JPS6234700B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6234700B2 JPS6234700B2 JP13992180A JP13992180A JPS6234700B2 JP S6234700 B2 JPS6234700 B2 JP S6234700B2 JP 13992180 A JP13992180 A JP 13992180A JP 13992180 A JP13992180 A JP 13992180A JP S6234700 B2 JPS6234700 B2 JP S6234700B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- flow rate
- refractive index
- optical fiber
- index distribution
- raw material
- 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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Classifications
-
- 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]
- C03B37/018—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] by glass deposition on a glass substrate, e.g. by inside-, modified-, plasma-, or plasma modified- chemical vapour deposition [ICVD, MCVD, PCVD, PMCVD], i.e. by thin layer coating on the inside or outside of a glass tube or on a glass rod
- C03B37/01807—Reactant delivery systems, e.g. reactant deposition burners
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth 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)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は内付けCVD法により、任意の屈折率
分布を有する光フアイバ用母材を製造する方法に
関する。
分布を有する光フアイバ用母材を製造する方法に
関する。
内付けCVD法は周知のように、原料気体と酸
素とを石英管中に流し、これを管の外側から加熱
して反応させ、できた石英系ガラス層を管の内壁
上に堆積させ、その後、高温加熱して管を中実化
する方法である。この種の方法において、所定の
屈折率分布を得る方法は「Appl.Opt.、vol.15、
no.7、1976年、pp.1803〜1807」に示されている
のに準じて、主成分用原料気体SiCl4、酸素気体
O2をそれぞれ一定流量流し、主添加剤用原料気
体GeCl4、POCl3、BBr3等の流量のみを変化させ
ることにより、石英管の内周面上にGeO2、
P2O5、B2O3等の主添加剤である酸化物の含有量
が厚さ方向に変化していることで、屈折率が厚さ
方向に変化するものとしている。
素とを石英管中に流し、これを管の外側から加熱
して反応させ、できた石英系ガラス層を管の内壁
上に堆積させ、その後、高温加熱して管を中実化
する方法である。この種の方法において、所定の
屈折率分布を得る方法は「Appl.Opt.、vol.15、
no.7、1976年、pp.1803〜1807」に示されている
のに準じて、主成分用原料気体SiCl4、酸素気体
O2をそれぞれ一定流量流し、主添加剤用原料気
体GeCl4、POCl3、BBr3等の流量のみを変化させ
ることにより、石英管の内周面上にGeO2、
P2O5、B2O3等の主添加剤である酸化物の含有量
が厚さ方向に変化していることで、屈折率が厚さ
方向に変化するものとしている。
すなわち従来法では、特願昭54−125274「光フ
アイバ用母材の製造方法」に示すOH基の吸収損
失特性（波長0.95μｍ、1.24μｍ、1.39μｍに吸
収損失ピークが存在する）に大きな影響を与える
酸素流量と、「Appl.Opt.、Vol.18、no.22、1979
年、pp.3758〜3763」に示されている帯域特性を
決めている一要因である年輪分布を定める主成分
用原料気体SiCl4流量とが一定流量であつた。
アイバ用母材の製造方法」に示すOH基の吸収損
失特性（波長0.95μｍ、1.24μｍ、1.39μｍに吸
収損失ピークが存在する）に大きな影響を与える
酸素流量と、「Appl.Opt.、Vol.18、no.22、1979
年、pp.3758〜3763」に示されている帯域特性を
決めている一要因である年輪分布を定める主成分
用原料気体SiCl4流量とが一定流量であつた。
そのため従来法では、低OH吸収損失特性と広
帯域な特性との両方をかねそなえた２乗型屈折率
分布を有するグレーデツド型光フアイバ、または
4GHz・Km以上の超広帯域特性を有するのに必要
な年輪分布（従来法では年輪間隔はコア断面上に
r2分布でコア中心ほど年輪間隔は大きい）を有す
るグレーデツド型光フアイバを作製するのが困難
という欠点があつた。
帯域な特性との両方をかねそなえた２乗型屈折率
分布を有するグレーデツド型光フアイバ、または
4GHz・Km以上の超広帯域特性を有するのに必要
な年輪分布（従来法では年輪間隔はコア断面上に
r2分布でコア中心ほど年輪間隔は大きい）を有す
るグレーデツド型光フアイバを作製するのが困難
という欠点があつた。
また従来法では、作製系へのH2O、炭化水素化
合物（CH4、C2H6、……）の混入を完全に防止
する必要があるので、経済性が悪いという欠点も
あつた。
合物（CH4、C2H6、……）の混入を完全に防止
する必要があるので、経済性が悪いという欠点も
あつた。
さらに従来法では一つの原料の流量のみしか変
えられないので、光フアイバを作製するための設
計の自由度が少ないという欠点もあつた。
えられないので、光フアイバを作製するための設
計の自由度が少ないという欠点もあつた。
本発明は前述の欠点を除去するため、主添加剤
用原料気体以外の一つの気体の流量を変えるか、
または二つの気体の流量を変えることにより、形
成するガラス膜の屈折率を変化させるようにした
ものである。以下図面により本発明を詳細に説明
する。
用原料気体以外の一つの気体の流量を変えるか、
または二つの気体の流量を変えることにより、形
成するガラス膜の屈折率を変化させるようにした
ものである。以下図面により本発明を詳細に説明
する。
本発明は内付けCVD法で形成したGeO2−P2O5
−SiO2ガラス膜（P2O5の添加量は１モル％以
下）の特性と反応用酸素流量との相関から、内付
けCVD法の反応機構を調べる研究から生まれた
もので、GeO2を主添加剤とする石英系ガラス膜
を内付けCVD法により形成する際、以下の反応
機構が生じていることを実験的に確認した。
−SiO2ガラス膜（P2O5の添加量は１モル％以
下）の特性と反応用酸素流量との相関から、内付
けCVD法の反応機構を調べる研究から生まれた
もので、GeO2を主添加剤とする石英系ガラス膜
を内付けCVD法により形成する際、以下の反応
機構が生じていることを実験的に確認した。
(1) 原料気体SiCl4がSiO2ガラスになる反応効率
は、酸素分圧に依存せず一定である。
は、酸素分圧に依存せず一定である。
(2) 原料気体GeCl4がGeO2ガラスになる反応効率
は、酸素分圧に大きく依存する。
は、酸素分圧に大きく依存する。
従つてGeO2を主添加剤とする石英系ガラス膜
の屈折率は、GeCl4流量とともにO2流量、SiCl4
流量にも依存する。
の屈折率は、GeCl4流量とともにO2流量、SiCl4
流量にも依存する。
内付けCVD法により作製するGeO2を主添加剤
とする石英系ガラス膜の屈折率ｎは、実験的に次
式で与えることができる。
とする石英系ガラス膜の屈折率ｎは、実験的に次
式で与えることができる。
ｎ−ｎｓｉｐ２／ｎｓｉｐ２＝β（y1−y2）〓ｙ
３／ｙ２(1) 上式で、ｎsip2は石英の屈折率、y1は酸素流
量、y2はSiCl4流量、Y3はGeCl4流量、βは比例定
数、γは作製系、主にバーナの設置状態に依存す
るパラメータであつて、本発明の実施例で使用し
た作業系では、γ＝0.56である。
３／ｙ２(1) 上式で、ｎsip2は石英の屈折率、y1は酸素流
量、y2はSiCl4流量、Y3はGeCl4流量、βは比例定
数、γは作製系、主にバーナの設置状態に依存す
るパラメータであつて、本発明の実施例で使用し
た作業系では、γ＝0.56である。
(1)式を使うことで主添加剤用原料気体以外の気
体の流量を制御することにより、任意の屈折率分
布を有する光フアイバ用母材を作製することがで
きる。
体の流量を制御することにより、任意の屈折率分
布を有する光フアイバ用母材を作製することがで
きる。
以下実施例にもとづいて特に２乗型屈折率分布
を有するグレーデツド型光フアイバ用母材の作製
法について詳しく述べる。
を有するグレーデツド型光フアイバ用母材の作製
法について詳しく述べる。
実施例
(1)式と内付けCVD法により形成するガラス膜
の堆積量は、SiCl4流量と比例するので、屈折率
分布係数α｛このαは「Bell Syst.Tech.J.、
vol.15、no.9、pp.1563〜1578 1973年」に示され
ているGlogeの屈折率分布係数で光フアイバの屈
折率分布を分類するパラメータである｝を有する
グレーデツド型光フアイバ用母材を作製するため
の流量式は次式で与えられる。
の堆積量は、SiCl4流量と比例するので、屈折率
分布係数α｛このαは「Bell Syst.Tech.J.、
vol.15、no.9、pp.1563〜1578 1973年」に示され
ているGlogeの屈折率分布係数で光フアイバの屈
折率分布を分類するパラメータである｝を有する
グレーデツド型光フアイバ用母材を作製するため
の流量式は次式で与えられる。
上式でｉはバーナ送り回数（ただしバーナ送り
回数はコア中心から数えている）、y1(i)、y2(i)、
y3(i)はバーナ送り回数ｉでの各気体の流量、ｙ〓
（ｏ）、y2（ｏ）、y3（ｏ）はコア中心での各気体
の流量、ｉtは全バーナ送り回数である。
回数はコア中心から数えている）、y1(i)、y2(i)、
y3(i)はバーナ送り回数ｉでの各気体の流量、ｙ〓
（ｏ）、y2（ｏ）、y3（ｏ）はコア中心での各気体
の流量、ｉtは全バーナ送り回数である。
(2)式から特別な場合として酸素流量のみが変化
するときと、SiCl4流量のみが変化するときを求
めると、それぞれ(3)、(4)式になる。
するときと、SiCl4流量のみが変化するときを求
めると、それぞれ(3)、(4)式になる。
y1(i)−y2
＝｛y1（ｏ）−y2｝｛１−（ｉ／ｉｔ）〓/2｝1/〓(3
) 第１図および第２図は(3)、(4)式からコア中心と
クラツドとの比屈折率差Δが１％、コア・外径比
が0.4になるように、それぞれy1（ｏ）＝90c.c.／
min、y2（ｏ）＝27.3c.c.／min、ｉt＝100〔(3)式の
場合〕、y1＝600c.c.／min、y2（ｏ）＝10c.c.／min、
ｉt＝100〔(4)式の場合〕として、各αを有するグ
レーデツド型光フアイバ用母材を与える流量式を
示す。
) 第１図および第２図は(3)、(4)式からコア中心と
クラツドとの比屈折率差Δが１％、コア・外径比
が0.4になるように、それぞれy1（ｏ）＝90c.c.／
min、y2（ｏ）＝27.3c.c.／min、ｉt＝100〔(3)式の
場合〕、y1＝600c.c.／min、y2（ｏ）＝10c.c.／min、
ｉt＝100〔(4)式の場合〕として、各αを有するグ
レーデツド型光フアイバ用母材を与える流量式を
示す。
ただしこの場合、作製条件に合うようにバーナ
送り回数ｉはクラツドとコアとの境界からコア中
心に向つて合成するガラス層に対応して数えるよ
うにしてある。
送り回数ｉはクラツドとコアとの境界からコア中
心に向つて合成するガラス層に対応して数えるよ
うにしてある。
第１図に示すα＝２の場合の酸素流量値を使つ
て外径20mmφ、内径17mmφ、長さ1000mmの石英管
内壁面にGeO2−P2O5−SiO2ガラス膜（GeCl4流
量41c.c.／min、POCl3流量1.4c.c.／min、SiCl4流量
27.3c.c.／min）を、バーナ送り速度100mm／min
で、100回堆積させた後、中実化を行い光フアイ
バ用母材を得た。
て外径20mmφ、内径17mmφ、長さ1000mmの石英管
内壁面にGeO2−P2O5−SiO2ガラス膜（GeCl4流
量41c.c.／min、POCl3流量1.4c.c.／min、SiCl4流量
27.3c.c.／min）を、バーナ送り速度100mm／min
で、100回堆積させた後、中実化を行い光フアイ
バ用母材を得た。
得られた光フアイバ用母材の断面の屈折率分布
を第３図に示す。設計どうり広帯域な特性を有す
る２乗型分布が得られている。
を第３図に示す。設計どうり広帯域な特性を有す
る２乗型分布が得られている。
次に損失特性を第４図に実線で示す。比較のた
め従来法による損失特性も点線で付記してある。
OH基による吸収損失ピークが現われる波長1.24
μｍ、1.39μｍでの損失値が従来法より大幅に低
減している。
め従来法による損失特性も点線で付記してある。
OH基による吸収損失ピークが現われる波長1.24
μｍ、1.39μｍでの損失値が従来法より大幅に低
減している。
第２図に示すα＝２の場合のSiCl4の流量値を
使つてO2流量変化の場合と同様に光フアイバ用
母材を得た。（GeCl4流量18.7c.c.／min、POCl3流
量1.4c.c.／min、O2流量60c.c.／min） 得られた光フアイバ用母材の断面の屈折率分布
は第３図と同じであつた。年輪間隔はほぼ一様で
あり、従来法と比較して、コア中心の年輪間隔が
狭い年輪分布を得た。
使つてO2流量変化の場合と同様に光フアイバ用
母材を得た。（GeCl4流量18.7c.c.／min、POCl3流
量1.4c.c.／min、O2流量60c.c.／min） 得られた光フアイバ用母材の断面の屈折率分布
は第３図と同じであつた。年輪間隔はほぼ一様で
あり、従来法と比較して、コア中心の年輪間隔が
狭い年輪分布を得た。
一つの気体の流量のみを変化させる場合につい
て、実施例に基づいて詳述したが、二つの気体
（O2とSiCl4）の流量を同時に変化させる場合につ
いても、(2)式から一つの気体の場合と同様に導く
ことができ、本発明で任意の特に広帯域な特性を
有する２乗型屈折率分布を有する光フアイバ用母
材を作製できることは明らかである。
て、実施例に基づいて詳述したが、二つの気体
（O2とSiCl4）の流量を同時に変化させる場合につ
いても、(2)式から一つの気体の場合と同様に導く
ことができ、本発明で任意の特に広帯域な特性を
有する２乗型屈折率分布を有する光フアイバ用母
材を作製できることは明らかである。
以上説明したように、本発明の光フアイバ用母
材の屈折率分布の形成法によれば、OH基による
吸収損失を容易に低減でき、年輪間隔が一様な年
輪分布を有する２乗型屈折率分布をもつ光フアイ
バ用母材を作製できる利点がある。また本発明と
従来法を組み合わせることにより、三つの気体
（SiCl4、O2、GeCl4）の流量を変えることができ
るので、比屈折率差Δやコア・外径比等の光フア
イバの構造に依存した条件のほかに、バーナ送り
速度石英管の種類等の作業条件も２乗型屈折率分
布を与える流量式の中のパラメータに多く入れら
れるという利点もある。
材の屈折率分布の形成法によれば、OH基による
吸収損失を容易に低減でき、年輪間隔が一様な年
輪分布を有する２乗型屈折率分布をもつ光フアイ
バ用母材を作製できる利点がある。また本発明と
従来法を組み合わせることにより、三つの気体
（SiCl4、O2、GeCl4）の流量を変えることができ
るので、比屈折率差Δやコア・外径比等の光フア
イバの構造に依存した条件のほかに、バーナ送り
速度石英管の種類等の作業条件も２乗型屈折率分
布を与える流量式の中のパラメータに多く入れら
れるという利点もある。
その結果、光フアイバ用母材の作製装置が簡便
になり、光フアイバのコストダウンにも役立つ利
点がある。
になり、光フアイバのコストダウンにも役立つ利
点がある。
第１図は本発明による酸素流量のみを変化させ
てα乗屈折率分布を形成する酸素流量と、バーナ
送り回数ｉとの関係を示す図、第２図は本発明に
よるSiCl4流量のみを変化させてα乗屈折率分布
を形成するSiCl4流量と、バーナ送り回数ｉとの
関係を示す図、第３図は本発明の方法によるグレ
ーデツド型光フアイバの屈折率分布を示す図、第
４図は本発明の方法および従来法によるグレーデ
ツド型光フアイバの損失特性図である。
てα乗屈折率分布を形成する酸素流量と、バーナ
送り回数ｉとの関係を示す図、第２図は本発明に
よるSiCl4流量のみを変化させてα乗屈折率分布
を形成するSiCl4流量と、バーナ送り回数ｉとの
関係を示す図、第３図は本発明の方法によるグレ
ーデツド型光フアイバの屈折率分布を示す図、第
４図は本発明の方法および従来法によるグレーデ
ツド型光フアイバの損失特性図である。
Claims (1)
- １ 内付けCVD法により、中空ガラス管の内側
表面に、所定の屈折率分布を有するGeO2を主添
加剤とする石英系ガラス膜を形成する方法におい
て、主添加剤用原料気体GeCl4の流量は一定にし
て、主添加剤用原料気体以外の酸素O2と四塩化
硅素SiCl4の少なくともいずれかの気体の流量を
変化させて、形成するガラス膜の屈折率を変える
ことを特徴とする光フアイバ用母材の屈折率分布
の形成法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13992180A JPS5767041A (en) | 1980-10-08 | 1980-10-08 | Formation of refractive index distribution of base material for optical fiber |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13992180A JPS5767041A (en) | 1980-10-08 | 1980-10-08 | Formation of refractive index distribution of base material for optical fiber |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5767041A JPS5767041A (en) | 1982-04-23 |
| JPS6234700B2 true JPS6234700B2 (ja) | 1987-07-28 |
Family
ID=15256749
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13992180A Granted JPS5767041A (en) | 1980-10-08 | 1980-10-08 | Formation of refractive index distribution of base material for optical fiber |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5767041A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2751955B1 (fr) * | 1996-07-31 | 1998-09-04 | Alcatel Fibres Optiques | Fibre optique et son procede de fabrication |
| KR100408230B1 (ko) * | 2001-05-02 | 2003-12-03 | 엘지전선 주식회사 | 광섬유 모재 제조방법 |
| KR100666254B1 (ko) | 2004-04-30 | 2007-01-09 | 엘에스전선 주식회사 | 기가비트급 전송시스템용 다중모드 광섬유의 제조방법 |
-
1980
- 1980-10-08 JP JP13992180A patent/JPS5767041A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5767041A (en) | 1982-04-23 |
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