JPH1072231A - 光ファイバ母材の製造装置及び製造方法 - Google Patents

光ファイバ母材の製造装置及び製造方法

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JPH1072231A
JPH1072231A JP22994496A JP22994496A JPH1072231A JP H1072231 A JPH1072231 A JP H1072231A JP 22994496 A JP22994496 A JP 22994496A JP 22994496 A JP22994496 A JP 22994496A JP H1072231 A JPH1072231 A JP H1072231A
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JP
Japan
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gas
container
optical fiber
fiber preform
burner
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JP22994496A
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Motonori Nakamura
元宣 中村
Yuichi Oga
裕一 大賀
Toshio Danzuka
俊雄 彈塚
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Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • 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

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  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 出発部材上にガラス微粒子を堆積させる際
に、排気促進用ガスとして容器内に取り込まれるガスに
よるガラス微粒子堆積体の端部の冷却を防ぐことができ
る光ファイバ母材の製造装置及び製造方法を提供するこ
と。 【解決手段】 出発部材を把持し、それを軸回りに回転
させる機構とガラス微粒子を合成するバーナと、該バー
ナと前記出発部材を相対的に移動させるトラバース機構
と、排気促進用ガスの取入れ口とを備え、前記バーナの
反対側の側面に排気口を有する容器からなり、ガラス微
粒子を合成しつつ出発部材に順次堆積させて光ファイバ
母材を製造する装置において、前記容器の周囲にガス流
通層を設け、排気促進用ガスを導入して容器内の熱によ
り予熱したのち、前記排気促進用ガス取り入れ口から容
器内に供給するように構成してなることを特徴とする光
ファイバ母材の製造装置及びそれを用いた光ファイバ母
材の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は出発部材の周囲にガ
ラス微粒子を堆積させる光ファイバ母材の製造装置及び
製造方法に関し、さらに詳しくはガラス微粒子の堆積を
行う容器内に供給されるガスによるガラス微粒子堆積体
の端部の冷却を防ぐことができる光ファイバ母材の製造
装置及び製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来行われている光ファイバプリフォー
ムの製造方法の一つとして、コア又はコアとクラッド層
からなる出発部材を容器内に水平、もしくは鉛直に設置
し、これを出発部材の軸回りに回転させ、気体状ガラス
原料をガラス微粒子合成用バーナに供給してガラス微粒
子を合成し、往復運動している出発部材に堆積させるい
わゆる外付け法によりガラス微粒子堆積体(光ファイバ
母材)を得て、これを加熱溶融して透明ガラス化する方
法がある(特開平2−172838号公報など)。この
方法により光ファイバ母材を製造する装置の1例を図2
に示す。図2の装置は容器1内に出発部材2がロッド7
に把持され鉛直に取付けられており、この出発部材2は
軸回りに回転し、昇降装置5により上下方向に往復運動
するようになっている。容器1の側面には出発部材2の
回転軸に直角にバーナ3が取付けられており、ガラス微
粒子を合成し出発部材2上に堆積させる。なお、バーナ
3はバーナ移動装置4により前後に移動可能になってい
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このような装置におい
ては、余分に生成し容器内に浮遊するすす(ガラス微粒
子)を排気する排気口6と排気を促進するための空気取
り入れ口8が設けられている。このような装置により光
ファイバ母材を作製する際には、ガラス微粒子堆積体が
往復運動する際に、ガラス微粒子堆積体の火炎から遠ざ
かった部分、特に端部(外径非定常部)の温度が低下す
る。空気取り入れ口8から取り込まれる空気の温度が低
いと雰囲気の温度とガラス微粒子堆積面との温度差が大
