JP2003238191A - ガラス体の加熱加工装置及びそれを用いた製造方法 - Google Patents
ガラス体の加熱加工装置及びそれを用いた製造方法Info
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- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
- C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
- C03B37/012—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
- C03B37/014—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments made entirely or partially by chemical means, e.g. vapour phase deposition of bulk porous glass either by outside vapour deposition [OVD], or by outside vapour phase oxidation [OVPO] or by vapour axial deposition [VAD]
- C03B37/018—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] by glass deposition on a glass substrate, e.g. by inside-, modified-, plasma-, or plasma modified- chemical vapour deposition [ICVD, MCVD, PCVD, PMCVD], i.e. by thin layer coating on the inside or outside of a glass tube or on a glass rod
- C03B37/01807—Reactant delivery systems, e.g. reactant deposition burners
- C03B37/01815—Reactant deposition burners or deposition heating means
- C03B37/01823—Plasma deposition burners or heating means
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ガラス体への不純物汚染を抑制し、品質良好
なガラス物品や伝送損失の少ない光ファイバ母材が得ら
れるガラス体の加熱加工装置、光ファイバ母材の製造装
置及びそれを用いた光ファイバ母材の製造方法を提供す
ること。 【解決手段】 ガラス体を加熱加工する装置であって、
実質的に水素を含まないガスを導入する第１ガス導入手
段が接続されたプラズマバーナーと、前記ガラス体の被
加熱部と前記バーナーの少なくともプラズマ火炎部分を
覆う乾燥ガスを導入する第２ガス導入手段が接続された
カバーとを構成要素として含むことを特徴とするガラス
体の加熱加工装置、光ファイバ母材の製造装置及び製造
方法。
なガラス物品や伝送損失の少ない光ファイバ母材が得ら
れるガラス体の加熱加工装置、光ファイバ母材の製造装
置及びそれを用いた光ファイバ母材の製造方法を提供す
ること。 【解決手段】 ガラス体を加熱加工する装置であって、
実質的に水素を含まないガスを導入する第１ガス導入手
段が接続されたプラズマバーナーと、前記ガラス体の被
加熱部と前記バーナーの少なくともプラズマ火炎部分を
覆う乾燥ガスを導入する第２ガス導入手段が接続された
カバーとを構成要素として含むことを特徴とするガラス
体の加熱加工装置、光ファイバ母材の製造装置及び製造
方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバ母材な
どのガラス物品の製造過程で使用されるガラス体の加熱
加工装置、光ファイバ母材の製造装置及びそれを用いた
光ファイバ母材の製造方法に関する。
どのガラス物品の製造過程で使用されるガラス体の加熱
加工装置、光ファイバ母材の製造装置及びそれを用いた
光ファイバ母材の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】光ファイバ母材などのガラス物品の製造
過程においては、例えばＭＣＶＤ（Modefied Chemical
Vapor Deposition）法による光ファイバ母材の製造工
程、ロッドインコラプス法による光ファイバ母材の製造
工程、ガラスロッド等にダミーロッドを接続する工程、
ガラスロッドやガラスパイプの延伸工程など、ガラス体
を加熱加工する工程が多く含まれている。従来、このよ
うなガラス体の加熱加工用熱源としては、Ｈ2 ／Ｏ2 の
混合ガスや、プロパンと酸素の混合ガスなどを用いたバ
ーナーが使用されてきた。しかし、これらの熱源を用い
た場合には、加工するガラス体の表面から水素やＯＨな
どが拡散侵入し、光ファイバの伝送損失を劣化させると
いう問題があった。
