JP2000159533A - 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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JP2000159533A
JP2000159533A JP10335315A JP33531598A JP2000159533A JP 2000159533 A JP2000159533 A JP 2000159533A JP 10335315 A JP10335315 A JP 10335315A JP 33531598 A JP33531598 A JP 33531598A JP 2000159533 A JP2000159533 A JP 2000159533A
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flame burner
optical fiber
flame
soot
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Takahiro Hamada
貴弘 濱田
Koichi Harada
光一 原田
Sayaka Itou
さやか 伊東
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Fujikura Ltd
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Fujikura Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、安定した特性の多孔質プリフォー
ムが得られるようにした光ファイバ母材の製造方法を提
供せんとするものである。 【解決手段】 かゝる本発明は、回転するターゲット1
の長手方向に火炎バーナを往復動させて火炎加水分解反
応によるスート4を堆積させてプリフォーム5を形成
し、これを焼結して光ファイバ母材を製造する方法にお
いて、スート4の堆積成長にともなってプリフォーム5
の端部に形成されるテーパー状端部5a,5aでの火炎
バーナによる加熱温度を、プリフォーム5の有効成長部
5bに比較して、昇温調整する光ファイバ母材の製造方
法にあり、この昇温によって、テーパー状端部5a,5
aにおいても、有効成長部5bと同等の堆積密度や硬
さ、付着力などを有する堆積特性が得られ、容易に亀裂
や割れなどが入らない優れたプリフォーム5が提供され
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、安定した特性の多孔質
プリフォームが得られるようにした光ファイバ母材の製
造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】光ファイバ用の高純度石英母材を得るに
あたっては、通常外付け堆積法によって、一旦多孔質の
プリフォームを作り、これを焼結させている。この外付
け堆積法を図示すると、図5の如くで、先ず、コアとな
る部分を有する石英製ターゲット(種棒)1を回転させ
ると共に、このターゲット1の長手方向に火炎バーナ2
を往復動させて、火炎3の加水分解反応によるスート4
を堆積させて、多孔質のプリフォーム5を形成してい
る。
【0003】この外付け堆積法では、多孔質のプリフォ
ーム5が成長してその径が大きくなるつれて、その両端
部にはテーパー状端部5a,5aが形成される。そし
て、このテーパー状端部5a,5aでは、プリフォーム
5の有効成長部5bに比較して、火炎3とプリフォーム
スート表面までの距離が大きく異なってくる。
【0004】一方、火炎バーナ2自体は、ターゲット1
の軸芯と一定の距離を保って平行に往復動するものであ
るため、火炎バーナ2への酸水素量(燃焼ガス量)が不
変であるとすれば、上記テーパー状端部5a,5aで
は、火炎3との離間距離が大きくなる分たげ、プリフォ
ーム5の有効成長部5bに比較して、プリフォームスー
ト表面温度が低下することとなる。
【0005】つまり、この関係を、図5の左側の一方の
テーパー状端部5aを例にとってより詳しく説明する
と、プリフォーム5の有効成長部5bであるA点の表面
温度に対して、このテーパー状端部5aでは、火炎バー
ナ2の火炎3が、その基端部Bから先端部Cにかけて、
次第に離間距離が大きくなり、当然この離間距離に比例
する形で、プリフォームスート表面温度も次第に低下す
るものと考えられる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】このようなことから、
従来の外付け堆積法による場合、プリフォーム5のテー
パー状端部5a,5aでは、その有効成長部5bに比較
して、プリフォームスート表面温度が低く、かつ、堆積
してくるスート自体の温度低下なども懸念されるため、
有効成長部5bと同等の堆積密度や硬さ、付着力などを
有する堆積特性、所謂強い焼き締めが得られないという
問題があった。
【0007】テーパー状端部5a,5aでの焼き締めが
弱くなると、この部分において、多孔質のプリフォーム
スート表面にかかる内部応力が一定にならず歪みが生じ
易く、亀裂や割れなどが入って、これがプリフォーム5
の有効成長部5b側にも影響を与え、不良母材となるこ
とがあって、歩留りの低下を招いていた。
【0008】そこで、本発明者は、テーパー状端部5
a,5aにおける温度低下を防止するため、火炎バーナ
2のテーパー状端部5a,5aでの移動時に、プリフォ
ーム5の有効成長部5bに比較して、酸水素量の供給量
を増量調整したところ、亀裂や割れなどのない良好なプ
リフォーム5が得られることを見い出した。
【0009】また、火炎バーナ2からの酸水素量が同じ
であっても、テーパー状端部5a,5aでの移動速度を
減速したり、火炎バーナ2をテーパー状端部5a,5a
の外形に追随させて近接させても同様の結果が得られる
ことを見い出した。
【0010】本発明は、このような観点に立ってなされ
たもので、プリフォームのテーパー状端部での火炎バー
ナによる酸水素量の増量や、その移動速度の減速、その
離間距離の調整によって、昇温調整することで、温度低
下を防止し、これによって、安定した特性の多孔質プリ
フォームが得られる光ファイバ母材の製造方法を提供せ
んとするものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の本発明
は、回転するターゲットの長手方向に火炎バーナを往復
動させて火炎加水分解反応によるスートを堆積させてプ
リフォームを形成し、これを焼結して光ファイバ母材を
製造する光ファイバ母材の製造方法において、前記スー
トの堆積成長にともなって前記プリフォームの端部に形
成されるテーパー状端部での前記火炎バーナによる加熱
温度を、前記プリフォームの有効成長部に比較して、昇
温調整する光ファイバ母材の製造方法にある。
【0012】請求項2記載の本発明は、前記プリフォー
ムのテーパー状端部での前記火炎バーナによる昇温調整
を、少なくとも前記火炎バーナからの酸水素量を、前記
プリフォームの有効成長部に比較して、増量調整する
か、或いは前記火炎バーナの移動速度を減速調整する
か、更には前記火炎バーナの前記プリフォームからの離
間距離を、テーパー状端部の外形に追随させて近接調整
するかのいずれかによって行うことを特徴とする請求項
1記載の光ファイバ母材の製造方法にある。
【0013】
【発明の実施の形態】本発明に係る光ファイバ母材の製
造方法にあっても、基本的には、上記図5に示した装置
系によって実施されるものの、その一つは、図1に示す
ように、プリフォーム5の端部に形成されるテーパー状
端部5a,5aにおける火炎バーナ2からの酸水素量
(燃焼ガス量)を、プリフォーム5の有効成長部5bに
比較して、増量する方法にある。もちろん、同時に供給
される不活性ガスも必要により増量し、またスート原料
となるガス量を増量してもよい。
【0014】つまり、火炎バーナ2からの酸水素量(燃
焼ガス量)は、プリフォーム5の有効成長部5bに対応
する部分(A区間)では、X1 (SLM)とほぼ一定と
する一方、プリフォーム5の左右の両端部のテーパー状
端部5a,5aにあっては、その基端部に対応する部分
(B点)から先端部に対応する部分(C点)にかけて
は、次第にその量を増量し、最大X2 (SLM)まで増
量する。なお、ここで、SLMはstandard litter per
minute の略称である。
【0015】このようにテーパー状端部5a,5aにお
いて、火炎バーナ2からの酸水素量を増量すると、例え
ば図2に示すように、大きな火炎30となって、その熱
量も大きくなる。このため、テーパー状の形状により、
火炎バーナ2からの離間距離が大きくなるものの、十分
な加熱が行われ、そのスート表面温度を、ほぼプリフォ
ーム5の有効成長部5bのスート表面温度と同等に保持
することができるようになる。
【0016】この結果、本発明によると、テーパー状端
部5a,5aにおいても、有効成長部5bと同等の堆積
密度や硬さ、付着力などを有する堆積特性が得られ、容
易に亀裂や割れなどが入らない優れたプリフォーム5が
得られる。このテーパー状端部5a,5aの大きさは、
スートの堆積成長にともなって刻々と変わるため、理想
的には、この変動に合わせて、上記酸水素量を増量調整
するものとする。
【0017】因みに、外径26mmのターゲットに対し
て、上記外付け堆積法によって形成された多孔質のプリ
フォーム5の外径が180mmに成長したときで、プリ
フォーム5の有効成長部5bにおける火炎バーナ2から
の酸水素量が、水素量43.0SLM、酸素量19.2
SLMのとき、テーパー状端部5a,5aにおける火炎
バーナ2からの酸水素量を、水素量47.0SLM、酸
素量23.0SLMとしたときには、亀裂や割れなどの
ないリジットなテーパー状端部5a,5aを有する優れ
たプリフォーム5が得られた。
【0018】このとき、酸水素量の少ない有効成長部5
bにおける火炎温度に対して、同一地点(位置)で測定
した酸水素量の多いテーパー状端部5a,5aにおける
最高火炎温度は、200℃程度高かった。なお、有効成
長部5bにおける火炎温度は、1000℃程度であっ
た。
【0019】このようにテーパー状端部5a,5aにお
ける火炎バーナ2からの酸水素量を、プリフォーム5の
有効成長部5bに比較して、増量するという本発明の要
旨とするところは、図3に示した、テーパー状端部5
a,5aにおける火炎バーナ2からの加熱温度を、プリ
フォーム5の有効成長部5bに比較して、昇温調整する
というもの他ならない。
【0020】つまり、図3〜図4に示すように、本発明
方法では、火炎バーナ2によるスート表面温度を、プリ
フォーム5の有効成長部5bに対応する部分(A区間)
では、Y1 (℃)とほぼ一定とする一方、プリフォーム
5の左右の両端部のテーパー状端部5a,5aにあって
は、その基端部に対応する部分(B点)から先端部に対
応する部分(C点)にかけて、次第にその温度を昇温さ
せ、最大Y2 (℃)まで昇温させている。そして、上記
Y1 は1000℃程度とし、テーパー状端部5a,5a
における最高温度としては、1200℃程度すればよ
い。
【0021】このようにテーパー状端部5a,5aの表
面温度を高める他の本発明方法としては、火炎バーナ2
からの酸水素量が同量であっても、火炎バーナ2がテー
パー状端部5a,5aに達したところで、その移動速度
を減速する方法がある。火炎バーナ2の移動速度が遅く
なると、その分加熱時間が、プリフォーム5の有効成長
部5bに比較して、長くなるため、スート表面温度が上
昇することとなる。この場合、理想的には、テーパー状
端部5a,5aの外形が徐々に縮径するため、この変動
に合わせて、上記移動速度を減速調整するものとする。
【0022】また、さらに別の本発明方法としては、や
はり火炎バーナ2からの酸水素量が同量であっても、火
炎バーナ2がテーパー状端部5a,5aに達したところ
で、プリフォーム5からの離間距離を、テーパー状端部
5a,5aの外形に追随させて近接させる方法がある。
火炎バーナ2がスート表面に近づくと、その分供給熱量
が多くなるため、スート表面温度が上昇することとな
る。この場合も、理想的には、テーパー状端部5a,5
aの外形は徐々に縮径するため、この変動に合わせて、
火炎バーナ2を徐々に近接させるものとする。
【0023】さらに、本発明では、上記火炎バーナ2か
らの酸水素量を、プリフォーム5の有効成長部5bに比
較して、増量調整するか、或いは火炎バーナ2の移動速
度を減速調整するか、火炎バーナ2のプリフォーム5か
らの離間距離を、テーパー状端部5a,5aの外形に追
随させて近接調整するかの各方法を適宜組み合わせて行
うことも可能である。
【0024】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
に係る光ファイバ母材の製造方法によれば、プリフォー
ムのテーパー状端部での火炎バーナによる加熱温度を、
プリフォームの有効成長部に比較して、昇温調整すする
ものであるため、テーパー状端部においても、有効成長
部と同等の堆積密度や硬さ、付着力などを有する堆積特
性のプリフォームが得られる。この結果、容易に亀裂や
割れなどが入らない優れたプリフォームが提供され、ひ
いては歩留りの向上を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る光ファイバ母材の製造方法におけ
る火炎バーナからの酸水素量の制御状態を示したグラフ
である。
【図2】本発明に係る光ファイバ母材の製造方法におけ
る火炎バーナからの酸水素量の制御状態を示した部分拡
大図である。
【図3】本発明に係る光ファイバ母材の製造方法におけ
る火炎バーナによる加熱温度の制御状態を示したグラフ
である。
【図4】図3の部分拡大図である。
【図5】外付け堆積法による多孔質のプリフォームの製
造方法を示した概略説明図である。
【符号の説明】
1 ターゲット(種棒) 2 火炎バーナ 3 火炎 4 スート 5 多孔質のプリフォーム 5a テーパー状端部 5b 有効成長部 30 火炎
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊東 さやか 千葉県佐倉市六崎1440番地 株式会社フジ クラ佐倉工場内 Fターム(参考) 4G021 EA03 EB12 EB26

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 回転するターゲットの長手方向に火炎バ
    ーナを往復動させて火炎加水分解反応によるスートを堆
    積させてプリフォームを形成し、これを焼結して光ファ
    イバ母材を製造する光ファイバ母材の製造方法におい
    て、 前記スートの堆積成長にともなって前記プリフォームの
    端部に形成されるテーパー状端部での前記火炎バーナに
    よる加熱温度を、前記プリフォームの有効成長部に比較
    して、昇温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】 前記プリフォームのテーパー状端部での
    前記火炎バーナによる昇温調整を、少なくとも前記火炎
    バーナからの酸水素量を、前記プリフォームの有効成長
    部に比較して、増量調整するか、或いは前記火炎バーナ
    の移動速度を減速調整するか、更には前記火炎バーナの
    前記プリフォームからの離間距離を、テーパー状端部の
    外形に追随させて近接調整するかのいずれかによって行
    うことを特徴とする請求項1記載の光ファイバ母材の製
    造方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011020887A (ja) * 2009-07-15 2011-02-03 Sumitomo Electric Ind Ltd ガラス母材製造方法
JP2015091751A (ja) * 2014-11-21 2015-05-14 住友電気工業株式会社 ガラス母材製造方法

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