JP2013056787A - Method for manufacturing optical fiber preform - Google Patents
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Abstract
【課題】低コストで高品質のマルチモード光ファイバ用の母材を製造することができる光ファイバ母材の製造方法を提供する。
【解決手段】グレーデッドインデックス形の屈折率分布を有するコア部11の外側に、屈折率が純石英よりも低く、かつコア部11の半径を超えない厚さのトレンチ層13を備える光ファイバ母材Gの製造方法であって、コア部11となるガラス微粒子をVAD法で堆積させた後に脱水及び焼結して透明なコアガラス体G2を製造し、コアガラス体G2を延伸してコアガラスロッドG3とし、コアガラスロッドG3の外側にフッ素を含むガスを用いてOVD法でガラス微粒子を堆積させた後に脱水及び焼結する、または、コアガラスロッドG3の外側にOVD法でガラス微粒子を堆積させた後にフッ素を含むガスで脱水及び焼結することにより、トレンチ層13を含む透明ガラス体G4とし、透明ガラス体G4の外周部にクラッド層14を形成する。
【選択図】図1An optical fiber preform manufacturing method capable of manufacturing a high-quality multimode optical fiber preform at low cost.
An optical fiber mother is provided with a trench layer 13 having a refractive index lower than that of pure quartz and having a thickness not exceeding the radius of the core portion 11 outside the core portion 11 having a graded index type refractive index distribution. A method for producing a material G, in which glass fine particles to be the core portion 11 are deposited by the VAD method, followed by dehydration and sintering to produce a transparent core glass body G2, and the core glass body G2 is stretched to obtain a core glass. The rod G3 is used, and glass particles are deposited by the OVD method using fluorine-containing gas outside the core glass rod G3, and then dehydrated and sintered, or the glass particles are deposited by the OVD method outside the core glass rod G3. After that, by dehydrating and sintering with a gas containing fluorine, the transparent glass body G4 including the trench layer 13 is formed, and the cladding layer 14 is formed on the outer periphery of the transparent glass body G4. To.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、光ファイバの母材となる光ファイバ母材の製造方法に関する。 The present invention relates to a method of manufacturing an optical fiber preform that is a preform of an optical fiber.
データセンター内の接続、LAN接続あるいは車載ケーブル等に使用される光ファイバとして、曲げに強いマルチモード光ファイバ(MMF)が用いられている。
このようなマルチモード光ファイバには、第1の半径およびプロファイル・アルファを有するコア領域と、第1の半径から第2の半径まで半径方向に延在する内側クラッドと、第2の半径から第3の半径まで半径方向に延在するトレンチと、第4の半径まで延在する外側クラッドとを備え、コア領域の最大屈折率、内側クラッドの屈折率、トレンチの屈折率、外側クラッドの屈折率が特定の値を有するものがある(例えば、特許文献1参照)。
As an optical fiber used for connection in a data center, LAN connection, in-vehicle cable, etc., a multi-mode optical fiber (MMF) resistant to bending is used.
Such a multimode optical fiber includes a core region having a first radius and a profile alpha, an inner cladding extending radially from the first radius to the second radius, and from the second radius to the second radius. A trench extending radially to a radius of 3 and an outer cladding extending to a fourth radius, the maximum refractive index of the core region, the refractive index of the inner cladding, the refractive index of the trench, the refractive index of the outer cladding Has a specific value (for example, see Patent Document 1).
また、外側光学クラッドで取り巻かれた光学コアを含むマルチモード光ファイバであって、光学コアが、アルファインデックス形屈折率分布を呈する中心コアと、中心コアの周縁にあって、外側光学クラッドに対する屈折率差を持つディプレスト・トレンチと、を含み、中心コアの直径が50±3μmの値を持ち、また、ディプレスト・トレンチの幅が0.5μm〜2μmであり、さらに、外側光学クラッドに対するディプレスト・トレンチの屈折率差が−4×10−3〜−1×10−3であるようなマルチモード光ファイバも知られている(例えば、特許文献2参照)。 Also, a multimode optical fiber including an optical core surrounded by an outer optical cladding, the optical core being at the periphery of the central core exhibiting an alpha index type refractive index profile, and being refracted with respect to the outer optical cladding. A depressed core with a central core diameter of 50 ± 3 μm, a depressed trench width of 0.5 μm to 2 μm, and a depth with respect to the outer optical cladding. There is also known a multimode optical fiber in which the refractive index difference of the prestress trench is −4 × 10 −3 to −1 × 10 −3 (for example, see Patent Document 2).
