JPH05193973A - 石英系光ファイバ母材の製造方法 - Google Patents
石英系光ファイバ母材の製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 屈折率分布を母材軸方向で均一なものとす
る。 【構成】 バーナの酸・水素火炎中の気相化学反応によ
ってガラス微粒子を生成し、このガラス微粒子を堆積し
て多孔質のガラス微粒子堆積体を形成する際、屈折率を
高めるためのドーパント濃度分布の勾配が、ガラス微粒
子堆積体の軸方向において急峻から緩やかと徐々に変化
するように上記バーナの角度や位置を制御する。その
後、傾斜炉を使用してこのガラス微粒子堆積体を、上記
のドーパント濃度分布勾配が緩やかな方から先に加熱
し、徐々にその勾配が急峻な方へと加熱部位が移動する
ようにすることによって、水分を除去する工程を行な
い、さらに透明ガラス化工程を行なう。
る。 【構成】 バーナの酸・水素火炎中の気相化学反応によ
ってガラス微粒子を生成し、このガラス微粒子を堆積し
て多孔質のガラス微粒子堆積体を形成する際、屈折率を
高めるためのドーパント濃度分布の勾配が、ガラス微粒
子堆積体の軸方向において急峻から緩やかと徐々に変化
するように上記バーナの角度や位置を制御する。その
後、傾斜炉を使用してこのガラス微粒子堆積体を、上記
のドーパント濃度分布勾配が緩やかな方から先に加熱
し、徐々にその勾配が急峻な方へと加熱部位が移動する
ようにすることによって、水分を除去する工程を行な
い、さらに透明ガラス化工程を行なう。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、石英系光ファイバ母
材の製造方法に関し、とくに、多孔質ガラスのガラス微
粒子堆積体を作り、これを脱水・燒結して透明ガラス化
する石英系光ファイバ母材の製造方法に関する。
材の製造方法に関し、とくに、多孔質ガラスのガラス微
粒子堆積体を作り、これを脱水・燒結して透明ガラス化
する石英系光ファイバ母材の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、ＶＡＤ法やＯＶＤ法などにお
いて、たとえば四塩化硅素や四塩化ゲルマニウムと酸・
水素火炎の気相化学反応によってガラス微粒子を生成
し、これを堆積させて多孔質のガラス微粒子堆積体を作
製することが行なわれている。その後、この多孔質ガラ
ス微粒子堆積体は加熱されて、脱水および透明ガラス化
される。
いて、たとえば四塩化硅素や四塩化ゲルマニウムと酸・
水素火炎の気相化学反応によってガラス微粒子を生成
し、これを堆積させて多孔質のガラス微粒子堆積体を作
製することが行なわれている。その後、この多孔質ガラ
ス微粒子堆積体は加熱されて、脱水および透明ガラス化
される。
【０００３】従来では、屈折率を高めるための四塩化ゲ
ルマニウムなどのドーパントの濃度分布の形状が、ガラ
ス微粒子堆積体の軸方向に一様になるように、ガラス微
粒子の堆積を行なうのが普通である。また、脱水・燒結
処理を行なう加熱炉としては、通常傾斜炉が用いられ
る。この傾斜炉では、加熱温度が位置によって傾斜して
おり、ガラス微粒子堆積体は、一方の端から他端側へと
加熱領域中を徐々に通過させられることにより、全体が
加熱される。
ルマニウムなどのドーパントの濃度分布の形状が、ガラ
ス微粒子堆積体の軸方向に一様になるように、ガラス微
粒子の堆積を行なうのが普通である。また、脱水・燒結
処理を行なう加熱炉としては、通常傾斜炉が用いられ
る。この傾斜炉では、加熱温度が位置によって傾斜して
おり、ガラス微粒子堆積体は、一方の端から他端側へと
加熱領域中を徐々に通過させられることにより、全体が
加熱される。
【０００４】まず、この傾斜炉に塩素系のガスを導入
し、ガラス微粒子堆積体を塩素系ガス雰囲気中で、これ
が透明ガラス化しない程度の温度で加熱しながら、光フ
ァイバの使用波長に吸収スペクトルを持つ水分（ＯＨ
基）を除去する。このとき、同時にガラス微粒子堆積体
中の遷移金属成分（この成分も電子遷移吸収により光フ
ァイバの伝送ロスの原因となる）なども塩素系のガスと
反応し、ハロゲン化物として除去されることになる。つ
ぎに、ヘリウム（Ｈｅ）をこの傾斜炉に導入し、透明化
後のガラス母材中の気泡が発生しにくいヘリウム雰囲気
中で加熱温度を上昇させて、このガラス微粒子堆積体を
加熱し、これを透明ガラス化し、石英系光ファイバ用母
材を得る。
し、ガラス微粒子堆積体を塩素系ガス雰囲気中で、これ
が透明ガラス化しない程度の温度で加熱しながら、光フ
ァイバの使用波長に吸収スペクトルを持つ水分（ＯＨ
基）を除去する。このとき、同時にガラス微粒子堆積体
中の遷移金属成分（この成分も電子遷移吸収により光フ
ァイバの伝送ロスの原因となる）なども塩素系のガスと
反応し、ハロゲン化物として除去されることになる。つ
ぎに、ヘリウム（Ｈｅ）をこの傾斜炉に導入し、透明化
後のガラス母材中の気泡が発生しにくいヘリウム雰囲気
中で加熱温度を上昇させて、このガラス微粒子堆積体を
加熱し、これを透明ガラス化し、石英系光ファイバ用母
材を得る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
石英系光ファイバ母材の製造方法では、透明ガラス化さ
れた母材の屈折率分布形状が軸方向に均一にならないと
いう問題がある。すなわち、従来では上記のように傾斜
炉を用いて脱水・燒結処理を行なうが、透明ガラス化工
程において、一端から他端側へと加熱領域にガラス微粒
子堆積体を通過させていく際、このガラス微粒子堆積体
に残留している塩素系ガスと高温のため、先に透明化さ
れた部分（通常下側の部分）に比べて、後に透明化され
た部分（通常上側の部分）はドープしてあるドーパント
がより拡散してしまうことになる。そのため、透明ガラ
ス化された母材における屈折率分布の勾配は、その下側
の部分では図４のｂ（点線）のように急峻であるにもか
かわらず、その上側の部分では図４のａ（実線）のよう
に緩やかなものとなってしまう。そして、このような不
都合は、母材の大型化にともなって顕著になる傾向にあ
る。
石英系光ファイバ母材の製造方法では、透明ガラス化さ
れた母材の屈折率分布形状が軸方向に均一にならないと
いう問題がある。すなわち、従来では上記のように傾斜
炉を用いて脱水・燒結処理を行なうが、透明ガラス化工
程において、一端から他端側へと加熱領域にガラス微粒
子堆積体を通過させていく際、このガラス微粒子堆積体
に残留している塩素系ガスと高温のため、先に透明化さ
れた部分（通常下側の部分）に比べて、後に透明化され
た部分（通常上側の部分）はドープしてあるドーパント
がより拡散してしまうことになる。そのため、透明ガラ
ス化された母材における屈折率分布の勾配は、その下側
の部分では図４のｂ（点線）のように急峻であるにもか
かわらず、その上側の部分では図４のａ（実線）のよう
に緩やかなものとなってしまう。そして、このような不
都合は、母材の大型化にともなって顕著になる傾向にあ
る。
【０００６】この発明は、上記に鑑み、母材を大型化し
ても軸方向に均一な屈折率分布形状を有する透明ガラス
の石英系光ファイバ母材を作製することができる、石英
系光ファイバ母材の製造方法を提供することを目的とす
る。
ても軸方向に均一な屈折率分布形状を有する透明ガラス
の石英系光ファイバ母材を作製することができる、石英
系光ファイバ母材の製造方法を提供することを目的とす
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、この発明による石英系光ファイバ母材の製造方法で
は、酸・水素火炎中の気相化学反応によってガラス微粒
子を生成し、このガラス微粒子を堆積して多孔質のガラ
ス微粒子堆積体を形成する際、ドーパント濃度分布の勾
配を、ガラス微粒子堆積体の軸方向において変化させる
ようにしてガラス微粒子の堆積を行ない、こうして作っ
たガラス微粒子堆積体を、加熱温度が傾斜している傾斜
