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JP2003277070A - Method for manufacturing porous preform - Google Patents

Method for manufacturing porous preform

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Publication number
JP2003277070A
JP2003277070A JP2002081925A JP2002081925A JP2003277070A JP 2003277070 A JP2003277070 A JP 2003277070A JP 2002081925 A JP2002081925 A JP 2002081925A JP 2002081925 A JP2002081925 A JP 2002081925A JP 2003277070 A JP2003277070 A JP 2003277070A
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JP
Japan
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burner
core
soot
tube
layer
Prior art date
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Application number
JP2002081925A
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Japanese (ja)
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JP3953855B2 (en
Inventor
Takakazu Goto
孝和 後藤
Masahiro Horikoshi
雅博 堀越
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujikura Ltd
Original Assignee
Fujikura Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/01Manufacture of glass fibres or filaments
    • C03B37/012Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
    • C03B37/014Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments made entirely or partially by chemical means, e.g. vapour phase deposition of bulk porous glass either by outside vapour deposition [OVD], or by outside vapour phase oxidation [OVPO] or by vapour axial deposition [VAD]
    • C03B37/01413Reactant delivery systems
    • C03B37/0142Reactant deposition burners
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B2207/00Glass deposition burners
    • C03B2207/04Multi-nested ports
    • C03B2207/06Concentric circular ports
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B2207/00Glass deposition burners
    • C03B2207/20Specific substances in specified ports, e.g. all gas flows specified
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
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    • C03B2207/36Fuel or oxidant details, e.g. flow rate, flow rate ratio, fuel additives

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  • Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide such a method for manufacturing a porous preform which can uniformly dope a core soot 4 with a dopant and can suppress the variation and fluctuation in the refractive index distribution of a glass preform to a lower level. <P>SOLUTION: The method for manufacturing the porous preform comprises manufacturing the porous preform by depositing the glass particulates synthesized by the gaseous raw materials jetted out of a burner 2 for cladding while forming the core soot 4 by depositing the glass particulates synthesized by the gaseous raw materials jetted out of the burner 1 for the core, thereby forming a clad soot 5. A multitubular burner which has flow passages for the gaseous raw materials, gaseous fuel and gaseous oxygen in a laminar form and has the external diameter of the outermost gaseous oxygen layer greater than 0.6 times the external diameter of the core soot 4 is used as the burner 1 for the core. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、大型の多孔質母材
