KR100411480B1 - The heating furnace for drawing a polymer optical fiber - Google Patents
The heating furnace for drawing a polymer optical fiber Download PDFInfo
- Publication number
- KR100411480B1 KR100411480B1 KR10-2001-0008722A KR20010008722A KR100411480B1 KR 100411480 B1 KR100411480 B1 KR 100411480B1 KR 20010008722 A KR20010008722 A KR 20010008722A KR 100411480 B1 KR100411480 B1 KR 100411480B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- optical fiber
- base material
- infrared
- polymer optical
- heating
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
- C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
- C03B37/02—Manufacture of glass fibres or filaments by drawing or extruding, e.g. direct drawing of molten glass from nozzles; Cooling fins therefor
- C03B37/025—Manufacture 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
- C03B37/029—Furnaces therefor
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29D—PRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
- B29D11/00—Producing optical elements, e.g. lenses or prisms
- B29D11/00663—Production of light guides
- B29D11/00682—Production of light guides with a refractive index gradient
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/02—Optical fibres with cladding with or without a coating
- G02B6/02033—Core or cladding made from organic material, e.g. polymeric material
- G02B6/02038—Core or cladding made from organic material, e.g. polymeric material with core or cladding having graded refractive index
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C35/00—Heating, cooling or curing, e.g. crosslinking or vulcanising; Apparatus therefor
- B29C35/02—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould
- B29C35/08—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould by wave energy or particle radiation
- B29C35/0805—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould by wave energy or particle radiation using electromagnetic radiation
- B29C2035/0822—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould by wave energy or particle radiation using electromagnetic radiation using IR radiation
Abstract
본 발명은 초고속 근거리 광네트웍에 사용되는 플라스틱 광섬유 제작용 적외선 가열장치에 관한 것으로, 대구경 모재 사용시에도 표면과 그 내부의 용융이 균일하게 일어나 장거리 인발이 가능하면서도 광섬유 직경이 균일하고, 스텝인덱스 광섬유 및 그레이디드인덱스 광섬유 제작이 가능하도록 한 폴리머 광섬유 인발을 위한 가열장치를 제공하는데 그 목적이 있으며, 상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 로본체(31)와; 상기 로본체(31)의 내부에 광섬유 모재(50)를 가열 용융하기 위한 가열원으로 적외선램프(40)가 형성되고, 상기 적외선램프 내측으로 상기 광섬유 모재(50)가 상방으로부터 삽입될 수 있도록 로심관(35)이 형성된 폴리머 광섬유 인발을 위한 가열장치(30)에 있어서, 상기 로본체(31)의 내부에 적외선 반사막(32)이 형성됨을 특징으로 하는 폴리머 광섬유 인발을 위한 가열장치를 제공함으로서 달성할 수 있다.The present invention relates to an infrared heating device for manufacturing a plastic optical fiber used in a high-speed near-field optical network, and even when a large diameter base material is used, the surface and the inside melt uniformly to allow long-distance drawing, but the fiber diameter is uniform, and the step index optical fiber and It is an object of the present invention to provide a heating device for drawing a polymer optical fiber that enables the production of graded index optical fiber, and the present invention provides a main body 31; An infrared lamp 40 is formed as a heating source for heating and melting the optical fiber base material 50 inside the main body 31, and the optical fiber base material 50 may be inserted into the infrared lamp from above. In the heating device 30 for the polymer optical fiber drawing formed with the core tube 35, an infrared reflecting film 32 is formed inside the main body 31, thereby providing a heating device for the polymer optical fiber drawing. can do.
Description
본 발명은 초고속 근거리 광네트웍에 사용되는 플라스틱 광섬유 제작용 적외선 가열장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 광섬유 모재를 가열하여 인발하는 가열장치에서의 열원으로 적외선램프를 사용함으로서 적외선이 플라스틱 모재의 내부 깊숙히 침투하여 표면과 내부 및 주위로 균일 가열 용융되어 광섬유의 직경이 균일할 뿐만 아니라 스텝인덱스 광성유 및 그레이디드인덱스 광섬유의 제작이 가능하도록 한 폴리머 광섬유 인발을 위한 가열장치에 관한 것이다.The present invention relates to an infrared heating device for manufacturing a plastic optical fiber used in a high-speed near-field optical network, and more particularly, by using an infrared lamp as a heat source in a heating device for heating and drawing an optical fiber base material, an infrared ray is deep inside a plastic base material. The present invention relates to a heating apparatus for polymer optical fiber drawing that penetrates and is uniformly heated and melted to the surface, the inside and the periphery so that the diameter of the optical fiber is uniform, and the step index mineral oil and the graded index optical fiber can be manufactured.
일반적으로, 광통신은 광섬유를 통해 빛을 전송하여 정보를 교환하는 것으로, 현재의 동축케이블에 의한 전기 통신에 비해 수만배의 정보를 전송할 수 있다. 또한, 외부로부터의 전파 및 자기장의 영향을 전혀 받지 않아 정보의 전송상태가 양호하다. 따라서 현재 정보통신분야에서 많이 활용되고 있으며, 그 사용 범위는 점차 타분야로 확대되고 있는 추세이다.In general, optical communication is to exchange information by transmitting light through an optical fiber, and can transmit tens of thousands of times of information compared to electric communication by current coaxial cable. In addition, since it is not influenced by radio waves and magnetic fields from the outside, the information transmission state is good. Therefore, it is widely used in the field of information and communication, and its use range is gradually expanding to other fields.
특히 근래에는 폴리머 광섬유가 크레딩을 포함한 직경이 약 1mm로 최종 소비자에 의한 연결이 용이하다는 점과 굽힘성이 좋은 스텝 인덱스, 그레이드 인덱스 광섬유로 제작할 수 있다는 점에서 근거리 광통신용으로 점차 그 사용이 확대되고 있으며, 이에 관한 많은 연구가 진행중에 있다.In particular, the use of polymer optical fiber is about 1mm in diameter including crading, making it easy to be connected by the end consumer, and that it can be manufactured with step bend and grade index fiber with good bendability. There is a lot of research going on.
일반적으로 광섬유는 가열로에 모재를 재치한 다음 열원을 통해 열을 대류나 열전도방식으로 전달하여 용융시킨 다음 인발하고 있다. 이때 사용하는 인발장치와관련하여 일본국 특허 공고 평3-2441호에는 광섬유 인발로에 관한 기술이 공지되어 있는데, 이를 도1에 나타내었다.In general, the optical fiber is placed in a heating furnace and then transferred to the convection or heat conduction method through a heat source to melt and then draw. At this time, in relation to the drawing apparatus used, Japanese Patent Publication No. Hei 3-2441 discloses a technique related to an optical fiber drawing furnace, which is shown in FIG.
상기 도1에서 보는 바와 같이 통상 스테인레스 등으로 형성되는 로본체(11)의 내부에는 광섬유 모재(12)를 가열 용융하는 히터(13)이 배치되어 있다. 이 히터(13)의 내측에는 상기 광섬유 모재(12)가 상방으로부터 삽입되는 로심관(14, furnace core tube)가 설치되어 있다. 상기 로심관(14)은 통상 카본으로 구성되고, 로본체(11)의 상하 양단부에 고정되어 있다. 로심관(14)은 상부 원통부(14a), 칼때기형부(14b) 및 하부 원통부(14c)로 이루어진다. 상부 원통부(14a)는 광섬유 모재(12)의 직경보다 약간 큰 직경의 원통으로 구성된다. 하부 원통부(14c)는 광섬유 모재(12)의 직경보다 작은 직경을 가지며, 인발된 광섬유가 통과하는 직경을 갖는다. 깔때기형부(14b)는 상부 원통부(14a)와 하부 원통부(14c) 사이에 위치하여 양자를 접속하는 부분이며, 광섬유로 방사되는 광섬유 모재(12)의 하단부의 용융부분을 따라 위로부터 아래로 향해 직경이 점차 작아지는 형상을 갖는다.As shown in FIG. 1, a heater 13 for heating and melting the optical fiber base material 12 is disposed inside the main body 11, which is usually formed of stainless steel or the like. Inside this heater 13, a furnace core tube 14 into which the optical fiber base material 12 is inserted is provided from above. The core tube 14 is usually made of carbon and fixed to upper and lower ends of the main body 11. The core tube 14 is composed of an upper cylindrical portion 14a, a knife-shaped portion 14b, and a lower cylindrical portion 14c. The upper cylindrical part 14a is comprised by the cylinder of diameter slightly larger than the diameter of the optical fiber base material 12. As shown in FIG. The lower cylindrical portion 14c has a diameter smaller than the diameter of the optical fiber base material 12, and has a diameter through which the drawn optical fiber passes. The funnel 14b is a portion located between the upper cylindrical portion 14a and the lower cylindrical portion 14c to connect them, and from top to bottom along the molten portion of the lower end of the optical fiber base material 12 radiated into the optical fiber. It has a shape that gradually decreases in diameter.
또, 로본체(11)의 상측에는 로심관(14)의 상단에 연통하는 원통형의 상부 원통 부재(17)이 설치되어 있다. 이 상부 원통 부재(17)은 통상 스테인레스 등으로 이루어지며, 상단 개구는 덮개 부재(18)로 덮혀 있다. 또, 상부 원통 부재(17)의 상부에는 가스 도입부(17a)가 마련되어 있다. 한편, 로본체(11)의 하측에는 로심관(14)의 하단에 연통하는 원통형의 하부 원통 부재(19)가 설치되어 있다. 이 하부 원통 부재(19)는 통상 스테인레스 등으로 이루어지며, 그 하단에는 인발된 광섬유가 통하는 개구부(19a)가 형성되어 있다. 상기에서 미설명부호 16은 단열재이고, 20은 불활성가스를 나타낸다.Moreover, the upper cylindrical member 17 of the cylindrical shape which communicates with the upper end of the furnace core pipe 14 is provided in the upper side of the main body 11. The upper cylindrical member 17 is usually made of stainless steel or the like, and the upper opening is covered with the lid member 18. Moreover, the gas introduction part 17a is provided in the upper part of the upper cylindrical member 17. As shown in FIG. On the other hand, the lower cylinder member 19 of the cylindrical shape which communicates with the lower end of the furnace core pipe 14 is provided in the lower side of the main body 11. The lower cylindrical member 19 is usually made of stainless steel or the like, and an opening 19a through which the drawn optical fiber passes is formed at the lower end thereof. In the above, reference numeral 16 denotes a heat insulating material, and 20 denotes an inert gas.
그러나 상기한 로를 통해 폴리머 섬유를 인발하는 경우, 즉 열전도나 대류를 이용하여 모재의 용융을 시도할 경우 대구경 모재의 내부 깊숙히 열이 침투되지 않아 모재의 표면만 용융되고 모재의 내부는 용융이 일어나지 않아 광섬유에서 요구하는 장거리 인발이 불가능할 뿐만 아니라 광섬유의 직경 정밀도가 저하되는 문제점이 있다.However, in the case of drawing the polymer fiber through the furnace, that is, attempting to melt the base material using heat conduction or convection, heat does not penetrate deeply inside the large-diameter base material, so that only the surface of the base material melts and the inside of the base material does not melt. As a result, long distance drawing required by the optical fiber is not possible, and there is a problem that the diameter precision of the optical fiber is degraded.
상기한 모재의 장거리 인발 및 표면용융의 단점을 보완하기 위하여 연속압출방법이 이용되고 있지만 이를 위해서는 광섬유 제작장치와 합성 및 정제장치가 함께 설비되어 설비비가 고가 일뿐 아니라 광섬유 직경의 정밀도가 떨어지는 결점이 있다.The continuous extrusion method is used to compensate for the drawbacks of the above-mentioned long distance drawing and surface melting of the base metal, but for this purpose, the optical fiber fabrication apparatus and the synthesis and purification apparatus are installed together, so that the equipment cost is high and the precision of the optical fiber diameter is low. .
또한 연속압출법은 스텝인덱스 폴리머광섬유에만 적용할 수 있어 초고속 광통신 및 멀티미디어 전송을 위한 그레이디드 인덱스 광섬유의 제작이 불가능하다는 단점이 있다.In addition, the continuous extrusion method can be applied only to the step index polymer optical fiber has a disadvantage that it is impossible to manufacture a graded index fiber for ultra-fast optical communication and multimedia transmission.
모재인출 방법에서 예열법을 쓸수도 있지만 이 경우 장시간에 걸친 가열로 인하여 재료의 물성변화가 있을 수 있을 뿐만 아니라, 특히 불순물을 이용할 경우 물성변화 현상은 더욱 커질 것이며 원치않는 불순물의 확산은 그레이디드 인덱스의 구배를 변화시킬 수 있다는 단점이 있다.Preheating method can be used in the material extraction method, but in this case, not only can there be a change in the physical properties of the material due to heating for a long time. The disadvantage is that it can change the gradient.
이에 본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로, 대구경 모재 사용시에도 표면과 그 내부의 용융이 균일하게 일어나 장거리 인발이 가능하면서도 광섬유 직경이 균일하고, 스텝인덱스 광섬유 및 그레이디드인덱스 광섬유 제작이 가능하도록 한 폴리머 광섬유 인발을 위한 가열장치를 제공하는데 그 목적이 있다.Therefore, the present invention was derived to solve the above-mentioned problems, and even when using a large-diameter base material, the surface and the inside melt uniformly, thereby enabling long-distance drawing, and uniform fiber diameter, step index optical fiber and graded index optical fiber. It is an object of the present invention to provide a heating apparatus for drawing a polymer optical fiber that enables fabrication.
도1은 종래 광섬유 인발을 위한 가열장치를 나타낸 도면.1 is a view showing a heating apparatus for conventional optical fiber drawing.
도2a와 도2b는 본 발명의 일실시예에 따른 적외선램프를 이용한 가열장치의 단면을 나타낸 도면.2A and 2B are cross-sectional views of a heating apparatus using an infrared lamp according to an embodiment of the present invention.
도3은 적외선램프를 이용하여 모재를 가열 용융시 모재 구경에 따른 온도 분포를 나타낸 도면.Figure 3 is a view showing the temperature distribution according to the size of the base material upon heating and melting the base material using an infrared lamp.
도4는 열전도 및 대류를 이용하여 모재를 가열 용융시 모재 구경에 따른 온도 분포를 나타낸 도면.Figure 4 is a view showing the temperature distribution according to the size of the base material upon heating and melting the base material using heat conduction and convection.
도5a와 도5b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 적외선램프를 이용한 가열장치의 단면을 나타낸 도면.5A and 5B are cross-sectional views of a heating apparatus using an infrared lamp according to another embodiment of the present invention.
도6a와 도6b는 본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 적외선램프를 이용한 가열장치의 단면을 나타낸 도면.6a and 6b are cross-sectional views of a heating apparatus using an infrared lamp according to another embodiment of the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>
30 : 가열장치 31 : 로본체 32 : 적외선 반사막30: heating apparatus 31: main body 32: infrared reflecting film
33 : 상부재 34 : 하부재 35 : 로심관33: upper member 34: lower member 35: core core
36 : 동공 40 : 적외선램프 50 : 모재36: pupil 40: infrared lamp 50: base material
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은The present invention to achieve the above object
로본체(31)와; 상기 로본체(31)의 내부에 광섬유 모재(50)를 가열 용융하기 위한 가열원으로 적외선램프(40)가 형성되고, 상기 적외선램프 내측으로 상기 광섬유 모재(50)가 상방으로부터 삽입될 수 있도록 로심관(35)이 형성된 폴리머 광섬유 인발을 위한 가열장치(30)에 있어서,상기 로본체(31)의 내부에 적외선 반사막(32)이 형성됨을 특징으로 하는 폴리머 광섬유 인발을 위한 가열장치를 제공한다.A main body 31; An infrared lamp 40 is formed as a heating source for heating and melting the optical fiber base material 50 inside the main body 31, and the optical fiber base material 50 may be inserted into the infrared lamp from above. In the heating device (30) for the polymer optical fiber drawing formed with the core pipe (35), it provides a heating device for the polymer optical fiber drawing, characterized in that the infrared reflecting film 32 is formed inside the main body (31).
또한, 본 발명에서는 상기 적외선램프에서 방출되는 적외선 에너지의 효율을 극대화시키기 위하여 로본체의 내부에 적외선 반사막이 형성된다.In addition, in the present invention, an infrared reflecting film is formed inside the main body in order to maximize the efficiency of the infrared energy emitted from the infrared lamp.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 하나, 이는 본 발명의 이해를 돕기위하여 제시된 것으로 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings, which are presented to aid the understanding of the present invention, but the present invention is not limited thereto.
도2a와 도2b는 본 발명의 일실시예에 따른 적외선램프를 이용한 가열장치를 나타낸 도면으로, 상기 도2a와 도2b에서 보는 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 가열장치(30)는 로본체(31)와; 상기 로본체(31)의 내부에는 광섬유 모재(50)를 가열 용융하기 위하여 설치된 다수개의 직선형 적외선램프(40)와; 상기 적외선램프(40) 내측으로 상기 광섬유 모재(50)가 상방으로부터 삽입될 수 있도록형성된 로심관(35)으로 구성된다.2A and 2B illustrate a heating apparatus using an infrared lamp according to an embodiment of the present invention. As shown in FIGS. 2A and 2B, the heating apparatus 30 according to an embodiment of the present invention is a furnace. A main body 31; A plurality of linear infrared lamps 40 installed inside the main body 31 for heating and melting the optical fiber base material 50; It is composed of a low-core tube 35 formed so that the optical fiber base material 50 can be inserted into the infrared lamp 40 from above.
상기에서 로본체(31)는 광섬유 모재(50)가 삽입되는 상부재(33)와 인발된 광섬유가 하부로 이송될 수 있도록 동공(36)이 형성된 하부재(34)로 구성된다.The main body 31 is composed of an upper member 33 into which the optical fiber base material 50 is inserted, and a lower member 34 having a pupil 36 formed therein so that the drawn optical fiber can be transferred downward.
이때 상기 적외선램프(40)는 직선형으로 광섬유 모재(50)와 나란하게 그 둘레를 따라 등간격으로 다수개 설치되는데, 이때 상기 적외선램프(40)는 모재(50)에 따라 적정파장의 것을 선택하여 설치할 수 있다.In this case, the infrared lamps 40 are installed in a straight line in parallel with the optical fiber base material 50 at equal intervals, and the infrared lamps 40 have a suitable wavelength according to the base material 50. Can be installed.
상기와 같이 가열원으로 적외선램프(40)를 사용하게 되면 상기 적외선램프(40)에서 방출되는 적외선이 모재(50) 내부로 침투하여 모재(50)의 표면 뿐만 아니라 모재(50)의 내부까지 용융시켜 주므로 대구경의 폴리머 모재의 경우에도 모재(50)를 빠르게 용융시킬 수 있다는 이점이 있다. 특히, 이와 같이 적외선에 의한 용융이 이루어짐으로서 기존의 열전도 방식의 전기로에서 발생하는 모재(50)의 표면만 용융되는 현상을 방지할 수 있게 되어 모재(50) 전체가 고르게 용융될 수 있게 된다.When the infrared lamp 40 is used as a heating source as described above, infrared rays emitted from the infrared lamp 40 penetrate into the base material 50 to melt not only the surface of the base material 50 but also the inside of the base material 50. Since the base material 50 can be quickly melted even in the case of a large diameter polymer base material. In particular, the melting by the infrared rays as described above can prevent the phenomenon that only the surface of the base material 50 generated in the existing heat conduction type electric furnace can be prevented, so that the entire base material 50 can be evenly melted.
또한, 모재(50)의 내부와 외부는 적외선의 침투효과로 균일한 온도분포를 갖게 됨으로서 폴리머 광섬유의 정밀한 직경 제어를 가능하게 할 뿐만 아니라, 대구경의 폴리머 모재(50)를 빠르고 균일하게 가열함으로서 고품질의 폴리머 광섬유를 대량생산이 가능하게 한다. 이때 모재(50)의 구경에 따라 실제 적용시 모재(50)의 중심부와 모재(50)의 표면에서 약간의 온도구배가 생길 수 있으나 이는 적외선램프(40)의 파장에서 일정주파수의 파장을 차단함으로서 온도구배를 최소화 시킬 수 있다. 뿐만 아니라 코어 물질의 유리변형 온도가 크래드 물질보다 큰 경우에도 파장을 조절하여 모재를 용융할 수 있다는 이점이 있다.In addition, the inside and outside of the base material 50 has a uniform temperature distribution due to the penetration effect of infrared rays, which not only enables precise diameter control of the polymer optical fiber, but also heats the large diameter polymer base material 50 quickly and uniformly. Polymer fiber optics can be mass produced. At this time, depending on the diameter of the base material 50, a slight temperature gradient may occur at the center of the base material 50 and the surface of the base material 50 in actual application, but by blocking the wavelength of a predetermined frequency at the wavelength of the infrared lamp 40 The temperature gradient can be minimized. In addition, there is an advantage that the base material can be melted by adjusting the wavelength even when the glass deformation temperature of the core material is larger than that of the clad material.
또, 상기 로본체(31)는 통상적으로 사용하는 스테인레스강이나 유리를 이용하여 형성할 수 있다.In addition, the said main body 31 can be formed using the stainless steel or glass normally used.
이때 상기 로본체(31) 내부에 적외선 반사가 뛰어난 적외선 반사막(32)을 형성하여 외부로 방출되는 적외선을 줄여 에너지 효율을 극대화 시키는 것이 바람직하다. 상기 적외선 반사막(32)은 적외선 반사가 뛰어난 금, 크롬, 알루미늄 등의 금속을 로본체(31) 내부에 코팅하여 형성할 수 있다.In this case, it is preferable to maximize the energy efficiency by reducing the infrared rays emitted to the outside by forming an infrared reflecting film 32 having excellent infrared reflection inside the main body 31. The infrared reflecting film 32 may be formed by coating a metal such as gold, chromium, aluminum, etc. having excellent infrared reflection inside the main body 31.
상기와 같이 로본체(31) 내부에 적외선 반사가 뛰어난 금속을 유리에 코팅하여 적외선 반사막(32)을 형성할 경우 외부로 유출되는 적외선 에너지를 최소화시켜 에너지 효율을 극대화시킬 수 있다는 장점이 있다. 뿐만 아니라 상기 적외선 반사막(32)은 가시광선 영역에서 투명하므로 폴리머 광섬유 인발 중 모재(50)의 용융상태 및 인발상태를 실시간으로 모니터링 할 수 있다는 이점이 있다.As described above, when the infrared reflecting film 32 is formed by coating a metal having excellent infrared reflection inside the main body 31 on the glass, the energy efficiency can be maximized by minimizing infrared energy flowing out to the outside. In addition, since the infrared reflecting film 32 is transparent in the visible light region, there is an advantage in that the molten state and the drawn state of the base material 50 can be monitored in real time during the polymer optical fiber drawing.
상기에서 적외선 반사막(32)은 로본체(31) 내부에 코팅하여 형성한 경우의 일예를 들어 설명하였으나, 이와는 달리 적외선램프(40)의 실리카 유리관을 코팅하여 적외선 반사막(32)을 형성할 수도 있다.In the above, the infrared reflecting film 32 has been described as an example of the case formed by coating the inside of the main body 31. Alternatively, the infrared reflecting film 32 may be formed by coating the silica glass tube of the infrared lamp 40. .
또, 상기 적외선램프(40) 내측에는 상기 폴리머 광섬유 모재(50)가 상방향으로부터 삽입될 수 있도록 로심관(35)이 형성되는데, 본 발명에서는 상기 로심관(35)으로 적외선을 보다 효과적으로 투과시켜 모재(50)로 전달시할 수 있는 유리를 이용하여 제작된 것을 사용하였다.In addition, the infrared lamp 40 inside the core tube 35 is formed so that the polymer optical fiber base material 50 can be inserted from the upper direction, in the present invention to more effectively transmit infrared rays through the core tube 35 The one produced using the glass that can be delivered to the base material 50 was used.
상술한 바와 같이 폴리머 광섬유 인발을 위한 가열원으로 적외선램프(40)를적용하여 모재(50)를 용융할 경우 모재(50)에 따른 스텝인덱스 광섬유와 그레이디드 인덱스 광섬유 각각의 제조가 가능하다는 이점이 있다.As described above, when the base material 50 is melted by applying the infrared lamp 40 as a heating source for polymer optical fiber drawing, the step index optical fiber and the graded index optical fiber according to the base material 50 can be manufactured. have.
본 발명에 따른 적외선램프를 이용한 모재의 용융방식과 종래의 열전도 또는 대류에 의한 모재 용융방식의 차이점을 비교분석하기 위하여 하기한 실험을 하였다.In order to compare and analyze the difference between the melting method of the base material using the infrared lamp according to the present invention and the melting method of the base material by conventional heat conduction or convection, the following experiment was performed.
적외선램프에 210V의 전압을 가해 직경이 50mm인 모재를 가열하고, 이때 모재의 중앙부(A)와 중앙에서 10mm 떨어진 지점(B) 및 20mm 떨어진 지점(C)의 온도를 열전쌍(thermocouple)을 이용하여 측정하였다.The substrate is heated to a diameter of 50mm by applying a voltage of 210V to the infrared lamp.At this time, the thermocouple is used to measure the temperature of the center portion A of the substrate and the point B 10mm away from the center and the point C 20mm away from the center. Measured.
이때 적외선에 의한 효과만을 보기 위하여 모재 주변 공기 온도를 일정하게 유지한 상태에서 각 지점의 온도를 측정하여 그 결과를 도3에 나타내었다.At this time, in order to see only the effect of the infrared ray, the temperature of each point was measured in the state of maintaining the air temperature around the base material, and the result is shown in FIG.
또한 같은 조건에서 냉각 팬을 제거하고 적외선의 복사를 차단하기 위하여 알루미늄 차광막을 램프와 모재 사이에 설치하여 각 지점의 온도를 측정하여 그 결과를 도4에 나타내었다(상기 적외선램프의 자체 온도가 2500K의 온도를 가지므로 그 열의 대부분이 전도와 대류에 의해 모재에 전달되게 된다. 따라서 적외선 복사만 막으면 대류와 전도에 의해 모재를 가열하는 기존 가열로의 원리와 동일하게 된다).In addition, in order to remove the cooling fan under the same conditions and to block infrared radiation, an aluminum shielding film was installed between the lamp and the base material, and the temperature of each spot was measured. The result is shown in FIG. 4 (the temperature of the infrared lamp was 2500K. Since most of the heat is transferred to the base material by conduction and convection, it is the same as the principle of the existing furnace that heats the base material by convection and conduction only by blocking infrared radiation.
도3과 도4에서 보는 바와 같이 적외선램프를 이용하여 모재를 가열 용융한 결과를 나타내는 도3의 경우 종래의 가열방식을 적용하여 모재를 가열 용융한 결과를 나타내는 도4에 비해 각지점의 온도구배가 매우 적은 것을 알 수 있다.3 and 4 show a result of heating and melting a base material using an infrared lamp, as shown in FIGS. 3 and 4, in which the temperature gradient at each point is compared with FIG. It can be seen that there is very little.
따라서 본 발명에 의한 경우 적외선 파장이 모재 내부 깊숙히 침투하여 내부까지 용융시켜 주므로 종래 기존의 열전도 방식의 로에서 발생하는 모재의 표면만 용융되는 현상을 방지할 수 있게 되어 모재 전체가 고르게 용융될 수 있다는 것을 상기 도3 및 도4를 통해 알 수 있다.Therefore, in the case of the present invention, since the infrared wavelength penetrates deep into the base material and melts it to the inside, it is possible to prevent the phenomenon of melting only the surface of the base material generated in the furnace of the conventional heat conduction method. It can be seen through the Figures 3 and 4 above.
도5a와 도5b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 적외선램프를 이용한 가열장치를 나타낸 도면으로, 상기 도2a와 도2b에 나타낸 바와 같이 본 발명의 다른 실시예에 따른 가열장치(30)는 로본체(31)와; 상기 로본체(31)의 내부에는 광섬유 모재(50)를 가열 용융하기 위하여 설치된 다수개의 원형 적외선램프(40)와; 상기 적외선램프(40) 내측으로 상기 광섬유 모재(50)가 상방으로부터 삽입될 수 있도록 형성된 로심관(35)으로 구성된다.5A and 5B illustrate a heating apparatus using an infrared lamp according to another embodiment of the present invention. As shown in FIGS. 2A and 2B, the heating apparatus 30 according to another embodiment of the present invention is a furnace. A main body 31; A plurality of circular infrared lamps 40 installed inside the main body 31 for heating and melting the optical fiber base material 50; It is composed of a low-core tube 35 formed so that the optical fiber base material 50 can be inserted into the infrared lamp 40 from above.
이때 상기 적외선램프(40)는 원형으로 모재(50)의 주변에 모재(50) 길이방향을 따라 다수개가 설치된다. 이와 같이 원형의 적외선램프(40)를 모재(50)의 길이방향을 따라 다수개 설치할 경우 모재(50)의 길이 방향으로 원하는 온도분포를 얻을 수 있게 된다. 이것은 적외선램프(40)의 간격을 조절하여 설치함으로서, 즉 높은 온도를 필요로 하는 곳에는 적외선램프(40)를 집중적으로 설치함으로서 모재(50)의 길이 방향으로 원하는 온도분포를 얻을 수 있게 되는 이점이 있다.At this time, the infrared lamp 40 is provided in a circle along the longitudinal direction of the base material 50 in the circumference of the base material 50. As such, when a plurality of circular infrared lamps 40 are installed along the longitudinal direction of the base material 50, a desired temperature distribution can be obtained in the longitudinal direction of the base material 50. This is installed by adjusting the interval of the infrared lamp 40, that is, by installing the infrared lamp 40 intensively where a high temperature is required, the desired temperature distribution in the longitudinal direction of the base material 50 can be obtained. There is this.
이때 상기 가열장치의 로본체(31)는 상기 도2와 마찬가지로 그 내부에 적외선 반사막(32)을 형성하여 외부로 방출되는 적외선 에너지를 줄여 에너지를 효율적으로 사용할 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 상기 적외선 반사막(32)으로는 상기에서 설명한 바와 같이 적외선 반사가 뛰어난 금, 크롬, 알루미늄 등 금속을 코팅하여 형성하는 것이 바람직하다.In this case, it is preferable that the main body 31 of the heating apparatus forms an infrared reflecting film 32 therein as in FIG. 2 so as to reduce the infrared energy emitted to the outside so as to efficiently use the energy. As described above, the infrared reflecting film 32 may be formed by coating a metal such as gold, chromium, and aluminum having excellent infrared reflection.
도6a와 도6b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 적외선램프를 이용한 가열장치를 나타낸 도면으로, 상기에서 보는 바와 같이 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 가열장치(30)는 로본체(31)와; 상기 로본체(31)의 내부에는 광섬유 모재(50)를 가열 용융하기 위하여 설치된 적외선램프(40)와; 상기 적외선램프(40) 내측으로 상기 광섬유 모재(50)가 상방으로부터 삽입될 수 있도록 형성된 로심관(35)으로 구성된다.6a and 6b are views showing a heating apparatus using an infrared lamp according to another embodiment of the present invention, as shown above the heating device 30 according to another embodiment of the present invention is the main body 31 )Wow; An infrared lamp 40 installed inside the main body 31 to heat-melt the optical fiber base material 50; It is composed of a low-core tube 35 formed so that the optical fiber base material 50 can be inserted into the infrared lamp 40 from above.
이때 상기 적외선램프(40)는 모재(50)의 둘레에 모재(50) 길이방향으로 나선형으로 설치된다. 이와같이 적외선램프(40)를 나선형으로 설치할 경우 모재(50)의 가로방향뿐만 아니라 세로방향으로 균일한 온도분포를 얻을 수 있다는 이점이 있다.At this time, the infrared lamp 40 is spirally installed in the longitudinal direction of the base material 50 around the base material 50. Thus, when the infrared lamp 40 is installed in a spiral, there is an advantage that a uniform temperature distribution can be obtained in the longitudinal direction as well as in the horizontal direction of the base material 50.
이때 상기 가열장치의 로본체(31)는 상기 도2와 마찬가지로 그 내부에 적외선 반사막(32)을 형성하여 외부로 방출되는 적외선 에너지를 줄여 에너지를 효율적으로 사용할 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 상기 적외선 반사막(32)으로는 상기에서 설명한 바와 같이 적외선 반사가 뛰어난 금, 크롬, 알루미늄 등 금속을 코팅하여 형성하는 것이 바람직하다.In this case, it is preferable that the main body 31 of the heating apparatus forms an infrared reflecting film 32 therein as in FIG. 2 so as to reduce the infrared energy emitted to the outside so as to efficiently use the energy. As described above, the infrared reflecting film 32 may be formed by coating a metal such as gold, chromium, and aluminum having excellent infrared reflection.
상기에서 설명한 바와 같이 본 발명은 적외선의 열방사와 열전도를 이용함으로 기존의 열전도 방식의 전기로에서 발생하는 모재 표면용융 현상을 제거할 수 있을 뿐만 아니라 대구경의 폴리머 모재를 빠르게 용융시킬 수 있는 폴리머 광섬유 인발을 위한 가열장치를 제공하는 유용한 발명이다.As described above, the present invention not only eliminates the surface melting phenomenon of the base material generated in the existing heat conduction type electric furnace by using infrared radiation and heat conduction, but also obtains a polymer optical fiber drawing that can quickly melt a large diameter polymer base material. It is a useful invention to provide a heating device.
또한 적외선의 침투효과로 모재 내부와 외부의 균일한 온도분포는 폴리머 광섬유의 정밀한 직경 제어를 가능하게 할 뿐만 아니라 대구경 폴리머 모재를 빠르고 균일하게 가열함으로서 고품질의 폴리머 광섬유를 대량생산이 가능하게 하는 이점이 있다.In addition, the uniform temperature distribution inside and outside of the base material due to the penetration effect of infrared light enables precise diameter control of the polymer optical fiber, and enables the mass production of high quality polymer optical fiber by heating the large diameter polymer base material quickly and uniformly. have.
Claims (10)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR10-2001-0008722A KR100411480B1 (en) | 2001-02-21 | 2001-02-21 | The heating furnace for drawing a polymer optical fiber |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR10-2001-0008722A KR100411480B1 (en) | 2001-02-21 | 2001-02-21 | The heating furnace for drawing a polymer optical fiber |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20020068624A KR20020068624A (en) | 2002-08-28 |
| KR100411480B1 true KR100411480B1 (en) | 2003-12-18 |
Family
ID=27695077
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR10-2001-0008722A KR100411480B1 (en) | 2001-02-21 | 2001-02-21 | The heating furnace for drawing a polymer optical fiber |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR100411480B1 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100956486B1 (en) * | 2008-02-14 | 2010-05-07 | 엘에스전선 주식회사 | Furnace for drawing down optical fiber preform into optical fiber by configuration factor |
| CN105293893A (en) * | 2014-06-10 | 2016-02-03 | 西安思翰光电科技有限公司 | High-precision compound heating module for low-medium temperature optical fiber preform fiber drawing furnace |
-
2001
- 2001-02-21 KR KR10-2001-0008722A patent/KR100411480B1/en active IP Right Grant
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20020068624A (en) | 2002-08-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3974016A (en) | Bonding of thermoplastic coated cylinders | |
| EP2803643B1 (en) | Optical fiber production method and optical fiber | |
| KR960014984A (en) | Single-mode optical fiber base material with a constant thermal conductivity slope of optical fiber cross section and its manufacturing method | |
| US20010045108A1 (en) | Method for molding a shaped optical fiber tip | |
| US11840472B2 (en) | Elongation method and preform for producing an optical glass component | |
| CA1101164A (en) | Method and apparatus for producing fibers for optical transmission | |
| CN106030358A (en) | Photonic crystal fibre, in particular single-mode fibre for the ir wavelength range, and method for the production thereof | |
| KR100411480B1 (en) | The heating furnace for drawing a polymer optical fiber | |
| NL1033783C2 (en) | Device for carrying out a plasma chemical vapor deposition as well as a method for manufacturing an optical preform. | |
| CN104777619A (en) | Optical fiber coupling output laser spot homogenizing device and preparation method thereof | |
| US6391396B1 (en) | Chemical vapor deposition coating of fibers using microwave application | |
| US20130142964A1 (en) | Device for applying electromagnetic microwave radiation in a plasma inside a hollow glass substrate tube, and method for manufacturing an optical preform | |
| CA2011153C (en) | Furnace and process for optical fiber drawing | |
| US6546752B2 (en) | Method of making optical coupling device | |
| US20030104139A1 (en) | Apparatus for depositing a plasma chemical vapor deposition coating on the inside of an optical fiber preform | |
| US5247147A (en) | Method and apparatus for heating a silica optical fiber in a fiber-drawing installation | |
| US6649261B2 (en) | Rod-shaped preform for manufacturing an optical fiber therefrom, a method for manufacturing such a rod-shaped preform as well as a method for manufacturing an optical fiber, using such a rod-shaped preform | |
| GB2495191A (en) | Shaping plastics optical fibres | |
| US6279352B1 (en) | Long hot zone furnace element and optical fiber drawing method practiced therewith | |
| CN1274337A (en) | Method and device for drawing optical fiber from preform | |
| KR100456124B1 (en) | Plasma Torch for manufacturing preform of Optical fiber | |
| JPH04243204A (en) | Production of fusion type optical coupler | |
| CN105739010A (en) | Method and structure for increasing temperature gradient of beam expanding fiber | |
| SU1671620A1 (en) | A method of manufacturing multichannel plates | |
| AU661135B2 (en) | Method and apparatus for drawing optical fibers |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20121203 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20131106 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20141204 Year of fee payment: 12 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20151001 Year of fee payment: 13 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20160926 Year of fee payment: 14 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20170928 Year of fee payment: 15 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20180927 Year of fee payment: 16 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20190926 Year of fee payment: 17 |