KR20050097692A - 광섬유 모재 제작 방법과 광섬유 인출 방법 - Google Patents

광섬유 모재 제작 방법과 광섬유 인출 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20050097692A
KR20050097692A KR1020040022907A KR20040022907A KR20050097692A KR 20050097692 A KR20050097692 A KR 20050097692A KR 1020040022907 A KR1020040022907 A KR 1020040022907A KR 20040022907 A KR20040022907 A KR 20040022907A KR 20050097692 A KR20050097692 A KR 20050097692A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
base material
primary
secondary base
optical fiber
over cladding
Prior art date
Application number
KR1020040022907A
Other languages
English (en)
Inventor
오성국
김성진
Original Assignee
삼성전자주식회사
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 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020040022907A priority Critical patent/KR20050097692A/ko
Priority to US10/942,223 priority patent/US20050223749A1/en
Priority to CNA2004100850712A priority patent/CN1677143A/zh
Publication of KR20050097692A publication Critical patent/KR20050097692A/ko

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
    • C03B37/012—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
    • C03B37/012—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
    • C03B37/01205—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments starting from tubes, rods, fibres or filaments
    • C03B37/01225—Means for changing or stabilising the shape, e.g. diameter, of tubes or rods in general, e.g. collapsing
    • C03B37/0124—Means for reducing the diameter of rods or tubes by drawing, e.g. for preform draw-down
    • C03B37/01245—Means for reducing the diameter of rods or tubes by drawing, e.g. for preform draw-down by drawing and collapsing
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
    • C03B37/02—Manufacture of glass fibres or filaments by drawing or extruding, e.g. direct drawing of molten glass from nozzles; Cooling fins therefor
    • C03B37/025—Manufacture of glass fibres or filaments by drawing or extruding, e.g. direct drawing of molten glass from nozzles; Cooling fins therefor from reheated softened tubes, rods, fibres or filaments, e.g. drawing fibres from preforms
    • C03B37/027—Fibres composed of different sorts of glass, e.g. glass optical fibres
    • C03B37/02754—Solid fibres drawn from hollow preforms
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
    • Y02P40/50—Glass production, e.g. reusing waste heat during processing or shaping
    • Y02P40/57—Improving the yield, e-g- reduction of reject rates

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)

Abstract

본 발명은 제1 및 제2 척과, 링형의 산·수소 버너와, 퍼네이스와, 상기 제1 및 제2 척의 사이에서 왕복 이동하는 캐리지가 위치된 선반과, 상기 두 개의 척 중 어느 하나에 연결된 진공 펌프와, 상기 척 중 다른 하나에 연결된 커플러와, 상기 캐리지와 상기 산·수소 버너의 유량 및 상기 척들의 회전을 제어하기 위한 제어부를 포함하는 오버 클래딩 장치를 이용한 광섬유 모재 제작 방법에 관한 것으로 상기 제1 척에 고정된 1차 모재를 레벨링시키기 위한 제1 레벨링 과정과, 상기 제2 척에 고정된 2차 모재를 레벨링시키기 위한 제2 레벨링 과정과, 상기 1차 모재를 상기 2차 모재의 동축으로 삽입시키기 위한 오버 클래딩 과정과, 상기 2차 모재를 상기 퍼네이스로 예열시키고, 상기 버너로 가열해서 연화시키기 위한 연화 과정과, 상기 1차 모재가 삽입된 상기 2차 모재의 제1 단부를 밀봉시키기 위한 봉합 과정과, 상기 1차 모재가 삽입된 상기 2차 모재의 제2 단부를 통해서 상기 2차 모재 내부를 음(-)압의 진공상태로 형성해서 상기 1차 및 2차 모재를 밀착시키기 위한 클로징 과정을 포함한다.

Description

광섬유 모재 제작 방법과 광섬유 인출 방법{METHOD OF FABRICATING 0PTICAL FIBER PREFORM AND DRAWING OPTICAL FIBER}
본 발명은 광섬유 모재의 제작 방법에 관한 것으로서, 특히 오버 클래딩 장치를 이용한 대구경의 광섬유 모재 제작 방법에 관한 것이다.
통상적으로 광섬유는 1차 모재를 제작한 후에 이를 튜브 형태의 2차 모재에 삽입하는 로드-인 튜브(Rode-In tube) 또는 오버 클래딩(Over Cladding) 공정에 의해서 광섬유 모재를 제작하는 과정과, 상기 광섬유 모재로부터 기 설정된 직경의 광섬유를 인출해내는 과정에 의해서 제작된다.
상기 광섬유 모재는 상술한 로드-인 튜브 또는 오버 클래딩 공정 외에도 기상축 증착법(Vapour phase deposition), 변형된 화학 기상축 증착법(Modified chemical vapour deposition) 등에 의해서 제작 가능하다.
상술한 증착법들은 기체 상태의 SiCl4 및 기타 도펀트(Dopant) 등의 화학 가스와 산소(O2)를 동시에 가열해서 가수분해시켜서 슈트(Soot)라 불리는 SiO2의 입자를 생성하며, 상기 슈트들을 모봉의 외주면 또는 석영관의 내주면에 증착시키는 방법이다.
즉, 상기 외부 증착법은 상기 슈트들을 봉(rode) 형태의 모봉에 증착시키기 위한 방법으로서, 상기 슈트가 증착된 기공성의 모봉을 고로에 넣고 Cl2 및 He를 사용해서 슈트가 증착된 상기 모봉을 탈수 및 소결시켜서 투명화된 광섬유 모재를 완성하게 된다.
또한, 상기 내부 증착법은 튜브(Tube) 형태의 석영관 내부에 슈트를 증착시키기 위한 방법으로서, 슈트가 증착된 석영관을 상기 외부 증착법과 동일한 방법으로 탈수 및 소결화시켜서 투명화된 광섬유 모재를 완성하게 된다.
그러나, 증착에 의한 대구경 광섬유 모재의 제작 방법은 공정 시간이 길어지고, 제품 수율이 저하되며 광섬유 모재의 직경을 늘리는데 한계가 있다.
상술한 바와 같은 생산성 저하의 문제를 극복하기 위해서 오버 클래딩 방법을 따라서 대구경 광섬유 모재를 제작하는 것이 일반적이다. 상술한 오버 클래딩 방법은 증착 등에 의해서 제작된 봉 형태의 1차 모재를 솔-젤(Sol-Gel) 등에 의해서 제작된 튜브(tube) 형태의 2차 모재에 삽입한 후, 열원 등으로 가열해서 대구경의 광섬유 모재를 제작하기 위한 방법이다. 상기 오버 클래딩에 의한 대구경 광섬유 모재의 제작 방법은 제리(Jerry) 등에 의해서 미국 출원된 미국 특허번호 제 4,820,322호(Method of and apparatus for overcladding a glass rode)에 상세히 기술되고 있다. 상술한 열원으로는 산·수소 버너 등을 사용한다.
그러나, 오버 클래딩 방법에 있어서, 상기 2차 모재는 열원에 의해 직접적으로 가열됨으로써 외주면은 연화되어 점도가 떨어지는 반면에, 그 내경은 연화가 진행되지 않고 일정하게 점도를 유지하는 문제가 있다. 상술한 문제는 상기 2차 모재 내부와 외부 사이의 온도 불균형 현상을 유발한다. 상술한 온도 불균형 현상은 2차 모재의 찌그러짐과, 상기 2차 모재 내부에 불순물 입자들이 달라붙는 등의 문제를 유발한다 .
더욱이, 산·수소 버너로 1차 모재와 2차 모재를 씰링(Sealing)시킬 경우에 1차 모재와 2차 모재의 경계부분으로 산·수소 버너에서 생성된 물방울이 유입되게 되는 문제가 있다. 2차 모재의 두께가 크고, 콜랩스 속도가 느릴 경우는 진공 상태로 인해서 상술한 물방울이 제거 가능하지만, 상기 2차 모재의 두께가 얇고 콜랩스 속도가 빠를 경우는 물방울이 제거되지 않고 1차 모재와 2차 모재 사이에서 흡착되는 문제가 발생한다. 상술한 물방울이 흡착된 광섬유 모재는 광섬유 인출 과정 중에 단선을 유발하는 문제가 된다.
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해서 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 온도 불균형으로 인한 광섬유의 찌그러짐과, 그 내부에 수분이 유입되는 것을 방지하기 위한 광섬유 모재의 제작 벙법을 제공하는 데 있다.
본 발명에 따른 제1 및 제2 척과, 링형의 산·수소 버너와, 퍼네이스와, 상기 제1 및 제2 척의 사이에서 왕복 이동하는 캐리지가 위치된 선반과, 상기 두 개의 척 중 어느 하나에 연결된 진공 펌프를 포함하는 오버 클래딩 장치를 이용한 광섬유 모재 제작 방법은,
상기 제1 척에 고정된 1차 모재를 레벨링시키기 위한 제1 레벨링 과정과;
상기 제2 척에 고정된 2차 모재를 레벨링시키기 위한 제2 레벨링 과정과;
상기 1차 모재를 상기 2차 모재의 동축으로 삽입시키기 위한 오버 클래딩 과정과;
상기 2차 모재를 상기 퍼네이스로 예열시키고, 상기 산·수소 버너로 가열해서 연화시키기 위한 연화 과정과;
상기 1차 모재가 삽입된 상기 2차 모재의 제1 단부를 퍼네이스로 가열해서 밀봉시키기 위한 씰링 과정과;
상기 1차 모재가 삽입된 상기 2차 모재의 제2 단부를 통해서 상기 2차 모재 내부를 음(-)압의 진공상태로 형성해서 상기 1차 및 2차 모재를 밀착시키기 위한 클로징 과정을 포함한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조해서 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우는 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 오버 클래딩 장치를 이용한 광섬유 모재를 제작하기 위한 방법을 나타내기 위한 개략도이고, 도 3은 도 1에 도시된 광섬유 모재를 제작하기 위한 오버 클래딩 장치의 구성을 나타내는 도면이다. 도 1과 도 3을 참조해서 본 발명의 제1 실시예에 따른 광섬유 모재의 제작 과정을 설명한다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 제1 및 제2 척(20, 30)과, 링형의 산·수소 버너(40)와, 퍼네이스(furnace, 50)와, 진공 펌프(114)를 포함하는 오버 클래딩 장치(100)를 이용한 광섬유 모재 제작 방법은 제1 레벨링(Leveling) 과정과, 제2 레벨링 과정과, 오버 클래딩 과정과, 연화 과정과, 씰링(Sealing) 과정과, 1차 모재(101)가 삽입된 상기 2차 모재(102)의 제2 단부를 통해서 상기 2차 모재 내부를 음(-)압의 진공 분위기를 형성해서 상기 1차 및 2차 모재(101, 102)를 밀착시키기 위한 콜랩스(collapse) 과정을 포함한다. 상기 1차 모재(101)는 외부 증착 또는 내부 증착에 의해 제작된 봉(rode) 형태의 모봉을 의미하며, 상기 2차 모재(102)는 솔-젤(sol-gel) 또는 내부 증착 등의 방법에 의해 제작된 10㎜ 이상의 내경을 갖는 튜브(tube) 형태의 석영관 등을 의미한다.
상기 제1 레벨링 과정은 상기 제1 척(20)에 고정된 상기 1차 모재(101)를 레벨링시키기 위한 과정이고, 상기 제2 레벨링 과정은 상기 제2 척(30)에 고정된 2차 모재(102)를 레벨링시키기 위한 과정이다. 상기 오버 클래딩 과정은 상기 제1 레벨링 과정에서 레벨링된 상기 1차 모재(101)를 상기 제2 레벨링 과정에서 레벨링된 상기 2차 모재(102)의 동축으로 삽입시키기 위한 과정이다.
상기 연화 과정은 상기 2차 모재(102)를 상기 퍼네이스(50)로 예열시키고, 상기 산·수소 버너(40)로 가열해서 연화시키기 위한 과정이다. 상기 씰링 과정은 상기 1차 모재(101)가 삽입된 상기 2차 모재(102)의 제1 단부를 퍼네이스(50)로 가열해서 씰링시키기 위한 과정이다.
즉, 본 발명의 제1 실시예에 따른 광섬유 모재의 제작 방법은 1차 모재(101)가 삽입된 2차 모재(102)의 제1 단부를 상기 퍼네이스(50)로 가열해서 씰링함으로써, 상기 산·수소 버너(40)에 의해서 생성된 수분이 광섬유 모재의 제작 과정에 상기 1차 및 2차 모재(101, 102)의 사이에 유입되는 것을 방지한다.
도 2a 내지 도 2c는 도 1에 도시된 대구경 광섬유 모재의 제작 과정을 설명하기 위한 도면들이다. 도 1 내지 도3을 참조하면, 본 발명에 적용하기 위한 오버 클래딩 장치(100)는 1차 모재(101)를 2차 모재(102)에 삽입시켜서 대구경의 광섬유 모재를 제작하기 위한 장치로서, 선반(10)과, 제1 및 제2 척(20, 30)과, 링(ring) 형태의 산·수소 버너(40)와, 퍼네이스(50)와, 상기 제1 및 제2 척(20, 30)의 사이에서 왕복 이동하는 캐리지(60)와, 상기 두 개의 척 중 어느 하나에 연결된 진공 펌프(114)와, 상기 퍼네이스(50)에 전원을 공급하기 위한 버스 바(53)와, 상기 버스 바(53)와 케이블(55)로 연결된 전원 공급부 등을 포함한다. 상기 2차 모재(102)는 합성 석영관 또는 천연 석영관을 사용할 수 있다.
상기 선반(10)은 수평 또는 수직 선반 등을 사용할 수 있으며, 그 상면에 상기 캐리지(60)를 이동시키기 위한 수단과, 가이드 봉(11)이 설치되고, 상기 제1 및 제2 척(20, 30)은 상기 선반(10)의 양 끝단에 상호 대향되게 위치된다. 상기 캐리지(60)는 상기 가이드 봉(11)을 따라서 왕복 이송 운동을 하게 된다.
상기 1차 모재(101)는 상기 제1 척(20)에 회전 가능하게 고정되고, 상기 1차 모재(101)는 그 장축을 따라서 균일한 직경을 갖도록 레벨링(leveling)된다. 또한, 상기 2차 모재(102)는 상기 제2 척(30)에 고정되며, 그 장축을 따라서 균일한 직경을 갖도록 레벨링 된다. 즉, 상기 제1 및 제2 척(20, 30)은 상기 1차 모재 및 2차 모재(101, 102) 각각을 상기 선반(10) 상에 회전 가능하게 지지한다. 보다 구체적으로, 상기 제1 및 제2 척(20, 30) 각각에 연결되는 상기 1차 모재(101)와 2차 모재(102)의 일단은 더미 튜브(dummy tube)가 연결되고, 상기 더미 튜브는 상기 제1 및 제2 척(20, 30)에 고정된다. 레벨링이 완료된 상기 1차 모재(101)는 상기 2차 모재(102)의 동축으로 삽입되며, 상기 1차 및 2차 모재(101, 102) 사이의 경계에는 클리어런스(Clearance, 108)가 형성된다.
상기 퍼네이스(50)는 상기 1차 모재(101)가 삽입된 상기 2차 모재(102)를 가열 및 예열하기 위한 수단으로서 그 내부에 그라파이트(Graphite) 재질의 발열체를 포함하며, 상기 발열체는 상기 전원 공급부로부터 공급된 전원에 의해서 발열하게 된다. 상기 퍼네이스(50)는 2000 ~ 2500℃ 정도의 온도를 유지하며 상기 1차 및 2차 모재(101, 102)에 고온 영역을 형성한다. 또한, 상기 퍼네이스(50)의 측 방향에 조작 유니트(54)가 설치됨으로써 사용이 용이하다. 상기 퍼네이스(50)는 헬륨(He), 아르곤(Ar) 등의 불활성 가스 또는 상기 가스들의 혼합 가스(He + Ar)를 주입시키기 위한 복수의 튜브들(58)이 연결된다. 상기 퍼네이스(50)의 상부 및 하부 각각에 콘턱터 플렌지(51a, 51b)와, 커버 플렌지(52)가 조립된다.
상기 콘덕터 플렌지(51a, 51b)는 복수의 상기 버스 바(53)가 설치됨으로써 상기 케이블(55)에 의해 연결된 상기 전원 공급부로부터 전원을 공급받는다. 상기 콘덕터 플렌지(conductor flange, 51a, 51b)는 타이 바(tie bar, 56) 등에 의해 체결된다.
상기 산·수소 버너(40)는 상기 캐리지(60) 상에 장착됨으로써 상기 캐리지(60)에 의해서 상기 제2 모재(102)의 장축을 따라서 왕복 이송 운동을 하게 된다. 또한, 산·수소 버너(40)의 상측에는 신장 및 수축이 가능한 환기용 덕트(42)가 설치되고, 상기 산·수소 버너(40)의 하측에는 상기 퍼네이스(50)가 장착된다. 즉, 상기 덕트(42), 상기 산·수소 버너(40), 및 상기 퍼네이스(50)는 상기 캐리지(60)에 일체로 장착되어 상기 제2 모재(102)의 장축을 따라서 왕복 이송 운동을 하게된다.
도 2a는 도 1에 도시된 A-A의 단면도이다. 도 2a를 참조하면, 상기 퍼네이스(50)는 상기 캐리지(60)에 의해서 상기 1차 및 2차 모재(101, 102)의 제1 단부로 이동됨으로써 상기 제1 단부를 가열해서 고온 영역을 형성하고, 상기 퍼네이스(50)에 의해서 가열된 상기 제1 및 제2 모재들(101, 102)의 제1 단부는 씰링된다.
도 2b를 참조하면, 상기 제1 및 제2 척들(20, 30)은 상기 1차 및 2차 모재(101, 102)를 회전시키고, 상기 1차 및 2차 모재(101, 102)의 내부에는 상기 튜브들(58)을 통해서 불활성 가스들이 주입된다. 또한, 상기 2차 모재(102)의 표면이 상기 퍼네이스(50)에 의해서 1700℃까지 가열되면 상기 캐리지(60)를 이용해서 상기 산·수소 버너(40)를 상기 1차 및 2차 모재(101, 102)의 제2 단부로 이동시키고, 이동 중의 상기 산·수소 버너(40)는 상기 2차 모재(102)를 약한 열로 가열함으로써 상기 1차 및 2차 모재(101, 102) 사이 클리어런스(Clearance, 108)에 유입된 불순물들을 소각시키게 된다.
도 2c를 참조하면, 상기 1차 및 2차 모재가 연화되면, 상기 진공 펌프(114)는 상기 2차 모재(102) 내부에 진공 분위기를 형성함으로써 상기 1차 및 상기 2차 모재(101, 102) 사이의 클리어런스(108)를 제거하게 된다. 즉, 상기 진공 펌프(114)는 상기 2차 모재(102) 내부를 음(-)압의 진공 상태를 형성함으로써 상기 1차 및 2차 모재(101, 102)를 밀봉시키고, 상기 산·수소 버너(40)의 산소 유량을 75 lpm에서 150 lpm까지 증가시켜서 상기 1차 및 2차 모재(101, 102)를 콜랩스(collapse)시킨다. 이 후, 완성된 광섬유 모재를 상기 척들(20, 30)로부터 분리시켜서 일정시간 냉각시킴으로써 광섬유 모재의 오버 클래딩 과정이 완료된다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 광섬유 모재를 제작하기 위한 과정을 나타내기 위한 개략도이다. 도 3과 4를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 오버 클래딩 장치를 이용한 광섬유 모재 제작 방법은 제1 척(20)에 고정된 1차 모재(101)를 레벨링시키기 위한 제1 레벨링 과정과, 제2 척(30)에 고정된 2차 모재(102)를 레벨링시키기 위한 제2 레벨링 과정과, 상기 1차 모재(101)를 상기 2차 모재(102)의 동축으로 삽입시키기 위한 오버 클래딩 과정과, 상기 2차 모재(102)를 퍼네이스(50)로 예열시키고, 상기 산·수소 버너(40)로 가열해서 연화시키기 위한 연화 과정과, 상기 1차 및 2차 모재(101, 102) 사이의 실리카 점도를 매칭시키기 위한 증착층(110)을 형성하기 위한 증착 과정과, 상기 1차 모재(101)가 삽입된 상기 2차 모재(102)의 제1 단부를 밀봉시키기 위한 씰링(sealing) 과정과, 상기 1차 모재(101)가 삽입된 상기 2차 모재(102)의 제2 단부를 통해서 상기 2차 모재(102) 내부를 음(-)압의 진공 상태로 형성해서 상기 1차 및 2차 모재(101, 102)를 밀착시키기 위한 클로징 과정을 포함한다. 즉, 본 발명의 제2 실시예에 따른 광섬유 모재 제작 방법은 상기 1차 및 2차 모재(101, 102) 사이의 클리어런스(Clearance)에 유리 형성 물질들(104)을 주입함으로써 상기 1차 모재와 상기 2차 모재 사이의 점도를 조절하기 위한 방법에 관한 실시예이다.
상기 오버 클래딩 장치는 상기 1차 및 2차 모재(101, 102) 사이에 유리 형성 물질을 주입시키기 위한 로터리 유니온(Rotary union, 106)을 더 포함한다. 이하, 본 발명의 제2 실시예에 설명에 있어서 제1 실시예와 중복되는 부분의 설명은 생략한다.
상기 로터리 유니온(106)은 상기 1차 및 2차 모재(101, 102) 사이의 실리카 점도를 조절하기 위해서 유리 형성 물질들(104)을 혼합해서 상기 1차 및 2차 모재(101, 102) 사이의 클리어런스에 주입한다. 상기 유리 형성 물질들(104)로는 프레온(Freon), 붕소(boron) 또는 POCl3 등이 사용 가능하고, 상기 유리 형성 물질들(104)의 조합 또한 가능하다.
상기 유리 형성 물질들(104)이 주입된 상기 1차 및 2차 모재(101, 102)는 상기 산·수소 버너(40)로 가열시킴으로써 상기 1차 및 2차 모재(101, 102) 사이의 실리카 점도를 매칭시키기 위한 유리 형성 물질들(104)이 증착층(108)을 형성한다. 이 때, 상기 2차 모재(102)의 표면 가열 온도는 1800℃ 정도이며, 상기 산·수소 버너(40)의 왕복 이동 속도는 1.5 ~ 2 ㎝/min으로 제어된다.
그 후에, 상기 제1 및 제2 척(20, 30)을 구동시켜서 상기 1차 및 2차 모재(101, 102)를 20 ~ 30 rpm의 속도로 회전시킨다. 상기 퍼네이스(50)를 통해서 상기 1차 및 2차 모재(101, 102)의 사이에 불활성 가스를 공급한다. 또한, 상기 산·수소 버너(40)에 30 lpm의 수소와, 15 lpm의 산소를 공급해서 상기 1차 및 2차 모재(101, 102)를 10 ~ 30분 정도 예열시킨다.
예열된 상기 1차 및 2차 모재(101, 102)의 점도가 저하되어 연화되면, 상기 진공 펌프(114)를 작동시켜서 상기 1차 및 2차 모재(101, 102) 사이의 클리어런스를 음(-)압의 진공 상태를 형성함으로써 상기 1차 및 2차 모재(101, 102)를 밀봉시킨다. 이 때, 상기 1차 및 2차 모재(101, 102)를 퍼네이스(50)를 이용해서 콜랩스된 광섬유 모재를 완성하게 된다. 상기 광섬유 모재는 산·수소 버너(40)를 이용해서 연화시킨 후, 일정 시간 동안 안정화시켜서 오버 클래딩 과정이 완료된다.
도 5는 본 발명의 바람직한 제3 실시예에 따른 광섬유를 인출하기 위한 방법을 나타내는 개략도로서, 오버 클래딩 방법을 거치지 않고 곧바로 광섬유를 인출하기 위한 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 5를 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 광섬유 인출 방법은 1차 및 2차 모재(158, 156)로부터 광섬유 모재를 형성하기 위한 과정들과, 상기 광섬유 모재로부터 광섬유를 인출하기 위한 인출 과정을 포함한다.
상기 광섬유 모재를 형성하기 위한 과정들은 상기 1차 및 2차 모재(158, 156)를 광섬유 인출 장치에 설치하기 위한 설치 과정과, 상기 1차 및 2차 모재를 연화시키기 위한 예열 과정과, 콜랩스 과정을 포함한다.
상기 설치 과정은 1차 모재(158)와 2차 모재(156)의 일 단을 밀봉시켜서, 광섬유 인출 장치의 피드 모듈(150)에 설치된 척(154)에 장착시키며 상기 광섬유 모재의 밀봉된 일 단을 진공 펌프(152)와 연결시키기 위한 과정이다. 즉, 상기 1차 및 2차 모재(158, 156) 각각을 레벨링(leveling)시킴과 동시에 상기 1차 모재(158)를 상기 2차 모재(156)의 동축에 삽입시킨다. 이 후, 상기 1차 및 2차 모재(158, 156)의 일 단을 밀봉시켜서 광섬유 인출 장치의 피드 모듈(feed module; 150)의 일 측에 위치된 척(154)에 장착시킨다. 또한, 밀봉된 상기 1차 및 2차 모재(156, 158)의 일단은 진공 펌프(152)와 연결된다.
상기 예열 과정은 1차 및 2차 모재(156, 158)를 퍼네이스(162)로 가열해서 고온의 영역을 형성하기 위한 과정이다. 보다 구체적으로, 상기 퍼네이스(162)는 그 내부에 위치된 상기 1차 및 2차 모재(158, 156)를 가열해서 고온 영역을 형성한다. 상기 퍼네이스(162)의 내부에는 고온으로 인한 산화를 방지하기 위해서 아르곤 등의 불활성 가스를 흘려주며, 이상 상기 1차 및 2차 모재(158, 156)를 20분 이상 가열해서 연화시킨다.
상기 콜랩스 과정은 연화된 상기 1차 및 2차 모재(158, 156)의 내부를 상기 진공 상태로 형성함으로써 상기 1차 및 2차 모재(158, 156)를 밀봉시킨 광섬유 모재를 형성하기 위한 과정이다. 즉, 상기 퍼네이스(162)에 의해서 연화된 상기 1차 및 2차 모재(158, 156)의 내부를 상기 진공 펌프(152)로 음(-)압의 진공 분위기를 형성함으로써 상기 1차 모재와 2차 모재(158, 156)가 밀봉되는 콜랩스(collaspe) 현상이 발생된다.
상기 인출 과정은 상기 광섬유 모재로부터 광섬유를 인출하며, 인출되는 상기 광섬유를 냉각시키고 그 외경을 측정해서 경화성 수지로 코팅시키기 위한 과정이다.
상기 퍼네이스(162)에 의해서 가열된 상기 광섬유 모재를 캡스탄(172)을 이용해서 인출함으로써 기 설정된 직경의 광섬유(160)를 인출하게 된다. 상기 광섬유 모재로부터 인출되는 광섬유(160)의 외경을 외경 측정기(164) 등을 이용해서 측정하고, 상기 광섬유(160)의 외경이 일정하지 않을 경우에 상기 캡스탄(172)의 인출 속도를 제어함으로써 인출되는 상기 광섬유(160)의 외경을 일정하게 유지시킨다. 또한, 상기 광섬유 모재로부터 인출된 상기 광섬유(160)는 냉각 장치(166)에서 냉각되며, 냉각된 상기 광섬유(160)는 코팅 장치(168)에서 실리콘, 아크릴 등의 자외선 경화 수지로 외부 피복이 코팅된다. 외부 피복이 코팅된 상기 광섬유(160)는 자외선 경화 장치(170)에서 경화된다. 최종적으로 외부 피복이 형성된 광섬유(160)는 캡스탄(172)을 통해서 스플(174)에 권취된다.
본 발명은 퍼네이스를 이용해서 1차 및 2차 모재의 고온 영역을 형성하고, 그 일단을 밀봉시킴으로써 산·수소 버너로 인해 생성된 수분이 상기 1차 및 2차 모재의 내부로 유입되는 것을 방지하는 이점이 잇다. 또한, 퍼네이스에 의해서 충분한 열량이 2차 모재에 전달됨으로써 온도 불균형으로 인한 2차 모재의 크랙(crack) 현상을 억제할 수 있는 이점이 있다.
그 외에도, 퍼네이스를 사용함으로써 불순물 발생을 억제하고 이로 인해서 높은 강도를 갖는 광섬유의 제작이 가능하다. 더욱이 1차 및 2차 모재 사이에 실리카 점도를 매칭시키기 위한 증착층을 형성함으로써 상기 1차 및 2차 모재 사이의 점도 차이로 인한 마이크로 벤딩(micro bending)으로 인한 손실을 감소시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 오버 클래딩 장치를 이용한 광섬유 모재를 제작하기 위한 방법을 나타내기 위한 개략도,
도 2a는 도 1에 도시된 A-A'의 단면도,
도 2b는 도 1에 도시된 B-B'의 단면도,
도 2c는 본 발명의 제1 실시예에 의해서 제작된 광섬유 모재를 나타내기 위한 도면,
도 3은 도 1에 도시된 광섬유 모재를 제작하기 위한 오버 클래딩 장치의 구성을 나타내는 도면,
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 광섬유 모재를 제작하기 위한 과정을 나타낸 개략도,
도 5는 본 발명의 바람직한 제3 실시예에 따른 광섬유를 인출하기 위한 방법을 나타내는 개략도.

Claims (15)

  1. 제1 및 제2 척과, 링형의 산·수소 버너와, 퍼네이스와, 상기 제1 및 제2 척의 사이에서 왕복 이동하는 캐리지가 위치된 선반과, 상기 두 개의 척 중 어느 하나에 연결된 진공 펌프를 포함하는 오버 클래딩 장치를 이용한 광섬유 모재 제작 방법에 있어서,
    상기 제1 척에 고정된 1차 모재를 레벨링시키기 위한 제1 레벨링 과정과;
    상기 제2 척에 고정된 2차 모재를 레벨링시키기 위한 제2 레벨링 과정과;
    상기 1차 모재를 상기 2차 모재의 동축으로 삽입시키기 위한 오버 클래딩 과정과;
    상기 2차 모재를 상기 퍼네이스로 예열시키고, 상기 산·수소 버너로 가열해서 연화시키기 위한 연화 과정과;
    상기 1차 모재가 삽입된 상기 2차 모재의 제1 단부를 퍼네이스로 가열해서 밀봉시키기 위한 씰링과정과;
    상기 1차 모재가 삽입된 상기 2차 모재의 제2 단부를 통해서 상기 2차 모재 내부를 음(-)압의 진공상태로 형성해서 상기 1차 및 2차 모재를 밀착시키기 위한 클로징 과정을 포함함을 특징으로 하는 오버 클래딩 장치를 이용한 광섬유 모재 제작 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 1차 모재는 봉의 형태로서 외부 또는 내부 증착에 의해서 제조됨을 특징으로 하는 오버 클래딩 제조 장치를 이용한 광섬유 모재 제작 방법.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 2차 모재는 합성 또는 천연 석영관을 포함함을 특징으로 하는 오버 클래딩 제조 장치를 이용한 광섬유 모재 제작 방법.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 2차 모재는 내경이 10㎜ 이상임을 특징으로 하는 오버 클래딩 제조 장치를 이용한 광섬유 모재 제작 방법.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 1차 및 2차 모재 사이에 불활성 가스를 주입해서 상기 1차 및 2차 모재 사이의 이물질을 제거함을 특징으로 하는 오버 클래딩 장치를 이용한 광섬유 모재 제작 방법.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 1차 모재의 외주면에 부착된 이물질 등은 상기 2차 모재 내주면을 통해서 전달되는 열과 불활성 가스에 의해 제거됨을 특징으로 하는 오버 클래딩 제조 장치를 이용한 광섬유 모재 제작 방법.
  7. 제5 항에 있어서,
    상기 1차 모재의 외주면에 부착된 이물질은 상기 퍼네이스 또는 상기 산·수소 버너에 의해 생성된 열전도율과 불활성 가스에 의해서 제거됨을 특징으로 하는 오버 클래딩 제조 장치를 이용한 광섬유 모재 제작 방법.
  8. 제5 항에 있어서,
    상기 불활성 가스는 헬륨, 아르곤 또는 질소 가스를 포함함을 특징으로 하는 오버 클래딩 제조 장치를 이용한 광섬유 모재 제작 방법.
  9. 제1 및 제2 척과, 링형의 산·수소 버너와, 퍼네이스와, 상기 제1 및 제2 척의 사이에서 왕복 이동하는 캐리지가 위치된 선반과, 상기 두 개의 척 중 어느 하나에 연결된 진공 펌프와, 상기 척 중 다른 하나에 연결된 커플러와, 상기 캐리지와 상기 산·수소 버너의 유량 및 상기 척들의 회전을 제어하기 위한 제어부를 포함하는 오버 클래딩 장치를 이용한 광섬유 모재 제작 방법에 있어서,
    상기 제1 척에 고정된 1차 모재를 레벨링시키기 위한 제1 레벨링 과정과;
    상기 제2 척에 고정된 2차 모재를 레벨링시키기 위한 제2 레벨링 과정과;
    상기 1차 모재를 상기 2차 모재의 동축으로 삽입시키기 위한 오버 클래딩 과정과;
    상기 2차 모재를 상기 퍼네이스로 예열시키고, 상기 산·수소 버너로 가열해서 연화시키기 위한 연화 과정과;
    상기 1차 및 2차 모재 사이의 실리카 점도를 매칭시키기 위한 증착층을 형성하기 위한 증착 과정과;
    상기 1차 모재가 삽입된 상기 2차 모재의 제1 단부를 밀봉시키기 위한 씰링과정과;
    상기 1차 모재가 삽입된 상기 2차 모재의 제2 단부를 통해서 상기 2차 모재 내부를 음(-)압의 진공상태로 형성해서 상기 1차 및 2차 모재를 밀착시키기 위한 클로징 과정을 포함함을 특징으로 하는 오버 클래딩 장치를 이용한 광섬유 모재 제작 방법.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 증착층은 상기 1차 및 2차 모재 사이에 유리 형성 물질을 주입해서 형성됨을 특징으로 하는 오버 클래딩 장치를 이용한 광섬유 모재 제작 방법.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 유리 형성 물질은 PoCl3, 프레온 또는 붕소 등의 점성이 낮은 물질들을 포함함을 특징으로 하는 오버 클래딩 장치를 이용한 광섬유 모재 제작 방법.
  12. 제10 항에 있어서,
    상기 1차 및 2차 모재 사이에 SiCl4, PoCl3가 주입됨을 특징으로 하는 오버 클래딩 장치를 이용한 광섬유 모재 제작 방법.
  13. 제10 항에 있어서,
    상기 1차 및 2차 모재 사이에 SiCl4, PoCl3 및 프레온이 주입됨을 특징으로 하는 오버 클래딩 장치를 이용한 광섬유 모재 제작 방법.
  14. 제10 항에 있어서,
    상기 1차 및 2차 모재 사이에 SiCl4, PoCl3, 프레온 및 붕소가 주입됨을 특징으로 하는 오버 클래딩 장치를 이용한 광섬유 모재 제작 방법.
  15. 광섬유 인출 방법에 있어서,
    1차 모재와 2차 모재의 일 단을 밀봉시켜서, 광섬유 인출 장치의 피드 모듈에 설치된 척에 장착시키며 밀봉된 일 단을 진공 펌프와 연결시키기 위한 설치 과정과;
    상기 1차 및 2차 모재의 밀봉된 일 단에 퍼네이스로 가열해서 고온의 영역을 형성하기 위한 예열 과정과;
    연화된 상기 1차 및 2차 모재의 내부를 상기 진공 펌프를 이용해서 진공 분위기를 형성함으로써 상기 1차 및 2차 모재를 밀봉시킨 광섬유 모재를 형성하기 위한 콜랩스 과정과;
    상기 광섬유 모재로부터 광섬유를 인출하며, 인출되는 상기 광섬유를 냉각시키고 그 외경을 측정해서 경화성 수지로 코팅시키기 위한 인출 과정을 포함함을 특징으로 하는 광섬유 인출 방법.
KR1020040022907A 2004-04-02 2004-04-02 광섬유 모재 제작 방법과 광섬유 인출 방법 KR20050097692A (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020040022907A KR20050097692A (ko) 2004-04-02 2004-04-02 광섬유 모재 제작 방법과 광섬유 인출 방법
US10/942,223 US20050223749A1 (en) 2004-04-02 2004-09-16 Method of fabricating an optical fiber preform and drawing of an optical fiber
CNA2004100850712A CN1677143A (zh) 2004-04-02 2004-10-12 制造光纤预制棒以及拉拔光纤的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020040022907A KR20050097692A (ko) 2004-04-02 2004-04-02 광섬유 모재 제작 방법과 광섬유 인출 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20050097692A true KR20050097692A (ko) 2005-10-10

Family

ID=35049761

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020040022907A KR20050097692A (ko) 2004-04-02 2004-04-02 광섬유 모재 제작 방법과 광섬유 인출 방법

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20050223749A1 (ko)
KR (1) KR20050097692A (ko)
CN (1) CN1677143A (ko)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105084753A (zh) * 2015-08-17 2015-11-25 浙江富通光纤技术有限公司 一种光纤预制棒的拉丝预处理装置及方法
CN106396361A (zh) * 2016-08-26 2017-02-15 江苏亨通光导新材料有限公司 一种光纤预制棒套管烧结装置及其烧结方法
CN107082559B (zh) * 2017-05-10 2019-08-13 烽火通信科技股份有限公司 光纤的快速制造方法

Family Cites Families (40)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3556097A (en) * 1969-09-25 1971-01-19 Air Reduction Disposable anesthesia-breathing circuit unit
US3713440A (en) * 1971-01-18 1973-01-30 P Nicholes Filtration system
US3856051A (en) * 1972-02-28 1974-12-24 J Bain Flexible tube device
US4007737A (en) * 1974-01-28 1977-02-15 Paluch Bernard R Anesthesia breathing system
US4148732A (en) * 1977-04-05 1979-04-10 Burrow Clovis E Bacteria filter unit
US4188946A (en) * 1977-10-07 1980-02-19 Rayburn Robert L Controllable partial rebreathing anesthesia circuit and respiratory assist device
US4269194A (en) * 1978-02-13 1981-05-26 Rayburn Robert L Carbon dioxide measurement from expired gases in a partial rebreathing anesthesia circuit
US4367769A (en) * 1978-07-17 1983-01-11 James Bain Safety connector for flexible tube device
US4232667A (en) * 1978-09-05 1980-11-11 Jack Chalon Single limb breathing circuit assembly and absorber
US4265235A (en) * 1979-05-11 1981-05-05 Fukunaga Atsuo F Anesthetic system
DE2929584A1 (de) * 1979-07-21 1981-02-05 Draegerwerk Ag Feuchtigkeitsaustauscher in einrichtungen fuer die atmung
US4657532A (en) * 1985-07-19 1987-04-14 Thomas Jefferson University Intra-peritoneal perfusion of oxygenated fluorocarbon
US4462397A (en) * 1981-04-03 1984-07-31 Terumo Corporation Breathing circuit
US4391271A (en) * 1981-04-06 1983-07-05 Albert Blanco Respirator circuit
US4463755A (en) * 1981-05-18 1984-08-07 Terumo Corporation Breathing circuit
US4621634A (en) * 1984-01-27 1986-11-11 Trutek Research, Inc. Anesthesia tubing connections
US4596246A (en) * 1984-02-24 1986-06-24 Lyall Robert N Method and apparatus for converting patient breathing system between circle and non-rebreathing configurations
US4637384A (en) * 1985-02-15 1987-01-20 The Boc Group, Inc. Coaxial breathing circuit
US5623922A (en) * 1986-09-23 1997-04-29 Smith; Charles A. Insulated breathing tube
US5377670A (en) * 1986-09-23 1995-01-03 Smith; Charles A. Insulated breathing tube
US4809706A (en) * 1988-01-13 1989-03-07 Watson Robert L Incentive inhalation spirometer apparatus
US4967744A (en) * 1988-11-03 1990-11-06 Airoflex Medical, Inc. Flexible breathing circuit
US4938210A (en) * 1989-04-25 1990-07-03 Trudell Medical Inhalation chamber in ventilator circuit
GB8911627D0 (en) * 1989-05-19 1989-07-05 Intersurgical Guernsey Ltd Improvements in filters
CA2004930C (en) * 1989-12-08 1996-04-02 John Richard Sikora Anaesthetic and respirator breathing circuit device
US5140983A (en) * 1990-04-11 1992-08-25 Jinotti Walter J Multi purpose catheter assembly
US5088486A (en) * 1990-04-11 1992-02-18 Jinotti Walter J Closed system reusable dual purpose catheter
US5320093A (en) * 1990-12-21 1994-06-14 Brigham And Women's Hospital Rapid anesthesia emergence system using closed-loop PCO2 control
US5284160A (en) * 1991-11-13 1994-02-08 Dryden Gale E Consolidated anesthesia circuit
US5230727A (en) * 1992-06-05 1993-07-27 Cybermedic, Inc. Air filter for medical ventilation equipment and the like
EP0590289A1 (en) * 1992-09-28 1994-04-06 Engström Medical Ab Patient connector
US5398675A (en) * 1992-10-14 1995-03-21 Henkin; Melvyn L. Anesthesia rebreathing system
US5404873A (en) * 1993-06-16 1995-04-11 King System Corporation Division Of Barco Molding, Inc. Anesthesia circuit
US5823184A (en) * 1994-04-18 1998-10-20 Tyco International (Us) Inc. Breathing circuit
AU2428495A (en) * 1995-03-28 1996-10-16 Ballard Medical Products Anti-contaminating catheter sheath with filter/closure barri ers
US5901705A (en) * 1996-10-17 1999-05-11 King Systems Corporation Sleeved filter for a breathing circuit
US5722391A (en) * 1996-11-12 1998-03-03 Par Medical, Inc. Anesthesia tube assembly
US5778872A (en) * 1996-11-18 1998-07-14 Medlis, Inc. Artificial ventilation system and methods of controlling carbon dioxide rebreathing
US6003511A (en) * 1996-11-18 1999-12-21 Medlis Corp. Respiratory circuit terminal for a unilimb respiratory device
BR9808072A (pt) * 1997-03-27 2000-03-28 Samsung Electronics Co Ltd Aparelho para sobre-revestimento de uma haste de fibra ótica e processos para sobre-revestimento de uma haste de pré forma de fibra ótica e para estiramento de fibra ótica

Also Published As

Publication number Publication date
CN1677143A (zh) 2005-10-05
US20050223749A1 (en) 2005-10-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU719475B2 (en) Apparatus and method for overcladding optical fiber preform rod and optical fiber drawing method
EP1740510B1 (en) Method for fabricating an optical fiber and preform for fabricating an optical fiber
RU99122756A (ru) Устройство и способ нанесения наружной оболочки на стержень заготовки оптического волокна и способ волочения оптического волокна
US6883351B2 (en) Method for fabricating a low polarization mode dispersion optical fiber
US20050039490A1 (en) Optical fiber deposition tube fused in deuterium atmosphere for attenuation improvement
CN111116036B (zh) 制造用于光纤的玻璃预制件的方法
US20130291604A1 (en) Method of manufacturing an optical fibre glass preform
CA2318414C (en) Optical fiber preform manufacturing apparatus and method for shrinkage and closing of deposited tube
US10730784B2 (en) Method for preparing a primary preform by etching and collapsing a deposited tube
KR20050097692A (ko) 광섬유 모재 제작 방법과 광섬유 인출 방법
US20050076680A1 (en) Method and apparatus for manufacturing optical fiber preforms using the outside vapor deposition process
KR100521958B1 (ko) 수정화학기상증착법에 있어서 이중토치를 이용한 광섬유모재의 제조 방법 및 장치
KR100521955B1 (ko) 프리히팅 과정을 포함하는 수정화학기상증착공법을 이용한 광섬유 프리폼의 제조방법 및 장치
US20020178761A1 (en) Method of low PMD optical fiber manufacture
US7797966B2 (en) Hot substrate deposition of fused silica
KR100251774B1 (ko) 광섬유 모재 오버 클래딩 방법 및 광섬유 인출방법
KR20010063194A (ko) 광섬유 모재의 제조방법
KR100251773B1 (ko) 광섬유 모재 오버 클래딩 제조장치
KR100540492B1 (ko) 광섬유 모재의 제조방법 및 제조장치
KR100762611B1 (ko) 광섬유 모재의 제조 방법 및 이를 이용한 광섬유의 제조방법
US20060112732A1 (en) Method and apparatus for heating porous preform
CN117105519A (zh) 一种大尺寸石英衬套管制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application