KR20110018752A - Method for manufacturing optical fiber - Google Patents

Abstract

PURPOSE: A method for manufacturing optical fiber with a fine structure is provided to reduce the bending loss of the optical fiber by forming a fine structure layer with a plurality of holes between a first cladding layer and a second cladding layer. CONSTITUTION: A glass rod for a core is prepared by drawing a glass sintered material. Cladding raw material powder and liquid are mixed to prepare sol. The sol is introduced into a molding mold with the glass rod in order to prepare gel. The glass rod and the gel are separated from the molding mold, and a dehydrated process and a sintering process are implemented in order to a vitrification process is implemented.

Description

광섬유의 제조방법{METHOD FOR MANUFACTURING OPTICAL FIBER}Manufacturing method of optical fiber {METHOD FOR MANUFACTURING OPTICAL FIBER}

본 발명은 광섬유의 제조방법에 관한 것으로서, 상세하게는 졸-젤(sol-gel) 공법을 이용하여 복수의 홀이 형성되어 있는 미세구조 층을 포함하는 광섬유를 제조하는 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for manufacturing an optical fiber, and more particularly, to a method for manufacturing an optical fiber including a microstructured layer in which a plurality of holes are formed using a sol-gel method.

광섬유(optical fiber)란 코어(core) 영역이라 불리는 중심부에는 굴절률이 높은 유리가 들어가고 클래딩(cladding) 영역이라 불리는 바깥 부분에는 굴절률이 낮은 유리가 배치되어 코어 영역을 통과하는 빛이 전반사가 되도록 한 광학적 섬유를 말한다. 광섬유는 에너지 손실이 매우 적고 외부의 영향을 거의 받지 않는 장점 때문에 통신 분야에서 각광을 받고 있으며 현재 비약적인 발전을 이루었다. Optical fiber is an optical fiber that has high refractive index glass in the center called core area and low refractive index glass in the outer part called cladding area so that light passing through the core area is totally reflected. Says fiber. Fiber optics are in the spotlight in the telecommunications sector because of their very low energy loss and little external influence.

광섬유에 대한 연구가 활발히 진행되면서 일반적 구조의 광섬유가 아닌 대체 광섬유에 대한 연구도 계속되고 있다. 대체 광섬유의 유망한 형태 중의 하나가 바로 미세구조 광섬유이다. As the research on the optical fiber is actively conducted, the research on the alternative optical fiber instead of the general optical fiber continues. One promising form of replacement fiber is microstructured fiber.

미세구조 광섬유는 클래딩 영역에 홀(hole or void)이 형성되어 있는 광섬유이다. 코어 영역의 주변에 불연속적이면서 촘촘한 미세구조의 홀을 배치함으로써 코어 영역에 비하여 낮은 굴절률을 가진 클래딩 영역이 형성된다. 클래딩 영역에 배치된 다수의 홀에 의해 미세구조 광섬유에 구부림이 가해지더라도 광섬유의 굴곡 손실(bending loss)은 최소화될 수 있다.Microstructured optical fibers are optical fibers in which holes or voids are formed in the cladding region. By disposing discontinuous and dense microstructured holes around the core region, a cladding region having a lower refractive index than the core region is formed. Even if the microstructure optical fiber is bent by a plurality of holes disposed in the cladding region, bending loss of the optical fiber can be minimized.

이러한 미세구조 광섬유는 종래 외부증착법(OVD: Outside Vapor Deposition) 또는 기상축증착법(VAD: Vapor Axial Deposition)과 같은 특정한 하나의 공법에 의해서 제조되었다. 즉, OVD 또는 VAD 방식을 통해 광섬유 예비 성형체를 생성한 후 예비 성형체의 경화(소결) 과정에서 침투성이 낮은 가스(예를 들어, 질소 등)를 대기 분위기로 사용하여 다수의 홀이 형성된 미세구조 광섬유를 제조한다. 이 방식으로 제조된 미세구조 광섬유는 코어 영역의 주변에 다수의 홀이 링 형태로 배치된 구조를 가진다. The microstructured optical fiber has been manufactured by a specific one method, such as conventional Vapor Deposition (OVD) or Vapor Axial Deposition (VAD). That is, a microstructured optical fiber in which a plurality of holes are formed by using a low-permeability gas (for example, nitrogen) as an atmospheric atmosphere during the curing (sintering) process of the preform after generating the optical preform by OVD or VAD method. To prepare. The microstructured optical fiber manufactured in this manner has a structure in which a plurality of holes are arranged in a ring shape around the core region.

미세구조 광섬유의 특성이 알려지기 전에는 오히려 경화 과정에서 형성되는 홀을 제거하기 위한 노력이 있었다. 대표적으로 졸-젤 공법을 이용하여 클래딩 튜브를 제조하는 경우 클래딩 튜브에 듬성듬성 기포가 산재하게 된다. 졸-젤 공법에 의해 클래딩 층에 포함되는 기포의 배치 형태는 미세구조 광섬유에서 보이는 기포의 배치 형태와 다르므로 광섬유의 굴곡 손실 특성 개선과는 전혀 무관하다. 따라서 종래 졸-젤 공법에 의해 형성되는 기포는 제거의 대상에 불과하였다. Before the characteristics of microstructured optical fibers were known, efforts were made to remove holes formed during curing. Typically, when the cladding tube is manufactured using the sol-gel method, sparse bubbles are scattered on the cladding tube. The arrangement of bubbles contained in the cladding layer by the sol-gel method is different from the arrangement of bubbles shown in the microstructured optical fiber, and thus has no relation to the improvement of the bending loss characteristics of the optical fiber. Therefore, bubbles formed by the conventional sol-gel process were only objects of removal.

본 발명은 소결 과정에서 침투성이 낮은 가스를 대기 분위기로 사용하여 미세구조 광섬유를 제조하는 방식을 사용하지 않고, 오히려 미세구조 광섬유 제조에 사용될 수 없는 것으로 여겨지는 졸-젤 공법을 이용하여 미세구조 광섬유를 제조하 는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention does not use a method of manufacturing a microstructured optical fiber by using a low permeability gas as an atmospheric atmosphere during the sintering process, but rather a microstructured optical fiber using the sol-gel process, which is considered to be unable to be used for the production of the microstructured optical fiber. It is an object to provide a method for producing a.

이를 위하여, 본 발명은 유리 소결체를 연신하여 코아용 유리봉을 제조하는 단계와, 클래딩 원료 분말과 액체를 혼합하여 졸을 생성하는 단계와, 상기 졸을 상기 코아용 유리봉과 함께 성형 몰드에 넣어 젤로 만드는 단계와, 상기 성형몰드에서 분리된 상기 코아용 유리봉과 젤을 동시에 탈수 및 소결하여 유리화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.To this end, the present invention is to stretch the glass sintered body to produce a glass rod for the core, the step of producing a sol by mixing the cladding raw material powder and a liquid, and put the sol into a molding mold together with the core glass rod into a gel And a step of simultaneously dehydrating and sintering the glass rod and gel for core separated from the molding mold to vitrify.

