JPH0477690B2 - - Google Patents
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- JPH0477690B2 JPH0477690B2 JP62080372A JP8037287A JPH0477690B2 JP H0477690 B2 JPH0477690 B2 JP H0477690B2 JP 62080372 A JP62080372 A JP 62080372A JP 8037287 A JP8037287 A JP 8037287A JP H0477690 B2 JPH0477690 B2 JP H0477690B2
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Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は、単一モード型ガラス光フアイバ母材
の製造方法に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a method for manufacturing a single mode glass optical fiber preform.
(従来技術)
単一モード型のガラス光フアイバ母材(以下、
単にフアイバ母材という)においては、コアの屈
折率分布の形状がステツプ型であり、且つコア部
を伝播する光エネルギーのクラツド層への拡がり
の影響を小さくするために、コア層の厚みに対し
てクラツド層の厚みを大きくとる必要がある。(Prior art) Single mode glass optical fiber base material (hereinafter referred to as
(simply referred to as fiber base material), the shape of the refractive index distribution of the core is a step type, and in order to reduce the influence of the spread of light energy propagating through the core to the cladding layer, the thickness of the core layer is Therefore, it is necessary to increase the thickness of the cladding layer.
より低損失化が要求される今日では、クラツド
層の厚みとコア層の厚みの割合(以下、クラツ
ド/コア比という)は少なくとも10倍以上あるこ
とが望ましいとされている。 In today's world where there is a demand for lower loss, it is desirable that the ratio of the thickness of the cladding layer to the thickness of the core layer (hereinafter referred to as cladding/core ratio) be at least 10 times or more.
このようなフアイバ母材を作製する方法とし
て、例えば、第6図に示すような装置に、複数の
バーナを半径方向に配置し、組成の異なるガラス
原料を噴出させ、コア部とクラツド層の多孔質母
材を同時に堆積させて単一モード型のフアイバ母
材を得る方法がある。 As a method for producing such a fiber base material, for example, a plurality of burners are arranged in the radial direction in an apparatus as shown in FIG. There is a method of simultaneously depositing fiber preforms to obtain a single mode fiber preform.
この方法は、確かにクラツド/コア比が10倍以
上のものを得ることができ低損失の光フアイバが
得られるが、多孔質母材の太径化が避けられず、
そのため多孔質母材にクラツクが生じ易くなり、
多孔質母材を再現性良く、且つ安定に製造できな
いという問題がある。従つて、多孔質母材を再現
性良く、安定に製造するためには、コア多孔質体
をなるべく細径化して、相対的に多孔質母材の外
径を細くし、クラツド/コア比を10倍以上とする
必要がある。 Although this method can certainly obtain a cladding/core ratio of 10 times or more and an optical fiber with low loss, it is inevitable that the porous base material will have a large diameter.
As a result, cracks are likely to occur in the porous base material,
There is a problem that a porous base material cannot be manufactured stably with good reproducibility. Therefore, in order to stably produce a porous base material with good reproducibility, the diameter of the core porous body should be made as small as possible, the outer diameter of the porous base material should be made relatively thin, and the clad/core ratio should be increased. It needs to be 10 times or more.
ちなみに、本発明者らが検討した結果によれ
ば、100mmφ以下の多孔質母材ではこのような問
題はあまり生じないが、その直径が概ね100mmφ
を超えた場合には、クラツクが生じ易くなること
が判明している。 Incidentally, according to the results of the studies conducted by the present inventors, this kind of problem does not occur much with porous base materials of 100 mmφ or less;
It has been found that cracks are more likely to occur if the
しかるに、従来上記の要求を十分に満たす多孔
質母材の製造方法が見当らず、コア多孔質体の細
径化のために、一旦クラツド/コア比が4〜6倍
程度の多孔質母材を製造し、透明ガラス化後、該
透明母材の外周に多孔質層を形成(外付け)した
り、あるいは外付け後さらにジヤケツト管を使用
する等してクラツド層の不足分を補いクラツド/
コア比が10倍以上の母材を得ていた。 However, until now, there has been no method for manufacturing a porous base material that fully satisfies the above requirements, and in order to reduce the diameter of the core porous body, a porous base material with a clad/core ratio of about 4 to 6 times has been created. After manufacturing and making transparent glass, a porous layer is formed around the outer periphery of the transparent base material (external attachment), or after external attachment, a jacket tube is used to make up for the deficiency in the cladding layer.
A base material with a core ratio of more than 10 times was obtained.
ところが、こうして得られた母材のコア部分の
屈折率分布は第8図に示すような分布不整となり
易く、さらに又、ジヤケツト管を使用したもので
は、フアイバとした時の機械的強度も必ずしも満
足のいく値が得られないという問題があつた。 However, the refractive index distribution of the core portion of the base material obtained in this way tends to be irregular as shown in Figure 8, and furthermore, when a jacket tube is used, the mechanical strength when made into a fiber is not always satisfactory. There was a problem in that it was not possible to obtain a value that was too high.
