JP3025246B1 - Refractive index distribution measuring device - Google Patents
Refractive index distribution measuring deviceInfo
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Abstract
【要約】
【課題】 インゴットやプリフォームの測定範囲を自動
で正確に決定することのできる屈折率分布測定装置を提
供する。
【解決手段】 光ファイバ母材インゴットもしくは光フ
ァイバプリフォームの屈折率分布を測定する装置におい
て、屈折率を測定する光学測定部７の手前に、インゴッ
ト１もしくはプリフォームの外径や曲がり状態を測定す
るための外径測定器６を備えていることを特徴としてい
る。An object of the present invention is to provide a refractive index distribution measuring device capable of automatically and accurately determining a measurement range of an ingot or a preform. SOLUTION: In an apparatus for measuring a refractive index distribution of an optical fiber preform ingot or an optical fiber preform, an outer diameter and a bent state of the ingot 1 or the preform are measured before an optical measuring section 7 for measuring a refractive index. It is characterized by having an outer diameter measuring device 6 for performing the measurement.
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、通信用光ファイバ
の母材として用いられる石英ガラス系の光ファイバ母材
インゴットや光ファイバプリフォームの屈折率分布の測
定に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to the measurement of the refractive index distribution of a quartz glass optical fiber preform ingot and an optical fiber preform used as a preform of a communication optical fiber.
【０００２】[0002]
【従来の技術】光ファイバの製造工程では、ＶＡＤ法、
ＯＶＤ法、ＭＣＶＤ法などにより製造されたスート堆積
体を、焼結、ガラス化することにより、光ファイバ母材
インゴット（以下、単にインゴットという）が作製され
る。このインゴットは、外径が１２０〜１８０ｍｍと大
きいため、このサイズのままでは線引き装置にセットし
て光ファイバに線引きすることが困難である。このた
め、加熱炉を備えた延伸装置により、外径が４０〜１０
０ｍｍの光ファイバプリフォーム（以下、単にプリフォ
ームという）に一次延伸される。2. Description of the Related Art In an optical fiber manufacturing process, a VAD method,
An optical fiber preform ingot (hereinafter simply referred to as an ingot) is manufactured by sintering and vitrifying a soot deposit manufactured by the OVD method, the MCVD method, or the like. Since this ingot has a large outer diameter of 120 to 180 mm, it is difficult to set the ingot in a drawing apparatus and draw an optical fiber with this size. For this reason, the stretching device provided with a heating furnace has an outer diameter of 40 to 10 mm.
It is primarily stretched to a 0 mm optical fiber preform (hereinafter simply referred to as a preform).
【０００３】図２に延伸装置の一例を示す。延伸装置に
は、一般にカーボンヒーターを加熱源とする加熱炉１１
が備えられている。インゴット１は、上部の母材供給装
置１２に吊り下げられ、徐々に加熱炉１１に送り込まれ
る。インゴット１の下端は引き取り機構１３で挟持さ
れ、加熱炉１１で加熱され軟化したインゴット１を延伸
し縮径してプリフォーム１４が形成される。加熱炉１１
は、内部がＮ2 やＡｒ等の不活性ガスで置換され、２０
００℃前後の高温でインゴット１を加熱する。FIG. 2 shows an example of a stretching apparatus. The stretching apparatus generally includes a heating furnace 11 using a carbon heater as a heating source.
Is provided. The ingot 1 is hung by the base material supply device 12 at the upper part, and is gradually sent to the heating furnace 11. The lower end of the ingot 1 is clamped by a take-off mechanism 13, and the ingot 1 heated and softened by the heating furnace 11 is stretched and reduced in diameter to form a preform 14. Heating furnace 11
Is replaced with an inert gas such as N 2 or Ar,
The ingot 1 is heated at a high temperature of about 00 ° C.
【０００４】延伸装置で一次延伸されたプリフォーム
は、室温に冷却後、プリフォームアナライザーで屈折率
分布が測定され、この屈折率分布を元に、線引き後の光
ファイバの光伝送特性が推定される。この推定された特
性と目標となる設計特性との間に差がある場合には、プ
リフォームの外径を削り取る等の加工処理がなされる。
加工後、表面の凹凸を除去したり、あるいは外径を設定
値に精密に合わせるための仕上げ加工が施される。この
処理の流れを図３に示す。なお、仕上げ加工には、通
常、加工手段にバーナーの火炎を用いるガラス旋盤が使
用される。[0004] The preform that has been primarily stretched by the stretching apparatus is cooled to room temperature, and the refractive index distribution is measured by a preform analyzer. Based on this refractive index distribution, the optical transmission characteristics of the drawn optical fiber are estimated. You. If there is a difference between the estimated characteristics and the target design characteristics, processing such as cutting the outer diameter of the preform is performed.
After processing, finish processing is performed to remove irregularities on the surface or to precisely adjust the outer diameter to a set value. FIG. 3 shows the flow of this processing. Note that a glass lathe using a burner flame as a processing means is usually used for finishing.
【０００５】また、延伸装置で精密な外径制御ができる
場合には、一次延伸工程のみで、最終目標とする設定外
径値に合わせて、プリフォームを加工することができ
る。図４にこの流れを示す。この場合、延伸前のインゴ
ットの状態で、屈折率分布を測定して線引き後の光ファ
イバの特性を推定し、クラッド厚の調整の要否を判断す
る必要がある。クラッド厚の調整が必要と判断されたイ
ンゴットは、調整分の厚さを加えた外径すなわち調整外
径を目標値として、延伸が行われる。また、クラッド厚
さの調整が不要な場合には、最終目標とする外径に合わ
せて延伸される。[0005] When the outer diameter can be precisely controlled by the stretching apparatus, the preform can be processed only in the primary stretching step in accordance with the final target set outer diameter value. FIG. 4 shows this flow. In this case, it is necessary to measure the refractive index distribution in the state of the ingot before drawing, estimate the characteristics of the optical fiber after drawing, and determine whether or not the adjustment of the cladding thickness is necessary. The ingot for which it is determined that the cladding thickness needs to be adjusted is stretched with the outer diameter obtained by adding the adjusted thickness, that is, the adjusted outer diameter as a target value. When the adjustment of the clad thickness is not necessary, the film is stretched to the final target outer diameter.
【０００６】インゴットの状態でファイバ特性を推定す
るためには、インゴットの状態で屈折率分布を測定する
必要がある。屈折率分布の測定には、通常プリフォーム
アナライザーが用いられ、このプリフォームアナライザ
ーの測定部は、図５に示すように、レーザー光１５をイ
ンゴット１に入射するための、光照射部１６と、光をイ
ンゴットに導くための透明なセル５と、インゴットの内
部で屈折した光の屈折角を測定する光検出部１７から構
成されている。セル５の内部は、インゴットの屈折率に
近似した屈折率を有するマッチングオイル１８で満たさ
れている。In order to estimate the fiber characteristics in the state of the ingot, it is necessary to measure the refractive index distribution in the state of the ingot. In order to measure the refractive index distribution, a preform analyzer is usually used. The measurement unit of the preform analyzer includes a light irradiation unit 16 for causing a laser beam 15 to enter the ingot 1 as shown in FIG. It comprises a transparent cell 5 for guiding light to the ingot, and a photodetector 17 for measuring the refraction angle of the light refracted inside the ingot. The inside of the cell 5 is filled with a matching oil 18 having a refractive index close to that of the ingot.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】個々のインゴットの外
径や曲がり形状、プリフォームとしての有効部（円柱状
直胴部）の長さは、製造された条件や製造装置によって
異なるため、屈折率分布を測定する際には、予め作業者
がインゴットの形状を測定し、その情報を制御装置に入
力しておく必要がある。プリフォームアナライザーは、
この情報にもとづいて、測定個所までインゴットを移動
し、屈折率分布の測定を繰り返す。しかし、測定された
インゴットの形状は、作業者によって個人差があり、測
定位置がずれることがある。The outer diameter and the bent shape of each ingot, and the length of the effective portion (columnar straight body portion) as a preform differ depending on the manufacturing conditions and the manufacturing apparatus. When measuring the distribution, it is necessary for an operator to measure the shape of the ingot in advance and input the information to the control device. The preform analyzer
Based on this information, the ingot is moved to the measurement location, and the measurement of the refractive index distribution is repeated. However, the measured shape of the ingot has individual differences among operators, and the measurement position may be shifted.
