JPH07198966A

JPH07198966A - 光ファイバ用多孔質母材等の合成方法とその装置

Info

Publication number: JPH07198966A
Application number: JP33812393A
Authority: JP
Inventors: Sadanori Ishida; 禎則石田; Tetsuo Wada; 哲郎和田; Yukio Komura; 幸夫香村
Original assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Current assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Priority date: 1993-12-28
Filing date: 1993-12-28
Publication date: 1995-08-01

Abstract

(57)【要約】【目的】光ファイバ用多孔質ガラス母材を高い品質で
安定に合成する方法を提供する。【構成】コアバーナ４からスート体２に向けて噴射し
たコア部形成用火炎８を二次元的にＣＣＤカメラ３２、
３３で測定し、画像処理装置３０Ａ、３０Ｂにおいて撮
像画像データを２値化して測定ウインドウ４０、４２を
用いて中点Ｐの位置を求める。この位置が所定位置に維
持されるように、排気筒位置制御器５０および排気筒３
次元駆動装置５２を動作させて排気筒１３の位置を変化
させ、スート体２と排気筒１３との距離を調整してコア
部形成用火炎８の形状のプロファイルを制御する。ま
た、ベルジャー１１に導入する吸気量と分布を変化させ
ることもできる。

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、光導波路な
どの合成に関するものであり、本発明は特に、気相軸付
ＣＶＤ法（ＶＡＤ法）などで光ファイバ用多孔質母材を
合成する場合に多孔質ガラス母材の品質を向上させるた
め、あるいは、光導波路を合成する場合に光導波路の品
質を向上させるために、合成に使用する火炎またはガラ
ス微粒子の位置が所定の位置になるように制御する光フ
ァイバ用多孔質母材等の合成方法とその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】まず、光ファイバ用多孔質ガラス母材
（スート体）の合成について述べる。コアおよびクラッ
ドからなる光ファイバは、光ファイバ用多孔質ガラス母
材を透明ガラス化後、線引して製造される。このような
光ファイバ用多孔質母材を製造する代表的な方法として
は、外付ＣＶＤ法（ＯＶＤ法）法と、気相軸付ＣＶＤ法
（ＶＡＤ法）とが知られている。これらいずれの製造方
法においても、一般的に、酸水素バーナを用いて、原料
ガス、例えば、ＳｉＣ１₄、ＧｅＣ１₄の蒸気を酸水素
火炎中で加水分解して、ＳｉＯ₂、ＧｅＯ₂のガラス微
粒子を形成し、合成されて多孔質ガラス母材（スート
体）となるターゲットに吹きつけてターゲットに付着
（堆積）させて、多孔質ガラス母材を製造（合成）して
いる。

【０００３】ターゲットに付着するガラス微粒子の量お
よびその付着分布は、バーナから噴射される火炎の形状
およびガラス微粒子の流れの状態（以下、これらを形状
のプロファイルという）、ターゲットの表面の温度など
様々な要因で変化する。特に、火炎の揺らぎ、および、
火炎位置の微妙な変化によって光ファイバの屈折率分布
が変化して製造された多孔質ガラス母材の品質が問題に
なる。

【０００４】また、光導波路の合成においても、上記光
ファイバ用多孔質ガラス母材の合成と同様に、火炎の揺
らぎ、および、火炎位置の微妙な変化によって膜厚が変
化し、光導波路の品質が問題になる。

【０００５】このような問題を解決する方法としては、
ターゲットの形状制御や、ターゲットのガラス微粒子堆
積面の温度分布の制御によって、合成される多孔質ガラ
ス母材の品質の安定化を図ってきているが、これらの制
御を決定する因子として、ある特定的な火炎ガス条件に
おける火炎の位置、またはその形状、変動の大きさを用
いている。

【０００６】また、多孔質ガラス母材の形状を画像とし
て測定し、その形状が一定になるようにバーナの位置を
変更したり、ガス条件を変更することも試みられてい
る。

【０００７】さらに、多孔質ガラス母材の表面温度の分
布を測定し、その分布が安定するように、種々の操作量
を制御することも試みられている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特定的
な条件における上記制御要因のみを多孔質ガラス母材の
製造に適用したのでは、種々多様に変化する実際の多孔
質ガラス母材の合成には不十分である。その理由は、多
孔質ガラス母材を製造中の種々の気流の変化によって１
つの多孔質ガラス母材の製造中でも時間経過とともに変
動が生じているからである。このような変動は再現性が
なく不規則である。さらにバーナなどの光ファイバ用多
孔質母材合成装置の構成要素の交換によって、たとえ
ば、バーナを交換した場合に、交換したバーナを精度よ
く位置決めしても、製造される多孔質ガラス母材の品質
に再現性がない場合が多い。したがって、特定的な条件
下で決定した制御要素に基づいた合成では、高い品質の
多孔質ガラス母材を合成することができないという問題
に遭遇している。

【０００９】上述した、多孔質ガラス母材の形状を画像
として測定し、その形状が一定になるようにバーナの位
置を変更したり、ガス条件を変更する方法も充分ではな
い。その理由を述べる。屈折率分布は、多孔質ガラス母
材の密度、Ｇｅなどのドーパントの濃度などの種々の要
因で変化し、単に、多孔質ガラス母材の形状では屈折率
分布は規定できない。したがって、多孔質ガラス母材の
形状を一定にしても、屈折率分布の安定化には充分対応
できない。

【００１０】上述した多孔質ガラス母材の表面温度の分
布を測定し、その分布が安定するように、種々の操作量
を制御しても、充分ではない。その理由を述べる。多孔
質ガラス母材の表面温度の変化が測定に表れなくとも、
合成速度が変化し、屈折率分布が変化する場合があるか
らである。

【００１１】上述したことは、光導波路の合成について
も同様である。

【００１２】したがって、本発明は、製造条件が変化し
ても、常に高い品質の多孔質ガラス母材または光導波路
を製造することを最終目的にしつつ、その前段階とし
て、多孔質ガラス母材または光導波路の製造に大きな要
因を占める因子の解明とその正確な測定を可能とする、
多孔質ガラス母材または光導波路の合成に用いる火炎ま
たはガラス微粒子（以下、火炎またはガラス微粒子を火
炎などという）の状態測定方法を提供することを目的と
する。

【００１３】本発明の他の目的は、上記火炎などの状態
測定方法によって得られた状態測定結果を用いて、実際
に多孔質ガラス母材または光導波路の合成制御に帰還制
御させて、製造条件の変動があっても、常に、高い品質
を多孔質ガラス母材または光導波路の製造を可能とする
光ファイバ用多孔質母材等の合成方法とその装置を提供
することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本件出願の発明者は、屈
折率の変動および再現性の低下が、多孔質ガラス母材に
対する火炎の位置とその位置の変動に起因することを究
明した。さらに本件出願の発明者は、その対策として、
火炎またはガラス微粒子の変動を発光強度分布によって
定量化し、その発光強度分布の測定結果を用いて、火炎
またはガラス微粒子を、容器に設けられた排気管の位置
または吸気管の位置を制御することによって、安定化で
きることを見出した。

【００１５】したがって、本発明の基本構想は、コア部
形成用火炎およびクラッド部形成用火炎またはこれらの
ガラス微粒子の発光強度分布を定量化し、その測定結果
を用いて排気管または吸気管の位置を制御する。

【００１６】上述した基本構想は、光ファイバ用多孔質
ガラス母材に限らず、光導波路などにも適用できる。

【００１７】したがって、本発明によれば、光ファイバ
用多孔質ガラス母材または光導波路を合成する、光ファ
イバ用多孔質母材等の合成方法において、ターゲットに
吹きつけられて光ファイバ用多孔質ガラス母材または光
導波路を合成する火炎またはガラス微粒子の流れを撮像
し、その撮像結果を信号処理して前記火炎またはガラス
微粒子の流れの位置変化をを測定し、測定した火炎また
はガラス微粒子の位置が所定の位置になるように、前記
多孔質ガラス母材を合成する容器からガスを排出する排
気手段の位置を制御することを特徴とする光ファイバ用
多孔質母材等の合成方法が提供される。

【００１８】また本発明によれば、光ファイバ用多孔質
ガラス母材または光導波路を合成する、光ファイバ用多
孔質母材等の合成方法において、ターゲットに吹きつけ
られて光ファイバ用多孔質ガラス母材または光導波路を
合成する火炎またはガラス微粒子の流れを撮像し、その
撮像結果を信号処理して前記火炎またはガラス微粒子の
流れの位置変化をを測定し、測定した火炎またはガラス
微粒子の位置が所定の位置になるように、前記多孔質ガ
ラス母材を合成する容器の頂部から整流ガスを導入し、
該整流ガスの分布を制御することを特徴とする光ファイ
バ用多孔質母材等の合成方法が提供される。

【００１９】さらに本発明によれば、上記第１の方法を
実施する装置が提供され、当該装置は、光ファイバ用多
孔質ガラス母材を合成する容器、該容器内のターゲット
に向けて光ファイバのコア部形成用火炎を吹きつけるコ
アバーナ、前記容器内のターゲットに向けて光ファイバ
のクラッド部形成用火炎を吹きつけるクラッドバーナ、
前記容器内の排気ガスを排出する排気筒、少なくとも前
記コア部形成用火炎の形状を撮像する撮像手段、該撮像
手段の撮像結果から前記コア部形成用火炎の中心位置を
測定する火炎位置測定手段、前記排気筒の位置を制御し
て前記測定した火炎の中心位置を所定位置に制御する排
気筒位置制御手段を有する。

【００２０】本発明によれば、上記第２の方法を実施す
る装置が提供され、当該装置は、光ファイバ用多孔質ガ
ラス母材を合成する容器、該容器内のターゲットに向け
て光ファイバのコア部形成用火炎を吹きつけるコアバー
ナ、前記容器内のターゲットに向けて光ファイバのクラ
ッド部形成用火炎を吹きつけるクラッドバーナ、前記容
器内の排気ガスを排出する排気筒、少なくとも前記コア
部形成用火炎の形状を撮像する撮像手段、該撮像手段の
撮像結果から前記コア部形成用火炎の中心位置を測定す
る火炎位置測定手段、前記容器の頂部に配設され、前記
コア部形成用火炎の形状を変化させる整流ガスを提供す
る手段、前記整流ガスの分布を制御して前記測定した火
炎の中心位置を所定位置に制御する整流ガス制御手段を
有する。

【００２１】

【作用】まず、バーナから噴射している火炎または火炎
に含まれるガラス微粒子を高速度で画像データとして撮
像する。火炎は撮像手段で直接撮像できるが、ガラス微
粒子の場合は、レーザ光などの光をガラス微粒子に照射
しその散乱光を撮像する。撮像した画像データを、測定
ウインドウを用いて、発光部分の幅の中点とその変動幅
を測定（検出）する。つまり、本発明においては、肉眼
では識別できない、発光部分の幅の中点の変動幅と発光
部分の幅の変動幅とを区別して検出する。

【００２２】火炎などの中心位置が一定の位置に維持さ
れるように、排気筒の位置を制御する。つまり、排気筒
の位置を制御してスート体と排気筒までの排気ガス流路
を調整し、間接的に火炎の形状のプロファイルを制御す
る。

【００２３】あるいは、容器の頂部から火炎に向けて吸
気を行い、火炎の形状のプロファイルを制御する。

【００２４】

【実施例】本発明の光ファイバ用多孔質母材等の合成方
法とその装置は、光ファイバ用多孔質ガラス母材の合成
と、光導波路の合成とを対象としている。本明細書にお
ける合成状態とは、火炎の状態および火炎に含まれるガ
ラス微粒子の状態を意味する。

【００２５】第１実施例まず、本発明の光ファイバ用多孔質母材等の合成方法と
その装置の第１実施例として、光ファイバ用多孔質母材
合成状態測定について述べる。図１は、本発明の第１実
施例の光ファイバ用多孔質母材合成装置１００の構成図
である。光ファイバ用多孔質母材合成装置１００は、ス
ート体合成装置１と合成状態測定装置３とで構成されて
いる。

【００２６】スート体合成装置１は、容器としてのベル
ジャー１１、このベルジャーの内部に導入されてターゲ
ット（スート体）２に付着しなかったガラス微粒子およ
び使用済のガスをスクラバ（図示せず）に排出する排気
筒１３、ベルジャー１１の周壁にターゲット２に向けて
取りつけられたコアバーナ４およびクラッドバーナ６を
有する。ベルジャー１１内には、ターゲット２が挿入さ
れており、回転方向Ｒに回転させられながら、ターゲッ
ト２の合成につれて上昇させられていく。このターゲッ
ト２の合成のために、ターゲット２の下部中心部のコア
形成部に向けてコアバーナ４からコア部形成用火炎８が
吹きつけられ、コア形成部の外部に位置するターゲット
２の下部側面のクラッド形成部に向けてクラッドバーナ
６からクラッド部形成用火炎１０が吹きつけられる。ク
ラッド部形成用火炎１０は、アルゴンガス（Ａr)、Ｓｉ
Ｃｌ₄、水素ガス（Ｈ₂）および酸素ガス（Ｏ₂）によ
る火炎加水分解によって生じるガラス微粒子である。コ
ア部形成用火炎８は、クラッド火炎１０に加えて、コア
形成部の屈折率を高めるためのＧｅｃｌ₄などを加えて
ある。ターゲット２に付着しなかったガラス微粒子は排
気筒１３からスクラバー（図示せず）に排気される。

【００２７】合成状態測定装置３は、ＣＣＤカメラ３
２、画像処理装置３０、第１のモニタ装置３４、第２の
モニタ装置３６、制御処理コンピュータ３８および記録
装置３９を有する。ＣＣＤカメラ３２は、コア部形成用
火炎８およびクラッド部形成用火炎１０またはいずれか
一方の発光部分を撮影する撮像装置として機能する。以
下、本実施例では、ＣＣＤカメラ３２が主として、コア
部形成用火炎８を撮像する場合について例示する。画像
処理装置３０は、ＣＣＤカメラ３２を制御して、コア部
形成用火炎８を撮像し、その撮像結果を、画像処理して
いない「生の画像データ」として第２のモニタ装置３６
に表示する一方、下記に述べる「画像処理した画像デー
タ」を第１のモニタ装置３４に表示する。制御処理コン
ピュータ３８は画像処理装置３０と協働し、光ファイバ
用多孔質母材の合成状態を測定し、その結果を記録装置
３９に記録する。また、制御処理コンピュータ３８は、
画像処理装置３０における測定結果を用いて、ターゲッ
ト２の合成の制御を行う。制御処理コンピュータ３８と
画像処理装置３０との処理内容は、任意に分担できる
が、本実施例においては、高速演算を必要とする画像処
理を画像処理装置３０で専有させて、制御処理コンピュ
ータ３８は操作員（作業者）とのマン・マシン・コミニ
ュケーション、画像処理装置３０の処理条件の設定、画
像処理装置３０で処理した結果の整理、記録装置３９へ
の記録などを行う。

