KR20050072653A - 광섬유 모재 제작 방법 - Google Patents

광섬유 모재 제작 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 복수의 모봉들 각각에 케미컬 및 연료 가스를 제공하는 버너를 이용해서 슈트들을 형성하는 외부 증착법에 의한 광섬유 모재들의 제작 방법은 상기 슈트들 각각의 무게를 측정하기 위한 측정 과정과, 측정된 상기 슈트들의 무게를 비교해서 기준되는 무게를 초과한 정도인 편차값을 상기 슈트들 각각에 대해서 산출해내기 위한 연산 과정과, 기준되는 편차 값을 초과하는 편차 값의 해당 버너에 제공되는 상기 가스들의 양을 조절함으로써 상기 슈트들의 편차 값이 기준되는 편차 값에 일치되도록 제어하기 위한 제어 과정을 포함한다.

Description

광섬유 모재 제작 방법{FABRICATION METHOD OF OPTICAL FIBER PREFORM}
본 발명은 광섬유 모재의 제작 방법 에 관한 것으로서, 특히 균일한 직경을 갖는 복수의 광섬유 모재들을 동시에 제작하기 위한 광섬유 모재의 제작 방법에 관한 것이다.
광섬유는 원 기둥 형상의 코아와, 상기 코아의 주변을 둘러싸는 클래드를 포함하며, 광신호의 전송 매체로서, 외부의 전자파에 의한 간섭이나 혼신이 없고 도청이 힘들다는 이점이 있다. 또한, 상기 광섬유 하나로 복수의 통신 회선들을 동시에 수용할 수 있는 이점이 있다.
상기 광섬유는 중간재인 광섬유 모재를 고온에서 가열해서 인출함으로써 제작되며, 상술한 광섬유 모재의 제작 방법으로는 외부 증착 방법(Outside vapor deposition)과, 수정된 화학 기상 증착 방법(Modified Chemical vapor deposition) 과 같은 방법들이 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 복수의 광섬유 모재들을 제작하기 위한 장치의 구성을 나타내기 위한 개략적인 도면이다. 도 1을 참조하면, 종래의 광섬유 모재 제작 장치는 그 길이 방향을 따라서 회전하는 복수의 모봉들(111)과, 상기 모봉들(111)의 길이를 따라서 좌우로 이동하며 주입되는 케미컬 및 연료 가스들을 가열해서 반응물들을 생성하기 위한 버너들(120)과, 상기 버너들(120)에 의해 생성된 반응물들이 상기 모봉들(111)의 외주면에 증착된 슈트(112) 등을 포함한다.
광섬유 모재 제작 중의 상기 모봉들(111)은 장축에 수직한 방향으로 회전하며, 상기 버너들(120)은 상기 모봉들(111) 각각의 장축을 따라서 좌, 우 왕복 운동을 하며 상기 모봉들(120)의 외주면을 가열한다.
상기 버너들(120)은 H2, O2, CH4 등의 연료 가스에 의한 화염을 생성하며, 상술한 연료 가스들은 제공되는 SiCl4 또는 GeCl4 등의 케미컬와 화학 반응을 일으켜서 SiO2 또는 GeO2 등의 반응물들을 생성한다. 생성된 반응물들은 일정한 증착률로 상기 모봉의 장축을 따라서 일정한 증착률로 증착되며, 이를 슈트(112)라 한다.
상기 슈트들(112)은 제조 공정 중에 기 설정된 무게에 도달하게 되면 제조 공정이 중단된다. 즉, 종래의 광섬유 모재 제작 장치 또는 방법 등은 단일 슈트를 생산함에 있어서는 일정한 규격의 슈트를 생산할 수 있다.
그러나, 하나 이상 다수의 광섬유 모재들을 동시에 제작하기 위한 장치 또는 방법은 슈트들 각각의 증착 무게 등을 별도로 관리함으로써 동시에 제작된 슈트들 간에도 규격 및 품질의 차이가 크게 발생하는 문제가 있다. 즉, 균일한 제품 특성을 갖는 복수의 슈트들을 동시에 제작하는 것은 용이하지 않다.
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 동시에 균일한 규격을 갖는 복수의 슈트들을 제작할 수 있는 광섬유 모재 제작 방법을 제공함에 있다.
본 발명에 따른 복수의 모봉들 각각에 케미컬 및 연료 가스를 제공하는 버너를 이용해서 슈트들을 형성하는 외부 증착법에 의한 광섬유 모재들의 제작 방법은,
상기 슈트들 각각의 무게를 측정하기 위한 측정 과정과;
측정된 상기 슈트들의 무게를 비교해서 기준되는 무게를 초과한 정도인 편차 값을 상기 슈트들 각각에 대해서 산출해내기 위한 연산 과정과;
기준되는 편차 값을 초과하는 편차 값의 해당 버너에 제공되는 상기 가스들의 양을 조절함으로써 상기 슈트들의 편차 값이 기준되는 편차 값에 일치되도록 제어하기 위한 제어 과정을 포함한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 복수의 광섬유 모재들을 제작하기 위한 방법의 순서도이다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 복수의 모봉들 각각에 케미컬 및 연료 가스를 제공하는 버너를 이용해서 슈트들을 형성하는 외부 증착법에 의한 광섬유 모재들의 제작 방법은 상기 슈트들 각각의 무게를 측정하기 위한 측정 과정(210)과, 측정된 상기 슈트들의 무게를 비교해서 기준되는 무게를 초과한 정도인 편차 값을 상기 슈트들 각각에 대해서 산출해내기 위한 연산 과정(220)과, 기준되는 편차 값을 초과하는 편차 값의 해당 버너에 제공되는 상기 가스들의 양을 조절함으로써 상기 슈트들의 편차 값이 기준되는 편차 값에 일치되도록 제어하기 위한 제어 과정(230)을 포함한다.
상기 연산 과정(220)은 상기 측정 과정에서 측정된 상기 슈트들의 무게를 비교하기 위한 제1 과정(221)과, 기준되는 무게를 초과한 슈트들의 초과 정도인 편차 값을 산출내기 위한 제2 과정(222)을 포함함으로써, 공정 중의 슈트들의 무게 변화를 모니터링하고 모니터링된 슈트들의 무게를 근거로 슈트들 각각의 편차 값을 산출해내기 위한 과정이다.
상기 제어 과정(230)은 기준되는 편차 값을 초과하는 편차 값의 해당 버너에 제공되는 상기 가스들의 양을 조절함으로써 해당 슈트의 편차 값이 기준되는 편차 값에 일치하게 제어하기 위한 과정이다. 즉, 상기 제어 과정(230)은 상기 버너에 제공되는 케미컬의 량을 조절하거나, 연료 가스의 양을 조절함으로써 해당 슈트의 편차 값이 기준되는 편차 값에 일치하게 제어할 수 있다.
상기 케미컬로는 SiCl4 또는 GeCl4 들을 사용할 수 있으며, 상기 연료 가스로는 H2, O2, CH4 등을 사용할 수 있다. 상기 버너가 상기 모봉들을 가열하는 동안에 상기 버너에 공급되는 케미컬들이 상기 연료 가스들과 화학 연료을 일으키면서 발생된 반응물들이 모봉의 외주면에 슈트로서 증착된다.
상기 모봉들로는 흑연, 고순도 석영관 등을 사용할 수 있으며, 상기 모봉들은 광섬유 모재의 제작 과정 동안에 길이 방향을 따라서 회전된다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 복수의 광섬유 모재들을 제작하기 위한 장치의 개략적인 구성을 나타낸다. 도 3을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 광섬유 모재 제작 장치는 복수의 모봉들(미도시)의 외주에 성장된 슈트들(330)과, 상기 슈트들(330)에 케미컬 및 연료 가스와, 화염을 제공하기 위한 복수의 버너들(320)과, 상기 버너들(320) 각각에 제공되는 연료 가스의 양을 제어하기 위한 복수의 유량 제어기들(310)과, 상기 슈트들(330)의 무게 변화를 측정하고 이들 슈트들(330) 간의 무게 편차를 산출해서 증착 과정 중에 상기 슈트들(300)에 제공되는 가스의 양을 제어하기 위한 제어부(340)를 포함한다.
상기 제어부(340)는 상기 슈트들(330) 각각의 무게를 측정하며, 측정된 상기 슈트들(330)의 무게를 비교해서 기준되는 무게를 초과하는 슈트들(330)의 초과 정도를 나타내는 편차 값을 산출해낸다. 또한, 상기 제어부(340)는 산출된 편차 값을 근거로 상기 슈트들(330)에 공급되는 가스 등의 양을 조절함으로써 상기 슈트들(330)이 균일한 규격을 갖도록 제어한다.
본 발명에 따른 광섬유 모재 제작 장치 또는 방법은 증착 과정 중에 복수의 슈트들 무게 변화를 실시간 감시 및 모니터링하고, 측정된 상기 슈트들의 무게들을 비교해서 상기 슈트들 무게의 편차값을 산출해내고, 이를 근거로 상기 슈트들의 증착 공정을 조절한다. 즉, 증착 과정 중의 슈트들은 기준되는 무게를 기준으로 그 편차값에 따라서 증착되는 정도가 제어됨으로써 일정한 규격을 갖는 복수의 슈트들을 동시에 생산해낼 수 있는 이점이 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 복수의 광섬유 모재들을 제작하기 위한 장치의 구성을 나타내는 도면,
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 복수의 광섬유 모재들을 제작하기 위한 방법의 순서도,
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 복수의 광섬유 모재들을 제작하기 위한 장치의 구성을 나타내는 도면,

