JPH068185B2 - 光ファイバ用母材の製造方法 - Google Patents
光ファイバ用母材の製造方法Info
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- JPH068185B2 JPH068185B2 JP59251087A JP25108784A JPH068185B2 JP H068185 B2 JPH068185 B2 JP H068185B2 JP 59251087 A JP59251087 A JP 59251087A JP 25108784 A JP25108784 A JP 25108784A JP H068185 B2 JPH068185 B2 JP H068185B2
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- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
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- 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
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は光ファイバ用母材の製造方法に関する。
［背景技術］ 近年、光ファイバによる大容量通信では、波長多重方式
が使われている。特に、シングルモードファイバによる
波長多重方式はその効果が大きい。
が使われている。特に、シングルモードファイバによる
波長多重方式はその効果が大きい。
シングルモードファイバのコアが単一の屈折率である場
合には、光源波長が変化すると速度が変化する。この関
係をλ（波長）で微分して傾きを求めると曲線となる。
これを分散と呼んでいるが、この分散がゼロであれば、
光源が単一波長でなく、ある幅Δλをもっていても、パ
ルスが分散により広がることがなく、伝送容量は極めて
大きい。これより、分散値がゼロである波長を、例えば
1.35μｍとした場合、複数の光源を使い、波長多重シス
テムを構成する場合には、第３図に示すような分散特性
が望ましい。
合には、光源波長が変化すると速度が変化する。この関
係をλ（波長）で微分して傾きを求めると曲線となる。
これを分散と呼んでいるが、この分散がゼロであれば、
光源が単一波長でなく、ある幅Δλをもっていても、パ
ルスが分散により広がることがなく、伝送容量は極めて
大きい。これより、分散値がゼロである波長を、例えば
1.35μｍとした場合、複数の光源を使い、波長多重シス
テムを構成する場合には、第３図に示すような分散特性
が望ましい。
このような分散特性であれば、1.3μｍ〜1.7μｍの広い
範囲で遅延時間がほとんど変化しないため、この範囲で
あれば自由に光源の種類を増すことができ、極めて大容
量の伝送システムが可能となる。
範囲で遅延時間がほとんど変化しないため、この範囲で
あれば自由に光源の種類を増すことができ、極めて大容
量の伝送システムが可能となる。
以上説明のようにシングルモードファイバの容量は、光
源の波長幅と光ファイバの波長分散によって決まる。一
方、波長分散は構造分散と材料分散によって決まるが、
通常の均一な屈折率分布のコアでは、上述のようにある
特定の波長でのみ分散が零となるので、波長多重をおこ
なった場合、使用光源のすべての波長にわたり、分散を
零にすることは不可能であった。
源の波長幅と光ファイバの波長分散によって決まる。一
方、波長分散は構造分散と材料分散によって決まるが、
通常の均一な屈折率分布のコアでは、上述のようにある
特定の波長でのみ分散が零となるので、波長多重をおこ
なった場合、使用光源のすべての波長にわたり、分散を
零にすることは不可能であった。
しかし、最近屈折率の高い部分と低い部分からなる複雑
なコアを設計することにより、広い波長範囲にわたり分
散が零になることが見出された。
なコアを設計することにより、広い波長範囲にわたり分
散が零になることが見出された。
（ELETCRONICS LETTERS 25thNov.1982、Vol.18No.24 102
3〜1024頁 “LOW-LOSS QUADRUPLE-CLAD SINGLE-MODE LIGHTGUIDES
WITH DISPERSION BELOW 2ps/km nm OVER THE 1.28μm-
1,65μm WAVELENGTH RANGE”）参照 ［従来技術と問題点］ 上記文献には、広い波長範囲にわたり分散が殆んど零と
なる光ファイバ用母材として、MCVD法によって、第４ク
ラッドの作成では純シリカと同屈折係数のGeO2−P2O5−
SiO2と、弗素の組成を含み、第１と第２のクラッド作成
では屈折係数のくぼみを形成するため、弗素ドープSiO2
のみが堆積され、ゲルマニウムシリケートがコアと第２
クラッドの作成においてシリカより屈折係数を上げるた
め堆積されて母材が作られると開示されている。
3〜1024頁 “LOW-LOSS QUADRUPLE-CLAD SINGLE-MODE LIGHTGUIDES
WITH DISPERSION BELOW 2ps/km nm OVER THE 1.28μm-
1,65μm WAVELENGTH RANGE”）参照 ［従来技術と問題点］ 上記文献には、広い波長範囲にわたり分散が殆んど零と
なる光ファイバ用母材として、MCVD法によって、第４ク
ラッドの作成では純シリカと同屈折係数のGeO2−P2O5−
SiO2と、弗素の組成を含み、第１と第２のクラッド作成
では屈折係数のくぼみを形成するため、弗素ドープSiO2
のみが堆積され、ゲルマニウムシリケートがコアと第２
クラッドの作成においてシリカより屈折係数を上げるた
め堆積されて母材が作られると開示されている。
しかし、ＭＣＶＤ法では石英管に内付をおこなうため、
所定量ガラス層を形成した後、中実化（コラップス）す
る工程が必要である。この中実化工程では以下のような
問題がある。
所定量ガラス層を形成した後、中実化（コラップス）す
る工程が必要である。この中実化工程では以下のような
問題がある。
(1)中実化工程では、極めて高温となるため、最内層の
ガラス成分の揮散があり、特に蒸気圧の高いGeO2などは
SiO2にくらべて揮散し易く、屈折率分布に不整が生ず
る。
ガラス成分の揮散があり、特に蒸気圧の高いGeO2などは
SiO2にくらべて揮散し易く、屈折率分布に不整が生ず
る。
(2)高温であるため、石英管のＯＨ基がコアまで拡散
し、ＯＨ振動吸収が大きくなり、伝送損失が大きくな
る。
し、ＯＨ振動吸収が大きくなり、伝送損失が大きくな
る。
(3)中実化工程が高温でおこなわれるため、石英管の最
外層も蒸発し、コア径／外径の比率の制御が困難であ
る。
外層も蒸発し、コア径／外径の比率の制御が困難であ
る。
(4)反応が閉管の中でおこなわれるため、遷移金属や水
素を含む化合物のような不純物が混入した場合、除去手
段がなく、従って原料は高価な高純度品が必要であり、
配管のリークによる汚染も製品の不良化につながるの
で、ＭＣＶＤでは低損失光ファイバの製造は困難であ
る。
素を含む化合物のような不純物が混入した場合、除去手
段がなく、従って原料は高価な高純度品が必要であり、
配管のリークによる汚染も製品の不良化につながるの
で、ＭＣＶＤでは低損失光ファイバの製造は困難であ
る。
［発明の目的．構成］ 本発明は上記のような比較的広い波長範囲で分散が殆ん
どゼロであるような特性を有するシングルモードファイ
バの製造に好適な製造方法にあり、火災加水分解法で、
多層構造のコアをもった光ファイバの母材を製造する方
法を提供しようとするものである。
どゼロであるような特性を有するシングルモードファイ
バの製造に好適な製造方法にあり、火災加水分解法で、
多層構造のコアをもった光ファイバの母材を製造する方
法を提供しようとするものである。
第１図の本発明によるプリフォームの屈折率の概略図に
より、その構成を概略的に説明する。
より、その構成を概略的に説明する。
まず、火災加水分解法により、中心部コアはSiO2と少く
とも屈折率を高める金属酸化物GeO2からなり、その外側
は中心部より屈折率の低いSiO2層、さらにその外側は第
２層よりも屈折率の高いSiO2とGeO2からなる層のすくな
くとも３層からなる多孔質体を形成する。この多孔質体
は弗素ガスを含む雰囲気で処理される。この工程でガラ
ス体は弗素化される。多孔質ガラス体は透明化後、最外
層に純SiO2ガラスで被覆され、加熱一体化される。被覆
されたプリフォームは線引きされ、光ファイバとなる。
なお前記SiO2とGeO2からなる外側層と最外層のSiO2との
間にSiO2層より屈折率の低い層を設けることがある。
とも屈折率を高める金属酸化物GeO2からなり、その外側
は中心部より屈折率の低いSiO2層、さらにその外側は第
２層よりも屈折率の高いSiO2とGeO2からなる層のすくな
くとも３層からなる多孔質体を形成する。この多孔質体
は弗素ガスを含む雰囲気で処理される。この工程でガラ
ス体は弗素化される。多孔質ガラス体は透明化後、最外
層に純SiO2ガラスで被覆され、加熱一体化される。被覆
されたプリフォームは線引きされ、光ファイバとなる。
なお前記SiO2とGeO2からなる外側層と最外層のSiO2との
間にSiO2層より屈折率の低い層を設けることがある。
多孔質体の製造方法はスートを軸方向に堆積させるＶＡ
Ｄ法が望ましいが、マンドレル表面にスートをコートす
るＯＶＤ法であってもよい。
Ｄ法が望ましいが、マンドレル表面にスートをコートす
るＯＶＤ法であってもよい。
多孔質体の形成と透明化を分離する方法では、高温の中
実化工程がないため、前掲(1)〜(3)の問題が解消され
る。さらに多孔質体形成後、脱水処理をすることによ
り、不純物も除去できるので、前掲(4)の問題も解消で
きる。従って、本発明によれば、低損失の光ファイバが
安価に製造可能である。
実化工程がないため、前掲(1)〜(3)の問題が解消され
る。さらに多孔質体形成後、脱水処理をすることによ
り、不純物も除去できるので、前掲(4)の問題も解消で
きる。従って、本発明によれば、低損失の光ファイバが
安価に製造可能である。
透明化後は、さらにSiO2を被覆する。これは、伝送路と
して必要であり、また耐水性を改善させるためである。
被覆方法としては、火炎加水分解法でSiO2スートを透明
ガラス体にコーティングした後、加熱し、透明化させる
方法でもよいし、石英管に透明ガラス体を挿入し、外部
から酸水素バーナ等で高温に加熱し、一体化させてもよ
い。この時、コア内部はすでに中実化されているので、
コアの屈折率分布不整は生じない。
して必要であり、また耐水性を改善させるためである。
被覆方法としては、火炎加水分解法でSiO2スートを透明
ガラス体にコーティングした後、加熱し、透明化させる
方法でもよいし、石英管に透明ガラス体を挿入し、外部
から酸水素バーナ等で高温に加熱し、一体化させてもよ
い。この時、コア内部はすでに中実化されているので、
コアの屈折率分布不整は生じない。
［実施例］ その１． 回転する石英棒先端に向けて第１の多重管バーナーか
ら、SiCl460cc／分、GeCl440cc／分、H2、O2を吹き出さ
せ、火炎中で塩化物を加水分解し、GeO2とSiO2のガラス
微粒子を形成させる。このガラス微粒子を石英棒先端に
付着させ、回転軸方向に成長させた。その外側に、第２
の多重管バーナーからSiCl4100cc／分とH2、O2ガスを吹
き出させ、同様に火炎中でSiO2のガラス微粒子を形成さ
せ、このガラス微粒子を軸方向に堆積させた。さらにそ
の外側に、第３の多重バーナーからH2、O2にSiCl480cc
／分、GeCl420cc／分を添加して堆積させた。
ら、SiCl460cc／分、GeCl440cc／分、H2、O2を吹き出さ
せ、火炎中で塩化物を加水分解し、GeO2とSiO2のガラス
微粒子を形成させる。このガラス微粒子を石英棒先端に
付着させ、回転軸方向に成長させた。その外側に、第２
の多重管バーナーからSiCl4100cc／分とH2、O2ガスを吹
き出させ、同様に火炎中でSiO2のガラス微粒子を形成さ
せ、このガラス微粒子を軸方向に堆積させた。さらにそ
の外側に、第３の多重バーナーからH2、O2にSiCl480cc
／分、GeCl420cc／分を添加して堆積させた。
そして中心層の直径20mm、第２層の直径30mm、第３層の
直径40mm、長さ30cmの多孔質体を形成した。この多孔質
体は1300℃のHe 5／分とCl2500cc／分で脱水処理した
後、1650℃の電気炉内で、SF6200cc／分とHe5／分の
雰囲気で透明化した。透明化したガラス体はプラズマ炎
で所定の径に延伸後、低ＯＨの石英管を被ぶせ、外部か
ら酸水素炎で加熱一体化してプリフォームとした。
直径40mm、長さ30cmの多孔質体を形成した。この多孔質
体は1300℃のHe 5／分とCl2500cc／分で脱水処理した
