KR100594143B1 - Optical fiber base material manufacturing apparatus including outer diameter measuring means - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 광섬유 모재 제작 장치는 회전 및 상하 이동 가능한 척에 장착된 지지봉과, 상기 지지봉에 성장되는 광섬유 모재와, 상기 광섬유 모재를 성장시키며 상기 광섬유 모재를 관찰하기 위한 복수의 시창들이 일측에 형성된 가열로와, 상기 가열로의 시창을 따라서 상하로 움직이며 상기 광섬유 모재의 외경 변화를 감시하기 위한 광을 생성하는 레이저 광원과, 상기 광섬유 모재를 중심으로 상기 레이저 광원 대향되게 위치되며, 상기 광섬유 모재를 투과한 상기 광으로부터 상기 광섬유 모재의 직경 변화를 감시하기 위한 수광 스캐너를 포함한다.The optical fiber base material manufacturing apparatus according to the present invention includes a support rod mounted on a rotatable and vertically movable chuck, an optical fiber base material grown on the support rod, and a plurality of sight windows for growing the optical fiber base material and observing the optical fiber base material. A laser light source which moves up and down along a viewing window of the heating furnace and generates light for monitoring a change in the outer diameter of the optical fiber base material, and is positioned to face the laser light source centering on the optical fiber base material; It includes a light receiving scanner for monitoring the diameter change of the optical fiber base material from the light transmitted through the.

광섬유 모재, 레이저, 외경Fiber optic substrate, laser, outer diameter

Description

외경 측정 수단을 포함하는 광섬유 모재 제작 장치{APPARATUS FOR MANUFACTURING OF THE OPTICAL PREFORM WITH DIAMETER MEASURING DEVICE} Optical fiber base material manufacturing apparatus including an outer diameter measuring means {APPARATUS FOR MANUFACTURING OF THE OPTICAL PREFORM WITH DIAMETER MEASURING DEVICE}             

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광섬유 모재 제작 장치를 나타내는 도면,1 is a view showing an optical fiber base material manufacturing apparatus according to a preferred embodiment of the present invention,

도 2는 도 1에 도시된 레이저 광원을 이송시키기 위한 제1 이송 장치의 구성을 나타내는 도면,FIG. 2 is a view showing a configuration of a first transfer device for transferring the laser light source shown in FIG. 1;

도 3은 도 1에 도시된 수광 스캐너를 이송시키기 위한 제2 이송 장치의 구성을 나타내는 도면,3 is a view showing a configuration of a second transfer device for transferring the light receiving scanner shown in FIG. 1;

도 4는 광섬유 모재의 외경을 측정하기 위한 구성을 나타내는 블록도.4 is a block diagram showing a configuration for measuring an outer diameter of an optical fiber base material.

본 발명은 광섬유 모재 제작 장치에 관한 발명으로서, 특히 수직 증착 방식에 의한 광섬유 모재의 외경을 측정하기 위한 수단들을 포함한 광섬유 모재 제작 장치에 관한 발명이다. The present invention relates to an optical fiber base material manufacturing apparatus, and more particularly, to an optical fiber base material manufacturing apparatus including means for measuring the outer diameter of the optical fiber base material by the vertical deposition method.

광섬유 모재는 MCVD 법(Modified Chemical Vapor Deposition), OVD 법(Outside Vapor Deposition) 법 등이 있으며, 특성이 우수한 광섬유를 단 시간 내에 대량으로 생산해서 경제성을 향상시키기 위한 광섬유 모재의 제작 방법들이 연구되고 있다. 제안되고 있는 방법에는 높은 합성 속도를 얻기 위해서 버너를 다단계로 설치하거나, 버너 자체를 개량하는 방법이 검토되고 있으며, 그 외에 VAD 공법(Vapor Phase Axial Deposition)이 사용되고 있다. The optical fiber base materials include MCVD (Modified Chemical Vapor Deposition) and OVD (Outside Vapor Deposition) methods, and methods of fabricating optical fiber base materials for improving economic efficiency by producing large quantities of excellent optical fibers in a short time are being studied. . In the proposed method, a method of installing a burner in multiple stages or improving the burner itself in order to obtain a high synthesis speed is examined. In addition, a VAD method (Vapor Phase Axial Deposition) is used.

상술한 VAD 방법은 광섬유 모재를 대량 생산 및 높은 품질의 광섬유 모재를 제공하기 위해서 사용되고 있으며, 코어(core) 및 클래드(clad) 형성을 위한 별도의 토치를 사용한다. VAD 방법에 의해 광섬유 모재를 제작하기 위한 다공질 모재의 접촉면은 1500℃ 정도의 고온으로 유지된다. 상술한 VAD 방법은 광섬유 모재를 제작하기 위해서 별도의 가열로 등과 같은 챔버(Chamber)를 필요로 하며, 상술한 챔버 내에 가스와 화염을 가해서 다공질 모재로부터 광섬유 모재를 제작하게 된다. 모재 및 토치를 둘러싸는 챔버 주변 온도는 일반적으로 200 ℃ 이상이다. The above-described VAD method is used to mass-produce the optical fiber base material and to provide a high quality fiber base material, and uses a separate torch for core and clad formation. The contact surface of the porous base material for producing the optical fiber base material by the VAD method is maintained at a high temperature of about 1500 ° C. The above-described VAD method requires a chamber such as a separate heating furnace in order to manufacture the optical fiber base material, and prepares the optical fiber base material from the porous base material by applying a gas and a flame to the chamber. The ambient temperature of the chamber surrounding the substrate and torch is generally at least 200 ° C.

그러나, 종래의 VAD에 의한 광섬유 모재의 제작 장치는 가열로 내에서 성장되는 광섬유 모재를 육안으로 확인함으로써, 작업이 정밀하지 못하고 제품의 수율이 저하되는 문제가 있다.However, the conventional apparatus for manufacturing an optical fiber base material by VAD has a problem that the work is not precise and the yield of the product is lowered by visually confirming the optical fiber base material grown in the heating furnace.

본 발명은 기상축 증착법에 의한 광섬유 모재를 제작 중에 광섬유 모재의 외경을 측정할 수 있는 수단을 포함하는 광섬유 모재 제작 장치를 제공하는 데 그 목 적이 있다.An object of the present invention is to provide an optical fiber base material fabrication apparatus comprising a means for measuring the outer diameter of the optical fiber base material during fabrication of the optical fiber base material by vapor phase deposition.

본 발명에 따른 광섬유 모재 제작 장치는,Optical fiber base material manufacturing apparatus according to the present invention,

회전 및 상하 이동 가능한 척에 장착된 지지봉과;A support rod mounted on the rotatable and vertically movable chuck;

상기 지지봉에 성장되는 광섬유 모재와;An optical fiber base material grown on the support rod;

상기 광섬유 모재를 성장시키며 상기 광섬유 모재를 관찰하기 위한 복수의 시창들이 일측에 형성된 가열로와;A heating furnace having a plurality of sight windows formed at one side for growing the optical fiber base material and observing the optical fiber base material;

상기 가열로의 시창을 따라서 상하로 움직이며 상기 광섬유 모재의 외경 변화를 감시하기 위한 광을 생성하는 레이저 광원과;A laser light source which moves up and down along the viewing window of the heating furnace and generates light for monitoring a change in the outer diameter of the optical fiber base material;

상기 광섬유 모재를 중심으로 상기 레이저 광원 대향되게 위치되며, 상기 광섬유 모재를 투과한 상기 광으로부터 상기 광섬유 모재의 직경 변화를 감시하기 위한 수광 스캐너를 포함한다.
And a light receiving scanner positioned opposite the laser light source with respect to the optical fiber base material, and configured to monitor a diameter change of the optical fiber base material from the light transmitted through the optical fiber base material.

이하에서는 첨부도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능, 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described an embodiment of the present invention; In describing the present invention, detailed descriptions of related well-known functions or configurations are omitted in order not to obscure the subject matter of the present invention.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광섬유 모재 제작 장치를 나타내는 도면이다. 도 1을 참조하면 본 발명에 따른 광섬유 모재 제작 장치(100)는 회전 및 상하 이동 가능한 척(미도시)에 장착된 지지봉(101)과, 광섬유 모재(110)와, 가열로(120)와, 상기 광섬유 모재(110)의 외경 변화를 감시하기 위한 광을 생성하는 레이저 광원(140)과, 상기 광섬유 모재(110)를 투과한 상기 광으로부터 상기 광섬유 모재(110)의 직경 변화를 감시하기 위한 수광 스캐너(150)를 포함한다. 1 is a view showing an optical fiber base material manufacturing apparatus according to a preferred embodiment of the present invention. 1, the optical fiber base material manufacturing apparatus 100 according to the present invention includes a support rod 101 mounted on a chuck (not shown) that can rotate and move up and down, an optical fiber base material 110, a heating furnace 120, Laser light source 140 for generating light for monitoring the change in the outer diameter of the optical fiber base material 110, and receiving light for monitoring the diameter change of the optical fiber base material 110 from the light transmitted through the optical fiber base material 110 It includes a scanner 150.

상기 지지봉(101)에는 다공질 모재가 형성된 채로 상기 가열로(120) 내에 위치되며, 상기 가열로(120) 내에서 원료 가스와 화염을 가해서 상기 다공질 모재의 둘레를 둘러싸는 코어(112)와, 상기 코어(112)의 둘레를 둘러싸는 클래드(111)로 이루어진 광섬유 모재(110)를 형성하게 된다.The support rod 101 is positioned in the heating furnace 120 with a porous base material formed therein, and a core 112 that surrounds the circumference of the porous base material by applying a source gas and a flame in the heating furnace 120, The optical fiber base material 110 including the clad 111 surrounding the circumference of the core 112 is formed.

상기 가열로(120)는 일측에 다공질 모재에 성장되는 코어(112)와 클래드(111)의 외경 변화를 감시하기 위한 복수의 시창들(123a, 123b)이 형성되며, 상기 가열로(120) 내는 다공질 모재에 화염 및 원료 가스를 가하기 위한 다수의 버너들(미도시)이 위치된다. The heating furnace 120 has a plurality of sight glass (123a, 123b) for monitoring the change in the outer diameter of the core 112 and the clad 111 is grown on the porous base material on one side, the inside of the heating furnace 120 There are a number of burners (not shown) for applying flame and source gas to the porous base material.

상기 레이저 광원(140)과 상기 수광 스캐너(150)는 상기 광섬유 모재(110)를 중심으로 상기 가열로(120)의 시창(123a, 123b)을 통해서 상호 대향되게 위치된다. The laser light source 140 and the light receiving scanner 150 are positioned to face each other through the sight windows 123a and 123b of the heating furnace 120 with respect to the optical fiber base material 110.

도 2는 도 1에 도시된 레이저 광원을 이송시키기 위한 제1 이송 장치의 구성을 나타내는 도면을 참조하면, 상기 레이저 광원(140)은 제1 이송 장치(200)에 의해서 해당 시창(123b)을 따라서 상하로 움직이게 되며, 상기 코아(112) 및 클래드(111)로 구성된 광섬유 모재(120)의 외경 변화를 감시하기 위한 광을 출력한다. 2 is a view showing the configuration of a first transfer device for transferring the laser light source shown in FIG. 1, the laser light source 140 is along the corresponding sight glass 123b by the first transfer device 200. It moves up and down, and outputs light for monitoring the change in the outer diameter of the optical fiber base material 120 composed of the core 112 and the clad 111.

상기 제1 이송 장치(200)는 구동력을 생성하기 위한 스텝 모터(230)와, 일 면에 상기 레이저 광원(140)이 안착되는 블록(220)과, 상기 레이저 광원(140)이 안착된 상기 블록(220)의 인접한 다른 일면을 관통하며 상기 스텝 모터(230)의 구동력을 상기 블록(220)으로 전달하기 위한 볼 스크류(211)와, 상기 스텝 모터(230)와 상기 볼 스크류(211)를 연결시키기 위한 커플러(231)와, 상기 볼 스크류(211)를 중심으로 좌, 우 대칭 되게 위치되며 상기 블록(220)을 이송 가능하게 지지하기 위한 샤프트들(212a, 212b)을 포함한다.The first transfer device 200 includes a step motor 230 for generating a driving force, a block 220 in which the laser light source 140 is seated on one surface, and the block in which the laser light source 140 is seated. A ball screw 211 for passing the driving force of the step motor 230 to the block 220 and penetrating the other adjacent surface of the 220, and connects the step motor 230 and the ball screw 211. It includes a coupler 231 and the shafts 212a, 212b for symmetrically positioned left and right about the ball screw 211 and for supporting the block 220 to be transportable.

상기 수광 스캐너(150)는 상기 제2 이송 장치(300)에 의해서 상기 가열로(120)의 시창(123a)을 따라서 상하로 움직이며, 상기 광섬유 모재(110)를 투과한 상기 광으로부터 상기 광섬유 모재(110)의 직경 변화를 감시한다. The light receiving scanner 150 moves up and down along the sight glass 123a of the heating furnace 120 by the second transfer device 300, and the optical fiber base material from the light transmitted through the optical fiber base material 110. Monitor the diameter change of 110.

도 3은 도 1에 도시된 수광 스캐너를 이송시키기 위한 제2 이송 장치의 구성을 나타내는 도면이다. 도 3을 참조하면, 상기 제2 이송 장치(300)는 구동력을 생성하기 위한 스텝 모터(330)와, 일 면에 상기 수광 스캐너(150)가 안착되는 블록(320)과, 상기 수공 스캐너(150)가 안착된 상기 블록(320)의 인접한 다른 일면을 관통하며 상기 스텝 모터(330)의 구동력을 상기 블록(320)으로 전달하기 위한 볼 스크류(311)와, 상기 스텝 모터(330)와 상기 볼 스크류(311)를 연결시키기 위한 커플러(331)와, 상기 볼 스크류(311)를 중심으로 좌, 우 대칭 되게 위치되며 상기 블록(320)을 이송 가능하게 지지하기 위한 샤프트들(312a, 312b)을 포함한다.FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of a second transfer device for transferring the light receiving scanner shown in FIG. 1. Referring to FIG. 3, the second transfer device 300 includes a step motor 330 for generating a driving force, a block 320 on which the light receiving scanner 150 is mounted, and the hand scanner 150. Ball screw 311 for passing the driving force of the step motor 330 to the block 320 and penetrating the other adjacent surface of the block 320 is seated, the step motor 330 and the ball Couplers 331 for connecting the screw 311 and the shafts 312a, 312b for symmetrically positioned left and right around the ball screw 311 and for transportably supporting the block 320 Include.

도 4는 광섬유 모재의 외경을 측정하기 위한 구성을 나타내는 블록도 이다. 도 4를 참조하면, 레이저 광원(410)에서 출력된 광을 입력받은 수광 스캐너(420)는 상기 광으로부터 상기 광섬유 모재의 외경을 산출해내고, 상기 아날로그/디지털 변환기(430)는 상기 광섬유 모재의 외경에 대한 데이터를 디지털 데이터로 변환시킨다. 상기 연산부(440)는 상기 아날로그/디지털 변환기(430)로부터 입력받은 디지털 데이터를 저장한다. 상기 연산부(440)는 일종의 컴퓨터로서 디지털 데이터를 저장 하고, 작업자가 육안으로 확인할 수 있도록 제공해주는 역할을 수행한다. 4 is a block diagram showing a configuration for measuring an outer diameter of an optical fiber base material. Referring to FIG. 4, the light receiving scanner 420, which receives the light output from the laser light source 410, calculates the outer diameter of the optical fiber base material from the light, and the analog / digital converter 430 of the optical fiber base material Convert data about outer diameter to digital data. The calculator 440 stores the digital data received from the analog-digital converter 430. The operation unit 440 stores a digital data as a kind of computer, and serves to provide a visual confirmation to the operator.

본 발명은 수직 증착 공정에 의한 광섬유 모재의 제작 중에 광섬유 모재의 외경 변화를 실시간으로 측정할 수 있게됨으로, 제작 중에 광섬유 모재의 변화에 대한 유용한 데이터를 획득할 수 있다. 본 발명은 신뢰성 있는 광섬유 모재의 직경에 대한 데이터를 얻을 수 있다. The present invention enables to measure the change in the outer diameter of the optical fiber base material in real time during the fabrication of the optical fiber base material by the vertical deposition process, thereby obtaining useful data on the change of the optical fiber base material during fabrication. The present invention can obtain data on the diameter of a reliable optical fiber base material.

Claims (5)

회전 및 상하 이동 가능한 척에 장착된 지지봉과;A support rod mounted on the rotatable and vertically movable chuck; 상기 지지봉에 성장되는 광섬유 모재와, 상기 광섬유 모재를 성장시키며 상기 광섬유 모재를 관찰하기 위한 복수의 시창들이 일측에 형성된 가열로와;An optical fiber base material grown on the support rod and a heating furnace on which one side of a plurality of sight windows for growing the optical fiber base material and observing the optical fiber base material is formed; 상기 가열로의 시창을 따라서 상하로 움직이며 상기 광섬유 모재의 외경 변화를 감시하기 위한 광을 생성하는 레이저 광원과;A laser light source which moves up and down along the viewing window of the heating furnace and generates light for monitoring a change in the outer diameter of the optical fiber base material; 상기 광섬유 모재를 중심으로 상기 레이저 광원 대향되게 위치되며, 상기 광섬유 모재를 투과한 상기 광으로부터 상기 광섬유 모재의 직경 변화를 감시하기 위한 수광 스캐너를 포함함을 특징으로 하는 외경 측정 수단을 포함하는 광섬유 모재 제작 장치.An optical fiber base material including an outer diameter measuring means positioned to face the laser light source with respect to the optical fiber base material, and including a light receiving scanner for monitoring a diameter change of the optical fiber base material from the light transmitted through the optical fiber base material Production device. 제1 항에 있어서, 상기 가열로는,The method of claim 1, wherein the heating furnace, 상기 레이저 광원을 상기 시창을 따라서 상, 하로 왕복 이송시키기 위한 제1 이송 장치와;A first transfer device for reciprocating the laser light source up and down along the sight glass; 상기 수광 스캐너를 해당 시창을 따라서 상기 레이저 광원의 움직임에 대향되도록 이송시키기 위한 제2 이송 장치를 더 포함함을 특징으로 하는 외경 측정 수단을 포함하는 광섬유 모재 제작 장치.And a second conveying device for conveying the light receiving scanner so as to face movement of the laser light source along a corresponding viewing window. 제2 항에 있어서, 상기 제1 이송 장치는,The method of claim 2, wherein the first transfer device, 구동력을 생성하기 위한 스텝 모터와;A step motor for generating a driving force; 일 면에 상기 레이저 광원이 안착되는 블록과;A block on which the laser light source is seated; 상기 레이저 광원이 안착된 상기 블록의 인접한 다른 일면을 관통하며 상기 스텝 모터의 구동력을 상기 블록으로 전달하기 위한 볼 스크류와;A ball screw passing through another adjacent surface of the block on which the laser light source is seated and transferring driving force of the step motor to the block; 상기 스텝 모터와 상기 볼 스크류를 연결시키기 위한 커플러와;A coupler for connecting the step motor to the ball screw; 상기 볼 스크류를 중심으로 좌, 우 대칭되게 위치되며 상기 블록을 이송 가능하게 지지하기 위한 샤프트들을 포함함을 특징으로 하는 외경 측정 수단을 포함하는 광섬유 모재 제작 장치.Optical fiber base material manufacturing apparatus comprising an outer diameter measuring means characterized in that the left and right symmetrical about the ball screw and includes a shaft for movably supporting the block. 제2 항에 있어서, 상기 제2 이송 장치는,The method of claim 2, wherein the second transfer device, 구동력을 생성하기 위한 스텝 모터와;A step motor for generating a driving force; 일 면에 상기 레이저 광원이 안착되는 블록과;A block on which the laser light source is seated; 상기 레이저 광원이 안착된 상기 블록의 인접한 다른 일면을 관통하며 상기 스텝 모터의 구동력을 상기 블록으로 전달하기 위한 볼 스크류와;A ball screw passing through another adjacent surface of the block on which the laser light source is seated and transferring driving force of the step motor to the block; 상기 스텝 모터와 상기 볼 스크류를 연결시키기 위한 커플러와;A coupler for connecting the step motor to the ball screw; 상기 볼 스크류를 중심으로 좌, 우 대칭되게 위치되며 상기 블록을 이송 가능하게 지지하기 위한 샤프트들을 포함함을 특징으로 하는 외경 측정 수단을 포함 하는 광섬유 모재 제작 장치.Optical fiber base material manufacturing apparatus comprising an outer diameter measuring means characterized in that the left and right symmetrical with respect to the ball screw and comprises a shaft for supporting the block so as to transfer. 제1 항에 있어서, 광섬유 모재 제작 장치는,The optical fiber base material manufacturing apparatus according to claim 1, 상기 수광 스캐너에서 산출된 상기 광섬유 모재의 외경을 디지털 데이터로 변환시키기 위한 아날로그/디지털 변환기와;An analog / digital converter for converting the outer diameter of the optical fiber base material calculated by the light receiving scanner into digital data; 상기 아날로그/디지털 변환기로부터 입력받은 디지털 데이터를 저장하기 위한 연산부를 더 포함함을 특징으로 하는 외경 측정 수단을 포함하는 광섬유 모재 제작 장치.Optical fiber base material manufacturing apparatus comprising an outer diameter measuring means, characterized in that it further comprises a calculation unit for storing the digital data received from the analog-to-digital converter.
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