JPH0881233A - 光ファイバ母材の製造方法 - Google Patents
光ファイバ母材の製造方法Info
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- JPH0881233A JPH0881233A JP21879894A JP21879894A JPH0881233A JP H0881233 A JPH0881233 A JP H0881233A JP 21879894 A JP21879894 A JP 21879894A JP 21879894 A JP21879894 A JP 21879894A JP H0881233 A JPH0881233 A JP H0881233A
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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]
- C03B37/01446—Thermal after-treatment of preforms, e.g. dehydrating, consolidating, sintering
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 線引きして光ファイバとした際に気泡の発生
を抑制可能な光ファイバ母材を製造する。 【構成】 ガラス微粒子を堆積させて得た多孔質母材を
Ｈｅ含有雰囲気下で焼結し透明ガラス化する光ファイバ
母材の製造方法において、前記焼結した透明母材を、Ｈ
ｅ以外の雰囲気下で母材中のＨｅが拡散する温度に加熱
する。
を抑制可能な光ファイバ母材を製造する。 【構成】 ガラス微粒子を堆積させて得た多孔質母材を
Ｈｅ含有雰囲気下で焼結し透明ガラス化する光ファイバ
母材の製造方法において、前記焼結した透明母材を、Ｈ
ｅ以外の雰囲気下で母材中のＨｅが拡散する温度に加熱
する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ガラス微粒子を堆積さ
せて焼結した光ファイバ母材中の気泡の原因になるガス
量の低減を図った光ファイバ母材の製造方法に関するも
のである。
せて焼結した光ファイバ母材中の気泡の原因になるガス
量の低減を図った光ファイバ母材の製造方法に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】光ファイバ母材の製造方法の一つとして
ＶＡＤ法がある。ＶＡＤ法は、回転するターゲットの先
端にガラス微粒子を堆積させて多孔質母材を製造するも
のである。また、回転するターゲット棒の外周にガラス
微粒子を堆積させる方法を外付ＶＡＤ法という。これら
ＶＡＤ法により製造された多孔質母材は、Ｈｅ，Ｃｌ2
ガス雰囲気下の石英炉芯管内に導かれて、そこで例えば
約1600℃に加熱され、脱水、焼結されて透明な光ファイ
バ母材となる。Ｈｅは、母材に気泡が入ることを抑制す
るために炉芯管内に供給されると共に、Ｃｌ2 ガス中に
多孔質母材をさらすことによりＣｌ2 ガスとＯＨ基とを
反応させ、母材の脱水処理を図る。透明ガラス化した母
材はその後酸水素炎やカーボン抵抗体などからなる電気
炉で例えば約2000℃に加熱され、これにより所定の径に
延伸されて線引され、光ファイバとなる。
ＶＡＤ法がある。ＶＡＤ法は、回転するターゲットの先
端にガラス微粒子を堆積させて多孔質母材を製造するも
のである。また、回転するターゲット棒の外周にガラス
微粒子を堆積させる方法を外付ＶＡＤ法という。これら
ＶＡＤ法により製造された多孔質母材は、Ｈｅ，Ｃｌ2
ガス雰囲気下の石英炉芯管内に導かれて、そこで例えば
約1600℃に加熱され、脱水、焼結されて透明な光ファイ
バ母材となる。Ｈｅは、母材に気泡が入ることを抑制す
るために炉芯管内に供給されると共に、Ｃｌ2 ガス中に
多孔質母材をさらすことによりＣｌ2 ガスとＯＨ基とを
反応させ、母材の脱水処理を図る。透明ガラス化した母
材はその後酸水素炎やカーボン抵抗体などからなる電気
炉で例えば約2000℃に加熱され、これにより所定の径に
延伸されて線引され、光ファイバとなる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前述の光フ
ァイバ母材の製造方法で光ファイバ母材を製造する場
合、Ｈｅ，Ｃｌ2 ガス雰囲気下で透明ガラス化したまま
であると透明ガラス母材中に過剰のＨｅが含まれていた
り、ターゲットとの界面の気泡中にＨｅが含まれていた
りしている。そのため、このような透明ガラス母材から
得た光ファイバ母材を線引すると、過剰なＨｅや気泡中
のＨｅが加熱により膨張しファイバ中に大きな気泡を発
生させ光ファイバの機械的特性、伝送特性を著しく低下
させる。
ァイバ母材の製造方法で光ファイバ母材を製造する場
合、Ｈｅ，Ｃｌ2 ガス雰囲気下で透明ガラス化したまま
であると透明ガラス母材中に過剰のＨｅが含まれていた
り、ターゲットとの界面の気泡中にＨｅが含まれていた
りしている。そのため、このような透明ガラス母材から
得た光ファイバ母材を線引すると、過剰なＨｅや気泡中
のＨｅが加熱により膨張しファイバ中に大きな気泡を発
生させ光ファイバの機械的特性、伝送特性を著しく低下
させる。
【０００４】本発明の目的は、前記した従来技術の課題
を解消し、光ファイバとした際に気泡の発生を抑制する
光ファイバ母材を製造できる光ファイバ母材の製造方法
を提供することにある。
を解消し、光ファイバとした際に気泡の発生を抑制する
光ファイバ母材を製造できる光ファイバ母材の製造方法
を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の光ファイバ母材の製造方法は、ガラス微粒
子を堆積させて得た多孔質母材をＨｅ含有雰囲気下で焼
結し透明ガラス化する光ファイバ母材の製造方法におい
て、前記焼結した透明母材を、Ｈｅ以外の雰囲気下で母
材中のＨｅが拡散する温度に加熱するものである。
に、本発明の光ファイバ母材の製造方法は、ガラス微粒
子を堆積させて得た多孔質母材をＨｅ含有雰囲気下で焼
結し透明ガラス化する光ファイバ母材の製造方法におい
て、前記焼結した透明母材を、Ｈｅ以外の雰囲気下で母
材中のＨｅが拡散する温度に加熱するものである。
【０００６】また、ガラス微粒子を堆積させて得た多孔
質母材をＨｅ含有雰囲気下で焼結し透明ガラス化する光
ファイバ母材の製造方法において、前記焼結した透明母
材を、窒素ガス雰囲気下で透明ガラス化した温度と同じ
温度に加熱するものである。
質母材をＨｅ含有雰囲気下で焼結し透明ガラス化する光
ファイバ母材の製造方法において、前記焼結した透明母
材を、窒素ガス雰囲気下で透明ガラス化した温度と同じ
温度に加熱するものである。
【０００７】
【作用】多孔質母材を透明ガラス化しただけではこの透
明母材中にＨｅが含まれ、ファイバとした際に気泡を発
生させる要因となるが、ガラス化した透明母材をさらに
母材中のＨｅが拡散する温度に加熱処理することで、母
材中のＨｅは拡散して脱ガスするので、これを線引きし
てもファイバ中に大きな気泡が発生することが抑制され
る。
明母材中にＨｅが含まれ、ファイバとした際に気泡を発
生させる要因となるが、ガラス化した透明母材をさらに
母材中のＨｅが拡散する温度に加熱処理することで、母
材中のＨｅは拡散して脱ガスするので、これを線引きし
てもファイバ中に大きな気泡が発生することが抑制され
る。
【０００８】また、ガラス化後の熱処理を窒素ガス雰囲
気下で透明ガラス化した温度と同じ温度で行うことで、
母材の変形及び生産性の面で問題なく透明母材中のＨｅ
の拡散を図れる。即ち、熱処理温度が高すぎると母材が
軟化し、逆に低すぎると加熱時間が長くなり生産性の面
で問題がある。
気下で透明ガラス化した温度と同じ温度で行うことで、
母材の変形及び生産性の面で問題なく透明母材中のＨｅ
の拡散を図れる。即ち、熱処理温度が高すぎると母材が
軟化し、逆に低すぎると加熱時間が長くなり生産性の面
で問題がある。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の実施例を詳述する。
【００１０】まず、ＶＡＤ法により多孔質母材を形成す
る。石英ガラス製のチャンバ内でターゲットであるコア
ガラスロッドを回転させながら上方に移動させる間に、
コアガラスロッドに対し、ＳｉＣｌ4 およびＨ2 ，
Ｏ2 ，Ａｒガスなどのガラス原材料を多重管バーナーか
ら吹き出し、酸水素火炎中の加水分解により生成するガ
ラス微粒子（ＳｉＯ2 微粉末）をコアガラスロッドの外
周に一定の外径、長さになるように堆積させ、多孔質母
材を形成する。
る。石英ガラス製のチャンバ内でターゲットであるコア
ガラスロッドを回転させながら上方に移動させる間に、
コアガラスロッドに対し、ＳｉＣｌ4 およびＨ2 ，
Ｏ2 ，Ａｒガスなどのガラス原材料を多重管バーナーか
ら吹き出し、酸水素火炎中の加水分解により生成するガ
ラス微粒子（ＳｉＯ2 微粉末）をコアガラスロッドの外
周に一定の外径、長さになるように堆積させ、多孔質母
材を形成する。
【００１１】次に、多孔質母材を炉芯管構造の電気炉
（例えば抵抗加熱炉）内で透明ガラス化する。この際、
石英炉芯管の外側に配設されたカーボンヒータで炉心管
内に徐々に挿入される母材を加熱すると共に、炉芯管内
にＨｅとＣｌ2 ガスを供給する。これにより、母材中の
ＯＨ基がＣｌ2 ガスと反応して脱水されると共に多孔質
母材は加熱されてガラス化し、透明母材となる。
（例えば抵抗加熱炉）内で透明ガラス化する。この際、
石英炉芯管の外側に配設されたカーボンヒータで炉心管
内に徐々に挿入される母材を加熱すると共に、炉芯管内
にＨｅとＣｌ2 ガスを供給する。これにより、母材中の
ＯＨ基がＣｌ2 ガスと反応して脱水されると共に多孔質
母材は加熱されてガラス化し、透明母材となる。
【００１２】そして、この透明母材をさらに熱処理す
る。この熱処理は、多孔質母材を透明ガラス化する装置
と同一構造の炉芯管を用いることができ、一つの炉芯管
でガスの供給を切り換えて透明ガラス化と熱処理を行っ
てもよく、また、二つの炉芯管を直列に配置して透明ガ
ラス化と熱処理をそれぞれの炉芯管で行うようにしても
よい。一つの炉芯管を用いる場合には、透明ガラス化を
行った後、石英炉芯管内に流していたＨｅとＣｌ2 ガス
の供給を止め代りにＮ2 ガスを供給し、このＮ2 ガスが
流れる管内で透明母材を加熱する。この際、カーボンヒ
ータで母材を加熱する温度は透明ガラス化した時の温度
と同じにすることが好ましい。このように、Ｈｅ以外の
ガス雰囲気中で透明母材を加熱して熱処理を行うことに
より、透明母材に含まれていたＨｅが分散して母材から
除去（脱ガス）される。即ち、多孔質母材を透明ガラス
化しただけではこの透明母材中にＨｅが含まれ、ファイ
バとした際に気泡を発生させる要因となるが、ガラス化
した透明母材をさらに母材中のＨｅが拡散する温度に加
熱処理（熱処理）することで、そのＨｅは拡散して母材
から脱ガスするので、これを線引きしてもファイバ中に
大きな気泡が発生することがない。
る。この熱処理は、多孔質母材を透明ガラス化する装置
と同一構造の炉芯管を用いることができ、一つの炉芯管
でガスの供給を切り換えて透明ガラス化と熱処理を行っ
てもよく、また、二つの炉芯管を直列に配置して透明ガ
ラス化と熱処理をそれぞれの炉芯管で行うようにしても
よい。一つの炉芯管を用いる場合には、透明ガラス化を
行った後、石英炉芯管内に流していたＨｅとＣｌ2 ガス
の供給を止め代りにＮ2 ガスを供給し、このＮ2 ガスが
流れる管内で透明母材を加熱する。この際、カーボンヒ
ータで母材を加熱する温度は透明ガラス化した時の温度
と同じにすることが好ましい。このように、Ｈｅ以外の
ガス雰囲気中で透明母材を加熱して熱処理を行うことに
より、透明母材に含まれていたＨｅが分散して母材から
除去（脱ガス）される。即ち、多孔質母材を透明ガラス
化しただけではこの透明母材中にＨｅが含まれ、ファイ
バとした際に気泡を発生させる要因となるが、ガラス化
した透明母材をさらに母材中のＨｅが拡散する温度に加
熱処理（熱処理）することで、そのＨｅは拡散して母材
から脱ガスするので、これを線引きしてもファイバ中に
大きな気泡が発生することがない。
【００１３】具体的には、まず、コア部と一部クラッド
部からなる外径φ15mm、長さ1300mmの透明ガラスロッド
外周に外付ＶＡＤ法によりＳｉＯ2 微粉末を堆積させ、
外径φ 100mmの多孔質母材を形成した。
部からなる外径φ15mm、長さ1300mmの透明ガラスロッド
外周に外付ＶＡＤ法によりＳｉＯ2 微粉末を堆積させ、
外径φ 100mmの多孔質母材を形成した。
【００１４】次に、この母材を、Ｈｅガス流量５リットル／
min 、Ｃｌ2 ガス流量400cc/min の雰囲気下の石英炉芯
管内に入れて、上から下方向へ4mm/min の速度で移動さ
せると共に、カーボンヒータの表面温度を1600℃にして
加熱し、母材下端から透明ガラス化した。
min 、Ｃｌ2 ガス流量400cc/min の雰囲気下の石英炉芯
管内に入れて、上から下方向へ4mm/min の速度で移動さ
せると共に、カーボンヒータの表面温度を1600℃にして
加熱し、母材下端から透明ガラス化した。
【００１５】全長透明ガラス化後、この透明母材を石英
炉芯管から取り出すことなくガラス化時に流していたＨ
ｅとＣｌ2 ガスの代りにＮ2 ガスを10リットル／min 流すと
共に、透明ガラス化した時の温度と同じ温度すなわちカ
ーボンヒータ表面温度1600℃の状態にして、透明母材を
4mm/min の移動速度で引き上げながら加熱して、光ファ
イバ母材を製造した。
炉芯管から取り出すことなくガラス化時に流していたＨ
ｅとＣｌ2 ガスの代りにＮ2 ガスを10リットル／min 流すと
共に、透明ガラス化した時の温度と同じ温度すなわちカ
ーボンヒータ表面温度1600℃の状態にして、透明母材を
4mm/min の移動速度で引き上げながら加熱して、光ファ
イバ母材を製造した。
【００１６】このようにして製造した光ファイバ母材と
ガラス化後熱処理を行わない光ファイバ母材（従来の母
材）との外径φ40mm、長さ 900mm当たり（光ファイバ長
85kmに相当）の気泡発生率を調べた。その結果、熱処理
を行った本発明に係る母材から得た光ファイバでは気泡
の発生は全く見られず０ヶ／85kmであり、しかも機械的
光学的特性が向上すると同時に歩留りも向上した。これ
に対して、従来の母材からの光ファイバの気泡発生率は
５ヶ／85kmであった。
ガラス化後熱処理を行わない光ファイバ母材（従来の母
材）との外径φ40mm、長さ 900mm当たり（光ファイバ長
85kmに相当）の気泡発生率を調べた。その結果、熱処理
を行った本発明に係る母材から得た光ファイバでは気泡
の発生は全く見られず０ヶ／85kmであり、しかも機械的
光学的特性が向上すると同時に歩留りも向上した。これ
に対して、従来の母材からの光ファイバの気泡発生率は
５ヶ／85kmであった。
【００１７】従って、Ｈｅガスを含む雰囲気下で透明ガ
ラス化後、さらにこの透明母材をＨｅガス以外の例えば
Ｎ2 ガス雰囲気下で透明ガラス化と同じ温度で加熱処理
することにより、線引きして光ファイバとしても気泡が
発生することがない光ファイバ母材を製造することがで
きる。
ラス化後、さらにこの透明母材をＨｅガス以外の例えば
Ｎ2 ガス雰囲気下で透明ガラス化と同じ温度で加熱処理
することにより、線引きして光ファイバとしても気泡が
発生することがない光ファイバ母材を製造することがで
きる。
【００１８】また、熱処理を透明ガラス化温度と同じ温
度で行うため、過剰なＨｅや界面の空隙に残っているＨ
ｅが低濃度部すなわちガラスロッド外部へ拡散しやすく
短時間で処理ができる。すなわち、ＨｅやＨ2 のガスは
石英ガラス中を他のガスよりも容易に拡散しやすいこと
に起因しており、さらに温度を上げて高温にすればする
ほど、ＨｅやＨ2 のガスが石英ガラス中を拡散しやすく
なりガラス中のＨｅやＨ2 のガスは抜けやすい。しか
し、熱処理温度を透明ガラス化温度よりも高くしすぎる
と透明ガラス化した母材は軟化し、自重により変形し長
手方向に外径変動を生じる虞がある。また熱処理温度を
透明ガラス化温度よりも低くしすぎると、ガラス中のガ
スは拡散しにくいため、加熱時間が長くなり生産性の面
で問題がある。よって、熱処理を透明ガラス化温度とほ
ぼ同じ温度で行うことで、母材の変形もなく歩留り及び
生産性が向上した光ファイバ母材を製造することがで
き、工業的価値が大である。
度で行うため、過剰なＨｅや界面の空隙に残っているＨ
ｅが低濃度部すなわちガラスロッド外部へ拡散しやすく
短時間で処理ができる。すなわち、ＨｅやＨ2 のガスは
石英ガラス中を他のガスよりも容易に拡散しやすいこと
に起因しており、さらに温度を上げて高温にすればする
ほど、ＨｅやＨ2 のガスが石英ガラス中を拡散しやすく
なりガラス中のＨｅやＨ2 のガスは抜けやすい。しか
し、熱処理温度を透明ガラス化温度よりも高くしすぎる
と透明ガラス化した母材は軟化し、自重により変形し長
手方向に外径変動を生じる虞がある。また熱処理温度を
透明ガラス化温度よりも低くしすぎると、ガラス中のガ
スは拡散しにくいため、加熱時間が長くなり生産性の面
で問題がある。よって、熱処理を透明ガラス化温度とほ
ぼ同じ温度で行うことで、母材の変形もなく歩留り及び
生産性が向上した光ファイバ母材を製造することがで
き、工業的価値が大である。
【００１９】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、ガラス中
に気泡のない光ファイバを得ることが可能な光ファイバ
母材を製造できる。
に気泡のない光ファイバを得ることが可能な光ファイバ
母材を製造できる。
Claims (2)
- 【請求項１】 ガラス微粒子を堆積させて得た多孔質母
材をＨｅ含有雰囲気下で焼結し透明ガラス化する光ファ
イバ母材の製造方法において、前記焼結した透明母材
を、Ｈｅ以外の雰囲気下で母材中のＨｅが拡散する温度
に加熱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】 ガラス微粒子を堆積させて得た多孔質母
材をＨｅ含有雰囲気下で焼結し透明ガラス化する光ファ
イバ母材の製造方法において、前記焼結した透明母材
を、窒素ガス雰囲気下で透明ガラス化した温度と同じ温
度に加熱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 |
|---|---|---|---|
| JP21879894A JPH0881233A (ja) | 1994-09-13 | 1994-09-13 | 光ファイバ母材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21879894A JPH0881233A (ja) | 1994-09-13 | 1994-09-13 | 光ファイバ母材の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0881233A true JPH0881233A (ja) | 1996-03-26 |
Family
ID=16725536
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21879894A Pending JPH0881233A (ja) | 1994-09-13 | 1994-09-13 | 光ファイバ母材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0881233A (ja) |
-
1994
- 1994-09-13 JP JP21879894A patent/JPH0881233A/ja active Pending
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