[发明专利]光纤线材的制造方法以及制造装置

说明书

技术领域

本发明涉及光纤线材的制造方法以及制造装置。特别涉及即使在光纤线材被施加侧压、弯曲等干扰的状态下光纤线材的偏振模色散(PMD)的增加量也少的光纤线材的制造方法以及制造装置。

本申请主张基于2014年4月7日申请的日本专利申请2014-078738号的优先权，并在此引用其内容。

背景技术

无论选择了那种光纤母材的制造方法、以及哪种光纤母材的拉丝(也称为纺丝。)方法等，对于制造出的光纤线材而言，都难以使包括光纤的纤芯部分以及纤芯部分的周围的包层部分的剖面形状成为完整的正圆形。实际上，剖面形状为椭圆形状或者其他的形状。因此，光纤的剖面中折射率分布也不是完整的同心圆状，其结果产生多折射。存在因该多折射而引起的在光纤剖面内的正交的2偏波间的群速度产生差异，偏振模色散(Polarization Mode Dispersion。以下称作“PMD”。)变大的问题。这是由于光纤的内部的主要因素而产生的PMD。另一方面，由于施加于光纤的弯曲、侧压等外部的主要因素而产生多折射、PMD变化。

为了减少由于内部的主要因素而产生的PMD，实行在光纤拉丝时向光纤的加热熔融部施加扭转，向光纤裸线施加永久地固化了的扭转(以下称为“扭转形变”。)的方法(例如，参照专利文献1、2)。

另外，为了减少由于外部的主要因素而产生的PMD，实行对光纤线材施加弹性的扭转(是若解除外力则扭转返回的扭转，以下成为“扭曲”。)的方法(例如，参照专利文献3～5)。

专利文献1：美国专利第6324872号说明书

专利文献2：日本国专利第3557606号公报

专利文献3：美国专利第7317855号说明书

专利文献4：国际公开第2009/107667号

专利文献5：日本国特开2010-122666号公报

对内部的主要因素施加扭转形变是有效的。但是，仅进行扭转形变，不能够对外部的主要因素减少PMD。

另一方面，对外部的主要因素施加扭曲是有效的。但是，对施加扭曲之后的光纤线材进行着色、带化、电缆化等时，施加的扭转被被解除而恢复(参照专利文献3的图3)。因此，难以保证稳定的品质。换句话说，以残留有扭转的状态作为最终使用形态，例如若能够在电缆化等利用则对于外部的主要因素PMD能够维持得较低，但是若扭转被解除则PMD的减少效果消失。

另外，存在由于以电缆等的最终形态残留于光纤线材的扭曲曲线(扭曲方向在顺时针方向与逆时针方向之间各反转一次的扭曲周期以及相同方向扭转的累积扭转的扭曲振幅，参照图1)的微量变化，使得PMD减少的效果大幅变化(参照专利文献3的图5)的问题。对此，在专利文献4中，虽然实施对扭曲周期、扭曲振幅进行调制或者随机调制的对策，但是即使实施该对策也多少会产生同样的扭曲的解除。因此，细微调制的扭曲曲线最差的情况下在后面工序中扭曲被全部解除。另外，还存在即使有一部分的扭曲未被解除而残留，以短的周期、振幅的调制成分被解除，最后大多只残留长周期成分的扭曲，难以保证稳定的品质的问题。

发明内容

本发明是鉴于上述情况而产生的，以提供能够减少由于内部的主要因素而产生的PMD和由于外部的主要因素而产生的PMD的双方的光纤线材的制造方法以及制造装置为课题。

本发明者为了解决上述课题进行各种实验和研究。结果，发现为了相对于内部的主要因素和外部的主要因素双方减少PMD，使光纤裸线的纤芯非圆率变大，并且向光纤裸线施加扭转形变。因此，改进了将光纤母材加热熔融并拉丝，对光纤裸线进行涂敷之后的光纤线材施加扭转并向光纤裸线施加扭转形变的光纤纺丝技术。在加热熔融光纤母材而将光纤裸线拉出的拉丝工序中，在从光纤母材的加热熔融部到光纤裸线的大范围内，玻璃熔融或者软化，具有可塑性。因为向该具有可塑性的玻璃施加纤芯非圆率和扭转形变，所以能够制造由于冷却而纤芯非圆率和扭转形变被固定的光纤线材。在使玻璃产生纤芯非圆率时，也可以同时产生包层非圆率。得到的光纤线材成为带化、编码化、电缆化等的最终使用形态的产品的过程，或者是在其后使用过程中，即使是外力的施加、解除，PMD的抑制效果也可靠地被维持。

在测定拉丝后的光纤裸线的外径的外径测定器中，在测定被扭转形变扭转的光纤裸线的外径的情况下，通过将该外径测定值的变动幅度(最大值与最小值之差)除以光纤裸线的外径(设定值或者平均值)，能够简单地求出包层非圆率。这样，若在制造工序中简单地求出包层非圆率，则通过对光纤母材的位置的调整进行反馈，能够成品率高地制造具有所希望的特性的光纤线材。