JPH1053428A - 光ファイバ用母材およびその製造方法 - Google Patents
光ファイバ用母材およびその製造方法Info
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- JPH1053428A JPH1053428A JP21005996A JP21005996A JPH1053428A JP H1053428 A JPH1053428 A JP H1053428A JP 21005996 A JP21005996 A JP 21005996A JP 21005996 A JP21005996 A JP 21005996A JP H1053428 A JPH1053428 A JP H1053428A
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Classifications
-
- 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]
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Abstract
(57)【要約】
【課題】ＶＡＤ法またはＯＶＡＤ法によるコア部とクラ
ッド部を有する多孔質ガラス母材であって、その後の焼
結によりコアの気泡残留やコア／クラッド界面の剥離等
のない多孔質光ファイバ用母材の提供、及びそのような
多孔質母材を安定に製造する方法の提供。 【解決手段】ＧｅＯ2 をドーパントとして含むコア部
と、該コア部より屈折率の低いクラッドからなる多孔質
ガラス母材において、該コア部の平均嵩密度とクラッド
部の平均嵩密度の差が０．１５ｇ／cm3 以下であること
を特徴とする光ファイバ用母材及び、ＶＡＤ法またはＯ
ＶＤ法により、ＧｅＯ2 をドーパントとして含むコア部
と、該コア部より屈折率の低いクラッド部とからなる多
孔質ガラス母材を製造する方法において、該コア部の平
均嵩密度と該クラッド部の平均嵩密度の差が０．１５ｇ
／cm3 以下になるように嵩密度の調整を行ないながら成
長させることを特徴とする光ファイバ用母材の製造方
法。
ッド部を有する多孔質ガラス母材であって、その後の焼
結によりコアの気泡残留やコア／クラッド界面の剥離等
のない多孔質光ファイバ用母材の提供、及びそのような
多孔質母材を安定に製造する方法の提供。 【解決手段】ＧｅＯ2 をドーパントとして含むコア部
と、該コア部より屈折率の低いクラッドからなる多孔質
ガラス母材において、該コア部の平均嵩密度とクラッド
部の平均嵩密度の差が０．１５ｇ／cm3 以下であること
を特徴とする光ファイバ用母材及び、ＶＡＤ法またはＯ
ＶＤ法により、ＧｅＯ2 をドーパントとして含むコア部
と、該コア部より屈折率の低いクラッド部とからなる多
孔質ガラス母材を製造する方法において、該コア部の平
均嵩密度と該クラッド部の平均嵩密度の差が０．１５ｇ
／cm3 以下になるように嵩密度の調整を行ないながら成
長させることを特徴とする光ファイバ用母材の製造方
法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は光ファイバの中間製
品である光ファイバ用母材（多孔質ガラス母材）及び気
相合成法を用いて光ファイバ用母材を安定に製造する方
法に関し、本発明による光ファイバ用母材を用いて高品
質な通信用高純度石英ファイバを安定に製造することが
できる。
品である光ファイバ用母材（多孔質ガラス母材）及び気
相合成法を用いて光ファイバ用母材を安定に製造する方
法に関し、本発明による光ファイバ用母材を用いて高品
質な通信用高純度石英ファイバを安定に製造することが
できる。
【０００２】
【従来の技術】光ファイバ構造として、コア部がＧｅＯ
2 を添加した石英ガラスからなり、クラッド部が該コア
部より低屈折率の石英系ガラスからなるものが知られて
いる。このような構造の光ファイバを気相合成する方法
としては、図１，図２にそれぞれ示すＶＡＤ法（気相軸
付け法）、ＯＶＤ法（外付け法）が一般的である。ＶＡ
Ｄ法では、図１に示すように例えばＳｉＣｌ4 等のガラ
ス原料、Ｇｅドーパント原料であるＧｅＣｌ4 、Ｈ2 等
の燃料ガス、Ｏ2 等の助燃性ガスをコアバーナに供給
し、またコア部のまわりにクラッド部を合成するための
クラッドバーナにはクラッド形成用のガラス原料、ドー
パント原料、燃料ガス、助燃性ガスを供給する。図１に
は１本のクラッドバーナ使用の例を示しているが、複数
本のクラッドバーナを用いてもよい。各バーナの火炎中
で火炎加水分解反応あるいは酸化反応により生成したガ
ラス微粒子を出発ロッド先端部より堆積させて、コア多
孔質ガラス体とクラッド多孔質ガラス体を同時に出発ロ
ッドの軸方向に合成して、多孔質ガラス母材を得る。該
多孔質ガラス母材を塩素あるいは塩素化合物ガスを含む
雰囲気中で加熱し、多孔質ガラス母材中に含まれる水を
脱水した後、更に高温雰囲気中で加熱して透明ガラス母
材を得る。
2 を添加した石英ガラスからなり、クラッド部が該コア
部より低屈折率の石英系ガラスからなるものが知られて
いる。このような構造の光ファイバを気相合成する方法
としては、図１，図２にそれぞれ示すＶＡＤ法（気相軸
付け法）、ＯＶＤ法（外付け法）が一般的である。ＶＡ
Ｄ法では、図１に示すように例えばＳｉＣｌ4 等のガラ
ス原料、Ｇｅドーパント原料であるＧｅＣｌ4 、Ｈ2 等
の燃料ガス、Ｏ2 等の助燃性ガスをコアバーナに供給
し、またコア部のまわりにクラッド部を合成するための
クラッドバーナにはクラッド形成用のガラス原料、ドー
パント原料、燃料ガス、助燃性ガスを供給する。図１に
は１本のクラッドバーナ使用の例を示しているが、複数
本のクラッドバーナを用いてもよい。各バーナの火炎中
で火炎加水分解反応あるいは酸化反応により生成したガ
ラス微粒子を出発ロッド先端部より堆積させて、コア多
孔質ガラス体とクラッド多孔質ガラス体を同時に出発ロ
ッドの軸方向に合成して、多孔質ガラス母材を得る。該
多孔質ガラス母材を塩素あるいは塩素化合物ガスを含む
雰囲気中で加熱し、多孔質ガラス母材中に含まれる水を
脱水した後、更に高温雰囲気中で加熱して透明ガラス母
材を得る。
【０００３】またＯＶＤ法では、図２に示すように回転
する出発ロッドに対して、該出発ロッド軸方向にトラバ
ースするバーナに、ガラス原料、ドーパント原料、燃料
ガス、助燃性ガスを投入し、該出発ロッド外周にコア多
孔質ガラス層、クラッド多孔質ガラス層を順次積層して
光ファイバ用多孔質ガラス母材を合成した後、該出発ロ
ッドを引き抜き、脱水、焼結を行なう。
する出発ロッドに対して、該出発ロッド軸方向にトラバ
ースするバーナに、ガラス原料、ドーパント原料、燃料
ガス、助燃性ガスを投入し、該出発ロッド外周にコア多
孔質ガラス層、クラッド多孔質ガラス層を順次積層して
光ファイバ用多孔質ガラス母材を合成した後、該出発ロ
ッドを引き抜き、脱水、焼結を行なう。
【０００４】ところで多孔質ガラス母材の透明化の際
に、コア部に気泡が残留したり、コアクラッドの界面が
剥離したりする問題があり、特開昭６２−１６２６４１
号公報には、ＶＡＤ法において複数のクラッドバーナの
各中心が多孔質母材の中心軸と交差しないように各クラ
ッドバーナを多孔質母材の半径方向にずらして配置する
ことにより、クラッド部の嵩密度を均一にし、クラック
や気泡等の発生を防止することが提案されている。
に、コア部に気泡が残留したり、コアクラッドの界面が
剥離したりする問題があり、特開昭６２−１６２６４１
号公報には、ＶＡＤ法において複数のクラッドバーナの
各中心が多孔質母材の中心軸と交差しないように各クラ
ッドバーナを多孔質母材の半径方向にずらして配置する
ことにより、クラッド部の嵩密度を均一にし、クラック
や気泡等の発生を防止することが提案されている。
【０００５】また特開昭６３−７４９３１号公報には、
コア部の屈折率分布がステップ状の単一モードシングル
ファイバを得るために、コア部多孔質ガラス体の外周部
分の嵩密度を０．５ｇ／cm3 以下とし、かつ該部分周辺
の屈折率部多孔質ガラス体の嵩密度より０．２ｇ／cm3
以上大きくすることが提案されている。
コア部の屈折率分布がステップ状の単一モードシングル
ファイバを得るために、コア部多孔質ガラス体の外周部
分の嵩密度を０．５ｇ／cm3 以下とし、かつ該部分周辺
の屈折率部多孔質ガラス体の嵩密度より０．２ｇ／cm3
以上大きくすることが提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記従来法もそれなり
の効果が得られているが、ＧｅＯ2 を添加したコア部と
この外周にコア部より屈折率の低い屈折率部を気相合成
法で製造した多孔質母材を焼結炉で透明化する際、コア
部に気泡が残留したり、コアクラッドの界面が剥離した
りする問題が完全に解消されているとは言えない。本発
明は従来法を更に改善して焼結中のコアクラッド界面の
剥離や焼結後のコア部の気泡残留のない光ファイバ用多
孔質母材及びその製造方法を意図するものである。
の効果が得られているが、ＧｅＯ2 を添加したコア部と
この外周にコア部より屈折率の低い屈折率部を気相合成
法で製造した多孔質母材を焼結炉で透明化する際、コア
部に気泡が残留したり、コアクラッドの界面が剥離した
りする問題が完全に解消されているとは言えない。本発
明は従来法を更に改善して焼結中のコアクラッド界面の
剥離や焼結後のコア部の気泡残留のない光ファイバ用多
孔質母材及びその製造方法を意図するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する手段
として、本発明は(1) ＧｅＯ2 をドーパントとして含む
コア部と、該コア部より屈折率の低いクラッドからなる
多孔質ガラス用母材において、該コア部の平均嵩密度と
クラッド部の平均嵩密度の差が０．１５ｇ／cm3 以下で
あることを特徴とする光ファイバ用母材、および(2) 上
記コア部の平均嵩密度と上記クラッド部の最大嵩密度と
の差が０．３ｇ／cm3 以下であることを特徴とする上記
(1) 記載の光ファイバ用母材を提供する。また、本発明
は(3) 気体状の原料を火炎中で加水分解あるいは酸化反
応させ、ガラス微粒子を生成し、該ガラス微粒子を回転
している出発ロッドの先端から軸方向に堆積成長させる
か、あるいは出発ロッドの外周に半径方向に堆積成長さ
せることによりコア部とクラッド部を合成して、ＧｅＯ
2 をドーパントとして含むコア部と、該コア部より屈折
率の低いクラッド部とからなる多孔質ガラス母材を製造
する方法において、該コア部の平均嵩密度と該クラッド
部の平均嵩密度の差が０．１５ｇ／cm3 以下になるよう
に嵩密度の調整を行いながら成長させることを特徴とす
る光ファイバ用母材の製造方法、(4) 上記コア部の平均
嵩密度と該クラッド部の平均嵩密度の差が０．１５ｇ／
cm3 以下且つ該コア部の平均嵩密度と該クラッド部の最
大嵩密度の差が０．３ｇ／cm3 以下となるように嵩密度
の調整を行いながら成長させることを特徴とする請求項
３記載の光ファイバ用母材の製造方法、及び(5) 上記嵩
密度の調整は、ガラス微粒子の堆積面の表面温度をモニ
タし、該表面温度が一定になるように、水素ガス、酸素
ガス、バーナの位置のうち少なくとも一つのパラメータ
を制御することを特徴とする上記(3) 又は(4) 記載の光
ファイバ用母材の製造方法を提供する。
として、本発明は(1) ＧｅＯ2 をドーパントとして含む
コア部と、該コア部より屈折率の低いクラッドからなる
多孔質ガラス用母材において、該コア部の平均嵩密度と
クラッド部の平均嵩密度の差が０．１５ｇ／cm3 以下で
あることを特徴とする光ファイバ用母材、および(2) 上
記コア部の平均嵩密度と上記クラッド部の最大嵩密度と
の差が０．３ｇ／cm3 以下であることを特徴とする上記
(1) 記載の光ファイバ用母材を提供する。また、本発明
は(3) 気体状の原料を火炎中で加水分解あるいは酸化反
応させ、ガラス微粒子を生成し、該ガラス微粒子を回転
している出発ロッドの先端から軸方向に堆積成長させる
か、あるいは出発ロッドの外周に半径方向に堆積成長さ
せることによりコア部とクラッド部を合成して、ＧｅＯ
2 をドーパントとして含むコア部と、該コア部より屈折
率の低いクラッド部とからなる多孔質ガラス母材を製造
する方法において、該コア部の平均嵩密度と該クラッド
部の平均嵩密度の差が０．１５ｇ／cm3 以下になるよう
に嵩密度の調整を行いながら成長させることを特徴とす
る光ファイバ用母材の製造方法、(4) 上記コア部の平均
嵩密度と該クラッド部の平均嵩密度の差が０．１５ｇ／
cm3 以下且つ該コア部の平均嵩密度と該クラッド部の最
大嵩密度の差が０．３ｇ／cm3 以下となるように嵩密度
の調整を行いながら成長させることを特徴とする請求項
３記載の光ファイバ用母材の製造方法、及び(5) 上記嵩
密度の調整は、ガラス微粒子の堆積面の表面温度をモニ
タし、該表面温度が一定になるように、水素ガス、酸素
ガス、バーナの位置のうち少なくとも一つのパラメータ
を制御することを特徴とする上記(3) 又は(4) 記載の光
ファイバ用母材の製造方法を提供する。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明者らは多孔質体の焼結につ
いて研究、検討を重ね、コア部とクラッド部を有する
多孔質ガラス母材を加熱し透明化を進める過程で、多孔
質状の母材は互いのガラス微粒子が溶融し、空孔が潰
れ、徐々に収縮し、透明な母材になる、このとき、コ
ア部とクラッド部の収縮速度が異なると、内部に応力が
生じ、限界を超えると、気泡になったり、コア／クラッ
ド界面が剥離したりすることになる、という知見を得
た。特に、コアにＧｅＯ2 がドープされていると、ガラ
スの軟化点温度が低下し、収縮速度が速くなり、クラッ
ドの収縮速度の差を大きくする要因になっている。そこ
で、この収縮速度が異なる原因を更に検討した結果、収
縮速度格差は焼結の温度と多孔質ガラスの嵩密度に依存
することを見い出した。すなわち、多孔質ガラス母材の
焼結は、元来、外周から加熱するため、外周に比べて中
心の温度が低く、収縮は外周から進むことになるが、ク
ラッドの嵩密度がコアより一定のレベル以上に大きくな
ると、この収縮速度の格差が大きくなり、気泡残留、剥
離の問題が発生するわけである。本発明者らは、この収
縮速度の格差が、嵩密度の差にして０．１５ｇ／cm3 以
上になると気泡、剥離の問題が生じることを見い出し
た。なお、嵩密度は多孔質状の母材の充填度（硬さ）を
表すパラメータであり、空孔を含めた単位体積当たりの
重量で表す（ｇ／cm3 ）。この対象とする体積を小さく
してゆくと、局部的な嵩密度が得られ、最大値、最小値
を求めることができる。また、本明細書にいう平均嵩密
度とは、例えばコア部で説明すると、多孔質ガラス体の
有効部におけるコア部全体の体積に対して、それに対応
する重量で定義されるものである。最大嵩密度とは前記
の局部的な嵩密度の最大値をいう。
いて研究、検討を重ね、コア部とクラッド部を有する
多孔質ガラス母材を加熱し透明化を進める過程で、多孔
質状の母材は互いのガラス微粒子が溶融し、空孔が潰
れ、徐々に収縮し、透明な母材になる、このとき、コ
ア部とクラッド部の収縮速度が異なると、内部に応力が
生じ、限界を超えると、気泡になったり、コア／クラッ
ド界面が剥離したりすることになる、という知見を得
た。特に、コアにＧｅＯ2 がドープされていると、ガラ
スの軟化点温度が低下し、収縮速度が速くなり、クラッ
ドの収縮速度の差を大きくする要因になっている。そこ
で、この収縮速度が異なる原因を更に検討した結果、収
縮速度格差は焼結の温度と多孔質ガラスの嵩密度に依存
することを見い出した。すなわち、多孔質ガラス母材の
焼結は、元来、外周から加熱するため、外周に比べて中
心の温度が低く、収縮は外周から進むことになるが、ク
ラッドの嵩密度がコアより一定のレベル以上に大きくな
ると、この収縮速度の格差が大きくなり、気泡残留、剥
離の問題が発生するわけである。本発明者らは、この収
縮速度の格差が、嵩密度の差にして０．１５ｇ／cm3 以
上になると気泡、剥離の問題が生じることを見い出し
た。なお、嵩密度は多孔質状の母材の充填度（硬さ）を
表すパラメータであり、空孔を含めた単位体積当たりの
重量で表す（ｇ／cm3 ）。この対象とする体積を小さく
してゆくと、局部的な嵩密度が得られ、最大値、最小値
を求めることができる。また、本明細書にいう平均嵩密
度とは、例えばコア部で説明すると、多孔質ガラス体の
有効部におけるコア部全体の体積に対して、それに対応
する重量で定義されるものである。最大嵩密度とは前記
の局部的な嵩密度の最大値をいう。
【０００９】本発明を具体的に説明する。ガラス原料を
火炎中に導入し、火炎中で加水分解反応あるいは酸化反
応させ、ガラス微粒子を合成し、これをターゲットに堆
積させて、光ファイバ用多孔質母材を製造する。この多
孔質ガラス母材を塩素あるいは塩素化合物ガスを含む雰
囲気で加熱焼結して透明ガラス母材を得る。光ファイバ
用多孔質ガラス母材の製造方法は図１、図２にそれぞれ
示したＶＡＤ法、ＯＶＤ法が本発明において一般的であ
る。この光ファイバ用多孔質ガラス母材の合成のとき
に、コア部の平均嵩密度に対するクラッド部の嵩密度の
増加分が平均で０．１５ｇ／cm3 を超えると、焼結時に
気泡、剥離が生じやすくなる。従って、本発明では、 1)コアの嵩密度に対し、クラッドの嵩密度が平均で０．
１５ｇ／cm3 以下の差となるように合成条件（パラメー
タ）を調整し、 2)更に、クラッド部の最大嵩密度はコアの平均嵩密度に
対し、０．３ｇ／cm3 以下の差に調整する。コアとクラ
ッドの平均嵩密度の差は０．１ｇ／cm3 であるとより好
ましく、またクラッドの最大嵩密度とコアの平均嵩密度
の差は０．２ｇ／cm3 以下であることがより好ましい。
上記1)の限定理由は、多孔質ガラス母材のコアとクラッ
ドで平均的な嵩密度の差が小さいことにより、焼結時に
収縮速度の差を小さくすることができて、気泡、界面剥
離を抑えることができる、ことである。また上記2)の限
定理由は、クラッドに大きな嵩密度分布が生じた場合に
は、上記1)の平均的な嵩密度の整合だけでは気泡などの
発生を防ぐことができないことを見いだしたためであ
り、最大嵩密度部の収縮速度が極端に速いと、クラッド
に比べて断面積比の小さいコアに大きな応力がかかり剥
離が発生しやすくなるばかりでなく、内部のコア領域に
ガスが閉じ込められ、気泡が発生し易くなるからであ
る。
火炎中に導入し、火炎中で加水分解反応あるいは酸化反
応させ、ガラス微粒子を合成し、これをターゲットに堆
積させて、光ファイバ用多孔質母材を製造する。この多
孔質ガラス母材を塩素あるいは塩素化合物ガスを含む雰
囲気で加熱焼結して透明ガラス母材を得る。光ファイバ
用多孔質ガラス母材の製造方法は図１、図２にそれぞれ
示したＶＡＤ法、ＯＶＤ法が本発明において一般的であ
る。この光ファイバ用多孔質ガラス母材の合成のとき
に、コア部の平均嵩密度に対するクラッド部の嵩密度の
増加分が平均で０．１５ｇ／cm3 を超えると、焼結時に
気泡、剥離が生じやすくなる。従って、本発明では、 1)コアの嵩密度に対し、クラッドの嵩密度が平均で０．
１５ｇ／cm3 以下の差となるように合成条件（パラメー
タ）を調整し、 2)更に、クラッド部の最大嵩密度はコアの平均嵩密度に
対し、０．３ｇ／cm3 以下の差に調整する。コアとクラ
ッドの平均嵩密度の差は０．１ｇ／cm3 であるとより好
ましく、またクラッドの最大嵩密度とコアの平均嵩密度
の差は０．２ｇ／cm3 以下であることがより好ましい。
上記1)の限定理由は、多孔質ガラス母材のコアとクラッ
ドで平均的な嵩密度の差が小さいことにより、焼結時に
収縮速度の差を小さくすることができて、気泡、界面剥
離を抑えることができる、ことである。また上記2)の限
定理由は、クラッドに大きな嵩密度分布が生じた場合に
は、上記1)の平均的な嵩密度の整合だけでは気泡などの
発生を防ぐことができないことを見いだしたためであ
り、最大嵩密度部の収縮速度が極端に速いと、クラッド
に比べて断面積比の小さいコアに大きな応力がかかり剥
離が発生しやすくなるばかりでなく、内部のコア領域に
ガスが閉じ込められ、気泡が発生し易くなるからであ
る。
【００１０】上記1)及び2)を満足する嵩密度の多孔質体
とするためには、母材合成時に嵩密度を調整することが
重要であり、合成中のガラス微粒子堆積面の表面の温度
をモニタすることにより合成条件を調整することで可能
である。また、モニタしたデータをフィードバックすれ
ば自動制御も可能である。
とするためには、母材合成時に嵩密度を調整することが
重要であり、合成中のガラス微粒子堆積面の表面の温度
をモニタすることにより合成条件を調整することで可能
である。また、モニタしたデータをフィードバックすれ
ば自動制御も可能である。
【００１１】さらに具体的には、嵩密度の調整は、多孔
質ガラス体の堆積面の表面温度をモニタし、モニタ温度
が一定になるようにバーナに供給する水素流量、酸素流
量、バーナ位置を制御すれば、より安定した製造が可能
になる。例えば、嵩密度を上げるために表面温度を上げ
るには、水素ガスを増加するあるいは酸素ガス流量を低
減することにより火炎温度を上げるか、バーナを堆積面
に近づけることで実現できる。
質ガラス体の堆積面の表面温度をモニタし、モニタ温度
が一定になるようにバーナに供給する水素流量、酸素流
量、バーナ位置を制御すれば、より安定した製造が可能
になる。例えば、嵩密度を上げるために表面温度を上げ
るには、水素ガスを増加するあるいは酸素ガス流量を低
減することにより火炎温度を上げるか、バーナを堆積面
に近づけることで実現できる。
【００１２】
〔実施例１及び比較例１〕図１に示す構成（ＶＡＤ法）
により嵩密度を種々に変化させてコア・クラッドを同時
合成した。バーナは同心円状多重管バーナをそれぞれ用
い、原料はコアにはＳｉＣｌ4 とＧｅＣｌ4 、クラッド
にはＳｉＣｌ4 、燃料ガスはＨ2 、助燃性ガスはＯ2 を
用いた。また同心円状多重管バーナーのＨ2 噴出ポート
とＯ2 噴出ポートの間のポートにはＡｒガスを燃焼調整
用として流した。嵩密度の調整は、コア・クラッド各バ
ーナのＨ2 ガス流量を調整して行った。コアはＧｅＯ2
をガラスでの比屈折率差が０．３５％となるようにドー
プしたＳｉＯ2 、クラッドはＳｉＯ2 とした。それぞれ
の母材のコア外径は３０mm±２mm、クラッド外径は１４
０mm±３mmで合成できた。得られた母材は塩素ガス雰囲
気中で１１００℃で加熱し、脱水処理した後、１６００
℃で焼結透明化を行った。コア、クラッドの平均嵩密
度、クラッド最大嵩密度と気泡、界面剥離状態を表１に
まとめて示す。
により嵩密度を種々に変化させてコア・クラッドを同時
合成した。バーナは同心円状多重管バーナをそれぞれ用
い、原料はコアにはＳｉＣｌ4 とＧｅＣｌ4 、クラッド
にはＳｉＣｌ4 、燃料ガスはＨ2 、助燃性ガスはＯ2 を
用いた。また同心円状多重管バーナーのＨ2 噴出ポート
とＯ2 噴出ポートの間のポートにはＡｒガスを燃焼調整
用として流した。嵩密度の調整は、コア・クラッド各バ
ーナのＨ2 ガス流量を調整して行った。コアはＧｅＯ2
をガラスでの比屈折率差が０．３５％となるようにドー
プしたＳｉＯ2 、クラッドはＳｉＯ2 とした。それぞれ
の母材のコア外径は３０mm±２mm、クラッド外径は１４
０mm±３mmで合成できた。得られた母材は塩素ガス雰囲
気中で１１００℃で加熱し、脱水処理した後、１６００
℃で焼結透明化を行った。コア、クラッドの平均嵩密
度、クラッド最大嵩密度と気泡、界面剥離状態を表１に
まとめて示す。
【００１３】その後、外周に更にガラス層を合成し、ク
ラッド／コアの外径比を調整した後、線引きし、ガラス
外径１２５μｍ、樹脂被覆径２５０μｍの光ファイバを
製造した。この光ファイバの伝送損失は１．３μｍ帯で
０．３４５ｄＢ／ｋｍと、きわめて良好な特性であっ
た。
ラッド／コアの外径比を調整した後、線引きし、ガラス
外径１２５μｍ、樹脂被覆径２５０μｍの光ファイバを
製造した。この光ファイバの伝送損失は１．３μｍ帯で
０．３４５ｄＢ／ｋｍと、きわめて良好な特性であっ
た。
【００１４】
【表１】
【００１５】No１〜３の嵩密度が本発明の範囲内にある
ものはいずれも気泡残留、界面剥離がなく、良好であっ
たが、平均嵩密度差が０．１５ｇ／cm3 を超えるもの
（ No.４，６及び７）は気泡残留と界面剥離が生じた。
また嵩密度差は０．１４ｇ／cm 3 であるがクラッドの最
大嵩密度とコアの平均嵩密度の差が０．３ｇ／cm3 を超
えた No.５は界面剥離はなかったがコア部に気泡が残留
した。
ものはいずれも気泡残留、界面剥離がなく、良好であっ
たが、平均嵩密度差が０．１５ｇ／cm3 を超えるもの
（ No.４，６及び７）は気泡残留と界面剥離が生じた。
また嵩密度差は０．１４ｇ／cm 3 であるがクラッドの最
大嵩密度とコアの平均嵩密度の差が０．３ｇ／cm3 を超
えた No.５は界面剥離はなかったがコア部に気泡が残留
した。
【００１６】〔実施例２〕図２に示すようなＯＶＤ法に
より、コア母材の製造を行った。外径２０mmの出発ロッ
ドの外周にまずＧｅＯ2 を含むコア多孔質層を平均嵩密
度０．３ｇ／cm3で積層し、外径を４０ｍｍにした。つ
いでクラッド層として純ＳｉＯ2 を平均嵩密度０．４２
ｇ／cm3 で外径８８ｍｍまで積層した。クラッドの最大
嵩密度は０．５ｇ／cm3 であった。本実施例におけるコ
アとクラッドの平均嵩密度差は０．１２ｇ／cm3 、クラ
ッドの最大嵩密度とコアの平均嵩密度の差は０．２ｇ／
cm3である。この後、出発ロッドを引き抜いた後、塩素
ガスを含む雰囲気中で１１００℃で加熱脱水処理を行
い、ついで１６００℃の温度で透明化を行った。この結
果、気泡のない良好なガラス母材を得ることができた。
本実施例２で得られた良好焼結母材を延伸し、この外周
にＶＡＤ法、ＯＶＤ法で不足するクラッド層を積層し、
ガラス化して、クラッド／コアの外径比を調整した後、
外径１２５μｍに線引したところ、良好な伝送特性を持
つ光ファイバを得ることができた。なおクラッド／コア
の外径比を調整する方法としては、ＶＡＤ法、ＯＶＤ法
の他にロッドインコラップス法も利用できる。
より、コア母材の製造を行った。外径２０mmの出発ロッ
ドの外周にまずＧｅＯ2 を含むコア多孔質層を平均嵩密
度０．３ｇ／cm3で積層し、外径を４０ｍｍにした。つ
いでクラッド層として純ＳｉＯ2 を平均嵩密度０．４２
ｇ／cm3 で外径８８ｍｍまで積層した。クラッドの最大
嵩密度は０．５ｇ／cm3 であった。本実施例におけるコ
アとクラッドの平均嵩密度差は０．１２ｇ／cm3 、クラ
ッドの最大嵩密度とコアの平均嵩密度の差は０．２ｇ／
cm3である。この後、出発ロッドを引き抜いた後、塩素
ガスを含む雰囲気中で１１００℃で加熱脱水処理を行
い、ついで１６００℃の温度で透明化を行った。この結
果、気泡のない良好なガラス母材を得ることができた。
本実施例２で得られた良好焼結母材を延伸し、この外周
にＶＡＤ法、ＯＶＤ法で不足するクラッド層を積層し、
ガラス化して、クラッド／コアの外径比を調整した後、
外径１２５μｍに線引したところ、良好な伝送特性を持
つ光ファイバを得ることができた。なおクラッド／コア
の外径比を調整する方法としては、ＶＡＤ法、ＯＶＤ法
の他にロッドインコラップス法も利用できる。
【００１７】〔比較例２〕実施例２とほぼ同じ条件で、
クラッドの合成時にＨ2 ガス流量を増量と、堆積面温度
を上げることによりクラッドの嵩密度を０．４８ｇ／cm
3 に上げて、多孔質ガラス母材を合成し、上記実施例と
同じ条件で脱水焼結を実施したところ、コアに気泡が発
生した。本比較例においてコアとクラッドの平均嵩密度
差は０．１８ｇ／cm3 であった。また、本比較例ではク
ラッドの最大嵩密度は０．５３ｇ／cm3 であり、クラッ
ドの最大嵩密度とコアの平均嵩密度の差は０．２３ｇ／
cm3であった。
クラッドの合成時にＨ2 ガス流量を増量と、堆積面温度
を上げることによりクラッドの嵩密度を０．４８ｇ／cm
3 に上げて、多孔質ガラス母材を合成し、上記実施例と
同じ条件で脱水焼結を実施したところ、コアに気泡が発
生した。本比較例においてコアとクラッドの平均嵩密度
差は０．１８ｇ／cm3 であった。また、本比較例ではク
ラッドの最大嵩密度は０．５３ｇ／cm3 であり、クラッ
ドの最大嵩密度とコアの平均嵩密度の差は０．２３ｇ／
cm3であった。
【００１８】
【発明の効果】以上説明のとおり、本発明によれば多孔
質母材合成時のコア部とクラッド部の嵩密度の差を小さ
くなるように合成条件を調整しながら行なうことによ
り、収縮速度の差を小さくし、これにより気泡残留や界
面剥離を防止できる。さらに本発明に従い、クラッド部
に大きな嵩密度分布が偏在しないように合成することに
より、気泡、剥離の防止、クラック発生の防止が可能で
ある。また本発明の製法は上記のように嵩密度を特定範
囲に限定したコア・クラッド多孔質ガラス母材の安定し
た製造を実現するものであり、多孔質体（ガラス微粒子
体）堆積面の表面温度をモニタし自動制御をかければ、
より安定した製造を行なうことができる。
質母材合成時のコア部とクラッド部の嵩密度の差を小さ
くなるように合成条件を調整しながら行なうことによ
り、収縮速度の差を小さくし、これにより気泡残留や界
面剥離を防止できる。さらに本発明に従い、クラッド部
に大きな嵩密度分布が偏在しないように合成することに
より、気泡、剥離の防止、クラック発生の防止が可能で
ある。また本発明の製法は上記のように嵩密度を特定範
囲に限定したコア・クラッド多孔質ガラス母材の安定し
た製造を実現するものであり、多孔質体（ガラス微粒子
体）堆積面の表面温度をモニタし自動制御をかければ、
より安定した製造を行なうことができる。
【図１】本発明のＶＡＤ法による実施例を説明する概略
図である。
図である。
【図２】本発明のＯＶＤ法による実施例を説明する概略
図である。
図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 齋藤 達彦 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
Claims (5)
- 【請求項１】 ＧｅＯ2 をドーパントとして含むコア部
と、該コア部より屈折率の低いクラッドからなる多孔質
ガラス母材において、該コア部の平均嵩密度とクラッド
部の平均嵩密度の差が０．１５ｇ／cm3 以下であること
を特徴とする光ファイバ用母材。 - 【請求項２】 上記コア部の平均嵩密度と上記クラッド
部の最大嵩密度との差が０．３ｇ／cm3 以下であること
を特徴とする請求項１記載の光ファイバ用母材。 - 【請求項３】 気体状の原料を火炎中で加水分解あるい
は酸化反応させ、ガラス微粒子を生成し、該ガラス微粒
子を回転している出発ロッドの先端から軸方向に堆積成
長させるか、あるいは出発ロッドの外周に半径方向に堆
積成長させることによりコア部とクラッド部を合成し
て、ＧｅＯ2 をドーパントとして含むコア部と、該コア
部より屈折率の低いクラッド部とからなる多孔質ガラス
母材を製造する方法において、該コア部の平均嵩密度と
該クラッド部の平均嵩密度の差が０．１５ｇ／cm3 以下
になるように嵩密度の調整を行いながら成長させること
を特徴とする光ファイバ用母材の製造方法。 - 【請求項４】 上記コア部の平均嵩密度と該クラッド部
の平均嵩密度の差が０．１５ｇ／cm3 以下且つ該コア部
の平均嵩密度と該クラッド部の最大嵩密度の差が０．３
ｇ／cm3 以下となるように嵩密度の調整を行いながら成
長させることを特徴とする請求項３記載の光ファイバ用
母材の製造方法。 - 【請求項５】 上記嵩密度の調整は、ガラス微粒子の堆
積面の表面温度をモニタし、該表面温度が一定になるよ
うに、水素ガス、酸素ガス、バーナの位置のうち少なく
とも一つのパラメータを制御することを特徴とする請求
項３又は請求項４記載の光ファイバ用母材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21005996A JPH1053428A (ja) | 1996-08-08 | 1996-08-08 | 光ファイバ用母材およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21005996A JPH1053428A (ja) | 1996-08-08 | 1996-08-08 | 光ファイバ用母材およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1053428A true JPH1053428A (ja) | 1998-02-24 |
Family
ID=16583141
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21005996A Pending JPH1053428A (ja) | 1996-08-08 | 1996-08-08 | 光ファイバ用母材およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1053428A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003070652A1 (fr) * | 2002-02-20 | 2003-08-28 | Fujikura Ltd. | Verre optique et procede de fabrication de celui-ci |
| JP2022128088A (ja) * | 2021-02-22 | 2022-09-01 | 株式会社フジクラ | 光ファイバ母材の製造方法および光ファイバの製造方法 |
-
1996
- 1996-08-08 JP JP21005996A patent/JPH1053428A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003070652A1 (fr) * | 2002-02-20 | 2003-08-28 | Fujikura Ltd. | Verre optique et procede de fabrication de celui-ci |
| US7437893B2 (en) | 2002-02-20 | 2008-10-21 | Fujikura Ltd. | Method for producing optical glass |
| JP2022128088A (ja) * | 2021-02-22 | 2022-09-01 | 株式会社フジクラ | 光ファイバ母材の製造方法および光ファイバの製造方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040809 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040824 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20041025 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050215 |