JPS583979B2 - 光伝送線用ガラスの製造方法 - Google Patents
光伝送線用ガラスの製造方法Info
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- JPS583979B2 JPS583979B2 JP54098567A JP9856779A JPS583979B2 JP S583979 B2 JPS583979 B2 JP S583979B2 JP 54098567 A JP54098567 A JP 54098567A JP 9856779 A JP9856779 A JP 9856779A JP S583979 B2 JPS583979 B2 JP S583979B2
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- JP
- Japan
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- glass
- gas
- optical transmission
- mixed gas
- crucible
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C3/00—Glass compositions
- C03C3/12—Silica-free oxide glass compositions
- C03C3/16—Silica-free oxide glass compositions containing phosphorus
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は光伝送線用ガラス、特にりん酸系ガラスの製造
方法に関するものである。
方法に関するものである。
光伝送線の材料である光伝送線用ガラスは、上記光伝送
線の伝送損失を少なくするために、所定の元素以外の不
純物をできるだけ含まないようにして、高純度な形で得
ることが必要である。
線の伝送損失を少なくするために、所定の元素以外の不
純物をできるだけ含まないようにして、高純度な形で得
ることが必要である。
ここで光伝送線の材料の一つであるりん酸系ガラスは、
その融点が約1400℃と比較的低く、不純物含有量の
少ない石英るつぼを用いて溶融できるのでガラスファイ
バの材料として適当である。
その融点が約1400℃と比較的低く、不純物含有量の
少ない石英るつぼを用いて溶融できるのでガラスファイ
バの材料として適当である。
またりん酸系ガラスは、その原料であるオキシ塩化りん
(POCl3)、三塩化ガリウム(GaCl3)、四塩
化硅素(SICl4)、四塩化ゲルマニウム(GeCl
4)、三塩化硼素(BC73)等のカラス形成用塩化物
が半導体工業で用いられて旬り、容易に高純度な形で入
手できる。
(POCl3)、三塩化ガリウム(GaCl3)、四塩
化硅素(SICl4)、四塩化ゲルマニウム(GeCl
4)、三塩化硼素(BC73)等のカラス形成用塩化物
が半導体工業で用いられて旬り、容易に高純度な形で入
手できる。
また上記POCl3,GaCl3,SiCl4,GeC
l4BCl3を火炎加水分解して得られる五酸化りん(
P205)、酸化ガリウム(Ga203)、酸化硅素(
sio2)、酸化ゲルマニウム(Geo2)、酸化硼素
(B203)、等のガラス形成酸化物も高純度な形で得
られる。
l4BCl3を火炎加水分解して得られる五酸化りん(
P205)、酸化ガリウム(Ga203)、酸化硅素(
sio2)、酸化ゲルマニウム(Geo2)、酸化硼素
(B203)、等のガラス形成酸化物も高純度な形で得
られる。
しかしこれらの酸化物は水分を含有しており、溶融ガラ
スとするときに分解して水酸基を発生し、この水酸基が
0.98μm.1.26μm,1.43μmなどの波長
の光を吸収し、そのため所望の伝送特性を有する光ファ
イバを得ることができない。
スとするときに分解して水酸基を発生し、この水酸基が
0.98μm.1.26μm,1.43μmなどの波長
の光を吸収し、そのため所望の伝送特性を有する光ファ
イバを得ることができない。
したがって従来例えばりん酸系ガラスファイバのコアガ
ラスの製造法としては、上記酸化物のうちP205,G
a2o3)Si02,Ge02を所定の屈折率値を得る
ように秤量したのち、溶融るつぼ中に充填し、加熱溶融
して該溶融ガラス中に塩素(Cl2)ガスを導入して、
ガラス中に含有されている水酸(OH)基を除去してい
る。
ラスの製造法としては、上記酸化物のうちP205,G
a2o3)Si02,Ge02を所定の屈折率値を得る
ように秤量したのち、溶融るつぼ中に充填し、加熱溶融
して該溶融ガラス中に塩素(Cl2)ガスを導入して、
ガラス中に含有されている水酸(OH)基を除去してい
る。
このようにガラス形成酸化物を溶融する際、Cl2ガス
を導入して、ガラス形成酸化物中の水分を除去して、形
成されるガラスファイバ中のOH基の含有量を減少させ
て、該ガラスファイバの光伝送損失を少なくする方法が
、本発明者等の一人により特願昭54−023742号
にで提案されている。
を導入して、ガラス形成酸化物中の水分を除去して、形
成されるガラスファイバ中のOH基の含有量を減少させ
て、該ガラスファイバの光伝送損失を少なくする方法が
、本発明者等の一人により特願昭54−023742号
にで提案されている。
しかし上記のCl2ガスは市販のボンベ中に充填されて
いるCl2ガスを用いており、該Cl2カスは腐蝕性が
強く、ガス流量を制御するための減圧弁などの金属部品
を腐蝕し、そのためガス中に金属不純物が混入し、該不
純物が溶融ガラス中に混入する恐れがある。
いるCl2ガスを用いており、該Cl2カスは腐蝕性が
強く、ガス流量を制御するための減圧弁などの金属部品
を腐蝕し、そのためガス中に金属不純物が混入し、該不
純物が溶融ガラス中に混入する恐れがある。
すなわち上記のようなCl2ガスを用いて溶融ガラスを
攪拌し、該ガラスより光伝送用ガラスファイバを製造し
て、その伝送特性を調べたところ、0.98μmの波長
でのOH基による吸収損失は1dB/Km以下であり、
OH基含有量の少ない光ファイバが得られた。
攪拌し、該ガラスより光伝送用ガラスファイバを製造し
て、その伝送特性を調べたところ、0.98μmの波長
でのOH基による吸収損失は1dB/Km以下であり、
OH基含有量の少ない光ファイバが得られた。
しかしCl2ガス中から混入した金属不純物によると想
定される不純物吸収が0.84μmの波長で2〜5dB
/Kmとかなり高い値を示した。
定される不純物吸収が0.84μmの波長で2〜5dB
/Kmとかなり高い値を示した。
本発明は上述した問題点を除去するもので、高純度のC
l2ガスを得て、それを用いてOH基の含有量の少ない
光伝送線用ガラスを得、また溶融ガラス中に微量のガラ
ス形成酸化物を添加することを目的とするものである。
l2ガスを得て、それを用いてOH基の含有量の少ない
光伝送線用ガラスを得、また溶融ガラス中に微量のガラ
ス形成酸化物を添加することを目的とするものである。
すなわち光伝送線の材料であるガラス形成酸化物を、る
つぼ中で加熱溶融してガラス化するに際し、ガラス形成
用酸化物に転換し得る塩化物の蒸気と酸素との混合ガス
をるつぼへ導入する経路に加熱手段を設ける。
つぼ中で加熱溶融してガラス化するに際し、ガラス形成
用酸化物に転換し得る塩化物の蒸気と酸素との混合ガス
をるつぼへ導入する経路に加熱手段を設ける。
そして該加熱手段による加熱領域の下流に分岐して反応
生成物の収集容器を付設し、上記加熱手段を加熱状態に
して、上記混合カスを熱分解して得られる高純度のCl
2ガスにてガラスを溶融攪拌することを特徴とする新規
な光伝送線用ガラスの製造方法を提供せんとするもので
ある。
生成物の収集容器を付設し、上記加熱手段を加熱状態に
して、上記混合カスを熱分解して得られる高純度のCl
2ガスにてガラスを溶融攪拌することを特徴とする新規
な光伝送線用ガラスの製造方法を提供せんとするもので
ある。
以下図面を用いて本発明の実施例につき詳細に説明する
。
。
図は本発明の第1及び第2の実施例を実施するための装
置の概略図で、1は酸素(02)ガスの供給管で、2は
30℃に加熱したガラス形成用塩化物のPOCl3を収
容せる蒸発器で、3は02ガスとガス状のPOCl3と
の混合ガスを供給する導入管で、4は上記02とPOC
l3との混合ガスを熱分解するための加熱分解炉である
。
置の概略図で、1は酸素(02)ガスの供給管で、2は
30℃に加熱したガラス形成用塩化物のPOCl3を収
容せる蒸発器で、3は02ガスとガス状のPOCl3と
の混合ガスを供給する導入管で、4は上記02とPOC
l3との混合ガスを熱分解するための加熱分解炉である
。
上記加熱分解炉の近傍でかつ上記混合カスの流れの下流
方向には上記混合カスの導入管とは分岐して、混合ガス
の熱分解によって生じる反応生成物5を収容する収容容
器6が設置してある。
方向には上記混合カスの導入管とは分岐して、混合ガス
の熱分解によって生じる反応生成物5を収容する収容容
器6が設置してある。
また上記混合ガスの導入管の先端Aは、ガラス形成酸化
物を加熱溶融した溶融ガラス7中に挿入されている。
物を加熱溶融した溶融ガラス7中に挿入されている。
上記溶融ガラスは石英蓋8を有する石英るつぼ9中に収
容され、上記溶融ガラスは加熱炉10によって加熱溶融
されている。
容され、上記溶融ガラスは加熱炉10によって加熱溶融
されている。
上記のような装置を用いて第1の実施例について説明す
る。
る。
まずりん酸系ガラスファイバのコアガラスを形成する場
合、P205を51.5g.Ga203を30.0g、
GeO2を14.99、8102を3.6gとなるよう
に秤量し、上記石英るつぼ9中に充填し、石英蓋8を閉
じたのち、加熱路10中に設置する。
合、P205を51.5g.Ga203を30.0g、
GeO2を14.99、8102を3.6gとなるよう
に秤量し、上記石英るつぼ9中に充填し、石英蓋8を閉
じたのち、加熱路10中に設置する。
そして加熱炉の温度を1400℃にして上記るつぼ中に
充填したガラス形成酸化物を加熱溶融して溶融ガラスと
する。
充填したガラス形成酸化物を加熱溶融して溶融ガラスと
する。
また同時に混合ガスの加熱分解炉4の温度を800℃ま
で上昇させる。
で上昇させる。
その後ガラスが溶融し混合ガス分解炉の温度が800℃
に到達した時点で02供給肯1より02ガスを250m
l/分の流量で30℃に加熱したPOCl3を充填せる
蒸発器2中に導入する。
に到達した時点で02供給肯1より02ガスを250m
l/分の流量で30℃に加熱したPOCl3を充填せる
蒸発器2中に導入する。
ここで30℃に加熱された液状のPOCl3に02ガス
を導入して攪拌することで、ガス状のPOCl3が発生
し、このガス状のPOCl3と02との混合ガスが、ガ
ス導入管3より混合ガスの加熱分解炉4中に導かれる。
を導入して攪拌することで、ガス状のPOCl3が発生
し、このガス状のPOCl3と02との混合ガスが、ガ
ス導入管3より混合ガスの加熱分解炉4中に導かれる。
この加熱分解炉中で上記混合ガスは第(1)式に示すよ
うな熱分解反応を起こしガス状のP205とCl2を生
成する。
うな熱分解反応を起こしガス状のP205とCl2を生
成する。
2POCl3+3/202→P205+3Cl2・・・
・・・(1)このガス状のP205は加熱分解炉よりガ
スの流れの下流側へ流れ出ると直ちに固化して、固体の
微粉末状のP205・5となり、収容容器6中に収容さ
れる。
・・・(1)このガス状のP205は加熱分解炉よりガ
スの流れの下流側へ流れ出ると直ちに固化して、固体の
微粉末状のP205・5となり、収容容器6中に収容さ
れる。
そして熱分解によって生成された高純度なCl2カスお
よび02ガスが、上記混合ガス導入管3をを通って先端
部Aより溶融ガラス7中へ導入され、上記Cl2および
02の気泡によって溶融ガラスが攪拌されて、溶融ガラ
ス中のOH基と第(2)式のように反応して塩化水素(
HCl)と酸素(0。
よび02ガスが、上記混合ガス導入管3をを通って先端
部Aより溶融ガラス7中へ導入され、上記Cl2および
02の気泡によって溶融ガラスが攪拌されて、溶融ガラ
ス中のOH基と第(2)式のように反応して塩化水素(
HCl)と酸素(0。
)とを発生する。
20H+Cl2→2HCl+02・・・・・・・・・・
・・(2)このようにして生成されたHCl及び02ガ
スは、上記石英蓋8とガス導入管の隙間Cより外部へ導
出される。
・・(2)このようにして生成されたHCl及び02ガ
スは、上記石英蓋8とガス導入管の隙間Cより外部へ導
出される。
このように高純度なPOCl3を熱分解して省られる水
分および金属不純物の含有量の少ない高純度なCl2ガ
スを用いて溶融ガラスを2時間損拌することで、微量な
水分が混入しない状態でカラス中のOH基が除去される
。
分および金属不純物の含有量の少ない高純度なCl2ガ
スを用いて溶融ガラスを2時間損拌することで、微量な
水分が混入しない状態でカラス中のOH基が除去される
。
同時に、金属不糾物による吸収損失の少ないガラスが得
られる。
られる。
また本実施例とは別にPOCl3を熱分解したKに生成
されるP205を溶融ガラス中に微量添加して、ガラス
組式を容易に制御する場合に有効な第2の実施例につい
て説明する。
されるP205を溶融ガラス中に微量添加して、ガラス
