JPS629296Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

本考案は気相化学反応により光フアイバ用母材
を製造する装置、特に反応管に反応ガスを導入す
る反応ガス導入部の構造に関するものである。 光フアイバ母材を製造する一方法として移動加
熱源を用いたCVD法（化学気相堆積法）があ
り、低損失光フアイバ用母材を得る方法として優
れていることが知られている。 この製造装置および方法は、第１図に示すよう
に例えば適当な径の石英反応管１の両端に設けた
該反応管１よりも大径のサポート管２を回転機構
３に取りつけ、前記反応管１を回転するととも
に、該サポート管２の一端に設けたガス導入部４
はフレキシブルなチユーブ５に連接されている。
このチユーブ５は回転ジヨイント６に接続され、
反応管１の回転を可能ならしめている。 以上のような反応管の取りつけ構成体の回転ジ
ヨイント側Ａからガラス層形成用の原料ガスであ
る四塩化珪素（SiCl₄）、オキシ塩化燐（POCl₃）
および四塩化ゲルマニウム（GeCl₄）等を担持し
たキヤリアガスおよび酸素（O₂）を導入し、反応
管１を回転させながら酸水素バーナ等の加熱源７
を反応管１の長手方向に沿つて移動させて管壁を
局所的に高温加熱し、反応管１内に導入した原料
ガスを熱分解し、次に酸化反応による酸化物スー
トを形成してこれを管壁に沈着せしめ、該酸化物
スートを溶融してガラス化する。このような工程
を複数回繰り返し、反応管内壁面に例えばクラツ
ド層およびコア層となる所定厚さの透明ガラス層
８を形成する。その後上記反応管１を回転させな
がら加熱バーナ即ち熱源７で加熱し、管径を縮小
せしめるコラツプス工程を通して中実化した光フ
アイバ用母材（プリフオーム）を形成している。 ところで、上記従来の装置構成で製造したプリ
フオームでは第２図ａのようにコア部８′の直径
ｄが反応ガスの導入端Ａ側から排出端Ｂ側にむけ
て徐々に増大してプリフオーム１′の外径Ｄに対
するコア径ｄの比が長手方向に不均一になる問題
がある。一般にコアと外径の比の変動が±５％の
範囲におさまる領域でしか特性の均一な光フアイ
バを線引きすることができず、従つて従来のやり
方ではプリフオームの全長Ｌに対して良好な光フ
アイバを製し得る有効長ｌが短く、プリフオーム
の利用効率が悪い欠点があつた。 この原因は、第２図ｂに示すように反応管１内
に均一にガスが流れているため、管の中心部で生
成した酸化物スートは管壁に付着するまでにガス
流によつて下流に流され、熱源７の移動最端位置
に対応した反応管の端部Ａの中心部で生成したス
ートは、Ｃ点以下の領域にしか堆積しないわけで
ある。さらに細かく説明すると、上記光フアイバ
用母材の製造に用いる反応管１、サポート管２お
よびガス導入部４はほぼ同一軸線上になるよう構
成されており、しかも反応管１の内径が17mmφ、
サポート管の内径が25mmφ、さらにガス導入部４
の管内径が約８mmφで、原料ガス等を流量1500〜
2000c.c.／minと大量に流すため、反応管入口部で
は第１図のようにガス導入部４から導入された原
料ガス等が直接反応管部にイ，ロ，ハで示すよう
に強い勢いで吹き込まれることになり、前記した
原料ガスであるSiCl₄、GeCl₄、POCl₃等が加熱源
７によつて熱分解し、その後の酸化反応によつて
SiO₂、GeO₂、P₂O₅等になつた酸化物スートを反
応管の下流に押し流し、反応管入口近傍では均一
な酸化物の堆積層８さらにはガラス層を形成する
ことができず、ひいては均一なコア、クラツド層
を有する光フアイバ用母材を形成することができ
なくなる。 本考案は上記欠点を除去するもので、回転機構
に支持した反応管の一端からガラス層形成用の原
料ガスを導入し、該反応管の長手方向に沿つて移
動する加熱手段で該反応管を加熱して反応管の内
壁面に堆積した反応生成物をガラス化する装置に
おいて、前記反応管への原料ガス導入部に、先端
を閉塞し周面にガス噴出口を形成したガス案内筒
を反応管と同軸的に内装せしめ、反応管内の長手
方向に沿つて均一なガラス層が堆積するよう構成
したものである。 以下本考案の実施例につき、第３図以下の図面
を用いて説明する。なお第１図と同等部分には同
一符号を付した。 まず本考案の特徴とする流速抑制用のガス案内
筒１０の構成と反応管１から延長したサポート管
２への取りつけについて簡単に説明すると、この
ガス案内筒１０は、反応管１内へ導入するガラス
原料ガスSiCl₄、GeCl₄、POCl₃等を担持したキヤ
リアガスおよび反応ガスであるO₂の流れを一旦
管軸方向から管径方向の成分に変換し、管中心部
のガス流を抑制するような構造になつている。す
なわち、このガス案内筒１０はその拡大図を第４
図に示すように鍔部１５より突出した案内筒部１
６を持ち、外案内筒部１６の筒軸と直交する方向
に複数のガス噴出口１７が設けてあり、また先端
は蓋部１８で閉塞してある。 以上述べた第４図の流速抑制用ガス案内筒１０
の鍔部１５を案内筒部１６がサポート管２内に同
軸的に突出するようサポート管２の端部に当接
し、該サポート管２の外周に中子１４とＯリング
１３を挿入し、その外周を袋ナツト１２と外周に
ネジを切つた段付きのパイプ状部材１１で締め付
け、反応管１とガス案内筒とを気密に取りつけて
いる。なお段付きのパイプ状連結部材１１の段部
２１と前記ガス案内筒１０の鍔部１５の間にもＯ
リング２０を介在させて気密を保持している。 以上説明したような本考案によれば反応管１内
へ導入される反応ガスの管中央部のガス流をガス
案内筒によつて抑制することにより反応ガス等が
反応管内の内壁にそつて長手方向でほぼ均一な流
速を有するように構成できる。すなわち導入ガス
はガス案内筒の筒部１６の周上に設けた噴出口１
７を通して一旦管軸と直交する方向に噴出し、こ
の噴出ガスが管軸方向に一様な流速ａ，ｂを有し
て流れるため、従来のような反応管のガス導入口
付近と排出端付近での流速の変化もなく、ひいて
は均一なガラス層１９の堆積領域を長く形成する
ことができ、その結果良好な光フアイバ母材を得
ることができる。また前述のように先端を閉塞し
た形のガス案内筒を付設したことにより、管中心
部に集中しがちなガスの流れを管内壁に沿つた流
れに変えることができ、全体としてガラスの堆積
効率が向上するといつた効果も得ることができ
る。 第５図は本考案を適用して製造したグレーテツ
ドインデツクス型光フアイバ用プリフオームと従
来の装置で製造した同様のプリフオームとの比較
結果を示す測定データで、横軸にプリフオーム長
手方向の位置をとり、各位置でのコア径ｄと外径
Ｄの変化の状態をプロツトしてある。この時の製
造条件は次表のとおりである。ガス案内筒の有無
が異なるだけである。

【表】 但し使用した反応管の寸法は外径20mm、内径17
mm、長さ50cmで、原料は30℃に保持されていた。 しかして第５図中●でプロツトした線のよう
に従来のプリフオームではガス排気側端部Ｂから
およそ35（センチ）のC1点までしか均一な光フ
アイバを引き出すことが出来ず、それよりガス導
入端Ａまでの15（センチ）はコアと外径の比が５
％以上変動して無効領域となつていた。これに対
して本考案を適用した場合は、同図中〇でプロツ
トした線のようにコアと外径比の変動幅が±５
％までに収まる有効長がC2点の41（センチ）ま
で延びている。これは従来例に比べてプリフオー
ムの有効長が約６（センチ）延びたことを意味
し、光フアイバにしてプリフオーム１本当たり
600ｍ以上余分に均一なフアイバが引き出せるこ
とになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の光フアイバ母材の製造装置の概
要説明図、第２図ａ及びｂはプリフオームの形状
を示す側面図と反応管内壁面への酸化物スートの
堆積状態を説明するための側面図、第３図は本考
案の光フアイバ母材の製造装置の説明図、第４図
は流速抑制用のガス案内筒の拡大斜視図、第５図
は本考案装置で製造したプリフオームと従来装置
で製造したプリフオームの長手方向におけるコア
径と外径の実測データを対比して示す線図であ
る。 １：反応管、２：サポート管、３：回転機構、
４：ガス導入部、５：フレキシブルチユーブ、
６：回転ジヨイント、７：加熱手段、８：透明ガ
ラス層、１０：ガス案内筒、１１：段付きパイ
プ、１３，２０：Ｏリング、１４：中子、１５：
鍔、１６：案内筒部、１７：噴出口、１８：蓋
部。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 回転機構に支持した反応管の一端からガラス層
   形成用の原料ガスを導入し、該反応管の長手方向
   に沿つて移動する加熱手段で該反応管を加熱して
   反応管の内壁面に堆積した反応生成物をガラス化
   する装置において、前記反応管への原料ガス導入
   部に、先端を閉塞し周面にガス噴出口を形成した
   ガス案内筒を反応管と同軸的に内装せしめて成る
   ことを特徴とする光フアイバ母材の製造装置。