JP3133392B2 - 光ファイバ用スート母材の製造方法 - Google Patents
光ファイバ用スート母材の製造方法Info
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Description
材の製造方法に関するものである。
の一つにいわゆる外付け法(OVD法)がある。この方
法は、気化させた石英ガラス原料を火炎中に吹き込み、
火炎加水分解反応によってスートを生成させ、それを種
棒(通常は石英ガラス)に吹きつけてスート母材を成長
させていくものである。
増すに従ってスート母材の外径が大きくなるが、堆積ス
ートの密度を均一に保つためには、スート母材の外径の
増大に合わせて火力を増大させる必要がある。このため
従来は、燃料ガスすなわち水素と酸素のバーナーへの供
給量を徐々に増加させていた。
は、バーナーの燃料ガス吹き出し口の断面積を大きくし
て、大量の燃料ガスの供給を確保しなければならない。
これは、燃料ガス吹き出し口の断面積を大きくせずに流
速を上げて大火力を得ようとすると、吹き出し口が抵抗
となって燃料ガスが流れ難くなったり、乱流状に吹き出
したりして、良好な火炎を形成することができないから
である。
大きくしただけでは、スート母材が細い初期の段階で火
力を絞った場合、吹き出し流速が低くなり過ぎて、火炎
にスート母材に届く勢いを持たせることができなくな
る。また燃料ガスである水素と酸素の無駄も大きくな
る。
課題を解決した光ファイバ用スート母材の製造方法を提
供するものである。
原料を火炎中に吹き込み、火炎加水分解反応によってス
ートを生成させ、それを種棒に吹きつけて光ファイバ用
スート母材を製造する場合に、石英ガラス原料吹き出し
口の周囲に層状に水素と酸素とアルゴンの吹き出し口を
有する多重管バーナーを中心部に配置し、その周囲に、
環状の水素吹き出し口内に間隔をあけて多数の細管状の
酸素吹き出し口を有する環状バーナーを多重に配置した
複合バーナーを使用する。
ナーと内側の環状バーナーによりスートを堆積させ、ス
ート母材が所定の太さに成長したところで順次外側の環
状バーナーを点火し、スート母材の成長につれ水素と酸
素の流量を徐々に増加させてスート母材の表面温度が低
下しないようにするものである。
単に火炎を強くできるばかりでなく、火炎の太さそのも
のを大きくできるので、有効なスートの堆積が可能とな
る。なぜならば、スートの堆積は熱泳動(サーモホレシ
ス)に従って進行するので、スート流を火炎で囲んでス
ート母材側の温度を相対的に低くしてスート母材に向か
うスートを多くすることが必要であり、スート母材が太
くなるにつれ火炎を太くできることは、スートの堆積効
率を高めるのに有効である。
に説明する。図1にこの実施例に使用する複合バーナー
の吹き出し口の断面を示す。この複合バーナー11は、中
心の石英ガラス原料吹き出し口1の周囲に同心円状に環
状の水素吹き出し口2、アルゴン吹き出し口3、酸素吹
き出し口4、アルゴン吹き出し口5を順次設けた多重管
バーナー12が中心部にあり、その周囲にさらに二重に環
状バーナー13、14を設けたものである。二重の環状バー
ナー13、14はそれぞれ、環状の水素吹き出し口6、7内
に周方向に間隔をあけて多数の細管状の酸素吹き出し口
8、9を設けた構造である。
酸素がバーナー端面より例えば20cmの位置で焦点を結ぶ
ようにしておけば、その位置で最も効率よくターゲット
(スート母材) を加熱することができるので好ましい。
母材の製造方法と複合バーナー11へのガス供給系を模式
的に示す。石英ガラスよりなる種棒15を旋盤にセット
し、軸線を中心として回転させながら軸線方向に往復動
させる。この場合は複合バーナー11は固定であるが、種
棒15を往復動させずに複合バーナー11を往復動させるよ
うにしてもよい。バーナーを点火し、SiCl4 を吹き込む
と、スート(SiO2 の粉)が生じ、これが種棒15に付着し
てスート母材16が成長する。
素)を入れ、加熱して一定温度に保ち、アルゴンガスを
流すと、蒸気圧に比例してガス状のSiCl4 が得られる。
バーナー中心の石英ガラス原料吹き出し口1には、この
SiCl4 がアルゴンガスと共に供給される。その流量は流
量制御器Ar-1により制御される。
