JPH0977526A

JPH0977526A - 光ファイバ用多孔質ガラス母材の製造装置及び製造方法

Info

Publication number: JPH0977526A
Application number: JP23827395A
Authority: JP
Inventors: Tetsuo Wada; 哲郎和田; Sadanori Ishida; 禎則石田; Yukio Komura; 幸夫香村
Original assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Current assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Priority date: 1995-09-18
Filing date: 1995-09-18
Publication date: 1997-03-25

Abstract

(57)【要約】【課題】反応容器内のガスの流れの制御性を改善し、
火炎位置の制御性を向上させることができる光ファイバ
用多孔質ガラス母材の製造装置を提供する。【解決手段】反応容器１内に独立して通風を行う複数
の通風具３７ａ〜３７ｄを設ける。このような反応容器
１内にその上部の開口部２からターゲット５を垂下さ
せ、反応容器１内でターゲット５の下端にバーナ６，７
からの火炎８，９を当てて、これら火炎中で合成したガ
ラス微粒子をターゲットの先端に堆積させて多孔質ガラ
ス母材１０を製造する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＶＡＤ法による光
ファイバ用多孔質ガラス母材の製造装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】ＶＡＤ法による光ファイバ用多孔質ガラ
ス母材の製造は、反応容器内のバーナの酸・水素火炎中
に原料ガス（例えば、ＳｉＣｌ₄，ＧｅＣｌ₄）を導入
し、ＳｉＯ₂，ＧｅＯ₂のガラス微粒子を生成し、この
ガラス微粒子をターゲットである種棒の下部に順次堆積
させることにより行っている。

【０００３】図２４（Ａ）（Ｂ）は、従来のこの種の光
ファイバ用多孔質ガラス母材の製造装置の構造を示した
ものである。

【０００４】この光ファイバ用多孔質ガラス母材の製造
装置は、ベルジャと呼ばれる上部が開口され下部が閉塞
されている反応容器１を備え、該反応容器１の上部開口
部２を閉塞する上蓋３の孔４からターゲットとしての種
棒５が昇降自在に垂下されている。最初は反応容器１内
の反応室１ａに存在する種棒５の先端にコアバーナ６と
クラッドバーナ７が対向され、コアバーナ６からのコア
部形成用火炎８とクラッドバーナ７からのクラッド部形
成用火炎９中で形成されたガラス微粒子がターゲットと
しての該種棒５の先端に堆積されて多孔質ガラス母材１
０が形成される。この多孔質ガラス母材１０が安定に形
成された後は、該多孔質ガラス母材１０の先端にコアバ
ーナ６とクラッドバーナ７が対向され、該多孔質ガラス
母材１０をターゲットとしてその先端にガラス微粒子が
堆積されて該多孔質ガラス母材１０が成長する。コアバ
ーナ６とクラッドバーナ７が存在する位置に対して多孔
質ガラス母材１０を間にして反対側の反応容器１の側面
には排気管１１が接続されている。排気管１１には反応
容器１内の圧力を一定に維持するように制御する圧力制
御部１１Ａが設けられている。

【０００５】この場合、反応容器１の入口筒部１ｂ内に
は、その内周に沿って上部が閉塞され、下部が開口され
た内筒体１２が取付けられている。入口筒部１ｂの周方
向に所定間隔で吸気口１３が設けられ、これら吸気口１
３から吸引された空気が入口筒部１ａと内筒体１２との
間の環状の通風通路１４を通って反応容器１内に供給さ
れるようになっている。

【０００６】このような光ファイバ用多孔質ガラス母材
の製造装置では、製造中の多孔質ガラス母材１０の表面
温度をみて、ガス条件，バーナ６，７の位置，吸気口１
３の位置・開度を調整して品質の安定化を図っている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この場
合、多孔質ガラス母材１０の密度やＧｅなどのドープ量
など様々な要因が変化するので、該多孔質ガラス母材１
０の長手方向での屈折率分布は安定しないという問題点
がある。

【０００８】そこで、多孔質ガラス母材１０の表面温度
を測定し、該温度が安定するようにガス条件，吸気位置
・開度，排気圧力などを調節する例もある。

【０００９】しかしながら、この場合には、多孔質ガラ
ス母材１０の表面全体の温度制御が難しく、該多孔質ガ
ラス母材１０の長手方向での屈折率分布の安定性が十分
に得られないという問題点がある。

【００１０】また、屈折率分布が多孔質ガラス母材１０
の長手方向で変化するのは、火炎８，９の位置、または
火炎８，９内のガラス微粒子流の位置が該多孔質ガラス
母材１０の製造中に変位することが要因であるという報
告（特願平５−３１２１１８号，特願平５−３３８１２
３号，特願平６−２０２８３号）もある。これら火炎
８，９の位置または火炎８，９内のガラス微粒子流の位
置の変動は、多孔質ガラス母材１０の成長（体積の増
加）に伴って生じる反応容器１内のガス流れが変化する
ためである。

【００１１】従来の光ファイバ用多孔質ガラス母材の製
造装置は、多孔質ガラス母材１０の製造中の反応容器１
内のガスの流れの制御に限界があり、火炎８，９の位置
または火炎８，９内のガラス微粒子流の位置の制御が困
難であった。

【００１２】例えば、図６は従来の光ファイバ用多孔質
ガラス母材の製造装置でのコア部形成用火炎８の位置変
化の一例を示したもので、長さが500mm の多孔質ガラス
母材１０を製造する間に、コア部形成用火炎８が0.6mm
上昇していた。

【００１３】本発明の目的は、反応容器内のガスの流れ
の制御性を改善し、火炎位置の制御性を向上させること
ができる光ファイバ用多孔質ガラス母材の製造装置を提
供することにある。

【００１４】本発明の目的は、火炎の位置が一定位置に
なるように制御しつつ光ファイバ用多孔質ガラス母材を
製造できる光ファイバ用多孔質ガラス母材の製造装置を
提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は、反応容器内に
その上部の開口部からターゲットを垂下させ、反応容器
内で該ターゲットの下端にバーナからの火炎を当てて、
該火炎中で合成したガラス微粒子をターゲットの先端に
堆積させて多孔質ガラス母材を製造する光ファイバ用多
孔質ガラス母材の製造装置を改良の対象としている。

【００１６】本発明に係る光ファイバ用多孔質ガラス母
材の製造装置においては、反応容器内に独立して通風を
行う複数の通風具が設けられていることを特徴とする。

【００１７】このように反応容器内に独立して通風を行
う複数の通風具を設けると、反応容器内への各通風に指
向性が得られ、反応容器内のガスの流れの制御性を改善
でき、これにより火炎位置の制御性を向上させることが
できる。

【００１８】それ故、バーナの火炎中で合成するガラス
微粒子をターゲットに付着させ、それを成長させて多孔
質ガラス母材を製造する際に、該多孔質ガラス母材の成
長に対応して生じる反応容器内のガスの流れの変動を小
さく制御でき、このため該多孔質ガラス母材の製造中の
火炎の位置の変動，火炎内のガラス微粒子の位置の変動
を小さくできる。これにより、多孔質ガラス母材の製造
中の該母材の表面温度，該母材の重量増加速度，該母材
の成長速度（該母材の長さの増加速度）を安定化でき、
該母材の長手方向の屈折率分布や各設備で製造した母材
同士での屈折率分布の再現性を向上させることができ
る。

【００１９】また、本発明に係る光ファイバ用多孔質ガ
ラス母材の製造装置においては、反応容器内に複数の給
気吹出し具が設けられ、各給気吹出し具には給気風量を
制御する給気風量制御具がそれぞれ接続されていること
を特徴とする。

【００２０】このように反応容器内に複数の給気吹出し
具を設け、これら給気吹出し具には給気給気風量制御具
をそれぞれ接続すると、各給気吹出し具からの給気風量
を独立して制御することができる。このため反応容器内
のガスの流れの制御性を良好に改善でき、これにより火
炎位置の制御性を著しく向上させることができる。

【００２１】それ故、バーナの火炎中で合成するガラス
微粒子をターゲットに付着させ、それを成長させて多孔
質ガラス母材を製造する際に、該多孔質ガラス母材の成
長に対応して生じる反応容器内のガスの流れの変動を非
常に小さく制御でき、このため該多孔質ガラス母材の製
造中の火炎の位置の変動，火炎内のガラス微粒子の位置
の変動を非常に小さくすることができる。これにより、
多孔質ガラス母材の製造中の該母材の表面温度，該母材
の重量増加速度，該母材の成長速度（該母材の長さの増
加速度）をより一層安定化でき、該母材の長手方向の屈
折率分布や各設備で製造した母材同士での屈折率分布の
再現性を向上する。

【００２２】この場合、各給気吹出し具は、その吹出し
口を反応容器の反応室に向けて該反応容器の入口筒部の
内周に添わせて配置することができる。

【００２３】このように各給気吹出し具を反応容器の入
口筒部の内周に添わせて配置すると、反応容器の反応室
内に各給気吹出し具の設置スペースを確保する必要な
く、本発明を実施することができる。

【００２４】また、各給気吹出し具は、反応容器の反応
室内に配置することもできる。

【００２５】このように各給気吹出し具を配置すると、
バーナの火炎の近くでより確実にその位置の制御を行う
ことができる。

【００２６】また本発明は、反応容器内にその上部の開
口部からターゲットを垂下させ、該反応容器内でターゲ
ットの下端にバーナからの火炎を当てて、該火炎中で合
成したガラス微粒子を該ターゲットの先端に堆積させ、
該ターゲットの成長につれてその下端がほぼ一定位置に
あるように該ターゲットを連続的または断続的に引き上
げて多孔質ガラス母材の製造を行う光ファイバ用多孔質
ガラス母材の製造方法を改良の対象としている。

【００２７】本発明に係る光ファイバ用多孔質ガラス母
材の製造方法においては、反応容器内に独立して通風を
行うように配置した複数の給気吹出し具にそれぞれ給気
風量制御具を経て通風を行い、これら給気吹出し具によ
り反応容器内に通風を行いつつ、火炎の位置を火炎位置
測定装置で測定し、該火炎の位置が一定位置になるよう
に各給気風量制御具で通気風量の制御を行うことを特徴
とする。

【００２８】このように火炎の位置を火炎位置測定装置
で測定し、該火炎の位置が一定位置になるように各給気
風量制御具で通気風量の制御を行うと、火炎の位置の制
御を再現性よく確実に行うことができる。

【００２９】

【発明の実施の形態】

（実施の形態の第１例）図１（Ａ）（Ｂ）は、本発明に
係る光ファイバ用多孔質ガラス母材の製造装置の実施の
形態の第１例を示したものである。なお、図２４に示す
従来例と対応する部分には、同一符号を付けて示してい
る。

【００３０】本例の光ファイバ用多孔質ガラス母材の製
造装置においては、反応容器１内の反応室１ａに給気を
行う複数の、本例では第１〜第４の通風具３７ａ，３７
ｂ，３７ｃ，３７ｄが、該反応容器１内の入口筒部１ｂ
の内周に添わせて設けられている。

【００３１】これら通風具３７ａ〜３７ｄは、上部が入
口筒部１ｂに接続されて閉塞され，下部が開口された内
筒体１２と、該入口筒部１ｂと内筒体１２との間の空間
を90°間隔で仕切って独立した４つの通風通路１４ａ，
１４ｂ，１４ｃ，１４ｄを形成する仕切る仕切り板１７
と、これら通風通路１４ａ〜１４ｄに対応して入口筒部
１ｂに設けられた吸気口１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３
ｄとを備えて構成されている。各通風通路１４ａ〜１４
ｄの末端には、反応容器１内の反応室１ａに給気を行う
通風口３８ａ，３８ｂ，３８ｃ，３８ｄ（なお、通風口
３８ａ，３８ｃ，３８ｄは図示せず）が設けられてい
る。

【００３２】この場合、コアバーナ６とクラッドバーナ
７は、図１（Ｂ）において吸気口１３ｂと吸気口１３ｃ
との中間の仕切り板１７に整列してその下の反応室１ａ
に上下整列して設けられている。

【００３３】多孔質ガラス母材１０の下端を間にした反
応容器１の両側には、ターゲットである多孔質ガラス母
材１０の下端の位置を検出するために、母材先端位置検
出用投光器２２と、母材先端位置検出用受光器２３とが
設けられている。この母材先端位置検出用受光器２３か
らの信号が母材引上げ機制御器２４に入力されて、図示
しない母材引上げ機を制御し、ターゲットである多孔質
ガラス母材１０の引上げ制御を行うようになっている。

【００３４】その他の構成は、図２４（Ａ）（Ｂ）と同
様になっている。

【００３５】このような光ファイバ用多孔質ガラス母材
の製造装置においては、母材引上げ機で種棒５を回転さ
せつつ、最初はこの種棒５の先端にコアバーナ６とクラ
ッドバーナ７を対向させ、コアバーナ６からのコア部形
成用火炎８とクラッドバーナ７からのクラッド部形成用
火炎９中で形成されたガラス微粒子をターゲットとして
の該種棒５の先端に堆積させて多孔質ガラス母材１０を
形成する。この多孔質ガラス母材１０が安定して形成さ
れた後は、該多孔質ガラス母材１０の先端にコアバーナ
６とクラッドバーナ７を対向させ、該多孔質ガラス母材
１０を回転しつつターゲットとしての該多孔質ガラス母
材１０の先端にガラス微粒子を堆積させて該多孔質ガラ
ス母材８を成長させる。

【００３６】このような多孔質ガラス母材１０の成長に
より、母材先端位置検出用投光器２２からの光線を該多
孔質ガラス母材１０の先端（下端）で遮光し、該光線が
母材先端位置検出用受光器２３に到達しなくなると、該
母材先端位置検出用受光器２３から母材引上げ機制御器
２４に母材引上げ信号がでて図示しない母材引上げ機に
より多孔質ガラス母材１０の引上げが行われる。この引
上げ操作により多孔質ガラス母材１０が引上げられ、母
材先端位置検出用投光器２２からの光線が母材先端位置
検出用受光器２３で受光されるようになると、多孔質ガ
ラス母材１０の引上げが停止される。このような多孔質
ガラス母材１０の引上げ，停止操作が該多孔質ガラス母
材１０の成長につれて繰り返し行われる。即ち、ターゲ
ットである多孔質ガラス母材１０の下端が一定位置を保
持するように多孔質ガラス母材１０の引上げ制御が行わ
れる。

【００３７】このようにして多孔質ガラス母材１０の製
造を行うに際し、吸気口１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３
ｄから吸い込んだ空気を各通風具３７ａ〜３７ｄを経て
通風口３８ａ〜３８ｄから吹出させて反応室１ａに給気
を行う。

【００３８】このように複数の通風具３７ａ〜３７ｄに
より反応容器１内に独立して通風を行うようにすると、
反応容器１内への各通風に指向性が得られ、反応容器１
内のガスの流れの制御性を改善でき、これにより火炎位
置の制御性を向上させることができる。

【００３９】それ故、バーナ６，７の火炎８，９中で合
成するガラス微粒子をターゲットである種棒５または多
孔質ガラス母材１０の先端に付着させ、それを成長させ
て所要長さの多孔質ガラス母材１０を製造する際に、該
多孔質ガラス母材１０の成長に対応して生じる反応容器
１内のガスの流れの変動を小さく制御でき、このため該
多孔質ガラス母材１０の製造中の火炎８，９の位置の変
動や、火炎８，９内のガラス微粒子の位置の変動を小さ
くできる。これにより、多孔質ガラス母材１０の製造中
の該母材１０の表面温度，該母材１０の重量増加速度，
該母材１０の成長速度（該母材の長さの増加速度）を安
定化でき、該母材１０の径方向断面の屈折率分布の長手
方向にわたる安定性や各設備で製造した母材１０同士で
の屈折率分布の再現性が向上する。

【００４０】本例の光ファイバ用多孔質ガラス母材の製
造装置における反応容器１内のガスの流れの変化を調べ
るため、図２に示すように、反応容器１内に風速計プロ
ーブ２５を設置し、この風速計プローブ２５の出力を風
速計２６に与え、該風速計２６の出力をパーソナルコン
ピュータまたはレコーダ２７に与えて、風速の値の変化
を調べた。

【００４１】なお、風速計プローブ２５の設置位置は、
バーナ８，９の上、バーナ８，９の下、多孔質ガラス母
材１０の脇、多孔質ガラス母材１０の下側、多孔質ガラ
ス母材１０の上側、排気管１１の上側、排気管１１の下
側、排気管１１の入口前など、反応容器１内であればい
ずれの位置でもよい。また、該風速計プローブ２５を複
数本設置して、最もガスの流れの特性をよく表す位置で
の測定値を利用することが好ましい。

【００４２】多孔質ガラス母材１０の下100mm の位置で
測定した場合、図２４に示す従来例の装置では風速が図
３のように変化し、風速の変動幅（peak-peak ）は0.25
m/sであった。これに対し、本例の装置では、図４のよ
うに風速の変動が小さくなり、変動幅は0.10m/s であ
り、従来の50％以下まで小さくなった。なお、風速の測
定法は、本法に限らず、ＬＤＶ（レーザドップラー干渉
計），ＰＩＶ（パーティクル・イメージ・ベロシメトリ
ー）法などによる方法でもよい。

【００４３】なお、図３では５時間付近で風速の低下が
止まっているが、これは５時間付近で多孔質ガラス母材
１０が内筒体１２内に入り始め、上蓋３の孔４から下降
する風量を抑制するためである。

【００４４】また、本例では、多孔質ガラス母材１０の
成長による反応容器１内のガス流れの変化を火炎の位置
で評価した。

【００４５】本例では、図５に示す画像処理測定装置か
らなる火炎位置測定装置を用いて、コア部形成用火炎８
の位置の定量化を行った。この画像処理測定装置は、コ
ア部形成用火炎８とクラッド部形成用火炎９とを撮影す
るＣＣＤカメラ２８と、このＣＣＤカメラ２８の画像信
号を処理する画像処理部２９と、該画像処理部２９で処
理した画像を表示するモニタ３０と、該画像処理部２９
で処理した画像データを蓄積加工するコンピュータ３１
と、該コンピュータ３１で加工したデータの記録を行う
記録部３２とで構成されている。

【００４６】この画像処理測定装置では、ＣＣＤカメラ
２８でコア部形成用火炎８とクラッド部形成用火炎９と
を撮影し、画像処理部２９で画像処理し、その処理画像
をモニタ３０で表示する。本例では、撮影した画像を２
値化し、抽出したコア部形成用火炎処理画像８Ａとクラ
ッド部形成用火炎処理画像９Ａとに測定ウインドウ３３
Ａ，３３Ｂをかけ、その中点３６Ａ，３６Ｂの座標を多
孔質ガラス母材１０の製造中常にモニタできるようにし
ている。

【００４７】この画像処理測定装置で測定したところ、
従来例の多孔質ガラス母材の製造装置では、反応容器１
内のガスの流れの変化のために前述した図６に示すよう
にコア部形成用火炎８の位置が変化し、変動幅は0.2mm
であった。これに対し、本例の多孔質ガラス母材の製造
装置では、図７のようにコア部形成用火炎８の位置の変
動が0.1mm となり、従来の50％まで小さくなった。な
お、火炎内の粒子流の位置を測定しても同様のことがい
える。

【００４８】以上の結果から分かるように、本例によれ
ば、多孔質ガラス母材１０の成長に伴う反応容器１内の
ガスの流れの変化は小さくなっている。

【００４９】（実施の形態の第２例）図８（Ａ）（Ｂ）
は、本発明に係る光ファイバ用多孔質ガラス母材の製造
装置の実施の形態の第２例を示したものである。なお、
図１（Ａ）（Ｂ）に示す実施の形態の第１例と対応する
部分には、同一符号を付けて示している。

【００５０】本例の光ファイバ用多孔質ガラス母材の製
造装置においては、反応容器１内の反応室１ａに空気や
不活性ガス等の給気を行う複数の、本例では第１〜第４
の給気吹出し具１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄが、該
反応容器１内の入口筒部１ｂの内周に添わせて設けられ
ている。

【００５１】これら給気吹出し具１５ａ〜１５ｄは、上
部が入口筒部１ｂに接続されて閉塞され，下部が開口さ
れた内筒体１２と、該入口筒部１ｂと内筒体１２との間
の空間を90°間隔で仕切って独立した４つの給気通路１
６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄを形成する仕切る仕切り
板１７と、これら給気通路１６ａ〜１６ｄに対応して入
口筒部１ｂに設けられた給気口１８ａ，１８ｂ，１８
ｃ，１８ｄとを備えて構成されている。各給気通路１６
ａ〜１６ｄの末端には、反応容器１内の反応室１ａに給
気を行う給気吹出し口１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄ
（なお、給気吹出し口１９ａ，１９ｃ，１９ｄは図示せ
ず）が設けられている。

【００５２】各給気吹出し具１５ａ〜１５ｄの各給気口
１８ａ〜１８ｄには給気配管２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，
２０ｄがそれぞれ接続され、これら給気配管２０ａ〜２
０ｄには給気風量を制御するバタフライバルブよりなる
第１〜第４の給気風量制御具２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，
２１ｄがそれぞれ接続されている。

【００５３】この場合、コアバーナ６とクラッドバーナ
７は、図８（Ｂ）において給気口１８ｂと給気口１８ｃ
との中間の仕切り板１７に整列してその下の反応室１ａ
に上下整列して設けられている。

【００５４】その他の構成は、図１（Ａ）（Ｂ）に示す
第１例と同様になっている。

【００５５】本例では、反応室１ａ内における風速変化
の傾きを小さくするために必要なバタフライバルブより
なる第１〜第４の給気風量制御具２１ａ〜２１ｄの開度
調節パターンを調べた。この場合、バタフライバルブよ
りなる第１〜第４の給気風量制御具２１ａ〜２１ｄの開
度は、図９に破線で示すように閉状態を０°とし、それ
から時計回りにバタフライ弁体を回転したときの角度を
開度とした。また、本例では、多孔質ガラス母材１０の
製造中に、図１０に示すように、第１，第４の給気風量
制御具２１ａ，２１ｄの開度を５時間かけて30°から60
°に徐々に開き、５時間後から60°に固定した。一方、
第２，第３の給気風量制御具２１ｂ，２１ｃの開度は最
初から60°に固定した。

【００５６】このようにして第１〜第４の給気風量制御
具２１ａ〜２１ｄで空気や不活性ガス等のガスの給気風
量を制御して給気吹出し口１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１
９ｄから反応室１ａ内に給気を行ったところ、図１１の
ように１時間当たり0.01m/sの風速の低下に抑えること
ができた。これに対し、図２４に示す従来例の構造の場
合には、図３に示すように１時間当たり0.04m/s の風速
の低下があった。

【００５７】なお、図１１では５時間付近で風速の低下
が止まっているが、これは前述したように５時間付近で
多孔質ガラス母材１０が内筒体１２内に入り始め、上蓋
３の孔４から下降する風量を抑制するためである。

【００５８】そして、火炎位置の変化については、本例
では図１２のようになり、0.1mm の上昇で、図６に示し
た従来の変化量の約17％に火炎位置の変化を抑制でき
た。

【００５９】なお、バルブよりなる第１〜第４の給気風
量制御具２１ａ〜２１ｄの開度パターンは図１０に限定
されるものではないが、排気管１１の上方の給気風量制
御具２１ａ，２１ｄからの給気風量を制御するのが、反
応室１ａ内のガスの流れの制御に効果があった。

【００６０】（実施の形態の第３例）図１３（Ａ）
（Ｂ）は、本発明に係る光ファイバ用多孔質ガラス母材
の製造装置の実施の形態の第３例を示したものである。
なお、図８（Ａ）（Ｂ）に示す第２例と対応する部分に
は、同一符号を付けて示している。

【００６１】本例の光ファイバ用多孔質ガラス母材の製
造装置においては、反応容器１の入口筒部１ｂ内に配置
された第１〜第４の給気吹出し具１５ａ，１５ｂ，１５
ｃ，１５ｄの給気通路１６ａ〜１６ｄが独立した給気吹
出し管３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄで形成されてい
る。これら給気吹出し管３４ａ〜３４ｄの断面形状は、
円形でも多角形でもいずれでよい。その他の構成は、第
２例と同様になっている。

【００６２】このような構造でも、第２例と同様の効果
を得ることができる。

【００６３】（実施の形態の第４例）図１４（Ａ）
（Ｂ）は、本発明に係る光ファイバ用多孔質ガラス母材
の製造装置の実施の形態の第４例を示したものである。
なお、図１３（Ａ）（Ｂ）に示す第３例と対応する部分
には、同一符号を付けて示している。

【００６４】本例の光ファイバ用多孔質ガラス母材の製
造装置においては、給気風量を制御する第１〜第４の給
気風量制御具２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄがマスフ
ローコントローラ（以下、ＭＦＣと称する。）で形成さ
れ、また給気吹出し管３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄ
の下部が図１４（Ａ）に示すようにθ°外向きに屈曲さ
れて反応室１ａ内に配置されている。その他の構成は、
第３例と同様になっている。

【００６５】本例では、ＭＦＣよりなる第１〜第４の給
気風量制御具２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄを、多孔
質ガラス母材１０の製造中に、図１５に示すように、第
１，第４の給気風量制御具２１ａ，２１ｄの給気風量を
５時間かけて200 l/min から400 l/min に徐々に増加さ
せ、５時間後から400 l/min に固定した。一方、第２，
第３の給気風量制御具２１ｂ，２１ｃの給気風量は最初
から200 l/min に固定した。

【００６６】このようにして第１〜第４の給気風量制御
具２１ａ〜２１ｄで空気や不活性ガス等のガスの給気風
量を制御して給気吹出し口１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１
９ｄから反応室１ａ内に給気を行ったところ、図８に示
す第２例と同様の効果がえられた。即ち、反応室１ａ内
の風速の変化は、図１１のように１時間当たり0.01m/s
の風速に抑えることができた。また、火炎位置の変化に
ついては、図１２のように0.1mm の上昇で、火炎位置の
変化を抑制できた。

【００６７】（実施の形態の第５例）図１６（Ａ）
（Ｂ）は、本発明に係る光ファイバ用多孔質ガラス母材
の製造装置の実施の形態の第５例を示したものである。
なお、図１４（Ａ）（Ｂ）に示す第４例と対応する部分
には、同一符号を付けて示している。

【００６８】本例の光ファイバ用多孔質ガラス母材の製
造装置においては、円弧状をした第１〜第４の給気吹出
し具１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄが反応室１ａ内の
上部に配置された例を示したものである。これら第１〜
第４の給気吹出し具１５ａ〜１５ｄの下面には、給気吹
出し口１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄがそれぞれ複数
個ずつ設けられている。本例では、これら第１〜第４の
給気吹出し具１５ａ〜１５ｄは、排気管１１の上に第１
の給気吹出し具１５ａが存在し、クラッドバーナ７の上
に第３の給気吹出し具１５ｃが存在する配置となってい
る。その他の構成は、図１４に示した第４例と同様にな
っている。

【００６９】本例では、多孔質ガラス母材１０の製造中
に、図１７に示すように、第１の給気風量制御具２１ａ
の給気風量を５時間かけて300 l/min から600 l/min に
徐々に増加させ、５時間後から600 l/min に固定した。
一方、第２，第３，第４の給気風量制御具２１ｂ，２１
ｃ，２１ｄの給気風量は最初から200 l/min に固定し
た。

【００７０】このようにして第１〜第４の給気吹出し具
１５ａ〜１５ｄの給気風量を制御したところ、図８に示
す第２例と同様の効果が得られた。即ち、反応室１ａ内
の風速の変化は、図１１のように１時間当たり0.01m/s
の風速に抑えることができた。また、火炎位置の変化に
ついては、図１２のように0.1mm の上昇で、火炎位置の
変化を抑制できた。従って、この例も、反応室１ａ内の
ガス流の制御に効果があった。

【００７１】なお、第１〜第４の給気吹出し具１５ａ〜
１５ｄとしては、ＭＦＣに限らず、バルブとＰＩＤコン
トローラあるいはパソコンといった組み合わせの制御機
器を利用してもよい。

【００７２】また、給気吹出し具は、４個としたが、複
数であればよい。また、これら給気吹出し具に設けられ
る給気吹出し口は１個または複数個でよく、また該給気
吹出し口の形状は円，楕円，多角形いずれでもよい。ま
た、これら給気吹出し具はターゲットに対して対称に設
置しなくてもよい。

【００７３】なお、本例の第１〜第４の給気吹出し具１
５ａ〜１５ｄの給気吹出し口１９ａ〜１９ｄには、図１
８（Ａ）に示すようにノズル３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，
３５ｄを直角に設けたり、図１８（Ｂ）に示すようにノ
ズル３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄをθ°傾斜させて
設けたりすることができる。

【００７４】（実施の形態の第６例）図１９（Ａ）
（Ｂ）は、本発明に係る光ファイバ用多孔質ガラス母材
の製造装置の実施の形態の第６例を示したものである。
なお、図１６（Ａ）（Ｂ）に示す第５例と対応する部分
には、同一符号を付けて示している。

【００７５】本例の光ファイバ用多孔質ガラス母材の製
造装置においては、円弧状をした第１〜第４の給気吹出
し具１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄが反応室１ａ内の
下部に配置された例を示したものである。これら第１〜
第４の給気吹出し具１５ａ〜１５ｄの上面には、給気吹
出し口１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄがそれぞれ複数
個ずつ設けられている。本例では、これら第１〜第４の
給気吹出し具１５ａ〜１５ｄは、排気管１１の下に第１
の給気吹出し具１５ａが存在し、コアバーナ６の下に第
３の給気吹出し具１５ｃが存在する配置となっている。
なお、本例では、バーナ６，７の存在により第３の給気
吹出し具１５ｃが２分割された構造になっている。その
他の構成は、図１６に示した第５例と同様になってい
る。

【００７６】このような構造でも、図１６に示した第５
例と同様の効果を得ることができる。

【００７７】なお、この構造の場合も、第１〜第４の給
気吹出し具１５ａ〜１５ｄの給気吹出し口１９ａ〜１９
ｄには、図１８（Ａ）に示すようにノズル３５ａ，３５
ｂ，３５ｃ，３５ｄを直角に設けたり、図１８（Ｂ）に
示すようにノズル３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄをθ
°傾斜させて設けたりすることができる。

【００７８】なお、この場合、給気吹出し口１９ａ，１
９ｂ，１９ｃ，１９ｄには、例えば図２０に示すように
角度θ₁，θ₂，θ₃，θ₄を付けることもできる。

【００７９】（実施の形態の第７例）図２１（Ａ）
（Ｂ）は、本発明に係る光ファイバ用多孔質ガラス母材
の製造装置の実施の形態の第７例を示したものである。
なお、図１６（Ａ）（Ｂ）に示す第５例と対応する部分
には、同一符号を付けて示している。

【００８０】本例の光ファイバ用多孔質ガラス母材の製
造装置においては、円弧状をした第１〜第４の給気吹出
し具１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄが反応室１ａ内の
上部に内側壁に配置されている。これら第１〜第４の給
気吹出し具１５ａ〜１５ｄの内周には、給気吹出し口１
９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄがそれぞれ複数個ずつ設
けられている。本例では、これら第１〜第４の給気吹出
し具１５ａ〜１５ｄは、排気管１１の上部両側に第１，
第４の給気吹出し具１５ａ，１５ｄが存在し、バーナ
６，７の上部両側に第２，第３の給気吹出し具１５ｂ，
１５ｃが存在する配置となっている。これら給気吹出し
具１５ａ〜１５ｄには給気配管２０ａ，２０ｂ，２０
ｃ，２０ｄがそれぞれ接続され、これら給気配管２０ａ
〜２０ｄには給気風量を制御するＭＦＣよりなる第１〜
第４の給気風量制御具２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ
がそれぞれ接続されている。

【００８１】また、本例の光ファイバ用多孔質ガラス母
材の製造装置においては、円弧状をした第１´，第２
´，第３´，第４´の給気吹出し具１５ａ´，１５ｂ
´，１５ｃ´，１５ｄ´が反応室１ａ内の下部に内側壁
に配置されている。これら第１〜第４の給気吹出し具１
５ａ´〜１５ｄ´の内周には、給気吹出し口１９ａ´，
１９ｂ´，１９ｃ´，１９ｄ´がそれぞれ複数個ずつ設
けられている。本例では、これら第１´〜第４´の給気
吹出し具１５ａ´〜１５ｄ´は、排気管１１の下部両側
に第１´，第４´の給気吹出し具１５ａ´，１５ｄ´が
存在し、バーナ６，７の両側に第２´，第３´の給気吹
出し具１５ｂ´，１５ｃ´が存在する配置となってい
る。これら給気吹出し具１５ａ´〜１５ｄ´には給気配
管２０ａ´，２０ｂ´，２０ｃ´，２０ｄ´がそれぞれ
接続され、これら給気配管２０ａ´〜２０ｄ´には給気
風量を制御するＭＦＣよりなる第１´〜第４´の給気風
量制御具２１ａ´，２１ｂ´，２１ｃ´，２１ｄ´がそ
れぞれ接続されている。

【００８２】この場合の第１〜第４の給気風量制御具２
１ａ〜２１ｄ、第１´〜第４´の給気風量制御具２１ａ
´〜２１ｄ´は、例えばそれぞれ図１５に示すように制
御することができる。

【００８３】このような第７例の光ファイバ用多孔質ガ
ラス母材の製造装置によれば、図１６に示す第５例や図
１９に示す第６例と同等以上の効果を得ることができ
る。

【００８４】これら上部の第１〜第４の給気吹出し具１
５ａ〜１５ｄと、下部の第１´〜第４´の給気吹出し具
１５ａ´〜１５ｄ´とは、両方を同時に使用する場合
と、いずれか一方側を使用する場合との２通りの使用が
可能である。

【００８５】次に、上記の如き給気吹出し具１５ａ〜１
５ｄを用いて多孔質ガラス母材１０の製造を行う光ファ
イバ用多孔質ガラス母材の製造方法について説明する。

【００８６】反応容器１内に独立して通風を行うように
配置したこれら給気吹出し具１５ａ〜１５ｄにそれぞれ
給気風量制御具２１ａ〜２１ｄを経て通風を行い、これ
ら給気吹出し具１５ａ〜１５ｄにより反応容器１内に通
風を行いつつ、火炎８，９の位置を図５に示す画像処理
測定装置からなる火炎位置測定装置で測定し、火炎８，
９の位置が一定位置になるように各給気風量制御具２１
ａ〜２１ｄで通気風量の制御を行う。

【００８７】例えば、図１６（Ａ）（Ｂ）に示す構成の
装置で多孔質ガラス母材１０の製造を行う場合、図５に
示す火炎位置測定装置で測定したコア部形成用火炎８の
位置の変化量から、排気側の第１の給気風量制御具２１
ａの給気量を演算し、フィードバック制御をかける。こ
の場合には、コア部形成用火炎８の位置の変化を、図２
２に示すように目標位置に対して±0.05mmの範囲で変動
を抑えることができた。

【００８８】バーナ６，７側の第３の給気吹出し具１５
ｃの給気量制御を行う第３の給気風量制御具２１ｃや、
排気管１１とバーナ６，７を結ぶ線に対し直交する方向
の第２，第４の給気吹出し具１５ｂ，１５ｄの給気量制
御を行う第２，第４の給気風量制御具２１ｂ，２１ｄを
を利用しても制御は可能である。この場合には、コア部
形成用火炎８の位置の変化を、図２３に示すように目標
位置に対して±0.10mmの範囲で変動を抑えることができ
た。

【００８９】これらの実験により、コア部形成用火炎８
の位置の制御は、排気管１１側からの給気量により制御
するのが最もよかった。

【００９０】これに対し、従来の装置では、火炎の位置
は図６に示すように0.60mmの範囲で変化していた。

【００９１】また、この方法は、図１，図８，図１３，
図１４，図１９，図２０，図２１に示す構成の装置で行
っても同様の効果があった。

【００９２】

【発明の効果】本発明に係る光ファイバ用多孔質ガラス
母材の製造装置においては、反応容器内に独立して通風
を行う複数の通風具を設けているので、これらにより反
応容器内への各通風に指向性が得られ、反応容器内のガ
スの流れの制御性を改善でき、これにより火炎位置の制
御性を向上させることができる。

【００９３】それ故、バーナの火炎中で合成するガラス
微粒子をターゲットに付着させ、それを成長させて多孔
質ガラス母材を製造する際に、該多孔質ガラス母材の成
長に対応して生じる反応容器内のガスの流れの変動を小
さく制御でき、このため該多孔質ガラス母材の製造中の
火炎の位置の変動，火炎内のガラス微粒子の位置の変動
を小さくできる。これにより、多孔質ガラス母材の製造
中の該母材の表面温度，該母材の重量増加速度，該母材
の成長速度（該母材の長さの増加速度）を安定化でき、
該母材の径方向断面の屈折率分布の長手方向にわたる安
定性や各設備で製造した母材同士での屈折率分布の再現
性を向上させることができる。

【００９４】また、本発明に係る光ファイバ用多孔質ガ
ラス母材の製造装置においては、反応容器内に複数の給
気吹出し具を設け、これら給気吹出し具には給気給気風
量制御具をそれぞれ接続しているので、各給気吹出し具
からの吸気風量を独立して制御することができ、このた
め反応容器内のガスの流れの制御性を良好に改善でき、
これにより火炎位置の制御性を著しく向上させることが
できる。

【００９５】それ故、バーナの火炎中で合成するガラス
微粒子をターゲットに付着させ、それを成長させて多孔
質ガラス母材を製造する際に、該多孔質ガラス母材の成
長に対応して生じる反応容器内のガスの流れの変動を非
常に小さく制御でき、このため該多孔質ガラス母材の製
造中の火炎の位置の変動，火炎内のガラス微粒子の位置
の変動を非常に小さくすることができる。これにより、
多孔質ガラス母材の製造中の該母材の表面温度，該母材
の重量増加速度，該母材の成長速度（該母材の長さの増
加速度）をより一層安定化でき、該母材の径方向断面の
屈折率分布の長手方向にわたる安定性や各設備で製造し
た母材同士での屈折率分布の再現性を向上する。

【００９６】これらの場合、各給気吹出し具を反応容器
の入口筒部の内周に添わせて配置すると、反応容器の反
応室内に各給気吹出し具の設置スペースを確保する必要
なく、本発明を実施することができる。

【００９７】また、各給気吹出し具を、反応容器の反応
室内に配置すると、バーナの火炎の近くでより確実にそ
の位置の制御を行うことができる。

【００９８】また本発明に係る光ファイバ用多孔質ガラ
ス母材の製造方法においては、火炎の位置を火炎位置測
定装置で測定し、該火炎の位置が一定位置になるように
各給気風量制御具で通気風量の制御を行うので、火炎の
位置の制御を再現性よく確実に行うことができる。

【００９９】また、反応容器内のガス流れを制御する
と、該反応容器内の風速の変動幅や経時変化を小さくす
る制御ができ、これにより火炎位置または粒子流の位置
の変動幅や経時変化を小さくする制御ができ、その結
果、多孔質ガラス母材の製造中の多孔質ガラス母材の表
面温度，多孔質ガラス母材の重量増加速度，成長速度
（多孔質ガラス母材長の増加速度）が安定し、母材の径
方向断面の屈折率分布の長手方向にわたる安定性，また
はＧｅ等の濃度分布の再現性向上に寄与することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る光ファイバ用多孔質ガラス母材の
製造装置の実施の形態の第１例を示したもので、（Ａ）
は（Ｂ）のａ−０−ｂ線断面図、（Ｂ）は（Ａ）のＡ−
Ａ線端面図である。

【図２】反応容器内のガスの流れの変化を調べる装置の
構成の一例を示す縦断面図である。

【図３】図２４に示す従来の装置で多孔質ガラス母材の
製造を行った場合の反応容器内の風速の経時変化を示す
特性図である。

【図４】図１に示す第１例の装置で多孔質ガラス母材の
製造を行った場合の反応容器内の風速の経時変化を示す
特性図である。

【図５】火炎位置測定装置の構成を示すブロック図であ
る。

【図６】図２４に示す従来の装置で多孔質ガラス母材の
製造を行った場合のコア部形成用火炎の位置の経時変化
を示す特性図である。

【図７】図１に示す第１例の装置で多孔質ガラス母材の
製造を行った場合のコア部形成用火炎の位置の経時変化
を示す特性図である。

【図８】本発明に係る光ファイバ用多孔質ガラス母材の
製造装置の実施の形態の第２例を示したもので、（Ａ）
は（Ｂ）のｃ−０−ｄ線断面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−
Ｂ線端面図である。

【図９】第２例の装置で用いているバタフライバルブよ
りなる給気給気風量制御具の回転角度を示す説明図であ
る。

【図１０】第２例の装置で用いている各給気給気風量制
御具の開度の経時変化を示す説明図である。

【図１１】図１０に示すようにして給気給気風量制御具
の開度制御を行って多孔質ガラス母材の製造を行った際
の第２例の装置の反応容器内の風速の経時変化を示す特
性図である。

【図１２】図１０に示すようにして給気給気風量制御具
の開度制御を行って多孔質ガラス母材の製造を行った際
の第２例の装置でのコア部形成用火炎の位置の経時変化
を示す特性図である。

【図１３】（Ａ）は本発明に係る光ファイバ用多孔質ガ
ラス母材の製造装置の実施の形態の第３例を示した縦断
面図、（Ｂ）は（Ａ）のＣ−Ｃ線端面図である。

【図１４】（Ａ）は本発明に係る光ファイバ用多孔質ガ
ラス母材の製造装置の実施の形態の第４例を示した縦断
面図、（Ｂ）は（Ａ）のＤ−Ｄ線端面図である。

【図１５】第４例の装置で用いている各給気給気風量制
御具の給気量の経時変化を示す説明図である。

【図１６】（Ａ）は本発明に係る光ファイバ用多孔質ガ
ラス母材の製造装置の実施の形態の第５例を示した縦断
面図、（Ｂ）は（Ａ）のＥ−Ｅ線断面図である。

【図１７】第５例の装置で用いている各給気給気風量制
御具の給気量の経時変化を示す説明図である。

【図１８】（Ａ）（Ｂ）は第５例で用いている給気吹出
し具の給気吹出し口にノズルを設ける場合の２例を示す
拡大断面図である。

【図１９】（Ａ）は本発明に係る光ファイバ用多孔質ガ
ラス母材の製造装置の実施の形態の第６例を示した縦断
面図、（Ｂ）は（Ａ）のＦ−Ｆ線断面図である。

【図２０】第６例の装置の変形例を示す縦断面図であ
る。

【図２１】（Ａ）は本発明に係る光ファイバ用多孔質ガ
ラス母材の製造装置の実施の形態の第７例を示した縦断
面図、（Ｂ）は（Ａ）のＧ−Ｇ線断面図である。

【図２２】第５例の装置で多孔質ガラス母材の製造を行
う際に排気側の第１の給気風量制御具で給気風量の制御
を行いつつ本発明に係る光ファイバ用多孔質ガラス母材
の製造方法を適用したときのコア部形成用火炎の位置の
経時変化を示す特性図である。

【図２３】第５例の装置で多孔質ガラス母材の製造を行
う際に排気側の第２の給気風量制御具または第３，第４
の給気風量制御具で給気風量の制御を行いつつ本発明に
係る光ファイバ用多孔質ガラス母材の製造方法を適用し
たときのコア部形成用火炎の位置の経時変化を示す特性
図である。

【図２４】（Ａ）は従来の光ファイバ用多孔質ガラス母
材の製造装置を示した縦断面図、（Ｂ）は（Ａ）のＨ−
Ｈ線端面図である。

【符号の説明】

１反応容器１ａ反応室１ｂ入口筒部２上部開口部３上蓋４孔５種棒６コアバーナ７クラッドバーナ８コア部形成用火炎８Ａコア部形成用火炎処理画像９クラッド部形成用火炎９Ａクラッド部形成用火炎処理画像１０多孔質ガラス母材１１排気管１１Ａ圧力制御部１２内筒体１３，１３ａ〜１３ｄ吸気口１４，１４ａ〜１４ｄ通風通路１５ａ〜１５ｄ，１５ａ´〜１５ｄ´ 第１〜第４の給
気吹出し具１６ａ〜１６ｄ給気通路１７仕切り板１８ａ〜１８ｄ給気口１９ａ〜１９ｄ，１９ａ´〜１９ｄ´ 給気吹出し口２０ａ〜２０ｄ，２０ａ´〜２０ｄ´ 給気配管２１ａ〜２１ｄ，２１ａ´〜２１ｄ´ 給気風量制御具２２母材先端位置検出用投光器２３母材先端位置検出用受光器２４母材引上げ機制御器２５風速計プローブ２６風速計２７パーソナルコンピュータまたはレコーダ２８ＣＣＤカメラ２９画像処理部３０モニタ３１コンピュータ３２記録部３３Ａ，３３Ｂ測定ウインドウ３４ａ〜３４ｄ給気吹出し管３５ａ〜３５ｄノズル３６Ａ，３６Ｂ中点３７ａ〜３７ｄ通風具３８ａ〜３８ｄ通風口

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】反応容器内にその上部の開口部からター
ゲットを垂下させ、前記反応容器内で該ターゲットの下
端にバーナからの火炎を当てて、該火炎中で合成したガ
ラス微粒子を該ターゲットの先端に堆積させて多孔質ガ
ラス母材を製造する光ファイバ用多孔質ガラス母材の製
造装置において、前記反応容器内に独立して通風を行う複数の通風具が設
けられていることを特徴とする光ファイバ用多孔質ガラ
ス母材の製造装置。
【請求項２】反応容器内にその上部の開口部からター
ゲットを垂下させ、前記反応容器内で該ターゲットの下
端にバーナからの火炎を当てて、該火炎中で合成したガ
ラス微粒子を該ターゲットの先端に堆積させて多孔質ガ
ラス母材を製造する光ファイバ用多孔質ガラス母材の製
造装置において、前記反応容器内に独立して通風を行う複数の給気吹出し
具が設けられ、前記各給気吹出し具には給気風量を制御
する給気風量制御具がそれぞれ接続されていることを特
徴とする光ファイバ用多孔質ガラス母材の製造装置。
【請求項３】前記各給気吹出し具は、その吹出し口を
前記反応容器の反応室に向けて該反応容器の入口筒部の
内周に添わせて配置されていることを特徴とする請求項
１または２に記載の光ファイバ用多孔質ガラス母材の製
造装置。
【請求項４】前記各給気吹出し具は、前記反応容器の
反応室内に配置されていることを特徴とする請求項１ま
たは２に記載の光ファイバ用多孔質ガラス母材の製造装
置。
【請求項５】反応容器内にその上部の開口部からター
ゲットを垂下させ、前記反応容器内で該ターゲットの下
端にバーナからの火炎を当てて、該火炎中で合成したガ
ラス微粒子を該ターゲットの先端に堆積させ、該ターゲ
ットの成長につれてその下端がほぼ一定位置にあるよう
に該ターゲットを連続的または断続的に引き上げて多孔
質ガラス母材の製造を行う光ファイバ用多孔質ガラス母
材の製造方法において、前記反応容器内に独立して通風を行うように配置した複
数の給気吹出し具にそれぞれ給気風量制御具を経て通風
を行い、これら給気吹出し具により前記反応容器内に通
風を行いつつ、前記火炎の位置を火炎位置測定装置で測
定し、前記火炎の位置が一定位置になるように前記各給
気風量制御具で通気風量の制御を行うことを特徴とする
光ファイバ用多孔質ガラス母材の製造方法。