JPH089490B2 - 光ファイバ線引き方法 - Google Patents
光ファイバ線引き方法Info
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- JPH089490B2 JPH089490B2 JP60258660A JP25866085A JPH089490B2 JP H089490 B2 JPH089490 B2 JP H089490B2 JP 60258660 A JP60258660 A JP 60258660A JP 25866085 A JP25866085 A JP 25866085A JP H089490 B2 JPH089490 B2 JP H089490B2
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
- C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
- C03B37/02—Manufacture of glass fibres or filaments by drawing or extruding, e.g. direct drawing of molten glass from nozzles; Cooling fins therefor
- C03B37/025—Manufacture of glass fibres or filaments by drawing or extruding, e.g. direct drawing of molten glass from nozzles; Cooling fins therefor from reheated softened tubes, rods, fibres or filaments, e.g. drawing fibres from preforms
- C03B37/0253—Controlling or regulating
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- 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)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は長期間にわたって信頼性のすぐれた光ファイ
バの線引き方法に関するものである。
バの線引き方法に関するものである。
光ケーブルの普及にともなって、長期間布設した光ケ
ーブルにおける損失の増加が問題とされるようになっ
た。その後、この損失増加は被覆材料に用いられている
プラスチックから発生した水素、あるいはテンションメ
ンバやケーブルシースなど、ケーブルに用いられている
異種金属を電極として水の電気分解が起ることによって
発生した水素が、光ファイバ内に拡散した結果生じたこ
とが明らかにされた。光ファイバを水素雰囲気中に放置
しておくと、次の３種類の損失増加が生じる。（１）水
素分子による吸収、（２）水酸基による吸収、（３）紫
外吸収。これらの中で水素分子による吸収増加は可逆的
変化であり、光ファイバ内から水素を追い出すことによ
って損失は元に戻る。一方、水酸基吸収および紫外吸収
の増加は不可逆的変化であり、水素と光ファイバ中の欠
陥とが反応することによって生じると考えられている。
しかし、この欠陥がどういうものであるかについては、
屈折率を制御するために添加するGeに関係があるという
こと以外はまだ明らかになっていない。
ーブルにおける損失の増加が問題とされるようになっ
た。その後、この損失増加は被覆材料に用いられている
プラスチックから発生した水素、あるいはテンションメ
ンバやケーブルシースなど、ケーブルに用いられている
異種金属を電極として水の電気分解が起ることによって
発生した水素が、光ファイバ内に拡散した結果生じたこ
とが明らかにされた。光ファイバを水素雰囲気中に放置
しておくと、次の３種類の損失増加が生じる。（１）水
素分子による吸収、（２）水酸基による吸収、（３）紫
外吸収。これらの中で水素分子による吸収増加は可逆的
変化であり、光ファイバ内から水素を追い出すことによ
って損失は元に戻る。一方、水酸基吸収および紫外吸収
の増加は不可逆的変化であり、水素と光ファイバ中の欠
陥とが反応することによって生じると考えられている。
しかし、この欠陥がどういうものであるかについては、
屈折率を制御するために添加するGeに関係があるという
こと以外はまだ明らかになっていない。
光ケーブルの伝送損失の長期信頼性を確保するため
に、これまでに被覆材料の改良およびケーブル金属種の
選択による水素発生量の低減が図られている。しかし、
光ファイバ中の欠陥の面からの改善はほとんど進んでい
ない。
に、これまでに被覆材料の改良およびケーブル金属種の
選択による水素発生量の低減が図られている。しかし、
光ファイバ中の欠陥の面からの改善はほとんど進んでい
ない。
上述したように、従来の光ファイバ製造技術は伝送損
失および機械的強度の初期性能の向上、低価格化を達成
することを目的として種々の技術的手段が講じられてい
たが、光ファイバ中の欠陥についてはほとんど考慮され
ていない。本発明は光ファイバの製造工程において、伝
送損失の経時増加の原因となる欠陥の生成を抑制し、伝
送損失の経時増加が非常に少ない光ファイバの線引き方
法を提供することを目的とする。
失および機械的強度の初期性能の向上、低価格化を達成
することを目的として種々の技術的手段が講じられてい
たが、光ファイバ中の欠陥についてはほとんど考慮され
ていない。本発明は光ファイバの製造工程において、伝
送損失の経時増加の原因となる欠陥の生成を抑制し、伝
送損失の経時増加が非常に少ない光ファイバの線引き方
法を提供することを目的とする。
かかる目的を達成するために、本発明に係る光ファイ
バの線引き方法においては、光ファイバ母材の一端部
を、2000℃以上の温度に保持された線引き炉によって長
さＬにわたって該母材の軟化温度以上に加熱し、加熱さ
れた前記母材の端部から細径の光ファイバをV1≧L/（0.
