JPS61174138A - 光フアイバ用母材の製造方法 - Google Patents
光フアイバ用母材の製造方法Info
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- JPS61174138A JPS61174138A JP1265285A JP1265285A JPS61174138A JP S61174138 A JPS61174138 A JP S61174138A JP 1265285 A JP1265285 A JP 1265285A JP 1265285 A JP1265285 A JP 1265285A JP S61174138 A JPS61174138 A JP S61174138A
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- C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
- C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
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- 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]
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- C03B37/0142—Reactant deposition burners
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- C03B2201/06—Doped silica-based glasses
- C03B2201/08—Doped silica-based glasses doped with boron or fluorine or other refractive index decreasing dopant
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は光ファイバ特にシングルモードファイバの製造
方法に係わる。
方法に係わる。
(従来の技術)
光ファイバは、中心部に屈折率の高い活性領域と、その
周辺を取シま〈該活性領域よりも屈折率の低い非活性領
域から形成される。このような光ファイバの製造方法と
しては、従来よシ種々の方法が開発され実用に供されて
おり、例えば、M−C’lD法(Mo1fled Ch
emlcal vaporDeposltlon 内
付けcvn法)、WAD法(V’aporPhas@A
xlal Deposltlon M@thod気相軸
付は法)、ov’n法(0utslae Vapor
Drposltlon Method外付は法)等がそ
の代表例である。これらの製造方法において、活性領域
を構成する材料としては、主として81og / G・
03系ガラスが用いられ、非活性領域構成材料としては
主として810.が用いられている。
周辺を取シま〈該活性領域よりも屈折率の低い非活性領
域から形成される。このような光ファイバの製造方法と
しては、従来よシ種々の方法が開発され実用に供されて
おり、例えば、M−C’lD法(Mo1fled Ch
emlcal vaporDeposltlon 内
付けcvn法)、WAD法(V’aporPhas@A
xlal Deposltlon M@thod気相軸
付は法)、ov’n法(0utslae Vapor
Drposltlon Method外付は法)等がそ
の代表例である。これらの製造方法において、活性領域
を構成する材料としては、主として81og / G・
03系ガラスが用いられ、非活性領域構成材料としては
主として810.が用いられている。
ところで、光は活性領域において集中伝送され、この部
分の材料としては、最も光損失の小さな材料、即ちSt
O,を用いるのがむしろ理想的である。一方、非活性領
域の屈折率は活性領域のそれよ)も小さくする必要があ
るため、StO。
分の材料としては、最も光損失の小さな材料、即ちSt
O,を用いるのがむしろ理想的である。一方、非活性領
域の屈折率は活性領域のそれよ)も小さくする必要があ
るため、StO。
に添加剤としてB、O,、IF等屈折率低下用ドーパン
トを加える。光7アイパの用途によってはB、03を使
用することもできるが、長波長帯すなわち1 pm以上
の光を伝送する場合には、B−0ボンド存在による遠赤
外領域での光吸収のために1使用が好ましくない場合が
ある。その点において、光ファイバの使用波長帯では特
別な吸収ピークのないアは、添加剤として理想的である
。
トを加える。光7アイパの用途によってはB、03を使
用することもできるが、長波長帯すなわち1 pm以上
の光を伝送する場合には、B−0ボンド存在による遠赤
外領域での光吸収のために1使用が好ましくない場合が
ある。その点において、光ファイバの使用波長帯では特
別な吸収ピークのないアは、添加剤として理想的である
。
従って、活性領域は主としてStO,を、非活性領域は
主として8102 / F系ガラスを用いて、屈折率を
調整することが好ましい。このようなファイバ構造とし
ては、例えば特公昭55−15682号公報に詳細に記
