JP3199642B2 - 光ファイバ用多孔質ガラス母材の製造方法および製造装置 - Google Patents
光ファイバ用多孔質ガラス母材の製造方法および製造装置Info
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- JP3199642B2 JP3199642B2 JP22803296A JP22803296A JP3199642B2 JP 3199642 B2 JP3199642 B2 JP 3199642B2 JP 22803296 A JP22803296 A JP 22803296A JP 22803296 A JP22803296 A JP 22803296A JP 3199642 B2 JP3199642 B2 JP 3199642B2
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- optical fiber
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
- C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
- C03B37/012—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
- C03B37/014—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments made entirely or partially by chemical means, e.g. vapour phase deposition of bulk porous glass either by outside vapour deposition [OVD], or by outside vapour phase oxidation [OVPO] or by vapour axial deposition [VAD]
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B2207/00—Glass deposition burners
- C03B2207/70—Control measures
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- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は光ファイバ用多孔質
ガラス母材の製造方法、特にはＶＡＤ法における特性の
安定化した光ファイバ用多孔質ガラス母材の製造方法お
よびその製造装置に関するものである。
ガラス母材の製造方法、特にはＶＡＤ法における特性の
安定化した光ファイバ用多孔質ガラス母材の製造方法お
よびその製造装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】光ファイバ用ガラス母材の製造方法に
は、従来から種々な方法が提案されており、これらはい
ずれも製造中における光ファイバ用ガラス母材の形状お
よび／または位置を検知して母材の形状および／または
位置を制御するものである。これらの中で従来から公知
のＶＡＤ法では、コア用バーナーおよびクラッド用バー
ナーのそれぞれにＯ2 、Ｈ2 ガス、不活性ガスとガラス
用原料ガス、例えば、コア用バーナーに SiCl4、 GeCl4
を、クラッド用バーナーに SiCl4をそれぞれ供給し、こ
のガラス原料ガスを酸水素火炎中で加水分解してコア用
としてSiO2、GeO2などの、又クラッド用としてSiO2のガ
ラス微粒子を形成させ、これらを回転しているターゲッ
トに付着、堆積させて、コアとクラッドの構造よりなる
多孔質ガラス母材を製造し、これを焼結して透明な光フ
ァイバ母材としている。
は、従来から種々な方法が提案されており、これらはい
ずれも製造中における光ファイバ用ガラス母材の形状お
よび／または位置を検知して母材の形状および／または
位置を制御するものである。これらの中で従来から公知
のＶＡＤ法では、コア用バーナーおよびクラッド用バー
ナーのそれぞれにＯ2 、Ｈ2 ガス、不活性ガスとガラス
用原料ガス、例えば、コア用バーナーに SiCl4、 GeCl4
を、クラッド用バーナーに SiCl4をそれぞれ供給し、こ
のガラス原料ガスを酸水素火炎中で加水分解してコア用
としてSiO2、GeO2などの、又クラッド用としてSiO2のガ
ラス微粒子を形成させ、これらを回転しているターゲッ
トに付着、堆積させて、コアとクラッドの構造よりなる
多孔質ガラス母材を製造し、これを焼結して透明な光フ
ァイバ母材としている。
【０００３】しかし、このようにして製造された光ファ
イバ母材の屈折率分布は、バーナー火炎状態の変化や母
材先端表面の温度分布の変化など種々の要因によって変
化し易く、母材の成長に従って長手方向（軸方向）の屈
折率分布の安定制御が重要な課題である。したがって火
炎状態の安定化のためには排気、吸気を調整したり、整
流装置などでチャンバ内の気流の流れを安定させたり、
火炎にガス流を吹き付けたりしていた。また、母材先端
表面の温度分布の安定は、バーナー火炎との距離が重要
で、この距離が一定であるように先端部の成長に伴なっ
て母材を引き上げていた。
イバ母材の屈折率分布は、バーナー火炎状態の変化や母
材先端表面の温度分布の変化など種々の要因によって変
化し易く、母材の成長に従って長手方向（軸方向）の屈
折率分布の安定制御が重要な課題である。したがって火
炎状態の安定化のためには排気、吸気を調整したり、整
流装置などでチャンバ内の気流の流れを安定させたり、
火炎にガス流を吹き付けたりしていた。また、母材先端
表面の温度分布の安定は、バーナー火炎との距離が重要
で、この距離が一定であるように先端部の成長に伴なっ
て母材を引き上げていた。
【０００４】さらに、このような対策を施しても、光フ
ァイバ母材にはその先端付近における微妙な温度および
気圧の変化により母材先端の成長速度が変化してしまう
ため、この成長速度を検出しバーナーに供給される可燃
性ガスまたはガラス原料ガスの流量を調節して母材先端
の成長速度を一定にしていた。また従来の母材の引上装
置では機械的精度に限界があるため、母材引上部が変動
して母材先端が母材軸垂直面上を種々の方向に移動する
ため、母材先端とバーナー火炎との相対的位置関係が変
化し、母材先端部の温度分布が変化するため長手方向で
屈折率分布が変化する。
ァイバ母材にはその先端付近における微妙な温度および
気圧の変化により母材先端の成長速度が変化してしまう
ため、この成長速度を検出しバーナーに供給される可燃
性ガスまたはガラス原料ガスの流量を調節して母材先端
の成長速度を一定にしていた。また従来の母材の引上装
置では機械的精度に限界があるため、母材引上部が変動
して母材先端が母材軸垂直面上を種々の方向に移動する
ため、母材先端とバーナー火炎との相対的位置関係が変
化し、母材先端部の温度分布が変化するため長手方向で
屈折率分布が変化する。
【０００５】そのため、光ファイバ母材の製造に当って
は、母材先端部の母材垂直面上（水平面上）における先
端位置を検出し、バーナー火炎との相対的位置関係が一
定となるように制御して安定化を図ったり、母材先端部
の温度変化によって母材先端部の形状が変化するという
現象から、母材先端部の形状を計測し、この形状が一定
となるように、より総合的に各バーナーに供給される各
ガスの流量や各バーナーの位置を変更するという方法も
採られていた。
は、母材先端部の母材垂直面上（水平面上）における先
端位置を検出し、バーナー火炎との相対的位置関係が一
定となるように制御して安定化を図ったり、母材先端部
の温度変化によって母材先端部の形状が変化するという
現象から、母材先端部の形状を計測し、この形状が一定
となるように、より総合的に各バーナーに供給される各
ガスの流量や各バーナーの位置を変更するという方法も
採られていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来公知の光ファイバ
母材の製造方法では、上記したように屈折率分布の長手
方向の変化に対する種々の要因を検討することによっ
て、光ファイバ母材の安定的な製造法を実現している
が、屈折率分布の長手方向（軸方向）の安定がまだ十分
ではない。さらに、例えばＶＡＤ法の場合、従来の先端
位置検出方法では図１に示したように、撮影用カメラ４
で先端を撮影し、母材先端部位置検出装置５で母材先端
部６を検出していた。この母材先端部位置検出装置５で
は、母材先端部を拡大した図３にあるように、母材先端
部の中心軸上の走査線７により母材先端部付近の中心軸
上の輝度（明るさの程度を表す数値）を走査線上の走査
点ごとに低輝度（暗い部分）から計測する。計測された
走査線上輝度の変化は図４のようになり、最大変化部分
８が母材先端部となるが、この部分の変化は非常に大き
いため母材先端位置を確定するのは非常に困難である。
母材の製造方法では、上記したように屈折率分布の長手
方向の変化に対する種々の要因を検討することによっ
て、光ファイバ母材の安定的な製造法を実現している
が、屈折率分布の長手方向（軸方向）の安定がまだ十分
ではない。さらに、例えばＶＡＤ法の場合、従来の先端
位置検出方法では図１に示したように、撮影用カメラ４
で先端を撮影し、母材先端部位置検出装置５で母材先端
部６を検出していた。この母材先端部位置検出装置５で
は、母材先端部を拡大した図３にあるように、母材先端
部の中心軸上の走査線７により母材先端部付近の中心軸
上の輝度（明るさの程度を表す数値）を走査線上の走査
点ごとに低輝度（暗い部分）から計測する。計測された
走査線上輝度の変化は図４のようになり、最大変化部分
８が母材先端部となるが、この部分の変化は非常に大き
いため母材先端位置を確定するのは非常に困難である。
【０００７】これに対応するためには、走査点数の増加
が有効であるが、撮影用カメラ４や先端部位置検出装置
５の画像解像度に限界があるため、先端部付近での走査
点数増加は非常に困難であるから、便宜的にこの最大変
化部分８の範囲内に輝度境界値９を任意に定め、この値
を超えた輝度の走査点10を先端部として検出していた
が、さらに母材先端部付近の輝度にはもともと微量の変
化があり、輝度境界値９はこの微妙な輝度変化に影響さ
れない値としていた。
が有効であるが、撮影用カメラ４や先端部位置検出装置
５の画像解像度に限界があるため、先端部付近での走査
点数増加は非常に困難であるから、便宜的にこの最大変
化部分８の範囲内に輝度境界値９を任意に定め、この値
を超えた輝度の走査点10を先端部として検出していた
が、さらに母材先端部付近の輝度にはもともと微量の変
化があり、輝度境界値９はこの微妙な輝度変化に影響さ
れない値としていた。
【０００８】ところが、この場合、先端部に当たってい
る火炎の揺らぎ、反応容器の汚れ具合、先端部を照らす
光源の明るさの変化、撮影用カメラのレンズまたはカメ
ラ用窓の傷や汚れなどの種々の要因により、母材先端部
付近の輝度が変化すると、先端中心における母材軸方向
（垂直方向）の輝度が変化して先端部に暗部あるいは先
端部周囲に白いもや状の明部が発生し、前者の場合には
走査線上の輝度変化が図５のようになり、実際の先端位
置（最大変化部分８）より上位置の走査点10を母材先端
部として検出してしまう。そのため、実際の母材先端は
下方にずれてしまう。また後者の場合には、逆に実際の
先端が上方にずれてしまうという欠点がある。
る火炎の揺らぎ、反応容器の汚れ具合、先端部を照らす
光源の明るさの変化、撮影用カメラのレンズまたはカメ
ラ用窓の傷や汚れなどの種々の要因により、母材先端部
付近の輝度が変化すると、先端中心における母材軸方向
（垂直方向）の輝度が変化して先端部に暗部あるいは先
端部周囲に白いもや状の明部が発生し、前者の場合には
走査線上の輝度変化が図５のようになり、実際の先端位
置（最大変化部分８）より上位置の走査点10を母材先端
部として検出してしまう。そのため、実際の母材先端は
下方にずれてしまう。また後者の場合には、逆に実際の
先端が上方にずれてしまうという欠点がある。
【０００９】したがって、本当の母材先端位置が軸方向
（垂直方向）に変化して母材先端部とバーナー火炎との
相対的位置関係が変化し、母材先端部の温度分布が変化
するため、長手方向あるいはバッチ間で屈折率分布が微
妙に変化する。そのうえ、普通に製造している場合で
も、母材先端の形状は丸形であるために撮影用カメラの
ピント合わせが非常に困難で、どうしても多少のピント
のずれが発生してしまう場合があり、ピントが母材先端
からずれていると母材先端部がはっきりせず、母材先端
部の走査点輝度変化率が小さくなり、母材先端部付近に
おける既存の微妙な輝度変化に対して影響を受けやすく
なり、頻繁に母材先端部位置が軸方向（垂直方向）にず
れて、前述のように母材先端部とバーナー火炎との相対
的位置関係が変化し、母材先端部の温度分布が変化する
ため、長手方向であるいはバッチ間で屈折率分布が微妙
に変化する。
（垂直方向）に変化して母材先端部とバーナー火炎との
相対的位置関係が変化し、母材先端部の温度分布が変化
するため、長手方向あるいはバッチ間で屈折率分布が微
妙に変化する。そのうえ、普通に製造している場合で
も、母材先端の形状は丸形であるために撮影用カメラの
ピント合わせが非常に困難で、どうしても多少のピント
のずれが発生してしまう場合があり、ピントが母材先端
からずれていると母材先端部がはっきりせず、母材先端
部の走査点輝度変化率が小さくなり、母材先端部付近に
おける既存の微妙な輝度変化に対して影響を受けやすく
なり、頻繁に母材先端部位置が軸方向（垂直方向）にず
れて、前述のように母材先端部とバーナー火炎との相対
的位置関係が変化し、母材先端部の温度分布が変化する
ため、長手方向であるいはバッチ間で屈折率分布が微妙
に変化する。
【００１０】また、同様の理由で、母材先端部の形状を
計測し、この形状が一定となるように各バーナーに供給
される各ガスの流量や各バーナーの位置を変更する方法
においても、正確な母材先端の形状を計測できないの
で、各バーナーに供給される各ガスの流量や各バーナー
の位置の変更に過不足が生じ、長手方向で屈折率分布が
変動してしまう。
計測し、この形状が一定となるように各バーナーに供給
される各ガスの流量や各バーナーの位置を変更する方法
においても、正確な母材先端の形状を計測できないの
で、各バーナーに供給される各ガスの流量や各バーナー
の位置の変更に過不足が生じ、長手方向で屈折率分布が
変動してしまう。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明はこのような不
利、欠点を解決した光ファイバ用多孔質ガラス母材の製
造方法および製造装置に関するもので、この製造方法は
多孔質ガラス母材の形状および／または位置を検出し、
任意の形状および／または位置となるように制御して、
光ファイバ用多孔質ガラス母材を製造する方法におい
て、少なくとも１方向から多孔質ガラス母材の軸方向お
よび／または径方向に、母材とその周囲の輝度を計測
し、軸方向および／または径方向の輝度変化率の最大値
が得られる計測位置を、母材の形状および位置として検
出することを要旨とするものであり、この製造装置は多
孔質ガラス母材の形状および／または位置を検出し、任
意の形状および／または位置となるように制御して、光
ファイバ用多孔質ガラス母材を製造する光ファイバ用多
孔質ガラス母材の製造装置において、少なくとも１方向
から多孔質ガラス母材の軸方向および／または径方向
に、母材とその周囲の輝度を計測して、軸方向および／
または径方向の輝度変化率の最大値が得られる計測位置
を、母材の形状および位置として検出する機構を有する
ことを要旨とするものである。
利、欠点を解決した光ファイバ用多孔質ガラス母材の製
造方法および製造装置に関するもので、この製造方法は
多孔質ガラス母材の形状および／または位置を検出し、
任意の形状および／または位置となるように制御して、
光ファイバ用多孔質ガラス母材を製造する方法におい
て、少なくとも１方向から多孔質ガラス母材の軸方向お
よび／または径方向に、母材とその周囲の輝度を計測
し、軸方向および／または径方向の輝度変化率の最大値
が得られる計測位置を、母材の形状および位置として検
出することを要旨とするものであり、この製造装置は多
孔質ガラス母材の形状および／または位置を検出し、任
意の形状および／または位置となるように制御して、光
ファイバ用多孔質ガラス母材を製造する光ファイバ用多
孔質ガラス母材の製造装置において、少なくとも１方向
から多孔質ガラス母材の軸方向および／または径方向
に、母材とその周囲の輝度を計測して、軸方向および／
または径方向の輝度変化率の最大値が得られる計測位置
を、母材の形状および位置として検出する機構を有する
ことを要旨とするものである。
【００１２】本発明による光ファイバ用多孔質ガラス母
材の製造方法は、例えば、複数本のバーナーにガラス原
料ガス、可燃性ガス、助燃性ガスおよび不活性ガスを供
給し、バーナー火炎中で火炎加水分解反応により形成さ
れたガラス微粒子を、回転上昇するターゲット部材に付
着堆積させてコア部とクラッド部より構成される光ファ
イバ用多孔質ガラス母材を製造する、いわゆるＶＡＤ法
において、少なくとも１方向から母材先端部付近の輝度
を母材の軸方向（垂直方向）に計測し、輝度変化率の最
大値が得られる点を母材先端部の軸方向（垂直方向）の
位置として検出し、母材先端部を任意の軸方向（垂直方
向）の位置に制御するもので、また、母材の軸方向（垂
直方向）で等間隔に、母材先端付近の輝度変化率を計測
し、この変化率値の計測位置に対する微分係数値を求
め、さらに、最大微分係数値と最小微分係数値の間を３
次方程式で曲線近似して、微分係数値が０を示す計測位
置を、輝度変化率が最大値を示す軸方向（垂直方向）の
母材先端部位置として検出するものである。
材の製造方法は、例えば、複数本のバーナーにガラス原
料ガス、可燃性ガス、助燃性ガスおよび不活性ガスを供
給し、バーナー火炎中で火炎加水分解反応により形成さ
れたガラス微粒子を、回転上昇するターゲット部材に付
着堆積させてコア部とクラッド部より構成される光ファ
イバ用多孔質ガラス母材を製造する、いわゆるＶＡＤ法
において、少なくとも１方向から母材先端部付近の輝度
を母材の軸方向（垂直方向）に計測し、輝度変化率の最
大値が得られる点を母材先端部の軸方向（垂直方向）の
位置として検出し、母材先端部を任意の軸方向（垂直方
向）の位置に制御するもので、また、母材の軸方向（垂
直方向）で等間隔に、母材先端付近の輝度変化率を計測
し、この変化率値の計測位置に対する微分係数値を求
め、さらに、最大微分係数値と最小微分係数値の間を３
次方程式で曲線近似して、微分係数値が０を示す計測位
置を、輝度変化率が最大値を示す軸方向（垂直方向）の
母材先端部位置として検出するものである。
【００１３】そして、本発明の製造装置は、母材先端部
検出機構が、母材の軸方向（垂直方向）で等間隔に、母
材先端付近の輝度変化率を計測し、この変化率値の計測
位置に対する微分係数値を求め、さらに最大微分係数値
と最小微分係数値の間を３次方程式で曲線近似して、微
分係数値が０を示す計測位置を、輝度変化率が最大値を
示す軸方向（垂直方向）の母材先端部位置として検出す
る機構を有するものである。さらに軸方向（垂直方向）
の母材先端部位置を検出する上記方法は、上記ＶＡＤ法
の母材先端部位置を検出する方法に限られるものではな
く、例えば、母材先端部の全体形状の検出や、その他の
光ファイバ用ガラス母材製造方法における母材の形状お
よび／または位置を検出する方法などに用いられる。
検出機構が、母材の軸方向（垂直方向）で等間隔に、母
材先端付近の輝度変化率を計測し、この変化率値の計測
位置に対する微分係数値を求め、さらに最大微分係数値
と最小微分係数値の間を３次方程式で曲線近似して、微
分係数値が０を示す計測位置を、輝度変化率が最大値を
示す軸方向（垂直方向）の母材先端部位置として検出す
る機構を有するものである。さらに軸方向（垂直方向）
の母材先端部位置を検出する上記方法は、上記ＶＡＤ法
の母材先端部位置を検出する方法に限られるものではな
く、例えば、母材先端部の全体形状の検出や、その他の
光ファイバ用ガラス母材製造方法における母材の形状お
よび／または位置を検出する方法などに用いられる。
【００１４】すなわち、本発明者らは屈折率分布のより
安定した光ファイバ用多孔質ガラス母材の製造方法を開
発するために鋭意検討した結果、ＶＡＤ法で軸方向（垂
直方向）の母材先端部位置を検出する方法や母材先端部
の全体形状の検出、その他の光ファイバ用多孔質ガラス
母材製造方法における母材の形状および／または位置を
検出する方法において、対象物の輝度変化率を計測し、
この変化率値の計測位置に対する微分係数値を求め、さ
らに最大微分係数値と最小微分係数値の間を３次方程式
で曲線近似して、輝度変化率が最大値となる微分係数値
が０を示す計測位置を、軸方向（垂直方向）の母材先端
部位置や母材先端部の全体形状、その他の光ファイバ用
多孔質ガラス母材製造方法における母材形状および／ま
たは位置として検出する方法を用いれば良いということ
を見いだし、この検出方法によれば、軸方向（垂直方
向）の母材先端部位置や母材先端部の全体形状、その他
の光ファイバ用多孔質ガラス母材製造方法における母材
の形状および／または位置をより正確に検出できるの
で、母材先端部の温度分布変化や母材全体形状或はおよ
び位置の変化がほとんど無くなり、屈折率分布が長手方
向（軸方向）およびバッチ間で極めて安定したものにな
るということを確認して本発明を完成させた。
安定した光ファイバ用多孔質ガラス母材の製造方法を開
発するために鋭意検討した結果、ＶＡＤ法で軸方向（垂
直方向）の母材先端部位置を検出する方法や母材先端部
の全体形状の検出、その他の光ファイバ用多孔質ガラス
母材製造方法における母材の形状および／または位置を
検出する方法において、対象物の輝度変化率を計測し、
この変化率値の計測位置に対する微分係数値を求め、さ
らに最大微分係数値と最小微分係数値の間を３次方程式
で曲線近似して、輝度変化率が最大値となる微分係数値
が０を示す計測位置を、軸方向（垂直方向）の母材先端
部位置や母材先端部の全体形状、その他の光ファイバ用
多孔質ガラス母材製造方法における母材形状および／ま
たは位置として検出する方法を用いれば良いということ
を見いだし、この検出方法によれば、軸方向（垂直方
向）の母材先端部位置や母材先端部の全体形状、その他
の光ファイバ用多孔質ガラス母材製造方法における母材
の形状および／または位置をより正確に検出できるの
で、母材先端部の温度分布変化や母材全体形状或はおよ
び位置の変化がほとんど無くなり、屈折率分布が長手方
向（軸方向）およびバッチ間で極めて安定したものにな
るということを確認して本発明を完成させた。
【００１５】
【発明の実施の形態】本発明による光ファイバ用多孔質
ガラス母材の製造方法をさらに詳細に説明すると、本発
明は前記したように、ＶＡＤ法における軸方向（垂直方
向）の母材先端部位置を検出する方法や母材先端部の全
体形状の検出する方法、その他の光ファイバ用多孔質ガ
ラス母材製造方法における母材の形状および／または位
置を検出する方法において、対象物の輝度変化率を計測
し、この変化率値の計測位置に対する微分係数値を求
め、さらに最大微分係数値と最小微分係数値の間を３次
方程式で曲線近似して、輝度変化率が最大値となる微分
係数値が０を示す計測位置を、輝度変化率の最大値であ
る軸方向（垂直方向）の母材先端部位置や母材先端部の
全体形状、その他の光ファイバ用多孔質ガラス母材製造
方法における母材形状或は／および位置として検出する
ものである。
ガラス母材の製造方法をさらに詳細に説明すると、本発
明は前記したように、ＶＡＤ法における軸方向（垂直方
向）の母材先端部位置を検出する方法や母材先端部の全
体形状の検出する方法、その他の光ファイバ用多孔質ガ
ラス母材製造方法における母材の形状および／または位
置を検出する方法において、対象物の輝度変化率を計測
し、この変化率値の計測位置に対する微分係数値を求
め、さらに最大微分係数値と最小微分係数値の間を３次
方程式で曲線近似して、輝度変化率が最大値となる微分
係数値が０を示す計測位置を、輝度変化率の最大値であ
る軸方向（垂直方向）の母材先端部位置や母材先端部の
全体形状、その他の光ファイバ用多孔質ガラス母材製造
方法における母材形状或は／および位置として検出する
ものである。
【００１６】ＶＡＤ法における軸方向（垂直方向）の母
材先端部位置を検出する方法は、例えば図１に示した装
置で行われる。図１は本発明で用いられる光ファイバ用
多孔質ガラス母材製造装置の縦断面図を示したものであ
るが、図１において母材１は図示されていない回転装置
により回転されており、図示されていない引上制御装置
により軸方向（垂直方向）に母材先端部位置が一定とな
るように引上制御されている。また、母材１は図示され
ていない引上速度検出制御装置により、検出した引上速
度が一定となるように制御される。そして、コア用バー
ナー２にはガラス原料ガスとして SiCl4ガスと GeCl4ガ
ス、可燃性ガスとしてＨ2 ガス、助燃性ガスとしてＯ2
ガス、不活性ガスとしてＡｒガスが供給され、クラッド
用バーナー３にはガラス原料ガスとして SiCl4ガス、可
燃性ガスとしてＨ2 ガス、助燃性ガスとしてＯ2 ガス、
および不活性ガスとしてＡｒガスが供給され、それぞれ
の火炎中でガラス微粒子が形成され、コア部およびクラ
ッド部に付着堆積されて、母材１が徐々に成長する。
材先端部位置を検出する方法は、例えば図１に示した装
置で行われる。図１は本発明で用いられる光ファイバ用
多孔質ガラス母材製造装置の縦断面図を示したものであ
るが、図１において母材１は図示されていない回転装置
により回転されており、図示されていない引上制御装置
により軸方向（垂直方向）に母材先端部位置が一定とな
るように引上制御されている。また、母材１は図示され
ていない引上速度検出制御装置により、検出した引上速
度が一定となるように制御される。そして、コア用バー
ナー２にはガラス原料ガスとして SiCl4ガスと GeCl4ガ
ス、可燃性ガスとしてＨ2 ガス、助燃性ガスとしてＯ2
ガス、不活性ガスとしてＡｒガスが供給され、クラッド
用バーナー３にはガラス原料ガスとして SiCl4ガス、可
燃性ガスとしてＨ2 ガス、助燃性ガスとしてＯ2 ガス、
および不活性ガスとしてＡｒガスが供給され、それぞれ
の火炎中でガラス微粒子が形成され、コア部およびクラ
ッド部に付着堆積されて、母材１が徐々に成長する。
【００１７】この際、母材先端部の軸方向（垂直方向）
の正確な位置を検出するために、母材先端部側方に配置
された撮影カメラ４と、このカメラから出力される映像
から母材先端部の軸方向（垂直方向）の位置を検出する
母材先端部位置検出装置５が配置されている。母材先端
部位置検出装置５は、母材先端部を拡大した図３に示す
ように、母材先端部の中心軸上の走査線７により母材先
端部付近の中心軸上の輝度（明るさの程度を表す数値）
を走査線上の走査点（計測位置：等間隔）ごとに計測す
る［図２（ａ）］。走査線上の輝度変化は図２（ａ）の
11のような変化を示す。そして、図２（ｂ）に示すよう
に輝度変化率値の計測位置（軸方向の位置）に対する微
分係数値を求め、さらに、最大微分係数値13と最小微分
係数値14の間を３次方程式で曲線近似すると図２（ｂ）
に示す12のようになる。したがって正確な母材先端部で
ある最大輝度変化率が存在する軸方向位置は、この近似
曲線12における微分係数値が０を示す軸方向位置15であ
り、この軸方向位置15が最大輝度変化率を示す母材先端
部の正確な位置として検出される。
の正確な位置を検出するために、母材先端部側方に配置
された撮影カメラ４と、このカメラから出力される映像
から母材先端部の軸方向（垂直方向）の位置を検出する
母材先端部位置検出装置５が配置されている。母材先端
部位置検出装置５は、母材先端部を拡大した図３に示す
ように、母材先端部の中心軸上の走査線７により母材先
端部付近の中心軸上の輝度（明るさの程度を表す数値）
を走査線上の走査点（計測位置：等間隔）ごとに計測す
る［図２（ａ）］。走査線上の輝度変化は図２（ａ）の
11のような変化を示す。そして、図２（ｂ）に示すよう
に輝度変化率値の計測位置（軸方向の位置）に対する微
分係数値を求め、さらに、最大微分係数値13と最小微分
係数値14の間を３次方程式で曲線近似すると図２（ｂ）
に示す12のようになる。したがって正確な母材先端部で
ある最大輝度変化率が存在する軸方向位置は、この近似
曲線12における微分係数値が０を示す軸方向位置15であ
り、この軸方向位置15が最大輝度変化率を示す母材先端
部の正確な位置として検出される。
【００１８】この検出方法によると、先端部付近におけ
る母材軸方向（垂直方向）の輝度が変化して、先端部に
暗部あるいは白いもや状の明部が発生して走査線上の輝
度変化が図５の10のようになった場合でも、輝度変化率
を求めて、さらに輝度変化率の微分係数値を、最大微分
係数値13と最小微分係数値14の間で３次方程式で曲線近
似すれば、最大輝度変化率となる微分係数値が０を示す
軸方向位置が求められる。したがって、先端部付近にお
ける母材軸方向（垂直方向）の輝度が変化するまえと比
較して、検出母材先端部の相違は、従来の輝度の最大変
化部分の範囲内に輝度境界値を任意に決め、この値を超
えた輝度の走査点（計測位置）を先端部として検出する
方法よりも極めて低い値を示した。
る母材軸方向（垂直方向）の輝度が変化して、先端部に
暗部あるいは白いもや状の明部が発生して走査線上の輝
度変化が図５の10のようになった場合でも、輝度変化率
を求めて、さらに輝度変化率の微分係数値を、最大微分
係数値13と最小微分係数値14の間で３次方程式で曲線近
似すれば、最大輝度変化率となる微分係数値が０を示す
軸方向位置が求められる。したがって、先端部付近にお
ける母材軸方向（垂直方向）の輝度が変化するまえと比
較して、検出母材先端部の相違は、従来の輝度の最大変
化部分の範囲内に輝度境界値を任意に決め、この値を超
えた輝度の走査点（計測位置）を先端部として検出する
方法よりも極めて低い値を示した。
【００１９】また、同様に、カメラのピントがずれて母
材先端部がはっきりしない場合でも、走査線上の輝度変
化率を求めて、さらに輝度変化率の微分係数値を、最大
微分係数値13と最小微分係数値14の間で３次方程式によ
り曲線近似すれば、最大輝度変化率となる微分係数値が
０を示す軸方向位置が求められる。したがってこの方法
によれば、常に正確な母材先端位置が検出されるので、
母材先端とバーナー火炎との位置関係が極めて安定化さ
れ、母材先端部表面の温度分布変化が極めて小さくな
り、製造される光ファイバ用母材の屈折率分布が長手方
向および／またはバッチ間で非常に安定するという有利
性が与えられる。
材先端部がはっきりしない場合でも、走査線上の輝度変
化率を求めて、さらに輝度変化率の微分係数値を、最大
微分係数値13と最小微分係数値14の間で３次方程式によ
り曲線近似すれば、最大輝度変化率となる微分係数値が
０を示す軸方向位置が求められる。したがってこの方法
によれば、常に正確な母材先端位置が検出されるので、
母材先端とバーナー火炎との位置関係が極めて安定化さ
れ、母材先端部表面の温度分布変化が極めて小さくな
り、製造される光ファイバ用母材の屈折率分布が長手方
向および／またはバッチ間で非常に安定するという有利
性が与えられる。
【００２０】
【実施例】つぎに本発明を実施例をあげて説明する。 実施例 図１に示した装置を用いて光ファイバ用多孔質ガラス母
材の製造を行った。母材１は回転数50ＲＰＭで回転させ
て約 3.0mm／分の平均速度で引上るようにし、コア用バ
ーナー２には、 SiCl4ガスを 100cc／分、 GeCl4ガスを
50cc／分、Ｈ2ガスを５Ｌ／分、Ｏ2 ガスを10Ｌ／分、
Ａｒガスを５Ｌ／分で供給し、クラッド用バーナー３に
は、 SiCl4ガスを 500cc／分、Ｈ2 ガスを10Ｌ／分、Ｏ
2 ガスを20Ｌ／分、Ａｒガスを８Ｌ／分で供給して光フ
ァイバ用多孔質ガラス母材の製造を行ったところ、直径
が 150mmφで長さが 2,000mmの多孔質ガラス母材が得ら
れた。
材の製造を行った。母材１は回転数50ＲＰＭで回転させ
て約 3.0mm／分の平均速度で引上るようにし、コア用バ
ーナー２には、 SiCl4ガスを 100cc／分、 GeCl4ガスを
50cc／分、Ｈ2ガスを５Ｌ／分、Ｏ2 ガスを10Ｌ／分、
Ａｒガスを５Ｌ／分で供給し、クラッド用バーナー３に
は、 SiCl4ガスを 500cc／分、Ｈ2 ガスを10Ｌ／分、Ｏ
2 ガスを20Ｌ／分、Ａｒガスを８Ｌ／分で供給して光フ
ァイバ用多孔質ガラス母材の製造を行ったところ、直径
が 150mmφで長さが 2,000mmの多孔質ガラス母材が得ら
れた。
【００２１】このとき、ＣＣＤカメラ４で母材先端部６
を撮影したところ、図３に示したような映像が得られた
ので、母材先端位置検出装置５において、先端部の正確
な位置を検出するために、走査線７により母材先端部付
近の軸方向（垂直方向）の輝度を測定し［図２（ａ）参
照］輝度変化率を求め、ついで母材先端位置検出装置５
では図２（ｂ）に示すように、この輝度変化率の最大微
分係数値13と最小微分係数値14の間を３次方程式の曲線
12で近似し、最大輝度変化率となる微分係数値が０を示
す軸方向位置15を求めて母材先端を検出し、さらに、こ
の母材先端位置15が一定となるように、引上制御装置に
より引上速度を調節した。
を撮影したところ、図３に示したような映像が得られた
ので、母材先端位置検出装置５において、先端部の正確
な位置を検出するために、走査線７により母材先端部付
近の軸方向（垂直方向）の輝度を測定し［図２（ａ）参
照］輝度変化率を求め、ついで母材先端位置検出装置５
では図２（ｂ）に示すように、この輝度変化率の最大微
分係数値13と最小微分係数値14の間を３次方程式の曲線
12で近似し、最大輝度変化率となる微分係数値が０を示
す軸方向位置15を求めて母材先端を検出し、さらに、こ
の母材先端位置15が一定となるように、引上制御装置に
より引上速度を調節した。
【００２２】なお、この場合製造途中で母材先端部を照
らすライトが汚れてしまい、母材先端部の輝度が変化し
てしまったが、従来ならば、先端部の位置が変化して母
材の屈折率分布が変化するが、本発明の方法により、母
材先端部検出には何等問題なく、先端部の位置を一定に
保ったままで製造を続けることができたので、母材の屈
折率分布は長手方向で極めて安定していた。
らすライトが汚れてしまい、母材先端部の輝度が変化し
てしまったが、従来ならば、先端部の位置が変化して母
材の屈折率分布が変化するが、本発明の方法により、母
材先端部検出には何等問題なく、先端部の位置を一定に
保ったままで製造を続けることができたので、母材の屈
折率分布は長手方向で極めて安定していた。
【００２３】
【発明の効果】本発明によれば多孔質ガラス母材の形状
および／または位置を正確に検出できるので、その屈折
率分布が極めて安定したものになり、特にはＶＡＤ法に
おける母材先端の軸方向（垂直方向）の位置を正確に検
出できるので、その屈折率分布が長手方向およびバッチ
間で極めて安定したものになる。
および／または位置を正確に検出できるので、その屈折
率分布が極めて安定したものになり、特にはＶＡＤ法に
おける母材先端の軸方向（垂直方向）の位置を正確に検
出できるので、その屈折率分布が長手方向およびバッチ
間で極めて安定したものになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光ファイバ用多孔質ガラス母材製造装
置の縦断面図を示したものである。
置の縦断面図を示したものである。
【図２】（ａ）は本発明による母材先端の軸方向の位置
と輝度の関係を、（ｂ）は軸方向の位置と輝度変化率の
微分係数の関係を図示したものである。
と輝度の関係を、（ｂ）は軸方向の位置と輝度変化率の
微分係数の関係を図示したものである。
【図３】撮影用カメラで撮影された多孔質ガラス母材先
端部の拡大図を示したものである。
端部の拡大図を示したものである。
【図４】従来法による多孔質ガラス母材先端部付近の計
測された走査線上の輝度の変化の１例を示したものであ
る。
測された走査線上の輝度の変化の１例を示したものであ
る。
【図５】従来法による多孔質ガラス母材先端部付近の計
測された走査線上の輝度の変化の他の例を示したもので
ある。
測された走査線上の輝度の変化の他の例を示したもので
ある。
１…多孔質ガラス母材（母材） ２…コア用バーナー ３…クラッド用バーナー ４…撮影用カメラ ５…母材先端位置検出装置 ６…母材先端部 ７…走査線 ８…最大変化部分 ９…輝度境界値 10…走査点 11…走査線上の輝度変化 12…近似曲線 13…最大微分係数値 14…最小微分係数値 15…母材先端部の軸方向位置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小山田 浩 群馬県安中市磯部２丁目13番１号 信越 化学工業株式会社 精密機能材料研究所 内 (72)発明者 平沢 秀夫 群馬県安中市磯部２丁目13番１号 信越 化学工業株式会社 精密機能材料研究所 内 (56)参考文献 特開 平５−43264（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−146726（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−41847（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−151338（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−198634（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−67130（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−105439（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−239033（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−33466（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C03B 37/018 C03B 8/04
Claims (6)
- 【請求項１】 多孔質ガラス母材の形状および／または
位置を検出し、任意の形状および／または位置となるよ
うに制御して、光ファイバ用多孔質ガラス母材を製造す
る方法において、少なくとも１方向から多孔質ガラス母
材の軸方向および／または径方向に、母材とその周囲の
輝度を計測し、軸方向および／または径方向の輝度変化
率の最大値が得られる計測位置を、母材の形状および位
置として検出することを特徴とする光ファイバ用多孔質
ガラス母材の製造方法。 - 【請求項２】 気相軸付け法によって、コア部とクラッ
ド部より構成される光ファイバ用多孔質ガラス母材を製
造する方法において、少なくとも１方向から母材先端部
付近の輝度を母材の軸方向（垂直方向）に計測し、輝度
変化率の最大値が得られる計測位置を母材先端部の軸方
向（垂直方向）の位置として検出し、母材先端部を任意
の軸方向（垂直方向）の位置に制御することを特徴とす
る光ファイバ用多孔質ガラス母材の製造方法。 - 【請求項３】 母材の軸方向（垂直方向）で等間隔に、
母材先端付近の輝度変化率を計測し、この変化率値の計
測位置に対する微分係数値を求め、さらに、最大微分係
数値と最小微分係数値の間を３次方程式で曲線近似し
て、微分係数値が０を示す計測位置を、輝度変化率が最
大値を示す軸方向（垂直方向）の母材先端部位置として
検出する請求項２に記載の光ファイバ用多孔質ガラス母
材の製造方法。 - 【請求項４】 多孔質ガラス母材の形状および／または
位置を検出し、任意の形状および／または位置となるよ
うに制御して、光ファイバ用多孔質ガラス母材を製造す
る光ファイバ用多孔質ガラス母材の製造装置において、
少なくとも１方向から多孔質ガラス母材の軸方向および
／または径方向に、母材とその周囲の輝度を計測して、
軸方向および／または径方向の輝度変化率の最大値が得
られる計測位置を、母材の形状および位置として検出す
る機構を有することを特徴とする光ファイバ用多孔質ガ
ラス母材の製造装置。 - 【請求項５】 気相軸付け法によって、コア部とクラッ
ド部より構成される光ファイバ用多孔質ガラス母材を製
造する光ファイバ用多孔質ガラス母材の製造装置におい
て、少なくとも１方向から母材先端部付近の輝度を母材
の軸方向（垂直方向）に計測し、輝度変化率の最大値が
得られる計測位置を母材先端部の軸方向（垂直方向）の
位置として検出し、母材先端部を任意の軸方向（垂直方
向）の位置に制御する機構を有することを特徴とする光
ファイバ用多孔質ガラス母材の製造装置。 - 【請求項６】 母材の軸方向（垂直方向）で等間隔に、
母材先端付近の輝度変化率を計測し、この変化率値の計
測位置に対する微分係数値を求め、さらに、最大微分係
数値と最小微分係数値の間を３次方程式で曲線近似し
て、微分係数値が０を示す計測位置を、輝度変化率が最
大値を示す軸方向（垂直方向）の母材先端部位置として
検出する請求項５に記載の光ファイバ用多孔質ガラス母
材の製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22803296A JP3199642B2 (ja) | 1996-08-29 | 1996-08-29 | 光ファイバ用多孔質ガラス母材の製造方法および製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22803296A JP3199642B2 (ja) | 1996-08-29 | 1996-08-29 | 光ファイバ用多孔質ガラス母材の製造方法および製造装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1072225A JPH1072225A (ja) | 1998-03-17 |
| JP3199642B2 true JP3199642B2 (ja) | 2001-08-20 |
Family
ID=16870135
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22803296A Expired - Fee Related JP3199642B2 (ja) | 1996-08-29 | 1996-08-29 | 光ファイバ用多孔質ガラス母材の製造方法および製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3199642B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5708594B2 (ja) * | 2012-08-08 | 2015-04-30 | 住友電気工業株式会社 | ガラス微粒子堆積体の製造方法および製造装置 |
-
1996
- 1996-08-29 JP JP22803296A patent/JP3199642B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1072225A (ja) | 1998-03-17 |
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