JPH09241031A - 光ファイバ用母材の製造方法および製造装置 - Google Patents

光ファイバ用母材の製造方法および製造装置

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JPH09241031A
JPH09241031A JP5356596A JP5356596A JPH09241031A JP H09241031 A JPH09241031 A JP H09241031A JP 5356596 A JP5356596 A JP 5356596A JP 5356596 A JP5356596 A JP 5356596A JP H09241031 A JPH09241031 A JP H09241031A
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JP
Japan
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gas
optical fiber
base material
target rod
reaction vessel
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JP5356596A
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Akihiko Mori
昭彦 森
Isamu Sakurai
勇 桜井
Tomochika Fukada
知周 深田
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Showa Electric Wire and Cable Co
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    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/01Manufacture of glass fibres or filaments
    • C03B37/012Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
    • C03B37/014Manufacture 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]
    • C03B37/01406Deposition reactors therefor
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 未堆積反応物の排気効率を向上させ、未堆積
反応物の母材への再付着を防止することができる光ファ
イバ母材の製造方法および製造装置を提供する。 【解決手段】 排気口を有する気密反応容器11内で、
その軸心を中心に回転するターゲット棒13の下部先端
に、バーナ12より、その火炎内に光ファイバ母材の原
料を供給することにより発生させた母材形成用微粒子を
吹付けて堆積させ、さらにその堆積の進行にともなって
ターゲット棒13を引き上げることにより、母材形成用
微粒子をターゲット棒13の軸方向下方に堆積させてい
くとともに、この間、排気口よりガスの排出を行うもの
であって、気密反応容器11に設けた少なくとも 1以上
のガス導入口16より気密反応容器11内に不活性ガス
を導入し、排気口からのガスの排気風速を制御しつつ、
母材形成用微粒子を堆積させていく。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバ用母材
を製造する方法および装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、光ファイバ用母材の製造方法
として、いわゆる内付法(MCVD法=Modified Chemical
Vapor Deposition)、外付法(OVD 法=Outside Vapor-
Phase Deposition)、気相軸付法(VAD 法=Vapor-Phas
e Axial Deposition)などが知られているが、なかで
も、軸付法は、屈折率分布の精密な制御が可能なうえ、
母材内の含有OH基を 1ppb 以下にできるため低損失の光
ファイバを得ることができ、しかも、一連の作業を連続
的に行えるため外径が大きくかつ長尺な母材の製造が可
能で、生産性を高めることができることから広く用いら
れている。
【0003】この軸付法は、図3に示すように、回転す
るターゲット棒1の下方に酸水素バーナ2を配設し、こ
の酸水素バーナ2から、その酸水素火炎中に、原料のSi
Cl4、GeCl4 、POCl3 等を供給し火炎加水分解させるこ
とにより発生させた SiO2 や、 GeO2 等の酸化物のスー
ト(微粒子)を、ターゲット棒1の下部先端に向けて吹
付けて堆積させ、さらに、このスートの堆積とともにタ
ーゲット棒1を上方へ引上げることにより、スートの堆
積物を軸方向下方に成長させるものである(スート堆積
工程)。こうして形成されたスートの堆積体3は多孔質
母材と称し、この後、電気炉中で加熱焼結されて透明ガ
ラス化される(透明ガラス化工程)。
【0004】しかして、従来、上記のスート堆積工程
は、同図1に示すように、排気管4を接続した気密反応
容器5内で行われ、スートとしてターゲット棒1に付着
しなかった反応物、すなわち未堆積反応物が、気密反応
容器5から排気管4を通じて外部に吸引除去されるよう
になっている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな排気管4を接続しただけでは、気密反応容器5内の
ガスの流れが複雑なこともあって、未堆積反応物を完全
に排出することは困難で、その一部が気密反応容器5の
内壁面、特にその上部内壁面や、排気管4の内壁面に付
着して、排気環境をさらに悪化させるとともに、気密反
応容器5の内壁面に付着した未堆積反応物6が脱落して
スート堆積体3の表面に再付着する結果、後の透明ガラ
ス化工程で母材内に気泡が発生するおそれがあった。
【0006】このため、気密反応容器5の内外の圧力差
を検出し、排気管4の途中に設けた吸気口からの大気の
吸入量を調節することにより、排気環境の悪化を防止す
る対策なども講じられているが、未堆積反応物の付着防
止にほとんど効果がないばかりか、吸入した大気中の水
分と未堆積反応物が反応して排気管に目詰まりを生じさ
せたり、あるいは、不規則、不安定な大気吸入によりバ
ーナ火炎に揺らぎが生じ、スートの堆積径の変動、ひい
ては母材の屈折率分布の揺らぎにより特性低下を招くお
それがあった。
【0007】なお、排気効率のみ着目するなら、バーナ
2への供給ガス量を増やすことも一つの方法であるが、
スートの堆積に及ぼす影響が極めて大きいため非実用的
である。
【0008】本発明はこのような従来の事情に対処して
なされたもので、反応容器でのスート堆積工程における
排気環境を向上、安定化させ、未堆積反応物の反応容器
内壁面などへの付着を防止することができるとともに、
安定したスートの堆積、さらには母材の品質の向上を図
ることのできる光ファイバ用母材の製造方法および製造
装置を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の光ファイバ母材
の製造方法は、排気口を有する気密反応容器内で、その
軸心を中心に回転するターゲット棒の表面に、バーナよ
り、その火炎内に光ファイバ母材の原料を供給すること
により発生させた母材形成用微粒子を吹付けて堆積さ
せ、さらにその堆積の進行にともなって前記ターゲット
棒を軸方向に移動させることにより、前記母材形成用微
粒子を前記ターゲット棒の軸方向に堆積させていくとと
もに、この間、前記排気口よりガスの排出を行う方法で
あって、前記反応容器内に不活性ガスを導入し、前記排
気口からのガスの排気風速を制御しつつ、前記母材形成
用微粒子を堆積させていくことを特徴とする。
【0010】また、本発明の光ファイバ母材の製造装置
は、排気口を有する気密反応容器と、この反応容器内に
それ自身の軸心を中心に回動可能にかつ軸方向に移動可
能に挿着されたターゲット棒と、前記反応容器内に吹出
口を開口させて装着された、その火炎内に光ファイバ母
材の原料を供給することにより母材形成用微粒子を発生
させるバーナとを備え、前記ターゲット棒を回転させる
とともに、その表面に前記バーナより発生した母材形成
用微粒子が堆積するにともないこれを軸方向に移動させ
ることにより、ターゲット棒の表面に軸方向に伸びる母
材形成用微粒子の堆積体を形成するように構成してなる
光ファイバ用母材の製造装置であって、前記気密反応容
器に少なくとも 1以上のガス導入口を設けるとともに、
このガス導入口に前記反応容器内へ不活性ガスを導入す
る不活性ガス導入装置を接続したことを特徴とする。
【0011】本発明の光ファイバ用母材の製造方法およ
び製造装置においては、母材形成用微粒子の生成に関与
しない不活性ガスの導入によって排気口からのガスの排
気風速が制御され、これによって排気効率の向上、安定
化を図ることができるため、母材形成用微粒子の堆積に
影響を及ぼすことなく、未堆積反応物の反応容器内壁面
等への付着を防止ないし抑制することができ、特性の良
い高品質の母材を安定して製造することが可能となる。
【0012】なお、本発明の前記光ファイバ母材の製造
装置において、前記ガス導入口を複数設け、かつ、これ
らの各ガス導入口からの不活性ガスの導入量をそれぞれ
独立に調節可能に構成することにより、前記排気口にお
ける排気風速に加えて反応容器内のガスの流れを制御す
ることが可能になり、気密反応容器内壁面等への未堆積
反応物の付着をより確実に防止することが可能となる。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しつつ説明する。
【0014】図1は、本発明の光ファイバ用母材の製造
装置の一例を概略的に示す構成図である。図1に示すよ
うに、この光ファイバ母材の製造装置は、気密反応容器
11と、その下部側方にそれ自身の吹出口を開口させて
装着された、その火炎内に光ファイバ母材の原料、例え
ばSiCl4 、GeCl4 、POCl3 等を供給し、火炎加水分解さ
せることにより母材形成用微粒子、すなわち SiO2 や、
GeO2 等の酸化物のスートを発生させる酸水素バーナ1
2と、気密反応容器11のほぼ中央に、その下部先端が
酸水素バーナ12の吹出口近傍に達するように垂下され
た石英などからなるターゲット棒13を具備する。
【0015】ターゲット棒13は、それ自身の軸心を中
心に回転可能でかつ軸方向に引上げ可能とされており、
これを回転させつつ上方に引き上げることにより、酸水
素バーナ12から吹き出されたスートがその下部先端か
ら軸方向下方に付着堆積していき、柱状のスートからな
る堆積体14を形成するようになっている。
【0016】また、気密反応容器11の側方には、排気
ポンプに接続された排気管15が挿着され、スートとし
てターゲット棒13に付着しなかった反応物、すなわち
未堆積反応物が外部に吸引除去されるようになってい
る。
【0017】そして、この装置においては、さらに、気
密反応容器11の上部側方に、上記の火炎加水分解反応
に関与しないガス、すなちわ N2 ガスやArガスなどの不
活性ガスを気密反応容器11内に導入するためのガス導
入口16が設けられており、可変バルブ17を有するガ
ス導入管18を介して不活性ガス源19に接続されてい
る。また、排気管15の入口部20には、該部における
排気風速を測定する排気風速測定センサ21が配設さ
れ、さらに、この排気風速測定センサ21には、その検
出信号に応じて、可変バルブ17を開閉し不活性ガス源
19からの不活性ガスの導入量を制御するガス導入量制
御装置22が接続されており、排気管15の入口部20
における排気風速に応じて、不活性ガス源19から所定
量の不活性ガスが気密反応容器11内に導入されるよう
になっている。
【0018】このような装置においては、酸水素バーナ
12により酸化物のスートを発生させるとともに、ター
ゲット棒13を回転させつつ引き上げることにより、そ
の下部先端に軸方向下方に向けて酸化物のスートを付着
堆積させていく一方、排気管15の入口部20における
排気風速に応じて、ガス導入口16より不活性ガスを導
入し、堆積しなかった微粒子、すなわち未堆積反応物を
排気管15から外部へ排出させる。しかして、不活性ガ
スの導入によって、未堆積反応物は排気管15を通じて
外部にほぼ完全に排出されるため、未堆積反応物の気密
反応容器11や排気管15の内壁面への付着が防止さ
れ、後の気泡発生の要因となる未堆積反応物の混入のな
いスート堆積体14を形成することができ、特性の良い
高品質の光ファバ母材を製造することができる。
【0019】なお、本発明において、上記の排気風速測
定センサ21やガス導入量制御装置22は、必ずしも必
須のものではなく、予備実験などにより求めた一定の流
量の不活性ガスを導入するようにしてもよい。
【0020】また、以上説明した例は、ガス導入口16
を 1ヶ所に設けた例であるが、本発明においては、複数
箇所に設けるようにしてもよく、この場合、特に、例え
ば図2に示すように、それぞれ独立に導入量を制御する
ことができるようにすることにより、排気風速のみなら
ず、気密反応容器11内のガスの流れ方向を制御するこ
とができ、未堆積反応物を確実に排気管15へと導くこ
とができるため、未堆積反応物の、気密反応容器11や
排気管15の内壁面への付着防止をさらに確実なものと
することができる。すなわち、図2に示す装置において
は、各ガス導入口16,16に接続されたガス導入管1
8、18にはそれぞれに可変バルブ17、17が設けら
れており、それぞれ独立にガス導入量を調節できるよう
になっている。
【0021】さらに、以上説明した例は、本発明をいわ
ゆる軸付法に適用した例であるが、気密反応容器内でタ
ーゲット棒を回転させつつ軸方向に移動させることによ
り、ターゲット棒の外周面に母材形成用微粒子を付着堆
積させていく、いわゆる外付法にも適用可能なことはい
うまでもなく、未堆積反応物の反応容器内壁面などへの
付着を防止し、安定したスートの堆積、さらには母材の
品質の向上を図ることができる。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の製造方法
および製造装置によれば、排気口における排気風速を制
御できるので、未堆積反応物の排気効率を向上させ、気
泡の原因となる未堆積反応物の再付着を防ぐことがで
き、しかも、母材形成用微粒子の堆積に影響を及ぼすこ
ともないので、特性の良い高品質の光ファイバ用母材を
安定して製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の光ファイバ用母材の製造装置の一例を
概略的に示す図。
【図2】本発明の光ファイバ用母材の製造装置の他の例
を概略的に示す図。
【図3】従来の光ファイバ用母材の製造装置の一例を概
略的に示す図。
【符号の説明】
11………気密反応容器 12………酸水素バーナ 13………ターゲット棒 14………スート堆積体 15………排気管 16………ガス導入口 17………可変バルブ 18………ガス導入管 19………不活性ガス源 21………排気風速測定センサ 22………ガス導入量制御装置

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 排気口を有する気密反応容器内で、その
    軸心を中心に回転するターゲット棒の表面に、バーナよ
    り、その火炎内に光ファイバ母材の原料を供給すること
    により発生させた母材形成用微粒子を吹付けて堆積さ
    せ、さらにその堆積の進行にともなって前記ターゲット
    棒を軸方向に移動させることにより、前記母材形成用微
    粒子を前記ターゲット棒の軸方向に堆積させていくとと
    もに、この間、前記排気口よりガスの排出を行う方法で
    あって、 前記反応容器内に不活性ガスを導入し、前記排気口から
    のガスの排気風速を制御しつつ、前記母材形成用微粒子
    を堆積させていくことを特徴とする光ファイバ用母材の
    製造方法。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の光ファイバ用母材の製造
    方法において、 反応容器に設けた少なくとも 1以上のガス導入口より不
    活性ガスの導入を行うことを特徴とする光ファイバ用母
    材の製造方法。
  3. 【請求項3】 排気口を有する気密反応容器と、この反
    応容器内にそれ自身の軸心を中心に回動可能にかつ軸方
    向に移動可能に挿着されたターゲット棒と、前記反応容
    器内に吹出口を開口させて装着された、その火炎内に光
    ファイバ母材の原料を供給することにより母材形成用微
    粒子を発生させるバーナとを備え、前記ターゲット棒を
    回転させるとともに、その表面に前記バーナより発生し
    た母材形成用微粒子が堆積するにともないこれを軸方向
    に移動させることにより、ターゲット棒の表面に軸方向
    に伸びる母材形成用微粒子の堆積体を形成するように構
    成してなる光ファイバ用母材の製造装置であって、 前記気密反応容器に少なくとも 1以上のガス導入口を設
    けるとともに、このガス導入口に前記反応容器内へ不活
    性ガスを導入する不活性ガス導入装置を接続したことを
    特徴とする光ファイバ用母材の製造装置。
  4. 【請求項4】 請求項3記載の光ファイバ用母材の製造
    装置において、 前記ガス導入口が複数設けられており、かつ、これらの
    各ガス導入口からの不活性ガスの導入量がそれぞれ独立
    に調節可能に構成されていることを特徴とする光ファイ
    バ用母材の製造装置。
JP5356596A 1996-03-11 1996-03-11 光ファイバ用母材の製造方法および製造装置 Withdrawn JPH09241031A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013067561A (ja) * 2012-12-12 2013-04-18 Sumitomo Electric Ind Ltd ガラス微粒子堆積体の製造方法
CN114735926A (zh) * 2022-03-31 2022-07-12 江苏亨芯石英科技有限公司 一种用于制备半导体掩膜版用高品质石英的装置和方法

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