KR900002260B1 - 광학 사전형성 로드 오버크래딩 방법 및 장치 - Google Patents

광학 사전형성 로드 오버크래딩 방법 및 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR900002260B1
KR900002260B1 KR1019870004042A KR870004042A KR900002260B1 KR 900002260 B1 KR900002260 B1 KR 900002260B1 KR 1019870004042 A KR1019870004042 A KR 1019870004042A KR 870004042 A KR870004042 A KR 870004042A KR 900002260 B1 KR900002260 B1 KR 900002260B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
tube
rod
preformed
optical
overcladding
Prior art date
Application number
KR1019870004042A
Other languages
English (en)
Other versions
KR870009957A (ko
Inventor
윌리암 범가트 제리
토마스 다안네사 안토니
토마스 게일링 프란쯔
말콤 프레갈 윌리암
죤 밀러 토마스
Original Assignee
아메리칸 텔리폰 앤드 텔레그라프 캄파니
엘리 와이스
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 아메리칸 텔리폰 앤드 텔레그라프 캄파니, 엘리 와이스 filed Critical 아메리칸 텔리폰 앤드 텔레그라프 캄파니
Publication of KR870009957A publication Critical patent/KR870009957A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR900002260B1 publication Critical patent/KR900002260B1/ko

Links

Images

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
    • C03B37/012—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
    • C03B37/01211—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments starting from tubes, rods, fibres or filaments by inserting one or more rods or tubes into a tube
    • 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
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B2205/00—Fibre drawing or extruding details
    • C03B2205/08—Sub-atmospheric pressure applied, e.g. vacuum
    • 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)
  • Glass Melting And Manufacturing (AREA)

Abstract

내용 없음.

