(57)【要約】【課題】ＶＡＤ法によるガラス微粒子の堆積工程において、ガラス母材径の安定状態に速やかに到達でき、ガラス化後の有効部分が長くなり、結果的に製造コストを低減させることのできる光ファイバ母材の製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】ＶＡＤ法に用いられる出発部材であって、出発部材１が、円柱状の本体部１Ａと、この本体部の端部から弾頭形に膨出した先端部１Ｂとからなり、本体部の外径をａとし、本体部から膨出した長さをｂとしたときに、ｂ／ａの値が０．５以上であることを特徴とする出発部材１を用いる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
気相軸付け法に用いられる出発部材であって、円柱状の本体部と、この本体部の端部から弾頭形に膨出した先端部とからなり、本体部の外径をａとし、本体部から膨出した長さをｂとしたときに、
ｂ／ａ≧０．５
であることを特徴とする出発部材。
【請求項２】
気相軸付け法に用いられる出発部材であって、円柱状の本体部と、この本体部の端部から弾頭形に膨出した先端部とからなり、本体部の外径をａとし、本体部から膨出した長さをｂとしたときに、
３≧ｂ／ａ≧０．５
であることを特徴とする出発部材。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の出発部材を用いたことを特徴とする、気相軸付け法による光ファイバ母材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＶＡＤ法において、ガラス微粒子堆積工程を改良し、製造コストを低減させた光ファイバ母材の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光ファイバの製造方法として、光ファイバ母材を所定の雰囲気下で加熱線引きして所定の線径に加工する方法が一般的に採用されている。
その光ファイバ母材の製造方法の一つとして、反応容器内でバーナにより合成されたガラス微粒子を出発部材の下方に堆積、成長させる気相軸付け法（以下、適宜「ＶＡＤ法」という。）が広く用いられている。出発部材は通常、石英等の材質でできた棒状のものが使われる。
【０００３】
ＶＡＤ法を用いた従来の光ファイバ母材の製造工程の一例を図６に示す。この例では、棒状部材２の先端に石英ガラス製の出発部材１１を取り付け、反応室１０内に垂下し、回転・上昇させつつ、反応室１０内に設置されたコアバーナ４とクラッドバーナ５にガラス原料等を供給し、火炎反応によって堆積したガラス微粒子を出発部材の先端部周辺に吹き付けて堆積させ、コア層とクラッド層からなる多孔質ガラス母材が形成される。合成されたガラス微粒子は棒状の出発部材１１の軸方向に堆積・成長していく。こうして所定のサイズにまで堆積した多孔質ガラス母材３は、その後、反応室１０から取り出され、加熱炉にて高温で脱水処理され、ガラス化処理を施されて光ファイバ母材となる。
【０００４】
光ファイバ母材の製造コストを低減するために、出発部材付近の不良部分をいかに減らすことができるかという検討がなされてきた。出発部材付近の不良部分が生じるのは、バーナに原料を流し始めてから形成すべき多孔質ガラス母材の径（以下、適宜「ガラス母材径」という。）が安定するまでに時間がかかるからである。クラッド部分に関しては、クラッドバーナから原料を堆積させるタイミングを早めにすることにより、出発部材先端からの不良部分の長さを短くすることができる。しかし、コア部分に関しては、出発部材付近の不良部分を廃棄せざるをえないのが現状であり、解決方法が望まれていた。これに対し、特開平１１−１７１５７９号公報にあるように、出発部材の形状を特殊なものにしてコア部分の出発材料付近の不良部分を短くする方法がある。しかし、この方法では、出発部材の製造自体にコストがかかりすぎるため、結果的に光ファイバ母材の製造コストの低減にはつながらない。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１１−１７１５７９号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
よって、本発明は、上述の問題点を踏まえ、ガラス微粒子の堆積工程において、ガラス母材径の安定状態に速やかに到達でき、ガラス化後の有効部分が長くなり、結果的に製造コストを低減させることのできる光ファイバ母材の製造方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
かかる実情において、本発明者は、鋭意検討の結果、出発部材が、円柱状の本体部と、この本体部の端部から弾頭形に膨出した先端部とからなり、本体部の外径をａとし、本体部から膨出した長さをｂとしたときに、ｂ／ａの値が一定の大きさ以上である出発部材を用いてＶＡＤ法によりガラス微粒子を堆積させることによって、上記目的を達成することができることを見出し、本発明を完成した。
【０００８】
即ち、本発明の第１の発明は、気相軸付け法に用いられる出発部材であって、円柱状の本体部と、この本体部の端部から弾頭形に膨出した先端部とからなり、本体部の外径をａとし、本体部から膨出した長さをｂとしたときに、
ｂ／ａ≧０．５
であることを特徴とする出発部材である。
【０００９】
本発明の第２の発明は、気相軸付け法に用いられる出発部材であって、円柱状の本体部と、この本体部の端部から弾頭形に膨出した先端部とからなり、本体部の外径をａとし、本体部から膨出した長さをｂとしたときに、
３≧ｂ／ａ≧０．５
であることを特徴とする出発部材である。
【００１０】
本発明の第３の発明は、請求項１又は請求項２に記載の出発部材を用いたことを特徴とする、気相軸付け法による光ファイバ母材の製造方法である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明に係る出発部材は、当該出発部材の軸方向にガラス微粒子を堆積させて多孔質ガラス母材を形成させ、その多孔質ガラス母材をガラス化して光ファイバ母材を製造する気相軸付け法（ＶＡＤ法）の方法に用いられる。この出発部材の材質としては、石英等、従来の出発部材と同様のものが適用できる。本発明に係る出発部材の先端形状の一例を図１に示す。この例における出発部材１は、円柱状の本体部１Ａと、この本体部の端部から弾頭形に膨出した先端部１Ｂとからなり、本体部の外径をａとし、本体部から膨出した長さをｂとしたときに、ｂ／ａ≧０．５、好ましくは、３≧ｂ／ａ≧０．５となっている。本発明に係る出発部材においては、ｂ／ａの値が大きすぎる、即ち、先端部１Ｂが長すぎると、ガラス微粒子の堆積過程においてスート割れやスートの脱落が発生するおそれがあるため好ましくない。
一方、従来の出発部材の先端形状の一例を図５に示す。この例における出発部材１１は、円柱状の本体部１１Ａと、この本体部の端部から弾頭形に膨出した先端部１１Ｂとからなり、本体部の外径をａとし、本体部から膨出した長さをｂとしたときに、ｂ／ａ＜０．５となっている。
このように、本発明の出発部材は、その先端部のガラス微粒子が堆積する部分が、従来のものに比べて尖った形状となっている。
【００１２】
本発明に係る光ファイバ母材の製造装置の一例を図２に示す。この例においては、図６に示した従来の光ファイバ母材の製造装置で用いられる部材と同一の部材には同一の符号を付している。また、この例では、出発部材として、ｂ／ａの値が０．５以上であることを特徴とする出発部材１を用いている点が従来の光ファイバ母材の製造装置と相違している。この装置は反応容器１０の上方に、昇降自在で、かつ、所定の速度で回転することのできる棒状部材２が設けられており、この棒状部材２に本発明に係る出発部材１を取り付けることができるようになっている。反応容器１０の側方には、コアバーナ４及びクラッドバーナ５が取り付けられている。コアバーナ４は製造すべき光ファイバ母材のコア部分になるべき多孔質ガラス母材を形成するガラス微粒子を出発部材に吹き付けることができる。クラッドバーナ５は製造すべき光ファイバのクラッド部分になるべき多孔質ガラス母材を形成するガラス微粒子を出発部材に吹き付けることができる。また、反応容器１０の側方には、ガスを排出する排気部９が設けられている。
【００１３】
次いで、本発明に係る製造装置を用いたＶＡＤ法による光ファイバ母材の製造方法を説明する。この例では、出発部材として、ｂ／ａの値が０．５以上であることを特徴とする出発部材を用いている点が従来の光ファイバ母材の製造方法と相違している。この例では、出発部材１を所定の速度で回転することのできる棒状部材２に取り付けて回転させる。そして、出発部材１を所定の温度に加熱する。具体的には、この出発部材１の温度を４００℃以上にした状態で、多孔質ガラス母材の形成を開始するのが好ましい。出発部材１の温度が所定の温度になった後、コアバーナ４、クラッドバーナ５に原料を徐々に増加させながら供給する。こうして出発部材１の表面にガラス微粒子を堆積させる。ガラス微粒子を堆積するコアバーナ４、クラッドバーナ５の火炎が当たる部分は、通常８００〜１１００℃程度の高温に維持される。その後、徐々にコアバーナ４、クラッドバーナ５による火炎を弱め、形成途中の多孔質ガラス母材３の表面温度を下げていく。各バーナの条件を所定の条件に固定することにより形成途中の多孔質ガラス母材３を定常状態にする。多孔質ガラス母材３が定常状態になった後は、棒状部材２を多孔質ガラス母材３先端位置が一定となるように上昇させていき、出発部材１の下方にガラス母材径がほぼ一定のものを成長させていく。
なお、本発明に係る光ファイバ母材の製造方法では、ＶＡＤ法において火炎が当たる部分を弾頭形に膨出した先端部１Ｂの範囲に限定する必要はなく、また、弾頭形に膨出した先端部１Ｂの全範囲に火炎が当たるようにする必要はない。
【００１４】
本発明に係る出発部材１を用いてＶＡＤ法により形成した多孔質ガラス母材３の形状の一例を図３に示す。この例では、多孔質ガラス母材が目標の径に安定するまでの長さが短く、ガラス母材径が速やかに安定するようになる。このため、出発部材付近の不良部分（変動部）が少なく、ガラス化後の有効部分（定常部）が多くとれるので、結果的に、光ファイバ母材の製造コストを低減させることができる。
一方、従来の出発部材１１を用いてＶＡＤ法により形成した多孔質ガラス母材３の形状の一例を図７に示す。この例では、多孔質ガラス母材が目標の径に安定するまでの長さが長く、ガラス母材径はなかなか安定しない。このため、出発部材付近の不良部分（変動部）が多く、ガラス化後の有効部分（定常部）が少なくなるので、結果的に、光ファイバ母材の製造コストを低減させることができない。
【００１５】
【実施例】
本発明の実施例として、表１に示したような４種類の形状の出発部材を用いて、実施の形態において説明した製造方法によりガラス微粒子を堆積させ、多孔質ガラス母材の形成を行った。
【００１６】
【表１】
2004359501.tif 000003
【００１７】
その結果、ｂ／ａの値が大きいほど、多孔質ガラス母材が目標の径に安定するまでの長さは短くなり、ガラス母材径が速やかに安定するようになった。それぞれをファイバ化してモードフィールド径（以下適宜「ＭＦＤ」という。）を測定し、長手方向の変化をグラフ化すると、図４のような結果が得られる。図４によると、ｂ／ａの値が大きいほど、モードフィールド径が定常値になるまでの多孔質ガラス母材の長さが短くなることが分かる。例えば、ｂ／ａの値が０．３７１である出発部材Ａにおいては、モードフィールド径が定常値になるまで１５０ｍｍかかっていたのに対し、ｂ／ａの値が０．５以上である出発部材Ｂ、Ｃ、Ｄにおいては、１００ｍｍ以内でモードフィールド径が定常値となった。このように、ｂ／ａの値を大きくすることによって、速やかにガラス母材径が安定するようになり、モードフィールド径に代表される光学特性の安定が早くなる。従って、不良部分が短くなり、光ファイバ製造のコストダウンに寄与する。本実施例においては、本体部から膨出した長さｂがコアバーナの火炎の上端部分に達するまでｂの値を大きくした場合を、ｂ／ａの値の上限とする。
【００１８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、多孔質ガラス母材の形成過程において、目標ガラス母材径に達するまでの時間と長さが従来の方法を用いた場合に比べて短くなる。これにより、ガラス微粒子堆積工程が改善され、光ファイバ母材の有効部分が多くとれ、光ファイバ母材の製造コストを低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る出発部材の先端形状の一例を示す概略図である。
【図２】本発明に係る光ファイバ母材の製造装置の一例を示す概略図である。
【図３】本発明の実施に係る多孔質ガラス母材の形状の一例を示す概略図である。
【図４】本発明の実施に係り、スートの長手方向距離とモードフィールド径との関係を示すグラフである。
【図５】従来の出発部材の先端形状の一例を示す概略図である。
【図６】従来の光ファイバ母材の製造装置の一例を示す概略図である。
【図７】従来の多孔質ガラス母材の形状の一例を示す概略図である。
【符号の説明】
１・・・出発部材、円柱状の本体部・・・１Ａ、本体部の端部から弾頭形に膨出した先端部・・・１Ｂ
【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】
2004359501.tif 000008
【図６】
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【図７】
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