JPS6071535A - 光フアイバ母材の製造方法 - Google Patents

光フアイバ母材の製造方法

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JPS6071535A
JPS6071535A JP17766783A JP17766783A JPS6071535A JP S6071535 A JPS6071535 A JP S6071535A JP 17766783 A JP17766783 A JP 17766783A JP 17766783 A JP17766783 A JP 17766783A JP S6071535 A JPS6071535 A JP S6071535A
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JP
Japan
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glass
layer
optical fiber
gas
porous
Prior art date
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Pending
Application number
JP17766783A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazuaki Yoshida
和昭 吉田
Masao Nishimura
西村 真雄
Koji Kato
康二 加藤
Akira Iino
顕 飯野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Furukawa Electric Co Ltd
Original Assignee
Furukawa Electric Co Ltd
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/01Manufacture of glass fibres or filaments
    • C03B37/012Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
    • C03B37/014Manufacture 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]
    • C03B37/01446Thermal after-treatment of preforms, e.g. dehydrating, consolidating, sintering

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)

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】 本発明は通信、イメージガイド、ライトガイドなどに用
いられる光ファイバの母材を製造する方法に関し、さら
に詳しくは海底ケーブル用のごとく高強度が要求される
光ファイバの母材を製造する方法に関する。
一般に、光ファイバは強度が大であること、しかも長期
にわたる信頼性の高いことなどが要求されている。
光ファイバの強度を保証するテストとしてはスクリーニ
ング法が実施されており、引張力を基準とするこのスク
リーニング法において例えば05%伸びを保証するもの
であるとき、光フアイバ全長にわたって0.5%の伸び
を与えても光ファイバが破断しないことを示している。
従来、光ファイバの強度、長期にわたる信頼性を満足さ
せるべき種々の工夫がこれの製造段階においてすでにな
されており、例えば紡糸前の光フアイバ母材を火炎研磨
、弗酸洗浄してその母材の表面傷を消去するとか、ある
いは強化ガラスとなるT i 02 S i Ot系の
ガラス層によりその母材外周を被覆するといった手段が
講じられている。
これらの手段において、表面傷を消去することはたしか
に有効であるが、当該手段は光ファイバの強度低下を阻
止するにとどまり、本質的に光ファイバの強度を向上さ
せたことにはならない。
一方、TiO2−8i02系のガラスによる被覆では、
表面の耐食性が低下すること、コスト増を来すことなど
に問題があり、しかも昭和58年度電子通信学会総合全
国大会N[Ll 118では、T i O2ドープト石
英を表面に有する光ファイバの破断応力は小さいと報告
されている。
さらに、かなりの実用化が進んでいる陸上ケーブル用光
ファイバでは、これに要求されるスクリーニング強度の
伸びが05%程度であるのに対し、これから実用化され
ようとしている海底ケーブル用光ファイバの場合は、上
記伸びとして2〜3%のように桁違いに大きな値が要求
