JPH0563417B2 - - Google Patents
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- JPH0563417B2 JPH0563417B2 JP758588A JP758588A JPH0563417B2 JP H0563417 B2 JPH0563417 B2 JP H0563417B2 JP 758588 A JP758588 A JP 758588A JP 758588 A JP758588 A JP 758588A JP H0563417 B2 JPH0563417 B2 JP H0563417B2
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
- C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
- C03B37/012—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
- C03B37/014—Manufacture 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]
- C03B37/01413—Reactant delivery systems
- C03B37/0142—Reactant deposition burners
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B2207/00—Glass deposition burners
- C03B2207/60—Relationship between burner and deposit, e.g. position
- C03B2207/64—Angle
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Manufacturing & Machinery (AREA)
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- Organic Chemistry (AREA)
- Glass Melting And Manufacturing (AREA)
- Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はガラス微粒子堆積体を円柱状もしくは
円筒状出発材の外周部に形成する方法に関し、特
に高純度が要求される光フアイバ用母材を製造す
る際の中間製品として好適に用いられるガラス微
粒子堆積体の製造方法に関するものである。
円筒状出発材の外周部に形成する方法に関し、特
に高純度が要求される光フアイバ用母材を製造す
る際の中間製品として好適に用いられるガラス微
粒子堆積体の製造方法に関するものである。
従来、石英系ガラス管もしくは光フアイバ用母
材の製造方法として特開昭48−73522号公報に示
されたようないわゆる“外付法”がある。この方
法は回転するカーボン、石英系ガラス又はアルミ
ナなどの耐火性出発材の外周部に、ガラス原料の
加水分解反応により生成せしめたSiO2などの微
粒子状ガラス(ガラス微粒子ともいう)を堆積さ
せてゆき、所定量を堆積させた後堆積をやめ、上
記出発材を引き抜き、パイプ状ガラス集合体を形
成し、このパイプ状ガラス集合体を高温電気炉中
で焼結透明ガラス化することでパイプ状ガラス体
を得ている。
材の製造方法として特開昭48−73522号公報に示
されたようないわゆる“外付法”がある。この方
法は回転するカーボン、石英系ガラス又はアルミ
ナなどの耐火性出発材の外周部に、ガラス原料の
加水分解反応により生成せしめたSiO2などの微
粒子状ガラス(ガラス微粒子ともいう)を堆積さ
せてゆき、所定量を堆積させた後堆積をやめ、上
記出発材を引き抜き、パイプ状ガラス集合体を形
成し、このパイプ状ガラス集合体を高温電気炉中
で焼結透明ガラス化することでパイプ状ガラス体
を得ている。
或いは、同様の方法で出発材として中実の光フ
アイバ用ガラス微粒子堆積体の複合体を形成した
のち、出発材を引き抜かず該複合体を高温炉中で
加熱処理し、ガラス微粒子堆積の部分を焼結する
ことにより、出発材である光フアイバ用ガラス母
材の外周部にさらに透明ガラス層を形成するとい
う方法も考えられる。
アイバ用ガラス微粒子堆積体の複合体を形成した
のち、出発材を引き抜かず該複合体を高温炉中で
加熱処理し、ガラス微粒子堆積の部分を焼結する
ことにより、出発材である光フアイバ用ガラス母
材の外周部にさらに透明ガラス層を形成するとい
う方法も考えられる。
このような従来法では、第3図に示すようにガ
ラス微粒子合成用バーナ33は出発材31の外周
に形成したガラス微粒子の堆積体32の成長方向
に対する角度θがθ≦90°であるように設けられ
て堆積を行つている。34は火炎、35はガラス
微粒子流である。
ラス微粒子合成用バーナ33は出発材31の外周
に形成したガラス微粒子の堆積体32の成長方向
に対する角度θがθ≦90°であるように設けられ
て堆積を行つている。34は火炎、35はガラス
微粒子流である。
しかしながら、上記のθ≦90°にバーナを設け
て堆積する従来法には次の問題点があつた。
て堆積する従来法には次の問題点があつた。
堆積面に温度分布が生じるため、ガラス微粒
子堆積体32の硬さが不均一になりやすい。
子堆積体32の硬さが不均一になりやすい。
火炎34は自然対流(熱による浮力効果)に
より第3図中に矢印で示すように上方に流れ易
く、特にガラス微粒子堆積体32を鉛直下方に
成長させる場合には、堆積面特に出発材ロツド
31との界面の加熱が不充分となる。このとき
の堆積面の温度分布は第4図に示すように滑か
ではない。rは堆積体の中心からの距離を示
す。
より第3図中に矢印で示すように上方に流れ易
く、特にガラス微粒子堆積体32を鉛直下方に
成長させる場合には、堆積面特に出発材ロツド
31との界面の加熱が不充分となる。このとき
の堆積面の温度分布は第4図に示すように滑か
ではない。rは堆積体の中心からの距離を示
す。
ガラス微粒子流35は熱による浮力効果を受
けにくいので、堆積面に沿つて流れる距離を長
くとることができないため、堆積効率を上げる
ことが困難である。特に生産速度を向上すべく
堆積速度を上げた場合にこの困難は顕著であ
る。なお、堆積効率とはガラス原料投入量
(SiO2換算)に対する付着量の割合であり、堆
積速度は1分間に付着するガラス微粒子の重量
である。
けにくいので、堆積面に沿つて流れる距離を長
くとることができないため、堆積効率を上げる
ことが困難である。特に生産速度を向上すべく
堆積速度を上げた場合にこの困難は顕著であ
る。なお、堆積効率とはガラス原料投入量
(SiO2換算)に対する付着量の割合であり、堆
積速度は1分間に付着するガラス微粒子の重量
である。
そして上記、、により堆積体の硬さを半
径方向に均一にし難いため、堆積体は割れやす
く、ガラス微粒子の堆積効率を十分に上げられ
ず、さらに堆積体を焼結した際にガラス中に気泡
が残り易いという欠点があつた。
径方向に均一にし難いため、堆積体は割れやす
く、ガラス微粒子の堆積効率を十分に上げられ
ず、さらに堆積体を焼結した際にガラス中に気泡
が残り易いという欠点があつた。
本発明はこのような諸欠点を解消して、ガラス
微粒子の堆積効率を向上し、かつ堆積体の割れを
防いで安定にガラス微粒子堆積体を製造できる方
法を提供することを目的としたものである。
微粒子の堆積効率を向上し、かつ堆積体の割れを
防いで安定にガラス微粒子堆積体を製造できる方
法を提供することを目的としたものである。
本発明は自らの軸を回転軸として回転している
実質的に円柱状もしくは円筒状の出発材の片端近
傍から該出発材の外周部上に、ガラス微粒子合成
用バーナの火炎内のガラス形成用原料を供給する
ことにより生成させたガラス微粒子を堆積させ始
め、該バーナを該出発材の軸と平行に相対的に移
動させてゆくことによりガラス微粒子の堆積体を
該出発材の外周部に軸方向に形成してゆく方法に
おいて、上記ガラス微粒子合成用バーナのガラス
微粒子堆積体の成長方向に対する角度θを90°<
θ≦110°であるよう設けてガラス微粒子を堆積さ
せることを特徴とするガラス微粒子堆積体の製造
方法である。
実質的に円柱状もしくは円筒状の出発材の片端近
傍から該出発材の外周部上に、ガラス微粒子合成
用バーナの火炎内のガラス形成用原料を供給する
ことにより生成させたガラス微粒子を堆積させ始
め、該バーナを該出発材の軸と平行に相対的に移
動させてゆくことによりガラス微粒子の堆積体を
該出発材の外周部に軸方向に形成してゆく方法に
おいて、上記ガラス微粒子合成用バーナのガラス
微粒子堆積体の成長方向に対する角度θを90°<
θ≦110°であるよう設けてガラス微粒子を堆積さ
せることを特徴とするガラス微粒子堆積体の製造
方法である。
以下、図面を参照して本発明を具体的に説明す
る。
る。
第1図は本発明の実施態様の概略説明図であつ
て、ガラス微粒子合成用バーナ13を出発材11
の外周に堆積するガラス微粒子堆積体12の成長
方向(鉛直下方)に対して角度θが90<θ≦110°
の範囲内にあるようにセツトして堆積を行なうの
である。14は火炎、15はガラス微粒子流であ
る。
て、ガラス微粒子合成用バーナ13を出発材11
の外周に堆積するガラス微粒子堆積体12の成長
方向(鉛直下方)に対して角度θが90<θ≦110°
の範囲内にあるようにセツトして堆積を行なうの
である。14は火炎、15はガラス微粒子流であ
る。
本発明においてはバーナのセツト角度θに関す
る90<θ≦110°という限定以外の他の製造上の条
件については従来どおりでよい。例えば、出発材
の材質としては、石英ガラス(光フアイバのコア
となる石英ロツドも含む)、アルミナ、カーボン
その他公知材料を用いうる。ガラス原料としては
例えばSiCl4、SiHCl3その他公知のガラス原料が
用いられ、燃焼ガラスとしては例えばH2、CO、
CH4等、助燃ガスとしてはO2等、不活性ガスと
しては例えばAr、He等が挙げられ、特に一般的
にはSiCl4、H2、O2及びArが用いられることが多
い。バーナとしては特にタイプが限定されるとこ
ろはなく、いずれも同等の効果を得られるが、後
記実施例では同心円状多重管バーナを用いた。
る90<θ≦110°という限定以外の他の製造上の条
件については従来どおりでよい。例えば、出発材
の材質としては、石英ガラス(光フアイバのコア
となる石英ロツドも含む)、アルミナ、カーボン
その他公知材料を用いうる。ガラス原料としては
例えばSiCl4、SiHCl3その他公知のガラス原料が
用いられ、燃焼ガラスとしては例えばH2、CO、
CH4等、助燃ガスとしてはO2等、不活性ガスと
しては例えばAr、He等が挙げられ、特に一般的
にはSiCl4、H2、O2及びArが用いられることが多
い。バーナとしては特にタイプが限定されるとこ
ろはなく、いずれも同等の効果を得られるが、後
記実施例では同心円状多重管バーナを用いた。
本発明はバーナを90<θ≦110°の角度にセツト
して行なうことにより、次のような作用、効果を
奏することができる。
して行なうことにより、次のような作用、効果を
奏することができる。
(1) 堆積面が火炎の片側(すなわち鉛直方向への
成長の場合は下側)で加熱されるため、堆積面
の温度分布は第2図に示すように滑かになりや
すい。
成長の場合は下側)で加熱されるため、堆積面
の温度分布は第2図に示すように滑かになりや
すい。
(2) 火炎14が第1図のように下方を向くため、
熱効果による火炎の上昇傾向が補正されて堆積
面が加熱されやすく、十分な加熱ができる。
熱効果による火炎の上昇傾向が補正されて堆積
面が加熱されやすく、十分な加熱ができる。
(3) 第1図に示すように、ガラス微粒子流15の
堆積体表面に沿つて流れる距離は長くなり、堆
積効率を上げることができる。
堆積体表面に沿つて流れる距離は長くなり、堆
積効率を上げることができる。
(4) 鉛直方向に母材を成長させる場合には、火炎
14の熱対流効果により堆積合にガラス微粒子
流15が押しつけられる効果が生じ、これによ
り堆積効率が従来法より上がる。
14の熱対流効果により堆積合にガラス微粒子
流15が押しつけられる効果が生じ、これによ
り堆積効率が従来法より上がる。
(5) 以上の(1)〜(4)により堆積体の硬さを半径方向
に均一にできるため堆積体の割れがなく、さら
に焼結後の母材中の気泡存在が大巾に低減でき
る。
に均一にできるため堆積体の割れがなく、さら
に焼結後の母材中の気泡存在が大巾に低減でき
る。
(6) 従来のθが90°以下の方法に比べ、製造され
た母材外径が1〜2割細径となる。これは、母
材の加熱効率が上がるため、ガラス微粒子堆積
体を硬く製造できるからであり、細径母材の高
速合成を実現できる効果がある。
た母材外径が1〜2割細径となる。これは、母
材の加熱効率が上がるため、ガラス微粒子堆積
体を硬く製造できるからであり、細径母材の高
速合成を実現できる効果がある。
θが90°以下では従来法の項で説明した不都
合があり、一方θが110°を越えると、バーナか
ら噴出されたガラス微粒子は堆積面から剥離す
るようになり、逆に堆積効率の劣化を招くので
好ましくない。
合があり、一方θが110°を越えると、バーナか
ら噴出されたガラス微粒子は堆積面から剥離す
るようになり、逆に堆積効率の劣化を招くので
好ましくない。
実施例 1
第1図の構成で本発明によりガラス微粒子堆積
体を製造した。条件は次のとおりである。
体を製造した。条件は次のとおりである。
ガラス微粒子合成用バーナ:同心円状8重管バー
ナ(2重火炎バーナ) 出発材:外径20mmφの石英ロツド 使用ガス流量:SiCl4 5/分、H2 47/分、
O2 45/分、Ar 15/分 バーナセツト角度:θ=100° 得られたガラス微粒子堆積体のサイズ、堆積速
度及び効率は次のとおりであつた。
ナ(2重火炎バーナ) 出発材:外径20mmφの石英ロツド 使用ガス流量:SiCl4 5/分、H2 47/分、
O2 45/分、Ar 15/分 バーナセツト角度:θ=100° 得られたガラス微粒子堆積体のサイズ、堆積速
度及び効率は次のとおりであつた。
サイズ:外径140mmφ、長さ600mm
堆積速度:9.4g/分
堆積効率:70%
以上のものを5本製造し、1620℃に保たれた電
気炉で透明化したところ、5本すべてについて気
泡のないガラス母材が得られた。
気炉で透明化したところ、5本すべてについて気
泡のないガラス母材が得られた。
比較例 1
使用バーナ、出発材、使用ガス流量は実施例と
同じにして、バーナセツト角度のみをθ=70°と
して、ガラス微粒子堆積体を製造したところ、次
のような結果が得られた。
同じにして、バーナセツト角度のみをθ=70°と
して、ガラス微粒子堆積体を製造したところ、次
のような結果が得られた。
サイズ:外径145mmφ、長さ600mm
堆積速度:7.6g/分
堆積効率:57%
以上のものを5本製造して、実施例と同じ条件
で透明化したところ、各母材には微小気泡が約30
個程度存在した。また、母材の中には焼結中にク
ラツクの入るものがあつた。
で透明化したところ、各母材には微小気泡が約30
個程度存在した。また、母材の中には焼結中にク
ラツクの入るものがあつた。
実施例 2
第1図の構成で本発明によりガラス微粒子堆積
体を製造した。製造条件と結果は次のとおりであ
つた。
体を製造した。製造条件と結果は次のとおりであ
つた。
ガラス微粒子合成用バーナ:同心円状8重管バー
ナ(2重火炎バーナ) 出発材:外径20mmφの石英ロツド 使用ガス流量:SiCl4 5/分、H2 45/分、
O2 45/分、Ar 15/分 バーナセツト角度:θ=92° ガラス微粒子堆積体サイズ:外径142mmφ、長さ
550mm 堆積速度:9.3g/分 収率:69% 実施例1と同様にして透明化した母材中の気泡
は、微小なものが1個程度で、θが90°以下の場
合に比べると良好なものが得られた。
ナ(2重火炎バーナ) 出発材:外径20mmφの石英ロツド 使用ガス流量:SiCl4 5/分、H2 45/分、
O2 45/分、Ar 15/分 バーナセツト角度:θ=92° ガラス微粒子堆積体サイズ:外径142mmφ、長さ
550mm 堆積速度:9.3g/分 収率:69% 実施例1と同様にして透明化した母材中の気泡
は、微小なものが1個程度で、θが90°以下の場
合に比べると良好なものが得られた。
以上の実施例及び比較例の結果からも、本発明
のバーナ角度で堆積を行なうことにより、堆積速
度、堆積効率のいずれも大巾に向上できることが
明らかである。また従来法よりも細径の母材が製
造できる。
のバーナ角度で堆積を行なうことにより、堆積速
度、堆積効率のいずれも大巾に向上できることが
明らかである。また従来法よりも細径の母材が製
造できる。
なお、本実施例では出発材として石英ロツドを
用いてその外周にSiO2ガラス微粒子堆積体を形
成したが、石英ロツドにかえて屈折率分布を有す
るものを用いればシングルモードフアイバ、グレ
ーデイツドインデツクス型フアイバの製造を行な
うことができる。また、出発材を石英ロツド、ガ
ラス微粒子堆積体を屈折率分布を有するものとす
る組合せも当然差し支えない。
用いてその外周にSiO2ガラス微粒子堆積体を形
成したが、石英ロツドにかえて屈折率分布を有す
るものを用いればシングルモードフアイバ、グレ
ーデイツドインデツクス型フアイバの製造を行な
うことができる。また、出発材を石英ロツド、ガ
ラス微粒子堆積体を屈折率分布を有するものとす
る組合せも当然差し支えない。
本発明のガラス微粒子堆積体の製造方法は、従
来よりも堆積速度、堆積効率共に向上し、かつ気
泡残留等がなくその後の焼結におけるクラツク発
生もないという高品質ガラス用中間体を生産性高
く安定して製造できる優れた方法である。しかも
バーナのセツト角度を変えるだけでよいので装置
は従来のものを使用できる利点もある。さらに、
細径母材の高速合成を実現できる効果もある。
来よりも堆積速度、堆積効率共に向上し、かつ気
泡残留等がなくその後の焼結におけるクラツク発
生もないという高品質ガラス用中間体を生産性高
く安定して製造できる優れた方法である。しかも
バーナのセツト角度を変えるだけでよいので装置
は従来のものを使用できる利点もある。さらに、
細径母材の高速合成を実現できる効果もある。
第1図は本発明のガラス微粒子堆積体の製造方
法を説明する概略図であり、第2図は本発明の第
1図の構成における堆積体の温度分布を示す図で
ある。第3図は従来法を説明する概略図であり、
第4図は従来法における堆積体の温度分布を示す
図である。
法を説明する概略図であり、第2図は本発明の第
1図の構成における堆積体の温度分布を示す図で
ある。第3図は従来法を説明する概略図であり、
第4図は従来法における堆積体の温度分布を示す
図である。
Claims (1)
- 1 自らの軸を回転軸として回転している実質的
に円柱状もしくは円筒状の出発材の片端近傍から
該出発材の外周部上に、ガラス微粒子合成用バー
ナの火炎内にガラス形成用原料を供給することに
より生成させたガラス微粒子を堆積させ始め、該
バーナを該出発材の軸と平行に相対的に移動させ
てゆくことによりガラス微粒子の堆積体を該出発
材の外周部に軸方向に形成してゆく方法におい
て、上記ガラス微粒子合成用バーナのガラス微粒
子堆積体の成長方向に対する角度θを90°<θ≦
110°であるように設けてガラス微粒子を堆積させ
ることを特徴とするガラス微粒子堆積体の製造方
法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP758588A JPH01183431A (ja) | 1988-01-19 | 1988-01-19 | ガラス微粒子堆積体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP758588A JPH01183431A (ja) | 1988-01-19 | 1988-01-19 | ガラス微粒子堆積体の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01183431A JPH01183431A (ja) | 1989-07-21 |
JPH0563417B2 true JPH0563417B2 (ja) | 1993-09-10 |
Family
ID=11669887
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP758588A Granted JPH01183431A (ja) | 1988-01-19 | 1988-01-19 | ガラス微粒子堆積体の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH01183431A (ja) |
-
1988
- 1988-01-19 JP JP758588A patent/JPH01183431A/ja active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH01183431A (ja) | 1989-07-21 |
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