JP2004338972A

JP2004338972A - Method and apparatus for manufacturing optical fiber

Info

Publication number: JP2004338972A
Application number: JP2003134538A
Authority: JP
Inventors: Kenji Okada; 健志岡田; Munehisa Fujimaki; 宗久藤巻
Original assignee: Fujikura Ltd
Current assignee: Fujikura Ltd
Priority date: 2003-05-13
Filing date: 2003-05-13
Publication date: 2004-12-02

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To manufacture an optical fiber exhibiting excellent resistance to hydrogen by efficiently performing slow cooling in a limited space while keeping high speed of spinning when a bare optical fiber is cooled in the manufacturing of the optical fiber. <P>SOLUTION: The bare optical fiber 3 is introduced into a slow cooling furnace 4 while regulating the inlet temperature to be within a range of 900-1,300°C by a temperature regulator 6 provided between a spinning furnace 1 and the slow cooling furnace 4. Preferably, the temperature in the slow cooling furnace 4 is regulated so as to coincide with the inlet temperature. The temperature regulator 6 is filled with two kinds of gases having different thermal conductivity, and the supply amounts of these gases are controlled according to the temperature of the bare optical fiber 3 at the upper part of the slow cooling furnace 4. In the slow cooling furnace 4, the bare optical fiber 3 is slowly cooled for 0.1-0.5 sec. Thereby, the optical fiber core wire exhibiting an increase quantity of loss of ≤0.02 dB/km at the wavelength of 1,383 nm after being subjected to hydrogen test (in conformity to IEC60793-2) is provided. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ファイバの製造装置及び製造方法に関するものである。特に、紡糸炉と徐冷炉の間に温度調整装置を設け、光ファイバ裸線の徐冷炉への入線温度を調整し、紡糸速度を高速化しても耐水素特性の良好な光ファイバを得られるようにしたものである。
【０００２】
【従来の技術】
光通信分野で広く用いられている石英系光ファイバの製造において、一般に、石英ガラス系を主成分とする光ファイバ母材を気相軸付法（ＶＡＤ法）、外付法（ＯＶＤ法）、内付法（ＣＶＤ法、ＭＣＶＤ法、ＰＣＶＤ法）などにより製造し、紡糸炉により溶融紡糸を行い光ファイバ裸線とする。この光ファイバ裸線をコーターにおいてまず紫外線硬化型樹脂などからなる被覆材で一次被覆し、引き続き紫外線硬化型樹脂などからなる被覆材で二次被覆することで光ファイバ素線を形成する。近年、光ファイバへの需要が高まるに伴って、光ファイバの生産性の向上が望まれ、光ファイバの紡糸速度は高速化する傾向にある。
【０００３】
光ファイバの温度は、溶融紡糸の際に約２０００℃の高温に達するが、これに樹脂の被覆を行うためには、溶融紡糸した光ファイバ裸線を短時間で急冷することが必要である。このため、紡糸炉と被覆を行うコーターの間に冷却筒を設け、これにより光ファイバ裸線を５０００〜３００００℃／秒の冷却速度で冷却するようになっている。
【０００４】
ところで、光ファイバの伝送損失の要因のひとつとして、水酸基（ＯＨ基）による光の吸収がある。この水酸基は、光ファイバ内に含まれる非架橋酸素ホールセンター（Ｎｏｎｂｒｉｄｇｉｎｇｏｘｙｇｅｎｈｏｌｅｃｅｎｔｅｒ）などの欠陥と水素が結合して生成するものである。例えば光ファイバケーブルを海底などに敷設した場合、光ファイバ中に水素が拡散してきて損失が増加するが、この水素に対する耐性は耐水素特性と呼ばれ、水素試験と呼ばれる試験で調べることができる。水素試験は、例えば、光ファイバを水素雰囲気中に約４０時間放置し、放置前後で測定した損失値を比較することにより行われる。このような水素試験により、耐水素特性の悪い光ファイバは、１．３８μｍでのＯＨ吸収ピークが大きく増加し、１．５２μｍに吸収ピークが現れることが知られている。
【０００５】
光ファイバ内の非架橋酸素ホールセンターを含む前記欠陥は、光ファイバ母材を高温で溶融すると発生し、これを急冷却すると、冷却後の光ファイバ内部に前記欠陥がそのまま残留する。このため、かかる耐水素特性の改善のためには、溶融した光ファイバ裸線を冷却する際に、これをゆっくりと冷却し、すなわち徐冷し、非架橋酸素ホールセンターを含む欠陥を徐冷中に再結合させ、冷却後の光ファイバ中に残存する前記欠陥を減少させることが好ましい。
【０００６】
図４は、従来の光ファイバの製造装置の一例を示す概略構成図である。
図４において、符号１は紡糸炉を示す。この紡糸炉１の内部には、光ファイバ母材２が収められており、この光ファイバ母材２は、気相軸付法などにより製造された石英ガラス系を主成分とするものである。紡糸炉１にはアルゴン（Ａｒ）やヘリウム（Ｈｅ）などのガスが供給され、約２０００℃の高温で光ファイバ母材２を溶融紡糸する。溶融紡糸された光ファイバ母材２はその直径が約１２５μｍである光ファイバ裸線３となる。
図４において、符号４は徐冷炉を示す。この徐冷炉４は紡糸炉２と間隔を配して設けられている。徐冷炉４は、窒素、アルゴンなどのガスで満たされ、溶融紡糸された光ファイバ裸線３を徐冷するものである。徐冷炉を通過した光ファイバ裸線３は次に冷却筒５において急冷され、図示しない樹脂被覆を行うコーターへと送られる。
