JP2003515519A - 光ファイバー用石英ガラスプリフォームの製造方法及びその方法によって製造されたプリフォーム - Google Patents
光ファイバー用石英ガラスプリフォームの製造方法及びその方法によって製造されたプリフォームInfo
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Abstract
(57)【要約】
本発明は、石英ガラスの屈折率を増加させるドーピング物質を含んだ内層と、より低い屈折率を有しかつ内層を包む外層とから成る多孔性石英ガラス製中空シリンダーを提供する工程と、この中空シリンダーを潰す工程とを有し、前記ドーピング物質を含有する石英ガラスロッド上に前記多孔性中空シリンダーが潰されるようにしたことを特徴とする光ファイバー用石英ガラスプリフォームの製造方法に関する。
Description
【0001】
本発明は、石英ガラスの屈折率を増加させるドーピング物質を含んだ内層と、
より低い屈折率を有しかつ内層を包む外層とから成る多孔性石英ガラス製中空シ
リンダーを提供する工程と、この中空シリンダーを潰す工程と、を有する光ファ
イバー用石英ガラスプリフォームの製造方法に関する。
より低い屈折率を有しかつ内層を包む外層とから成る多孔性石英ガラス製中空シ
リンダーを提供する工程と、この中空シリンダーを潰す工程と、を有する光ファ
イバー用石英ガラスプリフォームの製造方法に関する。
【0002】
さらに、本発明は、石英ガラスの屈折率を増大するドーピング物質を含有する
石英ガラスのコア、及び該コアを包囲する低い屈折率の石英ガラスジャケットか
らなる光ファイバー用石英ガラスプリフォームに関する。
石英ガラスのコア、及び該コアを包囲する低い屈折率の石英ガラスジャケットか
らなる光ファイバー用石英ガラスプリフォームに関する。
【0003】
(背景技術)
US−A4,251,251にはOVD法による光ファイバー用石英ガラスプ
リフォームの製造方法が述べられている。製法の第一段階では、酸化ゲルマニウ
ム(25重量%)及び酸化ホウ素(5重量%)でドープしたSiO2内層と、該
内層を包囲する酸化ホウ素(2重量%)でドープしたSiO2外層とからなる多
孔性SiO2シリンダー(「スートシリンダー」)が作られる。このスートシリ
ンダーはSiCl4(又は、それぞれGeCl4及びBCl3)の火炎加水分解に
よって生成される。
リフォームの製造方法が述べられている。製法の第一段階では、酸化ゲルマニウ
ム(25重量%)及び酸化ホウ素(5重量%)でドープしたSiO2内層と、該
内層を包囲する酸化ホウ素(2重量%)でドープしたSiO2外層とからなる多
孔性SiO2シリンダー(「スートシリンダー」)が作られる。このスートシリ
ンダーはSiCl4(又は、それぞれGeCl4及びBCl3)の火炎加水分解に
よって生成される。
【0004】
製法の第二段階では、SiO2外層はSiO2内層上に堆積される。その後、石
英ガラスのマンドレルがスートシリンダーから引き抜かれる。このようにして、
スートシリンダーには中空部が形成され、その中空部の内径は該マンドレルの外
径に等しい。
英ガラスのマンドレルがスートシリンダーから引き抜かれる。このようにして、
スートシリンダーには中空部が形成され、その中空部の内径は該マンドレルの外
径に等しい。
【0005】
該プリフォームは、この多孔性スートシリンダーを焼結処理すると同時にその
中空部を潰すことによって得られる。このプリフォームは酸化ホウ素及び二酸化
ゲルマニウムでドープされた石英ガラスで作られたコアを有し、このコアは屈折
率が1.476であり、その周囲を屈折率1.457の石英ガラスジャケットで
包囲されている。
中空部を潰すことによって得られる。このプリフォームは酸化ホウ素及び二酸化
ゲルマニウムでドープされた石英ガラスで作られたコアを有し、このコアは屈折
率が1.476であり、その周囲を屈折率1.457の石英ガラスジャケットで
包囲されている。
【0006】
SiO2の堆積効率はマンドレルの外径に依存している。マンドレルの外径が
大きいとそれに応じて初期表面積が大きく出来る為にSiO2の堆積が効率よく
行われる。一方において、マンドレルの外径が大きい場合には、それに応じてス
ートシリンダーの中空部も大きくなる。中空部が大きくなればなるほど、焼結処
理と潰し処理の処理中に、中空部を封鎖することは困難となる。大きな中空部を
封鎖する場合、特に中空部の内部に低い圧力が追加的に加えられる場合、コアが
断面楕円状のコア領域が生じることが知られている。該中空部を閉鎖するという
問題はドープされた石英ガラスによってさらに悪化してしまう。何故なら、焼結
処理及び潰し処理の処理中における長時間の熱処理及び高温に起因して、ドーピ
ング物質が内層側から拡散し、そしてこのようにして内層領域におけるドーピン
グ物質の濃度が低下し、大抵はこの内層領域の屈折率は低下してしまうからであ
る。プリフォームのこの領域(又は、それぞれ、プリフォームから作られた光フ
ァイバー)は文献においては「ディップ(dip)」と呼ばれる。
大きいとそれに応じて初期表面積が大きく出来る為にSiO2の堆積が効率よく
行われる。一方において、マンドレルの外径が大きい場合には、それに応じてス
ートシリンダーの中空部も大きくなる。中空部が大きくなればなるほど、焼結処
理と潰し処理の処理中に、中空部を封鎖することは困難となる。大きな中空部を
封鎖する場合、特に中空部の内部に低い圧力が追加的に加えられる場合、コアが
断面楕円状のコア領域が生じることが知られている。該中空部を閉鎖するという
問題はドープされた石英ガラスによってさらに悪化してしまう。何故なら、焼結
処理及び潰し処理の処理中における長時間の熱処理及び高温に起因して、ドーピ
ング物質が内層側から拡散し、そしてこのようにして内層領域におけるドーピン
グ物質の濃度が低下し、大抵はこの内層領域の屈折率は低下してしまうからであ
る。プリフォームのこの領域(又は、それぞれ、プリフォームから作られた光フ
ァイバー)は文献においては「ディップ(dip)」と呼ばれる。
【0007】
従って、本発明は、多孔性石英ガラス中空シリンダーの中空部の閉鎖する工程
を容易化した光ファイバー用石英ガラスプリフォームの効果的な製造方法を明確
化し、かつこの方法によって製造された低コストプリフォームを提供するという
課題に基づいてなされたものである。
を容易化した光ファイバー用石英ガラスプリフォームの効果的な製造方法を明確
化し、かつこの方法によって製造された低コストプリフォームを提供するという
課題に基づいてなされたものである。
【0008】
上述した方法、即ちドーピング物質を含有する石英ガラスロッド上に多孔性中
空シリンダーが潰されるという方法に基づいて本発明の目的が達成される。
空シリンダーが潰されるという方法に基づいて本発明の目的が達成される。
【0009】
多孔性中空シリンダーは、ドーピング物質を含有する石英ガラスロッド上に潰
される。この石英ガラスロッドは、潰し処理前に、多孔性中空シリンダーの中空
部に挿入され、その結果、潰し時には、中空シリンダーと石英ガラスロッドとの
間の間隔のみが閉鎖される。従って、閉鎖される間隙はより小さくなり、この間
隙を閉鎖するために必要とされる中空シリンダーの変形は中空部の全体を潰すた
めに必要とされるものよりも小さくなる。
される。この石英ガラスロッドは、潰し処理前に、多孔性中空シリンダーの中空
部に挿入され、その結果、潰し時には、中空シリンダーと石英ガラスロッドとの
間の間隔のみが閉鎖される。従って、閉鎖される間隙はより小さくなり、この間
隙を閉鎖するために必要とされる中空シリンダーの変形は中空部の全体を潰すた
めに必要とされるものよりも小さくなる。
【0010】
従って、本発明方法によれば、潰し工程の時間が短縮され、及び/又は潰し温
度も低下できるため、中空シリンダーにかかる熱負荷は全体として従来の製法よ
り少なくなる。さらに、潰し時の中空シリンダーの変形が比較的少ないことによ
り、石英ガラスロッドと潰された中空シリンダーとから構成される石英ガラスシ
リンダーに関する所定の形状や寸法を保つことが容易になる。
度も低下できるため、中空シリンダーにかかる熱負荷は全体として従来の製法よ
り少なくなる。さらに、潰し時の中空シリンダーの変形が比較的少ないことによ
り、石英ガラスロッドと潰された中空シリンダーとから構成される石英ガラスシ
リンダーに関する所定の形状や寸法を保つことが容易になる。
【0011】
本発明の製法の更なる特徴は、中空シリンダーが、石英ガラスの屈折率を増加
するドーピング物質を有する内層と、この内層を包囲しかつ低い屈折率を有する
外層とを有する点にある。この中空シリンダーは、石英ガラスロッド上に潰され
、この石英ガラスロッドは中空シリンダーの内層上の石英ガラスと同じドーピン
グ物質を有している。本発明の方法では、石英ガラスロッドは、中空シリンダー
の内層となるだけでなく、プリフォームの「コア」の一部となる。この方法によ
って、コアの製造が簡単となり、このことは、大型のプリフォーム及びそれに対
応して大きなコアの場合には、最も顕著となる。さらに、中空シリンダーはジャ
ケット(光ファイバーの「クラッド」)又はその一部となる。
するドーピング物質を有する内層と、この内層を包囲しかつ低い屈折率を有する
