JP2005089241A - Optical fiber preform, optical fiber, method of manufacturing optical fiber, and method of manufacturing optical fiber preform - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ガラスロッドにガラス微粒子を吹き付けながら堆積させて製造される光ファイバ母材及びその製造方法、並びに光ファイバ母材を線引きして作製される光ファイバ及びその製造方法に関するものである。 The present invention relates to an optical fiber preform manufactured by depositing glass particles while spraying glass particles on a glass rod, a manufacturing method thereof, an optical fiber manufactured by drawing an optical fiber preform, and a manufacturing method thereof.
一般に、コアとコアの周囲に形成されるクラッドを有する光ファイバは、光ファイバ用の多孔質ガラス母材を加熱して透明化させて光ファイバ母材を作製した後、作製された光ファイバ母材を線引きして製造される。光ファイバ母材を製造する方法としては、例えばVAD法(Vapor phase Axial Deposition;気相軸付法)が挙げられる。このVAD法は、バーナから燃焼ガス及びガラス原料を吹き出し、燃焼ガスの燃焼により生じる酸水素火炎中においてガラス原料を加水分解させて、図7に示すような、両端に例えば純石英製のダミー棒1を連結したガラスロッド2上にガラス微粒子からなる堆積体3を堆積させるものであり、このようにして得られたガラス微粒子堆積体の複合体を加熱して透明化することにより光ファイバ母材5が得られる。
In general, an optical fiber having a core and a clad formed around the core is manufactured by heating a transparent glass preform for an optical fiber to make the optical fiber preform transparent. Manufactured by drawing materials. Examples of a method for producing the optical fiber preform include a VAD method (Vapor phase Axial Deposition). In this VAD method, a combustion gas and a glass raw material are blown out from a burner, and the glass raw material is hydrolyzed in an oxyhydrogen flame generated by the combustion of the combustion gas. As shown in FIG. A
ここで、ダミー棒1として、高温加熱時の粘度が純石英の粘度よりも小さく、かつガラスロッド2の最も粘度が小さい部分の粘度よりも大きいものを使用する技術が知られている。このダミー棒1と連結されたガラスロッド2を使用した光ファイバ母材5では、線引時におけるガラスロッド2とダミー棒1の境界近傍での気泡発生が抑制され、線引き時の光ファイバの断線を防ぐことができる(特許文献1参照)。
Here, a technique is known in which a dummy rod 1 having a viscosity at the time of high-temperature heating that is smaller than that of pure quartz and larger than that of the lowest viscosity portion of the
ところで、光ファイバ母材5は、長手方向中央部に所定の外径を有し、線引きにより光ファイバとされる有効部3aと、有効部3aの両端に連続してテーパ状に形成され、線引きにより光ファイバとして用いられない非有効部3b,3bとを有している。図7では、ガラスロッド2の外周が所定径の有効部3aとなり、ダミー棒1,1の外周がテーパ形状の非有効部3b,3bとされている。
By the way, the optical fiber preform 5 has a predetermined outer diameter in the central portion in the longitudinal direction, and is formed into a tapered shape continuously at both ends of the
しかしながら、この光ファイバ母材5を線引きすると、線引き時におけるガラスロッド2とダミー棒1との粘度差により、ダミー棒1との接続部近傍において、有効部3aの線引き部分の径が大きく変動し、製品とならない無駄な部分が生じ、良品の光ファイバの出来高が減少してしまう。
However, when this optical fiber preform 5 is drawn, the diameter of the drawn portion of the
ここで、ダミー棒1として、高温加熱時の粘度が純石英の粘度よりも小さく、かつガラスロッド2の最も粘度が小さい部分の粘度よりも大きいものを使用する上記の技術では、ダミー棒1を作製する際に、石英ガラスにゲルマニウム、塩素、フッ素等の添加剤を混入させる工程が必要となってしまい、製造効率が低下してしまう。また、純石英のダミー棒1を使用する場合よりも、添加剤の分だけコストが嵩んでしまい、光ファイバ自体の製造コストが高くなってしまうという問題があった。
Here, in the above technique using the dummy rod 1 having a viscosity at the time of high temperature heating smaller than that of pure quartz and larger than the viscosity of the
この発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、コストを抑えつつ、良品の光ファイバを効率良く得ることが可能な光ファイバ母材及びその製造方法並びに光ファイバ母材から製造される光ファイバを提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an optical fiber preform capable of efficiently obtaining a good optical fiber, a manufacturing method thereof, and an optical fiber manufactured from the optical fiber preform, while suppressing costs. The purpose is to provide.
上記目的を達成するために、本発明の光ファイバ母材は、ガラスロッドと一端が前記ガラスロッドに接続された緩衝部材と前記緩衝部材の他端に接続されたダミー棒とを有する内側ガラス体と、前記内側ガラス体の外周上に形成された外側ガラス体と、を備え、前記外側ガラス体には、所定の外径を有する有効部とテーパ形状を有する非有効部が形成されており、前記緩衝部材は、前記有効部と前記非有効部の接続部近傍で前記ガラスロッドと接続されている。 In order to achieve the above object, an optical fiber preform of the present invention includes an inner glass body having a glass rod, a buffer member having one end connected to the glass rod, and a dummy rod connected to the other end of the buffer member. And an outer glass body formed on the outer periphery of the inner glass body, and the outer glass body has an effective portion having a predetermined outer diameter and an ineffective portion having a tapered shape, The buffer member is connected to the glass rod in the vicinity of a connection portion between the effective portion and the ineffective portion.
このように、上記の光ファイバによれば、線引き時における光ファイバの外径変動を極力低減させる緩衝部材が有効部と非有効部との境界付近に設けられて、良品の光ファイバを効率よく得ることができる光ファイバ母材を製造することができる。 Thus, according to the above optical fiber, the buffer member that reduces the outer diameter fluctuation of the optical fiber at the time of drawing as much as possible is provided in the vicinity of the boundary between the effective portion and the ineffective portion, so that a good optical fiber can be efficiently used. An optical fiber preform that can be obtained can be manufactured.
具体的には、線引き時における前記緩衝部材の粘度が、前記ダミー棒よりも小さく、かつ前記ガラスロッドと同等もしくはそれ以上であるように構成することにより、非有効部から有効部に線引きが移行する際に、ダミー棒とガラスロッドとを直接接続した場合と比較して、粘度の違いによる光ファイバの外径変動を極力小さくすることができる。
これにより、安価な純石英製のダミー棒を使用しても、光ファイバ母材の有効部から良品の光ファイバを効率良く得ることができる。
Specifically, the drawing is transferred from the ineffective portion to the effective portion by configuring the buffer member so that the viscosity of the buffer member during drawing is smaller than that of the dummy rod and equal to or higher than that of the glass rod. In doing so, the outer diameter fluctuation of the optical fiber due to the difference in viscosity can be minimized as compared with the case where the dummy rod and the glass rod are directly connected.
Thereby, even if an inexpensive pure quartz dummy rod is used, a good optical fiber can be efficiently obtained from the effective portion of the optical fiber preform.
また、ダミー棒の粘度をガラスロッドに近づけるためにダミー棒に添加剤を加える必要がないので、添加剤が不要となり、また、添加剤を添加する工程も不要となり、製造コストを抑えつつ良好な光ファイバの線引きが可能となる。 In addition, since it is not necessary to add an additive to the dummy rod in order to bring the viscosity of the dummy rod closer to that of the glass rod, the additive is unnecessary, and the step of adding the additive is also unnecessary, which is favorable while suppressing the manufacturing cost. The optical fiber can be drawn.
なお、緩衝部材は、ガラスロッドと同一の素材からなるガラス棒であってもよい。
また、緩衝部材の配設部分における非有効部の体積が、非有効部全体の体積の1/2以下であることが好ましい。
The buffer member may be a glass rod made of the same material as the glass rod.
Moreover, it is preferable that the volume of the ineffective part in the arrangement | positioning part of a buffer member is 1/2 or less of the volume of the whole ineffective part.
また、本発明の光ファイバの製造方法は、コア部を有するガラスロッド上に外側ガラス体を一体形成された光ファイバ母材から光ファイバを線引きする光ファイバの製造方法であって、前記ガラス体は、前記ガラスロッドの端部上でテーパ形状に形成されており、線引時において、前記外側ガラス体のテーパ形状となっている部分を廃却処理してから、本製品となる光ファイバを線引きする。 The optical fiber manufacturing method of the present invention is an optical fiber manufacturing method for drawing an optical fiber from an optical fiber preform in which an outer glass body is integrally formed on a glass rod having a core portion. Is formed in a tapered shape on the end portion of the glass rod, and when the wire is drawn, the tapered portion of the outer glass body is disposed of, and then the optical fiber that is the product is removed. Draw a line.
このように、上記の光ファイバの製造方法によれば、前記ガラス体は、前記ガラスロッドの端部上でテーパ形状に形成されており、線引時において、前記外側ガラス体のテーパ形状となっている部分を廃却処理してから、本製品となる光ファイバを線引きするので、テーパ形状の外側ガラス体部分において外径の変動を発生させ、この外径変動が発生するテーパ形状の外側ガラス体部分を廃却処理することにより、テーパ形状以外の外側ガラス体部分においては、安定した外径を有する光ファイバを本製品として線引きすることが可能となる。 Thus, according to the above-described optical fiber manufacturing method, the glass body is formed in a tapered shape on the end portion of the glass rod, and becomes the tapered shape of the outer glass body at the time of drawing. Since the optical fiber that will be the product is drawn after the part that has been discarded, the outer glass fluctuates in the outer diameter of the tapered outer glass body, and this outer diameter fluctuation occurs in the tapered outer glass. By disposing the body part, it becomes possible to draw an optical fiber having a stable outer diameter as this product in the outer glass body part other than the tapered shape.
また、本発明の光ファイバ母材の製造方法は、ガラスロッドの一端に緩衝部材を介してダミー棒を接続して内側ガラス体を形成するステップと、前記内側ガラス体上にガラス微粒子を堆積させて加熱することにより、所定の外径を有する有効部とテーパ形状を有する非有効部を備えた外側ガラス体を前記内側ガラス体上に形成するステップと、を有し、前記緩衝部材と前記ガラスロッドとの接続部近傍に前記有効部と前記非有効部の境界が形成されるように前記ガラス微粒子を堆積させる。 The method for producing an optical fiber preform of the present invention includes a step of connecting a dummy rod to one end of a glass rod via a buffer member to form an inner glass body, and depositing glass particles on the inner glass body. Forming an outer glass body having an effective portion having a predetermined outer diameter and an ineffective portion having a tapered shape on the inner glass body by heating, and the buffer member and the glass. The glass particles are deposited so that a boundary between the effective portion and the ineffective portion is formed in the vicinity of the connecting portion with the rod.
このように、上記の光ファイバ母材の製造方法によれば、線引き時における光ファイバの外径変動を極力低減させる緩衝部材が有効部と非有効部との境界付近に設けられて、良品の光ファイバを効率よく得ることができる光ファイバ母材を製造することができる。 As described above, according to the above optical fiber preform manufacturing method, the buffer member that reduces the outer diameter fluctuation of the optical fiber at the time of drawing as much as possible is provided in the vicinity of the boundary between the effective portion and the ineffective portion. An optical fiber preform capable of efficiently obtaining an optical fiber can be manufactured.
具体的には、線引き時における前記緩衝部材の粘度は、前記ダミー棒よりも小さく、かつ前記ガラスロッドと同等もしくはそれ以上であるように構成することにより、非有効部から有効部に線引きが移行する際に、ダミー棒とガラスロッドとを直接接続した場合と比較して、粘度の違いによる光ファイバの外径変動を極力小さくすることができる。
これにより、安価な純石英製のダミー棒を使用しても、光ファイバ母材の有効部から良品の光ファイバを効率良く得ることができる。
Specifically, the drawing is transferred from the ineffective portion to the effective portion by configuring the buffer member so that the viscosity of the buffer member is smaller than that of the dummy rod and equal to or higher than that of the glass rod. In doing so, the outer diameter fluctuation of the optical fiber due to the difference in viscosity can be minimized as compared with the case where the dummy rod and the glass rod are directly connected.
Thereby, even if an inexpensive pure quartz dummy rod is used, a good optical fiber can be efficiently obtained from the effective portion of the optical fiber preform.
以上、説明したように、本発明によれば、有効部と非有効部との境界付近から非有効部側に、線引き時における粘度がダミー棒よりも小さくかつガラスロッドと同等もしくはそれ以上の緩衝部材を設けることにより、非有効部から有効部に線引きが移行する際に、ダミー棒とガラスロッドとを直接接続した場合と比較して、粘度の違いによる光ファイバの外径変動を極力小さくすることができる。
これにより、安価な純石英製のダミー棒を使用しても、光ファイバ母材の有効部から良品の光ファイバを効率良く得ることができる。
As described above, according to the present invention, from the vicinity of the boundary between the effective portion and the ineffective portion to the ineffective portion side, the viscosity at the time of drawing is smaller than that of the dummy rod and is equal to or greater than that of the glass rod. By providing a member, when the drawing moves from the ineffective portion to the effective portion, the outer diameter fluctuation of the optical fiber due to the difference in viscosity is minimized as compared with the case where the dummy rod and the glass rod are directly connected. be able to.
Thereby, even if an inexpensive pure quartz dummy rod is used, a good optical fiber can be efficiently obtained from the effective portion of the optical fiber preform.
また、ダミー棒の粘度をガラスロッドに近づけるためにダミー棒に添加剤を加える必要がないので、添加剤が不要となり、また、添加剤を添加する工程も不要となり、製造コストを抑えつつ良好な光ファイバの線引きが可能となる。 In addition, since it is not necessary to add an additive to the dummy rod in order to bring the viscosity of the dummy rod closer to that of the glass rod, the additive is unnecessary, and the step of adding the additive is also unnecessary, which is favorable while suppressing the manufacturing cost. The optical fiber can be drawn.
以下、本発明にかかる光ファイバ母材及びその製造方法並びに光ファイバ及びその製造方法の実施の形態を図面を参照しながら説明する。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of an optical fiber preform and a manufacturing method thereof and an optical fiber and a manufacturing method thereof according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
(第1実施形態)
以下、本発明に係る第1実施形態の光ファイバ母材及びこの光ファイバ母材を用いた光ファイバの製造方法について説明する。
(First embodiment)
Hereinafter, an optical fiber preform according to a first embodiment of the present invention and an optical fiber manufacturing method using the optical fiber preform will be described.
