專利名稱：光纖母材的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在光纖的制造中使用的光纖母材的制造方法。
背景技術(shù)：
作為光纖的制造方法，有在形成光纖用多孔質(zhì)材料，燒結(jié)該光纖用多孔質(zhì)材料做成了光纖母材以后，把該母材熔融拉絲得到光纖的方法。
另外，作為光纖母材的制造方法有VAD法，OVD法，MCVD法，PCVD法等。其中，OVD(Outside Vapor Phase Deposition)法是在具備了成為芯子的玻璃材料的圓柱形出發(fā)部件的表面上，與氧、氫一起吹入四氯化硅(SiCl4)，四氯化鍺(GeCl4)等玻璃原料氣體，用氫氧燃燒爐把在其軸系旋轉(zhuǎn)的出發(fā)部件的表面在燃燒爐中加熱，堆積玻璃微粒子，形成由多層構(gòu)成的多孔質(zhì)層，作為光纖用多孔質(zhì)材料，然后把其在電爐中脫水、燒結(jié)，同時，做成透明的玻璃，制造光纖母材的方法。
但是，在通過光纖用多孔質(zhì)材料的燒結(jié)得到的光纖母材中，在芯子部分和通過多孔質(zhì)層的燒結(jié)形成的包層部分中，有時在兩者之間產(chǎn)生錯位或者剝離等制造不良。發(fā)明者認為這是由于出發(fā)部件與多孔質(zhì)層，或者形成多孔質(zhì)層的玻璃微粒子之間的粘合度低，在光纖用多孔質(zhì)材料的燒結(jié)時，多孔質(zhì)層的體積極大地收縮引起的。這樣，出發(fā)部件與多孔質(zhì)層，或者形成多孔質(zhì)層的玻璃微粒子之間的粘合度低是降低多孔質(zhì)層的體積密度的原因。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于以上問題而產(chǎn)生的，課題是提供在通過光纖用多孔質(zhì)材料的燒結(jié)得到的光纖母材中，在芯子部分與包層部分之間不會產(chǎn)生錯位或者剝離等制造不良的光纖母材的制造方法。
具體地講，目的在于提供提高光纖用多孔質(zhì)材料的多孔質(zhì)層的體積密度，提高出發(fā)部件與多孔質(zhì)層，或者形成多孔質(zhì)層的玻璃微粒子之間的粘合度的光纖母材的制造方法。
上述課題通過在沿著具備成為芯子的玻璃材料的圓柱形出發(fā)部件的外周部分的徑向，堆積玻璃微粒子，形成多孔質(zhì)層，形成光纖用多孔質(zhì)材料，燒結(jié)該光纖用多孔質(zhì)材料，制造光纖母材的光纖母材的制造方法中，根據(jù)具備在即將形成上述多孔質(zhì)層的工序之前把上述出發(fā)部件的表面進行加熱的加熱工序的光纖母材的制造方法可以解決。
理想的是，在上述加熱工序中，把上述出發(fā)部件的表面進行加熱，把表面溫度取為600℃以上，而且在形成上述多孔質(zhì)層的工序中，把堆積玻璃微粒子時的上述多孔質(zhì)層的表面溫度取為800～1150℃。


圖1是示出本發(fā)明的光纖母材的制造方法一例的概略結(jié)構(gòu)圖。
發(fā)明的具體實施形態(tài)以下，詳細地說明本發(fā)明。
圖1是示出本發(fā)明的光纖母材的制造方法一例的概略結(jié)構(gòu)圖。
該例的光纖用多孔質(zhì)材料的制造方法，首先，準備出發(fā)部件1，該出發(fā)部件是外徑10～40mm左右，長度500～2000mm左右的圓柱形，在其中間部分具備由添加了構(gòu)成光纖母材的芯子部分的氧化鍺的石英玻璃構(gòu)成的玻璃材料。另外，在該玻璃材料的外周部分，也可以疊層構(gòu)成光纖母材的包層部分的一部分的石英玻璃。
其次，用夾持件3、3夾持出發(fā)部件1的兩個端部，把出發(fā)部件1水平放置。
然后，在該狀態(tài)下，使出發(fā)部件1以其中心軸為中心旋轉(zhuǎn)。接著，在即將形成多孔質(zhì)層2之前用加熱用燃燒爐4把出發(fā)部件1表面的形成多孔質(zhì)層2的部分進行預加熱。這時，使加熱用燃燒爐4與出發(fā)部件1的長度方向平行移動。另外，作為加熱用燃燒爐4，使用氫氧燃燒爐等。
接著，在氫氧燃燒爐5的氫氧火焰中，與氧、氫一起供給SiCl4，GeCl4等玻璃原料氣體，通過火焰中的加水分解反應(火焰加水分解反應)，合成玻璃微粒子，在用加熱用燃燒爐4加熱了的出發(fā)部件1的表面以半燒結(jié)狀態(tài)沿著徑向堆積多層該玻璃微粒子，形成多孔質(zhì)層2，得到光纖用多孔質(zhì)材料。
接著，去除所得到的光纖用多孔質(zhì)材料的多余部分，把該光纖用多孔質(zhì)材料放入到電爐中，在氦(He)或者氖(Ne)的惰性氣體環(huán)境中脫水的同時燒結(jié)到成為透明的玻璃，得到外徑50～200mm左右，長度300～2000mm左右的圓柱形的光纖母材。
在上述光纖母材的制造方法中，在即將形成多孔質(zhì)層2之前用加熱用燃燒爐4進行加熱，最好使出發(fā)部件1表面的形成多孔質(zhì)層2的部分的表面溫度預先成為600℃以上，更理想的是650℃以上。在出發(fā)部件1的表面溫度小于600℃的情況下，即使把形成多孔質(zhì)層2的溫度設(shè)定為預定的溫度，出發(fā)部件1與多孔質(zhì)層2，或者形成多孔質(zhì)層2玻璃微粒子之間的粘合度也將降低。
形成多孔質(zhì)層2的玻璃微粒子在被堆積到出發(fā)部件1的表面時，處于半熔融狀態(tài)。從而，通過使出發(fā)部件1的表面溫度成為上述溫度范圍，出發(fā)部件1的表面也成為半熔融狀態(tài)，出發(fā)部件1與玻璃微粒子相互融合，提高兩者的粘合度。另外，如果出發(fā)部件1的表面溫度是上述溫度范圍內(nèi)，則在出發(fā)部件1的表面上玻璃微粒子難以冷卻，保持半熔融狀態(tài)，玻璃微粒子之間相互融合，將提高玻璃微粒子之間的粘合度。
特別是，沒有完全形成多孔質(zhì)層2的出發(fā)部件1的表面溫度非常低，在即將形成多孔質(zhì)層2之前，必須使出發(fā)部件1的表面溫度成為上述溫度范圍內(nèi)。
在上述的光纖母材的制造方法中，為了使出發(fā)部件1的表面溫度成為預定溫度，用加熱用燃燒爐4把出發(fā)部件l的表面進行了加熱，而在本發(fā)明的光纖母材的制造方法中，也可以通過電爐或者等離子等熱源把出發(fā)部件1總體進行加熱。
另外，在上述光纖母材的制造方法中，在形成多孔質(zhì)層2時，最好使多孔質(zhì)層2的表面溫度成為800～1150℃，更理想的是900～1150℃。通過這樣做，能夠提高出發(fā)部件1與多孔質(zhì)層2，或者形成多孔質(zhì)層2的玻璃微粒子之間的粘合度。這是因為為了提高出發(fā)部件1與多孔質(zhì)層2，或者形成多孔質(zhì)層2的玻璃微粒子之間的粘合度，如果提高多孔質(zhì)層2的形成溫度，則可以提高多孔質(zhì)層2的體積密度。多孔質(zhì)層2的形成溫度越高，則玻璃微粒子與出發(fā)部件1，或者玻璃微粒子之間相互融合，加大它們的接合面，在它們之間形成的細孔將非常小。從而，構(gòu)成多孔質(zhì)層2的細孔在多孔質(zhì)層2的每單位面積所占的比例減少，多孔質(zhì)層2的體積密度提高。為了提高多孔質(zhì)層2的形成溫度，使其表面溫度成為上述溫度范圍內(nèi)，要增加供給到氫氧燃燒爐5的氫氧火焰中的氧氫量。
另外，在形成多孔質(zhì)層2時，在多孔質(zhì)層的表面溫度小于800℃時，如果不提高多孔質(zhì)層2的體積密度，則不能夠提高出發(fā)部件1與多孔質(zhì)層2，或者形成多孔質(zhì)層2的玻璃微粒子之間的粘合度。另一方面，如果多孔質(zhì)層2的表面溫度超過1150℃，則把光纖用多孔質(zhì)材料燒結(jié)得到的光纖母材的表面狀態(tài)將不良。特別是，當多孔質(zhì)層2的表面溫度為1200℃以上時，在把光纖用多孔質(zhì)材料燒結(jié)得到的光纖母材內(nèi)將發(fā)生氣泡。
如果依據(jù)本發(fā)明的光纖母材的制造方法，則能夠提高光纖用多孔質(zhì)材料的多孔質(zhì)層的體積密度，提高出發(fā)部件與多孔質(zhì)層，或者形成多孔質(zhì)層的玻璃微粒子之間的粘合度。從而，在把光纖用多孔質(zhì)材料脫水、燒結(jié)得到的光纖母材中，不會在芯子部分與包層部分之間產(chǎn)生錯位或者剝離等制造不良。另外，在所得到的光纖母材內(nèi)，不會產(chǎn)生氣泡，能夠得到穩(wěn)定的質(zhì)量均勻的光纖母材。
以下，使用圖1示出具體的實施例，明確本發(fā)明的效果。
實施例首先，準備由外徑20mm，長度1000mm的石英系列玻璃構(gòu)成的圓柱形的出發(fā)部件1。接著，用夾持件3、3夾持該出發(fā)部件1的兩個端部，把出發(fā)部件1水平放置。然后，使該出發(fā)部件1以其中心軸為中心旋轉(zhuǎn)的同時，在氫氧燃燒爐5的氫氧火焰中，與氫、氧一起供給SiCl4，GeCl4等玻璃原料氣體，合成玻璃微粒子，使氫氧燃燒爐5與出發(fā)部件1的長度方向平行移動的同時，使玻璃微粒子沿著旋轉(zhuǎn)的出發(fā)部件1的徑向堆積，形成多孔質(zhì)層2，得到外徑120mm，長度1000mm的圓柱形的光纖用多孔質(zhì)材料。
這時，在即將形成多孔質(zhì)層2之前，用加熱用燃燒爐4把出發(fā)部件1表面的形成多孔質(zhì)層2的部分的表面加熱，使出發(fā)部件1的表面溫度成為650℃，在形成多孔質(zhì)層2時，使多孔質(zhì)層2的表面溫度成為1050℃。
接著，把這樣得到的光纖用多孔質(zhì)材料放入到電爐中，在惰性氣體環(huán)境中脫水的同時，燒結(jié)到成為透明的玻璃，得到外徑65mm，長度1000mm的圓柱形的光纖母材。
比較例1
在即將形成多孔質(zhì)層2之前，用加熱用燃燒爐4把出發(fā)部件1表面的形成多孔質(zhì)層2的部分的表面加熱，使出發(fā)部件1的表面溫度成為620℃，在形成多孔質(zhì)層2時，除去使多孔質(zhì)層2的表面溫度成為750℃以外，與實施例相同，得到外徑65mm，長度1000mm的圓柱形的光纖母材。
比較例2在即將形成多孔質(zhì)層2之前，用加熱用燃燒爐4把出發(fā)部件1表面的形成多孔質(zhì)層2的部分的表面加熱，使出發(fā)部件1的表面溫度成為560℃，在形成多孔質(zhì)層2時，除去使多孔質(zhì)層2的表面溫度成為750℃以外，與實施例相同，得到外徑65mm，長度1000mm的圓柱形的光纖母材。
比較例3在即將形成多孔質(zhì)層2之前，用加熱用燃燒爐4把出發(fā)部件1表面的形成多孔質(zhì)層2的部分的表面加熱，使出發(fā)部件1的表面溫度成為560℃，在形成多孔質(zhì)層2時，除去使多孔質(zhì)層2的表面溫度成為1060℃以外，與實施例相同，得到外徑65mm，長度1000mm的圓柱形的光纖母材。
表1

對于在上述實施例以及比較例1～3中得到的各20根光纖母材，通過目視，確認了有無芯子部分與包層部分之間的錯位或者剝離。
根據(jù)表1的結(jié)果，在把出發(fā)部件1的表面加熱，使表面溫度成為650℃，而且形成多孔質(zhì)層2的工序中，如果使堆積玻璃微粒子時的多孔質(zhì)層2的表面溫成為1050℃，則能夠確認在所得到的光纖母材的芯子部分與包層部分之間，不發(fā)生錯位或者剝離。
如以上說明的那樣，如果依據(jù)本發(fā)明的光纖母材的制造方法，則能夠提高光纖用多孔質(zhì)材料的多孔質(zhì)層的體積密度，提高出發(fā)部件與多孔質(zhì)層，或者形成多孔質(zhì)層的玻璃微粒子之間的粘合度。從而，在把光纖用多孔質(zhì)材料脫水、燒結(jié)得到的光纖母材中，不會在芯子部分與包層部分之間發(fā)生錯位或者剝離等的制造不良。另外，在所得到的光纖母材內(nèi)，還不發(fā)生氣泡，能夠得到穩(wěn)定的均勻質(zhì)量的光纖母材。
權(quán)利要求
1.一種光纖母材的制造方法，該光纖母材的制造方法沿著具備成為芯子的玻璃材料的圓柱形出發(fā)部件的外周部分的徑向，堆積玻璃微粒子，形成多孔質(zhì)層，形成光纖用多孔質(zhì)材料，燒結(jié)該光纖用多孔質(zhì)材料，制造光纖母材，其特征在于具備在即將形成上述多孔質(zhì)層的工序之前把上述出發(fā)部件的表面進行加熱的加熱工序。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖母材的制造方法，其特征在于在上述加熱工序中，把上述出發(fā)部件的表面進行加熱，把表面溫度取為600℃以上，而且在形成上述多孔質(zhì)層的工序中，把堆積玻璃微粒子時的上述多孔質(zhì)層的表面溫度取為800～1150℃。
全文摘要
提供在通過光纖用多孔質(zhì)材料的燒結(jié)得到的光纖母材中，不會在芯子部分與包層部分之間發(fā)生錯位或者剝離等的制造不良的光纖母材的制造方法，在沿著具備構(gòu)成芯子的玻璃材料的圓柱形出發(fā)部件1的外周部分的徑向堆積玻璃微粒子，形成多孔質(zhì)層2，形成光纖用多孔質(zhì)材料，把該光纖用多孔質(zhì)材料燒結(jié)制造光纖母材的光纖母材的制造方法中，具備在即將形成多孔質(zhì)層2的工序之前把出發(fā)部件1的表面進行加熱的加熱工序，在加熱工序中，把出發(fā)部件1的表面加熱，使表面溫度成為600℃以上，而且在形成多孔質(zhì)層2的工序中，使堆積玻璃微粒子時的多孔質(zhì)層2的表面溫度成為800～1150℃。
文檔編號C03B37/014GK1421409SQ02152789
公開日2003年6月4日 申請日期2002年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月30日
發(fā)明者伊東圣矢花, 堀越雅博 申請人:株式會社藤倉