JPS60239334A - 光フアイバ用母材の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、光フアイバ用母材の製造方法に関し、特にす
ぐれた光透過特性を持つ、コアが純粋石英ガラス、クラ
ッドが弗素と石英を成分とするガラスからなる光フアイ
バ用母材の製造方法に関する。

（従来の技術） 石英系光ファイバにおいて、コア部の屈折率をクラッド
部の屈折重工り高くするために、コア部に酸化ゲルマニ
ウムなどを含む石英ガラスを用いる場合と、コア部は純
粋石英°ガラスであり、クラッド部に、純粋石英工９屈
折率の低い石英と弗素などからなる石英ガラスを用いる
場合とがある。前者に比べ後者は、元が主に伝搬するコ
ア部が純粋石英からなることから光の透過率を低下させ
る要因の１つであるレイリー散乱の影響を小さくするこ
とができ、光の透過率に秀れた光ファイバを得ることが
できる。この場合、クラッド部の屈折率を下けるために
クラッド部が酸化ホウ素と石英からなるガラスを用いる
ことも考えられるが酸化ホウ素は光通信にしばしば用い
られる波長帯に近い１．５μｍ付近に吸収帯を持つため
、光の透過率を良くするには使用波長帯近辺で吸収帯を
持たないフッ素と石英からなるガラスをクラッドに用い
ることが望ましい。

一方、光フアイバ用母材の製造方法の中で生産性に秀れ
経済的な方法として、火炎加水分解反応を用いて多孔質
ガラス体を合成する、ＭＡＤ法或いはｏｖｐｏ　法など
が仰られている。このような火炎加水分解反応を用いて
多孔質ガラス体を合成する方法を用い、かつフッ素と石
英を生成分とするガラスを構成要素とする元ファイバ用
母材を製造する方法としては、特開昭５５−６７５５５
号公報に記載された↓う゛に、多孔質ガラス体を弗素を
含む雰囲気の中で加熱処理する方法がある。しかしなが
らこの方法では、多孔質ガラス体全領域に、フッ素がほ
ぼ均一に取り入れられる場合が多く、クラッドとコアの
間の屈折率差をつけることが難しい。

また、特開昭５５−１５６８２号公報に記載されたよう
に、多孔質ガラス体を火炎加水分解反応を用いて形成す
る際に、原料にフッ素化合物を混合させ、フッ素を含む
多孔質ガラス体を形成し、しかるのちに、該多孔質ガラ
ス体を高温炉内で透明ガラス化するという方法もある。

しかしながら、この方法ではガラス中に存在するフッ素
の量を十分多くすることが難しく、フッ素によってつけ
られた屈折率差とじて高々０．２％位しかとれないので
、実用に耐えない。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明の目的は、上記した従来法の問題点を解決し、ク
ラッド部に十分に弗素が含有され、かつ光通信用伝送路
として実用上問題のない程度に形成された屈折率分布を
有する光フアイバ用母材を、生産性に秀れた火炎加水分
解反応を用いて製造する方法を提供するところにある。

（問題点を解決する手段） 本発明方法は、夫々別個に製造した、充分に弗素を含有
した石英を主成分としクラッド部に相当する方ラスバイ
ブと、石英を主成分としコア部に相当する多孔質ガラス
レッドとを組合せた後に、加熱透明化することで、従来
法の問題点を解決し、クラッドに充分弗素を含有し、コ
ア・クラッド間の屈折率差が満足できる大きさを有する
光フアイバ用母材を得るものである。

すなわち本発明は、石英を主成分とするガラスパイプ内
に石英を主成分とする多孔質ガラスレッドを挿入し、該
ガラスパイプを外部から加熱することに工９、該多孔質
ガラスレッドを透明化するとともに、該ガラスパイプと
該ガラスレッドとを一体化することを特徴とする光フア
イバ用母材の製造方法に関する。