外層とを有する点にある。この中空シリンダーは、石英ガラスロッド上に潰され
、この石英ガラスロッドは中空シリンダーの内層上の石英ガラスと同じドーピン
グ物質を有している。本発明の方法では、石英ガラスロッドは、中空シリンダー
の内層となるだけでなく、プリフォームの「コア」の一部となる。この方法によ
って、コアの製造が簡単となり、このことは、大型のプリフォーム及びそれに対
応して大きなコアの場合には、最も顕著となる。さらに、中空シリンダーはジャ
ケット(光ファイバーの「クラッド」)又はその一部となる。
【0012】
ドーピング物質は、内層領域に限定することができる。ドーピング物質が、中
空シリンダーの壁厚さの全体にわたって均一に分布する場合には、石英ガラスの
屈折率を低減させるドーピング物質を追加することによって、外層領域における
屈折率を低下させる。
空シリンダーの壁厚さの全体にわたって均一に分布する場合には、石英ガラスの
屈折率を低減させるドーピング物質を追加することによって、外層領域における
屈折率を低下させる。
【0013】
本発明によって提案されたプリフォームの製造方法に加えて、その具体的な仕
様及びその特定の手法によれば、プリフォームの製造のためにはさらなる処理工
程が必要とされる。特に、潰された中空シリンダーをさらに1又は複数の石英ガ
ラスジャケット層で包囲することができる。
様及びその特定の手法によれば、プリフォームの製造のためにはさらなる処理工
程が必要とされる。特に、潰された中空シリンダーをさらに1又は複数の石英ガ
ラスジャケット層で包囲することができる。
【0014】
石英ガラスロッドと内層との屈折率の差が最大0.001を超えない場合には
、石英ガラスロッドと内層が略等しい濃度のドーピング物質を含有することが特
に有利であることが見出された。内層と石英ガラスロッドのドーピングを一致さ
せることによって、それぞれの石英ガラスにおいて同一の粘度となる。これによ
り、潰し時における石英ガラスロッドと内層との間の十分な接触領域を形成する
ことが一層容易となる。
、石英ガラスロッドと内層が略等しい濃度のドーピング物質を含有することが特
に有利であることが見出された。内層と石英ガラスロッドのドーピングを一致さ
せることによって、それぞれの石英ガラスにおいて同一の粘度となる。これによ
り、潰し時における石英ガラスロッドと内層との間の十分な接触領域を形成する
ことが一層容易となる。
【0015】
半径方向に均一な屈折率分布を有しかつアンドープト石英ガラスよりも少なく
とも0.003だけ高い屈折率を有する石英ガラスロッドを用いる方法は特に好
ましい。石英ガラスの屈折率を増加させるドーピング物質は一般的に石英ガラス
の粘度の低下を引きおこす。より低い粘度は、中空シリンダーと石英ガラスロッ
ド間の間隙の閉鎖、並びに潰し時における石英ガラスロッドと内層との十分な接
触の形成を容易にする。この工程の利点は、大きな直径及び一定の屈折率分布を
有するコアを設けた大型のプリフォームの場合に特に顕著となる。本発明の方法
においては、中空シリンダーの内層だけでなく石英ガラスロッドもまたコアの形
成に寄与する。
とも0.003だけ高い屈折率を有する石英ガラスロッドを用いる方法は特に好
ましい。石英ガラスの屈折率を増加させるドーピング物質は一般的に石英ガラス
の粘度の低下を引きおこす。より低い粘度は、中空シリンダーと石英ガラスロッ
ド間の間隙の閉鎖、並びに潰し時における石英ガラスロッドと内層との十分な接
触の形成を容易にする。この工程の利点は、大きな直径及び一定の屈折率分布を
有するコアを設けた大型のプリフォームの場合に特に顕著となる。本発明の方法
においては、中空シリンダーの内層だけでなく石英ガラスロッドもまたコアの形
成に寄与する。
【0016】
さらに、この点において、ドーピング物質として二酸化ゲルマニウムを用い、
この場合、石英ガラスロッドの二酸化ゲルマニウム含量が少なくとも3重量%で
あるようにするのが有利であることが見出された。二酸化ゲルマニウムは、石英
ガラスの粘度を低下させかつ屈折率を増加させる効果を有している。中空部の潰
しに関しては、より低い粘度が有利であることは前述した通りである。
この場合、石英ガラスロッドの二酸化ゲルマニウム含量が少なくとも3重量%で
あるようにするのが有利であることが見出された。二酸化ゲルマニウムは、石英
ガラスの粘度を低下させかつ屈折率を増加させる効果を有している。中空部の潰
しに関しては、より低い粘度が有利であることは前述した通りである。
【0017】
多孔性の中空シリンダーがフッ素を含有すると有利なことも見出された。フッ