본 발명에 사용되는 졸은 물에 실리카 분말을 분산시킨 것으로, 실리카 분말과 물이 혼합된 졸을 150~200℃에서 건조시킨 후 700~850℃에서 가열 처리하고 가열 처리된 졸을 다시 물에 혼합한 후 블렌딩하여 생성한다. 바람직하게는 상기 블렌딩하여 생성된 졸에 HF용액(H₂0중 50% HF) 1중량%(졸 중 SiO₂의 중량 기준)를 첨가하여 젤화를 수행한다. The sol used in the present invention is a dispersion of silica powder in water. The sol mixed with silica powder and water is dried at 150 to 200 ° C., heated at 700 to 850 ° C., and the heated sol is mixed with water again. After blending it is created. Preferably, 1% by weight (based on the weight of SiO _{2 in} the sol) of HF solution (50% HF in H ₂ 0) is added to the sol formed by the blending to perform gelation.

상기 유리화 단계는 1300~1400℃의 온도가 유지되며 염소 및 헬륨 가스 분위기의 전기로에서 상기 코아용 유리봉과 젤을 분당 5~15mm 속도로 하강시키면서 유리화를 수행한다. The vitrification step is maintained at a temperature of 1300 ~ 1400 ℃ and performs the vitrification while lowering the core glass rod and gel at a rate of 5 ~ 15mm per minute in an electric furnace of chlorine and helium gas atmosphere.

상기와 같이, 본 발명은 졸-젤 공법을 이용하면서도 코어 영역 주변에 복수의 홀이 링 형태로 배치되는 미세구조 광섬유를 제조할 수 있는 효과가 있다. As described above, the present invention has an effect of manufacturing a microstructured optical fiber in which a plurality of holes are arranged in a ring shape around the core region while using the sol-gel method.

본 발명에 의해 제조된 광섬유는 1차 클래딩 층과 2차 클래딩 층 사이에 복 수의 홀을 가진 저 굴절률의 미세구조 층이 형성되어 있어서, 광섬유를 구부렸을 때 기본모드는 전파시키고 고차모드는 빠져나가게 하여 구부림 손실을 감소시킬 수 있는 효과가 있다. The optical fiber manufactured by the present invention has a low refractive index microstructure layer having a plurality of holes formed between the primary cladding layer and the secondary cladding layer, so that when the optical fiber is bent, the basic mode propagates and the high order mode is missed. It has the effect of reducing the bending loss by exiting.

즉, 본 발명에 의해 제작된 광섬유는 1550nm 파장에서 굴곡 반경 5mm일 때 0.5dB/turn 이하의 굴곡 손실을 나타낸다. 또한, 1383ㅁ3nm 파장에서 0.35dB/km 이하, 1550nm 파장에서 0.21dB/km 이하의 감쇠를 나타낸다.That is, the optical fiber produced by the present invention exhibits a bending loss of 0.5 dB / turn or less at a bending radius of 5 mm at a wavelength of 1550 nm. It also exhibits attenuation of 0.35 dB / km or less at 1383 W 3 nm wavelength and 0.21 dB / km or less at 1550 nm wavelength.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 의한 미세구조 광섬유의 단면도를 나타낸다. 1 is a cross-sectional view of a microstructure optical fiber according to the present invention.

일반적으로 광섬유는 크게 빛이 통과하는 코어 영역과 전반사를 유도하는 클래딩 영역으로 구분된다.In general, optical fibers are divided into a core region through which light passes and a cladding region inducing total reflection.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 광섬유(10)는 순수 실리카로 구성되거나 제1 도판트(dopant)가 첨가된 코어 층(core layer)(11)과, 제2 도판트가 첨가된 1차 클래딩 층(cladding layer)(12)과, 복수의 홀이 형성된 미세구조 층(13)과, 미세구조 층(13)을 감싸는 2차 클래딩 층(14)으로 구성된다. As shown in FIG. 1, the optical fiber 10 according to the present invention is composed of pure silica or a core layer 11 to which a first dopant is added, and a second dopant is added. It consists of a primary cladding layer 12, a microstructured layer 13 having a plurality of holes formed therein, and a secondary cladding layer 14 surrounding the microstructured layer 13.

코어 층(11)에 첨가되는 제1 도판트는 굴절률을 증가시키는 불순물로서 게르마늄 함유 화합물(GeO₂)이 사용될 수 있고, 1차 클래딩 층(12)에 첨가되는 제2 도판트는 굴절률을 낮추는 불순물로서 플루오르 함유 화합물(CF₄)이 사용될 수 있다. The first dopant added to the core layer 11 may be a germanium-containing compound (GeO ₂ ) as an impurity for increasing the refractive index, and the second dopant added to the primary cladding layer 12 is a fluorine as an impurity for lowering the refractive index. Containing compound (CF ₄ ) can be used.

코어 층(11)과 클래딩 층(12)은 코어 슈트(core soot)로부터 동시에 제조된다. 코어 슈트는 외부증착법(OVD: Outside Vapor Deposition) 또는 기상축증착법(VAD: Vapor Axial Deposition)과 같은 기존의 수트 증착법에 의해 생성된다.The core layer 11 and the cladding layer 12 are made simultaneously from the core soot. The core chute is produced by conventional soot deposition methods such as Outside Vapor Deposition (OVD) or Vapor Axial Deposition (VAD).

즉, 유리원료(SiO₂+GeO₂, SiO₂+CF₄)를 화염 가수분해 반응 시키면 회전 및 이동하는 심축의 외측면에 실리카 함유 슈트가 증착되면서 코어 슈트가 생성된다. 코어 슈트의 외경은 160~170mm 정도이다. 코어 슈트가 완성되면 1050~1150℃의 온도에서 분당 700~900cc의 염소(Cl₂)를 투입하여 코어 슈트의 수분을 제거하는 탈수공정을 수행한다. 탈수공정을 거치면 코어 슈트를 1300~1400℃의 온도로 소결하여 외경 70~80mm의 유리 소결체를 얻는다.In other words, when flame hydrolysis of glass raw materials (SiO ₂ + GeO ₂ , SiO ₂ + CF ₄ ) is carried out, a silica-containing chute is deposited on the outer surface of the rotating and moving mandrel to generate a core chute. The outer diameter of the core chute is about 160 ~ 170mm. When the core chute is completed, a dehydration process for removing moisture from the core chute is performed by adding 700 ~ 900 cc of chlorine (Cl ₂ ) per minute at a temperature of 1050 ~ 1150 ℃. After the dehydration process, the core chute is sintered at a temperature of 1300 to 1400 ° C. to obtain a glass sintered body having an outer diameter of 70 to 80 mm.

코어 층(11)의 외경(d)과 클래딩 층(12)의 외경(D)의 비율(D/d)은 4~4.5로 하고, 코어 층(11)과 클래딩 층(12) 간의 굴절률 차는 0.35~0.4%를 유지한다. 이후 유리 소결체의 외경이 25~30mm 사이가 되도록 유리 소결체를 연신한다. 이렇게 연신된 유리 소결체가 코어용 유리봉(21)이 된다. 코어용 유리봉(21)은 도 1에 도시된 코어 층(11) 및 클래딩 층(12)으로 이루어진다. The ratio D / d between the outer diameter d of the core layer 11 and the outer diameter D of the cladding layer 12 is 4 to 4.5, and the difference in refractive index between the core layer 11 and the cladding layer 12 is 0.35. Maintain ~ 0.4%. Thereafter, the glass sintered body is stretched to have an outer diameter of 25 to 30 mm. The glass sintered body thus stretched becomes the glass rod 21 for the core. The glass rod 21 for the core consists of the core layer 11 and the cladding layer 12 shown in FIG.

도 2는 졸-젤 공법을 이용하여 미세구조 층(13)을 형성하는 것을 나타낸다.2 shows forming the microstructured layer 13 using the sol-gel process.

도 2에 도시된 바와 같이, 성형몰드(22) 안에 코어용 유리봉(21)이 삽입되고 훈증 실리카와 물이 혼합되어 생성된 졸(23)을 젤화제와 함께 성형몰드(22)에 넣는다. 화염 가수분해 반응에 의해 얻어진 실리카 미립자(훈증 실리카)는 액체(물)에 분산되어 졸이 된다. 이렇게 생성된 졸을 150~200℃에서 건조시킨 후 700~850℃에 서 가열 처리하여 1차 졸을 생성한다. 가열 처리된 1차 졸을 다시 물과 혼합한 후 블렌딩(blending) 과정을 거치면 훈증 실리카 입자의 응집체를 함유하는 2차 졸이 생성된다. As shown in FIG. 2, the glass rod 21 for the core is inserted into the molding mold 22 and the sol 23 generated by mixing fumed silica and water is placed in the molding mold 22 together with the gelling agent. Silica fine particles (fumed silica) obtained by the flame hydrolysis reaction are dispersed in a liquid (water) to form a sol. Thus produced sol is dried at 150 ~ 200 ℃ and heated at 700 ~ 850 ℃ to produce a primary sol. The heat-treated primary sol is again mixed with water and then blended to produce a secondary sol containing aggregates of fumed silica particles.

2차 졸에 락트산 에틸 또는 락트산 메틸과 같은 젤화제를 첨가하고 젤화제가 첨가된 2차 졸을 코어용 유리봉(21)과 함께 성형 몰드(22)에 넣고 젤화가 끝날 때까지 기다린다. 젤화가 완전히 끝나면 성형 몰드(22)를 분리시킨 후 상대습도 70%로 조절된 항온항습기에서 20~30℃의 온도로 48시간 동안 건조시킨다. A gelling agent, such as ethyl lactate or methyl lactate, is added to the secondary sol and the secondary sol with the gelling agent added is placed in the molding mold 22 together with the glass rod 21 for the core and waited until the gelation is completed. After the gelation is complete, the molding mold 22 is separated, and then dried at a temperature of 20 to 30 ° C. for 48 hours in a thermo-hygrostat adjusted to a relative humidity of 70%.

이러한 졸-젤 공법은 훈증 실리카 외에 Si 주위에 4개의 알콕시(alkoxy)를 갖는 금속 알콕사이드 즉, 테라알콕시 실리케이트(예: TEOS, bp:168 C, 무색투명의 모노머) 또는 TMOS(terra methoxy siliane)을 이용하여 통상의 고분자 합성 반응과 마찬가지의 가수분해 즉, 축합을 통한 액상 방법을 응용할 수도 있다. This sol-gel process uses metal alkoxides with four alkoxy around Si in addition to fumed silica, i.e. terraalkoxy silicates (e.g. TEOS, bp: 168 C, colorless transparent monomers) or TMOS (terra methoxy siliane). It is also possible to apply a liquid phase method through hydrolysis, that is, condensation, similar to a normal polymer synthesis reaction.

도 3은 젤을 소결시켜 홀을 가진 미세구조 층을 만드는 전기로를 나타낸 것이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 코아용 유리봉(21) 및 젤(23)을 전기로(31)에 장입하고 1300~1400℃의 온도, 염소 및 헬륨 가스 분위기에서 분당 5~15mm의 하강 속도로 탈수 및 소결 공정을 동시에 수행하여 다수의 홀을 포함하는 미세구조 층으로 유리화시킨다. 3 shows an electric furnace for sintering a gel to create a microstructured layer with holes. As shown in FIG. 3, the glass rods 21 and gels 23 for cores are charged in an electric furnace 31 and at a dropping speed of 5 to 15 mm per minute in a temperature of 1300 to 1400 ° C. and a chlorine and helium gas atmosphere. Dehydration and sintering processes are performed simultaneously to vitrify the microstructured layer comprising a plurality of holes.

도 4는 상기 유리화된 젤(23)의 외주면에 2차 클래딩 층이 증착되어 소결된 최종 프리폼(40)을 나타낸다. 여기서 코어용 유리봉(21) 및 유리화된 젤(23)을 합쳐 유리봉(24)으로 정의한다. 유리봉(24)은 전술한 코어용 유리봉(21)과 다름에 유의한다. 유리봉(24)의 외주부에 유리원료를 화염 가수분해 반응시켜 실리카 슈 트(25)를 증착시킨다. 이후 실리카 슈트(25)를 소결하여 유리화하게 되면 광섬유의 예비 성형체 즉, 프리폼(preform)(40)이 완성된다. 프리폼(40)을 2000~2500℃로 설정된 인발로에서 280~350g의 장력으로 인발하여 광섬유를 생산한다. 4 shows the final preform 40 sintered by depositing a secondary cladding layer on the outer circumferential surface of the vitrified gel 23. Here, the core glass rod 21 and the vitrified gel 23 are defined as the glass rod 24. Note that the glass bar 24 is different from the glass bar 21 for the core described above. The silica raw material 25 is deposited by flame hydrolysis of the glass raw material on the outer circumference of the glass rod 24. Then, when the silica chute 25 is sintered and vitrified, the preform 40 of the optical fiber, that is, the preform 40 is completed. The preform 40 is drawn to a tension of 280 ~ 350g in a drawing furnace set to 2000 ~ 2500 ℃ to produce an optical fiber.

도 5는 본 발명에 의한 광섬유의 제조과정을 나타낸 것이다. Figure 5 shows the manufacturing process of the optical fiber according to the present invention.

먼저, 유리원료를 화염 가수분해 반응시켜 회전 및 이동하는 심축(seed rod)의 외측면에 실리카 함유 슈트를 증착시킨다(S10). 실리카 함유 슈트가 증착 퇴적되면서 코어 슈트가 생성되면, 코어 슈트에 포함된 OH기(수분성분)를 제거하는 탈수 공정을 수행한다(S11). 탈수 공정은 1050~1150℃의 온도에서 분당 700~900cc의 염소를 투입하여 수행된다. First, a silica-containing chute is deposited on the outer surface of a seam that rotates and moves by flame hydrolysis of the glass raw material (S10). When the core chute is generated while the silica-containing chute is deposited and deposited, a dehydration process of removing the OH group (moisture component) included in the core chute is performed (S11). The dehydration process is carried out by adding 700 to 900 cc of chlorine per minute at a temperature of 1050 ~ 1150 ℃.

다음, OH기가 제거된 코어 슈트를 1300~1400℃의 온도로 소결하여 유리화하고(S12), 유리화된 코어 슈트(유리 소결체)를 연신하여 코어용 유리봉(21)으로 만든다(S13). 이어서, 훈증 실리카와 물로 이루어진 졸(23)을 생성하고 이를 연신된 유리 소결체인 코어용 유리봉(21)과 함께 성형 몰드(22)에 넣어 졸을 젤화시키는 과정을 수행한다(S14). Next, the core chute from which the OH group is removed is sintered to a temperature of 1300 to 1400 ° C. and vitrified (S12), and the vitrified core chute (glass sintered body) is stretched to form a core glass rod 21 (S13). Subsequently, a sol 23 made of fumed silica and water is generated, and the sol is gelled into the molding mold 22 together with the glass rod 21 for core 21, which is an elongated glass sintered body (S14).

