JPS6045133B2 - 光ガラスフアイバ用母材の製造方法 - Google Patents
光ガラスフアイバ用母材の製造方法Info
- Publication number
- JPS6045133B2 JPS6045133B2 JP4332578A JP4332578A JPS6045133B2 JP S6045133 B2 JPS6045133 B2 JP S6045133B2 JP 4332578 A JP4332578 A JP 4332578A JP 4332578 A JP4332578 A JP 4332578A JP S6045133 B2 JPS6045133 B2 JP S6045133B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- glass
- center rod
- base material
- layer
- optical
- 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】
本発明は光ガラスファイバ用母材の製造方法において
、不純物の混入のない高純度な母材を製造する方法に関
する。
、不純物の混入のない高純度な母材を製造する方法に関
する。
一 光ガラスファイバ用母材の製造方法には、石英ガラ
ス内壁面上に屈折率の異なるガラス層を形成 した後、
中心空間を中実化する特開昭５０−１２０３５２号に記
載されている方法（内付け法）と、円柱状種棒外側面上
ガラス微粒子層を火災加水分解によフリ形成する特開昭
４９−１００５５１号に記載の方法（外付け法）が知ら
れている。
ス内壁面上に屈折率の異なるガラス層を形成 した後、
中心空間を中実化する特開昭５０−１２０３５２号に記
載されている方法（内付け法）と、円柱状種棒外側面上
ガラス微粒子層を火災加水分解によフリ形成する特開昭
４９−１００５５１号に記載の方法（外付け法）が知ら
れている。
前者の方法はガラス管内壁面上に光の伝ぱんするガラス
層を形成し、ガラス管と、形成したガラス層を一体とし
て光ガラスファイバ母材とするので、ガラス管自体の純
度、形状、品質が直接光ガラスファイバ母材の特性に影
響する。
層を形成し、ガラス管と、形成したガラス層を一体とし
て光ガラスファイバ母材とするので、ガラス管自体の純
度、形状、品質が直接光ガラスファイバ母材の特性に影
響する。
しかもガラス管外側面より酸水素炎等の加熱源で、該ガ
ラス管を加熱し、ガラス管の熱伝導によりガラス管内部
を加熱するので、ガラス管の肉厚の変動、楕円等の不均
一性が存在する場合、管内の温度分布が不均一となり、
このため形成されるガラス膜の厚みに変動を生じ、得ら
れる母材の真円度や場所による特性の不均一性の原因と
なる。しかもガラス管を通じての加熱であるから、管径
を一定以上大きくすると、管内の温度は中心軸に近いと
ころで低温となり、原料の反応効率は悪化するなど、石
英管の太さに制約がある。このため１本の母材の大きさ
も制限があり、長尺なファイバ用母材を作製することは
困難である。後者の方法は、ガラスの原料のハロゲン化
物、たとえば四塩化シリコンや四塩化ゲルマニウムなど
を酸水素炎により生じる水分で加水分解反応させるので
、得られる母材には必然的に不純物の一つである０Ｈ基
が含まれることになる。
ラス管を加熱し、ガラス管の熱伝導によりガラス管内部
を加熱するので、ガラス管の肉厚の変動、楕円等の不均
一性が存在する場合、管内の温度分布が不均一となり、
このため形成されるガラス膜の厚みに変動を生じ、得ら
れる母材の真円度や場所による特性の不均一性の原因と
なる。しかもガラス管を通じての加熱であるから、管径
を一定以上大きくすると、管内の温度は中心軸に近いと
ころで低温となり、原料の反応効率は悪化するなど、石
英管の太さに制約がある。このため１本の母材の大きさ
も制限があり、長尺なファイバ用母材を作製することは
困難である。後者の方法は、ガラスの原料のハロゲン化
物、たとえば四塩化シリコンや四塩化ゲルマニウムなど
を酸水素炎により生じる水分で加水分解反応させるので