また本発明は、上記においてガラスパイプが弗素と石英
からなり、多孔質レッドが純粋石英からなる光フアイバ
用母材の製造方法に関する。

さらに本発明は、上記製造方法において、ガラスパイプ
と多孔質ガラスレッドの間隙に塩素を含むガスを流す光
フアイバ用母材の製造方法に関する。

以下に具体的に説明する。

クラッド部に相当する石英を主成分としたガラスパイプ
内に、コア部に相当する石英を主成分とした多孔質ガラ
スレッドを挿入し、該ガラスパイプを外部から加熱する
とガラスパイプは収縮し始める。一方、該ガラスパイプ
内に挿入された多孔質ガラスレッドは透明ガラス化して
ゆく。さらに加熱を続けると多孔質ガラスレッドが透明
ガラス化するとともに透明化したガラスレッドとガラス
パイプは一体化し光フアイバ用母材とすることができる
。

この時、十分に弗素を含んだ石英ガラスパイプと純粋石
英からなる多孔質ガラスレッドを用いることにより、ク
ラッド部が弗素と石英、コア部が純粋石英からなる光フ
アイバ用母材を作製することができる。

本発明方法における弗素を充分含有した石英を主成分と
するクラッド相当のガラスパイプの作製方法は例えば次
のように行う。第１図はパイプ状多孔質ガラス体の製造
装置の１実施態様を説明する図であって、回転引上装置
２に装着され、先端がパイプ状に加工された支持棒３の
端に、表面の滑らかな出発材１を装着しておく。

該支棒５上から、通常のＶＡＤ法と同じように酸水素バ
ーナ−４により、ガラス微粒子を堆積させていき、該支
持棒３を回転させながら引上げていくことにより徐々に
、出発材上へもガラス微粒子を堆積させていく。このよ
うにして、出発材１の外周上に多孔質ガラス体５を軸方
向に成長させたのち出発材１を引き抜くことにより、パ
イプ状の多孔質ガラス体５を得ることができる。該パイ
プ状の多孔質ガラス体５を、弗素を含む雰囲気中で加熱
透明化することにより、弗素を充分に含むガラスパイプ
を得ることができる。たとえば第２図に示した装置にお
いて、雰囲気ガスとして”Ｆｉ　１００　ｃｃ／分、Ｈ
ｅ５ｚ／分を送り込みつつ、支持棒３にとりつけたパイ
プ１　状の多孔質ガラス体５を下方に移動していき、カ
ーボン抵抗炉６の近傍の高温部（〜１６５゜℃）を通過
させていくことにより、屈折率の、低下値がα３％であ
る弗素を含むガラスパイプを得ることができる。

ところで、石英系光フアイバ中にＯＨ基が多量に含まれ
ると、伝搬する光の吸収損失が増加し、長距離の光通信
に支障をきたす。

そこで、光フアイバ母材中のＯＨ基は十分に低減してお
くことが必要である。本発明により作製した光フアイバ
母材中にＯＨ基が混入しないようにするためには、ガラ
スパイプを外部から加熱する際、ガラスパイプ内に脱水
作用のある塩素系のガス、たとえばＣｔ鵞あるいは５ｏ
ｃｚ。

などを流すことが有効である。このようにすることによ
り、ガラスパイプ内の雰囲気中に含まれる水分に由来す
る、母材内のＯＨ基を取り除くことができる。さらに、
多孔質ガラス゛ロッド中に含まれるＯＨ基或いは水分も
取り除くことができる。

もちろん、使用する多孔質ガラスロンドに脱水処理を充
分節しておくこと、また、ＯＨ基含有量の十分に低いガ
ラスパイプを用いることにより、さらに、母材中のＯＨ
基の低減が容易になることは言うまでもない。

（発明の効果） 従来法ではすでに述べｆｃ工うに、コアが純石英でクラ
ッドが弗素を含む石英を主成分とするもので、弗素によ
る充分な屈折率差を有し実用に耐える屈折率分布構造を
有するガラス母材の製造は不可能であったが、本発明方
法は、これを可能とし、クラッド部には十分に弗素が含
有され、かつ光通信用伝送路として実用上十分に使用で
きる屈折率分布構造を有し、かつ伝送損失特性もすぐれ
たガラス母材を、生産性に秀れる火炎加水分解反応を用
いて製造できる。

（実施例） 実施例１ フッ素を約１重量％含む石英ガラスパイプ（外径４１■
、内径９■、長さ１５０．）中に、多孔質石英ガラスパ
イプ（カサ密度α５５　ｆ／ｅｒｒ？、外径８ｔｍφ、
長さ１５０　ｍ　）を挿入し、石英パイプを外部からカ
ーボン炉を用いて加熱一体化することにより、第６図に
示す工うな断面構造及び屈折率分布を持つ光フアイバ用
母材を得た。

さらに本母材を延伸したのち市販の石英パイプ中に挿入
一体化し、シングルモード光ファイバ用母材を作製した
。

尚、フッ素を約１重量％含む石英ガラスパイプは、パイ
プ状の多孔質石英ガラス体を作製したのち、これを１を
含む雰囲気下で焼結して得たものである。また、多孔質
石英ロンドは、ＶＡＤ法にエフ作製したものである。

本母材を線引して得られた単長５　ｋｍのシングルモー
ド光ファイバの伝送損失特性を第４図に示す。第４図で
はα９５μｍ、１．２４μｍ、１．３９μｍ帯に各々、
ＯＨ基に由来する吸収損失が現れている。このＯＨ基に
よる吸収は石英パイプと多孔質ガラスロンドを一体化す
る際、石英ガラスパイプ内の雰囲気中に存在した水分が
作製した母材内に混入したことによると考えられる。

実施例２ 実施例１の方法に於いて、さらに、石英ガラスバイプ内
に塩素ガス’１５０ｃｃ／分、ヘリウムガスを５１１分
の割合で供給しつつ石英ガラスと多孔質ガラスロンドの
一体化を行った。本方法によって得られたシングルモー
ド光ファイバの伝送損失特性を第５図に示す。ＯＨ基に
よる吸収は実用上問題のない程度に低減できている。

【図面の簡単な説明】

第１図二本発明方法に用いるパイプ状多孔質ガラス体の
製造装置の実施態様を説明す る図。 第２図二本発明方法にて用いる、パイプ状多孔質ガラス
体に弗素を添加し、かつ透明 ガラス化する装置の実施態様を説明す る図。 第６図：実施例１において得られた母材の屈折率分率 第４囚：実施例１において得られたファイバの伝送損失
特性 第５図：実施例２において得られたファイバの伝送損失
特性 第３図 第４図 箆５図 手続補正書 昭和６０年１　月３０　日 寺許庁長官　志賀　字数 １、事件の表示 昭和５９年特許願第９２９３１　号 ２°発明０名称　光７アイパ用母材の製造方法３、補正
をする者 事件との関係　特許出願人 住　所　大阪市東区北浜５丁目１５番地懺者川上哲部 ４、代理人 ｆ３−　所　東京都港区虎ノ門−丁目１６番２号５、補
正命令の日付　自発補正 六へ補正により増加する発明の数　なしｌ補正の対象 （１）　明細書の「発明の詳細な説明」の欄（２）　図
　面 ａ補正の内容 （１）明細書第７頁第４行の「該支棒」なる記載を「該
支持棒」と訂正する。 （２）添付図面のうち第１図を別紙のとお）補正する。 第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１１石英を主成分とするガラスパイプ内に石英を主成
   分とする多孔質ガラスロッドを挿入し、該ガラスパイプ
   を外部から加熱することにニジ、該多孔質ガラスロッド
   を透明化するとともに、該ガラスパイプと該ガラスロッ
   ドとを一体化することを特徴とする光フアイバ用母材の
   製造方法。 （２）　ガラスパイプが弗素と石英からなり、多孔質ガ
   ラスロッドが純粋石英からなる特許請求範囲第（１）項
   記載の光フアイバ用母材の製造方法。 （３）　ガラスパイプと多孔質ガラスロッドの間隙に塩
   素を含むガスを流す特許請求の範囲第ｉｌ＋項又は第（
   ２）項に記載される光フアイバ用母材の製造方法。