されており、したがって伸び05%を口論んでいる既存
の各手段では、伸び2〜3%を満足させる光ファイバを
工業的レベルで製造すること本発明の目的は上記の問題
に対処すべく、高強度の光ファイバが得られる母材の製
造方法を提供することにある。
本発明の特徴とするところは、少なくともコア用ガラス
とクラッド用ガラスとを備えたガラス棒の外周に、多孔
質ガラス層を堆積形成し、該多孔質ガラス層を脱水処理
することなく加熱により透明ガラス化することにある。
以下、本発明の具体的実施例につき、図面を参照して説
明する。
第1図イ、口、ハは本発明方法により製造される母材の
断面形状をその工程j@に示したものである。
第1図イのガラス棒1は石英系であり、コア用ガラス2
とクラッド用ガラス3とを備えている。
このガラス棒1は既知のMCVD法、PCVD法、OV
D法、VAD法など、適宜の手段を介してつくられ、ク
ラッド用ガラス3の外周に石英系のサポートノ―、ジャ
ケット層などを備えていることもある。
また、ガラス棒1のコア用ガラス2、あるいはコア用ガ
ラス2とクラッド用ガラス3など、該ガラス棒1の要部
は上記各法により作製された合成ガラス製であるが、例
えばMCVD法により石英管の外周にクラッド用ガラス
3、コア用ガラス2を堆積形成するとき、その石英管を
天然のものとすることがある。
さらに上記ガラス棒1はつぎの堆積工程へうつる前、表
面傷などを消去すべき処理を受けるのがよく、この前処
理としてはガラス棒1を弗酸洗浄し、水洗した後、その
外周面を石英製バーナにて火炎研磨するといった手段が
採用される。
この際の洗浄用水、火炎研磨雰囲気は不純物、ダスト(
夾雑物)などがきわめて少ない清浄な状態に保持される
第1図口は上記ガラス棒1の外周に多孔質ガラス層4が
堆積形成された状態を示している。
多孔質ガラス層4は火炎加水分解法等により生成された
ガラス微粒子(高純度Sio2の粉末)が所定の形状に
堆積形成されたものであり、当該多孔質ガラス層4は、
第2図のOVD法とが、第3図のVAD法などを介して
形成される。
第2図において、11は排気管12とガス導入管13と
を備えた容器、14は多重管構造のバーナ、16は図示
しないガラス旋盤の回転自在なチャック、16は上記バ
ーナ14に接続されたガスシステムである。
第2図のOVD法によりガラス棒1の外周に多孔質ガラ
ス層4を堆積形成するときは、ガラス棒1をチャック1
5により保持して回転させ、該ガラス棒1の長手方向に
沿って往復動するバーナ14には、ガスシステム16か
ら原料ガス(S i CAl)、燃熱カス(H2)、支
燃ガス(oJ 緩衝力y。
(不活性ガス)などを供給し、これら各ガスによる火炎
加水分解反応により生成したガラス微粒子をガラス棒1
の外周に堆積させ、多孔質ガラス層4を形成する。
この際、容器11内は排気管12を介して排気されると
ともにガス導入管13からの雰囲気ガスが供給される。
雰囲気ガスとしてはフィルタにより濾過された清浄空気
、Ar%He s N*などの不活性ガスなどが用いら
れる。
上記のようにしてガラス棒1の外周に多孔質ガラス層4
を形成するとき、その堆積雰囲気中のダスト濃度をつぎ
のように設定するのがよい。
すなわち粒径0.3μm以上のダスト(不純物、夾雑物
などをいう)が1tあたり1000個以下、より好まし
くは1tあたり20〜100個程度となるような清浄雰
囲気に保持するのがよく、こうすること幌より後述の高
強度ガラス層がより得やすくなる。
これの具体的手段としては、例えばガス導入管13を介
して容器11内へ外気(粒径0.3μm以上のダス)1
6000個/l’)を導入するとき、前記のごとくその
外気をフィルタ(濾過孔径0.3μm以下)に通せばよ
い。
一方、第3図のVAD法によりガラス棒1の外周に多孔
質ガラス層4を形成するときはつぎの要領で行なうこと
となる。
まず、各部の構成から略述すると、第3図において、2
1は排気管22とガス導入口23とを有するペルジャー
、24は噴射口がペルジャー21内に挿入された多重管
構造のバーナ(前記バーナ14と同じ)、26は下端が
ペルジャー21内に挿入された引上棒である。
上記ペルジャー21内にはガス導入口23から雰囲気ガ
スが導入されるようになっており、その排気管22には
調節弁26、吸気ポンプ27を備えた排気系28が接続
され、この排気系28を介してペルジャー21内が排気
されるようになっている。
バーナ24には前記と同じ(各種ガスを供給するための
ガスシステム29が接続され、引上。
棒26はその上端に備えられた回転機30 s引上機構
31により回転ならびに引上げられるようになっている
第3図のVAD法によりガラス棒1の外周に多孔質ガラ
ス層4を形成するときは、ガラス棒1を石英製引上棒2
6により保持してこれをペルジャー21内に内挿し、回
転機30にて引上棒26を回転させることによりガラス
