JPH07149526A - 光導波路用多孔質ガラス層の形成方法 - Google Patents
光導波路用多孔質ガラス層の形成方法Info
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- JPH07149526A JPH07149526A JP31917393A JP31917393A JPH07149526A JP H07149526 A JPH07149526 A JP H07149526A JP 31917393 A JP31917393 A JP 31917393A JP 31917393 A JP31917393 A JP 31917393A JP H07149526 A JPH07149526 A JP H07149526A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ガラス原料ガスの火炎加水分解反応を利用し
た光導波路用多孔質ガラス層の形成方法において、バー
ナ火炎の温度上昇を抑制しつつバーナ気流を増速して、
高品質の多孔質ガラス層を安定して形成する。 【構成】 ＣＶＤ法において、気流加速用の不活性ガス
を可燃性ガスおよび／または支燃性ガスに混入し、当該
不活性ガスにより、バーナ１５の火炎温度が多孔質ガラ
ス層２１の透明ガラス化温度にまで上昇するのを抑制し
つつバーナ１５の気流を増速する。 【効果】 多孔質ガラス層２１として良質のものを安定
かつ効率よく形成することができ、ひいては、高品質の
光導波路をつくることができる。
た光導波路用多孔質ガラス層の形成方法において、バー
ナ火炎の温度上昇を抑制しつつバーナ気流を増速して、
高品質の多孔質ガラス層を安定して形成する。 【構成】 ＣＶＤ法において、気流加速用の不活性ガス
を可燃性ガスおよび／または支燃性ガスに混入し、当該
不活性ガスにより、バーナ１５の火炎温度が多孔質ガラ
ス層２１の透明ガラス化温度にまで上昇するのを抑制し
つつバーナ１５の気流を増速する。 【効果】 多孔質ガラス層２１として良質のものを安定
かつ効率よく形成することができ、ひいては、高品質の
光導波路をつくることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、通信、光学の分野にお
いて、断面円形の光導波路、断面四角の光導波路をつく
る際に用いられる多孔質ガラス層の形成方法、より詳し
くは、ガラス原料ガスの火炎加水分解反応を利用して多
孔質ガラス層を形成するための方法に関に関する。
いて、断面円形の光導波路、断面四角の光導波路をつく
る際に用いられる多孔質ガラス層の形成方法、より詳し
くは、ガラス原料ガスの火炎加水分解反応を利用して多
孔質ガラス層を形成するための方法に関に関する。
【０００２】
【従来の技術】通信、光学の分野において汎用されてい
る光導波路に、光ファイバ、イメージファイバ、ライト
ガイドのごとき断面円形のもの、光集積回路用の二次元
光導波路、三次元光導波路のごとき断面四角形のものが
あり、これら光導波路用の母材をつくる手段として、Ｖ
ＡＤ法、ＯＶＤ法などで代表されるＣＶＤ法が広く採用
されている。
る光導波路に、光ファイバ、イメージファイバ、ライト
ガイドのごとき断面円形のもの、光集積回路用の二次元
光導波路、三次元光導波路のごとき断面四角形のものが
あり、これら光導波路用の母材をつくる手段として、Ｖ
ＡＤ法、ＯＶＤ法などで代表されるＣＶＤ法が広く採用
されている。
【０００３】周知のとおり、ＶＡＤ法、ＯＶＤ法は、い
ずれも、ＳｉＣｌ4 、ＧｅＣｌ4 などの気化ガス（ガラ
ス原料ガス）を火炎加水分解反応させてＳｉＯ2 、Ｇｅ
Ｏ2のごときガラス微粒子をつくり、これらのガラス微
粒子を所定の堆積面へ堆積させるプロセスをとる。一例
として、ＶＡＤ法を介して光ファイバ用の多孔質ガラス
層を形成するときは、排気管を有する反応容器と、反応
容器内に先端が挿入されたガラス微粒子合成用のバーナ
と、反応容器内に配置されたガラス微粒子堆積用のター
ゲットとが用いられ、バーナで合成されたガラス微粒子
を含む気流が、反応容器内の回転状態にあるターゲット
上に噴射かつ堆積されて、ガラス微粒子の堆積物（多孔
質ガラス層）が形成される。他の一例として、ＯＶＤ法
により光ファイバ用の多孔質ガラス層を形成するとき
は、ガラス微粒子合成用のバーナで合成されたガラス微
粒子が、回転状態にあるターゲットの外周面に噴射かつ
堆積されて、ガラス微粒子の堆積物（多孔質ガラス層）
が形成される。同じく、ＯＶＤ法により光導波路用の多
孔質ガラス層を形成するときも、ガラス微粒子合成用の
バーナで合成されたガラス微粒子が、所定の位置に保持
されたターゲット上に噴射かつ堆積されて、ガラス微粒
子の堆積物（多孔質ガラス層）が形成される。こうして
形成された各多孔質ガラス層は、その後、脱水、透明ガ
ラス化されて透明なガラスになる。
ずれも、ＳｉＣｌ4 、ＧｅＣｌ4 などの気化ガス（ガラ
ス原料ガス）を火炎加水分解反応させてＳｉＯ2 、Ｇｅ
Ｏ2のごときガラス微粒子をつくり、これらのガラス微
粒子を所定の堆積面へ堆積させるプロセスをとる。一例
として、ＶＡＤ法を介して光ファイバ用の多孔質ガラス
層を形成するときは、排気管を有する反応容器と、反応
容器内に先端が挿入されたガラス微粒子合成用のバーナ
と、反応容器内に配置されたガラス微粒子堆積用のター
ゲットとが用いられ、バーナで合成されたガラス微粒子
を含む気流が、反応容器内の回転状態にあるターゲット
上に噴射かつ堆積されて、ガラス微粒子の堆積物（多孔
質ガラス層）が形成される。他の一例として、ＯＶＤ法
により光ファイバ用の多孔質ガラス層を形成するとき
は、ガラス微粒子合成用のバーナで合成されたガラス微
粒子が、回転状態にあるターゲットの外周面に噴射かつ
堆積されて、ガラス微粒子の堆積物（多孔質ガラス層）
が形成される。同じく、ＯＶＤ法により光導波路用の多
孔質ガラス層を形成するときも、ガラス微粒子合成用の
バーナで合成されたガラス微粒子が、所定の位置に保持
されたターゲット上に噴射かつ堆積されて、ガラス微粒
子の堆積物（多孔質ガラス層）が形成される。こうして
形成された各多孔質ガラス層は、その後、脱水、透明ガ
ラス化されて透明なガラスになる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】既述のＣＶＤ法（ＶＡ
Ｄ法、ＯＶＤ法）を用いて多孔質ガラス層を形成すると
き、バーナへ送りこまれるガラス原料ガス、可燃性ガ
ス、支燃性ガスなどの各流量、および、バーナからター
ゲットにわたるバーナ気流の指向性が、高品質の光導波
路を得る上で大きなウエイトを占める。たとえば、キャ
リアガスに担持されてバーナへ送りこまれるガラス原料
ガスの場合は、キャリアガスとの適性割合が崩れたとき
に良質のガラス微粒子を生成することができず、ガラス
原料ガスの流量に対応させるべき可燃性ガス、支燃性ガ
スの場合も、これらのいずれかに過不足が生じたときに
ガス配合のバランスが崩れ、火炎の異常高温、不完全燃
焼、ガラス原料ガスの反応不良が起きる。ちなみに、可
燃性ガスが過剰に供給されてバーナ火炎温度が上昇し、
多孔質ガラス層の表面温度が１０００℃付近にまで上昇
するようなケースでは、多孔質ガラス層がＯＨ基や気泡
を取りこんだまま透明ガラス化されてしまい、支燃性ガ
スをガラス原料ガス中に混入させるケースでは、多孔質
ガラス層が製品化できないほど高密度化する。さらに、
バーナ気流の指向性が弱く、バーナ火炎が拡散しがちの
ときは、ガラス微粒子の堆積効率や多孔質ガラス層の密
度が低下するために、多孔質ガラス層の形成そのものが
困難になる。このようなバーナ火炎の拡散傾向は、可燃
性ガスとして質量の小さいＨ2 を用いた場合に強くあら
われる。したがって、高品質の光導波路を得るべく、Ｖ
ＡＤ法、ＯＶＤ法などを介して多孔質ガラス層を形成す
るときは、ガラス原料ガス中に占めるキャリアガスの割
合、ガラス原料ガスにマッチングした可燃性ガス、支燃
性ガスの流量とこれら両ガスの混合比を適正に保持し、
かつ、バーナ気流の指向性を安定かつ強力に保持するこ
とが重要である。
