JP2001039731A - 光ファイバ用ガラス母材の製造方法 - Google Patents

光ファイバ用ガラス母材の製造方法

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Tadakatsu Shimada
忠克 島田
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弘行 小出
Hiroshi Tsumura
寛 津村
Hideo Hirasawa
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Abstract

(57)【要約】 【課題】外径が均一で、ひび割れや気泡のない光ファイ
バ用ガラス母材を製造する方法を提供する。 【解決手段】光ファイバ用ガラス母材の製造方法は、実
施例に対応する図1を参照して説明すると、回転する棒
状のロッド2の両端に各々ダミー棒1・3が接続され、
ダミー棒の少なくとも一方3がロッド2より太径な接続
部6を有しており、ロッド2の側面と、接続部6を跨っ
てダミー棒3の側面とに、ロッド2と平行な往復動を繰
り返すバーナ9から吹き付けられるガラス微粒子を堆積
させた後、焼結することを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバの原材
料として用いられるガラス母材を製造する方法に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】光ファイバ用ガラス母材は、例えば気相
軸付け法(VAD法)により、コア部とその外周のクラ
ッド部とでドープ剤の濃度を相違させたガラス微粒子を
バーナから吹き付けガラス微粒子堆積体とした後、加熱
炉を通過させることにより焼結して脱水および透明ガラ
ス化したものである。これをコアロッドとして両端に同
径のダミー棒を接続し、その外周に外付け蒸着法(OV
D法)によりコアロッドと平行に往復動を繰り返すバー
ナから、クラッド部と同質な別なガラス微粒子を吹き付
けてガラス微粒子堆積体とした後、焼結して一層大型の
ガラス母材とすることもある。このガラス母材を線引す
ると光ファイバが得られる。
【0003】ガラス微粒子堆積体は、移動させながら加
熱炉を通過させることによって焼結される。このときガ
ラス微粒子は、堆積体の外縁から順次溶融され、より内
側あるいはより加熱炉外側方向の未溶融のガラス微粒子
の空隙を詰めながら、透明なガラス母材を形成してゆ
く。
【0004】焼結開始部位の近傍ほど、溶融したガラス
が分散して周囲の未溶融のガラス微粒子の空隙を詰める
ため、焼結後の母材の外径が細くなってしまう。焼結が
進行すると均等に空隙を詰めるようになるので、焼結後
のガラス母材は一定の外径に収束する。
【0005】ガラス母材の外径が不均一であると、光フ
ァイバのカットオフ波長やモードフィールド径の不均一
を引き起こすので、母材の外径を均一にするために焼結
開始部位近傍でガラス微粒子堆積層を厚くする方法が採
られていた。例えば、バーナの移動速度を緩めたりガラ
ス微粒子の供給量を増やして堆積層を厚くしていたが、
堆積密度が不均一となるため、ひび割れが生じたり焼結
後に気泡が残留するという別な問題を誘発していた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は前記の課題を
解決するためなされたもので、外径が均一で、ひび割れ
や気泡のない光ファイバ用ガラス母材を製造する方法を
提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めになされた本発明の光ファイバ用ガラス母材の製造方
法は、実施例に対応する図1を参照して説明すると、回
転する棒状のロッド2の両端に各々ダミー棒1・3が接
続され、ダミー棒の少なくとも一方3がロッド2より太
径な接続部6を有しており、ロッド2の側面と、接続部
6を跨ってダミー棒3の側面とに、ロッド2と平行な往
復動を繰り返すバーナ9から吹き付けられるガラス微粒
子を堆積させた後、焼結することを特徴としている。
【0008】焼結は、この太径接続部6を有するダミー
棒3側から開始されることで好適に実施することができ
る。
【0009】ダミー棒3がロッド2より太径な接続部6
を有していると、その側面にガラス微粒子を堆積させる
際に、ロッド2と比べバーナ9の火炎8との接触面積が
拡大するため、堆積密度は同等でガラス微粒子堆積量が
増大する。したがって太径接続部6の側面に堆積したガ
ラス微粒子の厚さは、ロッド2の側面に堆積したガラス
微粒子の厚さに比べ厚くなっている。この部位から焼結
が開始されると、太径接続部6の側面のガラス微粒子が
溶融し、焼結開始部位近傍ほど周囲に分散して空隙を詰
めつつ、透明なガラスとなるが、この厚さのためガラス
の厚さがほぼ均一となる。焼結が進行し、光ファイバ用
ガラス母材を形成する部位であるロッド2の側面に堆積
したガラス微粒子が溶融されるときには、均等に空隙を
詰めるようになっているので、焼結して得られるガラス
母材の外径は一定に収束している。
【0010】太径接続部6の径が、ロッド2の径の10
0.1〜600%であることで好適に実施することがで
きる。この範囲が100.1〜200%であると、火炎
8と太径接続部6との接触面積を大きくすることができ
堆積効率が高いうえ、ロッド2に対するダミー棒の重量
比が小さくダミー棒の把持装置を簡略化できるため、一
層好ましい。100.1%未満であると、火炎と太径接
続部との接触面積が小さくなって堆積効率が低下してし
まう。一方、600%を超えると堆積効率はこれ以上に
は向上しなくなる上、重量過多となってしまう。
【0011】太径接続部6が径減縮されて、接続されて
いることが好ましい。径減縮されていると、バーナ9の
移動速度を一定にしたまま、太径接続部6の径が太くな
るにつれガラス微粒子を徐々に厚く堆積させることがで
きる。
【0012】太径接続部6の径減縮されつつある軸長L
に対する、太径接続部6の最大径Dの比D/Lが10〜
1/20であることで好適に実施することができる。こ
の範囲が10より大きくなると、太径接続部の端面がほ
ぼ平面となってしまう結果、溶融による接続が困難であ
る。この範囲が1/20より小さいと、径減縮されつつ
ある軸長Lが長くなるうえ、堆積効率がよくない。操作
性や生産効率の面からこの範囲が1〜2/5であると、
一層好ましい。
【0013】ロッド2が、コアとクラッドとを有してい
ることが好ましい。これにより一層大型のガラス母材を
得ることができる。
【0014】ロッド2は、鉛直に吊り下げられている
と、ガラス微粒子の堆積や、引き続いて加熱炉の通過の
ための装置を簡便にすることができ、効率よくガラス母
材が製造される。
【0015】この光ファイバ用ガラス母材の製造方法に
よれば、ロッドの側面に堆積したガラス微粒子の焼結に
より、外径が均一で、ひび割れや気泡のない母材を得る
ことができる。
【0016】
【実施例】以下、本発明の光ファイバ用ガラス母材の製
造方法を詳細に説明する。光ファイバ用ガラス母材の製
造方法は、コアとその外周を取り巻くクラッドとを有す
る棒状のロッド2にガラス微粒子を堆積させた後、焼結
するものである。
【0017】ロッド2の下端5には、ロッド2より太径
であって接続部が径減縮されているダミー棒3が接続さ
れ、ロッド2の上端4には、ロッド2と同径のダミー棒
1が接続されている。ロッド2はダミー棒1を介して鉛
直に吊り下げられている。ロッド2と平行に往復動を繰
り返しているバーナ9の酸水素火炎8に、ガラス原料で
あるテトラクロロシランが供給されている。ロッド2の
上端4のダミー棒1に接続した回転用モータ(不図示)
の駆動により、ロッド2は回転している。酸水素火炎8
中で生成したガラス微粒子が、ロッド2の側面と、ダミ
ー棒1・3の側面とに吹き付けられる。ガラス微粒子
は、ロッド2の側面とダミー棒1の側面とに均一な厚さ
で堆積され、ダミー棒3の太径接続部6の側面にはロッ
ド2の側面より厚く堆積される。なお、バーナの往復動
の折り返しのためガラス微粒子が堆積する両端はコーン
状となっている。
【0018】ガラス微粒子が所望の厚さに堆積したとこ
ろでバーナ9を止め、ガラス微粒子堆積体7を得る。ダ
ミー棒1に接続した降下用回転モータの駆動によりガラ
ス微粒子堆積体を加熱炉を通過させて(不図示)、ダミ
ー棒3の太径接続部6の側面から順次焼結させると、ロ
ッド2の下端5から上端4までの側面に堆積したガラス
微粒子が透明ガラス化し、外径が均一で気泡やひび割れ
のないガラス母材が得られる。
【0019】以下に、本発明を適用する光ファイバ用ガ
ラス母材の製造方法により製造した例を実施例に示す。
また本発明を適用外の光ファイバ用ガラス母材の製造方
法により製造した例を、比較例に示す。
【0020】(実施例)VAD法で作製した長さ600
mm、外径30mmφのコアとクラッドとを有する石英
製の棒状のロッド2の下端5に、太径接続部6の径減縮
されつつある軸長Lに対する太径接続部の最大径Dの比
が2である外径35mmφの石英製のダミー棒3を溶接
により接続した。ロッド2の上端4にはロッド2と同径
の石英製のダミー棒1を接続した。バーナ9に酸素ガス
100L/分と水素ガス150L/分とを供給し点火し
て得られる酸水素火炎8に、テトラクロロシラン10L
/分を供給し、ガラス微粒子を生成させた。バーナ9
は、50mm/分の速度でロッド2と平行に往復動を繰
り返しながら、15rpmで回転しているロッド2とダ
ミー棒1・3との側面にガラス微粒子を吹き付けた。こ
れによりガラス微粒子の堆積体が得られた。堆積体を3
0本製造したところ、いずれにも堆積体のひび割れは確
認されなかった。加熱炉に堆積体を通過させて焼結さ
せ、光ファイバ用ガラス母材としたところ、気泡は観察
されなかった。ロッド2の下端5からロッド2の上端4
に至るまで、ガラス母材の外径に対するロッドの外径の
比αを測定した結果を図2に示す。図2から明らかなよ
うに、長手方向でのその比の変化は極僅かであった。
【0021】(比較例)ロッドと同径で外径30mmφ
のダミー棒を用いたことと、バーナの速度をロッドの中
央付近で50mm/分としダミー棒付近で40mm/分
としたこと以外は実施例と同様にしてガラス微粒子堆積
体を30本製造したところ、9本にひび割れが生じてい
た。実施例と同様にした光ファイバ用母材としたとこ
ろ、目視により気泡が観察された。また、図2に示すよ
うにガラス母材の外径に対するロッドの外径の比αはロ
ッドの下端すなわち焼結の開始端側ほど大きくなってい
た。
【0022】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように本発明の光
ファイバ用ガラス母材の製造方法によれば、外径が均一
で、ひび割れや気泡のない光ファイバ用ガラス母材が効
率よく得られる。このガラス母材から、カットオフ波長
やモードフィールド径が一定で、均質な光ファイバを製
造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用する光ファイバ用ガラス母材の製
造方法の実施例を示す概要図である。
【図2】光ファイバ用ガラス母材の長手方向の位置と、
ガラス母材の外径に対するロッドの外径の比αとの関係
を示す図である。
【符号の説明】
1はダミー棒、2はロッド、3はダミー棒、4はロッド
上端、5はロッド下端、6は太径接続部、7はガラス微
粒子堆積体、8は火炎、9はバーナ、Dは最大径、Lは
軸長である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小出 弘行 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 津村 寛 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 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 EA03 EB13

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 回転する棒状のロッドの両端に各々ダ
    ミー棒が接続され、該ダミー棒の少なくとも一方が該ロ
    ッドより太径な接続部を有しており、該ロッドの側面
    と、該接続部を跨って該ダミー棒の側面とに、該ロッド
    と平行な往復動を繰り返すバーナから吹き付けられるガ
    ラス微粒子を堆積させた後、焼結することを特徴とする
    ファイバ用ガラス母材の製造方法。
  2. 【請求項2】 前記焼結が、前記太径接続部を有する
    ダミー棒側から開始されることを特徴とする請求項1に
    記載のファイバ用ガラス母材の製造方法。
  3. 【請求項3】 前記太径接続部の径が、前記ロッドの
    径の100.1%〜600%であることを特徴とする請
    求項1または2に記載の光ファイバ用ガラス母材の製造
    方法。
  4. 【請求項4】 前記太径接続部が径減縮されて、前記
    接続がされていることを特徴とする請求項3に記載の光
    ファイバ用ガラス母材の製造方法。
  5. 【請求項5】 前記太径接続部の径減縮されつつある
    軸長に対する、該太径接続部の最大径の比が10〜1/
    20であることを特徴とする請求項4に記載の光ファイ
    バ用ガラス母材の製造方法。
  6. 【請求項6】 前記ロッドが、コアとクラッドとを有
    していることを特徴とする請求項1に記載の光ファイバ
    用ガラス母材の製造方法。
  7. 【請求項7】 前記ロッドが、鉛直に吊り下げられて
    いることを特徴とする請求項1に記載の光ファイバ用ガ
    ラス母材の製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2007106648A (ja) * 2005-10-14 2007-04-26 Sumitomo Electric Ind Ltd ガラス微粒子堆積体の製造方法

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