JPS63225546A - 光フアイバ用母材の製造方法 - 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】 〔産業上の利用分野］ 本発明は気相合成法による光ファイバ用母材の製造方法
の改良に関するものである。

〔従来の技術〕

気相合成法により光ファイバ用母材を製造する方法とし
て、従来Ｖ　Ａ　Ｄ　（ＶａｐｏｒｐｈａｓｅＡｘｉａ
ｌ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ　気相軸付け）法が知られて
いる。この方法は第１図に示すように、ガラス微粒子合
成用バーナ（以下バーナと略する）１にガラス形成原料
ガスを、ＨＲ＊ｏ雪等の燃焼ガス及びムｒ等の不活性ガ
スと共に供給する。ガラス原料としては一般的Ｋａ１ａ
ｔ４が用いられ、また屈折率を調整するために例えばＧ
ｅ＋０Ａ４ｓＢ　ｉ　Ｆ、等の添加剤原料を混合しても
よい。燃焼ガスとしては例えばＯＨ４＊　　ａｓｉｌｓ
　＃　　ＯＭＥＮ等の炭化水素系ガスや００等を用いる
こともできる。

バーナ１の火炎（Ｈ，及びｏｌを用いた場合は酸水素炎
）中で該ガラス形成原料ガスは火炎加水分解反応して、
ガラス微粒子を生成する。このガラス微粒子を回転引上
装置４に取りつけた出発棒２の先端部から付着させ始め
、該出発棒２を回転させつつ引き上げてゆくことによシ
、多孔質母材３を出発棒２の軸方向に形成してゆく。

上記で作製され九多孔質母材３について、次に加熱して
脱水する処理Ｃ以下加熱脱水処理とＩ饗す）及び加熱し
て透明化する処理（以下加熱透明化処理と称す）ｔ−施
こすことにより、透明ガラス母材を得る。該透明ガラス
母材を所定径に延伸してコア用延伸ロッドとした後、第
２図に示すような装置構成において該コア用ロッドを出
発材５として回転引上装置４に装着し、クラッド合成用
バーナ６ｆｔ：用いて該コア用ロッドの外周にガラス微
粒子を堆積して、コア用ロッドとクラッド用多孔質体か
らなる複合体を形成する。該複合体を前記したと同様に
加熱脱水処理及び加熱透明化処理して、所望のクラッド
／コア径比を有する光ファイバ用母材を得る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで上記した従来法では、コア用透明ガラス母材を
所定径に延伸してコア用ロッドとするが、該コア用ロッ
ドの外周にクラッド用ガラス微粒子を堆積させる前に、
該ロッドの外表面を清浄、平滑にする目的で、火炎研磨
を実施する必要がある。通常この火炎研磨には酸水素炎
が用いられるが、コア用ロッドの表面が火炎に曝される
ため、コア表面に高濃度のＯＨ基が混入してしまう。さ
らに続く工程のクラッド用ガラス微粒子堆積に際しても
、クラッド用バーナの火炎によりコア用ａツド外表面は
加熱されるので、これによってもコアにＯＨ基が混入し
てしまう。ＯＨ基の存在は光７アイバの重要な特性であ
る伝送損失を著るしく劣化させるので、このＯＨ基混入
は非常（困った問題であつ九。

本発明はこの種のガラス原料から気相合成法によシガラ
ス微粒子を形成し、これを堆積して多孔質母材を得て、
これを透明ガラス化して光７アイパ母材を得る方法にお
ける、コアへのＯＨ基混入の問題を解消して、伝送特性
に優れた高品質の光ファイバ用母材を製造できる方法を
提供することを目的とするものである。

〔問題点を解決するための手段・作用〕本発明はコア相
当部及びクラッド相当部を有する多孔質母材を加熱して
透明化することによシ光ファイバ用母材を製造する方法
において、ガラス原料をバーナ火炎中に供給して気相反
応させることにより生成したガラス微粒子を堆積させて
コア用多孔質母材を形成し、次に該コア用多孔質母材を
加熱することによりかさ密度の上昇したコア用多孔質母
材とした後、該コア用多孔質母材の外周部にクラッド用
ガラス微粒子を堆積させることにより複合多孔質母材を
得ることを特徴とする光７アイパ用母材の製造方法に関
する。

本発明の特に好ましい実施態様としては、加熱によシコ
ア用多孔質母材の平均かさ密度ア（ｆ／ｃＩＩＩ”　）
をａ４く；ｉｉ；＜ｔｏとして行なう上記方法が挙げら
れる。