載されている。
主として8102 / F系ガラスを用いて、屈折率を
調整することが好ましい。このようなファイバ構造とし
ては、例えば特公昭55−15682号公報に詳細に記
載されている。
また上記構造のファイバを製造する方法としては、例え
ば石英棒の周囲に熱プラズマによって、rを添加した石
英ガラスを、半径方向くガラス状態にて堆積する方法、
石英棒のまわシに、rを添加した石英微粉末を半径方向
に堆積させ、これを焼結しガラス母材とする方法、およ
びM−cvn法により、石英管内面にまず1を添加した
石英ガラス層を堆積せしめて非活性領域に相当する部分
を作った後、無添加の石英ガラス層を堆積し、ついで中
空部をつぶして中実な棒としてガラス母材とする方法等
がある。
ば石英棒の周囲に熱プラズマによって、rを添加した石
英ガラスを、半径方向くガラス状態にて堆積する方法、
石英棒のまわシに、rを添加した石英微粉末を半径方向
に堆積させ、これを焼結しガラス母材とする方法、およ
びM−cvn法により、石英管内面にまず1を添加した
石英ガラス層を堆積せしめて非活性領域に相当する部分
を作った後、無添加の石英ガラス層を堆積し、ついで中
空部をつぶして中実な棒としてガラス母材とする方法等
がある。
(発明が解決しようとする問題点)
しかしながら、上記の熱プラズマによる方法では、石英
棒と、積層する1添加の石英との間の汚染および、1添
加石英自体のOH基による汚染によって、充分に低損失
の光ファイバを得ることは困難である。を九石英棒のま
わシに火炎加水分解法によシ1添加ガラス微粉末をつけ
てゆく方法では、石英棒表面に最初から吸着されている
水分および、火炎加水分解法によシ1添加ガラス微粉末
を堆積させるときに石英棒表面からのOH基の侵入(微
粉末の水分はとれやすいか、ガラス表面から入る水分を
取ることは極めて困難である。)により、やはシ充分に
低損失の光ファイバは得難い。M−OVD法によれば比
較的特性の良いファイバを得ることができるが、生産性
に乏しいという欠点があった。、本発明は、以上に述べ
た従来の製法が有する011 基による光ファイバの特
性の劣化および生産性の低さという問題を克服した、活
性領域が主として石英、非活性領域が弗素を添加した石
英ガラスからなる光ファイバを得ることのできる全く新
規な光ファイバ用母材の製造方法を提供することを目的
とする。
棒と、積層する1添加の石英との間の汚染および、1添
加石英自体のOH基による汚染によって、充分に低損失
の光ファイバを得ることは困難である。を九石英棒のま
わシに火炎加水分解法によシ1添加ガラス微粉末をつけ
てゆく方法では、石英棒表面に最初から吸着されている
水分および、火炎加水分解法によシ1添加ガラス微粉末
を堆積させるときに石英棒表面からのOH基の侵入(微
粉末の水分はとれやすいか、ガラス表面から入る水分を
取ることは極めて困難である。)により、やはシ充分に
低損失の光ファイバは得難い。M−OVD法によれば比
較的特性の良いファイバを得ることができるが、生産性
に乏しいという欠点があった。、本発明は、以上に述べ
た従来の製法が有する011 基による光ファイバの特
性の劣化および生産性の低さという問題を克服した、活
性領域が主として石英、非活性領域が弗素を添加した石
英ガラスからなる光ファイバを得ることのできる全く新
規な光ファイバ用母材の製造方法を提供することを目的
とする。
(問題点を解決するための手段)
すなわち本発明は、中心孔を有し、半径方向にがさ密度
分布を有する多孔質母材を、弗素又は弗素を含む雰囲気
中にさらして加熱することによシ、半径方向に屈折率分
布を有する透明ガラス母材を得ることを特徴とする光フ
ァイバ用母材の製造方法、である。
分布を有する多孔質母材を、弗素又は弗素を含む雰囲気
中にさらして加熱することによシ、半径方向に屈折率分
布を有する透明ガラス母材を得ることを特徴とする光フ
ァイバ用母材の製造方法、である。
本発明の特に好ましい実施態様としては、上記の方法に
おいて長手方向一対向して、互の一端が隣り合うように
配置された2本の種棒の隣接する付近より多孔質母材を
形成し、該多孔質母材の種棒長手方向成長とともに少く
とも一方の種棒を該長手方向に移動せしめることにより
形成される、中心孔を有し、半径方向にかさ密度分布を
有する多孔質母材を、弗素又は弗素を含む雰囲気中にさ
らして加熱することによシ、半径方向に屈折率分布を有
する透明ガラス母材を得ることがあげられる。
おいて長手方向一対向して、互の一端が隣り合うように
配置された2本の種棒の隣接する付近より多孔質母材を
形成し、該多孔質母材の種棒長手方向成長とともに少く
とも一方の種棒を該長手方向に移動せしめることにより
形成される、中心孔を有し、半径方向にかさ密度分布を
有する多孔質母材を、弗素又は弗素を含む雰囲気中にさ
らして加熱することによシ、半径方向に屈折率分布を有
する透明ガラス母材を得ることがあげられる。
以下本発明の方法について詳細に説明する。
本発明者らは石英への弗素添加のメカニズムについて鋭
意研究の結果、以下の如き知見を得た。すなわち、弗素
を添加された石英の屈折率nは石英のそれより小さくな
るが、この時の石英の屈折率に対する減少率を百分率に
て表したものを1戊1とすると、1−1は下記(1)式
にて与えられる。
意研究の結果、以下の如き知見を得た。すなわち、弗素
