JP2002234751A - 光ファイバ紡糸方法 - Google Patents
光ファイバ紡糸方法Info
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- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
- C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
- C03B37/02—Manufacture of glass fibres or filaments by drawing or extruding, e.g. direct drawing of molten glass from nozzles; Cooling fins therefor
- C03B37/025—Manufacture of glass fibres or filaments by drawing or extruding, e.g. direct drawing of molten glass from nozzles; Cooling fins therefor from reheated softened tubes, rods, fibres or filaments, e.g. drawing fibres from preforms
- C03B37/027—Fibres composed of different sorts of glass, e.g. glass optical fibres
- C03B37/02718—Thermal treatment of the fibre during the drawing process, e.g. cooling
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B2205/00—Fibre drawing or extruding details
- C03B2205/55—Cooling or annealing the drawn fibre prior to coating using a series of coolers or heaters
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Abstract
(57)【要約】
【課題】紡糸の線速が高速であっても、紡糸中でのレー
リ散乱を小さくして、波長1.55μｍ帯の光に対する損失
の低減を実現できる光ファイバ紡糸方法を提供する。 【解決手段】対流熱伝達率の小さい第１の冷却領域４で
光ファイバ３を予備冷却して、光ファイバ３が第２の冷
却領域５に突入するときの温度を低下させる。次に光フ
ァイバ３を、対流熱伝達率の大きい第２の冷却領域５で
冷却して紡糸する。
リ散乱を小さくして、波長1.55μｍ帯の光に対する損失
の低減を実現できる光ファイバ紡糸方法を提供する。 【解決手段】対流熱伝達率の小さい第１の冷却領域４で
光ファイバ３を予備冷却して、光ファイバ３が第２の冷
却領域５に突入するときの温度を低下させる。次に光フ
ァイバ３を、対流熱伝達率の大きい第２の冷却領域５で
冷却して紡糸する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバを紡糸
する方法に関し、特に波長1.55μｍ帯の光に対して損失
を低減することができる光ファイバ紡糸方法に関する。
する方法に関し、特に波長1.55μｍ帯の光に対して損失
を低減することができる光ファイバ紡糸方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の光ファイバの紡糸方法は、図４に
示す紡糸装置により行われている。この紡糸装置は、ガ
ラスプリフォーム２を溶融紡糸する紡糸炉１と、高温の
光ファイバ３を冷却する冷却装置７とからなっている。
紡糸炉１でガラスプリフォーム２は例えば2000℃の高温
で溶融紡糸され、この光ファイバ３は冷却筒等の冷却装
置７で急激に冷却される。その後、コーティング用樹脂
によりコーティングされて巻き取られる。
示す紡糸装置により行われている。この紡糸装置は、ガ
ラスプリフォーム２を溶融紡糸する紡糸炉１と、高温の
光ファイバ３を冷却する冷却装置７とからなっている。
紡糸炉１でガラスプリフォーム２は例えば2000℃の高温
で溶融紡糸され、この光ファイバ３は冷却筒等の冷却装
置７で急激に冷却される。その後、コーティング用樹脂
によりコーティングされて巻き取られる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この方法で光
ファイバを紡糸すると、紡糸の線速が速くなるに伴って
波長1.55μｍ帯の光に対する損失が増大することが問題
となっていた。この損失の増大は、光ファイバを構成す
るガラスのレーリ散乱によるものであると考えられてい
る。レーリ散乱はガラス構造が凍結されたときの密度揺
らぎや濃度揺らぎによって生じるものである。常温での
ガラスの密度揺らぎや濃度揺らぎは、ガラスを急冷し始
める温度によって決まる。この温度は、ガラスの状態を
示す指標として仮想温度と呼ばれている。従って、レー
リ散乱の大きさは仮想温度に依存することとなる。この
ガラスのレーリ散乱を抑制することを目的として、光フ
ァイバを冷却するための冷却速度についての技術が、特
開平１０−２１８６３５号公報において報告されてい
る。本発明は、以上のようなガラスを急冷し始める温度
とレーリ散乱との関係に着目して、紡糸の速度が高速で
あっても、レーリ散乱を小さくして、波長1.55μｍ帯の
光に対する損失の低減を実現できる光ファイバ紡糸方法
を提供することを目的とする。
ファイバを紡糸すると、紡糸の線速が速くなるに伴って
波長1.55μｍ帯の光に対する損失が増大することが問題
となっていた。この損失の増大は、光ファイバを構成す
るガラスのレーリ散乱によるものであると考えられてい
る。レーリ散乱はガラス構造が凍結されたときの密度揺
らぎや濃度揺らぎによって生じるものである。常温での
ガラスの密度揺らぎや濃度揺らぎは、ガラスを急冷し始
める温度によって決まる。この温度は、ガラスの状態を
示す指標として仮想温度と呼ばれている。従って、レー
リ散乱の大きさは仮想温度に依存することとなる。この
ガラスのレーリ散乱を抑制することを目的として、光フ
ァイバを冷却するための冷却速度についての技術が、特
開平１０−２１８６３５号公報において報告されてい
る。本発明は、以上のようなガラスを急冷し始める温度
とレーリ散乱との関係に着目して、紡糸の速度が高速で
あっても、レーリ散乱を小さくして、波長1.55μｍ帯の
光に対する損失の低減を実現できる光ファイバ紡糸方法
を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項１記載の発明は、紡糸炉で溶融された高温
の光ファイバを冷却して紡糸する光ファイバ紡糸方法に
おいて、対流熱伝達率が0.2Ｗ・ｍ-2・Ｋ-1以下である
第1の冷却領域で、該光ファイバの温度が1100℃以下と
なるまで該光ファイバを冷却する第１の冷却工程と、対
流熱伝達率が0.3Ｗ・ｍ-2・Ｋ-1以上である第２の冷却
領域で、1100℃以下の温度の該光ファイバを冷却する第
２の冷却工程とからなることを特徴とする光ファイバ紡
糸方法である。
めに、請求項１記載の発明は、紡糸炉で溶融された高温
の光ファイバを冷却して紡糸する光ファイバ紡糸方法に
おいて、対流熱伝達率が0.2Ｗ・ｍ-2・Ｋ-1以下である
第1の冷却領域で、該光ファイバの温度が1100℃以下と
なるまで該光ファイバを冷却する第１の冷却工程と、対
流熱伝達率が0.3Ｗ・ｍ-2・Ｋ-1以上である第２の冷却
領域で、1100℃以下の温度の該光ファイバを冷却する第
２の冷却工程とからなることを特徴とする光ファイバ紡
糸方法である。
【０００５】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、第１の冷却工程は大気で満たされた第１の
冷却領域において、光ファイバの温度が軟化点以下とな
った後0.08秒以上自然冷却する冷却工程であることを特
徴とする。
明において、第１の冷却工程は大気で満たされた第１の
冷却領域において、光ファイバの温度が軟化点以下とな
った後0.08秒以上自然冷却する冷却工程であることを特
徴とする。
【０００６】請求項３記載の発明は、請求項１記載の発
明において、第1の冷却領域は、熱伝達率が0.05Ｗ・ｍ
-1・Ｋ-1以下である気体又は混合気体で満たされている
領域であることを特徴とする。
明において、第1の冷却領域は、熱伝達率が0.05Ｗ・ｍ
-1・Ｋ-1以下である気体又は混合気体で満たされている
領域であることを特徴とする。
【０００７】請求項４記載の発明は、請求項１記載の発
明において、第1の冷却領域には保護管が設けられ、保
護管内は熱伝達率が0.05Ｗ・ｍ-1・Ｋ-1以下である気体
又は混合気体で満たされていることを特徴とする。
明において、第1の冷却領域には保護管が設けられ、保
護管内は熱伝達率が0.05Ｗ・ｍ-1・Ｋ-1以下である気体
又は混合気体で満たされていることを特徴とする。
【０００８】請求項５記載の発明は、請求項４記載の発
明において、保護管は、10ｍｍ以上の内径を有し、かつ
光ファイバの温度が軟化点以上1100℃以下である光ファ
イバの領域を保護するに足りる長さを有することを特徴
とする。
明において、保護管は、10ｍｍ以上の内径を有し、かつ
光ファイバの温度が軟化点以上1100℃以下である光ファ
イバの領域を保護するに足りる長さを有することを特徴
とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
図１は、本発明の光ファイバ紡糸方法の第１の例に用い
る冷却装置を示すものである。図１中、符号１は紡糸炉
であり、ファイバプリフォーム２を高温で溶融紡糸する
ものである。符号４は光ファイバ３を予備冷却するため
の第１の冷却領域であり、符号５は光ファイバ３を室温
にまで急冷するための第２の冷却領域である。第１の冷
却領域４は、紡糸炉１と第２の冷却領域５との間に設け
られ、第２の冷却領域５の位置を紡糸炉１から離すため
に設けられている。この例においては、第１の冷却領域
４は大気で満たされている。第２の冷却領域５は、具体
的には冷却筒などの冷却装置によって構成されている。
図１は、本発明の光ファイバ紡糸方法の第１の例に用い
る冷却装置を示すものである。図１中、符号１は紡糸炉
であり、ファイバプリフォーム２を高温で溶融紡糸する
ものである。符号４は光ファイバ３を予備冷却するため
の第１の冷却領域であり、符号５は光ファイバ３を室温