(発明が解決しようとする問題点)
上記した如く、複数のガラス微粒子合成バーナ
によりフアイバ母材を作製する際、従来のコア合
成方法である場合には、均一な屈折率分布を有
し、且つ十分な細径な多孔質体を形成することが
困難であるために、クラツド/コア径の比が大き
く、伝送特性の優れたフアイバが得られる母材を
簡単な工程で作製することが困難であるという問
題があつた。(Problems to be Solved by the Invention) As described above, when a fiber base material is produced using a plurality of glass fine particle synthesis burners, in the case of the conventional core synthesis method, it has a uniform refractive index distribution and Because it is difficult to form a porous material with a sufficiently small diameter, it is difficult to produce a base material that can yield a fiber with a large cladding/core diameter ratio and excellent transmission characteristics through a simple process. There was a problem.
本発明は、かかる技術的な問題を解決すること
を目的とするもので、従来のバーナで得られる多
孔質体の外径を10mmφ以下に迄細径化し、しかも
屈折率分布不整の問題を解決したジヤケツト管等
を用いることのない全合成多孔質母材の製造方法
を提供しようとするものである。 The purpose of the present invention is to solve such technical problems by reducing the outer diameter of the porous body obtained with conventional burners to 10 mm or less, and solving the problem of irregular refractive index distribution. The purpose of the present invention is to provide a method for manufacturing a fully synthetic porous base material without using a jacket tube or the like.
(問題点を解決するための手段)
本発明者らは、上記問題点を解決するために鋭
意検討を重ねた結果、本発明を完成させたもので
ある。(Means for Solving the Problems) The present inventors have completed the present invention as a result of intensive studies to solve the above problems.
すなわち、本発明は、フアイバ母材の製造方法
においてガラス微粒子集合体を形成するガラス微
粒子を、原料ガス流出ノズルの両側に隣接して不
活性ガスノズルを設けたバーナにより、原料ガス
流の一部分だけを酸−水素火炎で反応させて、細
かいガラス微粒子の流れとし、上記出発部材又は
多孔質体端面に堆積させることを特徴とするもの
である。 That is, in the method of manufacturing a fiber base material, the present invention removes glass fine particles forming a glass fine particle aggregate by using a burner provided with inert gas nozzles adjacent to both sides of a raw material gas outlet nozzle to remove only a portion of the raw material gas flow. The method is characterized in that a flow of fine glass particles is produced by reacting with an acid-hydrogen flame and deposited on the starting member or the end face of the porous body.
一般に、コア合成用のバーナの原料ガス流出ノ
ズルから出たガラス原料ガス(SiCl4とGeCl4との
混合ガス)は、酸−水素火炎により加熱されると
同時に、火炎中に存在するH2Oあるいは余剰の
O2ガスと加水分解反応あるいは熱酸化反応を行
ない、SiO2およびGeO2となる。このうちSiO2は
ガラス微粒子の形態で直接出発部材あるいはコア
多孔質体成長端面に到達し、付着・堆積していく
が、GeO2は火炎中の高温部で一旦分解してガス
化した後、コア多孔質体の成長端面付近に到達
し、冷却されて再度GeO2としてSiO2微粒子上に
折出し、その一部は固溶すると考えられている。 Generally, the glass raw material gas (mixed gas of SiCl 4 and GeCl 4 ) discharged from the raw material gas outflow nozzle of the burner for core synthesis is heated by an acid-hydrogen flame, and at the same time the H 2 O present in the flame is heated. or surplus
It undergoes a hydrolysis reaction or thermal oxidation reaction with O 2 gas to become SiO 2 and GeO 2 . Of these, SiO 2 directly reaches the starting member or the growth end face of the core porous body in the form of glass particles, and adheres and deposits thereon, whereas GeO 2 decomposes and gasifies in the high-temperature part of the flame. It is thought that it reaches the vicinity of the growth end face of the core porous body, is cooled, and is precipitated onto the SiO 2 fine particles as GeO 2 again, with some of it becoming a solid solution.
本発明は、上記の反応過程を基本的に導入した
ものである。 The present invention basically introduces the above reaction process.
本発明で用いるバーナにおいて、原料ガス流出
ノズルの両側に隣接して不活性ガスノズルを設け
るのは、原料ガス流出ノズルから出た原料ガス流
を、隣接する不活性ガスで分流化させて、その流
れの一部分だけを酸−水素火炎と反応させて、細
いガラス微粒子の流れを作り、これを出発部材上
又は多孔質体端面に堆積させ、形成されるコア多
孔質体の径を細くしようとするものである。これ
を第4図にもとづいて説明する。 In the burner used in the present invention, the inert gas nozzles are provided adjacent to both sides of the raw material gas outflow nozzle. A method in which only a portion of the glass particles is reacted with an acid-hydrogen flame to create a flow of fine glass particles, which are deposited on the starting member or on the end face of the porous body to reduce the diameter of the core porous body formed. It is. This will be explained based on FIG.
第4図は、このガラス微粒子流の細径化機構を
模式的に示したものである。図中12は原料ガス
の流出ノズル、16,17は前記流出ノズル12
に隣接した不活性ガス流出ノズル、18はこれら
各流出ノズルを取り囲むO2ガス、不活性ガス、
H2ガスの流出ノズル部分を示す。又、19は上
記各ノズルから出たガスが、酸−水素火炎中で形
成されるガスの模式断面を示すもので、そのうち
20は原料ガスおよびこれに隣接する不活性ガス
の流れを取り囲む酸−水素火炎、21は原料ガス
流のうち直接酸−水素火炎に接する部分、22は
原料ガスのうち隣接する不活層性ガス流により酸
−水素火炎との接触が妨げられている部分、23
は原料ガス流の隣接する不活性ガス流を示す。 FIG. 4 schematically shows the diameter reduction mechanism of this glass particle flow. In the figure, 12 is the outflow nozzle for raw material gas, and 16 and 17 are the outflow nozzles 12.
an inert gas outflow nozzle adjacent to the inert gas outflow nozzle, 18 is O2 gas surrounding each of these outflow nozzles, inert gas,
The outflow nozzle part of H2 gas is shown. In addition, 19 shows a schematic cross section of the gas formed in the acid-hydrogen flame by the gas emitted from each nozzle, of which 20 shows the acid-hydrogen flame surrounding the source gas and the adjacent inert gas flow. Hydrogen flame, 21 is a portion of the raw material gas flow that is in direct contact with the acid-hydrogen flame, 22 is a portion of the raw material gas that is prevented from contacting the acid-hydrogen flame by the adjacent inert layer gas flow, 23
indicates an inert gas stream adjacent to the feed gas stream.
第4図から明らかなように、原料ガスノズルの
両側に隣接して不活性ガスノズルを配置すること
により、原料ガス流出ノズルから出た原料ガス流
のうちのかなりの部分が不活性ガス流23で包み
込まれ(包容され)てしまい、酸−水素火炎20
との反応が遮断され、非包容部分21だけが酸−
水素火炎20と直接接触して、加水分解反応およ
び熱酸化反応が促進され細いガラス微粒子の流れ
が作られる。この流れを出発部材や多孔質体端面
に堆積させるようにバーナの位置を設定すれば、
従来の方法では得られない細径のコア多孔質体を
得ることができる。 As is clear from FIG. 4, by arranging the inert gas nozzles adjacent to both sides of the raw material gas nozzle, a considerable portion of the raw material gas flow exiting from the raw material gas outlet nozzle is enveloped by the inert gas flow 23. The acid-hydrogen flame 20
The reaction with the acid is blocked, and only the non-encapsulated portion 21
Direct contact with the hydrogen flame 20 promotes hydrolysis and thermal oxidation reactions, creating a stream of fine glass particles. If the burner position is set so that this flow is deposited on the starting member or the end face of the porous body,
A core porous body with a small diameter that cannot be obtained by conventional methods can be obtained.
このように本発明で用いるバーナでは、単に原
料ガス流出ノズルを細くしてガラス微粒子の流れ
を細くするのではなく、原料ガス流の一部分だけ
を反応させることによつて細いガラス微粒子を得
ようとするものである。もし仮に、原料ガス流出
ノズルを小さくすることによつて細いガラス微粒
子流を得ようとしても、ガラス微粒子の流れが速
くなり、ガラス微粒子が出発部材やコア多孔質体
の成長端に衝突した後の拡散が大きくなり、結果
として得られるコア多孔質体の径を細くすること
ができない。 In this way, in the burner used in the present invention, rather than simply narrowing the raw material gas outflow nozzle to narrow the flow of glass particles, the burner attempts to obtain thin glass particles by reacting only a part of the raw material gas flow. It is something to do. Even if an attempt is made to obtain a thin glass particle flow by making the raw material gas outflow nozzle smaller, the flow of glass particles will become faster and the glass particles will collide with the starting member or the growth end of the core porous body. Diffusion becomes large, and the diameter of the resulting core porous body cannot be reduced.
