KR100265791B1 - Apparatus and method for manufacturing optical fiber preform - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: An apparatus of manufacturing an optical fiber preform and a method for manufacturing an optical fiber preform using the same are provided to allow to manufacture the optical fiber preform using two kinds of burner having a different shape respectively, thereby reducing a process time and removing a contraction problem of an over cladding tube. CONSTITUTION: In an apparatus of manufacturing an optical fiber preform for concentrating an over cladding tube(3) including a preform load, a tip-type of burner(7) is placed outside the over cladding tube to intenerate the surface of the over cladding tube and transfer heat into a perform load(1) uniformly. A Z-type of burner(5) intenerates the over cladding tube included in the preform load with a concentrative flame pressure.

Description

광섬유 모재 제조 장치 및 이를 이용한 광섬유 모재 제조방법{Apparatus and method for manufacturing optical fiber preform}Apparatus and method for manufacturing optical fiber preform

본 발명은 광섬유 모재 제조 장치 및 이를 이용한 광섬유 모재 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 이중의 버너를 구비한 광섬유 모재 제조 장치와 이를 이용한 광섬유 모재 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to an optical fiber base material manufacturing apparatus and an optical fiber base material manufacturing method using the same, and more particularly, to an optical fiber base material manufacturing apparatus having a double burner and an optical fiber base material manufacturing method using the same.

일반적으로, 광신호를 송수신하는데 사용되는 광섬유는 코아층와 이를 보호할 목적으로 둘러싸고 있는 클래딩층으로 구성된 광섬유 모재를 인츨(drawing)함으로써 제조한다. 여기서, 상기 광섬유 모재를 만드는 방법은 여러 가지가 있으나, 그중에서 변형 화학 기상 증착법(modified chemical vapor deposition: MCVD법)이 많이 이용되고 있다.In general, an optical fiber used to transmit and receive an optical signal is manufactured by drawing an optical fiber base material composed of a core layer and a cladding layer surrounded for the purpose of protecting the optical signal. Here, there are various methods of making the optical fiber base material, and among them, modified chemical vapor deposition (MCVD) is widely used.

상기 MCVD법을 이용한 광섬유 모재의 제조방법을 살펴보면, 먼저, SiCl4, GeCl4와 같은 반응가스들을 실리카 유리로 만들어진 튜브에 통과시키면서 외부에서 상기 튜브에 열을 가하여 상기튜브의 내부 표면에 증착한다. 상기 반응가스가 튜브내에 충분한 양이 증착되면 상기 튜브를 콜랩스(collapse)하여 모재 로드를 만든다. 다음에, 상기 모재 로드와 오버 클래딩 튜브를 산소-수소버너를 이용하여 응축시켜 광섬유 모재를 제조한다.Looking at the manufacturing method of the optical fiber base material by using the MCVD method, first, the reaction gases such as SiCl 4 , GeCl 4 is passed through the tube made of silica glass to heat the tube from the outside and deposited on the inner surface of the tube. When a sufficient amount of the reaction gas is deposited in the tube, the tube is collapsed to form a base rod. Next, the base rod and the over cladding tube are condensed using an oxygen-hydrogen burner to produce an optical fiber base material.

그러나, 상술한 바와 같은 종래의 광섬유 모재의 제조방법은 모재의 구경이 커져 감에 따라 오버 클래딩 튜브 내부로의 열전달이 어려워지기 때문에 응축공정시간이 길어지고 오버 클래딩 튜브의 수축(shrinkage), 표면 밀링(milling)등과 같은 문제가 발생하는 단점이 있다.However, in the conventional method for manufacturing the optical fiber base material as described above, the heat transfer to the inside of the overcladding tube becomes difficult as the diameter of the base material increases, so that the condensation process time is long, and the shrinkage and surface milling of the overcladding tube is performed. There are drawbacks to problems such as milling.

따라서, 본 발명의 기술적 과제는 상술함 문제점을 해결할 수 있는 광섬유 모재 제조 장치를 제공하는 데 있다.Therefore, the technical problem of this invention is providing the optical fiber base material manufacturing apparatus which can solve the above-mentioned problem.

또한, 본 발명의 다른 기술적 과제는 상기 광섬유 모제 제조 장치를 이용한 광섬유 모재 제조방법을 제공하는 데 있다.In addition, another technical problem of the present invention is to provide an optical fiber base material manufacturing method using the optical fiber base material manufacturing apparatus.

도 1은 본 발명에 의한 광섬유 모재 제조를 위한 제조 장치를 도시한 개략도이다.1 is a schematic view showing a manufacturing apparatus for manufacturing an optical fiber base material according to the present invention.

