JPH0791082B2 - Method and apparatus for manufacturing optical fiber preform - Google Patents
Method and apparatus for manufacturing optical fiber preformInfo
- Publication number
- JPH0791082B2 JPH0791082B2 JP62129500A JP12950087A JPH0791082B2 JP H0791082 B2 JPH0791082 B2 JP H0791082B2 JP 62129500 A JP62129500 A JP 62129500A JP 12950087 A JP12950087 A JP 12950087A JP H0791082 B2 JPH0791082 B2 JP H0791082B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- glass
- core
- chamber
- fine particle
- glass fine
- 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 - Lifetime
Links
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]
- C03B37/01446—Thermal after-treatment of preforms, e.g. dehydrating, consolidating, sintering
- C03B37/0146—Furnaces therefor, e.g. muffle tubes, furnace linings
-
- 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]
- C03B37/0148—Means for heating preforms during or immediately prior to deposition
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)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)
Description
この発明は、光ファイバ母材を製造する方法及び装置に
関する。The present invention relates to a method and apparatus for manufacturing an optical fiber preform.
従来より、光ファイバ母材を製造する方法の一つとし
て、コア(あるいはコアとクラッドの一部)となるべき
透明なガラス棒の上にクラッドとなるべきガラス微粒子
を堆積させ、このガラス棒・ガラス微粒子堆積体の複合
プリフォームを加熱炉内で加熱して全体に透明なガラス
プリフォームを製造する方法が知られている。 特に、コアとなるべき透明ガラス棒としていわゆるVAD
法によって作られたガラス棒をそのまま使用し、その周
囲にクラッドとなるべきガラス微粒子を堆積させて光フ
ァイバ母材を作製すると、きわめて低損失な光ファイバ
が得られると期待されている。すなわち、現在、VAD法
によって作製された光ファイバ母材の損失は0.5dB/km以
下であり、このことはこの方法によって作製されたファ
イバ母材に含まれる不純物の濃度が非常に低いこと、お
よび、できたばかりの母材の表面状態も非常に良好であ
ることを示しているからである。Conventionally, as one of the methods for manufacturing an optical fiber preform, glass fine particles to be used as a clad are deposited on a transparent glass rod to be a core (or a part of the core and the clad). A method is known in which a composite preform of glass particulate deposits is heated in a heating furnace to produce a glass preform that is entirely transparent. Especially, so-called VAD as a transparent glass rod that should be the core
It is expected that an extremely low-loss optical fiber can be obtained by using a glass rod produced by the method as it is and depositing glass fine particles to form a clad around the glass rod to produce an optical fiber preform. That is, at present, the loss of the optical fiber preform produced by the VAD method is 0.5 dB / km or less, which means that the concentration of impurities contained in the fiber preform produced by this method is very low, and This is because it shows that the surface condition of the just-prepared base material is also very good.
しかしながら、コアとなるべきガラス棒の表面が塵埃や
遷移金属などで汚染されていると光ファイバの損失に大
きな悪影響が出るという問題がある。そこで、これを防
ぐために、クラッドとなるガラス微粒子を堆積する前
に、コアとなるガラス棒の表面を気相、液相などの条件
で処理して汚染された表面を機械的もしくは化学的に洗
浄することが行われているが、そのためにコアとなるべ
きガラス棒を酸素/水素火炎や、天然ガス/酸素火炎な
どを用いて処理するのでは、火炎に含まれるOH基がコア
ガラス表面から内部に拡散し、最終的に得られる光ファ
イバはOH基による大きな吸収損失を被ることになる。ま
た、仮に水素を含まないガスを燃焼させた火炎で処理し
たとしても、外気に含まれる水分がいくらかでも存在す
ると、コアガラス棒へのOH基の混入が問題となる。たと
えば、OH基の混入量が1ppmの場合、現在光ファイバ通信
において主として使用されている波長1.3μmでは数dB/
kmの損失増加となる。これは、OH基を全く含まない場合
の同波長における損失が0.5dB以下であることを考える
と、異常に大きな数字であるといわざるを得ない。 さらに、コアとなるべき透明ガラス棒としていわゆるVA
D法によって作られたガラス棒をそのまま使用し、その
周囲にクラッドとなるべきガラス微粒子を堆積させて光
ファイバ母材を作製する場合には、上記の問題に加え
て、コア用のガラス微粒子堆積体の透明ガラス化、及び
クラッド用ガラス微粒子を堆積した後の透明ガラス化の
条件が問題となる。具体的には、ガラス微粒子堆積体の
直径と加熱炉の大きさとの整合性である。例えば、ガラ
ス微粒子堆積体の外径が30mmのものを内径150mmの加熱
炉で加熱して透明ガラス化することは必ずしも容易なこ
とではない。その理由の一つとして、ガラス微粒子堆積
体と加熱炉内径との差が余りに大きいと、その間の空隙
が煙突として作用し、いわゆる煙突効果によって下方よ
り上方へと雰囲気ガスの流れが生じて、その結果十分な
熱がガラス微粒子堆積体にかからないことをあげること
ができる。このことからも透明ガラス化すべきガラス微
粒子堆積体の外径と加熱炉の内径との間には適正な寸法
の整合性が必要であることが分かる。ところが、VAD法
によって作ったコア用のガラス微粒子堆積体を透明ガラ
ス化するために加熱炉の寸法をその堆積体の寸法に合わ
せて設計すると、その後にクラッドとなるべきガラス微
粒子を堆積させた複合プリフォームに対してはその加熱
炉の内径は小さ過ぎて、この複合プリフォームを透明ガ
ラス化のために加熱炉内を通過させることができなくな
ってしまう。 この発明は、コア用ガラス棒の表面の汚染やOH基の混入
の問題を解決するとともに、各工程が最適な条件で行わ
れるようにしてコア用ガラス棒をVAD法で作る際の透明
ガラス化条件の問題を解決し、しかも兼用できるものは
兼用して無駄を省き、低コストで光ファイバ母材を製造
できるようにする製造方法とそのために使用される製造
装置とを提供することを目的とする。However, if the surface of the glass rod to be the core is contaminated with dust, transition metal or the like, there is a problem that the loss of the optical fiber is greatly adversely affected. Therefore, in order to prevent this, before depositing the glass fine particles to be the cladding, the surface of the glass rod to be the core is treated under conditions such as vapor phase or liquid phase to clean the contaminated surface mechanically or chemically. However, if the glass rod to be the core is treated with an oxygen / hydrogen flame or a natural gas / oxygen flame for that purpose, the OH groups contained in the flame will be absorbed inside the core glass surface. The resulting optical fiber will suffer a large absorption loss due to the OH group. Further, even if it is treated with a flame in which a gas containing no hydrogen is burned, the presence of some moisture contained in the outside air poses a problem of mixing OH groups into the core glass rod. For example, when the amount of OH group mixed is 1 ppm, it is several dB / dB at the wavelength of 1.3 μm, which is currently mainly used in optical fiber communication.
It will increase km loss. Considering that the loss at the same wavelength when the OH group is not contained at all is 0.5 dB or less, it must be said that this is an extremely large number. Furthermore, the so-called VA is used as the transparent glass rod that should become the core.
In addition to the above problems, when the glass rod made by the D method is used as it is, and glass particles to be used as a clad are deposited to form the optical fiber preform, the glass particle deposition for the core The conditions for vitrification of the body and vitrification after depositing the glass particles for cladding are problems. Specifically, it is the consistency between the diameter of the glass particle deposit and the size of the heating furnace. For example, it is not always easy to heat a glass particulate deposit having an outer diameter of 30 mm into a transparent glass by heating it in a heating furnace having an inner diameter of 150 mm. As one of the reasons, when the difference between the glass particle deposit and the inner diameter of the heating furnace is too large, the gap between them acts as a chimney, and a so-called chimney effect causes a flow of atmospheric gas from below to above, As a result, sufficient heat is not applied to the glass particle deposit body. From this also, it is understood that proper dimensional matching is required between the outer diameter of the glass fine particle deposit to be made transparent and the inner diameter of the heating furnace. However, when the size of the heating furnace was designed according to the size of the deposit in order to make the glass fine particle deposit for the core made by the VAD method into transparent vitrification, the composite of the glass particulates to be the clad was deposited after that. The inner diameter of the heating furnace is too small for the preform, and the composite preform cannot be passed through the heating furnace for vitrification into transparent glass. This invention solves the problem of contamination of the surface of the glass rod for core and mixing of OH group, and makes the glass rod for core transparent glass formation by the VAD method so that each process is performed under optimal conditions. It is an object of the present invention to provide a manufacturing method that solves the problem of conditions and that can also be used in combination as a material that can be used in combination to reduce waste and manufacture an optical fiber preform at low cost, and a manufacturing apparatus used therefor. To do.
この発明による光ファイバの製造方法は、ガラス微粒子
堆積用チャンバ内で、上から吊り下げられた種棒下端に
ガラス微粒子を堆積させて軸方向に成長させられたコア
用のガラス微粒子堆積体を形成する工程と、該ガラス微
粒子堆積体を下方に移動させて上記ガラス微粒子堆積用
チャンバの下方に連続して設けられた内径の小さな第1
の加熱炉内で該ガラス微粒子堆積体を加熱して脱水およ
び透明ガラス化を行う工程と、透明ガラス化されること
により得られたコア用ガラス棒を上方に引き上げて上記
のガラス微粒子堆積用チャンバ内で、該コア用ガラス棒
の周囲にクラッド用のカラス微粒子を堆積させてクラッ
ド用ガラス微粒子堆積体を形成する工程と、このガラス
微粒子堆積後のガラス棒及びガラス微粒子堆積体の複合
プリフォームを上方に移動させ、上記ガラス微粒子堆積
用チャンバの上方に連続して設けられた内径の大きな第
2の加熱炉において、上記ガラス棒及びガラス微粒子堆
積体の複合プリフォームを加熱して脱水及び透明ガラス
化する工程とを有することを特徴となっている。 また、この発明による光ファイバ母材の製造装置は、コ
ア用のガラス微粒子の堆積とクラッド用のガラス微粒子
の堆積とに兼用されるガラス微粒子堆積用チャンバと、
コア用のガラス微粒子堆積体を加熱して脱水および透明
ガラス化を行うために、上記チャンバの下方において該
チャンバと連続するよう同軸的に配置された内径が小さ
い第1の加熱炉と、クラッド用のガラス微粒子堆積体を
加熱して脱水および透明ガラス化を行うための、上記チ
ャンバの上方において該チャンバと連続するよう同軸的
に配置された内径が大きい第2の加熱炉とを備えること
が特徴となっている。In the optical fiber manufacturing method according to the present invention, glass particles are deposited on the lower end of a seed rod suspended from above in a glass particle deposition chamber to form a glass particle deposit for a core that is grown in the axial direction. And a step of moving the glass particle deposit body downward and continuously provided below the glass particle deposit chamber having a small inner diameter.
