JP4458882B2 - 光ファイバ用多孔質ガラス母材の製造方法及びプリフォーム - Google Patents
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Description
本発明は、伝送損失が小さく分散特性に優れた通信用光ファイバの製造に好適な光ファイバ用多孔質ガラス母材の製造方法及びプリフォームに関する。
光ファイバは、軸付け法や外付け法と呼ばれる方法を用いて、出発母材上にガラス微粒子(スート)を堆積して多孔質ガラス母材を形成し、これを焼結・透明ガラス化した後、必要に応じて所望の径に縮径して得られたガラスロッド、いわゆる光ファイバ用プリフォームを線引きして製造される。
光ファイバ用多孔質ガラス母材の製造には、図１に示すようなＶＡＤ法が広く採用されている。ＶＡＤ法によれば、複数のバーナ１〜３にＳｉＣｌ4，ＧｅＣｌ4などのガラス原料を供給し、火炎加水分解反応により生成するガラス微粒子を、回転しつつ上昇するターゲット棒（出発母材）に堆積させて多孔質ガラス母材４として成長させ、これを高温に加熱し、脱水・透明ガラス化することで光ファイバ用プリフォームが得られる。なお、図中の符号５はコア部であり、符号６は火炎、符号７はクラッド部、符号８は未付着ＧｅＯ2含有ガラス微粒子流である。
ＶＡＤ法では、コア部及びクラッド部の一部又は全部を同時に合成することができる。バーナ１〜３には、酸素、水素などの燃料ガスとともにガラス原料が供給されるが、コアを合成するコア堆積用バーナ１には、ガラス原料として、ＳｉＣｌ4とともに屈折率上昇用ドーパントとしてＧｅＣｌ4などのＧｅ含有化合物が供給される。クラッドを合成するクラッド堆積用バーナ２，３には、ガラス原料として通常ＳｉＣｌ4のみが供給される。
各バーナで生成されたガラス微粒子は、火炎流によって運ばれ堆積されるが、このとき各バーナの火炎流が相互に干渉して堆積効率を下げないように、各バーナは所定の間隔をあけて同一方向に向けて配置される（特許文献１参照）。
ステップインデックス型シングルモード光ファイバは、図２に示すように、径方向の屈折率分布においてコア部の裾引き９が大きいと、光ファイバの分散特性が悪化することが知られている（特許文献２参照）。
また、ステップインデックス型以外の単純な光ファイバでも、用途によっては伝送特性上、コア部の屈折率分布の裾引きを抑制しなければならないときがある。
また、ステップインデックス型以外の単純な光ファイバでも、用途によっては伝送特性上、コア部の屈折率分布の裾引きを抑制しなければならないときがある。
上記コア部の屈折率分布の裾引きは、多孔質ガラス母材の脱水・透明ガラス化工程で、ＧｅＯ2が拡散することにより生じる。これを防ぐ方法として、堆積時にコアの外側を火炎で焼き締めることにより、コア部の周囲に嵩密度の高い硬化層を形成し（特許文献１参照）、クラッド中へのＧｅＯ2の拡散を抑制する技術が挙げられる。しかし、この方法は、焼き締めを強くするとガラス化時に気泡を生じることがある。
その他に、コア堆積用バーナで生じたコア部に未付着のガラス微粒子がクラッド部で付着することにより、裾引きを生じる場合がある。この問題に対しては、図３に示すように、コア堆積用バーナの未付着のガラス微粒子を排気管10で吸引させる方法があるが、この方法は、排気管10内にガラス微粒子の堆積層11が形成されることにより（矢印側の図）、排気方向や吸引線速が変化し、コア／クラッド比及び屈折率分布が変化するという問題がある。
本発明は、上記コア部の屈折率分布の裾引きを容易に低減することのできる光ファイバ用多孔質ガラス母材の製造方法及びプリフォームを提供することを目的としている。
本発明の光ファイバ用多孔質ガラス母材の製造方法は、ＶＡＤ法によりコア部、クラッド部を同時に形成する多孔質ガラス母材の製造方法において、コア堆積用バーナによりドープ材含有ガラス微粒子を堆積させてコア部を形成するに際し、コア堆積用バーナに隣接するクラッド堆積用バーナを該コア堆積用バーナの反対側に設置し、該コア堆積用バーナと対向する方向からコア堆積面の上部に火炎流を吹き付けることにより、コア部に堆積されなかったドープ材含有ガラス微粒子のクラッド部への付着を抑制することを特徴としている。
このようにして得られた多孔質ガラス母材を、脱水・透明ガラス化することで、光ファイバ用プリフォームが得られる。また、このプリフォームをコアとクラッドの一部を有する出発母材とし、この外側にさらにクラッドを付与して光ファイバ用プリフォームとすることもできる。
本発明によれば、コア堆積用バーナに隣接するクラッド堆積用バーナを、コア堆積用バーナとは反対側に配置してガラス微粒子の堆積を行うことにより、コア堆積用バーナで生じたコア部に未付着のドープ材含有ガラス微粒子がクラッド部表面に達する前に、クラッド堆積用バーナの火炎流で散らすことができ、クラッド部での付着を防止することができ、コア部の屈折率分布の裾引きが低減されたプリフォームが得られ、分散特性の優れた光ファイバが得られる。
本発明は、コア堆積用バーナによって生成されたＧｅＯ2などのドープ材含有ガラス微粒子がクラッド部に付着するのを防止し、これによってコア部の屈折率分布の裾引きを低減させている。具体的には、例えば図４に示すように、コア堆積用バーナ１に隣接するクラッド堆積用バーナ２を、コア堆積用バーナ１の反対側に設置し、この火炎流により未付着ＧｅＯ2含有ガラス微粒子流８が乱され、未付着ガラス微粒子のクラッド部への付着が防止される。
このようにして得られたプリフォームを線引きして、ステップインデックス型シングルモード光ファイバを得た。この光ファイバの屈折率分布を測定したところ、図５に示すように、コア部の裾引きが極めて小さくなっている。
分散特性に優れた光ファイバが、容易に低コストで得られる。
１……コア堆積用バーナ、
２，３……クラッド堆積用バーナ、
４……多孔質ガラス母材、
５……コア部、
６……火炎、
７……クラッド部、
８……未付着ＧｅＯ2含有ガラス微粒子流、
９……裾引き、
１０……排気管、
１１……堆積層。
２，３……クラッド堆積用バーナ、
４……多孔質ガラス母材、
５……コア部、
６……火炎、
７……クラッド部、
８……未付着ＧｅＯ2含有ガラス微粒子流、
９……裾引き、
１０……排気管、
１１……堆積層。
Claims (1)
- ＶＡＤ法によりコア部、クラッド部を同時に形成する多孔質ガラス母材の製造方法において、コア堆積用バーナによりドープ材含有ガラス微粒子を堆積させてコア部を形成するに際し、コア堆積用バーナに隣接するクラッド堆積用バーナを該コア堆積用バーナの反対側に設置し、該コア堆積用バーナと対向する方向からコア堆積面の上部に火炎流を吹き付けることにより、コア部に堆積されなかったドープ材含有ガラス微粒子のクラッド部への付着を抑制することを特徴とする光ファイバ用多孔質ガラス母材の製造方法。
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| JP2004060088A JP4458882B2 (ja) | 2004-03-04 | 2004-03-04 | 光ファイバ用多孔質ガラス母材の製造方法及びプリフォーム |
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