本発明はコア用多孔質母材を形成して加熱脱水処理を行
うところまでは従来と同様であるが、該脱水処理された
多孔質体を加熱して収縮させ、その平均かさ密度を高め
る。特に好ましくはその平均かさ密度ｉが、αａ　＜ｆ
ｉ　＜ｔ　ｏとなるように加熱して収縮させる。このよ
うな加熱は通常電気炉を用いてＨｅ　ガス雰囲気下温度
１２００゜〜１５００℃に保持することによシ行われる
。

加熱収縮されたコア用多孔質母材を、この状態のままで
、すなわち透明化処理や延伸や火炎研磨なしに、第２図
の構成の引上回転装置４に出発材５として装着して、ク
ラッド用バーナ６を用いて公知の手段によシその外周部
にクラッド用ガラス微粒子を堆積させて軸方向に成長さ
せ、前記コア用多孔質母材（出発材５）とクラッド用多
孔質体７とからなる複合多孔質母材を得る。該複合多孔
質母材について、加熱脱水処理及び加熱透明化処理を行
うことによりコア・クラッドを有する透明ガラス母材を
得、ま九これを線引きすることによシ光ファイバが得ら
れる。

〔作用］ 本発明はコア用多孔質母材についての透明化処理、延伸
及び火炎研磨処理を行わないので、延伸や火炎研磨によ
るＯＨ基の混入がない０従って、従来法のようにコア・
クラッド界面に高濃度のＯＨ基層が形成されることはな
い。

ま念、平均かさ密度ｉを高め、特に好ましくはｉがｌ１
４く；＜ｔｏとなるよう加熱収縮されたコア用多孔質母
材は、次の工程でクラッド用ガラス微粒子を堆積させる
際にクラッド用バーナの火炎で加熱されるために、その
外周囲にＯＨ基が＊＃）込まれるが、クラッド用多孔質
体を形成した後、複合多孔質母材の加熱脱水処理の際に
上記のコア中に取り込まれたＯＨ基を除去される。この
ときコア用多孔質母材の平均かさ密度βが１よ）大であ
るとコア用多孔質母材の外表面のＯＨ基除去が不充分と
な）好ましくない。まｆｌ−７ｓが１４未満ではクラッ
ド用ガラス微粒子を堆積する際に、コア用多孔質母材と
の界面付近でクラックが発生し易くなシ、安定な製造が
困難となるため好ましくない。なお、通常のＭＡＤ法等
により作成した多孔質体の平均かさ密度はα２〜α３程
度である。

本発明によシ、グレーデッド型ファイバのコア用多孔質
母材の複数について、その平均かさ密度アが種々の値と
なるように加熱収縮した後に、コア・クラッドを有する
複合多孔質母材とし、透明化後線引きして得た７アイパ
の波長１、３８１１ｍにおけるＯＨ吸収臣ス増を調べた
。

得られた結果を、加熱収縮後のコア用多孔質母材の平均
かさ密度″Ｐ（ｔ／ｃｍ”　）を横軸に、得られたファ
イバの０８吸収ロス増（ｄＢ／ｋｍ　）ｔ’縦軸にとっ
て両者の関係を示したグラフとして、第５図に示す。

本発明における、ガラス原料から気相合成したガラス微
粒子を堆積することによる多孔質母材の製造は従来公知
の技術にて行えばよく、例えばＷＡＤ法、０ＶＰＤ法、
プラズマ火炎法等を挙げることができる。

コア又はクラッド用のガラス原料としては例えは８１０
４　、　８１１１Ｏ７４等を用いることができ、これ等
に屈折率その他を調整するための添加剤として例えばＧ
　ｅＯｔ４．　８　Ａｒ４　、　　ｓｙａ　ｔ　　００
４Ｆ１　　等を加えることができる。

燃料ガス及び助燃ガスとしては一般的なＨｌｏＨ，、Ｃ
３Ｈ・、Ｏ冨、　　ｏｏ　　等を用いることができ、不
活性ガスとしてはＡｒ　ｊ　ｌｉ雪等を用いることがで
きる。

コア用多孔質母材の加熱脱水処理鉱、例えば電気炉を用
いて通常Ｂｅ　ガスとａｔ、又はＯｔ化合物ガスとの混
合雰囲気下温度８００〜１１００℃にて加熱するととく
よる。

加熱脱水処理したコア用多孔質体は次に前記したように
電気炉を用いて通常はＨｅ　ガス雰囲気下で温度１２０
０〜１５００℃にて加熱して、カサ密度を上昇させる。

またカサ密度を上昇させたコア用多孔質母材の外周部に
クラッド用ガラス微粒子を堆積させ複合多孔質母材とす
る工程は、上記したコア用多孔質体形成と同様に行なえ
ばよく、該複合多孔質母材の加熱脱水処理、加熱透明化
処理も同様に行なえばよい。

〔実施例］ 実施例１ 第１図に示す装置構成において、コア用バーナＫＨ，２
，３５ｔ／分、０２７１７分、ムｒ４ｔ／分、８１０４
５６０　ＣＣ７分及びＧｅ０４３２　ＣＣ７分を供給し
て、引き上げ速度５９−７時でコア用多孔質体を作製し
た。得られたコア用多孔質体の外径は８７■φ、平均が
さ密度はα１９ｆ／ｃｍ”であった。該コア用多孔質体
を電気炉を用いて、温度１０５０℃で０１１６容積％（
ガス分圧比）ｔ−含むＨｅ　ガス雰囲気中にて加熱脱水
処理した。次にＨｅ　ガスのみの雰囲気として、１４０
０℃に加熱することにより、咳多孔質母材の平均かさ密
度をα７２とした。

この加熱収縮したコア用多孔質母材を第２図に示す装置
構成において出発材５とし、その外周にクラッド用多孔
質体を形成した。このときクラッド用バーナにはａ、ｓ
ｅｔ／分、０１４５６７分、Ａｒ１３ｚ／分、ＢＬＯｌ
、　＆　２０　ｔ７分を供給し、引上速度は８４■／時
とした。

クラッド用多孔質体部分のかさ密度はα５１ｆ／　ａｍ
　’であった。

得られた複合多孔質母材を、電気炉を用いてＯＬ、６容
積係を含むＨｅ　ガス雰囲気中にて１０６０℃で加熱脱
水処理した。次ＫＨＩＳ　のみのガス雰囲気として１６
２０ＣＫ加熱して透明ガラス化したところ、得られた透
明ガラス母材のコア・クラッド界面には気泡の発生は見
られなかった。

該透明ガラス母材を線引きして外径１２５μｍ１　屈折
率差１９４％のグレーデッド型７アイパを作製し、その
光伝送損失を測定したとζろ、波長１．３８μｍにおけ
るＯＨ吸収ロスは（Ｌ　Ｓ　１　ｄＢ／ＩＣ１ｌ、波長
ＬＳｐｍではｌ　５２　ｄＢ／ｋｓ＊と良好な特性を示
した。

比較例１ 実ｍａｌにおいて他の条件は同様にしてコア用多孔質母
材を加熱収縮させる温度ｆ：１６００℃に上げたところ
、透明ガラス化しな。このロッドを延伸することなく、
その外側に実施例１と同条件でクラッド用ガラス微粒子
を堆積して同様に加熱脱水処理し、次に透明ガラス化処
理を行ったところ、コアとタララドガラスの界面の一部
に気泡の発生した透明ガラス母材が得られた。該母材の
気泡のない部分を線引きして７アイバとし、その伝送ロ
スを測定したところ、波長ｔ　５８　ａｍ　においてＯ
ＥＩ　吸収ロスは五〇ｄＢ／ｋＩｌ、波長ｔ　Ｓ　ｐｍ
でｔ　２　ａｎ／ｋｍと実施ｆ１１１の本発明品に比し
て高す値であシ、伝送特性が劣っていた。

実施９９２ 第１図の装置構成（て、コア用バーナにＨ。

２．８　ｔ／分、Ｏ嘗　９１７分、ムｒ５Ａ／分及び１
１１０４５５０　ｃｃ／分を供給して、引上速度８０閣
／分で、外径５５−φ、平均カサ密度ａ２７のコア用多
孔質体を作製した。該コア用多孔質体を電気炉にて、■
・　１０ｆ／分、Ｏ１黛５００ＣＣ／分の雰囲気下、温
［１０５０℃にて加熱脱水処理した後、Ｉｆｅ　　１０
ｊ／分のみの雰囲気とし、１４６０℃で加熱収縮処理し
て、その平均かさ密度を１９２４Ｃ増加させた。

該加熱収縮した多孔質体について第２図の装置構成で、
クラッド用バーナにＩＩ、ａａｔ１分１０！　６２ｆ／
分、ムｒ１５Ａ／分、Ｂ１（３１４７，４ｔ／分を供給
し、引上速度７１−７時で１クラッド用ガラス微粒子体
を堆積させて、外径２１０■φの複合多孔質体を得た。

この複合多孔質体を電気炉を用いて、ａｔ、６容積憾を
含むＨ・ガス雰囲気下１０６０℃で加熱脱水処理し、続
いて２．７容積僑の８１７４　を含むＩｉｅ　ガス雰囲
気下１２５０℃に加熱して？添加し、次いで２．７容積
憾のＢ　ｉ　Ｐ、を含むＨｅ雰囲気にて１６１０℃に加
熱することによシ透明ガラス化した。

得られたガラスロッドを加熱延伸した後、クラッド／コ
ア径比が１５となるように再度上記と同様の条件にてク
ラッド用ガラス微粒子を堆積し、上記同様に透明ガラス
化した。

以上で得られた光ファイバ用母材ロッドを線引して外径
１２５ｐｍの光ファイバとしな。該ファイバは純シリカ
のコアとＦ（ふっ素）が添加された８１０雪　　クラッ
ドの屈折率差がＣＬ２９ｑｂテア；ｂ　シングルモード
ファイバであり、カットオフ波長λｍ　１．１７μｍ１
伝送ロスは波長１．５ｐｍで（Ｌ　５４　ａＢ／ｋｍ、
波長１．５５　ｐｍでα１９ｄＬＢ／ｋｒｘ、Ｏ）！吸
収ロスは波長１．５８　ｐｍで［Ｌ９ｅＬ　Ｂ／ｋｍと
良好な特性を示した。

比較例２ 実施例２において、コア用多孔質体の加熱収縮処理温度
を１６３０℃に上げて透明ガラス化した以外は、実施例
２におけると同条件にて行って光ファイバ用母材ロッド
を得て、これを線引きしファイバとし友。該ファイバの
ＯＨ’吸収ロスは波長１．３８μｍで２９４Ｂ／ｌａａ
と非常に大きくな〕、ま九波長１．５μｍでの伝送ロス
も１．１ｄＢ／に１ｍであり、実施例２０本発明品に比
して著しく劣化していた。

〔発明の効果〕 本発明は、ＯＨ基混入の原因となるコア用多孔質体の加
熱延伸、火炎研磨を行なわずに、該多孔質体の平均カサ
密度を上昇せしめるよう加熱収縮した後、この外周にク
ラッド用多孔質体を形成することで、クラッド形成時で
のＯＨ基混入の問題をも解決できる。

したがって本発明はＯ）Ｉ吸収ロスが低減されており、
かつ伝送特性に優れた光ファイバを製造できる光ファイ
バ用母材の製造方法として非常に有利である。またコア
用多孔質体の加熱透明化、延伸、火炎研磨といった処理
工程を省略できる点も工程的に有利である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のコア用多孔質体を作製する工程の実施
態様を説明する概略断面図、第２図は本発明のコア用多
孔質体外周にクラッド用多孔質体を形成し複合多孔質を
作製する工程の実施態様を説明する概略断面図、第３図
は加熱収縮されたコア用多孔質母材の平均かさ密度（１
７ｃｍ”　）と、該母材から得たファイバのＯＨ吸収ロ
ス（ｄＢ島）の関係を示すグラフである。 第１図　　　　　　第２図 平均ｂ）さ密度（％］３）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）コア相当部及びクラッド相当部を有する多孔質母
   材を加熱して透明化することにより光ファイバ用母材を
   製造する方法において、ガラス原料をバーナ火炎中に供
   給して気相反応させることにより生成したガラス微粒子
   を堆積させてコア用多孔質母材を形成し、次に該コア用
   多孔質母材を加熱することによりかさ密度の上昇したコ
   ア用多孔質母材とした後、該コア用多孔質母材の外周部
   にクラッド用ガラス微粒子を堆積させることにより複合
   多孔質母材を得ることを特徴とする光ファイバ用母材の
   製造方法。
2. （２）加熱によりコア用多孔質母材の平均かさ密度＠ρ
   ＠（ｇ／ｃｍ＾３）を０．４≦＠ρ＠≦１．０として行
   なう特許請求の範囲第１項に記載される光ファイバ用母
   材の製造方法。