過程においては、例えばＭＣＶＤ（Modefied Chemical
Vapor Deposition）法による光ファイバ母材の製造工
程、ロッドインコラプス法による光ファイバ母材の製造
工程、ガラスロッド等にダミーロッドを接続する工程、
ガラスロッドやガラスパイプの延伸工程など、ガラス体
を加熱加工する工程が多く含まれている。従来、このよ
うなガラス体の加熱加工用熱源としては、Ｈ2 ／Ｏ2 の
混合ガスや、プロパンと酸素の混合ガスなどを用いたバ
ーナーが使用されてきた。しかし、これらの熱源を用い
た場合には、加工するガラス体の表面から水素やＯＨな
どが拡散侵入し、光ファイバの伝送損失を劣化させると
いう問題があった。
【０００３】近年の大容量伝送で要求される光ファイバ
では、コア屈折率分布が複雑かつコア領域が広いため
に、製造コストを考慮しての大型母材を作製する場合に
は、長時間のＭＣＶＤ工程によるガラス膜堆積が不可欠
である。この場合、従来から用いられてきたＨ2 ／Ｏ2
バーナーでは、前記のように長時間の加熱によりＭＣＶ
Ｄ出発パイプの表面から水素やＯＨが拡散し、これが伝
送損失を劣化させる要因となっていた。そのため、従来
はＭＣＶＤ工程のガラス膜堆積時間を数時間以内に止め
るか、若しくは使用するガラスパイプの肉厚を上記不純
物の拡散を考慮して厚くするなどの手法がとられてい
た。このような場合、前者では母材の大型化が制限され
る、後者ではパイプ内部への熱伝導が阻害されるために
堆積速度が低下するという問題があった。
では、コア屈折率分布が複雑かつコア領域が広いため
に、製造コストを考慮しての大型母材を作製する場合に
は、長時間のＭＣＶＤ工程によるガラス膜堆積が不可欠
である。この場合、従来から用いられてきたＨ2 ／Ｏ2
バーナーでは、前記のように長時間の加熱によりＭＣＶ
Ｄ出発パイプの表面から水素やＯＨが拡散し、これが伝
送損失を劣化させる要因となっていた。そのため、従来
はＭＣＶＤ工程のガラス膜堆積時間を数時間以内に止め
るか、若しくは使用するガラスパイプの肉厚を上記不純
物の拡散を考慮して厚くするなどの手法がとられてい
た。このような場合、前者では母材の大型化が制限され
る、後者ではパイプ内部への熱伝導が阻害されるために
堆積速度が低下するという問題があった。
【０００４】このような状況から、水素を使用しない熱
源としてプラズマバーナーが提案されている。プラズマ
バーナーでは、高周波を印加したコイルの中心部に、例
えば石英ガラスなどで作られたバーナー管が挿入され、
このバーナー管にアルゴンや空気などを導入してプラズ
マを発生させている。特許第２８１８７３５号公報に
は、ＭＣＶＤプロセスにおいて、従来用いられている酸
水素加熱源を、前記のような水素を含まないプラズマト
ーチ（プラズマバーナー）で置き換えることによって、
ＯＨ型不純物の少ない光ファイバ製品が得られる光ファ
イバプリフォームの作製方法が開示されている。
源としてプラズマバーナーが提案されている。プラズマ
バーナーでは、高周波を印加したコイルの中心部に、例
えば石英ガラスなどで作られたバーナー管が挿入され、
このバーナー管にアルゴンや空気などを導入してプラズ
マを発生させている。特許第２８１８７３５号公報に
は、ＭＣＶＤプロセスにおいて、従来用いられている酸
水素加熱源を、前記のような水素を含まないプラズマト
ーチ（プラズマバーナー）で置き換えることによって、
ＯＨ型不純物の少ない光ファイバ製品が得られる光ファ
イバプリフォームの作製方法が開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】このような水素源を含
まないプラズマバーナーを用いることにより、従来のＨ
2 ／Ｏ2 バーナーを使用する場合に比べてガラス中への
水素やＯＨなどの不純物拡散は大幅に抑制される。しか
しながら、プラズマ火炎によって加工を行う際の加工雰
囲気中（大気中）に含まれる微量の水分、金属不純物が
イオン化され、これが加工対象物のガラス表面に付着
し、さらに当該部分の加熱によってガラス内部に拡散す
るという問題があり、不純物汚染のないクリーンな熱源
としては完全ではなかった。本発明はこのような従来技
術における問題点を解決し、加工対象物であるガラス体
への不純物汚染を抑制し、品質良好なガラス物品、特に
伝送損失の少ない光ファイバ母材が得られる加熱加工が
可能なガラス体の加熱加工装置、光ファイバ母材の製造
装置及びそれを用いたＭＣＶＤ法による伝送損失の少な
い光ファイバ母材の製造方法を提供することを目的とす
る。
まないプラズマバーナーを用いることにより、従来のＨ
2 ／Ｏ2 バーナーを使用する場合に比べてガラス中への
水素やＯＨなどの不純物拡散は大幅に抑制される。しか
しながら、プラズマ火炎によって加工を行う際の加工雰
囲気中（大気中）に含まれる微量の水分、金属不純物が
イオン化され、これが加工対象物のガラス表面に付着
し、さらに当該部分の加熱によってガラス内部に拡散す
るという問題があり、不純物汚染のないクリーンな熱源
としては完全ではなかった。本発明はこのような従来技
術における問題点を解決し、加工対象物であるガラス体
への不純物汚染を抑制し、品質良好なガラス物品、特に
伝送損失の少ない光ファイバ母材が得られる加熱加工が
可能なガラス体の加熱加工装置、光ファイバ母材の製造
装置及びそれを用いたＭＣＶＤ法による伝送損失の少な
い光ファイバ母材の製造方法を提供することを目的とす
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
する手段として次の（１）〜（１２）の構成の装置及び
方法を含むものである。 （１）ガラス体を加熱加工する装置であって、実質的に
水素を含まないガスを導入する第１ガス導入手段が接続
されたプラズマバーナーと、前記ガラス体の被加熱部と
前記バーナーの少なくともプラズマ火炎部分を覆う乾燥
ガスを導入する第２ガス導入手段が接続されたカバーと
を構成要素として含むことを特徴とするガラス体の加熱
加工装置。 （２）前記カバーが前記ガラス体全体を覆うものである
ことを特徴とする前記（１）のガラス体の加熱加工装
置。 （３）前記カバーが前記ガラス体の被加熱部のみを覆う
ものであることを特徴とする前記（１）のガラス体の加
熱加工装置。 （４）前記プラズマバーナーが、ガラス体の長手方向に
往復運動可能に設置されていることを特徴とする前記
（１）〜（３）のいずれか１つのガラス体の加熱加工装
置。
する手段として次の（１）〜（１２）の構成の装置及び
方法を含むものである。 （１）ガラス体を加熱加工する装置であって、実質的に
水素を含まないガスを導入する第１ガス導入手段が接続
されたプラズマバーナーと、前記ガラス体の被加熱部と
前記バーナーの少なくともプラズマ火炎部分を覆う乾燥
ガスを導入する第２ガス導入手段が接続されたカバーと
を構成要素として含むことを特徴とするガラス体の加熱
加工装置。 （２）前記カバーが前記ガラス体全体を覆うものである
ことを特徴とする前記（１）のガラス体の加熱加工装
置。 （３）前記カバーが前記ガラス体の被加熱部のみを覆う
ものであることを特徴とする前記（１）のガラス体の加
熱加工装置。 （４）前記プラズマバーナーが、ガラス体の長手方向に
往復運動可能に設置されていることを特徴とする前記
（１）〜（３）のいずれか１つのガラス体の加熱加工装
置。
【０００７】（５）石英ガラスを主成分とするパイプの
内側に、光ファイバのコア又はクラッドを構成するため
の原料ガスを導入し、前記パイプの外周部に設置された
加熱源を該パイプの長手方向に複数回トラバースさせて
パイプ内周部にガラス膜を順次堆積させる光ファイバ母
材の製造装置であって、前記加熱源が実質的に水素を含
まないガスを導入する第１ガス導入手段が接続されたプ
ラズマバーナーであり、前記パイプの被加熱部と前記バ
ーナーの少なくともプラズマ火炎部分を覆う乾燥ガスを
導入する第２ガス導入手段が接続されたカバーが設けら
れていることを特徴とする光ファイバ母材の製造装置。 （６）石英ガラスを主成分とするパイプの内側に、光フ
ァイバのコア又はクラッドを構成するための原料ガスを
導入し、前記パイプの外周部に設置された加熱源を該パ
イプの長手方向に複数回トラバースさせてパイプ内周部
にガラス膜を順次堆積させ、該ガラス膜を堆積させたパ
イプを前記加熱源により端部から再加熱して中実化する
光ファイバ母材の製造装置であって、前記加熱源が実質
的に水素を含まないガスを導入する第１ガス導入手段が
接続されたプラズマバーナーであり、前記パイプの被加
熱部と前記バーナーの少なくともプラズマ火炎部分を覆
う乾燥ガスを導入する第２ガス導入手段が接続されたカ
バーが設けられていることを特徴とする光ファイバ母材
の製造装置。
内側に、光ファイバのコア又はクラッドを構成するため
の原料ガスを導入し、前記パイプの外周部に設置された
加熱源を該パイプの長手方向に複数回トラバースさせて
パイプ内周部にガラス膜を順次堆積させる光ファイバ母
材の製造装置であって、前記加熱源が実質的に水素を含
まないガスを導入する第１ガス導入手段が接続されたプ
ラズマバーナーであり、前記パイプの被加熱部と前記バ
ーナーの少なくともプラズマ火炎部分を覆う乾燥ガスを
導入する第２ガス導入手段が接続されたカバーが設けら
れていることを特徴とする光ファイバ母材の製造装置。 （６）石英ガラスを主成分とするパイプの内側に、光フ
ァイバのコア又はクラッドを構成するための原料ガスを
導入し、前記パイプの外周部に設置された加熱源を該パ
イプの長手方向に複数回トラバースさせてパイプ内周部
にガラス膜を順次堆積させ、該ガラス膜を堆積させたパ
イプを前記加熱源により端部から再加熱して中実化する
光ファイバ母材の製造装置であって、前記加熱源が実質
的に水素を含まないガスを導入する第１ガス導入手段が
接続されたプラズマバーナーであり、前記パイプの被加
熱部と前記バーナーの少なくともプラズマ火炎部分を覆
う乾燥ガスを導入する第２ガス導入手段が接続されたカ
バーが設けられていることを特徴とする光ファイバ母材
の製造装置。
【０００８】（７）石英ガラスを主成分とするパイプの
内側に、光ファイバのコア又はクラッドを構成するため
の原料ガスを導入し、前記パイプの外周部に設置された
加熱源を該パイプの長手方向に複数回トラバースさせて
パイプ内周部にガラス膜を順次堆積させる光ファイバ母
材の製造方法であって、前記（５）の光ファイバ母材の
製造装置を使用し、前記パイプの被加熱部と前記プラズ
マバーナーの少なくともプラズマ火炎部分とをカバーで
覆い、該カバー内に露点が０℃以下の乾燥ガスを導入し
ながら、プラズマバーナーにより前記パイプを加熱して
ガラス膜の堆積を行うことを特徴とする光ファイバ母材
の製造方法。 （８）石英ガラスを主成分とするパイプの内側に、光フ
ァイバのコア又はクラッドを構成するための原料ガスを
導入し、前記パイプの外周部に設置された加熱源を該パ
イプの長手方向に複数回トラバースさせてパイプ内周部
にガラス膜を順次堆積させ、次いで該ガラス膜を堆積さ
せたパイプを前記加熱源により端部から再加熱して中実
化する光ファイバ母材の製造方法であって、前記（６）
の光ファイバ母材の製造装置を使用し、前記パイプの被
加熱部と前記プラズマバーナーの少なくともプラズマ火
炎部分とをカバーで覆い、該カバー内に露点が０℃以下
の乾燥ガスを導入しながら、プラズマバーナーにより前
記パイプを加熱してガラス膜の堆積と中実化を行うこと
を特徴とする光ファイバ母材の製造方法。
内側に、光ファイバのコア又はクラッドを構成するため
の原料ガスを導入し、前記パイプの外周部に設置された
加熱源を該パイプの長手方向に複数回トラバースさせて
パイプ内周部にガラス膜を順次堆積させる光ファイバ母
材の製造方法であって、前記（５）の光ファイバ母材の
製造装置を使用し、前記パイプの被加熱部と前記プラズ
マバーナーの少なくともプラズマ火炎部分とをカバーで
覆い、該カバー内に露点が０℃以下の乾燥ガスを導入し
ながら、プラズマバーナーにより前記パイプを加熱して
ガラス膜の堆積を行うことを特徴とする光ファイバ母材
の製造方法。 （８）石英ガラスを主成分とするパイプの内側に、光フ
ァイバのコア又はクラッドを構成するための原料ガスを
導入し、前記パイプの外周部に設置された加熱源を該パ
イプの長手方向に複数回トラバースさせてパイプ内周部
にガラス膜を順次堆積させ、次いで該ガラス膜を堆積さ
せたパイプを前記加熱源により端部から再加熱して中実
化する光ファイバ母材の製造方法であって、前記（６）
の光ファイバ母材の製造装置を使用し、前記パイプの被
加熱部と前記プラズマバーナーの少なくともプラズマ火
炎部分とをカバーで覆い、該カバー内に露点が０℃以下
の乾燥ガスを導入しながら、プラズマバーナーにより前
記パイプを加熱してガラス膜の堆積と中実化を行うこと
を特徴とする光ファイバ母材の製造方法。
【０００９】（９）前記乾燥ガスの露点が、−５０℃以
下であることを特徴とする前記（７）又は（８）の光フ
ァイバ母材の製造方法。 （１０）前記乾燥ガス中の金属不純物の濃度が、１ｐｐ
ｍ以下であることを特徴とする前記（７）〜（９）のい
ずれか１つの光ファイバ母材の製造方法。 （１１）前記乾燥ガスが、窒素、アルゴン又はヘリウム
のいずれかを含むガス、若しくはこれらの中から選ばれ
る２種以上の混合ガスであることを特徴とする前記
（７）〜（１０）のいずれか１つの光ファイバ母材の製
造方法。 （１２）前記ガラス膜の堆積速度が、０．５ｇ／分以上
であることを特徴とする前記（７）〜（１１）のいずれ
か１つの光ファイバ母材の製造方法。
下であることを特徴とする前記（７）又は（８）の光フ
ァイバ母材の製造方法。 （１０）前記乾燥ガス中の金属不純物の濃度が、１ｐｐ
ｍ以下であることを特徴とする前記（７）〜（９）のい
ずれか１つの光ファイバ母材の製造方法。 （１１）前記乾燥ガスが、窒素、アルゴン又はヘリウム
のいずれかを含むガス、若しくはこれらの中から選ばれ
る２種以上の混合ガスであることを特徴とする前記
（７）〜（１０）のいずれか１つの光ファイバ母材の製
造方法。 （１２）前記ガラス膜の堆積速度が、０．５ｇ／分以上
であることを特徴とする前記（７）〜（１１）のいずれ
か１つの光ファイバ母材の製造方法。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の装置及び方法につ
いて、ＭＣＶＤ法により石英ガラスパイプの内側にコア
又はクラッドを構成する原料ガスを導入し、外側から加
熱してパイプの内側にガラス膜を堆積させて光ファイバ
母材を製造する工程を例にとって、図面を参照して説明
する。図１及び図２はそれぞれ本発明による光ファイバ
母材の製造工程の１例を模式的に示す説明図であり、図
３はプラズマバーナーを用いた従来の方法による光ファ
イバ母材の製造工程の１例を模式的に示す説明図であ
る。
いて、ＭＣＶＤ法により石英ガラスパイプの内側にコア
又はクラッドを構成する原料ガスを導入し、外側から加
熱してパイプの内側にガラス膜を堆積させて光ファイバ
母材を製造する工程を例にとって、図面を参照して説明
する。図１及び図２はそれぞれ本発明による光ファイバ
母材の製造工程の１例を模式的に示す説明図であり、図
３はプラズマバーナーを用いた従来の方法による光ファ
イバ母材の製造工程の１例を模式的に示す説明図であ
る。
【００１１】従来技術である図３の方法では、石英ガラ
スを主成分とするガラスパイプ１を軸回りに回転させな
がらその内側に、光ファイバのコア又はクラッドを構成
するための原料ガス２を導入し、前記ガラスパイプ１の
外周部に設置された加熱源であるプラズマバーナー３を
ガラスパイプ１の長手方向に複数回トラバース（往復運
動）させてガラスパイプ１の内周部にガラス膜４を順次
堆積させる。原料ガス２としては、ガラスの原料となる
