JP4459481B2

JP4459481B2 - Manufacturing method and manufacturing apparatus of porous preform for optical fiber

Info

Publication number: JP4459481B2
Application number: JP2001205002A
Authority: JP
Inventors: 学齋藤; さやか伊東
Original assignee: Fujikura Ltd
Current assignee: Fujikura Ltd
Priority date: 2001-07-05
Filing date: 2001-07-05
Publication date: 2010-04-28
Anticipated expiration: 2021-07-05
Also published as: JP2003020244A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、光ファイバ用コア母材にガラス微粒子を堆積させることによって光ファイバ用多孔質母材を形成する光ファイバ用多孔質母材の製造方法に関し、ガラス微粒子の堆積量の長手方向の変動を少なく抑制するものであって、前記光ファイバ用多孔質母材から製造される光ファイバの長手方向の特性変動を少なく抑制するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光ファイバ用ガラス母材の製造方法としては、外付け法が良く知られている。この方法は、ＶＡＤ法、ＭＣＶＤ法、ＰＣＶＤ法などの公知の方法によって得られた光ファイバ用コア母材の両端に、ダミー部材を接続して出発部材とし、この出発部材の表面にガラス微粒子を堆積させて光ファイバ用多孔質母材とし、この光ファイバ用多孔質母材を焼結して光ファイバ用ガラス母材とする方法である。
【０００３】
上記外付け法は、一般的に、図１５に示すような手順によって実施されている。
図１５（ａ）において、符号２０は、光ファイバ用多孔質母材の製造装置である。光ファイバ用多孔質母材の製造装置２０は、チャンバ２１と、光ファイバ用コア母材１の両端にダミー部材２を接続してなる出発部材３をその軸を中心に回転させるガラス旋盤２５と、ガラス旋盤２５上に取り付けられ、出発部材３を把持する一対のチャック２３および２４と、原料ガスを燃焼してガラス微粒子を発生させ、前記ガラス微粒子を出発部材３の外周に堆積させるための２本のバーナ１１と、バーナ１１を出発部材３の長手方向に往復運動させるガイドレール１２と、未反応のガラス原料ガス、反応によって生成したガス、および過剰のガラス微粒子等を排気するための排気口２２とを備えている。
【０００４】
まず、前記図１５（ａ）に示すように、光ファイバ用コア母材１の両端にダミー部材２を接続してなる出発部材３をチャンバ２１内に配置し、その両端部をチャック２３および２４によって把持する。
次いで、図１５（ｂ）に示すように前記チャック２３および２４に連結されているガラス旋盤２５によって出発部材３を回転させながら、ガイドレール１２上を往復運動するバーナ１１にガラス原料ガスを送り、火炎加水分解反応によりガラス微粒子を発生させ、このガラス微粒子を出発部材３の外周に吹き付けて堆積させ、ガラス微粒子層４を成長させる。このとき、排気口２２から、未反応のガラス原料ガス、反応によって生成したガス、および過剰のガラス微粒子等を排気して、ガラス微粒子層４の汚染および不均一な堆積を防止する。所定の重量までガラス微粒子を堆積させることによって、光ファイバ用多孔質母材５が得られる。
次いで、図１５（ｃ）に示すように、光ファイバ用多孔質母材５の表面に堆積したガラス微粒子層４を加熱炉３１内で焼結して透明ガラス化させることによって光ファイバ用ガラス母材が得られる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記外付け法において、光ファイバ用コア母材の全長および径は、その製造方法および光ファイバの種類に依存する。しかし、上記外付け法に用いられる装置は、製造コストの点から、光ファイバ用コア母材の全長および径に依らず、同じものを使用するのが普通である。また、ダミー部材の長さは、作業性の都合から、通常一定とされる。さらに、チャックは、制御系の観点から一方は可動にされ、他方は位置固定とされる。そのため、光ファイバ用コア母材は、チャンバの中央部に位置するとは限らず、偏った位置に配置されることもある。
【０００６】
しかしながら、光ファイバ用コア母材が、チャンバ内において偏った位置に配置された場合、バーナから放出されるガラス微粒子の気流がチャンバの壁面によって乱されるので、光ファイバ用コア母材において、チャンバの壁面に近い部位と遠い部位とでは、その上へのガラス微粒子の堆積量が変動していた。
このガラス微粒子の堆積量の変動は、シングルモード光ファイバを製造する場合には、特に問題とならない。しかし、分散シフト光ファイバまたは分散補償光ファイバ等の光ファイバを製造する場合には、ガラス微粒子の堆積量の変動が、長手方向での光ファイバの特性、特に波長分散に無視できない影響を与えるという問題があった。
【０００７】
光ファイバの種類によって、前記ガラス微粒子の堆積量の変動による光ファイバの特性への影響の度合いが異なることは、次のように考えられる。
前記波長分散は、大きく、材料分散と構造分散とに分けられる。材料分散は、光ファイバの材料が同じならば、ほとんど一定である。構造分散は、光ファイバの内部構造、特に、屈折率分布に依存して決まる。前記ガラス微粒子の堆積量の変動は、この構造分散に影響を与える。
シングルモード光ファイバでは、光ファイバの屈折率分布が比較的単純であり、構造分散の波長分散への寄与が小さいため、前記ガラス微粒子の堆積量の変動の、波長分散への影響は問題とならないほど小さい。
【０００８】
一方、分散シフト光ファイバは、屈折率分布を調節して構造分散を変化させ、光ファイバの損失が最も低くなる１５５０ｎｍ付近に、零分散波長を移したものである。また、分散補償光ファイバは、単位長さあたりの分散を負の値に大きくしたものであり、伝送用光ファイバの累積分散を補償し、光信号の劣化を防止するためのものである。これらの光ファイバでは、構造分散が変動すると、波長分散が大きく変動する。このため、前記ガラス微粒子の堆積量の変動の、波長分散への影響は大きい。
【０００９】
以上述べたように、ガラス微粒子の堆積量が長手方向で変動すると、構造分散が影響を受け、光ファイバの特性が長手方向で大きく変動するので、光ファイバの一部の区間が特性不良になり、歩留りが低下していた。
本発明は上記事情を鑑みてなされたものであって、長手方向におけるガラス微粒子の堆積量の変動の小さい光ファイバ用多孔質母材の製造方法およびその方法を実施するための製造装置の提供を課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記課題は、前記出発部材をチャンバ内に配置する際、前記光ファイバ用コア母材の一端から、前記出発部材の軸の延長線上にあって、前記光ファイバ用コア母材の一端に最も近いチャンバの一部位までの距離をＤ_１、前記光ファイバ用コア母材の他端から、前記出発部材の軸の延長線上にあって、前記光ファイバ用コア母材の他端に最も近いチャンバの一部位までの距離をＤ_２、前記光ファイバ用コア母材の長さをＬ_Ｅ、前記出発部材の軸の延長線上にあって、前記光ファイバ用コア母材の一端に最も近いチャンバの一部位から、前記出発部材の軸の延長線上にあって、前記光ファイバ用コア母材の他端に最も近いチャンバの一部位までの距離をＬ _Ｃとするとき、（Ｄ_１−Ｄ_２）／Ｌ_Ｅの値が−０．１５〜０．１５となるように、かつ、Ｌ _Ｃ／Ｌ _Ｅの値が２．３〜３．０となるように、出発部材をチャンバ内に配置することによって解決される。