組式を容易に制御する場合に有効な第2の実施例につい
て説明する。
第2の実施例を用いてりん酸系ガラスファイバのコアガ
ラスを形成する場合、P205を50.5g、Ga20
3を3o.og、Ge02を14.9g、S102を3
.6g石英るつぼ9中に充填したのち加熱炉10に設置
し、加熱炉9温度を1400℃に上昇させて、るつぼ中
のガラス形成酸化物を加熱溶融する。
ラスを形成する場合、P205を50.5g、Ga20
3を3o.og、Ge02を14.9g、S102を3
.6g石英るつぼ9中に充填したのち加熱炉10に設置
し、加熱炉9温度を1400℃に上昇させて、るつぼ中
のガラス形成酸化物を加熱溶融する。
上記ガラス溶融した時点で上記混合ガスの熱分解炉を非
加熱状態にして02ガスとPOCl3との混合ガス25
0mlを混合ガス導入管に導入する。
加熱状態にして02ガスとPOCl3との混合ガス25
0mlを混合ガス導入管に導入する。
上記混合ガスはるつぼ内の加熱領域Bで、第(1)式で
示したと同様な反応を起こして、ガス状のP205を発
生し、P205は溶融ガラス中に溶解し、Cl2は気泡
状となって溶融ガラスを攪拌しガラス中のOH基と反応
して第(2)式で示したと同様にHClガス及び02ガ
スを発生してOH基を除去する。
示したと同様な反応を起こして、ガス状のP205を発
生し、P205は溶融ガラス中に溶解し、Cl2は気泡
状となって溶融ガラスを攪拌しガラス中のOH基と反応
して第(2)式で示したと同様にHClガス及び02ガ
スを発生してOH基を除去する。
ここで混合ガスを上記したような条件で20分間溶融る
つぼ中に導入すれば1.5gのP205が生成される。
つぼ中に導入すれば1.5gのP205が生成される。
しかして20分間混合ガスを前述した条件で溶融るつぼ
中に導入することで、1.5gのP205かガラス成分
中に添加されることになりP205が、51.5重量係
、Ga203が30.0重量係、GeO2が14.9重
量φ、S102が3.6重量係のガラス組成となる。
中に導入することで、1.5gのP205かガラス成分
中に添加されることになりP205が、51.5重量係
、Ga203が30.0重量係、GeO2が14.9重
量φ、S102が3.6重量係のガラス組成となる。
したがって上記のようにガラス中にガラス形成酸化物を
微量添加して所望の特性のガラスとする場合に本発明の
方法は有効である。
微量添加して所望の特性のガラスとする場合に本発明の
方法は有効である。
次に所定の時間の20分間混合ガスの加熱炉を非加熱状
態としたのち、一旦混合ガスの供給を停止する。
態としたのち、一旦混合ガスの供給を停止する。
そして混合ガスの加熱炉の温度を上昇させて、加熱炉の
温度が800℃に到達したとき、再び混合ガスを前述し
たのと同様な流量で1時間40分供給する。
温度が800℃に到達したとき、再び混合ガスを前述し
たのと同様な流量で1時間40分供給する。
このようにすれば、熱分解して生成したCl2ガスのみ
が、溶融ガラス中に導入されて該ガラスを攪拌する。
が、溶融ガラス中に導入されて該ガラスを攪拌する。
そして(2)式で示したのと同様な反応で溶融ガラス中
に存在する微量のOH基を除去する。
に存在する微量のOH基を除去する。
以上述べたように本発明の方法によればCl2ガスが水
分及び金属不純物を含まない状態で容易に得られ、これ
を用いてガラスを攪拌すれば従来の方法より水分及び金
属不純物を含まない状態でガラス中のOH基を除去でき
る。
分及び金属不純物を含まない状態で容易に得られ、これ
を用いてガラスを攪拌すれば従来の方法より水分及び金
属不純物を含まない状態でガラス中のOH基を除去でき
る。
また高純度のCl2を形成するときに用いるPOCl3
の熱分解によって生ずるP205を所望量俗融ガラス中
に添加でき、ガラス形成の成分を容易に制御することも
できる。
の熱分解によって生ずるP205を所望量俗融ガラス中
に添加でき、ガラス形成の成分を容易に制御することも
できる。
以上述べたような本発明の方法によってOH基を除去し
たガラスを用いて光伝送用ガラスファイバを製造すれば
、OH基による光吸収のピークが表れる0.98μmの
波長でも、光伝送損失が1dB/Km以下であり、かつ
また金属不純物に起因する不純物吸収の少ないガラスフ
ァイバが得られる効果を生ずる。
たガラスを用いて光伝送用ガラスファイバを製造すれば
、OH基による光吸収のピークが表れる0.98μmの
波長でも、光伝送損失が1dB/Km以下であり、かつ
また金属不純物に起因する不純物吸収の少ないガラスフ
ァイバが得られる効果を生ずる。
以上の実施例では、ガラス形成塩化物としてPOCl3
を用いたが、他のガラス形成塩化物、たとえばGaCl
3,GeCl4,StCl4等を用いても同様の効果が
得られる。
を用いたが、他のガラス形成塩化物、たとえばGaCl
3,GeCl4,StCl4等を用いても同様の効果が
得られる。
図面は本発明の方法を実施するための装置の概略図であ
る。 1・・・・・・02ガス供給管、2・・・・・・POC
l3の蒸発器、3・・・・・・02とPOCl3の混合
ガス導入管、4・・・・・・加熱分解炉、5・・・・・
・反応生成物、6・・・・・・収容容器、7・・・・・
・溶融ガラス、8・・・・・石英蓋、9・・・・・・石
英るつぼ、10・・・・・・加熱炉、A・・・・・・ガ
ス導入管の先端、B・・・・・・加熱領域、C・・・・
・・間隙。
る。 1・・・・・・02ガス供給管、2・・・・・・POC
l3の蒸発器、3・・・・・・02とPOCl3の混合
ガス導入管、4・・・・・・加熱分解炉、5・・・・・
・反応生成物、6・・・・・・収容容器、7・・・・・
・溶融ガラス、8・・・・・石英蓋、9・・・・・・石
英るつぼ、10・・・・・・加熱炉、A・・・・・・ガ
ス導入管の先端、B・・・・・・加熱領域、C・・・・
・・間隙。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 光伝送線の材料であるガラス形成酸化物をるつぼ中
で加熱溶融してガラス化するに際し、水分除去用ガスに
て攪拌しつつ加熱溶融する製造方法において、ガラス形
成用酸化物に転換し得る塩化物の蒸気と酸素との混合ガ
スを前記るつぼへ導入する経路に加熱手段を設け、該加
熱手段による加熱領域の下流に分岐して反応生成物の収
集容器を付設し、上記加熱手段を加熱状態にしたとき、
上記混合ガスの熱分解によって得られる塩素を上記水分
除去用ガスとして溶融ガラスを攪拌することを特徴とす
る光伝送線用ガラスの製造方法。 2 上記加熱手段を加熱状態にする以前に所定期間非加
熱状態として上記混合ガスをるつぼに導入する工程を含
むことを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の光伝
送線用ガラスの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP54098567A JPS583979B2 (ja) | 1979-07-31 | 1979-07-31 | 光伝送線用ガラスの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP54098567A JPS583979B2 (ja) | 1979-07-31 | 1979-07-31 | 光伝送線用ガラスの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5641843A JPS5641843A (en) | 1981-04-18 |
| JPS583979B2 true JPS583979B2 (ja) | 1983-01-24 |
Family
ID=14223248
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP54098567A Expired JPS583979B2 (ja) | 1979-07-31 | 1979-07-31 | 光伝送線用ガラスの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS583979B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5468646A (en) * | 1977-11-11 | 1979-06-01 | Fujitsu Ltd | Production of stock for optical transmission |
-
1979
- 1979-07-31 JP JP54098567A patent/JPS583979B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5641843A (en) | 1981-04-18 |
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