型の加熱装置で加熱し、これによって水分を除去する工
程および透明ガラス化工程を行なうことが特徴となって
おり、傾斜型の加熱装置を用いて加熱する際のドーパン
トの拡散をあらかじめ予測してガラス微粒子堆積体にお
けるドーパント濃度分布の勾配を変化させることができ
るため、結果として、透明ガラスとして得られた石英系
光ファイバ用母材の屈折率分布の形状を、その軸方向に
均一なものとすることができる。
め、この発明による石英系光ファイバ母材の製造方法で
は、酸・水素火炎中の気相化学反応によってガラス微粒
子を生成し、このガラス微粒子を堆積して多孔質のガラ
ス微粒子堆積体を形成する際、ドーパント濃度分布の勾
配を、ガラス微粒子堆積体の軸方向において変化させる
ようにしてガラス微粒子の堆積を行ない、こうして作っ
たガラス微粒子堆積体を、加熱温度が傾斜している傾斜
型の加熱装置で加熱し、これによって水分を除去する工
程および透明ガラス化工程を行なうことが特徴となって
おり、傾斜型の加熱装置を用いて加熱する際のドーパン
トの拡散をあらかじめ予測してガラス微粒子堆積体にお
けるドーパント濃度分布の勾配を変化させることができ
るため、結果として、透明ガラスとして得られた石英系
光ファイバ用母材の屈折率分布の形状を、その軸方向に
均一なものとすることができる。
【０００８】
【実施例】以下、この発明の一実施例について図面を参
照しながら詳細に説明する。図１はこの発明をＶＡＤ法
に適用した一実施例を示すもので、この図に示すよう
に、コア用バーナ１からコアとなるガラス微粒子（屈折
率を高めるためのドーパントが含まれている）が生成さ
れ、クラッド用バーナ２、３からクラッドとなるガラス
微粒子が生成され、これらガラス微粒子が軸方向に堆積
されてガラス微粒子堆積体４が形成されていくようにな
っている。このガラス微粒子堆積体４の先端の様子はテ
レビカメラ５によりとらえられ、カメラコントローラ７
を経てモニター装置８により表示される。
照しながら詳細に説明する。図１はこの発明をＶＡＤ法
に適用した一実施例を示すもので、この図に示すよう
に、コア用バーナ１からコアとなるガラス微粒子（屈折
率を高めるためのドーパントが含まれている）が生成さ
れ、クラッド用バーナ２、３からクラッドとなるガラス
微粒子が生成され、これらガラス微粒子が軸方向に堆積
されてガラス微粒子堆積体４が形成されていくようにな
っている。このガラス微粒子堆積体４の先端の様子はテ
レビカメラ５によりとらえられ、カメラコントローラ７
を経てモニター装置８により表示される。
【０００９】一方、コア用バーナ１はバーナ保持器６に
より保持されている。このバーナ保持器６は電動ステー
ジなどからなり、バーナ１の保持角度、高さ、位置が微
調整できるようになっている。そして、そのバーナ１の
角度、高さ、位置は制御装置９により制御されるように
なっている。これは、コア用バーナ１の角度やガラス微
粒子の堆積位置からのバーナ１の距離などの調整を行な
うことによって、ガラス微粒子堆積体４のコアとなる部
分でのドーパントの濃度分布形状を自在に調節できるよ
うにするためである。
より保持されている。このバーナ保持器６は電動ステー
ジなどからなり、バーナ１の保持角度、高さ、位置が微
調整できるようになっている。そして、そのバーナ１の
角度、高さ、位置は制御装置９により制御されるように
なっている。これは、コア用バーナ１の角度やガラス微
粒子の堆積位置からのバーナ１の距離などの調整を行な
うことによって、ガラス微粒子堆積体４のコアとなる部
分でのドーパントの濃度分布形状を自在に調節できるよ
うにするためである。
【００１０】この実施例では、ガラス微粒子堆積体の脱
水・透明ガラス化のための加熱は、通常、傾斜炉を用い
ることにより下側から上側へと順次行なうため、あらか
じめこれを予測して、ガラス微粒子堆積体４の最初に堆
積する部分（最上位に位置する部分）のドーパント濃度
分布が図２のような形状となるようにし、その下側に順
