JPH04209730A - 光ファイバ母材の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

この発明は、酸水素火炎中にガラス原料を導入してガラ
ス微粒子を生成し、これを付着・堆積させて光ファイバ
母材を製造する方法に関する。

【従来の技術】

従来より、光ファイバ母材の製造方法として外付けＶＡ
Ｄ法が知られている。これは、酸水素火炎中にガラス原
料を導入して加水分解反応を起こしてガラス微粒子を生
成し、これを回転するターゲットの周囲に付着・堆積さ
せてガラス微粒子堆積体を作り、このガラス微粒子堆積
体を加熱して透明ガラス化するというものである。 そして、この外付けＶＡＤ法において、ガラス微粒子生
成用バーナとして、マルチノズルタイプのバーナが用い
られている。このマルチノズルバーナは通常石英ガラス
で作られており、大径のノズルの中に複数の小径のノズ
ルを配置したものである。このマルチノズルバーナでは
、その中央の小径ノズルからガラス原料ガスを吹き出し
、その周囲の小径ノズルから酸素などの助燃ガスを吹き
出すとともに、大径ノズルより水素などの燃料ガスを吹
き出して、中央のガラス原料ガスを、その周囲に形成さ
れた酸水素火炎で包み込む。

【発明が解決しようとする課題】

しかしながら、マルチノズルバーナを用いて外付けＶＡ
Ｄ法によるガラス微粒子の堆積を行う場合、助燃ガス用
の小径バーナの本数、角度、または燃料ガス用の大径ノ
ズル先端の流路断面積などによって火炎の集束度、安定
度などが大きく違ってくる。また、マルチノズルバーナ
は通常石英ガラスで作られていて加工が難しいこともあ
り、助燃ガス用の小径ノズルの先端角度などは個々のバ
ーナでばらついてくるため、同一構造のバーナでも火炎
が安定しているものと、不安定なものとが生じることが
避けられない、さらに、火炎がバーナ周囲の空気の流れ
などに大きく影響され、不安定になって火炎がばたつき
易いという問題などもある。 この発明は、上記に鑑み、火炎を集束させるとともに安
定化させ、もってガラス微粒子堆積速度と堆積効率とを
向上させることができる、光ファイバ母材の製造方法を
提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

上記の目的を達成するため、この発明によれば、中央の
ガラス原料ガス用ノズルと、その周囲の燃料ガス用ノズ
ル及び助燃ガス用ノズルとを有するバーナを用いて酸水
素火炎中て゛ガラス微粒子を生成し、これを付着・堆積
させる光ファイバ母材の製造方法において、上記バーナ
の燃料ガス用ノズルに、原子・分子量が比較的大きく化
学的に安定で取り扱いが容易なガスを燃料ガスに混合し
た混合ガスを送り込むことが特徴となっている。

【作　　用】

燃料ガス用ノズルより、燃料ガスに、原子・分子量が比
較的大きく化学的に安定で取り扱いが容易なガスを混合
したガスが吹き出される。 この混合ガスは、助燃ガス用ノズルから吹き出される助
燃ガスと反応して火炎を形成する。 上記のように燃料ガスに混合されたガスは、原子・分子
量が比較的大きく化学的に安定であるから、拡散速度が
遅く、その結果、この火炎を集束させ、且つ安定化させ
ることができる。 このように集束し、且つ安定化された火炎中に、中央の
ガラス原料ガス用ノズルからガラス原料ガスが導入され
るため、加水分解反応によるガラス微粒子の生成が安定
に行われ、且つその生成物であるガラス微粒子の流れも
安定化し、集束する。：とになる。 その結果、燃料ガスのみを用いた場合と比較して、バー
ナ周囲の空気の流れ等の影響を受けなくなり、ガラス微
粒子の堆積速度、堆積効率ども向上する。

【実　施　例】

以下、この発明の一実施例について図面を参照しながら
詳細に説明する。第１図及び第２図はこの発明の一実施
例にかかる光ファイバ母材の製造方法で用いるマルチノ
ズルタイプのバーナを示すもので、第１図は先端付近の
横断面図、第２図は縦断面図であるに れら第１図、第２図において、大径ノズル１の中に、複
数の小径のノズル２．３が配置されている。小径ノズル
２は周辺部分に８本配置されている。中央に２本配置さ
れた小径のノズル３は二重ノズルであって、外側ノズル
３１と内側ノズル３２とを備える。第２図に示すように
、大径ノズル１は先端にきて絞られており、中央の２本
の二重ノズル３は直線状に伸びているが、その周囲の８
本の小径ノズル２は内側に向けて曲げられている。 中央の２本の二重ノズル３の各々の内側ノズル３２は、
四塩化珪素などのガラス原料ガスを吹き出すためのノズ
ルとなっており、それらの外側ノズル３１はアルゴン・
などのシールガスの吹き出し口となっている。また、周
囲の８木の小径ノズル２からは助燃ガス、ここでは酸素
が吹き出される。 そして、大径ノズル１の、これら小径ノズル２、二重ノ
ズル３を除いた部分は、燃料ガス用のノズルであり、こ
こでは燃料ガスである水素に、水素と比較して原子・分
子量が大きくて重く、化学的に安定で、しかも取り扱い
に関しても容易な、たとえば二酸化炭素、窒素、アルゴ
ンなどのガスを混合したガスを吹き出すようにしている
。このガスの混合は、図示しないが、第１図、第２図で
示されたバーナに水素が入る手前であらかじめ行われる
。 このように、大径ノズル１より、水素に、二酸化炭素、
窒素、アルゴンなどのガスを混合したガスを吹き出すよ
うにし、この混合ガスと小径ノズル２から吹き出される
酸素などの助燃ガスとにより火炎を形成するようにした
ため、その火炎を集束させ、且つ安定化することができ
る。すなわち、水素に混合したこれらのガスは、水素と
比較して原子・分子量が大きくて重く、化学的に安定で
あるから、容易には拡散せず拡散速度が遅い。そのため
、水素などの燃料ガスがノズル１の先端より吹き出され
てから拡散することがより抑制され、助燃ガスである酸
素との反応で燃焼したときのその火炎が安定化し、且つ
集束することになる。その結果、この酸水素火炎中で生
じた加水分解反応により生成される酸化珪素（ガラス微
粒子）流を、容易に安定化し、集束することができる。 ちなみに、従来のように燃焼ガスとして単なる水素を大
径ノズル１から吹き出す場合には、火炎はバーナ周囲の
空気の流れなどに大きく影響されて不安定になって、火
炎がばたつき易いが、このような不都合が解消されるわ
けである。 とくに外付けＶＡＤ法においては、火炎を集束且つ安定
化させることが、ガラス微粒子を回転するターゲットの
周囲に付着・堆積させるときの、堆積速度のアップ及び
堆積効率の向上につながるので、その効果はきわめて大
きい。 実際、このことはつぎのような実験でも確かめられてい
る。ここでは、第１図、第２図に示したバーナの大径ノ
ズル１から吹き出す水素ガスに二酸化炭素ガスを混合さ
せて外付けＶＡＤ法によりガラス微粒子の堆積を行うこ
ととした。そして、その大径ノズル１に送り込む水素ガ
スと二酸化炭素ガスの流量比を変えてみて、ガラス微粒
子の付着速度（ｇ／分）を測定する。この実験で得られ
た、ガス流量比と付着速度との関係についてのデータか
ら、第３図に示すようなグラフが得られた。 これから、二酸化炭素の水素に対する流量比が２０％に
なると、二酸化炭素を流さない場合（二酸化炭素−の水
素に対する流量比が０％の場合）に比較して、付着速度
が２０％はど高まることが分かる。

【発明の効果】

この発明の光ファイバ母材の製造方法によれば、燃料ガ
ス用ノズルより、燃料ガスに、原子・分子量が比較的大
きく化学的に安定で取り扱いが容易なガスを混合したガ
スを吹き出すようにしたため、そこで形成される火炎を
集束させ、且つ安定化させることができる。その結果、
燃料ガスのみを用いた場合と比較して、バーナ周囲の空
気の流れ等の影響を受けることがなくなり、火炎が安定
して集束するようになるので、ガラス微粒子の堆積速度
、堆積効率とも向上する。これにより、光ファイバ母材
の製造コストの低下がもたらされ、生産量も増大する。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図はこの発明の一実施例にかかる光ファ
イバ母材の製造方法で用いるバーナを示すもので、第１
図は先端付近の横断面図、第２図は縦断面図、第３図は
、実験によって得られた、二酸化炭素の水素に対する流
量比とガラス微粒子付着速度との関係の一例を表すグラ
フである。 １・・・大径ノズル、２・・・小径ノズル、３・・・二
重ノズル、３１・・・外側ノズル、３２・・・内側ノズ
ル。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）中央のガラス原料ガス用ノズルと、その周囲の燃
   料ガス用ノズル及び助燃ガス用ノズルとを有するバーナ
   を用いて酸水素火炎中でガラス微粒子を生成し、これを
   付着・堆積させる光ファイバ母材の製造方法において、
   上記バーナの燃料ガス用ノズルに、原子・分子量が比較
   的大きく化学的に安定で取り扱いが容易なガスを燃料ガ
   スに混合した混合ガスを送り込むことを特徴とする光フ
   ァイバ母材の製造方法。