KR20070005708A - 광섬유 및 프리폼의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 광섬유 및 프리폼의 제조 방법은, 코어로드를 클래드용 석영유리관에 삽입하여 형성된 복합 모재를 수직 방향으로 배치하고, 그 하단부를 가열하는 것에 의해 용락하고, 코어로드와 석영유리관의 용착일체화와 함께 연신을 개시하는 방법으로, 석영유리관의 하단부는 외주 및 내주가 원이고, 전체로서 그 외경이 선단을 향해 축소되어 있는 테이퍼 형상이고, 당해 형상부의 각 원형 절단면에서의 평균 외경의 원중심과 석영유리관의 직동부의 심 어긋남 량이 직동부 외경의 1% 이하이고, 각 원형 절단면마다에서의 최대 두께와 최소 두께 차이가 평균 두께의 1.5% 이하인 석영유리관을 사용하고, 석영유리관과 코어로드의 하단부의 심을 맞추어 고정해 두는 것을 특징으로 한다.

석영, 유리관, 광섬유, 테이퍼, 코어로드

Description

광섬유 및 프리폼의 제조방법{Method for Producing Optical Fiber and Preform}

본 발명은, 로드 인 튜브법에 의한 광섬유 및 프리폼의 제조 방법에 관한 것이다.

석영유리계의 광섬유의 주 제조 방법인 VAD법[기상축부법(氣相軸付法))] 또는 MCVD법[내부법(內付法)] 등에 의해, 코어만 또는 클래드의 일부를 포함하는 석영유리로드(코어로드)를 만들고, 이것을 석영유리관에 삽입하여 가열용융 일체화를 행하는 로드인튜브법에 있어는, 코어의 편심(ECC: Eccentricity)을 작게 억제하기 위해 석영유리관을 코어로드에 원주방향으로 균등하게 융착시키는 것이 중요하다.

한편, 대형관을 사용한 로드 인 튜브법에 의해, 저비용으로 광섬유를 제조하는 방법이 일본 특원평 5-312710에 개시되어 있다. 이와 같이, 코어로드를 삽입한 대형 석영유리관을 가열로 상부로 투입하고 가열용융 일체화 하면서 연신하고, 가열로 하부에서 프리폼을 얻거나 또는 가열용융 일체화 하면서 선인(線引)(광섬유화) 까지 행하는 방법에서는, 석영유리관의 대형화에 수반하여 비용이 높아지는 석영유리관의 로스 및 가공을 최소한으로 억제하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 단순 절단만 행한 석영유리관에 코어로드를 삽입하고, 석영유리관의 하단을 가열로 내에 유지하고, 선단부가 용융 낙하해 오는 것을 기다려(리딩(口出)), 커랩스와 동시에 연신(延伸) 또는 선인을 개시한다.

그러나 단순히 절단한 하단 형상을 갖는 석영유리관을 사용한 경우에는, ECC의 억제가 곤란하다고 하는 문제가 있다.

일본 특개소 63-2826에 개시되어 있는 바와 같이, 클리어런스(석영유리관의 내경과 코어로드의 외경의 차)를 작게 하면 ECC는 개선되지만, ECC 규격의 타이트화에 의해 허용되는 클리어런스가 작아지고, 또한 모재의 대형화 및 장척(長尺)화에 의해 코어로드를 석영유리관에 접촉시키지 않고 삽입하는 것이 어려워진다.

코어로드의 삽입시에 석영유리관 내벽에 코어로드가 접촉되면, 접촉부에 흠집이 발생하여 용착계면부의 기포(泡)의 원인이 되고, 섬유 직경 변동이나 파단 빈도 악화의 원인이 된다.

석영유리관이 원주 방향으로 균등하게 용착하는 것에 의해 ECC를 저하시키는 방법에 관해서는, 예를 들어 일본 특개소 57-118042에 제시되어 있는 바와 같이 코어로드를 석영유리관의 중심부에 스페이서에 의해 고정하거나, 일본 특개소 62-59546에서와 같이 부분적으로 용착해 두는 방법이 제시되어 있다.

그러나, 스페이서의 사용이나 부분적으로 용착해 두는 방법은, 석영유리관의 내면이 오염되거나 열에 의해 거칠어지므로, 석영유리관과 코어로드의 용착계면에 기포가 발생하고, 섬유 직경 변동이나 파단 빈도 악화의 원인이 된다.

일본 특개소 62-59547에서는, 용착 종료 측에서만 석영유리관과 코어로드의 심(芯)을 맞추고 용착 개시단의 코어로드는 접촉시켜 두지 않는 방법이 개시되어 있다. 이 방법은, 깨끗하게 세정한 석영유리관에 코어로드를 삽입한 후, 열을 받지 않는 상부에서만 코어로드를 고정하면 되므로, 실시하기 쉽고 비용도 낮출 수 있다. 그러나, 이 방법으로 석영유리관과 코어로드의 심을 맞춰 고정해두어도, 단순히 절단한 하단 형상을 갖는 석영유리관을 사용한 경우에는, ECC 억제 효과는 없었다.

ECC가 악화되는 원인을 조사한 결과, 도 1에 나타낸 것과 같이, 석영유리관(1)의 인출측 하단이 용융하여 중력에 의해 늘어나기 시작할 때 경사지게 되고, 그 상부 두께에 불균일이 발생하고 내경의 심도 어긋나는 것이 판명되었다.

미리 석영유리관(1)의 심과 코어로드(2)의 심을 맞춰두어도, 석영유리관의 하단용융부가 도 1과 같이 심이 어긋나게 되면, 석영유리관의 심과 코어로드의 심이 어긋난 상태로 용착이 시작되므로, 코어로드 주위의 석영유리관부의 두께 차가 생겨, ECC악화의 원인이 된다. 한편, 도 1에서, 부호 1a,2a는 석영유리관(1) 및 코어로드(2)의 용융변형 전의 형상을 나타낸다.

용융을 개시할 때에 조금이라도 하단면이 기울어지기 시작하면, 하단면이 내려간 부분의 상부 두께가 다른 부분과 비교해 얇아지고, 하부 중량을 지탱하는 힘이 약해진다. 또한, 두께가 얇아진 것에 의해 가열로의 열이 전도되기 쉬우므로 점도가 저하되고, 보다 하부의 중량을 지탱하는 힘이 다른 부분에 비해 약해져, 하단면의 내려간 쪽이 더욱 아래로 내려가게 만든다. 즉, 이 현상은, 한 번 하단면이 기울어지기 시작하면, 더욱 더 기울어진 방향으로 향하는 본질적인 불안정함을 갖고 있어, 가열로의 열균형 향상이나 각 부분의 치수 정밀도 향상, 석영유리관의 타 원이나 두께편차 및 하단절단면의 직각성, 석영유리관과 가열로의 심 맞추기, 및 진동 등의 외란 대책을 행하여도, 방지하기 어렵다.

이와 같은 현상에 대해 본 발명은, 석영유리관에 코어로드를 삽입한 복합 모재를 가열로 상부에서 삽입하고, 가열용융 일체화하면서 연신하고 가열로 하부에서 프리폼을 얻어 추가로 선인을 행하거나, 또는 가열용융 일체화하면서 한번에 선인까지 행하여 광섬유를 제조하는 방법에 있어서, 석영유리관의 하단에 최소한의 가공을 실시해 두는 것에 의해, 코어로드 삽입 시의 어려움이 경감되는 넓은 클리어런스이면서, 양호한 ECC를 얻을 수 있는 광섬유 및 프리폼의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적은, 하기 1.~12. 중 하나의 구성에 의해 달성할 수 있다.

1. 코어만 또는 클래드 일부를 포함하는 코어로드를, 클래드용 석영유리관에 삽입하여 형성된 복합 모재를 수직 방향으로 배치하고, 그 하단부를 가열하는 것에 의해 용락(溶落)하고, 코어로드와 석영유리관의 용착일체화와 함께 연신을 개시하는 광섬유 제조 방법에 있어서, 석영유리관의 최초로 용락하는 부분을 포함하는 하단부는, 외주 및 내주가 실질적으로 원 형상이고, 전체로서 그 외경이 선단을 향해 축소되어 있는 테이퍼 형상이고, 테이퍼 형상부의 각 원형 절단면에서의 평균 외경의 원 중심과 이 석영유리관의 직동부의 심 어긋남 량이 석영유리관 직동부 외경의 1% 이하이고, 또한 테이퍼 형상부를 포함하는 모든 원형 절단면에서, 각 단면 마다에서의 최대 두께와 최소 두께의 차이가 평균 두께의 1.5% 이하인 형상을 갖고 있는 석영유리관을 사용하고, 또한 석영유리관과 코어로드의 적어도 하단부의 심을 맞추어 고정시켜 두는 것을 특징으로 하는 광섬유의 제조 방법.

2. 사용하는 석영유리관의 테이퍼 형상부의 내경도 선단을 향해 축소되어 있는 형상인 것을 특징으로 하는 상기 1.에 기재된 광섬유의 제조 방법.

3. 사용하는 석영유리관의 테이퍼 형상의 선단이 봉지(封止)되어 있는 것을 특징으로 하는 상기 1. 또는 2.에 기재된 광섬유의 제조 방법.

4. 사용하는 석영유리관의 테이퍼 형상의 선단이 개구(開口)되어 있는 것을 특징으로 하는 상기 1. 또는 2.에 기재된 광섬유의 제조 방법.

