JPH11335130A

JPH11335130A - 光ファイバ多孔質母材の脱水・透明ガラス化方法及び装置

Info

Publication number: JPH11335130A
Application number: JP14560598A
Authority: JP
Inventors: Hisashi Koaizawa; 久小相澤
Original assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Current assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Priority date: 1998-05-27
Filing date: 1998-05-27
Publication date: 1999-12-07

Abstract

(57)【要約】【課題】脱水・透明ガラス化後の光ファイバ多孔質母
材や光ファイバ母材の長手方向での外径変動を小さくで
きる光ファイバ多孔質母材の脱水・透明ガラス化方法を
得る。【解決手段】光ファイバ多孔質母材２を炉芯管２の中
に入れ、炉芯管２の外に配置した加熱炉８のヒータ７に
より光ファイバ多孔質母材２を加熱して脱水・透明ガラ
ス化処理を行う。この際に、炉心管２内の光ファイバ多
孔質母材２の外径を外径測定手段３８，３９で測定しつ
つ処理済み部分の母材の外径が所要の範囲になるように
制御条件を変更して制御を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバ多孔質
母材の脱水・透明ガラス化方法及び装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】ＶＡＤ法で合成されたコア用光ファイバ
多孔質母材や、このコア用光ファイバ多孔質母材を脱水
・透明ガラス化したコア用光ファイバ母材を出発母材と
して外付け法で合成された線引き用光ファイバ多孔質母
材からなる光ファイバ多孔質母材を脱水・透明ガラス化
する光ファイバ多孔質母材の脱水・透明ガラス化装置
は、図５に示すように、石英ガラスやアルミナ等のセラ
ミックス製かカーボン製で縦向きに配置された炉芯管１
を備えている。炉芯管１内には、光ファイバ多孔質母材
２が母材支持棒３の下端のチャック４で把持されて吊り
下げ配置されるようになっている。炉芯管１の上端の母
材挿入口１ａは上蓋５で塞がれ、炉芯管１の下部には該
炉芯管１内に所要のガスを供給するガス供給ポート６が
設けられている。炉芯管１の外側には、ヒータ７により
光ファイバ多孔質母材２を図６に示すような温度分布で
加熱する加熱炉８が設けられている。炉芯管１を用いる
理由は、ハロゲン系のガスを光ファイバ多孔質母材２の
熱処理に用いるので、このガスが加熱炉８の炉体９内に
入らないようにするためである。炉体９にもガス供給ポ
ート１０が独立して設けられている。炉芯管１の上部側
面には炉芯管１内に供給されたガスを排気する排気管１
１が接続され、この排気管１１は図示しない排気系に接
続されて排気ガスの処理が行われるようになっている。

【０００３】炉芯管１内の光ファイバ多孔質母材２は、
昇降機構よりなる駆動機構１２で昇降されるようになっ
ている。駆動機構１２は、駆動モータ１３と、この駆動
モータ１３により縦向き状態で回転駆動されるボールネ
ジ１４と、このボールネジ１４にネジ結合で嵌まりあっ
て図示しない回り止め手段で回り止めされていて該ボー
ルネジ１４の回転により昇降されるナット状部材１５
と、このナット状部材１５に一体化されていて母材支持
棒３を昇降させる支持棒ホルダ１６とで構成されてい
る。

【０００４】また、この装置には、駆動モータ１３から
の位置信号Ｓ1 と、加熱炉８からのヒータ温度信号Ｓ10
とを入力として、駆動モータ１３に速度信号Ｓ2 を出し
て光ファイバ多孔質母材２の昇降を制御すると共にヒー
タ７にも制御信号を出してヒータ温度を所要の範囲とす
る制御をする制御器１７が設けられている。

【０００５】このような光ファイバ多孔質母材の脱水・
透明ガラス化装置では、光ファイバ多孔質母材２を炉芯
管１の上部より駆動機構１２による下降操作で該炉芯管
１内に挿入し、炉芯管１内の所定位置で該光ファイバ多
孔質母材２を止め、脱水・透明ガラス化の熱処理を開始
する。この場合、炉芯管１の上部の母材挿入口１ａは炉
芯管１の上端の母材挿入口１ａは上蓋５で塞ぎ、母材支
持棒３と上蓋５との隙間から大気が入らないように、図
示しないシールガス供給部から窒素ガスやアルゴンガス
等の不活性ガスを供給してガスシールを行う。

【０００６】脱水処理や透明ガラス化処理は、通常１つ
のヒータ７によりできる加熱ゾーンＨＺに光ファイバ多
孔質母材２を送り込むことに行う。この場合、光ファイ
バ多孔質母材２の受ける熱量は、該光ファイバ多孔質母
材２の長手方向で異なる。これは、光ファイバ多孔質母
材２の最初と最後の形状や密度が該光ファイバ多孔質母
材２の中間の平行部と異なること、加熱ゾーンＨＺより
受ける熱量も光ファイバ多孔質母材２の形状の違いによ
り、加熱ゾーンＨＺにある光ファイバ多孔質母材２の処
理中の処理部分から処理済み部、及び処理部から処理を
受ける未処理部への熱伝導の状態が変わるために同一の
加熱ゾーンＨＺの温度分布を形成しても、脱水・透明ガ
ラス化の状態は変化してしまう。また、供給するガスに
より、処理済み部は冷却され、未処理部は加熱される。
脱水の場合には、脱水状態も処理済み部、未処理部では
異なる。従って、光ファイバ多孔質母材２の長手方向に
よって脱水履歴や加熱の履歴が大きく異なることが容易
に想像できる。

【０００７】そこで、光ファイバ多孔質母材２が加熱ゾ
ーンＨＺからの受ける熱量を実質的にほぼ同じにするよ
うに、光ファイバ多孔質母材２を送る移動速度である引
き下げ速度を長手方向で調節することや、加熱ゾーンＨ
Ｚの温度を調節することが提案されている（特開平８−
２２５３３７）。この特開平８−２２５３３７号では、
光ファイバ多孔質母材２の長手方向の温度の変化量や移
動速度の変化量は、熱処理後の光ファイバ母材の屈折率
分布が長手方向にほぼ一定になるように前もって実験に
より制御パターンを決定している。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＶＡＤ
法や外付け法で合成した光ファイバ多孔質母材２は必ず
しも同じではい。即ち、光ファイバ多孔質母材２の外径
や長さが製造毎に異なることがある。また、装置が異な
ることによるこれらの差は、それ以上に大きい。また、
光ファイバ多孔質母材２の密度については径方向に分布
を持つが、その分布が光ファイバ多孔質母材２の長手方
向に変動する。この光ファイバ多孔質母材２の密度変動
は、脱水処理時の光ファイバ多孔質母材２の長手方向の
脱水の効果に大きく影響するものと思われる。またこの
製造毎の密度変動と、装置間の密度変動が存在する。こ
のため、たとえ均一に光ファイバ多孔質母材２に熱を与
えたとしても、該光ファイバ多孔質母材２が大きくなる
と最初は収縮力により縮み、ある程度処理が進むと自重
で伸びる。従って、光ファイバ多孔質母材２はガラス化
後の径がその長手方向に大きく変動することが起こる。
こうなると、次の延伸工程や線引き工程で光ファイバの
線径変動や炉内部品の消耗等の新たな問題点が発生する
ことになる。

【０００９】本発明の目的は、脱水・透明ガラス化後の
光ファイバ多孔質母材や光ファイバ母材の長手方向での
外径変動を小さくできる光ファイバ多孔質母材の脱水・
透明ガラス化方法及び装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、光ファイバ多
孔質母材を炉芯管の中に入れ、この炉芯管の外に配置し
た加熱炉のヒータにより光ファイバ多孔質母材を加熱し
て脱水・透明ガラス化処理を行う光ファイバ多孔質母材
の脱水・透明ガラス化方法を改良するものである。

【００１１】本発明においては、炉心管内の光ファイバ
多孔質母材の外径を測定しつつ処理済み部分の光ファイ
バ多孔質母材の外径が所要の範囲になるように制御条件
を変更して制御を行うことを特徴とする。