Heating the glass particulate deposit in the heating furnace for dehydration and transparent vitrification, and pulling up the glass rod for core obtained by the transparent vitrification to the above chamber for depositing glass particulate. A step of depositing glass particles for clad around the core glass rod to form a glass particle deposit for clad, and a composite preform of the glass rod and glass particle deposit after the glass particle deposition. In a second heating furnace having a large inner diameter, which is moved upward and is continuously provided above the glass particle deposition chamber, the composite preform of the glass rod and the glass particle deposit is heated to dehydrate and clear glass. It is characterized by having a process of converting into. Further, the optical fiber preform manufacturing apparatus according to the present invention includes a glass fine particle deposition chamber that is used both for depositing glass fine particles for core and for depositing glass fine particles for clad,
A first heating furnace having a small inner diameter, which is coaxially arranged under the chamber so as to be continuous with the chamber, in order to perform dehydration and transparent vitrification by heating the glass fine particle deposit for core, and for cladding And a second heating furnace having a large inner diameter, which is coaxially arranged above the chamber and is continuous with the chamber for heating the glass fine particle deposit to dehydrate and transparent vitrify. Has become.
VAD法によるコア用のガラス微粒子堆積体の形成工程、
その透明ガラス化工程、透明ガラスとなったコア用ガラ
ス棒の周囲にクラッド用ガラス微粒子を堆積させる工
程、そのクラッド用ガラス微粒子堆積体を透明ガラス化
する工程とが順次行われる。これらの工程は、一つの閉
じた系の中で外気に触れることなく連続して一貫して行
うことができるため、コア用ガラス棒の表面が汚染する
ことやOH基が混入することなどを効果的に防ぐことがで
きる。そのため、これにより作製された光ファイバ母材
から非常に低損失な光ファイバを得ることができる。ま
た、各工程を一つの閉じた系の中で連続して一貫して行
うため、製造効率を向上させることができる。さらに、
コア用のガラス微粒子堆積体の脱水および透明ガラス化
は内径の小さな第1の加熱炉で行い、クラッド用のガラ
ス微粒子堆積体の脱水および透明ガラス化は内径の大き
な第2の加熱炉で行うため、これらの各々の脱水及び透
明ガラス化工程を最適化することができる。また、一つ
のガラス微粒子堆積用チャンバを、コア用のガラス微粒
子の堆積とクラッド用のガラス微粒子の堆積とに兼用し
ており、無駄を省いて工程を合理化でき、低コストで光
ファイバ母材を製造できるようになる。Forming glass fine particle deposit for core by VAD method,
The transparent vitrification step, the step of depositing glass fine particles for clad around the glass rod for core which has become a transparent glass, and the step of vitrifying the glass fine particle deposit for clad to transparent glass are sequentially performed. These steps can be performed continuously and consistently in a single closed system without touching the outside air, so that the surface of the glass rod for core is contaminated or OH groups are mixed. Can be prevented. Therefore, an extremely low loss optical fiber can be obtained from the optical fiber preform thus produced. Moreover, since each process is continuously and consistently performed in one closed system, the manufacturing efficiency can be improved. further,
Dehydration and transparent vitrification of the glass fine particle deposit for core are performed in the first heating furnace with a small inner diameter, and dehydration and transparent vitrification of the glass fine particle deposit for clad are performed in the second heating furnace with a large inner diameter. , Each of these dehydration and clear vitrification steps can be optimized. Also, one glass particle deposition chamber is used for both glass particle deposition for the core and glass particle deposition for the clad, so that waste can be eliminated and the process can be streamlined, and the optical fiber preform can be manufactured at low cost. Be able to manufacture.
