KR20050080654A - Apparatus of inspection for optical preform - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 광테이블 상에 그 장축이 상기 광테이블의 기저면과 수평하게 안착된 광섬유 모재를 검사하기 위한 광섬유 모재 검사 장치는 상기 광섬유 모재를 일정한 주속으로 회전시키기 위한 모터와, 제1 광을 상기 광섬유 모재의 장축과 평행하게 조사하기 위한 제1 광원과, 상기 광섬유 모재의 장축을 따라서 좌, 우로 왕복 운동을 하며 상기 제1 광 중에서 일부 산란된 광을 검출해내기 위한 제1 검출기와, 제2 광을 상기 광섬유 모재의 단축과 평행하게 조사하기 위한 제2 광원과, 상기 광섬유 모재의 장축을 따라서 좌, 우로 왕복 운동을 하며 상기 광섬유 모재의 단축을 통과한 상기 제2 광으로부터 상기 광섬유 모재의 기하하적 구조를 검출하기 위한 제2 검출기를 포함한다.An optical fiber base material inspection apparatus for inspecting an optical fiber base material whose long axis is mounted horizontally on a base table of the optical table on an optical table according to the present invention includes a motor for rotating the optical fiber base material at a constant circumferential speed and the first light. A first light source for irradiating parallel to the long axis of the optical fiber base material, a first detector for reciprocating left and right along the long axis of the optical fiber base material and detecting some scattered light from the first light; A second light source for irradiating light in parallel with a short axis of the optical fiber base material, and a second light source for reciprocating left and right along the long axis of the optical fiber base material and the second light source passing through the short axis of the optical fiber base material. And a second detector for detecting the unloading structure.

Description

광섬유 모재 검사 장치{APPARATUS OF INSPECTION FOR OPTICAL PREFORM} Optical fiber base material inspection device {APPARATUS OF INSPECTION FOR OPTICAL PREFORM}

본 발명은 광섬유 모재의 제조 장치에 관한 것으로서, 특히, 광섬유 모재를 검사하기 위한 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for producing an optical fiber base material, and more particularly, to an apparatus for inspecting an optical fiber base material.

통상의 광섬유 모재는 기상 증착법과, 액상법에 의해 제조될 수 있다. 상술한 광섬유 모재는 인출 공정 등에 의해서 섬사의 광섬유로 제작된다.Conventional optical fiber base materials can be produced by vapor deposition and liquid phase methods. The above-mentioned optical fiber base material is produced by the fiber of a thread by a drawing process.

상술한 기상 증착법에는 CVD(Chemical vapor deposition) 또는 MCVD(Modified Chemical vapor deposition) 등의 방법이 널리 사용되고 있으며, 상술한 액상법에는 솔-젤(Sol-gel) 공법 등이 주로 사용되고 있다. 상술한 솔-젤 공법은 대구경 광섬유 모재 제조 공법으로서 널리 사용되고 있다.Chemical vapor deposition (CVD) or Modified Chemical Vapor Deposition (MCVD) and the like are widely used in the above-described vapor deposition method, and a sol-gel method is mainly used in the above-described liquid phase method. The above-mentioned sol-gel method is widely used as a large diameter optical fiber base material manufacturing method.

상기 광섬유 모재는 로드(rod) 형태로서 글래스(Glass) 재질의 1차 모재와, 상기 1차 모재를 그 중심부에 실장하는 튜브(tube) 형태의 2차 모재를 포함한다.The optical fiber base material includes a primary base material of glass material in the form of a rod, and a secondary base material in the form of a tube that mounts the primary base material in the center thereof.

도 1은 종래 기술에 따른 광섬유 모재 검사 장치의 구성을 나타내기 위한 도면이다. 도 1을 참조하면, 종래의 광섬유 모재 검사 장치는 샘플 스테이지(111)를 포함하는 광테이블(110)과, 상기 광 테이블(110)에 수직 방향으로 적립되게 장착된 광섬유 모재(160)와, 상기 광섬유 모재(160)의 외주면에 일정 각의 광을 조사하기 위한 광원(130)과, 상기 광섬유 모재(160)를 투과한 광을 검출해내기 위한 검출기 (140)와, 데이터 처리 시스템(150)등을 포함한다.1 is a view for showing the configuration of an optical fiber base material inspection apparatus according to the prior art. Referring to FIG. 1, the conventional optical fiber base material inspection apparatus includes an optical table 110 including a sample stage 111, an optical fiber base material 160 mounted to be accumulated in a direction perpendicular to the optical table 110, and A light source 130 for irradiating a predetermined angle to the outer circumferential surface of the optical fiber base material 160, a detector 140 for detecting light transmitted through the optical fiber base material 160, a data processing system 150, and the like. It includes.

