JP4455944B2 - Optical fiber drawing device - Google Patents
Optical fiber drawing device Download PDFInfo
- Publication number
- JP4455944B2 JP4455944B2 JP2004188281A JP2004188281A JP4455944B2 JP 4455944 B2 JP4455944 B2 JP 4455944B2 JP 2004188281 A JP2004188281 A JP 2004188281A JP 2004188281 A JP2004188281 A JP 2004188281A JP 4455944 B2 JP4455944 B2 JP 4455944B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical fiber
- core tube
- silicon carbide
- furnace core
- furnace
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 title claims abstract description 60
- 238000012681 fiber drawing Methods 0.000 title claims description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 44
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 39
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 39
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 29
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 18
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 16
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 16
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims abstract description 11
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims abstract description 4
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims abstract description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 2
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 claims description 2
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 abstract description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract 1
- 238000000859 sublimation Methods 0.000 abstract 1
- 230000008022 sublimation Effects 0.000 abstract 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 14
- 239000000463 material Substances 0.000 description 10
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 8
- 238000009661 fatigue test Methods 0.000 description 7
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 5
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 5
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 4
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 4
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 4
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 2
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 2
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 2
- 229910052580 B4C Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- INAHAJYZKVIDIZ-UHFFFAOYSA-N boron carbide Chemical compound B12B3B4C32B41 INAHAJYZKVIDIZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 229910021397 glassy carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000005373 porous glass Substances 0.000 description 1
- 239000011253 protective coating Substances 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 239000002296 pyrolytic carbon Substances 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 239000003870 refractory metal Substances 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005491 wire drawing Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
- C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
- C03B37/02—Manufacture of glass fibres or filaments by drawing or extruding, e.g. direct drawing of molten glass from nozzles; Cooling fins therefor
- C03B37/025—Manufacture of glass fibres or filaments by drawing or extruding, e.g. direct drawing of molten glass from nozzles; Cooling fins therefor from reheated softened tubes, rods, fibres or filaments, e.g. drawing fibres from preforms
- C03B37/029—Furnaces therefor
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B2205/00—Fibre drawing or extruding details
- C03B2205/60—Optical fibre draw furnaces
- C03B2205/62—Heating means for drawing
- C03B2205/63—Ohmic resistance heaters, e.g. carbon or graphite resistance heaters
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)
Abstract
Description
本発明は、光ファイバー用プリフォーム(以下、単にプリフォームと称する)をその一端から加熱軟化させて線引きし、細径化された光ファイバーとする光ファイバー線引き装置(以下、単に線引き装置と称する)に係り、特には、該装置の加熱炉内に設置される炉芯管に関する。 The present invention relates to an optical fiber drawing device (hereinafter, simply referred to as a drawing device) in which an optical fiber preform (hereinafter simply referred to as a preform) is heated and softened from one end to draw a thin fiber. In particular, the present invention relates to a furnace core tube installed in a heating furnace of the apparatus.
光ファイバーの製造に供されるプリフォームは、軸付け法(VAD法)、外付け法(OVD法)等によりガラス微粒子を堆積して形成した多孔質ガラス母材を脱水焼結し、透明ガラス化して得た母材インゴットをさらに電気炉で粗延伸し、線引きに好適な径に縮径して得られる。 Preforms used for the production of optical fibers are dehydrated and sintered from a porous glass base material formed by depositing glass particles by a shafting method (VAD method), an external method (OVD method), etc., and converted into a transparent glass. The base material ingot obtained in this way is further roughly drawn in an electric furnace and reduced to a diameter suitable for drawing.
図1に示すように、プリフォーム1は、線引き装置の最上部に設置された加熱炉2の上部から、炉内に送り込まれて加熱軟化され、炉の下部から細径化された光ファイバーが引き出される。光ファイバの径は、外径測定器3で管理、制御される。その後、光ファイバは、その表面を保護するために、コーティングダイ4a,4bでUV樹脂による2層の保護コートが施され、UVランプ5で硬化され、キャプスタン6で引きとられた後、巻き取り機7のリールに巻き取られる。
As shown in FIG. 1, the
線引き装置に設置される加熱炉の例を図2,3に示した。加熱炉2は、カーボングラファイト製のヒーター8または高周波誘導加熱コイル9、低密度カーボン成型体または高融点金属からなる断熱材10、水冷ジャケットの炉体11などから構成される。ヒーター8を加熱する方法としては、スリットの入った円筒状のヒーター8に電流を流し、抵抗加熱により昇温する方式が一般的であり、円筒状のヒーター8の内側には、高温に耐える炉芯管12が設置される。加熱炉2の下方から光ファイバー13が引き出される。
Examples of heating furnaces installed in the wire drawing device are shown in FIGS. The
また、炉芯管のまわりに水冷コイルを設置して高周波誘導加熱コイル9とし、これに10kHz程度の高周波電流を流し、誘導加熱により炉芯管自体をヒーターとして加熱する方式も使われている。
いずれの方式においても、炉芯管は、ヒーターから輻射される熱を周方向に均一化し、プリフォーム周辺の不活性ガスの流れを安定化させる目的に加えて、ヒーターやその外側に設けられた断熱材から発生する塵埃が、プリフォームの溶融部や光ファイバーに付着するのを防止するためにも、重要な役割を担っている。
Further, there is also used a system in which a water cooling coil is installed around the furnace core tube to form a high frequency
In any method, the furnace core tube is provided on the heater or outside thereof in addition to the purpose of uniformizing the heat radiated from the heater in the circumferential direction and stabilizing the flow of inert gas around the preform. It also plays an important role in preventing dust generated from the heat insulating material from adhering to the melted portion of the preform and the optical fiber.
断熱材などから発生したホコリ(微粒子)が光ファイバーの表面に付着すると、光ファイバーの強度を著しく低下させ、後の巻き取り装置やプルーフテストの工程で、光ファイバーが破断する原因となる。これを避けるためにも、通常、加熱炉の中心部には、高純度のカーボングラファイトからなる炉芯管が設置されている。 If dust (fine particles) generated from a heat insulating material or the like adheres to the surface of the optical fiber, the strength of the optical fiber is remarkably lowered, which causes the optical fiber to break in the subsequent winding device or proof test process. In order to avoid this, a furnace core tube made of high-purity carbon graphite is usually installed at the center of the heating furnace.
炉芯管の中心部は、その周囲に設置されたカーボンヒーターまたは高周波誘導加熱コイルによって、2,000℃以上に保たれる。この炉芯管の中は、カーボン材が酸化されるのを防止し、かつ光ファイバーの径を安定化させるために、Ar, He ,N2などの不活性ガスが導入され、一定方向に流れるガス流を形成している。 The center part of the furnace core tube is kept at 2,000 ° C. or more by a carbon heater or a high-frequency induction heating coil installed around it. In this furnace core tube, an inert gas such as Ar, He, N 2 or the like is introduced to prevent the carbon material from being oxidized and to stabilize the diameter of the optical fiber. Forming a stream.
しかし、プリフォームを高温で溶融し線引きすると、炉心管内でシリカ(SiO2)が気化し、炉芯管の内面に付着する。付着したシリカは、炉芯管の材料である、カーボンと反応して粒状の炭化ケイ素を形成する。この炭化ケイ素粒は、時間の経過とともに炉芯管から剥離し、プリフォームの溶融部や光ファイバーに付着することがある。 However, when the preform is melted and drawn at a high temperature, silica (SiO 2 ) is vaporized in the core tube and adheres to the inner surface of the core tube. The deposited silica reacts with carbon, which is a material of the furnace core tube, to form granular silicon carbide. The silicon carbide particles may peel off from the furnace core tube over time, and may adhere to the melted portion of the preform or the optical fiber.
炭化ケイ素は石英ガラスよりも融点が高く、2,000℃以上でも軟化しないため、プリフォームの溶融部に付着した炭化ケイ素粒は、光ファイバーの表面で延伸されずに残るため、局部的に光ファイバーの外径が変動し、光ファイバーの長手方向で局所的なロスが発生したり、コーティングダイスに詰まることがある。また、光ファイバー表面への異物の付着は、光ファイバーの強度を低下させ、キャプスタンでの巻き取りやプルーフテストの工程で、光ファイバーが破断する原因になる。 Since silicon carbide has a higher melting point than quartz glass and does not soften even at temperatures above 2,000 ° C, the silicon carbide particles adhering to the melted part of the preform remain unstretched on the surface of the optical fiber. May fluctuate, and local loss may occur in the longitudinal direction of the optical fiber, or the coating die may become clogged. Also, the adhesion of foreign matter to the surface of the optical fiber reduces the strength of the optical fiber and causes the optical fiber to break in the process of winding with a capstan and the proof test.
