JPS6186435A - 光フアイバ製造方法 - Google Patents

光フアイバ製造方法

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JPS6186435A
JPS6186435A JP60216071A JP21607185A JPS6186435A JP S6186435 A JPS6186435 A JP S6186435A JP 60216071 A JP60216071 A JP 60216071A JP 21607185 A JP21607185 A JP 21607185A JP S6186435 A JPS6186435 A JP S6186435A
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JP
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silica
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soot
nitriding
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JP60216071A
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リチヤード　トーマス　ニユーボウルド
スーザン　ジエーン　ピツグス
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STC PLC
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    • C03C25/10—Coating
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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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 本発明は光ファイバ、特に光ファイバの製造に関づる。
従来の技術及びその問題点 窒化珪素又は酸窒化珪素の薄い表面層を有する光ファイ
バは水による腐食の結果生じる応力銭食が阻止されるた
め、静的疲れ特性の著しい向上を示すことが知られてい
る。より最近になって、かかる表面層は光フアイバ中へ
の自由水素の拡散に対する非常に効果的な障壁となるこ
とが見出された。必要な被覆の厚さは２００人程度であ
る。かかる公知の窒化珪素又は酸窒化珪素層を光ファイ
バーにに形成り“る方法には化学気相（ＣＶＤ）技術が
含まれる。
問題点を解決するための手段 本発明はシリカプリフォーム又はファイバの表面を直接
に窒化する段階を含む、シリカ光ファイバの製造方法を
提供する。
本発明はまたファイバ又はファイバが線引きされるプリ
フォームの表面を直接窒化する段階を含む、窒化珪素又
は酸窒化珪素の層をシリカ光ファイバの表面に付与する
方法を提供する。
発明の概要 本発明ではシリカ光ファイバに対する水による腐食を除
去するためファイバに窒化珪素又は酸窒化珪素の表面層
が設けられる。本発明提案の方法は直接窒化よりなる。
これは窒化雰囲気を、線引き炉ガスに加えることで、あ
るいはガラススート堆積・付着及び焼結工程により光フ
ァイバ十への圧縮性シリカ／チタニア層を形成り−る際
用いられる酸水素トーチの炎内に含まれる反応性ガス（
ＴｉＣｌａ及び５ｉＣ１４）に加えることで、達成され
る。
実施例 以下本発明の実施例を図面を参照しつ）説明する。
本発明で提案する基本的方法は、上記ＣＶＤ技術ではな
く、光フアイバプリフォーム（又はファイバ）の珪酸塩
表面を直接に窒化して酸窒化珪素ベースの表面を形成す
ることを含む。ガラスは高温（〜摂氏９００１）での還
元及び窒化雰囲気下で変換される。シリカ表面上に酸窒
化珪素又は窒化物の表面層を形成するための直接的窒化
は表面変更技術の−ぐある。すなわら既存のシリカ表面
が化学的に変化され、この点で表面上にさらに別の物質
を」「槓・付着させるＣＶＤ法と異なる。
第１図は光フアイバ表面の直接窒化のための炉の構成を
概略的に示す図である。図示の炉は炭素抵抗形のもので
、炭素炉床及び要素１を有し、さらに炉をバージするガ
スを導入するボート２と炉内雰囲気に反Ｌ６ガスの選ば
れた配合（窒化雰囲気）を導入するボート３とを含む頂
部ガス注入手段を右する。炉から排出されるガスは全て
放射状ボート４を用いて引き出される。シリカベースの
光フアイバプリフォーム５は炉の使用中従来の如く線引
きされてファイバ６となる。反応性ガスはアンモニアよ
りなるのが典型的である。炉を使用して線引きされたシ
リカベースファイバ６は表面に窒晃を含有りる。すなわ
ら、ガラス表面のかなりの闇の酸素が酸窒化物の形で窒
素により買換されている。
先にチタニアによりドープされたシリカよりなる圧縮性
クラツディングがファイバの抗張力を向上さけるためフ
ァイバに施こされたが、これは水の腐食による静的疲れ
を克服するものではなかっ／Ｘ−６かかるチタニアでド
ープされたシリカクラツディングをシリカガラスプリフ
ォームに施こし、次いで線引きしてファイバにしてらよ
い。
Ｓ　ｉ　ＣＩ　４及びＴｌＣ１４が酸／水素炎中で加熱
された場合Ｓ　！　０２　／Ｔ　ｉ　０２のスートが生
成する。スートの大きさ及びＳ　！　０２　　：　Ｔ　
！　０２比は酸／水素トーチを通過する種々のガス流量
をａｉｌ　＠することで制御し得る。
ガラスプリフォーム７（第２図）は、これを酸／水素ト
ーチ９の炎中で回転させ、またトーチをプリフォームの
長さに沿って移動さＵ゛ることにＪ：す、Ｓ　ｉ　０２
　／Ｔ　ｉ　０２スート８により被覆されうる。脆弱な
スートは最初に堆積・付着された際はガラスプリフォー
ムに緩く付着しているが、トーチ自体であってもよい熱
源の作用により直ちに焼結して緻密なガラスとなる。あ
るいはスートを線引き炉中でのファイバへの線引き中に
焼結Ｊることもできる。
ＳｉＯ２中に低温度（Ｔｉ０２１０重畳部〉で溶解しＩ
ＣＴ　：　Ｏｙは低い、あるいは負の膨張をなりガラス
である。（列えば１２５μｍのシリカガラスファイバが
このガラスのａ層（〜５μｌ１１）を表面上に有する場
合フファイバの１゛シリカバルク」がＴｉＯ２／ＳｉＯ
２表面を上記の如く圧縮降伏状態に引き込みファイバの
抗張力は向上するが、なお水の腐食を受１ノる。水によ
る腐食の問題はガラスファイバ」−に酸窒化珪素又は窒
化珪素の極く薄い層（〜２００人）を形成することで除
去することができる。
アンモニアはＳ！０２又はＴ　！　０２中の酸素を窒素
で買換することが可能である。従って酸窒化又は窒イヒ
珪素層を１ｑる一つの方法として、ｉｌを積・付着過程
中に１〜−チがさらにＮ　Ｈ３を気流中に注入し、シリ
カ／チタニア酸窒化物／窒化物を得る方法を（？案する
。スートはプリフォームに加えられ、トに記載したと同
様な方法で処理され、高強度を右しまに強度を効果的に
維持する光ファイバかｔｒ−ｉられる。チタニア／シリ
カガラスは窒素を分子レベルで含イエする。
酸水素トーチへのガス流量は典望的には次の通りである
：　Ｔ　ｉ　Ｃｌ　ａ毎分１９８ｃｃ；ＳｉＯ１４毎分
１８５ＣＣ：Ｈ２毎分４ないし２０リットル；０２毎分
２ないし１０リツトル（実際の０２及びＨ２値は要求さ
れる焼結の程度による）；及びＮ　Ｈ３毎分２００ＣＣ
である。アンモニアがない場合前られるガラスは５ｉＯ
ｚ／〜３％Ｔ！Ｏｚである。トーチは所定の比の四塩化
チタン及びシリ４コン蒸気を酸／水素炎中で燃焼させ前
記のスートを形成させるための特別の設計を有する。ト
ーチは反応 ２Ｈ２＋０２　＋Ｔ　！　ＣＩ　４ −Ｔ　ｉ　Ｏｐ　＋４１１ｃ　１ ２Ｈ２＋０２＋Ｓ　！　ＣＩ　４ ＝Ｓ　ｔ　０２　＋４ＨＣ：　Ｉ の反応物と熱を与える。トーチはまた燃焼してＴ　！　
０２　／Ｓ　！　０２スートをシリカプリフォーム表面
上で焼結させる熱を廃生ずる。
あるいは酸窒化又は窒化珪素層は別個の過程として５ｉ
０２／ＴｉＯ２スートが形成された後に形成されてｂＪ
：い。この場合はプリフォームに施されたスー１−は内
接窒化、及び例えば第１図に関連して上に説明した炉内
での線引きの前には部分的にしか焼結されていない。い
ずれの場合でも、被膜の厚さの比率は光フアイバ表面に
最大の圧縮応力か加わるＪ、うに注意深く選択せねばな
らない。
微量のチタニアを含むシリカはシリカガラスより著しく
低い熱膨張係数を示すため光ファイバ（シリカベース）
の表面に圧縮応力が生じる。チタニン′をＧ６するガラ
スはまたやや高いガラス転移湿度を示す。従っ−Ｃ光フ
ァイバがプリフォームから線引ぎされ凍結されるとファ
イバ全体が収縮し、収縮の少ない表面が圧縮される。
本発明による直接窒化技術は水及び水素に対する障壁を
右Ｊるシリカ光フフ１イバを特に簡単な方法で提供する
。また窒化雰囲気が５１０２／丁１０２スー１〜を１＃
積さぜる酸／水素トーチのガス中に導入されると圧縮性
被膜が同時に１ｑられ、強１良及び強度の維持特性が向
上する。
【図面の簡単な説明】
第１図は光フアイバ表面を直接窒化する炉の構成を概略
的に示す図、また第２図は圧縮荷重下にある酸窒化珪素
表面層を有する、光フアイバ用プリフォームの製造を概
略的に示す図である。 １・・・要素、２・・・パージガス導入ボート、３・・
・反応ガス導入ボート、４・・・放射状ボート、５・・
・光フアイバプリフォーム、６・・・光ファイバ、７・
・・ガラスプリフォーム、８・・・スート、９・・・酸
／水素トーチ。

