KR20200031802A - Optical Fiber Preform Deposition Apparatus, Deposition Method And Optical Fiber Preform Using The Same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 광섬유 모재 증착장치 및 증착방법 그리고 이를 이용하여 증착된 광섬유 모재에 관한 것이다. 보다 상세하게, 본 발명은 광섬유 모재의 반경 방향 또는 길이 방향 증착 품질이 균일한 대구경 광섬유 모재(Preform)를 증착하기 위한 광섬유 모재 증착장치 및 증착방법 그리고 이를 이용하여 증착된 광섬유 모재에 관한 것이다.The present invention relates to an optical fiber base material deposition apparatus and a deposition method and an optical fiber base material deposited using the same. More specifically, the present invention relates to an optical fiber base material deposition apparatus and a deposition method for depositing a large-diameter optical fiber base material (Preform) having a uniform radial or longitudinal deposition quality of the optical fiber base material, and an optical fiber base material deposited using the same.
광섬유는 코어를 감싸는 이너(inner) 클래드와 아웃터(outer) 클래드를 포함하며, 최근 이러한 광섬유의 수요가 꾸준히 증가하면서 광섬유의 제조를 위한 광섬유용 모재의 생산성을 올리기 위해 모재의 대구경화가 요구된다.The optical fiber includes an inner clad and an outer clad that wraps around the core, and in recent years, as the demand for these optical fibers has increased steadily, large-hardening of the base material is required to increase productivity of the optical fiber base material for manufacturing the optical fiber.
이를 위해 VAD(vapor axial deposition), OVD(outside vapor deposition), PCVD(plasma chemical vapor deposition) 등의 공법을 이용하여 1차 코어 모재를 제조하고, OVD 공법이나 RIC(rod in cylinder) 공법을 사용하여 대구경의 2차 클래드 모재(광섬유 모재)를 제조하고 있다. To this end, a primary core substrate is prepared using a method such as vapor axial deposition (VAD), outside vapor deposition (OVD), or plasma chemical vapor deposition (PCVD), and the OVD method or the rod in cylinder (RIC) method is used. Secondary clad base material (optical fiber base material) of large diameter is manufactured.
대구경의 2차 클래드 모재를 만들기 위해 코어 모재 공정보다는 클래드 공정에서의 대규모 균일 증착 기술이 수반되어야 한다. 대구경 모재 증착을 위한 생산성 증가 방안으로 기존의 1~2개의 단일 버너에서 3개 이상의 멀티버너 사용으로 변화되고 있으며, 코어로드에 증착되는 수트(soot) 량이 증가되면서 타겟과 버너와의 거리가 가까워지고, 표면적이 증가되면서 증착되는 단위 량도 증가되어 생산성을 증가하게 된다. In order to make a large-diameter secondary clad base material, a large scale uniform deposition technique in the clad process must be carried out rather than the core base material process. As a productivity increase method for large-diameter base material deposition, it is being changed from the existing 1 ~ 2 single burners to the use of 3 or more multi-burners, and the distance between the target and the burner becomes closer as the amount of soot deposited on the core rod increases. , As the surface area increases, the amount of deposited units increases, thereby increasing productivity.
하지만, 버너와 타겟과의 거리가 짧아지면서 입자 성장 시간이 줄어들면서 발생되는 입자 크기 차이로 인해 모재의 길이방향 또는 반경방향 밀도 불균일 현상이 발생되고, 이는 소결 공정에서 수축율 차이로 인해 외경 불균일을 일으킬 우려가 높다. 또한 간격을 줄여서 생산성을 증가시키지만, 이로 인해 입자의 성장이 작은 상태에서 증착이 이루어져 안쪽보다 바깥쪽의 밀도가 높아서 후 공정인 탈수 및 소결 공정시 내부의 OH 불순물 및 공정 가스 제거가 원활치 못하게 되어 디개싱(degassing) 공정 추가 및 공정 시간 증가가 발생되어 오히려 생산성이 낮아지는 원인을 제공하게 된다.However, as the distance between the burner and the target is shortened, the particle size difference generated as the particle growth time decreases causes a longitudinal or radial density non-uniformity of the base material, which may cause an outer diameter non-uniformity due to a difference in shrinkage in the sintering process. There is high concern. In addition, the productivity is increased by reducing the gap, but due to this, deposition is performed in a state in which the growth of particles is small, and the density of the outside is higher than the inside, making it difficult to remove internal OH impurities and process gases during the subsequent dehydration and sintering processes. The degassing process is added and the process time is increased, thereby providing a reason for lower productivity.
본 발명은 광섬유 모재의 반경 방향 또는 길이 방향 증착 품질이 균일한 대구경 광섬유 모재(Preform)를 증착하기 위한 광섬유 모재 증착장치 및 증착방법 그리고 이를 이용하여 증착된 광섬유 모재를 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.The present invention is to solve the problem of providing an optical fiber base material deposition apparatus and a deposition method for depositing a large-diameter optical fiber base material having a uniform deposition quality in a radial or longitudinal direction of the optical fiber base material and a deposited optical fiber base material using the same. do.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 양단의 스핀들 사이에 코어로드를 장착하고 회전시키며, 수직 방향 이동이 가능한 장착부; 상기 코어로드의 외주면 상에 연료가스로 분사하여 화염을 발생시키고, 증착물질을 상기 화염 속에 분사하여 상기 클래드 수트층을 증착시키기 위한 하나 이상의 버너; 상기 클래드 수트층의 외주면 접선 방향으로 광을 조사하는 적어도 하나의 광 조사기; 상기 광 조사기에서 조사된 광을 수신하는 적어도 하나의 광 검출기; 및 상기 버너 및 상기 장착부를 제어하며, 상기 광 검출기에서 상기 광의 검출 여부에 따라 상기 광 조사기 또는 상기 광 검출기 위치를 변경 가능한 제어기;를 포함하는 광섬유 모재 증착장치를 제공할 수 있다.In order to solve the above problems, the present invention is to mount and rotate the core rod between the spindles at both ends, a mounting unit capable of vertical movement; One or more burners for generating a flame by spraying with fuel gas on the outer circumferential surface of the core rod, and depositing the clad soot layer by spraying a deposition material into the flame; At least one light irradiator for irradiating light in a tangential direction to the outer circumferential surface of the clad suit layer; At least one photo detector that receives light irradiated from the light irradiator; And a controller which controls the burner and the mounting unit and is capable of changing the position of the light irradiator or the light detector according to whether the light is detected by the light detector.
이 경우, 상기 광 조사기 및 상기 광 검출기의 상기 광은 레이저빔, 자외선광, 가시광선광 및 적외선광 중 하나일 수 있다.In this case, the light of the light irradiator and the photo detector may be one of a laser beam, ultraviolet light, visible light, and infrared light.
그리고, 상기 제어기는 상기 버너로부터 상기 클래드 수트층 사이의 거리를 미리 결정된 간격으로 유지시켜, 증착되는 상기 클래드 수트층의 결정 입자의 크기와 밀도의 편차가 반경방향으로 최소화되도록 제어할 수 있다.In addition, the controller may maintain a distance between the clad soot layer from the burner at a predetermined interval, so that deviations in the size and density of the crystal grains of the deposited clad soot layer are minimized in the radial direction.
여기서, 상기 버너는 상기 코어로드의 길이 방향을 따라 미리 결정된 간격으로 복수 개가 구비될 수 있다.Here, a plurality of burners may be provided at predetermined intervals along the longitudinal direction of the core rod.
또한, 상기 제어기는 상기 광 검출기에서 상기 광의 검출 중단시 상기 클래드 수트층이 증착되고 있는 상기 코어로드가 장착된 장착부를 미리 결정된 높이 상승시킬 수 있다.In addition, the controller may raise the mounting portion on which the core rod on which the clad suit layer is deposited is mounted at a predetermined height when the detection of the light is stopped at the photo detector.
이 경우, 상기 제어기는 상기 광 조사기의 광이 상기 코어로드의 클래드 수트층과 간섭되지 않도록 상기 광 조사기와 상기 광 검출기를 회전 또는 이동시킬 수 있다.In this case, the controller may rotate or move the light irradiator and the light detector so that the light of the light irradiator does not interfere with the clad suit layer of the core rod.
