JPH037060B2 - - Google Patents
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- JPH037060B2 JPH037060B2 JP56501503A JP50150381A JPH037060B2 JP H037060 B2 JPH037060 B2 JP H037060B2 JP 56501503 A JP56501503 A JP 56501503A JP 50150381 A JP50150381 A JP 50150381A JP H037060 B2 JPH037060 B2 JP H037060B2
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- JP
- Japan
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- fiber
- core
- preform
- diameter
- cladding
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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
- C03B37/03—Drawing means, e.g. drawing drums ; Traction or tensioning devices
- C03B37/032—Drawing means, e.g. drawing drums ; Traction or tensioning devices for glass optical fibres
-
- 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
- C03B37/0253—Controlling or regulating
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/08—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring diameters
- G01B11/10—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring diameters of objects while moving
- G01B11/105—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring diameters of objects while moving using photoelectric detection means
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B2205/00—Fibre drawing or extruding details
- C03B2205/40—Monitoring or regulating the draw tension or draw rate
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Testing Of Optical Devices Or Fibers (AREA)
- Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)
- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
Description
請求の範囲
１ 光フアイバ及びフアイバプリフオームのコア
領域の輪郭を描く方法において、 ドーパントのピーク吸収波長における放射で該
フアイバ／プリフオーム１０を照射することによ
り観測されるコア１１に中存在する屈折率修正用
ドーパントの少なくとも一つに蛍光を誘発する段
階を特徴とする方法。
領域の輪郭を描く方法において、 ドーパントのピーク吸収波長における放射で該
フアイバ／プリフオーム１０を照射することによ
り観測されるコア１１に中存在する屈折率修正用
ドーパントの少なくとも一つに蛍光を誘発する段
階を特徴とする方法。
２ 前記第１項に記載された方法において、
該ドーパントはゲルマニウムで該照射波長は
2500オングストロームであることを特徴とする方
法。
2500オングストロームであることを特徴とする方
法。
３ 前記第１項に記載された方法において、
該照射は相互に垂直な二つの方向に沿つて、該
フアイバ／プリフオーム１０に向けられることを
特徴とする方法。
フアイバ／プリフオーム１０に向けられることを
特徴とする方法。
４ 前記第１項に記載された方法において、
該フアイバ／プリフオームの蛍光放射端の距離
を測定することにより該フアイバのコアの直径を
決定する段階を含むことを特徴とする方法。
を測定することにより該フアイバのコアの直径を
決定する段階を含むことを特徴とする方法。
５ フアイバプリフオームからフアイバを製造す
る方法において、 調整可能な速度で該プリフオームから該フアイ
バを引く工程、 フアイバコア中に存在する屈折率−修正用ドー
パントの少なくとも一つのピーク吸収波長におけ
る放射で該フアイバが引かれるときそれを照射す
る工程、 該フアイバの蛍光放射端間の距離を測定するこ
とにより、該フアイバのコア領域の直径を決定す
る工程、 測定された直径をあらかじめ決められた所望の
コア直径と比較する工程及び、 該比較に応答して、フアイバ引張り速度を調整
する工程を特徴とする方法。
る方法において、 調整可能な速度で該プリフオームから該フアイ
バを引く工程、 フアイバコア中に存在する屈折率−修正用ドー
パントの少なくとも一つのピーク吸収波長におけ
る放射で該フアイバが引かれるときそれを照射す
る工程、 該フアイバの蛍光放射端間の距離を測定するこ
とにより、該フアイバのコア領域の直径を決定す
る工程、 測定された直径をあらかじめ決められた所望の
コア直径と比較する工程及び、 該比較に応答して、フアイバ引張り速度を調整
する工程を特徴とする方法。
技術分野
本発明は光フアイバ及び光フアイバプリフオー
ムのコア領域の観測法に係る。
ムのコア領域の観測法に係る。
本発明の背景
コアの直径、コア及びクラツドの屈折率分布
は、光フアイバの伝送特性を決定する基本的なパ
ラメータである。従つて、これらのパラメータを
フアイバが作られる際、注意深く制御することが
非常に重要である。これにはそれらをできるだけ
均一に保つか、あるいはあらかじめ決められた変
化を含む場合が含まれる。そのため、これらのパ
ラメータを精密に観測する簡単な非破壊技術が、
きわめて有用である。そのような技術の一つは、
フアイバをCWレーザビームで照射した時得られ
る後方散乱放射パターンを測定することを含むも
ので、米国特許第3879128号に記載されている。
米国特許第4161656号にはuv光照射を用いた光フ
アイバ及びフアイバプリフオームの屈折率分布測
定法が述べられている。しかし、これらのいずれ
も製造中又は製造後光フアイバ及びプリフオーム
のコア領域を観測する単純で速い技術ではない。
は、光フアイバの伝送特性を決定する基本的なパ
ラメータである。従つて、これらのパラメータを
フアイバが作られる際、注意深く制御することが
非常に重要である。これにはそれらをできるだけ
均一に保つか、あるいはあらかじめ決められた変
化を含む場合が含まれる。そのため、これらのパ
ラメータを精密に観測する簡単な非破壊技術が、
きわめて有用である。そのような技術の一つは、
フアイバをCWレーザビームで照射した時得られ
る後方散乱放射パターンを測定することを含むも
ので、米国特許第3879128号に記載されている。
米国特許第4161656号にはuv光照射を用いた光フ
アイバ及びフアイバプリフオームの屈折率分布測
定法が述べられている。しかし、これらのいずれ
も製造中又は製造後光フアイバ及びプリフオーム
のコア領域を観測する単純で速い技術ではない。
本発明の要約
フアイバ／プリフオームのコア領域は、１ない
し複数の屈折率修正用ドーパントが存在するか否
かによつて、典型的な場合周囲のクラツドから区
別される。本発明は存在する具体的なドーパント
の吸収ピークの波長をもつ紫外放射で、フアイ
バ／プリフオームを照射することにより、ドーパ
ント分子の位置を精密に知るきわめて感度の高い
方法を実現する。これにより、後者が強い蛍光を
発し、それによつて具体的なドーパントの空間分
布が明確に示される。従つて、本発明に従い光フ
アイバ又はフアイバプリフオームのコア領域を観
測する方法は、次の段階を含む。ドーパントのピ
ーク吸収波長に対応した波長の放射で該フアイ
バ／プリフオームを照射することにより測定され
るコア中に存在する屈折率修正ドーパントの少く
とも一つに、蛍光を誘発させる段階及び該フアイ
バ／プリフオーム内の蛍光放射端間の領域を観測
する段階である。複数のドーパントが存在するな
らば、コア領域の全寸法を決定するため、ドーパ
ントのそれぞれについて観測を行う。
し複数の屈折率修正用ドーパントが存在するか否
かによつて、典型的な場合周囲のクラツドから区
別される。本発明は存在する具体的なドーパント
の吸収ピークの波長をもつ紫外放射で、フアイ
バ／プリフオームを照射することにより、ドーパ
ント分子の位置を精密に知るきわめて感度の高い
方法を実現する。これにより、後者が強い蛍光を
発し、それによつて具体的なドーパントの空間分
布が明確に示される。従つて、本発明に従い光フ
アイバ又はフアイバプリフオームのコア領域を観
測する方法は、次の段階を含む。ドーパントのピ
ーク吸収波長に対応した波長の放射で該フアイ
バ／プリフオームを照射することにより測定され
るコア中に存在する屈折率修正ドーパントの少く
とも一つに、蛍光を誘発させる段階及び該フアイ
バ／プリフオーム内の蛍光放射端間の領域を観測
する段階である。複数のドーパントが存在するな
らば、コア領域の全寸法を決定するため、ドーパ
ントのそれぞれについて観測を行う。
コア直径の実際の測定を行うためには、観測さ
れた蛍光放射端間の距離が測定され、以下で説明
するように、クラツド−空気界面での屈折を考慮
するように補正される。あるいは、直径測定は屈
折率調和媒体中に浸されたフアイバ／プリフオー
ムで行え、その場合修正は必要ない。
れた蛍光放射端間の距離が測定され、以下で説明
するように、クラツド−空気界面での屈折を考慮
するように補正される。あるいは、直径測定は屈
折率調和媒体中に浸されたフアイバ／プリフオー
ムで行え、その場合修正は必要ない。
観測及び測定は短時間ででき、特別な装置を必
要としないことが、本発明の利点である。一方、
現在の技術で容易に得られる装置を用いて、非常
に正確な測定を自動的に行うことができる。たと
えばフアイバ引張り速度のような製作パラメータ
を制御するために、これらの測定結果を利用する
手段が実現できる。これらの利点及びその他の利
点について、以下で詳細に述べる。
要としないことが、本発明の利点である。一方、
現在の技術で容易に得られる装置を用いて、非常
に正確な測定を自動的に行うことができる。たと
えばフアイバ引張り速度のような製作パラメータ
を制御するために、これらの測定結果を利用する
手段が実現できる。これらの利点及びその他の利
点について、以下で詳細に述べる。
第１図は本発明に従う光フアイバ／プリフオー
ムのコア直径測定装置を示す図、 第２図は検出器がコアのUV源と相対する側に
置かれた時、蛍光を放射するコアを示す図、 第３図は第２図に示された蛍光の強度をグラフ
で表す図、 第４図は本発明を実施するための別の装置を示
す図、 第５図はフアイバ引張り速度を制御するため、
本発明を用いる場合を表す図、 第６図は拡大率とフアイバ／プリフオーム・ク
ラツド屈折率の関係を示す曲線を示した図であ
る。
ムのコア直径測定装置を示す図、 第２図は検出器がコアのUV源と相対する側に
置かれた時、蛍光を放射するコアを示す図、 第３図は第２図に示された蛍光の強度をグラフ
で表す図、 第４図は本発明を実施するための別の装置を示
す図、 第５図はフアイバ引張り速度を制御するため、
本発明を用いる場合を表す図、 第６図は拡大率とフアイバ／プリフオーム・ク
ラツド屈折率の関係を示す曲線を示した図であ
る。
詳細な記述
図面を参照すると、第１図はクラツド１２に囲
まれた内部コア領域１１から成る光フアイバ１０
の一部を示す。第１図はフアイバプリフオームも
同等に表しており、従つて本発明に関する限り、
光フアイバに対するすべての参照用の数字は、光
フアイバプリフオームにも等しくあてはまる。こ
の理由により、“フアイバ／プリフオーム”とい
う用語を、以下の適当な所では用いる。
まれた内部コア領域１１から成る光フアイバ１０
の一部を示す。第１図はフアイバプリフオームも
同等に表しており、従つて本発明に関する限り、
光フアイバに対するすべての参照用の数字は、光
フアイバプリフオームにも等しくあてはまる。こ
の理由により、“フアイバ／プリフオーム”とい
う用語を、以下の適当な所では用いる。
典型的な場合、多モード光フアイバにおいて、
コア領域の屈折率は勾配をもち、中心で最大値を
とり、コアークラツド界面における最小値まで減
少する。単一モードフアイバにおいて、コア屈折
率はコア領域全体で均一になる傾向がある。いず
れの場合も、コア屈折率とクラツド屈折率の差
は、ゲルマニウム、ホウ酸及びリンのような１な
いし複数の屈折率修正用ドーパントの存在によ
る。これらドーパントの分布の限界を決定するこ
とにより、コア領域が同定できその直径が決定で
きる。これは本発明に従うと、フアイバ／プリフ
オーム１０の断面を、適当な源１３からの紫外放
射uvで照射することにより行える。uvの波長は
具体的なドーパントが蛍光を発するように、選択
される。具体的には、uvの波長はドーパントの
ピーク吸収波長に対応する。たとえば、対象とす
るドーパントがゲルマニウムの場合、uvの波長
は2500オングストロームである。この波長におい
て、実際にすべてのuvはコアの表面領域で吸収
される。このことは、uvがコアの浸入深さまで
十分入るように、異なる（すなわち、より高い）
波長を用いた（すなわち3560オングストローム）
米国特許第4161656号の必要条件とは異なること
に注意すべきである。それとは異り、ピーク吸収
波長で照射した時、コアの露出した表面のみが蛍
光を強く発する。するとコア領域の大きさは、
uv源と同じ側に置かれた検出器１４又はフアイ
バ／プリフオームの源とは相対する側に置かれた
検出器１５により、正確に決定される。
コア領域の屈折率は勾配をもち、中心で最大値を
とり、コアークラツド界面における最小値まで減
少する。単一モードフアイバにおいて、コア屈折
率はコア領域全体で均一になる傾向がある。いず
れの場合も、コア屈折率とクラツド屈折率の差
は、ゲルマニウム、ホウ酸及びリンのような１な
いし複数の屈折率修正用ドーパントの存在によ
る。これらドーパントの分布の限界を決定するこ
とにより、コア領域が同定できその直径が決定で
きる。これは本発明に従うと、フアイバ／プリフ
オーム１０の断面を、適当な源１３からの紫外放
射uvで照射することにより行える。uvの波長は
具体的なドーパントが蛍光を発するように、選択
される。具体的には、uvの波長はドーパントの
ピーク吸収波長に対応する。たとえば、対象とす
るドーパントがゲルマニウムの場合、uvの波長
は2500オングストロームである。この波長におい
て、実際にすべてのuvはコアの表面領域で吸収
される。このことは、uvがコアの浸入深さまで
十分入るように、異なる（すなわち、より高い）
波長を用いた（すなわち3560オングストローム）
米国特許第4161656号の必要条件とは異なること
に注意すべきである。それとは異り、ピーク吸収
波長で照射した時、コアの露出した表面のみが蛍
光を強く発する。するとコア領域の大きさは、
uv源と同じ側に置かれた検出器１４又はフアイ
バ／プリフオームの源とは相対する側に置かれた
検出器１５により、正確に決定される。
検出器１４は全露出面に対応した十分蛍光を発
しているコア領域を見る。それに対し、検出器１
５は第２図に示されるように、輝いている蛍光放
射端２０及び２１を見る。間の領域は輝きが鈍
く、蛍光のその部分は反対の表面で発生し、コア
を通つて伝わつたものである。光強度のこの分布
は、第３図にグラフで示されており、図は輝いて
いる端部ピーク２３及び２４とそれらの間の低輝
度領域２２を示す。いずれの場合も、コア領域の
端部は明瞭に区切られ、それらの間の距離Ｄは容
易に測定できる。
しているコア領域を見る。それに対し、検出器１
５は第２図に示されるように、輝いている蛍光放
射端２０及び２１を見る。間の領域は輝きが鈍
く、蛍光のその部分は反対の表面で発生し、コア
を通つて伝わつたものである。光強度のこの分布
は、第３図にグラフで示されており、図は輝いて
いる端部ピーク２３及び２４とそれらの間の低輝
度領域２２を示す。いずれの場合も、コア領域の
端部は明瞭に区切られ、それらの間の距離Ｄは容
易に測定できる。
コア−対−クラツド比が小さい単一モードフア
イバ／プリフオームの場合、端部２０及び２１間
の測定された距離Ｄはまた、コア直径である。し
かし、コア−対−クラツド比が比較的大きな多モ
ードフアイバ／プリフオームの場合、レンズとし
て働くクラツドはクラツド屈折率の関数である拡
大をする。第６図は多モードフアイバ／プリフオ
ームの場合の拡大率とクラツド屈折率の関係を、
グラフで示す。したがつて、たとえば屈折率が
1.45であるフアイバ／プリフオームのコア直径を
決定するためには、測定された距離Ｄは拡大係数
1.65で割る。あるいは、測定はフアイバ／プリフ
オームをコア測定中、屈折率が調和した媒体中に
浸すことにより行うことができ、この場合補正は
必要ない。
イバ／プリフオームの場合、端部２０及び２１間
の測定された距離Ｄはまた、コア直径である。し
かし、コア−対−クラツド比が比較的大きな多モ
ードフアイバ／プリフオームの場合、レンズとし
て働くクラツドはクラツド屈折率の関数である拡
大をする。第６図は多モードフアイバ／プリフオ
ームの場合の拡大率とクラツド屈折率の関係を、
グラフで示す。したがつて、たとえば屈折率が
1.45であるフアイバ／プリフオームのコア直径を
決定するためには、測定された距離Ｄは拡大係数
1.65で割る。あるいは、測定はフアイバ／プリフ
オームをコア測定中、屈折率が調和した媒体中に
浸すことにより行うことができ、この場合補正は
必要ない。
第５図はフアイバがプリフオームから引かれる
際、コア直径を一定に保つために、本発明を用い
る方式を示す。第５図において、引かれるフアイ
バ３０の一部がuv放射で照射されており、フア
イバ３０は当業者には周知の方式でプリフオーム
から引かれると仮定する。uv源とは反対側に置
かれたビデオカメラ３１型の検出器は、カメラの
視野内に蛍光を発するフアイバを見る。カメラか
らの出力は見るためにビデオモニタ３５と画像デ
イジタル化装置３２に光学的に結合され、後者は
計算機３３の制御下で、通過するフアイバに沿つ
たあらかじめ決められた位置における光強度を走
査する。このようにして得られた情報は計算機に
結合され、計算機は測定された直径に比例した信
号を発生する。記録が必要ならば、解はプリンタ
に伝達され、あるいは比較器３６に伝達され、そ
れは計算機信号を比較する。計算機信号は測定さ
れたコア直径又は所望のコア直径に比例する基準
電圧に比例する。すると比較器は補正信号を発生
し、それはフアイバ引張り装置に伝えられる。し
たがつて、たとえば測定されたコア直径が大きす
ぎるならば、引張り速度を大きくする。反対に小
さすぎるならば、引張り速度を小さくする。
際、コア直径を一定に保つために、本発明を用い
る方式を示す。第５図において、引かれるフアイ
バ３０の一部がuv放射で照射されており、フア
イバ３０は当業者には周知の方式でプリフオーム
から引かれると仮定する。uv源とは反対側に置
かれたビデオカメラ３１型の検出器は、カメラの
視野内に蛍光を発するフアイバを見る。カメラか
らの出力は見るためにビデオモニタ３５と画像デ
イジタル化装置３２に光学的に結合され、後者は
計算機３３の制御下で、通過するフアイバに沿つ
たあらかじめ決められた位置における光強度を走
査する。このようにして得られた情報は計算機に
結合され、計算機は測定された直径に比例した信
号を発生する。記録が必要ならば、解はプリンタ
に伝達され、あるいは比較器３６に伝達され、そ
れは計算機信号を比較する。計算機信号は測定さ
れたコア直径又は所望のコア直径に比例する基準
電圧に比例する。すると比較器は補正信号を発生
し、それはフアイバ引張り装置に伝えられる。し
たがつて、たとえば測定されたコア直径が大きす
ぎるならば、引張り速度を大きくする。反対に小
さすぎるならば、引張り速度を小さくする。
上で述べたように、単一のuv源を用いた時、
検出器はフアイバ／プリフオームの源とは同じ側
又は源の正反対の側に置かれることが望ましい。
任意の位置から確実に良く見えるように、フアイ
バは相互に直角な二つの方向から照射するのが有
利である。この装置が第４図に示されており、こ
の図は二つの方向から照射されたフアイバ４０の
断面を示す。検出器４１は源に対し任意に置ける
が、コア４２の蛍光放射端を見るのによい位置に
置かれる。
検出器はフアイバ／プリフオームの源とは同じ側
又は源の正反対の側に置かれることが望ましい。
任意の位置から確実に良く見えるように、フアイ
バは相互に直角な二つの方向から照射するのが有
利である。この装置が第４図に示されており、こ
の図は二つの方向から照射されたフアイバ４０の
断面を示す。検出器４１は源に対し任意に置ける
が、コア４２の蛍光放射端を見るのによい位置に
置かれる。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/140,313 US4307296A (en) | 1980-04-14 | 1980-04-14 | Method of observing the core region of optical fibers and preforms |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57500483A JPS57500483A (ja) | 1982-03-18 |
| JPH037060B2 true JPH037060B2 (ja) | 1991-01-31 |
Family
ID=22490681
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56501503A Expired JPH037060B2 (ja) | 1980-04-14 | 1981-03-10 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4307296A (ja) |
| EP (1) | EP0049269B1 (ja) |
| JP (1) | JPH037060B2 (ja) |
| CA (1) | CA1148731A (ja) |
| GB (1) | GB2074723B (ja) |
| WO (1) | WO1981003070A1 (ja) |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4362943A (en) * | 1980-09-08 | 1982-12-07 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Method of measuring the refractive index profile and the core diameter of optical fibers and preforms |
| DE3206144A1 (de) * | 1982-02-20 | 1983-09-01 | Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt | Verfahren zur herstellung eines lichtwellenleiters |
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