JPH0454625B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0454625B2 JPH0454625B2 JP59187416A JP18741684A JPH0454625B2 JP H0454625 B2 JPH0454625 B2 JP H0454625B2 JP 59187416 A JP59187416 A JP 59187416A JP 18741684 A JP18741684 A JP 18741684A JP H0454625 B2 JPH0454625 B2 JP H0454625B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- flame
- reaction
- gas
- burner
- raw material
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
- C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
- C03B37/012—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
- C03B37/014—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments made entirely or partially by chemical means, e.g. vapour phase deposition of bulk porous glass either by outside vapour deposition [OVD], or by outside vapour phase oxidation [OVPO] or by vapour axial deposition [VAD]
- C03B37/01413—Reactant delivery systems
- C03B37/0142—Reactant deposition burners
- C03B37/01426—Plasma deposition burners or torches
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Glass Melting And Manufacturing (AREA)
- Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明はVAD法、OVD法等により多孔質状の
光学ガラス層を堆積形成する際の光学ガラス微粒
子生成方法に関する。
光学ガラス層を堆積形成する際の光学ガラス微粒
子生成方法に関する。
（従来の技術）
光フアイバ母材、イメージガイド母材、ライト
ガイド母材、ロツドレンズ母材などを製造すると
き、VAD法、OVD法などが選択的に採用され
る。
ガイド母材、ロツドレンズ母材などを製造すると
き、VAD法、OVD法などが選択的に採用され
る。
上記VAD法では、多重管構造の反応バーナに
燃焼ガス（水素）、助燃ガス（酸素）、気相のガラ
ス原料（主原料：四塩化ケイ素、ドープ原料：四
塩化ゲルマニウムなど）、シールドガス（アルゴ
ン）などが供給され、反応バーナへ供給された各
ガスは同バーナを出た直後、互いに拡散して混合
状態となり、この際の燃焼による火炎（酸水素
炎）と気相ガラス原料との反応によりスート状の
ガラス微粒子が生成されるとともに該ガラス微粒
子が石英系のターゲツトに向け噴射かつ堆積され
て棒状の多孔質母材が作製される。
燃焼ガス（水素）、助燃ガス（酸素）、気相のガラ
ス原料（主原料：四塩化ケイ素、ドープ原料：四
塩化ゲルマニウムなど）、シールドガス（アルゴ
ン）などが供給され、反応バーナへ供給された各
ガスは同バーナを出た直後、互いに拡散して混合
状態となり、この際の燃焼による火炎（酸水素
炎）と気相ガラス原料との反応によりスート状の
ガラス微粒子が生成されるとともに該ガラス微粒
子が石英系のターゲツトに向け噴射かつ堆積され
て棒状の多孔質母材が作製される。
VAD法において反応バーナ内であらかじめ各
ガスを混合した場合、バーナ自体が加熱されてこ
れの焼損を招くとか、他にもバーナ内部にガラス
微粒子が付着して流路閉鎖、バーナ破裂などを惹
き起こす虞れがあり、そのためVAD法では前述
したように反応バーナからの噴射後において各ガ
スを混合するようにしている。
ガスを混合した場合、バーナ自体が加熱されてこ
れの焼損を招くとか、他にもバーナ内部にガラス
微粒子が付着して流路閉鎖、バーナ破裂などを惹
き起こす虞れがあり、そのためVAD法では前述
したように反応バーナからの噴射後において各ガ
スを混合するようにしている。
反応バーナから単に各ガスを噴射し、この際の
拡散だけでこれらのガラスを混合する上記混合手
段では、ガス混合状態が不十分であることにより
燃焼ガスの燃焼効率、気相原料の反応効率が低く
なり、その結果として原料収率、母材成長速度
（生産性）が低下する。
拡散だけでこれらのガラスを混合する上記混合手
段では、ガス混合状態が不十分であることにより