다음, 코어용 유리봉(21)과 젤(23)을 건조시킨 후 전기로에 넣어 탈수 및 소결을 동시 수행하여 미세구조 층을 형성하는 과정을 수행한다(S15). 코어용 유리봉(21)과 젤(23)을 전기로에 장입하고 1300~1400℃의 온도, 염소 및 헬륨 가스 분위기에서 분당 5~15mm의 하강 속도로 탈수 및 소결하여 다수의 홀을 포함하는 미세구조 층으로 유리화시킨다. 이러한 방식에 의해, 유리화되는 젤 내부의 기포를 유지함으로써, 코어 층(11)의 주변 영역에 다수의 홀이 촘촘히 형성되며 홀의 배치가 링 형태를 가질 수 있게 된다. Next, the glass rod 21 and the gel 23 for the core is dried and then put into an electric furnace to simultaneously perform dehydration and sintering to form a microstructured layer (S15). A microstructure including a plurality of holes by charging the core glass rods 21 and gels 23 into an electric furnace and dewatering and sintering at a falling speed of 5 to 15 mm per minute in a temperature of 1300 to 1400 ° C. and a chlorine and helium gas atmosphere. Vitrify into layers. In this way, by maintaining the bubbles inside the vitrified gel, a plurality of holes are densely formed in the peripheral region of the core layer 11 and the arrangement of the holes can have a ring shape.

다음, 미세구조 층(13)이 형성된 유리봉(24)의 외주부에 2차 클래딩 층(14)을 형성하기 위하여 클래딩 슈트(25)를 증착시키는 공정을 수행한다(S16). 클래딩 슈트(25)를 증착하는 공정은 상기 코어 슈트를 증착하는 공정과 동일하다. 유리봉(24)의 외주부에 클래딩 슈트가 증착 퇴적되면 클래딩 슈트를 진공 및 헬륨(He) 분위기에서 1000~1600℃의 온도로 소결한다(S17). Next, in order to form the secondary cladding layer 14 on the outer circumference of the glass rod 24 on which the microstructured layer 13 is formed, a process of depositing the cladding chute 25 is performed (S16). The process of depositing the cladding chute 25 is the same as the process of depositing the core chute. When the cladding chute is deposited and deposited on the outer circumference of the glass rod 24, the cladding chute is sintered at a temperature of 1000 to 1600 ° C. in a vacuum and helium (He) atmosphere (S17).

클래딩 슈트(25)를 소결 유리화함으로써 광섬유의 예비 성형체(40)가 준비되면, 예비 성형체(40)를 2000~2500℃로 설정된 인발로에서 280~350g의 장력으로 인발하여 광섬유를 제조한다(S18). 인발로에서 인출되는 광섬유의 선속은 1000~1700 mpm이다. When the preform 40 of the optical fiber is prepared by sintering and vibrating the cladding chute 25, the preform 40 is drawn in a drawing furnace set at 2000 to 2500 ° C with a tension of 280 to 350 g to manufacture the optical fiber (S18). . The fiber flux drawn from the drawing furnace is 1000 ~ 1700 mpm.

상기와 같은 공정에 의해 제조된 광섬유에서, 코어 층(11)의 직경은 7~10μm, 1차 클래딩 층(12)의 직경은 24~27μm, 2차 클래딩 층(14)의 직경은 125μm, 미세구조 층(13) 내 복수의 홀이 형성되어 있는 밴드영역(링 형태)의 두께는 5~7μm를 보였다.In the optical fiber manufactured by the above process, the diameter of the core layer 11 is 7 ~ 10μm, the diameter of the primary cladding layer 12 is 24 ~ 27μm, the diameter of the secondary cladding layer 14 is 125μm, fine The thickness of the band area | region (ring form) in which the several hole in the structural layer 13 was formed was 5-7 micrometers.

또한, 상기 공정으로 제작된 광섬유는, 코어 층(11)에서 미세구조 층(13) 내 가장 내부의 홀까지의 거리를 a₁, 코어 층(11)에서 미세구조 층(13) 내 가장 외부의 홀까지의 거리를 a₂, 코어 층(11)의 직경을 a₃라고 할 때, a₃/(a₂-a₁)=0.3~2.0을 만족하였다. 여기서, a₂-a₁는 미세구조 층(13) 내 밴드영역의 두께에 대응한다.In addition, the optical fiber produced by the above process, the core layer 11 in the microstructure layer 13, the distance to the inside of the internal hole a _1, on the core layer 11, the fine structure layer 13. The outside of the in When the distance to the hole was a ₂ and the diameter of the core layer 11 was a ₃ , a ₃ / (a ₂ -a ₁ ) = 0.3 to 2.0 was satisfied. Here, a ₂ -a ₁ corresponds to the thickness of the band region in the microstructured layer 13.

미세구조 층(13)은 굴절지수 1의 낮은 굴절층을 제공하며 광섬유의 굴곡(구 부림) 손실 특성을 향상시키는데 사용된다. 상기 공정에 의해 제작된 광섬유는 1550nm 파장에서 굴곡 반경 5mm일 때 0.5dB/turn 이하의 굴곡 손실을 나타낸다. 또한, 1383±3nm 파장에서 0.35dB/km 이하, 1550nm 파장에서 0.21dB/km 이하의 감쇠를 나타낸다.The microstructured layer 13 provides a low refractive index of refractive index 1 and is used to improve the bending (bending) loss characteristics of the optical fiber. The optical fiber produced by the above process exhibits a bending loss of 0.5 dB / turn or less at a bending radius of 5 mm at a wavelength of 1550 nm. It also exhibits attenuation of 0.35 dB / km or less at 1383 ± 3 nm wavelength and 0.21 dB / km or less at 1550 nm wavelength.

도 6은 미세구조 층 내 밴드영역의 두께와 굴곡 손실 간의 함수 관계를 그래프로 나타낸 것이다. Figure 6 graphically illustrates the functional relationship between the thickness of the band region and the bending loss in the microstructured layer.

도 6을 보면, 밴드영역의 두께(b₂)가 증가할수록 굴곡 손실(b₁)은 반비례하여 감소하는 것을 알 수 있다. 도 6의 그래프를 회귀식으로 작성한 결과, b₁=0.69b₂ ²-8.95b₂+28.9의 관계가 있음을 확인하였다. Referring to FIG. 6, it can be seen that as the thickness b ₂ of the band region increases, the bending loss b ₁ decreases in inverse proportion. Results are written to the regression equation of the graph 6, b = _{1 2} ² 0.69b -8.95b was confirmed that the relationship between the _two +28.9.

도 7은 광섬유의 단면적에서 밴드영역이 차지하는 비율과 굴곡 손실 간의 함수 관계를 그래프로 나타낸 것이다.7 is a graph showing a functional relationship between the ratio of the band region in the cross-sectional area of the optical fiber and the bending loss.

도 7을 보면, 광섬유의 단면적에서 밴드영역이 차지하는 비율(b₃)이 증가할수록 굴곡 손실(b₁)은 반비례하여 감소하는 것을 알 수 있다. 도 7의 그래프를 회귀식으로 작성한 결과, b₁=0.67b₃ ²-7.7b₃+21.7의 관계가 있음을 확인하였다. Referring to FIG. 7, it can be seen that the bending loss b ₁ decreases in inverse proportion as the ratio b ₃ of the band region in the cross-sectional area of the optical fiber increases. Results also create a graph of the regression equation 7, b ₁ = 0.67b ₃ ² -7.7b was confirmed that the relationship of ₃ +21.7.

