JP2010037127A - Method for manufacturing optical fiber - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光ファイバ製造方法に関するものである。 The present invention relates to an optical fiber manufacturing method.
ガラスファイバの外周面上にカーボンコートが形成された光ファイバが知られている。カーボンコートは、不飽和結合を多く含み、ガラスとの密着性が良く、非常に緻密なコーティングである。カーボンコートは、非常に緻密であることから、水や水素の浸透性が低く、ガラスファイバの機械特性や耐水素特性を向上させることができる。カーボンコートの厚みは通常1μm以下と非常に薄く、その外側に更に樹脂被覆が施される。 An optical fiber in which a carbon coat is formed on the outer peripheral surface of a glass fiber is known. The carbon coat contains a lot of unsaturated bonds, has good adhesion to glass, and is a very dense coating. Since the carbon coat is very dense, the permeability of water and hydrogen is low, and the mechanical properties and hydrogen resistance properties of the glass fiber can be improved. The thickness of the carbon coat is usually very thin, 1 μm or less, and a resin coating is further applied to the outside thereof.
また、カーボンコートの外側に樹脂被覆として熱硬化性樹脂被覆(例えばポリイミド)が施された光ファイバは、主に耐熱用途として用いられ、例えば油井探索用の光ファイバ温度分布測定等に利用される。このような高温環境下で用いられる場合、機械特性等の光ファイバ特性を悪化させ得るガス(H2OやH2など)をカーボンコートにより遮断することができる。 In addition, an optical fiber having a thermosetting resin coating (for example, polyimide) as a resin coating on the outside of the carbon coat is mainly used as a heat resistant application, for example, for measuring an optical fiber temperature distribution for searching an oil well. . When used in such a high temperature environment, a gas (H 2 O, H 2, etc.) that can deteriorate optical fiber characteristics such as mechanical characteristics can be blocked by the carbon coat.
耐熱用途の熱硬化性樹脂被覆が施された光ファイバは、光ファイバ母材を線引きして作製されたガラスファイバに液状の樹脂を塗布し、この樹脂をオーブンで加熱し硬化させることで作製される。熱硬化性樹脂を硬化するには、高温で一定時間に亘って保持する必要があるが、線速が速くなると硬化が不十分となり、線引機のローラー等に未硬化樹脂が付着し、膜質が悪化する可能性がある。通常の光ファイバの線引速度は1500m/分以上であるのに対して、熱硬化性樹脂被覆が施された光ファイバの場合の線速は5〜10m/分と非常に遅い。 An optical fiber coated with a thermosetting resin coating for heat-resistant applications is manufactured by applying a liquid resin to a glass fiber prepared by drawing an optical fiber preform, and heating and curing the resin in an oven. The In order to cure the thermosetting resin, it is necessary to hold it at a high temperature for a certain period of time. Can get worse. The drawing speed of a normal optical fiber is 1500 m / min or more, whereas the drawing speed in the case of an optical fiber coated with a thermosetting resin is as low as 5 to 10 m / min.
一方で、カーボンコートは、線引炉直下の高温のガラスファイバの外周面でカーボンガス(炭化水素系またはハロゲン化炭化水素系のガス)を熱分解させて設ける手法が一般的である。このとき、線速を速くしないと光ファイバ外周面温度が下がって熱分解反応が起こらない。線速が遅いと、急激に表面温度が低下し、熱分解を行うカーボンガス供給チャンバに導入されたときには既に反応が起こりうる下限温度より低い温度になる。 On the other hand, the carbon coating is generally provided by thermally decomposing carbon gas (hydrocarbon-based or halogenated hydrocarbon-based gas) on the outer peripheral surface of a high-temperature glass fiber directly under the drawing furnace. At this time, unless the linear velocity is increased, the temperature of the outer peripheral surface of the optical fiber is lowered and no thermal decomposition reaction occurs. When the linear velocity is low, the surface temperature rapidly decreases, and when it is introduced into the carbon gas supply chamber that performs thermal decomposition, the temperature becomes lower than the lower limit temperature at which reaction can already occur.
