲
にある上記方法が挙げられる。
本発明者らは、P2O5、B2O3、TiO2の３種類の
ドーパントを添加することによつて石英ガラス化
温度が低下することに着目し鋭意検討した結果、
上記３種類のドーパントのうち少くとも１種以上
をドープした石英ガラス薄層を出発材ロツド最外
周に形成することによつて、純SiO2層を形成す
るに比しより低温で行えるので、より長時間の直
接ガラス化加工によつてもコアロツドの変形を最
小限度に抑え、かつ、その後の延伸等の高温加工
によつて揮散される分をあらかじめ見越した被覆
厚みとなるよう形成することで、十分な被覆石英
ガラス層の厚みを確保でき、変形防止が可能なた
め、従来より厚い被覆加工が可能で、また、これ
により延伸加工も自由となり、加工の自由度が拡
がることを見出した。
ドーパントを添加することによつて石英ガラス化
温度が低下することに着目し鋭意検討した結果、
上記３種類のドーパントのうち少くとも１種以上
をドープした石英ガラス薄層を出発材ロツド最外
周に形成することによつて、純SiO2層を形成す
るに比しより低温で行えるので、より長時間の直
接ガラス化加工によつてもコアロツドの変形を最
小限度に抑え、かつ、その後の延伸等の高温加工
によつて揮散される分をあらかじめ見越した被覆
厚みとなるよう形成することで、十分な被覆石英
ガラス層の厚みを確保でき、変形防止が可能なた
め、従来より厚い被覆加工が可能で、また、これ
により延伸加工も自由となり、加工の自由度が拡
がることを見出した。
また、被覆石英ガラス層を施したコアロツドを
用いることによつて、これを施さないロツドをコ
アロツドとした光フアイバ用プリフオームから得
られた光フアイバより紫外域での損失増加量の少
ない光フアイバが得られることも明らかになつ
た。
用いることによつて、これを施さないロツドをコ
アロツドとした光フアイバ用プリフオームから得
られた光フアイバより紫外域での損失増加量の少
ない光フアイバが得られることも明らかになつ
た。
尚、該被覆石英ガラス層の比屈折率差は、使用
するコアロツドと使用するクラツドパイプの比屈
折率差に相当する値の範囲内にあり、厚みはコア
ロツドの外径の1/30〜1/125であることが伝送特
性及び加工性の面から好ましい。
するコアロツドと使用するクラツドパイプの比屈
折率差に相当する値の範囲内にあり、厚みはコア
ロツドの外径の1/30〜1/125であることが伝送特
性及び加工性の面から好ましい。
＜実施例＞
以下に図面を参照して、本発明の実施例によ
り、本発明の効果を説明する。
り、本発明の効果を説明する。
実施例
第１図は本発明の実施態様を説明する図であり
同図中１は石英ガラスロツド、２は石英系ガラス
パイプを示し、本実施例ではガラスロツド１とし
て 二酸化ゲルマニウムを含有する比屈折率差
1.8％の石英系ガラスからなる出発材ロツドの外
周に、該出発材ロツドの1/45の厚みの、P2O5を
ドープした、比屈折率差約０％の石英ガラス層を
施したものを用い、ガラスパイプ２としては、弗
素を添加することによつて比屈折率差−0.3％と
した石英ガラスパイプを用いた。また本実施例に
用いたガラスロツド１は外径32mmの上記出発材ロ
ツド外周に、高温プラズマ法により、P2O5をド
ープした石英ガラスを0.7mm厚（1/45）に合成し
た後、酸水素火炎で加熱しながら外径16mmまで延
伸することによつて得たものを用い、延伸加工の
前後でのその重量を比較することにより、ロツド
最外部の被覆石英ガラスの30重量％が失われてい
ると予想できたので厚みは1/64になる。また同図
中３はガラスロツド１とガラスパイプ２を加熱す
るためのバーナである。第１図に示すようにガラ
スロツド１をガラスパイプ２に挿入しバーナ３に
よつて加熱しながら矢印で示すようにガラスロツ
ド１とガラスパイプ２の同心軸を中心に一方向に
回転させ外周方向の温度分布を均一化させる。ま
たガラスロツド１とガラスパイプ２の間隙を減厚
し一体化し易い状態にしたうえで、バーナ３を一
体化させるガラスロツド１とガラスパイプ２の長
手方向に平行に移動させることによつてガラスロ
ツド１とガラスパイプ２の加熱溶融部分を移動さ
せながら該ガラスロツド１と該ガラスパイプ２を
全長にわたつて一体化させる。このようにして得
たプリフオームは気泡の残留がまつたく見られず
該プリフオームを加熱紡糸して得た光フアイバの
伝送損失は波長0.6μｍにおいて12dB／Kmであつ
た。
同図中１は石英ガラスロツド、２は石英系ガラス
パイプを示し、本実施例ではガラスロツド１とし
て 二酸化ゲルマニウムを含有する比屈折率差
1.8％の石英系ガラスからなる出発材ロツドの外
周に、該出発材ロツドの1/45の厚みの、P2O5を
ドープした、比屈折率差約０％の石英ガラス層を
施したものを用い、ガラスパイプ２としては、弗
素を添加することによつて比屈折率差−0.3％と
した石英ガラスパイプを用いた。また本実施例に
用いたガラスロツド１は外径32mmの上記出発材ロ
ツド外周に、高温プラズマ法により、P2O5をド
ープした石英ガラスを0.7mm厚（1/45）に合成し
た後、酸水素火炎で加熱しながら外径16mmまで延
伸することによつて得たものを用い、延伸加工の
前後でのその重量を比較することにより、ロツド
最外部の被覆石英ガラスの30重量％が失われてい
ると予想できたので厚みは1/64になる。また同図
中３はガラスロツド１とガラスパイプ２を加熱す
るためのバーナである。第１図に示すようにガラ
スロツド１をガラスパイプ２に挿入しバーナ３に
よつて加熱しながら矢印で示すようにガラスロツ
ド１とガラスパイプ２の同心軸を中心に一方向に
回転させ外周方向の温度分布を均一化させる。ま
たガラスロツド１とガラスパイプ２の間隙を減厚
