JP2001019464A - 光ファイバの線引き装置及び線引き方法 - Google Patents

光ファイバの線引き装置及び線引き方法

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JP2001019464A
JP2001019464A JP11190343A JP19034399A JP2001019464A JP 2001019464 A JP2001019464 A JP 2001019464A JP 11190343 A JP11190343 A JP 11190343A JP 19034399 A JP19034399 A JP 19034399A JP 2001019464 A JP2001019464 A JP 2001019464A
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optical fiber
fiber preform
furnace
heating
preform
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Tomohiro Ishihara
朋浩 石原
Yuichi Oga
裕一 大賀
Tatsuhiko Saito
達彦 齋藤
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Sumitomo Electric Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 設備費用が高騰することなく且つ簡便に、レ
イリー散乱強度が低減され伝送損失が低くされた光ファ
イバを線引きすることが可能な光ファイバの線引き装置
及び線引き方法を提供すること。 【解決手段】 線引き装置1は、光ファイバ母材2を加
熱線引きする線引き炉11を有し、この線引き炉11に
はカーボンヒータ13が配設されている。カーボンヒー
タ13は、その発熱部の線引き方向での長さが280m
m以上に設定されている。また、カーボンヒータ13
は、線引き炉11内の光ファイバ母材2の表面における
最高温度が1800℃未満となるように、発熱する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、レイリー散乱強度
の低減により、伝送損失が低くされた光ファイバの線引
き装置及び線引き方法に関する。
【0002】
【従来の技術】レイリー散乱強度の低減により、伝送損
失が低くされた光ファイバの線引き方法として、例えば
特開平4−59631号公報に記載されたものが知られ
ている。この線引き方法は、線引き炉の直下に加熱炉を
設け、この加熱炉にて加熱線引きされた光ファイバを再
加熱するものであり、再加熱により光ファイバの高温状
態から急冷させることを避け、仮想温度(ガラス内の原
子の配列状態の乱雑さが対応する温度)を下げて、レイ
リー散乱強度の低減を図っている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
4−59631号公報に記載された光ファイバの線引き
方法では、線引き炉の直下に加熱炉を新たに設ける設備
構成となるため、設備費用が高騰するようになってしま
う。また、光ファイバの再加熱する行程が追加されるた
め、光ファイバ母材を加熱線引きし、線引きされた光フ
ァイバを樹脂により被覆する一連の線引き工程が複雑化
することにもなる。
【0004】本発明は上述の点に鑑みてなされたもの
で、設備費用を高くすることなく且つ簡便に、レイリー
散乱強度が低減され伝送損失が低くされた光ファイバを
線引きすることが可能な光ファイバの線引き装置及び線
引き方法を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、設備費用
が高騰することなく且つ簡便に、伝送損失を低くするこ
とが可能な光ファイバの線引き装置及び線引き方法につ
いて鋭意研究を行った結果、線引き時の光ファイバ母材
の温度とレイリー散乱強度との関係について、以下のよ
うな事実を新たに見出した。
【0006】高温のガラス内では熱エネルギーにより原
子は激しく振動しており、低温のガラスに比べて原子配
列は乱雑な状態となっている。したがって、線引き時の
光ファイバ母材の温度が高いほどガラスの原子配列は乱
雑さを増し、更に、この原子配列が乱雑な状態が反映さ
れた形で線引きされて光ファイバとなるため、線引きさ
た光ファイバの原子配列は乱雑となり、レイリー散乱損
失が大きくなってしまう。なお、レイリー散乱損失
(I)は下記(1)式に示すように波長(λ)の4乗に
反比例する性質を有しており、この時の係数Aをレイリ
ー散乱係数としている。 I=A/λ4 …………… (1)
【0007】これらの結果から、線引き時の光ファイバ
母材の温度を下げることにより、光ファイバ母材内の原
子配列が比較的整合化され、乱雑さが低減された状態と
なり、この原子配列の乱雑さが低減された状態が反映さ
れた形で線引きされて光ファイバとなるため、線引きさ
れた光ファイバのレイリー散乱強度を低減して、伝送損
失を低くすることができるという点が判明した。
【0008】かかる研究結果を踏まえ、本発明に係る光
ファイバの線引き装置は、光ファイバ母材を加熱線引き
する線引き炉を備えた光ファイバの線引き装置であっ
て、線引き炉内の光ファイバ母材の表面における最高温
度が、1800℃未満となるように、光ファイバ母材を
加熱して線引きすることを特徴としている。
【0009】本発明に係る光ファイバの線引き装置で
は、線引き炉内の光ファイバ母材の表面における最高温
度が従来の技術より低温の1800℃未満となるよう
に、光ファイバ母材を線引き炉にて加熱して線引きする
ので、線引き時の光ファイバ母材の温度が下がり、光フ
ァイバ母材内の原子配列が比較的整合化され、乱雑さが
低減された状態となる。したがって、光ファイバは、こ
の原子配列の乱雑さが低減された状態が反映された形で
線引きされるため、レイリー散乱強度を低減して伝送損
失が低くされた光ファイバを得ることができる。この結
果、線引き時の光ファイバ母材の温度を制御することに
よりレイリー散乱強度の低減を図っているので、上述し
た従来の技術のように加熱炉を設けて再加熱するという
工程が不要となり、設備費用が高騰することなく且つ簡
便に、伝送損失が低くされた光ファイバを得ることがで
きる。
【0010】また、線引き炉は、光ファイバ母材の長手
方向の所定範囲を加熱するヒータを備えており、ヒータ
の発熱部の線引き方向の長さが280mm以上に設定さ
れていることが好ましい。このように、ヒータの発熱部
の線引き方向の長さが280mm以上に設定することに
より、光ファイバ母材の粘度が高い状態においても、光
ファイバ母材を光ファイバの所望径にまで容易に線引き
することができる。
【0011】線引き炉は、光ファイバ母材の長手方向の
所定範囲を加熱する複数のヒータを備えており、複数の
ヒータは、発熱部の線引き方向にわたって配設されてい
ることが好ましい。このように、発熱部の線引き方向に
わたってヒータを複数配設することにより、光ファイバ
母材の加熱範囲を容易に拡大することができる。
【0012】複数のヒータの発熱部の線引き方向での長
さの和が、280mm以上に設定されていることが好ま
しい。このように、複数のヒータの発熱部の線引き方向
での長さの和が280mm以上に設定することにより、
光ファイバ母材の粘度が高い状態においても、光ファイ
バ母材を光ファイバの所望径にまで容易に線引きするこ
とができる。
【0013】また、ヒータは、カーボンヒータであるこ
とが好ましい。このように、ヒータをカーボンヒータと
することにより、更に設備費用を低減することができ
る。
【0014】本発明に係る光ファイバの線引き装置は、
光ファイバ母材を加熱線引きする線引き炉を備えた光フ
ァイバの線引き装置であって、線引き炉は、発熱部の線
引き方向の長さが280mm以上に設定されたヒータを
有しており、このヒータにより、光ファイバ母材を、線
引き炉内の光ファイバ母材の表面における最高温度が1
800℃未満となるように加熱して線引きすることを特
徴としている。
【0015】本発明に係る光ファイバの線引き装置で
は、線引き炉内の光ファイバ母材の表面における最高温
度が従来の技術より低温の1800℃未満となるよう
に、光ファイバ母材を線引き炉にて加熱して線引きする
ので、線引き時の光ファイバ母材の温度が下がり、光フ
ァイバ母材内の原子配列が比較的整合化され、乱雑さが
低減された状態となる。したがって、光ファイバは、こ
の原子配列の乱雑さが低減された状態が反映された形で
線引きされるため、レイリー散乱強度を低減して伝送損
失が低くされた光ファイバを得ることができる。この結
果、線引き時の光ファイバ母材の温度を制御することに
よりレイリー散乱強度の低減を図っているので、上述し
た従来の技術のように加熱炉を設けて再加熱するという
工程が不要となり、設備費用が高騰することなく且つ簡
便に、伝送損失が低くされた光ファイバを得ることがで
きる。また、ヒータの発熱部の線引き方向の長さが28
0mm以上に設定することにより、光ファイバ母材の粘
度が高い状態においても、光ファイバ母材を光ファイバ
の所望径にまで容易に延伸することができる。
【0016】本発明に係る光ファイバの線引き装置は、
光ファイバ母材を加熱線引きする線引き炉を備えた光フ
ァイバの線引き装置であって、線引き炉内において、光
ファイバ母材のメニスカス部のテーパ角度が19°以下
となるように光ファイバ母材を加熱して延伸することを
特徴としている。
【0017】本発明に係る光ファイバの線引き装置で
は、線引き炉内において、光ファイバ母材のメニスカス
部のテーパ角度が19°以下となるように光ファイバ母
材を加熱して延伸するので、延伸された光ファイバ母材
のメニスカス部における原子配列が比較的整合化され、
乱雑さが低減された状態となる。したがって、光ファイ
バは、この原子配列の乱雑さが低減された状態が反映さ
れており、レイリー散乱強度を低減して伝送損失が低く
された光ファイバを得ることができる。この結果、上述
した従来の技術のように加熱炉を設けて再加熱するとい
う工程が不要となり、設備費用が高騰することなく且つ
簡便に、伝送損失が低くされた光ファイバを得ることが
できる。
【0018】本発明に係る光ファイバの線引き方法は、
光ファイバ母材を加熱線引きする光ファイバの線引き方
法であって、光ファイバ母材を加熱線引きする線引き炉
を用い、線引き炉内の光ファイバ母材の表面における最
高温度が1800℃未満となるように、光ファイバ母材
を加熱して線引きすることを特徴としている。
【0019】本発明に係る光ファイバの線引き方法で
は、線引き炉内の光ファイバ母材の表面における最高温
度が従来の技術より低温の1800℃未満となるよう
に、光ファイバ母材を加熱して線引きするので、線引き
時の光ファイバ母材の温度が下がり、光ファイバ母材内
の原子配列が比較的整合化され、乱雑さが低減された状
態となる。したがって、光ファイバは、この原子配列の
乱雑さが低減された状態が反映された形で線引きされる
ため、レイリー散乱強度を低減して伝送損失が低くされ
た光ファイバを得ることができる。この結果、線引き時
の光ファイバ母材の温度を制御することによりレイリー
散乱強度の低減を図っているので、上述した従来の技術
のように加熱炉を設けて再加熱するという工程が不要と
なり、設備費用が高騰することなく且つ簡便に、伝送損
失が低くされた光ファイバを得ることができる。
【0020】また、線引き炉として、発熱部の線引き方
向にわたって複数のヒータが配設された線引き炉を用い
ることが好ましい。このように、発熱部の線引き方向に
わたって複数のヒータが配設された線引き炉を用いるこ
とにより、光ファイバ母材の加熱範囲を容易に拡大する
ことができる。
【0021】また、複数のヒータの発熱部の線引き方向
での長さの和を、280mm以上に設定することが好ま
しい。このように、複数のヒータの発熱部の線引き方向
での長さの和を280mm以上に設定することにより、
光ファイバ母材の粘度が高い状態においても、光ファイ
バ母材を光ファイバの所望径にまで容易に線引きするこ
とができる。
【0022】本発明に係る光ファイバの線引き方法は、
光ファイバ母材を加熱線引きする光ファイバの線引き方
法であって、発熱部の線引き方向の長さが280mm以
上に設定されたヒータを有する線引き炉を用い、線引き
炉内の光ファイバ母材の表面における最高温度が180
0℃未満となるように、光ファイバ母材を加熱して線引
きすることを特徴としている。
【0023】本発明に係る光ファイバの線引き方法で
は、線引き炉内の光ファイバ母材の表面における最高温
度が従来の技術より低温の1800℃未満となるよう
に、光ファイバ母材を加熱して線引きするので、線引き
時の光ファイバ母材の温度が下がり、光ファイバ母材内
の原子配列が比較的整合化され、乱雑さが低減された状
態となる。したがって、光ファイバは、この原子配列の
乱雑さが低減された状態が反映された形で線引きされる
ため、レイリー散乱強度を低減して伝送損失が低くされ
た光ファイバを得ることができる。この結果、線引き時
の光ファイバ母材の温度を制御することによりレイリー
散乱強度の低減を図っているので、上述した従来の技術
のように加熱炉を設けて再加熱するという工程が不要と
なり、設備費用が高騰することなく且つ簡便に、伝送損
失が低くされた光ファイバを得ることができる。また、
用いられる線引き炉は、発熱部の線引き方向の長さが2
80mm以上に設定されたヒータを有しているので、光
ファイバ母材の粘度が高い状態においても、光ファイバ
母材を光ファイバの所望径にまで容易に延伸することが
できる。
【0024】本発明に係る光ファイバの線引き方法は、
光ファイバ母材を加熱線引きする光ファイバの線引き方
法であって、光ファイバ母材を加熱線引きする線引き炉
を用い、線引き炉内において、光ファイバ母材のメニス
カス部のテーパ角度が19°以下となるように、光ファ
イバ母材を加熱して延伸することを特徴としている。
【0025】本発明に係る光ファイバの線引き方法で
は、線引き炉内において、光ファイバ母材のメニスカス
部のテーパ角度が19°以下となるように光ファイバ母
材を加熱して延伸するので、延伸された光ファイバ母材
のメニスカス部における原子配列が比較的整合化され、
乱雑さが低減された状態となる。したがって、光ファイ
バは、この原子配列の乱雑さが低減された状態が反映さ
れており、レイリー散乱強度を低減して伝送損失が低く
された光ファイバを得ることができる。この結果、上述
した従来の技術のように加熱炉を設けて再加熱するとい
う工程が不要となり、設備費用が高騰することなく且つ
簡便に、伝送損失が低くされた光ファイバを得ることが
できる。
【0026】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面に基づ
いて説明する。なお、図面の説明において同一の要素に
は同一の符号を付しており、重複する説明は省略する。
【0027】(第1実施形態)まず、図1を参照しなが
ら、本発明による光ファイバの線引き装置及び線引き方
法の第1実施形態を説明する。
【0028】線引き装置1は石英系光ファイバの線引き
装置であって、線引き炉11、1次被覆用樹脂硬化部2
1及び2次被覆用樹脂硬化部22を有し、線引き炉1
1、1次被覆用樹脂硬化部21及び2次被覆用樹脂硬化
部22は、光ファイバ母材2を線引きする方向、すなわ
ち光ファイバ母材2の長手方向(図1において、上から
下)に、線引き炉11、1次被覆用樹脂硬化部21、2
次被覆用樹脂硬化部22の順で配設されている。母材供
給装置(図示せず)に保持された光ファイバ母材2を線
引き炉11の炉心管12内に供給し、炉心管12の外側
に配設されたカーボンヒータ13により光ファイバ母材
2の下端を加熱して、光ファイバ3を線引きする。線引
き炉11には、不活性ガス(例えば、N2ガス)供給部
(図示せず)からの不活性ガス供給通路14が接続され
ており、線引き炉11内が不活性ガス雰囲気となるよう
に構成されている。
【0029】カーボンヒータ13は、発熱部の長手方向
の長さが280mm以上に設定されている。本第1実施
形態においては、カーボンヒータ13の長手方向での長
さは、500mmに設定されている。また、このカーボ
ンヒータ13は、線引き炉11内の光ファイバ母材2の
表面における最高温度が1800℃未満となるように、
発熱する。線引き炉11内の光ファイバ母材2は、カー
ボンヒータ13により加熱されて溶融状態となり、延伸
されてメニスカス部2aが形成される。このメニスカス
部2aの光ファイバ母材2の長手方向での長さα1は、
76mm以上(本第1実施形態においては、106mm
程度)となり、テーパ角度β1は19°以下(本第1実
施形態においては、9.4°程度)となる。ここで、α
1及びβ1は、下記式により定義される。 α1=X1−X2 ……… (2) β1=2tan-1{Y(0.45−0.1)/(X1−X2)} … (3) Y:光ファイバ母材の外径(mm) X1:外径がY×0.9となる長手方向位置(mm) X2:外径がY×0.2となる長手方向位置(mm) なお、Xの原点(0mmの位置)をカーボンヒータ最下
端部の長手方向位置とし、原点より上方(重力方向とは
反対方向)を正としている。
【0030】線引き炉11のシャッター部15を出た光
ファイバ3は、外径測定手段としての外径測定器31に
より外径がオンライン測定され、その測定値がドラム3
2を回転駆動する駆動モータ33にフィードバックされ
て外径が一定値(例えば、ガラス外径125μm)とな
るように制御される。外径測定器31からの出力信号
は、制御手段としての制御ユニット34に送られ、光フ
ァイバ3の外径が予め設定された所定値となるように、
ドラム32(駆動モータ33)の回転速度を演算により
求める。制御ユニット34からは、演算により求めたド
ラム32(駆動モータ33)の回転速度を示す出力信号
が駆動モータ用ドライバ(図示せず)に出力され、この
駆動モータ用ドライバは制御ユニット34からの出力信
号に基づいて、駆動モータ33の回転速度を制御する。
【0031】その後、光ファイバ3に、コーティングダ
イス41により1次被覆用UV樹脂を塗布し、1次被覆
用樹脂硬化部21のUVランプにより1次被覆用UV樹
脂が硬化され、1次被覆光ファイバ4となる。その後、
1次被覆光ファイバ4に、コーティングダイス42によ
り2次被覆用UV樹脂を塗布し、2次被覆用樹脂硬化部
22のUVランプにより2次被覆用UV樹脂が硬化さ
れ、2次被覆光ファイバ(光ファイバ素線)5となる。
そして、2次被覆光ファイバ5は、ガイドローラ51を
経て、ドラム32により巻き取られる。ドラム32は、
回転駆動軸35に支持されており、この回転駆動軸35
の端部は駆動モータ33に接続されている。
【0032】次に、第1実施形態の線引き装置1を用い
て行った実験の結果について説明する。これらの実験に
おいて共通の条件は、以下のとおりである。光ファイバ
母材2として、外径がφ36mmで且つ、コア部がGe
添加石英ガラスからなり、クラッド部が純石英ガラスか
らなるシングルモードファイバ用ガラス母材を用い、こ
の光ファイバ母材2からガラス外径125μmの光ファ
イバ3を線引きした。実施例1、実施例2及び比較例1
とも、全て不活性ガスにはN2ガスを使用した。
【0033】実施例1及び実施例2は第1実施形態に係
る光ファイバの線引き方法及び線引き装置による実験例
であり、比較例1は上述した第1実施形態に係る光ファ
イバの線引き方法及び線引き装置による実施例との対比
のために行った比較実験例である。
【0034】(実施例1)線引き速度を100m/mi
nに、線引き張力を100gfに、N2ガスの供給量を
3l/minに、各々設定し、カーボンヒータ13を、
線引き炉11内の光ファイバ母材2の表面における最高
温度が1600℃となるように発熱させて、光ファイバ
母材2を線引きした。なお、炉心管12の長手方向での
長さは600mmとした。
【0035】線引きされた光ファイバ3の波長損失特性
から求めたレイリー散乱係数は、図3に示されるよう
に、0.90dBμm4/kmであった。
【0036】(実施例2)線引き速度を100m/mi
nに、線引き張力を100gfに、N2ガスの供給量を
3l/minに、各々設定し、カーボンヒータ13を、
線引き炉11内の光ファイバ母材2の表面における最高
温度が1750℃となるように発熱させて、光ファイバ
母材2を線引きした。なお、実施例2においては、カー
ボンヒータ13の長手方向での長さを350mmに設定
し、炉心管12の長手方向での長さを420mmに設定
した。このとき、メニスカス部2aの光ファイバ母材2
の長手方向での長さα1は、92mm程度となり、テー
パ角度β1は14°程度となった。
【0037】線引きされた光ファイバ3の波長損失特性
から求めたレイリー散乱係数は、図3に示されるよう
に、0.935dBμm4/kmであった。
【0038】(比較例1)線引き速度を100m/mi
nに、線引き張力を100gfに、N2ガスの供給量を
3l/minに、各々設定し、カーボンヒータを、線引
き炉11内の光ファイバ母材2の表面における最高温度
が1900℃となるように発熱させて、光ファイバ母材
2を線引きした。なお、比較例1においては、カーボン
ヒータの長手方向での長さを、100mmに設定した。
また、炉心管12の長手方向での長さは、120mmと
した。このとき、メニスカス部2aの光ファイバ母材2
の長手方向での長さα1は、50mm程度となり、テー
パ角度β1は29°程度となった。
【0039】線引きされた光ファイバ3の波長損失特性
から求めたレイリー散乱係数は、図3に示されるよう
に、0.97dBμm4/kmであった。
【0040】以上のように、実施例1及び実施例2にお
いては、レイリー散乱係数が0.90〜0.935dB
μm4/kmとなり、比較例1のレイリー散乱係数が
0.97dBμm4/kmと比べて、レイリー散乱係数
を低減することができた。
【0041】このように、上述した実験結果からも明ら
かなように、第1実施形態に係る光ファイバの線引き装
置及び線引き方法においては、線引き炉11のカーボン
ヒータ13は、線引き炉11内の光ファイバ母材2の表
面における最高温度が1800℃未満となるように発熱
すると共に、カーボンヒータ13は、長手方向での長さ
が280mm以上に設定されている。この光ファイバ母
材2の温度の制御により線引き時の光ファイバ母材2の
温度を下げて、また、カーボンヒータ13の長手方向で
の長さを長尺化することにより、光ファイバ母材2が、
光ファイバ母材2のメニスカス部2aのテーパ角度β1
が19°以下となるように、カーボンヒータ13からの
熱により加熱されて延伸されるので、光ファイバ母材2
のメニスカス部2aにおける原子配列は比較的整合化さ
れ、乱雑さが低減された状態となる。したがって、光フ
ァイバ母材2が延伸されて、線引きされた光ファイバ3
はこの原子配列の乱雑さが低減された状態が反映されて
おり、レイリー散乱強度を低減して伝送損失が低くされ
た光ファイバ3を得ることができる。この結果、線引き
時の光ファイバ母材2の温度を制御することによりレイ
リー散乱強度の低減を図っているので、上述した従来の
技術のように加熱炉を設けて再加熱するという工程が不
要となり、線引き装置1の設備費用が高騰することなく
且つ簡便に、伝送損失が低くされた光ファイバ3を得る
ことができる。
【0042】また、カーボンヒータ13の長手方向での
長さが280mm以上に設定されているので、線引き時
の光ファイバ母材2の温度が下がり、光ファイバ母材2
の粘度が高い状態においても、光ファイバ母材2を光フ
ァイバ3の所望径(例えば、ガラス外径125μm)に
まで容易に線引きすることができる。
【0043】また、線引き炉11のヒータとして、カー
ボンヒータ13が採用されているので、線引き装置1の
設備費用を更に低減することができる。
【0044】(第2実施形態)次に、図2を参照しなが
ら、本発明による光ファイバの線引き装置及び線引き方
法の第2実施形態を説明する。第1実施形態と第2実施
形態とは、線引き炉内に配設されたカーボンヒータの構
成に関して相違する。
【0045】線引き装置101は石英系光ファイバの線
引き装置であって、線引き炉111、1次被覆用樹脂硬
化部21及び2次被覆用樹脂硬化部22を有し、線引き
炉111、1次被覆用樹脂硬化部21及び2次被覆用樹
脂硬化部22は、光ファイバ母材2を線引きする方向、
すなわち光ファイバ母材2の長手方向(図1において、
上から下)に、線引き炉111、1次被覆用樹脂硬化部
21、2次被覆用樹脂硬化部22の順で配設されてい
る。母材供給装置(図示せず)に保持された光ファイバ
母材2を線引き炉111の炉心管12内に供給し、炉心
管12の外側に配設されたカーボンヒータ113により
光ファイバ母材2の下端を加熱して、光ファイバ3を線
引きする。
【0046】カーボンヒータ113は、第1カーボンヒ
ータ113a、第2カーボンヒータ113b及び第3カ
ーボンヒータ113cから構成されている。第1カーボ
ンヒータ113a、第2カーボンヒータ113b及び第
3カーボンヒータ113cは、光ファイバ母材2の長手
方向(図2において、上から下)に、第1カーボンヒー
タ113a、第2カーボンヒータ113b、第3カーボ
ンヒータ113cの順で3段に配設されている。第1カ
ーボンヒータ113a、第2カーボンヒータ113b及
び第3カーボンヒータ113cは、各々の発熱部の線引
き方向での長さが250mmに設定されており、このカ
ーボンヒータ113の長手方向における発熱部の全長
は、750mm程度の長さとなる。また、このカーボン
ヒータ113(第1カーボンヒータ113a、第2カー
ボンヒータ113b及び第3カーボンヒータ113c)
は、第1実施形態と同様に、線引き炉11内の光ファイ
バ母材2の表面における最高温度が1800℃未満とな
るように、発熱する。カーボンヒータ113のうちの、
長手方向で両側に位置する第1カーボンヒータ113a
及び第3カーボンヒータ113cの温度は、熱の逃げを
考慮して第2カーボンヒータ113bの温度よりも高く
設定されている。線引き炉11内の光ファイバ母材2
は、カーボンヒータ13により加熱されて溶融状態とな
り、メニスカス部2aが形成される。このメニスカス部
2aの光ファイバ母材2の長手方向での長さα2は、1
22mm程度となり、テーパ角度β2は4.3°程度と
なる。ここで、α2及びβ2は、下記式により定義され
る。 α2=X1−X2 ……… (2) β2=2tan-1{Y(0.45−0.1)/(X1−X2)} … (3) Y:光ファイバ母材の外径(mm) X1:外径がY×0.9となる長手方向位置(mm) X2:外径がY×0.2となる長手方向位置(mm) なお、Xの原点(0mmの位置)をカーボンヒータ最下
端部の長手方向位置とし、原点より上方(重力方向とは
反対方向)を正としている。
【0047】次に、第2実施形態の線引き装置101を
用いて行った実験の結果について説明する。これらの実
験においては、実施例1、実施例2及び比較例1と同様
に、光ファイバ母材2として、外径がφ36mmで且
つ、コア部がGe添加石英ガラスからなり、クラッド部
が純石英ガラスからなるシングルモードファイバ用ガラ
ス母材を用い、この光ファイバ母材2からガラス外径1
25μmの光ファイバ3を線引きした。また、不活性ガ
スにはN2ガスを使用した。
【0048】実施例3は第2実施形態に係る光ファイバ
の線引き方法及び線引き装置による実験例である。
【0049】(実施例3)線引き速度を100m/mi
nに、線引き張力を100gfに、N2ガスの供給量を
3l/minに、各々設定して、光ファイバ母材2を線
引きした。この時、線引き炉11内の光ファイバ母材2
の表面における最高温度は、1500℃であった。ここ
で、炉心管12の長手方向での長さは900mmとし
た。
【0050】線引きされた光ファイバ3の波長損失特性
から求めたレイリー散乱係数は、図3に示されるよう
に、0.88dBμm4/kmであった。
【0051】以上のように、実施例3においては、レイ
リー散乱係数が0.88dBμm4/kmとなり、比較
例1のレイリー散乱係数が0.97dBμm4/kmと
比べて、レイリー散乱係数を大幅に低減することができ
た。
【0052】このように、上述した実験結果からも明ら
かなように、第2実施形態に係る光ファイバの線引き装
置及び線引き方法においては、第1実施形態と同様に、
光ファイバ母材2が延伸されて、線引きされた光ファイ
バ3は、温度の低い光ファイバ母材2での原子配列の乱
雑さが低減された状態が反映されており、レイリー散乱
強度を低減して伝送損失が低くされた光ファイバ3を得
ることができる。この結果、線引き時の光ファイバ母材
2の温度を制御することによりレイリー散乱強度の低減
を図っているので、上述した従来の技術のように加熱炉
を設けて再加熱するという工程が不要となり、線引き装
置101の設備費用が高騰することなく且つ簡便に、伝
送損失が低くされた光ファイバ3を得ることができる。
【0053】また、第1実施形態と同様に、線引き時の
光ファイバ母材2の温度が下がり、光ファイバ母材2の
粘度が高い状態においても、光ファイバ母材2を光ファ
イバ3の所望径(例えば、ガラス外径125μm)にま
で容易に線引きすることできる。
【0054】また、カーボンヒータ113は、その長手
方向にわたって配設された第1カーボンヒータ113
a、第2カーボンヒータ113b及び第3カーボンヒー
タ113cから構成されるので、光ファイバ母材2の加
熱範囲を容易に拡大することができる。
【0055】なお、実験例1〜実験例3においては、光
ファイバ母材2として、コア部がGe添加石英ガラスか
らなり、クラッド部が純石英ガラスからなるシングルモ
ードファイバ用ガラス母材を用いたが、これ以外に、コ
ア部が純石英ガラスからなり、クラッド部がF添加ガラ
スからなる光ファイバ母材、Ge、Fの添加により複雑
な屈折率分布を有する石英ファイバ母材等の長距離伝送
用の光ファイバ母材を用いた場合でも、伝送損失が低く
された光ファイバを得ることができる。
【0056】また、第1及び第2実施形態においては、
カーボンヒータ13,113を有する線引き炉11,1
11を用いているが、線引き炉として誘導加熱ジルコニ
ア炉等のほかのタイプのものを用いてもよい。
【0057】また、第2実施形態においては、カーボン
ヒータ113として、カーボンヒータを3段配設(第1
カーボンヒータ113a、第2カーボンヒータ113b
及び第3カーボンヒータ113c)したものを用いてい
るが、カーボンヒータを2段配設、あるいは4段以上配
設したものでもよい。
【0058】
【発明の効果】以上、詳細に説明したとおり、本発明に
よれば、設備費用が高騰することなく且つ簡便に、レイ
リー散乱強度が低減され伝送損失が低くされた光ファイ
バを線引きすることが可能な光ファイバの線引き装置及
び線引き方法を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による光ファイバの線引き装置及び線引
き方法の第1実施形態を示す概略構成図である。
【図2】本発明による光ファイバの線引き装置及び線引
き方法の第2実施形態を示す概略構成図である。
【図3】本発明による光ファイバの線引き装置及び線引
き方法による実施例と比較例における、光ファイバ母材
の表面温度とレイリー散乱係数との関係を示す図表であ
る。
【符号の説明】
1,101…線引き装置、2…光ファイバ母材、2a…
メニスカス部、3…光ファイバ、11,111…線引き
炉、12…炉心管、13,113…カーボンヒータ、2
1…1次被覆用樹脂硬化部、22…2次被覆用樹脂硬化
部、113a…第1カーボンヒータ、113b…第2カ
ーボンヒータ、113c…第3カーボンヒータ。

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光ファイバ母材を加熱線引きする線引き
    炉を備えた光ファイバの線引き装置であって、 前記線引き炉内の前記光ファイバ母材の表面における最
    高温度が1800℃未満となるように、前記光ファイバ
    母材を加熱して線引きすることを特徴とする光ファイバ
    の線引き装置。
  2. 【請求項2】 前記線引き炉は、前記光ファイバ母材の
    長手方向の所定範囲を加熱するヒータを備えており、 前記ヒータの発熱部の線引き方向の長さが280mm以
    上に設定されていることを特徴とする請求項1に記載の
    光ファイバの線引き装置。
  3. 【請求項3】 前記線引き炉は、前記光ファイバ母材の
    長手方向の所定範囲を加熱する複数のヒータを備えてお
    り、 前記複数のヒータは、発熱部の線引き方向にわたって配
    設されていることを特徴とする請求項1に記載の光ファ
    イバの線引き装置。
  4. 【請求項4】 前記複数のヒータの発熱部の線引き方向
    での長さの和が、280mm以上に設定されていること
    を特徴とする請求項3に記載の光ファイバの線引き装
    置。
  5. 【請求項5】 前記ヒータは、カーボンヒータであるこ
    とを特徴とする請求項2〜請求項4のいずれか一項に記
    載の光ファイバの線引き装置。
  6. 【請求項6】 光ファイバ母材を加熱線引きする線引き
    炉を備えた光ファイバの線引き装置であって、 前記線引き炉は、発熱部の線引き方向の長さが280m
    m以上に設定されたヒータを有しており、 前記ヒータにより、前記光ファイバ母材を、前記線引き
    炉内の前記光ファイバ母材の表面における最高温度が1
    800℃未満となるように加熱して線引きすることを特
    徴とする光ファイバの線引き装置。
  7. 【請求項7】 光ファイバ母材を加熱線引きする線引き
    炉を備えた光ファイバの線引き装置であって、 前記線引き炉内において、前記光ファイバ母材のメニス
    カス部のテーパ角度が19°以下となるように前記光フ
    ァイバ母材を加熱して延伸することを特徴とする光ファ
    イバの線引き装置。
  8. 【請求項8】 光ファイバ母材を加熱線引きする光ファ
    イバの線引き方法であって、 前記光ファイバ母材を加熱線引きする線引き炉を用い、 前記線引き炉内の前記光ファイバ母材の表面における最
    高温度が1800℃未満となるように、前記光ファイバ
    母材を加熱して線引きすることを特徴とする光ファイバ
    の線引き方法。
  9. 【請求項9】 前記線引き炉として、発熱部の線引き方
    向にわたって複数のヒータが配設された線引き炉を用い
    ることを特徴とする請求項8に記載の光ファイバの線引
    き方法。
  10. 【請求項10】 前記複数のヒータの発熱部の線引き方
    向での長さの和を、280mm以上に設定することを特
    徴とする請求項3に記載の光ファイバの線引き方法。
  11. 【請求項11】 光ファイバ母材を加熱線引きする光フ
    ァイバの線引き方法であって、 発熱部の線引き方向の長さが280mm以上に設定され
    たヒータを有する線引き炉を用い、 前記線引き炉内の前記光ファイバ母材の表面における最
    高温度が1800℃未満となるように、前記光ファイバ
    母材を加熱して線引きすることを特徴とする光ファイバ
    の線引き方法。
  12. 【請求項12】 光ファイバ母材を加熱線引きする光フ
    ァイバの線引き方法であって、 前記光ファイバ母材を加熱線引きする線引き炉を用い、 前記線引き炉内において、前記光ファイバ母材のメニス
    カス部のテーパ角度が19°以下となるように、前記光
    ファイバ母材を加熱して延伸することを特徴とする光フ
    ァイバの線引き方法。
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