棒1を回転状態とする。
一方、バーナ24には前記と同じくガスシステム29か
ら原料ガス、燃焼ガス、支燃ガス、緩衝ガスなどを供給
し、これら各ガスによる火炎加水分解反応により生成し
たガラス微粒子をガラス棒1の外周に堆積形成するが、
この際の堆積時、ガラス微粒子はガラス棒外周の上端か
ら下端に向は連続的に堆積されることとなり、そのため
ガラス棒1は引上棒25の引上機構31を介して所定速
度で引き上げられ、かくてガラス棒1の外周長手方向に
は前記と同じく多孔質ガラス層4が形成される。
第3図のVAD法でも、ペルジャー21内は排気管22
を介して排気され、ガス導入口23より雰囲気ガスが供
給される。
この際、堆積雰囲気中のダスト濃度は前述したと同様の
手段により前述と同程度に保持される。
なお、第2図、第3図の手段によりガラス棒1の外周に
多孔質ガラス層4を形成するとき、バーナ14.24へ
供給する各ガスは、酸素に代え空気(例えば清浄空気)
としたり、水素′に代え炭化水素としたり、5iC24
に代えS i (OC2H6)4のごとき有機化合物と
することがある。
また、多孔質ガラス層4はこれを透明ガラス化したとき
の層さが1〜3mm程度となるように堆積させれば充分
である。
この除、O,3〜1.0 f/−程度のガラス微粒子堆
積速度で堆積させるのがよく、その速度が2f/am 
以上となると、気泡が混入しやすくなるので好ましくな
い。
さらに第2図のOVD法などで多孔質ガラス層4を形成
するとき、1層あたりの堆積厚さは透明ガラス化後にお
いて30〜100μm程度となるように設定するのが遥
当である。
第1図ハは上記のようにしてガラス棒1の外周に形成さ
れた多孔質ガラス層4を加熱により透明ガラス化した状
態を示し、図中、6がその透明ガラス層である。
この際の透明ガラス化は1300〜1600℃の加熱温
度にて行なわれる。
上記透明ガラス化のための雰囲気はHeにより形成する
のが最もよ<、Ot2は混入させない方がよい。
通常、多孔質ガラス層を透明ガラス化するとき、OHな
どの不純物を除去すべく塩素雰囲気にてその多孔質ガラ
ス層が加熱されるが、脱水処理と称する塩素雰囲気中で
の加熱では高強度の透明ガラス層が得られないのでよく
ない。
Heにより透明ガラス化雰囲気を形成するとき、そのH
e濃度は70vot%以上が適している。
つぎに本発明の具体例、比較例について説明する。
具体例 工程1a VAD法によりガラス棒1をつくるとき、1本のコア用
バーナと、2本のクラッド用バーナとを用い、コア用多
孔質ガラス層がS i 02− G e 02、クラッ
ド用多孔質ガラス層がSiO2となる多孔質ガラス棒を
形成し、これをヘリウムと塩素とを含有する雰囲気中に
て加熱し、透明ガラス化した。
上記透明ガラス化により得られた棒を加熱延伸により減
径して外径18謔φのガラス棒1とした。
このガラス棒1はコア用ガラス2の比屈折率差(△)が
083%、該ガラス2の直径が約1.4閣φである。
工程1b MCVD法によりガラス棒1をつくるとき、ヘラウス社
の光フアイバ用天然石英管(WG管)を用い、コア用ガ
ラスがGe0t−S 1Ot(八−0,3%)、クラッ
ド用ガラスがS i Ot−F −B!Os(△=θ%
)となる各ガラス層を石英管の内周に堆積形成し、これ
をコラプスしてガラス棒1を得た。
このガラス棒1は外径18關φ、コア用ガラス2の直径
約1.44 mmφ、クラッド用ガラス3の外径86朝
φであった。
工程11 上記工程jas工程1bで得られた各ガラス棒1を弗酸
水溶液に浸漬して洗浄し、ついで純水にて水洗した後、
石英製バーナを介した酸水素炎によりこれらガラス棒1
の表面を強加熱して火炎研藤した。
上記処理後、各ガラス棒1の外周には第2図のOVD法
により多孔質ガラス層4を堆積形成した。
この除用いたバーナ14は外径15.2−φの4重管構
造であり、これに供給した各ガスは、Ht= 6 t/
配、02= 4 L/” % A r =1 t/”、
S i C44=500mL/mn (500mt/m
のArを40℃の5iCj4に通して蒸発同伴させた量
)とした。
さらに上記バーナ14を介して生成したガラス微粒子を
ガラス棒1の外周に堆積形成するとき、該ガラス棒1を
60 rp、mで回転させ、バーナ14は60 tta
n/mで移動させ、その堆積移動回数を30回とした。
工程111a 上記多孔質ガラス層4が形成された後の各ガラス棒1を
、25 t/amのHeが流れる1360℃の清浄な炉
中に7m/mIの移動速度で挿入し、透明ガラス化した
工程111b 上記多孔質ガラス層4が形成された後の各ガラス棒1を
、25t/−のHe 11 t/ ” (’) Ot、
01t/繻のS OCt!が流れる1380℃の炉中に
7 wa/a’+の移動速度で挿入し、透明ガラス化し
た。