(실시예 1)(Example 1)

유리원료(SiO₂+GeO₂, SiO₂+CF₄)를 화염 가수분해 반응 시켜 코어 층(11) 및 1 차 클래딩 층(12)으로 구성된 외경 165mm의 코어 슈트를 제조한 다음, 1100℃의 온도에서 800cc의 염소(Cl₂)를 투입하여 코어 슈트의 수분을 제거하는 탈수공정을 수행한다. 탈수공정을 거치면 코어 슈트를 1500℃의 온도로 소결하여 외경 75mm의 유리 소결체를 얻는다. 유리 소결체의 D/d(코어 층과 1차 클래딩 층의 외경 비율)는 4.43이고, 코어 층(11)와 1차 클래딩 층(12)의 굴절률 차는 0.351%이다. 유리 소결체는 다시 외경 27mm로 연신된다. Flame hydrolysis was carried out on glass raw materials (SiO ₂ + GeO ₂ , SiO ₂ + CF ₄ ) to prepare a core chute having an outer diameter of 165 mm consisting of a core layer 11 and a primary cladding layer 12, followed by a temperature of 1100 ° C. At 800cc of chlorine (Cl ₂ ) is added to the dehydration process to remove the moisture of the core chute. After the dehydration step, the core chute is sintered at a temperature of 1500 ° C. to obtain a glass sintered body having an outer diameter of 75 mm. D / d (outer diameter ratio of a core layer and a primary cladding layer) of a glass sintered compact is 4.43, and the refractive index difference of the core layer 11 and the primary cladding layer 12 is 0.351%. The glass sintered body is stretched again to an outer diameter of 27 mm.

미세구조 층(13)의 원료로서 훈증 실리카와 물을 40:100 중량비로 혼합하여 졸을 생성하고 150℃에서 건조시킨 후 약 800℃에서 가열 처리한다. 가열 처리된 150g 1차 졸을 물 270g과 다시 혼합하여 블렌딩한 후 훈증 실리카 입자의 응집체를 함유한 2차 졸을 생성한다. As a raw material of the microstructured layer 13, fumed silica and water were mixed in a 40: 100 weight ratio to generate a sol, dried at 150 ° C, and heated at about 800 ° C. The heat treated 150 g primary sol is again mixed with 270 g of water to produce a secondary sol containing aggregates of fumed silica particles.

2차 졸에 락트산 에틸 또는 락트산 메틸과 같은 젤화제를 첨가하고 젤화제가 첨가된 2차 졸을 상기 연신된 유리 소결체인 코아용 유리봉(21)과 함께 성형 몰드(22)에 넣고 젤화가 끝날 때까지 기다린다. A gelling agent, such as ethyl lactate or methyl lactate, is added to the secondary sol, and the secondary sol with the gelling agent is added to the molding mold 22 together with the glass rod 21 for cores, which is the stretched glass sintered body, and the gelation is completed. Wait until

젤화가 완전히 끝나면 성형 몰드(22)를 분리시킨 후 상대습도 70%로 조절된 항온항습기에서 25℃의 온도로 48시간 동안 건조시킨다. 이어서 전기로(31)에 코아용 유리봉 및 젤을 장입하여 1370℃의 온도, 염소 및 헬륨 가스 분위기에서 분당 10mm 속도로 가열하여 홀을 포함하는 미세구조 층(13)으로 유리화한다. After the gelation is complete, the molding mold 22 is separated and then dried for 48 hours at a temperature of 25 ° C. in a thermo-hygrostat adjusted to a relative humidity of 70%. Subsequently, a glass rod and a gel for core are charged into the electric furnace 31 and heated at a rate of 10 mm per minute in a temperature of 1370 ° C., chlorine and helium gas to vitrify the microstructured layer 13 including holes.

이렇게 유리화된 유리봉(24)의 외주에 유리원료를 다시 화염 가수분해 반응시켜 실리카 슈트를 증착시킨다. 그 후 증착된 실리카를 진공 및 헬륨(He) 분위기 에서 소결하고 이를 2130℃로 설정된 인발로에서 340g의 장력으로 인발한다.The glass raw material is again flame hydrolyzed on the outer circumference of the vitrified glass rod 24 to deposit a silica chute. The deposited silica is then sintered in vacuum and helium (He) atmosphere and drawn with a tension of 340 g in a drawing furnace set at 2130 ° C.

인발에 의해 얻어진 광섬유는 8μm 지름의 코어 층을 가지고 있으며, 홀이 형성되어 있는 밴드 영역의 넓이와 광섬유의 단면적의 비율은 3.98%이다. 실시예 1에 의해 제작된 광섬유의 굴곡 손실특성은 1550 및 1620nm에서 구부림 반경 5mm 기준으로 각각 0.383 및 0.56dB/turn이며, 반경 10m 기준으로는 각각 0.019 및 0.04dB/turn으로 나타났다. 또한, 1383nm에서의 손실 특성은 0.34dB/km를 보였으며, 1550nm에서는 0.208dB/km를 나타내었다. The optical fiber obtained by drawing has a core layer of 8 μm diameter, and the ratio of the area of the band region where the hole is formed to the cross-sectional area of the optical fiber is 3.98%. The bending loss characteristics of the optical fiber manufactured by Example 1 were 0.383 and 0.56 dB / turn based on the bending radius of 5 mm at 1550 and 1620 nm, respectively, and 0.019 and 0.04 dB / turn based on the radius of 10 m, respectively. Also, the loss characteristic at 1383 nm was 0.34 dB / km, and 0.208 dB / km at 1550 nm.

(실시예 2)(Example 2)

실시예 1에서와 동일한 방법으로 제조한 유리 소결체를 외경 25mm로 연신한다. 유리 소결체의 D/d는 4이고, 굴절률 차는 0.369%이다. The glass sintered body manufactured by the same method as in Example 1 is stretched to an outer diameter of 25 mm. D / d of a glass sintered compact is 4 and the refractive index difference is 0.369%.

미세구조 층(13)의 원료로서 훈증 실리카와 물을 40:100 중량비로 혼합하여 졸을 생성하고 150℃에서 건조시킨 후 약 800℃에서 가열 처리한다. 가열 처리된 150g 1차 졸을 H₂BO₃ 4.5 중량% 용액 59.2g과 다시 혼합하여 블렌딩한 후 분쇄용기로 옮긴다. 다음, 분쇄용기에 HF 1.5g을 넣고 분쇄하여 2차 졸을 생성한다. As a raw material of the microstructured layer 13, fumed silica and water were mixed in a 40: 100 weight ratio to generate a sol, dried at 150 ° C, and heated at about 800 ° C. The heated 150 g primary sol is again blended with 59.2 g of a 4.5 wt% solution of H ₂ BO ₃ and then transferred to a grinding jar. Next, put 1.5 g of HF in the pulverization container to grind to produce a secondary sol.

이렇게 생성된 2차 졸을 상기 연신된 유리 소결체인 코아용 유리봉(21)과 함께 성형 몰드(22)에 넣고 젤화가 끝날 때까지 기다린다. 젤화가 완전히 끝나면 성형 몰드(22)를 분리시킨 후 상대습도 70%로 조절된 항온항습기에서 20℃의 온도로 48시간 동안 건조시킨다. 이어서 전기로(31)에 코아용 유리봉 및 젤을 장입하여 1350℃의 온도, 염소 및 헬륨 가스 분위기에서 분당 8mm 속도로 가열하여 홀을 포함하는 미세구조 층(13)으로 유리화한다. The secondary sol thus produced is placed in the molding mold 22 together with the glass rod 21 for the core, which is the stretched glass sintered body, and waits until the gelation is completed. After the gelation is complete, the molding mold 22 is separated and then dried for 48 hours at a temperature of 20 ° C. in a thermo-hygrostat adjusted to a relative humidity of 70%. Subsequently, a glass rod and a gel for core are charged into the electric furnace 31 and heated at a rate of 8 mm per minute in a temperature of 1350 ° C., chlorine and helium gas to vitrify the microstructured layer 13 including holes.

