JP2000256032A - Production apparatus for preform for optical fiber - Google Patents

Production apparatus for preform for optical fiber

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JP2000256032A
JP2000256032A JP11058861A JP5886199A JP2000256032A JP 2000256032 A JP2000256032 A JP 2000256032A JP 11058861 A JP11058861 A JP 11058861A JP 5886199 A JP5886199 A JP 5886199A JP 2000256032 A JP2000256032 A JP 2000256032A
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burner
preform
optical fiber
holder
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Japanese (ja)
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Hiroyuki Koide
弘行 小出
Takeshi Ogino
剛 荻野
Hideo Hirasawa
秀夫 平沢
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Shin Etsu Chemical Co Ltd
Original Assignee
Shin Etsu Chemical Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an apparatus capable of stably producing a preform for high quality optical fiber for a long period of time, in which the fixing precision in the mounting of a burner and its reproducibility are improved in order to prevent the fluctuation in the refractive index distribution profile of the obtained preform, which fluctuation is caused by the change in the positional relation between the burner and the deposited soot in the production apparatus for the preform for the optical fiber. SOLUTION: The production apparatus for a preform for the optical fiber has a burner 1 for synthesizing the preform for the optical fiber, a burner holder 2 for fixing the burner and a burner fixing jig 20 having a function for controlling XYZ three axis coordinate positions of the burner holder. In the apparatus, the precision of the angle of the burner holding hole in the burner holder 2 is controlled to be not more than ±0.1 deg. as the central axis direction of the burner.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ＶＡＤ法（気相軸
付け法）またはＯＶＤ法（外付け化学気相蒸着法）によ
る光ファイバ用プリフォームの製造技術に関する。特
に、バーナをスート堆積体に対して高精度に位置付けす
るバーナ固定治具に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a technique for manufacturing a preform for an optical fiber by a VAD method (gas phase shafting method) or an OVD method (external chemical vapor deposition method). In particular, the present invention relates to a burner fixing jig that positions a burner with high accuracy with respect to a soot deposit.

【０００２】[0002]

【従来の技術】ＶＡＤ法またはＯＶＤ法による光ファイ
バ用プリフォームを合成する製造技術において、バーナ
とスート堆積体との空間的な位置関係は、スートの付着
速度や密度等に影響を及ぼすばかりでなく、得られたプ
リフォームの屈折率分布プロファイルを決定する上で極
めて重要である。特に、ＶＡＤ法においては、バーナと
スート堆積体の先端（以下、ターゲットということがあ
る）との空間的な位置関係にズレがあると、得られたプ
リフォームの屈折率分布プロファイルが微妙に変化する
ため、バーナの固定方法が重要であることが認識され、
種々の提案がなされてきた。2. Description of the Related Art In a manufacturing technique for synthesizing a preform for an optical fiber by a VAD method or an OVD method, the spatial positional relationship between a burner and a soot deposit not only affects the soot deposition speed, the density, and the like. However, it is extremely important in determining the refractive index distribution profile of the obtained preform. In particular, in the VAD method, when there is a deviation in the spatial positional relationship between the burner and the tip of the soot deposit (hereinafter sometimes referred to as a target), the refractive index distribution profile of the obtained preform changes slightly. It is recognized that the method of fixing the burner is important,
Various proposals have been made.

【０００３】例えば、実公平３−２２２５６号公報で
は、石英ガラス製のバーナのブレを解決する手段とし
て、モールド方式を用いてバーナを樹脂や石膏で取付け
ベースに固定している。しかしこの方法では、バーナが
破損して修理が必要な場合でもモールド部分からの取外
しが不可能で、修理も不可能となってしまう。また、こ
れらのバーナを長期間使用していると、原料ガスに起因
するゲル状物の付着等で汚れてしまうことがあり、取外
して洗浄しなければならないが、モールド方式ではそれ
も出来ない。さらに取付けべースごと取外してもベース
の材質が金属であるとゲル状物の洗浄には通常フッ酸等
の薬液を使用するため腐食してしまい再使用は困難とな
る。[0003] For example, in Japanese Utility Model Publication No. Hei 3-22256, as a means for solving the shake of a burner made of quartz glass, the burner is fixed to a mounting base with resin or gypsum using a molding method. However, in this method, even if the burner is damaged and repair is required, it is impossible to remove the burner from the mold portion and repair is impossible. Further, if these burners are used for a long period of time, they may become dirty due to the attachment of a gel-like substance due to the raw material gas and must be removed and cleaned. Further, even if the entire mounting base is removed, if the material of the base is metal, the gel-like material is usually corroded because a chemical solution such as hydrofluoric acid is used for cleaning, making reuse difficult.

【０００４】さらに、バーナを設置する環境は、バーナ
の火炎により高温となるため、モールドが樹脂の場合は
熱劣化が起こり長期間使用できず、取付けべースが樹脂
の場合は、耐熱性がないと変形が起こりバーナの位置が
ズレてしまう。特に、ＶＡＤ法においては、前述のよう
にバーナ中心軸方向のズレが問題となる。このズレが、
例えば、角度で０．２°動いたとし、バーナ取付けベー
ス（バーナホルダ）からスート堆積体先端までの距離を
３００ｍｍとすると、バーナ中心軸の延長線はスート上
で約１ｍｍ動いてしまい、得られた光ファイバ用プリフ
ォームの屈折率分布プロファイルが変化し、品質が大幅
に変動してしまう。このように、従来法では、バーナの
取付け状態を長期にわたって定常状態とし、変動幅の小
さい安定した屈折率分布を得ることが困難であった。[0004] Furthermore, the environment in which the burner is installed becomes high temperature due to the flame of the burner. If the mold is made of resin, it deteriorates due to heat and cannot be used for a long time. If the mounting base is made of resin, the heat resistance becomes poor. Otherwise, deformation will occur and the burner position will shift. In particular, in the VAD method, there is a problem of deviation in the burner central axis direction as described above. This gap is
For example, if the angle is moved by 0.2 ° and the distance from the burner mounting base (burner holder) to the tip of the soot deposit is 300 mm, the extension line of the burner center axis moves about 1 mm on the soot and is obtained. The refractive index distribution profile of the optical fiber preform changes, and the quality greatly changes. As described above, according to the conventional method, it is difficult to keep the burner in a stationary state for a long period of time and obtain a stable refractive index distribution with a small fluctuation width.