を添加された石英の屈折率nは石英のそれより小さくな
るが、この時の石英の屈折率に対する減少率を百分率に
て表したものを1戊1とすると、1−1は下記(1)式
にて与えられる。
ここで1F日IPIIは雰囲気ガスとしてs−y@を用
tnた場合の8F、ガスの分圧、Rはボルツマン定数(
1,987clL”deg*mol )、およびTは雰
囲気の絶対温度を表す。
tnた場合の8F、ガスの分圧、Rはボルツマン定数(
1,987clL”deg*mol )、およびTは雰
囲気の絶対温度を表す。
(1)式によればし鵠1は雰囲気温度に対して極めて敏
感であることがわかる。
感であることがわかる。
第1図は、火炎加水分解反応により生成せしめた石英微
粉末を、温度条件を変えながら、分圧α02の8Fg雰
囲気中に3時間曝し、次いで雰囲気中からsy−を除去
し、温度1650℃、He1GG容量チ雰囲気にて該石
英微粉末を透明化して得た、弗素添加ガラスの、石英に
対する屈折率の低下率(チ)を示す。この場合のカサ密
度は約03であった。なお図中の○印は、81Fgを含
む雰囲気中で各温度条件で処理し、1650℃で透明ガ
ラス化した場合に得られたガラスの屈折率低下率の実験
値である。なおグラフ中’I’ (C)は温度を、1o
a/ T (’K)は絶対温度の逆数を示す。
粉末を、温度条件を変えながら、分圧α02の8Fg雰
囲気中に3時間曝し、次いで雰囲気中からsy−を除去
し、温度1650℃、He1GG容量チ雰囲気にて該石
英微粉末を透明化して得た、弗素添加ガラスの、石英に
対する屈折率の低下率(チ)を示す。この場合のカサ密
度は約03であった。なお図中の○印は、81Fgを含
む雰囲気中で各温度条件で処理し、1650℃で透明ガ
ラス化した場合に得られたガラスの屈折率低下率の実験
値である。なおグラフ中’I’ (C)は温度を、1o
a/ T (’K)は絶対温度の逆数を示す。
ことで石英に対する弗素の添加率は、下記の化学式(2
)に従う可逆反応である。
)に従う可逆反応である。
4810! + 8P@ #48101.5 y+so
、y、 +*+(2)(−) (g) (−
) (g)S:固体 g:気体 上記(2)弐において、反応の右辺への進行の程度は、
(1)式によってきまる(y添加量はすなわち4810
..51Fの生成量であって、これは(1)式により決
まる)が、このことはほぼ雰囲気温度により決定される
ことを意味する。すなわち、弗素の石英への添加の度合
は(1)式でもわかるように濃度依存性と共に著しい温
度依存性を持っている。
、y、 +*+(2)(−) (g) (−
) (g)S:固体 g:気体 上記(2)弐において、反応の右辺への進行の程度は、
(1)式によってきまる(y添加量はすなわち4810
..51Fの生成量であって、これは(1)式により決
まる)が、このことはほぼ雰囲気温度により決定される
ことを意味する。すなわち、弗素の石英への添加の度合
は(1)式でもわかるように濃度依存性と共に著しい温
度依存性を持っている。
次に、弗素の石英への添加量は、石英微粉末のかさ密度
に依存する。第2図に、石英微粉末のかさ密度と比屈折
率差1.M(F)I との関係を示す。これは、温度
1200℃、B1#の分圧α02(残はHe ) の
炉中に、かさ密度の異なる石英の多孔質母材(石英微粉
末の集ったもの)を3時間入れた後、1650℃で透明
ガラス化した後に、石英の屈折率に対する屈折率変化を
測定したものを示す。
に依存する。第2図に、石英微粉末のかさ密度と比屈折
率差1.M(F)I との関係を示す。これは、温度
1200℃、B1#の分圧α02(残はHe ) の
炉中に、かさ密度の異なる石英の多孔質母材(石英微粉
末の集ったもの)を3時間入れた後、1650℃で透明
ガラス化した後に、石英の屈折率に対する屈折率変化を
測定したものを示す。
第2図から明らかなように、同じ温度、時間、81F@
分圧雰囲気中に曝しても、多孔質母材のかさ密度によっ
て、添加される弗素量には大きな差が生じる。すなわち
弗素添加量は、著しいかさ密度依存性を持つことがわか
る。
分圧雰囲気中に曝しても、多孔質母材のかさ密度によっ
て、添加される弗素量には大きな差が生じる。すなわち
弗素添加量は、著しいかさ密度依存性を持つことがわか
る。
ところで、多孔質母材の脱水性、すなわち、一定の脱水
剤を含むある温度雰囲気に多孔質母材をさらし、該多孔
質母材をさらに高温で透明ガラス化した場合の残留OH
量は、多孔質母材のかさ密度に大きく依存し、かさ密度
が高いほど残留OH量の多いことはよく知られている。
剤を含むある温度雰囲気に多孔質母材をさらし、該多孔
質母材をさらに高温で透明ガラス化した場合の残留OH
量は、多孔質母材のかさ密度に大きく依存し、かさ密度
が高いほど残留OH量の多いことはよく知られている。
したがって、石英多孔質母材への適切な弗素添加を行う
ためには、特に、温度、がさ密度の選択と共に1脱水の
方法についても考慮する必要がある。
ためには、特に、温度、がさ密度の選択と共に1脱水の
方法についても考慮する必要がある。
本発明者らは以上の諸点を考慮し、残留。■量が極めて
少なく実質的に石英を活性領域とし、弗素が添加された
石英を非活性領域とする、伝送損失の極めて小さな光フ
ァイバの製法に到達した。
少なく実質的に石英を活性領域とし、弗素が添加された
