JP2003277095A - 光ファイバ多孔質母材の焼結方法 - Google Patents
光ファイバ多孔質母材の焼結方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 長尺の光ファイバ多孔質母材を、発泡を抑制
して透明ガラス化できる光ファイバ多孔質母材の焼結方
法を提供する。 【解決手段】 加熱炉３内に光ファイバ多孔質母材１を
挿入して透明ガラス化する光ファイバ多孔質母材１の焼
結方法において、上記加熱炉３の中に上記光ファイバ多
孔質母材１の一部を挿入させたまま、上記加熱炉３内の
温度を上昇させ、当該温度が上記光ファイバ多孔質母材
１を透明ガラス化するのに最低限必要な温度まで達した
ら、上記光ファイバ多孔質母材１を挿入方向に移動させ
ながら上記加熱炉３の温度を更に上昇させるものであ
る。
して透明ガラス化できる光ファイバ多孔質母材の焼結方
法を提供する。 【解決手段】 加熱炉３内に光ファイバ多孔質母材１を
挿入して透明ガラス化する光ファイバ多孔質母材１の焼
結方法において、上記加熱炉３の中に上記光ファイバ多
孔質母材１の一部を挿入させたまま、上記加熱炉３内の
温度を上昇させ、当該温度が上記光ファイバ多孔質母材
１を透明ガラス化するのに最低限必要な温度まで達した
ら、上記光ファイバ多孔質母材１を挿入方向に移動させ
ながら上記加熱炉３の温度を更に上昇させるものであ
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＶＡＤ法や外付け
法などで光ファイバ母材を製造する工程において、光フ
ァイバ多孔質母材を加熱することによりその透明ガラス
化を行う光ファイバ多孔質母材の焼結方法に関するもの
である。
法などで光ファイバ母材を製造する工程において、光フ
ァイバ多孔質母材を加熱することによりその透明ガラス
化を行う光ファイバ多孔質母材の焼結方法に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】ＶＡＤ法（気相軸付け法）や外付け法な
どで光ファイバ母材を製造する場合、バーナより酸水素
火炎を生じさせてその中に四塩化珪素などのガラスの材
料ガス及びドーパント材のガスを送りこみ、加水分解反
応及び熱酸化反応によってガラス微粒子（二酸化珪素）
を生成させ、このガラス微粒子をターゲットである出発
部材（種棒）に堆積させることで円柱状の多孔質のガラ
ス体（光ファイバ多孔質母材）を形成する。
どで光ファイバ母材を製造する場合、バーナより酸水素
火炎を生じさせてその中に四塩化珪素などのガラスの材
料ガス及びドーパント材のガスを送りこみ、加水分解反
応及び熱酸化反応によってガラス微粒子（二酸化珪素）
を生成させ、このガラス微粒子をターゲットである出発
部材（種棒）に堆積させることで円柱状の多孔質のガラ
ス体（光ファイバ多孔質母材）を形成する。
【０００３】そして、光ファイバ多孔質母材を加熱処理
することによって、透明ガラス化（焼結）する。あるい
は、この加熱処理の工程で、同時にＯＨ基を除去（脱
水）することもある。こうして透明なガラス体である光
ファイバ母材を作り、光ファイバ母材を溶融して線引き
紡糸することによって細い光ファイバを作る。
することによって、透明ガラス化（焼結）する。あるい
は、この加熱処理の工程で、同時にＯＨ基を除去（脱
水）することもある。こうして透明なガラス体である光
ファイバ母材を作り、光ファイバ母材を溶融して線引き
紡糸することによって細い光ファイバを作る。
【０００４】図１に示すように、光ファイバ多孔質母材
１の加熱処理工程は、トラバース装置４に光ファイバ多
孔質母材１を吊り下げ、加熱炉３のヒータ７で加熱され
た炉心管６内を下方に移動（トラバース）させていくこ
とにより行われる。加熱処理装置２は、炉心管６と、こ
れを加熱するヒータ７とを備える加熱炉３と、この加熱
炉３の上方に配置されたトラバース装置４とから構成さ
れている。
１の加熱処理工程は、トラバース装置４に光ファイバ多
孔質母材１を吊り下げ、加熱炉３のヒータ７で加熱され
た炉心管６内を下方に移動（トラバース）させていくこ
とにより行われる。加熱処理装置２は、炉心管６と、こ
れを加熱するヒータ７とを備える加熱炉３と、この加熱
炉３の上方に配置されたトラバース装置４とから構成さ
れている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、光フ
ァイバの製造コストを低減するため、被処理ガラス体で
ある光ファイバ多孔質母材１をますます大型（長尺）化
させる傾向にあり、加熱処理装置２が予定している光フ
ァイバ多孔質母材１のサイズを超えるような長いものを
どうしても処理せざるを得ない状況にある。
ァイバの製造コストを低減するため、被処理ガラス体で
ある光ファイバ多孔質母材１をますます大型（長尺）化
させる傾向にあり、加熱処理装置２が予定している光フ
ァイバ多孔質母材１のサイズを超えるような長いものを
どうしても処理せざるを得ない状況にある。
【０００６】しかしながら、光ファイバ多孔質母材１が
長くなり過ぎると、光ファイバ多孔質母材１の先端（下
端）がヒータ７によって加熱される領域に最初から入り
込んでいるような位置関係になってしまい、この状態か
ら、ヒータ７の加熱を行い、焼結温度に到達したとき
に、下方へのトラバースを開始するという現行の加熱処
理を行うと、最初から加熱領域に入り込んでいる先端
（下端）部分が過度に熱せられてしまい、透明ガラス化
した後にＳｉ−Ｃｌの結合が切れ、先端部分の輝点（光
が集まる点）にＣｌ2の発泡が生じてしまうという課題
があった。
長くなり過ぎると、光ファイバ多孔質母材１の先端（下
端）がヒータ７によって加熱される領域に最初から入り
込んでいるような位置関係になってしまい、この状態か
ら、ヒータ７の加熱を行い、焼結温度に到達したとき
に、下方へのトラバースを開始するという現行の加熱処
理を行うと、最初から加熱領域に入り込んでいる先端
（下端）部分が過度に熱せられてしまい、透明ガラス化
した後にＳｉ−Ｃｌの結合が切れ、先端部分の輝点（光
が集まる点）にＣｌ2の発泡が生じてしまうという課題
があった。
【０００７】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、長尺の光ファイバ多孔質母材を、発泡を抑制して透
明ガラス化できる光ファイバ多孔質母材の焼結方法を提
供することにある。
し、長尺の光ファイバ多孔質母材を、発泡を抑制して透
明ガラス化できる光ファイバ多孔質母材の焼結方法を提
供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、加熱炉内に光ファイバ多孔質母材を挿入し
て透明ガラス化する光ファイバ多孔質母材の焼結方法に
おいて、上記加熱炉の中に上記光ファイバ多孔質母材の
一部を挿入させたまま、上記加熱炉内の温度を上昇さ
せ、当該温度が上記光ファイバ多孔質母材を透明ガラス
化するのに最低限必要な温度まで達したら、上記光ファ
イバ多孔質母材を挿入方向に移動させながら上記加熱炉
の温度を更に上昇させるものである。
に本発明は、加熱炉内に光ファイバ多孔質母材を挿入し
て透明ガラス化する光ファイバ多孔質母材の焼結方法に
おいて、上記加熱炉の中に上記光ファイバ多孔質母材の
一部を挿入させたまま、上記加熱炉内の温度を上昇さ
せ、当該温度が上記光ファイバ多孔質母材を透明ガラス
化するのに最低限必要な温度まで達したら、上記光ファ
イバ多孔質母材を挿入方向に移動させながら上記加熱炉
の温度を更に上昇させるものである。
【０００９】加熱炉内に挿入されたままの光ファイバ多
孔質母材の一部に泡が発生するのを抑えることができ、
長尺の光ファイバ多孔質母材を、発泡を抑制して透明ガ
ラス化できる。
孔質母材の一部に泡が発生するのを抑えることができ、
長尺の光ファイバ多孔質母材を、発泡を抑制して透明ガ
ラス化できる。
【００１０】また、上記光ファイバ多孔質母材を移動さ
せるときの移動速度と温度勾配を、上記光ファイバ多孔
質母材の各部に加わる熱量を等しくするように決定する
とよい。発泡を更に良好に抑えることができる。
せるときの移動速度と温度勾配を、上記光ファイバ多孔
質母材の各部に加わる熱量を等しくするように決定する
とよい。発泡を更に良好に抑えることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明の好適実施の形態を添付図
面に基づいて詳述する。
面に基づいて詳述する。
【００１２】図１に示すように、光ファイバ多孔質母材
１を透明ガラス化するための加熱処理装置２は、光ファ
イバ多孔質母材１に熱を加えるための加熱炉３と、光フ
ァイバ多孔質母材１を加熱炉３内に送るためのトラバー
ス装置４と、これら加熱炉３及びトラバース装置４を制
御するためのコントローラ５とからなる。
１を透明ガラス化するための加熱処理装置２は、光ファ
イバ多孔質母材１に熱を加えるための加熱炉３と、光フ
ァイバ多孔質母材１を加熱炉３内に送るためのトラバー
ス装置４と、これら加熱炉３及びトラバース装置４を制
御するためのコントローラ５とからなる。
【００１３】加熱炉３は、略鉛直に起立して配置された
有底筒体状の炉心管６と、炉心管６の周囲に環状に設け
られたヒータ７とからなる。加熱炉３には、加熱炉３内
の温度、具体的にはヒータ７中心の温度を測定するため
の温度センサ（図示せず）が設けられており、温度情報
をコントローラ５に発信するようになっている。
有底筒体状の炉心管６と、炉心管６の周囲に環状に設け
られたヒータ７とからなる。加熱炉３には、加熱炉３内
の温度、具体的にはヒータ７中心の温度を測定するため
の温度センサ（図示せず）が設けられており、温度情報
をコントローラ５に発信するようになっている。
【００１４】炉心管６は、石英ガラスで形成されてお
り、下部にヘリウムや塩素ガスなどの脱水剤のプロセス
ガスを取り入れるためのガス注入口８を有する。
り、下部にヘリウムや塩素ガスなどの脱水剤のプロセス
ガスを取り入れるためのガス注入口８を有する。
【００１５】ヒータ７は、温度調節可能な電気ヒータ７
からなり、供給される電力をコントローラ５により調整
されるようになっている。
からなり、供給される電力をコントローラ５により調整
されるようになっている。
【００１６】トラバース装置４は、種棒たる出発部材９
を着脱自在に取り付けられるようになっており、出発部
材９を吊り下げることにより、出発部材９の下端に形成
された光ファイバ多孔質母材１を回転自在かつ昇降自在
に保持するようになっている。そして、光ファイバ多孔
質母材１は、トラバース装置４に吊り下げられた状態で
炉心管６の中を、回転されながら下方に一定の速度で移
動（トラバース）されるようになっている。
を着脱自在に取り付けられるようになっており、出発部
材９を吊り下げることにより、出発部材９の下端に形成
された光ファイバ多孔質母材１を回転自在かつ昇降自在
に保持するようになっている。そして、光ファイバ多孔
質母材１は、トラバース装置４に吊り下げられた状態で
炉心管６の中を、回転されながら下方に一定の速度で移
動（トラバース）されるようになっている。
【００１７】次に、光ファイバ多孔質母材１を透明ガラ
ス化する焼結方法について述べる。
ス化する焼結方法について述べる。
【００１８】まず、トラバース装置４に出発部材９を取
り付け、図１に示すようにトラバース装置４に光ファイ
バ多孔質母材１を吊り下げる。光ファイバ多孔質母材１
は、ヒータ７の温度を上昇させる前から一部（下端部）
を炉心管６内のヒータ７中心の位置まで挿入され、ヒー
タ７によって加熱される領域に入り込んでいる。
り付け、図１に示すようにトラバース装置４に光ファイ
バ多孔質母材１を吊り下げる。光ファイバ多孔質母材１
は、ヒータ７の温度を上昇させる前から一部（下端部）
を炉心管６内のヒータ７中心の位置まで挿入され、ヒー
タ７によって加熱される領域に入り込んでいる。
【００１９】この状態でガス注入口８からヘリウムや塩
素ガスなどの脱水剤のプロセスガスを注入して炉心管６
内に充満させると共に、ヒータ７に通電してヒータ７を
加熱する。
素ガスなどの脱水剤のプロセスガスを注入して炉心管６
内に充満させると共に、ヒータ７に通電してヒータ７を
加熱する。
【００２０】加熱炉３内の温度が光ファイバ多孔質母材
１を透明ガラス化するのに最低限必要な温度、具体的に
は、１３８０℃に達したら、光ファイバ多孔質母材１を
挿入方向に移動させながら加熱炉３の温度を＋０．００
１℃／ｍｉｎの温度勾配により更に上昇させる。これに
より、光ファイバ多孔質母材１を移動させるときの移動
速度と温度勾配とを、光ファイバ多孔質母材１の各部に
加わる熱量を等しくするように決定している。
１を透明ガラス化するのに最低限必要な温度、具体的に
は、１３８０℃に達したら、光ファイバ多孔質母材１を
挿入方向に移動させながら加熱炉３の温度を＋０．００
１℃／ｍｉｎの温度勾配により更に上昇させる。これに
より、光ファイバ多孔質母材１を移動させるときの移動
速度と温度勾配とを、光ファイバ多孔質母材１の各部に
