JP3553423B2

JP3553423B2 - Manufacturing method of optical fiber preform

Info

Publication number: JP3553423B2
Application number: JP17495499A
Authority: JP
Inventors: 秀明伊藤; 貴陽木下; 正▲高▼ 金; 伸定長江
Original assignee: Mitsubishi Cable Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Cable Industries Ltd
Priority date: 1999-06-22
Filing date: 1999-06-22
Publication date: 2004-08-11
Anticipated expiration: 2019-06-22
Also published as: JP2001010836A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、クラッド用ガラスパイプ内に、コア用ガラスロッド、若しくはコア及びクラッド用ガラスロッドを挿入し、両者を加熱しながら上記ガラスパイプ内を減圧して、上記ガラスパイプとガラスロッドとの一体化及び延伸を同時に行う光ファイバ母材の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光ファイバ母材の製造方法の主なものとしては、ＯＶＤ（ＯｕｔｓｉｄｅＶａｐｏｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、ＶＡＤ（Ｖａｐｏｒ−ｐｈａｓｅＡｘｉａｌＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、ＭＣＶＤ（ＭｏｄｉｆｉｅｄＣｈｅｍｉｃａｌＶａｐｏｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法の３つが挙げられる。ここで、ＶＡＤ法やＭＣＶＤ法においては、その生産性の観点から、コア若しくはコア及びクラッド用ガラスロッドを製造した後に、光ファイバ母材の大部分を占めることとなるクラッドを上記ガラスロッドの外周に、別工程によって形成する手法が採用されている。
【０００３】
具体的に上記クラッドの形成方法としては、例えば上記ガラスロッドに対してスートと呼ばれるガラス微粒子を堆積させ、これを加熱して透明ガラス化する、いわゆる外付け法が知られている。
【０００４】
これに対し、別工程において予め製造されたクラッド用ガラスパイプ内に、上記コア若しくはコア及びクラッド用ガラスロッドを挿入し、このガラスパイプとガラスロッドとを一体化させる、いわゆるロッドインチューブ法も知られている（例えば、特公昭５６−４５８６７号公報参照）。このロッドインチューブ法としては、例えばバーナ火炎によって上記ガラスパイプ及びガラスロッドを加熱し、このバーナ火炎のガスによって上記ガラスパイプをコアロッドに押し付けるようにして両者を一体化させる方法が知られている。また、これとは異なり、上記ガラスパイプ及びガラスロッドを電気炉（ヒータ）などによって加熱しつつ、上記ガラスパイプ内の圧力を減圧するようにして、このガラスパイプ内外の圧力差によって、両者を一体化させる方法も知られている。
【０００５】
そして、上記のような製法によって製造された光ファイバ母材は線引き工程によって光ファイバとなるわけであるが、この線引き工程を上記ロッドインチューブ法による光ファイバ母材の製造と同時に行う方法も知られている（例えば、特開昭５０−８５３４５号公報参照）。
【０００６】
ところで、近年、生産コストの低減化等の観点から、光ファイバ母材を大型化することが求められており、このため、上記光ファイバ母材を太径とすることが行われている。
【０００７】
ところが、このような太径の光ファイバ母材をそのまま線引きすると、目標径の光ファイバに安定させるまでに長時間を要することとなってしまい、大量の母材を初期安定化に消費してしまうようになってしまう。その結果、上記光ファイバ母材から光ファイバへの歩留まりが悪化してしまい、本来低コスト化の目的で行った光ファイバ母材の大型化が、逆にその目的を達成できないものとなってしまうという不都合がある。
【０００８】
そこで、このような不都合を解消するために、通常は製造された太径の光ファイバ母材を、線引き工程の前に歩留まりが最大となる最適の径まで縮径させるようにしている。そして、このような光ファイバ母材の縮径工程として、上記ガラスパイプ及びガラスロッドの一体化による光ファイバ母材の製造と同時に行うようにして、その生産性を向上させようとする方法が知られている（例えば、特開平７−１０５８０号公報参照）。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のガラスパイプとガラスロッドとを一体化させて光ファイバ母材を製造する場合には、その一体化の際にガラスパイプとガラスロッドとの間にパイプ内面の傷、またパイプ内面に付着した水分やガスに起因する気泡等の発生を防止する必要がある。すなわち、上記気泡が発生してしまうと損失不良や接続不良を引き起こしてしまうため、光ファイバ母材の内部に気泡の発生した部分は廃棄せざるを得ない。
【００１０】
