JP2003137585A

JP2003137585A - 光ファイバ用コアガラス母材の製造方法

Info

Publication number: JP2003137585A
Application number: JP2001338939A
Authority: JP
Inventors: Yusuke Kubo; 祐介久保; Tomohiro Ishihara; 朋浩石原
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2001-11-05
Filing date: 2001-11-05
Publication date: 2003-05-14

Abstract

(57)【要約】【課題】ドーパントの濃度分布むらが小さく、α乗の
制御が可能で、割れが発生しにくく、多孔質ガラス母材
の外周面にドーパンド材の再付着を抑制した光ファイバ
用コアガラス母材の製造方法を提供する。【解決手段】回転する石英種棒２の下方から、ガラス
原料ガスとドーパント原料ガスと燃焼用ガスとを第１の
バーナー５で吹き付け、火炎加水分解反応により生成さ
れるガラス微粒子を軸方向に堆積させて多孔質ガラス母
材１を形成し、この後、脱水焼結して透明ガラス化する
光ファイバ用のコアガラス母材の製造方法であって、第
１のバーナー５の中心軸Ｚ１と前記多孔質ガラス母材の
軸線Ｙが交わる角度を１０°以下とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、気相軸付け法（Ｖ
ＡＤ法）を用いた光ファイバ用のコアガラス母材の製造
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＶＡＤ法でガラス母材を製造する場合、
回転する石英種棒の下方にバーナーを配して、ガラス原
料ガスと燃焼用ガスを吹き付け、火炎加水分解反応によ
り生成されるガラス微粒子を軸方向に堆積させて多孔質
ガラス母材を形成し、これを脱水・焼結することにより
透明ガラス化する製造方法が知られている。光ファイバ
用のコアガラス母材の製造では、ガラス原料にＳｉＣｌ
₄ガスが用いられ、屈折率を上げるためにドーパント原
料にＧｅＣｌ₄ガスが用いられる。燃焼用ガスにはＯ₂
ガスとＨ₂ガスが用いられ、この他、Ｏ₂ガスとＨ₂ガ
スとのバーナー出口での遮蔽およびキャリアガスとして
Ａｒガスが用いられる。

【０００３】図１１は、従来のガラス母材を製造する一
例を示す概略図である。図中、１は多孔質ガラス母材、
２は石英種棒、３は堆積基準点、４はバーナー、θはバ
ーナー角を示す。多孔質ガラス母材１は、回転する石英
種棒２の先端からガラス微粒子を堆積させ、軸方向に多
孔質ガラスを生成させて形成される。多孔質ガラス母材
１の生成には、先端位置の堆積基準点３にレーザ光を当
てて監視し、バーナー４との相対移動速度等が制御され
る。

【０００４】バーナー角θは、例えば、多孔質ガラス母
材の軸線Ｙに対して、３０°〜４５℃位で配置されてい
る。また、バーナー中心軸Ｚが、多孔質ガラス母材１の
先端部がほぼ球状であるとして、球状の法線方向に向か
うように配置する例（特開平５−３１９８４９号公報参
照）も知られている。

【０００５】光ファイバのコア用多孔質ガラス母材を形
成する場合、ガラス原料にドーパント原料を加えてガラ
スの屈折率を上げるようにしている。一般に、ガラス原
料にはＳｉＣｌ₄ガスが用いられ、ドーパント原料にＧ
ｅＣｌ₄ガスが用いられるが、これらの原料の供給比
率、堆積面の温度、バーナー４の形状や配置等によっ
て、ドーパントの濃度分布を制御することが可能であ
る。ドーパントの濃度とガラス屈折率は比例関係にあ
り、所定のドーパント濃度分布を有する多孔質ガラス母
材を透明ガラス化したとき、ドーパント濃度分布に比例
した所定の屈折率分布が得られる。ガラスの屈折率分布
は、今までに径方向に均一な分布のステップインデック
ス（ＳＩ）形から、径方向に緩やかな分布を成すグレー
テッドインデックス（ＧＩ）形まで各種のものが得られ
ている。

