KR100512592B1

KR100512592B1 - 광섬유 모재 회전을 통해 광섬유 진원도를 개선하는광섬유 인선 장치 및 이를 이용한 광섬유 인선 방법

Info

Publication number: KR100512592B1
Application number: KR10-2002-0064660A
Authority: KR
Inventors: 김원배
Original assignee: 엘에스전선 주식회사
Priority date: 2002-10-22
Filing date: 2002-10-22
Publication date: 2005-09-07
Also published as: KR20040035496A

Abstract

본 발명에서는 척(200)의 회전수단(900)을 구비하는 지지대(미도시)를 통해 광섬유 모재(100)에 회전을 부여하여 궁극적으로 광섬유에 꼬임을 가함으로써 광섬유의 진원도 저하에 따른 영향을 최소화기 위한 광섬유 모재 회전을 통해 광섬유 진원도를 개선하는 광섬유 인선 장치 및 이를 이용한 광섬유 인선 방법을 개시한다. 본 발명에 의해 광섬유 모재(100) 제조공정중에 발생하는 광섬유 모재(100)의 진원도 불량에 기인하는 광섬유의 품질 저하를 최소화할 수 있으며, 안정적으로 광섬유를 생산함으로써, 생산성 향상에 기여하게 된다. 특히 광섬유 모재(100)의 변형이 심하지 않고 다만 진원도 특성이 저하된 광섬유 모재(100)의 경우 별도의 처리공정을 거치지 않고서도 광섬유의 품질저하를 최소화할 수 있다. 또한 본 발명은 광섬유 모재(100)를 소정 속도로 회전시키는 방법을 적용함으로써 궁극적으로 광섬유에 꼬임을 가하는 것으로, 종래 광섬유에 꼬임을 가하는 방법이 불필요한 벤딩 모멘트나 진동을 발생시키는 것과는 달리 광섬유 모재(100)에 직접 꼬임을 가하여 불필요한 진동을 최소 한도로 억제하고, 불필요한 진동 발생 억제를 위한 추가적 수단의 구비를 배제할 수 있다.

Description

광섬유 모재 회전을 통해 광섬유 진원도를 개선하는 광섬유 인선 장치 및 이를 이용한 광섬유 인선 방법{OPTICAL FIBER CIRCULARITY IMPROVING OPTICAL FIBER DRAWING DEVICE BY ROTATION OF OPTICAL FIBER PREFORM AND OPTICAL FIBER DRAWING METHOD THEREBY}

본 발명은 광섬유 모재 회전을 통해 광섬유 진원도를 개선하는 광섬유 인선 장치 및 이를 이용한 광섬유 인선 방법에 관한 것이다.

변형된 화학적 증착법(MCVD, Modified Chemical Vapor Deposition)이나 외부 기상 증착법(OVD, Outside Vapor Deposition) 또는 기상축 증착법(VAD, Vapor axial deposition)등에 의해 제조된 광섬유 모재(optical fiber preform)는 인선 과정(drawing process)을 거치게 되는데, 통상적으로 지지대(feeder, 또는 draw tower), 가열로(furnace), 직경측정기, 코팅기, UV램프, 직경측정기, 캡스턴 및 스풀등을 지나게 된다.

열원으로서 가열로는 주로 전기저항로, 고주파유도로 및 이산화탄소 레이저 등이 사용된다. 이 과정은 불순물에 의해 광섬유 표면이 오염되어 강도가 저하되지 않도록 정결한 분위기가 필요하다.

인선하는 동안 레이저 마이크로 측정기 같은 정확한 장치로 계속 측정하여 즉시 광섬유에 1차 코팅을 한다. 이 코팅은 광섬유를 심하게 열화시키는 습도, 마모 등으로부터 광섬유를 보호하는 역할을 한다. 여기에 쓰이는 적합한 코팅 재료에는 카이너(Kynar), 에폭시, 실리콘 RTV, UV경화수지가 있다. 2차 코팅은 가끔 감는 작업중에 실시하여 쿠션을 향상시킴으로써 부스러짐에 대한 저항도를 높인다.

제작된 모든 광섬유는 최소 장력 요건을 만족하는지 시험한다. 이 시험은 코팅을 한 후 감는 작업중이나 혹은 인선과정 뒤의 독립적인 절차로 실행한다.

한편, 광섬유의 진원도(circularity) 특성은 광섬유 품질에 영향을 주는 인자중의 하나로서, 상기 광섬유의 진원도는 광섬유 모재의 진원도와 직접적으로 연관성을 갖는다.

이러한 광섬유 모재의 진원도는 원튜브의 경우 양호하지만 MCVD 증착, 콜랩스 공정, RIT(Rod In Tube)공정 중에 자중 및 온도 불균일등 여러가지 원인으로 인하여 진원도가 원하는 정도를 벗어나게 되어 결국 광섬유의 진원도를 저해한다.

이를 향상시키기 위해, 인선 과정에 있어서, 가능한 한 일정한 직경의 광섬유가 만들어지도록 설계하면 광섬유 감쇠를 최소화하고, 광손실로 인한 품질 저하를 막으며, 장력을 높이고 또한 정확한 직경제어를 통해 광섬유 연결시 손실이 낮도록 설계된 정밀 커넥터를 사용하기가 용이하다.

도 1은 종래의 광섬유 인선 장치중 지지대와 가열로(80) 부분을 나타내는 개략도이다. 도 1에 도시된 바와 같이 종래의 광섬유 인선 장치는 광섬유 모재(10)가 고정되는 척(20), 척(20)의 전후방향 이송수단(30), 척(20)의 좌우방향 이송수단(40), 전후방향 이송수단(30)과 좌우방향 이송수단(40)을 장착한 지지부(60), 지지부(60)의 측면에 장착되어 지지부(60)를 상하방향으로 이송하는 상하방향 이송수단(50) 및 상하방향 이송수단(50)이 고정 설치된 설비 프레임으로 구성된 지지대와 가열로(80)를 나타낸다.

현재 지지대에서 일반적으로 적용중인 광섬유 모재 고정용 척은 광섬유 모재를 고정한 상태로 전후 및 좌우 방향으로만 이동하는 시스템으로 되어 있다. 이는 인선 과정중에 발생하는 광섬유 모재와 각종 장치 사이의 정렬을 맞추기 위한 것으로 광섬유 모재의 센터가 제조공정중에 발생하는 변형에 의하여 항상 일정하지 않기 때문에 이를 보정하기 위해 필요한 장치이다.

그런데 광섬유 모재의 진원도가 유지되는 상태에서 단순하게 센터의 정렬만 틀어진 경우에는 기존의 전후 및 좌우 이송만 실시하여도 문제를 해결할 수 있으나, 광섬유 모재의 진원도가 상기한 바와 같이 까지 증착공정등을 거치면서 틀어진 경우에는 전후 및 좌우 이송만으로는 부족하다. 따라서 이를 개선하기 위한 방법의 개발이 예의 요구되어 왔다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로,

본 발명의 목적은 광섬유 모재(100)에 회전을 부여하여 궁극적으로 광섬유에 꼬임을 가함으로써 광섬유의 진원도 저하에 따른 영향을 최소화하기 위한 광섬유 모재 회전을 통해 광섬유 진원도를 개선하는 광섬유 인선 장치 및 이를 이용한 광섬유 인선 방법을 제공하는 것이다.

이러한 본 발명의 목적은, 광섬유 인선 장치중 지지대(미도시)에 있어서, 척의(200) 전후방향 이송수단(300) 또는 좌우방향 이송수단(400)의 하부에 장착되는 회전수단(900)을 포함하는 광섬유 모재 회전을 통해 광섬유 진원도를 개선하는 광섬유 인선 장치에 의해 달성된다.

또한 본 발명의 목적은, 광섬유 모재(100)의 직경 및 길이에 따라 척(200)의 회전수단(900)의 회전수를 결정하는 단계 및 상기 회전수에 따른 척(900)의 회전으로 광섬유 모재(100)를 회전하는 단계를 포함하는 광섬유 모재 회전을 통해 광섬유 진원도를 개선하는 광섬유 인선 방법에 의해 달성된다.

이하 본 발명에 따른 광섬유 모재 회전을 통해 광섬유 진원도를 개선하는 광섬유 인선 장치 및 이를 이용한 광섬유 인선 방법에 대하여 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 광섬유 인선 장치중 지지대(미도시)와 가열로(800) 부분을 나타내는 개략도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유 인선 장치중 지지대(미도시)는 광섬유 모재(100)를 고정하는 척(200)의 상단부에 회전수단(900)이 장착되고, 상기 회전수단(900)은 척(200)의 전후방향 이송수단(300)의 하부에 고정되며, 상기 전후방향 이송수단(300)의 상부에 척(200)의 좌우방향 이송수단(400)이 장착되고, 상기 좌우방향 이송수단(400)은 지지부(600)의 하부에 장착되고, 상기 지지부(600)를 상하방향으로 이송하는 상하방향 이송수단(500)이 지지부(600)의 측면에 장착되고, 상기 상하방향 이송수단(500)은 설비 프레임에 고정된다.

회전수단(900)은 척(200)을 미리 설정된 회전수에 따라 회전하며, 전후방향 이송수단(300)과 좌우방향 이송수단(400)의 전후 및 좌우 이송에 연동한다.

상기 회전수단은 모터로 구성되고, 모터의 회전수를 제어하는 제어수단(미도시)이 상기 모터에 유선 또는 무선방식으로 전기적으로 연결되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 광섬유 인선 방법은 광섬유 모재(100)의 직경 및 길이에 따라 척(200)의 회전수단(900)의 회전수를 결정하고 이에 따른 척(900)의 회전으로 광섬유 모재(100)를 회전하는 단계가 포함된다.

광섬유 모재(100)의 제조과정중에 변형이 발생한 경우 광섬유 모재(100)의 회전수를 크게 하면 진동이 발생할 가능성이 있다. 또한 광섬유 모재(100)의 센타정렬을 위해 인선 과정중 계속적인 전후 및 좌우 이송이 일어나기 때문에 회전수단(900)과 이송장치간에 공진이 발생할 수 있다.

따라서 광섬유 모재(100)의 회전수를 결정하기 위하여 광섬유 모재(100)의 직경 및 길이를 몇가지로 분류한 후 각각의 경우에 대하여 수치해석을 통해 진동특성을 해석한 후 진동에 의한 영향을 최소화할 수 있는 회전수를 선정한다. 다만, 회전수의 결정시 광섬유 모재(100)의 변형이 심할 경우에는 전후 및 좌우 이송량에 따른 영향만을 고려하여 회전수를 결정한다.

바람직한 일예로서 품질이 양호한 450km 실리콘 싱글 모드 프리폼의 경우 약 5~30rpm 범위에서 회전수를 선정하는 것이 바람직하다. 상기 프리폼의 경우에 5rpm미만인 경우 모재 회전의 효과가 떨어지고, 30rpm을 초과하는 경우는 진동이 지나치게 커지게 되어 바람직하지 않다.

본 발명의 바람직한 일실시예에서, 모터로서는 정속모터를 사용할 수도 있고, 서보모터, 브러쉬 리스 DC 서보모터, 스탭핑모터등의 정밀 제어가 가능한 모터를 사용할 수 도 있으나 상기한 예에 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 변형예로서 모터에는 제어수단(미도시)이 연결되는 대신 모터의 회전수를 감소하는 감속장치가 장착될 수 있다.

본 발명에 따라 광섬유 모재(100) 제조공정중에 발생하는 광섬유 모재(100)의 진원도 불량에 기인하는 광섬유의 품질 저하를 최소화할 수 있으며, 안정적으로 광섬유를 생산함으로써, 생산성 향상에 기여하게 된다. 특히 광섬유 모재(100)의 변형이 심하지 않고 다만 진원도 특성이 저하된 광섬유 모재(100)의 경우 별도의 처리공정을 거치지 않고서도 광섬유의 품질저하를 최소화할 수 있다.

또한 본 발명은 광섬유 모재(100)를 소정 속도로 회전시키는 방법을 적용함으로써 궁극적으로 광섬유에 꼬임을 가하는 것으로, 종래 광섬유에 꼬임을 가하는 방법이 불필요한 벤딩 모멘트나 진동을 발생시키는 것과는 달리 광섬유 모재(100)에 직접 꼬임을 가하여 불필요한 진동을 최소 한도로 억제하고, 불필요한 진동 발생 억제를 위한 추가적 수단의 구비를 배제할 수 있다.

비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허청구의 범위는 본 발명의 요지에서 속하는 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.

도 1은 종래의 광섬유 인선 장치중 지지대와 가열로 부분을 나타내는 개략도이다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 광섬유 인선 장치중 지지대와 가열로 부분을 나타내는 개략도이다.

*주요 도면 부호에 관한 간단한 설명*

100: 광섬유 모재 200: 척

300: 전후방향 이송수단 400: 좌우방향 이송수단

500: 상하방향 이송수단 600: 이송수단 지지부

700: 설비 프레임 800: 가열로

900: 회전수단

Claims

전후방향 이송수단(300) 및 좌우방향 이송수단(400)이 구비되는 척(200)과 상기 척(200)에 고정되는 광섬유 모재(100)가 회전되면서 인선되도록 구성되는 광섬유 인선 장치에 있어서,

척(200)의 전후방향 이송수단(300) 또는 좌우방향 이송수단(400)의 하부에 장착되는 척의 회전수단(900); 및

상기 회전수단(900)에 유선 또는 무선방식으로 전기적으로 연결되어, 광섬유 모재(100)의 직경, 길이, 전후 이송량, 좌우 이송량의 값을 입력받아, 인선시 발생하는 광섬유 모재(100)의 진동을 감소시키도록 상기 회전수단의 회전수를 제어하는 제어수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 광섬유 모재 회전을 통해 광섬유 진원도를 개선하는 광섬유 인선 장치.
삭제
광섬유 모재(100)를 회전하면서 인선하는 광섬유 인선방법에 있어서,

광섬유 모재(100)의 직경, 길이, 전후 이송량, 좌우 이송량의 값을 입력받아, 인선시 발생하는 광섬유 모재(100)의 진동을 감소시키도록 척(200)의 회전수단(900)의 회전수를 결정하는 단계(S1); 및 상기 회전수에 따른 척(200)의 회전으로 광섬유 모재(100)를 회전하는 단계(S2)를 포함하는 것을 특징으로 하는 광섬유 모재 회전을 통해 광섬유 진원도를 개선하는 광섬유 인선 방법.
제 3 항에 있어서,

상기 S1단계는 회전수가 5~30rpm 이 되도록 하는 것을 특징으로 하는 광섬유 모재 회전을 통해 광섬유 진원도를 개선하는 광섬유 인선 방법.