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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG 1. Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf eine Schleifvorrichtung für Materialien auf Glasbasis und
ein Verfahren zum Herstellen eines Materials auf Glasbasis gemäß dem Oberbegriff
der Ansprüche
1 und 10. Ein Beispiel für
eine derartige Vorrichtung und ein derartiges Verfahren ist durch
die
EP 976 689 A offenbart.
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2. Beschreibung des Standes
der Technik
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Ein poröses Material auf Glasbasis,
das ein Basismaterial für
eine optische Faser ist, wird gewöhnlich hergestellt durch Akkumulieren
von Glasteilchen auf einer Oberfläche eines Kernteils durch Anwendung
eines Verfahrens wie das VAD(Axiale Dampfphasenabscheidung)-Verfahren
oder das OVD(Dampfaussenabscheidung)- Verfahren. Ein Material auf Glasbasis
wird hergestellt durch Dehydrieren und Sintern des porösen Materials
auf Glasbasis. Das Kernteil wird ein Kern eines Materials auf Glasbasis,
nachdem das Material auf Glasbasis dehydriert und gesintert wurde.
Ein Vorformling wird gebildet durch Langziehen eines Materials auf
Glasbasis, und eine optische Faser wird hergestellt durch Ziehen
eines Vorformlings.
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Als ein Verfahren zum Erhöhen der
Akkumulationsgeschwindigkeit der Glasteilchen auf der Oberfläche des
Kernteils bei dem OVD-Verfahren gibt es ein Verfahren zum Verwenden
eines Trenners mit einem großen
Bohrungsdurchmesser und ein Verfahren zum Erhöhen der Anzahl von Brennern. Der
Brenner gibt Glasteilchen aus und akkumuliert Glasteilchen auf einer
Oberfläche
eines Kernteils. Weiterhin gibt es als ein Verfahren zum Erhöhen der Produktivität für poröses Material
auf Glasbasis bei dem OVD-Verfahren ein Verfahren zum Vergrößern der
Länge des
Kernteils, um das Verhältnis
des geraden Körperteils
in dem Produkt aus Material auf Glasbasis zu erhöhen. Der gerade Körperteil
hat einen gleichförmigen
Durchmesser.
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Das Verfahren zum Erhöhen der
Akkumulationsgeschwindigkeit der Glasteilchen durch Vergrößern des
Bohrungsdurchmessers des Brenners hat ein Problem dahingehend, dass
die Akkumulationsgeschwindigkeit nicht zunimmt, da das Verhältnis des Anhaftens
der Glasteilchen an dem Kernteil zu Beginn des Vorgangs der Akkumulation
extrem niedrig ist. Weiterhin wird, wenn mehrere Brenner verwendet werden,
der Wirkungsgrad der Akkumulation nicht erhöht, da die Flammen der Brenner
einander stören.
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Andererseits hat das Verfahren zum
Erhöhen
der Anzahl von Brennern das Problem, dass eine Unebenheit der Oberfläche des
akkumulierten Körpers
von Glasteilchen bewirkt wird. Insbesondere, wenn die Zunahme der
Mengedes zu dem Brenner gelieferten Rohmaterialgases die Akkumulationsgeschwindigkeit
erhöht,
wird die Unebenheit der Oberfläche
des akkumulierten Körpers
sehr deutlich. Als eine Folge hat die aus dem in der OVD-Vorrichtung mit
einer erhöhten
Anzahl von Brennern hergestellten Material auf Glasbasis gezogene
optische Faser keine guten optischen Eigenschaften. Z. B. kann eine optische
Einmodenfaser keine gewünschte Grenzwellenlänge und
Streuungscharakteristik haben.
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Weiterhin kann sich in einem Fall
des Verfahrens, bei dem die Länge
des Kernteils vergrößert wird,
der Kernteil während
der Akkumulierung der Glasteilchen biegen, da die Länge des
Kernteils groß ist.
Somit kann das sich ergebende Produkt nicht als ein Glasbasismaterial
verwendet werden.
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Als ein Verfahren zum Verringern
der Unebenheit, die auf der Oberfläche des Glasbasismaterials
auftritt und des Anpassens der Mittenposition des Kerns mit der
Mittenposition des Glasbasismaterials gibt es ein Verfahren zum
Schleifen des Glasbasismaterials. Das Verfahren des Schleifens des
Glasbasismaterials, damit die Mittenposition des Kernteils und die
Mittenposition des Glasbasismaterials zusammenfallen, ist offenbart
in der Japanischen Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift Nr. H9-328328 und
der Japanischen Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift Nr. 2000-47039.
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Jedoch können bei dem in der Japanischen Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift
Nr. H9-328328 und der Japanischen Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift
Nr. 2000-47039 offenbarten Verfahren die Mittenposition des Kernteils
und die Mittenposition des Glasbasismaterials nicht zusammenfallen,
wenn das Kernteil über
die Länge
des Glasbasismaterials gebogen ist.
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Weiterhin haben die in der Japanischen
Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift Nr. H9-328328 und der Japanischen
Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift Nr. 2000-47039 offenbarten
Verfahren das Problem, dass eine Grenzwellenlänge der optischen Faser, die
aus dem Glasbasismaterial gezogen ist, in Längsrichtung des Glasbasismaterials
ungleichförmig
wird entsprechend der Schwankung des Durchmessers eines Kernteils
in Längsrichtung
des Glasbasismaterials. Dieses Problem tritt auf, da die in der
Japanischen Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift Nr. H9-328328 und
der Japanischen Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift Nr. 2000-47039
offenbarten Verfahren das Glasbasismaterial so schleifen, dass der
Durchmesser des Glasbasismaterials in Längsrichtung des Glasbasismaterials
konstant wird.
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Wenn weiterhin die Mittenposition
des Kernteils von der Mittenposition des Glasbasismaterials verschieden
ist, bewirkt die durch Ziehen dieses Glasbasismaterials erhaltene
optische Faser einen Verbindungsverlust, wenn jedes Ende der zwei
optischen Fasern geschmolzen und verbunden wird, um ein optisches
Fasernetzwerk herzustellen.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
ein Verfahren zum Herstellen eines Glasbasismaterials und eine Vorrichtung
zum Schleifen eines Glasbasismaterials anzugeben, welche in der Lage
sind, die beim Stand der Technik auftretenden Nachteile zu überwinden.
Die obige und andere Aufgaben können
gelöst
werden durch in den unabhängigen
Ansprüche
beschriebene Kombinationen. Die abhängigen Ansprüche definieren
weitere vorteilhafte und beispielhafte Kombinationen der vorl fegenden
Erfindung.
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Die Bemessungseinheit kann den Zieldurchmesser
im Wesentlich kontinuierlich in Längsrichtung des Glasbasismaterials
berechnen, indem der Zieldurchmesser an einer Position zwischen
den mehreren Positionen, an denen die Exzentrizität durch
die Messeinheit gemessen wird, berechnet wird auf der Grundlage
der an den mehreren Positionen von der Messeinheit gemessenen Exzentrizität. Die Bemessungseinheit
kann den Zieldurchmesser an einer Position zwischen den mehreren
Positionen unter Anwendung des Verfahrens der kleinsten Quadrate
berechnen.
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Die Steuereinheit kann die Hülse durch
Vor- und Rückwärtsbewegen
des Schleifrades in der Richtung zu der Mitte des Glasbasismaterials
hin schleifen. Die Steuereinheit kann das Glasbasismaterial um die
Achse des Glasbasismaterials drehen und sie kann das Schleifrad
vor- und rückwärts zu der Mitte
des Glasbasismat erials hin bewegen, so dass die Bewegung des Schleifrades
gegenüber
dem Glasbasismaterial eine Sinuskurve mit einer Zunahme der Größe der Drehung
des Glasbasismaterials bildet.
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Eine Anzahl der mehreren Positionen
zum Messen der Exzentrizität
in Längsrichtung
des Glasbasismaterials kann im Wesentlichen mehr als zwanzig betragen.
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Die Bemessungseinheit kann die Zieldurchmesser
an jeder der mehreren Positionen und der Positionen zwi schen den
mehreren Positionen so berechnen, dass ein Verhältnis zwischen einem Durchmesser
des Kerns und einem Durchmesser des Glasbasismaterials im Wesentlichen
konstant über die
Längsrichtung
des Glasbasismaterials wird.
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Das Schleifrad kann enthalten: Ein
Grobschleifrad mit einer groben Oberfläche; ein Feinschleifrad mit
einer feinen Oberfläche;
und die Steuereinheit schleift die Hülse von unter Verwendung des
Feinschleifrades, nachdem die Hülse
unter Verwendung des Grobschleifrades geschliffen wurde.
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Die Vorrichtung kann weiterhin mehrere Schleifräder aufweisen,
wobei die Schleifräder
entlang der Längsrichtung
des Glasbasismaterials parallel angeordnet sind.
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Der Berechnungsvorgang kann den Zieldurchmesser
im Wesentlichen kontinuierlich über
die Längsrichtung
des Glasbasismaterials berechnen, indem der Zieldurchmesser an Positionen
zwischen den mehreren Positionen, an denen die Exzentrizität durch
den Messvorgang gemessen wird, berechnet wird auf der Grundlage
der an den mehreren Positionen gemessenen Exzentrizität. Der Berechnungsschritt
kann den Zieldurchmesser an Positionen zwischen den mehreren Positionen
unter Anwendung des Verfahrens der kleinsten Quadrate berechnen.
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Der Schleifvorgang kann die Hülse durch Hin-
und Herbewegung des Schleifrades in der Richtung zu der Mitte des
Glasbasismaterials hin schleifen. Der Schleifvorgang kann das Glasbasismaterial um
die Achse des Glasbasismaterials drehen und er kann das Schleifrad
zu der Mitte des Glasbasismaterials hin- und herbewe gen, so dass
die Bewegung des Schleifrades gegenüber dem Glasbasismaterial eine
Sinuskurve mit einer Zunahme der Größe der Drehung des Glasbasismaterials
bildet.
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Der Messvorgang kann die Exzentrizität entlang
der Längsrichtung
des Glasbasismaterials an mehr als zwanzig Stellen entlang der Längsrichtung des
Glasbasismaterials messen. Der Berechnungsvorgang kann die Zieldurchmesser
an jeder der mehreren Positionen und den Positionen zwischen den mehreren
Positionen so berechnen, dass ein Verhältnis zwischen einem Durchmesser
des Kerns und einem Durchmesser des Glasbasismaterials im Wesentlichen
konstant über
die Längsrichtung
des Glasbasismaterials wird.
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Der Schleifvorgang kann die Hülse mit
einem Feinschleifrad, das eine feine Oberfläche hat, schleifen, nachdem
die Hülse
mit einem Grobschleifrad, das eine grobe Oberfläche hat, geschliffen wurde. Der
Schleifvorgang kann die Hülse
unter Verwendung mehrerer Schleifräder schleifen, die in Längsrichtung
des Glasbasismaterials parallel angeordnet sind.
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Die obigen und andere Merkmale und
Vorteile der vorliegenden Erfindung werden besser ersichtlich anhand
der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die in Verbindung
mit den begleitenden Zeichnungen gegeben wird.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 zeigt
eine Konfiguration einer Vorrichtung zum Herstellen eines porösen Glasbasismaterials
nach einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung.
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2 zeigt
eine Konfiguration einer Schleifvorrichtung 50 für ein Glasbasismaterial
gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung.
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3 zeigt
die in 2 gezeigte Schleifvorrichtung 50 für ein Glasbasismaterial
aus der Richtung, aus der die Längsrichtung
des Glasbasismaterials 40 gesehen werden kann.
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4A und 4B zeigen ein Ergebnis des Messens
der Position der Mitte O1 des Kerns 36 innerhalb
des Glasbasismaterials 40 durch die Messeinheit 62.
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5 zeigt
ein Ergebnis des Messens der Position der Mitte O1 des
Kerns 36 innerhalb des Glasbasismaterials 40 durch
die Messeinheit 62.
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6 zeigt
Zieldurchmesser TA–TG für jede von
mehreren Positionen A–G
entlang einer Längsrichtung
des Glasbasismaterials 40.
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7A und 7B zeigen ein Beispiel für das Ergebnis
der Bemessung der Bemessungseinheit 66.
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8 zeigt
den Zustand, in welchem die Schleifvorrichtung 30 die Hülse 32 auf
der Grundlage der Bemessung durch die Bemessungseinheit 66 schleift.
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9A und 9B zeigen ein anderes Ausführungsbeispiel der
Konfiguration der Schleifvorrichtung 50 für Glasbasismaterial.
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10 zeigt
ein Ergebnis des Messens der vorgenannten Gegenstände.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Die Erfindung wird nun auf der Grundlage der
bevorzugten Ausführungsbeispiele
beschrieben, die den Bereich der vorliegenden Erfindung nicht begrenzen,
sondern die Erfindung veranschaulichen sollen. Alle Merkmale und
Kombinationen hiervon, die in den Ausführungsbeispielen beschrieben
werden, sind nicht notwendigerweise wesentliche für die Erfindung.
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1 zeigt
eine Konfiguration einer Vorrichtung zum Herstellen eines porösen Glasbasismaterials
nach einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung. Die in 1 gezeigte
Vorrichtung zum Herstellen eines porösen Glasbasismaterials stellt
das poröse
Glasbasismaterial unter Anwendung des OVD-Verfahrens her.
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Eine Herstellungsvorrichtung für poröses Glasbasismaterial
umfasst Einspannvorrichtungen 80, einen Motor 18,
mehrere Brenner 20, eine Brennerführungsstruktur 22,
einen Brennerbewegungsmotor 24, einen Reaktionsofen 28 und
eine Abzugshaube 26.
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Jedes Ende des Kernteils 12 ist
mit dem entsprechenden Blindstab 10 verbunden und jede
der Einspannvorrichtung 80 hält den entsprechenden Blindstab 10.
Der Motor 18 dreht die Einspannvorrichtungen 80.
Die Brenner 20 akkumulieren die Glasteilchen auf den Kernteil 12.
Die Brennerführungsstruktur 22 und
der Brennerbewegungsmotor 24 bewegen die Brenner 20 in
der Längsrichtung
des Kernteils 12. Der Reaktionsofen 28 nimmt die
Elemente der Herstellungsvorrichtung für poröses Glasbasismaterial wie das
Kernteil 12 und die Brenner 20 auf. Die Abzugshaube 26 führt das
Abgas ab, das innerhalb des Reaktionsofens 28 erzeugt wird.
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Der Motor 18 dreht das Kernteils 12 durch Drehen
der Einspannvorrichtungen 80. Die Brenner 20 bilden
ein Hülsenteil 14 um
die Oberfläche
des Kernteils 12 herum, um ein poröses Glasbasismaterial zu bilden,
indem sie die Glasteilchen ausgeben und auf dem Kernteil 12 akkumulieren,
das durch den Motor 18 gedreht wird. Die Brenner 20 erzeugen Glasteilchen,
indem sie ein Rohmaterialgas wie SiCl4 und
Verbrennungsgas ausstoßen
und das Rohmaterialgas und das Verbrennungsgas in der Sauerstoff/Wasserstoff-Flamme
hydrolysieren.
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Hinsichtlich des Anhaftens der Glasteilchen an
dem Kernteil 12 wird die Geschwindigkeit der Zuführung des
Rohmaterialgases und des Verbrennungsgases zu den Brennern 20 vorzugsweise
allmählich
gesteigert nach dem Beginn der Akkumulation der Glasteilchen.
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Die Brennerführungsstruktur 22 ist
parallel zu der Längsrichtung
des Kernteils 12 angeordnet. Der Brennerbewegungsmotor 24 bewegt
die Brenner 20 entlang der Längsrichtung der Brennerführungsstruktur 22 durch
Antreiben der Brennerführungsstruktur 22.
Daher werden die Glasteilchen um das Kernteil 12 herum
sowie entlang der Längsrichtung des
Kernteils 12 akkumuliert. Die Glasteilchen werden um das
Kernteil 12 herum akkumuliert, bis das poröse Glasbasismaterial 16 eine
vorbestimmte Größe hat.
Dann wird das poröse
Glasbasismaterial 16 dehydriert und gesintert, um ein Glasbasismaterial
zu werden.
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2 zeigt
eine Konfiguration einer Schleifvorrichtung 50 für Glasbasismaterial
gemäß einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung. 2 zeigt
die Schleivorrichtung 50 für Glasbasismaterial aus der
Richtung, aus der der Querschnitt des Glasbasismaterials 40,
das entlang der Richtung senkrecht zu der Längsrichtung des Glasbasismaterials 40 geschnitten
ist, ersichtlich ist.
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Das Glasbasismaterial 40 hat
einen Kern 36 und eine Hülse 32. in 2 stimmt die Position der Mitte
O1 des Kerns 36 nicht mit der Position
der Mitte O2 des Glasbasismaterials 40 überein.
Die Schleifvorrichtung 50 für Glasbasismaterial schleift
die Hülse 32 des
Glasbasismaterials 40 unter Verwendung des Schleifrades 30,
bis der Durchmesser des Glasbasismaterials 40 gleich dem
Durchmesser der durch die strichlierte Linie in 2 gezeigten Zielhülse 34 wird. Die Position
der Mitte der Zielhülse 34 ist
identisch mit der Position der Mitte O1 des
Kerns 36. Hierdurch stimmt die Position der Mitte O1 des Kerns 36 mit der Position
der Mitte O2 des Glasbasismaterials überein.