第1図に示すように、加熱炉1と、ガラス微粒子堆積用
チャンバ3と、加熱炉2とが同軸上に連続して下から上
に順次配置されている。この実施例ではガラス微粒子堆
積用チャンバ3は、コア用ガラス微粒子を堆積させるチ
ャンバとクラッド用ガラス微粒子を堆積させるチャンバ
とを兼用しており、コアガラス用のバーナ31とクラッド
ガラス用のバーナ32と廃ガス処理系に接続される排気口
33とを備えている。すなわち、この実施例では、VAD法
によってコアとなるべき円柱状のガラス微粒子堆積体を
作るようにしている。加熱炉1は内径50mmの炉心管11を
有し、加熱炉2は内径150mmの炉心管21を有し、前者は
コア用ガラス微粒子堆積体を透明ガラス化したり表面の
処理を行うのに適した寸法さされ、後者はクラッド用ガ
ラス微粒子堆積体を透明ガラス化するのに適した寸法と
されている。これら2つの加熱炉1、2とチャンバ3と
は同軸上に上下に連続しており、回転する種棒4がこれ
らを貫くようにトラバースすることができるようになっ
ている。そして加熱炉1、2にはキャッター12、22がそ
れぞれ備えられており、ガス供給口13、23から供給され
るガスでのみその中の雰囲気が満たされるようになって
いる。 まず、第1図に示すように上端で把持されて吊り下げら
れた種棒4が下方に下ろされ、その下端がチャンバ3に
到達するようにされる。このとき、バーナ31の酸水素火
炎中に四塩化珪素を導入して石英ガラスの微粒子を生成
し、このガラス微粒子を種棒4の下端に堆積させる。そ
して、種棒4を回転させながら徐々に上方にトラバース
させていき、後にコアとなるガラス微粒子堆積体5を円
柱状に成長させる。この実施例では、バーナ31へ供給す
るガスの流量条件は、 H2 4l/分 O2 5l/分 SiCl4 80cc/分 Ar 120cc/分 とした。これにより外径30mm、長さ300mmの円柱状のコ
ア用ガラス微粒子堆積体5を得た。 つぎに、第2図に示すように下端にコア用ガラス微粒子
堆積体5が形成された種棒4を下方にトラバースさせ、
ガラス微粒子堆積体5を加熱炉1の炉心管11内に挿入す
る。加熱炉1によりガラス微粒子堆積体5を加熱して脱
水及び透明ガラス化を行い、コア用透明ガラス棒6を得
る。このとき、シャッター12は閉じられて加熱炉1内は
気密に保たれる。まず、この中にガス供給口13よりHeが
99容積%、SOCl2が1容積%のガスを供給するととも
に、炉心管11内の温度を約1000℃に保って、ガラス微粒
子堆積体5内に残留するOH基の除去を行う。その後、加
熱炉1内を100%He雰囲気とし温度を1600℃に上昇させ
てガラス微粒子堆積体5の透明ガラス化を行ってコア用
の透明ガラス棒6を得た。 この透明ガラス棒6は外部に引き出されることなく、直
接チャンバ3内に移され、クラッド用のガラス微粒子の
堆積が行われるというのが実際の製造工程で得られるべ
き方法であるが、ここでは、実験的に透明ガラス棒6を
引き上げて観察してみた。すると、出来上がった透明ガ
ラス棒6は直径17mm、長さ150mmの円柱状となってお
り、十分な加熱が行われてその表面が非常に清浄である
ことが確認できた。これは、コア用ガラス微粒子堆積体
5の外径に対し炉心管11のサイズが適正であったことに
よると考えられる。 なお、ここで、コア用透明ガラス棒6の表面の熱処理が
不十分であるなら、加熱炉1において再び処理すること
もできる。その際、必要に応じて、HeもしくはArなどの
不活性ガスに加えてSOCl2,Cl2,CF4,C2F6,C3F8,CCl
2F2,CCl4などのハロゲン含有ガスを炉心管11内に導入
して熱処理し、透明ガラス棒6の表面のエッチングなど
を行うこともできる。 このようにして得られた透明ガラス棒6は種棒4を上方
に引き上げることによって第3図に示すように加熱炉1
と連続しているチャンバ3に入れられ、外気に触れるこ
となく、次のクラッド用ガラス微粒子の堆積工程に移行
する。すなわち、クラッドガラス用バーナ32が点火さ
れ、そこで発生した石英ガラスの微粒子がコア用透明ガ
ラス棒6の外周に堆積させられる。このとき、バーナ32
へ供給するガスの流量条件は、 H2 20l/分 O2 25l/分 SiCl4 3l/分 Ar 2l/分(キャリア) とした。そして、必要に応じてGeCl4,POCl3,AlCl3や
ハロゲン系のガスなどのドーパントガスを添加してクラ
ッドガラスの屈折率を調整する。この結果、コア用透明
ガラス棒6の周囲に、外径120mm、長さ150mmの円柱状の
クラッド用ガラス微粒子堆積体7を成長させることがで
きた。 つぎに、種棒4をさらに上方に引き上げ、第4図に示す
ように、コア用ガラス棒6の周囲に形成されたクラッド
用ガラス微粒子堆積体7を含む複合プリフォームを加熱
炉2内に入れ、このガラス微粒子堆積体7の脱水及び透
明ガラス化を行いクラッド用透明ガラス8を得る。この
とき、シャッター22は閉じておき、加熱炉2内にはガス
供給口23からCF4,SF6,SiF4,C2F6,C3F8などのフッ素
含有ガスを供給して脱水及びクラッドガラス中へのフッ
素添加を行う。フッ素をクラッドガラス中へ添加する必
要のないときは、SOCl2,Cl2,CCl4などの他のハロゲン
含有ガスをHeとともに流してクラッドガラス中からOH基
の除去を行う。こうして透明ガラス化が終了して、コア
及びクラッドとなるガラスを有する光ファイバ母材が得
られた。その形状は、直径45mm、長さ130mm円柱状であ
った。 この母材のコア・クラット径の比は1:3であったが、こ
のままではまだ十分なクラッド厚さとなっていない。そ
こで、上記の母材を加熱・延伸して直径10mm、長さ700m
m程度の円柱形状とし、これをチャンバ3内にクラッド
ガラス用バーナ32を用いて第3図の工程と同様にその外
周にガラス微粒子の堆積を行い、さらにその後第4図の
工程と同様に再び加熱炉2内でガラス微粒子堆積体の脱
水及び透明ガラス化を行った。このときも必要に応じて
ガラス内にフッ素を添加する。 結果として得られた光ファイバ母材の屈折率分布が測定
したところ、第5図のようになった。さらに、この母材
を線引き・ファイバ化して得た光ファイバの波長損失特
性を測定したところ第6図のようになった。この光ファ
イバは単一モードファイバであり、コアはいくらかのゲ
ルマニウムを含む石英ガラスよりなり、クラッドはフッ
素が添加された石英ガラスからなる。 なお、この明細書では、中心部材たる透明ガラス棒6が
後にコアとなる部分であるとしているが、これは主にコ
アとなる部分の意味であって、コアに加えて一部のクラ
ッドの部分を含んでいる場合も含意している。つまり、
上記の実施例では、最初にチャンバ3内でコアガラス用
のバーナ31でガラス微粒子を生成してガラス微粒子を堆
積させコア用のガラス微粒子堆積体を得ているが、同時
にクラッドガラス用のバーナ32でガラス微粒子を生成し
て、コア用のガラス堆積体の周囲にクラッドの一部とな
るガラス微粒子を堆積させることもできる。As shown in FIG. 1, a heating furnace 1, a glass particle deposition chamber 3 and a heating furnace 2 are arranged coaxially and continuously from bottom to top. In this embodiment, the glass particle deposition chamber 3 serves both as a chamber for depositing the glass particles for the core and a chamber for depositing the glass particles for the clad, and includes a burner 31 for the core glass and a burner 32 for the clad glass. Exhaust port connected to waste gas treatment system