そこで、このような気泡の発生を防止するために、上記ガラスパイプの内周面を十分に洗浄し、かつ水分等を完全に除去した上で、上記ガラスパイプとガラスロッドとが互いに擦らないように上記ガラスロッドをガラスパイプ内に挿入するといったことが行われている。また、その一体化の際には、上記ガラスパイプの内周面に吸着したガスの残留を防止する観点からパイプ内の圧力を極めて低圧にして（減圧度を高くして）、両者の一体化を行うようにしている。
【００１１】
ところが、気泡の防止を目的として、ガラスパイプ内の減圧度を高くすれば、このガラスパイプが急激に縮径しようとすることから、その縮径部分の曲率が大となり、偏肉量の増加を招いてしまう。その結果、両者を一体化したときに、コアに偏心が生じてしまうという不都合がある。このようなコアの偏心は、大型の光ファイバ母材を製造する目的で、大型のガラスパイプ、例えばその内外径比が小である厚肉のガラスパイプや太径のガラスパイプを用いる場合には、特に大となりやすい。
【００１２】
そして、このようなコア偏心を防止するには、ガラスパイプ内の減圧度を低くした状態でガラスパイプとガラスロッドとの一体化を行うことが有効となるが、上述したように、減圧度を低くすれば内部の気泡が発生するおそれがある。
【００１３】
このように、上記気泡の防止とコア偏心の防止は相反する要求となってしまい、特に大型の光ファイバ母材の製造においては、上記気泡の防止とコア偏心の防止との双方を両立させることは極めて困難なものとなってしまう。
【００１４】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ガラスパイプとガラスロッドとの一体化及び延伸を同時に行う光ファイバ母材の製造において、気泡の発生とコア偏心との双方を確実に防止することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明者は、ガラスパイプ内の減圧度、加熱温度、ガラスパイプ及びガラスロッドの送り速度等の点に着目して実験を繰り返した結果、気泡の発生とコア偏心との双方を確実に防止し得る光ファイバ母材の製造条件を見出し、本発明を完成するに至ったものである。
【００１６】
すなわち、ガラスパイプとガラスロッドとの一体化及び延伸を同時に行う際に気泡の発生とコア偏心との双方を防止するには、特にガラスパイプ内の減圧度を最適にすることが重要であることが判明した。そこで、この減圧度に着目して実験を繰り返した結果、コアの偏心が生じない程度であって、かつ、気泡の発生が確実に防止できるガラスパイプ内の減圧度、すなわち最適な減圧度を見出すに至った。そして、このような最適な減圧度でもってガラスパイプとガラスロッドとを一体化及び延伸を行ったときには、上記ガラスパイプとガラスロッドとが一体化する前に、このガラスパイプとガラスロッドとの内のいずれか一方または双方が延伸し、その後両者が一体化するようになっていることを見出した。
【００１７】
すなわち、減圧度が高すぎる場合には、上記ガラスパイプとガラスロッドとが一体化した後に双方が延伸するようになってしまい、この場合は、上述したように、コアの偏心が生じ易くなってしまう。一方、減圧度が低すぎる場合には、上記ガラスパイプとガラスロッドとが一体化することなくそれぞれ十分に延伸した後にこの両者が一体化しようとするが、この場合は、完全には一体化しない。逆に、最適な減圧度の場合には、ガラスパイプとガラスロッドとの内のいずれか一方または双方が延伸された後に、上記ガラスパイプ及びガラスロッドが一体化するようになる。
【００１８】
そして、ガラスパイプとガラスロッドとの内のいずれか一方または双方が延伸された後に、上記ガラスパイプ及びガラスロッドが一体化するときには、気泡の発生とコア偏心との双方が確実に防止されることが確認され、加えて、太径のガラスパイプ、または厚肉のガラスパイプを用いる場合であっても、気泡の発生とコア偏心との双方が確実に防止されることが確認され、本発明を完成するに至ったものである。
【００１９】
具体的に、本発明は、クラッド用ガラスパイプ内に、コア用ガラスロッド、若しくはコア及びクラッド用ガラスロッドを挿入し、両者を加熱しながら上記ガラスパイプ内を減圧して、上記ガラスパイプ及びガラスロッドの一体化と延伸とを同時に行う光ファイバ母材の製造方法を前提とし、この方法において、上記ガラスパイプとガラスロッドとの内のいずれか一方または双方を延伸した後に、上記ガラスパイプ及びガラスロッドを一体化させ、その後上記ガラスパイプの外径が所定径となるまで上記一体化したガラスパイプ及びガラスロッドを延伸することを特定事項とする方法である。
【００２０】
ここで、最適な減圧度の値は、加熱炉の温度条件やガラスパイプとガラスロッドとの間の隙間の大きさ等、ガラスパイプとガラスロッドとの条件に依存してしまうものである。このため、減圧度によって最適な条件を全て規定することは困難である。そこで、上記の最適な減圧度を規定する値として、本発明者は以下の値を用いて製造条件を設定することが可能であることを見出した。
【００２１】
すなわち、ガラスパイプとガラスロッドとの軸方向の長さに着目し、請求項２記載の如く、ガラスパイプとガラスロッドとの内のいずれか一方または双方が延伸する位置から、このガラスパイプ及びガラスロッドが一体化する位置までの長さをＬ１とし、上記ガラスパイプ及びガラスロッドが一体化する位置から、両者が延伸してその外径が所定径となる位置までの長さをＬ２としたときに、
