JPS5842441B2 - コウガクセンイノ セイゾウホウホウ - Google Patents
コウガクセンイノ セイゾウホウホウInfo
- Publication number
- JPS5842441B2 JPS5842441B2 JP49145620A JP14562074A JPS5842441B2 JP S5842441 B2 JPS5842441 B2 JP S5842441B2 JP 49145620 A JP49145620 A JP 49145620A JP 14562074 A JP14562074 A JP 14562074A JP S5842441 B2 JPS5842441 B2 JP S5842441B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- glass
- glass tube
- tube
- wall
- soot
- 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.)
- Expired
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- Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は炭酸ガスレーザ光を用いてガラス管内壁に芯ガ
ラス被膜を一様にかつ精度よく短時間に形成せしめ、不
純物および水分の少ない光学繊維を製造する方法に関す
るものである。
ラス被膜を一様にかつ精度よく短時間に形成せしめ、不
純物および水分の少ない光学繊維を製造する方法に関す
るものである。
近時、通信系が取り扱う必要のある通信量の増大に伴い
、光に情報信号をのせ、光学繊維を通して送る方式が考
えられているが、このような目的で光学繊維を使用する
場合には、使用する長さが数すに及ぶので、光学繊維の
光波に対するわずかな損失が問題となる。
、光に情報信号をのせ、光学繊維を通して送る方式が考
えられているが、このような目的で光学繊維を使用する
場合には、使用する長さが数すに及ぶので、光学繊維の
光波に対するわずかな損失が問題となる。
このような問題を解決する方法として特願昭４６−３０
３５１号（特開昭４６−５７８８号公報）に示された光
学繊維の製造方法がある。
３５１号（特開昭４６−５７８８号公報）に示された光
学繊維の製造方法がある。
この方法は四塩化シリコンと、四塩化チタンなどの添加
剤を火炎中で加水分解することにより、酸化シリコン、
酸化チタンなどの１１すす”または蒸気をガラス管面に
沈着させ、芯ガラスとなるガラス膜を形成し、このガラ
ス管と芯ガラス膜を弓き出し温度に加熱し、断面を減少
するように引き出し、中心まで密の横断面の繊維を形成
するように芯ガラス膜をつぶすことを特徴とするもので
ある。
剤を火炎中で加水分解することにより、酸化シリコン、
酸化チタンなどの１１すす”または蒸気をガラス管面に
沈着させ、芯ガラスとなるガラス膜を形成し、このガラ
ス管と芯ガラス膜を弓き出し温度に加熱し、断面を減少
するように引き出し、中心まで密の横断面の繊維を形成
するように芯ガラス膜をつぶすことを特徴とするもので
ある。
この方法によれば、高純度の四塩化シリコンおよび添加
剤を使用して、鉄、ニッケル、銅などの不純物による光
の吸収の少ないファイバを製造することができる。
剤を使用して、鉄、ニッケル、銅などの不純物による光
の吸収の少ないファイバを製造することができる。
しかしながら芯ガラス膜を火炎加水分解法により製作す
るので、ガラス中に１０００１）ｐｍ程度の水を含有す
る。
るので、ガラス中に１０００１）ｐｍ程度の水を含有す
る。
ガラス中に含まれる水分は、波長２．７μ、２．２μ、
１．４μ、０．９μ、０．７μに吸収があり、実用上問
題となる。
１．４μ、０．９μ、０．７μに吸収があり、実用上問
題となる。
さらにガラス管内壁の芯ガラス被膜形成に際し、ガラス
管の外部から加熱しており、光学繊維に引き出す時に気
泡を含む可能性が大きい。
管の外部から加熱しており、光学繊維に引き出す時に気
泡を含む可能性が大きい。
ガラス管の外部から炉で加熱することによって、ガラス
管内壁に沈着した酸化剤を含んだ二酸化珪素（Ｓｉ０２
）の０すす１１を二酸化珪素の吸収波長である１０．６
μｍを発振波長とする炭酸ガスレーザ光を用いて焼結す
ることにより、１１すす１１における熱吸収をよくし、
短時間で厚膜を形成し、不純物および水分を含まない低
損失の光学繊維を製造する方法を提供することを目的と
する。
管内壁に沈着した酸化剤を含んだ二酸化珪素（Ｓｉ０２
）の０すす１１を二酸化珪素の吸収波長である１０．６
μｍを発振波長とする炭酸ガスレーザ光を用いて焼結す
ることにより、１１すす１１における熱吸収をよくし、
短時間で厚膜を形成し、不純物および水分を含まない低
損失の光学繊維を製造する方法を提供することを目的と
する。
本発明の製造方法は、芯ガラス被膜をガラス管内壁に形
成せしめる工程と、このガラス管を光学繊維に引き出す
工程とから成る。
成せしめる工程と、このガラス管を光学繊維に引き出す
工程とから成る。
芯ガラスには光学繊維中を伝搬する光の大部分を通すた
め、特に光の吸収の少ないガラスを準備しなければなら
ない。
め、特に光の吸収の少ないガラスを準備しなければなら
ない。
光学繊維の芯ガラスは、本出願人によって出願された方
法（特願昭４８−１２７６７０号）が適当である。
法（特願昭４８−１２７６７０号）が適当である。
すなわちこの方法は石英ガラスアルミナなどの耐火性標
的を炭酸ガスレーザ光で照射し、１６００〜１８００℃
の高温に保ち、珪素の酸化可能な化合物の蒸気または噴
霧体と、酸化可能な化合物からなるガラスの添加剤の蒸
気または噴霧体を適当な混合比で、酸素とともに前記標
的上に吹き付け、硅素化合物および添加剤を酸化させ、
標的上に沈着させることによりガラスを形成する方法で
ある。
的を炭酸ガスレーザ光で照射し、１６００〜１８００℃
の高温に保ち、珪素の酸化可能な化合物の蒸気または噴
霧体と、酸化可能な化合物からなるガラスの添加剤の蒸
気または噴霧体を適当な混合比で、酸素とともに前記標
的上に吹き付け、硅素化合物および添加剤を酸化させ、
標的上に沈着させることによりガラスを形成する方法で
ある。
このようにして合成されたガラスを棒状に加工し、その
表面にほぼ同様な方法で、石英ガラスまたは添加剤入り
の石英ガラスを付着させてファイバの母材とし、加熱紡
糸するものである。
表面にほぼ同様な方法で、石英ガラスまたは添加剤入り
の石英ガラスを付着させてファイバの母材とし、加熱紡
糸するものである。
この方法は加水分解法などと異り、工程中で水蒸気が発
生または混入することがないので、水分を全く含有しな
いファイバを製造することができる。
生または混入することがないので、水分を全く含有しな
いファイバを製造することができる。
また反応に必要な高温を得るために光を用いているので
被加熱体を直接加熱することができ、加熱部の形状温度
分布などをレンズ等の光学系で制御することができる。
被加熱体を直接加熱することができ、加熱部の形状温度
分布などをレンズ等の光学系で制御することができる。
また被加熱体以外の部分は加熱されず、低温に保つこと
ができるので、反応系から不純物が排出されることもな
いなど高純度化学反応に適した加熱法である。
ができるので、反応系から不純物が排出されることもな
いなど高純度化学反応に適した加熱法である。
しかしこの方法は、製作中、外部からの不純物の混入の
可能性があり、さらにガラス化する効率が低いなどの問
題点が残されている。
可能性があり、さらにガラス化する効率が低いなどの問
題点が残されている。
本発明は炭酸ガスレーザを用いてガラス管の内壁に芯ガ
ラス被膜を形成することにより、この方法の改良を行っ
た低損失の光学繊維の製造に関するものである。
ラス被膜を形成することにより、この方法の改良を行っ
た低損失の光学繊維の製造に関するものである。
以下実施例にもとづき詳細に説明する。
実施例 １
第１図は本発明の製造方法を実施するための装置の一例
を示す構成図である。
を示す構成図である。
テフロン管１を通ってきた四塩化シリコンの蒸気と、三
塩化アルミニュウムなど（たとえば四塩化ゲルマニウム
、イソブチルアルミニュウム、オキシ燐酸塩、塩化ガリ
ウム、またはトリメチルガリウムなど）の添加剤の蒸気
は酸素と共にフレキシフルテフロンジヨイント２を通っ
てガラス管３に送り込まれる。
塩化アルミニュウムなど（たとえば四塩化ゲルマニウム
、イソブチルアルミニュウム、オキシ燐酸塩、塩化ガリ
ウム、またはトリメチルガリウムなど）の添加剤の蒸気
は酸素と共にフレキシフルテフロンジヨイント２を通っ
てガラス管３に送り込まれる。
環状炉４あるいはバーナなどの熱源によってガラス管３
は約１０００℃に加熱され、四塩化シリ・コンの蒸気と
三塩化アルミニウムなどの添加剤の蒸気は酸素と反応し
、各々酸化シリコン（ＳｉＯ２）、酸化アルミニウム（
Ａ１２０３）の１１すす１１となってガラス管３の内壁
に付着する。
は約１０００℃に加熱され、四塩化シリ・コンの蒸気と
三塩化アルミニウムなどの添加剤の蒸気は酸素と反応し
、各々酸化シリコン（ＳｉＯ２）、酸化アルミニウム（
Ａ１２０３）の１１すす１１となってガラス管３の内壁
に付着する。
ガラス管３の内壁に付着された＋１すす１１には炭酸ガ
スレーザ５から出たレーザ光が凸レンズ６及び７によっ
て細いレーザビーム８（約１朋の直径）に絞られ、ミラ
ー９によって反射して約４０ ｏｗ／ｃｄのパワー密度
で連続して照射される。
スレーザ５から出たレーザ光が凸レンズ６及び７によっ
て細いレーザビーム８（約１朋の直径）に絞られ、ミラ
ー９によって反射して約４０ ｏｗ／ｃｄのパワー密度
で連続して照射される。
”すす１１を形成している二酸化シリコン（Ｓｉｎ２）
、酸化アルミニウム（Ａｌ１０３ ）の二酸化シリコン
の吸収波長が炭酸ガスレーザの発振波長である１０．６
μｍと一致していることを利用し、形成された＋１すす
”は効率良くレーザ光の熱吸収を受けて１６００〜１８
００℃に加熱され、逐次溶融されて厚膜の芯ガラス被膜
１０となる。
、酸化アルミニウム（Ａｌ１０３ ）の二酸化シリコン
の吸収波長が炭酸ガスレーザの発振波長である１０．６
μｍと一致していることを利用し、形成された＋１すす
”は効率良くレーザ光の熱吸収を受けて１６００〜１８
００℃に加熱され、逐次溶融されて厚膜の芯ガラス被膜
１０となる。
炭酸ガスレーザ５の照射によってガラス管内壁に一様に
芯ガラス被膜１０を形成するために、チャック１１よっ
てガラス管３は回転し、ミラー９は第１図に矢印で示し
たように並進及び回転の運動を高速で行ってレーザビー
ム８を走査させて照射する。
芯ガラス被膜１０を形成するために、チャック１１よっ
てガラス管３は回転し、ミラー９は第１図に矢印で示し
たように並進及び回転の運動を高速で行ってレーザビー
ム８を走査させて照射する。
フレキシブルテフロンジヨイント２内のガラス管３は円
滑に回転することが要求される。
滑に回転することが要求される。
本発明のような構成では、ガラス管内壁に照射されたレ
ーザビームによって発生する熱が管壁の深さ方向にどの
程度まで伝導するか、レーザビームの走査速度によって
制御することが可能である。
ーザビームによって発生する熱が管壁の深さ方向にどの
程度まで伝導するか、レーザビームの走査速度によって
制御することが可能である。
従って、本発明の“すすパのガラス化に際しては、レー
ザビームの照射によってガラス管を内部からガラス軟化
点温度以上に加熱しても、レーザビームの走査速度を適
切に制御することによってガラス管壁には管そのものが
変形するほどの高温を伝導しないで、ガラス管内壁に堆
積した′１すすｌ＋だけを高温に加熱して溶融を行うこ
とができる。
ザビームの照射によってガラス管を内部からガラス軟化
点温度以上に加熱しても、レーザビームの走査速度を適
切に制御することによってガラス管壁には管そのものが
変形するほどの高温を伝導しないで、ガラス管内壁に堆
積した′１すすｌ＋だけを高温に加熱して溶融を行うこ
とができる。
ガラス管３は光学繊維として引き出した時にクラッド層
となるため、芯ガラス被膜１０を形成する前に、ガラス
管の内壁を十分円滑にするために弗酸中でガラス管３を
洗うなどの処理が必要である。
となるため、芯ガラス被膜１０を形成する前に、ガラス
管の内壁を十分円滑にするために弗酸中でガラス管３を
洗うなどの処理が必要である。
常温では蒸気圧の低い三塩化アルミニウムなどの添加剤
の蒸気を通すため、約２００℃まで加熱し配管の途中で
三塩化アルミニウムなどの添加剤の蒸気が凝結しないよ
うに、テフロン管１およびフレキシブルテフロンジヨイ
ント２０回りに巻いたヒータ１２で加熱する。
の蒸気を通すため、約２００℃まで加熱し配管の途中で
三塩化アルミニウムなどの添加剤の蒸気が凝結しないよ
うに、テフロン管１およびフレキシブルテフロンジヨイ
ント２０回りに巻いたヒータ１２で加熱する。
具体例として外径１０ｍｍ、内径７關のガラス管３を用
いた場合、内壁に形成する芯ガラス被膜１０の厚さを約
１關にすると、光学繊維として引き出した時、クラッド
層の外径が１５０μｍ、コア径が１００μｍのものが得
られる。
いた場合、内壁に形成する芯ガラス被膜１０の厚さを約
１關にすると、光学繊維として引き出した時、クラッド
層の外径が１５０μｍ、コア径が１００μｍのものが得
られる。
成長速度はチャック１１０回転数、ミラー９の並進およ
び回転の速度、レーザビーム８のパワー密度、四塩化シ
リコンと三塩化アルミニウムなどの添加剤の蒸気圧およ
び流量などに特に依存している。
び回転の速度、レーザビーム８のパワー密度、四塩化シ
リコンと三塩化アルミニウムなどの添加剤の蒸気圧およ
び流量などに特に依存している。
前記工程において製作されたガラス管３内壁に形成され
た芯ガラス被膜１０を有するガラス管を、バーナあるい
は高周波加熱炉を用いガラスの引き出し温度約１８００
〜１９００℃に加熱すると共に、引き出し方向と反対の
端から真空に引き、ガラス管内の中空をつぶしながら紡
糸し、光学繊維とする。
た芯ガラス被膜１０を有するガラス管を、バーナあるい
は高周波加熱炉を用いガラスの引き出し温度約１８００
〜１９００℃に加熱すると共に、引き出し方向と反対の
端から真空に引き、ガラス管内の中空をつぶしながら紡
糸し、光学繊維とする。
あるいはガラス管３内壁に形成した芯ガラス被膜１０を
有するガラス管をバーナあるいは高周波加熱炉を用い、
延伸に十分な低い粘度となる温度で加熱し、引き伸ばし
ながら管内の中空をつぶし、ガラス棒とし、次の工程で
ガラス棒を光学繊維に紡糸してもよい。
有するガラス管をバーナあるいは高周波加熱炉を用い、
延伸に十分な低い粘度となる温度で加熱し、引き伸ばし
ながら管内の中空をつぶし、ガラス棒とし、次の工程で
ガラス棒を光学繊維に紡糸してもよい。
以上説明したように、本発明による光学繊維の製造方法
は炭酸ガスレーザ光によって二酸化硅素と添加酸化物の
゛すす“１を焼結して、ガラス管内に芯ガラス被膜を形
成するので、大口径のガラス管を用いることにより精度
よ（、かつ短時間に不純物・水分の少ない長尺の光学繊
維を得ることができる。
は炭酸ガスレーザ光によって二酸化硅素と添加酸化物の
゛すす“１を焼結して、ガラス管内に芯ガラス被膜を形
成するので、大口径のガラス管を用いることにより精度
よ（、かつ短時間に不純物・水分の少ない長尺の光学繊
維を得ることができる。
第１図は本発明の製造方法を実施するための装置の一例
を示す構成図である。 １・・・・・・テフロン管、２・・・・・・フレキシブ
ルテフロンジヨイント、３・・・・・・ガラス管、４・
・・・・・環状炉、５・・・・・・炭酸ガスレーザ、６
，７・・・・・・凸レンズ、８・・・・・・レーザビー
ム、９・・・・・・ミラー、１０・・・・・・芯ガラス
被膜、１１・・・・・・チャック、１２・・・・・・ヒ
ータ。
を示す構成図である。 １・・・・・・テフロン管、２・・・・・・フレキシブ
ルテフロンジヨイント、３・・・・・・ガラス管、４・
・・・・・環状炉、５・・・・・・炭酸ガスレーザ、６
，７・・・・・・凸レンズ、８・・・・・・レーザビー
ム、９・・・・・・ミラー、１０・・・・・・芯ガラス
被膜、１１・・・・・・チャック、１２・・・・・・ヒ
ータ。
Claims (1)
- １ ガラス管の屈折率と異なる屈折率を持つ芯ガラスの
膜を、ガラス管の内壁の上に形成し、管と膜を引き出し
温度に加熱した後、断面を減少するように引き出し、中
まで密の横断面のガラス棒を形成し、このガラス棒の軟
化点以上の温度で加熱紡糸することによって、光学繊維
を製造する方法において、一様に加熱されたガラス管〇
一方からガラス形成用原料と添加剤を酸素ガスと共に供
給してガラス管内壁に二酸化珪素及び添加酸化物の１す
すパを形成しながら、前記ガラス管の他方から照射した
炭酸ガスレーザ光によって該“１すす°１を逐次溶融し
、ガラス管内壁にガラス管より高い屈折率を有する芯ガ
ラスの膜を形成することを特徴とする光学繊維の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP49145620A JPS5842441B2 (ja) | 1974-12-20 | 1974-12-20 | コウガクセンイノ セイゾウホウホウ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP49145620A JPS5842441B2 (ja) | 1974-12-20 | 1974-12-20 | コウガクセンイノ セイゾウホウホウ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5172443A JPS5172443A (en) | 1976-06-23 |
| JPS5842441B2 true JPS5842441B2 (ja) | 1983-09-20 |
Family
ID=15389220
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP49145620A Expired JPS5842441B2 (ja) | 1974-12-20 | 1974-12-20 | コウガクセンイノ セイゾウホウホウ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5842441B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3823995A (en) * | 1972-03-30 | 1974-07-16 | Corning Glass Works | Method of forming light focusing fiber waveguide |
-
1974
- 1974-12-20 JP JP49145620A patent/JPS5842441B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5172443A (en) | 1976-06-23 |
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