Description

광학 사전형성 로드 오버크래딩 방법 및 장치
제 1 도는 사전형성 로드가 관내로 삽입되고 관과 일직선으로 되게 하며, 관이 사전형성 로드 상으로 붕괴되는 장치의 사시도.
제 2 도는 본 발명 발명의 방법 및 장치에 의해 제공되는 오버클래드 사전형성의 횡단면도.
제 3 도는 사전형성 로드의 직경과 투명하게 하기 위해 과대해지는 관의 내경간의 차이를 갖는 관에 배치된 사전형성 로드를 도시하는 단면 입면도.
제 4 도는 제 3 도의 로드 및 관의 단면도.
제 5 도 내지 7도는 관내에 일직선으로 된 사전형성 로드를 나타내는 일련의 도면.
제 8 도는 사전형성 로드상에 관이 붕괴되도록 사전형성 로드가 배치되는 관을 따라 이동하는 토치를 도시하는 부분적인 단면 입면도.
제 9 도는 광학 섬유를 뽑아내는 동안, 관을 사전형성 로드상에 붕괴시켜, 로드를 덮혀 씌우는데 사용되는 또다른 장치.
제 10 도는 광학 섬유를 뽑아내는 동안 관이 사전형성 상에 붕괴하는 장치의 또다른 실시예.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
22 : 사전형성 로드 24 : 오버크래딩
30 : 관 32 : 짐발형 척
41 : 척 60 : 링형 토치
본 발명은 유리관을 유리 로드상에 붕괴시켜 광학 섬유 사전형성 로드를 제공하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
광학 섬유의 수요량이 증가하기 때문에 (개조형 화학 증착)공정으로 인한 생산성을 증가하기 위한 노력이 시도되어 왔다. 최상의 광학적이며 기하학적인 특성을 갖는 광학 섬유를 얻기 위하여, 사전형성물은 소정의 제한내에서 코어 대 크래딩 부피 비율을 가져야 한다. 그러나, 더 큰 사전형성물을 얻기 위해 지지관의 부피를 증가시킨다면 지지관의 벽이 더욱 더 두꺼워지게 된다. 그러나, 지지관의 벽을 두껍게 함으로써, 열전달 비율이 반응물을 포함하는 가스로 변환되어, 각각의 유리 입자층을 피복하는데 필요한 시간을 증가시킨다. 만약 지지관의 벽이 너무 두껍다면, 열전달이 불충분하여, 기포가 발생하거나 소결이 불완전하게 된다.
MCVD공정으로 인한 생산성을 높일 수 있는 한가지 방법은 먼저 바람직한 코어 대 크래딩 부피 비율보다 더 큰 언더크래드된 사전형성물을 생산하는 것이다. 상기 사전형성물은 오버크래딩 관으로 불리우며, 사전형성물 상으로 붕괴되는 유리관으로 삽입된다. 오버크래딩으로 인하여 사전형성 코어에 대한 가해진 물질의 편심이 최소화 된다는 것은 바람직하다.
사전형성물을 오버크래딩 관내로 삽입하는 것이 손으로 행해져 왔다. 관의 내면상으로 사전형성물을 접촉하는 것은 흥미있는 현재의 견고성 테스트 레벨에 해롭다는 것을 발견할 수 없었다. 그러나, 오버크래딩 관 및 언드크래드된 사전형성물간에 방사상으로 불일치가 최소로 되어야 하며, 그렇지 않으면 뽑아진 섬유 코어가 너무 편심되어, 뽑아진 섬유가 또다른 섬유와 적합하게 꼬아 이을 수 없다. 유리 로드를 유리관에 삽입하기 위한 더욱 정교한 방법 및 장치가 공지되어 있다.
1985년 3월 19일 에이취 마쓰무라 등이 부여받은 미합중국 특허 제 4,505,729호에는 산술된 로드 및 관 기술의 변화된 단계로 광학 섬유 사전형성물을 발생하는 방법이 기재되어 있다. 상기 방법에 따라, 도핑된 유리 입자층이 수정 지지관의 내면에 적층된다. 그후, 관내에 동축으로 삽입된 로드와 함께 지지층은 사전형성물의 크래딩 또는 덮개가 횡단면으로 타원형인 사전형성물은 제공하기 위해 관의 내부 압력이 약간 줄어드는 동안 붕괴된다.
겉보기에 종래기술에 의해 제공되지 않아 필요한 것은 섬유 강도나 코어 동심의 저하없이 신속히 사전형성물을 오버크래드하기 위한 방법 및 장치이다. 유리 사전형성 로드가 삽입되어 있는 유리관이 로드위로 붕괴하기 위한 방법 및 장치에서 필요로 하는 것은 로드 및 관 사이에 접촉부에 공기 포켓이 없는 실제적으로 동심층을 갖는 사전형성물이다. 상기 방법 및 장치가 현재의 설비 용량을 증가시킨다는 것은 바람직하다. 증가된 섬유 생산이 생산력에서의 감소에 의해 오프셋보다 더 많이 있을 수 있으므로, 로드 및 관 제조를 위해 붕괴 공정의 요구가 생산력을 줄이지 않도록 조심을 기울여야 한다.
상술된 문제점은 오버크래드 사전형성물을 제공하는 본 발명의 방법 및 장치에 의해 해결된다. 처음에, 소정의 광학적이고 기하학적인 특성을 가지고 실제적으로 직선형태의 사전형성 로드가 제공된다. 사전형성 로드 및 관 간에 연관 동작을 일으켜 로드의 실제적 부분이 관내에 배치되도록 한 후 사전형성 로드가 관과 일렬로 된다. 사전형성 로드의 외경과 로드 주위에 배치된 관의 내경은 상기 외경 및 내경간 차이가 소정의 값을 초과하지 않도록 한다. 관 및 관내의 사전형성 로드의 길이의 연속부분은 제어된 가열 영역에 따르며, 관의 외부 및 내부간의 압력 기울기가 설정되어 외부 압력이 실제적으로 내부 압력보다 더 크다.
양호한 실시예에 있어서, 관 내부 압력은 주위보다 실제적으로 더 작도록 한다. 양호한 실시예에 있어서, 관 외부의 압력이 대기압인 반면에, 관 내부 압력은 약 0.15 내지 0.2기압이다.
이하 도면을 참조하면서 본 발명을 더욱 상세히 설명하기로 한다.
제 1 도에는 20으로 표기된 장치가 도시되어 있으며, 사전형성 로드(22) 및 오버크래딩(24)을 구비하는(제 2 도에 도시된) 사전형성물(21)이 제공된다. 사전형성 로드(22)는 코어 및 크래딩을 포함하며, 각각 소정의 광학적 및 기하학적 특성을 나타낸다. 사전형성 로드(22)는 예를들어, MCVD로 언급되는 공지된 공정에 의해 제조된다. MCVD공정에 대한 설명은 미합중국 특허 제 4,217,027호에 기재되어 있으며, 본 발명에서 참조된다.
생산 효율을 높이기 위해 사전형성 로드(22)에 오버크래딩(24)이 제공된다. 이것은 소정의 광학적이고 기하학적인 특성을 갖는 유리로 만들어지는(제 1 도, 3 도 및 4 도에 도시된) 관(30)을 제공하고, 사전형성 로드(22)가 관(30)내에 배치되게 하며, 관을 로드 상에 내려앉히게 함으로써 이루어진다. 붕괴 관과 관(30)내에 삽입되는 코어의 동심을 확실하도록 하기 위해 실질적으로 일직선이 되어야 한다.
제 1 도에서 할 수 있는 바와같이, 관(30)은 수직으로 뻗는 관의 종축(30)에 따라 장착되도록 한다. 또한, 관(30)은 수직 선반 프레인(37)의 하부암(35)상에 지지된 홀더(33)내에 장착되는 짐발형 척(32)내에 장착되어, 경첩형태로 달라지며, 베이스에 대해 어느 방향으로 피봇 운동을 할 수 있다. 하부 척(32)이 또한 봉인물을 관(30)의 외부면에 제공할 수 있다는 것이 장점이다. 사전형성 로드(22)는 천정 척(41)에 매달리며, 관과 일직선으로 된다. 척(41)은 선반 프레임(37)으로부터 캔틸레버된 상부 암(43)으로부터 지지된다. 다음에, 하부 및 상부 선반암(35, 43)간에 각각 관련 운동이 일어나고, 이때문에 사전형성 로드의 실제적 부분이 관내에 배치되도록 관 및 사전형성 로드간에 관련 운동이 일어난다.
사전형성 로드(22)에 대해 관(30)의 실제적인 동심을 유지하기 위한 단계가 이용된다. 사전형성 로드(22)는 실제적으로 직선이어야 한다. 또한, 사전형성 로드(22)의 외부면과 관(30)의 내부면 간에 어느 점에서의 (제 4 도에 도시된) 간격(44)이 제어된다. 오버크래딩 관(30)의 내경과 사전형성 로드의 외경간 차이는 로드의 외경이 17.5mm이고 관의 내경이 19mm이어서 소정의 값이 1.5mm인 간격을 갖도록 관(30) 및 사전형성 로드(22)를 선택함으로써 이루어진다. 물론, 로드는(제 4 도에 도시된) 관내에 동심으로 배치되어야 하며, 단지 약 0.75mm의 바람직한 일정한 간격(44)을 제공한다.
최초에 사전형성 로드(22)가 관(30)의 중심에 오는 것을 바라더라도, 상기 목적이 삽입할때 항상 이루어지는 것만은 아니며, 로드는 때때로 붕괴하기 이전에 관에 닿거나(제 5 도에 도시된) 관 중심에 오지 않는다. 사전형성 이전에 닿거나, 중심에 오지 않는다면, 내려앉는 사전형성물은 MCVD공정에 의해 제공된 사전형성 로드(22)의 중심에서 벗어난 중심을 갖게 될 것이다. 사전형성 로드(22)의 코어 중심으로부터 사전형성 로드와 크래딩 관(30)과 조립할 때 중심까지 거리를 편심이라 부른다.
따라서, 관(30)내에 사전형성 로드(22)를 사전에 붕괴할 때의 편심을 줄이기 위하여, 관이 오프셋을 제공하게 한다. 상기 이동은 어떤 방향으로 피봇 이동하게 하는 베이스에서 짐발형 조인트에 의해 수월해진다.
붕괴 방식을 시작하기 전에 사전형성 로드(22)의 위치는 관(30)에 대해 수직으로 조정된다. 처음에, 조작자는(제 6 도에 도시된) 관(30)의 상단부에 대해 중심 이음고리(51)를 위치시킨다. 예를들어, 중심 이음고리(51)내에 탄성물질의 환대(53)를 배치한다. 탄성물질은 사전형성 로드(22) 및 관(30)을 꽉 조이며, 이음고리의 위치에서 로드가 관(30)내 중심에 오도록 한다. 그후, 1984년 10월 16일 제이.알.니스 및 씨.디.스페인아우어에게 부여된 미합중국 특허 제 4,477,244호에 공지된 토치와 유사한 구조를 갖는 링형 토치(60)는 본 발명에서 참조되며, 사전형성 로드의(제 6 도에 도시된) 자유단부(62) 아래 약 100위치에 있도록 한다. 예를들어, 산수소 토치인 토치(60)는 관의 전체 외면을 둘러싼다. 물론, 관의 한쪽 부분을 둘러싸는 토치를 사용할 수도 있다. 관(30) 및 로드(22)가 그들의 종축에 대해 회전하여 돌아가기 때문에, 토치(60)는 관(30)을 충분히 가열하여 관이 원래 위치로 돌아오게 하고, 토치의 현존 위치에서(제 7 도에 도시된) 오프셋(63)을 형성하여, 관이 사전형성 로드(22)에 대해 중심으로 오도록 한다. 소정의 위치에서 관을 가열하고, 관이 사전형성 로드(22)에 일직선으로 하게 함으로써 효과적으로 관이 압력을 조정하게 된다.
오프셋(63)의 효과는 사전형성 로드(22)의 실제적인 부분이 관(30)에 실제적으로 동심으로 일치하게 한다. 오프셋은 관(30)의 벽에 사전형성 로드(22)의 팁이 맞물린 가능성이 매우 줄어든다.
오프셋(63)이 형성된 후, 링형 토치(60)로 인하여(제 1 도에 도시된) 관(30)의 베이스로부터 상단부(65)로 상향 이동하도록 한 후 중심에 있는 소자는 제거된다. 소정의 유지시간 동안 토치(60)는 관(6)의 상단부나 그 가까이에 남아, 관이 상기 점에서 사전형성 로드(22)를 봉인한다.
토치(60)가 관(30)의 상단부나 그 가까이에서 소정의 유지시간을 시작하기 때문에, 암(35) 및 홀더(33)를 거쳐 뻗고, 관의 하단부에 접속된 부분(72)을 갖는(제 1 도에 도시된) 장치(70)가 제어되어, 관내 압력을 관밖보다 실제적으로 낮게 한다. 그 결과, 사전형성 로드(22)로 관(30)의 상단부가 봉인되는 것은 진공의 도움으로 이루어진다. 양호한 실시예에서, 관내 압력을 예를들어 약 0.5 내지 0.2기압의 범위내에 존재한다. 짐발형 척(32)이 진공 결합기로서 동작하며, 관(30)의 꽉막은 봉인물을 거쳐 관과 로드(22) 사이의 진공이 유지되도록 하는 장점이 있다.
휴지시간 후, 토치는 관의 길이에 따라 하향 횡단하며 이동하게 된다. 가열 영역으로 관의 길이가 연속적으로 증가함에 따라 토치(60)가 관(30)의 길이를 횡단할 때 유지되는 진공은 제 2 도의 오버크래드 사전형성을 제공하기 위해 관 (제 8 도에 도시된) 사전형성 로드(22)상으로 비교적 빠른 비율로 붕괴된다. 과도하게 높은 온도를 피하기 위해 가열 영역이 제어된다. 낮은 온도를 사용함으로써, 관의 길이의 증가에 따라 축의 온도 기울기가 설정된다. 이것은 가열지대를 통과하는 관이 딱딱하기 때문에 관(30)이 사전형성 로드(22)에 대해 직선으로 되도록 유지된다.
토치(60)가 관(30)의 길이를 횡단함에 따라, 관 및 사전형성 로드(22)는 회전된다. 이것은 관(30) 및 로드(22)의 가열이 일반적으로 균형을 이루지 못하기 때문이다. 또한, 관(30)과 관내에 사전형성 로드(22)가 토치(60)의 한계내에 정확히 중심에 있지 않는다. 이렇게 해서 생성된 로드 및 관은 더욱 느리게 회전하는 속도로 향상된다. 속도가 증가하면, 원심효과는 증가하며, 반대로 편심에 영향을 미친다. 양호한 실시예에 있어서, 회전 속도는 약 10rpm이다.
본 발명의 양호한 실시예에서 관(30)내의 압력이 관의 외부에 비해 줄어든다는 것에 대해 유의하여야 한다. 양호한 실시예에 있어서, 상기는 진공 결합기 척(32)을 거쳐 진공 소스(70)에 관(30)을 접속함으로써 행한다. 그러나, 관(30) 외부 압력은 동일 결과를 이루기 위해 관내부보다 실제적으로 증가될 수 있다. 중요한 것은 관의 내부보다 실제적으로 더 큰 외부의 압력과 함께 관의 외부 및 내부간에 실제적인 압력의 경사이다.
본 발명의 방법 및 장치는 사전형성 로드(22)상으로 관(30)의 실제적으로 증가된 붕괴·비율에 있다. 본 발명의 방법 및 장치에 따라, 약 7cm/min의 붕괴 비율이 이루어진다. 이것은 MCVD공정에 의해 사전형성 제조시 사용된 것과 다른 압력 기울기 없이 수평 선반 장치에서 약 1cm/min의 붕괴 비율과 비교된다. 공지된 바와같이, 상기 공정시 관내의 압력이 대기압보다 조금 더 커지는 동안 사전형성 관 붕괴가 이루어진다.
상술된 압력 기울기는 로드상에 관을 붕괴시키는 비율을 늘이는데 도움이 된다 : 그러나, 최종의 사전형성시 타원율을 피하고 최종의 사전형성의 오버크래딩이 사전형성 로드의 코어와 동심이 되도록 하는 부가적인 단계를 취한다. 부가적인 단계는 관 및 로드간의 간격을 제어하고, 가열지대를 제어하며, 관(30) 및 삽입된 로드간에 초기 중심을 제어한다. 기울기 특성과 마찬가지로 가열지대의 넓이와 그 안의 온도를 제어하고, 관(30)과 사전형성 로드(22)간의 간격 및 초기 동심을 제어함으로써, 최종 사전형성에서 타원형태로 나타나지 않고 관의 붕괴를 가속하도록 진공 보조장치가 사용되었다.
종래 기술의 공개로부터 기대되었던 것과는 반대로, 본 발명의 방법과 장치를 사용할 때 오버크래드 사전형성 로드의 질은 매우 우수하다. 종래 기술로부터, 붕괴하는 동안 유효 압력이 필요하고, 진공의 사용이 사전 형성 부분의 타원형태를 나타내왔다. 예를들어, 편광 광학 섬유를 만들기 위해, 광학 사전형성 관이 제조되고, 그후 관내의 진공이 유지되는 조건하에서 붕괴된다는 것이 공지되어 있다. 진공이 관내에서 타원형태를 증대시켜, 붕괴시 섬유가 붕괴공정의 시작에서 관에서보다 더욱 타원상태로 되게한다. 초기 붕괴 동안 관내에 진공을 포함함으로써 전형적으로 0이 아닌 타원율이 발생된다. 그후, 관이 더욱 붕괴될 때 소정의 타원 단계를 유지하기 위하여, 관의 반경이 감소할 때 증가하는 붕괴 동안 내부 압력이 작용한다.
관과 비교하여 관내의 로드가 비교적 작을 때 비교적 간단하게 관을 평평하게 할 수 있었다. 종래 기술은 오버크래드 관의 최종 구조에서 타원형태를 이루는 상기 원리에 따른다. 그러나, 관의 내경에 접근하는 로드의 크기 때문에, 관을 평평하게 하기 위한 충분한 공간이 없다. 본 발명의 방법 및 장치에 있어서, 관(30)의 내벽과 사전형성 로드(22)의 외부 표면간 간격은 제어되며, 충분히 작게 되어 타원형태는 최소화된다.
또한, 종래 기술에 따라, 내부에 존재하는 정악의 도움으로 붕괴하는 동안 원형이 보존된다. 1979년 5월 15일 더블류.쥐.프렌치 및 더블류.태스커에게 부여된 미합중국 특허 제 4,154,591호에 공지되어 있다. 그러나, MCVD공정시 사전형성 붕괴 동안 등과 같은 대기보다 약간 더 큰 압력의 사용은 오버크래드 관을 제공하기 위한 만족스러울 만한 결과를 제공하지 못한다는 것이 알려지고 있다. MCVD공정의 정압 기술로서 붕괴할 때, 균형이 이루어지지 않아, 공기 공극의 구조가 발생한다. 이에 반하여, 본 발명의 방법 및 장치를 사용한다면, 사전형성 로드 및 관의 사이에 공극이 발생하지 않는 것을 알 수 있다.
최종 사전형성 생산물의 편심을 최소로 하기 위해 주의해야 한다. 만약 선반상에서 행해졌다면, 비록 수직이더라도 대부분 열은 관(30)에 제공되며, 단지 관만이 변형된다. 만약 관(30)이 중심을 빗나간다면, 로드 표면의 한점에 닿고, 로드에 들러붙는 물질은 떨어지지 않게 된다. 먼저 들러붙는 점에서 관벽 두께는 얼어붙는다. 관(30)의 나머지는 계속 붕괴되며, 계속 붕괴됨에 따라 관의 벽 두께는 증가한다. 그러므로, 관이 마지막으로 사전형성 로드에 닿는 오버크래드 사전형성 부분은 벽의 두께가 제일 두꺼우며, 사전형성 로드에 제일 먼저 닿는 부분은 벽의 두께가 제일 얇다. 상기 두 부분의 위치는 일반적으로 직경 방향으로 정반대에 위치되며, 불행하게도 편심을 가져오게 된다.
최종 로드 및 관의 횡단면에서 형상을 얻기 위해 배출을 사용했던 몇몇의 종래 기술과는 다르게, 본 발명의 방법 및 장치는 비교적 빨리 관을 붕괴시켜, 로드 및 관의 실제적인 동심을 유지한다. 예를들어, 본 발명의 방법 및 장치에 따라 생산된 오버크래드 사전형성 로드로부터 뽑아낸 섬유의 편심은 1마이크론 이하이다.
온도 기울기를 비교적 급하게 하기 위해 가열 영역이 제어된다. 공지된 바와같이, 가열 영역은 온도가 약 1600℃에 도달하는 위치로부터 상기 온도 이하로 떨어지는 위치로 뻗는 영역이며, 상기 온도는 본 명세서에서 사용된 유리 용융점이다. 제 1 도의 수직 선반 장치에서 사용되는 토치에 있어서, 1600℃로부터 최고치로 증가할 때까지의 거리는 비교적 짧으며, 전형적으로 약 100mm이다. 가열 영역을 제어하여, 비교적 좁고 비교적 경사를 급하게 함으로써 문제점이 해결된다.
더욱이, 붕괴로 인하여 실제적으로 모든 관(30)의 내면이 사전형성 로드와 맞붙도록 가열 영역이 제어된다. 이것은 관 및 로드사이에서 광학 섬유의 강도를 저하시키는 공극 구조가 발생하지 않도록 한다. 또한, 붕괴된 관은 사전에 강구된 초기 정렬과 불안정한 상태로 되지 않도록 가열영역의 폭이 넓지 않기 때문에 로드에 관해 동심을 이룬다.
제 1 도에 도시된 장치의 변형된 형태가 사용된다. 예를들어, 관(30) 대신에 로드(22)가 척(32)에 장착되며, 로드 대신에 관(30)이 오버헤드 척(41)에 장착된다. 본 발명의 방법 및 장치는 또한 사전형성 로드 및 관이(제 9 도에 도시된) 배출로(80)로 들어갈 때 사전형성 로드(22) 상으로 관(30)의 붕괴에 적용할 수 있다. 수직선반 장치에서 관(30)이 가열되며, 가열 에너지가 로드로 재방출된다. 배출로에서 가열 에너지가 관(30) 및 사전형성 로드(22)로 직접 제공된다. 더욱이, 배출로에서 가열 온도의 최대 영역이 선반에서 보다크게 된다. 그러므로, 사전형성 로드(22) 및 관(30)에는 상술된 선반 붕괴 기술과 비교했을 때 사전형성 로드(22) 상으로 관(30)의 노붕괴 동안 더 낮은 점성 및 더 큰 유동성을 가져오는 더 높은 온도를 가한다. 그러나, 대칭축의 뽑는 힘은 함께 뽑는 동안 사전형성 로드(22) 및 관(30) 상에 작용한다. 오버크래딩을 위한 공동으로 뽑는 기술에서 사전형성 로드(22) 및 관(30)에 작용하는 더 큰 유동성과 동축 대칭의 뽑는 힘의 결합은 상술된 바와같이 관(30)내에서 사전형성 로드(22)의 편심을 하지 못하게 하는 로드 및 관 어셈블리를 위한 독립 메카니즘을 제공한다.
제 9 도에 도시된 바와같이, 핸들(82)에 제공되는 사전형성 로드(22)는 척(84)에 매달려있다. 관(30)으로 사전형성(22)의 입구는 진공 결합기(86)에 제공되어, 입구를 봉하며, 관의 내벽과 로드의 외면간 체적이 소정의 압력으로 유지되도록 한다. 사전형성 로드(22) 및 관(30)이 예를들어 산화지르코늄 노인노(80)로 뻗어나간다.
사전형성 로드(22) 및 관(30)이 노로 흘러들기 때문에 양호한 실시예에서(도시되지 않은) 진공원은 진공 결합기(86)를 거쳐 관 및 사전형성 로드 간 사이에 접속된다. 노(80)내에 관(30) 길이의 연속부는 사전형성 로드(22)상으로 붕괴되도록 하며, 오버크래드 사전형성물로부터 광학 섬유(88)를 뽑아낸다. 관(30)과 로드(20)가 동시에 유체가 되는 노의 뽑아내는 부분에서, 관 및 로드로부터 독립 메카니즘을 제공하기 위해 섬유를 뽑아내는 힘이 생각된다. 사전형성 로드(22) 및 관(30)상에 축방향으로 대칭인 뽑아내는 장력에 의해 일렬로 정렬하는 것을 도운다.
뽑아진 광학 섬유(88)의 직경은 노로부터 나온 직후 점에서 소자(91)에 의해 측정되며 상기 측정치는 제어 시스템의 입력이 된다. 제어 시스템내에서, 측정 직경은 바람직한 값과 비교되어, 뽑아내는 속도를 맞추기 위해 출력 신호가 발생되어, 광학 섬유 직경이 바람직한 값으로 접근한다.
광학 섬유(88)의 직경을 측정한 후, 보호 피복이 장치(93)에 의해 광학 섬유에 발라진다. 그다음, 피복된 섬유(88)가 중심 게이지(95)와 피복 처리를 위한 소자(96) 및 피복된 섬유의 외경을 측정하는 소자(97)를 통과한 후, 캡스턴(99)을 따라 이동하며, 다음의 케이블 작용 이전에 테스트하고 저장하기 위해 감겨진다. 섬유를 리본 모양으로 하고, 자케트를 씌우며, 접속기화 하고, 케이블화 하며, 또한 서비스 수명동안 광학 섬유 본래의 고강도를 보존하는 것이 중요하다.
관(30)을 붕괴하기 위해 배출노를 사용할 때, 온도가 높기 때문에 유리의 점성은 낮아. 이것은 유리를 흘러내리게 하지만 동축 대칭인 뽑는 힘이 사전형성 로드(22) 및 상기 로드 주위로 붕괴는 관(30)의 동심으로 뽑는 것을 수월하게 한다. 노에 있어서, 전형적으로 링 도치를 사용할 때보다 최대 온도의 상승이 더욱 힘들지만, 가열 영역을 통한 로드의 횡단은 선반 장치보다 더 느리게 된다. 관 붕괴가 시간 및 온도에 따르고, 노의 온도가 어느 정도 고정되므로, 관(30)을 따라 길이를 제어함으로써 가열 영역의 제어가 이루어진다. 온도 경사는 관이 로드상으로 붕괴되는 영역에서 비교적 급하다.
제 10 도에 있어서, 광학 섬유를 뽑을 동안 관이 사전형성 로드상으로 붕괴되는 또 다른 장치의 실시예가 도시된다. 사전형성 로드(100)는 예를들어 MCVD공정에 의해 제공된다. 사전형성 로드의 외경보다 약간 더 큰 내경을 가지며, 또 핸들(102)을 갖는 관(104)은 사전형성 로드 주위에 배치되도록 한다. 관(104)은 단부(108)에서 로드를 막도록 한다. 이어서, 관의 또다른 부분이 관의 내면의 외연 주위의 다수의 위치(110 내지 110)에서 로드에 고정된다. 핸들 단부(102)를 통하는 개구(111)와 지지 척(112)을 통하여 진공원으로 접속은 예를들어 섬유를 뽑아내는 동안 관내에서 압력의 제어가능하게 제공된다. 로드 및 관을 오버헤드 척으로부터 지지하는데 아무것도 사용되지 않으므로 상기 장치는 비교적 비싼 사전형성물을 사용을 최대로 한다.
사전형성 로드로 막혀진 관을 갖는 사전형성 로드가 노(113) 위에 달려있도록 관의 핸들(102)이 지지된다. 그후, 제 9 도에 도시된 실시예에서와 같이, 사전형성 로드 및 관이 노안으로 들어가 광학 섬유(114)를 쉽게 뽑아내도록 한다. 관(104)의 길이가 줄기 때문에 관내 압력이 조정되어, 제어된 범위내에서 관내면과 관외면의 경사를 유지한다. 유리점도를 제어하는 가열 영역 온도와 폭, 사전형성 로드와 오버크래딩 관사이에 간격 및 그안에 압력의 크기 및, 오버크래딩 관내 사전형성 로드의 동심을 최적하게 함으로써 비교적 낮은 편심을 오버크래드 사전형성물이 생산된다. 섬유 강도가 가열 영역의 특성에 영향을 받는데 반하여 모든 상기 파라미터는 공정 속도 및 섬유 형태에 영향을 준다. 상기 피라미터의 최적화는 현재 유통되고 있는 공학 섬유 시스템에서 필요로 하는 내역에 일치하는 강도 및 코어 동심을 나타내는 광학 섬유를 제공하는 급속한 오버크래딩 공정을 가져온다. 상술한 오버크래딩 공정은 생산 능력을 매우 증가시켜 섬유 생산량이 감소되지 않도록 한다.

Claims (10)

  1. 오버크래딩이 광학 사전형성 로드의 코어를 중심으로 실제적으로 동심으로 배치되어 오버크래드 광학 사전형성물을 제공하는 방법에 있어서, 코어 및 크래딩을 포함하고 외경을 갖는 실제적으로 직선인 광학 사전형성 로드를 제공하는 단계와 : 적합한 광학 및 기하학적 특성을 갖는 광학물질로 이루어지며, 소정의 값을 초과하지 않는 관의 내경과 로드의 외경간에 내경을 갖는 오버크래딩 관을 제공하는 단계와 : 사전형성 로드가 관내에 배치되도록 하는 단계 및 제어된 온도 기울기를 갖는 가열 영역에 따라 관안에 배치된 로드를 갖는 관의 길이가 연속적으로 증가하는 단계를 포함하여, 관의 외면 및 내면간 압력의 기울기가 사전형성 로드에 맞붙도록 관을 붕괴하기 위해 내면의 압력보다 실제적으로 더 큰 외면의 압력과, 사전형성 로드의 코어를 중심으로 실제적으로 동심적으로 배치되는 오버크래딩 관을 설치하고 유지하도록 하는 단계를 갖는 것을 특징으로 하는 광학 사전형성 로드 오버크래딩 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 관의 길이가 연속적으로 증가하기에 앞서서 가열영역에 따르며, 관의 개구단부가 관으로 뻗는 사전형성 로드에 의해 막히도록 하는 것을 특징으로 하는 광학 사전형성 로드 오버크래딩 방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 사전형성 로드에 의해 막히게 되는 관의 단부에 앞서 관을 진공원에 접속함으로써 압력 기울기가 설정되게 하는 것을 특징으로 하는 광학 사전형성 로드 오버크래딩 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 사전형성 로드가 관내에서 실제적으로 동심으로 배치되도록 하여, 관 및 사전형성 로드간 간격이 약 0.75mm를 초과하지 않는 것을 특징으로 하는 광학 사전형성 로드 오버크래딩 방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 관내에 사전형성 로드의 배치에 이어서, 관으로의 입구에 인접한 사전형성 로드 부분이 상기 관에 대해 실제적으로 동심으로 배치되도록 하는 것을 특징으로 하는 광학 사전형성 로드 오버크래딩 방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 사전형성 로드 및 관이 각각 종축을 가지며, 상기 종축이 실제적으로 수직이 되도록 사전형성 로드 및 관이 지지되는 것을 특징으로 하는 광학 사전형성 로드 오버크래딩 방법.
  7. 광학 사전형성 오버크래딩 장치에 있어서, 코어 및 크래딩을 포함하고 실제적으로 직선인 사전형성 로드를 수용하고 있는 제 1 지지수단과 : 소정의 특성을 가지는 광학물질로 제조되는 관을 수용하고 있는 제 2 지지수단을 포함하여, 상기 제1 및 제 2 지지수단이 소정의 간격을 제공하기 위해 사전형성 로드가 로드의 외경보다 더 큰 내경을 갖는 관에 배치된 길이의 실제적 부분에 수용되도록 하며 : 관내에 로드를 갖는 관의 길이가 제어된 가열영역에 따라 연속적으로 증가하는 가열수단 및 관 및 그안에 있는 로드의 길이가 가열영역에 따라 연속적으로 증가하도록 하는 상기 가열수단에 의해 효과적으로 행하여, 관외부의 압력이 실제적으로 내부 압력보다 크게 되도록 관의 내부 및 외부사이에서 압력 기울기를 설정하고 유지하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 사전형성 로드 오버크래딩 장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 로드가 관으로 뻗는 위치에서 관주위에 배치되도록 채택되며 로드 및 관이 상기 위치에서 각각에 대해 동심으로 배치되도록 하는 장치를 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 시전형성 로드 오버크래딩 장치.
  9. 제 7 항에 있어서, 사전형성 로드 및 관이 각각 종축을 가지며, 상기 제1 및 제 2 지지수단이 사전형성 로드 및 관을 지지하여, 상기 종축이 실제적으로 수직인 것을 특징으로 하는 광학 사전형성 로드 오버크래딩 장치.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 제 2 지지수단이 관을 상기 수단의 하단부에 대해 피봇 운동하도록 하는 것을 특징으로 하는 광학 사전형성 로드 오버크래딩 장치.
KR1019870004042A 1986-04-28 1987-04-27 광학 사전형성 로드 오버크래딩 방법 및 장치 KR900002260B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US85673986A 1986-04-28 1986-04-28
US856739 1986-04-28

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR870009957A KR870009957A (ko) 1987-11-30
KR900002260B1 true KR900002260B1 (ko) 1990-04-07

Family

ID=25324391

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019870004042A KR900002260B1 (ko) 1986-04-28 1987-04-27 광학 사전형성 로드 오버크래딩 방법 및 장치

Country Status (9)

Country Link
EP (1) EP0244135B1 (ko)
JP (2) JPS62260727A (ko)
KR (1) KR900002260B1 (ko)
CN (1) CN1014047B (ko)
AU (1) AU579767B2 (ko)
CA (1) CA1317464C (ko)
DE (1) DE3769002D1 (ko)
DK (1) DK169088B1 (ko)
IN (1) IN170814B (ko)

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63100033A (ja) * 1986-10-15 1988-05-02 Sumitomo Electric Ind Ltd 光フアイバ母材の製造方法
US4775401A (en) * 1987-06-18 1988-10-04 American Telephone And Telegraph Company, At&T Bell Laboratories Method of producing an optical fiber
US5044724A (en) * 1989-12-22 1991-09-03 At&T Bell Laboratories Method of producing optical fiber, and fiber produced by the method
NL9001342A (nl) * 1990-06-13 1992-01-02 Skf Ind Trading & Dev Werkwijze voor het vervaardigen van een, een poedervormig materiaal bevattende houder die kan worden onderworpen aan een hoge isostatische druk bij hoge temperatuur.
US5110335A (en) * 1990-06-25 1992-05-05 At&T Bell Laboratories Method of glass soot deposition using ultrasonic nozzle
KR0177088B1 (ko) * 1993-11-29 1999-05-15 김광호 단일모드 광섬유 1차 모재 오버크래딩 방법 및 장치
DE69420818T2 (de) * 1993-11-29 2000-05-25 At & T Corp Verfahren zum Herstellen von Vorformen für optische Fasern
GB2291643B (en) * 1994-07-21 1998-01-28 Pirelli General Plc Optical fibre preforms
CN1132032C (zh) * 1997-08-19 2003-12-24 皮雷利·卡维系统有限公司 制造光纤维预制棒的方法与装置
EP2423170B1 (en) * 1999-06-22 2013-08-21 Mitsubishi Cable Industries, Ltd. Method for manufacturing a glass optical fiber preform
JP2002179434A (ja) * 2000-12-08 2002-06-26 Sumitomo Electric Ind Ltd 光ファイバ母材製造方法及び光ファイバ母材並びに光ファイバ
KR100498923B1 (ko) * 2002-09-18 2005-07-04 삼성전자주식회사 상향 가열 방식에 따른 광섬유 모재의 오버 쟈켓팅 방법
DE10325538A1 (de) * 2003-06-04 2004-01-22 Heraeus Tenevo Ag Verfahren für die Herstellung eines optischen Bauteils aus Quarzglas durch Elongieren einer koaxialen Anordnung sowie nach dem Verfahren hergestelltes optisches Bauteil
DE102004028258B4 (de) * 2004-06-11 2008-11-06 Heraeus Quarzglas Gmbh & Co. Kg Verfahren zur Herstellung eines optischen Bauteils aus Quarzglas
DE102008063829B4 (de) * 2008-12-20 2011-01-13 Heraeus Quarzglas Gmbh & Co. Kg Verfahren zur Herstellung eines zylinderförmigen optischen Bauteils aus Quarzglas sowie nach dem Verfahren erhaltenes optisch aktives Bauteil
CN102898020B (zh) * 2012-11-02 2015-02-04 成都富通光通信技术有限公司 基于mcvd设备的预制棒套管工艺流程
CN106746588B (zh) * 2016-12-05 2023-02-17 青海中利光纤技术有限公司 靶棒拔除装置
CN109709639B (zh) * 2019-02-21 2020-11-24 武汉理工大学 全分布式的三芯硫系长光纤光栅制作平台及方法
CN113121105B (zh) * 2021-05-10 2022-08-09 浙江富通光纤技术有限公司 芯棒的加工方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6022652B2 (ja) * 1978-09-28 1985-06-03 住友電気工業株式会社 光伝送用ガラスフアイバ−の製造方法
JPS5590431A (en) * 1978-12-28 1980-07-09 Fujitsu Ltd Preparation of single mode glass fiber
JPS5969438A (ja) * 1982-10-15 1984-04-19 Hitachi Ltd 光フアイバ母材の製造方法
GB2148874B (en) * 1983-10-22 1986-11-05 Standard Telephones Cables Ltd Optical fibre fabrication by the rod-in-tube method
US4561871A (en) * 1983-12-27 1985-12-31 Corning Glass Works Method of making polarization preserving optical fiber

Also Published As

Publication number Publication date
CA1317464C (en) 1993-05-11
JPS62260727A (ja) 1987-11-13
DE3769002D1 (de) 1991-05-08
DK211787A (da) 1987-10-29
DK211787D0 (da) 1987-04-27
AU7193387A (en) 1987-10-29
JPH079946U (ja) 1995-02-10
IN170814B (ko) 1992-05-23
CN87103085A (zh) 1988-02-17
AU579767B2 (en) 1988-12-08
CN1014047B (zh) 1991-09-25
KR870009957A (ko) 1987-11-30
DK169088B1 (da) 1994-08-08
EP0244135B1 (en) 1991-04-03
EP0244135A1 (en) 1987-11-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR900002260B1 (ko) 광학 사전형성 로드 오버크래딩 방법 및 장치
US4820322A (en) Method of and apparatus for overcladding a glass rod
JP3438872B2 (ja) 光導波路ファイバ線引き装置および方法
JP4159247B2 (ja) 光ファイバの予成形体の製造方法及びその装置
JP2002047028A (ja) 細長いガラス物品を作成する方法
US6519974B1 (en) Method for fabricating an optical fiber by simultaneous preform fusing and fiber drawing
US11811453B2 (en) Upward collapse process and apparatus for making glass preforms
WO2003011779A1 (en) Method for fabricating a low polarization mode dispersion optical fiber
US7779651B2 (en) Process for manufacturing a micro-structured optical fibre
JP4809348B2 (ja) 石英ガラスから成る光学的なコンポーネントを製造する方法
EP0141534A2 (en) Optical fibre fabrication
US11649185B2 (en) Automated large outside diameter preform tipping process and resulting glass preforms
JP3861663B2 (ja) 光ファイバ母材の製造方法
US4812154A (en) Method for producing glass preform for optical fiber
US5429653A (en) Method of partially introverting a multiple layer tube to form an optical fiber preform
JP2004175663A (ja) 光ファイバおよび製作方法
JP3838850B2 (ja) 光ファイバー用プリフォームの製造方法
KR100528752B1 (ko) 광섬유 모재봉의 오버클래딩 방법 및 장치
KR100564498B1 (ko) 광섬유 모재봉의 오버 클래딩 방법
KR100540492B1 (ko) 광섬유 모재의 제조방법 및 제조장치
KR100528757B1 (ko) 광섬유 모재봉의 오버클래딩 방법 및 장치
JPH01148725A (ja) 光フアイバ用母材の製造方法
JPS61158838A (ja) 石英中空フアイバ−の製造方法
JPH02196047A (ja) ガラス繊維の製造方法
JPH0940438A (ja) 光ファイバ母材の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
G160 Decision to publish patent application
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 19990729

Year of fee payment: 11

LAPS Lapse due to unpaid annual fee