素ドーピングは石英ガラスの粘度を低下させかつ屈折率の低下をひきおこす。ま
た、フッ素ドーピングは、ある程度まで、中空シリンダーと石英ガラスロッドと
の間の間隙の閉鎖、及び潰し時において石英ガラスロッドと内層と間の十分な接
触領域の形成を容易にする。フッ素の含有は中空シリンダーの外層の屈折率にお
ける局部的減少を引きおこす。しかし、中空シリンダーの壁厚さにわたって一定
とすることができる。フッ素及び石英ガラスの屈折率を増加させる二酸化ゲルマ
ニウムのようなドーピング物質によるドーピングは、この2つのドーピング物質
の影響が屈折率に関して全体的に又は部分的に互いに補償しあう程度において、
石英ガラスにおいて特に低い粘度を生成する。石英ガラスロッドの石英ガラスも
またフッ素を含有してもよい。
素ドーピングは石英ガラスの粘度を低下させかつ屈折率の低下をひきおこす。ま
た、フッ素ドーピングは、ある程度まで、中空シリンダーと石英ガラスロッドと
の間の間隙の閉鎖、及び潰し時において石英ガラスロッドと内層と間の十分な接
触領域の形成を容易にする。フッ素の含有は中空シリンダーの外層の屈折率にお
ける局部的減少を引きおこす。しかし、中空シリンダーの壁厚さにわたって一定
とすることができる。フッ素及び石英ガラスの屈折率を増加させる二酸化ゲルマ
ニウムのようなドーピング物質によるドーピングは、この2つのドーピング物質
の影響が屈折率に関して全体的に又は部分的に互いに補償しあう程度において、
石英ガラスにおいて特に低い粘度を生成する。石英ガラスロッドの石英ガラスも
またフッ素を含有してもよい。
【0018】
多孔性中空シリンダーが、塩素雰囲気中で摂氏700度を越える温度で加熱す
ることによって塩素処理される場合には、さらなる改良が図られる。この塩素処
理は不純物の除去を行い、かつOH含量及び石英ガラスの粘度を低下させる。こ
れによって潰しの容易化が図られかつ中空シリンダーと石英ガラスロッドとの特
に十分な接触表面が得られる。
ることによって塩素処理される場合には、さらなる改良が図られる。この塩素処
理は不純物の除去を行い、かつOH含量及び石英ガラスの粘度を低下させる。こ
れによって潰しの容易化が図られかつ中空シリンダーと石英ガラスロッドとの特
に十分な接触表面が得られる。
【0019】
理想的には、石英ガラスロッドの外径及び多孔性中空シリンダーの内径は、塩
素処理中に、多孔性中空シリンダーとこの中空シリンダーに挿入された石英ガラ
スロッド間に環状間隙が残るように選択される。塩素処理は、中空シリンダーへ
の石英ガラスロッドの挿入後で、かつ中空シリンダーの焼結処理及び潰し処理前
に行われる。これにより、潰し処理後に接触領域を形成し、環状間隙に設けられ
た表面領域の清浄化が行われる。
素処理中に、多孔性中空シリンダーとこの中空シリンダーに挿入された石英ガラ
スロッド間に環状間隙が残るように選択される。塩素処理は、中空シリンダーへ
の石英ガラスロッドの挿入後で、かつ中空シリンダーの焼結処理及び潰し処理前
に行われる。これにより、潰し処理後に接触領域を形成し、環状間隙に設けられ
た表面領域の清浄化が行われる。
【0020】
5mm以下の外径を有する石英ガラスロッドの使用が好ましい。石英ガラスロ
ッドが細くなればなるほど、潰し処理後における中空シリンダーと石英ガラスロ
ッド間の接触面積が小さくなり、そして接触面の面積における破損箇所数が少な
くなる。一定の屈折率分布のコアを有するプリフォームを製造するためには、中
空シリンダーの内層が中空シリンダー自身と同一のドーピングを有するような細
い石英ガラスロッドにおいて特に有利である。
ッドが細くなればなるほど、潰し処理後における中空シリンダーと石英ガラスロ
ッド間の接触面積が小さくなり、そして接触面の面積における破損箇所数が少な
くなる。一定の屈折率分布のコアを有するプリフォームを製造するためには、中
空シリンダーの内層が中空シリンダー自身と同一のドーピングを有するような細
い石英ガラスロッドにおいて特に有利である。
【0021】
理想的には、石英ガラスロッドはVAD法(気相軸付け法)によって製造され
る。この方法は、特に低コストでかつ一定濃度でドープされた石英ガラスロッド
の製造に好適に用いられる。
る。この方法は、特に低コストでかつ一定濃度でドープされた石英ガラスロッド
の製造に好適に用いられる。
【0022】
プリフォーム製造の効率化に関する更なる改良は、石英ガラスロッドがロッド
プリフォームの延伸によって得られる場合に行われる。この目的のために、最初
に、外径が石英ガラスロッドの理論的直径より大きいロッドプリフォームを、理
想的にはVAD法によって製造する。この理論的直径は、そのようなロッドプリ
フォームの延伸によって正確に設定され、そして、さらに、このロッドの表面は
延伸中移動せしめられる。大きい外部直径を有するロッドプリフォームの延伸は
、1又は複数の石英ガラスロッドの複数の製品長さを作り出すことを可能とする
。
プリフォームの延伸によって得られる場合に行われる。この目的のために、最初
に、外径が石英ガラスロッドの理論的直径より大きいロッドプリフォームを、理
想的にはVAD法によって製造する。この理論的直径は、そのようなロッドプリ
フォームの延伸によって正確に設定され、そして、さらに、このロッドの表面は
延伸中移動せしめられる。大きい外部直径を有するロッドプリフォームの延伸は
、1又は複数の石英ガラスロッドの複数の製品長さを作り出すことを可能とする
。
【0023】
プリフォームの製造は、石英ガラスロッド上への中空シリンダーの潰しによっ
て得られるコアロッドが石英ガラス製の被覆チューブ(ジャケットチューブ)に
よって被覆されるという追加的な工程を一般的に有している。
て得られるコアロッドが石英ガラス製の被覆チューブ(ジャケットチューブ)に
よって被覆されるという追加的な工程を一般的に有している。
【0024】
プリフォームに関して、上記した目的は、コアが石英ガラスロッドによって製
造されかつ石英ガラスロッドを包囲する中空シリンダーが多孔性石英ガラスで作
られ、焼結処理されそしてその焼結処理中に石英ガラスロッド上に潰され、かつ
その中空シリンダーがジャケットの少なくとも一部分を包含するという内容の本
発明によって達成される。
造されかつ石英ガラスロッドを包囲する中空シリンダーが多孔性石英ガラスで作
られ、焼結処理されそしてその焼結処理中に石英ガラスロッド上に潰され、かつ
その中空シリンダーがジャケットの少なくとも一部分を包含するという内容の本
発明によって達成される。
【0025】
上記プリフォームを製造するために、多孔性中空シリンダーは、同一のドーピ
ング物質を含有し、潰し処理前に、該多孔性中空シリンダーの中空部に挿入され
る石英ガラスロッド上に潰される。このようにして、多孔性中空シリンダーはプ
リフォームコアの一構成要素となる。さらに、該プリフォームのジャケット(「
光学的クラッド」)の少なくとも一部は、この潰された多孔性中空シリンダーか
ら生じる。発明の効果、特にプリフォーム製造の効率の向上に関して、本発明方
法を説明する。
ング物質を含有し、潰し処理前に、該多孔性中空シリンダーの中空部に挿入され
る石英ガラスロッド上に潰される。このようにして、多孔性中空シリンダーはプ
リフォームコアの一構成要素となる。さらに、該プリフォームのジャケット(「
光学的クラッド」)の少なくとも一部は、この潰された多孔性中空シリンダーか
ら生じる。発明の効果、特にプリフォーム製造の効率の向上に関して、本発明方
法を説明する。
【0026】
石英ガラスロッド及びその上に潰される中空シリンダーに加えて、本発明によ
るプリフォームは、所望の目的又は仕様に応じて、さらなる石英ガラス層を有す
る。特に、コア及びジャケットを包囲する石英ガラス層を有し、かつ石英ガラス
から作られた被覆チューブ(ジャケットチューブ)を潰すことによって製造され
る石英ガラスプリフォームの利点は立証されている。
るプリフォームは、所望の目的又は仕様に応じて、さらなる石英ガラス層を有す
る。特に、コア及びジャケットを包囲する石英ガラス層を有し、かつ石英ガラス
から作られた被覆チューブ(ジャケットチューブ)を潰すことによって製造され
る石英ガラスプリフォームの利点は立証されている。
【0027】
以下に、実施の形態及び図面に基づいて本発明を詳細に説明する。添付図面に
示された図表は次の通りである。
示された図表は次の通りである。
【0028】
図1は、コアロッドへ潰される前の多孔性石英ガラス製コアジャケットチュー
ブ及び石英ガラスコアロッドの配置を示す半径方向断面図である。
ブ及び石英ガラスコアロッドの配置を示す半径方向断面図である。
【0029】
図2は、プリフォームの製造方法の一例を個々の方法工程で示したフローチャ
ートである。
ートである。
【0030】
図1において、符号1はコアジャケットチューブ2及びコアガラスロッド3の
軸方向配置の全体を示す。コアガラスロッド3は、5重量%の二酸化ゲルマニウ
ムで均一にドープされた石英ガラスから構成されている。コアガラスロッド3の
直径は3mmである。
軸方向配置の全体を示す。コアガラスロッド3は、5重量%の二酸化ゲルマニウ
ムで均一にドープされた石英ガラスから構成されている。コアガラスロッド3の
直径は3mmである。
【0031】
コアジャケットチューブ2は多孔性石英ガラス中空シリンダー(スートボディ
)から構成されている。内層4において、コアジャケットチューブ2は二酸化ゲ
ルマニウムで均一にドープされており、二酸化ゲルマニウムの名目上の濃度はコ
アガラスロッド3の名目上の濃度と一致している。外層5においては、コアジャ
ケットチューブ2は、アンドープト多孔性石英ガラスから構成されている。コア
ジャケットチューブ2の中空部の直径は5mmであり、中空部の壁とコアガラス
ロッド3の間の軸方向配置1において、幅1mmの環状間隙6が形成されている
。コアジャケットチューブ2の外径は、明細書の例では、35mmであり、そし
て内層4と外層5間の境界面は略9mmの直径である。
)から構成されている。内層4において、コアジャケットチューブ2は二酸化ゲ
ルマニウムで均一にドープされており、二酸化ゲルマニウムの名目上の濃度はコ
アガラスロッド3の名目上の濃度と一致している。外層5においては、コアジャ
ケットチューブ2は、アンドープト多孔性石英ガラスから構成されている。コア
ジャケットチューブ2の中空部の直径は5mmであり、中空部の壁とコアガラス
ロッド3の間の軸方向配置1において、幅1mmの環状間隙6が形成されている
。コアジャケットチューブ2の外径は、明細書の例では、35mmであり、そし
て内層4と外層5間の境界面は略9mmの直径である。
【0032】
以下に、図2に基づいて、コアジャケットチューブ2及びコアガラスロッド3
の、図1に示された配置の製造方法の工程、及びコアロッドとプリフォームの製
造方法の工程を、例をあげて説明するが、この例において、プリフォームの同一
又は同等の部材の符号としては図1で用いた符合が用いられる。
の、図1に示された配置の製造方法の工程、及びコアロッドとプリフォームの製
造方法の工程を、例をあげて説明するが、この例において、プリフォームの同一
又は同等の部材の符号としては図1で用いた符合が用いられる。
【0033】
本発明方法を実施する目的のために、コアガラスロッド3と多孔性コアジャケ
ット2が供給される。コアジャケットチューブ2はSiCl4の火炎加水分解方
法により、長手方向軸の回りを回転するマンドレルのジャケット表面にSiO2
粒子を外部から堆積させることによって製造される(OVD法)。マンドレルと
しては直径5mmの酸化アルミニウムチューブが用いられる。堆積用バーナーを
用いることによって、最初の段階で内層4が堆積され、この段階では内層4に対
するドーピング物質の上記した濃度を達成するためにSiCl4だけでなくGe
Cl4もまた適用される。次いで、GeCl4の供給が停止されそして同じ方法に
よって外層5が内層4の上に堆積される。マンドレルの除去後に得られるコアジ
ャケットチューブ2は多孔性石英ガラスから構成されている。
ット2が供給される。コアジャケットチューブ2はSiCl4の火炎加水分解方
法により、長手方向軸の回りを回転するマンドレルのジャケット表面にSiO2
粒子を外部から堆積させることによって製造される(OVD法)。マンドレルと
しては直径5mmの酸化アルミニウムチューブが用いられる。堆積用バーナーを
用いることによって、最初の段階で内層4が堆積され、この段階では内層4に対
するドーピング物質の上記した濃度を達成するためにSiCl4だけでなくGe
Cl4もまた適用される。次いで、GeCl4の供給が停止されそして同じ方法に
よって外層5が内層4の上に堆積される。マンドレルの除去後に得られるコアジ
ャケットチューブ2は多孔性石英ガラスから構成されている。
【0034】
コアガラスロッド3の製造のために、最初の段階において、ロッドプリフォー
ムが、SiCl4及びGeCl4の火炎加水分解法によりSiO2粒子の形成及び
回転する基材上へのSiO2粒子の軸方向堆積によって製造される(VAD法)
。同様に製造されたロッドは略40mmの直径を有している。方法を続けること
によって、ロッドは直径3mmまで長くなり、そして適宜方法を続けて多数のコ
アロッドを製造した。
ムが、SiCl4及びGeCl4の火炎加水分解法によりSiO2粒子の形成及び
回転する基材上へのSiO2粒子の軸方向堆積によって製造される(VAD法)
。同様に製造されたロッドは略40mmの直径を有している。方法を続けること
によって、ロッドは直径3mmまで長くなり、そして適宜方法を続けて多数のコ
アロッドを製造した。
【0035】
本発明のプリフォームを製造するため、図1に示したような配置1の形成とと
もに、コアガラスロッド3はコアジャケットチューブ2の軸方向中空部に同軸的
に固定される。環状間隙6に隣接する表面を清浄化するため、配置1は摂氏約1
000度の温度で塩素処理される。次に、多孔性コアジャケットチューブ2はコ
アガラスロッド3に融着され、この段階でこの配置は炉内で摂氏1400度の温
度まで加熱される。環状間隙6は垂直方向に向けられた配置1の帯域において加
熱することによって十分に閉鎖される。当初のコアガラスロッド3とコアジャケ
ットチューブ2の内層4の間の接触面は肉眼では検知されえない。
もに、コアガラスロッド3はコアジャケットチューブ2の軸方向中空部に同軸的
に固定される。環状間隙6に隣接する表面を清浄化するため、配置1は摂氏約1
000度の温度で塩素処理される。次に、多孔性コアジャケットチューブ2はコ
アガラスロッド3に融着され、この段階でこの配置は炉内で摂氏1400度の温
度まで加熱される。環状間隙6は垂直方向に向けられた配置1の帯域において加
熱することによって十分に閉鎖される。当初のコアガラスロッド3とコアジャケ
ットチューブ2の内層4の間の接触面は肉眼では検知されえない。
【0036】
同様に得られたコアロッドは、引き続いて製造されかつ光波誘導(「光クラッ
ド」)の機能に寄与する光ファイバー及びジャケットのファイバーコアとなる。
それによって、二酸化ゲルマニウムで均一にドープされ、8.8mmの外径を有
しかつアンドープト石英ガラスの屈折率よりも0.005高い屈折率を有する石
英ガラスコアが得られる。このコアの中心部は当初のコアガラスロッド3、及び
当初のコアジャケットチューブ2の内層4の外部によって形成されている。この
コアの中央部と外部との屈折率の差は略0.0001である。このコアは屈折率
が1.4585のアンドープト石英ガラスジャケットによって包囲されている。
このジャケットは当初のコアジャケット2の外層5によって形成されている。
ド」)の機能に寄与する光ファイバー及びジャケットのファイバーコアとなる。
それによって、二酸化ゲルマニウムで均一にドープされ、8.8mmの外径を有
しかつアンドープト石英ガラスの屈折率よりも0.005高い屈折率を有する石
英ガラスコアが得られる。このコアの中心部は当初のコアガラスロッド3、及び
当初のコアジャケットチューブ2の内層4の外部によって形成されている。この
コアの中央部と外部との屈折率の差は略0.0001である。このコアは屈折率
が1.4585のアンドープト石英ガラスジャケットによって包囲されている。
このジャケットは当初のコアジャケット2の外層5によって形成されている。
【0037】
プリフォームの製造のために、コアロッドは所望の外形寸法とするために丸く
削られ火炎研磨され、かつアンドープト石英ガラスで作られた被覆チューブ(「
ジャケットチューブ」)によって被覆処理される。その後、このプリフォームは
130mmの外径を示す。
削られ火炎研磨され、かつアンドープト石英ガラスで作られた被覆チューブ(「
ジャケットチューブ」)によって被覆処理される。その後、このプリフォームは
130mmの外径を示す。
【図1】 コアロッドへ潰される前の多孔性石英ガラス製コアジャケットチュ
ーブ及び石英ガラスコアロッドの配置を示す半径方向断面図である。
ーブ及び石英ガラスコアロッドの配置を示す半径方向断面図である。
【図2】 プリフォームの製造方法の一例を個々の方法工程で示したフローチ
ャートである。
ャートである。
1:配置、2:多孔性コアジャケットチューブ、3:コアガラスロッド、4:
内層、5:外層、6:環状間隙。
内層、5:外層、6:環状間隙。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 ハインツ・ファビアン
ドイツ連邦共和国、D−63762 グロース
オストハイム、ウェストリング29
Fターム(参考) 4G021 BA02 BA03 BA04
Claims (13)
- 【請求項1】 石英ガラスの屈折率を増加させるドーピング物質を含んだ内
層(4)と、より低い屈折率を有しかつ内層を包む外層(5)とから成る多孔性
石英ガラス製中空シリンダー(2)を提供する工程と、この中空シリンダー(2
)を潰す工程とを有し、前記ドーピング物質を含有する石英ガラスロッド(3)
上に前記多孔性中空シリンダー(2)が潰されるようにしたことを特徴とする光
ファイバー用石英ガラスプリフォームの製造方法。 - 【請求項2】 前記石英ガラスロッド(3)と前記内層(4)とがほぼ同濃
度のドーピング物質を含み、かつ石英ガラスロッド(3)と内層(4)の屈折率
の差が最大で0.001であることを特徴とする請求項1記載の方法。 - 【請求項3】 前記石英ガラスロッド(3)は半径方向に均一な屈折率プロ
ファイルを有し、かつドーピング物質を含まない石英ガラスより少なくとも0.
003だけ高い屈折率を有することを特徴とする請求項1又は2記載の方法。 - 【請求項4】 前記ドーピング物質が二酸化ゲルマニウムであり、かつ石英
ガラスロッド(3)における二酸化ゲルマニウムの濃度が少なくとも3重量%パ
ーセントであることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項記載の方法。 - 【請求項5】 前記多孔性中空シリンダー(2)がフッ化物を含有すること
を特徴とする請求項1〜4のいずれか1項記載の方法。 - 【請求項6】 前記多孔性中空シリンダー(2)は塩素含有雰囲気中で70
0℃を越える温度で加熱されることによって塩素処理が施されることを特徴とす
る請求項1〜5のいずれか1項記載の方法。 - 【請求項7】 前記多孔性中空シリンダー(2)と該中空シリンダーに挿入
された石英ガラスロッド(3)との間の環状間隙(6)が前記塩素処理中におい
て残存する様に前記石英ガラスロッド(3)の外径及び多孔性中空シリンダー(
2)の内径が選定されることを特徴とする請求項6に記載の方法。 - 【請求項8】 前記石英ガラスロッド(3)が5mm以下の外径を有するこ
とを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項記載の方法。 - 【請求項9】 前記石英ガラスロッド(3)がVAD法によって製造された
ものであることを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項記載の方法。 - 【請求項10】 前記石英ガラスロッド(3)がロッドプリフォームを延伸
することによって得られることを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項記載の
方法。 - 【請求項11】 コアロッドが前記中空シリンダー(2)を前記石英ガラス
ロッド(3)上に潰すことによって得られ、かつ該コアロッドが石英ガラス被覆
チューブで被覆処理されることを特徴とする請求項1〜10のいずれか1項記載
の方法。 - 【請求項12】 石英ガラスの屈折率を増加するドーピング物質を含んだ石
英ガラスコアと、より低い屈折率の石英ガラスジャケットとを有し、該ジャケッ
トが該コアを包囲するようにした光ファイバー用石英ガラスプリフォームであっ
て、前記コアが石英ガラスロッド(3)と該石英ガラスロッド(3)を包囲する
中空シリンダー(2)とから形成され、該シリンダーが多孔性石英ガラスから製
造され、焼結処理され、焼結処理の間に該石英ガラスロッド(3)上に潰され、
かつ該シリンダーが少なくとも該ジャケットの一部を包含することを特徴とする
光ファイバー用石英ガラスプリフォーム。 - 【請求項13】 前記コア及びジャケットを包囲する石英ガラス層を有し、
該層が石英ガラス被覆チューブを潰すことによって形成されることを特徴とする
請求項12記載の石英ガラスプリフォーム。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19958276.9 | 1999-12-03 | ||
DE19958276A DE19958276C1 (de) | 1999-12-03 | 1999-12-03 | Verfahren für die Herstellung einer Quarzglas-Vorform für eine Lichtleitfaser |
PCT/EP2000/011807 WO2001040126A1 (de) | 1999-12-03 | 2000-11-27 | Quarzglas-vorform für eine lichtleitfaser und verfahren zu ihrer herstellung |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003515519A true JP2003515519A (ja) | 2003-05-07 |
Family
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JP2001541822A Pending JP2003515519A (ja) | 1999-12-03 | 2000-11-27 | 光ファイバー用石英ガラスプリフォームの製造方法及びその方法によって製造されたプリフォーム |
Country Status (4)
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JP (1) | JP2003515519A (ja) |
DE (1) | DE19958276C1 (ja) |
WO (1) | WO2001040126A1 (ja) |
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1999
- 1999-12-03 DE DE19958276A patent/DE19958276C1/de not_active Expired - Fee Related
-
2000
- 2000-11-27 US US10/148,817 patent/US6938443B1/en not_active Expired - Fee Related
- 2000-11-27 WO PCT/EP2000/011807 patent/WO2001040126A1/de active Application Filing
- 2000-11-27 JP JP2001541822A patent/JP2003515519A/ja active Pending
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