CN1220644C - 光纤的制造方法 - Google Patents

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Abstract

拉丝装置1具有拉丝炉11、保护管21以及树脂硬化部分31。在拉丝炉11和保护管21之间设置了缓冲室41，该缓冲室41的光纤3的拉丝方向上的长度被设定为L1。缓冲室41由第1缓冲室42和第2缓冲室45构成。在缓冲室41的内部空间混合着作为拉丝炉11内的气氛气体的He气体、以及作为保护管21内的气氛气体的空气。将在拉丝炉11中被加热拉丝的光纤3送到保护管21，并使光纤3的所定地方以所定的冷却速度缓慢地冷却。之后，在光纤3上通过涂覆压模62涂敷UV树脂63，在树脂硬化部分31使树脂63硬化，形成光纤单丝4。

Description

光纤的制造方法
技术领域
本发明涉及通过降低雷利散射强度减小传送损失的光纤的制造方法。
背景技术
由于光纤的低成本化等要求，从粗径(例如70mmφ)的光纤母材拉丝光纤的拉丝技术历来是一种普遍的技术。在拉丝粗径光纤母材的场合，缩颈周边的空间变大，并且经过该空间的气体的温度分布变得不均匀。因此，在缩颈周边空间的气体流动发生紊乱，使光纤的直径的变动变大。为了抑制光纤直径的变动，作为拉丝炉内的气氛气体往往使用导热率高的He气体。
另外，人们也知道这样的技术，即，为了防止拉丝炉下方的外部气体的流动紊乱引起的光纤直径的变动，在拉丝炉中设置炉心管延长部分(也称作下烟囱)，使拉丝后不久的光纤与外部气体隔离。
发明内容
本发明以这样的事实作为课题，即，即使在作为拉丝炉内的气氛气体使用了导热率高的He气体的场合，也可提供能够制造通过降低雷利散射强度减小传送损失的光纤的光纤制造方法。
本发明的发明者们就有关通过降低雷利散射强度，减小传送损失的光纤的制造方法进行了专心研究，结果，就雷利散射强度和拉丝后的光纤的冷却速度的关系，发现了以下那样的事实。
在高温玻璃内部由于热能的原因，原子会激烈地振动，与低温玻璃比较原子排列变成杂乱状态。在使高温玻璃慢慢地冷却的场合，在允许原子的再排列的温度范围中原子一边排列成对应于各温度的杂乱状态、一边被冷却，因此，玻璃内部的原子的杂乱状态变成对应于进行结构松弛时的最低温度(1200℃左右)的状态。但是，在使高温的玻璃急剧地冷却的场合，由于原子排列在达到对应于各温度的平衡状态之前被冷却固定，因此，与慢冷却的场合比较原子排列变成杂乱状态。雷利散射强度即使是在相同的物质中原子排列杂乱的一方会变大。在拉丝后以5000～30000℃/秒左右的冷却速度被冷却的光纤，其原子排列比整块玻璃(bulkglass)杂乱，并变成假想温度高的状态。因为如此，通常认为在光纤中雷利散射强度大。
但是，由于温度越低结构松弛所需的时间越长，因此，例如若在1200℃左右不能预先使该温度维持数十小时，那么，结构松弛就不会发生。拉丝后的光纤通常在零点几秒大约从2000℃被冷却到400℃左右。为了在拉丝工序中的光纤被冷却的短时间内降低假想温度，并使该假想温度接近1200℃，必须使拉丝后的光纤在比1200℃高的高温状态中慢冷却。
因此，本发明的发明者们着眼于拉丝后的光纤温度和冷却速度，调查了在纯石英芯纤维的温度比在上述进行结构松弛进行时的最低温度(1200℃左右)还要高的高温而且结构松弛在极短时间内进行的、在1700℃以下的1200℃～1700℃部分的冷却速度和雷利散射率之间的关系。调查结果确认了在纯石英芯纤维的温度在1200℃～1700℃部分的冷却速度和散射率之间存在着如图7所示的关系。再者，雷利散射强度(I)与下式(1)所示那样具有与波长(λ)的4次方成反比的性质，并将这时的比率A作为雷利散射率。
I＝A/λ4   ..........    (1)
从这些结果可知通过放慢被加热拉丝的光纤、尤其是光纤的温度在1200℃～1700℃范围中的所定区间的冷却速度，就能够降低光纤的雷利散射强度，减小传送损失。
另外，发明者们还发现了有关下烟囱的长度和传送损失的关系。在将下烟囱设定为比较长的场合，由于光纤通过导热率高的He气体在下烟囱内急剧冷却，因此，不能降低光纤的散射强度，因而增大传送损失。
为了抑制光纤因下烟囱内的He气体而急冷，在将下烟囱设定为较短的场合，由于从下烟囱出来的光纤通过导热率比He气体低的外部气体(空气)缓慢冷却，因此，光纤的雷利散射强度就会降低、传送损失就会减小。但是，在这种场合，由于光纤与流动不稳定的外部气体接触，结果就存在使光纤直径的变动增大的问题。
然而，作为气密敷层纤维的制造方法和制造装置，存在由同一申请人的特开平6-48780号公报。在该特开平6-48789号公报所记载的技术中，将拉丝炉内作为He气体气氛，同时，在被设置在拉丝炉下部的反应管内使原料气体(碳氢化合物)分解、在光纤表面进行气密敷层，在拉丝炉下部和反应管之间设置缓冲室、并将He气体从该缓冲室排出到外部。但是，在该特开平6-48780号公报中，通过使本发明者所发现的、光纤的温度在成为1200℃～1700℃的部分中的所定区间中的冷却速度变慢，从而能够降低光纤的雷利散射强度、减小传送损失这一点并没有明确指示和提醒。
为了依据这样的研究结果达到上述的目的，本发明的光纤制造方法是将光纤母材加热拉丝的光纤制造方法，其特征在于，使用在由He气体组成的气氛中将光纤母材加热拉丝的拉丝炉，以及在与拉丝炉之间具有所定间隙、同时其内部设定为由具有比He气体低的导热率的所定气体组成的气氛的保护管，将拉丝炉和保护管之间的间隙作为He气体和所定气体混合的气体混合层、并把去往气体混合层的被拉丝的光纤的入线温度设定为1400℃-1800℃范围内的温度的同时，将在拉丝炉内被拉丝的光纤经由气体混合层送到保护管内。
在涉及本发明的光纤的制造方法中，由于在使保护管与拉丝炉之间具有所定的间隙，而且，将该保护管和拉丝炉之间的间隙作为具有所定的导热率的第1气体和具有所定的导热率的第2气体混合的气体混合层，因此，可在拉丝炉内保持由He气体组成的气氛。另外，在保护管内保持由所定气体组成的气氛，能够使保护管内的光纤的冷却速度变慢。尤其是，由于把被拉丝的光纤的去往气体混合层的入线温度规定为1400℃～1800℃范围内的温度，因此在光纤温度成为1200℃～1700℃的部分中的所定区间中的冷却速度变慢。其结果，光纤的假想温度降低、原子排列的杂乱程度减小，从而在从加热拉丝到树脂被覆的极短时间内使通过降低雷利散射强度减小传送损失的光纤的制造变为可能。
另外，由于在使保护管和拉丝炉之间存在着气体混合层，因此，能够抑制在拉丝炉内产生的灰尘的侵入。而且，由于气体混合层的存在，就很难受到拉丝炉和保护管之间的外部气体流动紊乱的影响，还能够抑制光纤直径变动的发生、或光纤弯曲的恶化。
另外，其特征还在于，设置了用来将气体混合层与外部气体分开的隔壁，在隔壁中形成用来至少排出He气体的气体排出部分，并从气体排出部分至少将He气体排出到外部气体中。
通过设置隔壁，更难受到外部气体流动紊乱的影响，并能够更进一步抑制光纤直径变动的产生、或光纤弯曲的恶化。另外，通过从隔壁所形成的气体排出部分至少将He气体排出到外部气体中，就能够有效而且可靠地更换拉丝炉内的He气体气氛和保护管内所定的气体气氛。
另外，本发明的光纤的制造方法的特征还在于，在隔壁中形成用来导入所定的气体的气体导入部分，并从气体导入部分将所定气体导入到隔壁内。
通过从隔壁所形成的气体导入部分将所定的气体导入到隔壁内，He气体就会积极地从气体排出部分被排出，能够进一步抑制在拉丝炉内产生的灰尘向保护管的侵入。
附图说明
图1是表示涉及本发明的光纤制造方法的第1实施形态的概略说明图。
图2是表示涉及本发明的光纤制造方法的第2实施形态的概略说明图。
图3是表示涉及本发明的光纤制造方法的第3实施形态的概略说明图。
图4是表示涉及本发明的光纤制造方法的实施例和比较例的图表。
图5是表示比较例的光纤制造方法的概略说明图。
图6是表示比较例的光纤制造方法的概略说明图。
图7是表示光纤母材的冷却速度和雷利散射系数的关系的图表。
具体实施方式
根据附图说明本发明的实施形态。再者，在附图的说明中，相同的单元附加相同的标记，并省略重复的说明。
(第1实施形态)
首先，参照图1，说明在本发明的光纤制造方法和在该制造方法中使用的拉丝装置的第1实施形态。
拉丝装置1是石英系列光纤的拉丝装置，并具有拉丝炉11、保护管21以及树脂硬化部分31。拉丝炉11、保护管21以及树脂硬化部分31是从拉丝光纤母材的方向(在图中，从上向下)看时，以拉丝炉11、保护管21、树脂硬化部分31的顺序配设的。将母材供给装置(未图示)中所保持的光纤母材2供给拉丝炉11，用拉丝炉11内的加热器12加热、软化光纤母材的下端后将光纤3拉丝。在拉丝炉11的炉心管13中连接着来自He气体供给部分14的He气体供给通路15，在拉丝炉11的炉心管13内成为由He气体组成的气氛。被加热的光纤3在炉心管13内通过He气体被冷却。之后，光纤3穿过炉心管延长部分16。He气体的导热率λ(T＝300K)为150mW/(m×K)。
设置保护管21时使之与炉心管延长部分16之间有所定的间隔L1。在保护管21的拉丝炉11一侧的端部形成用来排出从拉丝炉11流出的He气体和在拉丝炉11内产生的灰尘的多个排出管22。保护管21与外部气体相通，保护管21内成为由空气组成的气氛。空气的导热率λ(T＝300K)为26mW/(m×K)，并具有比He气体更低的导热率。再者，作为具有比He气体低的导热率的所定气体可以使用N2或Ar等分子量比较大的气体以替代使用空气。在使用N2或Ar等气体的场合，使作为第2气体的供给源的气体供给部分经由气体供给通路与保护管21连接那样地构成。另外，不一定非要形成排出管22。再者，保护管21不会象上述的特开平6-48780号公报所记载的反应管那样进行气密敷层，也设有用来对保护管21供给碳氢化合物等原料气体那样地构成。另外，保护管21内的箭头表示为了使保护管21通过光纤3来变暖而所产生的上升气流。
在保护管21内，光纤3通过空气被冷却。因此，保护管21中的冷却是这样进行，即，对在被加热的光纤3中温度成为1200℃～1700℃部分中、光纤3的温度差成为50℃以上的区间、例如光纤3的温度成为1500℃～1700℃的部分(温度差在成为200℃区间)，以比在He气体中的冷却速度(20000～30000℃/秒左右)慢的冷却速度(4000～6000℃/秒左右)进行冷却。
保护管21的设置位置以及光纤母材2的拉丝方向上的全长是考虑拉丝速度后设定，以便使上述的光纤3的温度成为1200～1700℃部分中、光纤3的温度差成为50℃以上的区间处于保护管21中被冷却。此处，之所以有必要考虑拉丝速度，是因为通过提高拉丝速度，光纤3的温度相同的位置下降到下方。
在炉心管延长部分16和保护管21之间设置了缓冲室41。在该缓冲室41的光纤3的拉丝方向的长度如图1所示那样设定为大约L1。在炉心管延长部分16和缓冲室41之间存在若干间隙(例如，1～1.5cm左右)，并且炉心管延长部分16和缓冲室41没有直接连接。再者，在炉心管延长部分16和缓冲室41之间不一定非要设置间隙，也可以象将炉心管延长部分16和缓冲室41贴紧那样构成。炉心管延长部分16和缓冲室41的间隙的长度是能够防止外部气体向炉心管延长部分16和缓冲室41侵入的程度的长度。
缓冲室41由第1缓冲室42和第2缓冲室45构成。在缓冲室41(第1缓冲室42和第2缓冲室45)的内部空间混合着作为拉丝炉11(炉心管13)内的气氛气体的He气体和作为保护管21内的气氛气体的空气。
第1缓冲室42具有用来将光纤通过的内部空间与外部气体分开的隔壁43。在该隔壁43中形成用来排出从拉丝炉11内流出的He气体和在拉丝炉11内产生的灰尘的多个排出孔44。第2缓冲室45具有用来将光纤3通过的内部空间与外部气体分开的隔壁46。在该隔壁46中形成用来排出从拉丝炉11内流出的He气体和在拉丝炉11内产生的灰尘的多个排出管47。
第1缓冲室42和第2缓冲室45通过隔墙48被分开。在隔墙48中形成光纤3通过的光纤通过孔49。光纤通过孔49的内径被设定为4～5mm左右。光纤通过孔49抑制从第1缓冲室42往第2缓冲室45的He气体和在拉丝炉11内产生的灰尘的侵入。另外，第2缓冲室45和保护管21通过隔墙50被分开。在隔墙48中形成光纤3通过的光纤通过孔51。光纤通过孔51，与光纤通过孔49一样，内径被设定为4～5mm左右。光纤通过孔51抑制从第2缓冲室45往保护管21的He气体和在拉丝炉11内产生的灰尘的侵入。再者，也可以通过从排出管47或排出管22供给N2气体等，积极地排出从拉丝炉11内流出来的He气体和在拉丝炉11内产生的灰尘那样地构成。这时，设置多个排出管22、47，作为供给N2气体等的管道，以及排出所供给的N2气体等及从拉丝炉11内流出来的He气体等的管道。
从炉心管延长部分16出来的光纤3接着进入缓冲室41(第1缓冲室42和第缓冲室45)，通过缓冲室41(第1缓冲室42和第2缓冲室45)抑制与外部气体的接触，且以这样的状态进入保护管21。在光纤3中，温度成为1200°～1700℃的部分中的光纤3的温度差成为50℃以上的区间部分在保护管21内被冷却那样地将去往光纤3的缓冲室41(第1缓冲室42)的入线温度设定成1400°～1800℃范围内的温度。再者，最好将往光纤3的缓冲室41(第1缓冲室42)的入线温度设定为1600°～1800℃范围内的温度。这样，通过将入线温度设定为1600°～1800℃范围内的温度，可进行从较高的温度状态放慢冷却速度的冷却，并且能够制造进一步降低雷利散射强度、进一步减小传送损失的光纤3。再者，在用往光纤3的保护管21的入线温度来进行规定的场合，最好将往该保护管21的入线温度设定为1500°～1800℃范围内的温度。
从保护管21出来的光纤3被控制，以便用外径测定器61联机测定外径，并将该测定值反馈到旋转驱动取出光纤的装置(未图示)的驱动马达(未图示)，使外径变为恒定。之后，在光纤3上通过涂覆压模62涂敷UV树脂63，通过树脂硬化部分31的UV32使树脂63硬化，变成光纤单丝。然后，光纤单丝4经过导轮64，用线轴绕卷。再者，也可以使用热硬化树脂替代UV树脂63，并通过加热炉使该热硬化树脂硬化那样地构成。
(第2实施形态)
接着，参照图2，说明本发明的光纤制造方法以及在该制造方法中使用的拉丝装置的第2实施形态。第2实施形态的缓冲室的构造与第1实施形态不同。
在拉丝装置101中，在炉心管延长部分16和保护管21之间设置了缓冲室141。在该缓冲室141的光纤3的拉丝方向的长度如图2所示那样被设定为L3。在缓冲室141的内部空间混合着作为拉丝炉11(炉心管13)内的气氛气体的He气体和作为保护管21内的气氛气体的空气。再者，不一定非要设置排出管22。
缓冲室141具有用来将光纤3通过的内部空间与外部气体分开的隔壁142。在该隔壁142中，形成用来将N2气体导入缓冲室141的导入管143。N2气体从N2气体供给部分151经由N2气体供给通路152送到导入管143。另外，在隔壁142中，也形成用来排出从拉丝炉11流出来的He气体和在拉丝炉11内产生的灰尘的排出管144。缓冲室141和保护管21通过隔墙145被分开。在该隔墙145中，形成光纤通过的光纤通过孔146。光纤通过孔146的内径被设定为4～5mm左右。另外，导入缓冲室141内的所定气体不限于N2气体，也可以使用空气等。导入缓冲室141的气体大部分从排出管144排出。再者，之所以导入N2气体等，是为了设法使He气体等不流入保护管21，而不是为了用N2气体等填满保护管21。
(第3实施形态)
接下来，参照图3，说明本发明的光纤制造方法以及在该制造方法中使用的拉丝装置的第3实施形态。第3实施形态的缓冲室的构造不同于第1实施形态和第2实施形态。
在拉丝装置201中，在炉心管延长部分16和保护管21之间设置了缓冲室241。在该缓冲室241的光纤的拉丝方向的长度如图3所示那样被设定为L4。
在炉心管延长部分16和缓冲室241之间存在若干间隙(例如，1～1.5mm左右)，炉心管延长部分16和缓冲室241没有直接连接。再者，在炉心管延长部分16和缓冲室241之间并不一定非要设置间隙，也可以使炉心管延长部分16和缓冲室241贴紧。炉心管延长部分16和缓冲室241之间的间隙的长度是这样的长度就可以，即，达到能够防止外部气体向炉心管延长部分16和缓冲室241的侵入的程度。从拉丝炉11内流出来的He气体和在拉丝炉11内产生的灰尘大致从炉心管延长部分16和缓冲室241之间的间隙排出。
缓冲室241由第1缓冲室242和第2缓冲室245构成。在第1缓冲室242的内部空间中大致混合着作为拉丝炉11(炉心管13)内的气氛气体的He气体和供给第2缓冲室245的空气或N2气体。另外，在第1缓冲室242的内部空间中还往往存在作为保护管21内的气氛气体的空气。在第2缓冲室245的内部空间大致混合着被供给的空气或N2气体、以及作为保护管21内的气氛气体的空气。
第1缓冲室242具有用来将光纤3通过的内部空间与外部气体分开的隔壁243。在该隔壁243中，形成用来排出从拉丝炉11内流出来的He气体和在拉丝炉11内产生的灰尘、或者供给第2缓冲室245的空气或N2气体的多个排出孔244。
第2缓冲室245具有用来将光纤3通过的内部空间与外部气体分开的隔壁246。在该隔壁246中，形成用来将空气或N2气体导入第2缓冲室245的导入管247。空气或N2气体经由气体供给通路262从气体供给部分261送到导入管247。另外，在隔壁246中，还形成用来排出被供给的空气或N2气体的排出管248。
第1缓冲室242和第2缓冲室245通过隔墙249被隔开。在隔墙249中，形成光纤3通过的光纤通过孔250。光纤通过孔250的内径被设定为4～5mm左右。光纤通过孔250抑制从第1缓冲室242往第2缓冲室245的He气体以及在拉丝炉11内产生的灰尘的侵入。
缓冲室241(第2缓冲室245)和保护管21通过隔墙251被隔开。在该隔墙251中，形成光纤3通过的光纤通过孔254。光纤通过孔254的内径被设定为4～5mm左右。导入第2缓冲室245的气体大部分从排出管244排出。再者，之所以导入N2等气体，是为了设法不使He气体等流入保护管21，并不是为了用N2气体等填满保护管21。
在经由气体供给通路262和导入管247从气体供给部分261导入到第2缓冲室245的空气或N2气体的量多的场合，被导入到第2缓冲室245的空气或N2气体通过隔墙251的光纤通过孔254流入到保护管21。因此，在保护管21内就会产生向下(拉丝方向)的流动。在经由气体供给通路262和导入管247从气体供给部分261导入到第2缓冲室245的空气或N2气体的量少的场合，在保护管21内就会产生向上(和拉丝方向相反的方向)的流动。
接着，根据图4说明关于使用上述的拉丝装置1，201进行实验的结果。在这些实验中共同的条件如下。作为拉丝的光纤母材2，芯部分由纯石英玻璃组成，包层部分由加氟玻璃组成，外径使用70mm，从光纤母材2拉丝出外径为125μm的光纤3。拉丝炉的温度在炉心管内周的表面(与光纤母材2或光纤3的表面相对的面)的表面温度设定为2000℃左右。
实施例1～实施例3是关于上述第1实施形态～第3实施形态的光纤的制造方法的实施例，比较例1～比较例4是为了与关于上述第1实施形态～第3实施形态的光纤制造方法的实施例对比而进行的比较例。
(实施例1)
使用第1实施形态的拉丝装置1将拉丝速度设定为400m/分进行光纤3的拉丝。将保护管21的内周直径设定为30mm、全长设定为1000mm。在缓冲室41的光纤3的拉丝方向的长度L1设定为100mm、炉心管延长部分16的光纤3的拉丝方向的长度L2设定为50mm。再者，即将进入缓冲室41之前的光纤温度(入线温度)是光纤的表面温度且被推定为1800℃，而即将进入保护管21之前的光纤温度(入线温度)是光纤的表面温度且被推定为1650℃。在保护管21中，被拉丝的光纤3中温度成为1650℃～1000℃的部分在保护管21的全长即1000mm的区间，平均以约4300℃/秒的速度被冷却。另外，在炉心管延长部16内He气体浓度为100％，在缓冲室41中逐渐下降(He气体浓度为0～100％)，在保护管21内为0％(空气浓度为100％)。
