(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス供給口を有し、該ガス供給口からガス流が内部に供給される反応容器と、前記反応容器内に回転自在に支持され、上方に引き上げられながらガラス微粒子を堆積するターゲット部材と、ガラス微粒子を生成して前記ターゲット部材に付着させ、ガラス微粒子堆積体を成長させるバーナとを備えた多孔質光ファイバ母材の製造装置において、
前記反応容器の前記ガス供給口からのガス流に対向する位置に主となる第１排気口を設け、また、前記反応容器に、形成される多孔質光ファイバ母材の近傍、かつ、前記バーナに対して前記多孔質光ファイバ母材の反対側に位置する第２排気口となる開口部を有し、前記バーナの略噴射方向に、前記第１排気口よりも速い流速で吸引する排気管を設けたことを特徴とする多孔質光ファイバ母材の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多孔質光ファイバ母材の製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
多孔質光ファイバ母材の製造にはＶＡＤ法が主に用いられている。この方法は、例えば図３に示すように、縦型の反応容器７の球形状部７ａ内で、多重管バーナ１によって作られる酸水素火炎２中に四塩化珪素を投入し、火炎加水分解により二酸化珪素のガラス微粒子を生成し、種棒４を引き上げながら、その長手方向にガラス微粒子を堆積させて、多孔質光ファイバ母材５を得る方法である。この方法では、四塩化珪素とともに少量の四塩化ゲルマニウムなどの添加物を投入すると、二酸化ゲルマニウムなどの微粒子が同時に生成し、多孔質光ファイバ母材５の半径方向に二酸化ゲルマニウムなどを分布させることができる。この二酸化ゲルマニウムなどの分布は、多孔質光ファイバ母材５を焼結し、ガラス化したときの屈折率分布に対応する。
上述の方法では、堆積しない余剰のガラス微粒子が発生するが、この余剰のガラス微粒子３は、形成される多孔質光ファイバ母材５の先端近傍、多重管バーナ１の反対側に開口部６ａを有する排気管６から横方向に排気される。
また、反応容器７の筒状部７ｂ上端には給気口８が設けられている。この給気口８からは清浄な空気などのガスが一様なガス流として供給され、多孔質光ファイバ母材５を乱流のない均一なガス流中に保ち、火炎のゆらぎを防止する。この空気などのガスも排気管６から排気される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ＶＡＤ法においては、多孔質光ファイバ母材を構成するガラス微粒子は、バーナの火炎の中で生成されるが、反応容器内の気流が乱れると、火炎が揺らぎ、ガラス微粒子の生成の状態が変化する。そうすると、多孔質光ファイバ母材上に堆積するガラス微粒子の中の二酸化ゲルマニウムの分布が変化し、屈折率分布も変化し、安定した品質の多孔質光ファイバ母材が得られなくなる。このように、ＶＡＤ法では、反応容器内の気流の乱れをできるだけ小さくすることが重要である。
【０００４】
しかしながら、上述のＶＡＤ法には次のような問題があった。即ち、
１）給気口８からは、ガスは縦方向のガス流として供給され、このガスは排気管６の開口部６ａからは横方向に排気されるため、反応容器７の球形状部７ａ内には渦などの複雑な気流が発生し、しかも安定しない。
２）球形状部７ａ壁面近傍で渦が発生すると、多孔質光ファイバ母材５に堆積しなかったガラス微粒子３が渦に滞留し、壁面に付着する。付着したガラス微粒子３が溜まると、壁面から剥離して落下し、多孔質光ファイバ母材５に付着し、欠陥を生ずる原因となる。
【０００５】
