JP2014201475A - Manufacturing method and manufacturing apparatus for optical fiber preform - Google Patents

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兼吾 深津
Kengo Fukatsu
兼吾 深津
孝洋 溝口
Takahiro Mizoguchi
孝洋 溝口
内山 圭祐
Keisuke Uchiyama
圭祐 内山
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing method and a manufacturing apparatus for optical fiber preform that can suppress a cracking defect due to soot.SOLUTION: There is provided a manufacturing method for an optical fiber preform in which the optical fiber preform is manufactured by depositing soot 14 on an extension 11a of the center axis of a target 11 and a periphery of the target 11 from a tip 11t of the target 11, the manufacturing method using a core burner 12 for forming a part 14a as a core of the optical fiber preform and a clad burner 13 for forming a part 14b as a clad around an outer periphery of the part as the core. During the deposition of the part 14b as the clad, the clad burner 13 is so moved that the distance from the tip 13t of the clad burner 13 to the center axis of the target 11 or its extension 11a gradually increases.

Description

本発明は、光ファイバ母材の製造方法及び製造装置に関する。   The present invention relates to an optical fiber preform manufacturing method and manufacturing apparatus.

一般に、光ファイバの製造において、光ファイバ母材等に用いられる石英ガラス母材は、VAD(Vapor phase axial deposition)法やOVD(Outside vapor deposition)法などによりスート(ガラス微粒子)を堆積した後、これを焼結により透明ガラス化することで作製される。また、光ファイバは、このようにして作製された光ファイバ母材を線引きすることで製造される。   In general, in the production of optical fibers, a quartz glass base material used for an optical fiber base material or the like is obtained by depositing soot (glass fine particles) by a VAD (Vapor phase axial deposition) method or an OVD (Outside vapor deposition) method. This is produced by forming a transparent glass by sintering. The optical fiber is manufactured by drawing the optical fiber preform manufactured in this way.

従来、VAD法の場合、光ファイバ母材のコアとなるスートを合成するコア用バーナーと、光ファイバ母材のクラッドとなるスートを合成するクラッド用バーナーとを固定して配置し、ターゲット上にスートを堆積成長させて、光ファイバ母材を合成している。
また、特許文献1〜3のように、コア用バーナーを移動させることもある。
Conventionally, in the case of the VAD method, a core burner for synthesizing a soot as a core of an optical fiber preform and a cladding burner for synthesizing a soot as a clad of an optical fiber preform are fixedly disposed on the target. Soot is deposited and grown to synthesize an optical fiber preform.
Further, as in Patent Documents 1 to 3, the core burner may be moved.

特許第3401382号公報Japanese Patent No. 3401382 特開平5−105469号公報JP-A-5-105469 特開昭61−146726号公報JP-A 61-146726

クラッド用バーナーは、厚みの大きいクラッドのスートを定常時に安定的に製造できるように位置が固定されているため、製造開始時、ターゲットの表面にスートを堆積させる種付け時には、ターゲットまでの距離が大きい。このため、酸水素火炎がターゲットの表面で不安定になり、ターゲットの表面温度及びスートの堆積が不安定になることで、スートの割れ不良の原因の一つとなっている。   The clad burner is fixed in position so that thick soot can be produced stably in a steady state. Therefore, when starting production, soot is deposited on the surface of the target and the distance to the target is large. . For this reason, the oxyhydrogen flame becomes unstable on the surface of the target, and the surface temperature of the target and the deposition of soot become unstable, which is one of the causes of soot crack failure.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、スートの割れ不良を抑制可能な光ファイバ母材の製造方法及び製造装置を提供することを課題とする。   This invention is made | formed in view of the said situation, and makes it a subject to provide the manufacturing method and manufacturing apparatus of an optical fiber preform which can suppress the crack defect of soot.

前記課題を解決するため、本発明は、ターゲットの先端から前記ターゲットの中心軸の延長線上に、及び前記ターゲットの周囲に、スートを堆積させて光ファイバ母材を製造する光ファイバ母材の製造方法であって、前記光ファイバ母材のコアとなる部分を形成するコア用バーナーと、前記コアとなる部分の外周にクラッドとなる部分を形成するクラッド用バーナーとを用い、前記クラッドとなる部分の堆積中に、前記クラッド用バーナーの先端から前記ターゲットの中心軸又はその延長線までの距離が徐々に増大するように、前記クラッド用バーナーを移動させることを特徴とする光ファイバ母材の製造方法を提供する。
前記クラッド用バーナーは、前記クラッド用バーナーの先端から前記ターゲットに堆積されつつあるスートの最外層の表面までの距離が一定になるように移動させることが好ましい。
前記クラッド用バーナーの先端から前記ターゲットの中心軸又はその延長線までの距離が増減可能となるように前記クラッド用バーナーを移動させる一軸ステージを用いることが好ましい。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides an optical fiber preform that deposits soot on an extension line of a central axis of the target from the tip of the target and around the target to produce an optical fiber preform. A method comprising: a core burner that forms a core portion of the optical fiber preform; and a clad burner that forms a cladding portion on an outer periphery of the core portion. Manufacturing the optical fiber preform, wherein the cladding burner is moved so that the distance from the tip of the cladding burner to the central axis of the target or an extension thereof gradually increases during the deposition of Provide a method.
The clad burner is preferably moved so that the distance from the tip of the clad burner to the surface of the outermost layer of the soot being deposited on the target is constant.
It is preferable to use a uniaxial stage that moves the cladding burner so that the distance from the tip of the cladding burner to the central axis of the target or an extension line thereof can be increased or decreased.

また、本発明は、ターゲットの先端から前記ターゲットの中心軸の延長線上に、及び前記ターゲットの周囲に、スートを堆積させて光ファイバ母材を製造する光ファイバ母材の製造装置であって、前記光ファイバ母材のコアとなる部分を形成するコア用バーナーと、前記コアとなる部分の外周にクラッドとなる部分を形成するクラッド用バーナーとを備え、前記クラッドとなる部分の堆積中に、前記クラッド用バーナーの先端から前記ターゲットの中心軸又はその延長線までの距離が徐々に増大するように、前記クラッド用バーナーを移動させることが可能であることを特徴とする光ファイバ母材の製造装置を提供する。
前記クラッド用バーナーは、前記クラッド用バーナーの先端から前記ターゲットに堆積されつつあるスートの最外層の表面までの距離が一定になるように移動させることが可能であることが好ましい。
前記クラッド用バーナーの先端から前記ターゲットの中心軸又はその延長線までの距離が増減可能となるように前記クラッド用バーナーを移動させる一軸ステージを備えることが好ましい。
Further, the present invention is an optical fiber preform manufacturing apparatus for manufacturing an optical fiber preform by depositing soot on the extension line of the center axis of the target from the tip of the target and around the target, A core burner that forms a core portion of the optical fiber preform, and a cladding burner that forms a cladding portion on the outer periphery of the core portion, during the deposition of the cladding portion, Manufacturing of an optical fiber preform characterized in that the cladding burner can be moved so that the distance from the tip of the cladding burner to the central axis of the target or its extension gradually increases. Providing equipment.
The cladding burner is preferably movable so that the distance from the tip of the cladding burner to the surface of the outermost layer of the soot being deposited on the target is constant.
It is preferable to provide a uniaxial stage for moving the cladding burner so that the distance from the tip of the cladding burner to the central axis of the target or its extension can be increased or decreased.

本発明によれば、クラッドとなる部分の堆積中に、クラッド用バーナーの先端から堆積中のスートまでの距離の変化を小さくできるので、スートの割れ不良を抑制することが可能になる。   According to the present invention, since the change in the distance from the tip of the cladding burner to the soot being deposited can be reduced during the deposition of the portion to be the cladding, it is possible to suppress soot cracking failure.

本発明の一実施形態であって、(a)は堆積の初期を示す正面図であり、(b)は堆積が進行した状態を示す正面図である。It is one Embodiment of this invention, Comprising: (a) is a front view which shows the initial stage of deposition, (b) is a front view which shows the state which deposition advanced. 複数本のクラッド用バーナーの配置であって、(a)はターゲットまでの距離を一定にした配置を示す正面図であり、(b)ターゲットまでの距離を順に増減した配置を示す正面図である。It is arrangement | positioning of the several burner for clads, Comprising: (a) is a front view which shows arrangement | positioning which made the distance to a target constant, (b) It is a front view which shows arrangement | positioning which increased / decreased the distance to a target in order. . 光ファイバ母材の一例であって、(a)は縦方向の断面図であり、(b)は横方向の断面図である。It is an example of an optical fiber preform | base_material, Comprising: (a) is sectional drawing of the vertical direction, (b) is sectional drawing of a horizontal direction. 一軸ステージの説明図である。It is explanatory drawing of a uniaxial stage.

以下、好適な実施の形態に基づき、図面を参照して本発明を説明する。
図1に、本発明の一実施形態における、(a)は堆積の初期を示し、(b)は堆積が進行した状態を示す。
図1に示す製造装置10の概略構成は、スート14を堆積させるターゲット11と、スート14を生成する複数本のバーナー12,13と、チャンバー15を含む。チャンバー15は、ターゲット11を収容する収容部15aと、収容部15aの内部から排気を排出する排気部15bを有する。図1に示す図面は簡略化された模式図であり、その他種々の付属物を設けることができる。
The present invention will be described below based on preferred embodiments with reference to the drawings.
In FIG. 1, (a) shows the initial stage of deposition and (b) shows a state in which deposition has progressed in one embodiment of the present invention.
The schematic configuration of the manufacturing apparatus 10 shown in FIG. 1 includes a target 11 on which soot 14 is deposited, a plurality of burners 12 and 13 that generate the soot 14, and a chamber 15. The chamber 15 includes a storage unit 15a that stores the target 11, and an exhaust unit 15b that exhausts exhaust gas from the inside of the storage unit 15a. The drawing shown in FIG. 1 is a simplified schematic diagram, and various other accessories can be provided.

ターゲット11は、出発部材、支持棒(ロッド)等とも呼ばれるものであるが、一般に円柱状の棒材であり、例えば石英ガラス等の耐熱性材料から形成される。このターゲット11の表面にスート14を堆積させ、さらにスート14を成長させることにより、光ファイバ母材が形成される。VAD法の場合、ターゲット11の周囲にスート14を堆積させるだけでなく、ターゲット11の先端11tからターゲット11の中心軸の延長線11a上にもスート14を成長されることにより、芯から外表面までスート14からなる光ファイバ母材を得ることができる。図1(b)に示すように、スート14は、光ファイバ母材のコアとなる部分(コア部)14aと、このコア部14aの外周にクラッドとなる部分(クラッド部)14bを有する。コア部14aは、主にターゲット11の先端11tからターゲット11の長手方向に伸びるように成長し、クラッド部14bは、主にコア部14aの周囲で外径を増すように成長する。   The target 11 is also called a starting member, a support rod (rod) or the like, but is generally a columnar rod, and is formed of a heat resistant material such as quartz glass. An optical fiber preform is formed by depositing soot 14 on the surface of the target 11 and further growing the soot 14. In the case of the VAD method, not only the soot 14 is deposited around the target 11, but also the soot 14 is grown from the tip 11 t of the target 11 to the extension line 11 a of the center axis of the target 11. An optical fiber preform made of soot 14 can be obtained. As shown in FIG. 1B, the soot 14 has a portion (core portion) 14a that becomes a core of the optical fiber preform, and a portion (cladding portion) 14b that becomes a clad on the outer periphery of the core portion 14a. The core portion 14a grows mainly from the tip 11t of the target 11 so as to extend in the longitudinal direction of the target 11, and the clad portion 14b grows mainly around the core portion 14a so as to increase the outer diameter.

コア部14aを形成するコア用バーナー12は、軸周りに回転するターゲット11の先端11tから延びるスート14のコア部14aの先端に向けて、スートを含む火炎12fを放出する。コア用バーナー12の先端12tは一般に斜め上を向いている。スート14のコア部14aの成長に合わせてターゲット11とコア用バーナー12との位置関係を修正する必要があるが、例えば、ターゲット11を徐々に上に引き上げればよい。   The core burner 12 forming the core portion 14a emits a flame 12f containing soot toward the tip of the core portion 14a of the soot 14 extending from the tip 11t of the target 11 rotating around the axis. The tip 12t of the core burner 12 generally faces obliquely upward. Although it is necessary to correct the positional relationship between the target 11 and the core burner 12 in accordance with the growth of the core portion 14a of the soot 14, for example, the target 11 may be gradually raised upward.

クラッド部14bを形成するクラッド用バーナー13は、軸周りに回転するターゲット11の周囲や、ターゲット11の先端11tから延びるスート14のコア部14aの周囲に向けて、スートを含む火炎13fを放出する。クラッド用バーナー13の先端13tは斜めに向けることもできるが、図1の場合、ターゲット11の長手方向に対して垂直にしている。スート14のクラッド部14bの成長に合わせてターゲット11とクラッド用バーナー13との位置関係を修正する。   The clad burner 13 forming the clad portion 14b emits a flame 13f containing soot toward the periphery of the target 11 rotating around the axis and the core portion 14a of the soot 14 extending from the tip 11t of the target 11. . Although the tip 13t of the cladding burner 13 can be directed obliquely, in the case of FIG. 1, it is perpendicular to the longitudinal direction of the target 11. The positional relationship between the target 11 and the cladding burner 13 is corrected in accordance with the growth of the cladding portion 14b of the soot 14.

コア用バーナー12及びクラッド用バーナー13には、酸水素火炎を生じるための酸素ガス(助燃ガス)、水素ガス(燃料ガス)のほか、スートの原料として、四塩化ケイ素(SiCl)などのケイ素(Si)を含有する化合物ガス(原料ガス)が供給される。助燃ガス、燃料ガス、原料ガスの種類や比率等は目的とするガラスの組成や製法等に応じて適宜変更できる。コアとクラッドの屈折率差を得るため、例えばコアにゲルマニウム(Ge)を添加したり、クラッドにフッ素(F)を添加したりする場合には、四塩化ゲルマニウム(GeCl)などのGeを含有する化合物ガスや、四フッ化炭素(CF)、四フッ化ケイ素(SiF)、六フッ化硫黄(SF)などのFを含有する化合物ガスなどが添加される。原料ガスの濃度を段階的又は連続的に変化して、ガラスの組成をファイバ母材の径方向で変化させることもできる。石英ガラスに添加する添加物としては、GeやFに限定されるものではなく、その他、リン(P)、ホウ素(B)、アルミニウム(Al)、塩素(Cl)等、種々の元素が挙げられる。
また、ガスの濃度調整等の目的で、窒素(N)、アルゴン(Ar)、ヘリウム(He)、ネオン(Ne)、二酸化炭素(CO)等の不活性ガスを原料ガス等に添加することもできる。火炎の形状を安定させるため、原料ガスの周囲に不活性ガスの流れを形成することもできる。
The core burner 12 and the cladding burner 13 include oxygen gas (support gas) for generating an oxyhydrogen flame, hydrogen gas (fuel gas), and silicon such as silicon tetrachloride (SiCl 4 ) as a soot raw material. A compound gas (raw material gas) containing (Si) is supplied. The types, ratios, and the like of the auxiliary combustion gas, the fuel gas, and the raw material gas can be appropriately changed according to the target glass composition, manufacturing method, and the like. In order to obtain the refractive index difference between the core and the clad, for example, when germanium (Ge) is added to the core or fluorine (F) is added to the clad, Ge such as germanium tetrachloride (GeCl 4 ) is contained. And a compound gas containing F such as carbon tetrafluoride (CF 4 ), silicon tetrafluoride (SiF 4 ), sulfur hexafluoride (SF 6 ), and the like are added. It is also possible to change the glass composition in the radial direction of the fiber preform by changing the concentration of the source gas stepwise or continuously. Additives added to quartz glass are not limited to Ge and F, and other various elements such as phosphorus (P), boron (B), aluminum (Al), chlorine (Cl), and the like. .
In addition, an inert gas such as nitrogen (N 2 ), argon (Ar), helium (He), neon (Ne), carbon dioxide (CO 2 ) or the like is added to the source gas or the like for the purpose of adjusting the gas concentration. You can also. In order to stabilize the shape of the flame, an inert gas flow can be formed around the source gas.

従来のクラッド用バーナーを移動させない態様では、ターゲットの表面にスートを堆積させる種付け時には、バーナーの先端からターゲットまでの距離が大きいため、ターゲットの表面温度及びスートの堆積が不安定になることで、スートが割れる場合がある。
本発明では、クラッド部14bの堆積中に、クラッド用バーナー13の先端13tからターゲット11の中心軸又はその延長線11aまでの距離D(図4参照)が徐々に増大するように、クラッド用バーナー13を移動させる。これにより、図1(a)に示すように、クラッド部14bを堆積させる初期段階から、前記距離Dを適切に設定する。すなわち、初期段階では前記距離Dが従来より短くなる。すると種付け時には、クラッド用バーナー13の先端13tからターゲット11の表面までの距離が適切に設定され(ターゲット11の半径は既知)、ターゲット11の表面温度及びスート14の堆積が安定になり、ターゲット11の表面に良好な状態で確実にスートを付着させることができ、スート割れを抑制できる。
また、スート14のクラッド部14bの厚さが増大する過程においても、ターゲット11に堆積されつつあるスート14の最外層を形成するクラッド用バーナー13を、クラッド用バーナー13の先端13tからスート14の最外層の表面14cまでの距離dが略一定になるように移動させることが好ましい。これにより、スート14の最外層の表面14cへの新たなスートの堆積状態が安定になり、スート14の表面に良好な状態で確実にスートを堆積させることができる。
In the aspect in which the conventional cladding burner is not moved, when soot is deposited on the surface of the target, since the distance from the tip of the burner to the target is large, the surface temperature of the target and the soot deposition become unstable. The suit may break.
In the present invention, during the deposition of the clad portion 14b, the clad burner so that the distance D (see FIG. 4) from the tip 13t of the clad burner 13 to the central axis of the target 11 or its extension line 11a gradually increases. 13 is moved. Thereby, as shown in FIG. 1A, the distance D is appropriately set from the initial stage of depositing the clad portion 14b. That is, in the initial stage, the distance D is shorter than the conventional distance. Then, at the time of seeding, the distance from the tip 13t of the cladding burner 13 to the surface of the target 11 is appropriately set (the radius of the target 11 is known), the surface temperature of the target 11 and the deposition of the soot 14 become stable, and the target 11 Soot can be reliably adhered to the surface of the material in a good state, and soot cracking can be suppressed.
Even in the process of increasing the thickness of the clad portion 14 b of the soot 14, the cladding burner 13 that forms the outermost layer of the soot 14 being deposited on the target 11 is moved from the tip 13 t of the cladding burner 13 to the soot 14. The distance d to the outermost surface 14c is preferably moved so as to be substantially constant. Thereby, the deposition state of the new soot on the surface 14c of the outermost layer of the soot 14 becomes stable, and the soot can be reliably deposited on the surface of the soot 14 in a good state.

クラッド用バーナー13の移動量は、あらかじめスート14の堆積量を観測して、スートの堆積量に応じた、適切な移動量をプログラム等により実現することもできる。また、現在のスート14の堆積量をセンサ等で観測して、その後のスートの堆積量を予測し、クラッド用バーナー13の移動量を制御することもできる。
プログラムを作成する場合、目標となるスート母材の寸法(長さや外径など)や堆積条件などに応じて、条件が異なるものはそれぞれ異なるプログラムを用意してもよい。また、一部の条件が異なるが他の条件が共通する場合には、異なる条件を変化可能なパラメータ(変数)として入力可能にし、新規な条件でも適切な移動量が算出できるようにすることもできる。
The movement amount of the clad burner 13 can be realized by observing the deposition amount of the soot 14 in advance and an appropriate movement amount according to the deposition amount of the soot by a program or the like. It is also possible to control the amount of movement of the cladding burner 13 by observing the current amount of deposited soot 14 with a sensor or the like and predicting the amount of deposited soot thereafter.
When creating the program, different programs may be prepared for different conditions depending on the dimensions (length, outer diameter, etc.) of the soot base material and the deposition conditions. Also, when some conditions are different but other conditions are common, it is possible to input different conditions as variable parameters (variables) so that an appropriate amount of movement can be calculated even under new conditions. it can.

プログラムには、クラッド用バーナー13の移動量の変化パターンを用意する。クラッド用バーナー13の移動量の変化パターンは、製造開始からの時間に対する、クラッド用バーナー13の位置の関数として表現することができる。また、製造開始からの時間に対する、クラッド用バーナー13の移動速度の関数として表現することもできる。
変化パターンを記述するための関数としては、一次関数、二次関数等の連続関数に限らず、特定の時間範囲(区間)を特定の値(位置や速度)に対応させる階段関数などの不連続関数であってもよい。クラッド用バーナー13の位置は、例えば、クラッド用バーナー13の先端13tからターゲット11の中心軸又はその延長線11aまでの距離(図4のD)により表すことができる。
In the program, a change pattern of the moving amount of the cladding burner 13 is prepared. The change pattern of the moving amount of the cladding burner 13 can be expressed as a function of the position of the cladding burner 13 with respect to the time from the start of manufacture. It can also be expressed as a function of the moving speed of the cladding burner 13 with respect to the time from the start of manufacture.
The function for describing the change pattern is not limited to a continuous function such as a linear function or a quadratic function, but is a discontinuous function such as a step function that associates a specific time range (section) with a specific value (position or velocity). It may be a function. The position of the cladding burner 13 can be represented by, for example, the distance (D in FIG. 4) from the tip 13t of the cladding burner 13 to the central axis of the target 11 or its extension line 11a.

図2に、ターゲット11の長手方向に沿って複数本のクラッド用バーナー13a,13b,13cを配置した製造装置の例を示す。ここでは、3本のクラッド用バーナーを用いた例を示すが、特に3本に限定されるものではなく、2本以下、あるいは4本以上でもよい。
図2(a)の場合、それぞれのクラッド用バーナー13a,13b,13cの位置を上下に揃えた態様を示している。また、図2(b)の場合、ターゲット11の移動先である上方に行くほど、クラッド用バーナー13a,13b,13cの位置がターゲット11から離れる態様を示している。
FIG. 2 shows an example of a manufacturing apparatus in which a plurality of clad burners 13 a, 13 b, and 13 c are arranged along the longitudinal direction of the target 11. Here, an example using three clad burners is shown, but the number is not particularly limited to three, and may be two or less, or four or more.
In the case of Fig.2 (a), the aspect which aligned the position of each burner 13a, 13b, 13c for each cladding up and down is shown. In the case of FIG. 2B, the clad burners 13 a, 13 b, and 13 c are separated from the target 11 as the target 11 is moved upward.

各クラッド用バーナー13a,13b,13cは同時に使用してもよく、順次使用してもよい。同時に使用していないクラッド用バーナーがある場合は、スートの堆積に使用中のクラッド用バーナーのみを、スートの堆積量に応じて適切に移動させればよい。スートの堆積に使用していないクラッド用バーナーは、移動させなくてもよく、スートの堆積量に無関係に移動させてもよい。
また、製造の目的とするスート母材の長さや外径などに応じて、長さや外径が小さい場合は、より少ない本数のクラッド用バーナーを使用し、長さや外径が大きい場合は、より多い本数のクラッド用バーナーを使用するように使い分けることもできる。
図2(b)の場合、ターゲット11の中心軸又はその延長線11aまでの距離(図4のD)が小さいクラッド用バーナー13aでクラッド部の最内層を形成し、前記距離Dが中くらいのクラッド用バーナー13bでクラッド部の中間層を形成し、前記距離Dが大きいクラッド用バーナー13cでクラッド部の最外層を形成するといった態様も可能である。
Each of the cladding burners 13a, 13b, 13c may be used simultaneously or sequentially. If there is a cladding burner that is not used at the same time, only the cladding burner that is being used for soot deposition may be moved appropriately in accordance with the soot deposition amount. The cladding burner that is not used for soot deposition may not be moved, and may be moved regardless of the amount of soot deposition.
Also, depending on the length and outer diameter of the soot base material to be manufactured, if the length or outer diameter is small, use a smaller number of cladding burners, and if the length or outer diameter is large, It is also possible to properly use a large number of clad burners.
In the case of FIG. 2B, the innermost layer of the clad part is formed by the clad burner 13a having a small distance (D in FIG. 4) to the central axis of the target 11 or its extension line 11a, and the distance D is medium. An embodiment is also possible in which the cladding burner 13b forms an intermediate layer of the cladding part, and the cladding burner 13c having a large distance D forms the outermost layer of the cladding part.

図3に、得られた光ファイバ母材20の一例を示す。図3(a)に示すように、光ファイバ母材20の中心にはコア部21が形成され、ターゲット11の長手方向に伸びている。また、コア部21の周囲にはクラッド部22が形成されている。コア部21は、最終的には光ファイバのコアとなる部分であり、クラッド部22は、光ファイバのクラッドとなる部分である。コア部21の径は、ターゲット11の径と同程度又は一致していてもよく、異なってもよい。   FIG. 3 shows an example of the obtained optical fiber preform 20. As shown in FIG. 3A, a core portion 21 is formed at the center of the optical fiber preform 20 and extends in the longitudinal direction of the target 11. A clad portion 22 is formed around the core portion 21. The core portion 21 is a portion that finally becomes the core of the optical fiber, and the cladding portion 22 is a portion that becomes the cladding of the optical fiber. The diameter of the core portion 21 may be the same as or coincide with the diameter of the target 11 or may be different.

一般に、コア部21にはクラッド部22よりも屈折率の高い材料が用いられる。クラッド部22は、全体が一様の材質となる場合もあり、屈折率の異なる複数の材料を用いて、図3(b)に示すように複数の層22a,22b,22cが同心円上の分布を有する場合もある。スートの組成を階段状に変化させることもでき、また、連続的に傾斜した変化あるいは二次関数的な変化をもたせることもある。いずれの場合にも、クラッド部22では、コア部21に近い内部が最初に形成され、徐々に外径が大きくなるように外側からスートを堆積させていく。   In general, a material having a higher refractive index than that of the cladding portion 22 is used for the core portion 21. The clad portion 22 may be made of a uniform material as a whole, and using a plurality of materials having different refractive indexes, a plurality of layers 22a, 22b, and 22c are distributed concentrically as shown in FIG. May have. The composition of the soot can be changed stepwise, or it can have a continuously inclined change or a quadratic function change. In any case, in the clad part 22, the inside close to the core part 21 is formed first, and soot is deposited from the outside so that the outer diameter gradually increases.

スートからなる光ファイバ母材(スート母材)は、焼結により透明で中実なガラス体となる。また、光ファイバ母材20の先端部や、中心にターゲット11が含まれる根元部は除去され、断面構造が長手方向で略均一な光ファイバ母材(透明ガラス母材)が得られる。また、得られた透明ガラス母材の外表面に、さらにスートを堆積させて焼結し、クラッド部の外径を増加させることもできる。光ファイバ母材(透明ガラス母材)は、公知の線引き工程により光ファイバの製造に用いることができる。
製造される光ファイバとしては特に限定はなく、例えば、シングルモード光ファイバ、マルチモード光ファイバ、分散シフト光ファイバ、分散補償光ファイバ、カットオフシフト光ファイバ、ノン零分散シフト光ファイバ等、種々の光ファイバが挙げられる。
An optical fiber preform (soot preform) made of soot becomes a transparent and solid glass body by sintering. Further, the tip portion of the optical fiber preform 20 and the root portion including the target 11 at the center are removed, and an optical fiber preform (transparent glass preform) having a substantially uniform cross-sectional structure in the longitudinal direction is obtained. In addition, soot can be further deposited and sintered on the outer surface of the obtained transparent glass base material to increase the outer diameter of the clad portion. The optical fiber preform (transparent glass preform) can be used for manufacturing an optical fiber by a known drawing process.
The optical fiber to be manufactured is not particularly limited. For example, a single mode optical fiber, a multimode optical fiber, a dispersion shifted optical fiber, a dispersion compensating optical fiber, a cutoff shift optical fiber, a non-zero dispersion shifted optical fiber, and the like. An optical fiber is mentioned.

図4に、クラッド用バーナー13の先端13tからターゲット11の中心軸又はその延長線11aまでの距離Dが増減可能となる構成として、クラッド用バーナー13を移動させる一軸ステージ16の概略構成を示す。
クラッド用バーナー13の先端13tからターゲット11の中心軸又はその延長線11aまでの距離Dは、クラッド部14bの堆積中、なるべく一定であることが好ましく、スートが安定に堆積できる所定の許容範囲内に収めることが望ましい。
FIG. 4 shows a schematic configuration of a uniaxial stage 16 that moves the cladding burner 13 as a configuration in which the distance D from the tip 13t of the cladding burner 13 to the central axis of the target 11 or its extension line 11a can be increased or decreased.
The distance D from the tip 13t of the cladding burner 13 to the central axis of the target 11 or its extension line 11a is preferably as constant as possible during the deposition of the cladding portion 14b, and is within a predetermined allowable range in which soot can be deposited stably. It is desirable to fit in.

以上、本発明を好適な実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明は上述の形態例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。
クラッド用バーナーは、ターゲットの長手方向に対して垂直に移動させることに限られず、ターゲットの長手方向に対して斜めに移動させることもできる。この場合、ターゲットの長手方向に対して平行な変位を有することから、ターゲットの引き上げ速度との関係を適宜調整することが好ましい。
As mentioned above, although this invention has been demonstrated based on suitable embodiment, this invention is not limited to the above-mentioned example, Various modifications are possible in the range which does not deviate from the summary of this invention.
The cladding burner is not limited to being moved perpendicularly to the longitudinal direction of the target, but can also be moved obliquely relative to the longitudinal direction of the target. In this case, since the displacement is parallel to the longitudinal direction of the target, it is preferable to appropriately adjust the relationship with the target pulling speed.

クラッド用バーナーの移動方向は、クラッド用バーナーの長手方向(火炎を噴出する中心軸方向)に対して平行であってもよく、非平行であってもよい。
クラッド用バーナーが複数ある場合、そのうち1つのクラッド用バーナーのみを移動させてもよく、2つ又はそれ以上のクラッド用バーナーのみを移動させてもよく、すべてのクラッド用バーナーのみを移動させてもよい。クラッド部の最内層を形成するクラッド用バーナーや、最外層を形成するクラッド用バーナー等の使い分けがある場合は、クラッド部の最内層を形成するクラッド用バーナーを特に移動させてよく、最外層を形成するクラッド用バーナーを特に移動させてよい。
The moving direction of the cladding burner may be parallel or non-parallel to the longitudinal direction of the cladding burner (the direction of the central axis from which the flame is ejected).
When there are multiple clad burners, only one of the clad burners may be moved, or two or more clad burners may be moved, or all the clad burners may be moved. Good. When there is a proper use of a clad burner for forming the innermost layer of the clad part or a clad burner for forming the outermost layer, the clad burner for forming the innermost layer of the clad part may be moved in particular. The clad burner to be formed may be moved in particular.

本発明は、光ファイバ母材や光ファイバの製造に利用することができる。さらには、光ファイバ母材や光ファイバに限定されるものではなく、同様のスート堆積方法によるガラス母材の製造に適用することもできる。このようなガラス母材として、例えば、光学用ガラス、ガラス棒、ガラス管などが挙げられる。ガラス母材は、さらに延伸、研磨、穴開け、切削等の加工を施すことにより、種々の部材や部品の製造に利用することができる。   The present invention can be used for manufacturing optical fiber preforms and optical fibers. Furthermore, the present invention is not limited to optical fiber preforms and optical fibers, and can also be applied to the production of glass preforms by the same soot deposition method. Examples of such a glass base material include optical glass, a glass rod, and a glass tube. The glass base material can be used for manufacturing various members and parts by further processing such as stretching, polishing, drilling, and cutting.

10…光ファイバ母材の製造装置、11…ターゲット、12…コア用バーナー、13,13a,13b,13c…クラッド用バーナー、14…スート、14a…コア部(コアとなる部分)、14b…クラッド部(クラッドとなる部分)、15…チャンバー、16…一軸ステージ、20…光ファイバ母材、21…コア部、22…クラッド部。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Optical fiber preform manufacturing apparatus, 11 ... Target, 12 ... Core burner, 13, 13a, 13b, 13c ... Clad burner, 14 ... Soot, 14a ... Core part (core part), 14b ... Cladding Parts (parts to be clad), 15 ... chamber, 16 ... uniaxial stage, 20 ... optical fiber preform, 21 ... core part, 22 ... clad part.

Claims (6)

ターゲットの先端から前記ターゲットの中心軸の延長線上に、及び前記ターゲットの周囲に、スートを堆積させて光ファイバ母材を製造する光ファイバ母材の製造方法であって、
前記光ファイバ母材のコアとなる部分を形成するコア用バーナーと、
前記コアとなる部分の外周にクラッドとなる部分を形成するクラッド用バーナーとを用い、
前記クラッドとなる部分の堆積中に、前記クラッド用バーナーの先端から前記ターゲットの中心軸又はその延長線までの距離が徐々に増大するように、前記クラッド用バーナーを移動させることを特徴とする光ファイバ母材の製造方法。
An optical fiber preform manufacturing method for manufacturing an optical fiber preform by depositing soot on an extension line of a central axis of the target from the tip of the target and around the target,
A core burner that forms a core of the optical fiber preform;
Using a clad burner that forms a clad part on the outer periphery of the core part,
The light for moving the clad burner so that the distance from the tip of the clad burner to the central axis of the target or its extension line gradually increases during the deposition of the clad portion. Manufacturing method of fiber preform.
前記クラッド用バーナーは、前記クラッド用バーナーの先端から前記ターゲットに堆積されつつあるスートの最外層の表面までの距離が一定になるように移動させることを特徴とする請求項1に記載の光ファイバ母材の製造方法。   2. The optical fiber according to claim 1, wherein the cladding burner is moved so that a distance from a front end of the cladding burner to a surface of an outermost layer of soot being deposited on the target is constant. A manufacturing method of a base material. 前記クラッド用バーナーの先端から前記ターゲットの中心軸又はその延長線までの距離が増減可能となるように前記クラッド用バーナーを移動させる一軸ステージを用いることを特徴とする請求項1又は2に記載の光ファイバ母材の製造方法。   The uniaxial stage that moves the cladding burner so that the distance from the tip of the cladding burner to the central axis of the target or an extension line thereof can be increased or decreased is used. Manufacturing method of optical fiber preform. ターゲットの先端から前記ターゲットの中心軸の延長線上に、及び前記ターゲットの周囲に、スートを堆積させて光ファイバ母材を製造する光ファイバ母材の製造装置であって、
前記光ファイバ母材のコアとなる部分を形成するコア用バーナーと、
前記コアとなる部分の外周にクラッドとなる部分を形成するクラッド用バーナーとを備え、
前記クラッドとなる部分の堆積中に、前記クラッド用バーナーの先端から前記ターゲットの中心軸又はその延長線までの距離が徐々に増大するように、前記クラッド用バーナーを移動させることが可能であることを特徴とする光ファイバ母材の製造装置。
An optical fiber preform manufacturing apparatus for manufacturing an optical fiber preform by depositing soot on the extension line of the center axis of the target from the tip of the target and around the target,
A core burner that forms a core of the optical fiber preform;
A clad burner that forms a clad portion on the outer periphery of the core portion;
It is possible to move the cladding burner so that the distance from the tip of the cladding burner to the central axis of the target or an extension line thereof gradually increases during the deposition of the portion to be the cladding. An optical fiber preform manufacturing apparatus.
前記クラッド用バーナーは、前記クラッド用バーナーの先端から前記ターゲットに堆積されつつあるスートの最外層の表面までの距離が一定になるように移動させることが可能であることを特徴とする請求項4に記載の光ファイバ母材の製造装置。   5. The clad burner can be moved so that the distance from the tip of the clad burner to the surface of the outermost layer of the soot being deposited on the target is constant. An optical fiber preform manufacturing apparatus as described in 1. 前記クラッド用バーナーの先端から前記ターゲットの中心軸又はその延長線までの距離が増減可能となるように前記クラッド用バーナーを移動させる一軸ステージを備えることを特徴とする請求項4又は5に記載の光ファイバ母材の製造装置。   The uniaxial stage for moving the cladding burner so that the distance from the tip of the cladding burner to the central axis of the target or an extension line thereof can be increased or decreased. Optical fiber preform manufacturing equipment.
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