[其他]用于光学纤维玻璃生产方法

说明书

一种由石英为主的芯层和加氟石英的包层组成的光导纤维可从玻璃坯件制成，该玻璃坯件的制造方法包括将空心多孔圆柱形玻璃坯件保持在含有至少一种含氟化合物的第一种高温气氛中，并通过多孔玻璃坯件的中心孔喷射冷却气体，以控制在多孔玻璃坯件的径向方向上待加氟量，然后在温度比第一高温气氛高的第二高温气氛中烧结该多孔玻璃坯件，以使之透明。光导纤维制造方法的生产率高。

本发明涉及一种制光导纤维用的玻璃坯件的生产方法。更具体地说，它是涉及一种制造由一层主要成分是石英玻璃的芯层和一层加氟石英玻璃的包层组成的、光传输衰减低的光导纤维用的玻璃坯件的生产方法。

一种光导纤维通常由一芯层和绕芯层的、折射率比芯层低的一包层所组成。

已研制出几种制造这种光导纤维的方法，并已在商业上应用。

这类方法的实例包括改进的化学汽相沉积法（M-CVD法）、轴向汽相沉积法（VAD法）和外汽相沉积法（OVD法）。在这些方法中，芯层主要是由SiO₂/GeO₂型玻璃所组成，而包层则主要由SiO₂组成。

因为光能充分穿透光导纤维的芯层，从理想的观点来看，芯层应该由光传输衰减最小的SiO₂组成。另一方面，由SiO₂组成的包层含有B₂O₃和氟之类的添加剂，以减小折射率，因为它的折射率应该比芯层更低。虽然在某些地方应用时可以将B₂O₃加入光导纤维的芯层中，但是当透射光的波长为1微米时，向光导纤维的芯层中加入B₂O₃是不可取的，因为B-O键的存在会吸收远红外范围的光。在这时，氟是包层的一种理想的添加剂，因为它在光导纤维所用的波长范围内，不会产生光的吸收峰。因此，采用SiO₂作光纤的芯层材料SiO₂/F型玻璃作包层材料来调节光导纤维的芯层和包层之间的折射率差是可取的。这种光导纤维已公开于日本专利出版刊物1980年15682号中。

以SiO₂为芯层和以SiO₂/F型玻璃为包层的光导纤维已经通过下列方法制成的玻璃坯件生产出来，这些方法包括：用等离子体的方法在石英棒周围沿其径向方向，向石英棒沉积玻璃态加氟石英玻璃;或者通过玻璃原料的火焰水解作用，在石英棒周围沿其径向方向，向石英棒沉积加氟石英玻璃微粒，并烧结沉积的石英微粒团使之透明;还可采用M-CVD法在石英管的内表面沉积加氟石英玻璃以形成一芯部，并塌陷中心孔部以形成固体棒形玻璃坯件。

然而，用热等离子体法是难于从所制得的玻璃坯件生产出满意的、光传输衰减低的光导纤维来，因为石英棒和沉积的加氟石英玻璃之间的界面被羟基污染，加氟玻璃本身也被羟基沾污。用火焰水解作用在石英棒周围，沿其径向方向，向石英棒沉积玻璃微粒的方法，也难于从所制得的玻璃坯件生产出满意的、光传输衰减低的光导纤维来，因为石英棒会被从石英棒表面吸附的水中的羟基或从玻璃原料火焰水解产生的羟基所沾污。在这一方法中，水和湿气容易从玻璃微粒中除去，但很难从石英棒的内部除去。虽然M-CVD法能生产出具有相当优良性能光导纤维用的玻璃坯件，但其生产效率很低。

本发明的目的之一是提供一个改进的、生产效率高的、制光导纤维用的玻璃坯件的生产方法，这种光导纤维由主要成份是石英玻璃的芯层和加氟石英玻璃的包层所组成。

本发明的另一目的是提供一种生产玻璃坯件的方法，这种方法里加入石英玻璃包层中的氟量容易控制，还能防止羟基对光纤的沾污。

按照本发明，提供的制光导纤维用的玻璃坯件的生产方法包括：将空心多孔圆柱形坯件放入含有至少一种含氟化合物的第一个高温气氛中，并通过多孔玻璃坯件的中空部分喷射一种冷却气体，以控制在多孔玻璃坯件的径向方向上加入的氟量，然后将多孔玻璃坯件放入比第一高温气氛温度高的第二高温气氛中使之透明。

图1表示出环境温度和加氟石英玻璃折射率降低程度之间的关系。

图2示意表示出按本发明生产玻璃坯件的一个实施例。