加わる熱量を等しくするように決定している。
【００２１】光ファイバ多孔質母材１は、ヒータ７によ
って加熱された領域を下方へ向けて通過していくことに
より、下端から上端に向かって熱せられていき、下端か
ら上端に向かって徐々に透明ガラス化される。つまり、
光ファイバ多孔質母材１が、下方にトラバースさせられ
ることにより、下端部分から透明ガラス体ができあがっ
ていく。
って加熱された領域を下方へ向けて通過していくことに
より、下端から上端に向かって熱せられていき、下端か
ら上端に向かって徐々に透明ガラス化される。つまり、
光ファイバ多孔質母材１が、下方にトラバースさせられ
ることにより、下端部分から透明ガラス体ができあがっ
ていく。
【００２２】図２は、この加熱処理が終わりに近づいた
状態での光ファイバ多孔質母材１を示しており、光ファ
イバ多孔質母材１の下部に透明ガラス体１０が形成され
ている。
状態での光ファイバ多孔質母材１を示しており、光ファ
イバ多孔質母材１の下部に透明ガラス体１０が形成され
ている。
【００２３】本願発明の効果について実験を行ったの
で、その結果について述べる。
で、その結果について述べる。
【００２４】実験は、焼結温度と、温度勾配の有無とが
異なる３つのケースについて行った。
異なる３つのケースについて行った。
【００２５】 多孔質ガラス体の下端がヒータ中心に
来たときの温度を１４００℃とし、温度勾配なしとした
場合、発泡数は３０個であった。
来たときの温度を１４００℃とし、温度勾配なしとした
場合、発泡数は３０個であった。
【００２６】 多孔質ガラス体の下端がヒータ中心に
来たときの温度を１３８５℃とし、温度勾配なしとした
場合、発泡数は１２個であった。
来たときの温度を１３８５℃とし、温度勾配なしとした
場合、発泡数は１２個であった。
【００２７】 多孔質ガラス体の下端がヒータ中心に
来たときの温度１３８０℃とし、温度勾配を＋０．００
１℃／ｍｉｎとした場合、発泡数は８個であった。
来たときの温度１３８０℃とし、温度勾配を＋０．００
１℃／ｍｉｎとした場合、発泡数は８個であった。
【００２８】このように、加熱炉３内に光ファイバ多孔
質母材１を挿入して透明ガラス化する光ファイバ多孔質
母材１の焼結方法において、加熱炉３の中に光ファイバ
多孔質母材１の一部を挿入させたまま、加熱炉３内の温
度を上昇させ、この温度が光ファイバ多孔質母材１を透
明ガラス化するのに最低限必要な温度まで達したら、光
ファイバ多孔質母材１を挿入方向に移動させながら加熱
炉３の温度を更に上昇させるようにしたため、長尺の光
ファイバ多孔質母材１を、発泡を抑制して透明ガラス化
できる。
質母材１を挿入して透明ガラス化する光ファイバ多孔質
母材１の焼結方法において、加熱炉３の中に光ファイバ
多孔質母材１の一部を挿入させたまま、加熱炉３内の温
度を上昇させ、この温度が光ファイバ多孔質母材１を透
明ガラス化するのに最低限必要な温度まで達したら、光
ファイバ多孔質母材１を挿入方向に移動させながら加熱
炉３の温度を更に上昇させるようにしたため、長尺の光
ファイバ多孔質母材１を、発泡を抑制して透明ガラス化
できる。
【００２９】光ファイバ多孔質母材１を移動させるとき
の移動速度と温度勾配を、光ファイバ多孔質母材１の各
部に加わる熱量を等しくするように決定するため、光フ
ァイバ多孔質母材１の上端部を除く各部に、ほぼ均等な
熱量を加わることができ、下端部分のみが過度に熱せら
れて輝点で発泡するのを抑えることができる。
の移動速度と温度勾配を、光ファイバ多孔質母材１の各
部に加わる熱量を等しくするように決定するため、光フ
ァイバ多孔質母材１の上端部を除く各部に、ほぼ均等な
熱量を加わることができ、下端部分のみが過度に熱せら
れて輝点で発泡するのを抑えることができる。
【００３０】また、これにより、透明ガラス体１０の伸
びを最小限に抑えることができるため、装置を大型化す
る必要がなくなる。
びを最小限に抑えることができるため、装置を大型化す
る必要がなくなる。
【００３１】なお、上述した多孔質ガラス体がヒータ中
心に来たときの温度や、下方へトラバースするときの温
度勾配は一つの例であり、各種の条件に応じて適宜定め
るとよい。すなわち、多孔質ガラス体の各部に加わる熱
量は、温度の時間積分に相当するものであるから、各部
のヒータ内での滞在時間と滞在中の温度とによって基本
的には定まり、これが各部で同じになるようにすればよ
いのであるが、実際は、論理通りにはいかないため、実
際の条件に応じて試行錯誤して定めるのが望ましい。
心に来たときの温度や、下方へトラバースするときの温
度勾配は一つの例であり、各種の条件に応じて適宜定め
るとよい。すなわち、多孔質ガラス体の各部に加わる熱
量は、温度の時間積分に相当するものであるから、各部
のヒータ内での滞在時間と滞在中の温度とによって基本
的には定まり、これが各部で同じになるようにすればよ
いのであるが、実際は、論理通りにはいかないため、実
際の条件に応じて試行錯誤して定めるのが望ましい。
【００３２】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、長尺の光
ファイバ多孔質母材を、発泡を抑制して透明ガラス化で
きる。
ファイバ多孔質母材を、発泡を抑制して透明ガラス化で
きる。
【図１】本発明の好適実施の形態で用いる加熱処理装置
の側断面図である。
の側断面図である。
【図２】光ファイバ多孔質母材の透明ガラス化をほぼ終
えた加熱処理装置の側断面図である。
えた加熱処理装置の側断面図である。
１ 光ファイバ多孔質母材
３ 加熱炉
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 白井 祐介
東京都千代田区大手町一丁目６番１号 日
立電線株式会社内
Ｆターム(参考） 4G021 CA12
Claims (2)
- 【請求項１】 加熱炉内に光ファイバ多孔質母材を挿入
して透明ガラス化する光ファイバ多孔質母材の焼結方法
において、上記加熱炉の中に上記光ファイバ多孔質母材
の一部を挿入させたまま、上記加熱炉内の温度を上昇さ
せ、該温度が上記光ファイバ多孔質母材を透明ガラス化
するのに最低限必要な温度まで達したら、上記光ファイ
バ多孔質母材を挿入方向に移動させながら上記加熱炉の
温度を更に上昇させることを特徴とする光ファイバ多孔
質母材の焼結方法。 - 【請求項２】 上記光ファイバ多孔質母材を移動させる
ときの移動速度と温度勾配を、上記光ファイバ多孔質母
材の各部に加わる熱量を等しくするように決定する請求
項１記載の光ファイバ多孔質母材の焼結方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002086447A JP2003277095A (ja) | 2002-03-26 | 2002-03-26 | 光ファイバ多孔質母材の焼結方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002086447A JP2003277095A (ja) | 2002-03-26 | 2002-03-26 | 光ファイバ多孔質母材の焼結方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003277095A true JP2003277095A (ja) | 2003-10-02 |
Family
ID=29233045
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002086447A Pending JP2003277095A (ja) | 2002-03-26 | 2002-03-26 | 光ファイバ多孔質母材の焼結方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003277095A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017081773A (ja) * | 2015-10-26 | 2017-05-18 | 住友電気工業株式会社 | 光ファイバ用母材の製造方法 |
-
2002
- 2002-03-26 JP JP2002086447A patent/JP2003277095A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017081773A (ja) * | 2015-10-26 | 2017-05-18 | 住友電気工業株式会社 | 光ファイバ用母材の製造方法 |
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