【００１１】
これによって、ガラス微粒子の堆積量の変動をさらに小さく抑制することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の光ファイバ用多孔質母材の製造方法に使用される装置の一例を示す図である。図１において、符号２０は、光ファイバ用多孔質母材の製造装置である。
この光ファイバ用多孔質母材の製造装置２０は、チャンバ２１と、このチャンバ２１内に置かれ、光ファイバ用コア母材１の両端にダミー部材２を接続してなる出発部材３を把持し、その軸を中心に回転させるガラス旋盤２５と、原料ガスを燃焼してガラス微粒子を発生させ、前記ガラス微粒子を出発部材の外周に堆積させるための２本のバーナ１１とを備えている。
【００１３】
前記出発部材３は、旋盤２５上の一対のチャック２３、２４によってその両端部が把持されている。チャック２３および２４は、旋盤２５から着脱自由となっている。一方のチャック２３は、出発部材３の取り付けおよび取り外し作業のために、また、出発部材３の長さが異なる場合のために、可動式となっている。ま他方のチャック２４は位置が固定されている。
【００１４】
チャンバ２１には、バーナ１１の反対側に、未反応の原料ガス、反応によって生成したガス、および過剰のガラス微粒子等を排気するための排気口２２が設置されている。排気口２２には図示しない排気装置が接続され、チャンバ内のガスを吸引するようになっている。
バーナ１１は、出発部材３の長手方向に設置されたガイドレール１２上に取り付けられ、図示しない駆動装置によって、ガイドレール１２上を往復運動するようになっている。
【００１５】
本発明においては、前記出発部材３をチャンバ２１内に配置する際、前記光ファイバ用コア母材１の一端から、前記出発部材３の軸の延長線上にあって、前記光ファイバ用コア母材１の一端に最も近いチャンバ２１の一部位までの距離をＤ₁ 、光ファイバ用コア母材１の他端から、前記出発部材３の軸の延長線上にあって、前記光ファイバ用コア母材１の他端に最も近いチャンバ２１の一部位までの距離をＤ₂ 、光ファイバ用コア母材１の長さをＬ_E とするとき、（Ｄ₁ −Ｄ₂ ）／Ｌ_E の値を−０．１５〜０．１５に、さらに好ましくは−０．０３〜０．０３となるように、出発部材３をチャンバ２１内に配置する。
【００１６】
上記（Ｄ₁ −Ｄ₂ ）／Ｌ_E の値を−０．１５〜０．１５の範囲内にすることによって、光ファイバ用コア母材１は、チャンバ２１の中央部に配置されるので、バーナ１１から放出されるガラス微粒子の気流がチャンバ２１の壁面によって乱される影響を最小限に抑制し、出発部材３上へのガラス微粒子の堆積量の変動を小さくすることができる。
上記（Ｄ₁ −Ｄ₂ ）／Ｌ_E の値が−０．１５未満、または０．１５を超えると、チャンバの壁面による気流の乱れの影響を十分に抑制することができず、出発部材３上へのガラス微粒子の堆積量の変動が大きくなるので、好ましくない。
上記（Ｄ₁ −Ｄ₂ ）／Ｌ_E の値の調節は、例えば、チャック２３または２４を、適切な寸法または構造のものに交換することによって行うことができる。
【００１７】
本発明においては、さらに、前記光ファイバ用コア母材の長さをＬ_E 、前記出発部材の軸の延長線上にあって、前記光ファイバ用コア母材の一端に最も近いチャンバの一部位から、前記出発部材の軸の延長線上にあって、前記光ファイバ用コア母材の他端に最も近いチャンバの一部位に至るまでの距離をＬ_C とするとき、Ｌ_C ／Ｌ_E の値を１．８以上とし、さらに好ましくは２．３〜３．０とすることによって、出発部材３上へのガラス微粒子の堆積量の変動をさらに小さくすることができる。
上記Ｌ_C ／Ｌ_E が１．８未満では、ガラス微粒子の堆積量の変動を十分に抑制できない。また、３．０を超えると、装置の占有面積が大きくなり、好ましくない。
【００１８】
上記Ｌ_C ／Ｌ_E の値の調節は、例えば、チャンバ２１を適切な寸法のものに交換することによってもよく、あるいは、チャンバとして、セパラブルなもの、またはスライド式等の方式を利用して上記Ｌ_C の寸法が可変であるチャンバを使用することによってもよい。
【００１９】
本発明の光ファイバ用多孔質母材の製造方法においては、上記（Ｄ₁ −Ｄ₂ ）／Ｌ_E の値またはＬ_C ／Ｌ_E の値を上述の範囲内に調節して出発部材３をチャンバ２１内に配置した後は、従来の光ファイバ用多孔質母材の製造方法と同様の手順に従って、出発部材３上へのガラス微粒子の堆積を行えばよい。
また、本発明の光ファイバ用多孔質母材の製造装置においては、上記（Ｄ₁ −Ｄ₂ ）／Ｌ_E の値またはＬ_C ／Ｌ_E の値を上述の範囲内に調節するほかは、従来の光ファイバ用多孔質母材の製造装置と同様の構成の装置を使用することができる。
【００２０】
以下、本発明を実施例により説明するが、本発明をこれにより限定するものではない。
光ファイバ用コア母材として、シングルモード光ファイバのためのもの、分散シフト光ファイバのためのもの、および、分散補償光ファイバのためのものを用意した。実施例および比較例のすべてにおいて、光ファイバ用コア母材の長さＬ_E は１０００ｍｍとした。
【００２１】
また、光ファイバ用多孔質母材を製造する装置として、実施例においては図１に示す装置を、また、比較例においては図８に示す装置を用いた。
図１に示す装置においては、Ｄ₁ は６５０ｍｍ、Ｄ₂ は６５０ｍｍ、Ｌ_C は２３００ｍｍとし、（Ｄ₁ −Ｄ₂ ）／Ｌ_E は０、Ｌ_C ／Ｌ_E は２．３であった。また、図８に示す装置においては、Ｄ₁ は４５０ｍｍ、Ｄ₂ は２５０ｍｍ、Ｌ_C は１７００ｍｍとし、（Ｄ₁ −Ｄ₂ ）／Ｌ_E は０．２、Ｌ_C ／Ｌ_E は１．７であった。
【００２２】
上記光ファイバ用コア母材をダミー部材と接続した後、外付け法によって光ファイバ用多孔質母材を製造した。さらにこれを焼結して、光ファイバ用ガラス母材とした。さらに、それぞれの光ファイバ用ガラス母材を線引きして光ファイバを製造した。
【００２３】
それぞれの光ファイバ用ガラス母材について、光ファイバ用コア母材における位置と、「外付け倍率の誤差」との関係を測定した。本発明における「外付け倍率の誤差」とは、光ファイバ用コア母材のある位置における外径をＤ_C 、その位置に対応する光ファイバ用ガラス母材上の位置における外径をＤ_G とするとき、比Ｄ_G ／Ｄ_C を「外付け倍率」と定義し、光ファイバ用コア母材および光ファイバ用ガラス母材の全長にわたる外付け倍率の平均を「平均外付け倍率」とおくとき、その位置での外付け倍率と平均外付け倍率との差を平均外付け倍率に対する百分率で表したものである。
【００２４】
さらに、それぞれの光ファイバについて、公知の方法によって特性検査を行った。検査項目および規格における上限値および下限値は、シングルモード光ファイバについては表１に、分散シフト光ファイバについては表２に、分散補償光ファイバについては表３に示すとおりである。
【００２５】
【表１】

