[发明专利]光纤及光纤用预成型件的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种石英系的光通信用纤维(下面简称为光纤)、及其所使用的光纤用预成型件的制造方法。

背景技术

光纤一般由传输光的纤芯部和围绕其周围的包层部构成。纤芯部一般比包层部折射率高。光纤是使光纤用母材在电炉中加热、软化，并拉丝成所期望的粗细而得到的。光纤用母材多数是通过下述步骤制造的，即，首先，制造包括纤芯部且根据情况包括包层部的一部分的芯棒，并在该芯棒的外侧进一步施以包层部。对于纤芯部的制造，可以使用称为VAD(vapor-phase axial deposition)法、OVD(Outside vapor deposition)法、MCVD(Modified Chemical Vapor Deposition)法、PCVD(Plasma Chemical Vapor Deposition)法的方法。在芯棒的外侧所施加的包层部有时通过OVD法等直接堆积在芯棒上、并用加热炉透明玻璃化而施加，以及有时在芯棒上包覆另外制造的筒状体而施加的。

后者的在芯棒上包覆筒状体的方法被称为RIT(rod in tube)法或RIC(rod in cylinder)法。这里，将使所制造的筒状体拉伸而成为所期望粗细的筒状体称为管，而将所制造的筒状体自身称为圆筒。即，与RIT法相比，RIC法的原来的筒状体的尺寸大，但是，技术上相同，其界限并不明显。因此，将在芯棒上包覆筒状体而设置包层部的方法，以后总称为RIT法。

RIT法中，虽然是在筒状体中插入芯棒，并加热和一体化，但是，存在使筒状体和芯棒一体化时，同时进行向所期望的粗细拉伸的情况，以及仅进行一体化的情况。当然，仅进行一体化在设备方面更简单。反之，虽然设备方面复杂，但是在一体化的同时也进行拉伸，具有可以制造与其后进行拉丝的拉丝炉相配合的大小的预成型件的优点。在后者的情况下，不受拉丝炉大小限制，可以使原来的筒和芯棒较大，因此，与前者相比可以提高生产率。而且，也有在一体化的同时拉丝成光纤的情况。

合成石英制的筒状体的制造使用OVD法等。下面是其制造方法的一个例子。以氧化铝制的心棒为基体，以四氯化硅等硅化合物为原料，使得用氢氧焰使其水解而得到的二氧化硅的微粒堆积在该基体上而形成粉末堆积体。堆积结束后，抽出氧化铝制的心棒后插入碳制的心棒并在氯气氛围中脱水，并用加热炉进行透明玻璃化。脱水和透明玻璃化可以在同一个炉中连续进行，也可以分别在不同的炉中进行。透明玻璃化大体在常压下进行时，如果气氛为氦等分子量小的气体，则玻璃内残留的气泡少，因此为优选。而且，在使用氮等分子量比较大的气体的情况下，在减压下的加热、透明玻璃化，由于玻璃内残留的气泡少，因此为优选。

此后，抽出碳制的心棒，得到石英玻璃制的筒状体，但是，在该状态下，筒状体的内外表面处于凹凸多的状态。通过对该外表面和内表面进行磨削和研磨，该筒状体的外形和内径变得均匀。这里，磨削是指除去大的凹凸的作业，而研磨是指除去磨削后残留的微小凹凸的作业。充分研磨后的表面成为镜面状态。该研磨时，通常，为了提高效率，一边在纯水中混合了切削剂的液体连续流过(掛け流す)一边用研磨布擦拭表面。研磨布上粘接着例如金刚石的磨砂颗粒。

如上将所述得到石英玻璃制的筒状体通过RIT法与芯棒一体化而成为预成型件，进一步拉丝而成为光纤。作为该光纤的重要特性，可以列举传输损耗。通常的单模光纤中，在纤芯部添加了Ge(锗)，其折射率比多数由纯石英构成包层部的折射率高约0.35％。这种光纤中，传输损耗在1550nm附近最小，为0.180～0.190dB/km左右的值。该1550nm及比其长的波长区域中的传输损耗被芯棒和后赋予的包层部的界面状态所左右。

在该界面附近有杂质时，长波长区域中的传输损耗增大。这被认为是由杂质的吸收损耗、或由杂质引起纤芯内的微小的直径变动而导致的微弯曲损耗所引起的。为了避免这个问题，用HF溶液和纯水清洗上述筒状体的内表面后，供由RIT法进行的预成型件的制造。HF溶液进行的清洗，是通过其蚀刻作用而将表面的杂质和玻璃的一部分一同除去，因此，清洗的表面的粗糙度会增加。这样，粗糙度增加的表面，在由RIT法进行的预成型件的制造中，与界面上的气泡数的增大相关，并非优选的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光纤及光纤用预成型件的制造方法，其减少了芯棒和后施以的包层部的界面附近的杂质、抑制了长波长区域中的传输损耗的增大。