Ｄ法、ＯＶＤ法）を用いて多孔質ガラス層を形成すると
き、バーナへ送りこまれるガラス原料ガス、可燃性ガ
ス、支燃性ガスなどの各流量、および、バーナからター
ゲットにわたるバーナ気流の指向性が、高品質の光導波
路を得る上で大きなウエイトを占める。たとえば、キャ
リアガスに担持されてバーナへ送りこまれるガラス原料
ガスの場合は、キャリアガスとの適性割合が崩れたとき
に良質のガラス微粒子を生成することができず、ガラス
原料ガスの流量に対応させるべき可燃性ガス、支燃性ガ
スの場合も、これらのいずれかに過不足が生じたときに
ガス配合のバランスが崩れ、火炎の異常高温、不完全燃
焼、ガラス原料ガスの反応不良が起きる。ちなみに、可
燃性ガスが過剰に供給されてバーナ火炎温度が上昇し、
多孔質ガラス層の表面温度が１０００℃付近にまで上昇
するようなケースでは、多孔質ガラス層がＯＨ基や気泡
を取りこんだまま透明ガラス化されてしまい、支燃性ガ
スをガラス原料ガス中に混入させるケースでは、多孔質
ガラス層が製品化できないほど高密度化する。さらに、
バーナ気流の指向性が弱く、バーナ火炎が拡散しがちの
ときは、ガラス微粒子の堆積効率や多孔質ガラス層の密
度が低下するために、多孔質ガラス層の形成そのものが
困難になる。このようなバーナ火炎の拡散傾向は、可燃
性ガスとして質量の小さいＨ2 を用いた場合に強くあら
われる。したがって、高品質の光導波路を得るべく、Ｖ
ＡＤ法、ＯＶＤ法などを介して多孔質ガラス層を形成す
るときは、ガラス原料ガス中に占めるキャリアガスの割
合、ガラス原料ガスにマッチングした可燃性ガス、支燃
性ガスの流量とこれら両ガスの混合比を適正に保持し、
かつ、バーナ気流の指向性を安定かつ強力に保持するこ
とが重要である。
【０００５】上述したＶＡＤ法、ＯＶＤ法においては、
バーナへ供給する各ガスの流量を適正に設定する配慮が
なされるが、こうした場合でも、バーナ火炎が揺れ、拡
散が不可避的に生じるために、良質の多孔質ガラス層を
安定して形成することができない。かかる事態が発生す
るのは、ガラス微粒子の生成雰囲気と密接に関係する燃
焼系統、排気系統、ガス流動性を安定に保持するのがむ
ずかしく、これらの内因、外乱の影響がバーナ火炎にま
で波及するからである。その対策として、ガラス原料ガ
スを担持するためのキャリアガス流量、可燃性ガス流
量、あるいは、支燃性ガス流量を増し、バーナ気流の指
向性を内因、外乱に打ち勝つ程度に高めることが考えら
れる。しかし、ガラス原料ガス中に占めるキャリアガス
の割合を多くした場合は、良質のガラス微粒子を生成す
ることができず、可燃性ガス、支燃性ガスの流量を多く
した場合も、燃焼のバランスが崩れ、火炎温度が異常に
上昇したり、不完全燃焼、ガラス原料ガスの反応不良な
どが起きるので、良質のガラス微粒子の生成、ひいて
は、高品質の多孔質ガラス層を形成するのが困難にな
る。
バーナへ供給する各ガスの流量を適正に設定する配慮が
なされるが、こうした場合でも、バーナ火炎が揺れ、拡
散が不可避的に生じるために、良質の多孔質ガラス層を
安定して形成することができない。かかる事態が発生す
るのは、ガラス微粒子の生成雰囲気と密接に関係する燃
焼系統、排気系統、ガス流動性を安定に保持するのがむ
ずかしく、これらの内因、外乱の影響がバーナ火炎にま
で波及するからである。その対策として、ガラス原料ガ
スを担持するためのキャリアガス流量、可燃性ガス流
量、あるいは、支燃性ガス流量を増し、バーナ気流の指
向性を内因、外乱に打ち勝つ程度に高めることが考えら
れる。しかし、ガラス原料ガス中に占めるキャリアガス
の割合を多くした場合は、良質のガラス微粒子を生成す
ることができず、可燃性ガス、支燃性ガスの流量を多く
した場合も、燃焼のバランスが崩れ、火炎温度が異常に
上昇したり、不完全燃焼、ガラス原料ガスの反応不良な
どが起きるので、良質のガラス微粒子の生成、ひいて
は、高品質の多孔質ガラス層を形成するのが困難にな
る。
【０００６】［発明の目的］本発明はこのような技術的
課題に鑑み、ガラス原料ガスの火炎加水分解反応を利用
した光導波路用多孔質ガラス層の形成方法において、バ
ーナ火炎の温度上昇を抑制しつつバーナ気流を増速する
ための手段を講じることにより、高品質の多孔質ガラス
層を安定して形成しようとするものである。
課題に鑑み、ガラス原料ガスの火炎加水分解反応を利用
した光導波路用多孔質ガラス層の形成方法において、バ
ーナ火炎の温度上昇を抑制しつつバーナ気流を増速する
ための手段を講じることにより、高品質の多孔質ガラス
層を安定して形成しようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は所期の目的を達
成するために、ガラス微粒子合成用のバーナからターゲ
ットに向けて吹き出されるガラス原料ガス、可燃性ガ
ス、支燃性ガスを燃焼状態に保持してガラス原料ガスの
火炎加水分解反応を起こさせ、この反応により生成され
たガラス微粒子をターゲット上に堆積させて、ガラス微
粒子の堆積物たる多孔質ガラス層をターゲット上に形成
する方法において、気流加速用の不活性ガスを可燃性ガ
スおよび／または支燃性ガスに混入し、かつ、当該不活
性ガスにより、バーナ火炎が多孔質ガラス層の透明ガラ
ス化温度にまで上昇するのを抑制しつつバーナ気流を増
速することを特徴とする。
成するために、ガラス微粒子合成用のバーナからターゲ
ットに向けて吹き出されるガラス原料ガス、可燃性ガ
ス、支燃性ガスを燃焼状態に保持してガラス原料ガスの
火炎加水分解反応を起こさせ、この反応により生成され
たガラス微粒子をターゲット上に堆積させて、ガラス微
粒子の堆積物たる多孔質ガラス層をターゲット上に形成
する方法において、気流加速用の不活性ガスを可燃性ガ
スおよび／または支燃性ガスに混入し、かつ、当該不活
性ガスにより、バーナ火炎が多孔質ガラス層の透明ガラ
ス化温度にまで上昇するのを抑制しつつバーナ気流を増
速することを特徴とする。
【０００８】上記において、気流加速用の不活性ガスを
可燃性ガスに混入するときの可燃性ガスとしては、質量
が小さくて軽量な水素ガス単体以外のものを用いるのが
望ましく、気流加速用の不活性ガスとしては、アルゴ
ン、ヘリウム、窒素ガスの各単体、または、これらの混
合ガスを任意に用いる。
可燃性ガスに混入するときの可燃性ガスとしては、質量
が小さくて軽量な水素ガス単体以外のものを用いるのが
望ましく、気流加速用の不活性ガスとしては、アルゴ
ン、ヘリウム、窒素ガスの各単体、または、これらの混
合ガスを任意に用いる。
【０００９】
【作用】本発明方法において所定の手段により多孔質ガ
ラス層を形成するときは、バーナ火炎の温度変化を抑制
しつつガラス微粒子合成用バーナからターゲットへ向か
うバーナ気流を増速するために、可燃性ガス、支燃性ガ
スのいずれか一方または両方に気流加速用の不活性ガス
を混入する。このようにした場合は、バーナ気流の指向
性が高まり、バーナ火炎の揺らぎ、拡散が起こりがたく
なるので、ガラス微粒子をターゲット上に安定かつ効率
よく堆積させることができる。しかも、気流加速用の不
活性ガスは、可燃性ガス、支燃性ガスの燃焼に関与せ
ず、これらの燃焼状態に影響を与えないから、バーナ火
炎の温度が変化せず、適温に保持される。したがって、
本発明方法によるときは、光導波路用の多孔質ガラス層
として、高品質のものを安定して得ることができる。
ラス層を形成するときは、バーナ火炎の温度変化を抑制
しつつガラス微粒子合成用バーナからターゲットへ向か
うバーナ気流を増速するために、可燃性ガス、支燃性ガ
スのいずれか一方または両方に気流加速用の不活性ガス
を混入する。このようにした場合は、バーナ気流の指向
性が高まり、バーナ火炎の揺らぎ、拡散が起こりがたく
なるので、ガラス微粒子をターゲット上に安定かつ効率
よく堆積させることができる。しかも、気流加速用の不
活性ガスは、可燃性ガス、支燃性ガスの燃焼に関与せ
ず、これらの燃焼状態に影響を与えないから、バーナ火
炎の温度が変化せず、適温に保持される。したがって、
本発明方法によるときは、光導波路用の多孔質ガラス層
として、高品質のものを安定して得ることができる。