ＳｉＣｌ4 やＧｅＣｌ4 などにＯ2を添加した混合ガス
などが使用される。また、プラズマガス５としてはＡｒ
ガスや空気などが使用できる。
スを主成分とするガラスパイプ１を軸回りに回転させな
がらその内側に、光ファイバのコア又はクラッドを構成
するための原料ガス２を導入し、前記ガラスパイプ１の
外周部に設置された加熱源であるプラズマバーナー３を
ガラスパイプ１の長手方向に複数回トラバース（往復運
動）させてガラスパイプ１の内周部にガラス膜４を順次
堆積させる。原料ガス２としては、ガラスの原料となる
ＳｉＣｌ4 やＧｅＣｌ4 などにＯ2を添加した混合ガス
などが使用される。また、プラズマガス５としてはＡｒ
ガスや空気などが使用できる。
【００１２】図３の例では、前記のようにプラズマバー
ナー３で発生させたプラズマ火炎によって加熱加工を行
う際の雰囲気中（大気中）に含まれる微量の水分、金属
不純物がイオン化され、これがガラスパイプ１の表面に
付着し、さらに当該部分の加熱によってガラス内部に拡
散するという問題があった。そのため本発明では、熱源
であるプラズマバーナーの少なくともプラズマ火炎部分
と加熱加工対象物であるパイプの少なくとも被加熱部を
覆うカバーを設け、該カバー内に乾燥ガスを導入して水
分や金属不純物を含まない清浄な雰囲気で加熱加工を行
うようにしている。
ナー３で発生させたプラズマ火炎によって加熱加工を行
う際の雰囲気中（大気中）に含まれる微量の水分、金属
不純物がイオン化され、これがガラスパイプ１の表面に
付着し、さらに当該部分の加熱によってガラス内部に拡
散するという問題があった。そのため本発明では、熱源
であるプラズマバーナーの少なくともプラズマ火炎部分
と加熱加工対象物であるパイプの少なくとも被加熱部を
覆うカバーを設け、該カバー内に乾燥ガスを導入して水
分や金属不純物を含まない清浄な雰囲気で加熱加工を行
うようにしている。
【００１３】図１はプラズマバーナー３とガラスパイプ
１の被加熱部のみを覆うカバー６を設けた例であり、図
２はプラズマバーナー３のプラズマ火炎部分とガラスパ
イプ１の全体を覆うカバー７を設けた例である。カバー
６及び７は必ずしもプラズマバーナー３の全体を覆う必
要はなく、図２の例のように少なくともプラズマ火炎部
分が覆われていればよい。なお、図１及び図２におい
て、図３と同じ部位には同一の符号を付し、説明を省略
する。
１の被加熱部のみを覆うカバー６を設けた例であり、図
２はプラズマバーナー３のプラズマ火炎部分とガラスパ
イプ１の全体を覆うカバー７を設けた例である。カバー
６及び７は必ずしもプラズマバーナー３の全体を覆う必
要はなく、図２の例のように少なくともプラズマ火炎部
分が覆われていればよい。なお、図１及び図２におい
て、図３と同じ部位には同一の符号を付し、説明を省略
する。
【００１４】カバー６及び７には、ガス導入口８及びガ
ス排出口９とが設けられており、加熱加工中には乾燥ガ
ス１０を導入してガラスパイプ１の被加熱部周辺を水分
の少ない清浄な雰囲気に保持する。乾燥ガス１０として
は金属不純物の濃度が１ｐｐｍ以下とした清浄ガスが好
ましい。液化ガスから気化させたガスが容易に金属不純
物濃度が１ｐｐｍ以下のものが得られるので好ましい
が、フィルター等を用いて不純物を除去したガスを使用
することもできる。
ス排出口９とが設けられており、加熱加工中には乾燥ガ
ス１０を導入してガラスパイプ１の被加熱部周辺を水分
の少ない清浄な雰囲気に保持する。乾燥ガス１０として
は金属不純物の濃度が１ｐｐｍ以下とした清浄ガスが好
ましい。液化ガスから気化させたガスが容易に金属不純
物濃度が１ｐｐｍ以下のものが得られるので好ましい
が、フィルター等を用いて不純物を除去したガスを使用
することもできる。
【００１５】導入する乾燥ガス１０としては、露点が０
℃以下の乾燥ガスが望ましい。さらに好ましくは露点が
−５０℃以下の乾燥ガスである。ガスの種類としては窒
素、アルゴン又はヘリウムから選ばれる不活性ガスのい
ずれかを含むガス、若しくはこれらの中から選ばれる２
種以上の混合ガスが好ましい。特に窒素、アルゴン又は
ヘリウムから選ばれる不活性ガスのいずれか、若しくは
これらの中から選ばれる２種以上の混合ガスが好まし
く、中でも液化ガスから気化させたこれらのガスが好適
である。
℃以下の乾燥ガスが望ましい。さらに好ましくは露点が
−５０℃以下の乾燥ガスである。ガスの種類としては窒
素、アルゴン又はヘリウムから選ばれる不活性ガスのい
ずれかを含むガス、若しくはこれらの中から選ばれる２
種以上の混合ガスが好ましい。特に窒素、アルゴン又は
ヘリウムから選ばれる不活性ガスのいずれか、若しくは
これらの中から選ばれる２種以上の混合ガスが好まし
く、中でも液化ガスから気化させたこれらのガスが好適
である。
【００１６】これらの乾燥ガスの雰囲気とする範囲は、
プラズマ火炎と被加熱部（被加工部）を局所的にカバー
するようにしてもよいし、ＭＣＶＤ工程などのようにバ
ーナーを複数回トラバースさせる場合には、ガラス表面
への水分等の再付着を防ぐ目的で、トラバース範囲全体
を常時乾燥ガス雰囲気とするのが好ましい。
プラズマ火炎と被加熱部（被加工部）を局所的にカバー
するようにしてもよいし、ＭＣＶＤ工程などのようにバ
ーナーを複数回トラバースさせる場合には、ガラス表面
