[发明专利]石英玻璃的制造方法及石英玻璃的制造装置

说明书

本说明书主张2008年7月18日申请的申请号第2008-187924号的日本专利优先权。并且通过参照将其内容纳入本申请。 

技术领域

本发明涉及堆积火焰水解反应生成的二氧化硅(SiO₂)的光纤用母材等的石英玻璃的制造。本发明尤其涉及将使液体氢汽化后的氢作为备份使用的石英玻璃的制造方法及石英玻璃的制造装置。 

背景技术

用低温贮槽储藏液体氢，将其升温及汽化后，提供给在后段连接的设备的氢供给设备已经被实际应用。比如，有制造高纯度石英玻璃的例子，在这些中，所使用的方法包括VAD法和OVD法，但任何方法都是向燃烧器供给氢和氧，使之燃烧的氢氧火焰供给四氯化硅(SiCl₄)等的硅化合物，通过水解反应生成二氧化硅(SiO₂)，堆积制造多孔质母材，用电炉将其加热后得到透明的高纯度的石英玻璃。 

采用VAD法的石英玻璃的制造方法，是通过使火焰水解反应生成的SiO₂堆积在边转动边提升的原始材料上，形成多孔质母材。在VAD法中，堆积中，检测出多孔质母材的堆积顶端位置，根据其增长调整拉升速度，不过，按照专利文献1所述，堆积中，如果拉升速度保持固定的话，可以稳定地获得具有所希望的折射率分布的光纤用母材，所以，检测每个预先设定的时间相对于提升速度的设定值的偏差，根据被查出的偏差量，进行SiCl₄等的原料气体的流量校正。同时，专利文献2，为了保持拉升速度固定，控制多个外包用燃烧器中的邻接核心用燃烧器的外包用燃烧器的氢供给量。 

采用OVD法的石英玻璃的制造方法，是通过使原始材料转动，堆积用燃烧器沿着往返移动同时，使二氧化硅堆积在原始材料周围，形成多孔质母材。 

通过这样的方法制造出的多孔质母材，然后在加热炉内加热到1500℃左右，成为透明的石英玻璃。此时，往往为了减少玻璃中的残留气泡，而炉内形成氦气环境。必要时，在透明玻璃化之前在含有氯气气体环境中从1000℃加热到1200℃温度左右，进行加热脱水处理。 

为了用VAD法制造由折射率高的核心部和，折射率比核心部低的外包部构成的石英玻璃制造光纤用预制件的时候，在纤芯堆积用燃烧器中，作为提高石英玻璃的折射率的添加剂，多数使用锗。锗是以化合物的形式被供给，比如，使用四氯化锗(GeCl₄)。GeCl₄在氢氧火焰中水解而生成GeO₂。SiCl₄和GeCl₄在常温下是液体，是用载体气起跑并使之汽化后提供，或是加热到高于沸点的温度，使之直接汽化后提供。 

另外，在采用VAD法和OVD法的制造设备中，向燃烧器所供给的气体流量，是采用热动式的质量流量计(MFC)来控制。 

在这里使用的氢是在常温下制造的氢，或是以常温储藏的氢，作为其供给中断时候的备用品，可考虑使用低温贮槽储藏的液体氢升温及汽化后供给的液体氢。 

【专利文献1】特开平1-239033号公报 

【专利文献2】特开平3-242341号公报 

通过使用以常温制造的氢的VAD装置，在该氢的供给被阻断而切换成提供将液体氢汽化后的氢的时候，拉升速度自动上升2％左右，使核心的直径变小。 

用OVD装置进行了同样的氢转换，被制造的多孔质母材的密度下降。 

这样，如果母材的核心的直径或密度发生变化，则不能稳定获得所希望的折射率分布的光纤用母材，存在产生次品的比例变高的问题。 

发明内容

因此，根据本说明书中包含的技术革新的1个方面，目的在于提供能够解决上述问题的石英玻璃的制造方法及石英玻璃的制造装置。该目的由权利要求范围的独立项中记载的特征组合而达成。从属权利要求规定了本发明的更有利的具体例。 

即，根据本说明书包含的革新相关的一方面的石英玻璃的制造方法之一例，提供使用1个以上的燃烧器，在该燃烧器供给氧和氢生成的氧氢火焰 焰中导入硅化合物，堆积由于火焰水解反应生成的二氧化硅，形成多孔质母材，将该多孔质母材加热并烧结，形成透明玻璃的石英玻璃的制造方法，特征为：是供给燃烧器以常温制造或储藏的氢，使用以气体的热容测量作为测量原理的测量装置或控制装置控制该氢的流量，汽化用低温贮槽储藏的液体氢，作为备用氢供给燃烧器，将氢转换成备用氢，在进行转换的时候，将即将转换之前的氢流量乘以预先设定的校正系数，调整氢的流量。