JPH04243938A - 光ファイバの炭素被膜のモニタ方法 - Google Patents
光ファイバの炭素被膜のモニタ方法Info
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- JPH04243938A JPH04243938A JP3025697A JP2569791A JPH04243938A JP H04243938 A JPH04243938 A JP H04243938A JP 3025697 A JP3025697 A JP 3025697A JP 2569791 A JP2569791 A JP 2569791A JP H04243938 A JPH04243938 A JP H04243938A
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Landscapes
- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
- Surface Treatment Of Glass Fibres Or Filaments (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【 産業上の利用分野】この発明は、表面に炭素被膜が
形成された光ファイバを製造する際などに、炭素被膜の
膜厚を非接触連続的に測定する炭素被膜のモニタ方法に
関する。
形成された光ファイバを製造する際などに、炭素被膜の
膜厚を非接触連続的に測定する炭素被膜のモニタ方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】石英系光ファイバは、水素と接触すると
ファイバ内に拡散した水素分子の分子振動に起因する吸
収損失が増大し、さらにドーパントとして含有されてい
るＰ２Ｏ５，ＧｅＯ２，Ｂ２Ｏ３などが水素と反応しＯ
Ｈ基としてファイバガラス中に取り込まれるため、ＯＨ
基の吸収による伝送損失も増大してしまう問題があった
。
ファイバ内に拡散した水素分子の分子振動に起因する吸
収損失が増大し、さらにドーパントとして含有されてい
るＰ２Ｏ５，ＧｅＯ２，Ｂ２Ｏ３などが水素と反応しＯ
Ｈ基としてファイバガラス中に取り込まれるため、ＯＨ
基の吸収による伝送損失も増大してしまう問題があった
。
【０００３】このような弊害に対処するため、水素吸収
能を有する液状の組成物を光ケーブル内に充填する方法
（特願昭６１−２５１０８０８号）などが考えられてい
るが、その効果が不十分である上、構造が複雑となって
、経済的にも問題がある。
能を有する液状の組成物を光ケーブル内に充填する方法
（特願昭６１−２５１０８０８号）などが考えられてい
るが、その効果が不十分である上、構造が複雑となって
、経済的にも問題がある。
【０００４】このような問題を解決するため、最近化学
気相成長法（以下、ＣＶＤ法と略称する）によって、光
ファイバ表面に炭素被膜を形成し、これによって、光フ
ァイバの耐水素特性を向上させうることが発表されてい
る。この製造方法は、光ファイバ裸線表面にＣＶＤ法に
よって炭素被膜を形成した後、紫外線硬化型樹脂や熱硬
化型樹脂によって保護被覆層を形成して光ファイバとす
る方法である。
気相成長法（以下、ＣＶＤ法と略称する）によって、光
ファイバ表面に炭素被膜を形成し、これによって、光フ
ァイバの耐水素特性を向上させうることが発表されてい
る。この製造方法は、光ファイバ裸線表面にＣＶＤ法に
よって炭素被膜を形成した後、紫外線硬化型樹脂や熱硬
化型樹脂によって保護被覆層を形成して光ファイバとす
る方法である。
【０００５】ところで、光ファイバ裸線表面に形成され
た炭素被膜の耐水素特性は、その膜質および膜厚によっ
て大きく変化することが知られている。そして従来から
光ファイバ裸線表面に形成された炭素被膜の膜質および
膜厚を測定するには、光ファイバを切断し、その断面を
顕微鏡で観察する方法が用いられている。
た炭素被膜の耐水素特性は、その膜質および膜厚によっ
て大きく変化することが知られている。そして従来から
光ファイバ裸線表面に形成された炭素被膜の膜質および
膜厚を測定するには、光ファイバを切断し、その断面を
顕微鏡で観察する方法が用いられている。
【０００６】しかしながら、この測定方法では、光ファ
イバの切断を余儀なくされ、非破壊的に測定を行うこと
ができないばかりでなく、連続測定が不可能であるとい
う不都合があった。
イバの切断を余儀なくされ、非破壊的に測定を行うこと
ができないばかりでなく、連続測定が不可能であるとい
う不都合があった。
【０００７】このような問題を解決する方法として、本
発明者らによって、光ファイバの長さ方向に沿って炭素
被膜の電気抵抗値を測定し、この測定値に基づいて炭素
被膜の形成条件を制御する方法が提案されている。とこ
ろが、電気抵抗値を測定するこの方法は非破壊的かつ、
連続的に光ファイバの品質管理を行うという観点にたっ
て提案されたものであるので、その点においては問題が
解決されているものの、光ファイバと測定電極との直接
接触をさけることができず、光ファイバの強度低下のお
それが生じる点、および測定電極の汚れによる測定誤差
が発生する点などにおいて改善の余地があった。
発明者らによって、光ファイバの長さ方向に沿って炭素
被膜の電気抵抗値を測定し、この測定値に基づいて炭素
被膜の形成条件を制御する方法が提案されている。とこ
ろが、電気抵抗値を測定するこの方法は非破壊的かつ、
連続的に光ファイバの品質管理を行うという観点にたっ
て提案されたものであるので、その点においては問題が
解決されているものの、光ファイバと測定電極との直接
接触をさけることができず、光ファイバの強度低下のお
それが生じる点、および測定電極の汚れによる測定誤差
が発生する点などにおいて改善の余地があった。
【０００８】そこで、本発明者等はカーボン膜の誘電特
性を利用し、カーボン膜に電磁波を当ててその反射・透
過特性を検出して炭素被膜の膜質を測定する方法を提案
した。
性を利用し、カーボン膜に電磁波を当ててその反射・透
過特性を検出して炭素被膜の膜質を測定する方法を提案
した。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の測定を行う場合の装置系は複雑な演算処理が必要であ
りデータ処理に時間がかかるため、光ファイバを高速で
紡糸する場合に、炭素被膜が付着していないなどの数セ
ンチオーダの不良部分を検出するのは困難である。従っ
て、炭素被膜の誘電特性を利用する方法は炭素被膜の管
理に関しては有効であるものの、高速紡糸を行った場合
の不良部分検出には不十分である。
の測定を行う場合の装置系は複雑な演算処理が必要であ
りデータ処理に時間がかかるため、光ファイバを高速で
紡糸する場合に、炭素被膜が付着していないなどの数セ
ンチオーダの不良部分を検出するのは困難である。従っ
て、炭素被膜の誘電特性を利用する方法は炭素被膜の管
理に関しては有効であるものの、高速紡糸を行った場合
の不良部分検出には不十分である。
【００１０】本発明は前記課題を解決するためになされ
たもので、高速紡糸で製造される炭素被膜の形成された
光ファイバの炭素被膜の膜厚を非接触連続的に測定する
炭素被膜のモニタ方法を提供することを目的とする。
たもので、高速紡糸で製造される炭素被膜の形成された
光ファイバの炭素被膜の膜厚を非接触連続的に測定する
炭素被膜のモニタ方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
するために、表面に炭素被膜が形成された光ファイバ裸
線にレーザ光を走査し、前記レーザ光の透過光量を検出
することにより前記炭素被膜の膜厚を測定することを特
徴とする光ファイバの炭素被膜のモニタ方法としたもの
である。
するために、表面に炭素被膜が形成された光ファイバ裸
線にレーザ光を走査し、前記レーザ光の透過光量を検出
することにより前記炭素被膜の膜厚を測定することを特
徴とする光ファイバの炭素被膜のモニタ方法としたもの
である。
【００１２】
【作用】表面に炭素被膜が形成された光ファイバの裸線
にレーザ光を走査し、このレーザ光の透過光量を検出し
、上記炭素被膜の膜厚を測定する。またその測定値をも
とに炭素被膜の形成条件を制御することにより、均一な
炭素被膜の形成された光ファイバを製造することができ
るものである。
にレーザ光を走査し、このレーザ光の透過光量を検出し
、上記炭素被膜の膜厚を測定する。またその測定値をも
とに炭素被膜の形成条件を制御することにより、均一な
炭素被膜の形成された光ファイバを製造することができ
るものである。
【００１３】
【実施例】図１は、光ファイバの製造に好適に用いられ
る装置の一例を示したものである。図１中、符号１は光
ファイバ裸線である。この光ファイバ裸線１は、光ファ
イバ母材２を紡糸装置３内で溶融紡糸したものであり、
この紡糸装置３の下段に設けられたＣＶＤ反応炉４内で
、その表面に炭素被膜が形成されるようになっている。 このＣＶＤ反応炉４は、内部にて光ファイバ裸線１表面
に炭素被膜を形成する反応管５と、この反応管５を加熱
する発熱体６とからなるものである。またこのＣＶＤ反
応炉４の下段には、光ファイバ裸線１表面に形成された
炭素被膜のレーザ光の透過光量を検出し、この測定値か
ら炭素被膜の膜厚を評価する評価装置７が設けられてお
り、上段のＣＶＤ反応炉４とこの評価装置７とはコント
ローラ８を介して接続されており、評価装置７で得られ
た結果がＣＶＤ反応炉４へフィードバックされるように
なっている。さらに、評価装置７の下段には樹脂液塗布
装置１４および硬化装置１５とが連続して設けられてお
り、炭素被膜が形成された光ファイバ上に必要に応じて
保護被膜層が形成できるようになっている。
る装置の一例を示したものである。図１中、符号１は光
ファイバ裸線である。この光ファイバ裸線１は、光ファ
イバ母材２を紡糸装置３内で溶融紡糸したものであり、
この紡糸装置３の下段に設けられたＣＶＤ反応炉４内で
、その表面に炭素被膜が形成されるようになっている。 このＣＶＤ反応炉４は、内部にて光ファイバ裸線１表面
に炭素被膜を形成する反応管５と、この反応管５を加熱
する発熱体６とからなるものである。またこのＣＶＤ反
応炉４の下段には、光ファイバ裸線１表面に形成された
炭素被膜のレーザ光の透過光量を検出し、この測定値か
ら炭素被膜の膜厚を評価する評価装置７が設けられてお
り、上段のＣＶＤ反応炉４とこの評価装置７とはコント
ローラ８を介して接続されており、評価装置７で得られ
た結果がＣＶＤ反応炉４へフィードバックされるように
なっている。さらに、評価装置７の下段には樹脂液塗布
装置１４および硬化装置１５とが連続して設けられてお
り、炭素被膜が形成された光ファイバ上に必要に応じて
保護被膜層が形成できるようになっている。
【００１４】このような製造装置を用いて、表面に炭素
被膜が形成された光ファイバを製造するには、以下の工
程による。まず光ファイバ母材２を用意し、これを紡糸
装置３に設置し、溶融紡糸して光ファイバ裸線１とする
。ついでこの光ファイバ裸線１をＣＶＤ反応炉４内に挿
通し、光ファイバ裸線１表面にＣＶＤ反応により炭素被
膜を形成する。ついでこの炭素被膜の耐水素特性を評価
装置７にて評価する。
被膜が形成された光ファイバを製造するには、以下の工
程による。まず光ファイバ母材２を用意し、これを紡糸
装置３に設置し、溶融紡糸して光ファイバ裸線１とする
。ついでこの光ファイバ裸線１をＣＶＤ反応炉４内に挿
通し、光ファイバ裸線１表面にＣＶＤ反応により炭素被
膜を形成する。ついでこの炭素被膜の耐水素特性を評価
装置７にて評価する。
【００１５】評価装置７は図１（Ｂ）に示すようなもの
で、炭素被膜の形成された光ファイバ裸線９に発光器１
０からレーザ光１２を走査し、受光器１１で透過レーザ
光１３の透過光量を検出し、炭素被膜の膜厚を測定する
。
で、炭素被膜の形成された光ファイバ裸線９に発光器１
０からレーザ光１２を走査し、受光器１１で透過レーザ
光１３の透過光量を検出し、炭素被膜の膜厚を測定する
。
【００１６】実際に光ファイバを製造するにあたっては
、予め良好な耐水素特性を示すような光ファイバを評価
装置７内に挿通させてそのレーザ光の透過光量と炭素被
膜の膜厚との関係を調べておき、評価装置７内で測定さ
れた透過光量の値を制御信号としてＣＶＤ反応炉４内に
送り、この制御信号に基づいて例えば反応管５を加熱す
る発熱体６の加熱温度を変化させたり、反応管５内に供
給する原料ガスの濃度を変更させて、一定の耐水素特性
を示す炭素被膜を形成するように制御する。このように
して一定の耐水素特性を示す炭素被膜が形成された光フ
ァイバを容易に得ることができる。
、予め良好な耐水素特性を示すような光ファイバを評価
装置７内に挿通させてそのレーザ光の透過光量と炭素被
膜の膜厚との関係を調べておき、評価装置７内で測定さ
れた透過光量の値を制御信号としてＣＶＤ反応炉４内に
送り、この制御信号に基づいて例えば反応管５を加熱す
る発熱体６の加熱温度を変化させたり、反応管５内に供
給する原料ガスの濃度を変更させて、一定の耐水素特性
を示す炭素被膜を形成するように制御する。このように
して一定の耐水素特性を示す炭素被膜が形成された光フ
ァイバを容易に得ることができる。
【００１７】そして炭素被膜が形成された光ファイバを
樹脂液塗布装置１４に挿通し、紫外線硬化型樹脂液等を
塗布した後、硬化装置１５内にて上記樹脂液を硬化させ
て、炭素被膜と保護被覆層とが形成されて耐水素特性と
機械的強度とに優れた光ファイバを得ることができる。
樹脂液塗布装置１４に挿通し、紫外線硬化型樹脂液等を
塗布した後、硬化装置１５内にて上記樹脂液を硬化させ
て、炭素被膜と保護被覆層とが形成されて耐水素特性と
機械的強度とに優れた光ファイバを得ることができる。
【００１８】炭素被膜の膜厚を測定するにあたって、炭
素被膜に電磁波を照射し、電磁波の反射・透過量を検出
して炭素被膜の比誘電率を測定する場合、一般的な装置
の最小サンプリングタイムは１０ｍｓｅｃであるのに対
し、レーザ光を走査し、その透過光量を検出する場合の
サンプリングタイムは１ｍｓｅｃである。すなわち、線
速２００ｍ／ｍｉｎで紡糸を行った場合、電磁波を使用
する方法では３ｃｍ以下の不良部分は検出できないが、
レーザ光を使用する方法では０．３ｃｍ程度の不良部分
も検出できる。
素被膜に電磁波を照射し、電磁波の反射・透過量を検出
して炭素被膜の比誘電率を測定する場合、一般的な装置
の最小サンプリングタイムは１０ｍｓｅｃであるのに対
し、レーザ光を走査し、その透過光量を検出する場合の
サンプリングタイムは１ｍｓｅｃである。すなわち、線
速２００ｍ／ｍｉｎで紡糸を行った場合、電磁波を使用
する方法では３ｃｍ以下の不良部分は検出できないが、
レーザ光を使用する方法では０．３ｃｍ程度の不良部分
も検出できる。
【００１９】（測定例） 実際に炭素被膜の形成され
た光ファイバ裸線にレーザ光を走査した結果を図２と図
３に示した。
た光ファイバ裸線にレーザ光を走査した結果を図２と図
３に示した。
【００２０】光ファイバの紡糸速度は２００ｍ／ｍｉｎ
で、外径は１２５μｍであった。レーザ光は毎秒２００
回の周期で光ファイバの幅方向に横振りさせて照射した
。これは、レーザ光のビーム径を絞ることで検知感度を
高めた上で、光ファイバ紡糸時の微細な線振れ等に対応
し、必要な検知範囲を確保するためである。
で、外径は１２５μｍであった。レーザ光は毎秒２００
回の周期で光ファイバの幅方向に横振りさせて照射した
。これは、レーザ光のビーム径を絞ることで検知感度を
高めた上で、光ファイバ紡糸時の微細な線振れ等に対応
し、必要な検知範囲を確保するためである。
【００２１】図２にレーザ光走査時の透過光量検出波形
を示す。図中央の山形波形の出力電圧が炭素被膜の膜厚
に対応するもので、透過率の変化はこの出力電圧の大き
さに表れる。ここで、波形の両端は横振りしているレー
ザ光が光ファイバの外側を走査時のもので、透過率は１
００％で出力電圧は高くなる。また、光ファイバは円筒
形状をしているために、光ファイバの両側部を走査時（
図中央の山形波形の両脇）にはレーザ光は受光器外に散
乱され易く、出力電圧は低く表わされている。
を示す。図中央の山形波形の出力電圧が炭素被膜の膜厚
に対応するもので、透過率の変化はこの出力電圧の大き
さに表れる。ここで、波形の両端は横振りしているレー
ザ光が光ファイバの外側を走査時のもので、透過率は１
００％で出力電圧は高くなる。また、光ファイバは円筒
形状をしているために、光ファイバの両側部を走査時（
図中央の山形波形の両脇）にはレーザ光は受光器外に散
乱され易く、出力電圧は低く表わされている。
【００２２】図３は前記出力電圧と炭素被膜の膜厚の関
係を示したものである。出力電圧が大きいほど膜厚が薄
いことがわかる。
係を示したものである。出力電圧が大きいほど膜厚が薄
いことがわかる。
【００２３】以上の通り、レーザ光を使用する本発明の
モニタ方法は、炭素被膜の膜厚に敏感な上に、短いスパ
ンの不良部分も検出可能となるため、高速紡糸において
も不良部分の検出が十分可能である。
モニタ方法は、炭素被膜の膜厚に敏感な上に、短いスパ
ンの不良部分も検出可能となるため、高速紡糸において
も不良部分の検出が十分可能である。
【００２４】さらに、炭素被膜に非接触で測定するため
、電極の汚れ等の影響を受けず、正確な測定ができ、さ
らにまた、製造された光ファイバ表面を汚染する心配が
なく、光ファイバ表面に傷が発生する恐れもなくなった
ので、より機械的強度の高い光ファイバを得ることがで
きるようになる。
、電極の汚れ等の影響を受けず、正確な測定ができ、さ
らにまた、製造された光ファイバ表面を汚染する心配が
なく、光ファイバ表面に傷が発生する恐れもなくなった
ので、より機械的強度の高い光ファイバを得ることがで
きるようになる。
【００２５】また、炭素被膜の耐水素特性を非破壊的に
連続測定することができるので、製造される光ファイバ
の品質管理が非常に簡便となる効果がある。
連続測定することができるので、製造される光ファイバ
の品質管理が非常に簡便となる効果がある。
【００２６】さらにまた、本発明のモニタ方法により得
られた測定値を制御信号としてＣＶＤ反応炉に送り、こ
れによりＣＶＤ反応炉での炭素被膜形成条件を制御すれ
ば、良好な耐水素特性を示す炭素被膜を均一に形成する
ことができる。
られた測定値を制御信号としてＣＶＤ反応炉に送り、こ
れによりＣＶＤ反応炉での炭素被膜形成条件を制御すれ
ば、良好な耐水素特性を示す炭素被膜を均一に形成する
ことができる。
【００２７】尚、図１に示した例にあっては、炭素被膜
を形成する基材として光ファイバ裸線を用いたが、この
発明の炭素被膜のモニタ方法はこれに限定されるもので
はない。
を形成する基材として光ファイバ裸線を用いたが、この
発明の炭素被膜のモニタ方法はこれに限定されるもので
はない。
【００２８】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、表面に炭
素被膜が形成された光ファイバ裸線にレーザ光を走査し
、このレーザ光の透過光量を検出することにより炭素被
膜の膜厚を測定するものなので、サンプリングタイムが
短く、高速紡糸にも対応できる。また、非接触かつ連続
的に炭素被膜の膜厚を測定することができ、炭素被膜を
損傷させることなく、光ファイバの強度低下の原因とな
ることがなく、測定電極の汚れによる測定誤差も生じる
ことがない。
素被膜が形成された光ファイバ裸線にレーザ光を走査し
、このレーザ光の透過光量を検出することにより炭素被
膜の膜厚を測定するものなので、サンプリングタイムが
短く、高速紡糸にも対応できる。また、非接触かつ連続
的に炭素被膜の膜厚を測定することができ、炭素被膜を
損傷させることなく、光ファイバの強度低下の原因とな
ることがなく、測定電極の汚れによる測定誤差も生じる
ことがない。
【００２９】また、この測定値に基づいて炭素被膜の形
成条件を制御することにより、常に一定の耐水素特性を
示す均一な炭素被膜を形成できるようになるとともに、
光ファイバの品質管理を簡便に行うことができる。
成条件を制御することにより、常に一定の耐水素特性を
示す均一な炭素被膜を形成できるようになるとともに、
光ファイバの品質管理を簡便に行うことができる。
【図１】図１（Ａ）は光ファイバの製造装置の一実施例
の概略構成図、図１（Ｂ）は評価装置７を表す模式図で
ある。
の概略構成図、図１（Ｂ）は評価装置７を表す模式図で
ある。
【図２】レーザ光透過光量検出波形図である。
【図３】出力電圧と膜厚の関係を示す図である。
１ 光ファイバ裸線
２ 光ファイバ母材
３ 紡糸装置
４ ＣＶＤ反応炉
５ 反応管
６ 発熱体
７ 評価装置
８ コントローラ
９ 炭素被膜の形成された光ファイバ１０ 発光器
１１ 受光器
１２ レーザ光
１３ 透過したレーザ光
Claims (1)
- 【請求項１】 表面に炭素被膜が形成された光ファイ
バ裸線にレーザ光を走査し、前記レーザ光の透過光量を
検出することにより前記炭素被膜の膜厚を測定すること
を特徴とする光ファイバの炭素被膜のモニタ方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3025697A JP2719050B2 (ja) | 1991-01-25 | 1991-01-25 | 光ファイバの炭素被膜のモニタ方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3025697A JP2719050B2 (ja) | 1991-01-25 | 1991-01-25 | 光ファイバの炭素被膜のモニタ方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04243938A true JPH04243938A (ja) | 1992-09-01 |
| JP2719050B2 JP2719050B2 (ja) | 1998-02-25 |
Family
ID=12172987
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3025697A Expired - Fee Related JP2719050B2 (ja) | 1991-01-25 | 1991-01-25 | 光ファイバの炭素被膜のモニタ方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2719050B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0687897A1 (en) * | 1994-06-14 | 1995-12-20 | Hitachi, Ltd. | Method for making specimen and apparatus thereof |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02267140A (ja) * | 1989-02-27 | 1990-10-31 | American Teleph & Telegr Co <Att> | 光ファイバの製造方法 |
| JPH0480632A (ja) * | 1990-07-23 | 1992-03-13 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | カーボンコート光ファイバ検査方法およびその装置 |
-
1991
- 1991-01-25 JP JP3025697A patent/JP2719050B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02267140A (ja) * | 1989-02-27 | 1990-10-31 | American Teleph & Telegr Co <Att> | 光ファイバの製造方法 |
| JPH0480632A (ja) * | 1990-07-23 | 1992-03-13 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | カーボンコート光ファイバ検査方法およびその装置 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0687897A1 (en) * | 1994-06-14 | 1995-12-20 | Hitachi, Ltd. | Method for making specimen and apparatus thereof |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2719050B2 (ja) | 1998-02-25 |
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