상기 유리화된 유리봉의 외주에 유리원료를 다시 화염 가수분해 반응시켜 실리카 슈트를 증착시킨다. 그 후 증착된 실리카를 진공 및 헬륨(He) 분위기에서 소결하고 이를 2130℃로 설정된 인발로에서 310g의 장력으로 인발한다.The glass material is again flame hydrolyzed on the outer circumference of the vitrified glass rod to deposit a silica chute. The deposited silica is then sintered in a vacuum and helium (He) atmosphere and drawn with a tension of 310 g in a drawing furnace set at 2130 ° C.

인발에 의해 얻어진 광섬유는 6.7μm 지름의 코어 층을 가지고 있으며, 홀이 형성되어 있는 밴드 영역의 넓이와 광섬유의 단면적의 비율은 4.2%이다. 실시예 2에 의해 제작된 광섬유의 굴곡 손실특성은 1550 및 1620nm에서 구부림 반경 5mm 기준으로 각각 0.241 및 0.54dB/turn이다. 또한, 광섬유의 케이블 차단 파장은 1244nm이고, 모드필드경은 1310nm 파장에서 8.31μm이다. 여기서, 케이블 차단 파장은 멀티모드와 싱글모드 간 경계 파장을 의미하고, 모드필드경은 코어의 직경이 아닌 단일모드 광섬유에서 광이 통과하는 광에너지의 직경을 의미한다. The optical fiber obtained by drawing has a core layer with a diameter of 6.7 μm, and the ratio of the area of the band area where the hole is formed to the cross-sectional area of the optical fiber is 4.2%. The bending loss characteristics of the optical fiber produced by Example 2 were 0.241 and 0.54 dB / turn based on a bending radius of 5 mm at 1550 and 1620 nm, respectively. The cable cutoff wavelength of the optical fiber is 1244 nm, and the mode field diameter is 8.31 μm at a 1310 nm wavelength. Here, the cable cutoff wavelength refers to the boundary wavelength between the multimode and the single mode, and the mode field diameter refers to the diameter of optical energy through which light passes in the single mode optical fiber, not the diameter of the core.

(실시예 3)(Example 3)

실시예 1에서와 동일한 방법으로 제조한 유리 소결체를 외경 25mm로 연신한다. 유리 소결체의 D/d는 4.22이고, 굴절률 차는 0.351%이다. The glass sintered body manufactured by the same method as in Example 1 is stretched to an outer diameter of 25 mm. D / d of the glass sintered compact was 4.22, and a refractive index difference is 0.351%.

미세구조 층(13)의 원료로서 훈증 실리카와 물을 40:100 중량비로 혼합하여 졸을 생성하고 150℃에서 건조시킨 후 약 800℃에서 가열 처리한다. 가열 처리된 150g 1차 졸을 물 270g과 다시 혼합하여 블렌딩한 후 훈증 실리카 입자의 응집체를 함유한 2차 졸을 생성한다. As a raw material of the microstructured layer 13, fumed silica and water were mixed in a 40: 100 weight ratio to generate a sol, dried at 150 ° C, and heated at about 800 ° C. The heat treated 150 g primary sol is again mixed with 270 g of water to produce a secondary sol containing aggregates of fumed silica particles.

이렇게 생성된 2차 졸에 HF용액(H₂0중 50% HF) 1중량%(2차 졸 중 SiO₂의 중량 기준)를 첨가한 후 상기 연신된 유리 소결체인 코아용 유리봉(21)과 함께 성형 몰드(22)에 넣고 젤화가 끝날 때까지 기다린다. 젤화가 완전히 끝나면 성형 몰드(22)를 분리시킨 후 상대습도 70%로 조절된 항온항습기에서 25℃의 온도로 48시간 동안 건조시킨다. 이어서 전기로(31)에 코아용 유리봉 및 젤을 장입하여 1320℃의 온도, 염소 및 헬륨 가스 분위기에서 분당 6mm 속도로 가열하여 홀을 포함하는 미세구조 층(13)으로 유리화한다. After adding 1% by weight of HF solution (50% HF in H ₂ 0) (based on the weight of SiO _{2 in} the secondary sol) to the secondary sol thus formed, the glass rod 21 for cores, which is the stretched glass sintered body, Put together in the molding mold 22 and wait until the gelation is finished. After the gelation is complete, the molding mold 22 is separated and then dried for 48 hours at a temperature of 25 ° C. in a thermo-hygrostat adjusted to a relative humidity of 70%. Subsequently, the glass rods and gels for cores are charged into the electric furnace 31 and heated at a speed of 6 mm per minute in a temperature of 1320 ° C., chlorine and helium gas to vitrify the microstructured layer 13 including the holes.

상기 유리화된 유리봉의 외주에 유리원료를 다시 화염 가수분해 반응시켜 실리카 슈트를 증착시킨다. 그 후 증착된 실리카를 진공 및 헬륨(He) 분위기에서 소결하고 이를 2220℃로 설정된 인발로에서 320g의 장력으로 인발한다.The glass material is again flame hydrolyzed on the outer circumference of the vitrified glass rod to deposit a silica chute. The deposited silica is then sintered in a vacuum and helium (He) atmosphere and drawn with a tension of 320 g in a drawing furnace set at 2220 ° C.

실시예 3에 의해 제조된 광섬유는 1287nm의 케이블 차단 파장을 나타내었고, 1383nm에서 0.282dB/km, 1550nm에서 0.198db/km의 감쇠를 나타내었다. The optical fiber manufactured by Example 3 exhibited a cable blocking wavelength of 1287 nm, and attenuation of 0.282 dB / km at 1383 nm and 0.198 db / km at 1550 nm.

또한, 밴드 영역의 넓이와 광섬유의 단면적의 비율은 약 4.9%이다. 광섬유의 굴곡 손실 특성은 1550 및 1620nm에서 구부림 반경 5mm 기준으로 각각 0.044 및 0.09dB/turn이며, 반경 10m 기준으로는 각각 0.001 및 0.01dB/turn로 나타났다. In addition, the ratio of the area of the band area to the cross-sectional area of the optical fiber is about 4.9%. The bending loss characteristics of the optical fiber were 0.044 and 0.09 dB / turn at 5mm bending radius at 1550 and 1620 nm, respectively, and 0.001 and 0.01 dB / turn at 10m radius, respectively.

표 1은 상기 실시예를 포함한 여러 실험을 통해, 저 굴절률 층(밴드영역) 두께(μm), 저 굴절률 층 퍼센트(%), 굴곡 손실(dB/turn)(1550nm 파장, 구부림 반경 5mm 기준) 간의 관계를 나타낸 것이다. Table 1 shows the low refractive index layer (band area) thickness (μm), low refractive index layer percent (%), and bending loss (dB / turn) (based on 1550 nm wavelength, 5 mm bend radius) through various experiments including the above examples. The relationship is shown.

표 1에서 실험 2는 실시예 1에 대응하고, 실험 4는 실시예 2에 대응하며, 실 험 16은 실시예 3에 대응함을 알 수 있다. In Table 1, Experiment 2 corresponds to Example 1, Experiment 4 corresponds to Example 2, and Experiment 16 corresponds to Example 3.

표 1에 나온 데이터를 이용하여 그래프를 만들면 도 6 및 도 7과 같은 그래프를 얻을 수 있다. 표 1을 보면, 구부림 손실 특성이 밴드영역의 두께와 면적 비율에 따라 좌우된다는 것을 알 수 있다. 밴드영역의 두께는 바람직하게 6~7μm, 광섬유의 단면적 대비 밴드영역의 면적 비율은 바람직하게 약 6% 이상일 때, 구부림 손실이 가장 우수한 것을 알 수 있다. If the graph is created using the data shown in Table 1, the graphs shown in FIGS. 6 and 7 can be obtained. From Table 1, it can be seen that the bending loss characteristic depends on the thickness and area ratio of the band region. When the thickness of the band region is preferably 6-7 μm and the area ratio of the band region to the cross-sectional area of the optical fiber is preferably about 6% or more, it can be seen that the bending loss is the best.

실험 번호
Experiment number
저 굴절률 층
두께(㎛)
Low refractive index layer
Thickness (㎛)
저 굴절률 층
퍼센트(%)
Low refractive index layer
percent(%)
구부림 특성(dB/turn)
(1550nm, 반경 5㎜)
Bending Characteristics (dB / turn)
(1550 nm, radius 5 mm) 실험1Experiment 1 3.863.86 3.003.00 4.74.7 실험2Experiment 2 4.894.89 3.983.98 0.3830.383 실험3Experiment 3 5.805.80 4.754.75 0.2440.244 실험4Experiment 4 5.285.28 4.204.20 0.2410.241 실험5Experiment 5 6.056.05 4.974.97 0.13350.1335 실험6Experiment 6 6.446.44 5.325.32 0.120.12 실험7Experiment 7 6.056.05 5.095.09 0.240.24 실험8Experiment 8 6.316.31 5.455.45 0.1150.115 실험9Experiment 9 6.056.05 5.035.03 0.1570.157 실험10Experiment 10 6.316.31 5.485.48 0.0260.026 실험11Experiment 11 6.576.57 6.386.38 0.01850.0185 실험12Experiment 12 6.956.95 6.826.82 0.0140.014 실험13Experiment 13 2.702.70 1.901.90 9.69.6 실험14Experiment 14 4.384.38 3.333.33 4.54.5 실험15Experiment 15 6.706.70 5.375.37 0.1050.105 실험16Experiment 16 6.056.05 4.914.91 0.0440.044 실험17Experiment 17 6.956.95 6.046.04 0.00680.0068

(비교예)(Comparative Example)

실시예 3과 동일한 방식으로 유리 소결체를 생성한 후 연신하여 졸을 연신된 유리 소결체(21)와 함께 성형 몰드(22)에 넣고 젤화가 끝날 때까지 기다린다. 젤화가 완전히 끝나면 성형 몰드(22)를 분리시킨 후 건조한 다음 800℃를 유지하는 염소 가스 분위기의 전기로에서 탈수시킨다. 그 다음, 1500℃의 전기로 온도와 헬륨 가스 분위기에서 소결을 수행하면 도 8과 같이 기포(1)가 거의 존재하지 않는 광섬유를 얻게 된다. After the glass sintered body was produced in the same manner as in Example 3 and stretched, the sol was put together with the stretched glass sintered body 21 into the molding mold 22 and waited until the gelation was completed. After the gelation is completed, the molding mold 22 is separated, dried, and dehydrated in an electric furnace of a chlorine gas atmosphere maintained at 800 ° C. Then, when sintering is performed in an electric furnace temperature of 1500 ° C. and a helium gas atmosphere, as shown in FIG. 8, an optical fiber having almost no bubble 1 is obtained.

비교예에 의해 제조된 광섬유는 코어 층 주변에 링 형태로 배치된 기포가 형성되지 않으므로, 본 발명에 의한 미세구조 광섬유와 같이, 5 또는 10 mm 반경으로 구부려 사용할 수 없다. 즉, 비교예에 의해 제조된 광섬유는 5 및 10 mm 반경 기준으로는 굴곡 손실을 측정할 수 없다. 또한, 1550 및 1620nm에서 구부림 반경 15mm 기준으로도 약 3dB/turn 이상의 굴곡 손실을 나타내므로, 비교예에 의해 제조된 광섬유는 매우 큰 반경으로만 구부려 사용할 수 있다. Since the optical fiber manufactured by the comparative example does not form bubbles arranged in a ring form around the core layer, like the microstructured optical fiber according to the present invention, it cannot be bent at a 5 or 10 mm radius. That is, the optical fiber manufactured by the comparative example cannot measure the bending loss on a 5 and 10 mm radius basis. In addition, since the bending loss is about 3 dB / turn or more based on the bending radius of 15 mm at 1550 and 1620 nm, the optical fiber manufactured by the comparative example can be bent and used only with a very large radius.

도 1은 본 발명에 의한 광섬유의 단면도.1 is a cross-sectional view of an optical fiber according to the present invention.

도 2는 졸-젤 공법을 이용하여 미세구조 층을 형성하는 것을 나타낸 도면.Figure 2 shows the formation of a microstructured layer using the sol-gel method.

도 3은 코어용 유리봉 및 젤을 소결하는 전기로를 나타낸 도면.3 is a view showing an electric furnace for sintering glass rods and gels for a core.

도 4는 전기로에서 소결된 유리봉의 외주에 클래딩 슈트를 퇴적하여 생성한 예비 성형체를 나타낸 도면.Figure 4 is a view showing a preform produced by depositing a cladding chute on the outer circumference of the glass rod sintered in an electric furnace.

도 5는 본 발명에 의한 광섬유의 제조과정을 나타낸 순서도.5 is a flow chart showing a manufacturing process of the optical fiber according to the present invention.

도 6은 밴드영역(기포 층) 두께와 구부림 손실 간의 관계를 나타낸 그래프.6 is a graph showing the relationship between band area (bubble layer) thickness and bending loss.

도 7은 광섬유 단면적에 대한 밴드영역(기포 층) 면적 비율과 구부림 손실 간의 관계를 나타낸 그래프.7 is a graph showing the relationship between the band area (bubble layer) area ratio and the bending loss with respect to the optical fiber cross-sectional area.

도 8은 종래 졸-젤 공법에 의해 제조된 광섬유의 단면도.8 is a cross-sectional view of an optical fiber manufactured by a conventional sol-gel method.

