JP2547793B2 - Optical fiber coating resin curing method - Google Patents
Optical fiber coating resin curing methodInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は光ファイバの被覆材料として紫外線硬化形樹
脂を使用したときの紫外線硬化形樹脂の硬化方法に関す
るものである。The present invention relates to a method for curing an ultraviolet curable resin when the ultraviolet curable resin is used as a coating material for an optical fiber.
従来、この種の光ファイバプリフォームを線引炉を通
して線引して形成した光ファイバ表面に紫外線硬化形樹
脂（以下UV樹脂という。）をダイスを通して塗布し、UV
樹脂を塗布した光ファイバに紫外線ランプを用いた硬化
炉から紫外線を照射してUV樹脂を硬化することにより、
光ファイバにUV樹脂被覆を施している。Conventionally, an ultraviolet curable resin (hereinafter referred to as UV resin) is applied to the surface of an optical fiber formed by drawing an optical fiber preform of this kind through a drawing furnace through a die,
By curing the UV resin by irradiating the optical fiber coated with resin with ultraviolet rays from a curing furnace that uses an ultraviolet lamp,
UV resin coating is applied to the optical fiber.
従来の硬化方法は、紫外線ランプを用いた硬化炉を使
用しているので次のような問題がある。すなわち、 ｉ 高密度・高エネルギの紫外線を得るためには、大型
の紫外線ランプを使用した大形硬化炉が必要となり、こ
のため紫外線ランプからの発熱を冷却させる冷却設備を
要することなどの理由から、硬化炉全体の装置規模が大
形化する。Since the conventional curing method uses a curing furnace using an ultraviolet lamp, it has the following problems. That is, i In order to obtain high-density and high-energy ultraviolet rays, a large curing furnace that uses a large ultraviolet lamp is required, and for this reason, a cooling facility for cooling the heat generated from the ultraviolet lamp is required. The size of the entire curing furnace is increased.
ii 紫外線ランプから出射する紫外線の指向性が悪いた
め、紫外線のUV樹脂塗布光ファイバへの照射効率が悪
い。ii Since the directivity of the ultraviolet rays emitted from the ultraviolet lamp is poor, the irradiation efficiency of the ultraviolet rays onto the UV resin-coated optical fiber is poor.
iii 細径の光ファイバ表面に塗布したUV樹脂に効率的
に紫外線を照射するために、紫外線ランプを配置した硬
化炉の内部構成形状を工夫する必要がある。iii In order to efficiently irradiate the UV resin applied to the surface of the thin optical fiber with ultraviolet rays, it is necessary to devise the internal configuration of the curing furnace in which the ultraviolet lamp is arranged.
iv 通常紫外線ランプを用いた硬化炉は、紫外線の指向
性を保持するのに硬化炉内に反射鏡を配置するが、この
場合、反射鏡の反射効率を一定にする必要がある。iv Normally, in a curing oven using an ultraviolet lamp, a reflecting mirror is arranged in the curing oven to maintain the directivity of ultraviolet rays. In this case, it is necessary to make the reflecting efficiency of the reflecting mirror constant.
本発明は従来の問題点を解決するため、光ファイバ外
周に塗布したUV樹脂に紫外線レーザ光源から紫外線レー
ザ光を照射することにより、UV樹脂を硬化して光ファイ
バにUV樹脂被膜を施すことを特徴とする。In order to solve the conventional problems, the present invention irradiates the UV resin applied to the outer periphery of the optical fiber with an ultraviolet laser light from an ultraviolet laser light source to cure the UV resin and apply the UV resin coating to the optical fiber. Characterize.
本発明は、UV樹脂硬化用の紫外線照射光源として、紫
外線レーザを使用することにより、高密度，高エネルギ
の紫外線が得られ、指向性が良いことから細径光ファイ
バへの効率的な紫外線照射ができ、かつ細径ビームであ
るので、ライトガイドまたは光ファイバを導波路として
用いることができ硬化炉本体の遠隔配置を可能とし、さ
らに大径発熱源がなくなるため冷却などの設備が不要と
なり、硬化炉の小形化ができる。以下図面にもとづき実
施例について説明する。INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, by using an ultraviolet laser as an ultraviolet irradiation light source for curing a UV resin, high-density, high-energy ultraviolet rays can be obtained, and directivity is good, so that the small-diameter optical fiber can be efficiently irradiated with ultraviolet rays. Since it is a beam with a small diameter, a light guide or an optical fiber can be used as a waveguide, and the curing furnace main body can be placed remotely.Furthermore, since there is no large diameter heat source, equipment such as cooling is unnecessary, The curing furnace can be miniaturized. Embodiments will be described below with reference to the drawings.
第１図は本発明の硬化法の一実施例を説明する図で、
光ファイバプリフォーム（以下プリフォームという。）
１を線引炉２により線引きして光ファイバ30を形成し、
光ファイバ30を紫外線硬化形樹脂塗布ダイス４を通して
UV樹脂を光ファイバ30の外周に塗布した後、紫外線レー
ザ光源５からの紫外線レーザ光51を、必要に応じてレン
ズ６により集束して細径のUV樹脂塗布光ファイバ31に照
射し、UV樹脂を硬化することにより光ファイバ30へUV樹
脂被覆を施す。FIG. 1 is a diagram for explaining one embodiment of the curing method of the present invention.
Optical fiber preform (hereinafter referred to as preform)
1 is drawn by a drawing furnace 2 to form an optical fiber 30,
Pass the optical fiber 30 through the UV curable resin coating die 4.
After the UV resin is applied to the outer circumference of the optical fiber 30, the UV laser light 51 from the UV laser light source 5 is focused by the lens 6 as necessary to irradiate the thin UV resin-coated optical fiber 31 with the UV resin. The UV resin coating is applied to the optical fiber 30 by curing.
第２図は本発明の硬化法の他の実施例を説明する図
で、第１図と同じ部分は同じ符号で示す。本実施例は、
紫外線レーザ光51は指向性がよく、かつ細径ビームであ
ることから、ライトガイドまたは光ファイバ７を導波路
として使用し、紫外線レーザ光源５を、UV樹脂被覆光フ
ァイバ31への照射部より離れた場所に設置してUV樹脂の
硬化を行う方法の例である。61,62は、必要に応じて紫
外線レーザ光源５からの紫外線レーザ光51を、導波路を
形成するライトガイドまたは光ファイバ７の出射端部お
よび入射端部において集束するレンズである。FIG. 2 is a diagram for explaining another embodiment of the curing method of the present invention, and the same parts as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals. In this embodiment,
Since the ultraviolet laser light 51 has a good directivity and is a small-diameter beam, the light guide or the optical fiber 7 is used as a waveguide, and the ultraviolet laser light source 5 is separated from the irradiation part to the UV resin-coated optical fiber 31. This is an example of a method of setting the UV resin in a different place to cure the UV resin. Reference numerals 61 and 62 denote lenses for focusing the ultraviolet laser light 51 from the ultraviolet laser light source 5 on the light guide forming the waveguide or the emitting end and the incident end of the optical fiber 7 as required.
第３図は、本発明の硬化方法に適用する紫外線レーザ
光照射部の実施例の構成を示す図である。第１図と同じ
部分は同じ符号で示す。70は複数の、本実施例では71,7
2,73,74の４本のライトガイドまたは光ファイバを束に
してレンズ６により紫外線レーザ光51を均等に入射する
ライトガイドまたは光ファイバ束で、各ライトガイドま
たは光ファイバの紫外線レーザ光出射端はそれぞれ分離
して紫外線レーザ光51を４方向に分岐している。ライト
ガイドまたは光ファイバ71,72,73,74のそれぞれの紫外
線レーザ光51の出射端は、UV樹脂被覆光ファイバ31の挿
通位置を中心とする同心円状に形成した円筒形の照射部
８の外周に等間隔に配置し、照射部８の中心部を挿通す
るUV樹脂被覆光ファイバ31の外周に、均一に、ライトガ
イドまたは光ファイバ71,72,73,74から出射する紫外線
レーザ光を照射し、光ファイバに塗布したUV樹脂を硬化
する。FIG. 3 is a diagram showing the configuration of an embodiment of the ultraviolet laser light irradiation section applied to the curing method of the present invention. The same parts as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals. 70 is a plurality, in this embodiment 7 1 , 7
A light guide or an optical fiber bundle in which four light guides or optical fibers of 2 , 7 3 , and 7 4 are bundled and the ultraviolet laser light 51 is uniformly incident by the lens 6. The emission ends are separated, and the ultraviolet laser light 51 is branched into four directions. The emission ends of the ultraviolet laser light 51 of each of the light guide or the optical fibers 7 1 , 7 2 , 7 3 , and 7 4 are cylindrical irradiations formed concentrically around the insertion position of the UV resin-coated optical fiber 31. The light guides or the optical fibers 7 1 , 7 2 , 7, 3 7, 7 4 are evenly arranged on the outer periphery of the UV resin-coated optical fiber 31 which is arranged at equal intervals on the outer periphery of the portion 8 and which passes through the central portion of the irradiation portion 8. The emitted UV laser light is irradiated to cure the UV resin applied to the optical fiber.
本発明の硬化法の具体例を次に示す。 Specific examples of the curing method of the present invention are shown below.
光源としてNd:YAGレーザTHG（３次高調波発生装置）
を使用し76MHzのモードロックをかけ、波長355nmの紫外
線パルスを発生させた。１パルス当りの紫外線エネルギ
ーは約10μＪであり、レーザー光源のビーム径は約0.7m
mφである。このビームをレンズにより約0.3mmφに収束
させ、ガラスファイバのほぼ中心で焦点を結ぶようにし
た。Nd: YAG laser THG (third harmonic generator) as light source
A mode pulse of 76MHz was applied by using the and the ultraviolet pulse of wavelength 355nm was generated. The ultraviolet energy per pulse is about 10 μJ, and the beam diameter of the laser light source is about 0.7 m.
mφ. This beam was focused by a lens to a diameter of about 0.3 mm, and was focused at almost the center of the glass fiber.
光ファイバ径は125μｍであり、UV樹脂を250μｍ径で
被覆し、硬化させた。光ファイバの線引速度300m/分で
得られた光ファイバの被覆は従来の紫外線ランプで完全
に硬化させたものと同等であった。照射条件および照射
量は次のとおりである。The optical fiber diameter was 125 μm, and the UV resin was coated with a diameter of 250 μm and cured. The coating of the optical fiber obtained at the drawing speed of the optical fiber of 300 m / min was equivalent to the one completely cured by the conventional ultraviolet lamp. The irradiation conditions and irradiation amount are as follows.
（照射条件） パルスエネルギー 10μJ/パルス パルス周波数（モードロック周波数） 76MHz ビーム径 0.3mm 光ファイバ線引速度 300m/分 （照射量） 照射時間は、ビーム径と線引速度から 0.3（mm）÷300（m/分）＝６×10-5sec となる。一方照射エネルギー量は 76（MHz）×６×10-5 （sec）×10（μＪ）＝4.56×10-2
（Ｊ） となる。照射面積はファイバ被覆径とビーム径より 250（μｍ）×0.3（mm）＝7.5×10-4（cm2） となる。従って、エネルギー密度は となる。(Irradiation conditions) Pulse energy 10 μJ / pulse Pulse frequency (mode lock frequency) 76 MHz Beam diameter 0.3 mm Optical fiber drawing speed 300 m / min (Irradiation amount) Irradiation time is 0.3 (mm) ÷ 300 from beam diameter and drawing speed (M / min) = 6 × 10 -5 sec. On the other hand, the irradiation energy amount is 76 (MHz) × 6 × 10 -5 (sec) × 10 (μJ) = 4.56 × 10 -2
(J) The irradiation area is 250 (μm) × 0.3 (mm) = 7.5 × 10 -4 (cm 2 ) based on the fiber coating diameter and the beam diameter. Therefore, the energy density is Becomes
UV樹脂の硬化エネルギーは約100mJ/cm2であるから、
樹脂を硬化させるのに充分な紫外線の照射量が得られて
いることが示され、また、更に高速度の線引でも充分な
硬化条件が得られるといえる。Since the curing energy of UV resin is about 100 mJ / cm 2 ,
It has been shown that a sufficient amount of UV irradiation for curing the resin has been obtained, and it can be said that sufficient curing conditions can be obtained even by drawing at a higher speed.
以上述べたように、本発明は光ファイバの被覆材とし
て塗布したUV樹脂を硬化する紫外線照射光源として、紫
外線レーザを使用することにより次の効果がある。As described above, the present invention has the following effects by using the ultraviolet laser as the ultraviolet irradiation light source for curing the UV resin applied as the coating material of the optical fiber.
ｉ 高密度・高エネルギのUV樹脂硬化用紫外線が得られ
る。i High-density, high-energy UV light for UV resin curing can be obtained.
ii 紫外線レーザ光は指向性が良いことから、従来の紫
外線ランプを用いた場合に必要とした複雑な構成・形状
の照射炉が不要となり、また細径の光ファイバ外周に効
率よくUV樹脂硬化用の紫外線を照射できる。ii Since the ultraviolet laser light has a good directivity, the irradiation furnace with the complicated structure and shape required when using the conventional ultraviolet lamp is not required, and the UV resin curing can be efficiently performed on the outer circumference of the thin optical fiber. It can irradiate ultraviolet rays.
iii 紫外線レーザ光は細径ビームで、かつ指向性が良
いことから、ライトガイドや光ファイバを導波路として
使用でき、紫外線レーザ光源本体を、光ファイバの線
引、被覆工程におけるUV樹脂硬化用の紫外線照射部から
離れた適宜な場所に設置することができる。iii Because the ultraviolet laser light is a small-diameter beam and has good directivity, it is possible to use a light guide or optical fiber as a waveguide, and the ultraviolet laser light source main body is used for UV resin curing in the optical fiber drawing and coating process. It can be installed at an appropriate place apart from the ultraviolet irradiation section.
iv UV樹脂硬化炉は紫外線レーザ光源により構成するこ
とから、大形の発熱源がなくなるので、冷却などの問題
がなくなり、硬化炉の小形化ができる。Since the UV resin curing furnace is composed of an ultraviolet laser light source, there is no need for a large heat source, so problems such as cooling are eliminated and the curing furnace can be made smaller.
第１図は本発明の硬化方法の一実施例を説明する図、 第２図は本発明の硬化方法の他の実施例を説明する図、 第３図は本発明の硬化方法に適用する紫外線レーザ光照
射部の実施例構成図である。 １……プリフォーム ２……線引炉 30……光ファイバ 31……紫外線硬化形樹脂被覆光ファイバ ４……紫外線硬化形樹脂塗布ダイス ５……紫外線レーザ光源 51……紫外線レーザ光 6,61,62……レンズ 7,71,72,73,74……ライトガイドまたは光ファイバ 70……ライトガイドまたは光ファイバ束 ８……照射部FIG. 1 is a diagram for explaining an embodiment of the curing method of the present invention, FIG. 2 is a diagram for explaining another embodiment of the curing method of the present invention, and FIG. 3 is an ultraviolet ray applied to the curing method of the present invention. It is an Example block diagram of a laser beam irradiation part. 1 …… Preform 2 …… Drawing furnace 30 …… Optical fiber 31 …… UV curable resin coated optical fiber 4 …… UV curable resin coating die 5 …… UV laser light source 51 …… UV laser light 6,61 , 62 …… Lens 7,7 1 , 7 2 , 7 3 , 7 4 …… Light guide or optical fiber 70 …… Light guide or optical fiber bundle 8 …… Irradiator
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松田 裕男 神奈川県横浜市栄区田谷町１番地 住友 電気工業株式会社横浜製作所内 (56)参考文献 特開 昭63−17240（ＪＰ，Ａ) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Hiroo Matsuda 1 Taya-cho, Sakae-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Sumitomo Electric Industries, Ltd. Yokohama Works (56) Reference JP-A-63-17240 (JP, A)
Claims (3)
線引きすることにより光ファイバを形成し、 前記光ファイバを紫外線硬化形樹脂塗布ダイスを通して
光ファイバ外周に紫外線硬化形樹脂を塗布し、 前記光ファイバ外周に塗布した紫外線硬化形樹脂に紫外
線レーザ光源から紫外線レーザ光を照射することによ
り、前記紫外線硬化形樹脂を硬化する ことを特徴とする光ファイバ被覆樹脂の硬化方法。1. An optical fiber is formed by drawing an optical fiber preform through a drawing furnace, and the optical fiber is coated with an ultraviolet curable resin on the outer periphery of the optical fiber through an ultraviolet curable resin coating die. A method for curing an optical fiber coating resin, comprising irradiating an ultraviolet laser light from an ultraviolet laser light source to the ultraviolet curable resin applied to the outer periphery to cure the ultraviolet curable resin.
記紫外線レーザ光源から照射する紫外線レーザ光をライ
トガイドまたは光ファイバを介して前記紫外線硬化形樹
脂を塗布した光ファイバに照射することを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載の光ファイバ被覆樹脂の硬化方
法。2. The ultraviolet laser light source is arranged remotely, and the ultraviolet laser light emitted from the ultraviolet laser light source is applied to an optical fiber coated with the ultraviolet curable resin through a light guide or an optical fiber. The method for curing an optical fiber coating resin according to claim 1.
レーザ光を複数のライトガイドまたは光ファイバ束に分
岐し、前記複数のライトガイドまたは光ファイバのそれ
ぞれの前記レーザ光の出射端を、前記紫外線硬化形樹脂
を塗布した光ファイバの外周に同心円状に配置し、前記
光ファイバの外周に塗布した紫外線硬化形樹脂に均等に
照射して硬化することを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の光ファイバ被覆樹脂の硬化方法。3. The ultraviolet laser light emitted from the ultraviolet laser light source is branched into a plurality of light guides or optical fiber bundles, and the emission ends of the laser lights of the plurality of light guides or optical fibers are cured by the ultraviolet light. The ultraviolet curable resin applied to the outer circumference of the optical fiber is evenly irradiated with the ultraviolet curable resin applied to the outer circumference of the optical fiber to be cured.
A method for curing an optical fiber coating resin according to item.
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1987
- 1987-09-29 JP JP62245044A patent/JP2547793B2/en not_active Expired - Fee Related
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