JP2003206154A - 光ファイバ多孔質母材製造用バーナ装置およびこれを用いた光ファイバ多孔質母材の製造方法 - Google Patents
光ファイバ多孔質母材製造用バーナ装置およびこれを用いた光ファイバ多孔質母材の製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 光ファイバ多孔質母材の製造において、ガラ
ス微粒子の合成反応の効率およびガラス微粒子の堆積効
率を向上する光ファイバ多孔質母材製造用バーナ装置お
よびこれを用いた光ファイバ多孔質母材の製造方法を提
供する。 【解決手段】 ガラス合成用バーナ10において、小口
径ノズル3、3、…が配置された同心円の最も内側の同
心円の直径をDp、この同心円上に配置された小口径ノ
ズル3、3、…の数をN、外径をDnとすると、1.0
≦N・Dn/Dp≦2.2である光ファイバ多孔質母材
製造用バーナ装置。第1のノズル群1の最も外側に配列
されたノズルの外径をD2とすると、2.0≦{Dp2−
(N・Dn 2/2)}/D22≦4.0である。第1のノ
ズル群1の最も内側に配列されたノズルの外径をD1と
すると、8≦{Dp2−(N・Dn2/2)}/D12≦3
5である。
ス微粒子の合成反応の効率およびガラス微粒子の堆積効
率を向上する光ファイバ多孔質母材製造用バーナ装置お
よびこれを用いた光ファイバ多孔質母材の製造方法を提
供する。 【解決手段】 ガラス合成用バーナ10において、小口
径ノズル3、3、…が配置された同心円の最も内側の同
心円の直径をDp、この同心円上に配置された小口径ノ
ズル3、3、…の数をN、外径をDnとすると、1.0
≦N・Dn/Dp≦2.2である光ファイバ多孔質母材
製造用バーナ装置。第1のノズル群1の最も外側に配列
されたノズルの外径をD2とすると、2.0≦{Dp2−
(N・Dn 2/2)}/D22≦4.0である。第1のノ
ズル群1の最も内側に配列されたノズルの外径をD1と
すると、8≦{Dp2−(N・Dn2/2)}/D12≦3
5である。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバ多孔質
母材製造用バーナ装置およびこれを用いた光ファイバ多
孔質母材の製造方法に関し、特に、酸水素炎中でガラス
原料ガスを反応させてガラス微粒子を合成し、これを回
転する出発部材の外周部の径方向に堆積する外付け法に
用いられる光ファイバ多孔質母材製造用バーナ装置およ
びこれを用いた光ファイバ多孔質母材の製造方法に関す
る。
母材製造用バーナ装置およびこれを用いた光ファイバ多
孔質母材の製造方法に関し、特に、酸水素炎中でガラス
原料ガスを反応させてガラス微粒子を合成し、これを回
転する出発部材の外周部の径方向に堆積する外付け法に
用いられる光ファイバ多孔質母材製造用バーナ装置およ
びこれを用いた光ファイバ多孔質母材の製造方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】光ファイバは、光ファイバ母材を溶融線
引きして製造される。また、光ファイバ母材の製造方法
としては、VAD法、OVD法、MCVD法、PCVD
法などの方法がある。なかでも、OVD(Outside Vapo
r Phase Deposition)法は、四塩化ケイ素(SiC
l4)、四塩化ゲルマニウム(GeCl4)などのガラス
原料ガスを、酸素、水素とともに火炎中で加水分解反応
または酸化反応させてガラス微粒子を合成し、その軸回
りに回転するコアとなるガラス材を備えた円柱形の出発
部材の外周部の径方向に、ガラス微粒子(スート)を堆
積させて複数層からなる多孔質層を形成して光ファイバ
用多孔質材とし、これを電気炉中で脱水、焼結しながら
透明ガラス化し、光ファイバ母材を製造する方法であ
る。このような光ファイバ母材を溶融線引きして製造さ
れる光ファイバは、純度、その他の品質に優れたものと
なる。
引きして製造される。また、光ファイバ母材の製造方法
としては、VAD法、OVD法、MCVD法、PCVD
法などの方法がある。なかでも、OVD(Outside Vapo
r Phase Deposition)法は、四塩化ケイ素(SiC
l4)、四塩化ゲルマニウム(GeCl4)などのガラス
原料ガスを、酸素、水素とともに火炎中で加水分解反応
または酸化反応させてガラス微粒子を合成し、その軸回
りに回転するコアとなるガラス材を備えた円柱形の出発
部材の外周部の径方向に、ガラス微粒子(スート)を堆
積させて複数層からなる多孔質層を形成して光ファイバ
用多孔質材とし、これを電気炉中で脱水、焼結しながら
透明ガラス化し、光ファイバ母材を製造する方法であ
る。このような光ファイバ母材を溶融線引きして製造さ
れる光ファイバは、純度、その他の品質に優れたものと
なる。
【0003】OVD法において、光ファイバ多孔質母材
を形成する工程において用いられるガラス合成用バーナ
10の端面は、例えば、図1に示すような構造をなして
いる。このガラス合成用バーナ10の端面において、そ
の中心にノズル1a、1bからなる第1のノズル群1が
設けられ、この第1のノズル群1の周囲に、第1のノズ
ル群1と中心軸を同じくして、ノズル2a、2bからな
る第2のノズル群2が設けられている。また、第1のノ
ズル群1と第2のノズル群2の間で、第1のノズル群1
の同心円上には、複数個の内径および外径の等しい小口
径ノズル3、3、…が配列された円環状の小口径ノズル
の列4a、4bからなる小口径ノズル群4が設けられて
いる。また、ノズル1aが第1の噴出口11をなし、ノ
ズル1aとノズル1bの間の部分が第2の噴出口12を
なし、ノズル1bとノズル2aの間の部分が第3の噴出
口13をなし、ノズル2aとノズル2bの間の部分が第
4の噴出口14をなし、小口径ノズルの列4aが第5の
噴出口15をなし、小口径ノズルの列4bが第6の噴出
口16をなしている。
を形成する工程において用いられるガラス合成用バーナ
10の端面は、例えば、図1に示すような構造をなして
いる。このガラス合成用バーナ10の端面において、そ
の中心にノズル1a、1bからなる第1のノズル群1が
設けられ、この第1のノズル群1の周囲に、第1のノズ
ル群1と中心軸を同じくして、ノズル2a、2bからな
る第2のノズル群2が設けられている。また、第1のノ
ズル群1と第2のノズル群2の間で、第1のノズル群1
の同心円上には、複数個の内径および外径の等しい小口
径ノズル3、3、…が配列された円環状の小口径ノズル
の列4a、4bからなる小口径ノズル群4が設けられて
いる。また、ノズル1aが第1の噴出口11をなし、ノ
ズル1aとノズル1bの間の部分が第2の噴出口12を
なし、ノズル1bとノズル2aの間の部分が第3の噴出
口13をなし、ノズル2aとノズル2bの間の部分が第
4の噴出口14をなし、小口径ノズルの列4aが第5の
噴出口15をなし、小口径ノズルの列4bが第6の噴出
口16をなしている。
【0004】OVD法において、ガラス微粒子を合成す
るには、一般的に、第1の噴出口11からは、例えばS
iCl4などのガラス原料ガス、および酸素または水素
などの添加ガスを供給し、第3の噴出口13からは水素
などの可燃性ガスを供給し、第5の噴出口15および第
6の噴出口16からは酸素などの支燃性ガスを供給す
る。
るには、一般的に、第1の噴出口11からは、例えばS
iCl4などのガラス原料ガス、および酸素または水素
などの添加ガスを供給し、第3の噴出口13からは水素
などの可燃性ガスを供給し、第5の噴出口15および第
6の噴出口16からは酸素などの支燃性ガスを供給す
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、高速
通信の需要の増加に伴って、光ファイバの生産量も年々
増加している。そのため、光ファイバの製造コストを低
減するために、光ファイバの製造に供される光ファイバ
母材が大型化する傾向にある。OVD法による光ファイ
バ多孔質母材の製造においては、ガラス原料ガスの供給
量を多くすることにより、ガラス微粒子の出発部材への
堆積速度を速め、光ファイバ多孔質母材の製造時間を短
縮することができる。
通信の需要の増加に伴って、光ファイバの生産量も年々
増加している。そのため、光ファイバの製造コストを低
減するために、光ファイバの製造に供される光ファイバ
母材が大型化する傾向にある。OVD法による光ファイ
バ多孔質母材の製造においては、ガラス原料ガスの供給
量を多くすることにより、ガラス微粒子の出発部材への
堆積速度を速め、光ファイバ多孔質母材の製造時間を短
縮することができる。
【0006】しかしながら、単にガラス原料ガスの供給
量を多くするだけでは、ガラス微粒子の堆積速度を速め
ることはできるが、ガラス微粒子の合成反応にかかわら
ずに排気されてしまうガラス原料ガスの量も増加してし
まい、ガラス微粒子の堆積効率が大きく低下してしまう
ため、結果として、製造コストを低減することができな
い。したがって、大型の光ファイバ母材を製造するため
には、光ファイバ多孔質母材の製造におけるガラス微粒
子の合成反応の効率や、ガラス微粒子の出発部材への堆
積効率を上げることが、非常に重要な課題となってい
る。
量を多くするだけでは、ガラス微粒子の堆積速度を速め
ることはできるが、ガラス微粒子の合成反応にかかわら
ずに排気されてしまうガラス原料ガスの量も増加してし
まい、ガラス微粒子の堆積効率が大きく低下してしまう
ため、結果として、製造コストを低減することができな
い。したがって、大型の光ファイバ母材を製造するため
には、光ファイバ多孔質母材の製造におけるガラス微粒
子の合成反応の効率や、ガラス微粒子の出発部材への堆
積効率を上げることが、非常に重要な課題となってい
る。
【0007】本発明は、前記事情に鑑みてなされたもの
で、光ファイバ多孔質母材の製造において、ガラス微粒
子の合成反応の効率およびガラス微粒子の堆積効率を向
上する光ファイバ多孔質母材製造用バーナ装置およびこ
れを用いた光ファイバ多孔質母材の製造方法を提供する
ことを課題とする。
で、光ファイバ多孔質母材の製造において、ガラス微粒
子の合成反応の効率およびガラス微粒子の堆積効率を向
上する光ファイバ多孔質母材製造用バーナ装置およびこ
れを用いた光ファイバ多孔質母材の製造方法を提供する
ことを課題とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】前記課題は、中心軸を同
じくして配列された1列または複数列のノズルからなる
第1のノズル群と、該第1のノズル群の周囲に、該第1
のノズル群と中心軸を同じくして配列された1列または
複数列のノズルからなる第2のノズル群と、前記第1の
ノズル群と前記第2のノズル群の間に、前記第1のノズ
ル群の同心円上に、複数個の内径および外径の等しい小
口径ノズルが配列されてなる1列または複数列の小口径
ノズル群とを備えたガラス合成用バーナと、該ガラス合
成用バーナにガラス原料ガス、酸素、水素および不活性
ガスを供給するガス供給源と、これらのガスの流量また
は流速を制御するガス制御部を備えた光ファイバ多孔質
母材製造用バーナ装置であって、前記ガラス合成用バー
ナにおいて、前記小口径ノズルが配置された同心円のう
ち、最も内側の同心円の直径をDp、該最も内側の同心
円上に配置された小口径ノズルの数をN、該小口径ノズ
ルの外径をDnとすると、これらの関係が1.0≦N・
Dn/Dp≦2.2である光ファイバ多孔質母材製造用
バーナ装置によって解決できる。前記ガラス合成用バー
ナにおいて、前記第1のノズル群の最も外側に配列され
たノズルの外径をD2、前記小口径ノズルが配置された
同心円のうち、最も内側の同心円の直径をDp、前記小
口径ノズルの外径をDnとすると、これらの関係が2.
0≦{Dp2−(N・Dn2/2)}/D22≦4.0であ
ることが好ましい。前記ガラス合成用バーナにおいて、
前記第1のノズル群の最も内側に配列されたノズルの外
径をD1、前記小口径ノズルが配置された同心円のう
ち、最も内側の同心円の直径をDp、前記小口径ノズル
の外径をDnとすると、これらの関係が8≦{Dp2−
(N・Dn2/2)}/D12≦35であることが好まし
い。
じくして配列された1列または複数列のノズルからなる
第1のノズル群と、該第1のノズル群の周囲に、該第1
のノズル群と中心軸を同じくして配列された1列または
複数列のノズルからなる第2のノズル群と、前記第1の
ノズル群と前記第2のノズル群の間に、前記第1のノズ
ル群の同心円上に、複数個の内径および外径の等しい小
口径ノズルが配列されてなる1列または複数列の小口径
ノズル群とを備えたガラス合成用バーナと、該ガラス合
成用バーナにガラス原料ガス、酸素、水素および不活性
ガスを供給するガス供給源と、これらのガスの流量また
は流速を制御するガス制御部を備えた光ファイバ多孔質
母材製造用バーナ装置であって、前記ガラス合成用バー
ナにおいて、前記小口径ノズルが配置された同心円のう
ち、最も内側の同心円の直径をDp、該最も内側の同心
円上に配置された小口径ノズルの数をN、該小口径ノズ
ルの外径をDnとすると、これらの関係が1.0≦N・
Dn/Dp≦2.2である光ファイバ多孔質母材製造用
バーナ装置によって解決できる。前記ガラス合成用バー
ナにおいて、前記第1のノズル群の最も外側に配列され
たノズルの外径をD2、前記小口径ノズルが配置された
同心円のうち、最も内側の同心円の直径をDp、前記小
口径ノズルの外径をDnとすると、これらの関係が2.
0≦{Dp2−(N・Dn2/2)}/D22≦4.0であ
ることが好ましい。前記ガラス合成用バーナにおいて、
前記第1のノズル群の最も内側に配列されたノズルの外
径をD1、前記小口径ノズルが配置された同心円のう
ち、最も内側の同心円の直径をDp、前記小口径ノズル
の外径をDnとすると、これらの関係が8≦{Dp2−
(N・Dn2/2)}/D12≦35であることが好まし
い。
【0009】前記課題は、中心軸を同じくして配列され
た1列または複数列のノズルからなる第1のノズル群
と、該第1のノズル群の周囲に、該第1のノズル群と中
心軸を同じくして配列された1列または複数列のノズル
からなる第2のノズル群と、前記第1のノズル群と前記
第2のノズル群の間に、前記第1のノズル群の同心円上
に、複数個の内径および外径の等しい小口径ノズルが配
列されてなる1列または複数列の小口径ノズル群とを備
えたガラス合成用バーナを用いて、ガラス原料ガスを火
炎中で加水分解反応または酸化反応させてガラス微粒子
を合成し、該ガラス微粒子を回転する出発部材の外周部
の径方向に堆積して光ファイバ多孔質母材を得る光ファ
イバ多孔質ガラス母材の製造方法において、前記小口径
ノズルが配置された同心円のうち、最も内側の同心円の
直径をDp、該最も内側の同心円上に配置された小口径
ノズルの数をN、該小口径ノズルの外径をDnとする
と、これらの関係を1.0≦N・Dn/Dp≦2.2と
する多孔質ガラス母材の製造方法によって解決できる。
前記第1のノズル群の最も外側に配列されたノズルの外
径をD2、前記小口径ノズルが配置された同心円のう
ち、最も内側の同心円の直径をDp、前記小口径ノズル
の外径をDnとすると、これらの関係を2.0≦{Dp2
−(N・Dn2/2)}/D22≦4.0とすることが好
ましい。前記第1のノズル群の最も内側に配列されたノ
ズルの外径をD1、前記小口径ノズルが配置された同心
円のうち、最も内側の同心円の直径をDp、前記小口径
ノズルの外径をDnとすると、これらの関係を8≦{D
p2−(N・Dn2/2)}/D12≦35とすることが好
ましい。
た1列または複数列のノズルからなる第1のノズル群
と、該第1のノズル群の周囲に、該第1のノズル群と中
心軸を同じくして配列された1列または複数列のノズル
からなる第2のノズル群と、前記第1のノズル群と前記
第2のノズル群の間に、前記第1のノズル群の同心円上
に、複数個の内径および外径の等しい小口径ノズルが配
列されてなる1列または複数列の小口径ノズル群とを備
えたガラス合成用バーナを用いて、ガラス原料ガスを火
炎中で加水分解反応または酸化反応させてガラス微粒子
を合成し、該ガラス微粒子を回転する出発部材の外周部
の径方向に堆積して光ファイバ多孔質母材を得る光ファ
イバ多孔質ガラス母材の製造方法において、前記小口径
ノズルが配置された同心円のうち、最も内側の同心円の
直径をDp、該最も内側の同心円上に配置された小口径
ノズルの数をN、該小口径ノズルの外径をDnとする
と、これらの関係を1.0≦N・Dn/Dp≦2.2と
する多孔質ガラス母材の製造方法によって解決できる。
前記第1のノズル群の最も外側に配列されたノズルの外
径をD2、前記小口径ノズルが配置された同心円のう
ち、最も内側の同心円の直径をDp、前記小口径ノズル
の外径をDnとすると、これらの関係を2.0≦{Dp2
−(N・Dn2/2)}/D22≦4.0とすることが好
ましい。前記第1のノズル群の最も内側に配列されたノ
ズルの外径をD1、前記小口径ノズルが配置された同心
円のうち、最も内側の同心円の直径をDp、前記小口径
ノズルの外径をDnとすると、これらの関係を8≦{D
p2−(N・Dn2/2)}/D12≦35とすることが好
ましい。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳しく説明する。
図1は、光ファイバ多孔質母材の製造に用いられるガラ
ス合成用バーナの一例を示す概略構成図である。本発明
の光ファイバ多孔質母材製造用バーナ装置は、ガラス合
成用バーナ10と、このガラス合成用バーナ10にガラ
ス原料ガス、酸素、水素、不活性ガスを供給するガス供
給源(図示略)と、これらのガスの流量または流速を制
御するガス制御部(図示略)とから概略構成されてい
る。
図1は、光ファイバ多孔質母材の製造に用いられるガラ
ス合成用バーナの一例を示す概略構成図である。本発明
の光ファイバ多孔質母材製造用バーナ装置は、ガラス合
成用バーナ10と、このガラス合成用バーナ10にガラ
