KR20030037172A - 광섬유 프리폼 외부기상증착장치 - Google Patents

광섬유 프리폼 외부기상증착장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20030037172A
KR20030037172A KR1020010068289A KR20010068289A KR20030037172A KR 20030037172 A KR20030037172 A KR 20030037172A KR 1020010068289 A KR1020010068289 A KR 1020010068289A KR 20010068289 A KR20010068289 A KR 20010068289A KR 20030037172 A KR20030037172 A KR 20030037172A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
flame
preform
distance
deposition
optical fiber
Prior art date
Application number
KR1020010068289A
Other languages
English (en)
Other versions
KR100402847B1 (ko
Inventor
박찬용
이명재
황석우
Original Assignee
엘지전선 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지전선 주식회사 filed Critical 엘지전선 주식회사
Priority to KR10-2001-0068289A priority Critical patent/KR100402847B1/ko
Publication of KR20030037172A publication Critical patent/KR20030037172A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100402847B1 publication Critical patent/KR100402847B1/ko

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/01Manufacture of glass fibres or filaments
    • C03B37/012Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
    • C03B37/014Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments made entirely or partially by chemical means, e.g. vapour phase deposition of bulk porous glass either by outside vapour deposition [OVD], or by outside vapour phase oxidation [OVPO] or by vapour axial deposition [VAD]
    • C03B37/01446Thermal after-treatment of preforms, e.g. dehydrating, consolidating, sintering
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/01Manufacture of glass fibres or filaments
    • C03B37/012Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
    • C03B37/014Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments made entirely or partially by chemical means, e.g. vapour phase deposition of bulk porous glass either by outside vapour deposition [OVD], or by outside vapour phase oxidation [OVPO] or by vapour axial deposition [VAD]
    • C03B37/018Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments made entirely or partially by chemical means, e.g. vapour phase deposition of bulk porous glass either by outside vapour deposition [OVD], or by outside vapour phase oxidation [OVPO] or by vapour axial deposition [VAD] by glass deposition on a glass substrate, e.g. by inside-, modified-, plasma-, or plasma modified- chemical vapour deposition [ICVD, MCVD, PCVD, PMCVD], i.e. by thin layer coating on the inside or outside of a glass tube or on a glass rod
    • C03B37/01853Thermal after-treatment of preforms, e.g. dehydrating, consolidating, sintering
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/02Optical fibres with cladding with or without a coating

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)

Abstract

본 발명은 광섬유 프리폼 외부기상증착장치에 관한 것으로 광섬유 프리폼 제조시 증착불균일과 이로 인한 광특성의 불량을 최대한 억제하기 위하여, 광섬유 프리폼 외부기상증착장치에 화염이 모봉의 장축방향과 평행한 일자형으로 분사되도록 설계된 분사구를 구비한 화염분사수단과, 프리폼의 거리를 일정하게 유지시켜주는 증착거리제어수단을 더 포함하여, 화염과 프리폼 사이의 거리가 실시간으로 제어되면서 최적거리로 유지되도록 모봉과 프리폼을 이송시켜서 프리폼이 증착되는 부위에서 화염에 포함된 원료의 화학조성이 동일하게되므로 국부적인 증착량의 차이가 최소화되므로 균일한 증착이 이루어져서 증착 프리폼 표면의 굴곡현상을 현저하게 줄일 수 있으며, 증착불균일로 인한 광섬유의 광특성 저하를 효과적으로 억제 할 수 있는 것이다.