ところで、前記した酸−水素火炎20を得るた
めのO2ガスやH2ガスを流出するノズルは、原料
ガス流出ノズル12およびこれに隣接する不活性
ガス流出ノズル16,17の外周囲にO2ガス又
はO2ガスと不活性ガスとの混合ガスの流出ノズ
ル、次いで不活性ガスの流出ノズル、H2ガス又
はH2ガスと不活性との混合ガスの流出ノズルの
順に設けることが、上記した細径コア多孔質体の
内部に均一なGeO2のドーパント濃度分布を形成
させる上で好ましい。 By the way, the nozzle for outflowing O 2 gas or H 2 gas to obtain the acid-hydrogen flame 20 described above is configured to provide O 2 gas around the outer periphery of the raw material gas outflow nozzle 12 and the inert gas outflow nozzles 16 and 17 adjacent thereto. As described above, an outflow nozzle for a gas or a mixed gas of O2 gas and an inert gas is provided in this order, followed by an outflow nozzle for an inert gas, and an outflow nozzle for a H2 gas or a mixed gas of H2 gas and an inert gas. This is preferable for forming a uniform GeO 2 dopant concentration distribution inside the small-diameter core porous body.
その理由を第5図にもとづいて説明する。 The reason for this will be explained based on FIG.
第5図は、この細径コア多孔質体の内部に
GeO2の濃度分布が形成される機構を模式的に示
したものであり、24はバーナ出口、21は前後
のガラス微粒子の細い流れ、25はコア多孔質体
の成長端部分を示す。第5図においてバーナ出口
24から出た原料ガス流のうち、酸−水素火炎と
接触する部分は600℃以上の温度で主に以下に示
す加水分解反応によりSiO2およびGeO2の微粒子
となる。 Figure 5 shows the inside of this narrow core porous body.
This figure schematically shows the mechanism by which the concentration distribution of GeO 2 is formed, and 24 is the burner outlet, 21 is a narrow flow of glass particles before and after, and 25 is the growth end portion of the core porous body. In FIG. 5, the portion of the raw material gas flow exiting from the burner outlet 24 that comes into contact with the acid-hydrogen flame becomes fine particles of SiO 2 and GeO 2 at a temperature of 600° C. or higher mainly through the hydrolysis reaction described below.
SiCl4(G)+2H2O(G)→SiO2(S)+4HCl(G)
GeCl4(G)+2H2O(G)→GeO2(S)+4HCl(G)
こうして生成したSiO2およびGeO2を含む原料
ガス流は、更に1000〜1400℃の高温火炎内を通過
した後、コア多孔質体の成長端面に到達し、600
〜800℃に迄冷却される。火炎中の比較的低温部
で生成した上記微粒子のうちSiO2は高温部でも
安定であるため、そのまま固体微粒子の形態でコ
ア多孔質体の成長端面に到着し堆積するが、
GeO2微粒子は高温部で不安定であるため、800℃
以上で以下のようにGeOガスに分解する。 SiCl 4 (G) + 2H 2 O(G) → SiO 2 (S) + 4HCl(G) GeCl 4 (G) + 2H 2 O(G) → GeO 2 (S) + 4HCl(G) SiO 2 and GeO 2 thus generated The raw material gas stream containing
Cooled to ~800℃. Among the above fine particles generated in the relatively low temperature part of the flame, SiO 2 is stable even in the high temperature part, so it arrives as it is in the form of solid fine particles on the growth end face of the core porous body and is deposited.
GeO2 fine particles are unstable at high temperatures, so
The above decomposes into GeO gas as follows.
GeO2(S)→GeO(G)+1/202(S)
このGeOガスがコア多孔質体の成長端面に到
達すると同時に冷却され、上記の逆反応により
GeO2微粒子としてSiO2微粒子の表面に析出し、
その一部は固溶する。 GeO 2 (S)→GeO(G)+1/20 2 (S) This GeO gas is cooled at the same time as it reaches the growth end face of the core porous body, and due to the above reverse reaction,
Precipitates on the surface of SiO 2 particles as GeO 2 particles,
A part of it dissolves in solid solution.
GeO(G)+1/202(G)→GeO2(G)
上記のGeOガスの残化によるGeO2の析出反応
がコア多孔質体の表面のどの位置において起こる
かにより、スート内部のGeO2の濃度分布が左右
されることになる。 GeO(G)+1/20 2 (G)→GeO 2 (G) Depending on where on the surface of the core porous body the GeO 2 precipitation reaction due to the residual GeO gas occurs, the GeO 2 inside the soot The concentration distribution of
本発明で用いるバーナにおいて、原料ガス流出
ノズル12およびこれに隣接する不活性ガス流出
ノズル16,17の外側にまずO2ガスの流出ノ
ズルを設け、不活性ガス流出ノズルを介して最外
層にH2ガスの流出ノズルを設けることが好まし
いとするのは、上記のGeOガスの酸化に必要な
O2ガスをガラス微粒子の流れに隣接させること
により、コア多孔質体表面におけるGeO2の折出
をコア多孔質体の成長端面付近に集中させ、次い
で火炎の外周部に流れるH2ガスで、コア多孔質
体の成長端面以外の部分に到着したGeO2ガスの
酸化・積出反応をその還元力で抑制するためであ
る。 In the burner used in the present invention, an O 2 gas outflow nozzle is first provided outside the raw material gas outflow nozzle 12 and the inert gas outflow nozzles 16 and 17 adjacent thereto, and H2 gas is supplied to the outermost layer through the inert gas outflow nozzle. 2 It is preferable to provide a gas outflow nozzle because it is necessary to oxidize the GeO gas mentioned above.
By placing O 2 gas adjacent to the flow of glass particles, the precipitation of GeO 2 on the surface of the core porous body is concentrated near the growth end face of the core porous body, and then with H 2 gas flowing to the outer periphery of the flame, This is because its reducing power suppresses the oxidation and export reactions of GeO 2 gas that has arrived at parts other than the growth end face of the core porous body.
このように、O2ガスが原料ガス流に接触する
位置に、O2ガスの流出ノズルを設け、さらにH2
ガスが火炎の外周部に接するように、H2ガスの
流出ノズルを、原料ガス流出ノズルから最も離れ
た位置に設けることにより、細径のコア多孔質体
の内部に均一なGeO2の濃度分布を形成させるこ
とができる。 In this way, an O 2 gas outflow nozzle is provided at a position where O 2 gas contacts the raw material gas flow, and an H 2
By providing the H 2 gas outflow nozzle at the farthest position from the raw material gas outflow nozzle so that the gas is in contact with the outer periphery of the flame, a uniform GeO 2 concentration distribution is achieved inside the small-diameter core porous body. can be formed.
なお、本発明において上記のO2ガスおよびH2
ガスの流出ノズルから流出するガス組成を、各々
O2ガスと不活性ガスとの混合ガス、H2ガスと不
活性ガスとの混合ガスとしても良い。このように
すれば、火炎が当るコア多孔質体成長端の側面の
温度上昇を防止し、この部分におけるGeOガス
の酸化原料をさらに効果的に抑制することができ
る。 In addition, in the present invention, the above O 2 gas and H 2
The gas composition flowing out from the gas outflow nozzle is
A mixed gas of O 2 gas and inert gas or a mixed gas of H 2 gas and inert gas may be used. In this way, it is possible to prevent a rise in temperature on the side surface of the growth end of the core porous body that is hit by the flame, and to suppress the oxidation raw material of GeO gas in this part more effectively.
又、本発明においては、原料ガス流出ノズルの
両側に隣接する不活性ガスノズルは、通常それぞ
れの側に一本づつ設けられるが、2本以上設ける
構造であつても良い。さらに、ガラス微粒子合成
バーナの形状も通常角型のものがもちいられる
が、第1図B,Cに示す円型又は楕円型の合成バ
ーナを用いても同様の効果を得ることができる。 Further, in the present invention, normally one inert gas nozzle is provided on each side of the raw material gas outflow nozzle, but two or more inert gas nozzles may be provided. Furthermore, although a square glass particle synthesis burner is usually used, the same effect can be obtained by using a circular or elliptical synthesis burner as shown in FIGS. 1B and 1C.
(実施例)
以下、本発明にもとづいて本発明を更に説明す
るが、本発明はかかる実施例のみに限定されるも
のではない。(Examples) Hereinafter, the present invention will be further explained based on the present invention, but the present invention is not limited only to these Examples.
第1図は、本発明の一実施例のガラス微粒子合
成バーナ26で、12はガラス原料ガス流出ノズ
ル、16,17は不活性ガス流出ノズル、15は
O2流出ノズル、13は不活性ガス流出ノズルで
ある。又、第1表はこのバーナ26の各ガス流出
ノズルから流出させたガスの流量を示す。第6図
に示す装置において、コア合成用バーナ1を本発
明の合成バーナ26に代えて、中心ノズル12か
らSiCl4とGeCl4、中心ノズル12に隣接するノズ
ル16,17からArガス、第4ノズル14から
H2ガスを夫々流出させ、単一モード型光フアイ
バ用多孔質母材を作製した。 FIG. 1 shows a glass particle synthesis burner 26 according to an embodiment of the present invention, in which 12 is a frit gas outflow nozzle, 16 and 17 are inert gas outflow nozzles, and 15 is an inert gas outflow nozzle.
O 2 outflow nozzle, 13 is an inert gas outflow nozzle. Further, Table 1 shows the flow rate of gas discharged from each gas discharge nozzle of this burner 26. In the apparatus shown in FIG. 6, the core synthesis burner 1 is replaced with the synthesis burner 26 of the present invention, SiCl 4 and GeCl 4 are supplied from the center nozzle 12, Ar gas is supplied from the nozzles 16 and 17 adjacent to the center nozzle 12, Ar gas is From nozzle 14
A porous base material for a single mode optical fiber was prepared by letting H 2 gas flow out.
第2表は第6図に示す3本のクラツド層合成用
バーナ2,3,4にガラス原料として供給した
SiCl4ガスの流量を示したものである。第2図は、
こうして作製した多孔質母材の形状を示したもの
であり、コア多孔質体径は7mm、多孔質体の外径
は100mmであつた。得られた多孔質母材を1500℃
で加熱、透明ガラス化してフアイバ母材とした。
この母材の屈折率分布は第3図に示すものであつ
た。 Table 2 shows the materials supplied as glass raw materials to the three cladding layer synthesis burners 2, 3, and 4 shown in Figure 6.
This shows the flow rate of SiCl 4 gas. Figure 2 shows
This figure shows the shape of the porous base material produced in this way, and the core porous body diameter was 7 mm and the outer diameter of the porous body was 100 mm. The obtained porous base material was heated to 1500℃
The material was heated to make it transparent and vitrified to form a fiber base material.
The refractive index distribution of this base material was as shown in FIG.
第3図においてクラツド径は48mm、コア径は
3.2mmであり、クラツド径とコア径の比は15.0倍
と十分に大きく、比屈折率差△は第1表aのガス
条件の場合には0.3%、第1表bのガス条件の場
合には1.0%であり、いずれの場合にも、コア部
分の屈折率分布はほぼステツプ状であり、ジヤケ
ツト管を必要としない全合成単一モード型光フア
イバとして供し得るものであつた。 In Figure 3, the clad diameter is 48mm and the core diameter is
3.2 mm, the ratio of the cladding diameter to the core diameter is sufficiently large at 15.0 times, and the relative refractive index difference △ is 0.3% under the gas conditions shown in Table 1 a, and 0.3% under the gas conditions shown in Table 1 b. was 1.0%, and in both cases, the refractive index distribution of the core portion was almost step-like, and could be used as a fully synthetic single mode optical fiber that did not require a jacket tube.
次に、本発明の実施例と比較するために、上記
実施例と同じく第6図に示す装置において、特開
昭56−54240号に記載された第7図に構造を示す
バーナをコア合成用バーナとして使用して同様に
外径10mmの多孔質母材を作製した。この場合コア
合成用バーナに供給した原料ガス、不活性ガス、
O2ガス、H2ガスの各流量および3本のクラツド
層合成用バーナに供給したSiCl4ガスの流量は上
記実施例と同様とした。こうして作製した多孔質
母材の外径は、17mmφであつた。得られた多孔質
母材を実施例と同様に透明ガラス化してフアイバ
母材とした。この母材の屈折率分布は第8図に示
すものであつた。 Next, in order to compare with the embodiment of the present invention, a burner whose structure is shown in FIG. 7 described in JP-A No. 56-54240 was used for core synthesis in the apparatus shown in FIG. A porous base material with an outer diameter of 10 mm was similarly prepared using it as a burner. In this case, the raw material gas, inert gas, and
The flow rates of each of O 2 gas and H 2 gas and the flow rate of SiCl 4 gas supplied to the three cladding layer synthesis burners were the same as in the above example. The outer diameter of the porous base material thus produced was 17 mmφ. The obtained porous base material was transparently vitrified in the same manner as in the example to obtain a fiber base material. The refractive index distribution of this base material was as shown in FIG.
第8図において、クラツド径は48mm、コア径は
7.2mmであり、クラツド径とコア径の比は6.7倍で
あつた。コア中心部における比屈折率分布差△は
0.3%であつたが、コア部分の屈折率分布は不整
が大きく、この母材を線引きしてフアイバ化する
には、さらに外付け法によるか又は外付けした後
にジヤケツト管を使用してクラツド層を増す必要
がある。 In Figure 8, the clad diameter is 48mm and the core diameter is
The diameter was 7.2 mm, and the ratio of the cladding diameter to the core diameter was 6.7 times. The relative refractive index distribution difference △ at the center of the core is
0.3%, but the refractive index distribution in the core part is highly irregular, and in order to draw this base material and make it into a fiber, it is necessary to use an external method or to apply a cladding layer using a jacket tube after external application. It is necessary to increase
第3表に本発明による全合成母材(第3図)を
直接線引きして得られたフアイバと比較例による
母材(第8図)に外付けした全合成母材および比
較例による母材(第8図)に外付けし、さらに石
英管とジヤケツト加工した母材を各々線引きして
得られたフアイバの波長1.55μmにおける光損失
値を測定した結果を示す。本発明による全合成母
材から得られたフアイバは、従来法で作製した母
材から得られるフアイバに比較して明らかに損失
値が低くなり、特に波長1.55μmの値は、いずれ
も0.2dB/Km以下と明らかにに低損失化がはから
れていた。 Table 3 shows the fiber obtained by directly drawing the fully synthetic base material according to the present invention (Figure 3), the fully synthetic base material externally attached to the base material according to the comparative example (Figure 8), and the base material according to the comparative example. The results of measuring the optical loss value at a wavelength of 1.55 μm of the fiber obtained by drawing the quartz tube and the jacket-processed base material, respectively, are shown in FIG. 8. The fiber obtained from the fully synthetic base material according to the present invention clearly has a lower loss value than the fiber obtained from the base material produced by the conventional method. In particular, the loss value at a wavelength of 1.55 μm is 0.2 dB/ Km or less, the loss was clearly reduced.
(発明の効果)
本発明によるガラス微粒子合成バーナを用いる
ことによつて、均一なGeO2の濃度分布を有する
直径7〜8mmのコア多孔質体を作製することが可
能となる。従つて、このコア多孔質体の外周囲に
SiO2微粒子のみから成るクラツド層を従来のバ
ーナにより付着・形成し、外径を100mm程度の多
孔質母材とした後に全体を透明ガラス化すること
により、容易に全合成単一モード型光フアイバ用
母材を作製することが可能となる。(Effects of the Invention) By using the glass fine particle synthesis burner according to the present invention, it is possible to produce a core porous body having a diameter of 7 to 8 mm and having a uniform GeO 2 concentration distribution. Therefore, around the outer periphery of this core porous body
By depositing and forming a cladding layer consisting only of SiO 2 fine particles using a conventional burner, creating a porous base material with an outer diameter of approximately 100 mm, and then converting the entire material into transparent glass, it is easy to create a fully synthetic single-mode optical fiber. It becomes possible to produce a base material for use.
本発明によつて得られた全合成光フアイバ用母
材を線引きしてフアイバとすることにより、石英
ジヤケツト管を使用したフアイバに比べて、機械
的強度に優り、さらに伝送特性の面からも屈折率
分布不整のあるフアイバに比べてレリー散乱によ
る伝送損失が低下するという利点がある。又、こ
のような高品質の全合成光フアイバ用母材を比較
的小規模な設備により簡単な工程で作製すること
ができるため、経済的に寄与する度合が極めて大
きい。 By drawing the base material for a fully synthetic optical fiber obtained by the present invention to make a fiber, it has superior mechanical strength compared to a fiber using a quartz jacket tube, and also has good refraction properties in terms of transmission characteristics. It has the advantage that transmission loss due to Leley scattering is reduced compared to fibers with irregular rate distribution. Moreover, since such a high-quality base material for a fully synthetic optical fiber can be produced in a simple process using relatively small-scale equipment, the degree of economic contribution is extremely large.
第1図は本発明の一実施例のガラス微粒子合成
バーナでAは角型バーナの構造図、Bは円型バー
ナの構造図、Cは楕円型バーナの構造図、第2図
は本発明で得られた多孔質母材の形状図、第3図
は本発明のガラス母材の屈折率分布図、第4図は
本発明にかかるバーナにより、コア部を形成する
ガラス微粒子流の細径化機構の模式図、第5図は
本発明にかかるバーナにより形成される細径コア
多孔質体の断面にGeO2濃度を均一にドープさせ
る機構の模式図、第6図はガラス微粒子集合体の
作製装置、第7図は特開昭56−54240号で提案さ
れた細径多孔質体作製用のバーナ、第8図は第7
図のバーナで得られたガラス母材の屈折率分布図
である。
符号の説明 1……コア合成用バーナ、2,
3,4……クラツド層形成用バーナ、5……ガラ
ス微粒子多孔質体、6……コア多孔質体、7……
クラツド層多孔質体、8……出発部材、9……回
転・引上装置、10……保護容器、11……排気
調節器、12……ガラス原料流出ノズル、13…
…不活性ガス流出ノズル、14……H2ガス流出
ノズル、15……O2ガス流出ノズル、16,1
7……ガラス原料流出ノズル12に隣接する不活
性ガス流出ノズル、18……ノズル12ノズル1
6,17を取り囲む外層ノズルの一括部分、19
……酸−水素火炎中で形成されるガスの模式断面
図、20……原料ガスおよび不活性ガスを取り囲
む酸−水素火炎部、21……原料ガスのうち、直
接酸−水素火炎に接するガラス微粒子流、22…
…原料ガスのうち、酸−水素火炎との接触が妨げ
られている部分、23……不活性ガス流、24…
…バーナ出口、25……コア多孔質体の成長端部
分、26……本発明にかかるガラス微粒子合成バ
ーナ。
Fig. 1 is a glass particle synthesis burner according to an embodiment of the present invention, A is a structural diagram of a square burner, B is a structural diagram of a circular burner, C is a structural diagram of an elliptical burner, and Fig. 2 is a structural diagram of an elliptical burner. FIG. 3 is a diagram of the shape of the obtained porous base material, FIG. 3 is a refractive index distribution diagram of the glass base material of the present invention, and FIG. 4 is a diagram showing the diameter reduction of the glass particle flow forming the core portion by the burner according to the present invention. A schematic diagram of the mechanism; FIG. 5 is a schematic diagram of the mechanism for uniformly doping the cross section of the small-core porous body formed by the burner according to the present invention with GeO 2 concentration; FIG. 6 is the production of a glass particle aggregate The apparatus, Fig. 7 shows the burner for producing a small-diameter porous body proposed in JP-A No. 56-54240, and Fig. 8 shows the burner for producing a small porous body.
It is a refractive index distribution map of the glass base material obtained with the burner of a figure. Explanation of symbols 1... Burner for core synthesis, 2,
3, 4... Burner for forming a cladding layer, 5... Glass fine particle porous body, 6... Core porous body, 7...
Clad layer porous body, 8... Starting member, 9... Rotating/pulling device, 10... Protective container, 11... Exhaust regulator, 12... Glass raw material outflow nozzle, 13...
...Inert gas outflow nozzle, 14... H2 gas outflow nozzle, 15... O2 gas outflow nozzle, 16,1
7...Inert gas outflow nozzle adjacent to frit outflow nozzle 12, 18...Nozzle 12 Nozzle 1
A collective part of the outer layer nozzle surrounding 6 and 17, 19
...Schematic cross-sectional view of the gas formed in the acid-hydrogen flame, 20...Acid-hydrogen flame section surrounding the source gas and inert gas, 21...Glass in the source gas that is in direct contact with the acid-hydrogen flame Particulate flow, 22...
...part of the raw material gas that is prevented from contacting the acid-hydrogen flame, 23...inert gas flow, 24...
... Burner outlet, 25 ... Growth end portion of core porous body, 26 ... Glass fine particle synthesis burner according to the present invention.
【表】【table】
【表】【table】
Claims (1)
発部材の先端に堆積させながら成長させてガラス
微粒子集合体を得る光フアイバ用ガラス母材の製
造方法において、ガラス微粒子集合体を形成する
ガラス微粒子を、原料ガス流出ノズルの両側に隣
接して不活性ガスノズルを設けたバーナにより、
原料ガス流の一部分だけを酸−水素火炎で反応さ
せて、細いガラス微粒子の流れとし、上記出発部
材又は多孔質体端面に堆積させることを特徴とす
る光フアイバ用多孔質ガラス母材の製造方法。1. In a method for producing a glass base material for an optical fiber, in which high-temperature glass particles are rotated and grown while being deposited on the tip of a pulled-up starting member to obtain a glass particle aggregate, the glass particles forming the glass particle aggregate are grown as a raw material. A burner with inert gas nozzles adjacent to both sides of the gas outlet nozzle
A method for producing a porous glass preform for an optical fiber, characterized in that only a portion of the raw material gas flow is reacted with an acid-hydrogen flame to form a flow of fine glass particles, which are deposited on the starting member or the end face of the porous body. .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8037287A JPS63242940A (en) | 1987-03-31 | 1987-03-31 | Production of porous preform for optical fiber |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8037287A JPS63242940A (en) | 1987-03-31 | 1987-03-31 | Production of porous preform for optical fiber |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63242940A JPS63242940A (en) | 1988-10-07 |
| JPH0477690B2 true JPH0477690B2 (en) | 1992-12-09 |
Family
ID=13716447
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8037287A Granted JPS63242940A (en) | 1987-03-31 | 1987-03-31 | Production of porous preform for optical fiber |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63242940A (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3485697B2 (en) * | 1995-11-07 | 2004-01-13 | 古河電気工業株式会社 | Optical fiber preform manufacturing equipment |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5852260Y2 (en) * | 1979-05-22 | 1983-11-29 | 日本電信電話株式会社 | Torch for making step-type optical fiber base material |
| JPS6041627B2 (en) * | 1980-07-11 | 1985-09-18 | 日本電信電話株式会社 | Manufacturing method of optical fiber base material |
| JPS6046939A (en) * | 1983-08-22 | 1985-03-14 | Fujikura Ltd | Manufacture of glass preform for optical fiber |
-
1987
- 1987-03-31 JP JP8037287A patent/JPS63242940A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63242940A (en) | 1988-10-07 |
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