5. 사용하는 석영유리관의 테이퍼 형상부의 외경 또는 내경 또는 그 양쪽의 직경 변화가 계단형, 또는 일부가 계단형인 것을 특징으로 하는 상기 1.~4. 중 어느 한 항에 기재된 광섬유의 제조 방법.

6. 코어로드와 석영유리관의 용착일체화의 용융일체화와 동시에 목적하는 광섬유 직경까지 연신하여 직접 광섬유를 얻는 것을 특징으로 하는 상기 1.에서 5. 중 어느 한 항에 기재된 광섬유의 제조 방법.

7. 코어로드와 석영유리관의 용착일체화의 용융일체화와 동시에 연신하여 프리폼을 만들고, 그 프리폼에서 선인기에 의해 광섬유를 얻는 것을 특징으로 하는 상기 1.에서 5. 중 어느 한 항에 기재된 광섬유의 제조 방법.

8. 코어만 또는 클래드의 일부를 포함하는 코어로드를, 클래드용 석영유리관에 삽입하여 형성된 복합 모재를 수직 방향으로 배치하고, 그 하단부를 가열하는 것에 의해 용락하고, 코어로드와 석영유리관의 용착일체화와 함께 연신을 개시하는 광섬유용 프리폼의 제조 방법에 있어서, 석영유리관의 최초로 용락하는 부분을 포함하는 하단부는, 외주 및 내주가 실질적으로 원 상태이고, 전체로서 그 외경이 선단을 향해 축소되어 있는 테이퍼 형상이고, 테이퍼 형상부의 각 원형 절단면에서의 평균 외경의 원중심과 이 석영유리관의 직동부의 심 어긋남 량이 석영유리관 직동부의 외경의 1% 이하이고, 테이퍼 형상부를 포함하는 모든 원형 절단면에 있어, 각 단면마다에서의 최대 두께와 최소 두께의 차이가 평균 두께의 1.5% 이하인 형상을 갖고 있는 석영유리관을 사용하고, 또한 석영유리관과 코어로드의 적어도 하단부 심을 맞추어 고정해 두는 것을 특징으로 하는 광섬유용 프리폼의 제조 방법.

9. 사용하는 석영유리관의 테이퍼 형상부의 내경도 선단을 향해 축소되어 있는 형상인 것을 특징으로 하는 상기 8.에 기재된 광섬유용 프리폼의 제조 방법.

10. 사용하는 석영유리관의 테이퍼 형상의 선단이 봉지되어 있는 것을 특징으로 하는 상기 8. 또는 9.에 기재된 광섬유용 프리폼의 제조 방법.

11. 사용하는 석영유리관의 테이퍼 형상의 선단이 개구되어 있는 것을 특징으로 하는 상기 8. 또는 9.에 기재된 광섬유용 프리폼의 제조 방법.

12. 사용하는 석영유리관의 테이퍼 형상부의 외경 또는 내경 또는 그 양쪽의 직경 변화가 계단형, 또는 일부가 계단형인 것을 특징으로 하는 상기 8.에서 11. 중 어느 하나에 기재된 광섬유용 프리폼의 제조 방법.

도 1은, 종래 광섬유의 제조 방법에 의해 광섬유를 제조할 때의 석영유리관의 용융개시시 상태의 일례를 나타낸 도면이다.

도 2의 (a),(b),(c)는 본 발명의 실시 태양에 따라 석영유리관의 선단을 가공한 예를 나타내는 도면이다.

도 3은, 본 발명의 실시 태양에 따라 석영유리관의 선단을 가공한 다른 예를 나타낸 도면이다.

도 4는, 본 발명의 실시 태양에 따라 석영유리관의 선단을 가공한 또 다른 예를 나타낸 도면이다.

도 5는, 테이퍼 형상부의 각 원형 절단면에서의 평균 외경의 원중심과 이 석영유리관의 직동부와의 심 어긋남 량을 설명하기 위한 도면이다.

도 6은, 석영유리관의 테이퍼 형상부를 포함하는 모든 원형 절단면에서 각 단면마다의 최대 두께와 최소 두께의 차를 설명하기 위한 도면이다.

도 7은, 본 발명의 실시 태양에 따라 프리폼을 제조할 경우의 태양을 설명하기 위한 설명도이다.

본 발명의 광섬유 및 프리폼의 제조 방법에 있어, 실제의 선인 또는 프리폼의 제조에 대해서는, 코어만 또는 클래드의 일부를 포함하는 코어로드를, 클래드용 석영유리관에 삽입하여 형성된 복합 모재를 수직 방향으로 배치하고, 그 하단부를 가열하는 것에 의해 용락하고, 코어로드와 석영유리관의 용착일체화와 함께 연신을 개시하는 광섬유 및 프리폼을 제조한다고 하는 종래의 것을 이용할 수 있다. 석영유리관의 제조 방법 등은, 본 출원의 출원인이 출원인의 한 명인 일본 특개평 07-109141호에 개시되어 있는 것을 이용할 수 있다.

본 발명에서는, 석영유리관의 최초로 용락하는 부분을 포함하는 하단부는, 외주 및 내주가 실질적으로 원 형상이고, 전체로서 그 외경이 선단을 향해 축소되어 있는 테이퍼 형상이고, 테이퍼의 각 원형 절단면에서의 평균 외경의 원 중심과 이 석영유리관의 직동부와의 심 어긋남 량이 석영유리관 직동부의 외경의 1% 이하인 형상을 갖는 석영유리관을 사용한다.

상기 심 어긋남 량이, 상기 값을 초과하면, 본 발명의 소기 목적인 ECC 저감을 이룰 수 없다. 또한, 이 심 어긋남 량은 적으면 적을수록 좋지만, 석영관 자체의 진직성(眞直性)정도 이하이면 된다.

실제로는 도 2의 (a)와 같이 석영유리관의 외주를 테이퍼 형상으로 기계 가공을 하여 테이퍼 형상부로 하는 것이 좋다. 이 가공은 NC 선반 등에 의해 용이하게 행할 수 있다. 한편, 도 2에서, 부호 2는 코어로드를 나타낸다.

또한, 열가공에 의해 도 2의 (b)와 같이 테이퍼 형상으로 봉지하여도 좋다. 이 가공은 유리 선반에 긴 석영유리관을 세팅하고, 가공 부분을 버너 또는 전기로의 열에 의해 용융하여, 용단(溶斷)하는 것 등에 의해 용이하게 제작가능하다. 이 경우도 테이퍼 형상의 봉지부의 심이 석영유리관의 심과 어긋나지 않도록 할 필요가 있으므로, 그라파이트의 코테 등을 보조적으로 이용하면 좋다.

또한, 봉지한 경우에는, 석영유리관 내면의 세정을 용이하게 하기 위해 도 2의 (c)와 같이 선단에 개구부를 설치하여도 좋다. 상기 도 2의 (b), (c)가 석영유리관의 테이퍼 형상부의 내경도 선단을 향해 축소되어 있는 형상의 예이다.

경사진 면의 가공이 어려운 경우는, 도 3에 나타낸 것과 같이 테이퍼 형상부 를 세밀한 계단형으로 연삭하여도, ECC의 저감이라는 본 발명의 효과상에는 문제가 없지만, 리딩(口出)후 치수 제어에의 악영향 등이 있어, 바람직하게는 매끄러운 것이 좋다.

또한, 가공 방법에 따라서는 선단부에 도 4와 같은 직선부가 남아도 문제는 없다. 이들 도 3 및 도 4에 있어, 부호 10은 석영유리관, 부호 12는 호일형 지석(砥石), 부호 14는 지석의 움직임의 태양을 각각 나타낸다.

용융가공의 경우에는, 그라파이트의 테이퍼 형상의 형(型)을 사용하거나, 테이퍼 형상부의 선단에 가는 석영유리관이나 석영유리봉을 용접하여도 본 발명의 효과에는 문제는 없지만, 가능하면 간단하고 비용이 들지 않는 방법이 바람직하다.

테이퍼 형상부의 각 원형 절단면에서의 평균 외경의 원중심과 이 석영유리관의 직동부와의 심 어긋남 량은, 이하와 같이 정의된다.

도 5의 오른쪽 도면과 같이, 석영유리관 직동부의 예를 들면 3 개소(최소 2개소) a,b,c에 대해, 각 단면 마다 평균 외경을 외경으로 하는 정원(正圓)의 중심을 구하고, 각 단면의 중심으로 한다. 단면이 2개소이면, 2개의 단면 중심을 통과하는 직선을 석영유리관 직동부의 중심선(30)으로 한다. 단면이 도면과 같이 3개소나 그 이상이면, 최소 이승법(二乘法) 등을 이용하여, 모든 단면의 중심과의 차가 최소가 되는 직선을 구하고, 이것을 중심선(30)으로 하면 된다. 테이퍼 형상부도, 예를 들어 도 5의 d1~d3와 같이 몇 개소의 단면에서, 각 단면의 중심을 동일한 방법으로 구하고, 앞에서 구한 석영유리관 직동부의 중심선(30)과의 어긋난 량을 산출하고, 이 어긋난 량을 석영유리관 직동부의 평균 외경에 대한 백분율로 나타내 고, 최대인 값을 어긋난 량으로 한다.

실제 측정 단면수나 각 측정 단면내의 측정수 등은, 가공 정밀도나 측정 정밀도에 따라 필요한 정밀도가 얻어지도록, 증감하면 된다.

한편, 도 5의 오른쪽 도면에서, 부호 32는 예를 들어 왼쪽 도면의 d1 단면에서의 실제 외경 형상, 부호 34는 외경 형상(32)에서 구한 평균 외경을 갖는 정원, 부호 36은 정원(34)의 중심, 부호 38은 이 단면에서의 석영유리관 직동부의 중심선(30)과의 심이 어긋난 량을 각각 나타낸다.

본 발명에서는, 사용하는 석영유리관의 테이퍼 형상부를 포함하는 모든 원형절단면에 있어서, 각 단면 마다에서의 최대 두께와 최소 두께의 차가 평균 두께의 1.5% 이하일 필요가 있다.

각 단면 마다에서의 최대 두께와 최소 두께의 차가 상기 값을 넘으면, 상기와 같이 ECC 저감이라는 본 발명의 소기 목적을 달성할 수 없을 수 있다.

석영유리관의 테이퍼 형상부를 포함하는 모든 원형 절단면에서, 각 단면 마다에서의 최대 두께와 최소 두께의 차는, 도 6과 같이, 최대 두께(Mx)에서 최소 두께(Mn)을 감산한 것이다.

상기한 바와 같이, 사용하는 석영유리관의 테이퍼 형상부의 외경 또는 내경 또는 그 양쪽의 직경 변화가 계단형, 또는 일부가 계단형이어도 좋다.

본 발명에서는, 직접 광섬유를 제조할 경우에는, 코어로드와 석영유리관의 용착일체화의 용융일체화와 동시에 목적으로 하는 광섬유 직경까지 연신하여 직접 광섬유를 얻어도 좋고, 코어로드와 석영유리관의 용착일체화의 용융일체와와 동시 에 연신하여 프리폼을 만들고, 이 프리폼에서 선인기에 의해 광섬유를 얻어도 좋다.

본 발명의 광섬유 제조 방법에 의하면, 외경 100~250mm, 내경 40~70mm 정도의 석영유리관에, 클리어런스가 4mm~20mm 정도인 외경의 코어로드를 이용하여도, 0.2㎛ 이하의 ECC를 달성할 수 있다.

이 정도 크기의 모재에 대해, 본 발명을 이용하지 않는 경우는 클리어런스를 4mm 이하로 하지 않으면 0.2㎛ 이하의 ECC 달성은 어려우며, 코어로드 삽입시에 코어로드와 석영유리관 내면의 접촉을 방지하기 어렵게 된다.

광섬유 모재의 선단을 가늘게 하는 것에 의해, 석영유리관과 코어로드의 용착과 동시에 연신하는 것에 관한 것으로는 일본 특개 2003-327440이 있다. 또한, 프리폼에 관한 일본 특개 2002-80238에서는 긴쪽 방향의 형상이 규정되어 있다. 그러나 이러한 발명은 스타트 로스 및 로스타임 저감을 목적으로 하고 있어, 당 발명과는 목적이 전혀 다르다.

본 발명은 테이퍼 형상에 의해 ECC를 저감하는 것을 목적으로 한 것으로, 테이퍼 형상부의 원주 방향의 치수 정밀도가 중요하다.

또한 선단부에 용융 변형하지 않은 부분을 많이 설치하는 방법, 즉 선단부에서 충분하게 상부를 용융개시 위치로 하면, 하단의 용융 변형하지 않은 부분이 기울어지는 효과가 감소하고, 당 발명과 같이 선단부를 가공할 필요는 없다. 그러나 선단부의 용융 변형하지 않은 부분의 석영유리관의 로스가 커지기 때문에 비용이 올라가고, 또한 폐석영유리도 증대하게 된다.

또한, 내경도 축소되어 있는 테이퍼 형상부의 내경부에 미리 코어로드의 선단을 접촉시켜 두면, 테이퍼 형상부의 원주 방향의 치수 정밀도와는 관계 없이 ECC가 개선되지만, 이 방법은 실질적으로 선단부에서도 고정해두는 종래 방법과 같은 것이다.

더욱이, 이 방법의 경우, 코어로드와 석영유리관의 길이를 조정하는 것에 어려움이 있고, 또한 코어로드의 선단이 석영유리관 내벽을 스치는 것에 의해 발생하는 석영유리가루가 위로 날려, 커랩스 후의 용착 계면의 기포의 원인이 되고, 섬유 직경 변동의 증대나 섬유의 파단 빈도가 증가된다.

또한, 본 발명을 이용하는 경우에는, 석영유리관과 코어로드의 심을 적어도 하단부에서는 정확히 맞춰둘 필요가 있지만, 하단부 이외에서는 적당히 심을 맞추어도 영향은 적다.

(실시예 1)

외경 180mm이고 내경 52mm인 석영유리관의 하단을 외표면에 대해 40°의 각도로 선단이 가는 형상으로 기계 연삭을 실시하였다.

연삭 후의 테이퍼 형상부의 심과 석영유리관의 심의 어긋남은 모든 단면에서 외경의 0.5%이고, 테이퍼 형상부의 각 단면에서의 최대 두께와 최소 두께의 차는 평균 두께의 0.8%이었다. 그 내부에 VAD법에 의해 만든 외경 40mm의 코어로드를 삽입하였다.

코어로드와 석영유리관의 클리어런스는 12mm(한쪽 6mm)이고, 코어로드의 석영유리관 삽입시에는, 코어로드의 외표면이 석영유리관의 내면에 스치지 않고 삽입 가능하였다.

삽입 후, 도 7과 같이 코어로드(2)와 석영유리관의 심을 정확히 맞추어 금속치구(40)에 의해 석영유리관(1)의 상부 2 개소(40a,40b)에서 고정하였다.

도 7에 있어 이 복합 모재의 하단을 전기로 내에 유지하고, 하단이 용락하는 것을 기다려 리딩(口出)하고, 석영유리관과 코어로드의 커랩스와 동시에 연신하여 외경 90mm의 프리폼을 얻었다. 이 프리폼에서 선인기에 의해 외경 125㎛의 광섬유를 작성한 결과, ECC는 0.14㎛로 양호한 값이었다.

(실시예 2)

외경 200mm이고 내경 50mm인 석영유리관의 하단을 산수소 버너를 이용하여 용융하고, 테이퍼 형상으로 봉지 가공을 실시하였다.

봉지 가공 후의 테이퍼 형상부의 심과 석영유리관의 심의 어긋남은 모든 단면에서 외경의 0.9%이고, 테이퍼 형상부의 구멍이 막혀 있는 부분을 제외한 모든 단면에서의 최대 두께와 최소 두께의 차는 평균 두께의 1.3%이었다.

그 내부에 VAD법에 의해 만든 외경 35mm의 코어로드를 삽입하였다. 코어로드와 석영유리관의 클리어런스는 15mm(한쪽 7.5mm)이고, 코어로드의 석영유리관 삽입시에는, 코어로드의 외표면이 석영유리관의 내면에 스치지 않고 삽입 가능하였다. 실시예1과 마찬가지로 코어로드와 석영유리관의 심을 정확히 맞추어 석영유리관의 상부 2 개소에서 고정하고, 석영유리관의 하단을 전기로 내에 유지하고, 용락하는 것을 기다려 리딩(口出)하고, 석영유리관과 코어로드의 커랩스와 동시에 연신하여 외경 125㎛의 광섬유를 직접 제조하였다. 얻어진 광섬유의 ECC는 0.19㎛로 양호한 값이었다.

(실시예 3)

외경 160mm이고 내경 50mm인 석영유리관의 하단을 산수소 버너를 이용하여 용융하고, 테이퍼 형상으로 봉지 가공을 실시하였다. 추가로 이 선단부를 직경 10mm의 구멍이 뚫리도록 절단하고, 석영유리관의 세정시에 물빠짐 구멍으로 하였다.

연삭 후의 테이퍼 형상부의 심과 석영유리관의 심의 어긋남은 모든 단면에서 외경의 0.5%이고, 테이퍼 형상부의 각 단면에서의 최대 두께와 최소 두께의 차는 평균 두께의 0.8%이었다.

그 내부에 VAD법에 의해 만든 외경 35mm의 코어로드를 삽입하였다. 코어로드와 석영유리관의 클리어런스는 15mm(한쪽 7.5mm)이고, 코어로드의 석영유리관 삽입시에는, 코어로드의 외표면이 석영유리관의 내면에 스치지 않고 삽입 가능하였다. 실시예 1과 마찬가지로 코어로드와 석영유리관의 심을 정확히 맞추어 석영유리관의 상부 2 개소에서 고정하고, 석영유리관의 하단을 전기로 내에 유지하고 용락하는 것을 기다려 리딩(口出)하고, 석영유리관과 코어로드의 커랩스와 동시에 연신하여 외경 60mm의 프리폼을 만들고, 선인기에 의해 외경 125㎛의 광섬유를 얻은 결과, ECC는 0.12㎛로 양호한 값이었다.

(비교예 1)

실시예 1과 같은 치수인 외경 180mm, 내경 52mm인 석영유리관을 준비하고, 하단은 단순 절단면인 채로, 그 내부에 VAD법에 의해 작성한 외경 40mm의 코어로드 를 삽입하였다.

코어로드와 석영유리관의 클리어런스도 실시예 1과 같은 12mm(한쪽 6mm)이다. 실시예 1과 마찬가지로 코어로드와 석영유리관의 심을 정확히 맞추어 석영유리관의 상부 2 개소에서 코어로드를 고정하고, 석영유리관의 하단을 전기로 내에 유지하고, 하단이 용락하는 것을 기다려 리딩(口出)하고, 석영유리관과 코어로드의 커랩스와 동시에 연신하여 외경 90mm의 프리폼을 얻었다. 이 프리폼에서 광섬유 선인기에 의해 외경 125㎛의 광섬유를 제조하고 ECC를 측정한 결과 0.61㎛로 좋지 않은 값이었다.

(비교예 2)

실시예 1과 같은 치수인 외경 180mm, 내경 52mm인 석영유리관을 준비하고, 하단은 단순 절단면인 채로, 그 내부에 VAD법에 의해 작성한 외경 50mm의 코어로드를 삽입하였다.

코어로드와 석영유리관의 클리어런스가 한쪽 1mm로 작으므로, 코어로드를 석영유리관에 삽입할 때에 코어로드 외표면이 석영유리관 내표면에 접촉하여 흠집을 발생시켰다.

코어로드와 석영유리관의 심을 맞추어 석영유리관의 상부 2 개소에서 코어로드를 고정하고, 석영유리관의 하단을 전기로 내에 유지하고, 용락하는 것을 기다려 리딩(口出)하고, 석영유리관과 코어로드의 커럽스와 동시에 연신하여 외경 90mm의 프리폼을 얻었다.

이 프리폼을 관찰한 결과 코어로드와 석영유리관의 용착계면에, 코어로드 삽 입시에 생긴 흠집이 원인으로 보이는 다수의 기포를 볼 수 있었다.

이 프리폼에서 광섬유 선인기에 의해 외경 125㎛의 광섬유를 제조하고 ECC를 측정한 결과, 0.18㎛로 양호한 값이었다. 그러나 계면의 기포가 원인으로 보이는 섬유 직경의 큰 변동이 보였고, 파단도 발생하였다.

(비교예 3)

실시예 3과 마찬가지로, 외경 160mm, 내경 50mm인 석영유리관의 하단을 산수소 버너를 이용하여 용융하고, 테이퍼 형상으로 봉지 가공을 실시하였다.

추가로 이 선단부를 직경 10mm의 구멍이 뚫리도록 절단하고, 석영유리관의 세정시에 물빠짐 구멍으로 하였다.

연삭 후의 테이퍼 형상부의 심과 석영유리관의 심의 어긋남은 모든 단면에서 외경의 1.2%이고, 선단이 가는 형상부의 각 단면에서의 최대 두께와 최소 두께의 차는 평균 두께의 0.7%이었다.

그 내부에 VAD법에 의해 작성한 외경 35mm의 코어로드를 삽입하였다. 코어로드와 석영유리관의 클리어런스는 15mm(한쪽 7.5mm)이다. 코어로드와 석영유리관의 심을 정확히 맞추어 석영유리관의 상부 2 개소에서 고정하고, 석영유리관의 하단을 전기로 내에 유지하고, 용락하는 것을 기다려 리딩(口出)하고 석영유리관과 코어로드의 커럽스와 함께 연신하여 외경 60mm의 프리폼을 제조하고, 선인기에 의해 외경 125㎛의 광섬유를 얻었다. 그러나 ECC는 0.28㎛로 양호하다고 보기에는 어려운 값이었다.

(비교예 4)

실시예 2와 마찬가지로 외경 200mm, 내경 50mm인 석영유리관의 하단을 산수소 버너를 이용하여 용융하고, 테이퍼 형상으로 봉지 가공을 실시하였다.

봉지 가공 후의 테이퍼 형상부의 심과 석영유리관의 심의 어긋남은 모든 단면에서 외경의 0.8%이고, 테이퍼 형상부의 구멍이 막혀 있는 부분을 제외한 모든 단면에서의 최대 두께와 최소 두께의 차는 평균 두께의 1.7%이었다.

그 내부에 VAD법에 의해 작성한 외경 35mm의 코어로드를 삽입하였다. 코어로드와 석영유리관의 클리어런스는 15mm(한쪽 7.5mm)이다.

실시예 1과 마찬가지로 코어로드와 석영유리관의 하단을 전기로 내에 유지하고 용락하는 것을 기다려 리딩(口出)하고, 석영유리관과 코어로드의 커랩스와 동시에 연신하여 외경 125㎛의 광섬유를 직접 제조하였다. 얻어진 광섬유의 ECC는 0.24㎛이고, 양호하다고 하기 힘든 값이었다.

이상 설명한 본 발명에 의하면, 석영유리관의 리딩(口出)측 하단을 테이퍼 형상으로 하는 것에 의해 비용 증가를 최소한으로 억제하면서 양호한 ECC를 얻을 수 있는 광섬유 및 프리폼을 얻을 수 있다.

Claims (12)

1. 코어만 또는 클래드 일부를 포함하는 코어로드를, 클래드용 석영유리관에 삽입하여 형성된 복합 모재를 수직 방향으로 배치하고, 그 하단부를 가열하는 것에 의해 용락하고, 코어로드와 석영유리관의 용착일체화와 함께 연신을 개시하는 광섬유 제조 방법에 있어서, 석영유리관의 최초로 용락하는 부분을 포함하는 하단부는, 외주 및 내주가 실질적으로 원 형상이고, 전체로서 그 외경이 선단을 향해 축소되어 있는 테이퍼 형상이고, 테이퍼 형상부의 각 원형 절단면에서의 평균 외경의 원중심과 이 석영유리관의 직동부와의 심 어긋남 량이 석영유리관 직동부 외경의 1% 이하이고, 또한 테이퍼 형상부를 포함하는 모든 원형 절단면에서, 각 단면 마다에서의 최대 두께와 최소 두께의 차이가 평균 두께의 1.5% 이하인 형상을 갖고 있는 석영유리관을 사용하고, 또한 석영유리관과 코어로드의 적어도 하단부의 심을 맞추어 고정시켜 두는 것을 특징으로 하는 광섬유의 제조 방법.
2. 제1항에 있어서,

   사용하는 석영유리관의 테이퍼 형상부의 내경도 선단을 향해 축소되어 있는 형상인 것을 특징으로 하는 광섬유의 제조 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   사용하는 석영유리관의 테이퍼 형상의 선단이 봉지되어 있는 것을 특징으로 하는 광섬유의 제조 방법.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   사용하는 석영유리관의 테이퍼 형상의 선단이 개구되어 있는 것을 특징으로 하는 광섬유의 제조 방법.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

   사용하는 석영유리관의 테이퍼 형상부의 외경 또는 내경 또는 그 양쪽의 직경 변화가 계단형, 또는 일부가 계단형인 것을 특징으로 하는 광섬유의 제조 방법.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

   코어로드와 석영유리관의 용착일체화의 용융일체화와 동시에 목적하는 광섬유 직경까지 연신하여, 직접 광섬유를 얻는 것을 특징으로 하는 광섬유의 제조 방법.
7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

   코어로드와 석영유리관의 용착일체화의 용융일체화와 동시에 연신하여 프리폼을 만들고, 그 프리폼에서 선인기에 의해 광섬유를 얻는 것을 특징으로 하는 광섬유의 제조 방법.
8. 코어만 또는 클래드의 일부를 포함하는 코어로드를, 클래드용 석영유리관에 삽입하여 형성된 복합 모재를 수직 방향으로 배치하고, 그 하단부를 가열하는 것에 의해 용락하고, 코어로드와 석영유리관의 용착일체화와 함께 연신을 개시하는 광섬유용 프리폼의 제조 방법에 있어서, 석영유리관의 최초로 용락하는 부분을 포함하는 하단부는, 외주 및 내주가 실질적으로 원 상태이고, 전체로서 그 외경이 선단을 향해 축소되어 있는 테이퍼 형상이고, 테이퍼 형상부의 각 원형 절단면에서의 평균 외경의 원 중심과 이 석영유리관의 직동부와의 심 어긋남 량이 석영유리관 직동부의 외경의 1% 이하이고, 테이퍼 형상부를 포함하는 모든 원형 절단면에 있어서, 각 단면마다에서의 최대 두께와 최소 두께의 차이가 평균 두께의 1.5% 이하인 형상을 갖고 있는 석영유리관을 사용하고, 또한 석영유리관과 코어로드의 적어도 하단부 심을 맞추어 고정해 두는 것을 특징으로 하는 광섬유용 프리폼의 제조 방법.
9. 제8항에 있어서,

   사용하는 석영유리관의 테이퍼 형상부의 내경도 선단을 향해 축소되어 있는 형상인 것을 특징으로 하는 광섬유용 프리폼의 제조 방법.
10. 제8항 또는 제9항에 있어서,

    사용하는 석영유리관의 테이퍼 형상의 선단이 봉지되어 있는 것을 특징으로 하는 광섬유용 프리폼의 제조 방법.
11. 제8항 또는 제9항에 있어서,

    사용하는 석영유리관의 테이퍼 형상의 선단이 개구되어 있는 것을 특징으로 하는 광섬유용 프리폼의 제조 방법.
12. 제8항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,

    사용하는 석영유리관의 테이퍼 형상부의 외경 또는 내경 또는 그 양쪽의 직경 변화가 계단형, 또는 일부가 계단형인 것을 특징으로 하는 광섬유용 프리폼의 제조 방법.

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