<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>Description of the Related Art [0002]

1 : 기포(홀) 10 : 광섬유1: bubble (hole) 10: optical fiber

11 : 코어 층 12 : 1차 클래딩 층11 core layer 12 primary cladding layer

13 : 미세구조 층 14 : 2차 클래딩 층13: microstructure layer 14: secondary cladding layer

21 : 코어용 유리봉 22 : 성형 몰드21: glass rod for core 22: molding mold

23 : 졸(젤) 24 : 유리봉23: sol (gel) 24: glass rod

25 : 클래딩 슈트 31 : 전기로25: cladding suit 31: electric furnace

40 : 예비 성형체40: preform

Claims (15)

유리 소결체를 연신하여 코아용 유리봉을 제조하는 단계와,Drawing a glass rod for core by stretching the glass sintered body, 클래딩 원료 분말과 액체를 혼합하여 졸을 생성하는 단계와,Mixing the cladding raw powder and the liquid to produce a sol, 상기 졸을 상기 코아용 유리봉과 함께 성형 몰드에 넣어 젤로 만드는 단계와,Putting the sol into a molding mold together with the glass rod for core to make a gel; 상기 성형몰드에서 분리된 상기 코아용 유리봉과 젤을 동시에 탈수 및 소결하여 유리화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광섬유의 제조방법.And simultaneously dehydrating and sintering the glass rod and gel for core separated from the molding mold to vitrify the core. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 졸을 생성하는 단계는 상기 졸을 건조 후 가열 처리하여 1차 졸을 생성하고, 가열 처리된 1차 졸을 상기 액체와 다시 혼합한 후 블렌딩하여 2차 졸을 생성하는 것을 특징으로 하는 광섬유의 제조방법.The generating of the sol may include drying and heating the sol to generate a primary sol, and mixing the heated sol with the liquid again and blending the sol to generate a secondary sol. Manufacturing method. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 2차 졸에 HF용액(H₂0중 50% HF) 1중량%(2차 졸 중 SiO₂의 중량 기준)를 첨가하는 것을 특징으로 하는 광섬유의 제조방법.1% by weight of HF solution (50% HF in H ₂ O) (based on the weight of SiO _{2 in} the secondary sol) is added to the secondary sol. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 유리화 후 클래딩 층을 증착시키는 단계와,Depositing a cladding layer after said vitrification, 상기 증착된 클래딩 층을 유리화하여 광섬유의 예비 성형체를 생성하는 단계와,Vitrifying the deposited cladding layer to produce a preform of an optical fiber; 상기 예비 성형체를 인발하여 광섬유를 제조하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광섬유의 제조방법.And manufacturing the optical fiber by drawing the preform. 제4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 예비 성형체를 2000~2250℃로 설정된 인발로에서 280~350g의 장력으로 인발하는 것을 특징으로 하는 광섬유의 제조방법.Method for producing an optical fiber characterized in that the preform is drawn with a tension of 280 ~ 350g in a drawing furnace set to 2000 ~ 2250 ℃. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 유리화는 1300~1400℃의 온도가 유지되고 염소 및 헬륨 가스 분위기의 전기로에서 상기 코아용 유리봉과 젤을 분당 5~15mm 속도로 하강시켜 수행되는 것을 특징으로 하는 광섬유의 제조방법.The vitrification is maintained at a temperature of 1300 ~ 1400 ℃ and is carried out by lowering the core glass rod and gel at a rate of 5 ~ 15mm per minute in an electric furnace of chlorine and helium gas atmosphere. 제1항의 방법에 의해 제조된 것을 특징으로 하는 광섬유.An optical fiber produced by the method of claim 1. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 광섬유는 제1 도판트가 첨가된 코어 층과, 제2 도판트가 첨가된 1차 클래딩 층과, 복수의 홀이 형성된 미세구조 층과, 상기 미세구조 층의 외부에 형성된 2차 클래딩 층을 포함하며, The optical fiber includes a core layer to which a first dopant is added, a primary cladding layer to which a second dopant is added, a microstructured layer in which a plurality of holes are formed, and a secondary cladding layer formed outside the microstructured layer. Include, 상기 코어 층에서 상기 미세구조 층 내 가장 내부의 홀까지의 거리를 a₁, 상기 코어 층에서 미세구조 층 내 가장 외부의 홀까지의 거리를 a₂, 상기 코어 층의 직경을 a₃라고 할 때, a₃/(a₂-a₁)=0.3~2.0을 만족하는 것을 특징으로 하는 광섬유.When the distance from the core layer to the innermost hole in the microstructured layer is a ₁ , the distance from the core layer to the outermost hole in the microstructured layer is a ₂ and the diameter of the core layer is a ₃ . , a ₃ / (a ₂ -a ₁ ) = 0.3 ~ 2.0, characterized in that the optical fiber. 제7항에 있어서, The method of claim 7, wherein 상기 광섬유는 제1 도판트가 첨가된 코어 층과, 제2 도판트가 첨가된 1차 클래딩 층과, 복수의 홀이 형성된 미세구조 층과, 상기 미세구조 층의 외부에 형성된 2차 클래딩 층을 포함하며, The optical fiber includes a core layer to which a first dopant is added, a primary cladding layer to which a second dopant is added, a microstructured layer in which a plurality of holes are formed, and a secondary cladding layer formed outside the microstructured layer. Include, 상기 광섬유의 굴곡 손실을 b₁, 상기 미세구조 층에서 홀이 형성되어 있는 밴드영역의 두께를 b₂, 상기 광섬유의 단면적에서 상기 밴드영역의 면적이 차지하는 비율을 b₃이라고 할 때, b₁과 b₂ 의 관계는 b₁=0.69b₂ ²-8.95b₂+28.9이고, b₁과 b₃의 관계는 b₁=0.67b₃ ²-7.7b₃+21.7인 것을 특징으로 하는 광섬유.When the bending loss of the optical fiber is b ₁ , the thickness of the band region where holes are formed in the microstructure layer is b ₂ , and the ratio of the area of the band region in the cross-sectional area of the optical fiber is b ₃ , b ₁ and b ₂ is b ₁ = 0.69b ₂ ² -8.95b ₂ +28.9, and b ₁ and b ₃ are b ₁ = 0.67b ₃ ² -7.7b ₃ +21.7. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 광섬유는 1550nm 파장에서 굴곡 반경 5mm일 때 0.5dB/turn 이하의 굴곡 손실을 나타내는 것을 특징으로 하는 광섬유.The optical fiber has a bending loss of 0.5 dB / turn or less when the bending radius is 5 mm at a wavelength of 1550 nm. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 광섬유는 1550nm 파장에서 굴곡 반경 5mm일 때 0.1dB/turn 이하의 굴곡 손실을 나타내는 것을 특징으로 하는 광섬유.Wherein the optical fiber exhibits a bending loss of 0.1 dB / turn or less at a bending radius of 5 mm at a wavelength of 1550 nm. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 광섬유는 1383±3nm 파장에서 0.35dB/km 이하, 1550nm 파장에서 0.21dB/km 이하의 감쇠를 나타내는 것을 특징으로 하는 광섬유.The optical fiber has an attenuation of 0.35 dB / km or less at a wavelength of 1383 ± 3 nm and 0.21 dB / km or less at a wavelength of 1550 nm. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 광섬유는 1290nm 미만의 케이블 차단파장을 가지는 것을 특징으로 하는 광섬유.The optical fiber has a cable blocking wavelength of less than 1290nm. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 광섬유는 1310nm 파장에서 모드필드경이 8~8.9μm인 것을 특징으로 하는 광섬유.The optical fiber has a mode field diameter of 8 ~ 8.9μm at 1310nm wavelength. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 광섬유는 제1 도판트가 첨가된 코어 층과, 제2 도판트가 첨가된 1차 클래딩 층과, 복수의 홀이 형성된 미세구조 층과, 상기 미세구조 층의 외부에 형성된 2차 클래딩 층을 포함하며, The optical fiber includes a core layer to which a first dopant is added, a primary cladding layer to which a second dopant is added, a microstructured layer in which a plurality of holes are formed, and a secondary cladding layer formed outside the microstructured layer. Include, 상기 광섬유의 단면적에 대한 상기 미세구조 층에서 홀이 형성되어 있는 밴드영역이 차지하는 면적이 6% 이상이고, 상기 밴드영역의 두께는 6~7μm인 것을 특징으로 하는 광섬유.The area of the microstructure layer with respect to the cross-sectional area of the optical fiber occupies 6% or more of the area of the band region in which holes are formed, and the thickness of the band region is 6 ~ 7μm.

Images