これらの工程を経て得られた光フアイバ母材の外径は2
0簡φである。
工程1v 上記により得られた各光フアイバ母材を通常の紡糸手段
(加熱延伸)により線引きして外径125μmφの光フ
ァイバとした。
この隙の線引き条件は引取速度40 m7wm 、引取
張力10rであり、さらに紡糸直後の光フアイバ外周に
は、その紡糸工程とタンデムに結合、された被覆工程に
より紫外線硬化性樹脂製の被覆層を外径400μmφと
なるよう形成した。
比較例 前述した工程1asibで得られたガラス棒を光フアイ
バ母材とし、これらを前記工程1vと同じ手段で紡糸な
らびに被覆してそれぞれ被覆光ファイバを得た。
上記各側により得られた被覆光ファイバに伸ヒ2,2%
に相当する荷重をかけ、スクリーニング時間I Se(
:としてスクリーニングテストした。
この際の平均生存長を次表に示す。
上記表の結果で明らかなように、本発明の各具体例では
ガラス棒1の外周に所定の層4を形成していたことによ
り光ファイバの高強度が確保できたが、こうした層のな
い比較例では光ファイバの強度が従来レベルにとどまっ
ている。
なお、上記工程11での多孔質ガラス層4の堆積形成は
ダスト濃度200〜100個/lの範囲内で行なわれた
が、これをダスト濃度16000個/l の外気とした
とき、事後の透明ガラス化において透明ガラス層5に1
0個以上/母村長さ150〜200簡の気泡が発生した
また、工程:ti a s f:: bにおいて炉温か
1600℃を越えたとき、これも透明ガラス層6中に強
度低下の原因となる発泡が生じた。
以上説明した通り、本発明方法によるときは、高強度の
光ファイバが得られる母材を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明方法により製造される光フアイバ母材を
その工程順に示した断面図、第2図、第3図は本発明方
法の要部を例示した説明図である。 1・・・・・ガラス棒 2・・・・・コア用ガラス 3・・・・・クラッド用ガラス 4・・・・・多孔質ガラス層 6e・・・・透明ガラス層 24・・・・・多孔質ガラスト形成用のバーナ図面の浄
書(内容に変更tt L ) 第1図 83 図 手続補正書0,5゜ 1、事件の表示 特願昭58−1776672、発明の
名称 光フアイバ母材の製造方法3、補正をする者 4、後代 理 人 〒100 6、補〒「の対象 明細書及び図面 7、補正の内容 別紙の通りタイプ浄書した明細書全文(内容に変更なし
)およびトレースした図面(内容に変更なし)を提出し
ます。 以 上

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)少すくともコア用ガラスとクラッド用力゛ラスと
    を備えたガラス棒の外周に、多孔質ガラス層を堆積形成
    し、該多孔質ガラス層を脱水処理することなく加熱によ
    り透明ガラス化する光フアイバ母材の製造方法。
  2. (2) 多孔質ガラス層を1300〜1600℃の加熱
    温度にて透明ガラス化する特許請求の範囲第1項記載の
    光フアイバ母材の製造方法。
  3. (3)多孔質ガラス層を堆積させる雰囲気は、03μm
    以上のダストが1tあたり1000個以下となるダスト
    濃度に保持されている特許請求の範囲第1項記載の光フ
    フイ/く母材の製造方法。
JP17766783A 1983-09-26 1983-09-26 光フアイバ母材の製造方法 Pending JPS6071535A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10308541B2 (en) 2014-11-13 2019-06-04 Gerresheimer Glas Gmbh Glass forming machine particle filter, a plunger unit, a blow head, a blow head support and a glass forming machine adapted to or comprising said filter

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10308541B2 (en) 2014-11-13 2019-06-04 Gerresheimer Glas Gmbh Glass forming machine particle filter, a plunger unit, a blow head, a blow head support and a glass forming machine adapted to or comprising said filter

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