JP2001247326A - 光ファイバプリフォーム母材の製造方法 - Google Patents
光ファイバプリフォーム母材の製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】石英管に挿入されたコアロッドを簡便に支えつ
つ石英管とコアロッドとを熱溶着させ、径変動や気泡の
ない高品質な光ファイバプリフォーム母材を歩留まりよ
く製造する方法を提供する。 【解決手段】光ファイバプリフォーム母材の製造方法
は、石英管１の下端にダミー管３を接続し、切り込溝５
の設けられたコアロッド載置管４をダミー管３へ挿入し
てダミー管３の下端で支持し、石英管１へコアロッド２
を挿入してコアロッド載置管４に載置後、電気炉１１を
相対的に移動させて石英管１を周囲から加熱することに
より、コアロッド２と石英管１とを熱溶着させるという
ものである。
つ石英管とコアロッドとを熱溶着させ、径変動や気泡の
ない高品質な光ファイバプリフォーム母材を歩留まりよ
く製造する方法を提供する。 【解決手段】光ファイバプリフォーム母材の製造方法
は、石英管１の下端にダミー管３を接続し、切り込溝５
の設けられたコアロッド載置管４をダミー管３へ挿入し
てダミー管３の下端で支持し、石英管１へコアロッド２
を挿入してコアロッド載置管４に載置後、電気炉１１を
相対的に移動させて石英管１を周囲から加熱することに
より、コアロッド２と石英管１とを熱溶着させるという
ものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、石英管に挿入され
た石英製コアロッドと石英管とを熱溶着して、光ファイ
バの原材であるプリフォーム母材を製造する方法に関す
るものである。
た石英製コアロッドと石英管とを熱溶着して、光ファイ
バの原材であるプリフォーム母材を製造する方法に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】光ファイバは、屈折率の高いコアとその
外周の屈折率の低いクラッドとからなる光ファイバプリ
フォーム母材を延伸した後、線引きしたものである。
外周の屈折率の低いクラッドとからなる光ファイバプリ
フォーム母材を延伸した後、線引きしたものである。
【０００３】光ファイバプリフォーム母材を製造する方
法には、ＶＡＤ法（気相軸付け法）やＭＣＶＤ法（改良
化学蒸着法）により形成したコアロッドにダミーロッド
を接続し、ダミー管に連結した石英管にコアロッドを挿
入後、ダミーロッドによりコアロッドを支持しつつ、カ
ーボンヒータを内装した電気炉で石英管を周囲から加熱
することにより、コアロッドと石英管とを熱溶着させる
Ｏｖｅｒ Ｊａｃｋｅｔｉｎｇ法がある。この方法で太
径の石英管を用いると、光ファイバの生産性が向上する
大型な光ファイバプリフォーム母材が製造できる。
法には、ＶＡＤ法（気相軸付け法）やＭＣＶＤ法（改良
化学蒸着法）により形成したコアロッドにダミーロッド
を接続し、ダミー管に連結した石英管にコアロッドを挿
入後、ダミーロッドによりコアロッドを支持しつつ、カ
ーボンヒータを内装した電気炉で石英管を周囲から加熱
することにより、コアロッドと石英管とを熱溶着させる
Ｏｖｅｒ Ｊａｃｋｅｔｉｎｇ法がある。この方法で太
径の石英管を用いると、光ファイバの生産性が向上する
大型な光ファイバプリフォーム母材が製造できる。
【０００４】しかし、コアロッド毎にダミーロッドを溶
接して接続しなければならず操作が煩雑であるうえ、ダ
ミーロッドを繰返して使用することができないという問
題があった。
接して接続しなければならず操作が煩雑であるうえ、ダ
ミーロッドを繰返して使用することができないという問
題があった。
【０００５】さらに、太径の石英管への溶接が容易な細
径のダミー管を用いると、石英管とダミー管との接合面
近傍を加熱する際に、石英管とダミー管との外径の相違
のためその隙間から外気が電気炉内へ侵入し、カーボン
ヒータを酸化して消耗させてしまう。また侵入した外気
は、電気炉内の自然対流を発生させ炉内温度の低下を生
じる結果、プリフォーム母材に径変動を生じたさせた
り、コアロッドと石英管とを熱溶着した接合界面に気泡
を発生させる。
径のダミー管を用いると、石英管とダミー管との接合面
近傍を加熱する際に、石英管とダミー管との外径の相違
のためその隙間から外気が電気炉内へ侵入し、カーボン
ヒータを酸化して消耗させてしまう。また侵入した外気
は、電気炉内の自然対流を発生させ炉内温度の低下を生
じる結果、プリフォーム母材に径変動を生じたさせた
り、コアロッドと石英管とを熱溶着した接合界面に気泡
を発生させる。