그리고, 상기 제어기는 상기 장착부의 상승 또는 상기 광 조사기와 검출기의 회전 또는 이동 여부와 무관하게 상기 버너와 상기 장착부의 스핀들을 작동시켜 상기 클래드 수트층의 증착을 연속적으로 수행할 수 있다.In addition, the controller may continuously perform deposition of the clad suit layer by operating the burner and the spindle of the mounting unit regardless of whether the mounting unit is raised or the light irradiator and the detector are rotated or moved.
여기서, 상기 제어기는 상기 광 검출기에서 상기 광의 검출이 중단되고 상기 클래드 수트층의 직경이 미리 결정된 최대 직경에 도달하는 경우 광섬유 모재 증착장치의 작동을 중단시킬 수 있다.Here, the controller may stop the operation of the optical fiber base material deposition apparatus when the detection of the light is stopped at the photo detector and the diameter of the clad suit layer reaches a predetermined maximum diameter.
또한, 상기 광 조사기와 상기 광 검출기의 세트는 상기 코어로드의 길이 방향을 따라 미리 결정된 간격으로 복수 개가 구비될 수 있다.In addition, a plurality of sets of the light irradiator and the light detector may be provided at predetermined intervals along the length direction of the core rod.
이 경우, 상기 제어기는 복수 개의 상기 광 검출기 모두에서, 상기 광의 검출 중단시 상기 클래드 수트층이 증착되고 있는 상기 장착부를 상승시킬 수 있다.In this case, the controller may raise the mounting portion on which the clad suit layer is deposited, when the detection of the light is stopped in all of the plurality of photo detectors.
그리고, 상기 제어기는 복수 개의 상기 광 검출기 중 일부의 광 검출기의 광 검출 중단시 해당 광 검출기 인접한 버너의 화염의 세기 및 증착물질 공급량 중 적어도 하나가 감소되독 제어할 수 있다.In addition, when the photodetector of some of the plurality of photodetectors is stopped, the controller may control at least one of the intensity of the flame of the burner adjacent to the photodetector and the amount of deposition material to be reduced.
또한, 상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 양단의 스핀들 사이에 코어로드를 장착하고 회전시키는 코어로드 장착단계; 하나 이상의 버너가 연료가스를 연료로 사용해 상기 코어로드를 향하여 화염을 발생시키고 증착물질을 상기 화염 속에 분사하여 상기 코어로드의 외주면 상에 클래드 수트층을 증착시키는 수트층 증착단계; 적어도 하나의 광 조사기에서 상기 클래드 수트층의 외주면 접선 방향으로 광을 조사하는 광 조사단계; 및 상기 광 조사기 각각에 대향하여 설치된 광 검출기에서 상기 광을 검출하는 광 검출단계; 상기 광 검출단계에서 광 검출 중단시 상기 클래드 수트층이 증착되고 있는 상기 코어로드를 미리 결정된 높이 상승시키는 코어로드 상승단계; 상기 광 조사기에서 조사된 광과 클래드 수트층이 간섭되지 않도록 상기 광 조사기와 상기 광 검출기를 회전 또는 이동시키는 광 변경단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광섬유 모재 증착방법을 제공할 수 있다.In addition, to solve the above problem, the present invention is a core rod mounting step of mounting and rotating the core rod between the spindles at both ends; A soot layer deposition step of depositing a clad soot layer on the outer circumferential surface of the core rod by at least one burner generating a flame toward the core rod using fuel gas as fuel, and spraying a deposition material into the flame; A light irradiation step of irradiating light in at least one light irradiator in a tangential direction to an outer circumferential surface of the clad suit layer; And a light detection step of detecting the light in a photo detector installed facing each of the light irradiators. A core rod raising step of raising the core rod on which the clad suit layer is deposited at a predetermined height when the photo detection is stopped in the photo detecting step; It is possible to provide a method for depositing a base material for an optical fiber, comprising: a light changing step of rotating or moving the light irradiator and the photo detector so that the light irradiated from the light irradiator and the clad suit layer do not interfere.
이 경우, 상기 수트층 증착단계는 상기 버너로부터 상기 클래드 수트층의 단부까지의 거리를 미리 결정된 간격으로 유지시켜, 증착되는 상기 클래드 수트층의 결정 입자의 크기와 밀도가 반경방향으로 일정하게 유지되도록 제어할 수 있다.In this case, the soot layer deposition step maintains the distance from the burner to the end of the clad soot layer at a predetermined interval, so that the size and density of the crystalline particles of the clad soot layer deposited are kept constant in the radial direction. Can be controlled.
그리고, 상기 수트층 증착단계에서 상기 코어로드의 길이 방향을 따라 미리 결정된 간격으로 설치된 복수 개의 버너를 이용할 수 있다.In addition, a plurality of burners installed at predetermined intervals along the length direction of the core rod may be used in the soot layer deposition step.
여기서, 상기 코어로드 상승단계 중 상기 수트층 증착단계는 중단되지 않을 수 있다.Here, the soot layer deposition step of the core rod rising step may not be stopped.
또한, 상기 광 변경단계는 상기 코어로드 상승단계와 함께 수행될 수 있다.Also, the light changing step may be performed together with the core rod raising step.
이 경우, 상기 광 조사단계는 복수 개의 광 조사기 및 복수 개의 광 검출기를 사용하여 수행될 수 있다.In this case, the light irradiation step may be performed using a plurality of light irradiators and a plurality of light detectors.
그리고, 상기 코어로드 상승단계는 복수 개의 상기 광 검출기 모두에서 광의 검출 중단시 수행될 수 있다.Further, the step of raising the core rod may be performed when detection of light is stopped by all of the plurality of photo detectors.
여기서, 상기 수트층 증착단계 및 상기 광 조사 및 검출단계에서 상기 제어기는 복수 개의 상기 광 검출기 중 일부의 광 검출기의 광 검출 중단시 해당 광 검출기 인접한 버너의 화염의 세기 및 증착물질 공급량 중 적어도 하나가 감소되도록 제어할 수 있다.Here, in the step of depositing the soot layer and the step of irradiating and detecting the light, at least one of the intensity of the flame of the burner adjacent to the corresponding photodetector and the amount of the deposition material supplied when the photodetector of some of the photodetectors is stopped It can be controlled to decrease.
또한, 상기 광 검출단계에서 광이 검출되어도 상기 버너와 상기 클래드 수트층 사이의 거리가 미리 결정된 하한값에 도달하는 경우 상기 코어로드 상승단계가 수행될 수 있다.In addition, even when light is detected in the light detection step, when the distance between the burner and the clad suit layer reaches a predetermined lower limit value, the core rod raising step may be performed.
또한, 상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 광섬유 모재를 증착하기 위한 코어로드를 회전시키고, 연료가스와 증착물질을 연소시켜 분사하는 적어도 하나의 버너로 코어로드 외주면에 클래드 수트층을 증착시키며, 클래드 수트층 외주면 근방에서 광을 조사하여 광의 검출여부에 따라 클래드 수트층의 직경을 감지하고, 클래드 수트층의 직경 증가시 코어로드를 상승시키며 상기 버너로부터 상기 클래드 수트층의 단부까지의 거리를 미리 결정된 간격으로 유지 광섬유 모재를 증착하는 광섬유 모재 증착방법을 제공할 수 있다.In addition, to solve the above problems, the present invention rotates the core rod for depositing the optical fiber base material, and deposits a clad soot layer on the outer circumferential surface of the core rod with at least one burner that injects by burning fuel gas and deposition material, The light is irradiated near the outer circumferential surface of the clad soot layer to detect the diameter of the clad soot layer depending on whether light is detected, and when the diameter of the clad soot layer increases, the core rod is raised, and the distance from the burner to the end of the clad soot layer is preset. It is possible to provide a method for depositing an optical fiber base material for depositing a retaining optical fiber base material at a determined interval.
또한, 상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 전술한 광섬유 모재 증착장치로 증착된 광섬유 모재를 제공할 수 있다.In addition, in order to solve the above problems, the present invention can provide an optical fiber base material deposited by the above-described optical fiber base material deposition apparatus.
또한, 상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 전술한 모재 증착방법으로 증착된 광섬유 모재를 제공할 수 있다.In addition, in order to solve the above problems, the present invention can provide an optical fiber base material deposited by the base material deposition method described above.
본 발명에 따른 광섬유 모재 증착장치 및 증착방법에 의하면, 케미컬과 가연/조연성 가스 및 실드 가스가 분출되는 버너의 끝 단에서부터 타겟까지의 거리를 미리 결정된 간격으로 유지시킬 수 있다. According to the optical fiber base material deposition apparatus and deposition method according to the present invention, the distance from the end of the burner from which the chemical and combustible / combustible gas and shield gas are ejected to the target can be maintained at a predetermined interval.
또한, 본 발명에 따른 광섬유 모재 증착장치 및 증착방법에 의하면, 버너에서 분출된 케미컬과 가스들 간의 반응으로 생성된 미립자가 타겟까지 이동거리가 일정함으로써 동일 크기의 입자가 공정 초기부터 종료까지 증착됨으로써 반경 방향 균일한 밀도가 유지되어 후 공정인 소결 공정에서의 수축율이 균등하게 이루어져 균일한 외경의 모재를 얻을 수 있다.In addition, according to the apparatus for depositing an optical fiber base material and a deposition method according to the present invention, particles generated by reaction between chemicals and gases ejected from a burner have a constant travel distance to a target, whereby particles of the same size are deposited from the beginning of the process to the end. The uniform density in the radial direction is maintained so that the shrinkage rate in the sintering process, which is a subsequent process, is uniform, so that a base material having a uniform outer diameter can be obtained.
또한, 본 발명에 따른 광섬유 모재 증착장치 및 증착방법에 의하면, 대구경에 따른 반경 방향의 증착 균일성을 통해 길이방향으로 균일한 외경을 갖도록 광섬유 인선 품질을 향상시킬 수 있다.In addition, according to the apparatus for depositing an optical fiber base material and a deposition method according to the present invention, it is possible to improve the quality of an optical fiber cutting edge to have a uniform outer diameter in the longitudinal direction through a uniform deposition in a radial direction according to a large diameter.
도 1은 본 발명에 따른 광섬유 모재 증착장치에 클래드 수트층을 증착하기 위하여 코어로드가 장착되어 증착이 시작되는 과정을 도시한다.
도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 광섬유 모재 증착장치에 클래드 수트층이 증착되는 과정을 도시한다.
도 4는 본 발명에서 스핀들의 이동과 광 조사기의 조사각의 변경을 설명하기 위한 도면이다.
도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 광섬유 모재 증착장치를 통한 광섬유 모재 증착과정에서 시간에 따른 버너와 코어로드에 증착된 클래드 수트층 외주면 사이의 거리의 관계를 도시한다.
도 7는 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유 모재 증착방법의 블록선도를 도시한다.1 illustrates a process in which deposition is started by mounting a core rod to deposit a clad soot layer in an optical fiber base material deposition apparatus according to the present invention.
2 and 3 show the process of depositing the clad soot layer in the optical fiber base material deposition apparatus according to the present invention.
4 is a view for explaining the movement of the spindle and the change of the irradiation angle of the light irradiator in the present invention.
5 and 6 show the relationship between the distance between the outer peripheral surface of the clad soot layer deposited on the core rod and the burner over time in the process of depositing the optical fiber base material through the optical fiber base material deposition apparatus according to the present invention.
7 is a block diagram of a method for depositing a base material of an optical fiber according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명된 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록, 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein and may be embodied in other forms. Rather, the embodiments introduced herein are provided to ensure that the disclosed contents are thorough and complete, and that the spirit of the present invention is sufficiently conveyed to those skilled in the art. Throughout the specification, the same reference numbers refer to the same components.
도 1은 본 발명에 따른 광섬유 모재 증착장치에 클래드 수트층을 증착하기 위하여 코어로드가 장착되어 증착이 시작되는 과정을 도시하며, 도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 광섬유 모재 증착장치에 클래드 수트층이 증착되는 과정을 도시하며, 도 4는 도 1 내지 도 3의 스핀들의 이동과 광 조사기의 조사각의 변경 과정을 도시한다.1 shows a process in which deposition is started by mounting a core rod in order to deposit a clad suit layer in an optical fiber base material deposition apparatus according to the present invention, and FIGS. 2 and 3 are clad suits in an optical fiber base material deposition apparatus according to the present invention. The process of depositing the layer is illustrated, and FIG. 4 shows a process of changing the irradiation angle of the light irradiator and the spindle of FIGS. 1 to 3.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유 모재 증착장치(100)는, 장착부(110), 하나 이상의 버너(120), 적어도 하나의 광 조사기(130), 광 검출기(140) 및 제어기(190) 등을 포함하여 구성될 수 있다.1 to 3, the optical fiber base
구체적으로, 본 발명은 양단의 스핀들 사이에 코어로드를 장착하고 회전시키며, 수직 방향 이동이 가능한 장착부(110), 상기 코어로드의 외주면 상에 연료가스로 분사하여 화염을 발생시키고, 증착물질을 상기 화염 속에 분사하여 상기 클래드 수트층을 증착시키기 위한 하나 이상의 버너(120), 상기 클래드 수트층의 외주면 접선 방향으로 광을 조사하는 적어도 하나의 광 조사기(130), 상기 광 조사기에서 조사된 광을 수신하는 적어도 하나의 광 검출기(140) 및 상기 버너 및 상기 장착부를 제어하며, 상기 광 검출기에서 상기 광의 검출 여부에 따라 상기 광 조사기 또는 상기 광 검출기의 위치를 변경하는 제어기(190)를 포함하는 광섬유 모재 증착장치(100)를 제공할 수 있다.Specifically, the present invention mounts and rotates the core rod between the spindles at both ends, a vertically
상기 제어기(190)는 본 발명의 광섬유 모재 증착장치(100)의 각 구성요소, 즉, 장착부(110), 하나 이상의 버너(120), 적어도 하나의 광 조사기(130), 광 검출기(140) 등의 전반적인 제어를 담당한다. 이를 위하여 제어기(190)는 프로세서 및 메모리와 같은 하드웨어, 응용 프로그램과 같은 소프트웨어, 또는 이들의 결합으로 구현될 수 있다. The
상기 장착부(110)는 양단의 스핀들 사이에 코어로드(10)를 장착하고 회전 및시킬 상승시킬 수 있도록 구성된다. 상기 장착부(110)는 거치대 형태일 수 있으며, 예를 들어, 양단의 스핀들 사이에 코어로드(10)가 지지되도록 장착될 수 있고, 모터 등을 이용해 스핀들을 회전시킬 수 있으며, 코어로드(10)가 지지된 상태로 양단의 스핀들을 전체적으로 상하로 이동시키거나 코어로드(10)의 길이 방향으로 이송하도록 구성될 수도 있다.The
하나 이상의 버너(120)는 미리 결정된 하우징(6)에 설치되어 코어로드(10)의 외주면 상에 클래드 수트층을 증착시킬 수 있도록 구성된다. 상기 버너(120)는 코어로드(10)의 길이 방향을 따라 미리 결정된 간격으로 복수 개를 포함할 수 있다. One or
예를 들어, 코어로드(10)의 길이에 따라 적절한 수의 버너(120)가 코어로드(10)의 하단부에 위치하도록 설치될 수 있다. 상기 하우징(6)은 버너(120)를 각각 또는 함께 상하 이동, 좌우 이동, 전후 이동 가능하도록 구성될 수 있다. 상기 버너(120)는 연료가스 공급부(121)를 통하여 공급되는 연료가스를 연료로 사용해 코어로드(10)를 향하여 화염을 발생시키고, 증착물질 공급부(122)를 통하여 공급되는 증착물질을 화염 속에 분사하여, 코어로드(10)의 외주면 상에 클래드 수트층(예, SiO2)이 증착되도록 할 수 있다.For example, according to the length of the
적어도 하나의 광 조사기(들)(130)는 클래드 수트층의 단부에 가까운 공간(예, 접선 방향)에 광을 조사한다. 광 검출기(들)(140)는 적어도 하나의 광 조사기(130) 각각에 대향하는 방향으로 설치될 수 있다. 광 조사기(130)는 최초 코어로드(10) 장착 시에 코어로드(10)의 근방에서 코어로드 외주면의 접선 방향이나 코어로드(10)과 약간의 거리를 두고 공간 상에 광이 조사되록 설치되며, 광 검출기(140)는 그 반대편에서 레이저 빔을 검출하도록 설치(도4 (a)참조)될 수 있다.At least one light irradiator (s) 130 irradiates light in a space (eg, a tangential direction) close to an end of the clad suit layer. The photo detector (s) 140 may be installed in a direction opposite to each of the at least one
상기 광 조사기(130) 및 상기 광 검출기(140)에서 검출되는 광은 레이저빔, 적외선광, 가시광선광 및 자외선광 등 광 조사기(130)에서 조사된 후 증착되는 수트층에 의하여 간섭되는 경우 진로가 방해되어 광검출기(140)에서 검출이 차단되는 광이라면 적용이 가능하다.When the light detected by the
이하의 설명에서 상기 광 조사기(130) 및 상기 광 검출기(140)에서 사용되는 광은 레이저빔인 경우를 예로 들어 설명한다.In the following description, the light used in the
상기 광 조사기(130)와 광 검출기(140) 세트는 코어로드(10)의 길이 방향을 따라 미리 결정된 간격으로 복수 개가 구비될 수 있다. A plurality of sets of the
예를 들어, 코어로드(10)의 길이에 따라 광 조사기(130)와 광 검출기(140)의 쌍이 2 이상 적절한 수로 결정되어, 코어로드 길이방향으로 증착 상태를 분석할 수 있다.For example, depending on the length of the
상기 제어기(190)는, 버너(120)를 제어하여 연료가스를 연료로 사용해 코어로드(10)를 향하여 화염을 발생시키고 증착물질을 화염 속에 분사하여 클래드 수트층이 형성되도록 할 수 있으며, 광 검출기(140)에서 해당 광의 검출 중단시 장착부(110)의 스핀들을 이동(예, 상향 이동)시켜 클래드 수트층(cs)이 증착되고 있는 코어로드(10)를 전체적으로 이동(예, 상향 이동)시킬 수 있다.The
즉, 상기 클래드 수트층(cs)의 외주면의 버너 방향 하단의 위치가 일정한 높이(hl)가 되도록 제어할 수 있다.That is, the position of the lower end of the clad soot layer cs on the outer circumferential surface in the burner direction may be controlled to be a constant height hl.
