CN1353674A - 光导纤维的制造装置和制造方法 - Google Patents

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Abstract

拉丝装置1具有拉丝炉11、加热炉21和树脂固化部31。拉丝炉11的炉心管13与来自氦气供给部14的氦气供给通路15相连,以供给氦气。将在拉丝炉11中加热拉丝的光导纤维3送入加热炉21,光导纤维3的规定区域以规定的冷却速度慢慢冷却。加热炉21的炉心管23与来自氮气供给部24的氮气供给通路25相连,以供给氮气。之后,通过涂布模具38在光导纤维3上涂布UV树脂39,在树脂固化部31处,固化UV树脂39,以形成光导纤维单丝4。

Description

光导纤维的制造装置和制造方法
技术领域
本发明涉及一种通过降低瑞利散射强度以减少传输损耗的光导纤维的制造装置和制造方法。
背景技术
通过降低瑞利散射强度以减少传输损耗的光导纤维的制造方法已由例如日本特开平10-25127号公报所公开。这种制造方法是对光导纤维基材加热拉丝，制成中间光导纤维，通过再次加热该中间光导纤维而实施热处理的，因再次加热，玻璃的构造松散(原子再排列)，假想温度(与玻璃内原子的杂乱的排列状态所对应的温度)下降，可谋求降低瑞利散射强度。
发明内容
但是，为了保护加热拉丝后的光导纤维，要在拉丝后的光导纤维的表面包覆UV树脂等，在上述的特开平10-25127号公报所记载的光导纤维的制造方法中，通过再次加热时的热量，包覆在光导纤维表面上的树脂会燃烧，不能适用于光导纤维单丝的大批量生产。尽管也考虑在表面不包覆树脂的状态下再次加热光导纤维，但因处理光导纤维时存在损伤等问题，也不能适合用作大批量生产的制造方法。
因此，本发明鉴于上述问题，其目的是提供一种通过降低瑞利散射强度来减少传输损耗，以制造光导纤维之际，可适用于表面包覆树脂的光导纤维单丝的大批量生产的光导纤维的制造装置和制造方法。
本发明人针对可适用于大批量生产光导纤维单丝的光导纤维制造装置和制造方法所进行专心研究的结果，新发现了瑞利散射强度与拉丝后的光导纤维的冷却速度的关系存在如下的事实。
在高温的玻璃内，因热能，原子急剧振动，与低温的玻璃相比，原子排列杂乱。慢慢冷却高温的玻璃时，在允许原子再排列的温度范围内，原子在对应于各温度下杂乱排列的同时被冷却，从而玻璃内原子的杂乱无章成为与构造松散时的最低温度(1200℃左右)相对应的状态。然而，急剧冷却高温的玻璃时，因在原子排列到达与各温度相对应的平衡状态前冷却固定，与慢慢冷却时相比，原子排列成为杂乱无章的状态。对于瑞利散射强度，即使是同一物质、原子排列也杂乱时，也较大，通常，拉丝后在5000～30000℃/S的冷却速度下冷却的光导纤维中，与松散构造的玻璃相比，原子排列杂乱，假想温度处于较高状态，考虑到其成了瑞利散射强度较大的原因。
另一方面，构造松散所需要的时间如温度越短则越长，例如在1200℃左右时，其温度不会维持几十小时，则也不会发生构造松散。拉丝后的光导纤维由于通常是在零点几秒内从2000℃冷却到400℃左右，为了在拉丝工序中冷却光导纤维的短时间内降低假想温度，至接近1200℃，必须慢慢冷却到比1200℃要高的温度。
在此，本发明人着眼于拉丝后光导纤维的温度和冷却速度，调查了光导纤维的温度在比进行上述构造松散的最低温度(1200℃左右)要高的温度下且在非常短的时间内进行构造松散的成为1700℃以下的1200～1700℃部分中的冷却速度与瑞利散射系数的关系。结果，光导纤维的温度成为1200～1700℃部分中的冷却速度与瑞利散射系数之间的确存在图8所示的关系。另外，瑞利散射强度(I)具有如下(1)式所示的与波长(λ)的4次方成反比的性质，此时的系数A为瑞利散射系数。
I＝A/λ4…………(1)
该结果表明，通过降低加热拉丝、包覆树脂前的光导纤维的冷却速度，可降低光导纤维的瑞利散射强度，和减少传输损耗。
基于这样的研究结果，为了实现本发明的目的，本发明的光导纤维的制造装置为，对光导纤维基材加热拉丝、用树脂包覆拉丝后的光导纤维的光导纤维的制造装置，其特征在于，包括在由具有规定的导热率的第1气体构成的气氛中对光导纤维基材加热拉丝的拉丝炉，将拉丝后的光导纤维包覆树脂的树脂包覆部，在由设置在拉丝炉和树脂包覆部之间、导热率比第1气体的规定的导热率要低的第2气体构成的气氛中对拉丝的光导纤维加热以及慢慢冷却的加热炉。
在拉丝炉和树脂包覆部之间具有在由导热率比第1气体的规定的导热率要低的第2气体构成的气氛中，对光导纤维加热和慢慢冷却的加热炉，所以，在加热炉内，光导纤维在氛围气体中的导热率变低，在加热拉丝、包覆树脂前的光导纤维处于规定区间中的冷却速度变慢，成为慢慢冷却状态。为此，光导纤维的假想温度低，就可降低原子排列的杂乱无章现象，在从加热拉丝到包覆树脂的非常短的时间内，就可实现降低瑞利散射强度、减少传输损耗的光导纤维的制造。另外，通过控制拉丝后包覆树脂前的光导纤维的冷却速度，可谋求降低瑞利散射强度，从而无需上述现有技术那样的用于再次加热的热处理，可非常容易地适用于表面包覆树脂的光导纤维单丝的大批量生产。此外，拉丝炉内光导纤维在氛围气体中的导热率因具有比作为加热炉内的氛围气体的第2气体中要大的导热率，可使光导纤维基材被加热软化、快速冷却到接近一定直径，可抑制光导纤维外径的变动。
并且，在本发明的光导纤维的制造装置中，其特征可以为，加热炉与拉丝炉之间设有规定的间隙。
通过在加热炉与拉丝炉之间设有规定的间隙，抑制了第1气体流入加热炉侧，或者，第2气体流入拉丝炉侧的这种事态的发生，可适当地维持拉丝炉内的氛围气体的导热率和加热炉内的氛围气体的导热率。为此，可稳定地进行传输损耗少且可抑制外径变动的光导纤维的制造。
另外，在本发明的光导纤维的制造装置中，最好其特征在于，第1气体为氦气(He气)，第2气体为氮气(N2气)、氩气(Ar气)、空气中任一种。
通过使第1气体为氦气，第2气体为氮气、氩气、空气中任一种，可将拉丝炉内的氛围气体的导热率和加热炉内的氛围气体的导热率设定成适当值。
另外，本发明的光导纤维的制造装置的特征可以为，加热炉具有通过拉丝的光导纤维的炉心管，炉心管被设置在拉丝的光导纤维朝炉心管的上道温度在1400～1800℃范围内的位置上。
通过将炉心管设置在光导纤维朝炉心管的上道温度处于1400～1800℃范围内的位置上，光导纤维的温度处于1300～1700℃部分中的规定区域内，光导纤维的冷却速度变慢，光导纤维的假想温度可进一步下降，可进一步降低瑞利散射强度。
基于上述的研究结果，为了实现本发明的上述目的，本发明的光导纤维的制造方法为，对光导纤维基材加热拉丝、用树脂包覆拉丝的光导纤维的光导纤维的制造方法，其特征在于，在具有规定的导热率的第1气体构成的气氛中，对光导纤维的基材加热拉丝，在导热率比第1气体的规定的导热率要小的第2气体构成的气氛中对拉丝的光导纤维加热、慢慢冷却，将慢慢冷却的光导纤维包覆树脂。
由于是在第1气体构成的气氛中对光导纤维基材加热、拉丝，之后，在导热率比第1气体的规定导热率要小的第2气体构成的气氛中，对拉丝的光导纤维加热、慢慢冷却的，因此，在加热拉丝、包覆树脂前的光导纤维在规定区域中的冷却速度变慢。从而，光导纤维的假想温度变低，降低了原子排列的杂乱无章现象，在从加热拉丝到包覆树脂的非常短的时间内，可实现降低瑞利散射强度、减少传输损耗的光导纤维的制造。另外，通过在拉丝后、包覆树脂前，控制光导纤维的冷却速度，可谋求降低瑞利散射强度，从而无需上述现有技术那样的用于再次加热的热处理，可非常容易地适用于表面包覆树脂的光导纤维单丝的大批量生产。此外，在导热率比第2气体的导热率高的第1气体构成的氛围气体中，对光导纤维基材加热拉丝，可使光导纤维基材被加热软化、快速冷却到接近一定直径，可抑制光导纤维外径的变动。
并且，在本发明的光导纤维的制造方法中，其特征可以为，使用加热炉，将拉丝的光导纤维在加热炉中慢慢冷却，加热炉设置成与用于加热、拉丝光导纤维基材的拉丝炉之间具有规定的间隙。
通过使用与拉丝炉之间设有规定的间隙的加热炉，抑制了第1气体流入加热炉侧，或者，第2气体流入拉丝炉侧的这种事态的发生，可适当地维持拉丝炉内的氛围气体的导热率和加热炉内的氛围气体的导热率。为此，可稳定地进行传输损耗少且可抑制外径变动的光导纤维的制造。
另外，在本发明的光导纤维的制造方法中，其特征在于，第1气体为氦气，第2气体为氮气、氩气、空气中任一种。
通过使第1气体为氦气，第2气体为氮气、氩气、空气中任一种，可将拉丝炉内的氛围气体的导热率和加热炉内的氛围气体的导热率设定成适当值。
另外，本发明的光导纤维的制造方法的特征可以为，作为加热炉，可以使用将通过拉丝的光导纤维的炉心管设置在拉丝的光导纤维朝炉心管的上道温度在1400～1800℃范围内的位置上的加热炉，以在加热炉内慢慢冷却拉丝的光导纤维。
通过使用设置在将光导纤维朝炉心管的上道温度处于1400～1800℃范围内的位置上的加热炉，光导纤维的温度处于1300～1700℃部分中的规定区域内，光导纤维的冷却速度变慢，光导纤维的假想温度进一步下降，可进一步降低瑞利散射强度。
另外，本发明人新发现了以下的事实。以光导纤维的温度处于1200～1700℃部分的规定区域，放慢冷却速度为目的，考虑在拉丝炉处，设置对拉丝的光导纤维加热并且慢慢冷却的加热炉。但是，将该加热炉与拉丝炉直接连接设置时，拉丝炉内产生的灰尘会进入加热炉内，附着到加热炉内的光导纤维上，发生光导纤维的玻璃径暂时变化的“尖峰”现象，或者发生降低光导纤维强度的问题。拉丝炉内产生灰尘的原因有，①拉丝炉的炉心管损耗劣化所致，②光导纤维基材的挥发成分再结晶而成，③光导纤维基材的挥发成分与炉心管的构成成分相反应而成，④此外，上述的与流入拉丝炉的炉心管内的气体反应所致等。
另外，加热炉不与拉丝炉直接连接，与拉丝炉之间设有规定的间隔时，从拉丝炉输出的光导纤维到进入加热炉期间，受到外气流的紊流影响，在拉丝炉与加热炉之间，光导纤维的冷却不均匀，存在光导纤维的玻璃径周期性变化的“玻璃径变动”的发生或者光导纤维弯曲加重的问题。
基于研究的结果，为了实现上述目的，本发明的光导纤维的制造方法为，一种对光导纤维基材加热拉丝的光导纤维的制造方法，其特征在于，使用：在第1气体构成的气氛中对光导纤维基材加热拉丝的拉丝炉，和与拉丝炉之间设有规定的间隙、将在拉丝炉中进行拉丝后的光导纤维在第2气体构成的气氛中加热并且慢慢冷却的加热炉，将拉丝炉与加热炉之间的间隙作为混合第1气体和第2气体的气体混合层，将在拉丝炉中进行拉丝后的光导纤维经过气体混合层送入加热炉，在热处理炉中，对拉丝后的光导纤维加热到光导纤维的温度在1200～1700℃范围内。
在加热炉中，将拉丝后的光导纤维加热到光导纤维的温度为1200～1700℃范围内，所以，在加热拉丝后的光导纤维的处于光导纤维的温度为1200～1700℃部分的规定区域，冷却速度变慢，慢慢冷却。为此，光导纤维的假想温度变低，原子排列杂乱无章现象降低，从加热拉丝到树脂包覆的非常短的时间内，可实现降低瑞利散射强度、减少传输损耗的光导纤维的制造。通过控制拉丝后包覆树脂前的光导纤维的冷却速度，可谋求降低瑞利散射强度，从而无需上述的现有技术那样的再次加热用的热处理，可非常容易地适用于光导纤维单丝的大批量生产。
并且，在加热炉设置成与拉丝炉之间有规定的间隔，以及将在该加热炉与拉丝炉之间的间隔作为混合第1气体和第2气体的气体混合层，抑制了拉丝炉内产生的灰尘进入加热炉内，可抑制上述的“尖峰”的发生或光导纤维的强度下降。另外，通过存在气体混合层，拉丝炉与加热炉之间很难受到外气流紊流的影响，也可抑制上述的“玻璃径变动”的发生或者抑制光导纤维弯曲加重。
在本发明的光导纤维的制造方法中，其特征为，设有将气体混合层与外气隔开的隔壁，在隔壁上形成至少排出第1气体的气体排出部。
通过设置隔壁，很难受到外气流紊流的影响，可进一步抑制“玻璃径变动”的发生或者光导纤维的弯曲加重。并且，形成排出至少第1气体的气体排出部，可进一步抑制拉丝炉内产生的灰尘进入加热炉内，更进一步地抑制了上述的“尖峰”的发生或者光导纤维强度的下降。
本发明的光导纤维的制造方法中，其特征为，作为第2气体，使用导热率与第1气体的导热率相同或者比第1气体的导热率要低的气体。
作为第2气体，通过使用与第1气体的导热率相同或比第1气体的导热率要低的气体，特别是，在使用比较粗的光导纤维基材进行拉丝时，可实现稳定地拉丝的同时，减少传输损耗的光导纤维的制造。
在本发明的光导纤维的制造方法中，其特征为，拉丝后的光导纤维进入气体混合层的上道温度为1400～1900℃范围。
通过将拉丝后的光导纤维进入气体混合层的上道温度成为1400～1900℃范围的温度，在加热炉内，通过慢慢冷却拉丝后的高温的光导纤维，可减少光导纤维的传输损耗。
基于上述研究的结果，为了实现上述目的，本发明的光导纤维的制造装置为，对光导纤维基材加热拉丝的光导纤维的制造装置，其特征在于，具有在第1气体构成的气氛中对光导纤维基材加热拉丝的拉丝炉，和与拉丝炉之间设有规定的间隙、将在拉丝炉中进行拉丝后的光导纤维在第2气体构成的气氛中加热到光导纤维的温度在1200～1700℃的加热炉，将拉丝炉与加热炉之间的间隙作为混合所述第1气体和所述第2气体的气体混合层。
在加热炉中，将拉丝后的光导纤维加热到光导纤维的温度为1200～1700℃范围内，所以，在加热拉丝后的光导纤维中处于光导纤维的温度为1200～1700℃部分的规定区域，冷却速度变慢，慢慢冷却。为此，光导纤维的假想温度变低，原子排列杂乱无章现象得以缓解，从加热拉丝到树脂包覆的非常短的时间内，可实现降低瑞利散射强度、减少传输损耗的光导纤维的制造。通过控制拉丝后包覆树脂前的光导纤维的冷却速度，可谋求降低瑞利散射强度，从而无需上述的现有技术那样的用于再次加热的热处理，可非常容易地适用于光导纤维单丝的大批量生产。
并且，由于加热炉设置成与拉丝炉之间有规定的间隔，还将在该加热炉与拉丝炉之间的间隔作为混合第1气体和第2气体的气体混合层，抑制了拉丝炉内产生的灰尘进入加热炉内，可抑制上述的“尖峰”的发生或光导纤维的强度下降。另外，通过存在气体混合层，拉丝炉与加热炉之间很难受到外气流紊流的影响，也可抑制上述的“玻璃径变动”的发生或者光导纤维弯曲加重。
附图简述
图1为示出本发明的光导纤维的制造装置和制造方法的第1实施例的示意的构成图，
图2为示出本发明的光导纤维的制造装置和制造方法的第1实施例的实例与比较例的图表，
图3A为示出本发明的光导纤维的制造装置和制造方法的第1实施例的示意的构成图，
图3B为示出本发明光导纤维的制造装置和制造方法的第1实施例的实例与比较例中，光导纤维的温度分布图表，
图4为示出本发明的光导纤维的制造装置和制造方法的第2实施例的示意的构成图，
图5为示出本发明的光导纤维的制造装置和制造方法的第2实施例中实例与比较例的图表，
图6为示出比较例4中的光导纤维的制造装置和制造方法的示意的构成图，
图7为示出比较例5和比较例6中的光导纤维的制造装置和制造方法的示意的构成图，
图8为示出光导纤维基材的冷却速度与瑞利散射强度的关系的图表。
实施发明的较佳实施例
下面，根据附图说明本发明的实施例。在附图说明中，对于相同的要素标以相同的符号，在此，省略对其重复说明。
(第1实施例)
首先，参照图1，说明本发明的光导纤维的制造装置和制造方法的第1实施例。
拉丝装置1为石英系光导纤维的拉丝装置，具有拉丝炉11，慢慢冷却用的加热炉21和树脂固化部31，拉丝炉11、加热炉21和树脂固化部31是在相对光导纤维基材2拉丝的方向(在图1中自上而下)顺序地配置。将由基材供给装置(图中未示出)保持的光导纤维基材2供给拉丝炉11，通过拉丝炉11内的加热器12加热、软化光导纤维基材2的下端，以拉丝出光导纤维3。拉丝炉11的炉心管13与来自氦气供给部14的氦气供给通路15连接，以向拉丝炉11的炉心管13内供给作为第1气体的氦气，从而炉心管13内构成氦气气氛。加热、拉丝后的光导纤维3在炉心管13内被急剧冷却到1700℃左右。之后，光导纤维3从炉心管13的下部伸到拉丝炉11外，以在拉丝炉11与加热炉21之间进行气冷。氦气的导热率λ(T＝300K)为150mW/(m·K)，空气的导热率λ(T＝300K)为26mW/(m·K)。
将气冷的光导纤维3送入加热炉21，加热光导纤维3的规定的区域，并以规定的冷却速度慢慢冷却。加热炉21具有在其中通过光导纤维3的炉心管23，该炉心管23在光导纤维基材2的拉丝方向(图1中为上下方向)的全长L2(m)设定成满足下述公式，
L2≥V/8……………(2)
在此，V：拉丝速度(m/s)。
另外，炉心管23的位置设定在紧接光导纤维进入炉心管23前的温度(上道温度)处于1400～1800℃范围内的位置，相对拉丝炉11，设定成满足
L1≤0.2×V………(3)
在此，L1：从拉丝炉11的加热器12到炉心管23上端的距离(m)，
V：拉丝速度(m/s)。
加热炉21的加热器22的温度设定成，炉心管23的内周面(与光导纤维基材2或光导纤维3的表面相对置的面)的表面温度在1200～1600℃范围内，特别是在1300～1500℃范围内。
通过上述加热炉21(炉心管23)的位置和长度的设定，在加热炉21中，加热拉丝的光导纤维3的温度处于1300～1700℃部分中，在光导纤维3的温度差为50℃以上的区域例如光导纤维3的温度处于1400～1600℃部分(温度差为200℃的区域)以1000℃/s以下的冷却速度慢慢冷却。另外，通过将炉心管23的内周面(与光导纤维基材2或与光导纤维3的表面相对置的面)的表面温度设定成1300～1500℃的范围内，加热拉丝的光导纤维3的温度处于1400～1600℃部分中、光导纤维3的温度差处于50℃以上的区域，用1000℃/s以下的冷却速度慢慢冷却。
加热炉21的炉心管23与来自氮气供给部24的氮气供给通路25连接，向加热炉21的炉心管23内供给作为第2气体的氮气，炉心管23内构成氮气气氛。氮气的导热率小于氦气的，可实现放慢光导纤维的冷却速度的目的。氮气的导热率λ(T＝300K)为26mW/(m·K)。可用空气或氩气这些分子量较大的气体代替氮气。不用说，使用电极加热器时，必须使用惰性气体。
从加热炉21输出的光导纤维3由作为外径测定手段的外径测定器33在线测定外径，其测定值反馈给转动滚筒34的驱动马达35，以将外径控制成定值。由外径测定器33输出的信号传送给作为控制手段的控制装置36，通过计算求出滚筒34(驱动马达35)的转速，以将光导纤维3的外径预先设定成规定值。来自控制装置36的计算得出的、表示滚筒34(驱动马达35)转速的输出信号向驱动马达用驱动器(图中未示出)输出，该驱动马达用驱动器根据来自控制装置36的输出信号，控制驱动马达35的转速。
之后，通过涂布模具38将UV树脂39涂布到光导纤维3上，借助于树脂固化部31的UV灯(紫外线灯)32，固化UV树脂39，成为光导纤维单丝4。然后，光导纤维单丝4经导辊51，由滚筒34卷取。滚筒34由转动轴37支承，该转动轴37的端部与驱动马达35相连。在此，涂布模具38和树脂固化部31构成各权利要求中的树脂包覆部。作为树脂包覆部，可以涂布热固化树脂、由加热炉固化的结构。
接着，根据图2，使用上述的拉丝装置1(不过，拉丝炉11具有长度(L3)为0.07m的炉心管延长部)，对根据本第1实施例的光导纤维的制造装置和制造方法进行实验的结果加以说明。在这些实验中共同的条件如下所述。作为光导纤维基材2，外径为50mm，从该光导纤维基材2拉丝出外径为125μm的光导纤维3。拉丝炉的温度在炉心管内周面的表面温度为2000℃左右。另外，在以下的实验例(实例1和实例2以及比较例1～比较例3)中，将光导纤维3的温度作为光导纤维3的表面温度。光导纤维3的表面温度和光导纤维3内部的温度差为20～100℃左右。拉丝炉11和加热炉21的温度作为各炉心管13、23的内周面(与光导纤维基材2或光导纤维3的表面相对置面)的表面温度。
实例1和实例2为由上述第1实施例的光导纤维的制造装置和制造方法实施的实例，比较例1～比较例3为与上述的第1实施例的光导纤维的制造装置和制造方法实施的实例相对比的比较例。
(实例1)
使用其炉心管(内周直径约为30mm)为L1＝0.4m，L2＝1.0m的加热炉，进行光导纤维的拉丝。拉丝炉与加热炉的间隔(L4)设定成0.05m。要拉丝的光导纤维基材中，其芯部由纯石英玻璃构成，覆层部由添加氟元素的玻璃构成。拉丝速度为4m/s，拉丝张力为0.245N(25gf)，加热炉(炉心管内周面的表面温度)为1400℃。进入加热炉前的光导纤维的温度(上道温度)对于光导纤维的表面温度为1600℃左右。为了获得图3B中的特性a示出的光导纤维的温度分布(计数值)，已知在加热炉21内，慢慢冷却直到保持在160℃左右。在此，在该加热炉中，拉丝的光导纤维的温度在1550～1650℃的部分在加热炉的全长为1.0m的区域以慢慢冷却的速度冷却到600～800℃左右。正如图3A所示，设有与加热炉21有规定间隔的强制冷却部61，在强制冷却部61处，对慢慢冷却的光导纤维3实施强制冷却。
对拉丝的光导纤维的传输损耗(相对波长为1.55μm的光的传输损耗)加以测定，为0.170dB/km。并且，根据测定的传输损耗的波长特性的数据求出的瑞利散射系数为0.84dBμm4/km。拉丝的光导纤维的外径为125±0.1μm。
(实例2)
使用其炉心管(内周直径约30mm)为L1＝0.4m，L2＝2.0m的加热炉，进行光导纤维的拉丝。拉丝炉与加热炉的间隔(L4)设定成0.05m。要拉丝的光导纤维基材中，其芯部由添加锗(Ge)的石英玻璃构成，覆层部由石英玻璃构成。芯部与覆层部的折射率差Δn为0.36％。拉丝速度为8m/s，拉丝张力为0.785N(80gf)，加热炉(炉心管内周面的表面温度)为1400℃。进入加热炉前的光导纤维的温度(上道温度)对于光导纤维的表面温度为1600℃左右。在此，在该加热炉中，拉丝的光导纤维的温度在1500～1600℃的部分在加热炉的全长为2.0m的区域以500～700℃慢慢冷却的速度冷却。
对拉丝的光导纤维的传输损耗(相对波长为1.55μm的光的传输损耗)加以测定，为0.182dB/km。并且，根据测定的传输损耗的波长特性的数据求出的瑞利散射系数为0.92dBμm4/km。拉丝的光导纤维的外径为125±0.1μm。
(比较例1)
使用其炉心管(内周直径约为30mm)为L1＝0.4m，L2＝1.0m的加热炉，进行光导纤维的拉丝。拉丝炉与加热炉的间隔(L4)设定成0.05m。要拉丝的光导纤维基材中，其芯部由纯石英玻璃构成，覆层部由添加氟元素的玻璃构成。拉丝速度为4m/s，拉丝张力为0.245N(25gf)。停止加热炉的加热，并且向加热炉(炉心管)内供给氦气以代替氮气。光导纤维的温度分布(计数值)为了如图3B中的特性c所示，已知以30000℃/s的冷却速度对从拉丝炉输出的光导纤维加以冷却。
对拉丝的光导纤维的传输损耗(相对波长为1.55μm的光的传输损耗)加以测定，为0.18dB/km。并且，根据测定的传输损耗的波长特性的数据求出的瑞利散射系数为0.9dBμm4/km。
(比较例2)
使用其炉心管(内周直径约为30mm)为L1＝0.4m，L2＝1.0m的加热炉，进行光导纤维的拉丝。拉丝炉与加热炉的间隔(L4)设定成0.05m。要拉丝的光导纤维基材中，其芯部由纯石英玻璃构成，覆层部由添加氟元素的玻璃构成。拉丝速度为4m/s，拉丝张力为0.245N(25gf)。停止加热炉的加热，并且向加热炉(炉心管)内供给氮气。光导纤维的温度分布(计数值)为了如图3B中的特性b所示，已知以4000～5000℃/s的冷却速度对从拉丝炉输出的光导纤维加以冷却。
对拉丝的光导纤维的传输损耗(相对波长为1.55μm的光的传输损耗)加以测定，为0.174dB/km。并且，根据测定的传输损耗的波长特性的数据求出的瑞利散射系数为0.86dBμm4/km。
(比较例3)
使用其炉心管(内周直径约为30mm)为L1＝0.4m，L2＝1.0m的加热炉，进行光导纤维的拉丝。拉丝炉与加热炉的间隔(L4)设定成0.05m。要拉丝的光导纤维基材中，其芯部由纯石英玻璃构成，覆层部由添加氟元素的玻璃构成。拉丝速度为4m/s，拉丝张力为0.245N(25gf)，加热炉(炉心管内周面的表面温度)的温度为1400℃。向加热炉(炉心管)内供给氮气以代替氦气。
对拉丝的光导纤维的传输损耗(相对波长为1.55μm的光的传输损耗)加以测定，为0.170dB/km。并且，根据测定的传输损耗的波长特性的数据求出的瑞利散射系数为0.84dBμm4/km。拉丝的光导纤维的外径为125±0.3μm。
正如上述，在实例1中，瑞利散射系数为0.84dBμm4/km，相对波长1.55μm的传输损耗为0.17dB/km，与比较例1和比较例2的瑞利散射系数为0.86～0.9dBμm4/km、相对波长1.55μm的传输损耗为0.174～0.18dB/km相比，可降低瑞利散射系数，降低传输损耗。另外，在实例2中，瑞利散射系数为0.92dBμm4/km，相对波长1.55μm的传输损耗为0.182dB/km，作为含有锗的单模光导纤维可充分降低传输损耗。
并且，在实例1和实例2中，拉丝的光导纤维的外径为125±0.1μm，与比较例3的125±0.3μm相比，可抑制光导纤维的外径的变动，可进行稳定的拉丝作业。