次堆積する部分では徐々に濃度分布の勾配が緩やかにな
るようにし、最後に堆積する部分（一番下に位置する部
分）で図３のようにもっとも緩やかな勾配を持つドーパ
ント濃度分布となるようにする。
水・透明ガラス化のための加熱は、通常、傾斜炉を用い
ることにより下側から上側へと順次行なうため、あらか
じめこれを予測して、ガラス微粒子堆積体４の最初に堆
積する部分（最上位に位置する部分）のドーパント濃度
分布が図２のような形状となるようにし、その下側に順
次堆積する部分では徐々に濃度分布の勾配が緩やかにな
るようにし、最後に堆積する部分（一番下に位置する部
分）で図３のようにもっとも緩やかな勾配を持つドーパ
ント濃度分布となるようにする。
【００１１】このようなドーパント濃度分布形状の実現
は、たとえば、コア用バーナ１の角度が最初は垂直に近
く、徐々に横に倒れてくるようにしたりすることによっ
て可能である。あるいは、コア用バーナ１を最初は堆積
位置に近付けることにより堆積密度を上げ、徐々に離し
ていって堆積密度が低くなるようにしてもよい。堆積密
度が高ければドーパントの拡散はより進まず、堆積密度
が低ければドーパントはより拡散するからである。
は、たとえば、コア用バーナ１の角度が最初は垂直に近
く、徐々に横に倒れてくるようにしたりすることによっ
て可能である。あるいは、コア用バーナ１を最初は堆積
位置に近付けることにより堆積密度を上げ、徐々に離し
ていって堆積密度が低くなるようにしてもよい。堆積密
度が高ければドーパントの拡散はより進まず、堆積密度
が低ければドーパントはより拡散するからである。
【００１２】つぎに、こうして作製されたガラス微粒子
堆積体４を傾斜炉（図示しない）を用いて加熱し、脱水
工程を行ない、その後、加熱温度を上昇させて透明ガラ
ス化工程を行なう。このとき、ガラス微粒子堆積体４
は、傾斜炉内に下から挿入されて徐々に降下していき、
加熱領域が堆積体４の最下部から徐々に最上部へと移っ
ていく。そのため、最初にドーパント濃度分布勾配が緩
やかな部分の加熱が行なわれ、最後にドーパント濃度分
布勾配が急峻な部分の加熱が行なわれることになる。先
に加熱される下側の部分ではドーパントは拡散しにくい
のでその加熱前のドーパント濃度分布形状が保たれるの
に対して、後に加熱される部分ほど、ドーパントの拡散
が進んでドーパント濃度分布勾配がその加熱前よりも緩
やかになるため、後に加熱される部分（上側部分）も、
結果的に、最初に加熱される下側の部分と同じドーパン
ト濃度分布形状になる。
堆積体４を傾斜炉（図示しない）を用いて加熱し、脱水
工程を行ない、その後、加熱温度を上昇させて透明ガラ
ス化工程を行なう。このとき、ガラス微粒子堆積体４
は、傾斜炉内に下から挿入されて徐々に降下していき、
加熱領域が堆積体４の最下部から徐々に最上部へと移っ
ていく。そのため、最初にドーパント濃度分布勾配が緩
やかな部分の加熱が行なわれ、最後にドーパント濃度分
布勾配が急峻な部分の加熱が行なわれることになる。先
に加熱される下側の部分ではドーパントは拡散しにくい
のでその加熱前のドーパント濃度分布形状が保たれるの
に対して、後に加熱される部分ほど、ドーパントの拡散
が進んでドーパント濃度分布勾配がその加熱前よりも緩
やかになるため、後に加熱される部分（上側部分）も、
結果的に、最初に加熱される下側の部分と同じドーパン
ト濃度分布形状になる。
【００１３】これによって、脱水および燒結により透明
ガラスとなった光ファイバ用ガラス母材は、直径方向の
ドーパント濃度分布が、軸方向のどの位置でも同じ形状
となる。そのため、この光ファイバ用母材の全体の特性
は、その軸方向の１箇所で屈折率分布を測定することに
より、推定可能となる。また、この光ファイバ用母材を
線引き・紡糸して光ファイバとしたとき、その光ファイ
バでの特性を測定する場合も、測定箇所が少なくてもよ
くなる。
ガラスとなった光ファイバ用ガラス母材は、直径方向の
ドーパント濃度分布が、軸方向のどの位置でも同じ形状
