JP2014028741A

JP2014028741A - Method for producing glass preform for optical fiber

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Publication number: JP2014028741A
Application number: JP2013105358A
Authority: JP
Inventors: Tomohiro Nunome; 智宏布目
Original assignee: Fujikura Ltd
Current assignee: Fujikura Ltd
Priority date: 2012-07-05
Filing date: 2013-05-17
Publication date: 2014-02-13
Anticipated expiration: 2033-05-17
Also published as: JP6126907B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing a glass preform for an optical fiber which can be applied for producing the optical fiber in which OH loss is reduced, the glass preform being suppressed in occurrence of exfoliation, displacement and crack even if the glass preform is a large-sized one.SOLUTION: An etching processing to a surface of a quartz glass rod 10 is performed through a plasma flame 4 by using a plasma torch 6, then, quartz glass fine particles are deposited on the etching processing surface by using a quartz glass burner 5 to make a quartz porous preform for the optical fiber. When the quartz porous preform for the optical fiber is converted to a transparent glass to obtain the glass preform for the optical fiber, separately from the etching process, the quartz glass fine particles are deposited on the etching surface of the quartz glass rod 10 which is in a heated state by preheating treatment through the plasma flame 4 by using the plasma torch 6.

Description

本発明は、伝送損失が低減された光ファイバを製造可能な、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 an optical fiber that can produce an optical fiber with reduced transmission loss.

光ファイバは１２００〜１６００ｎｍの波長領域においては、光の伝送損失は小さいが、通常、波長１３８３ｎｍには水酸基（−ＯＨ）に起因する伝送損失（以下、ＯＨ損失と略記することがある）が存在する。この時のピークは広い裾広がりの形状を有するが、このピークを小さくできれば、より広い波長領域の光が使用可能となる。 An optical fiber has a small light transmission loss in the wavelength range of 1200 to 1600 nm, but normally there is a transmission loss due to a hydroxyl group (—OH) (hereinafter sometimes abbreviated as OH loss) at a wavelength of 1383 nm. To do. The peak at this time has a shape with a wide skirt, but if this peak can be reduced, light in a wider wavelength region can be used.

ＯＨ損失が低減された光ファイバを得るためには、光ファイバ中で光が伝搬する領域の水酸基の量を低減する必要があり、そのためには、水酸基の量（すなわち、ＯＨ損失）が低減された光ファイバ用ガラス母材を得る必要がある。光ファイバ用ガラス母材は、例えば、ＶＡＤ法や外付け法等のスート法を適用して光ファイバ用石英多孔質母材を作製し、これを焼結処理して透明ガラス化することで製造できる。そして、光ファイバ用ガラス母材の水酸基の量を低減するためには、塩素含有ガスの存在下で、光ファイバ用石英多孔質母材を脱水及び焼結処理することにより、透明ガラス化することが必要である。 In order to obtain an optical fiber with reduced OH loss, it is necessary to reduce the amount of hydroxyl groups in the region where light propagates in the optical fiber. For this purpose, the amount of hydroxyl groups (that is, OH loss) is reduced. It is necessary to obtain a glass preform for optical fiber. The optical fiber glass base material is manufactured, for example, by applying a soot method such as a VAD method or an external attachment method to produce a quartz porous base material for optical fiber, which is then sintered to form a transparent glass. it can. And in order to reduce the amount of hydroxyl groups in the glass preform for optical fibers, the quartz porous preform for optical fibers is dehydrated and sintered in the presence of a chlorine-containing gas to form a transparent glass. is necessary.

しかし、このような脱水及び焼結処理のみでは、光ファイバ用ガラス母材の水酸基の量を十分に低減できないことがある。例えば、ＶＡＤ法で作製した石英ガラスロッドの表面に、石英ガラス微粒子を堆積させて外付けし、光ファイバ用石英多孔質母材とする場合には、通常、石英ガラス微粒子の堆積直前に、石英ガラスロッドの表面を酸水素火炎によりエッチング処理し、異物を除去する。しかし、酸素ガスと水素ガスとの反応により水が発生するため、石英ガラスロッドの表面（エッチング処理面）に水酸基が残存し易い。水酸基が残存した状態で石英ガラス微粒子を堆積させると、光ファイバ用石英多孔質母材を脱水処理しても、水酸基を完全に除去することはできない。そのため、得られた光ファイバ用ガラス母材は、石英ガラスロッドと外付け層との界面に水酸基が残存してしまう。
このような問題点に対して、石英ガラスロッドの表面を、酸水素火炎ではなくプラズマ火炎でエッチング処理して、光ファイバ用ガラス母材を製造する方法が開示されている（特許文献１参照）。 However, only such dehydration and sintering treatment may not sufficiently reduce the amount of hydroxyl groups in the optical fiber glass preform. For example, when silica glass fine particles are deposited on the surface of a quartz glass rod manufactured by the VAD method and externally attached to form a silica porous preform for optical fibers, the quartz glass fine particles are usually immediately before the quartz glass fine particles are deposited. The surface of the glass rod is etched with an oxyhydrogen flame to remove foreign matters. However, since water is generated by the reaction between oxygen gas and hydrogen gas, hydroxyl groups tend to remain on the surface (etching surface) of the quartz glass rod. If the silica glass fine particles are deposited with the hydroxyl group remaining, the hydroxyl group cannot be completely removed even if the quartz porous preform for optical fiber is dehydrated. Therefore, in the obtained glass preform for optical fiber, hydroxyl groups remain at the interface between the quartz glass rod and the external layer.
In order to solve such problems, a method of manufacturing a glass preform for an optical fiber by etching the surface of a quartz glass rod with a plasma flame instead of an oxyhydrogen flame is disclosed (see Patent Document 1). .

特公平４−７９９８１号公報Japanese Patent Publication No. 4-79981

しかし、特許文献１で開示されている製造方法は、例えば、外径３０ｍｍ、長さ２００ｍｍ程度の小型の光ファイバ用ガラス母材（外径１２ｍｍ程度に延伸して使用する）の製造時には十分な効果を有するが、大型の光ファイバ用ガラス母材の製造時には、石英ガラスロッドと外付け層との間で剥離やずれが生じ易いという問題点があった。これは、プラズマ火炎によるエッチング処理では、エッチング速度が遅い（単位時間当たりのエッチング量が小さい）ことが原因であると考えられる。 However, the manufacturing method disclosed in Patent Document 1 is sufficient at the time of manufacturing, for example, a small-sized glass preform for an optical fiber having an outer diameter of about 30 mm and a length of about 200 mm (used by extending to an outer diameter of about 12 mm). Although effective, there has been a problem that peeling and displacement are likely to occur between the quartz glass rod and the external layer when manufacturing a large glass preform for an optical fiber. This is considered to be due to the slow etching rate (the etching amount per unit time is small) in the etching process using a plasma flame.

通常、エッチング処理は、石英ガラスロッドの長手方向に沿って、火炎を生成するトーチを前記ロッドに対して相対移動させることで行うが、プラズマ火炎を利用する場合には、エッチング速度が遅いために、酸水素火炎を利用する場合よりもトーチ（プラズマトーチ）の相対移動速度を遅くする必要がある。石英ガラスロッドの長手方向の長さが短く、且つ外径が細い場合であれば、エッチング速度が遅くても石英ガラスロッド全体のエッチング処理を短時間で行えるため、プラズマ火炎による加熱で保温された状態にある石英ガラスロッドのエッチング処理面に、石英ガラス微粒子を堆積させることが可能となる。通常、石英ガラス微粒子の堆積は、石英ガラスロッドの長手方向に沿って、石英ガラス微粒子を生成する石英ガラスバーナを前記ロッドに対して相対移動させることで行う。しかし、石英ガラスロッドの長手方向の長さが長いか、又は外径が太い場合には、エッチング処理が長時間に及び、エッチング処理の開始から石英ガラス微粒子の堆積開始までの時間差が大きくなり、石英ガラス微粒子を堆積させるエッチング処理面は放熱により温度が低下してしまう。このような状態で石英ガラス微粒子を堆積させると、光ファイバ用石英多孔質母材の脱水及び焼結処理後に、石英ガラスロッドと外付け層との間で剥離やずれが生じ易くなり、外観不良が発生するだけでなく、光ファイバの製造に不適切なものとなってしまう。 Usually, the etching process is performed by moving the torch for generating a flame relative to the rod along the longitudinal direction of the quartz glass rod. However, when a plasma flame is used, the etching rate is slow. The relative moving speed of the torch (plasma torch) needs to be slower than when using an oxyhydrogen flame. If the length of the quartz glass rod in the longitudinal direction is short and the outer diameter is small, the entire quartz glass rod can be etched in a short time even if the etching rate is slow, so it was kept warm by heating with a plasma flame. It becomes possible to deposit the quartz glass fine particles on the etched surface of the quartz glass rod in the state. Usually, the quartz glass fine particles are deposited by moving a quartz glass burner for producing the quartz glass fine particles relative to the rod along the longitudinal direction of the quartz glass rod. However, if the length in the longitudinal direction of the quartz glass rod is long or the outer diameter is large, the etching process takes a long time, and the time difference from the start of the etching process to the start of deposition of the quartz glass fine particles becomes large, The etching processing surface on which the quartz glass fine particles are deposited is lowered in temperature by heat radiation. If quartz glass fine particles are deposited in such a state, after the silica porous preform for optical fiber is dehydrated and sintered, the silica glass rod and the external layer are likely to be peeled off and displaced, resulting in poor appearance. Not only occurs, but also becomes inappropriate for the production of optical fibers.

石英ガラス微粒子堆積時のエッチング処理面の温度低下を抑制する方法としては、プラズマトーチの相対移動にあわせて、速度を遅くして石英ガラスバーナを相対移動させて、エッチング処理面に石英ガラス微粒子を直ちに堆積させる方法が挙げられる。しかし、この方法では、石英ガラス微粒子の堆積（スート堆積層の形成）を複数回繰り返して行う場合に、最初のスート堆積層が極端に厚くなるため、最終的に形成されたスート層のかさ密度にむらが生じ、スート層に割れが生じ易くなる。したがって、石英ガラスバーナの相対移動速度を極端に遅くすることは、望ましくない。 As a method of suppressing the temperature drop of the etched surface during the deposition of quartz glass particles, the quartz glass burner is moved relative to the etching surface by slowing the speed in accordance with the relative movement of the plasma torch. There is a method of immediately depositing. However, in this method, when the quartz glass fine particle deposition (formation of the soot deposition layer) is repeated a plurality of times, the initial soot deposition layer becomes extremely thick, so the bulk density of the finally formed soot layer As a result, unevenness occurs and cracks are likely to occur in the soot layer. Therefore, it is not desirable to extremely slow the relative movement speed of the quartz glass burner.

大型の光ファイバ用ガラス母材において、石英ガラスロッドと外付け層との間で剥離やずれを抑制する方法としては、石英ガラス微粒子堆積時のデポジション温度を上げて、石英ガラス微粒子のかさ密度を大きくする方法もある。しかしこの場合には、光ファイバ用石英多孔質母材の脱水及び焼結処理時の脱水が不十分となり、光ファイバ用ガラス母材の水酸基の量を十分に低減できない。 In order to suppress separation and displacement between the silica glass rod and the external layer in a large optical fiber glass preform, the bulk density of the silica glass particles can be increased by increasing the deposition temperature during the deposition of the silica glass particles. There is also a way to increase the value. However, in this case, dehydration of the quartz porous preform for optical fibers and dehydration during the sintering process are insufficient, and the amount of hydroxyl groups in the glass preform for optical fibers cannot be sufficiently reduced.

以上のように、光ファイバ用ガラス母材として、大型であっても剥離、ずれ及び割れを生じることなく、ＯＨ損失が低減された光ファイバの製造に適用できるものを得ることは、従来困難であった。これに対して、光ファイバの低コスト化には、光ファイバ用ガラス母材の大型化は不可避である。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、ＯＨ損失が低減された光ファイバの製造に適用でき、大型であっても剥離、ずれ及び割れの発生が抑制された光ファイバ用ガラス母材の製造方法を提供することを課題とする。 As described above, it has been difficult in the past to obtain a glass base material for an optical fiber that can be applied to the manufacture of an optical fiber with reduced OH loss without causing separation, displacement, and cracking even if it is large. there were. On the other hand, an increase in the size of the optical fiber glass preform is inevitable for cost reduction of the optical fiber.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and can be applied to the production of an optical fiber with reduced OH loss. The glass mother for an optical fiber in which the occurrence of peeling, deviation and cracking is suppressed even when it is large. It is an object to provide a method for manufacturing a material.

