專利名稱：光纖的制造方法及制造裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種作為光通信的傳送路徑使用的光纖的制造方法及制造裝置。
背景技術(shù)：
在光纖制造時，難以將纖芯部分和包層部分以完美的正圓形且以同心狀形成，而是略微呈橢圓或呈變形的圓形形狀。因此，光纖的剖面構(gòu)造中的折射率分布不是均勻的。其結(jié)果，存在下述問題，即，在光纖剖面內(nèi)的2個正交的偏振波之間的群速度產(chǎn)生差異，偏振模色散(PMD =Polarization-Mode Dispersion)增大。作為降低該PMD的方法，已知一種對光纖施加交替方向的扭轉(zhuǎn)的方法。
作為對光纖施加扭轉(zhuǎn)的方法，例如在專利文獻1中公開了使用擺動引導輥的方法。圖11是說明上述專利文獻1所公開的扭轉(zhuǎn)施加方法的概略的圖，圖11 (A)是整體的概略圖，圖Il(B)是說明擺動引導輥的圖。如圖Il(A)所示，設(shè)置在拉絲爐加內(nèi)的光纖母材 1被加熱器2b加熱 軟化，被拉絲而形成為玻璃光纖3(以下簡稱為光纖)。對拉絲而成的光纖3利用外徑測定器4進行外徑測定，向拉絲控制部5反饋而控制加熱器2b的加熱溫度及拉絲速度，以形成規(guī)定的外徑(通常為125 μ m)。
對于拉絲而成的光纖3，利用第1及第2樹脂涂敷模具6a、6b進行包覆樹脂的涂敷，利用第1及第2紫外線照射裝置7a、7b使其硬化。然后，由樹脂包覆的包覆光纖3'經(jīng)由棒輥8a、擺動引導輥9、固定引導輥8b、8c等，卷繞在線軸8d上。
如圖11⑶所示，如果擺動引導輥9使其旋轉(zhuǎn)軸y以拉絲方向軸ζ為中心轉(zhuǎn)動+ θ， 則通過該轉(zhuǎn)動而向包覆光纖3'施加橫向的力，使包覆光纖3'在擺動引導輥9的表面上滾動。通過該滾動而對包覆光纖3'施加扭轉(zhuǎn)。然后，如果使擺動引導輥9向相反方向轉(zhuǎn)動-Θ，則這次使包覆光纖3'在擺動引導輥9的表面上向相反方向滾動。如上述所示，通過對擺動引導輥9反復施加從+ θ至-θ的轉(zhuǎn)動，從而可以對包覆光纖3'相對于移動方向交替施加順時針方向和逆時針方向的扭轉(zhuǎn)。
除此之外，擺動的方法可以采用各種方法，例如圖12所示，利用對輥9a、9b夾持光纖3'而施加扭轉(zhuǎn)的方法等。
另外，在專利文獻2中公開了擺動引導輥的扭轉(zhuǎn)周期及大小，并且除了在拉絲時在線向上述光纖施加扭轉(zhuǎn)之外，還公開了在離線狀態(tài)(重新卷繞等)下施加扭轉(zhuǎn)的情況。
專利文獻1 日本特開平84955 號公報 專利文獻2 美國專利申請公開2006/133751號說明書

發(fā)明內(nèi)容
對光纖施加扭轉(zhuǎn)通常是在光纖拉絲時進行的，以使玻璃光纖的加熱熔融部分永久變形的方式施加扭轉(zhuǎn)。另外，也可以如專利文獻2公開所示，在將光纖上形成了保護外皮的狀態(tài)下的光纖暫時卷繞在卷線盤上后，在進行著色或重新卷繞時施加扭轉(zhuǎn)。在后者的光纖重新卷繞時施加扭轉(zhuǎn)的情況下，通常擺動引導輥配置在光纖牽引(pulling)單元即絞盤(capstan)和卷繞線軸之間。其原因是，通過在向光纖施加扭轉(zhuǎn)后，在比較早的階段將光纖卷繞于卷繞線軸上，可以減少扭轉(zhuǎn)釋放。
另一方面，光纖的PMD與光纖的扭轉(zhuǎn)量(周/m)相關(guān)，扭轉(zhuǎn)周數(shù)越多越可以降低 PMD0另外，光纖的扭轉(zhuǎn)量與接觸擺動引導輥時的張力相關(guān)，張力越大越可以增加扭轉(zhuǎn)量，如果為相同的張力，則自由路徑長度越長，可以得到越多的扭轉(zhuǎn)量。但是，由于設(shè)備上的限制， 難以獲得足夠長的自由路徑長度，另外，為了防止損耗增加等而維持光纖特性，需要使卷繞線軸處的卷繞張力比較小(通常小于或等于60g)。因此，存在下述問題，即，利用配置在卷繞側(cè)的擺動引導輥得到的扭轉(zhuǎn)量(周/m)比較少，無法實現(xiàn)充分的PMD降低。
本發(fā)明就是鑒于上述實際情況而提出的，其目的在于，提供一種光纖的制造方法及制造裝置，其即使由于設(shè)備上的限制而不易得到足夠長的自由路徑長度，也可以向光纖施加充分的拉伸張力，提高扭轉(zhuǎn)效率，并降低光纖的PMD，而不會對卷繞線軸上的卷繞張力造成影響。
本發(fā)明所涉及的光纖制造使用下述方法，即，在將光纖從供給線軸抽出，由牽引單元牽引并由卷繞線軸卷繞的路徑中，利用扭轉(zhuǎn)施加部向光纖交替地施加扭轉(zhuǎn)，其特征在于， 設(shè)置可以向光纖施加高張力負載而不會對卷繞線軸的卷繞張力造成影響的區(qū)間，在該區(qū)間內(nèi)施加扭轉(zhuǎn)，在將即將到達扭轉(zhuǎn)施加部處的張力設(shè)為T (g)，并將自由路徑長度設(shè)為L，將扭轉(zhuǎn)量設(shè)為R(周/m)，將a、b設(shè)為常數(shù)時，將張力、自由路徑長度設(shè)定為使以“R = aXTXLb” 近似的扭轉(zhuǎn)量R大于或等于“2”。此外，優(yōu)選扭轉(zhuǎn)量R(周/m)大于或等于“4”。
此外，在牽引單元的前段由扭轉(zhuǎn)施加部施加扭轉(zhuǎn)，或者在牽引單元的后段設(shè)置高張力負載單元和張力緩沖單元，在利用高張力負載單元設(shè)定為高張力的部位處，由扭轉(zhuǎn)施加部施加扭轉(zhuǎn)。
另外，也可以在扭轉(zhuǎn)施加部和設(shè)置于扭轉(zhuǎn)施加部的上游側(cè)并抑制光纖扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動的扭轉(zhuǎn)抑制輥之間，配置大于或等于1個的扭轉(zhuǎn)非抑制輥，使自由路徑長度延長。在使用大于或等于2個上述扭轉(zhuǎn)非抑制輥的情況下，從裝置正面方向觀察下的非抑制輥的旋轉(zhuǎn)方向全部為相同的方向。
另外，優(yōu)選扭轉(zhuǎn)施加部由擺動引導輥構(gòu)成，光纖與該擺動引導輥的輥表面的接觸角β設(shè)為40° 160°。
發(fā)明的效果 根據(jù)本發(fā)明，由于設(shè)置可以向光纖施加高張力負載而不會對卷繞線軸的卷繞張力造成影響的區(qū)間，所以即使因設(shè)備上的限制而無法使自由路徑長度較長，也可以將該區(qū)間內(nèi)的張力設(shè)定為規(guī)定的張力，可以向光纖施加比較大的張力而施加扭轉(zhuǎn)。其結(jié)果，可以使卷繞線軸的卷繞張力成為通常使用的程度的值，并且可以高效地向光纖施加每單位距離的扭轉(zhuǎn)周數(shù)，實現(xiàn)PMD降低。


圖1是說明本發(fā)明的實施方式的圖。
圖2是說明本發(fā)明的其他實施方式的圖。
圖3是說明本發(fā)明的其他實施方式的圖。
圖4是說明光纖的扭轉(zhuǎn)施加部的通路線(path line)的一個例子的圖。
圖5是說明光纖的扭轉(zhuǎn)施加部的通路線的其他例子的圖。
圖6是表示光纖的扭轉(zhuǎn)量和PMD降低率的關(guān)系的圖。
圖7是表示光纖的張力和扭轉(zhuǎn)量的關(guān)系的圖。
圖8是表示光纖的自由路徑長度和扭轉(zhuǎn)量的關(guān)系的圖。
圖9是表示光纖在規(guī)定扭轉(zhuǎn)量下的自由路徑長度和張力的相關(guān)關(guān)系的圖。
圖10是表示光纖的接觸角和扭轉(zhuǎn)量的關(guān)系的圖。
圖11是說明現(xiàn)有技術(shù)的圖。
圖12是說明其他現(xiàn)有技術(shù)的圖。
標號的說明 10…供給線軸，1L···光纖，12…引導輥，13…張力調(diào)節(jié)輥，14…結(jié)狀部檢測器，15… 扭轉(zhuǎn)抑制輥，16、16a 16c…扭轉(zhuǎn)非抑制輥，17…張力檢測器，18…扭轉(zhuǎn)施加部(扭轉(zhuǎn)施加輥)，19…扭轉(zhuǎn)抑制輥，20···絞盤，21、22…引導輥，23…張力調(diào)節(jié)輥，24···卷繞線軸，25…張力檢測器，沈…控制裝置，27…高張力負載單元，觀…張力輔助輥。
具體實施例方式基于附圖，說明本發(fā)明的實施方式。圖1是表示在光纖重新卷繞時，在牽引單元 (絞盤)的前段向光纖施加扭轉(zhuǎn)的例子的圖，圖2及圖3是表示在牽引單元的后段向光纖施加扭轉(zhuǎn)的例子的圖。在圖1 3中，10表示供給線軸，11表示光纖，12表示引導輥，13表示張力調(diào)節(jié)輥，14表示結(jié)狀部檢測器，15表示扭轉(zhuǎn)抑制輥，16表示扭轉(zhuǎn)非抑制輥，17表示張力檢測器，18表示扭轉(zhuǎn)施加部(扭轉(zhuǎn)施加輥)，19表示扭轉(zhuǎn)抑制輥，20表示絞盤，21、22表示引導輥，23表示張力調(diào)節(jié)輥，24表示卷繞線軸，25表示張力檢測器，26表示控制裝置，27表示高張力負載單元二8表示張力輔助輥。
在圖1所示的光纖的重新卷繞中，將從供給線軸10送出的光纖11，利用引導輥12 和張力調(diào)節(jié)輥13以規(guī)定的張力抽出。對于被抽出的光纖11，例如可以利用配置在移動路徑中的結(jié)狀部檢測器14檢測有無結(jié)狀部。另外，可以利用張力檢測器17對即將到達扭轉(zhuǎn)施加部18的光纖11移動時的張力進行檢測。
光纖11經(jīng)過扭轉(zhuǎn)抑制輥15、扭轉(zhuǎn)非抑制輥16等，經(jīng)由向光纖11施加扭轉(zhuǎn)的扭轉(zhuǎn)施加部(以下稱為扭轉(zhuǎn)施加輥)18、扭轉(zhuǎn)抑制輥19，利用絞盤20等牽引單元牽引。扭轉(zhuǎn)施加輥18例如可以使用圖11 (B)中說明的擺動引導輥9，扭轉(zhuǎn)抑制輥15、19也可以使用圖Il(B) 所示的V槽型的固定引導輥8b。此外，扭轉(zhuǎn)非抑制輥16可以使用輥寬較寬且可使光纖順利地滾動的輥。
通過絞盤20牽引的光纖11，經(jīng)過引導輥21及22、張力調(diào)節(jié)輥23，利用卷繞線軸 M進行卷繞。另外，根據(jù)需要而利用張力檢測器25對卷繞時的光纖張力進行檢測。利用控制裝置沈控制卷繞線軸M的卷繞速度等，除此之外，控制裝置沈根據(jù)光纖的結(jié)狀部檢測或斷線控制而進行停止·反轉(zhuǎn)控制，進行與張力檢測器17的張力檢測對應的張力控制，進行扭轉(zhuǎn)施加輥18的擺動周期等的控制。
圖2所示的光纖的重新卷繞，是在牽引單元的后段設(shè)置用于施加高張力的區(qū)間的例子。將從供給線軸10送出的光纖11，利用引導輥12和張力調(diào)節(jié)輥13以規(guī)定的張力抽出。對于被抽出的光纖11，例如一邊利用配置在移動路徑中的結(jié)狀部檢測器14檢測有無結(jié)狀部，一邊利用絞盤20等牽引單元牽引。
通過絞盤20牽引的光纖11，利用配置在絞盤20后段的高張力負載單元27，在從絞盤20至高張力負載單元27為止的區(qū)間內(nèi)施加高張力。此外，作為高張力負載單元27，可以使用與上述絞盤相同的部件，在2個絞盤之間施加拉伸張力，也可以使用有源電動機等， 向光纖施加規(guī)定的拉伸張力。光纖11在被施加該高張力的區(qū)間內(nèi)，與圖1的說明相同地， 經(jīng)過扭轉(zhuǎn)抑制輥15、扭轉(zhuǎn)非抑制輥16等，利用向光纖11施加扭轉(zhuǎn)的扭轉(zhuǎn)施加輥18、扭轉(zhuǎn)抑制輥19而被施加扭轉(zhuǎn)。另外，可以利用張力檢測器17，對即將到達扭轉(zhuǎn)施加輥18的光纖 11移動時的張力進行檢測。
被施加了扭轉(zhuǎn)的光纖，在利用配置在高張力負載單元27后段的張力輔助輥觀使張力緩和后，經(jīng)過張力調(diào)節(jié)輥23、引導輥22而利用卷繞線軸M進行卷繞。在可以利用高張力負載單元27自身緩和其后段的張力的情況下，也可以省略張力輔助輥觀，但設(shè)置張力輔助輥觀這一方式可以進一步排除對卷繞張力的影響。
另外，根據(jù)需要而利用張力檢測器25對卷繞時的光纖張力進行檢測。利用控制裝置沈控制卷繞線軸M的卷繞速度等，除此之外，控制裝置沈根據(jù)光纖的結(jié)狀部檢測或斷線檢測而進行停止·反轉(zhuǎn)控制，進行與張力檢測器17的張力檢測對應的張力控制，進行由高張力負載單元27施加的光纖張力的設(shè)定調(diào)整，進行扭轉(zhuǎn)施加輥18的擺動周期等的控制。
圖3所示的光纖的重新卷繞，是利用在高張力負載單元和張力輔助輥之間的區(qū)間所施加的張力的例子。張力輔助輥觀是使由高張力負載單元27施加的高張力緩和的部件， 在高張力負載單元27的緊后方，殘存有一定程度的高張力。在高張力負載單元27與張力輔助輥觀之間能夠得到規(guī)定高張力的情況下，可以與上述圖2的情況相同地向光纖施加扭轉(zhuǎn)。
在光纖的重新卷繞中，有時通過利用高張力負載單元27施加高張力而進行篩選試驗，通過如上述所示分為高張力負載部和扭轉(zhuǎn)施加部而構(gòu)成的結(jié)構(gòu)，從而可以施加扭轉(zhuǎn)而不對篩選部造成影響。
與圖2的說明相同地，將從供給線軸10送出的光纖11，利用引導輥12和張力調(diào)節(jié)輥13以規(guī)定的張力抽出。對于被抽出的光纖11，例如一邊利用配置在移動路徑中的結(jié)狀部檢測器14檢測有無結(jié)狀部，一邊利用絞盤20牽引。
通過絞盤20牽引的光纖11，經(jīng)過引導輥21而被高張力負載單元27施加規(guī)定的張力。經(jīng)過高張力負載單元27后的光纖11與圖2的說明相同地，經(jīng)過扭轉(zhuǎn)抑制輥15、扭轉(zhuǎn)非抑制輥16等，利用向光纖11施加扭轉(zhuǎn)的扭轉(zhuǎn)施加輥18、扭轉(zhuǎn)抑制輥19施加扭轉(zhuǎn)。被施加了扭轉(zhuǎn)的光纖，在利用張力輔助輥觀使張力緩和后，經(jīng)過張力調(diào)節(jié)輥23、引導輥22，利用卷繞線軸M進行卷繞。
圖4是表示光纖的扭轉(zhuǎn)施加部的通路線的概略的圖。光纖的扭轉(zhuǎn)是在扭轉(zhuǎn)施加輥 18和配置于上游側(cè)的扭轉(zhuǎn)抑制輥15之間、或者在扭轉(zhuǎn)施加輥18和扭轉(zhuǎn)抑制輥15之間配置有扭轉(zhuǎn)非抑制輥16的通路線上，由扭轉(zhuǎn)施加輥18施加的。此外，將扭轉(zhuǎn)施加輥18和扭轉(zhuǎn)抑制輥15之間的距離L1+L2、在省略扭轉(zhuǎn)非抑制輥16時為距離Li，稱為自由路徑長度L。
自由路徑長度L和表示可以向光纖施加的每單位長度的扭轉(zhuǎn)周數(shù)即扭轉(zhuǎn)量(周/ m)之間的關(guān)系，如后述的圖8所示，自由路徑長度L越長，就可以向光纖施加越多的扭轉(zhuǎn)。
在因設(shè)備空間的關(guān)系而無法充分確保該自由路徑長度L時，如圖4等所示，通過使用扭轉(zhuǎn)非抑制輥16進行折返，從而可以作為折返量而追加扭轉(zhuǎn)非抑制輥16與扭轉(zhuǎn)抑制輥 15之間的距離L2，使規(guī)定的自由路徑長度成為“L1+L2”。
扭轉(zhuǎn)施加輥18使輥旋轉(zhuǎn)軸以規(guī)定的擺動角(士 θ )擺動，從而向光纖施加扭轉(zhuǎn)，例如可以使用與圖11⑶及圖12的說明相同形狀(擺動引導輥)的輥，但對擺動方式并不特別限定。即，如果使扭轉(zhuǎn)施加輥18向一個方向(+Θ方向)擺動，則在光纖上施加橫向的力， 光纖在扭轉(zhuǎn)施加輥18的表面上滾動，由此向光纖11施加一個方向的扭轉(zhuǎn)。然后，如果使扭轉(zhuǎn)施加輥18向相反方向(-θ方向)擺動，則這次光纖在扭轉(zhuǎn)施加輥18的表面上向相反方向滾動，從而施加朝向相反方向的扭轉(zhuǎn)。如上述所示，通過控制扭轉(zhuǎn)施加輥18以規(guī)定范圍的擺動角度和周期反復擺動，從而可以向光纖11相對于移動方向交替施加順時針和逆時針的扭轉(zhuǎn)。
另外，利用扭轉(zhuǎn)施加輥18的擺動而對光纖11施加的扭轉(zhuǎn)，如后述所示受到光纖11 和扭轉(zhuǎn)施加輥18接觸的接觸角β (也稱為卷繞角)的影響。即，如果該接觸角過小，則光纖在輥表面上的滾動不充分，無法得到規(guī)定的扭轉(zhuǎn)量。另外，如果接觸角過大，則光纖在輥表面上滾動時的阻力變大，難以滾動，因此必須設(shè)定適當?shù)慕佑|角β。
圖5是表示光纖的扭轉(zhuǎn)施加部的其他通路線的例子的圖。在本例中，如圖5 (A)所示，在扭轉(zhuǎn)施加輥18和扭轉(zhuǎn)抑制輥15之間，使用大于或等于2個扭轉(zhuǎn)非抑制輥進行多次折返。在此情況下可以進行多次折返，與圖4的使用1個扭轉(zhuǎn)非抑制輥進行1次折返的情況相比，可以進一步延長自由路徑長度，可以增加對光纖施加的扭轉(zhuǎn)量。
但是，在使用大于或等于2個扭轉(zhuǎn)非抑制輥的情況下，如圖5(B)所示，例如配置為，假設(shè)光纖1從圖的左方向右方移動，相對于該光纖的移動，從裝置正面觀察使扭轉(zhuǎn)非抑制輥16a向逆時針方向轉(zhuǎn)動，使扭轉(zhuǎn)非抑制輥16b向順時針方向轉(zhuǎn)動。并且，在光纖1上，以沿著移動方向時軸的轉(zhuǎn)動方向為順時針方向c的方式施加扭轉(zhuǎn)。在此情況下，光纖1在扭轉(zhuǎn)非抑制輥16a、16b的輥表面上滾動，在扭轉(zhuǎn)非抑制輥16a上，光纖沿箭頭a的方向滾動。 與此相對，在扭轉(zhuǎn)非抑制輥16b上，光纖沿箭頭b的方向滾動。S卩，光纖1在扭轉(zhuǎn)非抑制輥 16a和16b的表面上向彼此相反的方向滾動，成為相互妨礙彼此的滾動的動作，抑制由扭轉(zhuǎn)施加輥18施加的扭轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)量減少。
與此相對，如圖5 (C)所示，相對于光纖1的移動，使扭轉(zhuǎn)非抑制輥fe和恥向相同的方向(在圖中，為從裝置正面觀察下的順時針方向)轉(zhuǎn)動。在此情況下，如果在光纖1上， 以沿著移動方向時軸的轉(zhuǎn)動方向為順時針方向c的方式施加有扭轉(zhuǎn)，則光纖1無論在扭轉(zhuǎn)非抑制輥如和恥的哪一個上，均在輥表面上沿箭頭b的方向順利地滾動。因此，不產(chǎn)生上述圖5(B)中發(fā)生的抑制光纖扭轉(zhuǎn)的滾動動作，可以施加與自由路徑長度對應的扭轉(zhuǎn)量(周 /m)。
因此，如圖5(A)所示配置為，相對于光纖1的移動，扭轉(zhuǎn)非抑制輥16a 16c向相同的方向轉(zhuǎn)動。其結(jié)果，光纖1在扭轉(zhuǎn)非抑制輥16a 16c的任一個上，均在輥表面上向相同的方向滾動。因此，不產(chǎn)生上述圖5(B)中發(fā)生的抑制光纖扭轉(zhuǎn)的滾動動作，可以施加與自由路徑長度對應的扭轉(zhuǎn)量(周/m)。
圖6是表示光纖的扭轉(zhuǎn)量R(周/m)和PMD降低率的關(guān)系的圖。如果將PMD降低率設(shè)為“1_(扭轉(zhuǎn)施加后的PMD/扭轉(zhuǎn)施加前的PMD) ”，則如圖所示，扭轉(zhuǎn)量和PMD降低率為大致正比關(guān)系，如果扭轉(zhuǎn)量增加，則PMD降低率成正比地變大。即，如果扭轉(zhuǎn)量增力口，則PMD成比例地變小。在10 40Gbit傳送中，期望PMD小于或等于O.i^ps/^km， 優(yōu)選為0.02psATkm,基于當前通常的通用光纖的性能為0.01 0.2ps//"km (平均值 0. Ips//" km), PMD降低率的目標為0. 4，優(yōu)選為0. 8。為了達到該目標PMD降低率，必須確保扭轉(zhuǎn)量R (周/m)大于或等于“2”，優(yōu)選大于或等于“4”。
圖7是表示向光纖施加的張力T(g)和扭轉(zhuǎn)量R(周/m)的關(guān)系的圖。此外，光纖的扭轉(zhuǎn)量R(周/m)也與其他要件相關(guān)，在該圖中，將圖4所說明的接觸角β設(shè)為71°，將輥徑設(shè)為40mm，將輥寬設(shè)為30mm，將擺動角θ設(shè)為15°，測定在將自由路徑長度(L1+L2) 分別設(shè)為500mm、900mm、1430mm時的線速750m/min下，與向光纖施加的張力T (g)相對應的扭轉(zhuǎn)量R(周/m)。從該圖明確可知，光纖的扭轉(zhuǎn)量大致線性地依存于光纖的張力。
圖8是表示圖4所說明的向光纖施加扭轉(zhuǎn)的自由路徑長度L (mm)和扭轉(zhuǎn)量R (周/ m)的關(guān)系的圖。此外，在該圖中，將接觸角β、輥徑、輥寬、擺動角θ、線速與上述相同地固定，將光纖的張力T變更為60g、150g、190g.240g.310g,測定與各個自由路徑長度對應的扭轉(zhuǎn)量。
圖9是根據(jù)圖7、圖8所測定的實際測量值，以使得各個扭轉(zhuǎn)量R(周/m)固定為 “2”、“4”的方式，使a、b為常數(shù)而將張力T(g)和自由路徑長度L(m)的關(guān)系作為近似曲線求出，并將其結(jié)果進行曲線化而得到的圖。近似曲線以 "R = aXTXLb”的式子進行近似，在此情況下，a = 0. 0235，b = 0. 90。此外，該 a、b是根據(jù)由輥的表面性等決定的扭轉(zhuǎn)容易性、擺動周期(速度)等要因而變化的常數(shù)，例如，如果使用扭轉(zhuǎn)性能良好的輥，則a的值變大。
從該圖明確可知，為了確保扭轉(zhuǎn)量R(周/m)大于或等于“2”，只要使張力T、自由路徑長度L位于扭轉(zhuǎn)量R = 2的曲線右側(cè)即可，為了確保大于或等于“4”，只要使張力T、自由路徑長度L位于扭轉(zhuǎn)量R = 4的曲線右側(cè)即可。略微更具體地說，例如在自由路徑長度為Im的情況下，為了確保扭轉(zhuǎn)量R(周/m)大于或等于“2”，需要使張力T大于或等于80g， 為了確保扭轉(zhuǎn)量R(周/m)大于或等于“4”，需要使張力T大于或等于160g。此外，在光纖的篩選中，有時施加900g IlOOg程度的張力，但由于切斷的頻率變高，所以優(yōu)選以小于或等于上述張力的大小(例如小于或等于500g)實施。
如上述所示，例如通過確保光纖的張力大于或等于160g并進行擺動，從而確保扭轉(zhuǎn)量大于或等于“4”，可以得到PMD降低的效果，但如上述所示，卷繞張力需要設(shè)為60g程度，由于對卷繞線軸的卷繞張力造成影響，所以無法設(shè)為高張力。在圖1的卷繞設(shè)備中，由于只要在絞盤20的前段，則即使為高張力也不對卷繞張力造成影響，所以在該部分配置扭轉(zhuǎn)施加輥18，確保必要的光纖張力。
另一方面，在圖2的卷繞設(shè)備中采用下述結(jié)構(gòu)，即，在絞盤20的后段設(shè)置高張力負載單元27，利用張力輔助輥觀等張力緩和單元使張力緩和。由此，即使在從絞盤20至高張力負載單元27之間成為高張力，也不會對卷繞張力造成影響，通過如圖2所示，在高張力部分中配置扭轉(zhuǎn)施加輥18，從而確保必要的光纖張力。在圖3中也與圖1、2相同地，確保了必要的光纖張力。
另外，在將自由路徑長度L設(shè)為500mm的情況下，如果光纖張力小于或等于150g， 則無法確保扭轉(zhuǎn)量(周/m)大于或等于“2”。另一方面，如果使光纖在張力大于或等于IOOg 的條件下移動，為了確保扭轉(zhuǎn)量R(周/m)大于或等于“2”，則必須使自由路徑長度L大于或等于800mm。在設(shè)備的結(jié)構(gòu)上無法充分得到自由路徑長度L的空間的情況下，除了通過提高光纖的張力而進行解決之外，也可以通過如圖4的說明所示使用扭轉(zhuǎn)非抑制輥16，形成包含折返量L2在內(nèi)的自由路徑長度，確保規(guī)定的自由路徑長度。此外，在使自由路徑長度折返的情況中，在使用大于或等于2個扭轉(zhuǎn)非抑制輥的情況下，通過如圖5所示，配置為使扭轉(zhuǎn)非抑制輥向相同的方向轉(zhuǎn)動，從而可以施加與延長后的自由路徑長度對應的扭轉(zhuǎn)量。
圖10是表示圖4所說明的光纖相對于扭轉(zhuǎn)施加輥的接觸角β )和扭轉(zhuǎn)量(周 /m)的關(guān)系的圖。該圖10是使自由路徑長度、輥徑、輥寬、擺動角與圖7的測定時的參數(shù)相同，將自由路徑長度設(shè)為1430mm、張力設(shè)為150g而使接觸角β變化時測定扭轉(zhuǎn)量R的圖。 其結(jié)果，如果上述接觸角β小于40°，則難以確保必要量的扭轉(zhuǎn)量R(周/m)，另外，在接觸角β超過160°的情況下，也難以確保必要量的扭轉(zhuǎn)量R(周/m)。因此，優(yōu)選光纖相對于扭轉(zhuǎn)施加輥的接觸角β )大于或等于40°而小于或等于160°，更優(yōu)選可以確保扭轉(zhuǎn)量 R(周/m)為“5”的范圍即大于或等于50°而小于或等于100°。
如上述所示，在光纖重新卷繞等離線工序中，為了向光纖交替地施加扭轉(zhuǎn)而降低光纖的PMD，需要規(guī)定的扭轉(zhuǎn)量(周/m)。另外，已知為了向光纖施加大于或等于規(guī)定的扭轉(zhuǎn)量(例如2周/m)，需要以大于或等于規(guī)定值的張力、自由路徑長度進行扭轉(zhuǎn)。因此，在本發(fā)明中，即使因設(shè)備上的限制而難以較長地得到自由路徑長度，也能夠?qū)⑴まD(zhuǎn)施加部配置在可以向光纖施加高張力負載而不會對卷繞線軸的卷繞張力造成影響的區(qū)間中，該區(qū)間例如為，絞盤等牽引單元的前段，或者牽引單元的后段中通過使用張力輔助輥等張力緩和單元而可以施加高張力的部位。
由此，可以在絞盤等牽引單元的前段，或者牽引單元的后段中通過使用張力輔助輥等張力緩和單元而能夠施加高張力的部位處，在向光纖施加扭轉(zhuǎn)時施加充分的張力，即使因設(shè)備上的限制而難以較長地得到自由路徑長度，也可以降低光纖的PMD值。
此外，在牽引單元前方(絞盤前方)進行扭轉(zhuǎn)的情況下，向光纖施加的扭轉(zhuǎn)，在至由卷繞線軸卷繞為止的路徑中會釋放若干，但也可以預先預測該釋放量而施加扭轉(zhuǎn)。另外， 無論在絞盤的前段、后段中的哪一處施加扭轉(zhuǎn)，均可以將卷繞線軸側(cè)的光纖張力維持為與現(xiàn)有技術(shù)中相同的張力而進行卷繞。另外，由于在卷繞線軸附近不進行光纖的扭轉(zhuǎn)操作，所以線擺動消失，可以使卷繞狀態(tài)更加良好。
權(quán)利要求
1.一種光纖的制造方法，其在將光纖從供給線軸抽出，由牽引單元牽引并由卷繞線軸卷繞的路徑中，利用扭轉(zhuǎn)施加部向所述光纖交替地施加扭轉(zhuǎn)，其特征在于，設(shè)置可以向光纖施加高張力負載而不會對所述卷繞線軸的卷繞張力造成影響的區(qū)間， 在所述區(qū)間內(nèi)施加扭轉(zhuǎn)，在將即將到達所述扭轉(zhuǎn)施加部處的張力設(shè)為T (g)，并將自由路徑長度設(shè)為L，將扭轉(zhuǎn)量設(shè)為R(周/m)，將a、b設(shè)為常數(shù)時，將所述張力、所述自由路徑長度設(shè)定為，使以R = aXTXLb近似的扭轉(zhuǎn)量R大于或等于2。
2.一種光纖的制造方法，其特征在于，使所述扭轉(zhuǎn)量R (周/m)大于或等于4。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光纖的制造方法，其特征在于， 在所述牽弓I單元的前段由所述扭轉(zhuǎn)施加部施加扭轉(zhuǎn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光纖的制造方法，其特征在于，在所述牽引單元的后段設(shè)置高張力負載單元和張力緩沖單元，在利用所述高張力負載單元設(shè)定為高張力的部位處，由所述扭轉(zhuǎn)施加部施加扭轉(zhuǎn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的光纖的制造方法，其特征在于，在所述扭轉(zhuǎn)施加部和設(shè)置于所述扭轉(zhuǎn)施加部的上游側(cè)并抑制光纖扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動的扭轉(zhuǎn)抑制輥之間，配置大于或等于1個的扭轉(zhuǎn)非抑制輥，使所述自由路徑長度延長。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光纖的制造方法，其特征在于，具有大于或等于2個所述扭轉(zhuǎn)非抑制輥，從裝置正面方向觀察下的所述非抑制輥的旋轉(zhuǎn)方向全部為相同的方向。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的光纖的制造方法，其特征在于，所述扭轉(zhuǎn)施加部由擺動引導輥構(gòu)成，所述光纖與該擺動引導輥的輥表面的接觸角β 設(shè)為40° 160°。
8.一種光纖的制造裝置，其在將光纖從供給線軸抽出，由牽引單元牽引并由卷繞線軸卷繞的路徑中，利用扭轉(zhuǎn)施加部向所述光纖交替地施加扭轉(zhuǎn)，其特征在于，設(shè)置可以向光纖施加高張力負載而不會對所述卷繞線軸的卷繞張力造成影響的區(qū)間， 在所述區(qū)間內(nèi)施加扭轉(zhuǎn)，在將即將到達所述扭轉(zhuǎn)施加部處的張力設(shè)為T (g)，并將自由路徑長度設(shè)為L，將扭轉(zhuǎn)量設(shè)為R(周/m)，將a、b設(shè)為常數(shù)時，將所述張力、所述自由路徑長度設(shè)定為，使以R = aXTXLb近似的扭轉(zhuǎn)量R大于或等于2。
全文摘要
本發(fā)明提供一種光纖的制造方法及制造裝置，其不會對卷繞線軸處的卷繞張力造成影響，可以向光纖施加充分的拉伸張力而提高扭轉(zhuǎn)效率，降低光纖的PMD。光纖的制造方法為，在將光纖(11)從供給線軸(10)抽出，由牽引單元(20)牽引并由卷繞線軸(24)卷繞的路徑中，利用扭轉(zhuǎn)施加部(18)向光纖(11)交替地施加扭轉(zhuǎn)，在該方法中，設(shè)置可以向光纖施加高張力負載而不會對卷繞線軸的卷繞張力造成影響的區(qū)間，在該區(qū)間內(nèi)施加扭轉(zhuǎn)，在將即將到達扭轉(zhuǎn)施加部處的張力設(shè)為T(g)，并將自由路徑長度設(shè)為L，將扭轉(zhuǎn)量設(shè)為R(周/m)，將a、b設(shè)為常數(shù)時，將張力、自由路徑長度設(shè)定為使以“R＝a×T×Lb”近似的扭轉(zhuǎn)量R大于或等于“2”。
文檔編號G02B6/00GK102187256SQ20098014178
公開日2011年9月14日 申請日期2009年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月20日
發(fā)明者越水成樹, 阿部裕司, 幅崎利巳, 林哲也 申請人:住友電氣工業(yè)株式會社