JPH062598B2 - 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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- JPH062598B2 JPH062598B2 JP2529485A JP2529485A JPH062598B2 JP H062598 B2 JPH062598 B2 JP H062598B2 JP 2529485 A JP2529485 A JP 2529485A JP 2529485 A JP2529485 A JP 2529485A JP H062598 B2 JPH062598 B2 JP H062598B2
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- optical fiber
- fiber preform
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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
- C03B37/01225—Means for changing or stabilising the shape, e.g. diameter, of tubes or rods in general, e.g. collapsing
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- Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は破断強度が著しく改善され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係わる。
ための光ファイバ母材の製造方法に係わる。
〈従来の技術〉 光ファイバはその寿命保障のためにプルーフテストが行
なわれる。通常は１％伸び歪以下のプルーフテストが行
なわれており、このようなレベルで破断する場合は、そ
の表面欠陥が原因で破断されることが多い。ところが近
年光ファイバの用途が拡大され、更に厳しい環境で使用
される場合が多くなり、要求されるプルーフテストのレ
ベルも高くなってきた。たとえば、海底テーブル用光フ
ァイバの場合は伸び歪２％のプルーフテストを通過しな
ければならない。このような高レベルのプルーフテスト
で光ファイバが破断する場合は、光ファイバの内部の欠
陥が原因で破断する場合が多い。この内部欠陥の発生原
因は光ファイバ母材の製造行程にあると推定される。
なわれる。通常は１％伸び歪以下のプルーフテストが行
なわれており、このようなレベルで破断する場合は、そ
の表面欠陥が原因で破断されることが多い。ところが近
年光ファイバの用途が拡大され、更に厳しい環境で使用
される場合が多くなり、要求されるプルーフテストのレ
ベルも高くなってきた。たとえば、海底テーブル用光フ
ァイバの場合は伸び歪２％のプルーフテストを通過しな
ければならない。このような高レベルのプルーフテスト
で光ファイバが破断する場合は、光ファイバの内部の欠
陥が原因で破断する場合が多い。この内部欠陥の発生原
因は光ファイバ母材の製造行程にあると推定される。
〈発明が解決しようとする問題点〉 光ファイバ母材の製造方法としては、光ファイバ母材の
中心部を形成するロッドと、ロッドの周辺部を形成する
パイプとを別々に準備し、特にロッド表面及びパイプの
内面に機械研磨や火炎研磨を施し、清浄化したものを共
軸に配置し、パイプの外側から加熱し、パイプとロッド
を溶着一体化させるロッドインコラプス法が知られてい
る。出願人はこの方法で製造した光ファイバのプルーフ
テストの破断観測の結果、ロッドとパイプの界面が破断
の起点になっていることを発見した。このようなロッド
とパイプの界面の欠陥の発生を防止する方法として、ロ
ッドの表面及びパイプの内面を平滑かつ清浄に仕上げて
からロッドをパイプに挿入する方法が考えられる。即
ち、ロッドをパイプに挿入する前に、クリーンルームな
どを使用してロッド及びパイプの表面をそれぞれ慎重に
機械研磨、化学研磨あるいは熱処理によって表面を平滑
かつ清浄化するものであるが、その後の取扱いの時に、
外気に曝されることによって大気中の水分による表面の
侵食を受けたり、ロッドをパイプの中に挿入するときロ
ッドがパイプの内壁面に接触してロッド表面あるいはパ
イプ内面に新らたな傷を発生したりすることは避けられ
なかった。これらの傷は、その後のパイプ外側からの加
熱によるパイプとロッドの一体化の工程である程度まで
小さくなったが、２％のプルーフテストに耐えるまでは
小さくならないと推定される。
中心部を形成するロッドと、ロッドの周辺部を形成する
パイプとを別々に準備し、特にロッド表面及びパイプの
内面に機械研磨や火炎研磨を施し、清浄化したものを共
軸に配置し、パイプの外側から加熱し、パイプとロッド
を溶着一体化させるロッドインコラプス法が知られてい
る。出願人はこの方法で製造した光ファイバのプルーフ
テストの破断観測の結果、ロッドとパイプの界面が破断
の起点になっていることを発見した。このようなロッド
とパイプの界面の欠陥の発生を防止する方法として、ロ
ッドの表面及びパイプの内面を平滑かつ清浄に仕上げて
からロッドをパイプに挿入する方法が考えられる。即
ち、ロッドをパイプに挿入する前に、クリーンルームな
どを使用してロッド及びパイプの表面をそれぞれ慎重に
機械研磨、化学研磨あるいは熱処理によって表面を平滑
かつ清浄化するものであるが、その後の取扱いの時に、
外気に曝されることによって大気中の水分による表面の
侵食を受けたり、ロッドをパイプの中に挿入するときロ
ッドがパイプの内壁面に接触してロッド表面あるいはパ
イプ内面に新らたな傷を発生したりすることは避けられ
なかった。これらの傷は、その後のパイプ外側からの加
熱によるパイプとロッドの一体化の工程である程度まで
小さくなったが、２％のプルーフテストに耐えるまでは
小さくならないと推定される。
たとえば、このような方法で製造した光ファイバ母材か
ら線引きされた光ファイバの１％プルーフテストでの破
断頻度は５０ｋｍあたり１回程度であるが、２％プルー
フテストでは内部欠陥が原因での破断が増加して、その
破断頻度は１ｋｍ当り１回程度まで増加する。
ら線引きされた光ファイバの１％プルーフテストでの破
断頻度は５０ｋｍあたり１回程度であるが、２％プルー
フテストでは内部欠陥が原因での破断が増加して、その
破断頻度は１ｋｍ当り１回程度まで増加する。
また、ロッドインコラプス法においては、ロッドとパイ
プの界面がコアとクラッドの界面に相当する場合が多
い。かかる場合には、伝送特性を改善する方法として、
ロッドとパイプの間隙に気相処理用ガスを流しパイプの
外側から加熱してパイプの内壁面及びロッドの表面を変
成処理する手法が提案されている。例えば特開昭55-904
34号公報。しかしこの方法では加熱源がパイプの外側に
あるため、パイプの内壁面とロッドの表面が同一温度に
なることは困難であり、パイプの内壁面の傷が除去でき
たとしても、ロッドの表面の傷まで除去することはでき
ない。従って、溶着一体後にも内部欠陥が残留すること
は避けられない。
プの界面がコアとクラッドの界面に相当する場合が多
い。かかる場合には、伝送特性を改善する方法として、
ロッドとパイプの間隙に気相処理用ガスを流しパイプの
外側から加熱してパイプの内壁面及びロッドの表面を変
成処理する手法が提案されている。例えば特開昭55-904
34号公報。しかしこの方法では加熱源がパイプの外側に
あるため、パイプの内壁面とロッドの表面が同一温度に
なることは困難であり、パイプの内壁面の傷が除去でき
たとしても、ロッドの表面の傷まで除去することはでき
ない。従って、溶着一体後にも内部欠陥が残留すること
は避けられない。
本発明はかかる従来技術における欠陥に鑑みてなされた
もので、光ファイバ母材の製造に際し、ロッドとパイプ
の界面に発生する内部欠陥を極めて少なくすることに成
功した光ファイバ母材の製造方法を提供することを目的
とするものである。
もので、光ファイバ母材の製造に際し、ロッドとパイプ
の界面に発生する内部欠陥を極めて少なくすることに成
功した光ファイバ母材の製造方法を提供することを目的
とするものである。
〈問題点を解決するための手段〉 かかる目的を達成した本発明による光ファイバ母材の製
造方法の構成は、光ファイバ母材の中心部を形成するロ
ッドを該ロッドの周辺部を形成するためのパイプに挿入
し、該パイプを外側から加熱し、上記ロッドとパイプを
溶着一体化させる光ファイバ母材の製造方法において、
上記ロッドとパイプの溶着に先立って、上記ロッドとパ
イプの間隙に、燃焼ガスを成分毎に独立に供給する複数
個のガス導入路を円環状に配列させたバーナを挿入し、
上記ロッドの表面と上記パイプの内壁面を火炎研磨する
ことを特徴とするものである。
造方法の構成は、光ファイバ母材の中心部を形成するロ
ッドを該ロッドの周辺部を形成するためのパイプに挿入
し、該パイプを外側から加熱し、上記ロッドとパイプを
溶着一体化させる光ファイバ母材の製造方法において、
上記ロッドとパイプの溶着に先立って、上記ロッドとパ
イプの間隙に、燃焼ガスを成分毎に独立に供給する複数
個のガス導入路を円環状に配列させたバーナを挿入し、
上記ロッドの表面と上記パイプの内壁面を火炎研磨する
ことを特徴とするものである。
〈実施例〉 本発明による光ファイバ母材の製造方法を一実施例の図
面を参照しながら説明する。第１図は本発明の一実施例
を説明する装置の横断面図、第２図は第１図に示すもの
の縦断面図である。本発明による光ファイバ母材の製造
方法によれば、あらかじめそれぞれに機械研磨あるいは
化学研磨または熱処理等の表面処理が施された石英質パ
イプ１と石英質ロッド２は、それぞれの上端で回転可能
なチヤック（図示してない）によって、第１図及び第２
図に示すように共軸に固定されており、パイプ１とロッ
ド２の間隙に複数個のガス導入路４を円環状に配列させ
たバーナ３が軸方向に移動可能に装備されている。バー
ナ３のガス導入路４には燃焼ガス５が成分ごとに別々に
導入される。導入されるガス５はバーナの先端で火炎６
を形成し、ロッド２の表面及びパイプ１の内壁面を８０
０℃ないし２０００℃で加熱する。この結果パイプ１の
内壁面及びロッド２の表面の残存傷は溶融平滑化され
る。第２図において、バーナ３はパイプ１の上端側から
下端へ向って特定の速度でゆっくり引き降ろすことによ
り、パイプ１の内壁面とロッド２の表面は全面的に均一
に火炎研磨され、バーナの引き降ろし後は、パイプ１の
内壁及びロッド２の表面の傷は、火炎研磨される前に比
べて著しく低減される。次いで、速やかにパイプ１を外
周から強力加熱し、パイプ１をロッド２の外周に溶着し
一体化させることにより、パイプ１とロッド２の界面の
残存傷が極めて少ないガラスロッドが形成される。かか
るガラスロッドは光ファイバ母材あるいは、光ファイバ
母材の中間体の場合がある。この方法において用いられ
た燃焼ガスは一般に酸素及び水素であって、それぞれ隣
り合ったガス導入路に送給される。ただしバーナ３の燃
焼反応により水が生成されるため、水分がパイプ１の内
壁面及びロッド２の表面へ付着する。これを防止するた
めにはパイプ１とバーナ３の間及びロッド２とバーナ３
との間に矢印７の向きにＮ2，Ａｒ等のパージガスを流
すことが有効である。また、極度に水分による汚染を嫌
う場合は燃焼ガスとして一酸化炭素と酸素を用いること
は有効である。
面を参照しながら説明する。第１図は本発明の一実施例
を説明する装置の横断面図、第２図は第１図に示すもの
の縦断面図である。本発明による光ファイバ母材の製造
方法によれば、あらかじめそれぞれに機械研磨あるいは
化学研磨または熱処理等の表面処理が施された石英質パ
イプ１と石英質ロッド２は、それぞれの上端で回転可能
なチヤック（図示してない）によって、第１図及び第２
図に示すように共軸に固定されており、パイプ１とロッ
ド２の間隙に複数個のガス導入路４を円環状に配列させ
たバーナ３が軸方向に移動可能に装備されている。バー
ナ３のガス導入路４には燃焼ガス５が成分ごとに別々に
導入される。導入されるガス５はバーナの先端で火炎６
を形成し、ロッド２の表面及びパイプ１の内壁面を８０
０℃ないし２０００℃で加熱する。この結果パイプ１の
内壁面及びロッド２の表面の残存傷は溶融平滑化され
る。第２図において、バーナ３はパイプ１の上端側から
下端へ向って特定の速度でゆっくり引き降ろすことによ
り、パイプ１の内壁面とロッド２の表面は全面的に均一
に火炎研磨され、バーナの引き降ろし後は、パイプ１の
内壁及びロッド２の表面の傷は、火炎研磨される前に比
べて著しく低減される。次いで、速やかにパイプ１を外
周から強力加熱し、パイプ１をロッド２の外周に溶着し
一体化させることにより、パイプ１とロッド２の界面の
残存傷が極めて少ないガラスロッドが形成される。かか
るガラスロッドは光ファイバ母材あるいは、光ファイバ
母材の中間体の場合がある。この方法において用いられ
た燃焼ガスは一般に酸素及び水素であって、それぞれ隣
り合ったガス導入路に送給される。ただしバーナ３の燃
焼反応により水が生成されるため、水分がパイプ１の内
壁面及びロッド２の表面へ付着する。これを防止するた
めにはパイプ１とバーナ３の間及びロッド２とバーナ３
との間に矢印７の向きにＮ2，Ａｒ等のパージガスを流
すことが有効である。また、極度に水分による汚染を嫌
う場合は燃焼ガスとして一酸化炭素と酸素を用いること
は有効である。
また、パイプ１の内壁面及びロッド２の表面をより均一
に平滑化するためには、パイプ１及びロッド２を回転さ
せながら、内面火炎研磨することが有効である。更に上
述したパイプ１内の火炎研磨は同時にパイプ１の外側か
ら加熱することも有効である。
に平滑化するためには、パイプ１及びロッド２を回転さ
せながら、内面火炎研磨することが有効である。更に上
述したパイプ１内の火炎研磨は同時にパイプ１の外側か
ら加熱することも有効である。
〈実験例〉 第１図と第２図に示される本発明を実施する装置を用い
て、実験を行った結果を示す。
て、実験を行った結果を示す。
外径４０mmφ，内径３０mmφ，長さ６００mmの石英パイ
プ１と直径１０mmφ、長さ６００mmの石英ロッド２を２
５％ＨＦ溶液に３０分浸漬して表面エッチングを施した
あと、クリーンクラス１０００のクリーンルームにて酸
素・水素炎にてパイプ１の外面及びロッド２の表面の研
磨を予め行なう。その後パイプ１にロッド２を共軸に挿
入し、パイプ１とロッド２の間隙に、直径1.5mmφのガ
ス導入路４を円環状に１６個配列した円環外径１７mm
φ、円環内径１３mmφのステンレス製の軸方向に移動自
在なバーナ３を装着する。次いでバーナ３のガス導入路
４に酸素合計流量１/min.水素合計流量３/minに
て、酸素と水素を交互に配分して流し、バーナ先端部に
高温度の火炎６を形成する。さらにバーナ３とパイプ１
及びバーナとロッドとの間に合計０．５/minのＮ2の
パージガス７を流し、パイプ内面ならびにロッド表面上
への水分の付着を防止した。この状態でパイプの上端か
ら下端へ向ってバーナ３を軸に沿って１０ｍ/minの速度
で下降させることにより、パイプ１の内壁面及びロッド
２の表面の全面に渡って火炎研磨を行った。バーナ３を
パイプの内側から抜き出した後１時間以内にパイプ１の
外側から強力加熱をして、パイプ１とロッド２とを溶着
一体化させ、光ファイバ母材を得た。かくして得られた
光ファイバ母材を加熱線引して得られた光ファイバは２
％プルーフテストで破断頻度が１０km当り１回以下とい
う優れた強度を得た。
プ１と直径１０mmφ、長さ６００mmの石英ロッド２を２
５％ＨＦ溶液に３０分浸漬して表面エッチングを施した
あと、クリーンクラス１０００のクリーンルームにて酸
素・水素炎にてパイプ１の外面及びロッド２の表面の研
磨を予め行なう。その後パイプ１にロッド２を共軸に挿
入し、パイプ１とロッド２の間隙に、直径1.5mmφのガ
ス導入路４を円環状に１６個配列した円環外径１７mm
φ、円環内径１３mmφのステンレス製の軸方向に移動自
在なバーナ３を装着する。次いでバーナ３のガス導入路
４に酸素合計流量１/min.水素合計流量３/minに
て、酸素と水素を交互に配分して流し、バーナ先端部に
高温度の火炎６を形成する。さらにバーナ３とパイプ１
及びバーナとロッドとの間に合計０．５/minのＮ2の
パージガス７を流し、パイプ内面ならびにロッド表面上
への水分の付着を防止した。この状態でパイプの上端か
ら下端へ向ってバーナ３を軸に沿って１０ｍ/minの速度
で下降させることにより、パイプ１の内壁面及びロッド
２の表面の全面に渡って火炎研磨を行った。バーナ３を
パイプの内側から抜き出した後１時間以内にパイプ１の
外側から強力加熱をして、パイプ１とロッド２とを溶着
一体化させ、光ファイバ母材を得た。かくして得られた
光ファイバ母材を加熱線引して得られた光ファイバは２
％プルーフテストで破断頻度が１０km当り１回以下とい
う優れた強度を得た。
〈発明の効果〉 本発明による光ファイバ母材の製造方法によれば、光フ
ァイバ母材のパイプとロッドを共軸に保ち、パイプの外
側から加熱しパイプをロッドへ溶着一体化した光ファイ
バ母材を形成するに先立って、パイプとロッドの間に挿
入したバーナによって、パイプの内壁面及びロッド表面
を火炎研磨し、これらの表面に残存されていた傷を溶融
除去し、次いでパイプ外周から加熱してパイプをロッド
に溶着し一体化することによって、パイプとロッドの界
面の残存欠陥が極めて少ない光ファイバ母材が形成され
た。かかる光伝送用素材を光ファイバ母材として加熱
し、溶融紡糸して得られた光ファイバは内部欠陥が極め
て少なく、上記の実験例で示された通り、２％プルーフ
テストにおいて、破断頻度が１０km当り１回以下という
きわめて強度の高い光ファイバが得られるようになっ
た。
ァイバ母材のパイプとロッドを共軸に保ち、パイプの外
側から加熱しパイプをロッドへ溶着一体化した光ファイ
バ母材を形成するに先立って、パイプとロッドの間に挿
入したバーナによって、パイプの内壁面及びロッド表面
を火炎研磨し、これらの表面に残存されていた傷を溶融
除去し、次いでパイプ外周から加熱してパイプをロッド
に溶着し一体化することによって、パイプとロッドの界
面の残存欠陥が極めて少ない光ファイバ母材が形成され
た。かかる光伝送用素材を光ファイバ母材として加熱
し、溶融紡糸して得られた光ファイバは内部欠陥が極め
て少なく、上記の実験例で示された通り、２％プルーフ
テストにおいて、破断頻度が１０km当り１回以下という
きわめて強度の高い光ファイバが得られるようになっ
た。
第１図は本発明を実施する装置の横断面図、第２図は第
１図に示したものの縦断面図である。 図面中、 １はパイプ、 ２はロッド、 ３はバーナ、 ４はガス導入路、 ５は燃焼ガス、 ６は火炎、 ７はパージガスである。
１図に示したものの縦断面図である。 図面中、 １はパイプ、 ２はロッド、 ３はバーナ、 ４はガス導入路、 ５は燃焼ガス、 ６は火炎、 ７はパージガスである。
Claims (4)
- 【請求項１】光ファイバ母材の中心部を形成するロッド
を、該ロッドの周辺部を形成するためのパイプに挿入
し、該パイプを外側から加熱し、上記ロッドとパイプを
溶着一体化させる光ファイバ母材の製造方法において、
上記ロッドと上記パイプの溶着に先立って、上記ロッド
とパイプの間隙に燃焼ガスを送給する複数個のガス導入
路を円環状に配列させたバーナを挿入し、上記ロッドの
表面と上記パイプの内壁面を火炎研磨することを特徴と
する光ファイバ母材の製造方法。 - 【請求項２】前記バーナのガス導入路に送給される燃焼
ガスの火炎がＣＯ／Ｏ2火炎であることを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載の光ファイバ母材の製造方法。 - 【請求項３】上記ロッドとパイプを回転させながら、上
記ロッドの表面及び上記パイプの内壁面を火炎研磨する
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光ファイ
バ母材の製造方法。 - 【請求項４】上記ロッドと上記バーナとの界面及び上記
パイプと上記バーナとの界面にパージガスを流しながら
火炎研磨することを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の光ファイバ母材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2529485A JPH062598B2 (ja) | 1985-02-14 | 1985-02-14 | 光フアイバ母材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2529485A JPH062598B2 (ja) | 1985-02-14 | 1985-02-14 | 光フアイバ母材の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61186243A JPS61186243A (ja) | 1986-08-19 |
| JPH062598B2 true JPH062598B2 (ja) | 1994-01-12 |
Family
ID=12161997
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2529485A Expired - Lifetime JPH062598B2 (ja) | 1985-02-14 | 1985-02-14 | 光フアイバ母材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH062598B2 (ja) |
-
1985
- 1985-02-14 JP JP2529485A patent/JPH062598B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61186243A (ja) | 1986-08-19 |
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