上記課題を解決するため、
本発明は、石英ガラスロッドの表面をプラズマ火炎でエッチング処理した後、該エッチング処理面に石英ガラス微粒子を堆積させて光ファイバ用石英多孔質母材とし、該光ファイバ用石英多孔質母材を透明ガラス化する工程を有する、光ファイバ用ガラス母材の製造方法であって、前記エッチング処理とは別途、プラズマ火炎で予熱処理することにより、熱を帯びた状態とした前記石英ガラスロッドのエッチング処理面に、前記石英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を提供する。
かかる製造方法によれば、予熱処理によって、得られた光ファイバ用ガラス母材は、たとえサイズが大型であっても、石英ガラスロッドと外付け層との間で剥離及びずれの発生が抑制される。また、スート層（外付け層）の割れが生じることもない。そして、石英ガラスロッドと外付け層との界面における水酸基の量が低減されているので、これから作製された光ファイバは、ＯＨ損失が低減されたものとなる。 To solve the above problem,
In the present invention, after the surface of the quartz glass rod is etched with a plasma flame, quartz glass fine particles are deposited on the etched surface to form a quartz porous preform for an optical fiber. A method for producing a glass preform for an optical fiber, comprising the step of forming a transparent glass, wherein the quartz glass rod is heated in a preheated state by a plasma flame separately from the etching process. Provided is a method for producing a glass preform for optical fibers, wherein the quartz glass fine particles are deposited on a treated surface.
According to such a manufacturing method, the pre-heat treatment prevents the occurrence of peeling and deviation between the quartz glass rod and the external layer even if the obtained glass preform for optical fiber is large in size. The Further, the soot layer (external layer) is not cracked. And since the quantity of the hydroxyl group in the interface of a quartz glass rod and an external layer is reduced, the optical fiber produced from now becomes a thing by which OH loss was reduced.

本発明の光ファイバ用ガラス母材の製造方法においては、前記予熱処理により、前記石英ガラス微粒子の堆積を開始するときの、前記石英ガラスロッドのエッチング処理面の温度を５０〜４００℃とすることが好ましい。
エッチング処理面の温度をこのように調節することで、光ファイバ用ガラス母材において、剥離及びずれを抑制する効果と、水酸基の量を低減する効果が、より高くなる。 In the method for manufacturing a glass preform for an optical fiber according to the present invention, the temperature of the etched surface of the quartz glass rod when starting the deposition of the quartz glass fine particles by the pre-heat treatment is set to 50 to 400 ° C. Is preferred.
By adjusting the temperature of the etched surface in this manner, the effect of suppressing peeling and deviation and the effect of reducing the amount of hydroxyl groups are further enhanced in the glass preform for optical fiber.

本発明の光ファイバ用ガラス母材の製造方法においては、前記予熱処理時のプラズマ火炎が、アルゴンガス、窒素ガス又は酸素ガスを用いて生成されたものであることが好ましい。
このようなプラズマ火炎を用いることで、予熱処理をより効果的に行うことができる。 In the method for producing an optical fiber glass preform of the present invention, it is preferable that the plasma flame at the time of the pre-heat treatment is generated using argon gas, nitrogen gas or oxygen gas.
By using such a plasma flame, the pre-heat treatment can be performed more effectively.

本発明の光ファイバ用ガラス母材の製造方法においては、前記エッチング処理及び予熱処理は、前記石英ガラスロッドに対して、その長手方向に沿って、前記プラズマ火炎を生成するプラズマトーチを相対移動させることで行い、エッチング処理の開始から終了までの間におけるプラズマトーチの前記相対移動速度の絶対値をｖ_Ａ、予熱処理の開始から終了までの間におけるプラズマトーチの前記相対移動速度の絶対値をｖ_Ｂとしたとき、ｖ_Ａ＜ｖ_Ｂとすることが好ましい。
このように相対移動速度の絶対値を調節することで、工程の時間を短縮できると共に、光ファイバ用ガラス母材において、剥離及びずれを抑制する効果がより高くなる。 In the method for manufacturing a glass preform for an optical fiber according to the present invention, the etching treatment and the pre-heat treatment relatively move the plasma torch for generating the plasma flame along the longitudinal direction with respect to the quartz glass rod. The absolute value of the relative movement speed of the plasma torch from the start to the end of the etching process is denoted by v _A , and the absolute value of the relative movement speed of the plasma torch from the start to the end of the pre-heat treatment is denoted by v _{When B} , it is preferable to satisfy v _A <v _B.
By adjusting the absolute value of the relative movement speed in this way, the process time can be shortened, and the effect of suppressing peeling and deviation can be further enhanced in the glass preform for optical fiber.

本発明の光ファイバ用ガラス母材の製造方法においては、前記エッチング処理面への前記石英ガラス微粒子の堆積は、前記石英ガラスロッドに対して、その長手方向に沿って、前記微粒子を生成する石英ガラスバーナを相対移動させることで行い、石英ガラス微粒子の堆積の開始から終了までの間における石英ガラスバーナの前記相対移動速度の絶対値をｖ_Ｃとしたとき、ｖ_Ａ＜ｖ_Ｂ≦ｖ_Ｃとすることが好ましい。
このように相対移動速度の絶対値を調節することで、光ファイバ用ガラス母材において、剥離及びずれを抑制する効果に加え、スート層の割れを抑制する効果がより高くなる。 In the method for manufacturing a glass preform for an optical fiber according to the present invention, the quartz glass fine particles are deposited on the etched surface of the quartz glass rod along the longitudinal direction of the quartz glass rod. When the absolute value of the relative movement speed of the quartz glass burner during the period from the start to the end of the deposition of the silica glass fine particles is v _C , v _A <v _B ≦ v _C It is preferable to do.
By adjusting the absolute value of the relative movement speed in this way, in the glass preform for an optical fiber, in addition to the effect of suppressing peeling and deviation, the effect of suppressing soot layer cracking becomes higher.

本発明によれば、ＯＨ損失が低減された光ファイバの製造に適用でき、大型であっても剥離、ずれ及び割れの発生が抑制された光ファイバ用ガラス母材の製造方法が提供される。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it can apply to manufacture of the optical fiber with which OH loss was reduced, and the manufacturing method of the glass preform | base_material for optical fibers in which generation | occurrence | production of peeling, shift | offset | difference, and a crack was suppressed even if it was large sized is provided.

本発明に係る光ファイバ用ガラス母材の製造方法を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the manufacturing method of the glass preform for optical fibers which concerns on this invention. 本発明により得られた光ファイバ用ガラス母材と、該母材を構成する各層の屈折率の関係と、を例示する概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which illustrates the glass base material for optical fibers obtained by this invention, and the relationship of the refractive index of each layer which comprises this base material. 本発明に係る光ファイバ用ガラス母材の製造方法の一実施形態を説明するためのフロー図である。It is a flow figure for explaining one embodiment of a manufacturing method of a glass preform for optical fibers concerning the present invention.

本発明に係る光ファイバ用ガラス母材の製造方法は、石英ガラスロッドの表面をプラズマ火炎でエッチング処理した後、該エッチング処理面に石英ガラス微粒子を堆積させて光ファイバ用石英多孔質母材とし、該光ファイバ用石英多孔質母材を透明ガラス化する工程を有する、光ファイバ用ガラス母材の製造方法であって、前記エッチング処理とは別途、プラズマ火炎で予熱処理することにより、熱を帯びた状態とした前記石英ガラスロッドのエッチング処理面に、前記石英ガラス微粒子を堆積させることを特徴とする。
かかる製造方法によれば、予熱処理によって、石英ガラス微粒子を堆積させるときの石英ガラスロッドのエッチング処理面が、熱を帯びた状態（保温された状態）にあることで、たとえサイズが大型であっても、石英ガラスロッドと外付け層との間で剥離及びずれの発生が抑制される。また、スート層（外付け層）の割れが生じることもない。そして、得られた光ファイバ用ガラス母材は、石英ガラスロッドと外付け層との界面における水酸基の量が低減されているので、これから作製された光ファイバは、例えば、前記界面がコアに近く、コアを伝播する光が前記界面にかかる場合であっても、ＯＨ損失が低減されたものとなる。
以下、図面を参照しながら、本発明について詳細に説明する。図１は、本発明に係る光ファイバ用ガラス母材の製造方法を説明するための模式図である。 The method for producing a glass preform for an optical fiber according to the present invention comprises the step of etching the surface of a quartz glass rod with a plasma flame, and then depositing quartz glass fine particles on the etched surface to obtain a quartz porous preform for an optical fiber. A method for producing a glass preform for optical fiber, comprising the step of converting the quartz porous preform for optical fiber into a transparent glass, wherein the heat treatment is performed by pre-treating with a plasma flame separately from the etching treatment. The quartz glass fine particles are deposited on the etched surface of the quartz glass rod in a tinged state.
According to such a manufacturing method, the etching treatment surface of the quartz glass rod when depositing the quartz glass fine particles by the pre-heat treatment is in a heated state (heat-retained state), so that the size is large. However, the occurrence of peeling and deviation between the quartz glass rod and the external layer is suppressed. Further, the soot layer (external layer) is not cracked. In the obtained optical fiber glass preform, the amount of hydroxyl groups at the interface between the quartz glass rod and the external layer is reduced, so that the optical fiber manufactured from now on has, for example, the interface close to the core. Even when light propagating through the core is applied to the interface, the OH loss is reduced.
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic view for explaining a method for producing an optical fiber glass preform according to the present invention.

本発明においては、まず、石英ガラスロッドの表面をプラズマ火炎でエッチング処理する。エッチング処理により、石英ガラスロッドの表面に予め存在している、水をはじめとする各種異物が除去される。
そして、プラズマ火炎は、酸水素火炎とは異なり生成時に水素ガスを用いる必要がないため、エッチング処理時に水が発生せず、石英ガラスロッドのエッチング処理面における水酸基の残存が抑制される。 In the present invention, first, the surface of the quartz glass rod is etched with a plasma flame. Etching treatment removes various foreign substances, such as water, existing in advance on the surface of the quartz glass rod.
And, unlike the oxyhydrogen flame, the plasma flame does not require the use of hydrogen gas at the time of generation, so water is not generated during the etching process, and the remaining hydroxyl groups on the etched surface of the quartz glass rod are suppressed.

エッチング処理は、対象となる石英ガラス微粒子の堆積箇所に対して、一回行うだけでもよいし、二回以上（複数回）繰り返して行ってもよい。 The etching process may be performed only once for the target quartz glass fine particle deposition site, or may be repeated two or more times (multiple times).

石英ガラスロッドは、最終的に光ファイバ用ガラス母材及び光ファイバにおいて、コア及び一部のクラッドを構成するものでもよいし、コア、一部のクラッド、及びトレンチ層を構成するものでもよく、コアのみを構成するものでもよく、目的に応じて、任意に選択できる。
石英ガラスロッドの大きさは特に限定されず、小型のものでもよいが、例えば、外径が２０〜５０ｍｍ、長さが１０００〜１６００ｍｍ等の大型のものでも好適である。
石英ガラスロッドは、ＶＡＤ法等、公知の方法で作製できる。 The quartz glass rod may ultimately constitute the core and part of the clad in the optical fiber glass preform and optical fiber, or may constitute the core, part of the clad, and the trench layer, Only the core may be configured, and can be arbitrarily selected according to the purpose.
The size of the quartz glass rod is not particularly limited and may be small. For example, a large one having an outer diameter of 20 to 50 mm and a length of 1000 to 1600 mm is also suitable.
The quartz glass rod can be produced by a known method such as the VAD method.

エッチング処理は、例えば、プラズマトーチ（プラズマ火炎生成手段）を用いて生成されたプラズマ火炎で行うことができる。 The etching process can be performed with, for example, a plasma flame generated using a plasma torch (plasma flame generating means).

プラズマ火炎の生成方法は、取扱性、安全性、熱源の種類等を考慮して適宜選択すればよいが、プラズマ源となるガスに電圧を加えて、スパークさせることでプラズマ火炎を発生させる方法が好ましい。
プラズマ源となるガスとしては、アルゴン（Ａｒ）ガスが例示できる。
プラズマ火炎の生成時に加える電圧は、高周波電圧であることが好ましく、電圧の周波数は２ＭＨｚ〜２．４５ＧＨｚであることが好ましい。 The method of generating the plasma flame may be selected as appropriate in consideration of handling, safety, type of heat source, etc., but there is a method of generating a plasma flame by applying a voltage to the gas serving as the plasma source and sparking it. preferable.
Argon (Ar) gas can be illustrated as a gas used as a plasma source.
The voltage applied during the generation of the plasma flame is preferably a high-frequency voltage, and the frequency of the voltage is preferably 2 MHz to 2.45 GHz.

プラズマ火炎に添加するエッチングガスは、フッ素含有ガスであることが好ましい。
前記フッ素含有ガスは、化学構造中にフッ素原子を含有するガスであればよく、エッチング能力及びコストの面から好ましいものとしては、六フッ化硫黄（ＳＦ_６）、六フッ化エタン（Ｃ_２Ｆ_６）、四フッ化ケイ素（ＳｉＦ_４）、四フッ化メタン（ＣＦ_４）が例示できる。
フッ素含有ガスは、一種を単独で用いてもよいし、二種以上を併用してもよい。 The etching gas added to the plasma flame is preferably a fluorine-containing gas.
The fluorine-containing gas may be a gas containing a fluorine atom in its chemical structure. Preferred from the viewpoint of etching ability and cost, sulfur hexafluoride (SF ₆ ), hexafluoroethane (C ₂ F) ₆ ), silicon tetrafluoride (SiF ₄ ), and tetrafluoromethane (CF ₄ ).
A fluorine-containing gas may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.

プラズマ火炎には、エッチングガスの種類に応じて、さらに支燃性ガスとして酸素（Ｏ_２）ガスを添加することにより、エッチングガスの分解を促進してもよい。例えば、エッチングガスとしてＣ_２Ｆ_６ガスを用いる場合には、酸素ガスを併用することが好ましい。 Depending on the type of etching gas, oxygen (O ₂ ) gas may be further added to the plasma flame as a combustion-supporting gas to promote decomposition of the etching gas. For example, when C ₂ F ₆ gas is used as the etching gas, it is preferable to use oxygen gas in combination.

本発明においては、アルゴンガスを用いて生成されたプラズマ火炎に、フッ素含有ガスを添加して、エッチング処理を行うことが好ましく、プラズマ火炎に、さらに必要に応じて酸素ガスを添加して、エッチング処理を行うことがより好ましい。 In the present invention, it is preferable to perform etching treatment by adding a fluorine-containing gas to a plasma flame generated using argon gas, and etching is performed by further adding oxygen gas to the plasma flame as necessary. More preferably, the treatment is performed.

エッチング処理は、石英ガラスロッドに対して、その長手方向に沿ってプラズマトーチを相対移動させることで行うのが好ましい。ここで、「石英ガラスロッドに対してプラズマトーチを相対移動させる」とは、（Ｉ）石英ガラスロッドを固定してプラズマトーチを移動させる、（ＩＩ）プラズマトーチを固定して石英ガラスロッドを移動させる、（ＩＩＩ）石英ガラスロッド及びプラズマトーチを共に移動させる（ただし、移動速度の絶対値と移動方向が共に同じである場合を除く）、のいずれかを意味する。 The etching process is preferably performed by moving the plasma torch relative to the quartz glass rod along the longitudinal direction. Here, “moving the plasma torch relative to the quartz glass rod” means (I) moving the plasma torch while fixing the quartz glass rod, and (II) moving the quartz glass rod while fixing the plasma torch. (III) The quartz glass rod and the plasma torch are both moved (except when the absolute value of the moving speed and the moving direction are both the same).

石英ガラスロッド及びプラズマトーチは、いずれも石英ガラスロッドの長手方向（中心軸方向）に沿って移動させる。このときの移動方向は二方向あるが、いずれの方向であってもよい。例えば、前記（ＩＩＩ）の場合、石英ガラスロッド及びプラズマトーチは、同一方向に移動させてもよいし、反対方向に移動させてもよい。そして、エッチング処理を複数回繰り返して行う場合に、前記移動方向は、すべての回で同一方向であってもよいし、すべての回で異なる方向であっても（一方向ずつ二回行っても）よく、一部の回のみ異なる方向であってもよい。 Both the quartz glass rod and the plasma torch are moved along the longitudinal direction (center axis direction) of the quartz glass rod. There are two directions of movement at this time, but any direction may be used. For example, in the case of (III), the quartz glass rod and the plasma torch may be moved in the same direction or in the opposite directions. When the etching process is repeated a plurality of times, the movement direction may be the same direction at all times, or may be a different direction at all times (a single direction may be performed twice). ) Well, it may be in different directions only for some times.

エッチング処理の開始から終了までの間において、プラズマトーチの前記相対移動の速度の絶対値は、一定としてもよいし、変動させてもよいが、一定とすることが好ましい。一定とすることで、石英ガラスロッドの長手方向におけるエッチング量の変動を抑制する効果が高くなる。 Between the start and end of the etching process, the absolute value of the relative movement speed of the plasma torch may be constant or may be varied, but is preferably constant. By making it constant, the effect of suppressing fluctuations in the etching amount in the longitudinal direction of the quartz glass rod is enhanced.

エッチング処理における、プラズマトーチの前記相対移動の速度の絶対値は、他の工程の影響を受けることなく、所望のエッチング量となるように任意に設定できる。したがって、プラズマ火炎を用いた場合、酸水素火炎を用いた場合よりもエッチング速度が遅い（単位時間当たりのエッチング量が小さい）が、十分に時間をかけてエッチング処理できる。 In the etching process, the absolute value of the relative movement speed of the plasma torch can be arbitrarily set so as to be a desired etching amount without being influenced by other processes. Therefore, when the plasma flame is used, the etching rate is slower than the case where the oxyhydrogen flame is used (the etching amount per unit time is small), but the etching process can be sufficiently performed.

酸水素火炎を用いて従来法によりエッチング処理した場合、典型的には、石英ガラスロッドの表面から０．２ｍｍの深さの領域まで水酸基が残存することを、本発明者は確認している。一方で、プラズマ火炎を用いた場合には、上記のようにエッチング処理において水は発生しない。これらのことから、本発明においては、石英ガラスロッドの大きさにもよるが、エッチング処理によるエッチング量（石英ガラスロッドの表面からのエッチング距離）を好ましくは０．２ｍｍ以上、より好ましくは０．３ｍｍ以上とする（すなわち、エッチング処理により、石英ガラスロッドの外径を好ましくは０．４ｍｍ以上、より好ましくは０．６ｍｍ以上小さくする）ことにより、より高度に水酸基の残存量を低減できる。前記エッチング量の上限値は、本発明の効果を損なわない限り特に限定されず、例えば、製造コストの低減も考慮すると、１．０ｍｍであることが好ましい。 The inventors have confirmed that, when etching is performed by a conventional method using an oxyhydrogen flame, a hydroxyl group typically remains from the surface of the quartz glass rod to a region having a depth of 0.2 mm. On the other hand, when a plasma flame is used, water is not generated in the etching process as described above. From these facts, in the present invention, although it depends on the size of the quartz glass rod, the etching amount by etching (etching distance from the surface of the quartz glass rod) is preferably 0.2 mm or more, more preferably 0. By setting the outer diameter of the quartz glass rod to be 3 mm or more (that is, the outer diameter of the quartz glass rod is preferably 0.4 mm or more, more preferably 0.6 mm or more by etching), the residual amount of hydroxyl groups can be further reduced. The upper limit of the etching amount is not particularly limited as long as the effects of the present invention are not impaired. For example, in consideration of a reduction in manufacturing cost, it is preferably 1.0 mm.

図１（ａ）は、エッチング処理の上記の好ましい実施形態を例示するものである。
石英ガラスロッド１０は、両端部にダミー母材９が同軸状に接続され、これらダミー母材９は、一対の回転チャック８，８で把持されている。すなわち、石英ガラスロッド１０は、矢印Ａで示すように軸回りに回転可能とされ、反応容器７内に設置されている。
反応容器７の片側は排気ダクト（図示略）に接続されており、排気ダクト内は通常、２０〜３００Ｐａ程度の陰圧とされ、反応容器７の外部からクリーンエアを供給することで、反応容器７が置かれたブース（図示略）内が、３〜３０Ｐａ程度の陽圧となるように調整される。
ここでは、石英ガラスロッド１０を矢印Ａ方向に回転させ、石英ガラスロッド１０をその長手方向においては固定し、その長手方向に沿って、プラズマトーチ６を矢印Ｂ方向（左側）に移動させることで、エッチング処理を行う場合を例示している。符号４はプラズマ火炎である。石英ガラスロッド１０は、同じ軸回りに矢印Ａ方向に対して反対方向に回転させてもよく、プラズマトーチ６は、矢印Ｂ方向に対して反対方向（右側）に移動させてもよい。石英ガラスロッド１０の前記回転の回転数は、例えば、１５〜４０ｒｐｍとすることが好ましい。 FIG. 1 (a) illustrates the above preferred embodiment of the etching process.
The quartz glass rod 10 has a dummy base material 9 coaxially connected to both ends, and these dummy base materials 9 are held by a pair of rotating chucks 8 and 8. That is, the quartz glass rod 10 is rotatable around the axis as indicated by the arrow A and is installed in the reaction vessel 7.
One side of the reaction vessel 7 is connected to an exhaust duct (not shown), and the inside of the exhaust duct is usually at a negative pressure of about 20 to 300 Pa. By supplying clean air from the outside of the reaction vessel 7, the reaction vessel 7 The inside of the booth (not shown) where 7 is placed is adjusted so as to have a positive pressure of about 3 to 30 Pa.
Here, the quartz glass rod 10 is rotated in the arrow A direction, the quartz glass rod 10 is fixed in the longitudinal direction, and the plasma torch 6 is moved in the arrow B direction (left side) along the longitudinal direction. The case where the etching process is performed is illustrated. Reference numeral 4 denotes a plasma flame. The quartz glass rod 10 may be rotated in the opposite direction with respect to the arrow A direction around the same axis, and the plasma torch 6 may be moved in the opposite direction (right side) with respect to the arrow B direction. The rotation speed of the quartz glass rod 10 is preferably 15 to 40 rpm, for example.

本発明においては、前記エッチング処理の前後において、前記石英ガラスロッドの外径を測定することが好ましい。そして、エッチング処理前後の石英ガラスロッドの外径から、エッチング処理に伴うエッチング量を算出することが好ましい。エッチング量を算出することで、その値を目的値と比較して、目的とする程度にまでエッチングされているか否か、すなわち、エッチング処理の追加の有無をその都度判断でき、エッチング量が目的値に到達していない場合には、さらに追加でエッチング処理を行えばよい。一回のエッチング処理によるエッチング量が予め判明していても、用いる石英ガラスロッドの大きさ、石英ガラスの粘度、設備トラブルの有無等によっては、一回のエッチング処理によるエッチング量が予想値とは異なることがあり、その場合には、追加でエッチング処理を行うように制御するとよい。このようにすることで、石英ガラスロッドに対して、目的とする程度にまでエッチング処理を確実に行うことができる。
石英ガラスロッドの外径は、例えば、レーザ外径測定機等を用いる公知の方法で測定できる。 In the present invention, it is preferable to measure the outer diameter of the quartz glass rod before and after the etching process. And it is preferable to calculate the etching amount accompanying an etching process from the outer diameter of the quartz glass rod before and behind an etching process. By calculating the etching amount, the value can be compared with the target value to determine whether or not the etching is performed to the target level, that is, whether or not the etching process is added each time, and the etching amount is the target value. If it has not reached, an additional etching process may be performed. Even if the etching amount by one etching process is known in advance, the etching amount by one etching process is the expected value depending on the size of the quartz glass rod used, the viscosity of the quartz glass, the presence or absence of equipment trouble, etc. In this case, it may be controlled to perform an additional etching process. By doing in this way, an etching process can be reliably performed to the target grade with respect to a quartz glass rod.
The outer diameter of the quartz glass rod can be measured by a known method using, for example, a laser outer diameter measuring machine.

エッチング処理後は、これ（エッチング処理）とは別途にプラズマ火炎を用いて、石英ガラスロッドのエッチング処理面を予熱処理する。予熱処理においても、プラズマ火炎を用いることで、石英ガラスロッドのエッチング処理面における水酸基の残存が抑制される。
さらに、プラズマ火炎は、熱容量が小さく、赤外線波長域の光を含まないため、酸水素火炎よりも輻射熱の発生が非常に少ない。したがって、プラズマ火炎で石英ガラスロッドを加熱しても、表面が広範囲に渡って、高温で長時間熱を帯びた（予熱された）状態とはならないので、エッチング処理面は、水が結合（反応）する前に十分に冷却される。通常は、エッチング処理面の温度が高いほど、水はエッチング処理面と結合（反応）し易くなる。このような効果も相まって、プラズマ火炎を用いて予熱処理することにより、石英ガラスロッドのエッチング処理面における水酸基の残存は、高度に抑制される。 After the etching process, the etched surface of the quartz glass rod is preheated using a plasma flame separately from this (etching process). Also in the pre-heat treatment, the use of the plasma flame suppresses the remaining hydroxyl groups on the etched surface of the quartz glass rod.
Furthermore, since the plasma flame has a small heat capacity and does not contain light in the infrared wavelength region, it generates much less radiant heat than the oxyhydrogen flame. Therefore, even if the quartz glass rod is heated with a plasma flame, the surface does not become hot (preheated) for a long time at a high temperature over a wide range, so water is bonded to the etched surface (reaction). ) Cool well before doing. Usually, the higher the temperature of the etched surface, the easier it is for water to bond (react) with the etched surface. Combined with these effects, the residual heat of the hydroxyl group on the etched surface of the quartz glass rod is highly suppressed by performing the pre-heat treatment using the plasma flame.

一方、酸水素火炎を用いた場合には、石英ガラス微粒子を堆積させるときのエッチング処理面の温度を１０００℃以下に抑制することで、エッチング処理面における水酸基の残存をある程度低減できることを、本発明者は確認している。しかし、冷却の過程で、エッチング処理面が水と結合（反応）することがあるため、水酸基の残存を十分には低減できない。 On the other hand, when an oxyhydrogen flame is used, it is possible to reduce residual hydroxyl groups on the etched surface to some extent by suppressing the temperature of the etched surface when depositing the quartz glass fine particles to 1000 ° C. or less. Confirmed. However, since the etched surface may bind (react) with water during the cooling process, the remaining hydroxyl groups cannot be reduced sufficiently.

予熱処理は、対象となる石英ガラス微粒子の堆積箇所（エッチング箇所）に対して、一回行うだけでもよいし、二回以上（複数回）繰り返して行ってもよい。ただし、通常は、一回行うだけでも十分な効果が得られる。 The pre-heat treatment may be performed only once for the target quartz glass fine particle deposition site (etching site), or may be repeated twice or more (multiple times). However, normally, sufficient effects can be obtained by performing only once.

予熱処理時のプラズマ火炎は、エッチング処理時のものと同様の方法で生成されたものでよく、アルゴンガス、窒素（Ｎ_２）ガス又は酸素ガスを用いて生成されたものが好ましい。このようなプラズマ火炎を用いることで、予熱処理をより効果的に行うことができる。 The plasma flame at the time of the pre-heat treatment may be generated by the same method as that at the time of the etching process, and is preferably generated using argon gas, nitrogen (N ₂ ) gas or oxygen gas. By using such a plasma flame, the pre-heat treatment can be performed more effectively.

予熱処理は、石英ガラスロッド（エッチング面が形成された石英ガラスロッド）に対して、その長手方向に沿ってプラズマトーチ（プラズマ火炎生成手段）を相対移動させることで行うのが好ましく、例えば、用いるガスの種類が異なる点以外は、上記のエッチング処理の場合と同様の方法で行うことができる。 The pre-heat treatment is preferably performed by moving the plasma torch (plasma flame generating means) relative to the quartz glass rod (quartz glass rod having an etched surface) along the longitudinal direction thereof. Except for the difference in the type of gas, it can be performed by the same method as in the etching process.

予熱処理時におけるプラズマトーチの移動方向は、石英ガラスロッドの長手方向（中心軸方向）に沿って二方向あるが、いずれの方向でもよく、エッチング処理時におけるプラズマトーチの移動方向と同じであってもよいし、異なっていてもよい。 There are two directions of movement of the plasma torch during the pre-heat treatment along the longitudinal direction (center axis direction) of the quartz glass rod, but either direction is the same as the direction of movement of the plasma torch during the etching process. It may be different or different.

予熱処理の開始から終了までの間において、プラズマトーチの前記相対移動の速度の絶対値は、一定としてもよいし、変動させてもよいが、一定とすることが好ましい。一定とすることで、後述する光ファイバ用ガラス母材において、石英ガラスロッドと外付け層との間で剥離及びずれを抑制する効果がより高くなる。 The absolute value of the relative movement speed of the plasma torch from the start to the end of the preheat treatment may be constant or may be varied, but is preferably constant. By making it constant, in the glass preform for optical fiber described later, the effect of suppressing peeling and deviation between the quartz glass rod and the external layer becomes higher.

本発明においては、エッチング処理の開始から終了までの間におけるプラズマトーチ（エッチング用プラズマトーチ）の前記相対移動速度の絶対値をｖ_Ａ、予熱処理の特定時期におけるプラズマトーチ（予熱用プラズマトーチ）の前記相対移動速度の絶対値をｖ_Ｂ’としたとき、予熱処理時間（予熱処理の開始から終了までの時間）の７０％以上でｖ_Ａ＜ｖ_Ｂ’とすることが好ましく、予熱処理時間の８０％以上でｖ_Ａ＜ｖ_Ｂ’とすることがより好ましく、予熱処理時間の９０％以上でｖ_Ａ＜ｖ_Ｂ’とすることがさらに好ましく、予熱処理の開始から終了まで、ｖ_Ａ＜ｖ_Ｂ’とすることが特に好ましい。すなわち、予熱処理の開始から終了までの間におけるプラズマトーチの前記相対移動速度の絶対値をｖ_Ｂとしたとき、ｖ_Ａ＜ｖ_Ｂとすることが特に好ましい。このようにすることで、工程の時間を短縮できると共に、光ファイバ用ガラス母材において、石英ガラスロッドと外付け層との間で剥離及びずれを抑制する効果がより高くなる。ｖ_Ａを一定とせずに変動させる場合にはその最大値が、ｖ_Ｂを一定とせずに変動させる場合にはその最小値が、それぞれ上記関係を満たすようにすればよい。 In the present invention, the absolute value of the relative movement speed of the plasma torch (etching plasma torch) from the start to the end of the etching process is represented by v _A , and the plasma torch (preheating plasma torch) at a specific time of the preheat treatment. _'when a, v _{a <v} B in the preheating processing time (time from the start to the end of the preheating process) 70% _of' the absolute value of the relative movement velocity v _B is preferably set to, for preheating time 'more preferably to, _v a _{<v B} at least 90% of the pre-heating processing time' _v a _{<v B} at least 80% more preferably to, from the start to the end of the preheating _{process, v} a <v _B ′ is particularly preferable. That is, it is particularly preferable that v _A <v _B when the absolute value of the relative moving speed of the plasma torch from the start to the end of the pre-heat treatment is v _B. By doing in this way, while being able to shorten the time of a process, the effect which suppresses peeling and a shift | offset | difference between a quartz glass rod and an external layer becomes higher in the glass preform for optical fibers. The maximum value may be satisfied when v _A is changed without being constant, and the minimum value may be satisfied when v _B is changed without being constant.

予熱処理では、前記石英ガラス微粒子の堆積を開始するときの、前記石英ガラスロッドのエッチング処理面の温度を、５０℃以上とすることが好ましく、６０℃以上とすることがより好ましく、７０℃以上とすることが特に好ましい。このようにすることで、光ファイバ用ガラス母材において、石英ガラスロッドと外付け層との間で剥離及びずれを抑制する効果がより高くなる。 In the pre-heat treatment, the temperature of the etched surface of the quartz glass rod when starting the deposition of the quartz glass fine particles is preferably 50 ° C. or higher, more preferably 60 ° C. or higher, and 70 ° C. or higher. It is particularly preferable that By doing in this way, in the glass base material for optical fibers, the effect which suppresses peeling and a shift | offset | difference between a quartz glass rod and an external layer becomes higher.

また、予熱処理では、前記石英ガラス微粒子の堆積を開始するときの、前記石英ガラスロッドのエッチング処理面の温度を、４００℃以下とすることが好ましく、３５０℃以下とすることがより好ましく、３００℃以下とすることが特に好ましい。このようにすることで、光ファイバ用ガラス母材について、その特性に影響を与えることなく、水酸基の量を低減する効果がより高くなる。通常は、エッチング処理面の温度が低いほど、水はエッチング処理面と結合（反応）し難くなり、容易に脱離可能となるので、光ファイバ用石英多孔質母材の脱水及び焼結処理時における脱水効果が高くなる。 In the pre-heat treatment, the temperature of the etched surface of the quartz glass rod when starting the deposition of the quartz glass fine particles is preferably 400 ° C. or less, more preferably 350 ° C. or less, and 300 It is particularly preferable that the temperature is not higher than ° C. By doing in this way, about the glass base material for optical fibers, the effect of reducing the quantity of a hydroxyl group becomes higher, without affecting the characteristic. Normally, the lower the temperature of the etched surface, the more difficult it is for water to bond (react) with the etched surface and it can be easily removed. Increases dehydration effect.

エッチング処理面の温度は、例えば、サーモトレーサや非接触式のレーザ放射温度計を用いる公知の方法により、簡便に測定できる。
なお、エッチング処理面の前記温度は、石英ガラスロッドの大きさや、この後で堆積させる石英ガラス微粒子の量等を考慮して、調節してもよい。 The temperature of the etched surface can be easily measured by a known method using, for example, a thermotracer or a non-contact type laser radiation thermometer.
The temperature of the etching surface may be adjusted in consideration of the size of the quartz glass rod, the amount of quartz glass fine particles to be deposited thereafter, and the like.

予熱処理は、エッチング処理がすべて終了してから行ってもよいし、エッチング処理がすべて終了する前に、エッチング処理済みの部位から行うことで、エッチング処理と並行して行ってもよい。 The pre-heat treatment may be performed after the etching process is completed, or may be performed in parallel with the etching process by performing the etching process from the part where the etching process has been completed before the etching process is completed.

予熱処理後は、予熱処理により熱を帯びた状態とした、石英ガラスロッドのエッチング処理面に、石英ガラス微粒子を堆積させて、光ファイバ用石英多孔質母材とする。石英ガラス微粒子の堆積開始時におけるエッチング処理面の温度は、上記の通りである。 After the preheat treatment, quartz glass fine particles are deposited on the etched surface of the quartz glass rod, which has been heated by the preheat treatment, to obtain a quartz porous preform for optical fiber. The temperature of the etched surface at the start of the deposition of the quartz glass fine particles is as described above.

石英ガラス微粒子の堆積は、一回行うだけでもよいし、二回以上（複数回）繰り返して行ってもよいが、通常は、複数回繰り返して行うことにより、十分な量の石英ガラス微粒子を堆積させることが好ましい。このときの繰り返し数は、目的とする光ファイバ用ガラス母材の大きさに応じて適宜調節すればよく、例えば、数百回程度等、千回以下とすることがある。 The quartz glass fine particles may be deposited only once, or may be repeated two or more times (multiple times). Usually, a sufficient amount of quartz glass fine particles is deposited by repeating plural times. It is preferable to make it. The number of repetitions at this time may be appropriately adjusted according to the size of the target glass preform for optical fiber, and may be, for example, about several hundred times or less, such as several hundred times.

堆積させる石英ガラス微粒子は、石英ガラス原料ガス、水素（Ｈ_２）ガス、酸素ガス及び不活性ガスを用いて、酸水素火炎中で生成させることが好ましい。
前記石英ガラス原料ガスとしては、四塩化ケイ素（ＳｉＣｌ_４）ガス、四塩化ゲルマニウム（ＧｅＣ１_４）ガス等が例示できる。
前記不活性ガスとしては、アルゴンガス、窒素ガスが例示できる。 The quartz glass fine particles to be deposited are preferably produced in an oxyhydrogen flame using a quartz glass raw material gas, hydrogen (H ₂ ) gas, oxygen gas and inert gas.
Examples of the quartz glass source gas include silicon tetrachloride (SiCl ₄ ) gas and germanium tetrachloride (GeC 1 ₄ ) gas.
Examples of the inert gas include argon gas and nitrogen gas.

石英ガラス微粒子の堆積温度（デポジション温度）は、５００〜１１００℃であることが好ましく、６５０〜１０５０℃であることがより好ましい。 The deposition temperature (deposition temperature) of the quartz glass fine particles is preferably 500 to 1100 ° C., and more preferably 650 to 1050 ° C.

石英ガラス微粒子の堆積は、石英ガラスロッド（エッチング面が予熱処理された石英ガラスロッド）に対して、その長手方向に沿って、石英ガラス微粒子を生成する石英ガラスバーナを相対移動させることで行うのが好ましい。ここで、「石英ガラスロッドに対して石英ガラスバーナを相対移動させる」とは、上記のプラズマトーチの場合と同様であり、（ｉ）石英ガラスロッドを固定して石英ガラスバーナを移動させる、（ｉｉ）石英ガラスバーナを固定して石英ガラスロッドを移動させる、（ｉｉｉ）石英ガラスロッド及び石英ガラスバーナを共に移動させる（ただし、移動速度の絶対値と移動方向が共に同じである場合を除く）、のいずれかを意味する。 The quartz glass fine particles are deposited by moving the quartz glass burner for producing the quartz glass fine particles relative to the quartz glass rod (the quartz glass rod whose etching surface has been preheated) along the longitudinal direction thereof. Is preferred. Here, “relatively moving the quartz glass burner relative to the quartz glass rod” is the same as in the case of the above plasma torch, and (i) moving the quartz glass burner while fixing the quartz glass rod. ii) The quartz glass burner is fixed and the quartz glass rod is moved. (iii) The quartz glass rod and the quartz glass burner are moved together (unless the absolute value of the moving speed and the moving direction are both the same). , Means either.

石英ガラスロッド及び石英ガラスバーナは、いずれも石英ガラスロッドの長手方向（中心軸方向）に沿って移動させる。このときの移動方向は二方向あるが、いずれの方向であってもよい。例えば、前記（ｉｉｉ）の場合、石英ガラスロッド及び石英ガラスバーナは、同一方向に移動させてもよいし、反対方向に移動させてもよい。
そして、石英ガラス微粒子の堆積を複数回繰り返して行う場合に、前記移動方向は、すべての回で同一方向であってもよいし、すべての回で異なる方向であっても（一方向ずつ二回行っても）よく、一部の回のみ異なる方向であってもよい。 Both the quartz glass rod and the quartz glass burner are moved along the longitudinal direction (center axis direction) of the quartz glass rod. There are two directions of movement at this time, but any direction may be used. For example, in the case of (iii), the quartz glass rod and the quartz glass burner may be moved in the same direction or in the opposite direction.
When the quartz glass fine particles are repeatedly deposited a plurality of times, the moving direction may be the same direction at all times, or may be different at all times (two times for each direction). Or may be in different directions only for some times.

石英ガラス微粒子の堆積の開始から終了までの間において、石英ガラスバーナの前記相対移動の速度の絶対値は、一定としてもよいし、変動させてもよいが、一定とすることが好ましい。一定とすることで、石英ガラス微粒子の堆積層（スート堆積層）の厚さが、石英ガラスロッドの長手方向においてより均一となる。 The absolute value of the speed of the relative movement of the quartz glass burner may be constant or fluctuated during the period from the start to the end of the deposition of the quartz glass fine particles, but is preferably constant. By making it constant, the thickness of the quartz glass fine particle deposition layer (soot deposition layer) becomes more uniform in the longitudinal direction of the quartz glass rod.

本発明においては、石英ガラス微粒子の堆積の特定時期における石英ガラスバーナの前記相対移動速度の絶対値をｖ_Ｃ’としたとき、堆積時間（堆積の開始から終了までの時間）の７０％以上でｖ_Ｂ≦ｖ_Ｃ’とすることが好ましく、堆積時間の８０％以上でｖ_Ｂ≦ｖ_Ｃ’とすることがより好ましく、堆積時間の９０％以上でｖ_Ｂ≦ｖ_Ｃ’とすることがさらに好ましく、石英ガラス微粒子の堆積の開始から終了まで、ｖ_Ｂ≦ｖ_Ｃ’とすることが特に好ましい。すなわち、石英ガラス微粒子の堆積の開始から終了までの間における石英ガラスバーナの前記相対移動速度の絶対値をｖ_Ｃとしたとき、ｖ_Ｂ≦ｖ_Ｃとすることが特に好ましい。このようにすることで、スート層の割れを抑制する効果がより高くなる。ｖ_Ｂを一定とせずに変動させる場合にはその最大値が、ｖ_Ｃを一定とせずに変動させる場合にはその最小値が、それぞれ上記関係を満たすようにすればよい。 In the present invention, when the absolute value of the relative movement speed of the quartz glass burner at a specific time of deposition of the quartz glass fine particles is v _C ′, it is 70% or more of the deposition time (time from the start to the end of the deposition). v 'is preferably set to, _{v B} ≦ _{v C} over 80% of the deposition time' _B ≦ _{v C} more preferably to at deposition time of less than 90% _{_v B} ≦ _v _C 'that it is further It is particularly preferable that v _B ≦ v _C ′ from the start to the end of the deposition of the quartz glass fine particles. That is, it is particularly preferable that v _B ≦ v _C when the absolute value of the relative moving speed of the quartz glass burner from the start to the end of the deposition of the quartz glass fine particles is v _C. By doing in this way, the effect which suppresses the crack of a soot layer becomes higher. The maximum value may be satisfied when v _B is varied without being constant, and the minimum value may be satisfied when v _C is varied without being constant.

このように、本発明においては、石英ガラス微粒子の堆積の開始から終了まで、ｖ_Ａ＜ｖ_Ｂ≦ｖ_Ｃとすることが、特に好ましい。 Thus, in the present invention, it is particularly preferable that v _A <v _B ≦ v _C from the start to the end of the deposition of the quartz glass fine particles.

石英ガラスバーナの前記相対移動速度の絶対値ｖ_Ｃ’（ｖ_Ｃ）は、例えば、エッチング処理時におけるプラズマトーチの前記相対移動速度の絶対値と同程度であるなど、極端に小さい場合には、光ファイバ用石英多孔質母材を得るのに長時間を要する。また、石英ガラス微粒子の堆積を複数回繰り返して行う場合、一回目を上記のようにプラズマトーチの相対移動速度の絶対値と同程度に小さくし、二回目以降を工程時間の短縮のために大きくするなど、一部の回で大きく変化させた場合には、形成された石英ガラス微粒子の各堆積層の間で、大きな厚さの差が生じたことに起因して、かさ密度の差が生じ、最終的に形成されたスート層にかさ密度のむらが生じて、スート層に割れが生じ易くなることがある。通常、相対移動速度の絶対値を小さくすると、石英ガラス微粒子の堆積層は厚くなり、相対移動速度の絶対値を大きくすると、石英ガラス微粒子の堆積層は薄くなる。そこで例えば、石英ガラスロッドの大きさや、堆積させる石英ガラス微粒子の量等にもよるが、ｖ_Ｃ’（ｖ_Ｃ）を好ましくは１００ｍｍ／分以上、より好ましくは１５０ｍｍ／分以上とするなど、石英ガラスバーナを迅速に相対移動させるとよい。このようにすることで、光ファイバ用石英多孔質母材を短時間でより効率的に作製できる。また、石英ガラス微粒子の堆積を複数回行う場合にも、最終的に形成されたスート層においてかさ密度のむらの発生が抑制される。ｖ_Ｃ’（ｖ_Ｃ）の上限値は、本発明の効果を損なわない限り特に限定されない。 When the absolute value v _C ′ (v _C ) of the relative movement speed of the quartz glass burner is extremely small, for example, the absolute value of the relative movement speed of the plasma torch during the etching process is extremely small, It takes a long time to obtain a quartz porous preform for optical fibers. In addition, when the deposition of quartz glass fine particles is repeated a plurality of times, the first time is made as small as the absolute value of the relative movement speed of the plasma torch as described above, and the second and subsequent times are made large to shorten the process time. In the case of large changes at some times, a difference in bulk density occurs due to a large difference in thickness between the deposited layers of quartz glass particles formed. The soot layer finally formed may have uneven bulk density, and the soot layer may be easily cracked. Usually, when the absolute value of the relative movement speed is decreased, the quartz glass fine particle deposition layer becomes thicker, and when the absolute value of the relative movement speed is increased, the quartz glass fine particle deposition layer becomes thinner. Therefore, for example, depending on the size of the quartz glass rod, the amount of quartz glass fine particles to be deposited, etc., it is preferable that v _C ′ (v _C ) is preferably 100 mm / min or more, more preferably 150 mm / min or more. It is advisable to move the glass burner relatively quickly. By doing in this way, the quartz porous base material for optical fibers can be produced more efficiently in a short time. In addition, even when quartz glass fine particles are deposited a plurality of times, the occurrence of unevenness in bulk density is suppressed in the finally formed soot layer. The upper limit value of v _C ′ (v _C ) is not particularly limited as long as the effect of the present invention is not impaired.

石英ガラス微粒子の堆積は、予熱処理がすべて終了してから行ってもよいし、予熱処理がすべて終了する前に、予熱処理済みの部位から行うことで、予熱処理と並行して行ってもよい。そして、光ファイバ用ガラス母材において、石英ガラスロッドと外付け層との間で剥離及びずれを抑制する効果がより高くなることから、予熱処理と並行して行うことが好ましい。このようにすることにより、予熱処理後の放熱（温度の低下）度が低い状態のエッチング処理面に、石英ガラス微粒子を堆積させることができる。 The deposition of the quartz glass fine particles may be performed after all the pre-heat treatment is completed, or may be performed in parallel with the pre-heat treatment by performing from the pre-heat-treated portion before all the pre-heat treatment is completed. . And in the glass base material for optical fibers, since the effect which suppresses peeling and a shift | offset | difference between a quartz glass rod and an external layer becomes higher, it is preferable to carry out in parallel with pre-heat treatment. By doing in this way, quartz glass microparticles can be deposited on the etched surface where the degree of heat release (temperature decrease) after pre-heat treatment is low.

石英ガラス微粒子は、予熱処理により熱を帯びた状態の、石英ガラスロッドのエッチング処理面に堆積されるので、該処理面との密着度が向上し、石英ガラスロッドと外付け層との間で剥離及びずれの発生が抑制される。また、石英ガラス微粒子の堆積を複数回行う場合には、従来法と同様に、石英ガラス微粒子の堆積に温度が高い火炎を用いることもあり、二回目以降に堆積される石英ガラス微粒子は、その堆積される表面（石英ガラス微粒子の堆積層表面）の温度が十分に高いので、該表面との密着度が高い。 Since the quartz glass fine particles are deposited on the etched surface of the quartz glass rod that has been heated by the pre-heat treatment, the degree of adhesion with the treated surface is improved, and the quartz glass rod and the external layer are improved. Generation of peeling and deviation is suppressed. Also, when the quartz glass fine particles are deposited several times, a flame having a high temperature may be used for the deposition of the quartz glass fine particles, as in the conventional method. Since the temperature of the surface to be deposited (the surface of the quartz glass fine particle deposition layer) is sufficiently high, the degree of adhesion with the surface is high.

図１（ｂ）は、予熱処理及び石英ガラス微粒子の堆積について、上記の好ましい実施形態を例示するものである。
ここでは、石英ガラスロッド１０をその長手方向においては固定し、その長手方向に沿って、プラズマトーチ６及び石英ガラスバーナ５を同一方向、すなわち矢印Ｂ方向（左側）に移動させることで、予熱処理及び石英ガラス微粒子の堆積を行う場合を例示している。このとき、石英ガラスロッド１０は矢印Ａ方向に回転させる。石英ガラスバーナ５は、プラズマトーチ６を追いかけるように移動させる。プラズマ火炎４にエッチングガスは添加しないが、プラズマトーチ６は、ここでの予熱処理だけでなく、前記エッチング処理も行うものであってよい。
排気ダクト内と、反応容器７が置かれたブース内の圧力は、図１（ａ）の場合と同様である。
石英ガラス微粒子の堆積を複数回行う場合には、二回目以降においては、石英ガラスバーナ５のみを移動させることで、堆積させることができる。
また、石英ガラスロッド１０は、同じ軸回りに矢印Ａ方向に対して反対方向に回転させてもよく、プラズマトーチ６及び石英ガラスバーナ５は、矢印Ｂ方向に対して反対方向（右側）に移動させてもよい。石英ガラスロッド１０の前記回転の回転数は、図１（ａ）の場合と同様である。
なお、ここでは石英ガラスバーナ５が、石英ガラスロッド１０の長手方向に沿って２個直列に配置された例を示しているが、石英ガラスバーナ５の数及び配置形態は、これに限定されず、適宜調節できる。 FIG. 1 (b) illustrates the above preferred embodiment for pre-heat treatment and quartz glass particulate deposition.
Here, the quartz glass rod 10 is fixed in the longitudinal direction, and the pre-heat treatment is performed by moving the plasma torch 6 and the quartz glass burner 5 in the same direction, that is, the arrow B direction (left side) along the longitudinal direction. In addition, the case where quartz glass fine particles are deposited is illustrated. At this time, the quartz glass rod 10 is rotated in the direction of arrow A. The quartz glass burner 5 is moved so as to follow the plasma torch 6. Although no etching gas is added to the plasma flame 4, the plasma torch 6 may perform not only the preheating process here but also the etching process.
The pressure in the exhaust duct and in the booth where the reaction vessel 7 is placed are the same as in the case of FIG.
When the quartz glass fine particles are deposited a plurality of times, it can be deposited by moving only the quartz glass burner 5 in the second and subsequent times.
Further, the quartz glass rod 10 may be rotated in the opposite direction with respect to the arrow A direction around the same axis, and the plasma torch 6 and the quartz glass burner 5 move in the opposite direction (right side) with respect to the arrow B direction. You may let them. The rotation speed of the quartz glass rod 10 is the same as in the case of FIG.
Here, an example is shown in which two quartz glass burners 5 are arranged in series along the longitudinal direction of the quartz glass rod 10, but the number and arrangement of the quartz glass burners 5 are not limited thereto. Can be adjusted as appropriate.

石英ガラスロッドのエッチング処理面に石英ガラス微粒子を堆積させた後は、得られた光ファイバ用石英多孔質母材を透明ガラス化する。
透明ガラス化は公知の方法で行えばよく、光ファイバ用石英多孔質母材を脱水及び焼結処理することで行うことができるが、かかる母材は水酸基の量が十分に低減されているので、脱水処理は省略してもよい。 After the quartz glass fine particles are deposited on the etched surface of the quartz glass rod, the obtained quartz porous preform for optical fiber is made into transparent glass.
Transparent vitrification may be performed by a known method, and can be performed by dehydrating and sintering a quartz porous preform for optical fibers. However, the amount of hydroxyl groups in such a preform is sufficiently reduced. The dehydration process may be omitted.

前記脱水処理は、塩素含有ガスの存在下で行うことが好ましい。
前記焼結処理は、ヘリウムガス等の不活性ガスの存在下で行うことが好ましい。
また、脱水及び焼結処理をフッ素含有ガスの存在下で行うことにより、フッ素添加を行い、透明ガラス化した層（外付け層）の屈折率を低下させることができる。このときのフッ素含有ガスとしては、前記エッチング処理においてエッチングガスとして用いるフッ素含有ガスと同じものが例示でき、かかるフッ素含有ガスは、一種を単独で用いてもよいし、二種以上を併用してもよい。 The dehydration treatment is preferably performed in the presence of a chlorine-containing gas.
The sintering treatment is preferably performed in the presence of an inert gas such as helium gas.
In addition, by performing dehydration and sintering treatment in the presence of a fluorine-containing gas, fluorine can be added to reduce the refractive index of the layer (external layer) that has been made into a transparent glass. As the fluorine-containing gas at this time, the same fluorine-containing gas used as the etching gas in the etching process can be exemplified, and such fluorine-containing gas may be used alone or in combination of two or more. Also good.

透明ガラス化した後は、得られたものを光ファイバ用ガラス母材としてもよいし、形成した透明ガラス化層（外付け層）の外側に、さらに外付け層を追加形成して光ファイバ用ガラス母材としてもよい。
追加形成する外付け層は、公知の方法で形成してもよいし、上記の透明ガラス化で得られたものを、あらたに石英ガラスロッドとして用い、上記の本発明の製造方法を適用して形成してもよい。
追加形成する外付け層の数及び種類は、目的とする光ファイバ用ガラス母材の構造に応じて、任意に設定できる。 After forming into a transparent glass, the resulting product may be used as a glass base material for an optical fiber, or an additional external layer may be formed on the outside of the formed transparent vitrified layer (external layer). It is good also as a glass base material.
The external layer to be additionally formed may be formed by a known method, or the one obtained by the above transparent vitrification is newly used as a quartz glass rod, and the above-described production method of the present invention is applied. It may be formed.
The number and type of external layers to be additionally formed can be arbitrarily set according to the structure of the target glass preform for optical fiber.

図２は、本発明により得られた光ファイバ用ガラス母材と、該母材を構成する各層の屈折率の関係と、を例示する概略断面図である。図２（ａ）は、コア１１、内側クラッド１２及び外側クラッド１３がこの順に設けられた光ファイバ用ガラス母材１を示し、図２（ｂ）は、コア１１、内側クラッド１２、トレンチ層１４及び外側クラッド１３がこの順に設けられた光ファイバ用ガラス母材２を示す。
図２中、Ｄは外側クラッドの外径を、ｄ_１は内側クラッドの外径を、ｄ_２はトレンチ層の外径を、それぞれ示す。
なお、ここに示す光ファイバ用ガラス母材は、本発明により得られるものの一例を示すに過ぎず、本発明により得られる光ファイバ用ガラス母材は、これに限定されるものではない。 FIG. 2 is a schematic cross-sectional view illustrating an optical fiber glass preform obtained according to the present invention and the relationship between the refractive indexes of the layers constituting the preform. 2A shows the glass preform 1 for an optical fiber in which the core 11, the inner cladding 12 and the outer cladding 13 are provided in this order. FIG. 2B shows the core 11, the inner cladding 12, and the trench layer 14. And the glass preform | base_material 2 for optical fibers in which the outer side cladding 13 was provided in this order is shown.
In FIG. 2, D indicates the outer diameter of the outer cladding, d ₁ indicates the outer diameter of the inner cladding, and d ₂ indicates the outer diameter of the trench layer.
The optical fiber glass preform shown here is merely an example of what can be obtained by the present invention, and the optical fiber glass preform obtained by the present invention is not limited to this.

光ファイバ用ガラス母材１は、例えば、石英ガラスロッドとしてコア１１及び内側クラッド１２を構成するものを用い、外側クラッド１３の形成時に本発明を適用することで製造できる。
また、光ファイバ用ガラス母材２は、例えば、石英ガラスロッドとしてコア１１及び内側クラッド１２を構成するものを用い、トレンチ層１４の形成時に本発明を適用することで製造できる。そして、Ｄ／ｄ_２の値が４未満の場合には、トレンチ層１４と外側クラッド１３との界面に水酸基が残存していても、光ファイバ用ガラス母材２はその影響を受けないため、外側クラッド１３の形成時にトレンチ層１４の表面はエッチング処理が不要であり、本発明を適用する必要はなく、外側クラッド１３は従来の外付け法で形成できる。一方、Ｄ／ｄ_２の値が４以上の場合には、トレンチ層１４と外側クラッド１３との界面に水酸基が残存していると、光ファイバ用ガラス母材２はその影響を受けるため、外側クラッド１３の形成時にも本発明を適用する。 The glass preform 1 for an optical fiber can be manufactured, for example, by using a quartz glass rod that constitutes the core 11 and the inner cladding 12 and applying the present invention when forming the outer cladding 13.
Moreover, the glass preform 2 for optical fiber can be manufactured by applying the present invention when forming the trench layer 14 using, for example, a quartz glass rod that constitutes the core 11 and the inner cladding 12. And when the value of D / d ₂ is less than 4, even if a hydroxyl group remains at the interface between the trench layer 14 and the outer cladding 13, the glass preform 2 for optical fibers is not affected by this, When the outer cladding 13 is formed, the surface of the trench layer 14 does not need to be etched, and it is not necessary to apply the present invention, and the outer cladding 13 can be formed by a conventional external method. On the other hand, when the value of D / d ₂ is 4 or more and the hydroxyl group remains at the interface between the trench layer 14 and the outer cladding 13, the glass base material 2 for optical fiber is affected by this, so the outer side The present invention is also applied when the clad 13 is formed.

図３に、本発明に係る光ファイバ用ガラス母材の製造方法の一実施形態を説明するためのフロー図を例示する。ここに示すもののうち、点線枠で囲った工程は、状況によって省略することも可能である。 FIG. 3 illustrates a flow diagram for explaining an embodiment of the method for producing an optical fiber glass preform according to the present invention. Of the steps shown here, the step surrounded by a dotted frame can be omitted depending on the situation.

本発明により得られた光ファイバ用ガラス母材は、水酸基の量が十分に低減されている。したがって、かかる母材から製造された光ファイバは、ＯＨ損失が高度に低減されたものとなり、ＯＨ損失が好ましくは０．３１ｄＢ／ｋｍ以下の光ファイバを得ることが可能である。
また、本発明により得られた光ファイバ用ガラス母材は、小型であるか、大型であるかによらず、剥離、ずれ及び割れが抑制されたものとなる。 In the glass preform for optical fiber obtained by the present invention, the amount of hydroxyl groups is sufficiently reduced. Therefore, an optical fiber manufactured from such a base material has a highly reduced OH loss, and it is possible to obtain an optical fiber having an OH loss of preferably 0.31 dB / km or less.
Moreover, the glass preform for optical fiber obtained by the present invention is suppressed from peeling, shifting and cracking regardless of whether it is small or large.

以下、具体的実施例により、本発明についてより詳細に説明する。ただし、本発明は、以下に示す実施例に、何ら限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to specific examples. However, the present invention is not limited to the following examples.

［実施例１］
＜光ファイバ用ガラス母材の製造＞
図１を参照して説明した方法により、表１に示す条件で、図２（ｂ）に示す構造の光ファイバ用ガラス母材を製造した。具体的には、以下の通りである。
ＶＡＤ法で作製した石英ガラスロッドの両端部にダミー母材を同軸状に接続し、反応容器内でこれを一対の回転チャックで把持した後、石英ガラスロッドを軸回りに回転数２５ｒｐｍで回転させた。石英ガラスロッドとしては、コア及び内側クラッドを構成するものを用いた。また、反応容器には外部からクリーンエアを供給し、反応容器が置かれたブース内の圧力を、３〜３０Ｐａの範囲内に収まるように調整した。 [Example 1]
<Manufacture of glass preforms for optical fibers>
By the method described with reference to FIG. 1, an optical fiber glass preform having the structure shown in FIG. 2B was manufactured under the conditions shown in Table 1. Specifically, it is as follows.
A dummy base material is coaxially connected to both ends of a quartz glass rod manufactured by the VAD method, and this is gripped by a pair of rotating chucks in a reaction vessel, and then the quartz glass rod is rotated around the axis at a rotational speed of 25 rpm. It was. As the quartz glass rod, one constituting the core and the inner cladding was used. In addition, clean air was supplied to the reaction vessel from the outside, and the pressure in the booth where the reaction vessel was placed was adjusted to fall within the range of 3 to 30 Pa.

次いで、石英ガラスロッドをその長手方向においては固定し、その長手方向に沿って、プラズマトーチを移動させることで、石英ガラスロッドの表面をプラズマ火炎でエッチング処理した。このとき、アルゴンガスを３０ＳＬＭの流量でプラズマトーチに供給し、高周波電源を用いて１３．５６ＭＨｚ、６ＫＷの条件で電圧を加えることで、高周波プラズマ火炎を生成させた。そして、生成されたプラズマ火炎に、ＳＦ_６ガスを２．５ＳＬＭの流量で添加することで、エッチング処理を行った。エッチング処理は、ガラスロッドの一端から他端に向けてプラズマトーチを一方向に一回のみ移動させることで、一回のみ行った。なお、エッチング処理の前後において、レーザ外径測定機（キーエンス社製ＬＳ−３０００シリーズ）を用いて、石英ガラスロッドの外径を測定し、エッチング量を算出した。 Next, the quartz glass rod was fixed in the longitudinal direction, and the surface of the quartz glass rod was etched with a plasma flame by moving the plasma torch along the longitudinal direction. At this time, argon gas was supplied to the plasma torch at a flow rate of 30 SLM, and a high frequency plasma flame was generated by applying a voltage under the conditions of 13.56 MHz and 6 KW using a high frequency power source. Then, an etching process was performed by adding SF ₆ gas to the generated plasma flame at a flow rate of 2.5 SLM. The etching process was performed only once by moving the plasma torch only once in one direction from one end of the glass rod to the other end. In addition, before and after the etching process, the outer diameter of the quartz glass rod was measured using a laser outer diameter measuring machine (LS-3000 series manufactured by Keyence Corporation), and the etching amount was calculated.

次いで、エッチング処理がすべて終了した後、石英ガラスロッドをその長手方向においては固定し、その長手方向に沿って、プラズマトーチ及び石英ガラスバーナを同一方向に移動させる（プラズマトーチを追いかけるように石英ガラスバーナを移動させる）ことで、予熱処理及び石英ガラス微粒子の堆積を並行して一回行った。予熱処理は、ＳＦ_６ガスを添加しなかったこと以外は、エッチング処理の場合と同様に高周波プラズマ火炎を生成させ、これを用いて行った。また、石英ガラス微粒子は、石英ガラス原料ガス、水素ガス及び酸素ガスを用い、さらに不活性ガスとしてアルゴンガス及び窒素ガスを用いて、酸水素火炎中で生成させることで堆積させた。予熱処理及び石英ガラス微粒子の堆積は、ガラスロッドの一端から他端に向けてプラズマトーチ及び石英ガラスバーナを一方向に一回移動させることで行った。
次いで、石英ガラスバーナの移動を妨げない位置にプラズマトーチを退避させた後、一回目と同方向に石英ガラスバーナのみを複数回繰り返して移動させることにより、石英ガラス微粒子の堆積を複数回行った。
ここまでの工程で、光ファイバ用石英多孔質母材を作製した。 Next, after the etching process is completed, the quartz glass rod is fixed in the longitudinal direction, and the plasma torch and the quartz glass burner are moved in the same direction along the longitudinal direction (the quartz glass is chased to follow the plasma torch). By moving the burner), pre-heat treatment and quartz glass fine particle deposition were performed once in parallel. The pre-heat treatment was performed using a high-frequency plasma flame generated in the same manner as in the etching process except that SF ₆ gas was not added. The quartz glass fine particles were deposited by being produced in an oxyhydrogen flame using quartz glass raw material gas, hydrogen gas and oxygen gas, and further using argon gas and nitrogen gas as inert gases. The pre-heat treatment and the deposition of the quartz glass fine particles were performed by moving the plasma torch and the quartz glass burner once in one direction from one end of the glass rod to the other end.
Next, after retracting the plasma torch to a position that does not hinder the movement of the quartz glass burner, the quartz glass fine particles were deposited several times by repeatedly moving only the quartz glass burner in the same direction as the first time. .
Through the steps so far, a quartz porous preform for an optical fiber was produced.

次いで、得られた光ファイバ用石英多孔質母材を焼結炉に入れて、塩素含有ガス雰囲気下で脱水処理した後、ＳｉＦ_４とヘリウムの混合ガス中で焼結処理とフッ素添加を同時に行った。
ここまでの工程で、図２（ｂ）に示す構造の光ファイバ用ガラス母材のうち、コア〜トレンチ層の部分を作製した。 Next, the obtained silica porous preform for optical fiber is put into a sintering furnace, dehydrated in a chlorine-containing gas atmosphere, and then subjected to sintering and fluorine addition simultaneously in a mixed gas of SiF ₄ and helium. It was.
Through the steps so far, the core-trench layer portion of the optical fiber glass preform having the structure shown in FIG.

次いで、塩素含有ガス雰囲気下での脱水処理を含む、従来の外付け法で、外側クラッドを形成した。
ここまでの工程で、図２（ｂ）に示す構造の光ファイバ用ガラス母材を製造した。Ｄ／ｄ_２の値は４未満であった。 Next, an outer cladding was formed by a conventional external method including dehydration treatment in a chlorine-containing gas atmosphere.
The glass base material for optical fibers having the structure shown in FIG. The value of D / d ₂ was less than 4.

＜光ファイバの製造＞
得られた光ファイバ用ガラス母材を、従来法により素線化して、外側クラッドの外径が１２５μｍの光ファイバを製造した。そして、得られた光ファイバのＯＨ損失を測定した。結果を表１に示す。 <Manufacture of optical fiber>
The obtained glass preform for optical fiber was made into a strand by a conventional method to produce an optical fiber having an outer clad outer diameter of 125 μm. And the OH loss of the obtained optical fiber was measured. The results are shown in Table 1.

［実施例２］
表１に示すように、石英ガラス微粒子堆積開始時のエッチング処理面の温度を７０℃に代えて９０℃とし、石英ガラス微粒子の一回目の堆積温度を８００℃に代えて９５０℃としたこと以外は、実施例１と同様に、光ファイバ用ガラス母材を製造し、さらに光ファイバを製造した。
得られた光ファイバのＯＨ損失の測定結果を表１に示す。 [Example 2]
As shown in Table 1, the temperature of the etched surface at the start of quartz glass particle deposition was changed to 90 ° C. instead of 70 ° C., and the first deposition temperature of the quartz glass particles was changed to 950 ° C. instead of 800 ° C. In the same manner as in Example 1, an optical fiber glass preform was manufactured, and an optical fiber was further manufactured.
Table 1 shows the measurement results of OH loss of the obtained optical fiber.

［実施例３］
表１に示すように、ｖ_Ａを２０mm／分に代えて２５mm／分とし、石英ガラス微粒子堆積開始時のエッチング処理面の温度を７０℃に代えて８０℃とし、石英ガラス微粒子の一回目の堆積温度を８００℃に代えて１０００℃としたこと以外は、実施例１と同様に、光ファイバ用ガラス母材を製造し、さらに光ファイバを製造した。
得られた光ファイバのＯＨ損失の測定結果を表１に示す。 [Example 3]
As shown in Table 1, v _A was set to 25 mm / min instead of 20 mm / min, and the temperature of the etched surface at the start of quartz glass fine particle deposition was changed to 80 ° C. instead of 70 ° C. An optical fiber glass preform was manufactured and an optical fiber was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the deposition temperature was changed to 1000 ° C. instead of 800 ° C.
Table 1 shows the measurement results of OH loss of the obtained optical fiber.

［比較例１］
表２に示すように、石英ガラスロッドのエッチング処理面を予熱処理しなかったこと以外は、実施例１と同様に、光ファイバ用ガラス母材を製造し、さらに光ファイバの製造を試みた。 [Comparative Example 1]
As shown in Table 2, an optical fiber glass preform was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the etched surface of the quartz glass rod was not preheated, and an optical fiber was further manufactured.

［比較例２］
表２に示すように、石英ガラスロッドのエッチング処理面を予熱処理せず、ｖ_Ｃを２２０mm／分に代えて２０mm／分として、エッチング処理と石英ガラス微粒子の一回目の堆積とを並行して行い、石英ガラス微粒子の一回目の堆積温度を８００℃に代えて８５０℃としたこと以外は、実施例１と同様に、光ファイバ用ガラス母材を製造し、さらに光ファイバの製造を試みた。 [Comparative Example 2]
As shown in Table 2, without preheating the etching-treated surface of the quartz glass rod, the v _C as 20 mm / min instead of 220 mm / min, in parallel with the first-time deposition of the etching process and the silica glass particles In the same manner as in Example 1 except that the first deposition temperature of the quartz glass fine particles was changed to 850 ° C. instead of 800 ° C., an optical fiber glass preform was manufactured, and an optical fiber was further manufactured. .

［比較例３］
表２に示すように、プラズマ火炎に代えて酸水素火炎を用いて、石英ガラスロッドのエッチング処理面を予熱処理し、石英ガラス微粒子の一回目の堆積温度を８００℃に代えて１０００℃としたこと以外は、実施例１と同様に、光ファイバ用ガラス母材を製造した。酸水素火炎を生成させるときは、石英ガラス微粒子堆積開始時のエッチング処理面の温度が８００℃となるように、酸水素ガスの流量を調節した。さらに、実施例１と同様に、光ファイバを製造した。
得られた光ファイバのＯＨ損失の測定結果を表２に示す。 [Comparative Example 3]
As shown in Table 2, the etching treatment surface of the quartz glass rod was preheated using an oxyhydrogen flame instead of the plasma flame, and the first deposition temperature of the quartz glass fine particles was changed to 800 ° C. to 1000 ° C. Except for this, an optical fiber glass preform was produced in the same manner as in Example 1. When generating the oxyhydrogen flame, the flow rate of the oxyhydrogen gas was adjusted so that the temperature of the etched surface at the start of the deposition of the quartz glass fine particles was 800 ° C. Furthermore, an optical fiber was manufactured in the same manner as in Example 1.
Table 2 shows the measurement results of the OH loss of the obtained optical fiber.

［比較例４］
表２に示すように、石英ガラスロッドのエッチング処理面を予熱処理せず、石英ガラス微粒子の一回目の堆積温度を８００℃に代えて１２００℃としたこと以外は、実施例１と同様に、光ファイバ用ガラス母材を製造し、さらに光ファイバを製造した。
得られた光ファイバのＯＨ損失の測定結果を表２に示す。 [Comparative Example 4]
As shown in Table 2, as in Example 1, except that the etching treatment surface of the quartz glass rod was not pre-heated and the first deposition temperature of the quartz glass fine particles was changed to 800 ° C. to 1200 ° C. An optical fiber glass preform was manufactured, and an optical fiber was manufactured.
Table 2 shows the measurement results of the OH loss of the obtained optical fiber.

なお、表１及び２において、「エッチング量」とは、石英ガラスロッドの表面からのエッチング距離を意味し、エッチング処理前後における石英ガラスロッドの外径差は、この「エッチング量」の２倍の値となる。これは、以降の表においても同様である。 In Tables 1 and 2, “etching amount” means the etching distance from the surface of the quartz glass rod, and the difference in the outer diameter of the quartz glass rod before and after the etching process is twice the “etching amount”. Value. The same applies to the following tables.

表１及び２に示すように、実施例１〜３の光ファイバ用ガラス母材は、大型であっても、石英ガラスロッド（コア及び内側クラッド）と外付け層（トレンチ層）との間で剥離及びずれの発生が認められず、また、スート層の割れも認められなかった。そして、実施例１〜３の光ファイバは、いずれもＯＨ損失が低かった。 As shown in Tables 1 and 2, the optical fiber glass preforms of Examples 1 to 3 are large in size between the quartz glass rod (core and inner cladding) and the external layer (trench layer). No peeling or slippage was observed, and no soot layer cracking was observed. And all of the optical fibers of Examples 1 to 3 had low OH loss.

これに対し、比較例１では、エッチング処理がすべて終了するのに１時間以上要したのに対し、石英ガラスロッドのエッチング処理面を予熱処理しなかったことにより、石英ガラス微粒子の堆積開始時におけるエッチング処理面は、熱を帯びた状態（保温された状態）ではなかった。その結果、得られた光ファイバ用ガラス母材は、石英ガラスロッドと外付け層との間でずれが発生しており、光ファイバを製造できなかった。
また、比較例２では、ｖ_Ｃを小さくし、エッチング処理後に直ちに、石英ガラス微粒子の一回目の堆積を行ったことで、この堆積開始時におけるエッチング処理面は、熱を帯びた状態であった。しかし、石英ガラス微粒子の一層目の堆積層が極端に厚くなり、最終的に形成されたスート層にかさ密度のむらが生じたと推測され、得られた光ファイバ用ガラス母材は、スート層に端部から割れが生じた。そして、光ファイバを製造できなかった。 In contrast, in Comparative Example 1, it took 1 hour or more to complete the etching process, whereas the pre-heat treatment was not performed on the etched surface of the quartz glass rod. The etched surface was not in a heated state (a state of being kept warm). As a result, the obtained glass preform for optical fiber had a gap between the quartz glass rod and the external layer, and an optical fiber could not be manufactured.
Further, in Comparative Example 2, the first deposition of the quartz glass fine particles was performed immediately after the etching process by reducing v _C , so that the etched surface at the start of the deposition was in a heated state. . However, it is speculated that the first deposited layer of silica glass particles becomes extremely thick, and the soot layer finally formed has an uneven bulk density. Cracks occurred from the part. And an optical fiber could not be manufactured.

一方、比較例３では、予熱処理を行うことによって、石英ガラス微粒子の堆積開始時におけるエッチング処理面は、温度が高く、得られた光ファイバ用ガラス母材は、石英ガラスロッドと外付け層との間で剥離及びずれの発生が認められなかった。また、スート層の割れも認められなかった。しかし、酸水素火炎を用いたことにより、石英ガラスロッドと外付け層との界面に水酸基が多く残存したと推測され、得られた光ファイバは、ＯＨ損失が高かった。
また、比較例４では、予熱処理を行わなかったものの、石英ガラス微粒子の一回目の堆積温度を高くすることにより、得られた光ファイバ用ガラス母材は、石英ガラスロッドと外付け層との間で剥離及びずれの発生が認められなかった。また、スート層の割れも認められなかった。しかし、石英ガラス微粒子の一層目の堆積層のかさ密度が大きかったために、脱水処理で水酸基の量を十分に低減できなかったと推測され、得られた光ファイバは、ＯＨ損失が高かった。 On the other hand, in Comparative Example 3, by performing pre-heat treatment, the etching processing surface at the start of the deposition of the quartz glass fine particles has a high temperature, and the obtained glass preform for optical fiber includes a quartz glass rod and an external layer. No peeling or slippage was observed between the two. Further, no crack of the soot layer was observed. However, it was assumed that a large amount of hydroxyl groups remained at the interface between the quartz glass rod and the external layer due to the use of the oxyhydrogen flame, and the obtained optical fiber had a high OH loss.
Moreover, in Comparative Example 4, although the pre-heat treatment was not performed, by increasing the first deposition temperature of the silica glass fine particles, the obtained optical fiber glass base material was composed of a quartz glass rod and an external layer. No peeling or slippage was observed between them. Further, no crack of the soot layer was observed. However, since the bulk density of the first deposited layer of quartz glass fine particles was large, it was presumed that the amount of hydroxyl groups could not be sufficiently reduced by dehydration, and the obtained optical fiber had high OH loss.

［実施例４］
表３に示すように、プラズマトーチ及び石英ガラスバーナを同一方向に移動させるときの、これらの相対移動速度の絶対値（ｖ_Ｂ、ｖ_Ｃ）を、それぞれ２２０ｍｍ／分に代えて１１０ｍｍ／分とし、石英ガラス微粒子の一回目の堆積温度を８００℃に代えて９００℃としたこと以外は、実施例１と同様に、光ファイバ用ガラス母材を製造し、さらに光ファイバを製造した。
得られた光ファイバのＯＨ損失の測定結果を表３に示す。 [Example 4]
As shown in Table 3, when moving the plasma torch and the quartz glass burner in the same direction, the absolute values (v _B , v _C ) of these relative moving speeds were set to 110 mm / min instead of 220 mm / min, respectively. A glass preform for optical fiber was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the first deposition temperature of the quartz glass fine particles was changed to 900 ° C. instead of 800 ° C., and an optical fiber was further manufactured.
Table 3 shows the measurement results of the OH loss of the obtained optical fiber.

［実施例５］
プラズマトーチにアルゴンガスを３０ＳＬＭの流量で供給するのに加えて、さらに酸素ガスを４ＳＬＭの流量で供給（アルゴンガス及び酸素ガスを共に供給）し、生成されたプラズマ火炎に、ＳＦ_６ガスを２．５ＳＬＭの流量で添加するのに代えて、Ｃ_２Ｆ_６ガスを２．５ＳＬＭの流量で添加することで、エッチング処理を行い、さらに、石英ガラス微粒子の一回目の堆積温度を８００℃に代えて８５０℃としたこと以外は、実施例１と同様に、光ファイバ用ガラス母材を製造し、さらに光ファイバを製造した。
得られた光ファイバのＯＨ損失の測定結果を表３に示す。 [Example 5]
In addition to supplying argon gas to the plasma torch at a flow rate of 30 SLM, oxygen gas is also supplied at a flow rate of 4 SLM (both argon gas and oxygen gas are supplied), and 2 SF ₆ gas is supplied to the generated plasma flame. Instead of adding at a flow rate of 5 SLM, an etching process is performed by adding C ₂ F ₆ gas at a flow rate of 2.5 SLM, and the first deposition temperature of the quartz glass fine particles is changed to 800 ° C. A glass preform for optical fiber was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the temperature was 850 ° C., and an optical fiber was manufactured.
Table 3 shows the measurement results of the OH loss of the obtained optical fiber.

表３に示すように、実施例４〜５の光ファイバ用ガラス母材は、大型であっても、石英ガラスロッド（コア及び内側クラッド）と外付け層（トレンチ層）との間で剥離及びずれの発生が認められず、また、スート層の割れも認められなかった。そして、実施例４〜５の光ファイバは、いずれもＯＨ損失が低かった。 As shown in Table 3, the optical fiber glass preforms of Examples 4 to 5 were peeled off between the quartz glass rod (core and inner clad) and the external layer (trench layer), even if they were large. Generation | occurrence | production of shift | offset | difference was not recognized and the crack of the soot layer was not recognized. And the optical fiber of Examples 4-5 all had low OH loss.

実施例５では、ｖ_Ｂを小さくしたことにより、石英ガラス微粒子堆積開始時のエッチング処理面の温度が高くなり、光ファイバ用石英多孔質母材の脱水及び焼結処理後に、石英ガラスロッドと外付け層との間での剥離やずれが、より高度に抑制されていると推測される。また、光ファイバのＯＨ損失が低かったことから、このようなエッチング処理面の温度（４００℃）は決して高過ぎることはなく、水はエッチング処理面と結合し難く、光ファイバ用石英多孔質母材の脱水及び焼結処理時に、石英ガラスロッドと外付け層との界面における水酸基の量が十分に低減されたと推測される。 In Example 5, by having a reduced v _B, the temperature of the etched surface at the start of silica glass particles deposited is increased, after the dehydration and sintering processes for optical fiber silica porous preform, quartz glass rod and the outer It is presumed that peeling and displacement with the adhesive layer are more highly suppressed. Further, since the OH loss of the optical fiber is low, the temperature (400 ° C.) of the etched surface is never too high, and water is difficult to combine with the etched surface. It is presumed that the amount of hydroxyl groups at the interface between the quartz glass rod and the external layer was sufficiently reduced during the material dehydration and sintering treatment.

実施例６でも、エッチング処理の条件を変更したことで、石英ガラス微粒子堆積開始時のエッチング処理面の温度が高くなり、実施例５と同様に、光ファイバ用石英多孔質母材の脱水及び焼結処理後に、石英ガラスロッドと外付け層との間での剥離やずれが、より高度に抑制されていると推測される。また、光ファイバのＯＨ損失が低かったことから、実施例５と同様に、光ファイバ用石英多孔質母材の脱水及び焼結処理時に、石英ガラスロッドと外付け層との界面における水酸基の量が十分に低減されたと推測される。 Also in Example 6, by changing the etching process conditions, the temperature of the etched surface at the start of the deposition of the quartz glass fine particles increased, and as in Example 5, dehydration and firing of the quartz porous preform for optical fiber was performed. It is presumed that peeling and deviation between the quartz glass rod and the external layer are suppressed to a higher degree after the sintering treatment. Further, since the OH loss of the optical fiber was low, the amount of hydroxyl groups at the interface between the quartz glass rod and the external layer during the dehydration and sintering treatment of the quartz porous preform for optical fiber, as in Example 5. Is estimated to be sufficiently reduced.

以上のように、本発明は顕著に優れた効果を奏することが確認できた。 As described above, it was confirmed that the present invention has a remarkably excellent effect.

本発明は、光ファイバの製造に利用可能である。 The present invention can be used for manufacturing optical fibers.

１，２・・・光ファイバ用ガラス母材、１０・・・石英ガラスロッド、１１・・・コア、１２・・・内側クラッド、１３・・・外側クラッド、１４・・・トレンチ層、４・・・プラズマ火炎、５・・・石英ガラスバーナ、６・・・プラズマトーチ、７・・・反応容器、８・・・回転チャック、９・・・ダミー母材 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 2 ... Glass base material for optical fibers, 10 ... Quartz glass rod, 11 ... Core, 12 ... Inner clad, 13 ... Outer clad, 14 ... Trench layer, 4. ..Plasma flame, 5 ... Quartz glass burner, 6 ... Plasma torch, 7 ... Reaction vessel, 8 ... Rotary chuck, 9 ... Dummy base material

Claims

After the surface of the quartz glass rod is etched with a plasma flame, quartz glass fine particles are deposited on the etched surface to form a quartz porous preform for optical fiber, and the quartz porous preform for optical fiber is made into transparent glass A process for producing a glass preform for optical fiber, comprising the steps of:
Separately from the etching treatment, the quartz glass fine particles are deposited on the etching treatment surface of the quartz glass rod that has been heated by preheating with a plasma flame. A method of manufacturing the material.

2. The glass mother for optical fiber according to claim 1, wherein the temperature of the etching surface of the quartz glass rod when starting the deposition of the quartz glass fine particles by the pre-heat treatment is set to 50 to 400 ° C. 3. A method of manufacturing the material.

The method for producing a glass preform for an optical fiber according to claim 1 or 2, wherein the plasma flame during the pre-heat treatment is generated using argon gas, nitrogen gas or oxygen gas.

The etching process and the pre-heat treatment are performed by moving the plasma torch for generating the plasma flame relative to the quartz glass rod along the longitudinal direction thereof,
When the absolute value of the relative movement speed of the plasma torch from the start to the end of the etching process is v _A , and the absolute value of the relative movement speed of the plasma torch from the start to the end of the preheat treatment is v _B V _A <v _B , The method for producing a glass preform for an optical fiber according to any one of claims 1 to 3.

The quartz glass fine particles are deposited on the etched surface by moving a quartz glass burner that generates the fine particles relative to the quartz glass rod along the longitudinal direction thereof.
5. When the absolute value of the relative movement speed of the quartz glass burner from the start to the end of the deposition of the quartz glass fine particles is v _C , v _A <v _B ≦ v _C is satisfied. The manufacturing method of the glass preform | base_material for optical fibers of description.