【００１０】
【実施例】はじめに、本発明に係る光導波路用多孔質ガ
ラス層の形成方法として、図１、図２に示された実施例
を説明する。図１において、ターゲット１４は、一例と
して、ＳｉＯ2 製のガラス基板からなり、四角形の外形
を呈している。図１、図２において、周知の多重管構造
からなるバーナ（トーチ）１５は、同心円状に並んだ所
定数の流路１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄを有してい
る。バーナ１５が接続されている配管系（図示せず）
は、バブリングにより液体ガラス原料を気化することの
できる液体原料槽、マスフローコントローラ、ガスボン
ベ、その他を含んでいる。したがって、バーナ１５の場
合は、水素ガス、炭化水素のごとき可燃性ガス、支燃性
ガス（酸素ガス）、ＳｉＣｌ4 のごときガラス原料ガ
ス、ＧｅＣｌ4 のごとき気相のドープ原料、Ａｒのごと
き緩衝ガスが、各バーナ流路１５ａ〜１５ｄに供給され
て燃焼状態に保持される。図１において、ターゲット１
４とバーナ１５とは、所定の間隔を保持してターゲット
板面（下面）とバーナ先端とが互いに対向するように、
図示しないケーシング内に配置される。
ラス層の形成方法として、図１、図２に示された実施例
を説明する。図１において、ターゲット１４は、一例と
して、ＳｉＯ2 製のガラス基板からなり、四角形の外形
を呈している。図１、図２において、周知の多重管構造
からなるバーナ（トーチ）１５は、同心円状に並んだ所
定数の流路１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄを有してい
る。バーナ１５が接続されている配管系（図示せず）
は、バブリングにより液体ガラス原料を気化することの
できる液体原料槽、マスフローコントローラ、ガスボン
ベ、その他を含んでいる。したがって、バーナ１５の場
合は、水素ガス、炭化水素のごとき可燃性ガス、支燃性
ガス（酸素ガス）、ＳｉＣｌ4 のごときガラス原料ガ
ス、ＧｅＣｌ4 のごとき気相のドープ原料、Ａｒのごと
き緩衝ガスが、各バーナ流路１５ａ〜１５ｄに供給され
て燃焼状態に保持される。図１において、ターゲット１
４とバーナ１５とは、所定の間隔を保持してターゲット
板面（下面）とバーナ先端とが互いに対向するように、
図示しないケーシング内に配置される。
【００１１】図１においては、バーナ火炎の変動を観察
するためのモニタ手段と、ターゲット（ガラス基板）１
４の温度を測定するための手段とが装備されている。こ
の場合のモニタ手段は、バーナ火炎を挟んで相対配置さ
れたレーザビーム照射器３１およびビームストッパ３２
と、レーザビームの散乱光を検知するためのフォトマル
チプライヤ３３と、フォトマルチプライヤ３３に接続さ
れたレコーダ３４とからなり、温度測定手段は、ガラス
基板に埋めこまれた熱電対４１と、熱電対４１に接続さ
れた変換器４２と、変換器４２に接続されたレコーダ４
３とからなる。
するためのモニタ手段と、ターゲット（ガラス基板）１
４の温度を測定するための手段とが装備されている。こ
の場合のモニタ手段は、バーナ火炎を挟んで相対配置さ
れたレーザビーム照射器３１およびビームストッパ３２
と、レーザビームの散乱光を検知するためのフォトマル
チプライヤ３３と、フォトマルチプライヤ３３に接続さ
れたレコーダ３４とからなり、温度測定手段は、ガラス
基板に埋めこまれた熱電対４１と、熱電対４１に接続さ
れた変換器４２と、変換器４２に接続されたレコーダ４
３とからなる。
【００１２】図１、図２に例示された手段を用いて光導
波路用多孔質ガラス層を形成するときは、一例として以
下のようになる。ターゲット１４、バーナ１５などを収
容しているケーシング（図示せず）は、その内圧が大気
圧よりもわずかに低くなるように、ケーシング内外を出
入りする雰囲気ガス（不活性ガス、その他）の流量がコ
ントロールされている。
波路用多孔質ガラス層を形成するときは、一例として以
下のようになる。ターゲット１４、バーナ１５などを収
容しているケーシング（図示せず）は、その内圧が大気
圧よりもわずかに低くなるように、ケーシング内外を出
入りする雰囲気ガス（不活性ガス、その他）の流量がコ
ントロールされている。
【００１３】バーナ１５の場合は、ガラス原料ガス（キ
ャリアガスＡｒで担持された気相のＳｉＣｌ4 ）が流路
１５ａに、可燃性ガス（Ｈ2 、ＣＨ4 ）と気流加速用の
ガス（Ａｒ）とが流路１５ｂに、緩衝ガス（Ａｒ）が流
路１５ｃに、さらに、支燃性ガス（Ｏ2 ）が流路１５ｄ
にそれぞれ供給されて燃焼状態に保持される。このよう
にしてバーナ１５が燃焼状態に保持されると、バーナ１
５を介したガラス原料ガスの火炎加水分解反応によりガ
ラス微粒子（ＳｉＯ2 ）が生成され、かつ、バーナ１５
からターゲット１４の板面に向けてバーナ火炎が吹きつ
けられるために、バーナ火炎（気流）中に含まれるガラ
ス微粒子がターゲット１４の板面上に堆積されて多孔質
ガラス層２１が形成される。以下、バーナ１５の燃焼を
保持しながら時間の経過を待つと、事後において脱水、
透明ガラス化処理することのできる二次元光導波路用、
三次元光導波路用などの多孔質ガラス層２１が得られ
る。
ャリアガスＡｒで担持された気相のＳｉＣｌ4 ）が流路
１５ａに、可燃性ガス（Ｈ2 、ＣＨ4 ）と気流加速用の
ガス（Ａｒ）とが流路１５ｂに、緩衝ガス（Ａｒ）が流
路１５ｃに、さらに、支燃性ガス（Ｏ2 ）が流路１５ｄ
にそれぞれ供給されて燃焼状態に保持される。このよう
にしてバーナ１５が燃焼状態に保持されると、バーナ１
５を介したガラス原料ガスの火炎加水分解反応によりガ
ラス微粒子（ＳｉＯ2 ）が生成され、かつ、バーナ１５
からターゲット１４の板面に向けてバーナ火炎が吹きつ
けられるために、バーナ火炎（気流）中に含まれるガラ
ス微粒子がターゲット１４の板面上に堆積されて多孔質
ガラス層２１が形成される。以下、バーナ１５の燃焼を
保持しながら時間の経過を待つと、事後において脱水、
透明ガラス化処理することのできる二次元光導波路用、
三次元光導波路用などの多孔質ガラス層２１が得られ
る。
【００１４】［具体例１］図１の手段で多孔質ガラス層
２１を形成する場合の具体例として、バーナ１５の各流
路１５ａ〜１５ｄへ供給する各ガスの流量を下記のよう
に設定した。 流路１５ａ：５０ｃｃ／ｍｉｎのガラス原料ガスＳｉＣ
ｌ4 を担持したキャリアガスＡｒ。 流路１５ｂ：３ＳＬＭの可燃性ガスＨ2 ＋２ＳＬＭの可
燃性ガスＣＨ4 ＋ ３ＳＬＭの気流加速用ガスＡｒ。 流路１５ｃ：３ＳＬＭの緩衝ガスＡｒ。 流路１５ｄ：６ＳＬＭの支燃性ガスＯ2 。 上記におけるＳＬＭは、標準状態での「リットル／分」
を示す。ここで、可燃性ガスとしてＨ2 にＣＨ4 が混入
されたものを用いる理由は、可燃性ガスの指向性を高め
るためである。
２１を形成する場合の具体例として、バーナ１５の各流
路１５ａ〜１５ｄへ供給する各ガスの流量を下記のよう
に設定した。 流路１５ａ：５０ｃｃ／ｍｉｎのガラス原料ガスＳｉＣ
ｌ4 を担持したキャリアガスＡｒ。 流路１５ｂ：３ＳＬＭの可燃性ガスＨ2 ＋２ＳＬＭの可
燃性ガスＣＨ4 ＋ ３ＳＬＭの気流加速用ガスＡｒ。 流路１５ｃ：３ＳＬＭの緩衝ガスＡｒ。 流路１５ｄ：６ＳＬＭの支燃性ガスＯ2 。 上記におけるＳＬＭは、標準状態での「リットル／分」
を示す。ここで、可燃性ガスとしてＨ2 にＣＨ4 が混入
されたものを用いる理由は、可燃性ガスの指向性を高め
るためである。
【００１５】具体例１におけるバーナ火炎の変動を既述
のモニタ手段（レーザビーム照射器３１、フォトマルチ
プライヤ３３、レコーダ３４）により観察記録し、ター
ゲット（ガラス基板）１５の温度を既述の温度測定手段
（熱電対４１、変換器４２、レコーダ４３）により測定
記録したところ、図３（ａ）、図４（ａ）に示すような
結果が得られた。具体例１の場合、火炎の揺らぎが、図
３（ａ）のごとく小さな幅で安定しており、ターゲット
（ガラス基板）１５の温度も、図４（ａ）のごとく７９
０℃付近で一定している。それゆえ、ターゲットに対す
るガラス微粒子の堆積効率が高まり、多孔質ガラス層全
体にわたる密度が均一化し、多孔質ガラス層が透明ガラ
ス化するような高温状態、および、未反応のガラス微粒
子をともなう低温状態も生じなかった。これは、水素分
子よりも質量の大きい気流加速用ガスＡｒが可燃性ガス
Ｈ2 へ混入されたことにより、バーナ火炎の温度上昇
（多孔質ガラス層の透明ガラス化温度）、バーナ火炎の
温度降下（未反応ないし反応不十分なガラス微粒子の生
成温度）などを招来することなくバーナ火炎流が増速さ
れたからである。すなわち、バーナ気流の指向性が８０
０℃前後の適温状態で高められたからである。
のモニタ手段（レーザビーム照射器３１、フォトマルチ
プライヤ３３、レコーダ３４）により観察記録し、ター
ゲット（ガラス基板）１５の温度を既述の温度測定手段
（熱電対４１、変換器４２、レコーダ４３）により測定
記録したところ、図３（ａ）、図４（ａ）に示すような
結果が得られた。具体例１の場合、火炎の揺らぎが、図
３（ａ）のごとく小さな幅で安定しており、ターゲット
（ガラス基板）１５の温度も、図４（ａ）のごとく７９
０℃付近で一定している。それゆえ、ターゲットに対す
るガラス微粒子の堆積効率が高まり、多孔質ガラス層全
体にわたる密度が均一化し、多孔質ガラス層が透明ガラ
ス化するような高温状態、および、未反応のガラス微粒
子をともなう低温状態も生じなかった。これは、水素分
子よりも質量の大きい気流加速用ガスＡｒが可燃性ガス
Ｈ2 へ混入されたことにより、バーナ火炎の温度上昇
（多孔質ガラス層の透明ガラス化温度）、バーナ火炎の
温度降下（未反応ないし反応不十分なガラス微粒子の生
成温度）などを招来することなくバーナ火炎流が増速さ
れたからである。すなわち、バーナ気流の指向性が８０
０℃前後の適温状態で高められたからである。
【００１６】［比較例１］図１の手段で多孔質ガラス層
２１を形成する場合の具体例１に対する比較例として、
下記の態様で各ガスをバーナ１５の各流路１５ａ〜１５
ｄに供給した。 流路１５ａ：具体例１と同じ。 流路１５ｂ：３ＳＬＭの可燃性ガスＨ2 ＋２ＳＬＭの可
燃性ガスＣＨ4 。 流路１５ｃ：具体例１と同じ。 流路１５ｄ：具体例１と同じ。
２１を形成する場合の具体例１に対する比較例として、
下記の態様で各ガスをバーナ１５の各流路１５ａ〜１５
ｄに供給した。 流路１５ａ：具体例１と同じ。 流路１５ｂ：３ＳＬＭの可燃性ガスＨ2 ＋２ＳＬＭの可
燃性ガスＣＨ4 。 流路１５ｃ：具体例１と同じ。 流路１５ｄ：具体例１と同じ。
【００１７】比較例１におけるバーナ火炎の変動、ター
ゲット１４の温度を、具体例１と同様に観察、測定、記
録したところ、図３（ｂ）、図４（ｂ）に示すような結
果が得られた。比較例１の場合は、ターゲット１４の温
度が、図４（ｂ）の点線で示すように８００℃付近で一
定しているものの、バーナ火炎については、図３（ｂ）
のごとく、具体例１の約３倍の振幅で揺れを生じた。そ
れゆえ、ターゲットに対するガラス微粒子の堆積効率が
低く、多孔質ガラス層全体にわたる密度にもバラツキが
生じた。これは、バーナ気流の指向性が低いことに起因
している。さらに、比較例１において、バーナ気流に指
向性をもたせるべく、流路１５ｂへ供給する可燃性ガス
Ｈ2 の流量を６ＳＬＭに増量したところ、バーナ火炎は
安定する傾向を示したが、可燃性ガス増によるバーナ火
力の強化にともない、ターゲットの温度が図４（ｂ）の
実線で示す１０００℃付近にまで上昇し、多孔質ガラス
層が一部透明ガラス化する事態が発生した。
ゲット１４の温度を、具体例１と同様に観察、測定、記
録したところ、図３（ｂ）、図４（ｂ）に示すような結
果が得られた。比較例１の場合は、ターゲット１４の温
度が、図４（ｂ）の点線で示すように８００℃付近で一
定しているものの、バーナ火炎については、図３（ｂ）
のごとく、具体例１の約３倍の振幅で揺れを生じた。そ
れゆえ、ターゲットに対するガラス微粒子の堆積効率が
低く、多孔質ガラス層全体にわたる密度にもバラツキが
生じた。これは、バーナ気流の指向性が低いことに起因
している。さらに、比較例１において、バーナ気流に指
向性をもたせるべく、流路１５ｂへ供給する可燃性ガス
Ｈ2 の流量を６ＳＬＭに増量したところ、バーナ火炎は
安定する傾向を示したが、可燃性ガス増によるバーナ火
力の強化にともない、ターゲットの温度が図４（ｂ）の
実線で示す１０００℃付近にまで上昇し、多孔質ガラス
層が一部透明ガラス化する事態が発生した。
【００１８】つぎに、本発明に係る光導波路用多孔質ガ
ラス層の形成方法として、図５に示された実施例を説明
する。図５において、ターゲット１４は、一例として、
ＳｉＯ2 −ＧｅＯ2 系のコア用ガラスのみのガラス棒
（光ファイバ母材用のコア材）からなり、他の一例とし
て、中心にＳｉＯ2 −ＧｅＯ2 系のコア用ガラスを有
し、その外周にＳｉＯ2 系のクラッド用ガラスを有する
ガラス棒（光ファイバ母材）からなる。さらに、バーナ
１５は、前述したと同様の多重管構造からなる。図５に
おいて、ターゲット１４は図示しない周知のガラス旋盤
により回転自在に両端支持され、バーナ１５はこれの先
端が所定の間隔を保持してターゲット外周面と対向する
ように配置され、ターゲット１４および／またはバーナ
１５が、ターゲット１４の長さ方向沿いに往復動するよ
うになっている。ちなみに、図５においては、ターゲッ
ト１４がこれの長さ方向沿いに往復動するようになって
いる。その他、ターゲット１４、バーナ１５と、これら
に付帯する設備の一部も、図示しないケーシング内に収
納されている。
ラス層の形成方法として、図５に示された実施例を説明
する。図５において、ターゲット１４は、一例として、
ＳｉＯ2 −ＧｅＯ2 系のコア用ガラスのみのガラス棒
（光ファイバ母材用のコア材）からなり、他の一例とし
て、中心にＳｉＯ2 −ＧｅＯ2 系のコア用ガラスを有
し、その外周にＳｉＯ2 系のクラッド用ガラスを有する
ガラス棒（光ファイバ母材）からなる。さらに、バーナ
１５は、前述したと同様の多重管構造からなる。図５に
おいて、ターゲット１４は図示しない周知のガラス旋盤
により回転自在に両端支持され、バーナ１５はこれの先
端が所定の間隔を保持してターゲット外周面と対向する
ように配置され、ターゲット１４および／またはバーナ
１５が、ターゲット１４の長さ方向沿いに往復動するよ
うになっている。ちなみに、図５においては、ターゲッ
ト１４がこれの長さ方向沿いに往復動するようになって
いる。その他、ターゲット１４、バーナ１５と、これら
に付帯する設備の一部も、図示しないケーシング内に収
納されている。
【００１９】図５に例示された手段を用いて光導波路用
多孔質ガラス層を形成するときは、一例として以下のよ
うになる。前記と同様に雰囲気ガスの流量がコントロー
ルされているケーシング（図示せず）内において、バー
ナ１５には、ガラス原料ガス（ＳｉＣｌ4 ／Ａｒ）が流
路１５ａに、可燃性ガス（Ｈ2 ）が流路１５ｂに、緩衝
ガス（Ａｒ）が流路１５ｃに、支燃性ガス（Ｏ2 ）と気
流加速用のガス（Ａｒ）とが流路１５ｄにそれぞれ供給
されてこれらが燃焼状態に保持される。ターゲット１４
の場合は、ガラス旋盤（図示せず）を介して回転しなが
らこれの長さ方向沿いに往復動する。上記のごとくバー
ナ１５が燃焼状態に保持されると、所定の火炎加水分解
反応によりガラス微粒子（ＳｉＯ2 ）が生成され、当該
ガラス微粒子を含むバーナ火炎がバーナ１５からターゲ
ット１４の外周面へ向けて吹きつけられるために、ガラ
ス微粒子がターゲット１４の外周面に堆積される。した
がって、ターゲット１４が前記光ファイバ母材用のガラ
ス棒であるとき、かかるガラス微粒子の堆積を一定時間
行なうことにより、ガラス棒（ターゲット１４）の外周
にクラッド用多孔質ガラス層２１が形成される。こうし
て形成される多孔質ガラス層２１も、その後、脱水、透
明ガラス化処理される。
多孔質ガラス層を形成するときは、一例として以下のよ
うになる。前記と同様に雰囲気ガスの流量がコントロー
ルされているケーシング（図示せず）内において、バー
ナ１５には、ガラス原料ガス（ＳｉＣｌ4 ／Ａｒ）が流
路１５ａに、可燃性ガス（Ｈ2 ）が流路１５ｂに、緩衝
ガス（Ａｒ）が流路１５ｃに、支燃性ガス（Ｏ2 ）と気
流加速用のガス（Ａｒ）とが流路１５ｄにそれぞれ供給
されてこれらが燃焼状態に保持される。ターゲット１４
の場合は、ガラス旋盤（図示せず）を介して回転しなが
らこれの長さ方向沿いに往復動する。上記のごとくバー
ナ１５が燃焼状態に保持されると、所定の火炎加水分解
反応によりガラス微粒子（ＳｉＯ2 ）が生成され、当該
ガラス微粒子を含むバーナ火炎がバーナ１５からターゲ
ット１４の外周面へ向けて吹きつけられるために、ガラ
ス微粒子がターゲット１４の外周面に堆積される。した
がって、ターゲット１４が前記光ファイバ母材用のガラ
ス棒であるとき、かかるガラス微粒子の堆積を一定時間
行なうことにより、ガラス棒（ターゲット１４）の外周
にクラッド用多孔質ガラス層２１が形成される。こうし
て形成される多孔質ガラス層２１も、その後、脱水、透
明ガラス化処理される。
【００２０】［具体例２］図５の手段で多孔質ガラス層
２１を形成するときの具体例を下記の条件で実施した。
ターゲット１４として、外径２０ｍｍφ、長さ１ｍのＳ
ｉＯ2 −ＧｅＯ2 系ガラス棒を選定し、ターゲット１４
の回転速度、往復速度（トラバース速度）をそれぞれ約
３００ｒ．ｐ．ｍ、５００ｍｍ／ｍｉｎに設定した。バ
ーナ１５としては図２に示されたものを採用し、流路１
５ａにガラス原料ガス（ＳｉＣｌ4 ／Ａｒ）、流路１５
ｂに可燃性ガス（Ｈ2 、ＣＨ4 ）、流路１５ｃに緩衝ガ
ス（Ａｒ）、流路１５ｄに支燃性ガス（Ｏ2 ）をそれぞ
れ供給した。上記において、ガラス原料ガス中に占める
ＳｉＣｌ4 の量を６０ｇ／ｍｉｎに保持しながら支燃性
ガスＯ2 に気流加速用ガスＡｒを混入させて、バーナ気
流を１０ｍ／ｓｅｃから４０ｍ／ｓｅｃに増速した。
２１を形成するときの具体例を下記の条件で実施した。
ターゲット１４として、外径２０ｍｍφ、長さ１ｍのＳ
ｉＯ2 −ＧｅＯ2 系ガラス棒を選定し、ターゲット１４
の回転速度、往復速度（トラバース速度）をそれぞれ約
３００ｒ．ｐ．ｍ、５００ｍｍ／ｍｉｎに設定した。バ
ーナ１５としては図２に示されたものを採用し、流路１
５ａにガラス原料ガス（ＳｉＣｌ4 ／Ａｒ）、流路１５
ｂに可燃性ガス（Ｈ2 、ＣＨ4 ）、流路１５ｃに緩衝ガ
ス（Ａｒ）、流路１５ｄに支燃性ガス（Ｏ2 ）をそれぞ
れ供給した。上記において、ガラス原料ガス中に占める
ＳｉＣｌ4 の量を６０ｇ／ｍｉｎに保持しながら支燃性
ガスＯ2 に気流加速用ガスＡｒを混入させて、バーナ気
流を１０ｍ／ｓｅｃから４０ｍ／ｓｅｃに増速した。
【００２１】具体例２において、ガラス微粒子の堆積速
度とバーナ気流速度との関係を測定してこれを図６に実
線で示し、かつ、多孔質ガラス層の密度とバーナ気流速
度との関係を測定してこれを図７に実線で示した。具体
例２のごとく支燃性ガスＯ2 に気流加速用ガスＡｒを混
入させた場合は、図６の実線で明らかなようにガラス微
粒子の堆積速度が向上し、多孔質ガラス層の密度も、図
７の実線で明らかなようにほぼ一定した。それゆえ、タ
ーゲットに対するガラス微粒子の堆積効率を高めなが
ら、多孔質ガラス層全体にわたる密度を均一化すること
ができた。
度とバーナ気流速度との関係を測定してこれを図６に実
線で示し、かつ、多孔質ガラス層の密度とバーナ気流速
度との関係を測定してこれを図７に実線で示した。具体
例２のごとく支燃性ガスＯ2 に気流加速用ガスＡｒを混
入させた場合は、図６の実線で明らかなようにガラス微
粒子の堆積速度が向上し、多孔質ガラス層の密度も、図
７の実線で明らかなようにほぼ一定した。それゆえ、タ
ーゲットに対するガラス微粒子の堆積効率を高めなが
ら、多孔質ガラス層全体にわたる密度を均一化すること
ができた。
【００２２】［比較例２］図５の手段で多孔質ガラス層
２１を形成する場合の具体例２に対する比較例として、
Ｏ2 を気流加速用ガスに採用した点、気流加速用ガスの
混入対象をガラス原料ガスに変更した点を除き、具体例
２と条件を同一にしてこれを実施した。すなわち、この
ケースでは、ガラス原料ガス中に占めるＳｉＣｌ4 の量
を６０ｇ／ｍｉｎに保持しながらこれに気流加速用ガス
Ｏ2 を混入させ、バーナ気流を１０ｍ／ｓｅｃから４０
ｍ／ｓｅｃに増速した。
２１を形成する場合の具体例２に対する比較例として、
Ｏ2 を気流加速用ガスに採用した点、気流加速用ガスの
混入対象をガラス原料ガスに変更した点を除き、具体例
２と条件を同一にしてこれを実施した。すなわち、この
ケースでは、ガラス原料ガス中に占めるＳｉＣｌ4 の量
を６０ｇ／ｍｉｎに保持しながらこれに気流加速用ガス
Ｏ2 を混入させ、バーナ気流を１０ｍ／ｓｅｃから４０
ｍ／ｓｅｃに増速した。
【００２３】比較例２の場合も、ガラス微粒子の堆積速
度とバーナ気流速度との関係を測定してこれを図６に点
線で示し、かつ、多孔質ガラス層の密度とバーナ気流速
度との関係を測定してこれを図７に点線で示した。比較
例２のごとくガラス原料ガスに気流加速用ガスＯ2 を混
入させた場合は、図６の点線のようにガラス微粒子の堆
積速度が具体例２よりも向上しているが、多孔質ガラス
層の密度については、これが図７の点線のように過度に
高められたために、製品としての使用が望めなくなって
いる。その理由は、ガラス原料ガス中にＯ2 が混入され
たことにより、原料ガスの反応が不必要に促進されたか
らである。
度とバーナ気流速度との関係を測定してこれを図６に点
線で示し、かつ、多孔質ガラス層の密度とバーナ気流速
度との関係を測定してこれを図７に点線で示した。比較
例２のごとくガラス原料ガスに気流加速用ガスＯ2 を混
入させた場合は、図６の点線のようにガラス微粒子の堆
積速度が具体例２よりも向上しているが、多孔質ガラス
層の密度については、これが図７の点線のように過度に
高められたために、製品としての使用が望めなくなって
いる。その理由は、ガラス原料ガス中にＯ2 が混入され
たことにより、原料ガスの反応が不必要に促進されたか
らである。
【００２４】つぎに、本発明に係る光導波路用多孔質ガ
ラス層の形成方法として、図５の手段におけるバーナ
（トーチ）１５が、図８、図９に示されたものに変更さ
れた実施例を説明する。図８、図９に示されたバーナ１
５は、特公平３−９０４７号公報により公知の多重管構
造、すなわち、互いに同心円状をなして多重に並ぶ三つ
の流路１５ａ、１５ｂ、１５ｄと、流路１５ｂ内におい
て流路１５ａを取り囲む多数本の互いに独立した小口径
流路１５ｃ1 〜１５ｃ8 とを備え、これら小口径流路１
５ｃ1 〜１５ｃ8 の軸線が流路１５ａの軸線上（Ｐ点）
で集合する焦点型からなる。このバーナ１５が接続され
ている配管系（図示せず）も、既述のものと実質的に同
じである。
ラス層の形成方法として、図５の手段におけるバーナ
（トーチ）１５が、図８、図９に示されたものに変更さ
れた実施例を説明する。図８、図９に示されたバーナ１
５は、特公平３−９０４７号公報により公知の多重管構
造、すなわち、互いに同心円状をなして多重に並ぶ三つ
の流路１５ａ、１５ｂ、１５ｄと、流路１５ｂ内におい
て流路１５ａを取り囲む多数本の互いに独立した小口径
流路１５ｃ1 〜１５ｃ8 とを備え、これら小口径流路１
５ｃ1 〜１５ｃ8 の軸線が流路１５ａの軸線上（Ｐ点）
で集合する焦点型からなる。このバーナ１５が接続され
ている配管系（図示せず）も、既述のものと実質的に同
じである。
【００２５】図５の手段において、図８、図９に例示さ
れたバーナ１５を用いて多孔質ガラス層２１を形成する
ときも、前述した内容に準じ、ガラス原料ガス（ＳｉＣ
ｌ4／Ａｒ）が流路１５ａに、可燃性ガス（Ｈ2 、ＣＨ4
）が流路１５ｂに、支燃性ガス（Ｏ2 ）が小口径流路
１５ｃ1 〜１５ｃ8 に、支燃性ガス（Ｏ2 ）と気流加速
用のガス（Ｎ2 ）とが流路１５ｄにそれぞれ供給されて
これらが燃焼状態に保持され、この際の火炎加水分解反
応により生成されたガラス微粒子が、回転かつ往復動し
ているターゲット１４の外周面に堆積される。図８、図
９のバーナ１５に依存したガラス原料ガスの火炎加水分
解反応では、流路１５ａから吹き出される原料ガス流
が、小口径流路１５ｃ1 〜１５ｃ8 から吹き出される支
燃性ガスを介して絞りこまれるので、ターゲット１４に
対するガラス微粒子の堆積速度が向上する。ちなみに、
原料ガス流の外径とガス流速とは、図１０に示すよう
に、原料ガス流の外径が小さくなるにしたがいガス流速
が速くなる。したがって、図８、図９のバーナ１５を用
い、しかも、支燃性ガスＯ2 に気流加速用のガスＮ2 を
混入させた場合は、バーナ気流の指向性がより高まり、
多孔質ガラス層を形成する上で良好な結果をもたらす。
れたバーナ１５を用いて多孔質ガラス層２１を形成する
ときも、前述した内容に準じ、ガラス原料ガス（ＳｉＣ
ｌ4／Ａｒ）が流路１５ａに、可燃性ガス（Ｈ2 、ＣＨ4
）が流路１５ｂに、支燃性ガス（Ｏ2 ）が小口径流路
１５ｃ1 〜１５ｃ8 に、支燃性ガス（Ｏ2 ）と気流加速
用のガス（Ｎ2 ）とが流路１５ｄにそれぞれ供給されて
これらが燃焼状態に保持され、この際の火炎加水分解反
応により生成されたガラス微粒子が、回転かつ往復動し
ているターゲット１４の外周面に堆積される。図８、図
９のバーナ１５に依存したガラス原料ガスの火炎加水分
解反応では、流路１５ａから吹き出される原料ガス流
が、小口径流路１５ｃ1 〜１５ｃ8 から吹き出される支
燃性ガスを介して絞りこまれるので、ターゲット１４に
対するガラス微粒子の堆積速度が向上する。ちなみに、
原料ガス流の外径とガス流速とは、図１０に示すよう
に、原料ガス流の外径が小さくなるにしたがいガス流速
が速くなる。したがって、図８、図９のバーナ１５を用
い、しかも、支燃性ガスＯ2 に気流加速用のガスＮ2 を
混入させた場合は、バーナ気流の指向性がより高まり、
多孔質ガラス層を形成する上で良好な結果をもたらす。
【００２６】［具体例３］図５の手段において、図８、
図９のバーナ１５を用いて多孔質ガラス層２１を形成す
るときの具体例を下記の条件で実施した。ターゲット１
４の仕様および運転条件は具体例２と同じである。バー
ナ１５については、流路１５ａにガラス原料ガス（Ｓｉ
Ｃｌ4 ／Ａｒ）、流路１５ｂに可燃性ガス（Ｈ2 、ＣＨ
4 ）、小口径流路１５ｃ1 〜１５ｃ8 に支燃性ガス（Ｏ
2 ）、流路１５ｄに支燃性ガス（Ｏ2 ）と気流加速用ガ
ス（Ｎ2 ）とをそれぞれ供給して、これらを燃焼状態に
した。なお、具体例３における支燃性ガスの総量は、通
常のケースと同じく７ＳＬＭに設定されている。
図９のバーナ１５を用いて多孔質ガラス層２１を形成す
るときの具体例を下記の条件で実施した。ターゲット１
４の仕様および運転条件は具体例２と同じである。バー
ナ１５については、流路１５ａにガラス原料ガス（Ｓｉ
Ｃｌ4 ／Ａｒ）、流路１５ｂに可燃性ガス（Ｈ2 、ＣＨ
4 ）、小口径流路１５ｃ1 〜１５ｃ8 に支燃性ガス（Ｏ
2 ）、流路１５ｄに支燃性ガス（Ｏ2 ）と気流加速用ガ
ス（Ｎ2 ）とをそれぞれ供給して、これらを燃焼状態に
した。なお、具体例３における支燃性ガスの総量は、通
常のケースと同じく７ＳＬＭに設定されている。
【００２７】具体例３において、ガラス微粒子の堆積速
度とバーナ気流速度との関係を測定してこれを図１１に
実線で示し、かつ、多孔質ガラス層の密度とバーナ気流
速度との関係を測定してこれを図１２に実線で示した。
具体例３のごとく支燃性ガスＯ2 に気流加速用ガスＮ2
を混入させた場合は、図１１の実線で明らかなようにガ
ラス微粒子の堆積速度が向上し、多孔質ガラス層の密度
も、図１２の実線で明らかなようにほぼ一定した。それ
ゆえ、ターゲットに対するガラス微粒子の堆積効率を高
めながら、多孔質ガラス層全体にわたる密度を均一化す
ることができた。
度とバーナ気流速度との関係を測定してこれを図１１に
実線で示し、かつ、多孔質ガラス層の密度とバーナ気流
速度との関係を測定してこれを図１２に実線で示した。
具体例３のごとく支燃性ガスＯ2 に気流加速用ガスＮ2
を混入させた場合は、図１１の実線で明らかなようにガ
ラス微粒子の堆積速度が向上し、多孔質ガラス層の密度
も、図１２の実線で明らかなようにほぼ一定した。それ
ゆえ、ターゲットに対するガラス微粒子の堆積効率を高
めながら、多孔質ガラス層全体にわたる密度を均一化す
ることができた。
【００２８】［比較例３］具体例３に対する比較例とし
て、図８、図９のバーナ１５を用いた図５の手段で多孔
質ガラス層２１を形成する場合に、Ｏ2 を気流加速用ガ
スに採用した点、気流加速用ガスの混入対象をガラス原
料ガスに変更した点を除き、具体例３と条件を同一にし
てこれを実施した。
て、図８、図９のバーナ１５を用いた図５の手段で多孔
質ガラス層２１を形成する場合に、Ｏ2 を気流加速用ガ
スに採用した点、気流加速用ガスの混入対象をガラス原
料ガスに変更した点を除き、具体例３と条件を同一にし
てこれを実施した。
【００２９】比較例３の場合も、ガラス微粒子の堆積速
度とバーナ気流速度との関係を測定してこれを図１１に
点線で示し、かつ、多孔質ガラス層の密度とバーナ気流
速度との関係を測定してこれを図１２に点線で示した。
比較例３のごとくガラス原料ガスに気流加速用ガスＯ2
を混入させた場合も、図１１の点線のようにガラス微粒
子の堆積速度が向上したが、多孔質ガラス層の密度につ
いては、これが図１２の点線のように過度に高められた
ために、前述したと同様、製品としての使用が望めなく
なっている。
度とバーナ気流速度との関係を測定してこれを図１１に
点線で示し、かつ、多孔質ガラス層の密度とバーナ気流
速度との関係を測定してこれを図１２に点線で示した。
比較例３のごとくガラス原料ガスに気流加速用ガスＯ2
を混入させた場合も、図１１の点線のようにガラス微粒
子の堆積速度が向上したが、多孔質ガラス層の密度につ
いては、これが図１２の点線のように過度に高められた
ために、前述したと同様、製品としての使用が望めなく
なっている。
【００３０】つぎに、本発明に係る光導波路用多孔質ガ
ラス層の形成方法として、図１３に示された実施例を説
明する。図１３において、石英ガラスからなる反応容器
（ベルジャ）１１は、上部に出入口１２、側部に排気管
１３を有し、その反応容器１１の周囲が気密なハウジン
グ（図示せず）で覆われている。図１３において、超高
純度石英からなるターゲット１４は、周知の支持手段、
たとえば、回転式のクランプと、クランプの昇降機構と
を備えた支持手段（図示せず）を介して吊り支えられて
いる。ターゲット１４は、反応容器１１の出入口１２か
らその内部へ回転自在かつ上下動自在に挿入されてい
る。図１３において、二つのバーナ（トーチ）１５、１
６は、すでに述べられた周知の多重管構造からなり、同
心円状に並んだ所定数のガス流路を有し、これらのバー
ナ１５、１６が接続されている配管系（図示せず）も、
既述のとおり、バブリングにより液体ガラス原料を気化
することのできる液体原料槽、マスフローコントロー
ラ、ガスボンベ、その他を含んでいる。上述した各バー
ナ１５、１６は、これらの先端部が上向きに傾斜する状
態を保持して反応容器１１内に挿入され、かつ、ターゲ
ット１４の軸心線（＝反応容器１１の中心線）と交差す
る角度に保持されている。
ラス層の形成方法として、図１３に示された実施例を説
明する。図１３において、石英ガラスからなる反応容器
（ベルジャ）１１は、上部に出入口１２、側部に排気管
１３を有し、その反応容器１１の周囲が気密なハウジン
グ（図示せず）で覆われている。図１３において、超高
純度石英からなるターゲット１４は、周知の支持手段、
たとえば、回転式のクランプと、クランプの昇降機構と
を備えた支持手段（図示せず）を介して吊り支えられて
いる。ターゲット１４は、反応容器１１の出入口１２か
らその内部へ回転自在かつ上下動自在に挿入されてい
る。図１３において、二つのバーナ（トーチ）１５、１
６は、すでに述べられた周知の多重管構造からなり、同
心円状に並んだ所定数のガス流路を有し、これらのバー
ナ１５、１６が接続されている配管系（図示せず）も、
既述のとおり、バブリングにより液体ガラス原料を気化
することのできる液体原料槽、マスフローコントロー
ラ、ガスボンベ、その他を含んでいる。上述した各バー
ナ１５、１６は、これらの先端部が上向きに傾斜する状
態を保持して反応容器１１内に挿入され、かつ、ターゲ
ット１４の軸心線（＝反応容器１１の中心線）と交差す
る角度に保持されている。
【００３１】図１３に例示された手段を用いて多孔質ガ
ラス層を形成するときは、一例として以下のようにな
る。反応容器１１は、その内圧が大気圧よりもわずかに
低くなるように、反応容器１１の内外を出入りする雰囲
気ガス（不活性ガス、その他）の流量がコントロールさ
れている。このような反応容器１１内において、ターゲ
ット（種棒）１４は、初期位置を確保するために、その
下端が両バーナ１５、１６の先端と対向する位置まで下
げられ、この状態で時計回り方向（または反時計回り方
向）へ回転させられる。一方のバーナ１５の場合は、そ
の各流路にＨ2 、ＣＨ4 、Ｏ2 、ＳｉＣｌ4 、ＧｅＣｌ
4 、Ａｒが供給されて燃焼状態に保持され、かつ、他方
のバーナ１６の場合も、その各流路にＨ2 、ＣＨ4 、Ｏ
2 、ＳｉＣｌ4 、Ａｒが供給されて燃焼状態に保持され
るが、これに際して、可燃性ガスの流路または支燃性ガ
スの流路に、気流加速用の不活性ガスが混入される。反
応容器１１内において、これらのバーナ１５、１６が燃
焼状態に保持されたときは、バーナ１５を介した火炎加
水分解反応によりＧｅＯ2 を含むＳｉＯ2 が生成される
とともに、バーナ１６を介した火炎加水分解反応により
ＳｉＯ2 が生成される。バーナ１５からターゲット１４
の下端中心に向けてＳｉＯ2 −ＧｅＯ2 系のガラス微粒
子を含む火炎流が気流加速用ガスにより増速されて吹き
つけられると、その気流中に含まれるガラス微粒子がタ
ーゲット１４の軸線上に堆積されて、コア用の多孔質ガ
ラス層２１ａが形成される。同様に、バーナ１６からタ
ーゲット１４の下端外周に向けてＳｉＯ2 系のガラス微
粒子を含む火炎流が気流加速用ガスにより増速されて吹
きつけられると、その気流中に含まれるガラス微粒子が
コア用多孔質ガラス層２１ａの外周に堆積されて、クラ
ッド用の多孔質ガラス層２１ｂが形成される。かくて、
ターゲット１４の下端にコア用多孔質ガラス層２１ａ、
クラッド用多孔質ガラス層２１ｂが形成されると、これ
ら多孔質ガラス層２１ａ、２１ｂの堆積速度（成長速
度）に応じてターゲット１４が引き上げられる。したが
って、両バーナ１５、１６の燃焼、回転状態にあるター
ゲット１４の引き上げなど、これらの運転状態を保持し
ながら時間の経過を待つと、コア用多孔質ガラス層２１
ａ、クラッド用多孔質ガラス層２１ｂをもつ光ファイバ
用の多孔質母材２２、すなわち、のちに脱水、透明ガラ
ス化処理される多孔質母材２２が得られる。このように
して、多孔質母材２２をつくるときも、バーナ火炎の温
度上昇が抑制されながらバーナ気流が増速されるので、
前述したと同様に、ガラス微粒子の堆積効率を高め、か
つ、多孔質ガラス層全体にわたる密度を均一化すること
ができる。
ラス層を形成するときは、一例として以下のようにな
る。反応容器１１は、その内圧が大気圧よりもわずかに
低くなるように、反応容器１１の内外を出入りする雰囲
気ガス（不活性ガス、その他）の流量がコントロールさ
れている。このような反応容器１１内において、ターゲ
ット（種棒）１４は、初期位置を確保するために、その
下端が両バーナ１５、１６の先端と対向する位置まで下
げられ、この状態で時計回り方向（または反時計回り方
向）へ回転させられる。一方のバーナ１５の場合は、そ
の各流路にＨ2 、ＣＨ4 、Ｏ2 、ＳｉＣｌ4 、ＧｅＣｌ
4 、Ａｒが供給されて燃焼状態に保持され、かつ、他方
のバーナ１６の場合も、その各流路にＨ2 、ＣＨ4 、Ｏ
2 、ＳｉＣｌ4 、Ａｒが供給されて燃焼状態に保持され
るが、これに際して、可燃性ガスの流路または支燃性ガ
スの流路に、気流加速用の不活性ガスが混入される。反
応容器１１内において、これらのバーナ１５、１６が燃
焼状態に保持されたときは、バーナ１５を介した火炎加
水分解反応によりＧｅＯ2 を含むＳｉＯ2 が生成される
とともに、バーナ１６を介した火炎加水分解反応により
ＳｉＯ2 が生成される。バーナ１５からターゲット１４
の下端中心に向けてＳｉＯ2 −ＧｅＯ2 系のガラス微粒
子を含む火炎流が気流加速用ガスにより増速されて吹き
つけられると、その気流中に含まれるガラス微粒子がタ
ーゲット１４の軸線上に堆積されて、コア用の多孔質ガ
ラス層２１ａが形成される。同様に、バーナ１６からタ
ーゲット１４の下端外周に向けてＳｉＯ2 系のガラス微
粒子を含む火炎流が気流加速用ガスにより増速されて吹
きつけられると、その気流中に含まれるガラス微粒子が
コア用多孔質ガラス層２１ａの外周に堆積されて、クラ
ッド用の多孔質ガラス層２１ｂが形成される。かくて、
ターゲット１４の下端にコア用多孔質ガラス層２１ａ、
クラッド用多孔質ガラス層２１ｂが形成されると、これ
ら多孔質ガラス層２１ａ、２１ｂの堆積速度（成長速
度）に応じてターゲット１４が引き上げられる。したが
って、両バーナ１５、１６の燃焼、回転状態にあるター
ゲット１４の引き上げなど、これらの運転状態を保持し
ながら時間の経過を待つと、コア用多孔質ガラス層２１
ａ、クラッド用多孔質ガラス層２１ｂをもつ光ファイバ
用の多孔質母材２２、すなわち、のちに脱水、透明ガラ
ス化処理される多孔質母材２２が得られる。このように
して、多孔質母材２２をつくるときも、バーナ火炎の温
度上昇が抑制されながらバーナ気流が増速されるので、
前述したと同様に、ガラス微粒子の堆積効率を高め、か
つ、多孔質ガラス層全体にわたる密度を均一化すること
ができる。
【００３２】図１３の実施例において、コア用の多孔質
ガラス層２１ａのみを形成する場合は、バーナ１６が使
用されず、または、バーナ１６を含む系の省略された設
備が用いられる。図１３の実施例において、ターゲット
１４がコア用ガラスとクラッド用ガラスとを有する透明
ガラス母材からなり、これの外周にクラッド用の多孔質
ガラス層２１ｂのみを形成する場合は、バーナ１５が使
用されず、または、バーナ１５を含む系の省略された設
備が用いられる。
ガラス層２１ａのみを形成する場合は、バーナ１６が使
用されず、または、バーナ１６を含む系の省略された設
備が用いられる。図１３の実施例において、ターゲット
１４がコア用ガラスとクラッド用ガラスとを有する透明
ガラス母材からなり、これの外周にクラッド用の多孔質
ガラス層２１ｂのみを形成する場合は、バーナ１５が使
用されず、または、バーナ１５を含む系の省略された設
備が用いられる。
【００３３】本発明方法で用いられる可燃性ガスとして
は、水素ガス単体のほか、メタン、プロパン、ブタンの
ごとき炭化水素、さらには、水素ガスと炭化水素との混
合ガスも用いることができる。本発明方法で用いられる
気流加速用の不活性ガスとしては、アルゴン、ヘリウ
ム、窒素ガスの単体、または、これらの混合ガスも有効
である。
は、水素ガス単体のほか、メタン、プロパン、ブタンの
ごとき炭化水素、さらには、水素ガスと炭化水素との混
合ガスも用いることができる。本発明方法で用いられる
気流加速用の不活性ガスとしては、アルゴン、ヘリウ
ム、窒素ガスの単体、または、これらの混合ガスも有効
である。
【００３４】上述した各実施例に示された多孔質ガラス
層の形成方法は、ＯＶＤ法あるいはＶＡＤ法であり、こ
れらはＣＶＤ法の範疇に含まれる。したがって、ケーシ
ング、反応容器を用いる場合のように、外部から隔離さ
れた雰囲気内において各種ＣＶＤ法により多孔質ガラス
層を形成するケースであれば、本発明方法のバーナ気流
加速手段は有効である。
層の形成方法は、ＯＶＤ法あるいはＶＡＤ法であり、こ
れらはＣＶＤ法の範疇に含まれる。したがって、ケーシ
ング、反応容器を用いる場合のように、外部から隔離さ
れた雰囲気内において各種ＣＶＤ法により多孔質ガラス
層を形成するケースであれば、本発明方法のバーナ気流
加速手段は有効である。
【００３５】
【発明の効果】本発明方法は、所定の手段で合成された
ガラス微粒子をターゲット上に堆積させて多孔質ガラス
層を形成するときに、気流加速用の不活性ガスを可燃性
ガスおよび／または支燃性ガスに混入し、かつ、当該不
活性ガスにより、バーナ火炎の温度が多孔質ガラス層の
透明ガラス化温度にまで上昇するのを抑制しつつバーナ
気流を増速するから、多孔質ガラス層として良質のもの
を安定かつ効率よく形成することができ、ひいては、高
品質の光導波路をつくることができる。
ガラス微粒子をターゲット上に堆積させて多孔質ガラス
層を形成するときに、気流加速用の不活性ガスを可燃性
ガスおよび／または支燃性ガスに混入し、かつ、当該不
活性ガスにより、バーナ火炎の温度が多孔質ガラス層の
透明ガラス化温度にまで上昇するのを抑制しつつバーナ
気流を増速するから、多孔質ガラス層として良質のもの
を安定かつ効率よく形成することができ、ひいては、高
品質の光導波路をつくることができる。
【図１】本発明方法の第１実施例を略示した説明図であ
る。
る。
【図２】本発明方法の第１実施例で用いられるバーナの
要部を略示した斜視図である。
要部を略示した斜視図である。
【図３】本発明方法の第１実施例に係る具体例１とその
比較例１において、バーナ火炎の変動を測定して示した
図である。
比較例１において、バーナ火炎の変動を測定して示した
図である。
【図４】本発明方法の第１実施例に係る具体例１とその
比較例１において、ターゲットの温度を測定して示した
図である。
比較例１において、ターゲットの温度を測定して示した
図である。
【図５】本発明方法の第２実施例を略示した説明図であ
る。
る。
【図６】本発明方法の第２実施例に係る具体例２とその
比較例２において、ガラス微粒子の堆積速度とバーナ気
流との関係を測定して示した図である。
比較例２において、ガラス微粒子の堆積速度とバーナ気
流との関係を測定して示した図である。
【図７】本発明方法の第２実施例に係る具体例２とその
比較例２において、多孔質ガラス層の密度とバーナ気流
との関係を測定して示した図である。
比較例２において、多孔質ガラス層の密度とバーナ気流
との関係を測定して示した図である。
【図８】本発明方法の第３実施例で用いられるバーナの
断面図である。
断面図である。
【図９】本発明方法の第３実施例で用いられるバーナの
平面図である。
平面図である。
【図１０】多重管構造のバーナにおける原料ガスの外径
と原料ガス流速との関係を示した図である。
と原料ガス流速との関係を示した図である。
【図１１】本発明方法の第３実施例に係る具体例３とそ
の比較例３において、ガラス微粒子の堆積速度とバーナ
気流との関係を測定して示した図である。
の比較例３において、ガラス微粒子の堆積速度とバーナ
気流との関係を測定して示した図である。
【図１２】本発明方法の第３実施例に係る具体例３とそ
の比較例３において、多孔質ガラス層の密度とバーナ気
流との関係を測定して示した図である。
の比較例３において、多孔質ガラス層の密度とバーナ気
流との関係を測定して示した図である。
【図１３】本発明方法の第４実施例を略示した説明図で
ある。
ある。
１４ ターゲット １５ バーナ １５ａ バーナの流路 １５ｂ バーナの流路 １５ｃ バーナの流路 １５ｃ1 バーナの小口径流路 １５ｃ2 バーナの小口径流路 １５ｃ3 バーナの小口径流路 １５ｃ4 バーナの小口径流路 １５ｃ5 バーナの小口径流路 １５ｃ6 バーナの小口径流路 １５ｃ7 バーナの小口径流路 １５ｃ8 バーナの小口径流路 １５ｄ バーナの小口径流路 １６ バーナ ２１ 多孔質ガラス層 ２１ａ 多孔質ガラス層 ２１ｂ 多孔質ガラス層 ２２ 多孔質母材
Claims (3)
- 【請求項１】 ガラス微粒子合成用のバーナからターゲ
ットに向けて吹き出されるガラス原料ガス、可燃性ガ
ス、支燃性ガスを燃焼状態に保持してガラス原料ガスの
火炎加水分解反応を起こさせ、この反応により生成され
たガラス微粒子をターゲット上に堆積させて、ガラス微
粒子の堆積物たる多孔質ガラス層をターゲット上に形成
する方法において、気流加速用の不活性ガスを可燃性ガ
スおよび／または支燃性ガスに混入し、かつ、当該不活
性ガスにより、バーナ火炎の温度が多孔質ガラス層の透
明ガラス化温度にまで上昇するのを抑制しつつバーナ気
流を増速することを特徴とする光導波路用多孔質ガラス
層の形成方法。 - 【請求項２】 気流加速用の不活性ガスを可燃性ガスに
混入するときの可燃性ガスとして、水素ガス単体以外の
ものを用いる請求項１記載の光導波路用多孔質ガラス層
の形成方法。 - 【請求項３】 不活性ガスが、アルゴン、および／また
は、ヘリウム、および／または、窒素ガスからなる請求
項１記載の光導波路用多孔質ガラス層の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31917393A JPH07149526A (ja) | 1993-11-25 | 1993-11-25 | 光導波路用多孔質ガラス層の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31917393A JPH07149526A (ja) | 1993-11-25 | 1993-11-25 | 光導波路用多孔質ガラス層の形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07149526A true JPH07149526A (ja) | 1995-06-13 |
Family
ID=18107242
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31917393A Pending JPH07149526A (ja) | 1993-11-25 | 1993-11-25 | 光導波路用多孔質ガラス層の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07149526A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100352645B1 (ko) * | 1999-09-29 | 2002-09-12 | 이형종 | 고온기판 화염가수분해증착법을 이용한 광소자용 평판형 실리카 광도파로 제작방법 |
| KR20020089871A (ko) * | 2001-05-25 | 2002-11-30 | 전자부품연구원 | 광도파로 소자 및 그의 제조방법 |
| KR100414668B1 (ko) * | 2001-07-21 | 2004-01-07 | 삼성전자주식회사 | 화염가수분해증착 공정용 버너의 화염 안정화 장치 |
| JP2014514236A (ja) * | 2011-04-08 | 2014-06-19 | ヘレウス クオーツ ユーケー リミティド | シリカ煤体の製造 |
-
1993
- 1993-11-25 JP JP31917393A patent/JPH07149526A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100352645B1 (ko) * | 1999-09-29 | 2002-09-12 | 이형종 | 고온기판 화염가수분해증착법을 이용한 광소자용 평판형 실리카 광도파로 제작방법 |
| KR20020089871A (ko) * | 2001-05-25 | 2002-11-30 | 전자부품연구원 | 광도파로 소자 및 그의 제조방법 |
| KR100414668B1 (ko) * | 2001-07-21 | 2004-01-07 | 삼성전자주식회사 | 화염가수분해증착 공정용 버너의 화염 안정화 장치 |
| JP2014514236A (ja) * | 2011-04-08 | 2014-06-19 | ヘレウス クオーツ ユーケー リミティド | シリカ煤体の製造 |
| US9284213B2 (en) | 2011-04-08 | 2016-03-15 | Heraeus Quartz Uk Limited | Production of silica soot bodies |
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