このように、カーボンコートの形成と熱硬化性樹脂被覆の形成とでは、光ファイバの線速に関して相反する要求が存在する。それ故、カーボンコートおよび熱硬化性樹脂被覆の双方が形成された光ファイバを製造することは困難であった。 Thus, there is a conflicting demand regarding the linear velocity of the optical fiber between the formation of the carbon coat and the formation of the thermosetting resin coating. Therefore, it has been difficult to produce an optical fiber having both a carbon coat and a thermosetting resin coating.
特許文献1には、ランプから出力された赤外光を照射することでガラスファイバの温度を高めてカーボンコートの形成を促進する発明が開示されている。この発明を用いれば、熱硬化性樹脂被覆の形成に合わせて遅い線速に設定された場合であっても、ガラスファイバの外周面にカーボンコートを形成することができると考えられる。
しかしながら、特許文献1に開示された発明では、ランプから出力されてガラスファイバに照射される赤外光のパワー密度が低いので、加熱の効率が低く、カーボンコート形成の効率が低い。ランプから発散して出力される赤外光をガラスファイバに効率よく照射するために、特別の形状を有する反射鏡を用いればよいが、その反射鏡の形状が複雑で大型となる。
However, in the invention disclosed in
本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、低線速であっても小型で効率よくガラスファイバの外周面上にカーボンコートを形成することができる光ファイバ製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and provides an optical fiber manufacturing method capable of forming a carbon coat on the outer peripheral surface of a glass fiber in a small size and efficiently even at a low linear velocity. The purpose is to do.
本発明に係る光ファイバ製造方法は、ガラスファイバの外周面上にカーボンコートが形成された光ファイバを製造する方法であって、(1) 光ファイバ母材を線引きしてガラスファイバを作製する線引工程と、(2) この線引工程で作製されたガラスファイバにレーザ光を照射して該ガラスファイバを加熱し、カーボンガス供給チャンバ内において該ガラスファイバの外周面上にカーボンコートを形成するカーボンコート形成工程と、を備えることを特徴とする。さらに、本発明に係る光ファイバ製造方法は、カーボンコート形成工程において、レーザ光照射によるガラスファイバの外周面の加熱温度を、カーボンガス供給チャンバ内においてガラスファイバの外周面上にカーボン膜を生成し得る温度に設定し、カーボンガス供給チャンバ内の温度を、カーボン膜を生成し得る温度より低い温度に設定することを特徴とする。また、本発明に係る光ファイバ製造方法は、カーボンコート形成工程の後にカーボンコートの外側にポリイミド樹脂被覆を形成する樹脂被覆形成工程を更に備えるのが好適である。 An optical fiber manufacturing method according to the present invention is a method of manufacturing an optical fiber in which a carbon coat is formed on the outer peripheral surface of a glass fiber, and (1) a wire for drawing a glass fiber by drawing an optical fiber preform. And (2) irradiating the glass fiber produced in this drawing process with laser light to heat the glass fiber to form a carbon coat on the outer peripheral surface of the glass fiber in the carbon gas supply chamber. And a carbon coat forming step. Furthermore, in the optical fiber manufacturing method according to the present invention, in the carbon coat forming step, a heating temperature of the outer peripheral surface of the glass fiber by laser light irradiation is generated, and a carbon film is generated on the outer peripheral surface of the glass fiber in the carbon gas supply chamber. The temperature in the carbon gas supply chamber is set to a temperature lower than the temperature at which the carbon film can be formed. The optical fiber manufacturing method according to the present invention preferably further comprises a resin coating forming step of forming a polyimide resin coating on the outside of the carbon coat after the carbon coating forming step.
本発明によれば、低線速であっても小型で効率よくガラスファイバの外周面上にカーボンコートを形成することができる。 According to the present invention, a carbon coat can be formed on the outer peripheral surface of a glass fiber in a small and efficient manner even at a low linear velocity.
以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。 The best mode for carrying out the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In the description of the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
(第1実施形態) (First embodiment)
図1は、第1実施形態に係る光ファイバ製造方法を説明する図である。第1実施形態に係る光ファイバ製造方法で用いられる光ファイバ製造装置1は、光ファイバ母材Pを線引して、外周面上にカーボンコードが形成された光ファイバFを製造するものである。光ファイバ製造装置1は、線引炉10,ガスシールチャンバ20,カーボンガス供給チャンバ40およびガスシールチャンバ50を備える。
線引炉10は、光ファイバ母材Pの下端部を加熱し軟化させて、その下端部が下方に引かれることでガラスファイバを作製する。そのガラスファイバの進行経路に沿って順にガスシールチャンバ20,カーボンガス供給チャンバ40およびガスシールチャンバ50が設けられている。
The drawing furnace 10 heats and softens the lower end portion of the optical fiber preform P, and the lower end portion is drawn downward to produce a glass fiber. A
ガスシールチャンバ20は、線引炉10の下方に設けられ、線引炉10で作製されたガラスファイバが上から下へ通過することが可能である。ガスシールチャンバ20の側面にガス供給管21が接続されていて、このガス供給管21からガスシールチャンバ20の内部へ不活性ガスG1が供給される。この不活性ガスG1の供給によりガスシールチャンバ20の内部が陽圧とされて、ガスシールチャンバ20におけるガラスファイバの入口から外気がガスシールチャンバ20の内部に入り込まないようにされる。
The
ガス排気管22は、ガスシールチャンバ20とカーボンガス供給チャンバ40との間に設けられている。このガス排気管22は、ガスシールチャンバ20におけるガラスファイバの出口から出た排気ガスG3を外部へ排気する。
The
カーボンガス供給チャンバ40は、ガスシールチャンバ20の下方に設けられ、ガスシールチャンバ20を経たガラスファイバが上から下へ通過することが可能である。カーボンガス供給チャンバ40の側面の上部にガス供給管41が接続されていて、このガス供給管41からカーボンガス供給チャンバ40の内部へカーボンガスG0が供給される。内部へ供給されたカーボンガスG0は、ファイバ長軸に対して直角の方向へ環状流(環状オリフィス)または反応管周りの複数のジェット流(沢山の孔を通す)となって、カーボンコートとなるべき原料を供給する。
The carbon
カーボンガスG0は、炭化水素系またはハロゲン化炭化水素系のガスである。炭化水素系ガスは、炭素数がなるべく少なく、不飽和結合が多い方が好ましく、具体例としては、アセチレン、メチルアセチレン、プロパジエン、エチレン、プロピレン、メタン、エタン、プロパン、ブタンなどである。ハロゲン化炭化水素系ガスは、ガラス表面のシラノール基を減じることができる点で好ましく、具体例としては、三塩化炭素、四塩化炭素、塩化エタン、塩化プロパンなどである。炭化水素系ガスとハロゲン化炭化水素ガスとを組み合わせてもよい。 Carbon gas G 0 is a hydrocarbon or halogenated hydrocarbon gases. The hydrocarbon-based gas preferably has as few carbon atoms as possible and has many unsaturated bonds. Specific examples include acetylene, methylacetylene, propadiene, ethylene, propylene, methane, ethane, propane, and butane. The halogenated hydrocarbon gas is preferable in that it can reduce silanol groups on the glass surface. Specific examples thereof include carbon trichloride, carbon tetrachloride, ethane chloride, and propane chloride. A hydrocarbon-based gas and a halogenated hydrocarbon gas may be combined.
カーボンガス供給チャンバ40の側面にはレーザ光導入窓が設けられていて、このレーザ光導入窓を経て外部からレーザ光Lが内部へ入射される。その内部へ入射されたレーザ光Lがガラスファイバに照射されて、ガラスファイバが加熱される。特に、この第1実施形態では、カーボンガス供給チャンバ40の側面の上部にレーザ光導入窓が設けられている。
A laser beam introduction window is provided on the side surface of the carbon
レーザ光Lは、ガラスを加熱し易い波長であるのが好ましく、例えば、炭酸ガスレーザ光源から出力される波長10.6μmのレーザ光が好適である。この場合、レーザ光導入窓の材料としては透過率が高いZnSe等が望ましい。 The laser beam L preferably has a wavelength that makes it easy to heat the glass. For example, a laser beam having a wavelength of 10.6 μm output from a carbon dioxide laser light source is suitable. In this case, ZnSe or the like having a high transmittance is desirable as a material for the laser beam introduction window.
ガラスファイバへのレーザ光Lの照射は、複数方向から同時に行われるのが好適であり、このようにすることにより、ガラスファイバの外周面を均等に且つ高速に加熱することができる。また、ガラスファイバへのレーザ光の照射は、長手方向に沿った複数の位置で同時に行われるのが好適であり、このようにすることにより、ガラスファイバの外周面を反応に充分な温度まで高速に加熱することができる。加熱温度の調整は、レーザのエネルギを大きくする(光束当たりのレーザのエネルギを大きくするおよびまたは照射するレーザの光束の数を増やす(照射箇所を増やす))、光束毎にレンズの焦点位置を調整するなどがある。 The irradiation of the laser light L onto the glass fiber is preferably performed simultaneously from a plurality of directions. By doing so, the outer peripheral surface of the glass fiber can be heated uniformly and at high speed. In addition, it is preferable that the laser irradiation of the glass fiber is performed simultaneously at a plurality of positions along the longitudinal direction. By doing so, the outer peripheral surface of the glass fiber is rapidly heated to a temperature sufficient for reaction. Can be heated. Adjusting the heating temperature increases the laser energy (increasing the laser energy per beam and / or increasing the number of laser beams to irradiate (increase the number of irradiated spots)), and adjust the focal position of the lens for each beam. Etc.
カーボンガス供給チャンバ40は、加熱炉を有していてもよい。この場合、加熱炉による加熱により、カーボンガス供給チャンバ40の内部の温度は、カーボン膜を生成し得る温度より低い温度(例えば200℃〜700℃)に設定される。
The carbon
カーボンガス供給チャンバ40の側面の下部にガス排気管42が接続されていて、このガス排気管42から排気ガスG4が外部へ排気される。
A
このカーボンガス供給チャンバ40においてガラスファイバの外周面にカーボンコートが形成された光ファイバFとされて、この光ファイバFがカーボンガス供給チャンバ40の下方へ出される。
In this carbon
ガスシールチャンバ50は、カーボンガス供給チャンバ40の下方に設けられ、カーボンガス供給チャンバ40を経たファイバFが上から下へ通過することが可能である。ガスシールチャンバ50の側面にガス供給管51が接続されていて、このガス供給管51からガスシールチャンバ50の内部へ不活性ガスG2が供給される。この不活性ガスG2の供給によりガスシールチャンバ50の内部が陽圧とされて、ガスシールチャンバ50におけるファイバFの出口から外気がガスシールチャンバ50の内部に入り込まないようにされる。
The
第1実施形態に係る光ファイバ製造方法では、上記の光ファイバ製造装置1が用いられて、以下のようにして光ファイバFが製造される。線引炉10において、光ファイバ母材Pの下端部が加熱され軟化されて、その下端部が下方に引かれることでガラスファイバが作製される(線引工程)。この線引工程で作製されたガラスファイバは、ガスシールチャンバ20を経て、カーボンガス供給チャンバ40に導入される。
In the optical fiber manufacturing method according to the first embodiment, the optical
カーボンガス供給チャンバ40内において、ガラスファイバはレーザ光Lの照射により加熱される。このとき、レーザ光Lの照射によるガラスファイバの外周面の加熱温度は、カーボンガス供給チャンバ40内においてガラスファイバの外周面上にカーボン膜を生成し得る温度(使用するカーボンガスによって異なる)に設定される。また、カーボンガス供給チャンバ40内の温度は、カーボン膜を生成し得る温度より低い温度に設定される。アセチレンガスをカーボンガスに使用する場合は、カーボンガス供給チャンバ40内においてガラスファイバの外周面の温度が700℃以上900℃以下となるように照射するレーザ光Lのエネルギを調整する。例えば、レーザー光のパワーを調整する、レンズ位置、つまり焦点位置を変えてパワーを調整するなどする。この時、温度をモニターしつつ温度管理を行う。また、アセチレンを使用する場合は、カーボンガス供給チャンバ40内の温度は700℃未満とする。
In the carbon
このようにして、カーボンガス供給チャンバ40において、該ガラスファイバの外周面上にカーボンコートが形成される(カーボンコート形成工程)。このカーボンコート形成工程でカーボンコートが形成された光ファイバFは、ガスシールチャンバ50を経た後、更にポリイミド樹脂が形成される(樹脂被覆形成工程)。
Thus, a carbon coat is formed on the outer peripheral surface of the glass fiber in the carbon gas supply chamber 40 (carbon coat forming step). The optical fiber F on which the carbon coat has been formed in this carbon coat formation process passes through the
このように、本実施形態では、ガラスファイバがレーザ光Lの照射により加熱されるので、赤外線照射により加熱する特許文献1記載の発明と比較して、以下のような効果がある。すなわち、レーザ光のパワー密度が高いのでガラスファイバが高速に加熱され、照射強度が調整されることで加熱速度が調整され得るので、広範囲のガラスファイバの線速に対応することが可能である。低線速であってもガラスファイバの外周面にカーボンコートの形成が可能であるので、カーボンコート形成工程に続いて樹脂被覆形成工程が行われ得る。
Thus, in this embodiment, since the glass fiber is heated by irradiation with the laser beam L, the following effects can be obtained as compared with the invention described in
また、レーザ光をガラスファイバへ集光照射するための光学系の設計が容易であり、例えば、レーザ光源からの光路上にミラーおよびレンズが設けられればよい。さらに、加熱速度が速い上に光学系が簡易であるので、ガラスファイバの長手方向に沿った複数の位置で同時にレーザ光照射が行われるとしても、その照射位置の数は少なくてよいので、装置の小型化が可能である。 In addition, it is easy to design an optical system for condensing and irradiating laser light onto a glass fiber. For example, a mirror and a lens may be provided on the optical path from the laser light source. Furthermore, since the heating system is fast and the optical system is simple, even if laser light irradiation is performed simultaneously at a plurality of positions along the longitudinal direction of the glass fiber, the number of irradiation positions may be small. Can be miniaturized.
特に、この第1実施形態では、ガラスファイバは、カーボンガス供給チャンバ40内においてレーザ光Lの照射により加熱されるので、所要の温度に達すると熱分解反応によりカーボンコードが形成される。したがって、カーボンコートの形成の制御が容易である。この第1実施形態では、レーザ光はカーボンガス供給チャンバ内であって加熱源43の直上でガラスファイバに照射される。レーザ光が照射される箇所ではガラスファイバの周囲にカーボンガスが供給されている。
In particular, in the first embodiment, the glass fiber is heated by the irradiation of the laser beam L in the carbon
なお、ガラスファイバの外周面の温度をなるべく下げないように加熱源43で加熱しても良いが、温度によってカーボンコートの膜質が変わり、温度を上げすぎると気相反応により高分子量のカーボンができて品質が劣化する。カーボンガスがアセチレンであるの場合は、ガラスファイバの外周面の温度は700℃〜900℃であるのが好ましい。また、カーボンガスがエチレンである場合は、ガラスファイバの外周面の温度は1200℃〜1400℃であるのが好ましい。
The
良質のカーボンコートは、アモルファスカーボンにグラファイト構造を多く含むものであり、不飽和結合が多く含まれ、ガラスとの密着性が良く、緻密である。また、低分子量のカーボンが蒸着したものも良質のカーボンコートである。これに対して、不適切なカーボンコートは、不飽和結合が少なく脆く、それ故、機械強度が劣る。高分子量のカーボン(スス)が蒸着したものも不適切なカーボンコートである。このススは、高温ガスの気相反応性で発生するものや、高温管壁での反応で付着したものである。本実施形態では、カーボンガス供給チャンバ40内の温度を下げて、ガラスファイバ外周面以外ではカーボンができないようにしている。
