JP3953855B2

JP3953855B2 - Method for producing porous base material

Info

Publication number: JP3953855B2
Application number: JP2002081925A
Authority: JP
Inventors: 孝和後藤; 雅博堀越
Original assignee: Fujikura Ltd
Current assignee: Fujikura Ltd
Priority date: 2002-03-22
Filing date: 2002-03-22
Publication date: 2007-08-08
Anticipated expiration: 2022-03-22
Also published as: JP2003277070A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、大型の多孔質母材を製造する場合でも、ドーパントを均一にドープすることができるＶＡＤ法の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
石英系光ファイバの製造に用いられる多孔質母材の製造は、種種の方法によって行われているが、その製造方法の一つとして、ＶＡＤ法はよく知られている。ＶＡＤ法は、垂直に支持された出発部材を軸回転させつつ、この出発部材の先端に、コア用バーナにより合成されたガラス微粒子を堆積させて、光ファイバのコアとなるコアスートをロッド状に成長させるとともに、このコアスートの外周に、クラッド用バーナにより合成されたガラス微粒子を堆積させてクラッドの一部もしくは全部となるクラッドスートを形成し、多孔質母材とするものである。
そして、得られた多孔質母材を高温で加熱して脱水処理および透明ガラス化処理を行うことによりガラス母材とし、このガラス母材を線引きすることによって光ファイバを製造することができる。
【０００３】
コア用バーナおよびクラッド用バーナによりガラス微粒子を合成するため、該バーナには、四塩化ケイ素（ＳｉＣｌ₄）や四塩化ゲルマニウム（ＧｅＣｌ₄）などの原料ガス、水素などの燃料ガス、燃焼を助けるための酸素ガス、アルゴンなどの不活性ガスが供給されている。また、光ファイバに屈折率分布を付与するため、前記コア用バーナに供給する原料ガスの組成と、前記クラッド用バーナに供給する原料ガスの組成を異なるものとし、コア部に所定の濃度にてＧｅＯ₂などのドーパントをドープして、クラッド部より屈折率を高くするようにしている。
【０００４】
また、光ファイバに所望の屈折率分布（プロファイル）を付与するため、コア用バーナによる加熱条件を制御して、ガラス微粒子層の表面温度を適切に変化させて、ＧｅＯ₂などのドーパントのドープ量を調整している。これは、ドーパントによっては、コアスート内に取り込まれるドープ効率が、コアスートの表面温度によって大きく変わることがあるからである。
【０００５】
例えば、ＧｅＯ₂は、コアスートの表面温度が約５００〜８００℃程度の範囲であるときドープ効率は高くなるが、コアスートの表面温度がこの範囲外であるとドープ効率が低下するとされている。この他、ＢＢｒ₃、ＳｎＣｌ₄などを原料としたドーパントも、ドープ効率がコアスートの表面温度の影響を受けやすいとされている。
【０００６】
そこで、例えば、コアスートの周囲に放射温度計を設置してコアスートの表面温度分布を測定し、この測定値に基づいてドーパントがコアスートに均一に取り込まれるように、コア用バーナとコアスートとの相対位置や、コア用バーナに供給される燃料ガスの流量などの加熱条件を制御し、コアスートの表面の温度勾配を適度に小さくすることが行われている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年、光ファイバの製造コストを削減するため、多孔質母材の寸法は大型化する傾向にある。しかし、多孔質母材の寸法が大型化することにより、コアスートの外径が太くなっているので、該コアスートの表面温度分布を制御することが困難になってきている。このため、コアスートへのドーパントのドープ量が周囲方向で不均一になり、多孔質母材から製造されるガラス母材の屈折率分布の揺らぎや変動が大きくなることがある。この結果、得られる光ファイバの特性が低下するという問題がある。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、コアスートにドーパントを均一にドープすることができ、ガラス母材の屈折率分布の変動と揺らぎを小さく抑制しうる多孔質母材の製造方法を提供することを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記課題は、コア用バーナから噴出される原料ガスにより合成されたガラス微粒子を出発部材の先端に堆積させてコアスートを形成しつつ、クラッド用バーナから噴出される原料ガスにより合成されたガラス微粒子を前記コアスートの周囲に堆積させてクラッドスートを形成することにより、多孔質母材を製造する多孔質母材の製造方法において、
前記コア用バーナとして、原料ガスと燃料ガスと酸素ガスの流路を層状に有し、最外酸素ガス層の外径が、前記コアスートの外径の０．７倍以上、１．０倍以下である多重管バーナを用いることによって解決される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、実施の形態に基づいて、本発明を詳しく説明する。図１は、本発明に係る多孔質母材の製造方法を実施する製造装置の一例を示したものである。
図１において、符号１はコア用バーナであり、符号２はクラッド用バーナである。クラッド用バーナ２は図１には１本のみ記載されているが、複数本であってもよい。これらのコア用バーナ１およびクラッド用バーナ２には、図示しないガス供給源から、水素などの燃料ガス、酸素ガス、およびＳｉＣｌ₄、ＧｅＣｌ₄などの原料ガスが供給され、該原料ガスの熱酸化反応や火炎加水分解反応により、ガラス微粒子が合成される。
【００１１】
コア用バーナ１により合成されたガラス微粒子は、垂直に吊り下げられた出発部材３の先端に堆積してコアスート４となり、軸方向に成長するようになっている。また、クラッド用バーナ２により合成されたガラス微粒子は、前記コアスート４の外周に堆積してクラッドスート５を形成する。コア用バーナ１は、クラッド用バーナ２より下方に設置されており、コアスート４は、クラッドスート５より下方に垂下するように形成される。
【００１２】
前記出発部材３は、図示しない駆動手段により軸回転および上下動できるようになっている。出発部材３が軸回転することにより、コアスート４およびクラッドスート５を軸対称に堆積させることができるようになっている。また、コアスート４の軸方向への成長に合わせて、出発部材３を上方に引き上げるようになっている。
【００１３】
本実施の形態においては、少なくともコア用バーナ１として、多重管バーナを用い、該多重管バーナの最外酸素ガス層の外径は、前記コアスート４の外径の０．７倍以上となるものとする。このようにすることによって、十分に大きな火炎が得られ、コアスート４の表面の温度勾配が小さくなり、ドーパントを均一にドープすることができるようになる。コア用バーナ１の最外酸素ガス層の外径の上限は、特に限定されないが、あまりに太いと、コア用バーナ１によって合成されたガラス微粒子の噴出面積があまりに広くなり、必要以上のコアスート径となるか、必要とするコアスート径を得るために不安定な堆積状態にしなければならなくなる等、好ましくないので、一般に、前記コアスート４の外径以下とすることが好ましい。
【００１４】
本発明において、多重管バーナとは、複数の管を層状に配置して、各管の間隙にガスを供給し、ガス層を複数の層に分けることができるバーナである。
この多重管バーナの構造、管の数およびそれぞれの管に流すガスの種類は、特に限定されないが、一般的には、少なくとも４重の管を有し、それぞれの管の間隙に、原料ガス層、燃料ガス層、酸素ガス層、および不活性ガス層が、それぞれ、１層以上設けられることが好ましい。
【００１５】
そして、いずれの燃料ガス層の外側に、不活性ガス層を介して、または、不活性ガス層を介することなく、酸素ガス層が設けられる。
ここで、最外酸素ガス層とは、酸素ガス層が１つのみであればそのものを指し、酸素ガス層が複数あれば、そのうち最も外側にあるものを指す。
【００１６】
原料ガスとは、ＳｉＣｌ₄、ＧｅＣｌ₄、ＳｉＦ₄、ＢＢｒ₃などのガラス構成材料となるガスである。一般的には、ＳｉＣｌ₄を主成分とし、これにドーパントとして、ＧｅＣｌ₄、ＳｉＦ₄、ＢＢｒ₃などの一種類または複数種類を適宜混合したものが用いられる。また、原料ガスが安定にバーナに供給されやすくなるように、アルゴンなどのキャリヤーガスを混合し、希釈して流すようにすることもできる。
【００１７】
燃料ガスとしては、水素（Ｈ₂）やプロパン、ブタン、天然ガスなど、およびこれらのガスの複数種類を所定の比率で混合したガスが例示される。しかし、一般には、高温度が得られ、副生成物が少ないことから、水素を用いて、酸水素火炎とすることが好ましい。
不活性ガスとしては、アルゴン（Ａｒ）やヘリウム（Ｈｅ）、窒素などが例示されるが、安定性やコストなどの観点から、アルゴンを用いることが好ましい。
【００１８】
多重管バーナとしては、例えば、図２に示すような４重管構造として、ガス層を４層設けたものが例示される。
この多重管バーナにおいては、第１の管１１の内側の１層目２１には原料ガスが、第１の管１１と第２の管１２との間隙の２層目２２には燃料ガスが、第２の管１２と第３の管１３との間隙の３層目２３には不活性ガスが、第３の管１３と第４の管１４との間隙の４層目２４には、酸素ガスが、それぞれ供給される。
この多重管バーナにおいては、最外酸素ガス層は４層目２４にあるので、最外酸素ガス層の外径とは、すなわち第４の管１４の内径に相当する。
【００１９】
また、図３に示すような５重管構造を有する多重管バーナも知られており、このような多重管バーナも、本実施の形態に使用することが可能である。
この多重管バーナにおいては、第１の管１１の内側の１層目２１には原料ガスが、第１の管１１と第２の管１２との間隙の２層目２２には燃料ガスが、第２の管１２と第３の管１３との間隙の３層目２３には不活性ガスが、第３の管１３と第４の管１４との間隙の４層目２４には酸素ガスが、第４の管１４と第５の管１５との間隙の５層目２５には不活性ガスが供給される。
この多重管バーナにおいては、最外酸素ガス層は４層目２４にあるので、最外酸素ガス層の外径とは、すなわち第４の管１４の内径に相当する。
【００２０】
また、図４に示すような８重管構造を有する二重火炎バーナを多重管バーナとして用いることもできる。二重火炎バーナとは、燃料ガスおよび酸素ガスの層をそれぞれ２層設けることにより、二重火炎という大きな火炎を得、火炎の温度を高めて、該火炎内で合成されるガラス微粒子の粒子径を大きくし、堆積対象物に付着しやすくすることと、従来の火炎よりも多量のガラス微粒子を合成できることにより、多孔質母材の製造を高速化することができるものである。
【００２１】
図４に示す二重火炎バーナにおいては、第１の管１１の内側の１層目２１には原料ガスが、第１の管１１と第２の管１２との間隙の２層目２２には燃料ガスが、第２の管１２と第３の管１３との間隙の３層目２３には不活性ガスが、第３の管１３と第４の管１４との間隙の４層目２４には酸素ガスが、第４の管１４と第５の管１５との間隙の５層目２５には不活性ガスが、第５の管１５と第６の管１６との間隙の６層目２６には燃料ガスが、第６の管１６と第７の管１７との間隙の７層目２７には不活性ガスが、第７の管１７と第８の管１８との間隙の８層目２８には酸素ガスが、それぞれ供給される。
この二重火炎バーナにおいては、最外酸素ガス層は８層目２８にあるので、最外酸素ガス層の外径とは、すなわち第８の管１８の内径に該当する。
【００２２】
本実施の形態の多孔質母材の製造方法は、コア用バーナ１として、上述のような多重管バーナを使用するほかは、従来のＶＡＤ法による多孔質母材の製造方法と同様に実施することができる。例えば、クラッド用バーナ２の種類や本数、コア用バーナ１およびクラッド用バーナ２に供給する燃料ガスや原料ガスの種類、配合比などは、目的とする光ファイバの屈折率分布などの特性に応じて、適切なものを使用することができる。
本実施の形態によって製造された多孔質母材は、従来と同様に、加熱透明化してガラス母材としたのち線引きすることによって光ファイバとすることができる。
【００２３】
次に、具体例に基づいて本発明を説明する。図１に示した製造装置を用いて多孔質母材を製造した。コア用バーナ１としては、図２に示すような４重管構造の多重管バーナを用い、１層目２１に原料ガスとしてＳｉＣｌ₄とＧｅＣｌ₄を流し、２層目２２に水素、３層目２３にアルゴン、４層目２４に酸素を流した。