を製造する場合でも、ドーパントを均一にドープするこ
とができるVAD法の改良に関する。 【0002】 【従来の技術】石英系光ファイバの製造に用いられる多
孔質母材の製造は、種種の方法によって行われている
が、その製造方法の一つとして、VAD法はよく知られ
ている。VAD法は、垂直に支持された出発部材を軸回
転させつつ、この出発部材の先端に、コア用バーナによ
り合成されたガラス微粒子を堆積させて、光ファイバの
コアとなるコアスートをロッド状に成長させるととも
に、このコアスートの外周に、クラッド用バーナにより
合成されたガラス微粒子を堆積させてクラッドの一部も
しくは全部となるクラッドスートを形成し、多孔質母材
とするものである。そして、得られた多孔質母材を高温
で加熱して脱水処理および透明ガラス化処理を行うこと
によりガラス母材とし、このガラス母材を線引きするこ
とによって光ファイバを製造することができる。 【0003】コア用バーナおよびクラッド用バーナによ
りガラス微粒子を合成するため、該バーナには、四塩化
ケイ素(SiCl4)や四塩化ゲルマニウム(GeC
4)などの原料ガス、水素などの燃料ガス、燃焼を助
けるための酸素ガス、アルゴンなどの不活性ガスが供給
されている。また、光ファイバに屈折率分布を付与する
ため、前記コア用バーナに供給する原料ガスの組成と、
前記クラッド用バーナに供給する原料ガスの組成を異な
るものとし、コア部に所定の濃度にてGeO2などのド
ーパントをドープして、クラッド部より屈折率を高くす
るようにしている。 【0004】また、光ファイバに所望の屈折率分布(プ
ロファイル)を付与するため、コア用バーナによる加熱
条件を制御して、ガラス微粒子層の表面温度を適切に変
化させて、GeO2などのドーパントのドープ量を調整
している。これは、ドーパントによっては、コアスート
内に取り込まれるドープ効率が、コアスートの表面温度
によって大きく変わることがあるからである。 【0005】例えば、GeO2は、コアスートの表面温
度が約500〜800℃程度の範囲であるときドープ効
率は高くなるが、コアスートの表面温度がこの範囲外で
あるとドープ効率が低下するとされている。この他、B
Br3、SnCl4などを原料としたドーパントも、ドー
プ効率がコアスートの表面温度の影響を受けやすいとさ
れている。 【0006】そこで、例えば、コアスートの周囲に放射
温度計を設置してコアスートの表面温度分布を測定し、
この測定値に基づいてドーパントがコアスートに均一に
取り込まれるように、コア用バーナとコアスートとの相
対位置や、コア用バーナに供給される燃料ガスの流量な
どの加熱条件を制御し、コアスートの表面の温度勾配を
適度に小さくすることが行われている。 【0007】 【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、光フ
ァイバの製造コストを削減するため、多孔質母材の寸法
は大型化する傾向にある。しかし、多孔質母材の寸法が
大型化することにより、コアスートの外径が太くなって
いるので、該コアスートの表面温度分布を制御すること
が困難になってきている。このため、コアスートへのド
ーパントのドープ量が周囲方向で不均一になり、多孔質
母材から製造されるガラス母材の屈折率分布の揺らぎや
変動が大きくなることがある。この結果、得られる光フ
ァイバの特性が低下するという問題がある。 【0008】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であって、コアスートにドーパントを均一にドープする
ことができ、ガラス母材の屈折率分布の変動と揺らぎを
小さく抑制しうる多孔質母材の製造方法を提供すること
を課題とする。 【0009】 【課題を解決するための手段】前記課題は、コア用バー
ナから噴出される原料ガスにより合成されたガラス微粒
子を出発部材の先端に堆積させてコアスートを形成しつ
つ、クラッド用バーナから噴出される原料ガスにより合
成されたガラス微粒子を前記コアスートの周囲に堆積さ
せてクラッドスートを形成することにより、多孔質母材
を製造する多孔質母材の製造方法において、前記コア用
バーナとして、原料ガスと燃料ガスと酸素ガスの流路を
層状に有し、最外酸素ガス層の外径が、前記コアスート
の外径の0.6倍以上である多重管バーナを用いること
によって解決される。 【0010】 【発明の実施の形態】以下、実施の形態に基づいて、本
発明を詳しく説明する。図1は、本発明に係る多孔質母
材の製造方法を実施する製造装置の一例を示したもので
ある。図1において、符号1はコア用バーナであり、符
号2はクラッド用バーナである。クラッド用バーナ2は
図1には1本のみ記載されているが、複数本であっても
よい。これらのコア用バーナ1およびクラッド用バーナ
2には、図示しないガス供給源から、水素などの燃料ガ
ス、酸素ガス、およびSiCl4、GeCl4などの原料
ガスが供給され、該原料ガスの熱酸化反応や火炎加水分
解反応により、ガラス微粒子が合成される。 【0011】コア用バーナ1により合成されたガラス微
粒子は、垂直に吊り下げられた出発部材3の先端に堆積
してコアスート4となり、軸方向に成長するようになっ
ている。また、クラッド用バーナ2により合成されたガ
ラス微粒子は、前記コアスート4の外周に堆積してクラ
ッドスート5を形成する。コア用バーナ1は、クラッド
用バーナ2より下方に設置されており、コアスート4
は、クラッドスート5より下方に垂下するように形成さ
れる。 【0012】前記出発部材3は、図示しない駆動手段に
より軸回転および上下動できるようになっている。出発
部材3が軸回転することにより、コアスート4およびク
ラッドスート5を軸対称に堆積させることができるよう
になっている。また、コアスート4の軸方向への成長に
合わせて、出発部材3を上方に引き上げるようになって
いる。 【0013】本実施の形態においては、少なくともコア
用バーナ1として、多重管バーナを用い、該多重管バー
ナの最外酸素ガス層の外径は、前記コアスート4の外径
の0.6倍以上となるものとする。このようにすること
によって、十分に大きな火炎が得られ、コアスート4の
表面の温度勾配が小さくなり、ドーパントを均一にドー
プすることができるようになる。コア用バーナ1の最外
酸素ガス層の外径の上限は、特には限定されないが、あ
まりに太いと、コア用バーナ1によって合成されたガラ
ス微粒子の噴出面積があまりに広くなり、必要以上のコ
アスート径となるか、必要とするコアスート径を得るた
めに不安定な堆積状態にしなければならなくなる等、好
ましくないので、一般に、前記コアスート4の外径以下
とすることが好ましい。 【0014】本発明において、多重管バーナとは、複数
の管を層状に配置して、各管の間隙にガスを供給し、ガ
ス層を複数の層に分けることができるバーナである。こ
の多重管バーナの構造、管の数およびそれぞれの管に流
すガスの種類は、特に限定されないが、一般的には、少
なくとも4重の管を有し、それぞれの管の間隙に、原料
ガス層、燃料ガス層、酸素ガス層、および不活性ガス層
が、それぞれ、1層以上設けられることが好ましい。 【0015】そして、いずれの燃料ガス層の外側に、不
活性ガス層を介して、または、不活性ガス層を介するこ
となく、酸素ガス層が設けられる。ここで、最外酸素ガ
ス層とは、酸素ガス層が1つのみであればそのものを指
し、酸素ガス層が複数あれば、そのうち最も外側にある
ものを指す。 【0016】原料ガスとは、SiCl4、GeCl4、S
iF4、BBr3などのガラス構成材料となるガスであ
る。一般的には、SiCl4を主成分とし、これにドー
パントとして、GeCl4、SiF4、BBr3などの一
種類または複数種類を適宜混合したものが用いられる。
また、原料ガスが安定にバーナに供給されやすくなるよ
うに、アルゴンなどのキャリヤーガスを混合し、希釈し
て流すようにすることもできる。 【0017】燃料ガスとしては、水素(H2)やプロパ
ン、ブタン、天然ガスなど、およびこれらのガスの複数
種類を所定の比率で混合したガスが例示される。しか
し、一般には、高温度が得られ、副生成物が少ないこと
から、水素を用いて、酸水素火炎とすることが好まし
い。不活性ガスとしては、アルゴン(Ar)やヘリウム
(He)、窒素などが例示されるが、安定性やコストな
どの観点から、アルゴンを用いることが好ましい。 【0018】多重管バーナとしては、例えば、図2に示
すような4重管構造として、ガス層を4層設けたものが
例示される。この多重管バーナにおいては、第1の管1
1の内側の1層目21には原料ガスが、第1の管11と
第2の管12との間隙の2層目22には燃料ガスが、第
2の管12と第3の管13との間隙の3層目23には不
活性ガスが、第3の管13と第4の管14との間隙の4
層目24には、酸素ガスが、それぞれ供給される。この
多重管バーナにおいては、最外酸素ガス層は4層目24
にあるので、最外酸素ガス層の外径とは、すなわち第4
の管14の内径に相当する。 【0019】また、図3に示すような5重管構造を有す
る多重管バーナも知られており、このような多重管バー
ナも、本実施の形態に使用することが可能である。この
多重管バーナにおいては、第1の管11の内側の1層目
21には原料ガスが、第1の管11と第2の管12との
間隙の2層目22には燃料ガスが、第2の管12と第3
の管13との間隙の3層目23には不活性ガスが、第3
の管13と第4の管14との間隙の4層目24には酸素
ガスが、第4の管14と第5の管15との間隙の5層目
25には不活性ガスが供給される。この多重管バーナに
おいては、最外酸素ガス層は4層目24にあるので、最
外酸素ガス層の外径とは、すなわち第4の管14の内径
に相当する。 【0020】また、図4に示すような8重管構造を有す
る二重火炎バーナを多重管バーナとして用いることもで
きる。二重火炎バーナとは、燃料ガスおよび酸素ガスの
層をそれぞれ2層設けることにより、二重火炎という大
きな火炎を得、火炎の温度を高めて、該火炎内で合成さ
れるガラス微粒子の粒子径を大きくし、堆積対象物に付
着しやすくすることと、従来の火炎よりも多量のガラス
微粒子を合成できることにより、多孔質母材の製造を高
速化することができるものである。 【0021】図4に示す二重火炎バーナにおいては、第
1の管11の内側の1層目21には原料ガスが、第1の
管11と第2の管12との間隙の2層目22には燃料ガ
スが、第2の管12と第3の管13との間隙の3層目2
3には不活性ガスが、第3の管13と第4の管14との
間隙の4層目24には酸素ガスが、第4の管14と第5
の管15との間隙の5層目25には不活性ガスが、第5
の管15と第6の管16との間隙の6層目26には燃料
ガスが、第6の管16と第7の管17との間隙の7層目
27には不活性ガスが、第7の管17と第8の管18と
の間隙の8層目28には酸素ガスが、それぞれ供給され
る。この二重火炎バーナにおいては、最外酸素ガス層は
8層目28にあるので、最外酸素ガス層の外径とは、す
なわち第8の管18の内径に該当する。 【0022】本実施の形態の多孔質母材の製造方法は、
コア用バーナ1として、上述のような多重管バーナを使
用するほかは、従来のVAD法による多孔質母材の製造
方法と同様に実施することができる。例えば、クラッド
用バーナ2の種類や本数、コア用バーナ1およびクラッ
ド用バーナ2に供給する燃料ガスや原料ガスの種類、配
合比などは、目的とする光ファイバの屈折率分布などの
特性に応じて、適切なものを使用することができる。本
実施の形態によって製造された多孔質母材は、従来と同
様に、加熱透明化してガラス母材としたのち線引きする
ことによって光ファイバとすることができる。 【0023】次に、具体例に基づいて本発明を説明す
る。図1に示した製造装置を用いて多孔質母材を製造し
た。コア用バーナ1としては、図2に示すような4重管
構造の多重管バーナを用い、1層目21に原料ガスとし
てSiCl4とGeCl4を流し、2層目22に水素、3
層目23にアルゴン、4層目24に酸素を流した。ここ
で、水素ガスの流量は、7〜16リットル/分、酸素ガ
スの流量は、4〜18リットル/分、SiCl4の流量
は1.9リットル/分、GeCl4の流量は0.1リッ
トル/分、アルゴンの流量は3.0リットル/分とし
た。 【0024】多重管バーナの最外酸素ガス層の外径φo
2およびコアスートの外径φcoreを表1に示すよう
に5通りに変化させ多孔質母材を製造した。 【0025】 【表1】 【0026】それぞれの条件で製造した多孔質母材を加
熱透明化してガラス母材としたのち、これらのガラス母
材の屈折率分布を測定し、この屈折率分布値から光ファ
イバとしたときのモードフィールド径(以下MFDとす
る)を求めた。ガラス母材の屈折率分布の揺らぎを数値
化するため、ここでは、「MFD変動」という量を、M
FD推定値の最大値と最小値の差の、平均値に対する百
分率として定義して用いた。この「MFD変動」は、次
の手順に従って測定することができる 【0027】まず、同一のガラス母材の長手方向の1箇
所に対して、6通りの方向から屈折率分布を測定する。
すなわち、各ガラス母材の長手方向で1箇所の測定位置
を設定し、この測定位置に対して、ガラス母材の回転角
度を60°づつ変化させながら、プリフォームアナライ
ザを用いて、ガラス母材の全周にわたって6回屈折率分
布を測定する。測定位置を長手方向に順次変えながら、
同様の手順を異なる長手方向位置で5回繰り返す。合計
30回測定された屈折率分布から、それぞれMFDを推
定し、この最大値と最小値の差の、平均値に対する百分
率をとることによって、「MFD変動」を求めることが
できる。 【0028】この場合、ガラス母材の屈折率分布の揺ら
ぎが小さければ、ガラス母材の回転角度を変化させて
も、また長手方向の各位置でも、このMFD推定値の変
動は極めて小さく、「MFD変動」が小さくなるものと
考えられる。逆に、ガラス母材の屈折率分布の揺らぎが
大きい場合、ガラス母材の回転角度を変化させたり、異
なる長手方向位置で測定した場合に、MFD推定値の変
動が大きくなり、「MFD変動」は大きくなるものと考
えられる。従って、上述のように測定される「MFD変
動」を用いることによって、ガラス母材の屈折率の揺ら
ぎを数値化することができる。特性の優れた光ファイバ
を得るためには、この「MFD変動」を1.5%以下と
することが好ましい。 【0029】「MFD変動」の測定結果を表1に示す。
表1に示す結果から明らかなように、上述の製造条件を
満足するようにコア用バーナ1による加熱条件を制御す
ることにより、「MFD変動」が1.5%以下になっ
た。このことから、本実施の形態の製造方法を用いるこ
とにより、ドーパントのドープ量を均一にし、ガラス母
材の屈折率分布の揺らぎを極めて小さく抑制できたこと
が分かる。 【0030】 【発明の効果】以上説明したように、本発明の多孔質母
材の製造方法によれば、多孔質母材となるガラス微粒子
層にGeO2などのドーパントを均一にドープすること
ができるので、その多孔質母材から製造されるガラス母
材の屈折率分布の変動と屈折率の揺らぎを極めて小さく
抑制し、特性の優れた光ファイバを製造することができ
る。また、本発明は、特殊な装置を必要とすることな
く、単にコア用バーナを適切なものとすることにより容
易に実施することができる。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an improvement in a VAD method capable of uniformly doping a dopant even when a large-sized porous base material is manufactured. 2. Description of the Related Art A porous preform used for producing a silica-based optical fiber is produced by various methods, and as one of the production methods, the VAD method is well known. I have. In the VAD method, glass particles synthesized by a core burner are deposited on the tip of a vertically supported starting member while rotating the starting member axially, and a core soot that becomes a core of an optical fiber grows in a rod shape. At the same time, glass fine particles synthesized by a cladding burner are deposited on the outer periphery of the core soot to form a cladding soot that becomes a part or all of the cladding, and is used as a porous base material. Then, the obtained porous preform is heated at a high temperature to perform a dehydration treatment and a transparent vitrification treatment to form a glass preform, and an optical fiber can be manufactured by drawing the glass preform. [0003] In order to synthesize glass particles by a core burner and a clad burner, the burner includes silicon tetrachloride (SiCl 4 ) or germanium tetrachloride (GeC).
l 4 ), a fuel gas such as hydrogen, an oxygen gas for assisting combustion, and an inert gas such as argon. Further, in order to impart a refractive index distribution to the optical fiber, the composition of the raw material gas supplied to the core burner,
The composition of the raw material gas supplied to the cladding burner is made different, and the core is doped with a dopant such as GeO 2 at a predetermined concentration so that the refractive index is higher than that of the cladding. Further, in order to impart a desired refractive index distribution (profile) to the optical fiber, the heating conditions of the core burner are controlled to appropriately change the surface temperature of the glass fine particle layer, and a dopant such as GeO 2 is used. Is adjusted. This is because the doping efficiency taken into the core soot may vary greatly depending on the surface temperature of the core soot depending on the dopant. For example, the doping efficiency of GeO 2 increases when the surface temperature of the core soot is in the range of about 500 to 800 ° C., but the doping efficiency decreases when the surface temperature of the core soot is outside this range. I have. In addition, B
It is said that doping efficiency of Br 3 , SnCl 4 or the like as a raw material is easily affected by the surface temperature of the core soot. Therefore, for example, a radiation thermometer is installed around the core soot to measure the surface temperature distribution of the core soot,
Based on the measured values, the heating conditions such as the relative position between the core burner and the core soot and the flow rate of the fuel gas supplied to the core burner are controlled so that the dopant is uniformly incorporated into the core soot. Is appropriately reduced. [0007] In recent years, the size of the porous preform tends to increase in size in order to reduce the manufacturing cost of optical fibers. However, since the outer diameter of the core soot is increased due to the increase in the size of the porous base material, it has become difficult to control the surface temperature distribution of the core soot. For this reason, the doping amount of the dopant in the core soot becomes non-uniform in the peripheral direction, and the fluctuation and fluctuation of the refractive index distribution of the glass base material manufactured from the porous base material may increase. As a result, there is a problem that the characteristics of the obtained optical fiber deteriorate. The present invention has been made in view of the above circumstances, and is directed to a porous mother material capable of uniformly doping a dopant into a core soot and suppressing fluctuation and fluctuation of a refractive index distribution of a glass base material. It is an object to provide a method for manufacturing a material. The object of the present invention is to form a core soot by depositing glass fine particles synthesized by a raw material gas ejected from a core burner on a tip of a starting member, and forming a core soot from the clad burner. By depositing glass fine particles synthesized by the ejected raw material gas around the core soot to form a clad soot, in a method of manufacturing a porous base material to manufacture a porous base material, as the core burner, This problem can be solved by using a multi-tube burner having a flow path of a source gas, a fuel gas, and an oxygen gas in a layered form, wherein the outer diameter of the outermost oxygen gas layer is at least 0.6 times the outer diameter of the core soot. . Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments. FIG. 1 shows an example of a manufacturing apparatus for performing a method for manufacturing a porous base material according to the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a core burner, and reference numeral 2 denotes a clad burner. Although only one clad burner 2 is shown in FIG. 1, a plurality of burners may be used. A fuel gas such as hydrogen, an oxygen gas, and a source gas such as SiCl 4 and GeCl 4 are supplied to the core burner 1 and the clad burner 2 from a gas supply source (not shown). Glass particles are synthesized by the reaction or the flame hydrolysis reaction. The glass particles synthesized by the core burner 1 are deposited on the tip of a vertically suspended starting member 3 to form a core soot 4 and grow in the axial direction. The glass particles synthesized by the cladding burner 2 are deposited on the outer periphery of the core soot 4 to form the cladding soot 5. The core burner 1 is provided below the clad burner 2 and the core soot 4 is provided.
Are formed so as to hang down below the cladding soot 5. The starting member 3 can be rotated and moved up and down by driving means (not shown). By rotating the starting member 3 axially, the core soot 4 and the clad soot 5 can be deposited axially symmetrically. Further, the starting member 3 is pulled up in accordance with the growth of the core soot 4 in the axial direction. In the present embodiment, a multi-tube burner is used as at least the core burner 1, and the outer diameter of the outermost oxygen gas layer of the multi-tube burner is at least 0.6 times the outer diameter of the core soot 4. It is assumed that By doing so, a sufficiently large flame is obtained, the temperature gradient on the surface of the core soot 4 is reduced, and the dopant can be uniformly doped. The upper limit of the outer diameter of the outermost oxygen gas layer of the core burner 1 is not particularly limited, but if it is too large, the ejection area of the glass fine particles synthesized by the core burner 1 becomes too large, and the core soot diameter becomes larger than necessary. In general, it is preferable to set the outer diameter of the core soot 4 to be equal to or less than the outer diameter of the core soot because it is not preferable because an unstable deposition state is required to obtain a required core soot diameter. In the present invention, the multi-tube burner is a burner in which a plurality of pipes are arranged in layers, a gas is supplied to a gap between the pipes, and a gas layer can be divided into a plurality of layers. The structure of the multi-tube burner, the number of tubes and the type of gas flowing through each tube are not particularly limited, but generally have at least four tubes, and a raw material gas layer is provided between the tubes. It is preferable that at least one fuel gas layer, oxygen gas layer, and inert gas layer are provided. An oxygen gas layer is provided outside of any fuel gas layer via an inert gas layer or without an inert gas layer. Here, the outermost oxygen gas layer refers to the outermost one if there is only one oxygen gas layer, and refers to the outermost one of the oxygen gas layers if there are a plurality of oxygen gas layers. The source gas is SiCl 4 , GeCl 4 , S
It is a gas that becomes a glass constituent material such as iF 4 and BBr 3 . Generally, SiCl 4 is used as a main component, and as a dopant, one or a mixture of one or more of GeCl 4 , SiF 4 , and BBr 3 is used as appropriate.
In addition, a carrier gas such as argon may be mixed, diluted, and allowed to flow so that the source gas is easily supplied to the burner stably. Examples of the fuel gas include hydrogen (H 2 ), propane, butane, and natural gas, and a mixture of a plurality of these gases at a predetermined ratio. However, in general, it is preferable to use hydrogen to form an oxyhydrogen flame because a high temperature is obtained and the amount of by-products is small. Examples of the inert gas include argon (Ar), helium (He), and nitrogen. From the viewpoint of stability and cost, it is preferable to use argon. As the multi-tube burner, for example, a burner having four gas layers in a quadruple tube structure as shown in FIG. 2 is exemplified. In this multi-tube burner, the first tube 1
The raw material gas is stored in the first layer 21 inside the first tube 11, the fuel gas is stored in the second layer 22 in the gap between the first tube 11 and the second tube 12, and the second tube 12 and the third tube 13 In the third layer 23 of the gap between the third tube 13 and the fourth tube 14, an inert gas is supplied.
The layer 24 is supplied with oxygen gas. In this multi-tube burner, the outermost oxygen gas layer is the fourth layer 24.
Therefore, the outer diameter of the outermost oxygen gas layer is
Of the tube 14. A multi-tube burner having a quintuple tube structure as shown in FIG. 3 is also known, and such a multi-tube burner can be used in the present embodiment. In this multi-tube burner, the first layer 21 inside the first pipe 11 contains the raw material gas, the second layer 22 in the gap between the first pipe 11 and the second pipe 12 contains the fuel gas, Second tube 12 and third
In the third layer 23 in the gap with the tube 13, an inert gas is contained.
Oxygen gas is supplied to the fourth layer 24 in the gap between the fourth tube 14 and the fourth tube 14, and inert gas is supplied to the fifth layer 25 in the gap between the fourth tube 14 and the fifth tube 15. You. In this multi-tube burner, since the outermost oxygen gas layer is in the fourth layer 24, the outer diameter of the outermost oxygen gas layer corresponds to the inner diameter of the fourth pipe 14. A double flame burner having an eight-tube structure as shown in FIG. 4 can be used as a multi-tube burner. A double flame burner is a double flame provided with two layers of fuel gas and oxygen gas to obtain a large flame called a double flame, raise the temperature of the flame, and increase the particle diameter of the glass fine particles synthesized in the flame. Is increased, the adhesion to the object to be deposited is facilitated, and a larger amount of glass particles can be synthesized than in a conventional flame, whereby the production of the porous base material can be accelerated. In the double flame burner shown in FIG. 4, the raw material gas is contained in the first layer 21 inside the first tube 11 and the second layer in the gap between the first tube 11 and the second tube 12. The fuel gas is stored in the third layer 2 in the gap between the second pipe 12 and the third pipe 13.
3 is an inert gas, oxygen gas is in a fourth layer 24 in the gap between the third tube 13 and the fourth tube 14, and the fourth tube 14 and the fifth
In the fifth layer 25 in the gap with the pipe 15, an inert gas is contained.
The fuel gas is supplied to the sixth layer 26 in the gap between the pipe 15 and the sixth pipe 16, the inert gas is supplied to the seventh layer 27 in the gap between the sixth pipe 16 and the seventh pipe 17, Oxygen gas is supplied to the eighth layer 28 in the gap between the seventh tube 17 and the eighth tube 18. In this double flame burner, since the outermost oxygen gas layer is in the eighth layer 28, the outer diameter of the outermost oxygen gas layer corresponds to the inner diameter of the eighth tube 18. The method for producing a porous preform of the present embodiment is as follows.
Except for using the above-described multi-tube burner as the core burner 1, it can be carried out in the same manner as the conventional method of manufacturing a porous preform by the VAD method. For example, the type and number of the burners 2 for cladding, the types of fuel gas and raw material gas supplied to the burners 1 for core and the burners 2 for cladding, and the mixing ratio thereof are determined according to the characteristics such as the refractive index distribution of the target optical fiber. And appropriate ones can be used. The porous preform manufactured according to the present embodiment can be made into an optical fiber by heating and clearing the porous preform into a glass preform and then drawing the same as in the prior art. Next, the present invention will be described based on specific examples. A porous base material was manufactured using the manufacturing apparatus shown in FIG. As the core burner 1, a multi-tube burner having a quadruple tube structure as shown in FIG. 2 is used. As a source gas, SiCl 4 and GeCl 4 are passed through the first layer 21, and hydrogen and
Argon was supplied to the layer 23 and oxygen was supplied to the layer 24. Here, the flow rate of the hydrogen gas is 7 to 16 liters / minute, the flow rate of the oxygen gas is 4 to 18 liters / minute, the flow rate of SiCl 4 is 1.9 liters / minute, and the flow rate of GeCl 4 is 0.1 liter. / Minute, and the flow rate of argon was 3.0 liter / minute. Outer diameter φo of outermost oxygen gas layer of multi-tube burner
2 and the outer diameter φcore of the core soot were changed in five ways as shown in Table 1 to produce a porous base material. [Table 1] After the porous preforms manufactured under the respective conditions were heated and made transparent to obtain glass preforms, the refractive index distributions of these glass preforms were measured, and the refractive index distribution values were used to obtain optical fibers. The mode field diameter (hereinafter referred to as MFD) was determined. In order to quantify the fluctuation of the refractive index distribution of the glass base material, here, the amount of “MFD fluctuation” is represented by M
The difference between the maximum value and the minimum value of the FD estimation value was defined and used as a percentage of the average value. This "MFD fluctuation" can be measured according to the following procedure. First, the refractive index distribution is measured from one of six directions in one longitudinal direction of the same glass base material.
That is, one measurement position is set in the longitudinal direction of each glass preform, and the rotation angle of the glass preform is changed by 60 ° with respect to this measurement position, and the glass preform is used by using a preform analyzer. The refractive index distribution is measured six times over the entire circumference. While changing the measurement position sequentially in the longitudinal direction,
The same procedure is repeated five times at different longitudinal positions. The MFD can be determined by estimating the MFD from each of the refractive index distributions measured a total of 30 times and calculating the percentage of the difference between the maximum value and the minimum value with respect to the average value. In this case, if the fluctuation of the refractive index distribution of the glass base material is small, the fluctuation of the estimated MFD value is extremely small even when the rotation angle of the glass base material is changed and at each position in the longitudinal direction. It is considered that the “MFD fluctuation” becomes smaller. Conversely, when the fluctuation of the refractive index distribution of the glass base material is large, the fluctuation of the MFD estimated value becomes large when the rotation angle of the glass base material is changed or when the measurement is performed at different longitudinal positions, and the “MFD fluctuation” Is considered to be larger. Therefore, by using the “MFD fluctuation” measured as described above, the fluctuation of the refractive index of the glass base material can be quantified. In order to obtain an optical fiber having excellent characteristics, it is preferable that the “MFD fluctuation” be 1.5% or less. Table 1 shows the measurement results of the "MFD fluctuation".
As is clear from the results shown in Table 1, the "MFD fluctuation" was reduced to 1.5% or less by controlling the heating conditions using the core burner 1 so as to satisfy the above manufacturing conditions. From this, it is understood that the use of the manufacturing method of the present embodiment has made the doping amount of the dopant uniform and suppressed the fluctuation of the refractive index distribution of the glass base material to be extremely small. As described above, according to the method for producing a porous preform of the present invention, it is possible to uniformly dope a dopant such as GeO 2 into a glass fine particle layer serving as a porous preform. Therefore, the fluctuation of the refractive index distribution and the fluctuation of the refractive index of the glass base material manufactured from the porous base material can be suppressed to a very small value, and an optical fiber having excellent characteristics can be manufactured. Further, the present invention can be easily implemented by simply making the core burner appropriate without requiring a special device.

【図面の簡単な説明】 【図1】 本発明の多孔質母材の製造方法を実施するた
めに用いられる製造装置の一例の概略構成図である。 【図2】 本実施の形態においてコア用バーナとして用
いられる多重管バーナの第1の例を示す断面図である。 【図3】 本実施の形態においてコア用バーナとして用
いられる多重管バーナの第2の例を示す断面図である。 【図4】 本実施の形態においてコア用バーナとして用
いられる多重管バーナの第3の例を示す断面図である。 【符号の説明】 1…コア用バーナ、2…クラッド用バーナ、3…出発部
材、4…コアスート、5…クラッドスート。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an example of a manufacturing apparatus used to carry out a method for manufacturing a porous base material of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view showing a first example of a multi-tube burner used as a core burner in the present embodiment. FIG. 3 is a cross-sectional view showing a second example of a multi-tube burner used as a core burner in the present embodiment. FIG. 4 is a cross-sectional view showing a third example of a multi-tube burner used as a core burner in the present embodiment. [Description of Signs] 1 ... Core burner, 2 ... Clad burner, 3 ... Starting member, 4 ... Core soot, 5 ... Clad soot.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 【請求項1】 コア用バーナから噴出される原料ガスに
より合成されたガラス微粒子を出発部材の先端に堆積さ
せてコアスートを形成しつつ、クラッド用バーナから噴
出される原料ガスにより合成されたガラス微粒子を前記
コアスートの周囲に堆積させてクラッドスートを形成す
ることにより、多孔質母材を製造する多孔質母材の製造
方法において、 前記コア用バーナとして、原料ガスと燃料ガスと酸素ガ
スの流路を層状に有し、最外酸素ガス層の外径が、前記
コアスートの外径の0.6倍以上である多重管バーナを
用いることを特徴とする多孔質母材の製造方法。
Claims: 1. A material gas ejected from a cladding burner while depositing glass fine particles synthesized by a material gas ejected from a core burner on a tip of a starting member to form a core soot. In the method for producing a porous base material by forming a clad soot by depositing the glass particles synthesized by the above around the core soot to form a clad soot, a raw material gas and a fuel gas as the core burner And a flow path of oxygen gas in a layered form, wherein the outer diameter of the outermost oxygen gas layer is a multi-tube burner whose outer diameter is 0.6 times or more the outer diameter of the core soot. Production method.
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