CN102557428B - 光纤的制造方法 - Google Patents

Abstract

提供一种光纤的制造方法，能够稳定制造残留扭转少且极化模式分散小的光纤，包括：使光纤母材的前端部熔融并拉出光纤的拉出工序；对所述拉出的光纤的外周进行被覆的被覆工序；以及扭转施加工序，其是利用被设置成相互的旋转轴平行且具有阶梯差的至少一对扭转施加辊夹持所述进行了被覆的光纤，使所述一对的扭转施加辊绕所述各旋转轴旋转，将所述进行了被覆的光纤送往规定的方向，并且通过使所述一对扭转施加辊沿着旋转轴相互向相反方向往复移动，由此对所述进行了被覆的光纤施加扭转，所述扭转施加工序，在使所述一对扭转施加辊的各旋转轴相对于与所述进给方向垂直的方向倾斜规定角度的状态下，对所述进行了被覆的光纤施加扭转。

Description

光纤的制造方法

技术领域

本发明涉及进行了被覆的光纤的制造方法。

背景技术

一直以来，利用拉线炉对光纤母材的前端部进行加热熔融，将光纤拉出，在拉出的光纤上被覆一层或多层的例如紫外线硬化性树脂，形成进行了被覆的光纤。

在这样制造的光纤中，由于很难将其芯或被覆层(clad)在光纤的长度方向上制作成完全的正圆，或制造成同心圆，所以一般芯或被覆层形成为椭圆或变形了的圆，或者芯和被覆层发生偏心。其结果是在该光纤中传输的光的两个极化模式之间产生传输速度的差，因此该光纤的极化模式分散变大，在用作光纤通信的传送路的情况下存在问题。

为了解决该问题，例如在专利文献1、2中公开的那样，公知的方法是在对光纤实施了被覆之后，对该被覆了的光纤周期性地施加在顺时针方向和逆时针方向相同量的扭转，从而使光纤的极化模式分散降低。

但是，在通过上述方法施加扭转的光纤中，存在任一个方向的扭转残留的情况。如此在有残留扭转的情况下，存在光纤的极化模式分散反而增大的顾虑。并且，由于该残留扭转总是在要使该扭转退回的方向上作用有内部应力的弹性扭转，所以例如在利用该光纤制造光纤带心线时，存在光纤拧转使操作性下降的问题。

为了解决该问题，例如专利文献3公开的那样，公知的方法是对进行了被覆的光纤施加了扭转之后，通过将光纤拧向在该光纤上残留的扭转的方向的相反方向，修正扭转，来降低残留扭转。

专利文献1：日本特开平6-171970号公报

专利文献2：日本特开2003-146689号公报

专利文献3：日本特开2006-315913号公报

但是，伴随着光纤通信中的传输速度的进一步的高速化，要求使作为传输路的光纤的极化模式分散进一步降低。

但是，在如上述那样通过将光纤拧向残留扭转方向的相反方向来修正扭转的方法中，无法充分降低在长度方向上的残留扭转量，因此，存在着也无法充分降低光纤的极化模式分散的问题。

发明内容

本发明就是鉴于上述情况而提出的，目的在于提供一种能够稳定制造残留扭转少且极化模式分散小的光纤的光纤制造方法。

为了解决上述课题，达成目的，本发明的光纤制造方法的特征在于包括：

使光纤母材的前端部熔融并拉出光纤的拉出工序；

对所述拉出的光纤的外周进行被覆的被覆工序；以及

扭转施加工序，其是利用被设置成相互的旋转轴平行且具有阶梯差的至少一对扭转施加辊夹持所述进行了被覆的光纤，使所述一对的扭转施加辊绕所述各旋转轴旋转，将所述进行了被覆的光纤送往规定的方向，并且通过使所述一对扭转施加辊沿着所述各旋转轴相互向相反方向往复移动，由此对所述进行了被覆的光纤施加扭转，

所述扭转施加工序，在使所述一对扭转施加辊的所述各旋转轴相对于与所述进给方向垂直的面倾斜规定角度的状态下，对所述进行了被覆的光纤施加扭转。

另外，本发明的光纤的制造方法的特征在于包括：

从光纤母材的熔融了的前端部拉出光纤的拉出工序；

对所述拉出的光纤的外周进行被覆的被覆工序；以及

扭转施加工序，其使所述进行了被覆的光纤与摆动辊的外周表面接触，使所述摆动辊绕旋转轴旋转，将所述进行了被覆的光纤送往规定的方向，并且通过以相对于与该进给方向垂直的面倾斜规定角度的方向为中心，使所述摆动辊的所述旋转轴周期性地摆动，由此对所述进行了被覆的光纤施加扭转。

另外，本发明的光纤的制造方法的特征在于，在上述的发明中，还包括根据在所述施加了扭转的光纤上残留的扭转来调整所述规定的角度的倾斜角度调整工序。

另外，本发明的光纤的制造方法的特征在于，在上述的发明中，还包括扭转修正工序，其使所述施加了扭转的光纤与修正辊的外周表面接触，使所述修正辊绕旋转轴旋转，将所述施加了扭转的光纤送往规定的方向，并且通过使所述修正辊的所述旋转轴相对于与该进给方向垂直的面倾斜，由此对所述施加了扭转的光纤施加与残留的扭转的方向相反的方向的扭转。

发明效果

根据本发明，具有的效果是能够稳定地制造光纤的残留扭转的量及其偏差降低，残留扭转少，极化模式分散小的光纤。

附图说明

图1是说明本发明的实施方式1的光纤的制造方法的图；

图2是图1所示的扭转施加机构的A向视图；

图3是说明一对扭转施加辊的倾斜和通过该倾斜对被覆了的光纤施加的扭转之间的关系的图；

图4是说明一对扭转施加辊的倾斜和通过该倾斜对被覆了的光纤施加的扭转之间的关系的图；

图5是说明本发明的实施方式2的光纤的制造方法的图；

图6是图5所示的摆动辊和引导辊的B向视图。

图中：

1-光纤母材；2-拉线炉；2a-加热器；3-光纤；4、8、12-外径测量器；5、9-被覆装置；6、10-紫外线硬化性树脂；7、11-紫外线照射装置；13-被覆了的光纤；14、17、18-引导辊；15-扭转施加机构；151～154-扭转施加辊；16-施加了扭转的光纤；19-卷取机；20-摆动辊；A1～A5-旋转轴；d1、d2-进给方向；L1、L2-线

具体实施方式

以下，参考附图详细说明本发明的光纤的制造方法的实施方式。需要说明的是，本发明并不限定于该实施方式。

(实施方式1)

图1是说明本发明的实施方式1的光纤的制造方法的图。以下，参考图1说明本实施方式1的光纤的制造方法。

首先，将光纤母材1配置在拉线炉2内，利用加热器2a加热光纤母材1的前端部使其熔融，向铅直方向朝下拉出光纤3。接着，通过外径测量器4监视拉出的光纤3的外径，同时通过被覆装置5在光纤3的外周表面涂敷紫外线硬化性树脂6，之后，利用紫外线照射装置7照射紫外线，使涂敷的紫外线硬化性树脂硬化，形成一级被覆层。接着，通过外径测量器8监视形成了一级被覆层的光纤3的外径，同时还通过被覆装置9在该一级被覆层上涂敷紫外线硬化性树脂10，之后，利用紫外线照射装置11照射紫外线。使涂敷的紫外线硬化性树脂硬化，形成二级被覆层，制成进行了被覆的光纤13。之后，通过外径测量器12监视进行了被覆的光纤13的外径。需要说明的是，形成的被覆层的层数可根据进行了被覆的光纤13的使用目的等进行适当调整，配置与被覆层的层数相对应的数量的被覆装置，紫外线照射装置以及外径测量器。

另外，也可采用一并涂敷多个被覆层，使其硬化的方法。

接着，引导辊14将进行了被覆的光纤13引导到扭转施加机构15。扭转施加机构15对进行了被覆的光纤13施加扭转，之后，引导辊17、18将施加了扭转的光纤16引导向卷取机19，卷取机19将施加了扭转的光纤16卷取成适当大小的卷轴。

以下，具体说明扭转施加机构15。图2是图1所示的扭转施加机构15的A向视图。如图1、2所示，扭转施加机构15具备扭转施加辊151～154。该扭转施加辊151～154以各旋转轴A1～A4相互相互平行的方式被配置形成阶梯差。而且，扭转施加机构15在相邻的扭转施加辊151、152、153以及154之间夹进行了被覆的光纤13，绕各旋转轴A1～A4旋转而将进行了被覆的光纤13向大致铅直方向朝下的进给方向d1输送。另外，如图1所示，在从与纸面垂直的方向观察时，扭转施加辊151、153绕顺时针方向旋转，扭转施加辊152、154绕逆时针方向旋转。

与此同时，扭转施加机构15通过使扭转施加辊151、153和扭转施加辊152、154沿着各旋转轴A1、A3以及A2、A4向相互相反的方向往复移动，对进行了被覆的光纤13施加反向且相同量的扭转。

具体地说，如图2所示，例如通过扭转施加辊151、153向纸面的右向移动、扭转施加辊152、154向纸面的左向移动，由此进行了被覆的光纤13在朝向进给方向d1观察时绕顺时针旋转，被施加绕顺时针的扭转。另一方面，通过扭转施加辊151、153向纸面的左向、扭转施加辊152、154向纸面的右向移动，由此进行了被覆的光纤13在朝向进给方向d1观察时绕逆时针旋转，被施加绕逆时针的扭转。

另外，扭转施加辊151～154由于被配置在使各旋转轴A1～A4相对于与进给方向d1垂直的面倾斜的状态下，所以对进行了被覆的光纤13进一步施加扭转。具体地说，如图2所示，扭转施加辊151～154被配置成如下状态：使各旋转轴A1～A4相对于线L1向纸面上方倾斜角度θ1的状态，其中，线L1表示与进给方向d1垂直的方向的面。其结果是对进行了被覆的光纤13通过上述的扭转施加辊151～154的往复移动来施加扭转，并且施加与各旋转轴A1～A4的角度θ1对应的扭转。

在此，通过扭转施加辊151～154的往复移动对进行了被覆的光纤13施加扭转时，例如因为进行了被覆的光纤13在扭转施加辊151～154的外周表面发生打滑，或扭转施加辊151～154的位置的稍许偏移等，而在进行了被覆的光纤13中存在由顺时针和逆时针引起的扭转量的不均衡、产生残留扭转的顾虑。但是，在本实施方式1中，由于不仅通过扭转施加辊151～154的往复移动，而且还使各旋转轴A1～A4倾斜规定的角度来对进行了被覆的光纤13施加扭转，因此通过该倾斜角度的调整能够抑制残留扭转的发生。

另外，例如专利文献3公开的方法，是对在进行了被覆的光纤上已经产生的残留扭转进行修正使其降低的方法。相对于此，本实施方式1的方法，由于是在扭转施加机构中为了不产生残留扭转而使扭转施加机构本身倾斜来进行调整的方法，所以抑制进行了被覆的光纤在长度方向的残留扭转的偏差的效果显著。另外，在本实施方式1的方法中，由于扭转相对于倾斜角度的调整量大，所以能够使残留扭转的调整范围更宽。而且，由于扭转调整用的倾斜角度很小也可，所以即使光纤的拉线速度高，也难以产生进行了被覆的光纤13在扭转施加辊151～154的外周表面的打滑，适合于拉线速度的高速化。

以下，对于扭转施加辊151～154的倾斜和通过该倾斜对进行了被覆的光纤13施加的扭转之间的关系进行更具体的说明。

图3、4是说明一对的扭转施加辊151、152的倾斜和通过该倾斜对进行了被覆的光纤13施加的扭转之间的关系的图。如图3(a)所示，扭转施加辊151通过在旋转轴A1相对于线L1向纸面上方倾斜角度θ1的状态下从纸面的里侧向跟前侧旋转，由此对进行了被覆的光纤13施加顺时针的扭转。另一方面，如图3(b)所示，扭转施加辊152通过在旋转轴A2相对于线L1向纸面上方倾斜角度θ1的状态下从纸面的跟前侧向里侧旋转，由此对进行了被覆的光纤13施加逆时针的扭转。

如上所述，扭转施加辊151和152通过倾斜施加相互相反方向的扭转。但是，扭转施加辊151和152被配置成存在阶梯差，扭转施加辊151位于接近位置固定了的引导辊14一侧，因此在扭转施加辊151的外周表面，在进行了被覆的光纤13上容易产生打滑。而且，进行了被覆的光纤13在更长的长度上与扭转施加辊152的外周表面接触。其结果是在进行了被覆的光纤13上，扭转施加辊152施加的绕逆时针的扭转被施加得更多，进行了被覆的光纤13绕逆时针被扭转。

另一方面，关于扭转施加辊153，通过倾斜在与扭转施加辊152相反的方向上施加相同量的扭转。另外，由于认为处于进给方向的引导辊17对扭转没有影响，所以关于扭转施加辊154，通过倾斜在与扭转施加辊152相同的方向上施加相同量的扭转。其结果是扭转施加辊151～154如果各旋转轴A1～A4相对于线L1向纸面上方倾斜角度θ1，则作为整体对进行了被覆的光纤13施加绕逆时针的扭转。另外，如果倾斜角大，则施加的扭转量变大。

另外，如图4(a)所示，扭转施加辊151，通过在旋转轴A1相对于线L1向纸面下方倾斜角度θ2的状态下从纸面的里侧向跟前侧旋转，由此对进行了被覆的光纤13施加逆时针的扭转。另一方面，如图4(b)所示，扭转施加辊152通过在旋转轴A2相对于线L1向纸面下方倾斜角度θ2的状态下从纸面的跟前侧向里侧旋转，由此对进行了被覆的光纤13施加顺时针的扭转。然后，与上述同样，在进行了被覆的光纤13上，扭转施加辊152施加的顺时针的扭转被施加得更多，进行了被覆的光纤13绕顺时针被扭转。

另一方面，关于扭转施加辊153和154，也与上述同样，通过倾斜扭转施加辊153施加方向与扭转施加辊152相反且大致相同量的扭转，另外，扭转施加辊154施加方向与扭转施加辊152相同且大致相同量的扭转。其结果是，扭转施加辊151～154如果各旋转轴A1～A4相对于线L1向纸面下方倾斜角度θ2，则作为整体对进行了被覆的光纤13施加顺时针的扭转。

因此，通过调整扭转施加辊151～154的各旋转轴A1～A4的倾斜方向以及倾斜角度，就能够调整对进行了被覆的光纤13施加的扭转的方向以及量，因此在扭转施加机构15中调整扭转以使不会产生残留扭转。

但是，上述的倾斜的方向以及角度如下这样决定。即，在作业开始时，使倾斜角度为零，试验性地制造施加了扭转的光纤16，反复进行规定次数的测量该光纤16的残留扭转的方向以及量的工序。之后，算出它们的测量值的平均值，决定倾斜的方向以及角度以消除该平均的残留扭转。

然后，将扭转施加辊151～154的各旋转轴A1～A4调整为决定了的倾斜角度。而且，可以倾斜角度的调整可以是分别使扭转施加辊151～154倾斜，或者可以如图2所示使扭转施加机构15本身倾斜来进行。之后，在维持调整了的倾斜角度的状态下，制造施加了扭转的光纤16。而且，如果需要的话，在从卷取机19将结束了光纤16的卷取的卷轴取出时，以卷取的光纤16的端部为样本取出规定长度，测量取出的光纤16的残留扭转的量和方向，如果与当初的测量值的平均值不同，则也可以在此时对倾斜的方向以及角度进行微调。

当然，还可以在施加扭转的光纤16的制造中一边测量残留扭转，一边将该测量结果反馈给扭转施加机构15，可以对倾斜的方向以及角度进行微调。

而且，施加的扭转的量或残留扭转的量，是通过对长度1m的光纤施加几次扭转，或哪几个存在残留扭转来进行评价的。即，如果扭转的周期为1m，则扭转的量表现为1次/m。而且，该扭转方向如果是顺时针方向，则为+1次/m，如果是逆时针方向，则表示为-1次/m。

在此，通过本实施方式1的方法和专利文献3中公开的现有的方法，制造光纤，测量其残留扭转进行比较。另外，在本实施方式1的方法中，利用与图1所示的光纤制造装置相同的装置A、B制造光纤。另外，在现有的方法中，虽然使用上述的装置A、B，但扭转施加机构的倾斜角度社为零，与专利文献3同样使引导辊17倾斜来消除残留扭转，由此，制造光纤。而且，施加扭转的量设为10次/m，测量残留扭转的样本的n数为30。

其结果是，对于以现有的方法制造的光纤，残留扭转的平均值是-0.1次/m，标准偏差s在采用装置A时为0.13，在采用装置B时为0.14。相对于此，对于以本实施方式1的方法制造的光纤，残留扭转的平均值为0.0次/m，残留扭转的标准偏差s不管在采用装置A还是采用装置B时都是0.11，残留扭转的平均值以及偏差降低。

如以上说明，根据本实施方式1，光纤的残留扭转的量及其偏差降低，能够稳定制造残留扭转少、极化模式分散小的光纤。

(实施方式2)

接着，说明本发明的实施方式2。图5是说明本发明的实施方式2的光纤的制造方法的图。以下，参考图5对于本实施方式1的光纤的制造方法进行说明。

首先，从将光纤母材1配置在拉线炉2内，通过加热器2a将光纤母材1的前端部加热熔融并拉出光纤3的工序，到通过外径测量器12监视进行了被覆的光纤13的外径的工序，与实施方式1同样。

接着，引导辊14将进行了被覆的光纤13引导向摆动辊20。摆动辊20对进行了被覆的光纤13施加扭转，之后，将由引导辊17、18施加了扭转的光纤16引导向卷取机19，卷取机19将施加了扭转的光纤16卷取成适当大小的卷轴。

以下，对于摆动辊20具体进行说明。图6是图5所示的摆动辊20和引导辊17的B向视图。如图6所示，摆动辊20使进行了被覆的光纤13与外周表面接触，使其绕旋转轴A5旋转，将进行了被覆的光纤13送向进给方向d2。而且，如图5所示，在从与纸面垂直的方向观察时，摆动辊20绕逆时针旋转。另外，引导辊17使施加了扭转的光纤16与外周表面接触，使其绕旋转轴旋转，将施加了扭转的光纤16送向进给方向d2。而且，所谓进给方向d2是与引导辊17的旋转轴垂直的方向。

与此同时，以相对于表示与进给方向d2垂直的面的线L2向纸面下方倾斜角度θ3的方向为中心，使摆动辊20的旋转轴A5向纸面上下周期性地以角度α摆动。即，通过使摆动辊20的旋转轴A5相对于线L2向纸面上方以角度(α-θ3)的范围、向纸面下方以角度(α+θ3)的范围摆动，对进行了被覆的光纤13施加扭转。

在此，进行了被覆的光纤13，在摆动辊20的旋转轴A5从线L2向下时，施加顺时针的扭转，在旋转轴A5从线L2向上时，施加逆时针的扭转，本实施方式2的情况，由于向下方的摆动角更大，所以如果使摆动辊20摆动1周期，则对进行了被覆的光纤13施加顺时针的扭转。

另一方面，以相对于线L2向上方倾斜角度θ3的方向为中心，使摆动辊20的旋转轴A5向纸面上下周期性地摆动角度α时，使摆动辊20的旋转轴A5相对于线L2向纸面上方以角度(α+θ3)的范围、向下方以角度(α-θ3)的范围摆动，因此，如果使摆动辊20摆动1周期，则对进行了被覆的光纤13施加逆时针的扭转。

因此，摆动辊20通过调整旋转轴A5的倾斜的方向以及角度，能够调整对进行了被覆的光纤13施加的扭转的方向以及量，因此与实施方式1的扭转施加机构15同样，能够调整扭转使得在摆动辊20不产生残留扭转。

即，本实施方式2的方法也与实施方式1的方法同样，为了施加扭转而在摆动辊不产生残留扭转，使扭转施加机构本身倾斜来进行调整，因此，抑制进行了被覆的光纤在长度方向的残留扭转的偏差的效果更显著。

如以上说明，根据本实施方式2，能够稳定地制造光纤的残留扭转的偏差降低、残留扭转少且极化模式分散小的光纤。

另外，作为上述的实施方式1、2的变形例，还可以施加专利文献3公开的那样的修正扭转的工序。例如，作为修正扭转的辊，可以适用引导辊17。

如上所述，该引导辊17使施加了扭转的光纤16与外周表面接触，使其绕旋转轴旋转，将施加了扭转的光纤16送向进给方向d2。在此，通过使该引导辊17的旋转轴相对于与进给方向d2垂直的方向倾斜，对施加了扭转的光纤16施加与残留扭转的方向相反的方向的扭转。由此，例如将扭转施加机构15用于残留扭转降低用的粗调，将引导辊17用于微调，由此，能够进行更适当的扭转的调整，能够进一步降低残留扭转量的绝对值以及偏差。

Claims (2)

1.一种光纤的制造方法，其特征在于，

包括：

从光纤母材的熔融了的前端部拉出光纤的拉出工序；

对所述拉出的光纤的外周进行被覆的被覆工序；以及

扭转施加工序，其使所述进行了被覆的光纤与摆动辊的外周表面接触，使所述摆动辊绕旋转轴旋转，将所述进行了被覆的光纤送往规定的方向，并且通过以相对于与该进给方向垂直的面倾斜规定角度的方向为中心，使所述摆动辊的所述旋转轴周期性地摆动，由此对所述进行了被覆的光纤施加扭转，

在所述扭转施加工序中，使所述摆动辊的旋转轴倾斜，使得在施加了扭转的所述光纤上不产生残留的不均衡扭转。

2.如权利要求1所述的光纤的制造方法，其特征在于，

包括扭转修正工序，其使所述施加了扭转的光纤与修正辊的外周表面接触，使所述修正辊绕旋转轴旋转，将所述施加了扭转的光纤送往规定的方向，并且通过使所述修正辊的所述旋转轴相对于与该进给方向垂直的面倾斜，由此对所述施加了扭转的光纤施加与残留的不均衡扭转的方向相反的方向的扭转。