JP2000281377A - 光ファイバ用母材の製造方法及び装置 - Google Patents
光ファイバ用母材の製造方法及び装置Info
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- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
- C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
- C03B37/012—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
- C03B37/014—Manufacture 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]
- C03B37/01486—Means for supporting, rotating or translating the preforms being formed, e.g. lathes
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 安定したカットオフ波長やモードフィールド
径等を有し、偏波モード分散値の小さい光ファイバが得
られ、かつ製造コストの低い光ファイバ用母材の製造方
法及び装置を提供する。 【解決手段】 回転する出発材にＳｉＯ2を主成分とす
るガラス微粉末を堆積させるスート堆積体製造工程およ
び／または該スート堆積体を透明ガラス化するガラス化
工程において、スート堆積体先端での振動幅をスートコ
ア径の５％以内に制御して製造する。
径等を有し、偏波モード分散値の小さい光ファイバが得
られ、かつ製造コストの低い光ファイバ用母材の製造方
法及び装置を提供する。 【解決手段】 回転する出発材にＳｉＯ2を主成分とす
るガラス微粉末を堆積させるスート堆積体製造工程およ
び／または該スート堆積体を透明ガラス化するガラス化
工程において、スート堆積体先端での振動幅をスートコ
ア径の５％以内に制御して製造する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバ用プリ
フォームおよびこれを線引きして得られる光ファイバの
偏波モード分散特性を向上させ得る光ファイバ用母材の
製造方法及び装置に関する。
フォームおよびこれを線引きして得られる光ファイバの
偏波モード分散特性を向上させ得る光ファイバ用母材の
製造方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】光ファイバの製造方法としては、回転し
ながら引き上げられる出発材にＳｉＣｌ4などの原料ガ
スを酸水素火炎で加水分解してできるＳｉＯ2の微粉末
を堆積させてスート堆積体を形成するＶＡＤ法、回転す
る出発材にこれと相対的に移動するバーナーによってＳ
ｉＣｌ4などの原料ガスを酸水素火炎で加水分解してで
きるＳｉＯ2の微粉末を堆積させてスート堆積体を製造
するＯＶＤ法、石英製チューブ等のクラッド部材内に原
料ガスを流して反応・堆積させるＭＣＶＤ法などが知ら
れている。その後、得られた多孔質母材を加熱脱水、ガ
ラス化することにより光ファイバ用プリフォームが製造
される。
ながら引き上げられる出発材にＳｉＣｌ4などの原料ガ
スを酸水素火炎で加水分解してできるＳｉＯ2の微粉末
を堆積させてスート堆積体を形成するＶＡＤ法、回転す
る出発材にこれと相対的に移動するバーナーによってＳ
ｉＣｌ4などの原料ガスを酸水素火炎で加水分解してで
きるＳｉＯ2の微粉末を堆積させてスート堆積体を製造
するＯＶＤ法、石英製チューブ等のクラッド部材内に原
料ガスを流して反応・堆積させるＭＣＶＤ法などが知ら
れている。その後、得られた多孔質母材を加熱脱水、ガ
ラス化することにより光ファイバ用プリフォームが製造
される。
【０００３】これらの製造に際して、スート堆積体と回
転軸を合わせたものの固有振動数は、スート堆積体が成
長するにともない、高振動数から低振動数へと変化す
る。そして、この固有振動数が回転軸の回転数の整数倍
になると、スート堆積体の下端に位置する成長点が大き
く振動し、ガラス微粒子の均一な付着が困難となる。そ
の結果、スート堆積体に特異点が生じ、このようなスー
ト堆積体をガラス化したプリフォームを線引して製造し
た光ファイバは、プリフォームの長手方向で光ファイバ
特性が安定せず、カットオフ波長やモードフィールド径
等が特異点で大きく変動し、さらに光ファイバ内を伝播
する信号光の偏波モード分散が大きくなるという問題が
あった。特に、近年、光ファイバによる信号の伝送密度
が大きくなるにともない、この偏波モード分散が問題と
なっている。
転軸を合わせたものの固有振動数は、スート堆積体が成
長するにともない、高振動数から低振動数へと変化す
る。そして、この固有振動数が回転軸の回転数の整数倍
になると、スート堆積体の下端に位置する成長点が大き
く振動し、ガラス微粒子の均一な付着が困難となる。そ
の結果、スート堆積体に特異点が生じ、このようなスー
ト堆積体をガラス化したプリフォームを線引して製造し
た光ファイバは、プリフォームの長手方向で光ファイバ
特性が安定せず、カットオフ波長やモードフィールド径
等が特異点で大きく変動し、さらに光ファイバ内を伝播
する信号光の偏波モード分散が大きくなるという問題が
あった。特に、近年、光ファイバによる信号の伝送密度
が大きくなるにともない、この偏波モード分散が問題と
なっている。
【０００４】この偏波モード分散は、これまでの多くの
研究から光ファイバのコア内での複屈折によるものであ
り、この複屈折はコアの非円形状、光ファイバにコーテ
ィングされる被覆膜、ケーブルの状態および曲げなどに
起因する光ファイバ内での応力により引き起こされるこ