への水分等の再付着を防ぐ目的で、トラバース範囲全体
を常時乾燥ガス雰囲気とするのが好ましい。
【００１７】このようにプラズマ火炎周囲の雰囲気から
不純物を除去することにより、表面に活性化した不純物
イオンが付着し、ガラス内部へ拡散するのを抑制するこ
とができ、ＭＣＶＤ工程における長時間のガラス膜堆積
においても不純物による汚染がなく、低損失な光ファイ
バを得ることができる。また、不純物の拡散がないため
にＭＣＶＤ法で用いる出発パイプとして、厚さ２〜４ｍ
ｍ程度の薄い肉厚のものが使用可能であり、これによる
熱伝導性の改善から、ガラス膜の堆積速度の向上が可能
になり、０．５ｇ／分以上の堆積速度が可能となる。ま
た、数１００ｋｍを超えるファイバ換算長を得ようとす
る場合であっても、長時間のＭＣＶＤ工程においてＯＨ
基や金属などの不純物が混入することがない。
不純物を除去することにより、表面に活性化した不純物
イオンが付着し、ガラス内部へ拡散するのを抑制するこ
とができ、ＭＣＶＤ工程における長時間のガラス膜堆積
においても不純物による汚染がなく、低損失な光ファイ
バを得ることができる。また、不純物の拡散がないため
にＭＣＶＤ法で用いる出発パイプとして、厚さ２〜４ｍ
ｍ程度の薄い肉厚のものが使用可能であり、これによる
熱伝導性の改善から、ガラス膜の堆積速度の向上が可能
になり、０．５ｇ／分以上の堆積速度が可能となる。ま
た、数１００ｋｍを超えるファイバ換算長を得ようとす
る場合であっても、長時間のＭＣＶＤ工程においてＯＨ
基や金属などの不純物が混入することがない。
【００１８】また、ＭＣＶＤ工程でガラス膜を堆積させ
た後は、さらにパイプの端部から加熱して順次中実化す
るコラプス工程が必要であるが、この工程においても本
発明のプラズマバーナーと被加熱部を覆うカバーを用い
た加熱方式を採用することにより、ガラス表面の不純物
汚染を効果的に抑制することができる。また、本発明の
加熱方式はＭＣＶＤ工程に限らず、ロッドインコラプ
ス、ダミーロッドの接続、ロッドやパイプの延伸工程に
おいても、効果的に適用可能である。
た後は、さらにパイプの端部から加熱して順次中実化す
るコラプス工程が必要であるが、この工程においても本
発明のプラズマバーナーと被加熱部を覆うカバーを用い
た加熱方式を採用することにより、ガラス表面の不純物
汚染を効果的に抑制することができる。また、本発明の
加熱方式はＭＣＶＤ工程に限らず、ロッドインコラプ
ス、ダミーロッドの接続、ロッドやパイプの延伸工程に
おいても、効果的に適用可能である。
【００１９】
【実施例】以下、実施例により本発明の方法をさらに具
体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定され
るものではない。 （比較例１）ＭＣＶＤ法により図３の説明図に準じて光
ファイバ母材の製造試験を行った。内付けガラスパイプ
１として外径：３４ｍｍ、肉厚：２ｍｍ（内径３０ｍ
ｍ）、長さ８００ｍｍの石英ガラスパイプを使用した。
ＳｉＣｌ4 、ＧｅＣｌ4 及びＯ2 からなる原料ガス２を
前記ガラスパイプ内に流しながらプラズマバーナ３（プ
ラズマガス：アルゴン、プラズマ条件：４ＭＨｚ、１０
〜５０ｋｗ）をトラバースさせ、ガラスパイプ１の表面
温度が１４００〜１８００℃となるように加熱し、厚さ
３ｍｍのガラス膜４を堆積させた。
体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定され
るものではない。 （比較例１）ＭＣＶＤ法により図３の説明図に準じて光
ファイバ母材の製造試験を行った。内付けガラスパイプ
１として外径：３４ｍｍ、肉厚：２ｍｍ（内径３０ｍ
ｍ）、長さ８００ｍｍの石英ガラスパイプを使用した。
ＳｉＣｌ4 、ＧｅＣｌ4 及びＯ2 からなる原料ガス２を
前記ガラスパイプ内に流しながらプラズマバーナ３（プ
ラズマガス：アルゴン、プラズマ条件：４ＭＨｚ、１０
〜５０ｋｗ）をトラバースさせ、ガラスパイプ１の表面
温度が１４００〜１８００℃となるように加熱し、厚さ
３ｍｍのガラス膜４を堆積させた。
【００２０】内付け終了後、同じプラズマバーナー３を
用いてガラスパイプ１を端部から加熱して中実化し、得
られた光ファイバ母材を線引きして製造した光ファイバ
のＯＨ吸収損失に相当する波長１．３８μｍでのＯＨ吸
収損失は１８ｄＢ／ｋｍであった。
用いてガラスパイプ１を端部から加熱して中実化し、得
られた光ファイバ母材を線引きして製造した光ファイバ
のＯＨ吸収損失に相当する波長１．３８μｍでのＯＨ吸
収損失は１８ｄＢ／ｋｍであった。
【００２１】（実施例１）図２の説明図に準じて、ガラ
スパイプ１の全体とプラズマバーナー３のプラズマ火炎
部分を覆うカバー７を設けた装置を使用し、カバー内に
乾燥ガス１０を導入しながらガラス膜４の堆積及び中実
化により光ファイバ母材を製造し、ファイバ化を行っ
た。
スパイプ１の全体とプラズマバーナー３のプラズマ火炎
部分を覆うカバー７を設けた装置を使用し、カバー内に
乾燥ガス１０を導入しながらガラス膜４の堆積及び中実
化により光ファイバ母材を製造し、ファイバ化を行っ
た。
【００２２】使用したガラスパイプ１及び製造条件は全
て比較例１と同様にした。ガラス膜４の堆積及び中実化
を行っている間、カバー７内には露点が−７０℃で金属
不純物濃度が１ｐｐｍの窒素ガスを３０リットル／分の
流量で導入し、カバー７内を清浄で乾燥した雰囲気に保
持した。なお、ガラス膜の堆積速度は１ｇ／分であっ
た。その結果、得られた光ファイバ母材を線引きして製
造した光ファイバのＯＨ吸収損失に相当する波長１．３
８μｍでのＯＨ吸収損失は０．１ｄＢ／ｋｍであった。
て比較例１と同様にした。ガラス膜４の堆積及び中実化
を行っている間、カバー７内には露点が−７０℃で金属
不純物濃度が１ｐｐｍの窒素ガスを３０リットル／分の
流量で導入し、カバー７内を清浄で乾燥した雰囲気に保
持した。なお、ガラス膜の堆積速度は１ｇ／分であっ
た。その結果、得られた光ファイバ母材を線引きして製
造した光ファイバのＯＨ吸収損失に相当する波長１．３
８μｍでのＯＨ吸収損失は０．１ｄＢ／ｋｍであった。
【００２３】
【発明の効果】本発明の方法によれば、光ファイバ母材
などのガラス物品の製造過程におけるプラズマバーナー
を使用したガラス体の加熱加工工程におけるガラス中へ
の水素やＯＨなどの不純物の付着混入を防ぐことがで
き、品質良好ながらす物品を得ることができる。本発明
は特に、ＭＣＶＤ法による光ファイバ母材の製造に効果
的であり、伝送損失の少ない、品質の安定した光ファイ
バが得られる光ファイバ母材を容易に製造することがで
きる。
などのガラス物品の製造過程におけるプラズマバーナー
を使用したガラス体の加熱加工工程におけるガラス中へ
の水素やＯＨなどの不純物の付着混入を防ぐことがで
き、品質良好ながらす物品を得ることができる。本発明
は特に、ＭＣＶＤ法による光ファイバ母材の製造に効果
的であり、伝送損失の少ない、品質の安定した光ファイ
バが得られる光ファイバ母材を容易に製造することがで
きる。
【図１】本発明による光ファイバ母材の製造工程の１例
を模式的に示す説明図。
を模式的に示す説明図。
【図２】本発明による光ファイバ母材の製造工程の他の
１例を模式的に示す説明図。
１例を模式的に示す説明図。
【図３】プラズマバーナーを用いた従来の方法による光
ファイバ母材の製造工程の１例を模式的に示す説明図。
ファイバ母材の製造工程の１例を模式的に示す説明図。
１ ガラスパイプ ２ 原料ガス ３ プラズマバ
ーナー ４ ガラス膜 ５ プラズマガス ６ カバー
７ カバー ８ ガス導入口 ９ ガス排出口 １０ 乾燥ガス
ーナー ４ ガラス膜 ５ プラズマガス ６ カバー
７ カバー ８ ガス導入口 ９ ガス排出口 １０ 乾燥ガス
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 向後 隆司
神奈川県横浜市栄区田谷町１番地 住友電
気工業株式会社横浜製作所内
Ｆターム(参考） 4G021 EA02 EB16 EB18
Claims (12)
- 【請求項１】 ガラス体を加熱加工する装置であって、
実質的に水素を含まないガスを導入する第１ガス導入手
段が接続されたプラズマバーナーと、前記ガラス体の被
加熱部と前記バーナーの少なくともプラズマ火炎部分を
覆う乾燥ガスを導入する第２ガス導入手段が接続された
カバーとを構成要素として含むことを特徴とするガラス
体の加熱加工装置。 - 【請求項２】 前記カバーが前記ガラス体全体を覆うも
のであることを特徴とする請求項１に記載のガラス体の
加熱加工装置。 - 【請求項３】 前記カバーが前記ガラス体の被加熱部の
みを覆うものであることを特徴とする請求項１に記載の
ガラス体の加熱加工装置。 - 【請求項４】 前記プラズマバーナーが、ガラス体の長
手方向に往復運動可能に設置されていることを特徴とす
る請求項１〜３のいずれか１項に記載のガラス体の加熱
加工装置。 - 【請求項５】 石英ガラスを主成分とするパイプの内側
に、光ファイバのコア又はクラッドを構成するための原
料ガスを導入し、前記パイプの外周部に設置された加熱
源を該パイプの長手方向に複数回トラバースさせてパイ
プ内周部にガラス膜を順次堆積させる光ファイバ母材の
製造装置であって、前記加熱源が実質的に水素を含まな
いガスを導入する第１ガス導入手段が接続されたプラズ
マバーナーであり、前記パイプの被加熱部と前記バーナ
ーの少なくともプラズマ火炎部分を覆う乾燥ガスを導入
する第２ガス導入手段が接続されたカバーが設けられて
いることを特徴とする光ファイバ母材の製造装置。 - 【請求項６】 石英ガラスを主成分とするパイプの内側
に、光ファイバのコア又はクラッドを構成するための原
料ガスを導入し、前記パイプの外周部に設置された加熱
源を該パイプの長手方向に複数回トラバースさせてパイ
プ内周部にガラス膜を順次堆積させ、該ガラス膜を堆積
させたパイプを前記加熱源により端部から再加熱して中
実化する光ファイバ母材の製造装置であって、前記加熱
源が実質的に水素を含まないガスを導入する第１ガス導
入手段が接続されたプラズマバーナーであり、前記パイ
プの被加熱部と前記バーナーの少なくともプラズマ火炎
部分を覆う乾燥ガスを導入する第２ガス導入手段が接続
されたカバーが設けられていることを特徴とする光ファ
イバ母材の製造装置。 - 【請求項７】 石英ガラスを主成分とするパイプの内側
に、光ファイバのコア又はクラッドを構成するための原
料ガスを導入し、前記パイプの外周部に設置された加熱
源を該パイプの長手方向に複数回トラバースさせてパイ
プ内周部にガラス膜を順次堆積させる光ファイバ母材の
製造方法であって、請求項５に記載の光ファイバ母材の
製造装置を使用し、前記パイプの被加熱部と前記プラズ
マバーナーの少なくともプラズマ火炎部分とをカバーで
覆い、該カバー内に露点が０℃以下の乾燥ガスを導入し
ながら、プラズマバーナーにより前記パイプを加熱して
ガラス膜の堆積を行うことを特徴とする光ファイバ母材
の製造方法。 - 【請求項８】 石英ガラスを主成分とするパイプの内側
に、光ファイバのコア又はクラッドを構成するための原
料ガスを導入し、前記パイプの外周部に設置された加熱
源を該パイプの長手方向に複数回トラバースさせてパイ
プ内周部にガラス膜を順次堆積させ、次いで該ガラス膜
を堆積させたパイプを前記加熱源により端部から再加熱
して中実化する光ファイバ母材の製造方法であって、請
求項６に記載の光ファイバ母材の製造装置を使用し、前
記パイプの被加熱部と前記プラズマバーナーの少なくと
もプラズマ火炎部分とをカバーで覆い、該カバー内に露
点が０℃以下の乾燥ガスを導入しながら、プラズマバー
ナーにより前記パイプを加熱してガラス膜の堆積と中実
化を行うことを特徴とする光ファイバ母材の製造方法。 - 【請求項９】 前記乾燥ガスの露点が、−５０℃以下で
あることを特徴とする請求項７又は８に記載の光ファイ
バ母材の製造方法。 - 【請求項１０】 前記乾燥ガス中の金属不純物の濃度
が、１ｐｐｍ以下であることを特徴とする請求項７〜９
のいずれか１項に記載の光ファイバ母材の製造方法。 - 【請求項１１】 前記乾燥ガスが、窒素、アルゴン又は
ヘリウムのいずれかを含むガス、若しくはこれらの中か
ら選ばれる２種以上の混合ガスであることを特徴とする
請求項７〜１０のいずれか１項に記載の光ファイバ母材
の製造方法。 - 【請求項１２】 前記ガラス膜の堆積速度が、０．５ｇ
／分以上であることを特徴とする請求項７〜１１のいず
れか１項に記載の光ファイバ母材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002034050A JP2003238191A (ja) | 2002-02-12 | 2002-02-12 | ガラス体の加熱加工装置及びそれを用いた製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002034050A JP2003238191A (ja) | 2002-02-12 | 2002-02-12 | ガラス体の加熱加工装置及びそれを用いた製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003238191A true JP2003238191A (ja) | 2003-08-27 |
Family
ID=27776668
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002034050A Pending JP2003238191A (ja) | 2002-02-12 | 2002-02-12 | ガラス体の加熱加工装置及びそれを用いた製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003238191A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006248824A (ja) * | 2005-03-09 | 2006-09-21 | Sumitomo Electric Ind Ltd | ガラスの製造方法及びガラスの製造装置 |
| EP2218692A3 (en) * | 2009-02-16 | 2014-09-10 | Optogear Oy | Apparatus for manufacturing glass material |
-
2002
- 2002-02-12 JP JP2002034050A patent/JP2003238191A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006248824A (ja) * | 2005-03-09 | 2006-09-21 | Sumitomo Electric Ind Ltd | ガラスの製造方法及びガラスの製造装置 |
| EP2218692A3 (en) * | 2009-02-16 | 2014-09-10 | Optogear Oy | Apparatus for manufacturing glass material |
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| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070925 |
|
| A521 | Written amendment |
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|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20080624 |