図1は、本発明に係る第1実施形態の光ファイバ母材を示す図である。
図1に示すように、光ファイバ母材10は、内側ガラス体11と内側ガラス体11の外周面上に形成された外側ガラス体15とから構成されている。この光ファイバ母材10は、光ファイバを製造する際のガラス供給源となるガラス体である。
FIG. 1 is a view showing an optical fiber preform according to a first embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 1, the
内側ガラス体11は、複数のガラス棒が光ファイバ母材長手方向に接続されて構成された棒状部材であり、ガラスロッド12と、ガラスロッド12の上端12aに接続されたダミー棒13aと、ガラスロッド12の下端12b接続された緩衝部材としての接続ロッド14と、接続ロッド14に接続されたダミー棒13bとを有している。
The
ガラスロッド12は、主として線引後に良品光ファイバのコアとなる部分であり、製造される光ファイバの特性に応じてゲルマニウム等の不純物が混入されている。このガラスロッド12は、不純物を多く含んでいるため、純石英よりも線引き時(2000℃に加熱したとき)の粘度が小さい。なお、ガラスロッド12としては、コアとなるガラスの周囲に一部クラッドとなるガラスが形成されていてもよい。
The
これに対して、ダミー棒13a,13bは、ガラスロッド12を支持するガラス棒であり、例えば、安価な純石英から形成されている。ダミー棒13a,13bは、ガラスロッド12よりも線引き時における粘度が大きい。なお、ダミー棒13a,13bは、線引後の光ファイバを構成せず、線引後に廃棄される。
On the other hand, the
緩衝部材となる接続ロッド14は、ダミー棒13a,13b同様に線引後に廃棄される部分であり、線引き時における粘度が、ダミー棒13a,13bよりも小さく、ガラスロッド12と同等かそれ以上となるような材質で形成されている。この接続ロッド14としては、例えば、ガラスロッド12と同じ素材のものでも良く、例えば、ガラスロッド12の製造過程で余ったガラスロッド部材を接続ロッド14として用いてもよい。
The connecting
以上をまとめると、線引時の粘度は、大きいものからダミー棒13a,13b、接続ロッド14、ガラスロッド12の順である。したがって、ガラスロッド12と接続ロッド14との線引き時における粘度差は、ガラスロッド12とダミー棒13a,13bとの線引き時における粘度差よりも小さい。
In summary, the viscosity at the time of drawing is from the largest to the
外側ガラス体15は、内側ガラス体11上にガラス微粒子を吹き付けることによりガラス微粒子を堆積させてガラス微粒子堆積体を形成し、そしてこのガラス微粒子堆積体を焼結炉にて脱水焼結することにより透明化(ガラス化)して製造されたものである。本実施形態の外側ガラス体15には、光ファイバ母材長手方向に一定の外径を有する有効部15aと、有効部15aの両端にそれぞれ連続して形成されたテーパ状の非有効部15b,15cとが形成されている。
The
有効部15aは、図1に示すように、ガラスロッド12の外周上に形成されており、ガラスロッド12とともに線引きされて、良品光ファイバのクラッドとなる部分である。
As shown in FIG. 1, the
一方、非有効部15b,15cは、ガラスロッド12の外周以外の内側ガラス体11上に形成されており、線引時に廃棄される、または線引が行われない部分である。有効部15aの下方に設けられた非有効部15cは、図1及び図3に示すように、ガラスロッド12と接続ロッド14の接続部から接続ロッド14の全側面とダミー棒13bの一部を覆うようにテーパ状に形成されている。すなわち、有効部15aと非有効部15cの接続部に対応して、ガラスロッド12と接続ロッド14とが接続されており、接続ロッド14は、非有効部15cによって全周囲を覆われて、非有効部15c内に形成される。
On the other hand, the
なお、本実施形態では、図3に示すように、接続ロッド14の側面に対応して非有効部15cに設けられたガラス部分16の体積は、ダミー棒13bの側面に対応して非有効部15cに設けられたガラス部分17の体積よりも小さく、非有効部15c全体の体積の1/2以下となるように構成されている。
In the present embodiment, as shown in FIG. 3, the volume of the
光ファイバ母材10は、VAD法(Vapor phase Axial Deposition:気相軸付法)、OVD法(Outside Vaper Deposition:外付溶着法)等によって製造することができる。以下の説明では、VAD法を用いて光ファイバ母材10を製造する場合を例に説明する。
The
まず、ガラスロッド12の上端12aにダミー棒13aを接続するとともに、ガラスロッド12の下端12bに接続ロッド14を介してダミー棒13bを接続して内側ガラス体11を作製する。そしてこの内側ガラス体11を鉛直に支持して回転させる。そして、内側ガラス体11に向けて配置されたバーナから燃焼ガスを吹き出させて酸水素火炎を形成し、この酸水素火炎中に同じくバーナからガラス原料を吹き出すことにより、ガラス原料が加水分解されてガラス微粒子が生成され、このガラス微粒子を内側ガラス体11上に上端12a側から堆積させる。
First, the
そして、この内側ガラス体11をバーナに対して相対的に上昇させていくことにより、ガラスロッド12の外周に有効部15aが形成されるように、かつ接続ロッド14とガラスロッド12との接続部近傍に有効部15aと非有効部15bの境界が形成されるようにガラス微粒子を堆積させ、多孔質のガラス微粒子堆積体を作製する。その後、このガラス微粒子堆積体を、加熱して透明化させることにより、内側ガラス体11の外周面上に外側ガラス体15が形成された光ファイバ母材10が製造される。
And the
次に、上記光ファイバ母材を線引きして光ファイバを製造する製造方法について説明する。
図2は、光ファイバの製造方法を説明する図である。まず、図2を参照しながら光ファイバを製造する光ファイバ製造装置について説明する。
Next, a manufacturing method for manufacturing an optical fiber by drawing the optical fiber preform will be described.
FIG. 2 is a diagram for explaining a method of manufacturing an optical fiber. First, an optical fiber manufacturing apparatus for manufacturing an optical fiber will be described with reference to FIG.
光ファイバの製造装置21は、図2に示すように、発熱部22を備えた円筒状の線引き炉23を有しており、この線引き炉23内に光ファイバ母材10が供給される。線引き炉23内に供給される光ファイバ母材10は、その先端側が発熱部22によって加熱溶融され、下方に引き延ばされて細径化され、ガラスファイバ11aとされる。
As shown in FIG. 2, the optical
線引き炉23の下方には、ガラスファイバ11aの外径を測定する外径測定器24が設けられている。さらに、外径測定器24の下流側には、ガラスファイバ11aの外周に樹脂を被覆する樹脂塗布用ダイス25と、塗布した樹脂を硬化させる硬化炉26が設けられている。そして、ガラスファイバ11aは、樹脂塗布用ダイス25によって外周に樹脂が塗布されて硬化炉26によって樹脂が硬化されることにより、樹脂が被覆された光ファイバ11bとされる。
Below the drawing
硬化炉26の下流側には、ガイドローラ27とキャプスタン28が順に設けられている。
On the downstream side of the curing
キャプスタン28は、複数のローラ29に巻回されたキャプスタンベルト31と、このキャプスタンベルト31が密着されるキャプスタンホイール32とを有している。光ファイバ11bは、これらキャプスタンベルト31とキャプスタンローラ32との間に挟持されて引き込まれる。これにより、光ファイバ11bは、キャプスタン28の下流側に設けられた巻き取り装置33側に送り出され、巻き取り装置33に設けられた巻き取りボビン34に巻回される。
The
次に、上記製造装置21による光ファイバの製造方法について説明する。
まず、線引き炉23に光ファイバ母材10を供給し、発熱部22によって加熱溶融して下方に引き延ばして細径化されたガラスファイバ11aとする。
その後、ガラスファイバ11aの外周に、樹脂塗布用ダイス25によって樹脂を被覆し、さらに、硬化炉26によって樹脂を硬化させ、樹脂が被覆された光ファイバ11bとする。
その後、光ファイバ11bを、キャプスタン28のキャプスタンベルト31とキャプスタンホイール32とによって挟持して引き込み、巻き取り装置33へ送り込み、巻き取りボビン34に巻き取らせる。
Next, the manufacturing method of the optical fiber by the said
First, the
Thereafter, the resin is coated on the outer periphery of the
Thereafter, the
ここで、上記のようにして光ファイバ11bを製造する際、光ファイバ母材10を線引きしたガラスファイバ11aは、ダミー棒13bと接続ロッド14との接続箇所にて、線引き時の粘度差によって外径が変動するが、接続ロッド14とガラスロッド12との粘度差は、ダミー棒13bとガラスロッド12との粘度差よりも小さくされているので、この接続ロッド14とガラスロッド12との接続箇所における光ファイバ11bの外径変動が大幅に低減される。
Here, when the
つまり、本実施形態の光ファイバ母材10では、ダミー棒13bとガラスロッド12との間に、線引き時における粘度がダミー棒13bよりも小さく、また、ガラスロッド12と同等かそれ以上とされている接続ロッド14を介在させて緩衝部材としたので、光ファイバ11aとして用いられない非有効部15cと光ファイバ11aとして用いられる有効部15aとの境界部分近傍の線引き部分にて大きな外径変動を生じるが、光ファイバ11aとして製品となる有効部15aの線引き部分における外径変動を大幅に低減させることができる。
That is, in the
これにより、安価な純石英製のダミー棒13bを使用しても、光ファイバ母材10の有効部から良品の光ファイバ11bを効率良く得ることができる。
また、ダミー棒13bの粘度をガラスロッド12に近づけるためにダミー棒13bの製造時に添加剤を加える必要がないので、添加剤が不要となり、また、添加剤を添加する工程も不要となり、製造コストを抑えつつ良好な光ファイバ11bの線引きが可能となる。
As a result, a good
Further, since it is not necessary to add an additive during the manufacture of the
また、上記光ファイバ母材10の製造方法によれば、線引き時における光ファイバ11bの外径変動を極力低減させる緩衝部材としての接続ロッド14が有効部と非有効部との境界付近に設けられて、良品の光ファイバ11bを効率よく得ることができる光ファイバ母材10を製造することができる。
さらに、上記光ファイバ母材10を用いた光ファイバ11bの製造方法によれば、有効部の線引き開始時における外径変動が極力抑えられ、有効部から効率良く良品の光ファイバ11bを製造することができる。
Further, according to the method for manufacturing the
Furthermore, according to the manufacturing method of the
なお、本実施形態では、ガラスロッド12と接続ロッド14の接続部が非有効部15cと有効部15aとの境界に位置するように構成したがこれに限られず、例えば、ガラスロッド12が非有効部15c側に突出し、非有効部15cにてガラスロッド12と接続ロッド14を接続するように構成してもよい。
In the present embodiment, the connecting portion between the
なお、本実施形態では、ガラスロッド12の一端側にのみ接続ロッド14が接続される構成としたが、これに限られることはなく、ガラスロッド12の両端に接続ロッド14を設け、これら2つの接続ロッドが非有効部15b,15cにそれぞれ覆われるように光ファイバ母材を構成してもよい。
In the present embodiment, the
(第2実施形態)
以下、本発明に係る第2実施形態の光ファイバ母材及びこの光ファイバ母材を用いた光ファイバの製造方法について説明する。
(Second Embodiment)
Hereinafter, an optical fiber preform according to a second embodiment of the present invention and an optical fiber manufacturing method using the optical fiber preform will be described.
図6は、本発明に係る第2実施形態の光ファイバ母材を示す図である。
図6に示すように、光ファイバ母材40は、内側ガラス体41と内側ガラス体41の外周面上に形成された外側ガラス体45とから構成されている。この光ファイバ母材40は、光ファイバを製造する際のガラス供給源となるガラス体である。
FIG. 6 is a view showing an optical fiber preform according to the second embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 6, the
内側ガラス体41は、複数のガラス棒が光ファイバ母材長手方向に接続されて構成された棒状部材であり、ガラスロッド42と、ガラスロッド42の上端42aに接続されたダミー棒43aと、ガラスロッド42の下端42bに接続されたダミー棒43bとを有している。
The
ガラスロッド42は、主として線引後に良品光ファイバのコアとなる部分であり、製造される光ファイバの特性に応じてゲルマニウム等の不純物が混入されている。このガラスロッド42は、不純物を多く含んでいるため、純石英よりも線引き時(2000℃に加熱したとき)の粘度が小さい。なお、ガラスロッド42としては、コアとなるガラスの周囲に一部クラッドとなるガラスが形成されていてもよい。
The
これに対して、ダミー棒43a,43bは、ガラスロッド42と接続されてガラスロッド42を支持するガラス棒であり、例えば、安価な純石英から形成されている。このダミー棒43a,43bは、ガラスロッド42よりも線引き時における粘度が大きい。なお、このダミー棒43a,43bは、線引後の光ファイバを構成せず、線引時に廃棄される。
On the other hand, the
外側ガラス体45は、内側ガラス体41上にガラス微粒子を吹き付けることによりガラス微粒子を堆積させてガラス微粒子堆積体を形成し、そしてこのガラス微粒子堆積体を焼結炉にて透明化(ガラス化)して製造されたものである。本実施形態の外側ガラス体45には、光ファイバ母材長手方向に一定の外径を有する有効部45aと、有効部45aの両端にそれぞれ連続して形成されたテーパ状の非有効部45b,45cとが形成されている。
The
有効部45aは、図6に示すように、ガラスロッド42の外周上に形成されており、ガラスロッド42とともに線引きされて、良品光ファイバのクラッドとなる部分である。
As shown in FIG. 6, the
一方、非有効部45bは、ダミーロッド43a上に形成されており、また非有効部45cは、ガラスロッド42の一端部42aとダミーロッド43b上に形成されている。これらの非有効部45b、45は、線引時に廃棄される、または線引が行われない部分である。有効部45aの下方に設けられた非有効部45cは、図6に示すように、ガラスロッド42の一端部42bとダミーロッド43bとの接続部分を覆うようにテーパ状に形成されている。すなわち、有効部45aと非有効部45cの接続部よりも非有効部45c側で、ガラスロッド42とダミーロッド43bとが接続されている。
On the other hand, the
この光ファイバ母材40は、VAD法(Vapor phase Axial Deposition:気相軸付法)、OVD法(Outside Vaper Deposition:外付溶着法)等によって製造することができる。光ファイバ母材40の製造方法は、内側ガラス体41の構造が異なる点を除けば、基本的に第1実施形態で説明した光ファイバ母材10の製造方法と同一である。すなわち、光ファイバ母材40においては、有効部45aと非有効部45cの接続部よりも非有効部45c側で、ガラスロッド42とダミーロッド43bとが接続されるように、外側ガラス体45を形成する。
The
次に、光ファイバ母材40を用いた光ファイバの製造方法について説明する。この光ファイバ母材40を線引きする光ファイバの製造装置としては、図2に示す光ファイバ製造装置21を用いることができる。
Next, an optical fiber manufacturing method using the
まず、線引き炉23に、光ファイバ母材10の代わりに光ファイバ母材40(図6参照)を供給し、発熱部22によって加熱溶融して下方に引き延ばして細径化されたガラスファイバ11aとする。
その後、ガラスファイバ11aの外周に、樹脂塗布用ダイス25によって樹脂を被覆し、さらに、硬化炉26によって樹脂を硬化させ、樹脂が被覆された光ファイバ11bとする。
その後、光ファイバ11bを、キャプスタン28のキャプスタンベルト31とキャプスタンホイール32とによって挟持して引き込み、巻き取り装置33へ送り込み、巻き取りボビン34に巻き取らせる。
First, an optical fiber preform 40 (see FIG. 6) is supplied to the drawing
Thereafter, the resin is coated on the outer periphery of the
Thereafter, the
ここで、本実施形態では、テーパ形状となっている非有効部45cから線引きされた光ファイバ11bについては、光ファイバとしてのスペックを満たしていないとして廃却処理し、有効部45aから線引きされた光ファイバ11bについてのみ本製品として用いる。ここで、非有効部45cの廃却処理は、樹脂塗布用ダイス25によって皮膜される以前のガラスファイバ11aを廃却するようにしてもよい。
Here, in this embodiment, the
ダミーロッド43bは、ガラスロッド42よりも線引き時における粘度が大きいため、上記のようにして光ファイバ11bを製造する際、光ファイバ母材40を線引きしたガラスファイバ11aは、ガラスロッド42とダミー棒43bとの接続箇所にて、線引き時の粘度差によって外径が変動する。しかしながら、この外径の変動は、非有効部45cの線引時に発生し、有効部45aの線引時には外径の変動が安定している。すなわち、ガラスロッド42とダミー棒43bの接続部が非有効部45c側に設けられているので、非有効部45cから有効部45aにかけて線引を行う時点で、外径の変動が発生しない。したがって、非有効部45cから線引きされた光ファイバ11b(またはガラスファイバ11a)を破棄し、有効部45aから線引きされた光ファイバ11b(またはガラスファイバ11a)のみを本製品とすることで、有効部45aから線引きされる光ファイバを全て良品として採用することが可能となる。
Since the
これにより、安価な純石英製のダミー棒43bを使用しても、光ファイバ母材40の有効部45aから良品の光ファイバ11bを効率良く得ることができる。
また、ダミー棒43bの粘度をガラスロッド42に近づけるためにダミー棒43bの製造時に添加剤を加える必要がないので、添加剤が不要となり、また、添加剤を添加する工程も不要となり、製造コストを抑えつつ良好な光ファイバ11bの線引きが可能となる。
As a result, a good
Further, since it is not necessary to add an additive when manufacturing the
なお、ガラスロッド42とダミー棒43bとの接続箇所は、有効部45aを線引きする時点で製造されるガラスファイバの外径の変動が十分に抑制されている程度に軸方向非有効部45c側に設けられていることが好ましい。
In addition, the connection location of the
実施例として、図1に示す本発明にかかる下記の光ファイバ母材10を線引きした。
As an example, the following
(実施例)
ガラスロッド12としては、外径4.6mmの純石英からなるコアの外周にフッ素を1.25質量%添加した石英からなるクラッドの一部を有する外径23mm、長さ500mmのものを用いた。
(Example)
As the
そして、このガラスロッド12の上端に、外径23mmの石英製のダミー棒13aを接続し、下端に、線引き時(2000℃程度)にてガラスロッド12と同等の粘度を有する外径23mm、長さ30mmの接続ロッド14を接続して緩衝部材を設け、さらに、外径23mmの石英製のダミー棒13bを接続した。
A
次に、上記のように上端にダミー棒13aを接続し、下端に接続ロッド14を介してダミー棒13bを接続したガラスロッド12の外周に、外径が150mmで均一なガラス微粒子(純Sio2)堆積体を堆積させ、焼結炉にて1500℃に加熱して透明化し、外径70mm、長さ150mmの有効部を有する光ファイバ母材10を得た。なお、上端側においては、ガラスロッド12とダミー棒13bとの接続箇所に有効部15aと非有効部15cとの境界が一致するようにし、また、下端側においては、ガラスロッド12と接続ロッド14との接続箇所に有効部15aと非有効部15bとの境界が一致するようにした。その結果、光ファイバ母材10の下端側において、接続ロッド14の配設部分における非有効部15cに対応する接続ロッド対応部分16の体積は、非有効部全体の約20%となった。この接続ロッド対応部分16の体積は、線引きした場合の光ファイバ長に換算して7kmに相当する。
Next, on the outer periphery of the
そして、上記光ファイバ母材10を、線引きした結果、図4に示すように、ダミー棒13と接続ロッド14との接続箇所にて光ファイバ11bの外径変動が発生したが、約5kmで外径変動が収束した。その後、接続ロッド14とガラスロッド12との接続箇所にて光ファイバ11bが極僅かに外径変動を生じたが、約2kmで所定の光ファイバ11bの外径に収束し、その結果、良好な特性の光ファイバ11bを98kmにわたって得ることができた。したがって、外径変動により失われたガラスロッド12に対応する光ファイバの長さは、2kmだった。
As a result of drawing the
(比較例)
比較例として、図7に示す従来型の光ファイバ母材5を線引きした。
ガラスロッド2としては、外径4.6mmの純石英からなるコアの外周にフッ素を1.25質量%添加した石英からなるクラッドの一部を有する外径23mm、長さ500mmのものを用いた。
そして、このガラスロッド2の上下端に、外径23mmの石英製のダミー棒1を接続した。
(Comparative example)
As a comparative example, the conventional optical fiber preform 5 shown in FIG. 7 was drawn.
As the
A quartz dummy rod 1 having an outer diameter of 23 mm was connected to the upper and lower ends of the
次に、上記のように上下端にダミー棒1を接続したガラスロッド2の外周に、外径が150mmで均一なガラス微粒子(純Sio2)の堆積体3を合成し、焼結炉にて1500℃に加熱して透明化し、外径70mm、長さ150mmの有効部を有する光ファイバ母材5を得た。なお、上端側及び下端側のそれぞれにおいて、ガラスロッド2とダミー棒1との接続箇所に有効部と非有効部との境界が一致するようにした。
Next, a
そして、上記光ファイバ母材5を、線引きした結果、図5に示すように、非有効部の線引きが終了し、有効部の線引きに移行した時点からダミー棒1とガラスロッド2との接続箇所にて光ファイバ11bの外径変動が発生し、約5kmにわたって外径変動が続いた。
As a result of drawing the optical fiber preform 5, as shown in FIG. 5, the connection portion between the dummy rod 1 and the
このように、良好な特性の光ファイバ11bが得られる領域である有効部にて5kmにわたって外径変動が生じたため、この部分における良品取りができず、得られた良好な特性の光ファイバ11bは95kmであった。すなわち、外径変動により失われたガラスロッド12に対応する光ファイバの長さは、5kmであり、実施例と比較して、良好な光ファイバ11bの長さが3km少なくなり、出来高が低下した。
As described above, since the outer diameter fluctuates over 5 km in the effective portion, which is a region where the
10 光ファイバ母材
11 内側ガラス体
11b 光ファイバ
12 ガラスロッド
13a,13b ダミー棒
14 接続ロッド(緩衝部材)
15 外側ガラス体
DESCRIPTION OF
15 Outer glass body
Claims (10)
前記内側ガラス体の外周上に形成された外側ガラス体とを備え、
前記外側ガラス体には、所定の外径を有する有効部とテーパ形状を有する非有効部が形成されており、
前記緩衝部材は、前記非有効部内にあることを特徴とする光ファイバ母材。 An inner glass body having a glass rod, a buffer member having one end connected to the glass rod, and a dummy rod connected to the other end of the buffer member;
An outer glass body formed on the outer periphery of the inner glass body,
In the outer glass body, an effective portion having a predetermined outer diameter and a non-effective portion having a tapered shape are formed,
The optical fiber preform, wherein the buffer member is in the ineffective portion.
前記ガラス体は、前記ガラスロッドの端部上でテーパ形状に形成されており、
線引時において、前記外側ガラス体のテーパ形状となっている部分を廃却処理してから、本製品となる光ファイバを線引きすることを特徴とする光ファイバの製造方法。 An optical fiber manufacturing method for drawing an optical fiber from an optical fiber preform integrally formed with an outer glass body on a glass rod having a core part,
The glass body is formed in a tapered shape on the end of the glass rod,
An optical fiber manufacturing method comprising: drawing an optical fiber to be the product after the taper-shaped portion of the outer glass body is discarded at the time of drawing.
前記内側ガラス体上にガラス微粒子を堆積させて加熱することにより、所定の外径を有する有効部とテーパ形状を有する非有効部を備えた外側ガラス体を前記内側ガラス体上に形成する工程と、を有し、
前記緩衝部材は、前記非有効部内に形成されるように前記ガラス微粒子を堆積させることを特徴とする光ファイバ母材の製造方法。 Connecting a dummy rod to one end of the glass rod via a buffer member to form an inner glass body;
Forming an outer glass body on the inner glass body with an effective portion having a predetermined outer diameter and an ineffective portion having a tapered shape by depositing and heating glass fine particles on the inner glass body; and Have
The said buffer member deposits the said glass particulate so that it may be formed in the said ineffective part, The manufacturing method of the optical fiber preform | base_material characterized by the above-mentioned.
10. The volume according to claim 7, wherein a volume of the ineffective portion in the portion where the buffer member is disposed is equal to or less than a half of a volume of the entire ineffective portion. Manufacturing method of optical fiber preform.
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