(57)【要約】【課題】光ファイバ用多孔質母材の長手方向における外径変動を抑制し、光ファイバ用多孔質母材の焼結後、コア用ガラス母材とガラス微粒子堆積層との境界に剥離が生じるのを防止する光ファイバ用多孔質母材の製造方法を提供する。【解決手段】ガラス原料ガスをバーナ２３に導入し、ガラス微粒子を合成して、バーナ２３を回転する出発部材１０の長手方向と平行に往復移動させ、ガラス微粒子を出発部材１０の外周部に堆積し、出発部材１０の回転数をＲ（ｒｐｍ）、バーナ２３の出発部材１０の長手方向に対する相対移動速度をｖ（ｍｍ／分）とすると、Ｒとｖの関係を０．０５＜Ｒ／ｖ＜０．７とする光ファイバ用多孔質母材の製造方法。出発部材１０を構成するコア用ガラス母材１のガラス微粒子堆積前の外径をＤ（ｍｍ）とすると、Ｒ、ｖおよびＤの関係をＲＤ／ｖ＜１５とする。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス微粒子合成用バーナを軸周りに回転する出発部材の長手方向と平行に往復移動させ、ガラス微粒子を出発部材の外周部に堆積して光ファイバ用多孔質母材を得る光ファイバ用多孔質母材の製造方法において、
前記出発部材の軸周りの回転数をＲ（ｒｐｍ）、前記バーナの前記出発部材の長手方向に対する相対移動速度をｖ（ｍｍ／分）とすると、Ｒとｖの関係を０．０５＜Ｒ／ｖ＜０．７とすることを特徴とする光ファイバ用多孔質母材の製造方法。
【請求項２】
請求項１記載の光ファイバ用多孔質母材の製造方法において、
前記出発部材を構成するコア用ガラス母材のガラス微粒子堆積前の外径をＤ（ｍｍ）とすると、Ｒ、ｖおよびＤの関係をＲＤ／ｖ＜１５とすることを特徴とする光ファイバ用多孔質母材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ファイバ用多孔質母材の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光ファイバ母材の製造方法の１つとしては、ＶＡＤ法、ＭＣＶＤ法、ＰＣＶＤ法などの公知の方法によって製造されたコア用ガラス母材の両端にダミー部材が接続された出発部材を反応容器内に水平に設置し、その軸周りに回転させ、バーナからガラス原料ガスを、添加ガス、可燃性ガス、支燃性ガスとともに噴出し、ガラス原料ガスを火炎中で加水分解反応させてガラス微粒子を生成し、出発部材の外周部にこのガラス微粒子を堆積させて、光ファイバ用多孔質母材を得て、これを電気炉中で脱水、焼結しながら透明ガラス化し光ファイバ母材を得る外付け法（ＯＶＤ法、Ｏｕｔｓｉｄｅ　Ｖａｐｏｒ　Ｐｈａｓｅ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄ）がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
近年、高速通信の需要の増加に伴って、光ファイバの需要も増加し、光ファイバの製造コストを低減するために、光ファイバ母材は大型化する傾向にある。
一方、光通信システムの多様化により、非ゼロ分散シフト光ファイバ、分散補償光ファイバなど、多種類の光ファイバが生産されるに伴って、光ファイバ母材も多様化してきている。その結果として、多種多様な光ファイバ用多孔質母材を製造する必要が生じている。また、このように、光ファイバ母材が多様化すると、出発部材を構成するコア用ガラス母材の外径も、目的とする光ファイバ母材に応じて、様々なものとなる。
【０００４】
ところが、コア用ガラス母材の外径が一定でないと、コア用ガラス母材の外周部にガラス微粒子を外付けし、光ファイバ用多孔質母材を製造する際の条件を一定にすることができない。
また、光ファイバ用多孔質母材の製造において、ガラス微粒子の外付けを行なう条件が適切でないと、得られる光ファイバ用多孔質母材の外径の凹凸、すなわち短周期の外径変動が大きくなるという問題があった。さらに、得られた光ファイバ用多孔質母材を脱水、焼結して光ファイバ母材を製造する際に、コア用ガラス母材とガラス微粒子の堆積層との間に剥離が生じるという問題があった。
【０００５】
本発明は、前記事情に鑑みてなされたもので、光ファイバ用多孔質母材の長手方向における短周期の外径変動を抑制し、光ファイバ用多孔質母材の焼結後に、コア用ガラス母材とガラス微粒子の堆積層との境界部に剥離が生じるのを防止する光ファイバ用多孔質母材の製造方法を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記課題は、ガラス微粒子合成用バーナを軸周りに回転する出発部材の長手方向と平行に往復移動させ、ガラス微粒子を出発部材の外周部に堆積して光ファイバ用多孔質母材を得る光ファイバ用多孔質母材の製造方法において、前記出発部材の軸周りの回転数をＲ（ｒｐｍ）、前記バーナの前記出発部材の長手方向に対する相対移動速度をｖ（ｍｍ／分）とすると、Ｒとｖの関係を０．０５＜Ｒ／ｖ＜０．７とする光ファイバ用多孔質母材の製造方法によって解決できる。
上記光ファイバ用多孔質母材の製造方法において、前記出発部材を構成するコア用ガラス母材のガラス微粒子堆積前の外径をＤ（ｍｍ）とすると、Ｒ、ｖおよびＤの関係をＲＤ／ｖ＜１５とすることが好ましい。
本発明は、以上のように、Ｒ、ｖの関係およびＲ、ｖ、Ｄの関係から、多孔質母材の外径変動を小さくし、かつ、焼結後に剥離を生じさせないための内径を見出した。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳しく説明する。
図１は、本発明の光ファイバ用多孔質母材の製造方法に用いられる光ファイバ用多孔質母材の製造装置の一例を示す概略構成図である。
この光ファイバ用多孔質母材の製造装置を用いて、光ファイバ用多孔質母材を製造するには、まず、円柱形のコア用ガラス母材１の両端に、ダミー部材２、２が接続された出発部材１０を、反応容器２１内の把持具２２、２２に固定し、反応容器２１内に水平に配置する。次いで、図示略のタイミングベルトなどを介して、図示略の駆動モータなどに接続された把持具２２、２２を回転させることにより、出発部材１０を、その軸周りに回転させる。次いで、ガラス原料ガスなどの光ファイバ用多孔質母材製造用のガスを複数のバーナ２３に導入し、ガラス原料ガスを火炎中で火炎加水分解させてガラス微粒子を合成し、複数のバーナ２３を出発部材１０の長手方向と平行に（図中の矢印方向）往復移動させながら、ガラス微粒子を出発部材１０の外周部に堆積させる、光ファイバ用多孔質母材を得る。光ファイバ用多孔質母材の製造中、バーナ２３に供給された各種ガスの未反応のガス、反応で生成するガス、出発部材１０に堆積されなかったガラス微粒子などは、反応容器２１の外面で、バーナ２３の反対側に設けられた排気口２４、２４、２４から、反応容器２１の外に排出される。
【０００８】
本発明の光ファイバ用多孔質母材の製造方法では、出発部材１０の軸周りの回転数をＲ（ｒｐｍ）、バーナ２３の出発部材１０の長手方向に対する相対移動速度をｖ（ｍｍ／分）とすると、Ｒとｖの関係を０．０５＜Ｒ／ｖ＜０．７とし、好ましくは０．１＜Ｒ／ｖ＜０．５とする。
Ｒ／ｖが０．０５以下では、出発部材１０と、堆積されたガラス微粒子が十分に密着しないから、得られた光ファイバ用多孔質母材を高温で焼結して、透明ガラス化すると、コア用ガラス母材とガラス微粒子の堆積層との境界部に剥離が生じたり、焼結時に多孔質母材とガラス微粒子がずれたりする。一方、Ｒ／ｖが０．７以上では、光ファイバ用多孔質母材の凹凸、つまり短周期の外径変動が大きくなる。この光ファイバ用多孔質母材の長手方向における外径変動は、光ファイバ用多孔質母材を透明ガラス化した光ファイバ母材の外径や、この光ファイバ母材を線引きして得られる光ファイバの外径、被覆径などが長手方向に変動する原因となる。
【０００９】
さらに、本発明の光ファイバ用多孔質母材の製造方法では、出発部材１０の軸周りの回転数をＲ（ｒｐｍ）、バーナ２３の出発部材１０の長手方向に対する相対移動速度をｖ（ｍｍ／分）、出発部材１０を構成するコア用ガラス母材１のガラス微粒子堆積前の外径をＤ（ｍｍ）とすると、Ｒ、ｖおよびＤの関係を、ＲＤ／ｖ＜１５とし、好ましくはＲＤ／ｖ＜１２とし、さらに好ましくは１．５＜ＲＤ／ｖ＜８とする。
ＲＤ／ｖが１５以上では、光ファイバ用多孔質母材の長手方向における短周期の外径変動が大きくなる。この光ファイバ用多孔質母材の長手方向における外径変動は、光ファイバ用多孔質母材を透明ガラス化した光ファイバ母材の外径や、この光ファイバ母材を線引きして得られる光ファイバの外径、被覆径などが長手方向に変動する原因となる。一方、ＲＤ／ｖが１．５以下では、出発部材１０と、堆積されたガラス微粒子が十分に密着しないから、得られた光ファイバ用多孔質母材を高温で焼結して、透明ガラス化すると、コア用ガラス母材とガラス微粒子の堆積層との境界部に剥離が生じることがある。
【００１０】
本発明の光ファイバ用多孔質母材の製造方法では、出発部材の軸周りの回転数Ｒ（ｒｐｍ）、バーナの出発部材の長手方向に対する相対移動速度ｖ（ｍｍ／分）、出発部材を構成するコア用ガラス母材のガラス微粒子堆積前の外径Ｄ（ｍｍ）を、上記のような関係を満たすように設定すれば、光ファイバ用多孔質母材の長手方向における短周期の外径変動を抑制し、光ファイバ用多孔質母材の焼結後に、コア用ガラス母材とガラス微粒子の堆積層との境界部に剥離が生じるのを防止することができる。
【００１１】
以下、図１を用いて具体的な実施例を示し、本発明の効果を明らかにする。
なお、以下に示す実施例をもって本発明が限定されるものでもない。
（実施例）
図１に示した光ファイバ用多孔質母材の製造装置を用いて、出発部材１０を、その軸周りに回転させ、複数のバーナ２３を出発部材１０の長手方向と平行に往復移動させながら、出発部材１０の外周部にＳｉＯ２ガラス微粒子を堆積させて、光ファイバ用多孔質母材を製造した。このとき、出発部材１０として、長さ１０００ｍｍ、外径Ｄ１５ｍｍ、２０ｍｍ、３０ｍｍ、４０ｍｍのコア用ガラス母材１の両端に、ダミー部材２、２が接続されたものを用いた。また、バーナ２３に導入されるガラス原料ガスの流量を５．０（ｌ／分）とし、その他の可燃性ガスの水素ガス、支燃性ガスの酸素ガスおよび不活性ガスのアルゴンガスの流量を、ガラス微粒子堆積中の出発部材１０の表面温度を測定して、適宜調整した。さらに、出発部材１０の回転数Ｒ（ｒｐｍ）、バーナ２３の出発部材１０の長手方向に対する相対移動速度ｖ（ｍｍ／分）を、ガラス微粒子堆積開始から終了まで一定の値とした。
ガラス微粒子の堆積終了後、光ファイバ用多孔質母材の外径を長手方向に連続測定した後、高温で焼結して、透明ガラス化し、光ファイバ母材を得た。
【００１２】
出発部材１０を構成するコア用ガラス母材１の、ガラス微粒子堆積前の外径Ｄを１５ｍｍとし、出発部材１０の回転数Ｒ（ｒｐｍ）、バーナ２３の出発部材１０の長手方向に対する相対移動速度ｖ（ｍｍ／分）を変化させたときのＲ／ｖ、ＲＤ／ｖ、光ファイバ用多孔質母材の長手方向の外径変動率（％）、光ファイバ用多孔質母材の焼結後に、コア用ガラス母材１とガラス微粒子の堆積層との境界部における剥離の有無を確認した結果を表１に示す。
表１中、外径変動率（％）は、光ファイバ用多孔質母材の平均外径に対する凹凸の程度を表しており、剥離は、「×」は焼結後、コア用ガラス母材１とガラス微粒子の堆積層との境界部付近に大きな剥離が確認されたもの、「△」はコア用ガラス母材１とガラス微粒子の堆積層との境界部付近にわずかに剥離が確認されたものを示している。
【００１３】
【表１】
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【００１４】
出発部材１０を構成するコア用ガラス母材１の、ガラス微粒子堆積前の外径Ｄを２０ｍｍとし、出発部材１０の回転数Ｒ（ｒｐｍ）、バーナ２３の出発部材１０の長手方向に対する相対移動速度ｖ（ｍｍ／分）を変化させたときのＲ／ｖ、ＲＤ／ｖ、光ファイバ用多孔質母材の長手方向の外径変動率（％）、光ファイバ用多孔質母材の焼結後に、コア用ガラス母材１とガラス微粒子の堆積層との境界部における剥離の有無を確認した結果を表２に示す。
【００１５】
【表２】
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【００１６】
出発部材１０を構成するコア用ガラス母材１の、ガラス微粒子堆積前の外径Ｄを３０ｍｍとし、出発部材１０の回転数Ｒ（ｒｐｍ）、バーナ２３の出発部材１０の長手方向に対する相対移動速度ｖ（ｍｍ／分）を変化させたときのＲ／ｖ、ＲＤ／ｖ、光ファイバ用多孔質母材の長手方向の外径変動率（％）、光ファイバ用多孔質母材の焼結後に、コア用ガラス母材１とガラス微粒子の堆積層との境界部における剥離の有無を確認した結果を表３に示す。
【００１７】
【表３】
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【００１８】
出発部材１０を構成するコア用ガラス母材１の、ガラス微粒子堆積前の外径Ｄを４０ｍｍとし、出発部材１０の回転数Ｒ（ｒｐｍ）、バーナ２３の出発部材１０の長手方向に対する相対移動速度ｖ（ｍｍ／分）を変化させたときのＲ／ｖ、ＲＤ／ｖ、光ファイバ用多孔質母材の長手方向の外径変動率（％）、光ファイバ用多孔質母材の焼結後に、コア用ガラス母材１とガラス微粒子の堆積層との境界部における剥離の有無を確認した結果を表４に示す。
【００１９】
【表４】
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【００２０】
また、Ｒ／ｖと光ファイバ用多孔質母材の長手方向の外径変動率（％）との関係を図２に示し、ＲＤ／ｖと光ファイバ用多孔質母材の長手方向の外径変動率（％）との関係を図３に示す。
さらに、光ファイバ用多孔質母材の長手方向の外径変動率（％）の例を、図４、図５および図６に示す。図４、図５および図６において、横軸はコア用ガラス母材１の長手方向の位置を示し、縦軸は得られた光ファイバ用多孔質母材の外径を、平均外径を０とし、百分率で表したものである。
なお、図４は、コア用ガラス母材１の、ガラス微粒子堆積前の外径Ｄを１５ｍｍ、出発部材１０の回転速度Ｒを１０ｒｐｍ、バーナ２３の出発部材１０の長手方向に対する相対移動速度ｖを５０ｍｍ／分としたときの光ファイバ用多孔質母材の長手方向の外径変動率を示すグラフである。図５は、コア用ガラス母材１の、ガラス微粒子堆積前の外径Ｄを３０ｍｍ、出発部材１０の回転速度Ｒを３０ｒｐｍ、バーナ２３の出発部材１０の長手方向に対する相対移動速度ｖを５０ｍｍ／分としたときの光ファイバ用多孔質母材の長手方向の外径変動率を示すグラフである。図６は、コア用ガラス母材１の、ガラス微粒子堆積前の外径Ｄを４０ｍｍ、出発部材１０の回転速度Ｒを６０ｒｐｍ、バーナ２３の出発部材１０の長手方向に対する相対移動速度ｖを５０ｍｍ／分としたときの光ファイバ用多孔質母材の長手方向の外径変動率を示すグラフである。
【００２１】
表１〜４および図２〜６の結果から、本発明の光ファイバ用多孔質母材の製造方法は、光ファイバ用多孔質母材の長手方向における短周期の外径変動を抑制し、また、光ファイバ用多孔質母材の焼結後に、コア用ガラス母材とガラス微粒子の堆積層との境界部に剥離が生じるのを防止することができることが確認された。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の光ファイバ用多孔質母材の製造方法によれば、外付け法によって製造される光ファイバ用多孔質母材の長手方向における短周期の外径変動を抑制し、また、光ファイバ用多孔質母材の焼結後に、コア用ガラス母材とガラス微粒子の堆積層との境界部に剥離が生じるのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光ファイバ用多孔質母材の製造方法に用いられる光ファイバ用多孔質母材の製造装置の一例を示す概略構成図である。
【図２】Ｒ／ｖと光ファイバ用多孔質母材の長手方向の外径変動率（％）との関係を示すグラフである。
【図３】ＲＤ／ｖと光ファイバ用多孔質母材の長手方向の外径変動率（％）との関係を示すグラフである。
【図４】コア用ガラス母材の外径Ｄを１５ｍｍ、出発部材の回転速度Ｒを１０ｒｐｍ、バーナの出発部材の長手方向に対する相対移動速度ｖを５０ｍｍ／分としたときの光ファイバ用多孔質母材の長手方向の外径変動率（％）を示すグラフである。
【図５】コア用ガラス母材の外径Ｄを３０ｍｍ、出発部材の回転速度Ｒを１０ｒｐｍ、バーナの出発部材の長手方向に対する相対移動速度ｖを５０ｍｍ／分としたときの光ファイバ用多孔質母材の長手方向の外径変動率（％）を示すグラフである。
【図６】コア用ガラス母材の外径Ｄを４０ｍｍ、出発部材の回転速度Ｒを１０ｒｐｍ、バーナの出発部材の長手方向に対する相対移動速度ｖを５０ｍｍ／分としたときの光ファイバ用多孔質母材の長手方向の外径変動率（％）を示すグラフである。
【符号の説明】
１・・・コア用ガラス母材、２・・・ダミー部材、１０・・・出発部材、２１・・・反応容器、２２・・・把持具、２３・・・バーナ、２４・・・排気口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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