ス原料ガス、酸素、水素、不活性ガスを供給するガス供
給源(図示略)と、これらのガスの流量または流速を制
御するガス制御部(図示略)とから概略構成されてい
る。
【0011】ガス供給源は、ガラス原料ガス、酸素、水
素、不活性ガスなどが充填されたガスボンベ(図示略)
などからなり、ガラス合成用バーナ10の後端部に、ガ
ス供給管路(図示略)を介して接続されている。また、
ガス制御部は、電磁バルブ、流量制御装置などからな
り、上述のガス供給管路の中途に設けられており、この
流量制御装置により、ガスの流量または流速を制御する
ものである。
素、不活性ガスなどが充填されたガスボンベ(図示略)
などからなり、ガラス合成用バーナ10の後端部に、ガ
ス供給管路(図示略)を介して接続されている。また、
ガス制御部は、電磁バルブ、流量制御装置などからな
り、上述のガス供給管路の中途に設けられており、この
流量制御装置により、ガスの流量または流速を制御する
ものである。
【0012】ガラス合成用バーナ10は、外径40〜6
0mm程度の円筒形で、一般的には、石英ガラスで形成
されている。ガラス合成用バーナ10を構成する第1の
ノズル群1のノズル1aの内径は2.5〜6mm程度、
ノズル1bの内径は4〜10mm程度となっている。ま
た、第2のノズル群2のノズル2aの内径は25〜45
mm程度、ノズル2bの内径は35〜55mm程度とな
っている。また、小口径ノズル3の内径は1〜2mm程
度となっており、小口径ノズルの列4aの直径は10〜
30mm程度、小口径ノズルの列4bの直径は15〜4
0mm程度となっている。
0mm程度の円筒形で、一般的には、石英ガラスで形成
されている。ガラス合成用バーナ10を構成する第1の
ノズル群1のノズル1aの内径は2.5〜6mm程度、
ノズル1bの内径は4〜10mm程度となっている。ま
た、第2のノズル群2のノズル2aの内径は25〜45
mm程度、ノズル2bの内径は35〜55mm程度とな
っている。また、小口径ノズル3の内径は1〜2mm程
度となっており、小口径ノズルの列4aの直径は10〜
30mm程度、小口径ノズルの列4bの直径は15〜4
0mm程度となっている。
【0013】ガラス合成用バーナ10にあっては、上述
の小口径ノズルの列4aすなわち小口径ノズルが配置さ
れた第1のノズル群1の同心円のうち、最も内側の同心
円の直径をDp、この同心円上に配置された小口径ノズ
ル3の数をN、この小口径ノズル3の外径をDnとする
と、これらの関係が1.0≦N・Dn/Dp≦2.2で
あることが好ましく、より好ましくは1.2≦N・Dn
/Dp≦2.0である。N・Dn/Dpが1.0未満で
は、ガラス原料ガスの反応効率が低下し、ガラス原料ガ
スの加水分解反応または酸化反応が十分に行なわれなく
なり、結果としてガラス微粒子の堆積効率も低下する。
一方、N・Dn/Dpが2.2を超えると、小口径ノズ
ル群4の周辺を通過する水素などの可燃性ガスに対する
流路の抵抗が大きくなり、小口径ノズル群4の周辺で可
燃性ガスの流速が低下する。これにより、小口径ノズル
群4の近傍で、小口径ノズル群4から噴出する酸素など
の支燃性ガスと可燃性ガスの反応が起こり易くなり、結
果として、小口径ノズル群4の先端部などが削れて、ガ
ラス合成用バーナ10が劣化することがある。
の小口径ノズルの列4aすなわち小口径ノズルが配置さ
れた第1のノズル群1の同心円のうち、最も内側の同心
円の直径をDp、この同心円上に配置された小口径ノズ
ル3の数をN、この小口径ノズル3の外径をDnとする
と、これらの関係が1.0≦N・Dn/Dp≦2.2で
あることが好ましく、より好ましくは1.2≦N・Dn
/Dp≦2.0である。N・Dn/Dpが1.0未満で
は、ガラス原料ガスの反応効率が低下し、ガラス原料ガ
スの加水分解反応または酸化反応が十分に行なわれなく
なり、結果としてガラス微粒子の堆積効率も低下する。
一方、N・Dn/Dpが2.2を超えると、小口径ノズ
ル群4の周辺を通過する水素などの可燃性ガスに対する
流路の抵抗が大きくなり、小口径ノズル群4の周辺で可
燃性ガスの流速が低下する。これにより、小口径ノズル
群4の近傍で、小口径ノズル群4から噴出する酸素など
の支燃性ガスと可燃性ガスの反応が起こり易くなり、結
果として、小口径ノズル群4の先端部などが削れて、ガ
ラス合成用バーナ10が劣化することがある。
【0014】また、ガラス合成用バーナ10にあって
は、上述のノズル1bすなわち第1のノズル群1の最も
外側に配置されたノズルの外径をD2とすると、D2、
DpおよびDnの関係が2.0≦{Dp2−(N・Dn2
/2)}/D22≦4.0であることが好ましく、より好
ましくは2.2≦{Dp2−(N・Dn2/2)}/D22
≦3.8である。{Dp2−(N・Dn2/2)}/D22
が2.0未満では、小口径ノズル群4の周辺で可燃性ガ
スが不足し、ガラス原料ガスの加水分解反応または酸化
反応が進行し難くなり、結果としてガラス微粒子の堆積
効率が低下する。一方、{Dp2−(N・Dn2/2)}/
D22が4.0を超えると、可燃性ガスと支燃性ガスの
反応する位置がガラス原料ガスから離れ過ぎるため、ガ
ラス原料ガスの加水分解反応または酸化反応が進行し難
くなり、結果としてガラス微粒子の堆積速度が低下す
る。
は、上述のノズル1bすなわち第1のノズル群1の最も
外側に配置されたノズルの外径をD2とすると、D2、
DpおよびDnの関係が2.0≦{Dp2−(N・Dn2
/2)}/D22≦4.0であることが好ましく、より好
ましくは2.2≦{Dp2−(N・Dn2/2)}/D22
≦3.8である。{Dp2−(N・Dn2/2)}/D22
が2.0未満では、小口径ノズル群4の周辺で可燃性ガ
スが不足し、ガラス原料ガスの加水分解反応または酸化
反応が進行し難くなり、結果としてガラス微粒子の堆積
効率が低下する。一方、{Dp2−(N・Dn2/2)}/
D22が4.0を超えると、可燃性ガスと支燃性ガスの
反応する位置がガラス原料ガスから離れ過ぎるため、ガ
ラス原料ガスの加水分解反応または酸化反応が進行し難
くなり、結果としてガラス微粒子の堆積速度が低下す
る。
【0015】また、ガラス合成用バーナ10にあって
は、上述のノズル1aすなわち第1のノズル群1の最も
