(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１乃至複数本のガラス微粒子合成用バーナーを回転するターゲット棒に沿って相対的に繰り返し往復運動させつつ、ターゲット棒の外周面に珪素含有化合物を火炎加水分解して生成するガラス微粒子を堆積させて光ファイバ用ガラス母材を製造する方法において、堆積中の多孔質ガラス母材の直胴端部の嵩密度をその中間部よりも上げることを特徴とする凹凸の少ない光ファイバ用ガラス母材の製造方法。
【請求項２】
ガラス微粒子の堆積が直胴端部付近でなされている間、ターゲット棒の回転数を下げることにより、直胴端部の嵩密度を上げる請求項１に記載の凹凸の少ない光ファイバ用ガラス母材の製造方法。
【請求項３】
バーナーへの可燃性ガス及び／又は助燃性ガスの供給量を増加することにより、直胴端部の嵩密度を上げる請求項１に記載の凹凸の少ない光ファイバ用ガラス母材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、火炎加水分解反応によって生成するガラス微粒子をターゲット棒に堆積させる光ファイバ用ガラス母材の製造に係り、特に、透明ガラス化後、紡糸することで長手方向に安定したコア／クラッド比を有する光ファイバが得られる、凹凸の少ない光ファイバ用ガラス母材の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高純度石英ガラスや、光ファイバ用ガラス母材を製造する方法として、回転するターゲット棒に沿って繰り返し往復運動するガラス微粒子合成用バーナーを用いて、ターゲット棒の外周面に火炎加水分解で生成するガラス微粒子を堆積させて多孔質ガラス母材を合成し、これを約１５００℃でガラス化する方法がある。このガラス微粒子合成用バーナーには、Ｈ2等の可燃性ガスとＯ2等の助燃性ガス、ガラス微粒子の原料となるＳｉＣｌ4等の珪素含有化合物が供給され、火炎中で原料が加水分解されてガラス微粒子ＳｉＯ2が合成される。
【０００３】
この方法はＯＶＤ法と呼ばれ、これには、ターゲット棒を水平に設置して、バーナーを左右に往復運動させる方法や、バーナーを水平に設置して、ターゲット棒を上下に往復運動させる方法、さらに、バーナーを複数本配置したり、その配置の仕方を変える等、幾つかのバリエーションがある。
【０００４】
近年、紡糸工程の効率化・低コスト化をはかるため、光ファイバプリフォームの大口径化が進み、これに伴って、多孔質ガラス母材の外径もより大きなものが要求されている。
【０００５】
ＯＶＤ法で外径の大きな多孔質ガラス母材を製造する場合、単に堆積する層数を増すだけでも外径を大きくすることができるが、この場合、図２に示すように、ターゲット棒１にバーナー２，２ で生じたガラス微粒子流４を吹き付けて形成される多孔質ガラス母材３の直胴部の両端部分では、外径が増すにつれてガラス微粒子流４が乱れ、多孔質ガラス母材３の長手方向に滑らかとならず、形状が円柱状でなく、長手方向に外径が部分的に異なる凹凸形状となる。このような多孔質ガラス母材を透明ガラス化して紡糸すると、長手方向でコア／クラッド比が変化し、信号伝送特性が安定しないという問題が生じてきた。
【０００６】
そこで、本発明は、多孔質ガラス母材の直胴端部の凹凸を少なくすることができ、長手方向に安定したコア／クラッド比を有する光ファイバが得られる、光ファイバ用ガラス母材の製造方法を提供することを目的としている。
【０００７】
【問題を解決するための手段】
本発明の凹凸の少ない光ファイバ用ガラス母材の製造方法は、１乃至複数本のガラス微粒子合成用バーナーを回転するターゲット棒に沿って相対的に繰り返し往復運動させつつ、ターゲット棒の外周面に珪素含有化合物を火炎加水分解して生成するガラス微粒子を堆積させて光ファイバ用ガラス母材を製造する方法において、堆積中の多孔質ガラス母材の直胴端部の嵩密度をその中間部よりも上げることを特徴としている。
【０００８】
上記直胴端部の嵩密度を上げるには、ガラス微粒子の堆積が直胴端部付近でなされている間、ターゲット棒の回転数を下げるか、あるいは、バーナーへの可燃性ガス及び／又は助燃性ガスの供給量を増加するようにしても良い。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明者は、多孔質ガラス母材の直胴端部に凹凸が生じる原因を詳細に調査検討した結果、バーナーから出たガラス微粒子流が多孔質ガラス母材にぶつかり、そこで長手方向成分の流れが生じ、これが直胴端部において、長手方向に不均一な堆積を生じて凹凸となり、その後、この凹凸が成長していくことを究明した。
【００１０】
そこで本発明者は、多孔質ガラス母材の直胴端部の形状をなだらかにし、直胴端部における長手方向の曲率半径を大きくすることで、長手方向への火炎の流れ、すなわちガラス微粒子流が滑らかになり、堆積の不均一性を緩和できるのではないかと考え、この直胴端部、特にテーパー部と直胴部の境目の密度を上げることで、堆積量を変えずに形状だけを変化させたところ、直胴端部の凹凸の大きさが非常に小さくなることを確認した。
その結果、直胴部の凹凸が減り、これを透明ガラス化した光ファイバ用プリフォーム及び紡糸して得られる光ファイバは、コア／クラッド比が長手方向で安定し、製品歩留まりが向上する。
【００１１】
嵩密度を上げる方法としては、Ｈ2等の可燃性ガス、Ｏ2等の助燃性ガスの供給量を増したり、多孔質ガラス母材の回転数を下げる方法が有効であることを確認した。すなわち、これは、多孔質ガラス母材に対して相対的に往復運動するバーナーが、多孔質ガラス母材の端部付近を通過する際に、火炎の温度を上げたり、火炎中を多孔質ガラス母材表面が通過する速度を落とすことで、嵩密度を上げる方法である。
【００１２】
火炎の温度を上げる方法は、左右に往復運動しているバーナーが多孔質ガラス母材の直胴端部付近にある間は、Ｈ2とＯ2の流量を直胴中央部の１．１〜１．８倍となるように流量制御するのが好ましい。
また、火炎中を多孔質ガラス母材表面が通過する速度を落とす方法としては、バーナーが多孔質ガラス母材の直胴端部付近にある間は、ターゲット棒の回転数を直胴中央部の０．９〜０．５倍となるように制御するのが好ましい。
以下、実施例を挙げて本発明の製造方法をさらに詳述する。
【００１３】
【実施例】
（実施例１）
図１に示すように、バーナーにＨ2等の可燃性ガス、Ｏ2等の助燃性ガス及びＳｉＣｌ4等の珪素含有化合物を供給し、火炎加水分解で生成されるガラス微粒子を回転する石英ガラス製のターゲット棒１の外周面に堆積させた。２本のバーナー２，２をターゲット棒１に沿って繰り返し左右に往復運動させ、多孔質ガラス母材３が所定の径に達するまで、ガラス微粒子の堆積を続けた。
【００１４】
堆積中、左右に往復運動しているバーナー２，２が多孔質ガラス母材３の直胴端部付近にある間は、Ｈ2とＯ2の流量を直胴中央部の１．２倍となるように流量制御して、直胴端部の嵩密度を上げ、凹凸の少ない多孔質ガラス母材を製造した。
この多孔質ガラス母材を、Ｈｅ雰囲気中で透明ガラス化して外径２１０ｍｍφのガラス母材（プリフォーム）を得た。このガラス母材の直胴端部での凹凸の深さは、最大でも０．５ｍｍであった。
【００１５】
（実施例２）
図１において、バーナー２，２が多孔質ガラス母材３の直胴端部付近にある間は、ターゲット棒１の回転数を直胴中央部の０．７倍となるように制御して、直胴端部の嵩密度を上げ、凹凸の少ない多孔質ガラス母材を製造した。
この多孔質ガラス母材を、Ｈｅ雰囲気中で透明ガラス化して外径２１０ｍｍφのガラス母材を得た。このガラス母材の直胴端部での凹凸の深さは、最大でも０．７ｍｍであった。
【００１６】
（比較例１）
直胴端部の嵩密度を上げるような手段をとらず、長手方向への密度補正をかけない従来方法で多孔質ガラス母材を製造した。この多孔質ガラス母材は、図２に示すように、直胴端部に深い凹凸５を生じた。
この多孔質ガラス母材を、Ｈｅ雰囲気中で透明ガラス化して外径２１０ｍｍφのガラス母材を得た。このガラス母材の直胴端部での凹凸の深さは、最大３．２ｍｍであった。
【００１７】
【発明の効果】
本発明の製造方法によれば、直胴部の凹凸が減り、これを透明ガラス化した光ファイバ用プリフォーム及び紡糸して得られる光ファイバは、コア／クラッド比が長手方向で安定し、製品歩留まりが向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の凹凸の少ない光ファイバ用ガラス母材の製造方法を説明する概略斜視図である。
【図２】  従来技術による光ファイバ用ガラス母材の製造方法を説明する概略斜視図である。
【符号の説明】
１．      ターゲット棒、
２，２．  バーナー、
３．      多孔質ガラス母材、
４．      ガラス微粒子流、
５．      凹凸。
【図１】
0004398114.tif 000002
【図２】
0004398114.tif 000003