JP6899870B2 - 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 Download PDF

Info

Publication number
JP6899870B2
JP6899870B2 JP2019127254A JP2019127254A JP6899870B2 JP 6899870 B2 JP6899870 B2 JP 6899870B2 JP 2019127254 A JP2019127254 A JP 2019127254A JP 2019127254 A JP2019127254 A JP 2019127254A JP 6899870 B2 JP6899870 B2 JP 6899870B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gas
burner
base material
glass body
porous glass
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2019127254A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2021011413A (ja
Inventor
公子 井村
公子 井村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujikura Ltd
Original Assignee
Fujikura Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujikura Ltd filed Critical Fujikura Ltd
Priority to JP2019127254A priority Critical patent/JP6899870B2/ja
Publication of JP2021011413A publication Critical patent/JP2021011413A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6899870B2 publication Critical patent/JP6899870B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
    • Y02P40/50—Glass production, e.g. reusing waste heat during processing or shaping
    • Y02P40/57—Improving the yield, e-g- reduction of reject rates

Landscapes

  • Glass Melting And Manufacturing (AREA)
  • Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)

Description

本発明は、光ファイバ用母材の製造方法、及び光ファイバ用母材の製造装置に関する。
光ファイバの製造に用いる光ファイバ用母材を製造する方法として、ＯＶＤ法（Outside Vapor Deposition method）やＶＡＤ法（Vapor Phase Axial Deposition method）等を用いてガラス微粒子を堆積させて多孔質ガラス体を形成し、当該多孔質ガラス体を焼結させる方法が知られている。
例えば、下記特許文献１には、可燃性ガスと原料ガスとを含むガスをバーナーから噴出させて生成されるガラス微粒子を出発母材の外面に堆積させて多孔質ガラス体を形成した後、バーナーに供給する可燃性ガスの流量を徐々に減らす多孔質ガラス体の製造方法が記載されている。このような方法によれば、形成した多孔質ガラス体を自然空冷時と比べて徐冷することができ、多孔質ガラス体に割れが生じ難くなるとされている。
特許第５１６３４１６号公報
ところで、このようにガラス微粒子を堆積させて多孔質ガラス体を形成する装置には、バーナーに供給する可燃性ガスの流量の調節が困難な装置もある。このため、他の方法によって形成した多孔質ガラス体を徐冷して当該多孔質ガラス体に割れが生じることを抑制し、光ファイバ用母材の生産性の低下を抑制することが求められている。
そこで、本発明は、新たな方法によって多孔質ガラス体を徐冷でき、光ファイバ用母材の生産性の低下を抑制し得る光ファイバ用母材の製造方法、及び光ファイバ用母材の製造装置を提供することを目的とする。
上記目的の達成のため、本発明の光ファイバ用母材の製造方法は、可燃性ガスと原料ガスとを含むガスをバーナーの噴出口から噴出してガラス微粒子を堆積させて多孔質ガラス体を形成する堆積工程と、前記堆積工程後に前記ガスを前記噴出口から噴出しながら前記噴出口と前記多孔質ガラス体との距離を長くする離隔工程を含む徐冷工程と、を備えることを特徴とする。
また、上記目的の達成のため、本発明の光ファイバ用母材の製造装置は、可燃性ガスと原料ガスとを含むガスを噴出口から噴出してガラス微粒子を堆積させて多孔質ガラス体を形成するバーナーと、前記ガスを前記バーナーに供給するガス供給源と、前記多孔質ガラス体を支持する旋盤と、前記バーナーを支持するバーナー支持部と、制御部と、を備え、前記旋盤と前記バーナー支持部とは相対的に移動可能とされ、前記制御部は、前記多孔質ガラス体が形成された後、前記ガス供給源に前記バーナーへの前記ガスの供給を維持させつつ、前記旋盤と前記バーナー支持部とを相対的に移動させて前記噴出口と前記多孔質ガラス体との距離を長くすることを特徴とする。
この光ファイバ用母材の製造方法、及び光ファイバ用母材の製造装置では、多孔質ガラス体を形成した後、可燃性ガスと原料ガスとを含むガスを噴出口から噴出しながら噴出口と多孔質ガラス体との距離を長くする。このため、多孔質ガラス体を形成するときと比べて、バーナーによって形成される火炎から多孔質ガラス体に伝達する単位時間当たりの熱量を低減することができる。つまり、この光ファイバ用母材の製造方法、及び光ファイバ用母材の製造装置では、バーナーに供給する可燃性ガスの流量を調節しなくても、多孔質ガラス体を徐冷することができ、多孔質ガラス体に割れが生じることを抑制し得る。従って、この光ファイバ用母材の製造方法、及び光ファイバ用母材の製造装置によれば、多孔質ガラス体の割れが生じることによる光ファイバ用母材の生産性の低下を抑制し得る。
前記離隔工程において、前記バーナーの前記ガスの噴出方向を維持することとしてもよい。或いは、前記離隔工程において、前記バーナーの前記ガスの噴出方向を変化することとしてもよい。
前記徐冷工程は、前記バーナーに供給する前記可燃性ガスの流量を減少させるガス流量調節工程を更に含むこととしてもよい。
このようなガス流量調節工程により、バーナーによって形成される火炎の長さが短くなる。このため、徐冷工程がガス流量調節工程を含まない場合と比べて、バーナーによって形成される火炎から多孔質ガラス体に伝達する単位時間当たりの熱量を低減することができる。従って、徐冷工程後におけるバーナーの噴出口と多孔質ガラス体との距離を短くし得、上記の方法を用いる装置の大型化を抑制し得る。
徐冷工程がガス流量調節工程を含む場合、前記バーナーの前記噴出口から噴出する前記ガスは、助燃性ガスを更に含み、前記ガス流量調節工程において、前記バーナーに供給する前記可燃性ガスの流量または前記可燃性ガス及び前記助燃性ガスの流量を減少することとしてもよい。
徐冷工程がガス流量調節工程を含む場合、前記離隔工程の後に前記ガス流量調節工程を行うこととしてもよく、前記離隔工程の前に前記ガス流量調節工程を行うこととしてもよく、前記離隔工程中に前記ガス流量調節工程を行うこととしてもよい。
離隔工程の後にガス流量調節工程を行う場合、離隔工程の前にガス流量調節工程を行う場合と比べて、徐冷工程における火炎の長さが短くされた状態の時間を短くし得る。このため、ガス流量調節工程の開始前と開始後における堆積されるガラス微粒子の直径や当該ガラス微粒子の嵩密度に変化が起きたとしても、離隔工程の前にガス流量調節工程を行う場合と比べて、これらの変化による影響を小さくし得る。このため、例えば、得られた多孔質ガラス体を焼結してガラス体を得る際に当該ガラス体に気泡が生じることをより抑制し得る。また、離隔工程中にガス流量調節工程を行う場合、徐冷工程にかかる時間を短縮し得、光ファイバ用母材の生産性の低下を抑制し得る。
上記の光ファイバ用母材の製造方法は、前記徐冷工程の後に前記原料ガス、前記可燃性ガスの順で前記バーナーへの供給を停止するガス供給停止工程を更に備えることとしてもよい。
ここで、原料ガスは腐食性や可燃性を有する場合がある。このため、一般的に、バーナーと出発母材とが反応室内に収容された状態でガラス微粒子を堆積させて多孔質ガラス体を形成する。そして、この方法では、原料ガスの供給を停止した後に可燃性ガスの供給を停止する。このため、未反応の原料ガスが反応室内に残ることを抑制し得、反応室内のガスの処理を容易にし得る。ここで、多孔質ガラス体の体積は当該多孔質ガラス体が冷却すると減少する。そして、多孔質ガラス体における外方側のガラス微粒子の嵩密度が内方側の嵩密度よりも高い場合、冷却時の多孔質ガラス体における外側の体積の減少量が内側の体積の減少量よりも多くなり、多孔質ガラス体に割れが生じ易くなる傾向にある。この方法では、上記のように、ガス供給停止工程の前に、バーナーの噴出口と多孔質ガラス体との距離を長くする。このため、原料ガスを含まないガスによる火炎によって多孔質ガラス体の表面が加熱されることを抑制し得、多孔質ガラス体における外方側のガラス微粒子が溶融することを抑制し得る。従って、この方法では、多孔質ガラス体における外方側のガラス微粒子の嵩密度が内方側の嵩密度よりも高くなることを抑制し得、多孔質ガラス体に割れが生じることをより抑制し得る。
光ファイバ用母材の製造方法がガス供給停止工程を更に備える場合、前記バーナーの前記噴出口から噴出する前記ガスは、助燃性ガスを更に含み、前記ガス供給停止工程において、前記原料ガス、前記助燃性ガス、前記可燃性ガスの順で前記バーナーへの供給を停止することとしてもよい。
