CN111032588A - 光纤的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光纤的制造方法。该光纤的制造方法具备:在导入有第1气体的拉丝炉内,加热光纤母材并对光纤进行拉丝的拉丝工序,以及使所述光纤通过徐冷炉以进行徐冷的徐冷工序,其中所述徐冷炉配置在拉丝炉的下游,并且其温度被调整到低于加热光纤母材的温度。在徐冷工序中,将热传导率低于第1气体的第2气体以总流量成为3s lm以上的方式从1个以上的气体导入口导入到徐冷炉内,并且将每个气体导入口的第2气体的流量调整为30s lm以下。
Description
技术领域
本发明涉及光纤的制造方法。
本专利申请要求基于2017年8月28日提出的日本专利申请第2017-163204号的优先权,并且援引该日本专利申请记载的全部内容。
背景技术
专利文献1公开了一种光纤的制造方法。在该制造方法中,在拉丝炉中加热光纤母材并对光纤进行拉丝,接着,在温度被调整到低于光纤母材的加热温度的徐冷炉中对光纤进行徐冷。通过在徐冷炉内以期望的冷却速度对光纤进行冷却,从而能够抑制光纤内的瑞利散射强度,降低制造出的光纤的传输损耗。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开第2004/007383号
发明内容
本发明提供一种光纤的制造方法。该光纤的制造方法具备:在导入有第1气体的拉丝炉内,加热光纤母材并对光纤进行拉丝的拉丝工序,以及使所述光纤通过徐冷炉以进行徐冷的徐冷工序,其中所述徐冷炉配置在拉丝炉的下游,并且其温度被调整为低于加热光纤母材的温度。在徐冷工序中,将热传导率低于第1气体的第2气体以总流量成为3slm以上的方式从1个以上的气体导入口导入到徐冷炉内,并且将每个气体导入口的第2气体的流量调整为30slm以下。
附图说明
[图1]图1是一个实施方式涉及的光纤的制造装置的示意性构成图。
具体实施方式
[本发明要解决的课题]
从加快拉丝速度以提高生产性的观点来看,要求使从光纤母材拉丝而得的光纤在有限的距离内有效地进行冷却。在专利文献1所示的光纤的制造方法中,为了兼顾该有效的冷却以及降低因急冷而对光纤特性产生的影响,将惰性气体导入到拉丝炉内,并将刚刚拉丝后的光纤急冷到1700℃,然后送入到徐冷炉内。然而,当在拉丝炉内导入作为惰性气体的氦气(He气)等并进行高速拉丝时,被牵引到光纤中的He气等有时会流入到配置在其下游的徐冷炉内。因为He气等的热传导率高,所以当热传导率高的He气等流入到徐冷炉内时,会在徐冷炉内比期望的速度更快地对光纤进行冷却。因此,有可能对制造出的光纤的传输损耗产生影响,所以希望进一步的改善。
因此,本发明人想到了通过将热传导率低于导入到拉丝炉内的惰性气体(例如He气)的气体导入到徐冷炉内,可以抑制导入到拉丝炉内的气体向徐冷炉内的流入。另一方面,本发明人也发现了这样的问题:当导入到徐冷炉内的气体的流量过剩时,尽管能够抑制导入到拉丝炉内的气体向徐冷炉内的流入,但是光纤的外径变动会增大。当光纤的外径变动增大时,由于(例如)连接器连接中的连接损耗会增大,因此本发明人经过进一步的研究,最终完成了本发明。
[本发明的效果]
根据本发明,可以提供一种抑制光纤的外径变动同时降低光纤的传输损耗的光纤制造方法。
[本发明的实施方式的说明]
首先列举本发明的实施方式并进行说明。本发明的一个实施方式涉及的光纤的制造方法具备:在导入有第1气体的拉丝炉内,加热光纤母材并对光纤进行拉丝的拉丝工序,以及使光纤通过徐冷炉以进行徐冷的徐冷工序,其中所述徐冷炉配置在拉丝炉的下游,并且其温度被调整到低于加热光纤母材的温度。在徐冷工序中,将热传导率低于第1气体的第2气体以总流量成为3slm以上的方式从1个以上的气体导入口导入到所述徐冷炉内,并且将每个气体导入口的第2气体的流量调整为30slm以下。需要说明的是,这里使用的“s1m”是指在1atm、0℃的环境下,用升表示每一分钟的流量的单位。
在该光纤的制造方法中,由于将热传导率低于导入到拉丝炉内的第1气体的第2气体以总流量成为3s lm以上的方式导入到徐冷炉内,因此能够有效地抑制第1气体向徐冷炉内的流入。这样,通过抑制热传导率高的第1气体向徐冷炉内的流入,从而能够在徐冷炉中以期望的冷却速度对光纤进行冷却,可以降低光纤的传输损耗。另一方面,在上述光纤的制造方法中,将每个气体导入口的第2气体的流量调整为30s lm以下。由此,能够抑制第2气体对徐冷的光纤的外径的影响,结果,可以抑制光纤的外径变动。这样,根据上述的光纤的制造方法,能够抑制光纤的外径变动同时降低光纤的传输损耗。
在所述徐冷工序中,可以将1300℃以上1650℃以下的光纤送入到徐冷炉内。当送入到徐冷炉内的光纤的温度低于1300℃时,由于在进入徐冷炉之前被急冷、一定程度上已经固化,所以难以得到徐冷的效果。另一方面,当送入到徐冷炉内的光纤的温度高于1650℃时,无法充分地冷却光纤。因此,通过将送入到徐冷炉内的光纤的温度设定在1300℃以上1650℃以下的温度范围内,能够进一步降低光纤的传输损耗。
在所述徐冷工序中,徐冷炉的温度可以设定为800℃以上1400℃以下。当徐冷炉的温度低于800℃时,由于在徐冷炉中光纤被急冷,所以难以得到徐冷的效果。另一方面,当徐冷炉的温度高于1400℃时,无法充分地冷却光纤。因此,通过将徐冷炉的温度设为800℃以上1400℃以下的温度范围内,能够进一步降低光纤的传输损耗。
在所述徐冷工序中,可以将光纤以2000m/分钟以上的拉丝速度送入到徐冷炉内。在拉丝速度为2000m/分钟以上的情况下,第1气体容易被牵引到光纤中并流入到徐冷炉内。即使在这种情况下,根据上述光纤的制造方法,由于能够抑制光纤的外径变动同时降低光纤的传输损耗,因此也可以高速地制作品质良好的光纤,并且能够提高生产性。
第1气体可以为氦气,并且第2气体可以为除氦气以外的惰性气体、氮气或空气。如果第2气体为除氦气以外的惰性气体、氮气或空气的话,则能够得到进一步的徐冷的效果,并且能够进一步降低光纤的传输损耗。
在所述徐冷工序中,可以将第2气体从多个所述气体导入口导入。该情况下,可以将第2气体有效地或者更均匀地导入到徐冷炉内,因而能够制作出具有更合适的特性(例如,更低的传输损耗)的光纤。
[本发明的实施方式的详细说明]
以下将参照附图对本发明的实施方式涉及的光纤的制造方法及制造装置的具体例子进行说明。需要说明的是,本发明并不限于这些示例,而是由权利要求的范围所表示,并且意图包括与权利要求的范围等同的含义和范围内的所有变化。在以下的说明中,在附图的说明中,相同的要素标注相同的符号,并且省略重复的说明。
首先,将参照图1对本实施方式涉及的光纤的制造装置的构成进行说明。如图1所示,光纤的制造装置1(以下简称为“制造装置1”)为从光纤母材P拉丝得到光纤F1,并用树脂被覆拉丝而得的光纤F1,以制作光纤F2的装置。制造装置1具备:拉丝炉10、第1气体供给部15、徐冷炉20、第2气体供给部25、冷却装置30、冷却气体供给部35、外径测定器40、树脂被覆装置50、卷取机构60、以及控制单元70。拉丝炉10、徐冷炉20、冷却装置30、外径测定器40、以及树脂被覆装置50按照此顺序沿垂直方向依次设置。光纤F1按照拉丝炉10、徐冷炉20、冷却装置30、外径测定器40、以及树脂被覆装置50的顺序沿垂直方向行进。
拉丝炉10是用于对光纤母材P进行加热并且对光纤F1进行拉丝的加热炉。拉丝炉10具有:容纳光纤母材P的炉心管11、配置在炉心管11内的对光纤母材P加热的加热器12、以及将第1气体供给部15供给的气体导入到炉心管11内的第1气体导入机构13。
光纤母材P以石英玻璃为主要成分,并且具有芯部区域、以及设置在芯部区域的外周的包层区域。芯部区域中添加有(例如)锗。需要说明的是,光纤母材P的芯部区域中也可以不含有锗等添加物,而可以由纯石英构成。炉心管11具有沿垂直方向贯通拉丝炉10内的筒形。加热器12与炉心管11呈同心状配置,并且其处于包围配置在炉心管11内的光纤母材P的前端的位置处。
第1气体导入机构13将第1气体导入到拉丝炉10的内部。第1气体导入机构13具有:连接到拉丝炉10的炉心管11的内壁的第1气体导入口13a、以及与第1气体导入口13a连接并且贯通至拉丝炉10的外侧的第1气体导入管13b。第1气体导入管13b在与第1气体导入口13a相对的一侧与第1气体供给部15连接。第1气体供给部15经由第1气体导入机构13将第1气体供给到拉丝炉10内。第1气体例如为氦气(以下也记为“He气”)。第1气体并不限于He气,只要该气体对拉丝而得的光纤F1的构成不产生影响并能够对其冷却等,也可以为其他惰性气体。
徐冷炉20配置在拉丝炉10的下游,对从拉丝炉10拉丝而得的光纤F1进行徐冷。徐冷炉20具有:从拉丝炉10拉丝出的光纤F1通过的炉心管21、对光纤F1加热的加热器22、以及将第2气体供给部25供给的第2气体导入到炉心管21内的第2气体导入机构23和24。炉心管21具有沿垂直方向贯通徐冷炉20内的筒形。炉心管21在垂直方向上的长度例如为3m。炉心管21的入口21a以及出口21b的直径例如为20mm~60mm。
加热器22与炉心管21呈同心状配置。在本实施方式中,加热器22以比在拉丝炉10内加热光纤母材P的温度低的温度对徐冷炉20的内部(炉心管21)进行加热,使得通过炉心管21的光纤F1以5000℃/秒以下的冷却速度被徐冷。通过加热器22施加的热量,将徐冷炉20(炉心管21内)的温度设置在(例如)800℃以上1400℃以下的预定温度。需要说明的是,将炉心管21的入口21a处的光纤F1的温度设为Ts(℃),将炉心管21的出口21b处的光纤F1的温度设为Te(℃),将玻璃纤维的拉丝速度设为Vf(m/秒),以及将炉心管21在垂直方向上的长度设为L(m),在此情况下,光纤F1的冷却速度定义为(Ts-Te)×Vf/L。
第2气体导入机构23、24将第2气体导入到徐冷炉20的内部。第2气体导入机构23、24具有:连接到徐冷炉20的炉心管21的内壁的第2气体导入口23a、24a;以及与第2气体导入口23a、24a连接并且贯通到徐冷炉20的外侧的第2气体导入管23b、24b。