内側に配置されたノズルの外径をD1とすると、D1、
DpおよびDnの関係が8.0≦{Dp2−(N・Dn2
/2)}/D12≦35であることが好ましく、より好ま
しくは8.0≦{Dp2−(N・Dn2/2)}/D12≦
24である。{Dp2−(N・Dn2/2)}/D12が
8.0未満では、ガラス原料ガス周辺の可燃性ガスの量
が少なくなるため、ガラス原料ガスの加水分解反応また
は酸化反応が十分に進行しなくなる。一方、{Dp2−
(N・Dn2/2)}/D12が35を超えると、ガラス
原料ガス周辺における可燃性ガスと支燃性ガスの反応が
起こり難くなる上に、ガラス微粒子がガラス合成用バー
ナ10から離れた位置で合成されるようになるから、ガ
ラス微粒子の堆積速度が低下する。
は、上述のノズル1aすなわち第1のノズル群1の最も
内側に配置されたノズルの外径をD1とすると、D1、
DpおよびDnの関係が8.0≦{Dp2−(N・Dn2
/2)}/D12≦35であることが好ましく、より好ま
しくは8.0≦{Dp2−(N・Dn2/2)}/D12≦
24である。{Dp2−(N・Dn2/2)}/D12が
8.0未満では、ガラス原料ガス周辺の可燃性ガスの量
が少なくなるため、ガラス原料ガスの加水分解反応また
は酸化反応が十分に進行しなくなる。一方、{Dp2−
(N・Dn2/2)}/D12が35を超えると、ガラス
原料ガス周辺における可燃性ガスと支燃性ガスの反応が
起こり難くなる上に、ガラス微粒子がガラス合成用バー
ナ10から離れた位置で合成されるようになるから、ガ
ラス微粒子の堆積速度が低下する。
【0016】ここで、ガラス微粒子の堆積効率とは、使
用したガラス原料ガスが全て化学反応によってガラス微
粒子に変化したと仮定したときのガラス微粒子の総量に
対する、出発部材の表面に堆積されたガラス微粒子の総
量の割合で定義するものである。また、堆積速度とは、
単位時間当りに出発部材の表面に堆積されたガラス微粒
子の重量で表されるものである。
用したガラス原料ガスが全て化学反応によってガラス微
粒子に変化したと仮定したときのガラス微粒子の総量に
対する、出発部材の表面に堆積されたガラス微粒子の総
量の割合で定義するものである。また、堆積速度とは、
単位時間当りに出発部材の表面に堆積されたガラス微粒
子の重量で表されるものである。
【0017】なお、図1には、本発明の光ファイバ多孔
質母材の製造装置に備えられるガラス合成用バーナの一
例を示したが、本発明の光ファイバ多孔質母材の製造装
置に備えられるガラス合成用バーナは、これに限定され
るものではない。本発明の光ファイバ多孔質母材の製造
装置に備えられるガラス合成用バーナは、図1に示した
ガラス合成用バーナ10と類似の構造を有するものであ
ればよい。これは、D1、D2、Dp、Dn、Nの各パ
ラメーターが定まれば、その他の要素が本発明に与える
影響はほとんどないからである。
質母材の製造装置に備えられるガラス合成用バーナの一
例を示したが、本発明の光ファイバ多孔質母材の製造装
置に備えられるガラス合成用バーナは、これに限定され
るものではない。本発明の光ファイバ多孔質母材の製造
装置に備えられるガラス合成用バーナは、図1に示した
ガラス合成用バーナ10と類似の構造を有するものであ
ればよい。これは、D1、D2、Dp、Dn、Nの各パ
ラメーターが定まれば、その他の要素が本発明に与える
影響はほとんどないからである。
【0018】以下、本発明の光ファイバ多孔質母材の製
造方法について説明する。本発明の光ファイバ多孔質母
材の製造方法では、例えば、その軸回りに回転するコア
となるガラス材を備えた円柱形の出発部材の表面に、ガ
ラス合成用バーナ10の第1の噴出口11からSiCl
4などのガラス原料ガスと酸素の混合ガスを供給し、第
3の噴出口13から水素を供給し、第5の噴出口15お
よび第6の噴出口16から酸素を供給して、ガラス合成
用バーナ10の酸水素炎中における加水分解反応によ
り、ガラス微粒子を合成し、このガラス微粒子を、出発
部材の表面に半径方向に堆積し、光ファイバ多孔質母材
を得る。
造方法について説明する。本発明の光ファイバ多孔質母
材の製造方法では、例えば、その軸回りに回転するコア
となるガラス材を備えた円柱形の出発部材の表面に、ガ
ラス合成用バーナ10の第1の噴出口11からSiCl
4などのガラス原料ガスと酸素の混合ガスを供給し、第
3の噴出口13から水素を供給し、第5の噴出口15お
よび第6の噴出口16から酸素を供給して、ガラス合成
用バーナ10の酸水素炎中における加水分解反応によ
り、ガラス微粒子を合成し、このガラス微粒子を、出発
部材の表面に半径方向に堆積し、光ファイバ多孔質母材
を得る。
【0019】本発明の光ファイバ多孔質母材の製造方法
によれば、上記のようなガラス合成用バーナ10を備え
た光ファイバ多孔質母材の製造装置を用いることによ
り、ガラス微粒子の堆積効率が向上する。また、ガラス
原料ガスの供給量を増加させても、堆積効率が大きく低
下することがないため、堆積速度も大幅に向上する。し
たがって、光ファイバ多孔質母材の製造コストを低減す
ることができる。ゆえに、低コストで、光ファイバ母材
を大型化することができる。
によれば、上記のようなガラス合成用バーナ10を備え
た光ファイバ多孔質母材の製造装置を用いることによ
り、ガラス微粒子の堆積効率が向上する。また、ガラス
原料ガスの供給量を増加させても、堆積効率が大きく低
下することがないため、堆積速度も大幅に向上する。し
たがって、光ファイバ多孔質母材の製造コストを低減す
ることができる。ゆえに、低コストで、光ファイバ母材
を大型化することができる。
【0020】以下、図1を用いて具体的な実施例を示
し、本発明の効果を明らかにする。 (実施例)図1に示したガラス合成用バーナ10におい
て、D1、D2、DpおよびDnの各寸法とNの値を表
1に示したようなものを用意した。また、ノズル1aの
外径をD1+1.5mmとし、ノズル1bの内径をD2
−1.5mmとし、ノズル2aの内径を32mm、外径
を35mmとし、ノズル2bの内径を38mm、外径を
42mmとし、小口径ノズルの列4bの直径をDp+
7.0mmとした。次いで、外径30mm、長さ110
0mmの石英ガラスからなる円柱形の出発部材を用意し
た。次いで、この出発部材の両端部を把持具で把持し、
出発部材を水平に配置した。次いで、この出発部材を、
その中心軸を中心にして回転させながら、上記のガラス
合成用バーナ10を用いて、ガラス微粒子を合成し、ガ
ラス合成用バーナ10を、出発部材の長手方向と平行に
移動させならが、ガラス微粒子を、回転する出発部材の
半径方向に堆積して、円柱形の光ファイバ多孔質母材を
得た。このとき、出発部材の回転速度を30rpmとし
た。また、第1の噴出口11からはガラス原料ガスの四
塩化ケイ素(SiCl4)と、酸素を3l/分噴出し、
第3の噴出口13からは水素を50l/分噴出し、第5
の噴出口15および第6の噴出口16からは酸素を25
l/分噴出し、その他の噴出口からはアルゴンを2l/
分噴出した。第1の噴出口11から噴出するSiCl4の
流量を4l/分、5l/分、6l/分と変化させて、各
流量において、出発部材の表面にガラス微粒子を堆積す
る際に、ガラス微粒子の堆積効率を調べた。結果を表
2、図2および図3に示す。なお、表2中、X=N・D
n/Dp、Y={Dp2−(N・Dn2/2)}/D2 2、
Z={Dp2−(N・Dn2/2)}/D12とする。
し、本発明の効果を明らかにする。 (実施例)図1に示したガラス合成用バーナ10におい
て、D1、D2、DpおよびDnの各寸法とNの値を表
1に示したようなものを用意した。また、ノズル1aの
外径をD1+1.5mmとし、ノズル1bの内径をD2
−1.5mmとし、ノズル2aの内径を32mm、外径
を35mmとし、ノズル2bの内径を38mm、外径を
42mmとし、小口径ノズルの列4bの直径をDp+
7.0mmとした。次いで、外径30mm、長さ110
0mmの石英ガラスからなる円柱形の出発部材を用意し
た。次いで、この出発部材の両端部を把持具で把持し、
出発部材を水平に配置した。次いで、この出発部材を、
その中心軸を中心にして回転させながら、上記のガラス
合成用バーナ10を用いて、ガラス微粒子を合成し、ガ
ラス合成用バーナ10を、出発部材の長手方向と平行に
移動させならが、ガラス微粒子を、回転する出発部材の
半径方向に堆積して、円柱形の光ファイバ多孔質母材を
得た。このとき、出発部材の回転速度を30rpmとし
た。また、第1の噴出口11からはガラス原料ガスの四
塩化ケイ素(SiCl4)と、酸素を3l/分噴出し、
第3の噴出口13からは水素を50l/分噴出し、第5
の噴出口15および第6の噴出口16からは酸素を25
l/分噴出し、その他の噴出口からはアルゴンを2l/
分噴出した。第1の噴出口11から噴出するSiCl4の
流量を4l/分、5l/分、6l/分と変化させて、各
流量において、出発部材の表面にガラス微粒子を堆積す
る際に、ガラス微粒子の堆積効率を調べた。結果を表
2、図2および図3に示す。なお、表2中、X=N・D
n/Dp、Y={Dp2−(N・Dn2/2)}/D2 2、
Z={Dp2−(N・Dn2/2)}/D12とする。
【0021】
【表1】
【0022】
【表2】
【0023】表2、図2および図3の結果から、1.0
≦X≦2.2、2.0≦Y≦4.0、8≦Z≦35であ
れば、ガラス微粒子の堆積効率が60%以上の高効率に
なることが確認された。また、ガラス原料ガスの流量を
増加しても、ガラス微粒子の堆積効率が大きく低下しな
いことが確認された。
≦X≦2.2、2.0≦Y≦4.0、8≦Z≦35であ
れば、ガラス微粒子の堆積効率が60%以上の高効率に
なることが確認された。また、ガラス原料ガスの流量を
増加しても、ガラス微粒子の堆積効率が大きく低下しな
いことが確認された。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の光ファイ
バ多孔質母材製造用バーナ装置によれば、ガラス原料ガ
スの反応効率が向上し、結果としてガラス微粒子の堆積
効率が向上する。また、ノズルの先端部などが削れて、
ガラス合成用バーナが劣化することがない。また、ガラ
ス原料ガスの流量を増加しても、ガラス微粒子の堆積効
率が大きく低下することがないから、ガラス微粒子の堆
積速度を大幅に向上させることができる。したがって、
光ファイバ多孔質母材の製造コストを低減することがで
きる。ゆえに、低コストで、光ファイバ母材を大型化す
ることができる。
バ多孔質母材製造用バーナ装置によれば、ガラス原料ガ
スの反応効率が向上し、結果としてガラス微粒子の堆積
効率が向上する。また、ノズルの先端部などが削れて、
ガラス合成用バーナが劣化することがない。また、ガラ
ス原料ガスの流量を増加しても、ガラス微粒子の堆積効
率が大きく低下することがないから、ガラス微粒子の堆
積速度を大幅に向上させることができる。したがって、
光ファイバ多孔質母材の製造コストを低減することがで
きる。ゆえに、低コストで、光ファイバ母材を大型化す
ることができる。
【図1】 光ファイバ多孔質母材の製造に用いられるガ
ラス合成用バーナの一例を示す概略構成図である。
ラス合成用バーナの一例を示す概略構成図である。
【図2】 ガラス合成用バーナを構成するノズルの寸法
とガラス微粒子の堆積効率との関係を示すグラフであ
る。
とガラス微粒子の堆積効率との関係を示すグラフであ
る。
【図3】 ガラス合成用バーナを構成するノズルの寸法
とガラス微粒子の堆積効率との関係を示すグラフであ
る。
とガラス微粒子の堆積効率との関係を示すグラフであ
る。
1・・・第1のノズル群、1a,1b,2a,2b・・・ノズ
ル、2・・・第2のノズル群、3・・・小口径ノズル、4・・・
小口径ノズル群、4a,4b・・・小口径ノズルの列、1
0・・・ガラス合成用バーナ、11・・・第1の噴出口、12
・・・第2の噴出口、13・・・第3の噴出口、14・・・第4
の噴出口、15・・・第5の噴出口、16・・・第6の噴出口
ル、2・・・第2のノズル群、3・・・小口径ノズル、4・・・
小口径ノズル群、4a,4b・・・小口径ノズルの列、1
0・・・ガラス合成用バーナ、11・・・第1の噴出口、12
・・・第2の噴出口、13・・・第3の噴出口、14・・・第4
の噴出口、15・・・第5の噴出口、16・・・第6の噴出口
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 堀越 雅博
千葉県佐倉市六崎1440番地 株式会社フジ
クラ佐倉事業所内
Fターム(参考) 3K017 CB02 CD03 CH02
4G014 AH16
4G021 EA03
Claims (6)
- 【請求項1】 中心軸を同じくして配列された1列また
は複数列のノズルからなる第1のノズル群と、該第1の
ノズル群の周囲に、該第1のノズル群と中心軸を同じく
して配列された1列または複数列のノズルからなる第2
のノズル群と、前記第1のノズル群と前記第2のノズル
群の間に、前記第1のノズル群の同心円上に、複数個の
内径および外径の等しい小口径ノズルが配列されてなる
1列または複数列の小口径ノズル群とを備えたガラス合
成用バーナと、該ガラス合成用バーナにガラス原料ガ
ス、酸素、水素および不活性ガスを供給するガス供給源
と、これらのガスの流量または流速を制御するガス制御
部とを備えた光ファイバ多孔質母材製造用バーナ装置で
あって、 前記ガラス合成用バーナにおいて、前記小口径ノズルが
配置された同心円のうち、最も内側の同心円の直径をD
p、該最も内側の同心円上に配置された小口径ノズルの
数をN、該小口径ノズルの外径をDnとすると、これら
の関係が1.0≦N・Dn/Dp≦2.2であることを
特徴とする光ファイバ多孔質母材製造用バーナ装置。 - 【請求項2】 前記ガラス合成用バーナにおいて、前記
第1のノズル群の最も外側に配列されたノズルの外径を
D2、前記小口径ノズルが配置された同心円のうち、最
も内側の同心円の直径をDp、前記小口径ノズルの外径
をDnとすると、これらの関係が2.0≦{Dp2−(N
・Dn2/2)}/D22≦4.0であることを特徴とす
る請求項1記載の光ファイバ多孔質母材製造用バーナ装
置。 - 【請求項3】 前記ガラス合成用バーナにおいて、前記
第1のノズル群の最も内側に配列されたノズルの外径を
D1、前記小口径ノズルが配置された同心円のうち、最
も内側の同心円の直径をDp、前記小口径ノズルの外径
をDnとすると、これらの関係が8≦{Dp2−(N・D
n2/2)}/D12≦35であることを特徴とする請求
項1または2記載の光ファイバ多孔質母材製造用バーナ
装置。 - 【請求項4】 中心軸を同じくして配列された1列また
は複数列のノズルからなる第1のノズル群と、該第1の
ノズル群の周囲に、該第1のノズル群と中心軸を同じく
して配列された1列または複数列のノズルからなる第2
のノズル群と、前記第1のノズル群と前記第2のノズル
群の間に、前記第1のノズル群の同心円上に、複数個の
内径および外径の等しい小口径ノズルが配列されてなる
1列または複数列の小口径ノズル群とを備えたガラス合
成用バーナを用いて、ガラス原料ガスを火炎中で加水分
解反応または酸化反応させてガラス微粒子を合成し、該
ガラス微粒子を回転する出発部材の外周部の径方向に堆
積して光ファイバ多孔質母材を得る光ファイバ多孔質母
材の製造方法において、 前記小口径ノズルが配置された同心円のうち、最も内側
の同心円の直径をDp、該最も内側の同心円上に配置さ
れた小口径ノズルの数をN、該小口径ノズルの外径をD
nとすると、これらの関係を1.0≦N・Dn/Dp≦
2.2とすることを特徴とする光ファイバ多孔質母材の
製造方法。 - 【請求項5】 前記第1のノズル群の最も外側に配列さ
れたノズルの外径をD2、前記小口径ノズルが配置され
た同心円のうち、最も内側の同心円の直径をDp、前記
小口径ノズルの外径をDnとすると、これらの関係を
2.0≦{Dp2−(N・Dn2/2)}/D22≦4.0
とすることを特徴とする請求項4記載の光ファイバ多孔
質母材の製造方法。 - 【請求項6】 前記第1のノズル群の最も内側に配列さ
れたノズルの外径をD1、前記小口径ノズルが配置され
た同心円のうち、最も内側の同心円の直径をDp、前記
小口径ノズルの外径をDnとすると、これらの関係を8
≦{Dp2−(N・Dn2/2)}/D12≦35とするこ
とを特徴とする請求項4または5記載の光ファイバ多孔
質母材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002006684A JP2003206154A (ja) | 2002-01-15 | 2002-01-15 | 光ファイバ多孔質母材製造用バーナ装置およびこれを用いた光ファイバ多孔質母材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002006684A JP2003206154A (ja) | 2002-01-15 | 2002-01-15 | 光ファイバ多孔質母材製造用バーナ装置およびこれを用いた光ファイバ多孔質母材の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003206154A true JP2003206154A (ja) | 2003-07-22 |
Family
ID=27645387
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002006684A Pending JP2003206154A (ja) | 2002-01-15 | 2002-01-15 | 光ファイバ多孔質母材製造用バーナ装置およびこれを用いた光ファイバ多孔質母材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003206154A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007100019A1 (ja) | 2006-02-28 | 2007-09-07 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | 石英ガラス製バーナ |
| EP2096087A2 (en) | 2008-02-27 | 2009-09-02 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Burner for fabricating optical fiber preform |
| WO2009107392A1 (ja) | 2008-02-27 | 2009-09-03 | 信越化学工業株式会社 | 多孔質ガラス母材製造用バーナー |
| EP2128100A1 (en) | 2008-05-13 | 2009-12-02 | Shinetsu Chemical Co., Ltd. | Porous Glass Base Material Manufacturing Method and Gas Flow Rate Control Apparatus |
| EP2380856A2 (en) | 2010-04-23 | 2011-10-26 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Burner for producing porous glass preform |
| EP2434217A2 (en) | 2010-09-24 | 2012-03-28 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Quartz glass burner |
| EP2583952A1 (en) | 2011-10-18 | 2013-04-24 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Method and burner for producing a porous glass preform |
-
2002
- 2002-01-15 JP JP2002006684A patent/JP2003206154A/ja active Pending
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007100019A1 (ja) | 2006-02-28 | 2007-09-07 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | 石英ガラス製バーナ |
| US8079233B2 (en) | 2008-02-27 | 2011-12-20 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Burner for manufacturing porous glass base material |
| EP2096087A2 (en) | 2008-02-27 | 2009-09-02 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Burner for fabricating optical fiber preform |
| WO2009107392A1 (ja) | 2008-02-27 | 2009-09-03 | 信越化学工業株式会社 | 多孔質ガラス母材製造用バーナー |
| US8517721B2 (en) | 2008-02-27 | 2013-08-27 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Burner for fabricating optical fiber preform |
| EP2128100A1 (en) | 2008-05-13 | 2009-12-02 | Shinetsu Chemical Co., Ltd. | Porous Glass Base Material Manufacturing Method and Gas Flow Rate Control Apparatus |
| US8919152B2 (en) | 2008-05-13 | 2014-12-30 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Porous glass base material manufacturing method and gas flow rate control apparatus |
| US8459063B2 (en) | 2010-04-23 | 2013-06-11 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Burner for producing porous glass preform |
| EP2380856A2 (en) | 2010-04-23 | 2011-10-26 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Burner for producing porous glass preform |
| EP2434217A2 (en) | 2010-09-24 | 2012-03-28 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Quartz glass burner |
| US8695380B2 (en) | 2010-09-24 | 2014-04-15 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Quartz glass burner |
| EP2860448A1 (en) | 2010-09-24 | 2015-04-15 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Quartz glass burner |
| EP2583952A1 (en) | 2011-10-18 | 2013-04-24 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Method and burner for producing a porous glass preform |
| US9032761B2 (en) | 2011-10-18 | 2015-05-19 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Porous glass matrix producing burner and porous glass matrix producing method |
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