JP7010803B2 - 光ファイバ用多孔質ガラス母材の製造方法 - Google Patents
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Description
そこで本発明は、ガラス微粒子の堆積初期における多孔質ガラス母材の割れを防止し、かつバーナの損傷を防止することのできる光ファイバ用多孔質ガラス母材の製造方法を提供する。
これにより、ガラス微粒子の堆積初期における多孔質ガラス母材の割れを防止することができる。
図1に示されるように、反応容器1内には、シャフト2の下端に把持された種棒3が垂下されている。シャフト2は、種棒3を垂下した状態で鉛直な回転軸の周りに回転し、かつ、種棒3とともに昇降可能に設置されている。さらに、反応容器1は、コア部形成用バーナ4、コア側クラッド部形成用バーナ5、表面側クラッド部形成用バーナ6を備えている。
これにより、ガラス微粒子を付着させるターゲットとしての種棒3を多孔質ガラス母材の成長に伴って引き上げて、目標の長さの多孔質ガラス母材を製造することができる。
多孔質ガラス母材9のクラッド部は、最終的に、光ファイバのクラッド部となる。クラッド部の体積は、コア部の体積と比較して著しく大きいため、クラッド部の形成に複数のクラッド部合成用バーナを用いる場合がある。
バーナホルダ11は、表面側クラッド部形成用バーナ6の後端近傍を保持するとともに、電動ゴニオステージ12により支持されている。これにより、堆積時間もしくはシャフト2の引上げ距離に応じて電動ゴニオステージ12を動作させ、表面側クラッド部形成用バーナ6の傾きを変化させる。これにより表面側クラッド部形成用バーナ6の傾き制御の自動化が容易となる。
封止カバー7は、例えばシリコーンゴムのような、耐熱温度が高く可撓性を有する材料を用いて形成するのが好ましい。これにより、傾きが変化して表面側クラッド部形成用バーナ6の反応容器1に対する相対位置が変化した場合であっても、封止部材7が反応容器1の気密性を維持した状態で変形することによって、反応容器1の内部は、外部雰囲気から遮断される。
繊維状素材としては、石英ウールを用いると、耐熱性ならびに遮熱性に優れるので好ましい。また、炭素繊維を用いることもでき、この場合、シール部材の周囲に不活性ガスを流して酸化雰囲気にならないようにすると良い。
シール部材10の厚さ(バーナの軸方向の厚さ)は、遮熱効果を考慮すると5mm以上とするのが好ましい。5mm未満だと外部への遮熱効果が小さい。
例えば、コア側クラッド部形成用バーナ5の火炎の外側で形成された、すなわち低温で形成された低密度部が表面側クラッド形成用バーナ6の火炎で加熱された場合に、多孔質ガラス母材に割れが生じる場合がある。このような多孔質ガラス母材の割れは、種棒3にガラス微粒子の堆積を開始した初期に発生する場合が多く、初期割れと呼ばれる。初期割れが生じた場合は、多孔質ガラス母材の製造を最初からやり直さなければならず、歩留りおよび生産性が低下する。
本発明によれば、表面側クラッド部形成用バーナ6の傾きを変化させて堆積することができるため、多孔質ガラス母材の外径が目標外径で安定するまでの間、バーナの傾きを変化させて表面側クラッド部形成用バーナ6の設置条件を適切に維持し、初期割れおよび外径変動を抑制することができる。
表面側クラッド部形成用バーナ6を水平に対して下向き10°の角度に設定し、コア側クラッド部形成用バーナ5と、表面側クラッド部形成用バーナ6のそれぞれの酸水素火炎中にガラス原料ガスを流してガラス微粒子を生成させ、それを種棒に堆積させ始めた。
コア部の堆積成長に合わせて種棒を回転させつつ引き上げ、100 mm引き上げた時点から徐々に表面側クラッド部形成用バーナ6の角度を上向きに変えた。引上げ距離が200 mmに達した時点で表面側クラッド部形成用バーナ6の角度は上向き5°に達し、この角度を定常状態の角度として堆積を続け、直胴部1400mm、外径250mmの多孔質ガラス母材を作製した。
2.シャフト、
3. 種棒、
4.コア部堆積用バーナ、
5.コア側クラッド部形成用バーナ、
6.表面側クラッド部形成用バーナ、
7.封止カバー、
8.遮熱板、
9.多孔質ガラス堆積体、
10.シール部材、
11. バーナホルダ、
12. ゴニオステージ。
Claims (7)
- 反応容器内に垂下した種棒にガラス微粒子を付着堆積させて光ファイバのコアに相当するコア部を形成し、前記コア部にガラス微粒子を付着堆積させて光ファイバのクラッドの少なくとも一部に相当するクラッド部を形成する多孔質ガラス母材の製造方法であって、前記クラッド部の表面側を形成するクラッド形成用バーナの傾きを、定常時の傾きよりも水平に対して下向きの角度から堆積を始め、ガラス微粒子を堆積させながら定常時の角度へと変化させ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。
- 前記クラッド部の表面側を形成するクラッド形成用バーナの傾きを水平に対して下向き10°の角度に設定して堆積を始め、定常時の傾きを水平に対して上向き5°とする請求項1に記載の光ファイバ用多孔質ガラス母材の製造方法。
- 前記クラッド部の表面側を形成するクラッド形成用バーナの傾きを電動ゴニオステージを用いて変化させる請求項1又は2に記載の光ファイバ用多孔質ガラス母材の製造方法。
- 前記クラッド部の表面側を形成するクラッド形成用バーナを反応容器内に挿入する開口部と該クラッド形成用バーナとの隙間に、繊維状素材からなるシール部材を充填してなる請求項1乃至3のいずれかに記載の光ファイバ用多孔質ガラス母材の製造方法。
- 前記シール部材の材質が石英ウール材である請求項4に記載の光ファイバ用多孔質ガラス母材の製造方法。
- 前記石英ウール材の鉄含有量が1ppm以下である請求項5に記載の光ファイバ用多孔質ガラス母材の製造方法。
- 前記シール部材が厚さ5mm以上である請求項4乃至6のいずれかに記載の光ファイバ用多孔質ガラス母材の製造方法。
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