JPS6090847A - 光学導波管のヒドロキシル基含量減少方法 - 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】 本発明は光学導波管のヒドロキシル基台′ｊｌ′を減少
させる方法に関する。

光学導波管で減衰が生ずる主な原因はヒドロキシル基の
振動帯による吸収でめる。この吸収は技術内傾興味深い
波長範囲である０、９４５μ？？ｌ、ｔ２４μｍ及び１
．３８μｍにおいて生ずる。そのため、光学ファイバー
導波管のヒドロキシル基含量をできるだけ低く保つこと
、またはヒドロキシル基の水素を重水素によって置換し
て吸収帯を長波長範囲へ移動させることが望ましい、 例えばアメリカ特許第４，２８２，１９６号明細書によ
るように、ガラス形成体の４塩化ケイ素がガラス質シリ
カ形成反応を起す前に水を加えて４塩化ケイ素を部分的
に加水分解し、生成するゲル中に存在する不純物を吸収
することが公知である。

重水素を用いて水の加水分解に起因するＯＨ基の存寄効
果を減することは可能でるる。しかし、他の発生源から
のＯＨ基はこの処理によって影響されることがない。

重水素（Ｄ２）の存在下でガラス形成体の酸化を行うこ
とが西ドイツ公開第２３１３２５０号明細書から公知で
ある。この方法ではＯＨ基の代りに対応するＯＤ基がガ
ラス中に導入される。この方法は高価な重水を燃焼きせ
るために多額の費用を要するが、燃焼工程自体の間にＯ
Ｈ基が形成されてガラス中に含まれるのを阻止するにす
ぎない。

しかし、前述の方法では光学導波管に含まれるＯＨ基の
重要な発生源が見過されている、すなわち、光学線維導
波管材料の製造に用いられる不活性な酸化性ガスが、細
心に乾燥された後にも常に、少量とにいえ水の残留量を
含んでいることは注目すべきである。

このようなガスに例えば、ヘリウム、ネオン、アルゴン
、窒素、酸素、酸化第一窒素、酸化第二窒素、二酸化炭
素ならびに例えばジフルオロクロロメタンのようなフレ
オン、及び塩素ガスのようなハロゲンである。このよう
カガスはガラス線維の製造に主としてキャリヤガスまた
は酸化剤として用いられるものであり、以下では簡単化
のために、補助ガスと呼ぶことＫする。

本発明の課題は、光学線維導波管材料に含まれるＯＨ基
の発生源としての補助ガスの水含量をできるだけ減する
方法を提供することである。

この課題は、ガスを用いる前に先ず最初に重水（Ｄ２０
）で処理し、処理したガスに対して次に乾燥工程を行う
ことを特徴とする方法によって解決される。

この方法の望ましい態様では、重水（Ｄ２０）による処
理の前にも補助ガスに対して乾燥工程を行い、これによ
って重水（Ｄ２０）の軽水（Ｈ２Ｏ）による汚染度を低
く保つことが１きる。しかし、この前乾燥工程は必らず
しも必要ｆはなく、原則として省略することができる。

適当な乾燥方法は一般に、当業者にとって周知の習慣的
な方法である。このような方法は、例えば凝結または凍
結による乾燥、例えばＰ４０１ｏを用いる吸着乾燥、ま
たは例えばシリカゲルを用いるもしくは特に望ましくは
、例えば「リンデス　モレキュラーシーブ（Ｌｉｎｄｅ
ｓ　Ｍｏ１ｅｃｕｌａｒ　５ｉｅｖｅｓ）Ｊという名称
のものとして入手することの′ｔ％きるようなモレキュ
２−シーブを用いる吸着乾燥″１１％ある。

市販されている乾燥剤カートリッジを用いることも可能
フある。

特に次の二次乾燥工程に対しては、例えば脱着によって
高価な重水を回収して工程に戻す望ましい乾燥方法があ
る。

補助ガスの重水による処理を公知の習慣的な方法によっ
て行うこともできる。例えば、Ｄ２０を蒸気としてガス
に加える、または液状のＤ２０を吹き入れるもしくは噴
霧する。しかし、ガスを重水に通す、望ましくはガスを
重水に通してバブルさせることがよル望ましい方法であ
る。この場合には。

ガスにＤ２０を飽和させるために、ガス泡のサイズをで
きるだけ小さく、例えばθ、１囮から０．５ｍまｆの直
径にし、ガス泡の滞留時間を長くすることが望ましいと
分っている。蒸気圧を高め、ガス相中の重水含量を高め
るために、例えば重水浴を加熱することによって重水の
温度を上昇させることも望ましい場合には可能′ｔ％あ
る。

使用する重水（Ｄ２０）は１きるだけ低い「軽」水（Ｈ
２Ｏ）含量を有するものが望ましい。少なくとも９０重
量％、望ましくは９９重量％のＤ２０含量が有利である
と判明しているが、これより低いＤ２０含量の水も原則
として適している。

各場合に存在するガス相は、処理段階の過程で、比飽和
蒸気圧まで水を吸収することができる。この飽和蒸気圧
は、存在する種々な水分子、例えば「軽」水（Ｈ２Ｏ）
、「半型」水（ＨＤＯ）及ヒｒ３ｉＪ水（Ｄ２０）の分
圧の和１ある。これらの分圧は固有のモル分率に直接比
例するので、Ｈ２Ｏの割合を１きるだけ少なくすると対
照的にＤ２０が最大限に過剰になるならば、ＯＨ基の割
合が無視できる程に小さいガスが得られる。従って、本
発明の望ましい態様によると、存在する「軽」水含量を
できるかぎシ完全に除去するために、被処理ガスに対し
て重水による処理を行う前に、細心の乾燥工程を行う。

とのため、この前処理したガスは重水を多く含有するこ
とができ、可能な場合には飽和蒸気圧に達するまで重水
を含むことができる。最後に、次の乾燥工程でこの補助
ガスからフきるだけ多くの水分を再び除去して以下の工
程でＤ２ｏによる妨害が起る可能性を除去する。この結
果、生成するガスは痕跡量のＤ２０を含有するにすぎず
、これに比例して、Ｈ２０含量も無視できる程少量であ
る。

このように、本発明の方法によると、特にＩ　ＶＰＯ（
蒸気相内酸化）プロセス、０ＶＰＯ（蒸気相性酸化）プ
ロセスまたはＶＡＤ（軸方向蒸着）プロセスによって光
学導波管を製造する場合に、補助ガスによって持ち込ま
れる「軽」水の妨害作用を除去することが可能になる。

本発明の方法はＯＨ振動帯領域の減衰値が低いガラスの
製造に用いる他のプロセスにも適用することが可能であ
る。

次の実施例によって本発明の詳細な説明するが、これら
の実施例は本発明を限定するものではない。

実施例　１ 光学導波管を製造する場合に酸化剤として供給する酸素
ガスをモレキュラーシーゾ（３Ｘ）の使用によって、約
５０重量−の水分（Ｈ２Ｏ）含ｆｔでに乾燥させた。次
に、非常に純粋なり２０　（２５℃において、Ｄ２０含
量が９９．９重量％）を充填したガス洗浄ビンに、前記
酸素ガスを供給し、フリットプレートを介して微細なガ
ス泡として液体中にパゾルさせた。Ｄ２０で処理されて
でてくる酸素ガスを次に、液体窒素によって冷却した多
くの冷却フィンガに通し、このようにしてＤ２００大部
分を凝結させた。重水の残留量を除去するためＫ、最後
にガス流を五酸化りんで覆った乾燥塔及びモレキュラー
シーゾ（ａＸ）で覆った乾燥塔に通した。

この結果得られた酸素ガスに赤外線分光測光分析を行っ
たところ、１１８０ｃｒｒＬ　及び２７９０ｃｍ　にお
けるＤ２０の特徴的な吸収帯のみが示され、１５９５ｄ
１及び６７００ｃＩＩＬ　における典型的なＨ２Ｏ帯は
もはや検出されなかった。

酸素のＤ２０残留量は着だ約６０重量卿であったが、市
販の乾燥カートリッジを用いることによって、この残留
量を光学導波管の製造に必要な１重量−以下の値にまで
減することができた。

実施例　２ 予めモレキュラーシーゾを用いて乾燥させたが、ｉお５
ａｘ量酵のＨ２０残留量を有するアルゴンを、還流コン
デンサー付きフラスコ内で沸とう状態に保持されている
約２５ＣＩ＋／のＤ２０中に供給した。

〜このガス流を先ず最初に沸とう状態の液体中に通して
Ｄ２０を飽和させ、次に実施例１と同様な方法で、この
ガス流に対して凍結、五酸化リンによる処理及びモレキ
ュラーシーゾによる処理による種々な乾燥工程を行った
。最後にこのガス流を市販の乾燥カートリッジに通した
後に、このアルゴン流は約１重量四以下の水（Ｄ２０　
）残留量を有するにすぎず；赤外線分光測光法によって
このアルゴン流から水分（Ｈ２Ｏ）を検出することはで
きなかった。

冷却フィンガによって凍結したまたはモレキュラーシー
ゾ内に留保された重水を融解または再生によって回収し
、Ｄ２０供給源に戻した。

第１頁の続き

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）光学導波管の製造に用いる酸化性ガスまたは不活性
   ガスを使用する前に、先ず最初に重水（Ｄ２０）で処理
   し、処理したガスに対して次に乾燥工程を行うことを特
   徴とする光学導波管のヒドロキシル基含有減少方法。 ２）該ガスに対して重水で処理する前にも乾燥工程を行
   うことｆ％徴とする特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３）少なくとも９９重量％のＤ２０含量を有する重水を
   用いるととｆ特徴とする特許請求の範囲第１項または第
   ２項記載の方法。