JP2945148B2 - 光ファイバ用母材の製造方法 - Google Patents

光ファイバ用母材の製造方法

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JP2945148B2
JP2945148B2 JP838091A JP838091A JP2945148B2 JP 2945148 B2 JP2945148 B2 JP 2945148B2 JP 838091 A JP838091 A JP 838091A JP 838091 A JP838091 A JP 838091A JP 2945148 B2 JP2945148 B2 JP 2945148B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、VAD法やOVD法等
で光ファイバ用母材を製造する方法の改良に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】従来、光ファイバ用母材をVAD法で製
造する場合には、図3に示すようにチャンバー1内で回
転しつつ引き上げられる出発材ロッド2aの先端にコア
用バーナ3で多孔質のガラス微粒子層からなるコア部4
を作り、その外周にクラッド用バーナ5で多孔質のガラ
ス微粒子層からなるクラッド部6を作り、光ファイバ用
母材7を得ている。この場合、クラッド用バーナ5は複
数本用いる場合が多い。ここで用いられるバーナ3,5
は、同心状の四,五重管バーナ若しくは二重火炎バーナ
である。
【0003】一方、光ファイバ用母材をOVD法で製造
する場合には、図4に示すように、VAD法等で形成さ
れてガラス化されたコア用出発材ロッド2bをチャンバ
1内で水平向きで回転させつつ左右にトラバースさせ
て、その表面に外付けバーナ8でガラス微粒子からなる
クラッド部6を形成し、光ファイバ用母材を得ている。
このとき用いる外付けバーナ8は、VAD法の時のクラ
ッド用バーナと同様同心状バーナである。
【0004】これらの同心状バーナは、図5に示すよう
に、その中心の第1層91 に原料ガスを流し、第2層9
2 にH2 ガス若しくはO2 ガスを流し、第3層93 に不
活性ガスを流し、第4層94 にO2 ガス若しくはH2
スを流している。
【0005】二重火炎バーナは、図6に示すように、中
心の第1層91 〜第4層94 までは同心状バーナと同様
にガスを流して第1の火炎を形成し、第5層95 には不
活性ガスを流し、第6層96 にはH2 ガス若しくはO2
ガスを流し、第7層97 には不活性ガスを流し、第8層
8 にはO2 ガス若しくはH2 ガスを流して第2の火炎
を形成している。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
VAD法による同心状バーナでは、ガラス微粒子の堆積
速度が遅く、多数本のバーナを用いなければならない問
題点があった。また、多数本のバーナを用いると、隣接
するバーナの火炎の干渉により、多孔質の光ファイバ用
母材の層間に密度変化が発生し、密度が高い程脱水が困
難になる問題点があった。
【0007】また、従来のOVD法による外付けバーナ
の場合には、多量に原料ガスを供給しようとすると、燃
焼して発生した水分の拡散が原料層中心まで十分にゆか
なくなり、原料ガスが十分に加水分解反応しなくなって
しまう問題点があった。
【0008】一方、二重火炎バーナの場合には、四,五
重管バーナよりもガラス微粒子の堆積速度は速いが、燃
焼ガスの使用量が増える問題点があった。また、多量に
原料ガスを供給しようとすると、四,五重管バーナと同
様のことが起こり、原料ガスが十分に反応しなくなる問
題点があった。
【0009】本発明の目的は、ガラス微粒子の堆積速度
を上げることができ、しかも原料ガスを多量に供給して
も十分に反応させることができる光ファイバ用母材の製
造方法を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明の手段を説明すると、本発明に係る光ファイ
バ用母材の製造方法は、原料ガス流層を、燃焼ガス流層
と酸化ガス流層とで挟み込んだ状態で対象物側に吹き出
して、火炎内でガラス微粒子を合成し、該対象物の表面
に多孔質のガラス微粒子層を形成することを特徴とす
る。
【0011】
【作用】このように原料ガス流層を、燃料ガス流層と酸
化ガス流層とで挟み込むと、原料ガス流の中に燃焼ガス
と酸化ガスが拡散して反応し、H2 Oを作る。かくして
形成されたH2 Oはすぐに原料ガスと反応する。
【0012】従って、原料ガスを増やしても、これに対
応して燃焼ガス及び酸化ガスの量をそれぞれ増やすこと
により、ガラス微粒子の合成は十分に起きる。
【0013】また、燃焼反応の起きているところで、ガ
ラス微粒子の合成反応が起こるので、ガスの温度が高く
なる。このため、ガラス微粒子の粒子径が大きくなり、
堆積速度が向上する。
【0014】更に、この方法では、燃焼ガス流層と酸化
ガス流層との間に不活性ガス流層を流していないので、
原料濃度をその分高くでき、ガラス微粒子層の粒子密度
を高くでき、堆積速度を向上できる。
【0015】一方、二重火炎バーナでも、例えば内側の
火炎に上記内容のガスの流し方をし、外側の火炎は従来
通りのガスの流し方をすると、ガラス微粒子の堆積速度
が上がる。もちろん、原料ガスの供給量を多くしてもガ
ラス微粒子合成の反応は十分に起こる。
【0016】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細
に説明する。
【0017】図1は、本発明で用いる同心状バーナ3,
5,8の例を示したものである。このバーナ3,5,8
では、第1層91 にH2 ガス又はメタンガスの如き燃焼
ガスを流し、第2層92 にSiCl4 ガスの如き原料ガ
スを流し、第3層93 にO2 ガスの如き酸化ガスを流
し、第4層94 にArガスの如き不活性ガスを流す。
【0018】即ち、本実施例の光ファイバ用母材の製造
方法では、同心状バーナ3,5,8から原料ガス流層を
燃焼ガス流層と酸化ガス流層とで挟み込んだ状態で対象
物である出発材ロッド2a又は2b側に吹き出して、火
炎内でガラス微粒子を合成し、出発材ロッド2a又は2
bの表面に多孔質ガラス微粒子層4又は6を形成する。
【0019】このように、原料ガス流層を燃焼ガス流層
とで酸化ガス流層とで挟み込むと、原料ガス流層内にO
2 の如き酸化ガスとH2 の如き燃焼ガスとが拡散して反
応し、H2 Oを作る。かくして形成されたH2 Oは、す
ぐに原料ガスと反応する。従って、原料ガスの量を増や
しても、これに相当する酸化ガス,燃焼ガスの各量を増
やすことにより、ガラス微粒子の合成は十分に起こる。
【0020】燃焼反応の起きている所で、合成反応が起
こるので、ガスの温度が高い。このため、ガラス微粒子
の粒径が大きくなり、出発材ロッド2a又は2bに対す
るガラス微粒子の堆積速度を向上できる。更に、酸化ガ
ス流層と燃焼ガス流層との間に不活性ガスを流していな
いので、原料ガス濃度がその分高くなり、粒子密度を高
くでき、ガラス微粒子の堆積速度を向上できる。
【0021】また、二重火炎バーナでも、内側の火炎に
上記と同様に原料ガス流層を燃焼ガス流層と酸化ガス流
層とで挟み込んで供給し、外側の火炎に従来通りのガス
流を供給しても、ガラス微粒子の堆積速度を向上でき
る。
【0022】上記実施例とは逆に、第1層91 にはO2
ガスの如き酸化ガスを流し、第3層9にはH2 ガスの如
き燃焼ガスを流してもよい。勿論、原料ガスの供給量を
多くしてもガラス微粒子合成反応は十分に起こる。
【0023】次に、VAD法の場合における具体例を示
すと、下記の通りである。
【0024】コア用バーナ(四重管バーナ) 第1層 H2 ガス 3 l/分 第2層 SiCl4 1 l/分、GeCl4 0.
5 l/分 第3層 O2 ガス 4 l/分 第4層 Arガス 1 l/分 クラッド用バーナ(七重管バーナ)2本 第1層 H2 ガス 10 l/分 第2層 SiCl4 3 l/分 第3層 O2 ガス 18 l/分 第4層 Arガス 2 l/分 第5層 H2 ガス 6 l/分 第6層 Arガス 2.5 l/分 第7層 O2 ガス 16 l/分 母材の引き上げ速度 0.8mm/分 従来は、クラッド用バーナは3本必要としたが、本発明
によればクラッド用バーナは2本で必要量のガラス微粒
子の合成ができるようになった。
【0025】図2は、本発明で用いる角形バーナの例を
示したものである。この角形バーナは、上部を第1層9
1 とすると、第2層92 、第3層93 、第4層94 、第
5層95 までの五重構造で、更に第2層92 と第3層9
3 との幅方向の両側にサイド層S1 ,S2 が1個ずつ設
けられた構造になっている。この場合、第1層91 には
2 ガスを流し、第2層92 にはSiCl4 ガスを流
し、第3層93 にはH2 ガスを流し、第4層94 にはA
rガスを流し、第5層95 にはO2 ガスを流し、両サイ
ド層S1 ,S2 にはArガスを流す。左右のサイド層S
1 ,S2と第4層94 に流すArガスは、独立して制御
できる。
【0026】このように原料ガスSiCl4 を酸化ガス
2 と燃焼ガスH2 とで挟んで送り出すと、原料ガスの
反応を素早く起こさせることができ、原料ガスの大量投
入が可能となる。
【0027】また、原料ガス流層の幅方向と出発材ロッ
ドの長手方向とを合わせると、ガラス微粒子の堆積速度
を同心状バーナより向上させることができる。
【0028】更に、図2において上下を反対にしても同
様の効果が得られることは勿論である。
【0029】このような角形バーナでOVD法を行う場
合の具体例を示すと、下記の通りである。
【0030】第1層 O2 ガス 25 l/分 第2層 SiCl4 20 g/分、GeCl4
0.5 l/分 第3層 H2 ガス 15 l/分 第4層 Arガス 2 l/分 第5層 O2 ガス 15 l/分 サイド層 Arガス 4 l/分(左右合計量) 出発材ロッド 外径 20mm 回転速度 20rpm トラバース速度 0.3m/分 この場合、ガラス微粒子の堆積速度は、従来の3〜5g
/分から7〜10g/分に改善された。
【0031】
【発明の効果】以上説明したように本発明に係る光ファ
イバ用母材の製造方法によれば、下記のような効果を得
ることができる。
【0032】(イ)原料ガス流層を燃焼ガス流層と酸化
ガス流層で挟み込んで流すので、原料ガス流層の厚みを
薄くでき、このため燃焼ガスと酸化ガスとの原料ガスに
対する拡散混合が良くなる。従って、原料濃度が高い所
で、H2 とO2 が反応したH2 Oが多く反応するため、
原料の反応が速く、ガラス微粒子の空間的な分布が小さ
くなり、ガラス微粒子の密度の高い火炎ができる。
【0033】(ロ)H2 とO2 の反応の激しい所に原料
ガスが存在するので、周囲のガス温度が高くなり、ガラ
ス微粒子の外径が大きくなり、該ガラス微粒子の堆積速
度が向上する。
【0034】(ハ)H2 とO2 用のシールガスを用いて
いないので、原料ガスの濃度が高く、ガラス微粒子密度
の高い火炎ができる。
【0035】以上の理由により、ガラス微粒子を火炎内
であまり拡がらないようにして対象物に吹き付けること
ができ、堆積速度を向上させることができる。また、燃
焼ガスと酸化ガスとを拡散し易くしているので、原料ガ
スの投入量が増えても十分に燃焼ガス及び酸化ガスと反
応させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明で用いる同心状バーナの一例を示す横断
面図である。
【図2】本発明で用いる角形バーナの一例を示す横断面
図である。
【図3】従来のVAD装置の縦断面図である。
【図4】従来のOVD装置の縦断面図である。
【図5】従来の同心状バーナの横断面図である。
【図6】従来の二重火炎バーナの縦断面図である。
【符号の説明】
1 チャンバー 2a,2b 出発材ロッド 3 コア用バーナ 4 コア部 5 クラッド用バーナ 6 クラッド部 7 光ファイバ用母材 8 外付けバーナ 91 〜98 第1層(中心層)〜第8層 S1 ,S2 サイド層

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 原料ガス流層を、燃焼ガス流層と酸化ガ
    ス流層とで挟み込んだ状態で対象物側に吹き出して、火
    炎内でガラス微粒子を合成し、該対象物の表面に多孔質
    のガラス微粒子層を形成することを特徴とする光ファイ
    バ用母材の製造方法。
JP838091A 1991-01-28 1991-01-28 光ファイバ用母材の製造方法 Expired - Lifetime JP2945148B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101035432B1 (ko) * 2008-02-27 2011-05-18 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 광섬유 모재의 제조 방법
US9260339B2 (en) 2008-02-27 2016-02-16 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Method of fabricating an optical fiber preform and a burner therefor

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KR101035432B1 (ko) * 2008-02-27 2011-05-18 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 광섬유 모재의 제조 방법
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