JP2000086270A - 光ファイバ母材の製造方法 - Google Patents

光ファイバ母材の製造方法

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JP2000086270A
JP2000086270A JP10259937A JP25993798A JP2000086270A JP 2000086270 A JP2000086270 A JP 2000086270A JP 10259937 A JP10259937 A JP 10259937A JP 25993798 A JP25993798 A JP 25993798A JP 2000086270 A JP2000086270 A JP 2000086270A
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Japan
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optical fiber
chamber
fiber preform
glass rod
glass body
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JP10259937A
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English (en)
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Hideyuki Fujiwara
秀行 藤原
Masami Kakishima
正巳 柿嶋
Tsutomu Tokuda
力 得田
Tetsuya Hirose
哲也 廣瀬
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Hitachi Cable Ltd
Original Assignee
Hitachi Cable Ltd
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/01Manufacture of glass fibres or filaments
    • C03B37/012Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
    • C03B37/014Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments made entirely or partially by chemical means, e.g. vapour phase deposition of bulk porous glass either by outside vapour deposition [OVD], or by outside vapour phase oxidation [OVPO] or by vapour axial deposition [VAD]
    • C03B37/01406Deposition reactors therefor

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  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 段取り時間が短く、安定した特性が得られ、
しかも装置のかさ上げの不要な光ファイバ母材の製造方
法を提供する。 【解決手段】 ガラス棒把持部2を上方に移動させる際
に上蓋開口部の多孔質ガラス体11の外周面と上蓋開口
部との間のギャップを虹採絞り14で調整すると共にチ
ャンバ6、7の排気系統への外気導入量を調整すること
により、チャンバ6、7内への室内空気の混入が防止さ
れ、チャンバ6が短くてすむので装置のかさ上げが不要
となり、ガラス棒4のガラス棒把持部2への取付けや光
ファイバ母材のガラス棒把持部2からの取り外しや清掃
時間等が短縮される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバ母材の
製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】バーナよりSiCl4 等の原料ガスを酸
水素火炎と共に吹き出し、火炎中の加水分解により、タ
ーゲットにガラス微粒子を堆積させるVAD法(Vap
or−phase axial depositio
n:内付け化学的気相析出法)で得られる多孔質ガラス
体は、脱水・透明ガラス化し、線引工程を経て光ファイ
バとなる。
【0003】VAD法による多孔質ガラス体の堆積工程
は、室内空気の混入を避けるため、図2に示す装置を用
いて上蓋3より高純度不活性ガスを導入し、さらに上側
チャンバ6及び下側チャンバ7で覆うことにより室内空
気から遮断している。
【0004】図2は従来の光ファイバ母材の製造方法を
適用した製造装置の断面図である。
【0005】ここで、多孔質ガラス体11は、回転機構
(図示せず)によりターゲット5をその中心軸の回りに
矢印A方向に回転させながらターゲット5の下端にバー
ナ8の火炎を用いてガラス微粒子を堆積させ、堆積の状
況に応じて移動機構(図示せず)により上方(矢印B方
向)へ移動を行うことで製造される。
【0006】多孔質ガラス体11の製造の際、下側チャ
ンバ7の内圧を一定に保つため、内圧コントローラ10
の開口面積を変えることにより対処している。よって、
室内空気の混入を避けるため、上蓋3の開口部面積を一
定とし、この開口部を通過する物はガラス棒把持部2の
みとなる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図2に
示した製造装置を用いた製造方法では、多孔質ガラス体
11の長尺化を図る場合、上側チャンバ6及びガラス棒
把持部2の長尺化、装置本体のかさ上げが必要となる。
【0008】上側チャンバ6の長尺化に伴い、ガラス棒
の取付けや光ファイバ母材の取り外しや清掃等の段取り
時間が増し、さらに下側チャンバ7上へ積み上げるた
め、不安定状態となり、地震等が発生した場合、倒壊す
るおそれがある。
【0009】また、ガラス棒把持部2の長尺化に伴い、
ガラス棒把持部2、ガラス棒4及びターゲット5のトー
タル長が増し、ガラス微粒子の堆積部にブレが生じ、光
ファイバの特性に悪影響を及ぼす。さらに装置本体のか
さ上げを行うと、建物の制約を受けるという問題があっ
た。
【0010】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、段取り時間が短く、安定した特性が得られ、しかも
装置のかさ上げの不要な光ファイバ母材の製造方法を提
供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の光ファイバ母材の製造方法は、チャンバ内で
ガラス棒が鉛直になるようにガラス棒の上端部をガラス
棒把持部で把持し、ガラス棒をその中心軸の回りに回転
させると共に上方に移動させながら、バーナでガラス棒
の外周にガラス微粒子を堆積させて多孔質ガラス体を形
成する光ファイバ母材の製造方法において、多孔質ガラ
ス体がチャンバ外へ出る上蓋開口部の上記多孔質ガラス
体の外周面と上蓋開口部との間のギャップの大きさを調
整すると共にチャンバの排気系統への外気導入量を調整
するものである。
【0012】上記構成に加え本発明の光ファイバ母材の
製造方法は、虹採絞りによりチャンバの上蓋開口部の開
口径を調整するのが好ましい。
【0013】上記構成に加え本発明の光ファイバ母材の
製造方法は、虹採絞りに塩化ビニルからなる虹採絞りを
用いるのが好ましい。
【0014】上記構成に加え本発明の光ファイバ母材の
製造方法は、チャンバに設けられたセンサと多孔質ガラ
ス体との間の距離を測定し、得られたデータに基づいて
多孔質ガラス体がチャンバから出る上蓋開口部の開口径
を決定するのが好ましい。
【0015】上記構成に加え本発明の光ファイバ母材の
製造方法は、センサへ高純度不活性ガスを吹き付けて覆
うことによりHCl系ガス及びSiO2 を含んだガスが
センサへ到達することが無いようにするのが好ましい。
【0016】上記構成に加え本発明の光ファイバ母材の
製造方法は、チャンバに塩化ビニルからなるチャンバを
用いるのが好ましい。
【0017】上記構成に加え本発明の光ファイバ母材の
製造方法は、高純度不活性ガスの量を毎分約600リッ
ターとし、チャンバの高さを約660mmとするのが好
ましい。
【0018】本発明によれば、ガラス把持部を上方に移
動させる際に上蓋開口部の多孔質ガラス体の外周面と上
蓋開口部との間のギャップを調整すると共にチャンバの
排気系統への外気導入量を調整することにより、チャン
バ内への室内空気の混入が防止され、チャンバが短くて
すむので装置のかさ上げが不要となり、ガラス棒のガラ
ス棒把持部への取付けや光ファイバ母材のガラス棒把持
部からの取り外しや清掃時間等が短縮される。
【0019】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて詳述する。
【0020】図1は本発明の光ファイバ母材の製造方法
を適用した製造装置の一実施の形態を示す断面図であ
る。
【0021】側面にバーナ8が設けられ略漏斗状に形成
された下側チャンバ7の上側に、略円筒状に形成された
上側チャンバ6が連結されている(但し、図では下側チ
ャンバ7の下側は省略されているが下端は閉じられてお
り、後述するターゲット5が降下した時にその下端が接
触しない程度の長さを有している)。上側チャンバ6と
下側チャンバ7との連結部付近には余分なガスや熱を排
気するための排気管9が取付けられている。排気管9に
は両チャンバ6、7内の圧力を制御するための内圧コン
トローラ10が取付けられている。上側チャンバ6の上
側にはシール上蓋12が取付けられており、シール上蓋
12の上側には虹採絞り14が取付けられている。虹採
絞り14は例えばモータで開閉できるように構成されて
おり、その最大口径は後述する多孔質ガラス体11が通
過できる大きさになるように設定されている。シール上
蓋12の側壁の内側には多孔質ガラス体11の外径を測
定するための反射式レーザセンサ13が取付けられてい
る。反射式レーザセンサ13の近傍には、高純度不活性
ガスを反射式レーザセンサ13に吹き付けて覆うための
不活性ガス導入口が設けられている。この高純度不活性
ガスは排気管9により排気される。虹採絞り14の上方
には、上端がスクロールチャック1に取付けられたガラ
ス棒把持部2が配置され、ガラス棒把持部2の下端には
ガラス棒4が鉛直に取付けられている。ガラス棒4の下
端には多孔質ガラス体11が形成されるターゲット5が
鉛直に取付けられている。ガラス棒4及びターゲット5
は虹採絞り14を貫通して上側チャンバ6内に鉛直に挿
入されている。図はガラス棒4に多孔質ガラス体11が
形成された状態を示している。
【0022】次に本製造装置による光ファイバ母材の製
造方法について述べる。
【0023】まず虹採絞り14を異径部が通過する際の
動作について説明する。
【0024】装置稼働開始位置と、シール上蓋12の位
置とを常に一致させるため、ガラス棒把持部2とガラス
棒4との接続部段差位置は毎回同じであるため、移動量
計測用カウンタ値にて虹採絞り14の開口径変更位置を
決定する(反射式レーザセンサ13による多孔質ガラス
体11の外径読取り開始位置は、ガラス微粒子堆積部上
端とし、カウンタ位置で決定してもよい)。反射式レー
ザセンサ13による測定データは、多孔質ガラス体11
までの距離を算出するのに用いられ、多孔質ガラス体1
1の外径に換算される。この測定データは、シーケンサ
内部で保持され、反射式レーザセンサ13の位置と、虹
採絞り14の位置との間の距離分だけ遅延して出力され
る。シール上蓋12及び虹採絞り14の羽根の材質は塩
化ビニルのため、腐食性ガスに強く安価である。
【0025】シール上蓋12の冷却及び排ガスの室内流
出を防止するため、高純度不活性ガスを毎分約600リ
ッター導入する。この条件下で、上側チャンバ6の長さ
は下側チャンバ7内のバーナ8の火炎に影響を及ぼさな
い最小の長さ660mmとする。
【0026】次に光ファイバ母材の製造方法について述
べる。
【0027】ガラス棒4の上端部をガラス棒把持部2に
接続し、このガラス棒把持部2を回転(矢印C方向)さ
せると共に、上方に移動(矢印D方向)させながら、タ
ーゲット5の外周にガラス微粒子を堆積させて多孔質ガ
ラス体11を形成する際に、上側チャンバ6を一段重ね
とし、光ファイバ母材の製造中に虹採絞り14の通過物
に対応し、開口径を変化させながら、下側チャンバ7内
の反応を良好な状態に保つ。
【0028】虹採絞り14のガラス棒把持部2及びガラ
ス棒4の通過位置と開口径とは、カウンタ値にて出力位
置を決定し、多孔質ガラス体11は外径読取り位置及び
外径吐き出し位置までの遅延距離をカウンタ値にて決定
する。その際、外径データはシーケンサ内部で保持され
る。下側チャンバ7内はシール上蓋12の冷却及び排ガ
スの逆流を防止するための高純度不活性ガスの導入と排
気の状態とにより、内圧コントローラ10の開度調整に
て一定の内圧を確保する。多孔質ガラス体11の外径
は、反射式レーザセンサ13の測定距離から換算され
る。換算式は数1式で与えられる。
【0029】
【数1】A=(B−C)×2 但し、Aは換算した多孔質ガラス体の外径、Bは反射式
レーザセンサからシール上蓋中心軸までの距離(事前に
測定した値)、Cは反射式レーザセンサから多孔質ガラ
ス体までの実測距離である。
【0030】虹採絞り14の開口径は、モータ駆動によ
り変化され、図にはないエンコーダで把握される。
【0031】完成した多孔質ガラス体の外径変動(バー
ナ火炎の振れ)が最も安定し、かつ、虹採絞りの部品の
変形点以下の温度に保つことが可能な条件にて上側チャ
ンバの長さを短く、かつ、高純度不活性ガス導入量を最
小に抑えるための最適な条件は、上側チャンバ長さが約
660mmであり、高純度不活性ガス導入量が毎分約6
00リッターである。
【0032】以上において、従来は上側チャンバが二段
積みであったのが、一段積みとなり、部品点数が減り、
清掃を含む段取り時間の短縮を図ることができる。ま
た、上側チャンバ最高位置が低くなり、安全面で有利と
なる。さらにガラス棒把持部の長さが短くなるため、製
造中のガラス微粒子堆積部のブレが小さくなり、特性の
安定した光ファイバ母材が得られる。
【0033】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、次のよう
な優れた効果を発揮する。
【0034】段取り時間が短く、安定した特性が得ら
れ、しかも装置のかさ上げの不要な光ファイバ母材の製
造方法の提供を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の光ファイバ母材の製造方法を適用した
製造装置の一実施の形態を示す断面図である。
【図2】従来の光ファイバ母材の製造方法を適用した製
造装置の断面図である。
【符号の説明】
2 ガラス棒把持部 4 ガラス棒 5 ターゲット 6 上側チャンバ 7 下側チャンバ 8 バーナ 11 多孔質ガラス体 13 反射式レーザセンサ 14 虹採絞り
フロントページの続き (72)発明者 得田 力 茨城県日立市日高町5丁目1番1号 日立 電線株式会社日高工場内 (72)発明者 廣瀬 哲也 茨城県日立市日高町5丁目1番1号 日立 電線株式会社日高工場内 Fターム(参考) 4G021 EA03 EB21 EB26

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 チャンバ内でガラス棒が鉛直になるよう
    にガラス棒の上端部をガラス棒把持部で把持し、上記ガ
    ラス棒をその中心軸の回りに回転させると共に上方に移
    動させながら、バーナで上記ガラス棒の外周にガラス微
    粒子を堆積させて多孔質ガラス体を形成する光ファイバ
    母材の製造方法において、上記多孔質ガラス体が上記チ
    ャンバ外へ出る上蓋開口部の上記多孔質ガラス体の外周
    面と上記上蓋開口部との間のギャップの大きさを調整す
    ると共に上記チャンバの排気系統への外気導入量を調整
    することを特徴とする光ファイバ母材の製造方法。
  2. 【請求項2】 虹採絞りにより上記上蓋開口部の開口径
    を調整する請求項1に記載の光ファイバ母材の製造方
    法。
  3. 【請求項3】 上記虹採絞りに塩化ビニルからなる虹採
    絞りを用いた請求項2に記載の光ファイバ母材の製造方
    法。
  4. 【請求項4】 上記チャンバに設けられたセンサと上記
    多孔質ガラス体との間の距離を測定し、得られたデータ
    に基づいて上記多孔質ガラス体が上記チャンバから出る
    上蓋開口部の開口径を決定する請求項3に記載の光ファ
    イバ母材の製造方法。
  5. 【請求項5】 上記センサへ高純度不活性ガスを吹き付
    けて覆うことによりHCl系ガス及びSiO2 を含んだ
    ガスが上記センサへ到達することが無いようにする請求
    項4に記載の光ファイバ母材の製造方法。
  6. 【請求項6】 上記チャンバに塩化ビニルからなるチャ
    ンバを用いた請求項1から5のいずれかに記載の光ファ
    イバ母材の製造方法。
  7. 【請求項7】 上記高純度不活性ガスの量を毎分約60
    0リッターとし、チャンバの高さを約660mmとする
    請求項1から6のいずれかに記載の光ファイバ母材の製
    造方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3153478A1 (en) * 2015-10-05 2017-04-12 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Apparatus for producing porous glass preform

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3153478A1 (en) * 2015-10-05 2017-04-12 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Apparatus for producing porous glass preform

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