JPS60103046A - ロツドインチユーブ光フアイバ製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は光ファイバの製造に関し、特にロッドインチュ
ーブ製造法を用いた石英系光ファイバの製造に関°す゛
る。

従来の技術及びその問題点 本発明がこれに限る訳ではないが特に関係する光ファイ
バのロッドインチューブ製造法では、ロッドプリフォー
ムは、ファイバのコア材料をなしコアクラッド構成を設
けられたガラスのロッドからなり、複合体の断面積を増
大させるようガラスのスリーブチューブ内に置かれる。

次いでロッドプリフォーム・チューブ組立体は炉中へ下
降される。高温部においてチューブはロッドプリフォー
ム上にコラプスして単一体となり次いで線引きされて光
ファイバとされる。出来上った光ファイバの品質に影響
を与える内字は、組立体の送り速度。

ファイバの線引速度、炉の温度、炉の高温域の形状、最
初のロッド及びチューブの形状等多数ある。

ロッドインチューブ法によれば、条苗のスリーブチュー
ブを付は加えることによりロッドプリフォームのファイ
バ生産量を増やずことかできる。完成したファイバにお
いてコアＵＯ／Ｄ　（外径）比を正確にするため従来は
ロッドプリフォーム中の光学的材料を大きめにした。す
ると所与の断面積のスリーブチューブは完成ファイバに
おいて正しい形状となるよう縮小する。

問題点を解決するだめの手段 本発明によれば、ロッドの送り速度がチューブの送り速
度Ｊ：り大であり、加熱域でチューブがロッド上にコラ
プスする際チューブ中でロッドが自己６出しを行なうよ
うにしてロッドがチューブに取り付けられるよう、ロッ
ドとチューブとを異、なる速度で炉の加熱域内へ送る、
ロッドインチューブ光フアイバ製造方法が提供される。

実施例 第１図を参照するに、基本的なロッドインチューブコラ
プス及び線引方法では、（図示しない手段により）スリ
ーブチューブ２内で前もって心合わせされたロッドプリ
フォーム１が相共に類３中を所定速度で降下し、ファイ
バ４が対応する所定速度で先端から線引きされる。従来
、ロッドプリフォーム１はスリーブ内で前もって心合わ
せされてあり、２つの素子はガラス細工又は機械的二重
ヂャツク装置により上端で互いにしっかりと固定されて
いる。この前もっての心合わせがどれだけ正確であって
も、チューブ及び／又はプリフオ−−ムが曲がっている
場合には組立体の長さ全体にわたり偏心が「封じ込めら
れる」。このため線引きされたファイバの対応する部分
においてコア対Ｏ／Ｄの偏心が起こる。

しかしロッドとチューブとが炉中に異なる速度で送られ
る場合にはスリーブチューブの断面積を特別に選択しな
くてもファイバにおけるコア対Ｏ／Ｄ比を制御すること
ができる。つまり、任意の時間においてファイバになる
ロツドブリフＡ−ムとスリーブチューブとの質量比は変
更しえ、その比は相対的な送り速度ど断面積とに依存１
−る。例えばスリーブチューブが正しいコア１０Ｄ比を
生しるのに要する量の約２倍に選定されｌ〔場合、ロッ
ドプリフォームの送り速度はスリーブデユープ（ の送り速度の２倍程度に制御される。ただし、正確な比
は各プリフォームのコア１０Ｄ比に依ｒｊ′ｔＩる。第
２ａ図はデユープ法にお番〕る標準的［」ラド　□に対
づ−る線引域の形状を示し、第２１）図はロッドがチュ
ーブよりはかるに速い約３．３対１の比率で送られる場
合の線引域の形状を示す。通常の線引域の凹形輪郭（第
２ａ図）は、ロッドとチューブとの間のメニスカス５の
下で凸である肥大した輪郭（第２ｂ図）にかわる。この
場合力はロッドを高温域へ駆動するようにかけられる。

またロッドプリフォームがスリーブデユープより速く送
られるロッドインチューブ法においては、高温域で縮み
つつあるチューブの孔内部において１コツトの心出しを
する力が生じる。この現象のパラメータどしては重力、
線引張力１表面張力及びチューブの線引部分の対称性等
が考えられる。よってロッドはチューブに対し堅固なり
ランプをされるよりチ、ユーブ内で自己心高しができる
ようされた方がよい。異なる送り速度のロッドはチュー
ブの中火で頂部の点を中心にして自由に回動できるよう
にされる。このため、例えばジンバル装置の如き無摩擦
回動機構が用いられる。すると線引部及びチューブ内の
プリフォームの優れた半径方向対称性が得られるが、従
来のロッドとチューブとをクランプＪるガラス／４１　
Ｉ又は機械的二重チャック法ではロッドとチューブとが
たまたま完全に同心になった場合にはロッドとチューブ
との間のメニスカスは平坦、つまりチューブの長手方向
軸に対し垂直な単一平面内にあるが、実際にはロッドと
チューブとの偏心が生じメニスカスは傾く。送り速度が
賃なりロッドがチューブに対し運動しうるよう取り付け
られている場合には、ロッドとチューブとの間のメニス
カスは完全に平坦である。

差動送り法によるとコア対０／Ｄ比の連続的制御が可能
となる。線引炉下に置かれたインラインのファイバコア
対０　／　Ｄ−Ｉｔモニタの出力は（フィードバックさ
れて）１：１ツドとヂニＬ−ブの相対的送りを行なう機
構に接続される。このようにして、コアのデーパ等に起
因する単一のロッドブリフオームに沿ってパラメータの
変動が生じた場合でし所定のコア対０／Ｄ比への緊密な
制御が行なわれる。もとのプリフォームの廃棄しな【ノ
ればならなかったような一様でない部分からも一様なフ
ァイバを製造しうφから、ロッドプリフォーム中のＪ、
り大なる割合を使用できる。ロッド及びデユープの差動
送りを行なうには様々な駆動機４１１１が使用しうる。

スリーブヂコーブ送り手段は略従来通りでよいが、やは
り略従東通りでよいロッドブリフオーム送り手段とは独
立している。

また、差動送りロッドインチューブ法は、通１６のファ
イバ線引水準ｆ９近の温度での呑設に適ダる材料の比較
的薄い被覆に用いられる。典型的にはかかる材料はファ
イバの強度特性を改善づるために用いられる。例えばチ
タン（Ｔｉ　０２　）がドーごングされた石英は、表面
クランクが伝播する応力水準を高めるＪ：うファイバの
表面上の圧縮層として使用される。従来のロッドインチ
ューブ法ではこの効果が得られるようプリフォームに充
分薄肉のチューブをスリーブとして設けるのは非常に囲
動であるが、差動送り法ではチューブが全体的に着設さ
れるべき月利からなるなら所望の厚さまでのファイバが
線引きの結果として得られる。

強化用に薄い層を着設する他の例は、合成石英スリーブ
＋Ｊ　＋１３１を使用することである。これは光ファイ
バロッドプリフォームの製造に典型的に使用される天然
溶融水晶と比較してはるかに高価であるが、非常に犬な
る強度を有するファイバを生みだす。これは合成石英が
優れた一様性を有し気泡及び混在物を合まないためと考
えられる。表面欠陥はファイバの低応力故障の原因であ
るから合成石英の利点はファイバの外側領域で最も顕著
である。従来の自ツドインチューブ技術においても合成
石英スリーブは天然溶融水晶から製造されたロッドプリ
フォームとと一部に使用づることがでさ、全てが合成石
英によるも°１１成に対し若干の費用がＢ１１約できた
か、差動送り法により充分な強度をｊｉＪるのに最小の
厚さのジ１ノケツ１〜１゛ずむよう制御Ｃ′きるから高
強度合成右矢ジ１ノツケトを用いて経済的にファイバを
製造づ“る方法が得られる。

また差動送りロッドインチューブ法にＪ、り非常に長尺
のファイバ製造が以下第３図を参照して説明する如く容
易となる。スリーブデユープビレット１０はスリーブ送
り機構１２により第１の速度で類１１内に送られるが、
一方ロツ１〜ブリノＡ−ム１３は、他の構成でもよいが
「ハンド側−バーバンド」機構として示されている送り
は４ｉ１１１　／Ｉによりスリーブ内を炉内へ送られる
。ｌＡ４１ｉ　１２　及び１１！ｉは、ロッド１３がチ
ューブ１０のに記の如き頂部及び中心に対する回動運動
が可能となるよう相互に関係している。ただし、第３図
に承り方法では数本のロツドブリフΔ−ム１３が、単一
の１）ラドプリフォームに対し所望の形状を得るにの要
する量より当初ははかるに多い酊のチューブの頂部端内
へ連続して送られる。この連続的に送る方法ににり組立
体から連続的で無接触、従って清浄が保証された外面を
有Ｊ゛る非常に長尺のファイバが線引ぎされる。得られ
るファイバは、内部のロッドプリフォームの接合部に対
応する領域においても一様な径と強度を有する。内部ロ
ッドプリフォームはスリーブチューブの孔内に導かれる
前に（１５における如く）溶融接続されてもよい。これ
は線引きにインラインして連続的に行なわれても、線引
開始前に非常に長いユニットプリフォームを作るバッチ
として行なわれてもよい。あるいはロッドプリフォーム
は接続されないでスリーブの頂部内へ導かれ、上の区画
を通じて伝えられる圧力により高温域に入るプリフォー
ム部分で正確な送り速度を持続するのに必要な圧力が維
持される。９１１面は高温域で軟化する際隣接する端部
が合体するよう調整される。端部の軸方向の心合わせは
例えばスリーブの孔とロッドプリフォームＯ／Ｄが密嵌
するよう維持することで制御される。

従って差動送りロッドインチューブ法によりファイバの
「連続的」生産が可能である。最終的なユニツ１〜の長
さは相当に人どしうるスリーブビレットの量によっての
み制限される。例えば１０００　ｍ　ｍＸ２０ｍｍ孔Ｘ
４０ｍ１ｌｌＯ／Ｄのスリーブは重１ｊｌが１０ｋｇで
あり、ブリノＡ−ム自体の質訂分に加えて１２５μｍの
ファイバを３７０ｋｍ生ノｙｒりる。現４ｊのプリフォ
ームの直径拌びブリフォームタ・］スリーブ材料の質量
比では、かかる組立体は上記のスリーブ及び２１．５ｍ
のロツドブリノＡ−ムからＧ　Ｇ　Ｏｋ　ｎｌのファイ
バを生産する。線引さされた１コツト区画の接合部では
ファイバに悪影響がでるが、接合部を除去しても単一の
ロツドブリフΔ−ムを使用したロッドインチューブユニ
ツｌ−ではまず線引間＆ｒｉ　Ｉｌ＝’Ｈにファイバ径
及び被覆状ｆぶの■程のバシメータが制御不能であるこ
とにＪ：リファイバの生産に損失が生じるのでその使用
＋４能長さより人なる使用１１１能長さが得られるから
なお右利である。

【図面の簡単な説明】

第１図は基本的なロッドインチューブコラプス及び線引
方法を概略的に示Ｊ図、第２ａ図及び第２ｂ図はそれぞ
れ従来のロッドインチューブ方法での線引域と本発明に
にる線引方法での線引域とを示１−図、第３図は光ファ
イバの連続的線引方法を示す図である。 １．１３・・・ロッドプリフォーム、２・・・スリーブ
デユープ、３．１１・・・炉、４・・・ファイバ、５・
・・メニスカス、１０・・・スリーブチューブピレツ１
〜．１２・・・スリーブ送り機構、１４・・・送り機構
、１５・・・溶融接続。 特許出願人　スタンダード　テレフォンズアンド　ケー
ブルス　パブリック

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　ロットの送り速度がチューブの送り速度より人
   であり、加熱域でチューブがロッド上にコラプスする際
   チューブ中でロットが自己心高しを行なうようにしてロ
   ッドがチューブに取り付けられるよう、ロッドとチュー
   ブとを異なる速度で炉の加熱域内へ送ることを特徴とす
   るロッドインチューブ光フアイバ製造方法。 （２）　ロッドとチューブとは垂直に置かれたチューブ
   の長手方向軸に対し配置されており、ロットはチューブ
   の頂部を中心として回動しうろことを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載のロッドインチューブ光フアイバ製
   造方法。 ａ　ロット及びチューブから線引きされるファイバのコ
   ア対０／Ｄ比をインラインで監視する段階と、それに応
   じてロッドとチューブとの相対的送り速度を制御し所定
   のコア対０／Ｄ比を有する線引ファイバを得る段階とか
   らなることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のロ
   ッドインチューブ光フアイバ製造方法。 （４）　ロッドの初期質量に対するチューブの初期質量
   はロットを所要の厚さに被覆するのに要するより大であ
   り、ロッド素子をチューブ頂部に連続的に送る段階から
   なることを特徴とする特許請求の範囲第３項記載のロッ
   ドインチ１−ブ光ファイバ製造方法。 ６）連続的なロッド索子は溶融接続されていることを特
   徴とする特許８八゛求の範囲第４項記載のロッドインチ
   ューブ光フアイバ製造方法。 （６）　ロッドは、コア材料をなすよう選択されたガラ
   スとコアクラッド格成とからなるロッドプリフォームか
   らなることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のＯ
   ツドインヂューブ光フｉ１イバ製造方法。 ■　チューブは光ファイバの性質を改良−りる材料から
   なりファイバはファイバ耗）引時に自動的に該材料によ
   り被覆されることを特徴とする特許請求の範囲第６項記
   載のロッドインチューブ光フアイバ製造方法。 ６）　該材料はチタンをドーピングされた石英又は合成
   石英であることを特徴とする特許請求の範囲第７項記載
   のロッドインチューブ光フアイバ製造方法。