JPH08295525A - 光ファイバ線引炉及び線引方法 - Google Patents

光ファイバ線引炉及び線引方法

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JPH08295525A
JPH08295525A JP10086995A JP10086995A JPH08295525A JP H08295525 A JPH08295525 A JP H08295525A JP 10086995 A JP10086995 A JP 10086995A JP 10086995 A JP10086995 A JP 10086995A JP H08295525 A JPH08295525 A JP H08295525A
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JP
Japan
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optical fiber
core tube
circularity
furnace
heating means
Prior art date
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JP10086995A
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English (en)
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Hiroaki Ota
博昭 太田
Ichiro Tsuchiya
一郎 土屋
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Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Publication date
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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
    • C03B37/025Manufacture 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
    • C03B37/029Furnaces therefor
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B2205/00Fibre drawing or extruding details
    • C03B2205/60Optical fibre draw furnaces
    • C03B2205/62Heating means for drawing
    • C03B2205/63Ohmic resistance heaters, e.g. carbon or graphite resistance heaters
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B2205/00Fibre drawing or extruding details
    • C03B2205/60Optical fibre draw furnaces
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Abstract

(57)【要約】 【目的】光ファイバの線引炉及び線引方法を提供する。 【構成】炉心管及びその外周に3以上の加熱手段を有す
る光ファイバ母材の線引炉であって、上記炉心管または
上記加熱手段の炉心管軸に垂直な断面における複数位置
の温度測定手段及び該測定温度により各加熱手段を互い
に独立して制御する手段とを有する炉、あるいはさらに
線引されるファイバの非円率測定手段と非円率データを
温度制御手段にフィードバックするように構成した炉、
並びにこれらの炉を用いて非円率の小さいファイバを線
引する方法。 【効果】線引炉自体の対称性が向上していること、複数
個のヒータを独立に制御することにより、炉体構造以外
の非対称性の影響をより小さくできるため、非円率の小
さな光ファイバを線引できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は光ファイバ線引炉及び線
引方法に関する。より詳細には、非円率の小さい光ファ
イバを低コストで製造できる線引炉及び線引炉に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来、光ファイバ母材を加熱、溶融する
線引炉としては主にカーボン製のヒータを用いた抵抗加
熱炉が用いられている。例えば図7に示すように、1ケ
のヒータ2に2個の電極3をとりつけ電源5からの電力
を供給して光ファイバ母材1を加熱溶融している。図7
において4は断熱材、6はケース、7は温度計、8は電
力ケーブル、9は温度測定孔を意味する。ところで、光
ファイバ構造パラメータのひとつとして非円率がある。
これは〔非円率=(長径−短径)/平均径〕の式で定義
されるものであり、光ファイバ断面の長径と短径を測定
して求められるが、非円率が小さいほどファイバ断面は
真円に近い。従来法は光ファイバ母材の中心軸を線引炉
中心に合わせることにより周方向に均一に光ファイバ母
材が加熱され、光ファイバの非円率も比較的小さく抑え
ることができていた。しかし、近年光ファイバの低コス
ト化を目指し光ファイバ母材が大型化された影響によ
り、非円率は線引炉の温度の均一性に大きく影響を受け
るようになってきた。例えば図7に示されるヒータで線
引した場合、2ケ所ある電極3からの放熱により影響を
受け、線引前の光ファイバ母材の非円状況と線引後の光
ファイバの非円状況が異なっていまい、たとえ線引前の
光ファイバ母材断面が真円であったとしても、線引後の
光ファイバは電極の方向が長軸となる断面長円形になる
といった問題である。図7中の矢印は電極3からの放熱
を示す。これに対し、実開平1−157131号公報に
は図9に示すようにスリットを設けたヒータに2ケ所の
電極を有するものを用い、線引炉そのものを回転させる
ことにより、炉体周方向の温度不均一性をキャンセルす
る方法が提案されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】前記公報記載の方法で
は炉体が回転する際の振動やガスの乱れにより光ファイ
バの線径に変動が生じる危険性が考えられる。また、炉
体の回転はせいぜい90度程度でありその効果にも限度
があると考えられる。本発明はこのような現状と従来法
の問題点に鑑み、炉体を動作させることなく、しかも光
ファイバ母材を均一に加熱できて非円率の小さな光ファ
イバを線径変動なく製造できる装置及び方法を提供しよ
うと意図するものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の手段として、本発明は炉心管及び該炉心管外周を囲ん
で設けられた3以上の加熱手段を有してなり該炉心管と
同軸に挿入した光ファイバ母材を加熱・溶融線引する炉
であって、上記加熱手段の炉心管軸に垂直な断面におけ
る複数の位置の温度を測定する手段及び各位置での測定
温度により各加熱手段を互いに独立して制御する手段と
を有することを特徴とする光ファイバ線引炉を提供す
る。また本発明は、炉心管及び該炉心管外周を囲んで設
けられた3以上の加熱手段を有してなり炉心管と同軸に
挿入した光ファイバ母材を加熱・溶融線引する炉であっ
て、上記加熱手段の炉心管軸に垂直な断面における複数
の位置の温度を測定する手段、線引されたファイバの非
円率を測定する手段、各位置での測定温度またはファイ
バの非円率測定値により各加熱手段を互いに独立して制
御する手段、とを有することを特徴とする光ファイバ線
引炉を提供する。さらに本発明は、炉心管および該炉心
管外周を囲んで設けられた加熱手段とを有する線引炉の
炉心管に光ファイバ母材を挿入し、加熱・溶融して光フ
ァイバに線引きする方法において、上記加熱手段の炉心
管軸に垂直な断面における複数の位置の温度を測定し、
該測定温度により各加熱手段を互いに独立して制御しな
がら線引きされる光ファイバの非円率を最小にすること
を特徴とする線引方法を提供する。本発明における特に
好ましい実施態様として、上記複数の位置における温度
差と線引された非円率の関係を予め調べておき、得られ
る光ファイバの非円率が最小になる温度差に制御しなが
ら線引きすることが挙げられる。また、本発明における
特に好ましい実施態様として、上記光ファイバ母材の径
および線引残長にしたがい温度差を変化させながら線引
きすることが挙げられる。
【0005】
【作用】本発明においては線引炉内に3つ以上の複数の
ヒータを設け、それぞれのヒータを個別に制御する構造
を採用し、線引される光ファイバの非円率を測定し、そ
の測定値に対応して個別にヒータを温度制御する。ヒー
タを3以上とした理由は、図8に示すように2個のヒー
タ2の場合にはやはり図中の矢印で示すように2つの電
極3からの放熱を受けて電極方向を長軸とする断面長円
形となり好ましくないからである。図8中において図7
と共通の符号は同じ意味を示す。これにより、光ファイ
バ母材のネックダウン部での温度、粘度等の溶融状態は
その周方向において均一となり、該線引炉にセットされ
た当初の光ファイバ母材と相似形となるので、該ネック
ダウン部における母材の非円率はごく小さく、母材の材
質も軸対称で均一である。また、本発明では機械的に動
作する部分を無くしているので、炉体を動作させるタイ
プの公知技術における光ファイバの線径変動の問題は解
消される。従って、本発明によれば非円率の小さい、す
なわち、非常に断面が真円に近い光ファイバを線径変動
なく製造できる。
【0006】図1は本発明の線引炉の一具体例の光ファ
イバ母材軸方向に垂直な断面図であり、図1において1
〜6および9は図7と同じを意味し、7は温度計、8は
電力ケーブル、10は炉心管である。図1の例では4個
のヒータ2がそれぞれ電源5に接続され、光ファイバ母
材1の周りにリング状に配置されている。個々のヒータ
2は、それぞれケース6並びに断熱材4に設けられた測
定孔9により放射されるヒータの熱を温度計7で測定で
きるようになっていて、この測定値は図示は省略したが
信号として制御系に送られ、該制御系は個々のヒータの
温度を独立して制御できる。図1の例ではヒータが4個
の例を示したが、本発明ではヒータは3個以上の複数個
であればよく、炉心管外周を等分割することが好まし
い。
【0007】図2は本発明の線引炉から線引される光フ
ァイバの非円率を測定する手段、該非円率測定値を各加
熱手段の温度制御にフィードバックして非円率を可能な
かぎり小さくする方法を模式的に示した図である。線引
炉の下部にはレーザ式外径測定器12がヒータの数に対
応して取り付けられており、線引された光ファイバ11
の外径を測定して得られたファイバの非円率を測定す
る。この測定値の変化は変換部16において電力の変化
に変換することにより、外径変化をフィードバックして
オンラインで電力を変更して母材の非円率を調整する。
図2において13は樹脂被覆用ダイス、14は樹脂硬化
装置、15は巻取機、16は外径測定装置12からの信
号の変換部を意味する。
【0008】
【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
るが、本発明はこれに限定されるところはない。 〔実施例1〕図1の構成の本発明に係る線引炉を用い、
4個のヒータ(カーボンヒータ)をそれぞれの制御装置
によりすべて2140℃に制御し、外径50mmφの光フ
ァイバ母材を外径125μmの光ファイバに線引した。
このときの非円率は図3のグラフ図に示すように、0.
1〜0.5%であった。後述する従来法による比較例の
場合より炉体構造の対称性がよいため、非円率は半減す
ることを確認した。
【0009】〔実施例2〕実施例1で用いたものと同様
の線引炉および外径50mmφの光ファイバ母材を用
い、実施例1における光ファイバ外径の断面の非円率の
測定結果に鑑み、この非円と長軸側になる2つのヒータ
の温度を2150℃とし、短軸側になる2つのヒータの
温度を2130℃にして、外径125μmの光ファイバ
に線引した。得られた光ファイバの非円率は図4のグラ
フ図に示すように0〜0.2%と、実施例1のものより
さらに小さな値であった。
【0010】〔実施例3〕実施例1と同様の光ファイバ
母材について、実施例2で得られたデータに基き、非円
率が大きい変化する部分、すなわちファイバ長が線引開
始〜40kmの部分と同80km〜100kmの部分に
おいて、隣りあうヒータの温度差(℃)を非円の変化に
応じて図5のグラフ図に示すように大きくなるようにし
て線引きした。その結果、得られた光ファイバの非円率
は図6のグラフ図に示されるように、線引された光ファ
イバの全長に対して非円率0.1%以下と非常に小さか
った。
【0011】〔比較例1〕図7に示すヒータ(カーボン
ヒータ)が分割されておらず電極を2ケ所に有する従来
構造の線引炉を用いて、実施例1と同様の50mmφの
光ファイバ母材を125μmの光ファイバに線引きし
た。得られた光ファイバの非円率は0.3〜1.0%と
本発明の実施例にくらべ大きなものであった。
【0012】〔実施例4〕実施例1と同様の光ファイバ
母材について、図2の装置を用いて外径測定器の測定値
からオンラインで温度を制御して線引する方法によって
も実施例3の場合と同様に線引された光ファイバの全長
に対して非円率0.1%以下の良好な光ファイバが得ら
れた。
【0013】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の光ファイ
バ線引炉は炉自体の対称性が向上していることにより、
また、複数個のヒータを夫々独立に制御することによ
り、ガス流れや加熱手段の素材の異方性等の炉体構造以
外の非対称性の影響をより小さくできることにより、非
円率の小さな光ファイバを線引することができる。
【0014】
【図面の簡単な説明】
【図1】は本発明の線引炉の一具体例を示す概略断面図
である。
【図2】は本発明の一実施態様を示す概略説明図であ
る。
【図3】は本発明の実施例1で得られた光ファイバの非
円率を示すグラフ図である。
【図4】は本発明の実施例2で得られた光ファイバの非
円率を示すグラフ図である。
【図5】は本発明の実施例3において隣りあうヒータの
温度差を非円の変化に応じて制御した状態を示すグラフ
図である。
【図6】は本発明の実施例3で得られた光ファイバの非
円率を示すグラフ図である。
【図7】は従来の線引炉の一例を概略説明する断面図で
ある。
【図8】は従来の線引炉の他の一例を概略説明する断面
図である。
【図9】は従来の線引炉の他の一例の概略説明図であ
る。
【符号の説明】
1 光ファイバ母材 2 ヒータ 3 電極 4 断熱材 5 電源 6 ケース 7 温度計 8 電力ケーブル 9 測定孔 10 炉心管 11 光ファイバ 12 外径測定器 13 樹脂被覆用ダイス 14 樹脂硬化装置 15 巻取機 16 変換部

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 炉心管及び該炉心管外周を囲んで設けら
    れた3以上の加熱手段を有してなり該炉心管と同軸に挿
    入した光ファイバ母材を加熱・溶融線引する炉であっ
    て、上記加熱手段の炉心管軸に垂直な断面における複数
    の位置の温度を測定する手段及び各位置での測定温度に
    より各加熱手段を互いに独立して制御する手段とを有す
    ることを特徴とする光ファイバ線引炉。
  2. 【請求項2】 炉心管及び該炉心管外周を囲んで設けら
    れた3以上の加熱手段を有してなり炉心管と同軸に挿入
    した光ファイバ母材を加熱・溶融線引する炉であって、
    上記加熱手段の炉心管軸に垂直な断面における複数の位
    置の温度を測定する手段、線引されたファイバの非円率
    を測定する手段、各位置での測定温度またはファイバの
    非円率測定値により各加熱手段を互いに独立して制御す
    る手段、とを有することを特徴とする光ファイバ線引
    炉。
  3. 【請求項3】 炉心管および該炉心管外周を囲んで設け
    られた加熱手段とを有する線引炉の炉心管に光ファイバ
    母材を挿入し、加熱・溶融して光ファイバに線引きする
    方法において、上記加熱手段の炉心管軸に垂直な断面に
    おける複数の位置の温度を測定し、該測定温度により各
    加熱手段を互いに独立して制御しながら線引きされる光
    ファイバの非円率を最小にすることを特徴とする線引方
    法。
  4. 【請求項4】 上記複数の位置における温度差と線引さ
    れた非円率の関係を予め調べておき、得られる光ファイ
    バの非円率が最小になる温度差に制御しながら線引きす
    ることを特徴とする請求項3記載の線引方法。
  5. 【請求項5】 上記光ファイバ母材の径および線引残長
    にしたがい温度差を変化させながら線引きすることを特
    徴とする請求項3または請求項4記載の線引方法。
JP10086995A 1995-04-25 1995-04-25 光ファイバ線引炉及び線引方法 Pending JPH08295525A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100396264B1 (ko) * 2001-06-13 2003-09-02 삼성전자주식회사 광섬유 인출 설비의 베어 파이버 진원도 측정 방법

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