第2气体导入口23a以及第2气体导入管23b配置在徐冷炉20的上端侧,即,比起炉心管21的出口21b更靠近入口21a的一侧。第2气体导入口24a以及第2气体导入管24b配置在徐冷炉20的下端侧,即,比起炉心管21的入口21a更靠近出口21b的一侧。需要说明的是,在徐冷炉20中,第2气体导入口以及第2气体导入管(第2气体导入机构)分别可以为1个,也可以为3个以上。第2气体导入管23b、24b在与第2气体导入口23a、24a相反的一侧分别与第2气体供给部25连接。第2气体供给部25经由第2气体导入机构23、24将第2气体供给到徐冷炉20内。
第2气体导入机构23、24以第2气体的总流量成为3s 1m以上的方式将第2气体导入到徐冷炉20内。具体地,调整使得从第2气体导入口23a导入的第2气体的流量与从第2气体导入口24a导入的第2气体的流量的合计成为3s 1m以上。另外,第2气体导入机构23、24调整流入气体的上限,以使得每个气体导入口的第2气体的流量成为30s lm以下。换言之,分别从第2气体导入口23a、24a导入的第2气体的流量为30s lm以下。作为第2气体,例如可以使用空气,但并不限于此。第2气体也可以为热传导率比He气低的氩气等惰性气体或氮气。
冷却装置30对光纤F1进行急冷。冷却装置30具有:光纤F1通过的圆筒管31、以及与圆筒管31的内壁连接的多个喷嘴32。冷却气体供给部35与多个喷嘴32连接。冷却装置30经由多个喷嘴32将冷却气体供给部35供给的冷却气体导入到圆筒管31的内部。作为冷却气体,例如可以使用氦气。
外径测定器40对经冷却装置30急冷过的光纤F1的外径进行连续测定。外径测定器40将所测定的外径数据输出到控制单元70。
树脂被覆装置50对通过了外径测定器40后的光纤F1涂布树脂,以形成被覆有树脂的光纤F2。树脂被覆装置50从外径测定器40一侧开始沿垂直方向依次具有涂布模具51、树脂固化部54。
涂布模具51对通过其内部的光纤F1涂布2层的UV树脂52、53。利用UV灯55照射的紫外线,树脂固化部54使光纤F1上所涂布的UV树脂52、53固化。由此,形成光纤F2。需要说明的是,在此描述了将2层的树脂一起被覆并且固化的例子,但是也可以是一层一层地涂布树脂并使其固化的并列构成。
卷取机构60具有导辊61、转鼓62、以及驱动电机63。导辊61在树脂被覆装置50的后段引导光纤F2,(例如)将光纤F2的拉丝方向变为水平方向。转鼓62在导辊61的后段将光纤F2卷取起来。光纤F2的拉丝速度取决于光纤F2卷取在转鼓62上的速度。转鼓62通过驱动电机63所施加的驱动力来进行旋转。
驱动电机63通过控制单元70来控制。具体地,控制单元70与外径测定器40可以通讯连接,并且决定驱动电机63的旋转速度,以使得通过外径测定器40所测定的光纤F1的外径成为预先设定的值。外径测定器40配置在冷却装置30和树脂被覆装置50之间,对通过了冷却装置30的光纤F1的外径进行联机测定,并将测定结果发送到控制单元70。
接下来,对使用上述制造装置1来制造光纤的制造方法进行说明。
首先,在拉丝炉10的炉心管11内准备具有芯部区域以及设置在芯部区域外周的包层区域的光纤母材P。接着,将从第1气体供给部15供给的第1气体(例如He气)通过第1气体导入机构13而导入到拉丝炉10内。由此,炉心管11内成为第1气体气氛。接着,在导入有第1气体的拉丝炉10内通过加热器12对光纤母材P的下端进行加热以使其软化,并以预定的拉丝速度对光纤F1拉丝(拉丝工序)。控制单元70通过决定驱动电机63的旋转速度,从而控制光纤F1在转鼓62上的卷取速度,即拉丝速度。作为拉丝速度,例如可以设为2000m/秒。需要说明的是,通过导入第1气体,刚刚拉丝后的光纤被急冷到例如1700℃左右。