この方法では、助燃性ガス及び可燃性ガスよりも前に原料ガスの供給が停止する。このため、原料ガスが不完全燃焼して黒いガラス微粒子が生成されることを抑制でき、光ファイバ用母材の品質が低下することを抑制し得る。また、助燃性ガスの供給を停止した後に可燃性ガスの供給を停止する。このため、可燃性ガスの供給を停止した後に助燃性ガスの供給を停止する場合と比べて、反応室内に残留する未燃焼の助燃性ガスの量を低減することができる。
以上のように、本発明によれば、新たな方法によって多孔質ガラス体を徐冷でき、光ファイバ用母材の生産性の低下を抑制し得る光ファイバ用母材の製造方法が提供される。
本発明の第１実施形態に係る光ファイバの長手方向に垂直な断面の様子を示す図である。 図１に示す光ファイバを製造するための光ファイバ用母材の長手方向に垂直な断面の様子を示す図である。 図２に示す光ファイバ用母材の製造に用いる堆積装置を概略的に示す図である。 図１に示す光ファイバの製造方法の工程を示すフローチャートである。 線引工程の様子を示す図である。 本発明の第２実施形態に係る堆積装置を概略的に示す図である。 バーナー支持部が所定の角度だけ揺動した堆積装置の状態を概略的に示す図である。
以下、本発明に係る光ファイバ用母材の製造方法、及び光ファイバ用母材の製造装置の好適な実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。以下に例示する実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良することができる。なお、以下で参照する図面では、理解を容易にするために、各部材の寸法を変えて示す場合がある。
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る光ファイバの長手方向に垂直な断面の様子を示す図である。図１に示すように、本実施形態の光ファイバ１は、コア１０と、コア１０の外周面を囲むクラッド１１と、クラッド１１の外周面を被覆する被覆層１２とを主な構成として備える。光ファイバ１の長手方向と垂直な断面におけるコア１０の外形は円形とされ、当該コア１０はクラッド１１の中心に配置されている。なお、光ファイバ１の長手方向と垂直な断面におけるクラッド１１の外形は楕円形や多角形等の非円形とされもよい。図１では、クラッド１１の外形が円形とされる光ファイバ１が示されている。
コア１０の屈折率はクラッド１１の屈折率よりも高くされる。本実施形態では、コア１０はゲルマニウム（Ｇｅ）等の屈折率が高くなるドーパントが添加されたシリカガラスからなり、クラッド１１は何ら添加物の無いシリカガラスからなる。なお、コア１０は屈折率が高くなるドーパントが添加されたシリカガラスからなり、クラッド１１はフッ素（Ｆ）等の屈折率が低くなるドーパントが添加されたシリカガラスからなっていてもよい。また、コア１０は何ら添加物の無いシリカガラスからなり、クラッド１１は屈折率が低くなるドーパントが添加されたシリカガラスからなっていてもよい。
被覆層１２は、樹脂からなる。被覆層１２を構成する樹脂として、例えば熱硬化性樹脂、紫外線硬化性樹脂が挙げられる。被覆層１２は、クラッド１１を囲う１つの樹脂の層からなる単層構造とされてもよく、複数の樹脂の層からなる多層構造とされてもよい。
図２は、図１に示す光ファイバ１を製造するための光ファイバ用母材の長手方向に垂直な断面の様子を示す図である。図２に示すように、光ファイバ用母材１Ｐは、円柱状の形状に形成され、コア１０となるロッド状のコアガラス体１０Ｐと、コアガラス体１０Ｐの外周面を囲みクラッド１１となるクラッドガラス体１１Ｐとから構成される。光ファイバ用母材１Ｐの長手方向と垂直な断面において、クラッドガラス体１１Ｐの外形は円形であり、コアガラス体１０Ｐはクラッドガラス体１１Ｐの中心に配置されている。また、光ファイバ用母材１Ｐの長手方向と垂直な断面において、コアガラス体１０Ｐの外形は円形である。
次に、本実施形態に係る光ファイバ用母材１Ｐの製造に用いる堆積装置、光ファイバ用母材１Ｐの製造方法、及びこれを用いた光ファイバ１の製造方法について説明する。
図３は、図２に示す光ファイバ用母材１Ｐの製造に用いる堆積装置を概略的に示す図である。図３に示すように、本実施形態の堆積装置３０は、ＯＶＤ法により出発母材２０にガラス微粒子２２を堆積させるように構成され、ケース３１と、旋盤３２と、複数のバーナー３３と、バーナー支持部３４と、ガス供給源３５と、制御部ＣＯと、を主な構成として備える。光ファイバ用母材１Ｐの製造装置は、この堆積装置３０を含む。
本実施形態の出発母材２０は、図１の光ファイバ１の一部となる部材とされる。具体的には、出発母材２０は、コア１０となるコアガラス体１０Ｐからなる円柱状のコアロッドとされる。なお、出発母材２０は、コアガラス体１０Ｐからなるコアロッドの外周面がクラッドガラス体１１Ｐと同じガラス体から成る被覆層で被覆された円柱状のガラスロッドとされてもよい。
制御部ＣＯは、例えば、マイクロコントローラ、ＩＣ（Integrated Circuit）、ＬＳＩ（Large-scale Integrated Circuit）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）などの集積回路やＮＣ（Numerical Control）装置を用いることができる。また、制御部ＣＯは、ＮＣ装置を用いた場合、機械学習器を用いたものであってもよく、機械学習器を用いないものであってもよい。以下に説明するように、堆積装置３０の幾つかの構成が制御部ＣＯによって制御される。
ケース３１は、２つの開口３１Ｈが形成された箱状に形成され、ケース３１の内部空間が反応室３１Ｒとされる。このため、一方の開口３１Ｈから反応室３１Ｒ内の気体を排気し、他方の開口３１Ｈから反応室３１Ｒ内に気体を供給できる。この反応室３１Ｒ内に、旋盤３２と、複数のバーナー３３と、バーナー支持部３４とが収容される。なお、ケース３１の構成は特に限定されるものではなく、例えば、ケース３１に３つ以上の開口が形成されていてもよい。
旋盤３２は、出発母材２０の両端部を把持して出発母材２０を当該出発母材２０の軸中心に回転させるように構成される。旋盤３２は、制御部ＣＯからの制御信号により、出発母材２０の回転速度を調節する。
複数のバーナー３３のそれぞれは、ガスの流路となるガス管を複数有する多重管バーナーである。それぞれのバーナー３３には、ガス供給源３５からガスが供給され、それぞれのバーナー３３は、当該ガスを噴出口３３Ｈから噴出する。具体的には、それぞれのバーナー３３には、ガス供給源３５から原料ガス、可燃性ガス、及び助燃性ガスが供給され、これらガスを噴出口３３Ｈから噴出する。
原料ガスは、ガラス微粒子２２の原料を含むガスであり、原料は気体状態であってもよく、液体状態であってもよい。この原料として、例えば、アルキルシロキサン、アルキルシクロシロキサン等のシリコンや、四塩化ケイ素（ＳｉＣｌ４）等が挙げられる。例えば、原料としてアルキルシロキサンを用いる場合、原料ガスはアルキルシロキサンと酸素とを含むガスとしてもよく、アルキルシロキサンと酸素とアルゴン等の不活性ガスとを含むガスとされてもよい。また、原料として四塩化ケイ素を用いる場合、原料ガスは四塩化ケイ素と酸素とを含むガスとされてもよく、四塩化ケイ素とアルゴン等の不活性ガスとを含むガスとされてもよく、四塩化ケイ素と酸素とアルゴン等の不活性ガスとを含むガスとされてもよい。また、可燃性ガスとして、例えば、酸水素ガス、水素、メタン等が挙げられ、助燃性ガスとして、例えば、酸素が挙げられる。
それぞれのバーナー３３では、可燃性ガス及び助燃性ガスの燃焼によって火炎を形成するとともに、当該火炎内に原料が放出され、原料が加水分解反応または燃焼反応してシリカガラス（ＳｉＯ２）となり、ガラス微粒子２２が生成される。複数のバーナー３３は、出発母材２０の長手方向と概ね平行な方向に所定の間隔をあけて並列される。そして、これらバーナー３３は、噴出口３３Ｈから出発母材２０に向かってガスを噴出するようにバーナー支持部３４に支持される。それぞれのバーナー３３の噴出口３３Ｈと出発母材２０との距離は概ね同じとされる。また、それぞれのバーナー３３の噴出口３３Ｈは、当該バーナー３３のガスの噴出方向に沿って見る場合に、出発母材２０と重なっている。このため、それぞれのバーナー３３によって生成されるガラス微粒子２２は出発母材２０に吹き付けられる。なお、バーナー３３の数は特に限定されるものではなく、バーナー３３は１つとされてもよい。
バーナー支持部３４は、出発母材２０の長手方向と概ね平行な方向に延在し、上記のように複数のバーナー３３を支持する。また、バーナー支持部３４は、出発母材２０の長手方向に沿って往復移動可能であるとともに、バーナー３３のガスの噴出方向と概ね平行で旋盤３２に把持される出発母材２０から離隔する方向に移動可能に構成される。このため、バーナー支持部３４は旋盤３２に対して相対的に移動可能である。そして、このバーナー支持部３４に支持される複数のバーナー３３は、出発母材２０の長手方向に沿って往復移動可能であるとともに、ガスの噴出方向と概ね平行で出発母材２０から離隔する方向に移動可能である。従って、複数のバーナー３３は、ガスの噴出方向を維持しつつ出発母材２０から離隔する方向に移動可能であると理解できる。バーナー支持部３４は、制御部ＣＯからの制御信号により、出発母材２０の長手方向に沿って往復移動したり、バーナー３３のガスの噴出方向と概ね平行で出発母材２０から離隔する方向に移動したりする。なお、バーナー支持部３４は、上記の構成に限定されるものではく、複数のバーナー３３を個別に移動可能な構成とされてもよい。
ガス供給源３５は、それぞれのバーナー３３に、原料ガス、可燃性ガス、及び助燃性ガスを供給するように構成される。本実施形態では、ガス供給源３５は、それぞれのバーナー３３に接続される配管３５ａを介してそれぞれのバーナー３３に原料ガスを供給する。また、ガス供給源３５は、それぞれのバーナー３３に接続される配管３５ｂを介してそれぞれのバーナー３３に可燃性ガスを供給し、それぞれのバーナー３３に接続される配管３５ｃを介してそれぞれのバーナー３３に助燃性ガスを供給する。ガス供給源３５は、制御部ＣＯからの制御信号により、それぞれのバーナー３３に供給するこれらガスのそれぞれの供給量を調節する。なお、ガス供給源３５は、それぞれのバーナー３３に助燃性ガスを供給しなくてもよい。この場合、それぞれのバーナー３３は、噴出口３３Ｈから原料ガス及び可燃性ガスを噴出し、可燃性ガスの燃焼によって火炎を形成する。
図４は、本実施形態に係る光ファイバ用母材１Ｐの製造方法、及び光ファイバ１の製造方法の工程を示すフローチャートである。図４に示すように、本実施形態の光ファイバ用母材１Ｐの製造方法は、堆積工程Ｐ１と、徐冷工程Ｐ２と、ガス供給停止工程Ｐ３と、焼結工程Ｐ４とを備える。また、光ファイバ１の製造方法は、これら工程により製造された光ファイバ用母材１Ｐを線引きする線引工程Ｐ５を備える。
＜堆積工程Ｐ１＞
本工程は、図３に示す堆積装置３０を用いて出発母材２０の外面にガラス微粒子を堆積させて多孔質ガラス体２１を形成する工程である。本工程では、まず、上記の出発母材２０を準備して旋盤３２に当該出発母材２０を把持させる。旋盤３２は、制御部ＣＯからの制御信号により、把持する出発母材２０を当該出発母材２０の軸中心に所定の速度で回転させる。バーナー支持部３４は、制御部ＣＯからの制御信号により、出発母材２０の長手方向に沿って繰り返し往復移動し、支持する複数のバーナー３３を出発母材２０の長手方向に沿って繰り返し往復移動させる。また、ガス供給源３５は、制御部ＣＯからの制御信号により、それぞれのバーナー３３に、原料ガス、可燃性ガス、及び助燃性ガスをそれぞれ所定の流量で供給する。つまり、制御部ＣＯは、旋盤３２、バーナー支持部３４、ガス供給源３５を制御して、複数のバーナー３３を出発母材２０の長手方向に沿って繰り返し往復移動させながら、旋盤３２によって軸中心に回転する出発母材２０の外周面にバーナー３３によってガラス微粒子２２を吹き付ける。そして、出発母材２０の外周面を被覆するようにガラス微粒子２２を堆積させる。このガラス微粒子２２の堆積により、クラッド１１となる多孔質ガラス体２１が形成され、当該多孔質ガラス体２１は出発母材２０の外周面を被覆している。出発母材２０は旋盤３２に把持されているため、旋盤３２は、出発母材２０を介して多孔質ガラス体２１を支持していると理解できる。
このようにガラス微粒子２２を堆積させるとき、制御部ＣＯは、バーナー支持部３４を制御して、それぞれのバーナー３３を当該バーナー３３のガスの噴出方向と概ね平行で出発母材２０から離隔する方向に徐々に移動させる。そして、バーナー支持部３４は、それぞれのバーナー３３の噴出口３３Ｈと多孔質ガラス体２１との距離を概ね一定に維持する。ガラス微粒子２２の大きさは、バーナー３３の噴出口３３Ｈからの距離によって変化する傾向にある。このため、上記のようにそれぞれのバーナー３３を移動させることで、大きさが概ね同じガラス微粒子２２が堆積され、多孔質ガラス体２１の嵩密度を概ね一定にできる。なお、本実施形態では、それぞれのバーナー３３によって形成される火炎は多孔質ガラス体２１にあたっている。また、複数のバーナー３３の往復移動における移動幅は、隣接するバーナー３３間の距離と概ね同じとされる。なお、多孔質ガラス体２１の表面に凹凸が生じることを抑制する観点では、制御部ＣＯは、バーナー３３の往復移動における折り返し位置が所定の周期で変化するように、バーナー支持部３４を制御して、バーナー３３を往復移動させることが好ましい。
なお、光ファイバ１のクラッド１１がドーパントが添加されたシリカガラスからなる場合、例えば、ガス供給源３５は、当該ドーパントが添加された原料ガスをそれぞれのバーナー３３に供給して、火炎内に原料とともにドーパントを放出する。
こうして、制御部ＣＯは、旋盤３２、バーナー支持部３４、及びガス供給源３５を制御して、必要な回数だけ複数のバーナー３３を往復移動させて、所定の重量の多孔質ガラス体２１を形成する。
＜徐冷工程Ｐ２＞
本工程は、堆積工程Ｐ１によって形成される多孔質ガラス体２１を徐冷する工程であり、図４に示すように、離隔工程Ｐ２ａとガス流量調節工程Ｐ２ｂとを含む。
＜離隔工程Ｐ２ａ＞
本工程は、堆積工程Ｐ１後にバーナー３３の噴出口３３Ｈから原料ガス、可燃性ガス、及び助燃性ガスを噴出しながら噴出口３３Ｈと多孔質ガラス体２１との距離を長くする工程である。具体的には、制御部ＣＯは、ガス供給源３５にそれぞれのバーナー３３への各ガスの供給を堆積工程Ｐ１における状態に維持させる。そして、制御部ＣＯは、バーナー支持部３４を移動させ、それぞれのバーナー３３を当該バーナー３３のガスの噴出方向と概ね平行で旋盤３２に把持される出発母材２０から離隔する方向に移動させる。つまり、それぞれのバーナー３３を当該バーナー３３のガスの噴出方向を維持しつつ出発母材２０から離隔する方向に移動する。このとき、制御部ＣＯは、堆積工程Ｐ１における速度よりも速い速度でバーナー支持部３４を移動させ、それぞれのバーナー３３を出発母材２０から離隔する方向に所定の距離だけ移動させる。このため、それぞれのバーナー３３が所定の距離だけ移動した際の噴出口３３Ｈと多孔質ガラス体２１との距離は、堆積工程Ｐ１終了時における当該距離よりも長くなる。このように、制御部ＣＯは、ガス供給源３５にそれぞれのバーナー３３への各ガスの供給を維持させつつ、バーナー支持部３４を旋盤３２に対して相対的に移動させて噴出口３３Ｈと多孔質ガラス体２１との距離を長くする。従って、堆積工程Ｐ１のときと比べて、それぞれのバーナー３３によって形成される火炎から多孔質ガラス体２１に伝達する単位時間当たりの熱量を低減することができ、多孔質ガラス体２１を徐冷することができる。なお、本工程において、制御部ＣＯは、旋盤３２を制御して出発母材２０の回転も堆積工程Ｐ１における状態に維持する。また、制御部ＣＯは、バーナー支持部３４に複数のバーナー３３の往復移動も堆積工程Ｐ１における状態に維持させる。このように、本工程は、堆積工程Ｐ１に連続して行われ、堆積工程Ｐ１における速度よりも速い速度で、それぞれのバーナー３３を当該バーナー３３のガスの噴出方向と概ね平行で出発母材２０から離隔する方向に所定の距離だけ移動する。そして、それぞれのバーナー３３のガスの出射方向を維持しつつこれらバーナー３３を移動してそれぞれのバーナー３３の噴出口３３Ｈと多孔質ガラス体２１との距離を長くしていると理解できる。
なお、それぞれのバーナー３３を出発母材２０から離隔する方向に所定の距離だけ移動した際のそれぞれのバーナー３３の噴出口３３Ｈと多孔質ガラス体２１との距離は、多孔質ガラス体２１が徐冷される距離であればよい。例えば、それぞれのバーナー３３を出発母材２０から離隔する方向に所定の距離だけ移動した際に、それぞれのバーナー３３によって形成される火炎は、多孔質ガラス体２１に当たっていてもよく、多孔質ガラス体２１に当たっていなくてもよい。
＜ガス流量調節工程Ｐ２ｂ＞
本工程は、それぞれのバーナー３３に供給する可燃性ガスの流量を減少する工程である。離隔工程Ｐ２ａ後に、制御部ＣＯは、ガス供給源３５にそれぞれのバーナー３３に供給する可燃性ガスの流量を堆積工程Ｐ１における流量よりも減少させる。このため、堆積工程Ｐ１及び離隔工程Ｐ２ａのときと比べて、それぞれのバーナー３３によって形成される火炎が短くなる。従って、可燃性ガスの流量を減少しない場合と比べて、それぞれのバーナー３３によって形成される火炎から多孔質ガラス体２１に伝達する単位時間当たりの熱量を低減することができる。
なお、本実施形態では、制御部ＣＯは、それぞれのバーナー３３に供給する可燃性ガスの流量と助燃性ガスの流量との比率が堆積工程Ｐ１及び離隔工程Ｐ２ａのときの比率となるように、ガス供給源３５に助燃性ガスの流量を堆積工程Ｐ１及び離隔工程Ｐ２ａにおける流量よりも減少させる。しかし、制御部ＣＯは、ガス供給源３５にそれぞれのバーナー３３に供給する助燃性ガスの流量を減少させなくてもよい。また、上記のように、ガス供給源３５がそれぞれのバーナー３３に助燃性ガスを供給しない場合、制御部ＣＯは、ガス供給源３５にそれぞれのバーナー３３に供給する可燃性ガスの流量を減少させる。つまり、制御部ＣＯは、ガスの流量が上記となるようにガス供給源３５を制御する。
＜ガス供給停止工程Ｐ３＞
次に、ガス供給源３５からそれぞれのバーナー３３への各ガスの供給を停止する。本実施形態では、制御部ＣＯは、ガス供給源３５に原料ガス、助燃性ガス、可燃性ガスの順で、これらガスのそれぞれのバーナー３３への供給を停止させる。なお、上記のように、ガス供給源３５がそれぞれのバーナー３３に助燃性ガスを供給しない場合、制御部ＣＯは、ガス供給源３５に原料ガス、可燃性ガスの順で、それぞれのバーナー３３へのこれらガスの供給を停止させる。つまり、本実施形態では、それぞれのバーナー３３への原料ガスの供給を停止した後にそれぞれのバーナー３３への可燃性ガスの供給を停止する。そして、制御部ＣＯは、旋盤３２に出発母材２０の回転を停止させ、バーナー支持部３４に複数のバーナー３３の往復移動を停止させる。
＜焼結工程Ｐ４＞
まず、必要に応じて多孔質ガラス体２１が形成された出発母材２０に脱水を行う。当該脱水は、ヒータが設けられ、アルゴン（Ａｒ）、ヘリウム（Ｈｅ）等のガスが充填された炉内で所定時間エージングされることにより行われる。
次に焼結工程Ｐ４を行う。焼結工程Ｐ４は、炉内を減圧し、炉内の温度を更に上げて多孔質ガラス体２１が透明なガラス体となるまで行う。このとき用いる炉は上記の脱水に用いる炉であってもよく、上記脱水に用いる炉と異なる炉であってもよい。
本工程においては、出発母材２０は殆ど変化することなく図２に示す光ファイバ用母材１Ｐのコアガラス体１０Ｐとなる。また、多孔質ガラス体２１が光ファイバ用母材１Ｐのクラッドガラス体１１Ｐとなる。こうして、図２に示す光ファイバ用母材１Ｐを得る。なお、本実施形態では、光ファイバ用母材１Ｐの製造装置は、上記のように堆積装置３０を含むとともに、多孔質ガラス体２１を焼結させる炉を含む。
＜線引工程Ｐ５＞
図５は、本工程の様子を示す図である。
まず、本工程を行う準備段階として、堆積工程Ｐ１から焼結工程Ｐ４により製造された光ファイバ用母材１Ｐを紡糸炉１１０に設置する。そして、紡糸炉１１０の加熱部１１１を発熱させて、光ファイバ用母材１Ｐを加熱する。このとき光ファイバ用母材１Ｐの下端部は、例えば２０００℃に加熱され溶融状態となる。そして、光ファイバ用母材１Ｐの下端部からガラス線が引き出される。この線引きされたガラス線は、紡糸炉１１０から出ると、すぐに固化して、コアガラス体１０Ｐがコア１０となり、クラッドガラス体１１Ｐがクラッド１１となり、コア１０とクラッド１１とから構成される光ファイバ裸線１Ｎとなる。このようにして、光ファイバ用母材１Ｐから光ファイバ裸線１Ｎを線引きする。その後、この光ファイバ裸線１Ｎは、冷却装置１２０を通過して、適切な温度まで冷却される。
次に、この光ファイバ裸線１Ｎは、被覆層１２となる未硬化状態の樹脂が貯留された塗布部１３１を通過して、この樹脂によって被覆される。この樹脂が被覆された光ファイバ裸線１Ｎは、硬化部１３２を通過して、樹脂が硬化して被覆層１２が形成され、図１に示す光ファイバ１となる。例えば、被覆層１２が熱硬化性樹脂から成る場合、硬化部１３２は光ファイバ裸線１Ｎを被覆する樹脂に熱を加える構成とされ、被覆層１２が紫外線硬化性樹脂から成る場合、硬化部１３２は光ファイバ裸線１Ｎを被覆する樹脂に紫外線を照射する構成とされる。
そして、光ファイバ１は、ターンプーリー１４１により方向が変換され、巻き取り部１４２により巻き取られる。こうして、図１に示す光ファイバ１が製造される。
以上説明したように、本実施形態の光ファイバ用母材１Ｐの製造方法は、堆積工程Ｐ１と、離隔工程Ｐ２ａを含む徐冷工程Ｐ２とを備える。堆積工程Ｐ１では、可燃性ガスと原料ガスとを含むガスをバーナー３３の噴出口３３Ｈから噴出してガラス微粒子２２を堆積させて多孔質ガラス体２１を形成する。離隔工程Ｐ２ａでは、堆積工程Ｐ１後に可燃性ガスと原料ガスとを含むガスをバーナー３３の噴出口３３Ｈから噴出しながら噴出口３３Ｈと多孔質ガラス体２１との距離を長くする。また、本実施形態の光ファイバ用母材１Ｐの製造装置の一部である堆積装置３０は、バーナー３３と、ガス供給源３５と、旋盤３２と、バーナー支持部３４と、を備える。バーナー３３は、可燃性ガスと原料ガスとを含むガスを噴出口３３Ｈから噴出してガラス微粒子２２を堆積させて多孔質ガラス体を形成する。ガス供給源３５は、可燃性ガスと原料ガスとを含むガスをバーナー３３に供給する。旋盤３２は、多孔質ガラス体２１を支持する。バーナー支持部３４は、バーナー３３を支持し、旋盤３２に対して相対的に移動可能である。そして、制御部ＣＯは、多孔質ガラス体２１が形成された後、ガス供給源３５にバーナー３３への可燃性ガスと原料ガスとを含むガスの供給を維持させつつ、バーナー支持部３４を旋盤３２に対して相対的に移動させて噴出口３３Ｈと多孔質ガラス体２１との距離を長くする。
このように、本実施形態の光ファイバ用母材１Ｐの製造方法、及び本実施形態の堆積装置３０では、多孔質ガラス体２１を形成した後、可燃性ガスと原料ガスとを含むガスを噴出口３３Ｈから噴出しながら噴出口３３Ｈと多孔質ガラス体２１との距離を長くする。このため、多孔質ガラス体２１を形成するときと比べて、バーナー３３によって形成される火炎から多孔質ガラス体２１に伝達する単位時間当たりの熱量を低減することができる。つまり、本実施形態の光ファイバ用母材１Ｐの製造方法、及び本実施形態の堆積装置３０では、バーナー３３に供給する可燃性ガスの流量を調節しなくても、多孔質ガラス体２１を徐冷することができ、多孔質ガラス体２１に割れが生じることを抑制し得る。従って、本実施形態の光ファイバ用母材１Ｐの製造方法、及び本実施形態の堆積装置３０によれば、多孔質ガラス体２１の割れが生じることによる光ファイバ用母材１Ｐの生産性の低下を抑制し得る。
また、本実施形態では、徐冷工程Ｐ２は、バーナー３３に供給する可燃性ガスの流量を減少させるガス流量調節工程Ｐ２ｂを更に含む。このようなガス流量調節工程Ｐ２ｂにより、バーナー３３によって形成される火炎の長さが短くなる。このため、徐冷工程Ｐ２がガス流量調節工程Ｐ２ｂを含まない場合と比べて、バーナー３３によって形成される火炎から多孔質ガラス体２１に伝達する単位時間当たりの熱量を低減することができる。従って、徐冷工程Ｐ２後におけるバーナー３３の噴出口３３Ｈと多孔質ガラス体２１との距離を短くし得、堆積装置３０の大型化を抑制し得る。なお、バーナー３３に可燃性ガスと助燃性ガスと原料ガスとを供給する場合、ガス流量調節工程Ｐ２ｂにおいて助燃性ガスの流量を減少させずに可燃性ガスの流量を減少することが好ましい。可燃性ガスの流量のみを減少する場合、可燃性ガス及び助燃性ガスの両方の流量を減少させる場合と比べて、火炎自体の温度の低下を小さくし得る。このため、ガス流量調節工程Ｐ２ｂの開始前と開始後における堆積されるガラス微粒子２２の直径や当該ガラス微粒子２２の嵩密度の変化を生じにくくし得る。
また、本実施形態の光ファイバ用母材１Ｐの製造方法は、徐冷工程Ｐ２の後に原料ガス、助燃性ガス、可燃性ガスの順でバーナー３３への供給を停止するガス供給停止工程Ｐ３を更に備える。
ここで、原料ガスは腐食性や可燃性を有する場合がある。本実施形態では、バーナー３３と出発母材２０とが反応室３１Ｒ内に収容された状態でガラス微粒子２２を堆積させて多孔質ガラス体２１を形成する。そして、バーナー３３への原料ガスの供給を停止した後にバーナー３３への可燃性ガスの供給を停止する。このため、未反応の原料ガスが反応室３１Ｒ内に残ることを抑制し得、反応室３１Ｒ内のガスの処理を容易にし得る。ここで、多孔質ガラス体２１の体積は当該多孔質ガラス体２１が冷却すると減少する。そして、多孔質ガラス体２１における外方側のガラス微粒子２２の嵩密度が内方側の嵩密度よりも高い場合、冷却時の多孔質ガラス体２１における外側の体積の減少量が内側の体積の減少量よりも多くなり、多孔質ガラス体２１に割れが生じ易くなる傾向にある。本実施形態では、上記のように、ガス供給停止工程Ｐ３の前に、バーナー３３の噴出口３３Ｈと多孔質ガラス体２１との距離を長くする。このため、原料ガスを含まないガスによる火炎によって多孔質ガラス体２１の表面が加熱されることを抑制し得、多孔質ガラス体２１における外方側のガラス微粒子２２が溶融することを抑制し得る。従って、本実施形態の光ファイバ用母材１Ｐの製造方法によれば、多孔質ガラス体２１における外方側のガラス微粒子２２の嵩密度が内方側の嵩密度よりも高くなることを抑制し得、多孔質ガラス体２１に割れが生じることをより抑制し得る。
また、助燃性ガス及び可燃性ガスよりも前に原料ガスの供給が停止する。このため、原料ガスが不完全燃焼して黒いガラス微粒子２２が生成されることを抑制でき、光ファイバ用母材１Ｐの品質が低下することを抑制し得る。また、助燃性ガスの供給を停止した後に可燃性ガスの供給を停止する。このため、可燃性ガスの供給を停止した後に助燃性ガスの供給を停止する場合と比べて、反応室３１Ｒ内に残留する未燃焼の助燃性ガスの量を低減することができる。
なお、堆積工程Ｐ１の終了のときにおける多孔質ガラス体２１の表面の最高温度をＴ１℃、徐冷工程Ｐ２の終了のときにおける多孔質ガラス体２１の表面の最高温度をＴ２℃、堆積工程Ｐ１が終了してから徐冷工程Ｐ２が終了するまでにかかる時間をｄｔ秒とするとき、（Ｔ１−Ｔ2）/ｄｔによって定義される温度勾配は、５以下であることが好ましい。この温度勾配が５以下である場合、多孔質ガラス体２１に割れが生じることを抑制し得る。また、この温度勾配は、０．９５以上であることが好ましい。温度勾配が０．９５以上である場合、徐冷工程Ｐ２にかかる時間が長くなって光ファイバ用母材１Ｐの生産性が低下することを抑制し得る。
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図６を参照して詳細に説明する。なお、第１実施形態と同一又は同等の構成要素については、同一の参照符号を付して特に説明する場合を除き重複する説明は省略する。
なお、本実施形態で製造される光ファイバは、第１実施形態で製造される光ファイバ１と同様であり、また、本実施形態で製造される光ファイバ用母材は、第１実施形態で製造される光ファイバ用母材１Ｐと同様である。また、本実施形態における光ファイバ１の製造方法は、第１実施形態と同様に、堆積工程Ｐ１、徐冷工程Ｐ２、ガス供給停止工程Ｐ３、焼結工程Ｐ４、線引工程Ｐ５を備え、徐冷工程Ｐ２は、離隔工程Ｐ２ａとガス流量調節工程Ｐ２ｂとを含む。しかし、本実施形態では、離隔工程Ｐ２ａが第１実施形態の離隔工程Ｐ２ａと異なる。
図６は、本発明の第２実施形態に係る堆積装置を概略的に示す図であり、堆積装置を出発母材の延在方向から見る図である。本実施形態の堆積装置３０は、第１実施形態の堆積装置３０と同様に、ケース３１と、旋盤３２と、複数のバーナー３３と、バーナー支持部３４と、ガス供給源３５と、制御部ＣＯと、を主な構成として備える。しかし、本実施形態では、バーナー支持部３４の構成が、第１実施形態のバーナー支持部３４の構成と異なる。なお、図６では、ケース３１、旋盤３２、ガス供給源３５、制御部ＣＯ等の記載は省略されている。
本実施形態のバーナー支持部３４は、第１実施形態のバーナー支持部３４と同様に、出発母材２０の長手方向に沿って往復移動可能であるとともに、バーナー３３のガスの噴出方向と概ね平行で出発母材２０から離隔する方向に移動可能に構成される。このため、それぞれのバーナー３３は、出発母材２０の長手方向に沿って往復移動可能であり、当該バーナー３３のガスの噴出方向を維持しつつ出発母材２０から離隔する方向に移動可能である。また、本実施形態のバーナー支持部３４は、出発母材２０の長手方向と概ね平行な方向に延在するシャフト３４Ｓを有し、当該シャフト３４Ｓを軸として揺動可能に構成される。このため、バーナー支持部３４がシャフト３４Ｓを軸として揺動することで、複数のバーナー３３もシャフト３４Ｓを軸として揺動する。そして、このようにバーナー支持部３４が旋盤３２に対して相対的に移動することで、バーナー３３の噴出口３３Ｈが旋盤３２に把持される出発母材２０から離れるようにバーナー３３の向きが変更され、バーナー３３のガスの噴出方向が変更される。なお、バーナー支持部３４は上記の構成に限定されるものではない。例えば、バーナー支持部３４は、複数のバーナー３３の向きを個別に変更可能な構成とされてもよい。
本実施形態の離隔工程Ｐ２ａでは、制御部ＣＯは、ガス供給源３５にそれぞれのバーナー３３への各ガスの供給を堆積工程Ｐ１における状態に維持させる。また、制御部ＣＯは、旋盤３２に出発母材２０の回転を堆積工程Ｐ１における状態に維持させ、バーナー支持部３４に複数のバーナー３３の往復移動を堆積工程Ｐ１における状態に維持させる。また、制御部ＣＯは、図７に示すように、バーナー支持部３４をシャフト３４Ｓを軸として所定の角度だけ揺動させる。このため、バーナー支持部３４は旋盤３２に対して相対的に移動し、バーナー支持部３４に支持されるバーナー３３の噴出口３３Ｈが旋盤３２に把持される出発母材２０の外周面を被覆する多孔質ガラス体２１から離れるようにバーナー３３の向きが変更される。このようにバーナー３３のガスの噴出方向が変更されて、バーナー３３の噴出口３３Ｈと多孔質ガラス体２１との距離が長くなる。このため、堆積工程Ｐ１のときと比べて、それぞれのバーナー３３によって形成される火炎から多孔質ガラス体２１に伝達する単位時間当たりの熱量を低減することができる。従って、第１実施形態と同様に、本実施形態の光ファイバ用母材１Ｐの製造方法、及び本実施形態の堆積装置３０では、バーナー３３に供給する可燃性ガスの流量を調節しなくても、多孔質ガラス体２１を徐冷することができ、多孔質ガラス体２１に割れが生じることを抑制し得る。
以上、本発明について、上記実施形態を例に説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。
例えば、上記実施形態では、離隔工程Ｐ２ａの後にガス流量調節工程Ｐ２ｂを行っていた。しかし、離隔工程Ｐ２ａの前にガス流量調節工程Ｐ２ｂを行ってもよく、離隔工程Ｐ２ａ中にガス流量調節工程Ｐ２ｂをおこなってもよい。なお、離隔工程Ｐ２ａの後にガス流量調節工程Ｐ２ｂを行う場合、離隔工程Ｐ２ａの前にガス流量調節工程Ｐ２ｂを行う場合と比べて、徐冷工程Ｐ２における火炎の長さが短くされた状態の時間を短くし得る。このため、ガス流量調節工程Ｐ２ｂの開始前と開始後における堆積されるガラス微粒子２２の直径や当該ガラス微粒子２２の嵩密度に変化が起きたとしても、離隔工程Ｐ２ａの前にガス流量調節工程Ｐ２ｂを行う場合と比べて、これらの変化による影響を小さくし得る。このため、例えば、得られた多孔質ガラス体２１を焼結してガラス体を得る際に当該ガラス体に気泡が生じることをより抑制し得る。また、離隔工程Ｐ２ａ中にガス流量調節工程Ｐ２ｂを行う場合、徐冷工程Ｐ２にかかる時間を短縮し得、光ファイバ用母材１Ｐの生産性の低下を抑制し得る。
また、上記実施形態では、徐冷工程Ｐ２は離隔工程Ｐ２ａとガス流量調節工程Ｐ２ｂとを含んでいた。しかし、徐冷工程Ｐ２はガス流量調節工程Ｐ２ｂを含んでいなくてもよい。
また、上記実施形態では、ガス供給停止工程Ｐ３において、原料ガス、助燃性ガス、可燃性ガスの順でこれらガスのバーナー３３への供給を停止していた。しかし、これらガスの供給を停止する順番は上記の順番と異なっていてもよい。
また、上記実施形態では、堆積工程Ｐ１において、バーナー３３を出発母材２０の長手方向に沿って往復移動させていた。しかし、出発母材２０を当該出発母材２０の長手方向に沿って往復移動させてもよい。
また、上記実施形態では、堆積工程Ｐ１において、バーナー３３を当該バーナー３３のガスの噴出方向と概ね平行で出発母材２０から離間する方向に移動させていた。しかし、バーナー３３を出発母材２０から離間する方向に移動させなくてもよい。また、出発母材２０をバーナー３３のガスの噴出方向と概ね平行でバーナー３３から離隔する方向に移動してもよい。
また、上記実施形態では、離隔工程Ｐ２ａにおいて、バーナー支持部３４を旋盤３２に対して相対的に移動させて、バーナー３３の噴出口３３Ｈと多孔質ガラス体２１との距離を長くしていた。しかし、バーナー支持部３４と旋盤３２とを相対的に移動させて、バーナー３３の噴出口３３Ｈと多孔質ガラス体２１との距離を長くすればよい。例えば、第１実施形態において、出発母材２０を把持する旋盤３２をバーナー３３のガスの噴出方向と概ね平行でバーナー３３から離隔する方向に移動させしてもよい。また、バーナー支持部３４をバーナー３３のガスの噴出方向と非平行で旋盤３２に把持される出発母材２０から離間する方向に移動させてもよい。また、出発母材２０を把持する旋盤３２をバーナー３３のガスの噴出方向と非平行でバーナー３３から離隔する方向に移動してもよい。
また、上記実施形態では、徐冷工程Ｐ２及びガス供給停止工程Ｐ３において、旋盤３２による出発母材２０の回転を堆積工程Ｐ１における状態に維持し、バーナー支持部３４による複数のバーナー３３の往復移動を堆積工程Ｐ１における状態に維持していた。しかし、徐冷工程Ｐ２及びガス供給停止工程Ｐ３において、旋盤３２による出発母材２０の回転を維持しなくてもよく、バーナー支持部３４による複数のバーナー３３の往復移動を維持しなくてもよい。
また、上記実施形態では、出発母材２０が光ファイバ用母材１Ｐの一部になっていた。しかし、出発母材２０は光ファイバ用母材１Ｐの一部とならない部材とされてもよく、ガス供給停止工程Ｐ３後に、多孔質ガラス体２１から出発母材２０を引き抜いてもよい。この場合、この多孔質ガラス体２１を焼結することで管状の光ファイバ用母材が得られる。また、出発母材２０は、コアガラス体１０Ｐからなるコアロッドの外周面がクラッドガラス体１１Ｐと同じガラス体から成る被覆層で被覆された円柱状のガラスロッドが複数束ねられた部材とされてもよい。この場合、複数のコアを有するマルチコアファイバの製造に用いる光ファイバ用母材が得られる。
また、上記実施形態では、堆積装置３０は、ＯＶＤ法により出発母材２０の外周面にガラス微粒子２２を堆積させるように構成されていた。しかし、堆積装置３０は、ＶＡＤ法により出発母材２０の外面にガラス微粒子２２を堆積させるように構成されていてもよい。この場合、旋盤３２は、例えば、長手方向が鉛直に沿った出発母材２０の上側の端部を把持して出発母材２０を当該出発母材２０の軸中心に回転させるように構成され、バーナー３３は出発母材２０の下側の端部における外面にガラス微粒子２２を堆積させるように構成される。
以下、実施例及び比較例を挙げて本発明の内容をより具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものでは無い。
（実施例１）
図３に示す堆積装置３０と同様の堆積装置を用いて図４に示す製造方法の一部によって、出発母材２０の外周面に多孔質ガラス体２１を形成した。具体的には、堆積工程Ｐ１として、まず、コア１０となるコアガラス体１０Ｐからなる円柱状の出発母材２０を準備した。この出発母材２０を軸中心に所定の速度で回転させ、それぞれのバーナー３３に原料ガス、可燃性ガス、及び助燃性ガスを供給した。そして、それぞれのバーナー３３を出発母材２０の長手方向に沿って繰り返し往復移動させながら、出発母材２０の外周面にガラス微粒子２２を堆積して、所定の重量の多孔質ガラス体２１を形成した。このとき、それぞれのバーナー３３を当該バーナー３３のガスの噴出方向を維持しつつ出発母材２０から離隔する方向に徐々に移動して、それぞれのバーナー３３の噴出口３３Ｈと多孔質ガラス体２１との距離を概ね一定に維持した。本実施例では、原料ガスはオクタメチルシクロテトラシロキサンとし、可燃性ガスは水素とし、助燃性ガスは酸素とした。また、それぞれのバーナー３３に供給する原料ガスの流量は１．５ＳＬＭとし、可燃性ガスの流量は４４ＳＬＭとし、助燃性ガスの流量は２０ＳＬＭとした。また、多孔質ガラス体２１が所定の重量となったときの当該多孔質ガラス体２１の表面の最高温度は８５０℃であった。次に、徐冷工程Ｐ２における離隔工程Ｐ２ａとして、それぞれのバーナー３３への原料ガス、可燃性ガス、及び助燃性ガスの供給を維持するとともに、それぞれのバーナー３３を当該バーナー３３のガスの出射方向を維持しつつ出発母材２０から離隔する方向に所定の距離だけ移動した。そして、噴出口３３Ｈと多孔質ガラス体２１との距離を、多孔質ガラス体２１が所定の重量となったときの距離よりも長くし、ガス流量調節工程Ｐ２ｂは行わなかった。なお、それぞれのバーナー３３を所定の距離だけ移動したとき、それぞれのバーナー３３によって形成される火炎は多孔質ガラス体２１に当たっていた。次に、ガス供給停止工程Ｐ３として、原料ガス、可燃性ガス、助燃性ガスの順でこれらガスのバーナー３３への供給を停止した。これらガスの供給を停止したときの多孔質ガラス体２１の表面の最高温度は７８０℃であった。その後、多孔質ガラス体２１を大気中に放置して自然空冷した。冷却された多孔質ガラス体２１を目視で観察した。多孔質ガラス体２１に割れは生じていなかった。
（実施例２）
離隔工程Ｐ２ａとしてそれぞれのバーナー３３を移動するときに、ガス流量調節工程Ｐ２ｂとしてそれぞれのバーナー３３に供給する可燃性ガスの流量を３６ＳＬＭに減少した以外は、実施例１と同様にして、多孔質ガラス体２１を形成した。本実施例では、第１実施例と同様に、多孔質ガラス体２１が所定の重量となったときの当該多孔質ガラス体２１の表面の最高温度は８５０℃であった。また、離隔工程Ｐ２ａとしてそれぞれのバーナー３３を所定の距離だけ移動したとき、それぞれのバーナー３３によって形成される火炎は多孔質ガラス体２１に当たっていた。次に、実施例１と同様に、それぞれのバーナー３３への各ガスの供給を停止し、多孔質ガラス体２１を自然空冷した。ガスの供給を停止したときの多孔質ガラス体２１の表面の最高温度は７６０℃であった。
（実施例３）
ガス流量調節工程Ｐ２ｂとしてそれぞれのバーナー３３に供給する可燃性ガスの流量を３４ＳＬＭに減少した以外は、実施例２と同様にして、多孔質ガラス体２１を形成した。本実施例では、第１実施例と同様に、多孔質ガラス体２１が所定の重量となったときの当該多孔質ガラス体２１の表面の最高温度は８５０℃であった。また、離隔工程Ｐ２ａとしてそれぞれのバーナー３３を所定の距離だけ移動したとき、それぞれのバーナー３３によって形成される火炎は多孔質ガラス体２１に当たっていた。次に、実施例２と同様に、それぞれのバーナー３３への各ガスの供給を停止し、多孔質ガラス体２１を自然空冷した。ガスの供給を停止したときの多孔質ガラス体２１の表面の最高温度は７４０℃であった。
（実施例４）
離隔工程Ｐ２ａとしてそれぞれのバーナー３３を移動するときに、ガス流量調節工程Ｐ２ｂとしてそれぞれのバーナー３３に供給する可燃性ガスの流量を２６ＳＬＭに減少するとともに助燃性ガスの流量を１２ＳＬＭに減少した以外は、実施例１と同様にして、多孔質ガラス体２１を形成した。本実施例では、第１実施例と同様に、多孔質ガラス体２１が所定の重量となったときの当該多孔質ガラス体２１の表面の最高温度は８５０℃であった。また、離隔工程Ｐ２ａとしてそれぞれのバーナー３３を所定の距離だけ移動したとき、それぞれのバーナー３３によって形成される火炎は多孔質ガラス体２１に当たっていなかった。次に、実施例１と同様に、それぞれのバーナー３３への各ガスの供給を停止し、多孔質ガラス体２１を自然空冷した。ガスの供給を停止したときの多孔質ガラス体２１の表面の最高温度は６８０℃であった。