如此，正如上述实验结果所知，在本第1实施例的光导纤维的制造装置和制造方法中，在拉丝炉11和树脂固化部31(涂布模具38)之间，设有对光导纤维3的规定区域进行加热、以规定的冷却速度慢慢冷却的加热炉21，拉丝炉11的炉心管13与来自氦气供给部14的氦气供给通路15连通，向炉心管13内供给氦气，而加热炉21的炉心管23与来自氮气供给部24的氮气供给通路25连通，向炉心管23内供给氮气，从而炉心管13内成为氦气气氛，而炉心管23内为氮气气氛。因此，加热炉21内，光导纤维3的氛围气体的导热率变小(氮气的导热率λ(T＝300K)为26mW/(m·K))，加热拉丝、包覆UV树脂39前的光导纤维在规定区域的冷却速度变慢，因光导纤维3的假想温度变低，可减少原子排列杂乱无章现象，因此从加热拉丝到包覆UV树脂39的非常短的时间内，可制造降低瑞利散射强度、减少传输损耗的光导纤维3。并且，由于通过控制拉丝后、包覆UV树脂39前的光导纤维3的冷却速度，可降低瑞利散射强度，因此无需上述现有技术那样的用于再加热的热处理，可非常容易地适用于表面固化且包覆UV树脂39的光导纤维单丝4的大批量生产。另外，拉丝炉11内，光导纤维基材2和光导纤维3的氛围气体的导热率具有比加热炉内的氛围气体的导热率要大的导热率(氦气的导热率λ(T＝300K)150mW/(m·K))，所以，可加热软化光导纤维基材2，快速冷却到接近一定直径，可抑制光导纤维3的外径变动。
并且，加热炉21设置成与拉丝炉11之间有规定的间隙，光导纤维3从炉心管13的下部输出到拉丝炉11外，在拉丝炉11和加热炉21之间气冷后进入加热炉21中，因此，可抑制氦气流入加热炉21(炉心管23内)，或者，氮气流入拉丝炉11(炉心管13)内的事态，可适当地维持拉丝炉11内的氦气导热率和加热炉21内的氮气的导热率。为此，可稳定地制造传输损耗少且可抑制外径变动的光导纤维3。
另外，通过将加热炉21的炉心管23的位置处于进入炉心管23前的光导纤维温度(上道温度)为1400～1800℃范围的位置，能够可靠地加热在拉丝炉11中加热拉丝后、包覆UV树脂39前的光导纤维3中的、温度处于1300～1700℃部分的规定区域，可适当放慢该部分中的冷却速度。通过对光导纤维3中、其温度处于1300～1700℃部分的规定区域的冷却速度放慢，可降低光导纤维3的假想温度，进一步降低瑞利散射强度。
另外，加热炉21的炉心管23的位置通过成为满足上述(3)式的位置，在拉丝炉11中加热拉丝后，在包覆UV树脂39前的光导纤维3中，温度处于1300～1700℃包覆的规定区域被可靠地加热，能够适当地放慢该部分的冷却速度。
另外，加热炉21的炉心管23的全长通过成为满足上述(2)式的长度，在拉丝炉11中加热拉丝后，包覆UV树脂39前的光导纤维3的、温度处于1300～1700℃部分的规定区域被可靠地加热，能够适当地放慢该部分的冷却速度。
此外，拉丝速度快时，拉丝炉11的炉心管13内成为氦气氛围，在拉丝炉11与加热炉21之间气冷，将光导纤维3的进入加热炉21前的部分(光导纤维3的温度在1700℃以上的部分)以4000℃/s以上的冷却速度冷却，所以，可降低光导纤维3冷却用的必要设备的高度。另外，在高于1700℃的高温下，因在非常短的时间内就可使原子的构造松散，即使以4000℃/s以上的冷却速度冷却时，也能够维持各温度的平衡状态，不会影响到瑞利散射强度。
由于具有对加热炉21中输出的光导纤维3的外径加以测定的外径测定器33，和根据来自外径测定器33的输出信号控制滚筒34(驱动马达35)的转速以使光导纤维3的外径成为规定值的控制装置36，可对加热炉21中输出、外径长度处于稳定状态的光导纤维的外径加以测定，根据该稳定的外径，控制滚筒34(驱动马达35)的转速，可适当地控制光导纤维3的拉丝速度。
作为本第1实施例的变型例，加热炉21的加热器22由多个加热器构成，将多个加热器沿着对光导纤维基材2拉丝的方向(图1中自上而下)设置，在加热炉21的炉心管23内，将拉丝炉11侧作为高温、而树脂固化部31(涂布模具38)侧为低温这样的温度梯度的结构。在拉丝炉11中，加热拉丝的光导纤维3的温度具有从拉丝炉11侧朝向树脂固化部31(涂布模具38)侧下降的温度分布。因此，通过设置多个加热器、并且在加热炉21中将拉丝炉11侧作为高温、将树脂固化部31(涂布模具38)侧作为低温这样的温度梯度，在炉心管23内具有对应于光导纤维3的温度的温度分布，可适当地保持与光导纤维3的温度差，能够以更适合的冷却速度冷却光导纤维3。
作为其他变型例，可以为，将加热炉21与拉丝炉11连续成一体地设置。这样，在加热炉21与拉丝炉11连续成一体设置时，也可实现降低瑞利散射强度、减少传输损耗的光导纤维3的制造。
(第2实施例)
下面，参照图4，说明本发明的光导纤维的制造装置和制造方法的第2实施例。
拉丝装置101为一种石英系光导纤维的拉丝装置，具有拉丝炉11、慢慢冷却用的加热炉121和树脂固化部31，这些拉丝炉11、加热炉121和树脂固化部31沿着光导纤维基材2拉丝的方向(在图4中，自上而下)，顺序地配置。由基材供给装置(图中未示出)保持的光导纤维基材2向拉丝炉11供给，在拉丝炉11内的加热器12中，对光导纤维基材2的下端加热、软化，以拉丝出光导纤维3。拉丝炉11的炉心管13与来自第1气体供给部114的气体供给通路115相连，在拉丝炉11的炉心管13内成为由第1气体构成的气氛。加热拉丝后的光导纤维3在炉心管13内通过第1气体被冷却到1900℃左右。之后，光导纤维3从炉心管延长部16输出。作为第1气体例如可使用氮气或氦气等惰性气体，氮气的导热率λ(T＝300K)为26mW/(m·K)，氦气的导热率λ(T＝300K)为150mW/(m·K)。
加热炉121与拉丝炉11之间设有规定的间隔L5，并且加热器121具有加热器122和炉心管123。在加热炉121中，通过加热器122加热炉心管123内的光导纤维3，将光导纤维3的规定场所以规定的速度慢慢冷却。加热炉121中的慢慢冷却是对加热拉丝后的光导纤维3中、温度处于1200～1700℃部分的、在光导纤维3的温度差为50℃以上的区域例如光导纤维3的温度在1400～1600℃部分(温度差为200℃的区域)、以1000℃/S以下的速度慢慢冷却的。此外，将炉中心的温度设定在1300～1600范围内，从而将加热拉丝后的光导纤维3中、温度处于1400～1600℃部分的、光导纤维3的温度差在50℃以上的区域以1000℃/s以下的速度慢慢冷却。
加热炉121的加热器122和炉心管123的设置位置以及光导纤维基材2的拉丝方向(在图4中，为自上而下)中的全长可依据拉丝速度加以设定。在此，必须考虑拉丝速度，加快拉丝速度，则成为与光导纤维3相同温度的位置就向下。并且，加热炉121的加热器122的温度设定成，位于炉心管123内的光导纤维3的温度差成为50℃以上的区域是以1000℃/s以下的冷却速度冷却的。
并且，加热炉121的炉心管123与外气相通，从而炉心管123内就成为由空气(第2气体)构成的气氛。空气的导热率λ(T＝300K)为26mW/(m·K)。也可用氮气或氩气(Ar)等分子量较大的气体代替空气。作为第2气体，使用氮气或氩气等气体时，可以是将作为第2气体供给源的气体供给部经气体供给通路与炉心管123相连的结构。
