JPH0781965A - ガス生成装置並びに光導波路及び光ファイバ母材を製造する方法及び装置 - Google Patents
ガス生成装置並びに光導波路及び光ファイバ母材を製造する方法及び装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 一定量のガラス微粒子を生成することの可能
なガス生成装置を提供する。 【構成】 タンク２１は液体状態のガラス形成原料を貯
蔵し、タンク２１の上部空間２２は調圧系２３によって
加圧され、貯蔵された液体状原料は配管２４ａへ液状の
まま供給される。この原料供給によって消費される原料
は補液系によって補充される。配管２４ａに供給された
液状原料は、液体用流量制御器２６によってその流量が
所定量に制御される。流量制御された液状原料はヒータ
２７ａで囲まれた気化器２８に輸送され、加熱されてガ
ス化される。この際、キャリアガスをガス用流量制御器
２９を介して気化器２８に送り、一定速度のガスの流れ
が作り出され、バーナ３１へ一定量の原料ガスが供給さ
れる。
なガス生成装置を提供する。 【構成】 タンク２１は液体状態のガラス形成原料を貯
蔵し、タンク２１の上部空間２２は調圧系２３によって
加圧され、貯蔵された液体状原料は配管２４ａへ液状の
まま供給される。この原料供給によって消費される原料
は補液系によって補充される。配管２４ａに供給された
液状原料は、液体用流量制御器２６によってその流量が
所定量に制御される。流量制御された液状原料はヒータ
２７ａで囲まれた気化器２８に輸送され、加熱されてガ
ス化される。この際、キャリアガスをガス用流量制御器
２９を介して気化器２８に送り、一定速度のガスの流れ
が作り出され、バーナ３１へ一定量の原料ガスが供給さ
れる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＦＨＤ法（火炎堆積
法）を用いて形成される光部品（例えば光通信用の石英
系光導波路）や、ＶＡＤ法、ＯＶＤ法等で光ファイバ等
を製造するのに必要とされるガラス形成ガスを生成する
ガス生成装置に関するものである。
法）を用いて形成される光部品（例えば光通信用の石英
系光導波路）や、ＶＡＤ法、ＯＶＤ法等で光ファイバ等
を製造するのに必要とされるガラス形成ガスを生成する
ガス生成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、石英系光導波路を製造するのに必
要とされるガラス形成ガスは、例えば、図８に示される
ガス生成装置によって生成されていた。
要とされるガラス形成ガスは、例えば、図８に示される
ガス生成装置によって生成されていた。
【０００３】このガス生成装置によるガス生成は、キャ
リアガス流量制御方式によって行われる。原料タンク１
内には液状のガラス形成原料が収容されており、この原
料タンク１は囲まれたヒータ２によって加熱されてい
る。この原料タンク１には、流量制御装置４によって特
定流量に制御されたキャリアガス５が供給される。ヒー
タ２の温度に加熱された原料ガスは、キャリアガス５と
共にタンク１の上部空間７，配管９ａを経てコンデンサ
８へ送られる。コンデンサ８内に送られた原料ガスは特
定温度にまで冷却され、飽和蒸気のガスとして配管９ｂ
を経由してバーナ１１へ送出される。このバーナ１１の
先端部は反応容器１５の壁面を貫通している。バーナ１
１からは、配管９ｂを経由した原料ガス、および燃焼ガ
スとして供給されるＯ2 とＨ2 との混合ガスが噴出され
る。バーナ１１から噴出される原料ガスは燃焼ガスによ
る火炎によって加水分解され、酸化物ガラス微粒子にな
る。
リアガス流量制御方式によって行われる。原料タンク１
内には液状のガラス形成原料が収容されており、この原
料タンク１は囲まれたヒータ２によって加熱されてい
る。この原料タンク１には、流量制御装置４によって特
定流量に制御されたキャリアガス５が供給される。ヒー
タ２の温度に加熱された原料ガスは、キャリアガス５と
共にタンク１の上部空間７，配管９ａを経てコンデンサ
８へ送られる。コンデンサ８内に送られた原料ガスは特
定温度にまで冷却され、飽和蒸気のガスとして配管９ｂ
を経由してバーナ１１へ送出される。このバーナ１１の
先端部は反応容器１５の壁面を貫通している。バーナ１
１からは、配管９ｂを経由した原料ガス、および燃焼ガ
スとして供給されるＯ2 とＨ2 との混合ガスが噴出され
る。バーナ１１から噴出される原料ガスは燃焼ガスによ
る火炎によって加水分解され、酸化物ガラス微粒子にな
る。
【０００４】光導波路を製造するには、バーナ１１より
噴出された酸化物ガラス微粒子を、ターンテーブル１２
上に載置された対向する基板１０の表面に堆積する。各
基板１０は、ターンテーブル１２の下に設けられた下部
ヒータ１４によって一様に加熱されている。基板１０に
堆積しきれなかった余剰のガラス微粒子は排気管１３に
吸引され、反応容器１５の外部にあり、反応容器１５内
を大気圧以下にする排気処理装置によって処理される。
噴出された酸化物ガラス微粒子を、ターンテーブル１２
上に載置された対向する基板１０の表面に堆積する。各
基板１０は、ターンテーブル１２の下に設けられた下部
ヒータ１４によって一様に加熱されている。基板１０に
堆積しきれなかった余剰のガラス微粒子は排気管１３に
吸引され、反応容器１５の外部にあり、反応容器１５内
を大気圧以下にする排気処理装置によって処理される。
【０００５】また、従来、光ファイバを製造するのに必
要とされるガラス形成ガスは、例えば、図９に示される
ガス生成装置によって生成されていた。
要とされるガラス形成ガスは、例えば、図９に示される
ガス生成装置によって生成されていた。
【０００６】このガス生成装置によるガス生成部の構成
は図８に示される構成と同様であり、図９において図８
と同一または相当する部分には同一の符号が付されてお
り、その説明は省略する。光ファイバを製造するには、
バーナ１１から噴出される酸化物ガラス微粒子を、対向
する位置にある反応容器１６内の種棒１７に堆積する。
ここで、堆積しきれなかった余剰の酸化物ガラス微粒子
は排気管１８に吸引され、排気管１８に連結した排気処
理装置１９によって処理される。
は図８に示される構成と同様であり、図９において図８
と同一または相当する部分には同一の符号が付されてお
り、その説明は省略する。光ファイバを製造するには、
バーナ１１から噴出される酸化物ガラス微粒子を、対向
する位置にある反応容器１６内の種棒１７に堆積する。
ここで、堆積しきれなかった余剰の酸化物ガラス微粒子
は排気管１８に吸引され、排気管１８に連結した排気処
理装置１９によって処理される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のガス生成装置においては、大気圧変動によってバー
ナ１１へ供給されるガラス原料ガスの流量が大きく変動
した。このため、基板１０または種棒１７上に堆積され
る酸化物ガラス微粒子層の厚さに変動が生じ、従って、
このガラス微粒子層を透明化して得られるガラス薄膜の
厚さ又はガラス体の径が均一にならなかった。つまり、
ガラス層の厚さが場所によって異なり、膜厚もしくはガ
ラス径に分布が生じた。
来のガス生成装置においては、大気圧変動によってバー
ナ１１へ供給されるガラス原料ガスの流量が大きく変動
した。このため、基板１０または種棒１７上に堆積され
る酸化物ガラス微粒子層の厚さに変動が生じ、従って、
このガラス微粒子層を透明化して得られるガラス薄膜の
厚さ又はガラス体の径が均一にならなかった。つまり、
ガラス層の厚さが場所によって異なり、膜厚もしくはガ
ラス径に分布が生じた。
【０００８】このような大気圧によるガラス原料ガス流
量の変動は次のように考えられる。すなわち、従来行っ
ているガス生成装置のキャリアガス流量制御方式では、
反応容器に送られる原料ガスの単位時間当たりの流量Ｑ
S は次式に表される。
量の変動は次のように考えられる。すなわち、従来行っ
ているガス生成装置のキャリアガス流量制御方式では、
反応容器に送られる原料ガスの単位時間当たりの流量Ｑ
S は次式に表される。
【０００９】 ＱS ＝ＱC ×ＰS （Ｔ）／（ＰO −ＰS （Ｔ）） …（１） ここで、ＱC はキャリアガスの単位時間当たりの流量、
Ｔはコンデンサの温度、ＰS （Ｔ）は温度Ｔにおける原
料の液体状態での飽和蒸気圧、ＰO はコンデンサ出口の
配管圧力である。
Ｔはコンデンサの温度、ＰS （Ｔ）は温度Ｔにおける原
料の液体状態での飽和蒸気圧、ＰO はコンデンサ出口の
配管圧力である。
【００１０】上述の従来の反応容器内は常圧下にあるた
め、その絶対圧は大気圧の変動に応じて変動し、その変
動分が原料ガス流量ＱS の変動となる。例えば、温度３
６℃で飽和蒸気圧３６０ｍｍＨｇのＳｉＣｌ4 ガスを同
温度に設定されたコンデンサに供給する場合、大気圧が
７６０±１０ｍｍＨｇ変動（約１．３％）すると、原料
ガス流量ＱS の変動△ＱS は次式のようになる。
め、その絶対圧は大気圧の変動に応じて変動し、その変
動分が原料ガス流量ＱS の変動となる。例えば、温度３
６℃で飽和蒸気圧３６０ｍｍＨｇのＳｉＣｌ4 ガスを同
温度に設定されたコンデンサに供給する場合、大気圧が
７６０±１０ｍｍＨｇ変動（約１．３％）すると、原料
ガス流量ＱS の変動△ＱS は次式のようになる。
【００１１】
【数１】
【００１２】つまり、約±１．３％の大気圧変動に対し
て±２．５％の原料ガス流量変動を生じる。従来はこの
程度の原料ガスの流量変動は無視されてきたが、より精
密な光導波路および光ファイバのガラス膜厚制御を行う
には、この程度の変動であっても無視できなくなってき
た。光導波路または光ファイバの製造を終えた次工程で
の光ファイバまたは光導波路との光軸合わせを考慮する
と、酸化物ガラス薄膜の膜厚分布は３０±０．５μｍ以
下であることが必要である。従って、このことを考慮す
ると、原料ガス流量ＱS の変動△ＱS は少なくとも原料
流量の安定性（再現性）を±１．７％以下に下げる必要
がある。
て±２．５％の原料ガス流量変動を生じる。従来はこの
程度の原料ガスの流量変動は無視されてきたが、より精
密な光導波路および光ファイバのガラス膜厚制御を行う
には、この程度の変動であっても無視できなくなってき
た。光導波路または光ファイバの製造を終えた次工程で
の光ファイバまたは光導波路との光軸合わせを考慮する
と、酸化物ガラス薄膜の膜厚分布は３０±０．５μｍ以
下であることが必要である。従って、このことを考慮す
ると、原料ガス流量ＱS の変動△ＱS は少なくとも原料
流量の安定性（再現性）を±１．７％以下に下げる必要
がある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明はこのような課題
を解消するためになされたもので、ガラス成分を含んだ
液状の原料を収容するタンクと、このタンクに収容され
た液状の原料をガス化するガス化手段と、この原料ガス
および燃焼ガスを噴出して原料ガスを火炎で加水分解し
てガラス微粒子を発生させるバーナとを備えたガス生成
装置において、ガス化手段は、タンクに収容された液状
の原料を加熱してガス化する気化器と、タンクからこの
気化器に供給される液状の原料の流量を制御する液体用
流量制御手段と、一定流量の不活性ガスまたは燃焼ガス
を気化器に供給して気化器からバーナへ出力される原料
ガスの流量を一定流量に保つ定量供給手段とから構成さ
れていることを特徴とするものである。
を解消するためになされたもので、ガラス成分を含んだ
液状の原料を収容するタンクと、このタンクに収容され
た液状の原料をガス化するガス化手段と、この原料ガス
および燃焼ガスを噴出して原料ガスを火炎で加水分解し
てガラス微粒子を発生させるバーナとを備えたガス生成
装置において、ガス化手段は、タンクに収容された液状
の原料を加熱してガス化する気化器と、タンクからこの
気化器に供給される液状の原料の流量を制御する液体用
流量制御手段と、一定流量の不活性ガスまたは燃焼ガス
を気化器に供給して気化器からバーナへ出力される原料
ガスの流量を一定流量に保つ定量供給手段とから構成さ
れていることを特徴とするものである。
【００１４】また、気化器からバーナへ原料ガスを供給
する配管および定量供給手段から気化器へ不活性ガスま
たは燃焼ガスを供給する配管は、原料のガス化温度より
も高い温度に加熱されていることを特徴とするものであ
る。
する配管および定量供給手段から気化器へ不活性ガスま
たは燃焼ガスを供給する配管は、原料のガス化温度より
も高い温度に加熱されていることを特徴とするものであ
る。
【００１５】また、燃焼ガスは、水素または酸素または
メタンまたはプロパンの１種類以上を含むことを特徴と
するものであり、また、不活性ガスは、ヘリウムまたは
アルゴンまたは窒素の１種類以上を含むことを特徴とす
るものである。
メタンまたはプロパンの１種類以上を含むことを特徴と
するものであり、また、不活性ガスは、ヘリウムまたは
アルゴンまたは窒素の１種類以上を含むことを特徴とす
るものである。
【００１６】さらに、タンクに流量及び圧力が制御され
たガスを供給することによってタンク内の原料を液体用
流量制御手段に圧送する調圧手段をさらに備えたことを
特徴とするものである。
たガスを供給することによってタンク内の原料を液体用
流量制御手段に圧送する調圧手段をさらに備えたことを
特徴とするものである。
【００１７】また、原料を圧送するためのガスは、ヘリ
ウムまたはアルゴンまたは窒素の１種類以上を含むこと
を特徴とするものである。
ウムまたはアルゴンまたは窒素の１種類以上を含むこと
を特徴とするものである。
【００１８】また、タンクに接続され、これに原料を補
給するための１個もしくはそれ以上の補充用タンクをさ
らに備えたことを特徴とするものである。
給するための１個もしくはそれ以上の補充用タンクをさ
らに備えたことを特徴とするものである。
【００１９】また、補充用タンク内の原料は、ヘリウム
またはアルゴンまたは窒素の１種類以上を含むガスによ
って圧送されることを特徴とするものである。
またはアルゴンまたは窒素の１種類以上を含むガスによ
って圧送されることを特徴とするものである。
【００２０】また、補充用タンクからタンクへの圧送圧
力はタンク内の動作圧力よりも少なくとも０．３Ｋｇｆ
／ｃｍ2 Ｇ高く、補充用タンクからタンクへの流量を制
御する流量制御手段をさらに備えたことを特徴とするも
のである。
力はタンク内の動作圧力よりも少なくとも０．３Ｋｇｆ
／ｃｍ2 Ｇ高く、補充用タンクからタンクへの流量を制
御する流量制御手段をさらに備えたことを特徴とするも
のである。
【００２１】さらに、タンクに収容されガラス成分を含
んだ液状の原料を気化器によってガス化するガス化工程
と、この原料ガスおよび燃焼ガスをバーナから噴出して
原料ガスを火炎で加水分解してガラス微粒子を発生させ
る工程と、このように発生したガラス微粒子を回転する
基板上に堆積させて光導波路を形成する工程とを備えた
光導波路を製造する方法において、ガス化工程は、気化
器に供給される液状の原料の流量を制御する工程と、一
定流量の不活性ガスまたは燃焼ガスを気化器に供給して
気化器からバーナへ出力される原料ガスの流量を一定流
量に保つ工程と、タンクに収容された液状の原料を加熱
してガス化する工程とを備えていることを特徴とするも
のである。
んだ液状の原料を気化器によってガス化するガス化工程
と、この原料ガスおよび燃焼ガスをバーナから噴出して
原料ガスを火炎で加水分解してガラス微粒子を発生させ
る工程と、このように発生したガラス微粒子を回転する
基板上に堆積させて光導波路を形成する工程とを備えた
光導波路を製造する方法において、ガス化工程は、気化
器に供給される液状の原料の流量を制御する工程と、一
定流量の不活性ガスまたは燃焼ガスを気化器に供給して
気化器からバーナへ出力される原料ガスの流量を一定流
量に保つ工程と、タンクに収容された液状の原料を加熱
してガス化する工程とを備えていることを特徴とするも
のである。
【００２２】また、タンクに収容されガラス成分を含ん
だ液状の原料を気化器によってガス化するガス化工程
と、この原料ガスおよび燃焼ガスをバーナから噴出して
原料ガスを火炎で加水分解してガラス微粒子を発生させ
る工程と、このように発生したガラス微粒子を回転する
種棒上に堆積させて光ファイバの母材を形成する工程と
を備えた光ファイバ母材を製造する方法において、ガス
化工程は、気化器に供給される液状の原料の流量を制御
する工程と、一定流量の不活性ガスまたは燃焼ガスを気
化器に供給して気化器からバーナへ出力される原料ガス
の流量を一定流量に保つ工程と、タンクに収容された液
状の原料を加熱してガス化する工程とを備えていること
を特徴とするものである。
だ液状の原料を気化器によってガス化するガス化工程
と、この原料ガスおよび燃焼ガスをバーナから噴出して
原料ガスを火炎で加水分解してガラス微粒子を発生させ
る工程と、このように発生したガラス微粒子を回転する
種棒上に堆積させて光ファイバの母材を形成する工程と
を備えた光ファイバ母材を製造する方法において、ガス
化工程は、気化器に供給される液状の原料の流量を制御
する工程と、一定流量の不活性ガスまたは燃焼ガスを気
化器に供給して気化器からバーナへ出力される原料ガス
の流量を一定流量に保つ工程と、タンクに収容された液
状の原料を加熱してガス化する工程とを備えていること
を特徴とするものである。
【００２３】また、ガラス成分を含んだ液状の原料を収
容するタンクと、このタンクに収容された液状の原料を
ガス化するガス化手段と、この原料ガスおよび燃焼ガス
を噴出して原料ガスを火炎で加水分解してガラス微粒子
を発生させるバーナと、このように発生したガラス微粒
子が堆積して光導波路が形成される基板を支持するとと
もに回転させバーナに対向して配置されたターンテーブ
ルとを備えた光導波路を製造する装置において、ガス化
手段は、タンクに収容された液状の原料を加熱してガス
化する気化器と、タンクからこの気化器に供給される液
状の原料の流量を制御する液体用流量制御手段と、一定
流量の不活性ガスまたは燃焼ガスを気化器に供給して気
化器からバーナへ出力される原料ガスの流量を一定流量
に保つ定量供給手段とを備えていることを特徴とするも
のである。
容するタンクと、このタンクに収容された液状の原料を
ガス化するガス化手段と、この原料ガスおよび燃焼ガス
を噴出して原料ガスを火炎で加水分解してガラス微粒子
を発生させるバーナと、このように発生したガラス微粒
子が堆積して光導波路が形成される基板を支持するとと
もに回転させバーナに対向して配置されたターンテーブ
ルとを備えた光導波路を製造する装置において、ガス化
手段は、タンクに収容された液状の原料を加熱してガス
化する気化器と、タンクからこの気化器に供給される液
状の原料の流量を制御する液体用流量制御手段と、一定
流量の不活性ガスまたは燃焼ガスを気化器に供給して気
化器からバーナへ出力される原料ガスの流量を一定流量
に保つ定量供給手段とを備えていることを特徴とするも
のである。
【００２４】また、ガラス成分を含んだ液状の原料を収
容するタンクと、このタンクに収容された液状の原料を
ガス化するガス化手段と、この原料ガスおよび燃焼ガス
を噴出して原料ガスを火炎で加水分解してガラス微粒子
を発生させるバーナと、このように発生したガラス微粒
子が堆積して光ファイバの母材が形成される種棒を支持
するとともに回転させバーナに対向して配置された種棒
支持手段とを備えた光ファイバ母材を製造する装置にお
いて、ガス化手段は、タンクに収容された液状の原料を
加熱してガス化する気化器と、タンクからこの気化器に
供給される液状の原料の流量を制御する液体用流量制御
手段と、一定流量の不活性ガスまたは燃焼ガスを気化器
に供給して気化器からバーナへ出力される原料ガスの流
量を一定流量に保つ定量供給手段とを備えているもので
ある。
容するタンクと、このタンクに収容された液状の原料を
ガス化するガス化手段と、この原料ガスおよび燃焼ガス
を噴出して原料ガスを火炎で加水分解してガラス微粒子
を発生させるバーナと、このように発生したガラス微粒
子が堆積して光ファイバの母材が形成される種棒を支持
するとともに回転させバーナに対向して配置された種棒
支持手段とを備えた光ファイバ母材を製造する装置にお
いて、ガス化手段は、タンクに収容された液状の原料を
加熱してガス化する気化器と、タンクからこの気化器に
供給される液状の原料の流量を制御する液体用流量制御
手段と、一定流量の不活性ガスまたは燃焼ガスを気化器
に供給して気化器からバーナへ出力される原料ガスの流
量を一定流量に保つ定量供給手段とを備えているもので
ある。
【００２５】
【作用】ガラス形成原料は気化器へ液状のまま供給さ
れ、この液状原料の供給量は液体用流量制御手段によっ
て液体のまま直接制御される。また、気化器で液状原料
が気化される際、同時に定量供給手段から気化器に一定
流量の不活性ガスまたは燃焼ガスが供給されることによ
り、気化器内の圧力の上昇が抑制され、液状原料の気化
器への供給は安定して行われる。従って、気化器におけ
る液状原料のガス化は大気圧変動の影響を受けることな
く一定量行われる。しかも、ガス化した原料は定量供給
手段から供給される一定流量の不活性ガスまたは燃焼ガ
スと共にバーナへ供給されるため、バーナからは常に一
定量の原料ガスが噴出される。
れ、この液状原料の供給量は液体用流量制御手段によっ
て液体のまま直接制御される。また、気化器で液状原料
が気化される際、同時に定量供給手段から気化器に一定
流量の不活性ガスまたは燃焼ガスが供給されることによ
り、気化器内の圧力の上昇が抑制され、液状原料の気化
器への供給は安定して行われる。従って、気化器におけ
る液状原料のガス化は大気圧変動の影響を受けることな
く一定量行われる。しかも、ガス化した原料は定量供給
手段から供給される一定流量の不活性ガスまたは燃焼ガ
スと共にバーナへ供給されるため、バーナからは常に一
定量の原料ガスが噴出される。
【００２６】また、定量供給手段から気化器へ不活性ガ
スまたは燃焼ガスを供給する配管は、原料のガス化温度
よりも高い温度に加熱されているため、気化器で気化し
た原料ガスは不活性ガスまたは燃焼ガスによって再び液
化することがなく、気化器への液状原料の供給は安定し
て行われる。また、気化器からバーナへ原料ガスを供給
する配管も原料のガス化温度よりも高い温度に加熱され
ているため、原料ガスがバーナに到達するまでの間に液
化することがなく、バーナへ一定量の原料ガスが供給さ
れる。
スまたは燃焼ガスを供給する配管は、原料のガス化温度
よりも高い温度に加熱されているため、気化器で気化し
た原料ガスは不活性ガスまたは燃焼ガスによって再び液
化することがなく、気化器への液状原料の供給は安定し
て行われる。また、気化器からバーナへ原料ガスを供給
する配管も原料のガス化温度よりも高い温度に加熱され
ているため、原料ガスがバーナに到達するまでの間に液
化することがなく、バーナへ一定量の原料ガスが供給さ
れる。
【００２７】さらに、以上のように供給される原料ガス
を燃焼ガスとともに回転する基板や種棒に向けて噴出
し、原料ガスを火炎によって加水分解してガラス微粒子
を発生させることにより、光導波路や光ファイバ母材を
製造すれば、光導波路等は均質に製造される。
を燃焼ガスとともに回転する基板や種棒に向けて噴出
し、原料ガスを火炎によって加水分解してガラス微粒子
を発生させることにより、光導波路や光ファイバ母材を
製造すれば、光導波路等は均質に製造される。
【００２８】
【実施例】次に本発明の第１の実施例によるガス生成装
置について図１を参照して説明する。このガス生成装置
は基板上に光導波路を製造する際に必要とされるガラス
形成ガスを生成するものである。
置について図１を参照して説明する。このガス生成装置
は基板上に光導波路を製造する際に必要とされるガラス
形成ガスを生成するものである。
【００２９】タンク２１は液体状態のガラス形成原料を
貯蔵するものである。タンク２１の上部空間２２は調圧
系２３によって加圧され、タンク２１に貯蔵された液体
状原料は配管２４ａへ液状のまま供給される。
貯蔵するものである。タンク２１の上部空間２２は調圧
系２３によって加圧され、タンク２１に貯蔵された液体
状原料は配管２４ａへ液状のまま供給される。
【００３０】調圧系２３は流量及び圧力の制御されたガ
スをタンク２１の上部空間２２へ送るようになっている
が、このときのガスの圧力は少なくとも３．０Ｋｇｆ／
ｃｍ2 Ｇであることが望ましい。これは、気化器２８内
で原料の体積が膨張することによる液流の不安定化を防
止し、液体用流量制御器２６を安定に動作させるためで
ある。また、用いるガス種としては、原料と反応しな
い、原料に溶けない、無害であるという条件を満たす必
要があり、Ｈｅ、ＡｒまたはＮ2 が望ましい。
スをタンク２１の上部空間２２へ送るようになっている
が、このときのガスの圧力は少なくとも３．０Ｋｇｆ／
ｃｍ2 Ｇであることが望ましい。これは、気化器２８内
で原料の体積が膨張することによる液流の不安定化を防
止し、液体用流量制御器２６を安定に動作させるためで
ある。また、用いるガス種としては、原料と反応しな
い、原料に溶けない、無害であるという条件を満たす必
要があり、Ｈｅ、ＡｒまたはＮ2 が望ましい。
【００３１】一方、この原料供給によって消費される原
料は補液系によって補充される。この補充は、タンク２
１の前段に設けられた、１個もしくはそれ以上の補充用
タンク５０から原料が送られることによってなされる。
このとき、補充用タンク５０内の原料は、タンク２１内
の圧力よりも０．３Ｋｇｆ／ｃｍ2 Ｇ以上高い圧力でＨ
ｅ、ＡｒまたはＮ2 によって圧送するのが望ましい。こ
れは、０．３Ｋｇｆ／ｃｍ2 Ｇよりも低い圧力だと補充
スピードが不安定になり、タンク２１及び補充用タンク
５０の配置関係によっては圧送が不可能になるからであ
る。補充タンク５０及びタンク２１の間には、液体用流
量制御器２６と同一タイプのものか、あるいはニードル
弁等の補充用流量制御器２５が設置されており、この補
充用流量制御器２５によって補充用タンク５０からタン
ク２１に供給される原料の流量が制御される。
料は補液系によって補充される。この補充は、タンク２
１の前段に設けられた、１個もしくはそれ以上の補充用
タンク５０から原料が送られることによってなされる。
このとき、補充用タンク５０内の原料は、タンク２１内
の圧力よりも０．３Ｋｇｆ／ｃｍ2 Ｇ以上高い圧力でＨ
ｅ、ＡｒまたはＮ2 によって圧送するのが望ましい。こ
れは、０．３Ｋｇｆ／ｃｍ2 Ｇよりも低い圧力だと補充
スピードが不安定になり、タンク２１及び補充用タンク
５０の配置関係によっては圧送が不可能になるからであ
る。補充タンク５０及びタンク２１の間には、液体用流
量制御器２６と同一タイプのものか、あるいはニードル
弁等の補充用流量制御器２５が設置されており、この補
充用流量制御器２５によって補充用タンク５０からタン
ク２１に供給される原料の流量が制御される。
【００３２】配管２４ａに供給された液状原料は、液体
用流量制御器２６によってその流量が所定量に制御され
る。流量制御された液状原料はヒータ２７ａで囲まれた
気化器２８に輸送され、加熱されてガス化される。ここ
で、この気化器２８で液体状態の原料がガスとなって膨
脹すると、気化器２８内部の圧力が急上昇し、調圧系２
３での加圧量よりも高くなることがある。この結果、安
定に液体状態の原料を気化器２８に供給できなくなるた
め、キャリアガスをガス用流量制御器２９を介して気化
器に送り、一定速度のガスの流れを作り出すことによ
り、気化器２８内部の原料ガスを安定した流量で気化器
２８外部へ排出させる。すなわち、いわばマスフロコン
トローラを構成する。このようにして調圧系２３での加
圧量よりも気化器２８内部の圧力を下げることにより、
安定して液体状態の原料を供給することが可能となる。
この際、気化器２８へキャリアガスを供給する配管２４
ｃは、気化器２８内部で原料ガスと合流したときに、キ
ャリアガスの温度が原料ガスの温度よりも低いと原料ガ
スを液化させて原料ガス供給が不安定になるため、ヒー
タ２７ｃによって原料のガス化温度よりも高い温度に加
熱されている。また、原料ガスおよびキャリアガスは気
化器２８内部で混合された後、配管２４ｂを通ってバー
ナ３１へ導かれる。この配管２４ｂもヒータ２７ｂによ
って原料のガス化温度よりも高い温度に加熱されている
ため、バーナ３１に到達するまでの間に原料ガスが液化
することはない。
用流量制御器２６によってその流量が所定量に制御され
る。流量制御された液状原料はヒータ２７ａで囲まれた
気化器２８に輸送され、加熱されてガス化される。ここ
で、この気化器２８で液体状態の原料がガスとなって膨
脹すると、気化器２８内部の圧力が急上昇し、調圧系２
３での加圧量よりも高くなることがある。この結果、安
定に液体状態の原料を気化器２８に供給できなくなるた
め、キャリアガスをガス用流量制御器２９を介して気化
器に送り、一定速度のガスの流れを作り出すことによ
り、気化器２８内部の原料ガスを安定した流量で気化器
２８外部へ排出させる。すなわち、いわばマスフロコン
トローラを構成する。このようにして調圧系２３での加
圧量よりも気化器２８内部の圧力を下げることにより、
安定して液体状態の原料を供給することが可能となる。
この際、気化器２８へキャリアガスを供給する配管２４
ｃは、気化器２８内部で原料ガスと合流したときに、キ
ャリアガスの温度が原料ガスの温度よりも低いと原料ガ
スを液化させて原料ガス供給が不安定になるため、ヒー
タ２７ｃによって原料のガス化温度よりも高い温度に加
熱されている。また、原料ガスおよびキャリアガスは気
化器２８内部で混合された後、配管２４ｂを通ってバー
ナ３１へ導かれる。この配管２４ｂもヒータ２７ｂによ
って原料のガス化温度よりも高い温度に加熱されている
ため、バーナ３１に到達するまでの間に原料ガスが液化
することはない。
【００３３】図２は液体用流量制御器２６の一例を示す
断面図である。液状の原料は、導入口５２から入り、セ
ンサ部５４によって流量を検出された後、バルブ部５６
を通過して導出口５８に至る。センサ部５４によって検
出された流量の信号はブリッジ回路６０、増幅回路６２
及び比較制御回路６４によって処理され、処理結果に基
づいてバルブ部５６の開度が制御され、この液体用流量
制御器２６を通過する原料の流量が所定値に保たれる。
なお、補充用流量制御器２５及びガス用流量制御器２９
は、液体用流量制御器２６と基本的に同じ構造をしてお
り、その説明は省略する。
断面図である。液状の原料は、導入口５２から入り、セ
ンサ部５４によって流量を検出された後、バルブ部５６
を通過して導出口５８に至る。センサ部５４によって検
出された流量の信号はブリッジ回路６０、増幅回路６２
及び比較制御回路６４によって処理され、処理結果に基
づいてバルブ部５６の開度が制御され、この液体用流量
制御器２６を通過する原料の流量が所定値に保たれる。
なお、補充用流量制御器２５及びガス用流量制御器２９
は、液体用流量制御器２６と基本的に同じ構造をしてお
り、その説明は省略する。
【００３４】図３は、気化器２８の一例を示す断面図で
ある。図３において、パイプ６６は、例えばステンレス
鋼などの熱伝導性及び耐腐食性の良好な金属から成り、
アルミニウムなどの熱伝導性の良好な金属から成るヒー
タブロック６８に開設された貫通孔７０内を通過するよ
うに設けられている。ヒータブロック６８内には、ヒー
タブロック６８及びパイプ６６を加熱するためのヒータ
７２が内蔵されている。
ある。図３において、パイプ６６は、例えばステンレス
鋼などの熱伝導性及び耐腐食性の良好な金属から成り、
アルミニウムなどの熱伝導性の良好な金属から成るヒー
タブロック６８に開設された貫通孔７０内を通過するよ
うに設けられている。ヒータブロック６８内には、ヒー
タブロック６８及びパイプ６６を加熱するためのヒータ
７２が内蔵されている。
【００３５】パイプ６６のうちヒータブロック６８に隣
接した部分には、熱伝導性及び耐腐食性の良好な粉体７
４が充填されており、この部分の上流の入口側には液体
導入管７８が挿入されている。このようにして気化室７
６が構成されている。粉体７４としては、例えばステン
レス鋼やチタンなどの金属やＳｉＣなどのセラミックス
を直径１００μｍ以上、好ましくは１２０μｍ程度の粉
体に形成したものが用いられる。気化室７６の両端に
は、粉体７４が気化室７６から出ないようにするための
メッシュ体８０、８２が設けられており、その網目の大
きさは例えば２０μｍ程度にされている。また、下流側
のメッシュ体８２はフィルタとしても機能する。
接した部分には、熱伝導性及び耐腐食性の良好な粉体７
４が充填されており、この部分の上流の入口側には液体
導入管７８が挿入されている。このようにして気化室７
６が構成されている。粉体７４としては、例えばステン
レス鋼やチタンなどの金属やＳｉＣなどのセラミックス
を直径１００μｍ以上、好ましくは１２０μｍ程度の粉
体に形成したものが用いられる。気化室７６の両端に
は、粉体７４が気化室７６から出ないようにするための
メッシュ体８０、８２が設けられており、その網目の大
きさは例えば２０μｍ程度にされている。また、下流側
のメッシュ体８２はフィルタとしても機能する。
【００３６】液体導入管７８は、液状の原料を気化室７
６内に導入するためのものであり、キャピラリのように
例えば内径０．４ｍｍの細管より成る。液体導入管７８
は、パイプ６６の上流側内部にこれと同心状に設けられ
ている。この液体導入管７８の上流側は配管２４ａを介
してタンク２１に接続され、下流側は図４に示すよう
に、上流側のメッシュ体８０を貫通してメッシュ体８０
よりも下流側、すなわち、気化室７６内に突出してい
る。液体導入管７８の先端には粉体７４の直径よりも小
さい、例えば０．１ｍｍの内径を有する細径部８６が形
成されており、この細径部８６は粉体７４が充填された
部分に挿入されている。なお、細径部８６の下流側の先
端とメッシュ体８０との距離、すなわち、液体導入管７
８が粉体７４内へ挿入された長さは、例えば粉体充填部
分の長さを１５０ｍｍとするとき、１０〜１５ｍｍが適
当である。
６内に導入するためのものであり、キャピラリのように
例えば内径０．４ｍｍの細管より成る。液体導入管７８
は、パイプ６６の上流側内部にこれと同心状に設けられ
ている。この液体導入管７８の上流側は配管２４ａを介
してタンク２１に接続され、下流側は図４に示すよう
に、上流側のメッシュ体８０を貫通してメッシュ体８０
よりも下流側、すなわち、気化室７６内に突出してい
る。液体導入管７８の先端には粉体７４の直径よりも小
さい、例えば０．１ｍｍの内径を有する細径部８６が形
成されており、この細径部８６は粉体７４が充填された
部分に挿入されている。なお、細径部８６の下流側の先
端とメッシュ体８０との距離、すなわち、液体導入管７
８が粉体７４内へ挿入された長さは、例えば粉体充填部
分の長さを１５０ｍｍとするとき、１０〜１５ｍｍが適
当である。
【００３７】再び、図３において、配管２４ａ及びパイ
プ６６の接続部分９０と気化室７６との間には、ブロッ
ク状の管継手８８が設けられ、パイプ６６に接続されて
いる。管継手８８は熱伝導性及び耐腐食性の良好な金
属、例えばステンレス鋼より成り、その上流側にはガス
用流量制御器２９に接続された曲がりくねったキャリア
ガス導入管９２が接続されている。ヒータブロック６
８、管継手８８、キャリアガス導入管９２等は、断熱構
造のハウジング９４に収容されている。また、気化した
原料は導出口９６からバーナ３１の方に導かれ、キャリ
アガスはキャリアガス導入口９８を経てキャリアガス導
入管９２に導かれる。
プ６６の接続部分９０と気化室７６との間には、ブロッ
ク状の管継手８８が設けられ、パイプ６６に接続されて
いる。管継手８８は熱伝導性及び耐腐食性の良好な金
属、例えばステンレス鋼より成り、その上流側にはガス
用流量制御器２９に接続された曲がりくねったキャリア
ガス導入管９２が接続されている。ヒータブロック６
８、管継手８８、キャリアガス導入管９２等は、断熱構
造のハウジング９４に収容されている。また、気化した
原料は導出口９６からバーナ３１の方に導かれ、キャリ
アガスはキャリアガス導入口９８を経てキャリアガス導
入管９２に導かれる。
【００３８】バーナ３１にはこの原料ガスの他、燃焼ガ
スとしてＯ2 とＨ2 との混合ガスが供給されており、バ
ーナ３１から原料ガスおよび燃焼ガスが噴出される。噴
出した原料ガスは燃焼ガスによる火炎で加水分解反応す
る。この結果、ガラス微粒子が生成される。このガラス
微粒子は反応容器３５内のターンテーブル３２上に載置
された基板３６に向けて噴出される。各基板３６は、タ
ーンテーブル３２の下に設けられた下部ヒータ３４によ
って８００℃に一様に加熱されている。また、ターンテ
ーブル３２は５ｒｐｍの速度で回転しており、また、バ
ーナ３１も、ターンテーブル３２の径方向に２．５ｍｍ
／ｓの速度で往復移動している。その移動量は１５０ｍ
ｍである。ターンテーブル３２上に載置された基板３６
は回転しつつその表面にバーナ３１から酸化物ガラス微
粒子が供給され、各基板３６の表面にガラス微粒子層が
均一に堆積される。基板３６に堆積しきれなかった余剰
のガラス微粒子は排気管３３に吸引され、反応容器３５
の外部にあり、反応容器３５内を大気圧以下にする排気
処理装置によって処理される。
スとしてＯ2 とＨ2 との混合ガスが供給されており、バ
ーナ３１から原料ガスおよび燃焼ガスが噴出される。噴
出した原料ガスは燃焼ガスによる火炎で加水分解反応す
る。この結果、ガラス微粒子が生成される。このガラス
微粒子は反応容器３５内のターンテーブル３２上に載置
された基板３６に向けて噴出される。各基板３６は、タ
ーンテーブル３２の下に設けられた下部ヒータ３４によ
って８００℃に一様に加熱されている。また、ターンテ
ーブル３２は５ｒｐｍの速度で回転しており、また、バ
ーナ３１も、ターンテーブル３２の径方向に２．５ｍｍ
／ｓの速度で往復移動している。その移動量は１５０ｍ
ｍである。ターンテーブル３２上に載置された基板３６
は回転しつつその表面にバーナ３１から酸化物ガラス微
粒子が供給され、各基板３６の表面にガラス微粒子層が
均一に堆積される。基板３６に堆積しきれなかった余剰
のガラス微粒子は排気管３３に吸引され、反応容器３５
の外部にあり、反応容器３５内を大気圧以下にする排気
処理装置によって処理される。
【００３９】光導波路膜の形成に際し、まず、次のガラ
ス原料がバーナ３１から各基板３６の表面へ供給され、
バッファ用ガラス微粒子層が堆積される。
ス原料がバーナ３１から各基板３６の表面へ供給され、
バッファ用ガラス微粒子層が堆積される。
【００４０】ＳｉＣｌ4 ：２３０ｃｃ／ｍｉｎ ＢＣｌ3 ： １０ｃｃ／ｍｉｎ ＰＯＣｌ3 ： ２．５ｃｃ／ｍｉｎ 引き続いて、バーナ３１から次の原料ガスが供給され、
バッファ用ガラス微粒子層上にコア用ガラス微粒子層が
堆積される。
バッファ用ガラス微粒子層上にコア用ガラス微粒子層が
堆積される。
【００４１】ＳｉＣｌ4 ：２３０ｃｃ／ｍｉｎ ＧｅＣｌ4 ： ４０ｃｃ／ｍｉｎ ＰＯＣｌ3 ： ２．５ｃｃ／ｍｉｎ 次に、各ガラス微粒子層の堆積後、基板３６は１４００
℃の電気炉内に入れられる。この高温加熱処理により、
基板表面に堆積された各酸化物ガラス微粒子層は焼結さ
れ、透明ガラス化する。その後、透明ガラス化したコア
層は断面が８μｍ角のリッジ状導波路にパターニングさ
れ、パターニングされたこのコア層上にオーバークラッ
ドが形成されて石英導波路が製造される。
℃の電気炉内に入れられる。この高温加熱処理により、
基板表面に堆積された各酸化物ガラス微粒子層は焼結さ
れ、透明ガラス化する。その後、透明ガラス化したコア
層は断面が８μｍ角のリッジ状導波路にパターニングさ
れ、パターニングされたこのコア層上にオーバークラッ
ドが形成されて石英導波路が製造される。
【００４２】このような本実施例によるガス生成装置に
よれば、液体状態の原料をその流量を液体用流量制御器
２６によって直接制御しつつガス状態にするため、大気
圧の変動を受けずに安定して原料を供給することが可能
になっている。特に、液体用流量制御器２６の液体原料
の供給量の安定性（再現性）は、少なくとも±１．０％
以下までとれるため、大気圧の変動によらず、原料ガス
の供給量の安定性（再現性）も少なくとも±１．０％以
下までとることができる。従って、大気圧変動によって
反応容器内の絶対圧が変動しても、常に一定の膜厚のガ
ラス薄膜を形成することが可能となり、ガラス薄膜の膜
厚分布は小さくなる。
よれば、液体状態の原料をその流量を液体用流量制御器
２６によって直接制御しつつガス状態にするため、大気
圧の変動を受けずに安定して原料を供給することが可能
になっている。特に、液体用流量制御器２６の液体原料
の供給量の安定性（再現性）は、少なくとも±１．０％
以下までとれるため、大気圧の変動によらず、原料ガス
の供給量の安定性（再現性）も少なくとも±１．０％以
下までとることができる。従って、大気圧変動によって
反応容器内の絶対圧が変動しても、常に一定の膜厚のガ
ラス薄膜を形成することが可能となり、ガラス薄膜の膜
厚分布は小さくなる。
【００４３】本実施例の有効性は以下の実験で確認され
た。つまり、ＳｉＣｌ4 ガスを上記のように２３０ｃｃ
／ｍｉｎの流量で原料供給し、外径１００ｍｍ、厚さ３
ｍｍの金属シリコン基板上にバッファ用ガラス微粒子層
を堆積した。この時、液体用流量制御器２６によって液
体状のＳｉＣｌ4 の流量を１．２ｃｃ／ｍｉｎに設定
し、ガス用流量制御器２９によってキャリアガスである
水素の流量を４５０ｃｃ／ｍｉｎに設定した。また、ヒ
ータ２７ａによって気化器２８の温度を８７℃、ヒータ
２７ｂ，ｃによって配管２４ｂ，ｃの温度を９２℃に設
定した。
た。つまり、ＳｉＣｌ4 ガスを上記のように２３０ｃｃ
／ｍｉｎの流量で原料供給し、外径１００ｍｍ、厚さ３
ｍｍの金属シリコン基板上にバッファ用ガラス微粒子層
を堆積した。この時、液体用流量制御器２６によって液
体状のＳｉＣｌ4 の流量を１．２ｃｃ／ｍｉｎに設定
し、ガス用流量制御器２９によってキャリアガスである
水素の流量を４５０ｃｃ／ｍｉｎに設定した。また、ヒ
ータ２７ａによって気化器２８の温度を８７℃、ヒータ
２７ｂ，ｃによって配管２４ｂ，ｃの温度を９２℃に設
定した。
【００４４】一方、図８に示される従来のガス生成装置
において、ＳｉＣｌ4 ガスをこれと同様な流量の２３０
ｃｃ／ｍｉｎで原料供給し、同様な寸法の金属シリコン
基板上にバッファ用ガラス微粒子層を堆積した。この
時、キャリアガスとしてＨｅを６２０ｃｃ／ｍｉｎ流
し、また、ヒータ２の温度を４５℃、コンデンサ８の温
度を３５℃、そして配管９ａ，ｂの温度を４０℃に設定
した。
において、ＳｉＣｌ4 ガスをこれと同様な流量の２３０
ｃｃ／ｍｉｎで原料供給し、同様な寸法の金属シリコン
基板上にバッファ用ガラス微粒子層を堆積した。この
時、キャリアガスとしてＨｅを６２０ｃｃ／ｍｉｎ流
し、また、ヒータ２の温度を４５℃、コンデンサ８の温
度を３５℃、そして配管９ａ，ｂの温度を４０℃に設定
した。
【００４５】このような各条件で各金属シリコン基板上
にバッファ層用の酸化物ガラス微粒子層を堆積させた
後、それぞれ１４００℃で加熱してガラス薄膜を形成し
た。そして、この本実施例のガス生成装置を用いて形成
された酸化物ガラス薄膜と、従来のガス生成装置を用い
て形成された酸化物ガラス薄膜とを比較した。この結
果、従来のガス生成装置を使用して形成した石英導波路
の酸化物ガラス薄膜の膜厚分布は３０±０．８μｍであ
った。また、本実施例のガス生成装置を使用して形成し
た石英導波路の酸化物ガラス薄膜の膜厚分布は３０±
０．３μｍであった。従って、本実施例によるガス生成
装置を用いて生成されたガラス微粒子は大気圧変動を受
けること無くバーナ３１から安定して供給されていたこ
とが理解され、本実施例の有効性が確認された。
にバッファ層用の酸化物ガラス微粒子層を堆積させた
後、それぞれ１４００℃で加熱してガラス薄膜を形成し
た。そして、この本実施例のガス生成装置を用いて形成
された酸化物ガラス薄膜と、従来のガス生成装置を用い
て形成された酸化物ガラス薄膜とを比較した。この結
果、従来のガス生成装置を使用して形成した石英導波路
の酸化物ガラス薄膜の膜厚分布は３０±０．８μｍであ
った。また、本実施例のガス生成装置を使用して形成し
た石英導波路の酸化物ガラス薄膜の膜厚分布は３０±
０．３μｍであった。従って、本実施例によるガス生成
装置を用いて生成されたガラス微粒子は大気圧変動を受
けること無くバーナ３１から安定して供給されていたこ
とが理解され、本実施例の有効性が確認された。
【００４６】上記実施例は本発明によるガス生成装置を
光通信用の石英系平面光導波路を製造する場合に適用し
て説明したが、光ファイバの製造においても全く同様に
適用することが可能である。図５は本発明によるガス生
成装置をこの光ファイバの製造に適用した場合の第２の
実施例を示す図である。この第２の実施例におけるガス
生成装置は上記第１の実施例と同様な装置構成をしてお
り、図１と同一または相当する部分には同一符号を用い
てその説明は省略する。
光通信用の石英系平面光導波路を製造する場合に適用し
て説明したが、光ファイバの製造においても全く同様に
適用することが可能である。図５は本発明によるガス生
成装置をこの光ファイバの製造に適用した場合の第２の
実施例を示す図である。この第２の実施例におけるガス
生成装置は上記第１の実施例と同様な装置構成をしてお
り、図１と同一または相当する部分には同一符号を用い
てその説明は省略する。
【００４７】本実施例においても酸化物ガラス微粒子は
上記実施例と同様にして生成され、バーナ３１から噴出
される。光ファイバを製造するには、バーナ３１から噴
出される酸化物ガラス微粒子は、反応容器４５内におい
てバーナ３１に対向する位置にある種棒４０ａに吹き付
けられる。種棒４０ａは回転しており、その表面に均一
にガラス微粒子が堆積され、堆積が進むに従って光ファ
イバ母材４０ｂが成長する。ここで、光ファイバ母材４
０ｂに堆積しない余剰のガラス微粒子は排気管４３によ
って吸引され、反応容器４５の外部にあり、反応容器４
５の内部を大気圧以下にする排気処理装置４４によって
処理される。
上記実施例と同様にして生成され、バーナ３１から噴出
される。光ファイバを製造するには、バーナ３１から噴
出される酸化物ガラス微粒子は、反応容器４５内におい
てバーナ３１に対向する位置にある種棒４０ａに吹き付
けられる。種棒４０ａは回転しており、その表面に均一
にガラス微粒子が堆積され、堆積が進むに従って光ファ
イバ母材４０ｂが成長する。ここで、光ファイバ母材４
０ｂに堆積しない余剰のガラス微粒子は排気管４３によ
って吸引され、反応容器４５の外部にあり、反応容器４
５の内部を大気圧以下にする排気処理装置４４によって
処理される。
【００４８】このような本実施例においても、上記第１
の実施例と同様な効果を奏する。つまり、ガラス形成原
料は気化器２８へ液状のまま供給され、この液状原料の
供給量は液体用流量制御器２６によって液体のまま直接
制御される。また、気化器２８で液状原料が気化される
際、同時にガス流量制御器２９によって流量制御された
一定流量の不活性ガスが気化器２８に供給される。この
ため、気化器２８内の圧力の上昇が抑制され、タンク２
１から気化器２８への液状原料の供給は安定して行われ
る。従って、気化器２８における液状原料のガス化は、
大気圧変動の影響を受けることなく一定量について行わ
れる。しかも、ガス化した原料はガス流量制御器２９か
ら供給される一定流量の不活性ガスと共にバーナ３１へ
供給されるため、バーナ３１からは常に一定量の原料ガ
スが噴出される。また、気化器２８へ不活性ガスを供給
する配管２４ｃは、ヒータ２７ｃによって原料のガス化
温度よりも高い温度に加熱されているため、気化器２８
で気化した原料ガスは不活性ガスによって再び液化する
ことはない。従って、気化器２８への液状原料の供給は
安定して行われる。また、気化器２８からバーナ３１へ
原料ガスを供給する配管２４ｂもヒータ２７ｂによって
原料のガス化温度よりも高い温度に加熱されているた
め、原料ガスがバーナ３１に到達するまでの間に液化す
ることはない。従って、バーナ３１へは常に一定量の原
料ガスが供給される。この結果、種棒４０ａには大気圧
変動の影響を受けることなく、一定量のガラス微粒子が
堆積される。
の実施例と同様な効果を奏する。つまり、ガラス形成原
料は気化器２８へ液状のまま供給され、この液状原料の
供給量は液体用流量制御器２６によって液体のまま直接
制御される。また、気化器２８で液状原料が気化される
際、同時にガス流量制御器２９によって流量制御された
一定流量の不活性ガスが気化器２８に供給される。この
ため、気化器２８内の圧力の上昇が抑制され、タンク２
１から気化器２８への液状原料の供給は安定して行われ
る。従って、気化器２８における液状原料のガス化は、
大気圧変動の影響を受けることなく一定量について行わ
れる。しかも、ガス化した原料はガス流量制御器２９か
ら供給される一定流量の不活性ガスと共にバーナ３１へ
供給されるため、バーナ３１からは常に一定量の原料ガ
スが噴出される。また、気化器２８へ不活性ガスを供給
する配管２４ｃは、ヒータ２７ｃによって原料のガス化
温度よりも高い温度に加熱されているため、気化器２８
で気化した原料ガスは不活性ガスによって再び液化する
ことはない。従って、気化器２８への液状原料の供給は
安定して行われる。また、気化器２８からバーナ３１へ
原料ガスを供給する配管２４ｂもヒータ２７ｂによって
原料のガス化温度よりも高い温度に加熱されているた
め、原料ガスがバーナ３１に到達するまでの間に液化す
ることはない。従って、バーナ３１へは常に一定量の原
料ガスが供給される。この結果、種棒４０ａには大気圧
変動の影響を受けることなく、一定量のガラス微粒子が
堆積される。
【００４９】本実施例の有効性は以下の実験で確認され
た。つまり、上記第２実施例によるガス生成装置と図９
に示される従来のガス生成装置とを用い、気相軸付け法
によるグレーデットインデックス型（Ｇｒａｄｅｄ ｉ
ｎｄｅｘ ｔｙｐｅ）の光ファイバをそれぞれ１００本
製造し、１．３μｍ波長における伝送帯域特性分布を比
較した。
た。つまり、上記第２実施例によるガス生成装置と図９
に示される従来のガス生成装置とを用い、気相軸付け法
によるグレーデットインデックス型（Ｇｒａｄｅｄ ｉ
ｎｄｅｘ ｔｙｐｅ）の光ファイバをそれぞれ１００本
製造し、１．３μｍ波長における伝送帯域特性分布を比
較した。
【００５０】この際、本実施例の装置による光ファイバ
は次の条件で製造した。つまり、コアを形成するため、
バーナ３１に供給するＯ2 ガスの量は１２ｌ／ｍｉｎ、
Ｈ2ガスは５ｌ／ｍｉｎとし、ガラス原料ガスは下記の
条件でバーナ３１へ供給した。
は次の条件で製造した。つまり、コアを形成するため、
バーナ３１に供給するＯ2 ガスの量は１２ｌ／ｍｉｎ、
Ｈ2ガスは５ｌ／ｍｉｎとし、ガラス原料ガスは下記の
条件でバーナ３１へ供給した。
【００５１】ＳｉＣｌ4 ：１８５ｃｃ／ｍｉｎ ＧｅＣｌ4 ： １２ｃｃ／ｍｉｎ また、ガス状態のＳｉＣｌ4 を上記流量だけ供給するた
め、図５に示す装置において、気化器２８へ供給する液
体状態のＳｉＣｌ4 は０．９５ｃｃ／ｍｉｎ、キャリア
ガスである水素は１２００ｃｃ／ｍｉｎ流した。また、
気化器２８の温度は８４℃、配管２４ｂ，ｃの温度は９
０℃に設定した。また、ガス状態のＧｅＣｌ4 を上記流
量だけバーナ３１に供給するため、図５に示されるガス
生成装置と同様な構成を持つ図示しないガス生成装置に
おいて、気化器へ供給する液体状態のＧｅＣｌ4 は０．
０６ｃｃ／ｍｉｎ、キャリアガスである水素は９００ｃ
ｃ／ｍｉｎ流した。また、気化器の温度は９７℃、各配
管の温度は９２℃に設定した。
め、図５に示す装置において、気化器２８へ供給する液
体状態のＳｉＣｌ4 は０．９５ｃｃ／ｍｉｎ、キャリア
ガスである水素は１２００ｃｃ／ｍｉｎ流した。また、
気化器２８の温度は８４℃、配管２４ｂ，ｃの温度は９
０℃に設定した。また、ガス状態のＧｅＣｌ4 を上記流
量だけバーナ３１に供給するため、図５に示されるガス
生成装置と同様な構成を持つ図示しないガス生成装置に
おいて、気化器へ供給する液体状態のＧｅＣｌ4 は０．
０６ｃｃ／ｍｉｎ、キャリアガスである水素は９００ｃ
ｃ／ｍｉｎ流した。また、気化器の温度は９７℃、各配
管の温度は９２℃に設定した。
【００５２】また、従来装置による光ファイバは次の条
件で製造した。つまり、ガス状態のＳｉＣｌ4 を上記流
量と同じ１８５ｃｃ／ｍｉｎだけ供給するため、図９に
示す装置において、キャリアガスとしてアルゴンを１１
０ｃｃ／ｍｉｎ流し、ヒータ２の温度は５５℃、コンデ
ンサ８の温度は４３℃、配管９ａ，ｂの温度は５６℃に
設定した。また、ガス状態のＧｅＣｌ4 を上記流量と同
じ１２ｃｃ／ｍｉｎだけバーナ３１に供給するため、図
９に示されるガス生成装置と同様な構成を持つ図示しな
いガス生成装置において、キャリアガスとしてアルゴン
を８０ｃｃ／ｍｉｎ流し、ヒータ２の温度は４２℃、コ
ンデンサ８の温度は３０℃、配管９ａ，ｂの温度は５６
℃に設定した。
件で製造した。つまり、ガス状態のＳｉＣｌ4 を上記流
量と同じ１８５ｃｃ／ｍｉｎだけ供給するため、図９に
示す装置において、キャリアガスとしてアルゴンを１１
０ｃｃ／ｍｉｎ流し、ヒータ２の温度は５５℃、コンデ
ンサ８の温度は４３℃、配管９ａ，ｂの温度は５６℃に
設定した。また、ガス状態のＧｅＣｌ4 を上記流量と同
じ１２ｃｃ／ｍｉｎだけバーナ３１に供給するため、図
９に示されるガス生成装置と同様な構成を持つ図示しな
いガス生成装置において、キャリアガスとしてアルゴン
を８０ｃｃ／ｍｉｎ流し、ヒータ２の温度は４２℃、コ
ンデンサ８の温度は３０℃、配管９ａ，ｂの温度は５６
℃に設定した。
【００５３】本実施例による装置を用いて製造された１
００本の伝送帯域特性分布を測定した結果、図６に示す
グラフが得られ、また、従来の装置を用いて製造された
１００本の伝送帯域特性分布を測定した結果、図７に示
すグラフが得られた。ここで、各グラフの横軸は伝送帯
域［ＭＨｚ・Ｋｍ］、縦軸はファイバ数［本］を示して
いる。各グラフに示されるように、図６に示される伝送
帯域特性分布は図７に示される特性分布に比較してばら
つきが小さいことが理解される。つまり、本実施例によ
るガス生成装置を用いて種棒に堆積されたガラス微粒子
層は膜厚分布（ガラス径変動）が小さく、大気圧変動を
受けずに形成されていることが明らかである。
００本の伝送帯域特性分布を測定した結果、図６に示す
グラフが得られ、また、従来の装置を用いて製造された
１００本の伝送帯域特性分布を測定した結果、図７に示
すグラフが得られた。ここで、各グラフの横軸は伝送帯
域［ＭＨｚ・Ｋｍ］、縦軸はファイバ数［本］を示して
いる。各グラフに示されるように、図６に示される伝送
帯域特性分布は図７に示される特性分布に比較してばら
つきが小さいことが理解される。つまり、本実施例によ
るガス生成装置を用いて種棒に堆積されたガラス微粒子
層は膜厚分布（ガラス径変動）が小さく、大気圧変動を
受けずに形成されていることが明らかである。
【００５４】なお、上記各実施例において、原料ガスは
１種類以上のガラス成分を含んだガスであればよく、ま
た、燃焼ガスは原料ガス以外の１種類以上の水素または
酸素またはメタンまたはプロパン等を用いたガスであれ
ばよい。また、キャリアガスは、原料ガス以外の１種類
以上のヘリウムまたはアルゴンまたは窒素等の不活性ガ
スであっても燃焼ガスであってもよい。つまり、上記各
実施例の説明においては、気化器２８に不活性ガスをキ
ャリアガスとして供給したが、一定流量の燃焼ガスを気
化器２８に供給するようにしてもよい。これら各ガスを
用いても上記各実施例と同様な効果が奏される。
１種類以上のガラス成分を含んだガスであればよく、ま
た、燃焼ガスは原料ガス以外の１種類以上の水素または
酸素またはメタンまたはプロパン等を用いたガスであれ
ばよい。また、キャリアガスは、原料ガス以外の１種類
以上のヘリウムまたはアルゴンまたは窒素等の不活性ガ
スであっても燃焼ガスであってもよい。つまり、上記各
実施例の説明においては、気化器２８に不活性ガスをキ
ャリアガスとして供給したが、一定流量の燃焼ガスを気
化器２８に供給するようにしてもよい。これら各ガスを
用いても上記各実施例と同様な効果が奏される。
【００５５】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ガ
ラス形成原料は気化器へ液状のまま供給され、この液状
原料の供給量は液体用流量制御手段によって液体のまま
直接制御される。また、気化器で液状原料が気化される
際、同時に定量供給手段から気化器に一定流量の不活性
ガスまたは燃焼ガスが供給されることにより、気化器内
の圧力の上昇が抑制され、液状原料の気化器への供給は
安定して行われる。従って、気化器における液状原料の
ガス化は大気圧変動の影響を受けることなく一定量行わ
れる。しかも、ガス化した原料は定量供給手段から供給
される一定流量の不活性ガスまたは燃焼ガスと共にバー
ナへ供給されるため、バーナからは常に一定量の原料ガ
スが噴出される。このため、堆積されるガラス微粒子の
膜厚分布は小さくなり、良好な特性を持つガラス膜を形
成することが可能になる。従って、本発明は、光通信用
の平面導波路等の光部品や光ファイバ等の製造装置に適
用すると特に有効である。
ラス形成原料は気化器へ液状のまま供給され、この液状
原料の供給量は液体用流量制御手段によって液体のまま
直接制御される。また、気化器で液状原料が気化される
際、同時に定量供給手段から気化器に一定流量の不活性
ガスまたは燃焼ガスが供給されることにより、気化器内
の圧力の上昇が抑制され、液状原料の気化器への供給は
安定して行われる。従って、気化器における液状原料の
ガス化は大気圧変動の影響を受けることなく一定量行わ
れる。しかも、ガス化した原料は定量供給手段から供給
される一定流量の不活性ガスまたは燃焼ガスと共にバー
ナへ供給されるため、バーナからは常に一定量の原料ガ
スが噴出される。このため、堆積されるガラス微粒子の
膜厚分布は小さくなり、良好な特性を持つガラス膜を形
成することが可能になる。従って、本発明は、光通信用
の平面導波路等の光部品や光ファイバ等の製造装置に適
用すると特に有効である。
【図１】本発明の第１の実施例による光導波路の製造に
用いられるガス生成装置を示す図である。
用いられるガス生成装置を示す図である。
【図２】液体用流量制御器の内部構造を示す断面図であ
る。
る。
【図３】気化器の内部構造を示す断面図である。
【図４】図３に示した気化器の液体導入管の先端付近の
拡大図である。
拡大図である。
【図５】本発明の第２の実施例による光ファイバの製造
に用いられるガス生成装置を示す図である。
に用いられるガス生成装置を示す図である。
【図６】第２の実施例によるガス生成装置を用いて製造
された光ファイバの伝送帯域特性分布を示すグラフであ
る。
された光ファイバの伝送帯域特性分布を示すグラフであ
る。
【図７】従来のガス生成装置を用いて製造された光ファ
イバの伝送帯域特性分布を示すグラフである。
イバの伝送帯域特性分布を示すグラフである。
【図８】従来の光導波路の製造に用いられるガス生成装
置を示す図である。
置を示す図である。
【図９】従来の光ファイバの製造に用いられるガス生成
装置を示す図である。
装置を示す図である。
２１…タンク、２２…タンク上部空間、２３…調圧系、
２４ａ，ｂ，ｃ…配管、２５…補充用流量制御器、２６
…液体用流量制御器、２７ａ，ｂ，ｃ…ヒータ、２８…
気化器、２９…ガス用流量制御器、３１…バーナ。
２４ａ，ｂ，ｃ…配管、２５…補充用流量制御器、２６
…液体用流量制御器、２７ａ，ｂ，ｃ…ヒータ、２８…
気化器、２９…ガス用流量制御器、３１…バーナ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０２Ｂ 6/13 (72)発明者 浦野 章 神奈川県横浜市栄区田谷町１番地 住友電 気工業株式会社横浜製作所内 (72)発明者 広瀬 智財 神奈川県横浜市栄区田谷町１番地 住友電 気工業株式会社横浜製作所内
Claims (13)
- 【請求項１】 ガラス成分を含んだ液状の原料を収容す
るタンクと、このタンクに収容された液状の原料をガス
化するガス化手段と、この原料ガスおよび燃焼ガスを噴
出して前記原料ガスを火炎で加水分解してガラス微粒子
を発生させるバーナとを備えたガス生成装置において、 前記ガス化手段は、前記タンクに収容された液状の原料
を加熱してガス化する気化器と、前記タンクからこの気
化器に供給される液状の前記原料の流量を制御する液体
用流量制御手段と、一定流量の不活性ガスまたは燃焼ガ
スを前記気化器に供給して前記気化器から前記バーナへ
出力される前記原料ガスの流量を一定流量に保つ定量供
給手段とから構成されていることを特徴とするガス生成
装置。 - 【請求項２】 前記気化器から前記バーナへ原料ガスを
供給する配管および前記定量供給手段から前記気化器へ
不活性ガスまたは燃焼ガスを供給する配管は、前記原料
のガス化温度よりも高い温度に加熱されていることを特
徴とする請求項１記載のガス生成装置。 - 【請求項３】 前記燃焼ガスは、水素または酸素または
メタンまたはプロパンの１種類以上を含むことを特徴と
する請求項１記載のガス生成装置。 - 【請求項４】 前記不活性ガスは、ヘリウムまたはアル
ゴンまたは窒素の１種類以上を含むことを特徴とする請
求項１記載のガス生成装置。 - 【請求項５】 前記タンクに流量及び圧力が制御された
ガスを供給することによって前記タンク内の原料を前記
液体用流量制御手段に圧送する調圧手段をさらに備えた
ことを特徴とする請求項１記載のガス生成装置。 - 【請求項６】 原料を圧送するための前記ガスは、ヘリ
ウムまたはアルゴンまたは窒素の１種類以上を含むこと
を特徴とする請求項５記載のガス生成装置。 - 【請求項７】 前記タンクに接続され、これに原料を補
給するための１個もしくはそれ以上の補充用タンクをさ
らに備えたことを特徴とする請求項１記載のガス生成装
置。 - 【請求項８】 前記補充用タンク内の原料は、ヘリウム
またはアルゴンまたは窒素の１種類以上を含むガスによ
って圧送されることを特徴とする請求項７記載のガス生
成装置。 - 【請求項９】 前記補充用タンクから前記タンクへの圧
送圧力は前記タンク内の動作圧力よりも少なくとも０．
３Ｋｇｆ／ｃｍ2 Ｇ高く、前記補充用タンクから前記タ
ンクへの流量を制御する流量制御手段をさらに備えたこ
とを特徴とする請求項８記載のガス生成装置。 - 【請求項１０】 タンクに収容されガラス成分を含んだ
液状の原料を気化器によってガス化するガス化工程と、
この原料ガスおよび燃焼ガスをバーナから噴出して前記
原料ガスを火炎で加水分解してガラス微粒子を発生させ
る工程と、このように発生したガラス微粒子を回転する
基板上に堆積させて光導波路を形成する工程とを備えた
光導波路を製造する方法において、 前記ガス化工程は、前記気化器に供給される液状の前記
原料の流量を制御する工程と、一定流量の不活性ガスま
たは燃焼ガスを前記気化器に供給して前記気化器から前
記バーナへ出力される前記原料ガスの流量を一定流量に
保つ工程と、前記タンクに収容された液状の原料を加熱
してガス化する工程とを備えていることを特徴とする光
導波路を製造する方法。 - 【請求項１１】 タンクに収容されガラス成分を含んだ
液状の原料を気化器によってガス化するガス化工程と、
この原料ガスおよび燃焼ガスをバーナから噴出して前記
原料ガスを火炎で加水分解してガラス微粒子を発生させ
る工程と、このように発生したガラス微粒子を回転する
種棒上に堆積させて光ファイバの母材を形成する工程と
を備えた光ファイバ母材を製造する方法において、 前記ガス化工程は、前記気化器に供給される液状の前記
原料の流量を制御する工程と、一定流量の不活性ガスま
たは燃焼ガスを前記気化器に供給して前記気化器から前
記バーナへ出力される前記原料ガスの流量を一定流量に
保つ工程と、前記タンクに収容された液状の原料を加熱
してガス化する工程とを備えていることを特徴とする光
ファイバ母材を製造する方法。 - 【請求項１２】 ガラス成分を含んだ液状の原料を収容
するタンクと、このタンクに収容された液状の原料をガ
ス化するガス化手段と、この原料ガスおよび燃焼ガスを
噴出して前記原料ガスを火炎で加水分解してガラス微粒
子を発生させるバーナと、このように発生したガラス微
粒子が堆積して光導波路が形成される基板を支持すると
ともに回転させ前記バーナに対向して配置されたターン
テーブルとを備えた光導波路を製造する装置において、 前記ガス化手段は、前記タンクに収容された液状の原料
を加熱してガス化する気化器と、前記タンクからこの気
化器に供給される液状の前記原料の流量を制御する液体
用流量制御手段と、一定流量の不活性ガスまたは燃焼ガ
スを前記気化器に供給して前記気化器から前記バーナへ
出力される前記原料ガスの流量を一定流量に保つ定量供
給手段とから構成されていることを特徴とする光導波路
を製造する装置。 - 【請求項１３】 ガラス成分を含んだ液状の原料を収容
するタンクと、このタンクに収容された液状の原料をガ
ス化するガス化手段と、この原料ガスおよび燃焼ガスを
噴出して前記原料ガスを火炎で加水分解してガラス微粒
子を発生させるバーナと、このように発生したガラス微
粒子が堆積して光ファイバの母材が形成される種棒を支
持するとともに回転させ前記バーナに対向して配置され
た種棒支持手段とを備えた光ファイバ母材を製造する装
置において、 前記ガス化手段は、前記タンクに収容された液状の原料
を加熱してガス化する気化器と、前記タンクからこの気
化器に供給される液状の前記原料の流量を制御する液体
用流量制御手段と、一定流量の不活性ガスまたは燃焼ガ
スを前記気化器に供給して前記気化器から前記バーナへ
出力される前記原料ガスの流量を一定流量に保つ定量供
給手段とから構成されていることを特徴とする光ファイ
バ母材を製造する装置。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6152222A JPH0781965A (ja) | 1993-07-22 | 1994-07-04 | ガス生成装置並びに光導波路及び光ファイバ母材を製造する方法及び装置 |
| CA002128188A CA2128188C (en) | 1993-07-22 | 1994-07-15 | Gas producing apparatus and method and apparatus for manufacturing optical waveguide and optical fiber preform |
| AU67580/94A AU675543B2 (en) | 1993-07-22 | 1994-07-19 | Gas producing apparatus and method and apparatus for manufacturing optical waveguide and optical fiber preform |
| DE69414044T DE69414044T2 (de) | 1993-07-22 | 1994-07-20 | Vorrichtung zur Gaserzeugung und Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines optischen Wellenleiters und einer optischen Faservorform |
| EP94111295A EP0635460B1 (en) | 1993-07-22 | 1994-07-20 | Gas producing apparatus and method and apparatus for manufacturing optical waveguide and optical fiber preform |
| KR1019940017721A KR950003201A (ko) | 1993-07-22 | 1994-07-22 | 가스생성장치와 이를 이용한 광도파관 및 광파이버모재의 제조방법 및 장치 |
| KR1019940018548A KR100204453B1 (ko) | 1993-07-29 | 1994-07-29 | 광도파로모듈 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18150093 | 1993-07-22 | ||
| JP5-181500 | 1993-07-22 | ||
| JP6152222A JPH0781965A (ja) | 1993-07-22 | 1994-07-04 | ガス生成装置並びに光導波路及び光ファイバ母材を製造する方法及び装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0781965A true JPH0781965A (ja) | 1995-03-28 |
Family
ID=26481197
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6152222A Pending JPH0781965A (ja) | 1993-07-22 | 1994-07-04 | ガス生成装置並びに光導波路及び光ファイバ母材を製造する方法及び装置 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0635460B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0781965A (ja) |
| KR (1) | KR950003201A (ja) |
| AU (1) | AU675543B2 (ja) |
| CA (1) | CA2128188C (ja) |
| DE (1) | DE69414044T2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11116247A (ja) * | 1997-10-09 | 1999-04-27 | Nikon Corp | 合成石英ガラス製造方法 |
| JP2017036172A (ja) * | 2015-08-07 | 2017-02-16 | 株式会社フジクラ | 光ファイバ母材の製造方法 |
| WO2023038124A1 (ja) * | 2021-09-10 | 2023-03-16 | 住友電気工業株式会社 | 光ファイバ用ガラス母材の製造装置および光ファイバ用ガラス母材の製造方法 |
| JP2025012199A (ja) * | 2023-07-13 | 2025-01-24 | 古河電気工業株式会社 | 気化装置及び気化方法 |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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