JPH03242343A - 光ファイバ用ガラス母材の製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （ａ業上の利用分野） 本発明は光ファイバ用ガラス母材の製造方法、特には酸
化ゲルマニウムでドープされた多孔質ガラス層を加熱し
、透明ガラス化してなる光ファイバ用ガラス母材製造方
法の改良に関するものである。

（従来の技術） 酸化ゲルマニウムをドープしたガラス層を有する光ファ
イバ用ガラス母材は純粋シリカからなるガラス棒または
管の外周に気体状ガラス原料としての四塩化けい素のよ
うなけい素化合物と気体状の四塩化ゲルマニウムのよう
なゲルマニウム化合物とを酸水素火炎バーナーに導入し
、この火炎加水分解で発生した酸化ゲルマニウムでドー
プされたガラス粉末を外付は法で一層づつ担体上に堆積
成長させて多孔質ガラス母材を作り、ついでこれを加熱
し、透明ガラス化するという方法で製造されている。

（発明が解決しようとする課題） しかし、このようにして製られた光ファイバ用ガラス母
材は酸化ゲルマニウムが高温度では揮発し易いものであ
るために、この多孔質ガラス母材を加熱し、透明ガラス
化して光ファイバ用ガラス母材とする際、またこの光フ
ァイバ用ガラス母材を加熱延伸する際に、ガラス棒や管
の界面またドブガラス層の表面に発泡が生ずるためにプ
リフォーム化が困難になるという不利のあることが知ら
れている。

（課題を解決するための手段） 本発明はこのような不利を伴なうことのない光ファイバ
用ガラス母材の製造方法に関するものてあり、これは純
粋シリカからなるガラス棒または管の外周に予じめ純粋
シリカからなる多孔質ガラス層を形成してから、その外
周に酸化ゲルマニウムをドープした多孔質ガラス層を積
層し、ついでこれを加熱し、透明ガラス化するか、また
は純粋シリカからなるガラス棒または管の外周に予じめ
純粋シリカからなる多孔質ガラス層を形成してから、そ
の外周に酸化ゲルマニウムをドープした多孔質ガラス層
を積層し、ざらにその外周に純粋シリカからなる多孔質
ガラス層を積層し、ついでこれを加熱し、透明ガラス化
することを特徴とするものである。

すなわち、本発明者らは加熱加工したときにも発泡する
ことのない酸化ゲルマニウムでドープされた多孔質ガラ
ス母材および光ファイバ用ガラス母材を製造する方法に
ついて種々検討した結果、純粋シリカからなるガラス棒
または管状体の外周に酸化ゲルマニウムをドープした多
孔質ガラス層を形成させる公知の方法において、この酸
化ゲルマニウムをドープした多孔質ガラス層を形成させ
る前に純粋シリカからなるガラス棒または管の外周にま
ず純粋シリカからなる酸化ゲルマニウムをドープしてい
ない多孔質ガラス層を形成させたのちに、その外周に酸
化ゲルマニウムをドープした多孔質ガラス層を積層する
か、またはこの酸化ゲルマニウムをドープした多孔質ガ
ラス層の外周にさらに純粋シリカからなる多孔質ガラス
層を積層したのち、この多孔質ガラス層を加熱し、透明
ガラス化すれば純粋シソ力からなるガラス棒または管の
界面および酸化ゲルマニウムをドープした多孔質ガラス
層の表面に必ず純粋シリカからなる多孔質ガラス層が存
在するので、この多孔質ガラス母材を加熱したときに揮
発されるゲルマニウム分が純粋シリカからなる多孔質ガ
ラス層に拡散、吸収されるためにゲルマニウムの揮発に
伴なう発泡が発生しなくなるということを見出して本発
明を完成させた。

以下にこれをさらに詳述する。

（作用） 本発明は酸化ゲルマニウムでドープされたガラス微粒子
を堆積してなる多孔質ガラス母材およびこれを加熱し、
透明ガラス化して得た光ファイバ用ガラス母材を発泡し
ないようにするものである。

本発明による多孔質ガラス母材の製造、およびこれを加
熱し、透明ガラス化して光ファイバ用ガラス母材を製造
す・る方法は公知の方法で行えばよい。

したがって本発明による酸化ゲルマニウムをドープした
多孔質ガラス母材の製造は同心円状の酸水素火炎バーナ
ーに酸素ガスと水素ガスを導入して酸素水素火炎を発生
させ、このバーナーに四塩化けい素などのような気体状
ガラス原料と四塩化ゲルマニウムなどのようなドープ剤
とを流し、これらの火炎加水分解でシリカ微粒子と酸化
ゲルマニウム微粒子を形成させ、これを担体上に堆積さ
せればよいが、本発明ではこの酸化ゲルマニウムをドー
プした多孔質ガラス層を直接担体上に堆積させずに、こ
の担体として純粋シリカからなるガラス棒または管１１
例えば合成石英ガラス棒またはその管状体に予じめ純粋
シリカからなる多孔質ガラス層を形成して、その上にゲ
ルマニウムをドープした多孔質ガラス層を積層させるこ
とが必要とされる。

そのため、本発明では純粋シリカからなるガラス棒また
は管を担体とし、同心円状の酸水素火炎バーナーに酸素
ガスと水素ガスを導入して酸水素火炎を発生させ、この
バーナーに四塩化けい素のような気体状ガラス原料を例
えば酸素ガスをキャリアーガスとして送入し、この火炎
加水分解で発生したシリカ微粒子を回転している担体の
軸上に堆積させて担体上に予しめ純粋なシリカからなる
多孔質ガラス層を形成させ、ついでこの多孔質ガラス層
の上に上記した方法で酸化ゲルマニウムをトープした多
孔質ガラス層を積層させるようにすれはよく、このよう
にすれば酸化ゲルマニウムをドープした多孔質ガラス層
が直接担体としてのガラス棒または管の上に積層されず
、これは担体上に堆積されている純粋シリカからなるシ
リカ多孔質ガラス層を介して担体上に積層されるので、
この多孔質ガラス母材を加熱し、透明ガラス化するとき
の加熱で揮発されるゲルマニウム分はこのシリカからな
る多孔質ガラス層、この溶融ガラス化で作られた透明ガ
ラス層に妨げられるので担体としてのガラス棒や管の界
面に発泡が生じるということがなくなるどういう有利性
が与えられる。

しかし、この場合ゲルマニウムの揮発が担体の方向にの
み行なわればよいが、これがゲルマニウムをドープした
多孔質ガラス層に向って外部に発散されるときにはゲル
マニウムドープガラス層の表面に発泡が生じるおそれが
あるので、これを防止するためには上記で得た多孔質ガ
ラス母体のゲルマニウムをドープした多孔質ガラス層の
外周に上記と同じ方法で純粋シリカからなる多孔質ガラ
ス層を積層してから、この多孔質ガラス母体を加熱し、
透明ガラス化することがよく、これによれは加熱により
揮発するゲルマニウム分がゲルマニウムドープガラス層
に向ってこれがその外周にある純粋シリカからなる多孔
質ガラス層またはこの溶融ガラス化された透明ガラス層
によってその進行が妨げられるのでゲルマニウムでドー
プされたガラス層の表面に発泡が生ずることが防止され
るという有利性が与えられる。

なお、この担体上の予じめ形成される純粋シリカからな
る多孔質ガラス層および酸化ゲルマニウムでドープされ
た多孔質ガラス層の外周に形成される純粋シリカからな
る多孔質ガラス層の厚さに特に制限はないが、この多孔
質ガラス層またはこの溶融で透明ガラスとされた層がゲ
ルマニウムでドープされた多孔質ガラス層からのゲルマ
ニウム分の発泡を防止するためのものであるということ
から、これは加熱し、透明ガラス化されたときの厚さが
５０μｍ以上のものとなるようなものとすればよい。

（実施例） つぎに本発明の実施例、比較例をあげる。

実施例 第１図に示したように石英製同心多重管の酸水素バーナ
−２に酸素ガス１５Ｉｌ／分、水素ガス２０１／分を供
給して酸水素火炎を形成させ、このバーナー中心部に酸
素ガス０．５０ｕ　７分をキャリアーガスとして四塩化
けい素０．６４λ／分を供給し、この火炎を３０ｒｐｍ
で回転している直径２０ｍｍの担体としての純粋石英ガ
ラス棒に当て、このバーナーを平均速度１００ｍｍ／分
で担体の軸方向に往復運動させ、四塩化けい素の火炎加
水分解で発生した純粋シリカからなるガラス微粒子を担
体１の軸方向に一層づつ堆積成長させて担体１の上に純
粋シリカからなる多孔質ガラス層３を厚さ約１ｍｍとな
るように形成させた。

ついでこの酸水素火炎バーナー中心部に四塩化けい素０
．６ｉ／分、四塩化ゲルマニウム０．０４℃／分を酸素
ガス０．５λ／分、０．２Ｊ２７分をキャリアーガスと
して送入し、四塩化けい素と四塩化ゲルマニウムの火炎
加水分解で発生した酸化ゲルマニウムでドープされたガ
ラス微粒子を上記で得た純粋シリカからなる多孔質ガラ
ス層３の外周に酸化ゲルマニウムをドープした多孔質ガ
ラス層４として厚さ１５＋＋ｕｏに積層させたのち、酸
水素火炎バーナーの中心部に送入するガスを酸素ガス０
．５１／分をキャリアーガスとする四塩化けい素０．６
４１）、　７分に切りかえて多孔質ガラス層４の外周に
純粋シリカからなるガラス微粒子を堆積させてここに純
粋シリカからなる多孔質ガラス層５を厚さ１ｍｍに積層
させて、直径が５４ｍｍ、長さが５００１の多孔買ガラ
ス母材６を作った。

つぎにこのようにして得た多孔質ガラス層旦を不活性ガ
スとしてのヘリウムガス雰囲気にある電気炉中において
１，６００℃に加熱し、透明ガラス化したところ、直径
３３ｍ口、長さ４５０ｍｍの透明な光ファイバ用ガラス
母材が得られたが、このものには石英ガラス棒の界面お
よびゲルマニウムでドープされたガラス層の表面に発泡
は全くｕめられす、これは第２図に示したような屈折率
プロファイルを示した。また、このものは１，８５０℃
で直径２０ｍｍに延伸したが、発泡は認められなかった
。

しかし、比較のために上記実施例における担体１への純
粋シリカからなる多孔質ガラス層３の形成および酸化ゲ
ルマニウムでをドープした多孔質ガラス層４の外周への
純粋シリカからなる多孔質ガラス層５の積層を行なわず
、担体１に直接酸化ゲルマニウムをドープした多孔質ガ
ラス層のみを形成させて得た多孔質ガラス母材を上記と
同様の方法で透明ガラス化して得た光ファイバ用ガラス
母材は石英ガラス棒の界面およびゲルマニウムをドープ
したガラス層の表面に著しい発泡が認められ、このもの
の屈折率プロファイルも第３図に示したとおりのものと
なり、これを実施例と同じ条件で延伸したところ、これ
は著しい発泡があり、白濁した。

（発明の効果） 本発明は酸化ゲルマニウムでドープした光ファイバ用ガ
ラス母材の製造方法に関するものであり、これは前記し
たように純粋シリカからなるガラス棒または管に予じめ
純粋シリカからなる多孔質ガラス層を形成してからその
外周に酸化ゲルマニウムをドープした多孔質ガラス層を
積層するかあるいはこの酸化ゲルマニウムをドープした
多孔質ガラス層の外周にさらに純粋シリカからなる多孔
質ガラス層を積層して得た多孔質ガラス層を積層して得
た多孔質ガラス母材を常法で加熱し、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、これに
よれば担体としての純粋シリカからなるガラス棒または
管の上に予じめ純粋シリカからなる多孔質ガラス層が、
また酸化ゲル４゜ マニウムをドープした多孔質ガラス層の外周に純粋シリ
カからなる多孔質ガラス層が形成されているので、この
多孔質ガラス母材を透明ガラス化するために加熱、ある
いは透明ガラス化された光ファイバ用ガラス母材を延伸
するために加熱するときに発生するゲルマニウムの揮発
に伴なう発泡が完全に防止されるので加工がし易く、気
泡のない光ファイバ用ガラス母材を容易に得ることがで
きるという有利性が与えられる。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例による多孔質ガラス母材製造の工程を示
す縦断面図、第２図は実施例により得られた光ファイバ
用ガラス母材の屈折率プロファイル、第３図は比較例で
得られた光ファイバ用ガラス母材の屈折率プロファイル
を示したものである。 １・・石英ガラス棒　　２・・バーナー３．５・・純粋
シリカからなる多岐質ガラス層４・・酸化ゲルマニウム
をドープした多岐質ガラス層 ６・・多硬質ガラス層母材

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、純粋シリカからなるガラス棒または管の外周に予じ
   め純粋シリカからなる多孔質ガラス層を形成してから、
   その外周に酸化ゲルマニウムをドープした多孔質ガラス
   層を積層し、ついでこれを加熱し、透明ガラス化するこ
   とを特徴とする光ファイバ用ガラス母材の製造方法。 ２、純粋シリカからなるガラス棒または管の外周に予じ
   め純粋シリカからなる多孔質ガラス層を形成してから、
   その外周に酸化ゲルマニウムをドープした多孔質ガラス
   層を積層し、さらにその外周に純粋シリカからなる多孔
   質ガラス層を積層し、ついでこれを加熱し、透明ガラス
   化することを特徴とする光ファイバ用ガラス母材の製造
   方法。 ３、純粋シリカからなる多孔質ガラス層の厚さが加熱し
   、透明ガラス化した後、５０μｍ以上の厚さのものとな
   る請求項１または２に記載した光ファイバ用ガラス母材
   の製造方法。