石英を非活性領域とする、伝送損失の極めて小さな光フ
ァイバの製法に到達した。
以下、具体的に説明するが、以下に述べる方法及び実施
例は、あくまで本発明の例示にすぎず、また各図におけ
る各部の位置、相対的配置関係、大きさ、形状等はこれ
に限定されるものではないことは、言うまでもない。
例は、あくまで本発明の例示にすぎず、また各図におけ
る各部の位置、相対的配置関係、大きさ、形状等はこれ
に限定されるものではないことは、言うまでもない。
第3図は本発明に係わる多孔質母材形成の方法を説明す
る図である。図中3−1は引き上げ用種棒、5−2は下
部種棒、3−4は内層用トーチであり、高かさ密度多孔
質母材(以下内層多孔質母材という)3−6を形成する
。3−5は外層用トーチであり、低かさ密度多孔質母材
(以下外層多孔質母材という)5−7を形成する。内層
、外層各トーチ3−4.3−5には、少くとも■雪を含
む可燃性ガス、0.および5IO14等の、化学反応に
より810.を生じる原料等が供給される。なお、内層
用トーチでは、かさ密度を高くするため火炎の温度が外
層用トーチよシ高く々つている。内1外層各トーチ5−
4および3−5の出口の火炎中で加水分解反応が起こり
、EilO,微粒子が形成され、該微粒子は夫々内層お
よび外層多孔質母材3−6および5−7となって長手方
向に成長してゆく。5−8.5−9は多孔質母材に付着
しなかった810鵞粒子等を排気する排気管であり、5
−10は系全体を覆うマツフルである。
る図である。図中3−1は引き上げ用種棒、5−2は下
部種棒、3−4は内層用トーチであり、高かさ密度多孔
質母材(以下内層多孔質母材という)3−6を形成する
。3−5は外層用トーチであり、低かさ密度多孔質母材
(以下外層多孔質母材という)5−7を形成する。内層
、外層各トーチ3−4.3−5には、少くとも■雪を含
む可燃性ガス、0.および5IO14等の、化学反応に
より810.を生じる原料等が供給される。なお、内層
用トーチでは、かさ密度を高くするため火炎の温度が外
層用トーチよシ高く々つている。内1外層各トーチ5−
4および3−5の出口の火炎中で加水分解反応が起こり
、EilO,微粒子が形成され、該微粒子は夫々内層お
よび外層多孔質母材3−6および5−7となって長手方
向に成長してゆく。5−8.5−9は多孔質母材に付着
しなかった810鵞粒子等を排気する排気管であり、5
−10は系全体を覆うマツフルである。
さて、多孔質母材形成の出発時には、引き上げ上種棒3
−1は、下部種棒3−2と隣接状態にあり、この状態で
まず内層用トーチ3−4によって、内層多孔質母材3−
6を形成する。多孔質母材はその成長とともに回転しな
がら上部に引き上げられてゆく。なお、下部種棒は、下
部に位置は固定されているが、引上げ用種棒とほぼ同じ
回転速度で自由に回転し得るようになっており、多孔質
母材成長とともに下部種棒が抜けてゆく状態となる。し
たがって、そのあとに多孔質母材中心部に中心孔3−1
1ができる。
−1は、下部種棒3−2と隣接状態にあり、この状態で
まず内層用トーチ3−4によって、内層多孔質母材3−
6を形成する。多孔質母材はその成長とともに回転しな
がら上部に引き上げられてゆく。なお、下部種棒は、下
部に位置は固定されているが、引上げ用種棒とほぼ同じ
回転速度で自由に回転し得るようになっており、多孔質
母材成長とともに下部種棒が抜けてゆく状態となる。し
たがって、そのあとに多孔質母材中心部に中心孔3−1
1ができる。
なお下部種棒は回転可能ではあるが、必ずしも引上用種
棒とともに回転させなくてもよい。
棒とともに回転させなくてもよい。
以上の方法によシ、内外層を有する多孔質母材を長手方
向に形成することができる。なお、多孔質母材の把持を
よくするため、引き上げ用種棒の先端を3−3のように
加工したものを用いてもよい。
向に形成することができる。なお、多孔質母材の把持を
よくするため、引き上げ用種棒の先端を3−3のように
加工したものを用いてもよい。
本発明方法に用いる引上げ用種棒として、例えば石英管
、また下部種棒としては例えばアルミナ、ジルコニア棒
等が用いられるが、これ等に限定されるものではない。
、また下部種棒としては例えばアルミナ、ジルコニア棒
等が用いられるが、これ等に限定されるものではない。
通常行われている方法では、細長い一本の出発棒の上に
、半径方向に多孔質母材を形成し、その後多孔質母材か
ら該出発棒を引きぬく方法がとられるが、この従来法で
は多孔質母材が長尺になると出発棒が引き抜き難くなシ
、引き抜きの際に多孔質母材が破壊されたり、中心孔表
面に傷がついたりして長尺の母材を得るのが難かしいと
いう欠点がある。
、半径方向に多孔質母材を形成し、その後多孔質母材か
ら該出発棒を引きぬく方法がとられるが、この従来法で
は多孔質母材が長尺になると出発棒が引き抜き難くなシ
、引き抜きの際に多孔質母材が破壊されたり、中心孔表
面に傷がついたりして長尺の母材を得るのが難かしいと
いう欠点がある。
しかし、本発明の方法は、長手方向に対向して互の一端
が隣接するように配置された2本の種棒の該隣接部分付
近より、ガラス微粒子の集合体よりなる多孔質母材を形
成し、該多孔質母材の長手方向成長とともに、少なくと
も一方の種棒をその長手方向に移動せしめることにより
、中心孔を有し、半径方向にがさ密度分布を有する多孔
質母材を製造するので、上記の従来法の欠点は解消され