02秒）の速度V1で引き落とす。
バの線引き方法においては、光ファイバ母材の一端部
を、2000℃以上の温度に保持された線引き炉によって長
さＬにわたって該母材の軟化温度以上に加熱し、加熱さ
れた前記母材の端部から細径の光ファイバをV1≧L/（0.
02秒）の速度V1で引き落とす。
光ファイバの線引き条件と水素による損失増加との関
係について調べたところ、水酸基吸収増加量が線引き炉
の温度や線引き速度によって変化することを見出した。
線引き炉を短かくし、線引き炉の温度分布を低く、かつ
平坦にし、細径の光ファイバ母材を用い、高速度で光フ
ァイバを線引きすること、特に線引き炉長Ｌと線引き速
度V1との関係をL/V≦0.02秒とすることによって、水素
と反応し、水酸基が生成する原因となる元の欠陥が線引
き過程で生成する量を大幅に減らすことができる。
係について調べたところ、水酸基吸収増加量が線引き炉
の温度や線引き速度によって変化することを見出した。
線引き炉を短かくし、線引き炉の温度分布を低く、かつ
平坦にし、細径の光ファイバ母材を用い、高速度で光フ
ァイバを線引きすること、特に線引き炉長Ｌと線引き速
度V1との関係をL/V≦0.02秒とすることによって、水素
と反応し、水酸基が生成する原因となる元の欠陥が線引
き過程で生成する量を大幅に減らすことができる。
第１図は、本発明に用いる光ファイバ線引き装置を含
む光ファイバ製造装置の概略図である。光ファイバ母材
１は、母材送り部２により把持され順次線引き炉３中へ
送り込まれる。母材１は線引き炉３中で、発熱体４によ
り母材端部を軟化点以上の温度に加熱され、キャプスタ
ン６により細径の光ファイバ５に線引きされる。線引き
された光ファイバ６はダンサ７を経て最終的に巻き取り
ドラム８に巻きとられる。線引き速度はキヤプスタン６
の周速度により決まる。以上で光ファイバ線引き装置が
構成される。外径測定器９外径調節器10は、光ファイバ
径を一定とするための手段、加圧ダイス11、紫外線硬化
炉12は線引き直後の光ファイバ６を保護するために被覆
をかぶせるための手段、被覆材料13、圧力源15、圧力制
御部14は加圧ダイス11に被覆材料13を送り込むための手
段である。
む光ファイバ製造装置の概略図である。光ファイバ母材
１は、母材送り部２により把持され順次線引き炉３中へ
送り込まれる。母材１は線引き炉３中で、発熱体４によ
り母材端部を軟化点以上の温度に加熱され、キャプスタ
ン６により細径の光ファイバ５に線引きされる。線引き
された光ファイバ６はダンサ７を経て最終的に巻き取り
ドラム８に巻きとられる。線引き速度はキヤプスタン６
の周速度により決まる。以上で光ファイバ線引き装置が
構成される。外径測定器９外径調節器10は、光ファイバ
径を一定とするための手段、加圧ダイス11、紫外線硬化
炉12は線引き直後の光ファイバ６を保護するために被覆
をかぶせるための手段、被覆材料13、圧力源15、圧力制
御部14は加圧ダイス11に被覆材料13を送り込むための手
段である。
以下にこのような光ファイバ製造装置によって製造し
た光ファイバの、光ファイバ線引き条件と水酸基吸収増
加量との関係についての実験結果、および理論解析結果
を示し、水酸基吸収増加の少ない光ファイバの製造条件
を明らかにする。
た光ファイバの、光ファイバ線引き条件と水酸基吸収増
加量との関係についての実験結果、および理論解析結果
を示し、水酸基吸収増加の少ない光ファイバの製造条件
を明らかにする。
実験に用いた光ファイバ母材（直径25mm）はグレーデ
ッド型（Geドープ、比屈折率１％）で、コア部を気相軸
付け法（VAD法）で作製し、クラッド部に天然石英ガラ
スを用いたものである。線引きは、カーボン抵抗発熱体
を熱源とする線引き炉を用いて、線引き炉の温度のみ、
あるいは線引き速度のみを変化させた。ファイバ径は12
5μｍで、被覆は紫外線硬化型アクリル系樹脂である。
損失増加特性は、加速試験として、室温で４気圧の水素
