專利名稱：光纖的制造裝置和制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種通過降低瑞利散射強度來減小傳輸損失的光纖制造裝置和制造方法。
背景技術：
作為通過降低瑞利散射強度來減小傳輸損失的光纖制造方法，例如在特開平10-25127號公報中有記載。在該制造方法中，對光纖母材進行加熱拉絲，制作中間光纖，對該中間光纖再加熱，進行熱處理，由再加熱進行玻璃的構造緩和(原子再排列)，降低假想溫度(玻璃內(nèi)的原子排列狀態(tài)的雜亂程度對應的溫度)，減小瑞利散射強度。
發(fā)明的公開然而，為了保護加熱拉絲后的光纖，剛拉絲后立即在光纖表面被覆UV樹脂等，在上述特開平10-25127號公報中記載的光纖制造方法中，由于再加熱時的熱量使被覆于光纖表面的樹脂燃燒，所以，不適合于光纖坯絲的大批量生產(chǎn)。雖可考慮對不在表面被覆樹脂的狀態(tài)下的光纖進行再加熱，但由于處理光纖時的損傷等問題，也不能適用于大批量生產(chǎn)的制造方法。
本發(fā)明就是鑒于上述問題而作出的，本發(fā)明的目的在于提供一種光纖的制造裝置和制造方法，其中，當制造通過降低瑞利散射強度來減小傳輸損失的光纖時，可適用于表面由樹脂被覆的光纖絲坯的大批量生產(chǎn)。
本發(fā)明者對可適用于光纖絲坯的大批量生產(chǎn)的光纖的制造裝置和制造方法進行了認真的研究，對瑞利散射強度和拉絲后的光纖的冷卻速度的關系得到了以下新發(fā)現(xiàn)。
在高溫玻璃內(nèi)，熱能使原子劇烈振動，與低溫玻璃相比，原子排列成為雜亂狀態(tài)。當緩慢冷卻高溫玻璃時，在允許原子再排列的溫度范圍內(nèi)，由于原子一邊排列成與各溫度對應的雜亂程度一邊冷卻，所以，玻璃內(nèi)的原子的雜亂程度為與構造緩和進行的最低溫度(1200℃左右)對應的狀態(tài)。然而，當對高溫玻璃進行急冷時，原子排列在達到與各溫度對應的平衡狀態(tài)之前被冷卻固定，所以，與緩冷的場合相比原子排列成為雜亂狀態(tài)。對于同一物質(zhì)，瑞利散射強度隨原子排列的雜亂程度增大而增大，通常，在拉絲后以5000-30000℃/s的冷卻速度冷卻的光纖，與大塊玻璃相比，原子排列雜亂，成為高假想溫度狀態(tài)，可以認為這是瑞利散射強度變大的原因。
另一方面，由于溫度越低則構造緩和所需時間越長，所以，例如在1200℃左右時，如不在該溫度下維持數(shù)十小時則不發(fā)生構造緩和。拉絲后的光纖由于通常在零點幾秒被從2000℃冷卻到400℃左右，所以，為了在拉絲工序中的光纖冷卻的短時間中降低假想溫度達到1200℃，需要在比1200℃更高的溫度狀態(tài)下緩冷。
因此，本發(fā)明者著眼于拉絲后的光纖溫度和冷卻速度，考察了光纖溫度比上述構造緩和進行的最低溫度(1200℃左右)高而且構造緩和在極短時間內(nèi)進行的1700℃以下的1200-1700℃的部分的冷卻速度和瑞利散射系數(shù)的關系。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在光纖溫度為1200-1700℃的部分的冷卻速度與瑞利散射系數(shù)之間存在圖8所示那樣的關系。瑞利散射強度(I)如下述(1)式所示那樣具有與波長(λ)的4次方成反比的性質(zhì)，此時的系數(shù)A為瑞利散射系數(shù)。
I＝A/λ4……………………(1)由這些結(jié)果可知，通過使加熱拉絲后、被覆樹脂之前的光纖特別是光纖溫度為1200-1700℃的部分中的規(guī)定區(qū)域的冷卻速度減小，可降低光纖的瑞利散射強度，減小傳輸損失。
根據(jù)該研究結(jié)果，為了達到上述目的，本發(fā)明提供一種光纖的制造裝置，該光纖制造裝置對光纖母材進行加熱拉絲，由樹脂對拉制的光纖進行被覆；其特征在于在對光纖母材進行加熱拉絲的拉絲爐與由樹脂被覆拉制的光纖的樹脂被覆部之間，設置對拉制的光纖進行加熱以使光纖的溫度為1200-1700℃的范圍內(nèi)溫度的加熱爐，加熱爐具有拉制的光纖通過的爐心管，爐心管配置在滿足L1≤0.2×V其中L1從拉絲爐的加熱器下端到爐心管上端的距離(m)V拉絲速度(m/s)這樣關系的位置。
在拉絲爐與樹脂被覆部之間，設置有加熱爐，對拉制的光纖進行加熱以使光纖的溫度在1200-1700℃的范圍內(nèi)，所以，減小了加熱拉絲后、被覆樹脂之前的光纖的溫度為1200-1700℃的部分中的規(guī)定區(qū)域的冷卻速度進行緩冷。為此，光纖的假想溫度下降，減小了原子排列雜亂程度，在從加熱拉絲到樹脂被覆之間，可制造降低了瑞利散射強度、減小了傳輸損失的光纖。另外，通過控制拉絲后進行樹脂被覆前的光纖的冷卻速度，可降低瑞利散射強度，所以，不需要用于上述現(xiàn)有技術那樣的再加熱的熱處理，極易適用于表面被覆了樹脂的光纖絲坯的大批量生產(chǎn)。
在拉絲速度快的場合，與拉絲速度慢的場合相比，拉制的光纖的溫度相同的位置成為靠近樹脂被覆部的位置。因此，通過使加熱爐的爐心管位置為滿足L1≤0.2×V的位置，可將加熱爐的爐心管配置在與拉絲速度的大小對應的適當位置，適當?shù)赝七t光纖的冷卻速度。
本發(fā)明的光纖制造裝置的特征在于加熱爐在1200-1600℃的范圍內(nèi)的溫度下加熱拉制的光纖。
通過由加熱爐在1200-1600℃的范圍內(nèi)的溫度下加熱拉制的光纖，可推遲光纖的溫度為1200-1700℃的部分中的規(guī)定區(qū)間的光纖的冷卻速度，降低光纖的假想溫度，減小瑞利散射強度。在這里，加熱爐的溫度為爐中心近旁的溫度，例如，為了使爐中心近旁的溫度為1600℃左右，則將加熱器的溫度設為1700℃。
另外，本發(fā)明的光纖制造裝置也可具有這樣的特征爐心管配置在使拉制的光纖進入爐心管的進絲溫度處于1400-1800℃的范圍的位置。
通過將爐心管配置在使拉制的光纖進入爐心管的進絲溫度處于1400-1800℃的范圍的位置，可將加熱爐的爐心管配置在與拉絲速度的大小對應的適當位置，適當推遲光纖的冷卻速度。
另外，本發(fā)明的光纖制造裝置也可具有這樣的特征爐心管滿足L2≥V/8其中，L2爐心管全長(m)V拉絲速度(m/s)地形成。
通過使爐心管的全長L2滿足L2≥V/8的條件，可將加熱爐的爐心管的長度設定為與拉絲速度的大小對應的長度，適當?shù)赝七t光纖的冷卻速度。
另外，本發(fā)明的光纖制造裝置也可具有這樣的特征在加熱爐中形成使拉絲爐側(cè)為高溫、樹脂被覆部側(cè)為低溫的溫度梯度。
拉制的光纖的溫度具有從拉絲爐側(cè)朝樹脂被覆部側(cè)下降的溫度分布。因此，通過在加熱爐中形成使拉絲爐側(cè)為高溫、樹脂被覆部側(cè)為低溫的溫度梯度，可使加熱爐形成與具有上述溫度分布的光纖對應的溫度分布，以更適當?shù)睦鋮s速度冷卻光纖。
根據(jù)上述研究結(jié)果，為了達到上述目的，本發(fā)明提供一種光纖的制造方法，該光纖制造方法對光纖母材進行加熱拉絲，由樹脂對拉制的光纖進行被覆；其特征在于使被覆樹脂之前的光纖的、溫度為1300-1700℃的部分中光纖溫度差在50℃以上的區(qū)間以1000℃/s以下的冷卻速度冷卻。
通過使被覆樹脂之前的光纖的、溫度為1300-1700℃的部分中光纖溫度差在50℃以上的區(qū)間以1000℃/s以下的冷卻速度冷卻，使得光纖的假想溫度下降，減小了原子排列雜亂程度，所以，可在從加熱拉絲到樹脂被覆之間極短期間內(nèi)，制造降低了瑞利散射強度、減小了傳輸損失的光纖。另外，通過控制拉絲后進行樹脂被覆前的光纖冷卻速度，可降低瑞利散射強度，所以，不需要用于上述現(xiàn)有技術那樣的再加熱的熱處理，極易適用于表面被覆了樹脂的光纖絲坯的大批量生產(chǎn)。
另外，本發(fā)明的光纖制造方法也可具有這樣的特征作為光纖母材2，使用具有在含有添加物的狀態(tài)下相對純石英玻璃的比折射率差為0.001以下的芯部的光纖母材，對光纖母材進行加熱拉絲。
由于芯部由在含有添加物的狀態(tài)下相對純石英玻璃的比折射率差為0.001以下的實質(zhì)上的純石英玻璃制成，所以，可使光纖的假想溫度進一步下降，進一步減小瑞利散射強度。各權利要求中的純石英玻璃指未含添加物的石英玻璃，比折射率差由下述(2)式定義。
比折射率差＝|n1-比較對象物的折射率|/n1…………… (2)其中，n1純石英琉璃的折射率另外，本發(fā)明的光纖制造方法也可具有這樣的特征作為光纖母材，使用芯部含有羥基使得1.38μm波長的羥基吸收產(chǎn)生的傳輸損失為0.02-0.5dB/km的光纖母材，對光纖母材進行加熱拉絲。
