[发明专利]包层光纤的制造方法与制造装置以及包层光纤

说明书

本发明涉及减少偏振波色散的包层光纤的制造方法与制造装置以及由此方法与装置制成的包层光纤。

将光纤母材的一端加热软化而由这一端将玻璃纤维朝下方引出拉丝的既有制造方法，使玻璃纤维的芯子部分与其周围包层部分的剖面形状为恰切的圆形而成为同心圆状是困难的，通常会成为稍带椭圆或歪扭的圆形。这样，玻璃纤维剖面中的折射率分布便不能完全均一，从而使波璃纤维剖面内两个偏振波之间的群速度产生差异，发生偏振波色散加大的问题。

当这种偏振波色散很大时，需进行大容量与长距离传送的海底光缆或作为干线光缆的光缆在实用上便特别成为问题。作为解决这种偏振波色散问题的方法在特开平9-243833号公报等之中示明了这样的包层光纤制造方法：在拉制玻璃纤维并涂敷包层而形成包层光纤的同时，用周期地相对于旋转轴的方向摆动的导辊导引此包层光纤，而给予玻璃纤维以所定的扭转。

图3示明上述制造工艺，设置于拉丝炉12内的光纤母材11以其一端加热软化，从这一端开始，玻璃纤维13接受后述拉丝机26的拉力向下沿铅直方向牵引。这时，由外径测定器14预先测定玻璃纤维13的外径，通过图中未示明的控制器，控制拉丝速度、光纤母材的输送速度等以使纤维直径处于所定范围内。

在玻璃纤维13周围由涂层模具15涂布上紫外固化树脂16，通过紫外照射装置17照射使树脂16固化成包层。在此包层周围再由涂层模具18涂布紫外固化树脂19，通过紫外照射装置20照射紫外线，使树脂19固化，形成第二层包层，制得包层光纤21。然后，包层光纤21经导轨22、摆动导辊23、导辊24与25与拉丝机26而卷绕到绕丝筒27上。

下面说明由摆动导辊给予玻璃纤维以扭转的原理。图4为摆动导辊的俯视图。摆动导辊23的辊旋转轴23b在摆动中也常处于水平面内，于通过摆动导辊23的中心的铅直轴23c的周围，按偏离基准位置±θ的角度范围进行一定周期的往复运动的摆动。

这样，当处于基准位置的摆动导辊23沿图中A方向摆动时，即成为摆动导辊23′的状态，而当沿相反的B方向摆动时，即成为图中未示明的相对于基准位置与以上状态相对称的状态。结果，从上方降下的包层光纤21当摆动导辊处于基准位置时，便在Pa点与辊面23a接触，沿着辊面，它的进行方向便从铅直方向弯向水平方向而朝箭头C的示向前进。

此外，当摆动导辊通过摆动向23′的位置移动时，若是包层光纤21沿辊面23a上移动，最初与辊面23a相接触的包层光纤21的位置虽然成为点Qa，但由于在包层光纤21上加有张力，包层光纤21应按最短距离行进，因而沿辊面23a上移动。于是包层光纤21的最初接触辊面23a的位置便在辊面23a上移到点Qb的位置。此时，由于包层光纤21与辊面23a有摩擦力起作用，包层光纤21便不是沿辊面23a上滑动而是一面沿自身的轴线旋转一面于辊面23a上移动。结果在包层光纤21中产生绕其轴线的转动。

当包层光纤21在与摆动导辊23最初接触的位置绕自身轴线转动时，此转动力便沿光纤21笔直上传，直到正拉制成玻璃纤维的光纤母材11的下部软化部位。在光纤母材11下部软化处拉丝中的玻璃纤维由于仍处在软化状态而呈柔性，因而由包层光纤21传来的旋转力便直接作用于光纤母材11前端软化状态的玻璃纤维13，光纤母材11前端的软化部分便能使拉丝中的玻璃纤维13产生扭转。然后在玻璃纤维13上涂敷包层，成为包层光纤21。

发明概述

从摆动导辊方面来看，光纤母材方的光纤使摆动导辊处因包层光纤的绕自身轴线转动产生的旋转力主要起到传递给玻璃纤维拉丝部分的作用，光纤本身几乎不受光纤母材前端与摆动导辊之间扭转应力的影响。但在摆动导辊23的所在处，包层光纤21由于绕轴线的转动，在摆动导辊23与导辊24之间扭转。这种扭转与摆动导辊23的摆动方向相反，但由于扭转方向也会反向，此种扭转便沿纤维的长向平均化而相消，但由于有导辊等，扭转沿长向的相消不充分，残留的扭转便存储于包层光纤本身之中，随着包层光纤的行进，通过拉丝机26而到达绕丝筒27。

贮存于包层光纤中的扭转是弹性扭转，通常由于有内部应力作用于使扭转回位的方向，但在下一工序中包层光纤从绕丝筒27上抽出时，包层光纤相互间易产生缠绕，严重时，从缠绕的包层光纤勉强抽出包层光纤时，就会产生断丝等问题。这样的问题尤其是在提高包层光纤生产线的速度时变得显著。

本发明提供了，即使是提高生产线速度也能使包层光纤中残留的弹性扭转减少到不成问题程度的包层光纤的制造方法与制造装置以及由此制造成的包层光纤。