JP2583217B2 - Method for producing porous base material for optical fiber - Google Patents
Method for producing porous base material for optical fiberInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 『産業上の利用分野』 本発明はコア合成用バーナと複数本のクラッド合成用
バーナとを用いたVAD法により、光ファイバ用の多孔質
母材を製造する方法に関する。The present invention relates to a method for producing a porous preform for an optical fiber by a VAD method using a burner for synthesizing a core and a plurality of burners for synthesizing a clad. .
『従来の技術』 光ファイバ用の多孔質母材を製造する手段の一つにVA
D法があり、かかるVAD法によりシングルモード型光ファ
イバの多孔質母材を製造する場合、一本のコア合成用バ
ーナと複数本のクラッド合成用バーナとを用いるのが一
般である。[Prior art] VA is one of the means to manufacture porous preform for optical fiber
There is a D method, and when a porous preform of a single mode optical fiber is manufactured by such a VAD method, one burner for synthesizing a core and a plurality of burners for synthesizing a clad are generally used.
その理由は、シングルモード型光ファイバにおけるコ
ア径／クラッド径が約1/13にもなるため、多孔質母材の
作製段階においてクラッド用ガラス層の外径を大きく
し、所定の外径比を確保しようとするからである。The reason is that the core diameter / cladding diameter in a single mode optical fiber is as large as about 1/13, so the outer diameter of the cladding glass layer is increased in the step of manufacturing the porous preform, and the predetermined outer diameter ratio is increased. This is because they try to secure them.
周知の通り、上記VAD法ではコア合成用バーナを介し
て生成されたガラス微粒子をターゲットの下端に堆積さ
せてコア用ガラス層を形成すると同時に、複数本のクラ
ッド合成用バーナをして生成されたガラス微粒子をコア
用ガラス層の外周に堆積させてクラッド用ガラス層を形
成する。As is well known, in the above VAD method, glass fine particles generated through a core synthesis burner are deposited at the lower end of a target to form a core glass layer, and at the same time, a plurality of cladding synthesis burners are generated. Glass particles are deposited on the outer periphery of the core glass layer to form a cladding glass layer.
この際、クラッド合成用の各バーナは、これらの火炎
が相互に干渉してガラス堆積面における温度分布を形成
する。At this time, in each of the burners for synthesizing the cladding, these flames interfere with each other to form a temperature distribution on the glass deposition surface.
第１図は上記VAD法における多孔質母材の作製状況を
その多孔質母材の温度分布とともに示したものであり、
第２図は多孔質母材の嵩密度を示したものである。FIG. 1 shows the production state of the porous preform in the VAD method, together with the temperature distribution of the porous preform.
FIG. 2 shows the bulk density of the porous base material.
第１図、第２図において、10は多孔質母材、11はコア
用ガラス層、12、13、14はクラッド用ガラス層であり、
21はコア合成用バーナ、22、23、24はクラッド合成用バ
ーナである。1 and 2, 10 is a porous base material, 11 is a core glass layer, 12, 13, and 14 are cladding glass layers,
21 is a burner for synthesizing the core, and 22, 23 and 24 are burners for synthesizing the clad.
第１図の温度分布は多孔質母材10の軸心線ａ−ａ上に
おける望ましい状態であり、この温度分布の場合、各部
の温度差が小さいが、従来のVAD法では、多孔質母材10
におけるガラス堆積面の温度分布につき、技術的配慮が
なされていないため、そのガラス堆積面での温度差が大
きものとなっている。The temperature distribution shown in FIG. 1 is a desirable state on the axis a-a of the porous preform 10, and in this temperature distribution, the temperature difference of each part is small. Ten
Since no technical consideration is given to the temperature distribution on the glass deposition surface in the above, the temperature difference on the glass deposition surface is large.
自明の通り、ガラス層の焼結度が温度に比例するた
め、ガラス堆積面の温度が高いときはガラス層が硬くな
り、逆にその温度が低ときはガラス層が軟らかくなり、
したがって、多孔質母材のガラス堆積面に温度差がある
場合、第２図のごとく、各ガラス層に粗密が生じる。As is obvious, since the degree of sintering of the glass layer is proportional to the temperature, when the temperature of the glass deposition surface is high, the glass layer becomes hard, and when the temperature is low, the glass layer becomes soft,
Therefore, when there is a temperature difference between the glass deposition surfaces of the porous base material, as shown in FIG.
『発明が解決しようとする問題点』 上述した従来法の場合、多孔質母材のガラス堆積面に
温度差があり、各ガラス層に粗密が生じるため、これに
起因した下記の問題が生じる。[Problems to be Solved by the Invention] In the case of the above-mentioned conventional method, there is a temperature difference between the glass deposition surfaces of the porous base material, and the respective glass layers are roughened, which causes the following problems.
その一つは多孔質母材に割れ（クラック）が発生しや
すくなる。One of them is that the porous base material is liable to crack.
これは、多孔質母材の合成後に温度が下がり、母材自
身が収縮する際、各ガラス層の粗密により応力が均一に
加わらなくなるため、割れが生じると考えられる。This is presumably because, when the temperature decreases after the synthesis of the porous base material and the base material itself shrinks, the stress is not uniformly applied due to the density of each glass layer, so that cracks occur.
他の一つは多孔質母材を透明ガラス化した際に気泡が
発生する。The other is that bubbles are generated when the porous base material is made vitrified.
これは、透明ガラス化速度が各ガラス層の粗密により
異なり、密なる部分の透明ガラス化が進行するのに対
し、粗なる部分の透明ガラス化がとり残されるため、気
泡が発生すると考えられる。This is thought to be due to the fact that the rate of transparent vitrification differs depending on the density of each glass layer, and the vitrification of the dense part progresses, whereas the vitrification of the rough part is left behind, so that bubbles are generated.
一方、クラッド合成用バーナとして、一本の大型バー
ナを用いる場合、広い範囲で均一な温度分布を得ること
はむずかしく、かかる手段も、結果的に上記と同様の問
題が生じる。On the other hand, when one large burner is used as the burner for cladding synthesis, it is difficult to obtain a uniform temperature distribution over a wide range, and such means also causes the same problem as described above.
本発明は上記の問題点に鑑み、ガラス微粒子堆積時に
おける各クラッド用ガラス層の温度分布を適切にして、
クラックの発生が阻止できる、しかも透明ガラス化時の
気泡の少ない多孔質母材が製造できる方法を提供しよう
とするものである。The present invention has been made in view of the above-described problems, by appropriately adjusting the temperature distribution of each clad glass layer during deposition of glass particles,
It is an object of the present invention to provide a method capable of preventing the occurrence of cracks and producing a porous base material having few bubbles during vitrification.
『問題点を解決するための手段』 本発明は初期の目的を達成するために、コア合成用バ
ーナと複数本のクラッド合成用バーナとを用いたVAD法
により、ガラス微粒子を堆積成長させて、コア用ガラス
層とその外周のクラッド用ガラス層を同時に形成する光
ファイバ用多孔質母材の製造方法において、クラッド用
ガラス層のガラス堆積面における最低温度部をT1、クラ
ッド用ガラス層のガラス堆積面における最高温度部をT2
とした場合に、上記VAD法における各クラッド合成用バ
ーナの火炎相互を干渉させ、かつ、T1≧550℃、（T2−T
1）≦200℃をクラッド用ガラス層の堆積面の全ての部分
において満足させることを特徴とする。`` Means for solving the problems '' In order to achieve the initial object, the present invention deposits and grows glass particles by a VAD method using a core synthesis burner and a plurality of clad synthesis burners, In the method for manufacturing a porous preform for an optical fiber, wherein a core glass layer and a cladding glass layer around the core are formed at the same time, the lowest temperature part on the glass deposition surface of the cladding glass layer is T 1 , and the glass of the cladding glass layer is T 2 is the highest temperature part on the deposition surface
, The flames of the clad synthesis burners in the VAD method interfere with each other, and T 1 ≧ 550 ° C., (T 2 −T
1 ) It is characterized in that ≦ 200 ° C. is satisfied in all portions of the deposition surface of the cladding glass layer.
『作用』 本発明のVAD法により多孔質母材を製造するとき、ク
ラッド用ガラス層のガラス堆積面での最低温度部を550
℃以上に保持し、その堆積面における最低温度部、最高
温度部の温度差が200℃以内となるようにして、ガラス
微粒子を堆積させるから、各ガラス層の適切な嵩密度
（硬さ）が得られるとともに、各ガラス層の温度分布が
ほぼ均一化し、良質の多孔質母材が得られる。[Operation] When the porous preform is manufactured by the VAD method of the present invention, the lowest temperature part on the glass deposition surface of the cladding glass layer is set to 550.
℃ or more, so that the temperature difference between the lowest temperature part and the highest temperature part on the deposition surface is within 200 ℃, and the glass particles are deposited, so that the appropriate bulk density (hardness) of each glass layer is At the same time, the temperature distribution of each glass layer is made substantially uniform, and a good quality porous base material is obtained.
すなわち、上記最低温度部が550℃未満の場合は、焼
結不足によるクラッド用ガラス層のクラックが発生し、
上記最低温度部、最高温度部の温度差が200℃を越える
場合は、各クラッド用ガラス層相互の粗密によりクラッ
クばかりか、透明ガラス化後の母材に気泡をも多発する
が、これら最低温度部、最高温度部につき、所定の条件
を満足させた場合、このような問題が発生しがたい。That is, if the lowest temperature portion is less than 550 ° C., cracks in the cladding glass layer occur due to insufficient sintering,
If the temperature difference between the minimum temperature section and the maximum temperature section exceeds 200 ° C., not only cracks due to the density of the respective cladding glass layers occur, but also bubbles frequently occur in the base material after vitrification. Such a problem is unlikely to occur when predetermined conditions are satisfied for the maximum temperature part and the maximum temperature part.
『実施例』 以下、本発明方法の実施例につき、図面を参照して説
明する。"Example" Hereinafter, an example of the method of the present invention will be described with reference to the drawings.
本発明方法は第１図に述べたVAD法ものと基本的に同
じである。The method of the present invention is basically the same as the VAD method described in FIG.
すなわち第１図のごとく、コア合成用バーナ21を介し
て生成されたガラス微粒子を、回転しながら引き上げら
れるターゲット（図示せず）の下端に堆積させてコア用
ガラス層11を形成すると同時に、複数本のクラッド合成
用バーナ22、23、24をして生成されたガラス微粒子をコ
ア用ガラス層11の外周に堆積させてクラッド用ガラス層
12、13、14を形成し、かくて多孔質母材10を製造する。That is, as shown in FIG. 1, glass fine particles generated via a core synthesizing burner 21 are deposited on the lower end of a target (not shown) which is pulled up while rotating to form a core glass layer 11, Glass fine particles generated by the burners 22, 23 and 24 for the cladding synthesis of the present invention are deposited on the outer periphery of the core glass layer 11 to form a cladding glass layer.
12, 13, and 14 are formed, and thus the porous preform 10 is manufactured.
この際、使用されるバーナ21、22、23、24はそれぞれ
多重管構造を有し、これらバーナ21〜24の各流路には、
気相のガラス原料（SiCl4）、気相のドープ原料（Ge
系、Ｐ系、Ｂ系など）、燃料ガス（H2）、助燃ガス
（O2）、シールガス（Arなどの不活性ガス）が供給さ
れ、これら各ガスの火炎加水分解反応によりスート状の
ガラス微粒子が生成される。本発明では、かかるVAD法
により多孔質母材を製造するとき、クラッド用ガラス層
12、13、14のガラス堆積面での最低温度部を550℃以上
に保持し、その堆積面における最低温度部、最高温度部
の温度差が200℃以内となるようにするが、その具体的
方法として、下記に例示する手段が単一または複合して
用いられる。At this time, the burners 21, 22, 23, and 24 used each have a multi-tube structure, and each of the flow paths of these burners 21 to 24 includes:
Gas-phase glass material (SiCl 4 ), gas-phase dope material (Ge
System, P system, B system, etc.), fuel gas (H 2 ), auxiliary gas (O 2 ), seal gas (inert gas such as Ar) are supplied. Glass particles are produced. In the present invention, when producing a porous base material by such a VAD method, the cladding glass layer
The minimum temperature part on the glass deposition surface of 12, 13, and 14 is kept at 550 ° C or higher, and the temperature difference between the minimum temperature part and the maximum temperature part on the deposition surface is set to be within 200 ° C. As a method, the means exemplified below are used singly or in combination.
ガラス堆積面に対する各クラッド合成用バーナの間隔
を調整する。Adjust the distance between each clad synthesis burner and the glass deposition surface.
各クラッド合成用バーナへの燃料ガス量、助燃ガス
量、シールガス量をコントロールする。The amount of fuel gas, the amount of auxiliary gas, and the amount of seal gas to each burner for synthesizing clad are controlled.
各クラッド合成用バーナへの気相原料のチャージ量を
コントロールする。The charge amount of the gas phase material to each burner for cladding synthesis is controlled.
各クラッド合成用バーナにおけるバーナフードの深さ
を変えて火炎の広がりをコントロールする。The spread of the flame is controlled by changing the depth of the burner hood in each burner for cladding synthesis.
上記いずれの手段を採用してもガラス堆積面の温度分
布は変化する。Either of the above means changes the temperature distribution on the glass deposition surface.
所定の条件が満足できるならば、いずれのパラメータ
を動かしてもよい。Any of the parameters may be moved if predetermined conditions are satisfied.
第３図はガス堆積面に対するクラッド合成用バーナの
間隔（ガラス堆積面とバーナ先端との間隔）を50mmに設
定した場合のガラス堆積面の温度分布である。FIG. 3 shows the temperature distribution on the glass deposition surface when the distance between the cladding synthesis burner and the gas deposition surface (the distance between the glass deposition surface and the tip of the burner) is set to 50 mm.
第３図の場合、火炎相互の干渉がなく、そのため同図
P1，P2の箇所には、火炎相互の間隙による低温部があら
われている。In the case of FIG. 3, there is no interference between the flames, and
The position of P 1, P 2, the low temperature portion of the flame mutual due gap is appeared.
このような現象があらわれたVAD法では、その低温部
の嵩密度が低いため、多孔質母材の割れが多発した。In the VAD method in which such a phenomenon has appeared, cracks in the porous base material occurred frequently due to the low bulk density of the low-temperature portion.
前記第１図はガラス堆積面に対するクラッド合成用バ
ーナの間隔を30mmに設定した場合のガラス堆積面の温度
分布である。FIG. 1 shows the temperature distribution on the glass deposition surface when the distance between the cladding synthesis burner and the glass deposition surface is set to 30 mm.
この場合は、火炎相互が干渉し、ガラス堆積面におけ
る最低温度も上昇したため、多孔質母材の割れは発生し
なかった。In this case, the flames interfered with each other and the minimum temperature on the glass deposition surface also increased, so that the porous base material did not crack.
その後、当該多孔質母材を透明ガラス化したところ、
気泡の発生が前者に比べて格段に少なく、良好な透明ガ
ラス母材が得られた。Then, when the porous base material was turned into a transparent glass,
The generation of bubbles was remarkably less than the former, and a good transparent glass base material was obtained.
『発明の効果』 以上説明したとおり、本発明はコア合成用バーナと複
数本のクラッド合成用バーナとを用いたVAD法によりガ
ラス微粒子を堆積成長させて、コア用ガラス層とその外
周のクラッド用ガラス層を同時に形成する光ファイバ用
多孔質母材の製造方法において、クラッド用ガラス層の
ガラス堆積面における最低温度部をT1、クラッド用ガラ
ス層のガラス堆積面における最高温度部をT2とした場合
に、上記VAD法における各クラッド合成用バーナの火炎
相互を干渉させ、かつ、T1≧550℃、（T2−T1）≦200℃
をクラッド用ガラス層の堆積面の全ての部分において満
足させる から、大きな外径のクラッドガラス層を含む各ガラス層
は全ての部分において、適切な嵩密度で得られるから、
ここからガラス層のクラックも生じがたい。特に、クラ
ッドの外周部分における嵩密度を上記範囲としたことに
より、従来ガラス層に生じていたクラックの主要因を取
り除くことができる。[Effects of the Invention] As described above, the present invention deposits and grows glass particles by a VAD method using a core synthesis burner and a plurality of cladding synthesis burners, and forms a core glass layer and an outer cladding layer. In the method for producing a porous preform for an optical fiber in which a glass layer is simultaneously formed, the lowest temperature portion on the glass deposition surface of the cladding glass layer is T 1 , and the highest temperature portion on the glass deposition surface of the cladding glass layer is T 2 . In this case, the flames of the respective cladding synthesis burners in the VAD method interfere with each other, and T 1 ≧ 550 ° C. and (T 2 −T 1 ) ≦ 200 ° C.
Is satisfied in all portions of the deposition surface of the cladding glass layer, so that each glass layer including the cladding glass layer having a large outer diameter can be obtained with an appropriate bulk density in all portions.
From this, cracks in the glass layer hardly occur. In particular, by setting the bulk density in the outer peripheral portion of the clad in the above range, the main factor of cracks that has conventionally occurred in the glass layer can be eliminated.
したがって、本発明の製造方法によるときは、多孔質
母材の製作段階における不良（クラック）、爾後の透明
ガラス化における不良（気泡残留）を発生させることの
ない良質の光ファイバ用多孔質母材が得られることとな
り、光ファイバを製作する際の歩留りが向上する。Therefore, according to the manufacturing method of the present invention, a high quality porous preform for optical fiber which does not cause a defect (crack) in the production stage of the porous preform and a defect (residual bubbles) in the subsequent vitrification. Is obtained, and the yield in manufacturing the optical fiber is improved.
第１図は本発明方法の一実施例を多孔質母材の温度分布
とともに略示した説明図、第２図は多孔質母材の嵩密度
を示した説明図、第３図は従来法おける多孔質母材の温
度分布を示した説明図である。 10……多孔質母材 11……コア用ガラス層 12〜14……クラッド用ガラス層 21……コア合成用バーナ 22〜24……合成用バーナFIG. 1 is an explanatory view schematically showing one embodiment of the method of the present invention together with the temperature distribution of a porous preform, FIG. 2 is an explanatory view showing the bulk density of the porous preform, and FIG. 3 is a conventional method. It is explanatory drawing which showed the temperature distribution of the porous base material. 10: Porous base material 11: Glass layer for core 12-14: Glass layer for cladding 21: Burner for core synthesis 22-24: Burner for synthesis
Claims (1)
用バーナとを用いたVAD法によりガラス微粒子を堆積成
長させて、コア用ガラス層とその外周のクラッド用ガラ
ス層とを同時に形成する光ファイバ用多孔質母材の製造
方法において、 クラッド用ガラス層のガラス堆積面における最低温度部
をT1、クラッド用ガラス層のガラス堆積面における最高
温度部をT2とした場合に、上記VAD法における各クラッ
ド合成用バーナの火炎相互を干渉させ、かつ、T1≧550
℃、（T2−T1）≦200℃をクラッド用ガラス層の堆積面
の全ての部分において満足させることを特徴とする光フ
ァイバ用多孔質母材の製造方法。1. A light for depositing and growing glass particles by a VAD method using a core synthesizing burner and a plurality of cladding synthesizing burners to simultaneously form a core glass layer and an outer cladding glass layer. In the method for producing a porous preform for a fiber, when the lowest temperature part on the glass deposition surface of the cladding glass layer is T 1 and the highest temperature part on the glass deposition surface of the cladding glass layer is T 2 , the above VAD method In the flame of each clad synthesis burner at T1, and T 1 ≧ 550
A method for producing a porous preform for an optical fiber, characterized by satisfying (C), (T 2 −T 1 ) ≦ 200 ° C. in all parts of the deposition surface of the cladding glass layer.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP61056574A JP2583217B2 (en) | 1986-03-14 | 1986-03-14 | Method for producing porous base material for optical fiber |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (2)
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| JPS6046942A (en) * | 1983-08-26 | 1985-03-14 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Preparation of parent material for optical fiber |
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1986
- 1986-03-14 JP JP61056574A patent/JP2583217B2/en not_active Expired - Fee Related
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| JPS62216936A (en) | 1987-09-24 |
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