JPH05105469A - 光フアイバ母材の製造方法 - Google Patents

光フアイバ母材の製造方法

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JPH05105469A
JPH05105469A JP3296486A JP29648691A JPH05105469A JP H05105469 A JPH05105469 A JP H05105469A JP 3296486 A JP3296486 A JP 3296486A JP 29648691 A JP29648691 A JP 29648691A JP H05105469 A JPH05105469 A JP H05105469A
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JP
Japan
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soot
core
burner
preform
shape
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JP3296486A
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Shin Saito
伸 斉藤
Shinichi Nakayama
真一 中山
Koichiro Watanabe
幸一郎 渡辺
Koichi Takahashi
浩一 高橋
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Fujikura Ltd
Original Assignee
Fujikura Ltd
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Publication date
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    • 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]
    • C03B37/01413Reactant delivery systems
    • C03B37/0142Reactant deposition burners
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B2207/00Glass deposition burners
    • C03B2207/50Multiple burner arrangements
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    • C03B2207/60Relationship between burner and deposit, e.g. position
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 VAD法によって光ファイバ母材を製造する
際に、スートの堆積状態の変化によってスートプリフォ
ームの形状が不均一になるのを防止する。 【構成】 スートプリフォーム1を一定速度で引き上げ
つつ、その下面にコア用バーナー2を用いてコア部分の
スート5を堆積させる。これと同時に、テレビカメラ8
を用いてスート5の堆積状態を撮像する。得られた画像
データを画像処理装置11を用いて解析し、形状の変化
が認められる時は、その結果に応じてバーナー2を移動
させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は光ファイバ母材をVAD
法によって製造する際に、スートの堆積状態に応じて、
バーナーを移動させることにより、堆積状態を制御して
所望の形状に製造できるようにした光ファイバ母材の製
造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】光ファイバは高屈折率のコアの周上に低
屈折率のクラッドが形成されてなるものである。このよ
うな光ファイバの製造方法として、VAD法によってス
ートプリフォームを形成し、このスートプリフォームを
焼結して光ファイバ母材とした後、これを溶融線引して
光ファイバを得る方法がある。VAD法は、円柱状のス
ートプリフォームを軸を中心として回転させつつ、その
下面にスートを堆積させて軸方向に成長させる方法であ
る。スートプリフォームの製造に際しては、コア部分を
形成するためのバーナー(以下、コア用バーナーと記
載)と、クラッド部のスートを形成するためのバーナー
(以下、クラッド用バーナーと記載)が用いられ、通
常、コア用バーナーとして1本、クラッド用バーナーと
して複数本のバーナーが用いられる。そしてバーナに原
料となるSiCl4とGeCl4、燃料となる水素、およ
び酸素等を同時に送り込むと、水素は燃焼して火炎とな
り、その火炎中で火炎加水分解反応および酸化反応によ
り、SiO2(シリカ)とGeO2(ゲルマニア)が生成
する。シリカは微粒子状で、ゲルマニアは気体分子状で
ある。生成したシリカ粒子は、回転しているスートプリ
フォームの下面に堆積し、この中にゲルマニアが取り込
まれる。この製造方法において、コア用バーナーおよび
クラッド用バーナーの位置は固定され、スートプリフォ
ームは成長しつつ上方に引き上げられる。そして、スー
トプリフォームのコア部分の形状を安定させるために、
引き上げ速度を制御してコア用バーナーとこのバーナー
によるスートの堆積位置との相対位置が一定に保たれ
る。またスートの堆積位置の温度が一定になるように、
引き上げ速度やバーナーの酸素、水素の流量が制御され
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな製造方法では、スートの堆積に用いられる全てのバ
ーナーによる堆積状態が定常状態となるまでは、スート
プリフォームの安定した成長が得られない。例えば、コ
ア部分となるスートプリフォーム(以下、コアスートと
記載する)は最も早く成長を始めるが、クラッド用バー
ナーによるクラッド部分(以下、クラッドスートと記載
する)の成長が始まって成長部分の形状が変わると、コ
ア用バーナー付近の気流か変化するためコアスートの堆
積位置が変化する。このため、スートプリフォーム形成
に用いられる全てのバーナーが定常状態となる以前に形
成されたコアスートは、形状が長手方向に不均一で、製
品としての規格から外れた製造不良品となることもあっ
た。また、排気ラインの詰まりなどによって排気圧が変
わることによっても、コアスートの堆積状態に変化が生
じる。そして、コアスートの形状変化を抑えるためにス
ートプリフォームの引き上げ速度を変化させると、クラ
ッドスートの堆積量が変化し、スートプリフォームの外
径がその長手方向に不均一になるという不都合があっ
た。
【0004】本発明は前記事情に鑑みてなされたもの
で、堆積状態の変化によってスートプリフォームの形状
が変化するのを防止して、コア形状および外径が均一な
スートプリフォームを形成できるようにした光ファイバ
母材の製造方法の提供を目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の光ファイバ母材
の製造方法は、バーナーを用い、VAD法によってスー
トを堆積させてスートプリフォームを製造する際に、ス
ートプリフォームを一定速度で引き上げつつ、その下面
にスートを堆積させると同時に、テレビカメラを用いて
スートの堆積状態を撮像し、得られた画像データを画像
処理装置を用いて解析し、その結果に応じてバーナーを
移動させることを前記課題の解決手段とした。
【0006】
【作用】上記の構成によれば、コアスートの形状変化に
対して、コア用バーナーを移動させることによってコア
スートの堆積位置あるいは堆積量を変化させて、コアス
ートの形状を制御することができる。また、スートプリ
フォームは一定速度で引き上げられるので、クラッドス
ートが均一に堆積し、外径が均一になる。さらに、テレ
ビカメラおよび画像処理装置を用いてバーナーの移動を
制御することによって、スートプリフォームの形状を精
度よく制御することができる。
【0007】スートプリフォームを形成する過程におい
て、コアスートの形状の変化に対するコア用バーナーの
移動の例を図3に示す。図中符号2はコア用バーナー、
5はコアスートを示す。コアスート5の成長過程におい
て、図3(a)に示すようにコアスート5先端の形状が
尖り気味になった場合には、コア用バーナー2の位置を
スートプリフォームの軸に向かう方向に水平に移動させ
ることによって、この先端の曲面のRを大きくすること
ができる。また、図3(b)に示すようにコアスート5
先端の形状が潰れ気味になった場合には、コア用バーナ
ー2の位置をスートプリフォームの軸から遠ざかる方向
に水平に移動させることによって、この先端の曲面のR
を小さくすることができる。さらに、図3(C)に示す
ように、コア用バーナー2をスートプリフォームに向か
う方向へ移動させてこのバーナー2とコアスート5先端
の距離を小さくすることによってコアスート5の堆積量
を増大させ、あるいはこれと逆の方向へ移動させてコア
用バーナー2とコアスート5先端の距離を大きくするこ
とによってコアスート5の堆積量を減少させることがで
きる。このようにしてコア用バーナー2を移動させるこ
とによてコアスート5の形状を制御することができる。
【0008】
【実施例】以下、本発明を詳しく説明する。図1は、本
発明の製造方法を実施するために好適に用いられる装置
の一例を示す概略構成図である。この装置は従来のVA
D装置に加えて制御装置を有するものである。図中符号
1はスートプリフォーム、2はコア用バーナー、3およ
び4はクラッド用バーナー、5はコアスート、6はクラ
ッドスートをそれぞれ示す。コア用バーナー2は、堆積
効率を良くするためにバーナーの延長線がスートプリフ
ォーム1の回転軸に交差するように配置され、スートプ
リフォーム1に対して一定の角度に保たれている。ま
た、コア用バーナー2は電動ステージ7に保持され、こ
の電動ステージ7を操作することによって、コア用バー
ナー2を水平方向に移動可能であり、またバーナーの延
長線方向にも進退可能となっている。制御装置は、テレ
ビカメラ8、カメラコントロールシステム9、CRTデ
ィスプレー10、および画像処理装置11から概略構成
されている。スートプリフォーム1の成長点はテレビカ
メラ8によって撮像され、その映像がCRTディスプレ
ー10に表示されるとともに、画像データが画像処理装
置11に送られる。この画像処理装置11ではこのデー
タを解析するとともに、その結果によって画像処理装置
11に接続された電動ステージ7を制御して、コア用バ
ーナー2の位置を移動できるようになっている。
【0009】このような装置を用いて光ファイバ母材を
製造するには、まずコア用バーナー2およびクラッド用
バーナー3,4に原料ガスをそれぞれ供給して、スート
プリフォーム1を一定速度で引き上げつつ、その下面に
コアスート5およびクラッドスート6を堆積させる。こ
れと同時に、コアスート5の成長点に照明装置(図示せ
ず)より照明を照射した状態で、これをテレビカメラ8
で撮像する。この映像はCRTディスプレー10で表示
される。このとき、図2(a)に示すように、予めコア
スート5の理想形状を実験により設定し、輪郭上の任意
の定点を標準点として設定しておく。そして、図2
(b)に示すようにテレビカメラ8で撮像されたコアス
ート5の映像と、先に設定した標準点とを比較すること
によって、コアスート5の形状変化を監視するととも
に、またテレビカメラ8を適切にコントロールすること
ができる。
【0010】また、コアスート5の形状と理想形状との
差異に対しては、撮像によって得られた画像データを画
像処理装置11で解析することによって、この差異をな
くすためのコア用バーナー2の移動度を決定し、電動ス
テージ7を制御することができる。画像処理装置11で
の解析方法としては種々の方法があるが例えば以下のよ
うな方法で行うことができる。
【0011】画像処理装置11には、予めコアスート5
の理想形状を2値化した画像データを基準画像データと
してインプットする。この2値化された基準画像データ
では、例えばコアスート5の部分を黒、それ以外の背景
部分を白として認識することができる。また、予めコア
用バーナー2の移動度と、コアスート5の形状変化の相
関関係を実験で求めてこのデータをインプットし、さら
にコア用バーナー2の移動度に応じて、電動ステージ7
を制御するようにプログラミングする。
【0012】撮像によって得られた画像データは画像処
理装置11に送られる。画像処理装置11は、まずこの
画像データをビデオ信号からディジタル信号に変換し、
それを2値化する。このことによって、コアスート5の
部分を黒、背景部分を白として認識することができ、こ
の2値化された画像データをメモリに記憶する。この画
像データと基準画像データの各アドレスの黒白を比較す
ることにより、スート形状の不足部分、および過剰部分
のアドレスを認識する。これらの部分を形状変化させて
理想形状と一致するように、先に設定されたコア用バー
ナー2の移動度とコアスート5の形状変化の相関関係よ
りコア用バーナー2の移動度を決定する。この解析結果
に応じて電動ステージを制御し、コア用バーナー2を移
動させる。このようにしてコアスート5の形状を理想形
状に保つことができる。このようにして形成されたスー
トプリフォーム1を焼結し、透明化して光ファイバ母材
が得られる。
【0013】これらの画像処理は、撮像から制御までの
一連の処理をリアルタイムで行い、一画面処理して制御
信号を出力する毎にメモリをクリアし、一定周期で繰り
返し行うことによって逐次コア用バーナー2を制御する
ことができる。またコアスート5はその軸を中心として
回転しつつ成長するので、その形状は常に軸対象になっ
ている。よって、画像処理における形状の比較、判定は
軸に対して一方側の輪郭について行えばよい。さらに、
この実施例ではスートプリフォーム1とコア用バーナー
の角度を一定としたが、これを同様に制御することによ
ってコアスートの太さを制御することもできる。
【0014】このような方法によれば、コア用バーナー
によるコアスートの堆積状態が定常状態になる前であっ
ても、あるいはクラッドスートの堆積が始まってコアバ
ーナー付近の気流に変化が起こったり、排気口の詰まり
によって排気圧が変化した場合であっても、コアスート
の形状を一定に保つことができる。また、引き上げ速度
を一定にすることができるので、クラッド用バーナーを
制御しなくても、クラッドスートの堆積量の変動はな
く、外径が均一なスートプリフォームを形成することが
できる。さらにスートプリフォームの引き上げ速度を一
定にすることによって、製造工程中にテレビカメラをコ
ントロールする必要がなくなり、より簡便になる。
【0015】
【発明の効果】以上説明したように本発明の光ファイバ
母材の製造方法は、バーナーを用い、VAD法によって
スートを堆積させてスートプリフォームを製造する際
に、スートプリフォームを一定速度で引き上げつつ、そ
の下面にスートを堆積させると同時に、テレビカメラを
用いてスートの堆積状態を撮像し、得られた画像データ
を画像処理装置を用いて解析し、その結果に応じてバー
ナーを移動させるものである。
【0016】したがって、製造工程中のバーナー状態の
変化、バーナー付近の気流の変化、排気圧の変化等、諸
条件の変化によってスートの堆積状態が変化しても、ス
ートプリフォームの形状を一定に保つことができ、長手
方向に均一な光ファイバ母材を製造することができる。
また、バーナーが定常状態になる前であっても、均一な
光ファイバ母材を製造することができ、製造効率を向上
させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の製造方法を実施するために好適に用
いられる装置の概略構成図である。
【図2】 コアスートの画像の例を示す説明図であって
(a)は理想形状、(b)は製造工程中の形状を示した
ものである。
【図3】 (a)(b)(C)はいずれもコアスートの
形状の変化に対するコア用バーナーの移動の例を示す説
明図である。
【符号の説明】
1…スートプリフォーム、2…コア用バーナー、5…コ
アスート、8…テレビカメラ、11…画像処理装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 浩一 千葉県佐倉市六崎1440番地 藤倉電線株式 会社佐倉工場内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 バーナーを用い、VAD法によってスー
    トを堆積させてスートプリフォームを製造する際に、ス
    ートプリフォームを一定速度で引き上げつつ、その下面
    にスートを堆積させると同時に、テレビカメラを用いて
    スートの堆積状態を撮像し、得られた画像データを画像
    処理装置を用いて解析し、その結果に応じてバーナーを
    移動させることを特徴とする光ファイバ母材の製造方
    法。
JP3296486A 1991-10-16 1991-10-16 光フアイバ母材の製造方法 Withdrawn JPH05105469A (ja)

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Effective date: 19990107