JPH07492B2 - 光フアイバの製造方法 - Google Patents
光フアイバの製造方法Info
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- JPH07492B2 JPH07492B2 JP6485788A JP6485788A JPH07492B2 JP H07492 B2 JPH07492 B2 JP H07492B2 JP 6485788 A JP6485788 A JP 6485788A JP 6485788 A JP6485788 A JP 6485788A JP H07492 B2 JPH07492 B2 JP H07492B2
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- Japan
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- gas
- central member
- optical fiber
- plasma
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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]
- C03B37/0148—Means for heating preforms during or immediately prior to deposition
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
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- C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
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- 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]
- C03B37/01413—Reactant delivery systems
- C03B37/0142—Reactant deposition burners
- C03B37/01426—Plasma deposition burners or torches
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
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- Materials Engineering (AREA)
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、ガラスの中心部材の上に、ガラス微粉末を
堆積させる工程を含む光フアイバの製造方法に関するも
ので、特にガラス微粉末を堆積させる工程の前に行う中
心部材の表面処理に関するものである。
堆積させる工程を含む光フアイバの製造方法に関するも
ので、特にガラス微粉末を堆積させる工程の前に行う中
心部材の表面処理に関するものである。
［従来の技術］ 中心部材の表面にゴミなどが付着していると、その上に
ガラス微粉末を堆積させ、焼結した後に、泡となって残
り、低損失の光フアイバとならない。
ガラス微粉末を堆積させ、焼結した後に、泡となって残
り、低損失の光フアイバとならない。
表面のゴミなどを除去するため、酸水素火炎で研摩する
と、酸水素火炎中のOHが中心部材内に拡散するため、無
水の火炎で研摩することが行われる。
と、酸水素火炎中のOHが中心部材内に拡散するため、無
水の火炎で研摩することが行われる。
［発明が解決しようとする課題］ （１）無水火炎で研摩しても、高温になった中心部材に
空気中の水分が侵入し、OHによる吸収損を受け、低損失
の光フアイバが得られない。
空気中の水分が侵入し、OHによる吸収損を受け、低損失
の光フアイバが得られない。
（２）中心部材の表面を清浄にするため、火炎研摩に加
えてエッチングガスによるエッチングを行う場合もあ
る。
えてエッチングガスによるエッチングを行う場合もあ
る。
無水火炎には、プラズマを使用することが多いが、プラ
ズマトーチ内にプラズマ発生ガスとともにエッチングガ
スを流すと、火炎が不安定になるのみならず、場合によ
っては消してしまうことがあるため、多量のエッチング
ガスを流すことはできない。
ズマトーチ内にプラズマ発生ガスとともにエッチングガ
スを流すと、火炎が不安定になるのみならず、場合によ
っては消してしまうことがあるため、多量のエッチング
ガスを流すことはできない。
そのため、（１）の場合と同様に、高温になった中心部
材に空気中の水分が侵入し、OHによる吸収損を受け、低
損失の光フアイバとならない。
材に空気中の水分が侵入し、OHによる吸収損を受け、低
損失の光フアイバとならない。
［発明の目的］ （１）火炎研摩するとき、ガスを流して空気中の水分を
遮断して、OH吸収損が起きないようにする。
遮断して、OH吸収損が起きないようにする。
（２）ガスとしてSF6などのエッチングガスを用い、こ
れを多量かつ速い流速でガラスロッド最高温度部へ向け
て吹き入れて大気と高温部を遮断すると同時に、大気中
水分の侵入速度より速くガラスを削り取るようにしてOH
吸収損を押える。
れを多量かつ速い流速でガラスロッド最高温度部へ向け
て吹き入れて大気と高温部を遮断すると同時に、大気中
水分の侵入速度より速くガラスを削り取るようにしてOH
吸収損を押える。
［課題を解決するための手段］ この発明においては、 （１）中心部材を、下方から、無水火炎で加熱して火
炎研摩するとともに、そのときには、 前記無水火炎の周囲から、多数本のノズリにより火炎
の中にシーリングガスを導き入れ、そのガスにより、中
心部材の加熱される部分を、周囲の大気から遮断しなが
ら火炎研摩を行う（以上が請求項１関係）。
炎研摩するとともに、そのときには、 前記無水火炎の周囲から、多数本のノズリにより火炎
の中にシーリングガスを導き入れ、そのガスにより、中
心部材の加熱される部分を、周囲の大気から遮断しなが
ら火炎研摩を行う（以上が請求項１関係）。
（２）また、シーリングガスの少なくとも一部をエッチ
ングガスで兼ねるようにする請求項２関係）。
ングガスで兼ねるようにする請求項２関係）。
以下、より詳しく説明する。
［装置の概要］ 第1a〜1c図において、 10は中心部材で、たとえば、フアイバとしたときにコア
となるべき純粋石英ガラス棒、もしくはコアとクラッド
の一部となるべき石英棒からなる。これらのうち、前者
は厳密な低OH化が必要であるが、後者は必ずしもその必
要はない。
となるべき純粋石英ガラス棒、もしくはコアとクラッド
の一部となるべき石英棒からなる。これらのうち、前者
は厳密な低OH化が必要であるが、後者は必ずしもその必
要はない。
12は研摩用の無水火炎（この図ではプラズマ炎、外にCO
＋O2の火炎なども使用可）。
＋O2の火炎なども使用可）。
14はプラズマ火炎発生用のプラズマトーチ（別のトーチ
でもよい）、16は高周波コイルである。
でもよい）、16は高周波コイルである。
プラズマトーチ14は矢印18方向に往復移動できる。
20はノズル。これは第1b図のように、プラズマトーチ14
の回りに多数（たとえば12本）等間隔に配置する。これ
らのノズル20により、プラズマ火炎12内に、シーリング
ガス22を導き入れる。
の回りに多数（たとえば12本）等間隔に配置する。これ
らのノズル20により、プラズマ火炎12内に、シーリング
ガス22を導き入れる。
シーリングガス22としては、単なる火炎研摩のときはN2
などの不活性ガスでよいが、通常はエッチングを兼ねさ
せる意味でSF6などを用いる。その場合、以下の二通り
が考えられる。
などの不活性ガスでよいが、通常はエッチングを兼ねさ
せる意味でSF6などを用いる。その場合、以下の二通り
が考えられる。
厳密にOHを下げる必要の無い場合（たとえば出発材が
コア＋クラッドの場合）： ノズル20のうち、たとえば１本をエッチガス用い用い、
他をシールガス用い用いる。
コア＋クラッドの場合）： ノズル20のうち、たとえば１本をエッチガス用い用い、
他をシールガス用い用いる。
厳密にOHを下げる必要のある場合（たとえばコア材に
外付けするピュアシリカコアフアイバの場合）： ノズル20すべてにエッチングガスを多量に流す。
外付けするピュアシリカコアフアイバの場合）： ノズル20すべてにエッチングガスを多量に流す。
［作 用］ （１）厳密にOHを下げる必要が無く、表面の汚れをとり
除くことに主目的を置く場合： 中心部材10を回転させておく。プラズマトーチ14とノズ
ル20を、中心部材10と平行に移動させる。そして、プラ
ズマ火炎12およびノズル20のうちのたとえば１本からの
少量のエッチガスにより中心部材10の表面をエッチング
する。
除くことに主目的を置く場合： 中心部材10を回転させておく。プラズマトーチ14とノズ
ル20を、中心部材10と平行に移動させる。そして、プラ
ズマ火炎12およびノズル20のうちのたとえば１本からの
少量のエッチガスにより中心部材10の表面をエッチング
する。
そのとき同時にノズル20から多量のシーリングガス22を
プラズマ火炎12内に導く（エッチガスはそのノズル20の
うちの１〜２本から少量流す）。シールガスは安価なN2
などでよく、高価なエッチガス（SF6などのフッ素を含
むガス）を多量に使う必要がない シーリングガス22は直接プラズマ火炎12で加熱された中
心部材10の高温部分11を包みこむように流れ、高温部分
11を外気から隔離する。そのため、大気中の水分が中心
部材10の高温部分11に侵入するのが防止される。
プラズマ火炎12内に導く（エッチガスはそのノズル20の
うちの１〜２本から少量流す）。シールガスは安価なN2
などでよく、高価なエッチガス（SF6などのフッ素を含
むガス）を多量に使う必要がない シーリングガス22は直接プラズマ火炎12で加熱された中
心部材10の高温部分11を包みこむように流れ、高温部分
11を外気から隔離する。そのため、大気中の水分が中心
部材10の高温部分11に侵入するのが防止される。
（２）厳密に低OHが必要な場合： シールガスを兼ねるエッチングガス22を、多数本のノズ
ル20により、外側からプラズマ火炎12内に送りこむので
あるから（プラズマ発生ガスとともに流すのではな
く）、大量に流してもプラズマ火炎が不安定になる心配
はない。
ル20により、外側からプラズマ火炎12内に送りこむので
あるから（プラズマ発生ガスとともに流すのではな
く）、大量に流してもプラズマ火炎が不安定になる心配
はない。
シールガスを兼ねるエッチングガス22を大量に流すと、
上記のエッチングの場合同様に、中心部材10の高温部分
11を外気から隔離し、大気中の水分が中心部材10の高温
部分11に侵入するのを防止するとともに、エッチング速
度が非常に速くなるため、大気中の水分がロッド内に侵
入する速度より速く（あるいはその近くに）ガラスを削
ることができ、OHの拡散の非常に少ないエッチングが可
能になる。
上記のエッチングの場合同様に、中心部材10の高温部分
11を外気から隔離し、大気中の水分が中心部材10の高温
部分11に侵入するのを防止するとともに、エッチング速
度が非常に速くなるため、大気中の水分がロッド内に侵
入する速度より速く（あるいはその近くに）ガラスを削
ることができ、OHの拡散の非常に少ないエッチングが可
能になる。
（３）ガラス微粉末の堆積： 以上の中心部材10表面の処理が済んだ後、通常のVAD用
バーナー24により、中心部材10の外側にガラス微粉末を
堆積させる。
バーナー24により、中心部材10の外側にガラス微粉末を
堆積させる。
バーナー24の火炎には、あらゆる燃焼ガスを用いてよい
が、ごく厳密に低OH化を考える場合は無水のCO炎を用い
た方がよい。
が、ごく厳密に低OH化を考える場合は無水のCO炎を用い
た方がよい。
ガラス微粉末の堆積の後、焼結を行ってプリフォームを
得、それを紡糸して光フアイバとする。
得、それを紡糸して光フアイバとする。
［実施例］ （１）コア＋クラッドの一部まで作られたフアイバ母材
ガラスロッドの場合： VAD法により、外径7mmφ、長さ500mmの十分に脱水され
かつ非常に高純度の純粋石英をベースとしたSMフアイバ
の中心部を作製し、それを中心部材10とした。
ガラスロッドの場合： VAD法により、外径7mmφ、長さ500mmの十分に脱水され
かつ非常に高純度の純粋石英をベースとしたSMフアイバ
の中心部を作製し、それを中心部材10とした。
用いたプラズマ火炎は、Ar,O2の混合プラズマ、発振出
力は30kW、周波数は3.5MHz。流量はArが30/min、O2が
10/min。
力は30kW、周波数は3.5MHz。流量はArが30/min、O2が
10/min。
プラズマトーチ14の回りに、ノズル20を12本配置。それ
らのうち11本にシーリングガスのN2を30/min、残る１
本にはエッチガスのSF6を１/minで送込み、火炎研摩
した。
らのうち11本にシーリングガスのN2を30/min、残る１
本にはエッチガスのSF6を１/minで送込み、火炎研摩
した。
この間、2500mm/hの速度で、プラズマトーチ14とノズル
20を１往復させた。
20を１往復させた。
その後、プラズマ火炎を消火し、シーリングガスおよび
エッチガスの送込みも中止し、酸水素火炎中にSiCl4を
キャリアガスとともに導き、ガラス微粉末を堆積させ
た。
エッチガスの送込みも中止し、酸水素火炎中にSiCl4を
キャリアガスとともに導き、ガラス微粉末を堆積させ
た。
このときバーナには、H212.8/min、O29/min、シー
ルガス（Ar）１/min、原料キャリアAr300cc/minを流
し、その移動速度を800mm/hとした。
ルガス（Ar）１/min、原料キャリアAr300cc/minを流
し、その移動速度を800mm/hとした。
これを塩素雰囲気中あるいは必要に応じてフッ素雰囲気
中で焼結し、外径40mmφのガラスロッドを得た。
中で焼結し、外径40mmφのガラスロッドを得た。
これを、さらに延伸し、同じ工程を行い、外径を調整し
て、SMフアイバ用のロッドとした。
て、SMフアイバ用のロッドとした。
これを紡糸して光フアイバとした。
かくして得られたフアイバは、紡糸後フアイバ径変動±
１μｍ以下であり、また２％プルーフテストも平均破断
長約30kmと、非常に良好であった。
１μｍ以下であり、また２％プルーフテストも平均破断
長約30kmと、非常に良好であった。
（２）コア部の純水石英ガラス棒上に外付けする場合： VAD法により、外径6mmφ、長さ500mmの十分に脱水され
かつ非常に高純度の純粋石英を作製し、それを中心部材
10とした。
かつ非常に高純度の純粋石英を作製し、それを中心部材
10とした。
用いたプラズマ火炎は、Ar,O2の混合プラズマ、発振出
力は30kW、周波数は3.5MHz。流量はArが30/min。O2が
10/min。
力は30kW、周波数は3.5MHz。流量はArが30/min。O2が
10/min。
プラズマトーチ14の回りに、ノズル20を12本配置。それ
らにシーリングガスを兼ねるSF6を20/minで送込み、
エッチングした。
らにシーリングガスを兼ねるSF6を20/minで送込み、
エッチングした。
この間、2500mm/hの速度で、プラズマトーチ14,ノズル2
0を１往復させた。
0を１往復させた。
その後、プラズマ火炎を消火し、SF6の送込みも中止
し、酸水素火炎中にSiCl4をキャリアガスとともに導
き、ガラス微粉末を堆積させた。
し、酸水素火炎中にSiCl4をキャリアガスとともに導
き、ガラス微粉末を堆積させた。
このときバーナには、H212.8/min、O29/min、シー
ルガス（Ar）１/min、原料キャリアAr300cc/minを流
し、その移動速度を800mm/hとした。
ルガス（Ar）１/min、原料キャリアAr300cc/minを流
し、その移動速度を800mm/hとした。
これをフッ素雰囲気中で焼結し、外径40mmφのガラスロ
ッドを得た。
ッドを得た。
これを、さらに電気炉中で延伸し、先に示した工程を行
い、外径を調整し、コア・クラッド比1:12のロッドとし
た。
い、外径を調整し、コア・クラッド比1:12のロッドとし
た。
これを紡糸して光フアイバとした。
かくして得られたフアイバの、波長1.55μｍにおける損
失は0.18dB/kmと非常に低く、また波長1.38μｍでのOH
ピーク損失も0.9dB/kmで、OH混入の非常に少ないものが
得られた。
失は0.18dB/kmと非常に低く、また波長1.38μｍでのOH
ピーク損失も0.9dB/kmで、OH混入の非常に少ないものが
得られた。
また、中心部材10とガラス微粉末境界に泡が発生しない
ため、紡糸後のフアイバ径変動も±１μｍ以上のものは
まったくなかった。
ため、紡糸後のフアイバ径変動も±１μｍ以上のものは
まったくなかった。
［発明の効果］ （１）多量のシーリングガス22を送りながら火炎研摩す
ることができるので、空気が遮断され、OHの侵入が防止
される。
ることができるので、空気が遮断され、OHの侵入が防止
される。
（２）またエッチングガスがシールガスを兼ねる場合
は、ロッド高温部を大気と遮断するとともに、大量のエ
ッチングガスを無水火炎の安定性を害することなく送込
むことができ、高速エッチングができる。そのため、万
一、外気からのOH侵入があっても、その拡散速度より速
くエッチングでき、OHの拡散が非常に少なくなる。
は、ロッド高温部を大気と遮断するとともに、大量のエ
ッチングガスを無水火炎の安定性を害することなく送込
むことができ、高速エッチングができる。そのため、万
一、外気からのOH侵入があっても、その拡散速度より速
くエッチングでき、OHの拡散が非常に少なくなる。
第1a図は本発明の実施に使用する装置の一例の概略立面
図で、 第1b図はその平面図、 第1c図は右側から見た側面図。 10:中心部材、11:高温部分 12:無水火炎、14:プラズマトーチ 16:高周波コイル、20:ノズル 22:シーリングガス、24:バーナー
図で、 第1b図はその平面図、 第1c図は右側から見た側面図。 10:中心部材、11:高温部分 12:無水火炎、14:プラズマトーチ 16:高周波コイル、20:ノズル 22:シーリングガス、24:バーナー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山内 良三 千葉県佐倉市六崎1440番地 藤倉電線株式 会社佐倉工場内 (72)発明者 福田 長 千葉県佐倉市六崎1440番地 藤倉電線株式 会社佐倉工場内 (56)参考文献 特開 昭63−25241（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−96040（ＪＰ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】ガラスの中心部材の上に、ガラス微粉末を
堆積させる工程を含む光フアイバの製造方法において、 前記ガラス微粉末を堆積させる工程の前に、 前記中心部材を、下方から無水火炎で加熱して火炎研摩
するとともに、そのときには、 前記無水火炎の周囲から、多数本のノズルにより火炎の
中にシーリングガスを導き入れ、そのガスにより、中心
部材の加熱される部分を、周囲の大気から遮断しながら
火炎研摩を行う、光フアイバの製造方法。 - 【請求項２】シーリングガスの少なくとも一部がエッチ
ングガスを兼ねる、請求項１記載の光フアイバの製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6485788A JPH07492B2 (ja) | 1988-03-18 | 1988-03-18 | 光フアイバの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6485788A JPH07492B2 (ja) | 1988-03-18 | 1988-03-18 | 光フアイバの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01239034A JPH01239034A (ja) | 1989-09-25 |
| JPH07492B2 true JPH07492B2 (ja) | 1995-01-11 |
Family
ID=13270272
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6485788A Expired - Lifetime JPH07492B2 (ja) | 1988-03-18 | 1988-03-18 | 光フアイバの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07492B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2125508C (en) * | 1993-06-16 | 2004-06-08 | Shinji Ishikawa | Process for producing glass preform for optical fiber |
-
1988
- 1988-03-18 JP JP6485788A patent/JPH07492B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01239034A (ja) | 1989-09-25 |
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