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JPS6259063B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPS6259063B2
JPS6259063B2 JP54130791A JP13079179A JPS6259063B2 JP S6259063 B2 JPS6259063 B2 JP S6259063B2 JP 54130791 A JP54130791 A JP 54130791A JP 13079179 A JP13079179 A JP 13079179A JP S6259063 B2 JPS6259063 B2 JP S6259063B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
tube
burner
gas
optical fiber
glass
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Expired
Application number
JP54130791A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS5654244A (en
Inventor
Katsuyuki Imoto
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.)
Hitachi Cable Ltd
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Cable Ltd
Hitachi 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.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Cable Ltd, Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Cable Ltd
Priority to JP13079179A priority Critical patent/JPS5654244A/ja
Publication of JPS5654244A publication Critical patent/JPS5654244A/ja
Publication of JPS6259063B2 publication Critical patent/JPS6259063B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • 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
    • C03B2207/00Glass deposition burners
    • C03B2207/20Specific substances in specified ports, e.g. all gas flows specified
    • C03B2207/26Multiple ports for glass precursor
    • C03B2207/28Multiple ports for glass precursor for different glass precursors, reactants or modifiers

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 従来の同心円状の多重管バーナを用いて集束型
光フアイバ母材を作成する方法には第1図に示す
方法が用いられている。この方法はバーナ1の各
管内にそれぞれ不活性ガス、酸化性ガス、可燃性
ガス、および不活性または酸化性ガスで搬送され
たドーパント濃度の異なる2種以上の原料ガスを
供給し、燃焼および火炎加水分解によつてガラス
微粒子を合成させ、これを軸方向に堆積、成長さ
せる方法である。この方法について実験的に検討
したが、バーナに次のような問題点があることが
判明した。
なお、2はターゲツト、3はターゲツトの回転
方向、4はターゲツトの軸方向の移動方向、5は
火炎、6はガラス多孔質母材である。
(1) 酸化性ガスO2と可燃性ガスH2を隣接して供
給する構成になつているので、バーナの出口部
でH2とO2が燃焼し、長時間使用していると出
口部が損焼し変形してしまい、使用できなくな
つてしまう。またO2およびH2の吹出し出口部
にガラス微粒子が付着し目づまりを生ずる。
(2) 集束型光フアイバ母材を作るには、最低5重
管構造にし、各々の管の外径、内径、管と管の
間のギヤツプの寸法を高精度におさえなければ
ならない。そのためには金属で作ればよいが、
(1)のような理由によりバーナ出口部の損焼を生
じ、金属がガラス母材中に混入して光フアイバ
損失を増大させる原因となる。石英ガラス製で
は(1)のような問題ばかりでなく、寸法精度良く
作ることに問題がある。
(3) (1)の対策としてO2とH2との間に不活性ガス
を流し、H2とO2の混合をバーナ出口部の前方
の空間部で行なう方法が考えられるが、この場
合には管を一つ増やして6重管構造にしなけれ
ばならず、複雑で増々寸法精度良く作ることが
困難である。
以上のような問題点があるために、作成した光
フアイバの伝送帯域特性、損失特性のバラツキが
大きく、かつ高品質のものを作ることが困難であ
つた。
本発明は上記問題点を解決するバーナを提供す
るものである。すなわち、簡易構造であり、バー
ナ出口部の損焼、熱変形、目づまりがなく長寿命
のバーナを提供するものである。従来のバーナ構
成と異なる点は、(1)ガラスの原料ガスを水素を含
むガスで搬送してバーナに供給(ただし、屈折率
を高めるガラス原料を供給する方の水素の量を屈
折率を低めるガラス原料を供給する方の水素の量
よりも少なくする)し、かつ(2)水素を含むガスと
酸化性ガスとの間に不活性ガスを流して水素と酸
化性ガスの混合をバーナ出口部の前方の空間部で
行ない、しかも(3)従来の多重管バーナよりも少な
くとも管が1つ少ない簡易のバーナである。
以下に本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。
第2図は本発明の集束型光フアイバ母材製造方
法の一実施例を説明するための概略図である。
11は円心状の4重管からなるバーナであり、
中心管7、第1中間管8、第2中間管9、外側管
10で構成されている。第1図の場合よりも管が
1つ少なく4重管で簡単な構造である。中心管7
にはSiCl4以外に屈折率を高めるドーパント、
GeCl4,POCl3の蒸気を水素を含むガス(たとえ
ばH2と不活性ガスの混合ガス)で搬送して供給
し、第1中間管8にはSiCl4以外に屈折率を低め
るドーパントBBr3の蒸気を水素を含むガスで搬
送して供給する。そして第2中間管9に不活性ガ
ス(たとえばAr,N2,He,Neなど)を流して外
側管10に供給するO2ガスと中心管、第1中間
管に流している水素ガスをしやへいし、O2とH2
の混合をバーナ出口部の前方lの位置の空間部で
行なうようにしてある。このlの位置は第2中間
管に流す不活性ガスの流量値で調節できる。lは
大きくとることによつてバーナ出口部の損焼、熱
変形、目づまりを防止できる。中心管7に流す水
素の量を第1中間管8に流す水素の量よりも少な
くすれば、中心部での燃焼温度が低く、その外周
部の燃焼温度が高くなるのでターゲツト2上に堆
積されたガラス多孔質母材6の半径方向のドーパ
ント濃度分布は第3図aに示すような半径方向に
ドーパント濃度分布を有するようになる。そして
このガラス多孔質母材を焼結することによつて第
3図bに示すごとく集束型屈折率分布を得ること
ができる。ここで中心管の水素の量Aと第1中間
管の水素の量BとはA/B=0.2〜0.6が好ましい。
第3図において、21は中心管からのドーパン
トの濃度分布を示す曲線、22は第1中間管から
のドーパントの濃度分布を示す曲線、23は中心
管からのドーパントによる屈折率変化を示す曲
線、24は第1中間管からのドーパントによる屈
折率変化を示す曲線、25は総合的な屈折率分布
を示す曲線である。
第4図は本発明の集束型光フアイバ母材製造用
バーナの別の実施例であり、aは上面図、bは断
面面である。このバーナ11′は中心管7′をバー
ナ出口部からLだけ引つ込ませてある。このLを
変えることによつて中心管7′から噴出するドー
パントのガスと第1中間管8′から噴出するドー
パントのガスの径方向拡散量を制御できる。この
ように、ガス状態で両方のドーパントのガスを混
合させるので、均一に拡散し易い。これに対し
て、従来のように燃焼させてから両方のドーパン
トを混合させる方法では両方のドーパントガスの
線速度の変化、温度分布特性など複雑な状態をも
つて混合、拡散するので不均な拡散になり易いと
いう欠点をもつ。第1図のバーナ1ではガス流
量、多重管の内、外径、ギヤツプ、バーナとガラ
ス母材の成長端との間隔を調節することによつて
屈折率を制御するのに対して、第4図のバーナは
上記プロセス変量以外にLが加わるので屈折率の
制御性を上げることが可能である。またLの範囲
のガス状態でドーパントを混合した後、燃焼雰囲
気中(バーナと成長端面との間隔)でドーパント
の拡散を行なわせるので半径方向の屈折率分布を
より連続的に変化させることが可能となる。
第5図は第4図の変形であり、バーナ11″の
中心管7″、第1中間管8″がバーナ出口部から
L′だけ中に引つ込んだ構造のものである。
第4図、第5図において、9′と9″は第2中間
管、10′と10″は外側管である。
次に本発明の実施例の具体例について述べる。
第2図において、中心管7にSiCl4,GeCl4
POCl3の蒸気をArでそれぞれ300c.c./min,150
c.c./min,80c.c./minバブルさせ、途中で1.5/
minのH2ガスと混合して供給した。第1中間管8
にSiCl4,BBr3の蒸気をArでそれぞれ300c.c./
min,130c.c./minバブルさせ、途中で3.5/min
のH2ガスと混合して供給した。第2中間管9に
は2.5/minのArガスを供給し、外側管10に
は10/minのO2ガスを供給した。そしてバーナ
出口部で点火してガラス微粒子を含んだ火炎5を
発生させ、矢印3方向に30rpmで回転させながら
矢印4方向に5mm/minの速度で引上げるターゲ
ツト(外径13mmの石英ムク棒)にガラス多孔質母
材6(外径75mm)を成長させた。約8時間連続し
て母材を成長させたが、バーナの出口部はまつた
く損焼、熱変形、ガラス微粒子の目づまりがなか
つた。またこの多孔質母材を電気炉(温度1300
℃)内に入れ、He雰囲気中(4/min)にてゾ
ーンメルト法により焼結しガラス化した。このガ
ラスロツドを石英管内に入れて融着しプリフオー
ムとした。次いでこのプリフオームを線引きして
光フアイバを得た。この光フアイバのベースバン
ド周波数帯域を測定した結果、8Kmの光フアイバ
長に対し、860MHz・Km(6dB低下)の広帯域特
性を得ることができた。さらに副次的効果とし
て、バーナの中心部の温度が低く、外側部の温度
が高いので、作成中に多孔質ガラス母材が落下し
たり、クラツクが入つたりするなどのトラブルを
生ぜず、安定して作成できるということもも明ら
かとなつた。
本発明は上記実施例に限定されない。ガラス原
料ガスはハロゲン化物、水素化物、アルキル化物
からなるシリコン化合物、あるいは屈折率制御用
化合物を含んだシリコン化合物を用いることがで
きる。バーナは3重管以上の多重管で構成され
る。集束型光フアイバ母材ばかりでなく、ステツ
プインデツクス型光フアイバ母材も作成可能であ
る。ステツプインデツクス型光フアイバ母材を作
成する場合には5重管とし中心管にコア用原料ガ
スを流し、第1中間管に不活性ガスを、第2中間
管にクラツド用原料ガスを、第3中間管に不活性
ガスを、そして外側管にO2ガスを流せばよい。
ただし原料ガスは水素を含むガスで搬送させる。
あるいは3重管でもステツプインデツクス型光フ
アイバ母材を作ることも可能である。この場合に
は中心管にコア用原料ガスをH2を含むガスで供
給し、中間管に不活性ガスを供給し、そして外側
管にクラツド用原料ガスをO2を含むガスで搬送
して供給する。バーナの材質はガラス、金属、磁
器を用いることができる。バーナの配置はターゲ
ツトの軸方向延長上、あるいは軸方向から半径方
向にずれた位置、さらには軸方向とある角度をも
たせた斜方向においてもよい。矢印4方向は天井
方向あるいは地下方向のいずれでもよい。バーナ
のノズル出口部は管径をテーパ状(減少方向ある
いは増大方向)にしてノズル部出口部から流出さ
れたガスの線速度が急激に減少するのを抑制する
ようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来技術による光フアイバ母材の製造
法を説明する概略断面図、第2図は本発明の一実
施例における光フアイバ母材の製造法を説明する
概略断面図、第3図aは本発明の一実施例におい
て得られたガラス多孔質母材のドーパント濃度分
布を示すグラフ、第3図bは本発明の一実施例に
おいて得られた光フアイバ母材の屈折率分布を示
すグラフ、第4図と第5図はそれぞれ本発明の他
の実施例で用いたバーナの構造を示す平面図と断
面図である。 各図において、1,11,11′および11″は
バーナ、2はターゲツト、3はターゲツトの回転
方向、4はターゲツトの軸方向の移動方向、5は
火炎、6はガラス多孔質母材、7,7′および
7″はバーナの中心管、8,8′および8″は第1
中間管、9,9′および9″は第2中間管、10,
10′および10″は外側管、21は中心からのド
ーパントの濃度分布を示す曲線、22は第1中間
管からのドーパントの濃度分布を示す曲線、23
は中間管からのドーパントによる屈折率変化を示
す曲線、24は第1中間管からのドーパントによ
る屈折率変化を示す曲線、25は総合的な屈折率
分布を示す曲線である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 円心円状のガラス微粒子発生用多重管バーナ
    を用いて出発材上に光フアイバ母材を成長させる
    方法において、上記バーナの中心から外側に向つ
    て各管内に供給するガスをそれぞれ、ガラス原料
    と水素を含むガス、不活性ガス、酸化性ガスと
    し、前記ガラス原料と水素を含むガスを流す中心
    管を他の管に比べて引つ込ませたことを特徴とす
    る光フアイバ母材の製造方法。 2 特許請求の範囲第1項において、前記不活性
    ガスを流す中間管を前記酸化性ガスを流す外側管
    に比べて引つ込ませたことを特徴とする光フアイ
    バ母材の製造方法。
JP13079179A 1979-10-12 1979-10-12 Preparation of optical fiber matrix Granted JPS5654244A (en)

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JP13079179A JPS5654244A (en) 1979-10-12 1979-10-12 Preparation of optical fiber matrix

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JP13079179A JPS5654244A (en) 1979-10-12 1979-10-12 Preparation of optical fiber matrix

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JPS5654244A JPS5654244A (en) 1981-05-14
JPS6259063B2 true JPS6259063B2 (ja) 1987-12-09

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ID=15042765

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