It has 33 and. That is, in this embodiment, the columnar glass fine particle deposit to be the core is produced by the VAD method. The heating furnace 1 has a core tube 11 having an inner diameter of 50 mm, and the heating furnace 2 has a core tube 21 having an inner diameter of 150 mm. The former is suitable for transparent vitrification of the glass fine particle deposit for core and surface treatment. The latter is sized to make the glass particulate deposit for cladding transparent glass. These two heating furnaces 1 and 2 and the chamber 3 are coaxially continuous vertically, and the rotating seed rod 4 can be traversed so as to penetrate them. The heating furnaces 1 and 2 are provided with cutters 12 and 22, respectively, so that the atmosphere therein is filled only with the gas supplied from the gas supply ports 13 and 23. First, as shown in FIG. 1, the seed rod 4 held and suspended at the upper end is lowered, and the lower end thereof reaches the chamber 3. At this time, silicon tetrachloride is introduced into the oxyhydrogen flame of the burner 31 to generate fine particles of quartz glass, and the fine glass particles are deposited on the lower end of the seed rod 4. Then, the seed rod 4 is gradually traversed upward while rotating, and the glass fine particle deposit body 5 to be a core later is grown in a columnar shape. In this example, the flow rate condition of the gas supplied to the burner 31 was H 2 4 l / min O 2 5 l / min SiCl 4 80 cc / min Ar 120 cc / min. As a result, a cylindrical glass fine particle deposit body 5 having an outer diameter of 30 mm and a length of 300 mm was obtained. Next, as shown in FIG. 2, the seed rod 4 having the core glass fine particle deposit 5 formed at the lower end is traversed downward,
The glass particulate deposit 5 is inserted into the furnace core tube 11 of the heating furnace 1. The glass fine particle deposit body 5 is heated in the heating furnace 1 to perform dehydration and transparent vitrification to obtain a transparent glass rod 6 for a core. At this time, the shutter 12 is closed and the inside of the heating furnace 1 is kept airtight. First, in this, He from the gas supply port 13
A gas containing 99% by volume and 1% by volume of SOCl 2 is supplied, and the temperature in the core tube 11 is maintained at about 1000 ° C. to remove the OH groups remaining in the glass particulate deposit body 5. Then, the inside of the heating furnace 1 was set to a 100% He atmosphere and the temperature was raised to 1600 ° C. to make the glass particle deposit body 5 transparent, thereby obtaining a transparent glass rod 6 for a core. This transparent glass rod 6 is directly transferred into the chamber 3 without being pulled out to deposit glass particles for cladding, which is a method that should be obtained in an actual manufacturing process. Experimentally, the transparent glass rod 6 was pulled up and observed. Then, it was confirmed that the finished transparent glass rod 6 had a cylindrical shape with a diameter of 17 mm and a length of 150 mm, and was sufficiently heated to have its surface very clean. It is considered that this is because the size of the core tube 11 was appropriate for the outer diameter of the glass fine particle deposit body 5 for core. If the heat treatment of the surface of the core transparent glass rod 6 is insufficient, the heat treatment can be performed again in the heating furnace 1. At that time, if necessary, in addition to an inert gas such as He or Ar, SOCl 2 , Cl 2 , CF 4 , C 2 F 6 , C 3 F 8 , CCl.
It is also possible to introduce a halogen-containing gas such as 2 F 2 or CCl 4 into the furnace core tube 11 and heat it to etch the surface of the transparent glass rod 6. The transparent glass rod 6 thus obtained is obtained by pulling the seed rod 4 upwards, as shown in FIG.
Is placed in a chamber 3 continuous with the above, and the process proceeds to the next step of depositing glass fine particles for cladding without contact with the outside air. That is, the burner 32 for clad glass is ignited, and the fine particles of quartz glass generated there are deposited on the outer periphery of the transparent glass rod 6 for core. At this time, the burner 32
The flow rate condition of the gas to be supplied to H 2 was 20 l / min O 2 25 l / min SiCl 4 3 l / min Ar 2 l / min (carrier). Then, if necessary, a dopant gas such as GeCl 4 , POCl 3 , AlCl 3 or a halogen-based gas is added to adjust the refractive index of the cladding glass. As a result, a cylindrical glass fine particle deposit 7 for clad having an outer diameter of 120 mm and a length of 150 mm could be grown around the transparent glass rod for core 6. Next, the seed rod 4 is pulled up further, and as shown in FIG. 4, the composite preform including the glass fine particle deposits for cladding 7 formed around the glass rod for core 6 is placed in the heating furnace 2. Then, the glass fine particle deposit 7 is dehydrated and transparentized to obtain a transparent glass 8 for cladding. At this time, the shutter 22 is closed and the fluorine-containing gas such as CF 4 , SF 6 , SiF 4 , C 2 F 6 , C 3 F 8 is supplied from the gas supply port 23 into the heating furnace 2 for dehydration and dehydration. Fluorine is added to the clad glass. When it is not necessary to add fluorine to the clad glass, another halogen-containing gas such as SOCl 2 , Cl 2 and CCl 4 is caused to flow with He to remove the OH group from the clad glass. Thus, the transparent vitrification was completed, and the optical fiber preform having the glass to be the core and the clad was obtained. The shape was a cylinder with a diameter of 45 mm and a length of 130 mm. The ratio of core-clat diameter of this base material was 1: 3, but the clad thickness is not sufficient as it is. Therefore, by heating and stretching the above base material, the diameter is 10 mm and the length is 700 m.
A columnar shape of about m is formed, and the fine glass particles are deposited on the outer periphery of the cylinder 3 in the chamber 3 using the burner 32 for the clad glass in the same manner as in the step of FIG. Dewatering and transparent vitrification of the glass particulate deposits were performed in the heating furnace 2. Also at this time, fluorine is added into the glass as needed. When the refractive index distribution of the resulting optical fiber preform was measured, it was as shown in FIG. Further, when the wavelength loss characteristic of the optical fiber obtained by drawing and fiberizing this base material was measured, it was as shown in FIG. The optical fiber is a single-mode fiber, the core is made of fused silica containing some germanium, and the cladding is made of fused silica. In addition, in this specification, the transparent glass rod 6 as the central member is the portion that will later become the core, but this mainly means the portion that becomes the core, and in addition to the core, the portion of the clad that is part of it. It also implies the inclusion of. That is,
In the above-described embodiment, first, the glass fine particles are generated by the burner 31 for the core glass in the chamber 3 to deposit the glass fine particles to obtain the glass fine particle deposit body for the core, but at the same time, the burner 32 for the clad glass is used. It is also possible to generate the glass fine particles by and deposit the glass fine particles forming a part of the clad around the glass deposit body for the core.
この発明の光ファイバ母材の製造方法及び装置によれ
ば、VAD法によるコア用のガラス微粒子堆積体の形成工
程、その透明ガラス化工程、透明ガラスとなったコア用
ガラス棒の周囲にクラッド用ガラス微粒子を堆積させる
工程、そのクラッド用ガラス微粒子堆積体を透明ガラス
化する工程、これらの工程を一つの閉じた系の中で外気
に触れることなく連続して一貫して行うことができるた
め、コア用ガラス棒の表面が汚染することやOH基が混入
することなどを効果的に防ぐことができ、これにより作
製された光ファイバ母材から非常に低損失な光ファイバ
を得ることができる。また、各工程を一つの閉じた系の
中で連続して一貫して行うため、製造効率を向上させる
ことができる。さらに、コア用のガラス微粒子堆積体の
脱水および透明ガラス化は内径の小さな第1の加熱炉で
行い、クラッド用のガラス微粒子堆積体の脱水および透
明ガラス化は内径の大きな第2の加熱炉で行うため、こ
れらの各々の脱水及び透明ガラス化工程を最適化するこ
とができる。また、一つのガラス微粒子堆積用チャンバ
を、コア用のガラス微粒子の堆積とクラッド用のガラス
微粒子の堆積とに兼用しており、無駄を省いて工程を合
理化でき、低コストで光ファイバ母材を製造できるよう
になる。According to the method and apparatus for manufacturing an optical fiber preform of the present invention, the step of forming a glass fine particle deposit for core by the VAD method, its transparent vitrification step, and the cladding around the glass rod for core that has become transparent glass The step of depositing glass fine particles, the step of vitrifying the glass fine particle deposit for cladding, and the step of performing these steps continuously and continuously without touching the outside air in one closed system, It is possible to effectively prevent the surface of the glass rod for core from being contaminated and the OH group being mixed in, so that an extremely low loss optical fiber can be obtained from the produced optical fiber preform. Moreover, since each process is continuously and consistently performed in one closed system, the manufacturing efficiency can be improved. Further, dehydration and transparent vitrification of the glass fine particle deposit for the core are carried out in the first heating furnace having a small inner diameter, and dehydration and transparent vitrification of the glass fine particle deposit for the clad are carried out in the second heating furnace having a large inner diameter. As such, each of these dehydration and clear vitrification steps can be optimized. Also, one glass particle deposition chamber is used for both glass particle deposition for the core and glass particle deposition for the clad, so that waste can be eliminated and the process can be streamlined, and the optical fiber preform can be manufactured at low cost. Be able to manufacture.
第1図はこの発明の一実施例のある工程での模式図、第
2図、第3図及び第4図は同実施例の第1図とは異なる
各工程での模式図、第5図は実施例において得られた光
フッイバ母材の直径方向での屈折率分布を示すグラフ、
第6図は同実施例によって得た光ファイバ母材より作製
した光ファイバの損失波長特性を示すグラフである。 1、2……加熱炉、11、21……炉心管、12、22……シャ
ッター、13、23……ガス供給口、3……ガラス微粒子堆
積用チャンバ、31……コアガラス用バーナ、32……クラ
ッドガラス用バーナ、33……排気口、4……種棒、5…
…コア用ガラス微粒子堆積体、6……コア用透明ガラス
棒、7……クラッド用ガラス微粒子堆積体、8……クラ
ッド用透明ガラス。FIG. 1 is a schematic view in a certain step of one embodiment of the present invention, and FIGS. 2, 3, and 4 are schematic views in respective steps different from FIG. 1 of the same embodiment, FIG. Is a graph showing the refractive index distribution in the diameter direction of the optical fiber base material obtained in the example,
FIG. 6 is a graph showing loss wavelength characteristics of an optical fiber manufactured from the optical fiber preform obtained in the same example. 1, 2 ... heating furnace, 11, 21 ... furnace tube, 12, 22 ... shutter, 13, 23 ... gas supply port, 3 ... glass particulate deposition chamber, 31 ... core glass burner, 32 …… Clad glass burner, 33 …… Exhaust port, 4 …… Seed rod, 5…
… Deposited glass particles for core, 6 …… Transparent glass rod for core, 7 …… Deposited glass particle for clad, 8 …… Transparent glass for clad.
Claims (2)
吊り下げられた種棒下端にガラス微粒子を堆積させて軸
方向に成長させられたコア用のガラス微粒子堆積体を形
成する工程と、該ガラス微粒子堆積体を下方に移動させ
て上記ガラス微粒子堆積用チャンバの下方に連続して設
けられた内径の小さな第1の加熱炉内で該ガラス微粒子
堆積体を加熱して脱水および透明ガラス化を行う工程
と、透明ガラス化されることにより得られたコア用ガラ
ス棒を上方に引き上げて上記のガラス微粒子堆積用チャ
ンバ内で、該コア用ガラス棒の周囲にクラッド用のガラ
ス微粒子を堆積させてクラッド用ガラス微粒子堆積体を
形成する工程と、このガラス微粒子堆積後のガラス棒及
びガラス微粒子堆積体の複合プリフォームを上方に移動
させ、上記ガラス微粒子堆積用チャンバの上方に連続し
て設けられた内径の大きな第2の加熱炉において、上記
ガラス棒及びガラス微粒子堆積体の複合プリフォームを
加熱して脱水及び透明ガラス化する工程とを有すること
を特徴とする光ファイバ母材の製造方法。1. A step of depositing glass fine particles on a lower end of a seed rod suspended from above in a chamber for depositing glass fine particles to form a glass fine particle deposit body for an axially grown core, The glass particle deposit is moved downward to heat the glass particle deposit in a first heating furnace having a small inner diameter continuously provided below the glass particle deposition chamber for dehydration and transparent vitrification. Steps to be carried out, and by pulling up the glass rod for core obtained by being made into vitrified glass in the above chamber for depositing glass particles, depositing glass particles for cladding around the glass rod for core. The step of forming the glass fine particle deposit for clad and the composite preform of the glass rod and the glass fine particle deposit after the glass fine particle deposition are moved upward, A second heating furnace having a large inner diameter continuously provided above the child deposition chamber, and heating the composite preform of the glass rod and the glass fine particle deposit to perform dehydration and transparent vitrification. And a method for manufacturing an optical fiber preform.
のガラス微粒子の堆積とに兼用されるガラス微粒子堆積
用チャンバと、コア用のガラス微粒子堆積体を加熱して
脱水および透明ガラス化を行うための、上記チャンバの
下方において該チャンバと連続するよう同軸的に配置さ
れた内径が小さい第1の加熱炉と、クラッド用のガラス
微粒子堆積体を加熱して脱水および透明ガラス化を行う
ための、上記チャンバの上方において該チャンバと連続
するよう同軸的に配置された内径が大きい第2の加熱炉
とを備えることを特徴とする光ファイバ母材の製造装
置。2. A glass fine particle deposition chamber which is used both for depositing glass fine particles for a core and glass fine particles for a cladding, and a glass fine particle deposit for a core are heated for dehydration and transparent vitrification. A first heating furnace having a small inner diameter, which is arranged coaxially below the chamber so as to be continuous with the chamber, and a glass fine particle deposit for cladding are heated to perform dehydration and transparent vitrification. An apparatus for manufacturing an optical fiber preform, comprising: a second heating furnace having a large inner diameter, which is coaxially arranged above the chamber and is continuous with the chamber.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62129500A JPH0791082B2 (en) | 1987-05-25 | 1987-05-25 | Method and apparatus for manufacturing optical fiber preform |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62129500A JPH0791082B2 (en) | 1987-05-25 | 1987-05-25 | Method and apparatus for manufacturing optical fiber preform |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63291832A JPS63291832A (en) | 1988-11-29 |
| JPH0791082B2 true JPH0791082B2 (en) | 1995-10-04 |
Family
ID=15011015
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62129500A Expired - Lifetime JPH0791082B2 (en) | 1987-05-25 | 1987-05-25 | Method and apparatus for manufacturing optical fiber preform |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0791082B2 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2125508C (en) * | 1993-06-16 | 2004-06-08 | Shinji Ishikawa | Process for producing glass preform for optical fiber |
| CN111386249B (en) * | 2017-12-01 | 2023-01-10 | 古河电气工业株式会社 | Glass body manufacturing device, glass body manufacturing method, set transfer mechanism, and set heating mechanism |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61158836A (en) * | 1984-12-29 | 1986-07-18 | Furukawa Electric Co Ltd:The | Production of parent material for optical glass |
| JPS61291434A (en) * | 1985-06-19 | 1986-12-22 | Furukawa Electric Co Ltd:The | Production of base material for optical fiber |
-
1987
- 1987-05-25 JP JP62129500A patent/JPH0791082B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63291832A (en) | 1988-11-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA1120727A (en) | Method of producing glass optical filaments | |
| CA1251044A (en) | Fluorine doped optical waveguide | |
| Schultz | Fabrication of optical waveguides by the outside vapor deposition process | |
| KR830002158B1 (en) | Method for forming optical waveguide preform having continuously removable starting member | |
| CN103224325B (en) | Optical fiber preform cladding fluorine doping method | |
| JP4870573B2 (en) | Alkali-doped optical fiber, preform thereof and method for producing the same | |
| Blankenship et al. | The outside vapor deposition method of fabricating optical waveguide fibers | |
| JPS61155225A (en) | Manufacture of optical wave guide tube | |
| KR100518058B1 (en) | The fabrication of optical fiber preform in mcvd | |
| CN1472150A (en) | Method for producing fibre-optical precast stick | |
| JPH051221B2 (en) | ||
| KR100521958B1 (en) | method and apparatus for fabricating of optical fiber preform with double torch in MCVD | |
| JPS58208146A (en) | Manufacture of base material for radiation resistant optical fiber | |
| JPH0791082B2 (en) | Method and apparatus for manufacturing optical fiber preform | |
| JP2612871B2 (en) | Method of manufacturing graded-in-desk type optical fiber preform | |
| JPH0463365B2 (en) | ||
| JPH0327491B2 (en) | ||
| JPS60145927A (en) | Method for manufacturing base material for optical fiber | |
| JPS63315531A (en) | Production of optical fiber preform | |
| JP2540056B2 (en) | Method for manufacturing fluorine-containing clad optical fiber foam | |
| AU698054B2 (en) | Increasing the retention of GeO2 during production of glass articles | |
| JPS60204634A (en) | Production of base material for optical fiber and apparatus for producing same | |
| JPS63285128A (en) | Manufacturing method of optical fiber base material | |
| JPS6144725A (en) | Method of treating quartz porous glass layer | |
| JPH06122527A (en) | Manufacturing method of optical fiber preform |