JP2004210627A - Method for manufacturing preform for optical fiber - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、光ファイバ用プリフォームの製造方法に関し、特に光ファイバ用プリフォームの凹凸と呼ばれる、母材長手方向での外径変動を低減させるためのものである。
【0002】
【従来の技術】
一般に、光ファイバ用プリフォーム(多孔質母材)の製造方法としては、VAD法、外付け法などが知られている。この外付け法の場合には、ターゲット(出発母材)の両端を、製造装置(ガラス旋盤など)のチャックで保持して回転させ、1個以上の火炎バーナを用いて、原料ガスを火炎中で加水分解してガラス微粒子(スート)を生成させ、これを上記回転するターゲットの外周に堆積させている。この光ファイバ用プリフォームを得た後、これを高温電気炉中の炉心管内で焼結して、透明ガラス化された透明ガラス母材を得ている。
【0003】
これを、図示すると、図4の如くで、ターゲット(後に光ファイバのコア、又はコア+クラッドとなる透明なガラスロッド)100の両端を、製造装置、例えばガラス旋盤10のチャック20,20により把持して回転させると共に、このターゲット100に対して、複数、例えば2個の火炎バーナ30を往復動(トラバース)させ、この火炎バーナ30からの火炎30a中で生成されたスート200を堆積させて、目的とする光ファイバ用プリフォームを得ている。
【0004】
このとき、火炎バーナ30としては、図5に示すようなマルチノズル型バーナや図6に示すような同心円状の多重管バーナなどが用いられる。
図5のマルチノズル型バーナの例をとると、このバーナ30Aでは、中央のセンターノズル部31にはSiCl4 ガスなどの原料ガスと酸素ガスや水素ガスなどの添加ガスを、その外側の中間ノズル部32には窒素ガス、Arガスなどの不活性ガスを、さらにその外周に点在する小口径ノズル部33には酸素ガスなどの支燃性ガスを、最も外側の最外ノズル部34には水素ガスどの可燃性ガスをそれぞれ供給している。
【0005】
一方、同心円状の多重管バーナ30B(例えば5重管構造)にあっても、中央のセンターノズル部35にはSiCl4 ガスなどの原料ガスと酸素ガスや水素ガスなどの添加ガスを、その外側の2層目のノズル部36には窒素ガス、Arガスなどの不活性ガスを、3層目のノズル部37には水素ガスどの可燃性ガスを、4層目のノズル部38には窒素ガス、Arガスなどの不活性ガスを、最も外側の最外ノズル部39には酸素ガスなどの支燃性ガスをそれぞれを供給している。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記のような外付け法により得られたガラス母材の表面には、凹凸と呼ばれる、母材長手方向での外径変動が生じるという問題があった。通常、この外径変動は、母材長手方向にあって、40〜100mmの周期で繰り返す、うねりの形で現れることが多い。このような「うねり」があると、外観の悪化を招くのみならず、後に母材を紡糸した際、光ファイバの径が安定しないという問題につながる。
【0007】
特に最近にあっては、光ファイバ製造のコスト低減のため、母材の大型化、つまり母材径の太径化や、紡糸速度の高速化が強力に押し進められる傾向にあり、母材表面の凹凸が、従来以上に生じ易く、より重大な問題となってきている。
【0008】
例えば、母材の大型化にあたっては、スートの堆積速度を向上させる必要があり、このため、火炎バーナの本数を増やしたり、原料ガスを増量して対応している。この場合、バーナ本数の増加や原料ガスの増量により、母材表面の凹凸が生じ易くなるのである。また、さらに、このような大型の母材から得られたガラス母材を、高速度で紡糸した場合、この高速化により、母材表面の凹凸に対応したきめ細かい制御が困難となるため、やはり母材表面の凹凸が、そのまま光ファイバ径の変動として現れ易くなるのである。
【0009】
このような母材表面の凹凸を解決する方法として、火炎バーナのターゲットに沿って移動する速度とターゲットの回転速度を調整して、ターゲットが1回転する間における両者の相対的な移動距離を、火炎バーナの原料ガスノズル径の1.5倍とすると、母材表面の凹凸が少なくなるという方法も提案されている(例えば特許文献1参照)。
【0010】
【特許文献1】
特開2001−287924号公報 (第2−5頁)
【0011】
しかし、この方法の場合、本発明者等の試験研究によると、不十分であることが判った。というのは、母材表面の凹凸発生には、原料ガスノズル径以外の他に、バーナ構造、例えば上記したマルチノズル型バーナを例にとると、支燃性ガス用の小口径ノズル部などの配置によっても、凹凸発生に大きな影響を与えることが判ったからである。
【0012】
そこで、本発明者等が、さらに鋭意研究したところ、火炎バーナへの可燃性ガス又は支燃性ガスの流速を調整して、火炎バーナの火炎によって生成されるターゲーットのヒートゾーンの温度分布を制御すれば、ターゲーット表面における凹凸の生成を抑制できることを見い出した。そして、また、その具体的な温度分布としては、ヒートゾーンの温度分布における最高温度部分とヒートゾーンの中心温度部分との温度差が、最高温度部分の5%以内であればよいことも見い出した。さらに、火炎バーナにおける原料ガスの流速をVS 、支燃性ガスガスの流速をVO としたとき、式VO =VS ・aの関係において、0.7≦a≦1.6が満たされるように原料ガス又は支燃性ガスの流速を調整すれば、上記温度差が、最高温度部分の5%以内に制御できることを見い出した。
本発明は、このような観点に立ってなされたものである。
【0013】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の本発明は、火炎バーナからのガラス微粒子をターゲーットに堆積させる光ファイバ用プリフォームの製造方法において、前記火炎バーナへの可燃性ガス又は支燃性ガスの流速を調整して、火炎バーナの火炎によって生成される前記ターゲーットにおけるヒートゾーンの温度分布を制御することで、前記ターゲーット表面における凹凸の生成を抑制することを特徴とする光ファイバ用プリフォームの製造方法にある。
【0014】
請求項2記載の本発明は、前記ヒートゾーンの温度分布における最高温度部分とヒートゾーンの中心温度部分との温度差が、前記最高温度部分の5%以内であることを特徴とする請求項1記載の光ファイバ用プリフォームの製造方法にある。
【0015】
請求項3記載の本発明は、前記火炎バーナにおける原料ガスの流速をVS 、支燃性ガスの流速をVO としたとき、式VO =VS ・aの関係において、0.7≦a≦1.6が満たされるように前記原料ガス又は支燃性ガスガスの流速を調整することで、前記温度差が最高温度部分の5%以内に納まるようにすることを特徴とする請求項2記載の光ファイバ用プリフォームの製造方法にある。
【0016】
【発明の実施の形態】
先ず、本発明において、ターゲーットにおけるヒートゾーンの温度分布を制御することで、ターゲーット表面における凹凸の生成を抑制することができる現象については、以下のように説明することができる。
【0017】
上述したように、光ファイバ用プリフォームの製造では、原料ガスを火炎中で加水分解して、スートを生成させ、これをターゲーットに堆積させる訳であるが、このとき、ターゲーット上には、火炎により熱せられたヒートゾーンが生成される。なお、ここで、ヒートゾーンとは、火炎中の最高温度部分より20%以内の温度差の範囲内にある領域をいう。従って、最高温度部分が例えば1000℃であれば、800℃までの範囲が含まれる。なお、原料ガスには必要により酸素ガスや水素ガスなどの添加ガスが混入される。
【0018】
このようなヒートゾーンにあって、ターゲーット上に当たる火炎の温度が高いと当然ヒートゾーンの温度も高くなる。そして、また、火炎の温度が高いと、それだけターゲーットに堆積したスートは熱せられ、焼き固められた状態で堆積されるため、プリフォームの外径は、小さくなるものと推論される。逆に、火炎の温度が低いとヒートゾーンの温度も低くなり、ターゲーットに堆積したスートは低い温度で熱せられるため、柔らかい状態で堆積されることとなり、プリフォームの外径は、大きくなるものと推論される。このようにヒートゾーン内の温度が異なると、ターゲーットに堆積したスートの状態が異なってくると考えられる。
【0019】
一方、上述したマルチノズル型バーナなどにより生成された火炎を、より詳しく観察すると、図1に示す如くである。この図1は、火炎を模式的に示したもので、中心のガス流路(センターノズル部)から原料ガスを噴出させると、中心部分に若干温度の低い領域部分(低温領域部分)30a1 ができる一方、その外側には温度の高い領域部分(高温領域部分)30a2 ができる。勿論、この高温領域部分30a2 の外側にも加熱領域が広がっており、上記したように、火炎中の最高温度部分より20%以内の温度差の範囲内は、ヒートゾーンの領域30a3 として捉えられる。つまり、バーナ火炎では、一つのヒートゾーン内において、通常温度分布の異なる領域が生成されていることが多い。
【0020】
このような温度差があって、しかも、その値が大きいと、上記のように、ターゲーットに堆積したスートの状態が異なってくるため、同量のスートが堆積されていても、その部位によって、スートが焼き固められる部分と柔らかい部分ができることとなる。この結果、母材表面に凹凸が生成されるようになる。
【0021】
このことから、ヒートゾーンの温度分布、即ち、ヒートゾーン内の最高温度部分とヒートゾーンの中心温度部分との温度差が小さくなるように制御すれば、母材表面における凹凸生成の抑制が可能と考えられる。
【0022】
このことは、後述する、本発明者等の行った実施例(実験例)により明らかである。さらに、この実施例から、上記温度差は、最高温度部分の5%以内であればよく、また、この温度差を、この5%以内の範囲に納めるには、火炎バーナにおける原料ガスの流速をVS 、支燃性ガスガスの流速をVO としたとき、式VO =VS ・aの関係において、0.7≦a≦1.6が満たされるように原料ガス又は支燃性ガスの流速を調整すればよいことも明らかにされた。
【0023】
つまり、上記式において、a=VO /VS が0.7未満だと、原料ガスの流速が速いことを意味し、原料ガスの火炎との混ざりが悪く広がり易く、反応しないで火炎の外に拡散してしまう傾向が強くなるからである。また、a=VO /VS が1.6を超えると、支燃性ガスの流速が速いことを意味し、これによって、火炎のまとまりが悪くなり、ターゲーットに当たる火炎が不安定となって、かえって上記温度差が大きくなってしまう傾向となるからである。
【0024】
〈実施例〉
先ず、上記図4と同一の製造装置系において、上記図5と同構造のマルチノズル型バーナを用いて、サンプルの光ファイバ用プリフォームを製造した。この際、可燃性ガスである水素ガスの流量は、光ファイバ用プリフォームの外径増加(成長)に合わせて、その流速が1.3〜2.0m/secとなるように調整した。原料ガスの流量は、その流速が10.2m/secとなるように調整し、また、支燃性ガスである酸素ガスの流量は、その流速が9.7m/secとなるように調整した。このとき、上記式VO =VS ・aの関係で、a=0.95であった。また、添加酸素ガス流量を3L/分とし、外径が30φのターゲーットの回りにスートを12Kg堆積させた。
【0025】
この結果、スート堆積中、スート表面の最高温度は、光ファイバ用プリフォームの外径増加と共に、1100〜800℃まで変化した。この間、ヒートゾーン内の最高温度部分とヒートゾーンの中心温度部分との温度差は、図2のグラフに示すように、常に5%以内に納まっていた。図2のグラフにおいて、曲線(実線)Iは、プリフォームの外径増加に対応して変化する、ヒートゾーンの中心温度部分の分布であり、曲線(破線)IIは、同じくヒートゾーン内の最高温度部分の分布である。
【0026】
また、このようにして得られた光ファイバ用プリフォームは、設計上の設定母材外径をDに対して、長手方向の実測平均母材外径をDA として、母材表面の凹凸度を、{(DA −D)/DA }×100と定義した場合、その凹凸度は、0.3以下であった。また、見た目の外観においても、母材表面に凹凸は確認されなかった。
【0027】
〈比較例〉
次に、やはり上記図4と同一の製造装置系において、上記図5と同構造のマルチノズル型バーナを用いて、サンプルの光ファイバ用プリフォームを製造した。この際、可燃性ガスである水素ガスの流量は、光ファイバ用プリフォームの外径増加(成長)に合わせて、その流速が1.3〜2.0m/secとなるように調整した。原料ガスの流量は、その流速が10.2m/secとなるように調整し、また、支燃性ガスである酸素ガスの流量は、その流速が20.4m/secとなるように調整した。このとき、上記式VO =VS ・aの関係で、a=2.0であった。また、添加酸素ガス流量を3L/分とし、外径が30φのターゲーットの回りにスートを12Kg堆積させた。
【0028】
この結果、スート堆積中、スート表面の最高温度は、光ファイバ用プリフォームの外径増加と共に、1100〜800℃まで変化した。この間、ヒートゾーン内の最高温度部分とヒートゾーンの中心温度部分との温度差は、図3のグラフに示すように、6〜10%の範囲内で変化した。図3のグラフにおいて、曲線(実線)IIIは、プリフォームの外径増加に対応して変化する、ヒートゾーンの中心温度部分の分布であり、曲線(破線)VIは、同じくヒートゾーン内の最高温度部分の分布である。
【0029】
また、このようにして得られた光ファイバ用プリフォームは、設計上の設定母材外径をDに対して、長手方向の実測平均母材外径をDA として、母材表面の凹凸度を、{(DA −D)/DA }×100と定義した場合、その凹凸度は、0.7〜1.8程度であった。また、見た目の外観においても、母材表面に凹凸があることが確認できた。
【0030】
なお、上記実施例及び比較例では、図4と同一の製造装置系において、図5と同構造のマルチノズル型バーナを用いた場合であったが、本発明はこれに限定されるものではなく、火炎バーナが1個又は3個以上有する製造装置系でもよく、また、他の構造のバーナであっても、適用することができる。
【0031】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明に係る光ファイバ用プリフォームの製造方法によると、火炎バーナへの可燃性ガス又は支燃性ガスの流速を調整して、火炎バーナの火炎によるヒートゾーンの温度分布を制御するという簡単なことで、ターゲーット表面における凹凸の生成を抑制することができる。
従って、本発明の適用にあたっては、製造装置系や用いる火炎バーナを特に変更する必要はなく、従来のものをそのまま用いることができるため、実施にあたって、コスト上昇を招くこともない。
【0032】
また、上記温度分布の制御は、ヒートゾーンの温度分布における最高温度部分とヒートゾーンの中心温度部分の温度差が、最高温度部分の5%以内であることを目安として行えばよい。
【0033】
また、上記温度差を、最高温度部分の5%以内に納めるには、火炎バーナにおける原料ガスの流速をVS 、支燃性ガスガスの流速をVO としたとき、式VO =VS ・aの関係において、0.7≦a≦1.6が満たされるように原料ガス又は支燃性ガスの流速を調整することで、簡単に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】火炎バーナによるヒートゾーンを模式的に示した図である。
【図2】プリフォーム外径と表面温度との関係を示したグラフである。
【図3】プリフォーム外径と表面温度との関係を示したグラフである。
【図4】光ファイバ用プリフォームの製造装置系の一例を示した概略説明図である。
【図5】火炎バーナの一例を示した端面図である。
【図6】火炎バーナの他の例を示した端面図である。
【符号の説明】
10 製造装置
20 チャック
30 火炎バーナ
30a 火炎
100 ターゲーット
200 ガラス微粒子(スート)[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to a method for manufacturing an optical fiber preform, and more particularly to a method for reducing an outer diameter variation in a longitudinal direction of a preform, which is called unevenness of an optical fiber preform.
[0002]
[Prior art]
Generally, as a method for manufacturing a preform (porous preform) for an optical fiber, a VAD method, an external method, and the like are known. In the case of this external method, both ends of a target (starting base material) are held and rotated by a chuck of a manufacturing apparatus (a glass lathe or the like), and the raw material gas is heated using one or more flame burners. To produce glass fine particles (soot), which are deposited on the outer periphery of the rotating target. After obtaining this optical fiber preform, it is sintered in a furnace tube in a high-temperature electric furnace to obtain a transparent vitreous glass base material.
[0003]
When this is illustrated, as shown in FIG. 4, both ends of a target (a transparent glass rod which will later become an optical fiber core or a core + cladding) 100 are gripped by a manufacturing apparatus, for example, chucks 20 and 20 of a
[0004]
At this time, as the
Taking the example of the multi-nozzle burner shown in FIG. 5, in this
[0005]
On the other hand, even in the concentric
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, there has been a problem in that the surface of the glass base material obtained by the above-described external attachment method has a variation in the outer diameter in the longitudinal direction of the base material, which is called unevenness. Usually, this outer diameter variation often appears in the form of a swell that repeats at a period of 40 to 100 mm in the longitudinal direction of the base material. Such undulations not only deteriorate the appearance, but also lead to a problem that the diameter of the optical fiber becomes unstable when the base material is spun later.
[0007]
Particularly recently, in order to reduce the cost of optical fiber manufacturing, there has been a tendency to increase the size of the preform, that is, increase the diameter of the preform, and increase the spinning speed. Irregularities are more likely to occur than before, and have become a more serious problem.
[0008]
For example, in order to increase the size of the base material, it is necessary to increase the soot deposition rate. For this reason, the number of flame burners is increased or the amount of source gas is increased. In this case, unevenness on the surface of the base material is likely to occur due to the increase in the number of burners and the amount of the source gas. Further, when a glass preform obtained from such a large preform is spun at a high speed, the high speed makes it difficult to perform fine control corresponding to the irregularities on the surface of the preform. The irregularities on the surface of the material tend to appear as variations in the optical fiber diameter.
[0009]
As a method of solving such irregularities on the surface of the base material, by adjusting the speed at which the flame burner moves along the target and the rotation speed of the target, the relative movement distance between the two during one rotation of the target is calculated as follows. There has also been proposed a method in which when the diameter of the raw material gas nozzle of the flame burner is set to 1.5 times, unevenness on the surface of the base material is reduced (for example, see Patent Document 1).
[0010]
[Patent Document 1]
JP 2001-287924 A (page 2-5)
[0011]
However, this method was found to be inadequate according to tests and studies by the present inventors. This is because, in addition to the raw material gas nozzle diameter, the unevenness on the surface of the base material is not limited to the diameter of the raw material gas. This is because it has been found that the above has a great effect on the occurrence of unevenness.
[0012]
Therefore, the present inventors have conducted further studies and found that the temperature distribution of the target zone heat zone generated by the flame of the flame burner is controlled by adjusting the flow rate of the flammable gas or the supporting gas to the flame burner. It has been found that the formation of irregularities on the target surface can be suppressed. Further, it has also been found that as a specific temperature distribution, the temperature difference between the highest temperature portion in the temperature distribution of the heat zone and the center temperature portion of the heat zone may be within 5% of the highest temperature portion. . Further, assuming that the flow rate of the source gas in the flame burner is V S and the flow rate of the combustion supporting gas is V O , 0.7 ≦ a ≦ 1.6 is satisfied in the relationship of V O = V S · a. By adjusting the flow rate of the raw material gas or the supporting gas as described above, it has been found that the temperature difference can be controlled within 5% of the maximum temperature portion.
The present invention has been made from such a viewpoint.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
The present invention according to claim 1 is a method for manufacturing an optical fiber preform in which glass fine particles from a flame burner are deposited on a target, by adjusting a flow rate of a combustible gas or a supporting gas to the flame burner, A method of manufacturing a preform for an optical fiber, characterized in that by controlling a temperature distribution of a heat zone in the target which is generated by a flame of a flame burner, generation of irregularities on the surface of the target is suppressed.
[0014]
According to a second aspect of the present invention, the temperature difference between the highest temperature portion and the center temperature portion of the heat zone in the temperature distribution of the heat zone is within 5% of the highest temperature portion. The manufacturing method of the optical fiber preform described above.
[0015]
According to a third aspect of the present invention, when the flow rate of the raw material gas in the flame burner is V S and the flow rate of the oxidizing gas is V O , the relation of V O = V S · a satisfies 0.7 ≦ 0.7. The flow rate of the raw material gas or the supporting gas is adjusted so that a ≦ 1.6 is satisfied, so that the temperature difference falls within 5% of the maximum temperature portion. The manufacturing method of the optical fiber preform described above.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
First, in the present invention, the phenomenon that the generation of unevenness on the target surface can be suppressed by controlling the temperature distribution of the heat zone in the target can be described as follows.
[0017]
As described above, in the production of an optical fiber preform, a raw material gas is hydrolyzed in a flame to generate soot, and this is deposited on a target. At this time, the flame is placed on the target. Generates a heated zone. Here, the heat zone refers to a region within a temperature difference within 20% of the highest temperature portion in the flame. Therefore, if the highest temperature portion is, for example, 1000 ° C., the range up to 800 ° C. is included. Note that an additive gas such as an oxygen gas or a hydrogen gas is mixed into the raw material gas as necessary.
[0018]
In such a heat zone, if the temperature of the flame impinging on the target is high, the temperature of the heat zone naturally becomes high. Further, if the temperature of the flame is high, the soot deposited on the target is heated and deposited in a hardened state, and it is inferred that the outer diameter of the preform becomes small. Conversely, if the temperature of the flame is low, the temperature of the heat zone will also be low, and the soot deposited on the target will be heated at a low temperature, so it will be deposited in a soft state, and the outer diameter of the preform will increase. Inferred. If the temperature in the heat zone is different as described above, it is considered that the state of the soot deposited on the target differs.
[0019]
On the other hand, when the flame generated by the above-described multi-nozzle burner is observed in more detail, it is as shown in FIG. FIG. 1 schematically shows a flame. When a raw material gas is ejected from a central gas flow path (a center nozzle portion), a region (a low temperature region) 30 a 1 having a slightly lower temperature is formed at the center. possible while a high area portion (high-temperature region portion) of the temperature on the outside 30a 2 can be. Of course, are also spread heating area outside the high
[0020]
If there is such a temperature difference, and if the value is large, as described above, the state of the soot deposited on the target differs, so even if the same amount of soot is deposited, depending on the location, There will be a part where the soot is baked and a soft part. As a result, irregularities are generated on the surface of the base material.
[0021]
From this, by controlling the temperature distribution of the heat zone, that is, the temperature difference between the highest temperature portion in the heat zone and the central temperature portion of the heat zone, it is possible to suppress the generation of unevenness on the surface of the base material. Conceivable.
[0022]
This will be apparent from examples (experimental examples) performed by the present inventors described below. Further, from this example, it is sufficient that the temperature difference is within 5% of the maximum temperature portion, and in order to keep this temperature difference within the range of 5% or less, the flow rate of the raw material gas in the flame burner must be adjusted. Assuming that V S and the flow rate of the supporting gas are V O , the relationship between the raw material gas and the supporting gas is such that 0.7 ≦ a ≦ 1.6 in the relation of V O = V S · a. It was also revealed that the flow rate should be adjusted.
[0023]
That is, in the above equation, if a = V O / V S is less than 0.7, it means that the flow rate of the raw material gas is high, and the raw material gas is not easily mixed with the flame and spreads easily. This is because the tendency to diffuse to the surface becomes stronger. Further, when a = V O / V S exceeds 1.6, it means that the flow velocity of the combustion assisting gas is fast, thereby, collection of the flame is deteriorated, the flame impinging on Tagetto becomes unstable, This is because the temperature difference tends to increase.
[0024]
<Example>
First, a sample optical fiber preform was manufactured using a multi-nozzle burner having the same structure as in FIG. 5 in the same manufacturing apparatus system as in FIG. At this time, the flow rate of the flammable gas, hydrogen gas, was adjusted to 1.3 to 2.0 m / sec in accordance with the increase (growth) of the outer diameter of the optical fiber preform. The flow rate of the raw material gas was adjusted so that the flow rate was 10.2 m / sec, and the flow rate of the oxygen gas, which was a combustion supporting gas, was adjusted so that the flow rate was 9.7 m / sec. At this time, a = 0.95 due to the relationship of the above expression V O = V S · a. In addition, 12 kg of soot was deposited around a target having an outer diameter of 30 φ with an added oxygen gas flow rate of 3 L / min.
[0025]
As a result, during soot deposition, the maximum temperature of the soot surface changed from 1100 to 800 ° C. with an increase in the outer diameter of the optical fiber preform. During this time, the temperature difference between the highest temperature portion in the heat zone and the central temperature portion of the heat zone was always within 5% as shown in the graph of FIG. In the graph of FIG. 2, a curve (solid line) I is a distribution of the center temperature portion of the heat zone that changes in response to the increase in the outer diameter of the preform, and a curve (dashed line) II is the highest in the heat zone. It is distribution of a temperature part.
[0026]
Also, optical fiber preform obtained in this way, the set preform outer diameter of the design with respect to D, and the measured average preform outer diameter in the longitudinal direction D A, unevenness of the base metal surface the, {(D a -D) / D a} if you define × 100, the unevenness degree was 0.3 or less. In addition, no irregularities were observed on the surface of the base material even in the appearance.
[0027]
<Comparative example>
Next, a sample optical fiber preform was manufactured using the same multi-nozzle burner as in FIG. 5 in the same manufacturing apparatus system as in FIG. At this time, the flow rate of the flammable gas, hydrogen gas, was adjusted to 1.3 to 2.0 m / sec in accordance with the increase (growth) of the outer diameter of the optical fiber preform. The flow rate of the source gas was adjusted so that the flow rate was 10.2 m / sec, and the flow rate of the oxygen gas, which was a supporting gas, was adjusted so that the flow rate was 20.4 m / sec. At this time, the relation of the formula V O = V S · a, was a = 2.0. In addition, 12 kg of soot was deposited around a target having an outer diameter of 30 φ with an added oxygen gas flow rate of 3 L / min.
[0028]
As a result, during soot deposition, the maximum temperature of the soot surface changed from 1100 to 800 ° C. with an increase in the outer diameter of the optical fiber preform. During this time, the temperature difference between the highest temperature part in the heat zone and the center temperature part of the heat zone changed within the range of 6 to 10% as shown in the graph of FIG. In the graph of FIG. 3, a curve (solid line) III is a distribution of the center temperature portion of the heat zone that changes in response to the increase in the outer diameter of the preform, and a curve (dashed line) VI is the highest in the heat zone. It is distribution of a temperature part.
[0029]
Also, optical fiber preform obtained in this way, the set preform outer diameter of the design with respect to D, and the measured average preform outer diameter in the longitudinal direction D A, unevenness of the base metal surface the, {(D a -D) / D a} if you define × 100, the degree of unevenness was about 0.7 to 1.8. In addition, it was confirmed that the base material surface had irregularities also in appearance.
[0030]
In the above-described embodiment and comparative example, the multi-nozzle burner having the same structure as that of FIG. 5 was used in the same manufacturing apparatus system as that of FIG. 4, but the present invention is not limited to this. A manufacturing apparatus system having one or three or more flame burners may be used, and burners having other structures may be applied.
[0031]
【The invention's effect】
As is clear from the above description, according to the method for manufacturing an optical fiber preform according to the present invention, the flow rate of the flammable gas or the supporting gas to the flame burner is adjusted, and the heat zone by the flame of the flame burner is adjusted. By simply controlling the temperature distribution of the target, it is possible to suppress the generation of irregularities on the target surface.
Therefore, in applying the present invention, it is not necessary to particularly change the manufacturing apparatus system and the flame burner to be used, and the conventional one can be used as it is, so that there is no increase in cost in implementation.
[0032]
Further, the temperature distribution may be controlled by using the temperature difference between the highest temperature portion and the central temperature portion of the heat zone in the temperature distribution of the heat zone within 5% of the highest temperature portion as a guide.
[0033]
Further, in order to keep the temperature difference within 5% of the maximum temperature portion, when the flow rate of the source gas in the flame burner is V S and the flow rate of the combustion supporting gas is V O , the equation V O = V S · In the relation of a, it can be easily performed by adjusting the flow rate of the source gas or the supporting gas so that 0.7 ≦ a ≦ 1.6 is satisfied.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram schematically showing a heat zone by a flame burner.
FIG. 2 is a graph showing a relationship between a preform outer diameter and a surface temperature.
FIG. 3 is a graph showing a relationship between a preform outer diameter and a surface temperature.
FIG. 4 is a schematic explanatory view showing an example of an apparatus for manufacturing an optical fiber preform.
FIG. 5 is an end view showing an example of a flame burner.
FIG. 6 is an end view showing another example of the flame burner.
[Explanation of symbols]
Claims (3)
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