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Eine zylindrische Schleifvorrichtung
wie in 2 gezeigt wird
vorzugsweise als eine Schleifvorrichtung 50 für Glasbasismaterial
nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
verwendet. Die zylindrische Schleifvorrichtung dreht einen zu schleifenden Gegenstand
und schleift die äußere Oberfläche des Gegenstands.
Die Schleifvorrichtung 50 für Glasbasismaterial umfasst
ein Schleifrad 30, eine Schleifrad-Antriebseinheit 64, eine Steuereinheit 60 und eine
Messeinheit 62.
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Während
das Glasbasismaterial 40 um die Mitte O2 als eine
Achse gedreht wird, schleift das Schleifrad 30 die Hülse 32.
Das Schleifrad 30 ist über die
Achse 52 mit der Schleifrad-Antriebseinheit 64 verbunden.
Die Schleifrad-Antriebseinheit 64 dreht das Schleifrad 30 um
die Achse 52 und bewegt das Schleifrad 30 auch
zu der Mitte O2 des Glasbasismaterials 40 hin
und her. Somit schleift das Schleifrad 30 die Hülse 32,
während
das Schleifrad 30 um die Achse 52 gedreht und
auch gegen die Hülse 32 gedrückt wird.
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Die Messeinheit 62 misst
die Größe der Exzentrizität X zwischen
der Position der Mitte O2 des Glasbasismaterials 40 und
der Position der Mitte O1 des Kerns 36 an
mehreren Positionen entlang der Längsrichtung des Glasbasismaterials 40.
Als ein Beispiel für
ein Messinstrument kann ein Messinstrument unter Verwendung eines
Polarisationsglases oder eine Vorformling-Analysevorrichtung verwendet werden.
Die Vorformling-Analysevorrichtung
strahlt Laserlicht auf das Glasbasismaterial 40 und erhält eine
Verteilung des Brechungsindexes innerhalb des Glasbasismaterials 40 durch
Messen eines Spaltes der Position des Lichtes, der bewirkt wird,
während das
Licht durch das Glasbasismaterial 40 übertragen wird. Die Position
der Mitte O1 des Kerns 36 innerhalb des
Glasbasismaterials 40 kann anhand der erhaltenen Verteilung
des Brechungsindexes gefunden werden.
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In einem Fall der Verwendung des
Messinstrumentes, das ein polarisierendes Glas verwendet, als Messeinheit 62,
ist die Messeinheit 62 als ein Teil der Schleifvorrichtung 50 für Glasbasismaterial
vorgesehen.
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Da die Messeinheit 62 mit
der Steuereinheit 60 verbunden ist, kann die Messeinheit 62 das
Messergebnis direkt zu der Steuereinheit 60 ausgeben. Da
die Messeinheit 62 und die Steuereinheit 60 direkt verbunden
sind, können
die Zeit und die Arbeit, die zur Eingabe des Messergebnisses zu
der Steuereinheit 60 erforderlich sind, stark verringert
werden im Vergleich zu der Zeit und der Arbeit, die für die manuelle
Eingabe der Messergebnisse in die Steuereinheit 60 erforderlich
sind. Weiterhin können
Fehler, die während
der Eingabe der Messergebnisse in die Steuereinheit 60 auftreten
können,
verhindert werden.
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In einem Fall der Verwendung der
Vorformling-Analysevorrichtung
als der Messeinheit 62 ist diese getrennt von der Schleifvorrichtung 50 für Glasbasismaterial
vorgesehen. Weiterhin ist die Messeinheit 62 so mit der
Steuereinheit 60 verbunden, dass die Messeinheit 62 das
Messergebnis direkt in die Steuereinheit 60 ausgeben kann.
Da die Messeinheit 62 und die Steuereinheit 60 direkt
verbunden sind, können
die Zeit und die Arbeit, die für
die Eingabe des Messergebnisses in die Steuereinheit 60 erforderlich
sind, stark verringert werden im Vergleich zu der Zeit und der Arbeit,
die für
die manuelle Eingabe der Messergebnisse in die Steuereinheit 60 erforderlich
sind. Weiterhin können
Fehler, die bei der Eingabe der Messergebnisse in die Steuereinheit 60 auftreten
können,
verhindert werden.
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Wenn die Vorformling-Analysevorrichtung zum
Messen der Position der Mitte O1 des Kerns 36 verwendet
wird, befindet sich das Glasbasismaterial 40 innerhalb
der Vorformling-Analysevorrichtung. Die Messeinheit 62 misst
die Position der Mitte O1 des Kerns 36 innerhalb
des Glasbasismaterials 40 unter Verwendung der Vorformling-Analysevorrichtung. Dann
gibt die Messeinheit 62 das Messergebnis direkt zu der
Steuer einheit 60 der Schleifvorrichtung 50 für Glasbasismaterial
aus.
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Die zum Messen der Position der Mitte
O1 des Kerns 36 innerhalb des Glasbasismaterials 40 verwendete
Vorrichtung ist nicht beschränkt
auf eine Vorformling-Analysevorrichtung
oder ein Messinstrument unter Verwendung von polarisierendem Glas, sondern
andere Typen von optischen Messinstrumenten können verwendet werden.
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Die Steuereinheit 60 hat
eine Bemessungseinheit 66. Die Bemessungseinheit 66 berechnet Zieldurchmesser
T des Glasbasismaterials 40 an jeder von mehreren Stellen,
an denen die Exzentrizität X
durch die Messeinheit 62 gemessen wird. Die Position der
Mitte des Zieldurchmessers T ist dieselbe wie die Position der Mitte
O1 des Kerns 36. Die Bemessungseinheit 66 berechnet
Zieldurchmesser T derart, dass die Position der Mitte O1 des
Kerns 36 und die Position der Mitte O2 des
Glasbasismaterials 40 übereinstimmen.
Somit wird die Größe der Exzentrizität X an jeder
der mehreren Stellen, an denen die Exzentrizität X gemessen wird, im Wesentlichen
null.
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Weiterhin berechnet die Bemessungseinheit 66 den
Zieldurchmesser T im Wesentlichen kontinuierlich über die
Längsrichtung
des Glasbasismaterials 40 durch Berechnen des Zieldurchmessers
T an einer Stelle zwischen den mehreren Positionen, an denen die
Größe der Exzentrizität X gemessen
wird. Die Stelle zwischen den Positionen, an denen die Größe des Exzentrizität X gemessen
wird, ist die Stelle, an der die Größe der Exzentrizität X nicht durch
die Messeinheit 62 gemessen wird. Z. B. kann die Bemessungseinheit 66 den
Zieldurchmesser T an der Stelle zwischen den mehreren Positionen
berechnen, an der die Größe der Exzentrizität X unter Verwendung
des Verfahrens der kleinsten Quadrate gemessen wird. Weiterhin ist
das Verfahren zum Berechnen der Größe der Exzentrizität X an der
Position zwischen den mehreren Positionen nicht beschränkt auf
das Verfahren der kleinsten Quadrate, sondern andere Verfahren können ebenfalls
angewendet werden.
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Weiterhin berechnet die Bemessungseinheit 66 den
Zieldurchmesser T derart, dass die geschätzte Grenzwellenlänge der
aus dem Glasbasismaterial 40 erhaltenen optischen Faser
im Wesentlichen über die
Längsrichtung
der optischen Faser konstant ist. Die geschätzte Grenzwellenlänge der
aus dem Glasbasismaterial 40 erhaltenen optischen Faser
wird im Wesentlichen konstant über
die Längsrichtung
der optischen Faser, wenn das Verhältnis zwischen dem Durchmesser
des Kerns 36 und dem Durchmesser der Hülse 32 über die
Längsrichtung
des Glasbasismaterials 40 konstant ist.
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Wenn der Außendurchmesser des Glasbasismaterials 40 über die
Längsrichtung
des Glasbasismaterials 40 konstant ist, und der Durchmesser des
Kerns 36 über
die Längsrichtung
des Glasbasismaterials 40 nicht gleichförmig ist, ist das Verhältnis zwischen
dem Durchmesser des Kerns 36 und dem Durchmesser der Hülse 32 über die
Längsrichtung des
Glasbasismaterials 40 nicht konstant. Daher wird die Grenzwellenlänge der
aus diesem Glasbasismaterial 40 hergestellten optischen
Faser über
die Längsrichtung
der optischen Faser nicht konstant, und diese optische Faser kann
somit nicht als ein Produkt verwendet werden.
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Somit muss die geschätzte Grenzwellenlänge der
aus dem Glasbasismaterial 40 erhaltenen optischen Faser über die
Längsrichtung
des Glasbasismaterials 40 konstant sein. Daher berechnet
die Bemessungseinheit 66 den Zieldurchmesser T an jeder der
mehreren Stellen, an denen die Größe des Exzentrizität X gemessen
wird, und an jeder der Stellen zwischen jeder der mehreren Stellen,
an denen die Größe der Exzentrizität X gemessen
wird, so dass das Verhältnis
zwischen dem Durchmesser des Kerns 36 und dem Durchmesser
der Hülse 32 über die
Längsrichtung
des Glasbasismaterials 40 konstant wird.
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Wenn sich daher der Durchmesser des Kerns 36 entlang
der Längsrichtung
des Glasbasismaterials 40 verändert, berechnet die Bemessungseinheit
den Zieldurchmesser T in der Weise, dass der Außendurchmesser des Glasbasismaterials 40 sich entsprechend
der Änderung
des Durchmessers des Kerns 36 ändert. Somit berechnet die
Bemessungseinheit 66 den Zieldurchmesser T derart, dass
der Zieldurchmesser T sich entlang der Längsrichtung des Glasbasismaterials 40 ändert, wenn
sich der Durchmesser des Kerns 36 entlang der Längsrichtung
des Glasbasismaterials 40 ändert.
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Die Steuereinheit 60 steuert
die Schleifrad-Antriebseinheit 64 derart,
dass sich das Schleifrad 30 zu der Mitte O2 des
Glasbasismaterials 40 hin- und herbewegt. Die Steuereinheit 60 schleift
die Hülse 32 durch
Steuern der Drehgeschwindigkeit des Schleifrades 30 und
der Größe der Bewegung
des Schleifrades 30 zu der Mitte O2 des
Glasbasismaterials 40 hin mit der Schleifrad-Antriebseinheit 64.
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3 zeigt
die in 2 gezeigte Schleifvorrichtung 50 für Glasbasismaterial
aus der Richtung, aus der die Längsrichtung
des Glasbasismaterials 40 gese hen werden kann. Die Schleifvorrichtung 50 für Glasbasismaterial
umfasst die in 2 erläuterten Elemente.
Die Schleifvorrichtung 50 für Glasbasismaterial umfasst
weiterhin Einspannvorrichtungen 44A und 44B, Einspannstützeinheiten 42A und 42B und
einen Motor 90.
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Die Einspannvorrichtungen 44A und 44B halten
jedes Ende des Glasbasismaterials 40. Die Einspannstützeinheiten 42A und 42B stützen die Einspannvorrichtungen 44A und 44B.
Der Motor 90 dreht die Einspannstützeinheiten 42A und 42B um die
Mitte O2 des Glasbasismaterials 40.
Daher wird das Glasbasismaterial 40 um die Mitte O2 durch den Motor 90 gedreht.
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Während
das Glasbasismaterial 40 um die Mitte O2 gedreht
wird, schleift das Schleifrad 30 die Hülse 32. Wie in 2 erläutert ist, dreht sich das Schleifrad
30 um die Achse 52 und bewegt sich auch zu der Mitte O2 des Glasbasismaterials 40 hin
und her. Weiterhin bewegt die Schleifvorrichtung 50 für Glasbasismaterial
das Glasbasismaterial 40 in die durch den Pfeil in 3 gezeigte Richtung entlang der
Längsrichtung
des Glasbasismaterials 40.
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Somit kann das Schleifrad 40 die
Hülse 32 so schleifen,
dass die Mitte O1 des Kerns 35 und
die Mitte O2 des Glasbasismaterials 40 über die
Längsrichtung
des Glasbasismaterials 40 im Wesentlichen übereinstimmen. Daher kann das
Schleifrad 30 die Hülse 32 so
schleifen, dass die Größe der Exzentrizität X zwischen
der Position der Mitte O1 des Kerns 36 und
der Position der Mitte O2 des Glasbasismaterials 40 über die
Längsrichtung
des Glasbasismaterials 40 im Wesentlichen null wird.
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Die 4A und 4B zeigen ein Ergebnis des Messens
der Position der Mitte O1 des Kerns 36 innerhalb
des Glasbasismaterials 40 durch die Messeinheit 62. 4B zeigt ein Ergebnis des
Messens der Position der Mitte O1 des Kerns 36 in
dem Zustand, in welchem das Glasbasismaterial 40 um 90 Grad
gegenüber
der in 4A gezeigten
Position des Glasbasismaterials 40 gedreht ist.
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Eine Vorformling-Analysevorrichtung
wird für die
Messeinheit 62 verwendet. Eine Markierung 70. ist
an der vorbestimmten Position auf der Oberfläche der Hülse 32 vorgesehen.
In 4A strahlt die Messeinheit 62 ein
Laserlicht auf das Glasbasismaterial 40 von der Position
der Markierung 70 und misst den Spalt der Position des
Lichts, das durch das Glasbasismaterial 40 hindurchgeht.
Hierdurch kann die Messeinheit 62 die Verteilung des Brechungsindexes innerhalb
des Glasbasismaterials 40 messen, wie in dem unteren Teil
der 4A und 4B gezeigt ist. Wie in den 4A und 4B gezeigt ist, ist der Brechungsindex
des Kerns 36 höher
als der Brechungsindex der Hülse 32.
Somit kann die Position der Mitte O1 des
Kerns 35 innerhalb des Glasbasismaterials 40 gemessen
werden.
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Da weiterhin der Durchmesser D der
Hülse 32 anhand
der in den 4A und 4B gezeigten Verteilung des
Brechungsindexes erhalten werden kann, kann die Position der Mitte
O2 des Glasbasismaterials 40 gefunden
werden. Die Größe des Exzentrizität X1 zwischen der Position der Mitte O2 des Glasbasismaterials 40 und
der Position der Mitte O1 des Kerns 36 kann
auf der Grundlage der Position der Mitte O2 des
Glasbasismaterials 40 und der Position der Mitte O1 des Kerns 36 die von der Messeinheit 62 gemessen
ist, berechnet werden. Dann wird der Abstand r1 von
der Oberfläche
der Hülse 32 zu
der Mitte O1 des Kerns 36 auf der
Grundlage des Durchmessers D der Hülse 32 und der Größe der Exzentrizität X1 berechnet.
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Dann wird, wie in 4B gezeigt ist, das Glasbasismaterial 40 im
Uhrzeigersinn um 90 Grad um die Mitte O2 des
Glasbasismaterials 40 aus dem in 4A gezeigten Zustand heraus gedreht.
Dann wird die Position der Mitte O1 des
Kerns 36 innerhalb des Glasbasismaterials 40 wieder
gemessen. Die Größe der Exzentrizität X2 zwischen der Position der Mitte O2 des Glasbasismaterials 40 und
der Position der Mitte O1 des Kerns 36 kann
durch diese Messung erhalten werden. Weiterhin wird der Abstand
r2 von der Oberfläche der Hülse 32 zu der Mitte
O1 des Kerns 36 berechnet auf der
Grundlage des Durchmessers D der Hülse 32 und der Größe der Exzentrizität X2.
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Somit wird die Position der Mitte
O1 des Kerns 36 innerhalb des Glasbasismaterials 40 bestimmt
auf der Grundlage der Größe der Exzentrizitäten X1 und X2 zwischen
der Position der Mitte O2 des Glasbasismaterials 40 und
der Position der Mitte O1 des Kerns 36.
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5 zeigt
einen Zustand der Messung der Größe der Exzentrizität X1, wie in 4 erläutert, an mehreren
Positionen entlang der Längsrichtung
des Glasbasismaterials 40. In 5 werden die Größe der Exzentrizitäten X1A–X1G und die Durchmesser D1A–D1G an sieben Stellen von A bis G gemessen,
die sich in gleichen Abständen
entlang der Längsrichtung
des Glasbasismaterials 40 befinden. Daher können die
Abstände
r1A–r1G von der Oberfläche der Hülse 32 zu der Mitte
O1 des Kerns 36 für jede Messstelle
von A bis G aus den Durchmessern D1A–D1G und der Größe der Exzent rizitäten X1A–X1G berechnet werden.
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Als Nächstes dreht ähnlich wie
in 4B die Schleifvorrichtung 50 für Glasbasismaterial
das Glasbasismaterial 40 um 90 Grad um die Mitte O2. Die Schleifvorrichtung 50 für Glasbasismaterial
misst dann die Größe von Exzentrizitäten X2A–X2G und die Durchmesser D2A–D2G an sieben Stellen von A bis G entlang
der Längsrichtung
des Glasbasismaterials 40. Somit werden die Abstände r2A–r2G von der Oberfläche der Hülse 32 bis zu der
Mitte O1 des Kerns 36 für jede der
Messstellen von A bis G berechnet auf der Grundlage der Durchmesser
D2A–D2G und der Größe der Exzentrizitäten X2A–X2G.