通過含有羥基使得1.38μm波長的羥基吸收產(chǎn)生的傳輸損失在0.02dB/km以上，可使光纖的假想溫度進一步下降，進一步減小瑞利散射強度。另外，如使傳輸損失比0.5dB/km更大地含有羥基時，羥基的吸收使損失增加，抵消了添加羥基降低瑞利散射強度的效果，整體上的傳輸損失增加。因此，通過使芯部含有羥基以使得1.38μm波長的羥基吸收產(chǎn)生的傳輸損失為0.02-0.5dB/km，可使光纖的假想溫度進一步下降，進一步減小瑞利散射強度。
另外，本發(fā)明的光纖制造方法也可具有這樣的特征作為光纖母材，使用芯部含有氯以使得相對純石英玻璃的比折射率差為0.0001-0.001的光纖母材，對光纖母材進行加熱拉絲。
通過使得相對純石英玻璃的比折射率差為0.0001以上地含有氯，可使光纖的假想溫度進一步下降，進一步減小瑞利散射強度。另外，當使得比折射率差比0.001更大地含有氯時，氯自身使瑞利散射強度增加，與添加氯降低瑞利散射強度的效果相抵消，導致整體上的傳輸損失增加。因此，通過在芯部含有氯以使得相對純石英玻璃的比折射率差為0.0001-0.001，可使光纖3的假想溫度進一步下降，進一步減小瑞利散射強度。
另外，本發(fā)明的光纖制造方法也可具有這樣的特征作為光纖母材，使用由高純度石英玻璃制成包層部中從與光纖母材中心的距離相對光纖母材半徑的比率處于0.7-0.9范圍內(nèi)的位置到最外周的部分的光纖母材，對光纖母材進行加熱拉絲。
發(fā)明者們研究發(fā)現(xiàn)，如在拉絲時作用于光纖的張力較大，則瑞利散射強度也變大，而且，通過由高純度玻璃制成光纖母材的與光傳輸無關的母材最外層，即使上述張力增大，瑞利散射強度也不發(fā)生變化。如由高純度石英玻璃制成與光的傳輸有關的部分，則折射率變化，所以光纖的特性產(chǎn)生變化。與光的傳輸無關的部分為與光纖母材中心的距離相對光纖母材半徑的比率在0.7以上的部分，如由純石英玻璃制成與中心的距離相對光纖母材半徑的比率大于0.9的位置的外周側(cè)部分，則在增大張力的場合瑞利散射強度發(fā)生變化，從而使傳輸損失增大。因此，通過使用由高純度石英玻璃制成包層部中從與光纖母材中心的距離相對光纖母材半徑的比率處于0.7-0.9范圍內(nèi)的位置到最外周的部分的光纖母材，即使在對光纖作用大張力的場合，也可抑制瑞利散射強度的增加，抑制損失的增加。在這里，高純度石英玻璃指在包含添加物的狀態(tài)下相對純石英玻璃的比折射率差為0.001以下的石英琉璃。
另外，本發(fā)明的光纖制造方法也可具有這樣的特征以4000℃/s以上的冷卻速度冷卻由樹脂被覆之前的光纖中的溫度高于1700℃的部分。
由于以4000℃/s以上的冷卻速度冷卻光纖中的溫度高于1700℃的部分，所以，可減小拉絲設備的高度。另外，由于在高于1700℃的溫度下以極短的時間進行原子的構造緩和，所以，即使在以4000℃/s以上的冷卻速度冷卻的場合，也可維持各溫度的平衡狀態(tài)，不對瑞利散射強度產(chǎn)生影響。
根據(jù)上述研究結(jié)果，為了達到上述目的，本發(fā)明提供一種光纖的制造裝置，該光纖制造裝置對光纖母材進行加熱拉絲，由樹脂對拉制的光纖進行被覆；其特征在于在對光纖母材進行加熱拉絲的拉絲爐與由樹脂對拉制的光纖進行被覆的樹脂被覆部之間設置有加熱爐，該加熱爐使光纖的溫度為1300-1700℃的部分中光纖溫度差在50℃以上的區(qū)間以1000℃/s以下的冷卻速度冷卻。
通過由設置于拉絲爐與樹脂被覆部之間的加熱爐使被覆樹脂之前的光纖的、溫度為1300-1700℃的部分中光纖溫度差在50℃以上的區(qū)間以1000℃/s以下的冷卻速度緩冷，使得光纖的假想溫度進一步下降，減小了原子排列雜亂程度，所以，可在從加熱拉絲到樹脂被覆之間的極短期間內(nèi)，制造降低了瑞利散射強度、減小了傳輸損失的光纖。另外，通過控制拉絲后進行樹脂被覆前的光纖冷卻速度，可降低瑞利散射強度，所以，不需要用于上述現(xiàn)有技術那樣的再加熱的熱處理，極易適用于表面被覆了樹脂的光纖絲坯的大批量生產(chǎn)。
另外，本發(fā)明的光纖制造裝置也可具有這樣的特征還具有氛圍氣體供給裝置，該氛圍氣體供給裝置供給具有與拉絲爐中的光纖的氛圍氣體相同或比其低的熱傳導系數(shù)的氛圍氣體，作為加熱爐內(nèi)的光纖的氛圍氣體。
通過進一步設置氛圍氣體供給裝置，使加熱爐內(nèi)的光纖的氛圍氣體的熱傳導系數(shù)變小，所以，可降低加熱爐內(nèi)的冷卻速度，進一步減小光纖的傳輸損失。
另外，本發(fā)明的光纖制造裝置也可具有這樣的特征還設置有用于測量從加熱爐出來的光纖的外徑的外徑測量儀和相應于外徑測量儀的測量結(jié)果控制光纖的拉絲速度以使光纖外徑為規(guī)定值的控制裝置。
通過進一步設置控制裝置，可測定外徑大小處于穩(wěn)定狀態(tài)的光纖的外徑，根據(jù)該外徑控制光纖的拉絲速度，所以，可適當?shù)乜刂乒饫w的拉絲速度。
附圖的簡單說明圖1為示出本發(fā)明光纖制造裝置和制造方法的第1實施形式的概略構成圖。
圖2為示出本發(fā)明光纖制造裝置和制造方法的第1實施形式的實施例和比較例的圖表。
圖3為示出本發(fā)明光纖制造裝置和制造方法的第1實施形式的變形例的概略構成圖。
圖4為示出本發(fā)明光纖制造裝置和制造方法的第1實施形式的變形例的概略構成圖。
圖5為示出本發(fā)明光纖制造裝置和制造方法的第2實施形式的概略構成圖。
圖6為示出本發(fā)明光纖制造裝置和制造方法的第2實施形式的實施例和比較例的圖表。
圖7A為示出本發(fā)明光纖制造裝置和制造方法的第2實施形式中用于實驗例的光纖母材的構成圖。
圖7B為示出本發(fā)明光纖制造裝置和制造方法的第2實施形式中用于實驗例的光纖母材的折射率的圖表。
圖8為示出光纖母材的冷卻速度與瑞利散射系數(shù)的關系的圖表。
實施發(fā)明的最佳形式下面根據(jù)


本發(fā)明的實施形式。在附圖的說明中，同一要素采用相同的符號，省略重復的說明。
(第1實施形式)首先，參照圖1說明本發(fā)明的光纖的制造裝置和制造方法的第1實施形式。
拉絲裝置1為石英系光纖的拉絲裝置，具有拉絲爐11、緩冷用加熱爐21、及樹脂硬化部31，拉絲爐11、加熱爐21、及樹脂硬化部31在對光纖母材2進行拉制的方向(圖1中為從上到下的方向)按拉絲爐11、緩冷用加熱爐21、樹脂硬化部31的順序配置。將保持于母材供給裝置(圖中未示出)的光纖母材2供給到拉絲爐11，由拉絲爐11內(nèi)的加熱器12對光纖母材2的下端進行加熱使其軟化，拉制光纖3。在拉絲爐11的爐心管13連接惰性氣體供給部14的惰性氣體供給通道15，使拉絲爐11的爐心管13內(nèi)成為惰性氣體氛圍。進行了加熱拉絲的光纖3在爐心管13內(nèi)由惰性氣體急冷至1700℃左右。之后，光纖3被從爐心管13的下部引出到拉絲爐11外，在拉絲爐11與加熱爐21之間空冷。惰性氣體例如可使用氮氣，該氮氣的熱傳導系數(shù)λ(T＝300K)為26mW/(m·K)。空氣的熱傳導系數(shù)λ(T＝300K)為26mW/(m·K)。
將空冷后的光纖3送到加熱爐21，對光纖3的規(guī)定區(qū)間進行加熱，在規(guī)定的冷卻速度下緩冷。加熱爐21具有光纖3通過其中的爐心管23，該爐心管23在光纖母材2的拉絲方向(圖1中為上下方向)的全長L2(m)滿足關系L2≥V/8……………… (3)其中，V拉絲速度(m/s)地進行設定。另外加熱爐21的爐心管23的位置設定成使即將進入爐心管23之前的光纖3的溫度(進絲溫度)處于1400-1800℃范圍的位置，相對于拉絲爐11，滿足關系L1≤0.2×V……………… (4)其中L1從拉絲爐11的加熱器12下端到爐心管23上端的距離(m)V拉絲速度(m/s)地進行設置。對于加熱爐21的加熱器的溫度，將爐中心(光纖3通過的部分)的溫度設定為1200-1600℃范圍內(nèi)的溫度，特別是設定為1300-1500℃范圍內(nèi)的溫度。
通過設定上述加熱爐21(爐心管23)的位置和長度，在加熱爐21中，使經(jīng)過加熱拉絲后的光纖3的、溫度為1200-1700℃的部分中光纖3的溫度差在50℃以上的區(qū)間，例如光纖3的溫度為1400-1600℃的部分(溫度差為200℃的區(qū)間)，以1000℃/s以下的冷卻速度緩冷。而且，通過將爐中心的溫度設定為1300-1600℃，使經(jīng)過加熱拉絲后的光纖3的、溫度為1400-1600℃的部分中光纖3的溫度差在50℃以上的區(qū)間以1000℃/s以下的冷卻速度緩冷。
在加熱爐21的爐心管23中，連接氮氣供給部24的氮氣供給通道25，加熱爐21的爐心管23內(nèi)成為氮氣氛圍。也可不用氮氣，而是使用空氣或氬氣這樣的分子量較大的氣體等。當然，在使用石墨加熱器的場合，需要使用惰性氣體。
從加熱爐21出來的光纖3由作為外徑測量手段的外徑測量儀41對外徑進行在線測量，其測量值被反饋到驅(qū)動卷筒42回轉(zhuǎn)的驅(qū)動馬達43，使外徑成為一定地進行控制。外徑測量儀41的輸出信號被送到作為控制手段的控制裝置44，由計算求出卷筒42(驅(qū)動馬達43)的轉(zhuǎn)速，使光纖3的外徑為預先設定的規(guī)定值。從控制裝置44將表示計算求出的卷筒42(驅(qū)動馬達43)的轉(zhuǎn)速的輸出信號輸出到驅(qū)動馬達用驅(qū)動器(圖中未示出)，該驅(qū)動馬達用驅(qū)動器根據(jù)控制裝置44的輸出信號，控制驅(qū)動馬達43的轉(zhuǎn)速。
之后，用涂覆模51在光纖3涂覆UV樹脂52，由樹脂硬化部31的UV燈32使UV樹脂52硬化，制為光纖絲坯4。光纖絲坯4經(jīng)過導向輥61由卷筒42卷取。卷筒42支承在回轉(zhuǎn)驅(qū)動軸45，該回轉(zhuǎn)驅(qū)動軸45的端部連接到驅(qū)動馬達43。涂覆模51和樹脂硬化部31構成各權利要求中的樹脂被覆部。作為樹脂被覆部，也可涂覆熱固性樹脂，由加熱爐使其硬化。
在拉絲爐11的爐心管13連接惰性氣體供給部14的惰性氣體供給通道15，拉絲爐11的爐心管13內(nèi)成為惰性氣體氛圍，但作為惰性氣體供給部14也可設置氮氣供給部，向爐心管13內(nèi)供給氮氣，成為氮氣氛圍。向爐心管13內(nèi)供給氮氣的理由是，在拉絲速度為低速例如100m/min的場合，光纖3可能在氦氣氛圍中于拉絲爐11(爐心管13)內(nèi)冷卻到1000℃，在拉絲速度為低速的場合，使爐心管13內(nèi)為氮氣氛圍，可使拉絲爐11(爐心管13)出口的光纖3的溫度為1700℃左右。當然，也可設置氦氣供給部和氮氣供給部，相應于拉絲速度向爐心管13內(nèi)供給氦氣和/或氮氣。
下面，根據(jù)圖2說明使用上述拉絲裝置1進行本第1實施形式1的光纖制造裝置和制造方法的實驗結(jié)果。在這些實驗中，通用的條件如下作為光纖母材2，使用外徑35mm的母材，從該光纖母材2拉制外徑125μm的光纖3。拉絲爐的溫度用爐心管內(nèi)周面的表面溫度表示時為2000℃左右。在以下實施例1-實施例8和比較例1-比較例4中，光纖3的溫度由光纖3的表面溫度表示。光纖3的表面溫度和光纖3內(nèi)部的溫度差為20-100℃左右。拉絲爐11和加熱爐21的溫度由各爐心管13、23的內(nèi)周面(與光纖母材2或光纖3的表面相向的面)的表面溫度表示。實施例1-實施例8及比較例1-比較例4都使用氮氣作為惰性氣體。
實施例1-實施例4為上述第1實施形式的光纖制造裝置和制造方法的實施例，比較例1和比較例2為用于與上述第1實施形式的光纖的制造裝置和制造方法的實施例進行對比的比較例。
(實施例1)使用具有L1＝0.4m、L2＝0.5m的爐心管(內(nèi)周直徑大體為30mm)的加熱爐，進行光纖的拉制。用于拉絲的光纖母材的芯部由純石英玻璃制成，包層部由加氟玻璃制成。拉絲速度為4m/s，拉絲張力為0.196N(20gf)，加熱爐(爐中心的溫度)的溫度為1300℃。此時，即將進入到加熱爐的光纖的溫度(進絲溫度)以光纖表面溫度表示時為1600℃，剛從加熱爐出來的光纖的溫度以光纖表面溫度表示時為1350℃。因此，在加熱爐中，拉制的光纖中的溫度為1600-1350℃的部分在加熱爐全長0.5m的區(qū)間以平均約2000℃/s的緩冷速度冷卻。
對于爐心管的位置，0.4＜0.8(＝4×0.2)，滿足上述(4)式。對于爐心管的全長，0.5＝0.5(＝4/8)，滿足上述(3)式。拉制的光纖的傳輸損失(相對波長1.55μm的光的傳輸損失)的測定值為0.167dB/km。
(實施例2)使用具有L1＝0.4m、L2＝1.0m的爐心管(內(nèi)周直徑大體為30mm)的加熱爐，進行光纖的拉制。用于拉絲的光纖母材的芯部由純石英玻璃制成，包層部由加氟玻璃制成。拉絲速度為4m/s，拉絲張力為0.196N(20gf)，加熱爐(爐中心的溫度)的溫度為1300℃。此時，即將進入到加熱爐的光纖的溫度(進絲溫度)以光纖表面溫度表示時為1600℃，剛從加熱爐出來的光纖的溫度以光纖表面溫度表示時為1350℃。因此，在加熱爐中，拉制的光纖中的溫度為1600-1350℃的部分在加熱爐全長1.0m的區(qū)間以平均約1000℃/s的緩冷速度冷卻。
對于爐心管的位置，0.4＜0.8(＝4×0.2)，滿足上述(4)式。對于爐心管的全長，1.0＞0.5(＝4/8)，滿足上述(3)式。拉制的光纖的傳輸損失(相對波長1.55μm的光的傳輸損失)的測定值為0.165dB/km。
(實施例3)使用具有L1＝0.4m、L2＝2.0m的爐心管(內(nèi)周直徑大體為30mm)的加熱爐，進行光纖的拉制。用于拉絲的光纖母材的芯部由純石英玻璃制成，包層部由加氟玻璃制成。拉絲速度為4m/s，拉絲張力為0.196N(20gf)，加熱爐(爐中心的溫度)的溫度為1300℃。此時，即將進入到加熱爐的光纖的溫度(進絲溫度)以光纖表面溫度表示時為1600℃，剛從加熱爐出來的光纖的溫度以光纖表面溫度表示時為1300℃。因此，在加熱爐中，拉制的光纖中溫度為1600-1300℃的部分在加熱爐全長2.0m的區(qū)間以平均約600℃/s的緩冷速度冷卻。
對于爐心管的位置，0.4＜0.8(＝4×0.2)，滿足上述(4)式。對于爐心管的全長，2.0＞0.5(＝4/8)，滿足上述(3)式。拉制的光纖的傳輸損失(相對波長1.55μm的光的傳輸損失)的測定值為0.164dB/km。
(實施例4)使用具有L1＝0.6m、L2＝1.0m的爐心管(內(nèi)周直徑大體為30mm)的加熱爐，進行光纖的拉制。用于拉絲的光纖母材的芯部由純石英玻璃制成，包層部由加氟玻璃制成。拉絲速度為4m/s，拉絲張力為0.196N(20gf)，加熱爐(爐中心的溫度)的溫度為1300℃。此時，即將進入到加熱爐的光纖的溫度(進絲溫度)以光纖表面溫度表示時為1400℃，剛從加熱爐出來的光纖的溫度以光纖表面溫度表示時為1300℃。因此，在加熱爐中，拉制的光纖中的溫度為1400-1300℃的部分在加熱爐全長1.0m的區(qū)間以平均約250℃/s的緩冷速度冷卻。
對于爐心管的位置，0.8＝0.8(＝4×0.2)，滿足上述(4)式。對于爐心管的全長，1.0＞0.5(＝4/8)，滿足上述(3)式。拉制的光纖的傳輸損失(相對波長1.55μm的光的傳輸損失)的測定結(jié)果為0.167dB/km。
(比較例1)在拆下加熱爐的狀態(tài)下進行光纖的拉制。用于拉絲的光纖母材的芯部由純石英玻璃制成，包層部由加氟玻璃制成。拉絲速度為2-10m/s，拉絲張力為0.196N(20gf)。此時，光纖的溫度為1300-1700℃的部分以約5000℃/s的緩冷速度冷卻。
拉制的光纖的傳輸損失(相對波長1.55μm的光的傳輸損失)的測定結(jié)果為0.168dB/km。
(比較例2)使用具有L1＝1.0m、L2＝1.0m的爐心管(內(nèi)周直徑大體為30mm)的加熱爐，進行光纖的拉制。用于拉絲的光纖母材的芯部由純石英玻璃制成，包層部由加氟玻璃制成。拉絲速度為4m/s，拉絲張力為0.196N(20gf)，加熱爐(爐中心的溫度)的溫度為1300℃。此時，即將進入到加熱爐的光纖的溫度(進絲溫度)以光纖表面溫度表示時為1000℃。
對于爐心管的位置，1.2＞0.8(＝4×0.2)，未滿足上述(4)式。對于爐心管的全長，1.0＞0.5(＝4/8)，滿足上述(3)式。拉制的光纖的傳輸損失(相對波長1.55μm的光的傳輸損失)的測定結(jié)果為0.168dB/km，與拆下加熱爐的比較例1的傳輸損失為相同數(shù)值。
可以確認，如上述那樣，在實施例1-實施例4中，相對波長1.55μm的光的傳輸損失為0.164-0.167dB/km，與比較例1和比較例2的相對波長1.55μm的光的傳輸損失0.168dB/km相比，可在0.001-0.004dB/km的范圍內(nèi)降低傳輸損失。拉絲速度為4m/s的場合，作為加熱爐的爐心管的位置，當L1比0.8m大(從拉絲爐離開)時，拉制后的光纖的溫度為1200-1700℃的部分的加熱難以進行，不能減小該部分的冷卻速度，使傳輸損失增加。另外，即使在將加熱爐的爐心管配置在滿足(4)式的位置的場合，當爐心管的全長短于0.5m時，拉制后的光纖的溫度為1200-1700℃的部分的加熱也難以進行，不能減小該部分的冷卻速度，使傳輸損失增加。
另外，還改變加熱爐(爐心管內(nèi)周面的溫度)的溫度條件，進行了實驗。實施例5和實施例6為上述第1實施形式的光纖制造裝置和制造方法的實施例，比較例3為用于與上述第1實施形式的光纖制造裝置和制造方法的實施例進行對比的比較例。