ここで、水素ガスの流量は、７〜１６リットル／分、酸素ガスの流量は、４〜１８リットル／分、ＳｉＣｌ₄の流量は１．９リットル／分、ＧｅＣｌ₄の流量は０．１リットル／分、アルゴンの流量は３．０リットル／分とした。
【００２４】
多重管バーナの最外酸素ガス層の外径φｏ₂およびコアスートの外径φｃｏｒｅを表１に示すように５通りに変化させ多孔質母材を製造した。
【００２５】
【表１】

【００２６】
それぞれの条件で製造した多孔質母材を加熱透明化してガラス母材としたのち、これらのガラス母材の屈折率分布を測定し、この屈折率分布値から光ファイバとしたときのモードフィールド径（以下ＭＦＤとする）を求めた。
ガラス母材の屈折率分布の揺らぎを数値化するため、ここでは、「ＭＦＤ変動」という量を、ＭＦＤ推定値の最大値と最小値の差の、平均値に対する百分率として定義して用いた。この「ＭＦＤ変動」は、次の手順に従って測定することができる
【００２７】
まず、同一のガラス母材の長手方向の１箇所に対して、６通りの方向から屈折率分布を測定する。すなわち、各ガラス母材の長手方向で１箇所の測定位置を設定し、この測定位置に対して、ガラス母材の回転角度を６０°づつ変化させながら、プリフォームアナライザを用いて、ガラス母材の全周にわたって６回屈折率分布を測定する。測定位置を長手方向に順次変えながら、同様の手順を異なる長手方向位置で５回繰り返す。合計３０回測定された屈折率分布から、それぞれＭＦＤを推定し、この最大値と最小値の差の、平均値に対する百分率をとることによって、「ＭＦＤ変動」を求めることができる。
【００２８】
この場合、ガラス母材の屈折率分布の揺らぎが小さければ、ガラス母材の回転角度を変化させても、また長手方向の各位置でも、このＭＦＤ推定値の変動は極めて小さく、「ＭＦＤ変動」が小さくなるものと考えられる。逆に、ガラス母材の屈折率分布の揺らぎが大きい場合、ガラス母材の回転角度を変化させたり、異なる長手方向位置で測定した場合に、ＭＦＤ推定値の変動が大きくなり、「ＭＦＤ変動」は大きくなるものと考えられる。
従って、上述のように測定される「ＭＦＤ変動」を用いることによって、ガラス母材の屈折率の揺らぎを数値化することができる。特性の優れた光ファイバを得るためには、この「ＭＦＤ変動」を１．５％以下とすることが好ましい。
【００２９】
「ＭＦＤ変動」の測定結果を表１に示す。
表１に示す結果から明らかなように、上述の製造条件を満足するようにコア用バーナ１による加熱条件を制御することにより、「ＭＦＤ変動」が１．５％以下になった。このことから、本実施の形態の製造方法を用いることにより、ドーパントのドープ量を均一にし、ガラス母材の屈折率分布の揺らぎを極めて小さく抑制できたことが分かる。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の多孔質母材の製造方法によれば、多孔質母材となるガラス微粒子層にＧｅＯ₂などのドーパントを均一にドープすることができるので、その多孔質母材から製造されるガラス母材の屈折率分布の変動と屈折率の揺らぎを極めて小さく抑制し、特性の優れた光ファイバを製造することができる。
また、本発明は、特殊な装置を必要とすることなく、単にコア用バーナを適切なものとすることにより容易に実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の多孔質母材の製造方法を実施するために用いられる製造装置の一例の概略構成図である。
【図２】本実施の形態においてコア用バーナとして用いられる多重管バーナの第１の例を示す断面図である。
【図３】本実施の形態においてコア用バーナとして用いられる多重管バーナの第２の例を示す断面図である。
【図４】本実施の形態においてコア用バーナとして用いられる多重管バーナの第３の例を示す断面図である。
【符号の説明】
１…コア用バーナ、２…クラッド用バーナ、３…出発部材、４…コアスート、５…クラッドスート。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an improvement of the VAD method capable of uniformly doping a dopant even when a large porous base material is manufactured.
[0002]
[Prior art]
The porous base material used for the production of the silica-based optical fiber is manufactured by various methods, and the VAD method is well known as one of the manufacturing methods. In the VAD method, while rotating a starting member supported vertically, glass fine particles synthesized by a core burner are deposited on the tip of the starting member to grow a core soot that becomes a core of an optical fiber into a rod shape. At the same time, glass fine particles synthesized by a cladding burner are deposited on the outer periphery of the core soot to form a clad soot that becomes a part or all of the cladding, thereby forming a porous base material.
Then, the obtained porous preform is heated at a high temperature to perform a dehydration treatment and a transparent vitrification treatment to obtain a glass preform, and an optical fiber can be produced by drawing the glass preform.
[0003]
In order to synthesize glass particles with the burner for the core and the burner for the clad, the burner includes a raw material gas such as silicon tetrachloride (SiCl ₄ ) and germanium tetrachloride (GeCl ₄ ), a fuel gas such as hydrogen, and a combustion aid. An inert gas such as oxygen gas or argon is supplied. Further, in order to give a refractive index distribution to the optical fiber, the composition of the raw material gas supplied to the core burner and the composition of the raw material gas supplied to the cladding burner are different, and the core portion has a predetermined concentration. A dopant such as GeO ₂ is doped so that the refractive index is higher than that of the cladding.
[0004]
In addition, in order to give a desired refractive index profile (profile) to the optical fiber, the heating condition by the core burner is controlled, the surface temperature of the glass fine particle layer is appropriately changed, and the doping amount of a dopant such as GeO ₂ Is adjusted. This is because, depending on the dopant, the doping efficiency incorporated into the core soot may vary greatly depending on the surface temperature of the core soot.
[0005]
For example, GeO ₂ has a high doping efficiency when the surface temperature of the core soot is in the range of about 500 to 800 ° C., but the doping efficiency is lowered when the surface temperature of the core soot is outside this range. In addition, dopants made from BBr ₃ , SnCl _4, or the like are also considered to be susceptible to the influence of the core soot surface temperature on the doping efficiency.
[0006]
Therefore, for example, a radiation thermometer is installed around the core soot to measure the surface temperature distribution of the core soot, and the relative positions of the burner for the core and the core soot so that the dopant is uniformly incorporated into the core soot based on this measurement value. In addition, heating conditions such as the flow rate of the fuel gas supplied to the core burner are controlled to appropriately reduce the temperature gradient on the surface of the core soot.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in recent years, in order to reduce the manufacturing cost of the optical fiber, the size of the porous base material tends to increase. However, since the outer diameter of the core soot is increased due to an increase in the size of the porous base material, it is difficult to control the surface temperature distribution of the core soot. For this reason, the doping amount of the dopant into the core soot becomes non-uniform in the peripheral direction, and fluctuations and fluctuations in the refractive index distribution of the glass base material produced from the porous base material may become large. As a result, there is a problem that the characteristics of the obtained optical fiber deteriorate.
[0008]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and is capable of uniformly doping a dopant in the core soot, and manufacturing a porous base material that can suppress fluctuations and fluctuations in the refractive index distribution of the glass base material. It is an object to provide a method.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The problem is that glass fine particles synthesized from the raw material gas ejected from the cladding burner are formed by depositing glass fine particles synthesized from the raw material gas ejected from the core burner on the tip of the starting member to form a core soot. In the method for manufacturing a porous base material by manufacturing a porous base material by depositing around the core soot to form a clad soot,
As the core burner, it has a layered flow path of source gas, fuel gas and oxygen gas, and the outer diameter of the outermost oxygen gas layer is 0.7 to 1.0 times the outer diameter of the core soot This is solved by using a multi-tube burner.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments. FIG. 1 shows an example of a manufacturing apparatus for carrying out a method for manufacturing a porous base material according to the present invention.
In FIG. 1, reference numeral 1 is a core burner, and reference numeral 2 is a cladding burner. Although only one cladding burner 2 is shown in FIG. 1, a plurality of cladding burners 2 may be used. The core burner 1 and the cladding burner 2 are supplied with a fuel gas such as hydrogen, an oxygen gas, and a raw material gas such as SiCl ₄ and GeCl ₄ from a gas supply source (not shown), and thermal oxidation of the raw material gas is performed. Glass particles are synthesized by reaction or flame hydrolysis reaction.
[0011]
The glass fine particles synthesized by the core burner 1 are deposited on the tip of the starting member 3 suspended vertically to become the core soot 4 and grow in the axial direction. Further, the glass fine particles synthesized by the cladding burner 2 are deposited on the outer periphery of the core soot 4 to form the cladding soot 5. The core burner 1 is installed below the cladding burner 2, and the core soot 4 is formed to hang down below the cladding soot 5.
[0012]
The starting member 3 can be rotated and moved up and down by driving means (not shown). By rotating the starting member 3 axially, the core soot 4 and the clad soot 5 can be deposited axially symmetrically. Further, the starting member 3 is pulled upward in accordance with the growth of the core soot 4 in the axial direction.
[0013]
In the present embodiment, a multi-tube burner is used as at least the core burner 1, and the outer diameter of the outermost oxygen gas layer of the multi-tube burner is 0.7 times or more the outer diameter of the core soot 4. And By doing so, a sufficiently large flame is obtained, the temperature gradient of the surface of the core soot 4 is reduced, and the dopant can be uniformly doped. The upper limit of the outer diameter of the outermost oxygen gas layer of the core burner 1 is not particularly limited, but if it is too thick, the ejection area of the glass fine particles synthesized by the core burner 1 becomes too large, and the core soot diameter is larger than necessary. In other words, it is not preferable because an unstable deposition state has to be obtained in order to obtain a required core soot diameter. Therefore, it is generally preferable that the core soot 4 is not larger than the outer diameter.
[0014]
In the present invention, the multi-tube burner is a burner in which a plurality of tubes are arranged in layers, a gas is supplied to the gap between the tubes, and the gas layer is divided into a plurality of layers.
The structure of this multi-tube burner, the number of tubes, and the type of gas flowing through each tube are not particularly limited. Generally, however, the multi-tube burner has at least quadruple tubes, and a raw material gas layer is provided in the gap between the tubes. It is preferable that one or more fuel gas layers, oxygen gas layers, and inert gas layers are provided.
[0015]
Then, an oxygen gas layer is provided outside any of the fuel gas layers via the inert gas layer or without the inert gas layer.
Here, the outermost oxygen gas layer refers to itself if there is only one oxygen gas layer, and if there are a plurality of oxygen gas layers, it refers to the outermost one.
[0016]
The source gas is a gas that becomes a glass constituent material such as SiCl ₄ , GeCl ₄ , SiF ₄ , and BBr ₃ . Generally, SiCl ₄ is used as a main component, and one or a plurality of types such as GeCl ₄ , SiF ₄ , and BBr ₃ are appropriately mixed as a dopant. In addition, a carrier gas such as argon can be mixed and diluted so that the source gas can be easily supplied to the burner stably.
[0017]
Examples of the fuel gas include hydrogen (H ₂ ), propane, butane, natural gas, and a gas obtained by mixing a plurality of these gases at a predetermined ratio. However, generally, since a high temperature is obtained and there are few by-products, it is preferable to use hydrogen as an oxyhydrogen flame.
Examples of the inert gas include argon (Ar), helium (He), and nitrogen, but argon is preferably used from the viewpoint of stability and cost.
[0018]
An example of the multi-tube burner is a quadruple tube structure as shown in FIG. 2, in which four gas layers are provided.
In this multi-tube burner, the source gas is in the first layer 21 inside the first tube 11, the fuel gas is in the second layer 22 in the gap between the first tube 11 and the second tube 12, An inert gas is present in the third layer 23 in the gap between the second tube 12 and the third tube 13, and an oxygen gas is present in the fourth layer 24 in the gap between the third tube 13 and the fourth tube 14. Are supplied respectively.
In this multi-tube burner, since the outermost oxygen gas layer is in the fourth layer 24, the outer diameter of the outermost oxygen gas layer corresponds to the inner diameter of the fourth tube 14.
[0019]
A multi-tube burner having a five-pipe structure as shown in FIG. 3 is also known, and such a multi-tube burner can also be used in this embodiment.
In this multi-tube burner, the source gas is in the first layer 21 inside the first tube 11, the fuel gas is in the second layer 22 in the gap between the first tube 11 and the second tube 12, An inert gas is present in the third layer 23 in the gap between the second tube 12 and the third tube 13, and an oxygen gas is present in the fourth layer 24 in the gap between the third tube 13 and the fourth tube 14. The inert gas is supplied to the fifth layer 25 in the gap between the fourth tube 14 and the fifth tube 15.
In this multi-tube burner, since the outermost oxygen gas layer is in the fourth layer 24, the outer diameter of the outermost oxygen gas layer corresponds to the inner diameter of the fourth tube 14.
[0020]
Further, a double flame burner having an eight-pipe structure as shown in FIG. 4 can also be used as a multi-tube burner. The double flame burner is a particle size of fine glass particles synthesized in the flame by providing two layers of fuel gas and oxygen gas to obtain a large flame called a double flame, raising the temperature of the flame. Can be made easier to adhere to the deposition object, and more glass fine particles can be synthesized than the conventional flame, so that the production of the porous base material can be speeded up.
[0021]
In the double flame burner shown in FIG. 4, the source gas is in the first layer 21 inside the first tube 11, and the second layer 22 in the gap between the first tube 11 and the second tube 12 is in the second layer 22. Fuel gas is present in the third layer 23 in the gap between the second tube 12 and the third tube 13, and inert gas is present in the fourth layer 24 in the gap between the third tube 13 and the fourth tube 14. In the fifth layer 25 in the gap between the fourth tube 14 and the fifth tube 15, the inert gas is in the fifth layer 26 in the gap between the fifth tube 15 and the sixth tube 16. In the seventh layer 27 in the gap between the sixth pipe 16 and the seventh pipe 17, the inert gas is in the seventh layer 27 in the gap between the seventh pipe 17 and the eighth pipe 18. 28 is supplied with oxygen gas.
In this double flame burner, since the outermost oxygen gas layer is in the eighth layer 28, the outer diameter of the outermost oxygen gas layer corresponds to the inner diameter of the eighth pipe 18.
[0022]
The porous base material manufacturing method of the present embodiment is carried out in the same manner as the conventional porous base material manufacturing method by the VAD method, except that the above-described multi-tube burner is used as the core burner 1. be able to. For example, the type and number of the cladding burners 2, the types of fuel gas and raw material gas supplied to the core burner 1 and the cladding burner 2, the blending ratio, and the like depend on characteristics such as the refractive index distribution of the target optical fiber. Can use the appropriate one.
The porous preform manufactured according to the present embodiment can be made into an optical fiber by drawing after drawing the glass preform by heating and transparency, as in the conventional case.
[0023]
Next, the present invention will be described based on specific examples. A porous base material was manufactured using the manufacturing apparatus shown in FIG. As the core burner 1, a multi-tube burner having a quadruple tube structure as shown in FIG. 2 is used, and SiCl ₄ and GeCl ₄ are allowed to flow as source gases in the first layer 21, and hydrogen is applied in the second layer 22 and third layer. Argon was passed through 23 and oxygen was passed through the fourth layer 24.
Here, the flow rate of hydrogen gas is 7 to 16 liters / minute, the flow rate of oxygen gas is 4 to 18 liters / minute, the flow rate of SiCl ₄ is 1.9 liters / minute, and the flow rate of GeCl ₄ is 0.1 liters. / Min, and the flow rate of argon was 3.0 liters / min.
[0024]
As shown in Table 1, the porous base material was manufactured by changing the outer diameter φo ₂ of the outermost oxygen gas layer of the multi-tube burner and the outer diameter φcore of the core soot in five ways.