（実施例５）
ガス流量調節工程Ｐ２ｂとしてそれぞれのバーナー３３に供給する可燃性ガスの流量を１９ＳＬＭに減少するとともに助燃性ガスの流量を１２ＳＬＭに減少した以外は、実施例４と同様にして、多孔質ガラス体２１を形成した。本実施例では、第１実施例と同様に、多孔質ガラス体２１が所定の重量となったときの当該多孔質ガラス体２１の表面の最高温度は８５０℃であった。また、離隔工程Ｐ２ａとしてそれぞれのバーナー３３を所定の距離だけ移動したとき、それぞれのバーナー３３によって形成される火炎は多孔質ガラス体２１に当たっていなかった。次に、実施例４と同様に、それぞれのバーナー３３への各ガスの供給を停止し、多孔質ガラス体２１を自然空冷した。ガスの供給を停止したときの多孔質ガラス体２１の表面の最高温度は６３０℃であった。
（実施例６）
図６に示す堆積装置３０と同様の堆積装置を用いて図４に示す製造方法の一部によって、出発母材２０の外周面に多孔質ガラス体２１を形成した。具体的には、堆積工程Ｐ１として、実施例１の出発母材２０と同様の出発母材２０を準備し、この出発母材２０を軸中心に所定の速度で回転させ、それぞれのバーナー３３に原料ガス、可燃性ガス、及び助燃性ガスを供給した。そして、実施例１と同様に、それぞれのバーナー３３を出発母材２０の長手方向に沿って繰り返し往復移動させながら、出発母材２０の外周面にガラス微粒子２２を堆積して、所定の重量の多孔質ガラス体２１を形成した。このとき、実施例１と同様に、それぞれのバーナー３３を当該バーナー３３のガスの噴出方向を維持しつつ出発母材２０から離隔する方向に徐々に移動して、それぞれのバーナー３３の噴出口３３Ｈと多孔質ガラス体２１との距離を概ね一定に維持した。また、実施例１と同様に、原料ガスはオクタメチルシクロテトラシロキサンとし、可燃性ガスは水素とし、助燃性ガスは酸素とし、それぞれのバーナー３３に供給する原料ガスの流量は１．５ＳＬＭとし、可燃性ガスの流量は４４ＳＬＭとし、助燃性ガスの流量は２０ＳＬＭとした。また、多孔質ガラス体２１が所定の重量となったときの当該多孔質ガラス体２１の表面の最高温度は８５０℃であった。次に、徐冷工程Ｐ２における離隔工程Ｐ２ａとして、それぞれのバーナー３３への原料ガス、可燃性ガス、及び助燃性ガスの供給を維持するとともに、図７に示すようにそれぞれのバーナー３３の噴出口３３Ｈが出発母材２０から離れるようにそれぞれのバーナー３３のガスの噴出方向を変更した。そして、噴出口３３Ｈと多孔質ガラス体２１との距離を、多孔質ガラス体２１が所定の重量となったときの距離よりも長くし、ガス流量調節工程Ｐ２ｂは行わなかった。なお、それぞれのバーナー３３のガスの噴出方向を変更したとき、それぞれのバーナー３３によって形成される火炎は多孔質ガラス体２１に当たっていなかった。次に、ガス供給停止工程Ｐ３として、原料ガス、可燃性ガス、助燃性ガスの順でこれらガスのバーナー３３への供給を停止した。これらガスの供給を停止したときの多孔質ガラス体２１の表面の最高温度は６７０℃であった。その後、多孔質ガラス体２１を大気中に放置して自然空冷した。
（実施例７）
離隔工程Ｐ２ａとしてそれぞれのバーナー３３のガスの噴出方向を変更するときに、ガス流量調節工程Ｐ２ｂとしてそれぞれのバーナー３３に供給する可燃性ガスの流量を３６ＳＬＭに減少した以外は、実施例６と同様にして、多孔質ガラス体２１を形成した。本実施例では、第６実施例と同様に、多孔質ガラス体２１が所定の重量となったときの当該多孔質ガラス体２１の表面の最高温度は８５０℃であった。また、離隔工程Ｐ２ａとしてそれぞれのバーナー３３のガスの噴出方向を変更したとき、それぞれのバーナー３３によって形成される火炎は多孔質ガラス体２１に当たっていなかった。次に、実施例６と同様に、それぞれのバーナー３３への各ガスの供給を停止し、多孔質ガラス体２１を自然空冷した。ガスの供給を停止したときの多孔質ガラス体２１の表面の最高温度は６６０℃であった。
（実施例８）
ガス流量調節工程Ｐ２ｂとしてそれぞれのバーナー３３に供給する可燃性ガスの流量を３４ＳＬＭに減少した以外は、実施例７と同様にして、多孔質ガラス体２１を形成した。本実施例では、第６実施例と同様に、多孔質ガラス体２１が所定の重量となったときの当該多孔質ガラス体２１の表面の最高温度は８５０℃であった。また、離隔工程Ｐ２ａとしてそれぞれのバーナー３３のガスの噴出方向を変更したとき、それぞれのバーナー３３によって形成される火炎は多孔質ガラス体２１に当たっていなかった。次に、実施例７と同様に、それぞれのバーナー３３への各ガスの供給を停止し、多孔質ガラス体２１を自然空冷した。ガスの供給を停止したときの多孔質ガラス体２１の表面の最高温度は６６０℃であった。
（実施例９）
離隔工程Ｐ２ａとしてそれぞれのバーナー３３のガスの噴出方向を変更するときに、ガス流量調節工程Ｐ２ｂとしてそれぞれのバーナー３３に供給する可燃性ガスの流量を２６ＳＬＭに減少するとともに助燃性ガスの流量を１２ＳＬＭに減少した以外は、実施例６と同様にして、多孔質ガラス体２１を形成した。本実施例では、第６実施例と同様に、多孔質ガラス体２１が所定の重量となったときの当該多孔質ガラス体２１の表面の最高温度は８５０℃であった。また、離隔工程Ｐ２ａとしてそれぞれのバーナー３３のガスの噴出方向を変更したとき、それぞれのバーナー３３によって形成される火炎は多孔質ガラス体２１に当たっていなかった。次に、実施例６と同様に、それぞれのバーナー３３への各ガスの供給を停止し、多孔質ガラス体２１を自然空冷した。ガスの供給を停止したときの多孔質ガラス体２１の表面の最高温度は６１０℃であった。
（実施例１０）
ガス流量調節工程Ｐ２ｂとしてそれぞれのバーナー３３に供給する可燃性ガスの流量を１９ＳＬＭに減少するとともに助燃性ガスの流量を１２ＳＬＭに減少した以外は、実施例９と同様にして、多孔質ガラス体２１を形成した。本実施例では、第６実施例と同様に、多孔質ガラス体２１が所定の重量となったときの当該多孔質ガラス体２１の表面の最高温度は８５０℃であった。また、離隔工程Ｐ２ａとしてそれぞれのバーナー３３のガスの噴出方向を変更したとき、それぞれのバーナー３３によって形成される火炎は多孔質ガラス体２１に当たっていなかった。次に、実施例９と同様に、それぞれのバーナー３３への各ガスの供給を停止し、多孔質ガラス体２１を自然空冷した。ガスの供給を停止したときの多孔質ガラス体２１の表面の最高温度は６０５℃であった。
（比較例１）
離隔工程Ｐ２ａを行わなかった以外は、第１実施形態と同様にして、出発母材２０の外周面にガラス微粒子２２を堆積して、所定の重量の多孔質ガラス体２１を形成した。次に、実施例１と同様に、それぞれのバーナー３３への各ガスの供給を停止し、多孔質ガラス体２１を自然空冷した。本比較例では、第１実施例と同様に、多孔質ガラス体２１が所定の重量となったときの当該多孔質ガラス体２１の表面の最高温度は８５０℃であった。また、ガスの供給を停止したときの多孔質ガラス体２１の表面の最高温度は８８０℃であった。また、本比較例では、ガスの供給を停止するまでそれぞれのバーナー３３によって形成される火炎は多孔質ガラス体２１に当たっていた。
（比較例２）
離隔工程Ｐ２ａを行わなかった以外は、第２実施形態と同様にして、出発母材２０の外周面にガラス微粒子２２を堆積して、所定の重量の多孔質ガラス体２１を形成した。次に、実施例２と同様に、それぞれのバーナー３３への各ガスの供給を停止し、多孔質ガラス体２１を自然空冷した。本比較例では、第６実施例と同様に、多孔質ガラス体２１が所定の重量となったときの当該多孔質ガラス体２１の表面の最高温度は８５０℃であった。また、ガスの供給を停止したときの多孔質ガラス体２１の表面の最高温度は８６０℃であった。また、本比較例では、ガスの供給を停止するまでそれぞれのバーナー３３によって形成される火炎は多孔質ガラス体２１に当たっていた。
上記のように形成した各多孔質ガラス体２１について、割れの有無を目視によって観察した。表１に実施例１〜１０及び比較例における可燃性ガス及び助燃性ガスの流量、多孔質ガラス体の表面の最高温度、及びこの観察結果を示す。表１に示すように、実施例１〜１０における多孔質ガラス体２１には、割れが生じていなかった。これは、離隔工程Ｐ２ａによって多孔質ガラス体２１の徐冷ができたためだと考えられる。そして、実施例１，６では、バーナー３３に供給する可燃性ガスの流量を減少させるガス流量調節工程Ｐ２ｂを行わなくても、多孔質ガラス体２１の徐冷ができていたと考えられる。
Figure 0006899870
一方、比較例１，２における多孔質ガラス体２１には、割れが生じていた。比較例１，２では、ガスの供給を停止したときの多孔質ガラス体２１の表面の最高温度がガスの供給を停止する前の多孔質ガラス体２１の表面の最高温度よりも高い。従って、比較例１，２では、多孔質ガラス体２１が徐冷されず、多孔質ガラス体２１に割れが生じたと考えられる。ここで、原料ガス、可燃性ガス、助燃性ガスの順でこれらガスのバーナー３３への供給を停止した。このため、原料ガスを含まないガスによる火炎によって多孔質ガラス体２１の表面が加熱されて、ガスの供給を停止したときの多孔質ガラス体２１の表面の最高温度がガスの供給を停止する前の多孔質ガラス体２１の表面の最高温度よりも高くなったと考えられる。
このように、本発明における製造方法によれば、バーナー３３に供給する可燃性ガスの流量を調節しなくても、多孔質ガラス体２１を徐冷することができ、多孔質ガラス体２１に割れが生じることを抑制し得ることが確認された。
以上説明したように、本発明によれば、新たな方法によって多孔質ガラス体を徐冷でき、光ファイバ用母材の生産性の低下を抑制し得る光ファイバ用母材の製造方法、及び光ファイバ用母材の製造装置が提供され、光ファイバ通信等の分野で利用することが期待される。
１・・・光ファイバ
１Ｐ・・・光ファイバ用母材
１０・・・コア
１０Ｐ・・・コアガラス体
１１・・・クラッド
１１Ｐ・・・クラッドガラス体
１２・・・被覆層
２０・・・出発母材
２１・・・多孔質ガラス体
２２・・・ガラス微粒子
３０・・・堆積装置（光ファイバ用母材の製造装置）
３１・・・ケース
３２・・・旋盤
３３・・・バーナー
３４・・・バーナー支持部
３５・・・ガス供給源
Ｐ１・・・堆積工程
Ｐ２・・・徐冷工程
Ｐ２ａ・・・離隔工程
Ｐ２ｂ・・・ガス流量調節工程
Ｐ３・・・ガス供給停止工程
Ｐ４・・・焼結工程
Ｐ５・・・線引工程

Claims (10)

  1. 可燃性ガスと原料ガスとを含むガスをバーナーの噴出口から噴出してガラス微粒子を堆積させて多孔質ガラス体を形成する堆積工程と、
    前記堆積工程後に前記ガスを前記噴出口から噴出しながら前記噴出口と前記多孔質ガラス体との距離を長くする離隔工程を含む徐冷工程と、
    を備える
    ことを特徴とする光ファイバ用母材の製造方法。
  2. 前記離隔工程において、前記バーナーの前記ガスの噴出方向を維持する
    ことを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ用母材の製造方法。
  3. 前記離隔工程において、前記バーナーの前記ガスの噴出方向を変化する
    ことを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ用母材の製造方法。
  4. 前記徐冷工程は、前記バーナーに供給する前記可燃性ガスの流量を減少させるガス流量調節工程を更に含む
    ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の光ファイバ用母材の製造方法。
  5. 前記バーナーの前記噴出口から噴出する前記ガスは、助燃性ガスを更に含み、
    前記ガス流量調節工程において、前記バーナーに供給する前記可燃性ガスの流量または前記可燃性ガス及び前記助燃性ガスの流量を減少する
    ことを特徴とする請求項４に記載の光ファイバ用母材の製造方法。
  6. 前記離隔工程の後に前記ガス流量調節工程を行う
    ことを特徴とする請求項４または５に記載の光ファイバ用母材の製造方法。
  7. 前記離隔工程の前に前記ガス流量調節工程を行う
    ことを特徴とする請求項４または５に記載の光ファイバ用母材の製造方法。
  8. 前記離隔工程中に前記ガス流量調節工程を行う
    ことを特徴とする請求項４または５に記載の光ファイバ用母材の製造方法。
  9. 前記徐冷工程の後に前記原料ガス、前記可燃性ガスの順で前記バーナーへの供給を停止するガス供給停止工程を更に備える
    ことを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の光ファイバ用母材の製造方法。
  10. 前記バーナーの前記噴出口から噴出する前記ガスは、助燃性ガスを更に含み、
    前記ガス供給停止工程において、前記原料ガス、前記助燃性ガス、前記可燃性ガスの順で前記バーナーへの供給を停止する
    ことを特徴とする請求項９に記載の光ファイバ用母材の製造方法。
JP2019127254A 2019-07-08 2019-07-08 光ファイバ用母材の製造方法 Active JP6899870B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019127254A JP6899870B2 (ja) 2019-07-08 2019-07-08 光ファイバ用母材の製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019127254A JP6899870B2 (ja) 2019-07-08 2019-07-08 光ファイバ用母材の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2021011413A JP2021011413A (ja) 2021-02-04
JP6899870B2 true JP6899870B2 (ja) 2021-07-07

Family

ID=74227704

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019127254A Active JP6899870B2 (ja) 2019-07-08 2019-07-08 光ファイバ用母材の製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6899870B2 (ja)

Also Published As

Publication number Publication date
JP2021011413A (ja) 2021-02-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2011136325A1 (ja) ガラス母材製造方法
JP3521681B2 (ja) 光ファイバ母材の製造方法
JP2010526756A (ja) 空洞を含む微細構造光ファイバの製造方法
JP6899870B2 (ja) 光ファイバ用母材の製造方法
CN107848865B (zh) 制造用于具有低的衰减损失的光纤的预制件的方法
WO2012008406A1 (ja) ガラス微粒子堆積体製造方法およびガラス体製造方法
JP4348341B2 (ja) 光ファイバ母材の製造方法
JP5163416B2 (ja) 多孔質ガラス母材の製造方法
US8919153B2 (en) Manufacturing method for glass base material
JP4690979B2 (ja) 光ファイバ母材の製造方法
US20050076680A1 (en) Method and apparatus for manufacturing optical fiber preforms using the outside vapor deposition process
US20120118019A1 (en) Method of producing optical fiber
JP2003261336A (ja) 透明ガラス母材の製造方法
JP5520789B2 (ja) 光ファイバ母材および光ファイバの製造方法
WO2022065482A1 (ja) 光ファイバ母材の製造方法および製造設備
JP7115095B2 (ja) 光ファイバ用母材の製造方法
JP5678467B2 (ja) ガラス母材製造方法
WO2022014147A1 (ja) 光ファイバ用母材の製造装置、及び光ファイバ用母材の製造方法
JP4271125B2 (ja) 光ファイバ母材の延伸方法
JP4472308B2 (ja) 石英多孔質母材の製造方法
CN111377605B (zh) 光纤用母材的制造方法
JP2011230989A (ja) ガラス母材製造方法
JP2022015445A (ja) 光ファイバ用母材の製造装置、光ファイバ用母材の製造方法、及び光ファイバの製造方法
JP5778895B2 (ja) ガラス母材製造方法
KR100762611B1 (ko) 광섬유 모재의 제조 방법 및 이를 이용한 광섬유의 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20200219

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20200730

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20210323

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210511

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20210601

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20210615

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6899870

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250