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JPH05124831A - 光フアイバの製造方法 - Google Patents

光フアイバの製造方法

Info

Publication number
JPH05124831A
JPH05124831A JP21133691A JP21133691A JPH05124831A JP H05124831 A JPH05124831 A JP H05124831A JP 21133691 A JP21133691 A JP 21133691A JP 21133691 A JP21133691 A JP 21133691A JP H05124831 A JPH05124831 A JP H05124831A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
outer layer
clad
optical fiber
sio
glass
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.)
Pending
Application number
JP21133691A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshihiro Ouchi
義博 大内
Shigetoshi Yamada
成敏 山田
Toshio Koide
年男 小出
Koichi Takahashi
浩一 高橋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujikura Ltd
Original Assignee
Fujikura Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujikura Ltd filed Critical Fujikura Ltd
Priority to JP21133691A priority Critical patent/JPH05124831A/ja
Publication of JPH05124831A publication Critical patent/JPH05124831A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/01Manufacture of glass fibres or filaments
    • C03B37/012Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
    • C03B37/014Manufacture 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]
    • C03B37/01446Thermal after-treatment of preforms, e.g. dehydrating, consolidating, sintering
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/01Manufacture of glass fibres or filaments
    • C03B37/02Manufacture of glass fibres or filaments by drawing or extruding, e.g. direct drawing of molten glass from nozzles; Cooling fins therefor
    • C03B37/025Manufacture of glass fibres or filaments by drawing or extruding, e.g. direct drawing of molten glass from nozzles; Cooling fins therefor from reheated softened tubes, rods, fibres or filaments, e.g. drawing fibres from preforms
    • C03B37/027Fibres composed of different sorts of glass, e.g. glass optical fibres

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Glass Melting And Manufacturing (AREA)
  • Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】コアークラッドー外層の3層構造であって、外
層に圧縮応力を残留させた、耐傷性、疲労特性に優れた
石英系光ファイバを簡単な方法により製造する。 【構成】VAD法によって、コア、クラッド、外層の3
層構造のガラス微粒子からなる光ファイバ用中間母材を
作る。或は、コアとクラッドの一部からなる透明ガラス
ロッドを予め作り、その周りに残りのクラッドと外層と
をガラス微粒子状で作り光ファイバ用中間母材とする。
このとき、クラッドのガラス微粒子のカサ密度を所定の
値よりも大きく、外層のガラス微粒子のカサ密度を所定
の値よりも小さくなるようにする。この光ファイバ用中
間母材をフッ素含有ガス雰囲気で透明ガラス化すると、
カサ密度の小さい外層のみにフッ素がドープされた母材
となる。この母材を溶融線引きしてファイバ化すると、
線引き時の張力をクラッドが負担し、その解放後には外
層に圧縮応力が残留することになる。このため、製造後
にファイバに引張応力がかかっても、この残留応力によ
って緩和される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、耐傷性、疲労特性に
優れた光ファイバの製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図3に示すようなGeドープSiO2
ラスコア、SiO2 ガラスクラッド、フッ素ドープSi
2 ガラス外層からなる光ファイバ母材を溶融線引きす
ると、線引き時において外層の粘度がクラッドよりも小
さいことから線引張力がクラッドに多くかかり、張力解
放後に外層に圧縮応力が残留する。その結果、この残留
圧縮応力がファイバ表面にかかる引張応力を緩和し、そ
の耐傷性、疲労特性が改善される。従来のこの種のファ
イバの製造方法は、予めコアークラッド構造を持つ透明
なガラス母材を作製しておき、その周りに外付け法によ
ってSiO2 ガラス微粒子層を形成し、これをフッ素含
有ガス雰囲気で透明ガラス化して外層を有する母材とな
しファイバ化していた。このように外層を独立の工程で
作製するのは、コアとクラッドの両者を外層と同様にガ
ラス微粒子状とした場合、フッ素含有ガス雰囲気で透明
ガラス化する際にフッ素がコアやクラッドにドープされ
てしまって、伝送特性上から、また粘度の差を利用する
強化法の点からも不都合であるからである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この方
法では外層を別工程で作製しているために製造コストが
高くつくという問題がある。製造コスト増を解決するに
は、外層の作製をコア、クラッドの作製時に一括して作
るか、少なくともクラッドの作製時には同時に作製する
必要がある。
【0004】
【課題を解決するための手段】この発明は、以上の観点
から、クラッドと外層のガラス微粒子層のカサ密度に差
をつけて、フッ素が外層のみにドープされクラッド内に
侵入しえないようにしたもので、その特徴とする請求項
1記載の発明は、少なくともクラッドと外層とがSiO
2 ガラス微粒子からなり、かつ外層を構成するSiO2
ガラス微粒子のカサ密度が前記クラッドを構成するSi
2 ガラス微粒子のそれよりも小さい光ファイバ用中間
母材を用意し、これをフッ素含有ガス雰囲気で透明ガラ
ス化して外層のみにフッ素がドープされた光ファイバ母
材となし、しかる後この母材を溶融線引きすることにあ
る。
【0005】また、第2の請求項の発明は、請求項1の
発明において、クラッドのカサ密度が0.45g/cm
3 以上であり、外層のカサ密度が0.35g/cm3
下とすることにある。さらに、第3の請求項の発明は、
出発部材の先端に、コアとなる屈折率を上昇させるドー
パントを含むSiO2 ガラス微粒子体を堆積させつつ、
その周りにクラッドとなるSiO2 ガラス微粒子層を堆
積させるとともに、さらにその周りに外層を構成すると
ころの前記クラッドとなるSiO2 ガラス微粒子層より
もカサ密度の小さいSiO2 ガラス微粒子層を堆積させ
て光ファイバ用中間母材となし、この中間母材をフッ素
含有ガス雰囲気で透明ガラス化して、外層のみにフッ素
がドープされた光ファイバ母材となし、しかる後この母
材を溶融線引きすることにある。
【0006】さらに第4の請求項の発明は、屈折率を上
昇させるドーパントを含むSiO2 からなるコアもしく
はこのコアとその周りに形成されたSiO2 からなるク
ラッドの一部を含む透明ガラスロッドの周りに、クラッ
ドとなるSiO2 ガラス微粒子層を堆積させ、次いでそ
の周りに外層となる、前記クラッドとなるSiO2 ガラ
ス微粒子層よりもカサ密度の小さいSiO2 ガラス微粒
子層を堆積させて光ファイバ用中間母材となし、この中
間母材をフッ素含有ガス雰囲気で透明ガラス化して、外
層のみにフッ素がドープされた光ファイバ母材となし、
しかる後この母材を溶融線引きすることにある。なお、
請求項2において、クラッドのカサ密度を0.45g/
cm3 以上としたのは、それ未満ではフッ素がドープさ
れてしまう可能性があるからであり、外層のカサ密度を
0.35g/cm3 以下としたのはこの程度までのカサ
密度であれば比較的に容易にフッ素をドープし得るから
である。ところで、上記のようにカサ密度を適宜選択す
ることによって、フッ素が外層にのみドープされるよう
になしうるが、雰囲気内のフッ素濃度を低く、例えば6
%以下にするとさらに効果的である。
【0007】
【作用】外層の形成を、コア、クラッドの形成時に連続
して形成するか、コアとクラッドの一部を予め用意し、
これに残りのクラッドを形成するときに連続して形成す
るので生産性が向上される。なお、その際、クラッドと
なる部分のSiO2 ガラス層のカサ密度を相対的に大
に、外層となる部分のSiO2 ガラス層のカサ密度を相
対的に小さくなるように形成するので、得られた光ファ
イバ用の中間母材をフッ素含有ガス雰囲気で透明ガラス
化すると、カサ密度の小さな外層にのみフッ素がドープ
され、カサ密度の高いクラッドにはフッ素がドープされ
ることがなく、従来法により得られた母材と同様の組
成、効果を内在した母材となる。すなわち、この母材を
溶融線引きすると、外層よりもクラッドの方に線引張力
が多くかかった状態で線引きされ、張力解放後には外層
に圧縮応力が残留することとなりファイバ表面にかかる
引張応力は緩和される。
【0008】
【実施例】図1は、コア、クラッド、外層のいずれもが
石英系のガラス微粒子からなる3層構造の光ファイバ用
中間母材を得る様子を示したもので、1は出発部材とな
る石英ガラスロッドで、垂直に支承されるとともに、上
下動可能、かつその軸の周りに回転自在とされている。
2は出発部材1の下端に下斜め方向から向けられたコア
用の同心多重管バーナで、中心にSiCl4 とGeCl
4 を、その周りに順次O2 、H2 を供給して、加水分解
反応および熱酸化反応によって、出発部材1の下端にS
iO2 とGeO2 とからなるコア用ガラス微粒子体20
を堆積させる。3、4は出発部材1の軸に対して直角に
対峙するクラッド用バーナおよび外層用バーナで、両者
にはSiCl4 、O2 、H2 が供給されてコア用ガラス
微粒子体20の周りにSiO2 からなるクラッド用ガラ
ス微粒子層30、外層用ガラス微粒子層40を形成し
て、3層構造のガラス微粒子体からなる光ファイバ用中
間母材100とする。なお、ガラス微粒子層20、30
の形成に際しては、バーナ内に供給するH2 、O2の量
を多めにして、そのカサ密度が0.45g/cm3以上
になるようにする。また、ガラス微粒子層40の形成に
際しては、バーナ内に供給するH2 、O2 の量を少なめ
にして、そのカサ密度が0.35g/cm3以下になる
ようにする。こうして得られた3層構造のガラス微粒子
体からなる光ファイバ用中間母材を加熱炉内に入れてC
2 雰囲気で脱水処理する。次に、加熱炉を昇温させる
とともに炉内をフッ素含有ガス雰囲気にして透明ガラス
化して、フッ素が外層にのみドープされた光ファイバ母
材とする。この母材を溶融線引きすると、線引張力を最
も粘度の高いクラッドが負担し、張力が解放されると外
層に圧縮応力が残留する結果、得られたファイバは高い
耐傷性、疲労特性を示す。
【0009】
【具体例】図1において、出発部材である石英ガラスロ
ッドを垂直に支持し、その軸の周りに20rpmで回転
させつつ、コアバーナにSiCl4 を100sccm、
GeCl4 を3.5sccm、O2 を7.5SLM、H
2 を10SLM供給して石英ロッドの先端に直径10m
m、カサ密度0.48g/cm3 のコアとなるGeO2
−SiO2 ガラス微粒子体を堆積させ、堆積するにつれ
て石英ロッドを0.8mm/分の速度で上昇させた。一
方、クラッド用バーナにSiCl4 を300sccm、
2 を23SLM、H2 を30SLM供給してコア用ガ
ラス微粒子体の周りにカサ密度0.48g/cm3 のS
iO2 ガラス微粒子層を40mmの厚さに形成した。さ
らに、外層用バーナにSiCl4 を20sccm、O2
を3SLM、H2 を4SLM供給してクラッド用ガラス
微粒子層の周りにカサ密度0.32g/cm3 のSiO
2 ガラス微粒子層を3mm厚さに形成して3層構造の光
ファイバ用中間母材を得た。この母材を最高温度900
℃の炉内にHe3リットル/分、Cl2 0.01リット
ル/分供給しつつ2時間保持して脱水処理した。次に、
炉の温度を昇温させて最高温度1480℃とするととも
にHe3リットル/分、SiF4 0.006リットル/
分供給して、脱水処理された母材を透明ガラス化して光
ファイバ母材とした。この母材を線引速度600m/
分、線引張力200gで線引きして直径125μmのフ
ァイバになし、その上にUV樹脂をコーティングした。
図2は、得られた光ファイバ母材の屈折率分布を示すも
ので、フッ素が外層にドープされていることがわかる。
【0010】なお、以上の例は、コア、クラッド、外層
のいずれもがガラス微粒子体からなる例であるが、コア
もしくはコアの上にクラッドの一部を形成した透明ガラ
スロッドを用意し、その周りに残りのクラッド用ガラス
と外層の2層を、ガラス微粒子体として、かつ前者の方
のカサ密度が後者のそれよりも大きくなるように堆積し
て中間母材となし、これを同様に脱水、透明ガラス化し
て外層にのみフッ素がドープされた母材としてもよい。
【0011】
【発明の効果】この発明は、以上のように外層となるガ
ラス微粒子体のカサ密度が、その内側層を構成するガラ
ス微粒子体のカサ密度よりも小さく、しかも内側層のガ
ラス微粒子体のカサ密度の大きさはフッ素含有ガス雰囲
気にさらしてもフッ素がドープし得ない大きさの構造を
有する光ファイバ用中間母材を作り、これをフッ素含有
ガス雰囲気で透明ガラス化する方法であるので、フッ素
が外層のみにドープされた母材を簡単に作ることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明方法による光ファイバ母材を得る一工
程図。
【図2】この発明方法により得られた光ファイバの屈折
率分布図。
【符号の説明】
1 出発部材 2 コア用バーナ 3 クラッド用バーナ 4 外層用バーナ 20 コア用ガラス微粒子体 30 クラッド用ガラス微粒子層 40 外層用ガラス微粒子層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 浩一 千葉県佐倉市六崎1440番地 藤倉電線株式 会社佐倉工場内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくともクラッドと外層とがSiO2
    ガラス微粒子からなり、かつ外層を構成するSiO2
    ラス微粒子のカサ密度が前記クラッドを構成するSiO
    2 ガラス微粒子のそれよりも小さい光ファイバ用中間母
    材を用意し、これをフッ素含有ガス雰囲気で透明ガラス
    化して外層のみにフッ素がドープされた光ファイバ母材
    となし、しかる後この母材を溶融線引きすることを特徴
    とする光ファイバの製造方法。
  2. 【請求項2】 クラッドのカサ密度が0.45g/cm
    3 以上であり、外層のカサ密度が0.35g/cm3
    下であることを特徴とする請求項1記載の光ファイバの
    製造方法。
  3. 【請求項3】 出発部材の先端に、コアとなる屈折率を
    上昇させるドーパントを含むSiO2 ガラス微粒子体を
    堆積させつつ、その周りにクラッドとなるSiO2 ガラ
    ス微粒子層を堆積させるとともに、さらにその周りに外
    層となる、前記クラッドとなるSiO2 ガラス微粒子層
    よりもカサ密度の小さいSiO2 ガラス微粒子層を堆積
    させて光ファイバ用中間母材となし、この中間母材をフ
    ッ素含有ガス雰囲気で透明ガラス化して、外層のみにフ
    ッ素がドープされた光ファイバ母材となし、しかる後こ
    の母材を溶融線引きすることを特徴とする光ファイバの
    製造方法。
  4. 【請求項4】 屈折率を上昇させるドーパントを含むS
    iO2 からなるコアもしくはこのコアとその周りに形成
    されたSiO2 からなるクラッドの一部を含む透明ガラ
    スロッドの周りに、クラッドとなるSiO2 ガラス微粒
    子層を堆積させ、次いでその周りに外層となる、前記ク
    ラッド部よりもカサ密度の小さいSiO2 ガラス微粒子
    層を堆積させて光ファイバ用中間母材となし、この中間
    母材をフッ素含有ガス雰囲気で透明ガラス化して、外層
    のみにフッ素がドープされた光ファイバ母材となし、し
    かる後この母材を溶融線引きすることを特徴とする光フ
    ァイバの製造方法。
JP21133691A 1991-07-30 1991-07-30 光フアイバの製造方法 Pending JPH05124831A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100449766B1 (ko) * 1995-12-04 2004-12-03 스미토모덴키고교가부시키가이샤 광섬유용유리모재의전구체의제조방법
EP2312349A1 (en) 2009-10-14 2011-04-20 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Optical fiber and method of manufacturing optical fiber

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US8676014B2 (en) 2009-10-14 2014-03-18 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Optical fiber and method of manufacturing optical fiber
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