将从拉丝炉10拉丝出的光纤F1送入到配置在拉丝炉10下游的徐冷炉20内(徐冷工序)。例如,将1300℃以上1650℃以下的光纤F1以2000m/分钟以上的拉丝速度送入到徐冷炉20内。在徐冷工序中,徐冷炉20通过加热器22施加的热量来调整炉心管21的温度,以使其温度低于在拉丝炉10内加热光纤母材P的温度。也就是说,使光纤F1通过徐冷炉20以进行徐冷,其中徐冷炉的温度被调整到低于在拉丝炉10内加热光纤母材P的温度。具体地,在徐冷工序中,通过加热器22施加的热量,将徐冷炉20(炉心管21内)的温度调整到例如800℃以上1400℃以下之间的预定温度。
另外,在徐冷工序中,将热传导率低于第1气体的第2气体(例如氩气或空气)以流量成为3s 1m以上的方式从2个第2气体导入口23a、24a导入到徐冷炉20内。也就是说,调整使得从第2气体导入口23a导入到徐冷炉20内的第2气体的导入量以及从第2气体导入口24a导入到徐冷炉20内的第2气体的导入量的总量成为3s 1m以上。另一方面,在本实施方式中,调整使得每个气体导入口的第2气体的最大流量成为30s 1m以下。也就是说,分别调整使得从第2气体导入口23a和24a导入的第2气体的导入量均为30s 1m以下。需要说明的是,在图1所示的示例中,在徐冷工序中,将第2气体从2个第2气体导入口23a、24a导入到徐冷炉20内,但是也可以将第2气体从1个第2气体导入口23a或24a导入到徐冷炉20内,或者也可以将第2气体从3个以上的第2气体导入口导入到徐冷炉20内。无论在何种情况下,导入到徐冷炉20内的第2气体的总量均为3s 1m以上,并且,调整使得每个气体导入口的第2气体的最大流量成为30s 1m以下。
将通过了徐冷炉20后的光纤F1送入到冷却装置30内。冷却装置30将通过其内部的光纤F1进一步冷却到预定的温度(冷却工序)。然后,经由多个喷嘴32将从冷却气体供给部35供给的冷却气体导入到圆筒管31内,并且通过冷却气体对光纤F1进行强制地冷却。
将通过了冷却装置30后的光纤F1送入到外径测定器40内。外径测定器40对通过其内部的光纤F1的外径进行测定,并将测定结果发送到控制单元70。控制单元70通过计算驱动转鼓62的驱动电机63的旋转速度来对驱动电机63的旋转速度进行反馈控制,以使得从外径测定器40接收的测定结果成为预先设定的值。
将通过了外径测定器40后的光纤F1送入到树脂被覆装置50中。树脂被覆装置50对光纤F1涂布UV树脂52、53,从而形成光纤F2。具体地,树脂被覆装置50通过涂布模具51来涂布UV树脂52、53,并且通过树脂固化部54对UV树脂52、53进行固化。通过树脂被覆装置50而形成的光纤F2经由导辊61并且被转鼓62卷取。
如以上说明,在本实施方式涉及的光纤的制造方法中,将热传导率低于导入到拉丝炉10内的第1气体(例如He气)的第2气体(例如氩气或空气)以总流量成为3s lm以上的方式导入到徐冷炉20内。由此,通过将一定程度的量的气体积极地导入到徐冷炉20内,能够有效地抑制第1气体向徐冷炉20内的流入。然后,通过防止热传导率高于第2气体的第1气体向徐冷炉20内的流入,能够在徐冷炉20中以期望的冷却速度对光纤F1进行冷却,结果是,能够降低光纤F1、F2的传输损耗。另一方面,在上述光纤的制造方法中,在徐冷炉20中,调整使得每个气体导入口的第2气体的流量成为30s lm以下。由此,尽管将气体导入到徐冷炉20内,但是限制了其大小(流量),以使得导入的气体不会对光纤F1的外径产生影响。结果,能够抑制光纤F1、F2的外径的变动。综上,根据本实施方式涉及的光纤的制造方法和制造装置,能够抑制光纤的外径变动同时降低光纤的传输损耗。
在本实施方式涉及的制造方法中,在徐冷工序中,将1300℃以上1650℃以下的光纤F1送入到徐冷炉20内。当送入到徐冷炉内的光纤F1的温度低于1300℃时,由于在进入徐冷炉20之前被急冷而在一定程度上已经固化,所以难以得到徐冷的效果。另一方面,当送入到徐冷炉20内的光纤F1的温度高于1650℃时,无法充分地冷却光纤。因此,通过使送入到徐冷炉20内的光纤F1的温度在1300℃以上1650℃以下的温度范围内,能够进一步降低光纤F1的传输损耗。
在本实施方式涉及的制造方法中,在徐冷工序中,徐冷炉20的温度设定为800℃以上1400℃以下。当徐冷炉20的温度低于800℃时,由于徐冷炉20中光纤被急冷,所以难以得到徐冷的效果。另一方面,当徐冷炉20的温度高于1400℃时,无法充分地冷却光纤F1。由此,通过使徐冷炉20的温度在800℃以上1400℃以下的温度范围内,能够进一步降低光纤F1的传输损耗。
在本实施方式涉及的制造方法中,第1气体为氦气,并且第2气体为除氦气以外的惰性气体、氮气或空气。如果第2气体为除氦气以外的惰性气体、氮气或空气的话,能够进一步得到徐冷的效果,并且能够进一步降低光纤的传输损耗。
在本实施方式涉及的制造方法中,在徐冷工序中,将光纤F1以2000m/分钟以上的拉丝速度送入到徐冷炉20中。如此,在拉丝速度为2000m/分钟以上的情况下,第1气体容易被牵引到光纤F1中而流入到徐冷炉20内。然而,根据本实施方式涉及的光纤的制造方法,由于将预定量的第2气体导入到徐冷炉20内,因此可以防止第1气体从拉丝炉10流入徐冷炉20内,能够实现抑制光纤F1的外径变动和降低光纤F1的传输损耗,同时能够提高光纤F1、F2的制造速度。需要说明的是,从制造效率的观点来看,拉丝速度优选为2000m/分钟以上,但是在制造更高品质的光纤的情况下,也可以将拉丝速度设为小于2000m/分钟。
以上,对本发明涉及的实施方式进行了说明,但是本发明并不限于上述实施方式,可以在不脱离其主旨的范围内进行各种变化。例如,关于光纤的制造装置的具体构成,图1示出了其一个示例,但是,只要可以实现上述的制造方法,也可以使用其他构成的制造装置。另外,光纤母材P的芯部区域也可以不含有锗等的添加物。该情况下,由于包含在芯部区域的杂质较少,因此能够得到进一步降低了传输损耗的光纤。
实施例
以下,将基于实施例以及比较例对本发明进行更具体地说明,但本发明并不限于以下的实施例。
这里,对于光纤制造的各条件相互不同的多个光纤,通过使用除了该各条件以外其他与制造装置1同样构成的光纤的制造装置来制作,并且对制作出的光纤的外径变动和传输损耗进行了比较。在实施例1~12以及比较例1~5的任意情况下,都将氦气作为第1气体导入到拉丝炉10内。所制作的光纤的芯部区域中添加了锗。关于其他各条件,如表1所示。
一般认为,拉丝速度越大,第1气体越容易被牵引到徐冷炉20内,所以传输损耗也较大。如上所述,特别是在拉丝速度为2000m/分钟以上的情况下,第1气体容易被牵引到光纤F1中而流入到徐冷炉20内。示出了在实施例1~12以及比较例1~5的任意情况下拉丝速度都为2000m/分钟以上的情况。
