[发明专利]光纤的制造方法以及光纤的制造装置

说明书

本发明提供光纤的制造方法以及光纤的制造装置。光纤的制造方法包括拉丝工序，该拉丝工序一边在加热炉(20)中加热成为光纤(1)的光纤用母材(1P)的下端部，一边进行拉丝，该光纤(1)具有由含有稀土类元素化合物的二氧化硅玻璃构成的芯(10)，就加热炉(20)内的温度分布而言，在从上游侧向下游侧升温至最高温度后降温，且在比成为最高温度的部位更靠下游侧具有温度下降急剧变化的变化点，最高温度为二氧化硅玻璃达到玻璃化转变点以上且二氧化硅玻璃为单相的温度。

技术区域

本发明涉及光纤的制造方法以及光纤的制造装置。

背景技术

光纤激光装置由于聚光性优异，功率密度高，能够获得成为小束斑的光，因此被用于激光加工领域、医疗领域等各种领域。在这样的光纤激光装置中，使用具有添加了稀土类元素的芯的稀土类添加光纤。

但是，光纤是通过将光纤用母材在加热炉中加热并拉丝而获得的。这样制造光纤的方法记载在下述专利文献1中。在下述专利文献1的光纤的制造方法中，为了抑制在拉丝后的光纤的表面形成伤痕，通过向拉丝后的光纤的侧面垂直地喷吹气体使光纤急速冷却，并且对光纤的表面施加压缩应力而强化光纤。

但是，在如用于光通信的光纤那样要求在长距离范围内降低光的传播损耗的情况下，优选通过使被拉丝的光纤缓慢冷却来减小瑞利散射系数，以减小光的传播损耗。例如在下述专利文献2中，记载了能够仅使光纤的表面急剧冷却，使光纤的内部缓慢冷却的光纤的制造方法。

专利文献1：日本专利公开昭53-125857号公报

专利文献2：日本专利公开2017-36197号公报

发明内容

上述专利文献1以及专利文献2中记载的光纤的芯不含有稀土类元素。由不含稀土类元素的二氧化硅玻璃构成的芯在光纤的制造过程中难以发生结晶化。另一方面，在稀土类添加光纤的情况下，在制造过程中由添加了稀土类元素的二氧化硅玻璃构成的芯容易结晶化。若在稀土类添加光纤的芯中发生这样的结晶化，则担心在芯中传播的光的损耗增大。另外，在规定的温度下，添加了稀土类元素的二氧化硅玻璃存在发生分离成组成比分别不同的多个液相的相分离的情况。担心由于发生这样的相分离也会使在芯中传播的光的损耗增大。

上述专利文献1以及专利文献2的光纤的制造方法是以制造芯中不含稀土类元素的光纤为前提的，因此没有对上述芯中的结晶化、相分离进行研究。因此，在利用上述专利文献1以及专利文献2中记载的光纤的制造方法制造具有含稀土类元素化合物的芯的光纤时，担心无法充分抑制在芯中传播的光的损耗。

因此，本发明的目的在于提供一种光纤的制造方法以及光纤的制造装置，其能够抑制在由含有稀土类元素化合物的二氧化硅玻璃构成的芯中传播的光的损耗。

用于解决上述课题的本发明的光纤的制造方法，其特征在于，包括拉丝工序，在所述拉丝工序中，一边在加热炉中加热成为光纤的光纤用母材的下端部，一边进行拉丝，所述光纤具有由含有稀土类元素化合物的二氧化硅玻璃构成的芯，就所述加热炉内的温度分布而言，在从上游侧向下游侧升温至最高温度后降温，且在比成为所述最高温度的部位更靠下游侧具有温度下降急剧变化的变化点，所述最高温度为所述二氧化硅玻璃达到玻璃化转变点以上且所述二氧化硅玻璃为单相的温度。

在含有稀土类元素化合物的二氧化硅玻璃中，稀土类元素化合物的结晶化、相分离在比含有稀土类元素化合物的二氧化硅玻璃达到玻璃化转变点以上且为单相的温度更低的温度下发生。因此，通过将含有稀土类元素化合物的二氧化硅玻璃暂时加热至为玻璃化转变点以上且为单相的温度后，加快冷却速度并冷却至规定的温度，从而能够抑制稀土类元素化合物的结晶化、相分离。因此，本发明的光纤的制造方法能够抑制在含有稀土类元素化合物的芯中传播的光的损耗。

另外，优选地，所述加热炉内的温度分布被设定为，在平衡状态下分离成所述稀土类元素化合物与纯二氧化硅玻璃的组成比分别不同的多个液相的温度下，冷却速度最大。