０．１≦Ｌ１／（Ｌ１＋Ｌ２）≦０．８
となるようにガラスパイプとガラスロッドとの一体化及び延伸を行うようにしてもよい。この場合、気泡の発生とコア偏心とが共に、確実に防止される。
【００２２】
さらに、本発明者は、上記の製造条件に加え、上記コア偏心は、ガラスパイプとガラスロッドとの間の隙間（クリアランス）の大きさにも依存することを見出した。すなわち、上記クリアランスが大きい場合には、上記ガラスパイプが縮径する際に、その曲率が大きくなるため、コア偏心が生じやすくなってしまう。そこで、請求項３記載の如く、ガラスパイプの外径をＤ０，内径をｄ０とし、上記ガラスパイプとガラスロッドとが一体化する位置における上記ガラスパイプの外径をＤ１，内径をｄ１としたときに、
（ｄ０／Ｄ０）／（ｄ１／Ｄ１）≦２
となるようにガラスパイプとガラスロッドとの一体化及び延伸を行うようにしてもよい。この場合、上記（ｄ０／Ｄ０）／（ｄ１／Ｄ１）の値が大きい、すなわちクリアランスが大きいときは、ガラスパイプの縮径の曲率が大きくなってしまい、コア偏心を発生させるおそれがあるが、上記（ｄ０／Ｄ０）／（ｄ１／Ｄ１）の値を２以下とすることによって、コア偏心が確実に防止される。
【００２３】
そして、本発明に係る光ファイバ母材の製造方法は、特に大型の光ファイバ母材の製造に適したものであり、例えば、その内径外径比が０．５以下の厚肉のガラスパイプを用いる場合や、その外径が４８ｍｍ以上の太径のガラスパイプを用いる場合においても、気泡の発生及びコア偏心を防止して、光ファイバ母材の製造が可能となる。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明における光ファイバ母材の製造方法によれば、内部の気泡の発生とコアの偏心との双方を確実に防止して光ファイバ母材の製造ができる。特に、ガラスパイプとして太径あるいは厚肉のものを用いる場合においても、上記内部の気泡の発生とコアの偏心との双方を確実に防止することができる。
【００２５】
【実施例】
図１は、光ファイバ母材の製造中の状態を示し、１はクラッド用ガラスパイプ、２はコア若しくはコア及びクラッド用ガラスロッド、３は上記ガラスパイプ及びガラスロッドの双方を加熱するヒータである。上記ガラスパイプ１としては、例えば、ＯＶＤ法などにて製造されたものを用いるようにすればよい。また、上記ガラスロッド２は、ＶＡＤ法によってガラス微粒子を堆積させたガラス微粒子堆積体を焼結して製造したものや、ＭＣＶＤ法でクラッドパイプ内面にコアガラスを形成し中実化したものとすればよい。さらに、上記ヒータ３を備える加熱炉としては、具体的には、カーボン抵抗加熱炉や高周波誘導加熱炉を用いるようにすればよい。
【００２６】
そして、上記光ファイバ母材の製造は以下のようにして行われる。
【００２７】
まず、上記ガラスパイプ１内にガラスロッド２を挿入した状態で、両者の上端を図示省略の把持装置によって把持する。そして、上記ガラスパイプ１とガラスロッド２とを共に下方に移動させる（図１の矢印参照）。ここで、上記ガラスパイプ１内は、図示省略の減圧装置によって減圧されている。
【００２８】
そして、上記ガラスパイプ１及びガラスロッド２が、ヒータ３内に挿入された状態となり、このヒータ３によって上記ガラスパイプ１及びガラスロッド２が加熱されるようになる。そして、上記ガラスパイプ１が溶融され、かつその内外の圧力差によって上記ガラスロッド２と一体化するようになる。この一体化した光ファイバ母材４は、その下方に備えられた図示省略の引取り装置によって引取られて延伸されるようになっている（同図の矢印参照）。すなわち、ガラスパイプ１とガラスロッド２との一体化と、両者の延伸とが同時に行われるようになっている。
【００２９】
そして、本実施例においては、図２に示すように、上記ガラスパイプ１とガラスロッド２とが一体化する前に、上記ガラスロッド２が延伸するようになっている。すなわち、ガラスロッド２が延伸し始める位置が、ガラスパイプ１とガラスロッド２とが一体化する位置よりも上方に存在している（同図のＬ１参照）。なお、Ｌ２は、上記ガラスパイプ１とガラスロッド２とが一体化する位置から、この一体化したガラスパイプ１及びガラスロッド２が延伸されることにより上記ガラスパイプ１の外径が所定径Ｄ２となる位置までの長さである。さらに、この技術は延伸の上下方向にとらわれるものでなく、実施例とは逆に下から上方に延伸を行った場合にも有効である。
【００３０】
一方、図３は、従来の光ファイバ製造方法における上記ガラスパイプ１とガラスロッド２との一体化の様子を示しており、この場合、上記ガラスパイプ１とガラスロッド２とが延伸することなく一体化し、その後延伸するようになっているため、Ｌ１が存在していない。
【００３１】
次に、本発明に係る光ファイバ母材の製造方法について行った実験について説明する。
【００３２】
表１は、各種のガラスパイプ１及びガラスロッド２を用いて、上記ガラスパイプ１内の減圧度を変更することによって、パラメータとしてのＬ１／（Ｌ１＋Ｌ２）の値を変化させて光ファイバ母材を製造した場合の、光ファイバ母材内部の気泡と光ファイバに線引きして測定したコア偏心量について評価した実験結果、表２は、各種のガラスパイプ１及びガラスロッド２を用いて、ガラスパイプ１とガラスロッド２との間の隙間（クリアランス；（ｄ０／Ｄ０）／（ｄ１／Ｄ１））が小さいとき（図４参照）と、クリアランスが大きいとき（図５参照）とで光ファイバ母材を製造した場合の光ファイバ母材内部の気泡と光ファイバに線引きして測定したコア偏心量について評価した実験結果を示している。
