JPS60200836A - 光フアイバ−用プリフオ−ムの製造方法 - Google Patents

光フアイバ−用プリフオ−ムの製造方法

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JPS60200836A
JPS60200836A JP59057273A JP5727384A JPS60200836A JP S60200836 A JPS60200836 A JP S60200836A JP 59057273 A JP59057273 A JP 59057273A JP 5727384 A JP5727384 A JP 5727384A JP S60200836 A JPS60200836 A JP S60200836A
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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】 本発明は光フアイバー用プリフォームの製造方法におい
て、ガラス原料として、バーナ中心部にＳ　ｉ　Ｃ１４
、その外層に５ｉＣ１，よりも反応熱の高いＳｉの水素
化合物を流すことにより多孔質ガラス母材の嵩密度分布
を制御し、大型多孔質ガラス母材を製造する方法に関す
る。
（背景技術） 一般にＶＡＤ法において、光フアイバー用プリフォーム
を製造するには、バーナーから燃焼ガス、ガラス原料、
およびドーパント原料を混合噴出し、酸水素火炎中にお
いて、上記原料の加水分解反応により生じたガラス微粒
子を、回転する出発材の上に堆積させ、多孔質カラス母
＼ 材を形成し、この後、該多孔質ガラス母材を電気炉等で
加熱し透明ガラス化する方法が用いられる。この方法に
おいて、通常燃焼ガスとし℃は、Ｈ，、Ｏ，、ドーパン
ト原料としてはＧｅＣｌ４゜ＰＯＣＩｓ、ＢＢｒｓ等が
用いられており、ガラス原料としてはＳ　ｉ　Ｃ１，が
用いられるのが一般的である。
この方法によれば、上記多孔質母材を安定に製造し、し
かも大型化するためには、該多孔質ガラス母材の嵩密度
分布を適当に形成する必要がある。すなわち、大型多孔
質母材を製造する際に問題となるのは、該多孔質ガラス
母材の外周部嵩密度が小さくなり、該母材外周部に割れ
が発生すること、または該多孔質ガラス母材中の嵩密度
分布に、特異点が存在することにより、該母材中に残留
応力が生じ、やはり、割れが発生したり、安定な成長が
なされないことなどである。
ところで、多孔質ガラス母材中に形成される嵩密度分布
は火炎中で加水分解反応により生成されるガラス微粒子
流の温度分布、および、バーナーにより形成される火炎
の拡がりに依存しており、該ガラス微粒子自体の温度が
十分上がっていない場合、または火炎がガラス微粒子堆
積面全体を加熱できない場合には、多孔質ガラス母材の
外周部に嵩密度の低い粒子が堆積することになり、割れ
の原因となる。
ガラス原料として、８ｉＣ１４のみを用いた場合、下記
（１）式に示す加水分解反応によりガラス微粒子が生成
されることが知られている。
５ｉＣ１４＋２Ｈ２０−→Ｓ　ｉＣｈ　＋　４ＨＣｌ　
・・・（１）上記（１）式の反応は、発熱反応であるが
、発熱量は２４　ｋｃａｌ／ｍｏｌ　と小さく、反応は
バーナにより形成される酸水素火炎による発熱に支持さ
れている。このため、上記ガラス微粒子の生成速度は火
炎からの熱伝達量に依存しており、従って、生成される
ガラス微粒子流の温度分布も酸水素火炎に依存している
。すなわち該粒子流の温度を十分上げるためには、酸水
素火炎の拡がりを抑制し、火炎中心部の温度を上げる必
要がある。一方、火炎の拡がりを抑制するとガラス微粒
子の堆積面全体を火炎により加熱することができなくな
り、大型、多孔質ガラス母材の割れの原因となる。上述
してきたように、大型多孔質ガラス母材を安定に製造す
るためには、バーナ火炎の拡がりを太きクシ、該多孔質
ガラス母材の堆積面全体を加熱できるようにするととも
にガラス微粒子の温度を十分に高くする必要がある。
（発明の目的） 本発明の目的は、上記の大型多孔質母材製造上の問題点
を解決して、ガラス微粒子流の温度は十分に上げながら