-
In 5 wird
die Größe der Exzentrizitäten X1 und X2 für jede von
sieben Stellen A bis G entlang der Längsrichtung des Glasbasismaterials 40 als
ein Beispiel gemessen. Jedoch sind die Stellen zum Messen der Größe der Exzentrizitäten X1 und X2 nicht auf
die sieben Stellen beschränkt.
Wenn die Gesamtlänge
des Glasbasismaterials 40 eine normale Länge hat,
beispielsweise von 1200 mm bis 1500 mm, beträgt die Anzahl der Messstellen
für die
Größe des Exzentrizitäten X1 und X2 entlang
der Längsrichtung des
Glasbasismaterials 40 vorzugsweise mehr als 20 Stellen.
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Wenn die Anzahl der Messstellen weniger als
20 beträgt,
verschlechtert die Genauigkeit der Ausrichtung zwischen der Position
der Mitte O2 des Glasbasismaterials 40 und
der Position der Mitte O1 des Kerns 36.
Weiterhin beträgt
die Anzahl der Stellen zum Messen der Größe der Exzentrizitäten X1 und X2 vorzugsweise
mehr als 30. Die Anzahl der Messstellen wird vorzugsweise gemäß der Gesamtlänge des
Glasbasismaterials 40 und der für das Produkt aus dem Glasbasismaterial
er forderlichen Genauigkeit bestimmt.
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Wenn z. B. die Länge des Glasbasismaterials 40 gleich
1500 mm ist, wird die Größe der Exzentrizitäten X1 und X2 in Abständen von
50 mm entlang der Längsrichtung
des Glasbasismaterials 40 gemessen. In diesem Fall wird
die Größe der Exzentrizitäten X1 und X2 an 31 Stellen
entlang der Längsrichtung
des Glasbasismaterials 40 gemessen. Da die Größe der Exzentrizitäten X1 und X2 für zwei Gradstellungen
von 0 Grad und 90 Grad gemessen wird, wie in den 4A und 4B gezeigt
ist, wird die Größe der Exzentrizitäten X1 und X2 an insgesamt
62 Stellen gemessen.
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6 zeigt
Zieldurchmesser TA–TG für jede der
mehreren Positionen A-G entlang der Längsrichtung des Glasbasismaterials 40.
Die Zieldurchmesser TA–TG werden
auf der Grundlage der in 5 gezeigten
Messergebnisse bemessen.
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Die Bemessungseinheit 66 berechnet
die Zieldurchmesser TA–TG,
deren Mitte sich an der Position der Mitte O1 des
Kerns 36 befindet, auf der Grundlage er Größe der Exzentrizitäten X1A–X1, gemessen an den mehreren Stellen A-G durch
die Messeinheit 62. Die Bemessungseinheit 66 berechnet
die Zieldurchmesser TA–TG so,
dass jede Exzentrizität
X1A–X1G im Wesentlichen null wird, wenn der Außendurchmesser
der Hülse 32 so
geschliffen wird, dass er ein Zieldurchmesser T ist.
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In 6 sind
die Zieldurchmesser TA–TG durch
die gestrichelte Linie gezeigt. Die Zieldurchmesser TA–TG sind die Durchmesser der Zielhülse 34 an
jeder der mehreren Stellen A–G.
Wenn der Durchmesser des Kerns 36 für jede der mehreren Stellen A–G unterschiedlich
ist, ist jeder der Zieldurchmesser TA–TG ebenfalls unterschiedlich.
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Weiterhin berechnet die Bemessungseinheit 66 Zieldurchmesser
TX an den Position zwischen den einzelnen
der mehreren Stellen A–G.
In 6 berechnet die Bemessungseinheit 66 Zieldurchmesser TX, deren Mitte sich an der Position der Mitte
O1 des Kerns 36 befindet, an der
gewünschten
Position zwischen den Messstellen A und B. Die Zieldurchmesser TX, deren Mitte sich an der Position der Mitte
O1 des Kerns 36 befindet, werden
ebenfalls an den gewünschten
Position zwischen Messstellen B und D, C und D, D und E, E und F
sowie F und G berechnet.
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Daher berechnet die Bemessungseinheit 66 den
Zieldurchmesser T in der Weise, dass die Größe der Exzentrizität X im Wesentlichen
null im Wesentlichen kontinuierlich entlang der Längsrichtung
des Glasbasismaterials 40, wie durch die gestrichene Linie
in 6 gezeigt ist. Die
Bemessungseinheit 66 kann die Zieldurchmesser TX an der Position zwischen den mehreren Stellen
durch das Verfahren der kleinsten Quadrate berechnen. Das Verfahren
zum Berechnen der Zieldurchmesser TX zwischen
den mehreren Stellen ist nicht auf das Verfahren der kleinsten Quadrate
beschränkt,
und andere Verfahren können
angewendet werden.
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Weiterhin ist es bevorzugt, dass
die Bemessungseinheit 66 die Zielmesser TA–TG und TX so berechnet,
dass die geschätzte
Grenzwellenlänge
der aus dem Glasbasismaterial 40 erhaltenen optischen Faser über die
Längsrichtung
des Glasbasismaterials 40 im Wesentlichen konstant wird.
Daher berechnet die Bemessungseinheit 66 die Zieldurchmesser TA–TG und TX in der Weise,
dass das Verhältnis
zwischen dem Durchmesser des Kerns 36 und dem Durchmesser
der Hülse 32 über die
Längsrichtung des
Glasbasismaterials 40 konstant wird.
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Die 7A und 7B zeigen ein Beispiel für das Ergebnis
der Bemessung durch die Bemessungseinheit 66. 7A zeigt die Abstände r1 und r2, die Durchmesser
d1–d2 des Glasbasismaterials 40 und
den Zieldurchmesser T an jeder Messstelle A-G. Die Werte der Abstände r1 und r2, der Durchmesser d1 und d2 des Glasbasismaterials 40 und
des Zieldurchmessers T, die in 7A gezeigt
sind, sind lediglich als ein Beispiel gezeigt und nicht auf die
in 7A gezeigten Werte
beschränkt.
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Die Steuereinheit 60 nimmt
der Wert für
die Abstände
r1 und r2, die Durchmesser
d1 und d2 und den
Zieldurchmesser T von der Messeinheit 62 auf. Somit steuert
die Steuereinheit 50 das Schleifrad 30 auf der
Grundlage der Abstände
r1 und r2, der Durchmesser
d1 und d2 und des Zieldurchmessers T.
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Die Hülse 32 ist, bevor
sie geschliffen wird, durch eine ausgezogene Linie gezeigt, und
die Zielhülse 34 ist
in 7B durch eine strichlierte
Linie gezeigt. Wie in 7B gezeigt
ist, wird der Wert des Zieldurchmessers T durch den Abstand Z bestimmt. Der
Abstand Z ist ein Abstand von der Position der Mitte O1 des
Kerns 36 zu der Position der Oberfläche des Glasbasismaterials 40,
die der Mitte O1 des Kerns 36 am
nächsten
ist. Der Wert des halben Zieldurchmessers T ist im Wesentlichen
derselbe wie der Abstand Z oder kleiner.
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Die Schleifvorrichtung 50 für Glasbasismaterial
schleift die Hülse 32 so,
dass die durch die ausgezo gene Linie gezeigte Hülse 32 die Gestalt
und die Größe der durch
die gestrichelte Linie in 7B gezeigten
Zielhülse 34 erhält. Um diesen
Zweck zu erreichen, erkennt die Steuereinheit 60 die Position
der Mitte O1 des Kerns 36 auf der
Grundlage der Abstände
r1 und r2 und schleift
die Hülse 32 durch
Steuern des Schleifrades 30. Die Steuereinheit 60 schleift
die Hülse 32 derart,
dass der Durchmesser des Glasbasismaterials 40 der Zieldurchmesser
T wird, dessen Mitte sich an der Position der Mitte O1 des
Kerns 36 befindet.
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8 zeigt
den Zustand, in welchem das Schleifrad 30 die Hülse 32 auf
der Grundlage der Bemessung durch die Bemessungseinheit 66 schleift. Der
obere Teil von 8 zeigt
die Beziehung zwischen der Position des Glasbasismaterials 40 und der
Position des Schleifrades 30. Der untere Teil von 8 zeigt eine Spur der Bewegung
des Schleifrades 30.
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Die Steuereinheit 60 bewegt
das Schleifrad 30 hin und her zu der Position der Mitte
O2 des Glasbasismaterials 40 hin
auf der Grundlage des Zieldurchmessers T, dessen Mitte sich in der
Mitte O1 des Kerns 36 befindet,
berechnet durch die Bemessungseinheit 66. Während die
Hülse 32 geschliffen
wird, wird das Glasbasismaterial 40 um die Mitte O2 des Glasbasismaterials 40 gedreht.
Wie in dem unteren Teil von 8 gezeigt
ist, bewegt die Steuereinheit 60 das Schleifrad 30 derart,
dass die Spur der Bewegung des Schleifrades 30 gegenüber dem
Glasbasismaterial 40 eine Sinuskurve entsprechend der Zunahme
der Größe der Drehung
des Glasbasismaterials 40 zieht.
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Um die Position der Mitte O1 des Kerns 36 mit der Position
der Mitte O2 des Glasbasismaterials 40 in Ü bereinstimmung
zu bringen, muss die Hülse 32 geschliffen
werden, bis die Form und die Größe der durch
die ausgezogene Linie gezeigten Hülse 32 die Form und
die Größe der durch
die strichlierte Linie gezeigten Zielhülse 34 erhält. Da die
Position der Mitte O1 des Kerns 36 und
die Position der Mitte des Glasbasismaterials 40 unterschiedlich
sind, zieht die Mitte O1 des Kerns 36 einen
Kreis mit einem Radius X um die Mitte O2 des
Glasbasismaterials 40, wenn das Glasbasismaterial 40 um
die Mitte O2 des Glasbasismaterials 40 gedreht
wird.
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Der zu schleifende Betrag der in 8 gezeigten Hülse 32 ist
angenähert
null in der Richtung etwa 45 Grad im Uhrzeigersinn gegenüber der Y-Achse.
Der zu schleifende Betrag der Hülse 32 wird angenähert gleich
dem maximalen Wert von 2X in der Richtung etwa 225 Grad im Uhrzeigersinn
gegenüber
der Y-Achse. Der zu schleifende Betrag der Hülse 32 wird wieder
angenähert
null in der Richtung etwa 45 Grad im Uhrzeigersinn gegenüber der Y-Achse,
wenn sich das Glasbasismaterial 40 um eine vollständige Umdrehung
gedreht hat.
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Auf diese Weise ändert sich der zu schleifende
Betrag der Hülse 32 periodisch
gemäß der Größe der Drehung
des Glasbasismaterials 40 um die Mitte O2.
In 8 entspricht die
Drehung des Glasbasismaterials 40 um eine vollständige Umdrehung
einer Periode der im unteren Teil von 8 gezeigten
Spur der Bewegung des Schleifrades 30.
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Daher bewegt die Steuereinheit 60 das Schleifrad 30 gegenüber dem
Glasbasismaterial 40 so hin und her, dass die Sinuskurve,
die die Spur der Bewegung des Schleifrades 30 zeigt, eine
Periode zeichnet, wenn das Glasbasismaterial 40 in einer vollständigen Umdrehung
um die Mitte O2 gedreht wird. Die Steuereinheit 60 setzt
auch die Amplitude 2X der Sinuskurve entsprechend der Größe der Exzentrizität X zwischen
der Position der Mitte O1 des Kerns 36 und
der Position der Mitte O2 des Glasbasismaterials 40.
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Weiterhin kann, wenn es schwierig
ist, den Schleifvorgang der Hülse 32 während einer
Umdrehung des Glasbasismaterials 40 zu beenden, die Steuereinheit 60 das
Schleifrad 30 so bewegen, dass sich das Schleifrad 30 allmählich der
Mitte O2 der Hülse 32 für jede Umdrehung
des Glasbasismaterials 40 annähert. Z. B. kann die Bewegung
des Schleifrades 30 die Sinuskurve in der Weise zeichnen,
dass sich der Wendepunkt der Sinuskurve mit fortschreitendem Schleifvorgang
allmählich
näher zu der
Mitte O2 des Glasbasismaterials 40 hin
bewegt.
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Weiterhin können, wie in 6 gezeigt ist, die Werte der Zieldurchmesser
TA-TG für
jede der Position A-G
in der Längsrichtung
des Glasbasismaterials 40 unterschiedlich sein. Daher kann
die Steuereinheit 60 die Amplitude 2X der Bewegung des Schleifrades 30 auf
der Grundlage des Zieldurchmessers Tändern, wenn das Glasbasismaterial 40 entlang
der Längsrichtung
des Glasbasismaterials 40 bewegt wird.
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9A und 9B zeigen ein anderes Ausführungsbeispiel
der Konfiguration der Schleifvorrichtung 50 für Glasbasismaterial. 9B zeigt eine Draufsicht
auf die in 9A gezeigte
Schleifvorrichtung für
Glasbasismaterial. Die Schleifvorrichtung 50 für Glasbasismaterial
hat dieselbe Konfiguration wie die der in 3 gezeigten Schleifvorrichtung für Glasbasismaterial
mit der Ausnahme, dass die in 9 gezeigte
Schleifvorrichtung 50 für
Glasbasismaterial mehrere Typen von Schleifrädern 30A, 30B und 30C hat.
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Jedes der mehreren Schleifräder 30A, 30B und 30C hat
Zähne,
die jeweils eine unterschiedliche Rauheit haben. Durch Verwendung
mehrerer Typen von Schleifrädern 30A, 30B und 30C kann
die zum Schleifen der Hülse 32 benötigte Zeit
stark verkürzt werden.
Wie in 9A und 9B gezeigt ist, können die mehreren
Typen von Schleifrädern 30A, 30B und 30C entlang
der Längsrichtung
des Glasbasismaterials 40 angeordnet werden. Weiterhin
können
die mehreren Schleifräder 30 entlang
der Längsrichtung des
Glasbasismaterials 40 parallel angeordnet werden, um die
Schleifgeschwindigkeit zu erhöhen.
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Die Schleifräder 30 können ein
Schleifrad 30A mit groben Zähnen und ein Schleifrad 30C mit feinen
Zähnen
enthalten. Das Schleifrad 30B kann mit einer Rauheit zwischen
den Schleifrädern 30A und 30C verwendet
werden. Darüber
hinaus sind die Typen der Rauheit nicht auf die drei Typen beschränkt, sondern
mehr als drei Typen von Schleifrädern 30 können entsprechend
der Art der Schleifarbeit verwendet werden.
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Mehrere der Schleifräder 30A und
mehrere der Schleifräder 30C können parallel
entlang der Längsrichtung
des Glasbasismaterials 40 angeordnet sein. Als ein Beispiel
für das
Schleifrad 30 kann ein Diamantrad, welches ein Diamanten
verwendendes Schleifrad 30 ist, verwendet werden. Auch
kann ein Schleifrad 30 verwendet, das kubisches Bohrnitrit (CBN)
verwendet.
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Die Steuereinheit 60 der
in 9A gezeigten Schleifvorrichtung 50 für Glasbasismaterial
steuert die Bewegung jedes der mehreren Schleifräder 30A, 30B bzw. 30C auf
der Grundlage des von der Bemessungseinheit 66 berechneten
Zieldurchmessers T. Beispielsweise wählt die Steuereinheit 60 den
Typ der Schleifräder 30A, 30B und 30C zum
Schleifen der Hülse 32 gemäß der Größe der Exzentrizität X zwischen
der Position der Mitte O1 des Kerns 36 und der
Position der Mitte O2 des Glasbasismaterials 40.
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Die Steuereinheit 60 steuert
die Bewegung der Schleifräder 30A–30C in
der Weise, dass die Steuereinheit 60 die Hülse 32 schleift
unter Verwendung des Schleifrades 30A für grobes Schleifen und die
Hülse 32 schleift
unter Verwendung des Schleifrades 30B für feines Schleifen und weiterhin
die Hülse 32 schleift
unter Verwendung des Schleifrades 30C für feinstes Schleifen.
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Zuerst schleift die Steuereinheit 60 die
Hülse 32 tief
unter Verwendung des Schleifrades 30A mit groben Zähnen. Als
zweites ändert
die Steuereinheit 60 Schleifräder 30 vom Schleifrad 30A zum
Schleifrad 30B, das feinere Zähne als das Schleifrad 30A hat,
und die schleift die Hülse 32.
Schließlich
glättet die
Steuereinheit 60 die Oberfläche der Hülse 32 unter Verwendung
des Schleifrades 30C mit den feinsten Zähnen. Darüber hinaus kann die Steuereinheit 60 das
grobe Schleifen und das feine Schleifen zur selben Zeit durchführen, indem
die mehreren Schleifräder 30A, 30B und 30C zur
selben Zeit verwendet werden.
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Um ein Glasbasismaterial mit noch
glatterer Oberfläche
und einem genauen Kern/Hülse-Verhältnis zu
erhalten, kann ein Polierschleifen auf dem Glasbasismaterial durchgeführt werden.
Das Polierschleifen muss nicht durchgeführt werden unter Verwendung
der mehreren Schleifräder 30.
