JPH0651138A - 光ファイバの製造法と製造装置 - Google Patents

光ファイバの製造法と製造装置

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JPH0651138A
JPH0651138A JP20083092A JP20083092A JPH0651138A JP H0651138 A JPH0651138 A JP H0651138A JP 20083092 A JP20083092 A JP 20083092A JP 20083092 A JP20083092 A JP 20083092A JP H0651138 A JPH0651138 A JP H0651138A
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JP
Japan
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crucible
core
clad
fiber
glass
Prior art date
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Pending
Application number
JP20083092A
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English (en)
Inventor
Teruhisa Kanamori
照寿 金森
Toshihiro Nishi
俊弘 西
Yukio Terunuma
幸雄 照沼
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication of JPH0651138A publication Critical patent/JPH0651138A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • 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
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B2201/00Type of glass produced
    • C03B2201/80Non-oxide glasses or glass-type compositions
    • C03B2201/86Chalcogenide glasses, i.e. S, Se or Te glasses

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  • 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

(57)【要約】 【目的】 2重るつぼ法による低損失な光ファイバの製
造方法と製造装置を提供する。 【構成】 2重るつぼ法による光ファイバの製造方法に
おいて、コアるつぼ内とクラッドるつぼ内を独立にガス
で加圧し、コア及びクラッドガラスをそれぞれコアるつ
ぼノズル口及びクラッドるつぼノズル口より押し出しな
がらファイバに線引く。また、光ファイバの製造装置
は、コアるつぼ内とクラッドるつぼ内が独立にガスで加
圧できる構造を有するノズル口付2重るつぼと、それぞ
れのるつぼの内圧調節器と、ファイバの線径測定器と、
2重るつぼ加熱炉と、線引き用キャプスタンとその回転
数調節器と、クラッド内圧及びコア内圧をそれぞれ調節
して線引き速度とファイバ線径をそれぞれ一定に制御す
る機構と、光ファイバを巻き取るファイバ巻取り機とを
具備している。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、2重るつぼ法に基づく
低損失な光ファイバの製造法と製造装置に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】2重るつぼ法による光ファイバの製造で
は、コア用ガラス及びクラッド用ガラスをそれぞれ下端
にノズル口を持ち、ノズル口の中心軸を同じくするコア
るつぼ及びクラッドるつぼに入れ、加熱・軟化させ、ガ
ラスの自重で2重るつぼのノズル口より落下させた後、
ファイバに線引いていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この様
な従来の方法は、結晶化しにくい安定なガラス、例えば
シリカ系の酸化物ガラスには適用できるが、結晶化し易
いガラスでは高温で長時間保持されるため結晶が析出
し、低損失なファイバを製造することが困難であった。
【0004】さらに、従来の方法では2重るつぼのノズ
ル口からのガラスの供給はノズル口とるつぼ内のコアガ
ラス及びクラッドガラスの液面との位置の差に依存して
いた。このため、線引きの進行に伴いコアガラス液面と
クラッドガラス液面の相対的位置が変化し、その結果、
ファイバのコア/クラッド径比が変化するという問題が
あった。
【0005】また、線引きの進行に伴いガラスの供給量
が減少するので、ガラスが高温に保持される時間が増大
し、結晶化が一層進行するという問題があった。
【0006】これらの問題があったため、機能性が付与
できるとして注目されているが、結晶化し易い、カルコ
ゲン化物ガラスや燐酸系ガラスなどを用いては、従来の
2重るつぼ法では、低損失なファイバが製造できず、さ
らに、コア径の制御が困難なため、均一な単一モードフ
ァイバの製造は不可能であった。
【0007】本発明は、前記問題点を解決するためにな
されたものであり、本発明の目的は、2重るつぼ法によ
る低損失な光ファイバの製造方法と製造装置を提供する
ことにある。
【0008】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らか
にする。
【0009】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の光ファイバの製造法は、2重るつぼ法によ
る光ファイバの製造方法において、コアるつぼ内とクラ
ッドるつぼ内を独立にガスで加圧し、コア及びクラッド
ガラスをそれぞれコアるつぼノズル口及びクラッドるつ
ぼノズル口より押し出しながらファイバに線引くことを
特徴とする。
【0010】本発明の光ファイバの製造装置は、コアる
つぼ内とクラッドるつぼ内が独立にガスで加圧できる構
造を有するノズル口付2重るつぼと、それぞれのるつぼ
の内圧調節器と、ファイバの線径測定器と、2重るつぼ
加熱炉と、線引き用キャプスタンとその回転数調節器
と、クラッド内圧及びコア内圧をそれぞれ調節して線引
き速度とファイバ線径をそれぞれ一定に制御する機構
と、光ファイバを巻き取るファイバ巻取り機とを具備し
たことを特徴とする。
【0011】
【作用】前述の本発明の光ファイバの製造方法によれ
ば、コア及びクラッドガラスは軟化した直後に強制的に
ノズル口より押し出されるので、高温に保持される時間
が従来法に比べ格段に短くなる。このため結晶化が抑制
されるので、従来法では困難であった結晶化し易いガラ
スを用いても低損失なファイバが製造できる。
【0012】本発明の光ファイバ製造装置によれば、2
重るつぼのノズル口より供給されるコアガラス及びクラ
ッドガラスの量をそれぞれ一定に調節できるため、任意
でかつ均一なコア/クラッド径比が取れ、結晶化も抑制
されるので光ファイバの単一モード化と損失特性の均一
化が可能になる。
【0013】
【実施例】以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳
細に説明する。
【0014】なお、実施例を説明するための全図におい
て、同一機能を有するものは同一符号を付け、その説明
は省略する。
【0015】(実施例1)図1は、本発明の光ファイバ
の製造装置の一実施例の構成を説明するための模式構成
図である。図1において、1は2重るつぼ、2はコアる
つぼ内圧調節器、3はクラッドるつぼ内圧調節器、4は
電気炉、5は線径測定器、6はキャプスタンと回転数調
節器、7はファイバ巻取り機、8はファイバ、9はコア
るつぼ、10はクラッドるつぼ、9Aはコアガラス、1
0Aはクラッドガラス、11はガスである。
【0016】本実施例1の光ファイバの製造装置の動作
は、まず、2重るつぼ1にコアガラス9Aとクラッドガ
ラス10Aを入れ、電気炉4により加熱する。この時、
内圧調節器2及び3からガス11を2重るつぼ1内に供
給し、ノズル口より流出させておく。
【0017】2重るつぼ1内のガラスが加熱され軟化す
るとノズル口が塞がれ、2重るつぼ1内が密閉状態にな
るため内圧が上昇し、コアガラス9A及びクラッドガラ
ス10Aは加圧されてノズル口より押し出される。2重
るつぼ1のノズル口より押し出されたガラスをキャプス
タンとその回転数調節器6によって下方に引っ張ってフ
ァイバ化し、ファイバ巻取り機7によってボビンに巻き
とる。
【0018】コア/クラッド径比の制御は、まず、内圧
調節器2,3よりコアるつぼ9内及びクラッドるつぼ1
0内の圧力を調節して所定の径比に設定する。次に、線
径測定器5と線引き用キャプスタンとその回転数調節器
6により、ファイバの線径が所定の値になるように制御
する。
【0019】クラッドるつぼ10内圧は、線引き用キャ
プスタンとその回転数調節器6から長周期の線速変動を
検出し、線速が一定になるようにクラッドるつぼ内圧調
節器3により制御する。コアるつぼ9内圧は、線径測定
器から長周期の線径変動を検出し、線径が一定になるよ
うにコアるつぼ内圧調節器2により制御する。
【0020】以上の説明からわかるように、本実施例1
の光ファイバの製造装置によれば、2重るつぼ1のノズ
ル口より供給されるコアガラス及びクラッドガラスの量
をそれぞれ一定に調節できるため、任意でかつ均一なコ
ア/クラッド径比が取れ、結晶化も抑制されるので、光
ファイバの単一モード化と損失特性の均一化が可能にな
る。
【0021】(実施例2)本発明の実施例2の光ファイ
バの製造方法について詳細に説明する。
【0022】本実施例2では、カルコゲン化物ガラス及
び燐酸系ガラスのファイバ化を示すが、他のガラス系に
おいても同様の効果が得られる。
【0023】コアガラスにAs40s60(at%)、クラッド
ガラスにAs3862(at%)を用い、これらを石英ガラ
ス製2重るつぼ(コアるつぼのノズル口径:0.3mm、
クラッドるつぼのノズル口径:5mm)1に入れ、図1に
示した装置にセットした。
【0024】なお、るつぼに入れたガラスは、軟化後に
コアるつぼ内とクラッドるつぼ内のガラス液面位置が同
一になるように秤量した。
【0025】内圧調節器によりコアとクラッドの内圧が
それぞれ1kg/cm2になるように初期設定し、コアるつぼ
内及びクラッドるつぼ内にそれぞれに毎分30cc、30
0ccのアルゴンガスを流しながら、2重るつぼを電気炉
で約260℃に加熱した。
【0026】軟化し、押し出されたガラスを線引き、外
径125μmに線径制御してファイバ化した。次に所定
の内圧差(コアるつぼの内圧−クラッドるつぼの内圧)
を設定し、その後、線速が一定になるようにクラッドる
つぼ内圧を、線径が一定になるようにコアるつぼ内圧を
それぞれ制御・調節しながら、500mのファイバを製
造した。この様にして得られたファイバのコア径と初期
設定した内圧差の関係を図2に示す。
【0027】コア径の変動はいずれも500mにわたっ
て5%以内に入っており、大きな結晶(粒径が数μmの
もの)は析出しなかった。コア径2μmのファイバは、
比屈折率差が1.3%、カットオフ波長が1.1μmの単
一モードファイバで、波長1.3μmので損失は1dB/km
と低損失であった。
【0028】(実施例3)本発明の実施例3の光ファイ
バの製造方法について詳細に説明する。
【0029】コアガラスに30.61P25−23.18
Al23−44.11Na2O−2.1PbO(mol%)、
クラッドガラスに31.25P25−23.064Al2
3−45.11Na2O(mol%)を用い、これらを白金
製2重るつぼ(コアるつぼのノズル口径:0.3mm、ク
ラッドるつぼのノズル口径:5mm)に入れ、図1に示し
た装置にセットした。
【0030】なお、2重るつぼに入れたガラスは、軟化
後にコアるつぼ内とクラッドるつぼ内のガラス液面位置
が同一になるように所定の量を秤量した。内圧調節器に
よりコアとクラッドの内圧がそれぞれ2.0kg/cm2、0.
1kg/cm2になるように初期設定し、コアるつぼ内及びク
ラッドるつぼ内にそれぞれ毎分30cc、300ccのアル
ゴンガスを流しながら、2重るつぼを電気炉で約680
℃に加熱した。
【0031】軟化し、押し出されたガラスを線引き、外
径125μmに線径を制御してファイバ化した。次に内
圧差が1.0kg/cm2になるように設定し、その後、線速
が一定になるようにクラッドるつぼ内圧を、線径が一定
になるようにコアるつぼ内圧をそれぞれ制御・調節しな
がら、300mのファイバを製造した。
【0032】この様にして得られたファイバのコア径は
300mにわたって4.5±0.3μmであり、大きな結
晶(粒径が数μmのもの)は析出しなかった。得られた
ファイバは、比屈折率差が1.0%、カットオフ波長が
1.25μmの単一モードファイバになっており、波長
1.3μmにおける損失は0.8dB/mと低損失であった。
【0033】(比較例1)実施例2において、コアるつ
ぼ内とクラッドるつぼ内を加圧しなかった場合、2重る
つぼ内のガラスをファイバに線引くためにはるつぼを2
80℃以上の高い温度に加熱する必要があった。ただ
し、300℃以下ではコアガラスが供給されずコア・ク
ラッド構造が形成できなかった。また、310℃に加熱
した場合にはコアが形成されたが、線引きの進行に伴
い、コア径は1μmから3μmに増加し、結晶が析出す
るようになってその頻度がしだいに増大した。得られた
ファイバの損失値は、線引きの初期の部分では10dB/
m、最後の部分(得られた500mのファイバの終端)
では300dB/mと極めて大きくなった。
【0034】以上の説明からわかるように、本実施例
2,3の光ファイバの製造方法によれば、コア及びクラ
ッドガラスは軟化した直後に強制的にノズル口より押し
出されるので、高温に保持される時間が従来法に比べ格
段に短くなる。このため結晶化が抑制されるので、従来
法では困難であった結晶化し易いガラスを用いても低損
失なファイバが製造できる。
【0035】以上、本発明を前記実施例に基づき具体的
に説明したが、本発明は、前記実施例に限定されるもの
ではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更
可能であることは勿論である。
【0036】
【発明の効果】以上、説明したように、本発明の光ファ
イバの製造方法によれば、コア及びクラッドガラスは軟
化した直後に強制的にノズル口より押し出されるので、
高温に保持される時間を短縮することができる。このた
め結晶化が抑制されるので、結晶化し易いガラスを用い
ても低損失なファイバを製造することができる。
【0037】また、熱安定性におとり結晶化し易いガラ
スを用いても低損失な単一モード光ファイバが製造でき
るので、光非線形を応用した光シャッターや、光活性イ
オンを用いる光増幅器などのファイバ型光部品の高性能
化や低コスト化を図ることができる。
【0038】本発明の光ファイバの製造装置によれば、
2重るつぼのノズル口より供給されるコアガラス及びク
ラッドガラスの量をそれぞれ一定に調節できるため、任
意でかつ均一なコア/クラッド径比が取れ、結晶化も抑
制されるので、光ファイバの単一モード化と損失特性の
均一化が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の光ファイバの製造装置の一実施例の
構成を説明するための模式構成図、
【図2】 本発明の実施例2の光ファイバの製造方法に
おけるコアるつぼ内とクラッドるつぼ内の内圧差(初期
設定値)と、得られたファイバのコア径(外径は125
μm)との関係を示す図。
【符号の説明】
1…2重るつぼ、2…コアるつぼ内圧調節器、3…クラ
ッドるつぼ内圧調節器、4…電気炉、5…線径測定器、
6…キャプスタンと回転数調節器、7…ファイバ巻取り
機、8…ファイバ、9…コアるつぼ、9A…コアガラ
ス、10…クラッドるつぼ、10A…クラッドガラス、
11…ガス。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 2重るつぼ法による光ファイバの製造方
    法において、コアるつぼ内とクラッドるつぼ内を独立に
    ガスで加圧し、コア及びクラッドガラスをそれぞれコア
    るつぼノズル口及びクラッドるつぼノズル口より押し出
    しながらファイバに線引くことを特徴とする光ファイバ
    の製造法。
  2. 【請求項2】 コアるつぼ内とクラッドるつぼ内が独立
    にガスで加圧できる構造を有するノズル口付2重るつぼ
    と、それぞれのるつぼの内圧調節器と、ファイバの線径
    測定器と、2重るつぼ加熱炉と、線引き用キャプスタン
    とその回転数調節器と、クラッド内圧及びコア内圧をそ
    れぞれ調節して線引き速度とファイバ線径をそれぞれ一
    定に制御する機構と、光ファイバを巻き取るファイバ巻
    取り機とを具備したことを特徴とする光ファイバの製造
    装置。
JP20083092A 1992-07-28 1992-07-28 光ファイバの製造法と製造装置 Pending JPH0651138A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000075086A1 (en) * 1999-06-03 2000-12-14 Corning Incorporated Flow control for optical fiber fabrication using the double crucible technique
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CN106186664A (zh) * 2016-07-22 2016-12-07 北京玻璃研究院 一种用于拉制硫系玻璃红外光纤的双坩埚

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