後、1650℃の電気炉内で、SF6200cc／分とHe5／分の
雰囲気で透明化した。透明化したガラス体はプラズマ炎
で所定の径に延伸後、低ＯＨの石英管を被ぶせ、外部か
ら酸水素炎で加熱一体化してプリフォームとした。
線引後、光ファイバを評価したところ、1.2μｍ〜1.6μ
ｍの広い範囲にわたり、分散は1ps/nm・km以下であっ
た。また伝送損失は1.2μｍ〜1.6μｍの同じ範囲で0.5
ｄＢ／km以下であった。
ｍの広い範囲にわたり、分散は1ps/nm・km以下であっ
た。また伝送損失は1.2μｍ〜1.6μｍの同じ範囲で0.5
ｄＢ／km以下であった。
その２． 回転する10mmφのアルミナ棒の外周に、多重管バーナー
からH2、O2とともにSiCl460cc／分、GeCl440cc／分を吹
き出させ、火炎加水分解で形成したSiO2およびGeO2から
なるガラス微粒子を堆積させ、厚さが５mmになった後、
SiCl4を100cc／分GeCl4を０ccとして、酸水素により堆
積を続けた。さらに厚さが５mmになった後、200cc／分
のGeCl4を再び添加し、アルミナ棒を含んだ外径が60mm
になった後、堆積を停止し、アルミナ棒を引き抜いて13
50℃の電気炉内でHe5／分とCl2500cc／分で脱水処理
した後、1700℃の電気炉内でSF6200cc分とHe 5／分の
雰囲気で透明化した。透明化した母材はプラズマ炎で所
定の径に延伸後、低ＯＨの石英管を被ぶせ、加熱により
一体化してプリフォームとした。
からH2、O2とともにSiCl460cc／分、GeCl440cc／分を吹
き出させ、火炎加水分解で形成したSiO2およびGeO2から
なるガラス微粒子を堆積させ、厚さが５mmになった後、
SiCl4を100cc／分GeCl4を０ccとして、酸水素により堆
積を続けた。さらに厚さが５mmになった後、200cc／分
のGeCl4を再び添加し、アルミナ棒を含んだ外径が60mm
になった後、堆積を停止し、アルミナ棒を引き抜いて13
50℃の電気炉内でHe5／分とCl2500cc／分で脱水処理
した後、1700℃の電気炉内でSF6200cc分とHe 5／分の
雰囲気で透明化した。透明化した母材はプラズマ炎で所
定の径に延伸後、低ＯＨの石英管を被ぶせ、加熱により
一体化してプリフォームとした。
線引後、光ファイバを評価したところ、1.2μｍ〜1.6μ
ｍの広い範囲で、分散は1.6ps/nm・km以下であった。ま
た伝送損失は同じ範囲で0.7ｄＢ／km以下であった。
ｍの広い範囲で、分散は1.6ps/nm・km以下であった。ま
た伝送損失は同じ範囲で0.7ｄＢ／km以下であった。
第２図は本発明による光ファイバの屈折率分布の一例を
示している。
示している。
以上の実施例では、コアの中心部は屈折率の高い例を示
したが、屈折率の低い場合でも本発明の効果は失われる
ことなく適用できる。
したが、屈折率の低い場合でも本発明の効果は失われる
ことなく適用できる。
［効果］ 本発明によれば、酸水素バーナーによる高温の中実化工
程が存在しないため、蒸気圧の高い金属酸化物の揮酸が
なく、設計どおりの屈折率分布が得られる。
程が存在しないため、蒸気圧の高い金属酸化物の揮酸が
なく、設計どおりの屈折率分布が得られる。
石英管に含まれるＯＨ基がコア内部にまで拡散せず、低
損失光ファイバが得られる。
損失光ファイバが得られる。
また石英管の基酸がなく、設計どおりのコア／クラッド
比が得られる。
比が得られる。
更に原料純度に関係なく低損失光ファイバが得られるこ
と、屈折率の高い部分にも弗素が添加されるために、耐
水素特性に優れるという効果もある。
と、屈折率の高い部分にも弗素が添加されるために、耐
水素特性に優れるという効果もある。
本発明によれば、広い波長範囲で遅延時間がほとんど変
化しない光ファイバの製造に好適である。
化しない光ファイバの製造に好適である。
第１図は本発明によるプリフォームの屈折率概略図を示
す。 第２図は本発明による光ファイバの屈折率分布図を示
す。 第３図は波長と分散との関係説明図である。
す。 第２図は本発明による光ファイバの屈折率分布図を示
す。 第３図は波長と分散との関係説明図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−67037（ＪＰ，Ａ) 特公 昭55−25643（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭58−44619（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭60−38345（ＪＰ，Ｂ２)
Claims (1)
- 【請求項１】火炎加水分解法により、中心部に屈折率を
高めるＧｅＯ２とＳｉＯ２からなる多孔質棒、その外側
に前記中心部より屈折率の低いＳｉＯ２層、または僅か
のＧｅＯ２を含むＳｉＯ２層、さらにその外側に前記Ｓ
ｉＯ２層より屈折率の高いＧｅＯ２とＳｉＯ２からなる
層を備える多孔質体を形成し、該多孔質体に脱水処理を
施し、弗素化合物ガスを含んだ雰囲気で熱処理した後、
最外側に純石英層を形成することを特徴とする光ファイ
バ用母材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59251087A JPH068185B2 (ja) | 1984-11-27 | 1984-11-27 | 光ファイバ用母材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59251087A JPH068185B2 (ja) | 1984-11-27 | 1984-11-27 | 光ファイバ用母材の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61127635A JPS61127635A (ja) | 1986-06-14 |
| JPH068185B2 true JPH068185B2 (ja) | 1994-02-02 |
Family
ID=17217441
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59251087A Expired - Fee Related JPH068185B2 (ja) | 1984-11-27 | 1984-11-27 | 光ファイバ用母材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH068185B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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Family Cites Families (5)
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|---|---|---|---|---|
| JPS5525643A (en) * | 1978-08-11 | 1980-02-23 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Method of carrying article |
| JPS6038345B2 (ja) * | 1978-11-07 | 1985-08-31 | 日本電信電話株式会社 | 光伝送用ガラス素材の製造方法 |
| JPS5767037A (en) * | 1980-10-06 | 1982-04-23 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Manufacture of base material for single-mode optical fiber |
| JPS5844619A (ja) * | 1981-09-09 | 1983-03-15 | 東京プレス工業株式会社 | 容量キ−スイツチ |
| CA1205307A (en) * | 1981-12-07 | 1986-06-03 | Venkata A. Bhagavatula | Low dispersion, low-loss single-mode optical waveguide |
-
1984
- 1984-11-27 JP JP59251087A patent/JPH068185B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61127635A (ja) | 1986-06-14 |
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