Ein einzelnes Schleifrad 30 kann verwendet werden, um das Polierschleifen
durchzuführen.
Weiterhin kann das Polierschleifen einmal oder mehrere Male je nach
Erfordernis durchgeführt
werden.
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Das durch die Schleifvorrichtung 50 für Glasbasismaterial
nach der vorliegenden Erfindung geschliffene Glasbasismaterial 40 wird
lang gezogen, um ein Vorformling zu sein. Dann wird der Vorformling
in eine optische Faser gezogen.
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Die durch Ziehen des Glasbasismaterials, das
durch die Schleifvorrichtung 50 für Glasbasismaterial nach der
vorliegenden Erfindung geschliffen wurde, erhaltene optische Faser
hat gute optische Eigenschaften. Insbesondere hat eine durch Ziehen des
Glasbasismaterials, das durch die Schleifvorrichtung 50 für Glasbasismaterial
nach der vorliegenden Erfindung geschliffen wurde, erhaltene optische
Einmodenfaser eine gute optische Eigenschaft wie eine gute Grenzfrequenz
und eine gute Streuungseigenschaft.
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Die durch Ziehen des Glasbasismaterials, das
von der Schleifvorrichtung 50 für Glasbasismaterial nach der
vorliegenden Erfindung geschliffen wurde, erhaltene optische Einmodenfaser
bewirkt auch keinen Verbindungsverlust, wenn jedes Ende von zwei
optischen Fasern miteinander verschmolzen und verbunden werden,
um ein optisches Fasernetzwerk zu bilden.
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(BEISPIEL)
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Ein Quarzglas für eine optische Einmodenfaser
mit einem Außendurchmesser
von 25 mm und einer Länge
von 1200 mm wurde als ein Kernteil 12 verwendet. Beide
Enden des Kernteils 12 wurden mit den Blindstäben 10 verschweißt. Dann
wurde das Kernteil 12 in die inner halb des Reaktionsofens 28 vorgesehenen
Einspannvorrichtungen 80 eingesetzt, wie in 1 gezeigt ist. Als Nächstes wurde
das Kernteil 12 durch den Motor 18 mit einer Geschwindigkeit
von 40 U/min um die Achse gedreht.
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Als Nächstes wurden 75 l/min Sauerstoffgas, 150
l/min Wasserstoffgas, 9 l/min Sauerstoffgas als ein Trägergas und
40 g/min SiCl4 als ein Rohmaterialgas zu
dem Brenner 20 geliefert. Ein Sauerstoff/Wasserstoff-Flammenbrenner vom
Mehrrohrtyp wurde als Brenner 20 verwendet.
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Weiterhin bewegte der Brennerbewegungsmotor 24 den
Brenner 20 mit der Geschwindigkeit von 150 mm/min in einem
Bereich von 1600 mm entlang der Brennerführungsstruktur 22 hin
und her. Das Rohmaterialgas und das Verbrennungsgas, die von dem
Brenner 20 ausgestoßen
wurden, wurden mit durch die Flamme erzeugten Glasteilchen hydrolisiert.
Die Glasteilchen, die durch Hydrolisieren von SiCl4 durch
die Flammen erzeugt wurden, würden
auf dem Kernteil 12 akkumuliert. Das Abgas innerhalb des
Reaktionsofens 28 wurde durch die Abgashaube 26 herausgeführt.
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Die Herstellungsvorrichtung für poröses Glasbasismaterial
erhöhte
die zu dem Brenner 20 zugeführte Menge von Rohmaterialgas
mit dem Fortschreiten der Akkumulation der Glasteilchen auf dem Kernteil 12.
Vierundzwanzig Stunden, nachdem die Akkumulation der Glasteilchen
begonnen hatte, wurde ein poröses
Glasbasismaterial mit einem Außendurchmesser
von 240 mm erhalten. 180 l/min Sauerstoffgas, 360 l/min Wasserstoffgas,
20 l/min Sauerstoffgas als Trägergas
und 100 g/min SiCl4 als Rohmaterialgas wurden
kurz vor der Beendigung der Akkumulation der Glasteilchen zu dem
Brenner 20 geliefert. Die durchschnittliche Akkumulationsgeschwindigkeit
der auf dem Kernteil 12 akkumulierten Glasteilchen betrug
31 g/min.
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Ein unebener Teil existierte wendelförmig um die
Oberfläche
des erhaltenen porösen
Glasbasismaterials herum. Durch Einsetzen dieses porösen Glasbasismaterials
in den Ofen und Dehydrieren und Sintern dieses porösen Glasbasismaterials
wurde ein transparentes Glasbasismaterial 40 mit einem
Außendurchmesser
von 135 mm erhalten. Wenn die Oberfläche des Glasbasismaterials 40 mit
dem bloßen
Auge beobachtet wurde, verblieb ein unebener Teil wendelförmig auf
der Oberfläche
des Glasbasismaterials 40. Die maximale Tiefe des unebenen
Teils betrug 1,05 mm.
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Als Nächstes wurde das Glasbasismaterial 40 in
die Einspannvorrichtungen 44A und 44B der Schleifvorrichtung 50 für Glasbasismaterial
nach 3 eingesetzt. Dann
wurde das Glasbasismaterial 40 durch Drehen der Einspannvorrichtungen 44A und 44B mittels
des Rotors 90 um die Achse gedreht.
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Die Messeinheit 62 maß die Position
der Mitte O1 des Kerns 36 innerhalb
des Glasbasismaterials 40 bei jeder der 50 Stellen
entlang der Längsrichtung des
Glasbasismaterials 40, während das Glasbasismaterial 40 gedreht
wurde. Ein optisches Messinstrument, das ein polarisierendes Glas
verwendete, wurde als eine Messeinheit 62 verwendet.
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Als Nächstes berechnete die Bemessungseinheit 66 die
Position der Mitte O1 des Kerns 36 innerhalb
des Glasbasismaterials 40 im Wesentlichen kontinuierlich
entlang der Längsrichtung
des Glasbasismaterials 40. Die Bemessungseinheit 66 berechnete
die Position der Mitte O1 des Kerns 36 für jede Stelle,
die sich zwischen den Stellen befindet, an denen die Position des
Kerns 36 gemessen wurde, entlang der Längsrichtung des Glasbasismaterials 40 mit
einer Schätzung
unter Verwendung des Verfahrens der kleinsten Quadrate. Daher kann
die Position der Mitte O1 des Kerns 36 im
Wesentlichen kontinuierlich entlang der Längsrichtung des Glasbasismaterials 40 erhalten
werden durch die von der Messeinheit 62 durchgeführte Messung
und die von der Bemessungseinheit 66 durchgeführte Berechnung.
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Als Nächstes berechnet die Bemessungseinheit 66 den
Zieldurchmesser T, dessen Mitte O1 sich an
der Position der Mitte O1 des Kerns 36 befindet, entlang
der Längsrichtung
des Glasbasismaterials 40 in der Weise, dass die geschätzte Grenzwellenlänge der
optischen Faser, die durch Ziehen des Glasbasismaterials 40 erhalten
wird, gleich 1,27 um wird.
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Die Bemessungseinheit 66 gab
die berechneten Ergebnisse zu der Steuereinheit 60 aus.
Die Steuereinheit 60 schliff die Hülse 32 auf der Grundlage
der von der Messeinheit 62 gemessenen Position der Mitte
O1 des Kerns 36 und des von der
Bemessungseinheit 66 berechneten Zieldurchmessers T.
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Als ein Schleifrad 30A für grobes
Schleifen wurde ein Diamantrad mit einer Grobheit von JIS (Japanischer
Industriestandard) #60 verwendet. Die Steuereinheit 60 setzte
die maximale Schleiftiefe für die
Hülse 32 durch
das Schleifrad 30A auf 0,75 mm. Weiterhin wurde als ein
Schleifrad 30B ein Diamantrad mit einer Grobheit von JIS
(Japanischer Industriestandard) #140 verwendet. Die Steuereinheit 60 setzte
die maximale Schleiftiefe für
die Hülse 32,
die durch das Schleif rad 30B geschliffen wurde, auf 0,3 mm
tiefer als die von dem Schleifrad 30A geschliffene Fläche der
Hülse 32.
-
Weiterhin wurde als Schleifrad 30C ein
Diamantrad mit einer Grobheit von JIS (Japanischer Industriestandard)
#600 verwendet. Die Steuereinheit 60 setzte die maximale
Schleiftiefe der von dem Schleifrad 30C geschliffenen Hülse 32 auf
0,05 mm tiefer als die von dem Schleifrad 30B geschliffene Fläche der
Hülse 32.
