[发明专利]光纤母材制造方法、光纤母材以及光纤

说明书

技术领域

本发明涉及光纤母材制造方法、光纤母材、以及光纤。

背景技术

已知由在纤芯区域中添加有碱金属元素的石英玻璃构成的光纤(参照专利文献1～9)。如果在光纤母材的纤芯部中添加有碱金属元素，则能够在光纤母材进行拉丝时降低纤芯部的粘性，推进石英玻璃的网状结构的缓和，因此认为可以降低光纤的传输损耗。

作为在石英玻璃中添加碱金属元素的方法，已知有扩散法(例如参照专利文献1，2)。扩散法是一边向玻璃管内导入以碱金属元素或碱金属盐等为原料的原料蒸气，一边利用外部热源对玻璃管加热，或在玻璃管内产生等离子，从而使碱金属元素扩散添加至玻璃管的内表面。

按照上述方式，在玻璃管的内表面附近添加碱金属元素之后，对该玻璃管进行加热并使其缩径。缩径后，以去除在添加碱金属元素时同时被添加的过渡金属元素等(例如Ni或Fe)作为目的，蚀刻玻璃管的内表面的一定厚度。蚀刻后，通过对玻璃管进行加热使其实芯化，从而制造碱金属元素添加纤芯棒。通过在该碱金属元素添加纤芯棒的外侧合成包层部，从而制造光纤母材。而且，能够通过对该光纤母材进行拉丝而制造光纤。

专利文献1：日本特表2005－537210号公报

专利文献2：美国专利公开第2006/0130530号说明书

专利文献3：日本特表2007－504080号公报

专利文献4：日本特表2008－536190号公报

专利文献5：日本特表2010－501894号公报

专利文献6：日本特表2009－541796号公报

专利文献7：日本特表2010－526749号公报

专利文献8：国际公开第98/002389号

专利文献9：美国专利第5146534号说明书

发明内容

在石英类玻璃中的碱金属元素的扩散系数，与Ni或Fe等过渡金属元素的扩散系数相比，大1个数量级以上。即，碱金属元素比过渡性金属元素扩散快。因此，在上述的蚀刻工序中，即使将玻璃表面以一定厚度进行蚀刻而去除过渡金属元素，也能够使在石英玻璃中添加的碱金属元素残留。但是，由于在石英类玻璃中碱金属元素的扩散系数与OH基的扩散系数是相同程度，因此如果在扩散碱金属元素的工序中同时添加OH基，则难以在使碱金属元素残留的同时完全去除OH基。

另外，碱金属盐原料吸湿性较高，大多包含较多的吸附水，有时在内部包含有结晶水。在专利文献1中，记载了将作为碱金属盐原料的KBr以温度1000℃进行加热而使其熔融并脱水。但是，由于在温度1000℃下KBr蒸汽压是3kPa而较高，因此存在脱水的同时消耗大量原料的问题。此外，如果使碱金属盐原料熔融，则还有可能导致碱金属元素与水分反应，产生碱性氢氧化物。另外，如果温度大于或等于550℃，则有可能使石英玻璃与水分反应而成为Si-OH基。

如上所述，在纤芯中添加有碱金属元素的光纤，有时包含有较多的OH基，存在在波长1.38μm带处的传输损耗有时较高的课题。

本发明就是为了解决上述问题点而提出的，其目的在于，提供一种能够制造光纤母材的方法，该光纤母材适合通过拉丝而制造添加有碱金属元素且在波长1.38μm带处的传输损耗较低的光纤。

本发明的一个方案所涉及的光纤母材制造方法的特征在于，具有：热扩散工序，在该工序中使用平均粒径为小于或等于1mm直径的碱金属盐原料，将对该碱金属盐原料进行加热而生成的碱金属盐的蒸气与载气一起从石英类玻璃管的一个端侧向玻璃管的内部供给，利用在玻璃管的长度方向上相对移动的热源对玻璃管进行加热，使碱金属发生氧化反应而向玻璃管的内侧热扩散；(2)实芯化工序，在该工序中使该热扩散工序后的玻璃管实芯化而制作纤芯棒；(3)包层部附加工序，在该工序中在通过该实芯化工序制作出的纤芯棒的周围附加包层部。