【００２８】もともと、コアバーナ４から噴射されるコ
ア部形成用火炎８は勢いがあるから、火炎８の周縁は相
当不規則に乱れている。同様に、クラッドバーナ６から
噴射されるクラッド部形成用火炎１０も勢いがあり、火
炎８、１０の周縁は不規則に乱れている。この乱れに加
えて、コア部形成用火炎８全体およびクラッド部形成用
火炎１０全体が揺らいでいる。その揺らぎの原因を分析
すると下記の通りである。通常、ベルジャー１１にはコ
アバーナ４およびクラッドバーナ６に供給されるガス以
外に大量の空気またはそれに相当するガスが導入されて
おり、このガス導入によりコア部形成用火炎８全体およ
びクラッド部形成用火炎１０全体の揺らぎが生ずる。さ
らに、ターゲット２が合成されたベルジャー１１の上部
に向かって上昇していく過程においてベルジャー１１の
上部筒部にターゲット２の上端が入り込んだとき、ベル
ジャー１１の上部筒部とターゲット２の上端との間の隙
間の大きさが変化し、この隙間を流れるガスの流れが乱
れ、この乱れによっても、コア部形成用火炎８全体およ
びクラッド部形成用火炎１０全体の揺らぎが生ずる。こ
の揺らぎが、上述したように、ターゲット２のコア形成
部とクラッド形成部との合成部分を所望の許容範囲から
逸脱させ、ターゲット２の品質を低下させる。したがっ
て、コア部形成用火炎８およびクラッド部形成用火炎１
０の揺らぎを正確に測定し、その測定結果を揺らぎが生
じないように制御に反映することにより、ターゲット２
の合成品質を改善することが期待される。しかしなが
ら、火炎は上述した諸条件に基づいて相当迅速に揺らい
でおり、いかに適切に火炎を測定するかが問題となる。
以下、予備実験として、本発明による実用的かつ有効な
火炎測定について述べる。

【００２９】図２はＣＣＤカメラ３２でコア部形成用火
炎８を直接撮像し、画像処理装置３０で画像処理し、第
１のモニタ装置３４に表示した画像処理後のコア部形成
用火炎８Ａを示す図である。図１においては、第１のモ
ニタ装置３４に、コア部形成用火炎８Ａとクラッド部形
成用火炎１０Ａとを図解しているが、図２においては、
画像処理後のコア部形成用火炎８Ａのみを拡大して示し
ている。本願出願の発明者は、ベルジャー１１の外部か
ら、ベルジャー１１の外壁に取りつけた観測窓（図示せ
ず）を介してＣＣＤカメラ３２でコア部形成用火炎８を
撮像し、コア部形成用火炎８の「発光強度分布」を測定
することによってコア部形成用火炎８の位置が定量的に
求められることを見出した。発光強度分布は、ＣＣＤカ
メラ３２の各ＣＣＤ素子の上に結像された画像として、
ＣＣＤカメラ３２の二次元座標の位置（つまり、第１の
モニタ装置３４または第２のモニタ装置３６の座標でも
ある）と強度の情報として、画像処理装置３０に入力さ
れる。本実施例においては、ＣＣＤカメラ３２をベルジ
ャー１１の外壁に斜めに設置し、ベルジャー１１の側壁
に設けられた観測窓を介してＣＣＤカメラ３２でコア部
形成用火炎８を撮像し、撮像されたコア部形成用火炎８
の画像を第１のモニタ装置３４および第２のモニタ装置
３６に表示したとき、下から上を向くようにしている。
この表示形態は便宜的なものであり、コア部形成用火炎
８がいかなる向きを向いていてもよい。重要なことは、
いかに正確にコア部形成用火炎８をＣＣＤカメラ３２で
撮像するかである。画像処理装置３０はこの撮像周期に
同期して下記に述べる信号処理を行う。

【００３０】ＣＣＤカメラ３２の撮像結果、つまり、コ
ア部形成用火炎８の画像データは、画像処理装置３０を
介してそのまま第２のモニタ装置３６に表示されるが、
画像処理装置３０で画像処理した結果が、図２に示した
ように、コア部形成用火炎８Ａとして表示される。以
下、画像処理装置３０におけるその画像処理について述
べる。画像処理装置３０は、コア部形成用火炎８の形状
を抽出するため、上記ＣＣＤカメラ３２の撮像周期に同
期して、画像データをある大きさのしきい値で２値化し
ている。つまり、ＣＣＤカメラ３２の撮像結果はＣＣＤ
カメラ３２を構成している各ＣＣＤごとに、たとえば、
２５６の階調をもっているが、たとえば、しきい値＝１
２５で２値化し、１２５以上の階調の場合は画像データ
＝１とし、それ未満の場合は画像データ＝０としてい
る。したがって、第１のモニタ装置３４および第２のモ
ニタ装置３６に表示される画像データは、このように２
値化された画像である。図２に示すように、画像処理装
置３０はこのように２値化されたコア部形成用火炎の画
像データに対して、さらに、測定ウインドウ４０を適用
して、コア部形成用火炎８Ａの発光部分の幅Ｗとその中
点Ｐを測定する。画像処理装置３０が測定する対象とし
ては、発光部分の幅Ｗと発光部分の幅の中点Ｐの他に、
記号Ａで示した火炎面の位置、および、火炎の広がり角
度θがある。さらに、画像処理装置３０は、火炎の発光
強度、その他、種々の変量（パラメータ）を測定する。

【００３１】画像処理装置３０における発光部分の幅Ｗ
と発光部分の幅の中点Ｐの測定、および、火炎面の位置
Ａの測定、並びに、火炎の広がり角度θの測定の詳細に
ついて述べる。火炎の測定したい位置に測定ウインドウ
４０を設ける。このとき、火炎の幅方向には２値化され
た火炎の画像が測定ウインドウ４０内に完全に入るよう
にする。また火炎の高さ方向は１画素分として一次元の
測定領域とする。測定ウインドウ４０内で２値化された
データ「１」の画素数は幅を意味する。測定ウインドウ
４０内の各画素の座標を利用して、その中点の位置を計
算して求める。具体的には、たとえば、図２における位
置に測定ウインドウ４０を固定して、測定ウインドウ４
０内におけるコア部形成用火炎８Ａの左端の位置と右端
の位置を画素の番号から読み取り、両者の差からコア部
形成用火炎８Ａの幅Ｗおよび発光部分の幅の中点Ｐを計
算する。コア部形成用火炎８Ａの火炎面の位置Ａおよび
火炎の広がり角度θは、測定ウインドウ４０とは別のウ
インドウ４０Ａ、４０Ｂを用いて測定する。コア部形成
用火炎８Ａ全体の形状のプロファイルの変化を測定する
場合は、図２に破線で示したように、測定ウインドウ４
０を下方から上方に移動させながら、上記同様、発光部
分の幅Ｗと発光部分の幅の中点Ｐを測定する。これによ
り、画像処理後のコア部形成用火炎８Ａの形状のプロフ
ァイルパラメータ、つまり、発光部分の幅Ｗ、発光部分
の幅の中点Ｐ、および、火炎面の位置（縁）Ａが順次、
測定できる。

【００３２】コア部形成用火炎８はターゲット２の下部
先端のコア形成部に当たると拡散する。その拡散に随伴
して、コア部形成用火炎８は手前で拡散していく。画像
処理装置３０は、この拡散角度、つまり、火炎の広がり
角度θをも測定する。勿論、画像処理装置３０は、火炎
面の位置Ａと同様に、連続的に火炎の広がり角度θを測
定していき、測定結果から、最終的な火炎の広がり角度
θを決定してもよい。ただし、一般的には、上述したよ
うに、測定ウインドウ４０をある位置に固定しておき、
その位置におけるコア部形成用火炎８Ａの幅Ｗや発光部
分の幅の中点Ｐを測定する。

【００３３】本実施例では、スート体２から１５ｍｍの
位置にコア部形成用火炎８Ａが完全に収まるように、水
平に測定ウインドウ４０を位置決めして、コア部形成用
火炎８Ａの中点Ｐの位置を計測して、その位置を制御処
理コンピュータ３８からアナログ信号として出力する。
図２において、右側を正の位置方向とし、この正の位置
方向にクラッドバーナ６が位置しているものとする。

【００３４】図３は上述した画像処理装置３０で測定し
た結果を示すグラフである。横軸に時間経過を示し、縦
軸にコア部形成用火炎８Ａの発光部分の幅の中点Ｐの位
置の変化および変動（揺らぎ）を示す。コア部形成用火
炎８の変動周期は通常、数Ｈ_Z〜数十Ｈ_Zである。曲線
ＣＶ１は、予備実験として、通常の圧力制御、圧力＝−
３．０ｍｍＨ₂Ｏで、スート体２の合成を行ったときの
結果を示すグラフである。発光部分の幅の中点Ｐの位置
が、合成開始後１０時間経過後に、約０．５ｍｍだけ、
クラッド火炎１０側に移動していることが判った。この
原因を解析すると、合成によってスート体２の形状が変
化することに起因してベルジャー１１内のガスの流れが
徐々に変化するためと考えられる。また、合成開始後、
５時間経過前後の時点においては、コア部形成用火炎８
Ａの発光部分の幅の中点Ｐが１ｍｍ程度の範囲で大きく
変動している。この原因を分析すると、スート体２がベ
ルジャー１１の上部の円筒部分に入り込むことによっ
て、ベルジャー１１の円筒部分とスート体２の先端部分
との間隙が狭まり、ガスの流路の大きさが変化してガス
の流れが大きく変化すると考えられる。曲線ＣＶ２は、
上述した測定結果とその分析に基づいて、上述した発光
部分の幅の中点Ｐの変化を制限するように制御した、コ
ア部形成用火炎８Ａの発光部分の幅の中点Ｐの位置変化
の結果を示すグラフであるが、その詳細については後述
する。

【００３５】図４の曲線ＣＶ３は、予備実験として、図
３に示した曲線ＣＶ１の条件で合成したスート体２の長
さ（横軸）と、比屈折率差Δ（縦軸）との関係を示すグ
ラフである。コア部形成用火炎８Ａの発光部分の幅の中
点Ｐの位置変動が大きくなると、比屈折率差Δが大きく
なることが判った。また、発光部分の幅の中点Ｐの位置
が離れることによって、比屈折率差Δが低下することが
判った。また、図３に示した、スート体２の合成から５
時間経過前後における発光部分の幅の中点Ｐの変動に起
因して、比屈折率差Δも一時的に増加している。曲線Ｃ
Ｖ４は、上述した測定結果とその分析に基づいて、上述
した発光部分の幅の中点Ｐの変化を制限するように制御
した、比屈折率差Δの結果を示すグラフであるがその詳
細については後述する。

【００３６】もちろん、ベルジャー１１の形状、コアバ
ーナ４およびクラッドバーナ６の設置位置などに依存し
て、コア部形成用火炎８の移動方向と、それに伴う比屈
折率差Δの変化は上述した結果とは異なる可能性がある
が、以上の予備実験の結果から明確なことは、従来の方
法では、合成されたスート体２の品質、ひいては、最終
的に製造される光ファイバの品質に問題があることを示
している。

【００３７】上記測定において注意を要するのは、ベル
ジャー１１に取りつけた観察用窓の曇りである。ＣＣＤ
カメラ３２は、この観察用窓を通してコア部形成用火炎
８を撮像している。本実施例においては、観察用窓をガ
スでパージすることで曇りを抑えた。その結果、曇りの
影響を受けないで済んだ。これとは別に、上述した画像
データの２値化について、ベルジャー１１内に基準光源
を設け、その強度変化に対応させ、２値化のしきい値を
変化させることもできる。このようにしきい値を変化さ
せると、ノイズの影響を排除したより一層精度の高い２
値化が可能となる。

【００３８】以上の例においては、コアバーナ４および
クラッドバーナ６の延長線上にＣＣＤカメラ３２を設け
てコア部形成用火炎８を中心に火炎の測定を行った例を
述べたが、この位置とは直交する位置からコア部形成用
火炎８を個別に撮像して、上述したと同様に、コア部形
成用火炎８の測定を行ってもよい。さらに、ＣＣＤカメ
ラ３２を２つ設けて、コア部形成用火炎８とクラッド部
形成用火炎１０とを個別に撮像して、それぞれのコア部
形成用火炎８およびクラッド部形成用火炎１０につい
て、上述したと同様に、コア部形成用火炎８およびクラ
ッド部形成用火炎１０それぞれの火炎の測定を、上記同
様に、行うこともできる。

【００３９】第２実施例以下、上述した予備実験の結果を改善するために、火炎
の形状を測定し、測定したその火炎の形状を制御して、
スート体２の合成状態を制御する、本発明の光ファイバ
用多孔質母材合成方法およびその装置について、述べ
る。本実施例は、特に、排気管の位置を変化させて火炎
の位置または形状のプロファイルを制御する。図５は本
発明の実施例としての光ファイバ用多孔質母材合成装置
１００Ａの構成図である。光ファイバ用多孔質母材合成
装置１００Ａは、スート体合成装置１Ａと、合成状態測
定・制御装置３Ａとからなる。

【００４０】スート体合成装置１Ａは、図１に図解した
スート体合成装置１に似ているが、図５に図解したスー
ト体合成装置１Ａには、排気筒１３が３次元的に移動可
能なように、排気筒１３とベルジャー１１との接続部に
ベローズ５６、および、スクラバー（図示せず）側の排
気筒１３の先端にベローズ５８が設けられている。スー
ト体合成装置１Ａのその他の部分、ベルジャー１１、コ
アバーナ４、クラッドバーナ６などは、図１に図解した
スート体合成装置１の対応する部分とほぼ同じである。

【００４１】合成状態測定・制御装置３Ａは、図１に図
解した合成状態測定装置３と同様、ＣＣＤカメラ３２、
第１のモニタ装置３４、第２のモニタ装置３６、制御処
理コンピュータ３８（図示せず）、記録装置３９（図示
せず）、および、図１に示した画像処理装置３０と同等
の画像処理装置３０Ｂを有している。合成状態測定・制
御装置３Ａはさらに、第２のＣＣＤカメラ３３および画
像処理装置３０Ａと同等の画像処理装置３０Ｂを有して
いる。

【００４２】本実施例においては、２台のＣＣＤカメラ
３２、３３を用いて、コア部形成用火炎８の２次元的な
位置を撮像する。第２のＣＣＤカメラ３３は紙面に直交
する（垂直な）面からコア部形成用火炎８を撮影する。
したがって、第２のＣＣＤカメラ３３はコア部形成用火
炎８の上下方向の変位を撮像できる。第２のＣＣＤカメ
ラ３３で撮像したコア部形成用火炎８についての定量化
処理は、画像処理装置３０Ｂおよび第２のモニタ装置３
６を用いて行われる。この定量化処理の内容は、図２を
参照して述べた、画像処理装置３０、第１のモニタ装置
３４および測定ウインドウ４０を用いて発光部分の幅の
中点位置Ｐなどを算出する処理と実質的に同じである。
この場合、コア部形成用火炎８の軸に直交する方向に測
定ウインドウ４０を設け、その発光部分の幅の中点Ｐを
火炎の位置と定義する。図５における向きＰ１を正の向
きとする。

【００４３】一方、第１のＣＣＤカメラ３２はベルジャ
ー１１の底部からコア部形成用火炎８を撮像している。
この場合、そのままでは、コア部形成用火炎８とクラッ
ド部形成用火炎１０とが重なって撮像されるので、コア
部形成用火炎８のみが撮像されるように、撮像方法を工
夫している。その例を、図６を参照して述べる。図６は
その測定装置７の構成を示す。この測定装置７は、レー
ザ光源１７０、シャッタ１７２、シリンドリカルレンズ
１７４、バンドパスフィルタ１７５、ＣＣＤカメラ３２
および画像処理装置３０Ａを有する。具体的例として、
レーザ光源１７０には、波長５２４ｎｍ、出力３Ｗのア
ルゴンイオンレーザを用いた。シャッタ１７２はガラス
微粒子の形状のプロファイル測定時にレーザ光源１７０
からのレーザ光をシリンドリカルレンズ１７４に通過さ
せる。シリンドリカルレンズ１７４は、アルゴンイオン
レーザ１７０から出射されたアルゴンイオンレーザ光Ｌ
０をコア部形成用火炎８の広がりに合わせてシート状の
光Ｌ１に拡散して、コア部形成用火炎８に照射させる。
コア部形成用火炎８に照射されたシート状の拡散光Ｌ１
は、コア部形成用火炎８内にガラス微粒子８Ｃが存在す
る場合には散乱され、ガラス微粒子８Ｃが存在しない場
合は透過する。ガラス微粒子で散乱された散乱光Ｌ２を
ＣＣＤカメラ３２で撮像する。なお、コア部形成用火炎
８の自然光を除去するため、ＣＣＤカメラ３２の前面
に、散乱光の波長である５１４ｎｍの波長の光のみ通過
させるバンドパスフィルタ１７５を設けている。したが
って、ＣＣＤカメラ３２には、ガラス微粒子８Ｃからの
散乱光のみが入射する。ＣＣＤカメラ３２で撮像した画
像データを、画像処理装置３０Ａは、上述した第１実施
例における画像処理装置３０による火炎の測定と同様
に、信号処理すると、火炎の測定と同様に、ガラス微粒
子の形状のプロファイルを測定できる。その結果とし
て、ガラス微粒子の位置変化、つまり、ガラス微粒子の
幅ＷＧとその変動幅ＷＧσ、ガラス微粒子の中点ＰＧと
その中点変動幅ＰＧσ、ガラス微粒子の縁の位置ＡＧ、
火炎の広がり角度Ｇθなどが定量化できる。火炎の変動
とともに、火炎の中で発生するこのように測定したガラ
ス微粒子も多孔質ガラス母材の合成において重要な役割
を担っている。ここで、測定ウインドウ４２は図５に示
したように設け、火炎の左右の変位を測定する。紙面手
前に向かう向きＰ２を正の向きと定義する。尚、コア部
形成用火炎８とクラッド部形成用火炎１０が重ならない
適当な位置にＣＣＤカメラ３２を設置すれば、あえて図
６に示す測定装置７を用いずともよい。

【００４４】合成状態測定・制御装置３Ａはさらに、火
炎変位表示器４６、排気筒位置制御器５０、排気筒３次
元駆動装置５２を有する。火炎変位表示器４６はたとえ
ば、オシロスコープであり、画像処理装置３０Ａからの
第１の火炎測定信号と画像処理装置３０Ｂからの第２の
火炎測定信号として、これらを二次元平面に展開して表
示し、コア部形成用火炎８の２次元的な変位を表す。排
気筒位置制御器５０は、第１の向き（方向）Ｐ₁と第２
の向き（方向）Ｐ₂の基準交点から、第１の火炎位置信
号と第２の火炎位置信号との交点がずれた分だけ、基準
交点に戻すように、排気筒３次元駆動装置５２および排
気筒支持部５４を介して、排気筒１３を３次元的に移動
させる。排気筒位置制御器５０の制御アルゴリズムとし
ては、通常よく知られたＰＩＤ（比例、積分、微分）制
御、または、Ｐ制御、あるいは、ＰＩ制御などを適用で
きる。排気筒１３の両端には耐熱性のベローズ５６と耐
熱性のベローズ５８が設けられているので、気密性を維
持しながら、排気筒１３をｘ−ｙ−ｚ方向に３次元的に
移動させることができる。上述したＰ₂の向きはｙ方向
の向きに一致する。ｙ方向は紙面に向かう向きである。
このように、排気筒１３を３次元的に移動させることに
よって、スート体２に対する排気筒１３の位置を変化さ
せることができる。

【００４５】図７および図８は、排気筒１３を基準位置
に対して、ｘ方向、ｙ方向に変位させた場合に測定し
た、それぞれ第１の向きＰ₁と第２の向きＰ₂における
火炎位置の変位Ｐ１、Ｐ２を示すグラフである。図７に
図解したように、排気筒１３をｘ方向の正の向きに移動
させて、排気筒１３をスート体２に近づけた場合、コア
部形成用火炎８は排気筒１３に近づくので、コア部形成
用火炎８が排気筒１３に引き寄せられ、火炎位置変位Ｐ
１は小さくなる。一方、排気筒１３をｘ方向の負の向き
に遠ざけると、火炎位置変位Ｐ１は大きくなる。同様
に、図８に図解したように、排気筒１３をｙ方向の正の
向き（紙面に向かって手前側）に移動させると、排気筒
１３を移動させた方向にコア部形成用火炎８が移動す
る。

【００４６】上述した予備実験をした上で、実際にコア
部形成用火炎８の位置を安定させるように、排気筒１３
の移動制御を行った結果を、図３の曲線ＣＶ２および図
４の曲線ＣＶ４に示す。図３に示した曲線ＣＶ２から明
らかなように、コア部形成用火炎８の発光部分の幅の中
点Ｐの位置は時間経過しても、ほぼ一定になった。図４
に示した曲線ＣＶ４から明らかなように、比屈折率差Δ
は、スート体２の長手方向依存性が少なくなった。つま
り、スート体２の長手方向に均一な比屈折率差Δが得ら
れた。したがって、このようにして合成されたスート体
２を用いて光ファイバを合成すると、比屈折率差Δの均
一な光ファイバが製造できる。

【００４７】第３実施例本発明の光ファイバ用多孔質母材合成方法とその装置の
他の実施例を述べる。本実施例は、ベルジャー１１への
吸気量を制御して火炎の変位を制御する。図９に本実施
例の光ファイバ用多孔質母材合成装置１００Ｂの構成を
示す。光ファイバ用多孔質母材合成装置１００Ｂは、ス
ート体合成装置１Ｂと合成状態測定・制御装置３Ｂとか
らなる。

【００４８】スート体合成装置１Ｂは、図５に図解した
スート体合成装置１Ａに類似しているが、ベルジャー１
１の上部に、ベルジャー１１に導入する大気（空気）を
吸気するため、ベルジャー１１の外壁の外周に沿って複
数の吸気口７０が設けられている。さらに、吸気口７０
への吸気量を制御するため、弁７６、この弁に接続され
たシャフト７８が設けられている。またスート体合成装
置１Ｂには、スート体２を軸支しているシャフト１６の
上部側に、吸気口７０から吸入された空気が漏洩しない
ように、磁気シール部７４とベローズ７２が設けられて
いる。

【００４９】合成状態測定・制御装置３Ｂは、図５に図
解したものと同様、ＣＣＤカメラ３２、第１のモニタ装
置３４、第２のモニタ装置３６（図示せず）、制御処理
コンピュータ３８（図示せず）、記録装置３９（図示せ
ず）、画像処理装置３０Ａ，３０Ｂ、火炎変位表示器４
６を有する。合成状態測定・制御装置３Ｂはまた、図５
に示したと同様に、排気筒位置制御器５０、排気筒３次
元駆動装置５２を有する。合成状態測定・制御装置３Ｂ
はさらに、上述した吸気口７０からの吸気量を制御する
ための、吸気制御器６０および吸気口駆動制御器６２を
有する。第１のＣＣＤカメラ３２、第２のＣＣＤカメラ
３３、画像処理装置３０Ａ、３０Ｂ、第１のモニタ装置
３４、第２のモニタ装置３６、火炎変位表示器４６の処
理内容は、図５を参照して述べた処理と実質的に同じで
ある。

【００５０】図１０は、図９に示した吸気口７０、弁７
６、シャフト７８のベルジャー１１の頂部からみた平面
図で、シャフト７８と駆動モータ８０、および、駆動モ
ータ８０と吸気口駆動制御器６２との接続関係を示す。
吸気口７０はベルジャー１１の上部の周辺に沿って、こ
の例では、８個設けられている。８個の吸気口７０に対
応して、８個の弁７６、８個のシャフト７８、８個の駆
動モータ８０が設けられている。吸気口駆動制御器６２
が８個の駆動モータ８０を独立に制御して、８個の吸気
口７０のそれぞれから導入される空気の量を、独立に制
御する。シャフト７８にはネジが付いており、そのネジ
がカバー８２にねじ込まれている。したがって、駆動モ
ータ８０がこの駆動モータ８０に接続されたシャフト７
８を回転させると、シャフト７８が軸方向に沿って移動
し、弁７６が吸気口７０の開度を調整する。このよう
に、ベルジャー１１の周縁に沿って、８個の独立した吸
気口７０を設けたのは、ベルジャー１１内の火炎と排気
との位置関係を考慮したためである。つまり、吸気口７
０から吸気される空気はコア部形成用火炎８およびクラ
ッド部形成用火炎１０の形状のプロファイルを制御する
整流ガスとして用いられるが、整流ガスは、ベルジャー
１１内の流路に依存してその整流効果が著しく変化す
る。ベルジャー１１内の整流ガスの流路は、スート体２
の成長状態、排気筒１３からの排気状態などによって変
化する。したがって、本実施例においては、ベルジャー
１１の上部外周に８個の吸気口７０を設け、状態に応じ
て、適切な位置の吸気口７０から適切な量の吸気が可能
な構成にしている。

【００５１】火炎変位表示器４６から吸気制御器６０
に、火炎位置変位信号Ｐ１，Ｐ２が印加される。吸気制
御器６０は、たとえば、基準位置に対する上記火炎位置
変位信号Ｐ１，Ｐ２の偏差を、図１０に示したベルジャ
ー１１の中心線Ｃの周囲の放射状方向に分割して、それ
ぞれ分割方向ごとの偏差を算出し、それらの偏差を制御
指令Ｓ６０として吸気口駆動制御器６２に印加する。吸
気口駆動制御器６２は、吸気制御器６０からの制御指令
Ｓ６０に基づいて８個の吸気口７０−１〜７０−８に対
応する駆動モータ８０−１〜８０−８を個別的に駆動す
る。

【００５２】図１１は、予備実験として、対向位置にあ
る１番と３番の吸気口７０−１、７０−３の開度を変更
したときのコア部形成用火炎８の左右方向Ｐ₂の変位の
変動を示すグラフである。この場合、排気筒１３の移動
制御は行っていない。両者の吸気口７０−１，７０−３
を閉じると、吸気量は平衡するから、コア部形成用火炎
８の変位はない。吸気口７０−１を開け、吸気口７０−
３を閉じると、コア部形成用火炎８は、閉じられた吸気
口７０−３側、つまり、正側に変位する。逆に、吸気口
７０−３を開け、吸気口７０−１を閉じると、コア部形
成用火炎８は、閉じられた吸気口７０−１側、つまり、
負側に変位する。その他の対向する吸気口７０、たとえ
ば、吸気口７０−２と７０−４などについても上記同様
にコア部形成用火炎８の変位を制御できる。

【００５３】以上から明らかなように、コア部形成用火
炎８を変位させたい向きにある吸気口７０を閉じ、それ
と対向する位置にある吸気口７０を開けると、希望する
火炎の形状のプロファイル制御が可能となる。したがっ
て、コア部形成用火炎８の変位に応じて、適切な吸気口
７０の開度を適切に制御することにより、コア部形成用
火炎８をスート体２の成長に係わらず、所定の位置に維
持させることができる。その結果として、図３の曲線Ｃ
Ｖ２に示したように、コア部形成用火炎８の発光部分の
幅の中点Ｐを所定の位置に制御でき、その結果として、
図４の曲線ＣＶ４に示したように、比屈折率差Δをプリ
フォーム（多孔質ガラス母材）の長手方向に依存せず、
均一にすることができる。

【００５４】第４実施例第２実施例は排気筒１３の位置を変化させる例、第３実
施例は吸気口７０からの吸気量を制御する例を示した
が、図９に示したように、これら両者の制御を併用する
ことができる。たとえば、スート体２の合成の初期段階
では、シャフト１６とベルジャー１１の外筒との間の間
隙が大きく、スート体２の合成が進んで、スート体２が
ベルジャー１１の上部に入り込んでいくとベルジャー１
１の外筒とスート体２との間隙が狭まる。つまり、スー
ト体２の合成状態に依存して吸気の流路状態が異なる。
さらに、流路状態の変化に伴って、吸気口７０から導入
された空気が、ベルジャー１１の底部にぶつかって、コ
ア部形成用火炎８に向かい、コア部形成用火炎８の形状
のプロファイルを間接的に制御する場合もある。さら
に、そのような空気が排気筒１３から排出されるとき
も、コア部形成用火炎８の形状のプロファイルの変化さ
せる。したがって、上述した排気筒１３の移動制御と、
吸気制御とを適切に組み合わせると、コア部形成用火炎
８のみならず、クラッド部形成用火炎１０の形状のプロ
ファイルもを適切に制御できることになる。その結果と
して、より高い品質の多孔質ガラス母材を合成できる。

【００５５】第５実施例本発明の火炎などの状態測定方法の他の実施例について
述べる。第５実施例は、発光強度分布を測定する例を示
す。図１２（Ａ）は第５実施例を実施する測定装置９０
の構成を示す。第５実施例においては、第１実施例およ
び第２実施例におけるＣＣＤカメラ３２または第２のＣ
ＣＤカメラ３３に代えて、集光レンズ９２、スクリーン
９４、リニアイメージセンサ９６およびセンサ制御装置
９８からなる光学式処理装置９０を用いる。集光レンズ
９２を用いてスクリーン９４の上にコア部形成用火炎８
およびクラッド部形成用火炎１０の画像を投影し、集光
レンズ９２とは反対側にスクリーン９４に対向させてリ
ニアイメージセンサ９６を設けている。リニアイメージ
センサ９６の平面図を図１２（Ｂ）に示す。リニアイメ
ージセンサ９６は直線状の光の強度分布を測定する測定
器である。図１２（Ｃ）はリニアイメージセンサ９６に
投影したコア部形成用火炎８およびクラッド部形成用火
炎１０の画像を示す図である。センサ制御装置９８はリ
ニアイメージセンサ９６で得られた画像データを処理す
る。

【００５６】図１３は図１２（Ｃ）の拡大図および火炎
測定処理を示す図である。スクリーン９４の所定の位置
には、第１の測定ウインドウ６６および第２の測定ウイ
ンドウ６８が貼りつけてあり、これらのウインドウ６
６、６８を用いて、コア部形成用火炎８およびクラッド
部形成用火炎１０の発光強度の強い部分を測定する。好
適には、適切なしきい値を設けてコア部形成用火炎８お
よびクラッド部形成用火炎１０の面をコントラストよく
測定する。第５実施例においては、上述した実施例のよ
うに、広い範囲の画像データについて高速な演算を必要
としないので、上述した実施例に比較して、高速な測定
が可能となる。また、視野上の任意の複数の点を処理速
度を低下させずに測定できるという利点がある。つま
り、上述した実施例においては、ＣＣＤカメラ３２また
は第２のＣＣＤカメラ３３の撮像周期および画像処理装
置３０、３０Ａ、３０Ｂにおけるその信号処理周期があ
る程度制限されたが、本実施例ではその制限がないか
ら、一層高速な火炎の測定が可能になる。このようにし
て火炎を測定した後の、火炎の位置制御は、第２実施例
〜第３実施例に述べたとおり行う。

【００５７】第６実施例以上の実施例は、合成の対象として、光ファイバに用い
る多孔質ガラス母材の合成について述べたが、本発明
は、多孔質ガラス母材の合成に限定されず、光導波路の
製造のように、上記ＶＡＤによる多孔質ガラス母材の合
成と類似する火炎堆積法を適用する他の種々の場合に適
用できる。第６実施例は、火炎堆積法による光導波路の
製造における火炎の形状のプロファイルを測定する方法
に関する。図１４は火炎堆積法による光導波路の製造に
おける火炎の形状のプロファイルを測定する装置１８０
の構成図である。光導波路は、基板となるシリコンウェ
ーハ２Ａ上にバーナ１４からシリカ粒子（ＳｉＣｌ₄，
Ｈ₂，Ｏ₂，Ａ_r）を吹きつけて堆積させていく。シリ
コンウェーハ２Ａに堆積されなかったシリカ粒子は排気
管１１６から排出される。バーナ１４と排気管１１６と
は固定しており、シリコンウェーハ２Ａ全面に均一にシ
リカ粒子が堆積されるように、シリコンウェーハ２Ａを
図示しないトラバース機構を用いて、前後、左右にトラ
バースさせる。

【００５８】シリコンウェーハ２Ａに対するバーナ１４
からの火炎９を撮像するため、第１のＣＣＤカメラ１８
２と第２のＣＣＤカメラ１８４が直交状態に配設されて
いる。つまり、第１のＣＣＤカメラ１８２はシリコンウ
ェーハ２Ａの面に直交した上部からシリコンウェーハ２
Ａに吹きつけられる火炎９を撮像するように配設され、
第２のＣＣＤカメラ１８４はシリコンウェーハ２Ａに吹
きつけられる火炎９の側面を撮像するように配設されて
いる。第１のＣＣＤカメラ１８２および第２のＣＣＤカ
メラ１８４の撮像結果は、たとえば、図５に示した画像
処理装置３０Ａおよび画像処理装置３０Ｂと同様の信号
処理系によって、処理される。つまり、第１のＣＣＤカ
メラ１８２および第２のＣＣＤカメラ１８４で撮像され
た画像データはそれぞれ画像処理装置３０に印加され
て、第１のモニタ装置３４および第２のモニタ装置３６
に表示される。ただし、第６実施例においては、第１の
モニタ装置３４には図１５（Ａ）に示すように第１のＣ
ＣＤカメラ１８２で撮像した画像データ処理を表示し、
第２のモニタ装置３６には図１５（Ｂ）に示すように第
２のＣＣＤカメラ１８４で撮像した画像データ処理結果
を表示する。

【００５９】図１５（Ａ）について述べると、画像処理
装置３０Ａは、第１の測定ウインドウ１８６を用いて、
シリコンウェーハ２Ａの面に吹きつけられている平面的
な火炎９Ａの形状のプロファイルを測定する。この測定
方法は第２実施例と同様である。これにより、発光部分
の平面における幅の中点Ｐ_Aが測定できる。同様に、図
１５（Ｂ）について述べると、画像処理装置３０Ｂは、
第２の測定ウインドウ１８８を用いて、シリコンウェー
ハ２Ａの面に吹きつけられている平面的な火炎９Ｂの形
状のプロファイルを測定する。この測定方法は第２実施
例と同様である。これにより、発光部分の断面における
幅の中点Ｐ_Aが測定できる。第１の測定ウインドウ１８
６の近傍に付記した記号＋は第１の測定ウインドウ１８
６を＋側に移動させることを示し、記号−は第１の測定
ウインドウ１８６を−側に移動させることを示す。第２
の測定ウインドウ１８８の近傍に付記した記号＋は第２
の測定ウインドウ１８８を＋側に移動させることを示
し、記号−は第２の測定ウインドウ１８８を−側に移動
させることを示す。いずれの場合も、撮像された火炎の
中心線を基準として、＋側と−側に移動させながら、そ
れぞれの発光部分の平面における中点Ｐ_A、および、断
面における中点Ｐ_Bを測定する。

【００６０】上記のようにして測定された発光部分の幅
の中点Ｐ_A，Ｐ_Bをそれぞれ直交軸方向にとって、その
交点をプロットしたグラフを図１６に示す。つまり、図
１６は、発光部分の平面における幅の中点Ｐ_A、およ
び、断面における幅の中点Ｐ_Bの方向を含む平面内の火
炎の動きを示している。図１６に示す結果を分析する
と、平面幅の中点Ｐ_A方向に約１ｍｍ、断面幅の中点Ｐ
_B方向に約１．５ｍｍの範囲で火炎が揺らいでいること
が判った。この火炎の変動幅が発生する原因を究明する
と、排気管１１６に付着したガラス微粒子に起因する排
気管１１６の内壁の排気抵抗の変化（増加）、排気管１
１６に接続された排ガス処理装置（図示せず）の負荷変
動に起因していることが判った。したがって、これらの
火炎を発生させる要因が発生しないように管理すること
により、バーナ１４から吹き出される火炎９の揺らぎの
変動を小さく抑制でき、ひいては、高い品質の光導波路
を合成することができる。

【００６１】光導波路の合成の火炎を測定した第６実施
例の他の形態としては、上述した実施例と同様に、火炎
９にレーザ光を火炎９に含まれるガラス微粒子に照射し
その散乱光を撮像して、ガラス微粒子の形状のプロファ
イルを測定することもできる。

【００６２】以上の実施例においては、コア部形成用火
炎８またはクラッド部形成用火炎１０の整流ガスとして
空気（大気）を用いた場合について述べたが、整流ガス
としては、空気に限らず、アルゴンガスなどの不活性ガ
スを用いてもよい。

【００６３】

【発明の効果】本発明によれば、多孔質ガラス母材、光
導波路などを合成する火炎の位置を正確に制御できる。
その結果、本発明によって合成された多孔質ガラス母
材、光導波路などは品質が安定している。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の光ファイバ用多孔質母材合成方
法の第１実施例として、光ファイバ用多孔質母材合成状
態測定方法を実施する光ファイバ用多孔質母材合成装置
および光ファイバ用多孔質母材合成状態測定装置の構成
図である。

【図２】図２は図１に示したＣＣＤカメラでコア火炎を
撮像した結果を画像処理して、図１に示した第１のモニ
タ装置に表示したコア部形成用火炎を示すグラフであ
る。

【図３】図３は図１に示した画像処理装置で測定した時
間経過に対するコア部形成用火炎の発光部分の幅の中点
Ｐの位置変動を示すグラフである。

【図４】図４は図１に示した画像処理装置で測定した光
ファイバ母材の長さと比屈折率差との関係を示すグラフ
である。

【図５】図５は本発明の光ファイバ用多孔質母材合成方
法を行う光ファイバ用多孔質母材合成装置の第１の構成
図である。

【図６】図６は図５に図解した測定装置の構成を図解す
る図である。

【図７】図７は図５に示した光ファイバ用多孔質母材合
成装置による火炎位置変位測定結果を示すグラフであ
る。

【図８】図８は図５に示した光ファイバ用多孔質母材合
成装置による他の火炎位置変位測定結果を示すグラフで
ある。

【図９】図９は本発明の光ファイバ用多孔質母材合成方
法を行う光ファイバ用多孔質母材合成装置の第２の構成
図である。

【図１０】図１０は図９に示した吸気口などをベルジャ
ーの頭部から見た平面図である。

【図１１】図１１は、図９に示した光ファイバ用多孔質
母材合成装置によって実験を行った結果を示すグラフで
ある。

【図１２】図１２（Ａ）は本発明の火炎などの状態測定
方法の第５実施例としての、光ファイバ用多孔質母材合
成状態測定方法を実施する測定装置の構成を示す図であ
り、図１２（Ｂ）は図１２（Ａ）に示したリニアイメー
ジセンサの平面図であり、図１２（Ｃ）はリニアイメー
ジセンサに投影した火炎の画像を示す図である。

【図１３】図１３は図１２（Ｃ）に示した図形の拡大図
および火炎測定処理を示す図である。

【図１４】図１４は本発明の火炎などの状態測定方法の
第７実施例としての、火炎堆積法による光導波路の製造
における火炎の形状のプロファイルを測定する装置の構
成図である。

【図１５】図１５（Ａ）は図１４に示した第１のＣＣＤ
カメラで撮像した画像データ処理を表示した画像データ
処理結果を示す図であり、図１５（Ｂ）は図１５に示し
た第２のＣＣＤカメラで撮像した画像データ処理結果を
示す図である。

【図１６】図１６は、図１４に示した測定された火炎の
発光部分の平面幅の中点Ｐ_Aおよび断面幅の中点Ｐ_Bを
それぞれ直交軸方向にとってその交点をプロットしたグ
ラフ、つまり、発光部分の平面幅の中点Ｐ_Aの方向と断
面幅の中点Ｐ_Bの方向を含む平面内の火炎の動きを示す
グラフである。

【符号の説明】

１・・スート体合成装置１１・・ベルジャー１３・・排気筒２・・ターゲット（スート体）２Ａ・・シリコンウェーハ３・・合成状態測定装置３０・・画像処理装置３２・・第１のＣＣＤカメラ３３・・第２のＣＣＤカメラ３４・・第１のモニタ装置３６・・第２のモニタ装置３８・・制御処理コンピュータ３９・・記録装置４０、４２・・測定ウインドウ４６・・火炎変位表示器４・・コアバーナ８・・コア部形成用火炎８Ａ・・画像処理後のコア部形成用火炎８Ｂ・・ガラス微粒子６・・クラッドバーナ１０・・クラッド部形成用火炎３Ａ、３Ｂ・・合成状態測定・制御装置５０・・排気筒位置制御器５２・・排気筒３次元駆動装置５４・・排気筒支持部５６、５８・・ベローズ６０・・吸気制御器６２・・吸気口駆動制御器６６、６８・・測定ウインドウ７０・・吸気口７２・・ベローズ７４・・磁気シール部７６・・弁７８・・シャフト８０・・駆動モータ８２・・カバー１００、１００Ａ、１００Ｂ・・光ファイバ用多孔質母
材合成装置１７０・・レーザ光源１７２・・シャッタ１７４・・シリンドリカルレンズ１７５・・光学的バンドパスフィルタ９０・・光学式処理装置９２・・集光レンズ９４・・スクリーン９６・・リニアイメージセンサ９８・・センサ制御装置６０・・測定装置１１６・・排気管

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光ファイバ用多孔質ガラス母材または光導
波路を合成する、光ファイバ用多孔質母材等の合成方法
において、ターゲットに吹きつけられて光ファイバ用多孔質ガラス
母材または光導波路を合成する火炎またはガラス微粒子
の流れを撮像し、その撮像結果を信号処理して前記火炎またはガラス微粒
子の流れの位置変化をを測定し、測定した火炎またはガラス微粒子の位置が所定の位置に
なるように、前記多孔質ガラス母材を合成する容器から
ガスを排出する排気手段の位置を制御することを特徴と
する光ファイバ用多孔質母材等の合成方法。
【請求項２】光ファイバ用多孔質ガラス母材または光導
波路を合成する、光ファイバ用多孔質母材等の合成方法
において、ターゲットに吹きつけられて光ファイバ用多孔質ガラス
母材または光導波路を合成する火炎またはガラス微粒子
の流れを撮像し、その撮像結果を信号処理して前記火炎またはガラス微粒
子の流れの位置変化をを測定し、測定した火炎またはガラス微粒子の位置が所定の位置に
なるように、前記多孔質ガラス母材を合成する容器の頂
部から整流ガスを導入し、該整流ガスの分布を制御する
ことを特徴とする光ファイバ用多孔質母材等の合成方
法。
【請求項３】光ファイバ用多孔質ガラス母材を合成する
容器、該容器内のターゲットに向けて光ファイバのコア部形成
用火炎を吹きつけるコアバーナ、前記容器内のターゲットに向けて光ファイバのクラッド
部形成用火炎を吹きつけるクラッドバーナ、前記容器内の排気ガスを排出する排気筒、少なくとも前記コア部形成用火炎の形状を撮像する撮像
手段、該撮像手段の撮像結果から前記コア部形成用火炎の中心
位置を測定する火炎位置測定手段、前記排気筒の位置を制御して前記測定した火炎の中心位
置を所定位置に制御する排気筒位置制御手段を有する光
ファイバ用多孔質母材合成装置。
【請求項４】光ファイバ用多孔質ガラス母材を合成する
容器、該容器内のターゲットに向けて光ファイバのコア部形成
用火炎を吹きつけるコアバーナ、前記容器内のターゲットに向けて光ファイバのクラッド
部形成用火炎を吹きつけるクラッドバーナ、前記容器内の排気ガスを排出する排気筒、少なくとも前記コア部形成用火炎の形状を撮像する撮像
手段、該撮像手段の撮像結果から前記コア部形成用火炎の中心
位置を測定する火炎位置測定手段、前記容器の頂部に配設され、前記コア部形成用火炎の形
状を変化させる整流ガスを提供する手段、前記整流ガスの分布を制御して前記測定した火炎の中心
位置を所定位置に制御する整流ガス制御手段を有する光
ファイバ用多孔質母材合成装置。