JPH0433737B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、気相軸付法（VAD法）により光フ
アイバ母材を製造する方法に係り、特に、バーナ
火炎中心部から周辺部への原料および反応ガスの
拡散を十分に行うようにして、全体の屈折率分布
定数を３以上にできる光フアイバ母材を再現性よ
く製造できる光フアイバ母材の製造方法に関す
る。

［従来の技術］ 一般に、光フアイバ母材の製造方法として、気
相軸付法は特公昭57−44613号公報などに示す如
くすでに知られている。この製造方法は、上方に
向けて垂直に立てた多重管バーナ、例えば４重管
バーナにH2，O2，Ar及びガラス原料となるSiC
４，GeC４をそれぞれ流し、燃焼によつて生
ずるH2Oを原料として加熱加水分解反応により
ガラス微粉末としてのスートを生成し、このスー
トを上方に位置するためターゲツトの先端に逐次
堆積させて多孔質母材を形成する。そして、この
多孔質母材を焼結して透明ガラス化して光フアイ
バ母材を製造するようになつている。

ところで、光フアバの良否を判断する因子の１
つとして次の式を解くことによつて得られる屈折
率分布定数αが知られている。

nr＝n₁〔１−２△ｒ／ａ〕〓 ^1/2 ここに、nr＝コア径方向屈折率部分、n₁＝コア
中心の屈折率、ｒ＝径方向の座標、ａ＝コア径、
△＝比屈折率差である。

ここで、品質良好なすなわち屈折率分布定数α
が大きい光フアイバ母材を得るためには、火炎割
れを防止して火炎の安定化を図ると共にH2，
Ar，SiC４，GeC４などの供給量やバーナの
位置等を微妙に調整し、多孔質母材の底面形状を
ほぼ平坦にすべく制御がなされている。

そして、特に火炎を垂直に立上がらせ且つこの
幅を一定に維持して火炎の一層の安定化を図り、
多孔質母材の底面形状の一層の平坦化を図るため
に、バーナの周辺部に同心状にフードを配置し、
このフードとバーナとの間に不活性ガスである
N2ガスを数＋／minの量で流している。

［発明が解決しようとする問題点〕 ところで、上記した製造方法によれば、確かに
火炎の安定化を図ることができる。

しかしながら、火炎安定化等のために供給した
N2ガスが多孔質母材の底部周辺部に当たる結果、
この部分における表面温度が低下し、且つバーナ
の火炎中心部から周辺部に向けてのガラス原材料
及び反応ガスの拡散が阻止される傾向となる。そ
れがために多孔質母材をガラス化した後における
その周辺部での屈折率分布定数αが３以下になつ
てしまい、屈折率分布定数αが母材全体にわたつ
て３以上となるガラス母材を再現性良く製造する
ことが困難であつた。

［発明の目的］ 本発明は、以上のような問題点に着目し、これ
を有効に解決すべく創案されたものである。

本発明の目的は、バーナとフードとの間に流す
流体として熱伝導性の良好なHeガスを用いるこ
とにより、多孔質母材の底部周辺部の温度 低下をなくして原材料および反応ガスの拡散を良
好にし、もつて全体の屈折率分布定数を３以上に
できる光フアイバ母材を再現性よく製造できる光
フアイバ母材の製造方法を提供するにある。

［発明の概要］ 本発明は、バーナとフードとの間に供給するガ
ス体として熱伝導率の良好なHeガスを用いると
母材の底部周辺部の温度低下をなくすことができ
るという知見を得ることによりなされたものであ
り、その構成はバーナの周辺部に、これより生ず
る火炎をその長手方向に沿つて多重に囲繞するフ
ードを形成し、火炎が直接通過する最内側のフー
ド内に火炎を覆うようにHeガスを流し、外側の
フード内にN2ガスを流すようにし、もつて多孔
質母材の底部周辺部の温度低下を阻止するように
したことを要旨とする。

［実施例］ 以下に、本発明の好適一実施例を添付図面に基
づいて詳述する。

第１図は本発明方法を実施するための光フアイ
バ母材の製造装置の一例を示す概略縦断面図であ
る。

図示する如く１は多重管構造、例えば、４重管
構造になされたバーナであり、このバーナ１には
SiC４，GeC４などのガラス原材料、この原
材料を搬送するキヤリアガスとしてのArガス及
び火炎を形成するH2，O2などの燃料ガスがそれ
ぞれ供給される。このバーナ１は上方に臨ませて
設けられており、噴出される燃料ガスの燃焼によ
り上向きに起立して延びる火炎２が発生する。こ
の火炎２の安定化を図るために、バーナ１及び火
炎２の外周部には火炎２の長手方向に沿つてこれ
を多重に囲繞するフード３，４，５が形成されて
いる。

図示例にあつては、フード３，４，５は円筒体
形状の３重管構造になされており、それぞれバー
ナ１を中心として同心円状に起立して配置されて
いる。

最内側のフード３の上端３ａの高さはそのすぐ
外側のフード４の上端４ａの高さよりも若干低く
なされている。また、最外側のフード５の上端５
ａの高さはそのすぐ内側のフード４の上端４ａの
高さと同一になされている。

そして、この最内側のフード３と上記バーナ１
との間には、その下方より上方に向けて熱伝導性
の良好な気体すなわちHeガス６が流されており、
起立した火炎２の外周部を覆つてこれを垂直に且
つ一定幅に保持する。

また、最外側のフード５とそのすぐ内側のフー
ド４との間にはN2ガス７が流され、このN2ガス
７は最外側のフード５とその内側のフード４との
間の上端５ａ，４ａ間に形成される吹出口８から
上方に吹き出されて、多孔質母材９の底面形状や
外径などを制御している。

尚、フードは３重管構造に限定されないのは勿
論である。

次に、このような装置例に基づき本発明方法を
説明する。

まず、多重管構造のバーナ１から、SiC４，
GeC４などのガラス原材料をキヤリアガスとし
てのArガスに搬送させて吹出し、これと同時に
燃料ガスとしてH2，O2を供給して燃焼させ、発
生する火炎によりガラス原材料を加水分解してス
ートを発生する。このスートを、火炎の上方に位
置する棒状基材（図示せず）に付着堆積させて全
体を回転しつつ次第に引上げて、多孔質母材９を
形成して行く。

一方、この操作と同時に、バーナ１と最内側の
フード３との間に、その下方より上方に向けて火
炎２を囲繞するようにHeガス６を流すと共に最
外側のフード５とそのすぐ内側のフード４との間
にN2ガス７を流す。

ここで、多孔質母材９の床面９ａの形状を平坦
に維持するためにバーナ１の位置を調整したり、
Heガスの供給量を調整したりする。そして、上
述の如く火炎２を囲繞するようにHeガス６を流
すことにより、このHeガスが多孔質母材９の底
部９ａに当たり、その周辺に沿つて流れることに
なる。

ここで、Heガスは従来のN2ガスに比較して非
常に熱伝導性が良好なことから多孔質母材９の表
面温度の低下が抑制され、その表面温度はわずか
しか低下しない。このため、火炎２の中心部から
その周辺部へ向けて、ガラス原材料や反応ガスが
十分に拡散して行き、これらの拡散が抑制される
ことがなくなる。

このようにして、多孔質母材９の表面温度の低
下を防止して、火炎中心部から母材周辺部へ原材
料、反応ガス等が十分に拡散するようにしたの
で、この多孔質母材から得られる光フアイバ母材
の屈折率分布定数を、その周辺部においても３以
上とすることができ、品質良好な光フアイバ母材
を得ることができる。

以下に、具体的数値例を示し、本発明を具体的
に説明する。

［具体例］ バーナ１として、外径φ１６の４重管構造のも
のを用いた。そして、バーナ内にその内側から順
に、SiC41800（mg／min）＋GeC4530（mg／
min）＋Ar1000（c.c.／min），Ar400（c.c.／min），
H26.5（／min），O210（／min）の各ガスを流
して、火炎加水分解反応によりスートを生成し
た。

バーナ１の外周には、３重管構造のフードを配
置し、最内側のフード３の内径φ25，外径φ28と
してバーナ１の先端部より75mmの高さとし、次の
フード４の内径φ34，外径φ38とし、更に最外側
のフード５の内径φ44，外径φ50とした。

そして、バーナ１と最内側のフード３との間
に、Heガスを８〜13／min流し、最外側のフ
ード５とそのすぐ内側のフード４との間にN2ガ
スを30〜40／min流した。

このように、各部にガス流を流し、火炎加水分
解反応によつて生成したスートをバーナ１の上方
に位置する棒状基材に付着堆積させて多孔質母材
９を形成した。このとき、多孔質母材９の回転中
心軸は、バーナ１の火炎中心より４〜８mm位置ず
れさせて、多孔質母材９が一定の形状を長時間に
わたつて保持できるように調整した。

また、多孔質母材９の底面９ａを約1000℃と
し、その形状をなるべく平坦部が多くなるように
調整した。

そして、多孔質母材９の生成後、この上方に位
置する加熱炉内で、Heガス雰囲気中でこれを約
1850℃に加熱して透明ガラス化し、光フアイバ母
材を製造した。

このようにして製造した光フアイバ母材を引伸
してクラツド部に相当する石英ガラス管に入れ、
コア径85μm，クラツド径125μm， △n_nax＝２％の光フアイバを製造した。

この光フアイバの屈折率分布定数αを求めたと
ころ4.2となり、屈折率の一定な部分がロツド径
の60％を占めるという良好な結果を得ることがで
きた。

［発明の効果］ 以上要するに、本発明方法によれば次のような
優れた効果を発揮することができる。

(1) 最内側のフード内に熱伝導性の高いHeガス
を流してこれで火炎を囲繞するようにしたの
で、多孔質母材の表面温度の低下を未然に防止
することができる。

(2) 母材の表面温度の低下を防止できることか
ら、火炎の中心部から周辺部に向けて原材料や
反応ガスを十分に拡散させることができ、周辺
部での屈折率分布が３以上の光フアイバ母材を
再現性よく製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を実施するための光フアイ
バ母材の製造装置の一例を示す縦断面図である。 尚、図中１はバーナ、２は火炎、３，４，５は
フード、６はHeガスである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ バーナから上向きに延びる火炎を発生させつ
   つガラス原材料を加水分解してスートを生成させ
   て光フアイバ母材を製造する方法において、上記
   バーナからの火炎をその長手方向に沿つて多重に
   囲繞するフードを形成し、直接火炎が通過する最
   内側のフード内に該火炎の外周部を覆うように
   Heガスを流すと共に外側のフード内にN2ガスを
   流すようにしたことを特徴とする光フアイバ母材
   の製造方法。