JPH11322356A - Dehydration and making transparent glass of optical fiber porous preform and apparatus therefor - Google Patents

Dehydration and making transparent glass of optical fiber porous preform and apparatus therefor

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JPH11322356A
JPH11322356A JP12726198A JP12726198A JPH11322356A JP H11322356 A JPH11322356 A JP H11322356A JP 12726198 A JP12726198 A JP 12726198A JP 12726198 A JP12726198 A JP 12726198A JP H11322356 A JPH11322356 A JP H11322356A
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JP
Japan
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optical fiber
temperature
preform
heater
fiber porous
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Application number
JP12726198A
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Japanese (ja)
Inventor
Hisashi Koaizawa
久 小相澤
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Furukawa Electric Co Ltd
Original Assignee
Furukawa Electric Co 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
    • C03B37/012Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
    • C03B37/014Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments made entirely or partially by chemical means, e.g. vapour phase deposition of bulk porous glass either by outside vapour deposition [OVD], or by outside vapour phase oxidation [OVPO] or by vapour axial deposition [VAD]
    • C03B37/01446Thermal after-treatment of preforms, e.g. dehydrating, consolidating, sintering
    • C03B37/0146Furnaces therefor, e.g. muffle tubes, furnace linings

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for dehydrating and making transparent glass of an optical fiber porous preform by which the fluctuation of characteristics in the longitudinal direction of the preform after the dehydration and making transparent glass can be reduced. SOLUTION: An optical fiber porous preform 2 is placed in a furnace core tube 1 and heated with a heater 7 of a heating furnace 8 arranged outside the furnace core tube 1 to carry out the dehydration and transparentization treatment. In the process, the temperature of the heater 7 is controlled with a controller so as to provide the temperature of the preform 2 in a site for measuring the temperature within a required range while measuring the temperature of the preform 2 in the furnace core tube 1 with measuring window means 31 and 32 and preform temperature measuring means 33 and 34 installed in the heating furnace 8.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバ多孔質
母材の脱水・透明ガラス化方法及び装置に関するもので
ある。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and an apparatus for dehydrating and vitrifying a porous optical fiber preform.

【0002】[0002]

【従来の技術】VAD法で合成されたコア用光ファイバ
多孔質母材や、このコア用光ファイバ多孔質母材を脱水
・透明ガラス化したコア用光ファイバ母材を出発母材と
して外付け法で合成された線引き用光ファイバ多孔質母
材からなる光ファイバ多孔質母材を脱水・透明ガラス化
する光ファイバ多孔質母材の脱水・透明ガラス化装置
は、図8に示すように、石英ガラスやアルミナ等のセラ
ミックス製かカーボン製で縦向きに配置された炉芯管1
を備えている。炉芯管1内には、光ファイバ多孔質母材
2が母材支持棒3の下端のチャック4で把持されて吊り
下げ配置されるようになっている。炉芯管1の上端の母
材挿入口1aは上蓋5で塞がれ、炉芯管1の下部には該
炉芯管1内に所要のガスを供給するガス供給ポート6が
設けられている。炉芯管1の外側には、ヒータ7により
光ファイバ多孔質母材2を図9に示すような温度分布で
加熱する加熱炉8が設けられている。炉芯管1を用いる
理由は、ハロゲン系のガスを光ファイバ多孔質母材2の
熱処理に用いるため、このガスが加熱炉8の炉体9内に
入らないようにするためである。炉体9にもガス供給ポ
ート10が独立して設けられている。炉芯管1の上部側
面には炉芯管1内に供給されたガスを排気する排気管1
1が接続され、この排気管11は図示しない排気系に接
続されて排気ガスの処理が行われるようになっている。
2. Description of the Related Art A core optical fiber preform synthesized by a VAD method or a core optical fiber preform obtained by dehydrating and clearing the core optical fiber preform is externally attached as a starting material. As shown in FIG. 8, an apparatus for dehydrating and vitrifying an optical fiber porous preform for dehydrating and vitrifying an optical fiber porous preform composed of a drawing optical fiber porous preform synthesized by a method as shown in FIG. Furnace tube 1 made of ceramics such as quartz glass or alumina or carbon and arranged vertically
It has. In the furnace core tube 1, an optical fiber porous preform 2 is held by a chuck 4 at the lower end of a preform support rod 3 and suspended therefrom. A base material insertion opening 1a at the upper end of the furnace core tube 1 is closed by an upper lid 5, and a gas supply port 6 for supplying a required gas into the furnace core tube 1 is provided at a lower portion of the furnace core tube 1. . A heating furnace 8 is provided outside the furnace core tube 1 to heat the optical fiber porous preform 2 with a temperature distribution as shown in FIG. The reason why the furnace core tube 1 is used is that a halogen-based gas is used for heat treatment of the optical fiber porous preform 2 so that the gas does not enter the furnace body 9 of the heating furnace 8. The furnace body 9 is also provided with a gas supply port 10 independently. An exhaust pipe 1 for exhausting gas supplied into the furnace core tube 1 is provided on an upper side surface of the furnace core tube 1.
The exhaust pipe 11 is connected to an exhaust system (not shown) to process exhaust gas.

【0003】炉芯管1内の光ファイバ多孔質母材2は、
昇降機構12で昇降されるようになっている。昇降機構
12は、駆動モータ13と、この駆動モータ13により
縦向き状態で回転駆動されるボールネジ14と、このボ
ールネジ14にネジ結合で嵌まりあって図示しない回り
止め手段で回り止めされていて該ボールネジ14の回転
により昇降されるナット状部材15と、このナット状部
材15に一体化されていて母材支持棒3を昇降させる支
持棒ホルダ16とで構成されている。
The optical fiber porous preform 2 in the furnace core tube 1 is
The elevating mechanism 12 moves up and down. The elevating mechanism 12 is driven by a drive motor 13, a ball screw 14 which is driven to rotate in a vertical direction by the drive motor 13, is fitted to the ball screw 14 by screw connection, and is prevented from rotating by detent means (not shown). It comprises a nut-like member 15 that is raised and lowered by the rotation of the ball screw 14, and a support rod holder 16 that is integrated with the nut-like member 15 and that raises and lowers the base material support rod 3.

【0004】また、この装置には、駆動モータ13から
の回転位置信号S1 と、加熱炉8からのヒータ温度信号
S10とを入力として、駆動モータ13に速度信号S2 を
出して光ファイバ多孔質母材2の昇降を制御すると共に
ヒータ7にも制御信号を出してヒータ温度を所要の範囲
とする制御をする制御器17が設けられている。
Further, this apparatus receives a rotational position signal S1 from the drive motor 13 and a heater temperature signal S10 from the heating furnace 8 and outputs a speed signal S2 to the drive motor 13 to input an optical fiber porous substrate. A controller 17 that controls the raising and lowering of the material 2 and outputs a control signal to the heater 7 to control the heater temperature to a required range is provided.

【0005】このような光ファイバ多孔質母材の脱水・
透明ガラス化装置では、光ファイバ多孔質母材2を炉芯
管1の上部より昇降機構12による下降操作で該炉芯管
1内に挿入し、炉芯管1内の所定位置で該光ファイバ多
孔質母材2を止め、脱水・透明ガラス化の熱処理を開始
する。この場合、炉芯管1の上端の母材挿入口1aは上
蓋5で塞ぎ、母材支持棒3と上蓋5との隙間から大気が
入らないように、図示しないシールガス供給部から窒素
ガスやアルゴンガス等の不活性ガスを供給してガスシー
ルを行う。
[0005] Dehydration of such a porous optical fiber preform
In the transparent vitrification apparatus, the optical fiber porous preform 2 is inserted into the furnace core tube 1 from the upper part of the furnace core tube 1 by a descending operation by an elevating mechanism 12, and the optical fiber is placed at a predetermined position in the furnace core tube 1. The porous base material 2 is stopped, and heat treatment for dehydration and transparent vitrification is started. In this case, the base material insertion opening 1a at the upper end of the furnace core tube 1 is closed with an upper lid 5, and nitrogen gas or the like is supplied from a sealing gas supply unit (not shown) so that air does not enter through a gap between the base material support rod 3 and the upper lid 5. Gas sealing is performed by supplying an inert gas such as an argon gas.

【0006】脱水処理や透明ガラス化処理は、通常1つ
のヒータ7によりできる加熱ゾーンに光ファイバ多孔質
母材2を送り込みながら行う。この場合、光ファイバ多
孔質母材2の受ける熱量は、該光ファイバ多孔質母材2
の長手方向で異なる。これは、光ファイバ多孔質母材2
の最初と最後の形状が該光ファイバ多孔質母材2の中間
の平行部と異なることにより、加熱ゾーンより受ける熱
量に差が生じる。また、光ファイバ多孔質母材2の密度
分布が長手方向に変動している部分は、受けた熱量の径
方向及び長手方向への熱伝導の状態が変わるため、同一
の加熱ゾーンの温度分布を形成しても、脱水・透明ガラ
ス化の状態は変化してしまう。また、供給するガスによ
り、処理済み部は冷却され、未処理部は加熱される。脱
水の場合には、脱水状態も処理済み部、未処理部では異
なる。従って、光ファイバ多孔質母材2の長手方向によ
って脱水履歴や加熱の履歴が大きく異なることが容易に
想像できる。
The dehydration treatment and the vitrification treatment are usually performed while feeding the porous optical fiber preform 2 into a heating zone formed by one heater 7. In this case, the amount of heat received by the optical fiber porous preform 2 is
In the longitudinal direction. This is the optical fiber porous preform 2
Is different from the middle parallel portion of the optical fiber porous preform 2, a difference occurs in the amount of heat received from the heating zone. Also, in the portion where the density distribution of the optical fiber porous preform 2 fluctuates in the longitudinal direction, the state of heat conduction in the radial direction and the longitudinal direction of the received heat changes, so that the temperature distribution in the same heating zone is changed. Even if formed, the state of dehydration and transparent vitrification will change. Further, the processed gas is cooled by the supplied gas, and the unprocessed gas is heated. In the case of dehydration, the dehydration state differs between the treated part and the untreated part. Therefore, it can be easily imagined that the dehydration history and the heating history greatly differ depending on the longitudinal direction of the optical fiber porous preform 2.

【0007】そこで、光ファイバ多孔質母材2が加熱ゾ
ーンからの受ける熱量を実質的にほぼ同じにするため
に、光ファイバ多孔質母材2の引下げ移動速度を長手方
向で調節することや、加熱ゾーンの温度を調節すること
が提案されている(特開平8−225337)。この特
開平8−225337号では、光ファイバ多孔質母材2
の脱水・透明ガラス化時に該光ファイバ多孔質母材2に
加える長手方向の温度の変化量や送り速度の変化量は、
熱処理後の母材の屈折率分布が長手方向にほぼ一定にな
るように前もって実験により制御パターンを決定してい
る。
In order to make the amount of heat received by the porous optical fiber preform 2 from the heating zone substantially the same, it is possible to adjust the moving speed of the porous optical fiber preform 2 down in the longitudinal direction. It has been proposed to adjust the temperature of the heating zone (JP-A-8-225337). In Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 8-225337, an optical fiber porous preform 2 is disclosed.
The amount of change in the temperature in the longitudinal direction and the amount of change in the feed rate applied to the optical fiber porous preform 2 during dehydration and transparent vitrification of
The control pattern is determined in advance by experiments so that the refractive index distribution of the base material after the heat treatment becomes substantially constant in the longitudinal direction.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、VAD
法や外付け法で合成した光ファイバ多孔質母材2は必ず
しも同じではない。即ち、光ファイバ多孔質母材2の外
径や長さが製造毎に異なることがある。また、装置が異
なることによるこれらの差は、それ以上に大きい。ま
た、光ファイバ多孔質母材2の密度については径方向に
分布を持つが、その分布が光ファイバ多孔質母材2の長
手方向にも変動する。この光ファイバ多孔質母材2の密
度変動は、脱水処理時の光ファイバ多孔質母材2の長手
方向で脱水状態や屈折率分布の変動に大きく影響するも
のと思われる。また、この光ファイバ多孔質母材2の製
造毎の密度変動と、装置間の密度変動が存在する。従っ
て、このような変動を統計的に処理して最適な加熱ゾー
ンの温度設定や、送り速度の設定は可能であると思われ
るが、個々の光ファイバ多孔質母材2の密度変動を考慮
すると、脱水・透明ガラス化処理を予め定めた温度や引
下げ速度で制御しても処理後の光ファイバ母材の屈折率
分布が長手方向にほぼ一定になるとは限らない問題点が
あった。
However, VAD
The optical fiber porous preform 2 synthesized by a method or an external method is not necessarily the same. That is, the outer diameter and length of the optical fiber porous preform 2 may be different for each production. Also, these differences due to different devices are even greater. The density of the porous optical fiber preform 2 has a distribution in the radial direction, and the distribution also varies in the longitudinal direction of the porous optical fiber preform 2. It is considered that the density fluctuation of the optical fiber porous preform 2 greatly affects the dehydration state and the fluctuation of the refractive index distribution in the longitudinal direction of the optical fiber porous preform 2 during the dehydration treatment. In addition, there is a density variation for each production of the optical fiber porous preform 2 and a density variation between apparatuses. Therefore, it is considered that such a change can be statistically processed to set the optimal temperature of the heating zone and the setting of the feed rate. However, when the density change of the individual optical fiber porous preform 2 is considered, In addition, even if the dehydration / transparent vitrification treatment is controlled at a predetermined temperature or a lowering speed, there is a problem that the refractive index distribution of the optical fiber preform after the treatment is not always substantially constant in the longitudinal direction.

【0009】本発明の目的は、脱水・透明ガラス化後の
母材の長手方向の特性の変動を低減できる光ファイバ多
孔質母材の脱水・透明ガラス化方法及び装置を提供する
ことにある。
An object of the present invention is to provide a method and an apparatus for dehydrating / clearing a porous optical fiber preform, which can reduce fluctuations in the longitudinal properties of the preform after dehydration / transparent vitrification.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明は、光ファイバ多
孔質母材を炉芯管の中に挿入し、該炉芯管の外に配置し
た加熱炉のヒータにより光ファイバ多孔質母材を加熱し
て脱水・透明ガラス化処理を行う光ファイバ多孔質母材
の脱水・透明ガラス化方法を改良するものである。
According to the present invention, an optical fiber porous preform is inserted into a furnace core tube, and the optical fiber porous preform is heated by a heater of a heating furnace disposed outside the furnace core tube. It is an object of the present invention to improve a method of dehydrating / transparent vitrifying an optical fiber porous preform in which heating is performed to effect dehydration / transparent vitrification.

【0011】本発明に係る光ファイバ多孔質母材の脱水
・透明ガラス化方法においては、炉心管内の母材の温度
を測定しつつその温度測定箇所の母材の温度が所要の範
囲になるようにヒータの温度又は母材の引下げ速度のい
ずれか一方又は双方を制御することを特徴とする。
In the method of dehydrating and vitrifying a porous optical fiber preform according to the present invention, while measuring the temperature of the preform in a furnace tube, the temperature of the preform at the temperature measurement point is kept within a required range. In addition, one or both of the temperature of the heater and the pull-down speed of the base material are controlled.

【0012】このように炉心管内の母材の温度を測定し
つつその温度測定箇所の母材の温度が所要の範囲になる
ようにヒータの温度又は母材の引下げ速度のいずれか一
方又は双方を制御すると、光ファイバ多孔質母材の外径
が長手方向に変化している母材や、外径の異なる光ファ
イバ多孔質母材であっても該母材自身を所要の範囲の温
度条件で熱処理することができるので、脱水・透明ガラ
ス化後の母材の長手方向の特性の変動を低減することが
できる。
As described above, while measuring the temperature of the base material in the core tube, one or both of the heater temperature and the base material lowering speed are adjusted so that the temperature of the base material at the temperature measurement point falls within a required range. When controlled, even if the outer diameter of the optical fiber porous preform changes in the longitudinal direction or the optical fiber porous preform having a different outer diameter, the preform itself is subjected to a temperature in a required range. Since the heat treatment can be performed, fluctuations in the properties in the longitudinal direction of the base material after dehydration and transparent vitrification can be reduced.

【0013】また本発明は、光ファイバ多孔質母材を炉
芯管の中に挿入し、該炉芯管の外に配置した加熱炉のヒ
ータにより光ファイバ多孔質母材を加熱して脱水・透明
ガラス化処理を行う光ファイバ多孔質母材の脱水・透明
ガラス化装置を改良するものである。
Further, according to the present invention, a porous optical fiber preform is inserted into a furnace core tube, and the optical fiber porous preform is heated and dehydrated by a heater of a heating furnace arranged outside the furnace core tube. An object of the present invention is to improve an apparatus for dehydrating and transparently vitrifying an optical fiber porous preform that performs a transparent vitrification treatment.

【0014】本発明に係る光ファイバ多孔質母材の脱水
・透明ガラス化装置においては、石英製の炉芯管の外に
母材の温度を測定する温度測定手段が配置されている。
この温度測定手段からの母材の温度の測定結果をもとに
その温度測定箇所の母材の温度が所要の範囲になるよう
にヒータの温度又は母材の引下げ速度のいずれか一方又
は双方を制御する制御手段が設けられている。温度測定
手段としては、例えば放射温度計や熱画像測定器等を使
用することができる。
In the apparatus for dehydrating and transparently vitrifying an optical fiber porous preform according to the present invention, a temperature measuring means for measuring the temperature of the preform is disposed outside the furnace core tube made of quartz.
Based on the measurement result of the temperature of the base material from the temperature measuring means, one or both of the heater temperature and the base material lowering speed are adjusted so that the temperature of the base material at the temperature measurement point falls within a required range. Control means for controlling is provided. As the temperature measuring means, for example, a radiation thermometer or a thermal image measuring device can be used.

【0015】このように温度測定手段で母材の温度を測
定し、この温度の測定結果をもとにその温度測定箇所の
母材の温度が所要の範囲になるようにヒータの温度又は
母材の引下げ速度のいずれか一方又は双方を制御手段で
制御すると、光ファイバ多孔質母材の外径が長手方向に
変化している母材や、外径の異なる光ファイバ多孔質母
材であっても該母材自身を所要の範囲の温度条件で熱処
理することができるので、脱水・透明ガラス化後の母材
の長手方向の特性の変動を低減することができる。
As described above, the temperature of the base material is measured by the temperature measuring means, and the temperature of the heater or the base material is set so that the temperature of the base material at the temperature measurement point falls within a required range based on the measurement result of the temperature. When either or both of the pull-down speeds are controlled by the control means, the outer diameter of the optical fiber porous preform changes in the longitudinal direction, or the optical fiber porous preform has a different outer diameter. Also, since the base material itself can be heat-treated under a temperature condition in a required range, fluctuations in the longitudinal properties of the base material after dehydration and transparent vitrification can be reduced.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】図1及び図2は本発明に係る光フ
ァイバ多孔質母材の脱水・透明ガラス化装置における実
施の形態の第1例を示したものであり、図1は該装置の
概略構成を示す縦断面図、図2は図1に示す装置の加熱
炉が存在する部分の拡大縦断面図である。この例は、1
つのヒータにより加熱ゾーンを形成している光ファイバ
多孔質母材の脱水・透明ガラス化装置に本発明を適用し
た場合を示したものである。なお、前述した図8と対応
する部分には、同一符号を付けて示している。
1 and 2 show a first embodiment of an apparatus for dehydrating and transparently vitrifying an optical fiber porous preform according to the present invention, and FIG. 1 shows the apparatus. FIG. 2 is an enlarged vertical sectional view of a portion of the apparatus shown in FIG. 1 where a heating furnace is present. This example is 1
1 shows a case where the present invention is applied to an apparatus for dehydrating and vitrifying a porous optical fiber preform in which a heating zone is formed by two heaters. Note that parts corresponding to those in FIG. 8 described above are denoted by the same reference numerals.

【0017】この光ファイバ多孔質母材の脱水・透明ガ
ラス化装置においては、炉芯管1は透光性がある石英製
となっている。加熱炉8の炉体9はステンレススチール
の如き金属製であって、筒部9aと、この筒部9aの上
部を塞ぐ環状の上壁部9bと、この筒部9aの下部を塞
ぐ環状の下壁部9cとで構成されている。また炉体9
は、図示しないが周知の水冷手段により水冷されるよう
になっている。このような炉体9は、上壁部9bと下壁
部9cとの部分で、これらに設けられたシール材押え1
8でシール材19を炉芯管1の外周に押し付けることに
より炉芯管1に気密にシールされて取り付けられ、かつ
図示しない支持手段で荷重が受けられて支持されてい
る。炉体9内には、カーボンの如き素材からなるヒータ
7を包囲するようにしてカーボン繊維の如き素材からな
る断熱材20が該炉体9の内壁に沿って配置されてい
る。ヒータ7には、図示されていない給電手段により給
電が行われるようになっている。ヒータ7に対する給電
の制御は、制御器17で行われるようになっている。
In this apparatus for dehydrating and vitrifying a porous optical fiber preform, the furnace core tube 1 is made of translucent quartz. The furnace body 9 of the heating furnace 8 is made of metal such as stainless steel, and has a tubular portion 9a, an annular upper wall portion 9b that covers an upper portion of the tubular portion 9a, and an annular lower portion that covers a lower portion of the tubular portion 9a. And a wall 9c. Furnace body 9
Are water-cooled by well-known water-cooling means (not shown). Such a furnace body 9 has a sealing material presser 1 provided on an upper wall portion 9b and a lower wall portion 9c.
At 8, the sealing material 19 is pressed against the outer periphery of the furnace core tube 1 so as to be hermetically sealed and attached to the furnace core tube 1, and is supported by a load (not shown) under a load. In the furnace body 9, a heat insulating material 20 made of a material such as carbon fiber is arranged along the inner wall of the furnace body 9 so as to surround the heater 7 made of a material such as carbon. Power is supplied to the heater 7 by power supply means (not shown). The control of the power supply to the heater 7 is performed by the controller 17.

【0018】加熱炉8には、ヒータ7より上の位置と下
の位置で、断熱材20と炉体9の筒部9aを炉芯管1の
片側で水平方向に貫通する貫通孔21,22が設けられ
ている。貫通孔21,22に対応して筒部9aの外面に
は、測定窓23,24がそれぞれ設けられている。各測
定窓23,24は、筒部9aの外面に貫通孔21,22
を包囲して一体に設けられている窓枠部25,26と、
これら窓枠部25,26に当てがわれて貫通孔21,2
2を塞ぐ石英板の如き透光板27,28と、これら透光
板27,28を窓枠部25,26に固定している固定枠
29,30とで構成されている。これら貫通孔21,2
2と測定窓23,24とにより、炉芯管1内の光ファイ
バ多孔質母材2の温度を測定できるようにする測定窓手
段31,32が構成されている。
In the heating furnace 8, through holes 21, 22 which penetrate the heat insulating material 20 and the cylindrical portion 9 a of the furnace body 9 horizontally on one side of the furnace core tube 1 at positions above and below the heater 7. Is provided. Measuring windows 23 and 24 are provided on the outer surface of the cylindrical portion 9a corresponding to the through holes 21 and 22, respectively. The measurement windows 23 and 24 are provided with through holes 21 and 22 on the outer surface of the cylindrical portion 9a.
Window frame parts 25 and 26 provided integrally around the
The window frames 25 and 26 are applied to the through holes 21 and
It is composed of transparent plates 27 and 28 such as quartz plates closing the cover 2, and fixed frames 29 and 30 for fixing the transparent plates 27 and 28 to the window frame portions 25 and 26. These through holes 21 and 2
2 and the measurement windows 23 and 24 constitute measurement window means 31 and 32 for measuring the temperature of the optical fiber porous preform 2 in the furnace core tube 1.

【0019】各測定窓23,24の外には、炉芯管1内
の光ファイバ多孔質母材2の温度を貫通孔21,22を
通し透光性を有する炉芯管1を介して測定する放射温度
計や熱画像測定器等の母材温度測定手段33,34が配
置されている。これら母材温度測定手段33,34の測
定により得られた母材温度信号S4 ,S5 は、制御器1
7に入力されるようになっている。
Outside the measuring windows 23 and 24, the temperature of the porous optical fiber preform 2 in the furnace core tube 1 is measured through the light-transmitting furnace core tube 1 through the through holes 21 and 22. Base material temperature measuring means 33 and 34 such as a radiation thermometer and a thermal image measuring device are arranged. The base material temperature signals S4 and S5 obtained by the measurement by the base material temperature measuring means 33 and 34 are transmitted to the controller 1
7 is input.

【0020】また、炉芯管1の軸線方向にみて貫通孔2
1,22の位置の間に位置させて炉体9内には、ヒータ
7に対向するようにして断熱材20と炉体9の筒部9a
を炉芯管1の片側で水平方向に貫通する貫通孔35が設
けられている。貫通孔35に対応して筒部9aの外面に
は、測定窓36が設けられている。測定窓36は、筒部
9aの外面に貫通孔35を包囲して一体に設けられてい
る窓枠部37と、この窓枠部37に当てがわれて貫通孔
35を塞ぐ石英板の如き透光板38と、この透光板38
を窓枠部37に固定している固定枠39とで構成されて
いる。これら貫通孔35と測定窓36とにより、炉芯管
1内のヒータ7の温度を測定できるようにする測定窓手
段40が構成されている。
Further, as viewed in the axial direction of the furnace core tube 1,
The heat insulating material 20 and the cylindrical portion 9a of the furnace body 9 are positioned between the positions
Is provided on one side of the furnace core tube 1 in a horizontal direction. A measurement window 36 is provided on the outer surface of the cylindrical portion 9a corresponding to the through hole 35. The measurement window 36 includes a window frame portion 37 provided integrally with the outer surface of the cylindrical portion 9a so as to surround the through hole 35, and a transparent plate such as a quartz plate applied to the window frame portion 37 to close the through hole 35. The light plate 38 and the light transmitting plate 38
Is fixed to the window frame portion 37. The through-hole 35 and the measurement window 36 constitute a measurement window means 40 for measuring the temperature of the heater 7 in the furnace core tube 1.

【0021】測定窓36の外には、炉芯管1内のヒータ
7の温度を貫通孔35を通して測定する放射温度計や熱
画像測定器等のヒータ温度測定手段41が配置されてい
る。このヒータ温度測定手段41の測定により得られた
ヒータ温度信号S3 は、制御器17に入力されるように
なっている。
Outside the measuring window 36, a heater temperature measuring means 41 such as a radiation thermometer or a thermal image measuring device for measuring the temperature of the heater 7 in the furnace core tube 1 through the through-hole 35 is arranged. The heater temperature signal S3 obtained by the measurement by the heater temperature measuring means 41 is input to the controller 17.

【0022】制御器17は与えられた入力信号をもと
に、ヒータ7で加熱されている光ファイバ多孔質母材2
の部分の温度が所要の範囲になるようにヒータパワーの
制御を行っている。
The controller 17 controls the porous optical fiber preform 2 heated by the heater 7 based on the input signal given thereto.
The heater power is controlled so that the temperature of the portion is within a required range.

【0023】このような装置を用いた光ファイバ多孔質
母材の脱水・透明ガラス化方法では、脱水の場合は、光
ファイバ多孔質母材2の予熱部の状態が透明ガラス化と
比較して大きく影響するので、ヒータ7に対向する部分
より上側の光ファイバ多孔質母材2の部分の温度(母材
温度測定手段33の測定温度)の影響を考慮した制御方
式を採用した。一方、透明ガラス化の場合は、ガラスの
温度が重要なので、ヒータ7に対向する部分より下側の
光ファイバ多孔質母材2の部分の温度(母材温度測定手
段34の測定温度)を考慮した制御系を採用した。この
ように脱水と透明ガラス化では制御方式を変える方が好
ましい。
In the method for dehydrating and vitrifying an optical fiber porous preform using such an apparatus, in the case of dehydration, the state of the preheating portion of the optical fiber porous preform 2 is compared with that of transparent vitrification. Since a large influence is exerted, a control method is adopted in consideration of the influence of the temperature of the portion of the optical fiber porous preform 2 above the portion facing the heater 7 (measured temperature of the preform temperature measuring means 33). On the other hand, in the case of transparent vitrification, since the temperature of the glass is important, the temperature of the portion of the optical fiber porous preform 2 below the portion facing the heater 7 (the temperature measured by the preform temperature measuring means 34) is taken into consideration. The adopted control system. Thus, it is preferable to change the control method between dehydration and transparent vitrification.

【0024】まず、脱水処理について具体的に説明す
る。この場合には、昇降機構12により光ファイバ多孔
質母材2を炉芯管1内の所定の位置まで下降させた後、
ガスを待機時のガス(Arガス)からHeガスに切り替
え、炉芯管1内の大気との差圧が安定したところで、加
熱炉8の温度を脱水処理の温度まで昇温する。ヒー夕7
の温度が安定した後、酸素と塩素を炉芯管1内に更に供
給し、昇降機構12により所定の速度で光ファイバ多孔
質母材2を引下げる。引下げられた光ファイバ多孔質母
材2は、ヒー夕7により炉芯管1内に形成される加熱ゾ
ーンHZを通過する間に脱水処理が行われる。この際
に、この装置では加熱炉8にヒータ7を挟んで上下に測
定窓23,24が設けられているので、これら測定窓2
3,24に対向する光ファイバ多孔質母材2の部分の温
度を母材温度測定手段33,34により測定する。これ
ら母材温度測定手段33,34が測定した母材温度信号
S4 ,S5 を制御器17に入力する。制御器17は、測
定した光ファイバ多孔質母材2の温度が脱水処理に適し
た温度(この場合には、1300℃)となるようにヒータ7
の温度を制御する。脱水開始時は、ヒータ7に対向する
部分より上部側の光ファイバ多孔質母材2の部分の温度
が安定して測定できる(ヒータ7の加熱部より下側は母
材の収縮の影響を受けるために測定し難い)ので、そこ
の温度を重視して制御を行った。
First, the dehydration treatment will be specifically described. In this case, after the optical fiber porous preform 2 is lowered to a predetermined position in the furnace core tube 1 by the elevating mechanism 12,
The gas is switched from the standby gas (Ar gas) to the He gas, and when the pressure difference from the atmosphere in the furnace core tube 1 becomes stable, the temperature of the heating furnace 8 is raised to the temperature of the dehydration treatment. Hee Yu 7
After the temperature is stabilized, oxygen and chlorine are further supplied into the furnace core tube 1, and the optical fiber porous preform 2 is pulled down at a predetermined speed by the elevating mechanism 12. The dehydrated optical fiber porous preform 2 is subjected to a dehydration process while passing through the heating zone HZ formed in the furnace core tube 1 by the heater 7. At this time, in this apparatus, measurement windows 23 and 24 are provided above and below the heating furnace 8 with the heater 7 interposed therebetween.
The temperatures of the portions of the optical fiber porous preform 2 facing the base materials 3 and 24 are measured by preform temperature measuring means 33 and 34. The base material temperature signals S4 and S5 measured by the base material temperature measuring means 33 and 34 are input to the controller 17. The controller 17 controls the heater 7 so that the measured temperature of the optical fiber preform 2 becomes a temperature suitable for the dehydration treatment (in this case, 1300 ° C.).
Control the temperature of the At the start of dehydration, the temperature of the portion of the optical fiber porous preform 2 above the portion facing the heater 7 can be measured stably (the portion below the heating portion of the heater 7 is affected by the contraction of the preform). Therefore, it was difficult to make measurements.)

【0025】次に、透明ガラス化処理について具体的に
説明する。脱水が終了後、光ファイバ多孔質母材2を脱
水開始位置まで引き上げて、炉芯管1に供給するガスを
透明ガラス化処理用のガスに変更し、ガラス化温度まで
ヒータ7を加熱する。温度が安定したところで、光ファ
イバ多孔質母材2を所定の速度で引下げる。この際に、
この装置では加熱炉8にヒータ7を挟んで上下に測定窓
23,24が設けられているので、これら測定窓23,
24に対向する光ファイバ多孔質母材2の部分の温度を
母材温度測定手段33,34により測定する。これら母
材温度測定手段33,34が測定した母材温度信号S4
,S5 を制御器17に入力する。制御器17は、測定
した光ファイバ多孔質母材2の温度が透明ガラス化に適
した所要範囲の温度(この場合には1650℃)となるよう
にヒータ7の温度を制御する。この場合は、ガラスの部
分の温度、即ちヒータ7に対向する部分より下側の光フ
ァイバ多孔質母材2の部分の温度を重視して制御を行っ
た。
Next, the transparent vitrification treatment will be specifically described. After the completion of the dehydration, the optical fiber porous preform 2 is pulled up to the dehydration start position, the gas supplied to the furnace core tube 1 is changed to a gas for the transparent vitrification treatment, and the heater 7 is heated to the vitrification temperature. When the temperature is stabilized, the optical fiber porous preform 2 is lowered at a predetermined speed. At this time,
In this apparatus, measurement windows 23 and 24 are provided above and below the heating furnace 8 with the heater 7 interposed therebetween.
The temperature of the portion of the optical fiber porous preform 2 facing 24 is measured by preform temperature measuring means 33, 34. The base material temperature signal S4 measured by these base material temperature measuring means 33 and 34.
, S5 are input to the controller 17. The controller 17 controls the temperature of the heater 7 such that the measured temperature of the optical fiber porous preform 2 falls within a required range suitable for transparent vitrification (in this case, 1650 ° C.). In this case, the control was performed with emphasis on the temperature of the glass portion, that is, the temperature of the portion of the optical fiber porous preform 2 below the portion facing the heater 7.

【0026】前述した脱水時の光ファイバ多孔質母材2
の変形の様子が、図2に描いてある。ヒータ7による炉
芯管1内の加熱ゾーンHZでは、光ファイバ多孔質母材
2に変形が起こり、光ファイバ多孔質母材2は少し収縮
する。この加熱ゾーンHZに対向している光ファイバ多
孔質母材2の部分が脱水処理部2Bであり、この加熱ゾ
ーンHZより下側の光ファイバ多孔質母材2の部分が脱
水処理済み部2Aであり、この加熱ゾーンHZより上側
の光ファイバ多孔質母材2の部分が脱水未処理部2Cで
ある。この加熱ゾーンHZに対向している光ファイバ多
孔質母材2の脱水処理部2Bの収縮具合は、該光ファイ
バ多孔質母材2の温度分布,外径分布,密度分布等に依
存する。大きくは、光ファイバ多孔質母材2の温度履歴
によるものと考えられる。従って、光ファイバ多孔質母
材2の温度と脱水後の形状(外径変動)は密接な関係が
あることが容易に想像できる。加熱ゾーンHZにおける
光ファイバ多孔質母材2の形状を同じにするというのが
本発明のコンセプトである。そのためには、光ファイバ
多孔質母材2の温度を所要の範囲にすることが有効であ
るので、本発明では光ファイバ多孔質母材2の温度を直
接測定することとした。
Optical fiber porous preform 2 during dehydration described above
2 is depicted in FIG. In the heating zone HZ in the furnace core tube 1 by the heater 7, the optical fiber porous preform 2 is deformed, and the optical fiber porous preform 2 slightly shrinks. The portion of the porous optical fiber preform 2 facing the heating zone HZ is a dewatering section 2B, and the portion of the optical fiber porous preform 2 below the heating zone HZ is a dewatered section 2A. The portion of the optical fiber porous preform 2 above the heating zone HZ is a non-dewatered portion 2C. The degree of shrinkage of the dewatering section 2B of the porous optical fiber preform 2 facing the heating zone HZ depends on the temperature distribution, outer diameter distribution, density distribution and the like of the optical fiber porous preform 2. It is considered that this is largely due to the temperature history of the porous optical fiber preform 2. Therefore, it can be easily imagined that the temperature of the optical fiber porous preform 2 and the shape (fluctuation in outer diameter) after dehydration have a close relationship. The concept of the present invention is to make the shape of the optical fiber porous preform 2 in the heating zone HZ the same. For that purpose, it is effective to set the temperature of the optical fiber porous preform 2 to a required range. Therefore, in the present invention, the temperature of the optical fiber porous preform 2 is directly measured.

【0027】前述した透明ガラス化処理でも同じことが
いえる。但し、この場合には、ヒータ7に対向する部分
より下部では、母材は多孔質体ではなく、透明なガラス
状態である。
The same can be said for the vitrification treatment described above. However, in this case, below the portion facing the heater 7, the base material is not a porous body but a transparent glass state.

【0028】脱水の時のガス条件は、Heガスが100
l/分、酸素が10 1/分、塩素が1 1/分とした。透
明ガラス化時のガス条件は、Heガスが100 1/分と
した。
The gas conditions at the time of dehydration are as follows: He gas is 100
l / min, oxygen at 10 1 / min and chlorine at 11 / min. The gas conditions during the vitrification were 100 He / min for He gas.

【0029】本例ではヒータ7の温度を制御したが、光
ファイバ多孔質母材2の引下げ速度を制御して、該光フ
ァイバ多孔質母材2の温度測定部の温度を目標温度範囲
に納めることもできる。
In this embodiment, the temperature of the heater 7 is controlled, but the pulling speed of the porous optical fiber preform 2 is controlled so that the temperature of the temperature measuring section of the porous optical fiber preform 2 falls within a target temperature range. You can also.

【0030】また、ヒータ7の温度と光ファイバ多孔質
母材2の引下げ速度を共に制御して、該光ファイバ多孔
質母材2の温度測定部の温度を目標温度範囲に納めるこ
ともできる。
Also, the temperature of the heater 7 and the rate of lowering the porous optical fiber preform 2 can be controlled together so that the temperature of the temperature measuring section of the porous optical fiber preform 2 is within the target temperature range.

【0031】上記の如くして脱水・透明ガラス化処理を
行って得られた光ファイバ母材の母材中心での屈折率差
の変動は3%以下に小さくなり、従来の光ファイバ母材
の母材中心での屈折率差の変動(5%)に対して本例の
脱水・透明ガラス化処理は有効であることが確認され
た。
The fluctuation of the refractive index difference at the center of the preform of the optical fiber preform obtained by performing the dehydration / transparent vitrification treatment as described above is reduced to 3% or less, and the conventional optical fiber preform is not changed. It was confirmed that the dehydration / transparent vitrification treatment of this example was effective for the change (5%) in the refractive index difference at the center of the base material.

【0032】図3〜図5は本発明に係る光ファイバ多孔
質母材の脱水・透明ガラス化装置における実施の形態の
第2例を示したものであり、図3は該装置の概略構成を
示す縦断面図、図4は図3に示す装置の加熱炉が存在す
る部分の拡大縦断面図、図5は図3に示す装置における
加熱炉の温度分布図である。この例は、2つのヒータに
より加熱ゾーンを形成している光ファイバ多孔質母材の
脱水・透明ガラス化装置に本発明を適用した場合を示し
たものである。なお、前述した図1及び図2と対応する
部分には、同一符号を付けて示している。
FIGS. 3 to 5 show a second embodiment of an apparatus for dehydrating / clearing a porous optical fiber preform according to the present invention, and FIG. 3 shows a schematic configuration of the apparatus. FIG. 4 is an enlarged vertical sectional view of a portion where the heating furnace of the apparatus shown in FIG. 3 exists, and FIG. 5 is a temperature distribution diagram of the heating furnace in the apparatus shown in FIG. This example shows a case in which the present invention is applied to an apparatus for dehydrating and vitrifying an optical fiber porous preform in which a heating zone is formed by two heaters. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals.

【0033】この光ファイバ多孔質母材の脱水・透明ガ
ラス化装置においては、加熱炉8内には熱処理用の主ヒ
ータ7Aと予備加熱用の予備ヒータ7Bとが、炉心管1
の長手方向に位置をずらし且つ予備ヒータ7Bが光ファ
イバ多孔質母材2の引下げ移動方向に対して上流側に位
置するようにして配置されている。
In this apparatus for dehydrating and vitrifying a porous optical fiber preform, a heating furnace 8 includes a main heater 7A for heat treatment and a preliminary heater 7B for preheating.
And the preliminary heater 7B is arranged so as to be located upstream with respect to the direction in which the porous optical fiber preform 2 is moved downward.

【0034】このような主ヒータ7Aと予備ヒータ7B
との存在に伴い、上流側の測定窓手段31の貫通孔21
は主ヒータ7Aの上側、換言すれば主ヒータ7Aと予備
ヒータ7Bとの間で光ファイバ多孔質母材2の温度を測
定できるように設けられ、下流側の測定窓手段32の貫
通孔22は主ヒータ7Aの下側で光ファイバ多孔質母材
2の温度を測定できるように設けられている。
Such a main heater 7A and a preliminary heater 7B
With the presence of the through hole 21 of the measurement window means 31 on the upstream side.
Is provided above the main heater 7A, in other words, between the main heater 7A and the preliminary heater 7B, so that the temperature of the optical fiber porous preform 2 can be measured. It is provided so that the temperature of the optical fiber porous preform 2 can be measured below the main heater 7A.

【0035】また、主ヒータ7Aと予備ヒータ7Bとの
存在に伴い、これらの温度を測定するための測定窓手段
40A,40Bとヒータ温度測定手段41A,41Bも
それぞれ設けられている。これら測定窓手段40A,4
0Bとヒータ温度測定手段41A,41Bの構成は、図
2に示した測定窓手段40とヒータ温度測定手段41の
例と同じなので、これらの構成要素と同じ番号に主ヒー
タ7Aに対応するものには符号Aを追加し、予備ヒータ
7Bに対応するものには符号Bを追加して示している。
この場合、ヒータ温度測定手段41A,41Bからはそ
れぞれヒータ温度信号S10,S11が制御器17に出力さ
れるようになっている。
With the presence of the main heater 7A and the auxiliary heater 7B, measurement window means 40A and 40B for measuring the temperatures thereof and heater temperature measuring means 41A and 41B are provided, respectively. These measurement window means 40A, 4
0B and the structure of the heater temperature measuring means 41A and 41B are the same as those of the example of the measuring window means 40 and the heater temperature measuring means 41 shown in FIG. 2, so that the same numbers as those constituent elements correspond to the main heater 7A. Indicates that the symbol A is added, and the symbol corresponding to the preliminary heater 7B is indicated by the symbol B.
In this case, heater temperature signals S10 and S11 are output to the controller 17 from the heater temperature measuring means 41A and 41B, respectively.

【0036】このような光ファイバ多孔質母材の脱水・
透明ガラス化装置による脱水・透明ガラス化処理の仕方
は、前述した実施の形態の第1例と同じである。
Dehydration of such a porous optical fiber preform
The way of the dehydration / transparent vitrification processing by the transparent vitrification apparatus is the same as in the first example of the above-described embodiment.

【0037】この実施の形態の第2例では、更に詳細な
温度制御ができるように熱処理用の主ヒータ7Aと予備
加熱用の予備ヒータ7Bとが、前述したように予備ヒー
タ7Bが光ファイバ多孔質母材2の引下げ移動方向に対
して上流側に位置するようにして設けられ、炉心管1内
の加熱ゾーンHZの上部(上流側)の温度制御は予備ヒ
ータ7Bで行い、炉心管1内の加熱ゾーンHZの下部
(下流側)の温度制御は主ヒータ7Aで行うようになっ
ている。これら主ヒータ7Aと予備ヒータ7Bとによる
炉心管1内の加熱ゾーンHZにおける温度分布の一例を
示すと、図5に示すとおりである。この制御系はお互い
に干渉するので制御系の設計は複雑となるが、より熱的
には安定となるので実施の形態の第1例よりも光ファイ
バ多孔質母材2の外径や密度の変動が大きい場合でも、
ガラス化された光ファイバ母材の長手方向の外径や密度
の変動を小さくできる。また、光ファイバ多孔質母材2
の外径や密度の変動が同じ場合には、長手方向の外径や
密度の変動をより小さくできるメリットがある。
In the second example of this embodiment, the main heater 7A for heat treatment and the preliminary heater 7B for preliminary heating are provided with an optical fiber porous heater as described above so that more detailed temperature control can be performed. The temperature control of the upper part (upstream side) of the heating zone HZ in the furnace core tube 1 is performed by the preliminary heater 7 </ b> B. The temperature control of the lower portion (downstream side) of the heating zone HZ is performed by the main heater 7A. FIG. 5 shows an example of the temperature distribution in the heating zone HZ in the furnace tube 1 by the main heater 7A and the preliminary heater 7B. Since the control systems interfere with each other, the design of the control system is complicated. However, since the control system is more thermally stable, the outer diameter and the density of the optical fiber porous preform 2 are smaller than those of the first example of the embodiment. Even with large fluctuations,
Fluctuations in the longitudinal outer diameter and density of the vitrified optical fiber preform can be reduced. Also, the optical fiber porous preform 2
In the case where the fluctuations of the outer diameter and the density are the same, there is an advantage that the fluctuations of the outer diameter and the density in the longitudinal direction can be made smaller.

【0038】具体的には、昇降機構12により光ファイ
バ多孔質母材2を炉芯管1内の所定の位置まで下降させ
る。炉芯管1内のガスを待機時のガス(Arガス)から
Heガスに切り替え、炉芯管1内の大気との差圧が安定
したところで加熱炉8の温度を脱水処理の温度まで昇温
する。温度が安定した後、酸素と塩素を炉芯管1内に更
に供給し所定の速度で光ファイバ多孔質母材2を引下げ
る。引下げられた光ファイバ多孔質母材2は予熱ゾーン
PZ及び加熱ゾーンHZを通過する間に脱水処理が行わ
れる。本例では、加熱炉8に主ヒータ7Aをはさんで上
下に測定窓手段31,32が設けられているので、それ
らの位置で母材温度測定手段33,34により光ファイ
バ多孔質母材2の温度を測定する。測定した光ファイバ
多孔質母材2の加熱ゾーンHZの上下の位置での温度が
脱水処理に適した所要範囲の温度(この場合には、加熱
ゾーンHZの上側での母材温度が1300℃、加熱ゾーンH
Zの下側での母材温度が1250℃)となるように各ヒータ
7B,7Aの温度を制御器17で制御した。
Specifically, the optical fiber porous preform 2 is lowered to a predetermined position in the furnace core tube 1 by the elevating mechanism 12. The gas in the furnace tube 1 is switched from the standby gas (Ar gas) to He gas, and when the pressure difference from the atmosphere in the furnace tube 1 becomes stable, the temperature of the heating furnace 8 is raised to the temperature of the dehydration treatment. I do. After the temperature is stabilized, oxygen and chlorine are further supplied into the furnace core tube 1 and the optical fiber porous preform 2 is pulled down at a predetermined speed. The dehydrated optical fiber porous preform 2 is dehydrated while passing through the preheating zone PZ and the heating zone HZ. In this example, since the heating furnace 8 is provided with measuring window means 31 and 32 above and below the main heater 7A, the optical fiber porous preform 2 is provided at these positions by the preform temperature measuring means 33 and 34. Measure the temperature of. The measured temperatures of the porous optical fiber preform 2 at positions above and below the heating zone HZ are within a required range suitable for dehydration treatment (in this case, the preform temperature above the heating zone HZ is 1300 ° C., Heating zone H
The temperature of each of the heaters 7B and 7A was controlled by the controller 17 so that the base material temperature below Z was 1250 ° C.).

【0039】上記の如くして脱水・透明ガラス化処理を
行って得られた光ファイバ母材の母材中心での屈折率差
の変動は2%以下に小さくなり、従来の光ファイバ母材
の母材中心での屈折率差の変動(5%)に対して本例の
脱水・透明ガラス化処理は有効であることが確認され
た。
The fluctuation of the refractive index difference at the center of the preform of the optical fiber preform obtained by performing the dehydration / transparent vitrification treatment as described above is reduced to 2% or less, and the conventional optical fiber preform is not changed. It was confirmed that the dehydration / transparent vitrification treatment of this example was effective for the change (5%) in the refractive index difference at the center of the base material.

【0040】本例でもヒータ7の温度を制御したが、光
ファイバ多孔質母材2の引下げ速度を制御して、該光フ
ァイバ多孔質母材2の温度測定部の温度を目標温度範囲
に納めることもできる。
In this embodiment, the temperature of the heater 7 is controlled, but the pull-down speed of the porous optical fiber preform 2 is controlled so that the temperature of the temperature measuring section of the porous optical fiber preform 2 falls within a target temperature range. You can also.

【0041】また、ヒータ7の温度と光ファイバ多孔質
母材2の引下げ速度を共に制御して、該光ファイバ多孔
質母材2の温度測定部の温度を目標温度範囲に納めるこ
ともできる。
Further, by controlling both the temperature of the heater 7 and the lowering speed of the porous optical fiber preform 2, the temperature of the temperature measuring section of the porous optical fiber preform 2 can be kept within a target temperature range.

【0042】図6は本発明に係る光ファイバ多孔質母材
の脱水・透明ガラス化装置における実施の形態の第3例
の加熱炉が存在する部分の拡大縦断面図である。この例
は、1つのヒータにより加熱ゾーンを形成している光フ
ァイバ多孔質母材の脱水・透明ガラス化装置に本発明を
適用した場合の他の例を示したものである。なお、前述
した図2と対応する部分には、同一符号を付けて示して
いる。
FIG. 6 is an enlarged vertical sectional view of a portion where a heating furnace according to a third embodiment of the present invention is present in an apparatus for dehydrating and vitrifying an optical fiber porous preform according to the present invention. This example shows another example in which the present invention is applied to an apparatus for dehydrating and vitrifying an optical fiber porous preform in which a heating zone is formed by one heater. Parts corresponding to those in FIG. 2 described above are denoted by the same reference numerals.

【0043】この光ファイバ多孔質母材の脱水・透明ガ
ラス化装置においては、加熱ゾーンHZの中央部、換言
すればヒータ7の上下方向の中央部での光ファイバ多孔
質母材2の温度を測定できるようにヒータ7に空所部4
2が設けられ、これに合わせて断熱材20と炉体9の筒
部9aを炉芯管1の片側で水平方向に貫通する貫通孔4
3が設けられている。貫通孔43に対応して筒部9aの
外面には、測定窓44が設けられている。測定窓44
は、筒部9aの外面に貫通孔43を包囲して一体に設け
られている窓枠部45と、この窓枠部45に当てがわれ
て貫通孔43を塞ぐ石英板の如き透光板46と、この透
光板46を窓枠部45に固定している固定枠47とで構
成されている。これら空所部42と貫通孔43と測定窓
44とにより、炉芯管1内の光ファイバ多孔質母材2の
温度を測定できるようにする測定窓手段48が構成され
ている。
In the apparatus for dehydrating and vitrifying the optical fiber porous preform, the temperature of the optical fiber porous preform 2 at the center of the heating zone HZ, in other words, at the center of the heater 7 in the vertical direction is controlled. The space 4 is provided in the heater 7 so that measurement can be performed.
2, a through hole 4 that penetrates horizontally through the heat insulating material 20 and the cylindrical portion 9 a of the furnace body 9 on one side of the furnace core tube 1.
3 are provided. A measurement window 44 is provided on the outer surface of the cylindrical portion 9a corresponding to the through hole 43. Measurement window 44
Is a window frame 45 integrally provided on the outer surface of the cylindrical portion 9a so as to surround the through hole 43, and a light transmitting plate 46 such as a quartz plate applied to the window frame 45 to block the through hole 43. And a fixing frame 47 for fixing the light transmitting plate 46 to the window frame portion 45. The space 42, the through hole 43, and the measurement window 44 constitute a measurement window means 48 for measuring the temperature of the optical fiber preform 2 in the furnace core tube 1.

【0044】測定窓44の外には、炉芯管1内の光ファ
イバ多孔質母材2の温度を貫通孔42,43を通し透光
性を有する炉芯管1を介して測定する放射温度計や熱画
像測定器等の母材温度測定手段49が配置されている。
この母材温度測定手段49の測定により得られた母材温
度信号は、制御器17に入力されるようになっている。
Outside the measurement window 44, the radiation temperature at which the temperature of the optical fiber porous preform 2 in the furnace core tube 1 is measured through the light-transmitting furnace core tube 1 through the through holes 42 and 43 is measured. A base material temperature measuring means 49 such as a meter or a thermal image measuring device is provided.
A base material temperature signal obtained by the measurement by the base material temperature measuring means 49 is input to the controller 17.

【0045】このように構成すると、ヒータ7の中心に
対応する光ファイバ多孔質母材2の温度が測定できるの
でより安定に光ファイバ多孔質母材2の温度を評価で
き、制御が容易になる。この例で用いるヒータ7の形状
は、図7(A)(B)に示すように温度測定している部
分とその反対の部分に、発熱部がないように空所部42
がそれぞれ設けられ、温度測定の誤差が生じ難くなって
いる。なお、このヒータは管状をなす発熱帯の上下の部
分に互い違いにスリット7aを設けることにより、発熱
部分が蛇行した形状に形成され、下部には給電端子7
b,7cが設けられている。
With this configuration, since the temperature of the optical fiber porous preform 2 corresponding to the center of the heater 7 can be measured, the temperature of the optical fiber porous preform 2 can be more stably evaluated, and control becomes easy. . As shown in FIGS. 7A and 7B, the shape of the heater 7 used in this example is such that there is no space between the portion where the temperature is measured and the opposite portion so that there is no heat generating portion.
Are provided, respectively, so that errors in temperature measurement hardly occur. In this heater, the heat generating portion is formed in a meandering shape by alternately providing slits 7a in upper and lower portions of a tubular tropic.
b, 7c are provided.

【0046】脱水・透明ガラス化の手順は、実施の形態
の第1例と同様で、温度の測定箇所と制御方法が測定点
が増えたために異なるだけである。
The procedure of dehydration and transparent vitrification is the same as that of the first embodiment, and the only difference is that the temperature measurement point and the control method are increased because the number of measurement points is increased.

【0047】上記の如くして脱水・透明ガラス化処理を
行って得られた光ファイバ母材の母材中心での屈折率差
の変動は2%以下に小さくなり、従来の光ファイバ母材
の母材中心での屈折率差の変動(5%)に対して本例の
脱水・透明ガラス化処理は有効であることが確認され
た。
The fluctuation of the refractive index difference at the center of the preform of the optical fiber preform obtained by performing the dehydration / transparent vitrification treatment as described above is reduced to 2% or less, and the change of the conventional optical fiber preform is reduced. It was confirmed that the dehydration / transparent vitrification treatment of this example was effective for the change (5%) in the refractive index difference at the center of the base material.

【0048】以上はVAD法で合成されたコア用光ファ
イバ多孔質母材について説明したが、該コア用光ファイ
バ多孔質母材を延伸した出発ロッドに外付け法でガラス
微粒子を堆積させた線引き用光ファイバ多孔質母材の場
合には脱水ムラが母材の長手方向で起こると、伝送ロス
に影響する。従って、従来では透明・ガラス化された光
ファイバ母材から線引きにより得られた光ファイバの伝
送ロスが長手で変動することがあったが(MAX-MIN で0.
005dB/km)、本発明では透明・ガラス化された光ファイ
バ母材から線引きにより得られた光ファイバの伝送ロス
を0.002dB/km以下とすることができた。
The above description has been given of the core optical fiber porous preform synthesized by the VAD method. However, a drawing method in which glass fine particles are deposited by an external method on a starting rod formed by extending the core optical fiber porous preform. In the case of an optical fiber porous preform, if dehydration unevenness occurs in the longitudinal direction of the preform, it affects transmission loss. Therefore, in the past, the transmission loss of an optical fiber obtained by drawing from a transparent / vitrified optical fiber preform sometimes fluctuated in the longitudinal direction.
In the present invention, the transmission loss of an optical fiber obtained by drawing from a transparent and vitrified optical fiber preform could be reduced to 0.002 dB / km or less.

【0049】また、ガラス化後の外径変動が大きい場合
には、光ファイバの線径変動が大きくなったり、線引き
炉と光ファイバ母材のクリアランスの変動により加熱炉
の消耗が大きくなり、メンテナンスの回数が増えたりす
る。本発明においては、光ファイバ母材の伸びが生じ難
いように長手方向における温度を制御した(具体的に
は、ガラス化開始時の温度に対してガラス化終了時の温
度を約50℃下げた)ところ、長手方向での外径変動は殆
ど生じなかった。したがって、成形変動も従来に比して
著しく小さくなり、炉心管や炉体のメンテナンス間隔も
従来の2倍程度に延ばすことができた。
When the outer diameter fluctuation after vitrification is large, the fluctuation of the diameter of the optical fiber becomes large, and the fluctuation of the clearance between the drawing furnace and the optical fiber preform increases the consumption of the heating furnace. Or the number of times increases. In the present invention, the temperature in the longitudinal direction was controlled so that the elongation of the optical fiber preform hardly occurred (specifically, the temperature at the end of vitrification was reduced by about 50 ° C. with respect to the temperature at the start of vitrification). However, there was almost no change in outer diameter in the longitudinal direction. Therefore, the molding variation was significantly reduced as compared with the conventional case, and the maintenance interval of the furnace tube and the furnace body could be extended to about twice that of the conventional case.

【0050】[0050]

【発明の効果】本発明に係る光ファイバ多孔質母材の脱
水・透明ガラス化方法では、温度測定手段で母材の温度
を測定し、この母材の温度の測定結果をもとにその温度
測定箇所の母材の温度が所要の範囲になるようにヒータ
の温度又は母材の引下げ速度のいずれか一方又は双方を
制御手段で制御するので、光ファイバ多孔質母材の外径
が長手方向に変化している母材や、外径の異なる光ファ
イバ多孔質母材であっても該母材自身を所要の範囲の温
度条件で熱処理することができるので、脱水・透明ガラ
ス化後の母材の長手方向の特性の変動を低減することが
できる。ことにより、脱水に伴う母材の屈折率分布の長
手変動や、脱水が不十分となったり、過剰となることに
よる伝送ロスの変動を従来よりも小さくすることができ
る。また、ガラス化時の長手方向の母材の処理温度を最
適化することにより、母材の伸びによる長手方向での外
径変動を著しく小さくすることができる。
According to the method for dehydrating and vitrifying a porous optical fiber preform according to the present invention, the temperature of the preform is measured by a temperature measuring means, and the temperature is measured based on the measurement result of the temperature of the preform. Either or both of the heater temperature and the base material lowering speed are controlled by the control means so that the temperature of the base material at the measurement point falls within a required range, so that the outer diameter of the optical fiber porous base material is in the longitudinal direction. Even if the preform changes to a predetermined value or the optical fiber porous preform has a different outer diameter, the preform itself can be heat-treated under a required temperature range. Variations in the properties in the longitudinal direction of the material can be reduced. Thereby, it is possible to reduce the variation in the longitudinal direction of the refractive index distribution of the base material due to the dehydration, and the variation in the transmission loss due to insufficient or excessive dehydration as compared with the conventional case. In addition, by optimizing the processing temperature of the base material in the longitudinal direction during vitrification, fluctuations in the outer diameter in the longitudinal direction due to elongation of the base material can be significantly reduced.

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

【図1】本発明に係る光ファイバ多孔質母材の脱水・透
明ガラス化装置における実施の形態の第1例の概略構成
を示す縦断面図である。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a schematic configuration of a first example of an embodiment of a dehydrating / transparent vitrification apparatus for an optical fiber porous preform according to the present invention.

【図2】図1に示す装置の加熱炉が存在する部分の拡大
縦断面図である。
FIG. 2 is an enlarged vertical sectional view of a portion where a heating furnace of the apparatus shown in FIG. 1 is present.

【図3】本発明に係る光ファイバ多孔質母材の脱水・透
明ガラス化装置における実施の形態の第2例の概略構成
を示す縦断面図である。
FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing a schematic configuration of a second example of the embodiment of the dehydration / transparent vitrification apparatus for an optical fiber porous preform according to the present invention.

【図4】図3に示す装置の加熱炉が存在する部分の拡大
縦断面図である。
4 is an enlarged vertical sectional view of a portion where a heating furnace of the apparatus shown in FIG. 3 exists.

【図5】図3に示す装置における加熱炉の温度分布図で
ある。
FIG. 5 is a temperature distribution diagram of a heating furnace in the apparatus shown in FIG.

【図6】本発明に係る光ファイバ多孔質母材の脱水・透
明ガラス化装置における実施の形態の第3例の加熱炉が
存在する部分の拡大縦断面図である。
FIG. 6 is an enlarged longitudinal sectional view of a portion where a heating furnace according to a third example of the embodiment of the present invention is present in the apparatus for dehydrating / transparent vitrifying an optical fiber porous preform according to the present invention.

【図7】(A)は第3例の加熱炉で用いているヒータの
平面図、(B)は(A)のX−X線断面図である。
7A is a plan view of a heater used in the heating furnace of the third example, and FIG. 7B is a cross-sectional view taken along line XX of FIG. 7A.

【図8】従来の光ファイバ多孔質母材の脱水・透明ガラ
ス化装置の概略構成を示す縦断面図である。
FIG. 8 is a longitudinal sectional view showing a schematic configuration of a conventional optical fiber porous preform dehydration / transparent vitrification apparatus.

【図9】図8に示す装置における加熱炉の温度分布図で
ある。
9 is a temperature distribution diagram of a heating furnace in the apparatus shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 炉芯管 1a 母材挿入口 2 光ファイバ多孔質母材 3 母材支持棒 4 チャック 5 上蓋 6 ガス供給ポート 7 ヒータ 7a スリット 7b,7c 給電端子 8 加熱炉 9 炉体 9a 筒部 9b 上壁部 9c 下壁部 10 ガス供給ポート 11 排気管 12 昇降機構 13 駆動モータ 14 ボールネジ 15 ナット状部材 16 支持棒ホルダ 17 制御器 18 シール材押え 19 シール材 20 断熱材 21,22 貫通孔 23,24 測定窓 25,26 窓枠部 27,28 透光板 29,30 固定枠 31,32 測定窓手段 33,34 母材温度測定手段 35,35A,35B 貫通孔 36,36A,36B 測定窓 37,37A,37B 窓枠部 38,38A,38B 透光板 39,39A,39B 固定枠 40,40A,40B 測定窓手段 41,41A,41B ヒータ温度測定手段 42 空所部 43 貫通孔 44 測定窓 45 窓枠部 46 透光板 47 固定枠 48 測定窓手段 49 母材温度測定手段 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Furnace core tube 1a Base material insertion port 2 Optical fiber porous base material 3 Base material support rod 4 Chuck 5 Upper lid 6 Gas supply port 7 Heater 7a Slit 7b, 7c Power supply terminal 8 Heating furnace 9 Furnace body 9a Tubular part 9b Upper wall Part 9c Lower wall part 10 Gas supply port 11 Exhaust pipe 12 Elevating mechanism 13 Drive motor 14 Ball screw 15 Nut-like member 16 Support rod holder 17 Controller 18 Sealing material holding 19 Sealing material 20 Heat insulating material 21, 22 Through hole 23, 24 Measurement Windows 25, 26 Window frame portions 27, 28 Light transmitting plates 29, 30 Fixed frames 31, 32 Measurement window means 33, 34 Base material temperature measurement means 35, 35A, 35B Through holes 36, 36A, 36B Measurement windows 37, 37A, 37B Window frame part 38, 38A, 38B Light transmitting plate 39, 39A, 39B Fixed frame 40, 40A, 40B Measurement window means 41, 41A 41B heater temperature measuring means 42 space portion 43 through hole 44 measuring window 45 the window frame portion 46 transparent plate 47 fixed frame 48 measurement window means 49 preform temperature measuring means

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光ファイバ多孔質母材を炉芯管の中に挿
入し、前記炉芯管の外に配置した加熱炉のヒータにより
前記光ファイバ多孔質母材を加熱して脱水・透明ガラス
化処理を行う光ファイバ多孔質母材の脱水・透明ガラス
化方法において、 前記炉心管内の前記母材の温度を測定しつつその温度測
定箇所の前記母材の温度が所要の範囲になるように前記
ヒータの温度又は前記母材の引下げ速度のいずれか一方
又は双方を制御することを特徴とする光ファイバ多孔質
母材の脱水・透明ガラス化方法。
1. An optical fiber porous preform is inserted into a furnace core tube, and the optical fiber porous preform is heated by a heater of a heating furnace arranged outside the furnace core tube to dehydrate / clear the glass. In the method of dehydrating and vitrifying an optical fiber porous preform for performing a vitrification treatment, while measuring the temperature of the preform in the furnace tube, the temperature of the preform at the temperature measurement point is in a required range. A method for dehydrating and vitrifying a porous optical fiber preform, wherein one or both of the temperature of the heater and the pull-down speed of the preform are controlled.
【請求項2】 光ファイバ多孔質母材を炉芯管の中に挿
入し、前記炉芯管の外に配置した加熱炉のヒータにより
前記光ファイバ多孔質母材を加熱して脱水・透明ガラス
化処理を行う光ファイバ多孔質母材の脱水・透明ガラス
化装置において、 石英製の前記炉芯管の外に配置されて前記母材の温度を
測定する温度測定手段と、前記温度測定手段からの前記
母材の温度の測定結果をもとにその温度測定箇所の前記
母材の温度が所要の範囲になるように前記ヒータの温度
又は前記母材の引下げ速度のいずれか一方又は双方を制
御する制御手段とが設けられていることを特徴とする光
ファイバ多孔質母材の脱水・透明ガラス化装置。
2. An optical fiber porous preform is inserted into a furnace core tube, and the optical fiber porous preform is heated by a heater of a heating furnace arranged outside the furnace core tube to dehydrate / clear glass. An optical fiber porous preform for dehydration and transparent vitrification, wherein the temperature measuring means is disposed outside the quartz core tube and measures the temperature of the preform; and Based on the measurement result of the temperature of the base material, one or both of the temperature of the heater and the lowering speed of the base material are controlled so that the temperature of the base material at the temperature measurement point is within a required range. And a vitrifying / transparent vitrifying apparatus for an optical fiber porous preform.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010090017A (en) * 2008-10-10 2010-04-22 Fujikura Ltd Apparatus and method for manufacturing optical fiber preform
JP2019142746A (en) * 2018-02-21 2019-08-29 住友電気工業株式会社 Method for manufacturing optical fiber preform
JP2021172557A (en) * 2020-04-24 2021-11-01 株式会社フジクラ Apparatus for sintering porous glass body

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