となる。そのため、この光ファイバ用母材の全体の特性
は、その軸方向の１箇所で屈折率分布を測定することに
より、推定可能となる。また、この光ファイバ用母材を
線引き・紡糸して光ファイバとしたとき、その光ファイ
バでの特性を測定する場合も、測定箇所が少なくてもよ
くなる。
【００１４】
【発明の効果】以上説明したように、この発明の石英系
光ファイバ母材の製造方法によれば、透明ガラスとして
得られた石英系光ファイバ用母材の屈折率分布の形状
を、その軸方向に均一なものとすることができる。その
ため、母材の軸方向における１箇所の測定のみで母材全
体の特性を推定することができる。また、この母材を線
引き・紡糸して作製した光ファイバの特性を測定する際
も、測定点数が少なくて済むようになる。さらに、石英
系光ファイバ用母材の大型化も可能となる。
光ファイバ母材の製造方法によれば、透明ガラスとして
得られた石英系光ファイバ用母材の屈折率分布の形状
を、その軸方向に均一なものとすることができる。その
ため、母材の軸方向における１箇所の測定のみで母材全
体の特性を推定することができる。また、この母材を線
引き・紡糸して作製した光ファイバの特性を測定する際
も、測定点数が少なくて済むようになる。さらに、石英
系光ファイバ用母材の大型化も可能となる。
【図１】この発明の一実施例のブロック図。
【図２】同実施例のガラス微粒子堆積体におけるドーパ
ント濃度分布を示すグラフ。
ント濃度分布を示すグラフ。
【図３】同実施例のガラス微粒子堆積体におけるドーパ
ント濃度分布を示すグラフ。
ント濃度分布を示すグラフ。
【図４】従来例での屈折率分布を示すグラフ。
１ コア用バーナ ２、３ クラッド用バーナ ４ ガラス微粒子堆積体 ５ テレビカメラ ６ バーナ保持器 ７ カメラコントローラ ８ モニター装置 ９ 制御装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 浩一 千葉県佐倉市六崎1440番地藤倉電線株式会 社佐倉工場内
Claims (1)
- 【請求項１】 ドーパント濃度分布の勾配を、ガラス微
粒子堆積体の軸方向に変化させるようにしてガラス微粒
子を堆積する工程と、上記工程で作られたガラス微粒子
堆積体を、加熱温度が傾斜している傾斜型の加熱装置で
加熱することによって、水分を除去する工程および透明
ガラス化工程を行なうことを特徴とする石英系光ファイ
バ母材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2720892A JPH05193973A (ja) | 1992-01-17 | 1992-01-17 | 石英系光ファイバ母材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2720892A JPH05193973A (ja) | 1992-01-17 | 1992-01-17 | 石英系光ファイバ母材の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05193973A true JPH05193973A (ja) | 1993-08-03 |
Family
ID=12214688
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2720892A Pending JPH05193973A (ja) | 1992-01-17 | 1992-01-17 | 石英系光ファイバ母材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05193973A (ja) |
-
1992
- 1992-01-17 JP JP2720892A patent/JPH05193973A/ja active Pending
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