JPH0812364A - 光ファイバ母材の延伸方法 - Google Patents

光ファイバ母材の延伸方法

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JPH0812364A
JPH0812364A JP16883594A JP16883594A JPH0812364A JP H0812364 A JPH0812364 A JP H0812364A JP 16883594 A JP16883594 A JP 16883594A JP 16883594 A JP16883594 A JP 16883594A JP H0812364 A JPH0812364 A JP H0812364A
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JP
Japan
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optical fiber
fiber preform
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stretching
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JP16883594A
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English (en)
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Manabu Kudo
学 工藤
Noriyuki Mitomi
徳行 三富
Koichi Takahashi
浩一 高橋
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Fujikura Ltd
Original Assignee
Fujikura Ltd
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    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/01Manufacture of glass fibres or filaments
    • C03B37/012Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
    • C03B37/014Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments made entirely or partially by chemical means, e.g. vapour phase deposition of bulk porous glass either by outside vapour deposition [OVD], or by outside vapour phase oxidation [OVPO] or by vapour axial deposition [VAD]
    • C03B37/01466Means for changing or stabilising the diameter or form of tubes or rods
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、光ファイバ母材の延伸方法に係
り、特に延伸時、光ファイバ母材の表面に不良な結晶化
領域が発生するのを抑えて、高品質で高強度の光ファイ
バ母材を得るようにした方法を提供することを目的とす
る。 【構成】 かゝる本発明は、加熱しながら光ファイバ母
材を延伸する際、加熱炉内に挿入された光ファイバ母材
の表面温度が、1400〜1700℃である時間が1時
間以内に納まるようにして延伸する光ファイバ母材の延
伸方法であり、これによって、クリストバライト結晶の
発生や成長が極力抑えられるため、線引きしても、素材
中に気泡などの発生がない、高品質で高強度の光ファイ
バ母材が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光ファイバ母材の延伸
方法に係り、特に延伸時、光ファイバ母材の表面に不良
な結晶が発生するのを抑えて、高品質で高強度の光ファ
イバが得られる光ファイバ母材の延伸方法に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】光ファイバ母材の延伸にあたっては、先
ず、延伸される前の光ファイバ母材の上下の両端にダミ
ー棒(石英ロッド)を溶着し、このダミー棒付きの光フ
ァイバ母材Maを、図3に示したように延伸装置系の加
熱炉(延伸炉)1に挿入し、それぞれのダミー棒2a,
2bを送出装置3及び引取装置4によって把持する。そ
して、加熱炉1の炉芯管(マッフル)5の外周に位置す
る加熱ヒータ6によって、光ファイバ母材Maの下端寄
りを加熱しながら、引取装置4の引取り速度を送出装置
3の送出し速度よりも速めることによって下方側のダミ
ー棒2bを引き、所定径の光ファイバ母材Mbに延伸す
る。この際、当該延伸によって、光ファイバ母材Maの
下端寄りが消耗(減量)されるため、その消耗に応じ
て、上記送出装置3によって光ファイバ母材Ma全体を
下方に送り出し、延伸を続けている。なお、この際、光
ファイバ母材Maの径が大きく、1回の延伸で所定径の
光ファイバ母材Mbに引き落とせないときには、この延
伸工程を何度か繰り返す。
【0003】このような延伸工程において、光ファイバ
母材Maは、上記のように徐々に加熱炉1中に送り出さ
れて、炉芯管5内を降下するため、種々の温度分布中を
移動することになる。すなわち、炉芯管5内では、加熱
ヒータ6部分(ヒータ設置部位)に近接した中心付近
(実際にはこれより少々下の部分)が最も温度が高く、
この中心部分から上下に離れるに従って徐々に温度が低
下する温度分布を取っているからである。いずれにして
も、光ファイバ母材Maのスムーズな延伸を確保するた
めには、母材温度(ガラス材料温度)を適度の軟化温度
まで上昇させる必要がある。
【0004】そこで、加熱炉1の加熱ヒータ6部分で
は、加熱炉1の構造や大きさなどによっても異なるが、
通常は、室温の発熱開始温度から最高2200℃程度ま
で発熱させて、内部に挿入された光ファイバ母材Maを
作業温度範囲である粘度(例えばlog=5〜8ポア
ズ)まで軟化させ、延伸している。このときの母材表面
温度は、常温〜1900℃付近まで広がっている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
延伸過程を経て得られた光ファイバ母材Mbを用い、こ
れを線引きして得た光ファイバにあっては、ファイバ素
材中に気泡が存在したり、断線頻度が高いなどのことが
ままあった。そこで、本発明者等は、この気泡発生及び
断線の原因について、鋭意検討したところ、上記光ファ
イバ母材Mbの場合、その表面状態をよく観察すると、
多数の小さな白い粒状の領域が存在することが判った。
この粒状の領域部分は、少なくとも母材本来のガラス質
部分とは異質の領域、例えば結晶化した領域と考えられ
た。この結晶化領域部分が母材材料の均一性を乱す要因
として、線引き後も存在し続け、一種の傷として作用
し、上記気泡が発生するのではないのかとの推論を得
た。
【0006】この推論に立って、本発明者等が、さらに
この結晶化領域部分について、X線解析法やSEMなど
によって、追求したところ、石英(ガラス質)とは異な
る構造、すなわちクリストバライト結晶を形成している
ことが判った。このため、本発明者等が、このクリスト
バライト結晶の発生や成長と加熱炉内の温度分布や時間
との関係について、加熱ヒータ部分の温度調整を行って
実験したところ、図4や図5の結果を得た。つまり、母
材表面において、1400〜1700℃の温度領域が長
時間(1時間を越える時間)になると、クリストバライ
ト結晶の発生、成長が顕著になることが判った。
【0007】先ず、図4によると、加熱炉の加熱ヒータ
部分の温度分布を曲線Iのように制御した場合、すなわ
ち光ファイバ母材表面の中心温度を1400〜1700
℃程度になるように制御した場合で、しかも、その温度
分布領域が1時間を越える時間加熱炉内に放置したとこ
ろ、得られた光ファイバ母材Mcの表面には、丁度14
00〜1700℃程度の温度領域部分に長時間晒された
部分において、小さな白い粒状からなるクリストバライ
ト結晶がよく発生、成長していることが見られた。そし
て、上記経過時間は長いほど結晶の発生や成長が顕著に
なり、逆に、短い1時間以内の場合には殆ど結晶の発生
や成長が見られなかった。
【0008】次に、図5では、加熱炉のヒータ部分の温
度分布を曲線IIのように制御した場合、すなわち光フ
ァイバ母材表面の中心温度を上記図4の場合より相当高
くして、この中心部分から上下に離れた部分において、
1400〜1700℃程度の温度分布領域が現れるよう
にした場合で、やはりその温度分布領域が1時間を越え
る長時間放置したところ、得られた光ファイバ母材Md
の表面には、丁度1400〜1700℃程度の温度領域
部分に長時間晒された母材の上下(図中左右)の部分に
おいて、小さな白い粒状からなるクリストバライト結晶
がよく発生し、成長していることが見られた。そして、
この場合も、やはり経過時間は長いほど結晶の発生や成
長が顕著になり、逆に、短い1時間以内の場合には殆ど
結晶の発生や成長が見られなかった。
【0009】従来、このようなクリストバライト結晶の
発生や成長とその温度や時間との関係が不明確だったた
め、経験的に延伸した後の母材表面を火炎やエッチング
などで研磨し、これによって、気泡の発生を抑え、ファ
イバ強度の低下を防止していた。
【0010】本発明は、このようなクリストバライト結
晶の発生や成長とその温度や時間とを明確にしたことに
よって、延伸後、母材表面の火炎やエッチングによる研
磨作業を行わなくとも、高品質で高強度の光ファイバが
得られる光ファイバ母材の延伸方法を提供せんとするも
のである。
【0011】
【課題を解決するための手段】つまり、本発明の一つ
は、加熱しながら光ファイバ母材を延伸する際、加熱炉
内に挿入された光ファイバ母材の表面に生ずるクリスト
バライト結晶の成長を抑えながら延伸する光ファイバ母
材の延伸方法にある。
【0012】本発明のもう一つは、上記本発明と実質的
に同一であるが、加熱しながら光ファイバ母材を延伸す
る際、加熱炉内に挿入された光ファイバ母材の表面温度
が、1400〜1700℃である時間が1時間以内に納
まるようにして延伸する光ファイバ母材の延伸方法にあ
る。この母材表面温度の設定にあたって、より具体的に
は、光ファイバ母材の送り速度を速くしたり、温度分布
の範囲を狭くしたり、あるいはこれらの組み合わせによ
って設定するとよい。
【0013】
【作用】いずれにして、このような上記方法によって、
延伸時、クリストバライト結晶の発生や成長が極力抑え
られるため、研磨などの表面処理をしないで線引きして
も、素材中に気泡などの発生が少なく、また、断線など
の少ない高品質で高強度の光ファイバが得られる光ファ
イバ母材が提供される。
【0014】
【実施例】炉芯管径=120mm、炉芯管長さ=600
mm、加熱ヒータ出力=30KWの加熱炉において、上
下にダミー棒が溶着された外径=80mmの光ファイバ
元母材を挿入し、母材送り速度=4〜6mm/minと
して、かつ、炉内の光ファイバ母材の表面温度分布領域
が1750℃以上で、その長さを150mm程度とする
一方、この中心温度分布領域の上下に位置する1400
〜1700℃の温度領域部分の長さを約65mmとして
延伸した。このとき、1400〜1700℃の温度領域
部分の通過時間は、20〜30分程度となり、延伸前の
予熱時間、25を加えても、45〜57分程度であっ
た。つまり、クリストバライト結晶の発生や成長が促進
される1400〜1700℃の温度領域部分になる総時
間が1時間以内に納まっている。
【0015】この延伸により得られた光ファイバ母材の
表面を観察しても、小さい白い粒状の領域、すなわちク
リストバライト結晶は殆ど見られず、また、この光ファ
イバ母材を、表面研磨などをすることなく、線引きして
得られた光ファイバにあっても、素材中に気泡などの発
生は殆ど見られなかった。この実施例における温度制御
の状態などを図示すると、図1の如くであった。なお、
同図中、曲線IIIは母材表面の温度分布曲線、150
は中心温度分布領域の長さ、65は上下の1400〜1
700℃の温度領域部分の長さである。
【0016】次に、本発明条件を欠く比較例について述
べる。炉芯管径=120mm、炉芯管長さ=600m
m、加熱ヒータ出力=25KWの加熱炉において、上下
にダミー棒が溶着された外径=80mmの光ファイバ元
母材を挿入し、母材送り速度=4〜6mm/minとし
て、かつ、炉内の光ファイバ母材の表面温度分布領域が
1750℃以上で、その長さを100mm程度とする一
方、この中心温度分布領域の上下に位置する1400〜
1700℃の温度領域部分の長さを約135mmとして
延伸した。このとき、1400〜1700℃の温度領域
部分の通過時間は、44〜68分程度となり、延伸前の
予熱時間、25分を加えると、69〜98分程度となっ
て、1時間を越えるかなりの長時間を要した。つまり、
クリストバライト結晶の発生や成長が促進される140
0〜1700℃の温度領域部分になる総時間が1時間以
内に納さまらなかった。
【0017】この延伸により得られた光ファイバ母材の
表面を観察すると、小さい白い粒状の領域、すなわちク
リストバライト結晶が母材表面の左右に見られ、また、
この光ファイバ母材を、表面研磨などをすることなく、
線引きして得られた光ファイバの場合、素材中に気泡な
どの発生は見られた。また、その断線頻度を高かった。
この比較例における温度制御の状態などを図示すると、
図2の如くであった。なお、同図中、曲線IVは母材表
面の温度分布曲線、100は中心温度分布領域の長さ、
135は上下の1400〜1700℃の温度領域部分の
長さである。
【0018】
【発明の効果】このように本発明によれば、光ファイバ
母材の延伸にあたって、加熱温度と当該温度領域に晒さ
れる加熱時間の両条件を最適に設定するものであるた
め、クリストバライト結晶の発生や成長を極力抑えた優
れた光ファイバ母材が得られる。したがって、この光フ
ァイバ母材を線引きすることによって、素材中に気泡な
どの発生がない、高品質で高強度の光ファイバが得られ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る光ファイバ母材の延伸方法を実施
した際の温度制御状態を示したグラフである。
【図2】本発明に係る光ファイバ母材の延伸方法の条件
を欠いて実施した際の温度制御状態を示したグラフであ
る。
【図3】一般的な光ファイバ母材の延伸方法を示した概
略説明図である。
【図4】光ファイバ母材の延伸時における温度制御状態
と得られる光ファイバ母材表面へのクリストバライト結
晶の発生状態を示した説明図である。
【図5】光ファイバ母材の延伸時における温度制御状態
と得られる光ファイバ母材表面へのクリストバライト結
晶の発生状態を示した他の説明図である。
【符号の説明】
1 加熱炉 2a ダミー棒 2b ダミー棒 3 送出装置 4 引取装置 5 炉芯管 6 加熱ヒータ Ma 光ファイバ母材 Mb 光ファイバ母材

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 加熱しながら光ファイバ母材を延伸する
    際、加熱炉内に挿入された光ファイバ母材の表面に生ず
    るクリストバライト結晶の成長を抑えながら延伸するこ
    とを特徴とする光ファイバ母材の延伸方法。
  2. 【請求項2】 加熱しながら光ファイバ母材を延伸する
    際、加熱炉内に挿入された光ファイバ母材の表面温度
    が、1400〜1700℃である時間が1時間以内に納
    まるようにして延伸することを特徴とする光ファイバ母
    材の延伸方法。
JP16883594A 1994-06-28 1994-06-28 光ファイバ母材の延伸方法 Pending JPH0812364A (ja)

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JP16883594A JPH0812364A (ja) 1994-06-28 1994-06-28 光ファイバ母材の延伸方法

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JP16883594A JPH0812364A (ja) 1994-06-28 1994-06-28 光ファイバ母材の延伸方法

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JP (1) JPH0812364A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0822167A3 (en) * 1996-08-02 1998-12-09 Corning Incorporated Heat treatment of silica based glasses

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0822167A3 (en) * 1996-08-02 1998-12-09 Corning Incorporated Heat treatment of silica based glasses

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