、得られる母材には必然的に不純物の一つである０Ｈ基
が含まれることになる。
ガラスに含まれる０Ｈ基は波長２．７３μｍに基本吸収
帯をもち、１．３７μｍ、０．９５μｍ等の波長に高調
波の吸収帯をもつ。しかもガラスの構成体ＳｉＯ２と結
合した吸収帯が、波長１．２４μＭｌＯ．８８μｍに生
じ、これらの吸収帯は比較的広い裾を引いているので、
光ファイバの損失特性を悪化させる原因になる。．特に
１．３７μｍにおける０Ｈ基の吸収ピークは１ｐｐｍの
０Ｈ基の存在により６０ｄＢ／Ｋｍにも達し、長い波長
帯での低損失化には大きな障害となる不純物である。本
発明は前述の従来方法の欠点を解決するた！め、外部か
らの不純物の混入を除き、かつ石英管の品質が光ファイ
バの特性に及ぼさないようにしたもので、ガラスの堆積
を閉管内で行い、かつ光ファイバとなる材料は、すべて
合成したガラスとすることを特徴とし、その目的は不純
物の混入の１ない高品質の光ファイバ用母材を得ること
にある。
帯をもち、１．３７μｍ、０．９５μｍ等の波長に高調
波の吸収帯をもつ。しかもガラスの構成体ＳｉＯ２と結
合した吸収帯が、波長１．２４μＭｌＯ．８８μｍに生
じ、これらの吸収帯は比較的広い裾を引いているので、
光ファイバの損失特性を悪化させる原因になる。．特に
１．３７μｍにおける０Ｈ基の吸収ピークは１ｐｐｍの
０Ｈ基の存在により６０ｄＢ／Ｋｍにも達し、長い波長
帯での低損失化には大きな障害となる不純物である。本
発明は前述の従来方法の欠点を解決するた！め、外部か
らの不純物の混入を除き、かつ石英管の品質が光ファイ
バの特性に及ぼさないようにしたもので、ガラスの堆積
を閉管内で行い、かつ光ファイバとなる材料は、すべて
合成したガラスとすることを特徴とし、その目的は不純
物の混入の１ない高品質の光ファイバ用母材を得ること
にある。
以下図面により本発明を詳細に説明する。実施例１第１
図は本発明の一実施例の概要図で、１０は酸素ガスの供
給口、１１は供給口１０から導入された酸素ガスの流量
を制御する流量制御器、１２は主成分であるＳｉＣｌ４
蒸気を運ぶキャリヤガスの流量を制御する流量制御器、
１３は屈折率を制御するための原料ＧｅＣｌ４蒸気を運
ふキャリヤガスの流量を制御する流量制御器、１４は屈
折率を制御するとともにガラス溶融温度を下げるための
原料ＰＣｌ３またはＢＢｒ３蒸気を運ぶキャリヤガスの
流量を制御する流量制御器、２１は主成分原料ＳｌＣｌ
４フを蓄えた容器、２２は屈折率を制御するための原料
ＧｅＣｌ４を蓄えた容器、２３は屈折率を制御し、かつ
ガラス溶融温度を下げるための原料ＰＣｌ３またはＢＢ
ｒ３を蓄えた容器、２４はそれぞれの原料蒸気を含むキ
ャリヤガスと酸素ガスとが合流して；原料蒸気と酸素ガ
スとの混合比が所望の値となつた混合ガスを反応容器内
に導く導入口、２５は未反応ガスおよび余剰ガスを排出
する排気口、３１は反応部を密閉するための反応容器、
３２は高周波誘導加熱する出発カーボン棒、３３および
３４・は出発カーボン棒を固定し、回転するための固定
治具、３５は出発カーボン棒表面上に堆積したガラス焼
結体、３６は出発カーボン棒に高周波を誘導するための
高周波誘導コイルである。
図は本発明の一実施例の概要図で、１０は酸素ガスの供
給口、１１は供給口１０から導入された酸素ガスの流量
を制御する流量制御器、１２は主成分であるＳｉＣｌ４
蒸気を運ぶキャリヤガスの流量を制御する流量制御器、
１３は屈折率を制御するための原料ＧｅＣｌ４蒸気を運
ふキャリヤガスの流量を制御する流量制御器、１４は屈
折率を制御するとともにガラス溶融温度を下げるための
原料ＰＣｌ３またはＢＢｒ３蒸気を運ぶキャリヤガスの
流量を制御する流量制御器、２１は主成分原料ＳｌＣｌ
４フを蓄えた容器、２２は屈折率を制御するための原料
ＧｅＣｌ４を蓄えた容器、２３は屈折率を制御し、かつ
ガラス溶融温度を下げるための原料ＰＣｌ３またはＢＢ
ｒ３を蓄えた容器、２４はそれぞれの原料蒸気を含むキ
ャリヤガスと酸素ガスとが合流して；原料蒸気と酸素ガ
スとの混合比が所望の値となつた混合ガスを反応容器内
に導く導入口、２５は未反応ガスおよび余剰ガスを排出
する排気口、３１は反応部を密閉するための反応容器、
３２は高周波誘導加熱する出発カーボン棒、３３および
３４・は出発カーボン棒を固定し、回転するための固定
治具、３５は出発カーボン棒表面上に堆積したガラス焼
結体、３６は出発カーボン棒に高周波を誘導するための
高周波誘導コイルである。
これを動作させるには、出発カーボン棒３２を反応容器
３１内に回転する固定治具３３，３４により固定し、高
周波誘導コイル３６に周波数？Ｈｚの高周波電力を流す
。
３１内に回転する固定治具３３，３４により固定し、高
周波誘導コイル３６に周波数？Ｈｚの高周波電力を流す
。
これにより出発カーボン棒３２は電磁誘導により高周波
電力が誘導され、反応容器３１は加熱される。加熱温度
はコイルに流す電力により変えることができ、１４００
゜Ｃ程度の温度とするには、約１０ＫＷのパワーが必要
であつた。このとき高周波誘導コイル３６と出発カーボ
ン棒３２を相対的に移動せしめると、加熱されたカーボ
ン棒の領域は、高周波誘導コイル３６の移動に伴つて移
動する。移動速度は５〜２５ｃ！ｎ／Ｍｉｎで行つた。
導入口２４から原料蒸気ＳｉＣｌ４：１００ｃｃ／Ｍｉ
ｎ，Ｃ；ＥＣｌ４：５０ｃｃ／Ｍｉｎ９ＰＣｌ，：５ｃ
ｃ／Ｍｉｎと酸素ガスを合計１．５ｅ／Ｍｉｎ流入せし
め、同時に前記高周波誘導コイル３６により、出発カー
ボン棒３２に高周波電力を誘導して１２００〜１６００
℃に加熱すれば、導入された原料ガスと酸素ガスは、化
学反応により該カーボン棒上にガラス焼結体として形成
される。高周波誘導コイル３６の往復運動を多数回実行
することにより、形成されるガラス焼結体は順次層状に
成長する。高周波誘導コイルの往復運動を１００回繰り
返し、得られたガラス焼結体は外径４０Ｔｆ０ｎφ、長
さ４０『となつた。次に第２図に示すように原料の供給
を止め、高周波誘導コイル３６への供給電力を２０ＫＷ
に高めると、カーボン棒３２は１８０００Ｃに加熱され
、加熱されたカーボン棒上に形成されたガラス焼結体３
５は透明なガラス体３７になる。高周波誘導コイルを２
〜１０Ｔｆ１ｍ／Ｍｉｎの速度で移動すると、順次ガラ
ス焼結体は透明なガラス体になる。実施例２ 実施例１で述べた方法により、得られるガラス焼結体３
５からカーボン棒３２を引き抜き、他の支持棒４１（こ
れは石英ガラス棒、カーボン棒等、１８００゜Ｃ程度に
耐え得る材質であれば、特に制限条件はない）に、前記
カーボン棒を引き取つたガラス焼結体３５をピン４２で
取り付け、円筒状ヒータ４３を有する加熱炉４４により
加熱し、透明ガラス体４５とする。
電力が誘導され、反応容器３１は加熱される。加熱温度
はコイルに流す電力により変えることができ、１４００
゜Ｃ程度の温度とするには、約１０ＫＷのパワーが必要
であつた。このとき高周波誘導コイル３６と出発カーボ
ン棒３２を相対的に移動せしめると、加熱されたカーボ
ン棒の領域は、高周波誘導コイル３６の移動に伴つて移
動する。移動速度は５〜２５ｃ！ｎ／Ｍｉｎで行つた。
導入口２４から原料蒸気ＳｉＣｌ４：１００ｃｃ／Ｍｉ
ｎ，Ｃ；ＥＣｌ４：５０ｃｃ／Ｍｉｎ９ＰＣｌ，：５ｃ
ｃ／Ｍｉｎと酸素ガスを合計１．５ｅ／Ｍｉｎ流入せし
め、同時に前記高周波誘導コイル３６により、出発カー
ボン棒３２に高周波電力を誘導して１２００〜１６００
℃に加熱すれば、導入された原料ガスと酸素ガスは、化
学反応により該カーボン棒上にガラス焼結体として形成
される。高周波誘導コイル３６の往復運動を多数回実行
することにより、形成されるガラス焼結体は順次層状に
成長する。高周波誘導コイルの往復運動を１００回繰り
返し、得られたガラス焼結体は外径４０Ｔｆ０ｎφ、長
さ４０『となつた。次に第２図に示すように原料の供給
を止め、高周波誘導コイル３６への供給電力を２０ＫＷ
に高めると、カーボン棒３２は１８０００Ｃに加熱され
、加熱されたカーボン棒上に形成されたガラス焼結体３
５は透明なガラス体３７になる。高周波誘導コイルを２
〜１０Ｔｆ１ｍ／Ｍｉｎの速度で移動すると、順次ガラ
ス焼結体は透明なガラス体になる。実施例２ 実施例１で述べた方法により、得られるガラス焼結体３
５からカーボン棒３２を引き抜き、他の支持棒４１（こ
れは石英ガラス棒、カーボン棒等、１８００゜Ｃ程度に
耐え得る材質であれば、特に制限条件はない）に、前記
カーボン棒を引き取つたガラス焼結体３５をピン４２で
取り付け、円筒状ヒータ４３を有する加熱炉４４により
加熱し、透明ガラス体４５とする。
ガラス体を順次下方に２〜１０順／Ｍｉｎの速度で移動
すれば、ガラス焼結体全体が透明ガラス体となる。実施
例３ 実施例１で述べた方法において、カーボン棒表面に近い
層から順次、ガラス焼結体の屈折率が小さくなるように
、原料蒸気の混合比を変えて、ガラス焼結体層を作製し
てゆけば、ガラス焼結体の中心より外周に向つて次第に
屈折率が小さくなる分布をしたガラス焼結体が得られる
。
すれば、ガラス焼結体全体が透明ガラス体となる。実施
例３ 実施例１で述べた方法において、カーボン棒表面に近い
層から順次、ガラス焼結体の屈折率が小さくなるように
、原料蒸気の混合比を変えて、ガラス焼結体層を作製し
てゆけば、ガラス焼結体の中心より外周に向つて次第に
屈折率が小さくなる分布をしたガラス焼結体が得られる
。
得られたガラス焼結体を実施例１または実施例２に示す
方法で透明ガラス体とする。実施例４ ガラス原料ＰＣｌ３を蓄えた容器２３の代わりにＳｉＯ
２の屈折率を下げる原料ＢＢｒ３を蓄えた容器と取り換
えて実施例１〜３による方法に基づいても、透明ガラス
体が得られる。
方法で透明ガラス体とする。実施例４ ガラス原料ＰＣｌ３を蓄えた容器２３の代わりにＳｉＯ
２の屈折率を下げる原料ＢＢｒ３を蓄えた容器と取り換
えて実施例１〜３による方法に基づいても、透明ガラス
体が得られる。
以上説明したように、本発明のガラスファイバ用母材の
製造方法は、ガラス焼結体を作る工程が、水分や他の遷
移金属不純物が混入されることなく、密閉容器内で反応
するので、純度の高い透明なガラス体を得ることができ
、また得られた透明ガラス体はすべて化学反応により合
成され、出発材の石英管を使用しないので、石英管の形
状、品質に依存しないなどの利点がある。
製造方法は、ガラス焼結体を作る工程が、水分や他の遷
移金属不純物が混入されることなく、密閉容器内で反応
するので、純度の高い透明なガラス体を得ることができ
、また得られた透明ガラス体はすべて化学反応により合
成され、出発材の石英管を使用しないので、石英管の形
状、品質に依存しないなどの利点がある。
第１図は本発明の一実施例の概要図、第２図は本発明の
方法で得られたガラス焼結体を透明ガラス体とする工程
を示す図、第３図は本発明の方法で得られるガラス焼結
体を透明ガラス体とする他の工程を示す図である。 １０・・・・・・酸素ガスの供給口、１１，１２，１３
，１４・・・・・・流量制御器、２１・・・・・・Ｓｉ
Ｃｌ４を蓄えた原料容器、２２・・・・・ＧｅＣｌ４を
蓄えた原料容器、２４・・・・・・混合ガスを反応容器
に導く導入口、２５・・・・・排気口、３１・・・・・
・反応容器、３２・・・・・・出発力−ボン棒、３３，
３４・・・・・・固定治具、３５・・・・・・ガラス焼
結体、３６・・・・・・誘導コイル、３７・・・・・・
透明なガラス体、４１・・・・・・支持棒、４２・・・
・・ゼン、４３・・・・・・ヒータ、４４・・・・・・
加熱炉、４５・・・・・・透明ガラス体。
方法で得られたガラス焼結体を透明ガラス体とする工程
を示す図、第３図は本発明の方法で得られるガラス焼結
体を透明ガラス体とする他の工程を示す図である。 １０・・・・・・酸素ガスの供給口、１１，１２，１３
，１４・・・・・・流量制御器、２１・・・・・・Ｓｉ
Ｃｌ４を蓄えた原料容器、２２・・・・・ＧｅＣｌ４を
蓄えた原料容器、２４・・・・・・混合ガスを反応容器
に導く導入口、２５・・・・・排気口、３１・・・・・
・反応容器、３２・・・・・・出発力−ボン棒、３３，
３４・・・・・・固定治具、３５・・・・・・ガラス焼
結体、３６・・・・・・誘導コイル、３７・・・・・・
透明なガラス体、４１・・・・・・支持棒、４２・・・
・・ゼン、４３・・・・・・ヒータ、４４・・・・・・
加熱炉、４５・・・・・・透明ガラス体。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ １個の芯と、異なる屈折率を有する被覆層からなる
光ファイバ用母材を製造する方法において、ガラス管中
心軸に沿い、グラファイトまたは白金等の電気的導電性
を有する円柱状の中心捧を設け、この中心棒の周囲を覆
うガラス管内に、熱酸化によりガラス微粒子または透明
ガラスとなる原料ガス体を酸素ガスとともに流入せしめ
、該ガラス管外部に取り付けた高周波コイルにより高周
波電力を誘導して加熱し、該中心棒と高周波誘導コイル
の位置を相対的に左右または上下に繰り返し移動させな
がら、加熱された中心棒の外周上にガラス微粒子堆積層
または透明ガラス層を形成することを特徴とする光ガラ
スファイバ用母材の製造方法。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の光ガラスファイバ用母
材の製造方法において、該ガラス管内に流入せしめる原
料ガス体の成分を、該高周波コイルと該中心棒の左右ま
たは上下の相対的な移動に合わせて次第に変化させるこ
とにより、中心棒直外面上から堆積層外周面に向い、堆
積ガラス微粒子または透明ガラス層の屈折率を変化させ
ることを特徴とする光ファイバ用母材の製造方法。 ３ 特許請求の範囲第１項または第２項記載の光ガラス
ファイバ用母材の製造方法により得られるガラス母材よ
り、該中心棒を取り除き、ついで中心棒を取り除いて形
成される空間を、外部より適当な加熱源により加熱し、
次第に小さくし、完全充実体とすることを特徴とする光
ガラスファイバ用母材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4332578A JPS6045133B2 (ja) | 1978-04-14 | 1978-04-14 | 光ガラスフアイバ用母材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4332578A JPS6045133B2 (ja) | 1978-04-14 | 1978-04-14 | 光ガラスフアイバ用母材の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS54135811A JPS54135811A (en) | 1979-10-22 |
| JPS6045133B2 true JPS6045133B2 (ja) | 1985-10-08 |
Family
ID=12660658
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4332578A Expired JPS6045133B2 (ja) | 1978-04-14 | 1978-04-14 | 光ガラスフアイバ用母材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6045133B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61111356U (ja) * | 1984-12-27 | 1986-07-14 | ||
| JPH01150050U (ja) * | 1988-03-31 | 1989-10-17 |
-
1978
- 1978-04-14 JP JP4332578A patent/JPS6045133B2/ja not_active Expired
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61111356U (ja) * | 1984-12-27 | 1986-07-14 | ||
| JPH01150050U (ja) * | 1988-03-31 | 1989-10-17 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS54135811A (en) | 1979-10-22 |
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