JP2002249334A - 光ファイバの線引き方法及び線引き炉 - Google Patents
光ファイバの線引き方法及び線引き炉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
- C03B37/029—Furnaces therefor
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- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B2205/00—Fibre drawing or extruding details
- C03B2205/60—Optical fibre draw furnaces
- C03B2205/62—Heating means for drawing
- C03B2205/63—Ohmic resistance heaters, e.g. carbon or graphite resistance heaters
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
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- Materials Engineering (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 クラッドに対する中心コアの比屈折率差が大
きい光ファイバを線引きする場合であっても、格子欠陥
の残留量が十分に低減されており、水素雰囲気下での特
性劣化が十分に抑制された光ファイバを効率よく且つ安
価に得ることを可能とする光ファイバの線引き方法を提
供すること。 【解決手段】 本発明の光ファイバの線引き方法は、炉
心管４、炉体５及びヒータ６を備える線引き炉３を用
い、炉心管４の入口から光ファイバ母材１を挿入して、
所定のガス雰囲気下、ヒータ６により光ファイバ母材１
を加熱軟化させて、炉心管４の出口に向かって所定の引
張張力で線引きする方法であって、光ファイバ母材１及
び線引き炉３として、それぞれ下記式（１）： Ｌ／Ｄ≧８ （１） （Ｌは炉体５の線引き方向の長さを表し、Ｄは光ファイ
バ母材１の直径を表す）で表される条件を満たすものを
用いることを特徴とするものである。
きい光ファイバを線引きする場合であっても、格子欠陥
の残留量が十分に低減されており、水素雰囲気下での特
性劣化が十分に抑制された光ファイバを効率よく且つ安
価に得ることを可能とする光ファイバの線引き方法を提
供すること。 【解決手段】 本発明の光ファイバの線引き方法は、炉
心管４、炉体５及びヒータ６を備える線引き炉３を用
い、炉心管４の入口から光ファイバ母材１を挿入して、
所定のガス雰囲気下、ヒータ６により光ファイバ母材１
を加熱軟化させて、炉心管４の出口に向かって所定の引
張張力で線引きする方法であって、光ファイバ母材１及
び線引き炉３として、それぞれ下記式（１）： Ｌ／Ｄ≧８ （１） （Ｌは炉体５の線引き方向の長さを表し、Ｄは光ファイ
バ母材１の直径を表す）で表される条件を満たすものを
用いることを特徴とするものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバの線引
き方法及び線引き炉に関するものであり、詳しくは、線
引き炉内で光ファイバ母材を加熱軟化させながら線引き
して光ファイバを得る方法、並びにそれに用いる線引き
炉に関するものである。
き方法及び線引き炉に関するものであり、詳しくは、線
引き炉内で光ファイバ母材を加熱軟化させながら線引き
して光ファイバを得る方法、並びにそれに用いる線引き
炉に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】光ファイバは、銅線ケーブルに比べて小
型、軽量、低伝送損失、高帯域伝送等の利点を有してい
ることから、次第に通信路線に取り入れられてきてい
る。
型、軽量、低伝送損失、高帯域伝送等の利点を有してい
ることから、次第に通信路線に取り入れられてきてい
る。
【０００３】従来の光ファイバの製造工程においては、
通常、図４に示すような線引き炉が用いられる。すなわ
ち、光ファイバ母材（プリフォーム）１を線引き炉３の
炉心管４内に挿入し、炉体５内において炉心管４の外周
に配置されたヒータ６により光ファイバ母材１の先端を
加熱軟化させて、キャプスタン（図示せず）等により所
定の張力を加えながら線引きすることによって、所望の
線径を有する光ファイバ２が得られる。
通常、図４に示すような線引き炉が用いられる。すなわ
ち、光ファイバ母材（プリフォーム）１を線引き炉３の
炉心管４内に挿入し、炉体５内において炉心管４の外周
に配置されたヒータ６により光ファイバ母材１の先端を
加熱軟化させて、キャプスタン（図示せず）等により所
定の張力を加えながら線引きすることによって、所望の
線径を有する光ファイバ２が得られる。
【０００４】光ファイバを製造するに際して、様々な製
造方法及び製造装置が提案されている。例えば、特開平
４−１９８０３６号公報には上部にアニール用ヒータを
備える加熱炉、実開昭６１−１４７２３３号公報にはコ
イル状のヒータを備える加熱炉がそれぞれ開示されてい
る。また、特公平６−２６０３号公報には、線引き炉と
コーティングユニットとの間に熱処理炉を備える光ファ
イバ製造装置及びそれを用いる製造方法が開示されてお
り、熱処理炉の温度分布を光ファイバ母材側ほど高温と
することによって光ファイバ中の欠陥を減少できること
が記載されている。さらに、特公平８−９４９０号公報
には、光ファイバ母材の長さと線速との関係が所定の条
件を満たすように線引きする方法が開示されている。
造方法及び製造装置が提案されている。例えば、特開平
４−１９８０３６号公報には上部にアニール用ヒータを
備える加熱炉、実開昭６１−１４７２３３号公報にはコ
イル状のヒータを備える加熱炉がそれぞれ開示されてい
る。また、特公平６−２６０３号公報には、線引き炉と
コーティングユニットとの間に熱処理炉を備える光ファ
イバ製造装置及びそれを用いる製造方法が開示されてお
り、熱処理炉の温度分布を光ファイバ母材側ほど高温と
することによって光ファイバ中の欠陥を減少できること
が記載されている。さらに、特公平８−９４９０号公報
には、光ファイバ母材の長さと線速との関係が所定の条
件を満たすように線引きする方法が開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、分散
補償ファイバ等の、クラッドに対する中心コアの比屈折
率差（Δ＋）が１％を超える光ファイバの需要が高まっ
てきている。光ファイバの比屈折率差を高める手段とし
ては、コア部に酸化ゲルマニウム（ＧｅＯ2）等のゲル
マニウム化合物を添加する方法が挙げられ、このように
して得られる光ファイバのコア部にはケイ素原子（Ｓ
ｉ）とゲルマニウム原子とが酸素原子を介して結合した
骨格が形成される。
補償ファイバ等の、クラッドに対する中心コアの比屈折
率差（Δ＋）が１％を超える光ファイバの需要が高まっ
てきている。光ファイバの比屈折率差を高める手段とし
ては、コア部に酸化ゲルマニウム（ＧｅＯ2）等のゲル
マニウム化合物を添加する方法が挙げられ、このように
して得られる光ファイバのコア部にはケイ素原子（Ｓ
ｉ）とゲルマニウム原子とが酸素原子を介して結合した
骨格が形成される。
【０００６】しかしながら、コア部にゲルマニウム化合
物を高濃度で含有する光ファイバを上記従来の方法によ
り製造すると、その線引き工程においてＳｉ−Ｏ−Ｇｅ
結合の熱解離により非架橋酸素ホールセンター等の欠陥
が発現し、その結果、水素雰囲気下で光ファイバの１．
３８μｍの波長を有する光の伝送損失が増加しないとい
う特性（以下、「水素特性」という）が不十分となる。
この非架橋酸素ホールセンターの発現は光ファイバ母材
を大型化したり高線速化した場合に顕著に見られるもの
であり、中心コアの比屈折率差が大きい光ファイバを効
率よく且つ確実に量産することは非常に困難であった。
物を高濃度で含有する光ファイバを上記従来の方法によ
り製造すると、その線引き工程においてＳｉ−Ｏ−Ｇｅ
結合の熱解離により非架橋酸素ホールセンター等の欠陥
が発現し、その結果、水素雰囲気下で光ファイバの１．
３８μｍの波長を有する光の伝送損失が増加しないとい
う特性（以下、「水素特性」という）が不十分となる。
この非架橋酸素ホールセンターの発現は光ファイバ母材
を大型化したり高線速化した場合に顕著に見られるもの
であり、中心コアの比屈折率差が大きい光ファイバを効
率よく且つ確実に量産することは非常に困難であった。
【０００７】例えば、上記の特開平４−１９８０３６号
公報、実開昭６１−１４７２３３号公報、特公平８−９
４９０号公報等に記載されている加熱炉を用いた場合で
あっても、線引きされた光ファイバ内におけるＳｉ−Ｏ
−Ｇｅ結合の熱解離を防止することはできず、得られる
光ファイバは水素特性の点で実用に供し得るものではな
かった。また、特公平６−２６０３号公報に記載されて
いる方法によれば、光ファイバ内に残留する欠陥は減少
するが、十分に高い水素特性を有する光ファイバを得る
ためには、熱処理炉内における光ファイバの滞在時間や
熱処理炉の線引き方向の長さを非常に長くする必要があ
り、生産効率の点で未だ十分なものではなかった。
公報、実開昭６１−１４７２３３号公報、特公平８−９
４９０号公報等に記載されている加熱炉を用いた場合で
あっても、線引きされた光ファイバ内におけるＳｉ−Ｏ
−Ｇｅ結合の熱解離を防止することはできず、得られる
光ファイバは水素特性の点で実用に供し得るものではな
かった。また、特公平６−２６０３号公報に記載されて
いる方法によれば、光ファイバ内に残留する欠陥は減少
するが、十分に高い水素特性を有する光ファイバを得る
ためには、熱処理炉内における光ファイバの滞在時間や
熱処理炉の線引き方向の長さを非常に長くする必要があ
り、生産効率の点で未だ十分なものではなかった。
【０００８】本発明は、上記従来技術の有する課題に鑑
みてなされたものであり、クラッドに対する中心コアの
比屈折率差が大きい光ファイバを線引きする場合であっ
ても、水素分子に対して反応活性を示す種の格子欠陥の
残留量が十分に低減されており、水素雰囲気下での特性
劣化が十分に抑制された光ファイバを効率よく且つ安価
に得ることを可能とする光ファイバの線引き方法を提供
することを目的とする。
みてなされたものであり、クラッドに対する中心コアの
比屈折率差が大きい光ファイバを線引きする場合であっ
ても、水素分子に対して反応活性を示す種の格子欠陥の
残留量が十分に低減されており、水素雰囲気下での特性
劣化が十分に抑制された光ファイバを効率よく且つ安価
に得ることを可能とする光ファイバの線引き方法を提供
することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、線引き炉内で光フ
ァイバ母材を加熱軟化させて光ファイバを線引きするに
際し、線引き炉及び光ファイバ母材としてそれぞれ特定
の条件を満たすものを用いた場合に上記課題が解決され
ることを見出し、本発明を完成させるに至った。
を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、線引き炉内で光フ
ァイバ母材を加熱軟化させて光ファイバを線引きするに
際し、線引き炉及び光ファイバ母材としてそれぞれ特定
の条件を満たすものを用いた場合に上記課題が解決され
ることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【００１０】すなわち、本発明の光ファイバの線引き方
法は、光ファイバ母材を挿入するための炉心管と、前記
炉心管を包囲する炉体と、前記炉体内において前記炉心
管の外周に配置されたヒータとを備える線引き炉を用
い、前記炉心管の入口から前記光ファイバ母材を挿入し
て、所定のガス雰囲気下、前記ヒータにより前記光ファ
イバ母材を加熱軟化させて、前記炉心管の出口に向かっ
て所定の引張張力で線引きする方法であって、前記光フ
ァイバ母材及び前記線引き炉として、それぞれ下記式
（１）： Ｌ／Ｄ≧８ （１） （式（１）中、Ｌは炉体の線引き方向の長さ［ｍｍ］を
表し、Ｄは光ファイバ母材の直径［ｍｍ］を表す）で表
される条件を満たすものを用いることを特徴とするもの
である。
法は、光ファイバ母材を挿入するための炉心管と、前記
炉心管を包囲する炉体と、前記炉体内において前記炉心
管の外周に配置されたヒータとを備える線引き炉を用
い、前記炉心管の入口から前記光ファイバ母材を挿入し
て、所定のガス雰囲気下、前記ヒータにより前記光ファ
イバ母材を加熱軟化させて、前記炉心管の出口に向かっ
て所定の引張張力で線引きする方法であって、前記光フ
ァイバ母材及び前記線引き炉として、それぞれ下記式
（１）： Ｌ／Ｄ≧８ （１） （式（１）中、Ｌは炉体の線引き方向の長さ［ｍｍ］を
表し、Ｄは光ファイバ母材の直径［ｍｍ］を表す）で表
される条件を満たすものを用いることを特徴とするもの
である。
【００１１】また、本発明の線引き炉は、光ファイバ母
材を挿入するための炉心管と、前記炉心管を包囲する炉
体と、前記炉体内において前記炉心管の外周に配置され
たヒータとを備える線引き炉であって、前記炉心管の内
径と前記炉体の線引き方向の長さとが下記式（３）： Ｌ／Ｄ’≧４ （３） （式（３）中、Ｌは炉体の線引き方向の長さ［ｍｍ］を
表し、Ｄ’は炉心管の内径［ｍｍ］を表す）で表される
条件を満たし、下記式（１）： Ｌ／Ｄ≧８ （１） （式（１）中、Ｌは炉体の線引き方向の長さ［ｍｍ］を
表し、Ｄは光ファイバ母材の直径［ｍｍ］を表す）で表
される条件を満たす光ファイバ母材の線引きが可能であ
ることを特徴とするものである。
材を挿入するための炉心管と、前記炉心管を包囲する炉
体と、前記炉体内において前記炉心管の外周に配置され
たヒータとを備える線引き炉であって、前記炉心管の内
径と前記炉体の線引き方向の長さとが下記式（３）： Ｌ／Ｄ’≧４ （３） （式（３）中、Ｌは炉体の線引き方向の長さ［ｍｍ］を
表し、Ｄ’は炉心管の内径［ｍｍ］を表す）で表される
条件を満たし、下記式（１）： Ｌ／Ｄ≧８ （１） （式（１）中、Ｌは炉体の線引き方向の長さ［ｍｍ］を
表し、Ｄは光ファイバ母材の直径［ｍｍ］を表す）で表
される条件を満たす光ファイバ母材の線引きが可能であ
ることを特徴とするものである。
【００１２】本発明の光ファイバの線引き方法において
は、光ファイバ母材及び線引き炉としてそれぞれ上記式
（１）で表される条件を満たすものを用いることによっ
て、光ファイバ母材のネックダウンの最高温度が十分に
低下するのでＳｉ−Ｏ−Ｇｅ結合等の熱解離を十分に抑
制することができ、さらには、Ｓｉ−Ｏ−Ｇｅの熱解離
が生じた場合であっても、ネックダウン下部（通常、１
６００〜１９００℃）におけるガラス冷却速度が十分に
低減されるので熱解離したＳｉ−Ｏ−Ｇｅ結合等の再結
合を十分に促進することができる。したがって、本発明
の線引き方法によって、水素分子に対して反応活性を示
す種の欠陥の残留量を十分に低減することができ、水素
雰囲気下での特性劣化が十分に抑制された光ファイバを
効率よく且つ確実に得ることが可能となる。
は、光ファイバ母材及び線引き炉としてそれぞれ上記式
（１）で表される条件を満たすものを用いることによっ
て、光ファイバ母材のネックダウンの最高温度が十分に
低下するのでＳｉ−Ｏ−Ｇｅ結合等の熱解離を十分に抑
制することができ、さらには、Ｓｉ−Ｏ−Ｇｅの熱解離
が生じた場合であっても、ネックダウン下部（通常、１
６００〜１９００℃）におけるガラス冷却速度が十分に
低減されるので熱解離したＳｉ−Ｏ−Ｇｅ結合等の再結
合を十分に促進することができる。したがって、本発明
の線引き方法によって、水素分子に対して反応活性を示
す種の欠陥の残留量を十分に低減することができ、水素
雰囲気下での特性劣化が十分に抑制された光ファイバを
効率よく且つ確実に得ることが可能となる。
【００１３】本発明において、前記ガスがヘリウムであ
る場合、前記光ファイバ母材及び前記線引き炉としてそ
れぞれ下記式（２）： Ｌ／Ｄ≧９ （２） ［式（２）中、Ｌは炉体の線引き方向の長さ［ｍｍ］を
表し、Ｄは光ファイバ母材の直径［ｍｍ］を表す］で表
される条件を満たすものを用いることが好ましい。
る場合、前記光ファイバ母材及び前記線引き炉としてそ
れぞれ下記式（２）： Ｌ／Ｄ≧９ （２） ［式（２）中、Ｌは炉体の線引き方向の長さ［ｍｍ］を
表し、Ｄは光ファイバ母材の直径［ｍｍ］を表す］で表
される条件を満たすものを用いることが好ましい。
【００１４】また、本発明は、前記光ファイバ母材とし
て、クラッドに対する中心コアの比屈折率差が１％以上
であるものを用いる場合に特に優れた効果を発揮するも
のである。
て、クラッドに対する中心コアの比屈折率差が１％以上
であるものを用いる場合に特に優れた効果を発揮するも
のである。
【００１５】さらに、本発明においては、前記引張張力
が８ＭＰａ以上であることが好ましい。
が８ＭＰａ以上であることが好ましい。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、場合により図面を参照しつ
つ、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
なお、図面中、同一又は相当部分には同一符号を付する
こととする。
つ、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
なお、図面中、同一又は相当部分には同一符号を付する
こととする。
【００１７】図１は本発明の線引き炉の好適な一実施形
態を示す概略構成図である。図１において、線引き炉３
は、光ファイバ母材１を挿入するための炉心管４、炉心
管４を包囲する炉体５、並びに炉体５内において炉心管
４の外周に配置した１個のヒータ６を備えている。ヒー
タ６は制御手段（図示せず）と電気的に接続されてお
り、ヒータ６の発熱量を制御することが可能となってい
る。また、炉心管４と炉体５との間の空隙には断熱材８
が充填されている。
態を示す概略構成図である。図１において、線引き炉３
は、光ファイバ母材１を挿入するための炉心管４、炉心
管４を包囲する炉体５、並びに炉体５内において炉心管
４の外周に配置した１個のヒータ６を備えている。ヒー
タ６は制御手段（図示せず）と電気的に接続されてお
り、ヒータ６の発熱量を制御することが可能となってい
る。また、炉心管４と炉体５との間の空隙には断熱材８
が充填されている。
【００１８】また、線引き炉３内は、窒素（Ｎ2）、ヘ
リウム（Ｈｅ）、アルゴン（Ａｒ）等の不活性ガス雰囲
気に保たれており、これらの不活性ガスは線引き炉３の
入口から出口に向かって流される。
リウム（Ｈｅ）、アルゴン（Ａｒ）等の不活性ガス雰囲
気に保たれており、これらの不活性ガスは線引き炉３の
入口から出口に向かって流される。
【００１９】上記の構成を有する線引き炉３を用いた光
ファイバの線引き工程においては、炉心管４に挿入され
た光ファイバ母材１をヒータ６によって加熱軟化させ
て、引張張力を加えながら線引きすることによって、所
望の線径を有する光ファイバ２が得られる。このように
して得られる光ファイバ２は、通常、その外周面に樹脂
が被覆されて光ファイバ素線として巻き取られる。
ファイバの線引き工程においては、炉心管４に挿入され
た光ファイバ母材１をヒータ６によって加熱軟化させ
て、引張張力を加えながら線引きすることによって、所
望の線径を有する光ファイバ２が得られる。このように
して得られる光ファイバ２は、通常、その外周面に樹脂
が被覆されて光ファイバ素線として巻き取られる。
【００２０】本発明において用いられる光ファイバ母材
１及び線引き炉３は、それぞれ下記式（１）： Ｌ／Ｄ≧８ （１） （式（１）中、Ｌは炉体の線引き方向の長さ［ｍｍ］を
表し、Ｄは光ファイバ母材の直径［ｍｍ］を表す）で表
される条件を満たすものである。上記式（１）中のＬ／
Ｄが８未満であると、ネックダウン７においてＳｉ−Ｏ
−Ｇｅ結合等の熱解離が起こりやすく、さらには、熱解
離したＳ−Ｏ−Ｇｅ結合等をネックダウン７の下部（通
常１６００〜１９００℃）において再結合させることが
困難となり、得られる光ファイバの水素特性が不十分と
なる。また、Ｌ／Ｄの増加に伴い得られる光ファイバの
水素特性は向上する傾向にあるが、Ｌ／Ｄは２０以下で
あることが好ましい。例えばＬが過剰に大きくＬ／Ｄが
前記上限値を超える場合には、線引き炉の大型化のため
にコストが過剰に高くなる傾向にあり、また、Ｄが過剰
に小さくＬ／Ｄが前記上限値を超える場合には光ファイ
バ母材が小さくなって生産効率が低下する傾向にある。
１及び線引き炉３は、それぞれ下記式（１）： Ｌ／Ｄ≧８ （１） （式（１）中、Ｌは炉体の線引き方向の長さ［ｍｍ］を
表し、Ｄは光ファイバ母材の直径［ｍｍ］を表す）で表
される条件を満たすものである。上記式（１）中のＬ／
Ｄが８未満であると、ネックダウン７においてＳｉ−Ｏ
−Ｇｅ結合等の熱解離が起こりやすく、さらには、熱解
離したＳ−Ｏ−Ｇｅ結合等をネックダウン７の下部（通
常１６００〜１９００℃）において再結合させることが
困難となり、得られる光ファイバの水素特性が不十分と
なる。また、Ｌ／Ｄの増加に伴い得られる光ファイバの
水素特性は向上する傾向にあるが、Ｌ／Ｄは２０以下で
あることが好ましい。例えばＬが過剰に大きくＬ／Ｄが
前記上限値を超える場合には、線引き炉の大型化のため
にコストが過剰に高くなる傾向にあり、また、Ｄが過剰
に小さくＬ／Ｄが前記上限値を超える場合には光ファイ
バ母材が小さくなって生産効率が低下する傾向にある。
【００２１】ヘリウム雰囲気中で光ファイバの線引きを
行う場合には、光ファイバ母材１及び線引き炉３として
それぞれ下記式（２）： Ｌ／Ｄ≧９ （２） ［式（２）中、Ｌは炉体の線引き方向の長さ［ｍｍ］を
表し、Ｄは光ファイバ母材の直径［ｍｍ］を表す］で表
される条件を満たすものを用いることが好ましい。例え
ば窒素雰囲気中で光ファイバの線引きを行う場合に比べ
てガラス冷却速度が大きくなるため、Ｌ／Ｄが９未満の
場合り、光ファイバ内に欠陥が残留して水素特性が低下
する傾向にある。
行う場合には、光ファイバ母材１及び線引き炉３として
それぞれ下記式（２）： Ｌ／Ｄ≧９ （２） ［式（２）中、Ｌは炉体の線引き方向の長さ［ｍｍ］を
表し、Ｄは光ファイバ母材の直径［ｍｍ］を表す］で表
される条件を満たすものを用いることが好ましい。例え
ば窒素雰囲気中で光ファイバの線引きを行う場合に比べ
てガラス冷却速度が大きくなるため、Ｌ／Ｄが９未満の
場合り、光ファイバ内に欠陥が残留して水素特性が低下
する傾向にある。
【００２２】線引き炉３が備える炉心管４には、上記式
（１）で表される条件を満たす光ファイバ母材１が挿入
される。ここで、炉心管４は、下記式（３）： Ｌ／Ｄ’≧４ （３） （式（３）中、Ｌは炉体の線引き方向の長さを表し、
Ｄ’は炉心管の内径を表す）で表される条件を満たすこ
とが必要であり、Ｌ／Ｄ’≧７．５であることが好まし
い。Ｌ／Ｄ’が前記下限値未満であると母材径に対して
必要以上に太い炉体が必要となり、他方、水素雰囲気下
での特性劣化を抑制する上でＬ／Ｄ’の上限値は特に制
限されないが、Ｌ／Ｄ’が過剰に大きくなると必要以上
に長い炉体が必要となり、いずれの場合も設備費等の増
加につながり好ましくない。実用上、Ｌ／Ｄ’は１０程
度であることが好ましい。
（１）で表される条件を満たす光ファイバ母材１が挿入
される。ここで、炉心管４は、下記式（３）： Ｌ／Ｄ’≧４ （３） （式（３）中、Ｌは炉体の線引き方向の長さを表し、
Ｄ’は炉心管の内径を表す）で表される条件を満たすこ
とが必要であり、Ｌ／Ｄ’≧７．５であることが好まし
い。Ｌ／Ｄ’が前記下限値未満であると母材径に対して
必要以上に太い炉体が必要となり、他方、水素雰囲気下
での特性劣化を抑制する上でＬ／Ｄ’の上限値は特に制
限されないが、Ｌ／Ｄ’が過剰に大きくなると必要以上
に長い炉体が必要となり、いずれの場合も設備費等の増
加につながり好ましくない。実用上、Ｌ／Ｄ’は１０程
度であることが好ましい。
【００２３】また、線引き炉３が備えるヒータ６は、光
ファイバ母材１を加熱軟化させることが可能な限り特に
制限されないが、ヒータ６は下記式（４）： ０．２≦Ｈ／Ｌ≦０．８ （４） （式（４）中、Ｈはヒータ発熱長の線引き方向の長さ
［ｍｍ］を表し、Ｌは炉体の線引き方向の長さ［ｍｍ］
を表す）で表される条件を満たすものであることが好ま
しい。Ｈ／Ｌが前記下限値未満であると、線引き方向に
おける加熱領域（ヒートゾーン）が過剰に短くなり、安
定的に線引きすることが困難となる傾向にある。他方、
Ｈ／Ｌが前記上限値を超えると、ネックダウン下部にお
ける線引き方向の温度変化が大きくなってＳｉ−Ｏ−Ｇ
ｅ結合の熱解離により生じた欠陥が再結合しにくくな
り、得られる光ファイバの水素特性が低下する傾向にあ
る。
ファイバ母材１を加熱軟化させることが可能な限り特に
制限されないが、ヒータ６は下記式（４）： ０．２≦Ｈ／Ｌ≦０．８ （４） （式（４）中、Ｈはヒータ発熱長の線引き方向の長さ
［ｍｍ］を表し、Ｌは炉体の線引き方向の長さ［ｍｍ］
を表す）で表される条件を満たすものであることが好ま
しい。Ｈ／Ｌが前記下限値未満であると、線引き方向に
おける加熱領域（ヒートゾーン）が過剰に短くなり、安
定的に線引きすることが困難となる傾向にある。他方、
Ｈ／Ｌが前記上限値を超えると、ネックダウン下部にお
ける線引き方向の温度変化が大きくなってＳｉ−Ｏ−Ｇ
ｅ結合の熱解離により生じた欠陥が再結合しにくくな
り、得られる光ファイバの水素特性が低下する傾向にあ
る。
【００２４】本発明の製造方法において、線引き炉３内
の温度は、光ファイバ母材１を加熱軟化させて線引きす
ることが可能である限り特に制限されないが、炉中心に
おいて好ましくは１７００〜２３００℃である。線引き
炉内の温度が前記下限値未満であると光ファイバ母材を
軟化させることが困難となり、他方、当該温度が前記上
限値を超えると光ファイバ母材が過剰に軟化してしま
い、いずれの場合も所望の線径を有する光ファイバを効
率よく且つ確実に得ることが困難となる傾向にある。
の温度は、光ファイバ母材１を加熱軟化させて線引きす
ることが可能である限り特に制限されないが、炉中心に
おいて好ましくは１７００〜２３００℃である。線引き
炉内の温度が前記下限値未満であると光ファイバ母材を
軟化させることが困難となり、他方、当該温度が前記上
限値を超えると光ファイバ母材が過剰に軟化してしま
い、いずれの場合も所望の線径を有する光ファイバを効
率よく且つ確実に得ることが困難となる傾向にある。
【００２５】また、光ファイバを線引きする際に光ファ
イバに加えられる引張張力は、中心コア部のゲルマニウ
ム添加量等の母材構造、光ファイバ母材の直径、目的と
する光ファイバの線径や線引き速度（線速）等に応じて
適宜選択されるものであるが、好ましくは８０ＭＰａで
あり、より好ましくは９０〜４００ＭＰａである。引張
張力が前記下限値未満であると、得られる光ファイバの
水素特性が低下する傾向にあり、他方、前記上限値を超
えるとネックダウン下部においてガラス溶融状態が不安
定となり、安定に線引きすることが困難となる傾向にあ
る。
イバに加えられる引張張力は、中心コア部のゲルマニウ
ム添加量等の母材構造、光ファイバ母材の直径、目的と
する光ファイバの線径や線引き速度（線速）等に応じて
適宜選択されるものであるが、好ましくは８０ＭＰａで
あり、より好ましくは９０〜４００ＭＰａである。引張
張力が前記下限値未満であると、得られる光ファイバの
水素特性が低下する傾向にあり、他方、前記上限値を超
えるとネックダウン下部においてガラス溶融状態が不安
定となり、安定に線引きすることが困難となる傾向にあ
る。
【００２６】さらに、光ファイバの線引き速度（線速）
は、光ファイバ母材１の直径や、目的とする光ファイバ
の線径に応じて適宜選択されるが、好ましくは２００〜
８００ｍ／ｍｉｎである。
は、光ファイバ母材１の直径や、目的とする光ファイバ
の線径に応じて適宜選択されるが、好ましくは２００〜
８００ｍ／ｍｉｎである。
【００２７】本発明の光ファイバの線引き方法は、シン
グルモード光ファイバ、マルチモード光ファイバのいず
れにも適用することができる。中でも、コア部にゲルマ
ニウム化合物を含有する光ファイバのように、クラッド
に対する中心コアの比屈折率差が１％を越える石英系光
ファイバを製造する際には、従来の方法では達成が非常
に困難であった。十分に高い生産性と十分に高い水素特
性とを両立することが可能となる点で、本発明の光ファ
イバの製造方法は非常に有用である。
グルモード光ファイバ、マルチモード光ファイバのいず
れにも適用することができる。中でも、コア部にゲルマ
ニウム化合物を含有する光ファイバのように、クラッド
に対する中心コアの比屈折率差が１％を越える石英系光
ファイバを製造する際には、従来の方法では達成が非常
に困難であった。十分に高い生産性と十分に高い水素特
性とを両立することが可能となる点で、本発明の光ファ
イバの製造方法は非常に有用である。
【００２８】
【実施例】以下、実施例及び比較例に基づいて本発明を
さらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に何
ら限定されるものではない。
さらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に何
ら限定されるものではない。
【００２９】なお、以下の実施例及び比較例で用いた光
ファイバ母材は、いずれもコアに酸化ゲルマニウム、第
一クラッドにフッ素が添加されており且つコア、第一ク
ラッド及び第二クラッドにおける屈折率が図２に示す分
布を有するものである。
ファイバ母材は、いずれもコアに酸化ゲルマニウム、第
一クラッドにフッ素が添加されており且つコア、第一ク
ラッド及び第二クラッドにおける屈折率が図２に示す分
布を有するものである。
【００３０】実施例１ 図１に示す構成を有しており、炉心管の内径（Ｄ’）が
４５ｍｍ、炉体の線引き方向の長さ（Ｌ）が３５０ｍ
ｍ、ヒータの線引き方向の長さ（Ｈ）が１５０ｍｍであ
る線引き炉の炉心管に、直径３５ｍｍの光ファイバ母材
を挿入し、窒素雰囲気下、ヒータの温度を１９５０℃に
設定して光ファイバ母材を加熱軟化させながら、線速３
００ｍ／ｍｉｎ、引張張力２００ｇで線引きして線径１
２５μｍの光ファイバを得た。
４５ｍｍ、炉体の線引き方向の長さ（Ｌ）が３５０ｍ
ｍ、ヒータの線引き方向の長さ（Ｈ）が１５０ｍｍであ
る線引き炉の炉心管に、直径３５ｍｍの光ファイバ母材
を挿入し、窒素雰囲気下、ヒータの温度を１９５０℃に
設定して光ファイバ母材を加熱軟化させながら、線速３
００ｍ／ｍｉｎ、引張張力２００ｇで線引きして線径１
２５μｍの光ファイバを得た。
【００３１】実施例２〜１１及び比較例１〜７ 実施例２〜１１及び比較例１〜７においては、それぞれ
表１に示す直径を有する光ファイバ母材を用いたこと、
図１に示す構成を有しており且つ炉心管の内径
（Ｄ’）、炉体の線引き方向の長さ（Ｌ）、ヒータ発熱
長の線引き方向の長さ（Ｈ）が表１に示す寸法である線
引き炉を用いたこと、並びに線引きの際の炉内雰囲気を
表１に示す通りとしたこと以外は実施例１と同様にし
て、線径１２５μｍの光ファイバを得た。
表１に示す直径を有する光ファイバ母材を用いたこと、
図１に示す構成を有しており且つ炉心管の内径
（Ｄ’）、炉体の線引き方向の長さ（Ｌ）、ヒータ発熱
長の線引き方向の長さ（Ｈ）が表１に示す寸法である線
引き炉を用いたこと、並びに線引きの際の炉内雰囲気を
表１に示す通りとしたこと以外は実施例１と同様にし
て、線径１２５μｍの光ファイバを得た。
【００３２】（水素特性評価試験）実施例１〜３及び比
較例１において得られた光ファイバを、１容量％の水素
と９９容量％の窒素との混合ガス雰囲気中、２０℃で４
日間放置した前後における、波長１．３８μｍの伝送損
失の変化量（Δ１．３８[ｄＢ／ｋｍ]）を測定した。得
られた結果を表１に示す。
較例１において得られた光ファイバを、１容量％の水素
と９９容量％の窒素との混合ガス雰囲気中、２０℃で４
日間放置した前後における、波長１．３８μｍの伝送損
失の変化量（Δ１．３８[ｄＢ／ｋｍ]）を測定した。得
られた結果を表１に示す。
【００３３】また、Ｈ／Ｌが異なる線引き炉を用いた実
施例３、４、５、６の結果に基づく、水素処理前後にお
る波長１．３８μｍの伝送損失の変化量とＨ／Ｌとの相
関を図３に示す。
施例３、４、５、６の結果に基づく、水素処理前後にお
る波長１．３８μｍの伝送損失の変化量とＨ／Ｌとの相
関を図３に示す。
【００３４】
【表１】
【００３５】表１に示す結果からも明らかなように、実
施例１〜１１において得られた光ファイバはいずれも水
素雰囲気下での伝送損失の増大が十分に抑制されてお
り、本発明にかかる実施例１〜１１の方法により十分に
高い水素特性を有する光ファイバが得られることが確認
された。また、図３に示す通り、Ｈ／Ｄの異なる線引き
炉を用いた実施例３、４、５、６の光ファイバにおいて
は、水素特性に大きな違いは見られず、いずれも十分に
高い水素特性を示した。
施例１〜１１において得られた光ファイバはいずれも水
素雰囲気下での伝送損失の増大が十分に抑制されてお
り、本発明にかかる実施例１〜１１の方法により十分に
高い水素特性を有する光ファイバが得られることが確認
された。また、図３に示す通り、Ｈ／Ｄの異なる線引き
炉を用いた実施例３、４、５、６の光ファイバにおいて
は、水素特性に大きな違いは見られず、いずれも十分に
高い水素特性を示した。
【００３６】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明の光ファイバ
の線引き方法によれば、水素分子に対して反応活性を示
す種の格子欠陥の残留量が十分に低減されており、水素
雰囲気下での特性劣化が十分に抑制された光ファイバを
効率よく且つ安価に得ることが可能となる。従って、中
心コアの比屈折率差が大きい光ファイバを線引きする上
で、本発明は特に有用である。
の線引き方法によれば、水素分子に対して反応活性を示
す種の格子欠陥の残留量が十分に低減されており、水素
雰囲気下での特性劣化が十分に抑制された光ファイバを
効率よく且つ安価に得ることが可能となる。従って、中
心コアの比屈折率差が大きい光ファイバを線引きする上
で、本発明は特に有用である。
【図１】本発明の光ファイバの線引き炉の好適な一実施
形態を示す概略構成図である。
形態を示す概略構成図である。
【図２】実施例で用いた光ファイバ母材の屈折率分布を
示す説明図である。
示す説明図である。
【図３】実施例で得られた、波長１．３８μｍの光の損
失量とＨ／Ｌとの相関を示すグラフである。
失量とＨ／Ｌとの相関を示すグラフである。
【図４】従来の光ファイバの線引き炉の一例を示す概略
構成図である。
構成図である。
１…光ファイバ母材、２…光ファイバ、３…線引き炉、
４…炉心管、５…炉体、６…ヒータ、７…ネックダウ
ン、８…断熱材。
４…炉心管、５…炉体、６…ヒータ、７…ネックダウ
ン、８…断熱材。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 土屋 一郎 神奈川県横浜市栄区田谷町１番地 住友電 気工業株式会社横浜製作所内 (72)発明者 大西 正志 神奈川県横浜市栄区田谷町１番地 住友電 気工業株式会社横浜製作所内 Ｆターム(参考） 4G021 HA02 HA04 HA05
Claims (5)
- 【請求項１】 光ファイバ母材を挿入するための炉心管
と、前記炉心管を包囲する炉体と、前記炉体内において
前記炉心管の外周に配置されたヒータとを備える線引き
炉を用い、前記炉心管の入口から前記光ファイバ母材を
挿入して、所定のガス雰囲気下、前記ヒータにより前記
光ファイバ母材を加熱軟化させて、前記炉心管の出口に
向かって所定の引張張力で線引きする方法であって、 前記光ファイバ母材及び前記線引き炉として、それぞれ
下記式（１）： Ｌ／Ｄ≧８ （１） （式（１）中、Ｌは炉体の線引き方向の長さ［ｍｍ］を
表し、Ｄは光ファイバ母材の直径［ｍｍ］を表す）で表
される条件を満たすものを用いることを特徴とする光フ
ァイバの線引き方法。 - 【請求項２】 前記ガスがヘリウムであり、前記光ファ
イバ母材及び前記線引き炉としてそれぞれ下記式
（２）： Ｌ／Ｄ≧９ （２） ［式（２）中、Ｌは炉体の線引き方向の長さ［ｍｍ］を
表し、Ｄは光ファイバ母材の直径［ｍｍ］を表す］で表
される条件を満たすものを用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方法。 - 【請求項３】 前記光ファイバ母材として、クラッドに
対する中心コアの比屈折率差が１％以上であるものを用
いることを特徴とする、請求項１又は２に記載の光ファ
イバの線引き方法。 - 【請求項４】 前記引張張力が８０ＭＰａ以上であるこ
とを特徴とする、請求項１〜３のうちのいずれか一項に
記載の光ファイバの線引き方法。 - 【請求項５】 光ファイバ母材を挿入するための炉心管
と、前記炉心管を包囲する炉体と、前記炉体内において
前記炉心管の外周に配置されたヒータとを備える線引き
炉であって、 前記炉心管の内径と前記炉体の線引き方向の長さとが下
記式（３）： Ｌ／Ｄ’≧４ （３） （式（３）中、Ｌは炉体の線引き方向の長さ［ｍｍ］を
表し、Ｄ’は炉心管の内径［ｍｍ］を表す）で表される
条件を満たし、下記式（１）： Ｌ／Ｄ≧８ （１） （式（１）中、Ｌは炉体の線引き方向の長さ［ｍｍ］を
表し、Ｄは光ファイバ母材の直径［ｍｍ］を表す）で表
される条件を満たす光ファイバ母材の線引きが可能であ
ることを特徴とする線引き炉。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001045414A JP4423794B2 (ja) | 2001-02-21 | 2001-02-21 | 光ファイバの線引き方法 |
| US10/078,269 US6907757B2 (en) | 2001-02-21 | 2002-02-20 | Drawing method of optical fiber and drawing furnace |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001045414A JP4423794B2 (ja) | 2001-02-21 | 2001-02-21 | 光ファイバの線引き方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002249334A true JP2002249334A (ja) | 2002-09-06 |
| JP4423794B2 JP4423794B2 (ja) | 2010-03-03 |
Family
ID=18907211
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001045414A Expired - Fee Related JP4423794B2 (ja) | 2001-02-21 | 2001-02-21 | 光ファイバの線引き方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6907757B2 (ja) |
| JP (1) | JP4423794B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100956486B1 (ko) | 2008-02-14 | 2010-05-07 | 엘에스전선 주식회사 | 형상계수를 이용한 광섬유 인선로 |
| JP2011505320A (ja) * | 2007-11-29 | 2011-02-24 | コーニング インコーポレイテッド | 延長された照射装置および非直線経路によるファイバの硬化 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4178982B2 (ja) * | 2003-02-12 | 2008-11-12 | 住友電気工業株式会社 | 光ファイバ製造方法 |
| DE102005028219B3 (de) * | 2005-05-16 | 2006-10-12 | Heraeus Tenevo Gmbh | Verfahren zur Herstellung eines Rohres aus Quarzglas durch Elongieren eines Quarzglas-Hohlzylinders |
| JP5255306B2 (ja) * | 2008-03-27 | 2013-08-07 | 古河電気工業株式会社 | 光ファイバの線引方法 |
| JP5455528B2 (ja) | 2009-09-29 | 2014-03-26 | 三菱重工業株式会社 | 燃焼制御装置 |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4101300A (en) * | 1975-11-27 | 1978-07-18 | Hitachi, Ltd. | Method and apparatus for drawing optical fiber |
| US4400190A (en) * | 1981-09-28 | 1983-08-23 | Gte Laboratories Incorporated | Graphite element for use in a furnace for drawing optical fiber |
| JPS61147233A (ja) | 1984-12-20 | 1986-07-04 | Fujitsu Ltd | 偏光板のラミネ−ト方法 |
| US5059229A (en) * | 1990-09-24 | 1991-10-22 | Corning Incorporated | Method for producing optical fiber in a hydrogen atmosphere to prevent attenuation |
| JPH04198036A (ja) | 1990-11-29 | 1992-07-17 | Fujikura Ltd | 光ファイバの線引用加熱炉 |
| JP2834370B2 (ja) | 1992-06-17 | 1998-12-09 | 三菱電機株式会社 | 内燃機関制御装置 |
| KR0165004B1 (ko) * | 1993-07-13 | 1999-01-15 | . | 광섬유 인발로 및 인발 방법 |
| JP3385725B2 (ja) | 1994-06-21 | 2003-03-10 | ソニー株式会社 | 映像を伴うオーディオ再生装置 |
| EP0846665B1 (en) * | 1996-12-09 | 2010-09-08 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Process and apparatus for manufacturing a glass preform for optical fibres by drawing a preform |
| JP3017491B1 (ja) * | 1999-02-10 | 2000-03-06 | 信越化学工業株式会社 | 光ファイバ―用ガラス母材延伸装置 |
| JP2002234750A (ja) * | 2001-02-01 | 2002-08-23 | Shinetsu Quartz Prod Co Ltd | 光ファイバ用石英ガラス母材の製造方法 |
-
2001
- 2001-02-21 JP JP2001045414A patent/JP4423794B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2002
- 2002-02-20 US US10/078,269 patent/US6907757B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011505320A (ja) * | 2007-11-29 | 2011-02-24 | コーニング インコーポレイテッド | 延長された照射装置および非直線経路によるファイバの硬化 |
| KR100956486B1 (ko) | 2008-02-14 | 2010-05-07 | 엘에스전선 주식회사 | 형상계수를 이용한 광섬유 인선로 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20020174692A1 (en) | 2002-11-28 |
| US6907757B2 (en) | 2005-06-21 |
| JP4423794B2 (ja) | 2010-03-03 |
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