JP2006056755A - Method for producing optical fiber preform - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光通信等に使用される光ファイバ、特にコア偏心量やクラッド非円率の小さい光ファイバを得るための光ファイバ母材の製造方法に関するものである。 The present invention relates to an optical fiber used for optical communication or the like, and more particularly to a method for manufacturing an optical fiber preform for obtaining an optical fiber having a small core eccentricity and a low cladding non-circularity.
従来から、透明ガラス化した光ファイバ母材を製造する場合、VAD法やOVD法によって合成された光ファイバ用多孔質母材を、炉心管を有する加熱炉内に徐々に挿入して脱水、透明ガラス化する方法が採用されている。
また、近年、特にコストダウンを図るべく、光ファイバ母材を大型化する傾向になってきている。
Conventionally, when manufacturing an optical fiber preform made of transparent glass, a porous preform for optical fiber synthesized by the VAD method or the OVD method is gradually inserted into a heating furnace having a furnace core tube and dehydrated and transparent. A vitrification method is employed.
Further, in recent years, the optical fiber preform is becoming larger in order to reduce the cost.
ところが光ファイバ母材の大型化にともない、光ファイバ用多孔質母材の上端を支持している石英ガラス製のサポート棒や、このサポート棒をさらに支持している石英ガラス製の支持棒の下端が、吊り下げている光ファイバ母材の重さで細る等熱変形してしまう問題がある。 However, as the size of the optical fiber preform increases, the quartz glass support rod supporting the upper end of the optical fiber porous preform and the lower end of the quartz glass support rod further supporting the support rod However, there is a problem that it is thermally deformed such as being thinned by the weight of the suspended optical fiber preform.
以下に、加熱炉、すなわち光ファイバ母材の製造装置を具体的に示す。
図12が示すように、コアを含むガラスロッド1(以下、コアロッド1と称す。)の周りにさらにクラッド用のスート2を堆積せしめてなる光ファイバ用多孔質母材を石英ガラス製のサポート棒4aを介して石英ガラス製の支持棒6の下端に支持し、これを支持棒6の軸の周りに回転させながら加熱ヒーター7を備えた炉心管5内に送り込み、加熱ヒーター7により加熱して脱水、透明ガラス化し、透明な光ファイバ母材8を得る。
尚、図12で符号3はスート2がガラス化された部分を、符号4bは光ファイバ用多孔質母材の他端に接続されたサポート棒を、そして符号9は加熱ヒーター7や炉心管5を覆う、例えば断熱材からなる加熱炉保護体を示している。
この図に示すように、加熱ヒーター7の上部において、炉心管5の全体が断熱材からなる加熱炉保護体9で覆われていると、概してその温度分布は、図12の加熱ヒーター7の右側に示すようにブロードな温度分布となり易い。
Hereinafter, a heating furnace, that is, an optical fiber preform manufacturing apparatus will be specifically shown.
As shown in FIG. 12, a porous base material for optical fiber in which a
In FIG. 12,
As shown in this figure, when the entire
このように高温領域が広い、すなわちブロードな温度分布の中に光ファイバ用多孔質母材を曝すと、光ファイバ用多孔質母材を支持棒6に連結している石英ガラス製のサポート棒4aも長時間高温に曝されることになって、前述したように光ファイバ母材8の重さで細ってしまう等々の問題がある。
通常、このサポート棒4aは繰り返し使用されるが、上記のように変形してしまうと以後使用することができなくなる。
When the optical fiber porous preform is exposed to such a wide temperature range, that is, a broad temperature distribution, a quartz
Normally, the
さらに光ファイバ用多孔質母材を、前述したようなブロードな温度分布に曝すと、その表面と内部における透明ガラス化の進行速度の差が大きくなって、本来ならば図13(a)が示すように、透明ガラス化後の光ファイバ母材8の上部のテーパーの長さL1が短くなってほしいところが、図13(b)が示すようにL1より長いL2になってしまって、光ファイバ母材8の有効長、すなわち実際に使用できる長さが短くなってしまう、という問題もあって、コストダウンが図り難い状況にある。
因みに光ファイバ母材8の有効長とは、母材の外径Dが所定の値の範囲で安定した部分、すなわち光ファイバ母材8の両端部分を除いた外径Dが一定となる部分であって、使用可能な光ファイバを線引きできる部分の長さをいう。
Further, when the porous preform for optical fiber is exposed to the broad temperature distribution as described above, the difference in the progress rate of transparent vitrification between the surface and the inside becomes large, and as shown in FIG. as such, where the wish for shorter length L 1 of the upper portion of tapered optical fiber preform 8 after the transparent vitrification, and ended up with longer L 2 than L 1 as shown in FIG. 13 (b), the There is a problem that the effective length of the optical fiber preform 8, that is, the length that can be actually used is shortened, and it is difficult to reduce the cost.
Incidentally, the effective length of the
そこで、例えば前者のサポート棒の問題を解決すべく、特許文献1には、光ファイバ用多孔質母材の透明ガラス化工程中に、加熱ヒーターの長さを調整できる加熱炉を提案している。
この特許文献1に記載のものは、具体的には光ファイバ用多孔質母材の透明ガラス化が進行し、その上部の石英ガラス製のサポート棒との連結部が加熱ヒーターに近づいてきたら、加熱ヒーターの上部の一部を取り除いてサポート棒を加熱し過ぎないようにするものである。
Therefore, for example, in order to solve the problem of the former support rod,
Specifically, as described in
しかしながら特許文献1に記載のものでは、サポート棒が所定位置に来たらその都度加熱ヒーターの一部を取り外さねばならず、作業が煩雑になる。また仮にこれを自動的に行おうとすれば、装置が複雑になって、かつ高価なものになってしまう、という問題もあって、コストダウンに相反する。
However, in the thing of
そこで単に、図12における加熱炉保護体9の一部、より具体的には加熱ヒーター7のすぐ上の部分をその周方向全体にわたって除去し、外気で炉心管5を冷却して、高温領域の立ち上がり部分を急峻にする方法が試みられた。
この方法によれば、炉内温度の立ち上がり部が急峻になったことから、サポート棒4aへの加熱時間が短縮され、サポート棒4aの熱変形問題もほぼ解決された。また光ファイバ用多孔質母材の内部、外部のガラス化速度の差も小さくなって、光ファイバ母材8の上部のテーパーもガラス化後図13(a)のような形状のものを確実に得ることができるようになった。すなわち有効長の長い光ファイバ母材8をより確実に得ることができるようになった。
しかもこの方法は、加熱炉保護体9の一部を単に除去するだけで済むため、極めて安価な方法であり、この点からもコストダウン上優れた方法である、と考えられていた。
Therefore, a part of the heating furnace protector 9 in FIG. 12, more specifically, a part immediately above the
According to this method, since the rising portion of the furnace temperature becomes steep, the heating time to the
Moreover, this method is considered to be an extremely inexpensive method because only a part of the heating furnace protector 9 needs to be removed, and it is considered that this method is also excellent in terms of cost reduction.
ところが得られた光ファイバ母材8から光ファイバを線引きすると、光ファイバのコア偏心量やクラッド非円率が、加熱炉保護体9の一部を取り除く前に得られた光ファイバ母材8を線引きして得られた光ファイバのそれより大きくなっていることがわかった。
However, when the optical fiber is drawn from the obtained
上記問題に鑑み本発明の目的は、光ファイバ用多孔質母材を脱水、透明ガラス化する際に、この光ファイバ用多孔質母材を支持するサポート棒および支持棒の変形を少なくし、かつ光ファイバ母材の有効長も長く取ることができ、しかもコア偏心量やクラッド非円率の小さい光ファイバを得ることのできる光ファイバ母材の製造方法を提供することにある。 In view of the above problems, the object of the present invention is to reduce the deformation of the support rod and the support rod that support the optical fiber porous preform when the porous preform for optical fiber is dehydrated and made into a transparent glass, and It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing an optical fiber preform that can obtain an optical fiber that can take a long effective length of the optical fiber preform and that has a small core eccentricity and a small cladding non-circularity.
前記目的を達成すべく請求項1記載の光ファイバ母材の製造方法は、炉心管を有する加熱炉の前記炉心管内に上端が支持棒で支持された光ファイバ用多孔質母材を挿入して脱水、透明ガラス化する光ファイバ母材の製造方法において、前記炉心管の長手中心軸での最高温度が1500℃となるように加熱炉の温度を設定したとき、炉心管の長手中心軸の温度が1300℃となる位置が、炉心管の長手中心軸の温度が1400℃である位置から炉心管の軸方向上方に300mm以内にあって、かつ炉心管の長手中心軸の温度が1000〜1300℃の位置での炉心管内の周方向同一面内における温度差が10℃以下であることを特徴とするものである。
In order to achieve the above-mentioned object, the method for manufacturing an optical fiber preform according to
このようにしてなる請求項1記載の光ファイバ母材の製造方法によれば、前記炉心管の長手中心軸での最高温度が1500℃となるように加熱炉の温度を設定したとき、炉心管の長手中心軸の温度が1300℃となる位置が、炉心管の長手中心軸の温度が1400℃である位置から炉心管の軸方向上方に300mm以内にあるため、すなわち高温部への立ち上がり部分の温度分布が急峻になっていることから、より確実に光ファイバ用多孔質母材を支持するサポート棒および支持棒の変形を少なくし、かつ光ファイバ母材の有効長も長く取ることができ、光ファイバのコストダウンを図ることもできる。
同時に炉心管の長手中心軸の温度が1000〜1300℃の位置での炉心管内の周方向同一面内における温度差を10℃以下にしているため、光ファイバ用多孔質母材はその周方向からほぼ均一な温度で加熱され、その結果、コア偏心量やクラッド非円率の小さい光ファイバ母材を容易に製造できる。それ故、この光ファイバ母材を線引きすればコア偏心量やクラッド非円率の小さい光ファイバを得ることができる。
According to the method of manufacturing an optical fiber preform according to
At the same time, the temperature difference in the same plane in the circumferential direction in the core tube at a position where the temperature of the longitudinal central axis of the core tube is 1000 to 1300 ° C. is set to 10 ° C. or less. As a result, it is possible to easily manufacture an optical fiber preform having a small core eccentricity and a low cladding non-circularity. Therefore, if this optical fiber preform is drawn, an optical fiber having a small core eccentricity and a low cladding non-circularity can be obtained.
また請求項2記載の光ファイバ母材の製造方法は、請求項1記載の光ファイバ母材の製造方法において、前記炉心管の長手中心軸での温度が1000〜1300℃の領域における炉心管の外周には、放熱性遮蔽物が設けられていることを特徴とするものである。
A method for manufacturing an optical fiber preform according to
このようにしてなる請求項2記載の光ファイバ母材の製造方法によれば、炉心管の長手中心軸での温度が1000〜1300℃の領域における炉心管の外周には、放熱性遮蔽物が設けられているので、より確実に炉心管における1000〜1300℃領域の温度分布を急峻に、かつ外部の影響を排除し、炉心管周方向の温度分布をより均一に、具体的には10℃以下の温度差に保持することができる。
それ故、サポート棒や支持棒の変形を少なくでき、また光ファイバ母材の有効長を長くできるのはもちろん、製造した光ファイバ母材を線引きすればコア偏心量やクラッド非円率の極めて小さい光ファイバを得ることもできる。
According to the method for manufacturing an optical fiber preform according to
Therefore, the deformation of the support rod and the support rod can be reduced, the effective length of the optical fiber preform can be increased, and if the manufactured optical fiber preform is drawn, the core eccentricity and the cladding non-circularity are extremely small. An optical fiber can also be obtained.
以上のように本発明によれば、光ファイバ用多孔質母材を脱水、透明ガラス化する際に、この光ファイバ用多孔質母材を支持するサポート棒および支持棒の変形を少なくし、かつ光ファイバ母材の有効長も長く取ることができ、しかもコア偏心量やクラッド非円率の小さい光ファイバを得ることのできる光ファイバ母材の製造方法を提供することができる。 As described above, according to the present invention, when the optical fiber porous preform is dehydrated and made into a transparent glass, the support rod and the support rod that support the optical fiber porous preform are reduced in deformation, and It is possible to provide a method for manufacturing an optical fiber preform that can increase the effective length of the optical fiber preform and obtain an optical fiber having a small core eccentricity and a low cladding non-circularity.
以下に本発明の光ファイバ母材の製造方法を図を用いて詳細に説明する。尚、図12に示す従来の光ファイバ母材の製造装置と同じ部分には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
図1は本発明の光ファイバ母材の製造方法の一実施例に使用される光ファイバ母材の製造装置の概略図、図5はさらに別の実施例に用いられる製造装置の概略図である。
尚、本明細書中の実施例および比較例における製造品種は、最も一般的なシングルモード光ファイバとしている。
Hereinafter, a method for producing an optical fiber preform of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same part as the manufacturing apparatus of the conventional optical fiber preform shown in FIG. 12, and detailed description is abbreviate | omitted.
FIG. 1 is a schematic view of an optical fiber preform manufacturing apparatus used in an embodiment of the optical fiber preform manufacturing method of the present invention, and FIG. 5 is a schematic view of a manufacturing apparatus used in still another embodiment. .
The production types in the examples and comparative examples in this specification are the most common single mode optical fibers.
図1が示すように、コアロッド1の周りにクラッド用スート2を堆積せしめてなる光ファイバ用多孔質母材の両端には、石英ガラス製のサポート棒4a、4bがそれぞれ接続されており、光ファイバ用多孔質母材は、このサポート棒4aを介して石英ガラス製の支持棒6に接続される。ところでサポート棒4aと支持棒6とは、例えばピン止されて連結される。
As shown in FIG. 1, quartz
前述のようにサポート棒4aを介して支持棒6の先端に光ファイバ用多孔質母材を装着したら、これを支持棒6の軸の周りに回転させながら加熱ヒーター7を備えた炉心管5内に所定の速度で送り込み、加熱して脱水し、さらに透明ガラス化して透明な光ファイバ母材8を得る。尚、前記支持棒6の軸中心は、前記炉心管5の長手中心軸と一致している。
When the porous optical fiber preform is attached to the tip of the
この実施例1において用いられる光ファイバ母材の製造装置、すなわち加熱炉の特徴は、図1が示すように、炉心管5や加熱ヒーター7を覆っていた加熱炉保護体9を取り払って、加熱ヒーター7のすぐ上の部分に放熱性遮蔽物10を炉心管5の長手中心軸と同軸状に設けた点にある。
この放熱性遮蔽物10は、内側にはアルミニウム板を放熱板として装着し、その外側に作業者の安全を考慮して断熱材を設けた環状のもので、これを炉心管5の外側に炉心管5と同軸状に、かつこの例では炉心管5と150mmの隙間を設けた状態で設置してある。
The feature of the optical fiber preform manufacturing apparatus, that is, the heating furnace used in the first embodiment is that, as shown in FIG. 1, the heating furnace protector 9 covering the
This
ここで前述のように加熱ヒーター7の直ぐ上の部分に放熱性遮蔽物10を設けた理由は、放熱性遮蔽物10を設けることで加熱ヒーター7のすぐ上の炉心管5を覆って外部環境の影響を排除すると共に、この放熱性遮蔽物10の放熱性により炉心管5の温度を一部外部に放熱して、加熱ヒーター7により作り出されている温度分布において、高温部への立ち上がりを急峻にするためである。
図1において、その右側に記載した温度分布曲線が示すように、図中点線で示す図12の加熱炉における炉心管5の長手中心軸に沿った温度分布と比較すると、図1の加熱炉における温度分布(実線が示すもの)は高温部への立ち上がりが急峻になっている。
Here, the reason why the heat-radiating
As shown in the temperature distribution curve on the right side in FIG. 1, when compared with the temperature distribution along the longitudinal central axis of the
すなわち、本発明の発明者は、前述したように図12において加熱ヒーター7のすぐ上の加熱炉保護体9をその周方向全体にわたって除去し、外気で炉心管5を冷却して、高温領域への立ち上がり部分を急峻する試みを行った結果、光ファイバのコア偏心量やクラッド非円率が加熱炉保護体9を取り除く前に得られた光ファイバのそれより大きくなっていたのは、加熱炉保護体9を除去したことで外気に剥き出しになった炉心管5が、外気の影響でその周方向に不均一に冷却されたからである、と推測した。そこで外気の遮蔽と炉心管5の冷却という2つの目的により、この放熱性遮蔽物10を設けたものである。
That is, as described above, the inventor of the present invention removes the heating furnace protector 9 immediately above the
具体的にこれを立証するために、加熱ヒーター7のすぐ上の部分の炉心管5において、炉心管5の周方向の外部環境を、風を吹きつける等して不均一に変化させ、炉心管の長手中心軸における温度が約1250℃となる位置における炉心管5の周方向の温度を変化させて周方向の最大温度差と光ファイバのコア偏心量の平均値との関係を調べた。
この結果を図2に示す。図2が示すように、炉心管5の周方向の温度差に比例してコア偏心量の平均値も大きくなっており、本発明者の推測が正しいことがわかる。特に、周方向の最大温度差が10℃を越えるとコア偏心量の平均値は急に大きくなる傾向があり、周方向の最大温度差を10℃以下とする必要があることがわかる。
また、周方向の最大温度差を10℃以下とする必要がある位置は、炉心管の長手中心軸での温度が1000〜1300℃の領域である。スートの収縮が開始する温度は1000〜1300℃であることが一般的に知られている。この温度領域において炉心管の周方向の最大温度差が大きいとスートが非対称に収縮してしまい、結果としてコア偏心量やクラッド非円率の大きい光ファイバ母材が製造されてしまうためである。
ここで光ファイバのコア偏心量およびクラッド非円率の定義は、IEC60793−1−20に準ずるものとする。
Specifically, in order to prove this, in the
The result is shown in FIG. As shown in FIG. 2, the average value of the core eccentricity is also increased in proportion to the temperature difference in the circumferential direction of the
The position where the maximum temperature difference in the circumferential direction needs to be 10 ° C. or less is a region where the temperature at the longitudinal central axis of the core tube is 1000 to 1300 ° C. It is generally known that the temperature at which soot contraction begins is 1000-1300 ° C. This is because if the maximum temperature difference in the circumferential direction of the core tube is large in this temperature region, the soot contracts asymmetrically, and as a result, an optical fiber preform having a large core eccentricity and a large cladding non-circularity is produced.
Here, the definition of the core eccentricity and the cladding non-circularity of the optical fiber shall conform to IEC 60793-1-20.
ところで、放熱性遮蔽物10を加熱ヒーター7のすぐ上の位置に設置した理由のうち、この部分の温度分布の観点からみた理由は、炉心管5の長手中心軸における最高温度を1500℃となるように加熱炉の温度を設定したとき、炉心管5の中心の温度が1300℃となる位置が、炉心管5の長手中心軸の温度が1400℃である位置から炉心管の長手中心軸方向上方に300mm以内になるようにしたいためである。すなわち、加熱ヒーター7により作り出される温度分布において、高温部への立ち上がり部に相当する1300℃から1400℃の温度域をより急峻にし、サポート棒4aやこのサポート棒4aに接続されている支持棒6の下端を長く加熱しないように、またスート2のガラス化が内部と外部とでほぼ同時に進行し、光ファイバ母材8の上部を図13(a)のように仕上げ、光ファイバ母材8の有効長を長くとれるようにするためである。
By the way, among the reasons for installing the heat-radiating
このように放熱性遮蔽物10を設置した状態で、加熱炉の温度を炉心管5の中心における最高温度がスート2の透明ガラス化に必要な1500℃となるように設定し、かつスート2の透明ガラス化の条件に合わせ炉心管5内にHeを10リットル/分流した。この状態で炉心管5の長手中心軸に沿って上部から熱電対を挿入し、炉内温度の測定を行った。
測定に際しては、まず熱電対を炉心管5の長手中心軸に沿って挿入し、炉心管5の長手方向に50mmずつ移動し、測定される温度が約1000℃〜1300℃の領域を探し、しかる後この領域において、炉心管5内の周方向の温度差を測定した。具体的には、測定位置を炉心管5の内壁から20mm離れた位置とし、各位置で熱電対を周方向に45°ずつずらして、すなわち周方向同一平面上で8点の測定を行った。この結果、実施例1の炉心管5内にあっては最大温度差は8℃であった。
With the heat-dissipating
In the measurement, first, a thermocouple is inserted along the longitudinal central axis of the
このようにしてなる製造装置を用いて、実際に光ファイバ用多孔質母材の脱水、透明ガラス化を行った。この光ファイバ用多孔質母材としては、予め脱水、透明ガラス化済みのコアロッド1に公知のOVD法によりクラッド用として外径280mmのスート2を外付けしたものを使用した。この光ファイバ用多孔質母材を、内径320mmの炉心管5に回転させながら一定速度で送り込んで、脱水、透明ガラス化して光ファイバ母材8を製造した。
Using the manufacturing apparatus thus formed, the porous preform for optical fiber was actually dehydrated and made into a transparent glass. As the porous base material for optical fiber, a
得られた光ファイバ母材8の上端は図13(a)のようになっており、有効長を長く取ることのできる光ファイバ母材に仕上がっていた。
この光ファイバ母材8を線引きして得た光ファイバのコア偏心量、及びクラッド非円率を測定したところ、コア偏心量の平均値は0.11μm、クラッド非円率の平均値は0.09%、各々の標準偏差はそれぞれ0.01μm、0.01%であった。
またサポート棒4aや支持棒6の下端にはなんら変形や損傷は見られなかった。
The upper end of the obtained
When the core eccentricity and the cladding non-circularity of the optical fiber obtained by drawing the
Further, no deformation or damage was observed at the lower ends of the
尚、この実施例1において、炉心管5の中心の最高温度を1500℃としたとき、炉心管5の中心の温度が1300℃となる位置は1400℃となる位置から190mm上方の位置であった。
またこの光ファイバの長手方向のコア偏心量及びクラッド非円率の各変動を図3及び図4に示す。これらの図から得られた光ファイバは品質上なんら問題のないことがわかる。ここで両図において横軸は光ファイバ長を示しており、左がサポート棒4a側、右がサポート棒4b側である。
In Example 1, when the maximum temperature at the center of the
Moreover, each fluctuation | variation of the core eccentricity of a longitudinal direction of this optical fiber and a cladding non-circularity is shown in FIG.3 and FIG.4. It can be seen from these figures that the optical fiber obtained has no problem in quality. Here, in both figures, the horizontal axis indicates the optical fiber length, the left is the
図5を用いて本発明の別の実施例を示す。この放熱性遮蔽物10は、図1と同様に、炉心管5の長手中心軸の最高温度を1500℃としたとき、炉心管5の長手中心軸の温度が1000℃〜1300℃の領域において炉心管5を取り囲むように設置されており、その形状は図5に示すように炉心管5側が開放されているバームクーヘン型の箱状をしている。この放熱性遮蔽物10は断熱材製の箱の内側に放熱性に優れたアルミニウム材を貼り付けたものである。
5 shows another embodiment of the present invention. As in FIG. 1, the
具体的には、この放熱性遮蔽物10は炉心管5の外径のおよそ3倍の外径を有していて、その内径は炉心管5の外径より若干大きめになっているが、両者の隙間はごくわずかである。
このように、加熱ヒーター7のすぐ上で炉心管5の外側を覆うと共に、炉心管5との間に空間を形成することにより、1000℃〜1300℃の領域において適度な放熱が図られ、かつ炉心管5の周方向の温度を均一にすることができる。
尚、放熱性遮蔽物10の上方の炉内温度が1000℃以下となる領域は、開放状態のままでもよいし、従来のように加熱炉保護体9を施してもよい。
Specifically, the heat-dissipating
As described above, by covering the outside of the
In addition, the area | region where the furnace temperature above the heat-radiating
この実施例2でも、実施例1同様に1000℃〜1300℃の領域での周方向の温度を測定したところ最大温度差は6℃であることが確認された。
また、図5において、その右側に記載した温度分布曲線が示すように、図中点線で示す図12の加熱炉における温度分布と比較すると、図5の加熱炉における温度分布(実線で示すもの)は高温部への立ち上がりが急峻になっている。また炉心管5内の長手中心軸の温度が1300℃となる位置は1400℃となる点から210mm上方の位置であった。
Also in Example 2, when the temperature in the circumferential direction in the region of 1000 ° C. to 1300 ° C. was measured as in Example 1, it was confirmed that the maximum temperature difference was 6 ° C.
In addition, as shown in the temperature distribution curve on the right side of FIG. 5, the temperature distribution in the heating furnace in FIG. 5 (shown by the solid line) is compared with the temperature distribution in the heating furnace in FIG. Has a steep rise to the high temperature part. Further, the position where the temperature of the longitudinal central axis in the
図5が示す光ファイバ母材の製造装置により、実施例1と同サイズの光ファイバ用多孔質母材を脱水、透明ガラス化し、光ファイバ母材8を得た。この光ファイバ母材8の上部は、実施例1と同じように図13(a)のように仕上がっていた。
得られたこの光ファイバ母材8を線引きして得た光ファイバのコア偏心量及びクラッド非円率を測定したところ、コア偏心量の平均値は0.08μm、クラッド非円率の平均値は0.07%、標準偏差はそれぞれ0.01μm、0.01%であった。
またこの実施例2においても、サポート棒4aや支持棒6の下端に変形等は見られなかった。
図6及び図7にこの光ファイバの長手方向のコア偏心量及びクラッド非円率の変動を示す。これらの図からわかるように、コア偏心量及びクラッド非円率とも光ファイバの品質上なんら問題はない。因みに、これらの図において横軸は光ファイバ長を示しており、左がサポート棒4a側、右がサポート棒4b側である。
With the optical fiber preform manufacturing apparatus shown in FIG. 5, the optical fiber porous preform having the same size as in Example 1 was dehydrated and made into transparent glass to obtain an
When the core eccentricity and the cladding non-circularity of the optical fiber obtained by drawing this
Also in Example 2, no deformation or the like was found at the lower ends of the
6 and 7 show the fluctuation of the core eccentricity and the cladding non-circularity in the longitudinal direction of the optical fiber. As can be seen from these figures, there is no problem with respect to the quality of the optical fiber in terms of the core eccentricity and the cladding non-circularity. In these figures, the horizontal axis indicates the optical fiber length, the left is the
以下に比較例1を示す。図8に示す光ファイバ母材の製造装置は、図1に示す製造装置から放熱性遮蔽物10を除いた点以外は全く同じ装置である。この光ファイバ母材の製造装置の炉心管5内に実施例1で使用したものと同じ光ファイバ用多孔質母材を実施例1と同じ条件で送り込んで脱水、透明ガラス化して、その上端が図13(a)に示すような光ファイバ母材8を得た。
この光ファイバ母材8を線引きし、得られた光ファイバのコア偏心量、クラッド非円率を測定したところ、コア偏心量の平均値は0.20μm、クラッド非円率の平均値は0.13%、各々の標準偏差はそれぞれ0.03μm、0.02%であった。
Comparative Example 1 is shown below. The optical fiber preform manufacturing apparatus shown in FIG. 8 is the same as that of the manufacturing apparatus shown in FIG. The same optical fiber porous preform as that used in the first embodiment is fed into the
The
因みに、この光ファイバの長手方向のコア偏心量及びクラッド非円率の変動を図9及び図10に示す。
尚、両図において横軸は光ファイバ長を示しており、左がサポート棒4a側、右がサポート棒4b側である。図9及び図10が示すように、コア偏心量もクラッド非円率も光ファイバの長手方向にサポート棒4b側にいくに従ってその値が大きくなっている。
Incidentally, the fluctuation of the core eccentricity and the cladding non-circularity in the longitudinal direction of the optical fiber are shown in FIGS.
In both figures, the horizontal axis indicates the optical fiber length, the left is the
尚、この比較例1において、図8の右側に記載した温度分布曲線が示すように、図中点線で示す図12の加熱炉における温度分布と比較すると図8の加熱炉における温度分布(実線で示すもの)は高温部への立ち上がりが急峻になっており、炉心管5の長手中心軸の最高温度を1500℃としたとき、炉心管5の長手中心軸の温度が1300℃となる位置は1400℃となる位置から150mm上方の位置であった。
また前記各実施例同様に、炉心管5の長手中心軸の温度が1000℃〜1300℃の温度領域で、炉心管5の内壁から20mm離れた位置で、同一平面上で熱電対を周方向に45°ずつ移動して8箇所の温度測定を行ったところ、最大温度差は炉心管の長手中心軸の温度が約1250℃となる位置で観測され、15℃であった。
結局、この比較例1では放熱性遮蔽物10が存在しないため、炉心管5の長手中心軸の温度が1000℃〜1300℃の温度領域内での炉心管5の周方向の温度差が大きくなって、コア偏心量やクラッド非円率が大きくなったものと考えられる。
In the comparative example 1, as shown by the temperature distribution curve described on the right side of FIG. 8, the temperature distribution in the heating furnace of FIG. (Shown) has a steep rise to the high temperature portion, and when the maximum temperature of the longitudinal central axis of the
In the same manner as in the above embodiments, the temperature of the longitudinal central axis of the
After all, in this comparative example 1, since the heat-radiating
次に別の比較例を示す。図11は比較例2で用いる光ファイバ母材の製造装置、すなわち加熱炉を示しており、この加熱炉の特徴は、炉心管5の長手中心軸の最高温度を1500℃としたとき、炉心管5の長手中心軸の温度が1000℃〜1300℃の領域において炉心管5を取り囲むようにセラミックファイバー製の断熱材のみからなる遮蔽物11を、加熱ヒーター7のすぐ上の部分に設置したものである。
因みに、この製造装置の炉心管5内の長手中心軸の温度が1000℃〜1300℃の領域で、炉心管5の周方向の温度を実施例1、2及び比較例1同様に測定したところ最大で2℃の温度差が確認された。
また、図11の右側に記載した温度分布曲線が示すように、図11の加熱炉における温度分布(実線で示すもの)は、点線で示す図12の加熱炉における温度分布とほぼ同じであり、炉心管内の長手中心軸の温度が1300℃となる位置は1400℃となる点から330mm上方の位置であった。
Next, another comparative example is shown. FIG. 11 shows an apparatus for manufacturing an optical fiber preform used in Comparative Example 2, that is, a heating furnace. This heating furnace is characterized in that when the maximum temperature of the longitudinal central axis of the
Incidentally, when the temperature of the longitudinal central axis in the
Further, as shown by the temperature distribution curve described on the right side of FIG. 11, the temperature distribution in the heating furnace of FIG. 11 (shown by the solid line) is substantially the same as the temperature distribution in the heating furnace of FIG. The position where the temperature of the longitudinal central axis in the furnace core tube was 1300 ° C. was 330 mm above the point where it became 1400 ° C.
この加熱炉を用いて、実施例1、2及び比較例1と同様の光ファイバ用多孔質母材を炉心管5内に同じように送り込んで光ファイバ母材8を得た。この光ファイバ母材8の上部のテーパーは図13(b)のL2に示すように長いものになっていた。
また、得られた光ファイバ母材8を線引きして得た光ファイバのコア偏心量の平均値は0.08μm、クラッド非円率の平均値は0.07%、標準偏差はそれぞれ0.01μm、0.01%であった。
因みに、この光ファイバの長手方向のコア偏心量及びクラッド非円率の変動を測定したが、図6、図7とほぼ同様の結果であり、コアの偏心量及びクラッドの非円率とも光ファイバの品質上なんら問題がない結果であった。
Using this heating furnace, the same optical fiber porous preform as in Examples 1 and 2 and Comparative Example 1 was fed into the
Further, the average value of the core eccentricity of the optical fiber obtained by drawing the obtained
Incidentally, the fluctuation of the core eccentricity and the cladding non-circularity in the longitudinal direction of this optical fiber were measured. The results are almost the same as those in FIGS. 6 and 7, and both the core eccentricity and the non-circularity of the cladding are optical fibers. There was no problem in quality.
但し、この比較例2においては、サポート棒4aに伸びが発生し、また支持棒6の下端にも一部変形が見られた。これは炉心管5内の長手中心軸において、高温部がブロードな温度分布となり、具体的には、炉心管5内の長手中心軸の温度が1300℃となる位置が1400℃となる点から330mm上方の位置になった、これにより、サポート棒4aや支持棒6の下端が加熱され過ぎたためと思われる。また光ファイバ母材8の上部も図13(b)のようになっていて、有効長が短く、コストダウンには不向きであった。
このように比較例2のものは、光ファイバのコア偏心量の平均値やクラッド非円率の平均値は光ファイバの品質上満足のいくものであったが、光ファイバ母材8の有効長は短く、コストダウンには不向きで、またサポート棒4aや支持棒6に熱変形が見られ、特にサポート棒4aについては再利用できなかった。
However, in Comparative Example 2, the
Thus, in Comparative Example 2, the average value of the core eccentricity of the optical fiber and the average value of the cladding non-circularity were satisfactory in terms of the quality of the optical fiber, but the effective length of the
ところで、前述した各実施例では放熱性遮蔽物10として、断熱材の内側にアルミニウムを装着したものを使用しているが、放熱性材料としてアルミニウム以外の、例えば銅板、銅箔等、放熱性に優れた、換言すると熱伝導性に優れた不燃性材料であれば使用可能である。また断熱材としてはカーボンが使用できるが、この放熱性遮蔽物10の目的が主として断熱ではなく放熱であることに鑑みて、断熱材の厚さは作業者の取り扱い性や安全性等に必要な厚さにして、それ以上に厚くしないようにすることが肝心である。
By the way, in each Example mentioned above, although the thing which mounted | wore aluminum inside the heat insulating material is used as the heat-radiating
また加熱ヒーター7のすぐ上に放熱性遮蔽物10を設置しているが、この放熱性遮蔽物10のさらに上の部分、すなわち炉心管5の長手中心軸の温度が1000℃以下の部分では、炉心管5を露出したままにしておいてもよいし、従来のように加熱炉保護体9で覆っても問題ない。必要なのは炉心管5の長手中心軸の温度が1000℃〜1300℃になっている部分の炉心管5の外側を実施例1、2が示すように放熱性遮蔽物10で覆い、炉心管5の長手中心軸の温度が1300℃になる位置が1400℃である位置から上方に300mm以内となるように、かつ長手中心軸の温度が1000℃〜1300℃になっている部分の炉心管5の周方向の最大温度差を10℃以内にすることにある。
Moreover, although the heat-radiating
以上述べたように本発明の光ファイバ母材の製造方法によれば、光ファイバ用多孔質母材を脱水、透明ガラス化する際に、この光ファイバ用多孔質母材を支持するサポート棒や支持棒の変形を少なくし、かつ光ファイバ母材の有効長も長く取ることができ、しかもコア偏心量やクラッド非円率の小さい光ファイバを得ることのできる光ファイバ母材の製造方法を提供することができる。 As described above, according to the method for manufacturing an optical fiber preform of the present invention, when the optical fiber porous preform is dehydrated and made into transparent glass, the support rod for supporting the optical fiber porous preform, Provided is a method of manufacturing an optical fiber preform that can reduce the deformation of the support rod and increase the effective length of the optical fiber preform, and that can obtain an optical fiber with a small amount of core eccentricity and cladding non-circularity. can do.
1 コアロッド
2 スート
4a、4b サポート棒
5 炉心管
6 支持棒
7 加熱ヒーター
9 加熱炉保護体
10 放熱性遮蔽物
11 遮蔽物
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