JPH0351663B2 - - Google Patents

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JPH0351663B2
JPH0351663B2 JP61013723A JP1372386A JPH0351663B2 JP H0351663 B2 JPH0351663 B2 JP H0351663B2 JP 61013723 A JP61013723 A JP 61013723A JP 1372386 A JP1372386 A JP 1372386A JP H0351663 B2 JPH0351663 B2 JP H0351663B2
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porous
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/01Manufacture of glass fibres or filaments
    • C03B37/012Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
    • C03B37/014Manufacture 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]
    • C03B37/01406Deposition reactors therefor
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
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Description

【発明の詳細な説明】 <産業上の利用分野> 本発明は所定の屈折率分布を正確に再現し得る
多孔質光フアイバ母材の製造装置に関する。
<従来の技術> 光フアイバの多孔質母材の作成法は種種知られ
ている。例えばVAD法とよばれるものは、通常、
酸水素炎中に四塩化硅素を投入し、火炎加水分解
により微細な二酸化硅素の粒子を出発材の長手方
向に積層させて多孔質母材を形成する方法であ
る。この場合、四塩化硅素と燃焼ガスとを噴出反
応させるバーナを多重管構造に分割し、その一部
より四塩化ゲルマニウム等の添加物を同時に噴出
反応させて二酸化ゲルマニウム等を作り、二酸化
硅素と二酸化ゲルマニウム等との所定の半径方向
の空間的濃度分布のものを得るようにしている。
また、外付け法とよばれるものは、通常酸水素
炎中に四塩化硅素と添加物である四塩化ゲルマニ
ウム等とを所定の混合比にて供給し、この火炎を
出発材の側面に吹き付けて長手方向に出発材を移
動させ、四塩化硅素と四塩化ゲルマニウムとの混
合比を次第に変えて、所望の二酸化ゲルマニウム
等の半径方向分布をもつ多孔質光フアイバ母材を
作成するものである。
また屈折率変化を与える添加物として四塩化ゲ
ルマニウムの例について説明したが、この他の添
加物でもよく複数の添加物を混合させる場合もあ
る。
また火炎反応の際、添加物を混入して反応させ
る例について説明したが、純粋の酸化硅素SiO2
の多孔質体を作り、焼結時に添加物を注入する方
法も知られている。<発明が解決しようとする問
題点> 光フアイバ母材は以上のように作られるが、い
ずれの方法においても、光フアイバの品質を決定
するのは、多孔質母材作製時の製造条件の安定性
あるいは一様性である。
即ち、VAD法においては、添加物の空間濃度
分布の安定化が必須であり、この安定化が変動す
ると母材内の屈折率分布が変り、よい特性が得ら
れない。又、多孔質ガラスの嵩密度分布が一様で
あることも重要であり、この分布が一様でないと
焼結時に外径が変動したり、極端な場合は熱応力
によつて母材が割れる。
また外付け法の場合には添加物の出発材上への
堆積の経時変化がないことが要求され、この変化
があると多孔質光フアイバ母材の屈折率分布が変
動する。又、多孔質ガラスの嵩密度分布が一様で
あることもVADの場合と同様に重要であり、こ
れが一様でないと外径が変動したり、極端な場合
は熱応力によつて母材が割れる。
この嵩密度分布は、添加物を全く含まない純粋
な二酸化硅素のみを堆積させる場合においても、
焼結後の最終的寸法を規定する意味で重要であ
る。従つて、安定した堆積を行うことはこの種の
技術にとつて必須の重要な技術である。
ところで、いずれの方法においても上述した変
動は焼結ガスや四塩化硅素及び添加物の供給量を
厳密に制御していても起こる。その原因は火炎に
よつてガラス微粒子が生成される際、たとえ火災
中の各種のガスの濃度が均一であつても、火災が
ゆらいだり、火災の方向が変動したりして、堆積
対象と火災の関係位置が変動するためである。
この点につき更にVAD法の例で説明する。
第3図は従来のVAD法を実施する多孔質光フ
アイバ母材の製造装置の構成を示す概略図であ
る。
バーナ5より噴出した燃焼ガスと四塩化硅素お
よび添加物は、火災中で反応し、二酸化硅素の微
粒子を形成するが、同時に副生成物として通常塩
化水素等の有毒ガスを発生するため、このような
反応は通常密閉したマツフル4内で行われる。図
において1は回転チヤツクであり、回転しつつ上
方へ引き上げられる。2は出発材であつてチヤツ
ク1に固定される。3は多孔質光フアイバ母材で
微細な二酸化硅素の粒子及び添加物の堆積微粒子
である。マツフル4は出発材2との間に若干のク
リヤランスが有るが、実質的に密閉構造となつて
おり、バーナ5には燃焼ガス用配管7と、酸素用
配管8と塩化硅素のガス用配管9と、添加物のガ
ス用配管10とがそれぞれ接続している。6は排
気口である。バーナ5によつて配管7,8によつ
て供給された水素及び酸素は酸水素炎を形成し、
ここに配管9より四塩化硅素が加わると火災加水
分解反応により二酸化硅素が得られ、配管10よ
り添加物、例えば四塩化ゲルマニウムが供給され
ると水蒸気と反応して二酸化ゲルマニウムが生成
される。これら二酸化硅素及び二酸化ゲルマニウ
ムは混合状態で出発材2上にて堆積される。出発
材2は回転しつつ徐々に上方に引き上げられるの
で第3図に示すような多孔質光フアイバ母材3が
形成される。
この場合、二酸化硅素と二酸化ゲルマニウムと
の火災中の分布を一定にしておけば、多孔質光フ
アイバ母材3中のこれらの分布も一定となり、こ
れを焼結することにより所望の屈折率分布をもつ
透明ガラス化した光フアイバ母材を得ることがで
きる。多孔質光フアイバ母材3に堆積しなかつた
余剰の二酸化硅素及び二酸化ゲルマニウムの微粒
子及び塩化水素は排気口6から外部に排出され
る。このときのマツフル4内の気流の流れは第3
図中、矢印Mのような流れが支配的であるが、反
応装置全体はマツフル4によつて密閉されている
ため、矢印S1、S2等のうず流が発生する。これら
のうず流の移動がバーナ5と多孔質光フアイバ母
材3間の火災の流れを乱し、火災内のガラス微粒
子の分布と堆積された多孔質光フアイバ母材3中
の二酸化硅素に対する二酸化ゲルマニウムの濃度
分布が対応しなくなる。また矢印S1のごときうず
流は未堆積の二酸化硅素及び二酸化ゲルマニウム
の微粒子をマツフル4の内壁に附着させる。この
附着したガラス微粒子が時として壁面からはが
れ、落下して多孔質光フアイバ母材に附着するこ
とが起こると、多孔質光フアイバ母材3の形状の
異常や屈折率分布の異常等の原因となるばかりで
なく、局所的嵩密度の不整が生じる。
本発明はかかる従来技術の欠点に鑑みてなされ
たもので、バーナ5の火炎中におけるガラス微粒
子の分布と、堆積された多孔質光フアイバ母材中
のガラス微粒子の分布とが一対一に関連するよう
な多孔質光フアイバ母材の製造装置を提供するこ
とを目的とする。
<問題点を解決するための手段> 本発明による多孔質光フアイバ母材の製造装置
は、ガスが整流状態で一様に流れる竪型の反応容
器と、この反応容器に連結されて当該反応容器に
ガス流を発生させる手段と、前記反応容器にて前
記ガス流を横切る方向に往復動自在に支持され且
つ多孔質ガラスが堆積する棒状の出発材と、この
出発材に堆積するガラス微粒子の生成度合に応じ
て該出発材を駆動回転させながら軸方向へ引き上
げる回転手段と、前記出発材の外周に下方からガ
ラス微粒子を生成させて前記出発材に付着成長さ
せるバーナとを具えたものである。
<作用> バーナからの燃焼ガス中にガラス原料を特定の
空間的分布で供給し、一様な整流ガス中で出発材
上にガラス微粒子を噴出させることによつて、火
災はゆらぐことなく所定の形状を保ち、出発材上
には所望の濃度分布をもつガラス微粒子が堆積す
る。
<実施例> 本発明による多孔質光フアイバ母材の製造装置
をVAD法に応用した実施例の概念を表す、第1
図に示すように、マツフル11を貫通してこのマ
ツフル11外に設けられた回転チヤツク1によつ
て把持された棒状の純石英で形成された出発材2
には多孔質光フアイバ母材3が棒状に堆積してお
り、その生成度合に応じて出発材を駆動回転させ
ながら軸方向へ引き上げている。また、前記マツ
フル11中には燃焼ガス中にガラス原料を特定の
空間的分布で供給してガラス微粒子を生成させる
酸水素炎バーナ5が出発材2の先端部に下方から
対向するように配置され、これによつて回転する
出発材2の先端に、燃焼ガス中のガラス原料の空
間的分布に対応して、半径方向に特定の成分分布
をもつ多孔質光フアイバ母材3を出発材2の軸方
向に成長させるマツフル11内はフイルタ12を
通じてごみを除去され、矢印に示すように均一に
整流された空気あるいは窒素等のガス流が供給さ
れ、出発材2並びに出発材2の先端に堆積された
多孔質光フアイバ母材3は乱流のない均一なガス
流中に保たれる。
このため酸水素炎バーナ5から噴出するガラス
原料を含む燃焼ガスの火災はきわめて安定し、出
発材2の先端に所定の成分分布をもつ多孔質光フ
アイバ母材3が付着堆積する。尚、出発材2ある
いは多孔質光フアイバ母材3の先端部に堆積され
なかつたガラス微粒子は、反応ガスと共に排気ガ
ス流となり、マツフル11と一体のダクト13を
経て流出する。
本発明による多孔質光フアイバ母材の製造装置
の他の一実施例を表す第2図に示すように、一方
のダクト14より図示しない高性能フイルタによ
つて清浄化された空気あるいは窒素ガスを一様な
ガス流としてマツフル11内に供給し、反応ガス
も一様なガス流としてダクト13を経て外部に放
出するようにしても良い。なお、多孔質光フアイ
バ母材3の生成過程は第1図に示す実施例の場合
と変わらない。
以上説明した実施例はVAD法の例について説
明したが、外付け法の例についても全く同様に半
径方向並びに長手方向に、所望のガラス成分分布
をもつ多孔質ガラス母材を出発材の外周面に形成
することができる。なお、この場合には酸水素炎
バーナに代えてメタンバーナを利用するようにし
ても良い。
<発明の効果> 本発明の多孔質光フアイバ母材の製造装置によ
れば、反応容器内での火災のゆらぎを全くなくす
ることにより多孔質光フアイバ母材の半径方向並
びに長手方向に所望の成分分布をもつものが得ら
れた。かかる多孔質光フアイバ母材を焼結し、こ
れを紡糸することによつて、所望の屈折率分布を
もつ品質の優れた光フアイバが得られるようにな
つた。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による多孔質光フアイバ母材の
製造装置の一実施例の概略図、第2図は本発明の
他の実施例装置の概略図、第3図は従来の多孔質
光フアイバ母材の製造装置の概略図である。 図面中、1は回転チヤツク、2は出発材、3は
多孔質光フアイバ母材、5は酸水素災バーナ、1
1はマツフル、12はフイルタ、13,14はダ
クトである。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 ガスが整流状態で一様に流れる竪型の反応容
    器と、この反応容器に連結されて当該反応容器に
    ガス流を発生させる手段と、前記反応容器にて前
    記ガス流を横切る方向に往復動自在に支持され且
    つ多項質ガラスが堆積する棒状の出発材と、この
    出発材に堆積するガラス微粒子の生成度合に応じ
    て該出発材を駆動回転させながら軸方向へ引き上
    げる回転手段と、前記出発材の外周に下方からガ
    ラス微粒子を生成させて前記出発材に付着成長さ
    せるバーナとを具えた多孔質光フアイバ母材の製
    造装置。
JP61013723A 1986-01-27 1986-01-27 多孔質光フアイバ母材の製造装置 Granted JPS62171939A (ja)

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US07/007,377 US4740226A (en) 1986-01-27 1987-01-27 Apparatus for the production of porous preform of optical fiber
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