[0025]
[Table 1]

[0026]
After the porous base material manufactured under each condition is heated and transparent to obtain glass base materials, the refractive index distribution of these glass base materials is measured, and the mode field diameter when an optical fiber is obtained from this refractive index distribution value. (Hereinafter referred to as MFD).
In order to quantify the fluctuation of the refractive index distribution of the glass base material, here, the quantity “MFD fluctuation” is defined and used as a percentage of the difference between the maximum value and the minimum value of the MFD estimated value. This “MFD fluctuation” can be measured according to the following procedure.
First, the refractive index distribution is measured from six directions with respect to one place in the longitudinal direction of the same glass base material. That is, one measurement position is set in the longitudinal direction of each glass base material, and the glass base material is changed using the preform analyzer while changing the rotation angle of the glass base material by 60 ° with respect to the measurement position. The refractive index distribution is measured 6 times over the entire circumference. The same procedure is repeated five times at different longitudinal positions while the measurement position is sequentially changed in the longitudinal direction. The MFD fluctuation can be obtained by estimating the MFD from the refractive index distribution measured 30 times in total and taking the percentage of the difference between the maximum value and the minimum value with respect to the average value.
[0028]
In this case, if the fluctuation of the refractive index distribution of the glass base material is small, even if the rotation angle of the glass base material is changed and each position in the longitudinal direction, the fluctuation of the MFD estimation value is extremely small. Is considered to be small. On the contrary, when the fluctuation of the refractive index distribution of the glass base material is large, when the rotation angle of the glass base material is changed or measured at different longitudinal positions, the fluctuation of the MFD estimation value becomes large, and the “MFD fluctuation” Is expected to grow.
Therefore, the fluctuation of the refractive index of the glass base material can be quantified by using the “MFD fluctuation” measured as described above. In order to obtain an optical fiber having excellent characteristics, this “MFD fluctuation” is preferably set to 1.5% or less.
[0029]
The measurement results of “MFD fluctuation” are shown in Table 1.
As is apparent from the results shown in Table 1, by controlling the heating conditions by the core burner 1 so as to satisfy the manufacturing conditions described above, the “MFD fluctuation” was 1.5% or less. From this, it can be seen that by using the manufacturing method of the present embodiment, the doping amount of the dopant can be made uniform and the fluctuation of the refractive index distribution of the glass base material can be suppressed extremely small.
[0030]
【The invention's effect】
As described above, according to the method for producing a porous base material of the present invention, a dopant such as GeO ₂ can be uniformly doped into the glass fine particle layer serving as the porous base material. The optical fiber having excellent characteristics can be manufactured by suppressing the fluctuation of the refractive index distribution and the fluctuation of the refractive index of the glass base material manufactured from the above.
Further, the present invention can be easily implemented by simply making the core burner appropriate without requiring a special device.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an example of a production apparatus used for carrying out a method for producing a porous base material of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a first example of a multi-tube burner used as a core burner in the present embodiment.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a second example of a multi-tube burner used as a core burner in the present embodiment.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a third example of a multi-tube burner used as a core burner in the present embodiment.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Core burner, 2 ... Cladding burner, 3 ... Starting member, 4 ... Core soot, 5 ... Cladding soot

Claims

The glass particles synthesized by the source gas ejected from the cladding burner are formed around the core soot while depositing the glass particles synthesized by the source gas ejected from the core burner on the tip of the starting member to form the core soot. In the manufacturing method of the porous base material for manufacturing the porous base material by forming the clad soot by being deposited on,
As the core burner, it has a layered flow path of source gas, fuel gas and oxygen gas, and the outer diameter of the outermost oxygen gas layer is 0.7 to 1.0 times the outer diameter of the core soot A method for producing a porous base material, comprising using a multi-tube burner.

2. The method for producing a porous base material according to claim 1, wherein the multi-tube burner has a five-pipe structure in which an inert gas layer is disposed outside an oxygen gas layer. .

2. The method for producing a porous preform according to claim 1, wherein the multi-tube burner has an eight-pipe structure in which two layers of fuel gas and oxygen gas are arranged.