【００２６】
【表２】

【００２７】
【表３】

【００２８】
さらに、規格に適合した範囲の、全長に対する割合を「規格適合率」として、これを定量した。
【００２９】
［実施例１］
図１に示す装置を用いて、シングルモード光ファイバ用コア母材の外付けを行った後、焼結によってシングルモード光ファイバ用ガラス母材を製造した。さらに、これを線引きしてシングルモード光ファイバを製造した。
実施例１のシングルモード光ファイバ用ガラス母材における外付け倍率の誤差を図２に、また、実施例１のシングルモード光ファイバの特性検査の結果を図３に示す。図３において、測定値は○または×の符号を添えた実線で、また、規格の上限値または下限値は破線で示した。
実施例１のシングルモード光ファイバにおける外付け倍率の誤差は、比較例１のものにおける外付け倍率の誤差に比べて、変動が小さいものであった。また、実施例１のシングルモード光ファイバ光ファイバの規格適合率は１００％であり、全長にわたって規格に適合した。
【００３０】
［実施例２］
図１に示す装置を用いて、分散シフト光ファイバ用コア母材の外付けを行った後、これを焼結して分散シフト光ファイバ用ガラス母材を製造した。さらにこれを線引きして分散シフト光ファイバを製造した。
実施例２の分散シフト光ファイバ用ガラス母材における外付け倍率の誤差を図４に、また、実施例２の分散シフト光ファイバの特性検査の結果を図５に示す。図５において、測定値は○または×の符号を添えた実線で、また、規格の上限値または下限値は破線で示した。
実施例２の分散シフト光ファイバにおける外付け倍率の誤差は、比較例２のものにおける外付け倍率の誤差に比べて、変動が小さいものであった。また、実施例２の分散シフト光ファイバの規格適合率は１００％であり、全長にわたって規格に適合した。
【００３１】
［実施例３］
図１に示す装置を用いて、分散補償光ファイバ用コア母材の外付けを行った後、これを焼結して分散補償光ファイバ用ガラス母材を製造した。さらに、これを線引きして分散補償光ファイバを製造した。
実施例３の分散補償光ファイバ用ガラス母材における外付け倍率の誤差を図６に、また、実施例３の分散補償光ファイバの特性検査の結果を図７に示す。図７において、測定値は○の符号を添えた実線で、規格の上限値または下限値は破線で示した。
実施例３の分散補償光ファイバにおける外付け倍率の誤差は、比較例３のものにおける外付け倍率の誤差に比べて、変動が小さいものであった。また、実施例３の分散補償光ファイバの規格適合率は約９５％であった。
【００３２】
［比較例１］
図８に示す装置を用いて、シングルモード光ファイバ用コア母材の外付けを行った後、これを焼結してシングルモード光ファイバ用ガラス母材を製造した。さらにこれを線引きしてシングルモード光ファイバを製造した。
比較例１のシングルモード光ファイバ用ガラス母材における外付け倍率の誤差を図９に、また、比較例１のシングルモード光ファイバの特性検査の結果を図１０に示す。図１０において、測定値は○または×の符号を添えた実線で、また、規格の上限値または下限値は破線で示した。
比較例１のシングルモード光ファイバは、実施例１のものに比べると長手方向での特性の変動が大きいものの、規格適合率は１００％であり、全長にわたって規格に適合していた。
【００３３】
［比較例２］
図８に示す装置を用いて、分散シフト光ファイバ用コア母材の外付けを行った後、焼結によって分散シフト光ファイバ用ガラス母材を製造した。さらに、これを線引きして分散シフト光ファイバを製造した。
比較例２の分散シフト光ファイバ用ガラス母材における外付け倍率の誤差を図１１に、また、比較例２の分散シフト光ファイバに対する特性検査の結果を図１２に示す。図１２において、測定値は○または×の符号を添えた実線で、また、規格の上限値または下限値は破線で示した。
比較例２の分散シフト光ファイバは、長手方向での特性の変動が大きく、規格適合率は約３０％であった。
【００３４】
［比較例３］
図８に示す装置を用いて、分散補償光ファイバ用コア母材の外付けを行った後、焼結によって分散補償光ファイバ用ガラス母材を製造した。さらに、これを線引きして分散補償光ファイバを製造した。
比較例３の分散補償光ファイバ用ガラス母材における外付け倍率の誤差を図１３に、また、比較例３の分散補償光ファイバに対する特性検査の結果を図１４に示す。図１４において、測定値は○の符号を添えた実線で、また、規格の上限値または下限値は破線で示した。
比較例３の分散補償光ファイバは、長手方向での特性の変動が大きく、規格適合率は約４０％であった。
【００３５】
さらに、実施例１〜３および比較例１〜３の光ファイバの製造ならびに特性検査をそれぞれ１０回実施した。得られた光ファイバの規格適合率を表４に示す。
【００３６】
【表４】