【０００５】[0005]

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、この
ような問題点に鑑みなされたもので、光ファイバ用プリ
フォームの製造技術において、バーナとスート堆積体と
の空間的位置関係がズレて、得られたプリフォームの屈
折率分布プロファイルが変動してしまうことを防止する
ため、バーナの取付け固定精度とその再現性を向上さ
せ、長期間安定して高品質光ファイバ用プリフォームを
製造することのできる装置を提供することを主たる目的
とする。SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made in view of such a problem, and in the technology of manufacturing an optical fiber preform, the spatial positional relationship between a burner and a soot deposit is shifted. In order to prevent the refractive index distribution profile of the obtained preform from fluctuating, the fixing accuracy of the burner and its reproducibility are improved, and a high-quality optical fiber preform is stably manufactured for a long time. The main object is to provide a device capable of performing the above.

【０００６】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するためになされたもので、本発明の請求項１に記載し
た発明は、光ファイバ用プリフォーム合成用のバーナ
と、該バーナを固定するバーナホルダと、該バーナホル
ダのＸＹＺ３軸座標位置調整機能を持つバーナ固定治具
を備えた光ファイバ用プリフォームの製造装置であっ
て、バーナホルダのバーナ保持孔の精度が、バーナ中心
軸方向の角度として、±０．１°以内であることを特徴
とする光ファイバ用プリフォームの製造装置である。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and the invention described in claim 1 of the present invention provides a burner for synthesizing a preform for an optical fiber and a burner for synthesizing the preform. An apparatus for manufacturing an optical fiber preform comprising a burner holder to be fixed and a burner fixing jig having an XYZ three-axis coordinate position adjusting function of the burner holder, wherein the accuracy of the burner holding hole of the burner holder is an angle in the burner central axis direction. An apparatus for manufacturing an optical fiber preform characterized by being within ± 0.1 °.

【０００７】このように、バーナホルダのバーナ保持孔
の精度を、バーナ中心軸方向の角度として、±０．１°
以内となるように精密加工したバーナ固定治具を使用し
てプリフォームを製造すれば、ターゲットに対する火炎
の方向が高精度に保持されるので、得られる光ファイバ
用プリフォームの屈折率分布プロファイルを殆ど変動の
ないものとすることができる。従って光ファイバ用プリ
フォームの歩留り、生産性の向上を図り、高品質品を低
コストで供給することができる装置となる。As described above, the accuracy of the burner holding hole of the burner holder is set to ± 0.1 ° as the angle in the direction of the burner center axis.
If a preform is manufactured using a burner fixing jig that has been precision machined to be within, the direction of the flame with respect to the target will be maintained with high accuracy, and the refractive index distribution profile of the obtained optical fiber preform will be adjusted. There can be little variation. Therefore, it is possible to improve the yield and productivity of the optical fiber preform and to supply a high quality product at a low cost.

【０００８】この場合、請求項２に記載したように、バ
ーナホルダのバーナ固定治具に対する固定を嵌め合い方
式とし、該嵌め合い精度が、バーナ中心軸方向の角度と
して、±０．１°以内になるようにするのが好ましい。
このように、バーナを装着したバーナホルダのバーナ固
定治具に対する固定を、結合面に設けた軸と穴による嵌
め合い方式とし、その精度をバーナ中心軸方向の角度と
して、±０．１°以内となるように加工したバーナ固定
治具を使用してプリフォームを製造すれば、上記バーナ
保持孔の精度と相まって、火炎の方向精度が高く安定し
たものとなり、得られる光ファイバ用プリフォームの屈
折率分布プロファイルを殆ど変動のないものとすること
ができる。In this case, as described in claim 2, the fixing of the burner holder to the burner fixing jig is performed by a fitting method, and the fitting accuracy is within ± 0.1 ° as an angle in the burner center axis direction. It is preferred that
In this way, the fixing of the burner holder with the burner to the burner fixing jig is performed by a fitting method using a shaft and a hole provided on the coupling surface, and the accuracy is set to within ± 0.1 ° as an angle in the burner center axis direction. If a preform is manufactured using a burner fixing jig that has been processed so that the accuracy of the flame direction is high and stable in combination with the accuracy of the burner holding hole, the refractive index of the obtained optical fiber preform is obtained. The distribution profile can be made almost unchanged.

【０００９】そして請求項３に記載した発明は、バーナ
ホルダのバーナ保持孔の精度およびバーナホルダのバー
ナ固定治具に対する嵌め合い精度を、バーナ中心軸方向
の角度として、±０．０５°以内に加工したものとする
ことができる。このようにバーナ保持精度をさらに一層
高めたバーナを使用してプリフォームを製造すれば、屈
折率分布の変動幅が極めて小さいプリフォームを長期間
安定して製造可能な装置となる。According to the third aspect of the present invention, the accuracy of the burner holding hole of the burner holder and the accuracy of the fitting of the burner holder to the burner fixing jig are processed within ± 0.05 ° as an angle in the burner center axis direction. Things. If a preform is manufactured using a burner with even higher burner holding accuracy, a device capable of stably manufacturing a preform having a very small fluctuation range of the refractive index distribution can be obtained.