し一体化し易い状態にしたうえで、バーナ３を一
体化させるガラスロツド１とガラスパイプ２の長
手方向に平行に移動させることによつてガラスロ
ツド１とガラスパイプ２の加熱溶融部分を移動さ
せながら該ガラスロツド１と該ガラスパイプ２を
全長にわたつて一体化させる。このようにして得
たプリフオームは気泡の残留がまつたく見られず
該プリフオームを加熱紡糸して得た光フアイバの
伝送損失は波長0.6μｍにおいて12dB／Kmであつ
た。
比較例
第１図の構成に従い、本比較例ではガラスロツ
ド１として、二酸化ゲルマニウムを含有する比屈
折率差1.8％の石英系ガラスからなる出発材ロツ
ドの外周に、該出発材ロツドの外径の1/125の厚
みの純粋石英ガラス薄層を施したものを用い、ガ
ラスパイプ２として、弗素を添加することによつ
て、その比屈折率差を−0.3％とした石英ガラス
パイプを用いた。出発材ロツドの外径、石英ガラ
ス薄層の合成条件、延伸条件は実施例１と同じに
行い、延伸後の外径16mmのガラスロツド１を得
た。
ド１として、二酸化ゲルマニウムを含有する比屈
折率差1.8％の石英系ガラスからなる出発材ロツ
ドの外周に、該出発材ロツドの外径の1/125の厚
みの純粋石英ガラス薄層を施したものを用い、ガ
ラスパイプ２として、弗素を添加することによつ
て、その比屈折率差を−0.3％とした石英ガラス
パイプを用いた。出発材ロツドの外径、石英ガラ
ス薄層の合成条件、延伸条件は実施例１と同じに
行い、延伸後の外径16mmのガラスロツド１を得
た。
延伸加工の前後で、その重量を比較すると純粋
石英ガラス薄層の20％が延伸加工により失われて
いると予想された。以下実施例と概略同様な操作
によりガラスロツド１とガラスパイプ２を一体化
して得た光フアイバ用プリフオームには気泡の残
留が認められ自然冷却中に破裂した。
石英ガラス薄層の20％が延伸加工により失われて
いると予想された。以下実施例と概略同様な操作
によりガラスロツド１とガラスパイプ２を一体化
して得た光フアイバ用プリフオームには気泡の残
留が認められ自然冷却中に破裂した。
＜発明の効果＞
以上述べたように、本発明の方法は、高い開口
数を有する伝送特性の良好な光フアイバ用プリフ
オームを安定に製造する際の加工の自由度を広げ
ることが可能なためより効果的な加工方法を選択
することが可能になる。具体的には例えばガラス
ロツドの外周に石英ガラスを合成する場合、ター
ゲツトの外径が大きい程合成速度が速くなるので
生産性向上の面から非常に優れている。
数を有する伝送特性の良好な光フアイバ用プリフ
オームを安定に製造する際の加工の自由度を広げ
ることが可能なためより効果的な加工方法を選択
することが可能になる。具体的には例えばガラス
ロツドの外周に石英ガラスを合成する場合、ター
ゲツトの外径が大きい程合成速度が速くなるので
生産性向上の面から非常に優れている。
第１図は本発明の実施態様の概略説明図であ
る。
る。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 高屈折率ガラスのコアロツドを低屈折率ガラ
スのクラツドパイプ内に挿入し、該コアロツドと
クラツドパイプを同時に溶融し一体化して光フア
イバ用プリフオームを製造する方法において、上
記コアロツドは、純粋石英ガラスに対する比屈折
率差が1.5％以上に相当する量の二酸化ゲルマニ
ウムを含有する石英ガラスよりなる出発材ロツド
の外周に、該出発材ロツドの外径の1/30〜1/125
の厚みとなるよう、P2O5、B2O3、TiO2のうち少
なくとも１種以上を含む石英ガラス層を施したも
のであり、上記クラツドパイプは、純粋石英ガラ
スに対する比屈折率差が−0.3％以下に相当する
量の弗素を添加した石英ガラスよりなる、ことを
特徴とする光フアイバ用プリフオームの製造方
法。 ２ 石英ガラス層は、その比屈折率差が、出発材
ロツドの比屈折率差に相当する値ないしクラツド
パイプの比屈折率差に相当する値の範囲内である
特許請求の範囲第１項記載の光フアイバ用プリフ
オームの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1667886A JPS62176935A (ja) | 1986-01-30 | 1986-01-30 | 光フアイバ用プリフオ−ムの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1667886A JPS62176935A (ja) | 1986-01-30 | 1986-01-30 | 光フアイバ用プリフオ−ムの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62176935A JPS62176935A (ja) | 1987-08-03 |
| JPH048381B2 true JPH048381B2 (ja) | 1992-02-14 |
Family
ID=11922968
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1667886A Granted JPS62176935A (ja) | 1986-01-30 | 1986-01-30 | 光フアイバ用プリフオ−ムの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62176935A (ja) |
Cited By (30)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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