雰囲気中に150時間さらしたのち、200℃の空気中で15時
間加熱処理した光ファイバについて測定した。
ッド型（Geドープ、比屈折率１％）で、コア部を気相軸
付け法（VAD法）で作製し、クラッド部に天然石英ガラ
スを用いたものである。線引きは、カーボン抵抗発熱体
を熱源とする線引き炉を用いて、線引き炉の温度のみ、
あるいは線引き速度のみを変化させた。ファイバ径は12
5μｍで、被覆は紫外線硬化型アクリル系樹脂である。
損失増加特性は、加速試験として、室温で４気圧の水素
雰囲気中に150時間さらしたのち、200℃の空気中で15時
間加熱処理した光ファイバについて測定した。
上記の水素処理前後の光ファイバの損失スペクトルの
一例を第２図に示す。波長1.4μｍ付近の吸収ピークの
増大および、さらに長波長側の損失増加は、水素処理に
よりファイバ中に新たに生成した水酸基によるものであ
る。そのほかに、紫外吸収の増加による影響が短波長側
に現れている。なお、第２図の水素処理後の損失スペク
トルには、被覆が加熱処理されたことにより生じたマイ
クロベンド損失（被覆中のファイバに微小な曲がりが生
ずることによる損失であり、波長依存性が無い）が含ま
れている。
一例を第２図に示す。波長1.4μｍ付近の吸収ピークの
増大および、さらに長波長側の損失増加は、水素処理に
よりファイバ中に新たに生成した水酸基によるものであ
る。そのほかに、紫外吸収の増加による影響が短波長側
に現れている。なお、第２図の水素処理後の損失スペク
トルには、被覆が加熱処理されたことにより生じたマイ
クロベンド損失（被覆中のファイバに微小な曲がりが生
ずることによる損失であり、波長依存性が無い）が含ま
れている。
つぎに、線引き条件が異なる光ファイバの損失増加特
性を比較する。第３図は線引き速度のみを変化させて作
製した光ファイバの水素処理前後の損失増加量のスペク
トル（マイクロベンド損失を除く）である。紫外吸収増
加量は一定であるが、水酸基吸収増加量が線引き速度の
増加とともに減少することがわかる。水素処理による水
酸基吸収の増加量と線引き速度V1との関係を第４図に示
す。線引き速度300m/min以上で水酸基吸収増加量が急激
に減少する。水酸基吸収の増加量としては、波長1.4μ
ｍにおける吸収ピークの増加量を用いた。後に示す第４
図、第６図、第７図においても、水酸基吸収の増加量は
波長1.4μｍの吸収ピークの増加量で示されている。
性を比較する。第３図は線引き速度のみを変化させて作
製した光ファイバの水素処理前後の損失増加量のスペク
トル（マイクロベンド損失を除く）である。紫外吸収増
加量は一定であるが、水酸基吸収増加量が線引き速度の
増加とともに減少することがわかる。水素処理による水
酸基吸収の増加量と線引き速度V1との関係を第４図に示
す。線引き速度300m/min以上で水酸基吸収増加量が急激
に減少する。水酸基吸収の増加量としては、波長1.4μ
ｍにおける吸収ピークの増加量を用いた。後に示す第４
図、第６図、第７図においても、水酸基吸収の増加量は
波長1.4μｍの吸収ピークの増加量で示されている。
第５図に水素処理による水酸基吸収増加量と線引き炉
温度との関係を示す。線引き炉温度のみを変化させた時
には、紫外吸収増加量は不変であるが、水酸基吸収増加
量は炉温度の下降とともに減少する。水酸基吸収増加量
の対数と絶対温度で示した線引き炉温度の逆数は直線関
係にある。
温度との関係を示す。線引き炉温度のみを変化させた時
には、紫外吸収増加量は不変であるが、水酸基吸収増加
量は炉温度の下降とともに減少する。水酸基吸収増加量
の対数と絶対温度で示した線引き炉温度の逆数は直線関
係にある。
これらの実験結果を詳細に検討した結果、 （１）水素と反応し、水酸基が生成する原因となる元の
欠陥は線引き過程で生成する、 （２）その欠陥量ｎの時間変化は微分方程式 で表わされる、 という仮説を導入することによってよく説明できるだけ
でなく、この仮説から線引き過程における欠陥の生成、
従って水酸基吸収の増加を抑制するための原理を導き出
すことが可能なことが明らかになった。
欠陥は線引き過程で生成する、 （２）その欠陥量ｎの時間変化は微分方程式 で表わされる、 という仮説を導入することによってよく説明できるだけ
でなく、この仮説から線引き過程における欠陥の生成、
従って水酸基吸収の増加を抑制するための原理を導き出
すことが可能なことが明らかになった。
（１）式はアーレニウスの式であり、右辺の｛｝内の第
１項は欠陥の生成過程に関する項、第２項は欠陥の消滅
過程に関する項である。式中、 ｚは線引き炉の長手方向の位置、 Ｖは母材移動速度、 νは頻度因子、 N0は欠陥の前駆体の量、 E0、Emはそれぞれ欠陥の生成および消滅の活性化エネル
ギ、 Ｔは位置ｚにおける母材温度（絶対温度）、 ｋはボルツマン定数である。
１項は欠陥の生成過程に関する項、第２項は欠陥の消滅
過程に関する項である。式中、 ｚは線引き炉の長手方向の位置、 Ｖは母材移動速度、 νは頻度因子、 N0は欠陥の前駆体の量、 E0、Emはそれぞれ欠陥の生成および消滅の活性化エネル
ギ、 Ｔは位置ｚにおける母材温度（絶対温度）、 ｋはボルツマン定数である。
これから、光ファイバ中の欠陥量を少なくするために
は、（Ａ）欠陥生成を抑制する、（Ｂ）欠陥消滅を促進
する、の２通りの方法があることがわかる。
は、（Ａ）欠陥生成を抑制する、（Ｂ）欠陥消滅を促進
する、の２通りの方法があることがわかる。
まず、（Ａ）の場合について考える。（１）式の右辺
の第１項だけを考慮して積分すると、次式が得られる。
の第１項だけを考慮して積分すると、次式が得られる。
（２）式に母半の半径と移動速度との関係 r2V＝r1 2V1＝一定 をいれると、（２）式は となり、さらに線引き応力と粘度との関係 を使うと（３）式から が得られる。
ここでr0、ｒはそれぞれ初期および位置ｚにおける母
材の半径、r1は線引きされたファイバの半径、V1は線引
き速度、σ１は線引き応力、EVは母材の粘性変形の活性
化エネルギ、η∞は母材の粘性に関する定数である。
材の半径、r1は線引きされたファイバの半径、V1は線引
き速度、σ１は線引き応力、EVは母材の粘性変形の活性
化エネルギ、η∞は母材の粘性に関する定数である。
これらの式から、欠陥生成を抑制する線引き条件とし
て、 （ａ）母材半径r0を細くする、 （ｂ）線引き速度V1を速くする、 （ｃ）線引き炉長を短かくする、 （ｄ）線引き炉温度を低くする。
て、 （ａ）母材半径r0を細くする、 （ｂ）線引き速度V1を速くする、 （ｃ）線引き炉長を短かくする、 （ｄ）線引き炉温度を低くする。
ということが導かれる。すなわち条件（ａ）の母材半径
r0を細くすることは、（３）式において、r2に関する積
分値を小さくし、条件（ｂ）の線引き速度V1を速くする
ことは同様に（３）式を小さくする効果を有する。条件
（ｃ）の線引き炉長を短くすることは炉長方向の積分値
を小さくし、条件（ｄ）の線引き炉温度を低くすること
も（２）式，（３）式の値を小さくすることは明らかで
ある。しかし、これらの各条件の中で条件（ｂ），
（ｃ），（ｄ）は線引き応力を増加させるので無制限に
採用することはできない。また線引き応力一定という条
件を加えると、線引き応力は線引き速度V1が大きい程、
また母材温度Ｔが低い程大きいので、V1を増加させる時
は炉内温度を高めねばならず条件（ｄ）と矛盾する。さ
らに線引き応力σ１を線引き速度V1と母材温度Ｔの双方
の関数として、線引応力一定の条件を（３）式にいれる
とV1が消去され、（４）式に示されるように欠陥の生成
は線引き速度V1に関係しないものとなってしまう。
r0を細くすることは、（３）式において、r2に関する積
分値を小さくし、条件（ｂ）の線引き速度V1を速くする
ことは同様に（３）式を小さくする効果を有する。条件
（ｃ）の線引き炉長を短くすることは炉長方向の積分値
を小さくし、条件（ｄ）の線引き炉温度を低くすること
も（２）式，（３）式の値を小さくすることは明らかで
ある。しかし、これらの各条件の中で条件（ｂ），
（ｃ），（ｄ）は線引き応力を増加させるので無制限に
採用することはできない。また線引き応力一定という条
件を加えると、線引き応力は線引き速度V1が大きい程、
また母材温度Ｔが低い程大きいので、V1を増加させる時
は炉内温度を高めねばならず条件（ｄ）と矛盾する。さ
らに線引き応力σ１を線引き速度V1と母材温度Ｔの双方
の関数として、線引応力一定の条件を（３）式にいれる
とV1が消去され、（４）式に示されるように欠陥の生成
は線引き速度V1に関係しないものとなってしまう。
したがって上述した条件（ｂ）は、線引き応力の増加
を容認し、線引き炉温度を一定として、線引きできる範
囲で線引き速度を速くする、と改められる。先に示した
第３図は、線引き炉温度を2185℃一定として、線引き速
度を変えて作製したファイバの水素処理後の水酸基吸収
増加量の変化を示したもので、この条件（ｂ）の効果を
示すものである。
を容認し、線引き炉温度を一定として、線引きできる範
囲で線引き速度を速くする、と改められる。先に示した
第３図は、線引き炉温度を2185℃一定として、線引き速
度を変えて作製したファイバの水素処理後の水酸基吸収
増加量の変化を示したもので、この条件（ｂ）の効果を
示すものである。
同様の関係が、条件（ｄ）の線引き炉温度を低くする
場合にも存在する。すなわち、線引き炉温度を低くした
時に線引き応力が一定になるように線引き速度を遅くす
るならば、条件（ｂ）の逆の効果により条件（ｄ）の効
果は相殺されてしまう。従って条件（ｄ）は、線引き速
度を一定として、線引きできる範囲内で炉内温度を低く
する、と改められる。先に示した第５図は線引き速度を
一定（120m/min）として、線引き炉温度を低下させた時
に得られた条件（ｄ）の効果を示すものである。
場合にも存在する。すなわち、線引き炉温度を低くした
時に線引き応力が一定になるように線引き速度を遅くす
るならば、条件（ｂ）の逆の効果により条件（ｄ）の効
果は相殺されてしまう。従って条件（ｄ）は、線引き速
度を一定として、線引きできる範囲内で炉内温度を低く
する、と改められる。先に示した第５図は線引き速度を
一定（120m/min）として、線引き炉温度を低下させた時
に得られた条件（ｄ）の効果を示すものである。
条件（ｃ）の線引き炉の長さを短くする効果について
は、次の検討により確認した。第６図は、線引き炉の実
効的な長さに相当する発熱体の長さをパラメータとし
て、線引き速度V1を変化させた時に、母材が1700℃以上
に加熱されている時間を示す。第７図は、線引き炉温度
一定として、発熱体の長さの異なる線引き炉を用いて測
定した、母材が1700℃以上に加熱されている時間と、水
酸基吸収増加量の関係を示したものである。第７図は第
４図と同様の傾向を示している。第７図に示した結果
は、線引き炉温度および線引き速度を一定とした時、母
材が加熱されている時間が短かい、すなわち発熱体の長
さの短い線引き炉を用いて製造した光ファイバが、水素
処理後の水酸基吸収増加量が少ないことを示し、条件
（ｃ）の効果を示すものである。第４図と第７図から、
条件（ｂ）と条件（ｃ）の効果を結合したパラメータと
して、線引き炉長／線引き速度（L/V1）を採用し、水素
処理後の水酸基吸収増加量との関係を第８図のように書
きなおした。第８図から、L/V1が0.02秒以下になると水
酸基吸収増加量が急激に減少し、本発明の目的に合致し
た効果が得られることが明らかになった。
は、次の検討により確認した。第６図は、線引き炉の実
効的な長さに相当する発熱体の長さをパラメータとし
て、線引き速度V1を変化させた時に、母材が1700℃以上
に加熱されている時間を示す。第７図は、線引き炉温度
一定として、発熱体の長さの異なる線引き炉を用いて測
定した、母材が1700℃以上に加熱されている時間と、水
酸基吸収増加量の関係を示したものである。第７図は第
４図と同様の傾向を示している。第７図に示した結果
は、線引き炉温度および線引き速度を一定とした時、母
材が加熱されている時間が短かい、すなわち発熱体の長
さの短い線引き炉を用いて製造した光ファイバが、水素
処理後の水酸基吸収増加量が少ないことを示し、条件
（ｃ）の効果を示すものである。第４図と第７図から、
条件（ｂ）と条件（ｃ）の効果を結合したパラメータと
して、線引き炉長／線引き速度（L/V1）を採用し、水素
処理後の水酸基吸収増加量との関係を第８図のように書
きなおした。第８図から、L/V1が0.02秒以下になると水
酸基吸収増加量が急激に減少し、本発明の目的に合致し
た効果が得られることが明らかになった。
つぎに、（Ｂ）の欠陥消滅過程について考察する。
（１）式の右辺の第２項だけを積分すると、（２）〜
（４）式に類似の式が次のように得られる。
（１）式の右辺の第２項だけを積分すると、（２）〜
（４）式に類似の式が次のように得られる。
ここで、Nmaxはｚ＝０の位置における欠陥量である。
これらの式から導かれる、欠陥消滅を促進する線引き条
件のほとんどは、前に述べた欠陥生成を抑制する条件と
反対であるが、（２）ないし（４）式におけるE0が
（５）ないし（７）式ではEmとなっていることによっ
て、欠陥生成を抑制する条件と矛盾しない形で欠陥消滅
を促進する条件を導くことができる。すなわち、第４
図，第５図から求まるE0＝6eV,Em＝5eV、文献（例えば
作花・境野・高橋編ガラスハンドブック,p637,1975.朝
倉書店）から採ったEv＝6eVの値を用いて計算した結
果、線引き炉の温度分布を変えても欠陥の生成量は不変
であるが、線引き炉の温度分布を平坦にすることによっ
て欠陥の消滅を促進できることがわかった。第９図はそ
の検討結果であり、炉内の温度分布をガウス分布で近似
し、線引き応力一定の条件で最高温度を下げた時の欠陥
量ｎの変化を計算した結果を示す。第９図から半値幅の
広い平坦な温度分布をもつ線引き炉において欠陥量が少
なくなることがわかる。このような線引き炉を実現する
には、カーボン発熱体を有する線引き炉では母材入口
側、ファイバ出口側の両端の温度を引き上げるように発
熱体の抵抗分布を調整する、線引き炉の中間部の保温を
不十分にしておく、線引き炉の中間部に冷却された不活
性気体を導入するなどの方法をとりうる。また、線引き
炉の発熱体を長さ方向に複数の発熱体により構成し、そ
れぞれ独自に制御することも有効である。
これらの式から導かれる、欠陥消滅を促進する線引き条
件のほとんどは、前に述べた欠陥生成を抑制する条件と
反対であるが、（２）ないし（４）式におけるE0が
（５）ないし（７）式ではEmとなっていることによっ
て、欠陥生成を抑制する条件と矛盾しない形で欠陥消滅
を促進する条件を導くことができる。すなわち、第４
図，第５図から求まるE0＝6eV,Em＝5eV、文献（例えば
作花・境野・高橋編ガラスハンドブック,p637,1975.朝
倉書店）から採ったEv＝6eVの値を用いて計算した結
果、線引き炉の温度分布を変えても欠陥の生成量は不変
であるが、線引き炉の温度分布を平坦にすることによっ
て欠陥の消滅を促進できることがわかった。第９図はそ
の検討結果であり、炉内の温度分布をガウス分布で近似
し、線引き応力一定の条件で最高温度を下げた時の欠陥
量ｎの変化を計算した結果を示す。第９図から半値幅の
広い平坦な温度分布をもつ線引き炉において欠陥量が少
なくなることがわかる。このような線引き炉を実現する
には、カーボン発熱体を有する線引き炉では母材入口
側、ファイバ出口側の両端の温度を引き上げるように発
熱体の抵抗分布を調整する、線引き炉の中間部の保温を
不十分にしておく、線引き炉の中間部に冷却された不活
性気体を導入するなどの方法をとりうる。また、線引き
炉の発熱体を長さ方向に複数の発熱体により構成し、そ
れぞれ独自に制御することも有効である。
これまでに述べてきたことは、VAD法で作製したGeド
ープグレーデッド型光ファイバだけに限定されるもので
なく、内付けCVD法、外付けCVD法などの他の光ファイバ
製造法、単一モード型、ステップ型などの他の光ファイ
バ構造（プラスチッククラッドを含む）およびP,Fなど
の他の元素を単独あるいは複数種ドープした石英系光フ
ァイバに対しても一般的に適用できることである。ま
た、線引き炉の熱源として、カーボン抵抗発熱体以外
に、ジルコニア誘導炉などの他の熱源を用いても同様の
効果を得ることができる。
ープグレーデッド型光ファイバだけに限定されるもので
なく、内付けCVD法、外付けCVD法などの他の光ファイバ
製造法、単一モード型、ステップ型などの他の光ファイ
バ構造（プラスチッククラッドを含む）およびP,Fなど
の他の元素を単独あるいは複数種ドープした石英系光フ
ァイバに対しても一般的に適用できることである。ま
た、線引き炉の熱源として、カーボン抵抗発熱体以外
に、ジルコニア誘導炉などの他の熱源を用いても同様の
効果を得ることができる。
また、以上の本発明は、光ファイバの線引き工程にお
ける欠陥発生をいかに防止するかという観点から説明し
たものであるが、本発明から得られる欠陥減少のための
方策は、光ファイバの作成工程全般に普遍性を有し、線
引き工程以前の母材製造工程においても母材を石英ガラ
スの軟化点以上の高温に加熱する工程（例えばCVD法に
おける中実化工程、延伸工程、クラッド母材のジャケッ
ト工程）を少なくする必要があることが示唆される。し
たがって、光ファイバのコア部およびクラッド部をVAD
法により全合成し、延伸加工することなく線引き工程に
供し、さらに、線引き工程において上記の条件を守るこ
とによって、水素による水酸基吸収増加をほとんど生じ
ない、長期信頼性にすぐれた光ファイバを製造すること
ができることを示している。
ける欠陥発生をいかに防止するかという観点から説明し
たものであるが、本発明から得られる欠陥減少のための
方策は、光ファイバの作成工程全般に普遍性を有し、線
引き工程以前の母材製造工程においても母材を石英ガラ
スの軟化点以上の高温に加熱する工程（例えばCVD法に
おける中実化工程、延伸工程、クラッド母材のジャケッ
ト工程）を少なくする必要があることが示唆される。し
たがって、光ファイバのコア部およびクラッド部をVAD
法により全合成し、延伸加工することなく線引き工程に
供し、さらに、線引き工程において上記の条件を守るこ
とによって、水素による水酸基吸収増加をほとんど生じ
ない、長期信頼性にすぐれた光ファイバを製造すること
ができることを示している。
以上説明したように、光ファイバ線引き工程におい
て、線引き炉を短かくし、線引き炉の温度分布を低く、
かつ平坦にし、細径の光ファイバ母材を用い、高速度で
光ファイバを線引きすることによって、水素と反応し、
水酸基が生成する原因となる元の欠陥が線引き過程で生
成する量を大幅に減らすことができる。このとき、線引
き炉長Ｌと線引き速度Ｖの効果は相対的であり、L/V≦
0.02秒のとき有効である。
て、線引き炉を短かくし、線引き炉の温度分布を低く、
かつ平坦にし、細径の光ファイバ母材を用い、高速度で
光ファイバを線引きすることによって、水素と反応し、
水酸基が生成する原因となる元の欠陥が線引き過程で生
成する量を大幅に減らすことができる。このとき、線引
き炉長Ｌと線引き速度Ｖの効果は相対的であり、L/V≦
0.02秒のとき有効である。
第１図は、光ファイバ製造装置の概略図、 第２図は、水素処理前後の光ファイバの損失スペクトル
図、 第３図は線引き速度が異なる光ファイバの水素処理前後
の損失の差のスペクトル図、 第４図は、水素処理による水酸基吸収増加量と線引き速
度の関係を示す図、 第５図は、水素処理による水酸基吸収増加量と線引き炉
温度の関係を示す図、 第６図は、線引き速度と母材が軟化点以上に加熱されて
いる時間の関係を示す図、 第７図は、母材が軟化点以上の温度に加熱されている時
間と水酸基吸収増加量の関係を示す図、 第８図は線引き炉長／線引き速度と水酸基吸収増加量の
関係を示す図、 第９図は光ファイバ中の欠陥量と線引き炉温度分布の半
値幅との関係を示す図である。 １……光ファイバ母材、 ２……母材送り部、 ３……線引き炉、 ４……発熱体、 ５……光ファイバ、 ６……キヤプスタン、 ８……巻き取りドラム。
図、 第３図は線引き速度が異なる光ファイバの水素処理前後
の損失の差のスペクトル図、 第４図は、水素処理による水酸基吸収増加量と線引き速
度の関係を示す図、 第５図は、水素処理による水酸基吸収増加量と線引き炉
温度の関係を示す図、 第６図は、線引き速度と母材が軟化点以上に加熱されて
いる時間の関係を示す図、 第７図は、母材が軟化点以上の温度に加熱されている時
間と水酸基吸収増加量の関係を示す図、 第８図は線引き炉長／線引き速度と水酸基吸収増加量の
関係を示す図、 第９図は光ファイバ中の欠陥量と線引き炉温度分布の半
値幅との関係を示す図である。 １……光ファイバ母材、 ２……母材送り部、 ３……線引き炉、 ４……発熱体、 ５……光ファイバ、 ６……キヤプスタン、 ８……巻き取りドラム。
Claims (1)
- 【請求項１】光ファイバ母材の一端部を、2000℃以上の
温度に保持された線引き炉によって長さＬにわたって該
母材の軟化温度以上に加熱し、加熱された前記母材の端
部から細径の光ファイバをV1≧L/（0.02秒）の速度V1で
引き落とすことを特徴とする光ファイバ線引き方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60258660A JPH089490B2 (ja) | 1985-11-20 | 1985-11-20 | 光ファイバ線引き方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60258660A JPH089490B2 (ja) | 1985-11-20 | 1985-11-20 | 光ファイバ線引き方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62119134A JPS62119134A (ja) | 1987-05-30 |
| JPH089490B2 true JPH089490B2 (ja) | 1996-01-31 |
Family
ID=17323331
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60258660A Expired - Lifetime JPH089490B2 (ja) | 1985-11-20 | 1985-11-20 | 光ファイバ線引き方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH089490B2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54151262A (en) * | 1978-05-18 | 1979-11-28 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Parts feeder |
| JPS5649858A (en) * | 1979-09-27 | 1981-05-06 | Sanyo Electric Co | Clogging detector for condenser or condenser filter |
-
1985
- 1985-11-20 JP JP60258660A patent/JPH089490B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62119134A (ja) | 1987-05-30 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |