光纖線材的制造方法以及制造裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及光纖線材的制造方法以及制造裝置。特別涉及即使在光纖線材被施加 側(cè)壓、彎曲等干擾的狀態(tài)下光纖線材的偏振模色散（PMD)的增加量也少的光纖線材的制造 方法以及制造裝置。
[0002] 本申請主張基于2014年4月7日申請的日本專利申請2014-078738號的優(yōu)先權(quán)， 并在此引用其內(nèi)容。
【背景技術(shù)】
[0003] 無論選擇了那種光纖母材的制造方法、以及哪種光纖母材的拉絲（也稱為紡 絲。）方法等，對于制造出的光纖線材而言，都難以使包括光纖的纖芯部分以及纖芯部分 的周圍的包層部分的剖面形狀成為完整的正圓形。實際上，剖面形狀為橢圓形狀或者其他 的形狀。因此，光纖的剖面中折射率分布也不是完整的同心圓狀，其結(jié)果產(chǎn)生多折射。存 在因該多折射而引起的在光纖剖面內(nèi)的正交的2偏波間的群速度產(chǎn)生差異，偏振模色散 (PolarizationModeDispersion。以下稱作"PMD"。）變大的問題。這是由于光纖的內(nèi)部 的主要因素而產(chǎn)生的PMD。另一方面，由于施加于光纖的彎曲、側(cè)壓等外部的主要因素而產(chǎn) 生多折射、PMD變化。
[0004] 為了減少由于內(nèi)部的主要因素而產(chǎn)生的PMD，實行在光纖拉絲時向光纖的加熱熔 融部施加扭轉(zhuǎn)，向光纖裸線施加永久地固化了的扭轉(zhuǎn)（以下稱為"扭轉(zhuǎn)形變"。）的方法（例 如，參照專利文獻(xiàn)1、2)。
[0005] 另外，為了減少由于外部的主要因素而產(chǎn)生的PMD，實行對光纖線材施加彈性的扭 轉(zhuǎn)（是若解除外力則扭轉(zhuǎn)返回的扭轉(zhuǎn)，以下成為"扭曲"。）的方法（例如，參照專利文獻(xiàn) 3 ~5) 〇
[0006] 專利文獻(xiàn)1 :美國專利第6324872號說明書
[0007] 專利文獻(xiàn)2:日本國專利第3557606號公報
[0008] 專利文獻(xiàn)3 :美國專利第7317855號說明書
[0009] 專利文獻(xiàn)4 :國際公開第2009/107667號
[0010] 專利文獻(xiàn)5 :日本國特開2010-122666號公報
[0011] 對內(nèi)部的主要因素施加扭轉(zhuǎn)形變是有效的。但是，僅進行扭轉(zhuǎn)形變，不能夠?qū)ν獠?的主要因素減少PMD。
[0012] 另一方面，對外部的主要因素施加扭曲是有效的。但是，對施加扭曲之后的光纖線 材進行著色、帶化、電纜化等時，施加的扭轉(zhuǎn)被被解除而恢復(fù)（參照專利文獻(xiàn)3的圖3)。因 此，難以保證穩(wěn)定的品質(zhì)。換句話說，以殘留有扭轉(zhuǎn)的狀態(tài)作為最終使用形態(tài)，例如若能夠 在電纜化等利用則對于外部的主要因素PMD能夠維持得較低，但是若扭轉(zhuǎn)被解除則PMD的 減少效果消失。
[0013] 另外，存在由于以電纜等的最終形態(tài)殘留于光纖線材的扭曲曲線（扭曲方向在順 時針方向與逆時針方向之間各反轉(zhuǎn)一次的扭曲周期以及相同方向扭轉(zhuǎn)的累積扭轉(zhuǎn)的扭曲 振幅，參照圖1)的微量變化，使得PMD減少的效果大幅變化（參照專利文獻(xiàn)3的圖5)的問 題。對此，在專利文獻(xiàn)4中，雖然實施對扭曲周期、扭曲振幅進行調(diào)制或者隨機調(diào)制的對策， 但是即使實施該對策也多少會產(chǎn)生同樣的扭曲的解除。因此，細(xì)微調(diào)制的扭曲曲線最差的 情況下在后面工序中扭曲被全部解除。另外，還存在即使有一部分的扭曲未被解除而殘留， 以短的周期、振幅的調(diào)制成分被解除，最后大多只殘留長周期成分的扭曲，難以保證穩(wěn)定的 品質(zhì)的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014] 本發(fā)明是鑒于上述情況而產(chǎn)生的，以提供能夠減少由于內(nèi)部的主要因素而產(chǎn)生的PMD和由于外部的主要因素而產(chǎn)生的PMD的雙方的光纖線材的制造方法以及制造裝置為課 題。
[0015] 本發(fā)明者為了解決上述課題進行各種實驗和研宄。結(jié)果，發(fā)現(xiàn)為了相對于內(nèi)部的 主要因素和外部的主要因素雙方減少PMD，使光纖裸線的纖芯非圓率變大，并且向光纖裸線 施加扭轉(zhuǎn)形變。因此，改進了將光纖母材加熱熔融并拉絲，對光纖裸線進行涂敷之后的光纖 線材施加扭轉(zhuǎn)并向光纖裸線施加扭轉(zhuǎn)形變的光纖紡絲技術(shù)。在加熱熔融光纖母材而將光纖 裸線拉出的拉絲工序中，在從光纖母材的加熱熔融部到光纖裸線的大范圍內(nèi)，玻璃熔融或 者軟化，具有可塑性。因為向該具有可塑性的玻璃施加纖芯非圓率和扭轉(zhuǎn)形變，所以能夠制 造由于冷卻而纖芯非圓率和扭轉(zhuǎn)形變被固定的光纖線材。在使玻璃產(chǎn)生纖芯非圓率時，也 可以同時產(chǎn)生包層非圓率。得到的光纖線材成為帶化、編碼化、電纜化等的最終使用形態(tài)的 產(chǎn)品的過程，或者是在其后使用過程中，即使是外力的施加、解除，PMD的抑制效果也可靠地 被維持。
[0016] 在測定拉絲后的光纖裸線的外徑的外徑測定器中，在測定被扭轉(zhuǎn)形變扭轉(zhuǎn)的光纖 裸線的外徑的情況下，通過將該外徑測定值的變動幅度（最大值與最小值之差）除以光纖 裸線的外徑（設(shè)定值或者平均值），能夠簡單地求出包層非圓率。這樣，若在制造工序中簡 單地求出包層非圓率，則通過對光纖母材的位置的調(diào)整進行反饋，能夠成品率高地制造具 有所希望的特性的光纖線材。
[0017] 為了解決上述課題，本發(fā)明的第一方式的光纖線材的制造方法具有：加熱熔融光 纖母材的步驟；從上述光纖母材的加熱熔融部拉出光纖裸線的步驟；冷卻被從上述光纖母 材拉出的上述光纖裸線的步驟；在被冷卻的上述光纖裸線的表面設(shè)置涂層的步驟；通過使 上述涂層固化來得到光纖線材的步驟；以通過將扭轉(zhuǎn)從上述光纖線材經(jīng)由上述光纖裸線傳 遞至上述加熱熔融部來使扭轉(zhuǎn)形變施加至上述光纖裸線的方式向上述光纖線材施加扭轉(zhuǎn) 的步驟；以及卷繞上述光纖線材的步驟，在從上述加熱熔融部拉出上述光纖裸線時，使上述 光纖裸線產(chǎn)生〇. 3%~1 %的范圍內(nèi)的纖芯非圓率，
[0018] 在向上述光纖線材施加扭轉(zhuǎn)時，以繞上述光纖裸線的長度方向的第一方向的扭轉(zhuǎn) 和與上述第一方向相反的第二方向的扭轉(zhuǎn)交替存在的方式將上述扭轉(zhuǎn)形變向上述光纖裸 線施加，
[0019] 在向上述光纖線材施加扭轉(zhuǎn)時，以上述扭轉(zhuǎn)形變的一個方向扭轉(zhuǎn)長度為根據(jù)由于 上述纖芯非圓率產(chǎn)生的多折射換算的拍長以下，并且示出上述扭轉(zhuǎn)形變的一個方向扭轉(zhuǎn)量 的扭轉(zhuǎn)形變振幅為30rad以上的方式將上述扭轉(zhuǎn)形變向上述光纖裸線施加。
[0020] 也可以以由于上述纖芯非圓率產(chǎn)生的多折射在1(T7~1(T9的范圍內(nèi)的方式使上述 纖芯非圓率產(chǎn)生。
[0021] 也可以以由于上述纖芯非圓率產(chǎn)生的多折射，與假定在上述光纖線材的使用用途 中被施加的外部的主要因素引起的多折射之比的值在1(T2~10+2的范圍內(nèi)的方式使上述纖 芯非圓率產(chǎn)生。
[0022] 也可以在從上述加熱熔融部拉出上述光纖裸線時，使上述光纖裸線產(chǎn)生0. 3%~ 1 %的范圍內(nèi)的包層非圓率。
[0023] 也可以在加熱熔融上述光纖母材時，通過使加熱爐中的上述光纖母材的水平面內(nèi) 的位置與上述加熱爐的中心偏離來調(diào)整上述包層非圓率的大小，測定由于上述扭轉(zhuǎn)形變而 扭轉(zhuǎn)的上述光纖裸線的外徑，并確認(rèn)所測定的外徑測定值的變動幅度為與所希望的包層非 圓率相應(yīng)的變動幅度。
[0024] 也可以在加熱熔融上述光纖母材時，通過使加熱爐內(nèi)的加熱器形狀在水平面內(nèi)為 橢圓來調(diào)整上述包層非圓率的大小，測定由于上述扭轉(zhuǎn)形變而扭轉(zhuǎn)的上述光纖裸線的外 徑，并確認(rèn)所測定的外徑測定值的變動幅度為與所希望的包層非圓率相應(yīng)的變動幅度。
[0025] 也可以在加熱熔融上述光纖母材時，通過使加熱爐內(nèi)的隔熱件形狀在水平面內(nèi)的 周向上不均勻來調(diào)整上述包層非圓率的大小，測定由于上述扭轉(zhuǎn)形變而扭轉(zhuǎn)的上述光纖裸 線的外徑，并確認(rèn)所測定的外徑測定值的變動幅度為與所希望的包層非圓率相應(yīng)的變動幅 度。
[0026] 也可以在加熱熔融上述光纖母材時，從使加熱爐中的上述光纖母材的水平面內(nèi)的 位置與上述加熱爐的中心偏離、使所述加熱爐內(nèi)的加熱器形狀在水平面內(nèi)為橢圓、使所述 加熱爐內(nèi)的隔熱件形狀在水平面內(nèi)的周向上不均勻中選擇兩個以上來調(diào)整上述包層非圓 率的大小，測定由于上述扭轉(zhuǎn)形變而扭轉(zhuǎn)的上述光纖裸線的外徑，并確認(rèn)所測定的外徑測 定值的變動幅度為與所希望的包層非圓率相應(yīng)的變動幅度。<