、長尺の内外層を有する多孔質母材を得ることができる
。
が隣接するように配置された2本の種棒の該隣接部分付
近より、ガラス微粒子の集合体よりなる多孔質母材を形
成し、該多孔質母材の長手方向成長とともに、少なくと
も一方の種棒をその長手方向に移動せしめることにより
、中心孔を有し、半径方向にがさ密度分布を有する多孔
質母材を製造するので、上記の従来法の欠点は解消され
、長尺の内外層を有する多孔質母材を得ることができる
。
なお、内層多孔質母材3−6のかさ密度を調整するため
、トーチ3−4だけでなく、図示されていないが加熱の
ためのトーチを用いてもよいし、その他の補助加熱手段
を用いてもよい。
、トーチ3−4だけでなく、図示されていないが加熱の
ためのトーチを用いてもよいし、その他の補助加熱手段
を用いてもよい。
次に以上のようKして得られた多孔質母材に、弗素添加
、脱水、焼結を行う本発明方法の1例につき述べる。
、脱水、焼結を行う本発明方法の1例につき述べる。
第4図は、脱水及び弗素添加の一実施態様を説明する図
である。4−1は加熱炉であシ、多孔質母材4−2を加
熱する。4−3はマツフル、4−5は雰囲気ガスの排気
孔である。引上げ用種棒をそのインレット4−6を通し
て、非弗素の脱水ガス及び希釈ガス、例えばC4及びH
e等を流入せしめる。また、マツフル4−3の下部よジ
インレット4−4を通じて、P富ガス又は高温で分解し
て弗素となる気体化合物及び希釈−ガス並びに場合によ
れば04など脱水ガスを流入せしめる。
である。4−1は加熱炉であシ、多孔質母材4−2を加
熱する。4−3はマツフル、4−5は雰囲気ガスの排気
孔である。引上げ用種棒をそのインレット4−6を通し
て、非弗素の脱水ガス及び希釈ガス、例えばC4及びH
e等を流入せしめる。また、マツフル4−3の下部よジ
インレット4−4を通じて、P富ガス又は高温で分解し
て弗素となる気体化合物及び希釈−ガス並びに場合によ
れば04など脱水ガスを流入せしめる。
このとき、多孔質母材4−2の下部をあらかじめ閉じて
おくと、多孔質母材の内層の脱水に関してよシ有効であ
るが、開口しておいてもかまわない。
おくと、多孔質母材の内層の脱水に関してよシ有効であ
るが、開口しておいてもかまわない。
この状態で、引き上げ用種棒を、回転しながら引き下し
、加熱炉4−1の高温部を、該多孔質母材4−2が通過
するようKしてやる。表お、適当な速度で多孔質母材を
引き下すととKよシ高温部を通過する多孔質母材の断面
内温変分布を適当に調整することが可能である。このよ
うK、内層多孔質母材はCI4等の脱水ガスに常時直接
さらされておシ、かつ多孔質母材の下部を閉じることK
よシ、加圧して脱水ガスを内層多孔質母材に送ることも
可能となり、脱水が極めて効果的に行われる。
、加熱炉4−1の高温部を、該多孔質母材4−2が通過
するようKしてやる。表お、適当な速度で多孔質母材を
引き下すととKよシ高温部を通過する多孔質母材の断面
内温変分布を適当に調整することが可能である。このよ
うK、内層多孔質母材はCI4等の脱水ガスに常時直接
さらされておシ、かつ多孔質母材の下部を閉じることK
よシ、加圧して脱水ガスを内層多孔質母材に送ることも
可能となり、脱水が極めて効果的に行われる。
即ち、中心孔を有しない多孔質母材の場合、中心部分に
高かさ密度の部分、その周辺に低かさ密度の部分がある
が、この場合、脱水の困難な部分が多孔質母材の中心に
存在することになり、多孔質母材の周辺より侵入するC
I4等の脱水ガスによってしか脱水されない。本発明の
方法では多孔質母材に中心孔があり、この中心孔附近が
高かさ密度であるため、上述したようK ・直接脱水
ガスに常時さらされ、かつまた多孔質母材の下部を閉じ
ることにより、中心孔の一方の開口部より脱水ガスを圧
力により強制侵入せしめることによって、脱水効果がさ
らに高まるととKなる。
高かさ密度の部分、その周辺に低かさ密度の部分がある
が、この場合、脱水の困難な部分が多孔質母材の中心に
存在することになり、多孔質母材の周辺より侵入するC
I4等の脱水ガスによってしか脱水されない。本発明の
方法では多孔質母材に中心孔があり、この中心孔附近が
高かさ密度であるため、上述したようK ・直接脱水
ガスに常時さらされ、かつまた多孔質母材の下部を閉じ
ることにより、中心孔の一方の開口部より脱水ガスを圧
力により強制侵入せしめることによって、脱水効果がさ
らに高まるととKなる。
以上により、かさ密度の高さによる脱水効果の低減とい
う問題が克服できる。
う問題が克服できる。
一方、多孔質母材外部より弗素が浸入し、外層多孔質母
材への弗素添加が有効に行われる。
材への弗素添加が有効に行われる。
すなわち、内層多孔質母材は、殆んど弗素雰囲気にさら
されず、さらに、かさ密度が高いために弗素添加が殆ん
ど起らず、かつ、前述の如く脱水が効果的に行われるた
め、低損失でかつ、所定の屈折率分布が得られる。
されず、さらに、かさ密度が高いために弗素添加が殆ん
ど起らず、かつ、前述の如く脱水が効果的に行われるた
め、低損失でかつ、所定の屈折率分布が得られる。
効果的な脱水と、弗素添加量の温度依存性を更に効果的
に行う他の実施態様を以下に述べる。
に行う他の実施態様を以下に述べる。
第4図の構成において、多孔質母材4−2の中心孔の下
方を開放しておき、まず第1ステツプとしてインレット
4−4及び4−6よシ、脱水ガスと希釈ガスを流しなが
ら、多孔質母材4−2を加熱炉4−1の高温部を通過せ
しめる。
方を開放しておき、まず第1ステツプとしてインレット
4−4及び4−6よシ、脱水ガスと希釈ガスを流しなが
ら、多孔質母材4−2を加熱炉4−1の高温部を通過せ
しめる。
このときインレット4−6を通すガスの流量は極めて小
さくシ、中心孔が冷却され々いように注意する。多孔質
母材4−2が加熱炉4−1を全部通過し終って後、母材
を炉の上部に−たん引上げる。
さくシ、中心孔が冷却され々いように注意する。多孔質
母材4−2が加熱炉4−1を全部通過し終って後、母材
を炉の上部に−たん引上げる。
次に第2ステツプとして、インレット4−6から以前よ
りも大きい流速で、脱水ガスと希釈ガスを流し、かつイ
ンレット4−4から弗素添加用ガスおよび希釈ガスおよ
び必要に応じて脱水ガスからなる混合ガスを流入せしめ
る。このとき、インレット4−4から流入されるガスが
中心孔に入らないようにインレット4−6に流入させる
ガスの流速をより大きくする必要がある。との状態で、
再び多孔質母材を引き下げ、加熱炉高温部を通過させる
。
りも大きい流速で、脱水ガスと希釈ガスを流し、かつイ
ンレット4−4から弗素添加用ガスおよび希釈ガスおよ
び必要に応じて脱水ガスからなる混合ガスを流入せしめ
る。このとき、インレット4−4から流入されるガスが
中心孔に入らないようにインレット4−6に流入させる
ガスの流速をより大きくする必要がある。との状態で、
再び多孔質母材を引き下げ、加熱炉高温部を通過させる
。
かくすることKよシ、第1ステツプで脱水が行われ、第
2ステツプで中心孔付近が冷却されることによる弗素添
加抑制効果が可能となり、効果的な弗素添加及び脱水が
共に行われることに表る。
2ステツプで中心孔付近が冷却されることによる弗素添
加抑制効果が可能となり、効果的な弗素添加及び脱水が
共に行われることに表る。
第5図は、本発明方法によシ、脱水及び弗素添加された
多孔質母材4−2′を、焼結して透明ガラス化する方法
の1例を示すものである。多孔質母材4−2′をマツフ
ル4−3の上部に引上げ、加熱炉4−1の温度を上昇せ
しめる。所定の温度に到達後、インレット4−4より■
・ を主体とするガスを流しながら、引上げ用種棒3−
1を回転しながら下降せしめる。かくすることにより、
多孔質母材4−2′は全体に透明化し、半径方向に屈折
率分布のついた透明母材となる。
多孔質母材4−2′を、焼結して透明ガラス化する方法
の1例を示すものである。多孔質母材4−2′をマツフ
ル4−3の上部に引上げ、加熱炉4−1の温度を上昇せ
しめる。所定の温度に到達後、インレット4−4より■
・ を主体とするガスを流しながら、引上げ用種棒3−
1を回転しながら下降せしめる。かくすることにより、
多孔質母材4−2′は全体に透明化し、半径方向に屈折
率分布のついた透明母材となる。
なお、多孔質母材4−2′を透明化しながら、引き上げ
用種棒3−1から■・ ガスを流してもよい。また中心
孔が大きく孔が閉じK〈い場合には、引き上げ用種棒3
−1から真空引きを行ってもよい。かくすることKよシ
、多孔質母材4−2′中に残留していたc4ガスが完全
に排気され、気泡のない透明母材が得やすくなる。
用種棒3−1から■・ ガスを流してもよい。また中心
孔が大きく孔が閉じK〈い場合には、引き上げ用種棒3
−1から真空引きを行ってもよい。かくすることKよシ
、多孔質母材4−2′中に残留していたc4ガスが完全
に排気され、気泡のない透明母材が得やすくなる。
以上詳述した、本発明の多孔質母材の脱水、弗素添加及
び焼結の方法は、これを要するに1中心孔を有し半径方
向にかさ密度分布を有する多孔質母材を、少なくとも弗
素を含む化合物ガス含有雰囲気中にさらし、しかる後こ
れを透明化して、半径方向に屈折率分布を有する透明母
材を得ることを特徴とするものである。
び焼結の方法は、これを要するに1中心孔を有し半径方
向にかさ密度分布を有する多孔質母材を、少なくとも弗
素を含む化合物ガス含有雰囲気中にさらし、しかる後こ
れを透明化して、半径方向に屈折率分布を有する透明母
材を得ることを特徴とするものである。
なお弗素含有ガスとして、上記では81F@を例に述べ
たが、これに限らず、例えば811P4.00!4’l
’*、c ctIF、、SOW、、8elFg、cy4
、m、y、 F、li、 等を用いることもできる。
たが、これに限らず、例えば811P4.00!4’l
’*、c ctIF、、SOW、、8elFg、cy4
、m、y、 F、li、 等を用いることもできる。
(実施例)
以下、本発明の方法の実施例について述べる。
実施例1
直径5faの中心孔を有し、外径11 Q+wの多孔質
母材をarct4を原料として第3図に示す方法にて作
製した。内層多孔質母材の厚さは約1露、かさ密度は1
.5 f / am ”であった。また外層多孔質母材
すかさ密度は約0.5 ? / 51 ”であった。
母材をarct4を原料として第3図に示す方法にて作
製した。内層多孔質母材の厚さは約1露、かさ密度は1
.5 f / am ”であった。また外層多孔質母材
すかさ密度は約0.5 ? / 51 ”であった。
該多孔質母材の下端を閉じ、温度1200℃の加熱炉の
中へ入れ、炉内雰囲気ガスとして、マツフル内にSiF
4、He5c4の混合ガスを5t/−1また引上げ用種
棒よ’) Ck、”の混合ガスをl0CC/−で流しな
がら、2 tm / m (D速度で多孔質母材を加熱
炉内に挿入した。
中へ入れ、炉内雰囲気ガスとして、マツフル内にSiF
4、He5c4の混合ガスを5t/−1また引上げ用種
棒よ’) Ck、”の混合ガスをl0CC/−で流しな
がら、2 tm / m (D速度で多孔質母材を加熱
炉内に挿入した。
次いで多孔質母材を引き上げて、炉温を1630℃にし
、マツフル内雰囲気としてHe を5t/−流し、か
つ引上げ用種棒よシ真空に引いて、多孔質母材を2露/
−の速度で加熱炉内に挿入し、全体を透明化した。得ら
れた母材の外径は約40■であった。
、マツフル内雰囲気としてHe を5t/−流し、か
つ引上げ用種棒よシ真空に引いて、多孔質母材を2露/
−の速度で加熱炉内に挿入し、全体を透明化した。得ら
れた母材の外径は約40■であった。
該母材に石英管をかぶせて縮径線引し、活性領域外径約
10pm、外径125μmのファイバを得た。得られた
ファイバの屈折率差は13チ、減衰量は1.3μmの波
長において、18dB/kmであった。
10pm、外径125μmのファイバを得た。得られた
ファイバの屈折率差は13チ、減衰量は1.3μmの波
長において、18dB/kmであった。
実施例2
直径5mの中心孔を有し、外径的110■の多孔質母材
をetc4を原料として第5図に示す方法で作製した。
をetc4を原料として第5図に示す方法で作製した。
内層多孔質母材の厚さは約1雪、かさ密度は1.5t/
ex”、また外層多孔質母材のかさ密度は約αSt/a
m”であった。
ex”、また外層多孔質母材のかさ密度は約αSt/a
m”であった。
該多孔質母材を温度1250℃の加熱炉の中へ入れ、炉
内雰囲気ガスとしてHe1C14の混合ガスを5t/−
また先端開口した多孔質母材に引上げ用種棒よシHe1
C14の混合ガスを20CC/−で流しながら3 wm
/―の速度で多孔質母材を加熱炉内に挿入した。
内雰囲気ガスとしてHe1C14の混合ガスを5t/−
また先端開口した多孔質母材に引上げ用種棒よシHe1
C14の混合ガスを20CC/−で流しながら3 wm
/―の速度で多孔質母材を加熱炉内に挿入した。
次に全体の雰囲気を流量5t7−〇He のみとし、
多孔質母材をマツフル上部に引き上げ、炉内温度を16
50℃にし、多孔質母材の開口端を閉じるためしばらく
その状態に留めたのち、2−/―の速度にて炉内に挿入
し、全体を透明化した。得られた母材の外径は約40■
であった。
多孔質母材をマツフル上部に引き上げ、炉内温度を16
50℃にし、多孔質母材の開口端を閉じるためしばらく
その状態に留めたのち、2−/―の速度にて炉内に挿入
し、全体を透明化した。得られた母材の外径は約40■
であった。
該母材に石英管をかぶせて縮径線引し、活性領域外径的
10PW@、外径125μ惰のファイバを得た。得られ
たファイバの屈折率差はIIL3ts1また減衰量は1
.5μmの波長においてQ、 5 aB/iであった。
10PW@、外径125μ惰のファイバを得た。得られ
たファイバの屈折率差はIIL3ts1また減衰量は1
.5μmの波長においてQ、 5 aB/iであった。
以上の実施例の結果から明らかなごとく、得られたファ
イバは石英に弗素が適切に添加され伝送損失が極めて小
さく、残留OH基量も少ないことがわかる。
イバは石英に弗素が適切に添加され伝送損失が極めて小
さく、残留OH基量も少ないことがわかる。
本発明の光ファイバ用母材の製造方法は、中心孔を有し
、半径方向にがさ密度分布を有する多孔質母材を用いる
ことにより、下記の利点を有する。
、半径方向にがさ密度分布を有する多孔質母材を用いる
ことにより、下記の利点を有する。
■ 高かさ密度部分が直接脱水用ガスにさらされるため
、中心孔のない母材では脱水困難であった、該高かさ密
度部分の脱水が効果的に行われる。
、中心孔のない母材では脱水困難であった、該高かさ密
度部分の脱水が効果的に行われる。
■ 多孔質母材への弗素添加量の温度依存性及びかさ密
度依存性という性質を巧みに利用することにより、弗素
添加が効率良く行え、理想的な低損失光ファイバ用母材
が得られる。
度依存性という性質を巧みに利用することにより、弗素
添加が効率良く行え、理想的な低損失光ファイバ用母材
が得られる。
■ 従来法による中心孔を有する多孔質母材の製法では
出発棒の引き抜きが困難で長尺母材を得難かったが、本
発明は多孔質母材成長と同時に糧棒が順次抜かれてゆく
ため、上記の困難はなく、長手方向に均一な寸法及びか
さ密度分布を有する長尺の母材を得ることができる。
出発棒の引き抜きが困難で長尺母材を得難かったが、本
発明は多孔質母材成長と同時に糧棒が順次抜かれてゆく
ため、上記の困難はなく、長手方向に均一な寸法及びか
さ密度分布を有する長尺の母材を得ることができる。
以上のように、本発明は低損失で長手方向に均一な長尺
の光ファイバ用母材を容易に得ることが可能である。
の光ファイバ用母材を容易に得ることが可能である。
第1図は石英への弗素の添加率と温度条件との関係を示
すグラフ、第2図は石英微粉末への゛ 弗素添加率と該
石英微粉末のかさ密度との関係を示すグラフ、第3図な
いし第5図は本発明の実施態様例を説明4であって、第
3図は多孔質母材の形成方法、第4図は該多孔質母材の
脱水および弗素添加の方法、第5図は多孔質母材を焼結
、透明ガラス化する方法を示す。
すグラフ、第2図は石英微粉末への゛ 弗素添加率と該
石英微粉末のかさ密度との関係を示すグラフ、第3図な
いし第5図は本発明の実施態様例を説明4であって、第
3図は多孔質母材の形成方法、第4図は該多孔質母材の
脱水および弗素添加の方法、第5図は多孔質母材を焼結
、透明ガラス化する方法を示す。
Claims (7)
- (1)中心孔を有し、半径方向にかさ密度分布を有する
多孔質母材を、弗素又は弗素を含む雰囲気中にさらして
加熱することにより、半径方向に屈折率分布を有する透
明ガラス母材を得ることを特徴とする光ファイバ用母材
の製造方法。 - (2)長手方向に対向して、互の一端が隣り合うように
配置された2本の種棒の隣接する付近より多孔質母材を
形成し、該多孔質母材の種棒長手方向成長とともに少く
とも一方の種棒を該長手方向に移動せしめることにより
形成される、中心孔を有し、半径方向にかさ密度分布を
有する多孔質母材を、弗素又は弗素を含む雰囲気中にさ
らして加熱することにより、半径方向に屈折率分布を有
する透明ガラス母材を得ることを特徴とする光ファイバ
用母材の製造方法。 - (3)多孔質母材が実質的に石英微粉末からなる特許請
求の範囲第(1)項または第(2)項に記載の光ファイ
バ用母材の製造方法。 - (4)かさ密度分布は中心孔をとりまく部分のかさ密度
がその他の部分よりも大きくなつている特許請求の範囲
第(1)項、第(2)項または第(3)項記載の光ファ
イバ用母材の製造方法。 - (5)多孔質母材の中心孔には非弗素系脱水ガスを含む
ガスを流し、多孔質母材外周は弗素又は弗素を含む高温
雰囲気中にさらす特許請求の範囲第(1)項、第(2)
項、第(3)項または第(4)項記載の光ファイバ用母
材の製造方法。 - (6)非弗素系脱水ガスが塩素又は塩素を含む化合物ガ
スである特許請求の範囲第(5)項記載の光ファイバ用
母材の製法。 - (7)弗素を含む高温雰囲気がSiF_4、CCl_2
F_2、CClF_3、SiF_2、SF_6、SeF
_6、CF_4、N_3F、F_2N_4のうちの少な
くとも一つを含有する特許請求の範囲第(5)項記載の
光ファイバ用母材の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1265285A JPS61174138A (ja) | 1985-01-28 | 1985-01-28 | 光フアイバ用母材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1265285A JPS61174138A (ja) | 1985-01-28 | 1985-01-28 | 光フアイバ用母材の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61174138A true JPS61174138A (ja) | 1986-08-05 |
JPH0583498B2 JPH0583498B2 (ja) | 1993-11-26 |
Family
ID=11811299
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1265285A Granted JPS61174138A (ja) | 1985-01-28 | 1985-01-28 | 光フアイバ用母材の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61174138A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5022904A (en) * | 1985-12-27 | 1991-06-11 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Method of making optical glass article |
US5055121A (en) * | 1987-10-07 | 1991-10-08 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Method for producing glass preform for optical fiber |
US5217516A (en) * | 1985-12-27 | 1993-06-08 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Method of making optical glass article |
WO2015107931A1 (ja) * | 2014-01-16 | 2015-07-23 | 古河電気工業株式会社 | 光ファイバ母材の製造方法および光ファイバの製造方法 |
-
1985
- 1985-01-28 JP JP1265285A patent/JPS61174138A/ja active Granted
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPH0583498B2 (ja) | 1993-11-26 |
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