Método para la fabricación de fibra óptica a base de cuarzo
Descripción general
 Se proporciona un método para producir una fibra óptica basada en cuarzo capaz de satisfacer la fiabilidad a largo plazo asegurando propiedades mecánicas elevadas y capacidad de bloqueo de permeación de la humedad. ] La capa de recubrimiento inorgánico 4 está formada en la superficie circunferencial exterior de la fibra óptica después de dibujo, a continuación, la irradiación de la energía de compuesto en la capa de revestimiento inorgánico 4, formando estos compuestos capa 5 entre la fibra óptica 3 y la capa de revestimiento inorgánico 4 . ] Desde la formación de la capa de compuesto 5 entre la fibra óptica 1 y el revestimiento inorgánico capa 4, las propiedades mecánicas, propiedades de transmisión, la fibra óptica a base de cuarzo que puede satisfacer la fiabilidad a largo plazo, incluyendo la transmisión la potencia de frenado de agua .
Campo técnico
La presente invención se refiere a un método para fabricar una fibra óptica basada en cuarzo utilizada en el campo de la comunicación y la óptica.
Antecedentes de la técnica
a base de sílice de la fibra óptica, por ejemplo, si la fibra óptica utilizada para la comunicación óptica, las propiedades mecánicas en el uso a largo plazo, para las características de transmisión cambian con el tiempo (degradación), que puede afectar a la fiabilidad del sistema de comunicación .
Tal el deterioro con el tiempo se produce, durante la fabricación de fibra óptica, por arañazos minuto sobre la superficie de la fibra óptica en la manipulación durante la conexión, cuando este ha sido un largo período establecido en el medio ambiente que contiene humedad, la humedad ambiente, a fijar Esto se debe a que la tensión actúa sobre los microscratches y los hace crecer. En particular, en un entorno de alta temperatura y alta humedad, ya que el efecto de la humedad con respecto a la falla minutos se hace notable, degradación de la resistencia de la fibra óptica está más avanzada, adicional cuando las moléculas de hidrógeno ha penetrado hasta la proximidad del núcleo de la fibra óptica , Aparece un pico de absorción en las proximidades de la longitud de onda de 1,24 μm, de modo que la característica de transmisión en esta región de longitud de onda se deteriora.
Como contramedida contra esto, se forma un revestimiento hermético tal como un recubrimiento de carbono en la superficie periférica exterior de la fibra óptica, y se realiza un revestimiento de resina desde arriba del revestimiento hermético. El recubrimiento hermético tiene una composición de alta densidad y un alto grado de impermeabilidad que no se encuentra en el revestimiento de resina, por lo que la fiabilidad de la fibra óptica está garantizada dentro de ese rango.
Tarea de solución
En general, se han señalado los siguientes puntos para recubrimientos herméticos. Uno de ellos es que el revestimiento hermético es frágil, de modo que cuando la capa de revestimiento de resina se elimina en el momento de la conexión de la fibra óptica, la superficie de la película de recubrimiento puede rayarse. La otra es que la adherencia relativa de estos materiales es débil porque la fibra óptica de cuarzo y el recubrimiento hermético son diferentes entre sí, y el recubrimiento hermético es fácil de separar de la fibra óptica. Por otra parte, otro, si el revestimiento de carbono que contiene una gran cantidad de cristal de grafito denso disposición atómica, ya que la cepa de elongación conduce a la ruptura de película es menor que la fibra óptica, la resistencia inicial en comparación con la resina convencional recubierto disminuciones de fibras ópticas . Por lo tanto, la fibra óptica que tiene un revestimiento hermético, en comparación con el revestimiento de resina de fibra óptica no sólo es fácil de manejar, el tratamiento terminal de la fibra óptica, el accidente de última hora con bastante frecuencia durante el trabajo de conexión.
La presente invención es en vista de tales problemas técnicos, altas propiedades mecánicas, para asegurar la transmisión la potencia de frenado de agua, destinado a proporcionar un método para producir una fibra óptica a base de sílice que puede satisfacer la fiabilidad a largo plazo .
Solución
Método para producir una fibra óptica a base de sílice según la presente invención, con el fin de conseguir el objetivo pretendido, la creación de una fibra óptica se ha elaborado mediante el calentamiento de medios de estiramiento de una preforma de fibra óptica de más adelante dibujo, la fibra a base de sílice, óptico que cubre la superficie periférica exterior de un material inorgánico, la capa de revestimiento inorgánica formada en la superficie periférica exterior de la fibra óptica, después de su formación, mediante la irradiación de la capa de revestimiento inorgánico energía compuesto, éstos entre la fibra óptica y la capa de revestimiento inorgánico De este modo formando una capa compuesta.
Cuando de acuerdo con el método de la presente invención, no en la superficie periférica exterior de la fibra óptica a base de sílice mediante la formación de una capa inorgánica de recubrimiento (capa hermética), la fibra óptica respectiva, la capa de revestimiento inorgánico, haz de iones, haz de láser, energía, tal como haz de electrones Para formar una capa compuesta entre ellos, y la fibra óptica y la capa de revestimiento inorgánica se combinan (integran) a través de esta capa de compuesto. Así capa de revestimiento inorgánico formado tiene alta tenacidad debido a que la resistencia es alta con respecto a la rotura frágil, Gataku tomar defectos de la superficie, por otra parte, es excelente en la transmisión de la potencia de frenado de agua a tejido es denso. En particular, dado que la fibra óptica y la capa de revestimiento inorgánico están integradas a través de estas capas compuestas, es improbable que se produzcan peladuras unas de otras. La fibra óptica que tiene una capa de revestimiento tal inorgánico, después de haber sido esta manipulación o colocación, arañazos en la superficie, rotura, y la intrusión de moléculas de hidrógeno, sin causar una situación perjudicial durante un largo período de tiempo, mecánica estable Características del ejercicio y características de transmisión.
Se describirá un método para fabricar la fibra óptica basada en sílice de acuerdo con la presente invención con referencia a la realización ilustrada. Si la unidad de fabricación de fibra óptica ilustrada en la Fig. 1, el dispositivo de dibujo 11 para una fibra óptica, un aparato de recubrimiento primario 21 del revestimiento de material inorgánico, aparato de irradiación de energía química 41, el aparato de recubrimiento secundario 51 para el revestimiento de resina, Un dispositivo de endurecimiento de resina 61 y un dispositivo de enrollamiento 71 para fibra óptica están dispuestos en tándem.
aparato de embutición para la fibra óptica 11, ascensor para soportar una preforma de fibra óptica 7 de forma verticalmente móvil (no mostrado), que un horno de dibujo en forma de anillo 12 que consiste en un calentador eléctrico combinado Y en la parte inferior del horno de estirado 12 está dispuesto un dispositivo 13 de medición del diámetro exterior del tipo sin contacto y en forma de anillo.
Como la preforma 7 de fibra óptica, se usa un sistema de cuarzo bien conocido que tiene un vidrio central y un vidrio de revestimiento.
Se emplea el aparato de recubrimiento primario 21 del revestimiento de material inorgánico, aparato de CVD térmica, un aparato de bombardeo iónico, un aparato de plasma, pero cualquiera, el dispositivo de recubrimiento primario 21 se ilustra en el aparato de CVD térmica figura para la deposición de carbono . Es decir, el dispositivo de recubrimiento primario 21 del ejemplo ilustrado, una cámara de reacción 22 para CVD compuesto de carbono puro, un horno de calentamiento en forma de anillo 27 que consiste en un calentador eléctrico, en el que el sistema de suministro de gas de materia prima 28 se combinan. El tubo de reacción 22 para CVD, esta superficie superior, y que tiene una entrada 23 y una salida 24 en la superficie inferior, la entrada de gas 25 en su periferia superior, el orificio de descarga de gas 26 se forman respectivamente en la periferia inferior, y, Se proporciona un horno de calentamiento 27 en la periferia exterior del tubo de reacción 22. Por cierto, en el tubo de reacción 22, como gas de materia prima para la deposición de película de carbono, acetileno (C2 H2) y el gas de materia prima un hidrocarburo tal como, el He, Ar, N2 gas mixto de la entrada de gas con un gas diluyente tal como 25. dispositivo de recubrimiento primario 21, por ejemplo, el aparato de CVD térmica, un aparato de pulverización catódica, mediante la adopción de las especificaciones predeterminadas de entre aparato de plasma, sólo el carbono amorfo, o se puede formar sólo cristales de grafito . Además de estos, el dispositivo de recubrimiento primario 21, Ti, Zr, V, Nb, Ta, Cr, Mo, carbono-base, incluyendo W, sistema de siliciuros,, película delgada a base de boruro del basado en nitruro, alúmina, mullita , Zeolita, magnesia, sialon y similares.
El dispositivo de irradiación de energía compuesta 41 incluye, por ejemplo, medios para generar energía compuesta predeterminada y medios para irradiar la energía compuesta hacia el objetivo. Específicamente, el aparato de irradiación tales como iones de argón inertes de gas, el aparato de irradiación de láser excimer, y aparatos de irradiación de haz de electrones, se emplea como el aparato de irradiación de energía compuesto 41.
aparato de recubrimiento secundario 51 para el recubrimiento de resina consiste morir recubridor de, dentro del dispositivo de revestimiento, termoplástico, frío-curable, termoendurecible, curable por radiación UV, tales como la síntesis con cualquiera de estas propiedades La resina está contenida en un estado líquido.
dispositivo 61 de curado de la resina, por ejemplo, se selecciona basándose en el material de la resina empleada en el dispositivo de recubrimiento secundario 51, el dispositivo de curado para resina termoendurecible comprende un medio de calentamiento, el aparato de curado para la irradiación UV de resina curable por radiación ultravioleta Medios En el caso de una resina termoplástica, una resina curable a temperatura ambiente o similar, tal dispositivo de curado no es particularmente necesario.
El dispositivo de recogida 71 para la fibra óptica está accionado eléctricamente para girar a través de un motor, y una bobina receptora de una fibra óptica revestida (no mostrada) está unida de forma separable a esta.
fibras ópticas recubiertas fabricados en el método de la presente invención, como se ilustra en la Fig. 2, el núcleo 1, la fibra óptica 3 de la sílice de base con un revestimiento 2 es primario revestido con una capa inorgánica de revestimiento 4 y el revestimiento 2 y el revestimiento inorgánico La capa 4 está integrada a través de estas capas de compuesto 5, y la periferia externa de la capa de revestimiento inorgánico 4 está revestida secundariamente con la capa de revestimiento de resina 6.
En el método de la presente invención, cuando se prepara la fibra óptica revestida mostrada en la figura 2 a través de los medios de la figura 1, es la siguiente.
En primer lugar, una base de sílice de baja velocidad de fibra preforma óptica 7 en el dispositivo de dibujo 11 dibujo horno 12, y tomando hasta el extremo inferior del material de base 7 que se ablanda por el horno de dibujo 12. En particular, en alta velocidad, la fibra óptica 3 . La fibra óptica 3 así estirada entra en el tubo de reacción 22 del aparato de recubrimiento primario 21 después de pasar a través del instrumento de medición del diámetro exterior 13.
En el dispositivo de recubrimiento primario 21, el material de alimentación a base de hidrocarburo (C2 H2), cada gas, tal como un gas diluyente (He) se alimenta a una alta temperatura en el tubo de reacción 22 desde el tubo 33 a través de la entrada de gas 25. En cada uno de los gases arriba dentro del tubo de reacción 22 que se introduce partículas finas de cristales de grafito, partículas finas de carbono amorfo generado por la oxidación térmica de los gases, ya que estas partículas finas de carbono están unidos a la circunferencia exterior de la fibra óptica 3, óptico En la superficie periférica exterior de la fibra 3, se forma la capa 4 de revestimiento inorgánico descrita en la figura 2. En el dispositivo de recubrimiento primario 21, sólo las partículas finas del cristal de grafito, o, cuando se genera sólo partículas finas de carbono amorfo, mediante la introducción de tales componentes de la fuente de gas en el tubo de reacción 22 pueden ser realizados por la misma reacción . Después de estar revestido principalmente con la capa 4 de revestimiento inorgánico, la fibra óptica 3 alcanza el siguiente dispositivo 41 de irradiación de energía compuesta.
El dispositivo de irradiación de energía compuesto 41 irradia, por ejemplo, un haz de iones de argón hacia la capa de revestimiento inorgánico 4 a partir de ahora. Las moléculas de la capa de revestimiento inorgánico 4 que ha recibido la energía compuesta se excitan y se combinan con el revestimiento 2 de la fibra óptica 3. Es decir, la porción de revestimiento (silicio) de 2 y la capa de revestimiento inorgánico (por ejemplo carbono) 4 y está unido de Si C para formar una capa de compuesto 5 en la figura. En el caso de esta capa de compuesto 5, dado que una parte de la misma tiene una estructura de cristal de tipo diamante, la dureza es extremadamente alta. Después de que la capa de compuesto 5 se forma entre el revestimiento 2 y la capa de revestimiento inorgánico 4, la fibra óptica revestida primaria 3 entra en el dispositivo de revestimiento secundario 51 para el revestimiento de resina.
Como ejemplo, el aparato de recubrimiento secundario (aparato de revestimiento tipo matriz) 51 alberga una resina líquida curable por ultravioleta. Por consiguiente, la fibra óptica 3 después de que el revestimiento primario, cuando se pasa a través del dispositivo de recubrimiento secundario 51, la superficie periférica exterior de la capa de revestimiento inorgánico 4, la capa de recubrimiento de resina 6 se describe en la Fig. 2 está formado por resina UV. La capa de revestimiento de resina 6 se cura por irradiación con rayos ultravioleta del dispositivo de curado de resina 61 dispuesto junto al dispositivo de recubrimiento secundario 51.
La fibra óptica 3 después del recubrimiento primario y el recubrimiento secundario de esta manera se enrolla a través del dispositivo de arrollamiento 71.
Se evaluaron las propiedades mecánicas de la fibra óptica (ejemplo específico) según el método de la presente invención y la fibra óptica convencional (ejemplos comparativos 1 y 2), y se obtuvieron los resultados que se muestran en la figura 3. Las muestras realización, una fibra óptica de diámetro exterior a base de sílice 125Myuemufai, capa de recubrimiento inorgánico está hecho de cristales de grafito que tienen un espesor de 200, está hecho de resina UV de la capa de recubrimiento de resina es un diámetro exterior 400Myuemufai, la fibra óptica (parte del revestimiento) Y la capa de revestimiento inorgánico se combinan para formar una capa compuesta. Las muestras del Ejemplo Comparativo 1, excepto que la fibra óptica (parte del revestimiento) y la capa de revestimiento inorgánico no es el compuesto, es decir, excepto que la capa de compuesto no se forma, las mismas especificaciones que la muestra del ejemplo. La muestra del ejemplo comparativo 2 tiene la misma especificación que la muestra del ejemplo específico excepto que la capa de revestimiento inorgánico que contiene la capa de compuesto no se forma. La longitud de la muestra en cada ejemplo es de 40 cm, y el revestimiento de resina se elimina por 10 cm de longitud en la parte central. Para la medición para la evaluación, se aplicó una carga de tracción del 2% a la fibra óptica mientras se deja caer polvo de aluminio de un tamaño de partícula de 400 en la parte no revestida con resina de la fibra óptica.
Figura 3 Haciendo referencia para borrar la, la fibra óptica de la realización, la porción de baja resistencia tiene una buena distribución de la intensidad es pequeña y resistencia a la rotura a la rotura nivel de probabilidad del 50% supera el GPa 2,2. Por el contrario, la fibra óptica de los Ejemplos Comparativos 1 y 2, una distribución de intensidad ancha, resistencia a la rotura a la rotura nivel de probabilidad del 50% tiene considerablemente más bajos que los de los Ejemplos.
La forma de realización de la fibra óptica, la capa de revestimiento inorgánico era análisis estructural por la difracción de haz de electrones y espectroscopia Raman, que confirmó la presencia de los cristalitos de grafito, también se observó la presencia de una capa de compuesto por Si C fianza. La fibra óptica de ejemplo concreto, la capa de revestimiento inorgánica que contiene la capa de compuesto se mejora las propiedades mecánicas, ya que se forman, se puede decir que ningún trauma en la prueba de medición de evaluación.
Efecto de la invención
Cuando de acuerdo con la invención, se forma la capa de recubrimiento inorgánica sobre la superficie circunferencial exterior de la fibra óptica después de dibujo, a continuación, la irradiación de la capa de revestimiento inorgánico energía compuesto, químicamente integrada entre la fibra óptica y la capa de revestimiento inorgánico Se puede obtener una fibra óptica basada en cuarzo que puede satisfacer la fiabilidad a largo plazo, que incluye no solo características de transmisión, capacidad de bloqueo de permeación de agua, sino también propiedades mecánicas.
Breve descripción de los dibujos
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La figura 1 es una vista en sección transversal que muestra esquemáticamente una realización del método de la presente invención.
La figura 2 es una vista en sección transversal de una fibra óptica fabricada en una realización del método de la presente invención.
La figura 3 es una vista explicativa que muestra los resultados de medición para evaluar las propiedades mecánicas de una fibra óptica.
3 fibra óptica de sílice
4 capa de revestimiento inorgánico
5 capa compuesta
7 Preforma de fibra óptica de cuarzo
11 dispositivo de dibujo para fibra óptica
Horno de trefilado de 12 hilos
21 Equipo de recubrimiento primario
22 tubo de reacción
27 horno de calentamiento
41 Dispositivo de irradiación de energía compuesta
Reclamo
Cómo hacer una fibra óptica se ha elaborado mediante el calentamiento de medios de estiramiento de una preforma de fibra óptica según la reivindicación 1 a base de sílice, después de lo cual el dibujo y la superficie circunferencial exterior de la fibra óptica se revistió con un material inorgánico, la capa de recubrimiento inorgánica sobre la superficie circunferencial exterior de la fibra óptica Se formó, después de su formación, mediante la irradiación de la capa de revestimiento inorgánico energía compuesto, el método de fabricación de la fibra óptica a base de sílice y la formación de estos compuestos capas entre la fibra óptica y la capa de revestimiento inorgánico.
Dibujo :
Application number :1994-001625
Inventors :古河電気工業株式会社
Original Assignee :小倉邦男、荒井慎一