KR20020066343A

KR20020066343A - 광도파관의 제조장치 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR20020066343A
Application number: KR1020027008625A
Authority: KR
Inventors: 제임스 피이. 주니어. 테렐
Original assignee: 코닝 인코포레이티드
Priority date: 1999-12-30
Filing date: 2000-12-22
Publication date: 2002-08-14
Also published as: US20020116954A1; EP1255701A1; US6408651B1; WO2001049618A1; JP2004500300A

Abstract

본 발명은 광섬유가 인발될 때 그 광섬유의 온도를 측정하기 위한 장치(100)에 관한 것이다. 상기 광섬유는 상단 통로(113)를 통하여 진입하여 다른 통로(115)를 통하여 빠져나온다. 상기 광섬유의 온도를 측정하는데 열전대열(120)이 사용된다. 상기 열전대열(120)의 기준 접합부분은 또 다른 통로(132)를 통하여 일정온도의 유체를 순환시킴으로써 균일하게 유지된다.

Description

광도파관의 제조장치 및 그 제조방법{AN APPARATUS AND METHOD OF MANUFACTURING OPTICAL WAVEGUIDES}

광도파관 섬유는 인발로 내에 배치된 가열된 상태의 광도파관 예형(preform)으로부터 수직으로 광도파관 섬유를 인발시킴에 의해 제조된다. 인발된 상태의 이동중인 광도파관 섬유는 약 1,500 내지 1,800℃의 고온상태이며 광도파관 섬유의 작은 직경(약 125 마이크론)으로 인하여, 작은 직경의 이동중인 또는 접근할 수 없는 광도파관에 대해서는 비접촉형 온도 측정법이 바람직하다. 광도파관 섬유의 온도를 측정하기 위한 비접촉형 방법중 하나는 복사 온도계를 사용하는 것이다.

복사 온도계를 사용한 온도측정법은 모든 물체는 복사에너지를 방출한다는 사실에 기초한다. 복사에너지는 빛의 속도로 진행하는 광자의 흐름으로 사료되는 전자기파 형태로 방출된다. 고온의 물체에 의해 방출된 복사에너지의 파장은 자외선인 0.1 마이크론에서 적외선인 100 마이크론 범위에 이른다. 그러나, 1,500℃ 내지 1,800℃에서 물체에 의해 복사된 에너지의 대다수는 1.0 내지 2.0 마이크론의 근적외선 영역의 것이다. 복사 온도계들은, 그 온도가 측정될 물체 위의 하나의 지점으로부터 받은 열적 전자기 복사량을 측정함으로써 광도파관과 같은 물체의 온도를 측정한다. 물체에 의해 방출된 복사의 세기 및 파장은 물체의 온도 및 방출도에 의존한다. 방출도는 물체가 복사에너지를 방출할 수 있는 능력의 척도이다. 물체의 방출도는 특정온도에서 완전 방출체 또는 "흑체(blackbody)"에 의해 방출된 에너지에 대한 물체의 방출 에너지의 비율이다. 방출도는 물체마다 다르기 때문에, 흑체라 불리는 표준은 복사온도계를 위한 기준으로 사용되어 복사의 세기 및 파장과 온도와의 관계를 정의하는 법칙에 대한 기초로서의 역할을 한다. 흑체는 복사를 반사 또는 통과시키는 표면을 갖는 물체이다. 그것은 플랑크 법칙 (Plank's law)에 의해 허용된 최대 스펙트럼 복사를 재 방출하며 모든 전자기 복사를 흡수하기 때문에 완전 방출체로 간주된다. 복사 에너지의 세기는 온도가 증가함에 따라 증가한다. 따라서, 그러한 장치들은 물체가 방출하는 복사의 세기를 측정함으로써 온도를 측정할 수 있다.

복사온도계는 물체에 의해 방출된 복사에너지를 수집하여 집중시키는 광학렌즈와, 상기 집중된 복사에너지를 전기 신호로 변환시키는 복사 검출기/센서와, 측정치를 출력하는 표시기로 구성된다. 복사온도계의 단점은 측정된 물체의 광학적 특성, 즉 물체의 방출도 ε를 미리 알아야 한다는 것이다. 물체에 의한 열복사는 물체의 영역을 둘러싸는 환경에 의해 방출되고 물체의 표면에 의해 반사되는 스트레이 복사(stray radiation)를 항상 포함한다. 복사온도계의 높은 측정 정밀도를 유지하기 위하여, 정밀한 보상/조정이 필요하다. 예를들면, 복사온도계는 4.9㎛ 내지 5.5㎛ 의 파장범위의 에너지에 민감하며, 1.1 mm의 스폿 사이즈 또는 시계는 여러가지 이유로 인하여 0.125 mm 직경의 광섬유의 온도를 측정할 때 정확한 온도 데이터를 산출하지 못한다. 첫째로, 복사온도계의 정확도는 복사 온도계의 민감한 파장범위인 4.9㎛ 내지 5.5㎛ 의 파장범위 내의 섬유의 방출도의 함수이다. 방출도는 특정 파장 및 온도에서 흑체로부터 방출된 복사에 대해 물체에 의해 방출된 복사의 비율이며, 방출도는 온도와 지오메트리에 의존적이다. 이 경우, 물체는 주로 실리카로 이루어진 광섬유이다. 실리카는 특정 두께에 대해 약 8 마이크론보다 짧은 파장에서 복사에 부분적으로 투과된다. 또한, 섬유의 원통형 지오메트리가 방출도에 미치는 효과는 잘 이해되지 않는다. 섬유는 시계의 안팎에서 진동할 뿐만 아니라 온도계의 시계의 약 15%만을 차지한다는 사실과 함께 상기 방출도의 불확실성은 신뢰할 수 없는 복사온도계를 사용하여 측정하도록 한다. 복사온도계의 한가지 버전은 광도파관 섬유를 찾으며 시간의 경과에 따른 최대온도를 기록하는 하나의 영역을 패닝하는 패닝 미러(panning mirror)를 사용함으로써 진동 섬유의 문제를 극복하고자 한다. 따라서, 온도가 최대일 때, 광도파관 섬유는 시계의 최대 15%를 차지하지만, 섬유의 효율적인 방출도는 알 수 없으며 온도계로 들어갈 수 없다. 복사온도계의 또 다른 단점은 값이 비싸다는 것이다.

전술한 바와 같이, 이동중인 광도파관의 온도를 정확히 측정하는 장치 및 방법을 제공하는 것이 바람직하다. 부가적으로, 광도파관의 온도측정의 영향으로부터 스트레이 복사 및/또는 주변온도를 최소화하는 방법 및 장치를 제공하는 것이 바람직하다. 더구나, 고온을 견딜 수 있으며, 정확한 평균온도 측정을 꾸준히 제공하며 빠른 응답시간을 가질 수 있는 장치를 제공하는 것이 바람직하다. 본 발명의 또 다른 목적은 제조공정동안 도파관의 온도를 모니터링 및 제어하면서, 실리카 글라스 광도파관을 제조하기 위한 신뢰성 있는 방법을 제공하는 것이다. 마지막으로, 상대적으로 제조원가가 낮은 장치를 제공하는 것이 바람직하다.

본 발명은 광도파관의 제조장치 및 그 제조방법에 관한 것으로, 상기 방법은 이동중인 광도파관이 인발온도(draw temperature)로 가열된 인발로(draw furnace)를 빠져나갈 때 그 광도파관의 평균온도를 비광학적으로 측정하는 방법을 포함한다. 특히, 상기 제조장치는 챔버내의 광도파관 섬유에 의해 복사된 최대 복사에너지량을 나타내는 출력 신호를 생성시키는 복수의 시차 열전대열(differential thermopiles)을 구비하는 챔버를 포함한다. 본 발명은 다양한 종류의 광도파관의 제조에 사용될 수 있지만, 특히 실리카 광도파관의 제조에 사용하는 것이 적합하며 본 발명은 이와 관련하여 설명될 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 광도파관 온도 모니터를 나타내는 사시도이고,

도 2는 도 1의 광도파관 온도 모니터의 내부를 나타낸 사시도이며,

도 3A는 도 2 에 도시된 장치의 상측벽의 절반에서 냉각 시스템을 나타낸 부분 평면도이고,

도 3B는 도 2에 도시된 장치의 하측벽의 절반에서 냉각 시스템을 나타낸 부분 평면도이며,

도 3C는 도 2에 도시된 장치의 절반에서 냉각 시스템을 나타낸 종방향 평면도이고,

도 4는 연속적으로 상호 연결되어 출력 신호를 생성시키는 하나의 시차 열전대의 배열을 나타낸 사시도이며,

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 열플럭스 센서의 평면도이고,

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 광도파관 제조장치의 종방향 단면도이다.

따라서, 본 발명은 광도파관 섬유가 가열된 인발로를 빠져나올 때, 온도 장치 또는 모니터를 사용하여 이동중인 광도파관 섬유의 평균온도를 비광학적으로 측정하는 것을 포함하는 광도파관의 제조장치 및 제조방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 이동중인 광도파관의 평균온도를 측정하는 장치 및 방법을 제공하는데, 여기서 상기 이동중인 광도파관에 의해 방출된 복사에너지는 온도장치에 의해 비광학적으로 처리된다. 본 발명은 광도파관 온도 모니터와, 이동중인 광도파관을 중심 채널을 통하여 수용하도록 구성된 챔버 내에서 이동중인 광도파관에 의해 방출된 복사에너지를 비광학적으로 검출하고, 이동중인 광도파관에 의해 복사된 열플럭스(heat flux)를 비광학적으로 측정함에 의해 이동중인 광도파관의 평균온도를 측정하는 방법을 제공한다. 본 발명의 주요한 장점은 종래의 장치의 한계와 단점을 극복하는 장치를 제공하는 것이다. 본 발명의 부가적인 특징 및 장점들은 하기의 상세한 설명에서 좀 더 구체적으로 설명될 것이다. 본 발명의 목적 및 다른 장점들은 상세한 설명, 청구범위 및 첨부도면에서 특히 지적한 장치에 의해 실현되고 달성될 것이다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 본 발명은 광도파관을 제조하기 위해 사용되는 온도 장치 또는 모니터이다. 온도 장치는, 복수의 측벽들과, 상측벽에서 하측벽까지 챔버를 가로지르는 중심채널을 구비하며, 상기 중심채널을 통하여 상기 인발된 광도파관 섬유를 수용하도록 구성된 단열 챔버를 포함한다. 상기 온도 장치는, 복수의 열플럭스 센서, 바람직하기로는 챔버의 측벽의 내부 표면에 고정되어 있는 시차 열전대열을 더 포함한다. 상기 중심채널을 향해 있는 상기 각각의 열플럭스 센서의 제 1 표면은 광도파관 섬유에 의해 복사된 열에너지에 노출되는 어두운 흡수성 표면(dark absorptive surface)을 가지는 반면, 상기 각각의 열플럭스 센서의 제 2 표면은 제 1 표면과 단열되어 있으며 상기 챔버의 측벽과 열적으로 접촉되어 있다. 온도 모니터는 측벽에 열접촉된 상태인, 바람직하기로는 챔버의 측벽내에 설치된 냉각 시스템을 포함한다. 상기 냉각 시스템은 챔버의 측벽의 기준 표면온도 T_s에서 실질적으로 유지되도록 구성된다. 따라서, 각각의 열플럭스 센서의 제 2 표면은 측벽과 열접촉되어 있기 때문에, 제 2 표면은 냉각 시스템에 의해 기준 표면온도 T_s에서 실질적으로 유지된다. 이와 같이, 온도 구배는 상기 열플럭스 센서의 제 1 표면과 제 2 표면 사이에서 성장하며, 이러한 온도 구배는 모든 열플럭스 센서에의해 측정된 열플럭스 또는 흡수된 열/복사 에너지에 비례하는 출력/전압 신호로 변환된다. 상기 열플럭스 센서에 의해 흡수된 열플럭스의 양을 기초로 하여, 광도파관 섬유의 평균온도가 결정될 수 있다. 또한, 각각의 열플럭스 센서는 연속적으로 상호 연결되어, 챔버 내의 모든 열플럭스 센서에 의해 흡수된 최대량의 복사에너지에 실질적으로 비례하는 집합 출력 신호를 생성시킨다. 더구나, 각각의 열플럭스 센서는 모든 열플럭스 센서에 의해 생성된 집합 출력 신호를 등록하는 측정장치 또는 판독장치(readout instrument)에 연결되는 전극을 구비한다. 상기 출력 신호는 각각의 열플럭스 센서에 의해 흡수된 열/복사 에너지에 비례한다. 바람직한 실시예에 의하면, 측정장치는 전압계이다.

또 다른 실시예에 의하면, 본 발명은 광도파관 섬유 제조장치를 제공한다. 상기 제조장치는 인발온도로 가열된 인발로와, 상기 인발로내에 배치된 광도파관 예형을 포함하며, 여기서 상기 광도파관 예형은 인발온도로 가열된다. 상기제조장치는 가열된 상태의 광도파관 예형으로부터 인발된 광도파관 섬유의 평균온도 T_f를 비접촉 및 비광학적으로 측정하기 위한 온도 모니터를 더 포함한다. 상기 온도 모니터는 상기 인발로의 하류측에서 일렬로 배치된다. 상기 온도 모니터는, 복수의 측벽들과, 상측벽에서 하측벽까지 챔버를 가로지르는 중심채널을 구비하며, 상기 광도파관 예형으로부터 인발된 광도파관 섬유를 상기 중심채널을 통하여 수용하도록 구성된 단열 챔버를 포함한다. 상기 챔버는 복수의 열플럭스 센서들을 포함하며, 그 각각의 열플럭스 센서는 상기 챔버의 각각의 측벽의 내부 표면에 장착되어있다. 바람직하기로는, 상기 각각의 열플럭스 센서는 연속적으로 상호 연결되어, 상기 챔버내의 모든 열플럭스 센서들에 의해 흡수된 최대량의 복사에너지에 실질적으로 비례하는 집합 출력 신호를 생성시킨다. 상기 집합 출력 신호는 바람직하기로는, 상기 챔버내의 소정길이의 광도파관 섬유의 평균온도 T_f에 실질적으로 비례한다. 더구나, 상기 챔버내의 광도파관 섬유로부터 흡수된 최대량의 복사 에너지는 상기 챔버내의 소정길이의 광도파관 섬유의 평균온도 T_f의 4제곱에 실질적으로 비례한다. 상기 온도 모니터는 챔버의 각각의 측벽에 열접촉된 상태의 냉각 시스템을 더 포함한다. 상기 냉각 시스템은 상기 챔버의 각각의 측벽의 기준 표면온도 T_s를 실질적으로 유지하도록 구성된다.

또 다른 특징에 의하면, 본 발명은 광도파관 섬유의 제조방법을 제공한다. 여기서, 상기 제조방법은, 광도파관 예형을 제공하는 단계와, 상기 광도파관 예형을 인발온도로 가열하는 단계와, 상기 가열된 광도파관 예형으로부터 광도파관 섬유를 인발하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 광도파관 섬유의 입구와 출구를 갖는 열플럭스 챔버를 제공하는 단계와, 상기 입구를 통하여 광도파관 섬유를 통과시켜 상기 출구를 통하여 내보내는 단계를 더 포함한다. 마지막으로, 상기 방법은 상기 챔버내의 광도파관 섬유에 의해 복사된 열플럭스를 비광학적으로 측정하는 단계를 포함한다. 바람직하게는, 상기 비광학적 측정단계는, 열플럭스 센서 어레이를 열플럭스 챔버의 복수의 측벽의 내부 표면에 연속적으로 상호 연결하는 단계와, 상기 열플럭스 챔버의 복수의 측벽과 열접촉된 상태인 냉각 시스템을 제공하는 단계를포함하며, 여기서 상기 냉각 시스템은 상기 각각의 열플럭스 센서의 기준 표면온도를 실질적으로 유지하도록 구성된다. 상기 방법은 상기 챔버내의 광도파관 섬유의 측정된 열플럭스에 기초하여 인발온도를 조정하는 단계를 더 포함하며, 여기서 상기 측정된 열플럭스는 상기 챔버내의 소정길이의 광도파관 섬유의 평균온도의 4제곱에 비례한다.

또 다른 실시예에 의하면, 본 발명은 인발로 내에서 가열된 광도파관 예형으로부터 인발된 광도파관 섬유의 평균온도 T_f를 측정하는 방법을 제공한다. 상기 방법은 복수의 측벽들과, 상측벽에서 하측벽까지 챔버를 가로지르는 중심채널을 구비한 챔버를 제공하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 또한, 복수의 시차 열전대(thermocouple)를 기판위에 연속적으로 상호 연결하여 시차 열전대열을 형성하는 단계와, 상기 챔버의 각각의 측벽의 내부 표면에 상기 각각의 시차 열전대열을 고정시키는 단계를 포함한다. 더구나, 상기 방법은 상기 각각의 시차 열전대열을, 상기 시차 열전대열에 의해 생성된 집합 출력 신호를 표시하는 판독장치에 연속적으로 상호 연결하는 단계를 포함하는데, 여기서 상기 집합 출력 신호는 챔버내의 시차 열전대열에 의해 흡수된 최대량의 복사 에너지를 나타낸다. 상기 방법은, 인발된 광도파관 섬유를 상기 챔버내의 중심채널을 통하여 통과시키는 단계를 포함한다. 상기 방법은 복수의 시차 열전대열의 각각에 있는 하나의 표면의 기준 표면온도 T_s를 유지시키는 단계를 더 포함하는데, 여기서 상기 각각의 시차 열전대열은 상기 챔버의 측벽 내부표면에 고정되며, 상기 각각의 시차 열전대열의 하나의 표면은 챔버의 측벽과 열접촉된다. 상기 방법은 챔버내의 시차 열전대열에 의해 흡수된 최대량의 복사 에너지를 나타내는 집합 출력 신호를 생성시키는 단계를 더 포함한다. 상기 방법은, 상기 챔버의 측벽과 열접촉된 상태에 놓인 냉각 시스템을 제공하는 단계를 더 포함하며, 여기서 상기 냉각 시스템은 시차 열전대열의 하나의 표면의 기준 표면온도 T_s를 실질적으로 유지하도록 구성된다. 상기 방법은, 또한 냉각제를 온도 T_s로 유지시키는 외부 냉각장치에서 나온 냉각제를 수용하도록 구성된 복수의 채널들을 상기 챔버의 측벽내에 제공하는 단계를 포함한다. 또한, 바람직한 실시예에 의하면, 상기 방법은 제 2 열전대로부터 각각의 시차 열전대의 제 1 열전대를 포함하는데, 여기서 상기 제 1 열전대는 광도파관 섬유로부터 복사되는 복사 에너지에 노출되며 제 2 열전대는 챔버의 측벽의 내부 표면에 열접촉된다. 바람직한 실시예에 의하면, 상기 방법은 알루미늄으로 이루어진 챔버를 제공하는 단계를 포함한다.

이하, 본 발명의 구성은 첨부된 도면을 참조하여 좀 더 구체적으로 설명하기로 한다.

여기에 개시된 본 발명은 광도파관 섬유가 가열 인발로를 빠져 나올 때 온도 장치 또는 모니터를 사용하여 이동중인 광도파관 섬유의 평균온도를 비광학적으로 측정하는 광도파관의 제조장치 및 방법을 나타낸다. 특히, 이동중인 광도파관에 의해 방출된 복사에너지가 렌즈와 같은 광학적 부품들을 갖는 장치에 의해 직접 광학적으로 처리되지 않는 곳에서, 이동중인 광도파관의 평균온도를 측정하는 방법 및 장치를 제공한다. 더구나, 본 발명은, 광도파관 온도 모니터를 제공하며, 또한, 이동중인 광도파관에 의해 방출된 복사에너지를 비광학적으로 측정하고 중심 채널을 통하여 이동중인 광도파관을 수용하도록 구성된 챔버 내에서 이동중인 광도파관에 의해 복사된 열플럭스를 비광학적으로 측정함에 의해 이동중인 광도파관의 평균온도를 측정하는 방법을 제공한다. 일반적으로, 열플럭스는 공식 HF=σF(T_f ⁴-T_s ⁴)에 의해 계산되는데, 여기서 σ는 스테판-볼츠만(Stefan-Boltzmann) 상수이며, F는 높이 h, 중심개구에 대한 반경 r₁, 광섬유의 반경 r₂, (r₁>r₂)를 갖는 벽에 의해 밀봉된 섬유 길이에 대한 내부 벽의 계산된 가시 인자이다. 좀 더 구체적으로, 본 발명은 광도파관 예형으로부터 인발된 이동중인 광도파관 섬유의 평균온도를 측정하기 위한 광도파관 온도 모니터를 제공한다. 광도파관은 중심 채널을 통하여 챔버의 상측에서 하측으로 통과된다. 바람직하게는, 챔버의 각각의 측벽은 챔버의 내부, 바람직하기로는 단지 챔버의 측벽에만 장착되거나 고정된 복수의 열플럭스 센서/검출기를 구비한다. 열플럭스 센서는 광도파관 섬유에 의해 복사된 열/복사 에너지를 흡수하며 열플럭스에 실질적으로 비례하는 전압 출력 신호를 생성시킨다. 좀 더 구체적으로, 본 발명에서 사용되는 열플럭스 센서는 모든 에너지 파장에 민감하며 바람직한 실시예에서는 광섬유를 둘러싸는 시차 열전대열로서, 이에 의해 광도파관으로부터 나온 최대량의 복사에너지가 검출 및 측정될 수 있다. 따라서, 열플럭스 센서는 광도파관에 의해 복사된 최대량의 복사에너지를 흡수하고 상기 열플럭스 센서에 의해 흡수된 열/복사에너지 또는 열플럭스의 양에 실질적으로 비례하는 전압 신호인 출력 신호를 생성시킨다. 특히, 상기 챔버내의 소정길이의 광도파관으로부터 복사된 열플럭스의 양은 소정길이의 광도파관 섬유 온도의 4제곱근에 비례한다. 또한, 표면에 의해 흡수된 열플럭스의 양은 표면온도의 함수이며, 열플럭스 센서의 표면온도를 모니터링하고 제어하는 것이 필요하다. 따라서, 중심개구와 대면하는 열플럭스 센서의 제 1 표면은 광도파관 섬유에 의해 복사된 열/복사 에너지에 노출된 반면, 각각의 열플럭스 센서의 반대측 제 2 표면은 챔버의 측벽과 열적으로 접촉되어 있다. 더구나, 챔버의 측벽은 기준 표면온도 T_s를 실질적으로 유지하도록 고안된 냉각시스템을 구비한다. 열플럭스 센서의 제 2 표면은 측벽에 열적으로 접촉되어 있기 때문에, 열플럭스 센서의 제 2 표면은 냉각 시스템에 의해 T_s온도에서 실질적으로 유지된다. 이로 인하여, 온도구배는 열플럭스 센서의 제 1 및 제 2 표면 사이, 즉 복수의 열전대열의 각각의 두께를 가로질러 성장하며, 이러한 온도구배는 각각의 열전대열의 중심채널과 대면하는 표면에서 열플럭스 센서에 의해 측정된 열플럭스인 열/복사 에너지에 비례하는 출력/전압 신호로 변환된다. 시차 열전대열에서 나온 출력 신호는 전극/접촉부를 통하여 판독장치인 전압계에 연결되며, 여기서 전압은 관찰된 온도에 비례한다. 열플럭스 센서에 의해 흡수된 열플럭스의 양에 기초하여, 광도파관의 평균온도가 결정될 수 있다. 부가적으로, 연장된 측정기간 내에서, 기준온도를 실질적으로 유지시키는 온도 모니터의 냉각 시스템은 이동중인 광도파관의 온도의 반복된 정밀도를 보장한다.

도 1은 광도파관 섬유(216)의 평균온도 T_f를 비광학적으로 측정하기 위한 광도파관 섬유 온도 모니터(100)의 사시도인 반면에, 도 6은 약 2000℃의 인발온도로 가열된 인발로(212)에서 가열된 광도파관 예형(214)으로부터 인발된 광도파관 섬유(216)의 평균온도를 비광학적으로 측정하기 위한 온도 모니터(100)를 포함하는 광도파관 제조장치(200)의 단면도이다. 비록 본 발명은 광도파관 섬유의 평균온도의 측정 견지에서 기술되었지만, 또 다른 종류의 광도파관의 온도를 측정하는 것에대한 변형도 당업자에게는 명백하다. 도 1-6에 도시된 바와 같이, 온도 모니터(100)는 복수의 측벽(112)과, 상측벽(116)에서 하측벽(118)까지 챔버(110)를 가로지르는 중심채널(114)을 가지는 단열 챔버(110)를 포함하며, 여기서 상기 챔버(110)는 인발된 광도파관 섬유(216)를 중심채널(114)을 통하여 수용하도록 구성된다. 장치(100)는 복수의 열플럭스 센서(120)를 더 포함하는데, 바람직한 실시예에 의하면 상기 열플럭스 센서는 챔버(110)의 측벽(112)의 내부 표면에 고정된 시차 열전대열(120)(도 2 및 도 5에 도시됨)이다. 중심 채널(114)에 대면하는 각각의 열플럭스 센서(120)의 제 1 표면은 어두운 흡수성 표면(122)이며, 이는 광도파관 섬유(216)에 의해 복사된 열에너지에 노출되어 있는 반면에, 각각의 열플럭스 센서(120)의 제 2 표면은 제 1 표면과 단열되어 있으며 챔버(110)의 측벽(112)과 열적으로 접촉되어 있다. 온도 모니터(100)는 측벽(112)과 열적으로 접촉된, 바람직하기로는 챔버(110)의 측벽(112)내에 설치된 냉각 시스템(130)을 더 포함한다. 냉각 시스템(130)은 챔버(110)의 측벽(112)의 기준 표면온도 T_s를 실질적으로 유지하도록 구성된다. 따라서, 각각의 열플럭스 센서(120)의 제 2 표면은 측벽(112)과 열적으로 접촉되어 있기 때문에, 제 2 표면은 냉각 시스템(130)에 의해 기준 표면온도 T_s로 실질적으로 유지된다. 이와 같이, 온도구배는 열플럭스 센서(120)의 제 1 및 제 2 표면 사이에서 성장하며, 이러한 온도구배는 모든 열플럭스 센서(120)에 의해 측정된 열플럭스 또는 흡수된 열/복사 에너지에 비례하는 출력/전압 신호로 전환된다. 열플럭스 센서(120)에 의해 흡수된 열플럭스의 양을 기초로 하여, 광도파관 섬유(216)의 평균온도가 결정될 수 있다. 또한, 각각의 열플럭스 센서(120)는 연속적으로 상호 연결되어 챔버(110) 내의 모든 열플럭스 센서(120)에 의해 흡수된 최대량의 복사에너지에 실질적으로 비례하는 집합 출력 신호를 생성시킨다. 더구나, 각각의 열플럭스 센서는 모든 열플럭스 센서(120)에 의해 생성된 집합 출력 신호를 등록하는 판독장치(230) 또는 측정장치에 연결되는 전극(127)을 가진다. 출력 신호는 각각의 열플럭스 센서(120)에 의해 흡수된 열/복사 에너지에 비례한다. 바람직한 실시예에 의하면, 측정장치는 전압계(230)이다. 그러나, 선택적인 실시예로서, 측정장치(230)는 판독장치이며, 바람직하기로는 열플럭스 센서(120)에 의해 측정된 열플럭스를 표시하는 디지털 디스플레이 장치이다. 더구나, 바람직하기로는 각각의 열플럭스 센서(120)는 출력 신호를 증폭하고 그후 전압계(230)에 의해 측정되는 시차 증폭기에 먼저 연결된다. 선택적으로, 각각의 열플럭스 센서(120)는 각각의 열플럭스 센서(120)에 의해 생성된 출력 신호를 연산 또는 부가하고 측정된 열플럭스를 표시할 수 있는 컴퓨터 시스템에 연결되는 측정장치(230)에 개별적으로 연결될 수 있다.

바람직한 실시예에 있어서, 냉각시스템(130)은 챔버(110)의 측벽(112)에 설치된 네트워크 채널(132)(도 3A-C 참조)을 포함한다. 특히, 네트워크 채널(132)은 냉각제, 바람직하기로는 외부 냉각장치로부터 들어오는 물을 수용하도록 구성되며, 탭(134)(도 1)을 이용하여 온도 모니터링 장치(100)에 부착된다. 냉각제는 측벽(112)의 내부영역을 통하여 채널링되고, 이에 따라 각각의 측벽(112)의 기준표면온도 T_s를 실질적으로 유지시킬 뿐만 아니라, 각각의 열플럭스 센서(120)의 제 2 표면을 각각 기준 표면온도 T_s로 실질적으로 유지시킨다. 또한, 바람직한 실시예에서, 네트워크 채널(132)은 외부 냉각장치로부터 나오는 냉각제를 수용하도록 구성된 복수의 유연성 있는 튜브를 포함한다. 채널(122)에 수용된 냉각제는 외부 냉각장치에 의해 기준 표면온도 T_s로 실질적으로 유지된다.

더구나, 도 4-5에 도시된 바와 같이 열플럭스 센서(120)의 구성을 살펴보면, 각각의 열플럭스 센서(120)는 복수의 시차 열전대(124)로 구성된다. 보다 상세하게는, 도 4에 도시된 바와 같이, 각각의 시차 열전대(124)의 제 1 열전대(124A)는 제 2 열전대(124B)와 단열되어 있고, 제 2 열전대(124B)는 챔버(110)의 측벽(112)의 내부 표면과 열적으로 접촉되어 있다. 도 1,2,4,5에 도시된 바와 같이, 시차 열전대열(120)은 각각 연속적으로 상호 연결되어 챔버(110) 내의 모든 열전대열(120)에 의해 흡수된 최대량의 복사에너지를 실질적으로 나타내는 집합 출력 신호를 생성시킨다. 집합 출력 신호는 챔버(110)내의 소정길이의 광도파관 섬유(216)의 온도 T_f에 실질적으로 비례한다. 바람직한 실시예에 의하면, 챔버(110)의 각각의 측벽(112)은 연속적으로 상호 연결된 적어도 1000개의 열전대(124), 바람직하기로는 약 1600개의 열전대로 구성되는 시차 열전대열(120)을 포함한다. 본 발명에서 사용된 시차 열전대열(120)은 Vatell Corporation of Christianburg, Virginia에서 시판되는 상표명 EPISENSOR로 시판된다. 그러나, 본 발명에서 사용되는 시차 열전대열(120)은 EPISENSOR 열전대열과는 다른데, 그 이유는 시차 열전대열(120)은 시차열전대열(120)의 각각에 삽입될 수 있는 선택적인 호일 열전대를 제외시키도록 변형되었으며, 더구나 시차 열전대열(120)은 각각의 열전대열(120)이 약 1600개의 열전대를 포함하는 약 2인치의 사각형 열전대열이 되도록 구성되었기 때문이다. 시차 열전대열의 구성의 상세한 내용은 1999년 11월 23일자 출원된 미합중국 특허 제 5,990,412호에 기재되어 있다. 시차 열전대열(120)은 두꺼운 필름 인쇄용 잉크 제조공정을 사용하여 제작된다. 다수 층의 전기전도성 및 유전성 잉크가 얇고 평평한 음극성 알루미늄 기판위에 균일하게 침적/인쇄되어 도 5에 도시된 바와 같은 시차 열전대열을 형성한다. 따라서, 각각의 열전대(124)는 박층의 열저항 물질에 의해 분리된다. 시차 열전대열(120)은 얇고 평평한 알루미늄 기판을 따라 온도차를 측정한다. 기판은 열흐름 방향에 정상적으로 배치되며, 온도차는 기판을 통과하는 열플럭스의 양에 비례한다. 박막의 구성은 이러한 시차 열전대열을 좀 더 울퉁불퉁하게 만들며 그들의 응답시간을 향상시킨다. 시차 열전대열의 열전도도는 적어도 약 64 W/m·K이다. 더구나, 시차 열전대열(120)은 챔버(110)의 측벽(112)에 접촉된 표면상에 접착 보강재(adhesive backing)를 가진다. 바람직하기로는, 상기 접착 보강재는 적어도 0.94의 방출도를 갖는 고온의 검은색 페인트이다.

또한, 도 6에 도시된 바와 같이 제조장치(200)의 바람직한 실시예에 의하면, 온도 모니터(100)는 인발로(212)의 하류측에서 일렬로 배치된다. 온도 모니터(100)는 온도 모니터에서 나온 입력을 갖는 인발로 콘트롤러(220)(도 6에 도시)를 더 포함하며, 이에 의해 상기 콘트롤러(220)가 인발로(212)의 인발온도를 유지시킬 수있도록 해준다. 특히, 소정길이의 광도파관 섬유(216)의 측정된 온도 T_f는 인발로의 인발온도를 제어하는데 사용된다. 또한, 또 다른 실시예에 의하면, 제조장치(200)는 온도 모니터(100)로부터 하류측에서 일렬로 배치되어 있는 광도파관 섬유 코팅장치(218)(도 6 참조)를 더 포함한다.

또한, 바람직한 실시예에 의하면, 챔버(110)는 4개의 측벽(112)을 가지며, 각각의 시차 열전대열(120)의 제 1 표면, 즉 바람직하기로는 어두운 흡수성 표면(122)은 챔버(110)의 중심채널(114)과 대면하고 챔버(110)내의 광도파관 섬유(216)에 의해 복사된 복사에너지에 노출될 수 있도록, 상기 각각의 시차 열전대열(120)은 4개의 측벽(112)중 하나에 고정되어 있다. 더구나, 바람직한 실시에에 있어서, 챔버(110)는 큰 열전도도, 바람직하기로는 30 W/m·K 내지 400 W/m·K 범위, 좀 더 바람직하기로는 170 W/m·K 내지 237 W/m·K 범위의 열전도도를 가지는 금속으로 이루어져 있으며, 바람직하기로는 상기 챔버는 알루미늄으로 이루어져 있다. 바람직한 실시예에 따르면, 온도 모니터(100)는 약 3인치의 높이와 두께 약 1/2 인치의 벽을 가진다. 더구나, 상기 챔버(110)위에 장착된 열플럭스 센서 또는 시차 열전대열(120)은 각 측면이 2인치인 사각형이다. 더구나, 광도파관 섬유의 직경은 약 125 마이크론인 반면, 중심채널(114)의 직경은 약 0.5cm이다. 바람직한 실시예에 의하면, 광도파관은 각각의 열플럭스 센서(120)의 중심으로부터 약 1인치 떨어져 있고 상기 각각의 열플럭스 센서(120)의 모서리로부터 약 1.4인치 떨어져 있다. 부가적으로, 바람직한 실시예에 의하면, 온도 모니터(100)는 중심채널(114)내의 광도파관 예형(214)으로부터 인발된 광도파관 섬유(216)를 수용하기 위한 챔버(110)를 개폐하는 로킹장치(102)(locking mechnism)를 구비한다.

또 다른 실시예에 의하면, 본 발명은 도 6에 도시된 광도파관 섬유 제조장치(200)를 제공한다. 상기 제조장치(200)는 인발온도로 가열된 인발로(212)와, 광도파관 예형(214)이 인발온도로 가열되는 인발로(212) 내부에 배치되는 광도파관 예형(214)을 포함한다. 상기 제조장치(200)는 가열된 광도파관 예형(214)으로부터 인발된 광도파관 섬유(216)의 평균온도 T_f의 비접촉 또는 비광학적 측정을 위한 온도 모니터(100)를 더 포함한다. 상기 온도 모니터(100)는 인발로(212)의 하류측에 일렬로 배치된다. 온도 모니터(100)(도 1-6 참조)는, 복수의 측벽(112)과, 상측벽(116)에서 하측벽(118)까지 챔버(110)를 가로지르는 중심채널(114)을 갖는 단열 챔버(110)를 포함하며, 여기서 상기 챔버(110)는 광도파관 예형(214)으로부터 인발된 광도파관 섬유(216)를 중심채널(114)을 통하여 수용되도록 구성된다. 챔버(110)는 복수의 열플럭스 센서(120)를 가지며, 상기 각각의 열플럭스 센서(120)는 챔버(110)의 각각의 측벽(112) 내부 표면 위에 장착된다. 바람직하기로는, 상기 각각의 열플럭스 센서(120)는 연속적으로 상호 연결되어, 챔버(110)내의 모든 열플럭스 센서(120)에 의해 복사된 최대량의 복사에너지에 실질적으로 비례하는 집합 출력 신호를 생성시킨다. 집합 출력 신호는 바람직하기로는 챔버(110)내의 소정길이의 광도파관 섬유(216)의 평균온도 T_f에 실질적으로 비례한다. 더구나, 챔버(110)내의 광도파관 섬유(216)로부터 흡수된 최대량의 복사에너지는챔버(110)내의 소정길이의 광도파관 섬유(216)의 평균온도 T_f의 4제곱에 실질적으로 비례한다. 온도 모니터(100)는 챔버(110)의 각각의 측벽(112)에 열적으로 접촉된 냉각 시스템(300)을 더 포함한다. 냉각 시스템(130)은 챔버(110)의 각각의 측벽(112)의 기준 표면온도 T_s를 실질적으로 유지하도록 구성된다.

바람직한 실시예에 따르면, 온도 모니터(100)의 각각의 열플럭스 센서(120)는 복수의 시차 열전대로 구성되는 시차 열전대열(120)이다. 또한 바람직한 실시예에 의하면, 네트워크 채널(132)은 냉각제, 바람직하기로는 외부 냉각장치에서 나온 물을 수용하도록 구성된 복수의 유연성 있는 튜브를 포함한다. 채널(132)내에 수용된 냉각제는 외부 냉각장치에 의해 실질적으로 온도 T_s에서 유지된다. 광도파관 섬유 제조장치에서 온도 모니터(100)의 구조는 상술한 바에 따른다.

또한 바람직한 실시예에 의하면, 챔버(100)는 4개의 측벽(112)을 가지며, 상기 각각의 시차 열전대열(120)의 제 1 표면, 즉 바람직하기로는 어두운 흡수성 표면(122)은 챔버(110)의 중심채널(114)과 대면하고 챔버(110)내의 광도파관 섬유(216)에 의해 복사된 복사에너지에 노출될 수 있도록, 상기 각각의 시차 열전대열(120)은 4개의 측벽(112) 중 하나에 고정되어 있다. 바람직한 실시예에 의하면, 온도 모니터(100)의 각각의 측벽(112)은 적어도 1000개의 시차 열전대(124), 바람직하기로는 약 1600개의 시차 열전대(124)를 포함한다. 또한 바람직한 실시예에 의하면, 온도 모니터(100)는 광도파관 예형(214)으로부터 인발된 광도파관 섬유(216)를 수용하기 위한 챔버(110)를 개폐하는 로킹 장치를 더 포함한다. 또한,바람직하기로는, 광도파관 섬유 제조장치(200)는 인발로(212)의 인발온도를 유지시키기 위한 인발로 콘트롤러(220)를 더 포함하며, 여기서 인발로 콘트롤러(220)는 도 6에 도시된 바와 같이 온도 모니터(100)에서 나온 입력을 포함한다. 따라서, 광도파관 섬유(216)의 측정 온도 T_f는 인발로(212)의 인발온도를 제어하는데 사용된다. 부가적으로, 광도파관 섬유 제조장치(200)는 각각 인발로(212)와 온도 모니터(100)의 하류측에서 일렬로 배치되는 광도파관 섬유 코팅장치(218)를 더 포함한다. 또 다른 실시예에 의하면, 광섬유 제조장치(200)는 광도파관 섬유 코팅장치(218)의 하류측에서 일렬로 배치되는 제 2 온도 모니터(100)를 더 포함한다.

또 다른 특징에 의하면, 본 발명은 광도파관 섬유(216)의 제조방법을 제공한다. 상기 방법은 광도파관 예형(214)을 제공하는 단계와, 상기 광도파관 예형(214)을 인발온도로 가열하는 단계와, 상기 가열된 광도파관 예형(214)으로부터 광도파관 섬유(216)를 인발하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 광도파관 섬유 입구(113)와 광도파관 섬유 출구(115)를 갖는 열플럭스 챔버(110)를 제공하는 단계와, 상기 인발된 광도파관 섬유(216)를 상기 챔버(110)의 입구(113)를 통하여 통과시켜 출구(115)로 빠져나가게 한다. 마지막으로, 상기 방법은 상기 챔버(110)내의 상기 광도파관 섬유(216)에 의해 복사된 열플럭스를 비광학적으로 측정하는 단계를 포함한다. 바람직하기로는, 상기 비광학적 측정단계는 열플럭스 센서(120) 어레이를 열플럭스 챔버(110)의 복수의 측벽의 내부 표면에 연속적으로 상호 연결하는 단계와, 상기 열플럭스 챔버(110)의 복수의 측벽(112)과 열접촉된 냉각시스템(130)을 제공하는 단계를 포함한다. 여기서, 상기 냉각 시스템(130)은 각각의 열플럭스 센서(120)의 기준 표면온도를 실질적으로 유지할 수 있도록 구성된다. 상기 방법은 상기 챔버(110) 내의 광도파관 섬유(216)의 측정된 열플럭스를 기초로 하여 인발온도를 조정하는 단계를 더 포함한다. 여기서, 상기 측정된 열플럭스는 챔버(110)내의 소정길이의 광도파관 섬유(216)의 평균온도의 4제곱에 비례한다.

또 다른 실시예에 의하면, 본 발명은 인발로(212)에서 가열된 광도파관 예형(214)으로부터 인발된 광도파관 섬유(216)의 평균온도 T_f를 측정하는 방법을 제공한다. 상기 방법은 복수의 측벽(112)과, 상측벽(116)에서 하측벽(118)까지 챔버(110)를 가로지르는 중심채널(114)을 구비한 챔버(110)를 제공하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 또한, 복수의 시차 열전대(124)를 기판위에 연속적으로 상호 연결하여 시차 열전대열(120)을 형성하는 단계와, 각각의 시차 열전대열(120)을 챔버(110)의 각각의 측벽(112)의 내부 표면에 고정시키는 단계를 포함한다. 또한, 상기 방법은 각각의 시차 열전대열(120)을, 시차 열전대열(120)에 의해 생성된 집합 출력 신호를 지시하는 판독장치에 연속적으로 상호 연결하는 단계를 포함한다. 상기 집합 출력 신호는 챔버내의 시차 열전대열에 의해 흡수된 최대량의 복사에너지를 나타낸다. 상기 방법은 상기 인발된 광도파관 섬유(216)를 챔버(110)내의 중심채널을 통과시키는 단계를 포함한다. 상기 방법은 복수의 시차 열전대열(120)의 각각에서 하나의 표면(124B)의 기준 표면온도 T_s를 유지시키는 단계를 더 포함한다. 여기서 각각의 시차 열전대열(120)은, 각각의 시차 열전대열의 하나의 표면(124B)이 챔버(110)의 측벽(112)에 열접촉된 상태로 측면 챔버(110)의 내부 표면에 고정된다. 상기 방법은 상기 챔버(110)내의 시차 열전대열(120)에 의해 흡수된 최대량의 복사에너지를 나타내는 집합 출력 신호를 생성시키는 단계를 더 포함한다. 상기 방법은 챔버(110)의 측벽(112)에 열접촉된 냉각 시스템(130)을 제공하는 단계를 포함하는데, 여기서 상기 냉각 시스템(130)은 시차 열전대열(120)의 하나의 표면(124B)의 기준 표면온도 T_s를 실질적으로 유지할 수 있도록 구성된다. 상기 방법은 또한 냉각제를 온도 T_s로 유지시키는 외부 냉각장치에서 나온 냉각제를 수용하도록 구성된 복수의 채널(132)을 챔버(110)의 측벽(112)내에 제공하는 단계를 포함한다. 또한 바람직한 실시예에 의하면, 상기 방법은 제 2 열전대(124B)로부터 각각의 시차 열전대(124)의 제 1 열전대(124A)를 제공하는 단계를 포함하며, 상기 제 1 열전대(124A)는 광도파관 섬유로부터 복사되는 복사에너지에 노출되며 제 2 열전대(124B)는 챔버(110)의 측벽(112)의 내부 표면에 열접촉되어 있다. 바람직한 실시예에 의하면, 상기 방법은 알루미늄 재질의 챔버(110)를 제공하는 단계를 포함한다.

비록 본 발명의 특정된 실시예가 도시되어 기술되었다 하더라도, 본 발명의 사상과 범주를 벗어나지 않는 다양한 변경 및 변형이 이루어질 수 있음을 당업자는 명백하게 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 첨부된 청구범위에 속하는 본 발명의 변형, 변경 및 그 균등물을 포함한다.

Claims

인발로의 하류측에 배치된 챔버를 통하여 광도파관 섬유를 통과시키는 단계와;

상기 챔버의 내부 표면에 고정되어 있는 복수의 시차 열전대열의 각각의 하나의 표면의 기준 표면온도 T_s를 유지시키는 단계; 및

상기 챔버내의 상기 시차 열전대열에 의해 흡수된 복사 에너지를 나타내는 집합 출력 신호를 생성시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 인발로에서 가열된 광도파관 예형으로부터 인발된 광도파관 섬유의 온도 T_f를 측정하는 방법.
제 1항에 있어서, 상기 광도파관 섬유의 통과단계는 복수의 측벽과, 상측벽에서 하측벽까지 상기 챔버를 가로지르는 중심채널을 구비하는 챔버를 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광도파관 섬유의 온도 T_f를 측정하는 방법.
제 2항에 있어서,

복수의 시차 열전대를 연속적으로 상호 연결시켜 상기 복수의 시차 열전대열중 하나를 형성하는 단계; 및

상기 복수의 시차 열전대열 중 하나를 상기 챔버의 각각의 측벽 내부 표면에 단단히 고정시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광도파관 섬유의 온도T_f를 측정하는 방법.
제 3항에 있어서, 상기 시차 열전대중 제 1 열전대는 제 2 열전대로부터 단열되어 있으며, 상기 제 2 열전대는 상기 챔버의 측벽과 열접촉되어 있는 것을 특징으로 하는 광도파관 섬유의 온도 T_f를 측정하는 방법.
제 3항에 있어서,

상기 챔버내의 각각의 시차 열전대열을 전압계에 연속적으로 상호 연결하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광도파관 섬유의 온도 T_f를 측정하는 방법.
제 5항에 있어서,

상기 챔버의 측벽들과 열접촉된 상태에 놓여 있으며, 상기 각각의 시차 열전대열의 제 2 열전대의 기준 표면온도 T_s를 실질적으로 유지시키도록 구성된 냉각시스템을 제공하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광도파관 섬유의 온도 T_f를 측정하는 방법.
제 6항에 있어서, 상기 냉각시스템의 제공단계는 상기 챔버의 측벽내에 근접한 온도 T_s를 갖는 냉각제를 수용하도록 구성된 복수의 채널을 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광도파관 섬유의 온도 T_f를 측정하는 방법.
제 7항에 있어서, 상기 시차 열전대열에 의해 흡수된 복사 에너지의 양은 상기 챔버내의 소정의 광도파관 섬유의 평균 광도파관 온도 T_f의 4제곱에 실질적으로 비례하는 것을 특징으로 하는 광도파관 섬유의 온도 T_f를 측정하는 방법.
제 8항에 있어서, 상기 챔버는 알루미늄 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 광도파관 섬유의 온도 T_f를 측정하는 방법.
광도파관 예형을 준비하는 단계와;

상기 광도파관 예형을 인발온도로 가열하는 단계와;

상기 가열된 광도파관 예형으로부터 광도파관 섬유를 인발하는 단계와;

광도파관 섬유의 입구와 광도파관 섬유의 출구를 구비한 열플럭스 챔버를 준비하는 단계와;

상기 인발된 광도파관 섬유를 상기 입구를 통해 통과시켜 출구로 배출시키는 단계; 및

상기 챔버내의 상기 광도파관 섬유에 의해 복사된 열원을 비광학적으로 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광도파관 섬유의 제조방법.
제 10항에 있어서, 상기 비광학적 측정단계는,

열플럭스 센서 어레이를 상기 열플럭스 챔버의 복수의 측벽의 내부 표면에 연속적으로 상호 연결하는 단계; 및

상기 열플럭스 챔버의 복수의 측벽들과 열접촉된 상태에 놓여 있으며, 상기 각각의 열플럭스 센서의 기준 표면온도를 실질적으로 유지시키도록 구성된 냉각시스템을 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광도파관 섬유의 제조방법.
제 10항에 있어서,

상기 챔버내의 소정길이의 광도파관 섬유의 측정된 열플럭스를 기초로 하여 상기 인발온도를 조정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광도파관 섬유의 제조방법.
제 12항에 있어서, 상기 측정된 열플럭스는 상기 챔버내의 상기 소정길이의 광도파관 섬유의 평균온도의 4제곱에 비례하는 것을 특징으로 하는 광도파관 섬유의 제조방법.
복수의 측벽들과, 상측벽에서 하측벽까지 챔버를 가로지르는 중심채널을 구비하며, 상기 중심채널을 통하여 상기 인발된 광도파관 섬유를 수용하도록 구성된 단열 챔버와;

상기 챔버의 측벽의 내부 표면에 설치된 복수의 시차 열전대열과, 여기서 상기 각각의 시차 열전대열의 제 1 표면은 제 2 표면으로부터 단열되어 있으며, 상기 각각의 시차 열전대열의 제 1 표면은 상기 중심채널과 면해 있고 어두운 흡수성 표면을 가지며, 상기 각각의 시차 열전대열의 제 1 표면은 열플럭스에 노출되어 있으며, 상기 제 2 표면은 상기 챔버의 측벽과 열적으로 접촉되어 있고, 상기 시차 열전대열의 제 2 표면은 약 T_s의 기준 표면온도를 가지며;

상기 챔버의 측벽과 열접촉 상태에 놓이며 상기 챔버의 측벽의 기준 표면온도 T_s를 실질적으로 유지하도록 구성된 냉각 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 인발온도로 가열된 인발로에서 가열된 상태의 광도파관 예형으로부터 인발된 소정길이의 광도파관 섬유의 평균온도 T_f를 비광학적으로 측정하기 위한 광도파관 온도 측정장치.
제 14항에 있어서, 상기 냉각시스템은 상기 챔버의 측벽에 설치된 네트워크 채널을 포함하며, 상기 네트워크 채널은 상기 각각의 시차 열전대열의 기준 표면온도 T_s를 실질적으로 유지시키기 위해 외부 냉각장치로부터 제공된 냉각제를 수용하도록 구성된 것을 특징으로 하는 광도파관 온도 측정장치.
제 14항에 있어서, 상기 각각의 시차 열전대열은 복수의 시차 열전대를 포함하며, 상기 각각의 시차 열전대의 제 1 열전대는 제 2 열전대와 단열되어 있고 상기 챔버의 측벽과 열적으로 접촉되어 있으며, 상기 제 2 열전대는 약 T_s의 기준 표면온도를 가지는 것을 특징으로 하는 광도파관 온도 측정장치.
제 14항에 있어서, 상기 각각의 시차 열전대열은 상기 챔버내의 소정길이의 광도파관 섬유로부터 흡수된 소정량의 복사에너지에 실질적으로 비례하는 출력 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 광도파관 온도 측정장치.
제 14항에 있어서, 상기 인발로의 인발온도를 유지시키기 위한 인발로 콘트롤러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광도파관 온도 측정장치.
제 14항에 있어서, 상기 인발로는 상기 챔버로부터 상류측에서 챔버와 일렬로 배치된 것을 특징으로 하는 광도파관 온도 측정장치.
제 19항에 있어서, 상기 소정길이의 광도파관 섬유의 평균온도 T_f는 상기 인발로의 인발온도를 제어하는데 사용되는 것을 특징으로 하는 광도파관 온도 측정장치.
제 20항에 있어서, 상기 시차 열전대열에 의해 흡수된 최대량의 복사에너지는 상기 챔버내의 상기 소정길이의 광도파관의 평균 광도파관 섬유온도 T_f의 4제곱에 실질적으로 비례하는 것을 특징으로 하는 광도파관 온도 측정장치.
제 21항에 있어서, 상기 챔버는 170W/m·K 내지 237W/m·K 범위의 열전도도를 갖는 금속으로 이루어진 것을 특징으로 하는 광도파관 온도 측정장치.
제 22항에 있어서, 상기 챔버의 각각의 측벽은 연속적으로 상호 연결된 적어도 1000개의 열전대 어레이를 포함하는 것을 특징으로 하는 광도파관 온도 측정장치.
제 23항에 있어서, 상기 챔버의 각각의 측벽은 연속적으로 상호 연결된 약 1600개의 열전대 어레이를 포함하는 것을 특징으로 하는 광도파관 온도 측정장치.
제 24항에 있어서, 상기 네트워크 채널들은 상기 외부 냉각장치에 연결하기 위해 구성된 복수의 유연성 있는 튜브를 포함하는 것을 특징으로 하는 광도파관 온도 측정장치.
제 25항에 있어서, 상기 채널에 수용된 냉각제는 상기 외부 냉각장치에 의해 제공되어 상기 온도 T_s로 실질적으로 유지되는 것을 특징으로 하는 광도파관 온도 측정장치.
제 26항에 있어서, 상기 챔버로부터 하류측에서 상기 챔버와 일렬로 배치된 광도파관 섬유 코팅장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광도파관 온도 측정장치.
제 27항에 있어서, 상기 각각의 시차 열전대열은 출력 신호 측정장치에 연속적으로 상호 연결되는 것을 특징으로 하는 광도파관 온도 측정장치.
제 28항에 있어서, 상기 금속은 알루미늄인 것을 특징으로 하는 광도파관 온도 측정장치.
인발온도로 가열된 인발로와;

상기 인발로내에 배치되고 인발온도로 가열된 상태의 광도파관 예형과;

상기 인발로와 일렬로 배치되며, 상기 가열된 광도파관 예형으로부터 인발된 광도파관 섬유의 평균 온도를 비접촉 상태로 측정하기 위한 온도 모니터와;

상기 챔버의 측벽과 열적으로 접촉되며, 상기 각각의 열플럭스 센서의 기준 표면온도 T_s를 실질적으로 유지하도록 구성된 냉각시스템을 포함하며,

상기 온도 모니터는 복수의 측벽과, 상측벽에서 하측벽까지 챔버를 가로지르는 중심채널을 가지며, 상기 인발로의 하류측에 배치되고, 상기 광도파관 예형으로부터 인발된 광도파관 섬유를 상기 중심 채널을 통하여 수용되도록 구성된 단열 챔버를 포함하며, 상기 챔버는 상기 챔버내의 광도파관 섬유에 의해 복사된 열플럭스의 양을 측정하도록 구성된 복수의 열플럭스 센서를 구비하며, 상기 각각의 열플럭스 센서는 상기 챔버의 측벽의 내부 표면에 고정된 것을 특징으로 하는 광도파관 섬유 제조장치.
제 30항에 있어서, 상기 장치는 상기 온도 모니터로부터 나온 입력을 포함하며 상기 인발온도를 유지시키기 위한 인발로 콘트롤러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광도파관 섬유 제조장치.
제 30항에 있어서, 상기 광도파관 섬유의 상기 온도 T_f는 상기 인발로의 인발온도를 제어하는데 사용되는 것을 특징으로 하는 광도파관 섬유 제조장치.
제 30항에 있어서, 상기 각각의 열플럭스 센서는 복수의 시차 열전대를 포함하며, 상기 챔버내의 상기 광도파관 섬유에 의해 복사된 열플럭스의 양은 온도구배를 상기 각각의 시차 열전대를 가로질러 성장되도록 하는 것을 특징으로 하는 광도파관 섬유 제조장치.
제 30항에 있어서, 상기 각각의 시차 열전대의 제 1 열전대는 제 2 열전대로부터 단열되며, 상기 제 2 열전대는 상기 챔버의 측벽의 내부 표면과 열적으로 접촉되는 것을 특징으로 하는 광도파관 섬유 제조장치.
제 30항에 있어서, 상기 냉각 시스템은 복수의 유연성 있는 채널을 포함하며, 상기 채널들은 냉각제를 수용하도록 구성되어 그 온도가 외부 냉각장치에 의해 기준 표면온도 T_s로 실질적으로 유지되는 것을 특징으로 하는 광도파관 섬유 제조장치.
제 35항에 있어서, 상기 각각의 시차 열전대의 제 2 열전대는 상기 채널의 적어도 하나와 열적으로 접촉되며, 상기 채널을 통하여 수용된 상기 냉각제는 상기 각각의 제 2 열전대의 기준 표면온도 T_s를 실질적으로 유지하는 것을 특징으로 하는 광도파관 섬유 제조장치.
제 36항에 있어서, 상기 각각의 시차 열전대는 연속적으로 상호 연결되어 시차 열전대열을 형성하는 것을 특징으로 하는 광도파관 섬유 제조장치.
제 37항에 있어서, 상기 챔버는 4개의 측벽을 가지며, 상기 시차 열전대열은 상기 각각의 측벽에 고정되며, 상기 챔버의 중심 채널에 면하는 상기 시차 열전대열의 각각의 표면은 어두운 흡수성 표면을 가지는 것을 특징으로 하는 광도파관 섬유 제조장치.
제 38항에 있어서, 상기 각각의 측벽은 적어도 1000개의 시차 열전대를 포함하는 것을 특징으로 하는 광도파관 섬유 제조장치.
제 39항에 있어서, 상기 시차 열전대열은 연속적으로 상호 연결되어, 상기 챔버내의 상기 광도파관 섬유로부터 흡수된 최대량의 복사에너지를 나타내는 집합 출력 신호를 생성시키는 것을 특징으로 하는 광도파관 섬유 제조장치.
제 40항에 있어서, 상기 집합 신호는 상기 챔버내의 소정길이의 광도파관 섬유의 평균 광도파관 섬유의 온도 T_f에 실질적으로 비례하는 것을 특징으로 하는 광도파관 섬유 제조장치.
제 41항에 있어서, 상기 챔버내의 상기 광도파관 섬유로부터 흡수된 최대량의 복사에너지는 상기 챔버내의 소정길이의 광도파관 섬유의 평균 광도파관 섬유의 온도 T_f에 실질적으로 비례하는 것을 특징으로 하는 광도파관 섬유 제조장치.
제 42항에 있어서, 상기 챔버는 170W/m·K 내지 237W/m·K 범위의 열전도도를 갖는 금속으로 이루어진 것을 특징으로 하는 광도파관 섬유 제조장치.
제 43항에 있어서, 상기 광도파관 예형으로부터 인발된 광도파관 섬유를 수용하기 위한 챔버를 개폐하는 로킹장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광도파관 섬유 제조장치.
제 44항에 있어서, 상기 각각의 인발로와 상기 온도 모니터의 하류측에서 일렬로 배치되어 있는 광도파관 섬유 코팅장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광도파관 섬유 제조장치.
제 45항에 있어서, 상기 온도 모니터로부터 하류측에서 일렬로 배치되어 있는 제 2 온도 모니터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광도파관 섬유 제조장치.