JPH11157864A - 大径光ファイバ母材の延伸方法 - Google Patents

大径光ファイバ母材の延伸方法

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JPH11157864A
JPH11157864A JP32365497A JP32365497A JPH11157864A JP H11157864 A JPH11157864 A JP H11157864A JP 32365497 A JP32365497 A JP 32365497A JP 32365497 A JP32365497 A JP 32365497A JP H11157864 A JPH11157864 A JP H11157864A
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JP
Japan
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optical fiber
preform
fiber preform
diameter
diameter optical
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Application number
JP32365497A
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English (en)
Inventor
Tetsuo Wada
哲郎 和田
Masahide Kuwabara
正英 桑原
Yukio Komura
幸夫 香村
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Furukawa Electric Co Ltd
Original Assignee
Furukawa Electric Co Ltd
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • 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
    • C03B37/01205Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments starting from tubes, rods, fibres or filaments
    • C03B37/01225Means for changing or stabilising the shape, e.g. diameter, of tubes or rods in general, e.g. collapsing
    • C03B37/0124Means for reducing the diameter of rods or tubes by drawing, e.g. for preform draw-down

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 延伸最終段階における支持部の伸びを抑え、
延伸外径の変動を低減することができる大径光ファイバ
母材の延伸方法を提供する。 【解決手段】 大径光ファイバ母材を該母材の上端支持
部を支持して炉心管の周囲に加熱手段を有する加熱炉に
下端部が加熱されるように設置し、前記大径光ファイバ
母材の下端から徐々に引き取ることにより、前記加熱炉
内で軟化した大径光ファイバ母材を下端から徐々に延伸
して縮径させ、光ファイバ母材を得る大径光ファイバ母
材の延伸方法において、前記大径光ファイバ母材の上端
部にガラス微粒子からなる断熱層を設け、その断熱層に
よって前記支持部への熱伝達を軽減した大径光ファイバ
母材の延伸方法である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は大径光ファイバ母材
の延伸方法に関するもので、特に、延伸最終段階におけ
る延伸外径の変動を低減することができる大径光ファイ
バ母材の延伸方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、光ファイバ母材の製造技術の向上
に伴い、大径光ファイバ母材の製造が可能になってきて
いる。しかしながら、大径光ファイバ母材を外径約125
μmの光ファイバに直接線引きするためには、加熱炉を
大型化したり、線引技術に熟練を要するなど今日まで培
ってきた線引技術を大きく変更する必要がある。そこ
で、例えば、公知のVAD法、外付け法(JVD法)な
どにより製造された大径光ファイバ母材を今まで使用し
てきた線引用光ファイバ母材とほぼ同等の径に一旦延伸
して縮径した光ファイバ母材を光ファイバに線引きする
方法や、VAD法で製造した大型光ファイバ母材を延伸
して得た光ファイバ母材に外付け法などによりさらにガ
ラス微粒子を堆積させて得た光ファイバ母材を光ファイ
バに線引する方法が採られている。図4に、大径光ファ
イバ母材の一例を示す。図4に示す大径光ファイバ母材
はVAD法により製造された大径光ファイバ母材であ
り、従来の大径光ファイバ母材10は、直径約40mm乃至12
0mm の棒状の石英ガラス製の母材10a とその母材10aの
上端に設けられた石英ガラス製の支持部10b とからな
る。
【0003】図5は、大径光ファイバ母材を延伸するた
めの延伸装置を概略的に示す構成図である。図5に示す
ように、延伸装置は、その中心に大径光ファイバ母材10
を外部雰囲気から遮断するために配置された炉心管11
と、該炉心管11の外周の所定位置に設けられた加熱部12
と、母材10a の上端に設けられた支持部10b を把持する
上側駆動部13と、後述する引取用支持部材16を把持して
下方に導く下側駆動部14と、を有する。
【0004】加熱部12は、大径光ファイバ母材10の延伸
時に、約1700℃乃至2100℃の温度に昇温され、母材10a
の下側部分を加熱する。上側駆動部13及び下側駆動部14
は、昇降用レール15に沿って、各駆動モータ16a 、16b
により上下動する。
【0005】また、延伸装置には延伸外径を測定するた
めの外径測定器17と、延伸外径の目標値を設定するため
の外径設定器18と、外径測定器17で測定された測定値と
外径設定器18で設定された目標値とを比較してその差分
に基づいて、各駆動モータ16a 、16b に速度指令信号を
送り、上側駆動部13の送り速度及び下側駆動部14の引取
速度をPID(Proportional plus Integral plus Deri
vative: 比例積分微分制御)するコントローラ19と、を
有する。
【0006】外径測定器17は、レーザ光を測定対象に出
射する投光部17a と、測定対象に遮られなかったレーザ
光を受光してコントローラ19に外径信号を出力する受光
部17b と、を有する。次に、延伸装置の動作について説
明する。まず、上側駆動部13に大径光ファイバ母材10の
支持部10b を取りつけ、母材10a の下端が加熱部12で加
熱される位置に配置する。次いで、下側駆動部14に円柱
状の石英ガラスからなる引取用支持部16を取りつけ、下
側駆動部14を上方に駆動させ、大径光ファイバ母材10の
母材10a の下端と引取用支持部材16の先端とを接触さ
せ、加熱部12を加熱して、両者を溶着する。両者を溶着
したならば、下側駆動部14を所定の引取速度で下方に移
動させて、大径光ファイバ母材の先端部を引っ張り、母
材10a の延伸速度に合わせて上側駆動部13を下降させな
がら、所定の延伸外径となるように延伸する。
【0007】延伸工程において、延伸外径は常時または
随時外径測定器17によって測定され、その信号によって
コントローラ19は、設定された延伸外径の寸法になるよ
うに、上側駆動部13の送り速度及び下側駆動部14の引取
速度を制御する。延伸終了後、大径光ファイバ母材10を
取り出すため、切断作業を行う。すなわち、大径光ファ
イバ母材10と引取用支持部材16の接続部付近を加熱炉最
高温度位置(約1900℃)に異動する。次いで、数分間加
熱したのち、上側駆動部13を停止した状態で下側駆動部
14のみを下方に移動させ、ロッドを細径化する。その
後、上側駆動部13と下側駆動部14を共に下方向に同速度
で移動し、細径化部分を炉体下部に露出し、図示しない
切断機で切断する。
【0008】なお、上記延伸された大径光ファイバ母材
10は、線引き装置に移され、外径約125 μmの光ファイ
バに線引きされる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】図6(A)は、延伸最
終段階の大径光ファイバ母材の状態を示す説明図及び加
熱部の位置と温度との関係を示すグラフ、図6(B)
は、延伸終了時の大径光ファイバ母材の状態を示す説明
図及び加熱部の位置と温度との関係を示すグラフであ
る。
【0010】延伸最終段階では、図6(A)に示すよう
に、加熱部12の最高温度点(約1850℃)が母材10a のメ
ニスカス部分10C に位置し、ガラス軟化点が母材10a の
メニスカス部分10C に位置している。従って、この状態
では、延伸外径が変動することはない。
【0011】しかし、更に延伸を続け、支持部10b の下
部が高温領域近くにまでくると、支持部10b を構成する
石英ガラスが母材10a よりも小径となっているために熱
容量が小さいこと、加えて加熱部12の最高温度点が母材
10a の最終部分に到達すると母材10a の残部から放出さ
れた熱が支持部10b にまで達するために支持部10b の下
部を加熱することになることの2つの要因により、支持
部10b は母材10a よりも早く軟化点温度に到達し、その
下端部が伸び始める。その結果、図6(B)に示すよう
に、母材10a に引き取り部分やメニスカス部分が残って
いるにもかかわらず、支持部10b の下端10d が伸び始め
て延伸外径の変動が大きくなり、引き残り部分があるに
もかかわらず延伸工程を終了することになる。
【0012】図7は、大径光ファイバ母材の延伸外径の
変動を示すグラフである。図7からわかるように、支持
部10b の下部がガラス軟化点温度に到達する前までは、
目標の外径(以下は目標の外径が30mmである場合の一例
である)に対して所定の範囲(±0.3mm 以内)の変動で
あったが、支持部の下部10d が軟化点温度に到達した後
には、延伸外径が10mm程度太くなる。
【0013】図8は、延伸最終段階から延伸終了時まで
の送り速度V1及び引取速度V2の変動を示すグラフで
ある。図8からわかるように、支持部10b の下部10d が
ガラス軟化点温度に到達した後、引取速度V2が早くな
り、設定径への制御が困難になる。以上、説明したよう
に、従来の大径光ファイバ母材の延伸方法においては、
コントローラ19による外径制御を行っても、母材10a の
上端近傍まで延伸してくると、支持部10b の下部が伸び
てしまうので、延伸外径が太くなる。光ファイバ母材の
外径が変動していると、最終製品である光ファイバの外
径にも影響を与えてしまうので、延伸の結果得られる光
ファイバ母材の外径は精度よく制御される必要があり、
そのため、延伸外径が太くなった部分は、切り離して廃
棄しなければならないという問題がある。
【0014】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたものであり、さまざまな段階の延伸、例えば大型V
AD光ファイバ母材の延伸、大型JVD光ファイバ母材
等の延伸における最終段階での支持部の伸びを抑え、延
伸外径の変動を低減して大径光ファイバ母材を無駄なく
延伸することができる大径光ファイバ母材の延伸方法を
提供することを目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】本発明は、大径光ファイ
バ母材を、該母材の上端の支持部を支持して炉心管の周
囲に加熱手段を有する加熱炉に下端部が加熱されるよう
に設置し、前記大径光ファイバ母材の下端から徐々に引
き取ることにより、前記加熱炉内で軟化した大径光ファ
イバ母材を下端から徐々に延伸して縮径させ、光ファイ
バ母材を得る大径光ファイバ母材の延伸方法において、
前記大径光ファイバ母材の上端部にガラス微粒子からな
る断熱層を設け、その断熱層によって前記支持部への熱
伝達を軽減したことを特徴とするものである。
【0016】本発明によれば、延伸最終段階において、
母材から放出される熱を母材の上端部に設けられたガラ
ス微粒子からなる断熱層が遮り、かつ吸熱するので、支
持部の温度上昇を抑え、よって支持部の伸びを抑えるこ
とができる。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しながら説明する。図1は、本発明の延伸方法で
使用する大径光ファイバ母材を示す側面図である。図1
に示すように、本発明で延伸する大径光ファイバ母材1
は、直径約40mm乃至120mm である大径で棒状の石英系ガ
ラスからなる母材1aと、その母材1aの上端の石英ガラス
等により形成された支持部1bと、母材1aの上端、すなわ
ち母材1aと支持部1bとの連結部に設けたガラス微粒子か
らなる断熱層2とからなる。これまでの実験結果から、
ガラス微粒子からなる断熱層2の厚さは約5mm 乃至50mm
とするのが好ましい。
【0018】ガラス微粒子からなる断熱層2は、例え
ば、(1) 支持部1bの先端部(下端部)にVAD法等でガ
ラス微粒子を堆積し、このガラス微粒子を高温でガラス
化(焼結)して大径光ファイバ母材に仕上げる工程にお
いて、最後(上端部)のガラス微粒子の層を残して断熱
層2とする方法、(2) 大径光ファイバ母材1を作成した
のちに、母材1aの上端部にガラス微粒子の層を新たに外
付け法等で堆積して断熱層2とする方法、(3) 予めガラ
ス微粒子によるドーナツ状の堆積体を作成し、このドー
ナツ状の堆積体を母材1aの上端部に被せて断熱層2とす
る方法、など任意の方法で作られる。
【0019】図2(A)は、本発明の延伸最終段階にお
ける大径光ファイバ母材の状態を示す説明図、図2
(B)は、本発明の延伸終了時における大径光ファイバ
母材の状態を示す説明図である。延伸最終段階では、図
2(A)に示すように、母材1aの引き残り部分が加熱部
12の部分に位置しているが、母材1aから支持部1bの方向
に放出される熱は、母材1aの上端部に設けられた断熱層
2によって遮られ、かつ吸熱される。そして、この状態
が延伸終了時まで続くので、支持部1bの温度上昇が抑え
られることになり、支持部1bの伸びが抑制される。
【0020】延伸終了時には、図2(B)に示すよう
に、母材1aに引き残り部分やメニスカス部分がほぼなく
なり、理想的な円柱状の形状となる。なお、ガラス微粒
子を上記(1) の方法で設けたものはガラス微粒子による
断熱層2の表皮はガラス化されて透明になっており、中
心部分は多孔質ガラス微粒子の状態のまま残る。
【0021】図3は、本発明の大径光ファイバ母材1の
延伸外径の変動を示すグラフである。図3から、支持部
1bの下部が高温領域に到達した後においても、延伸外径
の変動幅が大きくなることはなく、目標の外径(例えば
30mm)に対し所定範囲(±0.3mm 以内)の変動に抑える
ことができている。本発明は、上記実施の形態に限定さ
れることはなく、特許請求の範囲に記載された技術的事
項の範囲において、種々の変更が可能である。
【0022】
【発明の効果】本発明によれば、延伸最終段階における
母材からの熱、並びに輻射熱を、ガラス微粒子からなる
断熱層によって遮り、かつ吸熱するので、支持部の伸び
が抑えられ、よって延伸外径の変動を低減することがで
きる。その結果、延伸外径が精度よく制御され、光ファ
イバ製造の歩留りを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の大径光ファイバ母材を示す側面図であ
る。
【図2】(A)は、延伸最終段階の本発明の大径光ファ
イバ母材の状態を示す説明図、(B)は、延伸終了時の
本発明の大径光ファイバ母材の状態を示す説明図であ
る。
【図3】本発明の大径光ファイバ母材の延伸外径の変動
を示すグラフである。
【図4】従来の大径光ファイバ母材を示す側面図であ
る。
【図5】大径光ファイバ母材を延伸するための延伸装置
を概略的に示す構成図である。
【図6】(A)は、延伸最終段階の大径光ファイバ母材
の状態を示す説明図及び加熱部の位置と温度との関係を
示すグラフ、(B)は、延伸終了時の大径光ファイバ母
材の状態を示す説明図及び加熱部の位置と温度との関係
を示すグラフである。
【図7】従来の大径光ファイバ母材の延伸外径の変動を
示すグラフである。
【図8】従来の大径光ファイバ母材の延伸最終段階から
延伸終了時までの送り速度V1及び引取速度V2の変動
を示すグラフである。
【符号の説明】
1 大径光ファイバ母材 1a 母材 1b 支持部 2 ガラス微粒子からなる断熱層

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】大径光ファイバ母材を該母材の上端支持部
    を支持して炉心管の周囲に加熱手段を有する加熱炉に下
    端部が加熱されるように設置し、前記大径光ファイバ母
    材の下端から徐々に引き取ることにより、前記加熱炉内
    で軟化した大径光ファイバ母材を下端から徐々に延伸し
    て縮径させ、光ファイバ母材を得る大径光ファイバ母材
    の延伸方法において、前記大径光ファイバ母材の上端部
    にガラス微粒子からなる断熱層を設け、その断熱層によ
    って前記支持部への熱伝達を軽減したことを特徴とする
    大径光ファイバ母材の延伸方法。
JP32365497A 1997-11-26 1997-11-26 大径光ファイバ母材の延伸方法 Pending JPH11157864A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007126355A (ja) * 2006-12-11 2007-05-24 Furukawa Electric Co Ltd:The 光ファイバの製造方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2007126355A (ja) * 2006-12-11 2007-05-24 Furukawa Electric Co Ltd:The 光ファイバの製造方法
JP4691008B2 (ja) * 2006-12-11 2011-06-01 古河電気工業株式会社 光ファイバの製造方法

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