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）シリカプリフォーム又はファイバの表面を直接に
    窒化する段階を含む、シリカ光ファイバの製造方法。
  2. （２）ファイバ又はファイバが線引きされるプリフォー
    ムの表面を直接窒化する段階を含む、窒化珪素又は酸窒
    化珪素の層をシリカ光ファイバの表面に付与する方法。
  3. （３）窒化雰囲気が線引き炉中に注入されると共にファ
    イバが線引き炉中でシリカプリォームより線引きされる
    特許請求の範囲第２項記載の方法。
  4. （４）窒化雰囲気はアンモニアである特許請求の範囲第
    ３項記載の方法。
  5. （５）ファイバはさらに圧縮表面層を付与される特許請
    求の範囲第２項記載の方法。
  6. （６）圧縮表面層は窒化段階より前に付与される特許請
    求の範囲第５項記載の方法。
  7. （７）圧縮表面層の付与は、酸水素トーチの炎中にＴｉ
    Ｃｌ＿４及びＳｉＣｌ＿４を導入してチタニア／シリカ
    スートを形成し、スートをプリフォーム又はファイバ上
    へ堆積・付着させ、スートを焼結させることよりなる特
    許請求の範囲第６項記載の方法。
  8. （８）圧縮表面層は、ＴｉＣｌ＿４、ＳｉＣｌ＿４及び
    窒化雰囲気を酸水素トーチの炎の中に導入してガラスス
    ートを形成し、スートをプリフォーム又はファイバ上に
    堆積・付着させ、スートを焼結させることで窒化と同時
    に付与される特許請求の範囲第５項記載の方法。
  9. （９）窒化雰囲気はアンモニアである特許請求の範囲第
    ８項記載の方法。
JP60216071A 1984-09-29 1985-09-28 光フアイバ製造方法 Pending JPS6186435A (ja)

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