とが判明している。偏波モード分散は、理想的にはゼロ
であることが望ましいが、実際には偏波モード分散をゼ
ロにすることは極めて困難である。また、偏波モード分
散を波長分散のように、分散補償光ファイバを用いてシ
ステム全体でゼロにすることは理論上不可能であるとさ
れている。
研究から光ファイバのコア内での複屈折によるものであ
り、この複屈折はコアの非円形状、光ファイバにコーテ
ィングされる被覆膜、ケーブルの状態および曲げなどに
起因する光ファイバ内での応力により引き起こされるこ
とが判明している。偏波モード分散は、理想的にはゼロ
であることが望ましいが、実際には偏波モード分散をゼ
ロにすることは極めて困難である。また、偏波モード分
散を波長分散のように、分散補償光ファイバを用いてシ
ステム全体でゼロにすることは理論上不可能であるとさ
れている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】コアやクラッドの形状
を非円形とする原因には、例えば、製造中のスート堆積
体の振動や回転ムラ等が考えられる。ＶＡＤ法において
スート堆積体の振動や回転ムラを押さえる方法として
は、例えば特開昭６３−６０１２２号公報に提案されて
いる方法がある。この方法は、スート堆積位置における
振動を検知し、回転軸に設置したウェイトを移動して、
振動の節をスートの成長点と一致させるというものであ
る。しかしながら、この方法は制御が極めて困難である
上に、スート堆積体先端の成長点での振動を極力押さえ
ることのみに主眼を置いた方法であり、軸方向に異なる
位置で堆積されているクラッド部では逆に振動が大きく
なり、偏波モード分散を押さえることはできない。
を非円形とする原因には、例えば、製造中のスート堆積
体の振動や回転ムラ等が考えられる。ＶＡＤ法において
スート堆積体の振動や回転ムラを押さえる方法として
は、例えば特開昭６３−６０１２２号公報に提案されて
いる方法がある。この方法は、スート堆積位置における
振動を検知し、回転軸に設置したウェイトを移動して、
振動の節をスートの成長点と一致させるというものであ
る。しかしながら、この方法は制御が極めて困難である
上に、スート堆積体先端の成長点での振動を極力押さえ
ることのみに主眼を置いた方法であり、軸方向に異なる
位置で堆積されているクラッド部では逆に振動が大きく
なり、偏波モード分散を押さえることはできない。
【０００６】また、特開平６−２４７７３７号公報は、
スートの成長点での振動を検知する振動検知手段と、こ
の振動検知手段の検知出力に基づいて回転軸の回転速度
を変化させる制御手段を備えた製造装置を提案してい
る。この製造装置を使用することで振動は抑制されるも
のの、複雑な手段を必要とするため製造コストが高いも
のとなっていた。近年、偏波モード分散値をより小さく
することが求められているが、実際には、実用上信号劣
化を引き起こさない程度の値を有するものが使用されて
いる。今後、光ファイバ１本あたりの伝送容量がさらに
増大するにともない、より偏波モード分散値の小さいも
のが要求されるようになることが予想される。
スートの成長点での振動を検知する振動検知手段と、こ
の振動検知手段の検知出力に基づいて回転軸の回転速度
を変化させる制御手段を備えた製造装置を提案してい
る。この製造装置を使用することで振動は抑制されるも
のの、複雑な手段を必要とするため製造コストが高いも
のとなっていた。近年、偏波モード分散値をより小さく
することが求められているが、実際には、実用上信号劣
化を引き起こさない程度の値を有するものが使用されて
いる。今後、光ファイバ１本あたりの伝送容量がさらに
増大するにともない、より偏波モード分散値の小さいも
のが要求されるようになることが予想される。
【０００７】そこで、本発明は、安定したカットオフ波
長やモードフィールド径等を有し、偏波モード分散値の
小さい光ファイバが得られ、かつ製造コストの低い光フ
ァイバ用母材の製造方法及び装置を提供することを課題
とする。
長やモードフィールド径等を有し、偏波モード分散値の
小さい光ファイバが得られ、かつ製造コストの低い光フ
ァイバ用母材の製造方法及び装置を提供することを課題
とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、鋭意検討
した結果、線引きして光ファイバとしたときのコア及び
クラッドの非円形状が偏波モード分散を引き起こす一因
であり、コア及びクラッドの形状が非円形となる原因
が、出発材の振動に起因するスート堆積体の振動および
出発材を支持・回転するシャフトの回転軸の回転ムラに
よるものであり、これらの原因がＶＡＤ法では出発材を
支持・回転するシャフトのたわみや傾き、ＯＶＤ法では
両端で把持している出発材自体のたわみや振れ回り、さ
らに回転軸の回転ムラによることに着目し、装置に振動
抑制機構を設けることでスート堆積体の振動を、また出
発材を支持・回転するシャフトの回転機構に回転制御機
構を設けることで回転ムラを抑制し得ることを見出し、
これを解決することで本発明を完成するに至った。
した結果、線引きして光ファイバとしたときのコア及び
クラッドの非円形状が偏波モード分散を引き起こす一因
であり、コア及びクラッドの形状が非円形となる原因
が、出発材の振動に起因するスート堆積体の振動および
出発材を支持・回転するシャフトの回転軸の回転ムラに
よるものであり、これらの原因がＶＡＤ法では出発材を
支持・回転するシャフトのたわみや傾き、ＯＶＤ法では
両端で把持している出発材自体のたわみや振れ回り、さ
らに回転軸の回転ムラによることに着目し、装置に振動
抑制機構を設けることでスート堆積体の振動を、また出
発材を支持・回転するシャフトの回転機構に回転制御機
構を設けることで回転ムラを抑制し得ることを見出し、
これを解決することで本発明を完成するに至った。
【０００９】すなわち、本発明の光ファイバ用母材の製
造方法は、回転する出発材にＳｉＯ 2を主成分とするガ
ラス微粉末を堆積させるスート堆積体製造工程および／
または該スート堆積体を透明ガラス化するガラス化工程
において、スート堆積体先端での振動幅をスートコア径
の５％以内に制御して製造することを特徴としている。
本発明による他の製造方法は、スート堆積体の回転ムラ
を±１％以内に制御して製造することを特徴としてい
る。さらに、本発明による他の製造方法は、スート堆積
体先端での振動幅をスートコア径の５％以内にし、かつ
回転ムラを±１％以内に制御して製造するものである。
造方法は、回転する出発材にＳｉＯ 2を主成分とするガ
ラス微粉末を堆積させるスート堆積体製造工程および／
または該スート堆積体を透明ガラス化するガラス化工程
において、スート堆積体先端での振動幅をスートコア径
の５％以内に制御して製造することを特徴としている。
本発明による他の製造方法は、スート堆積体の回転ムラ
を±１％以内に制御して製造することを特徴としてい
る。さらに、本発明による他の製造方法は、スート堆積
体先端での振動幅をスートコア径の５％以内にし、かつ
回転ムラを±１％以内に制御して製造するものである。
【００１０】スート堆積体先端での振動幅がスートコア
径の５％を超えると、スート堆積体製造工程において
は、ガラス微粒子の堆積位置において、スート堆積体の
振動により均一なスートの堆積が妨げられ、円周方向に
おいて堆積ムラが発生し、形成されるコア部あるいはク
ラッド部の形状が非円形となる。ガラス化工程において
は、場所によって焼結の程度が異なることとなり、安定
した特性を有する光ファイバが得られず、好ましくな
い。
径の５％を超えると、スート堆積体製造工程において
は、ガラス微粒子の堆積位置において、スート堆積体の
振動により均一なスートの堆積が妨げられ、円周方向に
おいて堆積ムラが発生し、形成されるコア部あるいはク
ラッド部の形状が非円形となる。ガラス化工程において
は、場所によって焼結の程度が異なることとなり、安定
した特性を有する光ファイバが得られず、好ましくな
い。
【００１１】さらに、スート堆積体の回転ムラが±１％
を超えると、スート堆積体製造工程において、スート堆
積位置における滞留時間が円周方向で不均一となり、そ
れに応じて堆積層の厚みが不均一になり、ひいては形成
されるコア部あるいはクラッド部の形状が非円形となる
ため好ましくない。また、ガラス化工程においても回転
ムラが±１％を超えると、スート堆積体とヒーター等の
加熱体との距離が変動し、場所によって焼結の程度が異
なることとなり、安定した特性を有する光ファイバが得
られない。
を超えると、スート堆積体製造工程において、スート堆
積位置における滞留時間が円周方向で不均一となり、そ
れに応じて堆積層の厚みが不均一になり、ひいては形成
されるコア部あるいはクラッド部の形状が非円形となる
ため好ましくない。また、ガラス化工程においても回転
ムラが±１％を超えると、スート堆積体とヒーター等の
加熱体との距離が変動し、場所によって焼結の程度が異
なることとなり、安定した特性を有する光ファイバが得
られない。
【００１２】また、本発明の光ファイバ用母材の製造装
置は、出発材またはスート堆積体を回転・支持するシャ
フトの回転軸に接触することにより、あるいは該回転軸
および／またはスート堆積体にガスを吹き付けることに
より、スート堆積体先端での振動を抑制する振動抑制機
構を有することを特徴としている。さらに、本発明によ
る他の製造装置は、出発材またはスート堆積体を回転・
支持するシャフトの回転軸の回転ムラを抑制する回転制
御機構を有することを特徴としている。なお、本明細書
においては、出発材にガラス微粉末を堆積させて得られ
る光ファイバ用多孔質母材（スート堆積体）、そのコア
部材および多孔質母材をガラス化したプリフォームも含
め光ファイバ用母材と総称している。
置は、出発材またはスート堆積体を回転・支持するシャ
フトの回転軸に接触することにより、あるいは該回転軸
および／またはスート堆積体にガスを吹き付けることに
より、スート堆積体先端での振動を抑制する振動抑制機
構を有することを特徴としている。さらに、本発明によ
る他の製造装置は、出発材またはスート堆積体を回転・
支持するシャフトの回転軸の回転ムラを抑制する回転制
御機構を有することを特徴としている。なお、本明細書
においては、出発材にガラス微粉末を堆積させて得られ
る光ファイバ用多孔質母材（スート堆積体）、そのコア
部材および多孔質母材をガラス化したプリフォームも含
め光ファイバ用母材と総称している。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明をＶＡＤ法による態
様のケースについて図面に基づいて詳細に説明する。図
１は、本発明の光ファイバ母材の製造装置を例示した概
略説明図であり、１はモーター、２は回転軸、３は振動
抑制機構、４はスート堆積体、５はバーナーである。こ
の図は、モーター１に接続した回転軸２を所定の速度で
回転させ、振動抑制機構３を取り付けた回転軸２の下端
のスート堆積体４に、バーナー５からガラス微粒子を付
着させている状態を示している。図２は、スート堆積体
４が回転軸Ｒを軸として回転しつつ、重力方向Ｇに対し
て距離Ｌを振動する様子を示している。本発明者等は、
このようにスート堆積体が振動すると、透明ガラス化
後、線引きして得られる光ファイバの偏波モード分散値
が、図３に示すように、ほぼ振動幅に比例して大きくな
ること、また、スート堆積体に回転ムラがあると、振動
の場合と同様に、光ファイバの偏波モード分散値が、図
４に示すように、ほぼ回転ムラに比例して大きくなるこ
とを見出した。このように偏波モード分散値を小さくす
るには、スート堆積体の振動や回転ムラを抑制するのが
極めて効果的であることが判明した。なお、図３の横軸
はスート堆積体の径に対する振動幅の比率（％）であ
り、図４の横軸はスート堆積体の平均回転数に対する回
転数の変動幅の比率（％）である。
様のケースについて図面に基づいて詳細に説明する。図
１は、本発明の光ファイバ母材の製造装置を例示した概
略説明図であり、１はモーター、２は回転軸、３は振動
抑制機構、４はスート堆積体、５はバーナーである。こ
の図は、モーター１に接続した回転軸２を所定の速度で
回転させ、振動抑制機構３を取り付けた回転軸２の下端
のスート堆積体４に、バーナー５からガラス微粒子を付
着させている状態を示している。図２は、スート堆積体
４が回転軸Ｒを軸として回転しつつ、重力方向Ｇに対し
て距離Ｌを振動する様子を示している。本発明者等は、
このようにスート堆積体が振動すると、透明ガラス化
後、線引きして得られる光ファイバの偏波モード分散値
が、図３に示すように、ほぼ振動幅に比例して大きくな
ること、また、スート堆積体に回転ムラがあると、振動
の場合と同様に、光ファイバの偏波モード分散値が、図
４に示すように、ほぼ回転ムラに比例して大きくなるこ
とを見出した。このように偏波モード分散値を小さくす
るには、スート堆積体の振動や回転ムラを抑制するのが
極めて効果的であることが判明した。なお、図３の横軸
はスート堆積体の径に対する振動幅の比率（％）であ
り、図４の横軸はスート堆積体の平均回転数に対する回
転数の変動幅の比率（％）である。
【００１４】振動抑制機構３は、スート堆積体４の成長
点における振動を抑制する機構であり、回転軸２に直接
接触して振動を抑制する方式と、スート堆積体４または
回転軸２にガスを吹き付けて振動を抑制する方式とがあ
る。本発明の特徴である振動抑制機構３を設けることに
より、成長点の振動が抑制されるとともに、スート堆積
体と回転軸を合わせたものの固有振動数が高振動数側に
変化して、スート堆積体に特異点が生じることを防止す
ることができる。
点における振動を抑制する機構であり、回転軸２に直接
接触して振動を抑制する方式と、スート堆積体４または
回転軸２にガスを吹き付けて振動を抑制する方式とがあ
る。本発明の特徴である振動抑制機構３を設けることに
より、成長点の振動が抑制されるとともに、スート堆積
体と回転軸を合わせたものの固有振動数が高振動数側に
変化して、スート堆積体に特異点が生じることを防止す
ることができる。
【００１５】回転軸２に直接接触して振動を抑制する方
式としては、例えば、ガイドローラー１１を設ける方法
（図５参照）や、板材を設ける方法（図６参照）が挙げ
られる。ガイドローラー１１を設ける方法は、図５に例
示するように、ローラー保持金具１２に取り付けた一対
のガイドローラー１１の間を回転軸２が上方に移動する
際に成長点の振動を抑制するように、ガイドローラー１
１を回転軸２に接触させて設ける方法である。
式としては、例えば、ガイドローラー１１を設ける方法
（図５参照）や、板材を設ける方法（図６参照）が挙げ
られる。ガイドローラー１１を設ける方法は、図５に例
示するように、ローラー保持金具１２に取り付けた一対
のガイドローラー１１の間を回転軸２が上方に移動する
際に成長点の振動を抑制するように、ガイドローラー１
１を回転軸２に接触させて設ける方法である。
【００１６】一方、板材を設ける方法は、図６に例示す
るように、回転軸２の直径よりもわずかに大きな穴があ
いた振動抑制板２１に回転軸２を通し、回転軸２と穴と
の間の隙間部分にテフロン等の低摩擦性に優れた樹脂か
らなる装填材２２を配する方法である。振動抑制板２１
の形状は、回転軸２の周囲に均等に力が加わるように円
形にするのが好ましい。また、振動抑制板２１の材質と
しては、金属、樹脂等が挙げられ、特にはＮｉあるいは
塩化ビニル樹脂が好ましい。上記ガイドローラー１１や
振動抑制板２１を設ける位置は、回転軸２の上端と下端
の間であって、振動抑制効果やスート堆積体の取出し等
を考慮して適宜決定する。また、回転軸に直接接触して
振動を抑制する方式を採用する場合、回転軸に付着した
余剰のガラス微粒子が、ガイドローラーや振動抑制板等
の振動抑制装置によって剥され、それがスート堆積体に
付着して泡となる可能性があるため、ガイドローラーや
振動抑制板等の振動抑制装置の下に排気口を設けること
が望ましい。
るように、回転軸２の直径よりもわずかに大きな穴があ
いた振動抑制板２１に回転軸２を通し、回転軸２と穴と
の間の隙間部分にテフロン等の低摩擦性に優れた樹脂か
らなる装填材２２を配する方法である。振動抑制板２１
の形状は、回転軸２の周囲に均等に力が加わるように円
形にするのが好ましい。また、振動抑制板２１の材質と
しては、金属、樹脂等が挙げられ、特にはＮｉあるいは
塩化ビニル樹脂が好ましい。上記ガイドローラー１１や
振動抑制板２１を設ける位置は、回転軸２の上端と下端
の間であって、振動抑制効果やスート堆積体の取出し等
を考慮して適宜決定する。また、回転軸に直接接触して
振動を抑制する方式を採用する場合、回転軸に付着した
余剰のガラス微粒子が、ガイドローラーや振動抑制板等
の振動抑制装置によって剥され、それがスート堆積体に
付着して泡となる可能性があるため、ガイドローラーや
振動抑制板等の振動抑制装置の下に排気口を設けること
が望ましい。
【００１７】スート堆積体４または回転軸２にガスを吹
き付けて振動を抑制する方式は、例えば、図７（ａ）に
示したように、ガス導入口３１とガス吹出口３２を有す
る装置を使用し、ガス導入口３１を通って送られてきた
ガスを、ガス吹出口３２を通してスート堆積体４および
／または回転軸２に吹き付ける方法である。使用するガ
スの種類としては、Ａｒ，Ｎ2，空気等が挙げられ、特
に原材料費の点から空気が好ましい。
き付けて振動を抑制する方式は、例えば、図７（ａ）に
示したように、ガス導入口３１とガス吹出口３２を有す
る装置を使用し、ガス導入口３１を通って送られてきた
ガスを、ガス吹出口３２を通してスート堆積体４および
／または回転軸２に吹き付ける方法である。使用するガ
スの種類としては、Ａｒ，Ｎ2，空気等が挙げられ、特
に原材料費の点から空気が好ましい。
【００１８】また、ガスを吹き付ける対象は、回転軸に
直接接触して振動を抑制する前記方式とは異なり、回転
軸２のみならずスート堆積体４でもよく、振動抑制効果
やチャンバー内気流等を考慮して適宜決定する。ガスを
吹き付ける位置は、回転軸２の周囲に均等に力が加わる
ようにすればよく、好ましくは図７（ｂ）に示すよう
に、ガス導入口３１とガス吹出口３２を有するドーナツ
状の装置を使用し、該装置中央の空間部分にスート堆積
体４及び回転軸２が位置するように配置し、スート堆積
体４または回転軸２の周囲に均等にガスを吹き付けるの
がよい。また、出発材またはスート堆積体を回転・支持
するシャフトの回転軸の回転ムラを抑制するために、装
置に回転制御機構が設けられる。この回転制御機構とし
ては回転数を高い精度で制御できる機構を有しているも
のであれば特に限定されるものではない。
直接接触して振動を抑制する前記方式とは異なり、回転
軸２のみならずスート堆積体４でもよく、振動抑制効果
やチャンバー内気流等を考慮して適宜決定する。ガスを
吹き付ける位置は、回転軸２の周囲に均等に力が加わる
ようにすればよく、好ましくは図７（ｂ）に示すよう
に、ガス導入口３１とガス吹出口３２を有するドーナツ
状の装置を使用し、該装置中央の空間部分にスート堆積
体４及び回転軸２が位置するように配置し、スート堆積
体４または回転軸２の周囲に均等にガスを吹き付けるの
がよい。また、出発材またはスート堆積体を回転・支持
するシャフトの回転軸の回転ムラを抑制するために、装
置に回転制御機構が設けられる。この回転制御機構とし
ては回転数を高い精度で制御できる機構を有しているも
のであれば特に限定されるものではない。
【００１９】
【実施例】以下、本発明の実施例を示すが、本発明はこ
れに限定されるものではない。
れに限定されるものではない。
【００２０】（実施例１）回転しながら上方に移動する
回転軸の上端と下端の間にガイドローラーを設けた光フ
ァイバ母材製造装置（図５参照）を使用して、ＶＡＤ法
により光ファイバ母材を製造した。その結果、製造した
光ファイバ母材には特異点は認められなかった。また、
この光ファイバ母材を線引きして得られた光ファイバの
カットオフ波長（λc）とモードフィールド径（ＭＦ
Ｄ）は、図８に示したように、長手方向で安定した特性
を示した。
回転軸の上端と下端の間にガイドローラーを設けた光フ
ァイバ母材製造装置（図５参照）を使用して、ＶＡＤ法
により光ファイバ母材を製造した。その結果、製造した
光ファイバ母材には特異点は認められなかった。また、
この光ファイバ母材を線引きして得られた光ファイバの
カットオフ波長（λc）とモードフィールド径（ＭＦ
Ｄ）は、図８に示したように、長手方向で安定した特性
を示した。
【００２１】（実施例２）回転しながら上方に移動する
回転軸の上端と下端の間に、主軸の直径よりもわずかに
大きな穴があいた円形状板材に回転軸を通し、回転軸と
穴との間隙部分にテフロンを装填した光ファイバ母材製
造装置（図６参照）を使用して、ＶＡＤ法により光ファ
イバ母材を製造した。その結果、製造した光ファイバ母
材には特異点は認められなかった。また、この光ファイ
バ母材を線引きして得られた光ファイバのカットオフ波
長（λc）とモードフィールド径（ＭＦＤ）は、図８に
示したように、長手方向で安定した特性を示した。
回転軸の上端と下端の間に、主軸の直径よりもわずかに
大きな穴があいた円形状板材に回転軸を通し、回転軸と
穴との間隙部分にテフロンを装填した光ファイバ母材製
造装置（図６参照）を使用して、ＶＡＤ法により光ファ
イバ母材を製造した。その結果、製造した光ファイバ母
材には特異点は認められなかった。また、この光ファイ
バ母材を線引きして得られた光ファイバのカットオフ波
長（λc）とモードフィールド径（ＭＦＤ）は、図８に
示したように、長手方向で安定した特性を示した。
【００２２】（実施例３）スート堆積体にその周囲から
ガスを吹き付ける光ファイバ母材製造装置（図７参照）
を使用して、ＶＡＤ法により光ファイバ母材を製造し
た。その結果、製造した光ファイバ母材には特異点は認
められなかった。また、この光ファイバ母材を線引きし
て得られた光ファイバのカットオフ波長（λc）とモー
ドフィールド径（ＭＦＤ）は、図８に示したように、長
手方向で安定した特性を示した。
ガスを吹き付ける光ファイバ母材製造装置（図７参照）
を使用して、ＶＡＤ法により光ファイバ母材を製造し
た。その結果、製造した光ファイバ母材には特異点は認
められなかった。また、この光ファイバ母材を線引きし
て得られた光ファイバのカットオフ波長（λc）とモー
ドフィールド径（ＭＦＤ）は、図８に示したように、長
手方向で安定した特性を示した。
【００２３】（比較例１）回転しながら上方に移動する
回転軸の上端とスート堆積体の成長点の間に、振動抑制
機構を設けていない光ファイバ母材製造装置を使用し
て、ＶＡＤ法により光ファイバ母材を製造した。その結
果、製造した光ファイバ母材には特異点が認められた。
また、この光ファイバ母材を線引きして得られた光ファ
イバのカットオフ波長（λc）とモードフィールド径
（ＭＦＤ）は、図８に示したように、長手方向で変動し
た。
回転軸の上端とスート堆積体の成長点の間に、振動抑制
機構を設けていない光ファイバ母材製造装置を使用し
て、ＶＡＤ法により光ファイバ母材を製造した。その結
果、製造した光ファイバ母材には特異点が認められた。
また、この光ファイバ母材を線引きして得られた光ファ
イバのカットオフ波長（λc）とモードフィールド径
（ＭＦＤ）は、図８に示したように、長手方向で変動し
た。
【００２４】（実施例４）出発材を回転・支持するシャ
フトの回転軸の傾きを調整して、この傾きを０．２度に
まで小さくした後、ＶＡＤ法によりガラス微粉末を堆積
させて直径３２ｍｍのスート堆積体コア部材を製造した
ところ、スート堆積体先端での振幅は０．５ｍｍ以下と
なっていた。これをガラス化してコア形状の非円率を調
べてみると平均して１．２％程度であった。１５本連続
してコア部材を製造し、このコア部材を用いて光ファイ
バ用プリフォームを製造した。これらのプリフォームを
線引きして得た光ファイバの偏波モード分散値は、平均
で０．１０［ｐｓ／√ｋｍ］、最大で０．１７［ｐｓ／
√ｋｍ］であった。なお、光ファイバでの偏波モード分
散値は、光ファイバをケーブル化する際に偏波モード分
散が増大することもあるため０．２［ｐｓ／√ｋｍ］以
下であることが望ましい。
フトの回転軸の傾きを調整して、この傾きを０．２度に
まで小さくした後、ＶＡＤ法によりガラス微粉末を堆積
させて直径３２ｍｍのスート堆積体コア部材を製造した
ところ、スート堆積体先端での振幅は０．５ｍｍ以下と
なっていた。これをガラス化してコア形状の非円率を調
べてみると平均して１．２％程度であった。１５本連続
してコア部材を製造し、このコア部材を用いて光ファイ
バ用プリフォームを製造した。これらのプリフォームを
線引きして得た光ファイバの偏波モード分散値は、平均
で０．１０［ｐｓ／√ｋｍ］、最大で０．１７［ｐｓ／
√ｋｍ］であった。なお、光ファイバでの偏波モード分
散値は、光ファイバをケーブル化する際に偏波モード分
散が増大することもあるため０．２［ｐｓ／√ｋｍ］以
下であることが望ましい。
【００２５】（実施例５）製造装置の出発材を回転・支
持するシャフトの回転機構を精度の高いものとし、回転
軸の回転ムラをシャフトの平均回転数２０ｒｐｍに対し
て±０．０１ｒｐｍに調整した後、ＶＡＤ法によりガラ
ス微粉末を堆積させて直径３２ｍｍのスート堆積体コア
部材を製造した（図９参照）。これをガラス化してコア
形状の非円率を調べてみると平均して０．９％程度であ
った。２０本連続して製造したところ、このコア部材を
用いて製造した光ファイバの偏波モード分散値は、平均
で０．０８［ｐｓ／√ｋｍ］、最大で０．１５［ｐｓ／
√ｋｍ］であった。
持するシャフトの回転機構を精度の高いものとし、回転
軸の回転ムラをシャフトの平均回転数２０ｒｐｍに対し
て±０．０１ｒｐｍに調整した後、ＶＡＤ法によりガラ
ス微粉末を堆積させて直径３２ｍｍのスート堆積体コア
部材を製造した（図９参照）。これをガラス化してコア
形状の非円率を調べてみると平均して０．９％程度であ
った。２０本連続して製造したところ、このコア部材を
用いて製造した光ファイバの偏波モード分散値は、平均
で０．０８［ｐｓ／√ｋｍ］、最大で０．１５［ｐｓ／
√ｋｍ］であった。
【００２６】（実施例６）回転機構の精度を上げた実施
例５の製造設備で、実施例４の製造設備同様、シャフト
の回転軸の重力方向からのずれを測定したところ、０．
８度であった。これを調整して０．２度まで小さくした
ところ、スート堆積体の先端の振幅は０．５ｍｍ以下と
なった。この状態で直径３２ｍｍのスート堆積体コア部
材を製造した。これをガラス化してコア形状の非円率を
調べてみると平均して０．２％程度であった。この状態
で１２本のコア部材を製造し、これを用いて光ファイバ
としたときの偏波モード分散値は、平均で０．０４［ｐ
ｓ／√ｋｍ］、最大で０．０７［ｐｓ／√ｋｍ］であっ
た
例５の製造設備で、実施例４の製造設備同様、シャフト
の回転軸の重力方向からのずれを測定したところ、０．
８度であった。これを調整して０．２度まで小さくした
ところ、スート堆積体の先端の振幅は０．５ｍｍ以下と
なった。この状態で直径３２ｍｍのスート堆積体コア部
材を製造した。これをガラス化してコア形状の非円率を
調べてみると平均して０．２％程度であった。この状態
で１２本のコア部材を製造し、これを用いて光ファイバ
としたときの偏波モード分散値は、平均で０．０４［ｐ
ｓ／√ｋｍ］、最大で０．０７［ｐｓ／√ｋｍ］であっ
た
【００２７】（比較例２）ＶＡＤ法によりガラス微粉末
を堆積させて直径３２ｍｍのスート堆積体コア部材を製
造した。このとき出発材を回転・支持するシャフトの回
転軸が、重力方向から１．２度ずれていたため、スート
堆積体の成長点で振幅３ｍｍの振動を生じていた。さら
に、回転軸の回転数が平均２０ｒｐｍに対して±０．５
ｒｐｍの周期的な変化をしていた（図１０参照）。これ
をガラス化してコア形状の非円率を調べてみると、２％
を超えるものが多くあった。このコア部材を使用して製
造したプリフォームを線引きして得られた光ファイバの
偏波モード分散値は、平均で０．２２［ｐｓ／√ｋ
ｍ］、最大で０．３２［ｐｓ／√ｋｍ］であった。この
ような偏波モード分散値にばらつきのある光ファイバで
は、上述のように伝送密度が高くなってきたときに市場
の要求を満たすことができない。なお、これらの実施例
においてはＶＡＤ法によるケースを例に取ったが、ＯＶ
Ｄ法やＭＣＶＤ法でも同様である。
を堆積させて直径３２ｍｍのスート堆積体コア部材を製
造した。このとき出発材を回転・支持するシャフトの回
転軸が、重力方向から１．２度ずれていたため、スート
堆積体の成長点で振幅３ｍｍの振動を生じていた。さら
に、回転軸の回転数が平均２０ｒｐｍに対して±０．５
ｒｐｍの周期的な変化をしていた（図１０参照）。これ
をガラス化してコア形状の非円率を調べてみると、２％
を超えるものが多くあった。このコア部材を使用して製
造したプリフォームを線引きして得られた光ファイバの
偏波モード分散値は、平均で０．２２［ｐｓ／√ｋ
ｍ］、最大で０．３２［ｐｓ／√ｋｍ］であった。この
ような偏波モード分散値にばらつきのある光ファイバで
は、上述のように伝送密度が高くなってきたときに市場
の要求を満たすことができない。なお、これらの実施例
においてはＶＡＤ法によるケースを例に取ったが、ＯＶ
Ｄ法やＭＣＶＤ法でも同様である。
【００２８】
【発明の効果】本発明の光ファイバ母材の製造装置は、
スート堆積体先端の振動を抑制するとともに、スート堆
積体と回転軸を合わせたものの固有振動数を高振動数側
に変化させて、スート堆積体に特異点が生じることを防
止している。さらに、コア部材製造工程において、コア
形状の非円形率を大きくする要因を押さえることによ
り、偏波モード分散の小さい光ファイバの得られるプリ
フォームを製造することができる。本発明に係る光ファ
イバ用母材の製造方法および装置は、安定した光ファイ
バ特性を有する光ファイバ用母材を低コストで製造する
ことができるという点で、極めて産業上の価値が高いも
のである。
スート堆積体先端の振動を抑制するとともに、スート堆
積体と回転軸を合わせたものの固有振動数を高振動数側
に変化させて、スート堆積体に特異点が生じることを防
止している。さらに、コア部材製造工程において、コア
形状の非円形率を大きくする要因を押さえることによ
り、偏波モード分散の小さい光ファイバの得られるプリ
フォームを製造することができる。本発明に係る光ファ
イバ用母材の製造方法および装置は、安定した光ファイ
バ特性を有する光ファイバ用母材を低コストで製造する
ことができるという点で、極めて産業上の価値が高いも
のである。
【図１】 本発明の光ファイバ母材の製造装置を例示し
た概略説明図である。
た概略説明図である。
【図２】 スート堆積体が振動する様子を示した概略説
明図である。
明図である。
【図３】 スート堆積体の振幅と偏波モード分散との関
係を示すグラフである。
係を示すグラフである。
【図４】 スート堆積体の回転ムラと偏波モード分散と
の関係を示すグラフである。
の関係を示すグラフである。
【図５】 振動抑制機構（ガイドローラー）を例示した
概略説明図である。
概略説明図である。
【図６】 振動抑制機構（振動抑制板）を例示した概略
説明図である。
説明図である。
【図７】 振動抑制機構（ガス吹き付け）を例示した概
略説明図である。
略説明図である。
【図８】 光ファイバ長とカットオフ波長、モードフィ
ールド径との関係を示す図である。
ールド径との関係を示す図である。
【図９】 本発明の実施例５の回転数の時間変化を示す
グラフである。
グラフである。
【図１０】 比較例２の回転数の時間変化を示すグラフ
である。
である。
１ モーター ２ 回転軸 ３ 振動抑制機構 ４ スート堆積体 ５ バーナー １１ ガイドローラー １２ ローラー保持金具 ２１ 振動抑制板 ２２ 装填材 ３１ ガス導入口 ３２ ガス吹出口
───────────────────────────────────────────────────── 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 (72)発明者 井上 大 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 (72)発明者 小山田 浩 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 EB11 EB26
Claims (6)
- 【請求項１】 回転する出発材にＳｉＯ2を主成分とす
るガラス微粉末を堆積させるスート堆積体製造工程およ
び／または該スート堆積体を透明ガラス化するガラス化
工程において、スート堆積体先端での振動幅をスートコ
ア径の５％以内に制御して製造することを特徴とする光
ファイバ用母材の製造方法。 - 【請求項２】 回転する出発材にＳｉＯ2を主成分とす
るガラス微粉末を堆積させるスート堆積体製造工程およ
び／または該スート堆積体を透明ガラス化するガラス化
工程において、スート堆積体の回転ムラを±１％以内に
制御して製造することを特徴とする光ファイバ用母材の
製造方法。 - 【請求項３】 回転する出発材にＳｉＯ2を主成分とす
るガラス微粉末を堆積させるスート堆積体製造工程およ
び／または該スート堆積体を透明ガラス化するガラス化
工程において、スート堆積体先端での振動幅をスートコ
ア径の５％以内とし、かつ回転ムラを±１％以内に制御
して製造することを特徴とする光ファイバ用母材の製造
方法。 - 【請求項４】 回転する出発材にＳｉＯ2を主成分とす
るガラス微粉末を堆積させて光ファイバ用母材を製造す
る装置において、出発材またはスート堆積体を回転・支
持するシャフトの回転軸に接触することにより、スート
堆積体先端での振動を抑制する振動抑制機構を有するこ
とを特徴とする光ファイバ用母材の製造装置。 - 【請求項５】 回転する出発材にＳｉＯ2を主成分とす
るガラス微粉末を堆積させて光ファイバ用母材を製造す
る装置において、出発材を回転・支持するシャフトの回
転軸および／またはスート堆積体にガスを吹き付けるこ
とにより、スート堆積体先端での振動を抑制する振動抑
制機構を有することを特徴とする光ファイバ用母材の製
造装置。 - 【請求項6】 回転する出発材にＳｉＯ2を主成分とする
ガラス微粉末を堆積させて光ファイバ用母材を製造する
装置において、出発材またはスート堆積体を回転・支持
するシャフトの回転軸の回転ムラを抑制する回転制御機
構を有することを特徴とする光ファイバ用母材の製造装
置。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000017021A JP2000281377A (ja) | 1999-01-26 | 2000-01-26 | 光ファイバ用母材の製造方法及び装置 |
| EP00126272A EP1106584B1 (en) | 1999-12-01 | 2000-12-01 | Method and apparatus for manufacturing a preform for an optical fibre |
| US09/727,386 US20020020193A1 (en) | 1999-12-01 | 2000-12-01 | Method for manufacturing base material for optical fiber, apparatus therefor, and base material manufactured by the same |
| DE60037098T DE60037098T2 (de) | 1999-12-01 | 2000-12-01 | Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen einer Vorform für optische Fasern |
| KR1020000072378A KR100615545B1 (ko) | 1999-12-01 | 2000-12-01 | 광 파이버용 모재의 제조방법 및 장치 |
| EP07075824A EP1894898B1 (en) | 1999-12-01 | 2000-12-01 | Method for modifying a glass base material for an optical fiber |
| US10/934,473 US20050147367A1 (en) | 1999-12-01 | 2004-09-07 | Method for manufacturing base material for optical fiber, apparatus therefor, and base material manufactured by the same |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11-16959 | 1999-01-26 | ||
| JP1695999 | 1999-01-26 | ||
| JP2000017021A JP2000281377A (ja) | 1999-01-26 | 2000-01-26 | 光ファイバ用母材の製造方法及び装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000281377A true JP2000281377A (ja) | 2000-10-10 |
Family
ID=26353413
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000017021A Pending JP2000281377A (ja) | 1999-01-26 | 2000-01-26 | 光ファイバ用母材の製造方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000281377A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007314425A (ja) * | 2007-08-27 | 2007-12-06 | Fujikura Ltd | 光ファイバ母材の製造方法 |
| JP2011256075A (ja) * | 2010-06-09 | 2011-12-22 | Fujikura Ltd | 光ファイバ多孔質母材焼結装置 |
| CN103803791A (zh) * | 2014-01-27 | 2014-05-21 | 江苏通鼎光棒技术有限公司 | 一种vad疏松体预制棒动态准直装置 |
| CN106477876A (zh) * | 2016-09-23 | 2017-03-08 | 广州宏晟光电科技有限公司 | 一种光纤拉丝挂棒机构 |
-
2000
- 2000-01-26 JP JP2000017021A patent/JP2000281377A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007314425A (ja) * | 2007-08-27 | 2007-12-06 | Fujikura Ltd | 光ファイバ母材の製造方法 |
| JP2011256075A (ja) * | 2010-06-09 | 2011-12-22 | Fujikura Ltd | 光ファイバ多孔質母材焼結装置 |
| CN102295406A (zh) * | 2010-06-09 | 2011-12-28 | 株式会社藤仓 | 光纤多孔质母材烧结装置 |
| CN103803791A (zh) * | 2014-01-27 | 2014-05-21 | 江苏通鼎光棒技术有限公司 | 一种vad疏松体预制棒动态准直装置 |
| CN103803791B (zh) * | 2014-01-27 | 2016-03-23 | 江苏通鼎光棒技术有限公司 | 一种vad疏松体预制棒动态准直装置 |
| CN106477876A (zh) * | 2016-09-23 | 2017-03-08 | 广州宏晟光电科技有限公司 | 一种光纤拉丝挂棒机构 |
| CN106477876B (zh) * | 2016-09-23 | 2019-01-04 | 广州宏晟光电科技股份有限公司 | 一种光纤拉丝挂棒机构 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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