【００３３】
【表１】

【００３４】
【表２】

【００３５】
ここで、Ｄ０，ｄ０は延伸前のガラスパイプ１の外径及び内径、Ｄ１，ｄ１は一体化した位置におけるガラスパイプ１の外径及び内径、Ｄ２，ｄ２は延伸作業が終了したときのガラスパイプ１の外径、すなわち母材径、及び内径である（図２または図３参照）。また、ｄは延伸前のガラスロッド２の径である。
【００３６】
そして、表１における実施例１〜実施例８は、上記ガラスパイプ１とガラスロッド２とが一体化する前にガラスロッド２が延伸するように減圧度を調整して、光ファイバ母材を製造したものであり（図２参照）、上記実施例１〜実施例８の内、実施例１〜実施例５は、ガラスパイプ１の外径Ｄ０が比較的小さいものであり、実施例６〜実施例８は、上記ガラスパイプ１の外径Ｄ０が比較的大きいものである。
【００３７】
また、表２における実施例９〜実施例１４は、上記ガラスパイプ１とガラスロッド２とが一体化する前に延伸するように減圧度を調整して、光ファイバ母材を製造したものであり、上記実施例９〜実施例１４の内、実施例９〜実施例１２は、ガラスパイプ１の外径Ｄ０が比較的小さいものであり、実施例１３〜実施例１４は、上記ガラスパイプ１の外径Ｄ０が比較的大きいものである。
【００３８】
一方、従来例１または従来例２は、上記ガラスパイプ１とガラスロッド２とが延伸することなく一体化し、その後延伸するようにして光ファイバ母材を製造したものであり（図３参照）、上記従来例１は、ガラスパイプ１の外径Ｄ０が比較的小さいもの、従来例２は、ガラスパイプ１の外径Ｄ０が比較的大きいものとなっている。
【００３９】
さらに、表１における比較例１は、ガラスパイプ１内の減圧度を小さくしたものであって、ガラスパイプ１とガラスロッド２とが完全には一体化しなかったものである（Ｌ２＝０参照）。
【００４０】
そして、この表１及び表２に基づき、Ｌ１／（Ｌ１＋Ｌ２）の値を横軸に、光ファイバ母材内に発生した気泡の数（黒四角）、及びそのコア偏心量（白抜き三角）を縦軸にしてプロットした図を図６に示す。同図から、上記Ｌ１／（Ｌ１＋Ｌ２）の値が０．１以上０．８以下であれば、その気泡の発生、及びコア偏心が共に防止されていることがわかる。この傾向は、例えば実施例６，７のように上記ガラスパイプ１の外径が大きくなっても同様であり、上記ガラスパイプ１が太径（Ｄ０が大）あるいは厚肉（ｄ０／Ｄ０が小）であっても、気泡の発生及びコア偏心が確実に防止されることがわかる。
【００４１】
以上の結果から、０．１≦Ｌ１／（Ｌ１＋Ｌ２）≦０．８となるように、ガラスパイプ及びガラスロッドの一体化及び延伸を行うようにすることで、気泡の発生及び偏心を防止して、光ファイバ母材を製造することができることが確認できる。
【００４２】
また、上記表１及び表２に基づき、（ｄ０／Ｄ０）／（ｄ１／Ｄ１）の値を横軸に、コア偏心量を縦軸にしてプロットした図を図７に示す。同図から、上記（ｄ０／Ｄ０）／（ｄ１／Ｄ１）の値が２以下であれば、すなわち、クリアランスが比較的小さい場合には、コア偏心が防止されていることがわかる。
【００４３】
以上の結果から、（ｄ０／Ｄ０）／（ｄ１／Ｄ１）≦２となるように、ガラスパイプ１及びガラスロッド２の一体化及び延伸を行うようにすることで、コア偏心を防止して、光ファイバ母材を製造することができることが確認できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】光ファイバ母材の製造中の状態を示す斜視説明図である。
【図２】本発明に係る光ファイバ母材の製造方法によってガラスパイプとガラスロッドとを一体化させたときの様子を示す斜視説明図である。
【図３】従来の光ファイバ母材の製造方法によってガラスパイプとガラスロッドとを一体化させたときの様子を示す図２対応図である。
【図４】クリアランスが小さい場合にガラスパイプとガラスロッドとを一体化させる様子を示す図２対応図である。
【図５】クリアランスが大きい場合にガラスパイプとガラスロッドとを一体化させる様子を示す図２対応図である。
【図６】Ｌ１／（Ｌ１＋Ｌ２）と、コア偏心量及び発生した気泡の数との関係を示す図である。
【図７】（ｄ０／Ｄ０）／（ｄ１／Ｄ１）と、コア偏心量との関係を示す図である。
【符号の説明】
１ガラスパイプ
２ガラスロッド
４光ファイバ母材[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
According to the present invention, a glass rod for a core or a glass rod for a core and a clad is inserted into a glass pipe for a clad, and the inside of the glass pipe is decompressed while heating both, so that the glass pipe and the glass rod are integrated. The present invention relates to a method for producing an optical fiber preform that simultaneously performs forming and stretching.
[0002]
[Prior art]
The main methods for producing an optical fiber preform include OVD (Outside Vapor Deposition), VAD (Vapor-phase Axial Deposition), and MCVD (Modified Chemical Vapor Deposition). Here, in the VAD method and the MCVD method, from the viewpoint of the productivity, after manufacturing the core or the glass rod for the core and the cladding, the cladding that occupies most of the optical fiber preform is removed from the outer periphery of the glass rod. In the meantime, a method of forming by a separate process is adopted.
[0003]
Specifically, as a method of forming the clad, for example, a so-called external method is known in which glass fine particles called soot are deposited on the glass rod and heated to form a transparent glass.
[0004]
On the other hand, a so-called rod-in-tube method is also known in which the core or the core and the glass rod for cladding are inserted into a glass pipe for cladding manufactured in advance in another step, and the glass pipe and the glass rod are integrated. (See, for example, Japanese Patent Publication No. 56-45867). As the rod-in-tube method, for example, a method is known in which the glass pipe and the glass rod are heated by a burner flame, and the glass pipe is pressed against a core rod by the gas of the burner flame to integrate the two. Alternatively, while the glass pipe and the glass rod are heated by an electric furnace (heater) or the like, the pressure in the glass pipe is reduced, and the two are integrated by the pressure difference between the inside and outside of the glass pipe. There is also known a method for converting the data.
[0005]
The optical fiber preform manufactured by the above-described manufacturing method is converted into an optical fiber by the drawing step. A method of performing the drawing step simultaneously with the manufacturing of the optical fiber preform by the rod-in-tube method is also known. (See, for example, JP-A-50-85345).
[0006]
By the way, in recent years, from the viewpoint of reduction of production cost and the like, it has been required to increase the size of the optical fiber preform. For this reason, the diameter of the optical fiber preform has been increased.
[0007]
However, if such a large-diameter optical fiber preform is drawn as it is, it takes a long time to stabilize the optical fiber of the target diameter, and a large amount of the preform is consumed for initial stabilization. It becomes like this. As a result, the yield from the optical fiber preform to the optical fiber deteriorates, and the enlargement of the optical fiber preform originally performed for the purpose of cost reduction cannot achieve the purpose. There is an inconvenience.
[0008]
Therefore, in order to solve such inconveniences, the diameter of the usually manufactured large diameter optical fiber preform is reduced to an optimum diameter that maximizes the yield before the drawing step. A method of improving the productivity by performing the diameter reducing step of the optical fiber preform simultaneously with the production of the optical fiber preform by integrating the glass pipe and the glass rod is known. (See, for example, JP-A-7-10580).
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the case of manufacturing the optical fiber preform by integrating the above glass pipe and glass rod, a scratch on the inner surface of the pipe between the glass pipe and the glass rod during the integration, It is necessary to prevent the generation of bubbles or the like due to the attached moisture or gas. That is, if the air bubbles are generated, a loss failure or a connection failure is caused. Therefore, the portion where the air bubbles are generated inside the optical fiber preform has to be discarded.
[0010]
Therefore, in order to prevent the generation of such bubbles, the inner peripheral surface of the glass pipe is sufficiently washed, and after completely removing moisture and the like, the glass pipe and the glass rod are not rubbed with each other. For example, the glass rod is inserted into a glass pipe. In addition, at the time of the integration, the pressure in the pipe is made extremely low (the degree of decompression is increased) from the viewpoint of preventing the gas adsorbed on the inner peripheral surface of the glass pipe from remaining, and the two are integrated. To do.
[0011]
However, if the degree of decompression in the glass pipe is increased for the purpose of preventing bubbles, the glass pipe tends to sharply reduce its diameter, so that the curvature of the reduced diameter portion increases, and the amount of uneven wall thickness increases. I will invite you. As a result, there is a disadvantage that the core is eccentric when the two are integrated. Such eccentricity of the core, for the purpose of producing a large optical fiber preform, when using a large glass pipe, for example, a thick glass pipe or a large diameter glass pipe whose inner diameter ratio is small. Especially easy to be large.
[0012]
In order to prevent such core eccentricity, it is effective to integrate the glass pipe and the glass rod in a state where the degree of decompression inside the glass pipe is reduced. If it is lowered, bubbles inside may be generated.
[0013]
As described above, the prevention of bubbles and the prevention of core eccentricity are contradictory requirements, and particularly in the production of a large optical fiber preform, it is necessary to achieve both the prevention of bubbles and the prevention of core eccentricity. Is extremely difficult.
[0014]
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to reduce the generation of bubbles in the production of an optical fiber preform that simultaneously integrates and extends a glass pipe and a glass rod. An object of the present invention is to prevent both core eccentricity.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present inventor repeated the experiment focusing on points such as the degree of decompression inside the glass pipe, the heating temperature, the feed speed of the glass pipe and the glass rod, and found that the generation of bubbles and the core eccentricity The present inventors have found the manufacturing conditions of an optical fiber preform that can reliably prevent both of them, and have completed the present invention.
[0016]
That is, in order to prevent both generation of air bubbles and eccentricity of the core when simultaneously integrating and extending the glass pipe and the glass rod, it is particularly important to optimize the degree of decompression in the glass pipe. There was found. Therefore, as a result of repeating the experiment by focusing on this degree of pressure reduction, a degree of pressure reduction in the glass pipe that does not cause eccentricity of the core and that can reliably prevent the generation of bubbles, that is, an optimum degree of pressure reduction is found. Reached. Then, when the glass pipe and the glass rod are integrated and stretched at such an optimum degree of decompression, before the glass pipe and the glass rod are integrated, the inside of the glass pipe and the glass rod are unified. It has been found that either one or both of them are stretched and then both are integrated.
[0017]
That is, if the degree of decompression is too high, both the glass pipe and the glass rod become elongated after being integrated, and in this case, as described above, the eccentricity of the core is likely to occur. I will. On the other hand, when the degree of decompression is too low, the glass pipe and the glass rod are not fully integrated, but after each of them is sufficiently stretched, they try to be integrated, but in this case, they are not completely integrated. . Conversely, when the degree of decompression is optimal, the glass pipe and the glass rod are integrated after one or both of the glass pipe and the glass rod are stretched.
[0018]
Then, when the glass pipe and the glass rod are integrated after one or both of the glass pipe and the glass rod are stretched, both generation of bubbles and core eccentricity are reliably prevented. It has been confirmed that, in addition, even when using a large-diameter glass pipe or a thick-walled glass pipe, it is confirmed that both generation of air bubbles and core eccentricity are reliably prevented, and the present invention It has been completed.
[0019]
Specifically, the present invention is to insert a glass rod for a core, or a glass rod for a core and a clad, into a glass pipe for a clad, and depressurize the inside of the glass pipe while heating both, thereby forming the glass pipe and the glass. Assuming a method for manufacturing an optical fiber preform for simultaneously integrating and stretching a rod, in this method, after stretching one or both of the glass pipe and the glass rod, the glass pipe and the glass This is a method in which the rod is integrated, and then the integrated glass pipe and the glass rod are stretched until the outer diameter of the glass pipe reaches a predetermined diameter.
[0020]
Here, the optimal value of the degree of decompression depends on the conditions of the glass pipe and the glass rod, such as the temperature condition of the heating furnace and the size of the gap between the glass pipe and the glass rod. For this reason, it is difficult to define all the optimal conditions by the degree of pressure reduction. Therefore, the present inventor has found that it is possible to set the manufacturing conditions by using the following values as the values defining the above-mentioned optimum degree of pressure reduction.
[0021]
That is, paying attention to the length of the glass pipe and the glass rod in the axial direction, the glass pipe and the glass are positioned from a position where one or both of the glass pipe and the glass rod extend as described in claim 2. When the length from the position where the glass pipe and the glass rod are integrated to the position where both extend and the outer diameter becomes a predetermined diameter is L2 when the length until the rod is integrated is L1. To
0.1 ≦ L1 / (L1 + L2) ≦ 0.8
The glass pipe and the glass rod may be integrated and stretched such that In this case, both generation of bubbles and eccentricity of the core are reliably prevented.
[0022]
Furthermore, the present inventor has found that, in addition to the above manufacturing conditions, the core eccentricity also depends on the size of the gap (clearance) between the glass pipe and the glass rod. That is, when the clearance is large, the curvature of the glass pipe becomes large when the diameter of the glass pipe is reduced, so that the core eccentricity is likely to occur. Therefore, when the outer diameter of the glass pipe is D0 and the inner diameter is d0, the outer diameter of the glass pipe at the position where the glass pipe and the glass rod are integrated is D1, and the inner diameter is d1. To
(D0 / D0) / (d1 / D1) ≦ 2
The glass pipe and the glass rod may be integrated and stretched such that In this case, when the value of (d0 / D0) / (d1 / D1) is large, that is, when the clearance is large, the curvature of the diameter reduction of the glass pipe becomes large, and core eccentricity may occur. By setting the value of (d0 / D0) / (d1 / D1) to 2 or less, core eccentricity is reliably prevented.
[0023]
The method for manufacturing an optical fiber preform according to the present invention is particularly suitable for manufacturing a large optical fiber preform. For example, a thick glass pipe having an inner diameter / outer diameter ratio of 0.5 or less is used. Even in the case of using, or in the case of using a large-diameter glass pipe having an outer diameter of 48 mm or more, generation of air bubbles and eccentricity of the core can be prevented, and the optical fiber preform can be manufactured.
[0024]
【The invention's effect】
As described above, according to the method of manufacturing an optical fiber preform according to the present invention, it is possible to manufacture an optical fiber preform by reliably preventing both generation of internal bubbles and eccentricity of a core. In particular, even in the case of using a large-diameter or thick-walled glass pipe, it is possible to reliably prevent both the generation of the internal bubbles and the eccentricity of the core.
[0025]
【Example】
FIG. 1 shows a state in which an optical fiber preform is being manufactured, 1 is a glass pipe for cladding, 2 is a core or a core and a glass rod for cladding, and 3 is a heater for heating both the glass pipe and the glass rod. . As the glass pipe 1, for example, a pipe manufactured by an OVD method or the like may be used. The glass rod 2 may be manufactured by sintering a glass particle deposit on which glass particles are deposited by a VAD method, or formed by solidifying a core glass on the inner surface of a clad pipe by an MCVD method. Just fine. Further, as a heating furnace provided with the heater 3, specifically, a carbon resistance heating furnace or a high-frequency induction heating furnace may be used.
[0026]
The production of the optical fiber preform is performed as follows.
[0027]
First, with the glass rod 2 inserted into the glass pipe 1, the upper ends of both are gripped by a gripping device (not shown). Then, the glass pipe 1 and the glass rod 2 are both moved downward (see the arrow in FIG. 1). Here, the inside of the glass pipe 1 is depressurized by a depressurizing device (not shown).
[0028]
Then, the glass pipe 1 and the glass rod 2 are inserted into the heater 3, and the glass pipe 1 and the glass rod 2 are heated by the heater 3. Then, the glass pipe 1 is melted and integrated with the glass rod 2 by a pressure difference between the inside and the outside. The integrated optical fiber preform 4 is pulled and stretched by a pulling device (not shown) provided below the optical fiber preform 4 (see an arrow in the drawing). That is, the integration of the glass pipe 1 and the glass rod 2 and the stretching of both are performed simultaneously.
[0029]
In the present embodiment, as shown in FIG. 2, the glass rod 2 extends before the glass pipe 1 and the glass rod 2 are integrated. That is, the position where the glass rod 2 starts to extend is above the position where the glass pipe 1 and the glass rod 2 are integrated (see L1 in the figure). In addition, L2 is such that the glass pipe 1 and the glass rod 2 are stretched from the position where the glass pipe 1 and the glass rod 2 are integrated, so that the outer diameter of the glass pipe 1 becomes a predetermined diameter D2. It is the length up to a certain position. Furthermore, this technique is not limited to the vertical direction of stretching, and is also effective when the film is stretched upward from below, contrary to the embodiment.
[0030]
On the other hand, FIG. 3 shows how the glass pipe 1 and the glass rod 2 are integrated in the conventional optical fiber manufacturing method. In this case, the glass pipe 1 and the glass rod 2 are integrated without being stretched. And then stretched, so L1 does not exist.
[0031]
Next, an experiment performed on the method for manufacturing an optical fiber preform according to the present invention will be described.
[0032]
Table 1 shows that the optical fiber preform was changed by changing the value of L1 / (L1 + L2) as a parameter by changing the degree of decompression in the glass pipe 1 using various glass pipes 1 and glass rods 2. Table 2 shows the experimental results of evaluating the air bubbles inside the optical fiber preform and the core eccentricity measured by drawing the optical fiber. Table 2 shows that the glass pipe 1 and the glass rod 2 were used. When the gap (clearance; (d0 / D0) / (d1 / D1)) between the optical fiber preform and the glass rod 2 is small (see FIG. 4) and when the clearance is large (see FIG. 5), FIG. 8 shows the results of an experiment for evaluating bubbles inside the optical fiber preform and core eccentricity measured by drawing the optical fiber when manufactured.
[0033]
[Table 1]

[0034]
[Table 2]

[0035]
Here, D0 and d0 are the outer and inner diameters of the glass pipe 1 before drawing, D1 and d1 are the outer and inner diameters of the glass pipe 1 at the integrated position, and D2 and d2 are the glass pipes when the drawing operation is completed. 1 is the outer diameter, that is, the base material diameter and the inner diameter (see FIG. 2 or FIG. 3). D is the diameter of the glass rod 2 before stretching.
[0036]
Examples 1 to 8 in Table 1 produce an optical fiber preform by adjusting the degree of decompression so that the glass rod 2 is stretched before the glass pipe 1 and the glass rod 2 are integrated. (See FIG. 2). Of the above-mentioned Examples 1 to 8, Examples 1 to 5 are those in which the outer diameter D0 of the glass pipe 1 is relatively small, and Examples 6 to In Example 8, the outer diameter D0 of the glass pipe 1 is relatively large.
[0037]
In Examples 9 to 14 in Table 2, the optical fiber preform was manufactured by adjusting the degree of decompression so that the glass pipe 1 and the glass rod 2 were stretched before being integrated. Of the ninth and fourteenth examples, the ninth and twelfth examples have a relatively small outer diameter D0 of the glass pipe 1, and the thirteenth and fourteenth examples have the The outer diameter D0 is relatively large.
[0038]
On the other hand, in Conventional Example 1 or Conventional Example 2, the glass pipe 1 and the glass rod 2 are integrated without being stretched, and then the optical fiber preform is manufactured by being stretched (see FIG. 3). The conventional example 1 has a relatively small outer diameter D0 of the glass pipe 1, and the conventional example 2 has a relatively large outer diameter D0 of the glass pipe 1.
[0039]
Further, Comparative Example 1 in Table 1 is one in which the degree of decompression in the glass pipe 1 was reduced, and the glass pipe 1 and the glass rod 2 were not completely integrated (see L2 = 0). .
[0040]
Then, based on Tables 1 and 2, the value of L1 / (L1 + L2) is plotted on the horizontal axis, and the number of bubbles generated in the optical fiber preform (black square) and the amount of core eccentricity (open triangle) are shown. FIG. 6 is a graph plotted on the vertical axis. From the figure, it can be seen that when the value of L1 / (L1 + L2) is 0.1 or more and 0.8 or less, both generation of bubbles and core eccentricity are prevented. This tendency is the same even when the outer diameter of the glass pipe 1 is increased as in Examples 6 and 7, and the glass pipe 1 has a large diameter (D0 is large) or a thick wall (d0 / D0 is small). It can be seen that even in the case of ()), generation of bubbles and core eccentricity are reliably prevented.
[0041]
From the above results, by integrating and extending the glass pipe and the glass rod so that 0.1 ≦ L1 / (L1 + L2) ≦ 0.8, it is possible to prevent generation of bubbles and eccentricity. It can be confirmed that an optical fiber preform can be manufactured.
[0042]
FIG. 7 is a graph in which the value of (d0 / D0) / (d1 / D1) is plotted on the horizontal axis and the core eccentricity is plotted on the vertical axis based on Tables 1 and 2 above. From the figure, it can be seen that when the value of (d0 / D0) / (d1 / D1) is 2 or less, that is, when the clearance is relatively small, the core eccentricity is prevented.
[0043]
From the above results, by integrating and extending the glass pipe 1 and the glass rod 2 so that (d0 / D0) / (d1 / D1) ≦ 2, core eccentricity is prevented, It can be confirmed that an optical fiber preform can be manufactured.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory perspective view showing a state during the production of an optical fiber preform.
FIG. 2 is a perspective explanatory view showing a state where a glass pipe and a glass rod are integrated by a method for manufacturing an optical fiber preform according to the present invention.
FIG. 3 is a view corresponding to FIG. 2, showing a state where a glass pipe and a glass rod are integrated by a conventional method of manufacturing an optical fiber preform.
FIG. 4 is a view corresponding to FIG. 2, showing how the glass pipe and the glass rod are integrated when the clearance is small.
FIG. 5 is a view corresponding to FIG. 2, showing how the glass pipe and the glass rod are integrated when the clearance is large.
FIG. 6 is a diagram showing a relationship between L1 / (L1 + L2), the amount of core eccentricity, and the number of generated bubbles.
FIG. 7 is a diagram showing the relationship between (d0 / D0) / (d1 / D1) and the amount of core eccentricity.
[Explanation of symbols]
1 Glass pipe 2 Glass rod 4 Optical fiber preform

Claims

Into the cladding glass pipe, insert the core glass rod, or the core and the cladding glass rod, and decompress the inside of the glass pipe while heating both, to integrate and extend the glass pipe and glass rod. In the method of manufacturing an optical fiber preform that simultaneously performs
After extending one or both of the glass pipe and the glass rod, the glass pipe and the glass rod are integrated, and then the integrated glass pipe until the outer diameter of the glass pipe becomes a predetermined diameter. And a method for producing an optical fiber preform, comprising stretching a glass rod.

In claim 1,
A length from a position where one or both of the glass pipe and the glass rod extends to a position where the glass pipe and the glass rod are integrated is L1,
When the length from the position where the glass pipe and the glass rod are integrated to the position where both extend and the outer diameter becomes a predetermined diameter is L2,
0.1 ≦ L1 / (L1 + L2) ≦ 0.8
A method of manufacturing an optical fiber preform, wherein the glass pipe and the glass rod are integrated and stretched so that

In claim 1 or claim 2,
The outer diameter of the glass pipe is D0, the inner diameter is d0,
When the outer diameter of the glass pipe at the position where the glass pipe and the glass rod are integrated is D1 and the inner diameter is d1,
(D0 / D0) / (d1 / D1) ≦ 2
A method of manufacturing an optical fiber preform, wherein the glass pipe and the glass rod are integrated and stretched so that