JP2003226543A - 光ファイバ母材の製造方法およびこれを用いた光ファイバ母材製造用バーナ装置 - Google Patents
光ファイバ母材の製造方法およびこれを用いた光ファイバ母材製造用バーナ装置Info
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- 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]
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- C03B37/0142—Reactant deposition burners
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B2207/00—Glass deposition burners
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- C03B2207/70—Control measures
Abstract
(57)【要約】
【課題】 良好な光ファイバ母材を効率良く製造する光
ファイバ母材の製造方法およびこれを用いた光ファイバ
母材製造用バーナ装置を提供する。 【解決手段】 ガラス合成用バーナ１０から噴出した酸
水素火炎中でガラス微粒子を合成し、ガラス微粒子を出
発部材の外周部の径方向に堆積して光ファイバ多孔質母
材を形成する際に、ガラス合成用バーナ１０から噴出さ
れるガラス原料ガス、あるいはガラス原料ガスと添加ガ
スとの混合ガスの流速ｖｍ（ｍ／ｓｅｃ）と、不活性ガ
スの流速ｖｓ（ｍ／ｓｅｃ）との関係を−０．０６ｖｍ
＋１．４≦ｖｓ≦−０．０２ｖｍ＋１．８かつｖｓ≧
０．４０とし、ガラス合成用バーナ１０から噴出される
ガラス原料ガスの流量Ｖｍ（ｌ／ｍｉｎ）と、不活性ガ
スの流量Ｖｓ（ｌ／ｍｉｎ）との関係をＶｓ／Ｖｍ≦
０．２とる光ファイバ母材の製造方法。
ファイバ母材の製造方法およびこれを用いた光ファイバ
母材製造用バーナ装置を提供する。 【解決手段】 ガラス合成用バーナ１０から噴出した酸
水素火炎中でガラス微粒子を合成し、ガラス微粒子を出
発部材の外周部の径方向に堆積して光ファイバ多孔質母
材を形成する際に、ガラス合成用バーナ１０から噴出さ
れるガラス原料ガス、あるいはガラス原料ガスと添加ガ
スとの混合ガスの流速ｖｍ（ｍ／ｓｅｃ）と、不活性ガ
スの流速ｖｓ（ｍ／ｓｅｃ）との関係を−０．０６ｖｍ
＋１．４≦ｖｓ≦−０．０２ｖｍ＋１．８かつｖｓ≧
０．４０とし、ガラス合成用バーナ１０から噴出される
ガラス原料ガスの流量Ｖｍ（ｌ／ｍｉｎ）と、不活性ガ
スの流量Ｖｓ（ｌ／ｍｉｎ）との関係をＶｓ／Ｖｍ≦
０．２とる光ファイバ母材の製造方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、酸水素火炎中でガ
ラス原料ガスを反応させてガラス微粒子を合成し、これ
を出発部材の外周部の径方向に堆積する光ファイバ母材
の製造方法およびこれを用いた光ファイバ母材製造用バ
ーナ装置に関する。
ラス原料ガスを反応させてガラス微粒子を合成し、これ
を出発部材の外周部の径方向に堆積する光ファイバ母材
の製造方法およびこれを用いた光ファイバ母材製造用バ
ーナ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】光ファイバは、光ファイバ母材を溶融線
引きして製造される。また、光ファイバ母材の製造方法
としては、ＶＡＤ法、ＯＶＤ法、ＭＣＶＤ法、ＰＣＶＤ
法などの方法がある。なかでも、ＯＶＤ（Outside Vapo
r Phase Deposition）法は、、四塩化ケイ素（ＳｉＣｌ
4）、四塩化ゲルマニウム（ＧｅＣｌ4）などのガラス原
料ガスを、酸素、水素とともに火炎中で加水分解反応ま
たは酸化反応させてガラス微粒子を合成し、その軸回り
に回転するコアとなるガラス材を備えた円柱形の出発部
材の外周部の径方向に、ガラス微粒子（スート）を堆積
させて複数層からなる多孔質層を形成して光ファイバ多
孔質母材とし、これを電気炉中で脱水、焼結しながら透
明ガラス化し、光ファイバ母材を製造する方法である。
このような光ファイバ母材を溶融線引きして製造される
光ファイバは、純度、その他の品質に優れたものとな
る。
引きして製造される。また、光ファイバ母材の製造方法
としては、ＶＡＤ法、ＯＶＤ法、ＭＣＶＤ法、ＰＣＶＤ
法などの方法がある。なかでも、ＯＶＤ（Outside Vapo
r Phase Deposition）法は、、四塩化ケイ素（ＳｉＣｌ
4）、四塩化ゲルマニウム（ＧｅＣｌ4）などのガラス原
料ガスを、酸素、水素とともに火炎中で加水分解反応ま
たは酸化反応させてガラス微粒子を合成し、その軸回り
に回転するコアとなるガラス材を備えた円柱形の出発部
材の外周部の径方向に、ガラス微粒子（スート）を堆積
させて複数層からなる多孔質層を形成して光ファイバ多
孔質母材とし、これを電気炉中で脱水、焼結しながら透
明ガラス化し、光ファイバ母材を製造する方法である。
このような光ファイバ母材を溶融線引きして製造される
光ファイバは、純度、その他の品質に優れたものとな
る。
【０００３】ＯＶＤ法において、光ファイバ多孔質母材
を形成する工程において用いられるガラス合成用バーナ
１０の端面は、例えば、図１に示すような構造をなして
いる。このガラス合成用バーナ１０の端面において、そ
の中心に第１のノズル１が設けられ、この第１のノズル
１の周囲に、第１のノズル１と中心軸を同じくして第２
のノズル２が設けられている。また、同様に、第２のノ
ズル２の周囲に、第１のノズル１と中心軸を同じくして
第３のノズル３が、第３のノズル３の周囲に、第１のノ
ズル１と中心軸を同じくして第４のノズル４が設けられ
ている。また、第２のノズル２と第３のノズル３の間
で、第１のノズル１の同心円上には、複数の小径の第５
のノズル５、５、…が設けられている。また、第１のノ
ズル１が第１の噴出口１１をなし、第１のノズル１と第
２のノズル２の間の部分が第２の噴出口１２をなし、第
２のノズル２と第３のノズル３の間の部分が第３の噴出
口１３をなし、第３のノズル３と第４のノズル４の間の
部分が第４の噴出口１４をなし、第５のノズル５が第５
の噴出口１５をなしている。
を形成する工程において用いられるガラス合成用バーナ
１０の端面は、例えば、図１に示すような構造をなして
いる。このガラス合成用バーナ１０の端面において、そ
の中心に第１のノズル１が設けられ、この第１のノズル
１の周囲に、第１のノズル１と中心軸を同じくして第２
のノズル２が設けられている。また、同様に、第２のノ
ズル２の周囲に、第１のノズル１と中心軸を同じくして
第３のノズル３が、第３のノズル３の周囲に、第１のノ
ズル１と中心軸を同じくして第４のノズル４が設けられ
ている。また、第２のノズル２と第３のノズル３の間
で、第１のノズル１の同心円上には、複数の小径の第５
のノズル５、５、…が設けられている。また、第１のノ
ズル１が第１の噴出口１１をなし、第１のノズル１と第
２のノズル２の間の部分が第２の噴出口１２をなし、第
２のノズル２と第３のノズル３の間の部分が第３の噴出
口１３をなし、第３のノズル３と第４のノズル４の間の
部分が第４の噴出口１４をなし、第５のノズル５が第５
の噴出口１５をなしている。
【０００４】ＯＶＤ法において、ガラス微粒子を合成す
るには、一般的に、第１の噴出口１１からは、ガラス原
料ガスとして例えば、ＳｉＣｌ4と酸素または水素など
の添加ガスとの混合ガスを供給し、第２の噴出口１２か
らはアルゴンなどからなるシールガスを供給し、第３の
噴出口１３からは水素を供給し、第４の噴出口１４およ
び第５の噴出口１５からは酸素を供給する。
るには、一般的に、第１の噴出口１１からは、ガラス原
料ガスとして例えば、ＳｉＣｌ4と酸素または水素など
の添加ガスとの混合ガスを供給し、第２の噴出口１２か
らはアルゴンなどからなるシールガスを供給し、第３の
噴出口１３からは水素を供給し、第４の噴出口１４およ
び第５の噴出口１５からは酸素を供給する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
ガラス合成用バーナ１０を用いたガラス母材の製造方法
では、以下のような問題があった。ガラス合成用バーナ
１０の酸水素火炎中に、ガラス原料ガス、酸素および水
素を供給すると、火炎中における加水分解反応（火炎加
水分解）により、ガラス微粒子が合成される。通常、こ
のガラス微粒子は、出発部材の表面に堆積されるが、そ
の一部が、ガラス合成用バーナ１０の端面に付着するこ
とがあった。このように、ガラス微粒子が、ガラス合成
用バーナ１０の端面に付着すると、上記の噴出口を塞い
で、事故や光ファイバ多孔質母材の製造不良を生じる原
因となっていた。また、光ファイバ多孔質母材の形成時
に、ガラス合成用バーナ１０の端面に付着したガラス微
粒子（ＳｉＯ2微粒子）の凝集体が、ガラス合成用バー
ナ１０から剥離して、光ファイバ多孔質母材の表面に付
着することがあった。このような状態で、光ファイバ多
孔質母材を焼結すると、光ファイバ母材内に気泡が発生
し、良好な光ファイバ母材が得られないという問題があ
った。
ガラス合成用バーナ１０を用いたガラス母材の製造方法
では、以下のような問題があった。ガラス合成用バーナ
１０の酸水素火炎中に、ガラス原料ガス、酸素および水
素を供給すると、火炎中における加水分解反応（火炎加
水分解）により、ガラス微粒子が合成される。通常、こ
のガラス微粒子は、出発部材の表面に堆積されるが、そ
の一部が、ガラス合成用バーナ１０の端面に付着するこ
とがあった。このように、ガラス微粒子が、ガラス合成
用バーナ１０の端面に付着すると、上記の噴出口を塞い
で、事故や光ファイバ多孔質母材の製造不良を生じる原
因となっていた。また、光ファイバ多孔質母材の形成時
に、ガラス合成用バーナ１０の端面に付着したガラス微
粒子（ＳｉＯ2微粒子）の凝集体が、ガラス合成用バー
ナ１０から剥離して、光ファイバ多孔質母材の表面に付
着することがあった。このような状態で、光ファイバ多
孔質母材を焼結すると、光ファイバ母材内に気泡が発生
し、良好な光ファイバ母材が得られないという問題があ
った。
【０００６】近年、高速通信の需要の増加に伴って、光
ファイバの生産量も増加し、光ファイバ母材が大型化す
る傾向にある。これによって、ガラス原料ガスの使用量
が増加し、ガラス合成用バーナの端面に付着するガラス
微粒子の量も増加し、上記のような問題がさらに大きな
ものとなってきた。
ファイバの生産量も増加し、光ファイバ母材が大型化す
る傾向にある。これによって、ガラス原料ガスの使用量
が増加し、ガラス合成用バーナの端面に付着するガラス
微粒子の量も増加し、上記のような問題がさらに大きな
ものとなってきた。
【０００７】本発明は、前記事情に鑑みてなされたもの
で、良好な光ファイバ母材を効率良く製造する光ファイ
バ母材の製造方法およびこれを用いた光ファイバ母材製
造用バーナ装置を提供することを課題とする。
で、良好な光ファイバ母材を効率良く製造する光ファイ
バ母材の製造方法およびこれを用いた光ファイバ母材製
造用バーナ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】前記課題は、少なくと
も、中心に設けられたガラス原料ガス、あるいはガラス
原料ガスおよび添加ガスを噴出する第１の噴出口と、該
第１の噴出口の周囲に、該第１の噴出口と中心軸を同じ
くして設けられた不活性ガスを噴出する第２の噴出口と
を備えたガラス合成用バーナを用いて、該ガラス合成用
バーナから噴出した酸水素火炎中でガラス微粒子を生成
し、該ガラス微粒子を出発部材の外周部の径方向に堆積
して光ファイバ多孔質母材を製造し、該光ファイバ多孔
質母材を焼結して光ファイバ母材を製造する方法であっ
て、前記ガラス合成用バーナから噴出される原料ガス、
あるいはガラス原料ガスおよび添加ガスの流速ｖｍ（ｍ
／ｓｅｃ）と、不活性ガスの流速ｖｓ（ｍ／ｓｅｃ）と
の関係が、−０．０６ｖｍ＋１．４≦ｖｓ≦−０．０２
ｖｍ＋１．８、かつｖｓ≧０．４０である光ファイバ母
材の製造方法によって解決できる。上記光ファイバ母材
の製造方法であって、ガラス原料ガスの流量Ｖｍ（ｌ／
ｍｉｎ）と不活性ガスの流量Ｖｓ（ｌ／ｍｉｎ）との関
係が、Ｖｓ／Ｖｍ≦０．２であることが好ましい。上記
光ファイバ母材の製造方法において、ガラス原料ガスに
添加する添加ガスを酸素または水素とすることが好まし
い。
も、中心に設けられたガラス原料ガス、あるいはガラス
原料ガスおよび添加ガスを噴出する第１の噴出口と、該
第１の噴出口の周囲に、該第１の噴出口と中心軸を同じ
くして設けられた不活性ガスを噴出する第２の噴出口と
を備えたガラス合成用バーナを用いて、該ガラス合成用
バーナから噴出した酸水素火炎中でガラス微粒子を生成
し、該ガラス微粒子を出発部材の外周部の径方向に堆積
して光ファイバ多孔質母材を製造し、該光ファイバ多孔
質母材を焼結して光ファイバ母材を製造する方法であっ
て、前記ガラス合成用バーナから噴出される原料ガス、
あるいはガラス原料ガスおよび添加ガスの流速ｖｍ（ｍ
／ｓｅｃ）と、不活性ガスの流速ｖｓ（ｍ／ｓｅｃ）と
の関係が、−０．０６ｖｍ＋１．４≦ｖｓ≦−０．０２
ｖｍ＋１．８、かつｖｓ≧０．４０である光ファイバ母
材の製造方法によって解決できる。上記光ファイバ母材
の製造方法であって、ガラス原料ガスの流量Ｖｍ（ｌ／
ｍｉｎ）と不活性ガスの流量Ｖｓ（ｌ／ｍｉｎ）との関
係が、Ｖｓ／Ｖｍ≦０．２であることが好ましい。上記
光ファイバ母材の製造方法において、ガラス原料ガスに
添加する添加ガスを酸素または水素とすることが好まし
い。
【０００９】前記課題は、上記光ファイバ母材の製造方
法に適用できるガス流路寸法を有する光ファイバ母材製
造用バーナ装置であって、少なくとも、中心に設けられ
たガラス原料ガス、あるいはガラス原料ガスおよび添加
ガスを噴出する第１の噴出口と、該第１の噴出口の周囲
に、該第１の噴出口と中心軸を同じくして設けられた不
活性ガスを噴出する第２の噴出口とを備えたガラス合成
用バーナと、該ガラス合成用バーナにガラス原料ガス、
可燃性ガス、支燃性ガスおよび不活性ガスを供給するガ
ス供給源と、これらのガスの流量または流速を制御する
ガス制御部を備えた光ファイバ母材製造用バーナ装置に
よって解決できる。前記課題は、上記光ファイバ母材の
製造方法に適用できるガス流路寸法を有する光ファイバ
母材製造用バーナ装置であって、少なくとも、中心に設
けられたガラス原料ガス、あるいはガラス原料ガスおよ
び添加ガスを噴出する第１の噴出口と、該第１の噴出口
の周囲に、該第１の噴出口と中心軸を同じくして設けら
れた不活性ガスを噴出する第２の噴出口とを備えたガラ
ス合成用バーナと、該ガラス合成用バーナにガラス原料
ガス、可燃性ガス、支燃性ガスおよび不活性ガスを供給
するガス供給源と、これらのガスの流量または流速を制
御するガス制御部を備えた光ファイバ母材製造用バーナ
装置によって解決できる。
法に適用できるガス流路寸法を有する光ファイバ母材製
造用バーナ装置であって、少なくとも、中心に設けられ
たガラス原料ガス、あるいはガラス原料ガスおよび添加
ガスを噴出する第１の噴出口と、該第１の噴出口の周囲
に、該第１の噴出口と中心軸を同じくして設けられた不
活性ガスを噴出する第２の噴出口とを備えたガラス合成
用バーナと、該ガラス合成用バーナにガラス原料ガス、
可燃性ガス、支燃性ガスおよび不活性ガスを供給するガ
ス供給源と、これらのガスの流量または流速を制御する
ガス制御部を備えた光ファイバ母材製造用バーナ装置に
よって解決できる。前記課題は、上記光ファイバ母材の
製造方法に適用できるガス流路寸法を有する光ファイバ
母材製造用バーナ装置であって、少なくとも、中心に設
けられたガラス原料ガス、あるいはガラス原料ガスおよ
び添加ガスを噴出する第１の噴出口と、該第１の噴出口
の周囲に、該第１の噴出口と中心軸を同じくして設けら
れた不活性ガスを噴出する第２の噴出口とを備えたガラ
ス合成用バーナと、該ガラス合成用バーナにガラス原料
ガス、可燃性ガス、支燃性ガスおよび不活性ガスを供給
するガス供給源と、これらのガスの流量または流速を制
御するガス制御部を備えた光ファイバ母材製造用バーナ
装置によって解決できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳しく説明する。
図１は、光ファイバ母材の製造に用いられるガラス合成
用バーナの一例を示す概略構成図である。本発明の光フ
ァイバ母材製造用バーナ装置は、この例のガラス合成用
バーナ１０と、このガラス合成用バーナ１０にガラス原
料ガス、可燃性ガス、支燃性ガスおよび不活性ガスを供
給する図示略のガス供給源と、これらのガスの流量また
は流速を制御する図示略のガス制御部とから概略構成さ
れている。
図１は、光ファイバ母材の製造に用いられるガラス合成
用バーナの一例を示す概略構成図である。本発明の光フ
ァイバ母材製造用バーナ装置は、この例のガラス合成用
バーナ１０と、このガラス合成用バーナ１０にガラス原
料ガス、可燃性ガス、支燃性ガスおよび不活性ガスを供
給する図示略のガス供給源と、これらのガスの流量また
は流速を制御する図示略のガス制御部とから概略構成さ
れている。
【００１１】ガラス合成用バーナ１０は、外径４０〜６
０ｍｍ程度の円筒形で、一般的には、石英ガラスで形成
されている。また、第１のノズル１の内径は２．５〜６
ｍｍ程度、第２のノズル２の内径は４〜１０ｍｍ程度、
第３のノズル３の内径は２５〜４５ｍｍ程度、第４のノ
ズル４の内径は３５〜５５ｍｍ程度、第５のノズル５の
内径は１〜２ｍｍ程度となっている。また、第１のノズ
ル１の中心から、第５のノズル５の中心までの距離は、
１０〜３０ｍｍ程度となっている。ガラス合成用バーナ
１０を構成する各ノズルの内径を上記のような範囲とす
ることにより、後述の光ファイバ母材の製造方法を可能
とする。
０ｍｍ程度の円筒形で、一般的には、石英ガラスで形成
されている。また、第１のノズル１の内径は２．５〜６
ｍｍ程度、第２のノズル２の内径は４〜１０ｍｍ程度、
第３のノズル３の内径は２５〜４５ｍｍ程度、第４のノ
ズル４の内径は３５〜５５ｍｍ程度、第５のノズル５の
内径は１〜２ｍｍ程度となっている。また、第１のノズ
ル１の中心から、第５のノズル５の中心までの距離は、
１０〜３０ｍｍ程度となっている。ガラス合成用バーナ
１０を構成する各ノズルの内径を上記のような範囲とす
ることにより、後述の光ファイバ母材の製造方法を可能
とする。
【００１２】ガス供給源は、ガラス原料ガス、酸素、水
素、不活性ガスなどが充填されたガスボンベ（図示略）
などからなり、ガラス合成用バーナ１０の後端部に、ガ
ス供給管路（図示略）を介して接続されている。また、
ガス制御部は、電磁バルブ、流量制御装置などからな
り、上述のガス供給管路の中途に設けられており、この
流量制御装置により、ガスの流量または流速を制御す
る。
素、不活性ガスなどが充填されたガスボンベ（図示略）
などからなり、ガラス合成用バーナ１０の後端部に、ガ
ス供給管路（図示略）を介して接続されている。また、
ガス制御部は、電磁バルブ、流量制御装置などからな
り、上述のガス供給管路の中途に設けられており、この
流量制御装置により、ガスの流量または流速を制御す
る。
【００１３】本発明の光ファイバ母材の製造方法では、
まず、その軸回りに回転するコアとなるガラス材を備え
た円柱形の出発部材の表面に、ガラス合成用バーナ１０
の第１の噴出口１１からＳｉＣｌ4、ＧｅＣｌ4などのガ
ラス原料ガス、あるいは、ガラス原料ガスおよび酸素
（Ｏ2）または水素（Ｈ2）などの添加ガスとの混合ガス
を供給し、第２の噴出口１２からはアルゴン（Ａｒ）な
どの不活性ガスからなるシールガスを供給し、第３の噴
出口１３からは水素などの可燃性ガスを供給し、第４の
噴出口１４および第５の噴出口１５からは酸素などの支
燃性ガスを供給して、ガラス合成用バーナ１０の酸水素
火炎中における加水分解反応により、ガラス微粒子を合
成し、このガラス微粒子を、出発部材の表面に半径方向
に堆積し、光ファイバ多孔質母材を得る。ここで、第２
の噴出口１２から供給されるシールガスは、第１の噴出
口１１から供給されるガラス原料ガスと、第５の噴出口
１５から供給される支燃性ガスと、第３の噴出口１３か
ら供給される可燃性ガスが反応して生成した水蒸気とが
ガラス合成用バーナ１０の端面付近で接触して、加水分
解反応を起し、ガラス微粒子が合成されるのを抑制する
ものである。次に、得られた光ファイバ多孔質母材を電
気炉に入れ、ヘリウム（Ｈｅ）などの不活性ガス雰囲気
中で脱水しながら、透明なガラスになるまで焼結し、円
柱形の光ファイバ母材を得る。
まず、その軸回りに回転するコアとなるガラス材を備え
た円柱形の出発部材の表面に、ガラス合成用バーナ１０
の第１の噴出口１１からＳｉＣｌ4、ＧｅＣｌ4などのガ
ラス原料ガス、あるいは、ガラス原料ガスおよび酸素
（Ｏ2）または水素（Ｈ2）などの添加ガスとの混合ガス
を供給し、第２の噴出口１２からはアルゴン（Ａｒ）な
どの不活性ガスからなるシールガスを供給し、第３の噴
出口１３からは水素などの可燃性ガスを供給し、第４の
噴出口１４および第５の噴出口１５からは酸素などの支
燃性ガスを供給して、ガラス合成用バーナ１０の酸水素
火炎中における加水分解反応により、ガラス微粒子を合
成し、このガラス微粒子を、出発部材の表面に半径方向
に堆積し、光ファイバ多孔質母材を得る。ここで、第２
の噴出口１２から供給されるシールガスは、第１の噴出
口１１から供給されるガラス原料ガスと、第５の噴出口
１５から供給される支燃性ガスと、第３の噴出口１３か
ら供給される可燃性ガスが反応して生成した水蒸気とが
ガラス合成用バーナ１０の端面付近で接触して、加水分
解反応を起し、ガラス微粒子が合成されるのを抑制する
ものである。次に、得られた光ファイバ多孔質母材を電
気炉に入れ、ヘリウム（Ｈｅ）などの不活性ガス雰囲気
中で脱水しながら、透明なガラスになるまで焼結し、円
柱形の光ファイバ母材を得る。
【００１４】また、第１の噴出口１１から噴出されるガ
ラス原料ガス、あるいはガラス原料ガスおよび添加ガス
の混合ガスの流速をｖｍ（ｍ／ｓｅｃ）とし、第２の噴
出口１２から噴出されるシールガスの流速をｖｓ（ｍ／
ｓｅｃ）とすると、これらの関係が、−０．０６ｖｍ＋
１．４≦ｖｓ≦−０．０２ｖｍ＋１．８かつｖｓ≧０．
４０であることが好ましく、より好ましくは−０．０６
ｖｍ＋１．５≦ｖｓ≦−０．０２ｖｍ＋１．７かつｖｓ
≧０．５である。ここで、図２は、本発明の光ファイバ
母材の製造方法におけるガラス原料ガス、あるいはガラ
ス原料ガスおよび添加ガスの混合ガスの流速ｖｍ（ｍ／
ｓｅｃ）と、シールガスの流速ｖｓ（ｍ／ｓｅｃ）との
関係を示すグラフである。図中Ａの部分が、好ましい範
囲を示している。シールガスの流量ｖｓが、−０．０６
ｖｍ＋１．４（ｍ／ｓｅｃ）未満では、ガラス合成用バ
ーナ１０の近傍で、原料ガスと酸水素火炎中の水蒸気が
反応して、ガラス微粒子が合成され、ガラス合成用バー
ナ１０の表面に付着しやすくなる。シールガスの流量ｖ
ｓが、−０．０２ｖｍ＋１．８（ｍ／ｓｅｃ）を超える
と、ガラス微粒子の合成において、酸水素火炎中におけ
る加水分解反応の効率が低下し、出発部材の表面にガラ
ス微粒子を堆積する速度が低下する。また、シールガス
の流量ｖｓが０．４０（ｍ／ｓｅｃ）未満では、シール
ガスの効果が十分に得られない。
ラス原料ガス、あるいはガラス原料ガスおよび添加ガス
の混合ガスの流速をｖｍ（ｍ／ｓｅｃ）とし、第２の噴
出口１２から噴出されるシールガスの流速をｖｓ（ｍ／
ｓｅｃ）とすると、これらの関係が、−０．０６ｖｍ＋
１．４≦ｖｓ≦−０．０２ｖｍ＋１．８かつｖｓ≧０．
４０であることが好ましく、より好ましくは−０．０６
ｖｍ＋１．５≦ｖｓ≦−０．０２ｖｍ＋１．７かつｖｓ
≧０．５である。ここで、図２は、本発明の光ファイバ
母材の製造方法におけるガラス原料ガス、あるいはガラ
ス原料ガスおよび添加ガスの混合ガスの流速ｖｍ（ｍ／
ｓｅｃ）と、シールガスの流速ｖｓ（ｍ／ｓｅｃ）との
関係を示すグラフである。図中Ａの部分が、好ましい範
囲を示している。シールガスの流量ｖｓが、−０．０６
ｖｍ＋１．４（ｍ／ｓｅｃ）未満では、ガラス合成用バ
ーナ１０の近傍で、原料ガスと酸水素火炎中の水蒸気が
反応して、ガラス微粒子が合成され、ガラス合成用バー
ナ１０の表面に付着しやすくなる。シールガスの流量ｖ
ｓが、−０．０２ｖｍ＋１．８（ｍ／ｓｅｃ）を超える
と、ガラス微粒子の合成において、酸水素火炎中におけ
る加水分解反応の効率が低下し、出発部材の表面にガラ
ス微粒子を堆積する速度が低下する。また、シールガス
の流量ｖｓが０．４０（ｍ／ｓｅｃ）未満では、シール
ガスの効果が十分に得られない。
【００１５】本発明の光ファイバ母材の製造方法では、
第１の噴出口１１から噴出されるガラス原料ガス、ある
いはガラス原料ガスの流量をＶｍ（ｌ／ｍｉｎ）とし、
第２の噴出口１２から噴出されるアルゴンなどの不活性
ガスからなるシールガスの流量をＶｓ（ｌ／ｍｉｎ）と
すると、これらの関係が、Ｖｓ／Ｖｍ≦０．２であるこ
とが好ましく、実用的には、０．１５〜０．２が好まし
い。Ｖｓ／Ｖｍが０．２を超えると、シールガスの流量
が多くなり、ガラス原料ガスの反応効率が低下するため
好ましくない。
第１の噴出口１１から噴出されるガラス原料ガス、ある
いはガラス原料ガスの流量をＶｍ（ｌ／ｍｉｎ）とし、
第２の噴出口１２から噴出されるアルゴンなどの不活性
ガスからなるシールガスの流量をＶｓ（ｌ／ｍｉｎ）と
すると、これらの関係が、Ｖｓ／Ｖｍ≦０．２であるこ
とが好ましく、実用的には、０．１５〜０．２が好まし
い。Ｖｓ／Ｖｍが０．２を超えると、シールガスの流量
が多くなり、ガラス原料ガスの反応効率が低下するため
好ましくない。
【００１６】本発明の光ファイバ母材の製造方法によれ
ば、光ファイバ多孔質母材を形成する際に、ガラス合成
用バーナの端面にガラス微粒子が付着することがなくな
る。また、出発部材の表面にガラス微粒子を堆積する速
度を上げることができるから、製造効率が良くなる。
ば、光ファイバ多孔質母材を形成する際に、ガラス合成
用バーナの端面にガラス微粒子が付着することがなくな
る。また、出発部材の表面にガラス微粒子を堆積する速
度を上げることができるから、製造効率が良くなる。
【００１７】以下、図１を用いて具体的な実施例を示
し、本発明の効果を明らかにする。 （実施例１）まず、石英系ガラスからなる円柱形の出発
部材を用意した。次いで、この出発部材の両端部を把持
具で把持し、出発部材を水平に配置した。次いで、この
出発部材を、その中心軸を中心にして回転させながら、
図１に示したガラス合成用バーナ１０を複数本同時に用
いて、ガラス微粒子を合成し、ガラス合成用バーナ１０
を、出発部材の長手方向と平行に移動させならが、ガラ
ス微粒子を、回転する出発部材の半径方向に堆積して、
円柱形の光ファイバ多孔質母材を得た。このとき、ガラ
ス原料ガス、添加ガスとして用いる酸素、およびシール
ガスの流量を変化させ、ガラス原料ガス、酸素およびシ
ールガスの流速を変化させて、光ファイバ多孔質母材を
製造し、ガラス微粒子の堆積速度を測定し、また、ガラ
ス合成用バーナ１０の端面におけるガラス微粒子の付着
の有無を確認した。結果を表１に示す。
し、本発明の効果を明らかにする。 （実施例１）まず、石英系ガラスからなる円柱形の出発
部材を用意した。次いで、この出発部材の両端部を把持
具で把持し、出発部材を水平に配置した。次いで、この
出発部材を、その中心軸を中心にして回転させながら、
図１に示したガラス合成用バーナ１０を複数本同時に用
いて、ガラス微粒子を合成し、ガラス合成用バーナ１０
を、出発部材の長手方向と平行に移動させならが、ガラ
ス微粒子を、回転する出発部材の半径方向に堆積して、
円柱形の光ファイバ多孔質母材を得た。このとき、ガラ
ス原料ガス、添加ガスとして用いる酸素、およびシール
ガスの流量を変化させ、ガラス原料ガス、酸素およびシ
ールガスの流速を変化させて、光ファイバ多孔質母材を
製造し、ガラス微粒子の堆積速度を測定し、また、ガラ
ス合成用バーナ１０の端面におけるガラス微粒子の付着
の有無を確認した。結果を表１に示す。
【００１８】
【表１】
【００１９】表１の結果から、シールガスの流速ｖｓが
−０．０６ｖｍ＋１．４を下回ると、ガラス合成用バー
ナ１０の端面にガラス微粒子が付着し、シールガスの流
速ｖｓが−０．０２ｖｍ＋１．８を上回ると、ガラス微
粒子の堆積速度が低下することが確認された。
−０．０６ｖｍ＋１．４を下回ると、ガラス合成用バー
ナ１０の端面にガラス微粒子が付着し、シールガスの流
速ｖｓが−０．０２ｖｍ＋１．８を上回ると、ガラス微
粒子の堆積速度が低下することが確認された。
【００２０】（実施例２）実施例１で用いたガラス合成
用バーナ１０の第２の噴出口１２の断面積を小さくした
以外は、実施例１と同様にして、光ファイバ多孔質母材
を製造し、ガラス微粒子の堆積速度を測定し、また、ガ
ラス合成用バーナ１０の端面におけるガラス微粒子の付
着の有無を確認した。結果を表２に示す。
用バーナ１０の第２の噴出口１２の断面積を小さくした
以外は、実施例１と同様にして、光ファイバ多孔質母材
を製造し、ガラス微粒子の堆積速度を測定し、また、ガ
ラス合成用バーナ１０の端面におけるガラス微粒子の付
着の有無を確認した。結果を表２に示す。
【００２１】
【表２】
【００２２】表２の結果から、シールガスの流速ｖｓが
−０．０２ｖｍ＋１．８を上回ると、ガラス微粒子の堆
積速度が低下することが確認されたが、実施例１よりも
シールガスの流量を少なくしても、堆積速度を上昇する
ことができることが確認された。
−０．０２ｖｍ＋１．８を上回ると、ガラス微粒子の堆
積速度が低下することが確認されたが、実施例１よりも
シールガスの流量を少なくしても、堆積速度を上昇する
ことができることが確認された。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の光ファイ
バ母材の製造方法によれば、光ファイバ多孔質母材を形
成する際に、ガラス合成用バーナの端面にガラス微粒子
が付着することがなくなる。また、出発部材の表面にガ
ラス微粒子を堆積する速度を上げることができるから、
製造効率が良くなる。また、本発明の光ファイバ母材製
造用バーナ装置によれば、シールガスの使用量を減らし
ても、ガラス合成用バーナの端面にガラス微粒子を付着
することなく、ガラス微粒子の堆積速度を上げることが
できるから、製造コストを削減することができる。
バ母材の製造方法によれば、光ファイバ多孔質母材を形
成する際に、ガラス合成用バーナの端面にガラス微粒子
が付着することがなくなる。また、出発部材の表面にガ
ラス微粒子を堆積する速度を上げることができるから、
製造効率が良くなる。また、本発明の光ファイバ母材製
造用バーナ装置によれば、シールガスの使用量を減らし
ても、ガラス合成用バーナの端面にガラス微粒子を付着
することなく、ガラス微粒子の堆積速度を上げることが
できるから、製造コストを削減することができる。
【図１】 光ファイバ母材の製造に用いられるガラス合
成用バーナの一例を示す概略構成図である。
成用バーナの一例を示す概略構成図である。
【図２】 本発明の光ファイバ母材の製造方法における
ガラス原料ガス、あるいはガラス原料ガスと添加ガスの
混合ガスの流速ｖｍ（ｍ／ｓｅｃ）と、シールガスの流
速ｖｓ（ｍ／ｓｅｃ）との関係を示すグラフである。
ガラス原料ガス、あるいはガラス原料ガスと添加ガスの
混合ガスの流速ｖｍ（ｍ／ｓｅｃ）と、シールガスの流
速ｖｓ（ｍ／ｓｅｃ）との関係を示すグラフである。
１・・・第１のノズル、２・・・第２のノズル、３・・・第３の
ノズル、４・・・第４のノズル、５・・・第５のノズル、１０
・・・ガラス合成用バーナ、１１・・・第１の噴出口、１２・・
・第２の噴出口、１３・・・第３の噴出口、１４・・・第４の
噴出口、１５・・・第５の噴出口
ノズル、４・・・第４のノズル、５・・・第５のノズル、１０
・・・ガラス合成用バーナ、１１・・・第１の噴出口、１２・・
・第２の噴出口、１３・・・第３の噴出口、１４・・・第４の
噴出口、１５・・・第５の噴出口
Claims (5)
- 【請求項１】 少なくとも、中心に設けられたガラス原
料ガス、あるいはガラス原料ガスおよび添加ガスを噴出
する第１の噴出口と、該第１の噴出口の周囲に、該第１
の噴出口と中心軸を同じくして設けられた不活性ガスを
噴出する第２の噴出口とを備えたガラス合成用バーナを
用いて、該ガラス合成用バーナから噴出した酸水素火炎
中でガラス微粒子を生成し、該ガラス微粒子を出発部材
の外周部の径方向に堆積して光ファイバ多孔質母材を製
造し、該光ファイバ多孔質母材を焼結して光ファイバ母
材を製造する方法であって、 前記ガラス合成用バーナから噴出される原料ガス、ある
いはガラス原料ガスおよび添加ガスの流速ｖｍ（ｍ／ｓ
ｅｃ）と、不活性ガスの流速ｖｓ（ｍ／ｓｅｃ）との関
係が、−０．０６ｖｍ＋１．４≦ｖｓ≦−０．０２ｖｍ
＋１．８、かつｖｓ≧０．４０であることを特徴とする
光ファイバ母材の製造方法。 - 【請求項２】 請求項１に記載の光ファイバ母材の製造
方法であって、ガラス原料ガスの流量Ｖｍ（ｌ／ｍｉ
ｎ）と不活性ガスの流量Ｖｓ（ｌ／ｍｉｎ）との関係
が、Ｖｓ／Ｖｍ≦０．２であることを特徴とする光ファ
イバ母材の製造方法。 - 【請求項３】 請求項１または２記載の光ファイバ母材
の製造方法において、 ガラス原料ガスに添加する添加ガスを酸素または水素と
することを特徴とする光ファイバ母材の製造方法。 - 【請求項４】 請求項１記載の光ファイバ母材の製造方
法に適用できるガス流路寸法を有する光ファイバ母材製
造用バーナ装置であって、 少なくとも、中心に設けられたガラス原料ガス、あるい
はガラス原料ガスおよび添加ガスを噴出する第１の噴出
口と、該第１の噴出口の周囲に、該第１の噴出口と中心
軸を同じくして設けられた不活性ガスを噴出する第２の
噴出口とを備えたガラス合成用バーナと、該ガラス合成
用バーナにガラス原料ガス、可燃性ガス、支燃性ガスお
よび不活性ガスを供給するガス供給源と、これらのガス
の流量または流速を制御するガス制御部を備えたことを
特徴とする光ファイバ母材製造用バーナ装置。 - 【請求項５】 請求項２記載の光ファイバ母材の製造方
法に適用できるガス流路寸法を有する光ファイバ母材製
造用バーナ装置であって、少なくとも、中心に設けられ
たガラス原料ガス、あるいはガラス原料ガスおよび添加
ガスを噴出する第１の噴出口と、該第１の噴出口の周囲
に、該第１の噴出口と中心軸を同じくして設けられた不
活性ガスを噴出する第２の噴出口とを備えたガラス合成
用バーナと、該ガラス合成用バーナにガラス原料ガス、
可燃性ガス、支燃性ガスおよび不活性ガスを供給するガ
ス供給源と、これらのガスの流量または流速を制御する
ガス制御部を備えたことを特徴とする光ファイバ母材製
造用バーナ装置。
Priority Applications (5)
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|---|---|---|---|
| JP2002025373A JP2003226543A (ja) | 2002-02-01 | 2002-02-01 | 光ファイバ母材の製造方法およびこれを用いた光ファイバ母材製造用バーナ装置 |
| US10/353,279 US7073354B2 (en) | 2002-02-01 | 2003-01-29 | Method for manufacturing optical fiber preform and burner apparatus for this method for manufacturing optical fiber preform |
| RU2003102600/28A RU2243944C2 (ru) | 2002-02-01 | 2003-01-30 | Способ изготовления заготовки оптического волокна и устройство горелки для осуществления этого способа |
| CNB031206077A CN1276889C (zh) | 2002-02-01 | 2003-01-30 | 制造光纤预制坯的方法和用于这种制造光纤预制坯的方法的燃烧设备 |
| US11/448,186 US20060225464A1 (en) | 2002-02-01 | 2006-06-07 | Method for manufacturing optical fiber preform and burner apparatus for this method for manufacturing optical fiber preform |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002025373A JP2003226543A (ja) | 2002-02-01 | 2002-02-01 | 光ファイバ母材の製造方法およびこれを用いた光ファイバ母材製造用バーナ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003226543A true JP2003226543A (ja) | 2003-08-12 |
Family
ID=27654532
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
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| CN (1) | CN1276889C (ja) |
| RU (1) | RU2243944C2 (ja) |
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| CN1321338C (zh) * | 2004-02-26 | 2007-06-13 | 科毅光电股份有限公司 | 预混式光纤耦合器融烧装置及其方法 |
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| JP5603024B2 (ja) * | 2009-01-20 | 2014-10-08 | 古河電気工業株式会社 | 光ファイバ母材の製造方法 |
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| JP5748633B2 (ja) * | 2011-10-18 | 2015-07-15 | 信越化学工業株式会社 | 多孔質ガラス母材製造用バーナ及び多孔質ガラス母材の製造方法 |
| JP2014122141A (ja) * | 2012-12-21 | 2014-07-03 | Shin Etsu Chem Co Ltd | ガラス微粒子合成用バーナ及びガラス微粒子堆積体の製造方法 |
| JP5904967B2 (ja) * | 2013-02-14 | 2016-04-20 | 信越化学工業株式会社 | 多孔質ガラス母材製造用のバーナ |
| DE102013209673B3 (de) * | 2013-05-24 | 2014-05-22 | Heraeus Quarzglas Gmbh & Co. Kg | Verfahren und Verdampfer zur Herstellung von synthetischem Quarzglas |
| CN108545925B (zh) * | 2018-05-02 | 2020-10-27 | 成都富通光通信技术有限公司 | 一种预制棒轴向超薄层外包工艺 |
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| JPS60191028A (ja) * | 1984-03-07 | 1985-09-28 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 高純度ガラス体の製造方法 |
| JPS60200836A (ja) * | 1984-03-27 | 1985-10-11 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光フアイバ−用プリフオ−ムの製造方法 |
| US4661140A (en) * | 1985-02-06 | 1987-04-28 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Gas reaction apparatus and multi-wall pipe type burner therefor |
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| JPH0694835B2 (ja) | 1989-06-05 | 1994-11-24 | 株式会社ユニシアジェックス | 内燃機関のスロットル弁開度制御装置 |
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| JPH09301719A (ja) | 1996-05-09 | 1997-11-25 | Sumitomo Electric Ind Ltd | ガラス微粒子合成用焦点型複合バーナ |
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-
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- 2006-06-07 US US11/448,186 patent/US20060225464A1/en not_active Abandoned
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