プリフォームや光ファイバーへの炭化ケイ素粒の付着を防止するために、特許文献1は、炉芯管に相当するマッフルチューブに、高純度の炭化ケイ素で被覆することを記載している。また、特許文献2は、炉芯管の内面に、熱分解炭素、ガラス状カーボン、炭化ホウ素、あるいは炭化ケイ素などからなる被膜を形成することを記載している。特許文献1,2は、いずれも炉芯管を形成しているカーボングラファイトが剥離したり、カーボンの酸化で生じる炭化ケイ素がプリフォームの表面に付着して、光ファイバーの強度が低下するのを防止することを目的としている。
In order to prevent adhesion of silicon carbide particles to the preform or optical fiber,
しかし、炭化ケイ素膜は、線引きに通常用いられる2,000℃以上の温度においては安定ではなく、炉芯管の上下方向で最も高温になる部分では、炭化ケイ素膜が剥離または昇華して脱落し、発生した微粒子がプリフォームや光ファイバーの表面に付着することにより、光ファイバーの強度を低下させることが分かった。 However, the silicon carbide film is not stable at temperatures of 2,000 ° C or higher, which is usually used for drawing, and the silicon carbide film is peeled off or sublimated at the highest temperature in the vertical direction of the furnace core tube. It was found that the strength of the optical fiber is reduced when the fine particles adhered to the surface of the preform or the optical fiber.
また、特許文献1,2は、被膜を主にCVD法で形成しているが、CVD法で被膜を形成するためには、原料ガスの供給、排気、基材の加熱など、特別に被覆装置を用意する必要がある。
本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、光ファイバーの線引き中に、炭化ケイ素などの微粒子が炉芯管の内面で発生するのを防止し、破断することなく、強度的に優れた光ファイバーが得られる線引き装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and during the drawing of an optical fiber, fine particles such as silicon carbide are prevented from being generated on the inner surface of the furnace core tube, and an optical fiber excellent in strength without breaking. An object of the present invention is to provide an obtained drawing apparatus.
本発明の線引き装置は、加熱炉内に設置された、カーボングラファイトからなる筒状の炉芯管内に、光ファイバー用プリフォームを挿入し、その一端から加熱溶融して光ファイバーを線引きする線引き装置において、該炉芯管がその内面のうち、線引き時に温度が2,000℃以上になる炉芯管の高温部分を除き、炭化ケイ素からなる被膜を備えていることを特徴としている。
前記炭化ケイ素からなる被膜は、シリカを主成分とする物質をArまたはN2ガス雰囲気中で加熱、気化することにより、炉芯管のカーボングラファイトと反応して生成したものであり、線引き時に温度が2,000℃以上になる炉芯管の高温部分には形成されていない。
The drawing apparatus of the present invention is a drawing apparatus for drawing an optical fiber by inserting a preform for an optical fiber into a cylindrical furnace core tube made of carbon graphite installed in a heating furnace and heating and melting from one end thereof. The furnace core tube is characterized in that a coating made of silicon carbide is provided on the inner surface of the furnace core tube except for the high temperature portion of the furnace core tube whose temperature becomes 2,000 ° C. or higher when drawing .
The film made of silicon carbide is produced by heating and vaporizing a substance containing silica as a main component in an Ar or N 2 gas atmosphere to react with the carbon graphite of the furnace core tube. Is not formed in the high temperature part of the furnace core tube where the temperature is over 2,000 ℃.
本発明の線引き装置によれば、炉芯管内での炭化ケイ素の微粒子の発生が著しく低減し、プリフォームや光ファイバーへの異物の付着が抑制され、光ファイバーの急激な径変動や、強度低下を防止することができる。 According to the drawing device of the present invention, the generation of silicon carbide fine particles in the furnace core tube is remarkably reduced, the adhesion of foreign matters to the preform and the optical fiber is suppressed, and the sudden change in the diameter and the strength of the optical fiber are prevented. can do.
本発明は、加熱炉内に設置された炉芯管の内面に、少なくともプリフォームと対向する面に、炭化ケイ素からなる被膜を形成するものであり、その被覆範囲は、線引き時に温度が2,000℃以上になる高温部分を除いた、比較的低温となる部分であり、炉芯管の上部および下部のみとなる。 The present invention is to form a coating made of silicon carbide on the inner surface of a furnace core tube installed in a heating furnace, at least on the surface facing the preform, and the coating range has a temperature of 2,000 ° C. during drawing. Except for the above high temperature part, it is a part which becomes comparatively low temperature, and becomes only the upper part and the lower part of a furnace core tube.
炭化ケイ素からなる被膜は、ArまたはN2ガス雰囲気下において、炉芯管の中にシリカガラスを高温状態で保持することにより、シリカガラスの揮散で生じたシリカ成分が、炉芯管の内面に付着し、炉芯管を構成しているカーボン材と高温で反応して形成される。 The coating made of silicon carbide is formed by holding silica glass in the furnace core tube at a high temperature in an Ar or N 2 gas atmosphere, so that the silica component generated by the volatilization of the silica glass is deposited on the inner surface of the furnace core tube. It is formed by adhering and reacting with the carbon material constituting the furnace core tube at a high temperature.
加熱炉の中心に設置される炉芯管の材料は、加熱が抵抗加熱方式あるいは高周波誘導加熱方式であっても、内部で発塵しないように、高純度で緻密なカーボングラファイトを切削加工したものを使用し、これを塩素などのハロゲンガス含有雰囲気下で、2,000℃以上に加熱して、高純度化したものが好ましい。 The material of the furnace core tube installed at the center of the heating furnace is made by cutting high-purity and dense carbon graphite so as not to generate dust inside even if the heating is resistance heating method or high frequency induction heating method It is preferable to use a material having a high purity by heating to 2,000 ° C. or higher in an atmosphere containing a halogen gas such as chlorine.
高純度化された炉芯管を加熱して、その中心部付近が2,000℃以上の高温部となるように、炉芯管の上下方向に温度分布を形成し、内部にシリカガラスなど、揮発してケイ素またはシリカ成分などの異物を発生する材料を挿入し、Ar, He ,N2などの不活性ガス雰囲気下で5時間以上放置する。このとき、2,000℃以上となっている中心部付近では、シリカガラスが揮発しケイ素含有物が供給されても、炭化ケイ素の分解温度より高いため、炭化ケイ素の被膜は形成されない。 A highly purified furnace core tube is heated, and a temperature distribution is formed in the vertical direction of the furnace core tube so that the vicinity of the center becomes a high temperature part of 2,000 ° C or higher, and silica glass or the like is volatilized inside. Insert a material that generates foreign matter such as silicon or silica component, and leave it in an inert gas atmosphere such as Ar, He, or N 2 for 5 hours or more. At this time, even if the silica glass is volatilized and a silicon-containing material is supplied in the vicinity of the central portion where the temperature is 2,000 ° C. or higher, the silicon carbide film is not formed because the decomposition temperature of silicon carbide is higher.
他方、炉芯管の上部と下部では、高温部から供給されたケイ素またはシリカ成分が、炉芯管を構成しているカーボンと反応し、炭化ケイ素の被膜が形成される。この被膜の厚さは、中心部に近づくほど薄くなり、上下の両端付近が最も分厚くなる。 On the other hand, at the upper and lower portions of the furnace core tube, the silicon or silica component supplied from the high temperature part reacts with the carbon constituting the furnace core tube to form a silicon carbide coating. The thickness of the coating becomes thinner as it approaches the center, and the thickness near the upper and lower ends is the thickest.
なお、炭化ケイ素膜を形成するための温度および温度分布は、線引き中に余分な被膜が形成されたり、分解によって異物を発生させないためにも、実際の線引き工程で使用される状態に近づけることが望ましい。炭化ケイ素膜の形成を、線引き装置の加熱炉または、これと構造および内部の温度分布が同等の加熱炉を用いて行うことで、その後の線引き時において、新たに余分な炭化ケイ素膜の形成は防止される。 It should be noted that the temperature and temperature distribution for forming the silicon carbide film can be close to the state used in the actual drawing process so that an extra coating is not formed during drawing or foreign matter is not generated by decomposition. desirable. By forming a silicon carbide film using a heating furnace of a drawing apparatus or a heating furnace having the same structure and internal temperature distribution, an extra silicon carbide film can be newly formed at the time of subsequent drawing. Is prevented.
このような方法で炭化ケイ素膜が形成された炉芯管では、その後に行われる線引き工程において、高温となる部分では炭化ケイ素膜の剥離がなく、また、上下部の比較的温度が低くなる部分では、形成された炭化ケイ素膜によってカーボンが露出していないため、ケイ素含有成分の反応による炭化ケイ素の発生はなく、線引き中にプリフォームの表面や光ファイバーへの、異物の付着を低減することができ、光ファイバの線径変動や、強度低下を生じない。 In the furnace core tube in which the silicon carbide film is formed by such a method, in the subsequent drawing process, the silicon carbide film is not peeled off at the high temperature part, and the upper and lower parts are relatively low in temperature. Then, since carbon is not exposed by the formed silicon carbide film, there is no generation of silicon carbide due to the reaction of silicon-containing components, and it is possible to reduce the adhesion of foreign matters to the surface of the preform and the optical fiber during drawing. This does not cause fluctuations in the diameter of the optical fiber or decrease in strength.
(実施例1)
加熱炉の中心に、外径110mm, 内径80mm, 長さ400mmの炉芯管を設置した。炉芯管は、高密度のカーボングラファイトから削りだし、塩素雰囲気下で8時間、2,000℃で加熱し、高純度化処理を施したものを使用した。加熱炉には、炉芯管の周囲に、低密度カーボンからなる断熱材と水冷コイルを配置した高周波誘導加熱炉を用いた。なお、加熱炉の温度は、炉芯管の表面をパイロメーター(放射温度計)で測定した。
Example 1
A furnace core tube with an outer diameter of 110 mm, an inner diameter of 80 mm, and a length of 400 mm was installed at the center of the heating furnace. The furnace core tube was cut from high-density carbon graphite, heated at 2,000 ° C. for 8 hours in a chlorine atmosphere, and subjected to high-purification treatment. As the heating furnace, a high-frequency induction heating furnace in which a heat insulating material made of low-density carbon and a water-cooled coil were arranged around the furnace core tube was used. The temperature of the heating furnace was measured with a pyrometer (radiation thermometer) on the surface of the furnace core tube.
炉芯管に直径60mmの合成石英製のガラス棒を挿入し、Ar ガスを毎分10リットル流し、炉芯管内を不活性ガス雰囲気とした。加熱炉を2,200℃まで昇温し、加熱炉の下部から溶融した石英ガラスを引き出しながら、5時間放置することにより、炉芯管の内面に炭化ケイ素膜を形成した。炭化ケイ素膜は、2,000℃以上に加熱された中心部200mmの範囲には形成されず、上下部分にのみ形成された(図4参照)。 A glass rod made of synthetic quartz having a diameter of 60 mm was inserted into the furnace core tube, Ar gas was allowed to flow at 10 liters per minute, and the inside of the furnace core tube was made an inert gas atmosphere. The temperature of the heating furnace was raised to 2,200 ° C., and the silicon carbide film was formed on the inner surface of the furnace core tube by leaving the molten quartz glass from the lower part of the heating furnace for 5 hours. The silicon carbide film was not formed in the range of the central part of 200 mm heated to 2,000 ° C. or higher, but only on the upper and lower parts (see FIG. 4).
このようにして、内面に炭化ケイ素膜を被膜した炉芯管内に、直径60mm、長さ1,100mmのプリフォームを垂下し、線引きして200kmの光ファイバーを得た。このときの加熱炉の温度は2,200℃で、線引き速度は1,000m毎分に設定して行った。線引き中、光ファイバーの径変動は125±0.3μmと安定した。試作された光ファイバーに1%−1秒間のプルーフテスト(光ファイバー全長にわたって1%の伸びを生じる張力を1秒間にわたって加え、低強度部を取り除くテスト)でも、全く破断することはなかった。 In this way, a preform having a diameter of 60 mm and a length of 1,100 mm was suspended in a furnace core tube having an inner surface coated with a silicon carbide film, and an optical fiber having a length of 200 km was obtained. At this time, the temperature of the heating furnace was 2,200 ° C., and the drawing speed was set to 1,000 m / min. During drawing, the optical fiber diameter fluctuation was stable at 125 ± 0.3 μm. Even a 1% -1 second proof test (a test in which a tensile force generating 1% elongation over the entire length of the optical fiber was applied for 1 second to remove the low-strength portion) did not break at all.
次に、この光ファイバーを用い、以下の条件で動疲労試験を行い、その結果を図6に示した。なお、動疲労試験では、一定の速度で、荷重を増しながら光ファイバーを引張り、破断したときの荷重、すなわち、破断点荷重を測定する。
サンプル長:10m×100本
荷重負荷速度:200mm/分
室温, 湿度:23℃, 45%RH
本発明の線引き装置で作製した光ファイバーは、破断点荷重がすべて6kg以上となり、破断強度に弱い部分は見られず、良好な強度を有していた。
Next, using this optical fiber, a dynamic fatigue test was conducted under the following conditions, and the results are shown in FIG. In the dynamic fatigue test, the optical fiber is pulled while increasing the load at a constant speed, and the load when the optical fiber breaks, that is, the load at the break point is measured.
Sample length: 10m x 100 Load load speed: 200mm / min Room temperature, Humidity: 23 ° C, 45% RH
The optical fiber produced by the drawing apparatus of the present invention had a breaking strength load of 6 kg or more, and no weak portions were found in the breaking strength, and had good strength.
(比較例1)
実施例1で使用したものと同じ寸法、材質のカーボングラファイト製の炉芯管を用い、同様に高純度化処理した後、炭化ケイ素膜で被覆せずに、実施例1で使用したものと同じ寸法、光学特性を有するプリフォームを用いて光ファイバーの線引きを行った。
(Comparative Example 1)
The same dimensions and materials as those used in Example 1 were used, and after the same high purity treatment, the same as that used in Example 1 without being covered with a silicon carbide film. An optical fiber was drawn using a preform having dimensions and optical characteristics.
線引きの条件は、実施例1と同じにしたが、光ファイバーの径変動は125±0.8μmであり、実施例1より変動幅が大きくなった。今回のテストでは、線引き中の破断が200kmの線引き中に1回発生した。プルーフテスト時には、200kmの光ファイバーで6回破断し、実施例1のときより強度は低下していた。図7にこの光ファイバーを用いて、動疲労試験を行った結果を示した。
全体の30%程度に強度の弱い部分が見られ、低強度で破断した部分の側面を顕微鏡で観察したところ、加熱炉内で付着したと思われる異物が観察された。
The drawing conditions were the same as in Example 1. However, the diameter variation of the optical fiber was 125 ± 0.8 μm, which was larger than that in Example 1. In this test, a break during drawing occurred once during the drawing of 200 km. At the time of the proof test, it was broken six times with a 200 km optical fiber, and the strength was lower than that in Example 1. FIG. 7 shows the results of a dynamic fatigue test using this optical fiber.
A weak portion was found in about 30% of the whole, and the side surface of the fractured portion with low strength was observed with a microscope. As a result, foreign matter that appeared to have adhered in the heating furnace was observed.
(比較例2)
実施例1で使用したものと同じ寸法、材質のカーボングラファイト製の炉芯管を同様に高純度化処理した後、CVD法により全体に100μmの炭化ケイ素膜を形成した炉芯管を用いて(図5参照)、光ファイバーの線引きを行った。使用したプリフォームは実施例1で使用したものと同じ寸法、光学特性を有するものである。
(Comparative Example 2)
A furnace core tube made of carbon graphite having the same dimensions and material as used in Example 1 was similarly purified, and then a furnace core tube having a 100 μm silicon carbide film formed entirely by CVD ( The optical fiber was drawn. The preform used has the same dimensions and optical characteristics as those used in Example 1.
線引きの条件は、実施例1と同じにしたが、光ファイバーの径変動は125±0.5μmで、実施例1より若干変動幅が大きくなった。このテストでは線引き中の破断は、200kmの線引き中に発生しなかった。しかし、プルーフテスト時には、200kmの光ファイバーで2回破断し、強度の低い部分があった。図8にこの光ファイバーを用いて、動疲労試験を行った結果を示した。 The drawing conditions were the same as in Example 1, but the variation in the diameter of the optical fiber was 125 ± 0.5 μm, which was slightly larger than that in Example 1. In this test, no breakage occurred during drawing at 200 km. However, at the time of the proof test, it was broken twice with a 200 km optical fiber, and there was a portion with low strength. FIG. 8 shows the results of a dynamic fatigue test using this optical fiber.
全体の5%程度に強度の弱い部分が見られた。しかし、低強度で破断した光ファイバーの側面には、加熱炉内で付着した異物が認められた。また、線引き終了後の炉芯管の内部を観察すると、最も高温になる中心部において、炭化ケイ素の被覆が薄くなっていた。これは、2,000℃以上の高温に曝された部分の炭化ケイ素膜が剥離し、炉芯管内に放出されたためと考えられる。 The weak part was seen in about 5% of the whole. However, foreign matter adhering in the heating furnace was observed on the side surface of the optical fiber that was broken at low strength. Further, when the inside of the furnace core tube after the drawing was observed, the silicon carbide coating was thin at the center portion where the temperature was highest. This is presumably because the silicon carbide film in the portion exposed to a high temperature of 2,000 ° C. or more peeled off and was released into the furnace core tube.
本発明の線引き装置を使用することで、良好な強度の光ファイバが得られ、線引き中の破断もなく、コスト低減に寄与する。 By using the drawing apparatus of the present invention, an optical fiber with good strength can be obtained, and there is no breakage during drawing, which contributes to cost reduction.
1 …… プリフォーム、
2 …… 加熱炉、
3 …… 外径測定器、
4a,4b …… コーティングダイ、
5 …… UVランプ、
6 …… キャプスタン、
7 …… 巻き取り機、
8 …… ヒーター、
9 …… 高周波誘導加熱コイル、
10 …… 断熱材、
11 …… 炉体、
12 …… 炉芯管、
13 …… 光ファイバー、
14 …… 炭化ケイ素膜。
1 ...... Preform,
2 …… Heating furnace,
3 ...... Outer diameter measuring instrument,
4a, 4b ... coating die,
5 ...... UV lamp,
6 …… Capstan,
7 …… Winder
8 …… Heater,
9 ...... High frequency induction heating coil,
10 …… Insulation,
11 …… Furnace,
12 …… Furnace core tube,
13 …… Optical fiber,
14 …… Silicon carbide film.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004188281A JP4455944B2 (en) | 2004-06-25 | 2004-06-25 | Optical fiber drawing device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004188281A JP4455944B2 (en) | 2004-06-25 | 2004-06-25 | Optical fiber drawing device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006008450A JP2006008450A (en) | 2006-01-12 |
JP4455944B2 true JP4455944B2 (en) | 2010-04-21 |
Family
ID=35776099
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004188281A Expired - Fee Related JP4455944B2 (en) | 2004-06-25 | 2004-06-25 | Optical fiber drawing device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4455944B2 (en) |
-
2004
- 2004-06-25 JP JP2004188281A patent/JP4455944B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2006008450A (en) | 2006-01-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4362545A (en) | Support member for an optical waveguide preform | |
KR100970319B1 (en) | Furnace for fabricating a glass preform or an optical fiber | |
JP2975642B2 (en) | Hermetic coated fiber and manufacturing method thereof | |
US4289517A (en) | Method of forming an optical waveguide preform | |
EP2351714B1 (en) | Method for manufacturing optical fiber preform | |
JP4455944B2 (en) | Optical fiber drawing device | |
JP4302367B2 (en) | Optical fiber drawing method and drawing apparatus | |
JP2007070189A (en) | Optical fiber drawing apparatus and method of sealing drawing furnace | |
CN108529870B (en) | Method and apparatus for manufacturing optical fiber base material for drawing | |
AU734347B2 (en) | Apparatus and method for drawing waveguide fibers | |
US4289522A (en) | Support member for an optical waveguide preform | |
JP4252891B2 (en) | Optical fiber drawing method | |
JP2644018B2 (en) | Optical fiber manufacturing method | |
JP2002308641A (en) | Optical fiber drawing furnace | |
JP2811184B2 (en) | Quartz tube manufacturing equipment | |
JPH0436100B2 (en) | ||
JPS62202836A (en) | Heating furnace for optical fiber drawing | |
JPH0343215Y2 (en) | ||
JP2727702B2 (en) | Manufacturing method of carbon coated optical fiber | |
JP2893873B2 (en) | Heating furnace for manufacturing glass preform for optical fiber | |
JP2024010835A (en) | Apparatus and method for manufacturing optical fiber | |
JPH0421547A (en) | Apparatus for producing hermetically coated optical fiber | |
JP2002338308A (en) | Producing method of quartz type optical fiber coated with aluminium and quartz type optical fiber coated with aluminium | |
JPH061625A (en) | Production of quartz base optical fiber | |
JPS63166787A (en) | Pulling up device for silicon single crystal |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060615 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20081203 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20081208 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090206 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20100201 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20100204 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130212 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4455944 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20160212 Year of fee payment: 6 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |