JPH1053423A - 合成シリカガラスの製造方法 - Google Patents
合成シリカガラスの製造方法Info
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- JPH1053423A JPH1053423A JP8211247A JP21124796A JPH1053423A JP H1053423 A JPH1053423 A JP H1053423A JP 8211247 A JP8211247 A JP 8211247A JP 21124796 A JP21124796 A JP 21124796A JP H1053423 A JPH1053423 A JP H1053423A
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- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
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- C03C13/045—Silica-containing oxide glass compositions
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- C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
- C03B37/012—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
- 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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Abstract
(57)【要約】
【課題】 火炎加水分解や熱酸化法等の量産性に優れた
シリカガラスの製造方法を用いてシリカガス中への塩素
の添加を従来以上に上げる方法を提供すること。 【解決手段】 ガス状の珪素化合物の火炎加水分解又は
酸化により得られるシリカガラス微粒子を堆積させて得
られる多孔質ガラス体を加熱処理して透明ガラス化する
合成シリカガラスの製造方法において、該透明ガラス化
を不活性ガスと四塩化珪素（ＳｉＣｌ4 ）の混合ガスか
らなるガス雰囲気中で行うことを特徴とする上記方法。
シリカガラスの製造方法を用いてシリカガス中への塩素
の添加を従来以上に上げる方法を提供すること。 【解決手段】 ガス状の珪素化合物の火炎加水分解又は
酸化により得られるシリカガラス微粒子を堆積させて得
られる多孔質ガラス体を加熱処理して透明ガラス化する
合成シリカガラスの製造方法において、該透明ガラス化
を不活性ガスと四塩化珪素（ＳｉＣｌ4 ）の混合ガスか
らなるガス雰囲気中で行うことを特徴とする上記方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、合成シリカガラス
の製造方法に関し、特にシリカガラスへの塩素の添加手
法に関するものである。
の製造方法に関し、特にシリカガラスへの塩素の添加手
法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来シリカガラスの屈折率を上昇させる
添加物には、ＧｅＯ2 ，ＴｉＯ2 等の屈折率を上昇させ
る酸化物を添加する手法がある。その他に、屈折率を上
昇させる添加物として、塩素があり、"J. Non-Cristall
ine Solid" Vol. 79(1986)165-176, "Reduction of Chl
orine Content in Sol-Gel derived silica glass." K.
Susa et al.に示されるように、１重量％当たり０．１
１％の屈折率上昇が可能である。しかし、この文献での
製法はゾルゲル法であり、大型の母材を製造するには困
難がある。更に、特開平３−１１５１３６号公報には、
火炎加水分解法で作製したスス体を塩素ガス混合雰囲気
中で処理し、塩素分圧を変えることで屈折率を変えるこ
とが可能であることが示されている。しかし、ここで制
御できる屈折率量は０．０４％程度であった。また、特
開昭６３−３１５５３１号公報では、脱水及び／又は透
明ガラス化工程でＳｉＣｌ4 を供給することを示唆して
いるが、不活性ガスの併用とそれに伴う比屈折率差の上
昇についての詳細な認識はされていない。
添加物には、ＧｅＯ2 ，ＴｉＯ2 等の屈折率を上昇させ
る酸化物を添加する手法がある。その他に、屈折率を上
昇させる添加物として、塩素があり、"J. Non-Cristall
ine Solid" Vol. 79(1986)165-176, "Reduction of Chl
orine Content in Sol-Gel derived silica glass." K.
Susa et al.に示されるように、１重量％当たり０．１
１％の屈折率上昇が可能である。しかし、この文献での
製法はゾルゲル法であり、大型の母材を製造するには困
難がある。更に、特開平３−１１５１３６号公報には、
火炎加水分解法で作製したスス体を塩素ガス混合雰囲気
中で処理し、塩素分圧を変えることで屈折率を変えるこ
とが可能であることが示されている。しかし、ここで制
御できる屈折率量は０．０４％程度であった。また、特
開昭６３−３１５５３１号公報では、脱水及び／又は透
明ガラス化工程でＳｉＣｌ4 を供給することを示唆して
いるが、不活性ガスの併用とそれに伴う比屈折率差の上
昇についての詳細な認識はされていない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の従来
法を改良し、火炎加水分解法や熱酸化法等の量産性に優
れたシリカガラスの製造方法を用いてシリカガラス中へ
の塩素の添加を従来以上に上げる方法を提供することを
目的とする。
法を改良し、火炎加水分解法や熱酸化法等の量産性に優
れたシリカガラスの製造方法を用いてシリカガラス中へ
の塩素の添加を従来以上に上げる方法を提供することを
目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記の目的は、下記の合
成シリカガラスの製造方法によって達成することができ
る： （１）ガス状の珪素化合物の火炎加水分解又は酸化によ
り得られるシリカガラス微粒子を堆積させて得られる多
孔質ガラス体を加熱処理して透明ガラス化する合成シリ
カガラスの製造方法において、該透明ガラス化を不活性
ガスと四塩化珪素（ＳｉＣｌ4 ）の混合ガスからなるガ
ス雰囲気中で行うことを特徴とする上記方法。 （２）ＳｉＣｌ4 の分圧を０．０３気圧以上１気圧以下
とすることを特徴とする上記（１）に記載の合成シリカ
ガラスの製造方法。
成シリカガラスの製造方法によって達成することができ
る： （１）ガス状の珪素化合物の火炎加水分解又は酸化によ
り得られるシリカガラス微粒子を堆積させて得られる多
孔質ガラス体を加熱処理して透明ガラス化する合成シリ
カガラスの製造方法において、該透明ガラス化を不活性
ガスと四塩化珪素（ＳｉＣｌ4 ）の混合ガスからなるガ
ス雰囲気中で行うことを特徴とする上記方法。 （２）ＳｉＣｌ4 の分圧を０．０３気圧以上１気圧以下
とすることを特徴とする上記（１）に記載の合成シリカ
ガラスの製造方法。
【０００５】（３）透明ガラス化処理に先立ち、多孔質
ガラス体を１３００℃以下８００℃以上の温度で塩素化
合物を混合した不活性ガス雰囲気中で脱水処理を行うこ
とを特徴とする上記（１）に記載の合成シリカガラスの
製造方法。 （４）透明ガラス化処理の際の雰囲気ガス中の酸素濃度
を１００ｐｐｍ未満とすることを特徴とする上記（１）
に記載の合成シリカガラスの製造方法。
ガラス体を１３００℃以下８００℃以上の温度で塩素化
合物を混合した不活性ガス雰囲気中で脱水処理を行うこ
とを特徴とする上記（１）に記載の合成シリカガラスの
製造方法。 （４）透明ガラス化処理の際の雰囲気ガス中の酸素濃度
を１００ｐｐｍ未満とすることを特徴とする上記（１）
に記載の合成シリカガラスの製造方法。
【０００６】上記（１）の方法により、ＳｉＣｌ4 を使
用することで屈折率上昇の効果と屈折率分布の平坦化が
行われる。ここで不活性ガスを存在させることで、Ｓｉ
Ｃｌ 4 の濃度の調整が可能であり、所望の屈折率上昇量
を得ることができる。不活性ガスとしてはＨｅ，Ａｒ，
Ｎｅ，Ｎ2 等を用いることができる。ただしＨｅが気泡
残留が少ないという点で特に好ましい。上記（２）の方
法により、ＳｉＣｌ4 の分圧を特定することでＳｉＣｌ
4 による屈折率上昇効果を塩素によるもの以上とするこ
とができる。図３，４，５に示されている。この場合、
ＳｉＣｌ4 の分圧が０．０３気圧未満では、上記効果が
充分でなく、また１気圧を超えるとには、加圧炉を用い
る必要があり、炉の構造が複雑化する問題が生じる。Ｓ
ｉＣｌ4 の好ましい濃度範囲は３〜２０％である。２０
％以上でも透明化は可能であるが、ガス処理に特別の構
成が必要となる。上記（３）の方法では、あらかじめ、
脱水処理を行う２ステップ法を用いることで、ＳｉＣｌ
4 雰囲気透明化では、スス中の水分とＳｉＣｌ4 の反応
で生じるＳｉＯ2 ススの発生によって問題となるダスト
の発生を抑制できる。この場合、脱水処理温度が１３０
０℃を超えると母材が収縮したてしまい、ＳｉＣｌ4 に
よるＣｌ添加の効率が低下して不都合で、また８００℃
未満では脱水処理が充分に行われない。また塩素化合物
としてはＳｉＣｌ4 ，Ｃｌ2 ，ＣＣｌ4 ，ＳＯＣｌ 2 等
を用いることができる。上記方法（４）で、酸素濃度を
１００ｐｐｍ未満と限定するのは、酸素濃度が高いとＳ
ｉＣｌ4 の酸化分解反応が起りＳｉＣｌ4 分圧が低下す
るため塩素添加量が減少するからである。後記反応式
（３）参照。
用することで屈折率上昇の効果と屈折率分布の平坦化が
行われる。ここで不活性ガスを存在させることで、Ｓｉ
Ｃｌ 4 の濃度の調整が可能であり、所望の屈折率上昇量
を得ることができる。不活性ガスとしてはＨｅ，Ａｒ，
Ｎｅ，Ｎ2 等を用いることができる。ただしＨｅが気泡
残留が少ないという点で特に好ましい。上記（２）の方
法により、ＳｉＣｌ4 の分圧を特定することでＳｉＣｌ
4 による屈折率上昇効果を塩素によるもの以上とするこ
とができる。図３，４，５に示されている。この場合、
ＳｉＣｌ4 の分圧が０．０３気圧未満では、上記効果が
充分でなく、また１気圧を超えるとには、加圧炉を用い
る必要があり、炉の構造が複雑化する問題が生じる。Ｓ
ｉＣｌ4 の好ましい濃度範囲は３〜２０％である。２０
％以上でも透明化は可能であるが、ガス処理に特別の構
成が必要となる。上記（３）の方法では、あらかじめ、
脱水処理を行う２ステップ法を用いることで、ＳｉＣｌ
4 雰囲気透明化では、スス中の水分とＳｉＣｌ4 の反応
で生じるＳｉＯ2 ススの発生によって問題となるダスト
の発生を抑制できる。この場合、脱水処理温度が１３０
０℃を超えると母材が収縮したてしまい、ＳｉＣｌ4 に
よるＣｌ添加の効率が低下して不都合で、また８００℃
未満では脱水処理が充分に行われない。また塩素化合物
としてはＳｉＣｌ4 ，Ｃｌ2 ，ＣＣｌ4 ，ＳＯＣｌ 2 等
を用いることができる。上記方法（４）で、酸素濃度を
１００ｐｐｍ未満と限定するのは、酸素濃度が高いとＳ
ｉＣｌ4 の酸化分解反応が起りＳｉＣｌ4 分圧が低下す
るため塩素添加量が減少するからである。後記反応式
（３）参照。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下本発明の構成の根拠を比較デ
ータを含む実験データに示される効果により明らかにす
る。実験例 ＳｉＣｌ4 を原料とするＶＡＤ法により、外径１２０ｍ
ｍ、長さ３００ｍｍの多孔質スス体を製造し、このスス
体を図１に示される装置を用い、下記表−１に示すガス
雰囲気中で脱水、透明化処理を行った。図１中、１は多
孔質体、２はヒータ、３は炉心管、４はＳｉＣｌ4 ，Ｃ
ｌ2 ，Ｈｅ等の雰囲気ガス供給管、５はガス排気管を夫
々示す。
ータを含む実験データに示される効果により明らかにす
る。実験例 ＳｉＣｌ4 を原料とするＶＡＤ法により、外径１２０ｍ
ｍ、長さ３００ｍｍの多孔質スス体を製造し、このスス
体を図１に示される装置を用い、下記表−１に示すガス
雰囲気中で脱水、透明化処理を行った。図１中、１は多
孔質体、２はヒータ、３は炉心管、４はＳｉＣｌ4 ，Ｃ
ｌ2 ，Ｈｅ等の雰囲気ガス供給管、５はガス排気管を夫
々示す。
【０００８】
【表１】
【０００９】表−１において比屈折率差は合成シリカガ
ラス（ＯＨ濃度１５０ｐｐｍ）をリファレンスとし、母
材の中心部の値をとったものである。それぞれの径方向
のプロファイルは図２に示す。塩素とＨｅを用いて脱水
と透明化を行った実験１，２では比屈折率差が最大で
０．０３％程度と小さく、ＳｉＣｌ4 を脱水に用い、透
明化をＨｅのみにした実験３，４では母材の径方向に凸
型の屈折率分布を持つ。実験５，６，７では脱水及び透
明化処理の際にＳｉＣｌ4 を供給している。このとき屈
折率分布は径方向にほぼ一定のものが得られる。また、
比屈折率差も最大で０．１０８％と塩素ガスを用いた場
合よりも大きな値が得られる。
ラス（ＯＨ濃度１５０ｐｐｍ）をリファレンスとし、母
材の中心部の値をとったものである。それぞれの径方向
のプロファイルは図２に示す。塩素とＨｅを用いて脱水
と透明化を行った実験１，２では比屈折率差が最大で
０．０３％程度と小さく、ＳｉＣｌ4 を脱水に用い、透
明化をＨｅのみにした実験３，４では母材の径方向に凸
型の屈折率分布を持つ。実験５，６，７では脱水及び透
明化処理の際にＳｉＣｌ4 を供給している。このとき屈
折率分布は径方向にほぼ一定のものが得られる。また、
比屈折率差も最大で０．１０８％と塩素ガスを用いた場
合よりも大きな値が得られる。
【００１０】実験例及び先行技術から確認された事項を
以下に示す。 （１）スス体の脱水、焼結処理を塩素ガスを用いてを行
うと塩素の添加量が、最大でも比屈折率差で０．０４％
程度にとどまる（図３）。シリカガラスへの塩素の添加
の反応を先に示した実験例より考察する。 （ａ）塩素ガスを用いた場合よりもＳｉＣｌ4 ガスを用
いた場合の方が、塩素添加量は格段に多くなる（図
３）。 （ｂ）ＳｉＣｌ4 を用いた場合、ＳｉＣｌ4 の濃度の１
／４乗に比例して母材への塩素添加量がきまる（図
４）。 （ｃ）別の事例として、母材へのフッ素の添加があげら
れる。この場合もフッ素の添加量はガラス化中の雰囲気
のフッ素ガス濃度の１／４乗になることが知られてい
る。この反応は、下記化学式（１）で示される反応平衡
が成り立っているためとされている（「電気情報通信学
会誌Ｃ」 Vol. J71-C, No. 2(1988), pp212-220)。
以下に示す。 （１）スス体の脱水、焼結処理を塩素ガスを用いてを行
うと塩素の添加量が、最大でも比屈折率差で０．０４％
程度にとどまる（図３）。シリカガラスへの塩素の添加
の反応を先に示した実験例より考察する。 （ａ）塩素ガスを用いた場合よりもＳｉＣｌ4 ガスを用
いた場合の方が、塩素添加量は格段に多くなる（図
３）。 （ｂ）ＳｉＣｌ4 を用いた場合、ＳｉＣｌ4 の濃度の１
／４乗に比例して母材への塩素添加量がきまる（図
４）。 （ｃ）別の事例として、母材へのフッ素の添加があげら
れる。この場合もフッ素の添加量はガラス化中の雰囲気
のフッ素ガス濃度の１／４乗になることが知られてい
る。この反応は、下記化学式（１）で示される反応平衡
が成り立っているためとされている（「電気情報通信学
会誌Ｃ」 Vol. J71-C, No. 2(1988), pp212-220)。
【００１１】
【化１】 ＳｉＦ4 ＋３ＳｉＯ2 ＝４ＳｉＯ1.5 Ｆ・・・（１） （ｂ，ｃ）より、母材への塩素の添加の反応平衡もフッ
素の添加と同様の化学反応平衡が成り立つためと考えら
れ、その反応平衡は化学式（２）示される。
素の添加と同様の化学反応平衡が成り立つためと考えら
れ、その反応平衡は化学式（２）示される。
【化２】 ＳｉＣｌ4 ＋３ＳｉＯ2 ＝４ＳｉＯ1.5 Ｃｌ・・・（２） ここで、考えなければならないのは、塩素ガスを用いた
場合に添加量が少なくなる点であるが、（２）式より、
ＳｉＣｌ4 の形態で塩素が添加されることから、塩素ガ
スの場合はスス体と塩素の反応によるＳｉＣｌ4 の形成
反応「反応式（３）」が反応式（２）の前に必要とな
る。
場合に添加量が少なくなる点であるが、（２）式より、
ＳｉＣｌ4 の形態で塩素が添加されることから、塩素ガ
スの場合はスス体と塩素の反応によるＳｉＣｌ4 の形成
反応「反応式（３）」が反応式（２）の前に必要とな
る。
【００１２】
【化３】 ＳｉＯ2 ＋２Ｃｌ2 ＝ＳｉＣｌ4 ＋Ｏ2 ・・・（３） （３）式の反応平衡を考慮した場合、塩素ガスを用いた
場合の実効的なＳｉＣｌ 4 濃度について求め、これをＳ
ｉＣｌ4 で脱水透明化した場合と合わせ、図５にプロッ
トすると原点を通る直線関係が得られ、反応式（２）の
平衡で塩素の添加が成されていることが、塩素ガス種に
よらず成り立つと考えられる。
場合の実効的なＳｉＣｌ 4 濃度について求め、これをＳ
ｉＣｌ4 で脱水透明化した場合と合わせ、図５にプロッ
トすると原点を通る直線関係が得られ、反応式（２）の
平衡で塩素の添加が成されていることが、塩素ガス種に
よらず成り立つと考えられる。
【００１３】ＳｉＣｌ4 の透明ガラス化の際の濃度は３
体積％以上であると、塩素ガスを用いた場合よりもはる
かに多くの屈折率増大が可能となる。また、塩素ガスを
用いた場合は塩素ガス分圧が０．２以上になると、ガラ
ス中に塩素の気泡が残留するようになるが、ＳｉＣｌ4
を用いた場合分圧が０．５以上であってもガラス体に気
泡の残留が見られなかった。ＳｉＣｌ4 の濃度が低い場
合次にあげる問題が生じる。第一にＳｉＣｌ4 の流量を
少なくする必要があるため、多孔質母材に含有する水分
によるＳｉＣｌ4 の消費や塩素添加のための平衡に達す
るのに長い時間がかかるので生産上好ましくない。ただ
し、前者についてはあらかじめスス体を脱水処理するこ
とでＳｉＣｌ 4 の消費を抑えることが可能となる。この
ときの脱水ガスとしては、ＳｉＣｌ4，Ｃｌ2 ，ＣＣｌ
4 等の既知の塩素化合物のガスを用いることができる。
また、この処理で多孔質母材の収縮が生じると、ＳｉＣ
ｌ4 による塩素添加効率が悪くなるので、収縮しない１
３００℃以下に脱水温度は設定しておくことが好まし
い。
体積％以上であると、塩素ガスを用いた場合よりもはる
かに多くの屈折率増大が可能となる。また、塩素ガスを
用いた場合は塩素ガス分圧が０．２以上になると、ガラ
ス中に塩素の気泡が残留するようになるが、ＳｉＣｌ4
を用いた場合分圧が０．５以上であってもガラス体に気
泡の残留が見られなかった。ＳｉＣｌ4 の濃度が低い場
合次にあげる問題が生じる。第一にＳｉＣｌ4 の流量を
少なくする必要があるため、多孔質母材に含有する水分
によるＳｉＣｌ4 の消費や塩素添加のための平衡に達す
るのに長い時間がかかるので生産上好ましくない。ただ
し、前者についてはあらかじめスス体を脱水処理するこ
とでＳｉＣｌ 4 の消費を抑えることが可能となる。この
ときの脱水ガスとしては、ＳｉＣｌ4，Ｃｌ2 ，ＣＣｌ
4 等の既知の塩素化合物のガスを用いることができる。
また、この処理で多孔質母材の収縮が生じると、ＳｉＣ
ｌ4 による塩素添加効率が悪くなるので、収縮しない１
３００℃以下に脱水温度は設定しておくことが好まし
い。
【００１４】また、反応式（３）から明らかなように、
ガス雰囲気中に酸素が存在すると、ＳｉＣｌ4 と酸素の
反応によって塩素ガスとＳｉＯ2 が生じる。これによっ
て、実効的なＳｉＣｌ4 濃度の低下による塩素添加量の
減少や反応生成物のＳｉＯ2が母材や炉に付着すること
による品質の低下や、炉の劣化が起こる。これを防ぐた
めには炉内の酸素濃度を極力抑える必要があり、好まし
くは１００ｐｐｍ以内に抑制する必要がある。
ガス雰囲気中に酸素が存在すると、ＳｉＣｌ4 と酸素の
反応によって塩素ガスとＳｉＯ2 が生じる。これによっ
て、実効的なＳｉＣｌ4 濃度の低下による塩素添加量の
減少や反応生成物のＳｉＯ2が母材や炉に付着すること
による品質の低下や、炉の劣化が起こる。これを防ぐた
めには炉内の酸素濃度を極力抑える必要があり、好まし
くは１００ｐｐｍ以内に抑制する必要がある。
【００１５】（２）ＳｉＣｌ4 を脱水ガスとして用い、
透明化の際のＳｉＣｌ4 を流さない場合、屈折率に分布
が生じる。これは、透明化の過程で脱水処理時に添加さ
れた母材周辺部の塩素が脱離してしまうためである。こ
れを、防ぐためには透明ガラス化中もＳｉＣｌ4 を流す
ことが有効であるのが、先の実験例からも明らかであ
る。
透明化の際のＳｉＣｌ4 を流さない場合、屈折率に分布
が生じる。これは、透明化の過程で脱水処理時に添加さ
れた母材周辺部の塩素が脱離してしまうためである。こ
れを、防ぐためには透明ガラス化中もＳｉＣｌ4 を流す
ことが有効であるのが、先の実験例からも明らかであ
る。
【００１６】
【実施例】以下本発明を実施例により更に詳細に説明す
るがこれにより本発明を限定するものではない。 （実施例１）ここでは、単一モードファイバの波長分散
特性を改良するために、クラッドを２層にし、外側のク
ラッド屈折率を内側のクラッド屈折率よりも高くしたデ
ィプレスドクラッド構造のファイバの製造プロセスに適
用した例を述べる。コアと内側クラッドは、ＶＡＤ法で
倍率４．２倍、比屈折率差０．３７％までコア部にＧｅ
Ｏ2 を添加したものを用いた。この母材の外周に多孔質
スス体を形成し、その後、図１に示す構造の炉でＳｉＣ
ｌ4 が５体積％で残りがＨｅの雰囲気中で１６００℃の
ヒータ温度で母材を片端から移動して透明ガラス化し
た。得られた母材の内側クラッドと外側クラッドの屈折
率差は０．０５％となった。図６（Ａ）に示されるディ
プレスドクラッド屈折率分布構造の光ファイバプリフォ
ームを得た。また、同一の出発母材を用い、透明ガラス
化中のＳｉＣｌ4 濃度を３％〜２０％の範囲で変えるこ
とで、比屈折率差０．０４〜０．１１％の範囲でディプ
レスド構造をとることが可能であった。
るがこれにより本発明を限定するものではない。 （実施例１）ここでは、単一モードファイバの波長分散
特性を改良するために、クラッドを２層にし、外側のク
ラッド屈折率を内側のクラッド屈折率よりも高くしたデ
ィプレスドクラッド構造のファイバの製造プロセスに適
用した例を述べる。コアと内側クラッドは、ＶＡＤ法で
倍率４．２倍、比屈折率差０．３７％までコア部にＧｅ
Ｏ2 を添加したものを用いた。この母材の外周に多孔質
スス体を形成し、その後、図１に示す構造の炉でＳｉＣ
ｌ4 が５体積％で残りがＨｅの雰囲気中で１６００℃の
ヒータ温度で母材を片端から移動して透明ガラス化し
た。得られた母材の内側クラッドと外側クラッドの屈折
率差は０．０５％となった。図６（Ａ）に示されるディ
プレスドクラッド屈折率分布構造の光ファイバプリフォ
ームを得た。また、同一の出発母材を用い、透明ガラス
化中のＳｉＣｌ4 濃度を３％〜２０％の範囲で変えるこ
とで、比屈折率差０．０４〜０．１１％の範囲でディプ
レスド構造をとることが可能であった。
【００１７】（実施例２）実施例２ではフッ素添加クラ
ッド型プリフォームのコアに、この手法で得られる合成
石英ガラスを適用した例を述べる。コア材は実験例に示
すスス体をＳｉＣｌ4 濃度５０体積％の条件で透明ガラ
ス化して製造したものを用いた。このガラスの純粋シリ
カガラスに対する比屈折率差は０．１３％高いものであ
った。このガラスをコアとして用い、クラッドとして純
粋シリカガラスに対する比屈折率差が−０．５５％のＦ
添加シリカガラスを用い、クラッド／コア倍率が２３倍
で比屈折率差が０．６８％の図６（Ｂ）の屈折率分布を
有する分散シフト光ファイバプリフォームを作製した。
このプリフォームを線引したところ、損失が０．１９７
ｄＢ／Ｋｍ、零分散波長が１５５３ｎｍの低損失な分散
シフトファイバが製造できた。
ッド型プリフォームのコアに、この手法で得られる合成
石英ガラスを適用した例を述べる。コア材は実験例に示
すスス体をＳｉＣｌ4 濃度５０体積％の条件で透明ガラ
ス化して製造したものを用いた。このガラスの純粋シリ
カガラスに対する比屈折率差は０．１３％高いものであ
った。このガラスをコアとして用い、クラッドとして純
粋シリカガラスに対する比屈折率差が−０．５５％のＦ
添加シリカガラスを用い、クラッド／コア倍率が２３倍
で比屈折率差が０．６８％の図６（Ｂ）の屈折率分布を
有する分散シフト光ファイバプリフォームを作製した。
このプリフォームを線引したところ、損失が０．１９７
ｄＢ／Ｋｍ、零分散波長が１５５３ｎｍの低損失な分散
シフトファイバが製造できた。
【００１８】（実施例３）実施例３では紫外線透過用の
ファイバの開口数を増加するためにこのガラスを適用し
た例を示す。コア材は実施例２に示したものと同一条件
で製造した合成石英ガラスを用い、クラッドとして純粋
シリカガラスに対する比屈折率差が−０．６５％のＦ添
加シリカガラスを用い、クラッド／コア倍率が１．１倍
で比屈折率差が０．７８％の光ファイバプリフォームを
作製した。同一Ｆ添加ガラスクラッドでＯＨを７００ｐ
ｐｍ含有するシリカガラスをコア材とした場合は比屈折
率差が０．６４％であった。このプリフォームを外径１
８０μｍに線引し、紫外線透過用のファイバとした。こ
のファイバの損失は波長３３０ｎｍで７５ｄＢ／Ｋｍと
低い損失特性を示し、波長２８０ｎｍ以上８００ｎｍ以
下ではレーリー散乱係数以外の損失は確認されなかっ
た。また、得られたファイバの開口数（ＮＡ）は０．１
９５で、純粋シリカガラスを用いた場合のＮＡが０．１
７２であり、比屈折率差を大きく取れたため、開口数の
増大が可能となった。
ファイバの開口数を増加するためにこのガラスを適用し
た例を示す。コア材は実施例２に示したものと同一条件
で製造した合成石英ガラスを用い、クラッドとして純粋
シリカガラスに対する比屈折率差が−０．６５％のＦ添
加シリカガラスを用い、クラッド／コア倍率が１．１倍
で比屈折率差が０．７８％の光ファイバプリフォームを
作製した。同一Ｆ添加ガラスクラッドでＯＨを７００ｐ
ｐｍ含有するシリカガラスをコア材とした場合は比屈折
率差が０．６４％であった。このプリフォームを外径１
８０μｍに線引し、紫外線透過用のファイバとした。こ
のファイバの損失は波長３３０ｎｍで７５ｄＢ／Ｋｍと
低い損失特性を示し、波長２８０ｎｍ以上８００ｎｍ以
下ではレーリー散乱係数以外の損失は確認されなかっ
た。また、得られたファイバの開口数（ＮＡ）は０．１
９５で、純粋シリカガラスを用いた場合のＮＡが０．１
７２であり、比屈折率差を大きく取れたため、開口数の
増大が可能となった。
【００１９】
【発明の効果】火炎加水分解や熱酸化法等の量産性に優
れたシリカガラスの製造方法において、透明ガラス化を
不活性ガスとＳｉＣｌ4 ガスの混合ガスからなるガス雰
囲気中で行い、塩素の導入を効果的にして屈折率上昇と
屈折率分布の平坦化を効率的に達成することができる。
れたシリカガラスの製造方法において、透明ガラス化を
不活性ガスとＳｉＣｌ4 ガスの混合ガスからなるガス雰
囲気中で行い、塩素の導入を効果的にして屈折率上昇と
屈折率分布の平坦化を効率的に達成することができる。
【図１】図１は、本発明の方法に用いられる透明ガラス
化炉の一具体例を示す概略図を示す。
化炉の一具体例を示す概略図を示す。
【図２】図２（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は、夫々実験例で
得られた母材の屈折率分布を示すグラフ（数字は実験番
号）である。
得られた母材の屈折率分布を示すグラフ（数字は実験番
号）である。
【図３】図３は、塩素、ＳｉＣｌ4 濃度と比屈折率差の
関係を示すグラフである。
関係を示すグラフである。
【図４】図４は、塩素、ＳｉＣｌ4 濃度の１／４乗と比
屈折率差の関係を示すグラフである。
屈折率差の関係を示すグラフである。
【図５】図５は、ＳｉＣｌ4 濃度の１／４乗と比屈折率
差の関係を示すグラフ〔塩素は反応式（３）の平衡から
ＳｉＣｌ4 濃度に換算〕である。
差の関係を示すグラフ〔塩素は反応式（３）の平衡から
ＳｉＣｌ4 濃度に換算〕である。
【図６】図６（Ａ），（Ｂ），は、実施例における光フ
ァイバプリフォームの屈折率分布を示すグラフである。
ァイバプリフォームの屈折率分布を示すグラフである。
１：光ファイバ用多孔質母材 ２：ヒータ ３：炉心管 ４：雰囲気ガス（ＳｉＣｌ4 ，Ｃｌ2 ，Ｈｅ）供給管 ５：ガス排気管
Claims (4)
- 【請求項１】 ガス状の珪素化合物の火炎加水分解又は
酸化により得られるシリカガラス微粒子を堆積させて得
られる多孔質ガラス体を加熱処理して透明ガラス化する
合成シリカガラスの製造方法において、該透明ガラス化
を不活性ガスと四塩化珪素（ＳｉＣｌ4 ）の混合ガスか
らなるガス雰囲気中で行うことを特徴とする上記方法。 - 【請求項２】 ＳｉＣｌ4 の分圧を０．０３気圧以上１
気圧以下とすることを特徴とする請求項１に記載の合成
シリカガラスの製造方法。 - 【請求項３】 透明ガラス化処理に先立ち、多孔質ガラ
ス体を１３００℃以下８００℃以上の温度で塩素化合物
を混合した不活性ガス雰囲気中で脱水処理を行うことを
特徴とする請求項１に記載の合成シリカガラスの製造方
法。 - 【請求項４】 透明ガラス化処理の際の雰囲気ガス中の
酸素濃度を１００ｐｐｍ未満とすることを特徴とする請
求項１に記載の合成シリカガラスの製造方法。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21124796A JP3845906B2 (ja) | 1996-08-09 | 1996-08-09 | 合成シリカガラスの製造方法 |
| US09/191,123 US6116055A (en) | 1996-08-09 | 1998-11-13 | Method of making synthetic silica glass |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21124796A JP3845906B2 (ja) | 1996-08-09 | 1996-08-09 | 合成シリカガラスの製造方法 |
| US09/191,123 US6116055A (en) | 1996-08-09 | 1998-11-13 | Method of making synthetic silica glass |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1053423A true JPH1053423A (ja) | 1998-02-24 |
| JP3845906B2 JP3845906B2 (ja) | 2006-11-15 |
Family
ID=26518519
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21124796A Expired - Lifetime JP3845906B2 (ja) | 1996-08-09 | 1996-08-09 | 合成シリカガラスの製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
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| JP (1) | JP3845906B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US6343175B1 (en) | 1999-01-18 | 2002-01-29 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Optical fiber with core containing chlorine and cladding containing fluorine and a method of manufacturing the same |
| JP2017526601A (ja) * | 2014-07-10 | 2017-09-14 | コーニング インコーポレイテッド | 高塩素含有量の低減衰光ファイバー |
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| JP2002154838A (ja) * | 2000-11-16 | 2002-05-28 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 光ファイバ用ガラス母材の製造方法 |
| WO2002102725A1 (fr) * | 2001-06-13 | 2002-12-27 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Materiau a base de verre et son procede de fabrication |
| US20040007026A1 (en) * | 2001-06-13 | 2004-01-15 | Tomohiro Ishihara | Glass base material and method of manufacturing glass base material |
| CN100345782C (zh) * | 2001-06-28 | 2007-10-31 | 古河电气工业株式会社 | 光纤预制体的制造方法以及烧结装置 |
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| US8037717B2 (en) * | 2001-10-26 | 2011-10-18 | Corning Incorporated | Methods and apparatus for pulsed doping or drying a soot preform |
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| US7752870B1 (en) | 2003-10-16 | 2010-07-13 | Baker Hughes Incorporated | Hydrogen resistant optical fiber formation technique |
| WO2007061561A2 (en) * | 2005-11-23 | 2007-05-31 | Corning Incorporated | Low attenuation non-zero dispersion shifted optical fiber |
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| US9188736B2 (en) | 2013-04-08 | 2015-11-17 | Corning Incorporated | Low bend loss optical fiber |
| US9290405B2 (en) * | 2013-09-06 | 2016-03-22 | Corning Incorporated | Method of making updoped cladding by using silicon tertrachloride as the dopant |
| JP2017024917A (ja) * | 2015-07-15 | 2017-02-02 | 株式会社フジクラ | 光ファイバプリフォーム、光ファイバおよび光ファイバの製造方法 |
| CN109791250B (zh) | 2016-09-21 | 2021-03-12 | 康宁股份有限公司 | 包覆物折射率变化的光纤及其形成方法 |
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1996
- 1996-08-09 JP JP21124796A patent/JP3845906B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1998
- 1998-11-13 US US09/191,123 patent/US6116055A/en not_active Expired - Lifetime
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| US6116055A (en) | 2000-09-12 |
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