【０００６】プリフォーム母材は、径変動や気泡の生じ
た部位近傍を切除した後、線引きに供さなくてはなら
ず、歩留まりが悪いという問題があった。
た部位近傍を切除した後、線引きに供さなくてはなら
ず、歩留まりが悪いという問題があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は前記の課題を
解決するためなされたもので、石英管に挿入されたコア
ロッドを簡便に支えつつ石英管とコアロッドとを熱溶着
させ、径変動や気泡のない高品質な光ファイバプリフォ
ーム母材を歩留まりよく製造する方法を提供することを
目的とする。
解決するためなされたもので、石英管に挿入されたコア
ロッドを簡便に支えつつ石英管とコアロッドとを熱溶着
させ、径変動や気泡のない高品質な光ファイバプリフォ
ーム母材を歩留まりよく製造する方法を提供することを
目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めになされた本発明の光ファイバプリフォーム母材の製
造方法は、実施例に対応する図１を参照して説明する
と、石英管１の下端にダミー管３を接続し、切り込溝５
の設けられたコアロッド載置管４をダミー管３へ挿入し
てダミー管３の下端で支持し、石英管１へコアロッド２
を挿入してコアロッド載置管４に載置後、電気炉１１を
相対的に移動させて石英管１を周囲から加熱することに
より、コアロッド２と石英管１とを熱溶着させるという
ものである。このコアロッド載置管４を用いると、コア
ロッド２を載置することにより、コアロッド２を簡便に
支えることができる。さらに、切り込溝５を経て、石英
管１内に不活性ガスを流したり、石英管１内から脱気し
て減圧することができる。
めになされた本発明の光ファイバプリフォーム母材の製
造方法は、実施例に対応する図１を参照して説明する
と、石英管１の下端にダミー管３を接続し、切り込溝５
の設けられたコアロッド載置管４をダミー管３へ挿入し
てダミー管３の下端で支持し、石英管１へコアロッド２
を挿入してコアロッド載置管４に載置後、電気炉１１を
相対的に移動させて石英管１を周囲から加熱することに
より、コアロッド２と石英管１とを熱溶着させるという
ものである。このコアロッド載置管４を用いると、コア
ロッド２を載置することにより、コアロッド２を簡便に
支えることができる。さらに、切り込溝５を経て、石英
管１内に不活性ガスを流したり、石英管１内から脱気し
て減圧することができる。
【０００９】ダミー管３の外周を、断熱円筒６で取り囲
むことが好ましい。断熱円筒６は、例えばカーボン断熱
材からなっている。断熱円筒６により、コアロッド載置
管４がコアロッド２に熱溶着してしまうことを防止でき
る。そのためコアロッド載置管４は繰り返し使用するこ
とができる。
むことが好ましい。断熱円筒６は、例えばカーボン断熱
材からなっている。断熱円筒６により、コアロッド載置
管４がコアロッド２に熱溶着してしまうことを防止でき
る。そのためコアロッド載置管４は繰り返し使用するこ
とができる。
【００１０】断熱円筒６の外径が石英管１の外径と同径
であることが好ましい。同径であると石英管１とダミー
管３との当接部位近傍を加熱する際に、電気炉１１内に
外気が侵入することを防止することができる。
であることが好ましい。同径であると石英管１とダミー
管３との当接部位近傍を加熱する際に、電気炉１１内に
外気が侵入することを防止することができる。
【００１１】本発明のコアロッド載置管４は、電気炉１
１に貫通しダミー管３を下端に接続した石英管１へ挿入
されたコアロッド２を載置して支え、ダミー管３内で支
持されているコアロッド載置管であって、図２に示すよ
うな切り込溝５を有している。切り込溝５は、コアロッ
ド載置管４の両端に設けられていることが好ましい。切
り込溝は、四角い溝、Ｖ字型の溝、Ｕ字型の溝のいずれ
であってもよく、円孔であってもよい。
１に貫通しダミー管３を下端に接続した石英管１へ挿入
されたコアロッド２を載置して支え、ダミー管３内で支
持されているコアロッド載置管であって、図２に示すよ
うな切り込溝５を有している。切り込溝５は、コアロッ
ド載置管４の両端に設けられていることが好ましい。切
り込溝は、四角い溝、Ｖ字型の溝、Ｕ字型の溝のいずれ
であってもよく、円孔であってもよい。
【００１２】なお、図３に示すようにこの製造方法は、
上側ダミー管を石英管上端の同軸上に当接し加熱により
溶接後、電気炉を相対的に移動させて該石英管を周囲か
ら加熱することにより該コアロッドと該石英管とを熱溶
着させるものであってもよい。
上側ダミー管を石英管上端の同軸上に当接し加熱により
溶接後、電気炉を相対的に移動させて該石英管を周囲か
ら加熱することにより該コアロッドと該石英管とを熱溶
着させるものであってもよい。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明の実施例を詳細に説明す
る。図１は、本発明を適用する光ファイバプリフォーム
母材の製造方法の実施例の製造途中を示す断面図であ
る。
る。図１は、本発明を適用する光ファイバプリフォーム
母材の製造方法の実施例の製造途中を示す断面図であ
る。
【００１４】光ファイバプリフォーム母材は、具体的に
は以下のようにして製造される。長さ１０００ｍｍ、内
径２４ｍｍ、外径８０ｍｍの合成石英製の石英管１の下
端に、長さ４００ｍｍ、内径２４ｍｍ、外径４０ｍｍの
天然石英製の下側ダミー管３を同軸上に溶接する。長さ
２４０ｍｍ、内径４２ｍｍ、外径８０ｍｍでカーボン断
熱材からなる断熱円筒６で、下側ダミー管３を取り囲
む。
は以下のようにして製造される。長さ１０００ｍｍ、内
径２４ｍｍ、外径８０ｍｍの合成石英製の石英管１の下
端に、長さ４００ｍｍ、内径２４ｍｍ、外径４０ｍｍの
天然石英製の下側ダミー管３を同軸上に溶接する。長さ
２４０ｍｍ、内径４２ｍｍ、外径８０ｍｍでカーボン断
熱材からなる断熱円筒６で、下側ダミー管３を取り囲
む。
【００１５】通気管１７を有する栓体１５を下側ダミー
管３の開放下端に押し込む。上下端の各々に四つの四角
い切り込溝５（図２参照）の設けられた、長さ３８０ｍ
ｍ、内径１４ｍｍ、外径２０ｍｍのコアロッド載置管４
を、下側ダミー管３に挿入し栓体１５で支持する。バネ
１４を搭載している下側チャック１６で、下側ダミー管
３と栓体１５とを把持して固定する。このバネ１４によ
り断熱円筒６は押し上げられ、同軸上の石英管１と密着
する。
管３の開放下端に押し込む。上下端の各々に四つの四角
い切り込溝５（図２参照）の設けられた、長さ３８０ｍ
ｍ、内径１４ｍｍ、外径２０ｍｍのコアロッド載置管４
を、下側ダミー管３に挿入し栓体１５で支持する。バネ
１４を搭載している下側チャック１６で、下側ダミー管
３と栓体１５とを把持して固定する。このバネ１４によ
り断熱円筒６は押し上げられ、同軸上の石英管１と密着
する。
【００１６】ＶＡＤ法で形成した長さ１０１０ｍｍ、外
径２１ｍｍのコアロッド２を、石英管１の開放上端から
挿入し、コアロッド載置管４上に載置する。
径２１ｍｍのコアロッド２を、石英管１の開放上端から
挿入し、コアロッド載置管４上に載置する。
【００１７】環状のカーボンヒータ１３が内装されてお
りアルゴンガスを内部へ導入している不活性ガス導入管
１２が側面に取り付けられた電気炉１１に、石英管１を
挿入する。アルゴンガスは石英管１と電気炉１１との隙
間から漏出するので、外気が電気炉１１内へ侵入しな
い。
りアルゴンガスを内部へ導入している不活性ガス導入管
１２が側面に取り付けられた電気炉１１に、石英管１を
挿入する。アルゴンガスは石英管１と電気炉１１との隙
間から漏出するので、外気が電気炉１１内へ侵入しな
い。
【００１８】図３に示すように、長さ７００ｍｍ、内径
２４ｍｍ、外径４０ｍｍの天然石英製の上側ダミー管２
１を上側チャック２２で把持しつつ、上側ダミー管２１
の下端と石英管１の上端とを同軸上に当接させる。次い
で栓体１５の通気管からヘリウムガスを流す。するとヘ
リウムガスは、通気管１５からコアロッド載置管４の切
り込溝５を経て下側ダミー管３内へ流れ込み、石英管１
とコアロッド２との間を流れ、上側ダミー管２１の開放
上端から排出される。
２４ｍｍ、外径４０ｍｍの天然石英製の上側ダミー管２
１を上側チャック２２で把持しつつ、上側ダミー管２１
の下端と石英管１の上端とを同軸上に当接させる。次い
で栓体１５の通気管からヘリウムガスを流す。するとヘ
リウムガスは、通気管１５からコアロッド載置管４の切
り込溝５を経て下側ダミー管３内へ流れ込み、石英管１
とコアロッド２との間を流れ、上側ダミー管２１の開放
上端から排出される。
【００１９】石英管１と上側ダミー管２１との当接部位
の外周近傍に電気炉１１を移動する。電気炉１１を２０
５０℃に加熱する。石英管１と上側ダミー管２１とは、
当接部位近傍が軟化する。石英管１内や上側ダミー管２
１内はヘリウムガスが流れており、石英管１と上側ダミ
ー管２１とが完全に溶接されるまで当接した隙間からヘ
リウムガスが遺漏するため、ＳｉＯ２微粒子や不純物が
侵入しない。完全に溶接されたら、ヘリウムガスの導入
を停止する。
の外周近傍に電気炉１１を移動する。電気炉１１を２０
５０℃に加熱する。石英管１と上側ダミー管２１とは、
当接部位近傍が軟化する。石英管１内や上側ダミー管２
１内はヘリウムガスが流れており、石英管１と上側ダミ
ー管２１とが完全に溶接されるまで当接した隙間からヘ
リウムガスが遺漏するため、ＳｉＯ２微粒子や不純物が
侵入しない。完全に溶接されたら、ヘリウムガスの導入
を停止する。
【００２０】次いで、図１に示すように上側ダミー管２
１の開放上端と、通気管１７とから減圧する。すると、
石英管１内の気体は、上側ダミー管２１から排出される
とともに、コアロッド載置管４の切れ込溝５を経て栓体
１５の通気管１７からも排出される。石英管１の内圧を
１００ｔｏｒｒに維持する。同時に電気炉１１を降下さ
せる。すると、加熱された部分で石英管１は軟化する。
石英管１内が減圧されているため中空が潰れ、石英管１
は細径化し、コアロッド２と熱溶着する。
１の開放上端と、通気管１７とから減圧する。すると、
石英管１内の気体は、上側ダミー管２１から排出される
とともに、コアロッド載置管４の切れ込溝５を経て栓体
１５の通気管１７からも排出される。石英管１の内圧を
１００ｔｏｒｒに維持する。同時に電気炉１１を降下さ
せる。すると、加熱された部分で石英管１は軟化する。
石英管１内が減圧されているため中空が潰れ、石英管１
は細径化し、コアロッド２と熱溶着する。
【００２１】石英管１の下端が加熱される際にも、石英
管１の外径と断熱円筒６の外径とが同一であるため、電
気炉１１内に外気が侵入しない。石英管２の下端まで加
熱されて熱溶着が完了すると、径変動や気泡のない光フ
ァイバプリフォーム母材が得られる。
管１の外径と断熱円筒６の外径とが同一であるため、電
気炉１１内に外気が侵入しない。石英管２の下端まで加
熱されて熱溶着が完了すると、径変動や気泡のない光フ
ァイバプリフォーム母材が得られる。
【００２２】コアロッド載置管４は、断熱円筒６により
電気炉１１からの熱が遮蔽されているので、コアロッド
２と熱溶着しない。そのため栓体１５を外すと、コアロ
ッド載置管４を取り出すことができる。
電気炉１１からの熱が遮蔽されているので、コアロッド
２と熱溶着しない。そのため栓体１５を外すと、コアロ
ッド載置管４を取り出すことができる。
【００２３】なお、図３に示すように電気炉１１の上下
端に、石英管１やダミー管３、２１と電気炉１１との隙
間を覆う遮熱絞り具２３、２７、例えば、同一円周上に
設けられた複数の軸２６に支持されて巴状に重なってい
る遮熱板２４を有し、遮熱板２４を形成する外辺の湾曲
２５で石英管の外周を取り巻いているアイリス絞りが配
置されていてもよい。
端に、石英管１やダミー管３、２１と電気炉１１との隙
間を覆う遮熱絞り具２３、２７、例えば、同一円周上に
設けられた複数の軸２６に支持されて巴状に重なってい
る遮熱板２４を有し、遮熱板２４を形成する外辺の湾曲
２５で石英管の外周を取り巻いているアイリス絞りが配
置されていてもよい。
【００２４】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように本発明のコ
アロッド載置管を用いた光ファイバプリフォーム母材の
製造方法によれば、石英管に挿入されたコアロッドを簡
便に支えつつ石英管とコアロッドとを熱溶着させること
ができる。コアロッド載置管は繰り返し使用することが
できる。さらに得られた光ファイバプリフォーム母材
は、歩留まりがよく、気泡や径変動がない。この母材か
ら高品質な光ファイバへと誘導することができる。
アロッド載置管を用いた光ファイバプリフォーム母材の
製造方法によれば、石英管に挿入されたコアロッドを簡
便に支えつつ石英管とコアロッドとを熱溶着させること
ができる。コアロッド載置管は繰り返し使用することが
できる。さらに得られた光ファイバプリフォーム母材
は、歩留まりがよく、気泡や径変動がない。この母材か
ら高品質な光ファイバへと誘導することができる。
【図１】本発明を適用する光ファイバプリフォーム母材
の製造方法の実施例の製造途中を示す断面図である。
の製造方法の実施例の製造途中を示す断面図である。
【図２】本発明を適用するコアロッド載置管の実施例を
示す斜視図である。
示す斜視図である。
【図３】本発明を適用する光ファイバプリフォーム母材
の製造方法の別な実施例の製造途中を示す要部斜視図で
ある。
の製造方法の別な実施例の製造途中を示す要部斜視図で
ある。
１は石英管、２はコアロッド、３は下側ダミー管、４は
コアロッド載置管、５は切り込溝、６は断熱円筒、１１
は電気炉、１２は不活性ガス導入管、１３はカーボンヒ
ータ、１４はばね、１５は栓体、１６は下側チャック、
１７は通気管、２１は上側ダミー管、２２は上側チャッ
ク、２３は遮熱絞り具、２４は遮熱板、２５は湾曲、２
６は軸、２７は遮熱絞り具である。
コアロッド載置管、５は切り込溝、６は断熱円筒、１１
は電気炉、１２は不活性ガス導入管、１３はカーボンヒ
ータ、１４はばね、１５は栓体、１６は下側チャック、
１７は通気管、２１は上側ダミー管、２２は上側チャッ
ク、２３は遮熱絞り具、２４は遮熱板、２５は湾曲、２
６は軸、２７は遮熱絞り具である。
Claims (4)
- 【請求項１】 石英管の下端にダミー管を接続し、切
り込溝の設けられたコアロッド載置管を該ダミー管へ挿
入して該ダミー管の下端で支持し、該石英管へコアロッ
ドを挿入して該コアロッド載置管に載置後、電気炉を相
対的に移動させて該石英管を周囲から加熱することによ
り、該コアロッドと該石英管とを熱溶着させる光ファイ
バプリフォーム母材の製造方法。 - 【請求項２】 前記ダミー管の外周を、断熱円筒で取
り囲むことを特徴とする請求項１に記載の光ファイバプ
リフォーム母材の製造方法。 - 【請求項３】 前記断熱円筒の外径が該石英管の外径
と同径であることを特徴とする請求項２に記載の光ファ
イバプリフォーム母材の製造方法。 - 【請求項４】 電気炉に貫通しダミー管を下端に接続
した石英管へ挿入されたコアロッドを載置して支え、該
ダミー管内で支持されているコアロッド載置管であっ
て、切り込溝を有していることを特徴とするコアロッド
載置管。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000062083A JP3862916B2 (ja) | 2000-03-07 | 2000-03-07 | 光ファイバプリフォーム母材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000062083A JP3862916B2 (ja) | 2000-03-07 | 2000-03-07 | 光ファイバプリフォーム母材の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001247326A true JP2001247326A (ja) | 2001-09-11 |
| JP3862916B2 JP3862916B2 (ja) | 2006-12-27 |
Family
ID=18582140
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000062083A Expired - Fee Related JP3862916B2 (ja) | 2000-03-07 | 2000-03-07 | 光ファイバプリフォーム母材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3862916B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8015846B2 (en) * | 2004-08-14 | 2011-09-13 | Heraeus Quarzglas Gmbh & Co. Kg | Elongation method for producing an optical component of quartz glass and preliminary product suited for performing the method |
| CN102285758A (zh) * | 2011-08-01 | 2011-12-21 | 江苏亨通光电股份有限公司 | 一种大尺寸光纤预制棒的生产方法 |
| CN113716856A (zh) * | 2020-05-25 | 2021-11-30 | 中天科技精密材料有限公司 | 光纤预制棒的制造设备、方法及光纤预制棒 |
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2000
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|---|---|---|---|---|
| US8015846B2 (en) * | 2004-08-14 | 2011-09-13 | Heraeus Quarzglas Gmbh & Co. Kg | Elongation method for producing an optical component of quartz glass and preliminary product suited for performing the method |
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