【０００８】また、インゴットの曲がりが大きかった
り、局部的に外径が大きくなっている箇所があると、イ
ンゴットが測定部に入りきれず、測定部に衝突したり、
吊り下げ部のダミー棒が破損して、インゴットが落下す
る危険があった。In addition, if the ingot has a large bend or a portion where the outer diameter is locally large, the ingot will not be able to enter the measuring section and will collide with the measuring section.
There was a danger that the dummy rod in the hanging part was damaged and the ingot dropped.
【０００９】本発明の課題は、インゴットやプリフォー
ムの測定範囲を自動で正確に決定することのできる屈折
率分布測定装置を提供することにある。An object of the present invention is to provide a refractive index distribution measuring device capable of automatically and accurately determining a measuring range of an ingot or a preform.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明の屈折率分布測定
装置は、インゴットもしくはプリフォームの屈折率分布
を測定する装置において、屈折率を測定する光学測定部
の手前に、インゴットもしくはプリフォーム（以下、イ
ンゴットで代表する）の外径や曲がり状態を測定するた
めの外径測定器、および該外径測定器の測定情報にもと
づき少なくとも屈折率分布の測定開始位置および測定終
了位置を決定する制御装置を備えている。具体的には、
屈折率分布を測定するためのセルユニットの上部に外径
測定器を設置し、インゴットをオイルタンクに挿入する
と同時に、インゴットの外径や曲がり形状の測定を開始
し、計測したインゴットの外径や曲がり形状に応じて、
制御装置により屈折率分布の測定を継続もしくは中止し
たり、さらに屈折率分布の測定開始位置および測定終了
位置が自動的に決定される。すなわち、この測定情報に
もとづき屈折率分布の測定が自動的に行われることにな
る。According to the present invention, there is provided an apparatus for measuring the refractive index distribution of an ingot or a preform, which is provided in front of an optical measuring section for measuring a refractive index. An outer diameter measuring device for measuring the outer diameter and bending state of an ingot , and a measurement information of the outer diameter measuring device.
At least the measurement start position and the measurement end of the refractive index distribution
And a control device for determining the end position . In particular,
An outer diameter measuring device is installed at the top of the cell unit for measuring the refractive index distribution, and at the same time the ingot is inserted into the oil tank, the measurement of the outer diameter and the bent shape of the ingot is started, and the measured outer diameter and diameter of the ingot are measured. Depending on the bent shape,
Continuously or stops the measurement of the refractive index distribution by a control unit
Start and end of measurement of refractive index distribution
The position is determined automatically. That is, the measurement of the refractive index distribution is automatically performed based on the measurement information.
【００１１】[0011]
【発明の実施の形態】本発明の屈折率分布測定装置の一
例を図１に示す。焼結されたインゴット１は両端に円錐
状の部分を有し、端部にはダミー棒２が取り付けられて
いる。インゴット１はダミー棒２の部分で吊り下げ部３
に支持され、マッチングオイルで満たされたオイルタン
ク４の中に浸される。オイルタンク４はセル５を備えて
いる。吊り下げ部３は、インゴット１を保持した状態で
上下動自在に設置されている。オイルタンク４の直上に
は、外径測定器６が取り付けられ、インゴット１を下方
に移動することにより、屈折率分布測定部つまり光学測
定部７に入る直前の部分のインゴット１の外径が測定さ
れ、形状が認識される。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows an example of the refractive index distribution measuring device of the present invention. The sintered ingot 1 has conical portions at both ends, and a dummy bar 2 is attached to an end. The ingot 1 is suspended by the dummy rod 2
And is immersed in an oil tank 4 filled with matching oil. The oil tank 4 has a cell 5. The suspension unit 3 is installed to be vertically movable while holding the ingot 1. An outer diameter measuring device 6 is mounted directly above the oil tank 4 and moves the ingot 1 downward to measure the outer diameter of the ingot 1 at a portion immediately before entering the refractive index distribution measuring section, that is, the optical measuring section 7. And the shape is recognized.
【００１２】インゴット１の直胴部の始まり（始端）と
終わり（終端）の位置は、インゴットが光学測定部に入
る直前に測定された、外径測定器６のデータから計算さ
れる。このため、従来のように作業者が事前にインゴッ
トの形状を測定し、測定結果を制御装置に入力する必要
はなく、自動的に外径測定器６から形状データが屈折率
分布測定装置の制御装置に送られる。また、インゴット
の曲がりについても、外径測定器のデータから求めるこ
とができるので、光学測定部に侵入することができない
ような、大きな曲がりがあったり、外径の大きな部分が
あると、制御装置により光学測定部に送り込まれる前に
インゴットの下降を停止してオイルタンクから引き上
げ、測定を終了する。The start (start end) and end (end) positions of the straight body of the ingot 1 are calculated from the data of the outer diameter measuring device 6 measured just before the ingot enters the optical measuring section. Therefore, as in the prior art worker measures the shape of the ingot in advance, measurement must be input result to the control unit rather than, automatically shape data from the outer diameter measuring device 6 refractive index
It is sent to the control device of the distribution measuring device. In addition, since the bending of the ingot can also be obtained from the data of the outer diameter measuring device, if there is a large bending or a portion having a large outer diameter that cannot enter the optical measuring section, the control device Before the ingot is sent to the optical measuring section, the ingot is stopped from lowering and lifted from the oil tank, thereby completing the measurement.
【００１３】[0013]
【実施例】（実施例） ＶＡＤ法で製造されたインゴットを、本発明の屈折率分
布測定装置の吊り下げ部にセットし、吊り下げ部を下方
に移動することで、測定部の手前に設置された外径測定
器によりインゴットの外径と曲がり量を測定した。イン
ゴットの上下動位置は、吊り下げ部を上下動させる母材
供給装置のモーターの回転数により設定される。屈折率
分布の測定に際しては、外径値が１００ｍｍ以上で、か
つ長さ１０ｍｍ当たりの外径変動幅が１ｍｍ以下となる
部分を直胴部と設定し、外径測定器の測定情報にもとづ
き、制御装置により直胴部の開始位置と終了位置を求め
ることで、屈折率分布の測定範囲が自動的に決定され、
制御される。 [Example] (Example) An ingot manufactured by the VAD method is set in a hanging part of a refractive index distribution measuring device of the present invention, and is moved in a downward direction to be installed in front of a measuring part. The outer diameter and the amount of bending of the ingot were measured by the outer diameter measuring device thus obtained. The vertical movement position of the ingot is set by the number of rotations of the motor of the base material supply device that moves the suspension part up and down. When measuring the refractive index distribution, the outer diameter value is 100 mm or more, and the outer diameter fluctuation width per 10 mm length is set to 1 mm or less as a straight body, based on the measurement information of the outer diameter measuring device , By determining the start position and end position of the straight body by the control device, the measurement range of the refractive index distribution is automatically determined ,
Controlled.
【００１４】また、インゴットに大きな曲がりや、部分
的に外径が大きくなっている部分がないことを外径測定
器で自動的に検出しながら吊り下げ部を下降した。直胴
部の上端が光学測定部に達した位置でインゴットの下降
を停止し、マッチングオイルとの温度差を小さくするた
めに、１０分間放置した。その後、一回目の屈折率分布
の測定が開始され、あらかじめ入力された測定間隔に従
って、インゴットを順次引き上げながら、所定の位置で
の屈折率分布が測定された。直胴部の下端まで測定され
ると、インゴットは吊り下げ部の上端まで引き上げら
れ、測定は終了した。これら一連の作業は、完全に自動
化され、インゴットを吊り下げ部にセットしてから、測
定が終了して取り出すまでの間、作業者は全く手を出す
必要はなかった。The hanging part is lowered while the outside diameter measuring device automatically detects that the ingot does not have a large bend or a portion where the outside diameter is partially large. The lowering of the ingot was stopped at the position where the upper end of the straight body reached the optical measuring section, and the ingot was left for 10 minutes to reduce the temperature difference with the matching oil. Thereafter, the first measurement of the refractive index distribution was started, and the refractive index distribution at a predetermined position was measured while sequentially pulling up the ingot in accordance with a measurement interval input in advance. When measured to the lower end of the straight body, the ingot was pulled up to the upper end of the suspension, and the measurement was completed. These series of operations were completely automated, and the operator did not need to take any steps during the period from setting the ingot on the suspension unit to removing the ingot after the measurement.
【００１５】（比較例）作業者は、インゴットの吊り下
げ部の位置から、直胴部の始端から終端までの距離を測
定し、屈折率分布測定装置に付属の制御装置に入力し、
手動で吊り下げ部を駆動して、インゴットをオイルタン
クの中に入れた。この間、作業者はインゴットが測定部
に当たらないことを確認しながら、吊り下げ部を徐々に
引き下げる必要があった。(Comparative Example) An operator measures the distance from the start to the end of the straight body from the position of the suspension of the ingot, and inputs the distance to a control device attached to the refractive index distribution measuring device.
The suspension was manually driven to put the ingot into the oil tank. During this time, the operator had to gradually lower the suspension unit while confirming that the ingot did not hit the measurement unit.
【００１６】[0016]
【発明の効果】上記したように、屈折率分布測定装置の
測定部の手前に外径測定器を備えたことで、自動的にイ
ンゴットの形状を測定し、屈折率分布を測定する位置を
決定するため、作業者による測定位置のずれがなくなっ
た。また、測定した情報にもとづきインゴットの測定開
始位置、終了位置を自動で判断できるため、作業者によ
る制御装置へのインゴット測定条件の事前入力が不要に
なり、インゴットと測定部の位置関係を、自動で常時モ
ニターできるため、インゴットを引き下げる際に、作業
者が目視で安全を確認しながら、吊り下げ部を駆動する
必要がなくなった。さらに、インゴット形状の異常を測
定部に入る前に検出できるので、測定部を破損したり、
インゴットの落下を防止することができる。As described above, the provision of the outer diameter measuring device in front of the measuring section of the refractive index distribution measuring device automatically measures the shape of the ingot and determines the position where the refractive index distribution is measured. Therefore, the displacement of the measurement position by the operator is eliminated. In addition, the start of the measurement position of the ingot based on the measured information, it can be determined automatically to the end position, the operator
It is not necessary to input the ingot measurement conditions to the control device in advance, and the positional relationship between the ingot and the measuring unit can be automatically monitored at all times.When lowering the ingot, the operator can visually confirm the safety while lifting the ingot. It is no longer necessary to drive the lowering unit. In addition, since abnormalities in the ingot shape can be detected before entering the measuring unit, the measuring unit may be damaged,
The ingot can be prevented from falling.
【図１】 本発明の外径測定器を備えた屈折率分布測定
装置を示す概略説明図である。FIG. 1 is a schematic explanatory view showing a refractive index distribution measuring device provided with an outer diameter measuring device of the present invention.
【図２】 インゴットを延伸する様子を示す概略説明図
である。FIG. 2 is a schematic explanatory view showing how an ingot is stretched.
【図３】 インゴットの外径調整の流れを示す工程フロ
ー図である。FIG. 3 is a process flowchart showing a flow of outer diameter adjustment of an ingot.
【図４】 インゴットの外径調整の流れの別の態様を示
す工程フロー図である。FIG. 4 is a process flowchart showing another embodiment of the flow of the outer diameter adjustment of the ingot.
【図５】 屈折率分布を測定する様子を示すセルレベル
での平面図である。FIG. 5 is a plan view at a cell level showing a state of measuring a refractive index distribution.
１．・・・インゴット ２．・・・ダミー棒 ３．・・・吊り下げ部 ４．・・・オイルタンク ５．・・・セル ６．・・・外径測定器 ７．・・・光学測定部 １１．・・・加熱炉 １２．・・・母材供給装置 １３．・・・引き取り機構 １４．・・・プリフォーム 1. ... Ingot ... Dummy sticks ... hanging part ... Oil tank ... cell 6. ... Outer diameter measuring device ... Optical measurement unit ... heating furnace ... Base material supply device ... Receiving mechanism ···preform
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平沢 秀夫 群馬県安中市磯部２丁目13番１号 信越 化学工業株式会社 精密機能材料研究所 内 (56)参考文献 特開 平８−297071（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−158024（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01M 11/00 - 11/02 G02B 6/00 G01N 21/41 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (72) Inventor Hideo Hirasawa 2-13-1 Isobe, Annaka-shi, Gunma Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Precision Functional Materials Research Laboratories (56) References JP-A-8-297707 (JP) , A) JP-A-10-158024 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G01M 11/00-11/02 G02B 6/00 G01N 21/41
Claims (1)
ァイバプリフォームの屈折率分布を測定する装置におい
て、屈折率を測定する光学測定部の手前に、インゴット
もしくはプリフォームの外径や曲がり状態を測定するた
めの外径測定器、および該外径測定器の測定情報にもと
づき少なくとも屈折率分布の測定開始位置および測定終
了位置を決定する制御装置を備えていることを特徴とす
る屈折率分布測定装置。1. An apparatus for measuring a refractive index distribution of an optical fiber preform ingot or an optical fiber preform, wherein an outer diameter and a bent state of the ingot or the preform are measured before an optical measuring section for measuring a refractive index. Diameter measuring instrument for measuring and the measurement information of the outer diameter measuring instrument
At least the measurement start position and the measurement end of the refractive index distribution
A refractive index distribution measuring device, comprising a control device for determining an end position .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10315926A JP3025246B1 (en) | 1998-11-06 | 1998-11-06 | Refractive index distribution measuring device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10315926A JP3025246B1 (en) | 1998-11-06 | 1998-11-06 | Refractive index distribution measuring device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP3025246B1 true JP3025246B1 (en) | 2000-03-27 |
| JP2000146760A JP2000146760A (en) | 2000-05-26 |
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ID=18071276
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10315926A Expired - Fee Related JP3025246B1 (en) | 1998-11-06 | 1998-11-06 | Refractive index distribution measuring device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3025246B1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105334189A (en) * | 2015-10-15 | 2016-02-17 | 暨南大学 | Microlens imaging-based antigen antibody reaction determination method |
-
1998
- 1998-11-06 JP JP10315926A patent/JP3025246B1/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105334189A (en) * | 2015-10-15 | 2016-02-17 | 暨南大学 | Microlens imaging-based antigen antibody reaction determination method |
| CN105334189B (en) * | 2015-10-15 | 2019-02-19 | 暨南大学 | Antigen-antibody reaction measuring method based on lenticule imaging |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000146760A (en) | 2000-05-26 |
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