CN110709362A - 光纤母材的制造方法、光纤母材、以及光纤的制造方法 - Google Patents
光纤母材的制造方法、光纤母材、以及光纤的制造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110709362A CN110709362A CN201880036895.0A CN201880036895A CN110709362A CN 110709362 A CN110709362 A CN 110709362A CN 201880036895 A CN201880036895 A CN 201880036895A CN 110709362 A CN110709362 A CN 110709362A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- glass body
- rod
- optical fiber
- clad glass
- hole
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 title claims abstract description 514
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 257
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 202
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims abstract description 1116
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 465
- 239000010453 quartz Substances 0.000 claims abstract description 430
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims abstract description 359
- 238000003780 insertion Methods 0.000 claims abstract description 84
- 230000037431 insertion Effects 0.000 claims abstract description 84
- 230000010354 integration Effects 0.000 claims abstract description 61
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 41
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 75
- 239000011800 void material Substances 0.000 claims description 60
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 55
- 238000005253 cladding Methods 0.000 claims description 26
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 14
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 claims description 6
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 219
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 142
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 66
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 34
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 33
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 25
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 19
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 18
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 12
- 238000007380 fibre production Methods 0.000 description 9
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 9
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 9
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 8
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 7
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 5
- 229910018503 SF6 Inorganic materials 0.000 description 4
- WMIYKQLTONQJES-UHFFFAOYSA-N hexafluoroethane Chemical compound FC(F)(F)C(F)(F)F WMIYKQLTONQJES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 4
- SFZCNBIFKDRMGX-UHFFFAOYSA-N sulfur hexafluoride Chemical compound FS(F)(F)(F)(F)F SFZCNBIFKDRMGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 238000012681 fiber drawing Methods 0.000 description 3
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- QPJSUIGXIBEQAC-UHFFFAOYSA-N n-(2,4-dichloro-5-propan-2-yloxyphenyl)acetamide Chemical compound CC(C)OC1=CC(NC(C)=O)=C(Cl)C=C1Cl QPJSUIGXIBEQAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000008213 purified water Substances 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 229960000909 sulfur hexafluoride Drugs 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005491 wire drawing Methods 0.000 description 2
- 230000004323 axial length Effects 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 239000005337 ground glass Substances 0.000 description 1
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 238000004017 vitrification Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
- C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
- C03B37/02—Manufacture of glass fibres or filaments by drawing or extruding, e.g. direct drawing of molten glass from nozzles; Cooling fins therefor
- C03B37/025—Manufacture of glass fibres or filaments by drawing or extruding, e.g. direct drawing of molten glass from nozzles; Cooling fins therefor from reheated softened tubes, rods, fibres or filaments, e.g. drawing fibres from preforms
- C03B37/027—Fibres composed of different sorts of glass, e.g. glass optical fibres
- C03B37/02718—Thermal treatment of the fibre during the drawing process, e.g. cooling
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B23/00—Re-forming shaped glass
- C03B23/20—Uniting glass pieces by fusing without substantial reshaping
- C03B23/207—Uniting glass rods, glass tubes, or hollow glassware
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
- C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
- C03B37/012—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
- C03B37/01205—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments starting from tubes, rods, fibres or filaments
- C03B37/01211—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments starting from tubes, rods, fibres or filaments by inserting one or more rods or tubes into a tube
- C03B37/01222—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments starting from tubes, rods, fibres or filaments by inserting one or more rods or tubes into a tube for making preforms of multiple core optical fibres
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
- C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
- C03B37/012—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
- C03B37/01205—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments starting from tubes, rods, fibres or filaments
- C03B37/01225—Means for changing or stabilising the shape, e.g. diameter, of tubes or rods in general, e.g. collapsing
- C03B37/01251—Reshaping the ends
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
- C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
- C03B37/012—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
- C03B37/0128—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments starting from pulverulent glass
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
- C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
- C03B37/02—Manufacture of glass fibres or filaments by drawing or extruding, e.g. direct drawing of molten glass from nozzles; Cooling fins therefor
- C03B37/025—Manufacture of glass fibres or filaments by drawing or extruding, e.g. direct drawing of molten glass from nozzles; Cooling fins therefor from reheated softened tubes, rods, fibres or filaments, e.g. drawing fibres from preforms
- C03B37/027—Fibres composed of different sorts of glass, e.g. glass optical fibres
- C03B37/02754—Solid fibres drawn from hollow preforms
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/02—Optical fibres with cladding with or without a coating
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/02—Optical fibres with cladding with or without a coating
- G02B6/02042—Multicore optical fibres
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)
Abstract
光纤母材的制造方法具有:棒插入工序,向贯通包层玻璃体(11)的贯通孔(12)插入玻璃棒(14);虚设棒一体化工序,将封堵贯通孔(12)的第一开口部(12a)的实心的虚设石英棒(15)与包层玻璃体(11)的第一端部(11a)一体化;以及前端密封工序,封堵在包层玻璃体(11)的第二端部(11b)开口的贯通孔(12)的第二开口部(12b),形成贯通孔(12)的两端被密封的内孔(18)。
Description
技术领域
本发明涉及光纤母材的制造方法、光纤母材、以及光纤的制造方法。
本申请基于2017年8月9日在日本申请的日本特愿2017-154691号、以及2018年6月27日在日本申请的日本特愿2018-122427号主张优先权,并将其内容援引于此。
背景技术
为了实现光纤通信系统的传输容量的增大,近年来,提出了各种构造的光纤。作为其一例,例如能够列举多芯光纤。多芯光纤为多个纤芯的外周被一个包层围起来的构造,利用在各个纤芯中传播的光,能够传输多个信号。因此,多芯光纤与纤芯仅为一根的光纤相比能够使传输信息量飞跃性地增大。
关于与光纤的构造相对应地用于光纤的制造的母材的制造方法也提出了各种方案。例如,用于得到用于多芯光纤的制造的母材(以下,也称为多芯光纤母材)的制造方法已知有开孔法(穿孔法)、叠放法。
在开孔法中,首先,使用钻头等在作为包层的玻璃棒形成多个贯通孔。然后,将作为多芯光纤的纤芯的芯棒插入于各个贯通孔内,并对它们进行加热一体化而成为多芯光纤母材。
在叠放法中,使用具有贯通孔的玻璃管、和芯棒被包层玻璃层覆盖的纤芯被覆棒。玻璃管变成包层的外周部分。芯棒变成多芯光纤的纤芯。纤芯被覆棒的包层玻璃层变成包层的一部分。向玻璃管的贯通孔内插入纤芯被覆棒,进一步,向玻璃管与纤芯被覆棒之间的间隙插入多个玻璃棒,并对它们进行加热一体化而成为多芯光纤母材。
从通过上述的开孔法、叠放法制造出的母材拉丝出多芯光纤的工序大多一边从与母材的拉丝端相反一端(以下,也称为基端)侧对母材内进行抽真空一边进行。
对于母材内的抽真空,具体地,使用焊接于母材基端并以从母材基端与母材同轴地延伸的方式安装的玻璃制的虚设管。将配管连接用的连接器安装于虚设管,并经由配管将真空泵连接于连接器,使真空泵产生的真空压经由配管、连接器、虚设管而作用于母材内(例如专利文献1)。
此外,基于开孔法、叠放法的母材的制造也利用于除多芯光纤以外的光纤的制造所使用的母材的制造。另外,在通过开孔法、叠放法得到的母材中,一边从基端进行抽真空一边拉丝出光纤这一方式也利用于除多芯光纤以外的光纤的制造。例如,能够向玻璃管的贯通孔插入除芯棒以外的玻璃棒来制作母材。
专利文献1:日本特开2014-201494号公报
将虚设管焊接于母材基端的带虚设管的母材整体的长度由于可设置于拉丝装置的母材的长度有限制,因此存在制约。另外,为了防止通过从母材传递的热量而对密封用部件加热的情况,需要确保安装于虚设管的连接器与母材之间的距离较大。在确保了安装于虚设管的连接器与母材之间的距离较大的情况下,有时难以确保用于母材的光纤的拉丝的区域(以下,称为拉丝有效区域。)在轴线方向上的长度。
虚设管以与母材基端的外周部对接的方式被焊接。虚设管为在其内侧确保与母材内的空隙连通的空间的圆筒状结构。
若将已焊接了虚设管的母材送入加热炉,则有可能比进入加热炉的热区(最加热区域)跟前由于热量而使虚设管与母材相比先变形。因此,为了避免由虚设管的热量引起的变形、溃散,存在未使母材拉丝而较长地获取剩余的区域(以下,称为剩余母材长度。)的情况。在使剩余母材长度较长的情况下,存在难以确保母材中的拉丝有效区域在轴线方向上的长度的情况。
发明内容
本发明的目的在于提供能够实现剩余母材长度的缩短、母材中的拉丝有效区域的长尺寸化的光纤母材的制造方法、光纤母材、以及光纤的制造方法。
为了解决上述课题,本发明的第一方式所涉及的光纤母材的制造方法具有:棒插入工序,向贯通作为光纤的包层的包层玻璃体的至少一个贯通孔插入至少一个玻璃棒;虚设棒一体化工序,其是从对上述包层玻璃体的第一端部进行加热,来将封堵在上述包层玻璃体的上述第一端部开口的上述贯通孔的第一开口部的实心的虚设石英棒与上述包层玻璃体的上述第一端部一体化的工序、或者在上述包层玻璃体的上述第一端部形成封堵上述包层玻璃体的上述第一开口部的基端密封部并将实心的虚设石英棒与上述基端密封部一体化的工序中的一个工序选择出的;以及前端密封工序,通过对上述包层玻璃体的第二端部进行加热来使其变形,从而封堵在上述包层玻璃体的上述第二端部开口的上述贯通孔的第二开口部,
上述棒插入工序在上述虚设棒一体化工序及上述前端密封工序中的至少一方完成之前进行,通过上述棒插入工序、上述虚设棒一体化工序以及上述前端密封工序,将上述贯通孔的两端密封,由此形成内孔。
在上述第一方式的光纤母材的制造方法中,上述包层玻璃体形成为在一个上述贯通孔收纳多个上述玻璃棒的筒状,在上述棒插入工序中,向上述包层玻璃体的一个上述贯通孔插入多个上述玻璃棒,在上述虚设棒一体化工序中,向上述包层玻璃体的上述第一开口部插入上述虚设石英棒,并对上述包层玻璃体的上述第一端部进行加热来将上述虚设石英棒与上述包层玻璃体一体化,从而封堵上述包层玻璃体的上述第一开口部。
本发明的第二方式所涉及的光纤母材的制造方法具有:棒插入工序,向贯通作为光纤的包层的包层玻璃体的贯通孔插入玻璃棒;虚设棒一体化工序,向预先焊接于上述包层玻璃体的第一端部的连接用玻璃管插入实心的虚设石英棒,并对上述连接用玻璃管进行加热来将上述虚设石英棒与上述连接用玻璃管一体化,从而封堵上述连接用玻璃管的第一前端开口端;以及前端密封工序,通过对上述包层玻璃体的第二端部进行加热来使其变形,从而封堵在上述包层玻璃体的上述第二端部开口的上述贯通孔的第二开口部,上述棒插入工序在上述虚设棒一体化工序及上述前端密封工序中的至少一方完成前进行,通过上述棒插入工序、上述虚设棒一体化工序以及上述前端密封工序,将上述贯通孔的两端密封,由此形成内孔。
在上述第一及第二方式的光纤母材的制造方法中,也可以当在上述棒插入工序及上述虚设棒一体化工序完成后进行上述前端密封工序时,上述前端密封工序一边从上述包层玻璃体的上述第二端部侧对上述包层玻璃体的上述贯通孔内进行抽真空,一边对上述包层玻璃体的上述第二端部进行加热来使其变形,由此封堵上述包层玻璃体的上述第二开口部。
在上述第一及第二方式的光纤母材的制造方法中,也可以上述虚设棒一体化工序及上述前端密封工序以在上述包层玻璃体的轴线方向上,使上述玻璃棒远离上述包层玻璃体的上述第一端部及上述第二端部中的至少一方,在上述贯通孔确保了未插入有上述玻璃棒的区域的状态进行,在上述前端密封工序完成的时候,在上述包层玻璃体的上述第一端部侧,在上述轴线方向上在上述贯通孔的内部确保未插入有上述玻璃棒的空隙部。
本发明的第三方式所涉及的光纤母材的制造方法具有:石英粉末填充工序,向贯通作为光纤的包层的包层玻璃体的贯通孔插入玻璃棒,且在上述包层玻璃体的第一端部开口的上述贯通孔的第一开口部被与上述包层玻璃体的上述第一端部一体化的实心的虚设石英棒密封,从上述包层玻璃体的第二端部向上述包层玻璃体的上述贯通孔填充石英粉末;和第二端部密封工序,对上述第二端部进行加热来使其变形,从而将在上述包层玻璃体的上述第二端部开口的上述贯通孔的第二开口部密封,形成上述贯通孔的两端被密封的结构的内孔。
在上述第三方式的光纤母材的制造方法中,也可以还具有基端虚设棒一体化工序,上述基端虚设棒一体化工序对在上述第二端部密封工序中将上述包层玻璃体的上述第二开口部密封而形成的基端密封部进行加热,来将实心的虚设石英棒与上述基端密封部一体化,在上述第二端部密封工序中,对上述包层玻璃体的上述第二端部中的不存在上述石英粉末的部分进行加热来使其变形而形成上述基端密封部,在上述包层玻璃体的轴线方向上,在上述基端密封部与在上述贯通孔内填充有上述石英粉末的区域之间确保不存在上述石英粉末的空隙部。
在上述第一、第二、及第三方式的光纤母材的制造方法中,也可以在上述内孔确保的内压为20kPa以下。
在上述第一、第二、及第三方式的光纤母材的制造方法中,也可以在上述内孔确保的内压为1kPa以下。
本发明的第四方式所涉及的光纤母材具有:作为光纤的包层的包层玻璃体,其形成为圆柱形状,并沿着上述圆柱形状的轴线方向形成有内孔;玻璃棒,其收纳于上述内孔;以及虚设石英棒,其是从固定于上述包层玻璃体的第一端部,并封堵在上述包层玻璃体的上述第一端部存在的上述内孔的第一端部的实心的虚设石英棒、或者收纳于在上述包层玻璃体的上述第一端部固定的连接用玻璃管,并被一体化来封堵上述连接用玻璃管的第一前端开口端的实心的虚设石英棒中的一个虚设石英棒选择出的,在上述包层玻璃体的第二端部具备前端密封部,上述前端密封部封堵在上述包层玻璃体的上述第二端部存在的上述内孔的第二端部。
在上述第四方式的光纤母材中,也可以在上述包层玻璃体的上述第一端部侧,在上述轴线方向上在上述内孔的内部确保了未插入有上述玻璃棒的空隙部。
在上述第四方式的光纤母材中,也可以在上述内孔,收纳有将上述内孔整体填充的量或者在上述轴线方向上在上述内孔的内部可确保不存在石英粉末的空隙部的量的上述石英粉末。
在上述第四方式的光纤母材中,也可以上述内孔的内压为20kPa以下。
在上述第四方式的光纤母材中,也可以上述内孔的内压为1kPa以下。
本发明的第五方式所涉及的光纤的制造方法通过将本发明的第四方式所涉及的光纤母材从上述前端密封部侧插入于加热炉并进行加热,将上述光纤母材向上述加热炉连续地送入,从而一边使上述玻璃棒与上述包层玻璃体一体化,一边从上述前端密封部连续地拉丝出光纤。
根据本发明的方式所涉及的光纤母材的制造方法、光纤母材、以及光纤的制造方法,能够实现剩余母材长度的缩短、母材中的拉丝有效区域的长尺寸化,其结果为,能够实现光纤的拉丝长度的长尺寸化。
附图说明
图1是对本发明的第一实施方式所涉及的光纤母材的制造方法的虚设石英管焊接工序进行说明的剖视图。
图2是对在图1的工序之后进行的棒插入工序进行说明的剖视图。
图3是对在图2的工序之后进行的虚设棒一体化工序进行说明的剖视图。
图4是对在图3的工序之后进行的抽真空工序进行说明的剖视图。
图5是对在图4的工序之后进行的前端密封工序中的包层玻璃体的第二端部前端的熔断进行说明的剖视图。
图6是表示通过图5的前端密封工序的完成而得到的光纤母材的构造的剖视图。
图7是表示从光纤母材拉丝出光纤的拉丝装置的一例的主视图。
图8是对本发明的第二实施方式所涉及的光纤母材的制造方法的虚设石英管焊接工序进行说明的剖视图。
图9是对在图8的工序之后进行的棒插入工序进行说明的剖视图。
图10是对在图9的工序之后进行的一端熔断工序进行说明的剖视图。
图11是对在图10的工序之后进行的虚设棒一体化工序进行说明的剖视图。
图12是对在图11的工序之后进行的抽真空工序进行说明的剖视图。
图13是对在图12的工序之后进行的前端密封工序中的包层玻璃体的第二端部前端的熔断进行说明的剖视图。
图14是表示通过图13的前端密封工序的完成而得到的光纤母材的剖视图。
图15是对本发明的第三实施方式所涉及的光纤母材的制造方法的棒插入工序进行说明的剖视图。
图16是对在图15的工序之后进行的一端熔断工序进行说明的剖视图。
图17是对在图16的工序之后进行的虚设棒一体化工序进行说明的剖视图。
图18是对在图17的工序之后进行的抽真空工序进行说明的剖视图。
图19是对在图18的工序之后进行的前端密封工序中的包层玻璃体的第二端部前端的熔断进行说明的剖视图。
图20是表示通过图19的前端密封工序的完成而得到的光纤母材的剖视图。
图21是对本发明的第四实施方式所涉及的光纤母材的制造方法的棒插入工序进行说明的剖视图。
图22是对在图21的工序之后进行的虚设棒一体化工序中的虚设石英棒向包层玻璃体的第一端部的插入进行说明的剖视图。
图23是对在虚设棒一体化工序中在图22的工序之后对包层玻璃体的第一端部进行加热来与虚设石英棒一体化的工序进行说明的剖视图。
图24是对在图23的工序之后进行的抽真空工序进行说明的剖视图。
图25是对在图24的工序之后进行的前端密封工序中的包层玻璃体的第二端部前端的熔断进行说明的剖视图。
图26是表示通过图25的前端密封工序的完成而得到的光纤母材的剖视图。
图27是对本发明的第五实施方式所涉及的光纤母材的制造方法的棒插入工序及虚设石英管焊接工序进行说明的剖视图。
图28是对在图27的工序之后进行的虚设棒一体化工序中的虚设石英棒向包层玻璃体的第一端部的插入进行说明的剖视图。
图29是对在虚设棒一体化工序中在图28的工序之后对第一虚设石英管进行加热来与虚设石英棒一体化的工序进行说明的剖视图。
图30是对在图29的工序之后进行的抽真空工序进行说明的剖视图。
图31是对在图30的工序之后进行的前端密封工序中的包层玻璃体的第二端部前端的熔断进行说明的剖视图。
图32是表示通过图31的前端密封工序的完成而得到的光纤母材的剖视图。
图33A是对本发明的第六实施方式所涉及的光纤母材的制造方法的虚设石英管焊接工序进行说明的剖视图。
图33B是对在图33A的工序之后进行的棒插入工序进行说明的剖视图。
图33C是对在图33B的工序之后进行的一端熔断工序进行说明的剖视图。
图33D是对在图33C的工序之后进行的虚设棒一体化工序进行说明的剖视图。
图33E是对在图33D的工序之后进行的抽真空工序进行说明的剖视图。
图33F是对在图33E的工序之后进行的前端密封工序中的包层玻璃体的第二端部前端的熔断进行说明的剖视图。
图33G是表示通过图33F的前端密封工序的完成而得到的光纤母材的剖视图。
图34A是对本发明的第七实施方式所涉及的光纤母材的制造方法的虚设石英管焊接工序进行说明的剖视图。
图34B是对在图34A的工序之后进行的棒插入工序进行说明的剖视图。
图34C是对在图34B的工序之后进行的一端熔断工序进行说明的剖视图。
图34D是对在图34C的工序之后进行的虚设棒一体化工序进行说明的剖视图。
图34E是对在图34D的工序之后进行的抽真空工序进行说明的剖视图。
图34F是对在图34E的工序之后进行的前端密封工序中的包层玻璃体的第二端部前端的熔断进行说明的剖视图。
图34G是表示通过图34F的前端密封工序的完成而得到的光纤母材的剖视图。
图35A是对本发明的第八实施方式所涉及的光纤母材的制造方法的虚设石英管焊接工序进行说明的剖视图。
图35B是对在图35A的工序之后进行的棒插入工序进行说明的剖视图。
图35C是对在图35B的工序之后进行的一端熔断工序进行说明的剖视图。
图35D是对在图35C的工序之后进行的虚设棒一体化工序进行说明的剖视图。
图35E是对在图35D的工序之后进行的抽真空工序进行说明的剖视图。
图35F是对在图35E的工序之后进行的前端密封工序中的包层玻璃体的第二端部前端的熔断进行说明的剖视图。
图35G是表示通过图35F的前端密封工序的完成而得到的光纤母材的剖视图。
图36A是对本发明的第九实施方式所涉及的光纤母材的制造方法的虚设石英管焊接工序进行说明的剖视图。
图36B是对在图36A的工序之后进行的棒插入工序进行说明的剖视图。
图36C是对在图36B的工序之后进行的虚设棒一体化工序进行说明的剖视图。
图36D是对在图36C的工序之后进行的抽真空工序进行说明的剖视图。
图36E是对在图36D的工序之后进行的前端密封工序中的包层玻璃体的第二端部前端的熔断进行说明的剖视图。
图36F是表示通过图36E的前端密封工序的完成而得到的光纤母材的构造的剖视图。
图37A是对本发明的第十实施方式所涉及的光纤母材的制造方法的虚设石英管焊接工序进行说明的剖视图。
图37B是对在图37A的工序之后进行的棒插入工序进行说明的剖视图。
图37C是对在图37B的工序之后进行的虚设棒一体化工序进行说明的剖视图。
图37D是对在图37C的工序之后进行的抽真空工序进行说明的剖视图。
图37E是对在图37D的工序之后进行的前端密封工序中的包层玻璃体的第二端部前端的熔断进行说明的剖视图。
图37F是表示通过图37E的前端密封工序的完成而得到的光纤母材的构造的剖视图。
图38A是对本发明的第十一实施方式所涉及的光纤母材的制造方法的虚设石英管焊接工序进行说明的剖视图。
图38B是对在图38A的工序之后进行的棒插入工序进行说明的剖视图。
图38C是对在图38B的工序之后进行的虚设棒一体化工序进行说明的剖视图。
图38D是对在图38C的工序之后进行的抽真空工序进行说明的剖视图。
图38E是对在图38D的工序之后进行的前端密封工序中的包层玻璃体的第二端部前端的熔断进行说明的剖视图。
图38F是表示通过图38E的前端密封工序的完成而得到的光纤母材的构造的剖视图。
图39A是对本发明的第十二实施方式所涉及的光纤母材的制造方法的石英粉末填充工序所使用的玻璃材料单元的组装方法的一例进行说明的剖视图。
图39B是对通过图39A的组装方法组装的玻璃材料单元进行说明的剖视图。
图39C是对本发明的第十二实施方式所涉及的光纤母材的制造方法的石英粉末填充工序进行说明的剖视图。
图39D是对在图39C的工序之后进行的抽真空工序进行说明的剖视图。
图39E是对在图39D的工序之后进行的前端密封工序进行说明的剖视图。
图40A是对在本发明的第十三实施方式所涉及的光纤母材的制造方法的石英粉末填充工序完成后进行的抽真空工序进行说明的剖视图。
图40B是对在图40A的工序之后进行的基端密封工序进行说明的剖视图。
图40C是对在图40B的工序之后进行的基端虚设棒一体化工序进行说明的剖视图。
图40D是对在图40C的工序之后进行的前端密封工序进行说明的剖视图。
图41A是对在石英粉末填充工序中使用的变形例的玻璃材料单元的组装方法中的形成第一端部密封部的工序进行说明的剖视图。
图41B是对通过图41A的工序形成的第一端部密封部进行加热来将虚设棒焊接、并一体化的工序进行说明的剖视图。
图41C是表示完成图41B的工序而得到的玻璃材料单元的剖视图。
图42是表示在石英粉末填充工序中使用的其他变形例的玻璃材料单元的剖视图。
具体实施方式
以下,参照附图对本发明的实施方式所涉及的光纤母材的制造方法、光纤母材、以及光纤的制造方法进行说明。
(第一实施方式)
首先,参照图1~图6对本发明所涉及的光纤母材的制造方法、光纤母材、以及光纤的制造方法的第一实施方式进行说明。
通过该实施方式的光纤母材的制造方法,制造图6所示的光纤母材1A。
<方向定义>
这里,在本实施方式中,将沿着光纤母材1A的中心轴线的方向称为轴线方向。另外,将在与中心轴线垂直的截面观察称为横截面观察,将在沿着中心轴线的截面观察称为纵截面观察。
另外,关于各构成部件,以附图的右侧的一端为第一端部、以左侧的一端为第二端部来进行说明。例如,在包层玻璃体11的轴线方向两端中,将图1~图6的右侧的一端称为第一端部11a,将左侧的一端称为第二端部11b。
关于该实施方式的光纤母材的制造方法,首先,如图1所示,准备形成有多个贯通孔12的圆柱形状的包层玻璃体11,将虚设石英管(日文:ダミー石英管)13以焊接方式连接于该包层玻璃体11的轴线方向的第二端部11b(虚设石英管焊接工序)。
包层玻璃体11其整体为石英玻璃制的一体成型品。
包层玻璃体11的多个贯通孔12在包层玻璃体11以与其中心轴线平行的方式贯通形成。贯通孔12在包层玻璃体11的轴线方向的两端面开口。将在包层玻璃体11的第一端部11a开口的贯通孔12的开口部设为第一开口部(开口部)12a,将在包层玻璃体11的第二端部11b开口的贯通孔12的开口部设为第二开口部(开口部)12b。
包层玻璃体11的多个贯通孔12例如以环绕包层玻璃体11的中心轴线的方式形成。
在图1~图6中,示意性地示出包层玻璃体11的多个贯通孔12的配置。图1~图6所示的包层玻璃体11的多个贯通孔12不一定表示包层玻璃体11的横截面观察时的贯通孔12的位置。图1~图6示出包层玻璃体11的多个贯通孔12的局部或者全部。
虚设石英管13为石英玻璃制的圆筒状部件。
如图1所示,虚设石英管13以使其轴线方向一端的端面与包层玻璃体11的第二端部11b的端面对接的方式焊接于包层玻璃体11而一体化。
虚设石英管13以与包层玻璃体11处于同轴的方式焊接于包层玻璃体11。
包层玻璃体11的多个贯通孔12在横截面观察时形成于比包层玻璃体11的外周部靠内侧的区域。在包层玻璃体11的外周部,在横截面观察时不存在贯通孔12。
虚设石英管13以在同轴地焊接于包层玻璃体11时,不将包层玻璃体11的各第二开口部12b密封的方式配置。例如,虚设石英管13的内径为可维持各第二开口部12b的至少一部分的开口状态的大小。即,焊接于包层玻璃体11的虚设石英管13也可以与各第二开口部12b的一部分重叠。焊接于包层玻璃体11的虚设石英管13的内侧空间与包层玻璃体11的所有贯通孔12连通。
在虚设石英管焊接工序中,也可以一边使干燥气体(例如空气或惰性气体)以从包层玻璃体11的第一端部11a侧的各贯通孔12向用于焊接虚设石英管13的第二端部11b侧通过的方式流动一边进行该工序。供给至包层玻璃体11的各贯通孔12的干燥空气在通过贯通孔12之后被从包层玻璃体11与虚设石英管13之间排出,直至将虚设石英管13连接(焊接)于包层玻璃体11为止。另外,在将虚设石英管13连接(焊接)于包层玻璃体11之后,供给至包层玻璃体11的各贯通孔12的干燥空气通过贯通孔12及虚设石英管13的内侧空间,并被从虚设石英管13的与包层玻璃体11相反一侧(在图1中为左侧)的一端的开口部(第二前端开口端13b)排出。
在虚设石英管焊接工序中向包层玻璃体11的各贯通孔12供给干燥空气。由此,能够防止由于在虚设石英管13向包层玻璃体11的焊接中使用的氢氧焰而使水分进入到包层玻璃体11的各贯通孔12之中。
另外,通过虚设石英管焊接工序中的干燥空气向包层玻璃体11的各贯通孔12的供给,能够防止大气中的杂质进入到包层玻璃体11的贯通孔12。
另外,通过虚设石英管焊接工序中的干燥空气向包层玻璃体11的各贯通孔12的供给,能够防止由于焊接作业时的加热而使包层玻璃体11的端面熔融而将贯通孔12封堵。
另外,在虚设石英管焊接工序中,例如,也可以一边从包层玻璃体11的各贯通孔12的第一端部侧、及虚设石英管13的第二前端开口端13b双方供给干燥气体,一边进行将虚设石英管13焊接于包层玻璃体11的作业。从贯通孔12的第一端部侧、及虚设石英管13的第二前端开口端13b双方供给的干燥气体被从包层玻璃体11与虚设石英管13之间排出,直至将虚设石英管13连接(焊接)于包层玻璃体11为止。不过,在从贯通孔12的第一端部侧、及虚设石英管13的第二前端开口端13b双方供给干燥气体的情况下,来自包层玻璃体11的各贯通孔12的第一端部侧的干燥气体的供给流量的总和大于来自虚设石英管13的第二前端开口端13b的干燥气体的供给流量。
来自包层玻璃体11的各贯通孔12的第一端部侧、及虚设石英管13的第二前端开口端13b的干燥气体的供给在使虚设石英管13抵接于包层玻璃体11之后,在虚设石英管13向层玻璃体11的连接(焊接)完成之前停止。在将虚设石英管13连接(焊接)于包层玻璃体11之后,在虚设石英管13的第二前端开口端13b确保泄漏阀等干燥气体出口,仅从包层玻璃体11的各贯通孔12的第一端部侧供给干燥气体,并使供给的干燥气体从干燥气体出口排出。
在虚设石英管焊接工序之后,如图2所示,向包层玻璃体11的多个贯通孔12分别插入玻璃棒14(以下,也称为纤芯用玻璃棒)(棒插入工序)。玻璃棒14通过光纤母材1A(参照图6)的拉丝而成为光纤的纤芯。
纤芯用玻璃棒14例如被从包层玻璃体11的第一开口部12a插入于贯通孔12。不过,纤芯用玻璃棒14向包层玻璃体11的贯通孔12的插入也可以从虚设石英管13的第二前端开口端13b侧进行。
此外,在棒插入工序中,也可以向包层玻璃体11的多个贯通孔12中的一个以上的贯通孔插入纤芯识别标记用玻璃棒,而不是插入纤芯用玻璃棒14。纤芯识别标记用玻璃棒例如能够采用折射率相对于包层玻璃体11及纤芯用玻璃棒14双方不同的玻璃棒、由有色玻璃形成的玻璃棒等周知的结构。纤芯识别标记用玻璃棒向包层玻璃体11的贯通孔12的插入能够与纤芯用玻璃棒14向包层玻璃体11的贯通孔12的插入同样地进行。
通过棒插入工序,得到在包层玻璃体11的多个贯通孔12分别插入有纤芯用玻璃棒14的结构的玻璃材料单元U1。
也可以在虚设石英管焊接工序与棒插入工序之间,进行通过蚀刻气体或者蚀刻液对包层玻璃体11的各贯通孔12的内表面进行蚀刻的蚀刻工序、对贯通孔12内进行清洗的清洗工序、以及干燥工序。
在蚀刻工序中使用的蚀刻气体例如能够采用SF6(六氟化硫)气体、C2F6(六氟乙烷)气体等。蚀刻液例如能够采用氢氟酸(HF)等。
在清洗工序中,例如使乙醇等酒精、纯净水等的清洗液在贯通孔12中流动来对贯通孔12内进行清洗。在干燥工序中,在清洗工序之后,使干燥气体(空气或惰性气体等)在贯通孔12中流动来使贯通孔12干燥。
在棒插入工序之后,如图3所示,使石英玻璃制的实心的虚设石英棒15焊接于包层玻璃体11的第一端部11a而一体化。由此,通过虚设石英棒15将包层玻璃体11的第一开口部12a封堵并气密地密封(虚设棒一体化工序)。
在该实施方式中,虚设石英棒15以与包层玻璃体11的第一端部11a的端面对接的方式与包层玻璃体11同轴地对位并焊接而一体化。
虚设石英棒15形成为圆柱状。虚设石英棒15使用具有在焊接于包层玻璃体11时,能够封堵包层玻璃体11的所有第一开口部12a的外径的石英棒。
虚设石英棒15向包层玻璃体11的焊接也可以一边从虚设石英管13的第二前端开口端13b经由虚设石英管13的内侧空间向包层玻璃体11的各贯通孔12供给干燥气体一边进行。
从虚设石英管13的第二前端开口端13b向包层玻璃体11的各贯通孔12供给的干燥气体被从第一开口部12a持续地释放,直至包层玻璃体11的第一开口部12a被虚设石英棒15的端面封堵为止。因此,在包层玻璃体11的各贯通孔12中,维持干燥气体从包层玻璃体11的第二端部11b侧向第一端部11a侧的流动,直至包层玻璃体11的第一开口部12a被虚设石英棒15的端面封堵为止。其结果为,在将虚设石英棒15焊接于包层玻璃体11的作业中,能够防止水分、其他杂质等从包层玻璃体11的第一端部11a侧向贯通孔12进入。
在虚设棒一体化工序之后,如图4所示,将真空泵(未图示)连接于虚设石英管13的第二前端开口端13b,并通过真空泵的驱动对包层玻璃体11的贯通孔12内进行抽真空(抽真空工序)。
在抽真空工序中,经由虚设石英管13的内侧空间而从包层玻璃体11的第二端部11b侧对包层玻璃体11的所有贯通孔12内进行抽真空。
在抽真空工序中,例如,也能够交替进行从与虚设石英管13的第二前端开口端13b连接的气体送给装置向包层玻璃体11的贯通孔12进行的氦气的送给、和利用真空泵进行的抽真空。
如图5、图6所示,在该实施方式的光纤母材的制造方法中,在抽真空工序开始后,在持续利用真空泵进行抽真空的状态下,利用火焰16(例如氢氧焰)等来使包含包层玻璃体11的第二端部11b的玻璃材料单元U1的第二端部加热缩径来将包层玻璃体11的第二开口部12b封堵并气密地密封(前端密封工序)。
以下,将在前端密封工序中气密地密封了所有第二开口部12b的状态的玻璃材料单元U1的第二端部也称为前端密封部17。前端密封部17通过使包层玻璃体11的第二端部11b与其内侧的纤芯用玻璃棒14的前端部一起加热缩径来实心化而形成。
此外,在向包层玻璃体11的贯通孔12中的一个以上的贯通孔12插入了纤芯识别标记用玻璃棒的情况下,将包层玻璃体11的第二端部11b与其内侧的纤芯用玻璃棒14的前端部及纤芯识别标记用玻璃棒前端部一起加热缩径来形成实心化的结构的前端密封部17。
如图6所示,在该实施方式的前端密封工序中,形成将玻璃材料单元U1的第二端部加工成前端变细的锥形的前端密封部17。
另外,在该实施方式的前端密封工序中,在形成前端变细的锥形的前端密封部17的过程中将玻璃材料单元U1的第二端部的前端熔断来将虚设石英管13从包层玻璃体11去除。
该实施方式的光纤母材的制造方法通过前端密封工序的完成而完成,并能够得到图6所示的光纤母材1A。
在图6的光纤母材1A的包层玻璃体11的内部,贯通孔12的第一端部侧被虚设石英棒15气密地密封,第二端部侧被前端密封部17气密地密封。即,在包层玻璃体11的内部,确保了贯通孔12的两端被密封的多个内孔18。内孔18是与贯通孔12同样地形成于包层玻璃体11的内部的空间,因此,以下,有时表示为内孔18(12)。
在该实施方式的光纤母材的制造方法中,持续利用真空泵进行贯通孔12的抽真空不变地进行前端密封工序来形成前端密封部17。因此,前端密封工序完成后的光纤母材1A的内孔18内的压力(气压)为负压(相对于大气压为阴压)的状态。
在前端密封工序中,对包层玻璃体11的第二端部11b进行加热来使其缩径而实心化,将通过加热而软化的包层玻璃体11的第二端部11b加工成锥形来形成前端密封部17。
在前端密封工序中通过形成前端密封部17而确保的内孔18的内压与利用真空泵形成前端密封部17之前的包层玻璃体11的贯通孔12的压力相等。
在前端密封工序中,在使用真空泵来将包层玻璃体11的贯通孔12内从大气压减压了100kPa左右的状态下形成前端密封部17。形成前端密封部17之后的包层玻璃体11的贯通孔12的内压优选为1kPa以下。在前端密封工序中,通过一边使包层玻璃体11的贯通孔12的内压为1kPa以下,一边形成前端密封部17,从而得到具有内压为1kPa以下的内孔18的光纤母材1A。
图7是对从安装于拉丝装置50的光纤母材1A拉丝来制造光纤2的制造方法(光纤的制造方法)进行说明的图。以下,将从安装于拉丝装置50的光纤母材1A拉丝来制造光纤2的工序称为拉丝工序。
如图7所示,拉丝装置50具有:悬吊支承光纤母材1A的母材升降装置51、和对悬吊支承于母材升降装置51的光纤母材1A的下端部(前端密封部17)进行加热的环状的加热炉52。母材升降装置51具有升降架51a、和使升降架51a升降的升降装置主体51b。升降架51a配置在加热炉52的上方,并通过升降装置主体51b升降。
从光纤母材1A的包层玻璃体11突出的虚设石英棒15的突出部安装于拉丝装置50的母材升降装置51的升降架51a。即,以前端密封部17成为下端部的方式,光纤母材1A被从升降架51a吊挂。被升降架51a以吊挂状态支承的光纤母材1A的下端部插入于环状的加热炉52的内侧贯通孔52a(母材插入孔)。
在拉丝工序中,首先,将被升降架51a以吊挂状态支承的光纤母材1A的下端部插入于加热炉52的内侧贯通孔52a。下端部保持被加热炉52加热而使玻璃粘度下降(软化)的状态不变地被向下方拉丝。由此,形成了光纤2。
另外,在拉丝工序中,通过升降架51a使光纤母材1A下降,由此将光纤母材1A送入加热炉52的内侧贯通孔52a。由此,能够连续地从光纤母材1A的下端部进行光纤2的拉丝。
光纤母材1A的下端部被加热至玻璃粘度下降(软化)的温度(拉丝时加热温度),直至能够进行光纤2的拉丝的水平为止。由此,与玻璃粘度的下降一起,引起形成光纤母材1A的玻璃材料的收缩,缩径后的包层玻璃体11与纤芯用玻璃棒14一体化。在存在插入于包层玻璃体11的贯通孔12的纤芯识别标记用玻璃棒的情况下,在被加热至拉丝时加热温度的光纤母材1A的下端部,包层玻璃体11不仅与纤芯用玻璃棒14一体化,也与纤芯识别标记用玻璃棒一体化。
以下,将插入于包层玻璃体11的贯通孔12的纤芯用玻璃棒14、纤芯识别标记用玻璃棒这样的玻璃棒也称为插入玻璃棒。包层玻璃体11相对于插入玻璃棒的一体化伴随着由升降架51a的下降引起的光纤母材1A向加热炉52的送入而进展。
即,这里说明的拉丝工序伴是随着光纤母材1A向加热炉52的送入进展,一边使包层玻璃体11向插入玻璃棒的一体化进展一边进行的。
被加热至拉丝时加热温度的插入玻璃棒及包层玻璃体11与常温时相比软化且表面张力下降。被加热至拉丝时加热温度的包层玻璃体11易受内孔18的内压的影响。
当光纤母材1A的下端部被加热至拉丝时加热温度时,除包层玻璃体11的玻璃的收缩以外,内孔18内为负压,因此产生伴随着贯通孔12的缩径而出现的整体的缩径。因此,包层玻璃体11与插入玻璃棒一体化。根据该光纤母材1A,在拉丝工序中,由于内孔18内为负压,因此可有效地进行包层玻璃体11向插入玻璃棒的一体化
包层玻璃体11向插入玻璃棒的一体化是伴随着光纤母材1A向加热炉52的送入,一边缩小包层玻璃体11的内孔18的内表面与插入玻璃棒的外周面之间的间隙一边进展的。即,在拉丝工序中,包层玻璃体11的内孔18的内表面与插入玻璃棒的外周面接触。
在上述的光纤2的制造方法中,通过缩小包层玻璃体11的贯通孔12内表面与插入玻璃棒的外周面之间的间隙,从而内孔18的容积缩小。
在光纤母材1A的包层玻璃体11中,以下,将虚设石英棒15被焊接的一侧的端部也称为基端部。基端部在与虚设石英棒15焊接的影响下,与包层玻璃体11的轴线方向中央部相比易产生较大的变形。因此,为了稳定维持光纤2的截面构造,使从光纤母材1A的下端部进行的光纤2的拉丝在包层玻璃体11的基端部被用于拉丝之前停止。另外,从光纤母材1A下端部进行的光纤2的拉丝在内孔18消失之前完成。
对于拉丝开始前的光纤母材1A的内孔18的内压而言,以在光纤2的拉丝完成的时候也为负压的方式,预先在前端密封工序中设定贯通孔12的内压。由此,从光纤2的拉丝开始至完成为止能够将光纤母材1A的内孔18的内压维持为负压。即,在制造光纤母材1A的前端密封工序中,一边以在光纤2的拉丝完成的时候在内孔18确保负压的方式通过真空泵对包层玻璃体11的贯通孔12进行抽真空一边形成内孔18。
插入玻璃棒能够优选使用其外径为包层玻璃体11的贯通孔12的内径的80~98%的玻璃棒。在通过拉丝而得到的光纤2中,为了提高将纤芯配置于目标位置的精度,插入玻璃棒的外径更加优选为包层玻璃体11的贯通孔12的内径的90~98%,进一步优选为95~98%。
在前端密封工序中,并不限于在将包层玻璃体11的贯通孔12内从大气压减压了100kPa左右的状态下形成前端密封部17,并确保内压为1kPa以下的内孔18。
内孔18的内压只要以从拉丝工序开始至完成为止能够维持负压的方式设定即可,例如也可以是“超过1kPa”~“20kPa左右”。
不过,当在前端密封工序中形成的内孔18的真空度较低(例如内孔18的内压为“超过1kPa”~“20kPa”)的情况下,内孔18的内压与1kPa以下的情况相比易受包层玻璃体11的温度的影响。因此,在前端密封工序中真空泵作用于贯通孔12的真空压以在拉丝工序中能够稳定维持内孔18内为负压的状态的方式进行设定。这是因为除伴随着拉丝工序的进展而出现的内孔18的容积的缩小以外,还存在伴随着包层玻璃体11等的母材1A构成部件的温度变化而出现的内孔18的内压的变动。
在前端密封工序中,例如形成内压为20kPa以下的内孔18,在拉丝工序中使内孔18的内压变成负压。若拉丝开始前的光纤母材1A的内孔18的内压为20kPa以下,则在拉丝工序中能够维持内孔18的内压的负压地拉丝出足够长的光纤。
内孔18的内压例如为20kPa以下,但也可以是10kPa以下、或者1kPa以下。
在使用了光纤母材1A的拉丝工序中,不需要另外将用于对内孔18进行抽真空的真空泵连接于光纤母材1A。与将虚设管连接于光纤母材的现有结构相比较,不需要在光纤母材1A设置用于连接真空泵的连接器。进一步,光纤母材1A不具有用于将真空泵连接于内孔18的连接器。在光纤母材1A中,不需要防止与用于连接真空泵的连接器一起设置的密封用部件被向超过其耐热温度的温度加热。即,光纤母材1A的虚设石英棒15的轴线方向的长度能够比现有结构中的虚设管的轴线方向的长度短。
为了减轻或防止现有结构的光纤母材的虚设管向与连接器一起设置于虚设管的密封用部件的热传递,有时进行褶皱管加工(日文:ひだ管加工)、毛玻璃加工、不透明化等的加工,存在难以确保密封用部件的强度的情况。
相对于此,本发明的实施方式所涉及的光纤母材1A的构造简单,且与虚设管相比使用有利于强度确保的实心的虚设石英棒15。因此,用于将光纤母材1A向拉丝装置50的母材升降装置51的升降架51a吊挂的虚设石英棒15的强度确保是容易的。像这样,实心的虚设石英棒15即使在拉丝工序中被加热也与虚设管相比在强度确保的方面有利,能够容易地实现用于将光纤母材1A向拉丝装置50的母材升降装置51的升降架51a吊挂的强度确保。
如图7所示,悬吊支承于拉丝装置50的母材升降装置51的升降架51a的光纤母材1A的虚设石英棒15位于光纤母材1A的最上部。
在拉丝工序中,虚设石英棒15通过来自其下方的加热炉52的辐射热、从包层玻璃体11传递的传递热被加热。此时,实心的虚设石英棒15与虚设管相比对于加热特别不易变形。
在使用虚设管的现有结构的光纤母材中,在使母材下降至加热炉时,有时由于热量而使虚设管与母材相比先变形,其内径被压变形。为了防止虚设管的变形,需要确保不用于拉丝的剩余母材长度较长。相对于此,本发明的实施方式所涉及的光纤母材1A为与虚设管相比使用针对加热特别不易变形的实心的虚设石英棒15的结构。因此,能够与使用虚设管的现有结构的光纤母材相比使剩余母材长度较短。其结果为,光纤母材1A能够将拉丝有效区域的轴线方向上的长度确保较大,有效地有助于光纤2的长尺寸化。
根据以上内容,光纤母材1A与使用虚设管的现有结构的光纤母材相比,能够容易地将拉丝有效区域的轴线方向上的长度实现为较大。其结果为,光纤母材1A能够容易地实现通过拉丝而得到的光纤2的长尺寸化。另外,环状的加热炉52能够使用内径更大的加热炉。
(第二实施方式)
接下来,参照图8~图14对本发明所涉及的光纤母材的制造方法、光纤母材、以及光纤的制造方法的第二实施方式进行说明。
此外,在图8~图14中,对与图1~图6同样的构成部分标注共同的附图标记,并对其说明进行省略或简化。
图14是表示该实施方式的光纤母材1B的纵剖视图。
通过该实施方式的光纤母材的制造方法,制造图14所示的光纤母材1B。
在该实施方式的光纤母材的制造方法中,如图8所示,将虚设石英管131、132以焊接方式连接于包层玻璃体11的轴线方向两端(虚设石英管焊接工序)。
另外,以下,在焊接于包层玻璃体11的轴线方向两端的虚设石英管131、132中,将焊接于包层玻璃体11的第一端部11a的虚设石英管131也称为第一虚设石英管,将焊接于包层玻璃体11的第二端部11b的虚设石英管132也称为第二虚设石英管。
虚设石英管131、132为石英玻璃制的圆筒状部件。
如图8所示,各虚设石英管131、132在其轴线方向上以使一个端面与包层玻璃体11的轴线方向的端面对接的方式焊接于包层玻璃体11而一体化。
虚设石英管131、132以与包层玻璃体11处于同轴的方式焊接于包层玻璃体11。虚设石英管131以在同轴地焊接于包层玻璃体11时,不将包层玻璃体11的各第一开口部12a密封的方式配置。同样地,虚设石英管132以在同轴地焊接于包层玻璃体11时,不将包层玻璃体11的各第二开口部12b密封的方式配置。虚设石英管131、132的内径为可维持各第一开口部12a及各第二开口部12b中的至少一部分的开口状态的大小。焊接于包层玻璃体11的虚设石英管131、132也可以与包层玻璃体11的各开口部12a、12b的一部分重叠。焊接于包层玻璃体11的虚设石英管131、132的内侧空间与包层玻璃体11的所有贯通孔12连通。
在虚设石英管焊接工序中,具有将虚设石英管焊接于包层玻璃体11的轴线方向的任意一个端部的焊接作业(石英管第一焊接作业)、和在石英管第一焊接作业之后,将虚设石英管焊接于包层玻璃体11的轴线方向的另一端部的焊接作业(石英管第二焊接作业)。在各焊接作业中,也可以一边使干燥气体(例如空气或惰性气体)在包层玻璃体11的各贯通孔12中流动一边进行该作业。干燥气体也可以从包层玻璃体11的与焊接虚设石英管的一侧相反一侧向焊接虚设石英管的一侧流动。
此外,以下,将在石英管第一焊接作业中焊接于包层玻璃体11的虚设石英管也称为第一焊接虚设石英管,将在石英管第二焊接作业中焊接于包层玻璃体11的虚设石英管也称为第二焊接虚设石英管。
作为一例,关于在将第一虚设石英管131焊接于包层玻璃体11的第一端部11a(石英管第一焊接作业)之后,将第二虚设石英管132焊接于包层玻璃体11的第二端部11b(石英管第二焊接作业)的情况进行说明。该例对第一焊接虚设石英管采用第一虚设石英管131,对第二焊接虚设石英管采用第二虚设石英管132。
该情况下,石英管第一焊接作业一边使干燥气体从包层玻璃体11的第二端部11b朝向第一端部11a在贯通孔12内流动一边进行。供给至包层玻璃体11的各贯通孔12的干燥空气在通过贯通孔12之后被从包层玻璃体11与第一虚设石英管131之间排出,直至将第一虚设石英管131连接(焊接)于包层玻璃体11为止。另外,在将第一虚设石英管131连接(焊接)于包层玻璃体11之后,供给至包层玻璃体11的各贯通孔12的干燥空气通过贯通孔12及第一虚设石英管131的内侧空间,并被从第一虚设石英管131的与包层玻璃体11相反一侧(在图1中为右侧)的一端的第一前端开口端131a排出。
石英管第二焊接作业从第一前端开口端131a供给干燥气体。干燥气体从包层玻璃体11的第一端部11a朝向第二端部11b在贯通孔12内流动。通过了第一虚设石英管131的内侧空间、及包层玻璃体11的各贯通孔12的干燥空气被从包层玻璃体11与第二虚设石英管132之间排出,直至将第二虚设石英管132连接(焊接)于包层玻璃体11为止。另外,通过了包层玻璃体11的贯通孔12的干燥空气在将第二虚设石英管132连接(焊接)于包层玻璃体11之后,从贯通孔12通过第二虚设石英管132的内侧空间而被从第二虚设石英管132的与包层玻璃体11相反一侧(在图1中为左侧)的一端的第二前端开口端132b排出。
在石英管第一焊接作业、及石英管第二焊接作业时,使干燥气体在包层玻璃体11的各贯通孔12中流动。此时,使干燥空气从包层玻璃体11的与焊接虚设石英管的一侧相反一侧向焊接虚设石英管的一侧流动。由此,防止由于在虚设石英管向包层玻璃体11的焊接中使用的氢氧焰而使水分进入到包层玻璃体11的各贯通孔12之中。另外,像这样,一边使干燥气体在包层玻璃体11的各贯通孔12中流动一边进行的虚设石英管焊接工序能够防止大气中的杂质进入到包层玻璃体11的贯通孔12。
另外,虚设石英管焊接工序中的干燥空气向包层玻璃体11的各贯通孔12的供给能够防止由于焊接作业时的加热而使包层玻璃体11的端面熔融而将贯通孔12封堵。
在虚设石英管焊接工序中,石英管第一焊接作业也可以一边从包层玻璃体11的第二端部11b、及第一前端开口端131a双方供给干燥气体一边进行。在石英管第一焊接作业完成后,将第二虚设石英管焊接于包层玻璃体11的轴线方向两端的另一方的石英管第二焊接作业也可以一边从包层玻璃体11的第一端部11a、及第二前端开口端132b双方供给干燥气体一边进行。
在石英管第一焊接作业中,从包层玻璃体11的第二开口部12b、及虚设石英管的第一前端开口端131a双方持续供给干燥气体,直至将虚设石英管(第一焊接虚设石英管)连接(焊接)于包层玻璃体11为止。不过,干燥气体向包层玻璃体11的各第二开口部12b的供给流量的总和大于来自虚设石英管的第一前端开口端131a的干燥气体的供给流量。被从包层玻璃体11的第二开口部12b、及虚设石英管的第一前端开口端131a供给的干燥气体被从包层玻璃体11与虚设石英管之间排出,直至将虚设石英管连接(焊接)于包层玻璃体11为止。
来自包层玻璃体11的各贯通孔12的第二开口部12b、及虚设石英管的第一前端开口端131a的干燥气体的供给在使虚设石英管抵接于包层玻璃体11之后,在虚设石英管向包层玻璃体11的连接(焊接)完成之前停止。在将虚设石英管连接(焊接)于包层玻璃体11之后,在虚设石英管的第一前端开口端131a确保泄漏阀等干燥气体出口,仅从包层玻璃体11的第二开口部12b供给干燥气体,并使供给的干燥气体从泄漏阀等干燥气体出口排出。
在石英管第二焊接作业中,从已焊接的第一焊接虚设石英管的第一前端开口端131a、及第二焊接虚设石英管的第二前端开口端132b双方朝向包层玻璃体11持续供给干燥气体,直至将虚设石英管(第二焊接虚设石英管)连接(焊接)于包层玻璃体11为止。不过,来自第一焊接虚设石英管的第一前端开口端131a的干燥气体的供给流量大于来自第二焊接虚设石英管的第二前端开口端132b的干燥气体的供给流量。被从第一焊接虚设石英管的第一前端开口端131a、及第二焊接虚设石英管的第二前端开口端132b供给的干燥气体被从包层玻璃体11与第二焊接虚设石英管之间排出,直至将第二焊接虚设石英管连接(焊接)于包层玻璃体11为止。
来自第一焊接虚设石英管的第一前端开口端131a、及第二焊接虚设石英管的第二前端开口端132b的干燥气体的供给在使第二焊接虚设石英管抵接于包层玻璃体11之后,在第二焊接虚设石英管向包层玻璃体11的连接(焊接)完成之前停止。在将第二焊接虚设石英管连接(焊接)于包层玻璃体11之后,在第二焊接虚设石英管的第二前端开口端132b确保泄漏阀等干燥气体出口,仅从第一焊接虚设石英管的第一前端开口端131a供给干燥气体,并使供给的干燥气体从泄漏阀等干燥气体出口排出。
此外,虚设石英管焊接工序可以构成为,对第一焊接虚设石英管采用第一虚设石英管131,对第二焊接虚设石英管采用第二虚设石英管132,在石英管第一焊接作业完成后进行石英管第二焊接作业。或者,也可以构成为,对第一焊接虚设石英管采用第二虚设石英管132,对第二焊接虚设石英管采用第一虚设石英管131,在石英管第一焊接作业完成后进行石英管第二焊接作业。
在虚设石英管焊接工序之后,如图9所示,向包层玻璃体11的多个贯通孔12分别插入纤芯用玻璃棒14(棒插入工序)。纤芯用玻璃棒14被经由第一虚设石英管131的内侧空间或者第二虚设石英管132的内侧空间而插入于包层玻璃体11的贯通孔12。
在轴线方向上,纤芯用玻璃棒14的长度具有与包层玻璃体11的贯通孔12的长度相等的长度。
棒插入工序也可以向包层玻璃体11的多个贯通孔12中的一个以上的贯通孔插入纤芯识别标记用玻璃棒,而不是插入纤芯用玻璃棒14。纤芯识别标记用玻璃棒例如能够采用折射率相对于包层玻璃体11及纤芯用玻璃棒14双方不同的玻璃棒、由有色玻璃形成的玻璃棒等周知的结构。纤芯识别标记用玻璃棒向包层玻璃体11的贯通孔12的插入能够与纤芯用玻璃棒14向包层玻璃体11的贯通孔12的插入同样地进行。
通过棒插入工序,得到在包层玻璃体11的多个贯通孔12分别插入有纤芯用玻璃棒14的结构的玻璃材料单元U2。
也可以在虚设石英管焊接工序与棒插入工序之间,进行通过蚀刻气体或者蚀刻液对包层玻璃体11的各贯通孔12的内表面进行蚀刻的蚀刻工序、对贯通孔12内进行清洗的清洗工序、以及干燥工序。
在蚀刻工序中使用的蚀刻气体例如能够采用SF6(六氟化硫)气体、C2F6(六氟乙烷)气体等。蚀刻液例如能够采用氢氟酸(HF)等。
在清洗工序中,例如使乙醇等酒精、纯净水等的清洗液在贯通孔12中流动来对贯通孔12内进行清洗。在干燥工序中,在清洗工序之后,使干燥气体(空气或惰性气体等)在贯通孔12中流动来使贯通孔12干燥。
在棒插入工序之后,如图10所示,将包层玻璃体11的第一端部11a的前端熔断来将第一虚设石英管131从包层玻璃体11去除。进一步,通过将包层玻璃体11的第一端部11a侧的各贯通孔12的一端封堵并气密地密封,从而形成基端密封部24(一端熔断工序)。在一端熔断工序之后,如图11所示,将虚设石英棒15焊接于基端密封部24而一体化(虚设棒一体化工序)。
在该实施方式中,如图10所示,在一端熔断工序中,将包层玻璃体11的第一端部11a与贯通孔12内的纤芯用玻璃棒14一起形成为前端变细的锥形。
如图11所示,在虚设棒一体化工序中,一边对形成为前端变细的锥形的包层玻璃体11的第一端部11a进行加热一边按压虚设石英棒15,将虚设石英棒15与包层玻璃体11同轴地对位并焊接而一体化。
在虚设棒一体化工序之后,如图12所示,将真空泵(未图示)连接于第二虚设石英管132的与包层玻璃体11相反一侧的第二前端开口端132b,并通过真空泵的驱动对包层玻璃体11的贯通孔12内进行抽真空(抽真空工序)。
在抽真空工序中,经由第二虚设石英管132的内侧空间而从包层玻璃体11的第二端部11b侧对包层玻璃体11的所有贯通孔12内进行抽真空。
在抽真空工序中,例如,也能够交替进行从与第二虚设石英管132的第二前端开口端132b连接的气体送给装置向包层玻璃体11的贯通孔12进行的氦气的送给、和利用真空泵进行的抽真空。
如图13、图14所示,在该实施方式的光纤母材的制造方法中,在抽真空工序开始后,在持续利用真空泵进行抽真空的状态下,利用火焰16(例如氢氧焰)等来使包含包层玻璃体11的第二端部11b的玻璃材料单元U2的第二端部加热缩径来将包层玻璃体11的所有第二开口部12b封堵并气密地密封(前端密封工序)。
以下,将在前端密封工序中气密地密封了所有贯通孔12的第二开口部12b的状态的玻璃材料单元U2的第二端部也称为前端密封部17。前端密封部17通过使包层玻璃体11的第二端部11b与其内侧的纤芯用玻璃棒14的前端部一起加热缩径来实心化而形成。
如图14所示,在该实施方式的前端密封工序中,形成将玻璃材料单元U2的第二端部加工成前端变细的锥形的前端密封部17。
另外,在该实施方式的前端密封工序中,在形成前端变细的锥形的前端密封部17的过程中将玻璃材料单元U2的第二端部的前端熔断来将第二虚设石英管132从包层玻璃体11去除。
该实施方式的光纤母材的制造方法通过前端密封工序的完成而完成,并能够得到图14所示的光纤母材1B。
在图14的光纤母材1B的包层玻璃体11的内部确保了内孔18。对于内孔18而言,贯通孔12的第一端部11a侧被虚设石英棒15气密地密封,第二端部11b侧被前端密封部17气密地密封。
在本实施方式的光纤母材的制造方法中,持续利用真空泵进行贯通孔12的抽真空不变地进行前端密封工序来形成前端密封部17。由此,确保前端密封工序完成后的光纤母材1B的内孔18内的压力(气压)为负压(相对于大气压为阴压)的状态。
在前端密封工序中,对玻璃材料单元U2的第二端部进行加热来使其缩径而实心化,将通过加热而软化的玻璃材料单元U2的第二端部加工成锥形来形成前端密封部17。
在前端密封工序中通过形成前端密封部17而确保的内孔18的内压与真空泵形成前端密封部17之前的包层玻璃体11的贯通孔12的压力(内压)相等。
在前端密封工序中,在使用真空泵来将包层玻璃体11的贯通孔12内从大气压减压了100kPa左右的状态下形成前端密封部17。包层玻璃体11的贯通孔12的内压例如优选为1kPa以下。通过一边使包层玻璃体11的贯通孔12的内压为1kPa以下,一边形成前端密封部17,从而得到具有内压为1kPa以下的内孔18的光纤母材1B。
光纤母材1B也能够适用于使用拉丝装置50(参照图7)的光纤2的制造(光纤2的制造方法、拉丝工序)。
在使用了拉丝装置50从光纤母材1B制造光纤2的过程中,首先,被拉丝装置50的升降架51a以吊挂状态支承(悬吊支承)的光纤母材1B的下端部(前端密封部17)被插入于加热炉52的内侧贯通孔52a。光纤母材1B的下端部保持通过加热炉52被加热至拉丝时加热温度而使玻璃粘度下降(软化)的状态不变地被向下方拉丝。由此,形成光纤2。
在拉丝工序中,通过升降架51a使光纤母材1B下降,由此将光纤母材1B送入加热炉52的内侧贯通孔52a。由此,能够一边使包层玻璃体11相对于插入于包层玻璃体11的贯通孔12的插入玻璃棒的一体化进展,一边连续地从光纤母材1B的下端部进行光纤2的拉丝。
在从光纤母材1B的下端部进行光纤2的拉丝时,伴随着包层玻璃体11相对于插入玻璃棒的一体化进展,内孔18的容积缩小。在内孔18消失之前使拉丝完成。拉丝开始前的光纤母材1B的内孔18的内压以在光纤2的拉丝完成的时候为负压的方式确保。由此,能够从光纤2的拉丝开始至完成为止,将光纤母材1B的内孔18的内压维持为负压。
内孔18的内压以从拉丝工序开始至完成为止能够维持负压的方式设定即可,例如可以是“超过1kPa”~“20kPa左右”。
在前端密封工序中,例如若形成内压为20kPa以下的内孔18,则能够在拉丝工序中使内孔18的内压为负压。若拉丝开始前的光纤母材1B的内孔18的内压为20kPa以下,则能够在拉丝工序中维持内孔18的内压的负压地拉丝出足够长的光纤2。
内孔18的内压例如为20kPa以下,但也可以为10kPa以下、或者为1kPa以下。
插入玻璃棒能够优选使用其外径为包层玻璃体11的贯通孔12的内径的80~98%的玻璃棒。在通过拉丝而得到的光纤2中,为了提高将纤芯配置于目标位置的精度,插入玻璃棒的外径更加优选为包层玻璃体11的贯通孔12的内径的90~98%,进一步优选为95~98%。
(第三实施方式)
接下来,参照图15~图20对本发明所涉及的光纤母材的制造方法、光纤母材、以及光纤的制造方法的第三实施方式进行说明。
图20是表示该实施方式的光纤母材1C的纵剖视图。
通过该实施方式的光纤母材的制造方法,制造图20所示的光纤母材1C。
如图15等所示,在该实施方式的光纤母材的制造方法中,使用圆筒状的包层玻璃体21。包层玻璃体21形成从光纤母材1C拉丝出的光纤的包层的一部分。
在该实施方式的光纤母材的制造方法中,如图15所示,首先,将多个玻璃棒23插入于包层玻璃体21的内侧的贯通孔22(棒插入工序)。
插入于包层玻璃体21的内侧的贯通孔22的多个玻璃棒23中的一个以上的玻璃棒为纤芯用玻璃棒。纤芯用玻璃棒通过光纤母材1C(参照图20)的拉丝而成为光纤的纤芯。另外,插入于包层玻璃体21的内侧的贯通孔22的多个玻璃棒23也可以包含一个以上包层用玻璃棒。包层用玻璃棒通过光纤母材1C的拉丝而成为光纤的包层的一部分。
在该实施方式中使用的纤芯用玻璃棒具有通过拉丝而成为光纤的纤芯的部分、和成为光纤的包层的一部分的部分。成为纤芯的部分的周围被成为包层的一部分的部分覆盖。不过,纤芯用玻璃棒也能够采用其整体成为光纤的纤芯的结构。
通过进行棒插入工序,从而得到在包层玻璃体21的贯通孔22插入有多个玻璃棒23的结构的玻璃材料单元U3。
此外,在玻璃材料单元U3中,将包层玻璃体21的贯通孔22的轴线方向视为轴线方向。
在棒插入工序之后,如图16所示,将包层玻璃体21的第一端部21a的前端熔断。由此,通过加热后的包层玻璃体21的第一端部21a形成用于对包层玻璃体21的贯通孔22的第一开口部22a进行封堵(气密地密封)的基端密封部24(一端熔断工序)。在一端熔断工序之后,如图17所示,将虚设石英棒25焊接于基端密封部24而一体化(虚设棒一体化工序)。
在该实施方式中,如图16所示,在一端熔断工序中,将玻璃材料单元U3的第一端部形成为前端变细的锥形。形成为前端变细的锥形的玻璃材料单元U3的第一端部为使包层玻璃体21的第一端部21a与贯通孔22内的玻璃棒23一起加热缩径来实心化而成的部位。
如图17所示,在虚设棒一体化工序中,一边对形成为前端变细的锥形的包层玻璃体21的第一端部21a进行加热一边将实心的虚设石英棒25按压于基端密封部24。进一步,将虚设石英棒25以与包层玻璃体21同轴地对位的方式焊接于基端密封部24而一体化。
在虚设棒一体化工序之后,如图18所示,将真空泵(未图示)连接于包层玻璃体21的第二端部21b,并通过真空泵的驱动对包层玻璃体21的贯通孔22内进行抽真空(抽真空工序)。
在抽真空工序中,例如,也能够交替进行从与包层玻璃体21的第二端部21b连接的气体送给装置向包层玻璃体21的贯通孔22进行的氦气的送给、和利用真空泵进行的抽真空。
如图19、图20所示,在该实施方式的光纤母材的制造方法中,在抽真空工序开始后,在持续利用真空泵进行抽真空的状态下,利用火焰26(例如氢氧焰)等来使包含包层玻璃体21的第二端部21b的玻璃材料单元U3的第二端部加热缩径来将包层玻璃体21的第二开口部22b封堵并气密地密封(前端密封工序)。
以下,将在前端密封工序中气密地密封了贯通孔22的第二开口部22b的状态的玻璃材料单元U3的第二端部也称为前端密封部27。前端密封部27为使包层玻璃体21的第二端部21b与其内侧的玻璃棒23的前端部一起加热缩径来实心化而成的部位。
如图20所示,在该实施方式的前端密封工序中,形成将玻璃材料单元U3的第二端部加工成前端变细的锥形的前端密封部27。
另外,在该实施方式的前端密封工序中,将玻璃材料单元U3的第二端部的前端熔断,来形成前端变细的锥形的前端密封部27。
该实施方式的光纤母材的制造方法通过前端密封工序的完成而完成,并能够得到图20所示的光纤母材1C。
在图20的光纤母材1C的包层玻璃体21的内部,形成有贯通孔22的第一端部侧被基端密封部24气密地密封,第二端部侧被前端密封部27气密地密封的内孔28。
在该实施方式的光纤母材的制造方法中,持续利用真空泵进行贯通孔22的抽真空不变地进行前端密封工序来形成前端密封部27。由此,前端密封工序完成后的光纤母材1C的内孔28内的压力变成负压。
在前端密封工序中,对玻璃材料单元U3的第二端部进行加热使其缩径来实心化,将通过加热而软化的玻璃材料单元U3的第二端部加工成锥形来形成前端密封部27。
在前端密封工序中通过形成前端密封部27而确保的内孔28的内压与形成前端密封部27之前的包层玻璃体21的贯通孔22的压力相等。
在前端密封工序中,在使用真空泵来将包层玻璃体21的贯通孔22内从大气压减压了100kPa左右的状态下形成前端密封部27。在前端密封工序中,包层玻璃体21的贯通孔22的内压例如优选为1kPa以下。通过一边使包层玻璃体21的贯通孔22的内压为1kPa以下一边形成前端密封部27,从而得到具有内压为1kPa以下的内孔28的光纤母材1C。
对于从光纤母材1C进行的光纤2的制造(光纤2的制造方法、拉丝工序)而言,也通过使用拉丝装置50(参照图7),而能够一边使包层玻璃体21相对于玻璃棒23的一体化进展一边连续地进行光纤2的拉丝。
对于使用了拉丝装置50从光纤母材1C进行的光纤2的拉丝而言,将被拉丝装置50的升降架51a以吊挂状态支承(悬吊支承)的光纤母材1C的下端部(前端密封部27)插入于加热炉52的内侧贯通孔52a。光纤母材1C的下端部保持被加热至拉丝时加热温度而使玻璃粘度下降(软化)的状态不变地被向下方拉丝。由此,形成光纤2。另外,通过升降架51a使光纤母材1C下降,由此将光纤母材1C向加热炉52的内侧贯通孔52a送入。由此,能够一边使包层玻璃体21相对于玻璃棒23的一体化进展,一边连续地从光纤母材1C的下端部进行光纤2的拉丝。
拉丝开始前的光纤母材1C的内孔28的内压以从拉丝工序开始至完成为止能够维持负压的方式设定即可,例如可以是“超1kPa”~“20kPa左右”。在前端密封工序中,例如形成内压为20kPa以下的内孔28,来在拉丝工序中确保内孔28的负压。若拉丝开始前的光纤母材1C的内孔28的内压为20kPa以下,则能够在拉丝工序中维持内孔28的负压地拉丝出足够长的光纤。
内孔28的内压例如为20kPa以下,但也可以是10kPa以下,或者1kPa以下。
(第四实施方式)
接下来,参照图21~图26对本发明所涉及的光纤母材的制造方法、光纤母材、以及光纤的制造方法的第四实施方式进行说明。
此外,在图21~图26中,关于与图15~图20同样的构成部分标注共同的附图标记,并对其说明进行省略或简化。
图26是表示该实施方式的光纤母材1D的纵剖视图。
通过该实施方式的光纤母材的制造方法,制造图26所示的光纤母材1D。
在该实施方式的光纤母材的制造方法中,如图21所示,将多个玻璃棒23插入于圆筒状的包层玻璃体21内侧的贯通孔22(棒插入工序)。
该棒插入工序与光纤母材的制造方法的第三实施方式的棒插入工序相同。插入于包层玻璃体21的内侧的贯通孔22的多个玻璃棒23也能够采用与光纤母材的制造方法的第三实施方式同样的结构。即,插入于包层玻璃体21内侧的贯通孔22的多个玻璃棒23包含一个以上的纤芯用玻璃棒。另外,插入于包层玻璃体21的贯通孔22的多个玻璃棒23也可以包含一个以上包层用玻璃棒。纤芯用玻璃棒能够使用可在光纤母材的制造方法的第三实施方式中采用的结构。
通过进行棒插入工序,从而得到在包层玻璃体21的贯通孔22插入有多个玻璃棒23的结构的玻璃材料单元U4。
此外,关于玻璃材料单元U4,将包层玻璃体21的贯通孔22的轴线方向视为轴线方向。
不过,如图21所示,在轴线方向上,使用玻璃棒23的长度比包层玻璃体21的长度短的玻璃棒。另外,包层玻璃体21的贯通孔22内的多个玻璃棒23配置于从包层玻璃体21的第一端部21a向包层玻璃体21的第二端部21b侧偏移的位置。在图21的例子中,在轴线方向上,在包层玻璃体21的第一端部21a及第二端部21b具有不存在玻璃棒23的区域。另外,在轴线方向上,包层玻璃体21中的不存在玻璃棒23的区域与第一端部21a侧相比,第二端部21b侧较长。
插入于包层玻璃体21的贯通孔22的多个玻璃棒23使用彼此大致相等长度的玻璃棒。
在棒插入工序之后,如图22、图23所示,对包层玻璃体21的第一端部21a进行加热来与插入在包层玻璃体21的第一端部21a侧的虚设石英棒25一体化(虚设棒一体化工序)。
该虚设棒一体化工序首先如图22所示,将虚设石英棒25插入于包层玻璃体21的第一端部21a侧。另外,在图22中,插入于包层玻璃体21的第一端部21a的虚设石英棒25的前端与包层玻璃体21的贯通孔22内的多个玻璃棒23的前端抵靠。
使虚设石英棒25向包层玻璃体21的第一端部21a的插入完成。接着,如图23所示,使用火焰26(例如氢氧焰)等来使包层玻璃体21的第一端部21a加热缩径来与虚设石英棒25一体化。其结果为,包层玻璃体21的第一端部21a侧的第一开口部22a被虚设石英棒25封堵,并被气密地密封。
虚设石英棒25具有在轴线方向上插入于包层玻璃体21的第一端部21a的部分、和从包层玻璃体21的第一端部21a突出的部分。即,在轴线方向上,虚设石英棒25的长度比包层玻璃体21的第一端部21a的不存在玻璃棒23的区域长。虚设石英棒25在虚设棒一体化工序完成后,也具有从包层玻璃体21的第一端部21a一端突出的部分。
在虚设棒一体化工序之后,如图24所示,将真空泵(未图示)连接于包层玻璃体21的第二端部21b,通过真空泵的驱动对包层玻璃体21的贯通孔22内进行抽真空(抽真空工序)。
在抽真空工序中,例如,也能够交替进行从与包层玻璃体21的第二端部21b连接的气体送给装置向包层玻璃体21的贯通孔22进行的氦气的送给、和利用真空泵进行的抽真空。
如图25、图26所示,在该实施方式的光纤母材的制造方法中,在抽真空工序开始后,在持续利用真空泵进行抽真空的状态下,利用火焰26(例如氢氧焰)等来使包含包层玻璃体21的第二端部21b的玻璃材料单元U4的第二端部加热缩径。由此,将包层玻璃体21的第二端部21b的第二开口部22b封堵并气密地密封(前端密封工序)。
在前端密封工序中,在玻璃材料单元U4的第二端部,使包层玻璃体21的第二端部21b与其内侧的纤芯用玻璃棒23前端部一起加热缩径来实心化。由此,在玻璃材料单元U4的第二端部形成前端密封部27。另外,贯通孔22的第二开口部22b被气密地密封。
如图26所示,在该实施方式的前端密封工序中,玻璃材料单元U4的第二端部被加工成前端变细的锥形,形成前端密封部27。
另外,在该实施方式的前端密封工序中,玻璃材料单元U4的第二端部的前端被熔断,形成前端变细的锥形的前端密封部27。
该实施方式的光纤母材的制造方法通过前端密封工序的完成而完成,并能够得到图26所示的光纤母材1D。
在图26的光纤母材1D的包层玻璃体21的内部,确保了贯通孔22的第一端部侧被虚设石英棒25气密地密封,第二端部侧被前端密封部27气密地密封的内孔28。
在该实施方式的光纤母材的制造方法中,也与光纤母材的制造方法的第三实施方式同样地,持续利用真空泵进行贯通孔22的抽真空不变地进行前端密封工序来形成前端密封部27。由此,确保前端密封工序完成后的光纤母材1D的内孔28的内压为负压(相对于大气压为阴压)的状态。
与第三实施方式中的光纤母材的制造方法同样地,在前端密封工序中,在使用真空泵来将包层玻璃体21的贯通孔22内从大气压减压了100kPa左右的状态下形成前端密封部27。在前端密封工序中,前端密封部27形成后的内孔28的内压与形成前端密封部27之前的包层玻璃体21的贯通孔22的内压相等。
在前端密封工序中,包层玻璃体21的贯通孔22的内压例如优选为1kPa以下。
使用了光纤母材1D进行的光纤的制造(光纤的制造方法)与使用拉丝装置50(参照图7)从第三实施方式的光纤母材1C进行的光纤的制造同样地进行。
拉丝开始前的光纤母材1D的内孔28的内压为20kPa以下。若为拉丝开始前的内孔28的内压是20kPa以下的光纤母材1D,则能够在拉丝工序中维持内孔28的负压地拉丝出足够长的光纤。
内孔28的内压例如为20kPa以下,但也可以是10kPa以下,或者1kPa以下。
(第五实施方式)
接下来,参照图27~图32对本发明所涉及的光纤母材的制造方法、光纤母材、光纤的制造方法的第五实施方式进行说明。
此外,在图27~图32中,关于与图8~图14同样的构成部分标注共同的附图标记,并对其说明进行省略或简化。
图32是表示该实施方式的光纤母材1E的纵剖视图。
通过该实施方式的光纤母材的制造方法,制造图32所示的光纤母材1E。
在该实施方式的光纤母材的制造方法中,如图27所示,首先,与第二实施方式的光纤母材的制造方法同样地,进行虚设石英管焊接工序、及棒插入工序。即,在形成有多个贯通孔12的包层玻璃体11的轴线方向两端焊接虚设石英管131、132并进行连接,将纤芯用玻璃棒14插入于包层玻璃体11的贯通孔12。
在该实施方式的光纤母材的制造方法中,也与第一实施方式的光纤母材的制造方法同样地,也可以在虚设石英管焊接工序与棒插入工序之间,进行通过蚀刻气体或者蚀刻液对包层玻璃体11的各贯通孔12的内表面进行蚀刻的蚀刻工序、对贯通孔12内进行清洗的清洗工序、以及干燥工序。
在虚设石英管焊接工序及棒插入工序之后,如图28所示,将虚设石英棒15插入于第一虚设石英管131。进一步,如图29所示,使第一虚设石英管131加热缩径来将第一虚设石英管131与虚设石英棒15一体化(虚设棒一体化工序)。
在虚设棒一体化工序中,利用氢氧焰等的火焰16来使第一虚设石英管131加热缩径来与虚设石英棒15一体化。由此,封堵(气密地密封)第一虚设石英管131的第一前端开口端131a。
虚设石英棒15经由第一虚设石英管131而固定于包层玻璃体11。第一虚设石英管131为用于将虚设石英棒15连接于包层玻璃体11的连接用玻璃管。以下,将虚设石英棒15也称为连接用玻璃管。
在图28中,将插入于第一虚设石英管131的虚设石英棒15的前端抵靠于包层玻璃体11的第一端部11a。虚设石英棒15使用具有在将其前端抵靠于包层玻璃体11的一端时,从第一虚设石英管131的第一前端开口端131a突出的长度的石英棒。即,虚设石英棒15在轴线方向上具有插入于包层玻璃体11的第一端部11a的部分、和从第一虚设石英管131的第一前端开口端131a突出的部分。
如图29所示,在虚设棒一体化工序中,维持将虚设石英棒15的前端抵靠于包层玻璃体11的第一端部11a的状态不变地,使第一虚设石英管131加热缩径来与虚设石英棒15一体化。其结果为,第一虚设石英管131与虚设石英棒15的插入于第一虚设石英管131内的部分的整体一体化。由此,包层玻璃体11的第一开口部12a被虚设石英棒15及虚设石英管131密封。
在虚设棒一体化工序之后,如图30所示,使用与第二虚设石英管132的第二前端开口端132b连接的真空泵(未图示)来对包层玻璃体11的贯通孔12内进行抽真空(抽真空工序)。
抽真空工序与第二实施方式的光纤母材的制造方法的抽真空工序相同。
另外,在该实施方式的光纤母材的制造方法中,如图31、图32所示,在抽真空工序开始后,在持续利用真空泵进行抽真空的状态下,在玻璃材料单元U5的第二端部形成前端密封部17(前端密封工序)。本实施方式的前端密封工序与第二实施方式的光纤母材的制造方法的前端密封工序相同。
如图32所示,与第二实施方式的光纤母材的制造方法的前端密封工序同样地,形成将玻璃材料单元U5的第二端部加工成前端变细的锥形的前端密封部17。进一步,在形成前端密封部17的过程中将玻璃材料单元U5的第二端部的前端熔断来将第二虚设石英管132从包层玻璃体11去除。
该实施方式的光纤母材的制造方法通过前端密封工序的完成而完成,并能够得到图32所示的光纤母材1E。
在图32的光纤母材1E的包层玻璃体11的内部,确保了内孔18。对于内孔18而言,贯通孔12的第一端部侧被虚设石英棒15气密地密封,第二端部侧被前端密封部17气密地密封。
在前端密封工序中,在使用真空泵来将包层玻璃体11的贯通孔12内从大气压减压了100kPa左右的状态下形成前端密封部17。在前端密封工序中,包层玻璃体11的贯通孔12的内压例如优选为1kPa以下。通过一边使包层玻璃体11的贯通孔12的内压为1kPa以下一边形成前端密封部17,从而得到具有内压为1kPa以下的内孔18的光纤母材1E。
使用了光纤母材1E的光纤的制造(光纤的制造方法)与使用拉丝装置50(参照图7)从第二实施方式的光纤母材1B进行的光纤的制造同样地进行。
将拉丝开始前的光纤母材1E的内孔18的内压设为20kPa以下。若为拉丝开始前的内孔18的内压是20kPa以下的光纤母材1E,则在拉丝工序中能够维持内孔18的内压的负压地拉丝出足够长的光纤。
内孔18的内压例如为20kPa以下,但也可以为10kPa以下,或者为1kPa以下。
光纤母材1E的制造所使用的纤芯用玻璃棒14等插入玻璃棒能够适当使用其外径为包层玻璃体11的贯通孔12的内径的80~98%的玻璃棒。在通过拉丝而得到的光纤2中,为了提高将纤芯配置于目标位置的精度,插入玻璃棒的外径更加优选为包层玻璃体11的贯通孔12的内径的90~98%,进一步优选为95~98%。
根据第一~第五实施方式的光纤母材的制造方法及光纤母材,由于在光纤母材内确保负压的内孔,从而不需要在光纤拉丝时进行母材内的抽真空。其结果为,能够在轴线方向上确保光纤母材的拉丝有效区域较大,从而能够容易地实现光纤的拉丝长度的长尺寸化。
此外,关于第二~第五实施方式的光纤母材,也与第一实施方式的光纤母材1A同样地,能够将图7所例示的拉丝装置50利用于光纤的拉丝。
第二~第五实施方式的光纤母材分别具有虚设石英棒15、25,虚设石英棒15、25确保了从包层玻璃体11、或者焊接于包层玻璃体21的第一端部21a的第一虚设石英管131的第一前端开口端131a(参照图29)突出的突出部。
第二~第五实施方式的光纤母材在将图7所例示的拉丝装置50利用于光纤的拉丝的情况下,将焊接于包层玻璃体11、或者包层玻璃体21的第一端部21a的上述的虚设石英棒15、25的突出部安装于升降架51a,以前端密封部17、27成为下端的方式悬吊支承于升降架51a。
根据第一~第五实施方式的光纤母材的制造方法及光纤母材,由于光纤母材的内压为负压,因此不需要在光纤的拉丝时进行母材内的抽真空。其结果为,能够在轴线方向上确保光纤母材中的拉丝有效区域较长,从而能够容易地实现光纤的拉丝长度的长尺寸化。
(第六实施方式)
接下来,参照图33A~图33G对本发明所涉及的光纤母材的制造方法、光纤母材、以及光纤的制造方法的第六实施方式进行说明。
此外,在图33A~图33G中,关于与图8~图14(第二实施方式)同样的构成部分标注共同的附图标记,并对其说明进行省略或简化。
图33G是表示该实施方式的光纤母材1F的纵剖视图。
通过该实施方式的光纤母材的制造方法,如图33G所示制造在内部确保了空隙部19的光纤母材1F。
该实施方式的光纤母材的制造方法相对于第二实施方式的光纤母材的制造方法变更了以下方面。使插入于包层玻璃体11的贯通孔12的纤芯用玻璃棒14从贯通孔12的一端向另一端侧远离。即,在轴线方向上,纤芯用玻璃棒14的第一端部位于比包层玻璃体11的第一端部11a靠内侧的位置。另外,在轴线方向上,纤芯用玻璃棒14的第二端部位于比包层玻璃体11的第二端部11b靠外侧的位置。在使纤芯用玻璃棒14的第二端部从包层玻璃体11的第二端部11b突出的状态下,进行虚设棒一体化工序(图33C及图33D)以及前端密封工序(图33F)。
图33G所示的光纤母材1F的空隙部19为未插入有纤芯用玻璃棒14的区域(空间)。空隙部19通过利用棒插入工序之后的虚设棒一体化工序及前端密封工序将包层玻璃体11的贯通孔12的轴线方向两端密封而形成。空隙19被确保在内孔18的一端(图33G右端)侧。
该实施方式的光纤母材的制造方法首先与第二实施方式的光纤母材的制造方法同样地,进行虚设石英管焊接工序(图33A)、及棒插入工序(图33B)。
在图33A所示的虚设石英管焊接工序中,能够一边使干燥空气在包层玻璃体11的各贯通孔12中流动一边进行将第一虚设石英管131焊接于包层玻璃体11的第一端部11a的石英管第一焊接作业、和将第二虚设石英管132焊接于包层玻璃体11的第二端部11b的石英管第二焊接作业。这些工序能够采用可在第二实施方式所涉及的虚设石英管焊接工序中采用的各种方法。可在虚设石英管焊接工序中采用的方法由于与第二实施方式所涉及的虚设石英管焊接工序相同,因此这里省略其详细说明。
在虚设石英管焊接工序之后,进行图33B所示的棒插入工序。由此,得到在包层玻璃体11的多个贯通孔12分别插入有纤芯用玻璃棒14的结构的玻璃材料单元U6。
不过,该实施方式的棒插入工序如图33B所示,也可以包含如下情况,即:成为使插入于包层玻璃体11的贯通孔12的纤芯用玻璃棒14从贯通孔12的第一端部向第二端部侧远离,并使纤芯用玻璃棒14的第二端部从包层玻璃体11的第二端部11b突出的状态。
此外,棒插入工序也可以包含向包层玻璃体11的多个贯通孔12中的一个以上的贯通孔插入纤芯识别标记用玻璃棒,而不是插入纤芯用玻璃棒14这一情况。纤芯用玻璃棒14、纤芯识别标记用玻璃棒这样的插入玻璃棒均相对于包层玻璃体11采用与在该实施方式中说明的纤芯用玻璃棒14的插入方式相同的插入方式。
也可以在虚设石英管焊接工序与棒插入工序之间,进行通过蚀刻气体或者蚀刻液对包层玻璃体11的各贯通孔12的内表面进行蚀刻的蚀刻工序、对贯通孔12内进行清洗的清洗工序、以及干燥工序。
蚀刻工序、清洗工序、以及干燥工序能够与在第二实施方式的光纤母材的制造方法中说明的工序同样地进行,这里省略其详细说明。
在棒插入工序之后,如图33C所示,将包层玻璃体11的第一端部11a的前端熔断来将第一虚设石英管131从包层玻璃体11去除(一端熔断工序)。进一步,如图33D所示,将虚设石英棒15焊接于去除第一虚设石英管131后的包层玻璃体11的第一端部11a而一体化(虚设棒一体化工序)。
虚设棒一体化工序如图33C、图33D所示,使插入于包层玻璃体11的贯通孔12的纤芯用玻璃棒14从贯通孔12的第一端部向第二端部侧远离。像这样,除为使纤芯用玻璃棒14的第二端部从包层玻璃体11的第二端部11b突出的状态以外,能够与第二实施方式所涉及的虚设棒一体化工序同样地进行。
如图33C所示,在一端熔断工序中,将包层玻璃体11的第一端部11a的前端熔断,并且将包层玻璃体11的第一端部11a形成为前端变细的锥形。
在将第一虚设石英管131去除后,将虚设石英棒15焊接于包层玻璃体11的第一端部11a而一体化(基端虚设棒一体化工序)。在基端虚设棒一体化工序中,一边对形成为前端变细的锥形的包层玻璃体11的第一端部11a进行加热一边按压虚设石英棒15,来将虚设石英棒15以与包层玻璃体11同轴地对位的方式进行焊接而一体化。
基端虚设棒一体化工序在使插入于包层玻璃体11的贯通孔12的纤芯用玻璃棒14从包层玻璃体11的第二端部11b突出的状态下进行。即,由于纤芯用玻璃棒14远离基端密封部,因此能够防止基端密封部向纤芯用玻璃棒14的热焊接等。
在虚设棒一体化工序之后,如图33E所示,将真空泵(未图示)连接于第二虚设石英管132的第二前端开口端132b,并通过真空泵的驱动对包层玻璃体11的贯通孔12内进行抽真空(抽真空工序)。抽真空工序能够与在第二实施方式中说明的抽真空工序同样地进行。
如图33F、图33G所示,在该实施方式的光纤母材的制造方法中,在抽真空工序开始后,使玻璃材料单元U6的第二端部加热缩径来将包层玻璃体11的所有第二开口部12b封堵并气密地密封(前端密封工序)。
前端密封工序除为使插入于包层玻璃体11的贯通孔12的纤芯用玻璃棒14从贯通孔12的第一端部向第二端部侧远离,并使纤芯用玻璃棒14的第二端部从包层玻璃体11的第二端部11b突出的状态以外,能够与第二实施方式所涉及的前端密封工序同样地进行。
在前端密封工序中,在持续利用真空泵进行抽真空的状态下,利用火焰16(例如氢氧焰)等来使包含包层玻璃体11的第二端部11b的玻璃材料单元U6的第二端部加热缩径。将包层玻璃体11的所有第二开口部12b封堵并气密地密封,从而形成前端密封部17。前端密封部17是使包层玻璃体11的第二端部11b与其内侧的纤芯用玻璃棒14的前端部一起加热缩径来实心化而成的部位。
如图33G所示,在该实施方式的前端密封工序中,形成将玻璃材料单元U6的第二端部加工成前端变细的锥形的前端密封部17。
另外,在该实施方式的前端密封工序中,在形成前端变细的锥形的前端密封部17的过程中将玻璃材料单元U6的第二端部的前端熔断来将第二虚设石英管132及纤芯用玻璃棒14中的从包层玻璃体11的第二端部11b突出的部分从包层玻璃体11去除。
若前端密封工序完成,则在包层玻璃体11的内部确保了内孔18。对于内孔18而言,贯通孔12的第一端部侧被虚设石英棒15气密地密封,第二端部侧被前端密封部17气密地密封。
在前端密封工序中,一边通过利用真空泵进行的抽真空使1kPa以下的真空压作用于包层玻璃体11的贯通孔12一边形成前端密封部17。由此,得到具有内压为负压(例如1kPa以下)的内孔18的光纤母材1F。
不过,如图33F所示,前端密封工序在使贯通孔12内的纤芯用玻璃棒14从贯通孔12的第一端部向第二端部侧远离的状态下进行。
因此,当前端密封工序完成时,在包层玻璃体11内,确保了具有空隙部19的结构的内孔18。空隙部19配置在包层玻璃体11的第一端部(图33G右端)侧。在轴线方向上,在空隙部19未插入有纤芯用玻璃棒14。在轴线方向上,在内孔18的除空隙部19以外的区域插入有纤芯用玻璃棒14。
该实施方式的光纤母材的制造方法通过前端密封工序的完成而完成,如图33G所示,能够得到在包层玻璃体11的内部确保了具有空隙部19的内孔18的光纤母材1F。
使用了光纤母材1F的光纤的制造(光纤的制造方法)与使用拉丝装置50(参照图7)从第二实施方式的来自光纤母材1B进行的光纤的制造同样地进行。
拉丝开始前的光纤母材1F的内孔18的内压为20kPa以下。
使用了光纤母材1F的光纤的制造能够一边使包层玻璃体11相对于包层玻璃体11内的插入玻璃棒的一体化进展,一边连续地从前端密封部17进行光纤2的拉丝。包层玻璃体11的内孔18的容积伴随着包层玻璃体11相对于插入玻璃棒的一体化进展而缩小。
在使用光纤母材1F制造光纤的过程中,伴随着包层玻璃体11相对于插入玻璃棒的一体化进展,内孔18的容积缩小。该情况下,在本实施方式中,也能够通过包层玻璃体11内的空隙部19抑制内孔18的内压的上升。其结果为,在使用光纤母材1F制造光纤的过程中,能够在拉丝工序中维持内孔18的内压的负压地拉丝出足够长的光纤。
(第七实施方式)
接下来,参照图34A~图34G对本发明所涉及的光纤母材的制造方法、光纤母材、以及光纤的制造方法的第七实施方式进行说明。
此外,在图34A~图34G中,对与图33A~图33G(第六实施方式)相同的构成部分标注共同的附图标记,并对其说明进行省略或简化。
图34G是表示该实施方式的光纤母材1G的纵剖视图。
通过该实施方式的光纤母材的制造方法,制造如图34G所示在内部确保了空隙部19的光纤母材1G。
此外,图34G的光纤母材1G的结构与在第六实施方式中说明的光纤母材1F(图33G)的结构相同。
该实施方式的光纤母材的制造方法与第六实施方式的光纤母材的制造方法在以下方面不同。使用在轴线方向上比包层玻璃体11的贯通孔12的长度短的纤芯用玻璃棒14。
在该实施方式的光纤母材的制造方法中,使插入于包层玻璃体11的贯通孔12的纤芯用玻璃棒14从贯通孔12的第一端部向第二端部侧远离。且将纤芯用玻璃棒14的第二端部的位置与包层玻璃体11的第二端部11b对齐。即,在不使纤芯用玻璃棒14从包层玻璃体11的第二端部11b突出的状态下,进行虚设棒一体化工序(图34C及图34D)及前端密封工序(图34F)。
图34G所示的光纤母材1F的空隙部19为未插入有纤芯用玻璃棒14的区域(空间)。空隙部19通过利用棒插入工序之后的虚设棒一体化工序及前端密封工序将包层玻璃体11的贯通孔12的轴线方向两端密封而形成。空隙部19形成在内孔18的一端(图34G右端)侧。
该实施方式的光纤母材的制造方法首先与第六实施方式的光纤母材的制造方法同样地,进行虚设石英管焊接工序(图34A)、及棒插入工序(图34B)。
可在虚设石英管焊接工序中采用的方法与第二实施方式所涉及的虚设石英管焊接工序相同,因此这里省略其详细说明。例如,在虚设石英管焊接工序中,一边使干燥空气在包层玻璃体11的各贯通孔12中流动,一边进行将虚设石英管131焊接于包层玻璃体11的一端的石英管第一焊接作业、和将第二虚设石英管132焊接于包层玻璃体11的另一端的石英管第二焊接作业。这些工序能够采用可在第二实施方式所涉及的虚设石英管焊接工序中采用的各种方法。
在虚设石英管焊接工序之后,进行图34B所示的棒插入工序。由此,得到在包层玻璃体11的多个贯通孔12分别插入有纤芯用玻璃棒14的结构的玻璃材料单元U7。
不过,本实施方式的棒插入工序如图34B所示,也可以包含如下情况,即:成为使插入于包层玻璃体11的贯通孔12的纤芯用玻璃棒14从贯通孔12的第一端部向第二端部侧远离,并将纤芯用玻璃棒14的第二端部的位置与包层玻璃体11的第二端部11b对齐,不使纤芯用玻璃棒14从包层玻璃体11的另一端突出的状态。
此外,棒插入工序也可以包含向包层玻璃体11的多个贯通孔12中的一个以上的贯通孔插入纤芯识别标记用玻璃棒,而不是插入纤芯用玻璃棒14这一情况。纤芯用玻璃棒14、纤芯识别标记用玻璃棒这样的插入玻璃棒均相对于包层玻璃体11采用与在该实施方式中说明的纤芯用玻璃棒14的插入方式相同的插入方式。
也可以在虚设石英管焊接工序与棒插入工序之间,与第六实施方式同样地,进行蚀刻工序、清洗工序、以及干燥工序。
蚀刻工序、清洗工序、以及干燥工序能够与在第二实施方式的光纤母材的制造方法中说明的工序同样地进行,这里省略其详细说明。
在棒插入工序之后,如图34C、图34D所示,进行虚设棒一体化工序。
在虚设棒一体化工序中,首先,如图34C所示,将包层玻璃体11的第一端部11a的前端熔断来将第一虚设石英管131从包层玻璃体11去除(一端熔断工序)。进一步,如图34D所示,将虚设石英棒15焊接于去除第一虚设石英管131后的包层玻璃体11的第一端部11a而一体化(虚设棒一体化工序)。
如图34C、图34D所示,虚设棒一体化工序在使插入于包层玻璃体11的贯通孔12的纤芯用玻璃棒14从贯通孔12的第一端部向第二端部侧远离,并将纤芯用玻璃棒14的第二端部的位置与包层玻璃体11的第二端部11b对齐,不使纤芯用玻璃棒14从包层玻璃体11的第二端部11b突出的状态下进行。
即,如上述那样除为不使纤芯用玻璃棒14从包层玻璃体11的第二端部11b突出的状态以外,与第六实施方式所涉及的虚设棒一体化工序同样地进行。
若虚设棒一体化工序完成,则接下来,如图34E所示,与第二实施方式及第六实施方式同样地,进行抽真空工序。
如图34F、图34G所示,在该实施方式的光纤母材的制造方法中,在抽真空工序开始后,使玻璃材料单元U7的第二端部加热缩径来将包层玻璃体11的所有第二开口部12b封堵并气密地密封(前端密封工序)。
前端密封工序除如上述那样为不使纤芯用玻璃棒14从包层玻璃体11的第二端部11b突出的状态以外,与第六实施方式所涉及的前端密封工序同样地进行。
在前端密封工序中,在持续利用真空泵进行抽真空的状态下,利用火焰16(例如氢氧焰)等来使包含包层玻璃体11的第二端部11b的玻璃材料单元U7的第二端部加热缩径。将包层玻璃体11的所有第二开口部12b封堵并气密地密封,从而形成前端密封部17。前端密封部17是使包层玻璃体11的第二端部11b与其内侧的纤芯用玻璃棒14的前端部一起加热缩径来实心化而成的部位。
如图34G所示,在该实施方式的前端密封工序中,形成将玻璃材料单元U7的第二端部加工成前端变细的锥形的前端密封部17。
另外,在该实施方式的前端密封工序中,在形成前端变细的锥形的前端密封部17的过程中将玻璃材料单元U7的第二端部的前端熔断来将第二虚设石英管132从包层玻璃体11去除。
若前端密封工序完成,则在包层玻璃体11的内部确保了内孔18。对于内孔18而言,贯通孔12的第一端部侧被虚设石英棒15气密地密封,第二端部11b侧被前端密封部17气密地密封。
在前端密封工序中,一边通过利用真空泵进行的抽真空使1kPa以下的真空压作用于包层玻璃体11的贯通孔12一边形成前端密封部17。由此,得到具有内压为负压(例如1kPa以下)的内孔18的光纤母材1G。
当前端密封工序完成时,在包层玻璃体11内,确保了具有空隙部19的结构的内孔18。空隙部19配置在包层玻璃体11的第一端部(图34G右端)侧。在轴线方向上,在空隙部19未插入有纤芯用玻璃棒14。在轴线方向上在内孔18的除空隙部19以外的区域插入有纤芯用玻璃棒14。
该实施方式的光纤母材的制造方法通过前端密封工序的完成而完成,如图34G所示,能够得到在包层玻璃体11的内部确保了具有空隙部19的内孔18的光纤母材1G。
(第八实施方式)
接下来,参照图35A~图35G对本发明所涉及的光纤母材的制造方法、光纤母材、以及光纤的制造方法的第八实施方式进行说明。
此外,在图35A~图35G中,关于与图33A~图33G(第六实施方式)同样的构成部分标注共同的附图标记,并对其说明进行省略或简化。
图35G是表示该实施方式的光纤母材1H的纵剖视图。
通过该实施方式的光纤母材的制造方法,制造如图35G所示在内部确保了空隙部19的光纤母材1H。
此外,图35G的光纤母材1H的结构与在第六实施方式中说明的光纤母材1F(图33G)的结构相同。
在该实施方式的光纤母材的制造方法中,与第六实施方式的光纤母材的制造方法在以下方面不同。在轴线方向上,使用比包层玻璃体11的贯通孔12的长度短的纤芯用玻璃棒14。
在该实施方式的光纤母材的制造方法中,在使插入于包层玻璃体11的贯通孔12的纤芯用玻璃棒14从贯通孔12的轴线方向两端向中央部侧远离的状态下,进行虚设棒一体化工序(图35C及图35D)及前端密封工序(图35F)。
图35G所示的光纤母材1H的空隙部19为未插入有纤芯用玻璃棒14的区域(空间)。空隙部19通过利用棒插入工序之后的虚设棒一体化工序及前端密封工序将包层玻璃体11的贯通孔12的轴线方向两端密封而形成。空隙部19形成在内孔18的第一端部(图35G右端)侧。
该实施方式的光纤母材的制造方法首先与第六实施方式的光纤母材的制造方法同样地,进行虚设石英管焊接工序(图35A)、及棒插入工序(图35B)。
可在虚设石英管焊接工序中采用的方法与第二实施方式所涉及的虚设石英管焊接工序相同,因此这里省略其详细说明。例如,在虚设石英管焊接工序中,一边使干燥空气在包层玻璃体11的各贯通孔12中流动一边进行将第一虚设石英管131焊接于包层玻璃体11的一端的石英管第一焊接作业、和将第二虚设石英管132焊接于包层玻璃体11的另一端的石英管第二焊接作业。这些工序能够采用可在第二实施方式所涉及的虚设石英管焊接工序中采用的各种方法。
在虚设石英管焊接工序之后,进行图35B所示的棒插入工序。由此,得到在包层玻璃体11的多个贯通孔12分别插入有纤芯用玻璃棒14的结构的玻璃材料单元U8。
不过,该实施方式的棒插入工序如图35B所示,也可以包括如下情况,即:成为使插入于包层玻璃体11的贯通孔12的纤芯用玻璃棒14从贯通孔12的轴线方向两端向中央部侧远离的状态。
此外,棒插入工序也可以包含向包层玻璃体11的多个贯通孔12中的一个以上的贯通孔插入芯识别标记用玻璃棒,而不是插入纤芯用玻璃棒14这一情况。纤芯用玻璃棒14、纤芯识别标记用玻璃棒这样的插入玻璃棒均相对于包层玻璃体11采用与在该实施方式中说明的纤芯用玻璃棒14的插入方式相同的插入方式。
也可以在虚设石英管焊接工序与棒插入工序之间,与第六实施方式同样地,进行蚀刻工序、清洗工序、以及干燥工序。
蚀刻工序、清洗工序、以及干燥工序能够与在第二实施方式的光纤母材的制造方法中说明的工序同样地进行,这里省略其详细说明。
在棒插入工序之后,如图35C、图35D所示,进行虚设棒一体化工序。
在虚设棒一体化工序中,首先,如图35C所示,将包层玻璃体11的第一端部11a的前端熔断来将第一虚设石英管131从包层玻璃体11去除(一端熔断工序)。进一步,如图35D所示,将虚设石英棒15焊接于去除第一虚设石英管131后的包层玻璃体11的第一端部11a而一体化(虚设棒一体化工序)。
如图35C、图35D所示,虚设棒一体化工序在使插入于包层玻璃体11的贯通孔12的纤芯用玻璃棒14从贯通孔12的轴线方向两端向中央部侧远离的状态下进行。
即,该实施方式的虚设棒一体化工序除为使插入于包层玻璃体11的贯通孔12的纤芯用玻璃棒14从贯通孔12的轴线方向两端向中央部侧远离的状态以外,与第六实施方式所涉及的虚设棒一体化工序同样地进行。
若虚设棒一体化工序完成,则接着,如图35E所示,与第二实施方式及第六实施方式同样地,进行抽真空工序。
如图35F、图35G所示,在该实施方式的光纤母材的制造方法中,在抽真空工序开始后,使玻璃材料单元U8的第二端部加热缩径来将包层玻璃体11的所有第二开口部12b封堵并气密地密封(前端密封工序)。
在前端密封工序中,在持续利用真空泵进行抽真空的状态下,利用火焰16(例如氢氧焰)等来使玻璃材料单元U8的第二端部及纤芯用玻璃棒14加热缩径。将包层玻璃体11的所有第二开口部12b封堵并气密地密封,从而形成前端密封部17。前端密封部17是使包层玻璃体11的第二端部11b及纤芯用玻璃棒14加热缩径来实心化而成的部位。
如图35G所示,在该实施方式的前端密封工序中,形成将玻璃材料单元U8的第二端部加工成前端变细的锥形的前端密封部17。
另外,在该实施方式的前端密封工序中,在形成前端变细的锥形的前端密封部17的过程中,将玻璃材料单元U8的第二端部的前端侧熔断来将第二虚设石英管132从包层玻璃体11去除。
不过,前端密封工序在使插入于包层玻璃体11的贯通孔12的纤芯用玻璃棒14从贯通孔12的轴线方向两端向中央部侧远离的状态下开始。进一步,以将插入于包层玻璃体11的贯通孔12的纤芯用玻璃棒14的第二端部侧的前端也去除的方式将玻璃材料单元U8的第二端部熔断。由此,将第二虚设石英管132从包层玻璃体11去除。进而,在该实施方式的前端密封工序中,使熔断后的玻璃材料单元U8的第二端部与其内部的纤芯用玻璃棒14一起加热缩径来形成前端密封部17。这里,包层玻璃体11的第二端部11b与纤芯用玻璃棒14一起被加热缩径,第二虚设石英管132侧被熔断。因此,也可以在光纤母材1H的第二端部侧不形成空隙部19。
该实施方式的前端密封工序在使插入于包层玻璃体11的贯通孔12的纤芯用玻璃棒14从贯通孔12的轴线方向两端向中央部侧远离的状态下开始,将玻璃材料单元U8的第二端部的前端侧熔断来将第二虚设石英管132及纤芯用玻璃棒14的前端从包层玻璃体11去除。除此以外,与第六实施方式的前端密封工序同样地进行。
若前端密封工序完成,则在包层玻璃体11的内部确保了内孔18。对于内孔18而言,贯通孔12的第一端部侧被虚设石英棒15气密地密封,第二端部侧被前端密封部17气密地密封。
在前端密封工序中,一边通过利用真空泵进行的抽真空使1kPa以下的真空压作用于包层玻璃体11的贯通孔12一边形成前端密封部17。由此,得到具有内压为负压(例如1kPa以下)的内孔18的光纤母材1H。
当前端密封工序完成时,在包层玻璃体11内,确保了具有空隙部19的结构的内孔18。空隙部19配置在包层玻璃体11的第一端部11a(图35G右端)侧。在轴线方向上,在空隙部19未插入有纤芯用玻璃棒14。在轴线方向上,在内孔18的除空隙部19以外的区域插入有纤芯用玻璃棒14。
该实施方式的光纤母材的制造方法通过前端密封工序的完成而完成,如图35G所示,能够得到在包层玻璃体11的内部确保了具有空隙部19的内孔18的光纤母材1H。
(第九实施方式)
接下来,参照图36A~图36F对本发明所涉及的光纤母材的制造方法、光纤母材、以及光纤的制造方法的第九实施方式进行说明。
此外,在图36A~图36F中,关于与图1~图6(第一实施方式)相同的构成部分标注共同的附图标记,并对其说明进行省略或简化。
图36F是表示该实施方式的光纤母材1I的纵剖视图。
通过该实施方式的光纤母材的制造方法,如图36所示,制造在内部确保了空隙部19的光纤母材1I。
该实施方式的光纤母材的制造方法是将第一实施方式的光纤母材的制造方法如以下那样进行变更的制造方法。使插入于包层玻璃体11的贯通孔12的纤芯用玻璃棒14从贯通孔12的第一端部向第二端部侧远离。进一步,在使纤芯用玻璃棒14的第二端部从包层玻璃体11的第二端部11b突出的状态下,进行虚设棒一体化工序(图36C及图36D)及前端密封工序(图36F)。
该实施方式的光纤母材的制造方法如图36A所示,首先,与第一实施方式的虚设石英管焊接工序同样地,将虚设石英管13以焊接的方式与包层玻璃体11的第二端部11b连接(虚设石英管焊接工序)。
该虚设石英管焊接工序与第一实施方式的虚设石英管焊接工序同样地进行,并省略其详细说明。
接下来,如图36B所示,向包层玻璃体11的多个贯通孔12分别插入纤芯用玻璃棒14(棒插入工序)。
棒插入工序能够与第一实施方式的棒插入工序同样地进行。
不过,棒插入工序如图36B所示,也可以包含如下情况,即:成为使插入于包层玻璃体11的贯通孔12的纤芯用玻璃棒14从贯通孔12的第一端部向第二端部侧远离,并使纤芯用玻璃棒14的第二端部从包层玻璃体11的第二端部11b突出的状态。
通过进行棒插入工序,得到在包层玻璃体11的多个贯通孔12分别插入有纤芯用玻璃棒14的结构的玻璃材料单元U9。
此外,棒插入工序也可以包含向包层玻璃体11的多个贯通孔12中的一个以上的贯通孔插入纤芯识别标记用玻璃棒,而不是插入纤芯用玻璃棒14这一情况。纤芯用玻璃棒14、纤芯识别标记用玻璃棒这样的插入玻璃棒均相对于包层玻璃体11采用与在该实施方式中说明的纤芯用玻璃棒14的插入方式相同的插入方式。
也可以在虚设石英管焊接工序与棒插入工序之间,与第一实施方式同样地,进行蚀刻工序、清洗工序、以及干燥工序。
由于蚀刻工序、清洗工序、以及干燥工序与第一实施方式相同,因此省略其详细说明。
在棒插入工序之后,如图36C所示,使石英玻璃制的实心的虚设石英棒15焊接于包层玻璃体11的第一端部11a而一体化。通过虚设石英棒15将包层玻璃体11的第一开口部12a封堵并气密地密封(虚设棒一体化工序)。
不过,如图36C所示,虚设棒一体化工序在使插入于包层玻璃体11的贯通孔12的纤芯用玻璃棒14从贯通孔12的第一端部向第二端部侧远离,并使纤芯用玻璃棒14的第二端部从包层玻璃体11的第二端部11b突出的状态下进行。
虚设棒一体化工序如上述那样除为使纤芯用玻璃棒14的第二端部从包层玻璃体11的第二端部11b突出的状态以外,与第一实施方式的虚设棒一体化工序同样地进行。因此省略虚设棒一体化工序的详细说明。
若虚设棒一体化工序完成,则接下来,如图36D所示,与第一实施方式的抽真空工序同样地,将真空泵(未图示)连接于第二前端开口端13b,并通过真空泵的驱动对包层玻璃体11的贯通孔12内进行抽真空(抽真空工序)。
抽真空工序由于与第一实施方式的抽真空工序相同,因此省略详细说明。
如图36E、图36F所示,在该实施方式的光纤母材的制造方法中,在抽真空工序开始后,在持续利用真空泵进行抽真空的状态下,利用火焰16(例如氢氧焰)等来使包层玻璃体11的第二端部11b的玻璃材料单元U9的第二端部加热缩径来将包层玻璃体11的所有第二开口部12b封堵并气密地密封(前端密封工序)。
前端密封工序除为使插入于包层玻璃体11的贯通孔12的纤芯用玻璃棒14从贯通孔12的第一端部向第二端部侧远离,并使纤芯用玻璃棒14的第二端部从包层玻璃体11的第二端部11b突出的状态以外,能够与第一实施方式所涉及的前端密封工序同样地进行。
以下,将在前端密封工序中气密地密封所有贯通孔12的第二开口部12b的状态的玻璃材料单元U9的第二端部也称为前端密封部17。前端密封部17是使包层玻璃体11的第二端部11b与其内侧的纤芯用玻璃棒14的前端部一起加热缩径来实心化而成的部位。
如图36F所示,在该实施方式的前端密封工序中,形成将玻璃材料单元U9第二端部加工成前端变细的锥形的前端密封部17。
另外,在该实施方式的前端密封工序中,在形成前端变细的锥形的前端密封部17的过程中将玻璃材料单元U9的第二端部的前端熔断。由此,从包层玻璃体11将虚设石英管13及纤芯用玻璃棒14的从包层玻璃体11第二端部11b突出的部分去除。
该实施方式的光纤母材的制造方法通过前端密封工序的完成而完成,并能够得到图36F所示的光纤母材1I。
在图36F的光纤母材1I的包层玻璃体11的内部,确保了内孔18。对于内孔18而言,贯通孔12的第一端部侧被虚设石英棒15气密地密封,第二端部侧被前端密封部17气密地密封。
在前端密封工序中,一边通过利用真空泵进行的抽真空使1kPa以下的真空压作用于包层玻璃体11的贯通孔12一边形成前端密封部17。由此,得到具有内压为负压(例如1kPa以下)的内孔18的光纤母材1I。
不过,如图36E所示,前端密封工序在使贯通孔12内的纤芯用玻璃棒14从贯通孔12的第一端部侧的一端向第二端部侧远离的状态下进行。
因此,当前端密封工序完成时,在包层玻璃体11内,确保了具有空隙部19的结构的内孔18。空隙部19配置在包层玻璃体11的第一端部(图36F右端)侧。在轴线方向上,在空隙部19未插入有纤芯用玻璃棒14。在轴线方向上,在内孔18的除空隙部19以外的区域插入有纤芯用玻璃棒14。
(第十实施方式)
接下来,参照图37A~图37F对本发明所涉及的光纤母材的制造方法、光纤母材、以及光纤的制造方法的第十实施方式进行说明。
此外,在图37A~图37F中,关于与图36A~图36F(第九实施方式)同样的构成部分标注共同的附图标记,并对其说明进行省略或简化。
图37F是表示该实施方式的光纤母材1J的纵剖视图。
通过该实施方式的光纤母材的制造方法,如图37F所示制造在内部确保有空隙部19的光纤母材1J。
此外,图37F的光纤母材1J的结构与在第九实施方式中说明的光纤母材1I(图36G)的结构相同。
在该实施方式的光纤母材的制造方法中,与第九实施方式的光纤母材的制造方法在以下方面不同。使用在轴线方向上比包层玻璃体11的贯通孔12的长度短的纤芯用玻璃棒14。
在该实施方式的光纤母材的制造方法中,使插入于包层玻璃体11的贯通孔12的纤芯用玻璃棒14从贯通孔12的第一端部向第二端部侧远离。进一步,在将纤芯用玻璃棒14的第二端部的位置与包层玻璃体11的第二端部11b对齐,不使纤芯用玻璃棒14从包层玻璃体11的第二端部11b突出的状态下,进行虚设棒一体化工序(图37C)及前端密封工序(图37E、图37F)。
图37F所示的光纤母材1J的空隙部19为未插入有纤芯用玻璃棒14的区域(空间)。空隙部19通过利用棒插入工序之后的虚设棒一体化工序及前端密封工序将包层玻璃体11的贯通孔12的轴线方向两端密封而形成。空隙部19形成在内孔18的第一端部(图37F右端)侧。
该实施方式的光纤母材的制造方法如图37A所示,首先,与第九实施方式的虚设石英管焊接工序同样地,将虚设石英管13以焊接的方式与包层玻璃体11的第二端部11b连接(虚设石英管焊接工序)。
该虚设石英管焊接工序与第九实施方式的虚设石英管焊接工序同样地进行,并省略其详细说明。
接下来,如图37B所示,向包层玻璃体11的多个贯通孔12分别插入纤芯用玻璃棒14(棒插入工序)。
棒插入工序能够与第九实施方式的棒插入工序同样地进行。
不过,棒插入工序如图37B所示,也可以包含如下情况,即:成为使插入于包层玻璃体11的贯通孔12的纤芯用玻璃棒14从贯通孔12的第一端部向第二端部侧远离,且使纤芯用玻璃棒14的第二端部的位置与包层玻璃体11的第二端部11b对齐,不使纤芯用玻璃棒14从包层玻璃体11的第二端部11b突出的状态。
通过进行棒插入工序,从而得到在包层玻璃体11的多个贯通孔12分别插入有纤芯用玻璃棒14的结构的玻璃材料单元U10。
此外,棒插入工序也可以包含向包层玻璃体11的多个贯通孔12中的一个以上的贯通孔插入纤芯识别标记用玻璃棒,而不是插入纤芯用玻璃棒14这一情况。纤芯用玻璃棒14、纤芯识别标记用玻璃棒这样的插入玻璃棒均相对于包层玻璃体11采用与在该实施方式中说明的纤芯用玻璃棒14的插入方式相同的插入方式。
也可以在虚设石英管焊接工序与棒插入工序之间,与第九实施方式同样地,进行蚀刻工序、清洗工序、以及干燥工序。
由于蚀刻工序、清洗工序、以及干燥工序与第九实施方式相同,因此省略其详细说明。
在棒插入工序之后,如图37C所示,使石英玻璃制的实心的虚设石英棒15焊接于包层玻璃体11的第一端部11a而一体化。由此,通过虚设石英棒15将包层玻璃体11的第一开口部12a封堵并气密地密封(虚设棒一体化工序)。
不过,如图37C所示,虚设棒一体化工序在使插入于包层玻璃体11的贯通孔12的纤芯用玻璃棒14从贯通孔12的第一端部向第二端部侧远离,且将纤芯用玻璃棒14的第二端部的位置与包层玻璃体11的第二端部11b对齐,不使纤芯用玻璃棒14从包层玻璃体11的第二端部11b突出的状态下进行。
虚设棒一体化工序除为不使上述的纤芯用玻璃棒14从包层玻璃体11的另一端突出的状态以外,与第九实施方式的虚设棒一体化工序相同,省略其详细说明。
在虚设棒一体化工序之后,如图37D所示,与第九实施方式的抽真空工序同样地,将真空泵(未图示)连接于虚设石英管13的第二前端开口端13b,并通过真空泵的驱动对包层玻璃体11的贯通孔12内进行抽真空(抽真空工序)。
抽真空工序与第九实施方式的抽真空工序相同,因此省略详细说明。
如图37E、图37F所示,在该实施方式的光纤母材的制造方法中,在抽真空工序开始后,使包含包层玻璃体11的第二端部11b的玻璃材料单元U10的第二端部加热缩径来将包层玻璃体11的所有第二开口部12b封堵并气密地密封(前端密封工序)。
前端密封工序除为使插入于包层玻璃体11的贯通孔12的纤芯用玻璃棒14从贯通孔12的第一端部向第二端部侧远离,且将纤芯用玻璃棒14的第二端部的位置与包层玻璃体11的第二端部11b对齐,不使纤芯用玻璃棒14从包层玻璃体11的第二端部11b突出的状态以外,能够与第九实施方式所涉及的前端密封工序同样地进行。
在前端密封工序中,在持续利用真空泵进行抽真空的状态下,利用火焰16(例如氢氧焰)等来使包含包层玻璃体11的第二端部11b的玻璃材料单元U7的第二端部加热缩径。将包层玻璃体11的所有第二开口部12b封堵并气密地密封,从而形成前端密封部17。
前端密封部17是使包层玻璃体11的第二端部11b与其内侧的纤芯用玻璃棒14的前端部一起加热缩径来实心化而成的部位。
如图37F所示,在该实施方式的前端密封工序中,形成将玻璃材料单元U10的第二端部加工成前端变细的锥形的前端密封部17。
另外,在该实施方式的前端密封工序中,在形成前端变细的锥形的前端密封部17的过程中将玻璃材料单元U10的第二端部的前端熔断来将虚设石英管13从包层玻璃体11去除。
若前端密封工序完成,则在包层玻璃体11的内部确保了内孔18。对于内孔18而言,贯通孔12的第一端部侧被虚设石英棒15气密地密封,第二端部侧被前端密封部17气密地密封。
在前端密封工序中,一边通过利用真空泵进行的抽真空使1kPa以下的真空压作用于包层玻璃体11的贯通孔12一边形成前端密封部17。由此,得到具有内压为负压(例如1kPa以下)的内孔18的光纤母材1J。
当前端密封工序完成时,在包层玻璃体11内确保了具有空隙部19的结构的内孔18。空隙部19配置在包层玻璃体11的第一端部11a(图37F右端)侧。在轴线方向上,在空隙部19未插入有纤芯用玻璃棒14。在轴线方向上,在内孔18的除空隙部19以外的区域插入有纤芯用玻璃棒14。
(第十一实施方式)
接下来,参照图38A~图38F对本发明所涉及的光纤母材的制造方法、光纤母材、以及光纤的制造方法的第十一实施方式进行说明。
此外,在图38A~图38F中,对与图36A~图36F(第九实施方式)相同的构成部分标注共同的附图标记,并对其说明进行省略或简化。
图38F是表示该实施方式的光纤母材1K的纵剖视图。
通过该实施方式的光纤母材的制造方法,制造如图38F所示在内部确保了空隙部19的光纤母材1K。
此外,图38F的光纤母材1K的结构与在第九实施方式中说明的光纤母材1I(图36G)的结构相同。
该实施方式的光纤母材的制造方法变更了第九实施方式的光纤母材的制造方法的以下方面。使用在轴线方向上比包层玻璃体11的贯通孔12的长度短的纤芯用玻璃棒14。
在该实施方式的光纤母材的制造方法中,在使插入于包层玻璃体11的贯通孔12的纤芯用玻璃棒14从贯通孔12的轴线方向两端向中央部侧远离的状态下,进行虚设棒一体化工序(图38C)及前端密封工序(图38E、图38F)。
图38F所示的光纤母材1K的空隙部19为未插入有纤芯用玻璃棒14的区域(空间)。空隙部19通过利用棒插入工序之后的虚设棒一体化工序及前端密封工序将包层玻璃体11的贯通孔12的轴线方向两端密封而形成。空隙部19形成在内孔18的第一端部11a(图38F右端)侧。
该实施方式的光纤母材的制造方法如图38A所示,首先,与第九实施方式的虚设石英管焊接工序同样地,将虚设石英管13以焊接方式连接于包层玻璃体11的第二端部11b(虚设石英管焊接工序)。
该虚设石英管焊接工序与第九实施方式的虚设石英管焊接工序同样地进行,并省略其详细说明。
接下来,如图38B所示,向包层玻璃体11的多个贯通孔12分别插入纤芯用玻璃棒14(棒插入工序)。
棒插入工序能够与第九实施方式的棒插入工序同样地进行。
不过,棒插入工序如图38B所示,也可以包含如下情况,即:成为使插入于包层玻璃体11的贯通孔12的纤芯用玻璃棒14从贯通孔12的轴线方向两端向中央部侧远离的状态。
通过进行棒插入工序,得到在包层玻璃体11的多个贯通孔12分别插入有纤芯用玻璃棒14的结构的玻璃材料单元U11。
此外,棒插入工序也可以包含向包层玻璃体11的多个贯通孔12中的一个以上的贯通孔插入纤芯识别标记用玻璃棒,而不是插入纤芯用玻璃棒14这一情况。纤芯用玻璃棒14、纤芯识别标记用玻璃棒这样的插入玻璃棒均相对于包层玻璃体11采用与在该实施方式中说明的纤芯用玻璃棒14的插入方式相同的插入方式。
也可以在虚设石英管焊接工序与棒插入工序之间,与第九实施方式同样地,进行蚀刻工序、清洗工序、以及干燥工序。
蚀刻工序、清洗工序、以及干燥工序与第九实施方式相同,因此省略其详细说明。
在棒插入工序之后,如图38C所示,使石英玻璃制的实心的虚设石英棒15焊接于包层玻璃体11的第一端部11a而一体化。由此,通过虚设石英棒15将包层玻璃体11的第一开口部12a封堵并气密地密封(虚设棒一体化工序)。
不过,如图38C所示,虚设棒一体化工序在使插入于包层玻璃体11的贯通孔12的纤芯用玻璃棒14从贯通孔12的轴线方向两端向中央部侧远离的状态下进行。
虚设棒一体化工序除为使插入于包层玻璃体11的贯通孔12的纤芯用玻璃棒14从贯通孔12的轴线方向两端向中央部侧远离的状态以外,与第九实施方式的虚设棒一体化工序相同,并省略其详细说明。
若虚设棒一体化工序完成,则接下来,如图38D所示,与第九实施方式的抽真空工序同样地,将真空泵(未图示)连接于虚设石英管13的第二前端开口端13b,并通过真空泵的驱动对包层玻璃体11的贯通孔12内进行抽真空(抽真空工序)。
抽真空工序由于与第九实施方式的抽真空工序相同,因此省略详细说明。
如图38E、图38F所示,在该实施方式的光纤母材的制造方法中,在抽真空工序开始后,使包含包层玻璃体11第二端部11b的玻璃材料单元U11的第二端部加热缩径来将包层玻璃体11的所有第二开口部12b封堵并气密地密封(前端密封工序)。
前端密封工序除为使插入于包层玻璃体11的贯通孔12的纤芯用玻璃棒14从贯通孔12的轴线方向两端向中央部侧远离的状态以外,能够与第九实施方式所涉及的前端密封工序同样地进行。
在前端密封工序中,在持续利用真空泵进行抽真空的状态下,利用火焰16(例如氢氧焰)等来使包含包层玻璃体11的第二端部11b的玻璃材料单元U7的第二端部加热缩径。将包层玻璃体11的所有贯通孔12的第二开口部12b封堵并气密地密封,从而形成前端密封部17。
前端密封部17是使包层玻璃体11的第二端部11b与其内侧的纤芯用玻璃棒14的前端部一起加热缩径来实心化而成的部位。
如图38F所示,在该实施方式的前端密封工序中,形成将玻璃材料单元U11的第二端部加工成前端变细的锥形的前端密封部17。
另外,在该实施方式的前端密封工序中,在形成前端变细的锥形的前端密封部17的过程中,将玻璃材料单元U11的第二端部的前端熔断来将虚设石英管13从包层玻璃体11去除。
不过,前端密封工序在使插入于包层玻璃体11的贯通孔12的纤芯用玻璃棒14从贯通孔12的轴线方向两端向中央部侧远离的状态下开始。进一步,以将插入于包层玻璃体11的贯通孔12的纤芯用玻璃棒14的第二端部侧的前端也去除的方式将玻璃材料单元U11的第二端部熔断,来从包层玻璃体11去除虚设石英管13。进而,在该实施方式的前端密封工序中,使熔断后的玻璃材料单元U11的第二端部与其内部的纤芯用玻璃棒14一起加热缩径来形成前端密封部17。
该实施方式的前端密封工序除以下方面以外,与第十实施方式的前端密封工序同样地进行。在使插入于包层玻璃体11的贯通孔12的纤芯用玻璃棒14从贯通孔12的轴线方向两端向中央部侧远离的状态下开始,并将玻璃材料单元U11的第二端部的前端侧熔断来将虚设石英管13及纤芯用玻璃棒14的前端从包层玻璃体11去除。
若前端密封工序完成,则在包层玻璃体11的内部确保了内孔18。对于内孔18而言,贯通孔12的第一端部11a侧被虚设石英棒15气密地密封,第二端部11b侧被前端密封部17气密地密封。
在前端密封工序中,一边通过利用真空泵进行的抽真空使1kPa以下的真空压作用于包层玻璃体11的贯通孔12一边形成前端密封部17,由此得到具有内压为负压(例如1kPa以下)的内孔18的光纤母材1K。
当前端密封工序完成时,在包层玻璃体11内确保了具有空隙部19的结构的内孔18。空隙部19配置在包层玻璃体11的第一端部(图38F右端)侧。在轴线方向上,在空隙部19未插入有纤芯用玻璃棒14。在轴线方向上,在内孔18的除空隙部19以外的区域插入有纤芯用玻璃棒14。
本发明所涉及的实施方式的光纤母材的制造所使用的纤芯用玻璃棒14等插入玻璃棒能够优选使用其外径为包层玻璃体11的贯通孔12的内径的80~98%的玻璃棒。在通过拉丝而得到的光纤2中,为了提高将纤芯配置于目标位置的精度,插入玻璃棒的外径更加优选为包层玻璃体11的贯通孔12的内径的90~98%,进一步优选为95~98%。
在第六~第十一实施方式的光纤母材的制造方法及光纤母材中,也由于在光纤母材内确保负压的内孔,从而不需要在光纤拉丝时进行母材内的抽真空。其结果为,能够在轴线方向上确保光纤母材的拉丝有效区域较大,从而能够容易地实现光纤的拉丝长度的长尺寸化。
另外,在第六~第十一实施方式的光纤母材的制造方法及光纤母材中,在使用光纤母材制造光纤的过程中,伴随着包层玻璃体11相对于插入玻璃棒的一体化进展,内孔18的容积缩小。该情况下,在这些实施方式中,也能够通过包层玻璃体11内的空隙部19抑制内孔18的内压的上升。其结果为,在使用光纤母材制造光纤的过程中,能够在拉丝工序中维持内孔18的内压的负压地拉丝出足够长的光纤。
此外,关于第七~第十一实施方式的光纤母材,也与第一实施方式的光纤母材1A同样地,能够将图7例示的拉丝装置50利用于光纤的拉丝。
第七~第十一实施方式的光纤母材分别具有与包层玻璃体的第一端部11a连接的虚设石英棒15。虚设石英棒15确保有从包层玻璃体11的第一端部11a突出的突出部。
第七~第十一实施方式的光纤母材在将图7所例示的拉丝装置50利用于光纤的拉丝的情况下,将从包层玻璃体11的第一端部11a突出的虚设石英棒15的突出部安装于升降架51a,以前端密封部17成为下端的方式悬吊支承于升降架51a。
(第十二实施方式)
接下来,参照图39A~图39E对光纤母材的制造方法、光纤母材、光纤的制造方法的第十二实施方式进行说明。
此外,在图39A~图39E中,关于与图15~图20(第三实施方式)同样的构成部分标注共通的附图标记,并对该说明进行省略或简化。
图39E是表示该实施方式的光纤母材1L的纵剖视图。
利用该实施方式的光纤母材的制造方法,制造如图39E所示在内部具有填充有石英粉末41的内孔28的光纤母材1L。
在该实施方式的光纤母材的制造方法中,首先,利用后述的方法准备图39B所示的结构的玻璃材料单元U12。如图39C所示,将石英粉末41填充于玻璃材料单元U12的圆筒状的包层玻璃体21的贯通孔22(石英粉末填充工序)。
玻璃材料单元U12具有包层玻璃体21、虚设石英棒25、以及多个玻璃棒23。包层玻璃体21以圆筒形状具有贯通孔22。在贯通孔22的内侧配置有多个玻璃棒23。虚设石英棒25是实心的,与包层玻璃体21的第一端部21a及多个玻璃棒23的第一端部进行焊接而一体化。虚设石英棒25将贯通孔22的第一端部密封。
玻璃棒23以沿着包层玻璃体21的贯通孔22的轴线的朝向被虚设石英棒25支承。
图39B所示的玻璃材料单元U12的多根玻璃棒23通过虚设石英棒25被相互隔开间隔地支承。另外,玻璃棒23通过虚设石英棒25被支承于远离包层玻璃体21的贯通孔22的内表面的位置。
玻璃材料单元U12例如像以下那样组装(参照图39A)。(1)向包层玻璃体21的贯通孔22插入玻璃棒23。此时,使玻璃棒23的第一端部从包层玻璃体21的第一端部21a突出。(2)将该突出的玻璃棒23的第一端部焊接于虚设石英棒25,来制作玻璃棒23固定于虚设石英棒25的一端的结构的棒单元42。(3)进一步,将虚设石英棒25焊接于包层玻璃体21的第一端部21a而一体化。
不过,玻璃材料单元U12的组装方法并不限于图39A所例示的方法,可以适当变更。
如图39C所示,从包层玻璃体21的第二开口部22b向贯通孔22内填充石英粉末(石英粉末填充工序)。
例如在图39C所示的石英粉末填充工序中,在玻璃棒23的第二端部侧未填充石英粉末。例示了以埋入包层玻璃体21的贯通孔22内的玻璃棒23的第一端部侧的区域整体的方式向贯通孔22内填充石英粉末41的结构。在图39C所示的石英粉末填充工序中,在从玻璃棒23的第二端部在轴线方向上所在的区域起到贯通孔22的第二端部侧的区域之间未填充石英粉末41。
不过,在石英粉末填充工序中,石英粉末41在轴线方向上的填充长度也可以比玻璃棒23的收纳长度(收纳棒长度)长。即,也可以通过石英粉末41埋入位于贯通孔22内的玻璃棒23的收纳棒长度整体。
在石英粉末填充工序之后,如图39D所示,将真空泵(未图示)连接于包层玻璃体21的第二端部21b,并通过真空泵的驱动对包层玻璃体11的贯通孔22内进行抽真空(抽真空工序)。
抽真空工序由于与第一实施方式及第三实施方式的抽真空工序相同,因此省略详细说明。
如图39D、图39E所示,在该实施方式的光纤母材的制造方法中,在抽真空工序开始后,使包含包层玻璃体21的第二端部21b的玻璃材料单元U12的第二端部加热缩径来将包层玻璃体21的第二开口部22b封堵并气密地密封(第二端部密封工序)。
第二端部密封工序能够与第三实施方式所涉及的前端密封工序同样地进行。
在第二端部密封工序中,在持续利用真空泵进行抽真空的状态下,利用火焰26(例如氢氧焰)等来使包含包层玻璃体21的第二端部21b的玻璃材料单元U12的第二端部加热缩径,来形成封堵了包层玻璃体21的第二开口部22b的前端密封部27。
前端密封部27是使包层玻璃体21的第二端部21b与其内侧的玻璃棒23的前端部(第二端部)一起加热缩径来实心化而成的部位。
此外,在本实施方式中,以下,将第二端部密封工序也称为前端密封工序。
如图39E所示,在该实施方式的前端密封工序中,形成将玻璃材料单元U12的第二端部加工成前端变细的锥形的前端密封部27。
若前端密封工序完成,则在包层玻璃体21的内部确保了内孔28。对于内孔28而言,贯通孔22的第一端部侧被虚设石英棒25气密地密封,第二端部侧被前端密封部27气密地密封。
在前端密封工序中,一边通过利用真空泵进行的抽真空使1kPa以下的真空压作用于包层玻璃体21的贯通孔22一边形成前端密封部27。由此,得到具有内压为负压(例如1kPa以下)的内孔28的光纤母材1L。
另外,在该实施方式的光纤母材的制造方法中,如图39E所示,得到在内孔28填充有石英粉末41的结构的光纤母材1L。
在图39E所示的光纤母材1L的内孔28填充有埋入其整体的量的石英粉末41。
在第十二实施方式的光纤母材的制造方法及光纤母材中,也由于在光纤母材1M内确保负压的内孔28,从而不需要在光纤拉丝时进行母材内的抽真空。其结果为,能够在轴线方向上确保光纤母材的拉丝有效区域较大,从而能够容易地实现光纤的拉丝长度的长尺寸化。
另外,在填充于内孔28内的石英粉末41的区域(以下,石英粉末区域41A)中存在无数微小的空隙。
在使用具有填充有石英粉末41的内孔28的光纤母材制造光纤的过程中,伴随着包层玻璃体21相对于玻璃棒23的一体化进展,内孔28容积缩小。该情况下,能过通过包层玻璃体21内的石英粉末区域41A中的空隙抑制内孔28的内压的上升。其结果为,在使用了光纤母材制造光纤的过程中,能够在拉丝工序中维持内孔28内压的负压地拉丝出足够长的光纤。
(第十三实施方式)
接下来,参照图40A~图40D对光纤母材的制造方法、光纤母材、以及光纤的制造方法的第十三实施方式进行说明。
此外,在图40A~图40D中,对与图39A~图39E(第十二实施方式)同样的构成部分标注共同的附图标记,并对其说明进行省略或简化。
图40D是表示该实施方式的光纤母材1M的纵剖视图。
通过该实施方式的光纤母材的制造方法,制造图40D的光纤母材1M。
该实施方式的光纤母材1M的制造方法首先与第十二实施方式同样地,对玻璃材料单元U12进行石英粉末填充工序及抽真空工序。接着,如图40A、图40B所示,一边持续抽真空工序,一边使包含包层玻璃体21的第二端部21b的玻璃材料单元U12的第二端部加热缩径来将包层玻璃体21的第二开口部22b封堵并气密地密封(第二端部密封工序)。由此,将与前端密封部27同样的结构的基端密封部43形成于玻璃材料单元U12的第二端部。
此外,以下,将该实施方式中的第二端部密封工序也称为基端密封工序。
若基端密封工序完成,则在包层玻璃体21的内部确保了内孔28。对于内孔28而言,贯通孔22的第一端部21a侧被虚设石英棒25气密地密封,第二端部21b侧被基端密封部43气密地密封。
在基端密封工序中,一边通过利用真空泵进行的抽真空使1kPa以下的真空压作用于包层玻璃体21的贯通孔22一边形成基端密封部43。由此,形成内压为负压(例如1kPa以下)的内孔28。
另外,如图40B所示,在基端密封工序中,在内孔28的第二端部确保未填充石英粉末41的空隙部44。具体地,空隙部44配置在贯通孔22内。进一步,空隙部44在轴线方向上配置在基端密封部43与石英粉末区域41A之间。
在第十二实施方式的前端密封工序(第二端部密封工序)中,利用火焰26(例如氢氧焰)等来形成前端密封部27。即,通过火焰26,对玻璃材料单元U12中的石英粉末区域41A的第二端部侧(图39D中的石英粉末区域41A的左侧端部)进行加热,使包层玻璃体21缩径。
相对于此,如图40A所示,在第十三实施方式的基端密封工序(第二端部密封工序)中,通过火焰26对与第十二实施方式的前端密封工序不同的位置进行加热。即,使包层玻璃体21的第二端部21b中的不存在石英粉末41的部分加热缩径来形成基端密封部43(参照图40B)。由此,确保内孔28中的基端密封部43与石英粉末区域41A之间的空隙部44。
若基端密封工序完成,则如图40C所示,对基端密封部43进行加热来将实心的虚设石英棒45焊接于基端密封部43而一体化(基端虚设棒一体化工序)。
虚设石英棒45以相对于玻璃材料单元U12而与包层玻璃体21处于同轴的方式对位,来将其一端焊接于基端密封部43。
在基端虚设棒一体化工序之后,如图40C、图40D所示,对玻璃材料单元U12的第一端部进行加工来形成前端密封部46。进一步,将虚设石英棒25从包层玻璃体21的第一端部21a去除(第一端部加工工序)。由此,得到图40D所示的光纤母材1M。
如图40C、图40D所示,在第一端部加工工序中,通过火焰26使玻璃材料单元U12的第一端部加热缩径。由此,形成将玻璃材料单元U12的第一端部加工成前端变细的锥形的前端密封部46。另外,在第一端部加工工序中,在形成前端密封部46的过程中,将虚设石英棒25从包层玻璃体21的第一端部21a去除。
前端密封部46是使包层玻璃体21的第一端部21a与其内侧的玻璃棒23的前端部一起加热缩径来实心化而成的部位。前端密封部46也可以包含通过加热而将包层玻璃体21的贯通孔22内的石英粉末41玻璃化的部分。
前端密封部46将内孔28的第一端部气密地密封。
制造图40D的光纤母材1M的制造方法也能够采用将基端密封工序完成后的基端虚设棒一体化工序与第一端部加工工序的顺序反过来的结构。
另外,对于制造图40D的光纤母材1M的制造方法而言,关于上述的制造方法,也可以采用将第一端部加工工序以在石英粉末填充工序之前、或者在石英粉末填充工序完成后且抽真空工序之前进行的方式变更的结构。
关于图40D的光纤母材1M,将虚设石英棒45所在的一侧视为基端,将前端密封部46所在的一侧视为前端。
在使用图40D的光纤母材1M制造光纤的过程中,伴随着包层玻璃体21相对于玻璃棒23的一体化进展,内孔28的容积缩小。该情况下,也能够通过包层玻璃体21内的石英粉末区域41A中的空隙、及内孔28内的空隙部44防止内孔28的内压上升。其结果为,在使用光纤母材1M制造光纤的过程中,能够在拉丝工序中维持内孔28的内压的负压地拉丝出足够长的光纤。
在第十二实施方式、第十三实施方式所涉及的光纤母材1L、1M的制造方法中,在抽真空工序中,更加优选在交替进行从与包层玻璃体21的第二端部21b连接的气体送给装置向包层玻璃体21的贯通孔22的氦气的送给、与利用真空泵进行的抽真空之后,一边持续抽真空一边进行第二端部密封工序。若为该结构,则能够将残存在包层玻璃体21的贯通孔22内的气体限定为氦气。氦气即使残留在由第二端部侧密封工序形成的内孔28内,也易在伴随着从光纤母材1L、1M进行的光纤的拉丝而出现的石英粉末41的玻璃化时从玻璃跑出。因此,通过将残存在包层玻璃体21的贯通孔22内的气体限定为氦气,能够防止向光纤的气泡混入。
在第十二实施方式、第十三实施方式中使用的玻璃材料单元U12并不限于图39B所例示的结构。
例如,如图41C所示,也能够采用使虚设石英棒25焊接于第一端部密封部47而一体化的结构的玻璃材料单元U12A。第一端部密封部47通过将包层玻璃体21的第一开口部22a气密地密封而形成。
对于图41C的玻璃材料单元U12A的组装方法而言,(1)首先,如图41A所示,向包层玻璃体21的贯通孔22插入玻璃棒23。(2)接着,如图41A、图41B所示,使用火焰26来使包层玻璃体21的第一端部21a与玻璃棒23的第一端部加热缩径来形成第一端部密封部47。(3)进一步,将包层玻璃体21的第一端部21a的第一开口部22a气密地密封。(4)接着,如图41B、图41C所示,将虚设石英棒25焊接于第一端部密封部47而一体化。
此外,在图41A~图41C所示的玻璃材料单元U12A的组装方法中,向包层玻璃体21的贯通孔22插入打捆了多根玻璃棒23的玻璃棒束。将玻璃棒束插入后,形成使包层玻璃体21的第一端部21a与其内侧的玻璃棒束的第一端部加热缩径了的第一端部密封部47。
不过,玻璃材料单元也能够采用具有通过以下的方法形成的第一端部密封部的结构。如图42所示,例如也可以将使用可从玻璃棒23拆卸的棒支承件48等来相互隔开间隔地支承的多根玻璃棒23各自的第一端部与包层玻璃体21的第一端部一起进行加热缩径。
在玻璃材料单元中,例如也可以采用图42所示的玻璃材料单元U12B。玻璃材料单元U12B焊接有将包层玻璃体21的第一端部21a的第一开口部22a气密地密封的虚设石英棒25。进一步,在玻璃材料单元U12B的包层玻璃体21的贯通孔22中,收纳有玻璃棒23和棒支承件48。在棒支承件48贯通形成有棒支承孔48a。
图42的玻璃材料单元U12B的玻璃棒23插入于棒支承件48的棒支承孔48a,并以沿着包层玻璃体21的轴线的朝向被支承。
在图42的棒支承件48中,以沿着轴线方向的朝向贯通形成有多个棒支承孔48a。图42的棒支承件48能够将多根玻璃棒23以相互隔开间隔的状态支承。
在使用图42的玻璃材料单元U12B制造光纤母材1M的过程中,例如图40B所示进行第二端部密封工序。之后,例如在图40D所示的第一端部加工工序中,形成前端密封部46。在该过程中,将棒支承件48与虚设石英棒25一起从包层玻璃体21去除。
另外,在对棒支承件48采用作为光纤的包层的一部分的玻璃制的部件的情况下,也可以在第一端部加工工序中,形成包含棒支承件48的一部分的前端密封部46。
具有石英粉末填充工序及前端密封工序的光纤母材的制造方法并不限于第十二实施方式及第十三实施方式,也能够适用于本发明所涉及的光纤母材的制造方法的各种实施方式。
此外,关于第十二、第十三实施方式的光纤母材,也能够与第一实施方式的光纤母材1A同样地,将图7所例示的拉丝装置50利用于光纤的拉丝。
第十二、第十三实施方式的光纤母材在将图7所例示的拉丝装置50利用于光纤的拉丝的情况下,将虚设石英棒25、45安装于升降架51a,以前端密封部27、46成为下端的方式悬吊支承于升降架51a。
本发明所涉及的实施方式的光纤母材的内孔在拉丝开始前的内压只要以从拉丝工序开始至完成为止能够维持负压的方式设定即可,例如可以是“超过1kPa”~“20kPa左右”。在制造光纤母材的过程中,例如形成内压为20kPa以下的内孔,来在拉丝工序中确保内孔的负压。若拉丝开始前的光纤母材的内孔的内压为20kPa以下,则能够在拉丝工序中维持内孔的负压地拉丝出足够长的光纤。
内孔的内压例如为20kPa以下,但也可以是10kPa以下、或者1kPa以下。
以上,基于最优的方式对本发明进行了说明,但本发明并不限于上述的最优的方式,在不脱离本发明的主旨的范围内能够进行各种改变。
例如,具有内压为10kPa以下的内孔的光纤母材的制造方法也可以省略抽真空工序。该情况下,也可以通过伴随着前端密封工序完成后的被加热的光纤母材的冷却而出现的内孔的内压的下降来确保10kPa以下的内孔内压。
另外,光纤母材的制造方法的棒插入工序只要在虚设棒一体化工序及前端密封工序中的一方或双方完成前进行即可,并不限于上述的实施方式的工序顺序。
另外,上述的包层玻璃体11、21也可以形成为分别在一个贯通孔12、22收纳多个玻璃棒14、23的方筒状等除圆筒状以外的形状,并不限于上述的圆筒状。
在光纤母材的制造方法中,也能够采用以下的结构。例如,在虚设棒一体化工序中,使插入于包层玻璃体的贯通孔的纤芯用玻璃棒14从贯通孔的第二端部向第一端部侧远离。进一步,在前端密封工序中,在贯通孔的第一端部侧不确保空隙部而仅在贯通孔第二端部侧确保空隙部的状态下进行。该情况下,在前端密封工序中,将玻璃材料单元的第二端部前端侧熔断。由此,将虚设石英管13及纤芯用玻璃棒14的前端从包层玻璃体11的第二端部侧去除。在熔断后的玻璃材料单元的第二端部,通过玻璃材料单元的加热缩径形成前端密封部。
对于光纤母材的制造方法而言,例如关于第六~十一实施方式的光纤母材的制造方法,也可以采用将虚设棒一体化工序及前端密封工序变更为上述的虚设棒一体化工序及前端密封工序的结构。
附图标记说明
1A~1M…光纤母材;2…光纤;11、21…包层玻璃体;11a、21a…第一端部;11b、21b…第二端部;12、22…贯通孔;12a、22a…第一开口部;12b、22b…第二开口部;13…虚设石英管;13b…第二前端开口端;131…第一虚设石英管;131a…第一前端开口端;132…第二虚设石英管;131b…第二前端开口端;14、23…玻璃棒(纤芯用玻璃棒);15、25、45…虚设石英棒;16、26…火焰;17、27、46…前端密封部;18、28…内孔;19、44…空隙部;24、43…基端密封部;41…石英粉末;41A…石英粉末区域;42…棒单元;47…第一端部密封部;48…棒支承件;48a…棒支承孔;50…拉丝装置。
Claims (15)
1.一种光纤母材的制造方法,其中,具有:
棒插入工序,向贯通作为光纤的包层的包层玻璃体的至少一个贯通孔插入至少一个玻璃棒;
虚设棒一体化工序,其是从对所述包层玻璃体的第一端部进行加热,来将封堵在所述包层玻璃体的所述第一端部开口的所述贯通孔的第一开口部的实心的虚设石英棒与所述包层玻璃体的所述第一端部一体化的工序、或者在所述包层玻璃体的所述第一端部形成封堵所述包层玻璃体的所述第一开口部的基端密封部并将实心的虚设石英棒与所述基端密封部一体化的工序中的一个工序选择出的;以及
前端密封工序,通过对所述包层玻璃体的第二端部进行加热来使其变形,从而封堵在所述包层玻璃体的所述第二端部开口的所述贯通孔的第二开口部,
所述棒插入工序在所述虚设棒一体化工序及所述前端密封工序中的至少一方完成前进行,
通过所述棒插入工序、所述虚设棒一体化工序以及所述前端密封工序,将所述贯通孔的两端密封,由此形成内孔。
2.根据权利要求1所述的光纤母材的制造方法,其中,
所述包层玻璃体形成为在一个所述贯通孔收纳多个所述玻璃棒的筒状,
在所述棒插入工序中,向所述包层玻璃体的一个所述贯通孔插入多个所述玻璃棒,
在所述虚设棒一体化工序中,向所述包层玻璃体的所述第一开口部插入所述虚设石英棒,并对所述包层玻璃体的所述第一端部进行加热来将所述虚设石英棒与所述包层玻璃体一体化,从而封堵所述包层玻璃体的所述第一开口部。
3.一种光纤母材的制造方法,其中,具有:
棒插入工序,向贯通作为光纤的包层的包层玻璃体的贯通孔插入玻璃棒;
虚设棒一体化工序,向预先焊接于所述包层玻璃体的第一端部的连接用玻璃管插入实心的虚设石英棒,并对所述连接用玻璃管进行加热来将所述虚设石英棒与所述连接用玻璃管一体化,从而封堵所述连接用玻璃管的第一前端开口端;以及
前端密封工序,通过对所述包层玻璃体的第二端部进行加热来使其变形,从而封堵在所述包层玻璃体的所述第二端部开口的所述贯通孔的第二开口部,
所述棒插入工序在所述虚设棒一体化工序及所述前端密封工序中的至少一方完成前进行,
通过所述棒插入工序、所述虚设棒一体化工序以及所述前端密封工序,将所述贯通孔的两端密封,由此形成内孔。
4.根据权利要求1~3中的任一项所述的光纤母材的制造方法,其中,
当在所述棒插入工序及所述虚设棒一体化工序完成后进行所述前端密封工序时,所述前端密封工序一边从所述包层玻璃体的所述第二端部侧对所述包层玻璃体的所述贯通孔内进行抽真空,一边对所述包层玻璃体的所述第二端部进行加热来使其变形,由此封堵所述包层玻璃体的所述第二开口部。
5.根据权利要求1~4中的任一项所述的光纤母材的制造方法,其中,
所述虚设棒一体化工序及所述前端密封工序以在所述包层玻璃体的轴线方向上,使所述玻璃棒远离所述包层玻璃体的所述第一端部及所述第二端部中的至少一方,在所述贯通孔确保了未插入有所述玻璃棒的区域的状态进行,
在所述前端密封工序完成的时候,在所述包层玻璃体的所述第一端部侧,在所述轴线方向上在所述贯通孔的内部确保未插入有所述玻璃棒的空隙部。
6.一种光纤母材的制造方法,其中,具有:
石英粉末填充工序,向贯通作为光纤的包层的包层玻璃体的贯通孔插入玻璃棒,且在所述包层玻璃体的第一端部开口的所述贯通孔的第一开口部被与所述包层玻璃体的所述第一端部一体化的实心的虚设石英棒密封,从所述包层玻璃体的第二端部向所述包层玻璃体的所述贯通孔填充石英粉末;和
第二端部密封工序,在所述石英粉末填充工序完成后,对所述包层玻璃体的所述第二端部进行加热来使其变形,从而将在所述包层玻璃体的所述第二端部开口的所述贯通孔的第二开口部密封,形成所述贯通孔的两端被密封的结构的内孔。
7.根据权利要求6所述的光纤母材的制造方法,其中,
还具有基端虚设棒一体化工序,所述基端虚设棒一体化工序对在所述第二端部密封工序中将所述包层玻璃体的所述第二开口部密封而形成的基端密封部进行加热,来将实心的虚设石英棒与所述基端密封部一体化,
在所述第二端部密封工序中,对所述包层玻璃体的所述第二端部中的不存在所述石英粉末的部分进行加热来使其变形而形成所述基端密封部,在所述包层玻璃体的轴线方向上,在所述基端密封部与在所述贯通孔内填充有所述石英粉末的区域之间确保不存在所述石英粉末的空隙部。
8.根据权利要求1~7中的任一项所述的光纤母材的制造方法,其中,在所述内孔确保的内压为20kPa以下。
9.根据权利要求8所述的光纤母材的制造方法,其中,
在所述内孔确保的内压为1kPa以下。
10.一种光纤母材,其中,具有:
作为光纤的包层的包层玻璃体,其形成为圆柱形状,并沿着所述圆柱形状的轴线方向形成有内孔;
玻璃棒,其收纳于所述内孔;以及
虚设石英棒,其是从固定于所述包层玻璃体的第一端部,并封堵在所述包层玻璃体的所述第一端部存在的所述内孔的第一端部的实心的虚设石英棒、或者收纳于在所述包层玻璃体的所述第一端部固定的连接用玻璃管,并被一体化来封堵所述连接用玻璃管的第一前端开口端的实心的虚设石英棒中的一个虚设石英棒选择出的,
在所述包层玻璃体的第二端部具备前端密封部,所述前端密封部封堵在所述包层玻璃体的所述第二端部存在的所述内孔的第二端部。
11.根据权利要求10所述的光纤母材,其中,
在所述包层玻璃体的所述第一端部侧,在所述轴线方向上在所述内孔的内部确保了未插入有所述玻璃棒的空隙部。
12.根据权利要求10或11所述的光纤母材,其中,
在所述内孔,收纳有将所述内孔整体填充的量或者在所述轴线方向上在所述内孔的内部可确保不存在石英粉末的空隙部的量的所述石英粉末。
13.根据权利要求10~12中的任一项所述的光纤母材,其中,
所述内孔的内压为20kPa以下。
14.根据权利要求13所述的光纤母材,其中,
所述内孔的内压为1kPa以下。
15.一种光纤的制造方法,其中,
通过将权利要求10~14中的任一项所述的光纤母材从所述前端密封部侧插入于加热炉并进行加热,将所述光纤母材向所述加热炉连续地送入,从而一边使所述玻璃棒与所述包层玻璃体一体化,一边从所述前端密封部连续地拉丝出光纤。
Applications Claiming Priority (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017154691 | 2017-08-09 | ||
JP2017-154691 | 2017-08-09 | ||
JP2018-122427 | 2018-06-27 | ||
JP2018122427A JP7068945B2 (ja) | 2017-08-09 | 2018-06-27 | 光ファイバ母材の製造方法、光ファイバ母材、光ファイバの製造方法 |
PCT/JP2018/029563 WO2019031489A1 (ja) | 2017-08-09 | 2018-08-07 | 光ファイバ母材の製造方法、光ファイバ母材、光ファイバの製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN110709362A true CN110709362A (zh) | 2020-01-17 |
CN110709362B CN110709362B (zh) | 2022-03-15 |
Family
ID=65271264
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201880036895.0A Active CN110709362B (zh) | 2017-08-09 | 2018-08-07 | 光纤母材的制造方法、光纤母材、以及光纤的制造方法 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20240051865A1 (zh) |
CN (1) | CN110709362B (zh) |
WO (1) | WO2019031489A1 (zh) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2023162775A1 (ja) * | 2022-02-22 | 2023-08-31 | 株式会社フジクラ | 光ファイバ用母材 |
EP4497731A1 (en) * | 2023-07-28 | 2025-01-29 | ASML Netherlands B.V. | Manufacturing a hollow core photonic crystal fiber |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1284049A (zh) * | 1998-02-03 | 2001-02-14 | 住友电气工业株式会社 | 光纤母材的制造方法 |
JP2003294969A (ja) * | 2002-04-03 | 2003-10-15 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | フォトニッククリスタルファイバ及びその製造方法 |
JP2004123468A (ja) * | 2002-10-03 | 2004-04-22 | Fujikura Ltd | 光ファイバ母材の作製方法および光ファイバ母材 |
CN1782756A (zh) * | 2004-11-29 | 2006-06-07 | 古河电气工业株式会社 | 光纤母材、光纤母材的制造方法以及光纤的制造方法 |
JP2017014078A (ja) * | 2015-07-02 | 2017-01-19 | 株式会社フジクラ | 光ファイバ用母材の製造方法、及び、光ファイバの製造方法 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006160550A (ja) * | 2004-12-06 | 2006-06-22 | Fujikura Ltd | フォトニッククリスタルファイバとその製造方法、フォトニッククリスタルファイバ製造用プリフォーム |
-
2018
- 2018-08-07 WO PCT/JP2018/029563 patent/WO2019031489A1/ja active Application Filing
- 2018-08-07 CN CN201880036895.0A patent/CN110709362B/zh active Active
-
2023
- 2023-10-23 US US18/491,956 patent/US20240051865A1/en active Pending
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1284049A (zh) * | 1998-02-03 | 2001-02-14 | 住友电气工业株式会社 | 光纤母材的制造方法 |
JP2003294969A (ja) * | 2002-04-03 | 2003-10-15 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | フォトニッククリスタルファイバ及びその製造方法 |
JP2004123468A (ja) * | 2002-10-03 | 2004-04-22 | Fujikura Ltd | 光ファイバ母材の作製方法および光ファイバ母材 |
CN1782756A (zh) * | 2004-11-29 | 2006-06-07 | 古河电气工业株式会社 | 光纤母材、光纤母材的制造方法以及光纤的制造方法 |
JP2017014078A (ja) * | 2015-07-02 | 2017-01-19 | 株式会社フジクラ | 光ファイバ用母材の製造方法、及び、光ファイバの製造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2019031489A1 (ja) | 2019-02-14 |
CN110709362B (zh) | 2022-03-15 |
US20240051865A1 (en) | 2024-02-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7068945B2 (ja) | 光ファイバ母材の製造方法、光ファイバ母材、光ファイバの製造方法 | |
US20240051865A1 (en) | Optical fiber preform production method, optical fiber preform, and optical fiber production method | |
FI77217C (fi) | Foerfarande foer framstaellning av en polarisationsbevarande optisk fiber. | |
KR101115615B1 (ko) | 광섬유와 그 프리폼 및 그 제조방법과 장치 | |
US7245807B2 (en) | Optical fiber and method for making an optical fiber | |
KR20050013206A (ko) | 미세구조 광섬유를 인발하기 위한 방법 및 예형 | |
CN108473356B (zh) | 用于预制件的元件、纤维生产方法和由预制件拉制的光纤 | |
CN102815864B (zh) | 一种光子晶体光纤的制备方法 | |
WO2009010317A1 (en) | Method for the manufacture of an optical component having longitudinal holes | |
EP3448818B1 (en) | A method of fiber production | |
CN104737047A (zh) | 具有液芯光纤的光学器件和制造这样的器件的方法 | |
JP5298125B2 (ja) | 保持具を用いて石英ガラス円筒を製造する方法およびその方法に適した保持具 | |
JP7553692B2 (ja) | マルチコア光ファイバ母材、マルチコア光ファイバ母材の製造方法およびマルチコア光ファイバの製造方法 | |
CN110304823B (zh) | 多芯光纤的制造方法 | |
US11130702B2 (en) | Optical fiber manufacturing method | |
KR20040068003A (ko) | 광섬유의 제조시 유리 예비성형품을 결합하기 위한 방법 | |
JP6010587B2 (ja) | マルチコアファイバ用母材の製造方法、及び、これを用いたマルチコアファイバの製造方法 | |
JP2021109812A (ja) | 光ファイバ母材の製造方法および光ファイバの製造方法 | |
JP2023122344A (ja) | 光ファイバ用母材 | |
EP4484387A1 (en) | Optical fiber preform | |
KR100496448B1 (ko) | 알아이티 공정에서의 경계지점 수분 발생 방지 방법 및 장치 | |
JP7144348B2 (ja) | 光ファイバ母材の製造方法および光ファイバの製造方法 | |
JP2023122343A (ja) | 光ファイバ用母材 | |
JP2012036051A (ja) | 空孔構造光ファイバの製造方法および加減圧用コネクタ | |
KR100628601B1 (ko) | 대구경 광섬유 모재의 제조 방법 및 광섬유 인선 방법 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |