JP3524426B2 - 多孔質光ファイバ母材の製造装置 - Google Patents
多孔質光ファイバ母材の製造装置Info
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- 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]
- C03B37/01406—Deposition reactors therefor
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- C03B2207/42—Assembly details; Material or dimensions of burner; Manifolds or supports
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- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B2207/00—Glass deposition burners
- C03B2207/50—Multiple burner arrangements
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- Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、多孔質光ファイバ
母材の製造装置に関する。
母材の製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】多孔質光ファイバ母材の製造にはＶＡＤ
法が主に用いられる。この方法は、例えば図５に示すよ
うに、多重管バーナ１、２によって作られる酸水素火炎
３の中に四塩化珪素のガスを投入し、火炎加水分解反応
により二酸化珪素のガラス微粒子を生成し、種棒４にガ
ラス微粒子を堆積させて、ガラス微粒子堆積体５を形成
する。そうして、種棒４を引き上げながら、その長手方
向にガラス微粒子堆積体５を成長させて、多孔質光ファ
イバ母材を得る方法である。このとき、コア合成用のバ
ーナ１に、四塩化珪素とともに少量の四塩化ゲルマニウ
ムなどの添加物を投入すると、二酸化ゲルマニウムなど
の微粒子が同時に生成し、ガラス微粒子堆積体５の半径
方向に二酸化ゲルマニウムなどの分布を作り込むことが
可能になる。なお、１１は反応容器、１２は副排気管で
ある。
法が主に用いられる。この方法は、例えば図５に示すよ
うに、多重管バーナ１、２によって作られる酸水素火炎
３の中に四塩化珪素のガスを投入し、火炎加水分解反応
により二酸化珪素のガラス微粒子を生成し、種棒４にガ
ラス微粒子を堆積させて、ガラス微粒子堆積体５を形成
する。そうして、種棒４を引き上げながら、その長手方
向にガラス微粒子堆積体５を成長させて、多孔質光ファ
イバ母材を得る方法である。このとき、コア合成用のバ
ーナ１に、四塩化珪素とともに少量の四塩化ゲルマニウ
ムなどの添加物を投入すると、二酸化ゲルマニウムなど
の微粒子が同時に生成し、ガラス微粒子堆積体５の半径
方向に二酸化ゲルマニウムなどの分布を作り込むことが
可能になる。なお、１１は反応容器、１２は副排気管で
ある。
【０００３】上述の方法では、ガラス微粒子の堆積は、
バーナ１、２側から副排気管１２側へと流れる水平ガス
流６の中で、種棒４を回転引き上げながら行われ、堆積
しない余剰のガラス微粒子は水平ガス流６で反応容器１
１外に排出される。このように、種棒４に堆積しない余
剰のガラス微粒子を排出することにより、余剰のガラス
微粒子が反応容器１１に付着し、その後反応容器１１か
ら剥離してガラス微粒子堆積体５の表面に付着すること
により、ガラス微粒子堆積体５のガラス化後の気泡発生
の原因となることを防ぐことができる。この際、水平ガ
ス流６の流れが乱れるのを防ぐために、送風機で強制的
に水平ガス流６を流して、水平ガス流６の流れを安定化
する方法が提案されている（特開平１−２４２４３１号
公報参照）。また、排気口の周囲を囲むように整流板を
設け、水平ガス流がスムースに排気されるようにする方
法も提案されている（特開平２−２８３６３２号公報参
照）。
バーナ１、２側から副排気管１２側へと流れる水平ガス
流６の中で、種棒４を回転引き上げながら行われ、堆積
しない余剰のガラス微粒子は水平ガス流６で反応容器１
１外に排出される。このように、種棒４に堆積しない余
剰のガラス微粒子を排出することにより、余剰のガラス
微粒子が反応容器１１に付着し、その後反応容器１１か
ら剥離してガラス微粒子堆積体５の表面に付着すること
により、ガラス微粒子堆積体５のガラス化後の気泡発生
の原因となることを防ぐことができる。この際、水平ガ
ス流６の流れが乱れるのを防ぐために、送風機で強制的
に水平ガス流６を流して、水平ガス流６の流れを安定化
する方法が提案されている（特開平１−２４２４３１号
公報参照）。また、排気口の周囲を囲むように整流板を
設け、水平ガス流がスムースに排気されるようにする方
法も提案されている（特開平２−２８３６３２号公報参
照）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
方法には次のような問題があった。即ち、 １）水平ガス流６が合成中のガラス微粒子堆積体５に当
たり、その表面温度が低下するために、その密度が低下
し、クラックが発生しやすかった。 ２）水平ガス流６がバーナ１、２の火炎に当たり、バー
ナ１、２の火炎が揺らいで、合成中のガラス微粒子堆積
体５の品質、従って多孔質光ファイバ母材の品質が長手
方向に変動する。
方法には次のような問題があった。即ち、 １）水平ガス流６が合成中のガラス微粒子堆積体５に当
たり、その表面温度が低下するために、その密度が低下
し、クラックが発生しやすかった。 ２）水平ガス流６がバーナ１、２の火炎に当たり、バー
ナ１、２の火炎が揺らいで、合成中のガラス微粒子堆積
体５の品質、従って多孔質光ファイバ母材の品質が長手
方向に変動する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は上記問題点を解
決すべくなされたもので、ガラス微粒子が堆積される垂
直な回転軸を有する種棒と、ガラス微粒子を生成するバ
ーナとを内部に備えた反応容器を有し、前記反応容器に
は、前記種棒から見て前記バーナ側に給気口が設けら
れ、前記給気口に対向するように排気口が設けられ、前
記種棒の回転軸と前記バーナの軸とがなす平面にほぼ平
行に、かつ前記種棒の回転軸に対してほぼ直角方向に、
前記給気口から前記排気口に向かって流れる気流中で、
前記種棒を回転させ、引き上げながらガラス微粒子を堆
積させてガラス微粒子堆積体を形成する多孔質光ファイ
バ母材の製造装置において、前記給気口と前記ガラス微
粒子堆積体との間に、前記気流がガラス微粒子が堆積さ
れつつある領域を避けて流れるようにする気流調整手段
が設けられていることを特徴とするものである。
決すべくなされたもので、ガラス微粒子が堆積される垂
直な回転軸を有する種棒と、ガラス微粒子を生成するバ
ーナとを内部に備えた反応容器を有し、前記反応容器に
は、前記種棒から見て前記バーナ側に給気口が設けら
れ、前記給気口に対向するように排気口が設けられ、前
記種棒の回転軸と前記バーナの軸とがなす平面にほぼ平
行に、かつ前記種棒の回転軸に対してほぼ直角方向に、
前記給気口から前記排気口に向かって流れる気流中で、
前記種棒を回転させ、引き上げながらガラス微粒子を堆
積させてガラス微粒子堆積体を形成する多孔質光ファイ
バ母材の製造装置において、前記給気口と前記ガラス微
粒子堆積体との間に、前記気流がガラス微粒子が堆積さ
れつつある領域を避けて流れるようにする気流調整手段
が設けられていることを特徴とするものである。
【０００６】本発明によれば、気流調整手段を設けるこ
とにより、給気口から前記排気口に向かって流れる気流
が前記ガラス微粒子堆積体に接触するのを防ぐことがで
きる。従って、ガラス微粒子堆積体の表面温度が低下す
るのを防いで、ガラス微粒子堆積体にクラックが発生す
るのを防止することができ、また、バーナの火炎の揺ら
ぎを防いで、ガラス微粒子堆積体、従って多孔質光ファ
イバ母材の品質が長手方向に変動するのを防ぐことがで
きる。
とにより、給気口から前記排気口に向かって流れる気流
が前記ガラス微粒子堆積体に接触するのを防ぐことがで
きる。従って、ガラス微粒子堆積体の表面温度が低下す
るのを防いで、ガラス微粒子堆積体にクラックが発生す
るのを防止することができ、また、バーナの火炎の揺ら
ぎを防いで、ガラス微粒子堆積体、従って多孔質光ファ
イバ母材の品質が長手方向に変動するのを防ぐことがで
きる。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施の形態を詳細に説明する。 （実施形態１）図１（ａ）、（ｂ）は、それぞれ本実施
形態の断面図およびその部分断面拡大斜視図である。図
１は、従来の技術の説明に用いた図５に関して説明した
部分と同部分は同符号で指示してある。図中、１および
２は多重管バーナであって、多重管バーナ１、２は酸水
素火炎３をつくり、その中に四塩化珪素のガスを投入
し、火炎加水分解反応により二酸化珪素のガラス微粒子
を生成する。４は種棒であって、種棒４の先端にガラス
微粒子堆積体５が形成される。そうして、種棒４を回
転、引き上げ、その長手方向にガラス微粒子堆積体５を
成長させ、多孔質光ファイバ母材とする。６は給気口１
０から排気口１３に向かって、種棒４の回転軸と前記バ
ーナ１、２の軸とがなす平面にほぼ平行で、かつ前記種
棒４の回転軸に対してほぼ直角方向に流れる水平気流で
ある。また、７はガラス微粒子堆積体５の表面温度を測
定するサーモビューワーである。１０は反応容器１１に
設けられた水平気流の給気口である。給気口１０は、バ
ーナ１、２の両側に位置するように、横並びに２個設け
られている。１２は排気を促進するための副排気管であ
る。
施の形態を詳細に説明する。 （実施形態１）図１（ａ）、（ｂ）は、それぞれ本実施
形態の断面図およびその部分断面拡大斜視図である。図
１は、従来の技術の説明に用いた図５に関して説明した
部分と同部分は同符号で指示してある。図中、１および
２は多重管バーナであって、多重管バーナ１、２は酸水
素火炎３をつくり、その中に四塩化珪素のガスを投入
し、火炎加水分解反応により二酸化珪素のガラス微粒子
を生成する。４は種棒であって、種棒４の先端にガラス
微粒子堆積体５が形成される。そうして、種棒４を回
転、引き上げ、その長手方向にガラス微粒子堆積体５を
成長させ、多孔質光ファイバ母材とする。６は給気口１
０から排気口１３に向かって、種棒４の回転軸と前記バ
ーナ１、２の軸とがなす平面にほぼ平行で、かつ前記種
棒４の回転軸に対してほぼ直角方向に流れる水平気流で
ある。また、７はガラス微粒子堆積体５の表面温度を測
定するサーモビューワーである。１０は反応容器１１に
設けられた水平気流の給気口である。給気口１０は、バ
ーナ１、２の両側に位置するように、横並びに２個設け
られている。１２は排気を促進するための副排気管であ
る。
【０００８】本実施形態が従来例と異なる特徴は、横並
びの２個の給気口１０のそれぞれ前に気流調整板８を設
けたことである。気流調整板８の上端は反応容器１１の
中央側が高くなるように傾斜している。この気流調整板
８は、ガイドレール９に沿って上下方向に位置調整可能
に設けられている。
びの２個の給気口１０のそれぞれ前に気流調整板８を設
けたことである。気流調整板８の上端は反応容器１１の
中央側が高くなるように傾斜している。この気流調整板
８は、ガイドレール９に沿って上下方向に位置調整可能
に設けられている。
【０００９】本実施形態では、気流調整板８で給気口１
０の下部を塞ぎ、給気口１０からの水平気流６の流れを
調整することができる。即ち、水平気流６は反応容器１
１の上方をおもに流れ、下方にいくにつれて弱くなり、
また、水平気流６に直交する水平方向では、反応容器１
１内の中央部（２個の給気口１０の間）でもっとも弱く
なっている。従って、ガラス微粒子堆積体５の形成前
に、予め水平気流６がバーナ１、２、形成されるガラス
微粒子堆積体５が位置する領域に当たらないように、風
速計を用いて気流調整板８の上下方向の位置を調整する
ことにより、反応容器１１の中央部の形成されつつある
ガラス微粒子堆積体５が位置する領域およびその下側に
は水平気流６がほとんど流れず、ガラス微粒子堆積体５
が位置する領域の両側（反応容器１１の壁面より）では
上下方向に広い領域で水平気流６が流れるようにするこ
とができる。
０の下部を塞ぎ、給気口１０からの水平気流６の流れを
調整することができる。即ち、水平気流６は反応容器１
１の上方をおもに流れ、下方にいくにつれて弱くなり、
また、水平気流６に直交する水平方向では、反応容器１
１内の中央部（２個の給気口１０の間）でもっとも弱く
なっている。従って、ガラス微粒子堆積体５の形成前
に、予め水平気流６がバーナ１、２、形成されるガラス
微粒子堆積体５が位置する領域に当たらないように、風
速計を用いて気流調整板８の上下方向の位置を調整する
ことにより、反応容器１１の中央部の形成されつつある
ガラス微粒子堆積体５が位置する領域およびその下側に
は水平気流６がほとんど流れず、ガラス微粒子堆積体５
が位置する領域の両側（反応容器１１の壁面より）では
上下方向に広い領域で水平気流６が流れるようにするこ
とができる。
【００１０】本実施形態において、水平気流６として空
気を平均流速０．１ｍ／ｍｉｎで流したところ、水平気
流６がガラス微粒子堆積体５に直接当たるのを防ぎ、な
いしは弱めることができ、ガラス微粒子堆積体５の密度
を２０％増加させることができ、クラックの発生率を低
下させることができた。また、形成れた多孔質光ファイ
バ母材の品質が長手方向に安定し、線引きされた光ファ
イバのカットオフ波長のばらつきも小さくなった。な
お、上記実施形態では、気流調整板８の上端は反応容器
１１の中央側が高くなるように傾斜していたが、水平で
あってもよい。
気を平均流速０．１ｍ／ｍｉｎで流したところ、水平気
流６がガラス微粒子堆積体５に直接当たるのを防ぎ、な
いしは弱めることができ、ガラス微粒子堆積体５の密度
を２０％増加させることができ、クラックの発生率を低
下させることができた。また、形成れた多孔質光ファイ
バ母材の品質が長手方向に安定し、線引きされた光ファ
イバのカットオフ波長のばらつきも小さくなった。な
お、上記実施形態では、気流調整板８の上端は反応容器
１１の中央側が高くなるように傾斜していたが、水平で
あってもよい。
【００１１】（実施形態２）本実施形態は、図２に示す
ように、実施形態１に示した反応容器１１内に、上端が
水平である気流調整板８をガイドレール９に沿って水平
方向に位置調整可能に設けたものである。本実施形態で
は、気流調整板８で２個の給気口１０のバーナ１、２側
（反応容器１１の中央部）をふさぎ、反応容器１１の壁
面よりでは上下方向に広い領域で水平気流６が流れるよ
うにし、ガラス微粒子堆積体５（図示されず）に当たら
ないにように、水平気流６を流すことができる。
ように、実施形態１に示した反応容器１１内に、上端が
水平である気流調整板８をガイドレール９に沿って水平
方向に位置調整可能に設けたものである。本実施形態で
は、気流調整板８で２個の給気口１０のバーナ１、２側
（反応容器１１の中央部）をふさぎ、反応容器１１の壁
面よりでは上下方向に広い領域で水平気流６が流れるよ
うにし、ガラス微粒子堆積体５（図示されず）に当たら
ないにように、水平気流６を流すことができる。
【００１２】（実施形態３）本実施形態は、図３に示す
ように、反応容器１１には一個の給気口１０が設けら
れ、給気口１０とバーナ１、２の間に給気口１０をふさ
ぐように縦長の気流調整板８が設けられている。気流調
整板８は平板状で、その幅Ｗがガラス微粒子堆積体５の
直径Ｄよりも大きく、１．１倍になっており、バーナ２
の貫通する穴８ａが設けられている。なお、バーナ２と
穴８ａの隙間は、シリコンゴムなどで密閉されている。
なお、本実施形態の装置で製作した多孔質光ファイバ母
材から線引きして得られた光ファイバは、カットオフ波
長のばらつき（標準偏差）が、幅Ｗが直径Ｄの０．９倍
の場合に比較すると、３０％減少した。
ように、反応容器１１には一個の給気口１０が設けら
れ、給気口１０とバーナ１、２の間に給気口１０をふさ
ぐように縦長の気流調整板８が設けられている。気流調
整板８は平板状で、その幅Ｗがガラス微粒子堆積体５の
直径Ｄよりも大きく、１．１倍になっており、バーナ２
の貫通する穴８ａが設けられている。なお、バーナ２と
穴８ａの隙間は、シリコンゴムなどで密閉されている。
なお、本実施形態の装置で製作した多孔質光ファイバ母
材から線引きして得られた光ファイバは、カットオフ波
長のばらつき（標準偏差）が、幅Ｗが直径Ｄの０．９倍
の場合に比較すると、３０％減少した。
【００１３】（実施形態４）本実施形態は、図４に示す
ように、実施形態３において気流調整板８の形状を変え
たものである。即ち、気流調整板８は水平面内で湾曲し
ており、その幅Ｗがガラス微粒子堆積体５の直径Ｄの２
倍になっている。そうして、気流調整板８の両端部には
縦方向に並ぶように複数の小さな穴８ｂが設けられてい
る。本実施形態では、気流調整板８が湾曲し、その両端
部に小穴８ｂが設けられているために、気流調整板８の
両端部における水平気流６の乱れや渦が減少する。その
結果、線引きして得られた光ファイバのカットオフ波長
のばらつき（標準偏差）は、上記実施形態３に比して、
４０％減少した。
ように、実施形態３において気流調整板８の形状を変え
たものである。即ち、気流調整板８は水平面内で湾曲し
ており、その幅Ｗがガラス微粒子堆積体５の直径Ｄの２
倍になっている。そうして、気流調整板８の両端部には
縦方向に並ぶように複数の小さな穴８ｂが設けられてい
る。本実施形態では、気流調整板８が湾曲し、その両端
部に小穴８ｂが設けられているために、気流調整板８の
両端部における水平気流６の乱れや渦が減少する。その
結果、線引きして得られた光ファイバのカットオフ波長
のばらつき（標準偏差）は、上記実施形態３に比して、
４０％減少した。
【００１４】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、気
流調整手段を設けることにより、多孔質光ファイバ母材
にクラックが発生するのを防ぎ、また、多孔質光ファイ
バ母材の品質を長手方向に安定化することができるとい
う優れた効果がある。
流調整手段を設けることにより、多孔質光ファイバ母材
にクラックが発生するのを防ぎ、また、多孔質光ファイ
バ母材の品質を長手方向に安定化することができるとい
う優れた効果がある。
【図１】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、本発明に係る多孔
質光ファイバ母材の製造装置の一実施形態の断面図、お
よびその部分断面拡大斜視図である。
質光ファイバ母材の製造装置の一実施形態の断面図、お
よびその部分断面拡大斜視図である。
【図２】本発明の他の実施形態の部分断面図である。
【図３】本発明の他の実施形態の部分断面斜視図であ
る。
る。
【図４】本発明のさらなる他の実施形態の部分断面斜視
図である。
図である。
【図５】従来の多孔質光ファイバ母材の製造装置の断面
図である。
図である。
１、２ バーナ
３ 酸水素火炎
４ 種棒
５ ガラス微粒子堆積体
６ 水平ガス流
７ サーモビューワー
８ 気流調整板
８ａ、８ｂ 穴
９ ガイドレール
１０ 給気口
１１ 反応容器
１２ 副排気管
１３ 排気口
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平５−155631（ＪＰ，Ａ)
実開 平３−22028（ＪＰ，Ｕ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C03B 37/00 - 37/16
C03B 8/04
C03B 20/00
Claims (5)
- 【請求項１】 ガラス微粒子が堆積される垂直な回転軸
を有する種棒と、ガラス微粒子を生成するバーナとを内
部に備えた反応容器を有し、前記反応容器には、前記種
棒から見て前記バーナ側に給気口が設けられ、前記給気
口に対向するように排気口が設けられ、前記種棒の回転
軸と前記バーナの軸とがなす平面にほぼ平行に、かつ前
記種棒の回転軸に対してほぼ直角方向に、前記給気口か
ら前記排気口に向かって流れる気流中で、前記種棒を回
転させ、引き上げながらガラス微粒子を堆積させてガラ
ス微粒子堆積体を形成する多孔質光ファイバ母材の製造
装置において、前記給気口と前記ガラス微粒子堆積体と
の間に、前記気流がガラス微粒子が堆積されつつある領
域を避けて流れるようにする気流調整手段が設けられて
いることを特徴とする多孔質光ファイバ母材の製造装
置。 - 【請求項２】 気流調整手段は、前記気流がガラス微粒
子が堆積されつつある領域よりも上側を流れるようにす
ることを特徴とする請求項１記載の多孔質光ファイバ母
材の製造装置。 - 【請求項３】 気流調整手段は、部分的に給気口の下方
をふさぐように設けられた気流調整板からなることを特
徴とする請求項２記載の多孔質光ファイバ母材の製造装
置。 - 【請求項４】 気流調整手段は、水平方向の幅が形成さ
れるべきガラス微粒子堆積体の直径よりも大きい気流調
整板からなることを特徴とする請求項２記載の多孔質光
ファイバ母材の製造装置。 - 【請求項５】 気流調整板は、ガラス微粒子堆積体の曲
面に沿うように水平面内で湾曲しており、水平方向の両
端部近傍に複数の小孔が垂直方向に並ぶように設けられ
ていることを特徴とする請求項４記載の多孔質光ファイ
バ母材の製造装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09583799A JP3524426B2 (ja) | 1999-04-02 | 1999-04-02 | 多孔質光ファイバ母材の製造装置 |
| US09/649,576 US6619074B1 (en) | 1999-04-02 | 2000-08-29 | Apparatus and method for production of a porous optical fiber preform |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09583799A JP3524426B2 (ja) | 1999-04-02 | 1999-04-02 | 多孔質光ファイバ母材の製造装置 |
| US09/649,576 US6619074B1 (en) | 1999-04-02 | 2000-08-29 | Apparatus and method for production of a porous optical fiber preform |
| CN00128991.8A CN1260154C (zh) | 1991-01-10 | 2000-08-30 | 多孔光纤母体的制造装置和制造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000290035A JP2000290035A (ja) | 2000-10-17 |
| JP3524426B2 true JP3524426B2 (ja) | 2004-05-10 |
Family
ID=29718554
Family Applications (1)
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