JP2012087033A - Method for manufacturing glass perform - Google Patents

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Tomohiro Ishihara
朋浩 石原
Tatsuo Saito
達男 齋藤
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To stabilize characteristics of a glass perform by uniformizing the thermal history of a glass fine particle deposit by regulating a mountain-like temperature distribution in a heating furnace in the longitudinal direction.SOLUTION: The method for manufacturing a glass perform to obtain a transparent glass body by inserting a glass fine particle deposit 27 in a vessel 19, and heating the vessel interior by heaters 37 installed on the outer periphery of the vessel 19 includes heating the glass fine particle deposit 27 by a first heating step of heating the vessel interior in a mixed atmosphere of a halogen gas and an inert gas, and a second heating step of heating in a helium gas atmosphere. In the first heating step, the temperature distribution of a heating furnace 13 is uniformized across the longitudinal direction of the glass fine particle deposit 27. In the second heating step, while a part inside the heating furnace 13 is made to have a mountain-like temperature distribution and the mountain-like temperature distribution is regulated in the longitudinal direction during the transparent vitrification, the positional relation between the glass fine particle deposit 27 and the heaters is moved relatively in the longitudinal direction.

Description

本発明は、ガラス微粒子堆積体を加熱炉内で透明ガラス化する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 base material in which a glass fine particle deposit is transparently vitrified in a heating furnace.

光ファイバを製造する方法では、気相軸付け法(VAD)、外付け法(OVD)、及び多バーナ多層付け法(MMD)を含む種々の方法によってガラス微粒子堆積体が作製される。これらの方法で作製されたガラス微粒子堆積体はいずれもガラス微粒子のみの集合体若しくは透明ガラスロッドの外周にガラス微粒子が堆積したもので形成されており、形成されたガラス微粒子堆積体はその後、焼結されて光ファイバ用透明ガラス母材とされる。   In the method of manufacturing an optical fiber, a glass particulate deposit is produced by various methods including a gas phase axial method (VAD), an external method (OVD), and a multi-burner multilayer method (MMD). Each of the glass particulate deposits produced by these methods is formed of an aggregate of only glass particulates or a glass particulate deposited on the outer periphery of a transparent glass rod, and the formed glass particulate deposit is then sintered. The result is a transparent glass preform for optical fiber.

VAD法は、回転する出発ガラスロッドの下方にバーナを配して、バーナで形成される酸水素火炎中に原料ガスを投じ、火炎加水分解反応によりガラス微粒子を生成し、生成したガラス微粒子を出発ロッドの軸方向に堆積させてガラス微粒子堆積体を作製する。OVD法、MMD法は、例えば、反応容器内で回転する出発ガラスロッドの外周にバーナを配して、バーナで形成される酸水素火炎中に原料ガスを投じ、火炎加水分解反応によりガラス微粒子を生成し、生成したガラス微粒子を出発ガラスロッドの外周に堆積させてガラス微粒子堆積体を作製する。   In the VAD method, a burner is arranged under a rotating starting glass rod, a raw material gas is injected into an oxyhydrogen flame formed by the burner, glass particles are generated by a flame hydrolysis reaction, and the generated glass particles are started. A glass particulate deposit is produced by depositing in the axial direction of the rod. In the OVD method and the MMD method, for example, a burner is arranged on the outer periphery of a starting glass rod that rotates in a reaction vessel, a raw material gas is poured into an oxyhydrogen flame formed by the burner, and glass particles are obtained by a flame hydrolysis reaction. The produced glass fine particles are deposited on the outer periphery of the starting glass rod to produce a glass fine particle deposit.

ガラス微粒子堆積体の透明ガラス化は、カーボンまたは石英等の耐熱材で形成された炉心管と、炉心管の外周にヒーターを配した加熱炉で行われる。このような加熱炉においてヒーターによる加熱範囲の温度分布は、一般的にヒーター中央部が最高温度となる山型を成している。   The transparent vitrification of the glass fine particle deposit is performed in a furnace core tube formed of a heat-resistant material such as carbon or quartz, and a heating furnace in which a heater is disposed on the outer periphery of the furnace core tube. In such a heating furnace, the temperature distribution of the heating range by the heater generally forms a mountain shape in which the central portion of the heater has the highest temperature.

特開平3−109224号公報Japanese Patent Laid-Open No. 3-109224 特開2005−320197号公報JP 2005-320197 A 特開平9−110456号公報JP-A-9-110456 特開2004−217472号公報JP 2004-217472 A

しかしながら、山型の温度分布はガラス微粒子堆積体が上昇若しくは下降する間に刻々と変化する。これはガラス微粒子堆積体とヒーターとの相対的な位置関係によってヒーター(輻射熱)の放熱量や放熱方向が変化するためである。従来の加熱炉(例えば特許文献1)では加熱処理の間常時山型の温度分布を長手方向で調整する機能がないため、ガラス微粒子堆積体を加熱炉で透明ガラス化する際に、ガラス微粒子堆積体の長手方向の熱履歴が不均一となりやすい。
なお特許文献1では、透明ガラス化する際にヒーターを3段構成として、各ヒーター温度を制御することで温度分布をコントロールしているが、透明化前の加熱処理ではヒーターが一段構成となっており、加熱炉内の温度分布が管理できておらず、かつガラス微粒子堆積体を上下に昇降させていないため、最終的に得られる透明ガラス体の長手方向の熱履歴は不均一になると考えられる。また、このような従来構成では、第1加熱工程で使用するヒーターと第2加熱工程で使用するヒーターが別々のものであるため、設備コストが高くなる不利がある。
特許文献2ではヒーターを長手方向に2段以上設置し、各ヒーターの温度調整を行っているが、ヒーター温度そのものを制御しているため、ガラス微粒子堆積体の温度との乖離が大きく、結果として得られる透明ガラス体の熱履歴は長手方向で不均一となると考える。また、同文献2の段落番号[0022]において「実用的にはヒーターの数は2つが望ましい」と記載があるが、2段ヒーターでは山型の温度分布の谷の温度を管理することは困難である。
ヒーター電力をヒーターの外周に設置した熱電対で制御する特許文献3の構成もガラス微粒子堆積体自体の温度との乖離が大きく、結果として透明ガラス体の熱履歴は上記と同様に長手方向で不均一となりやすいと考える。
さらに特許文献4の構成は、脱水やF添加の加熱工程でガラス微粒子堆積体を長手方向で均一な温度に加熱し、透明ガラス化する際は長手方向に設置した発熱体を下から1つずつ昇温し、透明ガラス化している。しかし、発熱体の電力制御は発熱体の外周付近に設置した温度センサーで行っているので、この場合も得られる透明ガラス体の熱履歴は長手方向で不均一になりやすいと考える。また、透明ガラス化する際に長手方向に設置したヒーターを下から1つずつ昇温して透明化しているので、ヒーターとヒーターの間にあるガラス微粒子堆積体の温度分布とヒーター部にあるガラス微粒子堆積体の温度分布を合わせることは困難となり、このことも熱履歴を長手方向で不安定にし、屈折率が長手方向で不安定になる原因と考える。
However, the temperature distribution of the mountain shape changes every moment while the glass particulate deposit rises or falls. This is because the heat release amount and heat release direction of the heater (radiant heat) change depending on the relative positional relationship between the glass particulate deposit and the heater. In conventional heating furnaces (for example, Patent Document 1), there is no function of adjusting the temperature distribution of the mountain shape in the longitudinal direction during the heat treatment at all times. The heat history in the longitudinal direction of the body tends to be uneven.
In Patent Document 1, the temperature distribution is controlled by controlling the temperature of each heater when the heater is made into a three-stage structure when transparent glass is formed. However, the heater has a one-stage structure in the heat treatment before the transparentization. Because the temperature distribution in the heating furnace is not managed and the glass particulate deposit is not raised or lowered, it is considered that the heat history in the longitudinal direction of the finally obtained transparent glass body becomes non-uniform. . Moreover, in such a conventional structure, since the heater used at a 1st heating process and the heater used at a 2nd heating process are different, there exists a disadvantage that an installation cost becomes high.
In Patent Document 2, two or more heaters are installed in the longitudinal direction and the temperature of each heater is adjusted. However, since the heater temperature itself is controlled, there is a large deviation from the temperature of the glass particulate deposit. It is considered that the heat history of the obtained transparent glass body is not uniform in the longitudinal direction. Further, in paragraph [0022] of the same document 2, there is a description that “practically two heaters are desirable”, but it is difficult to control the temperature of the valley of the mountain-shaped temperature distribution with a two-stage heater. It is.
The configuration of Patent Document 3 in which the heater power is controlled by a thermocouple installed on the outer periphery of the heater is also largely different from the temperature of the glass particulate deposit itself, and as a result, the thermal history of the transparent glass body is not longitudinal in the same manner as described above. I think it tends to be uniform.
Furthermore, the configuration of Patent Document 4 is such that when the glass fine particle deposit is heated to a uniform temperature in the longitudinal direction in the heating process of dehydration and F addition, and is converted into a transparent glass, the heating elements installed in the longitudinal direction are placed one by one from the bottom. The temperature is raised and the glass is transparent. However, since the power control of the heating element is performed by a temperature sensor installed near the outer periphery of the heating element, it is considered that the thermal history of the transparent glass body obtained in this case is also likely to be non-uniform in the longitudinal direction. Moreover, since the heaters installed in the longitudinal direction are made transparent by raising the temperature one by one from the bottom when making transparent glass, the temperature distribution of the glass particulate deposit between the heaters and the glass in the heater part It is difficult to match the temperature distribution of the particulate deposit, which is also considered to be the cause of the thermal history becoming unstable in the longitudinal direction and the refractive index becoming unstable in the longitudinal direction.