Description

광섬유 프리폼 외부기상증착장치{OVD apparatus for Optical fiber}
본 발명은 광섬유 프리폼 외부기상증착장치에 관한 것으로서, 본 발명은 광섬유 프리폼 외부기상증착장치에 관한 것으로 보다 상세하게는 광섬유 프리폼 제조시 증착 불균일과 이로 인한 광특성의 불량을 최대한 억제하기 위하여, 광섬유 프리폼 외부기상증착장치에 화염이 모봉의 장축방향과 평행한 일자형으로 분사되도록 설계된 분사구를 구비한 화염분사수단과, 프리폼의 거리를 일정하게 유지시켜주는 증착거리제어수단을 더 포함하여, 화염과 프리폼 사이의 거리가 실시간으로 제어되면서 최적거리로 유지되도록 모봉과 프리폼을 이송시켜서 프리폼이 증착되는 부위에서 화염에 포함된 원료의 화학조성이 동일하게되므로 국부적인 증착량의 차이가 최소화되므로 균일한 증착이 이루어져서 증착 프리폼 표면의 굴곡현상을 현저하게 줄일 수 있으며, 증착 불균일로 인한 광섬유의 광특성 저하를 효과적으로 억제 할 수 있는 광섬유 프리폼 외부기상증착장치에 관한 것이다.
광섬유 프리폼(preform:母材)은 광섬유 제조시의 중간재로 광섬유와 동일한 구조로 형성하고 이를 고열로 녹여 늘이게 되면 광섬유가 완성되는 것이다.
따라서 그 구조가 광섬유와 동일하게 보통 중앙의 코어(core)라고 하는 부분을 주변에서 클래딩(cladding)이라고 하는 부분이 감싸고 있는 이중원기둥 모양으로 형성한다.
이렇게 광섬유모재로 완성된 광섬유는 일반적으로 그 외부에 보호피폭을 씌워 내부를 보호하게 되는데, 보호피복을 제외한 전체 크기는 지름 백∼수백μm(1μm은 1/1000mm)로 되고, 코어 부분의 굴절률이 클래딩의 굴절률보다 높게 되어 있어서, 빛이 코어 부분에 집속되어 잘 빠져나가지 않고 진행할 수 있게 되는 것이다.
광섬유모재의 제작방법은 적절한 부착대(흑연·사기의 봉이나 고순도 석영관)를 축방향으로 회전시키면서 그 내부(MCVD법)나 외부(OVD법:outside vapor phase deposition)에 불꽃 가수분해 반응에 의해 게르마늄·붕소·인 등이 합성된 산화규소층을 수십 회에 걸쳐 부착시킨 다음, 1700℃ 이상의 높은 온도의 불꽃으로 서서히 가열하여 수축시키면 모재가 완성된다. 이때 게르마늄 등 원소의 포함량을 조절하면 모재의 굴절률 분포를 임의로 조절할 수 있게 되며, 광섬유의 손실 등 광학적 특성이 거의 이 과정에서 결정되므로 매우 주의깊게 진행하게 된다. 또한, 석영막대 끝에 직접 모재를 성장시키는 VAD(vapor phase axial deposition)법도 사용되고 있다.
특히 외부기상증착(OVD:outside vapor phase deposition) 방법은 현재 사용되는 광섬유제조공정의 하나로서 증착율이 높고 모재를 크게 만들 수 있는 장점이 있으며, 토치로부터 분사된 연료인 H2, O2등이 연소하여 이들과 함께 생성 분출된 SiCl4, GeCl4등의 산화 및 가수분해에 의해 발생한 SiO2, GeO2, 등의 입자를 회전하는 실린더에 부착시키는 공정이다.
도 1은 그 일반적인 광섬유 프리폼 외부기상증착장치를 개략적으로 나타낸구성도로서, 모봉(1)과 프리폼(2)이 회전가능하게 양 단부를 지지하는 지지수단(3)과, 상기 모봉(1)을 향해 증착을 위한 화염을 분사하는 화염분사수단(4)으로 이루어진 광섬유 프리폼 외부기상증착장치(10)인 것이다.
상기 장치를 통해 광섬유 모재를 생성할 때 주입자인 SiO2는 원료물질 SiCl4가 CH4/O2연소 생성물인 H2O와의 가수분해반응을 거쳐 만들어지거나 1100℃ 이상에서 운반기체 O2와의 직접적인 산화반응으로 형성된다. 이때 SIO2, GeO2등은 충돌, 응집 등의 과정을 거쳐 직경 0.2 um 정도의 입자가 되며 회전하는 모재에 부착된다.
SiCl4+ 2H2O ----> SiO2+ 4HCl (가수분해반응)
SiCl4+ 2O2---> SiO2+ 2Cl2(산화반응)
