KR20040036716A - Method for manufacturing the preform of optical fiber - Google Patents
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Abstract
클래딩용 유리파이프(1) 내에, 코어용 유리막대, 또는 코어 및 클래딩용 유리막대(2)를 삽입하고, 히터(3)로 가열하면서 유리파이프(1) 내를 감압시켜, 유리파이프(1) 및 유리막대(2)의 일체화와 연신을 동시에 실시하여 광섬유 모재(4)를 제조한다. 이 때, 유리막대(2)의 이송속도(VR)를 유리파이프(1)의 이송속도(VP)보다 느리게 설정하는 등으로써, 유리막대(2)의 길이방향으로 장력을 부여한 상태에서 유리파이프(1)와 유리막대(2)의 일체화를 실시한다.Into the glass pipe 1 for cladding, the glass bar for cores or the glass bar for cores and cladding 2 are inserted, and the inside of the glass pipe 1 is decompressed, heating with the heater 3, and the glass pipe 1 And simultaneously integrating and stretching the glass rod 2 to produce the optical fiber base material 4. At this time, the feed rate VR of the glass rod 2 is set to be slower than the feed rate VP of the glass pipe 1, and the glass pipe ( 1) and the glass rod 2 are integrated.
Description
광섬유 모재 제조방법의 주된 것으로, OVD(Outside Vapor-phase Deposition; 외부 기상축 증착)법, VAD(Vapor-phase Axial Deposition; 기상축 증착)법,MCVD(Modified Chemical Vapor Deposition; 수정CVD)법의 3 가지를 들 수 있다. 여기서 VAD법이나 MCVD법에서는 그 생산성의 관점에서, 코어 또는 코어 및 클래딩용 유리막대를 제조한 후에, 광섬유 모재의 대부분을 차지하게 되는 클래딩을 상기 유리막대 외주에 별도의 공정으로 형성하는 수법이 채용되고 있다.Main methods for manufacturing the optical fiber base material include three methods: OVD (Outside Vapor-Phase Deposition), VAD (Vapor-Phase Axial Deposition), MCVD (Modified Chemical Vapor Deposition) Eggplants. Here, in the VAD method or the MCVD method, in view of the productivity, a method of forming a cladding, which occupies most of the optical fiber base material, after the core or the core and the cladding glass bar is manufactured in a separate process is adopted. It is becoming.
구체적으로 상기 클래딩의 형성방법으로는, 상기 유리막대에 수트(soot)라 불리는 유리 미립자를 퇴적시키고, 이를 가열시켜 투명유리화 하는, 이른바 외부부착법이 알려져 있다.Specifically, as a method of forming the cladding, a so-called external attachment method is known, in which glass fine particles called soot are deposited on the glass rod, and then heated and transparently formed into glass.
이에 반해, 별도공정에서 미리 제조된 클래딩용 유리파이프 내에, 상기 코어 또는 코어 및 클래딩용 유리막대를 삽입하고, 이 유리파이프와 유리막대를 일체화시키는, 이른바 Rod-In Tube법이 알려져 있다(예를 들어 일특공소 56-45867호 공보 참조). 이 로드 인 튜브법으로는 예를 들어 버너 화염으로 상기 유리파이프 및 유리막대를 가열하고, 이 버너화염의 가스에 의해 상기 유리파이프를 코어막대에 밀어붙이는 듯이 하여 양자를 일체화시키는 방법이 알려져 있다. 또 이와는 달리, 상기 유리파이프 내의 압력을 감압한 상태에서, 상기 유리파이프 및 유리막대를, 그 한끝에서 다른 끝을 향해 차례로, 가열로 등에 의해 가열함으로써, 이 유리파이프 내외의 압력 차로 상기 양자를 그 한끝에서 다른 끝을 향해 순차 일체화시키는 방법도 알려져 있다.On the other hand, the so-called Rod-In Tube method is known in which the core or the core and the cladding glass rod are inserted into the cladding glass pipe prepared in advance in a separate step, and the glass pipe and the glass rod are integrated (for example, See Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 56-45867). As the rod-in tube method, for example, a method of integrating both the glass pipe and the glass rod with a burner flame, and the glass pipe being pushed to the core rod by the gas of the burner flame is known. Alternatively, the glass pipe and the glass rod are heated in order from one end to the other end in a state of depressurizing the pressure in the glass pipe by a heating furnace or the like, so that the both are separated by a pressure difference in and out of the glass pipe. There is also known a method of sequential integration from one end to the other.
그리고 상기와 같은 제조방법으로 제조된 광섬유 모재는 선 인출공정에 의해 광섬유로 되는 것인데, 이 선 인출공정을 상기 로드 인 튜브법에 의한 광섬유 모재 제조와 동시에 실행하는 방법도 알려져 있다(예를 들어 일특개소 50-85345호 공보 참조).And the optical fiber base material manufactured by the above manufacturing method turns into an optical fiber by a line drawing process, The method of performing this line drawing process simultaneously with manufacture of an optical fiber base material by the said rod in tube method is also known (for example, See Publication No. 50-85345).
그런데 최근, 생산원가 저감화 등의 관점에서 광섬유 모재를 대형화 및 장선화하는 것이 요구됨으로써, 상기 광섬유 모재를 큰 지름으로 하는 것이 실시되고 있다.By the way, in recent years, it is required to enlarge and lengthen an optical fiber base material from a viewpoint of production cost reduction, etc., and making the said optical fiber base material a large diameter is implemented.
그러나 이와 같은 큰 지름의 광섬유 모재를 그대로 선 인출하면, 목표 지름의 광섬유로 안정시키기까지 장시간을 요하게 돼버려, 대량의 모재를 초기 안정화에 소비해버리게 된다. 그 결과 상기 광섬유 모재로부터 광섬유로의 수율이 악화돼버려, 본래 저원가를 목적으로 실시했던 광섬유 모재의 대형화가, 역으로 그 목적을 달성할 수 없는 것으로 돼버린다는 문제가 있다.However, if a large-diameter optical fiber base material is drawn out as it is, it takes a long time to stabilize the optical fiber having a target diameter, and a large amount of the base material is consumed for initial stabilization. As a result, there is a problem that the yield from the optical fiber base material to the optical fiber deteriorates, and that the enlargement of the optical fiber base material originally performed for the purpose of low cost becomes impossible to achieve the purpose.
그래서 이와 같은 문제를 해소하기 위해, 통상은 제조된 큰 지름의 광섬유 모재를 선 인출공정 전에 수율이 최대가 되는 최적 지름까지 축경시키기 위해 광섬유 모재를 연신하도록 하고 있다. 그리고 이와 같은 광섬유 모재의 연신공정으로서, 상기 유리파이프 및 유리막대의 일체화에 따른 광섬유 모재의 제조와 동시에 실시하도록 하여, 그 생산성을 향상시키고자 하는 방법이 알려져 있다(예를 들어 일특개평 7-10580호 공보 참조).Therefore, in order to solve such a problem, it is usually made to stretch the optical fiber base material in order to reduce the diameter of the manufactured large diameter optical fiber base material to the optimum diameter to maximize the yield before the pre-draw process. As the stretching process of the optical fiber base material, a method for improving the productivity by performing simultaneously with the production of the optical fiber base material by the integration of the glass pipe and the glass rod is known (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-10580). Publication).
그러나, 본 발명자가, 큰 지름이며 긴 길이의 유리파이프와, 이에 대응한 긴 길이의 유리막대를 이용하여 대형이면서 긴 길이의 광섬유 모재를 제조한 바, 그 광섬유 모재는 코어의 편심량이 커져버렸다.However, when the inventors of the present invention manufactured a large and long optical fiber base material using a large diameter and long glass pipe and a corresponding long glass rod, the optical fiber base material has an increased amount of eccentricity of the core.
이 코어 편심량의 증대는, 상기 큰 지름의 유리파이프를 충분히 용융시키기 위해, 가열로를 대형이면서 대출력의 것(예를 들어 도가니 외경이 1000mm, 내경이 220mm, 출력이 700kVA)으로 한 것과, 유리막대를 긴 길이로 함으로써 이 유리막대에 굴곡이 생겨버린 것이 복합됨으로써 발생한 것으로 생각된다.The increase in the amount of eccentricity of the core is that in order to sufficiently melt the large diameter glass pipe, the furnace is made of a large and large output (for example, a crucible outer diameter of 1000 mm, inner diameter of 220 mm, output of 700 kVA), and glass. It is thought that it was caused by the fact that the bending of the glass rod caused by the long length of the rod was combined.
즉, 이러한 대형 가열로에서는, 가열로의 상단 개구로부터 열이 방출되기 쉬우므로, 유리파이프 외표면 온도가 저하되기 쉬워진다. 유리파이프 외표면의 온도가 저하돼버리면, 제조된 광섬유 모재의 외표면이 거칠어진다. 그래서 대형 가열로를 이용할 때는, 그 출력을, 유리파이프와 유리막대의 일체화를 위해 필요한 출력보다 높게 설정하여 유리파이프 외표면을 고온으로 유지하도록 한다.That is, in such a large heating furnace, since heat is easily released from the upper end opening of the heating furnace, the glass pipe outer surface temperature tends to decrease. When the temperature of the outer surface of the glass pipe decreases, the outer surface of the manufactured optical fiber base material becomes rough. Therefore, when using a large heating furnace, the output is set higher than the output necessary for the integration of the glass pipe and the glass rod to keep the outer surface of the glass pipe at a high temperature.
그러나 가열로의 출력을 높이면, 그만큼 상기 유리파이프나 유리막대에 커다란 열량이 주어진다. 이 때 상기 유리파이프는 순수한 석영으로 형성된데 반해, 유리막대는 광섬유에 있어서 코어가 될 부분에 GeO2 등이 첨가된 석영으로 형성된다. 때문에, 유리막대의 연화온도는, 순수 석영인 유리파이프의 연화온도보다 낮다. 그 결과 상기 가열로의 출력을 높임으로써 상기 유리막대가 쉽게 변형되는 상태로까지 용융돼버리게 된다.However, when the output of the furnace is increased, a large amount of heat is given to the glass pipe or the glass rod by that amount. At this time, the glass pipe is formed of pure quartz, whereas the glass rod is formed of quartz in which GeO2 or the like is added to a portion of the optical fiber to be the core. Therefore, the softening temperature of the glass rod is lower than the softening temperature of the glass pipe which is pure quartz. As a result, the glass rod is melted to a state where the glass rod is easily deformed by increasing the output of the heating furnace.
이와 같이 유리막대가 변형되기 쉬운 상태이더라도, 상기 유리막대가 길이방향으로 굴곡이 없으며, 또 이 유리막대가 유리파이프에 대해 같은 축으로 삽입되어 있다면, 광섬유 모재에서 코어의 편심은 발생하지 않는다. 즉 유리파이프는 일체화할 때 그 둘레방향으로 균일하게 축경되므로, 유리막대에 굴곡 등이 없다면 이 유리파이프는 유리막대에 대해, 그 둘레방향으로 균일하게 접촉하게 된다. 이로써 상기 유리막대가 유리파이프 중심위치에 위치한 상태에서 양자가 일체화되게 되고, 그 결과 광섬유 모재의 코어 편심은 발생하지 않는다.Even if the glass rod is easily deformed in this manner, if the glass rod is not bent in the longitudinal direction and the glass rod is inserted in the same axis with respect to the glass pipe, the core eccentricity does not occur in the optical fiber base material. That is, since the glass pipe is uniformly reduced in its circumferential direction when integrated, the glass pipe is in uniform contact with the glass rod in its circumferential direction if there is no bending or the like in the glass rod. As a result, the glass rod is integrated in the state where the glass rod is located at the center position of the glass pipe. As a result, core eccentricity of the optical fiber base material does not occur.
그러나 상기 유리막대의 단부에는, 보조봉이 맞붙여져 접합되기 때문에, 이 보조봉의 접합부분에서 굴곡이 생겨버린다(이 보조봉은 파지(把持)수단에 파지되는 것으로서, 이 파지수단에 의해 상기 유리막대를 유리파이프 내에 위치시키도록 함과 동시에, 이 유리막대를 가열로 내로 도입 가능하게 한다). 특히 상기 유리막대 및 보조봉이 길어지면 그 굴곡량은 커져버린다. 이러한 굴곡이 생긴 유리막대(유리막대 및 보조봉)를 유리파이프 내로 삽입시켰을 때는, 이 유리막대를 유리파이프에 대해 동일축으로 삽입시켰다 하더라도, 유리막대는 유리파이프에 대해 상대적으로 기울어져버려, 유리파이프와 유리막대 사이의 틈새(clearance) 크기가 유리파이프의 둘레방향에 대해 일정하지 않아, 클리어런스가 작은 개소가 생겨버린다.However, since the auxiliary rods are bonded to and bonded to the ends of the glass rods, bending occurs at the joining portions of the auxiliary rods (the auxiliary rods are held by the gripping means, and the glass rods are glass piped by the gripping means. At the same time, the glass rod can be introduced into the heating furnace). In particular, the longer the glass rod and the auxiliary rod is, the greater the amount of curvature. When the curved glass rods (glass rods and auxiliary rods) are inserted into the glass pipe, even if the glass rods are coaxially inserted with respect to the glass pipes, the glass rods are inclined relative to the glass pipes. The clearance between the glass rod and the glass rod is not constant with respect to the circumferential direction of the glass pipe, resulting in a small clearance point.
이 상태에서 유리파이프가 축경되면, 클리어런스가 작은 개소가 다른 개소보다 먼저 유리막대와 접촉해버리게 된다. 이 때 유리막대가 그 형상을 유지할 정도의 강성을 갖고 있다면, 코어 편심은 그리 커지지는 않는다. 그러나 상술한 바와 같이, 상기 유리막대가 용융되어 변형되기 쉬운 상태일 때는, 이 유리막대에서 용융된 유리부분(유리막대의 용융유리)이 그 표면장력에 의해 유리파이프 쪽으로 당겨지게 된다. 이로써 상기 유리파이프와 유리막대가 일체화되는 부근에서는, 이 유리파이프와 유리막대의 상대위치가 지름방향으로 어긋나버린다. 유리파이프와 유리막대의 상대위치가 일단 어긋나버리면, 이 유리파이프와 유리막대가 일체화됨에 따라 그 편차가 커져버린다.In this state, when the glass pipe is reduced in diameter, a small clearance point comes into contact with the glass rod before other locations. At this time, if the glass rod is rigid enough to maintain its shape, the core eccentricity is not so large. However, as described above, when the glass rod is melted and easily deformed, the glass portion (melted glass of the glass rod) melted in the glass rod is pulled toward the glass pipe by its surface tension. As a result, in the vicinity where the glass pipe and the glass rod are integrated, the relative position of the glass pipe and the glass rod is shifted in the radial direction. Once the relative position of the glass pipe and the glass rod is displaced, the deviation increases as the glass pipe and the glass rod are integrated.
이렇게, 큰 지름이면서 긴 길이의 유리파이프와, 긴 길이의 유리막대를 이용하여 대형이면서 긴 길이의 광섬유 모재를 제조할 때는, 코어 편심량이 커져버리는 것으로 생각된다.Thus, when manufacturing a large and long optical fiber base material using a large diameter and long glass pipe and a long glass rod, it is thought that the amount of core eccentricity becomes large.
본 발명은, 이러한 사정에 감안하여 이루어진 것이며, 그 목적으로 하는 바는, 유리파이프와 유리막대의 일체화 및 연신을 동시에 실행하는 광섬유 모재의 제조에 있어서, 코어의 편심이 억제된 광섬유 모재를 제조하는 데 있다.This invention is made | formed in view of such a situation, and the objective is to manufacture the optical fiber base material with which the core eccentricity was suppressed in manufacture of the optical fiber base material which simultaneously integrates and extends a glass pipe and a glass rod. have.
