JPH05246740A - Method for recoating exposed quartz fiber part of carbon-coated optical fiber with carbon film - Google Patents

Method for recoating exposed quartz fiber part of carbon-coated optical fiber with carbon film

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JPH05246740A
JPH05246740A JP4044958A JP4495892A JPH05246740A JP H05246740 A JPH05246740 A JP H05246740A JP 4044958 A JP4044958 A JP 4044958A JP 4495892 A JP4495892 A JP 4495892A JP H05246740 A JPH05246740 A JP H05246740A
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JP
Japan
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carbon
optical fiber
fiber
recoating
carbon film
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Application number
JP4044958A
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Japanese (ja)
Inventor
Keiji Ohashi
圭二 大橋
Emi Ishimaru
恵美 石丸
Takeshi Shimomichi
毅 下道
Shinji Araki
真治 荒木
Nobuyuki Yoshizawa
信幸 吉澤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujikura Ltd
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Fujikura Ltd
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
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  • Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
  • Surface Treatment Of Glass Fibres Or Filaments (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain a highly reliable carbon-coated optical fiber by eliminating the exposed part of an optical fiber causing the lowering of the mechanical strength of a carbon-coated optical fiber or an increase in transmission loss, previously removing the moisture adsorbed on the surface of an uncoated quartz fiber by gaseous chlorine and preventing the lowering of strength due to the silanol formed in the course of heating to remove moisture and a decrease in the fatigue characteristic by stress corrosion due to the moisture present on the surface of the uncoated quartz fiber. CONSTITUTION:The exposed part 10 of a quartz fiber at the welded junction of a carbon-coated optical fiber 4 having a carbon-film coating on the surface is recoated with a carbon film. In this case, the exposed part 10 is brought into contact with a chlorine-contg. gas and heated before being recoated with the carbon film.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、カーボンコート光ファ
イバの石英ファイバ裸線が露出した部位に、カーボン膜
を再被覆する方法に関し、特にカーボンコート光ファイ
バの石英ファイバ露出部の表面に吸着した水分を除去し
た後に、上記石英ファイバ露出部へ局所的にカーボン膜
を再被覆する方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of recoating a carbon film on a portion of a carbon-coated optical fiber where a bare silica fiber is exposed. The present invention relates to a method of locally re-coating the exposed portion of the quartz fiber with a carbon film after removing water.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に光ファイバとしては、石英ガラス
系の光ファイバ裸線に合成樹脂等の有機材料による被覆
が施されたものが用いられている。この有機材料による
被覆は、上記石英ファイバ裸線に外部環境中の塵、埃あ
るいは異物等が衝突して傷が発生し、光ファイバの破断
強度が低下するのを防ぐためのものである。ところが、
この有機材料による被覆では、外部環境中の水蒸気や、
さらに分子が小さい水素分子の石英ファイバ裸線への拡
散を防止することができない。そして応力がかかる状態
で光ファイバに水分が付着すると、疲労現象が生じ、経
時的に機械強度が低下する。また、石英ファイバ裸線の
ガラス中に水素が拡散することによって、水素分子の分
子振動に起因する吸収損失が増大したり、光ファイバ中
にドープ剤として含有されているP25、GeO2、B2
3等と反応してOH基が生成され、このOH基に起因
する吸収損失が増大したりするという問題があった。
2. Description of the Related Art Generally, as an optical fiber, a silica glass-based bare optical fiber coated with an organic material such as synthetic resin is used. The coating with the organic material is intended to prevent the breakage of the optical fiber from being lowered due to scratches caused by collision of dust, dust or foreign matter in the external environment with the above-mentioned bare silica fiber. However,
With this organic material coating, water vapor in the external environment,
Furthermore, it is not possible to prevent the diffusion of hydrogen molecules having small molecules into the bare silica fiber. When moisture adheres to the optical fiber under stress, a fatigue phenomenon occurs and mechanical strength decreases over time. Further, due to the diffusion of hydrogen into the glass of the bare silica fiber, the absorption loss due to the molecular vibration of hydrogen molecules increases, or P 2 O 5 and GeO 2 contained as a dopant in the optical fiber. , B 2
There is a problem that OH groups are generated by reacting with O 3 etc., and absorption loss due to the OH groups increases.

【0003】このような問題を解決するために、図3に
示すようにコア1aおよびクラッド1bからなる石英フ
ァイバ裸線1の表面に数100〜1000オングストロ
ームの厚さのカーボン膜2を形成し、さらにその上に有
機材料による樹脂膜3を形成したカーボンコート光ファ
イバ4が提案されている。
In order to solve such a problem, as shown in FIG. 3, a carbon film 2 having a thickness of several 100 to 1000 angstroms is formed on the surface of a quartz fiber bare wire 1 composed of a core 1a and a clad 1b. Furthermore, a carbon-coated optical fiber 4 having a resin film 3 made of an organic material formed thereon has been proposed.

【0004】ところで、光通信の長距離伝送の要求に伴
い、長大な光ファイバが不可欠となっているが、光ファ
イバの長さは有限で、これを布設する場合には、有限の
長さの光ファイバを接続して用いなければならない。こ
のような接続方法としては、コネクタ方式、融着接続等
種々の方法があるが、一般に永久接続として、光ファイ
バを突き合わせてアーク放電中で溶融して接続する融着
接続法が用いられている。
With the demand for long-distance transmission in optical communication, a long optical fiber is indispensable. However, the length of the optical fiber is finite, and when laying this, a finite length is required. Optical fiber must be connected and used. As such a connection method, there are various methods such as a connector method and a fusion splicing method. Generally, as a permanent connection, a fusion splicing method in which optical fibers are butted and melted in an arc discharge to be connected is used. ..

【0005】上述融着接続法をカーボンコート光ファイ
バ4に適用するには、このカーボンコート光ファイバ4
の端部の樹脂膜3を除去し、その端部同士をつき合わせ
てアーク放電により融着するが、この放電によって加熱
される過程でカーボン膜2が燃焼、消失し、融着接続部
で石英ファイバ裸線1が露出された状態となる。また光
ファイバのコア1aを調心するために、ある程度カーボ
ン膜2を剥す必要がある。
In order to apply the above fusion splicing method to the carbon-coated optical fiber 4, this carbon-coated optical fiber 4 is used.
The resin film 3 at the end of the is removed, and the ends are brought into contact with each other and fused by arc discharge, but the carbon film 2 burns and disappears in the process of being heated by this discharge, and the quartz is fused at the fused joint. The bare fiber 1 is exposed. Further, in order to align the core 1a of the optical fiber, it is necessary to remove the carbon film 2 to some extent.

【0006】このように加熱融着の際に露出された石英
ファイバ裸線1の部分は、上述したように、水蒸気の石
英ファイバ内拡散にともなう疲労現象や、水素分子拡散
に伴う吸収損失の増大が発生する懸念がある。また融着
接続時にカーボン膜燃焼による燃焼かすが生成し、これ
が石英ファイバ裸線1を傷つける恐れがある。さらに加
熱融着の際は、光ファイバは充分に加熱されるため、外
部環境中の水分が付着し易くなる。そして石英ファイバ
裸線1に水分が付着したり、水素雰囲気下に曝されたり
すると、接続部において破断強度が低下する、あるいは
伝送損失が増大する等の問題があった。
As described above, the portion of the bare silica fiber 1 exposed during the heat fusion as described above increases the fatigue phenomenon associated with the diffusion of water vapor into the silica fiber and the absorption loss associated with the diffusion of hydrogen molecules. May occur. In addition, when the fusion splicing is performed, carbon dust is generated by burning carbon film, which may damage the bare silica fiber 1. Further, during heat fusion, the optical fiber is sufficiently heated, so that moisture in the external environment is likely to adhere. If moisture adheres to the bare silica fiber 1 or if it is exposed to a hydrogen atmosphere, there is a problem that the breaking strength at the connection portion is reduced, or the transmission loss is increased.

【0007】上記問題点を解決するためカーボンコート
光ファイバ石英ファイバ露出部を新たに加熱炉内での熱
CVD、プラズマCVD、あるいはカーボン含有ガスの
火炎等でカーボン膜を再被覆する方法が提案されている
(特開平2ー87106号公報)。
In order to solve the above-mentioned problems, a method has been proposed in which the exposed portion of the carbon-coated optical fiber quartz fiber is newly coated with a carbon film by thermal CVD in a heating furnace, plasma CVD, or a flame of a carbon-containing gas. (Japanese Patent Laid-Open No. 2-87106).

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
カーボン膜再被覆方法では、わずか5mm幅程度の石英フ
ァイバ露出部のみにカーボン膜を再被覆することは難し
い。また再被覆する際の熱により光ファイバがダメージ
を受け、光ファイバ強度の低下および疲労特性の低下と
いう新たな問題が発生した。
However, with the above-mentioned carbon film recoating method, it is difficult to recoat the carbon film only on the exposed portion of the quartz fiber having a width of only about 5 mm. In addition, the heat of recoating damages the optical fiber, resulting in new problems such as a decrease in optical fiber strength and a decrease in fatigue characteristics.

【0009】このような光ファイバの強度の低下及び疲
労特性の低下は、石英ファイバ露出部にカーボン膜を再
被覆する前に、露出した石英ファイバ裸線表面に吸着し
た水分によるものと考えられる。すなわち光ファイバの
強度低下は、水分が吸着した石英ファイバ裸線の表面を
再加熱するときにシラノールが形成され、このシラノー
ルが石英ファイバ裸線表面の小さな傷を成長させること
によって生じると考えられる。また光ファイバの疲労特
性低下は、カーボン膜を再被覆する前にファイバ表面に
吸着している水分が、カーボン膜再被覆の後も内存し、
この内存水分が応力腐食を促進させるためと考えられ
る。以上のことより、融着接続部の強度および疲労特性
を向上させるためには、カーボン膜再被覆の前に、石英
ファイバ表面に吸着した水分を十分に除去する必要があ
る。
It is considered that such a decrease in the strength and the fatigue property of the optical fiber is due to the water adsorbed on the exposed surface of the bare silica fiber before the exposed portion of the silica fiber is recoated with the carbon film. That is, it is considered that the decrease in the strength of the optical fiber is caused by the formation of silanol when the surface of the bare silica fiber that is adsorbed with water is reheated, and the silanol grows a small scratch on the surface of the bare silica fiber. In addition, the deterioration of the fatigue characteristics of the optical fiber is due to the fact that the water adsorbed on the fiber surface before re-coating the carbon film is inherent even after the carbon film re-coating.
It is considered that this intrinsic moisture promotes stress corrosion. From the above, in order to improve the strength and fatigue characteristics of the fusion spliced portion, it is necessary to sufficiently remove the moisture adsorbed on the surface of the quartz fiber before recoating the carbon film.

【0010】本発明は前記事情に鑑みてなされたもの
で、カーボンコート光ファイバの石英ファイバ露出部の
表面の吸着水分を除去する前処理を行なった後に、カー
ボン膜を石英ファイバ露出部へ局所的に再被覆する方法
を提供するものである。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and after performing a pretreatment for removing adsorbed moisture on the surface of the exposed portion of the quartz fiber of the carbon-coated optical fiber, the carbon film is locally applied to the exposed portion of the quartz fiber. The present invention provides a method for recoating the same.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明のカーボン膜再被
覆方法は、再被覆部位である石英ファイバ露出部につい
て、塩素含有ガスを接触させつつ加熱するという前処理
を行なった後に、この石英ファイバ露出部へカーボン膜
を再被覆することを前記課題の解決手段とした。
According to the method of recoating a carbon film of the present invention, the exposed portion of the quartz fiber, which is the recoated portion, is subjected to a pretreatment of heating while contacting a chlorine-containing gas, and then the quartz fiber Recoating the exposed portion with the carbon film was taken as a means for solving the above problems.

【0012】[0012]

【作用】この発明では、再被覆処理に先立って、再被覆
部位である石英ファイバ露出部に塩素含有ガスを接触せ
しめて加熱することにより、石英ファイバ表面に付着し
ている水分を除去することができる。
According to the present invention, prior to the re-coating treatment, the chlorine-containing gas is brought into contact with the exposed portion of the quartz fiber, which is the re-coated portion, to heat it, thereby removing the moisture adhering to the surface of the quartz fiber. it can.

【0013】[0013]

【実施例】以下この発明を詳しく説明する。図1は本発
明の再被覆方法を実施するために好適に用いられる装置
の一例を示す概略構成図である。この装置は炭酸ガスレ
ーザ発振器5と、反応容器6から概略構成されている。
図2は反応容器6の斜視図であって、(a)は反応容器
本体6a、(b)は反応容器蓋部6bをそれぞれ示した
図である。
The present invention will be described in detail below. FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an example of an apparatus preferably used for carrying out the recoating method of the present invention. This apparatus is roughly composed of a carbon dioxide laser oscillator 5 and a reaction vessel 6.
2A and 2B are perspective views of the reaction container 6, wherein FIG. 2A is a reaction container body 6a and FIG. 2B is a reaction container lid portion 6b.

【0014】炭酸ガスレーザ発振器5より放射された炭
酸ガスレーザ光7は、反射鏡8に当たって方向が変えら
れ、続いて集光レンズ9にて集光されてビームとなり反
応容器6に照射される。反応容器6は本体6a、蓋部6
bからなり、蓋部6bの中央にはレーザビーム透過用の
窓6cが設けられている。カーボンコート光ファイバ4
はその再被覆部位10が窓6cの下方に位置するよう
に、反応容器6を貫通して配され、この反応容器6を貫
通する部分に形成された溝6dにおいて固定されてい
る。また反応容器6には、再被覆部位10にカーボン含
有原料ガスを供給する原料供給管11、塩素ガスを供給
する塩素ガス供給管12、および排気管13が設けられ
ている。この原料供給管11はその先端のノズルが、反
応容器6に固定されたカーボンコート光ファイバ4の再
被覆部位10の近傍に位置するように設けられている。
またこの装置において、集光レンズ9およびレーザビー
ム透過用の窓6cはZnSeを用いて作成されたものが
好ましい。以上炭酸ガスレーザ光を輻射型の熱源として
用いる装置の一例について説明したが、本発明における
熱源としては炭酸ガスレーザに規定されるものではな
く、アーク放電、マイクロヒータ、レーザ加熱等が広く
使用できる。
The carbon dioxide laser light 7 emitted from the carbon dioxide laser oscillator 5 impinges on the reflecting mirror 8 to change its direction, and then is condensed by the condenser lens 9 to be a beam, which is applied to the reaction vessel 6. The reaction container 6 includes a main body 6a and a lid 6
A window 6c for transmitting a laser beam is provided at the center of the lid 6b. Carbon coated optical fiber 4
Is disposed so as to penetrate the reaction vessel 6 so that the recoating portion 10 is located below the window 6c, and is fixed in a groove 6d formed in a portion penetrating the reaction vessel 6. Further, the reaction vessel 6 is provided with a raw material supply pipe 11 for supplying a carbon-containing raw material gas to the recoating portion 10, a chlorine gas supply pipe 12 for supplying chlorine gas, and an exhaust pipe 13. The raw material supply pipe 11 is provided so that the nozzle at the tip thereof is located in the vicinity of the recoating portion 10 of the carbon-coated optical fiber 4 fixed to the reaction vessel 6.
Further, in this apparatus, the condenser lens 9 and the window 6c for transmitting the laser beam are preferably made of ZnSe. Although an example of an apparatus using carbon dioxide gas laser light as a radiation type heat source has been described above, the heat source in the present invention is not limited to carbon dioxide gas laser, and arc discharge, micro heater, laser heating, etc. can be widely used.

【0015】この装置を用いて石英ファイバ裸線が露出
した部位10にカーボン膜を再被覆するには、まずカー
ボンコート光ファイバ4を反応容器6の溝6dに固定す
る。このとき、再被覆部位10は反応容器6の窓6cの
下方で、かつ塩素ガス供給管12のノズル正面に配置す
る。
To recoat the carbon film on the exposed portion 10 of the bare quartz fiber using this apparatus, first, the carbon-coated optical fiber 4 is fixed in the groove 6d of the reaction vessel 6. At this time, the recoating portion 10 is arranged below the window 6c of the reaction vessel 6 and in front of the nozzle of the chlorine gas supply pipe 12.

【0016】次いで、露出した石英ファイバ裸線の表面
に吸着した水分を除去するための前処理を以下のように
行なう。塩素ガス供給管12より塩素ガスに代表される
塩素含有ガスを50〜200cc/分の流量で供給し、反
応容器5内の酸素濃度を0.5容量%以下にする。この
ような状態で、炭酸ガスレーザ光7を用いて再被覆部位
10を加熱する。発振器5から炭酸ガスレーザ光7を発
生させ、このレーザ光7が反応容器6内の再被覆部位1
0上に焦点を結ぶように反射鏡8、集光レンズ9を配置
する。ここで、レーザパワーと焦点は、再被覆部位10
の表面温度が500〜1000℃となるように調整し、
ファイバ表面に熱ひずみが生じるのを防ぐようにする。
さらに、加熱時にレーザ光7の照射が再被覆部位10の
全域に渡るように、反応容器6をカーボンコート光ファ
イバ4の長手方向にトラバースさせる。このトラバース
の速度は3〜9mm/minとするのが好ましい。
Next, a pretreatment for removing the moisture adsorbed on the exposed surface of the bare silica fiber is performed as follows. A chlorine-containing gas typified by chlorine gas is supplied from the chlorine gas supply pipe 12 at a flow rate of 50 to 200 cc / min so that the oxygen concentration in the reaction vessel 5 is 0.5% by volume or less. In such a state, the recoating site 10 is heated using the carbon dioxide laser beam 7. Carbon dioxide gas laser light 7 is generated from the oscillator 5, and this laser light 7 is applied to the recoating site 1 in the reaction vessel 6.
The reflecting mirror 8 and the condenser lens 9 are arranged so as to focus on 0. Here, the laser power and the focus are determined by the recoating portion 10
Adjust the surface temperature of the so that it becomes 500-1000 ℃,
Try to prevent thermal strain on the fiber surface.
Further, the reaction vessel 6 is traversed in the longitudinal direction of the carbon-coated optical fiber 4 so that the irradiation of the laser beam 7 will be applied to the entire area of the recoating portion 10 during heating. The traverse speed is preferably 3 to 9 mm / min.

【0017】続いて、カーボン膜再被覆処理を以下のよ
うに行なう。塩素ガス導入を停止し、塩素ガスを反応容
器6内より廃棄した後、原料供給管11よりカーボン含
有化合物のガスを50〜200cc/分、窒素ガスを40
0〜1800cc/分の流量で供給する。ここで原料とな
るカーボン含有化合物ガスとしては、例えばアセチレ
ン、エチレン、ベンゼン、プロパン等の炭化水素化合
物、あるいはジクロロエタン、トリクロロエタン、ジク
ロルメタン等の塩素を含有する炭化水素化合物、および
これらの混合物特にN2、Ar、He等の不活性ガスとの
混合物が用いられるが、いずれも分解温度の低い化合物
が好ましい。
Subsequently, a carbon film recoating process is performed as follows. After the introduction of chlorine gas is stopped and chlorine gas is discarded from the reaction vessel 6, the carbon-containing compound gas is supplied from the raw material supply pipe 11 to 50 to 200 cc / min, and the nitrogen gas is 40
Supply at a flow rate of 0-1800cc / min. Examples of the carbon-containing compound gas as a raw material here include hydrocarbon compounds such as acetylene, ethylene, benzene, and propane, or chlorine-containing hydrocarbon compounds such as dichloroethane, trichloroethane, and dichloromethane, and mixtures thereof, particularly N 2 , A mixture with an inert gas such as Ar or He is used, and any of them is preferably a compound having a low decomposition temperature.

【0018】反応容器6内が原料ガス雰囲気になった
後、炭酸ガスレーザ光7を用いて再被覆部位10を加熱
する。発振器5から炭酸ガスレーザ光7を発生させ、こ
のレーザ光7が反応容器6内の再被覆部位10上に焦点
を結ぶように反射鏡8、集光レンズ9を配置する。この
ときの加熱温度はカーボン含有原料ガスの熱分解温度に
応じて適宜選択するのが好ましい。そしてこのときレー
ザ光7の照射が再被覆部位10の全域に渡るように、反
応容器6をカーボンコート光ファイバ4の長手方向にト
ラバースさせる。このトラバースの速度は3〜9mm/m
inとするのが好ましい。このようにして、加熱された
部位で熱CVDが行われ、ここにカーボン膜を再被覆す
ることができる。また、この方法でカーボン膜が再被覆
される光ファイバとしては、カーボンコート光ファイバ
の融着接続部の石英ファイバ露出部のみでなく、局部的
にカーボン膜がコートされていない部分を有する光ファ
イバにも適用できる。以上説明したカーボン膜再被覆方
法は、カーボン含有原料ガスを噴射するとともに、輻射
型の熱源を用いて加熱することにより、この部位の光フ
ァイバの表面上に熱CVDによってカーボン膜を再被覆
するものである。そして、再被覆部位に直接カーボン含
有原料ガスを噴射することによって、再被覆部位の周囲
を局部的に無酸素状態とすることができ、容易に必要原
料ガス濃度を得ることができるものである。
After the inside of the reaction vessel 6 is filled with the raw material gas atmosphere, the carbon dioxide laser beam 7 is used to heat the recoating portion 10. A carbon dioxide laser beam 7 is generated from an oscillator 5, and a reflecting mirror 8 and a condenser lens 9 are arranged so that the laser beam 7 is focused on a recoating site 10 in the reaction vessel 6. The heating temperature at this time is preferably appropriately selected according to the thermal decomposition temperature of the carbon-containing raw material gas. Then, at this time, the reaction vessel 6 is traversed in the longitudinal direction of the carbon-coated optical fiber 4 so that the irradiation of the laser beam 7 is spread over the entire area of the recoating portion 10. The speed of this traverse is 3-9 mm / m
It is preferably in. In this way, thermal CVD is carried out at the heated portion, and the carbon film can be recoated there. Further, as the optical fiber whose carbon film is re-coated by this method, not only the quartz fiber exposed part of the fusion splicing part of the carbon-coated optical fiber but also an optical fiber having a part where the carbon film is not locally coated Can also be applied to. The carbon film re-coating method described above is a method of re-coating the carbon film on the surface of the optical fiber at this portion by thermal CVD by injecting the carbon-containing raw material gas and heating it using a radiation type heat source. Is. By directly injecting the carbon-containing raw material gas to the recoating portion, the periphery of the recoating portion can be locally made oxygen-free, and the required raw material gas concentration can be easily obtained.

【0019】(実施例1)上述の装置を用いて、融着接
続によって接続部の石英ファイバ裸線が露出したカーボ
ンコート光ファイバに対して、カーボン膜の再被覆を行
った。熱源としてはRF電源内蔵型ウェーブガイドCO
2レーザ5(金門電気製 LM−4型; 最大出力5W、
定格出力4W、パルス変調信号DC12V)を用いた。
まずカーボンコート光ファイバ4を反応容器6に固定し
た。このとき、再被覆部位10が窓6cの下方で、かつ
塩素ガス供給管12の正面に位置するように固定した。
(Example 1) Using the above-mentioned apparatus, the carbon film was recoated on the carbon-coated optical fiber in which the bare silica fiber of the connection portion was exposed by fusion splicing. Waveguide CO with built-in RF power source as heat source
2 Laser 5 (Kinmen Denki LM-4 type; maximum output 5W,
A rated output of 4 W and a pulse modulation signal of DC12V) were used.
First, the carbon-coated optical fiber 4 was fixed to the reaction vessel 6. At this time, the recoating portion 10 was fixed so as to be located below the window 6c and in front of the chlorine gas supply pipe 12.

【0020】次いで、反応容器6を密閉し、塩素ガス供
給管12より塩素ガスを100ml/分の流量で導入し
た。反応容器6内の酸素濃度が2000ppm以下になっ
た状態で、炭酸ガスレーザ発振器5を起動し、出力を1
wに設定して、炭酸ガスレーザ光7を発生させた。この
レーザ光7を反射鏡8で反射させ、ZnSe製集光レン
ズ9で反応容器6内の再被覆部位10上に焦点を結ぶよ
うに集光し、再被覆部位10を加熱した。そして反応容
器6をカーボンコート光ファイバ4の長手方向に6mm/
minの速度でトラバースさせ、約5mm幅の再被覆部位
10全体が加熱されるようにした。
Then, the reaction vessel 6 was closed and chlorine gas was introduced through the chlorine gas supply pipe 12 at a flow rate of 100 ml / min. When the oxygen concentration in the reaction vessel 6 is 2000 ppm or less, start the carbon dioxide laser oscillator 5 and set the output to 1
The carbon dioxide gas laser light 7 was generated by setting to w. The laser light 7 was reflected by a reflecting mirror 8 and condensed by a ZnSe condensing lens 9 so as to be focused on the recoating site 10 in the reaction vessel 6, and the recoating site 10 was heated. Then, the reaction vessel 6 is placed 6 mm / in the longitudinal direction of the carbon-coated optical fiber 4.
It was traversed at a speed of min so that the entire recoating site 10 of about 5 mm width was heated.

【0021】その後塩素ガス導入を停止し、原料供給管
11から10容量%のジクロルエタンを含有する窒素ガ
スを毎分1リットルの流量で導入した。このとき排気管
13のバルブを調整して、反応容器6内が1・5mmH2
Oの加圧状態になるようにした。反応容器6内の圧力が
安定した後、再びレーザ光7を1wの出力で照射し反応
容器6を6mm/分の速度で移動させて、石英ファイバ露
出部10にカーボン膜を再被覆させた。さらにこのカー
ボン膜再被覆ファイバの再被覆部位に、UV樹脂再被覆
装置を用いてハード材を被覆径250μmに再被覆し、
カーボンコート光ファイバ4を得た。得られたファイバ
をスパン長100mm、歪速度100、10、1mm/分で
各10本ずつ引張試験を行なった。50%破断確率にお
ける破断強度F50と動疲労指数nを表1に示す。
After that, the introduction of chlorine gas was stopped, and nitrogen gas containing 10% by volume of dichloroethane was introduced from the raw material supply pipe 11 at a flow rate of 1 liter per minute. At this time, the valve of the exhaust pipe 13 is adjusted so that the inside of the reaction vessel 6 is 1.5 mmH 2
The pressure of O was adjusted. After the pressure in the reaction vessel 6 became stable, the laser beam 7 was irradiated again with an output of 1 w to move the reaction vessel 6 at a speed of 6 mm / min, and the quartz fiber exposed portion 10 was recoated with the carbon film. Furthermore, a hard material was recoated to a coating diameter of 250 μm on the recoated portion of the carbon film recoated fiber by using a UV resin recoating device,
A carbon-coated optical fiber 4 was obtained. Tensile tests were carried out on each of the obtained fibers at a span length of 100 mm and a strain rate of 100, 10, 1 mm / min. Table 1 shows the fracture strength F 50 and the dynamic fatigue index n at the 50% fracture probability.

【0022】(実施例2)原料のカーボン化合物を、ジ
クロルエタンの代わりにベンゼンに変えた他は、実施例
1と同様に行なった。 (実施例3)カーボン膜再被覆処理時のファイバ移動速
度を10mm/分に変えた以外は、実施例1と同様に行な
った。 (比較例1)カーボン膜再被覆処理の前の塩素ガスの導
入、加熱を行なわない他は、実施例1と同様に行なっ
た。 (比較例2)カーボンコート光ファイバの融着接続後、
塩素ガス導入、加熱、カーボン膜再被覆のいずれも行な
わずに、直接UV樹脂を石英ファイバ露出部に再被覆し
た光ファイバを作成し、実施例1と同様の引張試験を行
なった。
Example 2 The same procedure as in Example 1 was carried out except that the carbon compound as the raw material was changed to benzene instead of dichloroethane. (Example 3) The same procedure as in Example 1 was carried out except that the fiber moving speed during the carbon film recoating treatment was changed to 10 mm / min. (Comparative Example 1) The same procedure as in Example 1 was performed, except that chlorine gas was not introduced and heating was not performed before the carbon film recoating treatment. (Comparative Example 2) After fusion splicing of carbon-coated optical fibers,
An optical fiber was prepared by directly re-coating the exposed portion of the quartz fiber with UV resin without introducing chlorine gas, heating, or re-coating the carbon film, and the same tensile test as in Example 1 was performed.

【表1】 表1で示したように、実施例1、2、3で得られた、石
英ファイバ露出部表面の吸着水分を除去する前処理の
後、カーボン膜を再被覆した光ファイバにおいては、上
記前処理を行なわずにカーボン膜を再被覆した比較例1
の光ファイバ、および上記前処理、カーボン膜再被覆処
理をともに行なわずに、直接樹脂膜のみを被覆した比較
例2の光ファイバと比較して、破断強度および動疲労指
数の大幅な向上がみられた。
[Table 1] As shown in Table 1, in the optical fibers re-coated with a carbon film after the pretreatment for removing the adsorbed moisture on the surface of the exposed portion of the quartz fiber obtained in Examples 1, 2, and 3, the above pretreatment Comparative Example 1 in which the carbon film was recoated without performing
In comparison with the optical fiber of Comparative Example 2 and the optical fiber of Comparative Example 2 in which the resin film was directly coated without performing both the pretreatment and the carbon film recoating treatment described above, the breaking strength and the dynamic fatigue index were significantly improved. Was given.

【0023】[0023]

【発明の効果】以上説明したように本発明のカーボン膜
再被覆方法は、再被覆部位である石英ファイバ露出部に
あらかじめ塩素含有ガスを接触させつつ加熱した後に、
上記石英ファイバ露出部に、新たにカーボン膜被覆を施
すものである。
As described above, according to the carbon film recoating method of the present invention, after the chlorine-containing gas is heated while contacting the exposed portion of the quartz fiber, which is the recoating portion, in advance,
The exposed portion of the quartz fiber is newly coated with a carbon film.

【0024】したがって、カーボンコート光ファイバの
機械的強度を低下させる要因となる光ファイバの露出部
分をなくし、信頼性に富むカーボンコート光ファイバを
得ることができる。そして、接続に際しては、融着接続
によって石英ファイバ裸線が露出したカーボンコート光
ファイバの接続部を補強して、融着接続によって機械敵
強度が低下したり、伝送損失が増大するのを防止するこ
とができる。
Therefore, it is possible to obtain a carbon-coated optical fiber having high reliability by eliminating the exposed portion of the optical fiber which causes a decrease in the mechanical strength of the carbon-coated optical fiber. At the time of connection, the splicing connection reinforces the spliced portion of the carbon-coated optical fiber where the bare silica fiber is exposed to prevent the fusion splicing from lowering the mechanical strength and increasing the transmission loss. be able to.

【0025】さらにカーボン膜再被覆前に塩素ガスを導
入して加熱するという前処理を行なって、露出した石英
ファイバ裸線の表面の吸着水分を除去しているので、水
分吸着下での加熱過程で形成されるシラノールによる強
度低下や、石英ファイバ裸線表面に内存する水分の応力
腐食促進による疲労特性低下が防止できる。
Further, a pretreatment of introducing chlorine gas and heating is performed before recoating the carbon film to remove the adsorbed moisture on the exposed surface of the bare quartz fiber, so that the heating process under moisture adsorption is performed. It is possible to prevent the strength from being reduced by the silanol formed in step (4) and the fatigue property from being deteriorated due to the promotion of stress corrosion of the moisture existing on the surface of the bare silica fiber.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明のカーボン膜再被覆方法に好適に用い
られる装置の概略構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an apparatus preferably used in a carbon film recoating method of the present invention.

【図2】 反応容器の(a)本体、(b)蓋部の斜視図
である。
FIG. 2 is a perspective view of a (a) main body and a (b) lid part of a reaction container.

【図3】 カーボンコート光ファイバの斜視図である。FIG. 3 is a perspective view of a carbon-coated optical fiber.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…石英ファイバ裸線、2…カーボン膜、4…カーボン
コート光ファイバ 5…レーザ発振器、7…レーザ光、10…再被覆部位
(石英ファイバ露出部) 11…原料供給管、12…塩素ガス供給管
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Bare silica fiber, 2 ... Carbon film, 4 ... Carbon coated optical fiber 5 ... Laser oscillator, 7 ... Laser light, 10 ... Recoating site (exposed quartz fiber) 11 ... Raw material supply pipe, 12 ... Chlorine gas supply tube

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 下道 毅 千葉県佐倉市六崎1440番地 藤倉電線株式 会社佐倉工場内 (72)発明者 荒木 真治 千葉県佐倉市六崎1440番地 藤倉電線株式 会社佐倉工場内 (72)発明者 吉澤 信幸 東京都千代田区内幸町1丁目1番6号 日 本電信電話株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Takeshi Shimichi 1440 Rokuzaki, Sakura City, Chiba Prefecture, Sakura Factory, Fujikura Cable Co., Ltd. (72) Shinji Araki 1440, Rokuzaki, Sakura City, Chiba Prefecture, Fujikura Cable, Ltd. (72) Inventor Nobuyuki Yoshizawa 1-1-6 Uchisaiwaicho, Chiyoda-ku, Tokyo Nihon Telegraph and Telephone Corporation

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光ファイバ表面にカーボン膜被覆を有す
るカーボンコート光ファイバの石英ファイバ露出部に、
カーボン膜を再被覆する方法において、上記石英ファイ
バ露出部を、あらかじめ塩素含有ガスを接触させつつ加
熱した後、この石英ファイバ露出部分に、新たにカーボ
ン膜被覆を施すことを特徴とする光ファイバのカーボン
膜再被覆方法。
1. A quartz fiber exposed portion of a carbon-coated optical fiber having a carbon film coating on the surface of the optical fiber,
In the method of re-coating the carbon film, the exposed portion of the quartz fiber is heated while contacting chlorine-containing gas in advance, and then the exposed portion of the quartz fiber is coated with a new carbon film. Carbon film recoating method.
JP4044958A 1992-03-02 1992-03-02 Method for recoating exposed quartz fiber part of carbon-coated optical fiber with carbon film Pending JPH05246740A (en)

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