加热器122包含有第1加热器122a，第2加热器122b和第3加热器122c这3个加热器。各加热器沿着光导纤维基材2拉丝的方向(在图4中，为自上而下)以第1加热器122a，第2加热器122b和第3加热器122c的顺序布置。各加热器满足下式，以调节其温度。
T1＝T2+25℃…………(4)
T3＝T2-25℃…………(5)
其中，T1：炉心管123的与第1加热器122a相对应处的内周面的表面温度，
T2：炉心管123的与第2加热器122b相对应处的内周面的表面温度，
T3：炉心管123的与第3加热器122c相对应处的内周面的表面温度。
然而，T1与T2的温度差或者T2与T3的温度差并不限于上述的25℃，例如可以为30℃左右的温度差。并且，所有加热器的温度可以设定成相同。
正如上述，给予各加热器122a，122b，122c温度差时，在加热炉121的炉心管123内，成为处于拉丝炉11侧的第1加热器122a为高温、而处于树脂固化部31侧的第3加热器122c为低温的温度梯度。因此，炉心管123内具有与光导纤维3的温度相对应的温度分布，而光导纤维3的温度分布为从拉丝炉11侧朝向树脂固化部31侧温度下降的温度分布，从而可将炉心管123与光导纤维3之间保持适当的温度差，可以更适当的冷却速度冷却光导纤维3。
在炉心管延长部16与加热炉121之间设有作为气体混合层的缓冲室41，该缓冲室41在光导纤维3的拉丝方向中的长度如图4所示，大致为L5。而且，在炉心管延长部16与缓冲室41之间设有若干间隙，炉心管延长部16与缓冲室41不是直接连接的。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)的内部空间混合有成为拉丝炉11(炉心管13)内的氛围气体的第1气体和成为加热炉121(炉心管123)内的氛围气体的空气。
第1缓冲室42具有将通过光导纤维3的内部空间与外气隔开的隔壁43，该隔壁43上形成多个作为气体排出部的排出孔44，以将从拉丝炉11内流出的第1气体和拉丝炉11内产生的灰尘排出。第2缓冲室45具有将通过光导纤维3的内部空间与外气隔开的隔壁46，该隔壁46上形成多个作为气体排出部的排出管47，以将从拉丝炉11内流出的第1气体和拉丝炉11内产生的灰尘排出。并且，第1缓冲室42与第2缓冲室45由隔板48分隔。隔板48上形成通过光导纤维3的光导纤维穿通孔49。可以是将供给氮气等的供给管与第2缓冲室45连通以从该供给管供给氮气等、以将主动从拉丝炉11内流出的第1气体和拉丝炉11内产生的灰尘排出的结构。
接着，从炉心管延长部16向拉丝炉11外输出的光导纤维3，进入缓冲室41(第1缓冲室42和第2缓冲室45)，在由缓冲室41(第1缓冲室42和第2缓冲室45)抑制与外气接触的状态下，进入加热炉121，慢慢冷却。并且，将光导纤维3进入缓冲室41(第1缓冲室42和第2缓冲室45)的上道温度设定成1400～1900℃范围内，从而加热炉121内的光导纤维3的、温度成为1200～1700℃部分的、光导纤维3的温度差处于50℃以上的区域所进行的慢慢冷却不会受到影响。
从加热炉121输出的光导纤维3的外径由外径测定器33在线测定，其测定值反馈给转动拉取光导纤维的装置(图中未示出)的驱动马达(图中未示出)，以控制其外径成为定值。最好外径测定器33设置在加热炉121的下游。在拉丝炉11的正下方设置外径测定器33时，在此，因光导纤维3的温度下降过快，无慢慢冷却的效果。
之后，光导纤维3通过强制冷却装置40冷却到几十℃左右。该强制冷却装置40具有将通过光导纤维3的细长管内流入室温以下的气体(例如氦气)的结构。由强制冷却装置40冷却的光导纤维3上通过涂布模具38涂布UV树脂39，靠树脂固化部31的UV灯32，使UV树脂39固化，成为光导纤维单丝4。并且，光导纤维单丝4经过导辊51，由滚筒卷取。此外，可以采用热固化树脂代替UV树脂39，借助于加热炉固化该热固化树脂的结构。
接下来。根据图5，对使用上述的拉丝装置101，由本发明的第2实施例的光导纤维的制造装置和制造方法进行的实验结果加以说明。在这些实验中共同的条件正如下述。从光导纤维基材2拉丝出外径为125μm的光导纤维3。拉丝炉的温度在炉心管内周面(与光导纤维基材2或光导纤维3的表面相对置面)的表面温度为2000℃左右，拉丝速度为400m/min。
实例3～实例5为上述的第2实施例的光导纤维的制造装置和制造方法实施的实例，比较例4～比较例6为与上述第2实施例的光导纤维的制造装置和制造方法实施的实例相比较的比较例。
(实例3)
使用其炉心管的内周直径为20mm，全长为1500mm的加热炉，进行光导纤维的拉丝。作为第1气体使用氮气。要拉丝的光导纤维基材中，其芯部由纯石英玻璃构成，覆层部由添加氟元素的玻璃构成，外径为40mm。缓冲室41在光导纤维3的拉丝方向中的长度L5为100mm，炉心管延长部16在光导纤维3的拉丝方向的长度L6为50mm。加热炉(炉中心的温度)的温度约为1500℃。此外，进入加热炉前的光导纤维的温度(上道温度)在光导纤维的表面温度推定为1800℃。因此，在加热炉中，拉丝的光导纤维中的温度为1800～1600℃的部分在加热炉的全长为1500mm的区域以平均约为890℃/s的慢慢冷却的速度冷却。
对拉丝的光导纤维的传输损耗(相对波长为1.55μm的光的传输损耗)加以测定，为0.167dB/km。并且，根据测定的传输损耗的波长特性的数据求出的瑞利散射系数为0.835dBμm4/km。测定拉丝的光导纤维处的外径为125±0.15μm，“玻璃径变动”范围在±0.15μm。另外，拉丝的光导纤维每1000km中，“尖峰”发生次数为0，“弯曲异常率”为0％。在此，“弯曲异常率”为，在光导纤维的不同场所测定曲率半径，将处于规定的曲率半径(在本实例中，为4.2m)以上的部分为不良、相对测定场所的数目n(在本实例中，n＝10)所检测出的不良场所数目的比率以百分数表示的数目。
(实例4)
与实例3同样，使用其炉心管的内周直径为20mm，全长为1500mm的加热炉，进行光导纤维的拉丝。作为第1气体使用氦气。要拉丝的光导纤维基材中，其芯部由纯石英玻璃构成，覆层部由添加氟元素的玻璃构成，外径为80mm。缓冲室41在光导纤维3的拉丝方向中的长度L5为100mm，炉心管延长部16在光导纤维3的拉丝方向的长度L6为50mm。加热炉(炉中心的温度)的温度约为1500℃。此外，进入加热炉前的光导纤维的温度(上道温度)在光导纤维的表面温度推定为1720℃。因此，在加热炉中，拉丝的光导纤维中的温度为1720～1520℃的部分在加热炉的全长为1500mm的区域以平均约为890℃/s的慢慢冷却的速度冷却。
对拉丝的光导纤维的传输损耗(相对波长为1.55μm的光的传输损耗)加以测定，为0.168dB/km。并且，根据测定的传输损耗的波长特性的数据求出的瑞利散射系数为0.84dBμm4/km。测定拉丝的光导纤维处的外径为125±0.15μm，“玻璃径变动”范围在±0.15μm。另外，拉丝的光导纤维每1000km中，“尖峰”的发生次数为0，“弯曲异常率”为0％。
(比较例4)
如图6所示，取下缓冲室41(第1缓冲室42和第2缓冲室45)，进行光导纤维的拉丝。此外，实验条件与实例3相同。
对拉丝的光导纤维的传输损耗(相对波长为1.55μm的光的传输损耗)加以测定，为0.168dB/km。并且，根据测定的传输损耗的波长特性的数据求出的瑞利散射系数为0.84dBμm4/km。测定拉丝的光导纤维处的外径为125±0.8μm，“玻璃径变动”范围在±0.8μm。另外，拉丝的光导纤维每1000km中，“尖峰”的发生次数为0，“弯曲异常率”为20％。
(比较例5)
如图7所示，将加热炉121与炉心管延长部16直接为不透气连接的结构，进行光导纤维的拉丝。此外的实验条件与实例3相同。不过，由于加热炉121设置成与拉丝炉11直接连接，加热炉121(炉心管123)内会流入来自拉丝炉11的氮气，加热炉121(炉心管123)内成为氮气构成的气氛。
对拉丝的光导纤维的传输损耗(相对波长为1.55μm的光的传输损耗)加以测定，为0.167dB/km。并且，根据测定的传输损耗的波长特性的数据求出的瑞利散射系数为0.835dBμm4/km。测定拉丝的光导纤维处的外径为125±0.15μm，“玻璃径变动”范围在±0.15μm。另外，拉丝的光导纤维每1000km中，“尖峰”的发生次数为12，“弯曲异常率”为0％。
(比较例6)
在比较例5的结构中，不由加热炉121(加热器122)进行加热的状态下，进行光导纤维的拉丝。此外的实验条件与实例3相同，但与比较例5同样，由于加热炉121设置成与拉丝炉11直接连接，加热炉121(炉心管123)内会流入来自拉丝炉11的氮气，加热炉121(炉心管123)内成为氮气构成的气氛。
对拉丝的光导纤维的传输损耗(相对波长为1.55μm的光的传输损耗)加以测定，为0.171dB/km。并且，根据测定的传输损耗的波长特性的数据求出的瑞利散射系数为0.855dBμm4/km。测定拉丝的光导纤维处的外径为125±0.15μm，“玻璃径变动”范围在±0.15μm。另外，拉丝的光导纤维每1000km中，“尖峰”的发生次数为1，“弯曲异常率”为0％。
(实例5)
在实例4的结构中，作为第2气体用氦气代替空气，来进行光导纤维的拉丝。此外的实验条件与实例4相同。
对拉丝的光导纤维的传输损耗(相对波长为1.55μm的光的传输损耗)加以测定，为0.169dB/km。并且，根据测定的传输损耗的波长特性的数据求出的瑞利散射系数为0.845dBμm4/km。测定拉丝的光导纤维处的外径为125±0.15μm，“玻璃径变动”范围在±0.15μm。另外，拉丝的光导纤维每1000km中，“尖峰”的发生次数为0，“弯曲异常率”为0％。
正如上述，在实例3和实例4中，瑞利散射系数为0.835～0.84dBμm4/km，相对波长为1.55μm的光的传输损耗为0.167～0.168dB/km，与不进行慢慢冷却的比较例6的瑞利散射系数为0.855dBμm4/km，相对波长为1.55μm的光的传输损耗为0.171dB/km相比，可降低瑞利散射系数，减少传输损耗。
另外，在实例3～实例5中，“玻璃径变动”范围在±0.15μm，“弯曲异常率”为0％，与取下缓冲室41、在拉丝炉11与加热炉121之间设有间隔L5状态下、进行拉丝的比较例4的“玻璃径变动”范围在±0.8μm，“弯曲异常率”为20％相比，可抑制“玻璃径变动”的发生以及抑制光导纤维弯曲加重现象的发生。
此外，在实例3～实例5中，光导纤维每1000km中，“尖峰”的发生次数为0，与将拉丝炉11与加热炉121直接连接的状态下进行拉丝的比较例5的光导纤维每1000km的“尖峰”的发生次数为12次相比，可抑制“尖峰”的发生。
在要拉丝的光导纤维基材的直径较粗(外径为80mm)的实例4和实例5中，作为第1气体使用氦气，可抑制“玻璃径变动”的发生。可以预想到，采用导热率较高的氦气，抑制拉丝炉内自然对流的效果更好。
实例5与实例4相比，传输损耗大，当加热炉内流入氦气时，在炉的上下端，氦气不会达到设定温度，光导纤维会急剧冷却。
另外，如图7所示，在将加热炉121与拉丝炉11(炉心管延长部16)直接不透气连接的结构时，存在以下问题。
①因拉丝炉与加热炉直接连接，加热炉的结构必须与拉丝炉完全相同，装置庞大(例如，采用电极加热器，则必须要水冷炉子)，随之，加热器和炉心管等的维修困难。
②在对较粗的光导纤维基材进行拉丝时，为了玻璃径的稳定，在拉丝炉内使用氦气，为了抑制纤维冷却，最好在加热炉内使用氮气或空气。但是，在拉丝炉与加热炉直接连接的情况下，可使用的气体只限于1种，不能使用上述的2种气体。
这样，由上述实验结果可知，在本第2实施例的光导纤维的制造装置和制造方法中，由于设有加热炉121，对在拉丝炉11中加热拉丝后、包覆UV树脂39前的光导纤维3在1200～1700℃范围内加热，上述的光导纤维3中其温度处于1200～1700℃部分的规定区域内，冷却速度变快，降低了原子排列的杂乱无章现象，从加热拉丝到包覆UV树脂39之间，可实现降低瑞利散射强度、减少传输损耗的光导纤维3的制造。另外，通过控制拉丝后的、包覆UV树脂39前的光导纤维3的冷却速度，可谋求瑞利散射强度的降低，从而无需上述现有技术那样的用于再次加热的热处理，可非常容易地适用于表面包覆并固化UV树脂39的光导纤维单丝4的大批量生产。
并且，将加热炉121与拉丝炉11之间设有规定的间隔L5，还在该加热炉121与拉丝炉11之间设置缓冲室41(第1缓冲室42和第2缓冲室45)，以将拉丝炉11(炉心管13)内作为氛围气体的第1气体与加热炉121(炉心管123)内的作为氛围气体的第2气体相混合，可抑制拉丝炉11内产生的灰尘进入加热炉121内，可抑制“尖峰”的发生或者抑制光导纤维3的强度下降现象。
由于存在缓冲室41(第1缓冲室42和第2缓冲室45)，拉丝炉11与加热炉121之间难以受到外气流紊流的影响，也可抑制“玻璃径变动”的发生或者可抑制光导纤维3的弯曲加重现象的发生。
缓冲室41(第1缓冲室42和第2缓冲室45)由于具有形成多个排出孔44的隔壁43和形成多个排出管47的隔壁46，更可靠地抑制了外气流的紊流影响，能够进一步抑制“玻璃径变动”的发生或者光导纤维3的弯曲加重。另外，通过排出孔44和排出管47，可将从拉丝炉11(炉心管13)侧流入的第1气体排出，进一步抑制拉丝炉11内产生的灰尘进入加热炉121(炉心管123)内，进一步抑制“尖峰”的发生或者光导纤维3强度的下降。
作为第2气体，使用与第1气体的导热率相同或者导热率比第1气体的导热率低的气体，特别是，作为第1气体使用氦气、作为第2气体使用氮气或空气、对较粗的光导纤维基材2进行拉丝时，可制造稳定地拉丝的同时传输损耗低的光导纤维3。
拉丝后的光导纤维3进入缓冲室41(第1缓冲室42)的上道温度最好在1400～1900℃范围内。这样，将拉丝后的光导纤维3进入缓冲室41的上道温度设定在1400～1900℃范围内，拉丝后的光导纤维3在高温状态下进入加热炉121，在加热炉121中，拉丝后的光导纤维3从较高温的状态下慢慢冷却，可减少光导纤维3的传输损耗。
在本第2实施例中，缓冲室41是由第1缓冲室42和第2缓冲室45构成的，但并不限于此，可以设有1个缓冲室，或者可以设有3个以上的缓冲室。
另外，炉心管延长部16与加热炉121(炉心管123)之间限于设有混合气体层，缓冲室41自身并不是必须设置。此时，拉丝炉11(炉心管延长部16)与加热炉121接近设置，例如拉丝炉11(炉心管延长部16)与加热炉121的间隔L5设置成10mm左右，在拉丝炉11与加热炉121之间的空间形成将拉丝炉11(炉心管13)内的成为氛围气体的第1气体与加热炉121(炉心管123)内的成为氛围气体的第2气体混合的气体混合层，处于实质上与外气隔开的状态，可获得与设有缓冲室41情况下同样的作用效果。另外，在不设置缓冲室41的结构中，作为第1气体使用氦气时，由于氦气一旦侵入下方就冷却光导纤维3，因此最好设有防止氦气侵入下方的隔壁等。不过，因缓冲室41内的压力比外气高，从能够可靠地不受到外气流紊流影响的观点来看，最好采用设置缓冲室41的结构。
在本第2实施例中，加热炉121的加热器122是由第1加热器122a，第2加热器122b和第3加热器122c构成的，但加热器的数量并没有限定，可以采用1个加热器的结构或者可以采用4个以上加热器的结构。
本发明在上述的实例中使用的是芯部由纯石英玻璃构成、而覆层部由添加氟元素的玻璃构成的光导纤维基材，此外，也可适用于芯部添加锗的添加锗的光导纤维基材的拉丝作业。
工业上的实用性
本发明的光导纤维的制造装置和制造方法可适用于从光导纤维基材拉丝出光导纤维的拉丝装置等。

Claims (13)

1.一种光导纤维的制造装置，对光导纤维基材加热拉丝、用树脂包覆拉丝后的光导纤维，其特征在于，包括：
在具有规定的导热率的第1气体构成的气氛中对所述光导纤维基材加热拉丝的拉丝炉，
将所述拉丝后的光导纤维包覆上所述树脂的树脂包覆部，以及设置在所述拉丝炉与所述树脂包覆部之间、在具有比所述第1气体的所述规定的导热率要小的导热率的第2气体构成的气氛中、对所述拉丝后的光导纤维加热并且慢慢冷却的加热炉。
2.按照权利要求1所述的光导纤维的制造装置，其特征在于，所述加热炉设置成与所述拉丝炉之间具有规定的间隙。
3.按照权利要求1所述的光导纤维的制造装置，其特征在于，所述第1气体为氦气，所述第2气体为氮气、氩气、空气中的任一种。
4.按照权利要求1所述的光导纤维的制造装置，其特征在于，所述加热炉具有使所述拉丝后的光导纤维通过的炉心管，所述炉心管设置在将所述拉丝后的光导纤维进入所述炉心管的上道温度处于1400～1800℃范围内的位置上。
5.一种光导纤维的制造方法，对光导纤维基材加热拉丝、用树脂包覆拉丝后的光导纤维，其特征在于，
在具有规定的导热率的第1气体构成的气氛中对所述光导纤维基材加热、拉丝，
在具有导热率比所述第1气体的所述规定导热率要小的第2气体构成的气氛中、对所述拉丝后的光导纤维加热并且慢慢冷却，
用所述树脂包覆所述慢慢冷却的光导纤维。
6.按照权利要求5所述的光导纤维的制造方法，其特征在于，使用在与对所述光导纤维基材加热拉丝的拉丝炉之间设有规定间隙的加热炉，在所述加热炉中对所述拉丝后的光导纤维慢慢冷却。
7.按照权利要求5所述的光导纤维的制造方法，其特征在于，作为所述第1气体使用氦气，作为所述第2气体使用氮气、氩气、空气中的任一种。
8.按照权利要求5所述的光导纤维的制造方法，其特征在于，作为所述加热炉，使用将通过所述拉丝后的光导纤维的炉心管设置在所述拉丝后的光导纤维进入所述炉心管的上道温度为1400～1800℃范围内的位置处的加热炉，
在所述加热炉中对所述拉丝后的光导纤维慢慢冷却。
9.一种对光导纤维基材加热拉丝的光导纤维的制造方法，其特征在于，
使用在第1气体构成的气氛中对光导纤维基材加热拉丝的拉丝炉，和与所述拉丝炉之间设有规定的间隙、将在所述拉丝炉进行所述拉丝后的光导纤维在由第2气体构成的气氛中加热并且慢慢冷却的加热炉，
将所述拉丝炉与所述加热炉之间的所述间隙作为混合所述第1气体和所述第2气体的气体混合层，
将在所述拉丝炉中进行所述拉丝后的光导纤维经过所述气体混合层送入所述加热炉，
在所述热处理炉中，对所述拉丝后的光导纤维加热到所述光导纤维的温度在1200～1700℃的范围内。
10.按照权利要求9所述的光导纤维的制造方法，其特征在于，设有将所述气体混合层与外气隔开的隔壁，在所述隔壁上形成至少排出所述第1气体的气体排出部。
11.按照权利要求9所述的光导纤维的制造方法，其特征在于，作为所述第2气体，使用导热率与第1气体的导热率相同或者比第1气体的导热率要低的气体。
12.按照权利要求9所述的光导纤维的制造方法，其特征在于，所述拉丝后的光导纤维进入所述气体混合层的上道温度为1400～1900℃范围。
13.一种对光导纤维基材加热拉丝的光导纤维的制造装置，其特征在于，具有在第1气体构成的气氛中对所述光导纤维基材加热拉丝的拉丝炉，和与所述拉丝炉之间设有规定的间隙、将所述拉丝后的光导纤维在第2气体构成的气氛中加热到所述光导纤维的温度在1200～1700℃的加热炉，
将所述拉丝炉与所述加热炉之间的所述间隙作为混合所述第1气体和所述第2气体的气体混合层。
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