JPH089488B2 - 光フアイバ用母材の製造方法 - Google Patents
光フアイバ用母材の製造方法Info
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- JPH089488B2 JPH089488B2 JP9894586A JP9894586A JPH089488B2 JP H089488 B2 JPH089488 B2 JP H089488B2 JP 9894586 A JP9894586 A JP 9894586A JP 9894586 A JP9894586 A JP 9894586A JP H089488 B2 JPH089488 B2 JP H089488B2
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- optical fiber
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- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
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- 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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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C03B2207/04—Multi-nested ports
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- C03B2207/04—Multi-nested ports
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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、光ファイバ用母材の製造方法に関するもの
であり、更に詳述するならば、OVPO法（外付気相酸化
法）、VAD法（気相軸付法）等のスート生成法により光
ファイバ用多孔質ガラス母材を製造する方法に関するも
のである。
であり、更に詳述するならば、OVPO法（外付気相酸化
法）、VAD法（気相軸付法）等のスート生成法により光
ファイバ用多孔質ガラス母材を製造する方法に関するも
のである。
従来の技術 光ファイバ用多孔質ガラス母材を製造する１方法とし
て、燃焼バーナから燃焼ガスおよびガラス原料を混合噴
出し、火炎中での加水分解反応または酸化反応によりガ
ラス微粒子を生成し、このガラス微粒子を回転する出発
材の先端に堆積させ、ガラス多孔質ガラス母材の成長に
合わせて出発材をバーナと相対的に移動させることによ
り多孔質ガラス母材を製造するVAD法がある。
て、燃焼バーナから燃焼ガスおよびガラス原料を混合噴
出し、火炎中での加水分解反応または酸化反応によりガ
ラス微粒子を生成し、このガラス微粒子を回転する出発
材の先端に堆積させ、ガラス多孔質ガラス母材の成長に
合わせて出発材をバーナと相対的に移動させることによ
り多孔質ガラス母材を製造するVAD法がある。
また、出発材の外周部に燃焼バーナにより生成したガ
ラス微粒子を堆積させ、出発材または燃焼バーナを１回
以上トラバースすることにより、多孔質ガラス母材を製
造するOVPO法（特開昭48−73522号）もある。
ラス微粒子を堆積させ、出発材または燃焼バーナを１回
以上トラバースすることにより、多孔質ガラス母材を製
造するOVPO法（特開昭48−73522号）もある。
従来VAD法においては、燃焼バーナとして、第２図
（ａ）に示すような断面丸型の噴出口を有する多重管バ
ーナまたは第２図（ｂ）に示すような断面角型の噴出口
を有する多重管バーナが用いられている。多重管バーナ
の各環状噴射ポートすなわち各層からは、それぞれ原料
ガス、燃料ガス及び助燃ガス等が噴出される。例えば、
第２図に示す同心円状多重管バーナでは、第１層から原
料ガス、第２層から燃料ガス、第３層から不活性ガス、
第４層から助燃ガスがそれぞれ噴射される。一般に原料
ガスとしてはSiCl4、燃料ガスとしてはH2、CH4等、不活
性ガスとしてはAr、N2、助燃ガスとしてはO2が用いられ
る。また原料ガス中には、ドーパントとしてGeCl4等が
混合供給されることもある。
（ａ）に示すような断面丸型の噴出口を有する多重管バ
ーナまたは第２図（ｂ）に示すような断面角型の噴出口
を有する多重管バーナが用いられている。多重管バーナ
の各環状噴射ポートすなわち各層からは、それぞれ原料
ガス、燃料ガス及び助燃ガス等が噴出される。例えば、
第２図に示す同心円状多重管バーナでは、第１層から原
料ガス、第２層から燃料ガス、第３層から不活性ガス、
第４層から助燃ガスがそれぞれ噴射される。一般に原料
ガスとしてはSiCl4、燃料ガスとしてはH2、CH4等、不活
性ガスとしてはAr、N2、助燃ガスとしてはO2が用いられ
る。また原料ガス中には、ドーパントとしてGeCl4等が
混合供給されることもある。
光ファイバ用母材の製造においては、伝送損失を低く
するために母材中に含まれる不純物を十分に低減させる
必要がある。従って、バーナは、そのような不純物を混
入させない材料で形成されていることが必要である。ま
た、バーナとしては、ガラス原料として腐食性の原料を
用いるために、耐食性のすぐれた材質を用いる必要があ
る。このため、従来、燃焼バーナとして石英製のバーナ
が用いられていた。しかし、石英は加工性が悪いので、
石英製バーナの製造精度を向上させるには限界があっ
た。同心円状多重管バーナを用いる場合には、各層の同
心度の悪さおよびパイプの肉厚変動により、層のすきま
が円周方向に変動することが多い。
するために母材中に含まれる不純物を十分に低減させる
必要がある。従って、バーナは、そのような不純物を混
入させない材料で形成されていることが必要である。ま
た、バーナとしては、ガラス原料として腐食性の原料を
用いるために、耐食性のすぐれた材質を用いる必要があ
る。このため、従来、燃焼バーナとして石英製のバーナ
が用いられていた。しかし、石英は加工性が悪いので、
石英製バーナの製造精度を向上させるには限界があっ
た。同心円状多重管バーナを用いる場合には、各層の同
心度の悪さおよびパイプの肉厚変動により、層のすきま
が円周方向に変動することが多い。
このため、燃焼バーナにより形成される火炎および生
成されるガラス微粒子の流れは軸対称流とならず、原料
の付着効率が劣化するという問題があった。また、この
燃焼バーナの製造精度は各バーナによりバラツキがあ
り、バーナを交換するたびに多孔質ガラス母材の製造状
態が変化するので、その都度多孔質ガラス母材の製造条
件を変更しなければならないという問題があった。更
に、石英製よりも寸法精度の良い金属製バーナにおいて
も、同心度を良くするためには多大の時間と労力を要
し、同心度を常に一定に保つことは困難であった。
成されるガラス微粒子の流れは軸対称流とならず、原料
の付着効率が劣化するという問題があった。また、この
燃焼バーナの製造精度は各バーナによりバラツキがあ
り、バーナを交換するたびに多孔質ガラス母材の製造状
態が変化するので、その都度多孔質ガラス母材の製造条
件を変更しなければならないという問題があった。更
に、石英製よりも寸法精度の良い金属製バーナにおいて
も、同心度を良くするためには多大の時間と労力を要
し、同心度を常に一定に保つことは困難であった。
発明が解決しようとする問題点 以上のように、環状多重管燃焼バーナを用いてスート
法により光ファイバ用多孔質ガラス母材を製造する従来
の方法では、燃焼バーナの各層のすきまが周方向に一定
となっていないため、形成される火炎および生成される
ガラス微粒子の流れは軸対称流とはならず、原料の付着
効率が劣化するという問題があった。
法により光ファイバ用多孔質ガラス母材を製造する従来
の方法では、燃焼バーナの各層のすきまが周方向に一定
となっていないため、形成される火炎および生成される
ガラス微粒子の流れは軸対称流とはならず、原料の付着
効率が劣化するという問題があった。
そこで、本発明は、上記燃焼バーナにより形成される
火炎流および火炎中で生成されるガラス微粒子流が軸対
称な流れとなり、原料収率の良い光ファイバ用母材の製
造方法を提供せんとするものである。
火炎流および火炎中で生成されるガラス微粒子流が軸対
称な流れとなり、原料収率の良い光ファイバ用母材の製
造方法を提供せんとするものである。
問題点を解決するための手段 すなわち、本発明により、複数の環状噴射ポートが同
心状に設けられた石英ガラス製の多重管燃焼バーナから
基体のガラス原料を噴出させて火炎加水分解し、生成し
た粒状ガラスを回転する出発材に堆積させ、該粒状ガラ
スを回転軸方向に成長させて多孔質ガラス母材を製造す
る方法において、前記多重管燃焼バーナの少なくとも１
つの環状噴射ポートをバーナの延在方向の中心軸を通る
平面で少なくとも２つ以上に仕切り、該バーナにより形
成される火炎の流れが軸対称流となるように、その仕切
られた各流路の流量を独立して制御することを特徴とす
る光ファイバ用母材の製造方法が提供される。
心状に設けられた石英ガラス製の多重管燃焼バーナから
基体のガラス原料を噴出させて火炎加水分解し、生成し
た粒状ガラスを回転する出発材に堆積させ、該粒状ガラ
スを回転軸方向に成長させて多孔質ガラス母材を製造す
る方法において、前記多重管燃焼バーナの少なくとも１
つの環状噴射ポートをバーナの延在方向の中心軸を通る
平面で少なくとも２つ以上に仕切り、該バーナにより形
成される火炎の流れが軸対称流となるように、その仕切
られた各流路の流量を独立して制御することを特徴とす
る光ファイバ用母材の製造方法が提供される。
作用 上記した本発明の方法を説明する前に、上述した問題
を図面を参照して説明する。
を図面を参照して説明する。
第３図（ａ）は、第２層と第３層の仕切バイプが偏心
して取り付けられた４重管バーナの噴出口の断面を示
す。図示のバーナでは、第２層は左側の隙間が狭く、右
側の隙間は広くなっている。また、第３層は逆に左側は
広く右側は狭くなっている。このように偏心したバーナ
を用いた場合、第２層および第３層のガスの流れは、バ
ーナ内の圧損の関係から隙間の広い方に偏って流れる。
して取り付けられた４重管バーナの噴出口の断面を示
す。図示のバーナでは、第２層は左側の隙間が狭く、右
側の隙間は広くなっている。また、第３層は逆に左側は
広く右側は狭くなっている。このように偏心したバーナ
を用いた場合、第２層および第３層のガスの流れは、バ
ーナ内の圧損の関係から隙間の広い方に偏って流れる。
従って、第３図（ａ）に示すような噴出口断面を有す
る燃焼バーナの第１層に原料ガス、第２層に燃料ガス、
第３層に不活性ガス、第４層に助燃ガスをそれぞれ流し
た場合、第２層の燃焼ガスはすきまが広い右側に多く流
れ、第３層の不活性ガスはすきまの広い左側に多く流れ
ることになる。この結果、バーナの右側に形成される火
炎は大きく、左側に形成される火炎は小さくなる。さら
に不活性ガスの流量の少ない右側では、燃焼ガスと助熱
ガスの混合が速くなり、バーナの出口のごく近傍で火炎
が形成されることになり、バーナ先端部の温度が上昇し
てしまう。
る燃焼バーナの第１層に原料ガス、第２層に燃料ガス、
第３層に不活性ガス、第４層に助燃ガスをそれぞれ流し
た場合、第２層の燃焼ガスはすきまが広い右側に多く流
れ、第３層の不活性ガスはすきまの広い左側に多く流れ
ることになる。この結果、バーナの右側に形成される火
炎は大きく、左側に形成される火炎は小さくなる。さら
に不活性ガスの流量の少ない右側では、燃焼ガスと助熱
ガスの混合が速くなり、バーナの出口のごく近傍で火炎
が形成されることになり、バーナ先端部の温度が上昇し
てしまう。
従来、こうした場合には、第３層のガス流量を上げて
バーナの破損を避けていたので、ガラス微粒子生成の最
適なガス流量条件を実現することができなくなり、多孔
質ガラス母材を効率よく合成することができなかった。
バーナの破損を避けていたので、ガラス微粒子生成の最
適なガス流量条件を実現することができなくなり、多孔
質ガラス母材を効率よく合成することができなかった。
しかし、本発明による方法においては、第３図（ｂ）
の噴出口断面図に示すように、例えば中央に仕切りが設
けられており、各層がＡ及びＢの２つのポートに分かれ
ている。そして、各層の２つのポートの流量を独立して
調整する。その際、火炎が左右対称に形成されるよう
に、Ａポート及びＢポートの流量を調整するならば、ど
のような偏心を持ったバーナに対しても最適な流量条件
に近い状態で、多孔質ガラス母材を合成することが可能
となる。
の噴出口断面図に示すように、例えば中央に仕切りが設
けられており、各層がＡ及びＢの２つのポートに分かれ
ている。そして、各層の２つのポートの流量を独立して
調整する。その際、火炎が左右対称に形成されるよう
に、Ａポート及びＢポートの流量を調整するならば、ど
のような偏心を持ったバーナに対しても最適な流量条件
に近い状態で、多孔質ガラス母材を合成することが可能
となる。
簡単のために４重管バーナについて、各層を２つのポ
ートに仕切った例を説明したが、同心状の多重管の場合
には、どのような場合も適用することができる。第２図
に示す角型環状多重管バーナの場合にも同様である。
ートに仕切った例を説明したが、同心状の多重管の場合
には、どのような場合も適用することができる。第２図
に示す角型環状多重管バーナの場合にも同様である。
また、仕切りはバーナのすべての層に入れる必要はな
く、多孔質母材形成に重要な役割をはたす特定の層に限
って仕切りを入れる場合でも本発明の効果を損わない。
く、多孔質母材形成に重要な役割をはたす特定の層に限
って仕切りを入れる場合でも本発明の効果を損わない。
更に、上記VAD法に限らず、多孔質ガラス母材を形成
するプロセスを含む製法であれば、本方法を適用するこ
とは可能である。
するプロセスを含む製法であれば、本方法を適用するこ
とは可能である。
実施例 以下添付図面を参照して、本発明による光ファイア用
母材の製造方法の実施例を説明する。
母材の製造方法の実施例を説明する。
第１図に示すような噴出口を有する石英製８重管バー
ナを用いて、多孔質母材の合成を行った。この８重管バ
ーナ噴出口の中心から４層の各層は、４ポートに等分に
仕切られている。層の偏心を測定した結果を第１表に示
す。
ナを用いて、多孔質母材の合成を行った。この８重管バ
ーナ噴出口の中心から４層の各層は、４ポートに等分に
仕切られている。層の偏心を測定した結果を第１表に示
す。
ここで言う偏心の定義を第２層の偏心について説明す
る。第４図は、２つのパイプにより形成された第２層を
模式的に示す。第２層は、パイプ１の外周３とパイプ２
の内周４で画成されている。ここで言う第２層の偏心は
外周３の円の中心に対する内周４の円の中心のズレを示
すものである。この測定結果より偏心の比較的大きな
層、すなわちすきまが円周方向に比較的大きく変化して
いる層は、第２、４、５及び６層であることがわかる。
る。第４図は、２つのパイプにより形成された第２層を
模式的に示す。第２層は、パイプ１の外周３とパイプ２
の内周４で画成されている。ここで言う第２層の偏心は
外周３の円の中心に対する内周４の円の中心のズレを示
すものである。この測定結果より偏心の比較的大きな
層、すなわちすきまが円周方向に比較的大きく変化して
いる層は、第２、４、５及び６層であることがわかる。
まず、比較のために、４つに仕切られた各ポートから
同一流量のガスを流して多孔質母材を製造した。
同一流量のガスを流して多孔質母材を製造した。
原料としてはSiCl4を第１層より供給し、燃焼ガスと
しては水素を第２層及び第６層から、助燃ガスとしては
酸素を第４層及び第８層から、不活性ガスとしてはアル
ゴンを第３層、５層及び第７層からそれぞれ供給した。
各ガスの流量は、SiCl4＝1700cc/min、H2＝21/min、O
2＝25/min、Ar＝16/minとした。
しては水素を第２層及び第６層から、助燃ガスとしては
酸素を第４層及び第８層から、不活性ガスとしてはアル
ゴンを第３層、５層及び第７層からそれぞれ供給した。
各ガスの流量は、SiCl4＝1700cc/min、H2＝21/min、O
2＝25/min、Ar＝16/minとした。
前記バーナにより形成される火炎およびガラス微粒子
流を観察したところ、ガラス微粒子流は軸対称とはなら
ず、流れが不均一で乱れが一部生じていた。多孔質母材
合成の原料収率は52％と悪かった。原料収率とは、バー
ナより供給する原料投入量に対する、多孔質母材に付着
した原料の比を示している。
流を観察したところ、ガラス微粒子流は軸対称とはなら
ず、流れが不均一で乱れが一部生じていた。多孔質母材
合成の原料収率は52％と悪かった。原料収率とは、バー
ナより供給する原料投入量に対する、多孔質母材に付着
した原料の比を示している。
同一のバーナ及び同一のガス流量で火炎を形成し、火
炎を観察しながらガラス微粒子流の流れが軸対称で且つ
乱れが生じないように、４つに仕切られた各ポートの流
量を調整した。この仕切られた各ポートの流量調整は、
例えば、各ポートをそれぞれ独立した流量調整弁などを
介し供給源に接続し、それら流量調整弁を独立して調整
することにより容易に実現できる。
炎を観察しながらガラス微粒子流の流れが軸対称で且つ
乱れが生じないように、４つに仕切られた各ポートの流
量を調整した。この仕切られた各ポートの流量調整は、
例えば、各ポートをそれぞれ独立した流量調整弁などを
介し供給源に接続し、それら流量調整弁を独立して調整
することにより容易に実現できる。
本実施例の場合には、第２層の各ポートのガス流量お
よび第４層の各ポートのガス流量を調整した。それによ
り、火炎は軸対称に近い流れとすることができ、その結
果、製造された多孔質母材の原料収率は61％と高めるこ
とができた。
よび第４層の各ポートのガス流量を調整した。それによ
り、火炎は軸対称に近い流れとすることができ、その結
果、製造された多孔質母材の原料収率は61％と高めるこ
とができた。
発明の効果 以上説明したように、本発明による光ファイバ用母材
の製造方法は、同心状多重管バーナの偏心している各層
から流れるガスの不均一な流れを、各層ごとに２つ以上
に仕切られた各ポートからのガスの流量を調節すること
により均一な流れとし、軸対称な火炎流およびガラス微
粒子流を実現する。すなわち、原料の付着効率の劣化を
防止して、光ファイバ用多孔質ガラス母材を原料収率よ
く製造することができる。
の製造方法は、同心状多重管バーナの偏心している各層
から流れるガスの不均一な流れを、各層ごとに２つ以上
に仕切られた各ポートからのガスの流量を調節すること
により均一な流れとし、軸対称な火炎流およびガラス微
粒子流を実現する。すなわち、原料の付着効率の劣化を
防止して、光ファイバ用多孔質ガラス母材を原料収率よ
く製造することができる。
したがって、本発明による光ファイバ用母材の製造方
法は、広い範囲にわたって活用することができる。
法は、広い範囲にわたって活用することができる。
第１図は、本発明による光ファイバ用母材の製造方法の
１実施例に使用した燃焼バーナの噴出口の概略断面図で
あり、 第２図（ａ）及び（ｂ）は、従来のVAD法により使用さ
れていた燃焼バーナの噴出口の概略断面図であり、 第３図（ａ）及び（ｂ）は、本発明による光ファイバ用
母材の製造方法に使用するバーナの噴出口断面の構成を
説明する燃焼バーナ噴出口の概略断面図であり、 第４図は、同心多重管燃焼バーナにおける偏心の定義に
ついて説明する図である。 （主な参照番号） １……第１層と第２層を区切るパイプ、 ２……第２層と第３層を区切るパイプ、 ３……パイプ１の外周円、 ４……パイプ２の内周円
１実施例に使用した燃焼バーナの噴出口の概略断面図で
あり、 第２図（ａ）及び（ｂ）は、従来のVAD法により使用さ
れていた燃焼バーナの噴出口の概略断面図であり、 第３図（ａ）及び（ｂ）は、本発明による光ファイバ用
母材の製造方法に使用するバーナの噴出口断面の構成を
説明する燃焼バーナ噴出口の概略断面図であり、 第４図は、同心多重管燃焼バーナにおける偏心の定義に
ついて説明する図である。 （主な参照番号） １……第１層と第２層を区切るパイプ、 ２……第２層と第３層を区切るパイプ、 ３……パイプ１の外周円、 ４……パイプ２の内周円
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 真澄 神奈川県横浜市戸塚区田谷町１番地 住友 電気工業株式会社横浜製作所内 (56)参考文献 特開 昭59−78941（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−209840（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−209841（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−167442（ＪＰ，Ａ) 実開 昭55−13948（ＪＰ，Ｕ)
Claims (3)
- 【請求項１】複数の環状噴射ポートが同心状に設けられ
た石英ガラス製の多重管燃焼バーナから基体のガラス原
料を噴出させて火炎加水分解し、生成した粒状ガラスを
回転する出発材に堆積させ、該粒状ガラスを回転軸方向
に成長させて多孔質ガラス母材を製造する方法におい
て、 前記多重管燃焼バーナの少なくとも１つの環状噴射ポー
トをバーナの延在方向の中心軸を通る平面で少なくとも
２つ以上に仕切り、該バーナにより形成される火炎の流
れが軸対称流となるように、その仕切られた各流路の流
量を独立して制御することを特徴とする光ファイバ用母
材の製造方法。 - 【請求項２】上記２つ以上に仕切られた同一の環状噴射
ポートから、それぞれ同種のガスを流出させることを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の光ファイバ用母材
の製造方法。 - 【請求項３】上記２つ以上に仕切られた各環状噴射ポー
トの各流路のガス流量を、燃焼バーナにより形成される
火炎および粒状ガラス粒が、軸対称または面対称に形成
されるよう調整することを特徴とする特許請求の範囲第
１項または第２項に記載の光ファイバ用母材の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9894586A JPH089488B2 (ja) | 1986-04-28 | 1986-04-28 | 光フアイバ用母材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9894586A JPH089488B2 (ja) | 1986-04-28 | 1986-04-28 | 光フアイバ用母材の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62256736A JPS62256736A (ja) | 1987-11-09 |
| JPH089488B2 true JPH089488B2 (ja) | 1996-01-31 |
Family
ID=14233238
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9894586A Expired - Lifetime JPH089488B2 (ja) | 1986-04-28 | 1986-04-28 | 光フアイバ用母材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH089488B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10745804B2 (en) * | 2017-01-31 | 2020-08-18 | Ofs Fitel, Llc | Parallel slit torch for making optical fiber preform |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10018857C1 (de) * | 2000-04-14 | 2001-11-29 | Heraeus Quarzglas | Vorrichtung zur Herstellung eines Quarzglaskörpers |
-
1986
- 1986-04-28 JP JP9894586A patent/JPH089488B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10745804B2 (en) * | 2017-01-31 | 2020-08-18 | Ofs Fitel, Llc | Parallel slit torch for making optical fiber preform |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62256736A (ja) | 1987-11-09 |
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