特許 6097892 光ファイバ用多孔質ガラス母材の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6097892

(24)【登録日】2017年2月24日

(45)【発行日】2017年3月15日

(54)【発明の名称】光ファイバ用多孔質ガラス母材の製造方法

(51)【国際特許分類】

   C03B 37/018 20060101AFI20170306BHJP

   C03B 8/04 20060101ALI20170306BHJP

【ＦＩ】

   C03B37/018 C

   C03B8/04 C

【請求項の数】6

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2016-548394(P2016-548394)

(86)(22)【出願日】2016年3月31日

(86)【国際出願番号】JP2016060634

(87)【国際公開番号】WO2016159220

(87)【国際公開日】20161006

【審査請求日】2016年9月16日

(31)【優先権主張番号】特願2015-72915(P2015-72915)

(32)【優先日】2015年3月31日

(33)【優先権主張国】JP

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000005290

【氏名又は名称】古河電気工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】特許業務法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】中嶋 理樹

(72)【発明者】

【氏名】品田 政一

【審査官】 吉川 潤

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００７−１０６６１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−１９９５２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−１３９０４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−１１８５３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−２３３６３４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ０３Ｂ ３７／０１ − ３７／０１８

Ｃ０３Ｂ ３７／０７

Ｃ０３Ｂ ８／０４

Ｇ０２Ｂ ６／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ガラス微粒子合成用のバーナと回転するターゲットロッドとを相対的に往復移動させながら、ガラス原料ガスと燃焼ガスとを前記バーナに供給して合成せしめたガラス微粒子を前記ターゲットロッドの外周に堆積させる光ファイバ用多孔質ガラス母材の製造方法において、
製造する光ファイバ用多孔質ガラス母材の最終的な外径をＬ［ｍｍ］、製造途中のガラス微粒子堆積体の外径をＲ［ｍｍ］としたとき、
０．５Ｌ≦Ｒ≦０．８Ｌ
となる部分のガラス微粒子堆積層を合成する際に、
前記ターゲットロッドの回転速度をｒ［ｒｐｍ］とし、前記ターゲットロッドと前記バーナとの相対的移動速度をＶ［ｍｍ／ｍｉｎ．］としたとき、Ｖ／ｒで表わされるバーナの掃引ピッチＰ［ｍｍ］の変動が中心値の±１０％の範囲以内としながら、前記ターゲットロッドの回転速度ｒ［ｒｐｍ］を２００から２０の範囲内で徐々に低下させ、前記バーナの移動速度Ｖ［ｍｍ／ｍｉｎ．］を４０００から４００の範囲で徐々に低下させることを特徴とする光ファイバ用多孔質ガラス母材の製造方法。

【請求項2】

前記バーナの掃引ピッチＰ［ｍｍ］の変動が中心値の±５％の範囲以内であることを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ用多孔質ガラス母材の製造方法。

【請求項3】

単位時間あたりに堆積させた前記ガラス微粒子堆積層の密度ρ_ｃ［ｇ／ｃｍ^３］が０．９０以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の光ファイバ用多孔質ガラス母材の製造方法。

【請求項4】

単位時間あたりに堆積させた前記ガラス微粒子堆積層の密度ρ_ｃ［ｇ／ｃｍ^３］が０．８５以下であることを特徴とする請求項３に記載の光ファイバ用多孔質ガラス母材の製造方法。

【請求項5】

単位時間あたりに堆積させた前記ガラス微粒子堆積層の密度ρ_ｃ［ｇ／ｃｍ^３］が０．６５以上であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の光ファイバ用多孔質ガラス母材の製造方法。

【請求項6】

単位時間あたりに堆積させた前記ガラス微粒子堆積層の密度ρ_ｃ［ｇ／ｃｍ^３］が０．７０以上であることを特徴とする請求項５に記載の光ファイバ用多孔質ガラス母材の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光ファイバ用多孔質ガラス母材の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、光ファイバの生産性を向上させるために光ファイバ用ガラス母材の大型化が進んでいる。光ファイバ用ガラス母材は、ＶＡＤ（Vapor phase Axial Deposition）法やＭＣＶＤ（Modified Chemical Vapor Deposition）法、プラズマ法などによって作製された光を伝えるコアを含むターゲットロッドに、ＯＶＤ（Outside Vapor phase Deposition）法やＲＩＴ（Rod In Tube）法などによりクラッド部分を作製するなどの良く知られた製造方法により製造される。ここで、クラッド部分の作製にＯＶＤ法を用いる場合には、光ファイバ用多孔質ガラス母材の大型化には長尺化と太径化という２つの方法がある。

【0003】

しかし、光ファイバ用多孔質ガラス母材の長尺化を行うと製造装置が大型化して設置スペースや設備コストの点で制約される他、製造した光ファイバ用多孔質ガラス母材の取り扱いも難しいものとなる。そのため、光ファイバ用多孔質ガラス母材の大型化には可能な限り太径化によって対処されることが好ましい。また、既存の設備サイズなどの制約からＯＶＤ法によって製造される光ファイバ用多孔質ガラス母材の太径化にも自ずと限界がある。これら諸般の制約条件に配慮して光ファイバ用多孔質ガラス母材の大型化を実現する方法として、堆積させるガラス微粒子の密度を上げる方法がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平１０−１１４５３５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、堆積させるガラス微粒子の密度を上げると、光ファイバ用多孔質ガラス母材の堆積面上にこぶ状に堆積物が隆起した部分（以下、単に「瘤欠陥」と云う）が生じ易くなるという現象がある。この瘤欠陥は、ガラス微粒子を堆積する途中で一旦発生してしまうと、次第に大きく成長していく性質のものであり、光ファイバ用多孔質ガラス母材を不良品化してしまうこともある。また、瘤欠陥が光ファイバ用多孔質ガラス母材の端部に発生した場合は光ファイバ用多孔質ガラス母材全体を不良品化することはなくても、瘤欠陥が発生した部分を除去する必要があるので、製品として用いることができる領域が減少してしまう。そこで、歩留まりを悪化させないために、光ファイバ用多孔質ガラス母材に堆積させるガラス微粒子の密度を抑制せざるを得ない状況があった。

【0006】

さらに、光ファイバ用多孔質ガラス母材に堆積させるガラス微粒子の密度を一定に保った状況でも、製造条件によっては瘤欠陥が発生する場合と発生しない場合とが存在する。また、製造中の光ファイバ用多孔質ガラス母材の温度が上昇しすぎると瘤欠陥が発生しやすいことが知られているが（例えば特許文献１参照）、製造中の光ファイバ用多孔質ガラス母材の温度を一定に保った状況でも、製造条件によっては瘤欠陥が発生する場合と発生しない場合とが存在する。このように瘤欠陥の発生条件が不明確であるが故に、光ファイバ用多孔質ガラス母材に堆積させるガラス微粒子の密度を必要以上に抑制せざるを得ないことになる。

【0007】

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、その目的は、堆積面上に瘤欠陥が生じることを抑制できる光ファイバ用多孔質ガラス母材の製造方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の一態様に係る光ファイバ用多孔質ガラス母材の製造方法は、ガラス微粒子合成用のバーナと回転するターゲットロッドとを相対的に往復移動させながら、ガラス原料ガスと燃焼ガスとを前記バーナに供給して合成せしめたガラス微粒子を前記ターゲットロッドの外周に堆積させる光ファイバ用多孔質ガラス母材の製造方法において、製造する光ファイバ用多孔質ガラス母材の最終的な外径をＬ［ｍｍ］、製造途中のガラス微粒子堆積体の外径をＲ［ｍｍ］としたとき、０．５Ｌ≦Ｒ≦０．８Ｌとなる部分のガラス微粒子堆積層を合成する際に、前記ターゲットロッドの回転速度をｒ［ｒｐｍ］とし、前記ターゲットロッドと前記バーナとの相対的移動速度をＶ［ｍｍ／ｍｉｎ．］としたとき、Ｖ／ｒで表わされるバーナの掃引ピッチＰ［ｍｍ］の変動を中心値の±１０％の範囲以内としながら、前記Ｖおよび前記ｒを徐々に低下させることを特徴とする。

【0009】

また、本発明の一態様に係る光ファイバ用多孔質ガラス母材の製造方法は、前記バーナの掃引ピッチＰ［ｍｍ］の変動が中心値の±５％の範囲以内であることを特徴とする。

【0010】

また、本発明の一態様に係る光ファイバ用多孔質ガラス母材の製造方法は、単位時間あたりに堆積させた前記ガラス微粒子堆積層の密度ρ_ｃ［ｇ／ｃｍ^３］が０．９０以下であることを特徴とする。

【0011】

また、本発明の一態様に係る光ファイバ用多孔質ガラス母材の製造方法は、単位時間あたりに堆積させた前記ガラス微粒子堆積層の密度ρ_ｃ［ｇ／ｃｍ^３］が０．８５以下であることを特徴とする。

【0012】

また、本発明の一態様に係る光ファイバ用多孔質ガラス母材の製造方法は、単位時間あたりに堆積させた前記ガラス微粒子堆積層の密度ρ_ｃ［ｇ／ｃｍ^３］が０．６５以上であることを特徴とする。

【0013】

また、本発明の一態様に係る光ファイバ用多孔質ガラス母材の製造方法は、単位時間あたりに堆積させた前記ガラス微粒子堆積層の密度ρ_ｃ［ｇ／ｃｍ^３］が０．７０以上であることを特徴とする。

【発明の効果】

【0014】

本発明に係る光ファイバ用多孔質ガラス母材の製造方法は、堆積面上に瘤欠陥が生じることを抑制できるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】図１は、光ファイバ用多孔質ガラス母材の製造方法に用いられる製造装置の要部を模式的に示す斜視図である。

【図2】図２は、単位時間あたりに堆積させるスートの密度ρ_ｃ［ｇ／ｃｍ^３］が０．８５以下である光ファイバ用多孔質ガラス母材の製造データを示す図である。

【図3】図３は、単位時間あたりに堆積させスートの密度ρ_ｃ［ｇ／ｃｍ^３］が０．８５より大きく０．９０以下となる部分を含む光ファイバ用多孔質ガラス母材の製造データを示す図である。

【図4】図４は、掃引ピッチの変動が中心値の±１０％の範囲外となった光ファイバ用多孔質ガラス母材の製造データを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、図面を参照しながら、本発明にかかる光ファイバ用多孔質ガラス母材の製造方法の実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。以下では、光ファイバ用多孔質ガラス母材の製造方法の詳細を実施形態として説明し、その後に多くの実験の中から代表的なものを選択し、実施例および比較例として開示する。

【0017】

〔実施形態〕
図１は、光ファイバ用多孔質ガラス母材の製造方法に用いられる製造装置の要部を模式的に示す斜視図である。本実施形態の説明では、光ファイバ用多孔質ガラス母材の製造方法の一例として、ＯＶＤ法による製造方法を用いるが、本発明の実施はＯＶＤ法に限定されず、ガラス微粒子合成用のバーナと回転するターゲットロッドとを相対的に往復移動させながら、ガラス原料ガスと燃焼ガスとをバーナに供給して合成せしめたガラス微粒子をターゲットロッドの外周に堆積させる光ファイバ用多孔質ガラス母材の製造方法の一般に適用され得る。

【0018】

ＯＶＤ法は、ターゲットロッド１の外側からガラス原料ガスを火炎とともに吹き付けて、ガラス微粒子をターゲットロッド１上に堆積させる製造方法である。このＯＶＤ法に用いる製造装置の一例は、図１に示すように、要部としてチャック３と回転駆動機構４とバーナ５と外径測定器７と制御部８とを備えている。

【0019】

典型的なターゲットロッド１は、最終製品の光ファイバにてコアを構成する材料とその周囲のクラッドの一部を構成する材料とをガラス化して構成した芯棒である。なお、ガラス微粒子堆積層を堆積した後にターゲットロッド１を引き抜く製造方法もあり、ターゲットロッド１の構成は用途に応じて適切なものを選択して用いることができる。

【0020】

ターゲットロッド１の両端には、支持部２ａ，２ｂが設けられ、チャック３を介して回転自在に軸支されている。なお、図１では支持部２ｂに取り付けられるチャック等の構成は記載を省略している。

【0021】

回転駆動機構４は、モータと重量センサとを備えている。モータは、チャック３を介してターゲットロッド１を矢印Ａで示すように回転させるためのであり、重量センサはターゲットロッド１に堆積したガラス微粒子の重量を測定するためのものである。

【0022】

バーナ５は、ガラス原料ガスであるＳｉＣｌ_４ガスと、燃焼ガスであるＨ_２ガス及びＯ_２ガスとが供給され、燃焼ガスによって形成される火炎中でガラス原料ガスを火炎加水分解させてガラス微粒子を合成するためのものである。このガラス微粒子を回転するターゲットロッド１の外周に噴射し、ターゲットロッド１上にガラス微粒子を堆積させる。なお、このようにターゲットロッド１上に堆積したガラス微粒子堆積層をスート６という。

【0023】

バーナ５は、矢印Ｂで示すように、ターゲットロッド１の回転軸方向に往復直線移動するように構成されている。なお、バーナ５は、ターゲットロッド１に対して相対的に往復直線移動していればよく、バーナ５を固定して、ターゲットロッド１を回転軸方向に往復直線移動させてもよい。以下では、両者のうち何れが移動しているかを区別せず、バーナ５とターゲットロッド１との相対的な移動速度を、単にバーナ５の移動速度と云う。

【0024】

ターゲットロッド１は、回転駆動機構４によって矢印Ａ方向に回転駆動する。一方、バーナ５は、矢印Ｂで示すように直線往復移動する。結果、バーナ５がターゲットロッド１上のスート６の堆積面上を掃引する位置をプロットすると、破線Ｃで示されるような螺旋状の軌跡を描くことになる。したがって、ターゲットロッド１の回転速度およびバーナ５の移動速度を適切に調整することにより、バーナ５から噴射されるガラス微粒子は、ターゲットロッド１上に万遍なく堆積することになる。

【0025】

外径測定器７は、ターゲットロッド１上に堆積されたスート６の厚さを測定するための測定器である。外径測定器７は、例えば反射型変位計を用いて構成することができる。すなわち、外径測定器７は、レーザビームをスート６の表面へ所定の角度で照射し、スート６の表面にて反射して外径測定器７に帰還する位置をラインセンサ等で検出することにより、外径測定器７とスート６の表面との距離を測定する。予め、外径測定器７とターゲットロッド１の表面との距離を測定しておけば、外径測定器７とスート６の表面との距離からスート６の厚さが算出できる。なお、ターゲットロッド１とスート６とを含めた中間製造物をガラス微粒子堆積体と云い、このガラス微粒子堆積体の外径はスート径とも呼ばれる。

【0026】

制御部８は、回転駆動機構４に設けられた重量センサの出力と外径測定器７の出力とに基づいて、回転駆動機構４およびバーナ５を制御するよう構成されている。先述のように、重量センサは、ターゲットロッド１に堆積したスート６の重量を測定することができ、外径測定器７は、ターゲットロッド１に堆積したスート６の厚さを測定することができる。したがって、制御部８は、ターゲットロッド１に堆積したスート６の密度を算出することが可能である。なお、制御部８は、ターゲットロッド１に堆積したスート６の厚さおよび重量の時系列履歴を取得し、これら時系列履歴の差分情報から任意のスート径位置におけるスート６の密度を取得することも可能である。

【0027】

制御部８は、上記のように取得するスート６の密度を監視し、かつ、回転駆動機構４のモータの回転速度、バーナ５の移動速度、および、バーナ５から噴射するガラス原料ガスのガス条件を制御する。取得されたスート６の密度は、自動処理によって回転駆動機構４のモータの回転速度およびバーナ５の移動速度等に反映してもよく、オペレータの作業を介して回転駆動機構４のモータの回転速度およびバーナ５の移動速度等に反映してもよい。取得されたスート６の密度のデータを統計的に利用し、次以降の製造における回転駆動機構４のモータの回転速度、バーナ５の移動速度、および、バーナ５から噴射するガラス原料ガスのガス条件を決定してもよい。

【0028】

ここで、比較参考のために、従来の光ファイバ用多孔質ガラス母材の製造方法を説明する。従来の製造方法では、同一の光ファイバ用多孔質ガラス母材を製造している間は、バーナ５の移動速度およびターゲットロッド１の回転速度を一定にし、バーナ５から噴射するガラス原料ガスのガス条件（流量など）のみを制御して光ファイバ用多孔質ガラス母材を製造していた。

【0029】

ところが、スート６の密度ρ_ｃ［ｇ／ｃｍ^３］が、例えば０．６５以上など、高密度の場合、バーナ５から噴射するガラス原料ガスのガス条件のみを制御しては、十分に均質な密度の光ファイバ用多孔質ガラス母材を製造することが困難になってくる。そこで、バーナ５から噴射するガラス原料ガスのガス条件のみならず、バーナ５の移動速度およびターゲットロッド１の回転速度を調整する必要が生じてくる。

【0030】

光ファイバ用多孔質ガラス母材の合成初期は、ガラス微粒子堆積体の外径が小さいので、一般的にバーナ５の移動速度およびターゲットロッド１の回転速度を速く設定した方が、ガラス微粒子の堆積効率がよい。一方、合成中期においてガラス微粒子堆積体の外径がある程度大きくなると、バーナ５の移動速度やターゲットロッド１の回転速度が速いと堆積するガラス微粒子の密度が低くなってしまう。このため、合成が進むにつれて、バーナ５の移動速度およびターゲットロッド１の回転速度を徐々に下げてガラス微粒子の密度を所望範囲内に保つように調整する。

【0031】

一方、堆積させるガラス微粒子の密度を上げ過ぎると堆積面上に瘤欠陥が生じる頻度が高くなることが知られている。よって、歩留まりを悪化させないためには、光ファイバ用多孔質ガラス母材に堆積させるガラス微粒子の密度を抑制しなければならない。

【0032】

本発明の発明者らは、詳細なる実験の結果、同程度のガラス微粒子の密度であっても瘤欠陥が生じる場合と生じない場合があることを確認した。また、瘤欠陥が生じる頻度は、バーナ５がターゲットロッド１上のスート６の堆積面上を掃引する掃引ピッチの変動に相関があることを発見した。すなわち、掃引ピッチの変動を抑制すれば、瘤欠陥が生じる頻度を低減することが可能となることを見出した。

【0033】

ここで、掃引ピッチＰとは、ターゲットロッド１の回転速度をｒ［ｒｐｍ］、ターゲットロッド１とバーナ５との相対移動速度をＶ［ｍｍ／ｍｉｎ．］としたとき、これらの比Ｖ／ｒ［ｍｍ］で定義される量である。この掃引ピッチＰ（＝Ｖ／ｒ）は、ターゲットロッド１が１回転するうちにバーナ５が回転軸方向に相対移動する距離を表している。

【0034】

さらに、掃引ピッチＰの変動は、光ファイバ用多孔質ガラス母材の製造における所定の範囲において低減されることが重要であることを確認した。具体的には、製造する光ファイバ用多孔質ガラス母材の最終的な外径をＬ［ｍｍ］、合成途中のガラス微粒子堆積体の外径をＲ［ｍｍ］としたとき、
０．５Ｌ≦Ｒ≦０．８Ｌ
となる範囲のスート６を合成する際に、掃引ピッチＰの変動を抑制することが有効となる。

【0035】

上記条件に従う光ファイバ用多孔質ガラス母材の製造は、少なくとも単位時間あたりに堆積させたスート６の密度ρ_ｃ［ｇ／ｃｍ^３］が０．９０以下という高密度な場合においても、瘤欠陥の発生率を低減することが認められた。

【0036】

なお、このようにバーナ５の掃引ピッチＰ［ｍｍ］の変動を小さくすることで、瘤欠陥の発生を抑制できる理由は、バーナ５の掃引ピッチＰ［ｍｍ］の変動を小さくすることで、ガラス微粒子堆積体に対して一定の速度でバーナ５の火炎を当てることができ、ガラス微粒子堆積体の温度が急激に変化することがないので、急激に密度等の状態の変化が起こる部分が少なくなるからであると考えられる。

【0037】

また、光ファイバ用多孔質ガラス母材の最終的な外径をＬ［ｍｍ］としたときの、０．５Ｌ≦Ｒ≦０．８Ｌとなる範囲のスート６を堆積させる際に、バーナの掃引ピッチＰ［ｍｍ］の変動が大きく寄与する理由は以下のようなものが考えられる。

【0038】

合成途中のガラス微粒子堆積体の外径Ｒが０．５Ｌより小さい場合は、ガラス微粒子堆積体の外径が小さいので、堆積効率を高めるため、比較的速いバーナ５の移動速度およびターゲットロッド１の回転速度でガラス微粒子を堆積させる。結果、そもそも瘤欠陥は生じにくい。実際、後に提示する実施例や比較例を見ると解るように、合成途中のガラス微粒子堆積体の外径Ｒが、Ｒ＜０．５Ｌとなる範囲では、バーナ５の移動速度およびターゲットロッド１の回転速度が急激に低下しているが、瘤欠陥の発生に影響が観測されない。

【0039】

一方、合成途中のガラス微粒子堆積体の外径Ｒが０．８Ｌより大きい場合は、ガラス微粒子堆積体の外径が十分に大きく、バーナ５の移動速度およびターゲットロッド１の回転速度を遅くしても密度が上がりにくいので、急激に密度等の状態の変化も起こらず、瘤欠陥は生じにくい。

【0040】

なお、上記説明から解るように、掃引ピッチＰの変動を抑制するガラス微粒子堆積体の外径Ｒの範囲は、バーナ５の移動速度およびターゲットロッド１の回転速度によっても規定することができる。すなわち、光ファイバ用多孔質ガラス母材の製造工程を、バーナ５の移動速度およびターゲットロッド１の回転速度を比較的早く減速させていく合成初期と、バーナ５の移動速度およびターゲットロッド１の回転速度を比較的遅く減速させていく合成中期と、バーナ５の移動速度およびターゲットロッド１の回転速度をさらに遅く減速させていくが、密度の上昇が起きにくい合成後期とに分け、合成中期において掃引ピッチＰの変動を抑制するのである。

【0041】

この場合、合成途中のガラス微粒子堆積体の外径Ｒに関する範囲は、Ｒ＜０．５Ｌとなる範囲が合成初期に対応し、０．５Ｌ≦Ｒ≦０．８Ｌとなる範囲が合成中期に対応し、Ｒ＞０．８Ｌとなる範囲が合成後期に対応している。

【0042】

また、光ファイバ用多孔質ガラス母材の大型化を実現するには、堆積させるガラス微粒子の密度を上げる必要がある。特に合成後期は密度が低下しやすいが、ガラス微粒子堆積体の外径Ｒが０．５Ｌ以上の領域においては、密度ρ_ｃ［ｇ／ｃｍ^３］が０．６５以上であることが好ましく、より好ましくは０．７０以上である。密度ρ_ｃ［ｇ／ｃｍ^３］が０．８５以下という高密度であっても、掃引ピッチＰの変動を中心値の±１０％の範囲以内に収めることにより瘤欠陥の発生を十分に抑制することができる。また、少なくとも密度ρ_ｃ［ｇ／ｃｍ^３］が０．９０以下であれば、掃引ピッチＰの変動を中心値の±１０％の範囲以内に収めることにより、許容し得る程度に瘤欠陥の発生を抑制することができる。

【0043】

以下、本発明の検証実験で得られた光ファイバ用多孔質ガラス母材の製造データの一部を図２〜図４に開示する。図２、図３は、上記説明した製造条件に従う光ファイバ用多孔質ガラス母材の製造データであり、特に、図２は、単位時間あたりに堆積させるスートの密度ρ_ｃ［ｇ／ｃｍ^３］が０．８５以下である光ファイバ用多孔質ガラス母材の製造データであり（実施例１）、図３は、単位時間あたりに堆積させるスートの密度ρ_ｃ［ｇ／ｃｍ^３］が０．８５より大きく０．９０以下となる部分を含む光ファイバ用多孔質ガラス母材の製造データである（実施例２）。また、図４は、掃引ピッチの変動が中心値の±１０％の範囲外となった光ファイバ用多孔質ガラス母材の製造データである（比較例）。

【0044】

掃引ピッチの変動（％）は（任意の位置での掃引ピッチ−掃引ピッチの中心値）／掃引ピッチの中心値×１００で求める値とする。なお、掃引ピッチの中心値は、合成途中のガラス微粒子堆積体の外径Ｒについて、０．５Ｌ≦Ｒ≦０．８Ｌとなる範囲内における掃引ピッチの最大値と最小値の平均値とする。

【0045】

（実施例１）
実施例１の光ファイバ用多孔質ガラス母材の製造方法では、ターゲットロッドの外径を４０ｍｍとし、合成終了時の光ファイバ用多孔質ガラス母材の外径をおよそ２５０ｍｍとしている。

【0046】

ターゲットロッドの回転速度およびバーナの移動速度は、図２（ｂ）（ｃ）に示すように合成初期においては比較的急激に減少させ、合成中期においては徐々に低下させている。また、図２（ａ）に示すように、合成中期において掃引ピッチの変動が中心値の±１０％の範囲以内に抑えられている。

【0047】

以上の条件の下に、単位時間あたりに堆積させるスートの密度ρ_ｃ［ｇ／ｃｍ^３］が０．８５以下となるようにターゲットロッドの回転速度とバーナの移動速度を制御して、光ファイバ用多孔質ガラス母材を製造した。

【0048】

図２（ｄ）に示すように、上記条件の光ファイバ用多孔質ガラス母材の製造では、スートの密度ρ_ｃを０．６５≦ρ_ｃ≦０．８５に保つことができている。また、製造された光ファイバ用多孔質ガラス母材には、瘤欠陥は検出されなかった。

【0049】

（実施例２）
実施例２の光ファイバ用多孔質ガラス母材の製造方法では、実施例１と同様に、ターゲットロッドの外径を４０ｍｍとし、合成終了時の光ファイバ用多孔質ガラス母材の外径をおよそ２５０ｍｍとしている。

【0050】

ターゲットロッドの回転速度およびバーナの移動速度は、図３（ｂ）（ｃ）に示すように合成初期においては比較的急激に減少させ、合成中期においては徐々に低下させている。図３（ａ）に示すように、実施例２でも、実施例１と同様に、合成中期において掃引ピッチの変動が中心値の±１０％の範囲以内に抑えられている。

【0051】

以上の条件の下に、単位時間あたりに堆積させるスートの密度ρ_ｃ［ｇ／ｃｍ^３］が０．９０以下となるようにターゲットロッドの回転速度とバーナの移動速度を制御して、光ファイバ用多孔質ガラス母材を製造した。

【0052】

図３（ｄ）に示すように、上記条件の光ファイバ用多孔質ガラス母材の製造では、スートの密度ρ_ｃを０．６５≦ρ_ｃ≦０．９０に保つことができている。また、製造された光ファイバ用多孔質ガラス母材は、０．８５［ｇ／ｃｍ^３］より大きく０．９０［ｇ／ｃｍ^３］以下という高い密度の部分を含むが、瘤欠陥は検出されなかった。

【0053】

（比較例）
比較例の光ファイバ用多孔質ガラス母材の製造方法では、実施例と同様に、ターゲットロッドの外径を４０ｍｍとし、合成終了時の光ファイバ用多孔質ガラス母材の外径をおよそ２５０ｍｍとしている。

【0054】

ターゲットロッドの回転速度およびバーナの移動速度は、実施例と同様に、図４（ｂ）（ｃ）に示すように合成初期においては比較的急激に減少させ、合成中期においては徐々に低下させている。一方、図４（ａ）に示すように、比較例では、実施例とは異なり、合成中期において掃引ピッチの変動が中心値の±１０％の範囲以内に収まっていない。

【0055】

この条件の光ファイバ用多孔質ガラス母材を製造では、図４（ｄ）に示すように、スートの密度ρ_ｃを０．６５≦ρ_ｃ≦０．８５に保つことができているが、製造された光ファイバ用多孔質ガラス母材に瘤欠陥が検出された。

【0056】

（検証実験のまとめ）
ここで、上記開示した以外の例も含めた検証実験の結果についてまとめる。下記表１は、バーナの掃引ピッチの変動を変えた場合における瘤欠陥の発生率をまとめたものである。

【0057】

【表1】

【0058】

なお、上記表１に示された検証実験のサンプルは、以下の条件で取得された。光ファイバ用多孔質ガラス母材の製造において、０．５Ｌ≦Ｒ≦０．８Ｌとなる範囲のスートを堆積させる際に、ターゲットロッドの回転速度ｒ［ｒｐｍ］を２００から２０の範囲内で徐々に低下させ、バーナの移動速度Ｖ［ｍｍ／ｍｉｎ．］を４０００から４００の範囲で低下させる。このとき、掃引ピッチＰ＝Ｖ／ｒの中心値は、例えば２０．０とする。ただし、適正な掃引ピッチＰ＝Ｖ／ｒの中心値は、ガス条件や製造する多孔質母材のサイズ等、様々な条件により変化するため、実験的に好適な値を導き出し、適切な値を選択し得る。

【0059】

表１から明らかなように、バーナの掃引ピッチＰの変動は少ないほど好ましい。具体的には、掃引ピッチＰの変動が中心値の±１０％の範囲以内であれば十分効果的であるが、中心値の±５％の範囲以内であればさらに効果的である。

【0060】

具体的には、掃引ピッチＰの変動が中心値の±１０％の範囲外の場合に瘤欠陥の発生率が３０％であったものが、掃引ピッチＰの変動が中心値の±５％の範囲外かつ±１０％の範囲以内の場合では、瘤欠陥の発生率が約７％に低下し、瘤欠陥の発生率が大幅に低下する。さらに、掃引ピッチＰの変動が中心値の±５％の範囲以内の場合では、瘤欠陥の発生率が約３％に低下する。

【0061】

以上、本発明を実施形態に従い説明したが、本実施形態による本発明の開示の一部をなす記述及び図面により本発明が限定されることはない。すなわち、本実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施形態、実施例及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれる。

【産業上の利用可能性】

【0062】

以上のように、本発明に係る光ファイバ用多孔質ガラス母材の製造方法は、光ファイバ用多孔質ガラス母材の大型化に有用であり、特に、光ファイバ用多孔質ガラス母材の高密度化に適している。

【符号の説明】

【0063】

１ ターゲットロッド
２ａ，２ｂ 支持部
３ チャック
４ 回転駆動機構
５ バーナ
６ スート
７ 外径測定器
８ 制御部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】