JPH07187698A - 光ファイバ母材の製造方法 - Google Patents
光ファイバ母材の製造方法Info
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- JPH07187698A JPH07187698A JP34771993A JP34771993A JPH07187698A JP H07187698 A JPH07187698 A JP H07187698A JP 34771993 A JP34771993 A JP 34771993A JP 34771993 A JP34771993 A JP 34771993A JP H07187698 A JPH07187698 A JP H07187698A
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- 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
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- C03B2201/30—Doped silica-based glasses doped with metals, e.g. Ga, Sn, Sb, Pb or Bi
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- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 光学的特性が均一となるように光ファイバ母
材を製造する。 【構成】 バーナ２１〜２３からガラス微粒子を生成
し、このガラス微粒子をターゲット棒１２の下端に付着
させて円柱状のガラス微粒子堆積体１１を形成すると
き、コア部分を付着させるためのバーナ２１には屈折率
を高めるためのドープ材の原料ガスを送り込むが、コア
部分を堆積させる堆積面の温度を放射温度計４１によっ
てモニターし、その測定温度データをコンピュータ４２
に取り込み、このコンピュータ４２が、あらかじめ求め
ておいたドープ材の存在比率と温度との関係に基づいて
その測定温度データからドーパント濃度が所望のものと
なるような流量条件を求めてマスフローコントローラ３
１に指令を与え、ドープ材の原料ガスの流量を調整す
る。
材を製造する。 【構成】 バーナ２１〜２３からガラス微粒子を生成
し、このガラス微粒子をターゲット棒１２の下端に付着
させて円柱状のガラス微粒子堆積体１１を形成すると
き、コア部分を付着させるためのバーナ２１には屈折率
を高めるためのドープ材の原料ガスを送り込むが、コア
部分を堆積させる堆積面の温度を放射温度計４１によっ
てモニターし、その測定温度データをコンピュータ４２
に取り込み、このコンピュータ４２が、あらかじめ求め
ておいたドープ材の存在比率と温度との関係に基づいて
その測定温度データからドーパント濃度が所望のものと
なるような流量条件を求めてマスフローコントローラ３
１に指令を与え、ドープ材の原料ガスの流量を調整す
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、気相反応プロセスに
より石英系光ファイバの母材を製造する方法に関する。
より石英系光ファイバの母材を製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】石英系光ファイバの母材は、通常、ＣＶ
Ｄ法、内付けＣＶＤ法、外付けＣＶＤ法、ＶＡＤ法など
の気相反応プロセスを利用する製造方法によって作られ
る。気相反応により硅素のハロゲン化物からシリカ（二
酸化硅素）等の石英ガラス素材を得る。屈折率を制御す
るためのドーパント（たとえば二酸化ゲルマニウム）
は、その気相反応系にドープ剤の原料ガス（たとえば四
塩化ゲルマニウム）を送り込み反応させることによって
二酸化硅素に結合させられる。
Ｄ法、内付けＣＶＤ法、外付けＣＶＤ法、ＶＡＤ法など
の気相反応プロセスを利用する製造方法によって作られ
る。気相反応により硅素のハロゲン化物からシリカ（二
酸化硅素）等の石英ガラス素材を得る。屈折率を制御す
るためのドーパント（たとえば二酸化ゲルマニウム）
は、その気相反応系にドープ剤の原料ガス（たとえば四
塩化ゲルマニウム）を送り込み反応させることによって
二酸化硅素に結合させられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の気相反応プロセスを利用した製造方法によっ
ては長さ方向に均一な特性を有する光ファイバ母材を作
ることが困難であるという問題がある。
うな従来の気相反応プロセスを利用した製造方法によっ
ては長さ方向に均一な特性を有する光ファイバ母材を作
ることが困難であるという問題がある。
【０００４】すなわち、ドープ剤と二酸化硅素とが結合
する際、反応温度が非常に重要な要素となっており、Ｖ
ＡＤ法の場合図２の実線で示すように、結合されるドー
パント濃度はガラス微粒子堆積体の表面温度（反応温
度）によって大きく左右される。この図２は、ドープ剤
の結合濃度と反応温度の関係の一例として、二酸化ゲル
マニウムの二酸化硅素に対する存在比率を示すもので、
存在する二酸化ゲルマニウムの存在比率が反応温度に比
例して変化していることが分かる。なお、図２において
点線は結晶質の二酸化ゲルマニウムに関するものである
（実線は非晶質の二酸化ゲルマニウム）。
する際、反応温度が非常に重要な要素となっており、Ｖ
ＡＤ法の場合図２の実線で示すように、結合されるドー
パント濃度はガラス微粒子堆積体の表面温度（反応温
度）によって大きく左右される。この図２は、ドープ剤
の結合濃度と反応温度の関係の一例として、二酸化ゲル
マニウムの二酸化硅素に対する存在比率を示すもので、
存在する二酸化ゲルマニウムの存在比率が反応温度に比
例して変化していることが分かる。なお、図２において
点線は結晶質の二酸化ゲルマニウムに関するものである
（実線は非晶質の二酸化ゲルマニウム）。
【０００５】ところが、実際の製造プロセスにおいては
反応温度を一定にすることは困難である。この気相反応
はチャンバ内で行なわれるが、ガラス微粒子の堆積が進
んで堆積体が成長してくるのにともなって、チャンバ内
の気流の変動や排気量の変動等の外乱が発生することは
避けられず、その影響でガラス微粒子堆積体の表面温度
（反応温度）が長手方向で変動することが起こるからで
ある。
反応温度を一定にすることは困難である。この気相反応
はチャンバ内で行なわれるが、ガラス微粒子の堆積が進
んで堆積体が成長してくるのにともなって、チャンバ内
の気流の変動や排気量の変動等の外乱が発生することは
避けられず、その影響でガラス微粒子堆積体の表面温度
（反応温度）が長手方向で変動することが起こるからで
ある。
【０００６】そのため、ドープ剤の原料ガスを一定流量
で反応系に送り込んだとしても、従来では、ガラス微粒
子堆積体の長手方向で表面温度が変動することに起因し
て、二酸化硅素に結合され堆積体内に取り込まれるドー
パント濃度が長手方向に変動してしまうこととなり、光
ファイバ母材中の光学的特性がその長手方向で不均一と
なることが避けられない。
で反応系に送り込んだとしても、従来では、ガラス微粒
子堆積体の長手方向で表面温度が変動することに起因し
て、二酸化硅素に結合され堆積体内に取り込まれるドー
パント濃度が長手方向に変動してしまうこととなり、光
ファイバ母材中の光学的特性がその長手方向で不均一と
なることが避けられない。
【０００７】この発明は、上記に鑑み、光学的特性がと
くに長手方向で均一となるように光ファイバ母材を製造
することができる、光ファイバ母材の製造方法を提供す
ることを目的とする。
くに長手方向で均一となるように光ファイバ母材を製造
することができる、光ファイバ母材の製造方法を提供す
ることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、この発明による光ファイバ母材の製造方法において
は、気相反応によりガラス微粒子を生成し、該ガラス微
粒子を堆積させる際に、上記の反応温度を計測し、該測
定された温度に応じて上記反応系に送り込むドープ剤の
流量を調整することが特徴となっている。
め、この発明による光ファイバ母材の製造方法において
は、気相反応によりガラス微粒子を生成し、該ガラス微
粒子を堆積させる際に、上記の反応温度を計測し、該測
定された温度に応じて上記反応系に送り込むドープ剤の
流量を調整することが特徴となっている。
【０００９】
【作用】気相反応によりガラス微粒子を生成する際に、
この反応系にドープ剤を送り込むが、このドープ剤が実
際にガラス素材に結合する量は図２の実線で示すように
反応温度に依存する。そこで、その反応速度を測定し、
その測定温度に応じて反応系に送り込むドープ剤の流量
を調整するなら、反応温度の変動が避けられない場合で
も、そのような反応温度の変動にもかかわらず、実際に
ガラス素材に結合するドーパント量を所望のものにする
ことができる。その結果、ガラス微粒子堆積体が成長し
てくることにともなって反応温度が変動することが避け
られないという実情においても、ドーパント濃度を長手
方向に安定させることができ、光学的特性が長手方向に
均一となっている光ファイバ母材を容易に製造できる。
この反応系にドープ剤を送り込むが、このドープ剤が実
際にガラス素材に結合する量は図２の実線で示すように
反応温度に依存する。そこで、その反応速度を測定し、
その測定温度に応じて反応系に送り込むドープ剤の流量
を調整するなら、反応温度の変動が避けられない場合で
も、そのような反応温度の変動にもかかわらず、実際に
ガラス素材に結合するドーパント量を所望のものにする
ことができる。その結果、ガラス微粒子堆積体が成長し
てくることにともなって反応温度が変動することが避け
られないという実情においても、ドーパント濃度を長手
方向に安定させることができ、光学的特性が長手方向に
均一となっている光ファイバ母材を容易に製造できる。
【００１０】
【実施例】以下、この発明の好ましい一実施例について
図面を参照しながら詳細に説明する。この図１は、この
発明をＶＡＤ法により光ファイバ母材を製造する方法に
適用した構成を模式的に示している。図１において、ガ
ラス微粒子堆積体１１がターゲット棒１２の下端に形成
されているが、これはバーナ２１、２２、２３の火炎中
で生成されたガラス微粒子をターゲット棒１２の下端に
堆積したものである。ガラス微粒子が堆積するのにつれ
てターゲット棒１２を回転させながら引き上げていくこ
とにより、ガラス微粒子堆積体１１が円柱状に形成され
ていく。なお、このバーナ２１〜２３、ガラス微粒子堆
積体１１、ターゲット棒１２は図示しないチャンバ内に
納められており、ガラス微粒子の流れを整流させるとと
もに異物が堆積体１１内に混入しないようにしている。
図面を参照しながら詳細に説明する。この図１は、この
発明をＶＡＤ法により光ファイバ母材を製造する方法に
適用した構成を模式的に示している。図１において、ガ
ラス微粒子堆積体１１がターゲット棒１２の下端に形成
されているが、これはバーナ２１、２２、２３の火炎中
で生成されたガラス微粒子をターゲット棒１２の下端に
堆積したものである。ガラス微粒子が堆積するのにつれ
てターゲット棒１２を回転させながら引き上げていくこ
とにより、ガラス微粒子堆積体１１が円柱状に形成され
ていく。なお、このバーナ２１〜２３、ガラス微粒子堆
積体１１、ターゲット棒１２は図示しないチャンバ内に
納められており、ガラス微粒子の流れを整流させるとと
もに異物が堆積体１１内に混入しないようにしている。
【００１１】バーナ２１はコア部分を形成するためのも
ので、石英ガラス（二酸化硅素）の原料となる硅素のハ
ロゲン化物（ここでは四塩化硅素）、ドープ材（二酸化
ゲルマニウム）の原料ガス（四塩化ゲルマニウム）、燃
料ガス（酸素、水素）等が送り込まれている。バーナ２
２、２３はクラッド部分を形成するためのもので、四塩
化硅素、燃料ガス等が送り込まれている。これらの原料
ガスはそれぞれマスフローコントローラ（流量制御器）
３１〜３４によってその流量が制御されている。マスフ
ローコントローラ３２〜３４は石英ガラスの原料ガスの
流量が一定になるよう制御しているが、マスフローコン
トローラ３１はコンピュータ４２からの指令に基づき、
ドープガスの流量を変化させている。
ので、石英ガラス（二酸化硅素）の原料となる硅素のハ
ロゲン化物（ここでは四塩化硅素）、ドープ材（二酸化
ゲルマニウム）の原料ガス（四塩化ゲルマニウム）、燃
料ガス（酸素、水素）等が送り込まれている。バーナ２
２、２３はクラッド部分を形成するためのもので、四塩
化硅素、燃料ガス等が送り込まれている。これらの原料
ガスはそれぞれマスフローコントローラ（流量制御器）
３１〜３４によってその流量が制御されている。マスフ
ローコントローラ３２〜３４は石英ガラスの原料ガスの
流量が一定になるよう制御しているが、マスフローコン
トローラ３１はコンピュータ４２からの指令に基づき、
ドープガスの流量を変化させている。
【００１２】バーナ２１の火炎中で生成されたガラス微
粒子が、ガラス微粒子堆積体１１の表面に付着するが、
その付着部分における堆積体１１の表面温度が赤外線放
射温度計４１などで非接触に測定されており、その測定
された温度データがコンピュータ４２に取り込まれるよ
うになっている。このコンピュータ４２は、上記の図２
の実線で示したようなデータに基づき、測定温度に対応
してドープガス流量を決定する。すなわち、図２のよう
な堆積表面温度（反応温度）とドーパントの存在比率と
のデータをあらかじめ求めておいて、これをコンピュー
タ４２に保持させておき、測定温度データが入力される
都度、その温度における存在比率を求め、所望のドーパ
ント濃度を得るのに必要な流量を計算し、その流量を指
示する指令をマスフローコントローラ３１に与える。
粒子が、ガラス微粒子堆積体１１の表面に付着するが、
その付着部分における堆積体１１の表面温度が赤外線放
射温度計４１などで非接触に測定されており、その測定
された温度データがコンピュータ４２に取り込まれるよ
うになっている。このコンピュータ４２は、上記の図２
の実線で示したようなデータに基づき、測定温度に対応
してドープガス流量を決定する。すなわち、図２のよう
な堆積表面温度（反応温度）とドーパントの存在比率と
のデータをあらかじめ求めておいて、これをコンピュー
タ４２に保持させておき、測定温度データが入力される
都度、その温度における存在比率を求め、所望のドーパ
ント濃度を得るのに必要な流量を計算し、その流量を指
示する指令をマスフローコントローラ３１に与える。
【００１３】このような堆積面温度による四塩化ゲルマ
ニウムの流量制御を行なうことにより、ガラス微粒子堆
積体１１の成長中に、堆積面温度が時間的に変動したと
しても、それに応じて四塩化ゲルマニウムの流量を調整
することができるため、ガラス微粒子堆積体１１の長手
方向でドーパント濃度が変動することを防止できる。こ
うして作製されるガラス微粒子堆積体１１を燒結して透
明ガラス化することにより、コア部分の屈折率が長手方
向に均一な石英ガラス母材を得ることができ、これから
光ファイバを紡糸すれば長さ方向に均一な伝送特性を有
する光ファイバを製造できる。
ニウムの流量制御を行なうことにより、ガラス微粒子堆
積体１１の成長中に、堆積面温度が時間的に変動したと
しても、それに応じて四塩化ゲルマニウムの流量を調整
することができるため、ガラス微粒子堆積体１１の長手
方向でドーパント濃度が変動することを防止できる。こ
うして作製されるガラス微粒子堆積体１１を燒結して透
明ガラス化することにより、コア部分の屈折率が長手方
向に均一な石英ガラス母材を得ることができ、これから
光ファイバを紡糸すれば長さ方向に均一な伝送特性を有
する光ファイバを製造できる。
【００１４】なお、上記の説明は一つの実施例について
のものであり、たとえば材料、ガスの種類等は上記のも
のに限定されないなど、この発明の趣旨を逸脱しない限
り種々に変更可能であることはもちろんである。
のものであり、たとえば材料、ガスの種類等は上記のも
のに限定されないなど、この発明の趣旨を逸脱しない限
り種々に変更可能であることはもちろんである。
【００１５】
【発明の効果】以上実施例について説明したように、こ
の発明の光ファイバ母材の製造方法によれば、ドープ剤
がガラス素材に結合する際の反応温度が変動し、これに
よってドーパントの実質的な存在比率が変動しても、そ
れに見合うようドープ剤流量を調整することによって、
ドーパント濃度を一定にすることができる。そのため、
ドーパント濃度が長さ方向に均一となり、長さ方向に均
一な屈折率分布を有する光ファイバ母材を得ることがで
き、これから長さ方向に均一な光学的特性を有する光フ
ァイバを容易に作ることができる。
の発明の光ファイバ母材の製造方法によれば、ドープ剤
がガラス素材に結合する際の反応温度が変動し、これに
よってドーパントの実質的な存在比率が変動しても、そ
れに見合うようドープ剤流量を調整することによって、
ドーパント濃度を一定にすることができる。そのため、
ドーパント濃度が長さ方向に均一となり、長さ方向に均
一な屈折率分布を有する光ファイバ母材を得ることがで
き、これから長さ方向に均一な光学的特性を有する光フ
ァイバを容易に作ることができる。
【図１】この発明の一実施例にかかるブロック図。
【図２】二酸化ゲルマニウムの存在比率と反応温度との
関係を表わすグラフ。
関係を表わすグラフ。
１１ ガラス微粒子堆積体 １２ ターゲット棒 ２１〜２３ ガラス微粒子生成用バーナ ３１〜３４ マスフローコントローラ ４１ 放射温度計 ４２ コンピュータ
Claims (1)
- 【請求項１】 気相反応によりガラス微粒子を生成し、
該ガラス微粒子を堆積させる際に、上記の反応温度を計
測し、該測定された温度に応じて上記反応系に送り込む
ドープ剤の流量を調整することを特徴とする光ファイバ
母材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34771993A JPH07187698A (ja) | 1993-12-24 | 1993-12-24 | 光ファイバ母材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34771993A JPH07187698A (ja) | 1993-12-24 | 1993-12-24 | 光ファイバ母材の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07187698A true JPH07187698A (ja) | 1995-07-25 |
Family
ID=18392126
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34771993A Pending JPH07187698A (ja) | 1993-12-24 | 1993-12-24 | 光ファイバ母材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07187698A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10308541B2 (en) | 2014-11-13 | 2019-06-04 | Gerresheimer Glas Gmbh | Glass forming machine particle filter, a plunger unit, a blow head, a blow head support and a glass forming machine adapted to or comprising said filter |
-
1993
- 1993-12-24 JP JP34771993A patent/JPH07187698A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10308541B2 (en) | 2014-11-13 | 2019-06-04 | Gerresheimer Glas Gmbh | Glass forming machine particle filter, a plunger unit, a blow head, a blow head support and a glass forming machine adapted to or comprising said filter |
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