燃焼ガスの燃焼効率、気相原料の反応効率が低く
なり、その結果として原料収率、母材成長速度
（生産性）が低下する。
一般に、VAD法での反応バーナは多重管構造
となつており、気相の原料をそのバーナの中心流
路から噴射しているが、かかるバーナを母材成長
面の直下においた場合、母材先端中央（成長面の
中央）に未反応のガスが噴射され、多孔質母材の
正常な成長が阻害される。
となつており、気相の原料をそのバーナの中心流
路から噴射しているが、かかるバーナを母材成長
面の直下においた場合、母材先端中央（成長面の
中央）に未反応のガスが噴射され、多孔質母材の
正常な成長が阻害される。
そのため反応バーナを母材成長方向の軸線に対
し、傾斜させているが、こうした場合には屈折率
を設定すべきドーパントの分布制御に複雑な要因
が加わるのでこれに難度がともなう。
し、傾斜させているが、こうした場合には屈折率
を設定すべきドーパントの分布制御に複雑な要因
が加わるのでこれに難度がともなう。
このVAD法と基本的に共通するOVD法もその
共通する範囲内において上述と同様の問題点を有
している。
共通する範囲内において上述と同様の問題点を有
している。
（発明が解決しようとする問題点）
本発明は気相反応法における燃焼ガスの燃焼効
率、気相原料の反応効率と原料収率、生産性、屈
折率の制御性などが改善できる方法を提供して、
上述した従来例の問題点を解決しようとするもの
である。
率、気相原料の反応効率と原料収率、生産性、屈
折率の制御性などが改善できる方法を提供して、
上述した従来例の問題点を解決しようとするもの
である。
（問題点を解決するための手段）
本発明は火炎を発生させるためのガス、気相の
ガラス原料等を反応バーナへ供給し、その反応バ
ーナを燃焼状態にしてガラス微粒子を生成する方
法において、上記反応バーナの火炎発生部に直接
高周波電界を印加して該火炎発生部を励起するこ
とを特徴としている。
ガラス原料等を反応バーナへ供給し、その反応バ
ーナを燃焼状態にしてガラス微粒子を生成する方
法において、上記反応バーナの火炎発生部に直接
高周波電界を印加して該火炎発生部を励起するこ
とを特徴としている。
（作用）
本発明方法において反応バーナの火炎発生部に
直接高周波電界を印加した場合、高温で燃焼して
いる火炎が容易にプラズマ化する。
直接高周波電界を印加した場合、高温で燃焼して
いる火炎が容易にプラズマ化する。
プラズマ化した火炎内ではガス混合状態が十分
となるだけでなく燃焼ガスの燃焼状態が良好にな
り、所定の化学反応も促進されるから、気相ガラ
ス原料の未反応が殆どない高い原料収率が確保で
き、ガラス微粒子の生成速度も向上する。
となるだけでなく燃焼ガスの燃焼状態が良好にな
り、所定の化学反応も促進されるから、気相ガラ
ス原料の未反応が殆どない高い原料収率が確保で
き、ガラス微粒子の生成速度も向上する。
気相ガラス原料の未反応が生じないため、反応
バーナの設定条件（ガス噴射角度）が緩和され、
望ましいバーナ角度が採用できることににより母
材製造時の屈折率制御が容易となる。
バーナの設定条件（ガス噴射角度）が緩和され、
望ましいバーナ角度が採用できることににより母
材製造時の屈折率制御が容易となる。
反応速度の遅い気相ガラス原料でも、励起され
た上記火炎内で十分反応させることができ、所定
のガラス微粒子が得られる。
た上記火炎内で十分反応させることができ、所定
のガラス微粒子が得られる。
その他、燃料ガスとして水素以外に火炎温度の
低い例えば都市ガス、プロパンガスなどを採用し
た場合、上述した励起手段により火炎温度を高め
ることができ、したがつて低燃費の燃料ガスが採
用できる。
低い例えば都市ガス、プロパンガスなどを採用し
た場合、上述した励起手段により火炎温度を高め
ることができ、したがつて低燃費の燃料ガスが採
用できる。
（実施例）
以下本発明方法の実施例につき、図面を参照し
て説明する。
て説明する。
本発明におけるVAD法を略示した第１図にお
いて、１は多重管構造の反応バーナ、２はその火
炎発生部、３は火炎発生部２に対応して配置され
た高周波ワークコイル、４はターゲツトであり、
反応バーナ１からの火炎は高周波ワークコイル３
内を通り、ターゲツト４へ向けて噴射されるよう
になつている。
いて、１は多重管構造の反応バーナ、２はその火
炎発生部、３は火炎発生部２に対応して配置され
た高周波ワークコイル、４はターゲツトであり、
反応バーナ１からの火炎は高周波ワークコイル３
内を通り、ターゲツト４へ向けて噴射されるよう
になつている。
多重管構造の反応バーナ１は、これが同心状と
なる４つの流路を備えているとき、中心にある第
１番目の流路には気相のガラス原料（主原料：四
塩化ケイ素、ドープ原料：四塩化ゲルマニウムな
ど）が供給され、第２番目の流路には水素が供給
され、第３番目の流路にはシールドガスArが供
給され、第４番目の流路（最外周の流路）には酸
素が供給される。
なる４つの流路を備えているとき、中心にある第
１番目の流路には気相のガラス原料（主原料：四
塩化ケイ素、ドープ原料：四塩化ゲルマニウムな
ど）が供給され、第２番目の流路には水素が供給
され、第３番目の流路にはシールドガスArが供
給され、第４番目の流路（最外周の流路）には酸
素が供給される。
かかるガス供給状態において反応バーナ１を燃
焼状態とし、火炎加水分解などの反応により生成
したガラス微粒子をターゲツト４に向けて噴射か
つ堆積させて棒状の多孔質母材５を形成するが、
この際、火炎発生部２には高周波ワークコイル３
を介して1KHz〜100MHzの高周波電界（例
13.56MHz電力5Kw）を印加するのであり、これ
により酸水素炎からなる火炎を直接励起する。
焼状態とし、火炎加水分解などの反応により生成
したガラス微粒子をターゲツト４に向けて噴射か
つ堆積させて棒状の多孔質母材５を形成するが、
この際、火炎発生部２には高周波ワークコイル３
を介して1KHz〜100MHzの高周波電界（例
13.56MHz電力5Kw）を印加するのであり、これ
により酸水素炎からなる火炎を直接励起する。
高温状態で燃焼している火炎は当該励起により
容易にプラズマ化し、その火炎内でのガス混合な
らびに化学反応が十分促進される。
容易にプラズマ化し、その火炎内でのガス混合な
らびに化学反応が十分促進される。
ゆえにガラス微粒子は、未反応生成物を殆どと
もなうことのない高品質となり、しかも未反応生
成物が殆どないことにより原料収率が向上すると
ともにガラス微粒子の生成速度ひいては母材の成
長速度が向上し、生産性が高まる。
もなうことのない高品質となり、しかも未反応生
成物が殆どないことにより原料収率が向上すると
ともにガラス微粒子の生成速度ひいては母材の成
長速度が向上し、生産性が高まる。
一般に四塩化ゲルマニウムを用いてゲルマニウ
ムドープト石英をつくるとき、その多孔質母材中
に添加できるゲルマニウムの量に限界があり、ゲ
ルマニウムの収率も低いため、例えば光フアイバ
における屈折率差を大きくすることができない
が、上記のようにしてVAD法を実施する場合は
これらの問題がなく、屈折率差の大きい光フアイ
バ母材が作製できる。
ムドープト石英をつくるとき、その多孔質母材中
に添加できるゲルマニウムの量に限界があり、ゲ
ルマニウムの収率も低いため、例えば光フアイバ
における屈折率差を大きくすることができない
が、上記のようにしてVAD法を実施する場合は
これらの問題がなく、屈折率差の大きい光フアイ
バ母材が作製できる。
本発明方法では火炎発生部２に直接高周波電界
を印加するから、都市ガスやプロパンガスなど、
火炎温度の低いガスであつても反応効率を低下さ
せたり、ススをともなう未燃焼ガスを発生させ
ず、低コストの燃焼ガスが使用可能となる。
を印加するから、都市ガスやプロパンガスなど、
火炎温度の低いガスであつても反応効率を低下さ
せたり、ススをともなう未燃焼ガスを発生させ
ず、低コストの燃焼ガスが使用可能となる。
他の一般事項として、SiO2−Sb2O3系の複合酸
化物をつくるとき、そのドープ原料である
SbCl5，SbCl3などは反応速度が遅く、アンチモ
ン酸化物（Sb2O3）の蒸気圧が高いため、高温の
火炎による反応ではアンチモンが十分にドープで
きない。
化物をつくるとき、そのドープ原料である
SbCl5，SbCl3などは反応速度が遅く、アンチモ
ン酸化物（Sb2O3）の蒸気圧が高いため、高温の
火炎による反応ではアンチモンが十分にドープで
きない。
本発明方法では、上述したプラズマによる原料
の活性化によりSiO2−Sb2O3系の複合酸化物が容
易に形成でき、Sb2O3単体での揮発が抑えられる
から、アンチモンをドーパントとして有効に利用
できる。
の活性化によりSiO2−Sb2O3系の複合酸化物が容
易に形成でき、Sb2O3単体での揮発が抑えられる
から、アンチモンをドーパントとして有効に利用
できる。
なお、アンチモンはゲルマニウムよりも低価格
であるが、このメリツトよりも石英ガラスの屈折
率を高める効果が有望であり、開口数の大きい光
フアイバを得るのに適している。
であるが、このメリツトよりも石英ガラスの屈折
率を高める効果が有望であり、開口数の大きい光
フアイバを得るのに適している。
本発明方法よるときは、VAD法によりコアが
GeO2−Sb2O3、クラツドがGeO2からなる赤外光
フアイバ母材をつくることもでき、この際もアン
チモンが十分に添加できるため開口数の大きい赤
外光フアイバが得られる。
GeO2−Sb2O3、クラツドがGeO2からなる赤外光
フアイバ母材をつくることもでき、この際もアン
チモンが十分に添加できるため開口数の大きい赤
外光フアイバが得られる。
なお、第１図のVAD法では同図イの位置に反
応バーナ１を配置するのが一般であるが、該反応
バーナ１は同図ロの位置に配置してもよく、反応
バーナ１が母材軸線上の直下に位置する同図ロの
場合はドーパントの分布制御すなわち屈折率の制
御が容易となる。
応バーナ１を配置するのが一般であるが、該反応
バーナ１は同図ロの位置に配置してもよく、反応
バーナ１が母材軸線上の直下に位置する同図ロの
場合はドーパントの分布制御すなわち屈折率の制
御が容易となる。
第１図において、同図ハの位置に反応バーナ１
を配置し、この反応バーナ１と前記イまたはロの
反応バーナ１とを併用してコア用多孔質ガラス層
とクラツド用多孔質ガラス層とからなる多孔質母
材を作製することもできる。
を配置し、この反応バーナ１と前記イまたはロの
反応バーナ１とを併用してコア用多孔質ガラス層
とクラツド用多孔質ガラス層とからなる多孔質母
材を作製することもできる。
その他、第２図に示すOVD法を実施するとき
も本発明方法は有効であり、この場合は既知の
OVD法用反応バーナ１における火炎発生部２に
高周波ワークコイル３を備え、その火炎発生部２
に高周波電界を印加して前記と同様の効果を得
る。
も本発明方法は有効であり、この場合は既知の
OVD法用反応バーナ１における火炎発生部２に
高周波ワークコイル３を備え、その火炎発生部２
に高周波電界を印加して前記と同様の効果を得
る。
（発明の効果）
以上説明した通り、本発明方法によるときは気
相反応法における反応バーナの火炎発生部に直接
高周波電界を印加して該火炎発生部を励起するか
ら、燃焼ガスの燃焼効率、気相原料の反応効率と
原料収率、生産性、屈折率の制御性など、これを
十分に向上させることができる。
相反応法における反応バーナの火炎発生部に直接
高周波電界を印加して該火炎発生部を励起するか
ら、燃焼ガスの燃焼効率、気相原料の反応効率と
原料収率、生産性、屈折率の制御性など、これを
十分に向上させることができる。
第１図は本発明方法の１実施例を略示した説明
図、第２図は同上の他実施例を略示した説明図で
ある。 １……反応バーナ、２……火炎発生部、３……
高周波ワークコイル、４……ターゲツト、５……
多孔質母材。
図、第２図は同上の他実施例を略示した説明図で
ある。 １……反応バーナ、２……火炎発生部、３……
高周波ワークコイル、４……ターゲツト、５……
多孔質母材。
Claims (1)
- １ 火炎を発生させるためのガス、気相のガラス
原料等を反応バーナへ供給し、その反応バーナを
燃焼状態にしてガラス微粒子を生成する方法にお
いて、上記反応バーナの火炎発生部に直接高周波
電界を印加して該火炎発生部を励起することを特
徴とする光学ガラス微粒子の生成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18741684A JPS6168330A (ja) | 1984-09-07 | 1984-09-07 | 光学ガラス微粒子の生成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18741684A JPS6168330A (ja) | 1984-09-07 | 1984-09-07 | 光学ガラス微粒子の生成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6168330A JPS6168330A (ja) | 1986-04-08 |
| JPH0454625B2 true JPH0454625B2 (ja) | 1992-08-31 |
Family
ID=16205657
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18741684A Granted JPS6168330A (ja) | 1984-09-07 | 1984-09-07 | 光学ガラス微粒子の生成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6168330A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63113227A (ja) * | 1986-10-30 | 1988-05-18 | Sumitomo Cement Co Ltd | 火炎励起方法 |
| FR2714371B1 (fr) * | 1993-12-24 | 1996-02-16 | Cabloptic Sa | Procédé de recharge d'une préforme de fibre optique, dispositif pour la mise en Óoeuvre de ce procédé et fibre optique par ce procédé. |
| JP5046500B2 (ja) * | 2005-08-08 | 2012-10-10 | 信越化学工業株式会社 | 光ファイバ用ガラス母材の製造方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57100928A (en) * | 1980-12-12 | 1982-06-23 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Burner for preparing base material for optical fiber |
-
1984
- 1984-09-07 JP JP18741684A patent/JPS6168330A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6168330A (ja) | 1986-04-08 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |