JPH0558662A - 光フアイバ母材の製造方法 - Google Patents
光フアイバ母材の製造方法Info
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- JPH0558662A JPH0558662A JP25441191A JP25441191A JPH0558662A JP H0558662 A JPH0558662 A JP H0558662A JP 25441191 A JP25441191 A JP 25441191A JP 25441191 A JP25441191 A JP 25441191A JP H0558662 A JPH0558662 A JP H0558662A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- glass
- optical fiber
- cladding
- base material
- mode optical
- Prior art date
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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]
- C03B37/01486—Means for supporting, rotating or translating the preforms being formed, e.g. lathes
- C03B37/01493—Deposition substrates, e.g. targets, mandrels, start rods or tubes
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- Glass Melting And Manufacturing (AREA)
- Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 波長域1.27μm〜1.57μmでの分散
値が±10ps/km/nm2 の範囲内にある単一モー
ド光ファイバの母材を製造するときに、大型の母材を合
理的に作製し、かつ、単一モード光ファイバとして低損
失性を確保することができるものを作製する。 【構成】 特定発明の方法は、MCVD法を介して石英
系のガラス棒(コア用ガラスと一部のクラッド用ガラ
ス)を作製し、VAD法および/またはOVD法を介し
て該ガラス棒の外周面に残部の石英系クラッド用ガラス
を形成する。関連発明の方法は、MCVD法により作製
したガラス棒をエッチング処理した後、VAD法および
/またはOVD法により残部の石英系クラッド用ガラス
を形成する。 【効果】 特定発明の方法は、製品の高歩留り、大型
化、高生産性をはかることができ、関連発明の方法は、
これら以外に、低損失の単一モード光ファイバをつくる
ことのできる母材が得られる。
値が±10ps/km/nm2 の範囲内にある単一モー
ド光ファイバの母材を製造するときに、大型の母材を合
理的に作製し、かつ、単一モード光ファイバとして低損
失性を確保することができるものを作製する。 【構成】 特定発明の方法は、MCVD法を介して石英
系のガラス棒(コア用ガラスと一部のクラッド用ガラ
ス)を作製し、VAD法および/またはOVD法を介し
て該ガラス棒の外周面に残部の石英系クラッド用ガラス
を形成する。関連発明の方法は、MCVD法により作製
したガラス棒をエッチング処理した後、VAD法および
/またはOVD法により残部の石英系クラッド用ガラス
を形成する。 【効果】 特定発明の方法は、製品の高歩留り、大型
化、高生産性をはかることができ、関連発明の方法は、
これら以外に、低損失の単一モード光ファイバをつくる
ことのできる母材が得られる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は光通信技術の分野で用い
られる単一モード光ファイバの母材を製造するための方
法に関する。
られる単一モード光ファイバの母材を製造するための方
法に関する。
【0002】
【従来の技術】周知のとおり、光通信(光伝送)システ
ムでは、光ファイバの損失特性、周波数特性がシステム
設計上の基本的かつ重要なファクタである。光ファイバ
の周波数特性に関して、多モード光ファイバの場合は、
多モード分散が波長分散よりもはるかに大きく、これが
伝送帯域を決定づける主要因になるのに対し、単一モー
ド光ファイバの場合は、多モード分散が基本的になく、
伝送帯域を規定する要因が波長分散だけであるので、伝
送帯域がきわめて広い。したがって、大容量かつ高速度
の通信を行なうとき、1.27μm〜1.57μmの波
長域、たとえば、波長1.55μmにおいて損失が最小
である石英系の単一モード光ファイバを用いるのが望ま
しい。かかる単一モード光ファイバの分散値は、通常、
±10ps/km/nm2 の範囲内に設定される。
ムでは、光ファイバの損失特性、周波数特性がシステム
設計上の基本的かつ重要なファクタである。光ファイバ
の周波数特性に関して、多モード光ファイバの場合は、
多モード分散が波長分散よりもはるかに大きく、これが
伝送帯域を決定づける主要因になるのに対し、単一モー
ド光ファイバの場合は、多モード分散が基本的になく、
伝送帯域を規定する要因が波長分散だけであるので、伝
送帯域がきわめて広い。したがって、大容量かつ高速度
の通信を行なうとき、1.27μm〜1.57μmの波
長域、たとえば、波長1.55μmにおいて損失が最小
である石英系の単一モード光ファイバを用いるのが望ま
しい。かかる単一モード光ファイバの分散値は、通常、
±10ps/km/nm2 の範囲内に設定される。
【0003】このような単一モード光ファイバの母材と
して石英系のものを作製するとき、MCVD法、VAD
法のいずれか一方を採用するのが一般である。
して石英系のものを作製するとき、MCVD法、VAD
法のいずれか一方を採用するのが一般である。
【0004】MCVD法では、出発材である石英パイプ
内に気相のガラス原料、気相のドープ原料を酸素ガスと
共に供給しつつそのパイプを加熱する。こうした場合、
石英パイプ内で原料ガスの熱酸化反応が生じ、その反応
により生成されたガラスが石英パイプの内面に堆積する
ので、これの繰り返しにより、石英パイプの内面に透明
なクラッド用ガラス、コア用ガラスが順次形成される。
以下は、石英パイプを強加熱してコラプスすることによ
り、棒状の光ファイバ母材が得られる。
内に気相のガラス原料、気相のドープ原料を酸素ガスと
共に供給しつつそのパイプを加熱する。こうした場合、
石英パイプ内で原料ガスの熱酸化反応が生じ、その反応
により生成されたガラスが石英パイプの内面に堆積する
ので、これの繰り返しにより、石英パイプの内面に透明
なクラッド用ガラス、コア用ガラスが順次形成される。
以下は、石英パイプを強加熱してコラプスすることによ
り、棒状の光ファイバ母材が得られる。
【0005】VAD法では、多重管構造のバーナに気相
のガラス原料、気相のドープ原料、酸素ガス、水素ガス
などを供給し、これら各ガスの火炎加水分解反応により
生成されたスート状のガラス微粒子を、回転している石
英棒(ターゲット)の端部に向けて噴射かつ堆積成長さ
せて、棒状の多孔質ガラス体をつくる。以下は、多孔質
ガラス体を脱水ならびに透明ガラス化することにより、
棒状の光ファイバ母材が得られる。
のガラス原料、気相のドープ原料、酸素ガス、水素ガス
などを供給し、これら各ガスの火炎加水分解反応により
生成されたスート状のガラス微粒子を、回転している石
英棒(ターゲット)の端部に向けて噴射かつ堆積成長さ
せて、棒状の多孔質ガラス体をつくる。以下は、多孔質
ガラス体を脱水ならびに透明ガラス化することにより、
棒状の光ファイバ母材が得られる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上述した単一モード光
ファイバの母材をMCVD法により作製するとき、波長
域1.27μm〜1.57μmにおける分散値が±10
ps/km/nm2 となるように、石英パイプの内面に
堆積させるコア用ガラスとその周辺のクラッド用ガラス
に複雑な屈折率分布をもたせるが、寸法の制限を受ける
石英パイプ内において、各ガラス層の堆積厚さを精密に
コントロールしつつ複雑な屈折率分布のクラッド用ガラ
スを形成したり、そのクラッド用ガラスの内周面にコア
用ガラスを形成することは、技術的にきわめてむずかし
い。そのために母材を高生産することができないばかり
か、所要の特性をもつ母材の歩留り率までが低下し、母
材の大型化も石英パイプの寸法により阻まれる。
ファイバの母材をMCVD法により作製するとき、波長
域1.27μm〜1.57μmにおける分散値が±10
ps/km/nm2 となるように、石英パイプの内面に
堆積させるコア用ガラスとその周辺のクラッド用ガラス
に複雑な屈折率分布をもたせるが、寸法の制限を受ける
石英パイプ内において、各ガラス層の堆積厚さを精密に
コントロールしつつ複雑な屈折率分布のクラッド用ガラ
スを形成したり、そのクラッド用ガラスの内周面にコア
用ガラスを形成することは、技術的にきわめてむずかし
い。そのために母材を高生産することができないばかり
か、所要の特性をもつ母材の歩留り率までが低下し、母
材の大型化も石英パイプの寸法により阻まれる。
【0007】これに対し、石英パイプを用いないVAD
法の場合は、単一モード光ファイバ母材として大型のも
のを作製することができるが、前述したような複雑な屈
折率分布のガラスを堆積する際に1層あたり1工程とい
う非現実的な対応を迫られ、単一モード光ファイバの母
材としても損失特性が低下する。
法の場合は、単一モード光ファイバ母材として大型のも
のを作製することができるが、前述したような複雑な屈
折率分布のガラスを堆積する際に1層あたり1工程とい
う非現実的な対応を迫られ、単一モード光ファイバの母
材としても損失特性が低下する。
【0008】本発明はこのような技術的課題に鑑み、波
長域1.27μm〜1.57μmにおける分散値が±1
0ps/km/nm2 の範囲内にある単一モード光ファ
イバの母材を製造するにあたり、高歩留り、低損失性、
母材の大型化、高生産性をはかることのできる方法を提
供しようとするものである。
長域1.27μm〜1.57μmにおける分散値が±1
0ps/km/nm2 の範囲内にある単一モード光ファ
イバの母材を製造するにあたり、高歩留り、低損失性、
母材の大型化、高生産性をはかることのできる方法を提
供しようとするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】請求項1に係る特定発明
は、波長域1.27μm〜1.57μmにおける分散値
が±10ps/km/nm2 の範囲内にある単一モード
光ファイバの母材を製造する方法において、コア用ガラ
スと一部のクラッド用ガラスとを含む石英系のガラス棒
をMCVD法により作製し、その後、VAD法および/
またはOVD法を介して該ガラス棒の外周面に残部の石
英系クラッド用ガラスを形成することを特徴とし、かか
る手段にて課題を解決する。
は、波長域1.27μm〜1.57μmにおける分散値
が±10ps/km/nm2 の範囲内にある単一モード
光ファイバの母材を製造する方法において、コア用ガラ
スと一部のクラッド用ガラスとを含む石英系のガラス棒
をMCVD法により作製し、その後、VAD法および/
またはOVD法を介して該ガラス棒の外周面に残部の石
