[发明专利]光纤的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及光纤的制造方法。

背景技术

在光纤通信系统中为了实现光传送距离的长距离化、光传送速度的高速化，必须提高光信号信噪比。因此，谋求减少光纤的传送损失。在光纤的制造方法被高度精炼的当前，可以认为因光纤所含的杂质导致的传送损失已几乎降低到极限。余下的传送损失的主要原因为，构成光纤的玻璃的构造、组成的变动所带来的散射损失。这是因光纤是由玻璃构成的，故不可避免。

作为减少玻璃的构造的变动的方法，已知有在使熔融的玻璃冷却时缓慢地进行冷却的方法。作为这样的使熔融的玻璃缓慢地冷却的方法，尝试对刚从拉丝炉拉制出的光纤进行缓慢冷却。具体而言，研究了在缓慢冷却炉中对从拉丝炉拉制出的光纤进行加热，或用隔热材料包围刚拉制出的光纤来降低光纤的冷却速度。

在下述专利文献1中公开了在从具有以石英玻璃为主成分的纤芯以及包层的光纤的外径比最终外径的500％小的位置到光纤的温度成为1400℃的位置的70％以上的区域，以相对于由递推公式求出的目标温度成为±100℃以下的方式设定加热炉(缓慢冷却炉)的温度。通过这样控制光纤的温度履历(temperature history)，降低构成光纤的玻璃的假想温度而减少传送损失。

专利文献1:日本特开2014-62021号公报

但是，在上述专利文献1公开的技术中，为了使光纤的温度与利用递推公式求出的理想的温度变化匹配而要求重复复杂的计算。另外，在专利文献1公开的技术中，光纤的温度相对于由递推公式求出的目标温度甚至允许±50℃～100℃的偏差。若在这样广的范围允许光纤温度的偏差，则很难说温度履历已充分适合化。例如，若要被缓慢冷却的光纤的温度在±100℃的范围变化，而构成光纤的玻璃的假想温度也在相同的范围变化，则所得到的光纤的光散射导致的传送损失甚至以±0.007dB/km程度上下浮动。在这样的光纤的温度履历未充分适合化的以往的制造方法中，进行将缓慢冷却炉拉长至所需以上的过剩的设备投资、或使拉丝速度降低至所需以上而使生产率受损。

本发明者发现通过适当地设定缓慢冷却炉的温度，适当地控制构成光纤的玻璃的假想温度与光纤的温度的温度差，容易促进构成光纤的玻璃的结构弛豫，并减少因光纤的光散射导致的传送损失。

发明内容

为此，本发明想要提供一种容易减少光纤的传送损失的光纤的制造方法。

为了解决上述课题，本发明的光纤的制造方法，其特征在于，具备：在拉丝炉中对光纤用母材进行拉丝的拉丝工序；以及使在上述拉丝工序中被拉出的光纤缓慢冷却的缓慢冷却工序，在上述缓慢冷却工序中，上述光纤在多个缓慢冷却炉中通过，在将构成上述光纤所包含的纤芯的玻璃的结构弛豫的时间常数设为τ(T)、将上述光纤在上述缓慢冷却工序中任一时刻的温度设为T、将构成上述纤芯的玻璃在上述任一时刻的假想温度设为T_f⁰、将构成上述纤芯的玻璃在从上述任一时刻经过时间Δt后的假想温度设为T_f时，在上述缓慢冷却工序的任意期间下述式(1)成立。

20℃＜T_f-T＝(T_f⁰-T)exp(-Δt/τ(T))＜100℃…(1)

本发明者发现，通过在将光纤的温度与构成光纤所包含的纤芯的玻璃的假想温度的温度差控制在上述规定的范围的状态下使光纤缓慢冷却，能够促进构成纤芯的玻璃的结构弛豫。通过促进构成纤芯的玻璃的结构弛豫，减少在纤芯中传送光时因构成纤芯的玻璃的构造的变动引起的散射损失，因此减少光纤的传送损失。另外，如上述那样在缓慢冷却工序中使用多个缓慢冷却炉，对各缓慢冷却炉的设定温度进行适当地控制，从而容易将光纤的温度与构成光纤所包含的光纤的玻璃的假想温度的温度差控制在上述规定的范围。其结果，容易促进构成纤芯的玻璃的结构弛豫，减少光纤的传送损失。

另外，本发明的光纤的制造方法，优选在上述缓慢冷却工序的任意期间下述式(2)成立。

40℃＜T_f-T＝(T_f⁰-T)exp(-Δt/τ(T))＜60℃…(2)

通过这样在缓慢冷却工序中将光纤的温度T与构成该光纤所包含的纤芯的玻璃的假想温度T_f的温度差(T_f-T)控制在更适合的范围，从而更容易促进构成该光纤所包含的纤芯的玻璃的结构弛豫，更容易减少光纤的传送损失。