A good-quality carbon coat contains many graphite structures in amorphous carbon, contains many unsaturated bonds, has good adhesion to glass, and is dense. A high-quality carbon coat is also obtained by depositing low molecular weight carbon. In contrast, an improper carbon coat is brittle with few unsaturated bonds and therefore poor mechanical strength. High-carbon carbon (soot) deposited is also an inappropriate carbon coat. This soot is generated by the gas phase reactivity of the high temperature gas, or is attached by the reaction at the high temperature tube wall. In the present embodiment, the temperature in the carbon
(第2実施形態) (Second Embodiment)
図2は、第2実施形態に係る光ファイバ製造方法を説明する図である。第2実施形態に係る光ファイバ製造方法で用いられる光ファイバ製造装置2は、光ファイバ母材Pを線引して、外周面上にカーボンコードが形成された光ファイバFを製造するものである。光ファイバ製造装置2は、線引炉10,ガスシールチャンバ20,カーボンガス供給チャンバ40およびガスシールチャンバ50を備える。
FIG. 2 is a view for explaining an optical fiber manufacturing method according to the second embodiment. An optical
図1に示された光ファイバ製造装置1の構成と比較すると、この図2に示される光ファイバ製造装置2は、カーボンガス供給チャンバ40内でガラスファイバに対してレーザ光Lを照射する点では同じであるが、カーボンガス供給チャンバ40の側面の中央部付近であって加熱源43のある箇所にレーザ光導入窓が設けられている点で相違する。すなわち、カーボンガス供給チャンバ40が加熱源43を有する場合に、その加熱源43にレーザ光導入孔が設けられる。レーザ光Lは、レーザ光導入孔およびレーザ光導入窓を経て、カーボンガス供給チャンバ40の内部へ入射される。その内部へ入射されたレーザ光Lがガラスファイバに照射されて、ガラスファイバが加熱される。
Compared with the configuration of the optical
第2実施形態に係る光ファイバ製造方法は、第1実施形態に係る光ファイバ製造方法と同様の効果を奏することができる。特に、この第2実施形態では、ガラスファイバは、カーボンガス供給チャンバ40内においてレーザ光Lの照射により加熱されるので、所要の温度に達すると直ちに熱分解反応によりカーボンコードが形成される。したがって、カーボンコートの形成の制御が容易である。
The optical fiber manufacturing method according to the second embodiment can achieve the same effects as the optical fiber manufacturing method according to the first embodiment. In particular, in the second embodiment, the glass fiber is heated by the irradiation of the laser beam L in the carbon
(第3実施形態) (Third embodiment)
図3は、第3実施形態に係る光ファイバ製造方法を説明する図である。第3実施形態に係る光ファイバ製造方法で用いられる光ファイバ製造装置3は、光ファイバ母材Pを線引して、外周面上にカーボンコードが形成された光ファイバFを製造するものである。光ファイバ製造装置3は、線引炉10,ガスシールチャンバ20,レーザ光照射チャンバ30,カーボンガス供給チャンバ40およびガスシールチャンバ50を備える。
FIG. 3 is a view for explaining an optical fiber manufacturing method according to the third embodiment. An optical
図1に示された光ファイバ製造装置1の構成と比較すると、この図3に示される光ファイバ製造装置3は、ガスシールチャンバ20とカーボンガス供給チャンバ40との間にレーザ光照射チャンバ30が設けられる点で相違する。レーザ光照射チャンバ30は、ガスシールチャンバ20を経たガラスファイバが上から下へ通過することが可能である。このレーザ光照射チャンバ30の側面にはレーザ光導入窓が設けられていて、このレーザ光導入窓を経て外部からレーザ光Lが内部へ入射される。その内部へ入射されたレーザ光Lがガラスファイバに照射されて、ガラスファイバが加熱される。
Compared with the configuration of the optical
第3実施形態に係る光ファイバ製造方法では、上記の光ファイバ製造装置3が用いられて、以下のようにして光ファイバFが製造される。線引炉10において、光ファイバ母材Pの下端部が加熱され軟化されて、その下端部が下方に引かれることでガラスファイバが作製される(線引工程)。この線引工程で作製されたガラスファイバは、ガスシールチャンバ20を経て、レーザ光照射チャンバ30内を通過する際にレーザ光Lの照射により加熱され、さらに、カーボンガス供給チャンバ40に導入される。
In the optical fiber manufacturing method according to the third embodiment, the optical
このとき、レーザ光Lの照射によるガラスファイバの外周面の加熱温度は、カーボンガス供給チャンバ40内においてガラスファイバの外周面上にカーボン膜を生成し得る温度に設定される。また、カーボンガス供給チャンバ40内の温度は、カーボン膜を生成し得る温度より低い温度に設定される。
At this time, the heating temperature of the outer peripheral surface of the glass fiber by irradiation with the laser light L is set to a temperature at which a carbon film can be generated on the outer peripheral surface of the glass fiber in the carbon
このようにして、カーボンガス供給チャンバ40において、該ガラスファイバの外周面上にカーボンコートが形成される(カーボンコート形成工程)。このカーボンコート形成工程でカーボンコートが形成された光ファイバFは、ガスシールチャンバ50を経た後、更にポリイミド樹脂が形成される(樹脂被覆形成工程)。
Thus, a carbon coat is formed on the outer peripheral surface of the glass fiber in the carbon gas supply chamber 40 (carbon coat forming step). The optical fiber F on which the carbon coat has been formed in this carbon coat formation process passes through the
(第4実施形態) (Fourth embodiment)
図4は、第4実施形態に係る光ファイバ製造方法を説明する図である。第4実施形態に係る光ファイバ製造方法で用いられる光ファイバ製造装置4は、光ファイバ母材Pを線引して、外周面上にカーボンコードが形成された光ファイバFを製造するものである。光ファイバ製造装置4は、線引炉10,カーボンガス供給チャンバ40およびガスシールチャンバ50を備える。
FIG. 4 is a view for explaining an optical fiber manufacturing method according to the fourth embodiment. An optical fiber manufacturing apparatus 4 used in the optical fiber manufacturing method according to the fourth embodiment manufactures an optical fiber F in which a carbon cord is formed on an outer peripheral surface by drawing an optical fiber preform P. . The optical fiber manufacturing apparatus 4 includes a drawing
図1に示された光ファイバ製造装置1の構成と比較すると、この図4に示される光ファイバ製造装置4は、線引炉10とガスシールチャンバ20との間でガラスファイバに対してレーザ光Lを照射する点で相違する。
Compared with the configuration of the optical
第4実施形態に係る光ファイバ製造方法では、上記の光ファイバ製造装置4が用いられて、以下のようにして光ファイバFが製造される。線引炉10において、光ファイバ母材Pの下端部が加熱され軟化されて、その下端部が下方に引かれることでガラスファイバが作製される(線引工程)。この線引工程で作製されたガラスファイバは、レーザ光Lの照射により加熱され、ガスシールチャンバ20を経て、カーボンガス供給チャンバ40に導入される。
In the optical fiber manufacturing method according to the fourth embodiment, the optical fiber manufacturing apparatus 4 is used, and the optical fiber F is manufactured as follows. In the drawing
このとき、レーザ光Lの照射によるガラスファイバの外周面の加熱温度は、カーボンガス供給チャンバ40内においてガラスファイバの外周面上にカーボン膜を生成し得る温度に設定される。また、カーボンガス供給チャンバ40内の温度は、カーボン膜を生成し得る温度より低い温度に設定される。
At this time, the heating temperature of the outer peripheral surface of the glass fiber by irradiation with the laser light L is set to a temperature at which a carbon film can be generated on the outer peripheral surface of the glass fiber in the carbon
このようにして、カーボンガス供給チャンバ40において、該ガラスファイバの外周面上にカーボンコートが形成される(カーボンコート形成工程)。このカーボンコート形成工程でカーボンコートが形成された光ファイバFは、ガスシールチャンバ50を経た後、更にポリイミド樹脂が形成される(樹脂被覆形成工程)。
Thus, a carbon coat is formed on the outer peripheral surface of the glass fiber in the carbon gas supply chamber 40 (carbon coat forming step). The optical fiber F on which the carbon coat has been formed in this carbon coat formation process passes through the
1〜4…光ファイバ製造装置、10…線引炉、20…ガスシールチャンバ、21…ガス供給管、22…ガス排気管、30…レーザ光照射チャンバ、40…カーボンガス供給チャンバ、41…ガス供給管、42…ガス排気管、43…加熱源、50…ガスシールチャンバ、51…ガス供給管、P…光ファイバ母材、F…光ファイバ、G0…カーボンガス、G1,G2…不活性ガス、G3,G4…排気ガス、L…レーザ光。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1-4 ... Optical fiber manufacturing apparatus, 10 ... Drawing furnace, 20 ... Gas seal chamber, 21 ... Gas supply pipe, 22 ... Gas exhaust pipe, 30 ... Laser beam irradiation chamber, 40 ... Carbon gas supply chamber, 41 ... Gas supply pipe, 42 ... gas exhaust pipe, 43 ... heat source, 50 ... gas seal chamber 51: gas supply pipe, P ... optical fiber preform, F ... optical fiber, G 0 ... carbon gas, G 1, G 2 ... inert gas, G 3, G 4 ... exhaust gases, L ... laser light.
Claims (2)
光ファイバ母材を線引きしてガラスファイバを作製する線引工程と、
この線引工程で作製されたガラスファイバにレーザ光を照射して該ガラスファイバを加熱し、カーボンガス供給チャンバ内において該ガラスファイバの外周面上にカーボンコートを形成するカーボンコート形成工程と、
を備え、
前記カーボンコート形成工程において、
レーザ光照射による前記ガラスファイバの外周面の加熱温度を、前記カーボンガス供給チャンバ内において前記ガラスファイバの外周面上にカーボン膜を生成し得る温度に設定し、
前記カーボンガス供給チャンバ内の温度を、カーボン膜を生成し得る温度より低い温度に設定する、
ことを特徴とする光ファイバ製造方法。 A method of manufacturing an optical fiber having a carbon coat formed on the outer peripheral surface of a glass fiber,
A drawing step of drawing an optical fiber preform to produce a glass fiber;
A carbon coat forming step of heating the glass fiber by irradiating the glass fiber produced in this drawing step with a laser beam, and forming a carbon coat on the outer peripheral surface of the glass fiber in a carbon gas supply chamber;
With
In the carbon coat forming step,
The heating temperature of the outer peripheral surface of the glass fiber by laser light irradiation is set to a temperature at which a carbon film can be generated on the outer peripheral surface of the glass fiber in the carbon gas supply chamber,
The temperature in the carbon gas supply chamber is set to a temperature lower than the temperature at which a carbon film can be generated.
An optical fiber manufacturing method.
The optical fiber manufacturing method according to claim 1, further comprising a resin coating forming step of forming a polyimide resin coating on the outside of the carbon coat after the carbon coating forming step.
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CN113788613A (en) * | 2021-11-16 | 2021-12-14 | 成都中住光纤有限公司 | Optical fiber preparation system and method |
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