JPH09169535A - 光ファイバの製造方法 - Google Patents

光ファイバの製造方法

Info

Publication number
JPH09169535A
JPH09169535A JP8231580A JP23158096A JPH09169535A JP H09169535 A JPH09169535 A JP H09169535A JP 8231580 A JP8231580 A JP 8231580A JP 23158096 A JP23158096 A JP 23158096A JP H09169535 A JPH09169535 A JP H09169535A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
soot
boule
optical fiber
glass
refractive index
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP8231580A
Other languages
English (en)
Inventor
Eric Lee Barish
リー バリッシュ エリック
Hubert Earl Bowden
アール ボーデン ヒュバート
Michael Ray Covington
レイ コビントン マイケル
Mark Kevin Stearley
ケビン スターリー マーク
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
LITESPEC OPT FIBER LLC
Litespec Inc
Original Assignee
LITESPEC OPT FIBER LLC
Litespec Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by LITESPEC OPT FIBER LLC, Litespec Inc filed Critical LITESPEC OPT FIBER LLC
Publication of JPH09169535A publication Critical patent/JPH09169535A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/01Manufacture of glass fibres or filaments
    • C03B37/012Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
    • 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]
    • C03B37/01446Thermal after-treatment of preforms, e.g. dehydrating, consolidating, sintering
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/01Manufacture of glass fibres or filaments
    • C03B37/012Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
    • 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]
    • C03B37/01413Reactant delivery systems
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/01Manufacture of glass fibres or filaments
    • C03B37/012Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
    • 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]
    • C03B37/01446Thermal after-treatment of preforms, e.g. dehydrating, consolidating, sintering
    • C03B37/0146Furnaces therefor, e.g. muffle tubes, furnace linings
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/01Manufacture of glass fibres or filaments
    • C03B37/012Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
    • 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]
    • C03B37/018Manufacture 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] by glass deposition on a glass substrate, e.g. by inside-, modified-, plasma-, or plasma modified- chemical vapour deposition [ICVD, MCVD, PCVD, PMCVD], i.e. by thin layer coating on the inside or outside of a glass tube or on a glass rod
    • C03B37/01807Reactant delivery systems, e.g. reactant deposition burners
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/4401Means for minimising impurities, e.g. dust, moisture or residual gas, in the reaction chamber
    • C23C16/4402Reduction of impurities in the source gas
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B2203/00Fibre product details, e.g. structure, shape
    • C03B2203/10Internal structure or shape details
    • C03B2203/22Radial profile of refractive index, composition or softening point
    • C03B2203/24Single mode [SM or monomode]
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P40/00Technologies relating to the processing of minerals
    • Y02P40/50Glass production, e.g. reusing waste heat during processing or shaping
    • Y02P40/57Improving the yield, e-g- reduction of reject rates

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光ファイバおよびプリフォーム中の金属不純
物の除去を改善する。 【解決手段】 第1屈折率のコアガラス上に、第1屈折
率より低い第2屈折率のクラッドガラススートを堆積す
ることによって、原料ハロゲン化物材料を含むスートブ
ールを形成する。次に、スートブールをその転移温度よ
り低い温度に加熱するとともに脱水雰囲気にさらすこと
によりスートブールを脱水する。さらに、スートブール
をその転移温度より高い温度に加熱することによりスー
トブールを固化する。固化により得られたガラスから光
ファイバプリフォームを形成し、プリフォームから光フ
ァイバを線引きする。本発明による光ファイバの製造方
法によれば、スートブールを形成するために堆積する前
の気体状態の間にハロゲン化物材料を濾過することによ
り、金属不純物は効果的に除去される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバ製造中
の不純物の気相濾過の方法に関する。
【0002】
【従来の技術】気相軸付け法(VAD)プロセスは、光
ファイバを線引きするためのガラスプリフォームを製造
する既知のいくつかの方法のうちの一つである。通常の
用法では、VADプロセスの第1ステップは、火炎加水
分解を用いて、ガラススート体(スートブールと呼ばれ
る)の内側が、外側の表面部分より高い屈折率を有する
ガラススートからなるようにガラススートを堆積あるい
は蒸着することである。このような堆積、およびVAD
プロセス一般については、例えば、米国特許第4,34
5,928号に記載されている。その後、スートブール
を脱水し、焼結して、屈折率の高い内側のコア部分と、
屈折率の低い外側部分(クラッド部分と呼ばれることも
ある)とからなる固体の円筒状ガラスコアロッドを形成
する。次に、火炎加水分解によって、相対的に低い屈折
率のガラスジャケットスートをガラスコアロッド上に堆
積して、多孔性のスートブールがガラスコアロッドを完
全に被覆するようにする。その後、ジャケットを、一般
にはヘリウム雰囲気中で焼結して、コアロッドとともに
単一のガラスプリフォーム体を形成する。例えば米国特
許第4,978,378号で指摘されているように、焼
結後、プリフォームは通常、トラップされたヘリウム原
子を含んでいる。これは、ヘリウムより分子量が大きい
不活性気体(代表的には窒素)の雰囲気中でプリフォー
ムをアニールすることによって除去することができる。
【0003】減衰率は、光ファイバで測定される信号強
度の損失の一つの尺度である。本発明によれば、1.3
1μmで測定される外因性減衰に影響を与える要因のう
ちの一つが、光ファイバ中の金属不純物の濃度によって
判定される。具体的には、液体四塩化ケイ素SiCl4
中に残る金属不純物を気相に転移させ、処理の固化ステ
ップ中に多孔性スート(コア)ブールにトラップする。
以前は、原料供給者は活性炭を用いて材料を液体状態で
精製していたが、残念ながら、液体状態での原料SiC