본 발명은 클래딩용 유리파이프 내에, 코어용 유리막대(glass rod), 또는 코어 및 클래딩용 유리막대를 삽입하고, 양자를 가열하면서 상기 유리파이프 내를 감압시켜, 상기 유리파이프와 유리막대의 일체화 및 연신을 동시에 행하는 광섬유 모재의 제조방법에 관한 것이다.In the present invention, a glass rod for core or a glass rod for core and cladding is inserted into a glass pipe for cladding, and the inside of the glass pipe is decompressed while heating both, thereby integrating and stretching the glass pipe and the glass rod. It relates to a method for producing an optical fiber base material at the same time.
도 1은 광섬유 모재의 제조 중 상태를 나타내는 사시설명도.1 is a facility name showing the state during the manufacture of the optical fiber base material.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 유리파이프와 유리막대를 일체화할 때, 유리막대의 길이방향으로 장력을 부여함으로써, 유리막대의 용융유리를 유리파이프 쪽으로 당기는 표면장력에 대항하도록 한다.In order to achieve the above object, the present invention, when integrating the glass pipe and the glass rod, by applying a tension in the longitudinal direction of the glass rod, to counter the surface tension of pulling the molten glass of the glass rod toward the glass pipe.
구체적으로 본 발명은, 클래딩용 유리파이프 내에, 코어용 유리막대 또는 코어 및 클래딩용 유리막대를 삽입하고, 이 양자를 가열로로 가열하면서 상기 유리파이프 내를 감압시켜, 상기 유리파이프와 유리막대의 일체화 및 연신을 동시에 실행하는 광섬유 모재의 제조방법을 대상으로 한다.Specifically, the present invention inserts a glass rod for core or a glass rod for core and cladding into a glass pipe for cladding, and decompresses the inside of the glass pipe while heating both of them with a heating furnace to integrate the glass pipe and the glass rod. And a method for producing an optical fiber base material which simultaneously performs stretching.
그리고 본 발명에서는, 상기 유리파이프와 유리막대의 일체화를, 이 유리막대의 길이방향으로 장력을 부여한 상태에서 실시한다.In the present invention, the glass pipe and the glass rod are integrated in a state in which tension is applied in the longitudinal direction of the glass rod.
이렇게 함으로써, 유리파이프와 유리막대를 일체화할 때, 유리파이프에서 둘레방향의 일부 개소만이 상기 유리막대에 접촉하여, 유리막대의 용융유리가 그 표면장력에 의해 유리파이프 쪽으로 당겨졌다 하더라도, 유리막대에 작용하는 길이방향 장력에 의해, 상기 표면장력에 대항할 수 있다. 즉 유리막대의 길이방향에 부여하는 장력에 의해, 유리막대가 유리파이프의 중심위치에 위치하도록, 이 유리막대 위치에 힘을 줄 수 있다. 이 상태로 유리파이프와 유리막대를 일체화시킴으로써, 코어의 편심이 증대해버리는 것을 방지하여 그 편심량을 최소한으로 억제할 수 있다.By doing so, when integrating the glass pipe and the glass rod, only a portion of the glass pipe in the circumferential direction contacts the glass rod, and even if the molten glass of the glass rod is pulled toward the glass pipe by its surface tension, By acting longitudinal tension, it is possible to counter the surface tension. That is, by the tension applied to the longitudinal direction of the glass rod, a force can be applied to the glass rod position so that the glass rod is located at the center position of the glass pipe. By integrating the glass pipe and the glass rod in this state, the eccentricity of the core can be prevented from increasing and the amount of eccentricity can be minimized.
그 결과 대형이면서 대 출력의 가열로를 이용함과 동시에, 예를 들어 외경 150mm 이상의 유리파이프, 및 외경 35mm 이상인 큰 지름의 유리막대를 이용하여 광섬유 모재를 제조할 때도, 코어 편심을 억제하여 광섬유 모재를 제조할 수 있다.As a result, a large and large output heating furnace is used, and for example, when manufacturing an optical fiber base material using a glass pipe having an outer diameter of 150 mm or more and a large diameter glass rod having an outer diameter of 35 mm or more, the core eccentricity is suppressed to suppress the optical fiber base material. It can manufacture.
그리고 유리막대의 길이방향으로 장력을 부여함으로써 코어의 편심을 억제하기 위해서는, 유리파이프와 유리막대가 처음 일체화될 때, 바꾸어 말하면 유리파이프와 유리막대의 일체화를 개시하는 단부에 있어서는, 상기 유리막대가 유리파이프의 중심위치에 위치하는 점이 중요하다. 만일 유리파이프와 유리막대가 일체화를 개시하는 단부에서, 상기 유리막대가 유리파이프의 중심위치로부터 어긋나 있으면, 유리막대의 길이방향으로 장력을 부여해도, 유리막대는 유리파이프의 중심위치로부터 어긋난 위치에서 힘을 받게 돼버린다. 이에 반해 유리파이프와 유리막대가 일체화를 개시하는 단부에서, 상기 유리막대가 유리파이프의 중심위치에 위치하면, 유리막대의 길이방향으로 부여하는 장력에 의해, 이 유리막대는 유리파이프의 중심위치에서 힘을 받고, 이로써 코어의 편심이 억제되게 된다.In order to suppress the eccentricity of the core by applying tension in the longitudinal direction of the glass rod, when the glass pipe and the glass rod are first integrated, in other words, at the end where the glass pipe and the glass rod are integrated, the glass rod is the center of the glass pipe. It is important to be in position. If the glass rod is displaced from the center position of the glass pipe at the end where the glass pipe and the glass rod start to be integrated, the glass rod is forced at a position that is displaced from the center position of the glass pipe even if tension is applied in the longitudinal direction of the glass rod. Throw it away. On the other hand, when the glass rod is located at the center position of the glass pipe at the end where the glass pipe and the glass rod start to be integrated, the glass rod is subjected to a force at the center position of the glass pipe by the tension applied in the longitudinal direction of the glass rod. As a result, the eccentricity of the core is suppressed.
여기서 유리막대의 길이방향으로 장력을 부여하기 위해서는, 예를 들어 가열로에의 유리막대를 보내는 속도를, 유리파이프의 이송속도보다 느린 속도로 조정하는 것으로 실시해도 된다.In order to apply tension in the longitudinal direction of the glass rod, the speed at which the glass rod is sent to the heating furnace may be adjusted to a speed slower than the feeding speed of the glass pipe, for example.
이렇게 함으로써, 상기 유리파이프와 유리막대의 일체화를 개시하는 단부에서 양자가 일체화되면, 이 유리막대의 이송속도가 유리파이프의 이송속도보다 느리므로, 유리막대는 상기 유리파이프에 의해 길이방향으로 당겨지게 된다. 이로써 상기 유리막대의 길이방향으로 장력을 부여하기가 가능해진다.By doing so, when both of the glass pipes and the glass rods are integrated at the end, the glass rods are pulled in the longitudinal direction by the glass pipes because the feeding speed of the glass rods is lower than that of the glass pipes. This makes it possible to impart tension in the longitudinal direction of the glass rod.
여기서 상기 유리막대의 이송속도는, 이 유리막대가 파단되지 않을 정도의 장력이 이 유리막대에 작용하도록 조정될 필요가 있다. 따라서 유리막대의 이송속도(VR)는, 유리파이프의 이송속도를 VP로 했을 때, 0.9≤VR/VP＜1.0을 만족시키도록 설정하는 것이 바람직하다.Here, the conveying speed of the glass rod needs to be adjusted so that a tension such that the glass rod does not break is acted on the glass rod. Therefore, the feed rate V R of the glass rod is preferably set to satisfy 0.9 ≦ V R / V P <1.0 when the feed rate of the glass pipe is VP.
상기 유리파이프 및 유리막대의 단면적은, 이 유리파이프와 유리막대가 일체화될 때 소정의 코어ㆍ클래딩 비로 되도록 설정하는 것이 바람직하다. 여기서 코어?클래딩 비(이하, C/C라고도 함)란, 광섬유 모재에서의 클래딩 지름을 코어지름으로 나눈 값을 말한다.It is preferable to set the cross-sectional areas of the glass pipe and the glass rod to have a predetermined core / cladding ratio when the glass pipe and the glass rod are integrated. Here, the core-cladding ratio (hereinafter also referred to as C / C) refers to a value obtained by dividing the cladding diameter in the optical fiber base material by the core diameter.
즉 가열로에의 유리막대 이송속도를, 유리파이프의 이송속도보다 느린 속도로 조정했을 때는, 유리막대와 유리파이프를 같은 속도로 보냈을 경우에 비해, 단위시간당 유리막대의 이송속도가 유리파이프 이송속도량에 대해 상대적으로 저하된다. 때문에, 유리파이프와 유리막대가 일체화됐을 때, 유리막대의 단면적이 유리파이프 단면적에 대해 상대적으로 작아져, 완성된 광섬유 모재의 C/C가 소정 C/C로 되지 않게 돼버린다. 때문에 상기 유리막대 이송의 저하량을 고려하여, 미리 유리파이프 및 유리막대의 단면적을 설정함으로써, 유리막대의 이송속도를 유리파이프 이송속도보다 느리게 해도, 유리파이프와 유리막대는 소정의 C/C로 일체화된다. 구체적으로는 유리막대의 단면적을, 유리파이프 이송속도와 유리막대 이송속도를 동일하게 할 경우보다 크게 설정하면 된다.In other words, when the glass rod feed rate to the heating furnace is adjusted to a speed lower than that of the glass pipe, the feed rate of the glass rod per unit time is lower than that of the glass rod and the glass pipe at the same speed. Relative to the amount. Therefore, when the glass pipe and the glass rod are integrated, the cross-sectional area of the glass rod becomes relatively small with respect to the glass pipe cross-sectional area, and the C / C of the completed optical fiber base material does not become a predetermined C / C. Therefore, the glass pipe and the glass rod are integrated at a predetermined C / C even if the feed speed of the glass rod is slower than the glass pipe feeding speed by setting the cross sections of the glass pipe and the glass rod in advance in consideration of the reduction amount of the glass rod feeding. Specifically, the cross section area of the glass rod may be set larger than the case where the glass pipe feed rate and the glass rod feed rate are the same.
이하의 각 발명은, 보다 고 정밀도의 광섬유 모재가 제조 가능해지는 발명이다.Each of the following inventions is an invention in which an optical fiber base material of higher precision can be manufactured.
즉, 특히 대형이면서 긴 길이의 광섬유 모재의 제조에 있어서 문제가 되는점인데, 이와 같은 광섬유 모재의 제조에 이용되는, 예를 들어 VAD법 등에 의해 제조되는 유리막대는, 그 코어지름, 코어와 클래딩간의 굴절률 차, 혹은 유리막대의 C/C가 길이방향으로 변화된 것으로 되버릴 경우가 있다.That is, in particular, it is a problem in the production of a large-size and long-length optical fiber base material, the glass rod used for the production of such an optical fiber base material, for example, produced by the VAD method, etc., between the core diameter, the core and the cladding The difference in refractive index or C / C of the glass rod may be changed in the longitudinal direction.
이 경우는, 인출된 광섬유의 컷오프 파장이 원하는 값으로 되어 광 섬유가 완성되도록, 유리막대를 길이방향으로 분할한다. 그리고 이 분할한 유리막대의 구조에 적합한 목표 C/C를 구하고, 그 값으로 광섬유 모재가 완성되도록 분할한 유리막대 단위로 제조공정을 개별로 조정한다. 즉 코어지름이 큼직한 유리막대 부분이나, C/C가 작은 듯한 유리막대 부분이 존재할 경우, 유리파이프와 유리막대를 동일 이송속도로 일체화시키면, 제조된 광섬유 모재의 C/C는 그 길이방향으로, 유리막대의 구조차이를 반영시킨 형태로 변화돼버리게 된다. 때문에 유리막대에, 코어지름이 큰 부분이 존재할 경우는 이 부분을 잘라내고, 이 절취한 유리막대를 보다 가는 지름으로 수정하여 사용했다. 또 유리막대에, 코어와 클래딩간의 굴절률 차가 높은 부분이 존재할 경우는, 이 부분을 절취한 상태에서 목표 C/C를 높게 설정하여 모재화 했다.In this case, the glass rod is divided in the longitudinal direction so that the cutoff wavelength of the drawn optical fiber becomes a desired value and the optical fiber is completed. Then, a target C / C suitable for the structure of the divided glass rod is obtained, and the manufacturing process is individually adjusted in units of the divided glass rod so that the optical fiber base material is completed at that value. That is, when there is a glass rod portion having a large core diameter or a glass rod portion having a small C / C, when the glass pipe and the glass rod are integrated at the same feed rate, the C / C of the manufactured optical fiber base material is in the longitudinal direction, It will be changed into a form that reflects the structural difference of the glass rod. For this reason, when there is a part with a large core diameter in the glass rod, this portion is cut out, and the cut glass rod is modified to a thinner diameter and used. In addition, when there exists a part with a high refractive index difference between a core and a cladding in a glass rod, the target C / C was set high and base material was cut | disconnected in this state.
그러나 분할된 짧은 길이의 유리막대 단위로, 개별 제조공정을 조정하는 것은, 애써 대형으로 제조한 유리막대를 소형이면서 다수의 광섬유 모재로 완성하는 것으로 돼버려, 수율의 저하를 초래하거나 제조공정 관리가 복잡하게 돼버리는 등 문제가 많다.However, adjusting the individual manufacturing process by dividing the short length of the glass rod unit results in the completion of the large-sized glass rod with a small and large number of optical fiber base materials, resulting in a decrease in yield or poor manufacturing process control. There are many problems such as becoming complicated.
이 문제를 해결하기 위해서는, 유리막대의 이송속도를 유리파이프와 유리막대가 길이방향으로 원하는 코어ㆍ클래딩 비로 일체화되도록 조정해도 된다. 여기서 “유리파이프와 유리막대가 길이방향으로 원하는 코어?클래딩 비로 일체화된다”란, 유리막대의 코어지름, 또는 코어와 클래딩간의 굴절률 차가 길이방향으로 차이가 있어도 이들 편차가 취소되어, 길이방향으로 목표 코어?클래딩 비의 광섬유 모재로 되도록 상기 유리파이프와 유리막대를 일체화시킴을 의미한다.In order to solve this problem, the feeding speed of the glass rod may be adjusted so that the glass pipe and the glass rod are integrated at a desired core / cladding ratio in the longitudinal direction. Here, "the glass pipe and the glass rod are integrated with the desired core and cladding ratio in the longitudinal direction" means that even if the core diameter of the glass rod or the refractive index difference between the core and the cladding differs in the longitudinal direction, these deviations are canceled. This means that the glass pipe and the glass rod are integrated to form an optical fiber base material having a cladding ratio.
이 경우는, 길이방향으로 코어지름, 코어와 클래딩간의 굴절률 차, 또는 C/C가 변화되는 등의 유리막대이더라도, 유리파이프와 유리막대가 원하는 C/C로 되도록 일체화된다. 예를 들어 코어와 클래딩간의 굴절률 차가 길이방향으로 맞추어지기는 했어도, C/C가, 일체화 개시단부에서 일체화 종료단부를 향해 증가되는 등의 유리막대일 경우에는, 이 유리막대의 이송속도를 일체화가 진행됨에 따라 증속되도록 미세 조정하면, 길이방향으로 원하는 C/C인 광섬유 모재가 제조된다. 또 예를 들어 C/C가 길이방향으로 조정되기는 했어도, 코어와 클래딩간의 굴절률 차가, 일체화 개시단부에서 일체화 종료단부를 향해 증가되는 등의 유리막대일 경우에는, 상기와는 역으로 이 유리막대의 이송속도를 일체화 진행에 따라 감속되도록 미세 조정하면, 길이방향으로 원하는 C/C인 광섬유 모재가 제조된다. 또한 예를 들어 코어와 클래딩간의 굴절률 차, 및 C/C 쌍방이 일체화 개시단부에서 일체화 종료단부를 향해 증가되는 등의 유리막대일 경우에는, 미소구간별 목표 C/C를 구하여 유리막대의 이송속도를 증감 조정한다. 이로써 각 위치에서의 코어 구조에 맞는 목표 C/C의 구조가 연속적으로 얻어지게 되어, 길이방향으로 원하는 C/C인 광섬유 모재가 제조된다.In this case, even if the glass rod is such that the core diameter, the refractive index difference between the core and the cladding, or the C / C is changed in the longitudinal direction, the glass pipe and the glass rod are integrated so as to have the desired C / C. For example, even if the difference in refractive index between the core and the cladding is aligned in the longitudinal direction, when the C / C is a glass rod such as an increase from the integration start end toward the integration end, the integration of the glass rod proceeds. Fine adjustment to increase speed accordingly produces an optical fiber base material having a desired C / C in the longitudinal direction. For example, in the case of a glass rod in which the refractive index difference between the core and the cladding increases from the integration start end toward the integration end end, even if C / C is adjusted in the longitudinal direction, the conveyance speed of this glass rod is reversed from the above. When finely adjusted so as to slow down as the integration proceeds, an optical fiber base material having a desired C / C in the longitudinal direction is manufactured. For example, when the difference in refractive index between the core and the cladding and the glass rods such that both C / Cs are increased from the integration start end toward the integration end end, the target C / C for each of the minute sections are obtained to increase or decrease the feed rate of the glass rod. Adjust Thereby, the structure of the target C / C which matches the core structure in each position is obtained continuously, and the optical fiber base material which is desired C / C in the longitudinal direction is manufactured.
그리고 이와 같은 처리를 한 대형 광섬유 모재로부터 인출한 광섬유는, 그길이방향으로 안정된 컷오프 파장을 갖게되어, 광섬유의 수율이 향상되고 저 원가의 광섬유 제조가 실현된다.The optical fiber drawn out from the large-scale optical fiber base material subjected to such a process has a stable cutoff wavelength in the length direction thereof, so that the yield of the optical fiber is improved and the manufacturing of low cost optical fiber is realized.
여기서 유리막대의 이송속도의 제어로는, 예를 들어 양자를 일체화시키기 전에 미리 유리막대의 코어지름, 코어와 클래딩간의 굴절률 차, 또는 C/C의 길이방향에 대한 변화량을 측정, 또는 예측해 두고, 이에 기초하여 짜여진 제어프로그램에 의해, 유리막대의 이송속도를 제어하도록 해도 된다. 또 유리막대의 코어와 클래딩간의 굴절률 차가 길이방향으로 균일할 경우에는, 양자의 일체화 도중에 C/C를 측정하고, 이 측정값에 기초하여 유리막대의 이송속도를 제어하는 피드백 제어를 행하도록 해도 된다. 그리고 유리막대가 아닌, 유리파이프의 이송속도를 제어하도록 해도 된다.Here, as the control of the feed rate of the glass rod, for example, before the integration of both, the core diameter of the glass rod, the difference in refractive index between the core and the cladding, or the amount of change in the longitudinal direction of the C / C is measured or predicted, The feeding speed of the glass rod may be controlled by the control program. When the refractive index difference between the core of the glass rod and the cladding is uniform in the longitudinal direction, the C / C may be measured during the integration of both, and feedback control may be performed to control the feeding speed of the glass rod based on the measured value. The feed rate of the glass pipe may be controlled instead of the glass rod.
또한 유리파이프와 유리막대의 일체화를, 이 유리파이프 및 유리막대 중 한쪽 또는 양쪽을 그 길이방향 축 둘레로 회전시키면서 실행하도록 하면, 광섬유 모재의 길이방향 중심축에 대한 축대칭성이 향상되는 점에서 코어 편심량이 더 한층 저감된다. 또 이 코어 편심량의 보다 나은 저감화에 따라 편파분산 특성이 향상되어, 더욱 고 정밀도의 광섬유를 얻을 수 있는 광섬유 모재가 제조된다.In addition, integrating the glass pipe and the glass rod while rotating one or both of the glass pipe and the glass rod around its longitudinal axis improves the axis symmetry of the optical fiber base material with respect to the longitudinal center axis of the optical fiber base material. This is further reduced. Further, by further reducing the amount of core eccentricity, the polarization dispersion characteristic is improved, and an optical fiber base material capable of obtaining a higher precision optical fiber is produced.
이하 본 발명의 실시형태를 도면에 기초하여 설명하기로 한다.Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
도 1은 광섬유 모재의 제조 중 상태를 나타내며, 1은 클래딩용 유리파이프, 2는 코어용, 또는 코어 및 클래딩용 유리막대, 3은 상기 유리파이프(1) 및 유리막대(2) 쌍방을 가열하는 히터이다. 상기 유리파이프(1)는, 예를 들어 OVD법 등으로 제조된 것을 이용하면 된다. 또 상기 유리막대(2)는, VAD법으로 유리 미립자를 퇴적시킨 유리 미립자 퇴적체를 소결시킨 후에 연신하여 제조한 것이나, MCVD법으로 클래딩 파이프 내면에 코어유리를 형성하고 충실화시킨 것이면 된다. 또한 상기 히터(3)를 구비하는 가열로로는 구체적으로 탄소저항 가열로나 고주파유도 가열로를 이용하도록 하면 된다.1 shows a state during fabrication of an optical fiber base material, 1 is a glass pipe for cladding, 2 is a glass rod for core or cladding, and 3 is a glass rod for heating both the glass pipe 1 and the glass bar 2. It is a heater. The glass pipe 1 may be made of, for example, an OVD method or the like. The glass rod 2 may be prepared by sintering a glass fine particle deposit in which glass fine particles are deposited by the VAD method, followed by sintering, or by forming and enriching core glass on the inner surface of the cladding pipe by MCVD. Moreover, what is necessary is just to use a carbon resistance heating furnace or a high frequency induction heating furnace as a heating furnace provided with the said heater 3 specifically.
그리고 상기 유리파이프(1) 및 유리막대(2)는, 각각의 상단이, 도시 생략한 보조파이프 및 보조봉을 개재하고 파지장치(도시 생략)에 파지된다. 이 파지장치는, 유리막대(2)를 그 길이방향 축 둘레로 회전시키도록 구성된다. 이로써 상기 유리막대(2)를 필요에 따라 회전시키면서 유리막대(1)와 일체화시키는 것이 가능하게 구성된다. 또 이 파지장치는, 상기 유리파이프(1)와 유리막대(2)를 각각 아래쪽으로 이동시켜 양자(1, 2)를 히터(3) 내로 보내도록 구성된다. 파지장치는, 유리파이프(1)와 유리막대(2)의 이동속도, 즉 히터(3)로의 이송속도를, 상기 유리파이프(1)와 유리막대(2)에서 서로 다른 속도(VP, VR)로 할 수 있도록 구성된다(도 1의 화살표 참조). 이 유리파이프(1) 및 유리막대(2)의 이송속도(VP, VR)는, 유리막대(2)의 외경, 및 유리막대(2)의 C/C, 또는 코어와 클래딩간의 굴절률 차의 길이방향에 대한 변화량 측정값에 기초하여 짜여진 제어프로그램에 의해 제어되도록 한다.And the said glass pipe 1 and the glass rod 2 are each hold | maintained by the holding device (not shown) via the auxiliary pipe and auxiliary rod which are not shown in figure. This gripping apparatus is configured to rotate the glass rod 2 about its longitudinal axis. Thereby, it is possible to integrate with the glass rod 1, rotating the glass rod 2 as needed. Moreover, this holding device is comprised so that the said glass pipe 1 and the glass rod 2 may be moved downward, respectively, and both quantums 1 and 2 may be sent into the heater 3. The holding device is configured to determine the moving speed of the glass pipe 1 and the glass bar 2, that is, the feed speed to the heater 3, at different speeds (VP, VR) at the glass pipe 1 and the glass bar 2. It can be configured so as to (see the arrow of Figure 1). The conveying speeds VP and VR of the glass pipe 1 and the glass rod 2 are the outer diameter of the glass rod 2 and the length of the C / C of the glass rod 2 or the difference in refractive index between the core and the cladding. It is controlled by a control program which is composed based on the amount of change in the direction.
또 상기 유리파이프(1) 내는 도시 생략한 배기장치로 연결되며, 이 배기장치를 작동시킴으로써, 상기 유리파이프(1) 내가 감압되도록 구성된다. 또한 상기 유리파이프(1)와 유리막대(2)를 일체화시킨 광섬유 모재(4)는, 그 아래쪽에 구비된, 도시 생략된 인출장치에 의해 인출되도록 구성된다. 이로써 상기 광섬유 모재(4)가 연신되도록 구성된다(도 1의 화살표 참조). 이렇게 하여 유리파이프(1)와 유리막대(2)의 일체화와, 이 유리파이프(1)와 유리막대(2)를 일체화시킨 광섬유 모재(4)의 연신이 동시에 이루어진다.Moreover, the inside of the glass pipe 1 is connected to the exhaust apparatus not shown in figure, and it is comprised so that the inside of the glass pipe 1 may be decompressed by operating this exhaust apparatus. Moreover, the optical fiber base material 4 which integrated the said glass pipe 1 and the glass rod 2 is comprised so that it may take out by the drawing apparatus which is not shown in the lower part. Thereby, the said optical fiber base material 4 is comprised so that it may be extended (refer to the arrow of FIG. 1). Thus, the integration of the glass pipe 1 and the glass rod 2 and the stretching of the optical fiber base material 4 which integrated this glass pipe 1 and the glass rod 2 are performed simultaneously.
다음으로, 상기 광섬유 모재(4)의 제조방법에 대해 보다 상세하게 순서대로 설명한다. 우선 상기 유리파이프(1) 및 유리막대(2) 각각의 상단에 접합된 보조파이프 및 보조봉을 파지장치에 의해 파지시킨 상태로, 이 유리파이프(1) 내에 유리막대(2)를 삽입한다. 그리고 상기 유리파이프(1)(보조파이프) 상부에, 배기장치에 접속 가능한 덮개를 세팅한다. 이로써 상기 유리막대(2)는 이 덮개 중앙부에 형성된 관통공 내를 습동 가능한 상태로, 상기 유리파이프(1)와 동일 축으로 파지된다.Next, the manufacturing method of the said optical fiber base material 4 is demonstrated in detail in order. First, the glass rod 2 is inserted into the glass pipe 1 in a state in which the auxiliary pipe and the auxiliary rod bonded to the upper ends of the glass pipe 1 and the glass rod 2 are gripped by the holding device. Then, a lid that can be connected to the exhaust device is set on the glass pipe 1 (secondary pipe). As a result, the glass rod 2 is gripped on the same axis as the glass pipe 1 in a state in which the inside of the through hole formed in the center portion of the lid can slide.
이 상태에서, 상기 유리파이프(1) 내를 배기장치로 감압시키면서 상기 유리파이프(1)와 유리막대(2)를 각각 아래쪽으로 이동시킨다(도 1의 화살표 참조). 이 때 유리막대(2)의 이송속도(VR)는, 유리파이프(1)의 이송속도(VP)보다 느린 속도로 되도록 제어된다. 또 상기 유리막대(2)의 C/C 등이 길이방향으로 변화했을 경우에는, 미리 설정한 제어프로그램으로 그 이송속도(VR)가 미세 조정되어, 상기 유리파이프(1)와 유리막대(2)가 일체화됐을 때, 소정의 C/C로 되도록 구성된다.In this state, the glass pipe 1 and the glass rod 2 are respectively moved downward while depressurizing the inside of the glass pipe 1 with the exhaust device (see arrows in FIG. 1). At this time, the feed rate V R of the glass rod 2 is controlled to be slower than the feed rate V P of the glass pipe 1. When C / C and the like of the glass rod 2 change in the longitudinal direction, the feed rate V R is finely adjusted by a preset control program, and the glass pipe 1 and the glass rod 2 are adjusted. ) Is integrated into a predetermined C / C.
이렇게 하여 상기 유리파이프(1) 및 유리막대(2)의 하단부가 히터(3) 내로 도입되게 되고, 이로써 이 양자(1, 2)의 하단부가 히터(3)에 의해 가열되게 된다. 그리고 상기 유리파이프(1) 하단부가 용융됨과 동시에, 그 내외의 압력차에 의해 축경됨으로써, 상기 유리막대(2)와 일체화되게 된다. 이 일체화를 개시한 유리파이프(1) 및 유리막대(2)는, 더욱 아래쪽으로 보내지므로 이 유리파이프(1) 및 유리막대(2)는, 그 하단에서 상단을 향해 길이방향으로 순차 가열되게 된다. 이로써 상기 유리파이프(1) 및 유리막대(2)는, 그 하단에서 상단을 향해 순차 일체화되게 된다. 이 일체화된 광섬유 모재(4)는, 인출장치에 의해 인출됨으로써 연신된다. 이와 같이 하여 유리파이프(1)와 유리막대(2)의 일체화와 연신이 동시에 이루어져 광섬유 모재(4)가 제조된다.In this way, the lower ends of the glass pipe 1 and the glass rod 2 are introduced into the heater 3, whereby the lower ends of the glass pipes 1 and 2 are heated by the heater 3. The lower end of the glass pipe 1 is melted and reduced in diameter by a pressure difference between the inside and the outside thereof, thereby being integrated with the glass rod 2. Since the glass pipe 1 and the glass rod 2 which started this integration are sent further downward, this glass pipe 1 and the glass rod 2 are heated sequentially from the lower end toward the upper end in the longitudinal direction. . As a result, the glass pipe 1 and the glass rod 2 are sequentially integrated from the lower end toward the upper end. This integrated optical fiber base material 4 is extended by being drawn out by the drawing device. In this manner, the integration and stretching of the glass pipe 1 and the glass rod 2 are simultaneously performed to produce the optical fiber base material 4.
그리고 본 실시형태에 관한 광섬유 모재의 제조방법에서는, 유리파이프(1)와 유리막대(2)를 일체화할 때, 이 유리막대(2)의 이송속도(VR)를, 유리파이프(1) 이송속도(VP)보다 느리게 설정한다. 이로써 상기 유리파이프(1)와 유리막대(2)가 그 하단부에서 일체화되면, 상기 유리막대(2)는 상기 유리파이프(1)에 의해 길이방향으로 당겨지게 된다. 그 결과 상기 유리막대(2)는 그 길이방향으로 장력이 부여된 상태로 된다.And, in the manufacturing method for an optical fiber preform according to the present embodiment, the glass pipe (1) and when the integration of the glass rod 2, the feed speed (V R) of the glass rod 2, the glass pipe (1) feed Set slower than speed (V P ). Thus, when the glass pipe 1 and the glass bar 2 are integrated at the lower end, the glass bar 2 is pulled in the longitudinal direction by the glass pipe 1. As a result, the glass rod 2 is in a state where tension is applied in the longitudinal direction thereof.
이렇게, 유리막대(2)의 길이방향으로 장력을 부여한 상태로, 이유리파이프(1)와 유리막대(2)의 일체화 및 연신을 실시함으로써, 코어의 편심을 억제하여 광섬유 모재(4)를 제조할 수 있다.Thus, by integrating and stretching the weaning-pipe 1 and the glass rod 2 in the state which tensioned the glass rod 2 in the longitudinal direction, the eccentricity of a core can be suppressed and the optical fiber base material 4 can be manufactured. Can be.
즉 예를 들어, 상기 유리막대(2)에 굴곡이 생겼을 때는, 유리파이프(1)가 축경됐을 때, 이 유리파이프(1) 둘레방향의 일부 개소만이 유리막대(2)와 접촉해버리고, 상기 유리막대(2)의 용융유리가 그 표면장력에 의해 유리파이프 쪽으로 당겨진다. 그러나 이 유리막대(2)에는, 그 길이방향의 장력이 부여되어 있으므로, 그 표면장력에 대항할 수 있다. 그 결과 이 유리막대(2)는 유리파이프(1)의 중심위치에 위치하도록 위치에 힘을 받게 된다. 이 상태에서 유리파이프(1)와 유리막대(2)가 일체화되므로, 광섬유 모재(4)의 코어 편심량은 최소한으로 억제되게 된다.That is, for example, when the glass bar 2 is bent, when the glass pipe 1 is reduced in diameter, only a part of the glass pipe 1 in the circumferential direction comes into contact with the glass bar 2, The molten glass of the glass rod 2 is pulled toward the glass pipe by its surface tension. However, since the tension in the longitudinal direction is applied to this glass rod 2, the surface tension can be countered. As a result, the glass rod 2 is forced to a position so as to be located at the center position of the glass pipe 1. Since the glass pipe 1 and the glass rod 2 are integrated in this state, the amount of core eccentricity of the optical fiber base material 4 is minimized.
이 방법에 의하면, 대형이며 대출력의 가열로를 이용하여, 예를 들어 외경이 150mm 이상 큰 지름의 유리파이프(1), 및 외경이 35mm 이상 큰 지름의 유리막대(2)에 의해 광섬유 모재(4)를 제조할 때라도, 코어의 편심을 억제시켜 광섬유 모재(4)를 제조할 수 있다.According to this method, using a large-scale, high-power heating furnace, for example, the glass pipe 1 having an outer diameter of 150 mm or more and the glass rod 2 having an outer diameter of 35 mm or more have an optical fiber base material ( Even when manufacturing 4), the optical fiber base material 4 can be manufactured by suppressing the eccentricity of a core.
그리고 유리막대(2)의 길이방향으로 장력을 부여함으로써 코어의 편심을 억제하기 위해서는, 유리파이프(1)와 유리막대(2)가 일체화를 개시하는 단부에서, 상기 유리막대(2)가 유리파이프(1)의 중심위치에 위치함이 중요하다.In order to suppress the eccentricity of the core by applying tension in the longitudinal direction of the glass rod 2, the glass rod 2 is a glass pipe at the end where the glass pipe 1 and the glass rod 2 start to integrate. It is important to be located at the center of (1).
즉 유리파이프(1)와 유리막대(2)가 일체화를 개시하는 단부에서, 상기 유리막대(2)가 유리파이프(1)의 중심위치에서 지름방향으로 어긋났을 경우, 바꾸어 말하면 유리파이프(1)와 유리막대(2)가 최초로 일체화됐을 때 코어가 편심됐을 경우는, 유리막대(2)의 길이방향으로 장력을 부여해도 이 유리막대(2)가 유리파이프(1)의 중심위치로 이동하는 일은 없다. 즉 이 유리막대(2)는 유리파이프(1)의 중심위치로부터 어긋난 위치에서 힘을 받게 된다. 이 때문에 유리파이프(1)와 유리막대(1)의 일체화가 진행됨에 따라 코어의 편심이 더욱 커지는 것을 방지할 수 있기는 하지만, 유리파이프(1)와 유리막대(2)가 처음 일체화됐을 때 발생한 코어의 편심을 작게 할 수는 없다.In other words, when the glass rod 2 is displaced in the radial direction from the center position of the glass pipe 1 at the end where the glass pipe 1 and the glass rod 2 start to be integrated, in other words, the glass pipe 1 When the core is eccentric when the glass bar 2 is first integrated, the glass bar 2 moves to the center position of the glass pipe 1 even when the core is eccentric. none. In other words, the glass rod 2 receives a force at a position shifted from the center position of the glass pipe 1. As a result, the eccentricity of the core can be prevented from increasing as the integration of the glass pipe 1 and the glass rod 1 proceeds. However, this occurred when the glass pipe 1 and the glass rod 2 were first integrated. The eccentricity of the core cannot be made small.
따라서 유리파이프(1)와 유리막대(2)가 일체화를 개시하는 단부에서, 상기 유리막대(2)를 유리파이프(1)의 중심위치에 위치시켜 두는 것이, 코어의 편심량을 저감시키는 데 있어 중요해진다.Therefore, at the end where the glass pipe 1 and the glass rod 2 start to be integrated, it is important to position the glass rod 2 at the center position of the glass pipe 1 in order to reduce the amount of eccentricity of the core. Become.
또 상기 유리막대(2)의 이송속도(VR)는, 이 유리막대(2)가 파단되지 않을 정도의 장력이 이 유리막대(2)에 작용하도록 조정하는 것이 필요하며, 예를 들어 0.9≤VR/VP＜1.0을 만족시키도록 설정하는 것이 바람직하다.In addition, the feed rate VR of the glass rod 2 needs to be adjusted so that a tension such that the glass rod 2 does not break is applied to the glass rod 2, for example, 0.9≤V. It is preferable to set such that R / V P <1.0 is satisfied.
또한 유리막대(2)의 이송속도(VR)를 유리파이프(1)의 이송속도(VP)보다 느리게 하면, 단위시간당 유리막대(2)의 이송량이 유리파이프(1) 이송량에 대해 상대적으로 저하된다. 때문에 유리파이프(1)와 유리막대(2)가 일체화됐을 때 유리막대(2)의 단면적이 유리파이프(1) 단면적에 대해 상대적으로 작아진다. 그 결과 완성된 광섬유 모재(4)의 C/C가, 소정의 C/C로 되지 못할 우려가 있다. 그래서 유리막대(2)의 이송량이 저하되버리는 양을 고려하여, 미리 유리파이프(1) 및 유리막대(2)의 단면적을 설정해 두는 것이 바람직하다. 이렇게 함으로써, 유리막대(2)의 이송속도(VR)를 유리파이프(1)의 이송속도(VP)보다 느리게 해도, 소정의C/C로 유리파이프(1)와 유리막대(2)를 일체화시킬 수 있다.In addition, when the feed rate VR of the glass rod 2 is made slower than the feed rate VP of the glass pipe 1, the feed amount of the glass rod 2 per unit time will be relatively low with respect to the feed amount of the glass pipe 1. . Therefore, when the glass pipe 1 and the glass bar 2 are integrated, the cross section of the glass bar 2 becomes relatively small with respect to the cross section of the glass pipe 1. As a result, there exists a possibility that C / C of the completed optical fiber base material 4 may not become predetermined C / C. Therefore, it is preferable to set the cross-sectional areas of the glass pipe 1 and the glass rod 2 beforehand in consideration of the amount by which the conveyance amount of the glass rod 2 falls. By doing so, even if the feed rate V R of the glass rod 2 is slower than the feed rate V P of the glass pipe 1, the glass pipe 1 and the glass rod 2 are made to have a predetermined C / C. It can be integrated.
또 유리막대(2)의 C/C, 또는 코어와 클래딩간의 굴절률 차가 길이방향으로 변화했을 때는, 이 유리막대(2)의 이송속도(VR)를 미세 증감시키는 제어를 함으로써, 원하는 C/C의 광섬유 모재(4)를 제조할 수 있게 된다.When the C / C of the glass rod 2 or the refractive index difference between the core and the cladding is changed in the longitudinal direction, the desired C / C is controlled by finely increasing or decreasing the feed rate V R of the glass rod 2. The optical fiber base material 4 can be manufactured.
또한 유리막대(2)를 축 둘레로 회전시키면서 유리파이프(1)와 일체화시킴으로써, 광섬유 모재(4)의 길이방향 중심축에 대한 축 대칭성이 향상되게 되어, 광섬유 모재(4)의 코어 편심량을 더 한층 저감시킬 수 있게 된다.In addition, by integrating with the glass pipe 1 while rotating the glass rod 2 around the axis, the axial symmetry of the optical fiber base material 4 with respect to the longitudinal center axis is improved, thereby further increasing the amount of core eccentricity of the optical fiber base material 4. It can be further reduced.
여기서, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되는 것이 아니며, 그 밖에 여러 가지 실시형태를 포함하는 것이다. 즉 상기 실시형태에서는, 유리막대(2)의 이송속도(VR)의 제어로서, 미리 제어프로그램을 구성함으로써 제어하도록 하지만, 이에 한정됨 없이 예를 들어, 유리파이프(1)와 유리막대(2)의 일체화 도중에 코어지름을 측정하고, 이 측정한 코어지름에 기초하여 이송속도(VR)를 제어하는 피드 백 제어를 실행하도록 해도 된다.Here, this invention is not limited to the said embodiment, Comprising: Various other embodiment is included. In other words, in the above embodiment, as the control of the conveying speed (V R) of the glass rod (2), but to control by configuring the pre-control program, whereby limitedness e.g. without glass pipe 1 and the glass rod 2, The core diameter may be measured in the course of integration, and the feedback control may be performed to control the feed rate V R based on the measured core diameter.
또 상기 실시형태에서는, 유리막대(2)를 회전시키도록 했지만, 이에 한정됨 없이, 예를 들어 유리파이프(1)를 회전시키도록 해도 된다. 이 경우라도 광섬유 모재(4)의 길이방향 중심축에 대한 축 대칭성이 향상되게 되어, 광섬유 모재(4)의 코어 편심량을 더 한층 저감시킬 수 있게 된다. 그리고 유리파이프(1) 및 유리막대(2) 쌍방을 회전시키도록 해도 된다.Moreover, in the said embodiment, although the glass rod 2 was made to rotate, you may make it rotate, for example, the glass pipe 1 without being limited to this. Even in this case, the axial symmetry of the optical fiber base material 4 with respect to the longitudinal center axis is improved, and the amount of core eccentricity of the optical fiber base material 4 can be further reduced. The glass pipe 1 and the glass rod 2 may both be rotated.
다음으로, 본 발명에 관한 광섬유 모재(4)의 제조방법에 관해 실시한 실험에대해 설명한다.Next, the experiment performed about the manufacturing method of the optical fiber base material 4 which concerns on this invention is demonstrated.
다음의 표 1은 코어 및 클래딩용 유리막대(2)(VAD봉)의 이송속도(VR)를 유리파이프(1)(파이프)의 이송속도(VP)보다 느리게 하여 광섬유 모재(4)를 제조한 예(실시예)와, 유리막대(2)의 이송속도(VR)를 유리파이프(1)의 이송속도(VP)와 동일하게 하여 광섬유 모재(4)를 제조한 예(비교예)에 있어서, 광섬유 모재(4)에서의 코어 편심량에 대해 평가한 실험결과를 나타낸다.Table 1 below shows the optical fiber base material 4 by making the feed rate V R of the core and cladding glass rod 2 (VAD rod) slower than the feed rate V P of the glass pipe 1 (pipe). Example of manufacture (Example) and an example in which the optical fiber base material 4 was manufactured by making the feed rate V R of the glass rod 2 the same as the feed rate V P of the glass pipe 1 (comparative example) ), The experimental result evaluated about the amount of core eccentricity in the optical fiber base material 4 is shown.
즉, 유리파이프(1)의 이송속도(VP)는, 실시예 및 비교예 모두 10mm/min로 한데 비해, 유리막대(2)의 이송속도(VR)는, 실시예에서는 9.6mm/min로 하는 한편, 비교예에서는 10mm/min로 했다.That is, while the conveyance speed V P of the glass pipe 1 is 10 mm / min in both the Example and the comparative example, the conveyance speed V R of the glass rod 2 is 9.6 mm / min in the Example. On the other hand, in the comparative example, it was 10 mm / min.
또 실시예에서는, 유리막대(2)의 이송속도(VR)가 유리파이프(1)의이송속도(VP)에 비해 느린 점에서, 광섬유 모재(4)의 C/C가 소정 값으로 되도록, 유리막대(2)의 외경을, 비교예의 유리막대(2) 외경에 비해 크게 했다(실시예 51mm, 비교예 50mm). 또한 실시예의 유리막대(2) 코어지름도, 비교예의 유리막대(2) 코어지름에 비해 크게 했다(실시예 13.0mm, 비교예 12.5mm). 여기서 유리파이프(1)의 내경 및 외경은, 실시예 및 비교예 모두 각각 54mm 및 182mm로 설정된다. 또 상기 유리파이프(1)와 유리막대(2)를 일체화시킨 광섬유 모재(4)는, 실시예 및 비교예 모두 그 외경이 60mm로 될 때까지 연신된다(연신모재 외경).Further, in the embodiment, the feed rate V R of the glass rod 2 is slower than the feed rate V P of the glass pipe 1 so that the C / C of the optical fiber base material 4 becomes a predetermined value. The outer diameter of the glass rod 2 was made larger than the outer diameter of the glass rod 2 of the comparative example (Example 51 mm, Comparative Example 50 mm). In addition, the core diameter of the glass rod 2 of an Example was made larger than the core diameter of the glass rod 2 of a comparative example (Example 13.0 mm, Comparative Example 12.5 mm). Here, the inner diameter and the outer diameter of the glass pipe 1 are set to 54 mm and 182 mm in the examples and the comparative examples, respectively. Moreover, the optical fiber base material 4 which integrated the said glass pipe 1 and the glass rod 2 is extended | stretched until the outer diameter becomes 60 mm in both an Example and a comparative example (stretched base material outer diameter).
표 1에서, 비교예에서는 광섬유 모재(4)의 코어 편심량이 0.3mm인데 반해, 실시예에서는 광섬유 모재(4)의 코어 편심량이 0.1mm로 매우 작아졌다. 즉 유리막대(2)의 이송속도(VR)를 느리게 함으로써 이 유리막대(2)의 길이방향으로 장력을 부여한 실시예에서는, 그 유리막대(2)의 길이방향에 부여된 장력에 의해, 유리막대(2)가 유리파이프(1) 중심위치에서 힘을 받고, 그 결과 코어의 편심량이 억제된 것으로 생각된다.In Table 1, the core eccentricity of the optical fiber base material 4 is 0.3 mm in the comparative example, whereas the core eccentricity of the optical fiber base material 4 is very small, 0.1 mm in the examples. In other words, in the embodiment in which tension is applied in the longitudinal direction of the glass bar 2 by slowing the feed rate V R of the glass bar 2, the glass is applied by the tension applied in the longitudinal direction of the glass bar 2. It is considered that the rod 2 receives a force at the center position of the glass pipe 1, and as a result, the amount of eccentricity of the core is suppressed.
이상의 결과로부터, 유리막대(2)의 길이방향으로 장력을 부여하여 유리파이프(1)와 유리막대(2)의 일체화 및 연신을 실시하는 본 발명에 관한 광섬유 모재의 제조방법은, 코어의 편심량을 저하시켜 대형의 광섬유 모재의 제조가 가능하다고 할 수 있다.From the above result, the manufacturing method of the optical fiber base material which concerns on this invention which gives tension in the longitudinal direction of the glass rod 2, and integrates and extends the glass pipe 1 and the glass rod 2, The amount of eccentricity of a core It can be said that it is possible to manufacture a large optical fiber base material by lowering it.
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