英系クラッド用ガラスを形成することを特徴とし、かか
る手段にて課題を解決する。
【0010】請求項2に係る関連発明は、波長域1.2
7μm〜1.57μmにおける分散値が±10ps/k
m/nm2 の範囲内にある単一モード光ファイバの母材
を製造する方法において、コア用ガラスと一部のクラッ
ド用ガラスとを含む石英系のガラス棒をMCVD法によ
り作製し、その後、該ガラス棒の外周面をエッチング処
理し、その後、VAD法および/またはOVD法を介し
て該ガラス棒の外周面に残部の石英系クラッド用ガラス
を形成することを特徴とし、かかる手段にて課題を解決
する。
7μm〜1.57μmにおける分散値が±10ps/k
m/nm2 の範囲内にある単一モード光ファイバの母材
を製造する方法において、コア用ガラスと一部のクラッ
ド用ガラスとを含む石英系のガラス棒をMCVD法によ
り作製し、その後、該ガラス棒の外周面をエッチング処
理し、その後、VAD法および/またはOVD法を介し
て該ガラス棒の外周面に残部の石英系クラッド用ガラス
を形成することを特徴とし、かかる手段にて課題を解決
する。
【0011】
【作用】特定発明(請求項1)の方法により所定の単一
モード光ファイバの母材をつくるとき、MCVD法によ
る工程と、VAD法および/またはOVD法による工程
とを実施する。
モード光ファイバの母材をつくるとき、MCVD法によ
る工程と、VAD法および/またはOVD法による工程
とを実施する。
【0012】MCVD法は、周知のとおり、石英パイプ
内におけるガラス原料ガス、ドープ原料ガスの熱酸化反
応により生成されたガラスをそのパイプ内面に繰り返し
堆積させて所要の透明ガラスを形成する方法であり、事
後処理として、ガラス堆積後の石英パイプをコラプスし
て棒状にする。特定発明に係る方法の場合、MCVD法
により石英パイプ内に形成するのは、石英系のコア用ガ
ラスとクラッド用ガラスの一部だけであるから、寸法制
限のある石英パイプ内においてこれらのガラスを大きく
形成することができる。このようにして大きなコア用ガ
ラス、クラッド用ガラスを形成するとき、自明のとお
り、これらに所要の屈折率分布を付与する際の制御難度
が緩和され、たとえ、複雑な屈折率分布のものであって
も、これを精密かつ容易に形成することができる。した
がって、MCVD法を介して石英パイプの内面にコア用
ガラスと一部のクラッド用ガラスとを形成するとき、良
品の歩留り率、生産性が共に高まる。
内におけるガラス原料ガス、ドープ原料ガスの熱酸化反
応により生成されたガラスをそのパイプ内面に繰り返し
堆積させて所要の透明ガラスを形成する方法であり、事
後処理として、ガラス堆積後の石英パイプをコラプスし
て棒状にする。特定発明に係る方法の場合、MCVD法
により石英パイプ内に形成するのは、石英系のコア用ガ
ラスとクラッド用ガラスの一部だけであるから、寸法制
限のある石英パイプ内においてこれらのガラスを大きく
形成することができる。このようにして大きなコア用ガ
ラス、クラッド用ガラスを形成するとき、自明のとお
り、これらに所要の屈折率分布を付与する際の制御難度
が緩和され、たとえ、複雑な屈折率分布のものであって
も、これを精密かつ容易に形成することができる。した
がって、MCVD法を介して石英パイプの内面にコア用
ガラスと一部のクラッド用ガラスとを形成するとき、良
品の歩留り率、生産性が共に高まる。
【0013】VAD法は、周知のとおり、ガラス原料ガ
ス、ドープ原料ガス、酸素ガス、水素ガスなどを多重管
構造のバーナに供給し、これら各ガスの火炎加水分解反
応により生成されたスート状のガラス微粒子を回転して
いるターゲットの堆積面に向けて噴射かつ堆積させて所
要の多孔質ガラス体を成長させる方法であり、事後処理
として、多孔質ガラス体を脱水ならびに透明ガラス化す
る。OVD法も、周知のとおり、VAD法と同様の原理
で回転しているガラス棒の外周面に多孔質ガラス体を堆
積形成し、これを透明ガラス化する方法である。これら
VAD法、OVD法の場合、ガラスの堆積型式が異なる
が、多孔質ガラスを層状に堆積形成する点において実質
的に同じである。特定発明の方法では、VAD法および
/またはOVD法を主体にして前記石英系ガラス棒の外
周に残部のクラッド用ガラスを形成し、該ガラス棒を増
径する。VAD法および/またはOVD法によるとき、
ガラス棒の外周に形成されるクラッド用ガラスにより、
理論的には、制限なくガラス棒の外径を大型化すること
ができ、実際上も、かなりの増径がはかれる。したがっ
て、VAD法および/またはOVD法を介してガラス棒
の外周に残部のクラッド用ガラス(多孔質ガラス体)を
形成し、これを脱水ならびに透明ガラス化することによ
り、特段の難度をともなうことなくガラス棒が大型化さ
れ、ひいては、大型の光ファイバ母材が得られる。もち
ろん、こうしてガラス棒を大型化するとき、ガラス棒の
軸心にある複雑な屈折率分布(コア用ガラスと一部のク
ラッド用ガラス)がそのまま保持され、損失特性も低下
しない。
ス、ドープ原料ガス、酸素ガス、水素ガスなどを多重管
構造のバーナに供給し、これら各ガスの火炎加水分解反
応により生成されたスート状のガラス微粒子を回転して
いるターゲットの堆積面に向けて噴射かつ堆積させて所
要の多孔質ガラス体を成長させる方法であり、事後処理
として、多孔質ガラス体を脱水ならびに透明ガラス化す
る。OVD法も、周知のとおり、VAD法と同様の原理
で回転しているガラス棒の外周面に多孔質ガラス体を堆
積形成し、これを透明ガラス化する方法である。これら
VAD法、OVD法の場合、ガラスの堆積型式が異なる
が、多孔質ガラスを層状に堆積形成する点において実質
的に同じである。特定発明の方法では、VAD法および
/またはOVD法を主体にして前記石英系ガラス棒の外
