KR100624873B1 - 직접 인선 공정용 광섬유 모재 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 직접 인선 공정용 광섬유 모재에 관한 것으로서, 석영 실린더; 상기 석영 실린더와 종축이 일치하도록 상기 석영 실린더의 중공에 삽입된, 코어와 클래드가 마련된 광섬유 모재봉; 상기 석영 실린더의 일단에 접합되고, 그 접합부의 구경이 상기 광섬유 모재의 외경에 비해 작은 핸들 튜브; 및 상기 석영 실린더의 타단을 실링하는 실링부재;를 포함한다.
광섬유 모재, 인선, RIT, 실링, 핸들 튜브

Description

직접 인선 공정용 광섬유 모재{The direct drawing process optical fiber preform for an optical fiber manufacture}
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 직접 인선 공정용 광섬유 모재의 단면도.
도 2 및 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 직접 인선 공정용 광섬유 모재를 이용해 수행되는 접합 및 인선 공정을 도시하는 단면도.
도 4는 종래 기술에 따른 인선 공정용 모재의 단면도.
<도면의 주요 참조부호에 대한 설명>
10..광섬유 모재봉 20..석영 실린더 30..핸들 튜브
40..가열로 50..실링부 60..광섬유 모재
본 발명은 광섬유 제조 공정용 모재에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 광섬유 모재봉과 석영 실린더 간의 접합 및 광섬유 인선을 동시에 수행하는 직접 인선(Direct Drawing;DD)공정용 광섬유 모재에 관한 것이다.
일반적으로 광섬유 모재는 크게 외부증착법과 내부증착법에 의해 제조된다. 상기 외부증착법은 다시 VAD(Vapour Phase Axial Deposition)법과 OVD(Outside Vapour Deposition)법으로 나뉜다. 대표적으로 광섬유 모재는 내부증착법인 수정화학기상증착법(Modified Chemical Vapour Deposition: MCVD)으로 제조된다.
MCVD공법은 내부 증착 방식으로 클래드 및 코어를 순차적으로 형성하는 제조 방법으로서, 회전하는 석영 실린더 내부에 SiCl4, GeCl4, PoCl3 등 할라이드(halide)계열의 반응가스를 산소가스와 함께 주입하면서, 석영 실린더를 가열시키면 석영 실린더내에서 미세한 수트(soot)입자가 생성된다.
SiCl4(g) + O2(g) → SiO2(s) + 2Cl2(g)
GeCl4(g) + O2(g) → GeO2(s) + 2Cl2(g)
이러한 MCVD공법에 의해 제조된 광섬유 모재는 대구경화를 위해 석영 실린더에 삽입한 후 열수축시킴으로써 광섬유 모재의 외곽에 석영 실린더를 융착시키는, RIT공법과 동일한 원리의 공법을 사용하게 된다. RIT와 관련된 종래의 기술로는, 미국 특허 제US4820322호를 통해 소개된 기술을 들 수가 있다.
그러나, 상기 특허를 비롯하여 종래의 RIT 기술들은 광섬유 모재와 석영 실 린더를 진공 접합시키는데 있어서 석영 실린더 일단의 실링부가 쉽게 깨지는 등 구조적으로 불안정한 취약점이 있고, 또한 도 4에 도시된 바와 같이 인선시 광섬유 모재봉이 핸들 튜브 내부로 이탈되는 현상이 발생하여 광섬유의 기하 구조에 문제가 생길 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 접합 및 인선 과정 중에 핸들 튜브의 내부로 광섬유 모재봉이 이탈되는 것을 방지할 수 있는 접합 구조를 가진 직접 인선 공정용 광섬유 모재를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 진공이나 인선용 열에 대하여 구조적으로 안정적인 실링부재를 구비한 직접 인선 공정용 광섬유 모재를 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 직접 인선 공정용 광섬유 모재는, 석영 실린더; 상기 석영 실린더와 종축이 일치하도록 상기 석영 실린더의 중공에 삽입된, 코어(core)와 클래드(clad)가 마련된 광섬유 모재봉; 상기 석영 실린더의 일단에 접합되고, 그 접합부의 구경이 상기 광섬유 모재봉의 외경에 비해 작은 핸들 튜브; 및 상기 석영 실린더의 타단을 실링하는 실링부재;를 포함한다.
부가적으로, 상기 석영 실린더와 광섬유 모재봉 사이에는 보조 튜브가 개재될 수 있다.
상기 실링부재의 두께는 3mm 내지 30mm인 것이 바람직하다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미과 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
먼저, 도 1에는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 직접 인선 공정용 모재의 단면도가 도시되어 있다. 도면을 참조하면, 석영 실린더(20)의 내부 중공에는 광섬유 모재봉(10)이 동심을 유지한 상태로 삽입되고, 상기 석영 실린더(20)의 일단에는 접합부의 구경이 상기 광섬유 모재봉(10)의 외경에 비해 작은 핸들 튜브(30)가 접합된다. 또한, 상기 핸들 튜브(30)에는 진공 제너레이터(미도시)와 연결되는 진공 어댑터(31)가 부착된다.
석영 실린더(20)의 타단에는 광섬유 모재봉(10)과 석영 실린더(20) 사이의 간극을 실링하는 실링부(50)가 형성된다.
여기서, 실링부(50)의 두께(t)는 3 내지 30mm 정도가 바람직하다. 실링부의 두께(t)를 3mm이내로 얇게 형성할 경우 진공압을 유지할 수 없으며, 광섬유 모재봉(10)을 석영 실린더(20)에 고정하는 것이 곤란하다. 또한 30mm를 초과하도록 두껍 게 형성할 경우에는 광섬유 인선시 실링부(50)가 깨지는 현상이 발생한다.
핸들 튜브(30)의 구경(DH)은 광섬유 모재봉(10)의 외경(D0)에 비해 작은 것이 바람직하다. 즉, 상기 핸들 튜브(30)의 구경(DH)을 광섬유 모재봉(10)보다 작은 것을 사용하거나 또는 접합 과정 중 핸들 튜브(30)의 구경(DH)을 광섬유 모재봉(10)의 외경(D0)보다 작게 한다. 이와 같이 상기 석영 실린더(20)에 접합되는 핸들 튜브(30)의 구경(DH)을 광섬유 모재봉(10)의 외경(D0)보다 작게 구성하게 되면 인선 공정시 진공압에 의해 광섬유 모재봉(10)이 상승하여 핸들 튜브(30)의 내부로 이탈되는 것을 방지할 수 있다.
부가적으로, 광섬유 모재봉(10)과 석영 실린더(20) 사이에는 광섬유 모재봉과 실린더 사이의 간극을 줄이고, 광섬유 모재봉을 보다 안정적으로 고정하기 위해 보조 튜브(70)가 개재될 수 있다.
도 2에는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 직접 인선 공정용 광섬유 모재에 대하여 수행되는 실링 및 광섬유 인선 공정을 위해 가열로가 배치된 상태가 도시되어 있다.
도 2에 나타난 바와 같이, 상기 석영 실린더(20) 일단의 실링부(50)에는 가열로(40)가 위치한다. 석영 실린더(20)의 일단에 부착된 핸들 튜브(30)에는 진공 어댑터(31)가 구비되어 있다. 진공 어댑터(31)는 진공제너레이너(미도시)와 연통되어 석영 실린더(20)의 내부를 진공 상태로 유지시킨다. 이와같이, 진공 상태가 유 지된 석영 실린더(20)의 일단을 가열로(40)를 이용하여 실링함으로써 실링부(50)를 형성시킨다.
도 3에는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 직접 인선 상태가 도시되어 있다. 광섬유 인선이 시작되면 초기에 인선되는 석영 실린더(20)의 일단에는 별도의 실링부가 형성되어 있고, 상술한 실링부는 상기 석영 실린더(20) 및 광섬유 모재봉(10)과는 다르게 불순물이 포함되어 있으므로 인선 초기에 이 부분이 제거된다. 실링부가 제거되고 난뒤 연속해서 석영 실린더(20)를 진공 상태로 유지하며 가열로를 이용하여 석영 실린더(20)와 광섬유 모재봉(10)을 접합함과 동시에 광섬유(60)로 인선한다.
이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
이상에서의 설명과 같이, 본 발명에 따르면 실링부의 두께(t)를 3 내지 30mm 정도로 형성하여 구조적으로 안정시킴과 동시에 광섬유 모재봉의 깨짐을 방지한다.
또한, 핸들 접합시 핸들 튜브의 내경을 광섬유 모재의 외경보다 작게하여 광섬유 인선시 진공압에 의한 광섬유 모재의 이탈을 방지할 수 있다.

Claims (3)

  1. 석영 실린더;
    상기 석영 실린더와 종축이 일치하도록 상기 석영 실린더의 중공에 삽입된, 코어와 클래드가 마련된 광섬유 모재봉;
    상기 석영 실린더의 일단에 접합되고, 그 접합부의 구경이 상기 광섬유 모재봉의 외경에 비해 작은 핸들 튜브; 및
    상기 석영 실린더의 타단을 실링하는 실링부재;를 포함하는 직접 인선 공정용 광섬유 모재.
  2. 제 1항 있어서,
    상기 석영 실린더와 광섬유 모재봉 사이에 개재되는 보조 튜브;를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 직접 인선 공정용 광섬유 모재.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 실링부재의 두께가 3mm 내지 30mm인 것을 특징으로 하는 직접 인선 공정용 광섬유 모재.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS5575933A (en) 1978-11-30 1980-06-07 Sumitomo Electric Ind Ltd Production of fiber for light transmission
US4820322A (en) 1986-04-28 1989-04-11 American Telephone And Telegraph Company At&T Bell Laboratories Method of and apparatus for overcladding a glass rod
US6446468B1 (en) 2000-08-01 2002-09-10 Fitel Usa Corp. Process for fabricating optical fiber involving overcladding during sintering

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