JP5618971B2 - 光ファイバの製造方法、制御装置、及びプログラム - Google Patents
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Description
まず、実施形態に係る光ファイバ製造システム10の構成について説明する。図1は、実施形態に係る光ファイバ製造システム10の概略構成を示す図である。図1に示すように、光ファイバ製造システム10は、光ファイバ製造装置100、測定装置150、および圧力制御装置200を備えて構成されている。
次に、プリフォーム20の構成について説明する。図2は、実施形態に係る光ファイバ製造システム10に用いられるプリフォーム20の断面図である。図2に示すように、プリフォーム20は、中心部分であるコア部22と、コア部の周囲の部分であるクラッド部24とを有する。
次に、光ファイバ製造システム10が備える各装置の構成について説明する。
光ファイバ製造装置100は、空孔径測定装置116および外径測定装置118をさらに備えている。空孔径測定装置116は、光ファイバ30に形成されている空孔30aの内径を測定する装置である。外径測定装置118は、光ファイバ30の外径を測定する装置である。
次に、実施形態に係る光ファイバ製造システム10による、光ファイバ30の製造手順について説明する。図3は、実施形態に係る光ファイバ製造システム10による、光ファイバ30の製造手順を示すフローチャートである。
まず、ユーザは、測定装置150に対して、プリフォーム20をセットする。そして、測定装置150が、プリフォーム20の長手方向の複数の地点の各々における、貫通孔20aの位置を測定する(ステップS302)。同時に、測定装置150は、プリフォーム20の長手方向の複数の地点の各々における、外径Dを測定する(ステップS304)。そして、測定装置150は、ステップS302の測定結果およびステップS304の測定結果が示された測定データを出力する(ステップS306)。
続いて、圧力制御装置200が、ステップS306で出力された測定データを取得する(ステップS308)。測定装置150から圧力制御装置200への測定データの受け渡しは、通信によるものであってもよく、何らかの記録媒体(例えば、フロッピーディスク、メモリカード、CD−ROM等)によるものであってもよい。
続いて、光ファイバ製造装置100が、ステップS312で出力された制御データを取得する(ステップS314)。光ファイバ製造装置100は、この制御データに応じて、ステップS310で決定された圧力を貫通孔20a内に加える(ステップS316)。圧力制御装置200から光ファイバ製造装置100への制御データの受け渡しは、通信によるものであってもよく、何らかの記録媒体(例えば、フロッピーディスク、メモリカード、CD−ROM等)によるものであってもよい。
このように生成された光ファイバ30は、巻き取り装置114によって巻き取られる(ステップS322)。
以下、測定装置150がプリフォーム20の貫通孔位置および外径Dを測定する方法について、具体的に説明する。
続いて、圧力制御装置200が貫通孔20a内に加える圧力を決定する方法について、具体的に説明する。
この場合、圧力制御装置200は、複数の位置xの各々について、貫通孔位置R(x)の貫通孔位置R(0)からの変化に基づいて、貫通孔20a内に加える圧力を決定する。
上記数式(1)において、Δd/ΔRは、その長手方向において貫通孔位置が異なるプリフォーム20を用いて、予め実験的に求めておいた、光ファイバ30の空孔径の変化(Δd)とプリフォーム20の貫通孔位置の変化(ΔR)との比を表すものである。
上記数式(2)において、Δd/ΔPは、予め実験的に求めておいた、光ファイバ30の空孔径の変化(Δd)とプリフォーム20の貫通孔20a内に加圧する圧力の変化(ΔP)との比を表すものである。
また、圧力制御装置200は、複数の位置xの各々について、外径D(x)の外径D(0)からの変化に基づいて、貫通孔20a内に加える圧力を決定する。
上記数式(1)において、Δd/ΔDは、その長手方向において外径が異なるプリフォーム20を用いて、予め実験的に求めておいた、光ファイバ30の空孔径の変化(Δd)とプリフォーム20の外径の変化(ΔD)との比を表すものである。
このようにして算出されたΔP´´を、基準位置0を線引きする際に貫通孔20a内に加える圧力に加算することにより、位置xを線引きする際に貫通孔20a内に加える圧力が得られる。
さらに、圧力制御装置200は、空孔径測定装置116からフィードバックされた光ファイバ30の空孔径に応じて、プリフォーム20の貫通孔20a内に加圧する圧力を決定することができる。
そして、圧力制御装置200は、求められた圧力ΔP´´´をさらに加えることにより、光ファイバ30の空孔径に応じた適切な圧力を貫通孔20a内に加えることができ、光ファイバ30の空孔径をより適切なものとすることができる。
まず、実施例1を説明する。
本実施例1では、本発明を適用した以下の手順により光ファイバ30を製造し、本発明の有効性を確認した。
図4は、実施形態に係る測定装置150によって測定された、プリフォーム20の長手方向の複数の位置の各々における貫通孔位置を示すグラフである。図5は、実施形態に係る測定装置150によって測定された、プリフォーム20の長手方向の複数の位置の各々における外径を示すグラフである。図6は、実施形態に係る光ファイバ製造装置100において、プリフォーム20に加えられた圧力の変化を示すグラフである。図7は、実施形態に係る光ファイバ製造装置100によって製造された光ファイバ30の長手方向の複数の位置の各々における空孔位置を示すグラフである。
次に、比較例1を説明する。本比較例1は、実施例1の比較例である。実施例1では、プリフォームに加える圧力を、プリフォームの貫通孔位置、プリフォームの外径、および光ファイバの空孔径に基づいて決定する構成としているが、本比較例1では、プリフォームに加える圧力を、光ファイバの空孔径のみに基づいて決定する構成としている。
本比較例1では、本発明を適用しない以下の手順により光ファイバを製造し、本発明の有効性を確認した。
図8は、比較例1で用いた測定装置によって測定された、プリフォームの長手方向の複数の位置の各々における貫通孔位置を示すグラフである。図9は、比較例1で用いた測定装置によって測定された、プリフォームの長手方向の複数の位置の各々における外径を示すグラフである。図10は、比較例1で用いた光ファイバ製造装置によって製造された光ファイバの長手方向の複数の位置の各々における空孔位置を示すグラフである。
次に、実施例2を説明する。本実施例2は、実施例1の変形例である。実施例1では、プリフォームに加える圧力を、プリフォームの貫通孔位置、プリフォームの外径、および光ファイバの空孔径に基づいて決定する構成としているが、本実施例2では、プリフォームの貫通孔位置、およびプリフォームの外径に基づいて決定する構成としている。すなわち、光ファイバの空孔径を上記圧力にフィードバックしない構成としている。
本実施例2では、本発明を適用した以下の手順により光ファイバ30を製造し、本発明の有効性を確認した。
図11は、実施形態に係る測定装置150によって測定された、プリフォーム20の長手方向の複数の位置の各々における貫通孔位置を示すグラフである。図12は、実施形態に係る測定装置150によって測定された、プリフォーム20の長手方向の複数の位置の各々における外径を示すグラフである。図13は、実施形態に係る光ファイバ製造装置100によって製造された光ファイバ30の長手方向の複数の位置の各々における空孔位置を示すグラフである。
次に、比較例2を説明する。本比較例2は、実施例2の比較例である。実施例2では、プリフォームに加える圧力を、プリフォームの貫通孔位置、およびプリフォームの外径に基づいて決定する構成としているが、本比較例2では、プリフォームに加える圧力を、これらのいずれにも基づかずに決定する構成としている。
本比較例2では、本発明を適用しない以下の手順により光ファイバを製造し、本発明の有効性を確認した。
図14は、比較例2で用いた測定装置によって測定された、プリフォームの長手方向の複数の位置の各々における貫通孔位置を示すグラフである。図15は、比較例2で用いた測定装置によって測定された、プリフォームの長手方向の複数の位置の各々における外径を示すグラフである。図16は、比較例2で用いた光ファイバ製造装置によって製造された光ファイバの長手方向の複数の位置の各々における空孔位置を示すグラフである。
上記各実施形態で説明した圧力制御装置200の各機能は、集積回路(ICチップ)上に形成された論理回路によってハードウェア的に実現してもよいし、CPU(Central Processing Unit)を用いてソフトウェア的に実現してもよい。
本発明は上述した実施形態および実施例に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態および実施方法についても本発明の技術的範囲に含まれる。
20 プリフォーム
20a 貫通孔
22 コア部
24 クラッド部
30 光ファイバ
30a 空孔
100 光ファイバ製造装置
102 加圧装置
104 溶融炉
106 一次被覆層形成装置
108 一次被覆層硬化装置
110 二次被覆層形成装置
112 二次被覆層硬化装置
114 巻き取り装置
150 測定装置
200 圧力制御装置(制御装置)
Claims (5)
- 貫通孔が形成されたプリフォームから光ファイバを製造する光ファイバの製造方法において、
上記貫通孔にガスを導入しながら上記プリフォームを溶融延伸する線引工程と、
上記線引工程において上記プリフォームの各部分を溶融延伸する際に上記貫通孔に導入するガスの圧力を、予め測定された該部分における上記プリフォームの外径、及び、予め測定された該部分における上記貫通孔の位置の少なくとも何れか一方に基づいて決定する圧力決定工程と、を含んでいる、
ことを特徴とする光ファイバの製造方法。 - 上記圧力決定工程は、
予め実験により定められた上記プリフォームの外径の変化量ΔDと上記光ファイバにおける空孔径の変化量Δdとの相関関係、及び、予め実験により定められた上記貫通孔の位置の変化量ΔRと上記光ファイバにおける空孔径の変化量Δdとの相関関係の少なくとも何れか一方を参照して、上記貫通孔に導入するガスの圧力を決定するものである、
ことを特徴とする請求項1に記載の光ファイバの製造方法。 - 上記線引工程にて溶融延伸された上記光ファイバの空孔径を測定する測定工程を更に含み、
上記圧力決定工程は、上記貫通孔に導入するガスの圧力を、上記プリフォームの外径及び上記貫通孔の位置の少なくとも何れか一方に加え、上記測定工程で測定された上記光ファイバの空孔径に基づいて決定するものである、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の光ファイバの製造方法。 - 貫通孔が形成されたプリフォームから光ファイバを製造する光ファイバ製造装置を制御する制御装置において、
上記光ファイバ製造装置は、上記貫通孔にガスを導入しながら上記プリフォームを溶融延伸するものであり、
当該制御装置は、上記光ファイバ製造装置によって上記プリフォームの各部分を溶融延伸する際に上記貫通孔に導入するガスの圧力を、予め測定された該部分における上記プリフォームの外径、及び、予め測定された該部分における上記貫通孔の位置の少なくとも何れか一方に基づいて決定する圧力決定手段を備えている、
ことを特徴とする制御装置。 - コンピュータを請求項4に記載の制御装置として動作させるためのプログラムであって、上記コンピュータを上記圧力決定手段として機能させる、
ことを特徴とするプログラム。
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