JP4530687B2 - 光ファイバ用多孔質ガラス母材の製造方法 - Google Patents
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Description
VAD法は、SiCl4などのガラス原料をバーナ火炎中で火炎加水分解させ、生成したガラス微粒子を回転しつつ一定の速度で上昇する出発部材上に堆積させて多孔質ガラス母材を作り、これを高温中で脱水・透明ガラス化して合成石英ガラスを得る方法である。
火炎加水分解で生成したガラス微粒子は、火炎流とともに出発部材の堆積面に吹き付けられ、付着・堆積するが、その一部(条件にもよるが、約5割)が堆積されることなく、排ガスとともに系外に排出される。
第1クラッド部堆積用バーナ3によるガラス微粒子流5は、ハッチングで示したように、中心部2に当たって左右に分かれつつ上昇し、その後表面から離れ、最終的に系外に排出される。このとき、堆積されなかった未付着のガラス微粒子(スート)は、排ガスとともに大部分のものは系外に排出されるが、その一部は反応容器の内壁に付着・堆積する。
このため、生成したガラス微粒子をより高効率で堆積面に付着させる方法が求められている。
このようにして製造された多孔質ガラス母材を脱水、焼結後、透明ガラス化することにより、光学特性に優れたガラス母材が得られる。
このようにして得られた多孔質ガラス母材を脱水し、焼結・透明ガラス化することで、例えば、光ファイバ用ガラス母材として好適な光学特性に優れた石英ガラスを低コストで製造することができる。
先ず、コア部堆積用バーナ1により中心棒2が形成され、その周囲に第1クラッド部が第1クラッド部堆積用バーナ3(以下、単にバーナ3と称する)により形成されている。第1クラッド部の堆積下面には、中心棒2を取り巻くように凹部6が形成されている。この凹部6の形状は、バーナ3に供給するガス流量で調整することができる。なお、バーナ3は、中心棒2に対して角度30度〜50度となるように設置されている。この角度が30度未満では付着率が低くなり、50度を越えると凹部6を形成するのが困難となる。
なお、図3の例は、第1クラッド部の形成を一本のバーナ3で行っているが、複数のバーナ3を配置して行ってもよい。また、コア堆積用バーナ1でコア部となる中心棒2を同時に形成しているが、予め用意した石英ガラス棒等を中心棒2として使用してもよい。
バーナへの供給ガス量は、H2
13 L/min、O2
14 L /min、Ar 2
L/minとし、ガラス原料(SiCl4)は通常より多い 0.8 L/minとした。バーナは、直径30mmの透明石英ガラスからなる中心棒に対して45°で上向きに配置し、中心棒を回転させつつ速度0.8
mm/minで上昇させ、中心棒の周囲にガラス微粒子を堆積させ、多孔質ガラス母材を合成した。
堆積中、堆積体の堆積下面、中心棒の周囲に通路状に凹部(凹溝)が形成され、バーナ火炎流はこの凹溝を通って流れ、ガラス微粒子の付着率は極めて高い87 %に達した。
ガラス原料(SiCl4)の供給量を通常の 0.45 L/minとした以外は全て、実施例1と同じ条件で堆積を行ったところ、堆積体に凹部は形成されず、その径は多孔質ガラス母材の長手方向に単調に増大していた。なお、ガラス微粒子の付着率は62 %であった。
2.……中心棒(コア部)、
3.……第1クラッド部堆積用バーナ、
4.……第2クラッド部堆積用バーナ、
5.……ガラス微粒子流、
6.……凹部。
Claims (6)
- ガラス原料を酸水素火炎中で火炎加水分解させ、生成したガラス微粒子を堆積させて多孔質ガラス母材を製造するに際し、堆積用バーナを垂直に配設された中心棒に対して角度30度〜50度で設置し、ガラス微粒子の堆積に合わせて中心棒をほぼ一定の速度で上昇させ、ガラス微粒子堆積面に向けて斜め下方から、堆積用バーナにより合成されたガラス微粒子を含む火炎流を噴射し、堆積体の堆積下面に凹部を形成し、堆積することを特徴とする多孔質ガラス母材の製造方法。
- 前記中心棒が、前記堆積用バーナとは異なるバーナを用いて軸方向にガラス微粒子を堆積し成長させてなる多孔質ガラス材である請求項1に記載の多孔質ガラス母材の製造方法。
- 前記中心棒が、透明ガラス材である請求項1に記載の多孔質ガラス母材の製造方法。
- 前記透明ガラス材が石英ガラス材であり、径方向に一様に又は一部にドーパントを含む請求項3に記載の多孔質ガラス母材の製造方法。
- 前記堆積下面に形成する凹部の形状を、前記堆積用バーナに供給するガラス原料の流量により調整する請求項1乃至4のいずれかに記載の多孔質ガラス母材の製造方法。
- 前記堆積下面に形成する凹部の形状を、前記堆積用バーナに供給する燃焼ガス又は助燃ガスの流量により調整する請求項1乃至5のいずれかに記載の多孔質ガラス母材の製造方法。
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