외부기상증착 공정에서의 입자부착은 일반적으로 원형의 화염발생수단에서 분사되는 미세한 SiO2등의 입자 및 고온의 공기가 상대적으로 저온의 모봉에 충돌함으로서 이루어지는데 입자가 모봉에 부착되는 주요한 메커니즘은 열영동 현상으로 알려져 있다. 화염발생수단에서 분출되는 수소와 산소의 연소로 인하여 화염분사수단(4) 표면 근처에서 SiCl4의 산화반응과 화염에 의한 가수분해가 일어나 SiO2입자가 형성되며 이 입자들은 화염분사수단(4)에서 분출되는 고온의 가스와 함께 움직이다가 모봉의 주위를 지나면서 온도구배에 의한 영향에 의해서 상대적으로 온도가 낮은 모봉에 부착된다. 열영동에 의한 입자부착은 유동 및 온도장에 의해 결정되며 유동 및 온도장 또한 실린더의 온도에 따라 달라진다.
따라서, 각 단계마다 화학가스 SiCl4, GeCl4등의 조성을 변화시켜 원하는 굴절율 분포를 갖도록 하며 원하는 증착두께가 되면 프리폼을 입자 부착층으로 부터 분리시켜 제거한 후 1400 ~ 1600℃ 의 온도를 유지하는 로(furnace)에서 건조 및 소결과정을 거쳐 모재상태로 제조한다.
일반적으로 위와 같은 공정을 진행시킬 때는 1개 또는 일렬로 다수개가 배열된 화염발생수단(4)을 좌우로 이송시키거나 모봉(1)을 좌우이송 하도록 하는데 모봉(1)에 부착되는 실리카 입자는 화염발생 수단의 반경방향으로 밀도의 구배를 가지기 때문에 반경방향으로 증착량이 다르며 모봉(1)의 좌우이송에 따라 나선형의 증착굴곡이 발생하고 오른나사 및 왼나사방향으로 중첩되며 증착된다.
즉, 도 2a에 도시한 바와 같이 종래 화염발생수단(4)에서는 화염이 분사노즐의 형상에 따라 도 2b에 도시한 바와 같이 원형의 단면을 이루면서 화염이 분사된다. 이는 화염이 반경 방향에 따라서 화염강도가 차이가 있음을 알 수 있다.
따라서, 도 2a 와 같은 화염발생수단의 X 축반경에 따른 프리폼의 증착밀도를 나타낸 도면인도 2c와 도 2a 와 같은 화염발생수단의 Y 축반경에 따른 프리폼의 증착밀도를 나타낸 도면인 도 2d에 도시된 그래프와 같이 화염발생수단의 반경방향에 따라서 증착밀도가 다르므로 불규일한 프리폼이 형성되는 문제가 발생하는 것이다.
이와같은 종래 화염발생수단에 의해 프리폼을 증착하게 되면 도 3에 도시한바와 같이 그 표면으로 나선형 증착띠(A)가 발생하여 프리폼이 균일하게 증착되지 못함에 따라 국부적인 증착 증폭현상이 발생하여 증착굴곡이 생기는 문제점이 있다.
이와 같은 증착굴곡은 증착밀도의 차이로 인한 것이며 불균일한 증착은 증폭현상을 야기시켜서 증착속도 및 증착량 증착밀도를 제한하는 요인이 되며 최종 증착프리폼은 소결후 외경에 요철현상을 나타내게 된다. 상기와 같은 문제점들은 이 프리폼으로 제작되는 광섬유의 품질에 직접적인 영향을 주는 것으로 이를 억제시키기 위한 많은 연구와 개발이 이루어져오고 있다.
즉, 외부증착공법으로 제조된 프리폼은 소결 과정에서 길이 및 외경의 변화가 20~30%에 이르므로 증착밀도가 길이방향으로 다르면 길이방향으로 모봉에 주는 영향이 달라지고 코어직경과 함수관계에 있는 광특성, 예를 들어, 코어직경에 민감한 차단파장 등의 광특성에 불량이 발생하는데, 나선형 증착띠와 같은 증착굴곡은 증착밀도의 차이에 의한 것으로서 광섬유 코어에 민감한 광특성의 불량을 일으키는 문제가 있다.
특히, 상기와 같은 현상을 제거하기 위한 종래의 기술로써 코닝사의 죠지 E. 베커는 미국특허 제US 4,486,212인 Devitrification Resistance Flame Hydrolysis Process에서 초기 증착 속도를 매우 낮게함으로써 모봉에 증착이 균일하게 되도록 유도하는 것을 제안하였으나 이 방법에서도 초기 불균일 증착의 증폭현상을 억제한 것일 뿐이며 원천적으로 방지하지는 못하는 것으로 초기 증착후 발생하는 불균일 증착현상은 충분히 해결하지 못하는 문제가 있었다.
또한, 초기 증착 속도를 매우 낮게 조절하는 것은 비록 초기 만이라고 해도 전체적인 생산소요시간을 지연시키게 되어 생산성을 저하시키는 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로서, 본 발명의 목적은 광섬유 프리폼 형성을 위한 외부기상증착장치에서 나선형증착 패턴의 발생을 방지하고, 화염간 간섭이 최소인 위치로 프리폼을 실시간 이동시키도록 제어하여, 증착 불균일과 이로 인한 광특성의 불량을 최대한 억제할 수 있는 광섬유 프리폼 증착을 위한 외부기상증착장치를 제공함에 있다.
도 1은 일반적인 광섬유 프리폼 외부기상증착장치를 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 2a는 종래 화염발생수단과 이 화염발생수단에서 발생하는 화염을 나타낸 도면이다.
도 2b는 도 2a의 화염발생수단에서 발생하는 화염의 평면을 나타낸 도면이다.
도 2c는 도 2a 와 같은 화염의 X 축반경에 따른 프리폼의 증착밀도를 나타낸 도면이다.
도 2d는 도 2a 와 같은 화염 Y 축반경에 따른 프리폼의 증착밀도를 나타낸 도면이다.
도 3은 종래 화염발생수단에 의해 나선형 증착띠가 발생함을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명에 의한 광섬유 프리폼 외부기상증착장치를 나타낸 구성도이다.
도 5a는 본 발명에 의한 화염발생수단과 이 화염발생수단에서 발생하는 화염을 나타낸 도면이다.
도 5b는 도 5a의 화염발생수단에서 발생하는 화염의 평면을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명에 의한 화염발생수단에서 프리폼을 향해 분사되는 화염의 정면도이다.
도 7은 본 발명에 의한 화염발생수단에서 프리폼을 향해 분사되는 화염의 측면도이다.
도 8은 본 발명에 의한 화염발생수단으로 균일한 증착이 이루어지는 것을 설명하는 도면이다.
도 9는 도 5a에서 화염의 X 축반경에 따른 프리폼의 증착밀도를 나타낸 도면이다.
도 10은 도 5a에서 화염의 Y 축반경에 따른 프리폼의 증착밀도를 나타낸 도면이다
- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 -
1 : 모봉 2 : 프리폼
3 : 지지수단 14 : 화염분사수단
14a : 일자형 분사구14b : 노즐
15a : 거리측정센서15b : 제어부
15c : 이송부
상기와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은 모봉이 회전가능하게 양 단부를 지지하는 지지수단과, 상기 모봉의 일측에서 모봉을 향해 증착을 위한 화염을 분사하는 화염분사수단으로 이루어진 광섬유 프리폼 외부기상증착장치에 있어서, 상기 화염분사수단은 화염이 모봉의 장축방향과 평행한 일자형으로 분사되도록 일자형 분사구를 구비한 것을 특징으로 한다.
한편, 프리폼 증착의 최적거리에서 증착되도록 화염과 모봉에 증착되는 프리폼의 거리를 일정하게 유지시켜주는 증착거리제어수단을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 일자형 분사구는 화염이 모봉축에 대한 수직방향의 중심을 향해집중되도록 분사하는 구조로 형성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 증착거리제어수단은 프리폼의 거리를 측정하는 거리측정센서와, 화염과 화염 사이에서 간섭이 발생하지 않는 화염과 프리폼 사이의 최적거리를 연산하고, 거리측정센서에 의해 측정되는 프리폼까지의 거리에 대한 신호를 입력받아 프리폼과 화염의 거리를 최적거리와 비교하여 그 차이를 실시간으로 제어하기 위한 제어부와, 상기 제어부의 제어에 따라 프리폼을 이동시키는 이송부로 이루어진 것을 특징으로 한다.
화염과 화염 사이에서 간섭이 발생하지 않는 화염과 프리폼 사이의 최적거리는 입력되는 연소가스 원료의 량으로부터 연산하도록 하는 것을 특징으로 한다.
상기 거리측정센서는 적어도 2개 이상 설치하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 거리측정센서는 프리폼의 양단부 측에 설치하는 것을 특징으로 한다.
상기 이송부는 양측 지지수단에 부착되어 지지수단을 각각 상하로 이송가능하게 하는 것을 특징으로 한다.
위와 같이 이루어진 본 발명의 작동을 설명하면 다음과 같다.
화염분사수단에서 모봉의 장축과 평행한 일자형으로 화염이 분사될 뿐만 아니라 화염의 모양이 사다리꼴의 형상을 이루며, 화염과 프리폼 사이의 거리가 실시간으로 제어되면서 화염간 간섭이 없는 최적거리로 유지되도록 모봉과 프리폼을 이송시켜서 프리폼이 증착되는 부위에서 화염에 포함된 원료의 화학조성이 동일하게되므로 국부적인 증착량의 차이가 최소화되므로 균일한 증착이 이루어지는 것이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 또한 본 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것은 아니고, 단지 예시로 제시된 것이며 종래 구성과 동일한 부분은 동일한 부호 및 명칭을 사용한다.
도 4는 본 발명에 의한 광섬유 프리폼 외부기상증착장치를 전체적으로 나타낸 구성도로서, 모봉(1)과 프리폼(2)이 회전가능하게 양 단부를 지지하는 지지수단(3)과, 상기 모봉(1)을 향해 증착을 위한 화염을 분사하는 화염분사수단(14)으로 이루어진 광섬유 프리폼 외부기상증착장치(10)에서 화염분사수단(14)은 화염이 모봉(1)의 장축방향과 평행한 일자형으로 분사되도록 설계된 분사구(14a)를 구비한다.
즉, 도 5a는 본 발명에 의한 화염분사수단(14)과 이 화염분사수단(14)에서 분사되는 화염을 나타낸 도면이며, 도 5b는 도 5a의 화염발생수단에서 발생하는 화염의 평면을 나타낸 도면으로 일자형 화염이 발생하도록 설계된 분사구(14a)로부터 화염이 일자형으로 분사되는 것을 알 수 있다.
즉, 도 6은 본 발명에 의한 화염발생수단에서 프리폼을 향해 분사되는 화염의 정면도이다.
여기에서 화염이 모봉(1)과 프리폼(2)의 축방향으로 일자형으로 분사되는 것을 알 수 있으며 그 일자형 분사구(14a)의 양 단부에서는 축방향으로 다소 화염이 퍼져나가기 때문에 정면에서 볼 경우 화염이 역사다리꼴 형태가 되는 것을 알 수 있다. 즉, 프리폼(2)의 장축방향으로만 화염이 퍼지는 일자형 화염이 방사된다.
도 7은 본 발명에 의한 화염발생수단에서 프리폼을 향해 분사되는 화염의 측면도로서, 상기 화염분사수단(14)의 일자형 분사구(14a)는 화염이 모봉의 장축에 수직방향으로 집중되도록 분사하는 다수의 노즐(14b)을 그 내측에 설치하는 구조로 형성한 것을 도시한 것이다.
본 발명에서는 노즐(14b)를 통해 화염이 집중되도록 형성하였지만, 일자형 분사구(14a)의 형상과 구조에 따라서 화염이 집중되도록 할 수 도 있다.
따라서, 화염을 상측에서 내려다보면 일자형이고, 정면에서 보면 역사다리꼴 형태를 이루며, 측면에서 보면 사다리꼴 형태를 이루게 한 것이다.
한편, 본 발명의 광섬유 프리폼 외부기상증착장치에는 프리폼 증착의 최적거리에서 증착되도록 화염과 모봉(1)에 증착되는 프리폼(2)의 거리를 일정하게 유지시켜주는 증착거리제어수단을 더 포함하여 형성한다.
상기 증착거리제어수단은 프리폼(2)의 거리를 측정하는 거리측정센서(15a)와, 화염과 화염 사이에서 간섭이 발생하지 않는 화염과 프리폼(2) 사이의 최적거리를 연산하고, 거리측정센서(15a)에 의해 측정되는 프리폼(2)까지의 거리에 대한 신호를 입력받아 프리폼(2)과 화염의 거리를 최적거리와 비교하여 그 차이를 실시간으로 제어하기 위한 제어부(15b)와, 상기 제어부(15b)의 제어에 따라 프리폼(2)을 이동시키는 이송부(15c)로 이루어지도록 한다.
상기 거리측정센서(15a)를 통해 프리폼(2)의 거리를 측정하여 프리폼(2)과 화염의 거리를 추정할 수 있게 된다. 이때 화염의 크기 및 거리에 대해서는 별도로 입력되는 연소가스 원료의 량으로부터 연산하여 추정되는 값을 적용한다.
따라서, 상기 제어부(15b)에서는 거리측정센서(15a)에 의해 측정되는프리폼(2)까지의 거리에 대한 신호를 입력받아 프리폼(2)의 거리를 검출하고, 연소가스 원료의 량으로부터 화염의 크기를 산출하며 프리폼(2)과 화염 사이의 거리를 별도로 연산한 프리폼(2)과 화염사이의 최적거리와 비교하여 그 차이를 계속적으로 모니터링 할 수 있도록 하고, 그 차이에 대하여 최적거리로 프리폼(2)을 이송시키도록 상기 이송부(15c)에 실시간으로 제어신호를 송출한다.
이는 화염이 그 형태에 따라 온도와 분사되는 원료가스의 조성 차이가 발생하므로, 본 발명의 형상과 같은 화염에서도 소정 높이 이상에서는 화염간의 간섭현상이 발생하며 이를 최소화시키기 위해 상기 프리폼(2)에 일정한 화염이 분사되도록 그 프리폼(2)과 화염의 거리를 유지시키기 위한 것이다.
따라서, 제어부(15b)에서 입력되는 연소가스 원료의 량으로부터 화염의 크기를 연산하고 프리폼(2)의 거리와 비교하여 화염과 화염 사이에서 간섭이 발생하지 않는 화염과 프리폼(2) 사이의 최적거리를 연산하게 되는 것이다.
상기 거리측정센서(15a)는 프리폼(2)의 양단부 측에 각각 설치하는 것이 바람직하다. 이는 프리폼(2)의 수평상태를 용이하게 검출할 수 있게 된다. 따라서, 적어도 2개 이상 설치하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 이송부(15c)는 양측 지지수단(3)에 부착하여 제어부(15b)로부터의 신호에 의해 양측에 설치되어 있는 지지수단(3)을 각각 상하로 이송가능하게 한다. 이 이송부(15c)는 정역회전이 용이한 모터를 사용하는 것이 바람직하다.
따라서, 본 발명의 광섬유 프리폼 외부기상증착장치를 사용하여 프리폼을 증착하게 되면, 화염분사수단(14)에서 모봉(1)의 장축과 평행한 일자형으로 화염이분사되며, 화염과 프리폼 사이의 거리가 실시간으로 제어되면서 최적거리로 유지되도록 모봉과 프리폼을 이송시켜서 프리폼이 증착되는 부위에서 화염에 포함된 원료의 화학조성이 동일하게되므로 국부적인 증착량의 차이가 최소화되어 균일한 증착이 이루어진다.
도 8은 본 발명에 의한 화염발생수단으로 균일한 증착이 이루어지는 것을 설명하는 도면으로 프리폼(2)이 회전함에 따라 일정한 증착띠가 형성되면서 종래 보다 균일하게 증착이 이루어지는 것을 알 수 있다.
도 9a는 도 5a에서 화염의 X 축반경에 따른 프리폼의 증착밀도를 나타낸 도면이고, 도 9b는 도 5a에서 화염의 Y 축반경에 따른 프리폼의 증착밀도를 나타낸 것으로 증착밀도가 X축 반경방향으로 일정하며, Y축 반경방향으로는 사다리꼴 형태를 이루게 되는 것을 나타내고 있다. 이렇게 도 9a와 도 9b를 통해 알 수 있는 바와 같이 증착균일도가 증대되어 증착굴곡이 최소화됨을 알 수 있다.
즉, 외부증착공법으로 제조된 프리폼은 소결 과정에서 길이 및 외경의 변화가 20~30%에 이르므로 증착밀도가 길이방향으로 다르면 길이방향으로 모봉에 주는 영향이 달라지고 코어직경과 함수관계에 있는 광특성, 예를 들어, 코어직경에 민감한 차단파장 등의 광특성에 불량이 발생하는데, 나선형 증착굴곡은 증착밀도의 차이에 의한 것이므로 이를 억제하면 광섬유 외경불균일을 억제할 수 있을 뿐 아니라 광섬유 코어에 민감한 광특성의 불량 또한 방지 할 수 있다.
상기한 바와 같이 본 발명은 광섬유 프리폼 외부기상증착장치를 이용한 프리폼 증착시 화염을 프리폼의 장축방향을 따라 일자형으로 발생하도록 함으로써, 프리폼 표면에 길이방향으로 물결모양으로 발생하는 나선형 굴곡현상 및 국부적인 이상증착 현상을 현저하게 줄일 수 있는 효과가 있으며, 이에 따라 증착불균일로 인한 광섬유의 광특성저하를 효과적으로 억제 할 수 있어서 증착에 있어서의 변수제한이 완화될 수 있는 이점이 있다.
또한 화염간 간섭이 없는 위치로 프리폼을 이동하도록 실시간으로 제어하여 프리폼이 항상 적정 위치에 위치하게 되어 표면굴곡현상의 방지를 극대화 할 수 있는 이점이 있다.
따라서, 광섬유 외경불균일을 억제하여 특성이 우수한 광섬유를 생산할 수 있는 광섬유프리폼 외부기상증착장치를 제공하게 되는 이점이 있다.

Claims (8)

  1. 모봉이 회전가능하게 양 단부를 지지하는 지지수단과, 상기 모봉의 일측에서 모봉을 향해 증착을 위한 화염을 분사하는 화염분사수단으로 이루어진 광섬유 프리폼 외부기상증착장치에 있어서,
    상기 화염분사수단은 화염이 모봉의 장축방향과 평행한 일자형으로 분사되도록 일자형 화염이 발생하도록 설계된 분사구를 구비한 것을 특징으로 하는 광섬유 프리폼 외부기상증착장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 화염간 간섭이 없는 최적거리에서 증착되도록 화염과 모봉에 증착되는 프리폼의 거리를 일정하게 유지시켜주는 증착거리제어수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광섬유 프리폼 외부기상증착장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 분사구는 화염이 모봉축에 대한 수직방향의 중심을 향해 집중되도록 분사하는 구조로 형성하는 것을 특징으로 하는 광섬유 프리폼 외부기상증착장치.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 증착거리제어수단은 프리폼의 거리를 측정하는 거리측정센서와, 화염과 화염 사이에서 간섭이 발생하지 않는 화염과 프리폼 사이의 최적거리를 연산하고, 거리측정센서에 의해 측정되는 프리폼까지의 거리에 대한 신호를 입력받아 프리폼과 화염의 거리를 최적거리와 비교하여 그 차이를 실시간으로 제어하기 위한 제어부와, 상기 제어부의 제어에 따라 프리폼을 이동시키는 이송부로 이루어진 것을 특징으로 하는 광섬유 프리폼 외부기상증착장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 화염과 화염 사이에서 간섭이 발생하지 않는 화염과 프리폼 사이의 최적거리는 입력되는 연소가스 원료의 량으로부터 연산하도록 하는 것을 특징으로 하는 광섬유 프리폼 외부기상증착장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 거리측정센서는 적어도 2개 이상 설치하는 것을 특징으로 하는 광섬유 프리폼 외부기상증착장치.
  7. 제 4 항에 있어서, 상기 거리측정센서는 프리폼의 양단부 측에 설치하는 것을 특징으로 하는 광섬유 프리폼 외부기상증착장치.
  8. 제 4 항에 있어서, 상기 이송부는 양측 지지수단에 부착되어 지지수단을 각각 상하로 이송가능하게 하는 것을 특징으로 하는 광섬유 프리폼 외부기상증착장치.
KR10-2001-0068289A 2001-11-02 2001-11-02 광섬유 프리폼 외부기상증착장치 KR100402847B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2001-0068289A KR100402847B1 (ko) 2001-11-02 2001-11-02 광섬유 프리폼 외부기상증착장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2001-0068289A KR100402847B1 (ko) 2001-11-02 2001-11-02 광섬유 프리폼 외부기상증착장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20030037172A true KR20030037172A (ko) 2003-05-12
KR100402847B1 KR100402847B1 (ko) 2003-10-22

Family

ID=29567814

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR10-2001-0068289A KR100402847B1 (ko) 2001-11-02 2001-11-02 광섬유 프리폼 외부기상증착장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100402847B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100496449B1 (ko) * 2002-06-28 2005-06-20 엘에스전선 주식회사 광섬유모재 제조를 위한 외부기상 증착장치 및 이를 이용한 광섬유모재 제조방법

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102659434B1 (ko) 2023-03-14 2024-04-22 비씨엔씨 주식회사 힐링 증착 패스 공정을 통한 대구경 실리카 수트의 크랙을 제어할 수 있는 장치
KR102612252B1 (ko) 2023-03-14 2023-12-11 비씨엔씨 주식회사 예비 버너를 이용한 대구경 실리카 수트의 크랙을 제어할 수 있는 장치
KR102612247B1 (ko) 2023-03-14 2023-12-11 비씨엔씨 주식회사 버너와 맨드릴 표면간의 거리 제어를 통한 대구경 실리카 수트의 돌기를 제어할 수 있는 장치
KR102612244B1 (ko) 2023-03-14 2023-12-11 비씨엔씨 주식회사 구간별 열량 제어를 통한 대구경 실리카 수트의 크랙을 제어할 수 있는 장치

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100496449B1 (ko) * 2002-06-28 2005-06-20 엘에스전선 주식회사 광섬유모재 제조를 위한 외부기상 증착장치 및 이를 이용한 광섬유모재 제조방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR100402847B1 (ko) 2003-10-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3131162B2 (ja) 光ファイバプリフォームの製造方法
JP3521681B2 (ja) 光ファイバ母材の製造方法
EP2583952B1 (en) Method and burner for producing a porous glass preform
JP2622182B2 (ja) 光ファイバプリフォーム母材の製造方法
KR100402847B1 (ko) 광섬유 프리폼 외부기상증착장치
CA2064110C (en) Methods of and apparatus for heating elongated glass substrate
JP4348341B2 (ja) 光ファイバ母材の製造方法
US20140083140A1 (en) Method of manufacturing porous glass deposition body for optical fiber
US20040007025A1 (en) Production process for porous glass preform
CN101767929B (zh) 采用高频感应热等离子体炬的光纤预型体的制造方法及装置
JPH07138028A (ja) 合成石英ガラス部材の製造方法および合成石英ガラス製造用バーナー
KR20040001769A (ko) 광섬유모재 제조를 위한 외부기상 증착장치 및 이를 이용한 광섬유모재 제조방법
KR100630117B1 (ko) 기상 외부 증착 방법에 의한 광섬유 모재 제작 장치
KR100470507B1 (ko) 외부기상증착공법의 버너와 프리폼 축중심 자동정렬제어장치
JP2007137718A (ja) 光ファイバ用多孔質母材の製造方法
US8297079B2 (en) Method of manufacturing porous glass base material used for optical fibers, and glass base material
US9028912B2 (en) Method of manufacturing optical fiber base material and apparatus therefor
JPS6374932A (ja) 光フアイバ母材の製造方法
RU2245853C2 (ru) Способ получения пористой заготовки стекла (варианты)
KR20020008433A (ko) 광섬유 프리폼 제조장치 및 제조방법
JPH08325029A (ja) 光ファイバ用多孔質ガラス母材の製造方法
JP4140839B2 (ja) 光ファイバ母材の製造方法
JP2003277069A (ja) 多孔質母材の製造方法
JP3953855B2 (ja) 多孔質母材の製造方法
JP3503134B2 (ja) 光ファイバ母材の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20110929

Year of fee payment: 9

LAPS Lapse due to unpaid annual fee