本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、その目的は、VAD法、OVD法、MMD法などで製造されたガラス微粒子堆積体を加熱炉内で透明ガラス化する製造方法において、加熱炉内の山型の温度分布を長手方向で調整するガラス母材の製造方法を提供し、ガラス微粒子堆積体の熱履歴を均一にすることで、ガラス母材の特性を安定化させることを目的とする。   The present invention has been made in view of the above situation, and the object thereof is a manufacturing method in which a glass fine particle deposit manufactured by a VAD method, an OVD method, an MMD method, or the like is transparently vitrified in a heating furnace. An object of the present invention is to provide a method for producing a glass base material that adjusts the temperature distribution of the mountain shape in the longitudinal direction, and to stabilize the characteristics of the glass base material by making the thermal history of the glass particulate deposit uniform. .

本発明に係る上記目的は、下記構成により達成される。
(1) ガラス微粒子堆積体を加熱炉の容器内に挿入し、前記容器の外周に設置したヒーターで容器内を加熱して透明ガラス体を得るガラス母材の製造方法であって、前記容器内をハロゲン系ガスと不活性ガスの混合雰囲気で加熱する第1加熱工程と、ヘリウムガス雰囲気で加熱する第2加熱工程と、によりガラス微粒子堆積体を加熱し、前記第1加熱工程では加熱炉内の温度分布をガラス微粒子堆積体の長手方向に渡って均一に制御し、前記第2加熱工程では加熱炉内の一部を山型の温度分布として、山型の温度分布を透明ガラス化中に長手方向で調整しつつ、ガラス微粒子堆積体とヒーターの位置関係を長手方向で相対的に移動させることを特徴とするガラス母材の製造方法。
The above object of the present invention is achieved by the following configuration.
(1) A glass base material manufacturing method for obtaining a transparent glass body by inserting a glass particulate deposit body into a container of a heating furnace and heating the inside of the container with a heater installed on the outer periphery of the container, The glass fine particle deposit is heated by a first heating step for heating the substrate in a mixed atmosphere of a halogen-based gas and an inert gas and a second heating step for heating in a helium gas atmosphere. In the first heating step, the inside of the heating furnace is heated. Is uniformly controlled over the longitudinal direction of the glass fine particle deposit, and in the second heating step, a part of the heating furnace is made into a mountain-shaped temperature distribution, and the mountain-shaped temperature distribution is converted into a transparent glass. A method for producing a glass base material, wherein the positional relationship between the glass particulate deposit and the heater is relatively moved in the longitudinal direction while adjusting in the longitudinal direction.

このガラス母材の製造方法によれば、山型の温度分布を調整する機能を有するので、ガラス微粒子堆積体が加熱炉内で上昇若しくは下降する間も温度分布を一定に管理することができる。これにより、得られる透明ガラス体の長手方向の熱履歴を均一にすることができる。例えば、ガラス微粒子堆積体がGeO等を含む光ファイバ用ガラス母材の場合、GeOの拡散量・揮散量が長手方向で安定化するので、得られる透明ガラス体の長手方向の屈折率分布が安定化し、長手方向のファイバ特性が安定化する。 According to this glass base material manufacturing method, since it has the function of adjusting the temperature distribution of the mountain shape, the temperature distribution can be kept constant while the glass particulate deposit is raised or lowered in the heating furnace. Thereby, the heat history of the longitudinal direction of the transparent glass body obtained can be made uniform. For example, when the glass particulate deposit is a glass base material for optical fiber containing GeO 2 or the like, the diffusion amount / volatilization amount of GeO 2 is stabilized in the longitudinal direction, so that the refractive index distribution in the longitudinal direction of the obtained transparent glass body Is stabilized, and the fiber characteristics in the longitudinal direction are stabilized.

(2) (1)のガラス母材の製造方法であって、前記ヒーターの電力調整を前記ガラス微粒子堆積体の外表面の温度測定結果に基づき制御することを特徴とするガラス母材の製造方法。 (2) The glass base material manufacturing method according to (1), wherein the power adjustment of the heater is controlled based on the temperature measurement result of the outer surface of the glass particulate deposit. .

このガラス母材の製造方法によれば、ガラス微粒子堆積体の表面の温度分布を直接測定し、制御するため、ガラス微粒子堆積体の温度との乖離を小さくすることができ、結果として得られるガラス母材の長手方向の熱履歴をより安定化させることができる。   According to this method for producing a glass base material, since the temperature distribution on the surface of the glass particulate deposit is directly measured and controlled, the deviation from the temperature of the glass particulate deposit can be reduced, and the resulting glass The thermal history in the longitudinal direction of the base material can be further stabilized.

(3) (1)のガラス母材の製造方法であって、前記ヒーターの電力調整を前記容器の外表面の温度測定結果に基づき制御することを特徴とするガラス母材の製造方法。 (3) The method for manufacturing a glass base material according to (1), wherein the power adjustment of the heater is controlled based on a temperature measurement result of the outer surface of the container.

このガラス母材の製造方法によれば、ガラス微粒子堆積体にできるだけ近い箇所の温度分布を測定・制御するため、上記同様ガラス微粒子堆積体の温度との乖離を小さくすることができ、結果として得られるガラス母材の長手方向の熱履歴をより安定化させることができる。   According to this method for producing a glass base material, the temperature distribution at a location as close as possible to the glass fine particle deposit is measured and controlled, so that the deviation from the temperature of the glass fine particle deposit can be reduced as described above. The thermal history in the longitudinal direction of the glass base material to be obtained can be further stabilized.

(4) (1)〜(3)のガラス母材の製造方法であって、前記第1加熱工程のヒーターが長手方向に3段以上で構成されることを特徴とするガラス母材の製造方法。 (4) A method for producing a glass base material according to (1) to (3), wherein the heater in the first heating step is composed of three or more stages in the longitudinal direction. .

このガラス母材の製造方法によれば、ヒーターが3段以上で構成されているので、第1加熱工程における長手方向の温度分布を均一にすることができる。   According to this glass base material manufacturing method, since the heater is composed of three or more stages, the temperature distribution in the longitudinal direction in the first heating step can be made uniform.

(5) (1)〜(4)のいずれか1つのガラス母材の製造方法であって、前記第2加熱工程の山型の温度分布を長手方向で調整するために、第2加熱用ヒーターの両端付近に別の補助ヒーターを追加し、追加した補助ヒーターで山型の温度分布を調整することを特徴とするガラス母材の製造方法。 (5) A method for producing a glass base material according to any one of (1) to (4), wherein a second heating heater is used to adjust the temperature distribution of the mountain shape in the second heating step in the longitudinal direction. A method for producing a glass base material, characterized in that another auxiliary heater is added in the vicinity of both ends of the glass and the temperature distribution of the mountain shape is adjusted with the added auxiliary heater.

このガラス母材の製造方法によれば、山型の温度分布を調整でき、ガラス微粒子堆積体が加熱炉内で移動する間も温度分布を所望の分布に管理することができる。   According to this method for producing a glass base material, the temperature distribution of the mountain shape can be adjusted, and the temperature distribution can be managed to a desired distribution even while the glass fine particle deposit is moved in the heating furnace.

(6) (1)〜(4)のいずれか1つのガラス母材の製造方法であって、前記第2加熱工程の山型の温度分布を長手方向で調整するために、第2加熱用ヒーターの両端付近にガスを導入して山型の温度分布を調整することを特徴とするガラス母材の製造方法。 (6) A method for producing a glass base material according to any one of (1) to (4), wherein a second heating heater is used to adjust a mountain-shaped temperature distribution in the second heating step in the longitudinal direction. A method for producing a glass base material, characterized by introducing a gas in the vicinity of both ends of the glass to adjust the temperature distribution of the mountain.

このガラス母材の製造方法によれば、ヒートゾーン両端付近に不活性ガスが導入されることで、ヒートゾーン両端付近の温度を下げる方向の調整が可能となり、ヒーターを多段とせずに単一のヒーターを用いて中央部を最高温度とした山型の温度分布の調整が可能となる。   According to this glass base material manufacturing method, an inert gas is introduced in the vicinity of both ends of the heat zone, so that the temperature in the vicinity of both ends of the heat zone can be adjusted in a lower direction. Using a heater, it is possible to adjust the mountain-shaped temperature distribution with the center at the maximum temperature.

本発明に係るガラス母材の製造方法によれば、VAD法、OVD法、MMD法などで製造されたガラス微粒子堆積体を加熱炉内で透明ガラス化する製造方法において、加熱炉内の山型の温度分布を長手方向で調整することができるので、ガラス微粒子堆積体の熱履歴を均一にすることができ、ガラス母材の特性を安定化させることができる。   According to the method for manufacturing a glass base material according to the present invention, in a manufacturing method for converting a glass fine particle deposit manufactured by a VAD method, an OVD method, an MMD method or the like into a transparent glass in a heating furnace, Therefore, the thermal history of the glass fine particle deposit can be made uniform, and the characteristics of the glass base material can be stabilized.

本発明に係るガラス母材の製造方法に用いられる製造装置を概念的に表した構成図である。It is a block diagram which represented notionally the manufacturing apparatus used for the manufacturing method of the glass base material which concerns on this invention. 図1に示した製造装置を用いた製造方法の手順を(a)〜(d)に表した工程説明図である。It is process explanatory drawing which represented the procedure of the manufacturing method using the manufacturing apparatus shown in FIG. 1 to (a)-(d). 第2の実施の形態に係る製造装置を概念的に表した構成図である。It is a block diagram which represented notionally the manufacturing apparatus which concerns on 2nd Embodiment. 第3の実施の形態に係る製造装置を概念的に表した構成図である。It is a block diagram which represented notionally the manufacturing apparatus which concerns on 3rd Embodiment. 比較例1に係る製造装置を概念的に表した構成図である。It is a block diagram which represented notionally the manufacturing apparatus which concerns on the comparative example 1. FIG. 比較例2に係る製造装置を概念的に表した構成図である。10 is a configuration diagram conceptually showing a manufacturing apparatus according to Comparative Example 2. FIG.

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図1は本発明に係るガラス母材の製造方法に用いられる製造装置を概念的に表した構成図である。
本実施の形態に係る製造方法に用いられるガラス母材の製造装置11は、加熱炉13を備える。加熱炉13は、炉体15の内側に容器である炉心管19を有する。炉心管19は、下部にガスの導入口23、上部に排気口25が設けられる。炉心管19の上面にはガラス微粒子堆積体27を取り出す蓋29が設けられている。炉心管19の上方には昇降装置31が設置され、昇降装置31は蓋29を貫通した吊り棒33を昇降且つ回転自在に支持する。この吊り棒33にはダミーロッド35が支持される。ダミーロッド35の一端側にはガラス微粒子堆積体27が付着している。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram conceptually showing a manufacturing apparatus used in the method for manufacturing a glass base material according to the present invention.
The glass base material manufacturing apparatus 11 used in the manufacturing method according to the present embodiment includes a heating furnace 13. The heating furnace 13 includes a furnace core tube 19 that is a container inside the furnace body 15. The core tube 19 is provided with a gas inlet 23 at the lower portion and an exhaust port 25 at the upper portion. A lid 29 for taking out the glass particulate deposit 27 is provided on the upper surface of the furnace tube 19. An elevating device 31 is installed above the core tube 19, and the elevating device 31 supports a suspension rod 33 penetrating the lid 29 so as to be movable up and down and rotatable. A dummy rod 35 is supported on the suspension bar 33. A glass particulate deposit 27 is attached to one end of the dummy rod 35.