접선 방향으로 조사되는 광이 광 검출기(140)에 의하여 검출되는 과정에서 광의 검출이 중단되는 경우 클래드 수트층의 직경이 증가된 것으로 판단할 수 있고, 버너와 클래드 수트층 하단 사이의 거리를 일정하게 하기 위하여 장착부(110)를 상승시킬 수 있다. When the detection of light is stopped in the process of detecting the light irradiated in the tangential direction by the
이 경우, 지속적으로 클래드 수트층 직경 감지가 필요한 경우, 광 조사기(130)와 광 검출기(140)의 위치도 변경이 필요한 경우, 회전 또는 이동시키는 방법이 사용될 수 있다. 이에 따라 증착 동안 클래드 수트층과 버너(120) 간의 거리를 미리 결정된 간격으로 유지시킬 수 있게 된다. In this case, if it is necessary to continuously detect the diameter of the clad suit layer, and the position of the
여기서, 상기 클래드 슈트층(CS)과 버너(120) 사이의 '미리 결정된 간격'이란 완성된 광섬유 모재의 직경 편차가 최소화되어 광섬유 모재로부터 광섬유 인출시 인출된 광섬유의 외경 표준 편차가 0.8 마이크로미터(㎛) 이하, 바람직하게는 0.2 마이크로미터(㎛) 이하가 될 수 있는 간격으로 이해되는 것이 바람직하다.Here, the 'predetermined spacing' between the clad suit layer CS and the
예를 들어, 도 1에 도시된 코어로드(10) 표면에 증착을 시작하여, 도 2에 도시된 바와 같이 광 검출기(140)에서 광의 검출되며 동안 클래드 수트층이 CS1 크기로 증착되면, 광이 클래드 수트층 외주면과 간섭되어 광 검출이 중단될 것이므로, 장착부(110)를 상승시킴과 동시에 광 조사기(130) 및 광 검출기(140)를 이동시킨 상태에서 다시 증착을 수행하여, 다시 클래드 수트층이 CS2 크기가 되도록 성장시킬 수 있다.For example, by starting deposition on the surface of the
구체적으로, 도 2에 도시된 바와 같이 클래드 수트층 외경이 CS1의 크기로 성장함에 따라 도 4의 (b)와 같이 광 검출기(140)에서 해당 광의 검출이 중단되면, 이때 제어기(190)는, 장착부(110)의 스핀들을 도 4(b)에 도시된 바와 같이 이동(예, 상승 이동)시켜 클래드 수트층과 버너(120) 간의 거리를 미리 결정된 간격으로 유지시킬 수 있게 된다. Specifically, as illustrated in FIG. 2, as the outer diameter of the clad suit layer grows to the size of CS1, when the detection of the corresponding light is stopped in the
이 경우, 광 조사기(130)의 광 조사각과 광 검출기(140)의 광 수신각을 변경(도 4의 (c)참조)시켜 새롭게 클래드 수트층의 성장을 검출할 수 있도록 한다.In this case, the light irradiation angle of the
마찬가지로, 이후 도 3과 같이 클래드 수트층 외경이 CS2의 크기로 더 성장하면, 도 4의 (d)와 같이 광 검출기(140)에서 해당 광의 검출이 중단되며, 이때 제어기(190)는 동일한 방법으로, 장착부(110)의 스핀들을 이동(예, 상향 이동)시키거나 광 조사기(130)의 광 조사각과 광 검출기(140)의 광 수신각을 변경시키거나 광 조사기(130)와 광 검출기(140)를 이동시켜 클래드 수트층과 버너(120) 간의 거리를 미리 결정된 간격으로 유지하면서 연속적으로 클래드 수트층의 증착과 직경 감지가 가능하도록 할 수 있다.Similarly, when the outer diameter of the clad suit layer is further grown to the size of CS2 as shown in FIG. 3, detection of the corresponding light is stopped in the
상기 코어로드(10)의 길이 방향을 따라 광 조사기(130)와 광 검출기(140) 세트가 복수 개 설치된 경우에, 상기 제어기(190)는 복수 개의 광 검출기(140) 모두에서 광의 검출 중단시에 코어로드(10)를 이동(예, 상향 이동)시키도록 구성될 수 있다. 이 경우, 직경 성장이 빠른 쪽 버너에 공급되는 연료가스 또는 증착물질의 양이 줄어들도록 제어되는 방법도 가능하다.When a plurality of
종래와 같이 버너의 화력을 줄이거나 버너를 움직이는 방식이 아니라, 본 발명에서는 OVD 공정에서 이와 같이 광 조사기(130)와 광 검출기(140)를 이용해 클래드 수트층이 증착되고 있는 코어로드(10)를 이동시키거나 광 조사기(130)와 광 검출기(140)의 각도 조절 또는 이동, 또는 이들을 조합하여, 대구경에 따른 반경 방향 증착 균일성을 통해 길이방향으로 균일한 외경을 갖도록 할 수 있다. It is not a method of reducing the thermal power of the burner or moving the burner as in the prior art. In the present invention, the
즉, 클래드 수트층(모재) 위치를 측정하여 버너(120)는 고정시키고 장착부(110)의 스핀들을 상하 방향으로 이동하면서 클래드 수트층의 하단과 버너(120) 간의 거리를 미리 결정된 간격으로 유지시키도록, 제어기(190)에 의한 제어가 이루어져, 증착되는 클래드 수트층의 결정 입자의 크기와 밀도가 반경방향으로 일정하게 유지되고, 후공정인 소결 공정에서 균일한 수축이 이루어져 길이 방향 전체적으로 균일한 외경의 모재를 획득할 수 있게 된다. That is, by measuring the position of the clad suit layer (base material), the
도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 광섬유 모재 증착장치를 통한 광섬유 모재 증착과정에서 시간(t)에 따른 버너(120)와 코어로드에 증착된 클래드 수트층(CS) 외주면 사이의 거리(d)의 관계를 도시한다.5 and 6 is a distance (d) between the outer peripheral surface of the clad soot layer (CS) deposited on the core rod and the
본 발명의 제어기는 광 검출기(140)의 광 검출 여부에 따라 장착부(110)의 높이 또는 위치를 유지하거나 상승시켜 상기 클래드 수트층(CS)의 결정 입자의 크기와 밀도의 편차가 반경방향으로 최소화되도록 제어하는 것을 특징으로 한다.The controller of the present invention maintains or raises the height or position of the mounting
따라서, 시간(t)에 따른 버너(120)와 코어로드(10)에 증착된 클래드 수트층(CS) 외주면 사이의 거리(d) 미리 결정된 범위를 벗어나지 않도록 제어되는 것이 바람직하다. 물론, 시간(t)에 따른 버너(120)와 코어로드에 증착된 클래드 수트층(CS) 외주면 사이의 거리(d)가 일정하게 유지되는 것이 바람직하나 부득이하게 거리(d)의 시간에 따른 편차가 발생되어도 시간(t)에 따른 버너(120)와 코어로드에 증착된 클래드 수트층(CS) 외주면 사이의 거리(d)는 광 검출기(140)에서의 광 검출 여부와 무관하게 상한값(max)과 하한값(min) 사이에서 제어되는 것이 바람직하며, 광 검출기(140)에서의 광 검출 이벤트 역시 상한값(max)과 하한값(min) 사이에서 발생되도록 광 조사기(130) 및 광 검출기(140)를 제어하는 것이 바람직하다.Therefore, it is preferable that the distance d between the
구체적으로 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 장착부(110)가 상승된 직후 상태에서 상기 거리(d)가 상한값을 갖는 조건이라면, 시간이 흐름에 따라 상기 거리는 점진적으로 감소하게 되고, 광 검출기(140)에서 광이 미검출되면 다시 상기 장착부(110)가 상승될 것이다. 이 경우, 상기 시간(t)에 따른 버너(120)와 코어로드에 증착된 클래드 수트층(CS) 외주면 사이의 거리(d)는 하한값(min)보다 큰 범위에서 유지되는 정상적인 증착상황으로 판단할 수 있다.Specifically, as shown in FIG. 5, if the distance d is a condition having an upper limit in a state immediately after the mounting
이 경우, 상기 제어기(190)는 상기 장착부(110)를 미리 결정된 높이만큼 상승시켜 증착 과정을 수행한다. 그리고, 상기 클래드 수트층(CS)이 증착됨에 따라 모재의 직경과 원주 길이가 증가된다. 따라서, 장착부(110)의 코어로드 회전속도와 버너의 화력 증착물질의 공급량이 일정하다면 광 검출기가 광 미검출 이벤트가 발생되는 시간 간격 또는 상기 거리(d)의 하한값(min) 도달 간격은 증가될 것이다.In this case, the
따라서, 상기 제어기(190)는 시간(t)에 따른 버너(120)와 코어로드에 증착된 클래드 수트층(CS) 외주면 사이의 거리(d)가 시간에 따라 수직 증가되는 시점 간 간격, 즉 상기 장착부(110)의 상승 구동 시간 간격이 증가되도록 상기 장착부(110) 등을 제어할 수 있다. Accordingly, the
그러나, 도 6에 도시된 바와 같이, 증착 과정에서 발생되는 변수 등에 의하여 시간(t)에 따른 버너(120)와 코어로드에 증착된 클래드 수트층(CS) 외주면 사이의 거리(d)의 하한값(min)에 도달하는 상태에서 상기 광 검출기(140)에서 광이 검출되는 경우에는 광 조사기(130) 또는 광 검출기(140) 등의 세팅 오류 또는 작동 오류로 간주하여, 광 검출 여부와 무관하게 상기 장착부(110)를 상승시켜 증착을 수행할 수 있다.However, as shown in FIG. 6, the lower limit value of the distance d between the
이러한 경우에도 장착부(110)의 높이 또는 위치에 따른 상기 거리(d)가 상한값(max)과 하한값(min) 사이에서 유지되어, 상기 클래드 수트층(CS)의 결정 입자의 크기와 밀도의 편차가 비정상적으로 증가되는 것을 방지할 수 있다.Even in this case, the distance (d) according to the height or position of the mounting
이하 도 7을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유 모재 증착방법을 검토한다. Hereinafter, a method of depositing an optical fiber base material according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 7.
본 발명의 광섬유 모재 증착방법은 양단의 스핀들 사이에 코어로드를 장착하는 코어로드 장착단계(S100); 하나 이상의 버너를 이용하여 연료가스로 상기 코어로드를 향하여 화염을 발생시키고 증착물질을 상기 화염 속에 분사하여 상기 코어로드의 외주면 상에 클래드 수트층을 증착시키는 수트층 증착단계(S200); 적어도 하나의 광 조사기에서 상기 클래드 수트층의 외주면 접선 방향으로 광을 조사 및 검출하는 광 조사 및 검출단계(S300) 및 상기 광 조사 및 검출단계에서 상기 광의 검출 중단시 상기 클래드 수트층이 증착되고 있는 상기 코어로드를 상승시키는 코어로드 상승시키고, 필요에 따라 상기 광 조사기에서 조사된 광과 클래드 수트층이 간섭되지 않도록 상기 광 조사기와 상기 광 검출기를 회전 또는 이동시키는 코어로드 상승 또는 광 변경단계(S500)를 포함하여 구성될 수 있다.The optical fiber base material deposition method of the present invention includes a core rod mounting step (S100) of mounting a core rod between spindles at both ends; A soot layer deposition step of depositing a clad soot layer on the outer circumferential surface of the core rod by generating a flame toward the core rod with fuel gas using one or more burners and spraying a deposition material into the flame (S200); In the light irradiation and detection step (S300) for irradiating and detecting light in the tangential direction of the outer circumferential surface of the clad suit layer in at least one light irradiator, and when the detection of the light is stopped in the light irradiation and detection step, the clad suit layer is deposited A core rod raising or light changing step of rotating or moving the light irradiator and the photo detector so that the core rod raising the core rod and the light irradiated from the light irradiator and the clad suit layer do not interfere, if necessary (S500) ).
도 7을 참조하면, 대구경 광섬유 모재의 제조를 위하여, 코어로드 장착단계(S100)는 유리, 석영 등으로 제조된 코어로드가 장착부의 양단 스핀들 사이에 장착되는 방법으로 수행될 수 있다. 상기 장착부는 선반 또는 트레이 형태일 수 있으며, 모터 등을 이용해 스핀들을 회전시킬 수 있는 구조이며 코어로드가 지지된 상태로 양단의 스핀들을 전체적으로 상하로 이동시키거나 코어로드의 길이 방향으로 이송할 수도 있음은 전술한 바와 같다.Referring to FIG. 7, in order to manufacture a large-diameter optical fiber base material, the core rod mounting step (S100) may be performed by a method in which a core rod made of glass, quartz, or the like is mounted between spindles at both ends of the mounting unit. The mounting portion may be in the form of a shelf or a tray, a structure capable of rotating a spindle using a motor, and the like, and the spindles at both ends may be moved up and down as a whole, or may be transferred in the longitudinal direction of the core rod. Is as described above.
이후, 제어기의 제어에 따라 장착부의 스핀들을 회전시켜 코어로드가 회전되도록 하면서 클래드 수트층을 증착하는 수트층 증착단계(S200)가 수행될 수 있다. Subsequently, a soot layer deposition step (S200) of depositing the clad soot layer may be performed while rotating the spindle of the mounting portion under the control of the controller to rotate the core rod.
상기 코어로드의 외주면 상에 클래드 수트층을 증착하기 위하여, 코어로드의 길이 방향을 따라, 예를 들어, 코어로드의 하단부에 설치된 적절한 수의 버너가, 연료가스 공급부를 통하여 공급되는 연료가스(예, CH4 및 O2)를 연료로 사용해 코어로드를 향하여 화염을 발생시키고, 증착물질 공급부를 통하여 공급되는 증착물질을 화염 속에 분사하여, 코어로드의 외주면 상에 클래드 수트층(예, SiO2)이 증착되도록 할 수 있다. 증착물질은 SiCl4, O2, OMCT(Octamethylcyclotetrasiloxane, D4)등을 포함할 수 있다. In order to deposit the clad soot layer on the outer circumferential surface of the core rod, along the longitudinal direction of the core rod, for example, an appropriate number of burners installed at the lower end of the core rod, fuel gas supplied through the fuel gas supply unit (eg , CH 4 and O 2 ) as a fuel to generate a flame toward the core rod, spray the deposition material supplied through the deposition material supply into the flame, and a clad soot layer on the outer circumferential surface of the core rod (e.g. SiO 2 ) Can be deposited. The deposition material may include SiCl 4 , O 2 , OMCT (Octamethylcyclotetrasiloxane, D4), and the like.
모재 대형화를 위해서 클래드 공정에서 대구경화가 되도록 클래드 수트층(예, SiO2)을 상당 시간 증착하게 된다. 즉, 버너로부터 분출되는 사염화실리카(SiCl4) 증기 화합물이 화염 발생 시의 수소, 산소 반응물(CH4 + 2O2 -> CO2 + H2O)인 물(H2O)과 반응하여 얻어진 SiO2 화합물이 연속적인 반응을 하면서 코어로드(10)에 도달하며 성장하게 되며, 성장된 입자는 열영동력(Thermophoresis force)에 의한 조건에 만족하면 타겟에 수트로 증착하게 되며, 그렇지 못한 입자들은 배출되게 된다. In order to increase the size of the base material, a clad soot layer (eg, SiO 2 ) is deposited for a considerable time in order to achieve a large diameter in the clad process. That is, SiO obtained by reacting the vapor tetrachloride (SiCl 4 ) vapor compound ejected from the burner with water (H 2 O), which is a hydrogen or oxygen reactant (CH 4 + 2O 2- > CO 2 + H 2 O) when a flame occurs 2 As the compound reacts continuously, it grows while reaching the core rod (10), and the grown particles are deposited as a soot on the target if they satisfy the conditions by the thermophoresis force, and the unsuccessful particles are discharged. do.
입자가 반응 성장하여 코어로드 주위로 증착이 이루어 지면서 수트층이 증착되어 외경이 점점 증가하고, 수트층이 커지면서 수트층 표면적이 커져서 초기 단위 증착량 보다 점점 많아져 생산성이 증가하게 되는 장점이 있지만, 코어로드에 증착된 클래드 수트층과 버너 간의 간격이 점점 가까워져서 화합물이 반응하여 성장하는 시간이 달라지면서 입자 크기가 달라지게 되어 반경 방향의 입자 크기가 달라지고 밀도가 달라지게 된다. 이는 광섬유 모재의 품질과 관련된 것이므로 클래드 수트층과 버너 간의 간격은 일정하게 유지되는 것이 바람직하다.As the particles react and grow and deposit around the core rod, the soot layer is deposited to increase the outer diameter, and as the soot layer grows, the surface area of the soot layer increases, increasing more than the initial unit deposition, thereby increasing productivity. The gap between the clad soot layer deposited on the core rod and the burner gradually approaches, and as the compound reacts and grows, the particle size changes, resulting in a different particle size in the radial direction and a different density. Since this is related to the quality of the base material of the optical fiber, it is preferable to keep the distance between the clad suit layer and the burner constant.
이를 위하여, 본 발명은 코어로드의 외주면 상에 클래드 수트층(예, SiO2)이 증착되는 동안, 코어로드의 길이 방향을 따라 적절한 수로 설치된 광 조사기는 광을 조사하고, 광 조사기에 대향되게 설치된 광 검출기는 반대편에서 해당 광을 검출하는 광 조사 및 검출단계(S300)를 수행할 수 있다.To this end, the present invention, while the clad soot layer (eg, SiO 2 ) is deposited on the outer circumferential surface of the core rod, a light irradiator installed at an appropriate number along the longitudinal direction of the core rod irradiates light and is installed to face the light irradiator. The photo detector may perform a light irradiation and detection step (S300) of detecting the corresponding light from the opposite side.
광 조사기는 최초 코어로드 장착시에 코어로드의 접선 방향(예, 하부 접선 방향)이나 그로부터 일정거리 이격된 공간으로 광이 진행하도록 설치되며, 코어로드의 외주면 상에 클래드 수트층(예, SiO2)이 증착되어 직경이 커지는 과정에서 상기 제어기는 클래드 수트층의 미리 결정된 직경 조건을 만족하는지 여부를 판단하여 제어한다.The light irradiator is installed to allow light to travel to a space spaced a predetermined distance from the tangential direction (eg, the lower tangential direction) of the core rod when the first core rod is mounted, and a clad suit layer (eg, SiO 2 ) on the outer peripheral surface of the core rod. ) Is deposited and the diameter is increased, the controller determines and controls whether a predetermined diameter condition of the clad suit layer is satisfied.
따라서, 상기 광 조사 및 검출단계(S300)에서 제어기는 클래드 수트층을 증착하는 동안 반대편 광 검출기에서 광이 검출되는지 여부를 지속적으로 확인할 수 있다.Therefore, in the light irradiation and detection step (S300), the controller can continuously check whether light is detected at the opposite photo detector while depositing the clad suit layer.
구체적으로 상기 제어기는 클래드 수트층(예, SiO2)의 외경 증가로 광이 클래드 수트층의 간섭에 의하여 의해 반대편 광 검출기 쪽으로 진행하지 못하게 되면, 광 검출기는 광이 검출되지 않으므로 이와 같은 이벤트는 장착부 상승이 필요함을 알리기 위한 제어 신호를 생성할 수 있다.Specifically, when the controller is unable to proceed to the opposite photo detector due to the interference of the clad suit layer due to an increase in the outer diameter of the clad suit layer (eg, SiO 2 ), the photo detector does not detect light, such an event is mounted. A control signal can be generated to indicate that an ascent is required.
따라서, 본 발명은 상기 광 조사 및 검출단계(S300)에서 상기 광의 검출 중단시 상기 클래드 수트층이 증착되고 있는 상기 코어로드를 상승시키고 필요에 따라 상기 광 조사기에서 조사된 광과 클래드 수트층이 간섭되지 않도록 상기 광 조사기와 상기 광 검출기를 회전 또는 이동시키는 코어로드 상승 및 광 변경단계(S500)가 수행될 수 있다.Accordingly, the present invention raises the core rod on which the clad soot layer is deposited and stops the light irradiated from the light irradiator and the clad soot layer interfering with the necessity when the light is stopped in the light irradiation and detection step S300. In order not to be, a core rod raising and light changing step (S500) of rotating or moving the light irradiator and the light detector may be performed.
이와 같이 광 검출기에서 해당 광의 검출 중단을 알리는 제어신호의 발생에 따라, 제어기는, 장착부의 스핀들을 이동(예, 상향 이동)시켜 클래드 수트층이 증착되고 있는 코어로드를 전체적으로 상승시키고 광의 조사각 또는 조사 위치를 변경하여 다시 광 검출기가 광을 검출 가능하도록 반복하면서 클래드 수트층을 계속하여 증착할 수 있다. As described above, in response to the occurrence of a control signal informing the stop of detection of the corresponding light in the photo detector, the controller moves the spindle of the mounting portion (for example, moves upward) to raise the core rod on which the clad suit layer is deposited, and the irradiation angle of light or The clad soot layer can be continuously deposited by changing the irradiation position and repeating the photo detector to detect light again.
그리고, 코어로드 상승 및 광 변경단계(S500)가 수행되는 동안 상기 수트층 증착단계(S200)는 중단되지 않고 진행될 수 있다.In addition, the soot layer deposition step (S200) may be performed without interruption while the core rod elevation and light change step (S500) is performed.
또한, 코어로드의 길이 방향을 따라 광 조사기와 광 검출기의 세트가 복수 개 설치되는 경우에는 제어기는, 모든 광 검출기 모두에서, 광의 검출 중단에 따른 제어신호들에 기초하여, 클래드 수트층이 증착되고 있는 코어로드가 장착된 장착부를 이동(예, 상향 이동)시켜서, 클래드 수트층과 버너 간의 거리를 미리 결정된 간격으로 유지시키고 길이 방향 전체적으로 균일한 외경을 갖도록 할 수 있으며, 특정 버너의 화력 등을 제어하는 방법도 추가할 수 있다.In addition, when a plurality of sets of light irradiators and photo detectors are installed along the length direction of the core rod, the clad suit layer is deposited on the controller based on control signals according to the interruption of light detection in all of the photo detectors. By moving the mounting part equipped with the core rod (e.g., upward movement), the distance between the clad suit layer and the burner can be maintained at a predetermined interval and can have a uniform outer diameter throughout the longitudinal direction, and control the firepower of a specific burner. You can also add a method.
예를 들면, 상기 제어기는 복수 개의 상기 광 검출기 중 일부의 광 검출기의 광 검출이 먼저 중단되는 경우 해당 광 검출기 인접한 버너의 화염의 세기 및 증착물질 공급량 중 적어도 하나가 감소되도록 제어하는 방법을 사용할 수 있다.For example, when the photodetection of some photodetectors of a plurality of the photodetectors is first stopped, the controller may use a method of controlling such that at least one of the intensity of the flame of the burner adjacent to the photodetector and the amount of deposition material supplied is reduced. have.
그리고 상기 코어로드 상승 및 광 변경단계(S500) 단계에서 제어기가 코어로드를 이동시키는 방법으로서, 코어로드를 버너의 반대 방향(예, 상향 방향)으로 서서히 미리 결정된 속도로 연속적으로 이동시키는 방법도 사용될 수 있다.In addition, as the method for the controller to move the core rod in the step of raising the core rod and changing the light (S500), a method of continuously moving the core rod in a direction opposite to the burner (eg, upward direction) at a predetermined speed may also be used. You can.
이와 같이 본 발명에서 제어기는, 버너로부터 클래드 수트층의 단부까지의 거리를 미리 결정된 간격으로 유지시켜, 증착되는 클래드 수트층의 결정 입자의 크기와 밀도가 반경방향으로 일정하게 유지되도록 제어할 수 있다. As described above, in the present invention, the controller may maintain the distance from the burner to the end of the clad soot layer at a predetermined interval, so that the size and density of the crystal grains of the deposited clad soot layer are kept constant in the radial direction. .
상술한 바와 같이, 본 발명은 종래와 같이 버너의 화력을 줄이거나 버너를 움직이는 방식이 아니라, OVD 공정에서 이와 같이 광 조사기와 광 검출기를 이용해 클래드 수트층이 증착되고 있는 코어로드를 이동시킴으로써, 대구경에 따른 반경 방향 증착 균일성을 통해 길이방향으로 균일한 외경을 갖도록 할 수 있다. 즉, 클래드 수트층(모재) 위치를 측정하여 버너는 고정시키고 장착부의 스핀들을 상하 방향으로 이동 또는 광 조사기와 광 검출기의 각도를 변경하면서 수트층과 버너간의 거리를 미리 결정된 간격으로 유지시켜 균일한 크기의 입자를 증착시킴으로서 반경방향의 밀도가 균일하게 증착되어 후공정인 소결 공정에서 균일한 수축이 이루어져 길이 방향 전체적으로 균일한 외경의 모재를 획득할 수 있게 된다. As described above, the present invention is not a method of reducing the burner's thermal power or moving the burner as in the prior art, but by moving the core rod on which the clad suit layer is deposited using the light irradiator and light detector in the OVD process, a large diameter It can be made to have a uniform outer diameter in the longitudinal direction through the radial deposition uniformity according to. That is, by measuring the position of the clad soot layer (base material), the burner is fixed, and the spindle between the soot layer and the burner is maintained at a predetermined interval while moving the spindle of the mounting portion up or down or changing the angle of the light irradiator and the photo detector. By depositing the particles of the size, the density in the radial direction is uniformly deposited, and uniform shrinkage is achieved in the sintering process, which is a subsequent process, so that a base material having a uniform outer diameter can be obtained throughout the lengthwise direction.
그리고, 광 조사기를 통해 조사된 광이 광 검출기에서 검출되지 않는 경우는 코어로드를 상승시켜야 하는 경우 이외에 미리 결정된 최대 직경 조건(S400)을 만족하는 경우, 광섬유 모재의 증착이 완료된 상태로 판단할 수 있다. 이 경우, 상기 제어기는 광섬유 모재 완성과 관련된 이벤트 제어신호를 발생시키며 증착장치의 가동을 중단시킬 수 있다.And, when the light irradiated through the light irradiator is not detected by the photodetector, if the predetermined maximum diameter condition (S400) is satisfied in addition to the case where the core rod has to be raised, it can be determined that the deposition of the optical fiber base material is completed. have. In this case, the controller generates an event control signal related to the completion of the optical fiber base material and may stop the deposition apparatus.
본 명세서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 당업자는 이하에서 서술하는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경 실시할 수 있을 것이다. 그러므로 변형된 실시가 기본적으로 본 발명의 특허청구범위의 구성요소를 포함한다면 모두 본 발명의 기술적 범주에 포함된다고 보아야 한다.Although this specification has been described with reference to preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art variously modify and change the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the claims set forth below. You can do it. Therefore, if the modified implementation basically includes the components of the claims of the present invention, it should be considered that all are included in the technical scope of the present invention.
100 : 광섬유 모재 증착장치
110 : 장착부
120 : 하나 이상의 버너
130 : 적어도 하나의 광 조사기
140 : 광 검출기
190 : 제어기100: optical fiber base material deposition device
110: mounting portion
120: one or more burners
130: at least one light irradiator
140: photo detector
190: controller
Claims (23)
상기 코어로드의 외주면 상에 연료가스로 분사하여 화염을 발생시키고, 증착물질을 상기 화염 속에 분사하여 상기 클래드 수트층을 증착시키기 위한 하나 이상의 버너;
상기 클래드 수트층의 외주면 접선 방향으로 광을 조사하는 적어도 하나의 광 조사기;
상기 광 조사기에서 조사된 광을 수신하는 적어도 하나의 광 검출기; 및
상기 버너 및 상기 장착부를 제어하며, 상기 광 검출기에서 상기 광의 검출 여부에 따라 상기 광 조사기 또는 상기 광 검출기 위치를 변경 가능한 제어기;를 포함하는 광섬유 모재 증착장치.The core rod is mounted and rotated between the spindles at both ends, and a mounting unit capable of vertical movement;
One or more burners for generating a flame by spraying with fuel gas on the outer circumferential surface of the core rod, and depositing the clad soot layer by spraying a deposition material into the flame;
At least one light irradiator for irradiating light in a tangential direction to the outer circumferential surface of the clad suit layer;
At least one photo detector that receives light irradiated from the light irradiator; And
And a controller capable of controlling the burner and the mounting unit and changing the position of the light irradiator or the light detector according to whether the light is detected by the light detector.
상기 광 조사기 및 상기 광 검출기의 상기 광은 레이저빔, 자외선광, 가시광선광 및 적외선광 중 하나인 것을 특징으로 하는 광섬유 모재 증착장치.According to claim 1,
The optical irradiator and the optical detector base material deposition apparatus, characterized in that one of the laser beam, ultraviolet light, visible light and infrared light.
상기 제어기는 상기 버너로부터 상기 클래드 수트층 사이의 거리를 미리 결정된 간격으로 유지시켜, 증착되는 상기 클래드 수트층의 결정 입자의 크기와 밀도의 편차가 반경방향으로 최소화되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 광섬유 모재 증착장치.According to claim 1,
The controller maintains the distance between the clad soot layer from the burner at a predetermined interval, thereby controlling the deviation of the size and density of the crystal grains of the clad soot layer to be deposited in a radial direction to be minimized. Deposition equipment.
상기 버너는 상기 코어로드의 길이 방향을 따라 미리 결정된 간격으로 복수 개가 구비되는 것을 특징으로 하는 광섬유 모재 증착장치.According to claim 1,
The burner is an optical fiber base material deposition apparatus, characterized in that a plurality of provided at predetermined intervals along the longitudinal direction of the core rod.
상기 제어기는 상기 광 검출기에서 상기 광의 검출 중단시 상기 클래드 수트층이 증착되고 있는 상기 코어로드가 장착된 장착부를 미리 결정된 높이 상승시키는 것을 특징으로 하는 광섬유 모재 증착장치.According to claim 1,
The controller is an optical fiber base material deposition apparatus, characterized in that when the detection of the light in the photodetector stops, the mounting portion of the core rod on which the clad suit layer is deposited is raised to a predetermined height.
상기 제어기는 상기 광 조사기의 광이 상기 코어로드의 클래드 수트층과 간섭되지 않도록 상기 광 조사기와 상기 광 검출기를 회전 또는 이동시키는 것을 특징으로 하는 광섬유 모재 증착장치.The method of claim 5,
The controller rotates or moves the light irradiator and the light detector so that the light of the light irradiator does not interfere with the clad suit layer of the core rod.
상기 제어기는 상기 장착부의 상승 또는 상기 광 조사기와 검출기의 회전 또는 이동 여부와 무관하게 상기 버너와 상기 장착부의 스핀들을 작동시켜 상기 클래드 수트층의 증착을 연속적으로 수행하는 것을 특징으로 하는 광섬유 모재 증착장치.The method of claim 5 and 6,
The controller continuously operates the burner and the spindle of the mounting portion regardless of whether the mounting portion is raised or the light irradiator and the detector are rotated or moved, thereby continuously depositing the clad suit layer. .
상기 제어기는 상기 광 검출기에서 상기 광의 검출이 중단되고 상기 클래드 수트층의 직경이 미리 결정된 최대 직경에 도달하는 경우 광섬유 모재 증착장치의 작동을 중단시키는 것을 특징으로 하는 광섬유 모재 증착장치.According to claim 1,
The controller stops the operation of the optical fiber base material deposition apparatus when the detection of the light at the photo detector is stopped and the diameter of the clad suit layer reaches a predetermined maximum diameter.
상기 광 조사기와 상기 광 검출기의 세트는 상기 코어로드의 길이 방향을 따라 미리 결정된 간격으로 복수 개가 구비되는 것을 특징으로 하는 광섬유 모재 증착장치.According to claim 1,
The set of the light irradiator and the photodetector is provided with a plurality of optical fiber base material deposition apparatus, characterized in that provided at a predetermined interval along the longitudinal direction of the core rod.
상기 제어기는 복수 개의 상기 광 검출기 모두에서, 상기 광의 검출 중단시 상기 클래드 수트층이 증착되고 있는 상기 장착부를 상승시키는 것을 특징으로 하는 광섬유 모재 증착장치.The method of claim 9,
The controller, in all of the plurality of photo detectors, when the detection of the light is stopped, the optical fiber base material deposition apparatus, characterized in that to raise the mounting portion where the clad suit layer is deposited.
상기 제어기는 복수 개의 상기 광 검출기 중 일부의 광 검출기의 광 검출 중단시 해당 광 검출기 인접한 버너의 화염의 세기 및 증착물질 공급량 중 적어도 하나가 감소되독 제어하는 것을 특징으로 하는 광섬유 모재 증착장치.The method of claim 9,
The controller is a fiber-optic substrate deposition apparatus characterized in that at least one of the intensity of the flame and the amount of deposition material supplied to the burner adjacent to the photo detector is reduced when the photo detection of some of the photo detectors is stopped.
하나 이상의 버너가 연료가스를 연료로 사용해 상기 코어로드를 향하여 화염을 발생시키고 증착물질을 상기 화염 속에 분사하여 상기 코어로드의 외주면 상에 클래드 수트층을 증착시키는 수트층 증착단계;
적어도 하나의 광 조사기에서 상기 클래드 수트층의 외주면 접선 방향으로 광을 조사하는 광 조사단계; 및
상기 광 조사기 각각에 대향하여 설치된 광 검출기에서 상기 광을 검출하는 광 검출단계;
상기 광 검출단계에서 광 검출 중단시 상기 클래드 수트층이 증착되고 있는 상기 코어로드를 미리 결정된 높이 상승시키는 코어로드 상승단계;
상기 광 조사기에서 조사된 광과 클래드 수트층이 간섭되지 않도록 상기 광 조사기와 상기 광 검출기를 회전 또는 이동시키는 광 변경단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광섬유 모재 증착방법.A core rod mounting step of mounting and rotating the core rod between the spindles at both ends;
A soot layer deposition step of depositing a clad soot layer on the outer circumferential surface of the core rod by at least one burner generating a flame toward the core rod using fuel gas as fuel, and spraying a deposition material into the flame;
A light irradiation step of irradiating light in at least one light irradiator in a tangential direction to an outer circumferential surface of the clad suit layer; And
A light detection step of detecting the light in a photo detector installed facing each of the light irradiators;
A core rod raising step of raising the core rod on which the clad suit layer is deposited at a predetermined height when the photo detection is stopped in the photo detecting step;
And a light changing step of rotating or moving the light irradiator and the light detector so that the light irradiated from the light irradiator and the clad suit layer do not interfere.
상기 수트층 증착단계는 상기 버너로부터 상기 클래드 수트층의 단부까지의 거리를 미리 결정된 간격으로 유지시켜, 증착되는 상기 클래드 수트층의 결정 입자의 크기와 밀도가 반경방향으로 일정하게 유지되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 광섬유 모재 증착방법.The method of claim 12,
The step of depositing the soot layer maintains the distance from the burner to the end of the clad soot layer at a predetermined interval, so that the size and density of the crystal grains of the clad soot layer to be deposited are controlled to remain constant in the radial direction. Characterized in that the optical fiber base material deposition method.
상기 수트층 증착단계에서 상기 코어로드의 길이 방향을 따라 미리 결정된 간격으로 설치된 복수 개의 버너를 이용하는 것을 특징으로 하는 광섬유 모재 증착방법.The method of claim 12,
In the step of depositing the soot layer, a method of depositing an optical fiber base material using a plurality of burners installed at predetermined intervals along the longitudinal direction of the core rod.
상기 코어로드 상승단계 중 상기 수트층 증착단계는 중단되지 않는 것을 특징으로 하는 광섬유 모재 증착방법.The method of claim 12,
The method of depositing an optical fiber base material, wherein the soot layer deposition step is not interrupted during the core rod rising step.
상기 광 변경단계는 상기 코어로드 상승단계와 함께 수행되는 것을 특징으로 하는 광섬유 모재 증착방법.The method of claim 15,
The optical modification step is the optical fiber base material deposition method characterized in that it is carried out with the core rod rising step.
상기 광 조사단계는 복수 개의 광 조사기 및 복수 개의 광 검출기를 사용하여 수행되는 것을 특징으로 하는 광섬유 모재 증착방법. The method of claim 10,
The light irradiation step is a method of depositing an optical fiber base material, characterized in that is performed using a plurality of light irradiators and a plurality of light detectors.
상기 코어로드 상승단계는 복수 개의 상기 광 검출기 모두에서 광의 검출 중단시 수행되는 것을 특징으로 하는 광섬유 모재 증착방법.The method of claim 17,
The core rod raising step is performed when the detection of light is stopped in all of the plurality of photo detectors.
상기 수트층 증착단계 및 상기 광 조사 및 검출단계에서 상기 제어기는 복수 개의 상기 광 검출기 중 일부의 광 검출기의 광 검출 중단시 해당 광 검출기 인접한 버너의 화염의 세기 및 증착물질 공급량 중 적어도 하나가 감소되독 제어하는 것을 특징으로 하는 광섬유 모재 증착방법.The method of claim 17,
In the soot layer deposition step and the light irradiation and detection step, when the controller stops photodetection of some of the plurality of photodetectors, at least one of the intensity of flame of the burner adjacent to the photodetector and the amount of deposition material supplied are reduced. Method for depositing an optical fiber base material characterized in that it is controlled.
상기 광 검출단계에서 광이 검출되어도 상기 버너와 상기 클래드 수트층 사이의 거리가 미리 결정된 하한값에 도달하는 경우 상기 코어로드 상승단계가 수행되는 것을 특징으로 하는 광섬유 모재 증착방법.The method of claim 12,
The optical fiber base material deposition method characterized in that the core rod rising step is performed when the distance between the burner and the clad suit layer reaches a predetermined lower limit value even when light is detected in the light detection step.
An optical fiber base material deposited by the method for depositing an optical fiber base material according to any one of claims 12 to 21.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| AMND | Amendment | ||
| E601 | Decision to refuse application | ||
| AMND | Amendment | ||
| X701 | Decision to grant (after re-examination) | ||
| GRNT | Written decision to grant |