4のそのような精製は、わずかな金属不純物をすべて
除去してはいない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、本発明によれ
ば、SiCl4材料をさらに気相状態で濾過することに
より、非常に高度な精製が達成される。換言すれば、本
発明の実施例によれば、気体SiCl4中の鉄を除去す
ることにより、光ファイバ中のFeCl3の量が最小化
され、1.31μmで測定される信号強度の損失が縮小
する。さらに重要な点は、炭素を用いた気体状態でのS
iCl4の精製は、1310nmで測定される減衰を縮
小するとともに、フィルタの寿命(フィルタの取り替え
が必要になるまでの時間)を延ばす。
【0005】気相軸付け法(VAD)、改良化学蒸着法
(MCVD)および外付け気相法(OVD)を含むさま
ざまな製造法が商業的成功を収めているが、光ファイバ
の価格は競争圧力の増大によって着実に下降している。
従って、このようなファイバの歩留まりの改善および製
造コストの削減が精力的に追求されている。本発明によ
れば、ガラススートブールの生成において原料ハロゲン
化物を使用するVAD法によって製造される光プリフォ
ームおよび光ファイバは、気相状態でハロゲン化物をさ
らに濾過すなわち精製することにより大幅に改善され
る。特に、製造される光ファイバおよびプリフォームの
外因性減衰は、金属不純物の除去によって大幅に改善さ
れる。光ファイバあるいはファイバプリフォームの最終
的な性能特性における改善と、光ファイバあるいはファ
イバプリフォームを製造するのにかかる時間の大幅な短
縮は、産業に大きく貢献する。
【0006】
【課題を解決するための手段】第1屈折率のコアガラス
上に、第1屈折率より低い第2屈折率のクラッドガラス
スートを堆積することによって、原料ハロゲン化物材料
を含むスートブールを形成する。次に、スートブールを
その転移温度より低い温度に加熱するとともに脱水雰囲
気にさらすことによりスートブールを脱水する。さら
に、スートブールをその転移温度より高い温度に加熱す
ることによりスートブールを固化する。固化により得ら
れたガラスから光ファイバプリフォームを形成し、プリ
フォームから光ファイバを線引きする。本発明による光
ファイバの製造方法によれば、スートブールを形成する
ために堆積する前の気体状態の間にハロゲン化物材料を
濾過する。
【0007】
【発明の実施の形態】図1において、従来の気相軸付け
法(VAD)プロセスによる光ファイバ製造における第
1ステップは、ガラス種要素すなわち基材にガラススー
トを堆積するステップ11である。これは、図2に示す
火炎加水分解法によって行われる。図2において、一対
のバーナあるいはトーチが気化した原料ハロゲン化物材
料を放出し、ガラス粒子すなわちスートを熱泳動により
種要素上に集積させる。さらに、本発明は特に、光ファ
イバ製造プロセス中のこのステップの結果を改善するも
のである。図1に示したプロセスのステップ12で、図
2の装置によって形成されたガラススートブールを脱水
する。ステップ13で、スートブールを炉で固化あるい
は焼結する。図3は、脱水ステップ12および固化ステ
ップ13の両方を実行する装置の図である。ステップ1
4で、ガラスジャケットスートを火炎加水分解法により
プリフォーム部分に堆積し、ガラスプリフォームのクラ
ッド部分の直径を増大させる。ステップ15で、ジャケ
ットガラスを固化しアニールする。ステップ16で、プ
リフォームを引き延ばす。ステップ17で、ガラスファ
イバをプリフォームから線引きする。
【0008】図2および図6において、まず、コアバー
ナ25を用いて原料を火炎26内で放出することにより
コアガラススート23をガラス種要素すなわち基材22
上に堆積する。本発明の実施例のVADプロセスによれ
ば、原料は、材料源27からの四塩化ゲルマニウムGe
Cl4および材料源28からの四塩化ケイ素SiCl4
らなる。これらの原料は、流量コントローラ(Mass Flow
Controller)29および30(例えばバルブあるいは放
出装置)を通じて送られる。燃料源32からの水素、酸
素およびアルゴンからなる燃料が、四塩化ケイ素SiC
4とともにコアバーナ25に送られる。
【0009】コアガラススート23の堆積と並行して、
流量コントローラ35を通じて材料源28からの原料を
火炎36とともに放出するバーナ34によって、ガラス
クラッドスート24をコアスート23上に堆積する。水
素、酸素およびアルゴンが、火炎36のための燃料とし
て燃料源38から供給される。コアガラス23およびク
ラッドガラス24を別々に堆積するために二つのバーナ
を使用する理由は、ケイ素および酸素(すなわちSiO
2)のみからなりゲルマニウムを含まないクラッド領域
24の屈折率よりも高い屈折率(ゲルマニウムの存在に
よる)を有するコア領域23を形成するためである。領
域23が円筒状となりそれを包囲する領域24が環状と
なるように、種要素22は、堆積中は回転しながら垂直
上方に移動する。米国特許第4,345,928号に
は、上記のプロセスのさまざまな実施例がさらに詳細に
記載されている。
【0010】生成されるコアガラススート23およびガ
ラスクラッドスート24の改良が本発明の焦点である。
特に、本発明は、四塩化ゲルマニウムGeCl4や四塩
化ケイ素SiCl4のようなハロゲン化物の原料の精製
を改善するものである。さらに、精製した材料で製造し
た光プリフォームも、それから線引きされる光ファイバ
とともに、本発明の範囲にある。しかし、本発明の特徴
および属性についてさらに詳細に説明する前に、本発明
が用いられる製造プロセスのうちの一つについて説明し
ておくのが有益であると考える。
【0011】光ファイバ製造プロセスの順を追った説明
に戻ると、図3において、コアガラス23およびクラッ
ドガラス24はともにスートブール40を構成し、スー
トブール40は、矢印で示したように、炉42を通って
降下することによって加熱される。まず、材料源41か
ら、ブールを収容する容器44を通して塩素Cl2また
は四塩化ケイ素SiCl4のような気化脱水ガスを送る
ことによりブールを脱水する。本発明の実施例では、脱
水のために、容器44を通して、純粋な塩素ガスを流
す。塩素は、四塩化ケイ素よりも処理および品質維持が
容易であるため、本発明では所望される。さらに、四塩
化ケイ素とともにしばしば用いられるような、塩素を操
作するための別のキャリアガスは不要である。
【0012】しかし、米国特許出願第08/344,3
11号(発明者:Covington他)に記載されているよう
に、四塩化ケイ素SiCl4も脱水ガスの選択肢の一つ
である。四塩化ケイ素を脱水ガスとして用いるような応
用例では、材料源48から液体四塩化ケイ素41を通じ
てヘリウムを送ることによって気化四塩化ケイ素を形成
する。ヘリウムはその後、気化四塩化ケイ素のキャリア
として作用し、バルブ43を通じて容器44内に入る。
材料源45からの酸素もまた、バルブ46を通じて容器
内に入る。どのような脱水ガスを選択するかにかかわら
ず、以下の残りの処理ステップは不変である。
【0013】脱水中に、ガラススートブールは、炉42
を通って、代表的には毎分約4〜12ミリメートルの速
さで降下する。炉42によって与えられる温度は、ガラ
スの転移温度より下であり、従って、ガラスブール40
の焼結あるいは流動を引き起こす(約1000℃〜約1
300℃)には不十分である。代表的な一例では、スー
トブール40の外径は約155mmであり、長さは約8
50mmであった。ブールは温度約1070℃で毎分約
10ミリメートルで炉を通して降下させた。脱水ガスと
して純粋な塩素を用いると、現在の製造速度では毎分約
1リットルの速さで流れる。しかし、脱水ガスとして四
塩化ケイ素を用いる応用例では、ガスは次のような速さ
でブールを通って流れる。 ヘリウム:毎分15リットル 四塩化ケイ素:毎分0.15リットル 酸素(O2):毎分0.1リットル 塩素あるいは四塩化ケイ素はH2O分子およびヒロロキ
シル遊離基(OH)に到達してSiO2およびHClを
形成して排気により除去されることにより、スートブー
ル40から除去される。さらに、酸素(O2)もまた、
脱水ガスとして四塩化ケイ素を用いたプロセスでは除去
される。加熱により脱水反応の速度は速くなる。
【0014】脱水後、スートブールを、四塩化ケイ素お
よび酸素のない雰囲気中で転移温度より高い温度に加熱
することによって固化あるいは焼結する。四塩化ケイ素
および酸素を容器44から排気した後、材料源48から
のヘリウムを毎分約1〜50リットルの流速で容器に通
ずる。スートブール40を、約1450℃〜約1700
℃の温度で毎分約1〜5ミリメートルの速さで炉42を
通して降下させる。これによりブールは固化し、ガラス
部分47によって図示したように収縮する。強調すべき
点であるが、ガラス部分47は脱水ステップが完了する
までは形成されず、図3に示されているのは、固化プロ
セス中のスートブール40の収縮の理解を助けるためだ
けのものである。
【0015】固化後、プロセスの残りの部分は図1に一
般的に記載されているように進む。これらのステップは
従来技術に従っているため、詳細には説明しない。
【0016】図4は、プリフォームから線引きされた後
の代表的な光ファイバの断面図である。図5は、ファイ
バの断面の距離に沿った屈折率を示す。ファイバは、コ
ア領域50と、それを包囲するクラッド領域51とから
なる。コア領域は、シングルモード伝搬に適した直径d
を有し、これは代表的には8マイクロメートルである。
シングルモードをマルチモードと区別するためには、マ
ルチモード光ファイバのコア直径dは20マイクロメー
トルより大きいが、シングルモードファイバのコア直径
dは20マイクロメートルより小さいとすることが可能
である。コアの屈折率はクラッド領域の屈折率よりもΔ
nだけ大きい。この量Δnは、シングルモードファイバ
の場合、クラッド材料の屈折率の約0.35パーセント
であるが、マルチモードファイバでは、一般にクラッド
領域の屈折率の1〜2パーセントである。このように、
区別するためには、nをクラッド材料の屈折率とし、Δ
nをコアとクラッドの屈折率の差とすると、シングルモ
ードファイバは、比Δn/nが1パーセントより小さい
ものということができる。
【0017】以上で、本発明を用いることが可能な光フ
ァイバ製造プロセスのうちの一つすなわちVADについ
て説明したので、次に、本発明の詳細について説明す
る。本発明は、光ファイバの製造に使用する原料ハロゲ
ン化物の四塩化ケイ素SiCl4あるいは四塩化ゲルマ
ニウムGeCl4をさらに精製することに関する。上記
のように、このような原料ハロゲン化物はコアガラスス
ート23およびガラスクラッドスート24を堆積するた
めに使用されることが多い。最も重要なことであるが、
本発明によれば、原料ハロゲン化物の精製レベルが高い
ことを保証することができる場合、製造される光ファイ
バの動作性能が大幅に向上する。発明者が認識したとこ
ろによれば、標準的な工業的手順に従って現在製造され
供給されている原料ハロゲン化物には、許容できないほ
ど高レベルの、すなわち金属全体で約20ppbよりも
多くの金属不純物が存在する。特に、(1)このような
高レベルの金属不純物は、後続の光ファイバ製造ステッ
プによっては除去されないため、結果として得られる光
製品に残ること、および、(2)このような高レベルの
不純物が製造後の光ファイバ中に存在することはそのフ
ァイバの減衰特性(特に1310nmにおける)に悪影
響を与えることがわかっている。
【0018】上記の光ファイバ製造プロセスに特に注目
すると、注意すべき点であるが、液体ハロゲン化物中に
存在する金属不純物は、そのハロゲン化物が四塩化ケイ
素SiCl4であるか四塩化ゲルマニウムGeCl4であ
るかにかかわらず、トーチアセンブリ25および34を
通じてハロゲン化物蒸気中に輸送され、最終的に多孔性
スートブール40内に入る。さらに、このようなレベル
の金属不純物がいったんガラススートブール40内に入
ると、図1の要素12および13に示したような脱水ス
テップや固化ステップ中にスートブールから十分な量の
不純物を除去することはほとんど不可能である。上記の
ように、このような金属不純物が製造プロセス中に適切
に濾過されなければ、光ファイバの減衰特性は許容でき
ないほど高くなる。当業者には周知のように、許容でき
ないほど高い減衰があれば、光ファイバを所望の通信シ
ステムで用いることはできない。
【0019】図6に本発明の実施例を示す。上記の欠点
を克服するために、本発明では、上記のプロセストーチ
25’および34’でSiO2およびGeO2の粒子に変
換される前の上記あるいはガス状態の間に、原料ハロゲ
ン化物(上記の製造プロセスでは四塩化ケイ素SiCl
4および四塩化ゲルマニウムGeCl4の両方)をさらに
精製する。本発明では、原料ハロゲン化物を液体状態か
らガス状態に変換する既知の任意の方法が使用可能であ
る。しかし、注意すべき点であるが、このような変換
は、液体ハロゲン化物を含むユニットを不活性ガスで加
圧することによって容易に実現される。さらに、ガス状
態になった後、ハロゲン化物材料を加熱した管(多くの
場合ステンレススチール)を通し、材料の気体状態を維
持することができる。上記の処理ステップに従って、ガ
ス状ハロゲン化物を水素・酸素・アルゴントーチ25’
および34’に送る。そこで四塩化ケイ素は、トーチ内
での水素、酸素およびアルゴンの間の反応の結果として
SiO2粒子に変換される。さらに、四塩化ゲルマニウ
ムGeCl4は、基材表面に接触するとGeO2に変換さ
れる。
【0020】本発明に従ってハロゲン化物材料をさらに
精製するため、回転する種ロッド22’上に堆積する前
にハロゲン化物材料をさらに処理する。本発明の実施例
では、改良相互接続ユニット(Interconnect unit,I
CU)60を水素・酸素・アルゴントーチ25’および
34’のうちの少なくとも一方の蒸留に配置し、蒸気流
中に存在する金属不純物をトラップする。これにより、
金属不純物は、ガラススートブール40’に蒸気を送出
するトーチに到達しなくなる。特に、本発明の相互接続
ユニット60は,四塩化ケイ素SiCl4および四塩化
ゲルマニウムGeCl4の流路中に少なくとも一つのテ
フロン(登録商標)またはポリプロピレンのフィルタ3
1’および33’を含む。現在の設計では、トーチ2
5’および34’のそれぞれに対して少なくとも一つの
フィルタ31’および33’を利用する。各フィルタ
は、ポリプロピレンまたはテフロンのハウジング内にテ
フロンの濾過材を有する。
【0021】不純物は蒸気流から除去され、フィルタハ
ウジングの表面上またはフィルタ濾過材中にトラップさ
れる。フィルタ31’および33’内に不純物を捕捉す
ることによって、運搬されてスートブール22’上に堆
積され、最終的に光プリフォームあるいは光ファイバ中
に入る金属不純物のレベルは大幅に減少する。蒸気のよ
うに、本発明によれば、液体状態での材料の濾過に比べ
てより多くの金属不純物がガス状態の材料から除去され
る。
【0022】次の表に示すデータは、本発明による不純
物の濾過の改善が製造後の光ファイバの動作特性、特に
減衰に与える効果を定量化した一例である。
【表1】
【0023】上記のデータは、二つの場合の光ファイバ
を製造するために共通ロットの原料ハロゲン化物材料を
使用して得られたものである。特に、第1の場合の光フ
ァイバの製造中は、原料ハロゲン化物材料はさらに濾過
をしなかったが、第2の場合の光ファイバでは、本発明
に従って、スートブール内に堆積する前に気体状態の間
に原料ハロゲン化物材料をさらに濾過した。この結果か
ら直ちに分かるように、濾過した原料ハロゲン化物材料
で製造したファイバの減衰特性は、追加の濾過をしなか
ったハロゲン化物材料の標準的な供給を用いたものより
も大幅に良好である。
【0024】上記のように、本発明による濾過構成の一
つの設計は図6に示されている。図示のように、実施例
では、フィルタを改良相互接続ユニット50の内部に配
置する。この構成を利用することによって、フィルタ3
1’および33’のそれぞれと、プロセストーチ25’
および34’は、別々に清掃することができる。さら
に、実施例の各フィルタユニットはすべてテフロンから
なり、モジュラ式ユニットとすることにより、濾過シス
テム全体で何か問題が生じても容易に取り替え可能であ
る。
【0025】本発明の多少異なる実施例では、複数のフ
ィルタあるいはフィルタ部品が、四塩化ケイ素SiCl
4および四塩化ゲルマニウムGeCl4のような気体ハロ
ゲン化物材料の流路中に直列に配列される。特に、フィ
ルタあるいはフィルタ部品のうちの一つに炭素を含め、
気体ハロゲン化物材料が炭素を通って流れた後、残りの
フィルタあるいはフィルタ部品に進むようにすることが
好ましい。後続のフィルタは、前のフィルタから運ばれ
る炭素をトラップすることにより、炭素がプロセストー
チ25’および34’あるいはスートブール22’に入
らないようにする微粒子フィルタとして作用する。
【0026】本発明のさらにもう一つの利点は、このよ
うな濾過システムにより、脱水および固化を行う炉内に
輸送される不純物の量を大幅に減らすことができること
である。多孔性スートブール内または多孔性スートブー
ル上の高濃度の金属が炉内に運ばれた場合、その不純物
の一部はスートブールから分離し、冷却期間中に炉容器
の内壁に付着する。残念ながら、分離した不純物はその
後の加熱中に浮遊し、その炉内で処理される次のスート
ブールに再び付着する。従って、このような状況では、
後で処理するスートブールが含む不純物が真に少なくて
も、この十分清浄なスートが「汚染された炉容器」内に
入ることにより実際には汚染される可能性が高い。
【0027】以上、本発明の実施例について説明した
が、さまざまな変形例が可能である。本発明は、VAD
法以外のプロセス、例えば、周知の外付け気相法(OV
D)や改良化学蒸着法(MCVD)、ならびに、原料ハ
ロゲン化物などを処理するその他の工業的に認められて
いる光ファイバ製造方法にも使用可能である。状況によ
っては、図1のステップ14に従って、「ジャケットガ
ラス」をさらに濾過するために本発明を使用することが
好ましい場合もある。
【0028】
【発明の効果】以上述べたごとく、本発明によれば、製
造される光ファイバおよびプリフォームの外因性減衰
は、金属不純物の除去によって大幅に改善される。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来のVADプロセスによる光ファイバの製造
方法を示す流れ図である。
【図2】図1の方法に従ってガラススートを堆積してス
ートブールを形成する方法の概略図である。
【図3】図2の装置によって製造されるスートブールを
脱水し固化する装置の概略断面図である。
【図4】図1のプロセスによって形成されるガラス光フ
ァイバの部分断面図である。
【図5】図4の光ファイバに対する屈折率対距離のグラ
フの図である。
【図6】本発明の精製システムの概略図である。
【符号の説明】
22 基材 23 コアガラススート 24 クラッドガラススート 25 コアバーナ 26 火炎 27 材料源 28 材料源 29 流量コントローラ 30 流量コントローラ 31’ フィルタ 32 燃料源 33’ フィルタ 34 バーナ 35 流量コントローラ 36 火炎 38 燃料源 40 スートブール 41 液体四塩化ケイ素 42 炉 43 バルブ 44 容器 45 材料源 46 バルブ 47 ガラス部分 48 材料源 50 コア領域 51 クラッド領域 60 相互接続ユニット(ICU)
フロントページの続き (72)発明者 ヒュバート アール ボーデン アメリカ合衆国、27527 ノースキャロラ イナ、ガーナー、ハイデンウッド コート 105 (72)発明者 マイケル レイ コビントン アメリカ合衆国、27278 ノースキャノラ イナ、ヒルズボロー、オーク レーン 1221 (72)発明者 マーク ケビン スターリー アメリカ合衆国、27513 ノースキャノラ イナ、キャリー、ビーチツリー ドライブ 209

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1屈折率のコアガラス上に、第1屈折
    率より低い第2屈折率のクラッドガラススートを堆積す
    ることによって、原料ハロゲン化物材料を含むスートブ
    ールを形成するステップと、 前記スートブールをその転移温度より低い温度に加熱す
    るとともに脱水雰囲気にさらすことにより前記スートブ
    ールを脱水するステップと、 前記スートブールをその転移温度より高い温度に加熱す
    ることにより前記スートブールを固化するステップと、 前記固化により得られたガラスから光ファイバプリフォ
    ームを形成するステップと、 前記プリフォームから光ファイバを線引きするステップ
    とからなる光ファイバの製造方法において、 前記スートブールを形成するために堆積する前の気体状
    態の間に前記ハロゲン化物材料を濾過することを特徴と
    する、光ファイバの製造方法。
  2. 【請求項2】 濾過したハロゲン化物材料はスートブー
    ルのコアガラス部分に堆積されることを特徴とする請求
    項1の方法。
  3. 【請求項3】 濾過したハロゲン化物材料はスートブー
    ルのクラッドガラススート部分に堆積されることを特徴
    とする請求項1の方法。
  4. 【請求項4】 前記ハロゲン化物材料は濾過中に炭素に
    さらされることを特徴とする請求項1の方法。
  5. 【請求項5】 第1屈折率と第2屈折率の差Δnは第2
    屈折率の1パーセントより小さいことを特徴とする請求
    項1の方法。
  6. 【請求項6】 前記スートブールを形成するステップ
    は、コアガラススートおよびクラッドガラススートを同
    時に堆積するステップからなり、 前記固化するステップは、コアガラスおよびクラッドガ
    ラスを同時に固化するステップからなることを特徴とす
    る請求項1の方法。
  7. 【請求項7】 VAD法に従うことを特徴とする請求項
    1の方法。
  8. 【請求項8】 OVD法に従うことを特徴とする請求項
    1の方法。
  9. 【請求項9】 MCVD法に従うことを特徴とする請求
    項1の方法。
  10. 【請求項10】 第1屈折率のコアガラス上に、第1屈
    折率より低い第2屈折率のクラッドガラススートを堆積
    することによって、原料ハロゲン化物材料を含むスート
    ブールを形成するステップと、 前記スートブールをその転移温度より低い温度に加熱す
    るとともに脱水雰囲気にさらすことにより前記スートブ
    ールを脱水するステップと、 前記スートブールをその転移温度より高い温度に加熱す
    ることにより前記スートブールを固化するステップと、 前記固化により得られたガラスから光ファイバプリフォ
    ームを形成するステップとからなる光ファイバプリフォ
    ームの製造方法において、 前記スートブールを形成するために堆積する前の気体状
    態の間に前記ハロゲン化物材料を濾過することを特徴と
    する、光ファイバプリフォームの製造方法。
JP8231580A 1995-08-31 1996-09-02 光ファイバの製造方法 Pending JPH09169535A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US52177895A 1995-08-31 1995-08-31
US521778 1995-08-31

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH09169535A true JPH09169535A (ja) 1997-06-30

Family

ID=24078115

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP8231580A Pending JPH09169535A (ja) 1995-08-31 1996-09-02 光ファイバの製造方法

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP0765845A1 (ja)
JP (1) JPH09169535A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005314179A (ja) * 2004-04-30 2005-11-10 Sumitomo Electric Ind Ltd 光ファイバ母材の製造方法と光ファイバ、及び光ファイバの製造方法
KR100924637B1 (ko) * 2002-05-30 2009-11-02 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 광파이버용 모재의 제조 방법, 제조 장치 및 소결 장치

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2773724B1 (fr) * 1998-01-19 2000-02-18 Alsthom Cge Alcatel Procede de traitement de rejets gazeux d'une unite de fabrication d'une preforme de fibre optique pour recuperation de germanium
US6935050B2 (en) * 2002-12-04 2005-08-30 Corning Incorporated Method and apparatus reducing metal impurities in optical fiber soot preforms
EP3034476A1 (de) 2014-12-16 2016-06-22 Heraeus Quarzglas GmbH & Co. KG Verfahren zur herstellung von synthetischem quarzglas unter verwendung einer reinigungsvorrichtung
EP3059212A1 (de) 2015-02-18 2016-08-24 Heraeus Quarzglas GmbH & Co. KG Verfahren und vorrichtung zur herstellung von quarzglas aus einer polymerisierbaren polyalkylsiloxanverbindung mit membranfilter als reinigungsvorrichtung
CN109896738B (zh) * 2017-02-28 2021-08-06 天津富通集团有限公司 光纤预制棒的生产工艺

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5313438A (en) * 1976-07-22 1978-02-07 Sumitomo Electric Ind Ltd Preparation of glass fiber for optical transmission
US4212663A (en) * 1978-01-26 1980-07-15 Corning Glass Works Reactants delivery system for optical waveguide manufacturing
DE2935347A1 (de) * 1979-08-31 1981-03-26 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Verfahren zur herstellung von glas fuer glasfaserlichtwellenleiter geringer daempfung
US4345928A (en) * 1979-10-09 1982-08-24 Nippon Telegraph & Telephone Public Corporation Fabrication method of single-mode optical fiber preforms
JPH03239900A (ja) * 1990-02-17 1991-10-25 Shunichi Maekawa 石英配管システムおよびその配管部品の接続装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100924637B1 (ko) * 2002-05-30 2009-11-02 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 광파이버용 모재의 제조 방법, 제조 장치 및 소결 장치
JP2005314179A (ja) * 2004-04-30 2005-11-10 Sumitomo Electric Ind Ltd 光ファイバ母材の製造方法と光ファイバ、及び光ファイバの製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP0765845A1 (en) 1997-04-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA1047849A (en) Method of making optical waveguides
JPH08502470A (ja) 石英ガラス光波導体のための予備成形体を製造する方法および装置
JP2007513862A (ja) アルカリがドープされた光ファイバ、そのプリフォームおよびその作成方法
JP2011230987A (ja) ガラス母材製造方法
CA1338203C (en) Method for producing glass preform for optical fiber
US5597398A (en) Process for producing glass preform for optical fiber
JP4165397B2 (ja) ガラス母材の製造方法及びガラス母材
JPH09169535A (ja) 光ファイバの製造方法
KR890001123B1 (ko) 광파이버용 유리모재의 소결방법
EP0164103B1 (en) Method for producing glass preform for optical fiber containing fluorine in cladding
US20040261461A1 (en) Method for fabricating optical fiber preform without hydroxyl group in core
JP2808857B2 (ja) 光ファイバ用ガラス母材の加熱炉および製法
JP2003054995A (ja) 光ファイバ母材およびその製造方法および光ファイバ
JPH051221B2 (ja)
JP2612871B2 (ja) グレーデットインデスク型光ファイバープリフォームの製造方法
JP2004338992A (ja) ガラス母材の製造方法
KR950006186B1 (ko) 광파이버용 유리모재의 제조방법
US7391946B2 (en) Low attenuation optical fiber and its producing method in MCVD
JP4565221B2 (ja) 光ファイバ用母材
JP4071348B2 (ja) 光ファイバ母材の脱水処理方法
JPS5816161B2 (ja) 光伝送路及びその製法
JPH0798671B2 (ja) 光フアイバ用プリフオ−ムの製造方法
JP2003335537A (ja) 光ファイバ母材の製造方法およびこれを用いた光ファイバの製造方法
US20040007026A1 (en) Glass base material and method of manufacturing glass base material
JPH0791082B2 (ja) 光ファイバ母材の製造方法及び装置