JP2020011881A - 光ファイバ用母材の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
また、特許文献2は、ガラス母材の製造方法に関する発明であって、ガラス微粒子の堆積開始時は出発基材に嵩密度の大きいガラス微粒子を堆積させる必要があるとの記載がある。
上記テーパー形状になった部分は、透明ガラス母材において非有効部となってしまう。このため、透明ガラス母材の有効部が短くなるおそれがある。
種棒を軸方向に引き上げながら、コア用バーナでガラス微粒子を合成して前記種棒の軸方向に堆積させてコアを形成すると共に、クラッド用バーナでガラス微粒子を合成して前記コアの外周に堆積させてクラッドを形成する、光ファイバ用母材の製造方法であって、
前記種棒の引き上げ長が、所定の長さに到達してから、予め設定された最終の長さまでの間で、
前記種棒の単位引き上げ長あたりの前記クラッドとなるガラス微粒子の堆積量が増加するように、前記クラッドの堆積条件を変化させる。
最初に本発明の実施態様を列記して説明する。
本発明の一態様に係る光ファイバ用母材の製造方法は、
(1)種棒を軸方向に引き上げながら、コア用バーナでガラス微粒子を合成して前記種棒の軸方向に堆積させてコアを形成すると共に、クラッド用バーナでガラス微粒子を合成して前記コアの外周に堆積させてクラッドを形成する、光ファイバ用母材の製造方法であって、
前記種棒の引き上げ長が、所定の長さに到達してから、予め設定された最終の長さまでの間で、
前記種棒の単位引き上げ長あたりの前記クラッドとなるガラス微粒子の堆積量が増加するように、前記クラッドの堆積条件を変化させる。
上記方法によれば、予め有効部にしようとした部分のうちの下方部分において、クラッドとなるガラス微粒子の堆積量が増加するので、脱水焼結後の透明ガラス母材において、上記部分のクラッドが先細りのテーパー形状になることを抑制することができる。これにより、ガラス微粒子を堆積させてコアとクラッドを有する光ファイバ用母材を形成する際に、脱水焼結後の透明ガラス母材において有効部となる部分を長くすることができる。
上記方法によれば、クラッド用バーナに供給するガラス原料の流量を増加させることにより、クラッドとなるガラス微粒子の堆積量が増加する。また、種棒の引き上げ速度を減少させることにより、単位時間あたりのガラス微粒子の堆積量が増加する。よって、予め有効部にしようとした部分のうちの下方部分においてクラッドとなるガラス微粒子の堆積量が増加するので、脱水焼結後の透明ガラス母材において、上記部分のクラッドが先細りのテーパー形状になることを抑制することができる。
上記方法によれば、クラッド用バーナに供給する水素ガスの流量を増加させることにより、クラッドの嵩密度が大きくなり、脱水焼結後の透明ガラス母材において、クラッドが細くなることを抑制することができる。
上記方法によれば、ガラス原料の流量が、1.01〜1.05倍に増加するので、予め有効部にしようとした部分のうちの下方部分においてクラッドとなるガラス微粒子の堆積量が増加する。これにより、脱水焼結後の透明ガラス母材において、上記部分のクラッドが先細りのテーパー形状になることを抑制することができる。
上記方法によれば、種棒の引き上げ速度が、95〜99%に減少するので、予め有効部にしようとした部分の下方部分においてクラッドとなるガラス微粒子の堆積量が増加する。これにより、脱水焼結後の透明ガラス母材において、上記部分のクラッドが先細りのテーパー形状になることを抑制することができる。
本発明の実施形態に係る光ファイバ用母材の製造方法の具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。
なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
また、上記堆積量は、例えば種棒10の引き上げ速度を遅くするように堆積条件を変化させることによって増加させることが可能である。
また、上記堆積量は、例えば上記ガラス原料ガスの流量の増加と上記種棒10の引き上げ速度を遅くすることとを、組み合わせることによって増加させることも可能である。
クラッド層22の嵩密度を高くするには、例えば、種棒10の単位引き上げ長あたりのクラッド用バーナ2に供給する水素ガスの流量を増加させるとよい。あるいは、種棒10の単位引き上げ長あたりのクラッド用バーナ2に供給する酸素ガスの流量を減少させるようにしてもよい。
また、上記種棒10の引き上げ速度を遅くする場合、95%から99%の速度とすることが好ましい。
図5に示すように、光ファイバ用母材20を加熱炉100内に挿入する。光ファイバ用母材20を挿入した加熱炉100内に、Heなどの不活性ガスに加えて、Cl2などの腐食性ガスを含む導入ガスをガス導入路110から導入し、ヒータ120を加熱させて脱水処理を行う。その後、ヒータ120をさらに加熱させて焼結温度に上昇させ、光ファイバ用母材20を焼結処理することにより透明化された透明ガラス母材が得られる。
以下の表1に示す例1〜例8の条件で、光ファイバ用母材の製造を行い、製造した光ファイバ用母材を脱水焼結させて透明ガラス母材を製造した。製造した透明ガラス母材において、有効部の長さを測定した。
例1は、比較例である。例1では、図7のグラフに示すように、種棒10の引き上げ長が所定の長さLXに到達してから、クラッド層の堆積条件を変化させないこと以外は、本実施形態に係る光ファイバ用母材の製造方法に準じて、光ファイバ用母材を製造した。その光ファイバ用母材を、脱水焼結した後の透明ガラス母材において、有効部の長さを測定した。
例2は、第一実施例である。種棒10の引き上げ長が所定の長さLXに到達してから、最終の長さL2までの間、すなわち所定の期間を、第一実施例では、図8のグラフに示すように、ガラス微粒子堆積位置−180mmから0mmまでの期間とした。この期間において、種棒10の引き上げ速度を、遅くする前の速度の95%にして光ファイバ用母材20の製造を行った。引き上げ速度は、階段状に遅くなるように変化させた。
その結果、脱水焼結後の透明ガラス母材30において、比較例に対して、有効部の長さを10mm長くすることができた。
例3は、第二実施例である。第二実施例では、図9のグラフに示すように、上記所定の期間を、ガラス微粒子堆積位置−150mmから0mmまでの期間とした。この期間において、種棒10の引き上げ速度を、遅くする前の速度の98%にして光ファイバ用母材20の製造を行った。引き上げ速度は、一気に遅くなるように変化させた。
その結果、脱水焼結後の透明ガラス母材30において、比較例に対して、有効部の長さを8mm長くすることができた。
例4は、第三実施例である。第三実施例では、図10のグラフに示すように、上記所定の期間を、ガラス微粒子堆積位置−120mmから0mmまでの期間とした。この期間において、ガラス原料ガスの流量を、変化させる前の流量の1.05倍に増加させるとともに、水素ガスの流量を、変化させる前の流量の1.05倍に増加させて光ファイバ用母材20の製造を行った。流量は、階段状に増加させた。
その結果、脱水焼結後の透明ガラス母材30において、比較例に対して、有効部の長さを24mm長くすることができた。
例5は、第四実施例である。第四実施例では、図11のグラフに示すように、上記所定の期間を、ガラス微粒子堆積位置−100mmから0mmまで期間とした。この期間において、ガラス原料ガスの流量および水素ガスの流量を、変化させる前の流量の1.02倍に増加させて光ファイバ用母材20の製造を行った。流量は、一気に増加させた。
その結果、脱水焼結後の透明ガラス母材30において、比較例に対して、有効部の長さを20mm長くすることができた。
例6は、第五実施例である。第五実施例では、図12のグラフに示すように、上記所定の期間を、ガラス微粒子堆積位置−100mmから0mmまでの期間とした。この期間において、種棒10の引き上げ速度を、遅くする前の速度の99%にするとともに、ガラス原料ガスの流量を、変化させる前の流量の1.02倍に増加させ、水素ガスの流量を、変化させる前の流量の1.04倍に増加させて光ファイバ用母材20の製造を行った。引き上げ速度および流量は、階段状に変化させた。
その結果、脱水焼結後の透明ガラス母材30において、比較例に対して、有効部の長さを24mm長くすることができた。
例7は、第六実施例である。第六実施例では、図13のグラフに示すように、上記所定の期間を、ガラス微粒子堆積位置−80mmから0mmまでの期間とした。この期間において、種棒10の引き上げ速度を、遅くする前の速度の99%にするとともに、ガラス原料ガスの流量を、変化させる前の流量の1.01倍に増加させ、水素ガスの流量を、変化させる前の流量の1.02倍に増加させて光ファイバ用母材20の製造を行った。引き上げ速度および流量は、一気に変化させた。
その結果、脱水焼結後の透明ガラス母材30において、比較例に対して、有効部の長さを16mm長くすることができた。
例8は、第七実施例である。第七実施例では、図14のグラフに示すように、上記所定の期間を、ガラス微粒子堆積位置−200mmから0mmまでの期間とした。この期間において、種棒10の引き上げ速度を、遅くする前の速度の98%にするとともに、水素ガスの流量を、変化させる前の流量の1.02倍に増加させて光ファイバ用母材20の製造を行った。引き上げ速度および流量は、階段状に変化させた。
その結果、脱水焼結後の透明ガラス母材30において、比較例に対して、有効部の長さを14mm長くすることができた。
2:クラッド用バーナ
10:種棒
20:光ファイバ用母材
21:コア層
22:クラッド層
30(30A):透明ガラス母材
100:加熱炉
110:ガス導入路
120:ヒータ
Claims (5)
- 種棒を軸方向に引き上げながら、コア用バーナでガラス微粒子を合成して前記種棒の軸方向に堆積させてコアを形成すると共に、クラッド用バーナでガラス微粒子を合成して前記コアの外周に堆積させてクラッドを形成する、光ファイバ用母材の製造方法であって、
前記種棒の引き上げ長が、所定の長さに到達してから、予め設定された最終の長さまでの間で、
前記種棒の単位引き上げ長あたりの前記クラッドとなるガラス微粒子の堆積量が増加するように、前記クラッドの堆積条件を変化させる、光ファイバ用母材の製造方法。 - 前記クラッド用バーナに供給するガラス原料の流量を増加させる、あるいは、前記種棒の引き上げ速度を減少させる、またはその両方を実行させる、ことにより前記クラッドの堆積条件を変化させる、請求項1に記載の光ファイバ用母材の製造方法。
- 前記クラッド用バーナに供給する水素ガスの流量を増加させることにより、前記クラッドの堆積条件を変化させる、請求項2に記載の光ファイバ用母材の製造方法。
- 前記ガラス原料の流量を増加させる場合は、前記ガラス原料の流量を、増加させる前の1.01倍から1.05倍に増加させる、請求項2または請求項3に記載の光ファイバ用母材の製造方法。
- 前記種棒の引き上げ速度を減少させる場合は、前記引き上げ速度を、減少させる前の速度の95%から99%に減少させる、請求項2から請求項4の何れか一項に記載の光ファイバ用母材の製造方法。
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