【００３７】
表４に示す結果から分かるように、実施例の光ファイバでは、安定して高い規格適合率を示した。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の光ファイバ用多孔質母材の製造方法によれば、出発部材をチャンバ内に配置する際、前記光ファイバ用コア母材の一端から、前記出発部材の軸の延長線上にあって、前記光ファイバ用コア母材の一端に最も近いチャンバの一部位までの距離をＤ₁ 、光ファイバ用コア母材の他端から、前記出発部材の軸の延長線上にあって、前記光ファイバ用コア母材の他端に最も近いチャンバの一部位までの距離をＤ₂ 、光ファイバ用コア母材の長さをＬ_E とするとき、（Ｄ₁ −Ｄ₂ ）／Ｌ_E の値が−０．１５〜０．１５となるように、出発部材をチャンバ内に配置するので、出発母材上へのガラス微粒子の堆積量の変動は小さくなる。そのため、得られた光ファイバ用多孔質出発母材を焼結し、線引きして得られる光ファイバは、長手方向の特性変動が極めて小さいものとなり、長手方向の特性が安定し、歩留りが著しく向上する。
【００３９】
さらに、前記光ファイバ用コア母材の長さをＬ_E 、前記出発部材の軸の延長線上にあって、前記光ファイバ用コア母材の一端に最も近いチャンバの一部位と、前記出発部材の軸の延長線上にあって、前記光ファイバ用コア母材の他端に最も近いチャンバの一部位までの距離をＬ_C とするとき、Ｌ_C／Ｌ_E≧１．８になるようにチャンバの寸法を調節することによって、さらにガラス微粒子の堆積量の変動をさらに小さく抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光ファイバ用多孔質母材の製造方法に使用される製造装置の一例を示す図である。
【図２】本発明の実施例１のシングルモード光ファイバにおける外付け倍率の誤差を示す図である。
【図３】本発明の実施例１のシングルモード光ファイバの特性検査の結果を示す図である。
【図４】本発明の実施例２の分散シフト光ファイバ用ガラス母材における外付け倍率の誤差を示す図である。
【図５】本発明の実施例２の分散シフト光ファイバの特性検査の結果を示す図である。
【図６】本発明の実施例３の分散補償光ファイバ用ガラス母材における外付け倍率の誤差を示す図である。
【図７】本発明の実施例３の分散補償光ファイバの特性検査の結果を示す図である。
【図８】比較例の光ファイバ用多孔質母材の製造に使用された製造装置を示す図である。
【図９】比較例１のシングルモード光ファイバ用ガラス母材における外付け倍率の誤差を示す図である。
【図１０】比較例１のシングルモード光ファイバの特性検査の結果を示す図である。
【図１１】比較例２の分散シフト光ファイバ用ガラス母材における外付け倍率の誤差を示す図である。
【図１２】比較例２の分散シフト光ファイバの特性検査の結果を示す図である。
【図１３】比較例３の分散補償光ファイバ用ガラス母材における外付け倍率の誤差を示す図である。
【図１４】比較例３の分散補償光ファイバの特性検査の結果を示す図である。
【図１５】従来の光ファイバ用多孔質母材の製造方法を説明する図である。
【符号の説明】
１…光ファイバ用コア母材、２…ダミー部材、３…出発部材、４…ガラス微粒子層、５…光ファイバ用多孔質母材、１１…バーナ、２０…光ファイバ用多孔質母材の製造装置、２１…チャンバ、２３…チャック、２４…チャック、２５…ガラス旋盤。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for producing a porous optical fiber preform by depositing glass particulates on an optical fiber core preform, and relates to a method for producing a porous preform for optical fibers. In other words, the characteristic fluctuation in the longitudinal direction of the optical fiber manufactured from the porous optical fiber preform is suppressed to be small.
[0002]
[Prior art]
An external method is well known as a method for producing a glass preform for an optical fiber. In this method, a dummy member is connected to both ends of an optical fiber core preform obtained by a known method such as the VAD method, MCVD method, or PCVD method to form a starting member, and glass fine particles are applied to the surface of the starting member. In this method, a porous preform for optical fiber is deposited, and the porous preform for optical fiber is sintered to obtain a glass preform for optical fiber.
[0003]
The external method is generally carried out according to a procedure as shown in FIG.
In FIG. 15A, reference numeral 20 denotes an optical fiber porous preform manufacturing apparatus. The optical fiber porous preform manufacturing apparatus 20 includes a chamber 21 and a glass lathe 25 that rotates a starting member 3 formed by connecting a dummy member 2 to both ends of the optical fiber core preform 1 around its axis. A pair of

chucks

23 and 24 mounted on the glass lathe 25 and gripping the

starting member

3 and 2 for burning the raw material gas to generate glass particles and depositing the glass particles on the outer periphery of the starting member 3. Book burner 11, guide rail 12 for reciprocating the burner 11 in the longitudinal direction of the starting member 3, and an exhaust port for exhausting unreacted glass raw material gas, gas generated by the reaction, excess glass fine particles, and the like 22.
[0004]
First, as shown in FIG. 15A, a starting member 3 in which a dummy member 2 is connected to both ends of an optical fiber core preform 1 is disposed in a chamber 21, and both ends thereof are

chucks

23 and 24. Grab by.
Next, as shown in FIG. 15B, the glass raw material gas is sent to the burner 11 that reciprocates on the guide rail 12 while rotating the starting member 3 by the glass lathe 25 connected to the

chucks

23 and 24, Glass fine particles are generated by a flame hydrolysis reaction, and the glass fine particles are sprayed and deposited on the outer periphery of the starting member 3 to grow the glass fine particle layer 4. At this time, unreacted glass raw material gas, gas generated by the reaction, excess glass fine particles and the like are exhausted from the exhaust port 22 to prevent contamination and non-uniform deposition of the glass fine particle layer 4. By depositing the glass fine particles to a predetermined weight, the optical fiber porous preform 5 is obtained.
Next, as shown in FIG. 15 (c), the glass fine particle layer 4 deposited on the surface of the optical fiber porous preform 5 is sintered in a heating furnace 31 to form a transparent glass, thereby forming a glass preform for the optical fiber. A material is obtained.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In the above external method, the total length and diameter of the optical fiber core preform depend on the manufacturing method and the type of optical fiber. However, from the viewpoint of manufacturing cost, the same apparatus is usually used as the apparatus used for the external attachment method regardless of the total length and diameter of the optical fiber core preform. Further, the length of the dummy member is usually constant for convenience of workability. Further, one of the chucks is movable from the viewpoint of the control system, and the other is fixed in position. For this reason, the optical fiber core preform is not necessarily located at the central portion of the chamber, but may be disposed at a biased position.
[0006]
However, when the optical fiber core preform is disposed at a biased position in the chamber, the air flow of the glass particles emitted from the burner is disturbed by the wall surface of the chamber. The amount of the glass fine particles deposited on the portion near and far from the wall of the glass fluctuated.
This variation in the amount of deposited glass fine particles is not particularly problematic when a single mode optical fiber is manufactured. However, when manufacturing an optical fiber such as a dispersion-shifted optical fiber or a dispersion-compensating optical fiber, fluctuations in the amount of deposited glass particles have a non-negligible effect on the characteristics of the optical fiber in the longitudinal direction, particularly wavelength dispersion. There was a problem.
[0007]
It is considered as follows that the degree of the influence on the characteristics of the optical fiber due to the variation in the amount of the deposited glass particles varies depending on the type of the optical fiber.
The chromatic dispersion is largely divided into material dispersion and structural dispersion. The material dispersion is almost constant if the material of the optical fiber is the same. The structural dispersion is determined depending on the internal structure of the optical fiber, particularly the refractive index distribution. Variations in the deposition amount of the glass fine particles affect the structural dispersion.
In a single-mode optical fiber, the refractive index distribution of the optical fiber is relatively simple, and the contribution of structural dispersion to chromatic dispersion is small. Small enough.
[0008]
On the other hand, the dispersion-shifted optical fiber is obtained by adjusting the refractive index distribution to change the structural dispersion and shifting the zero dispersion wavelength to around 1550 nm where the loss of the optical fiber is lowest. The dispersion compensating optical fiber has a dispersion per unit length increased to a negative value, and compensates the accumulated dispersion of the transmission optical fiber to prevent optical signal degradation. In these optical fibers, when the structural dispersion varies, the chromatic dispersion varies greatly. For this reason, the influence of the variation in the amount of deposited glass fine particles on the wavelength dispersion is large.
[0009]
As described above, if the amount of deposited glass particles fluctuates in the longitudinal direction, the structural dispersion is affected, and the characteristics of the optical fiber fluctuate greatly in the longitudinal direction. Therefore, some sections of the optical fiber have poor characteristics. Yield was falling.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a method for manufacturing a porous optical fiber preform with a small variation in the amount of glass fine particles deposited in the longitudinal direction and a manufacturing apparatus for carrying out the method. Let it be an issue.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The problem is that, when the starting member is disposed in the chamber, it is located on an extension line of the axis of the starting member from one end of the optical fiber core preform and is closest to one end of the optical fiber core preform. D ₁ the distance to the part position of the chamber, from the other end of the optical fiber core preform, in the extension of the axis of said starting member, closest chamber to the other end of the optical fiber core preform distance D ₂ to some place, the length of L _E of the optical fiber core _preform, said be on an extension line of the axis of the starting member, closest chamber at one end of the optical fiber core preform one from the site, in the extension of the axis of said starting member, the distance to the part position nearest the chamber to the other end of the optical fiber core preform when the _{_{L C, (D 1 -D 2}} ) / so that the value of L _E is -0.15～0.15, _One, the value of L C / _{L E} is such that 2.3 to 3.0, is solved by placing the starting member in the chamber.
[0011]
Thereby , the fluctuation | variation of the deposition amount of glass particulates can be suppressed further smaller.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram showing an example of an apparatus used in the method for producing a porous preform for an optical fiber according to the present invention. In FIG. 1, the code | symbol 20 is a manufacturing apparatus of the porous preform | base_material for optical fibers.
This optical fiber porous preform manufacturing apparatus 20 holds a chamber 21 and a starting member 3 placed in the chamber 21 and having dummy members 2 connected to both ends of the optical fiber core preform 1. , A glass lathe 25 that rotates about its axis, and two burners 11 for burning the raw material gas to generate glass particles and depositing the glass particles on the outer periphery of the starting member.
[0013]
The starting member 3 is gripped at both ends by a pair of

chucks

23 and 24 on a lathe 25. The

chucks

23 and 24 are freely detachable from the lathe 25. One chuck 23 is movable for attaching and detaching the starting member 3 and when the length of the starting member 3 is different. The other chuck 24 is fixed in position.
[0014]
The chamber 21 is provided with an exhaust port 22 on the opposite side of the burner 11 for exhausting unreacted source gas, gas generated by the reaction, excess glass fine particles, and the like. An exhaust device (not shown) is connected to the exhaust port 22 so as to suck the gas in the chamber.
The burner 11 is mounted on a guide rail 12 installed in the longitudinal direction of the starting member 3 and reciprocates on the guide rail 12 by a driving device (not shown).
[0015]
In the present invention, when the starting member 3 is disposed in the chamber 21, the optical fiber core preform is located on an extension line of the axis of the starting member 3 from one end of the optical fiber core preform 1. D _{1 is} the distance from the other end of the optical fiber core preform 1 to the part of the chamber 21 closest to one end of the optical fiber ₁ , and is on the extension line of the axis of the starting member 3, and the optical fiber core preform D ₂ a distance to some place nearest the chamber 21 to 1 of the other end, when the length of the optical fiber core preform 1 and L _E, the value of _{_{(D 1 -D 2) / L}} E - The starting member 3 is arranged in the chamber 21 so that it becomes 0.15-0.15, more preferably -0.03-0.03.
[0016]
By the range of -0.15～0.15 the value of the _{_{(D 1 -D 2) / L}} E, core preform 1 for an optical fiber, since it is arranged at the center of the chamber 21, It is possible to minimize the influence of the air flow of the glass fine particles discharged from the burner 11 being disturbed by the wall surface of the chamber 21, and to reduce the fluctuation of the amount of the glass fine particles deposited on the starting member 3.
The (D ₁ -D ₂₎ / L values of _E is less than -0.15, or exceeds 0.15, it is difficult to sufficiently suppress the influence of turbulence due to the wall of the chamber, the starting member 3 Since the fluctuation of the amount of glass fine particles deposited on the surface becomes large, it is not preferable.
Adjustment of the value of the _{_{(D 1 -D 2) / L}} E , for example, the

chuck

23 or 24 can be performed by exchanging the ones suitable size or structure.
[0017]
In the present invention, further, the length of the optical fiber core preform is L _E , which is on the extension line of the axis of the starting member, and from a portion of the chamber closest to one end of the optical fiber core preform. , in the extension of the axis of said starting member, the distance up to the part position nearest the chamber to the other end of the optical fiber core preform when the L _C, values of L _C / L _E By setting it to 1.8 or more, and more preferably 2.3 to 3.0, it is possible to further reduce fluctuations in the amount of glass fine particles deposited on the starting member 3.
Is less than the L _C / L _E 1.8, it can not be sufficiently suppressed variation of the deposition amount of glass particles. On the other hand, if it exceeds 3.0, the occupied area of the apparatus becomes large, which is not preferable.
[0018]
Adjusting the values of the L _C / L _E may be, for example, by exchanging the one chamber 21 of suitable size, or as a chamber, utilizing a method of ones separable, or sliding such as the It is also possible to use a chamber in which the dimension of L _C is variable.
[0019]
In the method of manufacturing an optical fiber porous preform of the present invention, the (D ₁ -D ₂₎ / L values or L _C / L starting member 3 the value was adjusted to within the aforementioned range of _E of _E After placement in the chamber 21, glass fine particles may be deposited on the starting member 3 according to the same procedure as the conventional method for producing a porous preform for an optical fiber.
Further, in the apparatus for manufacturing an optical fiber porous preform of the present invention, in addition to adjusting the value of the _{_{(D 1 -D 2) / L}} E values or L _C / L _E in the range described above, An apparatus having a configuration similar to that of a conventional optical fiber porous preform manufacturing apparatus can be used.
[0020]
EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention, this invention is not limited by this.
As a core material for an optical fiber, a material for a single mode optical fiber, a material for a dispersion shifted optical fiber, and a material for a dispersion compensating optical fiber were prepared. In all of the examples and comparative examples, the length L _E of the optical fiber core preform was 1000 mm.
[0021]
Further, as an apparatus for producing a porous preform for optical fiber, the apparatus shown in FIG. 1 was used in the examples, and the apparatus shown in FIG. 8 was used in the comparative example.
In the apparatus shown in FIG. 1, D ₁ is 650 mm, D ₂ is 650 mm, L _C is a _{_{2300mm, (D 1 -D 2)}} / L E is 0, L _C / L _E was 2.3. In the apparatus shown in FIG. 8, D ₁ is 450 mm, D ₂ is 250 mm, L _C is a _{_{1700mm, (D 1 -D 2)}} / L E is 0.2, L _C / L _E 1.7 Met.
[0022]
After the optical fiber core preform was connected to the dummy member, an optical fiber porous preform was manufactured by an external method. Furthermore, this was sintered to obtain a glass preform for optical fiber. Furthermore, each optical fiber glass preform was drawn to produce an optical fiber.
[0023]
For each optical fiber glass preform, the relationship between the position of the optical fiber core preform and the “external magnification error” was measured. In the present invention, “external magnification error” means that the outer diameter at a position of the optical fiber core preform is D _C , and the outer diameter at the position on the optical fiber glass preform corresponding to the position is D _G. When the ratio D _G / D _C is defined as “external magnification”, and the average of the external magnification over the entire length of the optical fiber core preform and the optical fiber glass preform is referred to as “average external magnification” The difference between the external magnification at that position and the average external magnification is expressed as a percentage of the average external magnification.
[0024]
Further, the characteristics of each optical fiber were inspected by a known method. The upper and lower limits in the inspection items and standards are as shown in Table 1 for single mode optical fibers, Table 2 for dispersion shifted optical fibers, and Table 3 for dispersion compensating optical fibers.
[0025]
[Table 1]

[0026]
[Table 2]

[0027]
[Table 3]

[0028]
Furthermore, the ratio of the range that conforms to the standard to the total length was defined as the “standard conformance rate” and was quantified.
[0029]
[Example 1]
A single-mode optical fiber glass preform was manufactured by sintering after externally attaching a single-mode optical fiber core preform using the apparatus shown in FIG. Further, this was drawn to produce a single mode optical fiber.
The error of the external magnification in the glass base material for the single mode optical fiber of Example 1 is shown in FIG. 2, and the result of the characteristic inspection of the single mode optical fiber of Example 1 is shown in FIG. In FIG. 3, the measured value is indicated by a solid line with a symbol “◯” or “X”, and the upper limit value or lower limit value of the standard is indicated by a broken line.
The error of the external magnification in the single mode optical fiber of Example 1 was smaller than the error of the external magnification in Comparative Example 1. Moreover, the standard conformity rate of the single mode optical fiber of Example 1 was 100%, and it conformed to the standard over the entire length.
[0030]
[Example 2]
1 was used to externally attach a dispersion-shifted optical fiber core preform, which was then sintered to produce a dispersion-shifted optical fiber glass preform. Furthermore, this was drawn to produce a dispersion shifted optical fiber.
FIG. 4 shows the error of the external magnification in the glass base material for the dispersion-shifted optical fiber of Example 2, and FIG. 5 shows the result of the characteristic inspection of the dispersion-shifted optical fiber of Example 2. In FIG. 5, the measured value is indicated by a solid line with a symbol “◯” or “X”, and the upper limit value or lower limit value of the standard is indicated by a broken line.
The error of the external magnification in the dispersion-shifted optical fiber of Example 2 was smaller than the error of the external magnification in Comparative Example 2. In addition, the standard conformity ratio of the dispersion shifted optical fiber of Example 2 was 100%, and it conformed to the standard over the entire length.
[0031]
[Example 3]
Using the apparatus shown in FIG. 1, the dispersion-compensating optical fiber core preform was externally attached and then sintered to produce a dispersion-compensating optical fiber glass preform. Further, this was drawn to produce a dispersion compensating optical fiber.
FIG. 6 shows the error of the external magnification in the glass base material for the dispersion-compensating optical fiber of Example 3, and FIG. 7 shows the result of the characteristic inspection of the dispersion-compensating optical fiber of Example 3. In FIG. 7, the measured value is indicated by a solid line with a symbol “◯”, and the upper limit value or lower limit value of the standard is indicated by a broken line.
The error of the external magnification in the dispersion compensating optical fiber of Example 3 was smaller in variation than the error of the external magnification in Comparative Example 3. The standard conformity rate of the dispersion compensating optical fiber of Example 3 was about 95%.
[0032]
[Comparative Example 1]
Using the apparatus shown in FIG. 8, a single-mode optical fiber core preform was externally attached and then sintered to produce a single-mode optical fiber glass preform. Furthermore, this was drawn to produce a single mode optical fiber.
FIG. 9 shows the error of the external magnification in the glass base material for single mode optical fiber of Comparative Example 1, and FIG. 10 shows the result of the characteristic inspection of the single mode optical fiber of Comparative Example 1. In FIG. 10, the measured value is indicated by a solid line with a symbol “◯” or “X”, and the upper limit value or lower limit value of the standard is indicated by a broken line.
The single mode optical fiber of Comparative Example 1 had a larger variation in characteristics in the longitudinal direction than that of Example 1, but the standard conformity rate was 100%, and it conformed to the standard over the entire length.
[0033]
[Comparative Example 2]
Using the apparatus shown in FIG. 8, a dispersion-shifted optical fiber core preform was externally attached, and then a dispersion-shifted optical fiber glass preform was produced by sintering. Further, this was drawn to produce a dispersion shifted optical fiber.
FIG. 11 shows the error of the external magnification of the glass base material for the dispersion-shifted optical fiber of Comparative Example 2, and FIG. 12 shows the result of the characteristic inspection for the dispersion-shifted optical fiber of Comparative Example 2. In FIG. 12, the measured value is indicated by a solid line with a symbol “◯” or “X”, and the upper limit value or lower limit value of the standard is indicated by a broken line.
The dispersion-shifted optical fiber of Comparative Example 2 had a large variation in characteristics in the longitudinal direction, and the standard conformance rate was about 30%.
[0034]
[Comparative Example 3]
After attaching the dispersion compensating optical fiber core preform externally using the apparatus shown in FIG. 8, a dispersion compensating optical fiber glass preform was manufactured by sintering. Further, this was drawn to produce a dispersion compensating optical fiber.
FIG. 13 shows the error of the external magnification of the glass base material for dispersion-compensating optical fiber of Comparative Example 3, and FIG. 14 shows the result of characteristic inspection for the dispersion-compensating optical fiber of Comparative Example 3. In FIG. 14, the measured value is indicated by a solid line with a symbol “◯”, and the upper limit value or lower limit value of the standard is indicated by a broken line.
The dispersion compensating optical fiber of Comparative Example 3 had a large variation in characteristics in the longitudinal direction, and the standard conformance rate was about 40%.
[0035]
Furthermore, manufacture and the characteristic inspection of the optical fiber of Examples 1-3 and Comparative Examples 1-3 were each implemented 10 times. Table 4 shows the standard conformity ratio of the obtained optical fiber.
[0036]
[Table 4]

[0037]
As can be seen from the results shown in Table 4, the optical fibers of the examples stably showed a high standard conformance rate.
[0038]
【The invention's effect】
As described above, according to the method for producing a porous preform for an optical fiber of the present invention, when the starting member is disposed in the chamber, the shaft of the starting member is arranged from one end of the core preform for the optical fiber. The distance from the other end of the optical fiber core base material to the part of the chamber closest to one end of the optical fiber core base material is D ₁ , and is on the extension line of the axis of the starting member. Te, distance D ₂ to the part position nearest the chamber to the other end of the optical fiber core preform, when the length of the optical fiber core preform and _{_{_{L E, (D 1 -D 2}}} ) / as the value of L _E is -0.15～0.15, since placing a starting member in the chamber, the smaller the variation in the amount of deposition of glass particles onto the starting base material. For this reason, the obtained optical fiber is made by sintering and drawing the porous optical fiber preform, and the characteristic fluctuation in the longitudinal direction is extremely small, the characteristic in the longitudinal direction is stable, and the yield is remarkably improved. To do.
[0039]
Furthermore, the length of the optical fiber core preform is L _E , a portion of the chamber that is on the extension line of the axis of the starting member and is closest to one end of the optical fiber core preform, L _C / L _E ≧ 1.8, where L _C is the distance to one part of the chamber that is on the extension of the axis and is closest to the other end of the optical fiber core preform. By adjusting the dimensions, it is possible to further suppress fluctuations in the amount of deposited glass particles.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an example of a production apparatus used in a method for producing a porous preform for optical fibers according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating an error of external magnification in the single mode optical fiber according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing the results of a characteristic inspection of a single mode optical fiber according to Example 1 of the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing an error of external magnification in a glass substrate for dispersion-shifted optical fiber according to Example 2 of the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing the results of a characteristic inspection of a dispersion-shifted optical fiber according to Example 2 of the present invention.
FIG. 6 is a diagram showing an error of external magnification in the glass base material for a dispersion compensating optical fiber according to Example 3 of the present invention.
FIG. 7 is a diagram showing the results of a characteristic inspection of a dispersion compensating optical fiber according to Example 3 of the present invention.
FIG. 8 is a view showing a manufacturing apparatus used for manufacturing a porous preform for an optical fiber according to a comparative example.
9 is a diagram showing an error of an external magnification in the glass preform for a single mode optical fiber of Comparative Example 1. FIG.
10 is a diagram showing the results of a characteristic inspection of a single mode optical fiber of Comparative Example 1. FIG.
FIG. 11 is a diagram showing an error of external magnification in the dispersion-shifted optical fiber glass preform of Comparative Example 2.
12 is a diagram showing the results of a characteristic inspection of a dispersion-shifted optical fiber of Comparative Example 2. FIG.
13 is a diagram showing an error of an external magnification in the dispersion-compensating optical fiber glass preform of Comparative Example 3. FIG.
14 is a diagram showing the result of a characteristic inspection of a dispersion compensating optical fiber of Comparative Example 3. FIG.
FIG. 15 is a diagram for explaining a conventional method for producing a porous preform for an optical fiber.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Optical fiber core base material, 2 ... Dummy member, 3 ... Starting member, 4 ... Glass fine particle layer, 5 ... Optical fiber porous base material, 11 ... Burner, 20 ... Production of optical fiber porous base material Equipment: 21 ... Chamber, 23 ... Chuck, 24 ... Chuck, 25 ... Glass lathe.

Claims

A starting member formed by connecting dummy members to both ends of an optical fiber core preform is placed in a chamber provided with a burner, and glass fine particles synthesized in the flame of the burner are placed on the outer periphery of the starting member. In the method for producing a porous optical fiber preform, which is deposited to form an optical fiber porous preform,
When the starting member is disposed in the chamber, a portion of the chamber that is on an extension line of the axis of the starting member from one end of the optical fiber core preform and is closest to one end of the optical fiber core preform. D ₁ the distance to, from the other end of the optical fiber core preform, in the extension of the axis of said starting member, to some position nearest the chamber to the other end of the optical fiber core preform distance D _2, the length of L _E of the optical fiber core _preform, in the extension of the axis of said starting member from one site of the nearest chamber at one end of the optical fiber core preform, said be on an extension line of the axis of the starting member, the distance up to the part position nearest the chamber to the other end of the optical fiber core preform when the _{_{L C, (D 1 -D 2}} ) / L E as the value becomes -0.15～0.15, and As the value of _{C /} L _E is from 2.3 to 3.0, the production method of the porous preform for an optical fiber, which comprises placing a starting member in the chamber.

A glass, a lathe that is placed in the chamber, is formed by connecting dummy members to both ends of the optical fiber core base material, and rotates around its axis, and a raw material gas is burned to produce glass In an apparatus for producing a porous preform for an optical fiber comprising a burner for generating fine particles and depositing the glass fine particles on the outer periphery of a starting member,
When the starting member is disposed in the chamber, a portion of the chamber that is on an extension line of the axis of the starting member from one end of the optical fiber core preform and is closest to one end of the optical fiber core preform. D ₁ , from the other end of the optical fiber core preform to a portion of the chamber that is on the extension of the axis of the starting member and is closest to the other end of the optical fiber core preform distance D _2, the length of L _E of the optical fiber core _preform, in the extension of the axis of said starting member from one site of the nearest chamber at one end of the optical fiber core preform, said be on an extension line of the axis of the starting member, the distance up to the part position nearest the chamber to the other end of the optical fiber core preform when the _{_{L C, (D 1 -D 2}} ) / L E as the value becomes -0.15～0.15, and _{C /} L as the value of _E is from 2.3 to 3.0, adjusted manufacturing apparatus porous preform for an optical fiber, characterized in that the.