JP2003040624A - Method and apparatus for producing glass base material - Google Patents

Method and apparatus for producing glass base material

Info

Publication number
JP2003040624A
JP2003040624A JP2001229022A JP2001229022A JP2003040624A JP 2003040624 A JP2003040624 A JP 2003040624A JP 2001229022 A JP2001229022 A JP 2001229022A JP 2001229022 A JP2001229022 A JP 2001229022A JP 2003040624 A JP2003040624 A JP 2003040624A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
glass
base material
soot layer
traverse
longitudinal direction
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2001229022A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tomohiro Ishihara
朋浩 石原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Electric Industries Ltd filed Critical Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority to JP2001229022A priority Critical patent/JP2003040624A/en
Priority to DE60216674T priority patent/DE60216674T2/en
Priority to EP02015543A priority patent/EP1279646B1/en
Priority to CNB021269777A priority patent/CN100400446C/en
Priority to US10/201,136 priority patent/US20030024273A1/en
Publication of JP2003040624A publication Critical patent/JP2003040624A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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]
    • C03B37/01413Reactant delivery systems
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B2207/00Glass deposition burners
    • C03B2207/70Control measures
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B2207/00Glass deposition burners
    • C03B2207/80Feeding the burner or the burner-heated deposition site
    • C03B2207/85Feeding the burner or the burner-heated deposition site with vapour generated from liquid glass precursors, e.g. directly by heating the liquid
    • C03B2207/87Controlling the temperature

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Glass Melting And Manufacturing (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing a glass base material able to reduce weight fluctuation of heaped fine glass particle to a longitudinal direction of a sooting layer and able to produce a clear glass base material having a uniform outside diameter to the longitudinal direction or a constant diameter ratio of a core to a clad and its producing apparatus. SOLUTION: The glass base material is produced by forming a sooting layer 3 heaped with fine glass particles produced by a burner 6 on the periphery of a starting glass rod 1 traversing the stating glass rod 1 to a longitudinal direction while rotating. The temperature distribution and the outside diameter distribution of a face heaped with fine glass particles are measured and the weight distribution of a newly heaped sooting layer is calculated at each traverse or each specific traverse. The heaped fine glass particle weight is adjusted at the following traverse that the weight fluctuation is to be less calculated by the above weight distribution or the weight distribution calculated in the past.

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、出発母材のガラス
ロッド上にガラス微粒子を堆積させるガラス母材の製造
方法および製造装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and an apparatus for manufacturing a glass base material in which glass particles are deposited on a glass rod as a starting base material.

【0002】[0002]

【従来の技術】円柱状ガラス母材の製造で、ガラスロッ
ドを出発母材として、ガラスロッドを回転させながらそ
の外周にガラス微粒子を堆積させてスートプリフォーム
を形成する方法(外付け気相蒸着法:OVD法)が知ら
れている。この方法は、例えば、出発母材のガラスロッ
ド上に、反応容器内でSiCl4 などのガラス原料ガス
を、H2 などの燃料ガスとO2 などの助然ガスとともに
バーナから吹き付け、火炎・加水分解反応によりガラス
微粒子を生成して堆積させ、多孔質ガラスのスート層を
形成している。以上のようにして製造されたスートプリ
フォームは、この後、脱水、焼結されて所定の外径を有
する透明化ガラスとされる。
2. Description of the Related Art In the production of a cylindrical glass base material, a glass rod is used as a starting base material and glass fine particles are deposited on the outer periphery of the glass rod while rotating to form a soot preform (external vapor deposition). Method: OVD method) is known. This method, for example, on a glass rod of the starting base material, a glass raw material gas such as SiCl 4 in a reaction vessel, blown from the burner with auxiliary natural gas such as fuel gas and O 2, such as H 2, the flame-hydrolysis Glass particles are generated by the decomposition reaction and deposited to form a soot layer of porous glass. The soot preform manufactured as described above is then dehydrated and sintered to obtain transparent glass having a predetermined outer diameter.

【0003】所定の外径を有する透明化ガラスを得るに
は、ガラス微粒子を所定量堆積させたスートプリフォー
ムの形成が必要となる。通常、所定外径のスートプリフ
ォームを得るには、出発母材のガラスロッドを反応容器
内で回転させながら長手方向でバーナと相対的に多数回
トラバースさせて、ガラス微粒子層の堆積を繰り返す方
法が知られている。そして、ガラス微粒子の堆積量の検
出、制御は、スート層の外径または重量をモニターする
ことにより行なわれている。
In order to obtain a transparent glass having a predetermined outer diameter, it is necessary to form a soot preform in which a predetermined amount of glass fine particles are deposited. Usually, in order to obtain a soot preform with a predetermined outer diameter, a method in which the glass rod of the starting base material is traversed in the longitudinal direction relative to the burner many times while rotating in the reaction vessel, and the deposition of the glass fine particle layer is repeated. It has been known. Then, the detection and control of the deposition amount of the glass fine particles are performed by monitoring the outer diameter or the weight of the soot layer.

【0004】例えば、トラバース毎にスート層の重量増
加を測定して、最後のトラバース速度を制御して、所望
の堆積量とする方法(特開平4−260633号公報参
照)が知られている。この方法は、最終的なスート層重
量を所定値に合わせることはできるが、長手方向の有効
範囲に均一に堆積されているかはわからない。例えば、
バーナを用いてガラス微粒子の堆積を行なう場合、長手
方向のどの位置に何グラムのガラス微粒子を堆積させた
か不明であるし、また、両端部の非有効部に堆積するガ
ラス微粒子の堆積量が変化すると、有効部に堆積するガ
ラス微粒子の堆積量を正確に特定できないことになる。
これは、ガラス微粒子の堆積中に長さ方向変動の情報を
得ることができないからである。
For example, a method is known in which the weight increase of the soot layer is measured for each traverse and the final traverse speed is controlled to obtain a desired deposition amount (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-260633). This method can adjust the final weight of the soot layer to a predetermined value, but it is not known whether the weight is uniformly deposited in the effective area in the longitudinal direction. For example,
When glass particles are deposited using a burner, it is unknown at what position in the longitudinal direction how many grams of glass particles were deposited, and the amount of glass particles deposited on the ineffective parts at both ends changes. Then, the amount of glass particles deposited on the effective portion cannot be accurately specified.
This is because it is not possible to obtain information on the variation in the length direction during the deposition of the glass particles.

【0005】また、光ファイバ用ガラス母材の製造で、
出発ガラスロッドの長手方向のコア/クラッド比を予め
測定し、コア/クラッド比の長手方向変化に対応させ
て、トラバース速度およびガラス原料ガス供給量を制御
し、ガラス微粒子の堆積量を長手方向で調整する方法が
知られている(特開平4−292434号公報参照)。
この方法は、出発ガラスロッドの予め測定されたコア/
クラッド比分布に基づいて、バーナ速度およびガラス原
料ガス供給を制御することが前提となっている。したが
って、バーナ速度およびガラス原料ガス供給の制御が変
動せず所定値どおりに正確に行なわれれば、コア/クラ
ッド比が一定の光ファイバ母材を製造することは可能で
ある。しかし、一般に反応容器の排気圧、バーナからの
酸水素ガス流量やガラス原料ガス流量等には経時的な変
動があり、その他、バーナの構造差による変化もある。
このため、ガラス微粒子の堆積量は、ガラスロッドの長
手方向で常に変動し、予め設定した制御、調整では対応
させることができない。
In the manufacture of glass preforms for optical fibers,
The core / clad ratio in the longitudinal direction of the starting glass rod is measured in advance, the traverse speed and the glass raw material gas supply amount are controlled in accordance with the change in the core / clad ratio in the longitudinal direction, and the deposition amount of the glass particles in the longitudinal direction is controlled. A method of adjusting is known (see Japanese Patent Laid-Open No. 4-292434).
This method is based on a pre-measured core of the starting glass rod /
It is premised that the burner speed and the glass source gas supply are controlled based on the clad ratio distribution. Therefore, it is possible to manufacture an optical fiber preform having a constant core / cladding ratio if the control of the burner speed and the glass raw material gas supply does not fluctuate and is performed exactly as a predetermined value. However, in general, the exhaust pressure of the reaction vessel, the flow rate of oxyhydrogen gas from the burner, the flow rate of the glass raw material gas, and the like change with time, and in addition, there are changes due to the structural difference of the burner.
Therefore, the deposition amount of the glass particles constantly fluctuates in the longitudinal direction of the glass rod and cannot be dealt with by preset control and adjustment.

【0006】また、ガラス微粒子の堆積中に長手方向の
ガラス微粒子の堆積面温度とスート層外径を経時的に測
定し、酸水素ガスの供給量を調整し、スート密度(嵩密
度)を均一化またはスート外径を均一化する方法が知ら
れている(特開2000−256034参照)。しか
し、この方法は、酸水素ガスの供給量のみを制御してガ
ラス微粒子の堆積面温度またはスート外径を調整してい
るが、ガラス原料ガス供給量やトラバース速度に対して
の考慮がなされていない。このため、ガラス微粒子を長
手方向に均一に堆積させ、所定の堆積重量を得ることは
難しい。
Further, during the deposition of the glass particles, the temperature of the deposition surface of the glass particles in the longitudinal direction and the outer diameter of the soot layer are measured with time, the supply amount of oxyhydrogen gas is adjusted, and the soot density (bulk density) is made uniform. There is known a method of making the soot diameter uniform or making the soot outer diameter uniform (see JP-A-2000-256034). However, this method controls only the supply amount of oxyhydrogen gas and adjusts the deposition surface temperature of the glass particles or the soot outer diameter, but the glass source gas supply amount and the traverse speed are taken into consideration. Absent. Therefore, it is difficult to uniformly deposit the glass particles in the longitudinal direction and obtain a predetermined deposition weight.

【0007】スート層の長手方向で、ガラス微粒子の堆
積重量が不均一であると、脱水・焼結で透明ガラス化し
たとき、透明ガラス母材の長手方向の外径が不均一とな
ったり、または、出発ガラスロッドの径とガラス母材外
径との比が不均一となる。これを溶融線引してガラス光
ファイバとするような場合は、コアとクラッド径の比率
が変動し、光伝送特性に支障を与える。また、フォトマ
スクや液晶用ガラスとして、透明ガラス母材を板状にス
ライスした場合は、外径寸法が不均一となる。
If the deposition weight of the glass particles is not uniform in the longitudinal direction of the soot layer, the outer diameter in the longitudinal direction of the transparent glass preform becomes nonuniform when it is made into transparent vitrification by dehydration / sintering. Alternatively, the ratio between the diameter of the starting glass rod and the outer diameter of the glass base material becomes non-uniform. In the case of melting and drawing this into a glass optical fiber, the ratio of the core and the clad diameter fluctuates, which impairs the optical transmission characteristics. Further, when a transparent glass base material is sliced into a plate shape as a photomask or glass for liquid crystal, the outer diameter dimension becomes nonuniform.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した事
情に鑑みてなされたもので、スート層の長手方向でガラ
ス微粒子の堆積重量の変動を少なくし、長手方向に均一
な外径またはコアとクラッド径の比率が一定の透明化ガ
ラス母材を得ることができるガラス母材の製造方法とそ
の製造装置の提供を課題とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and reduces fluctuations in the deposition weight of glass fine particles in the longitudinal direction of the soot layer to provide a uniform outer diameter or core in the longitudinal direction. An object of the present invention is to provide a glass base material manufacturing method and a manufacturing apparatus therefor capable of obtaining a transparent glass base material having a constant ratio of the clad diameter and the clad diameter.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明のガラス母材の製
造方法は、出発ガラスロッドを回転させながら長手方向
にトラバースさせ、出発ガラスロッドの外周にバーナに
より生成したガラス微粒子を堆積させてスート層を形成
するガラス母材の製造方法であって、ガラス微粒子の堆
積面温度変動分布および外径変動分布を測定し、トラバ
ース毎または所定のトラバース毎に、新たに堆積したス
ート層の重量分布を算定し、前記の重量分布または過去
に算定した重量分布を加算した重量分布の変動が少なく
なるように、次のトラバース以降でガラス微粒子の堆積
量を調整することを特徴とする。
The method for producing a glass preform according to the present invention comprises traversing the starting glass rod in the longitudinal direction while rotating the glass rod, and depositing glass fine particles generated by a burner on the outer periphery of the starting glass rod. A method of manufacturing a glass base material to form a layer, measuring the temperature variation distribution and outer diameter variation distribution of the glass particles, for each traverse or for each predetermined traverse, the weight distribution of the newly deposited soot layer It is characterized in that the deposition amount of glass fine particles is adjusted after the next traverse so that the fluctuation of the weight distribution calculated and the weight distribution obtained by adding the previously calculated weight distribution is reduced.

【0010】また、本発明のガラス母材の製造装置は、
反応容器、出発ガラスロッドを回転させながら長手方向
にトラバースさせる駆動装置、出発ガラスロッドの外周
に堆積させるガラス微粒子を生成するバーナを備えたガ
ラス母材の製造装置であって、スート層の長手方向位置
を計測するスート位置計測装置、ガラス微粒子の堆積面
温度を測定するための放射温度計、スート層の外径を測
定するためのレーザ式距離測定器を備え、ガラス微粒子
の堆積面温度および外径から堆積されたスート層の重量
分布を算定する演算装置を備えたことを特徴とする。
Further, the glass base material manufacturing apparatus of the present invention comprises:
A reaction vessel, a drive device for traversing the starting glass rod in a longitudinal direction while rotating, a manufacturing device of a glass base material provided with a burner for generating glass particles to be deposited on the outer periphery of the starting glass rod, and a longitudinal direction of a soot layer. It is equipped with a soot position measuring device for measuring the position, a radiation thermometer for measuring the temperature of the deposition surface of glass particles, and a laser distance measuring device for measuring the outer diameter of the soot layer. It is characterized by being provided with an arithmetic unit for calculating the weight distribution of the soot layer deposited from the diameter.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】本発明は、出発母材のガラスロッ
ド上に堆積されるガラス微粒子の堆積重量が長手方向に
高精度で均一化することにある。すなわち、ガラス微粒
子の堆積重量が長手方向に均一であれば、ガラス微粒子
の堆積によって形成されるスート層の長手方向の外径に
変動があってもよく、また、スート密度(嵩密度)に変
動があってもよいと言える。ガラス微粒子の堆積重量が
長手方向で均一に形成されたスートプリフォームを脱水
・焼結処理で透明ガラス化すると、出発ガラスロッドが
均一な外径を有していれば、長手方向に外径変動が少な
く、出発ガラスロッド径との比が均一なガラス母材が得
られる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention is to make the deposition weight of glass fine particles deposited on the glass rod of the starting base material uniform in the longitudinal direction with high accuracy. That is, if the deposition weight of the glass particles is uniform in the longitudinal direction, the outer diameter in the longitudinal direction of the soot layer formed by the deposition of the glass particles may vary, and the soot density (bulk density) also varies. It can be said that there is. If the soot preform, in which the deposited weight of glass particles is formed uniformly in the longitudinal direction, is made into transparent glass by dehydration / sintering treatment, if the starting glass rod has a uniform outer diameter, the outer diameter fluctuates in the longitudinal direction. And a glass base material having a uniform ratio to the diameter of the starting glass rod is obtained.

【0012】ガラス微粒子の長手方向の堆積重量は、ス
ート層の長手方向位置におけるスート層外径と嵩密度か
ら算定することができる。スート層外径は、スート層表
面までの距離を距離測定器で測定して算定することがで
き、嵩密度は、ガラス微粒子の堆積面温度と一定の関係
があることから、ガラス微粒子の堆積面温度を放射温度
計等を用いて測定し、ガラス微粒子の堆積面温度から算
定することができる。ガラス微粒子の堆積重量は、スー
ト層外径から得られる増加体積と嵩密度の積により容易
に算定することができる。これらの測定を、スート層の
長手方向の各位置で行なうことにより、ガラス微粒子の
堆積によるスート層の長手方向の重量分布を算定するこ
とができる。
The deposition weight of the glass particles in the longitudinal direction can be calculated from the outer diameter of the soot layer and the bulk density at the longitudinal position of the soot layer. The outer diameter of the soot layer can be calculated by measuring the distance to the surface of the soot layer with a distance measuring device, and the bulk density has a certain relationship with the temperature of the glass particle deposition surface. The temperature can be measured using a radiation thermometer or the like, and can be calculated from the deposition surface temperature of the glass particles. The deposition weight of the glass particles can be easily calculated by the product of the increased volume and the bulk density obtained from the outer diameter of the soot layer. By performing these measurements at each position in the longitudinal direction of the soot layer, the weight distribution in the longitudinal direction of the soot layer due to the deposition of glass particles can be calculated.

【0013】スート層の長手方向の重量分布は、1トラ
バース毎に算定するか、または所定のトラバース時に算
定する。算定された重量分布に基づいて、次のトラバー
スにフィードバックし、ガラス原料ガスの供給量または
トラバース速度等を調整してガラス微粒子の堆積量を調
整し、重量分布の変動を少なくする。この測定、調整を
繰り返すことにより、最終的にスート層の長手方向位置
におけるガラス微粒子の堆積重量が長手方向で均一化ま
たは所定の分布とされ、透明ガラス化したとき、均一な
外径またはガラス外径と出発ガラスロッド径の比が一定
の円柱状ガラス母材を得ることができる。
The weight distribution in the longitudinal direction of the soot layer is calculated for each traverse or at a predetermined traverse. Based on the calculated weight distribution, it is fed back to the next traverse to adjust the supply amount of glass raw material gas or the traverse speed to adjust the deposition amount of the glass fine particles to reduce the fluctuation of the weight distribution. By repeating this measurement and adjustment, finally, the deposition weight of the glass fine particles at the longitudinal position of the soot layer becomes uniform or has a predetermined distribution in the longitudinal direction. It is possible to obtain a cylindrical glass preform having a constant ratio of diameter to starting glass rod diameter.

【0014】図1の概略図により、本発明の実施の形態
を説明する。図中、1は出発ガラスロッド、2はダミー
ロッド、3はスート層、4は反応容器、5は駆動装置、
6はバーナ、7は縦長観測窓、8は温度測定器、9は観
測小窓、10は距離測定器、11はスート位置計測装
置、12はガス供給装置、13は演算装置、14は制御
装置を示す。
An embodiment of the present invention will be described with reference to the schematic view of FIG. In the figure, 1 is a starting glass rod, 2 is a dummy rod, 3 is a soot layer, 4 is a reaction vessel, 5 is a driving device,
6 is a burner, 7 is a vertically long observation window, 8 is a temperature measuring device, 9 is a small observation window, 10 is a distance measuring device, 11 is a soot position measuring device, 12 is a gas supply device, 13 is a computing device, and 14 is a control device. Indicates.

【0015】出発ガラスロッド1は、光ファイバ用の場
合は、ドーパントを添加して屈折率を高めたコアガラス
またはコアガラスの外側にクラッドガラスを有する円柱
状のものが用いられる。また、光ファイバ以外のガラス
母材の製造では、堆積されるガラス微粒子と同種の材料
で形成されたガラスが用いられる。出発ガラスロッド1
の端部には、スート層3が形成されない部分で、出発ガ
ラスロッド1を反応容器4の支持部に支持させ、また、
スート層形成後の処理のためのダミーロッド2を融着に
より取付ける。なお、ダミーロッド2を用いずに、出発
ガラスロッド1に長尺のものを用いてもよい。
In the case of an optical fiber, the starting glass rod 1 is a core glass having a refractive index increased by adding a dopant, or a columnar glass rod having a clad glass outside the core glass. Further, in the production of the glass base material other than the optical fiber, glass formed of the same material as the deposited glass particles is used. Starting glass rod 1
The starting glass rod 1 is supported by the supporting portion of the reaction container 4 at the end where the soot layer 3 is not formed, and
The dummy rod 2 for the processing after forming the soot layer is attached by fusion. The starting glass rod 1 may be a long one without using the dummy rod 2.

【0016】反応容器4は、例えば、縦型構造で構成さ
れ、上方部に出発ガラスロッド1を吊下げ支持し上下方
向に移動させる駆動装置5が配される。反応容器4内に
は、1つ以上のバーナ6が配され、バーナ6から供給さ
れる火炎ガスとガラス原料ガスにより、出発ガラスロッ
ド1の外周にガラス微粒子を堆積させてスート層3を生
成させる。バーナ6には、ガス供給装置装置12によ
り、所定の火炎ガスおよびガラス原料ガスが調整可能に
供給される。なお、反応容器を横型で構成する場合は、
出発ガラスロッド1を両側で支持し、水平方向にトラバ
ースする機構となる。
The reaction container 4 has, for example, a vertical structure, and a driving device 5 for suspending and supporting the starting glass rod 1 and vertically moving the starting glass rod 1 is arranged in the upper part. One or more burners 6 are arranged in the reaction vessel 4, and the soot layer 3 is generated by depositing glass fine particles on the outer circumference of the starting glass rod 1 by the flame gas and the glass raw material gas supplied from the burner 6. . A predetermined flame gas and a glass material gas are adjustably supplied to the burner 6 by the gas supply device 12. If the reaction vessel is of horizontal type,
The starting glass rod 1 is supported on both sides to traverse in the horizontal direction.

【0017】反応容器4の器壁には縦長の観測窓7を設
け、ガラス微粒子が堆積されたスート層表面を観察し、
また、温度測定器8によりガラス微粒子の堆積面温度、
距離測定器10等によりスート層外面までの距離を測定
できるように構成する。なお、距離測定器10用には、
縦長観測窓7に代えてバーナ6の下方および上方位置に
円形または矩形の観測小窓9を設けるようにしてもよ
い。出発ガラスロッド1を回転させトラバースさせる駆
動装置5の情報を、スート位置計測装置11に入力し
て、スート層3の長手方向の位置を計測することができ
る。
A vertically long observation window 7 is provided on the vessel wall of the reaction vessel 4 to observe the surface of the soot layer on which the glass particles are deposited,
Further, the temperature measuring device 8 is used to
It is configured so that the distance to the outer surface of the soot layer can be measured by the distance measuring device 10 or the like. In addition, for the distance measuring device 10,
Instead of the vertically long observation window 7, circular or rectangular observation small windows 9 may be provided below and above the burner 6. Information on the driving device 5 that rotates and traverses the starting glass rod 1 can be input to the soot position measuring device 11 to measure the position of the soot layer 3 in the longitudinal direction.

【0018】温度測定器8により測定されたガラス微粒
子の堆積面温度情報、距離測定器10により測定された
スート層外面までの距離情報、およびスート位置計測装
置11による位置情報は、演算装置13に入力される。
演算装置13では、入力された各種情報に基づいて演算
処理が行なわれ、スート層3の長手方向における重量分
布を算定する。制御装置14では、演算装置13で算定
された重量分布に基づいて、ガラス原料ガスの供給量ま
たはトラバース速度等を調整して、次のトラバースにフ
ィードバックする制御を行ない、ガラス微粒子の堆積量
を調整し、重量分布の変動を少なくする。
The information on the deposition surface temperature of the glass particles measured by the temperature measuring device 8, the distance information to the outer surface of the soot layer measured by the distance measuring device 10, and the position information by the soot position measuring device 11 are stored in the computing device 13. Is entered.
The arithmetic unit 13 performs arithmetic processing based on various input information to calculate the weight distribution in the longitudinal direction of the soot layer 3. The control device 14 adjusts the supply amount of glass raw material gas, the traverse speed, or the like based on the weight distribution calculated by the calculation device 13 to perform feedback control to the next traverse to adjust the deposition amount of the glass particles. To reduce the variation in weight distribution.

【0019】ガラス微粒子の堆積面温度を測定する温度
測定器8には、縦長観測窓7を通してガラス微粒子の堆
積面から放出される放射強度を測定する放射温度計を用
いるのが好ましい。この放射温度計には、スポットで測
定する放射温度計は測定誤差が大きいので、広範囲の測
定が可能なサーモビュアーを用いるのがよい。また、温
度測定器8は、スート層3の最も高温となる位置の表面
温度を計測するのが好ましく、例えば、バーナ6が当て
られている位置の温度を測定する。回転するガラス微粒
子の堆積面温度は、温度測定器8を通過する際に連続的
に測定し、各位置における表面温度の平均値を求めてス
ート長手方向の温度分布を算定する。この温度分布か
ら、スート長手方向の各位置における嵩密度ρ(g/c
3 )を蓄積データに基づく関係式で算定する。
As the temperature measuring device 8 for measuring the temperature of the glass particle deposition surface, it is preferable to use a radiation thermometer for measuring the radiation intensity emitted from the glass particle deposition surface through the vertically long observation window 7. For this radiation thermometer, since a radiation thermometer that measures with a spot has a large measurement error, it is preferable to use a thermoviewer capable of measuring a wide range. Further, the temperature measuring device 8 preferably measures the surface temperature of the soot layer 3 at the highest temperature, for example, the temperature of the position where the burner 6 is applied. The deposition surface temperature of the rotating glass particles is continuously measured when passing through the temperature measuring device 8, and the average value of the surface temperature at each position is obtained to calculate the temperature distribution in the soot longitudinal direction. From this temperature distribution, the bulk density ρ (g / c at each position in the soot longitudinal direction)
m 3 ) is calculated by a relational expression based on the accumulated data.

【0020】スート層3の表面までの距離を測定する距
離測定器10には、非接触で遠距離から測定できるレー
ザ式の距離測定器を用いるのが好ましい。反応容器4の
周囲は比較的温度が高くなるので、長距離測定タイプ
(測定距離1〜2m)のものを用いて、高温による故障
を回避するために反応容器からできるだけ離して設置す
るのがよい。また、距離測定のために観測小窓9を設け
る場合は、レーザ光がバーナ6の少なくとも5cm以上
の下方位置になるように設置するのがよい。レーザ光が
バーナ6にあまり近いと、反応容器内を堆積されずに浮
遊するガラス微粒子で邪魔され、正確な測定ができなく
なる場合もある。なお、距離測定器10は、バーナ6の
上方側に設置してもよく、また、バーナ6の下方側と上
方側の両側に設置してもよい。
As the distance measuring device 10 for measuring the distance to the surface of the soot layer 3, it is preferable to use a laser type distance measuring device which can measure from a long distance without contact. Since the temperature around the reaction container 4 becomes relatively high, it is preferable to use a long-distance measurement type (measurement distance 1 to 2 m) and install it as far as possible from the reaction container in order to avoid failure due to high temperature. . Further, when the observation small window 9 is provided for distance measurement, it is preferable that the observation light window 9 is installed so that the laser beam is positioned at least 5 cm below the burner 6. If the laser light is too close to the burner 6, it may be disturbed by the glass particles floating in the reaction vessel without being deposited, and accurate measurement may not be possible. The distance measuring device 10 may be installed on the upper side of the burner 6 or on both the lower side and the upper side of the burner 6.

【0021】図2は、スート層外径の算定方法を説明す
る図である。出発ガラスロッド1の長手方向の外径
(R)および外径変化の分布を、予め測定しておく。ま
た、出発ガラスロッド1の一部分をレーザ光が透過しな
いようにすりガラスとしておき、この部分の外径を事前
に測定しておく。出発ガラスロッド1の両端にダミーロ
ッド2が溶着されている場合は、ダミーロッドをすりガ
ラスとしておくとよい。反応容器4内に出発ガラスロッ
ド1を吊下げ、すりガラス部分にレーザ光を当て、距離
測定器10から出発ガラスロッド1の表面までの距離
(L0 )を測定する。このとき、レーザ光は、出発ガラ
スロッド1に対して垂直でかつ中心に向けて当てられて
いることが必要である。
FIG. 2 is a diagram for explaining a method of calculating the outer diameter of the soot layer. The outer diameter (R) in the longitudinal direction of the starting glass rod 1 and the distribution of changes in the outer diameter are measured in advance. Further, a part of the starting glass rod 1 is made of frosted glass so that the laser light does not pass therethrough, and the outer diameter of this part is measured in advance. When the dummy rods 2 are welded to both ends of the starting glass rod 1, the dummy rods may be ground glass. The starting glass rod 1 is suspended in the reaction container 4, and laser light is applied to the frosted glass portion to measure the distance (L 0 ) from the distance measuring device 10 to the surface of the starting glass rod 1. At this time, it is necessary that the laser light is applied perpendicularly to the starting glass rod 1 and toward the center.

【0022】次いで、出発ガラスロッド1を回転させな
がら上方から下方にトラバースして、その表面にバーナ
6から火炎ガスとガラス原料ガスを吹き付ける。この最
初のトラバース(第1トラバース)による第1層目のガ
ラス微粒子を堆積させ、距離測定器10からガラス微粒
子の堆積層(スート層3)の表面までの距離(L1 )を
長手方向の各位置で測定する。この測定値から、第1ト
ラバ−ス後のスート層外径(D1 )を長手方向の各位置
で求め、長手方向での外径分布を算定する。このスート
層外径(D1 )と出発ガラスロッド外径(R)から、ス
ート層3の径方向増加断面積が算定でき、単位長(c
m)を乗算して単位長当たりの長手方向での増加体積
(V1 )分布を算定することができる。
Next, the starting glass rod 1 is traversed from the upper side to the lower side while rotating, and flame gas and glass raw material gas are blown from the burner 6 to the surface thereof. Glass particles of the first layer are deposited by this first traverse (first traverse), and the distance (L 1 ) from the distance measuring device 10 to the surface of the deposition layer of the glass particles (soot layer 3) is set in each of the longitudinal directions. Measure at position. From this measured value, the outer diameter (D 1 ) of the soot layer after the first traverse is determined at each position in the longitudinal direction, and the outer diameter distribution in the longitudinal direction is calculated. From the outer diameter (D 1 ) of the soot layer and the outer diameter (R) of the starting glass rod, the radial cross section of the soot layer 3 can be calculated, and the unit length (c
m) can be multiplied to calculate the increasing volume (V 1 ) distribution in the longitudinal direction per unit length.

【0023】次の第2トラバースは、第1トラバースと
反対方向の下方から上方への移動となる。したがって、
距離測定器10がバーナ6の下方にのみ設置されている
場合は、第2トラバースでのスート層外径の変化はない
ので、距離測定は行なわなくてもよい。しかし、測定誤
差を回避するために、第1トラバースと第2トラバース
の両方で距離測定を行ない、その平均値をとるようにし
てもよい。距離測定器10がバーナ6の下方側と上方側
の両方に設置されている場合は、第2トラバースによる
第2層目のガラス微粒子の堆積層までの距離を、上方側
に設置された距離測定器により測定することができる。
なお、ガラス微粒子堆積面温度測定および嵩密度分布の
算定は、外径測定をするしないにかかわらず、トラバー
ス毎に行なう。
The next second traverse is a movement from the lower side to the upper side in the opposite direction to the first traverse. Therefore,
When the distance measuring device 10 is installed only below the burner 6, there is no change in the outer diameter of the soot layer in the second traverse, and therefore the distance measurement need not be performed. However, in order to avoid a measurement error, the distance may be measured in both the first traverse and the second traverse, and the average value thereof may be taken. When the distance measuring device 10 is installed on both the lower side and the upper side of the burner 6, the distance to the deposition layer of the second layer of glass particles by the second traverse is measured on the upper side. It can be measured by the instrument.
The glass particle deposition surface temperature measurement and the bulk density distribution calculation are performed for each traverse regardless of whether or not the outer diameter is measured.

【0024】第3トラバースでは、第1トラバースと同
方向の上方から下方への移動で、第1トラバース時と同
様に第3層目のガラス微粒子が堆積される。距離測定器
10から第3トラバース時にスート層3の表面までの距
離(L3 )を長手方向の各位置で測定する。第1トラバ
ース時または第2トラバース時に測定した距離(L1
と第3トラバース時に測定した距離(L3 )から、第3
トラバース後のスート層外径(D3 )を長手方向の各位
置で算定する。このスート層外径(D3 )と第1トラバ
ース後のスート層外径(D1 )から、第3トラバース時
におけるスート層3の径方向増加断面積が算定でき、単
位長(cm)を乗算することにより単位長当たりの増加
体積(V3 )を算定することができる。以下同様にし
て、第5トラバース以降から最終のトラバースまで、距
離測定器10からガラス微粒子の堆積層表面までの距離
(Ln)を測定し、スート層外径(Dn)および単位長
当たりの増加体積(Vn)を算定する。
In the third traverse, by moving from the upper side to the lower side in the same direction as the first traverse, the glass particles of the third layer are deposited as in the first traverse. The distance (L 3 ) from the distance measuring device 10 to the surface of the soot layer 3 during the third traverse is measured at each position in the longitudinal direction. Distance (L 1 ) measured during the first or second traverse
And the distance (L 3 ) measured during the third traverse, the third
Calculating soot layer outer diameter after traversing the (D 3) at each position in the longitudinal direction. From this soot layer outer diameter (D 3 ) and the soot layer outer diameter (D 1 ) after the first traverse, the radial increasing cross-sectional area of the soot layer 3 at the time of the third traverse can be calculated and multiplied by the unit length (cm). By doing so, the increased volume per unit length (V 3 ) can be calculated. Similarly, from the fifth traverse to the final traverse, the distance (Ln) from the distance measuring device 10 to the surface of the deposited layer of glass particles is measured, and the soot layer outer diameter (Dn) and the increased volume per unit length are measured. Calculate (Vn).

【0025】以上の如くして、スート層外面までの距離
(Ln)を測定して、出発ガラスロッド1に堆積された
ガラス微粒子の長手方向の増加体積(Vn)を算定す
る。この増加体積(Vn)と、各トラバース時に測定し
たガラス微粒子の堆積面温度により求めたスート長手方
向の各位置の嵩密度ρn(g/cm3 )との積を求める
ことにより、ガラス微粒子の長手方向の重量分布を測定
することができる。この重量分布の測定、演算をスート
層3の有効範囲の全長に亘って行なう。すなわち、第1
層目の長手方向の重量分布を求め、第2層目のガラス微
粒子の堆積を行なう際のデータとする。そして、第2層
目の堆積を行なう第2トラバースでは、第1層目の重量
分布の変動を少なくするように、ガラス原料ガスの供給
量またはトラバース速度を制御装置14により調整制御
する。
As described above, the distance (Ln) to the outer surface of the soot layer is measured to calculate the increased volume (Vn) in the longitudinal direction of the glass fine particles deposited on the starting glass rod 1. The product of the increased volume (Vn) and the bulk density ρn (g / cm 3 ) at each position in the soot longitudinal direction, which is obtained from the deposition surface temperature of the glass particles measured at each traverse, is used to determine the length of the glass particles. The weight distribution in the direction can be measured. The weight distribution is measured and calculated over the entire length of the effective range of the soot layer 3. That is, the first
The weight distribution in the longitudinal direction of the layer is obtained and used as the data for depositing the glass particles of the second layer. Then, in the second traverse in which the second layer is deposited, the controller 14 adjusts and controls the supply amount of glass raw material gas or the traverse speed so as to reduce the variation in the weight distribution of the first layer.

【0026】以後、所定のスート層重量が得られるま
で、上述の測定、演算および調整制御を、トラバース毎
に毎回または予め定めた所定のトラバース時に行なうこ
とにより、スート層3の堆積量を有効範囲全長で均一に
することができる。このようにして形成されたスートプ
リフォームを脱水・焼結することにより、長手方向に外
径変動の少ない均一な透明化ガラス母材を得ることがで
きる。
Thereafter, until the predetermined soot layer weight is obtained, the above-mentioned measurement, calculation and adjustment control are carried out every traverse or at a predetermined predetermined traverse, so that the soot layer 3 is deposited in an effective range. It can be made uniform over the entire length. By dehydrating and sintering the soot preform thus formed, it is possible to obtain a uniform transparent glass preform with a small outer diameter variation in the longitudinal direction.

【0027】また、出発ガラスロッド外径が長手方向に
変動している場合がある。例えば、出発ガラスロッドが
光ファイバ用のコア部ガラスロッドで、その外径が長手
方向で変動していたり、コア部とクラッド部からなるガ
ラスロッドで、「コア径/クラッド径」の比が長手方向
で変動している場合がある。このような場合は、予め出
発ガラスロッド外径変動分布、「コア径/クラッド径」
の比の変動分布を予め測定しておき、これらの変動分布
に応じたスート層の堆積を行なう。したがって、スート
層の長手方向でのガラス微粒子の堆積重量分布は、「コ
ア径/ガラス径」の比が均一となるような堆積重量分布
に調整され、長手方向の堆積重量分布そのものは必ずし
も均一でなくてもよい。このガラス微粒子堆積体を透明
ガラス化したときに、「コア径/ガラス径」の比が長手
方向で均一なガラス母材を得ることができる。
In addition, the outer diameter of the starting glass rod may fluctuate in the longitudinal direction. For example, the starting glass rod is a core glass rod for optical fiber, the outer diameter of which varies in the longitudinal direction, or the glass rod is composed of a core portion and a clad portion, and the ratio of “core diameter / clad diameter” is long. It may fluctuate in the direction. In such a case, the starting glass rod outer diameter fluctuation distribution, "core diameter / clad diameter" is calculated in advance.
The distribution of fluctuations in the ratio is previously measured, and the soot layer is deposited according to these fluctuations. Therefore, the deposition weight distribution of the glass particles in the longitudinal direction of the soot layer is adjusted to a deposition weight distribution such that the ratio of “core diameter / glass diameter” becomes uniform, and the deposition weight distribution itself in the longitudinal direction is not always uniform. You don't have to. When this glass particle deposit is made into a transparent glass, it is possible to obtain a glass base material having a ratio of “core diameter / glass diameter” uniform in the longitudinal direction.

【0028】ガラス微粒子の堆積量の調整は、トラバー
ス速度を一定としてバーナ6から供給するガラス原料ガ
スの供給量を長手方向位置で増減させる方法と、ガラス
原料ガスの供給量を一定としてトラバース速度を変える
方法がある。前者の場合は、ガラス原料ガス量をMFC
(マスフロコントローラー)で調整するだけなので、調
整制御が比較的容易である。後者は、トラバース速度を
速くするか遅くするかでガラス微粒子の堆積量を変える
ので、トラバース速度の微細可変調整機構が必要であ
る。また、両者を同時に調整制御することも可能である
が、制御が複雑になる。なお、トラバース速度やガラス
原料の供給量の調整に合わせて、酸水素ガスの増減も行
なうのが望ましい。
The amount of glass particles deposited is adjusted by adjusting the traverse speed at a constant rate and increasing or decreasing the supply amount of the glass raw material gas supplied from the burner 6 at a position in the longitudinal direction. There is a way to change. In the former case, the amount of glass raw material gas is set to MFC.
Adjustment is relatively easy because it is only adjusted with the (mass flow controller). The latter changes the amount of glass particles deposited depending on whether the traverse speed is increased or decreased, so that a fine variable adjustment mechanism of the traverse speed is necessary. It is also possible to control both of them at the same time, but the control becomes complicated. Incidentally, it is desirable to increase or decrease the oxyhydrogen gas in accordance with the adjustment of the traverse speed or the supply amount of the glass raw material.

【0029】次に、上述した実施の形態の具体例につい
て述べる。出発ガラスロッド1には、光ファイバ用のコ
ア部とクラッド部を有し、「コア径/クラッド径」の
比、およびガラス外径が長手方向で均一な外径30m
m、長さ500mmの円柱ガラスを用いた。この円柱ガ
ラスの両端に、表面をすりガラスとした外径30mmの
石英ガラスのダミーロッド2を溶着した。ダミーロッド
2の一方を駆動装置5に支持させて反応容器4内に吊下
げる。距離測定器10には、レーザ式のものを用い、バ
ーナ6から100mm下方で、レーザ光が出発ガラスロ
ッド1の中心に直角に当たるように設置した。温度測定
器8には、広範囲の測定が可能なサーモビュアーを用
い、長手方向に移動可能に設置した。
Next, a specific example of the above-described embodiment will be described. The starting glass rod 1 has a core part and a clad part for an optical fiber, and has a ratio of “core diameter / clad diameter” and an outer diameter of 30 m in which the glass outer diameter is uniform in the longitudinal direction.
A cylindrical glass having a length of m and a length of 500 mm was used. Dummy rods 2 of quartz glass having an outer diameter of 30 mm, the surface of which was ground glass, were welded to both ends of this cylindrical glass. One of the dummy rods 2 is supported by the driving device 5 and is suspended in the reaction container 4. The distance measuring device 10 is of a laser type, and is installed 100 mm below the burner 6 so that the laser light strikes the center of the starting glass rod 1 at a right angle. As the temperature measuring device 8, a thermoviewer capable of measuring a wide range was used and installed so as to be movable in the longitudinal direction.

【0030】バーナ6は、直径60mmのものを1本設
置した。バーナ6からは、ガラス原料となるSiCl4
を12SLM(スタンダードリットル/分)をそれぞれ
供給し、火炎形成のためのH2 を240SLM、O2
120SLM、および、バーナ出口付近のH2 とO2
遮蔽するArガス6SLMを基準値として供給するよう
にした。なお、本具体例では、バーナ6は1本設置した
が、複数本のバーナを用いてもよい。
As the burner 6, one having a diameter of 60 mm was installed. From the burner 6, SiCl 4 which is a glass raw material
12 SLM (standard liter / minute), H 2 for flame formation of 240 SLM, O 2 of 120 SLM, and Ar gas 6 SLM for shielding H 2 and O 2 near the burner outlet as standard values. I decided to do it. In this specific example, one burner 6 is installed, but a plurality of burners may be used.

【0031】ガラス微粒子の堆積開始に先立って、先
ず、距離測定器10からダミーロッド2のすりガラス面
にレーザ光を当て、出発ガラスロッド表面と距離測定器
10間の距離(L0 )を測定する。この後、出発ガラス
ロッド1を40rpmの回転速度を回転させながら、上
方から下方に向けて向けて、例えば、200mm/分の
速度で第1トラバースを開始する。なお、出発ガラスロ
ッド1のトラバースの範囲は、1100mmとした。
Prior to the start of deposition of glass particles, first, laser light is applied from the distance measuring device 10 to the ground glass surface of the dummy rod 2 to measure the distance (L 0 ) between the surface of the starting glass rod and the distance measuring device 10. . After that, the first glass traverse 1 is started from the upper side to the lower side while rotating the starting glass rod 1 at a rotation speed of 40 rpm, for example, and the first traverse is started at a speed of 200 mm / min. The traverse range of the starting glass rod 1 was 1100 mm.

【0032】ガラス微粒子の堆積面の温度を、温度測定
器8で測定し、各位置における堆積面温度の平均値を算
定し、この表面温度から嵩密度ρ1 (g/cm3 )を特
定し、長手方向の嵩密度分布を算定する。また、上方か
ら下方にトラバースする際に、距離測定器10から堆積
面表面にレーザ光を当て、各位置における堆積表面と距
離測定器10間の距離(L1 )を測定する。これによ
り、ガラス微粒子が堆積されて増加したスート層外径
(D1 )の長手方向の変動分布を算定する。これらの嵩
密度分布と外径変動分布により、出発ガラスロッド1の
長手方向におけるガラス微粒子の堆積による重量分布を
算定した。
The temperature of the deposition surface of the glass particles is measured by the temperature measuring device 8, the average value of the deposition surface temperature at each position is calculated, and the bulk density ρ 1 (g / cm 3 ) is specified from this surface temperature. , Calculate the bulk density distribution in the longitudinal direction. Further, when traversing from the upper side to the lower side, laser light is applied to the surface of the deposition surface from the distance measuring device 10 to measure the distance (L 1 ) between the deposition surface and the distance measuring device 10 at each position. With this, the variation distribution in the longitudinal direction of the soot layer outer diameter (D 1 ) increased due to the deposition of glass particles is calculated. From these bulk density distribution and outer diameter variation distribution, the weight distribution due to the deposition of glass particles in the longitudinal direction of the starting glass rod 1 was calculated.

【0033】図3は、第1トラバース後の出発ガラスロ
ッド1上の重量分布を示す図である。図において、横軸
に出発ガラスロッド1長手方向位置、縦軸に重量増加量
の平均を1として各位置での重量増加の割合を示してあ
る。この図では、一方の端部から100mmの位置と4
00mmの位置での重量増加が大きく、250mmの位
置で重量増加が小さくなっている。演算装置13によ
り、第1トラバースで得た各情報および重量分布のデー
タが演算され、この演算結果は、制御装置14により、
次の第2トラバースでのガラス微粒子の堆積量の調整に
用いられる。
FIG. 3 is a diagram showing a weight distribution on the starting glass rod 1 after the first traverse. In the figure, the horizontal axis shows the position of the starting glass rod 1 in the longitudinal direction, and the vertical axis shows the weight increase rate at each position, where the average weight increase amount is 1. In this figure, 100 mm from one end and 4
The weight increase is large at the position of 00 mm, and the weight increase is small at the position of 250 mm. The computing device 13 computes each piece of information and the data of the weight distribution obtained in the first traverse, and the computation result is given by the control device 14 to
It is used to adjust the deposition amount of glass particles in the second traverse.

【0034】第2トラバースは、第1トラバースと反対
方向への移動で、下方から上方に向けて出発ガラスロッ
ド1を移動させる。この場合、バーナ6の下方位置で測
定されるスート層3の外径には変化がないので、測定は
中止した。しかし、バーナ6の上方側にもう一つの距離
測定器を設置することにより、この第2トラバースにお
いても外径変化を測定することができ、全トラバース毎
に、スート層外径変化を測定することができる。所定の
スート層外径とするまでには、少なくとも100回以上
のトラバースが行なわれるので、上方から下方、また
は、下方から上方の一方向にトラバースするときのみ、
外径測定を行なうことでもよい。さらに、重量増加の変
動が少ない場合は、測定回数をさらに減じてもよい。な
お、ガラス微粒子の堆積面温度の測定は、トラバース毎
に行なうのが望ましい。
The second traverse moves in the opposite direction to the first traverse, and moves the starting glass rod 1 from the lower side to the upper side. In this case, there was no change in the outer diameter of the soot layer 3 measured below the burner 6, so the measurement was stopped. However, by installing another distance measuring device on the upper side of the burner 6, it is possible to measure the outer diameter change even in this second traverse, and to measure the soot layer outer diameter change for every traverse. You can Since the traverse is performed at least 100 times or more until the outer diameter of the predetermined soot layer is reached, only when the traverse is performed from the upper side to the lower side or from the lower side to the upper side,
The outer diameter may be measured. Furthermore, when the variation in weight increase is small, the number of measurements may be further reduced. It should be noted that it is desirable to measure the deposition surface temperature of the glass particles for each traverse.

【0035】図4は、第1トラバース時の重量分布に基
づいて設定された、第2トラバース時に長手方向の各位
置でのガラス原料の供給量分布を示す図である。図にお
いて、横軸に出発ガラスロッド1の長手方向位置、縦軸
にガラス原料供給量の平均を1として各位置でのガラス
原料の供給量の割合を示してある。この図3は、図2の
重量分布の山と谷を反転させた分布となる。すなわち、
図2で重量増加の大きかった100mmの位置と400
mmの位置では、ガラス原料の供給量を減らし、図2で
重量増加の少なかった250mmの位置では、ガラス原
料の供給量を増加させる調整を行なう。第3トラバース
では、第2トラバースで新たな重量分布の計測がなされ
ていない場合は、ガラス原料供給量を基準値に戻して、
均一にガラス微粒子の堆積を行なってもよいが、第2ト
ラバース時とガラス原料の供給量の増減を1/2づつ分
担させて、同様な調整を行なってもよい。なお、第2ト
ラバースでも、ガラス微粒子堆積面温度の測定は行な
い、第3トラバース時の重量分布を算定するためのデー
タとした。
FIG. 4 is a diagram showing the distribution of the glass raw material supply amount at each position in the longitudinal direction during the second traverse, which is set based on the weight distribution during the first traverse. In the figure, the horizontal axis shows the longitudinal position of the starting glass rod 1, and the vertical axis shows the ratio of the glass raw material supply amount at each position, where the average glass raw material supply amount is 1. This FIG. 3 is a distribution in which the peaks and valleys of the weight distribution of FIG. 2 are reversed. That is,
The position of 100mm and 400 where the weight increase was large in Fig. 2
At the position of mm, the supply amount of the glass raw material is reduced, and at the position of 250 mm where the weight increase is small in FIG. 2, the supply amount of the glass raw material is increased. In the third traverse, when the new weight distribution is not measured in the second traverse, the glass raw material supply amount is returned to the reference value,
The glass fine particles may be uniformly deposited, but the same adjustment may be performed by dividing the increase / decrease in the supply amount of the glass raw material by 1/2 in the second traverse. The temperature of the glass particulate deposition surface was also measured in the second traverse and used as data for calculating the weight distribution during the third traverse.

【0036】図5は、第3トラバース時に計測算定した
重量分布を示す図である。図3と同様に、横軸に出発ガ
ラスロッド1の長手方向位置、縦軸に重量増加量の平均
を1として各位置での重量増加の割合を示してある。図
5では、第2と第3トラバースで新たに堆積されたガラ
ス微粒子の重量増加分を、前に計測算定された重量増加
分(図3)に積算した状態のトータルの重量増加分の割
合で示す。新たに堆積されたガラス微粒子の重量増加分
のみの分布を算定し、次のトラバースで均一にするよう
にしてもよいが、トータルの重量増加分の割合で分布求
めることにより、積算の誤差が少なく精度を高めること
ができる。図5から明らかなように、各位置での重量増
加の変動は、図3の場合と比べて重量増加の変動と比べ
て小さくなっている。
FIG. 5 is a diagram showing the weight distribution measured and calculated during the third traverse. Similar to FIG. 3, the horizontal axis represents the longitudinal position of the starting glass rod 1, and the vertical axis represents the weight increase rate at each position, where the average of the weight increase amounts is 1. In FIG. 5, the weight increase amount of the glass particles newly deposited in the second and third traverses is added to the weight increase amount (FIG. 3) measured and calculated previously, and is shown as a ratio of the total weight increase amount. Show. It is possible to calculate the distribution of only the weight increase of newly deposited glass particles and make it uniform in the next traverse, but by calculating the distribution with the ratio of the total weight increase, there will be less error in integration. The accuracy can be increased. As is clear from FIG. 5, the variation in weight increase at each position is smaller than that in FIG.

【0037】最終目標の透明ガラス化した場合の積層す
るガラス厚み30mm(ガラス母材外径で90mm)を
得るために、155回のトラバースを行ない、最終15
6回目の最終トラバースではトラバース速度を400m
m/分に上げて調整を行なった。以上のように形成した
スートプリフォームを脱水・焼結して透明ガラス化し
た。図6は、以上のようにして製造された透明ガラス母
材の長手方向でのガラス外径分布を示す。ガラス外径
は、有効範囲の全長に亘って、ほぼ90mm前後で、総
重量6217gの均一な外径のガラス母材を得ることが
できた。また、「コア経/クラッド径」の比も有効範囲
の全長に亘って、ほぼ均一であった。
In order to obtain a final target glass thickness of 30 mm for laminating in the case of transparent vitrification (outer diameter of glass base material is 90 mm), traverse is performed 155 times, and final 15
The traverse speed is 400m in the 6th final traverse.
Adjustment was carried out by raising to m / min. The soot preform formed as described above was dehydrated and sintered into a transparent glass. FIG. 6 shows the glass outer diameter distribution in the longitudinal direction of the transparent glass base material manufactured as described above. The glass outer diameter was about 90 mm over the entire length of the effective range, and a glass base material having a uniform outer diameter with a total weight of 6217 g could be obtained. The ratio of "core diameter / clad diameter" was also substantially uniform over the entire length of the effective range.

【0038】本発明の比較例として、本発明の具体例と
同じ出発ガラスロッド1、反応容器4、バーナ6を用
い、具体例と同じ直径90mmで、総重量6217gの
ガラス母材を得るべく、スート層3の形成を行なった。
但し、サーモビュアーとレーザ距離測定器は設置せず、
調整制御のためのスート層外径や表面温度の測定は行な
わなかった。バーナ6からは、ガラス原料となるSiC
4 を12SLMをそれぞれ一定供給し、火炎形成のた
めのH2 を240SLM、O2 を120SLM、および
バーナ出口付近のH2 とO2 を遮蔽するArガス6SL
Mを一定供給した。トラバース回数は、具体例と同じ1
56回行ない、作成したスートプリフォームを脱水・焼
結して透明ガラス化した。
As a comparative example of the present invention, using the same starting glass rod 1, reaction vessel 4 and burner 6 as in the specific example of the present invention, to obtain a glass base material having the same diameter of 90 mm and a total weight of 6217 g as in the specific example, The soot layer 3 was formed.
However, do not install a thermoviewer and laser distance measuring device,
The soot layer outer diameter and surface temperature for adjustment control were not measured. From the burner 6, SiC as a glass raw material
l 4 of 12 SLM are constantly supplied, H 2 for flame formation is 240 SLM, O 2 is for 120 SLM, and Ar gas 6 SL for shielding H 2 and O 2 near the burner outlet.
M was constantly supplied. The number of traverses is the same as in the specific example, 1
The soot preform thus prepared was dehydrated and sintered 56 times to form a transparent glass.

【0039】図7は、以上の比較例で製造された透明化
されたガラス母材の長手方向でのガラス外径分布を示
す。ガラス外径は、長手方向で大きく変動し、中心値も
目標の90mmを大きくオーバーし、この結果、総重量
も目標値よりオーバーした。
FIG. 7 shows the glass outer diameter distribution in the longitudinal direction of the transparent glass base material manufactured in the above comparative example. The glass outer diameter fluctuated greatly in the longitudinal direction, and the center value also greatly exceeded the target of 90 mm, and as a result, the total weight also exceeded the target value.

【0040】[0040]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、ガラス微粒子を出発ガラスロッドの長手方向
に所定の堆積量を高精度に堆積させることができ、長手
方向の外径が均一な透明化されたガラス母材、または出
発ガラスロッドの外径等に応じてガラスロッド径とガラ
ス母材径との比を均一にした透明化化されたガラス母材
を容易に得ることができる。
As is apparent from the above description, according to the present invention, it is possible to deposit glass particles in a predetermined amount in the longitudinal direction of the starting glass rod with high accuracy and to obtain an outer diameter in the longitudinal direction. It is possible to easily obtain a uniform transparent glass base material or a transparent glass base material having a uniform ratio of the glass rod diameter and the glass base material diameter according to the outer diameter of the starting glass rod. it can.

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

【図1】本発明の実施の形態を説明する概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an embodiment of the present invention.

【図2】スート層外径の算定方法を説明する図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a method of calculating a soot layer outer diameter.

【図3】第1トラバース後の重量分布を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a weight distribution after the first traverse.

【図4】第2トラバース時のガラス原料の供給量分布を
示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a supply amount distribution of a glass raw material during a second traverse.

【図5】第3トラバース後の重量分布を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a weight distribution after a third traverse.

【図6】本発明により製造された透明化ガラス母材の外
径分布を示す図である。
FIG. 6 is a view showing an outer diameter distribution of a transparent glass base material manufactured according to the present invention.

【図7】比較例の透明化ガラス母材の外径分布を示す図
である。
FIG. 7 is a diagram showing an outer diameter distribution of a transparent glass base material of a comparative example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…出発ガラスロッド、2…ダミーロッド、3…スート
層、4…反応容器、5…駆動装置、6…バーナ、7…縦
長観測窓、8…温度測定器、9…観測小窓、10…距離
測定器、11…スート位置計測装置、12…ガス供給装
置、13…演算装置、14…制御装置。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Starting glass rod, 2 ... Dummy rod, 3 ... Soot layer, 4 ... Reaction container, 5 ... Driving device, 6 ... Burner, 7 ... Vertical observation window, 8 ... Temperature measuring device, 9 ... Observation small window, 10 ... Distance measuring device, 11 ... Soot position measuring device, 12 ... Gas supply device, 13 ... Arithmetic device, 14 ... Control device.

Claims (14)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 出発ガラスロッドを回転させながら長手
方向にトラバースさせ、前記出発ガラスロッドの外周に
バーナにより生成したガラス微粒子を堆積させてスート
層を形成するガラス母材の製造方法であって、前記ガラ
ス微粒子の堆積面温度変動分布および外径変動分布を測
定し、前記トラバース毎または所定のトラバース毎に、
新たに堆積した前記スート層の重量分布を算定し、前記
の重量分布または過去に算定した重量分布を加算した重
量分布の変動が少なくなるように、次のトラバース以降
で前記ガラス微粒子の堆積量を調整することを特徴とす
るガラス母材の製造方法。
1. A method for producing a glass base material, wherein a starting glass rod is traversed in a longitudinal direction while rotating, and glass fine particles generated by a burner are deposited on an outer periphery of the starting glass rod to form a soot layer. The glass surface fine particle deposition surface temperature fluctuation distribution and outer diameter fluctuation distribution is measured, for each traverse or for each predetermined traverse,
The weight distribution of the newly deposited soot layer is calculated, and the variation of the weight distribution obtained by adding the weight distribution calculated in the past or the weight distribution calculated in the past is reduced so that the deposition amount of the glass fine particles after the next traverse is reduced. A method for producing a glass base material, which comprises adjusting.
【請求項2】 前記出発ガラスロッドは、光ファイバ用
のコアガラスまたはコアとクラッドから成るガラスであ
ることを特徴とする請求項1に記載のガラス母材の製造
方法。
2. The method for producing a glass preform according to claim 1, wherein the starting glass rod is a core glass for an optical fiber or a glass including a core and a clad.
【請求項3】 前記コアガラスの外径が長手方向に変
動、または前記コアとクラッドから成るガラスのコア径
とクラッド径の比が長手方向に変動している場合、前記
出発ガラスロッドの外周に堆積させたガラス微粒子を透
明ガラス化した後に得られるガラス体のコア径とガラス
径の比が均一になるように前記スート層の重量分布を設
定して、前記ガラス微粒子の堆積量を調整することを特
徴とする請求項2に記載のガラス母材の製造方法。
3. When the outer diameter of the core glass fluctuates in the longitudinal direction or the ratio of the core diameter to the clad diameter of the glass consisting of the core and the clad fluctuates in the longitudinal direction, the outer circumference of the starting glass rod is Adjusting the deposition amount of the glass fine particles by setting the weight distribution of the soot layer such that the ratio of the core diameter and the glass diameter of the glass body obtained after vitrifying the deposited glass fine particles becomes transparent. The method for manufacturing a glass base material according to claim 2, wherein
【請求項4】 測定された前記ガラス微粒子の堆積面温
度から前記スート層の嵩密度を特定し、前記嵩密度と前
記スート層外径より前記スート層の重量を算定すること
を特徴とする請求項1に記載のガラス母材の製造方法。
4. The bulk density of the soot layer is specified from the measured deposition surface temperature of the glass fine particles, and the weight of the soot layer is calculated from the bulk density and the outer diameter of the soot layer. Item 2. A method for producing a glass base material according to Item 1.
【請求項5】 前記スート層外径は、前記スート層の表
面までの距離を測定し、その結果を基に算定することを
特徴とする請求項1に記載のガラス母材の製造方法。
5. The method for producing a glass base material according to claim 1, wherein the soot layer outer diameter is calculated based on the result of measuring the distance to the surface of the soot layer.
【請求項6】 前記ガラス微粒子の堆積量の調整は、ト
ラバース速度を一定にして前記バーナからのガラス原料
ガスの増減で行なうことを特徴とする請求項1に記載の
ガラス母材の製造方法。
6. The method for producing a glass base material according to claim 1, wherein the deposition amount of the glass fine particles is adjusted by increasing or decreasing the glass raw material gas from the burner while keeping the traverse speed constant.
【請求項7】 前記ガラス微粒子の堆積量の調整は、前
記バーナからのガラス原料ガス量を一定にして、トラバ
ース速度を変えて行なうことを特徴とする請求項1に記
載のガラス母材の製造方法。
7. The production of a glass base material according to claim 1, wherein the deposition amount of the glass fine particles is adjusted by keeping the amount of the glass raw material gas from the burner constant and changing the traverse speed. Method.
【請求項8】 前記ガラス微粒子の堆積量の調整に際し
て、酸水素ガスの増減を合わせて行なうことを特徴とす
る請求項6または7に記載のガラス母材の製造方法。
8. The method for producing a glass base material according to claim 6, wherein the adjustment of the deposition amount of the glass fine particles is performed by simultaneously increasing and decreasing the oxyhydrogen gas.
【請求項9】 前記ガラス微粒子の堆積面温度の測定
に、放射温度計を用いることを特徴とする請求項1に記
載のガラス母材の製造方法。
9. The method for producing a glass base material according to claim 1, wherein a radiation thermometer is used for measuring the temperature of the deposition surface of the glass particles.
【請求項10】 前記スート層の表面までの距離測定
に、レーザ式距離測定器を用いることを特徴とする請求
項5に記載のガラス母材の製造方法。
10. The method for producing a glass preform according to claim 5, wherein a laser distance measuring device is used for measuring the distance to the surface of the soot layer.
【請求項11】 前記レーザ式距離測定器は、前記スー
ト層の長手方向で前記バーナの一側または両側に配さ
れ、前記バーナから5cm以上離れてレーザ光が当てら
れることを特徴とする請求項10に記載のガラス母材の
製造方法。
11. The laser distance measuring device is arranged on one side or both sides of the burner in a longitudinal direction of the soot layer, and a laser beam is applied at a distance of 5 cm or more from the burner. 10. The method for producing a glass preform according to item 10.
【請求項12】 前記出発ガラスロッドの一部をすりガ
ラスとし、前記スート層の形成に先立って、前記すりガ
ラスにレーザ光を当てて、前記出発ガラスロッド表面ま
での距離を測定することを特徴とする請求項10に記載
のガラス母材の製造方法。
12. The frosted glass is used as a part of the starting glass rod, and a laser beam is applied to the frosted glass to measure the distance to the surface of the starting glass rod prior to the formation of the soot layer. The method for producing a glass base material according to claim 10.
【請求項13】 反応容器、出発ガラスロッドを回転さ
せながら長手方向にトラバースさせる駆動装置、前記出
発ガラスロッドの外周に堆積させるガラス微粒子を生成
するバーナを備えたガラス母材の製造装置であって、前
記スート層の長手方向位置を計測するスート位置計測装
置、前記ガラス微粒子の堆積面温度を測定するための放
射温度計、前記スート層の外径を測定するためのレーザ
式距離測定器を備え、前記ガラス微粒子の堆積面温度お
よび外径から堆積された前記スート層の重量分布を算定
する演算装置を備えたことを特徴とするガラス母材の製
造装置。
13. An apparatus for producing a glass base material, which comprises a reaction vessel, a drive device for traversing a starting glass rod in a longitudinal direction while rotating the starting glass rod, and a burner for producing glass fine particles to be deposited on the outer circumference of the starting glass rod. A soot position measuring device for measuring the longitudinal position of the soot layer, a radiation thermometer for measuring the deposition surface temperature of the glass particles, and a laser distance measuring device for measuring the outer diameter of the soot layer. apparatus for manufacturing a glass preform, characterized in that it comprises an arithmetic unit to calculate the weight distribution of the soot layer deposited from the deposition surface temperature and the outside diameter of the glass particles.
【請求項14】 前記スート層の重量分布に基づいて、
前記ガラス微粒子の堆積量を調整する制御装置を備えて
いることを特徴とする請求項13に記載のガラス母材の
製造装置。
14. Based on the weight distribution of the soot layer,
The glass base material manufacturing apparatus according to claim 13, further comprising a control device that adjusts the deposition amount of the glass fine particles.
JP2001229022A 2001-07-26 2001-07-30 Method and apparatus for producing glass base material Pending JP2003040624A (en)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001229022A JP2003040624A (en) 2001-07-30 2001-07-30 Method and apparatus for producing glass base material
DE60216674T DE60216674T2 (en) 2001-07-26 2002-07-11 Method and apparatus for producing a glass optical fiber preform
EP02015543A EP1279646B1 (en) 2001-07-26 2002-07-11 Method and apparatus for producing a glass preform for optical fibres
CNB021269777A CN100400446C (en) 2001-07-26 2002-07-26 Method and apparatus for producing preformed glass part
US10/201,136 US20030024273A1 (en) 2001-07-26 2002-10-11 Method and apparatus for producing a glass preform

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001229022A JP2003040624A (en) 2001-07-30 2001-07-30 Method and apparatus for producing glass base material

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2003040624A true JP2003040624A (en) 2003-02-13

Family

ID=19061431

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001229022A Pending JP2003040624A (en) 2001-07-26 2001-07-30 Method and apparatus for producing glass base material

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2003040624A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100663460B1 (en) 2006-01-03 2007-01-02 삼성전자주식회사 Apparatus for vapor axial deposition and fabricating method for soot preform

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100663460B1 (en) 2006-01-03 2007-01-02 삼성전자주식회사 Apparatus for vapor axial deposition and fabricating method for soot preform

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1279646B1 (en) Method and apparatus for producing a glass preform for optical fibres
JP3131162B2 (en) Manufacturing method of optical fiber preform
KR870001759B1 (en) Making method for glass fiber preform
JP2612949B2 (en) Manufacturing method of optical fiber preform base material
JP2622182B2 (en) Manufacturing method of optical fiber preform base material
JP5572022B2 (en) Manufacturing method of primary preform for optical fiber
JP4239806B2 (en) Multimode optical fiber preform manufacturing method and multimode optical fiber manufacturing method
JP2003040624A (en) Method and apparatus for producing glass base material
EP1440949B1 (en) Method for producing optical fiber base material
JP5294354B2 (en) Method for manufacturing optical fiber porous preform
JP4785248B2 (en) Method for producing a preform exhibiting a precisely defined refractive index profile by chemical vapor deposition (CVD) technology
JP3687625B2 (en) Manufacturing method of glass base material
JP2012006791A (en) Method for producing optical fiber preform
JP2003335541A (en) Method for manufacturing porous preform
JP3826839B2 (en) Manufacturing method of glass base material
JP6431349B2 (en) Optical fiber preform manufacturing method
JP2005139042A (en) Method of manufacturing porous glass preform
JP2006160551A (en) Glass preform and method of manufacturing glass
JP2000302471A (en) Production of optical fiber preform
JPH0583500B2 (en)
JPH0354129A (en) Preparation of optical fiber preform
JP2017178630A (en) Production method of glass fine particle deposit
JP2003277097A (en) Method for manufacturing porous glass preform
KR100566222B1 (en) Fabrication method of optical fiber preform and apparatus for optical fiber preforms
JP4056778B2 (en) Manufacturing method of optical fiber preform