【０００６】しかし、従来の図１１の製造方法でドーパ
ント濃度を高くすると、コア用多孔質ガラス母材の径方
向および軸方向にドーパントの濃度分布むらが生じ、透
明ガラス化したときに径方向の屈折率分布が正確に測定
ができなくなるという問題があった。この原因として
は、バーナー角θで、ＳｉＣｌ₄、ＧｅＣｌ₄、Ｏ₂、
Ｈ₂等のガスをコア用多孔質ガラス母材に吹き付けた場
合、火炎の中心部分と火炎が回り込む外側部分のバーナ
ー手前側および反対側で、火炎中で生成されるＧｅＯ₂
の濃度にある程度の差が生じる。すなわち、火炎の径方
向でドーパント材（ＧｅＯ₂）の濃度差が生じる。ＶＡ
Ｄ法では、多孔質ガラス母材１は回転しながら、ＧｅＯ
₂を捕捉してガラス微粒子のＳｉＯ₂を堆積させていく
ため、堆積面はＧｅＯ₂に濃度差のある火炎の径方向の
全て面を通過していくので、回転の周期に合ったドーパ
ントの濃度分布むらが生じると考えられる。

【０００７】また、ドーパントの濃度分布または屈折率
分布を表す指標の一つにα乗がある。このα乗は、ＳＩ
形光ファイバでは無限大に近い値となり、ＧＩ形光ファ
イバでは２乗に近い値となる。図１１のようなバーナー
角θで、多孔質ガラス母材１を回転させながら、ガラス
微粒子とドーパントを軸方向に堆積させていくと、ＶＡ
Ｄ条件を変えてもα乗の細かな制御までは行なうことが
できなかった。

【０００８】また、多孔質ガラス母材１の堆積中に反応
容器内では、堆積面に堆積されなかったＳｉＯ₂および
ＧｅＯ₂が浮遊している。この浮遊ＳｉＯ₂およびＧｅ
Ｏ₂は、堆積の終えた多孔質ガラス部分の外周面に再付
着する。多孔質ガラス母材１は、嵩密度が０．１〜０．
２ｇ／ｃｍ³ と非常に柔らかく、最外層に高濃度のＧｅ
Ｏ₂が堆積すると割れやすいと言う問題がある。さら
に、多孔質ガラス母材１の外周面に再付着されたＧｅＯ
₂は、多孔質ガラス母材を透明ガラス化する際に、飛散
される場合もあるが、そのまま残っている場合もある。
外周面に再付着された、高濃度のドーパントは、図１１
に示すように屈折率分布の外側に屈折率の高い角状に突
出したピーク部分を生じ、屈折率分布の測定を困難にす
ることがある。

【０００９】ドーパント濃度を高くするためにドーパン
ト原料の供給量を増やすと、ＧｅＯ ₂の生成も多くなる
ので、ドーパントの濃度分布むらの発生、多孔質ガラス
母材の割れ発生、角状のピーク部分が生じやすくなる。
また、屈折率を所望の分布に精度よく制御する必要があ
り、このためには、ドーパントの濃度分布むらの発生が
なく、屈折率分布が正しく測定できるような多孔質ガラ
ス母材を製造する必要がある。

【００１０】

【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、ドーパントの濃度分布のα
乗の制御が可能で、ドーパントの濃度分布むらが小さ
く、割れが発生しにくく、多孔質ガラス母材の外周面に
ドーパンド材の再付着を抑制した光ファイバ用コアガラ
ス母材の製造方法の提供を課題とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の光ファイバ用コ
アガラス母材の製造方法は、回転する石英種棒の下方か
ら、ガラス原料ガスとドーパント原料ガスと燃焼用ガス
とを第１のバーナーで吹き付け、火炎加水分解反応によ
り生成されるガラス微粒子を軸方向に堆積させて多孔質
ガラス母材を形成し、この後、脱水焼結して透明ガラス
化する光ファイバ用のコアガラス母材の製造方法であっ
て、第１のバーナーの中心軸と多孔質ガラス母材の軸線
が交わる角度を１０°以下とすることを特徴とする。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１の光ファイバ用コアガラス母
材製造の概略図により、本発明の実施の形態を説明す
る。図中、１は多孔質ガラス母材、１’は球状の多孔質
ガラス、２は石英種棒、３は堆積基準点、５は第１のバ
ーナー、６は第２のバーナーを示す。

【００１３】多孔質ガラス母材１は、回転する石英種棒
２の先端からガラス微粒子を堆積させ、軸方向に多孔質
ガラスを堆積生成させて形成する。多孔質ガラス母材１
の生成には、先端位置の堆積基準点３にレーザ光を当て
て監視し、第１バーナー５（以下、第１バーナーとい
う）および第の２バーナー６（以下、第２バーナーとい
う）との相対移動速度等が制御される。第１のバーナー
５および第２バーナー６は、多数のポートを同軸状に配
した同軸多重管（図示せず）で形成され、各ポートから
所定量の原料ガスが供給される。

【００１４】第１バーナー５は、中心軸Ｚ１が多孔質ガ
ラス母材１の軸線Ｙと交わる角度θ１を１０°以内（±
１０°）とし、多孔質ガラス母材１の真下で軸線Ｙと一
致させるか、ほぼ並行状態とする。第１バーナー５の中
心軸Ｚ１は、堆積基準点３に当てられたレーザ光点に向
かうように配置し、また、第１バーナー５の水平方向の
ずれ量Ｘは、多孔質ガラス母材１の軸線Ｙから±３０ｍ
ｍ以内とするのが好ましい。多孔質ガラス母材１の堆積
面と第１バーナー５とは、所定の距離Ｌ１で維持される
ように、多孔質ガラス母材１の堆積に伴って、多孔質ガ
ラス母材１または第１バーナー５のいずれかが移動され
る。なお、所定の距離Ｌ１は、１００±３０ｍｍ位が望
ましい。この第１バーナー５の配置によれば、多孔質ガ
ラス母材１の真下の堆積基準点３に火炎の中心部が当た
ることとなる。

【００１５】また、本発明では、第１バーナー５とは別
に第２バーナー６を設けることができる。第２バーナー
６は、第１バーナー５とは異なる配置で、多孔質ガラス
母材１の側方に配され、第２バーナー６の中心軸Ｚ２が
多孔質ガラス母材１の軸線Ｙと交わる角度θ２を７０°
±１０°（すなわち、６０°〜８０°）の範囲内に設定
する。第２バーナー６の中心軸Ｚ２は、堆積開始時には
石英種棒２の先端に向けられ、球状の多孔質ガラス１’
の堆積面からの距離Ｌ２は、第１バーナー５と同程度の
１００±３０ｍｍ位とするのが望ましい。また、多孔質
ガラス母材１の堆積に伴って、第１バーナー５と同様
に、多孔質ガラス母材１または第２バーナー５のいずれ
かが移動される。

【００１６】第１バーナー５からは、ガラス微粒子（Ｓ
ｉＯ₂）のガラス原料としてＳｉＣｌ₄ガスを供給し、
屈折率を高めるためのドーパント材をゲルマニア（Ｇｅ
Ｏ₂）とし、その原料としてＧｅＣｌ₄を供給すること
ができる。ドーパント濃度を高めるために、ドーパント
原料ガスのＧｅＣｌ₄は、５ｗｔ％以上添加することが
好ましい。第２バーナー６からは、ガラス微粒子（Ｓｉ
Ｏ₂）のガラス原料としてＳｉＣｌ₄ガスを供給し、ド
ーパント原料ガスは供給しない。燃焼用ガスとしては、
第１バーナー５および第２バーナー６とも、水素ガス
（Ｈ₂）と酸素ガス（Ｏ₂）が供給され、この他に、キ
ャリアガスおよびバーナー出口のガス遮蔽用にＡｒガス
が供給される。

【００１７】以上のように第１バーナー５および第２バ
ーナー６を配置し、所定の原料ガスを準備した後、多孔
質ガラス母材１の生成に先立って、石英種棒２の先端
に、第２バーナー６により出発基材となる球状の多孔質
ガラス１’を堆積させる。このときは、第１バーナー５
からのガス供給を停止しておく。球状の多孔質ガラス
１’が形成された後は、第２バーナー６は、ガスの供給
を全部停止するか、または燃焼用ガスを最小限にして最
小の火炎が出ている状態にする。

【００１８】第２バーナー６により、球状の多孔質ガラ
ス１’を形成した後は、第１バーナー５の停止を解除
し、ドーパント原料ガスを加えたガラス原料ガスで多孔
質ガラス母材１を軸方向に堆積生成する。第２バーナー
６で球状の多孔質ガラス１’を形成する理由は、第１バ
ーナー５の中心軸Ｚ１を軸線Ｙに一致させて石英種棒２
の真下に当てて、出発基材となる球状の多孔質ガラス
１’の堆積形成することが難いということによる。な
お、石英種棒２に予め出発基材となる球状の多孔質ガラ
ス１’を形成したものを用いる場合は、第２バーナー６
を省略し、第１バーナー５だけを用いるようにしてもよ
い。

【００１９】上述した図１のバーナー構成では、第１バ
ーナー５から噴出されるガラス原料ガス、ドーパント原
料ガスおよび燃焼用ガスは、多孔質ガラス母材１の真下
から軸線Ｙ方向に向けられる。この結果、火炎の中心
は、回転する多孔質ガラス母材１の中心の堆積基準点３
に当てられ、火炎の外側部分は、多孔質ガラス母材１の
堆積基準点３から周縁側にほぼ均一に回り込む。したが
って、火炎の径方向でドーパントに濃度差があっても、
円周方向における濃度は均一であり、回転しながら軸方
向に堆積されていくとき、多孔質ガラス母材の中心から
外側に向けて一定のドーパント濃度分布となり、濃度分
布むらは生じない。

【００２０】また、図１のバーナー構成で、第１バーナ
ー５の燃焼用のＨ₂ガスとＯ₂ガスの流量比Ｈ₂／Ｏ₂
を変えることにより、ドーパント濃度分布のα乗が制御
できることが判明した。図１０のように、バーナー角が
所定値以上あると、燃焼用ガスの流量比Ｈ₂／Ｏ₂を変
えることによりα乗は変化するが、これらの間での相関
関係は不明で制御が不可能であった。しかし、前述した
ように、図１のバーナー構成とすることにより、火炎の
径方向でドーパントに濃度差があっても、円周方向にお
ける濃度は均一となり、多孔質ガラス母材中心から外側
に向けては、一定のドーパント濃度分布となる。この結
果、燃焼用ガスの流量比Ｈ₂／Ｏ₂とα乗との間で、一
定の相関関係が生じるものと思われる。

【００２１】また、第１バーナー５により軸方向に生成
された多孔質ガラス母材１の表面に、反応容器内を浮遊
する堆積面に堆積されなかったガラス微粒子（Ｓｉ
Ｏ₂）とともにドーパント材（ＧｅＯ₂）が再付着し、
高濃度のドーパントが堆積されることがある。この再付
着されたＧｅＯ₂は、多孔質ガラス母材を焼結・脱水し
て透明ガラス化する際に飛散される場合もあるが、その
まま残って、屈折率分布の外側に屈折率の高い角状に突
出したピーク部分を生じ、屈折率分布の測定を困難にす
ることがある。さらに、第１バーナー５により形成され
た多孔質ガラス母材１は、嵩密度が０．１〜０．２ｇ／
ｃｍ³ と非常に柔らかく、前記のように最外層に高濃度
でＧｅＯ₂が堆積すると、一層割れやすい状態となる。

【００２２】第２バーナー６は、石英種棒２の先端に球
状の多孔質ガラス１’を形成する以外に、上述の点を改
善するために用いることができる。多孔質ガラス母材１
を所定の大きさに形成した後、第２バーナー６は、燃焼
用ガスのみを供給する状態にして、多孔質ガラス母材１
の表面全体を高温（６００〜１０００℃程度）で炙るの
に使用することができる。多孔質ガラス母材１の生成後
の表面を高温で炙ることにより、表面に再付着した高濃
度のドーパント堆積層を火炎により吹き飛ばすとともに
ガラス母材１の割れやすい表層を硬質化して、割れの発
生を防止することができる。

【００２３】また、多孔質ガラス母材１を所定の大きさ
に形成した後、第２バーナー６は、ガラス原料ガスと燃
焼用ガスを供給する状態にして、多孔質ガラス母材１の
表面全体にガラス微粒子（ＳｉＯ₂）の薄い堆積層を形
成するのに使用することができる。多孔質ガラス母材１
の生成後の表面に、ガラス微粒子（ＳｉＯ₂）の薄い堆
積層を形成することによって、多孔質ガラス母材１の割
れやすい表面を覆い、割れの発生を防止することができ
る。なお、ＳｉＯ₂の薄い堆積層は、０．１ｍｍ〜２０
ｍｍまたは多孔質ガラス母材の２０％以下で形成するの
が望ましい。

【００２４】また、多孔質ガラス母材１の堆積生成中
に、第２バーナー６は、ガラス原料ガスの供給を停止
し、燃焼用ガスのみを供給する状態にし、堆積を終えた
多孔質ガラス部分の外周面を、順次、高温（６００〜１
０００℃程度）で炙るのに使用することができる。堆積
生成中に堆積を終えた多孔質ガラス部分の外周面を炙る
ことにより、浮遊ガラス微粒子（ＳｉＯ₂）および浮遊
ドーパント材（ＧｅＯ₂）が、多孔質ガラス母材１の外
周面に再付着するのを抑えることができる。また、多孔
質ガラス母材１の表面を炙ることにより、表面を平滑に
することもできる。なお、第２バーナー６で炙る位置
は、基準堆積点３から１０ｍｍ〜４０ｍｍの範囲が好ま
しい。

【００２５】また、多孔質ガラス母材１の堆積生成中
に、第２バーナー６は、ガラス原料ガスと燃焼用ガスを
供給する状態にして、堆積の終えた多孔質ガラス部分の
外周面に、順次、ガラス微粒子（ＳｉＯ₂）の堆積層を
薄く形成するのに使用することができる。堆積生成中に
堆積を終えた多孔質ガラス部分の外周面に、ガラス微粒
子（ＳｉＯ₂）の薄い堆積層を形成することにより、浮
遊ドーパント材（ＧｅＯ ₂）が再付着するのを抑えるこ
とができる。この結果、多孔質ガラス母材１を透明ガラ
ス化した後に、屈折率分布を測定する場合に、浮遊ドー
パント材の再付着による屈折率分布の外側に屈折率の高
い角状のピーク部分がなくなり、屈折率分布の測定が不
能になるのを防止することができる。また、多孔質ガラ
ス母材１の割れの発生を防ぐこともできる。なお、Ｓｉ
Ｏ₂の薄い堆積層は、０．１ｍｍ〜２０ｍｍまたは多孔
質ガラス母材の２０％以下で形成するのが望ましい。

【００２６】さらに、前記の多孔質ガラス母材１の堆積
生成中に、堆積の終えた多孔質ガラス部分の外周面に、
順次、ガラス微粒子（ＳｉＯ₂）の堆積層を薄く形成す
るのに、第２バーナー６を用いずに、第１バーナー５に
よっても実施することができる。この場合は、第１バー
ナー５の外側ポートに、ガラス微粒子（ＳｉＯ₂）の堆
積層を薄く形成するガラス原料ガスを追加することによ
り実施することができる。

【００２７】次に本発明の具体例について説明する。第
１バーナー５および第２バーナー６は、８つのポートを
同軸円筒状に配した形状のものを用い、それぞれ図１の
角度と位置になるように配置した。第１および第２バー
ナーのポート番号を内側から順に１，２，３・・・・８
とし、各ポートから所定のガスを所定量供給した。図２
は、第２バーナー６のガス供給量を示し、図３は、第１
バーナー５のガス供給量を示す図である。

【００２８】先ず、石英種棒２の先端に球状の多孔質ガ
ラス１’を形成するために、第１バーナー５は、ガス供
給を停止した状態にする。石英種棒２の回転速度は４０
±３０ｒｐｍとして、第２バーナー６の中心軸Ｚ２を石
英種棒２に向け、所定のガスを供給した。ガス供給流量
は、図２に示すようにポート１からガラス微粒子を生成
するためのＳｉＣｌ₄ガスを０．１（ＳＬＭ）供給し、
ポート２，６からＨ₂ガス、ポート４，８からＯ₂ガ
ス、ポート３，５，７からＡｒガスを所定流量供給し
た。なお、Ｈ₂ガスおよびＯ₂ガスは火炎を生じさせる
ためのものであり、Ａｒガスはバーナー出口付近でＨ₂
ガスとＯ₂ガスを遮断し、また、ガラス微粒子等のキャ
リア用とするためのものである。第２バーナー６によ
り、石英種棒２の先端に所定の大きさの球状の多孔質ガ
ラス１’が形成された後、第２バーナー６のガス供給を
停止した。

【００２９】次いで、ドーパント材を添加した多孔質ガ
ラス母材１を形成するために、球状の多孔質ガラス１’
の中心下端を堆積基準点３とし、この堆積基準点３に第
１バーナー５の中心軸Ｚ１を向けて所定のガスを供給し
た。ガス供給量は、図３に示すように、ポート１からガ
ラス微粒子を生成するためのＳｉＣｌ₄ガスを０．５
（ＳＬＭ）とドーパント材を生成するためのＧｅＣｌ₄
ガスを０．６（ＳＬＭ）供給し、ポート２，６からＨ₂
ガス、ポート４，８からＯ₂ガス_、ポート３，５，Ｓｉ
Ｃｌ₄ガスのみ供給を停止し、７からＡｒガスを所定流
量供給した。

【００３０】また、一旦停止させた第２バーナー６にＳ
ｉＣｌ₄ガスの供給をゼロとし、燃焼用ガスを図２の流
量で供給し、堆積進行中であるが堆積を終えた部分の多
孔質ガラス母材１の外周面を、順次、第２バーナー６で
炙った。所定の大きさの多孔質ガラス母材１が得られた
後、多孔質ガラス母材１を脱水・焼結して透明ガラス化
した。

【００３１】図４は、図１〜図３の構成で製造した多孔
質ガラス母材１を透明ガラス化し、その屈折率分布を測
定した図である。屈折率分布は、左右対称なスムーズな
曲線となっていることから、多孔質ガラス母材１のドー
パントの濃度分布むらの程度が少なく、屈折率分布の測
定には支障がない程度であった。また、測定が正常に行
なわれたことから、多孔質ガラス母材１の外周面に、浮
遊ＧｅＯ₂による角状の高屈折率ピーク部分の発生がな
かったと考える。

【００３２】なお、多孔質ガラス母材１を所定の大きさ
に形成した後、または、多孔質ガラス母材１の堆積生成
中に、堆積の終えた多孔質ガラス部分の外周面に、第２
バーナー６によりガラス微粒子（ＳｉＯ₂）の堆積層を
薄く形成する場合、第２バーナー６のガス供給量は、図
２で示した供給量で行なうことができる。また、多孔質
ガラス母材１の堆積生成中に、堆積の終えた多孔質ガラ
ス部分の外周面に、第１バーナー５によりガラス微粒子
（ＳｉＯ₂）の堆積層を薄く形成する場合は、図３のガ
ス供給量を図６のガス供給量で実施することができる。
図５では、ポート６にガラス微粒子（ＳｉＯ₂）の堆積
層を薄く形成するためのＧｅＣｌ₄ガスを０．５（ＳＬ
Ｍ）追加して使用する例を示している。

【００３３】比較例として、図１１に示したバーナー４
の配置で、石英種棒２の回転速度は４０±３０ｒｐｍと
して、多孔質ガラス母材１を形成した。なお、バーナー
４には、具体例と同じ８つのポートを同軸円筒状に配し
た形状のものを用い、バーナー角θを２５°±１０°と
し、バーナー中心軸Ｚのずれ量Ｘを±３０ｍｍとし、堆
積面とバーナー間の距離Ｌを１００±３０ｍｍとした。
バーナー４からのガス供給は、図６に示す流量で行なっ
た。所定の大きさの多孔質ガラス母材１が得られた後、
多孔質ガラス母材１を脱水・焼結して透明ガラス化し
た。

【００３４】図７は、図１１と図６の構成で製造した多
孔質ガラス母材１を透明ガラス化し、その屈折率分布を
測定した図である。屈折率分布は、左右非対称で中央に
谷部が生じるなどして、通常得られる屈折率分布から大
きくかけ離れている。これは、ドーパントの濃度分布む
らによるものか、図１２の多孔質ガラス母材１の外周面
に、浮遊ＧｅＯ₂による角の発生によるものか、あるい
は、その両方であるのかは確かではないが、測定が正確
に行なえない状態であった。

【００３５】図８は、上述した本発明の具体例（図１の
バーナー配置）で形成した光ファイバ用コアガラス母材
を、光ファイバのコア径に換算して屈折率差の分布で示
した図である。このときの屈折率差分布は、ΔＮのピー
ク値が２．３９％、平均値は１．５％で、α乗は、１．
８乗であった。この図８の光ファイバ用コアガラス母材
を形成する条件で、第１バーナー５（図１）の燃焼用で
あるＨ₂ガスとＯ₂ガス流量の供給比率を種々変えてみ
ると、流量比Ｈ₂／Ｏ₂と屈折率差分布のα乗に一定の
相関関係が生じることが明らかになった。これらの相関
関係を予め求め、これに基づいて流量比Ｈ₂／Ｏ₂を調
整することにより、α乗を容易に制御することが可能と
なる。

【００３６】図９は、ドーパントを加えて多孔質ガラス
母材を堆積生成する第１バーナー５の内側に位置するポ
ート２のＨ₂ガスと、ポート４のＯ₂ガスとの流量比Ｈ
₂／Ｏ₂を、変化させたときのα乗との関係を調べた一
例を示す図である。図に示すように、内側に位置するポ
ート２，４における流量比Ｈ₂／Ｏ₂を０．４〜１．８
の範囲で変化させたとき、α乗は４．４〜１．３でほぼ
直線状に変化する。なお、外側に位置するポート６，８
における流量比Ｈ₂／Ｏ₂を０．５を一定とした。

【００３７】この場合の相関関係は、αをｙ軸、流量比
Ｈ₂／Ｏ₂をｘ軸にとり、ａ，ｂを常数とすると、例え
ば、ｙ＝−ａｘ＋ｂの関係式で表すことができる。ま
た、外側に位置するポート６，８における流量比Ｈ₂／
Ｏ₂を変化させることによってもα乗を変化するが、全
体のα乗はポート２，４の流量比Ｈ₂／Ｏ₂によるα乗
が支配的である。したがって、ポート６，８の流量比Ｈ
₂／Ｏ₂を異ならせた幾つかのポート２，側の相関式を
もとめておくとよい。

【００３８】比較のため、上述した比較例（図１１のバ
ーナー配置）で形成した光ファイバ用コアガラス母材の
外周面の浮遊ＧｅＯ₂による角状の高屈折率ピーク部分
を除去し、屈折率分布を測定した。これを光ファイバの
コア径に換算して屈折率差分布を求めると、図８とほぼ
同じ、ΔＮのピーク値が２．３９％、平均値は１．５％
で、α乗は１．８乗であった。この比較例の光ファイバ
用コアガラス母材を形成する条件で、バーナー４（図１
１）の燃焼用のＨ₂ガスとＯ₂ガスの供給比率を種々変
えて、図９と同様に屈折率差分布のα乗を測定してみ
た。

【００３９】図１０は、この測定結果を示し、図１０
（Ａ）は、内側に位置するポート２のＨ₂ガスとポート
４のＯ₂ガスとの流量比Ｈ₂／Ｏ₂を変化させたときの
α乗の変化を示す図であり、図１０（Ｂ）は、外側に位
置するポート６のＨ₂ガスとポート８のＯ₂ガスとの流
量比Ｈ₂／Ｏ₂を変化させたときのα乗の変化を示す図
である。この図から明らかなように、流量比Ｈ₂／Ｏ₂
を変えることによりα乗が変化するが、これらの間で一
定の相関関係があることは見出せなかった。このため、
図１１のバーナー配置では、流量比Ｈ₂／Ｏ₂を変える
ことでα乗を制御することは不可能ある。

【００４０】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、第１バ
ーナー中心軸と多孔質ガラス母材の軸線が交わる角度を
１０°以下とすることにより、ドーパントの濃度分布む
らの程度小さくすることができるとともに、α乗の制御
を行なうことが可能となる。また、第２バーナーを用い
て多孔質ガラス母材の外周面を処理することにより、多
孔質ガラス母材の割れの発生を防止し、また、ドーパン
ト材の再付着を防止し透明ガラス化後の屈折率分布の測
定を容易にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を説明する図である。

【図２】本発明に用いる第２バーナーのガス流量を示す
図である。

【図３】本発明に用いる第１バーナーのガス流量を示す
図である。

【図４】本発明により製造したコアガラス母材の屈折率
分布を示す図である。

【図５】本発明に用いる第１バーナーの他の例のガス流
量を示す図である。

【図６】比較例のバーナーのガス流量を示す図である。

【図７】比較例で製造したコアガラス母材の屈折率分布
を示す図である。

【図８】本発明により製造したコアガラスの屈折率差分
布を示す図である。

【図９】本発明の水素ガスと酸素ガスの流量比率とα乗
の相関関係を示す図である。

【図１０】比較例の水素ガスと酸素ガスの流量比率とα
乗の相関関係を示す図である。

【図１１】従来の多孔質ガラス母材の製造方法を説明す
る図である。

【図１２】多孔質ガラス母材の外周面に再付着により角
状の高屈折率ピーク部分が形成された状態を説明する図
である。

【符号の説明】

１…多孔質ガラス母材、１’…球状の多孔質ガラス、２
…石英種棒、３…堆積基準点、４…バーナー、５…第１
のバーナー、６…第２のバーナー。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転する石英種棒の下方から、ガラス原
料ガスとドーパント原料ガスと燃焼用ガスとを第１のバ
ーナーで吹き付け、火炎加水分解反応により生成される
ガラス微粒子を軸方向に堆積させて多孔質ガラス母材を
形成し、この後、脱水焼結して透明ガラス化する光ファ
イバ用のコアガラス母材の製造方法であって、前記第１
のバーナーの中心軸と前記多孔質ガラス母材の軸線が交
わる角度を１０°以下とすることを特徴とする光ファイ
バ用コアガラス母材の製造方法。
【請求項２】前記第１のバーナーの中心軸の水平方向
のずれを３０ｍｍ以下とすることを特徴とする請求項１
に記載の光ファイバ用コアガラス母材の製造方法。
【請求項３】前記第１のバーナーとは別に第２のバー
ナーを配置し、前記第２のバーナーの中心軸と前記多孔
質ガラス母材の軸線が交わる角度を６０°〜８０°とす
ることを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ用コア
ガラス母材の製造方法。
【請求項４】前記第２のバーナーで前記石英種棒の先
端に、出発基材となる球状の多孔質ガラスを形成し、こ
の後、前記第１のバーナーで前記多孔質ガラス母材を形
成することを特徴とする請求項３に記載の光ファイバ用
コアガラス母材の製造方法。
【請求項５】前記多孔質ガラス母材の形成後、前記第
２のバーナーを用いて前記多孔質ガラス母材の表面全体
を炙ることを特徴とする請求項３に記載の光ファイバ用
コアガラス母材の製造方法。
【請求項６】前記多孔質ガラス母材の形成後、前記第
２のバーナーを用いて前記多孔質ガラス母材の表面全体
にＳｉＯ₂の薄層を形成することを特徴とする請求項３
に記載の光ファイバ用コアガラス母材の製造方法。
【請求項７】前記多孔質ガラス母材の生成中に、前記
第２のバーナーを用いて堆積を終えた部分の前記多孔質
ガラス母材の外周面を、順次、炙ることを特徴とする請
求項３に記載の光ファイバ用コアガラス母材の製造方
法。
【請求項８】前記多孔質ガラス母材の生成中に、前記
第２のバーナーを用いて堆積の終えた部分の前記多孔質
ガラス母材の外周面にＳｉＯ₂の薄層を形成することを
特徴とする請求項３に記載の光ファイバ用コアガラス母
材の製造方法。
【請求項９】前記多孔質ガラス母材の生成中に、前記
第１のバーナーの外側ポートにＳｉＣｌ₄ガスを追加供
給して、堆積の終えた部分の前記多孔質ガラス母材の外
周面にＳｉＯ₂の薄層を形成することを特徴とする請求
項１に記載の光ファイバ用コアガラス母材の製造方法。
【請求項１０】前記第１のバーナーの燃焼用の酸素ガ
スと水素ガスの流量比率を変えることにより、α乗を制
御することを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ用
コアガラス母材の製造方法。
【請求項１１】前記第１のバーナーの燃焼用の酸素ガ
スと水素ガスの流量比率と前記α乗の相関関係を予め求
め、前記相関関係に基づいて酸素ガスと水素ガスの流量
および流量比率を決定することを特徴とする請求項１０
に記載の光ファイバ用コアガラス母材の製造方法。
【請求項１２】前記流量比率は、第１のバーナーの同
軸円筒状に配された内側のポートにおける前記酸素ガス
と水素ガスで求めることを特徴とする請求項１１に記載
の光ファイバ用コアガラス母材の製造方法。
【請求項１３】前記ドーパント原料ガスがＧｅＣｌ₄
で、５ｗｔ％以上添加されることを特徴とする請求項１
〜１２のいずれか１項に記載の光ファイバ用コアガラス
母材の製造方法。