JP2004277271A

JP2004277271A - 光ファイバの製造方法および製造装置

Info

Publication number: JP2004277271A
Application number: JP2003074972A
Authority: JP
Inventors: Toshiaki Tateishi; 俊章立石; Fumio Takahashi; 文雄高橋
Original assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Current assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Priority date: 2003-03-19
Filing date: 2003-03-19
Publication date: 2004-10-07

Abstract

【課題】光ファイバに効率よくねじりを与えることが可能となり、ＰＭＤが小さい光ファイバを得ることができる光ファイバの製造方法および製造装置を提供する。
【解決手段】光ファイバ母材を溶融紡糸して得た光ファイバに樹脂を被覆して光ファイバ素線とし、続いて該光ファイバ素線を、該光ファイバ素線の進行方向に交差する方向に回転軸２４を有しかつ該回転軸２４の方向に往復移動する回転ローラ２１のローラ面２２上を進行させて、該光ファイバ素線にねじりを与える光ファイバの製造方法において、前記光ファイバ素線は、回転軸２４方向の中央部が相対的に高い回転面からなるローラ面２２上を進行する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ファイバの製造方法および装置に関し、特に偏波モード分散が抑制された光ファイバの製造方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光ファイバの伝送容量を増大させるための技術として、ＷＤＭ光伝送が知られており、ＷＤＭ光伝送を行うための検討が光ファイバについても進んでいる。ＷＤＭ光伝送に用いられる光ファイバに必要とされる条件に、偏波モード分散（ＰＭＤ）の値が小さいことが挙げられている。一般に、ＰＭＤの値は０．５ｐｓ・ｋｍ^−１／２以下であることが望ましいとされており、高密度ＷＤＭ光伝送に用いる場合には０．２ｐｓ・ｋｍ^−１／２以下であることがさらに望ましい。
【０００３】
光ファイバのＰＭＤを低下させるための技術については、光ファイバの線引き中にその光ファイバに対して時計方向のねじりと反時計方向のねじりとを交互に与えることが公知である（例えば、特許文献１参照。）。
また、光ファイバのねじり方法については、光ファイバを回転ローラのローラ面上に形成されたＶ字溝またはＵ字溝上を進行させながら、該回転ローラをその回転軸に沿う方向に往復運動させて、光ファイバにねじりを加えることが公知である（例えば、特許文献２参照。）。
【０００４】
ここで、図３に示す一般的な光ファイバの線引き装置に基づいて、光ファイバの製造方法について説明する。
まず、ＶＡＤ法、ＯＶＤ法、ＭＣＶＤ法等の方法で得られた光ファイバ母材１を、加熱炉２で加熱して溶融紡糸し、光ファイバ３を得る。このときの光ファイバ３の外径は外径測定器４で測定され、その値は一般に約１２５μｍである。次に、光ファイバ３を冷却筒５で冷却した後、第１の樹脂被覆装置６、第１の被覆硬化装置７に導き、一次被覆を施す。その後、一次被覆が形成された光ファイバは、第２の樹脂被覆装置８、第２の被覆硬化装置９に導かれ、一次被覆上に二次被覆が形成された光ファイバ素線１０となる。
得られた光ファイバ素線１０は、ターンプーリ１１上を進行して方向を変えられ、巻き取り機１２で巻き取られる。
【０００５】
このターンプーリ１１として、特許文献２に記載された技術においては、図４に示すように、ローラ面３２が回転方向にＶ字状の溝３２ａを有し、中央部が凹んだ回転ローラ３１を使用する。回転ローラ３１には、光ファイバ素線１０がローラ面３２から外れないようにするためのガイド３３が設けられている。また、回転ローラ３１は回転軸３４を有し、回転軸３４を中心として回転できるようになっている。なお、特許文献２には、ローラ面３２がＵ字状の溝を有する回転ローラも開示されている。
そして、回転ローラ３１のローラ面３２上に光ファイバ素線１０を接触させて進行させながら、回転ローラ３１をその回転軸３４の方向に図示しない駆動装置によって往復運動させることにより、光ファイバ素線１０にねじりを与える。この往復運動の速度は、光ファイバ素線１０がローラ面３２の中央部に位置するときに最大になり、光ファイバ素線１０がローラ面３２の中央部から遠ざかるにつれて低下するように設定されている。
【０００６】
【特許文献１】米国特許５２９８０４７号公報
【特許文献２】特許３０８５９５３号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図４に示された回転ローラ３１は、ローラ面３２がＶ字状またはＵ字状の溝３２ａを有するため、光ファイバ素線がローラ面３２の中央部に接触した際に（このとき、回転ローラ３１の往復移動速度が最大となる）、光ファイバ素線（光ファイバ）に効率よくねじりを与えることができないという問題があった。
【０００８】
そこで、本発明は、線引き中の光ファイバに効率よくねじりを与えることができる光ファイバの製造方法および装置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】
本発明は上記目的を達成するためになされたもので、請求項１記載の発明は、光ファイバ母材を溶融紡糸して得た光ファイバに樹脂を被覆して光ファイバ素線とし、続いて該光ファイバ素線を、該光ファイバ素線の進行方向に交差する方向に回転軸を有しかつ該回転軸の方向に往復移動する回転ローラのローラ面上を進行させて、該光ファイバ素線にねじりを与える光ファイバの製造方法において、前記光ファイバ素線は、回転軸方向の中央部が相対的に高い回転面からなるローラ面上を進行することを特徴とするものである。
【００１０】
請求項１記載の発明によれば、回転ローラのローラ面が回転軸方向の中央部で相対的に高くなっているので、光ファイバ素線はローラ面の中央部を進行する際に、ローラ面に十分に押圧されて接触し、効率よくねじりが与えられる。
【００１１】
また、請求項２記載の発明は、光ファイバ母材を溶融紡糸して光ファイバを得る紡糸装置と、該光ファイバに樹脂を被覆して光ファイバ素線をえる被覆装置と、該光ファイバ素線をローラ面上で転動させて前記光ファイバ素線にねじりを与える回転ローラを有する光ファイバの製造装置において、前記回転ローラは、回転軸方向の中央部が相対的に高い回転面からなるローラ面を有することを特徴とするものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を、図面を用いて説明する。
図１は、本発明の光ファイバの線引き方法の一実施形態に用いられる回転ローラの概略正面図である。図１において、回転ローラ２１にはローラ面２２、光ファイバ素線がローラ面２２からはずれないようにするためのガイド２３が設けられている。この回転ローラ２１は、回転軸２４を軸として回転しながら回転軸２４の方向に往復移動することにより、ローラ面２２上を進行する光ファイバ素線にねじりを与える。
【００１３】
本実施形態が従来例と異なる特徴的なことは、回転ローラ２１のローラ面２２が、回転軸２４に沿った方向の中央部で相対的に（太鼓の胴のように）半円形状に高くなっていることである。このようにローラ面２２が中央部で相対的に高くなることにより、光ファイバ素線がローラ面２２の中央部に接触する際には（このとき、回転ローラ２１の回転軸２４方向の移動速度は最大となる）、光ファイバ素線は十分な押圧を受けてローラ面２２に接触し、効率よくねじりが与えられる。
【００１４】
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明する。
図３に示す一般的な光ファイバの線引き装置のターンプーリ１１に、図１に示す回転ローラ２１を用い、光ファイバ素線１０の進行方向を巻き取り機１２の方向に変えるようにして、光ファイバ素線１０を回転ローラ２１のローラ面２２に押圧させ、光ファイバ素線１０にねじりを与えた。
【００１５】
このときの前提条件は下記の通りである。即ち、
（１）回転ローラ２１のローラ面２２の回転軸２４からの距離（半径）は、中央部で７５ｍｍの最大値となり、両端で７２ｍｍの最小値となり、ローラ面２２は中央部がふくらみ、相対的に高くなっている。
（２）ローラ面２２の幅は６ｍｍとし、回転ローラ２１の回転軸２４方向への往復移動の幅は４ｍｍ、往復移動の回数は３００回／ｍｉｎとした。
（３）光ファイバは外径約１２５μｍのＷＤＭ用光ファイバ（ＩＴＵ−ＴＧ．６５５準拠）であって、ねじりを与えない状態におけるＰＭＤの最大値が約０．８ｐｓ・ｋｍ^−１／２であるものを用いた。
（４）光ファイバ素線は、上記光ファイバの外周に紫外線硬化型樹脂による被覆を施して外径を約２５０μｍとしたものである。
【００１６】
また、従来例として、図４に示す回転ローラ３１を用いて上記光ファイバにねじりを与えた。このときの回転ローラ３１のローラ面３２の回転軸３４からの距離（半径）は両端において最大の７５ｍｍ、中央部において最小の７２ｍｍとした。また、ローラ面３２の幅は６ｍｍとし、回転ローラ３１の回転軸３４方向への往復移動の幅は４ｍｍとした。
【００１７】
上記実施例および従来例において、光ファイバの線速を３００ｍ／ｍｉｎ、５００ｍｉｎと変化させて、ＰＭＤを測定した。その測定結果を表１に示す。表１において、光ファイバの線速の単位はｍ／ｍｉｎ、ＰＭＤについてはその最大値が０．１ｐｓ・ｋｍ^−１／２以下となった場合を○、そうでない場合を×とした。
【００１８】
表１

【００１９】
表１の結果より、線速が５００ｍ／ｍｉｎの場合、実施例ではＰＭＤが十分に低下したが、従来例ではＰＭＤを十分に低下させることができなかった。その原因は下記のとおりである。
【００２０】
即ち、図１の実施例の回転ローラ２１では、光ファイバ素線がローラ面２２の相対的に高い中央部に接触する際に（このとき、回転ローラ２１が往復移動する移動速度が最大となる）、光ファイバ素線の押圧が大きくなり、線速が大きくなっても、光ファイバ素線がローラ面２２から離れることがなく、光ファイバ素線を効率よくねじることができるためである。
【００２１】
一方、図４の従来例の回転ローラ３１では、光ファイバ素線がローラ面３２の中央部の溝３２ａに接触する際に（このとき、回転ローラ３１が往復移動する移動速度が最大となる）、光ファイバ素線の押圧が小さくなり、線速が大きくなると、光ファイバ素線がローラ面３２から離れることがあり、光ファイバ素線を効率よくねじることができなくなるためである。
【００２２】
すなわち、本発明の光ファイバの線引き方法に用いられる回転ローラ２１は、光ファイバ素線の線速が速くなっても、光ファイバ素線とローラ面２２とが密着したままの状態を保つため、光ファイバ素線に効率よくねじりを与えることができる。
【００２３】
なお、本発明の実施形態は上述したものに限らない。例えば、図２に示すように、回転ローラ２１のローラ面２２は、回転軸方向に中央部が相対的に高くＷ字状の回転面でもよい。また、ローラ面２２の半径、幅、移動幅は上記数値に限定されない。また、光ファイバ３として、波長１３００ｎｍ付近にゼロ分散を有する光ファイバ（ＳＭＦ）、ＳＭＦの分散値を補償する分散補償光ファイバ（ＤＣＦ）などを用いることが可能である。さらに、光ファイバの線速についても、５００ｍ／ｍｉｎより速くすることが可能である。
【００２４】
【発明の効果】
以上のとおり、本発明によれば、光ファイバに効率よくねじりを与えることが可能となり、ＰＭＤが小さい光ファイバを得ることができるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る光ファイバの製造方法の一実施形態に用いられる回転ローラの正面図である。
【図２】本発明に係る光ファイバの製造方法の他の実施形態に用いられる回転ローラの正面図である。
【図３】一般的な光ファイバの製造装置の説明図である。
【図４】従来の光ファイバの製造方法に用いられる回転ローラの正面図である。
【符号の説明】
２１、３１回転ローラ
２２、３２ローラ面
２３、３３ガイド
２４、３４回転軸
３２ａ溝

Claims

光ファイバ母材を溶融紡糸して得た光ファイバに樹脂を被覆して光ファイバ素線とし、続いて該光ファイバ素線を、該光ファイバ素線の進行方向に交差する方向に回転軸を有しかつ該回転軸の方向に往復移動する回転ローラのローラ面上を進行させて、該光ファイバ素線にねじりを与える光ファイバの製造方法において、
前記光ファイバ素線は、回転軸方向の中央部が相対的に高い回転面からなるローラ面上を進行することを特徴とする光ファイバの製造方法。
光ファイバ母材を溶融紡糸して光ファイバを得る紡糸装置と、該光ファイバに樹脂を被覆して光ファイバ素線をえる被覆装置と、該光ファイバ素線をローラ面上で転動させて前記光ファイバ素線にねじりを与える回転ローラを有する光ファイバの製造装置において、
前記回転ローラは、回転軸方向の中央部が相対的に高い回転面からなるローラ面を有することを特徴とする光ファイバの製造装置。