JP4990430B2 - 線引き中の光ファイバーの冷却方法 - Google Patents

線引き中の光ファイバーの冷却方法 Download PDF

Info

Publication number
JP4990430B2
JP4990430B2 JP2000400326A JP2000400326A JP4990430B2 JP 4990430 B2 JP4990430 B2 JP 4990430B2 JP 2000400326 A JP2000400326 A JP 2000400326A JP 2000400326 A JP2000400326 A JP 2000400326A JP 4990430 B2 JP4990430 B2 JP 4990430B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fiber
cooling
temperature
zone
cooling zone
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
Application number
JP2000400326A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2001192230A (ja
Inventor
フイリツプ・ゲノ
マルク・ニコラルド
ジヤン−フランソワ・ブリ
エリツク・レネ
Original Assignee
アルカテル−ルーセント
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by アルカテル−ルーセント filed Critical アルカテル−ルーセント
Publication of JP2001192230A publication Critical patent/JP2001192230A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4990430B2 publication Critical patent/JP4990430B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/01Manufacture of glass fibres or filaments
    • C03B37/02Manufacture of glass fibres or filaments by drawing or extruding, e.g. direct drawing of molten glass from nozzles; Cooling fins therefor
    • C03B37/022Manufacture of glass fibres or filaments by drawing or extruding, e.g. direct drawing of molten glass from nozzles; Cooling fins therefor from molten glass in which the resultant product consists of different sorts of glass or is characterised by shape, e.g. hollow fibres, undulated fibres, fibres presenting a rough surface
    • C03B37/023Fibres composed of different sorts of glass, e.g. glass optical fibres, made by the double crucible technique
    • C03B37/0235Thermal treatment of the fibre during the drawing process, e.g. cooling
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29DPRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
    • B29D11/00Producing optical elements, e.g. lenses or prisms
    • B29D11/00663Production of light guides
    • B29D11/00721Production of light guides involving preforms for the manufacture of light guides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/01Manufacture of glass fibres or filaments
    • C03B37/02Manufacture of glass fibres or filaments by drawing or extruding, e.g. direct drawing of molten glass from nozzles; Cooling fins therefor
    • C03B37/025Manufacture 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
    • C03B37/027Fibres composed of different sorts of glass, e.g. glass optical fibres
    • C03B37/02718Thermal treatment of the fibre during the drawing process, e.g. cooling
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B2205/00Fibre drawing or extruding details
    • C03B2205/55Cooling or annealing the drawn fibre prior to coating using a series of coolers or heaters
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B2205/00Fibre drawing or extruding details
    • C03B2205/56Annealing or re-heating the drawn fibre prior to coating
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P40/00Technologies relating to the processing of minerals
    • Y02P40/50Glass production, e.g. reusing waste heat during processing or shaping
    • Y02P40/57Improving the yield, e-g- reduction of reject rates

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Ophthalmology & Optometry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)
  • Surface Treatment Of Glass Fibres Or Filaments (AREA)
  • Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、少なくとも1つの冷却ゾーンで、少なくとも1つの冷却流体との接触により、線引き中の光ファイバーを冷却する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
光ファイバーは、酸化物ガラスを主成分とする光ファイバー、フッ化物ガラスを主成分とする光ファイバー、ポリマー材料を主成分とするプラスチック光ファイバーなど、様々なカテゴリーが存在する。酸化物ガラスを主成分とする光ファイバー、大抵の場合シリカガラスファイバーは、プレフォームから高温引き抜きすなわち線引きにより製造される。プレフォームは、場合によっては少なくとも部分的にドープした太いシリカガラスの円筒であり、直径は一般に20〜200mm、長さは一般に300〜2000mmである。図1は、線引き塔1の概略図を示している。プレフォーム2は、プレフォームの温度を約2000℃に上げる線引き炉3で溶融される。このようにして得られたファイバー7は、周囲の空気で冷却されてから、少なくとも1つの冷却装置4で冷却され、さらに再び周囲の空気で冷却されて、被覆装置5に入れられる。線引き塔1における冷却装置4の位置は一般に、樹脂の塗布に関してファイバの適正温度を得るように最適化されている。被覆装置5は、大抵は紫外線で硬化可能な少なくとも1つの被覆樹脂によりファイバー7の被覆を実施する。被覆装置5は、一般に少なくとも1つの射出装置(5a、5c)と、次いで少なくとも1つの硬化装置(5b、5d)とを含む。図1に示された場合では、装置5が、第1の樹脂射出装置5aを含み、次いで紫外線による前記樹脂の硬化装置5bを含み、その後、第2の樹脂射出装置5cを含み、次いで紫外線による前記樹脂の硬化装置5dを含む。被覆された光ファイバー8は、キャプスタン6により引き出され、巻き取りコイル9に巻かれる。
【0003】
線引き炉3の下に存在する装置は、同一の下降垂直軸Zに沿って配置され、一般には、座標zが示すように、線引き炉3の下部に対する装置の位置を基準として配置されている。図1により示されている装置のすべての要素は、当業者にとって周知のものである。図示されていない他の要素も同様に、当業者にとって周知である。かくして、たとえば未被覆ファイバーおよびまたは被覆ファイバーの直径測定手段、第1およびまたは第2の被覆におけるファイバーの偏心測定手段、および所定の距離でのファイバーの温度測定手段は、周知の技術に属する。
【0004】
冷却は、線引き炉の出口でファイバーの温度を被覆樹脂の塗布と相容れる温度、すなわち約50℃にすることが可能でなければならない。実際、線引き炉の出口におけるファイバーの温度は高く、シリカを主成分とするファイバーの場合は、使用される線引き炉および線引き速度に応じて、一般に約1000〜2000℃である。線引き炉の出口と被覆装置の入口との間のファイバーの冷却は、線引き速度を速くすることが望まれているだけに、線引きで解決すべき主な問題の1つである。事実、ファイバーの減衰は、冷却条件に依存していることが知られており、しかも、被覆装置の入口でファイバーの温度が高すぎると、被覆におけるファイバーの偏心に関しても前記被覆の品質に関しても、数々の問題を引き起こすことがある。ところで、工業生産でシリカを主成分とするファイバーを線引きする速度は、数年前まではまだ300m/分であったが、これは加速の一途を辿り、今日では、約1500m/分以上に達している。こうした傾向は、現在、光ファイバー産業の主要目標の1つである生産性の増大と結びついて、明らかになりつつある。
【0005】
フッ化物ガラスを主成分とする光ファイバーを製造する場合、方法の原理は同じであるが、プレフォームは一般に寸法が小さく、直径15〜20mm、最大長が数センチから数十センチであって、たとえば10cmであり、線引き炉の出口の温度は一般に300〜450℃である。この場合、技術的に同じ問題が提起されうる。プレフォームの直径が一般に数十ミリ、たとえば直径80mmであり、最大長が数十センチ、たとえば50cmであって、線引き炉の出口の温度が一般に200〜250℃であるポリマー材料が主成分の光ファイバーを製造する場合も同様に、同じ技術問題が提起されうる。以下の説明では、シリカを主成分とする光ファイバーの観点から考察するが、シリカとは異なる酸化物ガラスを主成分とする光ファイバーを含む、他のタイプの光ファイバーに対しても同じ考察が適用される。
【0006】
シリカを主成分とするファイバーを冷却するために、様々な装置が実施されてきた。考えられる1つの解決方法は、特に線引き炉と被覆装置との間の距離を長くすることにより、冷却すべきファイバーと周囲の空気との間で熱交換面積を広くすることにある。しかし、このような解決方法は、現在使用されている線引き塔の高さを高くすることになり、主に投資の面で非常にコスト高になってしまう。
【0007】
別の解決方法は、線引き炉と被覆装置との間に存在する距離に関して冷却効率を上げることにある。周囲の空気での単なる冷却は、現在使用されている線引き塔に対してきわめて不十分であることが分かっており、こうした冷却に加えて、工業的に使用されている各種の装置の共通原理は、たとえばEP−A1−0079186に示されているように、線引き炉の出口から所定の距離でファイバーの表面に向けて径方向にガスを噴射し、熱交換管内で、ファイバーの一定の長さにわたって前記ガスを上昇または下降循環させることからなる。前記ガスの熱伝導率は当業者にとって知られているものであり、一般に空気、二酸化炭素、窒素、アルゴン、またはヘリウム、好適にはヘリウムが熱伝達源である。好適には、管は、一般には水である冷却流体を用いて周辺で冷却される。たとえばUS−A−4761168は、このようなシステムの改良を記載しており、特定の形をした熱交換管内でファイバーに沿ってガスを循環させて、ファイバーに沿って循環するガスの境界層を定期的に交換する。こうした改良は、熱交換の効率を改善することをめざしている。
【0008】
一方で、このように冷却された光ファイバーを後で使用することにより提起される主な問題の1つは、製造時に、線引き炉の出口で被覆炉を通過する前にファイバーに課される冷却が、ファイバーに結合されるレーリー散乱のレベルを著しく上昇させ、従って、使用準備のできた光ファイバーが備える減衰の大半を増加させることにある。ところで、使用される波長での光ファイバーの減衰は、この波長が1310nmに近くても1550nmに近くても、できるだけ少なくして、前記ファイバーに光信号を最もよく伝送しなければならない。
【0009】
そのため、冷却プロファイルを画定する様々な解決策が提案されている。冷却プロファイルは、特定の方法およびまたは装置により得られ、ファイバーのレーリー散乱を最小化する。一般に、低速冷却プロファイル、すなわち周囲の空気における冷却よりも遅い冷却プロファイルを少なくとも部分的に用いることが提案されている。たとえばDE−A1−3713029は、線引き炉の出口における低速冷却の実施を記載している。
【0010】
しかし、上記の方法は、理論上の最小減衰に対して、十分かつ最適な減衰の低減を得ることができないので、不十分である。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、線引き中にある光ファイバーの冷却を改善可能にすることにより、従来技術の冷却システムの欠点を解消することにある。本発明の目的は特に、従来技術で知られている冷却システムに比べて、レーリー散乱を著しく減少し、従って本発明による冷却方法を用いた線引きにより製造されるファイバーの減衰を減少することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】
このため、本発明は、少なくとも1つの冷却ゾーンで少なくとも1つの冷却流体との接触により、線引き中の光ファイバーの冷却方法に関し、
前記方法が、高速冷却すなわち周囲の空気における冷却よりも速い冷却を実施して、高速冷却ゾーンでファイバーの初期温度から前記ファイバーの中間温度にし、次いで低速冷却すなわち周囲の空気における冷却よりも遅い冷却を実施して、低速冷却ゾーンでファイバーの中間温度から前記ファイバーの最終温度にし、2つの冷却ゾーンの間に配置される中間ゾーンにおけるファイバーの温度が、シリカガラスを主成分とするファイバーの場合は1200〜1700℃、フッ化物ガラスを主成分とするファイバーの場合は200〜400℃、あるいはポリマー材料を主成分とするファイバーの場合は150〜250℃になることを特徴とする。
【0013】
好適には、中間ゾーンにおけるファイバーの温度が、線引き方法により得られるファイバーの減衰が最小になるような臨界温度にほぼ等しい。
【0014】
換言すれば、このようないわゆる臨界温度は、ファイバーのコアのレーリー散乱に関連付けられるガラス転移温度に関係する。レーリー散乱に関連付けられるガラス転移温度は、ガラスの無秩序を特徴付ける熱力学パラメータであり、より詳しくはレーリー散乱に寄与する密度の不均一性を特徴付ける熱力学パラメータである。ファイバーコアのガラスの凝固時に到達する無秩序状態は、線引き後の最終ファイバーに見られる状態であり、こうした密度の不均一性を最小化することが求められている。本発明による方法は、有利には、ガラスにおける密度の不均一性を最小化するようにしながら、光ファイバーの冷却を最適制御可能にすることにある。
【0015】
本発明による方法の長所の1つは、冷却のために使用可能な塔の高さを制限して、高速の線引き速度を用いる経済的な必要性に適合させることにある。実際、高速冷却ゾーンの存在により、線引き塔の高さおよびまたは線引き速度の問題を解消することができる。
【0016】
本発明による方法の別の長所は、線引き炉と低速冷却ゾーンとの間に高速冷却ゾーンを介在させることにより、他のすべての条件は同じでありながら、本発明の方法によるファイバーの減衰を著しく改善可能にすることにある。さらに、前記臨界温度を超える温度範囲に高速冷却を適用することが重要である。何故なら、この温度以下で急冷を行うと、レーリー散乱への影響が非常に大きくなり、最終ファイバーの減衰が著しく増加することがある。
【0017】
好適には、線引き塔への技術的な必要性を考慮して、中間ゾーンにおけるファイバーの長さをできる限り短くする。
【0018】
高速冷却ゾーンの高速冷却は、臨界温度付近では少なくとも局部的に、周囲の空気における冷却と少なくとも同じくらい速く、好適にはより速い。換言すれば、Tがファイバーの温度、tが時間であるとき、臨界温度付近では少なくとも局部的に、高速冷却の瞬間的な勾配dT/dtが、高速冷却の場合、周囲の空気に置かれたファイバーの冷却に対する前記瞬間的な勾配よりも大きい値をとる。前記瞬間的な勾配は、高速冷却の場合、好適には高速冷却ゾーンで平均して、さらに好適には高速冷却ゾーンの大部分で、もっと好適には高速冷却ゾーンのほぼ全体で、周囲の空気に置かれたファイバーの冷却に対する前記瞬間的な勾配よりも大きい値を取る。
【0019】
低速冷却ゾーンの低速冷却は、臨界温度付近では少なくとも局部的に、周囲の空気における冷却と少なくとも同じくらい遅く、好適にはより遅い。一般に、Tがファイバーの温度、tが時間であるとき、低速冷却の瞬間的な勾配dT/dtは、低速冷却の場合、周囲の空気に置かれたファイバーの冷却に対する前記瞬間的な勾配よりも小さい値を取る。前記瞬間的な勾配は一般に、低速冷却の場合、好適には低速冷却ゾーンで平均して、さらに好適には低速冷却ゾーンの大部分で、もっと好適には低速冷却ゾーンのほぼ全体で、周囲の空気に置かれたファイバーの冷却に対する前記瞬間的な勾配よりも小さい値を取る。
【0020】
一実施形態によれば、Tがファイバーの温度、tが時間であるとき、臨界温度付近では少なくとも局部的に、高速冷却の瞬間的な勾配dT/dtと周囲の空気における冷却の瞬間的な勾配dT/dtとの比が、高速冷却ゾーンで1より大きく、好適には1.1を越え、さらに好適には1.2〜10である。
【0021】
有利には、高速冷却ゾーンの入口におけるファイバーの初期温度が、臨界温度に250〜350℃、一般に約300℃を加えたものに等しい。
【0022】
一実施形態によれば、Tがファイバーの温度、tが時間であるとき、臨界温度付近で少なくとも局部的に、低速冷却の瞬間的な勾配dT/dtと周囲の空気における冷却の瞬間的な勾配dT/dtとの比が、低速冷却ゾーンで1より小さく、好適には0.9未満であり、さらに好適には0.05〜0.8である。だが、本発明の範囲では、低速冷却ゾーンが加熱ゾーンであってもよく、すなわち、Tがファイバーの温度、tが時間であるとき、前記低速冷却ゾーンの少なくとも一部で、低速冷却の瞬間的な勾配dT/dtと空気における冷却の瞬間的な勾配dT/dtとの比が負であってもよい。
【0023】
有利には、低速冷却ゾーンの出口でのファイバーの最終温度が、臨界温度から50〜950℃、一般には約500℃を差し引いたものに等しい。
【0024】
理想的なガラス構造モデルの場合、高速冷却ゾーンにおける瞬間的な勾配dT/dtは、理想的にはできるだけ大きくし、すなわちほぼ無限値にしなければならない。逆に、低速冷却ゾーンにおける瞬間的な勾配dT/dtは、理想的にはできるだけ小さくし、すなわちほぼゼロ値にしなければならない。材料に限度があり、装置に制約があって、また実際のガラス構造が理想的でない場合、上記値に対応して、前記勾配は中間値をとるようになる。高速および低速冷却ゾーン内部の正確な熱プロファイルは、減衰をできるだけ少なくするように、たとえば適切な局部勾配を備えたサブゾーンに前記ゾーンを分割することにより、正確に適合させることができる。以下の説明では、2つの均質なゾーンを備えた装置に限定して説明する。
【0025】
臨界温度は、ファイバーの成分に主に依存する。かくして、CCITT規格G652のシリカを主成分とする標準ステップ形光ファイバーの場合、前記臨界温度が、一般に1350〜1550℃、好適には1450〜1550℃であることが認められた。たとえば、この臨界温度は、1500±20℃である。
【0026】
本発明は、シリカガラスファイバーに対して説明するが、上記の他のカテゴリーのファイバーにも同様に適用され、温度範囲は当業者によってファイバーに応じて適合される。
【0027】
冷却は、低速であっても高速であっても、当業者に知られているすべての装置により実施される。冷却流体は一般に、空気、二酸化炭素、アルゴン、窒素およびヘリウムからなるグループから選択される。好適には、前記流体はヘリウムである。
【0028】
本発明の他の特徴および長所は、図1から3に関して限定的ではなく例として挙げられた以下の説明を読めば、明らかになるであろう。
【0029】
【発明の実施の形態】
図1は、従来技術に関して既に説明した。線引き塔1は、線引き炉3、従来技術による冷却装置4、被覆装置5、キャプスタン6、および巻き取りコイル9を含む。
【0030】
図2は、線引き塔1’を示しており、図1のすべての要素を含むが、冷却装置12は、本発明の方法によるものである。前記冷却装置12は、高速冷却ゾーン100を画定する第1の高速冷却装置10と、低速冷却ゾーン101を画定する第2の低速冷却装置11とを含む。2つの装置は、前記2つの装置10、11の間で周囲の空気におかれるファイバー7の高さhが、線引き塔1’における技術的およびまたは経済的な必要性を考慮して、できるだけ低くなるように互いに上下に配置されている。一般に、このような高さは数cmであり、通常は0〜15cm、たとえば10cmである。理想的には、この高さがゼロである。
【0031】
図3は、線引き塔1”を示しており、図1と2のすべての要素を含むが、冷却装置13は、本発明の方法による特定の実施形態である。冷却装置13は、本発明による高速冷却管14、低速冷却装置19、ならびに高速冷却装置18から構成されている。急冷管とも称される高速冷却管14は、高速冷却ゾーン102を画定する。線引き塔1”では、ファイバー7が移動する方向に、高速冷却管14の後に低速冷却装置19がくる。低速冷却ゾーン103を画定する低速冷却装置19は、第1の管16を囲む炉15いわゆる加熱炉と、第2の管17いわゆる延長管とからなる。さらに、高速冷却装置18は、高速冷却ゾーン104を画定する管である。
【0032】
変形実施形態によれば、装置14と19だけが存在し、管18の存在は不要であることが分かっており、これは、たとえば低速冷却装置19の出口と被覆装置5の入口との間で、周囲の空気に置かれるファイバー7を冷却するために、十分なスペースがあるという理由による。反対に、管18のような高速冷却装置の存在は、使用可能なスペースにおいて、ファイバー7が被覆装置5の入口温度に到達するのに必要な場合であることが判明している。この高さでは、装置18は、ファイバー7の機械的およびまたは光学的な特性に対して実際にはもはや作用を及ぼすことができず、ファイバー7の様々な構成要素は、低速冷却装置19の出口で十分に固定されている。
【0033】
以下の例は、本発明の特定の実施形態を示しているが、本発明の範囲を限定するものではない。
【0034】

この例による方法では管18がないが、図3に示されたもの同じタイプの線引き塔1”で、図3に示したような本発明による冷却装置13を用いる。前記塔1”の中で作られる被覆ファイバーは、規格G652のシリカを主成分とする標準ファイバーである。
【0035】
管14は、長さ25cmの管であり、その壁の温度は、水である冷却液との熱交換により15℃に保持されている。この管は、線引き炉の下9cmのところに配置される。管14は、急冷ゾーン102とも称される本発明による高速冷却ゾーン102を画定する。この管の内部には冷却流体が循環しており、これは気体ヘリウムである。ヘリウムの流量は、前記管14の出口でファイバーの温度を変化させるように調整可能である。例では、前記流量が1l/分に決められており、このとき、いわゆる中間温度のゾーン105におけるファイバーの温度は1500℃である。
【0036】
全長399cmの低速冷却装置19は、クォーツ管16からなり、その壁に流量7l/分でアルゴンを循環させる。管16の長さは159cmであり、管14の下で距離8cmのところに配置され、この距離がゾーン105を画定するので、前記ゾーン105にファイバー7の温度測定手段を設置することができる。管16の上部から距離17cmのところに、長さ83cmにわたって加熱炉15が配置され、加熱炉は、管16の一部を囲んで前記管16の壁を温度1050℃に加熱する。低速冷却装置19は、管16の真下に配置される長さ240cmの管17をさらに含む。例では、この管の出口におけるファイバーの温度は925℃である。
【0037】
冷却装置13はさらに、高速冷却管18を含んでいるが、ここではそれを例証していない。
【0038】
線引きの速度は900m/分、線引き炉3の出口におけるファイバー7の温度は1800℃である。低速冷却装置19と高速冷却管18との距離は2mである。
【0039】
従って、図3の例に記載したように、本発明による所定の装置の場合、所定のファイバー組成と、所定の線引き速度とに対して当業者の手順は、後のファイバー生産のための臨界温度を予め決定するように、幾つかのテストによりゾーン105で最適中間温度を決定することからなる。かくして、前記線引きによって得られる最終光ファイバーの減衰が最低になるように、線引き方法の最適構成が決定される。以下に、前記テストの例を挙げる。
【0040】
前記テストは、ゾーン105における最適中間温度を明らかにするために、管14に噴射される気体ヘリウムの流量を変えることによって、ゾーン105でファイバー7の温度を変化させることからなる。これは、所定のゾーン105で測定された温度で得られるファイバーの減衰を測定することによって明確にされる。各減衰テストは、25kmのファイバー7で行われる。そのため、この例では、テスト全体のため、1から6の番号を付けた異なる6本のファイバー7が製造された。
【0041】
テスト結果を下の表に示す。
【表1】
Figure 0004990430
【0042】
例として、低速冷却装置だけが存在する従来技術の場合、たとえばゾーン19だけがあり、前記ファイバーの減衰は0.1910dB/kmである。
【0043】
上の表は、すべての条件が同じでありながら、ファイバーの減衰が最小になる最適温度を示しており、これは約1500℃である。
【0044】
以上により、上記の例証による線引き炉から送られて、高速冷却ゾーン14の後に本発明による低速冷却ゾーン19を含む冷却ステップを受けた被覆光ファイバー8は、主として減衰の観点から、従来技術の条件で製造したファイバーに比べて光学特性が改善される。しかも、高速冷却ゾーンの存在により、線引き塔の高さを上げなくても高速の線引きが可能になる。
【0045】
もちろん、本発明による方法は、上記の実施形態に限定されるものではない。特に、2つの冷却ゾーンの間に配置される中間ゾーンでのファイバーの温度が、臨界温度にほぼ等しいので、線引き炉3の下部からの距離がどのようなものであっても、線引き炉3の下部と被覆装置5の上部との間に冷却装置13を配置することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来技術による光ファイバー冷却装置を組み込んだ線引き装置の概略図である。
【図2】本発明の方法による光ファイバー冷却装置を組み込んだ線引き装置の概略図である。
【図3】本発明による方法の特定の実施形態による、光ファイバー冷却装置の概略図である。
【符号の説明】
1 線引き塔
2 プレフォーム
3 線引き炉
5a、5c 射出装置
5b、5d 硬化装置
7 光ファイバー
8 被覆済み光ファイバー
9 巻き取りコイル
10、14 高速冷却管
11、19 低速冷却
12、13 冷却装置
18 高速冷却装置
19 低速冷却装置
100、102 高速冷却ゾーンまたは急冷ゾーン
101、103 低速冷却ゾーン
105 中間ゾーン

Claims (15)

  1. 少なくとも1つの冷却ゾーン(10、11、14、19、18)で少なくとも1つの冷却流体との接触により、線引き中の光ファイバー(7)を冷却する方法であって、
    前記方法が、高速冷却(10、14)すなわち周囲の空気における冷却よりも速い冷却を実施して、高速冷却ゾーン(100、102)でファイバー(7)の初期温度から前記ファイバー(7)の中間温度にし、次いで低速冷却(11、19)すなわち周囲の空気における冷却よりも遅い冷却を実施して、低速冷却ゾーン(101、103)でファイバー(7)の中間温度から前記ファイバー(7)の最終温度にし、2つの冷却ゾーンの間に配置される中間ゾーン(105)におけるファイバー(7)の温度が、シリカガラスを主成分とするファイバーの場合は1200〜1700℃、フッ化物ガラスを主成分とするファイバーの場合は200〜400℃、あるいはポリマー材料を主成分とするファイバーの場合は150〜250℃になることを特徴とする、線引き中の光ファイバー(7)を冷却する方法。
  2. 中間ゾーン(105)におけるファイバー(7)の温度は、線引き方法により得られるファイバー(7)の減衰が最小になるような、臨界温度にほぼ等しい、請求項1に記載の方法。
  3. 中間ゾーン(105)におけるファイバー(7)の長さができる限り短い、請求項1または2に記載の方法。
  4. Tがファイバー(7)の温度、tが時間であるとき、臨界温度付近では少なくとも局部的に、高速冷却(10、14)の瞬間的な勾配dT/dtと周囲の空気における冷却の瞬間的な勾配dT/dtとの比が、高速冷却ゾーン(100、102)で1より大きい、請求項1から3のいずれか一項に記載の方法。
  5. 前記瞬間的な勾配の比が、高速冷却ゾーン(100、102)で1.1を越える、請求項4に記載の方法。
  6. 前記瞬間的な勾配の比が、高速冷却ゾーン(100、102)で1.2〜10である、請求項4に記載の方法。
  7. 高速冷却ゾーン(100、102)の入口におけるファイバー(7)の初期温度が、臨界温度に250〜350℃を加えたものに等しい、請求項1から6のいずれか一項に記載の方法。
  8. 高速冷却ゾーン(100、102)の入口におけるファイバー(7)の初期温度が、臨界温度に300℃を加えたものに等しい、請求項7に記載の方法。
  9. Tがファイバー(7)の温度、tが時間であるとき、臨界温度付近では少なくとも局部的に、低速冷却(11、19)の瞬間的な勾配dT/dtと周囲の空気における冷却の瞬間的な勾配dT/dtとの比が、低速冷却ゾーン(101、103)で1より小さい、請求項1から8のいずれか一項に記載の方法。
  10. 前記瞬間的な勾配の比が、低速冷却ゾーン(101、103)では0.9未満である、請求項9に記載の方法。
  11. 前記瞬間的な勾配の比が、低速冷却ゾーン(101、103)では0.05〜0.8である、請求項9に記載の方法。
  12. Tがファイバーの温度、tが時間であるとき、低速冷却ゾーン(101、103)では少なくとも部分的に、低速冷却(11、19)の瞬間的な勾配dT/dtと周囲の空気における冷却の瞬間的な勾配dT/dtとの比が負である、請求項1から8のいずれか一項に記載の方法。
  13. 低速冷却ゾーン(101、103)の出口でのファイバー(7)の最終温度が、臨界温度から50〜950℃を差し引いたものに等しい、請求項1から12のいずれか一項に記載の方法。
  14. 低速冷却ゾーン(101、103)の出口でのファイバー(7)の最終温度が、臨界温度から500℃を差し引いたものに等しい、請求項13に記載の方法。
  15. CCITT規格G652のシリカを主成分とする標準ステップ形光ファイバー(8)について、前記臨界温度が1350〜1550℃である、請求項1から14のいずれか一項に記載の方法。
JP2000400326A 1999-12-30 2000-12-28 線引き中の光ファイバーの冷却方法 Expired - Fee Related JP4990430B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9916724A FR2803288B1 (fr) 1999-12-30 1999-12-30 Procede de refroidissement d'une fibre optique en cours de fibrage
FR9916724 1999-12-30

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2001192230A JP2001192230A (ja) 2001-07-17
JP4990430B2 true JP4990430B2 (ja) 2012-08-01

Family

ID=9554035

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000400326A Expired - Fee Related JP4990430B2 (ja) 1999-12-30 2000-12-28 線引き中の光ファイバーの冷却方法

Country Status (7)

Country Link
US (1) US6576164B2 (ja)
EP (1) EP1112977B1 (ja)
JP (1) JP4990430B2 (ja)
CN (1) CN1197800C (ja)
AT (1) ATE515484T1 (ja)
DK (1) DK1112977T3 (ja)
FR (1) FR2803288B1 (ja)

Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000073223A1 (fr) * 1999-05-27 2000-12-07 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Dispositif et procede de production pour fibre optique
WO2000073224A1 (fr) * 1999-05-27 2000-12-07 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Dispositif de production et procede pour fibre optique
JP4282179B2 (ja) * 1999-09-30 2009-06-17 四国化工機株式会社 超音波シール装置
JP2002234751A (ja) * 2001-01-31 2002-08-23 Fujikura Ltd 光ファイバ紡糸方法
US20040031291A1 (en) * 2001-01-31 2004-02-19 Takahiro Hamada Drawing method for optical fiber
JP2002338289A (ja) * 2001-05-14 2002-11-27 Sumitomo Electric Ind Ltd 光ファイバの製造方法
JP2003114347A (ja) * 2001-07-30 2003-04-18 Furukawa Electric Co Ltd:The シングルモード光ファイバ、その製造方法および製造装置
JP2003119045A (ja) * 2001-10-12 2003-04-23 Furukawa Electric Co Ltd:The 光ファイバの線引き方法
JP3753975B2 (ja) * 2001-11-29 2006-03-08 株式会社フジクラ シングルモード光ファイバの製造方法及びシングルモード光ファイバ
US20030200772A1 (en) * 2002-04-30 2003-10-30 Foster John D. Methods and apparatus for forming optical fiber
US7565820B2 (en) * 2002-04-30 2009-07-28 Corning Incorporated Methods and apparatus for forming heat treated optical fiber
KR100493085B1 (ko) * 2002-07-18 2005-06-03 삼성전자주식회사 초고속 인출용 냉각 장치
US20040194513A1 (en) * 2003-04-04 2004-10-07 Giacobbe Frederick W Fiber coolant system including improved gas seals
US20070022786A1 (en) * 2003-04-28 2007-02-01 Foster John D Methods and apparatus for forming heat treated optical fiber
JP4568003B2 (ja) * 2004-03-30 2010-10-27 学校法人トヨタ学園 光ファイバの製造方法及び製造装置
US8074474B2 (en) * 2007-11-29 2011-12-13 Corning Incorporated Fiber air turn for low attenuation fiber
FR2929716B1 (fr) * 2008-04-04 2011-09-16 Draka Comteq France Sa Fibre optique a dispersion decalee.
US8230704B2 (en) 2009-10-28 2012-07-31 Corning Incorporated Systems and methods for cooling optical fiber
US8573008B2 (en) * 2010-05-27 2013-11-05 Corning Incorporated Method for producing optical fiber at reduced pressure
US10479720B2 (en) 2013-08-08 2019-11-19 Corning Incorporated Methods of making optical fiber with reduced hydrogen sensitivity that include fiber redirection
US9309143B2 (en) * 2013-08-08 2016-04-12 Corning Incorporated Methods of making optical fiber with reduced hydrogen sensitivity
CN104418502B (zh) * 2013-08-30 2018-04-27 苏州宏久航空防热材料科技有限公司 一种超细玻璃棉增加柔软性和回弹性的装置
US10322963B2 (en) 2014-12-02 2019-06-18 Corning Incorporated Low attenuation optical fiber
EP3307684B1 (en) 2015-06-12 2019-10-09 Prysmian S.p.A. Method of manufacturing preforms for optical fibres having low attenuation loss
US10221089B2 (en) 2015-09-10 2019-03-05 Corning Incorporated Optical fiber with low fictive temperature
WO2021225802A2 (en) 2020-05-08 2021-11-11 Corning Incorporated Slow cooling of optical fibers having halogen doped cores

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS589836A (ja) * 1981-07-10 1983-01-20 Showa Electric Wire & Cable Co Ltd 光フアイバの高速紡糸方法
JPH0656456A (ja) * 1992-08-10 1994-03-01 Fujikura Ltd 光ファイバ紡糸装置
JP3675903B2 (ja) * 1995-09-12 2005-07-27 古河電気工業株式会社 光ファイバの線引き方法及び装置
KR0150154B1 (ko) * 1995-09-29 1998-10-15 김광호 전송 손실을 최소화 할 수 있는 광섬유의 인출 방법 및 장치
JPH1067531A (ja) * 1996-08-22 1998-03-10 Furukawa Electric Co Ltd:The 光ファイバ製造方法および装置
JPH10218635A (ja) * 1997-02-05 1998-08-18 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 光ファイバの製造方法
JP3377164B2 (ja) * 1997-03-21 2003-02-17 住友電気工業株式会社 光ファイバ冷却装置
DE19727574A1 (de) 1997-06-28 1999-01-07 Alsthom Cge Alcatel Vorrichtung und Verfahren zur Regelung der Beschichtungsdicke einer optischen Faser
US5928574A (en) * 1998-04-24 1999-07-27 Lucent Technologies Inc. Method of making optical fiber
JP4482954B2 (ja) * 1999-05-27 2010-06-16 住友電気工業株式会社 光ファイバの製造方法
JP4482955B2 (ja) * 1999-05-27 2010-06-16 住友電気工業株式会社 光ファイバの製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
FR2803288A1 (fr) 2001-07-06
US6576164B2 (en) 2003-06-10
EP1112977B1 (fr) 2011-07-06
DK1112977T3 (da) 2011-10-24
CN1197800C (zh) 2005-04-20
FR2803288B1 (fr) 2002-03-29
ATE515484T1 (de) 2011-07-15
EP1112977A1 (fr) 2001-07-04
JP2001192230A (ja) 2001-07-17
CN1301674A (zh) 2001-07-04
US20010005993A1 (en) 2001-07-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4990430B2 (ja) 線引き中の光ファイバーの冷却方法
JP4990429B2 (ja) 線引き中の光ファイバーの冷却方法
US7677060B2 (en) Method for manufacturing optical fiber and the cooling of the optical fiber
CA2084258C (en) Method and apparatus for drawing optical fibers
US4897100A (en) Apparatus and process for fiberizing fluoride glasses using a double crucible and the compositions produced thereby
JP2007197273A (ja) 光ファイバ素線及びその製造方法
JP4663277B2 (ja) 光ファイバ素線及びその製造方法
WO2000073224A1 (fr) Dispositif de production et procede pour fibre optique
Blyler et al. Fiber drawing, coating, and jacketing
US20050188728A1 (en) Apparatus and method for manufacturing optical fiber including rotating optical fiber preforms during draw
JP4482955B2 (ja) 光ファイバの製造方法
JP2017031023A (ja) 光ファイバの製造方法
JPH05213636A (ja) 光ファイバの被覆形成方法
JP2003335545A (ja) 光ファイバの線引き方法および線引き装置
CN113716862B (zh) 光纤的制备方法及其装置
JPS60186430A (ja) 光フアイバの線引き方法および装置
JPS63129035A (ja) 光フアイバの製造方法
JP2004338972A (ja) 光ファイバの製造方法及び製造装置
JP2698863B2 (ja) 光ファイバの線引方法および線引装置
JPS61256936A (ja) 光フアイバの製造方法
JP2002234751A (ja) 光ファイバ紡糸方法
JP2014001115A (ja) 光ファイバ製造方法
JP3857795B2 (ja) 光ファイバの製造方法
JPH0251856B2 (ja)
CN117534345A (zh) 光纤制备方法、系统及光纤

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20071030

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110201

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20110425

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20110428

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: 20120424

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: 20120502

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150511

Year of fee payment: 3

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees