JPH07223834A - 光ファイバ用多孔質母材の合成方法とその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 光ファイバ用多孔質ガラス母材を高い品質で
安定に合成に方法を提供する。 【構成】 コアバーナ４からスート体２に向けて噴射し
たコア部形成用火炎８をＣＣＤカメラ３２で測定し、画
像処理装置３０において撮像画像データを２値化して測
定ウインドウ４０を用いて中点Ｐの位置を求める。この
位置が所定位置に維持されるように、空気流量制御器５
４を動作させてベルジャー１１の上部から、火炎８に向
けて流す空気の量を制御する。さらに、火炎８の揺らぎ
を所定の範囲に抑えるには、制御弁６０から排気筒１３
に導入する空気の量を制御してベルジャー１１の圧力を
制御する。クラッドバーナ６からのクラッド部形成用火
炎１０についても、コア部形成用火炎８の位置調整と同
様、クラッド部形成用火炎１０に向けて流す空気の量を
制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光ファイバ用多孔質母材
の合成に関するものであり、特に、気相軸付ＣＶＤ法
（ＶＡＤ法）などで光ファイバ用多孔質母材を合成する
場合に多孔質ガラス母材の品質を向上させるための方法
およびその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】光ファイバ用多孔質ガラス母材（スート
体）の合成について述べる。コアおよびクラッドからな
る光ファイバは、光ファイバ用多孔質ガラス母材を線引
して製造される。このような光ファイバ用多孔質母材を
製造する代表的な方法としては、外付ＣＶＤ法（ＯＶＤ
法）法と、気相軸付ＣＶＤ法（ＶＡＤ法）とが知られて
いる。これらいずれの製造方法においても、一般的に、
酸水素バーナを用いて、原料ガス、例えば、ＳｉＣ
１₄ 、ＧｅＣ１₄ の蒸気を酸水素火炎中で加水分解し
て、ＳｉＯ₂ 、ＧｅＯ₂ のガラス微粒子を形成し、合成
されて多孔質ガラス母材（スート体）となるターゲット
に吹きつけてターゲットに付着（堆積）させて、多孔質
ガラス母材を製造（合成）している。

【０００３】ターゲットに付着するガラス微粒子の量お
よびその付着分布は、バーナから噴射される火炎の形状
およびガラス微粒子の流れの状態（以下、これらを形状
のプロファイルという）、ターゲットの表面の温度など
様々な要因で変化する。特に、火炎の揺らぎ、および、
火炎位置の微妙な変化によって光ファイバの屈折率分布
が変化して製造された多孔質ガラス母材の品質が問題に
なる。

【０００４】このような問題を解決する方法としては、
ターゲットの形状制御や、ターゲットのガラス微粒子堆
積面の温度分布の制御によって、合成される多孔質ガラ
ス母材の品質の安定化を図ってきているが、これらの形
状、温度分布を決定する因子としては、ある特定的な火
炎ガス条件における火炎の位置、またはその形状、変動
の大きさがある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、特定的な条
件における上記制御要因のみを多孔質ガラス母材の製造
に適用したのでは、種々多様に変化する実際の多孔質ガ
ラス母材の合成には不十分である。その理由は、多孔質
ガラス母材を製造中の種々の気流の変化によって１つの
多孔質ガラス母材の製造中でも時間経過とともに変動が
生じているからである。このような変動は再現性がなく
不規則である。さらにバーナなどの光ファイバ用多孔質
母材合成装置の構成要素の交換によって、たとえば、バ
ーナを交換した場合に、交換したバーナを精度よく位置
決めしても、製造される多孔質ガラス母材の品質に再現
性がない場合が多い。

【０００６】つまり、特定的な条件下で決定した制御要
素に基づいた合成では、高い品質の多孔質ガラス母材を
合成することができないという問題に遭遇している。

【０００７】つまり、本発明は、製造条件が変化して
も、常に高い品質の多孔質ガラス母材を製造するため
に、火炎などの状態を測定し、得られた状態測定結果を
用いて、実際に多孔質ガラス母材の合成制御に帰還制御
させて、製造条件の変動があっても、常に、高い品質を
多孔質ガラス母材の製造を可能とする光ファイバ用多孔
質母材の合成方法とその装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本件出願の発明者は、コ
ア部形成用火炎およびクラッド部形成用火炎の形状のプ
ロファイルまたはこれら火炎の中心位置は、ターゲット
の成長とともに変化するが、その形状のプロファイルま
たは中心位置を、整流ガス、たとえば、空気の量を適切
に変化させることによって、制御できることを見出し
た。さらに、本件出願の発明者は、ベルジャーなどの容
器の圧力を制御することによって、コア部形成用火炎お
よびクラッド部形成用火炎の中心位置の変動幅を所定の
範囲に制御できることを見出した。したがって、本発明
の第１の基本構想は、コア部形成用火炎およびクラッド
部形成用火炎の中心位置を測定し、その位置が所定の位
置に維持されるように、整流ガスの量を制御する。ま
た、本発明の第２の基本構想は、コア部形成用火炎およ
びクラッド部形成用火炎の中心位置の変動幅が所定の範
囲に収まるように、容器の圧力を制御する。

【０００９】したがって、本発明によれば、光ファイバ
用多孔質ガラス母材を合成する、光ファイバ用多孔質母
材の合成方法において、ターゲットに吹きつけられて光
ファイバ用多孔質ガラス母材を合成する火炎またはガラ
ス微粒子の流れを撮像し、その撮像結果を信号処理して
前記火炎またはガラス微粒子の流れの位置変化をを測定
し、測定した火炎またはガラス微粒子の位置が所定の位
置になるように、前記火炎またはガラス微粒子の形状の
プロファイルを制御する整流ガスの量を制御することを
特徴とする光ファイバ用多孔質母材の合成方法が提供さ
れる。これにより、コア部形成用火炎およびクラッド部
形成用火炎などの火炎はターゲットの成長に依存せず、
ターゲットの所定の位置に吹きつけられる。その結果、
品質の安定な多孔質ガラス母材が製造できる。

【００１０】好適には、さらに前記撮像結果を信号処理
して前記火炎またはガラス微粒子の変動幅を測定し、こ
の変動幅が所定の範囲になるように前記容器の圧力を制
御する。

【００１１】また本発明によれば、光ファイバ用多孔質
母材合成装置が提供され、この装置は、光ファイバ用多
孔質ガラス母材を合成する容器、該容器内のターゲット
に向けて光ファイバのコア部形成用火炎を吹きつけるコ
アバーナ、前記容器内のターゲットに向けて光ファイバ
のクラッド部形成用火炎を吹きつけるクラッドバーナ、
前記容器内の排気ガスを排出する排気筒、少なくとも前
記コア部形成用火炎の形状を撮像する撮像手段、該撮像
手段の撮像結果から前記コア部形成用火炎の中心位置を
測定する火炎位置測定手段、前記コア部形成用火炎の形
状を変化させる整流ガスを提供する手段、前記整流ガス
の量を制御して前記火炎の中心位置を基準位置に制御す
る整流ガス制御手段を有する。

【００１２】好適には、光ファイバ用多孔質母材合成装
置は、さらに、前記撮像手段の撮像結果から、前記コア
部形成用火炎の中心位置の変動を測定する火炎位置変動
測定手段、前記排気筒からの排出する排気ガス流量を制
御して前記容器の圧力を制御して、前記位置変動を所定
の範囲に維持する圧力制御手段を有する。

【００１３】好適には、前記容器内に、前記コア部形成
用火炎の位置を制御する第１の整流ガス流路と、前記ク
ラッド部形成用火炎の位置を制御する第２の整流ガス流
路を設け、該第２の整流ガス流路を流れる整流ガスの流
量を制御する第２の流量制御手段を設け、前記火炎位置
測定手段は、該撮像手段の撮像結果から、前記コア部形
成用火炎の中心位置および前記クラッド部形成用火炎の
中心位置を測定し、前記整流ガス制御手段は、前記コア
部形成用火炎の中心位置測定結果が基準位置になるよう
に、前記第１の整流ガス流路を流れる整流ガスの量を制
御し、前記第２の整流ガス制御手段は、前記クラッド部
形成用火炎の中心位置測定結果が基準位置になるよう
に、前記第２の整流ガス流路を流れる整流ガスの量を制
御する。

【００１４】特定的には、前記第１の整流ガス流路は、
前記容器内に設けられて内筒と前記容器の外筒との間に
規定され、前記第２の整流ガス流路は、前記内筒と該内
筒内に入り込む前記ターゲットとの間隙で規定される。

【００１５】特定的には、前記火炎の中心位置測定手段
は、火炎の撮像結果または検出されたガラス微粒子の流
れの結果に対して、信号処理ウインドウを用いて、その
中心位置を検出する。

【００１６】

【作用】まず、バーナから噴射している火炎または火炎
に含まれるガラス微粒子を高速度で画像データとして撮
像する。火炎は撮像手段で直接撮像できるが、ガラス微
粒子の場合は、レーザ光などの光をガラス微粒子に照射
しその散乱光を撮像する。撮像した画像データを、測定
ウインドウを用いて、発光部分の幅の中点とその変動幅
を測定（検出）する。つまり、本発明においては、肉眼
では識別できない、発光部分の幅の中点の変動幅と発光
部分の幅の変動幅とを区別して検出する。

【００１７】火炎などの中心位置が一定の位置に維持さ
れるように、整流ガスの量を制御する。また好適には、
火炎などの変動幅が一定範囲になるように、排気ガスの
量を制御して容器の圧力を制御する。

【００１８】

【実施例】本発明の光ファイバ用多孔質母材の合成方法
とその装置は、光ファイバ用多孔質ガラス母材の合成を
対象としている。本明細書における合成状態とは、火炎
の状態および火炎に含まれるガラス微粒子の状態を意味
する。

【００１９】第１実施例 まず、本発明の光ファイバ用多孔質母材の合成方法とそ
の装置の第１実施例として、光ファイバ用多孔質母材合
成状態測定について述べる。図１は、本発明の第１実施
例の光ファイバ用多孔質母材合成装置１００の構成図で
ある。光ファイバ用多孔質母材合成装置１００は、スー
ト体合成装置１と合成状態測定装置３とで構成されてい
る。

【００２０】スート体合成装置１は、容器としてのベル
ジャー１１、このベルジャーの内部に導入されてターゲ
ット（スート体）２に付着しなかったガラス微粒子およ
び使用済のガスをスクラバ（図示せず）に排出する排気
筒１３、ベルジャー１１の周壁にターゲット２に向けて
取りつけられたコアバーナ４およびクラッドバーナ６を
有する。ベルジャー１１内には、ターゲット２が挿入さ
れており、回転方向Ｒに回転させられながら、ターゲッ
ト２の合成につれて上昇させられていく。このターゲッ
ト２の合成のために、ターゲット２の下部中心部のコア
形成部に向けてコアバーナ４からコア部形成用火炎８が
吹きつけられ、コア形成部の外部に位置するターゲット
２の下部側面のクラッド形成部に向けてクラッドバーナ
６からクラッド部形成用火炎１０が吹きつけられる。ク
ラッド部形成用火炎１０は、アルゴンガス（Ａr)、Ｓｉ
Ｃｌ₄ 、水素ガス（Ｈ₂ ）および酸素ガス（Ｏ₂ ）によ
る火炎加水分解によって生じるガラス微粒子である。コ
ア部形成用火炎８は、クラッド火炎１０に加えて、コア
形成部の屈折率を高めるためのドーパント、たとえばＧ
ｅＯ₂ などを加えたガラス微粒子である。ターゲット２
に付着しなかったガラス微粒子は排気筒１３からスクラ
バー（図示せず）に排気される。

【００２１】合成状態測定装置３は、ＣＣＤカメラ３
２、画像処理装置３０、第１のモニタ装置３４、第２の
モニタ装置３６、制御処理コンピュータ３８および記録
装置３９を有する。ＣＣＤカメラ３２は、コア部形成用
火炎８およびクラッド部形成用火炎１０またはいずれか
一方の発光部分を撮影する撮像装置として機能する。以
下、本実施例では、ＣＣＤカメラ３２が主として、コア
部形成用火炎８を撮像する場合について例示する。画像
処理装置３０は、ＣＣＤカメラ３２を制御して、コア部
形成用火炎８を撮像し、その撮像結果を、画像処理して
いない「生の画像データ」として第２のモニタ装置３６
に表示する一方、下記に述べる「画像処理した画像デー
タ」を第１のモニタ装置３４に表示する。制御処理コン
ピュータ３８は画像処理装置３０と協働し、光ファイバ
用多孔質母材の合成状態を測定し、その結果を記録装置
３９に記録する。また、制御処理コンピュータ３８は、
画像処理装置３０における測定結果を用いて、ターゲッ
ト２の合成の制御を行う。制御処理コンピュータ３８と
画像処理装置３０との処理内容は、任意に分担できる
が、本実施例においては、高速演算を必要とする画像処
理を画像処理装置３０で専有させて、制御処理コンピュ
ータ３８は操作員（作業者）とのマン・マシン・コミニ
ュケーション、画像処理装置３０の処理条件の設定、画
像処理装置３０で処理した結果の整理、記録装置３９へ
の記録などを行う。

【００２２】もともと、コアバーナ４から噴射されるコ
ア部形成用火炎８は勢いがあるから、火炎８の周縁は相
当不規則に乱れている。同様に、クラッドバーナ６から
噴射されるクラッド部形成用火炎１０も勢いがあり、火
炎８、１０の周縁は不規則に乱れている。この乱れに加
えて、コア部形成用火炎８全体およびクラッド部形成用
火炎１０全体が揺らいでいる。その揺らぎの原因を分析
すると下記の通りである。通常、ベルジャー１１にはコ
アバーナ４およびクラッドバーナ６に供給されるガス以
外に大量の空気またはそれに相当するガスが導入されて
おり、このガス導入によりコア部形成用火炎８全体およ
びクラッド部形成用火炎１０全体の揺らぎが生ずる。さ
らに、ターゲット２が合成されたベルジャー１１の上部
に向かって上昇していく過程においてベルジャー１１の
上部筒部にターゲット２の上端が入り込んだとき、ベル
ジャー１１の上部筒部とターゲット２の上端との間の隙
間の大きさが変化し、この隙間を流れるガスの流れが乱
れ、この乱れによって、コア部形成用火炎８全体および
クラッド部形成用火炎１０全体の揺らぎが生ずる。この
揺らぎが、上述したように、ターゲット２のコア形成部
とクラッド形成部との合成部分を所望の許容範囲から逸
脱させ、ターゲット２の品質を低下させる。したがっ
て、コア部形成用火炎８およびクラッド部形成用火炎１
０の揺らぎを正確に測定し、その測定結果を揺らぎが生
じないように制御に反映することにより、ターゲット２
の合成品質を改善することが期待される。しかしなが
ら、火炎は上述した諸条件に基づいて相当迅速に揺らい
でおり、いかに適切に火炎を測定するかが問題となる。
以下、予備実験として、本発明による実用的かつ有効な
火炎測定について述べる。

【００２３】図２はＣＣＤカメラ３２でコア部形成用火
炎８を直接撮像し、画像処理装置３０で画像処理し、第
１のモニタ装置３４に表示した画像処理後のコア部形成
用火炎８Ａを示す図である。図１においては、第１のモ
ニタ装置３４に、コア部形成用火炎８Ａとクラッド部形
成用火炎１０Ａとを図解しているが、図２においては、
コア部形成用火炎８Ａのみを拡大して示している。本願
出願の発明者は、ベルジャー１１の外部から、ベルジャ
ー１１の外壁に取りつけた観測窓（図示せず）を介して
ＣＣＤカメラ３２でコア部形成用火炎８を撮像し、コア
部形成用火炎８の「発光強度分布」を測定することによ
ってコア部形成用火炎８の位置が定量的に求められるこ
とを見出した。発光強度分布は、ＣＣＤカメラ３２の各
ＣＣＤ素子の上に結像された画像として、ＣＣＤカメラ
３２の二次元座標の位置（つまり、第１のモニタ装置３
４または第２のモニタ装置３６の座標でもある）と強度
の情報として、画像処理装置３０に入力される。本実施
例においては、ＣＣＤカメラ３２をベルジャー１１の外
壁に斜めに設置し、ベルジャー１１の側壁に設けられた
観測窓を介してＣＣＤカメラ３２でコア部形成用火炎８
を撮像し、撮像されたコア部形成用火炎８の画像を第１
のモニタ装置３４および第２のモニタ装置３６に表示し
たとき、下から上を向くようにしている。この表示形態
は便宜的なものであり、コア部形成用火炎８がいかなる
向きを向いていてもよい。重要なことは、いかに正確に
コア部形成用火炎８をＣＣＤカメラ３２で撮像するかで
ある。画像処理装置３０はこの撮像周期に同期して下記
に述べる信号処理を行う。

【００２４】ＣＣＤカメラ３２の撮像結果、つまり、コ
ア部形成用火炎８の画像データは、画像処理装置３０を
介してそのまま第２のモニタ装置３６に表示されるが、
画像処理装置３０で画像処理した結果が、図２に示した
ように、コア部形成用火炎８Ａとして表示される。以
下、画像処理装置３０におけるその画像処理について述
べる。画像処理装置３０は、コア部形成用火炎８の形状
を抽出するため、上記ＣＣＤカメラ３２の撮像周期に同
期して、画像データをある大きさのしきい値で２値化し
ている。つまり、ＣＣＤカメラ３２の撮像結果はＣＣＤ
カメラ３２を構成している各ＣＣＤごとに、たとえば、
２５６の階調をもっているが、たとえば、しきい値＝１
２５で２値化し、１２５以上の階調の場合は画像データ
＝１とし、それ未満の場合は画像データ＝０としてい
る。したがって、第１のモニタ装置３４に表示される画
像データは、このように２値化された画像である。図２
に示すように、画像処理装置３０はこのように２値化さ
れた画像データに対して、さらに、測定ウインドウ４０
を適用して、コア部形成用火炎８の発光部分の幅Ｗとそ
の中点Ｐを測定する。画像処理装置３０が測定する対象
としては、発光部分の幅Ｗと発光部分の幅の中点Ｐの他
に、記号Ａで示した火炎面の位置、および、火炎の広が
り角度θがある。さらに、画像処理装置３０は、火炎の
発光強度、その他、種々の変量（パラメータ）を測定す
ることもできる。

【００２５】画像処理装置３０における発光部分の幅Ｗ
と発光部分の幅の中点Ｐの測定、および、火炎面の位置
Ａの測定、並びに、火炎の広がり角度θの測定の詳細に
ついて述べる。火炎の測定したい位置に測定ウインドウ
４０を設ける。このとき、火炎の幅方向には２値化され
た火炎の画像が測定ウインドウ４０内に完全に入るよう
にする。また火炎の高さ方向は１画素分として一次元の
測定領域とする。測定ウインドウ４０内で２値化された
データ「１」の画素数は幅を意味する。測定ウインドウ
４０内の各画素の座標を利用して、その中点の位置を計
算して求める。具体的には、たとえば、図２における位
置に測定ウインドウ４０を固定して、測定ウインドウ４
０内におけるコア部形成用火炎８の左端の位置と右端の
位置を画素の番号から読み取り、両者の差からコア部形
成用火炎８の幅Ｗおよび発光部分の幅の中点Ｐを計算す
る。コア部形成用火炎８の面の位置Ａおよび火炎の広が
り角度θは、測定ウインドウ４０とは別のウインドウ４
０Ａ、４０Ｂを用いて測定する。コア部形成用火炎８全
体の形状のプロファイルの変化を測定する場合は、図２
に破線で示したように、測定ウインドウ４０を下方から
上方に移動させながら、上記同様、発光部分の幅Ｗと発
光部分の幅の中点Ｐを測定する。これにより、画像処理
後のコア部形成用火炎８Ａの形状のプロファイルパラメ
ータ、つまり、発光部分の幅Ｗ、発光部分の幅の中点
Ｐ、および、火炎面の位置（縁）Ａが順次、測定でき
る。

【００２６】コア部形成用火炎８はターゲット２の下部
先端のコア形成部に当たると拡散する。その拡散に随伴
して、コア部形成用火炎８は手前で拡散していく。画像
処理装置３０は、この拡散角度、つまり、火炎の広がり
角度θをも測定する。勿論、画像処理装置３０は、火炎
面の位置Ａと同様に、連続的に火炎の広がり角度θを測
定していき、測定結果から、最終的な火炎の広がり角度
θを決定してもよい。ただし、一般的には、上述したよ
うに、測定ウインドウ４０をある位置に固定しておき、
その位置におけるコア部形成用火炎８の幅Ｗや発光部分
の幅の中点Ｐを測定する。

【００２７】本実施例では、スート体２から１５ｍｍの
位置にコア部形成用火炎８Ａが完全に収まるように、水
平に測定ウインドウ４０を位置決めして、コア部形成用
火炎８Ａの中点Ｐの位置を計測して、その位置を制御処
理コンピュータ３８から信号として出力する。図２にお
いて、右側を正の位置方向とし、この正の位置方向にク
ラッドバーナ６が位置しているものとする。

【００２８】図３は、上述した画像処理装置３０で測定
した結果を示すグラフである。横軸に時間経過を示し、
縦軸にコア部形成用火炎８Ａの発光部分の幅の中点Ｐの
位置の変化および変動（揺らぎ）を示す。コア部形成用
火炎８の変動周期は通常、数Ｈ_Z 〜数十Ｈ_Z である。曲
線ＣＶ１は、予備実験として、通常の圧力制御、圧力＝
−３．０ｍｍＨ₂ Ｏで、スート体２の合成を行ったとき
の結果を示すグラフである。発光部分の幅の中点Ｐの位
置が、合成開始後１０時間経過後に、約０．５ｍｍだ
け、クラッド火炎１０側に移動していることが判った。
この原因を解析すると、合成によってスート体２の形状
が変化することに起因してベルジャー１１内のガスの流
れが徐々に変化するためと考えられる。また、合成開始
後、５時間経過前後の時点においては、コア部形成用火
炎８Ａの発光部分の幅の中点Ｐが１ｍｍ程度の範囲で大
きく変動している。この原因を分析すると、スート体２
がベルジャー１１の上部の円筒部分に入り込むことによ
って、ベルジャー１１の円筒部分とスート体２の先端部
分との間隙が狭まり、ガスの流路の大きさが変化してガ
スの流れが大きく変化すると考えられる。曲線ＣＶ２
は、上述した測定結果とその分析に基づいて、上述した
発光部分の幅の中点Ｐの変化を制限するように制御し
た、コア部形成用火炎８Ａの発光部分の幅の中点Ｐの位
置変化の結果を示すグラフであるが、その詳細について
は後述する。

【００２９】図４の曲線ＣＶ３は、予備実験として、図
３に示した曲線ＣＶ１の条件で合成したスート体２の長
さ（横軸）と、比屈折率差Δ（縦軸）との関係を示すグ
ラフである。コア部形成用火炎８Ａの発光部分の幅の中
点Ｐの位置変動が大きくなると、比屈折率差Δが大きく
なることが判った。また、発光部分の幅の中点Ｐの位置
が離れることによって、比屈折率差Δが低下することが
判った。また、図３に示した、スート体２の合成から５
時間経過前後における発光部分の幅の中点Ｐの変動に起
因して、比屈折率差Δも一時的に増加している。曲線Ｃ
Ｖ４は、上述した測定結果とその分析に基づいて、上述
した発光部分の幅の中点Ｐの変化を制限するように制御
した、比屈折率差Δの結果を示すグラフであるがその詳
細については後述する。

【００３０】もちろん、ベルジャー１１の形状、コアバ
ーナ４およびクラッドバーナ６の設置位置などに依存し
て、コア部形成用火炎８の移動方向と、それに伴う比屈
折率差Δの変化は上述した結果とは異なる可能性がある
が、以上の予備実験の結果から明確なことは、従来の方
法では、合成されたスート体２の品質、ひいては、最終
的に製造される光ファイバの品質に問題があることを示
している。

【００３１】上記測定において注意を要するのは、ベル
ジャー１１に取りつけた観察用窓の曇りである。ＣＣＤ
カメラ３２は、この観察用窓を通してコア部形成用火炎
８を撮像している。本実施例においては、観察用窓をパ
ージで曇りを抑えた。その結果、曇りの影響を受けない
で済んだ。なお、上述した画像データの２値化につい
て、ベルジャー１１内に基準光源を設け、その強度変化
を測定し、２値化のしきい値を変化させることもでき
る。このようにしきい値を変化させると、ノイズの影響
を排除したより一層精度の高い２値化が可能となる。

【００３２】以上の例においては、コアバーナ４および
クラッドバーナ６の延長線上にＣＣＤカメラ３２を設け
てコア部形成用火炎８を中心に火炎の測定を行った例を
述べたが、この位置とは直交する位置からコア部形成用
火炎８の個別に撮像して、上述したと同様に、コア部形
成用火炎８の測定を行ってもよい。さらに、ＣＣＤカメ
ラ３２を２つ設けて、コア部形成用火炎８とクラッド部
形成用火炎１０とを個別に撮像して、それぞれのコア部
形成用火炎８およびクラッド部形成用火炎１０につい
て、上述したと同様に、コア部形成用火炎８およびクラ
ッド部形成用火炎１０それぞれの火炎の測定を、上記同
様に、行うこともできる。

【００３３】第２実施例 以下、上述した予備実験の結果を改善するために、火炎
の形状を測定し、測定したその火炎の形状を制御して、
スート体２の合成状態を制御する、本発明の光ファイバ
用多孔質母材合成方法およびその装置について、述べ
る。図５は本発明の実施例としての光ファイバ用多孔質
母材合成装置１００Ａの構成図である。光ファイバ用多
孔質母材合成装置１００Ａは、スート体合成装置１Ａ
と、合成状態測定・制御装置３Ａとからなる。

【００３４】スート体合成装置１Ａは、図１に図解した
スート体合成装置１に似ているが、図５に図解したスー
ト体合成装置１Ａには、ベルジャー１１の上部の円筒部
の周囲に空気をベルジャー１１内に導入するための空気
導入部７０が設けられている。さらに、スート体合成装
置１Ａには、ベルジャー１１に導入された空気を封入す
るために、スート体２を軸支しているシャフト１６の周
囲にベローズ７２が設けられ、ベローズ７２の頭部にシ
ャフト１６を囲んで磁気シール部７４が設けられてい
る。スート体合成装置１Ａのその他の部分、ベルジャー
１１、コアバーナ４、クラッドバーナ６、排気筒１３な
どは、図１に図解したスート体合成装置１の対応する部
分とほぼ同じである。

【００３５】合成状態測定・制御装置３Ａは、図１に図
解した合成状態測定装置３と同様、ＣＣＤカメラ３２、
第１のモニタ装置３４、第２のモニタ装置３６（図示せ
ず）、制御処理コンピュータ３８（図示せず）、記録装
置３９（図示せず）、および、画像処理装置３０と同等
の画像処理装置３０Ａを有している。画像処理装置３０
Ａの処理は、画像処理装置３０の処理として述べた、コ
ア部形成用火炎８などの火炎の形状および発光部分の幅
の中点Ｐの測定などの処理と同じ処理を行うが、さら
に、後述する処理を行う。合成状態測定・制御装置３Ａ
はさらに、火炎位置制御器５０、変動（揺らぎ）制御器
５２、空気流量制御器５４、空気圧力制御器５６、圧力
センサ５８、制御弁６０を有する。空気流量制御器５４
はコア部形成用火炎８の位置および形状のプロファイル
を制御する空気を空気導入部７０を介してベルジャー１
１内に流し込むが、コア部形成用火炎８の位置および形
状のプロファイルを制御する整流ガスとしては、空気の
他にアルゴンガスなどの不活性ガス、あるいはその他の
ガスを用いることができる。本実施例においては、整流
ガスとして空気（大気）を用いる場合について述べる。

【００３６】本実施例においては、図３の曲線ＣＶ１と
して図解した時間経過に伴うコア部形成用火炎８の移動
を改善し、ひいては、図４の曲線ＣＶ３として図解した
比屈折率差Δの変化を改善するため、上述した構成にお
いて、予備実験を行った。

【００３７】本実施例における制御操作量は、（１）ベ
ルジャー１１の上部の空気導入部７０から空気流量制御
器５４を介してベルジャー１１に導入される空気（大
気）の風量と、（２）ベルジャー１１内の圧力である。
空気の風量制御は、空気流量制御器５４から空気導入部
７０を介してベルジャー１１に導入される空気の量を制
御することによって行う。そのため、空気流量制御器５
４は位置制御器５０からの風量制御指令Ｓ５０に応じた
空気をベルジャー１１に導入する。空気流量制御器５４
は、たとえば、熱線式の流量センサと空気を制御する制
御弁とが組み合わされて構成されている。位置制御器５
０の制御指令Ｓ５０を規定するため、第１実施例におい
て上述した方法により、画像処理装置３０Ａで測定した
コア部形成用火炎８Ａの発光部分の幅の中点Ｐの位置信
号Ｓ３０Ａが位置制御器５０に印加される。ベルジャー
１１内の圧力制御は、圧力センサ５８で排気筒１３の圧
力を測定し、その圧力が所定の値になるように、空気圧
力制御器５６を介して制御弁６０の開度を制御して、制
御弁６０を介して排気筒１３に流れ込む空気の量を変化
させ、排気筒１３から排出される排気ガスの量を制御
し、ベルジャー１１内の圧力を制御する。空気圧力制御
器５６へは、変動制御器５２から圧力制御指令Ｓ５２が
設定される。制御指令Ｓ５２を規定するため、画像処理
装置３０Ａから、コア部形成用火炎８の発光部分の幅の
中点Ｐの位置の変動を位置変動信号Ｓ３０Ｂとして、変
動制御器５２に出力される。

【００３８】上述した空気の流量制御とベルジャー１１
内の圧力制御を同時に行った場合に生じる可能性がある
相互干渉を回避するため、空気の流量制御と圧力制御の
制御サイクルを異ならせた。まず、図６の曲線ＣＶ５と
して図解したように、ベルジャー１１内の圧力を−３．
０ｍｍＨ₂ Ｏで一定に維持した状態において、曲線ＣＶ
６として図解したように、空気流量制御器５４および空
気導入部７０を介してベルジャー１１に導入する空気の
量を５００ ｌ（リットル）／ｍｉｎ（分）から７００
ｌ（リットル）／ｍｉｎに増加させて、画像処理装置
３０Ａにおいてコア部形成用火炎８の挙動を測定した。
その結果は、図７に図解したように、発光部分の幅の中
点Ｐの位置の変動幅は、０．３５ｍｍであり、変動幅に
は大きな変化は認められなかったが、コア部形成用火炎
８の発光部分の幅の中点Ｐの位置が下側、つまり、クラ
ッドバーナ６からコアバーナ４側に、平均値として、火
炎８が約０．８ｍｍ移動することが確かめられた。

【００３９】次いで、図６に図解したように、空気の量
を７００ ｌ（リットル）／ｍｉｎに維持した状態にお
いて、制御弁６０の開度を調整して、ベルジャー１１内
の圧力を−４．０ｍｍＨ₂ Ｏに変化させた。その結果、
図７に示したように、コア部形成用火炎８の発光部分の
幅の中点Ｐの位置の平均値は変化しないが、変動幅が
０．３５ｍｍから、約１．０ｍｍに大きくなることが判
った。

【００４０】以上の予備実験から結論されることは、
（１）空気流量制御器５４内の弁開度を調整して空気導
入部７０を介してベルジャー１１に導入する空気の量を
増加させると、コア部形成用火炎８の発光部分の幅の中
点Ｐの位置が下方に移動し、（２）制御弁６０の弁開度
を調整して、ベルジャー１１内の圧力を低下させると、
コア部形成用火炎８の発光部分の幅の中点Ｐの位置の変
動が大きくなることである。また、これらの事実から、
（ａ）空気導入部７０からベルジャー１１に導入する空
気の量を変化させるとコア部形成用火炎８の発光部分の
幅の中点Ｐの位置を制御でき、（ｂ）ベルジャー１１の
圧力を変化させると発光部分の幅の中点Ｐの位置の変動
の大きさ（幅）を制御できることが、判る。

【００４１】図５に図解した光ファイバ用多孔質母材合
成装置１００Ａを用いて、上述した予備実験に基づく空
気量の制御およびベルジャー１１の圧力制御を行った。
なお、空気量の制御動作と圧力制御動作を同時に行う
と、コア部形成用火炎８の位置変化と変動（揺らぎ）が
同時に変化して制御が不安定になる可能性があるので、
本実施例においては制御動作の簡単化のため、空気量の
制御と圧力制御とは同時に適用しないことにした。勿
論、相互干渉を考慮した制御系を組むことで、空気量の
制御と圧力の制御とを同時に制御することも可能であ
る。画像処理装置３０Ａは、画像処理装置３０と同様
に、コア部形成用火炎８の発光部分の幅の中点Ｐを測定
し、さらに、位置制御器５０に位置信号Ｓ３０Ａを印加
する。その位置信号Ｓ３０Ａは、１分間の発光部分の幅
の中点Ｐの位置の平均値である。また、画像処理装置３
０Ａから変動制御器５２に印加される位置変動信号Ｓ３
０Ｂは発光部分の幅の中点Ｐの位置変動の標準偏差を用
いた。位置制御器５０は、画像処理装置３０Ａからの位
置信号Ｓ３０Ａを入力すると、設定値と比較演算して、
その結果を風量制御指令Ｓ５０として空気流量制御器５
４に出力する。たとえば、熱線式の流量センサと空気を
制御する制御弁とが組み合わされて構成されている空気
流量制御器５４は、熱線式流量センサの読みと風量制御
指令Ｓ５０により指定された設定値との偏差が０になる
ように、制御弁の開度を制御する。空気流量制御器５４
の制御アルゴリズムとしては、たとえば、通常よく知ら
れたＰＩＤ（比例、積分、微分）制御、または、Ｐ制
御、あるいは、ＰＩ制御などを適用できる。変動制御器
５２は、画像処理装置３０Ａから位置変動信号Ｓ３０Ｂ
を入力すると、設定値と比較演算して、その結果を圧力
制御指令Ｓ５２として空気圧力制御器５６に出力する。
空気圧力制御器５６は、変動制御器５２からの圧力制御
指令Ｓ５２を設定値と圧力センサ５８の読みとの偏差を
算出し、この偏差が０になるように、制御弁６０の弁開
度を制御する。空気圧力制御器５６の制御アルゴリズム
も、通常のＰＩＤ制御、または、Ｐ制御、あるいは、Ｐ
Ｉ制御などを適用することができる。

【００４２】図３の曲線ＣＶ２、および、図４の曲線Ｃ
Ｖ４は、上記制御動作によって得られた結果を示す。図
３に示した曲線ＣＶ２から明らかなように、コア部形成
用火炎８の発光部分の幅の中点Ｐの位置は時間経過して
も、ほぼ一定になった。図４に示した曲線ＣＶ４から明
らかなように、比屈折率差Δは、スート体２の長手方向
依存性が少なくなった。つまり、スート体２の長手方向
に均一な比屈折率差Δが得られた。したがって、このよ
うにして合成されたスート体２を用いて光ファイバを合
成すると、比屈折率差Δの均一な光ファイバが製造でき
る。

【００４３】第３実施例 本発明の光ファイバ用多孔質母材合成方法とその装置の
他の実施例を述べる。上述した実施例は、コアバーナ４
からのコア部形成用火炎８を測定してその発光部分の幅
の中点Ｐの位置と変動を参照して、ベルジャー１１に導
入する空気の量およびベルジャー１１の圧力を制御する
場合を例示したが、本実施例は、さらに、クラッドバー
ナ６からのクラッド部形成用火炎１０についても行う。
図８に本実施例の光ファイバ用多孔質母材合成装置１０
０Ｂの構成を示す。光ファイバ用多孔質母材合成装置１
００Ｂは、スート体合成装置１Ｂと合成状態測定・制御
装置３Ｂとからなる。

【００４４】スート体合成装置１Ｂは、図５に図解した
スート体合成装置１Ａに類似しているが、空気導入部７
０に加えて第２の空気導入部７６が設けられ、スート体
合成装置１Ａ内に内筒８２が設けられている。内筒８２
の内径は、スート体２の外径より大きく設計されてい
る。空気流量制御器５４および空気導入部７０から導入
された空気は、ベルジャー１１の外筒８０と内筒８２と
の間を第１の空気流れＦ１として下方に流れ、第２の空
気流量制御器６４および第２の空気導入部７６から導入
された空気は、内筒８２内を流れ、内筒８２とスート体
２の間隙を第２の空気流れＦ２として下方に流れてい
く。

【００４５】合成状態測定・制御装置３Ｂは、ＣＣＤカ
メラ３２、第１のモニタ装置３４、第２のモニタ装置３
６（図示せず）、制御処理コンピュータ３８（図示せ
ず）、記録装置３９（図示せず）に加えて、画像処理装
置３０Ｂを有する。画像処理装置３０Ｂは、上述した画
像処理装置３０Ａに類似するが、以下に述べるように、
その処理内容が画像処理装置３０Ａとは異なる。ＣＣＤ
カメラ３２は、コア部形成用火炎８およびクラッド部形
成用火炎１０を同時に撮像し、その結果が画像処理装置
３０Ｂにおいて信号処理され、第１のモニタ装置３４に
表示される。ウインドウ４０Ｂを用いて、画像処理装置
３０Ｂにおいて行う、部形成用クラッド火炎１０Ａの発
光部分の幅の中点位置およびその変動の測定は、図２を
参照して述べた、測定ウインドウ４０を用いてコア部形
成用火炎８Ａの発光部分の幅の中点Ｐの位置測定および
その変動測定と同様である。合成状態測定・制御装置３
Ｂはさらに、図５に図解したものと同様の、位置制御器
５０、変動制御器５２、空気流量制御器５４、空気圧力
制御器５６、圧力センサ５８、制御弁６０を有する。さ
らに、合成状態測定・制御装置３Ｂは、第２の位置設定
器６２および第２の空気流量制御器６４を有する。

【００４６】本実施例においても、図９に図解したよう
に、予備実験を行った。この実験においては、変動制御
器５２、空気圧力制御器５６を用いたベルジャー１１の
圧力制御は一定状態とした。つまり、コア部形成用火炎
８の位置の変動幅は一定に維持されているものとする。
図９において、曲線ＣＶ８は内筒８２とスート体２との
間を流れる第２の空気流れＦ２の流量の変化を示し、曲
線ＣＶ９はベルジャー１１の外筒８０と内筒８２との間
をながれる第１の空気流れＦ１の流量の変化を示す。横
軸は時間経過を示す。図１０は、図９に示した空気量の
変化に起因するコア部形成用火炎８およびクラッド部形
成用火炎１０の発光部分の幅の中点の位置変化を示すグ
ラフである。曲線ＣＶ１０がコア部形成用火炎８の位置
変化を示し、曲線ＣＶ１１がクラッド部形成用火炎１０
の位置変化を示す。横軸は時間経過を示す。図９および
図１０のグラフを分析すると、第１の空気流れＦ１の量
を変化させると、コア部形成用火炎８の位置が大きく変
化し、第２の空気流れＦ２の量を変化させるとクラッド
部形成用火炎１０の位置が大きく変化することが判っ
た。第２の空気流れＦ２はクラッド火炎１０に接近して
おり、直接、クラッド部形成用火炎１０の位置に影響を
及ぼす。第２の空気流れＦ２の量を大きくすると、クラ
ッド形成用火炎１０はコア部形成用火炎８側に移動し、
第２の空気流れＦ２の量を小さくするとクラッド部形成
用火炎１０はコア部形成用火炎８から離れる。また、第
１の空気流れＦ１は第２の空気流れＦ２の流れの脇を通
り、さらに、ベルジャー１１の底部にぶつかって反転し
たコア部形成用火炎８に影響を及ぼす。したがって、第
１の空気流れＦ１を０．２ｍ³ ／分から０．７ｍ³ ／分
に大きくすると、コア部形成用火炎８の発光部分の幅の
中点Ｐ位置はむしろ、クラッド部形成用火炎１０側に移
動する。もちろん、上述した実験結果は、ベルジャー１
１の形状、外筒８０の外径、内筒８２の外径、第１の空
気流れＦ１および第２の空気流れＦ２の量に大きく依存
するが、第１の空気流れＦ１と第２の空気流れＦ２との
量を変化させることによって、コア部形成用火炎８およ
びクラッド部形成用火炎１０の位置を制御できることが
判る。

【００４７】以上に述べた予備実験結果を踏まえて、画
像処理装置３０Ｂからのコア部形成用火炎８の発光部分
の幅の中点の位置信号Ｓ３０Ａを位置制御器５０に印加
して、空気流量制御器５４を介して第１の空気流れＦ１
の制御を行い、同時に、画像処理装置３０Ｂからクラッ
ド火炎１０の発光部分の幅の中点の位置信号Ｓ３０Ｃを
位置設定器６２に印加して第２の空気流量制御器６４を
介して第２の空気流れＦ２を制御した。この場合も、ベ
ルジャー１１の圧力制御は一定にした。その結果を、図
１１に示す。横軸は時間経過を示し、縦軸はコア部形成
用火炎８およびクラッド部形成用火炎１０の位置を示
す。曲線ＣＶ１２は、制御を行わない場合のコア部形成
用火炎８の位置の経時変化を示し、曲線ＣＶ１３は、制
御を行わない場合のクラッド部形成用火炎１０の位置の
経時変化を示す。これに対して、曲線ＣＶ１４は、本実
施例に基づく制御を行った場合のコア部形成用火炎８の
位置の経時変化を示し、曲線ＣＶ１５は、本実施例に基
づく制御を行った場合のクラッド部形成用火炎１０の位
置の経時変化を示す。制御を行わない場合、クラッド部
形成用火炎１０は０．８ｍｍ程度上方に移動し、コア部
形成用火炎８は０．５ｍｍ程度上方に移動している。曲
線ＣＶ１４および曲線ＣＶ１５から明らかなように、本
実施例の第１の空気流れＦ１および第２の空気流れＦ２
の制御を行うと、コア部形成用火炎８およびクラッド部
形成用火炎１０が時間経過に依存せずに、ほぼ一定の位
置に維持されることが判る。その変化は、０．１ｍｍ程
度である。

【００４８】本実施例において、圧力制御は適切な条件
で一定にしている。図６および図７に図解したように、
圧力制御は主として、火炎の変動幅（揺らぎ）に影響を
及ぼすから、コア部形成用火炎８およびクラッド部形成
用火炎１０の揺らぎが小さくなるように、圧力制御を行
えばよい。

【００４９】以上述べた実施例および実験結果は例示で
あり、ベルジャー１１の形状、コアバーナ４の取りつけ
位置、クラッドバーナ６の取りつけ位置などの条件が変
化すれば、上述した数値などが変化することは当然であ
る。したがって、上述した数値は、ベルジャー１１など
の条件に応じて設定する必要がある。しかしながら、本
発明から明確なことは、ベルジャー１１内に空気を導入
して、コアバーナ４からのコア部形成用火炎８の位置を
制御できることは明確である。さらに、ベルジャー１１
の圧力を制御すると、コア部形成用火炎８の変動幅を制
御できることが明確である。これら原理は、クラッドバ
ーナ６からのクラッド部形成用火炎１０についても同様
に適用される。

【００５０】第４実施例 さらに、上述した実施例においては、１台のＣＣＤカメ
ラ３２でコア部形成用火炎８とクラッド部形成用火炎１
０を同時に撮像する場合を例示したが、２台のＣＣＤカ
メラを用いてそれぞれ、コア部形成用火炎８とクラッド
部形成用火炎１０とを撮像してもよい。これらＣＣＤカ
メラの撮像結果を画像処理装置３０、３０Ａ、３０Ｂで
画像処理方法は上述した方法と同じである。

【００５１】第５実施例 本発明の火炎などの状態測定方法の他の実施例について
述べる。第５実施例は、発光強度分布を測定する例を示
す。図１２（Ａ）は第５実施例を実施する測定装置９の
構成を示す。第５実施例においては、第１実施例におけ
るＣＣＤカメラ３２を用いず、集光レンズ９２、スクリ
ーン９４、リニアイメージセンサ９６およびセンサ制御
装置９８からなる光学式処理装置９を用いる。集光レン
ズ９２を用いてスクリーン９４の上にコア部形成用火炎
８およびクラッド部形成用火炎１０の画像を投影し、集
光レンズ９２とは反対側にスクリーン９４に対向させて
リニアイメージセンサ９６を設けている。リニアイメー
ジセンサ９６の平面図を図１２（Ｂ）に示す。リニアイ
メージセンサ９６は直線状の光の強度分布を測定する測
定器である。図１２（Ｃ）はリニアイメージセンサ９６
に投影したコア部形成用火炎８およびクラッド部形成用
火炎１０の画像を示す図である。センサ制御装置９８は
リニアイメージセンサ９６で得られた画像データを処理
する。

【００５２】図１３は図１２（Ｃ）の拡大図および火炎
測定処理を示す図である。スクリーン９４の所定の位置
には、第１の測定ウインドウ６２および第２の測定ウイ
ンドウ６４が貼りつけてあり、これらのウインドウ６
２、６４を用いて、コア部形成用火炎８およびクラッド
部形成用火炎１０の発光強度の強い部分を測定する。好
適には、適切なしきい値を設けてコア部形成用火炎８お
よびクラッド部形成用火炎１０の面をコントラストよく
測定する。第５実施例においては、第１実施例〜第４実
施例のように、広い範囲の画像データについて高速な演
算を必要としないので、上述した実施例に比較して、高
速な測定が可能となる。また、視野上の任意の複数の点
を処理速度を低下させずに測定できるという利点があ
る。つまり、上述した第１〜第４実施例においては、Ｃ
ＣＤカメラ３２の撮像周期および画像処理装置３０、３
０Ａ、３０Ｂにおけるその信号処理周期がある程度制限
されたが、本実施例ではその制限がないから、一層高速
な火炎の測定が可能になる。このようにして火炎を測定
した後の、制御は、第２実施例〜第３実施例に述べたと
おり行う。

【００５３】第６実施例 第６実施例は、図１４に図解したように、コア部形成用
火炎８およびクラッド部形成用火炎１０の自発光のみな
らず、コア部形成用火炎８およびクラッド部形成用火炎
１０にレーザ光を照射させてその散乱光の分布を計測す
る例について述べる。つまり、第６実施例は、火炎の中
のガラス微粒子の形状のプロファイルを測定する方法に
関する。火炎の変動とともに、火炎の中で発生するガラ
ス微粒子も多孔質ガラス母材の合成において重要な役割
を担っている。この観点から、第６実施例はガラス微粒
子の形状のプロファイルを測定する。図１４は第６実施
例を実施する測定装置７の構成を示す。この測定装置７
は、レーザ光源１７０、シャッタ１７２、シリンドリカ
ルレンズ１７４、バンドパスフィルタ１７５、ＣＣＤカ
メラ１７６および画像処理装置１７８を有する。具体的
例として、レーザ光源１７０には、波長５２４ｎｍ、出
力３Ｗのアルゴンイオンレーザを用いた。シャッタ１７
２はガラス微粒子の形状のプロファイル測定時にレーザ
光源１７０からのレーザ光をシリンドリカルレンズ１７
４に通過させる。シリンドリカルレンズ１７４は、アル
ゴンイオンレーザ１７０から出射されたアルゴンイオン
レーザ光Ｌ０をコア部形成用火炎８の広がりに合わせて
シート状の光Ｌ１に拡散して、コア部形成用火炎８に照
射させる。

【００５４】コア部形成用火炎８に照射されたシート状
の拡散光Ｌ１は、コア部形成用火炎８内にガラス微粒子
８Ｂが存在する場合には散乱され、ガラス微粒子８Ｂが
存在しない場合は透過する。ガラス微粒子で散乱された
散乱光Ｌ２をＣＣＤカメラ３２と同様のＣＣＤカメラ１
７６で撮像する。なお、コア部形成用火炎８の自然光を
除去するため、ＣＣＤカメラ１７６の前面に、散乱光の
波長である５１４ｎｍの波長の光のみ通過させるバンド
パスフィルタ１７５を設けている。したがって、ＣＣＤ
カメラ１７６には、ガラス微粒子８Ｂからの散乱光のみ
が入射する。ＣＣＤカメラ１７６で撮像した画像データ
を、上述した実施例における画像処理装置３０、３０
Ａ、３０Ｂによる火炎の測定と同様に、画像処理装置１
７８において信号処理すると、火炎の測定と同様に、ガ
ラス微粒子の形状のプロファイルを測定できる。その結
果として、ガラス微粒子の位置変化、つまり、ガラス微
粒子の幅ＷＧとその変動幅ＷＧσ、ガラス微粒子の中点
ＰＧとその中点変動幅ＰＧσ、ガラス微粒子の縁の位置
ＡＧ、火炎の広がり角度Ｇθなどが定量化できた。ガラ
ス微粒子の形状のプロファイルを多孔質ガラス母材の合
成の制御に帰還させて合成を行うことは、第２実施例〜
第３実施例と同様である。

【００５５】以上の実施例においては、コア部形成用火
炎８またはクラッド部形成用火炎１０の整流ガスとして
空気（大気）を用いた場合について述べたが、整流ガス
としては、空気に限らず、アルゴンガスなどの不活性ガ
スを用いてもよい。

【００５６】

【発明の効果】本発明によれば、光ファイバ用多孔質ガ
ラス母材を合成する火炎の位置を正確に制御できる。ま
た本発明によれば、火炎の変動を所定の範囲に制御でき
る。その結果、本発明によって合成された多孔質ガラス
母材は品質が安定している。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の光ファイバ用多孔質母材合成方
法の第１実施例として、光ファイバ用多孔質母材合成状
態測定方法を実施する光ファイバ用多孔質母材合成装置
および光ファイバ用多孔質母材合成状態測定装置の構成
図である。

【図２】図２は図１に示したＣＣＤカメラでコア火炎を
撮像した結果を画像処理して、図１に示した第１のモニ
タ装置に表示したコア部形成用火炎を示すグラフであ
る。

【図３】図３は図１に示した画像処理装置で測定した時
間経過に対するコア部形成用火炎の発光部分の幅の中点
Ｐの位置変動を示すグラフである。

【図４】図４は図１に示した画像処理装置で測定した光
ファイバ母材の長さと比屈折率差との関係を示すグラフ
である。

【図５】図５は本発明の光ファイバ用多孔質母材合成方
法を行う光ファイバ用多孔質母材合成装置の第１の構成
図である。

【図６】図６は図１に示した光ファイバ用多孔質母材合
成状態測定装置で測定した圧力と風量との関係を示すグ
ラフである。

【図７】図７は図１に示した光ファイバ用多孔質母材合
成状態測定装置で測定した、コア部形成用火炎の発光部
分の幅の中点の位置変化とその揺らぎを示すグラフであ
る。

【図８】図７は本発明の光ファイバ用多孔質母材合成方
法を行う光ファイバ用多孔質母材合成装置の第２の構成
図である。

【図９】図９は本発明の実施例の光ファイバ用多孔質母
材合成装置において得られて結果を示すグラフであり、
風量の変化を示すグラフである。

【図１０】図１０は本発明の実施例の光ファイバ用多孔
質母材合成装置において得られて結果を示すグラフであ
り、火炎位置を示すグラフである。

【図１１】図１１は本発明の実施例の光ファイバ用多孔
質母材合成装置において得られて結果を示すグラフであ
り、時間経過に対する風量の変化を示すグラフである。

【図１２】図１２（Ａ）は本発明の火炎などの状態測定
方法の第５実施例としての、光ファイバ用多孔質母材合
成状態測定方法を実施する測定装置の構成を示す図であ
り、図１２（Ｂ）は図１２（Ａ）に示したリニアイメー
ジセンサの平面図であり、図１２（Ｃ）はリニアイメー
ジセンサに投影した火炎の画像を示す図である。

【図１３】図１３は図１２（Ｃ）に示した図形の拡大図
および火炎測定処理を示す図である。

【図１４】図１４は本発明の火炎などの状態測定方法の
第６実施例としての、光ファイバ用多孔質母材合成状態
測定方法を実施する測定装置の構成を示す図である。

【符号の説明】

１・・スート体合成装置 １１・・ベルジャー １３・・排気筒 ２・・ターゲット（スート体） ２Ａ・・シリコンウェーハ ３・・合成状態測定装置 ３０・・画像処理装置 ３２・・ＣＣＤカメラ ３４・・第１のモニタ装置 ３６・・第２のモニタ装置 ３８・・制御処理コンピュータ ３９・・記録装置 ４０・・測定ウインドウ ４・・コアバーナ ８・・コア部形成用火炎 ８Ａ・・画像処理後のコア部形成用火炎 ８Ｂ・・ガラス微粒子 ６・・クラッドバーナ １０・・クラッド部形成用火炎 ３Ａ、３Ｂ・・合成状態測定・制御装置 ５０・・位置制御器 ５２・・変動制御器 ５４・・空気流量制御器 ５６・・空気圧力制御器 ５８・・圧力センサ ６０・・制御弁 ６２・・位置設定器 ６４・・第２の空気流量制御器 ７０・・空気導入部 ７２・・ベローズ ７４・・磁気シール部 ７６・・第２の空気導入部 ８０・・外筒 ８２・・内筒 １００、１００Ａ、１００Ｂ・・光ファイバ用多孔質母
材合成装置 ９・・光学式処理装置 ９２・・集光レンズ ９４・・スクリーン ９６・・リニアイメージセンサ ９８・・センサ制御装置 ６０・・測定装置 ６２・・第１のリニアセンサ ６４・・第２のリニアセンサ ７・・測定装置 １７０・・レーザ光源 １７２・・シャッタ １７４・・シリンドリカルレンズ １７５・・光学的バンドパスフィルタ １７６・・ＣＣＤカメラ １７８・・画像処理装置 １１６・・排気管 Ｆ１・・第１の空気流れ Ｆ２・・第２の空気流れ

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光ファイバ用多孔質ガラス母材または光導
   波路を合成する光ファイバ用多孔質母材の合成方法にお
   いて、 ターゲットに吹きつけられて光ファイバ用多孔質ガラス
   母材を合成する火炎またはガラス微粒子の流れを撮像
   し、 その撮像結果を信号処理して前記火炎またはガラス微粒
   子の流れの位置変化をを測定し、 該測定した火炎またはガラス微粒子の位置が所定の位置
   になるように、前記火炎またはガラス微粒子の形状を制
   御する整流ガスの量を制御することを特徴とする、光フ
   ァイバ用多孔質母材の合成方法。
2. 【請求項２】さらに前記撮像結果を信号処理して前記火
   炎またはガラス微粒子の変動幅を測定し、 該測定した変動幅が所定の範囲になるように、前記ター
   ゲットの周囲の圧力を制御する請求項１記載の合成方
   法。
3. 【請求項３】光ファイバ用多孔質ガラス母材を合成する
   容器、 該容器内のターゲットに向けて光ファイバのコア部形成
   用火炎を吹きつけるコアバーナ、 前記容器内のターゲットに向けて光ファイバのクラッド
   部形成用火炎を吹きつけるクラッドバーナ、 前記容器内の排気ガスを排出する排気筒、 少なくとも前記コア部形成用火炎の形状を撮像する撮像
   手段、 該撮像手段の撮像結果から前記コア部形成用火炎の中心
   位置を測定する火炎位置測定手段、 前記コア部形成用火炎の形状を変化させる整流ガスを提
   供する手段、 前記整流ガスの量を制御して前記測定した火炎の中心位
   置を所定位置に制御する整流ガス制御手段を有する光フ
   ァイバ用多孔質母材合成装置。
4. 【請求項４】前記撮像手段の撮像結果から前記コア部形
   成用火炎の中心位置の変動を測定する火炎位置変動測定
   手段、 前記排気筒からの排出する排気ガス流量を制御して前記
   容器の圧力を制御して、前記測定した位置変動を所定の
   範囲に維持する圧力制御手段を有する請求項３記載の光
   ファイバ用多孔質母材合成装置。
5. 【請求項５】前記容器内に、前記コア部形成用火炎の位
   置を制御する第１の整流ガス流路と、前記クラッド部形
   成用火炎の位置を制御する第２の整流ガス流路とを設
   け、 該第２の整流ガス流路を流れる整流ガスの流量を制御す
   る第２の流量制御手段を設け、 前記火炎位置測定手段は、該撮像手段の撮像結果から前
   記コア部形成用火炎の中心位置および前記クラッド部形
   成用火炎の中心位置を測定し、 前記整流ガス制御手段は、前記コア部形成用火炎の中心
   位置測定結果が所定位置になるように、前記第１の整流
   ガス流路を流れる整流ガスの量を制御し、 前記第２の整流ガス制御手段は、前記クラッド部形成用
   火炎の中心位置測定結果が所定位置になるように、前記
   第２の整流ガス流路を流れる整流ガスの量を制御する請
   求項３または４記載の光ファイバ用多孔質母材合成装
   置。
6. 【請求項６】前記第１の整流ガス流路は、前記容器内に
   設けられて内筒と前記容器の外筒との間に規定され、 前記第２の整流ガス流路は、前記内筒と該内筒内に入り
   込む前記ターゲットとの間隙で規定される請求項５記載
   の光ファイバ用多孔質母材合成装置。
7. 【請求項７】前記火炎位置測定手段は、火炎の撮像結果
   または検出されたガラス微粒子の流れの結果に対して、
   信号処理ウインドウを用いて、その中心位置を検出する
   請求項６記載の光ファイバ用多孔質母材合成装置。