【０００７】
しかしながら、従来、徐冷炉は、紡糸炉を出た光ファイバ裸線の温度が所定の範囲において徐冷するために、これの設置位置を調整する必要があった。このため、光ファイバを高速温度で紡糸する際、紡糸炉出口と徐冷炉との間にかなりの距離を置く必要があるという設備上の不都合が生じていた。また、伝送損失のうちレイリー散乱には触れているものの、耐水素特性に言及しているものはない。
【０００８】
光ファイバの冷却に徐冷炉を用いて徐冷する技術に関する先行技術文献としては、以下のようなものがある。
【０００９】
【特許文献１】
特開２０００−３３５９３５号公報
【特許文献２】
特開２００１−１１４５２６号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
よって、本発明における課題は、光ファイバ裸線を冷却する際に、紡糸の高速度を保ちながらも限られたスペースのなかで効率的に徐冷を行い、耐水素特性の良好な光ファイバを製造できるようにすることにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するために、請求項１の発明は、光ファイバ母材を溶融紡糸する紡糸炉とこの紡糸炉で溶融紡糸された光ファイバ裸線を徐冷する徐冷炉との間に、光ファイバ裸線の徐冷炉への入線温度を９００〜１３００℃に調節する温度調整装置を設けたことを特徴とする光ファイバの製造装置を提供する。
請求項２の発明は、前記温度調整装置が、一種類以上のガスで満たされていることを特徴とする光ファイバの製造装置である。
請求項３の発明は、前記温度調整装置が、熱伝達率の異なる二種類のガスで満たされていることを特徴とする光ファイバの製造装置である。
請求項４の発明は、徐冷炉上部での光ファイバ裸線の温度を測定し、この測定温度に基づいて前記温度調整装置に供給するガス量を調整する制御装置が設けられたことを特徴とする光ファイバの製造装置である。
請求項５の発明は、徐冷炉との間に隙間を配して前記温度調整装置を設けたことを特徴とする光ファイバの製造装置である。
請求項６の発明は、光ファイバ母材を溶融紡糸する紡糸炉とこの紡糸炉で溶融紡糸された光ファイバ裸線を徐冷する徐冷炉との間に温度調整装置を設け、この温度調整装置により光ファイバ裸線の徐冷炉への入線温度を９００〜１３００℃とし、徐冷炉の温度を８００〜１３００℃に設定することを特徴とする光ファイバの製造方法である。
請求項７の発明は、徐冷炉への光ファイバ裸線の入線温度と徐冷炉の温度とを同一にすることを特徴とする前記光ファイバの製造方法である。
請求項８の発明は、光ファイバ裸線を徐冷炉により０．１〜０．５秒間徐冷することを特徴とする前記光ファイバの製造方法である。
請求項９の発明は、請求項６ないし８のいずれかの光ファイバの製造方法によって製造され、水素試験（ＩＥＣ６０７９３−２準拠）後の波長１３８３ｎｍでの損失増加量が０．０２ｄＢ／ｋｍ以下であることを特徴とする光ファイバ心線を提供する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳しく説明する。
本発明者は、耐水素特性を改善するためには、ＳｉＯ_２を主成分とする一般的なシングルモードファイバの場合、８００〜１３００℃の温度域で徐冷するのがよいことを発見した。好ましくは、９００〜１１００℃がよい。さらに好ましくは、これらの温度域のいずれかの一定温度を保つのがよいことを知見した。
【００１３】
図１は、本発明の光ファイバの製造装置の一例を示す概略構成図である。この製造装置は、紡糸炉１と徐冷炉４との間に温度調整装置６を設置し、徐冷炉４上部に光ファイバ裸線３の温度を測定し、この温度に基づいて温度調整装置６へのガス供給量を制御する制御装置を設けた以外は図４に示した製造装置と同様である。
図１において符号１は紡糸炉を示す。紡糸炉１の中には光ファイバ母材２が収容され、この光ファイバ母材２の先端部分を高温で加熱し、溶融紡糸するようになっている。
【００１４】
図中符号６は、温度調整装置を示す。この温度調整装置６は、光ファイバ裸線３が走行する長さ１０〜１００ｃｍ、内径５〜５０ｍｍの真鍮、アルミなどからなる中心管６１を有しており、この中心管６１内部に雰囲気ガスを供給するガス導入管６２と、この雰囲気ガスを排出するガス排出管６３が設けられている。また、中心管６１の周囲には、冷却用のジャケット６４が設けられ、このジャケット６４の内部に冷却水などの冷媒を供給できるようになっている。また、ガス導入管６２は、管６５を介して二基のガス供給源６６，６７に接続されている。
【００１５】
図中符号１１は、徐冷炉４に入線する光ファイバ裸線の温度を測定する赤外温度計を示し、この赤外温度計１１からの温度信号が制御装置１２に入力されるようになっている。この制御装置１２は、この入力された温度信号に基づいて、二基のガス供給源６６，６７の開閉弁６６ａ、６７ａの開度を調整し、ガス導入管６２から中心管６１に供給される雰囲気ガスの混合比率を制御するようになっている。
【００１６】
ガス供給源６６，６７の一方からは、熱伝導率の高いヘリウムが、他方からは熱伝導率の低いアルゴンや窒素などが供給され、これらガスの混合比率を変化させることで、中心管６１内部の雰囲気ガスの熱伝導率を変化させ、これによって中心管６１における冷却能力を制御できるようになっている。さらに、ジャケット６４内に供給する冷媒の温度、流量を調整することでも中心管６１での冷却能力を変化させることができる。
【００１７】
徐冷炉４は、その内部に光ファイバ裸線３の通る炉心管と、この炉心管内部の雰囲気を加熱するヒータを具備している。この徐冷炉４は空気、窒素、アルゴンなどが供給されていて、炉心管内の温度が５０〜１５００℃の範囲に制御できるようになっている。この徐冷炉４の炉心管の炉長は、紡糸線速が２００〜１５００ｍ／分のとき、光ファイバが徐冷される徐冷時間が０．１〜０．５秒となる３０〜１０００ｃｍである。また、この徐冷炉４は、これと温度調整装置６の間に１０〜１００ｃｍの間隔を配した位置に設けられている。このため、温度調整装置６を出た光ファイバ裸線３は、いったん外気にさらされ、徐冷炉４内のガスと温度調整装置６内のガスとが混ざらないようになっている。
【００１８】
また、図１において、符号５は冷却筒を示し、ヘリウム、窒素、アルゴンなどのガスで満たされている。この冷却筒５は、徐冷炉４を出た光ファイバ裸線３を樹脂被覆が可能な温度、すなわち常温〜１００℃位にまで冷却するものである。
【００１９】
図１のような光ファイバの製造装置を用いた、本発明の光ファイバの製造方法を以下説明する。
最初に、紡糸炉１の内部に、気相軸付法（ＶＡＤ法）などにより製造した光ファイバ母材２を収め、その先端部を約２０００℃の高温で加熱し、溶融紡糸し、光ファイバ裸線３とする。このときの光ファイバ裸線３の温度は約１３００〜１８００℃である。
【００２０】
つぎに、光ファイバ裸線３をただちに温度調整装置６に送り込み、これによって冷却する。このとき、光ファイバ裸線３の徐冷炉４への入線温度が徐冷炉４内の温度と同等あるいはそれより高くなるようにする。前記入線温度が徐冷炉４の温度より低いと、徐冷が効率的に行われず、好ましくない。
【００２１】
上記のように、光ファイバの耐水素特性を改善するためには、徐冷炉４によって光ファイバ裸線３を８００〜１３００℃の範囲で徐冷するのが好ましい。さらに好ましくは、９００〜１１００℃であるとよい。このため、光ファイバ裸線３の徐冷炉４への入線温度が９００〜１３００℃、好ましくは９００〜１１００℃となるようにその温度を調整する。
【００２２】
また、光ファイバの耐水素特性の改善のためにはこれが徐冷炉４内で９００〜１１００℃の範囲のなかで一定温度に保たれることがより好ましい。このため、温度調整装置６において光ファイバ裸線３の徐冷炉４への入線温度が徐冷炉４内の温度と同じになるように調整することが最も好ましい。
【００２３】
このようにして、光ファイバ裸線３の温度を温度調整装置６により調整し、つぎにこれを徐冷炉４へと送る。このとき、徐冷炉４の温度を８００〜１３００℃、好ましくは９００〜１１００℃に設定する。光ファイバの耐水素特性は、通常徐冷時間が長ければ長いほど改善される。しかし、徐冷時間が０．５秒を超えると徐冷炉４の炉長が長くなり、大型化して設備上の観点から好ましくない。また、徐冷時間が０．１秒以下では前記改善はあまり見られない。したがって、徐冷炉４における光ファイバ裸線３の徐冷時間は、０．１〜０．５秒が好ましい。
【００２４】
このとき、上記のように、徐冷炉４の上部において赤外温度計１１により光ファイバ裸線３の入線温度を測定する。この温度が目標値を外れているときには、制御装置１２を介してガス供給源の開閉弁６６ａ，６７ａを調整する。こうして、ガス供給源６６，６７の供給量を変化させ、温度調整装置６の冷却能力を調整する。
【００２５】
徐冷炉４において０．１〜０．５秒間光ファイバ裸線３を徐冷し、つぎに徐冷炉４を出た光ファイバ裸線３を冷却筒５によってさらに冷却する。この際、冷却筒５を出たときの光ファイバ裸線３の温度が常温〜１００℃となるように冷却する。
最後に、冷却筒５において冷却された光ファイバ裸線３を、図示しないコーターにおいて一次及び二次被覆を行い、光ファイバ素線を形成する。
【００２６】
このような光ファイバの製造方法においては、紡糸炉１で溶融紡糸された光ファイバ裸線３を温度調整装置６により温度調整し、徐冷炉４において８００〜１３００℃、好ましくは９００〜１１００℃の温度に０．１〜０．５秒間保つため、溶融紡糸時に光ファイバ裸線内に発生した非架橋酸素ホールセンターを含む欠陥が十分に再結合してその大部分が消滅し、こうして得られる光ファイバの耐水素特性が良好となる。
前記温度調整装置６は、光ファイバ母材の種類、サイズ、形状等に限定されることもなく、また２００〜１５００ｍ／分の幅広い紡糸線速に対応できる。
【００２７】
本発明による光ファイバの製造装置は、温度調整装置６を用いて徐冷炉４への光ファイバ裸線３の入線温度を調整するため、炉長の長い大型の徐冷炉を必要とせず、さらに紡糸炉１と徐冷炉４との距離を著しく置く必要もないため、設備的に無理がない。
【００２８】
【実施例】
以下、具体的な実施例を示して本発明の効果を明らかにする。
【００２９】
共通条件
光ファイバ裸線：外径１２５μｍ，波長１．３μｍ伝送用シングルモードファイバ
一次及び二次被覆材：ウレタンーアクリレート系紫外線硬化型樹脂
被覆径：２５０μｍ
紡糸線速：２００〜１５００ｍ／分
【００３０】
実施例１
紡糸速度１０００ｍ／分、徐冷炉温度１０００℃、光ファイバ裸線の徐冷炉への入線温度１５００℃、温度調整装置あり、徐冷炉の位置：紡糸炉出口から０．５ｍ、徐冷長１．７ｍ、徐冷時間０．１秒、徐冷炉出口での光ファイバ裸線の温度１１５０℃の条件で徐冷を行った。得られた光ファイバの水素試験（ＩＥＣ６０７９３−２準拠）後の１３８３ｎｍでの伝送損失増加分は０．０５２ｄＢ／ｋｍであった。なお、紡糸炉と徐冷炉の間に温度調整装置を設け、これにはアルゴン及びヘリウムを供給し、光ファイバ裸線の徐冷炉への入線温度を調整した。
【００３１】
実施例２
紡糸速度１０００ｍ／分、徐冷炉温度１０００℃、光ファイバ裸線の徐冷炉への入線温度１３００℃、温度調整装置あり、徐冷炉の位置：紡糸炉出口から０．５ｍ、徐冷長１．７ｍ、徐冷時間０．１秒、徐冷炉出口での光ファイバ裸線の温度１１００℃の条件で徐冷を行った。得られた光ファイバの水素試験（ＩＥＣ６０７９３−２準拠）後の１３８３ｎｍでの伝送損失増加分は０．０３２ｄＢ／ｋｍであった。なお、紡糸炉と徐冷炉の間に温度調整装置を設け、これにはアルゴン及びヘリウムを供給し、光ファイバ裸線の徐冷炉への入線温度を調整した。
【００３２】
実施例３
紡糸速度１０００ｍ／分、徐冷炉温度１０００℃、光ファイバ裸線の徐冷炉への入線温度１０００℃、温度調整装置あり、徐冷炉の位置：紡糸炉出口から０．５ｍ、徐冷長１．７ｍ、徐冷時間０．１秒、徐冷炉出口での光ファイバ裸線の温度１０００℃の条件で徐冷を行った。得られた光ファイバの水素試験（ＩＥＣ６０７９３−２準拠）後の１３８３ｎｍでの伝送損失増加分は０．０２５ｄＢ／ｋｍであった。なお、紡糸炉と徐冷炉の間に温度調整装置を設け、これにはアルゴン及びヘリウムを供給し、光ファイバ裸線の徐冷炉への入線温度を調整した。
【００３３】
比較例１
紡糸速度１０００ｍ／分、徐冷炉温度１０００℃、光ファイバ裸線の徐冷炉への入線温度１０００℃、温度調整装置なし、徐冷炉の位置：紡糸炉出口から１．３ｍ、徐冷長１．７ｍ、徐冷時間０．１秒、徐冷炉出口での光ファイバ裸線の温度１０００℃の条件で徐冷を行った。得られた光ファイバの水素試験（ＩＥＣ６０７９３−２準拠）後の１３８３ｎｍでの伝送損失増加分は０．０２５ｄＢ／ｋｍであった。
【００３４】
実施例４
紡糸速度１０００ｍ／分、徐冷炉温度１０００℃、光ファイバ裸線の徐冷炉への入線温度８００℃、温度調整装置あり、徐冷炉の位置：紡糸炉出口から０．５ｍ、徐冷長１．７ｍ、徐冷時間０．１秒、徐冷炉出口での光ファイバ裸線の温度９５０℃の条件で徐冷を行った。得られた光ファイバの水素試験（ＩＥＣ６０７９３−２準拠）後の１３８３ｎｍでの伝送損失増加分は０．０４５ｄＢ／ｋｍであった。なお、紡糸炉と徐冷炉の間に温度調整装置を設け、これにはアルゴン及びヘリウムを供給し、光ファイバ裸線の徐冷炉への入線温度を調整した。
【００３５】
実施例５
紡糸速度１０００ｍ／分、徐冷炉温度１０００℃、光ファイバ裸線の徐冷炉への入線温度６００℃、温度調整装置あり、徐冷炉の位置：紡糸炉出口から０．５ｍ、徐冷長１．７ｍ、徐冷時間０．１秒、徐冷炉出口での光ファイバ裸線の温度８５０℃の条件で徐冷を行った。得られた光ファイバの水素試験（ＩＥＣ６０７９３−２準拠）後の１３８３ｎｍでの伝送損失増加分は０．０４５ｄＢ／ｋｍであった。なお、紡糸炉と徐冷炉の間に温度調整装置を設け、これにはアルゴン及びヘリウムを供給し、光ファイバ裸線の徐冷炉への入線温度を調整した。
【００３６】
比較例２
紡糸速度１０００ｍ／分、温度調整装置なし、徐冷炉なし、自然冷却により紡糸炉出口の１．７ｍ後の光ファイバ裸線の温度６００℃、得られた光ファイバの水素試験（ＩＥＣ６０７９３−２準拠）後の１３８３ｎｍでの伝送損失増加分は０．０８０ｄＢ／ｋｍであった。
【００３７】
以上の実施例１ないし５ならびに比較例１及び２の結果を、表１、表２、及び図２に示す。
【００３８】
【表１】

【００３９】
【表２】

【００４０】
図２は、光ファイバ裸線の徐冷炉への入線温度と水素試験（ＩＥＣ６０７９３−２準拠）後の１３８３ｎｍでの伝送損失増加分との関係を示すグラフである。図２から、ファイバ入線温度が８００〜１３００℃の範囲であれば、耐水素特性がある程度改善されることが確認できる。これは、表１より、光ファイバ裸線の徐冷炉への入線温度及び徐冷炉からの出線温度を見ると、前記入線温度が６００℃、１５００℃の場合は、出線温度がそれぞれ８５０℃、１１５０℃であり、耐水素特性の改善に効果のある徐冷好温度域である８００〜１３００℃の範囲で徐冷される時間が短いことが原因と考えられる。
【００４１】
また、表１及び図２から、光ファイバ裸線の徐冷炉への入線温度と徐冷炉内の温度が同等である実施例３が最も耐水素特性の改善がなされていることがわかる。すなわち、耐水素特性の改善には、８００〜１３００℃の範囲内の一定温度で保たれるのが最も効果的である。
【００４２】
さらに、表２より、温度調整装置の有無による耐水素特性の変化は見られないことが分かる。このことから、温度調整装置を設けることにより紡糸炉と徐冷炉との間の間隔を短縮することが可能になり、限られた建屋の高さを有効に使用することができるようになる。
【００４３】
実施例６
紡糸速度１２００ｍ／分、徐冷炉温度１０００℃、光ファイバ裸線の徐冷炉への入線温度１０００℃、温度調整装置あり、徐冷炉の位置：紡糸炉出口から０．５ｍ、徐冷長１．７ｍ、徐冷時間０．０８５秒、徐冷炉出口での光ファイバ裸線の温度１０００℃の条件で徐冷を行った。得られた光ファイバの水素試験（ＩＥＣ６０７９３−２準拠）後の１３８３ｎｍでの伝送損失増加分は０．０３８ｄＢ／ｋｍであった。なお、紡糸炉と徐冷炉の間に温度調整装置を設け、これにはアルゴン及びヘリウムを供給し、光ファイバ裸線の徐冷炉への入線温度を調整した。
【００４４】
実施例７
紡糸速度１５００ｍ／分、徐冷炉温度１０００℃、光ファイバ裸線の徐冷炉への入線温度１０００℃、温度調整装置あり、徐冷炉の位置：紡糸炉出口から０．５ｍ、徐冷長１．７ｍ、徐冷時間０．０６８秒、徐冷炉出口での光ファイバ裸線の温度１０００℃の条件で徐冷を行った。得られた光ファイバの水素試験（ＩＥＣ６０７９３−２準拠）後の１３８３ｎｍでの伝送損失増加分は０．０５０ｄＢ／ｋｍであった。なお、紡糸炉と徐冷炉の間に温度調整装置を設け、これにはアルゴン及びヘリウムを供給し、光ファイバ裸線の徐冷炉への入線温度を調整した。
【００４５】
実施例８
紡糸速度８００ｍ／分、徐冷炉温度１０００℃、光ファイバ裸線の徐冷炉への入線温度１０００℃、温度調整装置あり、徐冷炉の位置：紡糸炉出口から０．５ｍ、徐冷長１．７ｍ、徐冷時間０．１３秒、徐冷炉出口での光ファイバ裸線の温度１０００℃の条件で徐冷を行った。得られた光ファイバの水素試験（ＩＥＣ６０７９３−２準拠）後の１３８３ｎｍでの伝送損失増加分は０．０２１ｄＢ／ｋｍであった。なお、紡糸炉と徐冷炉の間に温度調整装置を設け、これにはアルゴン及びヘリウムを供給し、光ファイバ裸線の徐冷炉への入線温度を調整した。
【００４６】
実施例９
紡糸速度４００ｍ／分、徐冷炉温度１０００℃、光ファイバ裸線の徐冷炉への入線温度１０００℃、温度調整装置あり、徐冷炉の位置：紡糸炉出口から０．５ｍ、徐冷長１．７ｍ、徐冷時間０．２６秒、徐冷炉出口での光ファイバ裸線の温度１０００℃の条件で徐冷を行った。得られた光ファイバの水素試験（ＩＥＣ６０７９３−２準拠）後の１３８３ｎｍでの伝送損失増加分は０．０１４ｄＢ／ｋｍであった。なお、紡糸炉と徐冷炉の間に温度調整装置を設け、これにはアルゴン及びヘリウムを供給し、光ファイバ裸線の徐冷炉への入線温度を調整した。
【００４７】
実施例１０
紡糸速度２００ｍ／分、徐冷炉温度１０００℃、光ファイバ裸線の徐冷炉への入線温度１０００℃、温度調整装置あり、徐冷炉の位置：紡糸炉出口から０．５ｍ、徐冷長１．７ｍ、徐冷時間０．５１秒、徐冷炉出口での光ファイバ裸線の温度１０００℃の条件で徐冷を行った。得られた光ファイバの水素試験（ＩＥＣ６０７９３−２準拠）後の１３８３ｎｍでの伝送損失増加分は０．０１０ｄＢ／ｋｍであった。なお、紡糸炉と徐冷炉の間に温度調整装置を設け、これにはアルゴン及びヘリウムを供給し、光ファイバ裸線の徐冷炉への入線温度を調整した。
【００４８】
以上の実施例６ないし１０の結果を表３及び図３に示す。
【００４９】
【表３】

【００５０】
図３は、光ファイバ裸線の徐冷時間と水素試験（ＩＥＣ６０７９３−２準拠）後の１３８３ｎｍでの伝送損失増加分との関係を示すグラフである。表３及び図３から、光ファイバ裸線の耐水素特性の改善には、光ファイバ裸線の徐冷時間は０．１〜０．５秒位でよいことが分かる。これは、徐冷時間は長ければ長いほど耐水素特性は改善されるが、徐冷時間を長くするために紡糸線速を低下させすぎることは好ましくないからである。
【００５１】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明による光ファイバの製造装置は、紡糸炉と徐冷炉との間に温度調整装置を設けたものであるので、光ファイバ裸線の徐冷炉への入線温度を９００〜１３００℃の範囲に調整することができる。請求項２の発明は、前記温度調整装置が一種類以上のガスで満たされているものであるので、このガスにより光ファイバ裸線の温度調整をすることができる。請求項３の発明は、前記温度調整装置が、熱伝達率の異なる二種類のガスで満たされているものであるので、これら二種類のガスの混合比を調整することによって、光ファイバ裸線の温度調整を行うことができる。
【００５２】
請求項４の発明は、徐冷炉上部での光ファイバ裸線の温度を測定し、この測定温度に基づいて温度調整装置に供給するガス量を調整する制御装置を設けたものであるので、これにより光ファイバ裸線の温度調整が可能である。請求項５の発明は、前記温度調整装置が、徐冷炉との間に隙間を配して設けられているものであるので、徐冷炉及び温度調整装置内部のガスが混ざることがなく、適切な温度調整ができる。
【００５３】
請求項６の発明は、光ファイバ母材を溶融紡糸する紡糸炉と、この紡糸炉で溶融紡糸された光ファイバ裸線を徐冷する徐冷炉との間に設けた温度調整装置で光ファイバ裸線の徐冷炉への入線温度を９００〜１３００℃とし、徐冷炉の温度を８００〜１３００℃とするものであるので、耐水素特性の良好な光ファイバが製造できるようにしたものである。請求項７の発明は、徐冷炉への光ファイバ裸線の入線温度が徐冷炉の温度と同じになるようにしたものであるので、効率的に耐水素特性の改善を行うことができる。
【００５４】
請求項８の発明は、光ファイバ裸線を徐冷炉により０．１〜０．５秒間徐冷するものであるので、設備コストを上げたり紡糸線速を低下したりせずに徐冷を行えるようにしたものである。請求項９の発明は、水素試験（ＩＥＣ６０７９３−２準拠）後の波長１３８３ｎｍでの損失増加量が０．０２ｄＢ／ｋｍ以下であることを特徴とする光ファイバ素線であるので、これの耐水素特性は良好である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光ファイバの製造装置の一例を示す概略構成図である。
【図２】光ファイバ裸線の徐冷炉への入線温度と水素試験後１３８３ｎｍでの損失増加分との関係を示すグラフである。
【図３】光ファイバ裸線の徐冷時間と水素試験後１３８３ｎｍでの損失増加分との関係を示すグラフである。
【図４】従来の光ファイバの製造装置の一例を示す概略構成図である。
【符号の説明】１・・・紡糸炉、２・・・光ファイバ母材、３・・・光ファイバ裸線、４・・・徐冷炉、６・・・温度調整装置、１２・・・制御装置、６１・・・中心管、６２・・・ガス導入管、６３・・・ガス排出管。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical fiber manufacturing apparatus and an optical fiber manufacturing method. In particular, a temperature control device was provided between the spinning furnace and the annealing furnace to adjust the temperature at which the bare optical fiber enters the annealing furnace, so that even if the spinning speed was increased, an optical fiber with good hydrogen resistance was obtained. Things.
[0002]
[Prior art]
In the production of silica-based optical fibers widely used in the optical communication field, generally, an optical fiber preform containing silica glass as a main component is formed by a vapor phase method (VAD method), an external method (OVD method), It is manufactured by an internal method (CVD method, MCVD method, PCVD method) or the like, and is melt-spun by a spinning furnace to obtain a bare optical fiber. The bare optical fiber is firstly coated with a coating material made of an ultraviolet-curable resin or the like in a coater, and then secondarily coated with a coating material made of an ultraviolet-curable resin to form an optical fiber. In recent years, as the demand for optical fibers increases, it is desired to improve the productivity of optical fibers, and the spinning speed of optical fibers tends to increase.
[0003]
The temperature of the optical fiber reaches a high temperature of about 2000 ° C. during melt spinning, but in order to coat the resin with the resin, it is necessary to rapidly cool the melt-spun optical fiber bare wire in a short time. For this reason, a cooling cylinder is provided between the spinning furnace and the coater for coating, whereby the bare optical fiber is cooled at a cooling rate of 5,000 to 30,000 ° C./sec.
[0004]
Incidentally, one of the factors of the transmission loss of an optical fiber is absorption of light by a hydroxyl group (OH group). This hydroxyl group is generated by combining hydrogen with a defect such as a non-bridging oxygen hole center contained in the optical fiber. For example, when an optical fiber cable is laid on the seabed or the like, hydrogen diffuses into the optical fiber and the loss increases. However, the resistance to hydrogen is called hydrogen resistance, and can be examined by a test called a hydrogen test. The hydrogen test is performed, for example, by leaving the optical fiber in a hydrogen atmosphere for about 40 hours and comparing the loss values measured before and after the leaving. By such a hydrogen test, it is known that the OH absorption peak at 1.38 μm greatly increases and an optical absorption peak appears at 1.52 μm in an optical fiber having poor hydrogen resistance.
[0005]
The defect including the non-crosslinked oxygen hole center in the optical fiber occurs when the optical fiber preform is melted at a high temperature, and when this is rapidly cooled, the defect remains as it is inside the cooled optical fiber. For this reason, in order to improve such hydrogen resistance, when the molten bare optical fiber is cooled, it is cooled slowly, that is, gradually cooled, and defects including non-crosslinked oxygen hole centers are re-cooled during the slow cooling. It is preferable to reduce the defects remaining in the optical fiber after cooling by bonding.
[0006]
FIG. 4 is a schematic configuration diagram illustrating an example of a conventional optical fiber manufacturing apparatus.
In FIG. 4, reference numeral 1 indicates a spinning furnace. An optical fiber preform 2 is housed in the spinning furnace 1, and the optical fiber preform 2 is mainly composed of a quartz glass-based material manufactured by a vapor phase method. A gas such as argon (Ar) or helium (He) is supplied to the spinning furnace 1, and the optical fiber preform 2 is melt-spun at a high temperature of about 2000 ° C. The melt spun optical fiber preform 2 becomes a bare optical fiber 3 having a diameter of about 125 μm.
In FIG. 4, reference numeral 4 denotes a lehr. The annealing furnace 4 is provided at an interval from the spinning furnace 2. The annealing furnace 4 is filled with a gas such as nitrogen or argon and gradually cools the melt-spun optical fiber bare wire 3. The bare optical fiber 3 that has passed through the lehr is then rapidly cooled in the cooling tube 5 and sent to a coater (not shown) that performs resin coating.
[0007]
However, conventionally, in the annealing furnace, it was necessary to adjust the installation position of the bare optical fiber in order to gradually cool the temperature of the bare optical fiber exiting the spinning furnace within a predetermined range. For this reason, when spinning an optical fiber at a high temperature, there is a disadvantage in equipment that a considerable distance must be provided between a spinning furnace outlet and an annealing furnace. Although the transmission loss mentions Rayleigh scattering, none mentions the hydrogen resistance.
[0008]
Prior art documents relating to a technique of gradually cooling an optical fiber using a slow cooling furnace include the following.
[0009]
[Patent Document 1]
JP-A-2000-335935
[Patent Document 2]
JP 2001-114526 A
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
Therefore, an object of the present invention is to provide an optical fiber having a good hydrogen-resistant property by cooling slowly in a limited space while maintaining a high spinning speed when cooling the bare optical fiber. To be able to be manufactured.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve this problem, the invention according to claim 1 comprises an optical fiber between a spinning furnace for melt-spinning an optical fiber preform and an annealing furnace for gradually cooling the bare optical fiber melt-spun in the spinning furnace. Provided is an optical fiber manufacturing apparatus, comprising a temperature adjusting device for adjusting the temperature of the bare wire entering the annealing furnace to 900 to 1300 ° C.
The invention according to claim 2 is an optical fiber manufacturing apparatus, wherein the temperature adjusting device is filled with at least one kind of gas.
An invention according to claim 3 is the optical fiber manufacturing apparatus, wherein the temperature adjusting device is filled with two kinds of gases having different heat transfer coefficients.
The invention according to claim 4 is characterized in that a control device is provided for measuring the temperature of the bare optical fiber in the upper part of the lehr, and for adjusting the amount of gas supplied to the temperature adjusting device based on the measured temperature. This is an optical fiber manufacturing apparatus.
The invention of claim 5 is an optical fiber manufacturing apparatus, wherein the temperature adjusting device is provided with a gap between the annealing furnace and the cooling furnace.
The invention according to claim 6 provides a temperature adjusting device between a spinning furnace for melt-spinning an optical fiber preform and a slow cooling furnace for gradually cooling the bare optical fiber melt-spun in the spinning furnace. This is a method for manufacturing an optical fiber, characterized in that the temperature at which the bare optical fiber enters the annealing furnace is 900 to 1300 ° C., and the temperature of the annealing furnace is 800 to 1300 ° C.
The invention according to claim 7 is the method for manufacturing an optical fiber, wherein the temperature at which the bare optical fiber enters the lehr is equal to the temperature of the lehr.
The invention according to claim 8 is the method for manufacturing an optical fiber, wherein the bare optical fiber is gradually cooled in an annealing furnace for 0.1 to 0.5 seconds.
The invention according to claim 9 is manufactured by the method for manufacturing an optical fiber according to any one of claims 6 to 8, wherein the loss increase at a wavelength of 1383 nm after a hydrogen test (based on IEC60793-2) is 0.02 dB / km or less. An optical fiber core is provided.
[0012]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The present inventor has proposed that in order to improve the hydrogen resistance characteristics, SiO 2 ₂ It has been found that, in the case of a general single-mode fiber mainly composed of, it is better to gradually cool in a temperature range of 800 to 1300 ° C. Preferably, 900-1100 degreeC is good. More preferably, it has been found that it is better to maintain a constant temperature in any of these temperature ranges.
[0013]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an example of the optical fiber manufacturing apparatus of the present invention. In this manufacturing apparatus, a temperature adjusting device 6 is installed between the spinning furnace 1 and the lehr 4, the temperature of the bare optical fiber 3 is measured above the lehr 4, and the temperature of the gas to the temperature regulator 6 is measured based on this temperature. It is the same as the manufacturing apparatus shown in FIG. 4 except that a control device for controlling the supply amount is provided.
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a spinning furnace. An optical fiber preform 2 is accommodated in a spinning furnace 1, and a distal end portion of the optical fiber preform 2 is heated at a high temperature and melt-spun.
[0014]
Reference numeral 6 in the drawing indicates a temperature adjusting device. The temperature control device 6 has a central tube 61 made of brass, aluminum, or the like having a length of 10 to 100 cm and an inner diameter of 5 to 50 mm in which the bare optical fiber 3 travels. A gas supply pipe 62 for supplying the gas and a gas discharge pipe 63 for discharging the atmospheric gas are provided. A cooling jacket 64 is provided around the center tube 61, and a coolant such as cooling water can be supplied into the jacket 64. The gas introduction pipe 62 is connected to two

gas supply sources

66 and 67 via a pipe 65.
[0015]
Reference numeral 11 in the figure denotes an infrared thermometer that measures the temperature of the bare optical fiber entering the lehr 4, and a temperature signal from the infrared thermometer 11 is input to the control device 12. . The control device 12 adjusts the degree of opening of the on-off

valves

66a, 67a of the two

gas supply sources

66, 67 based on the input temperature signal, and is supplied from the gas introduction pipe 62 to the center pipe 61. The mixing ratio of the atmosphere gas is controlled.
[0016]
Helium having a high thermal conductivity is supplied from one of the

gas supply sources

66 and 67, and argon or nitrogen or the like having a low thermal conductivity is supplied from the other. By changing the mixing ratio of these gases, the inside of the central tube 61 is changed. The cooling capacity of the central tube 61 can be controlled by changing the thermal conductivity of the ambient gas. Further, by adjusting the temperature and the flow rate of the refrigerant supplied into the jacket 64, the cooling capacity of the central pipe 61 can be changed.
[0017]
The annealing furnace 4 includes a furnace tube through which the bare optical fiber 3 passes, and a heater for heating the atmosphere inside the furnace tube. The annealing furnace 4 is supplied with air, nitrogen, argon or the like, so that the temperature in the furnace tube can be controlled in the range of 50 to 1500 ° C. The furnace length of the core tube of the slow cooling furnace 4 is 30 to 1000 cm, when the spinning speed is 200 to 1500 m / min, the slow cooling time of the optical fiber is 0.1 to 0.5 seconds. The annealing furnace 4 is provided at a position at a distance of 10 to 100 cm between the annealing furnace 4 and the temperature control device 6. For this reason, the bare optical fiber 3 that has exited the temperature control device 6 is once exposed to the outside air so that the gas in the annealing furnace 4 and the gas in the temperature control device 6 are not mixed.
[0018]
In FIG. 1, reference numeral 5 denotes a cooling cylinder, which is filled with a gas such as helium, nitrogen, or argon. The cooling tube 5 cools the bare optical fiber 3 exiting the annealing furnace 4 to a temperature at which resin coating is possible, that is, from room temperature to about 100 ° C.
[0019]
An optical fiber manufacturing method according to the present invention using the optical fiber manufacturing apparatus as shown in FIG. 1 will be described below.
First, an optical fiber preform 2 manufactured by a vapor phase method (VAD method) or the like is placed in a spinning furnace 1 and its tip is heated at a high temperature of about 2000 ° C., melt-spun, and melted. Let it be 3 bare wires. At this time, the temperature of the bare optical fiber 3 is about 1300 to 1800 ° C.
[0020]
Next, the bare optical fiber 3 is immediately sent to the temperature control device 6, and thereby cooled. At this time, the temperature at which the bare optical fiber 3 enters the annealing furnace 4 is set to be equal to or higher than the temperature in the annealing furnace 4. If the incoming wire temperature is lower than the temperature of the annealing furnace 4, the annealing is not efficiently performed, which is not preferable.
[0021]
As described above, in order to improve the hydrogen resistance of the optical fiber, it is preferable that the bare optical fiber 3 is gradually cooled in the range of 800 to 1300 ° C. by the annealing furnace 4. More preferably, the temperature is 900 to 1100 ° C. For this reason, the temperature of the bare optical fiber 3 is adjusted so that the temperature at which it enters the annealing furnace 4 is 900 to 1300 ° C., preferably 900 to 1100 ° C.
[0022]
In order to improve the hydrogen resistance of the optical fiber, it is more preferable that the optical fiber be kept at a constant temperature within the range of 900 to 1100 ° C. in the annealing furnace 4. For this reason, it is most preferable to adjust the temperature of the bare optical fiber 3 in the annealing furnace 4 in the temperature adjusting device 6 so as to be the same as the temperature in the annealing furnace 4.
[0023]
In this way, the temperature of the bare optical fiber 3 is adjusted by the temperature adjusting device 6 and then sent to the lehr 4. At this time, the temperature of the annealing furnace 4 is set to 800 to 1300 ° C., preferably 900 to 1100 ° C. Generally, the longer the annealing time, the better the hydrogen resistance of the optical fiber. However, if the slow cooling time exceeds 0.5 seconds, the furnace length of the slow cooling furnace 4 is increased, and the size is increased, which is not preferable from the viewpoint of facilities. When the annealing time is 0.1 second or less, the above improvement is not so much seen. Therefore, the annealing time of the bare optical fiber 3 in the annealing furnace 4 is preferably 0.1 to 0.5 seconds.
[0024]
At this time, the input temperature of the bare optical fiber 3 is measured by the infrared thermometer 11 in the upper part of the lehr 4 as described above. When this temperature is outside the target value, the control device 12 adjusts the on-off

valves

66a and 67a of the gas supply source. Thus, the cooling capacity of the temperature adjusting device 6 is adjusted by changing the supply amounts of the

gas supply sources

66 and 67.
[0025]
The bare optical fiber 3 is gradually cooled in the annealing furnace 4 for 0.1 to 0.5 seconds, and then the bare optical fiber 3 exiting the annealing furnace 4 is further cooled by the cooling tube 5. At this time, the optical fiber bare wire 3 is cooled so that the temperature of the bare optical fiber 3 when it comes out of the cooling cylinder 5 becomes normal temperature to 100 ° C.
Finally, the optical fiber bare wire 3 cooled in the cooling tube 5 is subjected to primary and secondary coating by a coater (not shown) to form an optical fiber.
[0026]
In such a method of manufacturing an optical fiber, the bare optical fiber 3 melt-spun in the spinning furnace 1 is temperature-controlled by the temperature control device 6 and the temperature of the annealing furnace 4 is set to 800 to 1300 ° C., preferably 900 to 1100 ° C. The defect including the non-crosslinked oxygen hole center generated in the bare optical fiber during melt spinning is sufficiently recombined to eliminate most of the defect, and the optical fiber thus obtained Has good hydrogen resistance.
The temperature control device 6 is not limited to the type, size, shape, and the like of the optical fiber preform, and can cope with a wide range of spinning speeds of 200 to 1500 m / min.
[0027]
The apparatus for manufacturing an optical fiber according to the present invention adjusts the input temperature of the bare optical fiber 3 into the annealing furnace 4 by using the temperature adjusting device 6, so that a large annealing furnace having a long furnace length is not required, and the spinning furnace 1 There is no need to remarkably set the distance between the cooling furnace 4 and the annealing furnace 4, so that the equipment is reasonable.
[0028]
【Example】
Hereinafter, the effects of the present invention will be clarified by showing specific examples.
[0029]
Common conditions
Optical fiber bare wire: 125 μm outer diameter, 1.3 μm wavelength single mode fiber for transmission
Primary and secondary coating materials: urethane-acrylate UV curable resin
Coating diameter: 250 μm
Spinning speed: 200 to 1500 m / min
[0030]
Example 1
Spinning speed: 1000 m / min, annealing furnace temperature: 1000 ° C, input temperature of bare optical fiber to annealing furnace: 1500 ° C, temperature controller equipped, annealing furnace position: 0.5 m from spinning furnace outlet, annealing length: 1.7 m, annealing Slow cooling was performed for 0.1 second at a temperature of 1150 ° C. of the bare optical fiber at the outlet of the annealing furnace. The increase in transmission loss at 1383 nm of the obtained optical fiber after the hydrogen test (based on IEC60793-2) was 0.052 dB / km. In addition, a temperature controller was provided between the spinning furnace and the lehr, and argon and helium were supplied thereto to adjust the temperature of the optical fiber bare wire entering the lehr.
[0031]
Example 2
Spinning speed 1000m / min, annealing furnace temperature 1000 ° C, input temperature of bare optical fiber to annealing furnace 1300 ° C, temperature control equipment, annealing furnace position: 0.5m from spinning furnace outlet, annealing length 1.7m, annealing Slow cooling was performed for 0.1 second at a temperature of 1100 ° C. of the bare optical fiber at the outlet of the annealing furnace. The transmission loss increase at 1383 nm of the obtained optical fiber after a hydrogen test (based on IEC60793-2) was 0.032 dB / km. In addition, a temperature controller was provided between the spinning furnace and the lehr, and argon and helium were supplied thereto to adjust the temperature of the optical fiber bare wire entering the lehr.
[0032]
Example 3
Spinning speed 1000 m / min, annealing furnace temperature 1000 ° C., input temperature of bare optical fiber to annealing furnace 1000 ° C., temperature control device, location of annealing furnace: 0.5 m from spinning furnace outlet, annealing length 1.7 m, annealing Slow cooling was performed for 0.1 second at a temperature of 1000 ° C. of the bare optical fiber at the outlet of the annealing furnace. The increase in transmission loss at 1383 nm of the obtained optical fiber after a hydrogen test (based on IEC60793-2) was 0.025 dB / km. In addition, a temperature controller was provided between the spinning furnace and the lehr, and argon and helium were supplied thereto to adjust the temperature of the optical fiber bare wire entering the lehr.
[0033]
Comparative Example 1
Spinning speed 1000m / min, annealing furnace temperature 1000 ° C, input temperature of bare optical fiber to annealing furnace 1000 ° C, no temperature control, location of annealing furnace: 1.3m from spinning furnace outlet, annealing length 1.7m, annealing Slow cooling was performed for 0.1 second at a temperature of 1000 ° C. of the bare optical fiber at the outlet of the annealing furnace. The increase in transmission loss at 1383 nm of the obtained optical fiber after a hydrogen test (based on IEC60793-2) was 0.025 dB / km.
[0034]
Example 4
Spinning speed 1000m / min, annealing furnace temperature 1000 ° C, input temperature of bare optical fiber to annealing furnace 800 ° C, temperature control equipment, location of annealing furnace: 0.5m from spinning furnace outlet, annealing length 1.7m, annealing Slow cooling was performed for 0.1 second at a temperature of 950 ° C. of the bare optical fiber at the outlet of the annealing furnace. The increase in transmission loss at 1383 nm of the obtained optical fiber after the hydrogen test (based on IEC60793-2) was 0.045 dB / km. In addition, a temperature controller was provided between the spinning furnace and the lehr, and argon and helium were supplied thereto to adjust the temperature of the optical fiber bare wire entering the lehr.
[0035]
Example 5
Spinning speed: 1000 m / min, annealing furnace temperature: 1000 ° C., temperature of the optical fiber bare wire entering the annealing furnace: 600 ° C., there is a temperature controller, location of the annealing furnace: 0.5 m from the spinning furnace outlet, annealing length: 1.7 m, annealing Slow cooling was performed for 0.1 seconds at a temperature of 850 ° C. of the bare optical fiber at the outlet of the annealing furnace. The increase in transmission loss at 1383 nm of the obtained optical fiber after the hydrogen test (based on IEC60793-2) was 0.045 dB / km. In addition, a temperature controller was provided between the spinning furnace and the lehr, and argon and helium were supplied thereto to adjust the temperature of the optical fiber bare wire entering the lehr.
[0036]
Comparative Example 2
Spinning speed 1000 m / min, no temperature controller, no annealing furnace, natural cooling, temperature of bare optical fiber at 1.7 m after the spinning furnace outlet, 600 ° C, after hydrogen test (according to IEC 60793-2) of obtained optical fiber Of the transmission loss at 1383 nm was 0.080 dB / km.
[0037]
The results of Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 and 2 are shown in Table 1, Table 2, and FIG.
[0038]
[Table 1]

[0039]
[Table 2]

[0040]
FIG. 2 is a graph showing the relationship between the temperature at which an optical fiber bare wire enters a lehr and the increase in transmission loss at 1383 nm after a hydrogen test (according to IEC 60793-2). From FIG. 2, it can be confirmed that when the fiber input temperature is in the range of 800 to 1300 ° C., the hydrogen resistance is improved to some extent. This means that, from Table 1, when the input temperature of the bare optical fiber to the annealing furnace and the output temperature from the annealing furnace are 600 ° C and 1500 ° C, the output temperature is 850 ° C, respectively. It is considered that the reason is that the cooling time is short in the range of 800 to 1300 ° C., which is 1150 ° C., which is a slow cooling favorable temperature range effective for improving the hydrogen resistance property.
[0041]
From Table 1 and FIG. 2, it can be seen that Example 3 in which the temperature at which the bare optical fiber enters the annealing furnace and the temperature inside the annealing furnace are the most improved in hydrogen resistance characteristics. That is, it is most effective to maintain the temperature at a constant temperature in the range of 800 to 1300 ° C. to improve the hydrogen resistance.
[0042]
Further, from Table 2, it can be seen that no change in the hydrogen resistance characteristic was observed depending on the presence or absence of the temperature adjusting device. For this reason, by providing the temperature control device, the distance between the spinning furnace and the lehr can be shortened, and the limited height of the building can be used effectively.
[0043]
Example 6
Spinning speed 1200m / min, annealing furnace temperature 1000 ° C, input temperature of bare optical fiber to annealing furnace 1000 ° C, temperature control device, location of annealing furnace: 0.5m from spinning furnace outlet, annealing length 1.7m, annealing Slow cooling was performed for 0.085 seconds at a temperature of 1000 ° C. of the bare optical fiber at the outlet of the annealing furnace. The transmission loss increase at 1383 nm of the obtained optical fiber after the hydrogen test (based on IEC60793-2) was 0.038 dB / km. In addition, a temperature controller was provided between the spinning furnace and the lehr, and argon and helium were supplied thereto to adjust the temperature of the optical fiber bare wire entering the lehr.
[0044]
Example 7
Spinning speed 1500 m / min, annealing furnace temperature 1000 ° C, input temperature of bare optical fiber to annealing furnace 1000 ° C, temperature control device, location of annealing furnace: 0.5 m from spinning furnace outlet, annealing length 1.7 m, annealing Slow cooling was performed for 0.068 seconds at a temperature of 1000 ° C. of the bare optical fiber wire at the outlet of the annealing furnace. The increase in transmission loss at 1383 nm of the obtained optical fiber after the hydrogen test (based on IEC60793-2) was 0.050 dB / km. In addition, a temperature controller was provided between the spinning furnace and the lehr, and argon and helium were supplied thereto to adjust the temperature of the optical fiber bare wire entering the lehr.
[0045]
Example 8
Spinning speed 800 m / min, annealing furnace temperature 1000 ° C., input temperature of bare optical fiber to annealing furnace 1000 ° C., temperature control device, annealing furnace position: 0.5 m from spinning furnace outlet, annealing length 1.7 m, annealing Slow cooling was performed for 0.13 seconds at a temperature of 1000 ° C. of the bare optical fiber at the outlet of the annealing furnace. The increase in transmission loss at 1383 nm of the obtained optical fiber after the hydrogen test (based on IEC60793-2) was 0.021 dB / km. In addition, a temperature controller was provided between the spinning furnace and the lehr, and argon and helium were supplied thereto to adjust the temperature of the optical fiber bare wire entering the lehr.
[0046]
Example 9
Spinning speed 400 m / min, annealing furnace temperature 1000 ° C., input temperature of bare optical fiber to annealing furnace 1000 ° C., temperature control device, location of annealing furnace: 0.5 m from spinning furnace outlet, annealing length 1.7 m, annealing Slow cooling was performed for 0.26 seconds at a temperature of 1000 ° C. of the bare optical fiber at the outlet of the annealing furnace. The transmission loss increase at 1383 nm of the obtained optical fiber after a hydrogen test (based on IEC60793-2) was 0.014 dB / km. In addition, a temperature controller was provided between the spinning furnace and the lehr, and argon and helium were supplied thereto to adjust the temperature of the optical fiber bare wire entering the lehr.
[0047]
Example 10
Spinning speed 200m / min, annealing furnace temperature 1000 ° C, input temperature of bare optical fiber into annealing furnace 1000 ° C, temperature control device, annealing furnace location: 0.5m from spinning furnace outlet, annealing length 1.7m, annealing Slow cooling was performed for 0.51 seconds at a temperature of 1000 ° C. of the bare optical fiber at the outlet of the annealing furnace. The increase in transmission loss at 1383 nm of the obtained optical fiber after the hydrogen test (based on IEC60793-2) was 0.010 dB / km. In addition, a temperature controller was provided between the spinning furnace and the lehr, and argon and helium were supplied thereto to adjust the temperature of the optical fiber bare wire entering the lehr.
[0048]
The results of Examples 6 to 10 are shown in Table 3 and FIG.
[0049]
[Table 3]

[0050]
FIG. 3 is a graph showing the relationship between the slow cooling time of the bare optical fiber and the increase in transmission loss at 1383 nm after a hydrogen test (according to IEC 60793-2). From Table 3 and FIG. 3, it can be seen that in order to improve the hydrogen resistance of the bare optical fiber, the slow cooling time of the bare optical fiber may be about 0.1 to 0.5 seconds. This is because the longer the annealing time, the better the hydrogen resistance is, but it is not preferable to reduce the spinning linear speed too much in order to increase the annealing time.
[0051]
【The invention's effect】
As described above, in the optical fiber manufacturing apparatus according to the first aspect of the present invention, since the temperature adjusting device is provided between the spinning furnace and the lehr, the input temperature of the bare optical fiber to the lehr is set to 900. It can be adjusted to a range of １1300 ° C. According to the second aspect of the present invention, since the temperature control device is filled with one or more types of gas, the gas can be used to control the temperature of the bare optical fiber. According to a third aspect of the present invention, since the temperature adjusting device is filled with two types of gases having different heat transfer coefficients, the optical fiber bare wire is adjusted by adjusting a mixing ratio of these two types of gases. Temperature adjustment can be performed.
[0052]
The invention according to claim 4 is provided with a control device for measuring the temperature of the bare optical fiber in the upper part of the lehr and adjusting the amount of gas supplied to the temperature adjusting device based on the measured temperature. The temperature of the bare optical fiber can be adjusted. In the invention according to claim 5, since the temperature control device is provided with a gap between the temperature control device and the lehr, the gas inside the lehr and the temperature control device is not mixed, and the temperature control device is appropriately controlled. Can be.
[0053]
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a temperature control device provided between a spinning furnace for melt-spinning an optical fiber preform and a slow cooling furnace for gradually cooling the bare optical fiber melt-spun in the spinning furnace. The temperature of the annealing furnace is set to 900 to 1300 ° C. and the temperature of the annealing furnace is set to 800 to 1300 ° C., so that an optical fiber having good hydrogen resistance can be manufactured. According to the invention of claim 7, since the temperature at which the bare optical fiber enters the annealing furnace is the same as the temperature of the annealing furnace, the hydrogen resistance can be improved efficiently.
[0054]
According to the invention of claim 8, since the bare optical fiber is gradually cooled by the annealing furnace for 0.1 to 0.5 seconds, the cooling can be performed without increasing the equipment cost or reducing the spinning line speed. It was made. According to a ninth aspect of the present invention, there is provided an optical fiber having a loss increase at a wavelength of 1383 nm of 0.02 dB / km or less after a hydrogen test (based on IEC60793-2). The characteristics are good.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating an example of an optical fiber manufacturing apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a graph showing the relationship between the temperature at which an optical fiber bare wire enters a lehr and the increase in loss at 1383 nm after a hydrogen test.
FIG. 3 is a graph showing the relationship between the slow cooling time of the bare optical fiber and the increase in loss at 1383 nm after the hydrogen test.
FIG. 4 is a schematic configuration diagram illustrating an example of a conventional optical fiber manufacturing apparatus.
[Description of Signs] 1 ... Spinning furnace, 2 ... Optical fiber preform, 3 ... Optical fiber bare wire, 4 ... Slow cooling furnace, 6 ... Temperature adjustment device, 12 ... Control device , 61 ... central pipe, 62 ... gas introduction pipe, 63 ... gas discharge pipe.

Claims

Between the spinning furnace for melt-spinning the optical fiber preform and the annealing furnace for gradually cooling the bare optical fiber melt-spun in the spinning furnace, the temperature at which the bare optical fiber enters the annealing furnace is 900 to 1300 ° C. An optical fiber manufacturing apparatus, comprising a temperature adjusting device for adjusting the temperature.

2. The optical fiber manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the temperature adjusting device is filled with at least one kind of gas.

The optical fiber manufacturing apparatus according to claim 2, wherein the temperature adjusting device is filled with two kinds of gases having different heat transfer coefficients.

4. A control device for measuring the temperature of the bare optical fiber in the upper part of the annealing furnace and for adjusting the amount of gas supplied to the temperature adjusting device based on the measured temperature. 3. The optical fiber manufacturing apparatus according to claim 1.

The optical fiber manufacturing apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the temperature control device is provided with a gap between the temperature control device and the annealing furnace.

A temperature adjusting device is provided between a spinning furnace for melt-spinning an optical fiber preform and a lehr for gradually cooling the bare optical fiber melt-spun in the spinning furnace. A method for producing an optical fiber, comprising: setting the temperature of an incoming wire to 900 to 1300 ° C and setting the temperature of an annealing furnace to 800 to 1300 ° C.

7. The method of manufacturing an optical fiber according to claim 6, wherein the temperature at which the bare optical fiber enters the annealing furnace is equal to the temperature of the annealing furnace.

The method for producing an optical fiber according to claim 6 or 7, wherein the bare optical fiber is gradually cooled in an annealing furnace for 0.1 to 0.5 seconds.

An optical fiber core manufactured by the manufacturing method according to any one of claims 6 to 8, wherein a loss increase at a wavelength of 1383 nm after a hydrogen test (based on IEC60793-2) is 0.02 dB / km or less. .