さらに、クラッド部より高屈折率のコア部と、その周囲のクラッド部と、コア部を囲むように設けられクラッド部より低屈折率のトレンチ層とを有し、コア部は、クラッド部より高屈折率の材料からなる中央の第1コアと、第1コアの周りに、屈折率が第1コアと異なり、かつクラッド部より高屈折率の材料からなる第2コアとからなるマルチモード光ファイバも知られている(例えば、特許文献3参照)。 Furthermore, it has a core part having a higher refractive index than the cladding part, a surrounding cladding part, and a trench layer provided so as to surround the core part and having a lower refractive index than the cladding part, and the core part is higher than the cladding part. A multi-mode optical fiber comprising a central first core made of a material having a refractive index and a second core having a refractive index different from that of the first core and made of a material having a higher refractive index than that of the cladding portion around the first core. Is also known (see, for example, Patent Document 3).
また、勾配屈折率ガラスコア、およびコアを取り囲み、コアと接触したクラッドであって、クラッドが、コアを取り囲む屈折率の減少した環状部分を有し、屈折率の減少した環状部分が、複数の孔を有するガラスを含むものであるクラッド、を備えたマルチモード光ファイバも知られている(例えば、特許文献4参照)。 And a gradient refractive index glass core, and a clad surrounding the core and in contact with the core, wherein the clad has an annular portion with a reduced refractive index surrounding the core, and the annular portion with the reduced refractive index has a plurality of annular portions. A multimode optical fiber including a clad including glass having holes is also known (see, for example, Patent Document 4).
上記のようなマルチモード光ファイバ用の光ファイバ母材を製造する方法としては、中心のグレーデッドコアからトレンチ層までをPCVD法またはMCVD法(内付け法)で合成する方法がある。この方法は、例えば、トレンチ層となる屈折率を有するガラス管の内側に、徐々に屈折率が高くなるように、ゲルマニウム等の添加量を増やしてガラスを内付けしていくことにより、ガラス管の内側に、屈折率分布が放物線形状となるグレーデッドインデックス(GI)形のコアとなる部分を形成する。この方法では、内付けしても最後には中心孔が残るので、外側から加熱して中心孔を収縮させることにより、中心孔を埋めて中実化(コラプス)する。 As a method of manufacturing the optical fiber preform for the multimode optical fiber as described above, there is a method of synthesizing the center graded core to the trench layer by the PCVD method or the MCVD method (internal method). In this method, for example, the glass tube is internally added by increasing the addition amount of germanium or the like so that the refractive index gradually increases inside the glass tube having a refractive index to become a trench layer. A portion serving as a graded index (GI) core in which the refractive index distribution has a parabolic shape is formed. In this method, since the center hole remains at the end even if it is attached inside, the center hole is contracted by heating from the outside, so that the center hole is filled and solidified (collapsed).
ところが、このような内付け法による製造方法では、内付けするガラス管の径をあまり大きくできないため、光ファイバ母材のサイズを大きくすることができない。そのため、一つの光ファイバ母材を線引きして光ファイバを製造すると、通常の光ファイバ母材から線引きした場合よりも短い100km〜200km程度の換算長の光ファイバしか製造できず、製造コストが嵩んでしまう。 However, in such a manufacturing method using the internal method, the diameter of the glass tube to be attached cannot be increased so much that the size of the optical fiber preform cannot be increased. Therefore, when an optical fiber is manufactured by drawing one optical fiber preform, only an optical fiber having a conversion length of about 100 km to 200 km, which is shorter than the case of drawing from an ordinary optical fiber preform, can be manufactured. I'll be stuck.
また、マルチモード光ファイバ用の光ファイバ母材の他の製造方法として、OVD法でグレーデッドインデックス形のコア部からトレンチ層までを合成する方法がある。この方法では、まず、バーナにガラス原料ガスとともにGeCl4を供給してガラス微粒子を堆積させ、グレーデッドインデックス形のコア部のガラス微粒子堆積体を作製し、その周囲にトレンチ部となるガラス微粒子を堆積させる。 In addition, as another manufacturing method of the optical fiber preform for the multimode optical fiber, there is a method of synthesizing the graded index type core portion to the trench layer by the OVD method. In this method, first, glass fine particles are deposited by supplying GeCl 4 together with a glass raw material gas to a burner to prepare a glass fine particle deposit of a graded index core portion, and glass fine particles that become a trench portion are formed around it. Deposit.
ところで、トレンチ層を形成するためには、高濃度でフッ素を添加する必要があるが、ガラス微粒子堆積時にトレンチ層に局所的にフッ素を添加することは極めて困難であった。また、コア部とトレンチ層のガラス微粒子を堆積した後、脱水焼結時にフッ素を含むガス雰囲気にしてフッ素を添加しようとすると、グレーデッドインデックス形としたコア部で、屈折率を上げるGeO2と屈折率を下げるフッ素の共添加となって互いに相殺し、レイリー散乱損失が上がって伝送損失が増加してしまうとともに、フッ素とゲルマニウムの拡散により、コア部とトレンチ層との界面の屈折率プロファイルがぼやけてしまい、意図した屈折率分布からずれてしまう。また、グレーデッドインデックス形のコア部からトレンチ層の全域にフッ素を添加しなければならず、製造コストが嵩んでしまう。 By the way, in order to form the trench layer, it is necessary to add fluorine at a high concentration, but it is extremely difficult to locally add fluorine to the trench layer at the time of depositing the glass fine particles. Further, after depositing the glass particles of the core and the trench layer, when trying to add fluorine in a gas atmosphere containing fluorine at the time of dehydration sintering, GeO 2 that increases the refractive index in the graded index core Co-addition of fluorine that lowers the refractive index offsets each other, increasing Rayleigh scattering loss and increasing transmission loss, and diffusion of fluorine and germanium results in a refractive index profile at the interface between the core and the trench layer. It becomes blurred and deviates from the intended refractive index distribution. In addition, fluorine must be added from the graded index core to the entire trench layer, which increases the manufacturing cost.
本発明の目的は、低コストで高品質のマルチモード光ファイバ用の母材を製造することができる光ファイバ母材の製造方法を提供することにある。 The objective of this invention is providing the manufacturing method of the optical fiber preform which can manufacture the preform | base_material for high quality multimode optical fibers at low cost.
上記課題を解決することのできる本発明の光ファイバ母材の製造方法は、放物線状の屈折率分布を有するコア部の外側に、屈折率が純石英よりも低く、かつ前記コア部の半径を超えない厚さのトレンチ層を備える光ファイバ母材の製造方法であって、
前記コア部となるガラス微粒子をVAD法で堆積させた後に脱水及び焼結して透明なコアガラス体を製造するコアガラス体製造工程と、
前記コアガラス体を延伸してコアガラスロッドとする延伸工程と、
前記コアガラスロッドの外側にフッ素を含むガスを用いてOVD法でガラス微粒子を堆積させた後に脱水及び焼結する、または、前記コアガラスロッドの外側にOVD法でガラス微粒子を堆積させた後にフッ素を含むガスで脱水及び焼結することにより、トレンチ層を含む透明ガラス体とするトレンチ層形成工程と、
前記透明ガラス体の外周部にクラッド層を形成するクラッド層形成工程と、
を含むことを特徴とする。
The method of manufacturing an optical fiber preform of the present invention that can solve the above-described problem is that the refractive index is lower than that of pure quartz and the radius of the core portion is outside the core portion having a parabolic refractive index distribution. A method of manufacturing an optical fiber preform comprising a trench layer having a thickness not exceeding,
A core glass body manufacturing step of manufacturing a transparent core glass body by dehydrating and sintering after depositing glass fine particles to be the core portion by a VAD method;
A stretching step of stretching the core glass body to form a core glass rod;
The glass particles are deposited on the outside of the core glass rod by the OVD method and then dehydrated and sintered, or the glass particles are deposited on the outside of the core glass rod by the OVD method. A trench layer forming step to form a transparent glass body including a trench layer by dehydrating and sintering with a gas containing
A cladding layer forming step of forming a cladding layer on the outer periphery of the transparent glass body;
It is characterized by including.
本発明の光ファイバ母材の製造方法において、前記トレンチ層形成工程における前記ガラス微粒子の堆積時に前記コアガラスロッドの重量を測定し、前記測定された重量が所定重量となった際に前記ガラス微粒子の堆積を終了することが好ましい。 In the method of manufacturing an optical fiber preform according to the present invention, the weight of the core glass rod is measured when the glass particles are deposited in the trench layer forming step, and the glass particles are measured when the measured weight reaches a predetermined weight. It is preferable to finish the deposition.
本発明の光ファイバ母材の製造方法において、前記トレンチ層形成工程における前記ガラス微粒子の堆積時に、前記コアガラスロッドの長手方向各位置での外径を常時測定し、その測定結果に基づいて、長手方向にわたってガラス微粒子が均一に堆積するように、ガラス微粒子を生成するバーナへのガラス原料ガス供給量を制御することが好ましい。 In the manufacturing method of the optical fiber preform of the present invention, during the deposition of the glass fine particles in the trench layer forming step, always measure the outer diameter at each position in the longitudinal direction of the core glass rod, based on the measurement results, It is preferable to control the supply amount of the glass raw material gas to the burner that generates the glass fine particles so that the glass fine particles are uniformly deposited in the longitudinal direction.
本発明の光ファイバ母材の製造方法において、前記コアガラス体製造工程で、放物線状の屈折率分布を有する部分の外周に、実効的に添加剤を含まない所定厚の純石英の薄層を形成しておくことが好ましい。 In the method for manufacturing an optical fiber preform of the present invention, a pure silica thin layer having a predetermined thickness that effectively contains no additive is formed on the outer periphery of a portion having a parabolic refractive index distribution in the core glass body manufacturing step. It is preferable to form it.
本発明の光ファイバ母材の製造方法において、前記トレンチ層形成工程における堆積させたガラス微粒子の嵩密度を0.2g/cm3以上0.5g/cm3以下とすることが好ましい。 In the method for producing an optical fiber preform of the present invention, it is preferable that the bulk density of the glass fine particles deposited in the trench layer forming step is 0.2 g / cm 3 or more and 0.5 g / cm 3 or less.
本発明によれば、コア部となるガラス微粒子をVAD法で堆積した後に脱水及び焼結して、透明なコアガラス体を製造し、このコアガラス体を延伸させてコアガラスロッドとし、その後、OVD法によってトレンチ層を容易に形成することができる。つまり、本発明によれば、光ファイバとした際にレイリー散乱損失が上がって伝送損失が増加することなく、意図した屈折率分布となる高品質な光ファイバ母材を、製造コストを極力抑えつつ容易に製造することができる。 According to the present invention, glass fine particles that become the core portion are deposited by the VAD method, and then dehydrated and sintered to produce a transparent core glass body, and the core glass body is stretched to form a core glass rod. The trench layer can be easily formed by the OVD method. In other words, according to the present invention, when an optical fiber is used, a high-quality optical fiber preform having an intended refractive index distribution can be suppressed as much as possible without increasing the Rayleigh scattering loss and increasing the transmission loss. It can be manufactured easily.
以下、本発明に係る光ファイバ母材の製造方法の実施の形態の例を、図面を参照して説明する。
通信用の光ファイバとして、複数のモードを伝搬させるマルチモード光ファイバ(MMF)が用いられている。マルチモード光ファイバの主な屈折率分布の種別は、ステップインデックス(SI)形と、グレーデッドインデックス(GI)形との2種類がある。
本実施形態の光ファイバ母材の製造方法では、上記のグレーデッドインデックスタイプのマルチモード光ファイバとなる光ファイバ母材を製造する。
Hereinafter, an example of an embodiment of a method for manufacturing an optical fiber preform according to the present invention will be described with reference to the drawings.
A multimode optical fiber (MMF) that propagates a plurality of modes is used as an optical fiber for communication. There are two main types of refractive index distribution of the multimode optical fiber: a step index (SI) type and a graded index (GI) type.
In the method for manufacturing an optical fiber preform according to the present embodiment, an optical fiber preform that is the graded index type multimode optical fiber is manufactured.
図1に示すように、光ファイバ母材Gは、コア部11を有している。このコア部11は、その中心部が最も高い屈折率を有し、半径方向の外側に向かって次第に低屈折率になるグレーデッドインデックス形(放物線状)の屈折率分布を持っており、伝送する光信号の広がり(モード分散)を抑える構造となっている。また、このコア部11には、その外周部分に薄層12が設けられている。この薄層12は、実効的に添加剤を含まない純石英からなるものであり、所定厚に形成されている。
As shown in FIG. 1, the optical fiber preform G has a
また、コア部11の外側には、屈折率が純石英よりも低く、かつコア部11の半径を超えない厚さのトレンチ層13を備えている。このトレンチ層13を設けることにより、光ファイバとした際に、コア部11から外部への光の漏れが防がれ、曲げによる伝送損失も抑えられる。このトレンチ層13の外周側は、純石英からなるクラッド層14とされている。
A
上記の光ファイバ母材Gの一例を示すと、薄層12及びクラッド層14を構成する純石英の屈折率を基準とする比屈折率ΔNが、コア部11は+0.97%以上+1.30%以下であり、トレンチ層13は−0.60%以上−0.25%以下である。また、光ファイバ母材Gの直径をRとしたときに、コア部11の直径は0.40R以上0.64R以下、薄層12の厚さは0.008R以上0.024R以下、トレンチ層13の厚さは0.02R以上0.10R以下とされている。
As an example of the optical fiber preform G described above, the relative refractive index ΔN based on the refractive index of pure quartz constituting the
上記のトレンチ層13の厚さは、コア部11の半径の10%から30%程度の範囲に相当する。このトレンチ層13の厚さがコア部11の半径の10%に満たないと、光の漏れ防止や曲げ時における伝送損失の抑制効果が十分に得られなくなり、また、トレンチ層13の厚さがコア部11の半径の40%を超えると、開口数(NA)が大きくなりすぎてしまう。
なお、薄層12の厚さは0.008R以上0.024R以下とされているが、これは、光ファイバ母材Gを線引きして光ファイバとしたときに、厚さが1μm以上3μm以下となるように設定されている。
The thickness of the
The thickness of the
次に、上記構成の光ファイバ母材Gを製造する場合について説明する。
(コアガラス体製造工程)
まず、コアガラス体となるガラス微粒子堆積体G1をVAD法で形成する。具体的には、図2に示すように、支持装置21に支持されて軸回りに回転する出発材22に対して、反応容器23内で斜め下方からバーナ24の火炎を吹き付ける。このバーナ24には、ガラス原料ガス(SiCl4,GeCl4)、燃焼ガス(H2)及び助燃ガス(O2)が供給される。そして、このバーナ24から酸水素火炎による加水分解反応によって合成されるガラス微粒子を出発材22に吹き付けながら軸方向へ移動させる。これにより、出発材22に、ガラス微粒子を堆積させ、ガラス微粒子堆積体G1を製造する。このとき、バーナ24の中心部の温度を高くすることにより、GeO2の濃度分布を制御し、グレーデッドインデックス形の屈折率分布とする。
Next, the case where the optical fiber preform G having the above configuration is manufactured will be described.
(Core glass body manufacturing process)
First, a glass fine particle deposit G1 to be a core glass body is formed by the VAD method. Specifically, as shown in FIG. 2, the flame of the
また、このガラス微粒子堆積体G1におけるグレーデッドインデックス形の屈折率分布を有する部分の外周に、薄層12となる実効的にゲルマニウムやフッ素等の添加剤を含まない所定厚の純石英の層を形成しておく。なお、この薄層12となる純石英層は、VAD法またはOVD法によって形成する。
その後、このガラス微粒子堆積体G1を、約16時間程度の時間をかけて脱水及び焼結して透明化し、直径50mm〜60mm程度のコアガラス体G2とする。
Further, a pure quartz layer having a predetermined thickness that does not contain an additive such as germanium or fluorine, which effectively becomes a
Thereafter, the glass fine particle deposit G1 is dehydrated and sintered over a period of about 16 hours to be transparent, thereby obtaining a core glass body G2 having a diameter of about 50 mm to 60 mm.
(延伸工程)
コアガラス体G2を加熱して軟化させながら張力をかけることで軸方向に延伸し、直径20mm〜40mm程度のコアガラスロッドG3とする。
(Stretching process)
The core glass body G2 is stretched in the axial direction by applying tension while being softened by heating to obtain a core glass rod G3 having a diameter of about 20 mm to 40 mm.
(トレンチ層形成工程)
コアガラスロッドG3の外側にOVD法でトレンチ層13を形成し、このコアガラスロッドG3を、トレンチ層13を有する透明ガラス体G4とする。具体的には、図3に示すように、上下の支持装置31に支持されて軸回りに回転するコアガラスロッドG3に対して、反応容器33内で複数のバーナ34の火炎を吹き付ける。これらのバーナ34には、ガラス原料ガス(SiCl4)、燃焼ガス(H2)及び助燃ガス(O2)が供給される。そして、これらのバーナ34から加水分解反応によって合成されるガラス微粒子をコアガラスロッドG3に吹き付けながら、バーナ34に対してコアガラスロッドG3を軸方向へ相対的に往復移動させる。これにより、コアガラスロッドG3の周囲に、ガラス微粒子を層状に堆積させる。そして、ガラス微粒子の堆積後、脱水及び焼結して透明化させ、コアガラスロッドG3の外周にトレンチ層13が形成された透明ガラス体G4とする。
(Trench layer formation process)
The
なお、このトレンチ層形成工程において、ガラス微粒子を堆積する時、または脱水及び焼結する時に、トレンチ層13にフッ素を添加する。
ガラス微粒子を堆積する時にフッ素を添加するには、バーナ34へ供給するガラス原料ガスに四フッ化炭素(CF4)ガスなどを添加する。
In this trench layer forming step, fluorine is added to the
In order to add fluorine when depositing glass particles, carbon tetrafluoride (CF 4 ) gas or the like is added to the glass raw material gas supplied to the
なお、フッ素を添加してガラス微粒子を堆積することは可能であるが、トレンチの機能を実現する程度に低屈折率とされたトレンチ層13を得るには、高濃度でフッ素を添加する必要があり、高濃度でフッ素を添加するのは一般的に難しい。したがって、このトレンチ層13を形成する方法として、コアガラスロッドG3の外側にOVD法により純石英からなるガラス微粒子を堆積させた後に、フッ素を含むガスで脱水及び焼結して形成する方法を用いる方が好ましい。この場合、反応容器33内に四フッ化ケイ素(SiF4)、六フッ化硫黄(SF6)あるいは四フッ化炭素(CF4)うち何れかのガスを導入する。例えば、添加するガスが四フッ化ケイ素(SiF4)ガスである場合、反応容器33内の雰囲気を5%〜15%程度のSiF4ガス濃度とするのが好ましい。
Although it is possible to deposit glass fine particles by adding fluorine, it is necessary to add fluorine at a high concentration in order to obtain the
このトレンチ層13を形成して透明ガラス体G4を製造する工程では、コアガラスロッドG3に堆積させたガラス微粒子の嵩密度が0.2g/cm3以上0.5g/cm3以下となるように、ガラス微粒子を堆積させる。バーナ34に供給する燃焼ガス等の流量を調整することで火炎の温度等を調整し、ガラス微粒子が堆積した部分の嵩密度を調整することが可能である。堆積したガラス微粒子の嵩密度を0.2g/cm3以上0.5g/cm3以下とすれば、嵩密度が低すぎることによる割れ等の発生を抑制して取り扱い性を向上させることができ、また、嵩密度が高すぎることによってフッ素の添加量が不足するような不具合をなくすことができる。
In the process of manufacturing the transparent glass body G4 by forming the
また、このトレンチ層13を形成して透明ガラス体G4を製造する工程では、ガラス微粒子の堆積時に重量を測定し、トレンチ層13の重量がロット間で同じになるように制御する。
トレンチ層13を形成する前のコアガラスロッドG3の重量や長さや直径と、ガラス微粒子の堆積時に増加した分の重量から、トレンチ層13となるガラス微粒子の堆積量を推定できる。具体的には、コアガラスロッドG3を支持する支持装置31にロードセル等の重量計を設けておき、この重量計の測定結果が、予め定めた所定重量となった際に、ガラス微粒子の堆積を終了する。
このように、コアガラスロッドG3の重量を監視してガラス微粒子の堆積の終了タイミングを決定することにより、ロット間でのガラス微粒子堆積量の安定性を図ることができる。
Further, in the process of manufacturing the transparent glass body G4 by forming the
From the weight, length, and diameter of the core glass rod G3 before the
As described above, by monitoring the weight of the core glass rod G3 and determining the end timing of the deposition of the glass particles, it is possible to achieve stability of the amount of the glass particles deposited between lots.
また、このトレンチ層13を形成して透明ガラス体G4を製造する工程では、長手方向にわたってガラス微粒子が均一に堆積するように制御する。
具体的には、コアガラスロッドG3の外径を測定する外径測定装置を長手方向の複数箇所に設けておき、これらの外径測定装置の測定結果に基づいて、各バーナ34へガスを供給する流量調整装置(MFC)35を制御し、バーナ34へのガラス原料ガスの供給量を制御する。
このように、コアガラスロッドG3の長手方向の各位置での外径を監視してバーナ34への原料ガスの流量をフィードバック制御することにより、コアガラスロッドG3の長手方向におけるトレンチ層13となるガラス微粒子の堆積量を均一化させて品質を高めることができる。
Further, in the step of forming the
Specifically, an outer diameter measuring device for measuring the outer diameter of the core glass rod G3 is provided at a plurality of locations in the longitudinal direction, and gas is supplied to each
In this way, by monitoring the outer diameter at each position in the longitudinal direction of the core glass rod G3 and performing feedback control of the flow rate of the source gas to the
(クラッド層形成工程)
透明ガラス体G4の外側にクラッド層14を形成し、光ファイバ母材Gとする。具体的には、透明ガラス体G4の外周に、OVD法によって実質的に添加剤を含まない純石英のガラス微粒子を堆積させ、その後、脱水及び焼結して透明化させて光ファイバ母材Gとする。
(Clad layer forming process)
A
また、クラッド層14を形成する工程においても、予め重量の目標値を設定しておき、支持装置31の重量計の測定結果が所定重量となった際に、ガラス微粒子の堆積を終了する。これにより、長手方向にわたるクラッド層14の厚さを制御し、ロット間でのガラス微粒子堆積量の安定性を図ることができる。
Also in the step of forming the
また、このクラッド層14を形成する工程においても、各外径測定装置の測定結果に基づいて、バーナ34へのガラス原料ガスの供給量を制御する。これにより、コアガラスロッドG3の長手方向におけるクラッド層14となるガラス微粒子の堆積量を均一化させて品質を高めることができる。
なお、クラッド層14の形成は、OVD法に限らず、VAD法で行っても良い。
Also in the step of forming the
The formation of the
そして、このようにして製造した光ファイバ母材Gを線引きすれば、コア部11において半径方向の外側に向かって次第に低屈折率になるグレーデッドインデックス形の屈折率分布を持ち、伝送する光信号の広がり(モード分散)が抑えられ、しかも、トレンチ層13部分でコア部11から外部への光の漏れが防がれ、曲げによる伝送損失も抑えられる光ファイバを製造することができる。
If the optical fiber preform G thus manufactured is drawn, the optical signal to be transmitted has a graded index-type refractive index distribution that gradually decreases in the radial direction toward the outer side in the
本実施形態に係る光ファイバ母材の製造方法によれば、コア部11となるガラス微粒子をVAD法で堆積した後に脱水及び焼結して、透明なコアガラス体G2を製造し、このコアガラス体G2を延伸してコアガラスロッドG3とし、その後、OVD法によってトレンチ層13を容易に形成することができる。つまり、本実施形態によれば、光ファイバとした際にレイリー散乱損失が上がって伝送損失が増加することなく、意図した屈折率分布となる高品質な光ファイバ母材Gを、製造コストを極力抑えつつ容易に製造することができる。
According to the method for manufacturing an optical fiber preform according to this embodiment, glass fine particles to be the
しかも、VAD法でコア部11を作製するので、ガラス管に内付けするMCVD法などに比べて大型の光ファイバ母材Gを低コストで製造でき、また、トレンチ層13の屈折率等の構造を正確に制御することができる。しかも、中心孔を塞ぐ中実化(コラプス)を不要とすることができ、作業の簡略化とともに、中実化(コラプス)によるディップ(屈折率分布の乱れ)を抑えて高帯域の伝送特性に優れた光ファイバを製造することができる。
Moreover, since the
また、トレンチ層となるガラス管を用いる製造方法では、ガラス管を作るときの透明ガラスへの孔あけ工程や、ガラス管に内付けするときの内付け工程におけるバーナの酸水素火炎での加熱時に、OH基がガラス管に混入してしまうことがある。このようなトレンチ層となるガラス管を用いる方法と比較して、本実施形態では、VAD法で作製したコア部11を有するコアガラスロッドG3にOVD法でトレンチ層13を形成するので、トレンチ層13等へのOH混入を抑制することができる。
Moreover, in the manufacturing method using the glass tube used as the trench layer, when heating with the oxyhydrogen flame of the burner in the drilling process to the transparent glass when making the glass tube or the internal process when attaching to the glass tube , OH groups may be mixed into the glass tube. In this embodiment, since the
また、コアガラス体製造工程で、グレーデッドインデックス形の屈折率分布を有するコア部11の外周に、実効的に添加剤を含まない所定厚の純石英の薄層12を形成しておくので、その後の工程でコア部11へ影響を与えることなくトレンチ層13を形成することができる。つまり、コアガラス体G2の外周部分を火炎によってエッチングなどを行って削ったとしても、グレーデッドインデックス形の屈折率分布を有するコア部11への影響を極力抑えることができる。これにより、コア部11における光の高帯域側の伝送周波数帯域が損なわれるような不具合をなくし、良好な伝送特性を得ることができる。
Further, in the core glass body manufacturing process, a
11:コア部、12:薄層、13:トレンチ層、14:クラッド層、34:バーナ、G:光ファイバ母材、G2:コアガラス体、G3:コアガラスロッド、G4:透明ガラス体 11: Core part, 12: Thin layer, 13: Trench layer, 14: Clad layer, 34: Burner, G: Optical fiber preform, G2: Core glass body, G3: Core glass rod, G4: Transparent glass body
Claims (5)
前記コア部となるガラス微粒子をVAD法で堆積させた後に脱水及び焼結して透明なコアガラス体を製造するコアガラス体製造工程と、
前記コアガラス体を延伸してコアガラスロッドとする延伸工程と、
前記コアガラスロッドの外側にフッ素を含むガスを用いてOVD法でガラス微粒子を堆積させた後に脱水及び焼結する、または、前記コアガラスロッドの外側にOVD法でガラス微粒子を堆積させた後にフッ素を含むガスで脱水及び焼結することにより、トレンチ層を含む透明ガラス体とするトレンチ層形成工程と、
前記透明ガラス体の外周部にクラッド層を形成するクラッド層形成工程と、
を含むことを特徴とする光ファイバ母材の製造方法。 A method of manufacturing an optical fiber preform including a trench layer having a thickness lower than that of pure quartz and having a thickness not exceeding the radius of the core part outside the core part having a parabolic refractive index distribution,
A core glass body manufacturing step of manufacturing a transparent core glass body by dehydrating and sintering after depositing glass fine particles to be the core portion by a VAD method;
A stretching step of stretching the core glass body to form a core glass rod;
The glass particles are deposited on the outside of the core glass rod by the OVD method and then dehydrated and sintered, or the glass particles are deposited on the outside of the core glass rod by the OVD method. A trench layer forming step to form a transparent glass body including a trench layer by dehydrating and sintering with a gas containing
A cladding layer forming step of forming a cladding layer on the outer periphery of the transparent glass body;
An optical fiber preform manufacturing method comprising:
前記トレンチ層形成工程における前記ガラス微粒子の堆積時に前記コアガラスロッドの重量を測定し、前記測定された重量が所定重量となった際に前記ガラス微粒子の堆積を終了することを特徴とする光ファイバ母材の製造方法。 It is a manufacturing method of the optical fiber preform according to claim 1,
An optical fiber characterized by measuring the weight of the core glass rod during the deposition of the glass particulates in the trench layer forming step, and terminating the deposition of the glass particulates when the measured weight reaches a predetermined weight. A manufacturing method of a base material.
前記トレンチ層形成工程における前記ガラス微粒子の堆積時に、前記コアガラスロッドの長手方向各位置での外径を常時測定し、その測定結果に基づいて、長手方向にわたってガラス微粒子が均一に堆積するように、ガラス微粒子を生成するバーナへのガラス原料ガス供給量を制御することを特徴とする光ファイバ母材の製造方法。 It is a manufacturing method of the optical fiber preform according to claim 1 or 2,
During the deposition of the glass particulates in the trench layer forming step, the outer diameter at each position in the longitudinal direction of the core glass rod is always measured, and based on the measurement result, the glass particulates are deposited uniformly over the longitudinal direction. A method for producing an optical fiber preform, which controls the amount of glass raw material gas supplied to a burner that produces glass particles.
前記コアガラス体製造工程で、放物線状の屈折率分布を有する部分の外周に、実効的に添加剤を含まない所定厚の純石英の薄層を形成しておくことを特徴とする光ファイバ母材の製造方法。 An optical fiber preform manufacturing method according to any one of claims 1 to 3,
In the core glass body manufacturing step, a thin layer of pure quartz having a predetermined thickness that does not effectively contain an additive is formed on the outer periphery of a portion having a parabolic refractive index distribution. A method of manufacturing the material.
前記トレンチ層形成工程における堆積させたガラス微粒子の嵩密度を0.2g/cm3以上0.5g/cm3以下とすることを特徴とする光ファイバ母材の製造方法。 A method for producing an optical fiber preform according to any one of claims 1 to 4,
The method for producing an optical fiber preform, wherein the bulk density of the glass particles deposited in the trench layer forming step is 0.2 g / cm 3 or more and 0.5 g / cm 3 or less.
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