JPH0729807B2 - 光フアイバ用プリフオ−ムの製造方法 - Google Patents

光フアイバ用プリフオ−ムの製造方法

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JPH0729807B2
JPH0729807B2 JP16249987A JP16249987A JPH0729807B2 JP H0729807 B2 JPH0729807 B2 JP H0729807B2 JP 16249987 A JP16249987 A JP 16249987A JP 16249987 A JP16249987 A JP 16249987A JP H0729807 B2 JPH0729807 B2 JP H0729807B2
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    • C03B37/014Manufacture 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]
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は光フアイバ用プリフオームの製造方法に関する
ものであり、VAD法(気相軸付け法)、OVPO法(外付気
相酸化法)などのスート生成法によりガラスロツド外周
部にガラス微粒子堆積体を合成し、光フアイバ用プリフ
オームを製造する方法に関するものである。
〔従来の技術〕
従来、石英系ガラス管もしくは光フアイバ用母材の製造
方法として、特開昭48−73522号公報に示されたような
いわゆる“外付法”がある。この方法は回転するカーボ
ン、石英系ガラスまたはアルミナなどの耐火性出発材の
外周部にガラス原料の加水分解反応により生成せしめた
SiOなどの微粒子状ガラスを堆積させてゆき、所定量
堆積させた後、堆積をやめて上記出発材を引き抜き、パ
イプ状ガラス集合体を形成し、このパイプ状ガラス集合
体を高温電気炉中で焼結透明ガラス化することでパイプ
状ガラス体を得ている。
あるいは、同様の方法で出発材として中実のガラスロツ
ドの外周部に光フアイバ用ガラス微粒子堆積体の複合体
を形成した後、出発材を引き抜かず該複合体を高温炉中
で加熱処理してガラス微粒子堆積体の部分を焼結するこ
とにより、出発材である光フアイバ用ガラス母材の外周
部にさらに透明ガラス層を形成するという方法も考えら
れる。本発明は後者の方法に関するものである。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記従来法においては一般に第3図に示すように、ガラ
ス微粒子生成用バーナ2を1本ないし多数本用いて(第
3図は1本の場合を示す)ガラス微粒子堆積体4を合成
している。一般にバーナ2からは燃焼ガスとして、
,CH,C等が、助焼ガスとしてO,空気等
が供給され、火炎3を形成する。この火炎3中にガラス
原料として例えばSiCl等が供給され、火炎中で生成さ
れるHOとの加水分解反応により、ガラス微粒子が生
成される。該ガラス微粒子を引き上げ装置8にセツトさ
れた回転する出発材1の外周部に堆積させてガラス微粒
子堆積体4を形成させる。
この種の方法においては、火炎中では多量のHOが生
成されて原料の加水分解反応が促進される。また、火炎
は加水分解反応のみでなく、ガラス微粒子堆積体のカサ
密度(g/cm)をコントロールするためにも用いられる
ためHOは加水分解反応に必要な量以上に生成される
ことになる。これらのHOはガラスロツド表面上に高
温状態に吹きつけられることになり、ガラスロツド表面
にOH基が多量に含まれた層を形成することになる。
OH基の吸収帯は光フアイバの使用波長1.3μmまたは1.5
5μmに近い1.38μmに存在しており、上記方法で母材
を形成した場合、光フアイバの伝送損失を劣化させる要
因になつてしまう。そこで従来はコアロツドをそのまま
使用して上記方法で光フアイバ用ガラス母材を製造する
ことはできず、コア外周にクラツド部をある程度の厚さ
で有するガラスロツドにしか適用することができなかつ
た。
本発明は上記のような現状における問題点を解決して、
高品質な光フアイバ用プリフオームを製造できる方法を
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及び作用〕
本発明は光フアイバ用プリフオームの1部となる出発材
ガラスロツドの外周部にガラス原料及び燃焼ガスをガラ
ス微粒子合成用バーナに投入することにより生成したガ
ラス微粒子を堆積させることによつてガラス微粒子堆積
体を合成し、該ガラス微粒子堆積体を脱水および焼結す
ることにより透明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、上記ガラスロツドの外周にまずガ
ラス微粒子堆積体薄層を形成してガラスロツドと該薄層
との複合体とする工程を含み、該ガラス微粒子堆積層薄
層を形成する際にはガラス微粒子合成用バーナに投入さ
れる水素のモル数に対して、0.1〜0.5倍の塩素ガスを添
加して行ない、次に得られたガラスロツドと該薄層との
複合体の外周に所期の厚さまでガラス微粒子を堆積させ
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。
本発明においてガラスロツドが光フアイバのコア母材又
はクラツドを含むコア母材であることが特に好ましく、
又、まず形成される薄いガラス微粒子堆積体の厚さはガ
ラスロツド径の50%以下とすることが特に好ましい。本
発明によれば、従来のこの種方法では困難であつたコア
材の外周に直接ガラス微粒子堆積体を形成することも可
能となる。
まず本発明に到達した経緯から説明する。
ガラスロツドの外周部にガラス微粒子堆積体を合成する
方法は、前述したように第3図に示す構成で行なわれ
る。このときガラスロツドとして光フアイバのコアとな
る部分をそのまま使用すると第4図の(a)部分に屈折
率分布図を示すように、ガラスロツド11の周囲にガラス
微粒子を堆積することによつて形成されたクラツド部12
ができる。このときガラスロツド界面にはOH基が残留
し、含有OH量の分布は第4図の(b)部分に示すように
なる。
これは、第3図に示すようにガラスロツド1の表面がバ
ーナ2によつて形成される火炎3によつて強烈に加熱さ
れ、このときOH基が表面を汚染するためである。ガラス
微粒子の反応は下記(1)式により生成されたHOと
原料SiClとの加水分解反応(2)式に従うと考えられ
る。
2H+O→2HO …(1) SiCl+2HO→SiO+4HCl …(2) それぞれの反応ガスが当量比だけ供給される場合には、
伝送損失に害を及ぼすHOは発生しないことになる。
しかし前述したようにカサ密度(硬さを表わす)をコン
トロールするために上記(2)式に必要な量以上に水素
及び酸素を供給することが必要となる。
そこで、本発明者らはこの余分に発生したHOを分解
・除去する成分を添加する方法を検討した。すなわち、
ガラス微粒子を合成する火炎中に塩素ガスを添加するこ
とにより、塩素とHOとの反応によりHClを生成して
これによりガラス表面へのOH基混入を防ぐ方法である。
ところが塩素濃度を上げた場合HCl濃度が上がり、
(2)式の逆反応によりガラス微粒子SiOの生成が阻
害されることがわかつた。このため、塩素添加量の最適
範囲を検討したところ燃料に含まれる水素に対して0.1
〜0.5倍の流量であれば十分にガラス微粒子堆積体の合
成を行なうことができて、しかも本発明の脱OHの主旨を
そこなわないことがわかつた。
しかしながら、肉厚のガラス微粒子堆積層を形成する場
合には水素に対し0.1〜0.5倍の塩素を添加していると十
分にガラス微粒子堆積体のカサ密度をコントロールする
ことができず、母材の割れが生ずることもわかつた。ま
た、塩素を添加した場合にはガラス微粒子合成時の原料
収率(バーナから噴出した原料のうち母材として合成さ
れた原料の割合を示す)が著しく劣化してしまう。
そこで、塩素を添加した場合のOH除去効果と、効率のよ
い母材合成という両目的を達成できるように、本発明は
ガラスロツドにまず塩素を上記の条件で添加してガラス
微粒子堆積体の薄層を形成し、その後は塩素添加せずに
通常条件で所期の厚さまでガラス微粒子の堆積を行なう
のである。
本発明の具体例の構成を第1図に示す。まずガラスロツ
ド1の外周に薄層のガラス微粒子堆積体41を合成する。
このとき、ガラス微粒子堆積体合成用バーナ2に塩素が
添加されてガラスロツド1の表面層へのOH基の浸入が防
がれる。
次にこのガラスロツドとガラス微粒子堆積層薄層との複
合体の外周にさらにガラス微粒子堆積体が所定の厚さに
形成される。このときガラスロツド表面は火炎3により
直接あぶられることがないため、OH基による汚染は薄層
のガラス微粒子堆積体表面のみとすることができる。多
孔質のガラス微粒子堆積体からのOH基除去は容易に行な
えることから、上記母材を例えば電気炉等にて脱水・焼
結することによりOH基の十分除去された高品質の光フア
イバ用プリフオームを製造することができる。
本発明の方法は第2図に第1図同様に(a)部分及び
(b)部分として示すように横型で両端チヤツク5の構
成に行つてもよく、この場合にも同様の効果が得られ
る。
以下の実施例ではガラスロツドとしてコアとなるGeO
ドープガラスを用いたが、本発明の主旨によればガラス
ロツドの成分についての制限はない。また、コアとクラ
ツドを含むガラスロツドであつても良い。
また、原料ガス及び燃料ガスについてもSiCl,Hに限
定されるものではなく、SiHCl,SiHCl等およびCH
,C等を用いても本発明の効果が期待される。
〔実施例〕
実施例1 第1図に示す構成で本発明にしたがつてコアロツド外周
にガラス微粒子堆積体を合成し、光フアイバを製造し
た。ガラスロツド1としては直径6mmφの屈折率分布0.3
%ステツプのGeOドープガラスを用意した。このガラ
スロツド1の外周に同心円状ガラスバーナ2にてガラス
微粒子SiOの薄層付けを行つた。使用したガスは水素3
l/分、酸素5.5l/分、原料としてSiClを500cc/分、不
活性ガスArを1.5l/分であつた。また、OH基除去用とし
てClを800cc/分(水素の0.27倍)添加した。
この結果1.3mmの厚さで均一にガラス微粒子堆積体を形
成することができた。1.3mmは外径6mmのガラスロツドに
対して21.7%にあたる。次にこの薄層ガラス微粒子堆積
体とガラスロツドの複合体21の外周に所定の厚さのガラ
ス微粒子堆積体を合成した。このときのガスは水素75l/
分、O 80l/分、原料ガスSiCl6l/分、不活性ガスAr
11/分を用いた。この結果、外径210mmの大型ガラス
微粒子堆積体を得た。これを電気炉にて脱水・焼結した
ところ、クラツド/コア(径)倍率13〜14倍のガラスロ
ツドを得ることができた。
以上により得られた本発明によるプリフオームを線引き
して伝送損失を測定したところ、1.38μmでの損失は2.
