JPH0248436A - Carbon coating process for optical fiber - Google Patents
Carbon coating process for optical fiberInfo
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Landscapes
- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
- Surface Treatment Of Glass Fibres Or Filaments (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
本発明は、線引直後の光ファイバにカーボンをコーティ
ングするための方法に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION <Industrial Application Field> The present invention relates to a method for coating an optical fiber with carbon immediately after drawing.
〈従来の技術〉
ある種の光通信においては１ ｋｍ以上の長さの光ファ
イバを使用することが必要である。<Prior Art> In some types of optical communications, it is necessary to use optical fibers with a length of 1 km or more.
そのような長い光ファイバを使用する時の技術上の問題
はそのようなファイバの充分な機械的強度が不足してい
ることである。すなわち市販の長い光ファイバの抗張力
は５００００乃至８００００ ｐ、 ｓ、 ｉの範囲に
あるが、例えば長大な光ファイバを使用した迅速支払通
信システムのようなある特別の用途の光導波体として使
用する時には光ファイバは２０００００ｐ、 ｓ、 ｉ
以上の機械的強度が要求される。A technical problem when using such long optical fibers is the lack of sufficient mechanical strength of such fibers. That is, the tensile strength of commercially available long optical fibers is in the range of 50,000 to 80,000 p, s, i, but when used as optical waveguides for certain special applications, such as rapid payment communication systems using long optical fibers, Optical fiber is 200000p, s, i
The above mechanical strength is required.
ところが、ファイバが理想的な条件の下で線引きされた
時に酸化シリコン光ファイバ材料について１１潤された
典型的な抗張力は１００万ｐ、３口のオーダである。し
かし、実際にはこのような充分な機械強度で長いファイ
バが処理されない理由は通常のファイバの線引き動作の
間および後に機械的Ｗｉｉ擦およびあるいは水蒸気のよ
うな雰囲気中の汚染物質による化学的なアタックを受け
ることによって生じたサブミクロンの大きさの表面の傷
が存在する乙とである。これらの問題を解決しようとし
てファイバの線引き後にこれらファイバに有機材料被覆
を施すことが行なわれている。However, the typical tensile strength for silicon oxide optical fiber materials when the fiber is drawn under ideal conditions is on the order of 1,000,000 p. However, in practice, the reason why such long fibers are not processed with sufficient mechanical strength is due to mechanical attack and/or chemical attack by atmospheric contaminants such as water vapor during and after the normal fiber drawing operation. There are submicron-sized scratches on the surface caused by the exposure. In an attempt to solve these problems, it has been attempted to coat the fibers with an organic material after they are drawn.
しかしながら、これらの有機材料被覆は水蒸気あるいは
水酸基イオンの拡散を阻止できない。これは使用中ある
いは貯蔵中に有機材料を被覆したファイバの強度を減少
させる。光ファイバは非常に水蒸気および多くの有害環
境に対して敏感である。それ故ファイバはその構造的完
全性を保護するｔこめに八−メチツク被覆を必要とする
。However, these organic coatings cannot prevent the diffusion of water vapor or hydroxyl ions. This reduces the strength of fibers coated with organic materials during use or storage. Optical fibers are highly sensitive to water vapor and many harmful environments. Therefore, the fiber requires an eight-metallic coating to protect its structural integrity.
シリコンあるいは各種金属のような無機材料で光ファイ
バを被覆するために今日使用されている最も実行可能な
方法の１つは化学的気相成長（ＣＶＤ）法によるもので
ある。ＣＶＤ法においては、被覆材料は単一のガス状反
応材料からそのような材料を生成するために必要な温度
で被覆材料を反応により生成するか、あるいは２つ以上
のガス状反応材料を所要の反応温度で反応させるかして
気相で形成する。One of the most viable methods used today for coating optical fibers with inorganic materials such as silicon or various metals is by chemical vapor deposition (CVD). In CVD methods, the coating material is produced either by reacting the coating material from a single gaseous reactant at the temperature required to produce such material, or by combining two or more gaseous reactants into the required reaction mixture. It is formed in the gas phase by reacting at a reaction temperature.
〈発明が解決しようとする課題〉
しかしながら、従来から行われているＣＶＤ法によるコ
ーティング方法においては、■寓圧、高温に耐える特別
な反応容器、排気やプラズマ発生のための装置など装置
がかなり大がかりなものであり、設備投資等による経済
的負担が大きい、■膜生成速度に限界があるので膜厚及
び線引速度が制限されろ、などの問題がある。<Problem to be solved by the invention> However, in the conventional coating method using the CVD method, equipment such as a special reaction vessel that can withstand pressure and high temperatures, equipment for exhaust and plasma generation is quite large. There are problems such as: (1) there is a limit to the film formation rate, which limits the film thickness and drawing speed;
本発明はこのような事情に鑑み、線引直後の光ファイバ
に簡便な方法により被覆を施す方法を提供することを目
的とする。In view of these circumstances, it is an object of the present invention to provide a method for coating an optical fiber immediately after being drawn using a simple method.
く課題を解決するための手段〉
前記目的を達成する本発明にかかる光ファイバのカーボ
ンコーティング方法は、光ファイバ用母材から線引きさ
れた光ファイバを、少なくともカーボンを含有する原料
ガスで形成された火炎内炎中に通すことを特徴とする。Means for Solving the Problems> The carbon coating method for an optical fiber according to the present invention that achieves the above object coats an optical fiber drawn from an optical fiber base material with a raw material gas containing at least carbon. It is characterized by passing through the flame within the flame.
少なくともカーボンを含有する原料がスを燃やすことに
より形成された火炎内炎中にはカーボンがイオン化状態
で存在する。かかる火炎内炎中に通された光ファイバの
表面にはカーボン膜が形成される。即ち、本発明におい
ては、少なくともカーボンを含有する原料ガスを燃やす
ことにより形成された火炎内炎はカーボンのプラズマと
同様に作用し、また、かかるカーボンのプラズマは、カ
ーボンを含有する原料が比較的燃丸易いことから、容易
に形成することができる。Carbon exists in an ionized state in a flame formed by burning a raw material containing at least carbon. A carbon film is formed on the surface of the optical fiber passed through the inner flame. That is, in the present invention, the inner flame formed by burning the raw material gas containing at least carbon acts in the same way as carbon plasma, and the carbon plasma is such that the carbon-containing raw material is relatively Since it is easy to burn, it can be easily formed.
このように本発明は被覆材料としてカーボンを選択し、
上述したように大気中で容易に形成でき且つプラズマと
同様な作用をする火炎内炎中に光ファイバを通すことに
より、均一で緻密なカーボン膜を形成するものである。In this way, the present invention selects carbon as the coating material,
As mentioned above, a uniform and dense carbon film is formed by passing an optical fiber through an inner flame that can be easily formed in the atmosphere and has a similar effect to plasma.
本発明において、少なくともカーボンを含有する原料ガ
スは、例えばカーボン含有化合物と、Ａｒ、ｔ（ｅ等の
不活性ガスとを混合したものを用いればよい。In the present invention, the raw material gas containing at least carbon may be, for example, a mixture of a carbon-containing compound and an inert gas such as Ar or t(e).
カーボン含有化合物はコーティングの原料となるもので
あり、容易に燃焼するものが好ましく、例えば、メタン
、エタン、プロパン等のアルカン；エチレン、プロピレ
ン、アセチレン等のオレフィン；ベンゼン等の芳香族化
合物； メタノール、エタノール等のアルコール；アセ
１−ン、ジメチルエーテル等、アルコール以外の含酸素
化合物；テトラクロロメタン、クロロホルム等の含ハロ
ゲン化合物などを用いればよい。The carbon-containing compound is a raw material for coating, and is preferably one that burns easily, such as alkanes such as methane, ethane, and propane; olefins such as ethylene, propylene, and acetylene; aromatic compounds such as benzene; methanol; Alcohols such as ethanol; oxygen-containing compounds other than alcohols such as acetone and dimethyl ether; halogen-containing compounds such as tetrachloromethane and chloroform may be used.
また、不活性ガスは火炎温度調整用であり、最も高温と
なる内炎と外炎との境界部の温度を下げるために希釈す
る作用をする。In addition, the inert gas is used to adjust the flame temperature, and has the effect of diluting the flame to lower the temperature at the boundary between the inner flame and the outer flame, which is the highest temperature.
さらに本発明における原料ガス中には膜質を向上させろ
ために馬や０２を添加するとよい。Furthermore, in order to improve the film quality, it is preferable to add UMAYA02 to the raw material gas in the present invention.
く実 施 例〉 以下、本発明を実施例に基づいて説明する。Example of implementation Hereinafter, the present invention will be explained based on examples.
第１図には実施例の実施態様を示す。同図に示すように
、光ファイバ母材（以下、プリフォームという）１を線
引きする線引炉２の直下、ファイバ径モニター装Ｍ３の
後には２基のバーナ装置ｉ４が配設されている。これら
バーナ装置４は線引きされた光ファイバ５にカーボンコ
ーティングを行うためのものであり、光ファイバ５はバ
ーナ装Ｗ４からの火炎内炎６中を通るようになっている
。そして、カーボンコーティングされた光ファイバ５は
続けて有機樹脂コーティングダイス７及び有機樹脂熱硬
化炉８内に押通され、二次被覆が施されて光ファイバ素
線が形成されるようになっている。FIG. 1 shows an embodiment of the embodiment. As shown in the figure, two burner devices i4 are disposed directly below a drawing furnace 2 for drawing an optical fiber preform (hereinafter referred to as preform) 1 and after a fiber diameter monitor device M3. These burner devices 4 are for carbon coating drawn optical fibers 5, and the optical fibers 5 pass through an inner flame 6 from a burner device W4. Then, the carbon-coated optical fiber 5 is successively pushed through an organic resin coating die 7 and an organic resin thermosetting furnace 8, and a secondary coating is applied to form an optical fiber strand. .
バーナ装置４に次の（１）〜（５）の各原料ガスを供給
して火炎内炎６を形成し、光ファイバ５を各線引速度で
引出した。なお、プリフォーム１として純石英コアとＦ
を１，２重量％含有するクラッドとからなる直径３０鴎
φのものを用い、線引炉２の加熱温度を２０００℃とし
た。また、各線引き速度で線引きされた光ファイバ５の
直径は１２５μｍφである。The following raw material gases (1) to (5) were supplied to the burner device 4 to form an inner flame 6, and the optical fiber 5 was drawn out at each drawing speed. In addition, as preform 1, pure quartz core and F
The heating temperature of the drawing furnace 2 was set at 2000°C. Further, the diameter of the optical fiber 5 drawn at each drawing speed is 125 μmφ.
ｆｉｌ 原料ガス：
メタン（ＣＨ４） 流１に７０ｃｃ／１ｌ１
１ｎアルゴン（Ａｒ） 流量３５０ ｃｅ
／＋５ｉｎＳ速：１００ｍ／組ｎ
（２） 原料ガス：
アセチレン（ＣＨ−ＣＨ） 流ｉ ３０ ｃｃ／ｗ
ｉｎ酸素（０２） 流Ｊｌ ３０
ｃｃ／ｍｉｎアルゴン（Ａｒ） 流Ｊｌ １
００ ｃｃ／＠ｉｎ線速： １００ ｍ／ｍ１ｒｉ
（３）原料ガス：
ベンゼン（Ｃ，Ｈ６） 流Ｊｉ ３０ ｃｃ
／＋ｍ１ｎ（Ａｒでバブリングすることにより導入）酸
素（０２） 流量１００ｃｅ／帽ｎア
ルゴン（Ａｒ） 流量２８０ ｃｅ／ｗｉｎ
線速：８０ｍ／引ｎ
（４） 原料ガス；
エチルアル：ｙ−ル（Ｃ２Ｈ，ＯＨ）流量３０ ｃｒｙ
／ｗｉｎ（Ｈａでバブリングすることにより導入）水素
（Ｈ２） 流、ｉ１３５０ ｃｃ／ｗｉ
ｎヘリウム（Ｈｅ） 流量１０００ ｃｃ／
ｗｉｎ線速：８０ｍ／組ｎ
（５） 原料ガス：
テトラクｏｏ７り：／（ＣＯＮ２） 流量５０ ｅｅ
／ｗｉｎ（Ｈｅでバブリングすることにより導入）水素
（Ｈ２） 流量３００ ｅｃ／ｗｉｎヘ
リウム（Ｈａｌ 流量３５０ ｃｃ／ｍｉｎ
線速： １５０ ｍ／ｗｉｎ
上述の各原料ガスが燃えることにより形成された火炎内
炎６中を通った光ファイバ５の表面にはそれぞれアモル
ファスカーボンが厚さｌ ＯＯｎｍでコーティングされ
ていた。なお、カーボンコーティングされた光ファイバ
には引き続いて有機樹脂コーティングを施し、光ファイ
バ素線を得た。fil Raw material gas: Methane (CH4) 70cc/1l1 in stream 1
1n argon (Ar) flow rate 350 ce
/+5inS speed: 100m/set n (2) Raw material gas: Acetylene (CH-CH) flow i 30 cc/w
in oxygen (02) flow Jl 30
cc/min Argon (Ar) flow Jl 1
00 cc/@in Linear velocity: 100 m/m1ri (3) Raw material gas: Benzene (C, H6) flow Ji 30 cc
/+m1n (introduced by bubbling with Ar) Oxygen (02) Flow rate 100 ce/cap n Argon (Ar) Flow rate 280 ce/win
Linear speed: 80 m/n (4) Raw material gas; Ethyl alcohol: Y-L (C2H, OH) flow rate 30 cry
/win (introduced by bubbling with Ha) Hydrogen (H2) flow, i1350 cc/wi
n Helium (He) flow rate 1000 cc/
Win linear speed: 80m/set n (5) Raw material gas: Tetrachloride: / (CON2) Flow rate 50 ee
/win (introduced by bubbling with He) Hydrogen (H2) flow rate 300 ec/win Helium (Hal flow rate 350 cc/min)
Linear speed: 150 m/win The surface of each optical fiber 5 that passed through the inner flame 6 formed by burning each of the above-mentioned raw material gases was coated with amorphous carbon to a thickness of lOOnm. The carbon-coated optical fiber was subsequently coated with an organic resin to obtain an optical fiber.
このようにして製造した光ファイバ素線の初期強度は７
００ Ｋｐｓｉとアモルファスカーボンが無いものと比
べて遜色がなかった。また、ファイバの疲労を表す係数
は１８０である。The initial strength of the optical fiber produced in this way is 7
00 Kpsi, which was comparable to that without amorphous carbon. Further, the coefficient representing fiber fatigue is 180.
さらに、この光ファイバの１．２４μｍにおケル損失は
０．３６μｍとへ分子による吸収はほとんどみられず、
またＨ２１００％雰囲気に１００時間保持した後でも、
１．２４μｍの損失は０．３６μｍであり馬分子の吸収
はやけ＾みらねなかった。Furthermore, the Kel loss at 1.24 μm of this optical fiber is 0.36 μm, and almost no absorption by molecules is observed.
Furthermore, even after being kept in a 100% H2 atmosphere for 100 hours,
The loss at 1.24 μm was 0.36 μm, and no absorption of horse molecules was observed.
〈発明の効果、〉
以上説明したように、本発明にかかる光ファイバのカー
ボンフーティング方法は、少なくともカーボンを含有す
る原料ガスにょ９形成される火炎を使用するため、非常
に簡便であるので、低価格で高品質なカー°ボンコーテ
ィングが可能となる。<Effects of the Invention> As explained above, the method for carbon footing of an optical fiber according to the present invention is very simple because it uses a flame formed by a raw material gas containing at least carbon. It enables high-quality carbon coating at low cost.
第１図は本発明の実施例を行うための装置を示す概略図
である。
図 面 中、
１はプリフォーム、
１は線引炉、
３はファイバ径モニター装置、
４はバーナ装置、
５は光ファイバ、
６は火炎内炎、
７は有機樹脂コーディング用ダイス、
８は有機樹脂熱硬化炉である。
特 許 出 願 人
住友電気工業株式会社
代 理 人FIG. 1 is a schematic diagram showing an apparatus for carrying out an embodiment of the invention. In the drawing, 1 is a preform, 1 is a drawing furnace, 3 is a fiber diameter monitor device, 4 is a burner device, 5 is an optical fiber, 6 is an inner flame, 7 is a die for organic resin coating, 8 is an organic resin It is a thermosetting furnace. Patent application agent Sumitomo Electric Industries Co., Ltd.
Claims (3)
、少なくともカーボンを含有する原料ガスで形成された
火炎内炎中に通すことを特徴とする光ファイバのカーボ
ンコーティング方法。(1) A method of carbon coating an optical fiber, which comprises passing an optical fiber drawn from an optical fiber preform into an inner flame formed of a raw material gas containing at least carbon.
グ方法において、少なくともカーボンを含有する原料ガ
スが、カーボン含有化合物と、アルゴン、ヘリウム等の
不活性ガスとを含有することを特徴とする光ファイバの
カーボンコーティング方法。(2) The method of carbon coating an optical fiber according to claim 1, wherein the raw material gas containing at least carbon contains a carbon-containing compound and an inert gas such as argon or helium. Carbon coating method.
ティング方法において、少なくともカーボンを含有する
原料ガスが、メタン、エタン、プロパン等のアルカン、
エチレン、プロピレン、アセチレン等のオレフィン、ベ
ンゼン等の芳香族化合物、メタノール、エタノール等の
アルコール、アセトン、ジメチルエーテル等のアルコー
ル以外の含酸素化合物又はテトラクロロメタン、クロロ
ホルム等の含ハロゲン化合物からなるカーボン含有化合
物を含有することを特徴とする光ファイバのカーボンコ
ーティング方法。(3) In the method of carbon coating an optical fiber according to claim 1 or 2, the raw material gas containing at least carbon is an alkane such as methane, ethane, propane, etc.
Carbon-containing compounds consisting of olefins such as ethylene, propylene, and acetylene, aromatic compounds such as benzene, alcohols such as methanol and ethanol, oxygen-containing compounds other than alcohols such as acetone and dimethyl ether, or halogen-containing compounds such as tetrachloromethane and chloroform. A method of carbon coating an optical fiber, the method comprising:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63197060A JPH0248436A (en) | 1988-08-09 | 1988-08-09 | Carbon coating process for optical fiber |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63197060A JPH0248436A (en) | 1988-08-09 | 1988-08-09 | Carbon coating process for optical fiber |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0248436A true JPH0248436A (en) | 1990-02-19 |
Family
ID=16368049
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63197060A Pending JPH0248436A (en) | 1988-08-09 | 1988-08-09 | Carbon coating process for optical fiber |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0248436A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH049006U (en) * | 1990-05-10 | 1992-01-27 |
-
1988
- 1988-08-09 JP JP63197060A patent/JPH0248436A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH049006U (en) * | 1990-05-10 | 1992-01-27 |
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