周に残部のクラッド用ガラスを形成し、該ガラス棒を増
径する。VAD法および/またはOVD法によるとき、
ガラス棒の外周に形成されるクラッド用ガラスにより、
理論的には、制限なくガラス棒の外径を大型化すること
ができ、実際上も、かなりの増径がはかれる。したがっ
て、VAD法および/またはOVD法を介してガラス棒
の外周に残部のクラッド用ガラス(多孔質ガラス体)を
形成し、これを脱水ならびに透明ガラス化することによ
り、特段の難度をともなうことなくガラス棒が大型化さ
れ、ひいては、大型の光ファイバ母材が得られる。もち
ろん、こうしてガラス棒を大型化するとき、ガラス棒の
軸心にある複雑な屈折率分布(コア用ガラスと一部のク
ラッド用ガラス)がそのまま保持され、損失特性も低下
しない。
【0014】関連発明の方法は、特定発明の方法を要部
にしているので、単一モード光ファイバの母材として、
前記と同様に、軸心に複雑な屈折率分布をもつ大型母材
を精密かつ容易に形成することができる。その上、関連
発明の方法では、MCVD法による工程と、VAD法お
よび/またはOVD法による工程との間に、ガラス棒の
外周面をエッチング処理する工程をも介在させるから、
以下に述べる理由により、単一モード光ファイバの母材
として損失特性(伝送特性)のよいものが得られる。一
般に、MCVD法にによりガラス堆積した後の石英パイ
プをコラプスしてガラス棒をつくるとき、急冷されるガ
ラス棒の外周部(表面側)に硬化歪みが発生し、他に
も、その後の取り扱いにおいてガラス棒の外周面が微小
に傷ついたり、微小な不純物が付着する。これらの歪
み、微小傷、不純物をもつ光ファイバ母材をそのまま線
引きして光ファイバを作製した場合、光ファイバの伝送
特性に低下をきたすことが経験的に知られている。特
に、このような欠陥が光ファイバ母材の要部(コア用ガ
ラスとその周辺のクラッド用ガラス)に生じた場合、光
ファイバの伝送特性に及ぼす影響が大きい。関連発明の
方法では、前記のごとく、コア用ガラスと一部のクラッ
ド用ガラスとからなるガラス棒の外周面をエッチング処
理するから、その外周面に集中している既述の欠陥が除
去される。したがって、このような処理を経た後の光フ
ァイバ母材を線引きして得られる光ファイバは、高度の
伝送特性(低損失性)を保持することとなる。
にしているので、単一モード光ファイバの母材として、
前記と同様に、軸心に複雑な屈折率分布をもつ大型母材
を精密かつ容易に形成することができる。その上、関連
発明の方法では、MCVD法による工程と、VAD法お
よび/またはOVD法による工程との間に、ガラス棒の
外周面をエッチング処理する工程をも介在させるから、
以下に述べる理由により、単一モード光ファイバの母材
として損失特性(伝送特性)のよいものが得られる。一
般に、MCVD法にによりガラス堆積した後の石英パイ
プをコラプスしてガラス棒をつくるとき、急冷されるガ
ラス棒の外周部(表面側)に硬化歪みが発生し、他に
も、その後の取り扱いにおいてガラス棒の外周面が微小
に傷ついたり、微小な不純物が付着する。これらの歪
み、微小傷、不純物をもつ光ファイバ母材をそのまま線
引きして光ファイバを作製した場合、光ファイバの伝送
特性に低下をきたすことが経験的に知られている。特
に、このような欠陥が光ファイバ母材の要部(コア用ガ
ラスとその周辺のクラッド用ガラス)に生じた場合、光
ファイバの伝送特性に及ぼす影響が大きい。関連発明の
方法では、前記のごとく、コア用ガラスと一部のクラッ
ド用ガラスとからなるガラス棒の外周面をエッチング処
理するから、その外周面に集中している既述の欠陥が除
去される。したがって、このような処理を経た後の光フ
ァイバ母材を線引きして得られる光ファイバは、高度の
伝送特性(低損失性)を保持することとなる。
【0015】
【実施例】はじめ、本発明方法により製造される光ファ
イバ母材について、これの構成を具体的に説明する。
イバ母材について、これの構成を具体的に説明する。
【0016】図1において、10は石英系の光ファイバ
母材を示し、11は光ファイバ母材10のコア用ガラス
を示し、12、13、14、15は光ファイバ母材10
のクラッド用ガラスをそれぞれ示す。上記において、コ
ア用ガラス11の屈折率をn1 、クラッド用ガラス12
の屈折率をn2 、クラッド用ガラス13の屈折率をn
3 、クラッド用ガラス14の屈折率をn4 、クラッド用
ガラス15の屈折率をn5 とした場合、これらは、図2
の屈折率分布図に示すごとく、n1 >n3 >(n4 =n
5 )>n2 なる関係を満足させている。当然のことであ
るが、光ファイバ母材10を線引きして得られる単一モ
ード光ファイバも、図2に示す屈折率分布になる。
母材を示し、11は光ファイバ母材10のコア用ガラス
を示し、12、13、14、15は光ファイバ母材10
のクラッド用ガラスをそれぞれ示す。上記において、コ
ア用ガラス11の屈折率をn1 、クラッド用ガラス12
の屈折率をn2 、クラッド用ガラス13の屈折率をn
3 、クラッド用ガラス14の屈折率をn4 、クラッド用
ガラス15の屈折率をn5 とした場合、これらは、図2
の屈折率分布図に示すごとく、n1 >n3 >(n4 =n
5 )>n2 なる関係を満足させている。当然のことであ
るが、光ファイバ母材10を線引きして得られる単一モ
ード光ファイバも、図2に示す屈折率分布になる。
【0017】コア用ガラス11は、GeO2 、P2 O
5 、TiO2 、Al2 O3 、その他、屈折率高上用のド
ーパントを一つ以上含むドープト石英からなるが、屈折
率差および熱膨張係数差を小さくするために、B2 O3
をも含んでいることがある。コア用ガラス11の代表的
一例として、SiO2 −GeO2 をあげることができ
る。クラッド用ガラス12は、F、B2 O3 のごとき、
屈折率低下用のドーパントを含むドープト石英からな
る。クラッド用ガラス12の代表的一例として、SiO
2 −Fを上げることができる。クラッド用ガラス13
は、コア用ガラス11よりも低屈折率であるが、他のク
ラッド用ガラス12、14、15よりも高屈折率とする
ために、既述の屈折率高上用ドーパントを含むドープト
石英からなる。クラッド用ガラス13の代表的一例とし
て、SiO2 −GeO2 を上げることができる。クラッ
ド用ガラス14、15は、いずれも、純粋石英(SiO
2 )からなる。これらのうち、クラッド用ガラス14
は、後述するMCVD法において用いられる石英パイプ
(無水合成石英管)に該当し、クラッド用ガラス15
は、後述するVAD法またはOVD法において多孔質ガ
ラス(SiO2 )を形成し、これを透明ガラス化したも
のからなる。
5 、TiO2 、Al2 O3 、その他、屈折率高上用のド
ーパントを一つ以上含むドープト石英からなるが、屈折
率差および熱膨張係数差を小さくするために、B2 O3
をも含んでいることがある。コア用ガラス11の代表的
一例として、SiO2 −GeO2 をあげることができ
る。クラッド用ガラス12は、F、B2 O3 のごとき、
屈折率低下用のドーパントを含むドープト石英からな
る。クラッド用ガラス12の代表的一例として、SiO
2 −Fを上げることができる。クラッド用ガラス13
は、コア用ガラス11よりも低屈折率であるが、他のク
ラッド用ガラス12、14、15よりも高屈折率とする
ために、既述の屈折率高上用ドーパントを含むドープト
石英からなる。クラッド用ガラス13の代表的一例とし
て、SiO2 −GeO2 を上げることができる。クラッ
ド用ガラス14、15は、いずれも、純粋石英(SiO
2 )からなる。これらのうち、クラッド用ガラス14
は、後述するMCVD法において用いられる石英パイプ
(無水合成石英管)に該当し、クラッド用ガラス15
は、後述するVAD法またはOVD法において多孔質ガ
ラス(SiO2 )を形成し、これを透明ガラス化したも
のからなる。
【0018】上述した光ファイバ母材10は、波長域
1.27μm〜1.57μmにおける分散値が±10p
s/km/nm2 の範囲内にある単一モード光ファイバ
をつくるためのものであり、これは、屈折率分布からし
て三重クラッド型に属する(クラッド用ガラス14、1
5は、これらの屈折率が同一であるので、一つのクラッ
ド用ガラスとみなす)。しかし、本発明方法において
は、以下に述べる製造手段に準じて、三重未満あるいは
四重以上のクラッド用ガラスをもつ単一モード光ファイ
バ母材を作製することができる。
1.27μm〜1.57μmにおける分散値が±10p
s/km/nm2 の範囲内にある単一モード光ファイバ
をつくるためのものであり、これは、屈折率分布からし
て三重クラッド型に属する(クラッド用ガラス14、1
5は、これらの屈折率が同一であるので、一つのクラッ
ド用ガラスとみなす)。しかし、本発明方法において
は、以下に述べる製造手段に準じて、三重未満あるいは
四重以上のクラッド用ガラスをもつ単一モード光ファイ
バ母材を作製することができる。
【0019】つぎに、本発明方法を介して所定の光ファ
イバ母材10を作製し、この光ファイバ母材10から所
定の単一モード光ファイバをつくる場合の具体例、比較
例について説明する。なお、以下に述べる具体例1、2
において、クラッド用ガラス15を形成するとき、VA
D法をOVD法に代えてもよく、また、VAD法とOV
D法とを併用してもよい。
イバ母材10を作製し、この光ファイバ母材10から所
定の単一モード光ファイバをつくる場合の具体例、比較
例について説明する。なお、以下に述べる具体例1、2
において、クラッド用ガラス15を形成するとき、VA
D法をOVD法に代えてもよく、また、VAD法とOV
D法とを併用してもよい。
【0020】具体例1 光ファイバ母材10の要部となるガラス棒をMCVD法
により作製するとき、クラッド用ガラス14に該当する
石英パイプとして、外径200mmφ、厚さ1mm、長
さ300mmの無水合成石英管を用い、これをガラス旋
盤に回転自在にセットし、その両端に原料ガス供給系、
排気系を接続した。さらに、無水合成石英管を外部から
加熱するための手段として、石英管の長さ方向に往復動
する酸水素炎バーナをガラス旋盤に備えつけた。この酸
水素炎バーナの場合、往動時に無水合成石英管を強く加
熱するが、復動時には無水合成石英管を保温する程度の
火力か、それ以下の火力に弱まる。
により作製するとき、クラッド用ガラス14に該当する
石英パイプとして、外径200mmφ、厚さ1mm、長
さ300mmの無水合成石英管を用い、これをガラス旋
盤に回転自在にセットし、その両端に原料ガス供給系、
排気系を接続した。さらに、無水合成石英管を外部から
加熱するための手段として、石英管の長さ方向に往復動
する酸水素炎バーナをガラス旋盤に備えつけた。この酸
水素炎バーナの場合、往動時に無水合成石英管を強く加
熱するが、復動時には無水合成石英管を保温する程度の
火力か、それ以下の火力に弱まる。
【0021】上記において、MCVD法により無水合成
石英管の内面に所定の各ガラスを形成するとき、無水合
成石英管の内面にクラッド用ガラス13、クラッド用ガ
ラス12、コア用ガラス11の順にこれらを堆積する。
具体的には、酸水素炎バーナにより無水合成石英管を外
部から加熱している状態において、はじめ、ガラス原料
ガスSiCl4 、ドープ原料ガスGeCl4 を酸素ガス
O2 と共に無水合成石英管内へ供給し、この際の熱酸化
反応で生成されたSiO2 −GeO2 ガラスを無水合成
石英管の内面に堆積させてクラッド用ガラス13を形成
し、続いて、ガラス原料ガスSiCl4 、ドープ原料ガ
スSF6を酸素ガスO2 と共に無水合成石英管内へ供給
し、この際の熱酸化反応で生成されたSiO2 −Fガラ
スをクラッド用ガラス13の内面に堆積させてクラッド
用ガラス12を形成し、さらに続いて、ガラス原料ガス
SiCl4 、ドープ原料ガスGeCl4 を酸素ガスO2
と共に無水合成石英管内へ供給し、この際の熱酸化反応
で生成されたSiO2 −GeO2 ガラスをクラッド用ガ
ラス12の内面に堆積させてコア用ガラス11を形成し
た。
石英管の内面に所定の各ガラスを形成するとき、無水合
成石英管の内面にクラッド用ガラス13、クラッド用ガ
ラス12、コア用ガラス11の順にこれらを堆積する。
具体的には、酸水素炎バーナにより無水合成石英管を外
部から加熱している状態において、はじめ、ガラス原料
ガスSiCl4 、ドープ原料ガスGeCl4 を酸素ガス
O2 と共に無水合成石英管内へ供給し、この際の熱酸化
反応で生成されたSiO2 −GeO2 ガラスを無水合成
石英管の内面に堆積させてクラッド用ガラス13を形成
し、続いて、ガラス原料ガスSiCl4 、ドープ原料ガ
スSF6を酸素ガスO2 と共に無水合成石英管内へ供給
し、この際の熱酸化反応で生成されたSiO2 −Fガラ
スをクラッド用ガラス13の内面に堆積させてクラッド
用ガラス12を形成し、さらに続いて、ガラス原料ガス
SiCl4 、ドープ原料ガスGeCl4 を酸素ガスO2
と共に無水合成石英管内へ供給し、この際の熱酸化反応
で生成されたSiO2 −GeO2 ガラスをクラッド用ガ
ラス12の内面に堆積させてコア用ガラス11を形成し
た。
【0022】このMCVD法により無水合成石英管の内
面に各ガラス11、12、13を堆積形成した後は、周
知にして任意のコラプス手段、たとえば、酸水素炎によ
る強加熱で当該石英管をコラプスし、かくて、光ファイ
バ母材10の要部となるガラス棒を得る。
面に各ガラス11、12、13を堆積形成した後は、周
知にして任意のコラプス手段、たとえば、酸水素炎によ
る強加熱で当該石英管をコラプスし、かくて、光ファイ
バ母材10の要部となるガラス棒を得る。
【0023】上述したガラス棒の外周面に、光ファイバ
母材10のクラッド用ガラス15をVAD法により形成
するとき、ガラス棒を回転昇降装置にセットして垂直に
吊り下げ、複数の流路が同心円状に並んだ周知の多重管
バーナをガラス棒の外周面に向けて傾斜状に配置した。
この準備を終えた後、多重管バーナを用いて第一回目の
VAD法を実施するとき、各バーナ流路にガラス原料ガ
スSiCl4 、水素ガスH2 、酸素ガスO2 、緩衝ガス
Arを供給して多重管バーナを燃焼状態にし、かかる燃
焼状態での火炎加水分解反応により生成したスート状の
ガラス微粒子を、回転しつつ上下方向に移動しているガ
ラス棒の外周面に向けて噴射かつ堆積させた。かくて、
ガラス棒の外周面には、堆積したガラス微粒子により多
孔質ガラス体が形成された。
母材10のクラッド用ガラス15をVAD法により形成
するとき、ガラス棒を回転昇降装置にセットして垂直に
吊り下げ、複数の流路が同心円状に並んだ周知の多重管
バーナをガラス棒の外周面に向けて傾斜状に配置した。
この準備を終えた後、多重管バーナを用いて第一回目の
VAD法を実施するとき、各バーナ流路にガラス原料ガ
スSiCl4 、水素ガスH2 、酸素ガスO2 、緩衝ガス
Arを供給して多重管バーナを燃焼状態にし、かかる燃
焼状態での火炎加水分解反応により生成したスート状の
ガラス微粒子を、回転しつつ上下方向に移動しているガ
ラス棒の外周面に向けて噴射かつ堆積させた。かくて、
ガラス棒の外周面には、堆積したガラス微粒子により多
孔質ガラス体が形成された。
【0024】ガラス棒の外周面に形成された多孔質ガラ
ス体は、これを高温のCl2 含有雰囲気内で脱水し、か
つ、高温のHe含有雰囲気内で透明ガラス化して、クラ
ッド用ガラス15の一部とした。
ス体は、これを高温のCl2 含有雰囲気内で脱水し、か
つ、高温のHe含有雰囲気内で透明ガラス化して、クラ
ッド用ガラス15の一部とした。
【0025】この段階での光ファイバ母材10を加熱し
つつ延伸して長さ900mm程度に引き伸ばした後、上
述した内容に準じて、第二回目のVAD法を実施して多
孔質ガラス体を形成し、これを前記と同様に脱水、透明
ガラス化してクラッド用ガラス15の残部とした。
つつ延伸して長さ900mm程度に引き伸ばした後、上
述した内容に準じて、第二回目のVAD法を実施して多
孔質ガラス体を形成し、これを前記と同様に脱水、透明
ガラス化してクラッド用ガラス15の残部とした。
【0026】こうして形成されたクラッド用ガラス15
の全体の厚さは、クラッド用ガラス13の厚さの7.2
倍であり、光ファイバ母材10の寸法は、外径60mm
φ、長さ900mmである。
の全体の厚さは、クラッド用ガラス13の厚さの7.2
倍であり、光ファイバ母材10の寸法は、外径60mm
φ、長さ900mmである。
【0027】具体例1の光ファイバ母材10を加熱延伸
手段で線引きした場合、外径125μmφの単一モード
光ファイバが約200kmもの長さで得られる。それに
対し、標準的なMCVD法で得られる外径20mmφ、
長さ300mmの光ファイバ母材では、これを線引きし
ても、外径125μmφの光ファイバが約8kmしか得
られない。
手段で線引きした場合、外径125μmφの単一モード
光ファイバが約200kmもの長さで得られる。それに
対し、標準的なMCVD法で得られる外径20mmφ、
長さ300mmの光ファイバ母材では、これを線引きし
ても、外径125μmφの光ファイバが約8kmしか得
られない。
【0028】具体例1の光ファイバ母材10から得られ
る単一モード光ファイバの特性を示すと、波長1.30
μmにおける損失特性が0.39dB/km、波長1.
39μmにおける損失特性が3.0dB/km、波長
1.55μmにおける損失特性が0.20dB/kmで
あり、これらの値は、標準的なレベルを上回っている。
この単一モード光ファイバの分散特性は、1.27μm
〜1.57μmの波長域において、±10ps/km/
nm2 の範囲内にあった。
る単一モード光ファイバの特性を示すと、波長1.30
μmにおける損失特性が0.39dB/km、波長1.
39μmにおける損失特性が3.0dB/km、波長
1.55μmにおける損失特性が0.20dB/kmで
あり、これらの値は、標準的なレベルを上回っている。
この単一モード光ファイバの分散特性は、1.27μm
〜1.57μmの波長域において、±10ps/km/
nm2 の範囲内にあった。
【0029】具体例2 具体例1と同様のMCVD法、VAD法にて光ファイバ
母材10を作製するとき、MCVD法により得られたガ
ラス棒をエッチング処理した後、VAD法を実施した。
母材10を作製するとき、MCVD法により得られたガ
ラス棒をエッチング処理した後、VAD法を実施した。
【0030】かかるエッチング処理は、ガラス棒をガラ
ス腐食作用のある溶液に浸漬して行なう。ここで用いら
れる腐食性溶液としては、フッ酸、フッ酸の水溶液と強
酸(例:硫酸、塩酸、硝酸など)との混合水溶液、フッ
化アンモニウム水溶液、フッ化アンモニウム水溶液とフ
ッ酸との混合水溶液、フッ化アンモニウム水溶液と強酸
との混合水溶液、フッ化アンモニウム水溶液とフッ酸と
強酸との混合水溶液などをあげることができる。エッチ
ング処理の具体例として、MCVD法で得られたガラス
棒をフッ酸に浸漬し、その表面から深さ0.5mmの部
分までを取り除いた。
ス腐食作用のある溶液に浸漬して行なう。ここで用いら
れる腐食性溶液としては、フッ酸、フッ酸の水溶液と強
酸(例:硫酸、塩酸、硝酸など)との混合水溶液、フッ
化アンモニウム水溶液、フッ化アンモニウム水溶液とフ
ッ酸との混合水溶液、フッ化アンモニウム水溶液と強酸
との混合水溶液、フッ化アンモニウム水溶液とフッ酸と
強酸との混合水溶液などをあげることができる。エッチ
ング処理の具体例として、MCVD法で得られたガラス
棒をフッ酸に浸漬し、その表面から深さ0.5mmの部
分までを取り除いた。
【0031】エッチング処理後のガラス棒は、これを水
洗、中性液洗浄、アルカリ液洗浄など、任意の洗浄手段
で洗浄して腐食性溶液を完全に洗い落とし、その後、6
0℃以上、望ましくは100℃以上の清浄な気流(例:
空気、不活性ガス)と接触させて乾燥する。その具体例
として、ガラス棒を水洗し、その後、ガラス棒を120
℃に保持されたHe気流に曝して乾燥した。
洗、中性液洗浄、アルカリ液洗浄など、任意の洗浄手段
で洗浄して腐食性溶液を完全に洗い落とし、その後、6
0℃以上、望ましくは100℃以上の清浄な気流(例:
空気、不活性ガス)と接触させて乾燥する。その具体例
として、ガラス棒を水洗し、その後、ガラス棒を120
℃に保持されたHe気流に曝して乾燥した。
【0032】以下はVAD法を主体にして、具体例1と
同様にガラス棒の外周にクラッド用ガラス15を形成し
た。具体例2における光ファイバ母材10は、具体例1
と同様、外径60mmφ、長さ900mmである。
同様にガラス棒の外周にクラッド用ガラス15を形成し
た。具体例2における光ファイバ母材10は、具体例1
と同様、外径60mmφ、長さ900mmである。
【0033】具体例2の光ファイバ母材10から得られ
る単一モード光ファイバの特性を示すと、波長1.30
μmにおける損失特性が0.36dB/km、波長1.
39μmにおける損失特性が0.60dB/km、波長
1.55μmにおける損失特性が0.19dB/kmで
あり、これらの値は、具体例1における特性をかなり上
回っている。この単一モード光ファイバの分散特性は、
図3に示すとおりであり、1.27μm〜1.57μm
の波長域における所定の分散値を確保している。
る単一モード光ファイバの特性を示すと、波長1.30
μmにおける損失特性が0.36dB/km、波長1.
39μmにおける損失特性が0.60dB/km、波長
1.55μmにおける損失特性が0.19dB/kmで
あり、これらの値は、具体例1における特性をかなり上
回っている。この単一モード光ファイバの分散特性は、
図3に示すとおりであり、1.27μm〜1.57μm
の波長域における所定の分散値を確保している。
【0034】比較例 はじめに、VAD法を介してコア用ガラス11に該当す
る多孔質ガラス体、クラッド用ガラス12に該当する多
孔質ガラス体を同時合成し、これを透明ガラス化してガ
ラス棒を作製した。
る多孔質ガラス体、クラッド用ガラス12に該当する多
孔質ガラス体を同時合成し、これを透明ガラス化してガ
ラス棒を作製した。
【0035】ついで、第一回目のOVD法によりクラッ
ド用ガラス13に該当する多孔質ガラス体を外付けし、
これを透明ガラス化した後、第二回目のOVD法によ
り、クラッド用ガラス14、クラッド用ガラス15に該
当する多孔質ガラス体をそれぞれ外付けし、これらを透
明ガラス化した。
ド用ガラス13に該当する多孔質ガラス体を外付けし、
これを透明ガラス化した後、第二回目のOVD法によ
り、クラッド用ガラス14、クラッド用ガラス15に該
当する多孔質ガラス体をそれぞれ外付けし、これらを透
明ガラス化した。
【0036】比較例で作製した光ファイバ母材は、外径
が25mmφ、長さが340mmである。
が25mmφ、長さが340mmである。
【0037】比較例の光ファイバ母材から得られる単一
モード光ファイバの特性を示すと、波長1.30μmで
の損失特性が0.58dB/km、波長1.39μmで
の損失特性が4.20dB/km、波長1.55μmで
の損失特性が0.43dB/kmであり、これらの値
は、具体例2だけでなく、具体例1における特性をかな
り下回っている。
モード光ファイバの特性を示すと、波長1.30μmで
の損失特性が0.58dB/km、波長1.39μmで
の損失特性が4.20dB/km、波長1.55μmで
の損失特性が0.43dB/kmであり、これらの値
は、具体例2だけでなく、具体例1における特性をかな
り下回っている。
【0038】
【発明の効果】特定発明に係る光ファイバ母材の製造方
法は、コア用ガラスと一部のクラッド用ガラスとを含む
石英系のガラス棒をMCVD法により作製し、その後、
VAD法および/またはOVD法を介して該ガラス棒の
外周面に残部の石英系クラッド用ガラスを形成するか
ら、波長域1.27μm〜1.57μmにおける分散値
が±10ps/km/nm2 の範囲内にある単一モード
光ファイバの母材を製造するときに、製品の高歩留り、
大型化、高生産性をはかることができる。
法は、コア用ガラスと一部のクラッド用ガラスとを含む
石英系のガラス棒をMCVD法により作製し、その後、
VAD法および/またはOVD法を介して該ガラス棒の
外周面に残部の石英系クラッド用ガラスを形成するか
ら、波長域1.27μm〜1.57μmにおける分散値
が±10ps/km/nm2 の範囲内にある単一モード
光ファイバの母材を製造するときに、製品の高歩留り、
大型化、高生産性をはかることができる。
【0039】関連発明に係る光ファイバ母材の製造方法
は、コア用ガラスと一部のクラッド用ガラスとを含む石
英系のガラス棒をMCVD法により作製し、その後、該
ガラス棒の外周面をエッチング処理し、その後、VAD
法および/またはOVD法を介して該ガラス棒の外周面
に残部の石英系クラッド用ガラスを形成するから、上述
した所定の単一モード光ファイバの母材を製造すると
き、製品の高歩留り、大型化、高生産性がはかれるだけ
でなく、低損失の単一モード光ファイバをつくることの
できる母材が得られる。
は、コア用ガラスと一部のクラッド用ガラスとを含む石
英系のガラス棒をMCVD法により作製し、その後、該
ガラス棒の外周面をエッチング処理し、その後、VAD
法および/またはOVD法を介して該ガラス棒の外周面
に残部の石英系クラッド用ガラスを形成するから、上述
した所定の単一モード光ファイバの母材を製造すると
き、製品の高歩留り、大型化、高生産性がはかれるだけ
でなく、低損失の単一モード光ファイバをつくることの
できる母材が得られる。
【図1】本発明方法により作製された光ファイバ母材の
断面図である。
断面図である。
【図2】本発明方法により作製された光ファイバ母材の
屈折率分布図である。
屈折率分布図である。
【図3】本発明方法により作製された光ファイバ母材の
分散特性図である。
分散特性図である。
10 光ファイバ母材 11 コア用ガラス 12 クラッド用ガラス 13 クラッド用ガラス 14 クラッド用ガラス 15 クラッド用ガラス
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 // G02B 6/00 356 A 7036−2K
Claims (2)
- 【請求項1】 波長域1.27μm〜1.57μmにお
ける分散値が±10ps/km/nm2 の範囲内にある
単一モード光ファイバの母材を製造する方法において、
コア用ガラスと一部のクラッド用ガラスとを含む石英系
のガラス棒をMCVD法により作製し、その後、VAD
法および/またはOVD法を介して該ガラス棒の外周面
に残部の石英系クラッド用ガラスを形成することを特徴
とする光ファイバ母材の製造方法。 - 【請求項2】 波長域1.27μm〜1.57μmにお
ける分散値が±10ps/km/nm2 の範囲内にある
単一モード光ファイバの母材を製造する方法において、
コア用ガラスと一部のクラッド用ガラスとを含む石英系
のガラス棒をMCVD法により作製し、その後、該ガラ
ス棒の外周面をエッチング処理し、その後、VAD法お
よび/またはOVD法を介して該ガラス棒の外周面に残
部の石英系クラッド用ガラスを形成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 |
|---|---|---|---|
| JP25441191A JPH0558662A (ja) | 1991-09-06 | 1991-09-06 | 光フアイバ母材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25441191A JPH0558662A (ja) | 1991-09-06 | 1991-09-06 | 光フアイバ母材の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0558662A true JPH0558662A (ja) | 1993-03-09 |
Family
ID=17264605
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25441191A Pending JPH0558662A (ja) | 1991-09-06 | 1991-09-06 | 光フアイバ母材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0558662A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999040037A1 (fr) * | 1998-02-03 | 1999-08-12 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Procede de fabrication de materiau de base pour fibres optiques |
| WO2020181787A1 (zh) * | 2019-03-11 | 2020-09-17 | 江苏永鼎光纤科技有限公司 | 一种高芯包同心度的光纤及其制备方法 |
-
1991
- 1991-09-06 JP JP25441191A patent/JPH0558662A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999040037A1 (fr) * | 1998-02-03 | 1999-08-12 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Procede de fabrication de materiau de base pour fibres optiques |
| US6474108B2 (en) * | 1998-02-03 | 2002-11-05 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Fiber preform method with a hot drill-in step for a Ge-doped tube and an F-doped rod |
| KR100573508B1 (ko) * | 1998-02-03 | 2006-04-26 | 스미토모덴키고교가부시키가이샤 | 광섬유 모재 제조 방법 |
| WO2020181787A1 (zh) * | 2019-03-11 | 2020-09-17 | 江苏永鼎光纤科技有限公司 | 一种高芯包同心度的光纤及其制备方法 |
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