【００１０】さらに、請求項４に記載したように、バー
ナの材質を、石英ガラスとすることができる。このよう
にバーナの材質を石英ガラスにすると、バーナを長期間
使用しているとゲル状の付着物等で汚染され、その除去
に洗浄する場合があるが、石英ガラスならば腐食するこ
とがなく、何回でも再使用が可能である。また、金属製
バーナでは燃焼反応によりバーナの先端が酸化されて損
傷され易く、火炎が乱れてプリフォームの屈折率分布の
再現性が悪くなる。また、損傷した時に発生する金属粉
がスート堆積体に入り込んで不純物となり光ファイバの
損失増大の原因となることがあるが、石英ガラスにすれ
ばこのような問題は起こらず、本発明に好適に使用する
ことができる。Further, as described in claim 4, the material of the burner can be quartz glass. If the burner is made of quartz glass in this way, if the burner is used for a long period of time, it will be contaminated with gel-like deposits and may be washed to remove it, but quartz glass does not corrode. Can be reused any number of times. Further, in the case of a metal burner, the tip of the burner is easily oxidized and damaged by the combustion reaction, and the flame is disturbed, and the reproducibility of the refractive index distribution of the preform is deteriorated. In addition, metal powder generated when damaged may enter the soot deposit and become an impurity, which may cause an increase in loss of the optical fiber.However, such a problem does not occur if quartz glass is used, and the present invention is suitable for the present invention. Can be used.

【００１１】加えて請求項５に記載したように、バーナ
ホルダの材質を、ポリアセタール樹脂とすることができ
る。このように、バーナホルダの材質をポリアセタール
樹脂とすれば、該樹脂は、エンジニアリング・プラスチ
ックの１種で、機械的強度が高く、本発明のバーナ保持
孔や嵌め合い構造のような高精度の機械加工が容易であ
り、かつ適度の耐熱性と耐食性を有しているので、前記
ゲル状の付着物等の汚染を洗浄しても腐食することがな
く、何回でも再使用することができる。従って前記石英
ガラス製バーナのホルダとして好適に使用される装置と
なる。[0011] In addition, as described in claim 5, the material of the burner holder can be polyacetal resin. As described above, if the material of the burner holder is polyacetal resin, the resin is a kind of engineering plastic, has high mechanical strength, and has high precision machining such as the burner holding hole and the fitting structure of the present invention. And it has appropriate heat resistance and corrosion resistance, so that it can be reused any number of times without being corroded even when the contamination such as the gel-like deposits is washed. Therefore, the apparatus is preferably used as a holder for the burner made of quartz glass.

【００１２】本発明の請求項６に記載した発明は、バー
ナ表面とバーナホルダとの一部を接着剤で固定すること
ができるというものである。上記したように、本発明で
はバーナをバーナホルダの保持孔に挿入して固定する
が、その際、極僅かな遊びを許容すると、設定したバー
ナ中心軸方向角度の誤差範囲から外れることになり、プ
リフォームの屈折率分布にも悪影響を及ぼしかねないの
で、バーナ表面とバーナホルダとの一部を接着剤で固定
するようにした。ここで全面を接着剤で固定しないよう
にしたのは、全面を接着剤で固定すると、バーナの一部
が破損した場合等に、バーナホルダからバーナを取外せ
なくなり、バーナの修理が不可能になるからである。The invention described in claim 6 of the present invention is that the burner surface and a part of the burner holder can be fixed with an adhesive. As described above, in the present invention, the burner is inserted and fixed in the holding hole of the burner holder. At this time, if a very slight play is allowed, the burner will be out of the set error range of the angle in the direction of the central axis of the burner. Since the refractive index distribution of the reform may be adversely affected, the burner surface and a part of the burner holder are fixed with an adhesive. The reason why the entire surface is not fixed with the adhesive is that if the entire surface is fixed with the adhesive, the burner cannot be removed from the burner holder when a part of the burner is damaged, and the burner cannot be repaired. Because.

【００１３】[0013]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明するが、本発明はこれらに限定されるものではな
い。本発明者らは、先ず、光ファイバ用プリフォームの
屈折率分布プロファイルに殆ど変動を与えないバーナの
中心軸方向のズレの限界値を求め、その精度を保持する
バーナ固定治具を開発し、諸条件を確立して本発明を完
成させた。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described, but the present invention is not limited to these embodiments. The present inventors first determined the limit value of the shift in the center axis direction of the burner that hardly fluctuates in the refractive index distribution profile of the optical fiber preform, and developed a burner fixing jig that maintains the accuracy thereof. The present invention was completed by establishing various conditions.

【００１４】ここで、添付した図面に基づき、本発明を
詳細に説明する。図１は光ファイバ用プリフォームの製
造装置の構成例を示す概略図である。また、図２は、本
発明の光ファイバ用プリフォームの製造装置のバーナ部
の構成例を示す概略斜視図である。Now, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a schematic view showing a configuration example of an apparatus for manufacturing an optical fiber preform. FIG. 2 is a schematic perspective view showing a configuration example of a burner section of the optical fiber preform manufacturing apparatus of the present invention.

【００１５】本発明のような光ファイバ用プリフォーム
の製造装置としては、例えばＶＡＤ法（気相軸付け法）
による製造装置がある。この装置は、例えば図１に示す
ように、基材としての石英基材（コア）３が挿入される
チャンバ４と、排気管と、該石英基材３の下端のターゲ
ットに先端を向けて配置されるコア用バーナ１を備えて
おり、このバーナ１に、光ファイバコア部材の原料とな
る四塩化ケイ素（ＳｉＣｌ4 ）、屈折率を制御するため
のドーパントとしての四塩化ゲルマニウム（ＧｅＣｌ
4 ）等の原料ライン、酸水素火炎用のＨ2 ガス、Ｏ2 ガ
ス等のガスラインが接続されている。また、石英基材３
の側面に向けて配置されるクラッド用バーナ２を備え、
四塩化ケイ素ガスと酸水素ガスラインに接続されてい
る。As an apparatus for manufacturing a preform for an optical fiber as in the present invention, for example, a VAD method (gas phase shafting method)
Manufacturing equipment. For example, as shown in FIG. 1, the apparatus includes a chamber 4 into which a quartz substrate (core) 3 as a substrate is inserted, an exhaust pipe, and a tip directed to a target at a lower end of the quartz substrate 3. The core burner 1 includes silicon tetrachloride (SiCl 4 ) as a raw material of an optical fiber core member, and germanium tetrachloride (GeCl 4 ) as a dopant for controlling a refractive index.
4 ) and gas lines such as H 2 gas and O 2 gas for oxyhydrogen flame are connected. In addition, the quartz substrate 3
A cladding burner 2 arranged toward the side of
It is connected to the silicon tetrachloride gas and oxyhydrogen gas lines.

【００１６】そしてこのような装置により、石英基材３
を回転させつつターゲット部に向けてバーナ１とバーナ
２から原料とガスを吹き付け、火炎加水分解反応を起こ
させてターゲット部の表面にすす状の反応生成物（Ｓｉ
Ｏ2 ）を軸方向に堆積させて行くと共に、石英基材３を
引上げて、屈折率の高いコアと屈折率の低いクラッドか
ら成るスート堆積体である光ファイバ用プリフォーム５
を製造する。Then, the quartz substrate 3
The raw material and gas are sprayed from the burners 1 and 2 toward the target portion while rotating the soot to cause a flame hydrolysis reaction to cause a soot-like reaction product (Si) on the surface of the target portion.
O 2 ) is deposited in the axial direction, and the quartz substrate 3 is pulled up to form an optical fiber preform 5 which is a soot stack composed of a high refractive index core and a low refractive index clad.
To manufacture.

【００１７】以上説明したＶＡＤ法光ファイバ用プリフ
ォームの製造装置において、本発明の特徴であるバーナ
回りの構成例を図２に示した。図２ではクラッド用バー
ナ２の記載は省略している。バーナ固定治具２０は、Ｘ
ステージ２３と、Ｘステージ２３上に設けたＹＺステー
ジ２２とから成り、ＹＺステージ２２には嵌め合い構造
２６が設けられている。そしてこの嵌め合い構造２６
に、ポリアセタール樹脂製のブロック状バーナホルダ２
１が固定されている。さらに、石英ガラス製のコア用バ
ーナ１は、バーナホルダ２１のバーナ保持孔に挿入され
固定されている。バーナ１の火炎噴出口の反対側にはガ
スヘッダー２５があり、前記原料ライン、酸水素ガスラ
インに接続されている。FIG. 2 shows an example of a configuration around a burner which is a feature of the present invention in the apparatus for manufacturing a preform for a VAD optical fiber described above. In FIG. 2, the description of the cladding burner 2 is omitted. The burner fixture 20 is X
The YZ stage 22 includes a stage 23 and a YZ stage 22 provided on the X stage 23. A fitting structure 26 is provided on the YZ stage 22. And this fitting structure 26
And a block-shaped burner holder 2 made of polyacetal resin
1 is fixed. Further, the core burner 1 made of quartz glass is inserted and fixed in a burner holding hole of the burner holder 21. A gas header 25 is provided on the side of the burner 1 opposite to the flame outlet, and is connected to the raw material line and the oxyhydrogen gas line.

【００１８】ＹＺステージ２２、Ｘステージ２３にはそ
れぞれマイクロメータヘッド２４ａ、２４ｂ、２４ｃが
取付けられ、各軸方向に微少距離移動可能で、バーナの
石英基材（コア）３のターゲット部に対する座標位置を
調整し、所望の位置に設定することができる。この例で
はＺ軸は垂直ではなく、所定の角度を付けてバーナのタ
ーゲット部に対する位置合わせを容易にしている。Micrometer heads 24a, 24b, and 24c are mounted on the YZ stage 22 and the X stage 23, respectively, and can be moved a minute distance in each axial direction, and the coordinate position of the burner quartz substrate (core) 3 with respect to the target portion. Can be adjusted and set to a desired position. In this example, the Z axis is not vertical, but a predetermined angle is provided to facilitate alignment of the burner with respect to the target portion.

【００１９】以下、本発明の特徴についてさらに詳細に
説明する。先ず、光ファイバ用プリフォームの屈折率分
布プロファイルに殆ど変動を与えないバーナの中心軸方
向のズレ（以下、ガタツキということもある）の限界値
を、操業データの解析と実験によって求めた結果、コア
先端のターゲットとバーナ中心軸を結ぶ線に対して、バ
ーナ中心軸方向の角度として、±０．１°以内であるこ
とが判った。Hereinafter, the features of the present invention will be described in more detail. First, the limit value of the deviation in the direction of the central axis of the burner that hardly fluctuates in the refractive index distribution profile of the optical fiber preform (hereinafter, also referred to as "rattle") was obtained by analysis of operation data and experiments, It was found that the angle in the burner central axis direction was within ± 0.1 ° with respect to the line connecting the target at the core tip and the burner central axis.

【００２０】従って、本発明では、この精度を保持する
ための諸条件を見出し、これらを確立してバーナを固定
する装置を開発した。このようなバーナ中心軸の方向精
度を決める決め手は、先ずバーナをバーナ固定治具に取
付けるために使用するブロック状バーナホルダの構造と
精度である。ここで、バーナホルダに求められる特性を
列挙すると次の様になる。 石英ガラス製バーナを、破損することなくかつガタツ
キなく保持すること。 バーナホルダとバーナ固定治具間にガタのないこと。 バーナをフッ酸等で洗浄することがあるため、バーナ
ホルダは腐食の問題のない材質であること。 上記のガタツキは、バーナ中心軸方向の角度として、
±０．１°以内、好ましくは±０．０５°以内であるこ
と。Therefore, in the present invention, various conditions for maintaining this accuracy have been found, and these have been established to develop a device for fixing the burner. The decisive factor in determining the direction accuracy of such a burner center axis is the structure and accuracy of the block-shaped burner holder used to attach the burner to the burner fixing jig. Here, the characteristics required for the burner holder are listed as follows. Hold the quartz glass burner without breakage and without rattling. There should be no play between the burner holder and the burner fixing jig. Since the burner may be washed with hydrofluoric acid or the like, the burner holder must be made of a material that does not cause corrosion. The above rattling is defined as an angle in the direction of the burner center axis.
Within ± 0.1 °, preferably within ± 0.05 °.

【００２１】本発明では、これらの課題を解決する手段
として、ファイバ用プリフォーム合成用のバーナと、該
バーナを固定するバーナホルダと、該バーナホルダのＸ
ＹＺ３軸座標位置調整機能を持つバーナ固定治具を備え
た光ファイバ用プリフォームの製造装置であって、バー
ナホルダのバーナ保持孔の精度を、バーナ中心軸方向の
角度として、±０．１°以内に設定した。In the present invention, as means for solving these problems, a burner for synthesizing a preform for a fiber, a burner holder for fixing the burner, and an X of the burner holder
An apparatus for manufacturing an optical fiber preform having a burner fixing jig having a YZ three-axis coordinate position adjusting function, wherein the accuracy of a burner holding hole of a burner holder is within ± 0.1 ° as an angle in a burner center axis direction. Set to.

【００２２】このようにバーナホルダのバーナ保持孔の
精度を、バーナ中心軸方向の角度として、±０．１°以
内となるように加工したバーナホルダを使用してプリフ
ォームを製造すれば、ターゲットに対する火炎の方向が
高精度に保持されるので、得られる光ファイバ用プリフ
ォームの屈折率分布プロファイルを殆ど変動のないもの
とすることができる。If a preform is manufactured using a burner holder processed so that the accuracy of the burner holding hole of the burner holder is within ± 0.1 ° as an angle in the direction of the burner central axis, the flame with respect to the target is reduced. Is maintained with high accuracy, the refractive index distribution profile of the obtained optical fiber preform can be made to have almost no change.

【００２３】この場合、バーナホルダのバーナ固定治具
に対する固定を軸と穴による嵌め合い方式とし、該嵌め
合い精度が、バーナ中心軸方向の角度として、±０．１
°以内となるように加工して、上記バーナの保持孔精度
と共にバーナ方向精度の向上を図った。In this case, the burner holder is fixed to the burner fixing jig by a fitting method using a shaft and a hole, and the fitting accuracy is set to ± 0.1 as an angle in the burner center axis direction.
° to improve the burner holding hole accuracy and burner direction accuracy.

【００２４】また、上記バーナホルダのバーナ保持孔の
精度およびバーナホルダのバーナ固定治具に対する嵌め
合い精度を、バーナ中心軸方向の角度として、±０．０
５°以内に加工したものとすれば、バーナのターゲット
部先端に対する方向精度がより一層向上し、屈折率分布
プロファイルに変動が殆ど見られないプリフォームを得
ることができる。The accuracy of the burner holding hole of the burner holder and the accuracy of the fitting of the burner holder to the burner fixing jig are defined as an angle in the direction of the burner center axis of ± 0.0%.
If it is processed within 5 °, the directional accuracy of the burner with respect to the tip of the target portion is further improved, and a preform with almost no change in the refractive index distribution profile can be obtained.

【００２５】さらに、上記バーナを装着したバーナホル
ダを固定するバーナ固定治具は、該バーナホルダのＸＹ
Ｚ３軸座標位置調整機能を持ち、これを微調整すること
によって前記バーナの方向精度を確保するようにしてい
る。ここでバーナホルダのＸＹＺ３軸座標位置調整機能
としては、図２に例示したようなＸステージとＹＺステ
ージから成りＺ軸を傾斜させたタイプの他、ＸＹＺ３軸
並進ステージにバーナ角度可変回転軸を付けたタイプ、
ＸＹステージとバーナ角度可変回転軸を付けたＺステー
ジから成るタイプ等を挙げることができる。これらのス
テージには、各軸別にマイクロメータヘッドを取付けて
微少距離計測、微調整を可能とし、バーナ方向精度を確
保している。これらステージの機械的精度（真直度）
は、１／１０００以上であることが望ましい。Further, a burner fixing jig for fixing the burner holder to which the above-mentioned burner is mounted is provided by an XY of the burner holder.
It has a function of adjusting the coordinate position of the Z3 axis, and by finely adjusting the function, the direction accuracy of the burner is ensured. Here, as the XYZ three-axis coordinate position adjusting function of the burner holder, a burner angle variable rotation axis is attached to the XYZ three-axis translation stage in addition to the type having the X stage and the YZ stage as illustrated in FIG. type,
Examples include a type including an XY stage and a Z stage with a burner angle variable rotation axis. A micrometer head is attached to each of these stages for each axis to enable fine distance measurement and fine adjustment, thereby ensuring burner direction accuracy. Mechanical accuracy of these stages (straightness)
Is desirably 1/1000 or more.

【００２６】次に本発明では、バーナの材質を石英ガラ
スとした。このようにバーナの材質を石英ガラスにする
と、バーナを長期間使用しているとゲル状の付着物等で
汚染され、その除去に洗浄する場合があるが、石英ガラ
スならば腐食することがなく、何回でも再使用が可能で
ある。また、金属製バーナでは燃焼反応によりバーナの
先端が酸化されて損傷され易く、火炎が乱れてプリフォ
ームの屈折率分布の再現性が悪くなり、また、損傷した
時に発生する金属粉がスート堆積体に入り込んで不純物
となり光ファイバの損失増大の原因となることがある
が、石英ガラスにすればそのような問題は起こらず、本
発明に好適に使用することができる。Next, in the present invention, the material of the burner is quartz glass. If the burner is made of quartz glass in this way, if the burner is used for a long period of time, it will be contaminated with gel-like deposits and may be washed to remove it, but quartz glass does not corrode. Can be reused any number of times. In addition, in the case of a metal burner, the tip of the burner is easily oxidized and damaged by the combustion reaction, the flame is disturbed, and the reproducibility of the refractive index distribution of the preform is deteriorated. In some cases, the impurities may enter the glass and become impurities, which may cause an increase in the loss of the optical fiber. However, such a problem does not occur when quartz glass is used, and the quartz glass can be suitably used in the present invention.