도 2는 본 발명에 의한 광섬유 모재 제조 방법을 도시한 흐름도이다.2 is a flowchart illustrating a method for manufacturing an optical fiber base material according to the present invention.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 모재 로드가 포함된 오버 클래딩 튜브를 응축하는 광섬유 모재 제조 장치에 있어서, 상기 오버 클래딩 튜브의 외부에 상기 오버 클래딩 튜브의 표면을 연화시키고 상기 모재 로드에 균일하게 열을 전달할 수 있는 팁형 버너와, 집중적인 화염 압력(flame pressure)으로 상기 모재 로드가 포함된 오버 클래딩 튜브를 응축할 수 있는 Z형 버너를 구비한다.In order to achieve the above technical problem, the present invention is an optical fiber base material manufacturing apparatus for condensing the over cladding tube containing a base material rod, softening the surface of the over cladding tube on the outside of the over cladding tube and uniform to the base rod A tip burner capable of transferring heat and a Z burner capable of condensing the overcladding tube including the base rod at a concentrated flame pressure.

상기 팁형 버너와 Z형 버너 사이에 열 방출장치를 더 구비할 수 있다.A heat dissipating device may be further provided between the tip type burner and the Z type burner.

또한, 상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 광섬유 모재 제조 방법은 모재 로드를 준비하는 단계와, 상기 모재 로드를 오버 클래딩 튜브에 넣어 결합하는 단계와, 상기 모재 로드가 결합된 오버 클래딩 튜브에 부의 압(pressure)를 인가하여 초기 응축공정을 진행하는 단계와, 상기 초기 응축된 오버 클래딩 튜브의 외면을 따라 상하로 상기 팁형 버너 및 Z형 버너를 작동하지 않은 상태로 주기적으로 이동시키는 단계와, 상기 팁형 버너를 작동시켜 상기 모재 로드가 포함된 오버 클래딩 튜브를 연화시키고, 상기 이동하는 Z형 버너가 연화된 부위에 도달할 때 작동시켜 집중적인 화염 압력(flame pressure)으로 상기 모재 로드가 포함된 오버 클래딩 튜브를 최종 응축시키는 단계를 포함한다. 상기 모재 로드는 반응 가스들을 실리카 유리로 만들어진 튜브에 통과시키면서 외부에서 상기 튜브에 열을 가하여 상기 튜브의 내부 표면에 증착한 후, 상기 튜브를 콜랩스(collapse)하여 만든다.In addition, in order to achieve the above another technical problem, the optical fiber base material manufacturing method of the present invention comprises the steps of preparing a base material rod, the step of coupling the base material rod in the over cladding tube, and the over cladding tube combined with the base material rod Applying a negative pressure to the initial condensation process, periodically moving the tip burner and the Z burner up and down along the outer surface of the initial condensed overcladding tube in an inoperative state; And actuating the tip burner to soften the overcladding tube containing the base rod, and actuating when the moving Z burner reaches the softened portion to contain the base rod at intensive flame pressure. Final condensation of the overcladding tube. The base rod is made by heating the tube from the outside while passing the reaction gases through a tube made of silica glass and depositing it on the inner surface of the tube, followed by collapsing the tube.

본 발명은 형태가 다른 2종의 버너를 사용하여 광섬유 모재를 제조하기 때문에 응축공정시간을 단축할 수 있고 오버 클래딩 튜브가 수축되는 문제를 방지할 수 있다.The present invention can reduce the condensation process time and prevent the problem of the over cladding tube shrinkage because the optical fiber base material is manufactured using two kinds of burners of different types.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 의한 대구경의 광섬유 모재 제조를 위한 제조장치를 도시한 개략도이다.1 is a schematic view showing a manufacturing apparatus for producing a large diameter optical fiber base material according to the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명에 의한 대구경의 광섬유 모재 제조 장치는 모재 로드(1)를 둘러싸는 오버 클래딩 튜브(3)의 주위에 Z형 버너(5) 및 팁형 버너(7)를 구비한다. 그리고, 상기 Z형 버너(5)와 상기 팁형 버너(7) 사이에 열 방출 장치(9)를 구비한다.Referring to FIG. 1, the large-diameter optical fiber base material manufacturing apparatus according to the present invention includes a Z-type burner 5 and a tip-type burner 7 around an over cladding tube 3 surrounding the base rod 1. A heat dissipation device 9 is provided between the Z-type burner 5 and the tip-type burner 7.

상기 팁형 버너(7)는 상기 오버 클래딩 튜브(3)의 외부에 위치하여 상기 오버 클래딩 튜브(3)의 표면을 연화시키고 상기 모재 로드(1)에 균일하게 열을 전달하며, 상기 Z형 버너(5)는 집중적인 화염 압력(flame pressure)으로 모재 로드(1)가 포함된 오버 클래딩 튜브(3)를 응축하는 역할을 한다. 또한, 상기 열 방출장치(9)는 상기 팁형 버너(7)와 Z형 버너(5) 사이에 존재하여 상기 팁형 버너(7)와 Z형 버너(5)에서 나오는 열을 배출하는 역할을 한다.The tip burner 7 is positioned outside the overcladding tube 3 to soften the surface of the overcladding tube 3 and to transfer heat uniformly to the base rod 1, and to burn the Z-type burner ( 5) condenses the overcladding tube 3 containing the base rod 1 at a concentrated flame pressure. In addition, the heat dissipating device 9 is present between the tip type burner 7 and the Z type burner 5 to discharge heat from the tip type burner 7 and the Z type burner 5.

도 2는 본 발명에 의한 대구경의 광섬유 모재 제조방법을 도시한 흐름도이다. 도 2에서, 도 1과 동일한 참조번호는 동일한 부재를 나타낸다.Figure 2 is a flow chart showing a large diameter optical fiber base material manufacturing method according to the present invention. In Fig. 2, the same reference numerals as in Fig. 1 denote the same members.

구체적으로, 먼저, 모재 로드(1)를 준비한다 (스텝 100). 상기 모재 로드(1)는 SiCl4, GeCl4와 같은 반응 가스들을 실리카 유리로 만들어진 튜브에 통과시키면서 외부에서 상기 튜브에 열을 가하여 상기 튜브의 내부 표면에 증착한 후, 상기 튜브를 콜랩스(collapse)하여 만든다.Specifically, first, the base material rod 1 is prepared (step 100). The base rod 1 heats the tube from the outside while passing reaction gases such as SiCl 4 and GeCl 4 through a tube made of silica glass, and deposits the tube on the inner surface of the tube. Make it.

다음에, 모재 로드(1)를 오버 클래딩 튜브(3)에 넣은 후 Z형 버너를 작동시켜 오버 클래딩 튜브(3)와 모재 로드(1)를 결합(join)한다 (스텝 120). 이어서, 상기 모재 로드(1)가 결합된 오버 클래딩 튜브(3)에 부의 압, 예컨대 -900mbar정도를 인가하여 초기 응축공정을 진행한다 (스텝 140).Next, the base rod 1 is placed in the over cladding tube 3, and then the Z-type burner is operated to join the over cladding tube 3 and the base rod 1 (step 120). Subsequently, a negative pressure, for example, about −900 mbar is applied to the over cladding tube 3 to which the base rod 1 is coupled (step 140).

다음에, 상기 초기 응축된 모재 로드(1)가 결합된 오버 클래딩 튜브(3)의 표면을 따라 상하로 팁형 버너(7) 및 Z형 버너(5)를 작동하지 않은 상태로 주기적으로 이동시킨다 (스텝 160). 이어서, 상기 팁형 버너(7) 및 Z형 버너(5)를 작동하지 않은 상태로 이동하는 동안에 먼저, 팁형 버너(7)를 작동시켜 모재 로드(1)가 포함된 오버 클래딩 튜브(3)를 연화시키고 모재 로드(1)에 열을 균일하게 전달하고, 상기 이동하는 Z형 버너(5)가 상기 팁형 버너(7)에 의해 연화된 부위에 도달할 때 작동시켜 집중적인 화염 압력(flame pressure)으로 상기 모재 로드(1)가 포함된 오버 클래딩 튜브(3)를 최종적으로 응축시킨다 (스텝 180).Next, the tip-type burner 7 and the Z-type burner 5 are periodically moved up and down along the surface of the over cladding tube 3 to which the initial condensed base rod 1 is coupled (not operated) ( Step 160). Then, while moving the tip burner 7 and the Z burner 5 in an inoperative state, first, the tip burner 7 is operated to soften the overcladding tube 3 including the base rod 1. And transfer heat evenly to the base rod 1, and operate when the moving Z-type burner 5 reaches the site softened by the tip-type burner 7 to a concentrated flame pressure. Finally, the over cladding tube 3 including the base rod 1 is condensed (step 180).

결과적으로, 상기 팁형 버너(7)는 고온을 오버 클래딩 튜브(3)에 균일하게 가함으로써 오버 클래딩 튜브를 연화시키고, 또 상기 오버 클래딩 튜브(3)를 통해 열을 모재 로드(1)까지 전달하는 데 이용되며, 상기 Z형 버너(5)는 화염 압력(flame pressure)를 연화된 오버 클래딩 튜브(3)에 효과적으로 집중함으로써 응축을 용이하게 하는 데 사용된다.As a result, the tip burner 7 softens the overcladding tube by uniformly applying high temperature to the overcladding tube 3, and transfers heat to the base rod 1 through the overcladding tube 3. The Z-type burner 5 is used to facilitate condensation by effectively concentrating flame pressure on the softened overcladding tube 3.

이상, 실시예를 통하여 본 발명을 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식으로 그 변형이나 개량이 가능하다.As mentioned above, although this invention was demonstrated concretely through the Example, this invention is not limited to this, A deformation | transformation and improvement are possible with the conventional knowledge in the art within the technical idea of this invention.

상술한 바와 같은 본 발명의 광섬유 모재 제조방법은 형태가 다른 2종의 버너를 사용하여 응축공정시간을 단축할 수 있고 오버 클래딩 튜브가 수축되는 문제를 방지할 수 있다. 또한, 본 발명의 광섬유 모재 제조방법은 오버 클래딩 튜브 표면의 밀링(milling)을 방지할 수 있고 오버 클래딩 튜브의 단면적에 상관없이 열전달이 용이한 장점이 있다.The optical fiber base material manufacturing method of the present invention as described above can shorten the condensation process time by using two kinds of burners of different shapes and can prevent the problem of the over cladding tube shrinking. In addition, the optical fiber base material manufacturing method of the present invention has the advantage of preventing the milling (milling) of the surface of the over cladding tube and easy heat transfer regardless of the cross-sectional area of the over cladding tube.

Claims (4)

모재 로드가 포함된 오버 클래딩 튜브를 응축하는 광섬유 모재 제조 장치에 있어서,In the optical fiber base material manufacturing apparatus which condenses the over cladding tube containing a base material rod, 상기 오버 클래딩 튜브의 외부에 상기 오버 클래딩 튜브의 표면을 연화시키고 상기 모재 로드에 균일하게 열을 전달할 수 있는 팁형 버너와, 집중적인 화염 압력(flame pressure)으로 상기 모재 로드가 포함된 오버 클래딩 튜브를 응축할 수 있는 Z형 버너를 구비하는 것을 특징으로 하는 광섬유 모재 제조 장치.A tip burner capable of softening the surface of the overcladding tube to the outside of the overcladding tube and transmitting heat uniformly to the base rod, and an over cladding tube including the base rod at a concentrated flame pressure. The optical fiber base material manufacturing apparatus provided with the Z-type burner which can condense. 제1항에 있어서, 상기 팁형 버너와 Z형 버너 사이에 열 방출장치를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 광성유 모재 제조 장치.The mineral oil base material manufacturing apparatus according to claim 1, further comprising a heat dissipation device between the tip type burner and the Z type burner. 모재 로드를 준비하는 단계;Preparing a base material load; 상기 모재 로드를 오버 클래딩 튜브에 넣어 결합하는 단계;Putting the base rod into an overcladding tube to join; 상기 모재 로드가 결합된 오버 클래딩 튜브에 부의 압(pressure)를 인가하여 초기 응축공정을 진행하는 단계;Performing an initial condensation process by applying a negative pressure to the overcladding tube to which the base rod is coupled; 상기 초기 응축된 오버 클래딩 튜브의 외면을 따라 상하로 상기 팁형 버너 및 Z형 버너를 작동하지 않은 상태로 주기적으로 이동시키는 단계; 및Periodically moving the tip-type burner and the Z-type burner in an inoperative state up and down along an outer surface of the initial condensed over cladding tube; And 상기 팁형 버너를 작동시켜 상기 모재 로드가 포함된 오버 클래딩 튜브를 연화시키고, 상기 이동하는 Z형 버너가 연화된 부위에 도달할 때 작동시켜 집중적인 화염 압력(flame pressure)으로 상기 모재 로드가 포함된 오버클래딩 튜브를 최종 응축시키는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 광섬유 모재의 제조방법.The tip burner is operated to soften the overcladding tube including the base rod, and when the moving Z burner reaches the softened portion, the tip rod burner is operated so that the base rod is included at a concentrated flame pressure. And finally condensing the overcladding tube. 제3항에 있어서, 상기 모재 로드는 반응 가스들을 실리카 유리로 만들어진 튜브에 통과시키면서 외부에서 상기 튜브에 열을 가하여 상기튜브의 내부 표면에 증착한 후, 상기 튜브를 콜랩스(collapse)하여 만드는 것을 특징으로 하는 광섬유 모재의 제조방법.The method of claim 3, wherein the base rod is made by heating the tubes from the outside while depositing them on the inner surface of the tubes while passing the reaction gases through a tube made of silica glass, and then collapsing the tubes. Method for producing an optical fiber base material characterized in that.
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