炉心管19は石英材やカーボン材で作製される。炉心管19の外周には複数のヒーター37が、炉心管19の長手方向に沿って多段状に配置される。ヒーター37には、例えば、カーボン製の抵抗加熱ヒーター又は誘導加熱ヒーターが用いられる。ヒーター37は、少なくとも3段以上で構成され、それぞれのヒーター37に対して温度調整が行えるようになされている。   The core tube 19 is made of quartz material or carbon material. A plurality of heaters 37 are arranged on the outer periphery of the core tube 19 in a multistage shape along the longitudinal direction of the core tube 19. As the heater 37, for example, a resistance heater or induction heater made of carbon is used. The heater 37 is composed of at least three stages, and the temperature of each heater 37 can be adjusted.

本実施形態では、脱水反応のための第1加熱工程と、その後に実施される透明ガラス化のための第2加熱工程と、に加熱が分けられて行われる。第1加熱工程のヒーター37は、長手方向に3段以上で構成されている。第1加熱工程における長手方向の温度分布を均一にするためには、ヒーター37を長手方向に3段以上設置することが望ましい。   In this embodiment, heating is divided into a first heating step for dehydration reaction and a second heating step for transparent vitrification that is performed thereafter. The heater 37 in the first heating process is configured with three or more stages in the longitudinal direction. In order to make the temperature distribution in the longitudinal direction uniform in the first heating step, it is desirable to install three or more heaters 37 in the longitudinal direction.

ヒーター37のうち例えば最上段は第2加熱用ヒーター39となる。第2加熱用ヒーター39は、第1加熱工程では第1加熱工程用としても使用される。このように、第2加熱工程における第2加熱用ヒーター39は第1加熱工程のヒーター37の中の1つとすることで設備コストを抑えることができる。第2加熱用ヒーター39は、第2加熱工程の山型の温度分布を長手方向で調整するために、両端付近に温度調整手段である別の補助ヒーター41を追加している。この追加した補助ヒーター41によって、山型の温度分布を調整可能としている。   For example, the uppermost stage of the heater 37 is the second heater 39. The second heater 39 is also used for the first heating process in the first heating process. As described above, the second heating heater 39 in the second heating step is one of the heaters 37 in the first heating step, so that the equipment cost can be reduced. In order to adjust the mountain-shaped temperature distribution in the second heating step in the longitudinal direction, the second heater 39 is additionally provided with another auxiliary heater 41 as a temperature adjusting means near both ends. With this added auxiliary heater 41, the mountain-shaped temperature distribution can be adjusted.

第2加熱工程の温度分布は加熱炉内の一部が山型となる温度分布であり、その山型の温度分布を長手方向で調整する。山型の温度分布はガラス微粒子堆積体27が長さ方向に移動する間変化する。ガラス微粒子堆積体27とヒーター37との相対的な位置関係によってヒーター(輻射熱)の放熱量や放熱方向が変化するためである。本実施の形態では山型の温度分布を調整できるため、ガラス微粒子堆積体27が加熱炉内で移動する間も温度分布を所望の分布に管理することができる。これにより、得られる透明ガラス体の長手方向の熱履歴は均一になる。例えば、ガラス微粒子堆積体27がGeO等を含む光ファイバ用ガラス母材の場合、GeOの揮散量(2GeO→2GeO+O)が長手方向で安定化するので、得られる透明ガラス体の長手方向の屈折率分布が安定化し、ファイバ特性が長手方向で安定化する。 The temperature distribution in the second heating step is a temperature distribution in which a part of the heating furnace has a mountain shape, and the temperature distribution of the mountain shape is adjusted in the longitudinal direction. The mountain-shaped temperature distribution changes while the glass particulate deposit 27 moves in the length direction. This is because the heat release amount and heat release direction of the heater (radiant heat) change depending on the relative positional relationship between the glass particulate deposit 27 and the heater 37. In the present embodiment, the mountain-shaped temperature distribution can be adjusted, so that the temperature distribution can be managed to a desired distribution even while the glass particulate deposit 27 is moved in the heating furnace. Thereby, the heat history of the longitudinal direction of the transparent glass body obtained becomes uniform. For example, when the glass particulate deposit 27 is an optical fiber glass base material containing GeO 2 or the like, the volatilization amount of GeO 2 (2GeO 2 → 2GeO + O 2 ) is stabilized in the longitudinal direction, so that the length of the transparent glass body to be obtained is The refractive index distribution in the direction is stabilized, and the fiber characteristics are stabilized in the longitudinal direction.

ヒーター37の設置位置の近傍には、ヒーター毎に温度検出手段である放射温度計43が用いられている。放射温度計43は、ガラス微粒子堆積体27から放射される赤外線や可視光線の強度を測定して温度を測定する。このため、加熱炉13に赤外線を透過させる窓部45を各ヒーターに対応させて設ける。放射温度計43には制御装置49が接続され、制御装置49は放射温度計43からの温度検出値に基づきヒーター37、第2加熱用ヒーター39、補助ヒーター41を制御する。放射温度計43は、それぞれのヒーター37に対応して、温度分布の測定をガラス微粒子堆積体の表面で行う。これは、ガラス微粒子堆積体27の長手方向の熱履歴を安定化させるためにはガラス微粒子堆積体27にできるだけ近い箇所の温度分布を制御した方が良いためである。   In the vicinity of the installation position of the heater 37, a radiation thermometer 43 as a temperature detecting means is used for each heater. The radiation thermometer 43 measures the temperature by measuring the intensity of infrared rays or visible rays emitted from the glass particulate deposit 27. For this reason, the window part 45 which permeate | transmits infrared rays to the heating furnace 13 is provided corresponding to each heater. A control device 49 is connected to the radiation thermometer 43, and the control device 49 controls the heater 37, the second heater 39, and the auxiliary heater 41 based on the temperature detection value from the radiation thermometer 43. The radiation thermometer 43 measures the temperature distribution on the surface of the glass fine particle deposit corresponding to each heater 37. This is because in order to stabilize the thermal history in the longitudinal direction of the glass particulate deposit 27, it is better to control the temperature distribution at a location as close as possible to the glass particulate deposit 27.

第2加熱工程では、ガラス微粒子堆積体27を加熱して、透明ガラス化するが、その際、ガラス微粒子堆積体27の外周雰囲気をヘリウムガス雰囲気とする必要がある。その他の不活性ガス雰囲気中で加熱を行うとガラス微粒子堆積体27の内部にガスが残留し、透明ガラス化することが困難となる。ただし、微量であればヘリウム以外のガスが混在しても問題はない。   In the second heating step, the glass fine particle deposit 27 is heated to become transparent vitrified. At this time, it is necessary to make the outer peripheral atmosphere of the glass fine particle deposit 27 be a helium gas atmosphere. When heating is performed in another inert gas atmosphere, the gas remains inside the glass fine particle deposit 27, and it becomes difficult to form a transparent glass. However, there is no problem even if a gas other than helium is mixed as long as the amount is small.

なお、第1加熱工程では、加熱炉13でガラス微粒子堆積体27を透明ガラス化する前にガラス微粒子堆積体27の外周雰囲気をハロゲン系ガスとヘリウムガスの混合雰囲気とする。これによりガラス微粒子堆積体内のOH基を取り除くことができる。また、ヘリウム以外の不活性ガス(例えば窒素)との混合雰囲気であっても、同様の効果が得られる。   In the first heating step, the peripheral atmosphere of the glass particulate deposit 27 is made to be a mixed atmosphere of a halogen-based gas and helium gas before the glass particulate deposit 27 is converted into a transparent glass in the heating furnace 13. Thereby, OH groups in the glass fine particle deposit can be removed. The same effect can be obtained even in a mixed atmosphere with an inert gas other than helium (for example, nitrogen).

ガラス母材の製造装置11はこのように構成されることでガラス微粒子堆積体27を加熱炉13の炉心管19内に挿入して、炉心管19の外周に設置したヒーター37で炉心管19内を加熱して、透明ガラス化する。   The glass base material manufacturing apparatus 11 is configured in this manner, whereby the glass particulate deposit 27 is inserted into the core tube 19 of the heating furnace 13, and the inside of the core tube 19 is heated by the heater 37 installed on the outer periphery of the core tube 19. Is heated to form a transparent glass.

図2は図1に示した製造装置を用いた製造方法の手順を(a)〜(d)に表した工程説明図である。
例えばVAD法により形成した図2(a)に示すガラス微粒子堆積体27のダミーロッド35を、昇降装置31の吊り棒33により支持し、炉心管19に挿入する。各ヒーター37,39,41に供給する電力はガラス微粒子堆積体の表面温度を放射温度計43(図1参照)で測定し、該測定温度が所望の温度になるように制御する。第1加熱工程では、ガラス微粒子堆積体27を長手方向に移動させずに加熱を行う。
FIG. 2 is a process explanatory view showing the procedure of the manufacturing method using the manufacturing apparatus shown in FIG. 1 in (a) to (d).
For example, the dummy rod 35 of the glass particulate deposit 27 shown in FIG. 2A formed by the VAD method is supported by the suspension rod 33 of the lifting device 31 and inserted into the core tube 19. The electric power supplied to each heater 37, 39, 41 measures the surface temperature of the glass particulate deposit with a radiation thermometer 43 (see FIG. 1) and controls the measured temperature to be a desired temperature. In the first heating step, heating is performed without moving the glass particulate deposit 27 in the longitudinal direction.

第1加熱工程ではガラス微粒子堆積体27を例えば塩素系のハロゲンガス(Cl、SiClなど)と不活性ガスの混合雰囲気で加熱する。すると脱水反応(Si−OH+Cl→Si−Cl+HClO)により、ガラス微粒子堆積体内のOH基(不純物)が取り除かれる。一方、GeOなどを含むガラス微粒子堆積体27の場合は、脱水反応と同時にGeOが拡散・揮散する(GeO+2Cl⇔GeCl+O)。よって、第1加熱工程においてガラス微粒子堆積体27の温度分布が不均一になると、GeOの濃度分布が長手方向、径方向で不安定となる。 In the first heating step, the glass particulate deposit 27 is heated in a mixed atmosphere of, for example, a chlorine-based halogen gas (Cl 2 , SiCl 4, etc.) and an inert gas. Then, OH groups (impurities) in the glass fine particle deposit are removed by a dehydration reaction (Si—OH + Cl 2 → Si—Cl + HClO). On the other hand, in the case of glass particles deposit 27, including GeO 2, simultaneously GeO 2 is diffused and vaporized and dehydration (GeO 2 + 2Cl 2 ⇔GeCl 4 + O 2). Therefore, if the temperature distribution of the glass particulate deposit 27 becomes non-uniform in the first heating step, the GeO 2 concentration distribution becomes unstable in the longitudinal direction and the radial direction.

本発明では第1加熱工程においてガラス微粒子堆積体27の全長の温度分布を均一化するので、GeOの拡散・揮散量が長手方向で安定化し、結果として屈折率分布が安定化する。第1加熱工程は塩素系のハロゲンガスでOH基を除去する脱水だけではなく、脱水に次いでフッ素系のハロゲンガス雰囲気中でガラス微粒子堆積体内にフッ素を添加する加熱工程が追加されても、屈折率は安定化する。 In the present invention, the temperature distribution of the entire length of the glass particulate deposit 27 is made uniform in the first heating step, so that the amount of diffusion and volatilization of GeO 2 is stabilized in the longitudinal direction, and as a result, the refractive index distribution is stabilized. The first heating step is not only dehydration in which OH groups are removed with a chlorine-based halogen gas, but even if a heating step in which fluorine is added into the glass particle deposition body in a fluorine-based halogen gas atmosphere is added after dehydration, The rate stabilizes.

第2加熱工程はガラス微粒子堆積体27を加熱して、透明ガラス化する工程である。第2加熱工程ではガラス微粒子堆積体27の外周雰囲気をヘリウムガス雰囲気とする必要がある。そのほかの不活性ガス雰囲気中で加熱を行うとガラス微粒子堆積体27の内部にガスが残留し、透明ガラス化することが困難となる。ただし、微量であればヘリウム以外のガスが混在しても問題はない。   The second heating step is a step of heating the glass particulate deposit 27 to form a transparent glass. In the second heating step, the outer peripheral atmosphere of the glass particulate deposit 27 needs to be a helium gas atmosphere. When heating is performed in another inert gas atmosphere, the gas remains inside the glass fine particle deposit 27, making it difficult to form a transparent glass. However, there is no problem even if a gas other than helium is mixed as long as the amount is small.

第2加熱工程ではガラス微粒子堆積体27を長手方向で移動させて加熱する。炉心管内の長手方向の温度分布の一部を山型の温度分布とし、山型の温度分布を透明ガラス化中に調整して加熱する。   In the second heating step, the glass particulate deposit 27 is moved in the longitudinal direction and heated. A part of the temperature distribution in the longitudinal direction in the furnace core tube is a mountain-shaped temperature distribution, and the mountain-shaped temperature distribution is adjusted during the transparent vitrification and heated.

図2(b)のように、一度ガラス微粒子堆積体27を引き上げた後、例えばヒーター39により所定の山型となる温度分布に炉心管内を維持した後、図2(c)に示すように、ガラス微粒子堆積体27を所望の位置まで下降する。この際、同時に補助ヒーター41を用いて、山型の温度分布の調整制御を行う。ガラス微粒子堆積体27が所望の位置まで到達した後、図2(d)に示すように、透明化されたガラス母材を引き上げ、製造を完了する。   As shown in FIG. 2B, after pulling up the glass particulate deposit 27 once and maintaining the inside of the furnace tube in a temperature distribution that becomes a predetermined mountain shape by, for example, a heater 39, as shown in FIG. The glass fine particle deposit 27 is lowered to a desired position. At this time, the auxiliary heater 41 is used to control the adjustment of the mountain-shaped temperature distribution. After the glass fine particle deposit 27 reaches a desired position, the transparent glass base material is pulled up as shown in FIG.

このように本実施の形態による製造方法では、加熱炉内の山型の温度分布を調整制御することにより、ガラス微粒子堆積体27の熱履歴の均一化が可能となる。これは、例えば山型の温度分布が経時的に変化した場合、ガラス微粒子堆積体の長手方向の加熱量を均一化することができなくなるが、山型の温度分布を常に制御することで、経時的な温度分布の変化にも対応できるためである。   As described above, in the manufacturing method according to the present embodiment, the thermal history of the glass fine particle deposit 27 can be made uniform by adjusting and controlling the temperature distribution of the mountain shape in the heating furnace. This is because, for example, when the temperature distribution of the mountain shape changes over time, the heating amount in the longitudinal direction of the glass fine particle deposit cannot be made uniform, but by constantly controlling the temperature distribution of the mountain shape, This is because it can cope with a change in temperature distribution.

これにより、例えば、ガラス微粒子堆積体27がGeO等を含む光ファイバ用ガラス母材の場合、GeOの拡散量・揮散量が長手方向で安定化するので、得られる透明ガラス体の長手方向の屈折率分布が安定化し、長手方向のファイバ特性が安定化することになる。 Thereby, for example, when the glass particulate deposit 27 is an optical fiber glass preform containing GeO 2 or the like, the diffusion amount / volatilization amount of GeO 2 is stabilized in the longitudinal direction, so that the longitudinal direction of the transparent glass body to be obtained is This stabilizes the refractive index distribution and stabilizes the fiber characteristics in the longitudinal direction.

したがって、本実施の形態に係るガラス母材の製造方法によれば、VAD法、OVD法、MMD法などで製造されたガラス微粒子堆積体27を加熱炉内で透明ガラス化する製造方法において、加熱炉内の山型の温度分布を長手方向で調整することができるので、ガラス微粒子堆積体の熱履歴を均一にすることができ、ガラス母材の特性を安定化させることができる。   Therefore, according to the manufacturing method of the glass base material according to the present embodiment, in the manufacturing method in which the glass fine particle deposit 27 manufactured by the VAD method, the OVD method, the MMD method or the like is made into a transparent glass in a heating furnace, Since the temperature distribution of the mountain shape in the furnace can be adjusted in the longitudinal direction, the thermal history of the glass fine particle deposit can be made uniform, and the characteristics of the glass base material can be stabilized.

次に、本発明の第2の実施の形態を説明する。
図3は第2の実施の形態に係る製造装置を概念的に表した構成図である。なお、以下の各実施の形態において、図1に示した部材と同一の部材には同一の符号を付し重複する説明は省略するものとする。
この実施の形態に係る製造装置11Aは、温度調整手段に上記の放射温度計43に変えて熱電対47が用いられる。熱電対47には制御装置49が接続され、制御装置49は熱電対47からの温度検出値に基づきヒーター37、第2加熱用ヒーター39、補助ヒーター41を制御する。熱電対47は、温度分布の測定を炉心管19の外表面付近で行う。この構成の場合、加熱炉13に設けた放射温度計用の窓部45は不要となる。他の構成は上記実施の形態の製造装置11と同様である。
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
FIG. 3 is a configuration diagram conceptually showing the manufacturing apparatus according to the second embodiment. In the following embodiments, the same members as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.
In the manufacturing apparatus 11A according to this embodiment, a thermocouple 47 is used instead of the radiation thermometer 43 as the temperature adjusting means. A controller 49 is connected to the thermocouple 47, and the controller 49 controls the heater 37, the second heater 39, and the auxiliary heater 41 based on the temperature detection value from the thermocouple 47. The thermocouple 47 measures the temperature distribution near the outer surface of the core tube 19. In the case of this configuration, the window portion 45 for the radiation thermometer provided in the heating furnace 13 is not necessary. Other configurations are the same as those of the manufacturing apparatus 11 of the above embodiment.

次に、本発明の第3の実施の形態を説明する。
図4は第3の実施の形態に係る製造装置を概念的に表した構成図である。
この実施の形態に係るガラス母材の製造装置11Bは、第2加熱用ヒーター39の両端付近に温度調整手段であるガス導入部57を設け、不活性ガスを導入して温度分布を調整する。
ガラス微粒子堆積体27のヒートゾーン両端付近に不活性ガスを導入することで、ヒートゾーン両端付近の温度を下げる方向の調整が可能となり、補助ヒーター41を用いずに温度分布の調整が可能となる。
このガラス母材の製造装置11Bによれば、第2加熱用ヒーター39の制御が容易となるとともに、供給される不活性ガスを有効利用することができる。本来、不活性ガスは、炉体内で使用するカーボン部品の酸化劣化防止のためパージガスとして利用されるが、炉内温度分布の制御にも利用することで、カーボン部品の長寿命化と炉内の温度分布制御を両立することが可能となる。
Next, a third embodiment of the present invention will be described.
FIG. 4 is a configuration diagram conceptually showing the manufacturing apparatus according to the third embodiment.
The glass base material manufacturing apparatus 11B according to this embodiment is provided with gas introducing portions 57 as temperature adjusting means near both ends of the second heater 39, and introduces an inert gas to adjust the temperature distribution.
By introducing an inert gas in the vicinity of both ends of the heat zone of the glass particulate deposit 27, the temperature in the vicinity of both ends of the heat zone can be adjusted to be lowered, and the temperature distribution can be adjusted without using the auxiliary heater 41. .
According to the glass base material manufacturing apparatus 11B, the second heating heater 39 can be easily controlled, and the supplied inert gas can be used effectively. Originally, the inert gas is used as a purge gas to prevent oxidative deterioration of carbon parts used in the furnace, but it can also be used to control the temperature distribution in the furnace, thereby extending the life of the carbon parts and increasing the inside of the furnace. It becomes possible to achieve both temperature distribution control.

次に、上記した各実施の形態と同様の構成によりガラス微粒子堆積体を透明ガラス化し、コア部とクラッド部の比屈折率差のばらつきを、比較する。
図5は比較例1に係る製造装置を概念的に表した構成図、図6は比較例2に係る製造装置を概念的に表した構成図である。図1に示した部材と同一の部材には同一の符号を付している。比較例1に係る製造装置501Aとしては加熱源が単一のヒーター37のものを用い、比較例2に係る製造装置501Bとしては第2加熱用ヒーター、補助ヒーターを備えない多段ヒーター37のみのものを用いる。
[実施例1]
コア/クラッドを有する有効部の長さが1000mmとなるガラス微粒子堆積体をVAD法により形成し、このガラス微粒子堆積体を図1に示す加熱炉に挿入しガラス母材の製造を行う。加熱源はカーボン製ヒーターで長手方向に6段の構成となっており、各ヒーターヘ供給する電力はガラス微粒子堆積体の表面を放射温度計で測定する温度に対して、制御をかける。また上部の第2加熱用ヒーターにはその上下に温度分布調整用の補助ヒーターを設け、第2加熱用ヒーターの温度分布を調整できるようにする。
Next, the glass fine particle deposit is made into a transparent glass with the same configuration as each of the embodiments described above, and the variation in the relative refractive index difference between the core portion and the clad portion is compared.
FIG. 5 is a block diagram conceptually showing the manufacturing apparatus according to Comparative Example 1, and FIG. 6 is a block diagram conceptually showing the manufacturing apparatus according to Comparative Example 2. The same members as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. The manufacturing apparatus 501A according to Comparative Example 1 uses a single heating source 37 as the heating source, and the manufacturing apparatus 501B according to Comparative Example 2 includes only the second heater 37 and the multistage heater 37 that does not include the auxiliary heater. Is used.
[Example 1]
A glass fine particle deposit with an effective portion having a core / cladding length of 1000 mm is formed by the VAD method, and this glass fine particle deposit is inserted into a heating furnace shown in FIG. 1 to produce a glass base material. The heating source is a carbon heater having a six-stage configuration in the longitudinal direction, and the power supplied to each heater controls the temperature at which the surface of the glass particulate deposit is measured with a radiation thermometer. Further, the upper second heater is provided with auxiliary heaters for adjusting the temperature distribution above and below it so that the temperature distribution of the second heater can be adjusted.

まず、ガラス微粒子堆積体を加熱炉内に設置し、炉内にCl:1(L/分)とHe:20(L/分)の混合ガスを流し、同時に昇温を行い、ガラス微粒子堆積体全長を1100℃として、1H加熱する。次いで、ガラス微粒子堆積体を上端まで引き上げ、炉内にHeガスを20(L/分)導入する。同時に第2加熱用ヒーターのみ昇温を行い、第2加熱用ヒーターを1550℃に制御し、第2加熱用ヒーターの上下に追加した補助ヒーターを使用して、温度分布の上下端を1450℃に制御し、山型の温度分布とする。所望の温度分布になった時点で、ガラス微粒子堆積体を上端から下方へ4mm/分の速度で移動させる。ガラス微粒子堆積体の移動中も第2加熱用ヒーターの温度分布調整を行い、山型の温度分布を維持するように、各ヒーターを制御する。ガラス微粒子堆積体が最下端まで到達した後、透明化されたガラス母材を引き上げる。ガラス母材の比屈折率差を長手方向各位置で測定すると、0.35±0.0008%のばらつきに抑えられる。 First, a glass particulate deposit is placed in a heating furnace, and a mixed gas of Cl 2 : 1 (L / min) and He: 20 (L / min) is flowed into the furnace, and the temperature is raised simultaneously to deposit the glass particulates. Heat the whole body to 1100 ° C for 1H. Subsequently, the glass fine particle deposit is pulled up to the upper end, and He gas is introduced into the furnace at 20 (L / min). At the same time, only the second heating heater is heated, the second heating heater is controlled to 1550 ° C., and the upper and lower ends of the temperature distribution are set to 1450 ° C. using auxiliary heaters added above and below the second heating heater. Control to have a mountain-shaped temperature distribution. When the desired temperature distribution is reached, the glass fine particle deposit is moved downward from the upper end at a speed of 4 mm / min. During the movement of the glass particulate deposit, the temperature distribution of the second heater is adjusted, and each heater is controlled so as to maintain the mountain-shaped temperature distribution. After the glass particulate deposit reaches the lowest end, the transparent glass base material is pulled up. When the relative refractive index difference of the glass base material is measured at each position in the longitudinal direction, it can be suppressed to a variation of 0.35 ± 0.0008%.

[比較例1]
実施例1と同じガラス微粒子堆積体を図5に示したヒーターが1段構成の加熱炉で加熱し、ガラス母材を作製する。ヒーターヘ供給する電力はヒーター表面を放射温度計で測定する温度に対して、制御をかける。
まず、ガラス微粒子堆積体を上端へ待機させた状態で、炉内にCl:1(L/分)とHe:20(L/分)の混合ガスを流し、同時に昇温を行い、ヒーター温度を1100℃に制御する。ヒーターが所望温度になった時点で、ガラス微粒子堆積体を上方から下方へ向けて5mm/分の速度で移動させる。ガラス微粒子堆積体が下端に到達した後、ガラス微粒子堆積体を上端へ引き上げ、炉内にHeガスを20(L/分)導入する。同時に昇温を行い、ヒーターを1550℃に制御する。ヒーターが所望温度になった時点で、ガラス微粒子堆積体を上端から下方へ4mm/分の速度で移動させる。ガラス微粒子堆積体が最下端まで到達した後、透明化されたガラス母材を引き上げる。ガラス母材の比屈折率差を長手方向各位置で測定すると、0.35±0.007%となる。
[Comparative Example 1]
The same glass fine particle deposit as in Example 1 is heated in a single-stage heating furnace with the heater shown in FIG. 5 to produce a glass base material. The power supplied to the heater controls the temperature at which the heater surface is measured with a radiation thermometer.
First, in a state where the glass fine particle deposit is kept waiting at the upper end, a mixed gas of Cl 2 : 1 (L / min) and He: 20 (L / min) is allowed to flow into the furnace, and the temperature is raised simultaneously. Is controlled at 1100 ° C. When the heater reaches a desired temperature, the glass fine particle deposit is moved from above to below at a speed of 5 mm / min. After the glass particulate deposit reaches the lower end, the glass particulate deposit is lifted to the upper end, and He gas is introduced into the furnace at 20 (L / min). At the same time, the temperature is raised and the heater is controlled at 1550 ° C. When the heater reaches a desired temperature, the glass fine particle deposit is moved downward from the upper end at a speed of 4 mm / min. After the glass particulate deposit reaches the lowest end, the transparent glass base material is pulled up. When the relative refractive index difference of the glass base material is measured at each position in the longitudinal direction, it is 0.35 ± 0.007%.

[実施例2]
実施例1と同じガラス微粒子体を図3に記載する加熱炉で加熱し、ガラス母材を作製する。石英炉心管の外表に熱電対を設置し、各ヒーターヘ供給する電力は熱電対で測定する温度に対して、制御する。その他の製造条件や設備構成は実施例1と同じである。
得られるガラス母材の比屈折率差は0.35±0.001%となる。
[Example 2]
The same glass fine particles as in Example 1 are heated in a heating furnace shown in FIG. 3 to produce a glass base material. A thermocouple is installed on the outer surface of the quartz furnace core tube, and the power supplied to each heater is controlled with respect to the temperature measured by the thermocouple. Other manufacturing conditions and equipment configurations are the same as those in the first embodiment.
The relative refractive index difference of the obtained glass base material is 0.35 ± 0.001%.

[実施例3]
実施例1と同じガラス微粒子堆積体を図4に記載する加熱炉で加熱し、ガラス母材を作製する。炉心管外表に熱電対を設置し、ヒーターヘ供給する電力は熱電対の温度に対して制御する。第2加熱用ヒーターの上下に窒素ガスを1〜10L/分吹き付けて、第2加熱用ヒーターの温度分布を制御する。その他の製造条件は実施例1と同じとする。
得られるガラス母材の比屈折率差は0.35±0.003%となる。
[Example 3]
The same glass fine particle deposit as in Example 1 is heated in a heating furnace shown in FIG. 4 to produce a glass base material. A thermocouple is installed on the outer surface of the core tube, and the power supplied to the heater is controlled with respect to the temperature of the thermocouple. Nitrogen gas is blown on the top and bottom of the second heater for 1 to 10 L / min to control the temperature distribution of the second heater. Other manufacturing conditions are the same as those in Example 1.
The relative refractive index difference of the obtained glass base material is 0.35 ± 0.003%.

[比較例2]
実施例1と同じガラス微粒子堆積体を図6に記載するヒーターが6段構成の加熱炉で加熱し、ガラス母材を作製する。ヒーターヘ供給する電力はヒーター表面を放射温度計で測定する温度に対して、制御をかける。
まず、ガラス微粒子堆積体を加熱炉内に設置し、炉内にCl:1(L/分)とHe:20(L/分)の混合ガスを流し、同時に昇温を行い、ガラス微粒子堆積体全長を1100℃として、1H加熱する。次いで、炉内にHeガスを20(L/分)導入する。同時に昇温を行い、下部ヒーターを1550℃に制御する。下部ヒーターが所望温度に到達したら1H保持する。その後、下部ヒーターの温度を下げて、下から2番目のヒーターの温度を1550℃に昇温し、1H保持する。このような昇降温を繰り返して、上部ヒーターによる加熱が終了した時点で、透明ガラス母材を引き上げる。ガラス母材の比屈折率差を長手方向各位置で測定すると、0.35±0.006%となる。
[Comparative Example 2]
The same glass fine particle deposit as in Example 1 is heated in a six-stage heating furnace with a heater shown in FIG. 6 to produce a glass base material. The power supplied to the heater controls the temperature at which the heater surface is measured with a radiation thermometer.
First, a glass particulate deposit is placed in a heating furnace, and a mixed gas of Cl 2 : 1 (L / min) and He: 20 (L / min) is flowed into the furnace, and the temperature is raised simultaneously to deposit the glass particulates. Heat the whole body to 1100 ° C for 1H. Next, 20 (L / min) of He gas is introduced into the furnace. At the same time, the temperature is raised and the lower heater is controlled at 1550 ° C. When the lower heater reaches the desired temperature, hold 1H. Thereafter, the temperature of the lower heater is lowered, the temperature of the second heater from the bottom is increased to 1550 ° C., and held for 1H. Such a temperature increase / decrease is repeated, and when the heating by the upper heater is completed, the transparent glass base material is pulled up. When the relative refractive index difference of the glass base material is measured at each position in the longitudinal direction, it is 0.35 ± 0.006%.

実施例1、2、3において、ClとHeの混合ガス雰囲気で加熱を行っている加熱工程は、ClとHe以外の不活性ガス雰囲気で加熱を行っても、同様の効果が得られる。また、Heガス雰囲気で加熱を行っている加熱工程は窒素ガスが微量に混入しても、同様の効果が得られる。 In Examples 1, 2, 3, the heating step is carried out heating in a mixed gas atmosphere of Cl 2 and He, even by heating in an inert gas atmosphere other than Cl 2 and He, the same effect can be obtained . In addition, the heating process in which heating is performed in a He gas atmosphere can achieve the same effect even if a small amount of nitrogen gas is mixed.

11 ガラス母材の製造装置
13 加熱炉
19 炉心管(容器)
27 ガラス微粒子堆積体
37 ヒーター
39 第2加熱用ヒーター
41 補助ヒーター(温度調整手段)
57 ガス導入部(温度調整手段)
11 Glass Base Material Manufacturing Equipment 13 Heating Furnace 19 Core Tube (Container)
27 Glass particulate deposit 37 Heater 39 Second heater 41 Auxiliary heater (temperature adjusting means)
57 Gas introduction part (temperature adjustment means)

Claims (6)

ガラス微粒子堆積体を加熱炉の容器内に挿入し、前記容器の外周に設置したヒーターで容器内を加熱して透明ガラス体を得るガラス母材の製造方法であって、
前記容器内をハロゲン系ガスと不活性ガスの混合雰囲気で加熱する第1加熱工程と、ヘリウムガス雰囲気で加熱する第2加熱工程と、によりガラス微粒子堆積体を加熱し、
前記第1加熱工程では加熱炉内の温度分布をガラス微粒子堆積体の長手方向に渡って均一に制御し、
前記第2加熱工程では加熱炉内の一部を山型の温度分布として、山型の温度分布を透明ガラス化中に長手方向で調整しつつ、ガラス微粒子堆積体とヒーターの位置関係を長手方向で相対的に移動させることを特徴とするガラス母材の製造方法。
A glass base material manufacturing method for obtaining a transparent glass body by inserting a glass particulate deposit body into a container of a heating furnace and heating the inside of the container with a heater installed on the outer periphery of the container,
Heating the glass particulate deposit by a first heating step of heating the inside of the container in a mixed atmosphere of a halogen-based gas and an inert gas and a second heating step of heating in a helium gas atmosphere;
In the first heating step, the temperature distribution in the heating furnace is uniformly controlled over the longitudinal direction of the glass particulate deposit,
In the second heating step, a part of the inside of the heating furnace is formed into a mountain-shaped temperature distribution, and the positional relationship between the glass particulate deposit and the heater is adjusted in the longitudinal direction while adjusting the mountain-shaped temperature distribution in the longitudinal direction during the vitrification. A method for producing a glass base material, wherein the glass base material is moved relatively.
請求項1記載のガラス母材の製造方法であって、
前記ヒーターの電力調整を前記ガラス微粒子堆積体の外表面の温度測定結果に基づき制御することを特徴とするガラス母材の製造方法。
A method for producing a glass base material according to claim 1,
A method for producing a glass base material, wherein the power adjustment of the heater is controlled based on a temperature measurement result of an outer surface of the glass particulate deposit.
請求項1記載のガラス母材の製造方法であって、
前記ヒーターの電力調整を前記容器の外表面の温度測定結果に基づき制御することを特徴とするガラス母材の製造方法。
A method for producing a glass base material according to claim 1,
A method for producing a glass base material, wherein power adjustment of the heater is controlled based on a temperature measurement result of an outer surface of the container.
請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載のガラス母材の製造方法であって、
前記第1加熱工程のヒーターが長手方向に3段以上で構成されることを特徴とするガラス母材の製造方法。
It is a manufacturing method of the glass base material given in any 1 paragraph of Claims 1-3,
The method for producing a glass base material, wherein the heater of the first heating step is composed of three or more stages in the longitudinal direction.
請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載のガラス母材の製造方法であって、
前記第2加熱工程の山型の温度分布を長手方向で調整するために、第2加熱用ヒーターの両端付近に別の補助ヒーターを追加し、追加した補助ヒーターで山型の温度分布を調整することを特徴とするガラス母材の製造方法。
It is a manufacturing method of the glass base material given in any 1 paragraph of Claims 1-4,
In order to adjust the mountain-shaped temperature distribution in the second heating step in the longitudinal direction, another auxiliary heater is added near both ends of the second heating heater, and the mountain-shaped temperature distribution is adjusted with the added auxiliary heater. A method for producing a glass base material.
請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載のガラス母材の製造方法であって、
前記第2加熱工程の山型の温度分布を長手方向で調整するために、第2加熱用ヒーターの両端付近にガスを導入して山型の温度分布を調整することを特徴とするガラス母材の製造方法。
It is a manufacturing method of the glass base material given in any 1 paragraph of Claims 1-4,
In order to adjust the temperature distribution of the mountain shape in the second heating step in the longitudinal direction, a glass base material is characterized in that gas is introduced near both ends of the heater for second heating to adjust the temperature distribution of the mountain shape. Manufacturing method.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2017081773A (en) * 2015-10-26 2017-05-18 住友電気工業株式会社 Method of manufacturing base material for optical fiber

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