JP2003112939A - 光ファイバ用ガラス母材の製造方法 - Google Patents
光ファイバ用ガラス母材の製造方法Info
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- Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
- Y02P40/50—Glass production, e.g. reusing waste heat during processing or shaping
- Y02P40/57—Improving the yield, e-g- reduction of reject rates
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- Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 GeO2が添加されたガラス微粒子堆積体をGeO2
量の低減なく脱水及び焼結して高品質な透明ガラス体
（光ファイバ用ガラス母材）を得る製法。 【解決手段】GeO2添加ガラス微粒子堆積体を脱水及び焼
結処理し、該脱水処理としてGeCl4 含有不活性ガス雰囲
気下で1000℃以上に加熱する工程を含む。これによりGe
O2含有量の低減なく脱水できる。前記工程は1400℃以下
で行うことが好ましい。またCl2 及びGeCl4 含有不活性
ガス雰囲気で昇温加熱を始め、1000℃以上ではGeCl4 含
有不活性ガス雰囲気とすると、脱水効率が高い。焼結は
不活性ガス雰囲気で行う。
量の低減なく脱水及び焼結して高品質な透明ガラス体
（光ファイバ用ガラス母材）を得る製法。 【解決手段】GeO2添加ガラス微粒子堆積体を脱水及び焼
結処理し、該脱水処理としてGeCl4 含有不活性ガス雰囲
気下で1000℃以上に加熱する工程を含む。これによりGe
O2含有量の低減なく脱水できる。前記工程は1400℃以下
で行うことが好ましい。またCl2 及びGeCl4 含有不活性
ガス雰囲気で昇温加熱を始め、1000℃以上ではGeCl4 含
有不活性ガス雰囲気とすると、脱水効率が高い。焼結は
不活性ガス雰囲気で行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、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、ＧｅＯ2を添加
したガラス微粒子堆積体を脱水、焼結して透明ガラス体
（光ファイバ用ガラス母材）とする方法に関する。
ス母材の製造方法に関するものであり、ＧｅＯ2を添加
したガラス微粒子堆積体を脱水、焼結して透明ガラス体
（光ファイバ用ガラス母材）とする方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のＶＡＤ法（気相軸付法）やＯＶＤ
法（外付け法）等のによる光ファイバ用ガラス母材の製
造は、ガラス原料ガスをＨ2 等の燃料ガス、Ｏ2 等の助
燃性ガス及び要すればＡｒ等の不活性ガスと共にガラス
微粒子合成用バーナ( 以下、バーナと略記する場合もあ
る）に導入し、バーナに形成される火炎中でガラス原料
が火炎加水分解反応又は酸化反応させることにより生成
したガラス微粒子をターゲット（出発材）に堆積させて
多孔質のガラス微粒子堆積体とし、これをゾーン型加熱
炉又は均熱型加熱炉を用いて高温加熱により焼結し透明
ガラス化することにより得られている。上記ガラス微粒
子堆積体はその製法のゆえに酸水素火炎や大気中から取
り込んだ多量の水分やＯＨ基を含有するため、透明ガラ
ス化にあたってはまず、脱水処理している。これは水分
が残留すると光伝送特性に悪影響を及ぼすためである。
法（外付け法）等のによる光ファイバ用ガラス母材の製
造は、ガラス原料ガスをＨ2 等の燃料ガス、Ｏ2 等の助
燃性ガス及び要すればＡｒ等の不活性ガスと共にガラス
微粒子合成用バーナ( 以下、バーナと略記する場合もあ
る）に導入し、バーナに形成される火炎中でガラス原料
が火炎加水分解反応又は酸化反応させることにより生成
したガラス微粒子をターゲット（出発材）に堆積させて
多孔質のガラス微粒子堆積体とし、これをゾーン型加熱
炉又は均熱型加熱炉を用いて高温加熱により焼結し透明
ガラス化することにより得られている。上記ガラス微粒
子堆積体はその製法のゆえに酸水素火炎や大気中から取
り込んだ多量の水分やＯＨ基を含有するため、透明ガラ
ス化にあたってはまず、脱水処理している。これは水分
が残留すると光伝送特性に悪影響を及ぼすためである。
【０００３】図１３はリング状ヒータを有するゾーン型
加熱炉を用いたガラス微粒子堆積体（スス体）の脱水及
び焼結工程を説明する図であり、先ず図１３（ａ）に示
すように加熱炉の炉心管１１下部の雰囲気ガス供給管１
８から脱水剤ガスを含む雰囲気ガスを流しながら、図示
は省略した回転及び移動機構により回転及び上下移動可
能な支持棒１４に取り付けたガラス微粒子堆積体１０を
炉心管１１の上方から下方に移動させ、ガラス微粒子堆
積体１０のその上端までヒーター１５部分を通過させた
後、上方に引き上げる（１回トラバースする）ことによ
り脱水し、必要とすれば雰囲気ガスを切り換え、次いで
ヒーター１５の温度を焼結温度に昇温し、再びガラス微
粒子堆積体１０を下方に移動しその一体から順次焼結に
より透明ガラス化してゆき、図１３（ｂ）に示すように
透明ガラス母材（透明ガラス体）２１を得る。図１３に
おいて１２は炉心管上蓋、１３は排気管、１６は断熱
材、１７はゾーン型加熱炉炉体を表す。
加熱炉を用いたガラス微粒子堆積体（スス体）の脱水及
び焼結工程を説明する図であり、先ず図１３（ａ）に示
すように加熱炉の炉心管１１下部の雰囲気ガス供給管１
８から脱水剤ガスを含む雰囲気ガスを流しながら、図示
は省略した回転及び移動機構により回転及び上下移動可
能な支持棒１４に取り付けたガラス微粒子堆積体１０を
炉心管１１の上方から下方に移動させ、ガラス微粒子堆
積体１０のその上端までヒーター１５部分を通過させた
後、上方に引き上げる（１回トラバースする）ことによ
り脱水し、必要とすれば雰囲気ガスを切り換え、次いで
ヒーター１５の温度を焼結温度に昇温し、再びガラス微
粒子堆積体１０を下方に移動しその一体から順次焼結に
より透明ガラス化してゆき、図１３（ｂ）に示すように
透明ガラス母材（透明ガラス体）２１を得る。図１３に
おいて１２は炉心管上蓋、１３は排気管、１６は断熱
材、１７はゾーン型加熱炉炉体を表す。
【０００４】図１４はガラス微粒子堆積体の全長を加熱
できる長さのヒーター１９を備えた均熱型加熱炉を用い
た脱水及び焼結工程を説明する図であり、図１４（ａ）
に示すようにガラス微粒子堆積体１０の全長を加熱炉２
０内に保持し、炉心管１１下部の雰囲気ガス供給管１８
から脱水剤ガスを含む雰囲気ガスを流しつつ加熱して脱
水した後、必要とすれば雰囲気ガスを切り換え、加熱炉
のヒーター１９の温度を上昇して焼結し透明ガラス母材
２１とする〔図１４（ｂ）〕。図１４において図１３と
共通符号の部分は同じを意味し、２０は均熱型加熱炉炉
体を表す。
できる長さのヒーター１９を備えた均熱型加熱炉を用い
た脱水及び焼結工程を説明する図であり、図１４（ａ）
に示すようにガラス微粒子堆積体１０の全長を加熱炉２
０内に保持し、炉心管１１下部の雰囲気ガス供給管１８
から脱水剤ガスを含む雰囲気ガスを流しつつ加熱して脱
水した後、必要とすれば雰囲気ガスを切り換え、加熱炉
のヒーター１９の温度を上昇して焼結し透明ガラス母材
２１とする〔図１４（ｂ）〕。図１４において図１３と
共通符号の部分は同じを意味し、２０は均熱型加熱炉炉
体を表す。
【０００５】従来、上記のような脱水工程の脱水剤とし
ては、ハロゲン化合物、特にＣｌ2が脱水効率が高く多
用されているが、Ｃｌ2 とＧｅＯ2 が化１
ては、ハロゲン化合物、特にＣｌ2が脱水効率が高く多
用されているが、Ｃｌ2 とＧｅＯ2 が化１
【化１】
の反応を生じて、添加してあるＧｅＯ2 を分解するとい
う問題があり、この結果、得られたガラス母材の屈折率
プロファイルが変化（比屈折率差△ｎ（％）が脱水工程
を行わない場合より低下する）したり、ＧｅＯ2 を添加
していたコアの外径が減少してしまうためファイバ構造
が設計値からずれるという難点があった。
う問題があり、この結果、得られたガラス母材の屈折率
プロファイルが変化（比屈折率差△ｎ（％）が脱水工程
を行わない場合より低下する）したり、ＧｅＯ2 を添加
していたコアの外径が減少してしまうためファイバ構造
が設計値からずれるという難点があった。
【０００６】これに対して、例えば特開昭５４−１２７
９１４号公報（文献１）には、ガラス微粒子堆積体をハ
ロゲン元素を含むガラス形成原料に晒して脱水した後に
透明化すること、該ガラス形成原料ガスとしてＳｉＣｌ
4 、ＳｉＢｒ4 、ＧｅＣｌ4などをＯ2 によりバブリン
グ処理し、加熱温度は８００℃程度１０００℃未満とす
ることが、脱水用原料の酸化反応が生じにくく脱水でき
る温度として推奨されている。
９１４号公報（文献１）には、ガラス微粒子堆積体をハ
ロゲン元素を含むガラス形成原料に晒して脱水した後に
透明化すること、該ガラス形成原料ガスとしてＳｉＣｌ
4 、ＳｉＢｒ4 、ＧｅＣｌ4などをＯ2 によりバブリン
グ処理し、加熱温度は８００℃程度１０００℃未満とす
ることが、脱水用原料の酸化反応が生じにくく脱水でき
る温度として推奨されている。
【０００７】さらに、特開昭５７−６７０４３号公報
（文献２）には、Ｏ2 とＣｌ2 含有雰囲気で脱水処理す
ることにより、化１の反応が進むことを防止し、ＧｅＯ
2 の揮散を制御することが提案されている。特開平６−
１６４２９号公報（文献３）には、導波路用薄膜作成に
おいて、酸化物蒸気を供給して低蒸気圧酸化物の揮散を
防ぐことが提案されている。特開平１０−５３４２３号
公報（文献４）には、ＧｅＯ2 含有母材をＳｉＣｌ 4 雰
囲気（Ｏ2 なし）で脱水し、透明ガラス化処理において
Ｃｌ2 を添加することが提案されている。特開昭６３−
３１５５３１号公報（文献５）には、ＳｉＣｌ4 雰囲気
により脱水して、耐Ｈ2 特性を改良することが提案され
ている。
（文献２）には、Ｏ2 とＣｌ2 含有雰囲気で脱水処理す
ることにより、化１の反応が進むことを防止し、ＧｅＯ
2 の揮散を制御することが提案されている。特開平６−
１６４２９号公報（文献３）には、導波路用薄膜作成に
おいて、酸化物蒸気を供給して低蒸気圧酸化物の揮散を
防ぐことが提案されている。特開平１０−５３４２３号
公報（文献４）には、ＧｅＯ2 含有母材をＳｉＣｌ 4 雰
囲気（Ｏ2 なし）で脱水し、透明ガラス化処理において
Ｃｌ2 を添加することが提案されている。特開昭６３−
３１５５３１号公報（文献５）には、ＳｉＣｌ4 雰囲気
により脱水して、耐Ｈ2 特性を改良することが提案され
ている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上記したような従来法
による脱水処理では次のような問題があった。文献１の
ようにＯ2 でバブリングすると、脱水温度を高めると酸
化反応によりスス（ＳｉＯ2 ）が生成してしまい、ガラ
ス微粒子堆積体の嵩密度分布が不均一となっててしま
う。文献２のＣｌ2 ／Ｏ2 雰囲気処理では、化２
による脱水処理では次のような問題があった。文献１の
ようにＯ2 でバブリングすると、脱水温度を高めると酸
化反応によりスス（ＳｉＯ2 ）が生成してしまい、ガラ
ス微粒子堆積体の嵩密度分布が不均一となっててしま
う。文献２のＣｌ2 ／Ｏ2 雰囲気処理では、化２
【化２】
の反応の生成成分であるＯ2 を供給するため、脱水効果
が充分でない問題がある。文献３の酸化物蒸気を形成す
る方法は、予備加熱炉の設置が必要となり、設備コスト
等の点で難点がある。文献４及び５のＳｉＣｌ4 雰囲気
処理でＧｅＯ2 添加母材を処理すると、化３
が充分でない問題がある。文献３の酸化物蒸気を形成す
る方法は、予備加熱炉の設置が必要となり、設備コスト
等の点で難点がある。文献４及び５のＳｉＣｌ4 雰囲気
処理でＧｅＯ2 添加母材を処理すると、化３
【化３】
の反応が進み、ＧｅＯ2 添加量が初期値に比べ激減する
問題がある。
問題がある。
【０００９】そこで、ＧｅＯ2 含有ＳｉＯ2 からなるガ
ラス微粒子堆積体の脱水について、脱水効率の高いＣｌ
2 を用いて脱水した場合には、添加したＧｅＯ2 が抜け
てゆき、予定した屈折率差やコア径が得られないという
問題に対処するため、脱水工程で抜けるＧｅＯ2 量を経
験的に見越して、Ｇｅ添加量をその分だけ多くしておく
という手段を講じていた。
ラス微粒子堆積体の脱水について、脱水効率の高いＣｌ
2 を用いて脱水した場合には、添加したＧｅＯ2 が抜け
てゆき、予定した屈折率差やコア径が得られないという
問題に対処するため、脱水工程で抜けるＧｅＯ2 量を経
験的に見越して、Ｇｅ添加量をその分だけ多くしておく
という手段を講じていた。
【００１０】このような現状に鑑み、本発明はＧｅＯ2
を含有する光ファイバ用ガラス母材を脱水、焼結する新
規な手段を課題とし、特に脱水によりＧｅＯ2 含有量に
悪影響することなく、所期の屈折率差を保持し、しかも
十分に脱水、焼結して高品質な透明ガラス体を得ること
のできる、光ファイバ用ガラス母材の製造方法を提供し
ようとするものである。
を含有する光ファイバ用ガラス母材を脱水、焼結する新
規な手段を課題とし、特に脱水によりＧｅＯ2 含有量に
悪影響することなく、所期の屈折率差を保持し、しかも
十分に脱水、焼結して高品質な透明ガラス体を得ること
のできる、光ファイバ用ガラス母材の製造方法を提供し
ようとするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は下記(1) 〜(9)
の構成により、上記課題を解決するものである。 (1) 少なくともその一部にＧｅＯ2 が添加されたガラス
微粒子堆積体を脱水処理及び焼結処理することにより透
明ガラス化する光ファイバ用ガラス母材の製造方法にお
いて、前記脱水処理がＧｅＣｌ4 を含有する不活性ガス
雰囲気下１０００℃以上で加熱する工程を含むことを特
徴とする光ファイバ用ガラス母材の製造方法。 (2) 前記脱水処理がＧｅＣｌ4 を含有する不活性ガス雰
囲気下１０００℃〜１４００℃で加熱する工程を含むこ
とを特徴とする前記(1) 記載の光ファイバ用ガラス母材
の製造方法。 (3) 前記ＧｅＣｌ4 含有不活性ガス雰囲気中のＧｅＣｌ
4 濃度が０．２体積％以上であることを特徴とする前記
(1) 又は(2) 記載の光ファイバ用ガラス母材の製造方
法。 (4) 前記脱水処理がＧｅＣｌ4 を含有する不活性ガス雰
囲気下１０００℃以上で加熱する工程の前に、予めＣｌ
2 含有不活性ガス雰囲気中で加熱する工程を有すること
を特徴とする前記(1) ないし(3) のいずれかに記載の光
ファイバ用ガラス母材の製造方法。 (5) 前記脱水処理がＣｌ2 及びＧｅＣｌ4 を含有する不
活性ガス雰囲気下で加熱する工程を含むことを特徴とす
る前記(1) ないし(4) のいずれかに記載の光ファイバ用
ガラス母材の製造方法。 (6) 前記脱水処理がＣｌ2 及び／又はＧｅＣｌ4 含有不
活性ガス雰囲気下での昇温工程及びＧｅＣｌ4 含有不活
性ガス雰囲気下で前記昇温工程での温度以上の温度にお
いて定温保持する工程を含むすることを特徴とする前記
(1) ないし(5)のいずれかに記載の光ファイバ用ガラス
母材の製造方法。 (7) 前記昇温工程における昇温速度が１００℃／分以下
であることを特徴とする前記(6) 記載の光ファイバ用母
材の製造方法。 (8) 前記焼結処理を不活性ガス雰囲気中で行うことを特
徴とする前記(1) 記載の光ファイバ用ガラス母材の製造
方法。 (9) 前記脱水処理及び焼結処理における雰囲気中のＯ2
濃度を１００ｐｐｍ以下とすることを特徴とする前記
(1) 又は(8) 記載の光ファイバ用ガラス母材製造方法。
の構成により、上記課題を解決するものである。 (1) 少なくともその一部にＧｅＯ2 が添加されたガラス
微粒子堆積体を脱水処理及び焼結処理することにより透
明ガラス化する光ファイバ用ガラス母材の製造方法にお
いて、前記脱水処理がＧｅＣｌ4 を含有する不活性ガス
雰囲気下１０００℃以上で加熱する工程を含むことを特
徴とする光ファイバ用ガラス母材の製造方法。 (2) 前記脱水処理がＧｅＣｌ4 を含有する不活性ガス雰
囲気下１０００℃〜１４００℃で加熱する工程を含むこ
とを特徴とする前記(1) 記載の光ファイバ用ガラス母材
の製造方法。 (3) 前記ＧｅＣｌ4 含有不活性ガス雰囲気中のＧｅＣｌ
4 濃度が０．２体積％以上であることを特徴とする前記
(1) 又は(2) 記載の光ファイバ用ガラス母材の製造方
法。 (4) 前記脱水処理がＧｅＣｌ4 を含有する不活性ガス雰
囲気下１０００℃以上で加熱する工程の前に、予めＣｌ
2 含有不活性ガス雰囲気中で加熱する工程を有すること
を特徴とする前記(1) ないし(3) のいずれかに記載の光
ファイバ用ガラス母材の製造方法。 (5) 前記脱水処理がＣｌ2 及びＧｅＣｌ4 を含有する不
活性ガス雰囲気下で加熱する工程を含むことを特徴とす
る前記(1) ないし(4) のいずれかに記載の光ファイバ用
ガラス母材の製造方法。 (6) 前記脱水処理がＣｌ2 及び／又はＧｅＣｌ4 含有不
活性ガス雰囲気下での昇温工程及びＧｅＣｌ4 含有不活
性ガス雰囲気下で前記昇温工程での温度以上の温度にお
いて定温保持する工程を含むすることを特徴とする前記
(1) ないし(5)のいずれかに記載の光ファイバ用ガラス
母材の製造方法。 (7) 前記昇温工程における昇温速度が１００℃／分以下
であることを特徴とする前記(6) 記載の光ファイバ用母
材の製造方法。 (8) 前記焼結処理を不活性ガス雰囲気中で行うことを特
徴とする前記(1) 記載の光ファイバ用ガラス母材の製造
方法。 (9) 前記脱水処理及び焼結処理における雰囲気中のＯ2
濃度を１００ｐｐｍ以下とすることを特徴とする前記
(1) 又は(8) 記載の光ファイバ用ガラス母材製造方法。
【００１２】本発明は、ＧｅＯ2 含有ガラス微粒子堆積
体の脱水処理において、ＧｅＣｌ4含有不活性ガス雰囲
気下で１０００℃以上に加熱する工程を経ることを必須
とし、この後透明ガラス化することを特徴とする。すな
わち、本発明は上記(1) の構成により、ガラス微粒子堆
積体に添加されていたＧｅＯ2 含有量が低減することな
く、しかも十分に脱水することができ、高品質の透明ガ
ラス体を得ることができる。上記加熱工程は１０００℃
未満では、効果が不十分である。本発明にいう不活性ガ
スとしては、例えばＨｅ，Ａｒ，Ｎ2 等が挙げられ、特
に好ましくは、ガラス中の気泡を低減するため、Ｈｅが
挙げられる。本発明が脱水及び焼結処理の対象とするガ
ラス微粒子堆積体は、公知のＶＡＤ法、ＯＶＤ法、ゾル
ゲル法等公知技術のいずれにより製造されたものでもよ
い。屈折率分布形状はＳｔｅｐ Ｉｎｄｅｘ（ＳＩ）
型、Ｇｒａｔｅｄ Ｉｎｄｅｘ（ＧＩ）型のいずれでも
よい。脱水処理開始時のガラス微粒子堆積体嵩密度は
０．１５〜０．５ g/cm3であることが望ましい。０．１
５ g/cm3未満ではガラス微粒子堆積体の強度が小さく取
り扱いが困難であり、０．５ g/cm3を超えると脱水が困
難となる。脱水処理及び焼結（透明ガラス化）処理の加
熱手段としては、ゾーン型加熱炉、均熱型加熱炉のいず
れを用いてもよい。
体の脱水処理において、ＧｅＣｌ4含有不活性ガス雰囲
気下で１０００℃以上に加熱する工程を経ることを必須
とし、この後透明ガラス化することを特徴とする。すな
わち、本発明は上記(1) の構成により、ガラス微粒子堆
積体に添加されていたＧｅＯ2 含有量が低減することな
く、しかも十分に脱水することができ、高品質の透明ガ
ラス体を得ることができる。上記加熱工程は１０００℃
未満では、効果が不十分である。本発明にいう不活性ガ
スとしては、例えばＨｅ，Ａｒ，Ｎ2 等が挙げられ、特
に好ましくは、ガラス中の気泡を低減するため、Ｈｅが
挙げられる。本発明が脱水及び焼結処理の対象とするガ
ラス微粒子堆積体は、公知のＶＡＤ法、ＯＶＤ法、ゾル
ゲル法等公知技術のいずれにより製造されたものでもよ
い。屈折率分布形状はＳｔｅｐ Ｉｎｄｅｘ（ＳＩ）
型、Ｇｒａｔｅｄ Ｉｎｄｅｘ（ＧＩ）型のいずれでも
よい。脱水処理開始時のガラス微粒子堆積体嵩密度は
０．１５〜０．５ g/cm3であることが望ましい。０．１
５ g/cm3未満ではガラス微粒子堆積体の強度が小さく取
り扱いが困難であり、０．５ g/cm3を超えると脱水が困
難となる。脱水処理及び焼結（透明ガラス化）処理の加
熱手段としては、ゾーン型加熱炉、均熱型加熱炉のいず
れを用いてもよい。
【００１３】本発明の上記(2) の方法は、ＧｅＣｌ4 含
有雰囲気下での加熱温度を１０００℃以上１４００℃以
下とすることにより、十分に脱水することができる。加
熱温度が１４００℃を超えるとＯＨ基吸収が逆に増大す
ることが本発明者らの実験により判明した。ＯＨ基存在
は波長１．３８μｍ（１３８０ｎｍ）においてＯＨ基の
吸収による伝送損失増加をもたらす。図１１は波長１．
３８μｍにおける伝送損失増加の種々の例を示した図で
あり、図中Ｌ1 ，Ｌ2 ，Ｌ3 が伝送損失の大きさ（増加
量）を示す。
有雰囲気下での加熱温度を１０００℃以上１４００℃以
下とすることにより、十分に脱水することができる。加
熱温度が１４００℃を超えるとＯＨ基吸収が逆に増大す
ることが本発明者らの実験により判明した。ＯＨ基存在
は波長１．３８μｍ（１３８０ｎｍ）においてＯＨ基の
吸収による伝送損失増加をもたらす。図１１は波長１．
３８μｍにおける伝送損失増加の種々の例を示した図で
あり、図中Ｌ1 ，Ｌ2 ，Ｌ3 が伝送損失の大きさ（増加
量）を示す。
【００１４】本発明の上記(3) の方法は、ＧｅＣｌ4 含
有不活性ガス雰囲気中のＧｅＣｌ4濃度が０．２体積％
以上のものとすることにより、充分な脱水処理を実現で
きる。ＧｅＣｌ4 濃度が０．２体積％未満では脱水効果
が不十分である。一方、１０体積％以上といった高濃度
では脱水効果は充分であるが、高価なＧｅＣｌ4 を多量
に使用することになるので、経済上好ましくない。
有不活性ガス雰囲気中のＧｅＣｌ4濃度が０．２体積％
以上のものとすることにより、充分な脱水処理を実現で
きる。ＧｅＣｌ4 濃度が０．２体積％未満では脱水効果
が不十分である。一方、１０体積％以上といった高濃度
では脱水効果は充分であるが、高価なＧｅＣｌ4 を多量
に使用することになるので、経済上好ましくない。
【００１５】本発明の上記(8) の方法は、上記(1) ない
し(3) の方法により脱水処理の後、不活性ガス雰囲気下
で透明ガラス化することにより、脱水状態を保持したま
まガラス化できる。不活性ガスのみの雰囲気でガラス化
するので、ガラス中に遊離塩素を残留させることがな
い。
し(3) の方法により脱水処理の後、不活性ガス雰囲気下
で透明ガラス化することにより、脱水状態を保持したま
まガラス化できる。不活性ガスのみの雰囲気でガラス化
するので、ガラス中に遊離塩素を残留させることがな
い。
【００１６】本発明の上記(5) の方法は、上記(1) のＧ
ｅＣｌ4 含有不活性ガス雰囲気中での加熱工程の前に、
Ｃｌ2 含有不活性ガス雰囲気下での加熱による予備脱水
処理を行うことにより、ガラスに吸着している水分を除
去し脱水効果を向上することができる。ガラスに水分が
吸着されていたり、雰囲気中に水分が存在すると、化４
ｅＣｌ4 含有不活性ガス雰囲気中での加熱工程の前に、
Ｃｌ2 含有不活性ガス雰囲気下での加熱による予備脱水
処理を行うことにより、ガラスに吸着している水分を除
去し脱水効果を向上することができる。ガラスに水分が
吸着されていたり、雰囲気中に水分が存在すると、化４
【化４】
のように反応し、生成したＧｅＯ2 により高濃度ＧｅＯ
2 層が生成する場合がある。従って、予めＣｌ2 により
脱水しておくことによりＧｅＯ2 高濃度層の形成を防止
できるという効果も得られる。
2 層が生成する場合がある。従って、予めＣｌ2 により
脱水しておくことによりＧｅＯ2 高濃度層の形成を防止
できるという効果も得られる。
【００１７】本発明の上記(6) の方法は、脱水剤ガスと
してＣｌ2 とＧｅＣｌ4 が共存した不活性ガス雰囲気を
用いることにより、脱水効果を向上させることができ
る。この際、体積比でＣｌ2 １に対し、ＧｅＣｌ4 ５以
上とすることが、上記効果を奏するためにより有利であ
る。
してＣｌ2 とＧｅＣｌ4 が共存した不活性ガス雰囲気を
用いることにより、脱水効果を向上させることができ
る。この際、体積比でＣｌ2 １に対し、ＧｅＣｌ4 ５以
上とすることが、上記効果を奏するためにより有利であ
る。
【００１８】本発明の上記(7) の方法は、脱水処理の加
熱パターンとして少なくとも昇温工程と一定温保持工程
の二段階加熱とすることにより、脱水効果を向上するこ
とができる。本発明の昇温工程としては温度２００〜８
００℃程度の領域から昇温を開始するが、この温度範囲
ではＧｅＣｌ4 ガスは反応することなくガラス微粒子堆
積体に吸着される。ついで温度１０００℃〜１４００℃
の範囲で定温に保持することにより、ＧｅＣｌ4 による
脱水効率を高めることができる。ＧｅＣｌ4 含有雰囲気
ガスの供給開始温度を高めると、高温保持時間一定で
も、ＯＨ濃度が増加する傾向があることが判明した。
熱パターンとして少なくとも昇温工程と一定温保持工程
の二段階加熱とすることにより、脱水効果を向上するこ
とができる。本発明の昇温工程としては温度２００〜８
００℃程度の領域から昇温を開始するが、この温度範囲
ではＧｅＣｌ4 ガスは反応することなくガラス微粒子堆
積体に吸着される。ついで温度１０００℃〜１４００℃
の範囲で定温に保持することにより、ＧｅＣｌ4 による
脱水効率を高めることができる。ＧｅＣｌ4 含有雰囲気
ガスの供給開始温度を高めると、高温保持時間一定で
も、ＯＨ濃度が増加する傾向があることが判明した。
【００１９】本発明の上記(8) の方法は、上記(7) にお
ける昇温速度を１００℃／分以下とすることにより、Ｇ
ｅＣｌ4 ガス吸着に充分な時間をとれる。ＧｅＣｌ4 ガ
スの供給開始温度は１０００℃未満であればよい。図１
３に示したようなゾーン型加熱炉を用いる場合には、ヒ
ータ自体の温度分布がついているので、ガラス微粒子堆
積体を移動させてヒータを通過させることにより、昇温
工程及び定温工程を経ることが可能となる。このとき１
００℃／分以下の昇温速度となるように移動速度を調整
する。
ける昇温速度を１００℃／分以下とすることにより、Ｇ
ｅＣｌ4 ガス吸着に充分な時間をとれる。ＧｅＣｌ4 ガ
スの供給開始温度は１０００℃未満であればよい。図１
３に示したようなゾーン型加熱炉を用いる場合には、ヒ
ータ自体の温度分布がついているので、ガラス微粒子堆
積体を移動させてヒータを通過させることにより、昇温
工程及び定温工程を経ることが可能となる。このとき１
００℃／分以下の昇温速度となるように移動速度を調整
する。
【００２０】本発明の上記(9) の方法は、脱水処理及び
透明化処理を炉内雰囲気ガス中のＯ 2 濃度が１００ｐｐ
ｍ未満の条件で行うことにより、ＧｅＣｌ4 の酸化反応
を抑制することができ、脱水効果が向上する。また、ガ
ラス中の酸素過剰欠陥をなくす効果も得られる。Ｏ2 が
１００ｐｐｍ以上存在すると、ＧｅＣｌ4 が酸化反応し
てＧｅＯ2 が形成され、高濃度のＧｅＯ2 層が形成され
て、熱膨張率の差により母材の破壊が生じる。
透明化処理を炉内雰囲気ガス中のＯ 2 濃度が１００ｐｐ
ｍ未満の条件で行うことにより、ＧｅＣｌ4 の酸化反応
を抑制することができ、脱水効果が向上する。また、ガ
ラス中の酸素過剰欠陥をなくす効果も得られる。Ｏ2 が
１００ｐｐｍ以上存在すると、ＧｅＣｌ4 が酸化反応し
てＧｅＯ2 が形成され、高濃度のＧｅＯ2 層が形成され
て、熱膨張率の差により母材の破壊が生じる。
【００２１】ところで本発明の脱水処理を行うことによ
り、クラッド部にＣｌ2 が添加され、純シリカガラスよ
りも屈折率が上昇する。ＧｅＣｌ4 はＧｅＯ2 を含有す
るコア部のプロファイル変化を伴わずにクラッドの屈折
率を調整できる原料ともなる。ＧｅＣｌ4 を使用して脱
水すると、Ｃｌ2 を使用する場合に較べて倍の範囲のク
ラッドの屈折率の調整が可能であり、調整の自由度が大
きいう。
り、クラッド部にＣｌ2 が添加され、純シリカガラスよ
りも屈折率が上昇する。ＧｅＣｌ4 はＧｅＯ2 を含有す
るコア部のプロファイル変化を伴わずにクラッドの屈折
率を調整できる原料ともなる。ＧｅＣｌ4 を使用して脱
水すると、Ｃｌ2 を使用する場合に較べて倍の範囲のク
ラッドの屈折率の調整が可能であり、調整の自由度が大
きいう。
【００２２】
【実施例】以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明
するが、本発明はこれらの実施例にのみ限定されるとこ
ろはない。
するが、本発明はこれらの実施例にのみ限定されるとこ
ろはない。
【００２３】（実施例１、比較例１、比較例２及び比較
例３）図１２（ａ）に示すように、上蓋１及び排気口２
を有し、下部にはコア堆積用のガラス微粒子合成用バー
ナー３とクラッド堆積用のガラス微粒子合成用バーナー
４を設けた反応容器５内において、前記バーナー３には
コア用ガラス原料（ＳｉＣｌ4 ，ＧｅＣｌ4 ）とＨ2 ，
Ｏ2 及びＡｒを、前記バーナー４にはクラッド用ガラス
原料（ＳｉＣｌ4 ）とＨ2 ，Ｏ2 及びＡｒをそれぞれ供
給し、上蓋１を貫通して反応容器５内に達する回転及び
上下移動自在の支持棒６に取り付けられた出発ガラス棒
（出発材）６の一端に、前記各バーナー３，４の火炎
８，９中に生成するガラス微粒子を吹きつけて軸方向に
堆積してゆき、コア及びクラッドを有するガラス微粒子
堆積体１０を作成した。得られたガラス微粒子堆積体１
０はＧｅＯ2 −ＳｉＯ2 コアとＳｉＯ2 クラッドからな
るＳＩ型の屈折率構造を有し（コアとクラッドの比屈折
率差が０．５％となるように製造した）、外径は１５０
ｍｍφであった。
例３）図１２（ａ）に示すように、上蓋１及び排気口２
を有し、下部にはコア堆積用のガラス微粒子合成用バー
ナー３とクラッド堆積用のガラス微粒子合成用バーナー
４を設けた反応容器５内において、前記バーナー３には
コア用ガラス原料（ＳｉＣｌ4 ，ＧｅＣｌ4 ）とＨ2 ，
Ｏ2 及びＡｒを、前記バーナー４にはクラッド用ガラス
原料（ＳｉＣｌ4 ）とＨ2 ，Ｏ2 及びＡｒをそれぞれ供
給し、上蓋１を貫通して反応容器５内に達する回転及び
上下移動自在の支持棒６に取り付けられた出発ガラス棒
（出発材）６の一端に、前記各バーナー３，４の火炎
８，９中に生成するガラス微粒子を吹きつけて軸方向に
堆積してゆき、コア及びクラッドを有するガラス微粒子
堆積体１０を作成した。得られたガラス微粒子堆積体１
０はＧｅＯ2 −ＳｉＯ2 コアとＳｉＯ2 クラッドからな
るＳＩ型の屈折率構造を有し（コアとクラッドの比屈折
率差が０．５％となるように製造した）、外径は１５０
ｍｍφであった。
【００２４】得られたガラス微粒子堆積体１０を図１３
（ａ）に示した構成でヒーター長４００ｍｍのゾーン型
加熱炉を用い、雰囲気ガス供給管１８よりＧｅＣｌ4 を
Ｎ2ガス２００ｃｃ／分でバブリングして供給し、同時
にＨｅを２０リットル／分の流量で供給した。雰囲気ガ
ス中のＧｅＣｌ4 蒸気圧は約８７ｍｍＨｇ、ＧｅＣｌ 4
濃度は０．５２体積％であった。この雰囲気中で、移動
速度１２ｍ／分で１回トラバースした。加熱温度は１０
００℃とした。次に炉内雰囲気をＨｅ１００％（２０リ
ットル／分）に切り替え、ヒータ温度を１５００℃に昇
温し、５ｍｍ／分の移動速度で脱水処理されたガラス微
粒子堆積体１０をヒーター１５の方に下ろし、下端部か
ら順次透明ガラス化し、外径６５ｍｍφの透明なガラス
母材２１を得た（実施例１−１）。図９に得られた透明
ガラス母材の屈折率分布を示す。
（ａ）に示した構成でヒーター長４００ｍｍのゾーン型
加熱炉を用い、雰囲気ガス供給管１８よりＧｅＣｌ4 を
Ｎ2ガス２００ｃｃ／分でバブリングして供給し、同時
にＨｅを２０リットル／分の流量で供給した。雰囲気ガ
ス中のＧｅＣｌ4 蒸気圧は約８７ｍｍＨｇ、ＧｅＣｌ 4
濃度は０．５２体積％であった。この雰囲気中で、移動
速度１２ｍ／分で１回トラバースした。加熱温度は１０
００℃とした。次に炉内雰囲気をＨｅ１００％（２０リ
ットル／分）に切り替え、ヒータ温度を１５００℃に昇
温し、５ｍｍ／分の移動速度で脱水処理されたガラス微
粒子堆積体１０をヒーター１５の方に下ろし、下端部か
ら順次透明ガラス化し、外径６５ｍｍφの透明なガラス
母材２１を得た（実施例１−１）。図９に得られた透明
ガラス母材の屈折率分布を示す。
【００２５】同様のガラス微粒子堆積体を脱水時の加熱
温度のみを１１００℃、１２００℃、１３００℃、１４
００℃に変えた以外は上記と同様にして透明なガラス母
材を得た。（実施例１−２〜実施例１−５）。実施例１
−１〜５の各透明ガラス母材についてコアの比屈折率差
（△ｎ：％）を測定した結果を、図１に示す。図１から
明らかなようにコアとクラッドの比屈折率差の低下は殆
どなかった。
温度のみを１１００℃、１２００℃、１３００℃、１４
００℃に変えた以外は上記と同様にして透明なガラス母
材を得た。（実施例１−２〜実施例１−５）。実施例１
−１〜５の各透明ガラス母材についてコアの比屈折率差
（△ｎ：％）を測定した結果を、図１に示す。図１から
明らかなようにコアとクラッドの比屈折率差の低下は殆
どなかった。
【００２６】実施例１−１〜１−５で用いたと同様のガ
ラス微粒子堆積体について、表１に示す脱水条件でそれ
ぞれ脱水し、その後実施例１−１〜１−５と同様に焼結
透明ガラス化を行い、透明ガラス母材を得た（比較例１
−１〜５，比較例２−１〜２−５、比較例３−１〜３−
５）。各透明ガラス母材のコアの屈折率を測定した結果
を表１に合わせて示す。
ラス微粒子堆積体について、表１に示す脱水条件でそれ
ぞれ脱水し、その後実施例１−１〜１−５と同様に焼結
透明ガラス化を行い、透明ガラス母材を得た（比較例１
−１〜５，比較例２−１〜２−５、比較例３−１〜３−
５）。各透明ガラス母材のコアの屈折率を測定した結果
を表１に合わせて示す。
【００２７】
【表１】
【００２８】また、上記実施例１−１〜１−５、比較例
１−１〜１−５、比較例２−１〜２−５及び比較例３−
１〜３−５で得られた各透明ガラス母材について、図９
のコア径２ａ及びクラッド外径２ｂを測定し、ａ／ｂを
求めた。結果を図２に示す。この値（ａ／ｂ）を測定し
た理由は次のとおりである。Ｃｌ2 を脱水剤として脱水
すると、化５の反応によりＧｅＯ2 がＧｅＣｌ4 に変化
し、この反応の結果コアが細くなってしまう。すなわ
ち、ａ／ｂの値が小さくなる。従って、ａ／ｂの値から
ＧｅＯ2 の抜け方がわかる。
１−１〜１−５、比較例２−１〜２−５及び比較例３−
１〜３−５で得られた各透明ガラス母材について、図９
のコア径２ａ及びクラッド外径２ｂを測定し、ａ／ｂを
求めた。結果を図２に示す。この値（ａ／ｂ）を測定し
た理由は次のとおりである。Ｃｌ2 を脱水剤として脱水
すると、化５の反応によりＧｅＯ2 がＧｅＣｌ4 に変化
し、この反応の結果コアが細くなってしまう。すなわ
ち、ａ／ｂの値が小さくなる。従って、ａ／ｂの値から
ＧｅＯ2 の抜け方がわかる。
【化５】
前記文献２等に提案される方法のように脱水雰囲気ガス
にＯ2 を加えると化５の反応は左へ進み、コアが細くな
ることを避けることができるが、化６
にＯ2 を加えると化５の反応は左へ進み、コアが細くな
ることを避けることができるが、化６
【化６】
の反応を阻害するため、脱水効果が低下してしまう。
【００２９】図１及び図２から明らかなように、本発明
によればＧｅＯ2 の抜けがなく、コアが細くなることも
ない。Ｃｌ2 、ＳｉＣｌ4 あるいはＣｌ2 とＯ2 共存雰
囲気での脱水は、ＧｅＯ2 が抜けて比屈折率差が低下す
ることに加え、コアが細くなってしまう。
によればＧｅＯ2 の抜けがなく、コアが細くなることも
ない。Ｃｌ2 、ＳｉＣｌ4 あるいはＣｌ2 とＯ2 共存雰
囲気での脱水は、ＧｅＯ2 が抜けて比屈折率差が低下す
ることに加え、コアが細くなってしまう。
【００３０】次に実施例１−１〜１−５（実施例１と総
称する）、比較例１−１〜１−５（比較例１と総称す
る）及び比較例２−１〜２−５（比較例２と総称する）
で得られた各透明ガラス母材について、波長１．３８μ
ｍでの伝送損失を調べた。ＯＨ基が存在すると図１１に
示すように波長１．３８μｍ（１３８０ｎｍ）において
吸収による伝送損失増加を示すからである。測定結果
を、図３に纏めて示す。実施例１では１１００〜１４０
０℃で脱水した場合、波長１．３８μｍの光の伝送損失
が安定して低い。比較例１では、実施例１よりも伝送損
失が大きく、比較例２では、脱水時の温度が高くなると
伝送損失が大きくなり、１４００℃で脱水した場合は実
施例１よりも伝送損失が大きくなる。
称する）、比較例１−１〜１−５（比較例１と総称す
る）及び比較例２−１〜２−５（比較例２と総称する）
で得られた各透明ガラス母材について、波長１．３８μ
ｍでの伝送損失を調べた。ＯＨ基が存在すると図１１に
示すように波長１．３８μｍ（１３８０ｎｍ）において
吸収による伝送損失増加を示すからである。測定結果
を、図３に纏めて示す。実施例１では１１００〜１４０
０℃で脱水した場合、波長１．３８μｍの光の伝送損失
が安定して低い。比較例１では、実施例１よりも伝送損
失が大きく、比較例２では、脱水時の温度が高くなると
伝送損失が大きくなり、１４００℃で脱水した場合は実
施例１よりも伝送損失が大きくなる。
【００３１】脱水及び焼結後の透明ガラス体におけるク
ラッドの屈折率を測定した結果、図４のようにＣｌの取
り込みにより、ＳｉＯ2 の屈折率（△ｎ＝０％）よりも
屈折率の上昇が見られた。図４では、ＳｉＯ2 に対する
クラッドの比屈折率差を△ｎ 2 として表す。△ｎ2 の上
昇量はＣｌ2 ＜ＧｅＣｌ4 ＜ＳｉＣｌ4 の順に多くな
る。ＧｅＣｌ4 を脱水剤として使用すると、ＧｅＯ2 を
含有するコア部のプロファイル変化を伴わずにクラッド
の屈折率を約０．０２％の範囲内で調整できる。これは
脱水剤としてＣｌ2 を用いた場合に較べて倍の範囲であ
り、ＧｅＣｌ4 はＣｌ2 よりもクラッドの屈折率の調整
において優れている。
ラッドの屈折率を測定した結果、図４のようにＣｌの取
り込みにより、ＳｉＯ2 の屈折率（△ｎ＝０％）よりも
屈折率の上昇が見られた。図４では、ＳｉＯ2 に対する
クラッドの比屈折率差を△ｎ 2 として表す。△ｎ2 の上
昇量はＣｌ2 ＜ＧｅＣｌ4 ＜ＳｉＣｌ4 の順に多くな
る。ＧｅＣｌ4 を脱水剤として使用すると、ＧｅＯ2 を
含有するコア部のプロファイル変化を伴わずにクラッド
の屈折率を約０．０２％の範囲内で調整できる。これは
脱水剤としてＣｌ2 を用いた場合に較べて倍の範囲であ
り、ＧｅＣｌ4 はＣｌ2 よりもクラッドの屈折率の調整
において優れている。
【００３２】（実施例２、比較例５、比較例６）図１２
（ｂ）に示すように、上蓋１及び排気口２を有し、下部
にはコア堆積用のガラス微粒子合成用バーナー３を設け
た反応容器５内で、上蓋１を貫通して反応容器５内に達
する回転及び上下移動自在な支持棒６に取り付けられた
出発ガラス棒７の一端に、前記バーナーの火炎８中に生
成するガラス微粒子を吹きつけて軸方向に堆積してゆ
き、ＧＩ型屈折率構造のガラス微粒子堆積体（スート母
材、スス体）１０を形成した。得られたガラス微粒子堆
積体１０は、ＧＩ型のＧｅＯ2 −ＳｉＯ2 コアを有し、
△ｎは最も高いところで約１．２％、端部はほぼＳｉＯ
2 （△ｎ＝０％）で外径２ｂとなるように製造した。屈
折率比がピークの△ｎの１／１０以下になり始める部分
の外径を２ａと仮定した。外径（２ｂ）は１２０ｍｍφ
であった。
（ｂ）に示すように、上蓋１及び排気口２を有し、下部
にはコア堆積用のガラス微粒子合成用バーナー３を設け
た反応容器５内で、上蓋１を貫通して反応容器５内に達
する回転及び上下移動自在な支持棒６に取り付けられた
出発ガラス棒７の一端に、前記バーナーの火炎８中に生
成するガラス微粒子を吹きつけて軸方向に堆積してゆ
き、ＧＩ型屈折率構造のガラス微粒子堆積体（スート母
材、スス体）１０を形成した。得られたガラス微粒子堆
積体１０は、ＧＩ型のＧｅＯ2 −ＳｉＯ2 コアを有し、
△ｎは最も高いところで約１．２％、端部はほぼＳｉＯ
2 （△ｎ＝０％）で外径２ｂとなるように製造した。屈
折率比がピークの△ｎの１／１０以下になり始める部分
の外径を２ａと仮定した。外径（２ｂ）は１２０ｍｍφ
であった。
【００３３】得られたガラス微粒子堆積体を、図１４
（ａ）に示すように均熱炉を用いて脱水、透明ガラス化
処理した。炉内にＧｅＣｌ4 をＮ2 ガス（２リットル／
分）でバブリングして供給し、同時にＨｅを１０リット
ル／分の流量で供給した。雰囲気ガス中のＧｅＣｌ4 蒸
気圧は約８７ｍｍＨｇ、ＧｅＣｌ4 濃度は１．０４体積
％であった。この雰囲気中、加熱温度は１０００℃で６
０分間保持して脱水し、脱水処理終了後、雰囲気をＨｅ
１００％に切り替え、炉温を１５００に昇温し３０分間
保持することにより透明ガラス化し、外径４５ｍｍφの
透明ガラス母材を得た（実施例２−１）。
（ａ）に示すように均熱炉を用いて脱水、透明ガラス化
処理した。炉内にＧｅＣｌ4 をＮ2 ガス（２リットル／
分）でバブリングして供給し、同時にＨｅを１０リット
ル／分の流量で供給した。雰囲気ガス中のＧｅＣｌ4 蒸
気圧は約８７ｍｍＨｇ、ＧｅＣｌ4 濃度は１．０４体積
％であった。この雰囲気中、加熱温度は１０００℃で６
０分間保持して脱水し、脱水処理終了後、雰囲気をＨｅ
１００％に切り替え、炉温を１５００に昇温し３０分間
保持することにより透明ガラス化し、外径４５ｍｍφの
透明ガラス母材を得た（実施例２−１）。
【００３４】同様のガラス微粒子堆積体を脱水時の加熱
温度のみを１１００℃、１２００℃、１３００℃、１４
００℃に変えた以外は上記と同様にして透明ガラス母材
を得た。（実施例２−２，２−３，２−４及び２−
５）。実施例２−１〜２−５の各透明ガラス体について
コアの比屈折率差（△ｎ）を測定した結果を、図５に示
す。比屈折率差（△ｎ％）の低下は殆どなかった。
温度のみを１１００℃、１２００℃、１３００℃、１４
００℃に変えた以外は上記と同様にして透明ガラス母材
を得た。（実施例２−２，２−３，２−４及び２−
５）。実施例２−１〜２−５の各透明ガラス体について
コアの比屈折率差（△ｎ）を測定した結果を、図５に示
す。比屈折率差（△ｎ％）の低下は殆どなかった。
【００３５】実施例２−１〜２−５で用いたと同様のガ
ラス微粒子堆積体について、表２に示す脱水条件でそれ
ぞれ脱水し、その後実施例２−１〜２−５と同様に透明
ガラス化を行い、透明ガラス母材を得た（比較例４−１
〜４−５，比較例５−１〜５−５）。各透明ガラス母材
のコアの屈折率を測定した結果を図５に合わせて示す。
ラス微粒子堆積体について、表２に示す脱水条件でそれ
ぞれ脱水し、その後実施例２−１〜２−５と同様に透明
ガラス化を行い、透明ガラス母材を得た（比較例４−１
〜４−５，比較例５−１〜５−５）。各透明ガラス母材
のコアの屈折率を測定した結果を図５に合わせて示す。
【００３６】
【表２】
【００３７】次に、実施例２−１〜２−５、比較例４−
１〜４−５及び比較例５−１〜５−５で得られた各透明
ガラス母材について、図１０に示すように外径を２ｂと
し、屈折率がピークの１／１０になり始める部分の外径
を２ａとして２ａ及び２ｂを測定し、ａ／ｂを求めた。
結果を図６に示す。
１〜４−５及び比較例５−１〜５−５で得られた各透明
ガラス母材について、図１０に示すように外径を２ｂと
し、屈折率がピークの１／１０になり始める部分の外径
を２ａとして２ａ及び２ｂを測定し、ａ／ｂを求めた。
結果を図６に示す。
【００３８】図５，図６の結果から、本発明によりＧＩ
型の光ファイバ用ガラス母材を製造すると、比屈折率差
の低下が殆どなく、ＧｅＯ2 が抜けてコアが細くなるこ
ともないことがわかる。
型の光ファイバ用ガラス母材を製造すると、比屈折率差
の低下が殆どなく、ＧｅＯ2 が抜けてコアが細くなるこ
ともないことがわかる。
【００３９】（実施例３、比較例６及び比較例７）実施
例１と同様のガラス微粒子堆積体を用いて、脱水時加熱
温度１０００℃、ＧｅＣｌ4 濃度を０．０２，０．０
４，０．１，０．１１，０．１４，１．５体積％とした
以外は実施例１と同様に脱水し、実施例１と同様に透明
ガラス化して透明ガラス母材を得た。
例１と同様のガラス微粒子堆積体を用いて、脱水時加熱
温度１０００℃、ＧｅＣｌ4 濃度を０．０２，０．０
４，０．１，０．１１，０．１４，１．５体積％とした
以外は実施例１と同様に脱水し、実施例１と同様に透明
ガラス化して透明ガラス母材を得た。
【００４０】得られた各透明ガラス母材について波長
１．３８μｍでの伝送損失（dB/km ）を測定した結果
を、図７に示す。脱水処理時の雰囲気中のＧｅＣｌ4 濃
度が０．２体積％以上であると、波長１．３８μｍでの
伝送損失が飛躍的によくなる。
１．３８μｍでの伝送損失（dB/km ）を測定した結果
を、図７に示す。脱水処理時の雰囲気中のＧｅＣｌ4 濃
度が０．２体積％以上であると、波長１．３８μｍでの
伝送損失が飛躍的によくなる。
【００４１】（実施例４）ガラス微粒子堆積体と透明ガ
ラス化は実施例２と同様の炉を用いた。１％ＧｅＣｌ4
含有Ｈｅ雰囲気を脱水ガスとして用いて、脱水工程の脱
水雰囲気ガス開始温度を７００℃〜１１００℃の各温度
とし、開始温度から５℃／分で昇温し、次に１１００℃
で３０分間恒温保持して脱水し、その後雰囲気ガスを
Ｈｅ１００％に切り替え、２℃／分の昇温速度で温度１
５００℃まで昇温し、この温度で３０分間保持して透明
ガラス化した。得られた各透明ガラス母材の波長１．３
８μｍにおける吸収（伝送損失dB/km）を測定した結果
を、脱水工程開始温度と脱水効果の関係を示す図として
図８にまとめて示す。
ラス化は実施例２と同様の炉を用いた。１％ＧｅＣｌ4
含有Ｈｅ雰囲気を脱水ガスとして用いて、脱水工程の脱
水雰囲気ガス開始温度を７００℃〜１１００℃の各温度
とし、開始温度から５℃／分で昇温し、次に１１００℃
で３０分間恒温保持して脱水し、その後雰囲気ガスを
Ｈｅ１００％に切り替え、２℃／分の昇温速度で温度１
５００℃まで昇温し、この温度で３０分間保持して透明
ガラス化した。得られた各透明ガラス母材の波長１．３
８μｍにおける吸収（伝送損失dB/km）を測定した結果
を、脱水工程開始温度と脱水効果の関係を示す図として
図８にまとめて示す。
【００４２】図８において、脱水雰囲気ガス供給開始温
度が１０００℃と１１００℃の場合に、伝送損失が大き
い、すなわちＯＨ基存在が多いことがわかる。この理由
としは、高温の状態で急にＧｅＣｌ4 を供給すると、ガ
ラス微粒子堆積体表面等のＯＨ基に反応してＧｅＯ2 の
濃度が高い層を形成してしまい、ＧｅＣｌ4 がガラス微
粒子堆積体の内部まで浸透することを妨げ、結果的に脱
水効率が低下することになることが考えられる。従っ
て、ＧｅＣｌ4 含有不活性ガス雰囲気の供給は、１００
０℃未満、好ましくは７００℃〜１０００℃程度の比較
的低い温度で開始し、前記反応を起こさせずにガラス微
粒子堆積体にＧｅＣｌ4 を吸着させておくことが、脱水
効率向上に有効である。
度が１０００℃と１１００℃の場合に、伝送損失が大き
い、すなわちＯＨ基存在が多いことがわかる。この理由
としは、高温の状態で急にＧｅＣｌ4 を供給すると、ガ
ラス微粒子堆積体表面等のＯＨ基に反応してＧｅＯ2 の
濃度が高い層を形成してしまい、ＧｅＣｌ4 がガラス微
粒子堆積体の内部まで浸透することを妨げ、結果的に脱
水効率が低下することになることが考えられる。従っ
て、ＧｅＣｌ4 含有不活性ガス雰囲気の供給は、１００
０℃未満、好ましくは７００℃〜１０００℃程度の比較
的低い温度で開始し、前記反応を起こさせずにガラス微
粒子堆積体にＧｅＣｌ4 を吸着させておくことが、脱水
効率向上に有効である。
【００４３】以上の各実施例では脱水雰囲気ガス供給開
始後の昇温は５℃／分の例を挙げたが、本発明途上の実
験結果から、脱水雰囲気ガス供給開始後の昇温は好まし
くは１００℃／分以下、より好ましくは３０℃／分以下
とすると、ガス吸着に充分な時間がとれるため、有利で
ある。
始後の昇温は５℃／分の例を挙げたが、本発明途上の実
験結果から、脱水雰囲気ガス供給開始後の昇温は好まし
くは１００℃／分以下、より好ましくは３０℃／分以下
とすると、ガス吸着に充分な時間がとれるため、有利で
ある。
【００４４】また、ＧｅＣｌ4 供給時にＯ2 を混合する
と、ＧｅＯ2 が生成することから、ＧｅＯ2 の発生をな
くすため、雰囲気中のＯ2 濃度は１００ｐｐｍ以下とす
ることが望ましい。特に母材製造例としては示さない
が、温度１２００℃の電気炉中、Ｏ2 １００ｃｃ／分、
ＧｅＣｌ4 ５０ｃｃ／分、Ｈｅ２０リットル／分を供給
すると、ＧｅＯ2 スートが炉内に形成されたが、Ｏ2 の
供給量を２０ｃｃ／分にまで低下すると、ＧｅＯ2 スー
トは発生しなくなることが確認された。
と、ＧｅＯ2 が生成することから、ＧｅＯ2 の発生をな
くすため、雰囲気中のＯ2 濃度は１００ｐｐｍ以下とす
ることが望ましい。特に母材製造例としては示さない
が、温度１２００℃の電気炉中、Ｏ2 １００ｃｃ／分、
ＧｅＣｌ4 ５０ｃｃ／分、Ｈｅ２０リットル／分を供給
すると、ＧｅＯ2 スートが炉内に形成されたが、Ｏ2 の
供給量を２０ｃｃ／分にまで低下すると、ＧｅＯ2 スー
トは発生しなくなることが確認された。
【００４５】
【発明の効果】以上説明のとおり、本発明によれば少な
くともその一部にＧｅＯ2 を添加されているガラス微粒
子堆積体を、ＧｅＯ2 添加量の低減なくしかも充分に脱
水して透明化することが可能であり、高品質な光ファイ
バ用母材を製造することができる。従来のＣｌ2 を脱水
剤として用いる脱水又はＣｌ化合物とＯ2 を含有する雰
囲気が脱水する場合の種々の問題点も解決でき、高濃度
のＧｅＯ2 層形成等もない。また、脱水処理による低減
を見越して従来は設計値より多量のＧｅＯ2 を添加して
おき、脱水、焼結工程に付したが、本発明によればこの
ような無駄なＧｅＯ2 の添加はなくなり、コスト的に有
利にまた品質的に安定した製造が可能となる。
くともその一部にＧｅＯ2 を添加されているガラス微粒
子堆積体を、ＧｅＯ2 添加量の低減なくしかも充分に脱
水して透明化することが可能であり、高品質な光ファイ
バ用母材を製造することができる。従来のＣｌ2 を脱水
剤として用いる脱水又はＣｌ化合物とＯ2 を含有する雰
囲気が脱水する場合の種々の問題点も解決でき、高濃度
のＧｅＯ2 層形成等もない。また、脱水処理による低減
を見越して従来は設計値より多量のＧｅＯ2 を添加して
おき、脱水、焼結工程に付したが、本発明によればこの
ような無駄なＧｅＯ2 の添加はなくなり、コスト的に有
利にまた品質的に安定した製造が可能となる。
【図１】 本発明の実施例１と比較例１〜３における脱
水処理時の加熱温度（℃）とガラスの比屈折率差（△
ｎ）の関係を示すグラフ図である。
水処理時の加熱温度（℃）とガラスの比屈折率差（△
ｎ）の関係を示すグラフ図である。
【図２】 本発明の実施例１と比較例１〜３における脱
水処理時の加熱温度と透明化後の母材のコア径／クラッ
ド径（ａ／ｂ）の関係を示すグラフ図である。
水処理時の加熱温度と透明化後の母材のコア径／クラッ
ド径（ａ／ｂ）の関係を示すグラフ図である。
【図３】 本発明の実施例１と比較例１及び２における
脱水処理時の加熱温度と透明化後の母材の波長１．３８
μｍにおける伝送損失増加（dB/km ）の関係を示すグラ
フ図である。
脱水処理時の加熱温度と透明化後の母材の波長１．３８
μｍにおける伝送損失増加（dB/km ）の関係を示すグラ
フ図である。
【図４】 本発明の実施例１と比較例１及び２における
脱水剤の種類とクラッドにおける屈折率上昇の関係を示
すグラフ図である。
脱水剤の種類とクラッドにおける屈折率上昇の関係を示
すグラフ図である。
【図５】 本発明の実施例２と比較例４及び５における
脱水処理時の加熱温度（℃）とガラスの比屈折率差（△
ｎ）の関係を示すグラフ図である。
脱水処理時の加熱温度（℃）とガラスの比屈折率差（△
ｎ）の関係を示すグラフ図である。
【図６】 本発明の実施例２と比較例４及び５における
脱水処理時の加熱温度と透明化後の母材のコア径／クラ
ッド径（ａ／ｂ）の関係を示すグラフ図である。
脱水処理時の加熱温度と透明化後の母材のコア径／クラ
ッド径（ａ／ｂ）の関係を示すグラフ図である。
【図７】 本発明の実施例２における脱水処理時の雰囲
気中ＧｅＣｌ4 濃度（体積％）と、透明化後の母材の母
材の波長１．３８μｍにおける伝送損失増加（dB/km ）
の関係を示すグラフ図である。
気中ＧｅＣｌ4 濃度（体積％）と、透明化後の母材の母
材の波長１．３８μｍにおける伝送損失増加（dB/km ）
の関係を示すグラフ図である。
【図８】 本発明の実施例３におけるＧｅＣｌ4 含有不
活性ガス雰囲気の供給開始温度と、透明化後の母材の波
長１．３８μｍにおける伝送損失増加（dB/km ）の関係
を示すグラフ図である。
活性ガス雰囲気の供給開始温度と、透明化後の母材の波
長１．３８μｍにおける伝送損失増加（dB/km ）の関係
を示すグラフ図である。
【図９】 本発明の実施例及び比較例に用いたＳＩ型の
ＳＭＦ（シングルモードファイバ）用コア母材の屈折率
構造を説明する図である。
ＳＭＦ（シングルモードファイバ）用コア母材の屈折率
構造を説明する図である。
【図１０】 本発明の実施例及び比較例に用いたＧＩ型
のコア母材の屈折率構造を説明する図である。
のコア母材の屈折率構造を説明する図である。
【図１１】 ＯＨ基の存在に由来する波長１．３８μｍ
における伝送損失（dB/km ）増加の種々の態様を説明す
る図である。
における伝送損失（dB/km ）増加の種々の態様を説明す
る図である。
【図１２】 ガラス微粒子堆積体作成工程を説明する概
略図であり、（ａ）はＳＭＦ用コア材作成工程、（ｂ）
はＧＩ型コア材作成工程を示す。
略図であり、（ａ）はＳＭＦ用コア材作成工程、（ｂ）
はＧＩ型コア材作成工程を示す。
【図１３】 ゾーン型加熱炉を用いた脱水処理工程
（ａ）及び焼結処理工程（ｂ）を示す概略説明図であ
る。
（ａ）及び焼結処理工程（ｂ）を示す概略説明図であ
る。
【図１４】 均熱型加熱炉を用いた脱水処理工程（ａ）
及び焼結処理工程（ｂ）を示す概略説明図である。
及び焼結処理工程（ｂ）を示す概略説明図である。
【符号の説明】
１ 上蓋、 ２ 排気口、３ ガラス微粒子
合成用バーナー（コア堆積用）、４ ガラス微粒子合成
用バーナー（クラッド堆積用）、５ 反応容器、
６ 支持棒、 ７ 出発ガラス棒、
８及び９ 火炎、 １０ ガラス微粒子堆積体、
１１ 炉心管、１２ 炉心管上蓋、 １３ 排気管、
１４ 支持棒、１５ ヒーター、
１６ 断熱材、 １７ ゾーン型加熱炉炉体、１８
雰囲気ガス供給管、 １９ ヒーター、２０ 均熱型
加熱炉炉体、２１ 透明ガラス母材。
合成用バーナー（コア堆積用）、４ ガラス微粒子合成
用バーナー（クラッド堆積用）、５ 反応容器、
６ 支持棒、 ７ 出発ガラス棒、
８及び９ 火炎、 １０ ガラス微粒子堆積体、
１１ 炉心管、１２ 炉心管上蓋、 １３ 排気管、
１４ 支持棒、１５ ヒーター、
１６ 断熱材、 １７ ゾーン型加熱炉炉体、１８
雰囲気ガス供給管、 １９ ヒーター、２０ 均熱型
加熱炉炉体、２１ 透明ガラス母材。
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フロントページの続き
(72)発明者 花塚 真也
神奈川県横浜市栄区田谷町１番地 住友電
気工業株式会社横浜製作所内
(72)発明者 川崎 希一郎
神奈川県横浜市栄区田谷町１番地 住友電
気工業株式会社横浜製作所内
(72)発明者 相川 晴彦
神奈川県横浜市栄区田谷町１番地 住友電
気工業株式会社横浜製作所内
Ｆターム(参考） 4G021 CA13
Claims (9)
- 【請求項１】 少なくともその一部にＧｅＯ2 が添加さ
れたガラス微粒子堆積体を脱水処理及び焼結処理するこ
とにより透明ガラス化する光ファイバ用ガラス母材の製
造方法において、前記脱水処理がＧｅＣｌ4 を含有する
不活性ガス雰囲気下１０００℃以上で加熱する工程を含
むことを特徴とする光ファイバ用ガラス母材の製造方
法。 - 【請求項２】 前記脱水処理がＧｅＣｌ4 を含有する不
活性ガス雰囲気下１０００℃〜１４００℃で加熱する工
程を含むことを特徴とする請求項１記載の光ファイバ用
ガラス母材の製造方法。 - 【請求項３】 前記ＧｅＣｌ4 含有不活性ガス雰囲気中
のＧｅＣｌ4 濃度が０．２体積％以上であることを特徴
とする請求項１又は２記載の光ファイバ用ガラス母材の
製造方法。 - 【請求項４】 前記脱水処理がＧｅＣｌ4 を含有する不
活性ガス雰囲気下１０００℃以上で加熱する工程の前
に、予めＣｌ2 含有不活性ガス雰囲気中で加熱する工程
を有することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか
に記載の光ファイバ用ガラス母材の製造方法。 - 【請求項５】 前記脱水処理がＣｌ2 及びＧｅＣｌ4 を
含有する不活性ガス雰囲気下で加熱する工程を含むこと
を特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の光フ
ァイバ用ガラス母材の製造方法。 - 【請求項６】 前記脱水処理がＣｌ2 及び／又はＧｅＣ
ｌ4 含有不活性ガス雰囲気下での昇温工程及びＧｅＣｌ
4 含有不活性ガス雰囲気下において前記昇温工程の温度
以上の温度で定温保持する工程を含むすることを特徴と
する請求項１ないし５のいずれかに記載の光ファイバ用
ガラス母材の製造方法。 - 【請求項７】 前記昇温工程における昇温速度が１００
℃／分以下であることを特徴とする請求項６記載の光フ
ァイバ用ガラス母材の製造方法。 - 【請求項８】 前記焼結処理を不活性ガス雰囲気中で行
うことを特徴とする請求項１記載の光ファイバ用ガラス
母材の製造方法。 - 【請求項９】 前記脱水処理及び焼結処理における雰囲
気中のＯ2 濃度を１００ｐｐｍ以下とすることを特徴と
する請求項１又は８記載の光ファイバ用ガラス母材製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001310118A JP4048753B2 (ja) | 2001-10-05 | 2001-10-05 | 光ファイバ用ガラス母材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001310118A JP4048753B2 (ja) | 2001-10-05 | 2001-10-05 | 光ファイバ用ガラス母材の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003112939A true JP2003112939A (ja) | 2003-04-18 |
| JP4048753B2 JP4048753B2 (ja) | 2008-02-20 |
Family
ID=19129150
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001310118A Expired - Fee Related JP4048753B2 (ja) | 2001-10-05 | 2001-10-05 | 光ファイバ用ガラス母材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4048753B2 (ja) |
-
2001
- 2001-10-05 JP JP2001310118A patent/JP4048753B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| JP4048753B2 (ja) | 2008-02-20 |
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