本発明は上記問題を解決して、高品質の多孔質光ファイバ母材を安定して製造する多孔質光ファイバ母材の製造装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記問題点を解決すべくなされたもので、ガス供給口を有し、該ガス供給口からガス流が内部に供給される反応容器と、前記反応容器内に回転自在に支持され、上方に引き上げられながらガラス微粒子を堆積するターゲット部材と、ガラス微粒子を生成して前記ターゲット部材に付着させ、ガラス微粒子堆積体を成長させるバーナとを備えた多孔質光ファイバ母材の製造装置において、前記反応容器の前記ガス供給口からのガス流に対向する位置に主となる第１排気口を設け、また、前記反応容器に、形成される多孔質光ファイバ母材の近傍、かつ、前記バーナに対して前記多孔質光ファイバ母材の反対側に位置する第２排気口となる開口部を有し、前記バーナの略噴射方向に、前記第１排気口よりも速い流速で吸引する排気管を設けたことを特徴とするものである。
ここで、主となる第１排気口とは、ガス供給口から供給されたガスの大部分と、バーナから噴射されたガラス微粒子とガスのうち、第２排気口で排気されない分を排出し、排気量としては第２排気口よりもはるかに多量のガスを排気する排気口を意味する。
【０００７】
本発明では、第２排気口を多孔質光ファイバ母材の近傍、バーナに対して前記多孔質光ファイバ母材の反対側に位置するように設け、バーナの略噴射方向に、第１排気口よりも速い流速でガスを吸引する。従って、第２排気口は多孔質光ファイバ母材に堆積しなかったガラス微粒子の大部分を、噴射方向の流れを乱すことなく吸引し、排出することができる。
また、反応容器の前記ガス供給口からのガス流に対向する位置に主となる第１排気口を設けるので、第１排気口はガス供給口から供給されたガスをその流れを乱すことなく排気することができる。なお、第１排気口は第２排気口よりも遅い流速でガスを吸引、排気するので、この排気によりバーナから噴射されたガラス微粒子の流れが乱れることはない。
上述のように本発明によれば、反応容器内ではバーナから噴射されたガラス微粒子とガス、およびガス供給口から供給されたガスは流れがほとんど乱されることなく、第１排気口と第２排気口から排気されるので、反応容器に浮遊残留するガラス微粒子の量を減らし、また、壁に付着する微粒子の量も減らすことができる。その結果、高品質の多孔質光ファイバ母材を安定して製造することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を詳細に説明する。
（実施形態１）
図１は、本発明にかかる多孔質光ファイバ母材の製造装置の一実施形態の断面説明図である。
図中、１０は縦型の反応容器であり、１１は反応容器１０の筒状部１０ｂ上端に設けられ、一様な流れのガスを下方に供給するガス供給口、１２は反応容器１０の球形状部１０ａ内に設けられ、斜め上方にガラス微粒子を噴射する多重管バーナ、１３は筒状部１０ｂ上端に回転自在に支持され、上方に引き上げられながらガラス微粒子を堆積するターゲット部材、１４は主となる第１排気口、１５は第２排気口である。
第１排気口１４は、反応容器１０の球形状部１０ａの下部に、筒状部１０ｂの中心軸上に位置するように設けられ、ガス供給口１１から筒状部１０ｂを下降する一様なガス流に対向している。第１排気口１４の大きさは、ガス供給口１１から供給されるガスを第２排気口１５よりも遅い流速で吸引、排気するに十分な大きさになっている。従って、この第１排気口１４は、ガス供給口１１から供給されるガスをその流れの方向（筒状部１０ｂに沿って下方）に吸引するため、このガス流はほとんど乱れることがない。
また、第２排気口１５は、球形状部１０ａに設けられた排気管１６の開口部１６ａであって、その直径は堆積された多孔質光ファイバ母材１７の直径よりもやや大きい程度である。この第２排気口１５は、形成される多孔質光ファイバ母材１７の先端近傍、かつ、多重管バーナ１２に対して前記多孔質光ファイバ母材１７の反対側で斜め上方に位置し、略多重管バーナ１２の噴射方向に噴射されたガラス微粒子とガスを排気する。この排気速度は第１排気口１４の排気速度よりも速く設定することにより、噴射されたガラス微粒子とガスの流れはほとんど乱れることがない。
この装置を用いて、第１排気口１４入り口での排気流速を０．４ｍ／ｓ、第２排気口１５の入口での排気流速を第１排気口１４入り口での流速よりも速い１．０ｍ／ｓにしたところ、反応容器１０の壁に堆積するガス微粒子の量は非常に少なく、高品質の多孔質光ファイバ母材１７を安定して製造することができた。
一方、第２排気口１５の入口での流速を変えずに、第１排気口１４入り口での排気流速を１．２ｍ／ｓに上げたところ、火炎の揺らぎが大きくなり、多孔質光ファイバ母材の製造が困難になった。
流速を変えた実験によれば、第２排気口１５において第１排気口１４よりも速い流速でガスを吸引、排気すると、高品質の多孔質光ファイバ母材１７を安定して製造することができた。
【０００９】
（実施形態２）
図２は、他の実施形態の説明図である。
本実施形態では、反応容器２０は横型の筒状部２０ａと縦型の筒状部２０ｂとからなる。筒状部２０ａは大口径のもので、右端の主となるガス供給口２１からフィルター２２を介して一様な流れのガスが供給される。また、筒状部２０ｂは多孔質光ファイバ母材１７の直径よりもやや大きい程度のものである。筒状部２０ｂ上端には、一様な流れのガスを下方に供給するガス供給口２３が設けられている。
筒状部２０ａの左端には、主となる第１排気口２４が設けられている。また、筒状部２０ａの筒状部２０ｂよりも左側には排気管２５が設けられている。排気管２５の先端の開口部２５ａは、多孔質光ファイバ母材１７の直径よりもやや大きい程度であって、多孔質光ファイバ母材１７の先端近傍、かつ、多重管バーナ１２に対して前記多孔質光ファイバ母材１７の反対側に位置して、第２排気口２６となっている。この排気管２５は斜め左上方に向いており、略多重管バーナ１２の噴射方向に排気する。
本実施形態では、一様な流れのガスは水平方向に主となるガス供給口２１から供給されるとともに、ガス供給口２３からも多孔質光ファイバ母材１７にそって縦方向に供給される。
この装置を用いて、第１排気口２４入り口での排気流速を０．２ｍ／ｓ、第２排気口２６の入口での流速を第１排気口２４入り口での排気流速よりも速い０．８ｍ／ｓにしたところ、反応容器２０の壁に堆積するガス微粒子の量は非常に少なく、高品質の多孔質光ファイバ母材１７を安定して製造することができた。
一方、第２排気口２６の入口での流速を変えずに、第１排気口２４入り口での排気流速を１．２ｍ／ｓに上げたところ、火炎の揺らぎが大きくなり、多孔質光ファイバー母材の製造が困難になった。
本実施形態においても、流速を変えた実験によれば、第２排気口２６において第１排気口２４よりも速い流速でガスを吸引、排気すると、高品質の多孔質光ファイバ母材１７を安定して製造することができた。
【００１０】
【発明の効果】
本発明によれば、高品質の多孔質光ファイバ母材を安定して製造することができるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る多孔質光ファイバ母材の製造装置の一実施形態の説明図である。
【図２】他の実施形態の説明図である。
【図３】従来の多孔質光ファイバ母材の製造装置の説明図である。
【符号の説明】
１０、２０                反応容器
１０ａ                    球形状部
１０ｂ                    筒状部
１１、２１、２３          ガス供給口
１２                      バーナ
１３                      ターゲット部材
１４、２４                第１排気口
１５、２６                第２排気口
１６、２５                排気管
１６ａ、２５ａ            開口部
１７                      多孔質光ファイバ母材
２０ａ、２０ｂ            筒状部
２２                      フィルター
【図１】
0003619637.tif 000002
【図２】
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【図３】
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