JPH0791082B2 - 光ファイバ母材の製造方法及び装置 - Google Patents
光ファイバ母材の製造方法及び装置Info
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- 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
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-
- 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
-
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- C03B37/0148—Means for heating preforms during or immediately prior to deposition
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- 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。
関する。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
Claims (2)
- 【請求項１】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。 - 【請求項２】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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62129500A JPH0791082B2 (ja) | 1987-05-25 | 1987-05-25 | 光ファイバ母材の製造方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62129500A JPH0791082B2 (ja) | 1987-05-25 | 1987-05-25 | 光ファイバ母材の製造方法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63291832A JPS63291832A (ja) | 1988-11-29 |
| JPH0791082B2 true JPH0791082B2 (ja) | 1995-10-04 |
Family
ID=15011015
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62129500A Expired - Lifetime JPH0791082B2 (ja) | 1987-05-25 | 1987-05-25 | 光ファイバ母材の製造方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0791082B2 (ja) |
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 (zh) * | 2017-12-01 | 2023-01-10 | 古河电气工业株式会社 | 玻璃体的制造装置、玻璃体的制造方法、套件搬运机构及套件加热机构 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61158836A (ja) * | 1984-12-29 | 1986-07-18 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 光学系ガラス母材の製造方法 |
| JPS61291434A (ja) * | 1985-06-19 | 1986-12-22 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 光フアイバ母材の製造方法 |
-
1987
- 1987-05-25 JP JP62129500A patent/JPH0791082B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63291832A (ja) | 1988-11-29 |
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