各种条件下制造出的光纤的外径变动及传输损耗如表1所示。作为光纤的外径变动,示出了光纤中外径的标准偏差σ的3倍值(3σ)。作为传输损耗,示出了使用波长1550nm的光并利用OTDR(Optical Time Domain Reflectometer:光时域反射仪)进行测定时的测定值。在光纤的外径变动为0.5μm以上的情况下,将其作为不合适的值并在“外径变动”栏中与测定值一起记为“poor(不良)”。在传输损耗为0.185以上的情况下,将其作为不合适的值并在“传输损耗”栏中与测定值一起记为“poor(不良)”。
[表1]
实施例1中,将作为第2气体的空气从徐冷炉20的上端(第2气体导入机构23,以下同样)以5s 1m导入其内部,同时将徐冷炉20内的温度设定为1000℃,在此状态下以拉丝速度2000m/分钟拉丝光纤F1。实施例2中,将作为第2气体的空气从徐冷炉20的下端(第2气体导入机构24,以下同样)以10s 1m导入其内部,同时将徐冷炉20内的温度设定为1000℃,在此状态下以拉丝速度2400m/分钟拉丝光纤F1。实施例3中,将作为第2气体的空气分别从徐冷炉20的上端及下端以5s 1m导入其内部,同时将徐冷炉20内的温度设定为1200℃,在此状态下以拉丝速度2800m/分钟拉丝光纤F1。
实施例4中,将作为第2气体的空气从徐冷炉20的上端以10s 1m导入其内部,同时将徐冷炉20内的温度设定为1000℃,在此状态下以拉丝速度3200m/分钟拉丝光纤F1。实施例5中,将作为第2气体的空气从徐冷炉20的下端以20s 1m导入其内部,同时将徐冷炉20内的温度设定为1400℃,在此状态下以拉丝速度3400m/分钟拉丝光纤F1。实施例6中,将作为第2气体的空气从徐冷炉20的上端以3s 1m导入其内部,同时将徐冷炉20内的温度设定为1000℃,在此状态下以拉丝速度3800m/分钟拉丝光纤F1。
实施例7中,将作为第2气体的氩气从徐冷炉20的下端以20s 1m导入其内部,同时将徐冷炉20内的温度设定为800℃,在此状态下以拉丝速度2000m/分钟拉丝光纤F1。实施例8中,将作为第2气体的氩气从徐冷炉20的上端以10s 1m导入其内部,同时将徐冷炉20内的温度设定为1100℃,在此状态下以拉丝速度2400m/分钟拉丝光纤F1。实施例9中,将作为第2气体的氩气从徐冷炉20的下端以20s 1m导入其内部,同时将徐冷炉20内的温度设定为1300℃,在此状态下以拉丝速度2800m/分钟拉丝光纤F1。
实施例10中,将作为第2气体的氩气从徐冷炉20的下端以25s1m导入其内部,同时将徐冷炉20内的温度设定为1100℃,在此状态下以拉丝速度3200m/分钟拉丝光纤F1。实施例11中,将作为第2气体的氩气分别从徐冷炉20的上端及下端以10s 1m导入其内部,同时将徐冷炉20内的温度设定为1300℃,在此状态下以拉丝速度3400m/分钟拉丝光纤F1。实施例12中,将作为第2气体的氩气从徐冷炉20的上端以5s 1m导入其内部,同时将徐冷炉20内的温度设定为1000℃,在此状态下以拉丝速度3800m/分钟拉丝光纤F1。
如上所述,在实施例1~12中,以使得第2气体的总流量成为3s1m以上的方式将该第2气体导入到徐冷炉20内。由此可以确认,抑制了第1气体向徐冷炉20内的流入,并且使光纤F1、F2的传输损耗降低到0.181dB/km以下。另外,在实施例1~12中,在徐冷炉20中,调整使得每个气体导入口的第2气体的流量为30s 1m以下。由此,可以确认将光纤F1的外径变动抑制在0.5μm以下。另外,根据实施例1~12,可以确认第2气体无论是空气还是氩气都能够降低传输损耗。
另一方面,在比较例1中,在没有将光纤送入到徐冷炉中的情况下以拉丝速度2000m/分钟进行拉丝。该情况下,尽管光纤的外径变动良好,但是传输损耗高达0.187dB/km。
在比较例3中,将作为第2气体的空气从徐冷炉的下端以2s 1m导入其内部,同时将徐冷炉20内的温度设定为1000℃,在此状态下以拉丝速度2200m/分钟拉丝光纤。该情况下,尽管光纤的外径变动为良好的值,但是传输损耗高达0.185dB/km。另外,在比较例5中,将作为第2气体的空气从徐冷炉20的下端以2s 1m导入其内部,同时将徐冷炉内的温度设定为1000℃,在此状态下以拉丝速度2400m/分钟拉丝光纤。该情况下,尽管光纤的外径变动为良好的值,但是传输损耗高达0.185dB/km。
在比较例2中,将作为第2气体的空气从徐冷炉的下端以35s 1m导入其内部,同时将徐冷炉内的温度设定为1000℃,在此状态下以拉丝速度2000m/分钟拉丝光纤。该情况下,光纤的外径变动增大到0.8μm,其为不合适的值。另外,在比较例4中,将作为第2气体的氩气从徐冷炉20的下端以35s 1m导入其内部,同时将徐冷炉内的温度设定为1000℃,在此状态下以拉丝速度2000m/分钟拉丝光纤。该情况下,光纤的外径变动高达1.2μm,其为不合适的值。
由上可以确认,在徐冷炉中,通过使从气体导入口导入的第2气体的总流量为3s1m以上,从而能够降低光纤的传输损耗。另外可以确认,通过使徐冷炉中每个气体导入口的第2气体的各流量为30s1m以下,从而能够抑制光纤的外径变动。
符号说明
1···制造装置,10···拉丝炉,13···第1气体导入机构,15···第1气体供给部,20···徐冷炉,22···加热器,23、24···第2气体导入机构,23a、24a···第2气体导入口,25···第2气体供给部,F1、F2···光纤,P···光纤母材。
Claims (6)
1.一种光纤的制造方法,具备:
在导入有第1气体的拉丝炉内,加热光纤母材并对光纤进行拉丝的拉丝工序,以及
使所述光纤通过徐冷炉以进行徐冷的徐冷工序,其中所述徐冷炉配置在所述拉丝炉的下游,并且其温度被调整为低于加热所述光纤母材的温度,
在所述徐冷工序中,将热传导率低于所述第1气体的第2气体以总流量成为3slm以上的方式从1个以上的气体导入口导入到所述徐冷炉内,并且将每个所述气体导入口的所述第2气体的流量调整为30slm以下。
2.根据权利要求1所述的光纤的制造方法,其中
在所述徐冷工序中,将1300℃以上1650℃以下的所述光纤送入到所述徐冷炉内。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的光纤的制造方法,其中
在所述徐冷工序中,将所述徐冷炉的温度设定为800℃以上1400℃以下。
4.根据权利要求1~权利要求3中任意一项所述的光纤的制造方法,其中
在所述徐冷工序中,将所述光纤以2000m/分钟以上的拉丝速度送入到所述徐冷炉内。
5.根据权利要求1~权利要求4中任意一项所述的光纤的制造方法,其中
所述第1气体为氦气,并且
所述第2气体为除氦气以外的惰性气体、氮气或空气。
6.根据权利要求1~权利要求5中任意一项所述的光纤的制造方法,其中
在所述徐冷工序中,将所述第2气体从多个所述气体导入口导入到所述徐冷炉内。
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