、一方母材の割れの少ない安定した大型多孔質母材の製
造方法を提供することにある。
（発明の構成） 本発明は、上記大型多孔質ガラス母材製造上の問題点を
考慮し、ガラス原料としてＳ　ｉ　Ｃ１４よりも反応性
が良く、反応熱の高いＳｉの水素化合物を、５ｉＣ１４
の外層に流すことにより、大型多孔質ガラス母材の製造
を可能″にしたものである。
すなわち本発明は、ガラス原料および燃焼ガスをバーナ
ー内で混合燃焼せしめて、軸方向にガラス微粒子を積層
させ、のちにこれを焼結透明化し、光７アイバー用プリ
フォームを製造する方法においてガラス原料として多重
管バーナ中心部にＳ　ｉ　Ｃ１４を、その外層にＳ　ｉ
　Ｃ１４よりも反応熱の高いＳｉの水素化合物を流すこ
とにより、多孔質ガラス母材外周部の嵩密度を制御しつ
つ、ガラス微粒子を積層させることを特徴とする光フア
イバー用プリフォームの製造方法′Ｌ漏７７゜以下に本
発明方法を化学反応式から説明する。
本発明にい５ＳｉＣ１４よりも反応性が良く反応熱の高
いＳｌの水素化合物としては、５ｉＨＣ１，。
ＳｉＨ４などがあり、それぞれの加水分解または燃焼反
応は、下記＜２）　＋　（３）式によって表わされる。
５ｉＨＣ１３−１−Ｈ，ｏ　→８ｉ０２＋ＨＣ１・・・
（２）”ＬＨｔ　＋ｏ、→Ｓ　ｉ　０２　＋Ｈ２０−・
・（３）この時の反応熱は、５ｉＨＣ１３が１１８　ｋ
ｃａｌ／ｍｏｌ、ＳｉＨ４が３３９　ｋｃａｌ／ｍｏｌ
と５ｉＣ１４に比べ高い値となっており、これらの原料
は自己の発熱量によって、反応を持続することができる
。したがって、上記原料を用いる場合、火炎の熱量でガ
ラス微粒子の生成反応を支持する必要はなく、またガラ
ス微粒子の温度も十分高くできるため酸水素反応により
発生する熱量を多孔質ガラス母材の堆積面加熱用のみに
用いることができ、大型の多孔質ガラス母材の製造を容
易にすることができる。
一方、これら発熱量の高いガラス原料のみで多孔質ガラ
ス母材を製造した場合、カラス微粒子の温度、および、
火炎流の温度が上がりすぎ、多孔質ガラス母材の嵩密度
が局部的に高くなりすぎ、なめらかな嵩密度分布を形成
することが困難になる。また温度が上がりすぎると、ド
ーパント原料のドープ状態も不安定となるため、屈折率
分布の形成にも支障をきたすことになる。
例えばドーパント原料を（）Ｇｅ１４とした場合ＧｅＯ
２としてガラス原料５１０２　中に固溶する量は第１図
に示すような温度依存性を持ち、温度が高（なりすぎる
とＧｅ０１　のドープ量を増加させることか困難となる
。
本発明は、これらの発熱量の異なる原料を組み合せるこ
とにより、火炎中の温度分布を適当に制御し、大型の多
孔質ガラス母材の製造を容易にするとともに、該ガラス
母材中の嵩密度分布をなめらかなものとし、所望の屈折
率分布を有する光フアイバー用プリフォームを製造する
ことを可能とするものである。
以下本発明を実施例に基づいて説明する。
（実施例） 比較例１ 同心多重管バーナーを用い、中心層（第１層）には５ｉ
Ｃ１４、Ｃ）ｅｃ’１４　、　Ｈ２、及びＨｅを、第２
層には５ｉＣ１４、Ｈ２、及びＨｅを、第３層にはＨｌ
。
第４層にはＡｒ、第５膚には０２を流して混合反応させ
、多孔質ガラス母材を製造した。この時の流量は原料と
して、５ｉＣ１４ｔ　５　ｔ／ｍｉｎ’、ドーパント原
料としてＧｅＣｌ４２００　ｃｃ／ｍｉｎ、燃料ガスと
してＨ２２２ｔ／ｍｉｎ　、　０．３０νｍｉｎおよび
Ｈｅ２νｍ１ｎＸＡｒ　３νｍｉｎであった。この場合
は母材径１０２．φまで成長したところで、該母材表面
にキ裂が生じてしまった。該ガラス母材について嵩密度
分布の測定を行ったところ、第２図に示す如く、中心部
０．３４　ｔ／ｃｍ”に対して、外周部では、０．０５
１　ｔ／ｃｍ”と非常に小さな値であることがわかった
。
比較例２ 比較例１と同様のバーナーを用い、中゛石層には８ｉＨ
Ｃ１３、Ｇ、Ｇｅ１４　、　Ｈｅを、第２層にはＳｉＨ
ｏｌｇ。
Ｈ２を、第６層にはＨ２、第４層にはＡｒ１第５層には
０□を流し混合反応させて、多孔質ガラス母材を製造し
た。この時の流量は、原料として８ｉＨＣ１ｇを１８　
ｔ／ｍｉｎ　、ドーパント原料として、ＧｅＣｌ４２０
０　ｃｃ／ｍｉｎ　、燃料ガスとしてＨ，１３ｔ／　ｍ
ｉｎ　、　０２３０　ｔ／ｍｉｎおよびＨｅ　１６４／
ｍｉｎ　。
Ａｒ　５νｍｉｎであった。この場合は、母材中心部に
へこみが生じてしまった。このときの嵩密度を測定した
ところ、第３図に示す如く、中心部が極端に高（，０，
４６ｆ／ｃｍ”の嵩密度となっていることがわかった。
実施例１ 比較例１．２と同様の同心多重管バーナを用い、第４図
に示す如く中心層に５ｉＣ１４，ＧｅＣｌ４゜Ｈｌ、Ｈ
ｅを、第２層にＳ　ｉＨＣ１３、Ｈ２を、第３層にＨｌ
を、第４層にＡｒを、第５層にＯ３を投入して混合反応
させ、多孔質ガラス母材の製造を行った。この時の流量
はガラス原料として５ｉＣ１４を１νｍｉｎ　、　５Ｉ
ＨＣ１３［１８νｍｉｎ　、ドーパント原料としてｆ）
Ｇｅ１４２００　ｃｃ／ｍｉｎ　、燃料ガスとしては％
　２０　Ｌ／ｍｉｎ　％　０２５０νｍｉｎおよびＨｅ
ｔ　８　Ｌ／ｍｉｎ、　Ａｒ　５　ｔ／ｍｉｎであった
。
この結果母材径１３２■φのガラス母材を安定して５５
ｃｔｎ長さ製造することができた。このときの嵩密度を
測定したところ、第５図に示す如く、中心部０．４１　
ｔ／ｃｍ”から、外周部０．１１ｔ／３３までなめらか
な分布が形成されていることがわかった。
実施例においては８１Ｃ１４の外層に流す原料として、
５ｉＨＣ１３を用いた例について説明したが、５ｉＨＣ
１３のかわり［ＸＳｉＨ４でもよい。また、５ｉＣ１４
よりも反応熱の高い水素化合物であればいずれによって
も同様の効果を期待できる。
また、第６図に示すように中心層に５ｉＣ１，を流し、
その外層に５ｉＨＣ’１３、さらに、この外層にＳｉＨ
４を流すというように、中心から外層にむかって、発熱
量が高（なるようにガラス原料を配置してもよい。
以上実施例を含めて説明した如く、本発明により、大型
の多孔質ガラス母材を安定して安易に製造することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
第１図はガラス微粒子の表面温度（６）と、その時のガ
ラス原料５１０２　に固溶するＧｅＯ２の量の関係（ｍ
ｏｌ　％　）をあられすグラフであり、第２図は比較例
１によるガラス母材の嵩密度分布（δ？／ｃｍ３）を示
すグラフであり、第３図は比較例２によるガラス母材の
嵩密度分布（δｙ／副つを示すグラフである。 第４図は本発明の実施例１における多重管バーナーへの
原料ガスの投入の仕方を模式的に示す図で、第５図は実
施例１で得られたガラス母材の嵩密度分布（ｔ／ｃｍ３
）を示すグラフである。 第６図は本発明におけるガラス原料配置のさらなる例を
模式的に示した図である。 代理人　内　１）　明 代理人　萩　原　亮　− 表面温度　０Ｃ 無次尤半狂　ンセ 無欺元牛往　ＶＲ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）　ガラス原料および燃焼ガスをバーナー内で混食
    燃焼せしめて、軸方向にガラス微粒子を積層させ、のち
    にこれを焼結透明化し、光フアイバー用プリフォームを
    製造する方法において、ガラス原料として多重管バーナ
    中心部にＳ　Ｉ　Ｃ１，を、その外層に８１　Ｃｌ、よ
    りも反応熱の高いＳｌ　の水素化合物を流すことにより
    、多孔質ガラス母材外局部の嵩密度を制御しつつ、ガラ
    ス微粒子を積層させることを特徴とする光フアイバー用
    プリフォームの製造方法。
  2. （２）　８１　Ｃ１４の外層に流すｓｌの水素化合物を
    、５ｉＨＣ１３またはＳｉＨ，とする特許請求の範囲第
    （１）項に記載される光フアイバー用プリフォームの製
    造方法。
  3. （３）　ガラス原料として、バーナ中心部にＳ　ｉ　Ｃ
    １４、その外層に５ｉＨＣ１ｓｓ　さらにその外層にＳ
    ｉＨ４を流す特許請求の範囲第（１）項に記載される光
    フアイバー用プリフォームの製造方法。
JP59057273A 1984-03-27 1984-03-27 光フアイバ−用プリフオ−ムの製造方法 Granted JPS60200836A (ja)

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