Claims (5)

  1. 복수의 모봉들 각각에 케미컬 및 연료 가스를 제공하는 버너를 이용해서 슈트들을 형성하는 외부 증착법에 의한 광섬유 모재들의 제작 방법에 있어서,
    상기 슈트들 각각의 무게를 측정하기 위한 측정 과정과;
    측정된 상기 슈트들의 무게를 비교해서 기준되는 무게를 초과한 정도인 편차값을 상기 슈트들 각각에 대해서 산출해내기 위한 연산 과정과;
    기준되는 편차 값을 초과하는 편차 값의 해당 버너에 제공되는 상기 가스들의 양을 조절함으로써 상기 슈트들의 편차 값이 기준되는 편차 값에 일치되도록 제어하기 위한 제어 과정을 포함함을 특징으로 하는 광섬유 모재 제작 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제어 과정은 해당 버너에 가해지는 케미컬의 양을 조절함으로써 해당 슈트의 편차 값이 기준되는 편차 값에 일치하게 제어함을 특징으로 하는 광섬유 모재 제작 방법.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제어 과정은 해당 버너에 가해지는 연료 가스의 양을 조절함으로써 해당 슈트의 편차 값이 기준되는 편차 값에 일치하게 제어함을 특징으로 하는 광섬유 모재 제작 방법.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 케미컬는 SiCl4 또는 GeCl4 들을 사용함을 특징으로 하는 광섬유 모재 제작 방법.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 연료 가스는 H2, O2, CH4를 사용함을 특징으로 하는 광섬유 모재 제작 방법.
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