JPS6059178B2 - 光フアイバ用母材の製造方法 - Google Patents
光フアイバ用母材の製造方法Info
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- JPS6059178B2 JPS6059178B2 JP57038094A JP3809482A JPS6059178B2 JP S6059178 B2 JPS6059178 B2 JP S6059178B2 JP 57038094 A JP57038094 A JP 57038094A JP 3809482 A JP3809482 A JP 3809482A JP S6059178 B2 JPS6059178 B2 JP S6059178B2
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- JP
- Japan
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- base material
- optical fiber
- growth part
- refractive index
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- 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]
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B2203/00—Fibre product details, e.g. structure, shape
- C03B2203/10—Internal structure or shape details
- C03B2203/22—Radial profile of refractive index, composition or softening point
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- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は気相軸付け法による光ファイバ用母材の製造
方法に関し、特に光ファイバ用母材の屈折率分布を最適
に制御することを企図したものであ る。
方法に関し、特に光ファイバ用母材の屈折率分布を最適
に制御することを企図したものであ る。
通信用光ファイバとして損失の極めて少ない石英系フ
ァイバの製造方法の１つに気相軸付け法（ＶＡＤ法）が
ある。
ァイバの製造方法の１つに気相軸付け法（ＶＡＤ法）が
ある。
これはその製造原理を表す第 １図のように、石英ある
いはパイレックス等のガ・ラスからなる保護容器１の下
端部に設置された酸水素炎バーナ２からＳｉＣ１。等の
ガラス原料及びその屈折率を変えるためのＧｅＣ１。等
の屈折率調整用原料（ドーパント原料）等を噴出させこ
れらの加水分解反応によつて合成されたガラス微粒子を
所定の空間分布となるように支持棒３に集結堆積させて
多孔質母材４を形成し、更にこの多孔質母材４を上方に
設けた高温発熱体５により１４５０〜１７００゜Ｃに加
熱し焼結させて透明化した光ファイバ用母材６を得る。
この気相軸付け法による光ファイバ用母材６の製造に際
しては、作業の進行につれて多孔質母材４の下端部の成
長部７と酸水素炎バーナ２との間隔が次第に狭まつてガ
ラス原料及びドーパント原料の空間分布が変化してしま
うため、これらの間隔が常に一定となるように多孔質母
材４の成長に伴つて多孔質母材４を回転させながら上方
に引き上げて行くようになつている。このようにして造
られる光ファイバ用母材６に所望の屈折率分布を得るに
は、多孔質母材４の表面に付着堆積するドーパントの分
布に十分な注意を配慮しなければならない。
いはパイレックス等のガ・ラスからなる保護容器１の下
端部に設置された酸水素炎バーナ２からＳｉＣ１。等の
ガラス原料及びその屈折率を変えるためのＧｅＣ１。等
の屈折率調整用原料（ドーパント原料）等を噴出させこ
れらの加水分解反応によつて合成されたガラス微粒子を
所定の空間分布となるように支持棒３に集結堆積させて
多孔質母材４を形成し、更にこの多孔質母材４を上方に
設けた高温発熱体５により１４５０〜１７００゜Ｃに加
熱し焼結させて透明化した光ファイバ用母材６を得る。
この気相軸付け法による光ファイバ用母材６の製造に際
しては、作業の進行につれて多孔質母材４の下端部の成
長部７と酸水素炎バーナ２との間隔が次第に狭まつてガ
ラス原料及びドーパント原料の空間分布が変化してしま
うため、これらの間隔が常に一定となるように多孔質母
材４の成長に伴つて多孔質母材４を回転させながら上方
に引き上げて行くようになつている。このようにして造
られる光ファイバ用母材６に所望の屈折率分布を得るに
は、多孔質母材４の表面に付着堆積するドーパントの分
布に十分な注意を配慮しなければならない。
ところが第２図に示すようにＧｅＯ２等のドーパントの
堆積は、多孔質母材の成長部の表面温度に比例し、この
温度分布が屈折率分布に大きな影響を与えることがわか
る。しかし実際の製造時において成長部の温度分布を直
接的に把握するのは困難である。そこで成長部の形状と
その形状による屈折率分布との関係を調べた結果、以下
のことが判明した。
