JP3131093B2 - 光ファイバ用多孔質ガラス母材製造装置 - Google Patents

光ファイバ用多孔質ガラス母材製造装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は光ファイバ用多孔質ガラ
ス母材製造装置、特にはガス状ガラス原料から効率よく
光ファイバ用多孔質ガラス母材を製造する製造装置に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】光ファイバ用多孔質ガラス母材の製造
は、石英ガラス棒などのターゲット部材を回転させなが
ら、その長手方向に四塩化けい素や四塩化ゲルマニウム
のようなガス状ガラス原料を酸素ガスおよび水素ガスを
供給し、燃焼している酸水素火炎バーナーを移動させ、
この燃焼によって生成されたガラススートをこのターゲ
ット部材の外周部に堆積させる、いわゆる外付け方法に
よって行なわれている。
【0003】しかして、これについてはターゲット部材
へのガラススートの付着堆積速度を向上させるために、
同一形状のバーナーを2本以上配置することも行なわれ
ており、これにはこのバーナーをガラス原料の供給量を
変えることができる多重管バーナーを用いて行なうこと
も提案されている(特開平2-164737号公報参照)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この場合には
ここに使用するバーナーの形状などによってターゲット
部材の外周部にガラススートの堆積される効率が異な
り、ターゲット部材の径が細いときに効率よくガラスス
ートを堆積させるバーナーと、ターゲット部材の径が太
いときに効率よくガラススートを堆積させることができ
るバーナーとはその形状が異なることが知られているの
で、従来のように同一形状のバーナーを複数個配置する
方法においては、ターゲットの径が細いところから太い
ところまでの全工程においてターゲットにガラススート
を効率よく堆積させることができないという問題点があ
った。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明はこのような不
利、問題点を解決した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り、これはターゲット部材を
回転させながら、その長手方向にガス状ガラス原料と酸
素ガスおよび水素ガラスを燃焼させるバーナーを移動さ
せ、このターゲット部材の周囲にガラススートを堆積さ
せて光ファイバ用多孔質ガラス母材を製造する方法にお
いて、該バーナーを口径の異なる2種類以上の複数個か
らなるものとし、この口径の異なるバーナーを交互に配
置してなることを特徴とするものである。
【0006】すなわち、本発明者らはガス状ガラス材料
から効率よく光ファイバ用多孔質ガラス母材を製造する
装置を開発すべく種々検討した結果、ターゲット部材を
回転させながら、この周囲にガス状ガラス原料の火炎加
水分解で発生させたガラススートを堆積させて多孔質ガ
ラス母材を製造する装置において、ここに使用する酸水
素火炎バーナーを口径の異なる2種類以上のバーナーを
用いることとし、これらのバーナーを交互に配置し、タ
ーゲット部材の径の太くなるにつれてこれらのバーナー
を使い分けると、効率よく目的とする光ファイバ用多孔
質ガラス母材の得られることを見出し、ここに使用する
バーナーの種類、これらの配列方法などについての研究
を進めて本発明を完成させた。
【0007】
【作用】本発明は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り、これは前記したように、ター
ゲット部材を回転させながら、これに外付け法によって
ガラススートを堆積させる光ファイバ用多孔質ガラス母
材製造装置において、ここに使用する酸水素火炎バーナ
ーを口径の異なる2種類以上の複数個からなるものと
し、この口径の異なるバーナーを交互に配置してなるこ
とを特徴とするものであるが、これを使用し、ターゲッ
トが細いときにはバーナー径の小さいバーナーを使用
し、ターゲットが太くなったときにはバーナー径の大き
いバーナーに変えるとガラススートの発生量がこのバー
ナーの変更によって変化し、バーナー径の大きいバーナ
ーとするとガラススートの発生量が増加すると共にこの
ガラススートのターゲット部材への堆積量も増えるの
で、全体を通じて効率よく光ファイバ用多孔質ガラス母
材を得ることができるという有利性が与えられる。
【0008】本発明の光ファイバ用多孔質ガラス母材製
造装置に用いられる酸水素火炎用バーナーは図1に示さ
れる同心多重管バーナーとされる。図1(a)はその横
断面図、図1(b)はその縦断面図を示したものであ
り、これは図1に示されているように例えばクラッド層
用のガス状ガラス原料としての四塩化けい素(SiCl4) 、
メチルトリクロロシラン(CH3SiCl3)、メチルトリメトキ
シシラン[CH3Si(OCH3)3]などや必要に応じてフッ素化合
物のような屈折率を低下させるドーパントを添加して通
す第1管(直径d1 )、水素ガスを通す第2管(直径d
2 )、アルゴンガスなどの不活性ガスを通す第3管(直
径d3 )、酸素ガスを通す第4管(直径d4 )とからな
るものとされるが、ガラス原料と反応するに必要なO
2 、H2 流量と比例するためにこのd1/d2/d3/d4
一定のものとされており、これは例えば1:3:4:5
とすればよく、通常このd4 は1番細いもので15mmφの
ものとされており、ターゲット部材が太くなったときに
口径の大きいものとすることからd4 =30mmφ、または
4 =60mmφのものとされる。
【0009】しかして、このように口径の相違するバー
ナーを用いて、ターゲット部材を回転させながら、この
ターゲット部材にこのバーナーに供給されたガス状ガラ
ス原料の火炎加水分解で発生したガラススートをこのタ
ーゲット部材に堆積させると、このバーナーの口径のd
1/d2/d3/d4 を一定とし、表2に示すようにd4 を15
mmφとしたバーナーA、d4 を60mmφとしたバーナー
B、d4 を30mmφとしたバーナーCを用いたときにター
ゲット部材の径とこのターゲット部材に対するガラスス
ートの付着率との関係をしらべたところ、図2に示した
とおりの結果が得られ、ターゲット部材の径が小さいと
き、例えばこれが径D1 以下ではバーナーAによるもの
の付着率が最も効果的であるが、この径がD1 を越える
とバーナーCの方が効率のよいものとなり、この径がD
2 を越えるとバーナーBが最も効率のよいものとになる
ことが確認された。
【0010】したがって、光ファイバ用多孔質ガラス母
材の製造に当っては、ターゲット部材の径が小さいとき
は口径の小さいバーナーAで発生したガラススートをタ
ーゲット部材に堆積し、ターゲット部材の径が太くなっ
た時点からバーナーAを口径の大きいバーナーBとし
て、ここから発生するガラススートをターゲット部材に
堆積するようにすれば、ターゲット部材の径が細いとき
から太いときまで広い範囲で効率よくガラススートをタ
ーゲット部材に堆積させることができるという有利性が
与えられる。なお、この場合におけるバーナー径d4
ターゲット部材の径Dの比D/d4は1〜5の範囲外で
は効果が悪くなるので、これは1〜5の範囲内とするこ
とがよい。
【0011】本発明ではここに使用するバーナーを口径
の異なる2種類以上の複数個からなるものとすると共
に、これらのバーナーを交互に配置するのであるが、こ
れは例えば図3に示したようにターゲット部材の下に口
径の小さいバーナーAと口径の大きいバーナーBを交互
に複数個宛並べたものとされる。このバーナーAとバー
ナーBにはそれぞれガス状ガラス材料としての SiCl4
水素ガス(H2 )および酸素ガス(O2 )がバルブ1、
バルブ2を経て供給されるようにされており、バーナー
Aのみでガラススートを堆積してターゲット部材が太く
なったときに、バルブ1と2を操作してガス状ガラス材
料などの原料ガスをバーナーAからバーナーBに切換
え、以後製造が終了するまでバーナーBでガラススート
の堆積を行なうようにすればよい。
【0012】なお、本発明の光ファイバ用多孔質ガラス
母材製造装置では口径の小さいバーナーと口径の大きい
バーナーをそれぞれ2本以上設けてガラススートの収量
を増加させることがよいが、この場合におけるバーナー
A間またはバーナーB間の距離L2 は各バーナーによっ
て生ずる炎の相互干渉をさけるために一定以上の距離が
必要とされる。このL2 はバーナーAとバーナーBとの
距離L1 には本質的に炎の干渉がないので小さくするこ
とができ、図4に示したように従来のバーナー間の距離
2 を保ったままで4本のバーナーを配置することがで
きる。また、図6(a)、(b)に示すように配置する
ことにより、3種の口径の異なるバーナーを各3本づつ
用いることもできる。
【0013】
【実施例】つぎに本発明の実施例、比較例を示す。 実施例、比較例 表2に示すバーナー径を有する多重管バーナーA、Bを
用い、図3に示したようにターゲット部材にガラススー
トを堆積させるための酸水素火炎バーナーをd4 =15mm
φのバーナーA2本とd4 =60mmφのバーナーB2本と
を交互に配列したものとし、このバーナーA、Bに対す
る SiCl4、H2 、O2 ガスの供給をバルブ1、2で切換
えるようにした。
【0014】そして、ターゲット径が細いときには図4
に示したように2本のバーナーAのみによってガラスス
ートの堆積を行ない、ターゲット径が太くなったときに
はバルブ1、2を操作して原料ガスをバーナーBに切換
えて、図5に示したようにガラススートの堆積を行な
い、以後多孔質ガラス母材の製造が終了まで2本のバー
ナーBのみでガラススートの堆積を行なったところ、表
1に示したようにこの平均スート付着率を56%とするこ
とができた。
【0015】しかし、比較のためにこれを従来公知の方
法にしたがって2本のバーナーA、または2本のバーナ
ーBのみでガラススートの堆積を最初から最後まで行な
ったところ、この場合の平均スート堆積率は表1に示し
たようにバーナーAのみで行なったときは31%であり、
バーナーBのみで行なったときには38%ということにな
った。
【0016】
【表1】
【表2】
【0017】
【発明の効果】本発明は光ファイバ用多孔質ガラス母材
製造装置に関するものであり、これは前記したようにタ
ーゲット部材を回転させながら、その長手方向にガス状
ガラス材料と酸素ガスおよび水素ガスを燃焼させるバー
ナーを移動させ、このターゲット部材の周囲にガラスス
ートを堆積させる光ファイバ用多孔質ガラス母材製造装
置において、該バーナーを口径の異なる2種類以上の複
数個からなるものとし、この口径の異なるバーナーを交
互に配置してなることを特徴とするものであるが、これ
を用いてターゲット部材が細いときにはバーナー径の小
さいバーナーのみを用いてガラススートの堆積を行な
い、ターゲット部材が太くなったときにバーナー径の大
きいバーナーに切換えてガラススートの堆積を行なう
と、ガラススートの平均堆積率を向上させることがで
き、したがって多孔質、ガラス母材の収率向上に伴なう
生産性の向上をはかることができるという有利性が与え
られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は本発明で使用される同心多重管バーナ
ーからなる酸水素火炎バーナーの横断面図、(b)はそ
の縦断面図を示したものである。
【図2】径の大きさの異なるバーナーA(d4 =15mm
φ)、B(d4 =60mmφ)、C(d4 =30mmφ)を用い
たときのターゲット径とガラススート付着率との関係図
を示したものである。
【図3】本発明の光ファイバ用多孔質ガラス母材製造装
置の縦断面図を示したものである。
【図4】本発明の光ファイバ用多孔質ガラス母材製造装
置により、ターゲット径の小さいときのバーナーAによ
るガラススート堆積時の縦断面図を示したものである。
【図5】本発明の光ファイバ用多孔質ガラス母材製造装
置により、ターゲット径が太くなったときのバーナーB
によるガラススート堆積時の縦断面図を示したものであ
る。
【図6】(a)は本発明の光ファイバ用多孔質ガラス母
材製造装置により、3種の異なる口径のバーナーを各々
3本用いた場合の大きくなったときのバーナーCによる
ガラススート堆積時の横断面図、(b)はその縦断面図
を示したものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平沢 秀夫 群馬県安中市磯部2丁目13番1号 信越 化学工業株式会社 精密機能材料研究所 内 (56)参考文献 特開 平2−164737(JP,A) 特開 昭64−9821(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C03B 37/00 - 37/16 C03B 8/04

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ターゲット部材を回転させながら、その長
    手方向にガス状ガラス原料と酸素ガスおよび水素ガスを
    燃焼させるバーナーを移動させ、このターゲット部材の
    周囲にガラススートを堆積させる光ファイバ用多孔質ガ
    ラス母材製造装置において、該バーナーを口径の異なる
    2種類以上の複数個からなるものとし、この口径の異な
    るバーナーを交互に配置してなることを特徴とする光フ
    ァイバ用多孔質ガラス母材製造装置。
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