流量制御器H2 −2で制御された水素が、アルゴン吹き
出し口3には流量制御器Ar-3で制御されたアルゴンが、
酸素吹き出し口4には流量制御器O2−4で制御された
酸素が、アルゴン吹き出し口5には流量制御器Ar-5で制
御されたアルゴンがそれぞれ供給される。
口6には流量制御器H2 −6で制御された水素が、酸素
吹き出し口8には流量制御器O2 −8で制御された酸素
がそれぞれ供給される。同様に外側の環状バーナー14の
水素吹き出し口7には流量制御器H2 −7で制御された
水素が、酸素吹き出し口9には流量制御器O2 −9で制
御された酸素がそれぞれ供給される。
と内側の環状バーナー13がメインのバーナーを構成して
おり、外側の環状バーナー14はスート母材16が所定の太
さに成長したときに点火される補助的なバーナーであ
る。
55℃に保ち、アルゴンガスを1.5 SLM(標準状態における
リットル/分)流して、SiCl4 ガスを中心の石英ガラス
原料吹き出し口1に供給した。多重管バーナー12の水素
吹き出し口2には水素を20 SLM、酸素吹き出し口4には
酸素を22 SLM流し、アルゴン吹き出し口3、5にはそれ
ぞれアルゴンを2 SLM 、5 SLM 流した。また内側の環状
バーナー13の水素吹き出し口6には水素を20 SLM、酸素
吹き出し口8には酸素を7.5 SLM 流した。
ラスであり、これを100rpmで回転させると共に、200mm/
分で往復動させた。バーナー先端と種棒15の距離は200
mmとした。
させ、スートの外径が40mmになったところで、外側の環
状バーナー14を点火した。点火時の水素と酸素の流量
は、水素=20SLM 、酸素=7.5 SLM とし、1往復毎に流
量を増した。水素と酸素の流量比は水素/酸素=1/0.
375 を保ち、最終的には水素=80SLM 、酸素=30SLM ま
で増加させた。最終段階でのスート外径は120 mmであっ
た。
ウムと塩素の雰囲気下で1600℃に加熱して、透明な光フ
ァイバ用ガラス母材を得、さらにこれを外径125 μm に
線引して光ファイバを得た。この光ファイバは所定の伝
送特性を有するものであった。
実施例と同じとし、内側環状バーナー13と外側環状バー
ナー14の間の仕切をなくした、つまり燃料ガス吹き出し
口の断面積を単純に大きくしたバーナーを用いてスート
母材を製造した。この方法では、環状バーナーの水素と
酸素の流量を、水素40SLM 以下、酸素15SLM 以下にする
と、火炎が弱まってしまい、種棒を十分加熱するだけの
火炎流を得ることが出来なかった。
素40 SLM以上、酸素15 SLM以上の流量にする必要がある
が、このような流量にすると、安定して吹き出す火炎は
得られるものの、種棒の加熱が強くなりすぎる。その結
果、種棒付近のスート層の密度が高くなりすぎ、スート
母材を透明化するときに塩素ガスによる脱水反応が十分
に行われず、得られた光ファイバの伝送特性は通常得ら
れる値より低いものであった。また初期の段階から水素
および酸素の流量が大きいため、燃料ガスの無駄が大き
い。
の場合について説明したが、これは三重以上にしてもよ
い。三重以上の場合もスート母材の外径が大きくなるに
従い、内側の環状バーナーから順次外側の環状バーナー
へと点火していけばよい。また図3は外側の環状バーナ
ー14の外側形状を矩形にしたものを示している。この場
合、もしこの複合バーナーをOVD法に使用するなら、
この図のように酸素吹き出し口9は環状バーナー14の図
で見て上下に設ければよいし、VAD法に使用するな
ら、酸素吹き出し口9は左右にも同様の間隔で、かつ同
数設ける等すればよい。このように環状バーナーという
言葉は、多重管バーナーを周方向に包囲しているバーナ
ーであることを意味し、図1のような円形状だけでなく
図3のような矩形状のものも含むものである。それ故、
内側の環状バーナー13についても同様に外側形状が矩形
状の環状バーナーとすることもできる。
期の段階では多重管バーナーと内側の環状バーナーとか
らなるメインのバーナーでスートを堆積させ、スート母
材が所定の太さに成長したところで順次外側の環状バー
ナーを点火してスート母材の成長に合わせて水素と酸素
の流量を徐々に増加させていくので、スートの堆積効率
がよく、大径のスート母材を効率よく製造できると共
に、燃料ガスの使用量も少なくて済む利点がある。
の吹き出し口の断面図。
方法の一実施例を示す説明図。
ーの吹き出し口の断面図。
5:アルゴン吹き出し口 6:水素吹き出し口 7:水素吹き出し口 8:酸
素吹き出し口 9:酸素吹き出し口 11:複合バーナー 12:多重
管バーナー 13:内側の環状バーナー 14:外側の環状バーナー
15:種棒 16:スート母材 17:原料発生器
Claims (1)
- 【請求項1】 気化させた石英ガラス原料を火炎中に吹
き込み、火炎加水分解反応によってスートを生成させ、
それを種棒に吹きつけて光ファイバ用スート母材を製造
する方法において、石英ガラス原料吹き出し口の周囲に
層状に水素と酸素とアルゴンの吹き出し口を有する多重
管バーナーを中心部に配置し、その周囲に、環状の水素
吹き出し口内に間隔をあけて多数の細管状の酸素吹き出
し口を有する環状バーナーを多重に配置した複合バーナ
ーを使用し、スート母材が細いうちは多重管バーナーと
内側の環状バーナーによりスートを堆積させ、スート母
材が所定の太さに成長したところで順次外側の環状バー
ナーを点火し、スート母材の成長につれスート母材の表
面温度が低下しないように水素と酸素の流量を徐々に増
加させていくことを特徴とする光ファイバ用スート母材
の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18406891A JP3133392B2 (ja) | 1991-06-28 | 1991-06-28 | 光ファイバ用スート母材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18406891A JP3133392B2 (ja) | 1991-06-28 | 1991-06-28 | 光ファイバ用スート母材の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH059035A JPH059035A (ja) | 1993-01-19 |
JP3133392B2 true JP3133392B2 (ja) | 2001-02-05 |
Family
ID=16146823
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP18406891A Expired - Lifetime JP3133392B2 (ja) | 1991-06-28 | 1991-06-28 | 光ファイバ用スート母材の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3133392B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3567574B2 (ja) * | 1995-12-26 | 2004-09-22 | 住友電気工業株式会社 | 多孔質ガラス母材合成用バーナ |
TW564242B (en) | 1998-07-29 | 2003-12-01 | Shinetsu Chemical Co | Porous optical fiber base materials, optical fiber base materials and methods for producing them |
WO2000017115A1 (en) * | 1998-09-22 | 2000-03-30 | Corning Incorporated | Burners for producing boules of fused silica glass |
JP6623201B2 (ja) * | 2017-10-13 | 2019-12-18 | 信越化学工業株式会社 | 合成用バーナ |
-
1991
- 1991-06-28 JP JP18406891A patent/JP3133392B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH059035A (ja) | 1993-01-19 |
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