3dB/Kmであり、1.3μm、1.55μmでの損失はそれぞれ
0.37dB/Km、0.22dB/Kmと良好はフアイバーであることが
確認された。
比較例1 実施例1と同様の構成でガラス微粒子堆積体の合成を行
つた。使用ガスとして水素3l/分、酸素5.5l/分、原料と
してSiClを500cc/分、不活性ガスAr 1.5l/分をバーナ
に投入し、ガラス微粒子SiOの薄層付けを行つた。こ
の結果薄層は実施例と同様に1.3mmの厚さで均一に形成
された。
この薄層ガラス微粒子堆積体とガラスロツドの複合体の
外周に実施例と同様の条件で所定の厚さのガラス微粒子
堆積体を合成した後、電気炉にて脱水・焼結を行ない、
透明ガラスロツド(プリフオーム)を得た。このプリフ
オームを線引きして伝送損失を測定したところ、1.38μ
mでの損失は12.4dB/Kmと高く、1.3μmおよび1.55μm
での損失はそれぞれ0.62dB/Km、0.4dB/Kmと高い値が得
られた。
以上の実施例1と比較例1の伝送損失値の差は、ガラス
微粒子堆積形成の際の塩素添加の有無に帰することは明
らかであり、本発明の塩素添加の方法は伝送損失低減に
非常に有効であることを実証できた。
〔発明の効果〕
本発明はガラスロツド外周部にVAD法またはOVPO法など
のスート法によりガラス微粒子堆積体を合成する際に、
まずガラス微粒子薄層を塩素添加しつつ形成することで
ガラスロツド表面へのOH基汚染を防止し、しかも原料収
率の著しい低下もなく高品質な光フアイバ用プリフオー
ムの合成を行なうことができる。本発明の方法は従来こ
の種の方法では困難であつたコア材の外周に直接ガラス
微粒子堆積する方法が実現できる点でも有利である。
【図面の簡単な説明】
第1図及び第2図は本発明の実施態様の構成を説明する
工程図である。第1図は出発材の上端をチヤツクで保持
した縦型構成の場合を、第2図は出発材の両端をチヤツ
クで保持した横型構成を示し、両図において(a)はガ
ラス微粒子堆積体薄層の合成工程を、(b)は所期厚さ
までのガラス微粒子堆積体合成工程を示す。 第3図は従来法の説明図であり、第4図の(a)部分は
該従来法で得られたガラスプリフオームの屈折率分布の
図、第4図の(b)部分は(a)のプリフオームの侵入
OH基の分布を示した図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高城 政浩 神奈川県横浜市栄区田谷町1番地 住友電 気工業株式会社横浜製作所内 (56)参考文献 特開 昭56−54245(JP,A) 特公 昭54−40659(JP,B2)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】光フアイバ用プリフオームの1部となる出
    発材ガラスロツドの外周部にガラス原料及び燃焼ガスを
    ガラス微粒子合成用バーナに投入することにより生成し
    たガラス微粒子を堆積させることによつてガラス微粒子
    堆積体を合成し、該ガラス微粒子堆積体を脱水および焼
    結することにより透明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、上記ガラスロツドの外周にま
    ずガラス微粒子堆積体薄層を形成してガラスロツドと該
    薄層との複合体とする工程を含み、該ガラス微粒子堆積
    層薄層を形成する際にはガラス微粒子合成用バーナに投
    入される水素のモル数に対して、0.1〜0.5倍の塩素ガス
    を添加して行ない、次に得られたガラスロツドと該薄層
    との複合体の外周に所期の厚さまでガラス微粒子を堆積
    させ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. 【請求項2】ガラスロツドとして光フアイバのコア母材
    またはクラツドを含むコア母材を用いて行なう特許請求
    の範囲第1項に記載される光フアイバ用プリフオームの
    製造方法。
  3. 【請求項3】ガラス微粒子堆積体薄層の厚さをガラスロ
    ツド径の50%以下として行なう特許請求の範囲第1項又
    は第2項に記載される光フアイバ用プリフオームの製造
    方法。
JP16249987A 1987-07-01 1987-07-01 光フアイバ用プリフオ−ムの製造方法 Expired - Lifetime JPH0729807B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5440659B2 (ja) 2012-06-08 2014-03-12 株式会社左文字特殊印刷 透明シートおよび包装箱

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP5440659B2 (ja) 2012-06-08 2014-03-12 株式会社左文字特殊印刷 透明シートおよび包装箱

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