にまで急冷するための第２の冷却領域である。第１の冷
却領域４は、紡糸炉１と第２の冷却領域５との間に設け
られ、第２の冷却領域５の位置を紡糸炉１から離すため
に設けられている。この例においては、第１の冷却領域
４は大気で満たされている。第２の冷却領域５は、具体
的には冷却筒などの冷却装置によって構成されている。
【００１０】第１の冷却領域４と第２の冷却領域５とで
は、その対流熱伝達率が異なっており、第１の冷却領域
４の対流熱伝達率は、第２の冷却領域５の対流熱伝達率
よりも小さく設定されている。具体的には、第２の冷却
領域５の対流熱伝達率が0.3Ｗ・ｍ-2・Ｋ-1以上に設定
されているのに対し、第１の冷却領域４の対流熱伝達率
は0.2Ｗ・ｍ-2・Ｋ-1以下に設定されている。なお、対
流熱伝導率ｈは、輻射を無視すると、以下の式で与えら
れる。
は、その対流熱伝達率が異なっており、第１の冷却領域
４の対流熱伝達率は、第２の冷却領域５の対流熱伝達率
よりも小さく設定されている。具体的には、第２の冷却
領域５の対流熱伝達率が0.3Ｗ・ｍ-2・Ｋ-1以上に設定
されているのに対し、第１の冷却領域４の対流熱伝達率
は0.2Ｗ・ｍ-2・Ｋ-1以下に設定されている。なお、対
流熱伝導率ｈは、輻射を無視すると、以下の式で与えら
れる。
【数１】 従って、対流熱伝導率ｈは、２点での光ファイバ温度を
測定することにより求められる。ここで、Ｌは距離
（ｍ）、Ｖは速度（ｍ／ｓ）、Ｃは比熱（Ｗ・ｓ・
ｍ-1）、Ｔ及びＴ’は絶対温度（Ｋ）、ρは光ファイバ
密度、ｄは光ファイバ径である。
測定することにより求められる。ここで、Ｌは距離
（ｍ）、Ｖは速度（ｍ／ｓ）、Ｃは比熱（Ｗ・ｓ・
ｍ-1）、Ｔ及びＴ’は絶対温度（Ｋ）、ρは光ファイバ
密度、ｄは光ファイバ径である。
【００１１】次に、この例による光ファイバ紡糸方法に
ついて説明する。ガラスプリフォーム２を紡糸炉１中で
溶融線引きして細径の光ファイバ３を形成する。この高
温の光ファイバ３を、第１の冷却領域４及び第２の冷却
領域５を通過させることによって冷却する。まず、この
光ファイバ３を、対流熱伝達率の小さい第１の冷却領域
４で予備冷却して、光ファイバ３が第２の冷却領域５に
突入するときの温度を低下させる。次に光ファイバ３
を、対流熱伝達率の大きい第２の冷却領域５で光ファイ
バ３が室温になるまで冷却する。その後、光ファイバ３
をコーティング用樹脂でコーティングして巻き取る。
ついて説明する。ガラスプリフォーム２を紡糸炉１中で
溶融線引きして細径の光ファイバ３を形成する。この高
温の光ファイバ３を、第１の冷却領域４及び第２の冷却
領域５を通過させることによって冷却する。まず、この
光ファイバ３を、対流熱伝達率の小さい第１の冷却領域
４で予備冷却して、光ファイバ３が第２の冷却領域５に
突入するときの温度を低下させる。次に光ファイバ３
を、対流熱伝達率の大きい第２の冷却領域５で光ファイ
バ３が室温になるまで冷却する。その後、光ファイバ３
をコーティング用樹脂でコーティングして巻き取る。
【００１２】この例の第１の冷却領域４での冷却工程に
おいては、第１の冷却領域４は対流熱伝達率が小さく設
定されているため、冷却過程において光ファイバを構成
するガラスの密度揺らぎや濃度揺らぎが抑制される。光
ファイバ３は、第２の冷却領域５に突入する前に、第１
の冷却領域４で予備冷却されているため、第２の冷却領
域５に突入するときの光ファイバ３の温度が低下してい
る。これによって、対流熱伝達率の大きい第２の冷却領
域５で光ファイバ３を室温まで急冷しても、光ファイバ
３を構成するガラスの密度揺らぎや濃度揺らぎが抑制さ
れ、レーリ散乱は小さくなる。
おいては、第１の冷却領域４は対流熱伝達率が小さく設
定されているため、冷却過程において光ファイバを構成
するガラスの密度揺らぎや濃度揺らぎが抑制される。光
ファイバ３は、第２の冷却領域５に突入する前に、第１
の冷却領域４で予備冷却されているため、第２の冷却領
域５に突入するときの光ファイバ３の温度が低下してい
る。これによって、対流熱伝達率の大きい第２の冷却領
域５で光ファイバ３を室温まで急冷しても、光ファイバ
３を構成するガラスの密度揺らぎや濃度揺らぎが抑制さ
れ、レーリ散乱は小さくなる。
【００１３】具体的には、光ファイバ３の温度が1100℃
以下となるまで、第１の冷却領域４で冷却する。次に、
第２の冷却領域５において、光ファイバ３の温度が1100
℃以下から室温になるまで急冷する。光ファイバ３の温
度が1100℃以下となるまで第１の冷却領域４で冷却する
ためには、第１の冷却領域４における冷却は、光ファイ
バ３の温度が軟化点以下となった後、光ファイバ３を自
然冷却する時間を0.08秒以上とすることが望ましい。
以下となるまで、第１の冷却領域４で冷却する。次に、
第２の冷却領域５において、光ファイバ３の温度が1100
℃以下から室温になるまで急冷する。光ファイバ３の温
度が1100℃以下となるまで第１の冷却領域４で冷却する
ためには、第１の冷却領域４における冷却は、光ファイ
バ３の温度が軟化点以下となった後、光ファイバ３を自
然冷却する時間を0.08秒以上とすることが望ましい。
【００１４】このような第１の例の光ファイバ紡糸方法
においては、紡糸炉１と第２の冷却領域５との間に設け
られた第１の冷却領域４において光ファイバ３を予備冷
却することにより、紡糸の速度を落とすことなく波長1.
55μｍ帯の光に対する光ファイバ損失を低下することが
できる。また、紡糸炉と冷却装置以外の装置を必要とし
ないことから、特段の設備投資を必要とせずに低損失光
ファイバの紡糸方法を実現することができる。
においては、紡糸炉１と第２の冷却領域５との間に設け
られた第１の冷却領域４において光ファイバ３を予備冷
却することにより、紡糸の速度を落とすことなく波長1.
55μｍ帯の光に対する光ファイバ損失を低下することが
できる。また、紡糸炉と冷却装置以外の装置を必要とし
ないことから、特段の設備投資を必要とせずに低損失光
ファイバの紡糸方法を実現することができる。
【００１５】図２は、本発明の光ファイバ紡糸方法の第
２の例に用いる冷却装置を示すものである。紡糸炉１と
第２の冷却領域５は第１の例と同様であるが、この例に
おいては、第１の冷却領域４に保護管６が設けられてい
る。この保護管６内は、常温における熱伝達率が0.05Ｗ
・ｍ-1・Ｋ-1以下である例えばＮ2等の気体又は混合気
体で満たされている。
２の例に用いる冷却装置を示すものである。紡糸炉１と
第２の冷却領域５は第１の例と同様であるが、この例に
おいては、第１の冷却領域４に保護管６が設けられてい
る。この保護管６内は、常温における熱伝達率が0.05Ｗ
・ｍ-1・Ｋ-1以下である例えばＮ2等の気体又は混合気
体で満たされている。
【００１６】次に、この例による光ファイバ紡糸方法に
ついて説明する。第１の例と同様に、高温の光ファイバ
３を、対流熱伝達率の小さい第１の冷却領域４で予備冷
却するが、この例においては、熱伝達率が0.05Ｗ・ｍ-1
・Ｋ-1以下である気体又は混合気体で満たされている保
護管６内で予備冷却を行う。次に光ファイバ３を、対流
熱伝達率の大きい第２の冷却領域５で光ファイバ３が室
温になるまで冷却する。この例では、保護管６内に充満
された熱伝達率の大きい気体又は混合気体を用いて冷却
するため、効率のよい予備冷却が可能となる。以下に、
具体例を示す。
ついて説明する。第１の例と同様に、高温の光ファイバ
３を、対流熱伝達率の小さい第１の冷却領域４で予備冷
却するが、この例においては、熱伝達率が0.05Ｗ・ｍ-1
・Ｋ-1以下である気体又は混合気体で満たされている保
護管６内で予備冷却を行う。次に光ファイバ３を、対流
熱伝達率の大きい第２の冷却領域５で光ファイバ３が室
温になるまで冷却する。この例では、保護管６内に充満
された熱伝達率の大きい気体又は混合気体を用いて冷却
するため、効率のよい予備冷却が可能となる。以下に、
具体例を示す。
【００１７】（実施例１）光ファイバ３の温度が1100℃
となるまで、対流熱伝達率が0.2Ｗ・ｍ-2・Ｋ-1以下で
ある第１の冷却領域４で冷却して、対流熱伝達率が0.3
Ｗ・ｍ-2・Ｋ-1以上である第２の冷却領域５に光ファイ
バ３が突入する温度を1100℃となるようにした。次に、
第２の冷却領域５において、光ファイバ３の温度が1100
℃から室温になるまで急冷した。この例においては、第
１の冷却領域４は大気で満たされている。この冷却方法
によって紡糸したところ、波長1.55μｍ帯の光に対する
紡糸した素線の損失は0.187ｄＢ/ｋｍであった。なお、
紡糸した素線の損失はＯＴＤＲで測定した。
となるまで、対流熱伝達率が0.2Ｗ・ｍ-2・Ｋ-1以下で
ある第１の冷却領域４で冷却して、対流熱伝達率が0.3
Ｗ・ｍ-2・Ｋ-1以上である第２の冷却領域５に光ファイ
バ３が突入する温度を1100℃となるようにした。次に、
第２の冷却領域５において、光ファイバ３の温度が1100
℃から室温になるまで急冷した。この例においては、第
１の冷却領域４は大気で満たされている。この冷却方法
によって紡糸したところ、波長1.55μｍ帯の光に対する
紡糸した素線の損失は0.187ｄＢ/ｋｍであった。なお、
紡糸した素線の損失はＯＴＤＲで測定した。
【００１８】この実施例に対して、比較例として、光フ
ァイバ３が第２の冷却領域５に突入するときの温度と、
波長1.55μｍ帯の光に対する紡糸した素線の損失との関
係について、以下に説明する。
ァイバ３が第２の冷却領域５に突入するときの温度と、
波長1.55μｍ帯の光に対する紡糸した素線の損失との関
係について、以下に説明する。
【００１９】光ファイバ３の温度が1500℃になるまで、
対流熱伝達率が0.2Ｗ・ｍ-2・Ｋ-1以下である第１の冷
却領域４で冷却し、対流熱伝達率が0.3Ｗ・ｍ-2・Ｋ-1
以上である第２の冷却領域５に光ファイバ３が突入する
温度を1500℃とした。第２の冷却領域５で、光ファイバ
３を1500℃から室温まで急冷したところ、波長1.55μｍ
帯の光に対する紡糸した素線の損失は0.193ｄＢ/ｋｍで
あった。
対流熱伝達率が0.2Ｗ・ｍ-2・Ｋ-1以下である第１の冷
却領域４で冷却し、対流熱伝達率が0.3Ｗ・ｍ-2・Ｋ-1
以上である第２の冷却領域５に光ファイバ３が突入する
温度を1500℃とした。第２の冷却領域５で、光ファイバ
３を1500℃から室温まで急冷したところ、波長1.55μｍ
帯の光に対する紡糸した素線の損失は0.193ｄＢ/ｋｍで
あった。
【００２０】光ファイバ３の温度が1200℃になるまで、
対流熱伝達率が0.2Ｗ・ｍ-2・Ｋ-1以下である第１の冷
却領域４で冷却し、対流熱伝達率が0.3Ｗ・ｍ-2・Ｋ-1
以上である第２の冷却領域５に光ファイバ３が突入する
温度を1200℃とした。第２の冷却領域５で、光ファイバ
３を1200℃から室温まで急冷したところ、波長1.55μｍ
帯の光に対する紡糸した素線の損失は0.188ｄＢ/ｋｍで
あった。
対流熱伝達率が0.2Ｗ・ｍ-2・Ｋ-1以下である第１の冷
却領域４で冷却し、対流熱伝達率が0.3Ｗ・ｍ-2・Ｋ-1
以上である第２の冷却領域５に光ファイバ３が突入する
温度を1200℃とした。第２の冷却領域５で、光ファイバ
３を1200℃から室温まで急冷したところ、波長1.55μｍ
帯の光に対する紡糸した素線の損失は0.188ｄＢ/ｋｍで
あった。
【００２１】光ファイバ３の温度が870℃になるまで、
対流熱伝達率が0.2Ｗ・ｍ-2・Ｋ-1以下である第１の冷
却領域４で冷却し、対流熱伝達率が0.3Ｗ・ｍ-2・Ｋ-1
以上である第２の冷却領域５に光ファイバ３が突入する
温度を870℃とした。第２の冷却領域５で、光ファイバ
３を870℃から室温まで急冷したところ、波長1.55μｍ
帯の光に対する紡糸した素線の損失は0.187ｄＢ/ｋｍで
あった。
対流熱伝達率が0.2Ｗ・ｍ-2・Ｋ-1以下である第１の冷
却領域４で冷却し、対流熱伝達率が0.3Ｗ・ｍ-2・Ｋ-1
以上である第２の冷却領域５に光ファイバ３が突入する
温度を870℃とした。第２の冷却領域５で、光ファイバ
３を870℃から室温まで急冷したところ、波長1.55μｍ
帯の光に対する紡糸した素線の損失は0.187ｄＢ/ｋｍで
あった。
【００２２】以上の結果を図3に示す。図３は、第２の
冷却領域５に光ファイバ３が突入するときの温度に対し
て、波長1.55μｍの光に対する紡糸した素線の損失がど
のように変化するかを示したものである。この図からわ
かるように、第２の冷却領域５に光ファイバ３が突入す
るときの温度が1100℃以上であると紡糸した素線の損失
が増大するのに対し、第２の冷却領域５に光ファイバ３
が突入するときの温度が1100℃以下では、紡糸した素線
の損失はほぼ一定となることがわかる。従って、紡糸し
た素線の損失の低減を図るためには、第２の冷却領域５
に光ファイバ３が突入するときの温度を1100℃とすれば
十分であることがわかる。
冷却領域５に光ファイバ３が突入するときの温度に対し
て、波長1.55μｍの光に対する紡糸した素線の損失がど
のように変化するかを示したものである。この図からわ
かるように、第２の冷却領域５に光ファイバ３が突入す
るときの温度が1100℃以上であると紡糸した素線の損失
が増大するのに対し、第２の冷却領域５に光ファイバ３
が突入するときの温度が1100℃以下では、紡糸した素線
の損失はほぼ一定となることがわかる。従って、紡糸し
た素線の損失の低減を図るためには、第２の冷却領域５
に光ファイバ３が突入するときの温度を1100℃とすれば
十分であることがわかる。
【００２３】（実施例２）紡糸炉１の下部の第１の冷却
領域４の位置に保護管６を設け、保護管内にＮ2ガスを
充満させた。光ファイバ３をこの保護管内で予備冷却し
た後、第２の冷却領域５で冷却して紡糸した。Ｎ2ガス
の常温における熱伝達率は、約0.025Ｗ・ｍ -1・Ｋ-1で
ある。冷却のための温度条件は、実施例１と同様であ
る。この紡糸方法により光ファイバ３を紡糸したとこ
ろ、波長1.55μｍ帯の光に対する紡糸した素線の損失は
0.187ｄＢ/ｋｍであった。
領域４の位置に保護管６を設け、保護管内にＮ2ガスを
充満させた。光ファイバ３をこの保護管内で予備冷却し
た後、第２の冷却領域５で冷却して紡糸した。Ｎ2ガス
の常温における熱伝達率は、約0.025Ｗ・ｍ -1・Ｋ-1で
ある。冷却のための温度条件は、実施例１と同様であ
る。この紡糸方法により光ファイバ３を紡糸したとこ
ろ、波長1.55μｍ帯の光に対する紡糸した素線の損失は
0.187ｄＢ/ｋｍであった。
【００２４】この実施例に対する比較例として、保護管
内にＨeガスを充満させて、同様の紡糸方法により光フ
ァイバ３を紡糸した。Ｈeガスの常温における熱伝達率
は、0.15Ｗ・ｍ-1・Ｋ-1程度である。冷却のための温度
条件は、実施例１と同様である。この紡糸方法により光
ファイバ３を紡糸したところ、波長1.55μｍ帯の光に対
する紡糸した素線の損失は0.195ｄＢ/ｋｍであった。
内にＨeガスを充満させて、同様の紡糸方法により光フ
ァイバ３を紡糸した。Ｈeガスの常温における熱伝達率
は、0.15Ｗ・ｍ-1・Ｋ-1程度である。冷却のための温度
条件は、実施例１と同様である。この紡糸方法により光
ファイバ３を紡糸したところ、波長1.55μｍ帯の光に対
する紡糸した素線の損失は0.195ｄＢ/ｋｍであった。
【００２５】以上のことから、保護管内に充満させる気
体の熱伝達率は、0.05Ｗ・ｍ-1・Ｋ -1以下であることが
望ましい。なお、実施例２に用いる保護管６は、10ｍｍ
以上の内径を有し、かつ光ファイバの温度が軟化点以上
1100℃以下である光ファイバの領域を保護するに足りる
長さを有することが望ましい。これは、保護管６の内径
が10ｍｍ以下であると、接触等による強度低下が心配さ
れるためである。
体の熱伝達率は、0.05Ｗ・ｍ-1・Ｋ -1以下であることが
望ましい。なお、実施例２に用いる保護管６は、10ｍｍ
以上の内径を有し、かつ光ファイバの温度が軟化点以上
1100℃以下である光ファイバの領域を保護するに足りる
長さを有することが望ましい。これは、保護管６の内径
が10ｍｍ以下であると、接触等による強度低下が心配さ
れるためである。
【００２６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
紡糸炉と第２の冷却領域との間に設けられた第１の冷却
領域において光ファイバを予備冷却することにより、紡
糸の線速を緩めることなく波長1.55μｍ帯の光に対する
光ファイバ損失を低下することができる。また、紡糸炉
と冷却装置以外の装置を必要としないことから、特段の
設備投資を必要とせずに低損失光ファイバの紡糸方法を
実現することができる。
紡糸炉と第２の冷却領域との間に設けられた第１の冷却
領域において光ファイバを予備冷却することにより、紡
糸の線速を緩めることなく波長1.55μｍ帯の光に対する
光ファイバ損失を低下することができる。また、紡糸炉
と冷却装置以外の装置を必要としないことから、特段の
設備投資を必要とせずに低損失光ファイバの紡糸方法を
実現することができる。
【図１】本発明の光ファイバ紡糸方法の第１の例に用い
る冷却装置を示す図である。
る冷却装置を示す図である。
【図２】本発明の光ファイバ紡糸方法の第２の例に用い
る冷却装置を示す図である。
る冷却装置を示す図である。
【図３】第２の冷却領域５に光ファイバ３が突入すると
きの温度に対して、波長1.55μｍの光に対する紡糸され
た素線の損失がどのように変化するかを示す図である。
きの温度に対して、波長1.55μｍの光に対する紡糸され
た素線の損失がどのように変化するかを示す図である。
【図４】従来の光ファイバ紡糸方法に用いる紡糸装置を
示す図である。
示す図である。
１…紡糸炉、２…ファイバプリフォーム、３…光ファイ
バ、４…第１の冷却領域、５…第２の冷却領域、６…保
護管
バ、４…第１の冷却領域、５…第２の冷却領域、６…保
護管
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１３年１２月３日（２００１．１２．
３）
３）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１０】第１の冷却領域４と第２の冷却領域５とで
は、その対流熱伝達率が異なっており、第１の冷却領域
４の対流熱伝達率は、第２の冷却領域５の対流熱伝達率
よりも小さく設定されている。具体的には、第２の冷却
領域５の対流熱伝達率が0.3Ｗ・ｍ-2・Ｋ-1以上に設定
されているのに対し、第１の冷却領域４の対流熱伝達率
は0.2Ｗ・ｍ-2・Ｋ-1以下に設定されている。なお、対
流熱伝導率ｈは、輻射を無視すると、以下の式で与えら
れる。
は、その対流熱伝達率が異なっており、第１の冷却領域
４の対流熱伝達率は、第２の冷却領域５の対流熱伝達率
よりも小さく設定されている。具体的には、第２の冷却
領域５の対流熱伝達率が0.3Ｗ・ｍ-2・Ｋ-1以上に設定
されているのに対し、第１の冷却領域４の対流熱伝達率
は0.2Ｗ・ｍ-2・Ｋ-1以下に設定されている。なお、対
流熱伝導率ｈは、輻射を無視すると、以下の式で与えら
れる。
【数１】 従って、対流熱伝導率ｈは、２点での光ファイバ温度を
測定することにより求められる。ここで、Ｌは距離
（ｍ）、Ｖは速度（ｍ／ｓ）、Ｃは比熱（Ｗ・ｓ・
ｍ-1）、Ｔ及びＴ’は絶対温度（Ｋ）、ρは光ファイバ
の比重、ｄは光ファイバ径である。
測定することにより求められる。ここで、Ｌは距離
（ｍ）、Ｖは速度（ｍ／ｓ）、Ｃは比熱（Ｗ・ｓ・
ｍ-1）、Ｔ及びＴ’は絶対温度（Ｋ）、ρは光ファイバ
の比重、ｄは光ファイバ径である。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１６】次に、この例による光ファイバ紡糸方法に
ついて説明する。第１の例と同様に、高温の光ファイバ
３を、対流熱伝達率の小さい第１の冷却領域４で予備冷
却するが、この例においては、熱伝達率が0.05Ｗ・ｍ-1
・Ｋ-1以下である気体又は混合気体で満たされている保
護管６内で予備冷却を行う。次に光ファイバ３を、対流
熱伝達率の大きい第２の冷却領域５で光ファイバ３が室
温になるまで冷却する。この例では、保護管６内に充満
された熱伝達率の小さい気体又は混合気体を用いて冷却
するため、効率のよい予備冷却が可能となる。以下に、
具体例を示す。
ついて説明する。第１の例と同様に、高温の光ファイバ
３を、対流熱伝達率の小さい第１の冷却領域４で予備冷
却するが、この例においては、熱伝達率が0.05Ｗ・ｍ-1
・Ｋ-1以下である気体又は混合気体で満たされている保
護管６内で予備冷却を行う。次に光ファイバ３を、対流
熱伝達率の大きい第２の冷却領域５で光ファイバ３が室
温になるまで冷却する。この例では、保護管６内に充満
された熱伝達率の小さい気体又は混合気体を用いて冷却
するため、効率のよい予備冷却が可能となる。以下に、
具体例を示す。
Claims (5)
- 【請求項１】 紡糸炉で溶融紡糸された光ファイバを冷
却する光ファイバ紡糸方法において、 対流熱伝達率が0.2Ｗ・ｍ-2・Ｋ-1以下である第1の冷却
領域で、該光ファイバの温度が1100℃以下となるまで該
光ファイバを冷却する第１の冷却工程と、 対流熱伝達率が0.3Ｗ・ｍ-2・Ｋ-1以上である第２の冷
却領域で、1100℃以下の温度の該光ファイバを冷却する
第２の冷却工程と、 からなることを特徴とする光ファイバ紡糸方法。 - 【請求項２】 前記第１の冷却工程は、大気で満たされ
た前記第1の冷却領域において、該光ファイバの温度が
軟化点以下となった後0.08秒以上自然冷却する冷却工程
であることを特徴とする請求項１記載の光ファイバ紡糸
方法。 - 【請求項３】 前記第１の冷却領域は、熱伝達率が0.05
Ｗ・ｍ-1・Ｋ-1以下である気体又は混合気体で満たされ
た領域であることを特徴とする請求項１記載の光ファイ
バ紡糸方法。 - 【請求項４】 前記第1の冷却領域には保護管が設けら
れ、該保護管内は熱伝達率が0.05Ｗ・ｍ-1・Ｋ-1以下で
ある気体又は混合気体で満たされていることを特徴とす
る請求項１記載の光ファイバ紡糸方法。 - 【請求項５】 前記保護管は、10ｍｍ以上の内径を有
し、かつ前記光ファイバの温度が軟化点以上1100℃以下
である前記光ファイバの領域を保護するに足りる長さを
有することを特徴とする請求項４記載の光ファイバ紡糸
方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001024921A JP2002234751A (ja) | 2001-01-31 | 2001-01-31 | 光ファイバ紡糸方法 |
| US10/054,474 US20020124600A1 (en) | 2001-01-31 | 2002-01-22 | Drawing method for optical fiber |
| CN02102569A CN1369447A (zh) | 2001-01-31 | 2002-01-29 | 光纤的拉制方法 |
| US10/442,023 US20040031291A1 (en) | 2001-01-31 | 2003-05-20 | Drawing method for optical fiber |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001024921A JP2002234751A (ja) | 2001-01-31 | 2001-01-31 | 光ファイバ紡糸方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002234751A true JP2002234751A (ja) | 2002-08-23 |
Family
ID=18889994
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001024921A Pending JP2002234751A (ja) | 2001-01-31 | 2001-01-31 | 光ファイバ紡糸方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20020124600A1 (ja) |
| JP (1) | JP2002234751A (ja) |
| CN (1) | CN1369447A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011236071A (ja) * | 2010-05-07 | 2011-11-24 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光ファイバの線引方法及び線引装置 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20030205066A1 (en) * | 2002-03-25 | 2003-11-06 | Ghani M. Usman | Method and apparatus for efficient cooling of optical fiber during its manufacture |
| JP4244925B2 (ja) * | 2002-07-10 | 2009-03-25 | 住友電気工業株式会社 | 光ファイバの製造方法 |
| CN104445918A (zh) * | 2014-11-27 | 2015-03-25 | 南京烽火藤仓光通信有限公司 | 降低光纤损耗的方法 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL8402799A (nl) * | 1984-09-13 | 1986-04-01 | Philips Nv | Werkwijze en inrichting voor het vervaardigen van een optische vezel met een kunststofbekleding. |
| IT1184909B (it) * | 1985-03-18 | 1987-10-28 | Cselt Centro Studi Lab Telecom | Procedimento ed apparecchiatura per la riduzione dei difetti di volume e di superficie nelle fibre ottiche in silice |
| FR2624502B1 (fr) * | 1987-12-10 | 1990-03-23 | Comp Generale Electricite | Procede de fabrication de fibre optique a resistance mecanique elevee par etirage sous forte tension |
| GB2287244B (en) * | 1994-03-05 | 1997-07-23 | Northern Telecom Ltd | Filament cooler |
| FR2803288B1 (fr) * | 1999-12-30 | 2002-03-29 | Cit Alcatel | Procede de refroidissement d'une fibre optique en cours de fibrage |
| FR2803287B1 (fr) * | 1999-12-30 | 2002-05-31 | Cit Alcatel | Procede de refroidissement d'une fibre optique en cours de fibrage |
-
2001
- 2001-01-31 JP JP2001024921A patent/JP2002234751A/ja active Pending
-
2002
- 2002-01-22 US US10/054,474 patent/US20020124600A1/en not_active Abandoned
- 2002-01-29 CN CN02102569A patent/CN1369447A/zh active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011236071A (ja) * | 2010-05-07 | 2011-11-24 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光ファイバの線引方法及び線引装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20020124600A1 (en) | 2002-09-12 |
| CN1369447A (zh) | 2002-09-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20030701 |