JP2005263555A - Method of manufacturing porous glass preform and glass preform for optical fiber - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光ファイバの原材である多孔質ガラス母材の製造方法及び光ファイバ用ガラス母材に関する。 The present invention relates to a method for producing a porous glass preform, which is a raw material for optical fibers, and a glass preform for optical fibers.
従来、光ファイバ用ガラス母材を製造するために、様々な方法が提案されている。それらの方法のなかでもOVD法(外付け法)は、回転する出発母材に沿って、バーナー又は出発母材を相対的に往復移動させ、バーナー火炎中で生成したガラス微粒子(スート)を出発母材上に付着堆積させて多孔質スート体を合成し、これを電気炉内で高温に加熱し、脱水・透明ガラス化して光ファイバ用ガラス母材を製造するものであり(例えば、特許文献1参照)、比較的任意の屈折率分布のものが得られ、しかも、大型の光ファイバ用ガラス母材を量産できることから、広く汎用されている方法である。
光ファイバ用ガラス母材の大型化を進めていくには、出発母材として使用するコアロッドの大型化が必要となる。しかしながら、コアロッドの前駆体であるコアスートを大型化しようとすると、その堆積途中で割れや気泡が発生しやすくなり、歩留りが低下するという問題が生じる。さらに、その長手方向で光学特性を安定化させるのが困難であった。 In order to increase the size of the optical fiber glass base material, it is necessary to increase the size of the core rod used as the starting base material. However, when trying to increase the size of the core soot, which is the precursor of the core rod, cracks and bubbles are likely to occur during the deposition, resulting in a problem that the yield decreases. Furthermore, it is difficult to stabilize the optical characteristics in the longitudinal direction.
本発明は、コアスートを大型化することなく、出発母材となるコアロッドを大型化することのできる大型の多孔質ガラス母材の製造方法及び光ファイバ用ガラス母材を提供することを目的としている。 An object of the present invention is to provide a method for producing a large porous glass preform and a glass preform for an optical fiber capable of enlarging a core rod as a starting preform without enlarging the core soot. .
本発明の多孔質ガラス母材の製造方法は、複数本のコアロッドを接続して出発母材とし、この上にクラッド層を形成することを特徴とするものである。
なお、前記コアロッド間に、クラッド部と熱膨張率がほぼ同じ石英棒を接続したものを出発母材とすることもできる。
コアロッドの製作に際しては、接続するコアロッド同士又は接続するコアロッドと石英棒との径の差が2mm以下となるように調製するのが好ましい。接続する石英棒の長さは5mm以上50mm未満とするのが好ましい。
このようにして製造された多孔質ガラス母材を加熱し、脱水・透明ガラス化することで、長手方向に光学特性の安定した光ファイバ用ガラス母材が得られる。
The method for producing a porous glass base material of the present invention is characterized in that a plurality of core rods are connected to form a starting base material, and a cladding layer is formed thereon.
It is also possible to use a starting base material in which a quartz rod having approximately the same thermal expansion coefficient as that of the clad portion is connected between the core rods.
In manufacturing the core rod, it is preferable to prepare the core rods to be connected so that the difference in diameter between the core rods to be connected and the quartz rod to be connected is 2 mm or less. The length of the quartz rod to be connected is preferably 5 mm or more and less than 50 mm.
By heating the porous glass preform produced in this manner to dehydrate and form a transparent glass, a glass preform for optical fiber having a stable optical characteristic in the longitudinal direction can be obtained.
本発明によれば、コアロッドを大型化する際に生じる堆積途中での割れや気泡の発生が抑制され、大型で大口径の多孔質ガラス母材が高い歩留りで得られる。特に、コアロッド間にクラッドと同質の石英棒を挟んで出発母材としたものは、これにスートを堆積して得た多孔質ガラス母材の焼結後、その冷却中に生じる割れを防止できる。さらに、長手方向に光学特性の安定した光ファイバ用ガラス母材が得られる。 According to the present invention, generation of cracks and bubbles during the deposition that occurs when the core rod is enlarged is suppressed, and a large-sized large-diameter porous glass preform can be obtained with a high yield. In particular, a starting base material with a quartz rod of the same quality as the cladding sandwiched between core rods can prevent cracks that occur during the cooling of the porous glass base material obtained by depositing soot on the starting material. . Further, a glass preform for optical fiber having a stable optical characteristic in the longitudinal direction can be obtained.
本発明は、スートを堆積させる出発母材として、複数本のコアロッドを接続することにより、大型で大口径の光ファイバ用ガラス母材の製造を容易としたものである。また、コアロッド間にクラッドとほぼ同じ熱膨張率を有する石英棒を挟むことにより、透明ガラス化時に発生する割れを防止している。 The present invention facilitates the production of a large-diameter glass preform for an optical fiber by connecting a plurality of core rods as a starting preform for depositing soot. In addition, a quartz rod having substantially the same coefficient of thermal expansion as that of the clad is sandwiched between the core rods, thereby preventing cracks that occur during transparent vitrification.
コアロッドと石英棒との接続部で径差があると、外付けされるスートの密度分布、堆積量分布が変化するため、コアロッドと石英棒との径差は2mm以下とするのが望ましい。また、接続する石英棒の長さが5mm未満では、割れ防止の効果が僅かであり、50mm以上ではコアロッド長に対する石英棒長の比が大きくなるため、非製品部が多くなり非効率的である。従って、石英棒の長さは5mm以上50mm未満とされる。 If there is a difference in diameter at the connecting portion between the core rod and the quartz rod, the density distribution and deposition amount distribution of the soot attached to the outside will change, so the diameter difference between the core rod and the quartz rod is preferably 2 mm or less. In addition, if the length of the quartz rod to be connected is less than 5 mm, the effect of preventing cracking is small, and if it is 50 mm or more, the ratio of the quartz rod length to the core rod length increases, resulting in an increase in non-product parts and inefficiency. . Therefore, the length of the quartz rod is 5 mm or more and less than 50 mm.
このように本発明によれば、複数本のコアロッドを直接あるいは石英棒を介して接続して出発母材とし、この上に外付けでクラッド層を形成し、得られた多孔質ガラス母材を脱水・透明ガラス化することにより、光ファイバ用ガラス母材が得られる。
これを適宜所望の径に延伸縮径し、コアロッドの接続部もしくは接続した石英棒の部分で切断することにより、線引きに好適なプリフォームが低コストで得られる。
As described above, according to the present invention, a plurality of core rods are connected directly or via a quartz rod as a starting base material, and a cladding layer is formed on the outer surface of the starting base material. An optical fiber glass preform can be obtained by dehydration and transparent vitrification.
A preform suitable for drawing can be obtained at a low cost by appropriately extending and expanding the diameter to a desired diameter and cutting at the connecting portion of the core rod or the connected quartz rod portion.
以下、実施例に基づき本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されず、様々な態様が可能である。 EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated further in detail based on an Example, this invention is not limited to these, Various aspects are possible.
(実施例1)
図1は、本発明で使用した多孔質ガラス母材製造装置の一例を示したものであり、装置のほぼ中央に出発母材1が、図示していない基材支持部材により軸回りに回転自在に支持されている。出発母材1の下方には、出発母材1に沿って左右に移動自在なバーナー2が配置されている。バーナー2には、通常、酸水素バーナーが使用され、光ファイバ用原料、例えば、SiCl4等の蒸気と燃焼ガス(水素ガス及び酸素ガス)を供給し、火炎加水分解反応により生成するガラス微粒子(スート)を出発母材1に吹き付け、付着堆積させて多孔質スート体3が形成される。
(Example 1)
FIG. 1 shows an example of a porous glass base material manufacturing apparatus used in the present invention. A starting base material 1 is rotatable about an axis by a base material support member (not shown) at the center of the apparatus. It is supported by. Below the starting base material 1, a burner 2 that is movable to the left and right along the starting base material 1 is arranged. As the burner 2, an oxyhydrogen burner is usually used, and glass fine particles generated by a flame hydrolysis reaction by supplying a raw material for an optical fiber, for example, a vapor such as SiCl 4 and a combustion gas (hydrogen gas and oxygen gas). The soot is sprayed on the starting base material 1 and deposited and deposited to form the porous soot body 3.
燃焼排ガス及び未付着のスートは、排気フード4、排気管5を経て系外に排出される。なお、バーナー2と排気フード4は往復動制御装置6により制御され、螺子棒7を介してモーター8により同期して左右に移動可能に設置されている。
The combustion exhaust gas and unattached soot are discharged out of the system through the exhaust hood 4 and the
以下、本発明による多孔質ガラス母材の製造方法について具体的に説明する。
先ず、テトラクロロシランとテトラクロロゲルマニウムをガラス原料として作製した直径30mm、長さ400mmのコアロッド9を3本溶着し、さらにその両端にダミー棒10を溶着して出発母材1とした(図2参照)。
Hereinafter, the manufacturing method of the porous glass base material by this invention is demonstrated concretely.
First, three
この出発母材1を装置の基材支持部材で支持し、その軸回りに回転モーターで回転させながら、ガラス原料としてテトラクロロシランをバーナー2に供給し、合成したスートを出発母材上に堆積させた。バーナー2をバーナーガイド機構により、出発母材1に沿って往復移動させながらクラッド層が所定の径に達するまで堆積を続け、多孔質ガラス母材11を製造した。なお、バーナー2の移動に代えて、出発母材1の方を移動するようにしてもよい。
The starting base material 1 is supported by the base material support member of the apparatus, and while rotating with a rotary motor around the axis, tetrachlorosilane is supplied to the burner 2 as a glass material, and the synthesized soot is deposited on the starting base material. It was. While the burner 2 was reciprocated along the starting base material 1 by the burner guide mechanism, the deposition was continued until the cladding layer reached a predetermined diameter, and the porous
得られた多孔質ガラス母材11を焼結装置に移し、脱水反応用ガスである塩素ガスと不活性ガスであるヘリウムガスを含む雰囲気中で脱水・透明ガラス化を行った。
このようにして製造された光ファイバ用ガラス母材には、焼結後の冷却工程において亀裂が入ったり、割れたりすることはなかった。
The obtained porous
The thus produced optical fiber glass preform was not cracked or cracked in the cooling step after sintering.
(実施例2)
図3に示すように、2個所のコアロッド9間にそれぞれ石英棒12を接続して出発母材1とした以外は、実施例1と同様にして多孔質ガラス母材11を製造し、これを脱水・透明ガラス化して光ファイバ用ガラス母材を得たが、これには焼結後の冷却工程において亀裂が入ったり、割れたりすることはなかった。
(Example 2)
As shown in FIG. 3, a
長手方向に光学特性の安定した光ファイバ用ガラス母材が低コストで得られる。 An optical fiber glass base material having stable optical characteristics in the longitudinal direction can be obtained at low cost.
1……出発母材、
2……バーナー、
3……多孔質スート体、
4……排気フード、
5……排気管、
6……往復動制御装置、
7……螺子棒、
8……モーター、
9……コアロッド、
10……ダミー棒、
11……多孔質ガラス母材、
12……石英棒。
1 …… Departure base material,
2 ... Burner,
3 …… Porous soot body,
4 …… Exhaust hood,
5 …… Exhaust pipe,
6 …… Reciprocation control device,
7 ... Screw rod,
8 …… Motor,
9 …… Core rod,
10 ... Dummy stick,
11 ... Porous glass base material,
12 ... Quartz rod.
Claims (5)
A glass base material for optical fiber, wherein the porous glass base material manufactured by using the manufacturing method according to claim 1 is heated, dehydrated and made into a transparent glass.
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