-
Die Schleifvorrichtung 50 für Glasbasismaterial
schliff das Glasbasismaterial 40 einmal durch Bewegen des
Glasbasismaterials 40 mit der Sendegeschwindigkeit von
50 mm/min und Bewegen der Schleifräder 30A– 30C hin
und her zu der Mitte O2 des Glasbasismaterials 40 hin
auf der Grundlage der Bemessung durch die Bemessungseinheit 66.
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Die Schleifvorrichtung 50 für Glasbasismaterial
kühlte
den geschliffenen Teil des Glasbasismaterials 40 mit Wasser,
während
die Schleifvorrichtung 50 für Glasbasismaterial das Glasbasismaterial 40 schliff.
Bei dem vorbeschriebenen Schleifvorgang schleift die Schleifvorrichtung 50 für Glasbasismaterial
das Glasbasismaterial 40 in der Weise, dass der Durchmesser
des Glasbasismaterials 40 gleich dem Zieldurchmesser T
wird, dessen Mitte an der Position der Mitte O1 des
Kerns 36 ist, im Wesentlichen kontinuierlich entlang der
Längsrichtung
des Glasbasismaterials 40.
-
Die Oberfläche des Glasbasismaterials 40 wurde
durch diesen Schleifvorgang im Wesentlichen glatt. Die Position
der Mitte O1 des Kerns 36 gelangte im
Wesentlichen in Übereinstimmung
mit der Position der Mitte O2 des Glasbasismaterials 40.
-
Als Nächstes bestimmte ähnlich wie
bei dem vorbeschriebenen Schleifvorgang die Bemessungseinheit 66 die
Endgröße des Glasbasismaterials 40 entlang
der Längsrichtung
des Glasbasismaterials 40. Die Steuereinheit 60 schliff
das Glasbasismaterial 40 auf der Grundlage der Bemessung
durch die Bemessungseinheit 66. Zu dieser Zeit wurde das
Diamantrad mit einer Grobheit von JIS (Japanischer Industriestandard)
#600 für
das Schleifrad 30 verwendet. Die Steuereinheit 60 schliff
das Glasbasismaterial 40 einmal mit der auf 0,05 mm gesetzten
maximalen Schleiftiefe und der Sendegeschwindigkeit des Glasbasismaterials 40 von
50 mm/min. Die Tiefe des unebenen Teils auf der Oberfläche des
durch dieses Schleifen erhaltenen Glasbasismaterials 40 betrug maximal
0,01 mm.
-
Ein Vorformling wurde durch Langziehen
des durch den vorbeschriebenen Schleifvorgang erhaltenen Glasbasismaterials 40 mittels
des elektrischen Ofens erhalten, so dass der Durchmesser des Vorformlings
45 mm betrug. Weiterhin wurde eine optische Faser mit einem Außendurchmesser
von 125 um durch Ziehen des Vorformlings hergestellt.
-
Ein Verbindungsverlust dieser optischen
Faser, die Exzentrizität
des Kerns 36 und der Schwankungsbereich der Grenzwellenlänge λc entlang
der Längsrichtung
der optischen Faser wurden gemessen. Der Verbindungsverlust der
optischen Faser wurde gemessen unter Verwendung des Verfahrens der
optischen Zeitdomänen-Refraktometrie (OTDR). Die
Exzentrizität
des Kerns 36 wurde gemessen unter Verwendung einer Messvorrichtung
für die
optische Faserstruktur des MODELL 2400, hergestellt von Photon Kinetics
Inc. Der Schwankungsbereich der Grenzwellenlänge λc wurde gemessen unter Verwendung
einer Grenzwellenlängen-Messvorrichtung. ITU-T
G650 wurde angewendet für
das messen des Schwankungsbereichs der Grenzwellenlänge λc.
-
10 zeigt
ein Ergebnis der Messung der vorbeschriebenen Gegenstände. Wie
in 10 gezeigt, zeigt
das Beispiel der vorliegenden Erfindung bessere Ergebnisse als die
Ergebnisse, die durch das nachfolgend erläuterte vergleichende Beispiel erhalten
wurden.
-
(VERGLEICHSBEISPIEL)
-
Zuerst wurden der Herstellungsprozess
für poröses Glasbasismaterial
und der Dehydrierungs- und Sinterprozess, die dieselben wie die
beim Beispiel beschriebenen Waren, durchgeführt, um ein transparentes Glasbasismaterial 40 mit
einem Außendurchmesser
135 mm zu erhalten. Die maximale Tiefe des unebenen Teils auf der
Oberfläche
des Glasbasismaterials betrug 1,03 mm.
-
Weiterhin wurde die Position der
Mitte O1 des Kerns 36 innerhalb
des Glasbasismaterials 40 für jede der 50 Stellen entlang
der Längsrichtung
des Glasbasismaterials 40 gemessen.
-
Die Position der Mitte O1 des
Kerns 36 innerhalb des Glasbasismaterials 40 wurde
entlang der Längsrichtung
des Glasbasismaterials 40 anhand des Durchschnittswertes
des gemessenen Ergebnisses geschätzt.
Auch wurde die Endgröße des Glasbasismaterials 40 so
bestimmt, dass die Grenzwellenlänge
der aus diesem Glasbasismaterial erhaltenen optischen Faser 1,27
um betrug.
-
Als Nächstes wurde das Glasbasismaterial in
die Schleifvorrichtung für
Glasbasismaterial eingesetzt. Die Schleifvorrichtung für Glasbasismaterial schliff
das Glasbasismaterial so, dass die Position der Mitte O1 mit
der Position der Mitte O2 des Glasbasismaterials
zusammenfiel. Jedoch wurde im Gegensatz zu dem Ausführungsbeispiel
jedes Diamantrad nicht zu der Mitte O2 des
Glasbasismaterials 40 hin- und herbewegt, während das
Schleifrad das Glasbasismaterial schliff. Daher behielt das Schleifrad
eine konstante Position gegenüber
dem Glasbasismaterial während
des Schleifvorgangs.
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Als Nächstes wurde ähnlich wie
bei dem AUSFÜHRUNGSBEISPIEL
die Endgröße des Glasbasismaterials
für das
durch den Schleifvorgang erhaltene Glasbasismaterial bestimmt, und
das Glasbasismaterial wurde auf der Grundlage der bestimmten Endgröße geschliffen.
Das Diamantrad mit einer Grobheit von JIS (Japanischer Industriestandard) #600
wurde zum Schleifen des Glasbasismaterials verwendet. Die Schleiftiefe
wurde auf 0,05 mm gesetzt, und die Sendegeschwindigkeit des Glasbasismaterials
wurde auf 50 mm/min gesetzt. Das Glasbasismaterial wurde entsprechend
dieser Einstellung einmal geschliffen. Die Tiefe des unebenen Teils
auf der Oberfläche
des durch dieses Endschleifen erhaltenen Glasbasismaterials betrug
maximal 0,01 mm.
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Ein Vorformling wurde erhalten durch
Langziehen des durch den vorbeschriebenen Schleifvorgang erhaltenen
Glasbasismaterials mittels des elektrischen Ofens, so dass der Durchmesser
des Vorformlings 45 mm betrug. Weiterhin wurde eine optische Faser
mit einem Außendurchmesser
von 125 um durch Ziehen dieses Vorformlings hergestellt.
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Eine Verbindungsverlust dieser optischen Faser,
die Exzentrizität
des Kerns 36 und der Schwankungsbereich der Grenzwellenlänge λc entlang
der Längsrichtung
der optischen Faser wurden in ähnlicher
Weise wie bei dem AUSFÜHRUNGSBEISPIEL
gemessen. Wie in 10 gezeigt
ist, waren der Verbindungsverlust, die Exzentrizität des Kerns 36 und
der Schwankungsbereich der Grenzwellenlänge λc bei dem VERGLEICHSBEISPIEL
größer als
diejenigen bei dem BEISPIEL.
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Wie aus der obigen Erläuterung
ersichtlich ist, kann ein Glasbasismaterial mit einer glatten Oberfläche und
einer ausgezeichneten Kernexzentrizität in einer kurzen Zeit entsprechend
der vorliegenden Erfindung hergestellt werden. Daher hat die durch
Ziehen des hergestellten Glasbasismaterials erhaltene optische Faser
gute optische Eigenschaften. Insbesondere hat die durch Ziehen des
nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
hergestellten Glasbasismaterials erhaltene optische Einmodenfaser
einen geringen Verbindungsverlust, eine geringe Kernexzentrizität und eine
gute Gleichförmigkeit
der Grenzwellenlänge.
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Obgleich die vorliegende Erfindung
mittels beispielhafter Ausführungsbeispiele
beschrieben wurde, ist darauf hinzuweisen, dass der Fachmann viele Änderungen
und Ersetzungen durchführen kann,
ohne den Bereich der vorliegenden Erfindung zu verlassen, die nur
durch die angefügten
Ansprüche
definiert ist.