JP2020011881A

JP2020011881A - Manufacturing method of preform for optical fiber

Info

Publication number: JP2020011881A
Application number: JP2018136894A
Authority: JP
Inventors: 木村　達也; Tatsuya Kimura; 達也木村
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2018-07-20
Filing date: 2018-07-20
Publication date: 2020-01-23
Anticipated expiration: 2038-07-20
Also published as: JP7115095B2

Abstract

To provide a method for manufacturing an optical fiber preform, capable of lengthening a portion serving as an effective portion in a transparent glass preform after dehydration sintering when depositing glass fine particles to form an optical fiber preform having a core and a cladding.SOLUTION: A method for manufacturing an optical fiber preform 20 comprises: depositing glass fine particles synthesized by a core burner 1 in the axial direction of a seed rod 10 to form a core layer 21 while pulling the seed rod 10 in the axial direction; and depositing glass particles synthesized by a cladding burner 2 on the outer periphery of the core layer 21 to form a cladding layer 22. The deposition conditions of the cladding layer 22 are changed so that the amount of deposition of the glass particles used as the cladding layer 22 per the pulled unit length of the seed rod 10 increases while the pulled length of the seed rod 10 reaches from a predetermined length to the preset last length L2.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、光ファイバ用母材の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a preform for an optical fiber.

特許文献１は、光ファイバ用母材の製造方法に関する発明であって、複数のガラス合成用バーナを用い、合成するガラス微粒子体を複数のガラス合成用バーナに対して移動させつつ、ガラス微粒子体をＶＡＤ法によって成長させる方法が開示されている。
また、特許文献２は、ガラス母材の製造方法に関する発明であって、ガラス微粒子の堆積開始時は出発基材に嵩密度の大きいガラス微粒子を堆積させる必要があるとの記載がある。 Patent Document 1 is an invention related to a method for manufacturing a preform for an optical fiber, and uses a plurality of burners for synthesizing glass, and moves the glass microparticles to be synthesized with respect to the plurality of burners for synthesizing glass. Is grown by the VAD method.
Patent Document 2 is an invention relating to a method of manufacturing a glass base material, and describes that at the start of deposition of glass fine particles, it is necessary to deposit glass fine particles having a high bulk density on a starting base material.

特開２００１−２６１３６０号公報JP 2001-261360A 特開２０１４−２４６９３号公報JP 2014-24693 A

脱水焼結した透明ガラス母材において有効部となる部分は、ガラス微粒子を堆積させて光ファイバ用母材を形成する際に、コアとクラッドの外径の比率が一定になるようにしている（予め有効部にしようとした部分）。ところが、上記予め有効部にしようとした部分のうちの下方部分は、脱水焼結後の透明ガラス母材において、クラッドが先細りのテーパー形状になる場合がある。
上記テーパー形状になった部分は、透明ガラス母材において非有効部となってしまう。このため、透明ガラス母材の有効部が短くなるおそれがある。 The effective portion of the dehydrated and sintered transparent glass preform is made such that the ratio of the outer diameter of the core to the cladding is constant when the glass fine particles are deposited to form the preform for the optical fiber ( The part that was made effective beforehand). However, in the lower part of the part which is intended to be the effective part in advance, the cladding may become tapered in the transparent glass base material after dehydration sintering.
The tapered portion becomes an ineffective portion in the transparent glass base material. For this reason, the effective portion of the transparent glass base material may be shortened.

そこで、本発明は、ガラス微粒子を堆積させてコアとクラッドを有する光ファイバ用母材を形成する際に、脱水焼結後の透明ガラス母材において有効部となる部分を長くすることができる、光ファイバ用母材の製造方法を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention, when forming the optical fiber preform having a core and a clad by depositing glass fine particles, it is possible to lengthen a portion that becomes an effective portion in the transparent glass preform after dehydration sintering, An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a preform for an optical fiber.

本発明の一態様に係る光ファイバ用母材の製造方法は、
種棒を軸方向に引き上げながら、コア用バーナでガラス微粒子を合成して前記種棒の軸方向に堆積させてコアを形成すると共に、クラッド用バーナでガラス微粒子を合成して前記コアの外周に堆積させてクラッドを形成する、光ファイバ用母材の製造方法であって、
前記種棒の引き上げ長が、所定の長さに到達してから、予め設定された最終の長さまでの間で、
前記種棒の単位引き上げ長あたりの前記クラッドとなるガラス微粒子の堆積量が増加するように、前記クラッドの堆積条件を変化させる。 The method for manufacturing an optical fiber preform according to one embodiment of the present invention includes:
While pulling up the seed rod in the axial direction, the glass fine particles are synthesized by the core burner and deposited in the axial direction of the seed rod to form a core, and the glass fine particles are synthesized by the clad burner to form an outer periphery of the core. Forming a clad by depositing, a method for manufacturing a preform for an optical fiber,
The lifting length of the seed rod, from reaching a predetermined length, until a preset final length,
The deposition conditions of the clad are changed so that the deposition amount of the glass fine particles serving as the clad per unit pulling length of the seed rod is increased.

上記発明によれば、ガラス微粒子を堆積させてコアとクラッドを有する光ファイバ用母材を形成する際に、脱水焼結後の透明ガラス母材において有効部となる部分を長くすることができる。 According to the above invention, when forming a preform for an optical fiber having a core and a clad by depositing glass fine particles, a portion serving as an effective portion in a transparent glass preform after dehydration sintering can be lengthened.

本実施形態に係る光ファイバ用母材の製造方法の一例を概略的に示す側面図であり、成長開始位置からコア層の成長の先端部までの長さが予め設定された目標長に到達するまでの状態を示す図である。It is a side view which shows roughly an example of the manufacturing method of the preform for optical fibers which concerns on this embodiment, and the length from the growth start position to the front-end | tip part of growth of a core layer reaches the preset target length. FIG. 予め設定された目標長に到達した後、コア層の成長を終了させる位置に到達するまでの状態を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a state after reaching a preset target length and before reaching a position where growth of the core layer is terminated. コア層の成長を終了させる位置に到達した後、クラッド層の長手方向への成長をさらに継続している状態を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a state in which growth of the clad layer in the longitudinal direction is further continued after reaching a position where the growth of the core layer is completed. 図３の状態の後、クラッド層の成長を終了させる位置に到達した状態を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a state in which a state where the growth of the clad layer is terminated is reached after the state of FIG. 3. 光ファイバ用母材の脱水焼結を行うための脱水焼結炉の概略構成図である。It is a schematic structure figure of a dehydration sintering furnace for performing dehydration sintering of a base material for optical fibers. 本実施形態に係る製造方法によって製造された光ファイバ用母材を脱水焼結して得られた透明ガラス母材のコアとクラッドの外径の比率を説明する図である。It is a figure explaining the ratio of the outside diameter of the core of the transparent glass preform obtained by dehydration sintering of the preform for optical fibers manufactured by the manufacturing method concerning this embodiment, and the clad. 比較例の製造条件を示すグラフである。9 is a graph showing manufacturing conditions of a comparative example. 第一実施例の製造条件を示すグラフである。4 is a graph showing manufacturing conditions of the first embodiment. 第二実施例の製造条件を示すグラフである。7 is a graph showing manufacturing conditions of the second embodiment. 第三実施例の製造条件を示すグラフである。It is a graph which shows the manufacture conditions of a 3rd example. 第四実施例の製造条件を示すグラフである。14 is a graph showing manufacturing conditions of the fourth example. 第五実施例の製造条件を示すグラフである。It is a graph which shows the manufacturing condition of the 5th example. 第六実施例の製造条件を示すグラフである。It is a graph which shows the manufacturing conditions of the 6th example. 第七実施例の製造条件を示すグラフである。It is a graph which shows the manufacturing conditions of the 7th example.

（本発明の実施形態の説明）
最初に本発明の実施態様を列記して説明する。
本発明の一態様に係る光ファイバ用母材の製造方法は、
（１）種棒を軸方向に引き上げながら、コア用バーナでガラス微粒子を合成して前記種棒の軸方向に堆積させてコアを形成すると共に、クラッド用バーナでガラス微粒子を合成して前記コアの外周に堆積させてクラッドを形成する、光ファイバ用母材の製造方法であって、
前記種棒の引き上げ長が、所定の長さに到達してから、予め設定された最終の長さまでの間で、
前記種棒の単位引き上げ長あたりの前記クラッドとなるガラス微粒子の堆積量が増加するように、前記クラッドの堆積条件を変化させる。
上記方法によれば、予め有効部にしようとした部分のうちの下方部分において、クラッドとなるガラス微粒子の堆積量が増加するので、脱水焼結後の透明ガラス母材において、上記部分のクラッドが先細りのテーパー形状になることを抑制することができる。これにより、ガラス微粒子を堆積させてコアとクラッドを有する光ファイバ用母材を形成する際に、脱水焼結後の透明ガラス母材において有効部となる部分を長くすることができる。 (Description of Embodiment of the Present Invention)
First, embodiments of the present invention will be listed and described.
The method for manufacturing an optical fiber preform according to one embodiment of the present invention includes:
(1) While pulling up the seed rod in the axial direction, a glass fine particle is synthesized by a core burner and deposited in the axial direction of the seed rod to form a core, and a glass fine particle is synthesized by a clad burner to form the core. Forming a cladding by depositing on the outer periphery of the optical fiber preform,
The lifting length of the seed rod, from reaching a predetermined length, until a preset final length,
The deposition conditions of the clad are changed so that the deposition amount of the glass fine particles serving as the clad per unit pulling length of the seed rod is increased.
According to the above method, the deposition amount of the glass fine particles serving as the cladding increases in the lower part of the part which was previously made to be the effective part. A tapered shape can be suppressed. Thereby, when forming the optical fiber base material having the core and the clad by depositing the glass fine particles, the effective portion of the transparent glass base material after dehydration sintering can be lengthened.

（２）前記クラッド用バーナに供給するガラス原料の流量を増加させる、あるいは、前記種棒の引き上げ速度を減少させる、またはその両方を実行させる、ことにより前記クラッドの堆積条件を変化させる。
上記方法によれば、クラッド用バーナに供給するガラス原料の流量を増加させることにより、クラッドとなるガラス微粒子の堆積量が増加する。また、種棒の引き上げ速度を減少させることにより、単位時間あたりのガラス微粒子の堆積量が増加する。よって、予め有効部にしようとした部分のうちの下方部分においてクラッドとなるガラス微粒子の堆積量が増加するので、脱水焼結後の透明ガラス母材において、上記部分のクラッドが先細りのテーパー形状になることを抑制することができる。 (2) The deposition conditions of the clad are changed by increasing the flow rate of the glass raw material supplied to the clad burner, or decreasing the pulling speed of the seed rod, or performing both.
According to the above method, by increasing the flow rate of the glass raw material supplied to the cladding burner, the deposition amount of the glass fine particles to be the cladding increases. Also, by reducing the pulling speed of the seed rod, the amount of glass particles deposited per unit time increases. Therefore, since the deposition amount of the glass fine particles serving as the clad increases in the lower portion of the portion which is intended to be the effective portion in advance, the clad of the portion has a tapered shape in the transparent glass base material after dehydration sintering. Can be suppressed.

（３）前記クラッド用バーナに供給する水素ガスの流量を増加させることにより、前記クラッドの堆積条件を変化させる。
上記方法によれば、クラッド用バーナに供給する水素ガスの流量を増加させることにより、クラッドの嵩密度が大きくなり、脱水焼結後の透明ガラス母材において、クラッドが細くなることを抑制することができる。 (3) The deposition conditions of the clad are changed by increasing the flow rate of hydrogen gas supplied to the clad burner.
According to the above method, by increasing the flow rate of the hydrogen gas supplied to the cladding burner, the bulk density of the cladding increases, and in the transparent glass base material after dehydration sintering, the cladding is suppressed from becoming thin. Can be.

（４）前記ガラス原料の流量を増加させる場合は、前記ガラス原料の流量を、増加させる前の１．０１倍から１．０５倍に増加させる。
上記方法によれば、ガラス原料の流量が、１．０１〜１．０５倍に増加するので、予め有効部にしようとした部分のうちの下方部分においてクラッドとなるガラス微粒子の堆積量が増加する。これにより、脱水焼結後の透明ガラス母材において、上記部分のクラッドが先細りのテーパー形状になることを抑制することができる。 (4) When increasing the flow rate of the glass raw material, the flow rate of the glass raw material is increased from 1.01 times before the increase to 1.05 times.
According to the above method, since the flow rate of the glass raw material increases by 1.01 to 1.05 times, the deposition amount of the glass fine particles serving as the cladding increases in the lower portion of the portion which is to be made the effective portion in advance. . Thereby, in the transparent glass base material after dehydration sintering, it is possible to suppress the cladding in the above-mentioned portion from becoming tapered.

（５）前記種棒の引き上げ速度を減少させる場合は、前記引き上げ速度を、減少させる前の速度の９５％から９９％に減少させる。
上記方法によれば、種棒の引き上げ速度が、９５〜９９％に減少するので、予め有効部にしようとした部分の下方部分においてクラッドとなるガラス微粒子の堆積量が増加する。これにより、脱水焼結後の透明ガラス母材において、上記部分のクラッドが先細りのテーパー形状になることを抑制することができる。 (5) When reducing the pulling speed of the seed bar, the pulling speed is reduced from 95% to 99% of the speed before the reduction.
According to the above method, since the pulling speed of the seed rod is reduced to 95 to 99%, the deposition amount of glass fine particles serving as cladding increases in a portion below a portion which is to be made an effective portion in advance. Thereby, in the transparent glass base material after dehydration sintering, it is possible to suppress the cladding in the above-mentioned portion from becoming tapered.

（本発明の実施形態の詳細）
本発明の実施形態に係る光ファイバ用母材の製造方法の具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。
なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 (Details of the embodiment of the present invention)
A specific example of a method for manufacturing a preform for an optical fiber according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
It should be noted that the present invention is not limited to these exemplifications, but is indicated by the claims, and is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the claims.

本実施形態に係る光ファイバ用母材の製造方法では、複数のガラス合成用バーナを用いたＶＡＤ法によりガラス微粒子を堆積させて、複数の層を有する光ファイバ用母材（ガラス微粒子堆積体）が合成される。図１〜図３は、本実施形態に係る光ファイバ用母材の製造方法によって、光ファイバ用母材が合成され、成長する推移を示している。 In the method for manufacturing a preform for an optical fiber according to the present embodiment, glass fine particles are deposited by a VAD method using a plurality of burners for synthesizing glass, and a preform for an optical fiber having a plurality of layers (glass fine particle deposit). Are synthesized. FIGS. 1 to 3 show how the optical fiber preform is synthesized and grown by the method for producing an optical fiber preform according to the present embodiment.

図１に示すように、本実施形態では、コア用バーナ１およびクラッド用バーナ２の２本のガラス合成用バーナが設置されている。コア用バーナ１およびクラッド用バーナ２には、それぞれ所定のガラス原料ガス、および火炎を形成するための燃焼性ガスおよび助燃性ガスが供給される。コア用バーナ１およびクラッド用バーナ２は、それぞれ燃焼性ガスと助燃性ガスにより火炎を形成し、火炎中でガラス原料ガスを火炎加水分解反応させてガラス微粒子を生成する。ガラス原料ガスとしては、例えば四塩化珪素（ＳｉＣｌ_４）を用いる。また、燃焼性ガスとしては、例えば水素ガス（Ｈ_２）を用いる。また、助燃性ガスとしては、例えば酸素ガス（Ｏ_２）を用いる。 As shown in FIG. 1, in this embodiment, two burners for glass synthesis, a burner for core 1 and a burner for cladding 2, are provided. The core burner 1 and the clad burner 2 are supplied with a predetermined glass raw material gas, a combustible gas for forming a flame, and a combustible gas, respectively. The core burner 1 and the clad burner 2 each form a flame with the combustible gas and the auxiliary combustion gas, and cause the glass raw material gas to undergo a flame hydrolysis reaction in the flame to generate glass particles. As the glass raw material gas, for example, silicon tetrachloride (SiCl ₄ ) is used. As the combustible gas, for example, hydrogen gas (H ₂ ) is used. In addition, for example, oxygen gas (O ₂ ) is used as the combustion-supporting gas.

コア用バーナ１およびクラッド用バーナ２から供給されたＨ_２とＯ_２との火炎中でＳｉＣｌ_４を反応させてガラス微粒子（ＳｉＯ_２）が生成される。生成されたガラス微粒子は、回転されながら所定の引き上げ速度で引き上げられている種棒１０の下方に堆積される。種棒１０の引き上げに伴って継続的にガラス微粒子が堆積され、コア用バーナ１に対応するコア層２１と、クラッド用バーナ２に対応してコア層２１の外周に堆積されるクラッド層２２とからなる光ファイバ用母材２０が成長される。光ファイバ用母材２０は、種棒１０の回転軸を中心軸として種棒１０の長手方向に合成される。 Glass particles (SiO ₂ ) are generated by reacting SiCl _{4 in} a flame of H ₂ and O ₂ supplied from the core burner 1 and the clad burner 2. The generated glass microparticles are deposited below the seed rod 10 being pulled up at a predetermined pulling speed while being rotated. Glass fine particles are continuously deposited as the seed rod 10 is pulled up, and a core layer 21 corresponding to the core burner 1 and a clad layer 22 deposited on the outer periphery of the core layer 21 corresponding to the clad burner 2 are formed. The optical fiber preform 20 is grown. The optical fiber preform 20 is synthesized in the longitudinal direction of the seed rod 10 with the rotation axis of the seed rod 10 as a center axis.

コア層２１およびクラッド層２２の成長が進み、図２に示すように、成長開始位置（種棒１０の下端）からコア層２１の成長の先端部までの長さが予め設定された目標長Ｌ１に到達したら、コア用バーナ１へのガスの供給を停止させコア層２１の成長を終了させる。このとき、図３に示すように、クラッド用バーナ２は停止させず、光ファイバ用母材２０を上記と同様に引き上げながら、クラッド層２２の長手方向への成長をさらに継続する。そして、図４に示すように、クラッド層２２がコア層２１の先端部を覆うように堆積され、種棒１０の引き上げ長が最終の目標長Ｌ２に到達したときに、クラッド用バーナ２へのガスの供給を停止してクラッド層２２の成長を終了させる。 As the growth of the core layer 21 and the cladding layer 22 progresses, as shown in FIG. 2, the length from the growth start position (the lower end of the seed rod 10) to the tip of the growth of the core layer 21 is set to a predetermined target length L1. Is reached, the supply of gas to the core burner 1 is stopped, and the growth of the core layer 21 is terminated. At this time, as shown in FIG. 3, the cladding burner 2 is not stopped, and the growth of the cladding layer 22 in the longitudinal direction is further continued while the optical fiber base material 20 is pulled up in the same manner as described above. Then, as shown in FIG. 4, when the cladding layer 22 is deposited so as to cover the tip of the core layer 21, and when the pull-up length of the seed rod 10 reaches the final target length L2, the cladding layer 22 is transferred to the cladding burner 2. The gas supply is stopped to terminate the growth of the cladding layer 22.

本実施形態では、上記の光ファイバ用母材２０を製造する工程において、クラッド層２２を生成するガラス微粒子の種棒１０の単位引き上げ長あたりの堆積量が所定の期間で増加されるように、クラッド層２２の堆積条件を変化させている。堆積条件が変化される上記所定の期間とは、例えば種棒１０の引き上げ長が所定の長さに到達してから、予め設定された最終の長さまでの間とすることができる。 In the present embodiment, in the process of manufacturing the optical fiber preform 20, the deposition amount of the glass fine particles for forming the cladding layer 22 per unit pulling length of the seed rod 10 is increased in a predetermined period. The deposition conditions of the cladding layer 22 are changed. The predetermined period during which the deposition conditions are changed may be, for example, a period from when the pull-up length of the seed rod 10 reaches a predetermined length to a preset final length.

上記種棒１０の引き上げ長における所定の長さ（以下、ＬＸと称する）とは、脱水焼結後の透明ガラス母材において先細りのテーパー形状になる下方部分の長さに基づいて算出される長さを意味する。テーパー形状になる上記透明ガラス母材の下方部分の長さを基にして、光ファイバ用母材２０の下方部分におけるテーパー形状となり始める位置が算定される。算定された位置から上記種棒１０の引き上げ長における所定の長さＬＸが算出される。また、上記予め設定された最終の長さとは、種棒１０の引き上げ長が最終の目標長Ｌ２に到達したときの長さを意味する。 The predetermined length (hereinafter referred to as LX) in the pull-up length of the seed rod 10 is a length calculated based on the length of the lower part of the transparent glass base material after dehydration sintering that becomes tapered. Means. Based on the length of the lower portion of the transparent glass preform that becomes tapered, the position where the taper shape starts to be formed in the lower portion of the optical fiber preform 20 is calculated. From the calculated position, a predetermined length LX in the pulling length of the seed rod 10 is calculated. The preset final length refers to the length when the pull-up length of the seed rod 10 reaches the final target length L2.

上記種棒１０の引き上げ長が所定の長さＬＸに到達した位置（図１参照）は、例えば種棒１０の最終の引き上げ長Ｌ２（図４参照）よりも８０ｍｍから２００ｍｍ手前の位置（短い位置）となる。堆積量が増加されたことにより、図３，図４に示されるように、堆積量が増加し始めてから所定期間におけるクラッド部分２２ａでは、増加される前のクラッド層２２の径Ｒ１よりも大きな径Ｒ２となる。 The position where the pull-up length of the seed rod 10 has reached the predetermined length LX (see FIG. 1) is, for example, a position 80 mm to 200 mm before the final pull-up length L2 (see FIG. 4) of the seed rod 10 (short position). ). As shown in FIG. 3 and FIG. 4, the cladding portion 22a in the predetermined period after the deposition amount has started to increase due to the increase in the deposition amount has a diameter larger than the diameter R1 of the cladding layer 22 before the increase. R2.

クラッド層２２を生成するガラス微粒子の堆積量は、例えば種棒１０の単位引き上げ長あたりのクラッド用バーナ２に供給するガラス原料ガスの流量を増加させるように堆積条件を変化させることによって増加させることが可能である。
また、上記堆積量は、例えば種棒１０の引き上げ速度を遅くするように堆積条件を変化させることによって増加させることが可能である。
また、上記堆積量は、例えば上記ガラス原料ガスの流量の増加と上記種棒１０の引き上げ速度を遅くすることとを、組み合わせることによって増加させることも可能である。 The deposition amount of the glass particles for forming the cladding layer 22 is increased by changing the deposition conditions so as to increase the flow rate of the glass raw material gas supplied to the cladding burner 2 per unit pulling length of the seed rod 10. Is possible.
In addition, the deposition amount can be increased by changing the deposition conditions such that the pulling speed of the seed rod 10 is reduced, for example.
Further, the deposition amount can be increased by, for example, combining an increase in the flow rate of the glass raw material gas and a reduction in the pulling speed of the seed rod 10.

なお、堆積条件の変化として、クラッド層２２の嵩密度を高くすることにより、脱水焼結の際に光ファイバ用母材２０が径方向に収縮する割合を抑えて、脱水焼結後の透明ガラス母材が上記のようなテーパー形状になりにくくすることも可能である。
クラッド層２２の嵩密度を高くするには、例えば、種棒１０の単位引き上げ長あたりのクラッド用バーナ２に供給する水素ガスの流量を増加させるとよい。あるいは、種棒１０の単位引き上げ長あたりのクラッド用バーナ２に供給する酸素ガスの流量を減少させるようにしてもよい。 The deposition conditions are changed by increasing the bulk density of the cladding layer 22 to suppress the rate at which the optical fiber base material 20 shrinks in the radial direction during dehydration sintering. It is also possible to make it difficult for the base material to have the tapered shape as described above.
To increase the bulk density of the cladding layer 22, for example, the flow rate of hydrogen gas supplied to the cladding burner 2 per unit pulling length of the seed rod 10 may be increased. Alternatively, the flow rate of oxygen gas supplied to the cladding burner 2 per unit pulling length of the seed rod 10 may be reduced.

上記クラッド用バーナ２に供給するガラス原料ガスの流量を増加させる場合、その増加量は、１．０１倍から１．０５倍とすることが好ましい。
また、上記種棒１０の引き上げ速度を遅くする場合、９５％から９９％の速度とすることが好ましい。 When the flow rate of the glass raw material gas supplied to the cladding burner 2 is increased, it is preferable that the increase amount is 1.01 to 1.05 times.
Further, when the pulling speed of the seed rod 10 is reduced, it is preferable to set the speed to 95% to 99%.

上記ガラス原料ガスの流量、水素ガスの流量、および酸素ガスの流量を変化させる際には、種棒１０の引き上げ長が所定の長さに到達してから、予め設定された最終の長さまでの間において、流量を階段状に変化させるようにしてもよい。あるいは、上記期間において、流量を一気に変化させるようにしてもよい。また、上記種棒１０の引き上げ速度を遅くする際には、上記期間において、階段状に変化させてもよいし、一気に変化させてもよい。 When changing the flow rate of the glass raw material gas, the flow rate of the hydrogen gas, and the flow rate of the oxygen gas, from when the pulling length of the seed rod 10 reaches a predetermined length, to when the final length is set in advance. In between, the flow rate may be changed stepwise. Alternatively, in the above period, the flow rate may be changed at a stretch. When the pulling speed of the seed bar 10 is reduced, the speed may be changed stepwise or at a stretch in the above period.

なお、焼結した後のコア層２１は、クラッド層２２との嵩密度の違い、光ファイバ用母材２０の焼結時の自重の影響等により、先端部に向かうに連れて太くなりやすい。このため、予め有効部にしようとした部分のうちの下方部分においてもコア層２１が僅かに太くなる可能性がある。例えば、コア層２１の変化を考慮に入れて、クラッド層２２の堆積条件を変化させてもよい。 The core layer 21 after sintering tends to become thicker toward the tip due to the difference in bulk density from the cladding layer 22 and the effect of the weight of the optical fiber preform 20 during sintering. For this reason, there is a possibility that the core layer 21 becomes slightly thicker even in a lower portion of the portion which is to be made an effective portion in advance. For example, the deposition conditions of the cladding layer 22 may be changed in consideration of changes in the core layer 21.

以上のようにして、本実施形態に係る光ファイバ用母材の製造方法で製造された光ファイバ用母材２０は、脱水焼結工程を実施することにより、透明ガラス母材とすることができる。例えば、図５に示す加熱炉１００によって脱水焼結工程が実施される。
図５に示すように、光ファイバ用母材２０を加熱炉１００内に挿入する。光ファイバ用母材２０を挿入した加熱炉１００内に、Ｈｅなどの不活性ガスに加えて、Ｃｌ_２などの腐食性ガスを含む導入ガスをガス導入路１１０から導入し、ヒータ１２０を加熱させて脱水処理を行う。その後、ヒータ１２０をさらに加熱させて焼結温度に上昇させ、光ファイバ用母材２０を焼結処理することにより透明化された透明ガラス母材が得られる。 As described above, the optical fiber preform 20 manufactured by the method for manufacturing an optical fiber preform according to the present embodiment can be made into a transparent glass preform by performing a dehydration sintering step. . For example, the dehydration sintering step is performed by the heating furnace 100 shown in FIG.
As shown in FIG. 5, the optical fiber preform 20 is inserted into the heating furnace 100. Introducing a gas containing a corrosive gas such as Cl ₂ in addition to an inert gas such as He into the heating furnace 100 into which the optical fiber base material 20 is inserted, from the gas introduction passage 110 to heat the heater 120. To perform a dehydration treatment. Thereafter, the heater 120 is further heated to raise the sintering temperature, and the optical fiber preform 20 is subjected to a sintering process to obtain a transparent glass preform which is made transparent.

ところで、従来の光ファイバ用母材の製造方法のようにクラッド層の堆積条件を変化させない場合、光ファイバ用母材を脱水焼結して得られた透明ガラス母材３０Ａでは、図６の二点鎖線Ａで示されるような例えば長さＬ５に亘る下方部分がテーパー形状となっていた。 By the way, when the deposition conditions of the cladding layer are not changed as in the conventional method of manufacturing a preform for optical fiber, the transparent glass preform 30A obtained by dehydrating and sintering the preform for optical fiber is the same as FIG. For example, a lower portion extending over a length L5 as shown by a chain line A was tapered.

これに対して、本実施形態の光ファイバ用母材２０の製造方法によれば、クラッド層２２を生成するガラス微粒子の堆積量が、種棒１０の引き上げ長が所定の長さＬＸに到達してから、予め設定された最終の長さＬ２までの間で増加するように、クラッド層２２の堆積条件を変化させている。このため、光ファイバ用母材２０において、予め有効部にしようとした部分のうちの下方部分でクラッド層２２となるガラス微粒子の堆積量を増加させることができる。 On the other hand, according to the method for manufacturing the optical fiber preform 20 of the present embodiment, the deposition amount of the glass microparticles for forming the cladding layer 22 is such that the pulling length of the seed rod 10 reaches the predetermined length LX. After that, the deposition conditions of the cladding layer 22 are changed so as to increase up to a preset final length L2. For this reason, in the optical fiber preform 20, the deposition amount of the glass fine particles serving as the cladding layer 22 can be increased in the lower portion of the portion which is to be made the effective portion in advance.

これにより、例えば図６の実線Ｂで示されるように、脱水焼結後の透明ガラス母材３０において、下方のテーパー形状となる部分を、上記従来方法の場合の長さＬ５に対して長さＬ４に減少させることができる。すなわち、例えば図６に示す脱水焼結後の透明ガラス母材３０において、コア層２１とクラッド層２２との外径の比率が一定となる有効部をＬ３（Ｌ５からＬ４を引いた長さ）ほど長くすることができる。 Thereby, as shown by a solid line B in FIG. 6, for example, the lower tapered portion of the transparent glass base material 30 after dehydration sintering is longer than the length L5 in the conventional method. It can be reduced to L4. That is, for example, in the transparent glass base material 30 after dehydration sintering shown in FIG. 6, the effective portion where the ratio of the outer diameters of the core layer 21 and the cladding layer 22 is constant is L3 (the length obtained by subtracting L4 from L5). Can be longer.

また、本実施形態の光ファイバ用母材の製造方法によれば、クラッド層２２を形成するガラス微粒子の堆積量は、ガラス原料ガスの流量を増加させることにより、あるいは種棒１０の引き上げ速度を遅くすることにより、または両方を実施することにより増加させることが可能である。したがって、適切な堆積条件を適宜設定して光ファイバ用母材２０を製造することにより、脱水焼結後の透明ガラス母材３０において、下方部分のクラッドが先細りのテーパー形状になることをさらに抑制することができる。 Further, according to the method of manufacturing the optical fiber preform of the present embodiment, the deposition amount of the glass fine particles forming the cladding layer 22 can be increased by increasing the flow rate of the glass raw material gas or increasing the pulling speed of the seed rod 10. It can be increased by slowing down or by implementing both. Therefore, by appropriately setting the appropriate deposition conditions and manufacturing the optical fiber preform 20, the lower portion of the transparent glass preform 30 after the dehydration and sintering is further suppressed from having a tapered tapered shape. can do.

また、堆積条件の変化として、水素ガスの流量を増加させることにより、あるいは酸素ガスの流量を減少させることにより、クラッド層２２の嵩密度を大きくすることができる。これにより、脱水焼結の際に光ファイバ用母材２０が径方向に収縮する割合を抑えて、脱水焼結後の透明ガラス母材が上記のようなテーパー形状になりにくくすることも可能である。 The bulk density of the cladding layer 22 can be increased by increasing the flow rate of the hydrogen gas or decreasing the flow rate of the oxygen gas as a change in the deposition conditions. Thereby, the rate at which the optical fiber preform 20 contracts in the radial direction during dehydration sintering can be suppressed, and the transparent glass preform after dehydration sintering can be less likely to have the tapered shape as described above. is there.

また、本実施形態の光ファイバ用母材の製造方法において、堆積条件の変化として、例えばガラス原料ガスの流量を増加させる前の１．０１倍から１．０５倍の流量に増加させることにより、脱水焼結後の透明ガラス母材３０において、下方部分のクラッド層２２が先細りのテーパー形状になることを確実に抑制することができる。 Further, in the method of manufacturing the optical fiber preform of the present embodiment, as a change in the deposition conditions, for example, by increasing the flow rate of the glass raw material gas from 1.01 times to 1.05 times before increasing the flow rate, In the transparent glass base material 30 after the dehydration sintering, it is possible to reliably suppress the lower portion of the cladding layer 22 from becoming tapered.

また、本実施形態の光ファイバ用母材の製造方法において、堆積条件の変化として、例えば種棒１０の引き上げ速度を減少させる前の速度の９５％から９９％の速度に減少させることにより、脱水焼結後の透明ガラス母材３０において、下方部分のクラッド層２２が先細りのテーパー形状になることを確実に抑制することができる。 In the method of manufacturing the optical fiber preform of the present embodiment, the dehydration is performed by changing the deposition conditions by, for example, decreasing the pulling speed of the seed rod 10 from 95% to 99% of the speed before the reduction. In the transparent glass base material 30 after sintering, it is possible to reliably suppress the lower portion of the cladding layer 22 from becoming tapered.

（実施例）
以下の表１に示す例１〜例８の条件で、光ファイバ用母材の製造を行い、製造した光ファイバ用母材を脱水焼結させて透明ガラス母材を製造した。製造した透明ガラス母材において、有効部の長さを測定した。 (Example)
Under the conditions of Examples 1 to 8 shown in Table 1 below, an optical fiber preform was manufactured, and the manufactured optical fiber preform was dehydrated and sintered to produce a transparent glass preform. The length of the effective portion of the manufactured transparent glass base material was measured.

（比較例）
例１は、比較例である。例１では、図７のグラフに示すように、種棒１０の引き上げ長が所定の長さＬＸに到達してから、クラッド層の堆積条件を変化させないこと以外は、本実施形態に係る光ファイバ用母材の製造方法に準じて、光ファイバ用母材を製造した。その光ファイバ用母材を、脱水焼結した後の透明ガラス母材において、有効部の長さを測定した。 (Comparative example)
Example 1 is a comparative example. In Example 1, as shown in the graph of FIG. 7, the optical fiber according to the present embodiment except that the deposition condition of the clad layer was not changed after the pull-up length of the seed rod 10 reached the predetermined length LX. A base material for optical fiber was manufactured according to the method for manufacturing a base material for optical fiber. The length of the effective portion was measured in the transparent glass preform after the optical fiber preform was dehydrated and sintered.

（第一実施例）
例２は、第一実施例である。種棒１０の引き上げ長が所定の長さＬＸに到達してから、最終の長さＬ２までの間、すなわち所定の期間を、第一実施例では、図８のグラフに示すように、ガラス微粒子堆積位置−１８０ｍｍから０ｍｍまでの期間とした。この期間において、種棒１０の引き上げ速度を、遅くする前の速度の９５％にして光ファイバ用母材２０の製造を行った。引き上げ速度は、階段状に遅くなるように変化させた。
その結果、脱水焼結後の透明ガラス母材３０において、比較例に対して、有効部の長さを１０ｍｍ長くすることができた。 (First embodiment)
Example 2 is a first embodiment. In the first embodiment, as shown in the graph of FIG. 8, the glass fine particles are moved from the time when the raising length of the seed rod 10 reaches the predetermined length LX to the final length L2, that is, the predetermined period. The deposition position was a period from -180 mm to 0 mm. During this period, the optical fiber preform 20 was manufactured with the raising speed of the seed rod 10 being 95% of the speed before the speed was reduced. The pulling speed was changed so as to be slowed down stepwise.
As a result, in the transparent glass base material 30 after the dehydration sintering, the length of the effective portion could be increased by 10 mm compared to the comparative example.

（第二実施例）
例３は、第二実施例である。第二実施例では、図９のグラフに示すように、上記所定の期間を、ガラス微粒子堆積位置−１５０ｍｍから０ｍｍまでの期間とした。この期間において、種棒１０の引き上げ速度を、遅くする前の速度の９８％にして光ファイバ用母材２０の製造を行った。引き上げ速度は、一気に遅くなるように変化させた。
その結果、脱水焼結後の透明ガラス母材３０において、比較例に対して、有効部の長さを８ｍｍ長くすることができた。 (Second embodiment)
Example 3 is a second embodiment. In the second example, as shown in the graph of FIG. 9, the above-mentioned predetermined period was set to a period from the glass particle deposition position of −150 mm to 0 mm. During this period, the optical fiber preform 20 was manufactured with the pulling speed of the seed rod 10 set to 98% of the speed before the reduction. The pulling speed was changed so as to be reduced at once.
As a result, in the transparent glass base material 30 after dehydration sintering, the length of the effective portion could be increased by 8 mm compared to the comparative example.

（第三実施例）
例４は、第三実施例である。第三実施例では、図１０のグラフに示すように、上記所定の期間を、ガラス微粒子堆積位置−１２０ｍｍから０ｍｍまでの期間とした。この期間において、ガラス原料ガスの流量を、変化させる前の流量の１．０５倍に増加させるとともに、水素ガスの流量を、変化させる前の流量の１．０５倍に増加させて光ファイバ用母材２０の製造を行った。流量は、階段状に増加させた。
その結果、脱水焼結後の透明ガラス母材３０において、比較例に対して、有効部の長さを２４ｍｍ長くすることができた。 (Third embodiment)
Example 4 is a third embodiment. In the third embodiment, as shown in the graph of FIG. 10, the above-mentioned predetermined period is a period from the glass fine particle deposition position -120 mm to 0 mm. During this period, the flow rate of the glass raw material gas was increased to 1.05 times the flow rate before the change, and the flow rate of the hydrogen gas was increased to 1.05 times the flow rate before the change, so that the optical fiber motherboard was changed. Material 20 was manufactured. The flow rate was increased stepwise.
As a result, in the transparent glass base material 30 after dehydration sintering, the length of the effective portion was able to be increased by 24 mm as compared with the comparative example.

（第四実施例）
例５は、第四実施例である。第四実施例では、図１１のグラフに示すように、上記所定の期間を、ガラス微粒子堆積位置−１００ｍｍから０ｍｍまで期間とした。この期間において、ガラス原料ガスの流量および水素ガスの流量を、変化させる前の流量の１．０２倍に増加させて光ファイバ用母材２０の製造を行った。流量は、一気に増加させた。
その結果、脱水焼結後の透明ガラス母材３０において、比較例に対して、有効部の長さを２０ｍｍ長くすることができた。 (Fourth embodiment)
Example 5 is a fourth embodiment. In the fourth embodiment, as shown in the graph of FIG. 11, the predetermined period is a period from the position of depositing glass fine particles of -100 mm to 0 mm. During this period, the optical fiber preform 20 was manufactured by increasing the flow rate of the glass raw material gas and the flow rate of the hydrogen gas to 1.02 times the flow rate before the change. The flow rate was increased at once.
As a result, in the transparent glass base material 30 after the dehydration sintering, the length of the effective portion could be increased by 20 mm compared to the comparative example.

（第五実施例）
例６は、第五実施例である。第五実施例では、図１２のグラフに示すように、上記所定の期間を、ガラス微粒子堆積位置−１００ｍｍから０ｍｍまでの期間とした。この期間において、種棒１０の引き上げ速度を、遅くする前の速度の９９％にするとともに、ガラス原料ガスの流量を、変化させる前の流量の１．０２倍に増加させ、水素ガスの流量を、変化させる前の流量の１．０４倍に増加させて光ファイバ用母材２０の製造を行った。引き上げ速度および流量は、階段状に変化させた。
その結果、脱水焼結後の透明ガラス母材３０において、比較例に対して、有効部の長さを２４ｍｍ長くすることができた。 (Fifth embodiment)
Example 6 is a fifth embodiment. In the fifth embodiment, as shown in the graph of FIG. 12, the predetermined period is a period from the glass fine particle deposition position of −100 mm to 0 mm. In this period, the pulling speed of the seed rod 10 is set to 99% of the speed before the reduction, the flow rate of the glass raw material gas is increased to 1.02 times the flow rate before the change, and the flow rate of the hydrogen gas is increased. The optical fiber preform 20 was manufactured by increasing the flow rate to 1.04 times the flow rate before the change. The lifting speed and the flow rate were changed stepwise.
As a result, in the transparent glass base material 30 after dehydration sintering, the length of the effective portion was able to be increased by 24 mm as compared with the comparative example.

（第六実施例）
例７は、第六実施例である。第六実施例では、図１３のグラフに示すように、上記所定の期間を、ガラス微粒子堆積位置−８０ｍｍから０ｍｍまでの期間とした。この期間において、種棒１０の引き上げ速度を、遅くする前の速度の９９％にするとともに、ガラス原料ガスの流量を、変化させる前の流量の１．０１倍に増加させ、水素ガスの流量を、変化させる前の流量の１．０２倍に増加させて光ファイバ用母材２０の製造を行った。引き上げ速度および流量は、一気に変化させた。
その結果、脱水焼結後の透明ガラス母材３０において、比較例に対して、有効部の長さを１６ｍｍ長くすることができた。 (Sixth embodiment)
Example 7 is a sixth embodiment. In the sixth embodiment, as shown in the graph of FIG. 13, the predetermined period is a period from the glass particle deposition position −80 mm to 0 mm. In this period, the pulling speed of the seed rod 10 is set to 99% of the speed before the reduction, the flow rate of the glass raw material gas is increased to 1.01 times the flow rate before the change, and the flow rate of the hydrogen gas is increased. The optical fiber base material 20 was manufactured by increasing the flow rate to 1.02 times the flow rate before the change. The lifting speed and the flow rate were changed at once.
As a result, in the transparent glass base material 30 after dehydration sintering, the length of the effective portion could be increased by 16 mm compared to the comparative example.

（第七実施例）
例８は、第七実施例である。第七実施例では、図１４のグラフに示すように、上記所定の期間を、ガラス微粒子堆積位置−２００ｍｍから０ｍｍまでの期間とした。この期間において、種棒１０の引き上げ速度を、遅くする前の速度の９８％にするとともに、水素ガスの流量を、変化させる前の流量の１．０２倍に増加させて光ファイバ用母材２０の製造を行った。引き上げ速度および流量は、階段状に変化させた。
その結果、脱水焼結後の透明ガラス母材３０において、比較例に対して、有効部の長さを１４ｍｍ長くすることができた。 (Seventh embodiment)
Example 8 is a seventh embodiment. In the seventh embodiment, as shown in the graph of FIG. 14, the predetermined period is a period from the glass particle deposition position -200 mm to 0 mm. In this period, the pulling speed of the seed rod 10 is set to 98% of the speed before the speed is reduced, and the flow rate of the hydrogen gas is increased to 1.02 times the flow rate before the change, so that the optical fiber preform 20 is increased. Was manufactured. The lifting speed and the flow rate were changed stepwise.
As a result, in the transparent glass base material 30 after the dehydration sintering, the length of the effective portion was able to be increased by 14 mm compared to the comparative example.

以上の結果より、いずれの実施例においても、脱水焼結後の透明ガラス母材３０における有効部の長さを長くすることができることを確認できた。 From the above results, it was confirmed that in any of the examples, the length of the effective portion in the transparent glass base material 30 after the dehydration sintering can be increased.

以上、本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。また、上記説明した構成部材の数、位置、形状等は上記実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等に変更することができる。 While the present invention has been described in detail and with reference to specific embodiments, it will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made without departing from the spirit and scope of the invention. Further, the number, position, shape, and the like of the constituent members described above are not limited to the above-described embodiment, and can be changed to numbers, positions, shapes, and the like suitable for carrying out the present invention.

１：コア用バーナ
２：クラッド用バーナ
１０：種棒
２０：光ファイバ用母材
２１：コア層
２２：クラッド層
３０（３０Ａ）：透明ガラス母材
１００：加熱炉
１１０：ガス導入路
１２０：ヒータ 1: burner for core 2: burner for clad 10: seed rod 20: base material for optical fiber 21: core layer 22: clad layer 30 (30A): transparent glass base material 100: heating furnace 110: gas introduction path 120: heater

Claims

While pulling up the seed rod in the axial direction, the glass fine particles are synthesized by the core burner and deposited in the axial direction of the seed rod to form a core, and the glass fine particles are synthesized by the clad burner to form an outer periphery of the core. Forming a clad by depositing, a method for manufacturing a preform for an optical fiber,
The lifting length of the seed rod, from reaching a predetermined length, until a preset final length,
A method for manufacturing an optical fiber preform, wherein the deposition conditions of the clad are changed such that the deposition amount of the glass fine particles serving as the clad per unit pulling length of the seed rod is increased.

2. The deposition condition of the clad according to claim 1, wherein the cladding deposition condition is changed by increasing a flow rate of a glass raw material supplied to the clad burner, or decreasing a seed bar pulling speed, or both. A method for producing a preform for an optical fiber.

The method for manufacturing a preform for an optical fiber according to claim 2, wherein a deposition condition of the clad is changed by increasing a flow rate of hydrogen gas supplied to the clad burner.

The optical fiber preform according to claim 2 or 3, wherein when increasing the flow rate of the glass raw material, the flow rate of the glass raw material is increased from 1.01 times to 1.05 times before the increase. Manufacturing method.

The optical fiber according to any one of claims 2 to 4, wherein when the pulling speed of the seed rod is reduced, the pulling speed is reduced from 95% to 99% of the speed before the reduction. Manufacturing method of base material.