堆積は、多孔質母材の成長部の表面温度に比例し、この
温度分布が屈折率分布に大きな影響を与えることがわか
る。しかし実際の製造時において成長部の温度分布を直
接的に把握するのは困難である。そこで成長部の形状と
その形状による屈折率分布との関係を調べた結果、以下
のことが判明した。
ます一定形状て成長する多孔質母材の成長部の形状を写
真撮影し、写し出された輪部をそのまま書き写し図表化
する。（第３図イ参照）それを関数Ｆ，，，＝Ｉ（ｒ／
ａ）αｌ（ａは最大半径でｒはその任意の半径でｏ≦１
ｒ１≦ａである。）で近似して指数αを求める。次にこ
の第３図イの成長部の形状を維持して製造された多孔質
母材をコラップス処理した光ファイバ用母材の屈折率分
布を測定し、この結果を第３図口に示す。それをΔｎ（
ｒ）＝Δへ（１−１ （ｒ／ａ）βｌ）（Δ．ｔは最大
屈折率差でＧｅＯ２濃度が０ｗｔ％と１５Ｗｔ％とにお
ける屈折率の差である。）として表して指数βを求める
。また第４図イのように第３図イとは異なつた成長部の
形状で製造された光ファイバ用母材についても全く同様
にしてαとβとの値を・求める。このようにして多数の
実験結果より求められたαとβとの関係つまり成長部の
形状とそれに対する屈折率分布との関係を図表（第５図
参照）に表すとこれらに相関関係があることがわかつた
。従つて本発明は、この相関関係を利用して成長部の形
状を把握して所望の屈折率分布となるように成長部の形
状を制御し、所望の屈折率分布を有する光ファイバ用母
材を提供することを目的とする。
真撮影し、写し出された輪部をそのまま書き写し図表化
する。（第３図イ参照）それを関数Ｆ，，，＝Ｉ（ｒ／
ａ）αｌ（ａは最大半径でｒはその任意の半径でｏ≦１
ｒ１≦ａである。）で近似して指数αを求める。次にこ
の第３図イの成長部の形状を維持して製造された多孔質
母材をコラップス処理した光ファイバ用母材の屈折率分
布を測定し、この結果を第３図口に示す。それをΔｎ（
ｒ）＝Δへ（１−１ （ｒ／ａ）βｌ）（Δ．ｔは最大
屈折率差でＧｅＯ２濃度が０ｗｔ％と１５Ｗｔ％とにお
ける屈折率の差である。）として表して指数βを求める
。また第４図イのように第３図イとは異なつた成長部の
形状で製造された光ファイバ用母材についても全く同様
にしてαとβとの値を・求める。このようにして多数の
実験結果より求められたαとβとの関係つまり成長部の
形状とそれに対する屈折率分布との関係を図表（第５図
参照）に表すとこれらに相関関係があることがわかつた
。従つて本発明は、この相関関係を利用して成長部の形
状を把握して所望の屈折率分布となるように成長部の形
状を制御し、所望の屈折率分布を有する光ファイバ用母
材を提供することを目的とする。
かかる目的を達成する本発明の構成は、ガラス原料とそ
の屈折率を変える屈折率調整用原料とを酸水素炎バーナ
により火炎加水分解し、これによ・つて得られるガラス
微粒子を回転しながら前記酸水素炎バーナに対して離反
移動する支持棒の一端に付着堆積させることにより、棒
状の多孔質母材を成長させるようにした気相軸付け法に
よるグレーデツド型光ファイバ用多孔質母材を製造する
に際し、あらかじめ前記多孔質母材先端の成長部の形状
を当該成長部の中心からの径方向距離を変数とする関数
で近似し、更にコラップス処理した光ファイバ用母材の
径方向に沿つた屈折率分布を前記光ファイバ用母材の中
心からの径方向距離を変数とする関数で表し、これら２
つの関数の相関関係から前記成長部の最適形状を求めて
前記成長部の形状が最適形状となるようにこの成長部の
形状を制御するようにしたことを特徴とする。
の屈折率を変える屈折率調整用原料とを酸水素炎バーナ
により火炎加水分解し、これによ・つて得られるガラス
微粒子を回転しながら前記酸水素炎バーナに対して離反
移動する支持棒の一端に付着堆積させることにより、棒
状の多孔質母材を成長させるようにした気相軸付け法に
よるグレーデツド型光ファイバ用多孔質母材を製造する
に際し、あらかじめ前記多孔質母材先端の成長部の形状
を当該成長部の中心からの径方向距離を変数とする関数
で近似し、更にコラップス処理した光ファイバ用母材の
径方向に沿つた屈折率分布を前記光ファイバ用母材の中
心からの径方向距離を変数とする関数で表し、これら２
つの関数の相関関係から前記成長部の最適形状を求めて
前記成長部の形状が最適形状となるようにこの成長部の
形状を制御するようにしたことを特徴とする。
以下本発明にかかる一実施例を説明する。
グレーデツド型光ファイバ用母材の理想的な屈折率分布
は二乗分布となるのが良い。従つて前述したΔｎ（ｒ）
＝Δｔ（１−１ｒ／ａ）β！）による式のβが２となる
値が良いから必然的に第５図からそれに対するαの値が
存在することは明らかである。よつてこのαの値から理
想的な成長部の形状（近似式て表せばＦ（ｒ）＝Ｉ （
ｒ／ａ）αｌとなる。このとき０≦１ｒ１≦ａである。
）が求められるわけであるから、これをコンピュータに
記憶させこの理想的な成長部の形状と製造中の多孔質母
材の成長部の形状とをテレビに写し出した画像で比較し
、そのずれを酸水素炎バーナの位置を移動することで随
時補正し、理想的な屈折率分布の成長部の形状が得られ
る。勿論このとき多孔質母材の方を移動させても良いし
、両者を移動させても良い。あるいは酸水素炎バーナか
ら発せられるガスを制御しても良い。以上の方法によつ
て製造された光ファイバ用母材について調べてみると、
０．８５μｍ帯で帯域値８００ＭＨｚｋｍ１１．３０μ
ｍ帯でも帯域値８５０ＭＨｚｋｍなる好適な平均値を得
るに至つた。因みに、成長部の形状を制御せずに製造し
た光ファイバ用母材１０本について同様に帯域特性を評
価したところ光の波長が０．８５μｍにおいて４３０Ｍ
Ｈｚ−紬、１．３μｍで５２０ＭＨｚ−―であつた。こ
れらの結果から明らかなように本発明で開示した方法を
適用することにより帯域特性が著しく改善される。一方
実験測定中、多孔質母利の成長部の温度分布がこの成長
部の形状を如何に制御しようとも酸水素炎バーナからの
距離に比例していることがわかつた。
は二乗分布となるのが良い。従つて前述したΔｎ（ｒ）
＝Δｔ（１−１ｒ／ａ）β！）による式のβが２となる
値が良いから必然的に第５図からそれに対するαの値が
存在することは明らかである。よつてこのαの値から理
想的な成長部の形状（近似式て表せばＦ（ｒ）＝Ｉ （
ｒ／ａ）αｌとなる。このとき０≦１ｒ１≦ａである。
）が求められるわけであるから、これをコンピュータに
記憶させこの理想的な成長部の形状と製造中の多孔質母
材の成長部の形状とをテレビに写し出した画像で比較し
、そのずれを酸水素炎バーナの位置を移動することで随
時補正し、理想的な屈折率分布の成長部の形状が得られ
る。勿論このとき多孔質母材の方を移動させても良いし
、両者を移動させても良い。あるいは酸水素炎バーナか
ら発せられるガスを制御しても良い。以上の方法によつ
て製造された光ファイバ用母材について調べてみると、
０．８５μｍ帯で帯域値８００ＭＨｚｋｍ１１．３０μ
ｍ帯でも帯域値８５０ＭＨｚｋｍなる好適な平均値を得
るに至つた。因みに、成長部の形状を制御せずに製造し
た光ファイバ用母材１０本について同様に帯域特性を評
価したところ光の波長が０．８５μｍにおいて４３０Ｍ
Ｈｚ−紬、１．３μｍで５２０ＭＨｚ−―であつた。こ
れらの結果から明らかなように本発明で開示した方法を
適用することにより帯域特性が著しく改善される。一方
実験測定中、多孔質母利の成長部の温度分布がこの成長
部の形状を如何に制御しようとも酸水素炎バーナからの
距離に比例していることがわかつた。
また前述した第２図に示すようにＧｅＯ２濃度は温度に
比例していることがすでに知られているし、屈折率分布
の理想分布もΔｎ（１）＝ΔＮＯ（１−１ｒ／ａ）２１
）であるから、第６図イに示すΔｎ（ｒ）＝ΔＮＯ（１
−１ｒ／ａ）２１）の図表と第２図の図表とから第６図
口のように縦軸に温度分布を付した座標に理想的な成長
部の形状を描ける。従つてβが決まれば、第６図口に示
される成長部の形状の半径方向に対する長さ方向の座標
が決まるのでこの座標をもとに成長部の形状を制御する
ことでも、理想的な屈折率分布の成長部の形状が得られ
る。尚本実施例で図表の近似に用いた関数は高次関数で
も良いが他に多項式等によつてでも良い。尚本方法によ
る成長部の形状の制御方法は、既知の技術を用いて種々
のものが考えられる。以上説明したように、本方法は製
造中の多孔質母材の成長部の形状をモニタしながらその
成長部に最適な屈折率分布時の形状が形成、維持される
ように酸水素炎バーナ若しくは多孔質母材を移動制御す
るので、均一でしかも最も好ましい屈折率分布を有する
光ファイバ用母材が連続して造ることが可能となる。
比例していることがすでに知られているし、屈折率分布
の理想分布もΔｎ（１）＝ΔＮＯ（１−１ｒ／ａ）２１
）であるから、第６図イに示すΔｎ（ｒ）＝ΔＮＯ（１
−１ｒ／ａ）２１）の図表と第２図の図表とから第６図
口のように縦軸に温度分布を付した座標に理想的な成長
部の形状を描ける。従つてβが決まれば、第６図口に示
される成長部の形状の半径方向に対する長さ方向の座標
が決まるのでこの座標をもとに成長部の形状を制御する
ことでも、理想的な屈折率分布の成長部の形状が得られ
る。尚本実施例で図表の近似に用いた関数は高次関数で
も良いが他に多項式等によつてでも良い。尚本方法によ
る成長部の形状の制御方法は、既知の技術を用いて種々
のものが考えられる。以上説明したように、本方法は製
造中の多孔質母材の成長部の形状をモニタしながらその
成長部に最適な屈折率分布時の形状が形成、維持される
ように酸水素炎バーナ若しくは多孔質母材を移動制御す
るので、均一でしかも最も好ましい屈折率分布を有する
光ファイバ用母材が連続して造ることが可能となる。
第１図は気相軸付け法による光ファイバ用母材の製造原
理を示した説明図、第２図はドーパントの濃度と温度と
の関係を示した図表、第３図イ及び第４図イは製造中の
それぞれ多孔質母材の異なつた成長部の形状を示した図
表、第３図口及び第４図口はその形状によつて造られた
光ファイバ用母材の屈折率分布を調べてこれを示した図
表、第５図は一例としてそれぞれ上げた第３図イや第４
図イの図表から求めた近似式による指数と、第３図口や
第４図口の図表から求めた近似式による指数との関係を
示した図表、第６図イは理想的な屈折率分布を示した図
表、第６図Ｃ］！よ第６図イの理想的な屈折率分布に対
応する理想的な成長部の形”状を示した図表である。 図面中、１は保護容器、２は酸水素炎バーナ、３は支持
棒、４は多孔質母材、５は高温発熱体、６は光ファイバ
用母材、７は成長部、ａは最大半径、ｒは任意の半径、
Δｎは屈折率、αは成長部・の形状の近似関数の指数、
βはその成長部の形状で造られた光ファ，イバ用母材の
屈折率分布の近似関数の指数である。
理を示した説明図、第２図はドーパントの濃度と温度と
の関係を示した図表、第３図イ及び第４図イは製造中の
それぞれ多孔質母材の異なつた成長部の形状を示した図
表、第３図口及び第４図口はその形状によつて造られた
光ファイバ用母材の屈折率分布を調べてこれを示した図
表、第５図は一例としてそれぞれ上げた第３図イや第４
図イの図表から求めた近似式による指数と、第３図口や
第４図口の図表から求めた近似式による指数との関係を
示した図表、第６図イは理想的な屈折率分布を示した図
表、第６図Ｃ］！よ第６図イの理想的な屈折率分布に対
応する理想的な成長部の形”状を示した図表である。 図面中、１は保護容器、２は酸水素炎バーナ、３は支持
棒、４は多孔質母材、５は高温発熱体、６は光ファイバ
用母材、７は成長部、ａは最大半径、ｒは任意の半径、
Δｎは屈折率、αは成長部・の形状の近似関数の指数、
βはその成長部の形状で造られた光ファ，イバ用母材の
屈折率分布の近似関数の指数である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ガラス原料とその屈折率を変える屈折率調整用原料
とを酸水素炎バーナにより火炎加水分解し、これによつ
て得られるガラス微粒子を回転しながら前記酸水素炎バ
ーナに対して離反移動する支持棒の一端に付着堆積させ
ることにより、棒状の多孔質母材を成長させるようにし
た気相軸付け法によるグレーデツド型光ファイバ用多孔
質母材を製造するに際し、あらかじめ前記多孔質母材先
端の成長部の形状を当該成長部の中心からの径方向距離
を変数とする関数で近似し、更にコラップス処理した光
ファイバ用母材の径方向に沿つた屈折率分布を前記光フ
ァイバ用母材の中心からの径方向距離を変数とする関数
で表し、これら２つの関数の相関関係から前記成長部の
最適形状を求めて前記成長部の形状が最適形状となるよ
うにこの成長部の形状を制御するようにしたことを特徴
とする光ファイバ用母材の製造方法。 ２ 成長部と酸水素炎バーナとの距離を変動することに
よつて前記成長部を最適形状に制御するようにしたこと
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光ファイバ用
母材の製造方法。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57038094A JPS6059178B2 (ja) | 1982-03-12 | 1982-03-12 | 光フアイバ用母材の製造方法 |
| DK115383A DK158894C (da) | 1982-03-12 | 1983-03-10 | Fremgangsmaade til fremstilling af forformede emneraf optiske fibre |
| DE8383102365T DE3364839D1 (en) | 1982-03-12 | 1983-03-10 | Process for the production of optical fiber preforms |
| EP83102365A EP0089560B1 (en) | 1982-03-12 | 1983-03-10 | Process for the production of optical fiber preforms |
| AU12397/83A AU555120B2 (en) | 1982-03-12 | 1983-03-11 | Optical fibre preform manufacture |
| CA000423363A CA1213181A (en) | 1982-03-12 | 1983-03-11 | Process for the production of optical fiber preforms |
| US06/781,182 US4797143A (en) | 1982-03-12 | 1985-07-19 | Process for the production of optical fiber preforms |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57038094A JPS6059178B2 (ja) | 1982-03-12 | 1982-03-12 | 光フアイバ用母材の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58156547A JPS58156547A (ja) | 1983-09-17 |
| JPS6059178B2 true JPS6059178B2 (ja) | 1985-12-24 |
Family
ID=12515881
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57038094A Expired JPS6059178B2 (ja) | 1982-03-12 | 1982-03-12 | 光フアイバ用母材の製造方法 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4797143A (ja) |
| EP (1) | EP0089560B1 (ja) |
| JP (1) | JPS6059178B2 (ja) |
| AU (1) | AU555120B2 (ja) |
| CA (1) | CA1213181A (ja) |
| DE (1) | DE3364839D1 (ja) |
| DK (1) | DK158894C (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0348191Y2 (ja) * | 1984-12-07 | 1991-10-15 | ||
| JP3206916B2 (ja) * | 1990-11-28 | 2001-09-10 | 住友電気工業株式会社 | 欠陥濃度低減方法、紫外線透過用光学ガラスの製造方法及び紫外線透過用光学ガラス |
| DE69520354T2 (de) * | 1994-12-28 | 2001-08-23 | Kanegafuchi Kagaku Kogyo K.K., Osaka | Verfahren zur herstellung eines carbonsäurederivates |
| US6131414A (en) * | 1997-05-13 | 2000-10-17 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Method for making a preform for optical fibers by drawing a mother ingot |
| US7088900B1 (en) | 2005-04-14 | 2006-08-08 | Corning Incorporated | Alkali and fluorine doped optical fiber |
| JP5737070B2 (ja) * | 2010-09-02 | 2015-06-17 | 信越化学工業株式会社 | チタニアドープ石英ガラス及びその製造方法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52121341A (en) * | 1976-04-06 | 1977-10-12 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Production of optical fiber base materials and production apparatus fo r the same |
| DE3036915C2 (de) * | 1979-10-09 | 1987-01-22 | Nippon Telegraph And Telephone Corp., Tokio/Tokyo | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Lichtleitfaserausgangsformen sowie deren Verwendung zum Ziehen von Lichtleitfasern |
| JPS57100930A (en) * | 1980-12-12 | 1982-06-23 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Preparation of base material for optical fiber |
| US4378985A (en) * | 1981-06-04 | 1983-04-05 | Corning Glass Works | Method and apparatus for forming an optical waveguide fiber |
-
1982
- 1982-03-12 JP JP57038094A patent/JPS6059178B2/ja not_active Expired
-
1983
- 1983-03-10 EP EP83102365A patent/EP0089560B1/en not_active Expired
- 1983-03-10 DK DK115383A patent/DK158894C/da not_active IP Right Cessation
- 1983-03-10 DE DE8383102365T patent/DE3364839D1/de not_active Expired
- 1983-03-11 AU AU12397/83A patent/AU555120B2/en not_active Expired
- 1983-03-11 CA CA000423363A patent/CA1213181A/en not_active Expired
-
1985
- 1985-07-19 US US06/781,182 patent/US4797143A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0089560A1 (en) | 1983-09-28 |
| EP0089560B1 (en) | 1986-07-30 |
| AU555120B2 (en) | 1986-09-11 |
| AU1239783A (en) | 1983-09-15 |
| CA1213181A (en) | 1986-10-28 |
| US4797143A (en) | 1989-01-10 |
| DK158894C (da) | 1990-12-31 |
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