상기 광섬유 모재(160)는 상술한 바와 같은 1차 모재 및 2차 모재 각각과, 대구경의 광섬유 모재 등을 포함할 수 있다. The optical fiber base material 160 may include a primary base material and a secondary base material as described above, a large diameter optical fiber base material, and the like.

상기 검출기(140)는 검사하고자 하는 상기 광섬유 모재(160)의 타측에 배치됨으로써 상기 광섬유 모재(160)를 통과한 투과광(130b) 중에서 산란된 광으로부터 상기 광섬유 모재(160) 내부의 미소 기포와 함량을 검출해낼 수 있다. The detector 140 is disposed on the other side of the optical fiber base material 160 to be inspected, and thus the microbubbles and contents inside the optical fiber base material 160 from light scattered in the transmitted light 130b passing through the optical fiber base material 160. Can be detected.

그러나, 상기 광원에서 출력된 광(130a)은 원형의 광섬유 모재(160)를 통과하면서, 광섬유 모재(160) 내부에 존재하는 미소 기포 등이 아닌 원기둥 형태의 광섬유 모재(160) 자체의 구조적 요인으로 인해서 굴절 또는 왜곡되는 등의 문제가 발생한다. 즉, 상기 검출기(140)는 광섬유 모재(160) 내부의 요인이 아닌 다른 구조적 요인으로 인해서 광섬유 모재(160) 내부를 정확하게 측정하지 못하는 문제가 있다.However, the light 130a output from the light source passes through the circular optical fiber base material 160 and is a structural factor of the cylindrical optical fiber base material 160 itself instead of the microbubbles present in the optical fiber base material 160. This causes problems such as refraction or distortion. That is, the detector 140 may not accurately measure the inside of the optical fiber base material 160 due to structural factors other than the inside of the optical fiber base material 160.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 광섬유 모재 내부의 구조적 결함을 보다 정밀하게 측정함과 동시에 광섬유 모재의 기하학적 크기를 측정할 수 있는 광섬유 검사 장치를 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an optical fiber inspection apparatus that can more accurately measure structural defects inside an optical fiber base material and at the same time measure the geometric size of the optical fiber base material. Is in.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 광테이블 상에 그 장축이 상기 광테이블의 기저면과 수평 하게 안착된 광섬유 모재를 검사하기 위한 광섬유 모재 검사 장치는,In order to achieve the above object, the optical fiber base material inspection apparatus for inspecting the optical fiber base material whose long axis is horizontally seated on the optical table according to the present invention,

상기 광섬유 모재를 일정한 주속으로 회전시키기 위한 모터와;A motor for rotating the optical fiber base material at a constant circumferential speed;

제1 광을 상기 광섬유 모재의 장축과 평행하게 조사하기 위한 제1 광원과;A first light source for irradiating a first light in parallel with the long axis of the optical fiber base material;

상기 광섬유 모재의 장축을 따라서 좌, 우로 왕복 운동을 하며 상기 제1 광 중에서 일부 산란된 광을 검출해내기 위한 제1 검출기와;A first detector reciprocating left and right along a long axis of the optical fiber base material and detecting some scattered light from the first light;

제2 광을 상기 광섬유 모재의 단축과 평행하게 조사하기 위한 제2 광원과;A second light source for irradiating a second light in parallel with a short axis of the optical fiber base material;

상기 광섬유 모재의 장축을 따라서 좌, 우로 왕복 운동을 하며 상기 광섬유 모재의 단축을 통과한 상기 제2 광으로부터 상기 광섬유 모재의 기하하적 구조를 검출하기 위한 제2 검출기를 포함한다. And a second detector for detecting a geometrical structure of the optical fiber base material from the second light reciprocating left and right along the long axis of the optical fiber base material and passing through the short axis of the optical fiber base material.

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.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, if it is determined that the detailed description of the related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

도 2는 본 발명의 바른 실시예에 따른 광섬유 모재 검사 장치의 구성을 나타내기 위한 평면도이고, 도 3은 도 2에 도시된 광섬유 모재 검사 장치의 구성을 나타내기 위한 측면도이다. 도 2와 도 3을 참조하면, 본 발명의 바른 실시예에 따른 광섬유 모재 검사 장치는 상기 광섬유 모재(270)를 일정한 주속으로 회전시키기 위한 모터(250)와, 제1 광원(221)과, 제1 검출기(222)와, 제2 광원(231)과, 상기 광섬유 모재의 기하하적 구조를 검출하기 위한 제2 검출기(232)와, 상기 광섬유 모재(270)의 직경을 검출해내기 위한 제3 검출기(240)를 포함한다. 상기 광섬유 모재 검사 장치는 광테이블(210)의 기저면 상에 상술한 기저면과 수평하게 안착된 광섬유 모재(270) 내부의 상태와, 상기 광섬유 모재(270)의 길이 또는 직경 등을 측정한다.2 is a plan view for showing the configuration of the optical fiber base material inspection apparatus according to a preferred embodiment of the present invention, Figure 3 is a side view for showing the configuration of the optical fiber base material inspection apparatus shown in FIG. 2 and 3, the optical fiber base material inspection apparatus according to the preferred embodiment of the present invention includes a motor 250 for rotating the optical fiber base material 270 at a constant circumferential speed, a first light source 221, and a first light source. The first detector 222, the second light source 231, the second detector 232 for detecting the geometrical structure of the optical fiber base material, and the third for detecting the diameter of the optical fiber base material 270 Detector 240. The optical fiber base material inspection apparatus measures a state inside the optical fiber base material 270 seated horizontally on the base surface of the optical table 210, and the length or diameter of the optical fiber base material 270.

상기 모터(250)는 상기 광테이블(210) 상에 위치됨으로써 상기 광섬유 모재(270)를 일정한 주속으로 회전시킨다. 상기 광섬유 모재(270)는 2차 모재인 중공형 실리카 튜브, 2차 모재인 로드형 글래스 또는 대구경 광섬유 모재 등을 포함할 수 있다.The motor 250 is located on the optical table 210 to rotate the optical fiber base material 270 at a constant circumferential speed. The optical fiber base material 270 may include a hollow silica tube as a secondary base material, a rod-type glass or a large diameter optical fiber base material as a secondary base material.

도 4는 도 2에 도시된 제1 광원 및 검출기(221, 222)의 구성을 나타내기 위한 도면이다. 도 4를 참조해서 상기 제1 광원(221) 및 제1 검출기(222)의 동작을 설명한다.FIG. 4 is a diagram illustrating the configuration of the first light sources and the detectors 221 and 222 shown in FIG. 2. An operation of the first light source 221 and the first detector 222 will be described with reference to FIG. 4.

상기 제1 광원(221)은 제1 광을 생성하며, 생성된 상기 제1 광(221a)은 상기 광섬유 모재(270)의 내부를 따라서 상기 광섬유 모재(270)의 장축과 평행하게 조사된다. 상기 제1 광원(221)은 직진성이 높은 레이저 광원 등을 사용하거나, 상기 제1 광(221a)을 시준화시키기 위한 렌즈계 등을 더 포함하는 구조로도 적용할 수 있다. The first light source 221 generates a first light, and the generated first light 221a is irradiated in parallel with the long axis of the optical fiber base material 270 along the inside of the optical fiber base material 270. The first light source 221 may be applied to a structure including a laser light source having high linearity or the like, or further including a lens system for collimating the first light 221a.

상기 제1 검출기(222)는 포토다이오드 등의 수광 소자를 사용할 수 있으며, 상기 제1 검출기(222)는 상기 광섬유 모재(270)의 장축을 따라서 좌, 우로 왕복 운동을 하며, 상기 제1 광(221a) 중에서 상기 광섬유 모재(270) 내부의 미세 기포 또는 손상 등에 의해 산란된 광을 검출해냄으로써 상기 광섬유 모재(270) 내부의 미세 기포와 손상 정도를 모니터링(monitoring)한다.The first detector 222 may use a light receiving element such as a photodiode, and the first detector 222 reciprocates left and right along a long axis of the optical fiber base material 270, and the first light ( By detecting light scattered by micro bubbles or damage inside the optical fiber base material 270, the fine bubbles and the degree of damage inside the optical fiber base material 270 are monitored.

도 5는 도 2에 도시된 제2 광원 및 검출기의 구성을 나타내기 위한 도면이다. 도 5를 참조해서 상기 제2 광원(231) 및 제2 검출기(232)의 동작을 설명한다.FIG. 5 is a diagram for illustrating a configuration of the second light source and the detector illustrated in FIG. 2. An operation of the second light source 231 and the second detector 232 will be described with reference to FIG. 5.

상기 제2 광원(231)은 제2 광(231a)을 생성하며, 생성된 상기 제2 광(231a)을 상기 광섬유 모재(270)의 단축과 평행하게 출력한다. 상기 제2 광원(231)은 직진성이 우수한 제2 광(231a)을 생성할 수 있는 레이저 광원 등을 사용할 수 있다. The second light source 231 generates the second light 231a and outputs the generated second light 231a in parallel with the short axis of the optical fiber base material 270. As the second light source 231, a laser light source capable of generating the second light 231a having excellent straightness may be used.

상기 제2 검출기(232)는 상기 광섬유 모재(270)를 중심으로 상기 제2 광원(231)에 대칭되도록 상기 광 테이블(210) 상에 위치된다. 상기 제2 검출기(232)는 CCD 센서 등과 같은 이미지 센서 등을 포함할 수 있다.The second detector 232 is positioned on the optical table 210 so as to be symmetrical to the second light source 231 about the optical fiber base material 270. The second detector 232 may include an image sensor such as a CCD sensor.

상기 제2 광원(231) 및 제2 검출기(232)는 상기 광섬유 모재(270)의 장축을 따라서 좌, 우로 왕복 운동을 하며 상기 광섬유 모재(270)를 통과한 상기 제2 광(231a)으로부터 상기 광섬유 모재(270)의 길이 또는 직경 등을 측정한다. The second light source 231 and the second detector 232 reciprocate left and right along the long axis of the optical fiber base material 270 and from the second light 231a passing through the optical fiber base material 270. The length or diameter of the optical fiber base material 270 is measured.

도 6은 도 2에 도시된 제3 검출기의 구성을 나타내기 위한 도면이다. 도 6을 참조하면, 상기 제3 검출기(240)는 상기 광섬유 모재(270)의 외경에 접하게 위치됨으로써 상기 광섬유 모재(270)의 직경을 검출해낼 수 있다. 특히, 상기 제3 검출기(240)는 상기 광섬유 모재(270)의 외경에 접하게 위치된 초음파기 등을 포함함으로써 2차 모재인 중공형 실리카 튜브의 두께 등을 측정할 수 있다.FIG. 6 is a diagram for illustrating a configuration of the third detector illustrated in FIG. 2. Referring to FIG. 6, the third detector 240 may be located in contact with the outer diameter of the optical fiber base material 270 to detect the diameter of the optical fiber base material 270. In particular, the third detector 240 may include a sonicator positioned in contact with the outer diameter of the optical fiber base material 270 to measure the thickness of the hollow silica tube as the secondary base material.

본 발명은 광섬유 모재의 장축 및 단축과 평행하게 제1 및 제2 광 각각을 조사하고, 상기 제1 및 제2 광의 변화를 모니터링함으로써 광섬유 모재 내부의 상태를 정확하게 검사할 수 있는 이점이 있다. 또한, 광섬유 모재의 직경과, 장축의 길이 등과 같은 기하학적 구조에 대한 측정이 가능하다. The present invention has the advantage of accurately inspecting the state inside the optical fiber base material by irradiating each of the first and second light in parallel with the long axis and short axis of the optical fiber base material and monitoring the change of the first and second light. In addition, the measurement of the geometry such as the diameter of the optical fiber base material, the length of the major axis and the like is possible.

도 1은 종래 기술에 따른 광섬유 모재 검사 장치의 구성을 나타내기 위한 도면,1 is a view for showing the configuration of an optical fiber base material inspection apparatus according to the prior art,

도 2는 본 발명의 바른 실시예에 따른 광섬유 모재 검사 장치의 구성을 나타내기 위한 평면도,2 is a plan view for showing the configuration of an optical fiber base material inspection apparatus according to a preferred embodiment of the present invention,

도 3은 도 2에 도시된 광섬유 모재 검사 장치의 구성을 나타내기 위한 측면도,3 is a side view for showing the configuration of the optical fiber base material inspection apparatus shown in FIG.

도 4는 도 2에 도시된 제1 광원 및 검출기의 구성을 나타내기 위한 도면,4 is a diagram for illustrating the configuration of a first light source and a detector illustrated in FIG. 2;

도 5는 도 2에 도시된 제2 광원 및 검출기의 구성을 나타내기 위한 도면,FIG. 5 is a diagram for illustrating a configuration of a second light source and a detector illustrated in FIG. 2;

도 6은 도 2에 도시된 제3 검출기의 구성을 나타내기 위한 도면. FIG. 6 is a diagram for illustrating a configuration of the third detector shown in FIG. 2. FIG.

Claims (8)

광테이블 상에 그 장축이 상기 광테이블의 기저면과 수평하게 안착된 광섬유 모재를 검사하기 위한 광섬유 모재 검사 장치에 있어서,An optical fiber base material inspection apparatus for inspecting an optical fiber base material whose long axis is set horizontally on the optical table with the base surface of the optical table, 상기 광섬유 모재를 일정한 주속으로 회전시키기 위한 모터와;A motor for rotating the optical fiber base material at a constant circumferential speed; 제1 광을 상기 광섬유 모재의 장축과 평행하게 조사하기 위한 제1 광원과;A first light source for irradiating a first light in parallel with the long axis of the optical fiber base material; 상기 광섬유 모재의 장축을 따라서 좌, 우로 왕복 운동을 하며 상기 제1 광 중에서 일부 산란된 광을 검출해내기 위한 제1 검출기와;A first detector reciprocating left and right along a long axis of the optical fiber base material and detecting some scattered light from the first light; 제2 광을 상기 광섬유 모재의 단축과 평행하게 조사하기 위한 제2 광원과;A second light source for irradiating a second light in parallel with a short axis of the optical fiber base material; 상기 광섬유 모재의 장축을 따라서 좌, 우로 왕복 운동을 하며 상기 광섬유 모재의 단축을 통과한 상기 제2 광으로부터 상기 광섬유 모재의 기하하적 구조를 검출하기 위한 제2 검출기를 포함함을 특징으로 하는 광섬유 모재 검사 장치.And a second detector for reciprocating left and right along the long axis of the optical fiber base material and detecting a geometrical structure of the optical fiber base material from the second light passing through the short axis of the optical fiber base material. Substrate inspection device. 제1 항에 있어서, 상기 광섬유 모재 검사 장치는,According to claim 1, wherein the optical fiber base material inspection apparatus, 상기 광섬유 모재의 외경에 접하게 위치됨으로써 상기 광섬유 모재의 직경을 검출해내기 위한 제3 검출기를 더 포함함을 특징으로 하는 광섬유 모재 검사 장치.And a third detector for detecting a diameter of the optical fiber base material by being located in contact with the outer diameter of the optical fiber base material. 제1 항에 있어서, According to claim 1, 상기 제2 광원은 상기 광섬유 모재의 장축을 따라서 좌, 우로 왕복 운동을 하며 상기 제2 광을 상기 제2 검출기로 출력함을 특징으로 하는 광섬유 모재 검사 장치.And the second light source reciprocates left and right along a long axis of the optical fiber base material, and outputs the second light to the second detector. 제1 항에 있어서,According to claim 1, 상기 제1 검출기는 광전 증배관(Photomultipler tube)을 포함함을 특징으로 하는 광섬유 모재 검사 장치.The first detector includes a photomultipler tube. 제1 항에 있어서,According to claim 1, 상기 제2 검출기는 이미지 센서를 포함함을 특징으로 하는 광섬유 모재 검사 장치.And the second detector includes an image sensor. 제2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 제3 검출기는 상기 광섬유 모재의 외경에 접하게 위치된 초음파기를 포함함으로써 상기 광섬유 모재의 직경을 산출해냄을 특징으로 하는 광섬유 모재 검사 장치.And the third detector includes an ultrasonic wave positioned in contact with the outer diameter of the optical fiber base material to calculate the diameter of the optical fiber base material. 제1 항에 있어서,According to claim 1, 상기 광섬유 모재는 중공형 실리카 튜브를 포함함을 특징으로 하는 광섬유 모재 검사 장치.The optical fiber base material inspection apparatus of the optical fiber base material, characterized in that it comprises a hollow silica tube. 제1 항에 있어서,According to claim 1, 상기 광섬유 모재는 로드형 글래스를 포함함을 특징으로 하는 광섬유 모재 검사 장치.The optical fiber base material inspection apparatus, characterized in that it comprises a rod-type glass.
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