【００１２】このようにすると、脱水・透明ガラス化後
の母材の外径を所要の範囲に維持することができる。こ
のため得られる光ファイバ母材の製造毎の外径変動と、
装置間の外径変動を回避して、ほぼ外径が所要の範囲の
光ファイバ母材の製造を容易に行うことができる。透明
ガラス化された光ファイバ母材の外径がほぼ所要の範囲
になると、線引き工程で光ファイバの線径変動や炉内部
品の消耗等の新たな問題点が発生するのを防止すること
ができる。

【００１３】この場合、制御条件は、ヒータの温度，ヒ
ータへの通電電力，光ファイバ多孔質母材の移動速度の
いずれか１つ又はその組み合わせであってもよい。この
ような制御条件の変更により制御を行うと、透明ガラス
化された光ファイバ母材の外径がほぼ所要の範囲になる
ような制御を容易に行うことができる。

【００１４】また、本発明は、光ファイバ多孔質母材を
炉芯管の中に入れ、この炉芯管の外に配置した加熱炉の
ヒータにより光ファイバ多孔質母材を加熱して脱水・透
明ガラス化処理を行う光ファイバ多孔質母材の脱水・透
明ガラス化装置を改良するものである。

【００１５】本発明においては、石英製の炉芯管の外に
配置されて光ファイバ多孔質母材の外径を測定する外径
測定手段と、この外径測定手段からの光ファイバ多孔質
母材の外径の測定結果をもとに処理済み部分の光ファイ
バ多孔質母材の外径が所要の範囲になるように装置の制
御条件を変更して制御を行う制御手段とが設けられてい
ることを特徴とする。

【００１６】このような装置によれば、石英製の炉芯管
は透光性があるので、該炉芯管の外に配置した外径測定
手段により光ファイバ多孔質母材の外径を容易に測定す
ることができる。この外径測定手段からの光ファイバ多
孔質母材の外径の測定結果をもとに処理済み部分の光フ
ァイバ多孔質母材の外径が所要の範囲になるように装置
の制御条件を制御手段により変更して制御を行うと、脱
水・透明ガラス化後の母材の外径を所要の範囲に維持す
ることができる。このため、得られる光ファイバ母材の
製造毎の外径変動と、装置間の外径変動を回避して、ほ
ぼ外径が所要の範囲の光ファイバ母材の製造を容易に行
うことができる。透明ガラス化された光ファイバ母材の
外径がほぼ所要の範囲になると、線引き工程で光ファイ
バの線径変動や炉内部品の消耗等の新たな問題点が発生
するのを防止することができる。

【００１７】この場合、外径測定手段は、主ヒータの位
置に達する前の位置にある光ファイバ多孔質母材の部分
の外径を測定する第１の外径測定手段と、主ヒータの位
置を通り過ぎた位置の光ファイバ多孔質母材の部分の外
径を測定する第２の外径測定手段とからなっていること
が好ましい。このような第１，第２の外径測定手段を用
いると、主ヒータの位置に達する前の位置にある光ファ
イバ多孔質母材の部分の外径と主ヒータの位置を通り過
ぎた位置の光ファイバ多孔質母材の部分の外径とが測定
できて、光ファイバ多孔質母材の外径制御を容易に行う
ことができる。

【００１８】また制御手段は、ヒータの温度，ヒータへ
の通電電力，光ファイバ多孔質母材の移動速度のいずれ
か１つ又はその組み合わせの制御を行うことが好まし
い。このように制御手段により制御条件の変更をして制
御を行うと、透明ガラス化された光ファイバ母材の外径
がほぼ所要の範囲になるような制御を容易に行うことが
できる。

【００１９】

【発明の実施の形態】図１〜図３は本発明に係る光ファ
イバ多孔質母材の脱水・透明ガラス化装置における実施
の形態の第１例を示したものであり、図１は該装置の概
略構成を示す縦断面図、図２は図１に示す装置の加熱炉
が存在する部分の拡大縦断面図、図３は図２のＸ−Ｘ線
断面図である。なお、前述した図５と対応する部分に
は、同一符号を付けて示している。

【００２０】この光ファイバ多孔質母材の脱水・透明ガ
ラス化装置においては、炉芯管１は透光性がある石英製
となっている。加熱炉８の炉体９はステンレススチール
の如き金属製であって、筒部９ａと、この筒部９ａの上
部を塞ぐ環状の上壁部９ｂと、この筒部９ａの下部を塞
ぐ環状の下壁部９ｃとで構成されている。このような炉
体９は、上壁部９ｂと下壁部９ｃとの部分で、これらに
設けられたシール材押え１８でシール材１９を炉芯管１
の外周に押し付けることにより炉芯管１に気密にシール
されて取り付けられている。炉体９内には、カーボンの
如き素材からなるヒータ７を包囲するようにしてカーボ
ンフェルト成形体や石英ウールの如き素材からなる断熱
材２０が該炉体９の内壁に沿って配置されている。

【００２１】加熱炉８には、ヒータ７より上の位置と下
の位置で、炉芯管１を挟んで反対側の左右部分に、断熱
材２０と炉体９の筒部９ａを水平方向に貫通する貫通孔
２１，２２が設けられている。貫通孔２１，２２に対応
して筒部９ａの外面の左右には、測定窓２３，２４がそ
れぞれ設けられている。各測定窓２３，２４は、筒部９
ａの外面に貫通孔２１，２２を包囲して一体に設けられ
ている窓枠部２５，２６と、これら窓枠部２５，２６に
当てがわれて貫通孔２１，２２を塞ぐ石英板の如き透光
板２７，２８と、これら透光板２７，２８を窓枠部２
５，２６に固定している固定枠２９，３０とで構成され
ている。

【００２２】これら貫通孔２１，２２に対応して炉芯管
１の外周には、測定窓２３，２４から炉芯管１内を見易
くするために、透光板２７，２８に対して平行する平面
３１ａ，３２ａを有する突出部３１，３２が該炉芯管１
に同じ石英により形成されている。

【００２３】また加熱炉８には、ヒータ７に対応する位
置で、炉芯管１の径方向の片側に、断熱材２０と炉体９
の筒部９ａを水平方向に貫通する貫通孔３３が設けられ
ている。貫通孔３３に対応して筒部９ａの外面には、測
定窓３４が設けられている。測定窓３４は、筒部９ａの
外面に貫通孔３３を包囲して一体に設けられている窓枠
部３５と、これら窓枠部３５に当てがわれて貫通孔３３
を塞ぐ石英板の如き透光板３６と、これら透光板３６を
窓枠部３５に固定している固定枠３７とで構成されてい
る。

【００２４】左右の測定窓２３の外の一方側には第１の
外径測定手段３８の光源３８ａが配置され、他方には該
第１の外径測定手段３８の受光部３８ｂが配置されて、
ヒータ７より上側部分の光ファイバ多孔質母材２の外径
を測定して上部外径信号Ｓ3として出力するようになっ
ている。同様に、左右の測定窓２４の外の一方側には第
２の外径測定手段３９の光源３９ａが配置され、他方に
は該第２の外径測定手段３９の受光部３９ｂが配置され
て、ヒータ７より下側部分の光ファイバ多孔質母材２の
外径を測定して下部外径信号Ｓ4 として出力するように
なっている。これら外径信号Ｓ3 ，Ｓ4 は、制御器１７
に与えられるようになっている。

【００２５】測定窓３４の外には、ヒータ７の温度を測
定するヒータ温度測定手段４０が配置されて、ヒータ７
の温度を測定してヒータ温度信号Ｓ10として出力するよ
うになっている。このヒータ温度信号Ｓ10も制御器１７
に与えられるようになっている。

【００２６】制御器１７は与えられた入力信号をもと
に、処理済み部分の光ファイバ多孔質母材２の外径が所
要の範囲になるように装置の制御条件を変更して制御を
行うようになっている。なお、Ｐは制御器１７からヒー
タ７に与える電力の制御指令である。

【００２７】次に、このような光ファイバ多孔質母材の
脱水・透明ガラス化装置を用いた光ファイバ多孔質母材
の脱水・透明ガラス化方法の一例について説明する。

【００２８】脱水処理の場合にも光ファイバ多孔質母材
２の外径は収縮する。収縮後の光ファイバ多孔質母材２
の外径の変動が小さいほど、該光ファイバ多孔質母材２
の透明ガラス化時の制御はし易いので、脱水時にも光フ
ァイバ多孔質母材２の外径制御をした方がよい。そこで
本発明では、脱水工程，透明ガラス化工程では共にヒー
タ７より上部の光ファイバ多孔質母材２の外径を目標径
に対して制御するフィードバック制御方式を採用した。
透明ガラス化工程では、脱水時に測定したヒータ７より
下部の光ファイバ多孔質母材２の外径を参考にしてフィ
ードフォワード制御を追加した制御を行った。このよう
に脱水工程と透明ガラス化工程では制御方式を変える方
が好ましい。

【００２９】まず、光ファイバ多孔質母材の脱水方法の
一例について説明する。この場合には、駆動機構１２に
より光ファイバ多孔質母材２を炉芯管１内の所定の位置
まで下降させる。炉芯管１内のガスを待機時のガス（Ａ
ｒガス）からＨｅガスに切り替え、炉芯管１内の大気と
の差圧が安定したところで、加熱炉８の温度を脱水処理
の温度まで昇温する。ヒー夕７温度が安定した後、酸素
と塩素を炉芯管１内に更に供給し、所定の速度で光ファ
イバ多孔質母材２を炉芯管１内で下方に移動、即ち引き
下げる。引き下げられた光ファイバ多孔質母材２は加熱
ゾーンＨＺを通過する間に脱水処理を行う。本発明では
加熱炉８にヒータ７をはさんで上下に測定窓２３，２４
を設けているので、その位置での光ファイバ多孔質母材
２の外径を外径測定手段３８，３９で測定する。外径測
定手段３８，３９で測定した外径信号Ｓ3 ，Ｓ4 を制御
器１７に与え、光ファイバ多孔質母材２の外径が脱水処
理温度（この場合には、1350℃）で所要の範囲となるよ
うに駆動モータ１３を該制御器１７で制御し、光ファイ
バ多孔質母材２の移動速度（引き下げ速度）を調節し
た。このときの脱水により収縮した後の光ファイバ多孔
質母材２の目標外径は、前もって実験で求めておいた外
径とし、この目標外径に近付けるように光ファイバ多孔
質母材２の引き下げ速度を調節した。光ファイバ多孔質
母材２の移動速度の制御だけでは、目標外径より大きく
はずれる場合には、ヒータ７への通電電力を制御器１７
からの電力の制御指令Ｐで制御し、該ヒータ７の温度を
制御して脱水温度を変更する。

【００３０】このようにして脱水工程の終了後に、光フ
ァイバ多孔質母材２を脱水開始位置まで駆動機構１２で
引き上げ、光ファイバ多孔質母材の透明ガラス化方法に
入る。この場合には、炉芯管１内に供給するガスを透明
ガラス化処理用のガスに変更し、透明ガラス化温度まで
ヒータ７を加熱する。ヒータ７の温度が安定したところ
で、光ファイバ多孔質母材２を所定の速度で下方に移
動、即ち引き下げる。本発明では、加熱炉８にヒータ７
をはさんで上下に設けられた測定窓２３，２４からヒー
夕７より上部の光ファイバ多孔質母材２の外径とヒータ
７より下部の該光ファイバ多孔質母材２が透明ガラス化
された透明ガラス体部の外径を測定した。測定した透明
ガラス体部の外径が所要の範囲となるようにヒータ７の
温度と光ファイバ多孔質母材２の移動速度（引き下げ速
度）を制御した。即ち、この場合は、透明ガラス体部の
外径、即ちヒータ７より下部の透明ガラス体部の外径を
重視して制御を行った。これは自重によって透明ガラス
体部が伸びることを考慮したためである。光ファイバ多
孔質母材２が全長にわたって透明ガラス化されると透明
な光ファイバ母材となる。

【００３１】図２には、前述した脱水時の光ファイバ多
孔質母材２の変形の様子が描いてある。加熱ゾーンＨＺ
（光ファイバ多孔質母材２に変形が起こっている場所全
体を加熱ゾーンと呼ぶ）で光ファイバ多孔質母材２は少
し収縮する。この収縮具合は、光ファイバ多孔質母材２
の温度分布，外径，密度分布等に依存する。大きくは、
光ファイバ多孔質母材２の温度履歴によるものと考えら
れる。従って、光ファイバ多孔質母材２の温度と形状は
密接な関係があることが容易に想像できる。

【００３２】また、透明ガラス化時には、光ファイバ多
孔質母材２の温度が更に上がるので、大きな収縮力が作
用する。それらの力は、光ファイバ多孔質母材２の長手
方向でバランスが変化し、ガラス化後の光ファイバ母材
の外径変動を引き起こしている。加熱ゾーンＨＺの母材
形状を長手方向で同じにすることが本発明のコンセプト
である。そのためには、加熱ゾーンＨＺの母材の外径を
所要の範囲にすることが有効であるので、光ファイバ多
孔質母材２と光ファイバ母材の外径を直接測定すること
とした。

【００３３】脱水の時のガス条件は、Ｈｅガスが１００
l／分、酸素が１０１ l／分、塩素が１ l／分とした。
透明ガラス化時のガス条件は、Ｈｅガスが１００ l／分
とした。

【００３４】本例では、光ファイバ多孔質母材２を引き
下げる移動速度を制御したが、光ファイバ多孔質母材２
を加熱するヒータ７の温度を制御して母材の外径を目標
外径とすることもできる。

【００３５】従来、外付け光ファイバ多孔質母材２（φ
２２０×１０００mm）を透明ガラス化した場合には外径
変動が１０％以上あったのを、本例によれば外径変動を
６％以下にすることができた。また従来、コア用の光フ
ァイバ多孔質母材２（φ１６０×１０００mm）の場合は
外径変動が８％であったのを、本例によれば外径変動を
５％以下にすることができた。

【００３６】図４は本発明に係る光ファイバ多孔質母材
の脱水・透明ガラス化装置における実施の形態の第２例
の縦断面図を示したものである。なお、前述した図１と
対応する部分には、同一符号を付けて示している。

【００３７】この光ファイバ多孔質母材の脱水・透明ガ
ラス化装置においては、炉体９内には熱処理用の主ヒー
タ７Ａに加えて、予備加熱用の予熱ヒータ７Ｂが主ヒー
タ７Ａの上側に配置されて設けられている。これに伴
い、前述したように主ヒータ７Ａに対応して炉体９には
該主ヒータ７Ａを透視するための測定窓３４Ａが前述し
た測定窓３４と同様に設けられ、測定窓３４Ａの外には
主ヒータ７Ａの温度を測定するヒータ温度測定手段４０
Ａが前述したヒータ温度測定手段４０と同様に配置され
て、主ヒータ７Ａの温度を測定してヒータ温度信号Ｓ10
として制御器１７に出力するようになっている。また、
予熱ヒータ７Ｂに対応して炉体９には該予熱ヒータ７Ｂ
を透視するための測定窓３４Ｂが前述した測定窓３４と
同様に設けられ、測定窓３４Ｂの外には予熱ヒータ７Ｂ
の温度を測定するヒータ温度測定手段４０Ｂが前述した
ヒータ温度測定手段４０と同様に配置されて、予熱ヒー
タ７Ｂの温度を測定してヒータ温度信号Ｓ11として制御
器１７に出力するようになっている。なお、Ｐ1 ，Ｐ2
は制御器１７から主ヒータ７Ａと予熱ヒータ７Ｂに与え
る電力の制御指令である。

【００３８】本例でも、光ファイバ多孔質母材２の外径
測定は主ヒータ７Ａの上部と下部で行われるようになっ
ている。即ち、主ヒータ７Ａの上部側で前述したように
炉体９に設けられた測定窓２３とこの窓に対応して外側
に前述したように設けられた第１の外径測定手段３８で
行われ、主ヒータ７Ａの下部側で前述したように炉体９
に設けられた測定窓２４とこの窓に対応して外側に前述
したように設けられた第２の外径測定手段３９で行われ
るようになっている。

【００３９】かかる構成の光ファイバ多孔質母材の脱水
・透明ガラス化装置では、主ヒータ７Ａの上部側の光フ
ァイバ多孔質母材２の外径の制御を主として予熱ヒータ
７Ｂの温度を制御することにより行い、主ヒータ７Ａの
下部側の光ファイバ多孔質母材２の外径の制御を主ヒー
タ７Ａの温度を制御することにより行った。予熱ヒータ
７Ｂの温度制御と主ヒータ７Ａの温度制御は、制御器１
７から主ヒータ７Ａと予熱ヒータ７Ｂに与える電力の制
御指令Ｐ1 ，Ｐ2 により行う。この制御系は、お互いに
干渉するので該制御系の設計は複雑となるが、熱的には
より安定となるので第１例よりも光ファイバ多孔質母材
２毎の外径変動が大きい場合でも、光ファイバ多孔質母
材２の長手方向の外径変動を小さくできる。また、光フ
ァイバ多孔質母材２毎の外径変動が同じ場合には、長手
方向の外径変動をより小さくできるメリットがある。

【００４０】具体的には、駆動機構１２により光ファイ
バ多孔質母材２を炉芯管１内の所定の位置まで下降させ
る。ガスを待機時のガス（Ａｒガス）からＨｅガスに切
り替え、炉芯管１内の大気との差圧が安定したところで
加熱炉８の温度を脱水処理の温度まで昇温する。温度が
安定した後、酸素と塩素を炉芯管１内に更に供給し、所
定の移動速度で光ファイバ多孔質母材２を引き下げる。
引き下げられた光ファイバ多孔質母材２は、予熱ヒータ
７Ｂによる余熱ゾーンＰＨＺ、主ヒータ７Ａによる加熱
ゾーンＨＺを通過する間に脱水処理を行う。

【００４１】本例でも、加熱炉８に主ヒータ７Ａを挟ん
で上下の位置に外径測定用の測定窓２３，２４を設けて
いるので、それらの位置で第１，第２の外径測定手段３
８，３９により光ファイバ多孔質母材２の外径を測定す
る。これら外径測定手段３８，３９により測定した外径
信号Ｓ3 ，Ｓ4 を制御器１７に与え、光ファイバ多孔質
母材２の外径が脱水処理温度（この場合は、主ヒータ７
Ａの温度が約1300℃）で所要の範囲となるように、光フ
ァイバ多孔質母材２の移動速度（引き下げ速度）と予熱
ヒータ７Ｂの温度を制御した。

【００４２】従来、外付け光ファイバ多孔質母材２（φ
２２０×１０００mm）をガラス化した場合には外径変動
が１０％以上あったのを、本例によれば外径変動を５％
以下にできた。また従来、コア用の光ファイバ多孔質母
材２（φ１６０×１０００mm）の場合は外径変動が８％
であったのを、本例によれば外径変動を４％以下にでき
た。

【００４３】また、本発明は加熱ゾーンＨＺの温度を測
定して光ファイバ多孔質母材２の外径が所要の範囲とな
るように加熱ゾーンＨＺの温度を制御することも効果的
である。こうすることにより、脱水処理の場合は、脱水
の状態もほぼ同じにできる。透明ガラス化時は、光ファ
イバ多孔質母材２の移動量（引き下げ量）から加熱ゾー
ンＨＺの母材メニスカス部に作用するガラスの重量を予
測できるので、ガラスの温度と外径より重力による伸び
量を予測できる。従って、母材の移動量（引き下げ量）
に適した母材の温度を予測できる。この予測温度を参考
にすることにより母材の外径を更に安定化できる。

【００４４】

【発明の効果】本発明に係る光ファイバ多孔質母材の脱
水・透明ガラス化方法おいては、炉心管内の光ファイバ
多孔質母材の外径を測定しつつ処理済み部分の光ファイ
バ多孔質母材の外径が所要の範囲になるように制御条件
を変更して制御を行うので、脱水・透明ガラス化後の母
材の外径を所要の範囲に維持することができる。このた
め得られる光ファイバ母材の製造毎の外径変動と、装置
間の外径変動を回避して、ほぼ外径が所要の範囲の光フ
ァイバ母材の製造を容易に行うことができる。透明ガラ
ス化された光ファイバ母材の外径がほぼ所要の範囲にな
ると、線引き工程で光ファイバの線径変動や炉内部品の
消耗等の新たな問題点が発生するのを防止することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る光ファイバ多孔質母材の脱水・透
明ガラス化装置における実施の形態の第１例の概略構成
を示す縦断面図である。

【図２】図１に示す装置の加熱炉が存在する部分の拡大
縦断面図である。

【図３】図２のＸ−Ｘ線断面図である。

【図４】本発明に係る光ファイバ多孔質母材の脱水・透
明ガラス化装置における実施の形態の第２例の概略構成
を示す縦断面図である。

【図５】従来の光ファイバ多孔質母材の脱水・透明ガラ
ス化装置における概略構成を示す縦断面図である。

【図６】図５に示す脱水・透明ガラス化装置でのヒータ
による温度分布図である。

【符号の説明】

１炉芯管１ａ母材挿入口２光ファイバ多孔質母材３母材支持棒４チャック５上蓋６ガス供給ポート７ヒータ７Ａ主ヒータ７Ｂ余熱ヒータ８加熱炉９炉体９ａ筒部９ｂ上壁部９ｃ下壁部１０ガス供給ポート１１排気管１２駆動機構１３駆動モータ１４ボールネジ１５ナット状部材１６支持棒ホルダ１７制御器１８シール材押え１９シール材２０断熱材２１，２２貫通孔２３，２４測定窓２５，２６窓枠部２７，２８透光板２９，３０固定枠３１，３２突出部３１ａ，３２ａ平面３３貫通孔３４，３４Ａ，３４Ｂ測定窓３５窓枠部３６透光板３７固定枠３８第１の外径測定手段３８ａ光源３８ｂ受光部３３９第２の外径測定手段３９ａ光源３９ｂ受光部４０，４０Ａ，４０Ｂヒータ温度測定手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光ファイバ多孔質母材を炉芯管の中に入
れ、前記炉芯管の外に配置した加熱炉のヒータにより前
記光ファイバ多孔質母材を加熱して脱水・透明ガラス化
処理を行う光ファイバ多孔質母材の脱水・透明ガラス化
方法において、前記炉心管内の前記光ファイバ多孔質母材の外径を測定
しつつ処理済み部分の前記光ファイバ多孔質母材の外径
が所要の範囲になるように制御条件を変更して制御を行
うことを特徴とする光ファイバ多孔質母材の脱水・透明
ガラス化方法。
【請求項２】前記制御条件が、前記ヒータの温度，前
記ヒータへの通電電力，前記光ファイバ多孔質母材の移
動速度のいずれか１つ又はその組み合わせであることを
特徴とする請求項１に記載の光ファイバ多孔質母材の脱
水・透明ガラス化方法。
【請求項３】光ファイバ多孔質母材を炉芯管の中に入
れ、前記炉芯管の外に配置した加熱炉のヒータにより前
記光ファイバ多孔質母材を加熱して脱水・透明ガラス化
処理を行う光ファイバ多孔質母材の脱水・透明ガラス化
装置において、石英製の前記炉芯管の外に配置されて前記光ファイバ多
孔質母材の外径を測定する外径測定手段と、前記外径測
定手段からの前記光ファイバ多孔質母材の外径の測定結
果をもとに処理済み部分の前記光ファイバ多孔質母材の
外径が所要の範囲になるように装置の制御条件を変更し
て制御を行う制御手段とが設けられていることを特徴と
する光ファイバ多孔質母材の脱水・透明ガラス化装置。
【請求項４】前記外径測定手段は前記主ヒータの位置
に達する前の位置にある前記光ファイバ多孔質母材の部
分の外径を測定する第１の外径測定手段と前記主ヒータ
の位置を通り過ぎた位置の前記光ファイバ多孔質母材の
部分の外径を測定する第２の外径測定手段とからなって
いることを特徴とする請求項３に記載の光ファイバ多孔
質母材の脱水・透明ガラス化装置。
【請求項５】前記制御手段は前記ヒータの温度，前記
ヒータへの通電電力，前記光ファイバ多孔質母材の移動
速度のいずれか１つ又はその組み合わせの制御を行うよ
うになっている請求項３または４に記載の光ファイバ多
孔質母材の脱水・透明ガラス化装置。