JPS6311534A - 光フアイバ線引き用ジヤケツト管の製造方法 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、外径および内径か均一であり、しかも平滑な
内壁面を有する光ファイバ線引き用ジャケル・ト管の製
造方法に関するものである。

［従来の技術］ フッ化物ガラスは、石英系ガラスに比べて、長波長の光
を透過でき、しかもまた、レーリ散乱損失が石英ガラス
より小さいことから、フッ化物ガラスによりファイバを
作製すれば、石英ファイバより低い伝送損失を有する光
通信用導波路が得られることが期待されている。

一敗に、石英系光ファイバでは、プリフォームを作製す
る方法として、ＶＡＤ法（気相軸付は法）やＭＣＶＤ法
があり、気相法を利用したプリフォーム合成法が採用さ
れている。

しかしながら、フッ化物ガラスは酸化物ガラスと異なり
、粘度の温度変化が極めて急激であり、ガラス軟化温度
域で結晶化しやすいという特徴を有する。そのため、石
英系光ファイバのプリフォームを形成するために用いら
れているＶＡＤ法やＣＶＤ法はフッ化物ガラスには適用
不可能であり、フッ化物光ファイバ用のプリフォーム作
製手法としてビルドインキヤスティング法やローテーシ
ョナルキャスティング法が提案されている。

ところで、フッ化物光ファイバは、石英系光ファイバよ
り伝送損失が低い、いわゆる超低損失光伝送媒体として
用いられる可能性を有することから、多モード光ファイ
バとしてよりも、伝送容量の大きい単一モード光ファイ
バとして、長距離かつ大容量の光伝送路に供することが
、その特性を発揮させる上で有利である。

車−モード光ファイバを線引く方法として、プリフォー
ムをガラス管（ジャケット管と呼ばれる）に挿入して、
当該ガラス管と一緒に線引きするジャケラティング法が
あり、一般に利用されている。石英系光ファイバの場合
、ジャケット管としては、一般に、純粋石英管が用いら
れる。

ジャケラティング法により線引きを行なう場合、線引き
時にプリフォームとジャケット管との界面に微結晶や気
泡などの界面不整が生じるのを抑制するために、ジャケ
ット管の内壁面をフッ化水素酸を用いてエツチングした
後に酸水素炎を用いた火炎研摩を施してガラス表面を平
滑にしている。

フッ化物ガラスの場合、酸に対する耐候性は一般に極め
て悪く、特にフッ化物光ファイバに用いられているＺｒ
Ｆ、を主成分としたＺｒＦ、系ガラスの場合、酸性溶液
に接するとガラス表面は均一にエツチングされず、凹凸
かできる。

また、かかるＺｒＦ４系ガラスの融点は６００℃から７
００℃程度と低く、火炎研摩などは適用できない。した
がって、超音波加工により、フッ化物ガラスロッドに穿
孔することができても、内壁面を平滑にすることは難し
く、ジャケラティング法に供せるジャケット管を得るの
は困難であった。

［発明が解決しようとする問題点］ そこで、本発明の目的は、上述したように、従来は作製
困難であった、線引き時にプリフォーム・クラッド界面
に構造不整の発生しない平滑な内壁面を有するフッ化物
ガラスジャケット管を製造する方法を提供することにあ
る。

［問題点を解決するための手段］ このような目的を達成するために、本発明では、円筒形
鋳型にフッ化物ガラス溶液をキャスティングした後、中
心部分を流し出す。あるいはまた、ガラス融液をキャス
ティングした後、鋳型をその回転中心軸の回りに回転さ
せてガラス管を形成し、ついで、室温まで徐冷する。そ
して、本発明では、これら過程を低湿度の不活性ガス雰
囲気で行なう。

すなわち、本発明は、フッ化物ガラス融液を円筒形鋳型
にキャスティングする工程と、そのキャスティングした
ガラス融液の中心部のガラス融液を円筒形鋳型の外部に
流し出す工程と、円筒形鋳型に残留しているガラス融液
を室温まで徐冷する工程とを具えたことを特徴とする。

本発明の他の形態では、フッ化物ガラス融液を円筒形゛
鋳型にキャスティングする工程と、そのキャスティング
したガラス融液の中心部のガラス融液を円筒形鋳型の外
部に流し出す工程と、円筒形鋳型を、その中心軸のまわ
りに回転させる工程と、円筒形鋳型に残留しているガラ
ス融液を室温まで徐冷する工程とを具えたことを特徴と
する。

ここで、前述したキャスティング工程、流し出［作用］ 従来は、フッ化物ガラス管を得るにあたって、フッ化物
ガラスロッドに超音波加工器で穿孔し、その孔の内壁面
を研摩して得ていたが、本発明によれば、研摩すること
なしに平滑な内壁面を有するジャケット管が得られる。

本発明によれば、内壁面が極めて平滑なフッ化物ガラス
管が得られるので、これをジャケット管として用い、こ
の中にフッ化物光ファイバ用プリフォームを挿入して線
引きしてもプリフォームとジャケット管とを滑らかに融
着させることができる。したが＝）で、かかるガラス管
を低損失フッ化物単一モード光ファイバの線引きに供す
ることができ、以て、超低損失大容量光通信方式の実現
に寄与できる。

［実施例コ 以下に、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

実施例１ 第１図は、本発明の第一の実施例を説明する工程図であ
って、ここで、ｌは金メッキを施した黄銅製鋳型であり
、２は金ルツボ、３はフッ化物ガラス融液である。４は
得られたフッ化物ガラス管である。

ＺｒＦ、、［１ａＦ２．ＧｄＦ３．八ｎＦ３を６０Ｚｒ
Ｆ４−３０ＢａＦ２−４ＧｄＦａ−６ｍｏ４２％八λＦ
、の組成となるように矛平量し、そのフッ化物混合物６
０ｇにＮＨ４Ｆ−ＨＦ２０ｇを加え、金ルツボ２を用い
て、乾燥窒素雰囲気に保たれた電気炉中でまず４００℃
で２時間にわたり加熱してＮ）Ｉ４Ｆ−ＨＦによるフッ
素化処理をした後、８５０℃で２時間にわたって加熱溶
融し、２６０℃に予知熱した鋳型１にキャスティングし
た。

その後、キャスティングしたガラス融液３全体がガラス
化する前に、鋳型中心部の粘度の低い部分を外に流し出
し、室温まで徐冷して長さ１５０１０１゜外径８．５　
ｍｍφ、内径５ａＩＩＩｌφのフッ化物ガラス管４を得
た。

上記、キャスティングからフッ化物ガラス管の室温への
徐冷までの工程は、水分露点で一８０℃の低湿度窒素ガ
ス７囲気に置換したグローブボックス中で行った。

次に、このようにして得られたフッ化物ガラス管４の開
孔部を上記グローブボックス内においてエポキシ系樹脂
で塞ぎ、その外周を光学研摩した後、かかるエポキシ系
樹脂を除き、そのフッ化物ガラス管をジャケット管とし
て、この中にクラッド組成６０ＺｒＦａ−３０８ａＦ２
−４ＧｄＦｉ−６ｍｏｊ２％八ｆＬｈ、コア組成６０Ｚ
ｒＦ４−３０ＢａＦｚ−４ＧｄＦ３−４八１１　Ｆ２−
２ｍｏｌＬ％ＰｂＦ２であり、コア径０．７＋ｎｍφ、
クラッド径５．ＯＬＩ１ｍφコア・クラッド屈折率差０
．４％のフッ化物光ファイバ用プリフォームの外周を該
ジャケット管に挿入できるように光学研摩してから挿入
した。さらに、このフッ化物ジャケット管にはテフロン
ＦＥＰをコートして線引ぎし、ファイバ化した。

なお、光ファイバへの線引きは、ジャケット管内を十分
に乾燥窒素ガスで置換し、水分の除去を十分に行った後
に真空ポンプで排気しながら行った。

その結果、コア径１３μｍφ、クラッド径９０μｍφ、
ファイバ径１４８μｍ、カットオフ波長２．３μｍ、最
低損失が波長２．６μｍで１６Ｂ／ｋｍのステップイン
デックス型単一モード光ファイバを長さ２５０℃得た。

線引き時において、プリフォームとジャケット管とは滑
らかに融着し、結晶化などによる構造欠陥の発生は起ら
なかった。

他方、フッ化物ガラス管を作製するグローブボックス内
の湿度を水分露点で０℃に保ち、上記した工程で得たフ
ッ化物ガラス管をジャケット管として線引きに供しファ
イバを作製したところ、プリフォームとジャケット管と
の界面に結晶粒の発生が見られ、ファイバの伝送損失特
性が劣化した。

これは、水分がガラス管内壁面で、たとえばＺｒＦ４＋
　ｔ＋２Ｏ−１ｒ　（ＯＨ）Ｆ３＋　％ｌ＋Ｆという河
水分解反応を起し、内壁面に水酸化物の層が生成される
ことに起因して、線引きの際に、結晶化が起こりやすく
なっているからである。

したがって、線引き時の結晶化を抑えるためには、上記
反応は高温で起り易いことを考慮して、キャスティング
し、ガラス管が形成され、室温まで冷却される過程にお
ける雰囲気の湿度をできるだけ下げ、フッ化物ガラス管
と水分との反応が起こらないようにすることが望しい。

実施例２ 第２図は、本発明の第２の実施例を説明する工程図であ
り、ここで、１１は金メッキを施した黄銅製鋳型の側壁
であり、５は鋳型底部であり、１４は得られたフッ化物
ガラス管である。

ＺｒＦ、、ＢａＦ２．ＧｄＦ３．Ａｌ１　Ｆ３を６０Ｚ
ｒＦ４−３０ＢａＦ２−４ＧｄＦ３−６１！１ｏｆ１％
＾ｕＦ、の組成に秤量し、そのフッ化物混合物Ｂｏｇに
Ｎｉ１４Ｆ・ＩＩＦ　２０ｇを加え、金ルツボ２を用い
て実施例１に示したプロセスで加熱溶融した後、２６０
℃に予加熱した部分１１および５からなる鋳型にキャス
ティングした。その後、キャスティングしたガラス融液
３全体がガラス化する前に、鋳型底部５をはずして鋳型
中心部の粘度の低い部分を外に流し出し、室温まで徐冷
して長さ１５０　ｍｍ、外径８．５　ｍｍφ、内径５ｍ
ｍφのフッ化物ガラス管１４を得た。

上記、キャスティングからフッ化物ガラス管の室温への
徐冷までの工程は、水分露点で一８０℃の低湿度アルゴ
ンガス雰囲気に置換したグローブボックス中で行った。

このようにして得られたフッ化物ガラス管１４をジャケ
ット管としてフッ化物単一モード光ファイバの線引きに
供したところ、プリフォームとジャケット管との界面に
結晶発生等による不整発生は起らず、両者を滑らかに融
着させることができた。

実施例３ 第３図は、本発明の第三の実施例を説明する工程図であ
り、ここで、６は鋳型１を加熱する小型電気炉である。

ＺｒＦ４．ＢａＦ２．ＧｄＦ、、Ａｌ１　Ｆ、を６０Ｚ
ｒＦ４−３０ＢａＦ２−４ＧｄＦ３−６ｍｏｊ２％Ａｕ
　Ｆ３の組成にｆ！貴し、そのフッ化物混合物６０ｇに
ＮＨ，Ｆ−ＨＦ　２０ｇを加え、金ルツボ２を用いて実
施例１に示したプロセスで加熱溶融した後、２６０℃に
予加熱した鋳型ｌにキャスティングした。その後、この
鋳型１を電気炉６中に保持して、加熱しながら、電気炉
６の中心Ｉ袖の回りに３００Ｏｒｐｍの回転速度で回転
した後、室温まで徐冷して、長さ１５０　＋ｎｍ、外径
８．５　ｍｌｌφ、内径５１ＩＩｌｎφのフッ化物ガラ
ス管４を得た。

上記、キャスティングからフッ化物ガラス管４の室温へ
の徐冷までの工程は、水分露点で一８０℃の低湿度ヘリ
ウムガスτ囲気に置換したグローブボックス中で行った
。

このようにして得られたフッ化物ガラス管４をジャケッ
ト管としてフッ化物単一モート光ファイバの線引きに供
したところ、プリフォームとジャケット管との界面に結
晶発生等による不整は発生せず、両者を滑らかに融着さ
せることができた。

以上の実施例１か６３では、ＺｒＦ４−ＢａＦ２−Ｇｄ
Ｆ、−Ａｘ　Ｆ３ｉガラスを用いてフッ化物ガラス管を
作製した例を示したが、ＺｒＦ、−ＢａＦ２−ＬａＦ３
−ＡＩｌＦ３−ＮａＦ系ガラス、　ＺｒＦ４−ＢａＦ２
−ＬａＦ３−八ｆｌ　Ｆ３−ＬｉＦ系ガラス５ＺｒＦ、
−ＢａＦ２−ＬａＦ３−ＹＦ３−ＡＩｔ　Ｆ３−ＬｉＦ
−ＮａＦ系ガラス。

ＺｒＦ４−１ＩｆＦａ−ＢａＦ２−ＧｄＦ３−　ＡＪＺ
　Ｆ３系ガラス、またはＺｒＦ４−ｔｌｆＦ４−ＢａＦ
２−ＬａＦ３−ＹＦ３−　ＡＪＺ　Ｆ３−ＬｉＦ−Ｎａ
Ｆ系ガラスを用いても、実施例１から３で示した手法に
より、フッ化物光ファイバ線引きに供することのできる
滑らか内壁面を有するフッ化物ガラス管を得ることがで
きた。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によるフッ化物ガラス管の
製造方法によれば、内壁面が極めて平滑なフッ化物ガラ
ス管が得られるので、これをジャケット管として用い、
この中にフッ化物光ファイバ用プリフォームを挿入して
線引きしてもブリフオームとジャケット管とを滑らかに
融着させることができる。したがって、かかるガラス管
を低損失フッ化物単一モード光ファイバの線引きに供す
ることができ、以て、超低損失大容量光通信方式の実現
に寄与できるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例１の工程図、 第２図は本発明の実施例２の工程図、 第３図は本発明の実施例３の工程図である。 ｌ・・・黄銅製鋳型、 ２・・・金ルツボ、 ３・・・フッ化物ガラス融液、 ４・・・フッ化物ガラス管、 ５・・・鋳型底部、 ６・・・小型電気炉、 １１・・・　鋳型側壁、 １４・・・フッ化物ガラス管。 一蓼 ＼　　　　　　Ｃワ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）フッ化物ガラス融液を円筒形鋳型にキャスティング
   する工程と、 そのキャスティングしたガラス融液の中心部のガラス融
   液を前記円筒形鋳型の外部に流し出す工程と、 前記円筒形鋳型に残留しているガラス融液を室温まで徐
   冷する工程とを具えたことを特徴とする光ファイバ線引
   き用ジャケット管の製造方法。 ２）前記キャスティング工程、前記流し出し工程および
   前記徐冷工程を低湿度の不活性ガス雰囲気中で行なうこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光ファイバ
   線引き用ジャケット管の製造方法。 ３）フッ化物ガラス融液を円筒形鋳型にキャスティング
   する工程と、 そのキャスティングしたガラス融液の中心部のガラス融
   液を前記円筒形鋳型の外部に流し出す工程と、 前記円筒形鋳型を、その中心軸のまわりに回転させる工
   程と、 前記円筒形鋳型に残留しているガラス融液を室温まで徐
   冷する工程とを具えたことを特徴とする光ファイバ線引
   き用ジャケット管の製造方法。 ４）前記キャスティング工程、前記流し出し工程および
   前記徐冷工程を低湿度の不活性ガス雰囲気で行なうこと
   を特徴とする特許請求の範囲第３項記載の光ファイバ線
   引き用ジャケット管の製造方法。