JP2007008741A - Method of manufacturing glass preform for optical fiber - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of manufacturing a glass preform for an optical fiber by which the high quality glass preform for the optical fiber in high yield with the manufacturing cost suppressed to the utmost without carrying out a complicated correction process. <P>SOLUTION: In the method of manufacturing the glass preform for the optical fiber, the glass preform for the optical fiber is manufactured by depositing glass fine particles formed by a burner 7 around a glass rod 11 having a pre-fixed clad part to become a core part and a part of a clad part and firing to clarify. The diameter ratio of the core part to the pre-fixed clad part to each other in the glass rod 11 is measured along the longitudinal direction and the bulk density of the glass fine particle deposited body 19 is set at a plurality of places of the glass rod 11 in the longitudinal direction based on the measured result so that the diameter ratio of the core part to the clad part in respective places after the clarifying is made uniform. The glass fine particles are deposited on the glass rod 11 so as to obtain the set bulk density. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、ガラス微粒子を堆積させて作製する光ファイバ用ガラス母材の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing a glass preform for optical fiber, which is produced by depositing glass particles.

通信用などに広く利用される光ファイバは、主にコアとクラッドから構成されており、ガラス微粒子を堆積させてなるガラス微粒子堆積体(多孔質ガラス母材)を脱水及び焼結して透明なガラス母材に加工後、このガラス母材を線引きすることにより製造される。ガラス微粒子堆積体を製造する方法としては、VAD法やOVD法がよく知られている。このVAD法やOVD法は、バーナの火炎中にガラス微粒子を生成させ、生成したガラス微粒子を石英等からなるロッドに堆積させて、ロッドの軸方向または径方向に円柱状のガラス微粒子堆積体を形成していく方法である。
そして、この種の方法によって光ファイバ用ガラス母材を製造する際の例として、予めコア部とクラッド部の一部とからなるガラスロッドを形成し、さらにその外周側に残りのクラッド部分となるガラス微粒子を堆積させる工程、いわゆるジャケット付けを行い、その後に、このガラス微粒子堆積体を脱水及び焼結することが行われる。
An optical fiber widely used for communication and the like is mainly composed of a core and a clad, and is transparent by dehydrating and sintering a glass fine particle deposit (porous glass base material) obtained by depositing glass fine particles. After processing into a glass base material, the glass base material is manufactured by drawing. VAD and OVD methods are well known as methods for producing a glass particulate deposit. In this VAD method or OVD method, glass fine particles are generated in the flame of a burner, and the generated glass fine particles are deposited on a rod made of quartz or the like to form a cylindrical glass fine particle deposit in the axial or radial direction of the rod. It is a method of forming.
And as an example when manufacturing a glass preform for an optical fiber by this kind of method, a glass rod consisting of a core part and a part of a clad part is formed in advance, and the remaining clad part is formed on the outer peripheral side thereof A step of depositing glass fine particles, so-called jacketing, is performed, and then the glass fine particle deposit is dehydrated and sintered.

ところで、ガラスロッドのコア部と先付けしたクラッド部との比率が長手方向で変化していると、光ファイバ用ガラス母材の特性も長手方向で変化してしまい、均一な特性の光ファイバが製造できなくなる。
このため、ジャケット付けする前のガラス母材の屈折率分布を長手方向に異なる複数の位置において測定し、これらの測定値から、残りのクラッド部の所要量を算出し、この算出値を基に、残りのクラッド部の所要量が長手方向で一定になるように、ガラス母材を延伸してガラスロッドとする技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。
By the way, if the ratio of the core part of the glass rod to the clad part that is pointed changes in the longitudinal direction, the characteristics of the glass preform for the optical fiber also change in the longitudinal direction, and an optical fiber with uniform characteristics is manufactured. become unable.
For this reason, the refractive index distribution of the glass base material before jacketing is measured at a plurality of positions different in the longitudinal direction, and the required amount of the remaining cladding is calculated from these measured values. A technique is known in which the glass base material is drawn into a glass rod so that the required amount of the remaining cladding portion is constant in the longitudinal direction (see, for example, Patent Document 1).

また、コア部とクラッド部の一部を有してなるガラスロッドの屈折率分布を測定し、その測定値から光ファイバとしたときの特性のばらつきが所望の範囲になるように光ファイバ用ガラス母材のクラッド部の全厚さを算出し、その算出値に基づきガラスロッド上におよその残りのクラッド部を形成した後、屈折率分布が長手方向で均一となるように、クラッド部を研磨するか、または追加のクラッド部を形成する技術が知られている(例えば、特許文献2参照)。   In addition, the refractive index distribution of a glass rod having a core part and a part of a clad part is measured, and the variation in characteristics when the optical fiber is obtained from the measured value is within a desired range. Calculate the total thickness of the cladding of the base material, and after forming the approximate remaining cladding on the glass rod based on the calculated value, polish the cladding so that the refractive index distribution is uniform in the longitudinal direction. Or a technique for forming an additional clad portion is known (see, for example, Patent Document 2).

特開2003−300746号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2003-300746 特開2004−99408号公報JP 2004-99408 A

しかしながら、特許文献1に記載の技術では、ガラスロッドの延伸径を長手方向に沿って調整することが困難であり、複雑な制御が必要である。そして、所望の延伸径にならなかった場合には、光ファイバ用ガラス母材を製造する歩留まりが悪化してしまう。また、延伸したガラスロッドの外径が延伸前のコア径の変化に合わせて変動するため、ジャケット付けを行う際にガラス微粒子の堆積率が長手方向で均一にならない。   However, in the technique described in Patent Document 1, it is difficult to adjust the stretched diameter of the glass rod along the longitudinal direction, and complicated control is required. And when it does not become a desired extending | stretching diameter, the yield which manufactures the glass preform for optical fibers will deteriorate. Further, since the outer diameter of the stretched glass rod fluctuates in accordance with the change of the core diameter before stretching, the deposition rate of the glass fine particles is not uniform in the longitudinal direction when jacketing.

また、特許文献2に記載の技術では、光ファイバ用ガラス母材の形成後にクラッド部を研磨または追加するという煩雑な修正工程が加わるため、光ファイバ用ガラス母材の製造コストが嵩んでしまう。   In addition, in the technique described in Patent Document 2, since a complicated correction process of polishing or adding the clad portion after the formation of the optical fiber glass preform is added, the manufacturing cost of the optical fiber glass preform increases.

本発明は、煩雑な修正工程を行うことなく、製造コストを極力抑えつつ歩留まり良く高品質な光ファイバ用母材を製造することが可能な光ファイバ用ガラス母材の製造方法を提供することを目的としている。   The present invention provides a method for producing a glass preform for an optical fiber, which can produce a high-quality optical fiber preform with a high yield while suppressing the production cost as much as possible without performing a complicated correction process. It is aimed.

上記課題を解決することのできる本発明に係る光ファイバ用ガラス母材の製造方法は、コア部及びクラッド部の一部となる先付けのクラッド部を有するガラスロッドの周りにバーナによって生成したガラス微粒子を堆積させてガラス微粒子堆積体を形成し、前記ガラス微粒子堆積体を焼結して透明化させることにより光ファイバ用ガラス母材を製造する方法であって、前記ガラスロッドのコア部と先付けのクラッド部との直径比を長手方向の複数箇所で測定し、その測定結果に基づいて、透明化後のガラス母材におけるコア部とクラッド部との直径比が長手方向で均一化するように前記ガラス微粒子堆積体の嵩密度を長手方向の複数箇所に設定し、設定した嵩密度となるようにガラス微粒子を堆積させることを特徴とする。   The method for producing a glass preform for an optical fiber according to the present invention, which can solve the above-mentioned problems, includes a glass fine particle generated by a burner around a glass rod having a core part and a pre-attached clad part that becomes a part of the clad part. Is formed to form a glass fine particle deposit, and the glass fine particle deposit is sintered and transparentized to manufacture a glass base material for an optical fiber, the core portion of the glass rod and the tip of the glass rod The diameter ratio with the cladding portion is measured at a plurality of locations in the longitudinal direction, and based on the measurement results, the diameter ratio between the core portion and the cladding portion in the glass base material after transparency is uniformed in the longitudinal direction. The bulk density of the glass particulate deposit is set at a plurality of locations in the longitudinal direction, and the glass particulates are deposited so as to have the set bulk density.

また、本発明の光ファイバ用ガラス母材の製造方法において、前記ガラスロッドのコア部と先付けのクラッド部との直径比を測定した測定箇所における前記ガラス微粒子堆積体の嵩密度を設定するとともに、前記測定箇所間の嵩密度を連続的に変化するように設定することが好ましい。   Moreover, in the method for producing a glass preform for an optical fiber of the present invention, while setting the bulk density of the glass particulate deposit at the measurement location where the diameter ratio between the core portion of the glass rod and the pre-clad portion is measured, It is preferable to set the bulk density between the measurement locations so as to continuously change.

また、本発明の光ファイバ用ガラス母材の製造方法において、前記ガラス微粒子堆積体の嵩密度を平均値に対し±10%以内の値に設定することが好ましい。   In the method for producing a glass preform for an optical fiber of the present invention, it is preferable to set the bulk density of the glass fine particle deposit to a value within ± 10% of the average value.

また、本発明の光ファイバ用ガラス母材の製造方法において、前記バーナへ供給する燃焼ガスの流量を調節することにより、前記ガラスロッドに堆積させるガラス微粒子を設定した嵩密度で堆積させることが好ましい。   In the method for manufacturing a glass preform for an optical fiber according to the present invention, it is preferable to deposit glass fine particles to be deposited on the glass rod at a set bulk density by adjusting a flow rate of combustion gas supplied to the burner. .

また、本発明の光ファイバ用ガラス母材の製造方法において、前記ガラスロッドに対する前記バーナの相対移動速度を調節することにより、前記ガラス微粒子堆積体の外径を長手方向で均一化させることが好ましい。   In the method for producing a glass preform for an optical fiber according to the present invention, it is preferable that the outer diameter of the glass particulate deposit is made uniform in the longitudinal direction by adjusting a relative moving speed of the burner with respect to the glass rod. .

本発明の光ファイバ用ガラス母材の製造方法によれば、コア部とクラッド部との直径比が長手方向で均一化するようにガラス微粒子堆積体の嵩密度を設定し、設定した嵩密度となるようにガラス微粒子を堆積させるため、クラッド部の研磨や追加などの煩雑な修正工程を行うことなく、透明化した光ファイバ用ガラス母材のコア部とクラッド部との直径比を長手方向に均一化することができる。そのため、製造コストを極力抑えつつ歩留まり良く光ファイバ用ガラス母材を製造することができる。そして、この光ファイバ用ガラス母材から長手方向で均一な特性の光ファイバを得ることができる。   According to the method for producing a glass preform for an optical fiber of the present invention, the bulk density of the glass fine particle deposit is set so that the diameter ratio between the core portion and the clad portion is uniform in the longitudinal direction, In order to deposit glass fine particles, the diameter ratio between the core portion and the cladding portion of the transparent optical fiber glass preform can be adjusted in the longitudinal direction without performing complicated correction processes such as polishing and addition of the cladding portion. It can be made uniform. Therefore, it is possible to manufacture a glass preform for an optical fiber with a high yield while suppressing the manufacturing cost as much as possible. An optical fiber having uniform characteristics in the longitudinal direction can be obtained from this glass preform for optical fiber.

以下、本発明に係る光ファイバ用ガラス母材の製造方法の実施の形態の例を図面を参照して説明する。
図1は、本実施形態の光ファイバ用ガラス母材の製造装置を示しており、(a)は概略正面図、(b)は底面から見た図を示している。
図1に示すように、この光ファイバ用ガラス母材の製造装置10は反応容器1を有しており、この反応容器1の上部には、拡縮自在の開口部5aを有する開閉板5が設けられている。反応容器1の外側上方には吊り下げ装置13が設置されており、シード棒12が吊り下げ装置13によって吊り下げられている。吊り下げられたシード棒12には、ガラスロッド11が取り付けられ、ガラスロッド11は開口部5aを通って、反応容器1の内部へ導入されている。
Hereinafter, an example of an embodiment of a manufacturing method of an optical fiber glass preform according to the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows an apparatus for producing a glass preform for an optical fiber according to the present embodiment, where (a) shows a schematic front view and (b) shows a view from the bottom.
As shown in FIG. 1, this optical fiber glass preform manufacturing apparatus 10 has a reaction vessel 1, and an opening / closing plate 5 having an expandable / contractible opening 5a is provided at the top of the reaction vessel 1. It has been. A suspending device 13 is installed on the outer upper side of the reaction vessel 1, and the seed bar 12 is suspended by the suspending device 13. A glass rod 11 is attached to the suspended seed rod 12, and the glass rod 11 is introduced into the reaction vessel 1 through the opening 5a.

吊り下げ装置13は、シード棒12に取り付けられたガラスロッド11を、軸回転可能かつ軸方向の移動を可能にしている。また、吊り下げ装置13は、ガラスロッド11の軸方向の移動速度の変動が可能なように構成されている。
このガラスロッド11の外周にガラス微粒子を堆積させていくと、中心にガラスロッド11を有するガラス微粒子堆積体19を作製することができる。
反応容器1の下部には、ガラス微粒子を生成するバーナ7と、反応容器1内の未堆積ガラス微粒子等を排出する排気口9とが設けられている。
The suspension device 13 allows the glass rod 11 attached to the seed rod 12 to be axially rotated and moved in the axial direction. Moreover, the suspending device 13 is configured so that the movement speed of the glass rod 11 in the axial direction can be changed.
When glass particles are deposited on the outer periphery of the glass rod 11, a glass particle deposit 19 having the glass rod 11 at the center can be produced.
Below the reaction vessel 1, a burner 7 that generates glass particles and an exhaust port 9 that discharges undeposited glass particles in the reaction vessel 1 are provided.

バーナ7は、ガスの吹き出し口が複数のポートを有するマルチポート(多重管)構造となっており、各ポートから燃焼用ガスやガラス原料用ガスなどを吹き出し、燃焼用ガスにより生じる火炎中において、ガラス原料を酸化反応又は加水分解反応させてガラス微粒子を生成するものである。ここで、バーナ7へ供給する燃焼用ガスとは、主に支燃性ガス及び助燃性ガスとからなり、支燃性ガスとしては水素、助燃性ガスとしては酸素が一例として挙げられる。また、ガラス原料用ガスとしては、四塩化珪素(SiCl)が一例として挙げられる。 The burner 7 has a multiport structure in which the gas outlet has a plurality of ports. The burner 7 blows out a combustion gas or a glass raw material gas from each port, and in the flame generated by the combustion gas, Glass raw materials are produced by oxidizing or hydrolyzing a glass raw material. Here, the combustion gas supplied to the burner 7 mainly includes a combustion-supporting gas and a supplementary combustion gas, and examples of the combustion-supporting gas include hydrogen and examples of the combustion-supporting gas include oxygen. An example of the glass raw material gas is silicon tetrachloride (SiCl 4 ).

バーナ7には、これらの燃焼用ガスやガラス原料用ガスを供給するための配管が接続されており、その配管の途中にはそれぞれガス流量制御器15,16,17が取り付けられ、燃焼用ガスやガラス原料用ガスをバーナ7の各ポートへ別々に供給できるようになっている。そして、燃焼用ガス用のガス流量制御器16は、ライン23を介して制御装置4へ接続されている。   The burner 7 is connected to piping for supplying the combustion gas and the glass raw material gas, and gas flow controllers 15, 16, and 17 are attached to the middle of the piping, respectively. In addition, the glass raw material gas can be separately supplied to each port of the burner 7. The gas flow rate controller 16 for combustion gas is connected to the control device 4 via a line 23.

また、反応容器1の外部には、バーナ7により形成されたガラス微粒子堆積体19の底面部に向けて、投光器2が設けられており、投光器2からの光ビーム18を受光できる位置に、受光器3が配置されている(図1(b)参照)。この投光器2及び受光器3により、ガラス微粒子堆積体19の堆積面の位置を検出する。受光器3は、ライン21を介して制御装置4へ接続されている。また、制御装置4はライン25を介して吊り下げ装置13へと接続されている。   In addition, a projector 2 is provided outside the reaction vessel 1 toward the bottom surface of the glass particulate deposit 19 formed by the burner 7, and receives light at a position where the light beam 18 from the projector 2 can be received. A container 3 is arranged (see FIG. 1B). The position of the deposition surface of the glass particulate deposit 19 is detected by the projector 2 and the light receiver 3. The light receiver 3 is connected to the control device 4 via a line 21. Further, the control device 4 is connected to the suspension device 13 via a line 25.

次に、この製造装置10を用いて光ファイバ用ガラス母材を製造する方法を以下に説明する。
本実施形態で用いるガラスロッド11は、コア部の周囲に、予めクラッド部の一部である先付けクラッド部が形成されている。本実施形態では、まず、ガラス微粒子を堆積させるガラスロッド11のコア部と先付けクラッド部との直径比を長手方向に沿う複数箇所で測定する。
Next, a method for manufacturing a glass preform for an optical fiber using the manufacturing apparatus 10 will be described below.
In the glass rod 11 used in the present embodiment, a leading clad portion that is a part of the clad portion is formed around the core portion in advance. In the present embodiment, first, the diameter ratio between the core portion of the glass rod 11 on which the glass particles are deposited and the leading clad portion is measured at a plurality of locations along the longitudinal direction.

図2は、ガラスロッド11の長手方向に沿うコア部と先付けクラッド部との直径比を表すものである。
図2に示すように、ガラスロッド11は、製造上、長手方向に沿ってコア部と先付けクラッド部との直径比が変動していることがあり、ここでは、コア部に対する先付けクラッド部の直径比の目標直径比T=4.6に対しておよそ±0.1の変動が生じている。
FIG. 2 shows the diameter ratio between the core portion and the leading clad portion along the longitudinal direction of the glass rod 11.
As shown in FIG. 2, the glass rod 11 may have a diameter ratio of the core portion to the leading clad portion that varies along the longitudinal direction in the manufacture. There is a variation of approximately ± 0.1 with respect to the target diameter ratio T = 4.6.

次に、この測定結果に基づいて、ガラスロッド11の外周に堆積して残りのクラッド部(ジャケット部と呼ばれる)となるガラス微粒子堆積体19の嵩密度を長手方向の複数箇所で設定する。
設定の仕方としては、測定した直径比に基づき、透明化後の光ファイバ用ガラス母材におけるコア部とクラッド部との直径比が長手方向で均一化するように、目標直径比Tに対してガラスロッド11のコア部に対する先付けクラッド部の直径比が小さい箇所は嵩密度を大きくし、直径比が大きい箇所は嵩密度を小さくする。
Next, based on the measurement results, the bulk density of the glass particulate deposit 19 that is deposited on the outer periphery of the glass rod 11 and becomes the remaining clad portion (called a jacket portion) is set at a plurality of locations in the longitudinal direction.
As a setting method, based on the measured diameter ratio, with respect to the target diameter ratio T, the diameter ratio between the core portion and the cladding portion in the optical fiber glass preform after the transparency is made uniform in the longitudinal direction. A portion where the diameter ratio of the tip clad portion to the core portion of the glass rod 11 is small increases the bulk density, and a portion where the diameter ratio is large decreases the bulk density.

図3に、図2に示した直径比を有するガラスロッド11に対して形成するガラス微粒子堆積体19の目標嵩密度を設定した例を示す。ここでは、ガラスロッド11における長手方向の複数箇所で直径比を測定して、その箇所において形成されるガラス微粒子堆積体19の嵩密度を設定し、これらの測定箇所間では、設定する目標嵩密度を連続的に変化させている。なお、この嵩密度の設定においては、測定箇所間で連続的に変化させることなく、任意の測定箇所から隣接する測定箇所までの間を一定の嵩密度として断続的に設定しても良い。   FIG. 3 shows an example in which the target bulk density of the glass particulate deposit 19 formed on the glass rod 11 having the diameter ratio shown in FIG. 2 is set. Here, the diameter ratio is measured at a plurality of locations in the longitudinal direction of the glass rod 11 to set the bulk density of the glass particulate deposit 19 formed at that location, and the target bulk density to be set between these measured locations. Is continuously changing. In addition, in the setting of this bulk density, you may set intermittently as a fixed bulk density from any measurement location to the adjacent measurement location, without changing continuously between measurement locations.

なお、ガラス微粒子を堆積させる嵩密度が低すぎると、ガラス微粒子の堆積中にガラス微粒子堆積体19が割れてしまうことがあり、嵩密度が高すぎると、その後の焼結による透明化が困難となる。また、ガラス微粒子堆積体19中の嵩密度の差が大きいと、焼結時に透明化するタイミングが嵩密度の差によって不均一となり、最初に透明化したところに他の部分が引き寄せられるなどして、透明化した光ファイバ用ガラス母材の形状が変形してしまう虞がある。そのため、ガラス微粒子堆積体19中の嵩密度を、ガラス微粒子堆積体19中の嵩密度の平均値(図3の例では約0.31g/cm)に対し±10%以内の値(図3の例では約±0.031g/cm以内)に設定することが望ましい。 If the bulk density for depositing the glass particulates is too low, the glass particulate deposit 19 may be broken during the deposition of the glass particulates. If the bulk density is too high, it is difficult to make transparent by subsequent sintering. Become. In addition, if the difference in bulk density in the glass fine particle deposit 19 is large, the timing of transparency during sintering becomes non-uniform due to the difference in bulk density, and other parts are attracted to the place where it first becomes transparent. There is a possibility that the shape of the transparent glass preform for optical fiber is deformed. Therefore, the bulk density in the glass particulate deposit 19 is within ± 10% of the average value of the bulk density in the glass particulate deposit 19 (about 0.31 g / cm 3 in the example of FIG. 3 ) (FIG. 3). In this example, it is desirable to set it within about ± 0.031 g / cm 3 .

このようにして、ガラス微粒子堆積体19の嵩密度を設定したら、この設定した嵩密度となるように、以下のようにしてガラス微粒子を堆積させる。
まず、シード棒12の先端にガラスロッド11を取り付け、このシード棒12を吊り下げ装置13に吊り下げる。そして、吊り下げ装置13を作動させ、ガラスロッド11のガラス微粒子堆積開始点とバーナ7の吹き出し口との距離が所望の距離となるように、ガラスロッド11を降下させる。
一方、ガス流量制御器15,16,17により、酸素、水素、ガラス原料用ガスをバーナ7へ供給する。
When the bulk density of the glass particulate deposit 19 is set in this manner, the glass particulates are deposited as follows so as to achieve the set bulk density.
First, the glass rod 11 is attached to the tip of the seed rod 12, and the seed rod 12 is suspended from the suspension device 13. Then, the suspension device 13 is operated, and the glass rod 11 is lowered so that the distance between the glass particle 11 deposition start point of the glass rod 11 and the outlet of the burner 7 becomes a desired distance.
On the other hand, oxygen, hydrogen, and glass raw material gas are supplied to the burner 7 by the gas flow controllers 15, 16, and 17.

ガラスロッド11を軸回転させ、ガラスロッド11に向かってバーナ7から酸水素火炎を放射する。この酸水素火炎中では、ガラス原料用ガスの酸化反応又は加水分解反応によりガラス微粒子が生成する。この生成したガラス微粒子をガラスロッド11の外周に付着させながら、ガラスロッド11を所定速度で引き上げて、徐々にガラス微粒子堆積体19を形成し、成長させていく。   The glass rod 11 is rotated about its axis, and an oxyhydrogen flame is emitted from the burner 7 toward the glass rod 11. In this oxyhydrogen flame, glass fine particles are generated by an oxidation reaction or hydrolysis reaction of the glass raw material gas. The glass rod 11 is pulled up at a predetermined speed while adhering the generated glass particles to the outer periphery of the glass rod 11, and the glass particle deposit 19 is gradually formed and grown.

この時、制御装置4は、予め設定した嵩密度でガラスロッド11へガラス微粒子を堆積させるべく、水素供給用のガス流量制御器16に信号を送り、バーナ7へ供給する水素ガスの流量を制御する。
ここで、堆積させたガラス微粒子の嵩密度を高くする場合には、水素ガスの流量を増加させることにより燃焼温度を上昇させ、嵩密度を低くする場合には、水素ガスの流量を減少させて燃焼温度を低下させる。
At this time, the controller 4 sends a signal to the gas flow controller 16 for supplying hydrogen to control the flow rate of the hydrogen gas supplied to the burner 7 in order to deposit glass particles on the glass rod 11 with a preset bulk density. To do.
Here, when the bulk density of the deposited glass particles is increased, the combustion temperature is increased by increasing the flow rate of hydrogen gas, and when the bulk density is decreased, the flow rate of hydrogen gas is decreased. Reduce combustion temperature.

この時、投光器2及び受光器3によりガラス微粒子堆積体19の堆積面の位置を検出する。受光器3で検出された受光量のデータは制御装置4へ送られ、この受光量が一定になるように吊り下げ装置13に対してガラスロッド11の引き上げ速度(バーナに対する相対移動速度)の制御を行う。   At this time, the position of the deposition surface of the glass particulate deposit 19 is detected by the projector 2 and the light receiver 3. Data on the amount of received light detected by the light receiver 3 is sent to the control device 4, and the pulling speed of the glass rod 11 relative to the suspension device 13 (relative movement speed with respect to the burner) is controlled so that the amount of received light is constant. I do.

このように、ガラスロッド11の引き上げ速度を調節することにより、ガラスロッド11に堆積させるガラス微粒子堆積体19の外径が、長手方向にわたって均一となるように堆積される。   In this way, by adjusting the pulling speed of the glass rod 11, the outer diameter of the glass fine particle deposit 19 deposited on the glass rod 11 is deposited so as to be uniform over the longitudinal direction.

上記のように、予め設定した嵩密度でガラス微粒子を堆積させてジャケット付けを施したら、その後、このガラス微粒子堆積体19を脱水及び焼結して透明化させることにより光ファイバ用ガラス母材とする。
そして、このようにして得られた光ファイバ用ガラス母材によれば、ガラスロッド11のコア部と先付けクラッド部との直径比の変動が、その後に堆積させたガラス微粒子によって修正され、コア部とクラッド部との直径比が均一化する。
As described above, after the glass fine particles are deposited at a preset bulk density and subjected to jacketing, the glass fine particle deposit 19 is then dehydrated and sintered to make it transparent, and thereby the glass base material for an optical fiber. To do.
And according to the glass base material for optical fibers obtained in this way, the fluctuation of the diameter ratio between the core portion of the glass rod 11 and the leading clad portion is corrected by the glass particles deposited thereafter, and the core portion And the diameter ratio of the clad portion are made uniform.

このように、本実施形態の光ファイバ用ガラス母材の製造方法によれば、煩雑な修正工程を行うことなく、しかも、製造コストを極力抑えつつ歩留まり良く、コア部とクラッド部との直径比が長手方向に均一化(目標外径に対して±5%の範囲内)された光ファイバ用ガラス母材を得ることができる。
そして、ガラスロッド11の引き上げ速度を調節することによりガラス微粒子堆積体19の外径の均一化も図ることもできるので、その後の透明化も長手方向に均一に行うことができるとともに、高い外径精度が要求される加熱炉へ円滑に導入することができ、焼結による透明化工程の容易化を図ることができる。
Thus, according to the method for manufacturing a glass preform for an optical fiber of the present embodiment, the diameter ratio between the core portion and the cladding portion is improved without performing a complicated correction process and with a high yield while suppressing the manufacturing cost as much as possible. Is uniform in the longitudinal direction (within a range of ± 5% with respect to the target outer diameter), an optical fiber glass preform can be obtained.
And by adjusting the pulling-up speed of the glass rod 11, the outer diameter of the glass fine particle deposit 19 can be made uniform, so that the subsequent transparency can be performed uniformly in the longitudinal direction, and a high outer diameter. It can be smoothly introduced into a heating furnace where accuracy is required, and the transparency process by sintering can be facilitated.

そして、このようにして製造された光ファイバ用ガラス母材を線引きして光ファイバとした場合に、長手方向にわたって均一な屈折率分布を有する光ファイバとすることができる。   When the optical fiber glass preform manufactured as described above is drawn to obtain an optical fiber, an optical fiber having a uniform refractive index distribution in the longitudinal direction can be obtained.

例えば、図3のように目標の直径比T=4.6に対して±10%の変動を有していたガラスロッド11において、図4に示すように、嵩密度を調節してジャケット付けした場合、透明化後のガラス母材の長手方向の屈折率分布をプリフォームアナライザによって測定して光ファイバとしたときの全長における予測されるカットオフ波長は、シングルモード光ファイバ(SMF)では、1250〜1270nmの範囲内に収められる。   For example, as shown in FIG. 3, the glass rod 11 having a variation of ± 10% with respect to the target diameter ratio T = 4.6 as shown in FIG. 3 is jacketed by adjusting the bulk density as shown in FIG. In this case, the expected cutoff wavelength in the total length when the refractive index distribution in the longitudinal direction of the glass base material after transparency is measured by a preform analyzer to form an optical fiber is 1250 for a single mode optical fiber (SMF). It falls within the range of ˜1270 nm.

これに対して、本実施形態の制御を行わず、水素ガスの流量を一定にして長手方向に一定の嵩密度でジャケット付けした場合では、光ファイバとしたときの全長における予測されるカットオフ波長は、1230〜1290nmとなり、長手方向で大きく変化してしまう。   On the other hand, when the control of the present embodiment is not performed and the flow rate of hydrogen gas is constant and jacketing is performed with a constant bulk density in the longitudinal direction, an estimated cutoff wavelength in the entire length when an optical fiber is used. Becomes 1230 to 1290 nm, and changes greatly in the longitudinal direction.

なお、上記実施形態では、ガラスロッド11を引き上げながらガラスロッド11の軸方向にガラス微粒子を堆積させるVAD法を例にとって説明したが、ガラスロッド11に対して径方向へ層状にガラス微粒子を堆積させるOVD法にも適用可能である。そして、このOVD法による場合は、各層毎に、形成するガラス微粒子堆積体の層の嵩密度を長手方向で調節すれば良い。
また、本発明は、シングルモード光ファイバ用のガラス母材の製造に限らず、マルチモード光ファイバ用のガラス母材を製造する場合にも適用可能である。
In the above embodiment, the VAD method in which the glass particles 11 are deposited in the axial direction of the glass rod 11 while pulling up the glass rod 11 has been described as an example. However, the glass particles are deposited in a layered manner in the radial direction on the glass rod 11. It can also be applied to the OVD method. In the case of this OVD method, the bulk density of the layer of the glass fine particle deposit to be formed may be adjusted in the longitudinal direction for each layer.
The present invention is not limited to the production of a glass preform for a single mode optical fiber, but can also be applied to the production of a glass preform for a multimode optical fiber.

本実施形態に係るガラス母材の製造装置を示しており、(a)は概略正面図、(b)は底面から見た図である。The glass base material manufacturing apparatus which concerns on this embodiment is shown, (a) is a schematic front view, (b) is the figure seen from the bottom face. ガラスロッドの長手方向に沿うコア部と先付けクラッド部との直径比を表すグラフ図である。It is a graph showing the diameter ratio of the core part and tip clad part along the longitudinal direction of a glass rod. 図2に示した直径比を有するガラスロッドに対する嵩密度の設定の例を示すグラフ図である。It is a graph which shows the example of the setting of the bulk density with respect to the glass rod which has the diameter ratio shown in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

7 バーナ
4 制御装置
10 光ファイバ用ガラス母材の製造装置
11 ガラスロッド
13 吊り下げ装置
16 ガス流量制御器
19 ガラス微粒子堆積体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 7 Burner 4 Control apparatus 10 Manufacturing apparatus of glass preform for optical fiber 11 Glass rod 13 Suspension apparatus 16 Gas flow controller 19 Glass particulate deposit

Claims (5)

コア部及びクラッド部の一部となる先付けのクラッド部を有するガラスロッドの周りにバーナによって生成したガラス微粒子を堆積させてガラス微粒子堆積体を形成し、前記ガラス微粒子堆積体を焼結して透明化させることにより光ファイバ用ガラス母材を製造する方法であって、
前記ガラスロッドのコア部と先付けのクラッド部との直径比を長手方向の複数箇所で測定し、その測定結果に基づいて、透明化後のガラス母材におけるコア部とクラッド部との直径比が長手方向で均一化するように前記ガラス微粒子堆積体の嵩密度を長手方向の複数箇所に設定し、設定した嵩密度となるようにガラス微粒子を堆積させることを特徴とする光ファイバ用ガラス母材の製造方法。
A glass fine particle deposit is formed by depositing glass fine particles generated by a burner around a glass rod having a pre-clad portion that becomes a part of a core portion and a clad portion, and the glass fine particle deposit is sintered to be transparent. A method for producing a glass preform for an optical fiber by
The diameter ratio between the core portion of the glass rod and the pre-clad portion is measured at a plurality of locations in the longitudinal direction, and based on the measurement result, the diameter ratio between the core portion and the cladding portion in the glass base material after transparency is A glass base material for an optical fiber, wherein the bulk density of the glass particulate deposit is set at a plurality of locations in the longitudinal direction so as to be uniform in the longitudinal direction, and the glass particulates are deposited so as to have the set bulk density Manufacturing method.
前記ガラスロッドのコア部と先付けのクラッド部との直径比を測定した測定箇所における前記ガラス微粒子堆積体の嵩密度を設定するとともに、前記測定箇所間の嵩密度を連続的に変化するように設定することを特徴とする請求項1に記載の光ファイバ用ガラス母材の製造方法。   Set the bulk density of the glass particulate deposit at the measurement location where the diameter ratio between the core portion of the glass rod and the pre-clad portion is measured, and set the bulk density between the measurement locations to change continuously. The method for producing a glass preform for an optical fiber according to claim 1. 前記ガラス微粒子堆積体の嵩密度を平均値に対し±10%以内の値に設定することを特徴とする請求項1または2に記載の光ファイバ用ガラス母材の製造方法。   The method for producing a glass preform for an optical fiber according to claim 1 or 2, wherein the bulk density of the glass particulate deposit is set to a value within ± 10% of the average value. 前記バーナへ供給する燃焼ガスの流量を調節することにより、前記ガラスロッドに堆積させるガラス微粒子を設定した嵩密度で堆積させることを特徴とする請求項1から3の何れか一項に記載の光ファイバ用ガラス母材の製造方法。   The light according to any one of claims 1 to 3, wherein the fine glass particles to be deposited on the glass rod are deposited at a set bulk density by adjusting a flow rate of the combustion gas supplied to the burner. Manufacturing method of glass base material for fiber. 前記ガラスロッドに対する前記バーナの相対移動速度を調節することにより、前記ガラス微粒子堆積体の外径を長手方向で均一化させることを特徴とする請求項4に記載の光ファイバ用ガラス母材の製造方法。   5. The optical fiber glass preform according to claim 4, wherein an outer diameter of the glass fine particle deposit is made uniform in a longitudinal direction by adjusting a relative moving speed of the burner with respect to the glass rod. Method.
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