(實施例5)使用具有L1＝0.4m、L2＝1.0m的爐心管(內(nèi)周直徑大體為30mm)的加熱爐，進行光纖的拉制。用于拉絲的光纖母材的芯部由純石英玻璃制成，包層部由加氟玻璃制成。拉絲速度為4m/s，拉絲張力為0.196N(20gf)，加熱爐(爐中心的溫度)的溫度為1500℃。此時，即將進入到加熱爐的光纖的溫度(進絲溫度)以光纖表面溫度表示時為1600℃，剛從加熱爐出來的光纖的溫度以光纖表面溫度表示時為1530℃。因此，在加熱爐中，拉制的光纖中的溫度為1600-1530℃的部分在加熱爐全長1.0m的區(qū)間以平均約280℃/s的緩冷速度冷卻。
對于爐心管的位置，0.4＜0.8(＝4×0.2)，滿足上述(4)式。對于爐心管的全長，1.0＞0.5(＝4/8)，滿足上述(3)式。拉制的光纖的傳輸損失(相對波長1.55μm的光的傳輸損失)的測定值為0.162dB/km。
(實施例6)使用具有L1＝0.4m、L2＝1.0m的爐心管(內(nèi)周直徑大體為30mm)的加熱爐，進行光纖的拉制。用于拉絲的光纖母材的芯部由純石英玻璃制成，包層部由加氟玻璃制成。拉絲速度為4m/s，拉絲張力為0.196N(20gf)，加熱爐(爐中心的溫度)的溫度為1200℃。此時，即將進入到加熱爐的光纖的溫度(進絲溫度)以光纖表面溫度表示時為1600℃，剛從加熱爐出來的光纖的溫度以光纖表面溫度表示時為1250℃。因此，在加熱爐中，拉制的光纖中的溫度為1600-1250℃的部分在加熱爐全長1.0m的區(qū)間以平均約350℃/s的緩冷速度冷卻。
對于爐心管的位置，0.4＜0.8(＝4×0.2)，滿足上述(4)式。對于爐心管的全長，1.0＞0.5(＝4/8)，滿足上述(3)式。拉制的光纖的傳輸損失(相對波長1.55μm的光的傳輸損失)的測定值為0.167dB/km。
(比較例3)
使用具有L1＝0.4m、L2＝1.0m的爐心管(內(nèi)周直徑大體為30mm)的加熱爐，進行光纖的拉制。用于拉絲的光纖母材的芯部由純石英玻璃制成，包層部由加氟玻璃制成。拉絲速度為4m/s，拉絲張力為0.196N(20gf)，加熱爐(爐中心的溫度)的溫度為1000℃。此時，即將進入到加熱爐的光纖的溫度(進絲溫度)以光纖表面溫度表示時為1600℃，剛從加熱爐出來的光纖的溫度以光纖表面溫度表示時為1050℃。因此，在加熱爐中，拉制的光纖中的溫度為1600-1050℃的部分在加熱爐全長1.0m的區(qū)間以平均約2200℃/s的緩冷速度冷卻。
在比較例3中，對于爐心管的位置，0.4＜0.8(＝4×0.2)，滿足上述(4)式。對于爐心管的全長，1.0＞0.5(＝4/8)，滿足上述(3)式。然而，在加熱爐的部分，光纖的溫度未能達到1200℃以上。拉制的光纖的傳輸損失(相對波長1.55μm的光的傳輸損失)的測定結(jié)果為0.168dB/km，與拆下加熱爐的比較例1的傳輸損失為相同數(shù)值。
可以確認，如上述那樣，在實施例5和實施例6中，相對波長1.55μm的光的傳輸損失為0.162-0.167dB/km，與比較例3的相對波長1.55μm的光的傳輸損失0.168dB/km相比，可在0.001-0.006dB/km的范圍內(nèi)降低傳輸損失。由實驗結(jié)果可知，通過使加熱爐(爐心管內(nèi)周面的表面溫度)的溫度為1200℃以上，可對拉制后的光纖的溫度為1300-1700℃的部分進行加熱，使該部分的冷卻速度減小，降低傳輸損失。由實施例2和實施例5可知，特別是通過使加熱爐(爐心管內(nèi)周面的表面溫度)的溫度為1300-1500℃，可進一步降低傳輸損失。
另外，還改變拉絲速度條件，進行了實驗。實施例7和實施例8為上述第1實施形式的光纖制造裝置和制造方法的實施例，比較例4為用于與上述第1實施形式的光纖制造裝置和制造方法的實施例進行對比的比較例。
(實施例7)使用具有L1＝0.8m、L2＝1.0m的爐心管(內(nèi)周直徑大體為30mm)的加熱爐，進行光纖的拉制。用于拉絲的光纖母材的芯部由純石英玻璃制成，包層部由加氟玻璃制成。拉絲速度為8m/s，拉絲張力為0.196N(20gf)，加熱爐(爐中心的溫度)的溫度為1300℃。此時，即將進入到加熱爐的光纖的溫度(進絲溫度)以光纖表面溫度表示時為1700℃，剛從加熱爐出來的光纖的溫度以光纖表面溫度表示時為1550℃。因此，在加熱爐中，拉制的光纖中的溫度為1700-1550℃的部分在加熱爐全長1.0m的區(qū)間以平均約1200℃/s的緩冷速度冷卻。
對于爐心管的位置，0.8＜1.6(＝8×0.2)，滿足上述(4)式。對于爐心管的全長，1.0＝1.0(＝8/8)，滿足上述(3)式。拉制的光纖的傳輸損失(相對波長1.55μm的光的傳輸損失)的測定值為0.167dB/km。
(實施例8)使用具有L1＝0.8m、L2＝2.0m的爐心管(內(nèi)周直徑大體為30mm)的加熱爐，進行光纖的拉制。用于拉絲的光纖母材的芯部由純石英玻璃制成，包層部由加氟玻璃制成。拉絲速度為8m/s，拉絲張力為0.196N(20gf)，加熱爐(爐中心的溫度)的溫度為1300℃。此時，即將進入到加熱爐的光纖的溫度(進絲溫度)以光纖表面溫度表示時為1700℃，剛從加熱爐出來的光纖的溫度以光纖表面溫度表示時為1450℃。因此，在加熱爐中，拉制的光纖中的溫度為1700-1450℃的部分在加熱爐全長2.0m的區(qū)間以平均約1000℃/s的緩冷速度冷卻。
對于爐心管的位置，0.8＜1.6(＝8×0.2)，滿足上述(4)式。對于爐心管的全長，2.0＞1.0(＝8/8)，滿足上述(3)式。拉制的光纖的傳輸損失(相對波長1.55μm的光的傳輸損失)的測定值為0.165dB/km。
(比較例4)使用具有L1＝2.0m、L2＝1.0m的爐心管(內(nèi)周直徑大體為30mm)的加熱爐，進行光纖的拉制。用于拉絲的光纖母材的芯部由純石英玻璃制成，包層部由加氟玻璃制成。拉絲速度為8m/s，拉絲張力為0.196N(20gf)，加熱爐(爐中心的溫度)的溫度為1300℃。此時，即將進入到加熱爐的光纖的溫度(進絲溫度)以光纖表面溫度表示時為1000℃。
對于爐心管的位置，2.0＞1.6(＝8×0.2)，未滿足上述(4)式。對于爐心管的全長，1.0＝1.0(＝8/8)，滿足上述(3)式。拉制的光纖的傳輸損失(相對波長1.55μm的光的傳輸損失)的測定結(jié)果為0.168dB/km，與拆下加熱爐的比較例1的傳輸損失為相同數(shù)值。
可以確認，如上述那樣，在實施例7和實施例8中，相對波長1.55μm的光的傳輸損失為0.165-0.167dB/km，與比較例4的相對波長1.55μm的光的傳輸損失0.168dB/km相比，可在0.001-0.003dB/km的范圍內(nèi)降低傳輸損失。拉絲速度為8m/s的場合，作為加熱爐的爐心管的位置，當L1為2.0m時，拉制后的光纖的溫度為1200-1700℃的部分的加熱難以進行，不能減小該部分的冷卻速度，使傳輸損失增加。另外，即使在將加熱爐的爐心管配置在滿足(4)式的位置的場合，當爐心管的全長短于1.0m時，拉制后的光纖的溫度為1200-1700℃的部分的加熱也難以進行，不能減小該部分的冷卻速度，使傳輸損失增加。
這樣，由上述實驗結(jié)果可知，在本第1實施形式的光纖制造裝置和制造方法中，拉絲爐11與樹脂硬化部31(涂覆模51)之間設置有加熱爐21，用于在1200-1700℃的范圍內(nèi)的溫度對在拉絲爐11中加熱拉絲后、用UV樹脂52被覆之前的光纖3加熱，所以，其溫度為1200-1700℃的部分的規(guī)定區(qū)間的冷卻速度變慢，從而使光纖3的假想溫度變低，原子排列的雜亂性下降，所以，可以制造在加熱拉絲后到UV樹脂52的被覆之間降低了瑞利散射強度、減少了傳輸損失的光纖3。另外，通過控制對拉絲后、進行UV樹脂52被覆之前的光纖3的冷卻速度，可減少瑞利散射強度，所以，不需要上述現(xiàn)有技術那樣的用于再加熱的熱處理，極易適用于表面硬化和被覆了UV樹脂52的光纖絲坯4的大批量生產(chǎn)。
另外，通過由加熱爐21在1300-1600℃范圍內(nèi)的溫度對由拉絲爐11進行了加熱拉絲后、進行UV樹脂52被覆之前的光纖3加熱，可使光纖3的溫度為1200-1700℃的部分中的規(guī)定區(qū)間的光纖3的冷卻速度變慢，從而使光纖3的假想溫度下降，進一步降低瑞利散射強度。
另外，通過將加熱爐21的爐心管23的位置設置在滿足上述(4)式的位置，可確實地對由拉絲爐11進行了加熱拉絲后、進行樹脂52被覆之前的光纖3中溫度為1200-1700℃的部分的規(guī)定區(qū)間進行加熱，使該部分的冷卻速度適當?shù)販p小。
另外，通過將加熱爐21的爐心管23的位置設置在即將進入爐心管23之前的光纖溫度(進絲溫度)為1400-1800℃的范圍的位置，可確實地對由拉絲爐11進行了加熱拉絲后、進行樹脂52被覆之前的光纖3中溫度為1200-1700℃的部分的規(guī)定區(qū)間進行加熱，使該部分的冷卻速度適當?shù)販p小。
另外，通過使加熱爐21的爐心管23的全長為滿足上述(3)式的長度，可確實地對由拉絲爐11進行了加熱拉絲后、進行樹脂52被覆之前的光纖3中溫度為1200-1700℃的部分的規(guī)定區(qū)間進行加熱，使該部分的冷卻速度適當?shù)販p小。
另外，由于使加熱爐21的爐心管23內(nèi)為氮氣氛圍，所以，可減小加熱爐21(爐心管23)內(nèi)的冷卻速度，可實現(xiàn)光纖3的進一步的低傳輸損失化。另外，當使拉絲爐11的爐心管13內(nèi)為氦氣氛圍時，拉絲爐11(爐心管13)內(nèi)的光纖3的冷卻速度為30000℃/s左右，由于拉絲爐11與加熱爐21之間為空冷，所以光纖3的冷卻速度為4000-5000℃/s，可在對光纖母材2進行加熱軟化使其逐漸達到一定直徑之前迅速冷卻，抑制光纖3的外徑的變化。另外，如使拉絲爐11的爐管13內(nèi)為氦氣氛圍，在拉絲爐11與加熱爐21間進行空冷，則在4000℃/s以上的冷卻速度下冷卻進入加熱爐21之前的光纖3中溫度高于1700℃的部分，所以，可減小用于冷卻光纖3所需設備高度。而且即使在高于1700℃的高溫下以30000℃/s左右的冷卻速度急冷，假想溫度也比1700℃低，所以，對瑞利散射沒有影響。
另外，由于設置有用于測量從加熱爐21出來的光纖3的外徑的外徑測量儀41和相應于外徑測量儀41的輸出信號控制卷筒42(驅(qū)動馬達43)的轉(zhuǎn)速以使光纖3的外徑為規(guī)定值的控制裝置44，所以，可測量從加熱爐21出來的、外徑大小處于穩(wěn)定狀態(tài)的光纖3的外徑，根據(jù)該穩(wěn)定的外徑控制卷筒42(驅(qū)動馬達43)的轉(zhuǎn)速，適當控制光纖3的拉絲速度。
下面，根據(jù)圖3和圖4說明上述第1實施形式的變形例。如圖3所示，在石英系光纖的拉絲裝置101中，加熱爐21的加熱器22包含第1加熱器71、第2加熱器72、及第3加熱器73。各加熱器71、72、73在拉制光纖母材2的方向(在圖2中為上下方向)按第1加熱器71、第2加熱器72、及第3加熱器73的順序配置。各加熱器71、72、73的溫度受到調(diào)節(jié)，以滿足T1＝T2+25℃…………………… (5)T3＝T2-25℃…………………… (6)其中，T1爐心管23的與第1加熱器71對應的位置處內(nèi)周面的表面溫度；T2爐心管23的與第2加熱器72對應的位置處內(nèi)周面的表面溫度；T3爐心管23的與第3加熱器73對應的位置處內(nèi)周面的表面溫度；這樣的關系。T1和T2的溫度差或T2與T3的溫度差不限于上述25℃，例如也可為30℃左右的溫度差。
這樣，通過設置第1加熱器71、第2加熱器72、及第3加熱器73，在加熱爐21的爐心管23內(nèi)，形成拉絲爐11側(cè)為高溫、樹脂硬化部31(涂覆模51)側(cè)為低溫的溫度梯度。由拉絲爐11進行加熱拉絲后的光纖3的溫度具有從拉絲爐11側(cè)朝樹脂硬化部31(涂覆模51)側(cè)下降的溫度分布。因此，通過如上述那樣設置調(diào)節(jié)了各自溫度的第1加熱器71、第2加熱器72、及第3加熱器73，在加熱爐21形成拉絲爐11側(cè)為高溫、樹脂硬化部31(涂覆模51)側(cè)為低溫的溫度梯度，爐心管23內(nèi)具有與光纖3的溫度對應的溫度分布，可適當?shù)乇３峙c光纖3的溫度差，由更適當?shù)睦鋮s速度冷卻光纖3。
作為再另一變形例，也可如圖4所示拉絲裝置201那樣，在拉絲爐11一體設置加熱爐21。即使這樣在拉絲爐11連續(xù)地一體設置加熱爐21的場合，通過使在拉絲爐11中加熱拉絲后、用UV樹脂52被覆之前的光纖3中溫度為1200-1700℃的部分的規(guī)定區(qū)間的冷卻速度變慢，從而使光纖3的假想溫度變低，降低原子排列的雜亂性，所以，可以在加熱拉絲后到UV樹脂52被覆的極短期間制造降低了瑞利散射強度、減少了傳輸損失的光纖3。
(第2實施形式)下面，參照圖5說明本發(fā)明的光纖的制造裝置和制造方法的第2實施形式。
拉絲裝置301為石英系光纖的拉絲裝置，具有拉絲爐11、緩冷用加熱爐21、及樹脂硬化部31，拉絲爐11、加熱爐21、及樹脂硬化部31在對光纖母材2進行拉制的方向(圖5中為從上到下的方向)按拉絲爐11、緩冷用加熱爐21、樹脂硬化部31的順序配置。將保持于母材供給裝置(圖中未示出)的光纖母材2供給到拉絲爐11，由拉絲爐11內(nèi)的加熱器12對光纖母材2的下端進行加熱使其軟化，拉制光纖3。在拉絲爐11的爐心管13連接用于選擇性地供給氦氣或氮氣的氦氣/氮氣供給部314的氦氣/氮氣供給通道315，使拉絲爐11的爐心管13內(nèi)成為氦氣氛圍或氮氣氛圍。進行了加熱拉絲的光纖3在爐心管13內(nèi)被急冷至1700℃左右。之后，光纖3被從爐心管13的下部引出到拉絲爐11外，在拉絲爐11與加熱爐21之間空冷。氦氣的熱傳導系數(shù)λ(T＝300K)為150mW/(m·K)，氮氣的熱傳導系數(shù)λ(T＝300K)為26mW/(m·K)，空氣的熱傳導系數(shù)λ(T＝300K)為26mW/(m·K)。
將空冷后的光纖3送到加熱爐21，使光纖3的規(guī)定部位以規(guī)定的冷卻速度緩冷。加熱爐21的緩冷通過以1000℃/s以下的冷卻速度使經(jīng)過加熱拉絲后的光纖3的、溫度為1300-1700℃的部分中光纖3的溫度差在50℃以上的區(qū)間冷卻而進行。特別是最好以1000℃/s以下的冷卻速度使經(jīng)過加熱拉絲后的光纖3的、溫度為1400-1700℃的部分中光纖3的溫度差在50℃以上的區(qū)間冷卻。為此，加熱爐21的加熱器22和爐心管23的設置位置和在光纖母材2拉絲方向(在圖5中為上下方向)上的全長在考慮拉絲速度的前提下進行設定。在這里考慮拉絲速度，是因為拉絲速度變快時使光纖3的相同溫度的位置下降到下方。另外，對加熱爐21的加熱器22的溫度進行設定，使得位于爐心管23內(nèi)的光纖3的溫度差在50℃以上的區(qū)間以1000℃/s以下的冷卻速度冷卻。
另外，在加熱爐21的爐心管23中，連接氮氣供給部24的氮氣供給通道25，加熱爐21的爐心管23內(nèi)成為氮氣氛圍。氮氣比氦氣的熱傳導系數(shù)小，起到減小光纖冷卻速度的效果。也可不用氮氣，而是使用空氣或氬氣等分子量較大的氣體等。當然，在使用石墨加熱器的場合，需要使用惰性氣體。
下面，根據(jù)圖6說明使用上述拉絲裝置301進行本第2實施形式1的光纖制造裝置和制造方法的實驗的結(jié)果。在這些實驗中，通用的條件如下。作為光纖母材2，使用外徑35mm的母材，從該光纖母材2拉制外徑125μm的光纖3。拉絲爐的溫度以爐心管內(nèi)周面的表面溫度表示時為2000℃左右(相應于拉絲張力稍有些變化)。在以下實施例(實施例9-實施例24)中，光纖3的溫度由光纖3的表面溫度表示。光纖3的表面溫度和光纖3內(nèi)部的溫度差為20-100℃左右。設拉絲爐11和加熱爐21的溫度為各爐心管13、23的內(nèi)周面(與光纖母材2或光纖3的表面相向的面)的表面溫度。
實施例9-實施例12為上述第2實施形式的光纖制造裝置和制造方法的實施例，比較例5-比較例7為用于與上述第2實施形式的光纖的制造裝置和制造方法的實施例進行對比的比較實驗例。
(實施例9)使用具有在光纖母材拉制方向上的全長(L2)為2m的爐心管(內(nèi)周直徑大體為30mm)的加熱爐，進行光纖的拉制。向拉絲爐(爐心管)中供給氮氣。用于拉絲的光纖母材的芯部由純石英玻璃制成，包層部由加氟玻璃制成。拉絲速度為100m/min，拉絲張力為0.196N(20gf)，加熱爐(爐心管內(nèi)周面的表面溫度)的溫度為1400℃。此時，即將進入到加熱爐的光纖的溫度以光纖表面溫度表示時為1700℃，剛從加熱爐出來的光纖的溫度以光纖表面溫度表示時為1450℃。因此，在加熱爐中，拉制的光纖中的溫度為1450-1700℃的部分在加熱爐全長2m的區(qū)間以平均約250℃/s的冷卻速度冷卻。
拉制的光纖的傳輸損失(相對波長1.55μm的光的傳輸損失)的測定值為0.165dB/km。另外，從測定傳輸損失的波長特性的數(shù)據(jù)求出的瑞利散射系數(shù)為0.825dBμm4/km。
(實施例10)使用具有在光纖母材拉制方向上的全長(L2)為2m的爐心管(內(nèi)周直徑大體為30mm)的加熱爐，進行光纖的拉制。向拉絲爐(爐心管)中供給氦氣。用于拉絲的光纖母材的芯部由純石英玻璃制成，包層部由加氟玻璃制成。拉絲速度為400m/min，拉絲張力為0.294N(30gf)，加熱爐(爐心管內(nèi)周面的表面溫度)的溫度為1200℃。此時，即將進入到加熱爐的光纖的溫度以光纖表面溫度表示時為1550℃，剛從加熱爐出來的光纖的溫度以光纖表面溫度表示時為1300℃。因此，在加熱爐中，拉制的光纖中的溫度為1300-1550℃的部分在加熱爐全長2m的區(qū)間以平均約1000℃/s的冷卻速度冷卻。
拉制的光纖的傳輸損失(相對波長1.55μm的光的傳輸損失)的測定值為0.167dB/km。另外，從測定傳輸損失的波長特性的數(shù)據(jù)求出的瑞利散射系數(shù)為0.838dBμm4/km。
(實施例11)使用具有在光纖母材拉制方向上的全長(L2)為0.5m的爐心管(內(nèi)周直徑大體為30mm)的加熱爐，進行光纖的拉制。向拉絲爐(爐心管)中供給氮氣。拉制的光纖母材的芯部由純石英玻璃制成，包層部由加氟玻璃制成。拉絲速度為100m/min，拉絲張力為0.245N(25gf)，加熱爐(爐心管內(nèi)周面的表面溫度)的溫度為1450℃。此時，即將進入到加熱爐的光纖的溫度以光纖表面溫度表示時為1550℃，剛從加熱爐出來的光纖的溫度以光纖表面溫度表示時為1500℃。因此，在加熱爐中，拉制的光纖中的溫度為1500-1550℃的部分在加熱爐全長0.5m的區(qū)間以平均約250℃/s的冷卻速度冷卻。
拉制的光纖的傳輸損失(相對波長1.55μm的光的傳輸損失)的測定值為0.166dB/km。另外，從測定傳輸損失的波長特性的數(shù)據(jù)求出的瑞利散射系數(shù)為0.838dBμm4/km。
(實施例12)使用具有在光纖母材拉制方向上的全長(L2)為2m的爐心管(內(nèi)周直徑大體為30mm)的加熱爐，進行光纖的拉制。向拉絲爐(爐心管)中供給氮氣。用于拉絲的光纖母材的芯部由純石英玻璃制成，包層部由加氟玻璃制成。拉絲速度為30m/min，拉絲張力為0.196N(20gf)，加熱爐(爐心管內(nèi)周面的表面溫度)的溫度為1400℃。此時，即將進入到加熱爐的光纖的溫度以光纖表面溫度表示時為1700℃，剛從加熱爐出來的光纖的溫度以光纖表面溫度表示時為1420℃。因此，在加熱爐中，拉制的光纖中的溫度為1420-1700℃的部分在加熱爐全長2m的區(qū)間以平均約90℃/s的冷卻速度冷卻。
拉制的光纖的傳輸損失(相對波長1.55μm的光的傳輸損失)的測定值為0.160dB/km。另外，從測定傳輸損失的波長特性的數(shù)據(jù)求出的瑞利散射系數(shù)為0.805dBμm4/km。
(比較例5)在拆下加熱爐的狀態(tài)下進行光纖的拉制。向拉絲爐(爐心管)中供給氦氣。用于拉絲的光纖母材的芯部由純石英玻璃制成，包層部由加氟玻璃制成。拉絲速度為100m/min，拉絲張力為0.294N(30gf)。此時，光纖中的溫度為1300-1700℃的部分以平均約30000℃/s的冷卻速度冷卻。
拉制的光纖的傳輸損失(相對波長1.55μm的光的傳輸損失)的測定值為0.175dB/km。另外，從測定傳輸損失的波長特性的數(shù)據(jù)求出的瑞利散射系數(shù)為0.88dBμm4/km。
(比較例6)在拆下加熱爐的狀態(tài)下進行光纖的拉制。向拉絲爐(爐心管)中供給氦氣。用于拉絲的光纖母材的芯部由純石英玻璃制成，包層部由加氟玻璃制成。拉絲速度為100m/min，拉絲張力為0.196N(20gf)。此時，光纖中的溫度為1300-1700℃的部分以平均約5000℃/s的冷卻速度冷卻。
拉制的光纖的傳輸損失(相對波長1.55μm的光的傳輸損失)的測定值為0.170dB/km。另外，從測定傳輸損失的波長特性的數(shù)據(jù)求出的瑞利散射系數(shù)為0.85dBμm4/km。
(比較例7)使用具有在光纖母材拉制方向上的全長(L2)為2m的爐心管(內(nèi)周直徑大體為30mm)的加熱爐，進行光纖的拉制。向拉絲爐(爐心管)中供給氮氣。用于拉絲的光纖母材的芯部由純石英玻璃制成，包層部由加氟玻璃制成。拉絲速度為100m/min，拉絲張力為0.294N(30gf)，加熱爐(爐心管內(nèi)周面的表面溫度)的溫度為900℃。此時，即將進入到加熱爐之前的光纖的溫度以光纖表面溫度表示時為1300℃，剛從加熱爐出來后的光纖的溫度以光纖表面溫度表示時為1000℃。因此，在加熱爐中，拉制的光纖中的溫度為1000-1300℃的部分在加熱爐全長2m的區(qū)間以平均約250℃/s的冷卻速度冷卻。
拉制的光纖的傳輸損失(相對波長1.55μm的光的傳輸損失)的測定值為0.170dB/km。另外，從測定傳輸損失的波長特性的數(shù)據(jù)求出的瑞利散射系數(shù)為0.85dBμm4/km。
如以上那樣，在實施例9-實施例12中，瑞利散射系數(shù)為0.805-0.838dBμm4/km，相對波長1.55μm的光的傳輸損失為0.160-0.167dB/km，與比較例5-比較例7的瑞利散射系數(shù)0.85-0.88dBμm4/km和相對波長1.55μm的光的傳輸損失0.170-0.175dB/km相比，可降低瑞利散射系數(shù)，減小傳輸損失。
另外，還改變光纖母材的芯部所含有的羥基濃度在上述實施例9的實驗條件進行了實驗。實施例13和實施例14為上述第2實施形式的光纖制造裝置和制造方法的實施例。
(實施例13)在用于拉絲的光纖母材的芯部含有羥基，使得1.38μm波長的羥基吸收產(chǎn)生的傳輸損失為0.02dB/km。向拉絲爐(爐心管)中供給氮氣。使用具有全長(L2)為2m的爐心管(內(nèi)周直徑大體為30mm)的加熱爐，使拉絲速度為100m/min，拉絲張力為0.196N(20gf)，加熱爐(爐心管內(nèi)周面的表面溫度)的溫度為1400℃。此時，即將進入到加熱爐的光纖的溫度以光纖表面溫度表示時為1700℃，剛從加熱爐出來的光纖的溫度以光纖表面溫度表示時為1450℃。因此，在加熱爐中，拉制的光纖中的溫度為1450-1700℃的部分在加熱爐全長2m的區(qū)間以平均約250℃/s的冷卻速度冷卻。
拉制的光纖的傳輸損失(相對波長1.55μm的光的傳輸損失)的測定值為0.164dB/km。另外，從測定傳輸損失的波長特性的數(shù)據(jù)求出的瑞利散射系數(shù)為0.82dBμm4/km。
(實施例14)在用于拉絲的光纖母材的芯部含有羥基，使得1.38μm波長的羥基吸收產(chǎn)生的傳輸損失為0.5dB/km。向拉絲爐(爐心管)中供給氮氣。使用具有全長(L2)為2m的爐心管(內(nèi)周直徑大體為30mm)的加熱爐，使拉絲速度為100m/min，拉絲張力為0.196N(20gf)，加熱爐(爐心管內(nèi)周面的表面溫度)的溫度為1400℃。此時，即將進入到加熱爐的光纖的溫度以光纖表面溫度表示時為1700℃，剛從加熱爐出來的光纖的溫度以光纖表面溫度表示時為1450℃。因此，在加熱爐中，拉制的光纖中的溫度為1450-1700℃的部分在加熱爐全長2m的區(qū)間以平均約250℃/s的冷卻速度冷卻。
拉制的光纖的傳輸損失(相對波長1.55μm的光的傳輸損失)的測定值為0.165dB/km。另外，從測定傳輸損失的波長特性的數(shù)據(jù)求出的瑞利散射系數(shù)為0.815dBμm4/km。
如以上那樣，在實施例13-實施例14中，瑞利散射系數(shù)為0.815-0.82dBμm4/km，相對波長1.55μm的光的傳輸損失為0.164-0.165dB/km，與實施例9的瑞利散射系數(shù)0.825dBμm4/km和相對波長1.55μm的光的傳輸損失0.165dB/km相比，可降低瑞利散射系數(shù)，減小傳輸損失。在拉制的光纖母材的芯部含有羥基使1.38μm波長的羥基吸收產(chǎn)生的傳輸損失為0.5dB/km的實施例14中，與實施例9相比，降低了瑞利散射系數(shù)，但羥基吸收產(chǎn)生的傳輸損失達到了不能忽視的程度，與瑞利散射系數(shù)的減小相當?shù)男Ч嗟窒?，如含有更多的羥基量，則會導致傳輸損失進一步增加。
另外，還改變光纖母材的芯部所含有的氯濃度在上述實施例9的實驗條件進行了實驗。實施例15和實施例17為上述第2實施形式的光纖制造裝置和制造方法的實施例。
(實施例15)在用于拉絲的光纖母材的芯部含有氯，使得相對純石英玻璃的比折射率差為0.0001。向拉絲爐(爐心管)中供給氮氣。使用具有全長(L2)為2m的爐心管(內(nèi)周直徑大體為30mm)的加熱爐，使拉絲速度為100m/min，拉絲張力為0.196N(20gf)，加熱爐(爐心管內(nèi)周面的表面溫度)的溫度為1400℃。此時，即將進入到加熱爐的光纖的溫度以光纖表面溫度表示時為1700℃，剛從加熱爐出來的光纖的溫度以光纖表面溫度表示時為1450℃。因此，在加熱爐中，拉制的光纖中的溫度為1450-1700℃的部分在加熱爐全長2m的區(qū)間以平均約250℃/s的冷卻速度冷卻。
拉制的光纖的傳輸損失(相對波長1.55μm的光的傳輸損失)的測定值為0.164dB/km。另外，從測定傳輸損失的波長特性的數(shù)據(jù)求出的瑞利散射系數(shù)為0.82dBμm4/km。
(實施例16)在用于拉絲的光纖母材的芯部含有氯，使得相對純石英玻璃的比折射率差為0.0005。向拉絲爐(爐心管)中供給氮氣。使用具有全長(L2)為2m的爐心管(內(nèi)周直徑大體為30mm)的加熱爐，使拉絲速度為100m/min，拉絲張力為0.196N(20gf)，加熱爐(爐心管內(nèi)周面的表面溫度)的溫度為1400℃。此時，即將進入到加熱爐的光纖的溫度以光纖表面溫度表示時為1700℃，剛從加熱爐出來的光纖的溫度以光纖表面溫度表示時為1450℃。因此，在加熱爐中，拉制的光纖中的溫度為1450-1700℃的部分在加熱爐全長2m的區(qū)間以平均約250℃/s的冷卻速度冷卻。
拉制的光纖的傳輸損失(相對波長1.55μm的光的傳輸損失)的測定值為0.163dB/km。另外，從測定傳輸損失的波長特性的數(shù)據(jù)求出的瑞利散射系數(shù)為0.815dBμm4/km。
(實施例17)在用于拉絲的光纖母材的芯部含有氯，使得相對純石英玻璃的比折射率差為0.001。向拉絲爐(爐心管)中供給氮氣。使用具有全長(L2)為2m的爐心管(內(nèi)周直徑大體為30mm)的加熱爐，使拉絲速度為100m/min，拉絲張力為0.196N(20gf)，加熱爐(爐心管內(nèi)周面的表面溫度)的溫度為1400℃。此時，即將進入到加熱爐的光纖的溫度以光纖表面溫度表示時為1700℃，剛從加熱爐出來的光纖的溫度以光纖表面溫度表示時為1450℃。因此，在加熱爐中，拉制的光纖中的溫度為1450-1700℃的部分在加熱爐全長2m的區(qū)間以平均約250℃/s的冷卻速度冷卻。
拉制的光纖的傳輸損失(相對波長1.55μm的光的傳輸損失)的測定值為0.165dB/km。另外，從測定傳輸損失的波長特性的數(shù)據(jù)求出的瑞利散射系數(shù)為0.825dBμm4/km。
如以上那樣，在實施例15-實施例17中，瑞利散射系數(shù)為0.815-0.825dBμm4/km，相對波長1.55μm的光的傳輸損失為0.163-0.165dB/km，與實施例9的瑞利散射系數(shù)0.825dBμm4/km和相對波長1.55μm的光的傳輸損失0.165dB/km相比，可降低瑞利散射系數(shù)，減小傳輸損失。在用于拉絲的光纖母材的芯部含有氯使相對純石英玻璃的比折射率差為0.001的實施例17中，與實施例9的結(jié)果相同，含有氯使假想溫度下降、減小了瑞利散射系數(shù)所相當?shù)牧颗c氯自身使瑞利散射強度增加相當?shù)牧肯嗟窒?，如含有更多的氯量，則會導致傳輸損失增加。
另外，還在改變光纖母材的包層部的構成和提高拉絲張力的條件下進行了實驗。實施例18和實施例19為上述第2實施形式的光纖制造裝置和制造方法的實施例，比較例8和比較例9為用于與上述第2實施形式的光纖的制造裝置和制造方法的實施例進行對比的比較例。在以下實驗中使用的光纖母材402如圖7A和圖7B所示那樣，由純石英玻璃(折射率n1)制成的芯部412、由加氟玻璃(折射率n2)制成的第1包層部422、及純石英玻璃(折射率n1)制成的第2包層部432構成。第1包層部422具有從芯部412的外周到半徑a的區(qū)域，其外徑方2a。第2包層部432具有從第1包層部422的外周到半徑d(外周)的區(qū)域，其外徑為2d。在實驗中，使用2d＝35mm的光纖母材402。第2包層部432也可使用高純度石英玻璃代替純石英玻璃。
(實施例18)用于拉絲的光纖母材的芯部由純石英玻璃制成，包層部中從光纖母材中心到a＝12.25mm(a/d＝0.7)的部分由加氟玻璃制成，a＝12.25mm(a/d＝0.7)以上的部分由純石英玻璃制成。向拉絲爐(爐心管)中供給氮氣。使用具有全長(L2)為2m的爐心管(內(nèi)周直徑大體為30mm)的加熱爐，進行光纖的拉制。拉絲速度為100m/min，拉絲張力為0.490N(50gf)，加熱爐(爐心管內(nèi)周面的表面溫度)的溫度為1450℃。此時，即將進入到加熱爐的光纖的溫度以光纖表面溫度表示時為1700℃，剛從加熱爐出來的光纖的溫度以光纖表面溫度表示時為1450℃。因此，在加熱爐中，拉制的光纖中的溫度為1450-1700℃的部分在加熱爐全長2m的區(qū)間以平均約250℃/s的冷卻速度冷卻。
拉制的光纖的傳輸損失(相對波長1.55μm的光的傳輸損失)的測定值為0.164dB/km。另外，從測定傳輸損失的波長特性的數(shù)據(jù)求出的瑞利散射系數(shù)為0.825dBμm4/km。
(實施例19)用于拉絲的光纖母材的芯部由純石英玻璃制成，包層部中從光纖母材中心到a＝15.75mm(a/d＝0.9)的部分由加氟玻璃制成，a＝15.75mm(a/d＝0.9)以上的部分由純石英玻璃制成。向拉絲爐(爐心管)中供給氮氣。使用具有全長(L2)為2m的爐心管(內(nèi)周直徑大體為30mm)的加熱爐，進行光纖的拉制。拉絲速度為100m/min，拉絲張力為0.490N(50gf)，加熱爐(爐心管內(nèi)周面的表面溫度)的溫度為1450℃。此時，即將進入到加熱爐的光纖的溫度以光纖表面溫度表示時為1700℃，剛從加熱爐出來的光纖的溫度以光纖表面溫度表示時為1450℃。因此，在加熱爐中，拉制的光纖中的溫度為1450-1700℃的部分在加熱爐全長2m的區(qū)間以平均約250℃/s的冷卻速度冷卻。
拉制的光纖的傳輸損失(相對波長1.55μm的光的傳輸損失)的測定值為0.166dB/km。另外，從測定傳輸損失的波長特性的數(shù)據(jù)求出的瑞利散射系數(shù)為0.835dBμm4/km。
(比較例8)用于拉絲的光纖母材的芯部由純石英玻璃制成，包層部中從光纖母材中心到a＝16.625mm(a/d＝0.95)的部分由加氟玻璃制成，a＝16.625mm(a/d＝0.95)以上的部分由純石英玻璃制成。向拉絲爐(爐心管)中供給氮氣。使用具有全長(L2)為2m的爐心管(內(nèi)周直徑大體為30mm)的加熱爐，進行光纖的拉制。拉絲速度為100m/min，拉絲張力為0.490N(50gf)，加熱爐(爐心管內(nèi)周面的表面溫度)的溫度為1450℃。此時，即將進入到加熱爐的光纖的溫度以光纖表面溫度表示時為1700℃，剛從加熱爐出來的光纖的溫度以光纖表面溫度表示時為1450℃。因此，在加熱爐中，拉制的光纖中的溫度為1450-1700℃的部分在加熱爐全長2m的區(qū)間以平均約250℃/s的冷卻速度冷卻。
拉制的光纖的傳輸損失(相對波長1.55μm的光的傳輸損失)的測定值為0.176dB/km。另外，從測定傳輸損失的波長特性的數(shù)據(jù)求出的瑞利散射系數(shù)為0.89dBμm4/km。
(比較例9)用于拉絲的光纖母材的芯部由純石英玻璃制成，包層部的全范圍(a＝d)由加氟玻璃制成。使用具有全長(L2)為2m的爐心管(內(nèi)周直徑大體為30mm)的加熱爐，進行光纖的拉制。向拉絲爐(爐心管)中供給氮氣。拉絲速度為100m/min，拉絲張力為0.490N(50gf)，加熱爐(爐心管內(nèi)周面的表面溫度)的溫度為1450℃。此時，即將進入到加熱爐的光纖的溫度以光纖表面溫度表示時為1700℃，剛從加熱爐出來的光纖的溫度以光纖表面溫度表示時為1450℃。因此，在加熱爐中，拉制的光纖中的溫度為1450-1700℃的部分在加熱爐全長2m的區(qū)間以平均約250℃/s的冷卻速度冷卻。
拉制的光纖的傳輸損失(相對波長1.55μm的光的傳輸損失)的測定值為0.185dB/km。另外，從測定傳輸損失的波長特性的數(shù)據(jù)求出的瑞利散射系數(shù)為0.94dBμm4/km。
如以上那樣，在將拉絲張力提高為0.490N(50gf)的場合，實施例18和實施例19的瑞利散射系數(shù)為0.825-0.835dBμm4/km，相對波長1.55μm的光的傳輸損失為0.164-0.166dB/km，與實施例9-實施例12的結(jié)果相同，與比較例8和比較例9的瑞利散射系數(shù)0.89-0.94dBμm4/km和相對波長1.55μm的光的傳輸損失0.176-0.185dB/km相比，可降低瑞利散射系數(shù)，減小傳輸損失。
另外，還改變光纖母材進行了實驗。實施例20為上述第1實施形式和第2實施形式的光纖制造裝置和制造方法的實施例。在以上實驗中使用的光纖母材的芯部由加鍺石英玻璃制成，包層部由石英玻璃制成。
(實施例20)使用加熱爐進行光纖的拉制，該加熱爐具有全長(L2)為2m的爐心管(內(nèi)周直徑大體為30mm)，從拉絲爐的加熱器下端到加熱爐的爐心管上端的距離(L1)為0.4m。拉絲爐與加熱爐的間隔設定成0.05m。用于拉絲的光纖母材的芯部由加鍺石英玻璃制成，包層部由石英玻璃制成。芯部與包層部的折射率差Δn為0.36％。拉絲速度為8m/s(480m/min)，拉絲張力為0.785N(80gf)，加熱爐(爐心管內(nèi)周面的表面溫度)的溫度為1400℃。此時，即將進入到加熱爐的光纖的溫度(進絲溫度)以光纖表面溫度表示時為1600℃左右，剛從加熱爐出來的光纖的溫度以光纖表面溫度表示時為1500℃左右。因此，在加熱爐中，拉制的光纖中的溫度為1500-1600℃的部分在加熱爐全長2m的區(qū)間以平均約500-700℃/s的緩冷速度冷卻。
拉制的光纖的傳輸損失(相對波長1.55μm的光的傳輸損失)的測定值為0.182dB/km。另外，從測定傳輸損失的波長特性的數(shù)據(jù)求出的瑞利散射系數(shù)為0.92dBμm4/km，作為含鍺單模光纖，可充分減少傳輸損失。拉制的光纖的外徑為125±0.1μm。
這樣，由上述實驗結(jié)果可知，在本第2實施形式的光纖制造裝置和制造方法中，通過使由拉絲爐11加熱拉絲后、進行UV樹脂52被覆之前的光纖3的溫度為1300-1700℃的部分中、光纖3的溫度差在50℃以上的區(qū)間的冷卻速度在1000℃/s以下，從而降低了光纖3的假想溫度，減小了原子排列的雜亂性，所以，可以在加熱拉絲后到UV樹脂52的被覆的極短期間制造降低了瑞利散射強度、減少了傳輸損失的光纖3。另外，通過控制對拉絲后、進行UV樹脂52被覆之前的光纖3的冷卻速度，可減少瑞利散射強度，所以，不需要上述現(xiàn)有技術那樣的用于再加熱的熱處理，極易適用于在表面硬化和被覆了UV樹脂52的光纖絲坯4的大批量生產(chǎn)。
另外，通過使用具有在包含添加物的狀態(tài)下相對純石英玻璃的比折射率差為0.001以下的芯部的光纖母材作為光纖母材2，可使光纖3的假想溫度進一步下降，進一步減小瑞利散射強度。
另外，通過將芯部含有羥基使得1.38μm波長的羥基吸收產(chǎn)生的傳輸損失為0.02-0.5dB/km的光纖母材作為光纖母材2，可使光纖3的假想溫度進一步下降，進一步減小瑞利散射強度。通過使1.38μm波長的羥基吸收產(chǎn)生的傳輸損失為0.02dB/km以上地含有羥基，可使光纖3的假想溫度進一步下降，進一步減小瑞利散射強度。當使1.38μm波長的羥基吸收產(chǎn)生的傳輸損失比0.5dB/km更大地含有羥基時，羥基的吸收使損失增加，抵消了添加羥基降低瑞利散射強度的效果，傳輸損失增加。
另外，通過將芯部含有氯以使得相對純石英玻璃的比折射率差為0.0001-0.001的光纖母材作為光纖母材2，可使光纖3的假想溫度進一步下降，進一步減小瑞利散射強度。通過使得相對純石英玻璃的比折射率差為0.0001以上地含有氯，可使光纖3的假想溫度進一步下降，進一步減小瑞利散射強度。另外，當使得比折射率差比0.001更大地含有氯時，氯自身使瑞利散射強度增加，與添加氯降低瑞利散射強度的效果相抵消，傳輸損失增加。
將具有第1包層部422和第2包層部432的光纖母材402用作光纖母材，該第1包層部422為由加氟玻璃制成的、從芯部412外周到與光纖母材402中心的距離相對光纖母材402半徑的比率a/d處于0.7-0.9范圍內(nèi)的位置的部分，該第2包層部432為由純石英玻璃制成的、從與光纖母材402中心的距離相對光纖母材402半徑的比率a/d處于0.7-0.9范圍內(nèi)的位置到外周的部分，這樣，即使在對光纖3作用大張力時，也可抑制瑞利散射強度的增加，抑制損失的增加。為了不對光纖3的特性產(chǎn)生影響，作為與光的傳輸沒有關系的部分，由純石英玻璃制成與光纖母材402中心的距離相對光纖母材402半徑的比率a/d為0.7以上的部分。另一方面，如由純石英玻璃制成從與中心的距離相對光纖母材402半徑的比率a/d為0.9以上范圍內(nèi)的位置到外周的部分，由于在張力變大的場合瑞利散射強度產(chǎn)生變化，所以，傳輸損失增大。
另外，在拉絲速度快的場合，使拉絲爐11的爐心管13內(nèi)為氦氣氛圍，在拉絲爐11與加熱爐21之間進行空冷，以4000℃/s以上的冷卻速度冷卻進入加熱爐21之前的光纖3的溫度高于1700℃的部分，所以，可減小冷卻光纖3所需設備高度。另外，由于在高于1700℃的溫度下以極短的時間進行原子的構造緩和，所以，即使在以4000℃/s以上的冷卻速度冷卻的場合，也可維持各溫度的平衡狀態(tài)，不對瑞利散射強度產(chǎn)生影響。
產(chǎn)業(yè)上利用的可能性本發(fā)明的光纖制造裝置和制造方法可用于從光纖母材拉制光纖的拉絲裝置等。
權利要求
1.一種光纖的制造裝置，對光纖母材進行加熱拉絲，由樹脂對拉制的光纖進行被覆；其特征在于在對上述光纖母材進行加熱拉絲的拉絲爐與由上述樹脂被覆上述拉制的光纖的樹脂被覆部之間，設置對上述拉制的光纖進行加熱以使光纖的溫度為1200-1700℃的范圍內(nèi)溫度的加熱爐，上述加熱爐具有上述拉制的光纖通過的爐心管，上述爐心管配置在滿足L1≤0.2×VL1從拉絲爐的加熱器下端到爐心管上端的距離(m)V拉絲速度(m/s)的關系的位置。
2.如權利要求1所述的光纖制造裝置，其特征在于上述加熱爐在1200-1600℃的范圍內(nèi)的溫度下加熱上述拉制的光纖。
3.如權利要求1所述的光纖制造裝置，其特征在于上述爐心管配置在使上述拉制的光纖進入上述爐心管的進絲溫度處于1400-1800℃的范圍的位置。
4.如權利要求1所述的光纖制造裝置，其特征在于上述爐心管滿足L2≥V/8L2上述爐心管的全長(m)V拉絲速度(m/s)。
5.如權利要求1所述的光纖制造裝置，其特征在于在上述加熱爐中形成使拉絲爐側(cè)為高溫、樹脂被覆部側(cè)為低溫的溫度梯度。
6.一種光纖的制造方法，對光纖母材進行加熱拉絲，由樹脂對拉制的光纖進行被覆；其特征在于使被覆上述樹脂之前的光纖的、溫度為1300-1700℃的部分中上述光纖的溫度差在50℃以上的區(qū)間以1000℃/s以下的冷卻速度冷卻。
7.如權利要求6所述的光纖制造方法，其特征在于作為上述光纖母材，使用具有在含有添加物的狀態(tài)下相對純石英玻璃的比折射率差為0.001以下的芯部的光纖母材，對上述光纖母材進行加熱拉絲。
8.如權利要求6所述的光纖制造方法，其特征在于作為上述光纖母材，使用芯部含有羥基使得1.38μm波長的羥基吸收產(chǎn)生的傳輸損失為0.02-0.5dB/km的光纖母材，對上述光纖母材進行加熱拉絲。
9.如權利要求6所述的光纖制造方法，其特征在于作為上述光纖母材，使用芯部含有氯以使得相對純石英玻璃的比折射率差為0.0001-0.001的光纖母材，對上述光纖母材進行加熱拉絲。
10.如權利要求6所述的光纖制造方法，其特征在于作為上述光纖母材，使用由高純度石英玻璃制成包層部中從與上述光纖母材的中心的距離相對上述光纖母材的半徑的比率處于0.7-0.9范圍內(nèi)的位置到最外周的部分的光纖母材，對上述光纖母材進行加熱拉絲。
11.如權利要求6所述的光纖制造方法，其特征在于以4000℃/s以上的冷卻速度冷卻由上述樹脂被覆之前的光纖中的溫度高于1700℃的部分。
12.一種光纖的制造裝置，對光纖母材進行加熱拉絲，由樹脂對拉制的光纖進行被覆；其特征在于在對上述光纖母材進行加熱拉絲的拉絲爐與由上述樹脂對上述拉制的光纖進行被覆的樹脂被覆部之間設置有加熱爐，該加熱爐使光纖的溫度為1300-1700℃的部分中上述光纖的溫度差在50℃以上的區(qū)間以1000℃/s以下的冷卻速度緩冷。
13.如權利要求12所述的光纖制造裝置，其特征在于還具有氛圍氣體供給裝置，該氛圍氣體供給裝置供給具有與上述拉絲爐中的上述光纖的氛圍氣體相同或比其低的熱傳導系數(shù)的氛圍氣體，作為上述加熱爐內(nèi)的上述光纖的氛圍氣體。
14.如權利要求12所述的光纖制造裝置，其特征在于還設置有用于測量從上述加熱爐出來的光纖的外徑的外徑測量儀和相應于上述外徑測量儀的測量結(jié)果控制上述光纖的拉絲速度以使光纖外徑為規(guī)定值的控制裝置。
全文摘要
拉絲裝置1具有拉絲爐11、加熱爐21、及樹脂硬化部31。將由拉絲爐11進行了加熱拉絲的光纖3送到加熱爐21,由規(guī)定的冷卻速度對光纖3的規(guī)定部位進行緩冷。加熱爐21的加熱器22的溫度設定成使爐中心的溫度為1200－1600℃的范圍內(nèi)的溫度。之后,在光纖3由涂覆模51涂覆UV樹脂52,在樹脂硬化部31使UV樹脂52硬化,形成光纖絲坯4。
文檔編號C03B37/02GK1350509SQ00802057
公開日2002年5月22日 申請日期2000年5月26日 優(yōu)先權日1999年5月27日
發(fā)明者永山勝也, 齋藤達彥, 大賀裕一, 桑原一也 申請人:住友電氣工業(yè)株式會社