きくなりガラス微粒子堆積体の端部が冷却されて温度の
低下が顕著になり、ガラス微粒子堆積面が収縮して割れ
(クラック)を生じる場合があった。このような端部の
冷却を防止するため、加熱用バーナや加熱用ヒータを設
置するなどの手段が講じられているが、この場合余分の
ガスや電力を必要とするという問題があった。
【0004】本発明は上記のような従来技術における問
題点を解決し、出発部材上にガラス微粒子を堆積させる
際に、排気促進用ガスとして容器内に取り込まれるガス
によるガラス微粒子堆積体の端部の冷却を防ぐことがで
き、良好な品質の光ファイバ母材を歩留りよく作製する
ことのできる光ファイバ母材の製造装置及び製造方法を
提供しようとするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する手段
として、本発明は次の(1)〜(4)の態様を採るもの
である。 (1)出発部材を把持し、それを軸回りに回転させる機
構と、ガラス微粒子を合成するバーナと、該バーナと前
記出発部材を相対的に移動させるトラバース機構と、排
気促進用ガスの取入れ口とを備え、前記バーナの反対側
の側面に排気口を有する容器からなり、ガラス原料をバ
ーナに供給してガラス微粒子を合成しつつ出発部材に順
次堆積させて光ファイバ母材を製造する装置において、
前記容器の周囲にガス流通層を設け、排気促進用ガスを
導入して容器の熱により予熱したのち、前記排気促進用
ガスの取り入れ口から容器内に供給するように構成して
なることを特徴とする光ファイバ母材の製造装置。
【0006】(2)容器内に把持され、軸回りに回転し
ながら軸方向にガラス微粒子合成用バーナと相対的に移
動する出発部材に、前記バーナで合成されるガラス微粒
子を順次堆積させ、排気促進用ガスを供給して容器内に
浮遊するガラス微粒子を排出させながら光ファイバ母材
を製造する方法において、容器の周囲に設けられたガス
流通層内で容器の熱により予熱したガスを排気促進用ガ
スとして容器内へ供給することを特徴とする光ファイバ
母材の製造方法。
【0007】(3)排気促進用ガスの予熱温度が100
〜400℃であることを特徴とする前記(2) の光ファイ
バ母材の製造方法。 (4)排気促進用ガスとして不活性ガス又は空気を使用
することを特徴とする前記(2) 又は(3) の光ファイバ母
材の製造方法。
【0008】本明細書においては、コア又はコアとクラ
ッド層からなる出発部材にガラス微粒子を堆積させたガ
ラス微粒子堆積体を光ファイバ母材と称し、これを高温
の焼結炉で透明化したものを透明化光ファイバ母材と称
する。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明を詳
細に説明する。図1は本発明の1実施態様であるOVD
法による光ファイバ母材の製造装置の概略を示す断面図
である。図1の装置は容器1内に出発部材2がロッド7
に把持され鉛直に取付けられており、この出発部材2は
軸回りに回転し、昇降装置5により上下方向に往復運動
するようになっている。容器1の側面には出発部材2の
回転軸に直角にバーナ3が取付けられており、原料を供
給してガラス微粒子を合成しつつ出発部材2上に堆積さ
せる。このとき、出発部材2上にガラス微粒子が堆積し
外径が太くなるにつれてバーナ3をバーナ移動装置4に
より徐々に後退させる。
【0010】容器1のバーナ3の周囲には通常2〜4個
程度のガス取り入れ口9が設けられており、窒素などの
不活性ガスや空気などの排気促進用ガスを供給して容器
内に浮遊するガラス微粒子を排気とともにバーナ3の反
対側に設けられた排気口6から排出するようになってい
る。容器1内のガラス微粒子堆積体の火炎の当たってい
る部分の表面温度は800〜1100℃程度になってい
るが、火炎の当たっていない部分の温度は周囲の雰囲気
温度に近くなり、特にガラス微粒子堆積体の端部では温
度が下がりやすいが、割れなどの発生を防止するために
はその端部温度を300〜500℃に保持する必要があ
る。しかしながら、図2の従来の装置のようにガス流通
層が設けられていない場合には室温の空気がそのまま容
器1内に供給されるため、容器1内の出発部材2が冷却
され、端部の温度が100〜300℃程度に低下してし
まう。
【0011】そのため本発明の装置は、この容器1の外
側にガス取り入れ口9を覆う形でガス流通層10を設
け、ガラス微粒子の合成の際に発生する熱により加熱さ
れた容器の輻射熱により排気促進用ガスを100〜40
0℃、好ましくは300〜400℃に予熱して容器内に
供給するように構成されていることを特徴とする。この
ようにすることによりガラス微粒子堆積体の端部の温度
を300〜500℃程度に保持することができる。
【0012】排気促進用ガスとしては窒素等の不活性ガ
スや空気などのガラス合成に悪影響を及ぼさないガスが
使用できるが空気が好ましく、中でも浮遊ダストの容器
内への侵入を防ぐため、フィルタを通して清浄化した空
気を使用するのが好ましい。通常、容器内は−2.0m
mH2 O程度の負圧に保持されているが、余剰のガラス
微粒子を効率的に排出させるためには、排気促進用ガス
の供給圧は0.1〜0.5mmH2 O程度とするのが好
ましい。
【0013】このようにすることによりガラス微粒子堆
積体の端部における温度の変動を抑えることができ、熱
履歴の変動によるひびや割れの発生を防止することがで
きる。さらに、このようなガラス微粒子堆積体の端部温
度の変動抑制効果に加えて、加熱された容器外壁を冷却
する効果もある。
【0014】
【実施例】以下実施例により本発明の効果を実証する。 (実施例1)図1に示す構成の装置を使用して光ファイ
バ母材を作製した。バーナ3からSiCl4 をガラス成
分とするガラス原料を供給して長さ500mm、直径1
5mmのSiO2 、GeO2 からなるコアとSiO2
クラッドからなる出発部材2にガラス微粒子を150m
mの外径となるように堆積させた(スス付け)。この
間、出発部材2は約40rpm程度の速度で回転させ、
ガラス微粒子が堆積し外径が太くなるにつれてバーナ3
を徐々に後退させてバーナ3と堆積体の表面との間隔を
ほぼ一定に保った。
【0015】ガス流通層10を設けない場合、ガラス微
粒子を合成する火炎の影響で容器1の温度、特に中央部
の温度は500℃以上の高温になるが、図1のように容
器の周辺部にガス流通層10を設けて冷却用の清浄な空
気(フィルタを通して清浄化した空気)を差圧2.0m
mH2 Oの圧力で供給し、約100℃に予熱された空気
を排気促進用ガスとして容器内に供給することにより、
容器温度を約150℃に抑えることができ、ガラス微粒
子堆積体の端部の温度は約400℃に保持することがで
きた。このようにして得られた光ファイバ母材(ガラス
微粒子堆積体)を高温に保った炉の中に保持して透明化
したところ、気泡や不整のない良好な透明化光ファイバ
母材を得ることができた。
【0016】(比較例)図2に示す構成の装置を使用し
て実施例と同様にして光ファイバ母材を作製した。余剰
空気として清浄な空気を供給したが、空気の温度が低い
ためにガラス微粒子堆積体表面の温度が冷却され、クラ
ックが発生した。この光ファイバ母材を高温の炉中で透
明化したところ、クラックはなくならず、良好な品質の
透明化光ファイバ母材を得ることはできなかった。
【0017】以上、出発部材をトラバースする形式のO
VD法を例にとって説明してきたが、本発明の構成はバ
ーナをトラバースする方式のOVD法でも同様の効果が
得られる。さらに、VAD法などの反応容器内の火炎中
でガラス微粒子を合成する気相合成法に適用しても同じ
効果が得られることはいうまでもない。
【0018】
【発明の効果】本発明によれば、出発部材上にガラス微
粒子を堆積させる際に、低温のガスが容器内に導入され
ることがないので、ガラス微粒子堆積体の端部が冷却さ
れてひびや割れの発生を防止することができ、良好な品
質の光ファイバ母材を得ることができる。また、本発明
の構成とすることにより容器の温度上昇を抑える効果も
ある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の1実施態様である光ファイバ母材の製
造装置の概略を示す断面図。
【図2】従来の光ファイバ母材の製造装置の1例を示す
概略断面図。
【符合の説明】
1.容器 2.出発部材 3.バーナ 4.バー
ナ移動装置 5.昇降装置 6.排気口 7.ロッド 8.空
気取り入れ口 9.ガス取り入れ口 10.ガス流通層

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 出発部材を把持し、それを軸回りに回転
    させる機構と、ガラス微粒子を合成するバーナと、該バ
    ーナと前記出発部材を相対的に移動させるトラバース機
    構と、排気促進用ガスの取入れ口とを備え、前記バーナ
    の反対側の側面に排気口を有する容器からなり、ガラス
    原料をバーナに供給してガラス微粒子を合成しつつ出発
    部材に順次堆積させて光ファイバ母材を製造する装置に
    おいて、前記容器の周囲にガス流通層を設け、排気促進
    用ガスを導入して容器の熱により予熱したのち、前記排
    気促進用ガスの取り入れ口から容器内に供給するように
    構成してなることを特徴とする光ファイバ母材の製造装
    置。
  2. 【請求項2】 容器内に把持され、軸回りに回転しなが
    ら軸方向にガラス微粒子合成用バーナと相対的に移動す
    る出発部材に、前記バーナで合成されるガラス微粒子を
    順次堆積させ、排気促進用ガスを供給して容器内に浮遊
    するガラス微粒子を排出させながら光ファイバ母材を製
    造する方法において、容器の周囲に設けられたガス流通
    層内で容器の熱により予熱したガスを排気促進用ガスと
    して容器内へ供給することを特徴とする光ファイバ母材
    の製造方法。
  3. 【請求項3】 排気促進用ガスの予熱温度が100〜4
    00℃であることを特徴とする請求項2に記載の光ファ
    イバ母材の製造方法。
  4. 【請求項4】 排気促進用ガスとして不活性ガス又は空
    気を使用することを特徴とする請求項2又は3に記載の
    光ファイバ母材の製造方法。
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