测定被拉丝的光纤的传送损失(对波长1.55μm的光的传送损失)的结果为0.170dB/km，从测定了该传送损失的波长特性的数据中求出的雷利散射率为0.85dBm4/km。测定被拉丝的光纤外径为125±0.15μm，光纤直径的变动为±0.15μm。另外，“弯曲异常率”为0％。此处，所谓“弯曲异常率”是在光纤的不同地方测定曲率半径、将所定曲率半径(在本实施例中为4.2m)以上部分作为不合格的部分时，检测出不合格部分的地方个数对所测定的地方的个数的比率用百分率表示。
(实施例2)
使用第2实施形态中的拉丝装置101，将拉丝速度设定为400m/分进行光纤3的拉丝。将保护管21的内周直径设定为30mm、全长设定为1000mm。将缓冲室141的光纤3的拉丝方向上的长度L3设定为50mm、并将炉心管延长部分16的光纤3的拉丝方向上的长度L2设定为50mm。再者，在即将进入缓冲室141之前的光纤的温度(入线温度)是光纤的表面温度且被推定为1800℃，即将进入保护管21之前的光纤的温度(入线温度)是光纤的表面温度且被推定为1720℃。结果，在保护管21中，被拉丝的光纤3中温度成为1720℃～1050℃的部分在保护管21的全长即1000mm的区间，平均以4460℃/秒的速度被冷却。另外，在炉心管延长部分16内的He气体浓度为100％、在保护管21内为0％(空气或N2气氛)。
测定被拉丝的光纤的传送损失(对波长1.55μm的光的传送损失)的结果为0.170dB/km，从测定该传送损失的波长特性的数据中求出的雷利散射率为0.85dBμm4/km。测定被拉丝的光纤的外径为125±0.15μm，光纤直径的变动为±0.15μm。另外，“弯曲异常率”为0％。
(实施例3)
使用第3实施形态中的拉丝装置201、并将拉丝速度设定为400m/分进行光纤3的拉丝。将保护管21的内周直径设定为30mm、将全长设定为1000mm。将缓冲室241的光纤3的拉丝方向上的长度L4设定为50mm、将炉心管延长部分16的光纤3的拉丝方向上的长度L2设定为50mm。使用气体供给部分261以及供给通路262，从导入管247将N2气体以3l/min供给第2缓冲室245。再者，即将进入缓冲室241之前的光纤温度(入线温度)是光纤的表面温度且被推定为1800℃，即将进入保护管21之前的光纤的温度(入线温度)光纤的表面温度且被推定为1720℃。结果，在保护管21中，被拉丝的光纤3中温度成为1720℃～1050℃的部分在保护管21的全长即1000mm的区间，平均以大约4460℃/秒的速度被冷却。另外，在炉心管延长部分16内He气体浓度为100％、在保护管21内为0％(空气或N2气氛)。
测定被拉丝的光纤的传送损失(对波长1.55μm的光的传送损失)的结果为0.170dB/km，从测定该传送损失的波长特性的数据中求出的雷利散射率为0.85dBμm4/km。测定被拉丝的光纤的外径的结果为125±0.15μm、光纤直径的变动为±0.15μm。另外，“弯曲异常率”为0％。
(比较例1)
如图5所示那样，以取出缓冲室41、141、241的构成进行光纤的拉丝。将炉心管延长部分16和保护管21的间隔L5设定为50mm、将炉心管延长部分16的光纤3的拉丝方向上的长度L2设定为50mm。其它的实验条件与实施例1相同。
测定被拉丝的光纤的传送损失(对波长1.55μm的光的传送损失)的结果为0.172dB/km、从测定该传送损失的波长特性的数据中求出的雷利散射率为0.86dBμm4/km。测定被拉丝的光纤的外径的结果为125±0.4μm、光纤直径的变动为±0.4μm。另外，“弯曲异常率”为20％。
(比较例2)
如图6所示那样、以取出保护管21的构成进行光纤的拉丝。将炉心管延长部分16的光纤3的拉丝方向上的长度L6设定为0.5m。其它的实验条件与实施例1相同。
测定被拉丝的光纤的传送损失(对波长1.55μm的光的传送损失)的结果为0.175dB/km、从测定该传送损失的波长特性的数据中求出的雷利散射率为0.87dBμm4/km。测定被拉丝的光纤的外径的结果为125±0.15μm、光纤直径的变动为±0.15μm。另外，“弯曲异常率”为0％。
(比较例3)
以没有保护管21的构成进行光纤的拉丝。将炉心管延长部分16的光纤3的拉丝方向上的长度L2设定为50mm。其它实验条件与实施1相同。
测定被拉丝的光纤的传送损失(对波长1.55μm的光的传送损失)的结果为0.170dB/km、从测定该传送损失的波长特性的数据中求出的雷利散射率为0.85dBμm4/km。测定被拉丝的光纤外径的结果为125±1μm、光纤直径的变动为±1μm。另外，“弯曲异常率”为30％。
(比较例4)
只变更关于实施例1的实验条件中的拉丝速度的设定来进行光纤的拉丝。拉丝速度设定为100m/分。再者，即将进入缓冲室41之前的光纤的温度(入线温度)是光纤的表面温度且被推定为1300℃、即将进入保护管21之前的光纤的温度(入线温度)是光纤的表面温度且被推定为1000℃。
测定被拉丝的光纤的传送损失(对波长1.55μm的光的传送损失)的结果为0.175dB/km、从测定该传送损失的波长特性的数据中求出的雷利散射率为0.87dBμm4/km。测定被拉丝的光纤的外径的结果为125±0.15μm、光纤直径的变动为±0.15μm。另外。“弯曲异常率”为0％。
象以上那样、在实施例1～实施例3中，雷利散射率为0.85dBμm4/km、对于波长1.55μm的光的传送损失为0.170dB/km，，其比炉心管延长部分16的长度变长了的比较例2的雷利散射率0.87dBμm4/km、对于波长1.55μm的光的传送损失为0.175dB/km，能够降低雷利散射率、减小传送损失。
另外，在实施例1～实施例3中，光纤直径的变动为±0.15μm、“弯曲异常率”变0％，其与在取出缓冲室41、141、241，并在拉丝炉11和保护管之间具有间隔L5的状态中进行拉丝的比较例1的光纤直径的变动为0.4μm、“弯曲异常率”为20％；以及取出保护管21的比较例3的光纤直径的变动为±1μm、“弯曲异常率”为30％相比，能够抑制光纤直径变动的产生、以及光纤弯曲的恶化。
另外，在比较例4中，雷利散射率为0.85dBμm4/km、对波长1.55μm的光的传送损失为0.175dB/km，其传送损失高于将拉丝速度设定为400m/分的实施例1。我们认为这是因为，因在比较例4中拉丝速度慢至100m/分，所以光纤3通过He气体，在出炉心管延长部分16之前被急冷。
这样，从上述的实验结果可知，在涉及本实施形态的光纤制造方法中，由于在设置保护管21与炉心管延长部分16之间具有所定的间隔，而且将该保护管21和拉丝炉11之间的间隔作为将He气体和空气混合的气体混合层(缓冲室41、141、241)，因此，在拉丝炉11内就会保持由He气体组成的气氛，而在缓冲室41、141、241内混合着He气体和空气。另外，在保护管21内就会保持由空气组成的气氛，能够使保护管21内的光纤的冷却速度变慢。尤其是由于将去往被拉丝的光纤3的气体混合层的入线温度设定为1400～1800℃范围内的温度，因此能够使光纤3的温度为1200℃～1700℃的部分中所定区间的冷却速度变慢。结果光纤3的构造松弛就会在短时间内进行，原子排列的杂乱程度就会降低，从而在从加热拉丝到树脂被覆的极短时间内使通过降低雷利散射强度、减小传送损失的光纤3的制造变为可能。再者，为了进一步降低雷利散射强度、减小传送损失，最好将去往被拉丝的光纤3的气体混合层的入线温度设定在1600℃～1800℃的范围内。
另外，由于在保护管21和拉丝炉11之间存在着气体混合层，因此，能够抑制在拉丝炉11内产生的灰尘向保护管21内侵入，同时很难受到在拉丝炉11和保护管21之间的外部气体流动紊乱的影响，还能够抑制光纤直径变动的发生、或者光纤3弯曲的恶化。
另外，由于缓冲室41、141、241具有隔壁43、46、142、243、246，因此，能够更可靠地抑制外部气体流动紊乱的影响，并能够进一步抑制光纤直径变动的发生、或者光纤3弯曲的恶化。
另外，通过从在隔壁43中形成的排出孔44、在隔壁46中形成的排出管47、在保护管21中形成的排出管22、在隔壁142中形成的排出管144、或者在隔壁243中形成的排出孔244将He气体以及在拉丝炉11内产生的灰尘排出到外部气体中，就能够有效而且可靠地更换由拉丝炉11内的He气体组成的气氛和由保护管21内的空气组成的气氛。
另外，在用来使缓冲室141与外部气体分开的隔壁142中，形成用来导入从N2气体供给部分151经由N2气体供给通路152送来的N2气体的导入管143，通过从该导入管143将N2气体导入到缓冲室141，可从隔壁142所形成的排出管144积极地排出从拉丝炉11内流出来的He气体以及在拉丝炉11内产生的灰尘，从而能够进一步抑制在拉丝炉11内产生的灰尘向保护管21侵入。
另外，在用来使第2缓冲室245与外部气体分开的隔壁246中，形成用来导入从气体供给部分261经由气体供给通路262送来的空气或N2气体的导入管247，并从该导入管247将空气或N2气体导入到第2缓冲室245，就能够进一步抑制在拉丝炉11内产生的灰尘向保护管21的侵入。
再者，在第1实施形态以及第3实施形态中，用第1缓冲室42、242以及第2缓冲室45、245构成拉丝装置1中的缓冲室41、241，但不受此限制，也可以象设置3个室以上的缓冲室那样构成。
另外，在第1实施形态～第3实施形态中，在炉心管延长部分16和保护管21之间只要有气体混合层，就不一定非要设置缓冲室41、141、241本身。在这种场合，通过将拉丝炉11(炉心管延长部分16)和保护管21靠近设置、例如将拉丝炉11(炉心管延长部分16)和保护管21之间的间隔L1设定为10mm，从而使拉丝炉11和保护管21之间的空间设定为将作为拉丝炉11(炉心管13)内的气氛气体的He气体以及作为保护管21内的气氛气体的所定的气体(空气或N2气体等)混合的气体混合层，实质上将变成与外部气体分开的状态，结果起着与设置了缓冲室41、141、241的场合相同的作用效果。但是，在能够确实作到因使缓冲室41、141、241内的压力比外部气体气压高，很难受到外部气体流动紊乱的影响这一点上最好采用设置了缓冲室41、141、241的结构。
另外，本发明除在上述的实施例中使用的、芯部分由纯石英玻璃组成、敷层部分由加氟玻璃组成的光纤母材外，例如在芯中添加了Ge的添加Ge光纤母材的拉丝中也能够适用。
本发明的光纤制造装置和制造方法能够在从光纤母材拉丝光纤的拉丝装置等中被利用。

Claims (3)

1.一种光纤的制造方法，是将光纤母材加热拉丝的光纤的制造方法，其特征在于，使用：在由He气体组成的气氛中将所述光纤加热拉丝的拉丝炉；以及在与所述拉丝炉之间具有预定间隔的同时、其内部被设定为由具有比所述He气体低的导热率的预定气体组成的气氛的保护管，
在所述拉丝炉和所述保护管之间的所述间隔中设置隔壁，并将用该隔壁分开了的内部空间作为所述He气体和所述预定气体混合的气体混合层，
在将向所述气体混合层的所述被拉丝的光纤的入线温度设定为1400℃～1800℃范围内的温度的同时，将在所述拉丝炉中被拉丝的光纤经由所述气体混合层送到所述保护管内。
2.如权利要求1所述的光纤的制造方法，其特征在于，在所述隔壁上形成用来至少排出所述He气体的气体排出部分，并从所述气体排出部分至少将所述He气体排出到外部气体中。
3.如权利要求2所述的光纤的制造方法，其特征在于，在所述隔壁上形成用来导入预定气体的气体导入部分，并从所述气体导入部分将所述预定气体导入到所述隔壁内。
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