【００２７】加えて、バーナホルダの材質を、ポリアセ
タール樹脂とした。このように、バーナホルダの材質を
ポリアセタール樹脂とすれば、該樹脂は、エンジニアリ
ング・プラスチックの１種で、機械的強度が高く、本発
明のバーナ保持孔や嵌め合い構造のような高精度の機械
加工が容易に行え、かつ適度の耐熱性と耐食性を有して
いるので、前記ゲル状の付着物等による汚染を洗浄して
も腐食することがなく、何回でも再使用することができ
る。従って前記石英ガラス製バーナのホルダとして好適
に使用される。但し、本発明においてバーナホルダの材
質は、ポリアセタール樹脂に限定されるものではない。
上述のように、機械的強度、加工性、耐熱性、耐食性に
富むものであれば他の樹脂材料を用いてもよい。In addition, the material of the burner holder was polyacetal resin. As described above, if the material of the burner holder is polyacetal resin, the resin is a kind of engineering plastic, has high mechanical strength, and has high precision machining such as the burner holding hole and the fitting structure of the present invention. It is easy to perform, and has a suitable heat resistance and corrosion resistance, so that it can be reused any number of times without being corroded even if the contamination due to the gel-like deposits is washed. Therefore, it is suitably used as a holder for the quartz glass burner. However, in the present invention, the material of the burner holder is not limited to polyacetal resin.
As described above, other resin materials may be used as long as they have high mechanical strength, workability, heat resistance, and corrosion resistance.

【００２８】さらに、バーナの方向精度向上・維持対策
として、バーナ表面とバーナホルダ保持孔内面との一部
を接着剤で固定するようにした。上記したように、本発
明ではバーナをバーナホルダの保持孔に挿入して固定す
るが、その際、極僅かな遊びを許容すると、設定したバ
ーナ中心軸方向角度の誤差範囲から外れることになり、
屈折率分布にも悪影響を及ぼしかねないので、バーナ表
面とバーナホルダ保持孔内面との一部を接着剤で固定し
て遊びをなくそうとするものである。ここで全面を接着
剤で固定してしまわないのは、全面接着でバーナの一部
が破損した場合等には、バーナホルダからバーナを取外
せなくなり、バーナの修理が不可能になることを防止す
るためである。Further, as a measure for improving and maintaining the direction accuracy of the burner, a part of the burner surface and the inner surface of the burner holder holding hole is fixed with an adhesive. As described above, in the present invention, the burner is inserted and fixed in the holding hole of the burner holder, but in this case, if a slight play is allowed, the burner will be out of the error range of the burner central axis direction angle,
Since the refractive index distribution may be adversely affected, the burner surface and a part of the inner surface of the burner holder holding hole are fixed with an adhesive to eliminate play. The reason why the entire surface is not fixed by the adhesive is that the burner cannot be removed from the burner holder when a part of the burner is damaged due to the entire surface bonding, thereby preventing the burner from being repaired. That's why.

【００２９】[0029]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて具体的
に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではな
い。 （実施例）ＶＡＤ法によりシングルモード光ファイバ用
プリフォームのコアスートを製造した。コア部合成用バ
ーナとして外径１９．９７ｍｍの石英ガラス製バーナ
を、ポリアセタール樹脂製ブロック状バーナホルダの孔
径２０．０５ｍｍのバーナ保持孔に挿入し、孔の両端の
一部を接着剤で固定した。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings, but the present invention is not limited thereto. (Example) A core soot of a preform for a single mode optical fiber was manufactured by a VAD method. A burner made of quartz glass having an outer diameter of 19.97 mm as a burner for synthesizing the core portion was inserted into a burner holding hole having a hole diameter of 20.05 mm of a block-shaped burner holder made of polyacetal resin, and both ends of the hole were partially fixed with an adhesive.

【００３０】このバーナホルダは全長が５０ｍｍなの
で、バーナとのズレ（孔の隙間の最大値は０．０８ｍ
ｍ）の最大値は±０．０４５°となる。このバーナを装
着したバーナホルダをスート堆積体の成長軸に対して垂
直な平面上でＹＺ方向に微調整が可能なステージを備え
たバーナ固定治具に取り付けた。バーナホルダとバーナ
固定治具とは嵌め合い構造により接合されており、その
ズレの最大値は±０．０１５°である。Since the burner holder has a total length of 50 mm, it is displaced from the burner (the maximum value of the gap between the holes is 0.08 m).
The maximum value of m) is ± 0.045 °. The burner holder equipped with this burner was mounted on a burner fixing jig provided with a stage capable of fine adjustment in the YZ directions on a plane perpendicular to the growth axis of the soot deposit. The burner holder and the burner fixing jig are joined by a fitting structure, and the maximum value of the deviation is ± 0.015 °.

【００３１】以上の装置において、バーナとバーナ固定
治具とのズレの和の最大値は±０．０６０°となる。こ
れに対して、微調整用のＸＹステージのズレは極めて小
さく、無視することができる。また、この装置で、コア
用バーナの計算上のズレは、バーナ中心軸のスート堆積
体表面での延長線上で変位量として最大±０．３ｍｍで
あった（バーナ中心軸方向の角度で±０．０６°であ
る）。さらに、クラッド部を合成するためのバーナを４
本使用したが、バーナ外径とズレの程度がやや異なるの
みで、コア用バーナと同様にして装置に取り付けた。In the above apparatus, the maximum value of the sum of the deviation between the burner and the burner fixing jig is ± 0.060 °. On the other hand, deviation of the XY stage for fine adjustment is extremely small and can be ignored. Further, in this apparatus, the calculated deviation of the core burner was a maximum of ± 0.3 mm as an amount of displacement on an extension of the central axis of the burner on the surface of the soot deposit (± 0 ° in the direction of the central axis of the burner). .06 °). In addition, a burner for synthesizing the cladding
This was used, but it was attached to the apparatus in the same manner as the core burner, except that the degree of deviation from the burner outer diameter was slightly different.

【００３２】シングルモード光ファイバ用プリフォーム
（屈折率の△ｎ＝０．３３％）の製造ガス条件を設定
し、ガス条件の微調整を行うと共に、バーナ固定治具の
微調整機構を用いてバーナとスート堆積体表面との位置
関係の調整を行い、プロファイルを調整して製造を行っ
た。２０バッチの製造を行った結果では、１バッチ内の
△ｎのバラツキは０．００５％と極めて安定しており、
バッチ間のバラツキも０．００８％と安定した結果とな
った。このあと、バーナを取外してフッ酸で洗浄し、再
度取付けて２０バッチの製造を行った。その結果、洗浄
前後で△ｎの平均値が０．０１１％変化したが、バッチ
内、バッチ間のバラツキは洗浄前と同様安定した結果と
なった。ここで、△ｎは、比屈折率差と呼ばれるプリフ
ォームの特性のひとつであり、バーナとスート表面の位
置関係がズレると、スート表面での温度分布やドーパン
トの濃度分布が変化し、結果として△ｎが変化してしま
う。The production gas conditions for the single-mode optical fiber preform (Δn = 0.33% of the refractive index) are set, the gas conditions are finely adjusted, and the fine adjustment mechanism of the burner fixing jig is used. The positional relationship between the burner and the surface of the soot deposit was adjusted, and the profile was adjusted for production. As a result of manufacturing 20 batches, the variation of Δn in one batch was extremely stable at 0.005%.
The variation between the batches was also stable at 0.008%. Thereafter, the burner was removed, washed with hydrofluoric acid, and attached again to manufacture 20 batches. As a result, the average value of Δn was changed by 0.011% before and after the cleaning, but the variation within the batch and between the batches was as stable as before the cleaning. Here, Δn is one of the characteristics of the preform called relative refractive index difference, and when the positional relationship between the burner and the soot surface is shifted, the temperature distribution and the dopant concentration distribution on the soot surface change, and as a result, Δn changes.

【００３３】（比較例）実施例と同様に、ＶＡＤ法によ
りシングルモード光ファイバ用プリフォームのコアスー
トを製造した。ただし、コア部合成用バーナとして外径
１９．８５ｍｍの石英ガラス製バーナを、バーナ保持用
の貫通孔径が約２０ｍｍの塩化ビニル樹脂製のブロック
状バーナホルダに固定した。COMPARATIVE EXAMPLE In the same manner as in the example, a core soot of a preform for a single mode optical fiber was manufactured by the VAD method. However, a burner made of quartz glass having an outer diameter of 19.85 mm as a burner for synthesizing the core portion was fixed to a block-shaped burner holder made of vinyl chloride resin having a through hole diameter of about 20 mm for holding the burner.

【００３４】このバーナを装着したバーナホルダをスー
ト堆積体の成長軸に対して垂直な平面上でＹＺ方向に微
調整が可能なステージを備えたバーナ固定治具に取り付
けた。バーナホルダとバーナ固定治具とは嵌め合い構造
等ではなく単に面で接触するのみでボルト・ナットで締
め付けた。以上の装置において、コア用バーナの計算上
のズレは、バーナ中心軸のスート堆積体表面での延長線
上で変位量としておよそ±１ｍｍであった（バーナ中心
軸方向の角度で約０．２°）。さらに、クラッド部を合
成するためのバーナを４本使用したが、バーナ外径とズ
レの程度がやや異なるのみで、コア用バーナと同様にし
て装置に取り付けた。The burner holder equipped with the burner was mounted on a burner fixing jig provided with a stage capable of finely adjusting in the YZ directions on a plane perpendicular to the growth axis of the soot deposit. The burner holder and the burner fixing jig did not have a fitting structure or the like, but simply contacted with each other and were tightened with bolts and nuts. In the above apparatus, the calculated deviation of the core burner was approximately ± 1 mm as a displacement on the extension line of the burner central axis on the surface of the soot deposit (about 0.2 ° in the angle in the burner central axis direction). ). Further, four burners for synthesizing the clad portion were used, but they were attached to the apparatus in the same manner as the core burner, except that the degree of deviation from the burner outer diameter was slightly different.

【００３５】シングルモード光ファイバ用プリフォーム
（屈折率の△ｎ＝０．３３％）の製造ガス条件を設定
し、ガス条件の微調整を行い、微調整機構を用いてバー
ナとスート堆積体表面との位置関係の調整を行い、プロ
ファイルを調整して製造を行った。２０バッチの製造を
行った結果では、１バッチ内の△ｎのバラツキは０．０
１５％と大きく、バッチ間のバラツキも０．０２０％と
大きかった。このあと、バーナを取外してフッ酸で洗浄
し、再度取付けて２０バッチの製造を行った。その結
果、洗浄前後で△ｎの平均値が０．０３５％変化してし
まい、バーナが大きくズレてしまったと推定される。バ
ッチ内、バッチ間のバラツキも洗浄前と同様不安定な結
果となった。The production gas conditions of the single-mode optical fiber preform (refractive index Δn = 0.33%) are set, the gas conditions are finely adjusted, and the burner and soot deposit surface are adjusted using the fine adjustment mechanism. Was adjusted and the profile was adjusted for production. As a result of manufacturing 20 batches, the variation of Δn in one batch was 0.0
It was as large as 15%, and the variation between batches was as large as 0.020%. Thereafter, the burner was removed, washed with hydrofluoric acid, and attached again to manufacture 20 batches. As a result, the average value of Δn before and after the cleaning changed by 0.035%, and it is estimated that the burner was largely displaced. Variations within and between batches were also unstable as before cleaning.

【００３６】上記実施例の結果から明らかなように、本
発明のように精度良く固定したバーナを具備したプリフ
ォーム製造装置を使用してプリフォームを製造すれば、
得られたプリフォームの屈折率分布プロファイルは、バ
ラツキが極めて小さく安定したものとなり、バーナの洗
浄交換等の外乱があっても屈折率分布の再現性は良く、
線引きした光ファイバの特性を安定化させることができ
た。As is evident from the results of the above embodiment, when a preform is manufactured using a preform manufacturing apparatus having a burner fixed with high accuracy as in the present invention,
The refractive index distribution profile of the obtained preform has a very small variation and is stable, and the reproducibility of the refractive index distribution is good even when there is disturbance such as cleaning and replacement of the burner.
The characteristics of the drawn optical fiber could be stabilized.

【００３７】以上、本発明を述べてきたが、本発明は上
記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は
例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術
的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を
奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的
範囲に包含される。Although the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above embodiment. The above embodiment is an exemplification, and the present invention has substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention, and has the same effect. Within the technical scope of

【００３８】[0038]

【発明の効果】本発明によれば、バーナのターゲットに
対する方向精度が格段に向上し、火炎が安定化するの
で、得られた光ファイバ用プリフォームの屈折率分布プ
ロファイルは変動の殆どないものとなり、光ファイバの
特性を安定化すると共に、プリフォームの歩留りと生産
性の向上を図り、コストを大幅に改善することができ
る。According to the present invention, since the directional accuracy of the burner with respect to the target is remarkably improved and the flame is stabilized, the refractive index distribution profile of the obtained optical fiber preform has almost no fluctuation. In addition to stabilizing the characteristics of the optical fiber, the yield and productivity of the preform can be improved, and the cost can be significantly improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】本発明で使用したＶＡＤ法光ファイバ用プリフ
ォームの製造装置の構成例を示す概略図である。FIG. 1 is a schematic view showing a configuration example of an apparatus for manufacturing a preform for a VAD optical fiber used in the present invention.

【図２】本発明の光ファイバ用プリフォームの製造装置
のバーナ部の構成例を示す概略図である。FIG. 2 is a schematic view showing a configuration example of a burner portion of the optical fiber preform manufacturing apparatus of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１…コア用バーナ、２…クラッド用バーナ、３…石英基
材（コア）、４…チャンバ、５…プリフォーム（多孔質
ガラス母材）、２０…バーナ固定治具、２１…バーナホ
ルダ、２２…ＹＺステージ、２３…Ｘステージ、２４
ａ、２４ｂ、２４ｃ…マイクロメータヘッド、２５…ガ
スヘッダー、２６…嵌め合い構造。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Core burner, 2 ... Clad burner, 3 ... Quartz base material (core), 4 ... Chamber, 5 ... Preform (porous glass base material), 20 ... Burner fixing jig, 21 ... Burner holder, 22 ... YZ stage, 23 ... X stage, 24
a, 24b, 24c: micrometer head, 25: gas header, 26: fitting structure.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平沢 秀夫 群馬県安中市磯部２丁目13番１号 信越化 学工業株式会社精密機能材料研究所内 Ｆターム(参考） 4G021 EA01 EA03 EB14 EB26  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing from the front page (72) Inventor Hideo Hirasawa 2-13-1, Isobe, Annaka-shi, Gunma F-term in Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Precision Functional Materials Laboratory (reference) 4G021 EA01 EA03 EB03 EB14 EB26

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 光ファイバ用プリフォーム合成用のバー
ナと、該バーナを固定するバーナホルダと、該バーナホ
ルダのＸＹＺ３軸座標位置調整機能を持つバーナ固定治
具を備えた光ファイバ用プリフォームの製造装置であっ
て、バーナホルダのバーナ保持孔の精度が、バーナ中心
軸方向の角度として、±０．１°以内であることを特徴
とする光ファイバ用プリフォームの製造装置。An apparatus for manufacturing an optical fiber preform, comprising: a burner for synthesizing an optical fiber preform, a burner holder for fixing the burner, and a burner fixing jig having a function of adjusting the XYZ three-axis coordinate position of the burner holder. An apparatus for producing a preform for an optical fiber, wherein the accuracy of the burner holding hole of the burner holder is within ± 0.1 ° as the angle in the direction of the burner center axis. 【請求項２】 前記バーナホルダのバーナ固定治具に対
する固定を嵌め合い方式とし、該嵌め合い精度が、バー
ナ中心軸方向の角度として、±０．１°以内であること
を特徴とする請求項１に記載した光ファイバ用プリフォ
ームの製造装置。2. A fixing method for fixing the burner holder to the burner fixing jig, wherein the fitting accuracy is within ± 0.1 ° as an angle in a burner center axis direction. 2. An apparatus for producing a preform for an optical fiber according to claim 1. 【請求項３】 前記バーナホルダのバーナ保持孔の精度
およびバーナホルダのバーナ固定治具に対する嵌め合い
精度が、バーナ中心軸方向の角度として、±０．０５°
以内であることを特徴とする請求項１または請求項２に
記載した光ファイバ用プリフォームの製造装置。3. The accuracy of the burner holding hole of the burner holder and the accuracy of fitting of the burner holder to the burner fixing jig are ± 0.05 ° as an angle in the burner center axis direction.
The apparatus for producing an optical fiber preform according to claim 1 or 2, wherein: 【請求項４】 前記バーナの材質が、石英ガラスである
ことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１
項に記載した光ファイバ用プリフォームの製造装置。4. The burner according to claim 1, wherein a material of the burner is quartz glass.
An apparatus for producing a preform for an optical fiber as described in the paragraph. 【請求項５】 前記バーナホルダの材質が、ポリアセタ
ール樹脂であることを特徴とする請求項１ないし請求項
４のいずれか１項に記載した光ファイバ用プリフォーム
の製造装置。5. The optical fiber preform manufacturing apparatus according to claim 1, wherein a material of the burner holder is a polyacetal resin. 【請求項６】 前記バーナ表面とバーナホルダとの一部
を接着剤で固定することを特徴とする請求項１ないし請
求項５のいずれか１項に記載した光ファイバ用プリフォ
ームの製造装置。6. The apparatus for manufacturing an optical fiber preform according to claim 1, wherein a part of said burner surface and said burner holder are fixed with an adhesive.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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