(57)【要約】  微小重力で光ファイバを引き出すためのシステムは、少なくとも湿気の侵入を防ぎ、乾燥環境で満たされている密閉ハウジングと、前記密閉ハウジング内に配置され、プリフォーム材料を保持するプリフォームホルダと、前記密閉ハウジング内に配置され、前記プリフォームホルダからプリフォーム材料を受け取り、光ファイバが引き出される前記プリフォーム材料を加熱する炉と、前記プリフォーム材料を前記プリフォームホルダから前記炉に移動させる供給システムと、前記密閉ハウジング内に配置され、前記炉内の前記プリフォーム材料から光ファイバを引き出す引き出し機構と、前記密閉ハウジング内に配置され、前記光ファイバの直径を測定する直径モニタと、前記密閉ハウジング内に配置され、前記光ファイバを集めて保管するファイバ収集機構とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
微小重力で光ファイバを引き出すためのシステムであって、
少なくとも湿気の侵入を防ぎ、乾燥環境で満たされている密閉ハウジングと、
前記密閉ハウジング内に配置され、プリフォーム材料を保持するプリフォームホルダと、
前記密閉ハウジング内に配置され、前記プリフォームホルダからプリフォーム材料を受け取り、光ファイバが引き出される前記プリフォーム材料を加熱する炉と、
前記プリフォーム材料を前記プリフォームホルダから前記炉に移動させる供給システムと、
前記密閉ハウジング内に配置され、前記炉内の前記プリフォーム材料から光ファイバを引き出す引き出し機構と、
前記密閉ハウジング内に配置され、前記光ファイバの直径を測定する直径モニタと、
前記密閉ハウジング内に配置され、前記光ファイバを集めて保管するファイバ収集機構と、
を備えることを特徴とするシステム。
【請求項２】
湿度のない乾燥した環境で密閉された環境を維持する環境制御ユニットをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記環境制御ユニットは、高効率微粒子エアフィルタ、カーボンブラックフィルタ、モレキュラシーブの少なくとも１つを通して大気を循環させるポンプサブシステムを備えることを特徴とする請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記密閉ハウジングは、密閉シールド箱で構成されることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記引き出し機構は、スプールを備え、前記光ファイバが前記スプールに引っ張られたときに前記スプールに取り付けられることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記引き出し機構は、前記プリフォーム材料が炉内のホットスポットに挿入されると、前記プリフォーム材料に挿入し、１Ｇの重力をシミュレートするために力を加えるグラバー機構を備えることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記引き出し機構は、前記光ファイバが所定の直径を有するまで、前記光ファイバの部分を除去するためのアイリスおよびピンチホイールの少なくとも一方をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記引き出し機構は、前記スプールの近くから伸びたり、前記スプールの近くまで引っ込んだりするための少なくとも１つのキャプチャ装置をさらに備えることを特徴とする請求項５に記載のシステム。
【請求項９】
前記キャプチャ装置は、前記スプールの後ろから伸張し、クランプと少なくとも1つの方向転換アセンブリを通り、前記プリフォーム材料から引き出された光ファイバの端部を把持することを特徴とする請求項５に記載のシステム。
【請求項１０】
相対湿度、温度、前記光ファイバが受ける張力、外力、および前記密閉ハウジング内からの視覚画像のうちの少なくとも１つを含む複数の特性に関するデータを取得するための複数のセンサをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
前記引き出し機構は、前記プリフォーム材料から前記光ファイバを引き出すための引き出し力を提供する、キャプスタン、索引機、およびスプールのうちの少なくとも１つをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１２】
前記複数のセンサの少なくとも１つからのデータを評価し、前記光ファイバがスプールに引っ張られる速度を自律的に制御する少なくとも１つのアクティブコントローラをさらに備えることを特徴とする請求項１０に記載のシステム。
【請求項１３】
前記少なくとも１つのアクティブコントローラは、前記炉、ファイバ索引機、およびキャプスタンのうちの少なくとも１つから前記光ファイバが引っ張られる速度を自律的に制御する。ことを特徴とする請求項１０に記載のシステム。
【請求項１４】
前記キャプチャ装置は、鉗子を含むことを特徴とする請求項５に記載のシステム。
【請求項１５】
微小重力で光ファイバを引き出すための方法であって、
プリフォーム材料が粘性状態に達するまで、炉内で前記プリフォーム材料を加熱するステップと、
前記プリフォーム材料の端部に張力を加えて、グリッパ要素を備えた光ファイバの第１端部の初期形成を引き起こすステップと、
前記光ファイバを前記炉からキャプチャ装置付きのスプールデバイスに引っ張るステップと、
前記ファイバの前記第１端部をスプールデバイスに取り付け、前記光ファイバを前記スプールデバイスの周りに集めるステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１６】
密閉ハウジングで、前記炉、グリッパ要素、スプールデバイスの周囲の環境を維持するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
アイリスとピンチホイールの少なくとも１つで、前記炉から前記光ファイバを取り外したら、前記光ファイバの一部を取り除くステップをさらに含むことを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
前記光ファイバにコーティングを塗布するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項１９】
微小重力で光ファイバを引き出すためのプリフォーム材料から引き出しを開始するシステムであって、
環境制御されたハウジングと、
前記環境制御されたハウジング内の状態に関するデータを取得するために、前記ハウジング内の複数のセンサと、
前記炉が前記プリフォーム材料を粘性状態に遷移させるときに、光ファイバが生成される前記プリフォーム材料が挿入される、前記ハウジング内の炉と、
前記炉内で形成された前記光ファイバを集めて保管するためにスプールに引き出すための、前記ハウジング内の自律引き出しサブシステムと、
複数のセンサの少なくとも１つからデータを受信して、前記光ファイバが前記スプールに引っ張られる速度を決定するプロセッサと、
を備えることを特徴とするシステム。
【請求項２０】
前記ハウジング内の環境制御を提供する環境制御ユニットをさらに備えることを特徴とする請求項１９に記載のシステム。
【請求項２１】
前記光ファイバが前記スプールに引っ張られているときに、前記光ファイバが引っ張られている方向を変更するファイバリダイレクトアセンブリをさらに備えることを特徴とする請求項１９に記載のシステム。
【請求項２２】
プリフォーム材料が粘性状態になるまで、炉内で前記プリフォーム材料を加熱するステップと、
粘性状態にある間に前記プリフォームの端部に張力を加えて、前記プリフォーム材料にネック配置を形成させるステップと、
前記ネック配置で前記プリフォーム材料からスプールに光ファイバを引き出すステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２３】
前記プリフォーム材料から前記光ファイバを引っ張る速度を変更して、前記光ファイバの直径を変化させるステップをさらに含むことを特徴とする請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
コーティングシステムで前記光ファイバにコーティングを施すステップをさらに含むことを特徴とする請求項２２に記載の方法。
【請求項２５】
前記炉から取り出された前記光ファイバを冷却するステップをさらに含むことを特徴とする請求項２２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１７年７月２５日に出願された米国仮出願第６２／５３６，７６５号の利益を主張し、その全体が参照により組み込まれる。実施形態は、光ファイバケーブルの製造に関し、より詳細には、微小重力で外来光ファイバを製造するためのシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光ファイバードロータワーの高さは数メートル、総ファイバーパスは３メートルを超えている。これにより、ファイバはコーティングされる前に完全に冷却され、はるかに容易に制御される。さらに、システム全体は、さまざまなタスクのために複数の段階で使用される人間の手で開かれている。ほとんどの土類ベースのシステムは、炉内で軟化した後にプリフォームを「落とす」ことで機能する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
フッ化物ベースのファイバＺＢＬＡＮなどのエキゾチックな光ファイバは、従来のシリカファイバと比較して、理論的に１０〜１００倍のより良い減衰と大幅に広い伝送スペクトルを提供する。「ＺＢＬＡＮ」という用語は、その組成、ＺｒＦ４−ＢａＦ２−ＬａＦ３−ＡｌＦ３−ＮａＦに基づく略語である。ＺＢＬＡＮは、高性能ファイバーレーザー、レーザーメスや内視鏡などのより高性能な医療機器、スーパーコンティニウム光源、航空宇宙および防衛産業向けの高感度センサ、および非常に高い帯域幅の長距離通信接続を可能にするために用いることができる。ＺＢＬＡＮ光ファイバは、現在地球上で生産されており、医療、掘削、画像生成、スーパーコンティニウム光源、高度非線形ファイバ、センサ、その他の航空宇宙および防衛用途などのファイバーレーザーで使用するために短期間で販売されている。現在、年間約１００キログラムのＺＢＬＡＮ光ファイバが生産されている。そのような少量が生産されるので、この材料の完全な可能性はまだ実現されていない。
【０００４】
ＺＢＬＡＮの理論的性能にもかかわらず、外因性の散乱と吸収のため、地上で製造されたＺＢＬＡＮファイバの典型的な損失は、シリカファイバよりも悪くなる。さらに、これらの損失のために、地上で生産されたＺＢＬＡＮは通信アプリケーションには役に立たない。
【０００５】
吸収損失は、ガラス中の不純物によって引き起こされる。散乱損失は、ファイバが引っ張られるときにファイバ内に形成される微結晶によって引き起こされる。ファイバが微小重力で形成される場合、結晶化が存在しないことを示す理論的な実証があった。微小重力は、ＺＢＬＡＮの結晶化を抑制し、散乱損失を減らし、パフォーマンスを大幅に改善する。言い換えれば、微小重力のユニークな特性により、根本的に優れた材料を作成することができる。重要なのは、テスト飛行での微小重力の持続時間が短いため、これらのパフォーマンスの改善を定量的に特徴付けるのに不十分な長さの材料が生産されたことである。１キロメートルのＺＢＬＡＮファイバの重量は約２キログラムである。１キロメートルのＺＢＬＡＮファイバは、プリフォームまたはソリッドガラスロッドから製造でき、運用コストに大きなマージンを提供し、ＺＢＬＡＮ生産機械のコストを償却し、微小重力環境からハードウェアと材料自体をアップマスおよびダウンマスする。
【０００６】
プリフォームからファイバを引っ張る標準的な手順は、プリフォームの重量により溶融部分でネックが発生するように、プリフォームの加熱を開始することである。ネッキングは、プリフォームのまだ固い部分を残し、残りの部分から引き抜かれると、ファイバがその間に形成される。次に、ファイバから滴を切り取り、そのファイバを引っ張る。この方法は、重力に依存しており、微小重力環境では機能しない。
【０００７】
引っ張られた光ファイバは、外部の要素からの損傷に対して非常に脆弱である。この脆弱性を補うために、ファイバは、ポリマーコーティングで引っ張った後、コーティングされ、ファイバの寿命と機能性を確保する。このプロセスは、溶融ポリマのプールを使用する。このプールでは、ファイバが引っ張られながら流れるため、合理化されたプロセスが作成される。シリカなどの特定の材料では、このプロセスが理想的である。但し、ＺＢＬＡＮなどの高感度材料では、このプロセスは困難になる。
【０００８】
この困難は、シリカベースのファイバと比較した場合、ＺＢＬＡＮの水分、外部汚染物質に対する高い感度、および比較的低い引張り温度により発生する。
ＺＢＬＡＮファイバは、水分や汚染物質を含まない超クリーンな環境を正確に生成する要求する。これにより、操作全体がこれらの細心の環境条件に適合しなければならないため、後処理および合理化されたコーティングプロセスが困難になる。
【０００９】
現在、従来の地上システムは、無重力または微小重力環境で動作するように大幅に変更されている。既存の従来の地上システムを変更する代わりに、微小重力環境に特有のシステムと製造プロセスが望まれる。したがって、ＺＢＬＡＮファイバのユーザーとメーカーは、環境が制御され、従来技術と比較して小型化されたドロータワーが使用される場合、可能な限り自律的に実行されるドロー操作を提供するシステムと方法の恩恵を受けるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
実施形態は、微小重力における外来（exotic）の光ファイバを製造するためのシステムおよび方法に関する。このシステムは、環境条件が制御されているエンクロージャ内にあるプリフォームを光ファイバに変換するための自律供給システムを備えている。自律供給システムは、プリフォームホルダ、内視鏡鉗子、ファイナンス、光ファイバを生産するために自律的に制御される複数のピンチホイールを備えている。
【００１１】
この方法は、環境から水分を除去することを含む。この方法は、粘性状態になるまでプリフォームを加熱することをさらに含む。この方法は、また、プリフォームの端部に張力を加えて、プリフォームのセクションの直径を縮小させてネックを形成することを含む。この方法は、ネックから小さなファイバを引き出し、小さなファイバの端部をスプールに取り付けることをさらに含む。この方法は、ネックからさらに引っ張られたときにポリマ層を小さなファイバに適用することをさらに含む。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
上記で簡潔に述べたより具体的な説明は、添付の図面に示されているその特定の実施形態を参照することにより提供される。これらの図面は典型的な実施形態のみを示し、したがってその範囲を限定するものと見なされるべきではないことを理解し、実施形態は、添付の図面の使用を通じて追加の具体性および詳細で説明および説明される。
【００１３】
【図１】図１は、光ファイバを製造するためのシステムの機能図を示す。
【００１４】
【図２】図２は、光ファイバを製造するためのシステムの別の機能図を示す。
【００１５】
【図３】図３は、光ファイバを製造するためのシステムの別の機能図を示す。
【００１６】
【図４】図２は、光ファイバを製造するためのシステムの例示的なハウジング構造の閉じた図を示す。
【００１７】
【図５】図３は、光ファイバを製造するためのシステムの例示的なハウジング構造の部分露出図を示す。
【００１８】
【図６】図４は、光ファイバを製造するためのシステムの例示的なハウジング構造の側面図を示す。
【００１９】
【図７】図５は、光ファイバを製造するための例示的なシステムの斜視図を示す。
【００２０】
【図８】図６は、光ファイバを製造するための例示的なシステムの斜視図を示す。
【００２１】
【図９】図７は、引張装置を備えた光ファイバを製造するための例示的なシステムの斜視図を示す。
【００２２】
【図１０】図８は、光ファイバを製造するためのシステムのための例示的なプリフォームホルダを示す。
【００２３】
【図１１】図９は、光ファイバを製造するためのシステムの例示的なマイクロメータを示す。
【００２４】
【図１２】図１０Ａ〜１０Ｃは、光ファイバを製造するためのシステムのための例示的な炉の斜視図を示す。
【００２５】
【図１３】図１１は、光ファイバ製造システム用の例示的な炉に取り付けられた例示的なプリフォームホルダを示す。
【００２６】
【図１４】図１２は、光ファイバを製造するためのシステムにおいてファイバを収集するための例示的なリダイレクトアセンブリを示す。
【００２７】
【図１５】図１３Ａ〜１３Ｂは、光ファイバを製造するためのシステムにおいてファイバを収集するための例示的な巻き取り機構を示す。
【００２８】
【図１６】図１４は、光ファイバを製造するためのシステムにおいてファイバを収集するための例示的な巻き取り機構を示す。
【００２９】
【図１７】図１５は、光ファイバを製造するシステムでファイバを収集するためのクランプを備えた例示的な巻き取り機構を示す。
【００３０】
【図１８】図１６は、開始／停止システムが示された光ファイバを製造するための例示的なシステムの例示的な斜視図を示す。
【００３１】
【図１９】図１７は、光ファイバを製造するためのシステムでファイバを把持するための例示的なピンチホイールアセンブリを示す。
【００３２】
【図２０】図１８は、光ファイバを製造するためのシステムにおける例示的なセンタリング機構を示す。
【００３３】
【図２１】図１９は、光ファイバを製造するためのシステムにおける廃棄物収集器を備えた例示的なファイバ切断機構を示す。
【００３４】
【図２２】図２０は、光ファイバを製造するためのシステムにおける例示的な内視鏡スプール機構を示す。
【００３５】
【図２３】図２１は、光ファイバを製造するためのシステムにおいてプリフォームからの線引きを初期化するための例示的な把持機構を示す。
【００３６】
【図２４】図２２は、強調された例示的な把持機構で光ファイバを製造するための例示的なシステムの例示的な斜視図を示す。
【００３７】
【図２５】図２３は、光ファイバを製造するためのシステムにおける例示的な環境制御ユニットを示す。
【００３８】
【図２６】図２４は、強調表示された例示的な環境制御ユニットで光ファイバを製造するための例示的なシステムの例示的な斜視図を示す。
【００３９】
【図２７】図２５は、プリフォームのプレコーティングの準備において成分水分を除去するための例示的な方法ステップを示す。
【００４０】
【図２８】図２６は、プリフォームをプレコーティングするための準備として固定具を組み立てるための例示的な方法ステップを示す。
【００４１】
【図２９】図２７は、プリフォームをプレコーティングするための準備としてプリフォームを予熱するための例示的な方法ステップを示す。
【００４２】
【図３０】図２８は、プリフォームをプレコーティングするためのプロセスにおいてプリフォームを包むための例示的な方法ステップを示す。
【００４３】
【図３１】図２９は、プリフォームをプレコーティングするためのプロセスで利用するための例示的なプリフォームホルダを示す。
【００４４】
【図３２】図３０は、プリフォームをプレコーティングするためのプロセスにおける例示的な熱接着の適用を示す。
【００４５】
【図３３】図３１は、光ファイバを製造するためのシステムの例示的なブロック図を示す。
【００４６】
【図３４】図３２は、光ファイバを製造するためのシステムの電子ボードを備えた例示的なアビオニクスベイを示す。
【００４７】
【図３５】図３３は、光ファイバを製造するためのシステム内の例示的なサブシステムを示す。
【００４８】
【図３６】図３４は、光ファイバを製造するためのシステムにおけるデータフローの例示的な方法ステップを示す。
【００４９】
【図３７】図３５は、光ファイバを製造するためのシステムの例示的なプリフォームホルダを示す。
【００５０】
【図３８】図３６は、光ファイバを製造するためのシステムの代替の例示的なプリフォームホルダを示す。
【００５１】
【図３９】図３７は、光ファイバを製造するためのシステムの代替の例示的なプリフォームホルダを示す。
【００５２】
【図４０】図３８は、光ファイバを製造するためのシステムの代替の例示的なプリフォームホルダを示す。
【００５３】
【図４１】図３９は、光ファイバを製造するためのシステムの代替の例示的なプリフォームホルダを示す。
【００５４】
【図４２】図４０Ａは、光ファイバを製造するためのシステム用の例示的な炉の外観を示す。
【００５５】
【図４３】図４０Ｂは、光ファイバを製造するためのシステム用の例示的な炉の内部図を示す。
【００５６】
【図４４】図４１は、光ファイバを製造するためのシステムの例示的なリダイレクトアセンブリ設計を示す。
【００５７】
【図４５】図４２は、光ファイバを製造するためのシステム内の例示的な経路変動を示す。
【００５８】
【図４６】図４３は、光ファイバを製造するためのシステムの例示的なリダイレクトアセンブリ設計を示す。
【００５９】
【図４７】図４４は、光ファイバを製造するためのシステム用のリダイレクトアセンブリを備えた例示的なスプーリングアセンブリを示す。
【００６０】
【図４８】図４５は、光ファイバを製造するためのシステムの例示的な組み立てられたスプールを示す。
【００６１】
【図４９】図４６は、光ファイバを製造するためのシステムの例示的なスプールの断面図を示す。
【００６２】
【図５０】図４７は、光ファイバを製造するためのシステム用の様々なギア設計を備えた例示的なキャプスタンを示す。
【００６３】
【図５１】図４８は、光ファイバを製造するためのシステムの例示的な把持メカニズムを示す。
【００６４】
【図５２】図４９は、光ファイバを製造するシステムのための例示的な鉗子制御アセンブリを示す。
【００６５】
【図５３】図５０は、光ファイバを製造するためのシステムのプリフォームからファイバを引っ張るための例示的なステップを示す。
【００６６】
【図５４】図５１は、光ファイバを製造するシステムのプリフォームからファイバを引っ張るための例示的な位置合わせ機構を示す。
【００６７】
【図５５】図５２は、光ファイバを製造するためのシステムの例示的な鉗子制御アセンブリを示す。
【００６８】
【図５６】図５３は、光ファイバを製造するためのシステムの鉗子設計の例示的な実施形態を示す。
【００６９】
【図５７】図５４は、光ファイバを製造するためのシステムのプリフォームからのファイバの引き抜きを開始するための鉗子制御設計の例示的な実施形態を示す。
【００７０】
【図５８】図５５Ａおよび５５Ｂは、光ファイバを製造するためのシステムにおける例示的な環境制御ユニットを示す。
【発明を実施するための形態】
【００７１】
本明細書では、添付の図面を参照して実施形態を説明するが、図面全体を通して同様の参照番号を使用して、類似または同等の要素を示す。図面は一定の縮尺で描かれておらず、本明細書に開示されている態様を例示するためだけに提供されている。いくつかの開示された態様は、例示のために非限定的な応用例を参照して以下に説明される。本明細書に開示される実施形態の完全な理解を提供するために、多数の特定の詳細、関係、および方法が説明されることを理解されたい。しかし、関連分野の当業者は、開示された実施形態が１つ以上の特定の詳細なしで、または他の方法で実施できることを容易に認識するであろう。他の例では、本明細書で開示される態様を不明瞭にすることを避けるために、周知の構造または動作は詳細に示されていない。いくつかの行為は異なる順序でおよび/または他の行為またはイベントと同時に発生する可能性があるため、実施形態は、行為またはイベントの図示された順序によって限定されない。さらに、実施形態による方法論を実施するために、例示されたすべての行為またはイベントが必要なわけではない。
【００７２】
広い範囲を示す数値範囲およびパラメータは近似値であるにもかかわらず、特定の非限定的な例で示される数値は、可能な限り正確に報告されている。しかしながら、数値には、それぞれのテスト測定で見つかった標準偏差から必然的に生じる特定の誤差が本質的に含まれている。さらに、本明細書に開示されるすべての範囲は、そこに含まれるありとあらゆる部分範囲を包含すると理解されるべきである。例えば、「１０未満」の範囲には、ゼロの最小値と１０の最大値との間（および含む）のあらゆるすべてのサブ範囲を含めることができ、ｍａｔは、ゼロ以上の最小値と１０以下の最大値、例えば、１から４を有するあらゆる全てのサブ範囲である。
【００７３】
図１は、光ファイバを製造するためのシステムの機能図を示している。光ファイバを製造するためのシステム１００の機能ブロック図が示されている。電子機構１０５〜１２０によって中央制御される一連の主要機構１４０〜１６５が提供され得る。主な機構は、環境制御ユニット１４０、内視鏡スプール１４５、ファイバスプール１５０、リダイレクションアセンブリ１５５、炉１６０、およびプリフォームホルダ１６５を含むが、これらに限定されない。制御は、少なくとも１つのセンサから受信したデータに基づいてもよいが、本明細書で開示されるように、複数のセンサが提供されてもよい。図示するように、複数のセンサ１２２〜１３８が用いられてもよい。そのようなセンサは、環境制御ユニット１４０に関連する湿度センサ１２２、温度センサ１２４、圧力センサ１２６、ファイバスプール１５０およびリダイレクトアセンブリ１５５に関連する張力センサ１２８、ファイバスプール１５０およびリダイレクトアセンブリ１５５に関連付けられた光学センサ１３０、リダイレクトアセンブリ１５５に関連付けられた光学センサ１３２、直径センサ１３４、温度センサ１３６、および加速度計１３８を含み得るが、これらに限定されない。
【００７４】
一実施形態では、システム１００は、主にハウジング１０１内に収容されてもよく、光ファイバの製造は、ハウジング１０１内で行われてもよい。
【００７５】
電源１１０、コントローラ１１５、およびコンピュータＭＩＯ１２０などのいくつかの電子機構は、外部に配置してもよい。これらの電子機構は、内部に配置してもよいが、外部に配置することで、過熱するのを制限することができる。
【００７６】
ハウジング１０１は密閉されていてもよく、内部環境は、内部環境制御ユニット１４０によって制御されてもよく、内部環境制御ユニット１４０は、湿度センサ１２２などから、これに限定されないが、周囲条件に関するセンサデータを受信してもよい。環境制御ユニット１４０は、ハウジング内に安定した清潔な環境を提供し得る。一実施形態では、環境は、温度センサ１２４および圧力センサ１２６の使用などを介して、これらに限定されないが、周囲条件について監視されてもよい。参考のために、圧力と温度のデータを収集することができる。一実施形態において、圧力および温度の所定のレベルは、緊急行動をトリガしてもよい。非限定的な例として、極端に高い周囲温度により炉１６０が停止する場合がある。非限定的な例として、圧力の損失によりシステム１００が停止する場合があり、システム１００では、動作中に移動する任意のコンポーネントがロックまたは静止位置に戻る場合がある。ファイバスプール１５０は、ファイバをファイバスプール１５０に固定することができるクランプ機構１５１を備えてもよい。別の実施形態では、任意のコンポーネントへの電力が切断されてもよい。システム１００の起動および停止は、図５６に示されるように、システム１００を動作させるために本明細書に開示される実施形態を実装するために使用され得る処理システムのコンピューティング機能に提供される検知データに基づいて自律的に実行されてもよい。
【００７７】
プリフォームホルダ１６５は、炉１６０に挿入される複数のプリフォームを保持することができ、そこでプリフォームが加熱され、加熱されたプリフォームからファイバが引き出される。プリフォームのローディングとアライメントは、加速度計１３８からのデータを利用することにより部分的に制御してもよい。
【００７８】
温度センサ１３６は、炉１６０内の温度を監視してもよい。一実施形態では、センサアレイとして提供され得るような複数の温度センサ１３６は、炉１６０内の温度のより正確な制御を可能にし得る。炉１６０内の温度プロファイルは、プリフォームからより効果的にファイバを引き出すことを可能にし得る。温度プローブ１６６は、プリフォーム間の炉１６０に挿入されてもよく、プリフォームホルダ１６５は、再利用可能な温度プローブ１６６を備えてもよい。温度プローブ１６６は、プリフォームと同様または同一の物理的特性を備えてもよく、温度プローブ１６６は、内部炉の状態をテストしてもよい。
【００７９】
一実施形態では、初期カッター１８２が炉１６０に先行してもよく、初期カッター１８２は、残ったプリフォームから引っ張られたファイバを分離してもよい。第２のカッター１７４は、収集可能なファイバから不規則なまたは低品質のファイバを分離する可能性があるプロセスの後の方に配置されてもよい。一実施形態では、第２のカッター１７４は、廃棄物ファイバを収集する廃棄物ビン１７２に近接して配置されてもよい。
【００８０】
一実施形態では、ピンチホイール１８０は、図示しない鉗子を炉１６０内に案内して、プリフォームからファイバを引き出すことができる。ピンチホイール１８０は、ファイバを直径センサ１３４内の中心に置くことができる初期絞り１７８を通して直径センサ１３４にファイバを導くことができる。一実施形態では、第２絞り１７６は、ファイバが直径センサ１３４を出るときにファイバを中心に置くことができる直径センサ１３４の後に配置されてもよい。一実施形態では、ファイバは、ファイバが引き出されるときにファイバの品質を監視することができる光学センサ１３２を通過してもよい。
【００８１】
直径センサ１３４は、炉の下に取り付けてもよく、ファイバが炉から出るときにファイバの直径を測定するために使用される。この直径センサは、アクティブな制御ループで使用され、引き出し速度を制御する。直径が正しくない場合、公称直径を達成するために適切な速度に達するまで、延伸速度を上げ下げする。
【００８２】
図３に示すように、冷却システムを直径センサの下に統合して、ファイバをコーティングする前にファイバを急速に冷却することができる。一実施形態では、空気ポンプまたはファンをファイバに対して垂直に配置してもよく、これは空気をファイバに通すことによりファイバを冷却する。ブレードレスファンを用いて、ファイバ長に沿って空気を送ることもできる。ファイバを冷却する別の実施形態では、ロール棒をファイバに接触ささせ、ファイバから伝導性の熱経路を作り出すことも可能である。
【００８３】
ファイバは、また、収集のためにファイバを準備することができるリダイレクトアセンブリ１５５を通して引き出されてもよい。ファイバは、第２光学センサ１３０および張力センサ１２８などの一連のセンサ１３０、１２８を通して引っ張られてもよい。張力センサ１２８により、システムは、ファイバに断線があるかどうかを認識し、図５６に開示されるように、処理システムのコンピューティング機能に提供されるセンサデータを提供することにより、スプールパラメータの制御を可能にし得る。ファイバスプール１５０は、ファイバを収集することができ、引き出し速度１９０は、処理システムのコンピューティング機能に提供されるセンサデータに基づいて調整することができる。センサの非限定的な例には、直径センサ１３４、張力センサ１２８、または複数のセンサの組み合わせが含まれるが、これらに限定されない。一実施形態では、内視鏡スプール１４５は、ファイバスプール１５０を越えて配置されてもよい。
【００８４】
図２は、光ファイバを製造するためのシステムの別の機能図を示している。図示されるように、プリフォームホルダ１６５、または封止装置が開示される。プリフォームホルダ１６５は、複数のプリフォームと少なくとも１つの温度センサ１３６とを保持する。次に、プリフォームを炉１６０にゆっくりと送り込み、ファイバを生成するために必要な材料を提供する。炉１５０は、ガラスプリフォームを柔らかくするために用いられる。温度は、内蔵センサから読み取ることができ、アクティブコントローラなどで能動的に制御され、安定した熱環境を確保する。したがって、アクティブコントローラ２１０が提供される。上述のように、直径センサ１３４またはモニタが提供される。ファイバ牽引機２２０は、引張力を提供して、プリフォームからファイバを引き出すために提供される。生成されたファイバにコーティングを施すために、限定されないが加圧コーティングカップなどのコーティング装置２３０が提供される。コーティング装置２３０は、塗布されたコーティングの固化を助けるために紫外線（「ＵＶ」）硬化ランプをさらに備えてもよい。ポンプセンサもコーティング装置２３０を備えているものとして示されている。
【００８５】
また、温度センサ、相対湿度センサ、ビデオカメラ、ポンプセンサ、外力センサ、および直径センサなどを含む、複数の監視デバイスまたはセンサも示される。また、ＵＶカーリングランプと窒素貯蔵タンクも示される。このテイクは、ハウジング内にある場合とない場合がある。ハウジング内にない場合、供給経路は、ハウジング内に提供されます。
【００８６】
引き出し機構は、キャプスタン、牽引機、および／またはスプールの少なくとも１つを備えてもよい。このメカニズムは、プリフォームからファイバを引き出すのに必要な引っ張り力を提供するだけでなく、製造されたファイバを、スプールに限定されないが、地球上で巻き戻すことができる、コンパクトな容器に巻き取る。これらのシステムは分割することができるため、ファイバが巻き取られる前にボックス内でより長い距離を移動できる。さらに、開始／停止サブシステムとして識別されるいくつかのサブシステムは、重力の助けを借りずに、加熱されたプリフォームからファイバを引き出すだけでなく、制御された方法で引き出しプロセスを停止するために用いられる。本明細書で開示されるプロセッサおよびアクティブコントローラは、自律的な開始／停止システムを提供する。
【００８７】
張力と直径モニタは、それぞれ、線の張力と製造されたファイバの直径との測定に用いられるセンサであってもよい。湿度、温度、および圧力センサを用いて、制御された環境内の１００万分の１（ＰＰＭ）の水分、温度、および圧力をそれぞれ検出できる。限定されない少なくとも１つの加速度計などの外力センサをシステム内で用いて、ファイバの品質に影響を与える可能性のある振動を測定できる。
【００８８】
本明細書に開示されるように、システム全体は、ハウジングによって規定される制御された環境内に保持されてもよい。ハウジング内では高純度の希ガスを用いることができる。
【００８９】
通信（またはコマンド）、制御データ処理（ＣＤ＆Ｈ）は、プロセスからのデータの記録と送信、および自動化システムとの通信に用いられる。
【００９０】
電子機器／電源サブシステムは、宇宙ステーションからの電力を調整するために用いられ、すべての異なるサブシステムを制御する。
【００９１】
熱サブシステムは、システムの内部と外部を冷却するために必要なサブシステムを備えている。また、構造とメカニズムは、環境と他のサブシステムを含む構造を、それらを機能させるために必要なメカニズムとともに提供する。
【００９２】
非限定的な例として、本明細書で開示されるシステムは、エクスプレスラック（Express Rack）に必要なフォームファクタで地球から国際宇宙ステーション（ISS）に打ち上げられる。この構造は、システムへの湿気の侵入を防ぐために密閉され、乾燥した環境で満たされる。この環境は、ＨＥＰＡフィルタ、カーボンブラックフィルタ、およびモレキュラシーブを通して空気を循環させるガスポンプ、または他の形態の環境制御（外部から新鮮な窒素を送り込むなど）で維持されてもよい。
【００９３】
要約すると、このプロセスは、大径のＺＢＬＡＮプリフォームを取り、そのプリフォームを粘性状態になるまで加熱し、このプリフォームの端部に張力を加えることを中心に展開する。この張力により、プリフォームの一部の直径が小さくなり、「ネック」が形成される。このネックから、小さなファイバを引き出してスプールに取り付けることができる。巻き取り速度を変更することにより、ファイバの直径を制御できる。その後、コーティングシステムは、ガラスにポリマ層を塗布し、表面の亀裂を破壊することなく曲げることを可能とする。通常、プリフォームの底部の重量により加熱されたプリフォームが自然に引き落とされるため、重力が自動的にネックを形成することによりプロセスを支援する。
【００９４】
図３は、光ファイバを製造するためのシステムの別の機能図を示している。図示するように、リフォームホルダが提供されている。プリフォーム材料は、フィーダー速度装置とプリフォームフィーダーとを備えたフィーダー位置モニタに提供される。プリフォーム材料は炉に供給される。温度センサが炉に装備されている。この実施形態では、冷却装置が示されており、したがって、光ファイバは炉から引き出され、冷却装置を通して供給される。引き出し速度装置がキャプスタンに設けられ、それを通して光ファイバが引き出される。キャプスタンを通過した後の光ファイバの張力を測定する張力センサが示されている。スプールと通信するスプール速度装置が示されている。直径センサが示されている。同様に見えるように、引き出し速度装置、フィーダー速度装置、およびスプール速度装置は、直径センサと通信する。図示されていないが、直径センサから収集されたデータを使用して、フィーダー速度装置、引き出し速度装置、およびスプール速度装置の速度を確立するためのコントローラが提供されてもよい。ＥＣＵは、湿度センサと温度センサとともに示される。
【００９５】
ここで、図４Ａ〜４Ｄを参照すると、光ファイバを製造するためのシステムの例示的なハウジング構造の様々な態様が図示されている。
【００９６】
ここで、図５Ａ〜５Ｂを参照すると、光ファイバを製造するためのシステムの例示的なハウジング構造の部分的に露出した実施形態が図示されている。
【００９７】
ここで図６を参照すると、光ファイバを製造するシステムの例示的なハウジング構造の側面図が示されている。構造２００は、２つの部品、取り外し可能な左壁２２０を備えた上部溶接シェル２１０、および底部プレート２３０を備えていてもよい。本明細書に開示される構成要素は、内壁の上部シェル２１０に嵌合されてもよい。一実施形態では、本明細書で開示される構成要素は完全に分離される。本明細書に開示される引っ張りサブシステムは、底板２３０に取り付けられてもよいし、組み立てが容易であってもよい。引っ張りアセンブリは、密閉された乾燥窒素環境に配置してもよい。
【００９８】
ここで図７を参照すると、光ファイバを製造するための例示的なシステム５００の斜視図が示されている。システム５００は、密閉ハウジングの外部に配置されてもよい電子機器５２５を備えてもよい。いくつかの態様では、システム５００は、安定した清潔な環境を維持できる環境制御ユニット５３０を備えてもよい。
【００９９】
ここで図８を参照すると、光ファイバを製造するための例示的なシステムの斜視図が示されている。プリフォームホルダは、温度センサロッドといくつかのプレコーティングされたプリフォームを搭載したリボルバー設計を備えていてもよい。これらは直線軸に沿って炉に移動する。炉から、ファイバは、直径センサを介して内視鏡鉗子によって導かれ、次にスプールシステムに導かれる。さらに、環境制御ユニットとアビオニクスベイも示されており、前者は低湿度を維持し、後者は冷却された環境に電子ボードを収容する。内視鏡鉗子は、本明細書に開示された少なくとも１つのコントローラによって自律的に制御されてもよく、本明細書に開示されたセンサのうちの少なくとも1つのセンサからデータを受信して、自律的な動作を可能にする情報を提供する。
【０１００】
図９は、光ファイバを製造するためのシステムの実施形態を示す。プリフォームホルダは、温度センサロッドといくつかのプリコートプリフォームを搭載したソリッドステートリボルバー設計である。これらは直線軸に沿って炉に移動する。炉から、ファイバは、直径センサを介して内視鏡鉗子によって導かれ、次にスプールシステムに導かれる。さらに、環境制御ユニットとアビオニクスベイも示されており、前者は低湿度を維持し、後者は冷却された環境に電子ボードを収容する。
【０１０１】
ここで図１０を参照すると、図示された引張装置を備えた光ファイバを製造するための例示的なシステムの斜視図が示されている。いくつかの態様では、システムは、一連のプリフォームおよび少なくとも１つの温度プローブを保持することができるプリフォームホルダ１６５を備えてもよい。一部の態様では、プリフォームホルダは温度プローブを含まない。プリフォームホルダは、プリフォームと温度プローブを炉に交互に挿入します。ファイバは、溶融したプリフォームから引き出され、引き出されたファイバの直径を監視できるレーザースキャナなどの直径センサに送られる。ファイバが目標直径に達すると、サブパー（ｓｕｂｐａｒ）ファイバは切断され、廃棄物収集器に廃棄され、直径パラメータ内のファイバは、ファイバ方向転換アセンブリ１５５に導かれ、ファイバをスプールに向けることができる。
【０１０２】
ここで図１１を参照すると、光ファイバを製造するシステムのための例示的なプリフォームホルダが示されている。いくつかの態様では、プリフォームホルダは、線形軸に取り付けられ得る高精度ステッピングモータに取り付けられたリボルバーを備えてもよい。いくつかの実施形態では、プリフォームホルダは、プリフォーム間の炉に挿入され得る温度プローブを備えてもよく、これにより、炉内の温度プロファイルが一定であることを保証することができる。
【０１０３】
ここで図１２を参照すると、光ファイバを製造するシステムの例示的なマイクロメータが示されている。いくつかの態様では、高精度のAeroel XLS13XY/480などのレーザースキャナが、直径と同心度の双方を測定してもよい。システムが激しい振動にさらされる可能性がある場合など、一部の実装では、動きを制限するためにマイクロメータをハウジングに固定してもよい。
【０１０４】
炉は、プリフォームまたはプリフォーム材料の加熱環境を生成するために用いられる。この環境では、特定のセクションでプリフォームの粘度が低下し、プリフォームをファイバに引き込むことを可能とする。炉は円筒形で、プリフォームを挿入できる炉の上部または第１側部に開口部があり、生成されファイバをスプーリングシステムに向けて引き出す底部または第２側部に開口部がある。
【０１０５】
炉にはいくつかの可能な設計がある。現在のベースラインは、能動的なＰＩＤループを用いて制御されるカートリッジヒータが挿入されたステンレス鋼の円筒形エレメントである。一実施形態では、炉は、設定された容積内の異なる量のワイヤターンを通じて、または極度に高温の局所エレメントを伴う放射法を利用することにより、異なる加熱モードを有するホットワイヤまたはパイプを含んでもよい。
【０１０６】
さらに、ミスファーネスにはインストールされたシステムが組み込まれているため、周囲のガスを内部に引き込み、加熱し、炉内に強制的に入れて、地球上で生成されるような温度プロファイルを作成できる。これに必要なエアポンプ、ファン、およびパラメータは調査中である。
【０１０７】
ここで図１３Ａ〜１３Ｃを参照すると、光ファイバを製造するためのシステム用の例示的な炉の斜視図が示されている。いくつかの態様では、炉台はアルミニウムを含んでもよい。いくつかの実施形態では、加熱エレメントは、２つのグラファイト絶縁パッドの間に配置され、熱を伝導しない間、加熱エレメントを所定の位置に保持する。いくつかの実装では、アイリスは炉に取り付けられる。
【０１０８】
ここで図１４Ａを参照すると、光ファイバを製造するシステム用の例示的な炉の外観図が示されている。
【０１０９】
ここで図１４Ｂを参照すると、光ファイバを製造するためのシステム用の例示的な炉の内部図が示されている。加熱エレメントが示される。非限定的な例として、加熱エレメントは、真鍮または他の金属またはセラミック材料などの材料で作られてもよいが、これらに限定されない。加熱エレメントからの放出物を除去するために、石英チューブなどのチューブが示されているが、これに限定されない。位置合わせピンとネジも見られる。ハウジングが示されている。非限定的な例として、ハウジングは、ステンレス鋼ジャケットであってもよい。
【０１１０】
炉は、プリフォームを加熱するために用いられてもよく、ファイバは、炉から引き出されてもよい。非限定的な例として、炉は、４つのカートリッジヒータによって加熱されるステンレス鋼エレメントを備えてもよく、温度の比例−積分−微分（ＰＩＤ）制御を用いるために、最大４つの抵抗温度検出器（ＲＴＤ）などの複数の抵抗温度検出器（ＲＴＤ）を用いてもよい。このエレメントは、加熱エレメントと外側ジャケットとの間の断熱材である空気または気体を含むステンレス鋼ジャケットで囲まれていてもよい。加熱エレメントは、絶縁パッドまたはネジを用いてジャケットに固定される。次に、ジャケットは、金属製のマウントに固定され、構造の底部プレートにボルトで固定される。
【０１１１】
本明細書に示されるように、炉１６０は複数の設計を有することができる。一実施形態では、挿入されたカートリッジヒータを備えたステンレス鋼円筒形エレメントが提供され、これらはアクティブＰＩＤループを用いて制御される。ステンレス鋼エレメントからの放射が加熱されたプリフォームに影響を与えないようにするために、石英管も含めることができる。炉１６０の別の非限定的な実施形態は、設定された容積内の異なる量のワイヤターンを通して、または極度に高温の局所エレメントを伴う放射法を利用することによる、異なる加熱モードを有するホットワイヤまたはパイプを含んでもよい。
【０１１２】
いくつかの態様では、炉１６０は、透明材料を含んでもよく、炉の内部の少なくとも一部が視認可能であってもよい。内部が視認可能であると、ホットスポットでプリフォームから正確に初期ファイバを引き出すことができ、プリフォームは融点または溶融状態になる。微小重力などのいくつかの実施形態では、ファイバ引き出しを初期化するために、鉗子を溶融形態の表面に挿入または接触させてもよい。ホットスポットを使用してファイバの引き出しを初期化すると、他の引き出し方法で発生するファイバの損失を減少させることができる。非限定的な例として、プリフォームが使い捨てチップを含む場合、そのチップに取り付けられた部分は無駄になる可能性がある。いくつかの態様では、炉１６０の内部トポグラフィーを変更することができ、その変更により、炉内の所定の温度プロファイルを可能にすることができる。
【０１１３】
一実施形態では、ホットスポットは、光源をプリフォームを通して方向付けることにより、光がプリフォームを出るときに光を測定することにより決定されてもよい。プリフォームの底部にパターンを追加してもよく、プリフォームが融解するにつれてパターンが変化してもよい。パターンが変化すると、影または光の一方または両方が歪む場合がある。パターンは、プリフォームの表面上の跡（impression）を含んでもよく、また、ポリテトラフルオロエチレン（PTFE）などのパターンでコーティングされてもよい。
【０１１４】
一実施形態では、鉗子は、炉内の所定の位置でプリフォームからファイバを引き出すことができる。非限定的な例として、温度プローブまたは温度センサの一方または両方が、炉の内部温度プロファイルを示してもよい。炉内の目標引き出し位置は、温度プロファイル、プリフォーム材料の特性、およびプリフォームの挿入速度に基づいてもよい。最初のファイバ引き出しは、ファイバが炉からマイクロメータに引き込まれ、マイクロメータがファイバの直径を測定する。挿入速度は、目標ファイバ直径に到達して維持するために、引き出しプロセス全体で調整されてもよい。
【０１１５】
いくつかの態様では、炉は、周囲環境の加熱を制限する、加熱コアと絶縁体部分を備えてもよい。絶縁体部分は、ハウジングおよび絶縁材料、または機構を備えてもよい。一例として、絶縁体部分は循環空気を含んでもよい。さらに、この炉には、周囲のガスを内部に引き込み、加熱し、炉内に強制的に入れて、地球上で生成されるような温度プロファイルを作成できるように、システムを組み込むことができる。これに必要なエアポンプ、ファン、およびパラメータは調査中である。
【０１１６】
時間の経過とともに、加熱コアの内部が腐食したり、ファイバが表面に堆積したり、一般的な損傷が発生したりする可能性がある。いくつかの態様では、システムにアクセスできる場合、加熱コアは交換可能である。交換可能なコアを使用すると、大規模な修理を必要とせずにシステムを長期間使用できる。いくつかの実施形態では、加熱コアは、自動化または手動で交換してもよい。交換可能な加熱コアは、システムに同梱されていてもよく、加熱コアは、別個の打ち上げを必要とせずに交換してもよい。交換可能な加熱コアは、必要に応じて、または必要になる前にバッチで打ち上げられてもよい。これにより、システムの機能を継続可能とする。
【０１１７】
炉の温度範囲は、異なるガラスの種類やコーティングなど、プリフォームの異なる種類によって異なってもよい。いくつかの態様では、温度範囲は調整可能であってもよい。いくつかの態様では、炉は、他の標準的な光ファイバ材料よりも低い融点を持つＺＢＬＡＮなどの特定のガラスの種類にカスタマイズしてもよい。いくつかの実施形態では、加熱コアまたは炉は交換可能であってもよく、これにより、完全に新しいシステムを必要とせずにガラスの種類またはプリフォームのサイズを変更するようにしてもよい。
【０１１８】
ここで図１５を参照すると、光ファイバを製造するシステム用の例示的な炉に取り付けられた例示的なプリフォームホルダが示されている。いくつかの態様では、打ち上げ中にプリフォームを収容するために、パッド（例えば、発泡体パッド、ゴムパッド）を炉の側面に統合してもよい。打ち上げ中の振動による損傷を防ぐために、これらのパッドにプリフォームを含めてもよい。
【０１１９】
ここで図１６を参照すると、光ファイバを製造するためのシステムにおいてファイバを収集するための例示的なリダイレクトアセンブリが示されている。いくつかの態様では、リダイレクトアセンブリは、フルホイールのコンパクトバージョンであり、両方のリダイレクタが独立して移動してもよい。スプールに向かっているものは、スプール中にファイバを移動させ、フルホイールと張力センサを統合してもよい。炉に向かっているものは、廃棄物処理ができるように移動させてもよい。
【０１２０】
ここで図１７Ａ〜１７Ｂを参照すると、光ファイバを製造するシステムにおいてファイバを収集するための例示的なスプーリング（巻き取り）機構が示されている。いくつかの実施形態において、スプールは、埋め込まれたＤＣモータおよびギアボックスを備えてもよい。パッシブクランプを用いて、ファイバをスプールに固定してもよい。例えば、ファイバが破損する可能性を減らすため、ＲＰＭは常に５０未満である。
【０１２１】
ここで図１８を参照すると、光ファイバを製造するシステムにおいてファイバを収集するための例示的なスプーリング（巻き取り）機構が示されている。
【０１２２】
ここで図１９を参照すると、光ファイバを製造するシステムにおいてファイバを収集するためのクランプを備えた例示的なスプーリング（巻き取り）機構が示されている。スプールは、ファイバのクランプを初期化するために、クランプ、スプリング、および小さな磁石を用いてもよい。サーボが磁石を下に動かし、クランプに接触させて引き上げてもよい。 ファイバはクランプの下に引き込まれる。サーボがさらに引き上げられ、磁石とクランプとの間の接続を切断してもよい。バネがクランプをファイバに押し付けて固定してもよい。
【０１２３】
ここで図２０を参照すると、図示される開始／停止システムを備えた光ファイバを製造するための例示的なシステムの例示的な斜視図が示されている。
【０１２４】
開始／停止サブシステムは、プルプロセスの開始と終了の一般的な名称である。サブシステムは、スプールサブシステムと広範囲にインターフェースする。システムは、本明細書で開示されるように、プリフォームの溶融端を突くか、底部の大きな部分を引っ張ることにより、プリフォームのネッキングプロセスを開始する。ネックが形成されたら、廃棄物を廃棄し、サブシステムを使用してシステム全体にファイバを引き込み、最終的にファイバをスプールに取り付ける。このプロセスには、いくつかの異なる索引機、切断アセンブリ、アイリスを用いることができる。
【０１２５】
プリフォームに取り付けられたマウントに挿入するグラバー機構が提供される。プリフォームがホットスポットに挿入されると、グラバーはプリフォームに挿入され、１Ｇの重力または地球の重力をシミュレートして一定の力を加える。次に、グラバーは、材料の底部チャンクを引っ張り、元に戻し、その後、メインファイバストランドから残留物を切り取る。その後、アイリスとピンチホイールは、ファイバストランドの周りを閉じ、システムの残りの部分を通過するのに適切なサイズになるまでファイバを廃棄物ビンに挿入する。内視鏡鉗子は、単一のリダイレクトアセンブリを用いることを介して、スプールの後ろからクランプと２つのリダイレクトアセンブリを通って延び、プリフォームから引き出されたカットファイバの終端を把持する。その後、鉗子は、このファイバをシステムを通してスプールに引き戻し、そこでファイバが取り付けられる。その後、ファイバの引き出しを開始できる。
【０１２６】
引っ張りを停止するには、プリフォームの供給を停止し、ファイバを切断するか、ネックで切断する。スプールは、この緩んだファイバをシステムに引き込み続け、最終的には再入まで安全に保管するためにスプールに固定し、使用のために地球に戻される。
【０１２７】
ここで図２１を参照すると、開始／停止システムが示された光ファイバを製造するための例示的なシステムの斜視図が示されている。ピンチホイールアセンブリは、ファイバを把持し、システムを通過する前に、所望する直径にするために用いられてもよい。このアセンブリは、曲げに対するファイバの感度、および炉から引き出されたときのファイバのサイズに応じて、テストに基づいて取り外してもよい。カバーも提供される場合がある。
【０１２８】
ここで図２２を参照すると、光ファイバを製造するためのシステムにおける例示的なセンタリング機構が示されている。アイリスは、開始／停止プロセスのファイバを中央に配置するために用いられてもよい。いくつかの態様では、アイリスは、ファイバが中心にあるときに互いに適合するサーボおよび機械加工部品を備えてもよい。アイリスに関連するコンポーネントを取り囲むためにカバーが提供されてもよい。
【０１２９】
ここで図２３を参照すると、光ファイバを製造するためのシステムにおける廃棄物収集器を備えた例示的なファイバ切断機構が示されている。いくつかの態様では、ワイヤーカッターは、加熱されたニクロム線であり、ファイバを切断してもよい。切断機構は、開始プロセスの特定の部分だけでなく、プロセスを終了するためにも用いられてもよい。廃棄物収集器は、廃棄ファイバを保持するために用いられ、大きなプリフォーム「ドロップ」を含むために用いられる。ファンは、すべての廃棄物が容器の底に吸い込まれるように用いられてもよい。
【０１３０】
ここで図２４を参照すると、光ファイバを製造するシステムにおける例示的な内視鏡スプール機構が示されている。内視鏡スプールは、鉗子の開閉を保持および制御してもよい。いくつかの態様では、内視鏡スプールは、スプール機構の背後に配置されてもよく、内視鏡スプールは、システムを介して鉗子を送り、そこでファイバをスプール機構に解放してもよい。
【０１３１】
ここで図２５を参照すると、光ファイバを製造するためのシステムにおいてプリフォームからの引き込みを初期化するための例示的な把持機構が示されている。グリッパは、プリフォームにあらかじめ取り付けられたグリップに挿入するために用いられてもよい。グリッパは、１Ｇの重力を発生させてプリフォーム材料から光ファイバの引き出しを開始するため、力センサとも呼ばれる。グリッパ機構は、力を許容範囲内に留めるために小さなロードセルを含んでもよい。いくつかの態様では、グリッパは、粘性プリフォームの先端に穴を開けることができ、穴を引くことでファイバの引き出しを開始することができる。
【０１３２】
ここで図２６を参照すると、例示的な把持機構が強調された光ファイバを製造するための例示的なシステムの斜視図が示されている。グリッパを邪魔にならないように動かして、ファイバ方向転換アセンブリを所定の位置に移動させることができ、これにより、残留物を廃棄物収集器に追加することも可能にする。
【０１３３】
本明細書で説明するシステムは、湿気の侵入を防ぐために密閉され、乾燥した環境で満たされている。この環境は、高効率微粒子空気（ＨＥＰＡ）フィルタ、カーボンブラックフィルタ、およびモレキュラシーブを通して空気を循環させるガスポンプ、または外部から新鮮な窒素を送り込むなどのその他の環境制御によって維持できる。
【０１３４】
いくつかの実装形態では、システムは環境制御ユニット（ＥＣＵ）を備えてもよい。ＥＣＵは、引き出し操作が発生していないときに環境を維持するために使用される。ＥＣＵはフィルタを使用して、環境内の不活性ガス雰囲気から粒子、揮発性物質、および湿度を除去する。一実施形態では、ＥＣＵは、限定されないがＨＥＰＡフィルタ、および活性炭などのフィルタを通して空気を吸い込むためにファンを用いてもよい。次に、この空気はモレキュラシーブ（molecular sieve）を通過する。モレキュラシーブは、シーブ（ふるい；sieve）を通る流れの長い経路を作成するためのバッフル（隔壁；baffles）を有してもよい。したがって、周囲の環境は、水のろ過を含めて完全にきれいにすることができる。
【０１３５】
ＥＣＵは、炉の運転中など、定期的にアクティブにしてもよい。材料を補充できる場所など、いくつかの実施形態では、システムは継続的に動作している可能性がある。ＥＣＵは、継続的に動作する場合と、定期的に動作する場合と、監視された条件に基づいて動作する場合とがあってもよい。
【０１３６】
いくつかの態様では、ＥＣＵは、あらかじめ定義された条件パラメータに従って環境を維持してもよい。ＥＣＵは、フィルタを備え、ファンマットは、フィルタに空気を引き込む。フィルタは、非限定的な例として、ＨＥＰＡフィルタ、木炭、特殊セラミック、またはモレキュラシーブを１つ以上含んでもよい。いくつかの態様では、バッフルまたはチューブの使用により表面積を増加させてもよい。チューブにより、ＥＣＵを非標準の形状に適合させ、システム内のコンポーネント間に適合させるようにしてもよい。ＥＣＵは、受動部品と能動部品で構成される。例えば、炉がオンになっているときやファイバが巻き取られているときなど、システムが能動的なときに、ファンがＥＣＵに空気を引き込んでもよい。ＥＣＵは、システムが動作していないときに受動的に空気をフィルタ処理し、ファンなどの分離循環装置は、以前のファイバ引き込みからの残骸を収集してもよい。
【０１３７】
いくつかの実施形態では、システムにアクセスできる場合など、ＥＣＵは交換可能であってもよい。システムを開いてアクセスできる場合、ＥＣＵは、手動または自動化により定期的に交換できる。いくつかの態様では、環境は、消耗部品や損傷部品を交換する自動化システムを含めるのに十分な大きさであってもよい。ＥＣＵは、システムが使用されるまで、または少なくともシステムが密閉されるまで、アクティブにならなくてもよい。例えば、ＥＣＵは、システムがストレージにある間、あらかじめ定義されたパラメータ内で環境を維持するために定期的に実行されてもよい。
【０１３８】
いくつかの態様では、組み立てプロセス中にＥＣＵを係合させることができ、ＥＣＵは、ハウジングが密閉されるとシステムのパージを開始してもよい。システムは、環境を効果的にパージするために、過圧（over-pressured）および減圧（under-pressured）になる場合があります。１つ以上のシステムまたはそのコンポーネント、限定されないが、フィルタ、モレキュラシーブ、ポンプまたはファン、ＥＣＵハウジングの内面または内面などは、効果的にガスが放出されるまで焼かれてもよい。酸素レベルを制御するために、システム全体は、窒素ガス、ヘリウム、またはその他のガスでフラッシュされてもよい。システムが不活性ガスでフラッシュされるいくつかの態様では、アセンブリの少なくとも一部が不活性ガス環境内で発生する可能性がある。いくつかの態様では、構成要素またはプリフォームは、組み立て前にメタノールなどで前処理されてもよい。
【０１３９】
いくつかの実施形態では、ＥＣＵは、緊急事態の場合に一般的な気流機構を補完する冷却機構を備えてもよい。例えば、障害が発生した場合、ファイバが炉の壁やボックス内の他の部品に付着するのを防ぐために、温度をすばやく下げる必要があってもよい。炉が過熱した場合、冷却機構により炉の故障による損傷を減らすことができる。
【０１４０】
より具体的には、図２７を参照すると、光ファイバを製造するシステム内の例示的な環境制御ユニットが示されている。いくつかの態様では、ＥＣＵは、コンパクトな長方形のパッケージを備えていてもよく、バッフルを組み込むことで、ふるいでの空気の滞留時間を長くすることができる。高スループットのファンまたは高圧ポンプのいずれかで使用できる。炭フィルタとＨＥＰＡフィルタの両方が組み込まれている。これらのフィルタが最初にフローに触れるので、クリーンで低速で均一なエアフローのみがモレキュラシーブに触れることに留意されたい。さらに、これらのフィルタは、引き出し中に放出されたものの内部をきれいにすることができる。いくつかの実施形態では、ＥＣＵは統合された湿度センサを有してもよい。ＥＣＵは、温度、圧力、または汚染のセンサなど、システム全体に配置されたセンサと通信してもよい。
【０１４１】
したがって、図示されているように、活性炭フィルタ（またはカーボンブラックフィルタ）およびＨＥＰＡフィルタは、汚染物質から空気を浄化するために配置されている。その後、一連のメッシュとバッフルにモレキュラシーブが含まれ、空気を除湿するか、空気を単一のＰＰＭ範囲まで乾燥させる。このサブシステムは、ユニット操作の前、焼き出し中に環境から残留湿度を乾燥させるため、およびアウトガスの空気をろ過するための操作の間に用いられる。
【０１４２】
ボックス構成以外の他の構成として、円筒形構成やチューブ構成などが使用できるが、これらに限定されない。したがって、ユニットのフォームファクタは、飛行システムのために必要とされるものに基づいて変更されることがある。
【０１４３】
ここで図２８を参照すると、例示的な環境制御ユニットが強調表示された光ファイバを製造するための例示的なシステムの斜視図が示されている。図２９は、システムの別の実施形態である。図示されているように、システムは、ＥＣＵ、スプール、リダイレクトアセンブリ、廃水処理容器を備えている。切断装置、マイクロメータ、ピンチホイール、炉、プリフォームホルダ、内視鏡鉗子。
【０１４４】
方法は、封じ込められた環境での光ファイバ材料の製造可能性を高めるために、水分、水のガス環境の洗浄（scrubbing）／清掃（cleaning）を提供する。この方法は、フィルタ膜を通して環境流体を引き出し（引っ張る）／押し出し、次いで、モレキュラシーブを通過させ、次いで、環境に戻す方法を利用する。この方法は、自律的であり、閉じたシステムに固有である。クローズドシステムを用いることにより、流体の環境品質を確保し、光ファイバ材料の製造における欠陥（imperfections）／欠陥（defects）の可能性を制限する。これらのシステムは、環境内の湿度を感知し、設定された望ましいレベルを超えるとオンになる。製造環境は、外部の環境要素から隔離される。
したがって、この方法は、光ファイバが製造されている環境の湿度をセンサで感知することを含む。この方法は、検知されたデータをコントローラに中継することをさらに含む。この方法は、また、フィルタ膜を介して環境流体を吸引し、モレキュラシーブを通過させ、次いで、検知データに基づいてファンとポンプの少なくとも一方を使用して環境に戻し、コントローラによって光ファイバが製造される環境条件を制御する。
この方法は、また、冷却機構を用いてより低い温度への流量減少を加速することを含んでもよい。また、この方法は、フィルタ、モレキュラシーブ、ポンプとファンの少なくとも一つ、およびハウジングの内面の少なくとも1つを、ヒータで脱気することを含んでもよい。
【０１４５】
ここで図２９を参照すると、プリフォームのプレコーティングの準備において成分水分を除去するための例示的な方法ステップが示されている。コンポーネントは、材料に適した溶剤／クリーナーを用いて、すべてのオイルと汚染物質を取り除いてもよい。コンポーネントは、グローブボックスの真空チャンバに入れられ、真空バルブを開くことができる。非限定的な例として、コンポーネントは、３０分から１時間、チャンバ内に放置されてもよい。チャンバは、きれいな乾燥窒素で満たされていてもよい。グローブボックス内のステップを繰り返して、分子シーブ（ふるい）を通して環境雰囲気を循環させながら、コンポーネントをグローブボックスに移してもよい。
【０１４６】
ここで図３０を参照すると、プリフォームをプレコーティングする準備として固定具を組み立てるための例示的な方法ステップが示されている。コンポーネントは、真空引きしてから組み立ててもよい。プリフォームは、約０．５インチ（８ｍｍ）±１／４インチがコレットで把持されるように把持されてもよい。リフォームは、紡糸してもプリフォームが可能な限り同心のままになるように、アセンブリの中心に配置されてもよい。コレットがプリフォームを把持するように締め付けを行ってもよいが、締め付けすぎないように制限が設けられている。一実施形態では、手締めは問題ない。プリフォームの同心性は、アセンブリを回転させてプリフォームを観察することで確認してもよい。
【０１４７】
ここで図３１を参照すると、プリフォームをプレコーティングする準備としてプリフォームを予熱するための例示的な方法ステップが示されている。グローブボックスの含水量は、＜１ＰＰＭ含水量で確認されてもよい。モータは、これに限定されないが、ＮＥＭＡ  １７モータなどのステッピングモータであってもよく、ヒートガンを自由に手動で操作できる領域に、垂直方向に約８〜１０インチ±１インチで取り付けられる。ヒートガンが開示されているが、他の熱生成または発生源が用いられてもよい。したがって、ヒートガンは非限定的である。プリフォームホルダは、ＺＢＬＡＮプリフォームとともにモータのシャフト上にスライドさせ、モータを限定されない３０ＲＰＭなどの所望する速度でオンにすることができる。ヒートガンが提供され、低いファン設定で、約３００°Ｆ（１４９°Ｃ）±５度などの所望する温度に設定される。ヒートガンは、グローブボックスのフロア上に設置され、プリフォームの上または近くで吹き飛ばさないようにする。グローブボックスの雰囲気が定常状態に達してもよい。この間、グローブボックス内の圧力と湿気は上昇し、厳重に監視され、必要に応じて圧力を解放してもよい。グローブボックスは、水分レベルが１ＰＰＭ水分未満になるまで、このように残るようにしてもよい。
【０１４８】
ヒートガンは、約２分間±１分、約１インチ（２５ｍｍ）±０．５インチで前後に移動するプリフォームから離れた距離から開始してもよく、距離の非限定的な例は、約８インチ±２インチであってもよい。ヒートガンは、プリフォームから所定の距離、限定されないが３インチ（７６ｍｍ）±１インチなどが達成されるまで、限定されないが約１インチなど、上記のプロセスを繰り返すプリフォームに近づいてもよい。
【０１４９】
ここで図３２を参照すると、プリフォームをプレコーティングするプロセスでプリフォームを包むための例示的な方法ステップが示されている。このプロセス中、グローブボックス内の水分レベルのＰＰＭは、約０〜１．５ＰＰＭ±０．２５ＰＰＭの間であってもよい。このレベルを超えると、プロセスは、再起動する前に１ＰＰＭを下回るまでシャットダウンされてもよい。ヒートガンは、適切な温度に達すると、ファンの速度を最低設定に維持してもよい。タイプＫの熱電対または同等品が、ノズルから約２．５インチ（６３ｍｍ）±０．５インチのヒートガンの温度をテストするために用いられてもよい。所望する温度の±１０°以内であることを確認されたい。温度が適切な範囲内にない場合は、適切な温度に達するまで、それに応じてヒートガンの温度を調整する。
【０１５０】
プリフォームはホルダアセンブリから取り外されてもよい。プリフォームは、プリフォームよりも−１．５インチ（３８ｍｍ）長いシュリンクチューブに挿入されてもよく、このため、両端に同じ量のチューブがある。ラップされたプリフォームアセンブリは、ヒートガンの上方約３インチ（７６ｍｍ）±１インチに保持されてもよく、オーバーハングチューブはわずかに収縮してもよい。余分なチューブは、収縮した端部から取り除かれてもよい。新たに切断された端部は、ホルダ内に配置されてもよく、ホルダは、モータ上に配置されてもよい。
【０１５１】
ヒートガンは、回転軸から４５°〜６０°の角度でラップされたプリフォームの自由端に向けられてもよい（図３４を参照）。ヒートガンは、チューブが収縮するまで、０．５インチ（１３ｍｍ）の長さで前後に移動してもよく、チューブが収縮すると、ＰＴＦＥチューブは透明になって収縮する。
【０１５２】
プリフォームは、約２００°Ｆ（９３°Ｃ）±１０度未満まで冷却し、アセンブリから取り外して裏返してもよく、反対側は、収縮包装されてもよい。プリフォームは、前と同じように前後に移動しながらその領域にヒートガンを保持しているようであれば、気泡のために調べられてもよい。完了したら、プリフォームを周囲温度まで冷却し、余分なチューブをラップされたプリフォームから切断してもよい。
【０１５３】
ここで図３３を参照すると、プリフォームをプレコーティングするプロセスで利用する例示的なプリフォームホルダが示されている。プリフォーム材料は、プリフォームホルダから延びている。プリフォーム材料を保持するためのクランプが用意されている。また、クランプを固定するために用いられるガイドロッドと係合スレッドも示している。
【０１５４】
ここで図３４を参照すると、プリフォームヒートガンをプレコーティングするプロセスにおける例示的なヒートガン用途が示されている。図示するように、ヒートガンは、プリフォーム、プリフォーム材料、または材料棒に熱を加える。コーティングは、プリフォーム材料の周囲にあるものとして示される。
【０１５５】
ここで図３５を参照すると、光ファイバを製造するためのシステムの例示的なブロック図が示されている。プリフォーム封じ込めおよび供給サブシステムは、温度センサツリーだけでなく、複数のプリフォームを保持する。次に、これらのプリフォームを炉にゆっくりと供給し、ファイバを作成するために必要な材料を提供する。炉は、ガラスプリフォームを柔らかくするために用いられる。温度は内蔵センサから読み取る必要があり、安定した熱環境を確保するために能動的に制御される。いくつかの態様では、冷却サブシステムは、コーティングを適用できるようにファイバを十分に冷却してもよい。コーティングサブシステムは、生成されたファイバにコーティングを塗布する。塗布されたコーティングを固めるために、紫外線硬化ランプが含まれてもよい。
【０１５６】
キャプスタン、索引機、および／またはスプールは、プリフォームからファイバを引き出すのに必要な引っ張り力を提供するだけでなく、生成されたファイバを配送時に巻き戻すことができるコンパクトな容器に巻き取る。これらのシステムは、分割することができるため、巻き取られる前にボックス内でより長い距離を、ファイバを移動可能とする。
【０１５７】
張力センサと直径センサは、各々、ラインの張力と生成されたファイバの直径とを監視する。引き出しシステム全体は、高純度の希ガスを使用して制御された環境内に保持される。湿度、温度、および圧力センサは、制御された環境内の水分、温度、および圧力などのＰＰＭを含む環境を監視する。外部の力を感知する加速度計は、ファイバの品質に影響を与える可能性のある振動を測定するためにユニット内部で用いられる。
【０１５８】
複数の開始／停止サブシステムは、重力の助けなしに、加熱されたプリフォームからファイバを引き出すとともに、制御された方法で引き出しプロセスを停止するために実装される。
【０１５９】
通信およびＣＤ＆Ｈは、プロセスからのデータを記録および送信するとともに、自動システムと通信するために用いられる。電子機器と電力は、宇宙ステーションからの電力を調整するとともに、すべての異なるサブシステムを制御するために用いられる。
【０１６０】
熱サブシステムは、システムの内部と外部を冷却する。構造とメカニズムは、それらを機能させるために必要なメカニズムとともに、環境と他のサブシステムを含む。
【０１６１】
ここで図３６を参照すると、光ファイバを製造するシステムの電子ボードを備えた例示的なアビオニクスベイ（航空電子工学のベイ；ａｖｉｏｎｉｃｓ  ｂａｙ）が示されている。
【０１６２】
ここで図３７を参照すると、光ファイバを製造するためのシステム内の例示的なサブシステムが示されている。
【０１６３】
ここで図３８を参照すると、光ファイバを製造するシステムにおけるデータフローの例示的な方法ステップが示されている。光ファイバ生産施設は「ＭＩＳＦＯ」と呼ばれる。いくつかの態様では、ステップの一部は、起動前に手動で行われるか、省略される。ソフトウェアがプロセス全体でタスクを実行し、インストールが手動で行われる。取得後のファイバとデータの収集は、手動で、かつソフトウェアを用いて行う。
【０１６４】
ここで図３９を参照すると、光ファイバを製造するシステムのための例示的なプリフォームホルダが示されている。プリフォームホルダは、ステンレス鋼クランプを用いて固定されたプリフォームを備えた回転可能なリボルバーピースを含む。リボルバーは、非常に正確なステッピングモータを用いて回転させ、ステッパーを取り付けたリニアレールを用いて移動される。いくつかの態様において、ホーミングセンサは、位置センサと自律運転の知識を確保するために用いられる。
【０１６５】
プリフォームは、炉の上部に位置合わせされると、レールを用いて炉内を移動する。プリフォームは、設定された速度で供給され、新しい材料を炉のホットスポットに供給して、新しいファイバを引っ張ることができる。
【０１６６】
したがって、ステンレス鋼クランプを使用してプリフォームを固定し、固体のリボルバーを回転させる。リボルバーは、非常に正確なステッピングモータを用いて回転し、ステッパーが取り付けられたリニアレールを用いて移動する。ホーミングセンサは、位置と自律動作の情報を確認するために用いられる。プリフォームは、炉の上部に位置合わせされると、レールを用いて炉内を移動する。プリフォームは、設定された速度で供給され、新しい材料を炉のホットスポットに供給して、新しいファイバを引っ張ることができる。
【０１６７】
ここで図４０を参照すると、光ファイバを製造するシステムの別の例示的なプリフォームホルダが示されている。いくつかの態様では、プリフォームは、トライデント（三又のやす）を備えてもよく、これは複数の片持ちプリフォームをトラバースでリニアステッパーに保持してもよい。プリフォームは、バックボードに取り付けられたチャックで把持されてもよい。バックボードは、現在のプリフォームを炉に送り込むために前方に移動する。プリフォームの供給が完了すると、残りのプリフォームが引き戻され、次のプリフォームが炉と位置合わせされた位置に移動する。別の実施形態では、リニアステッパーは、トラバーサルに取り付けられている。２つのアクチュエータが必要になる。
【０１６８】
ここで図４１を参照すると、光ファイバを製造するためのシステムの代替の例示的なプリフォームホルダが示されており、プリフォームホルダは固体リボルバーを備えている。リニアレールと回転アクチュエータを使用すると、プリフォームホルダは複数のプリフォームをサポートする。トライデントの例と同様に、プリフォームホルダは変形も変更もされないが、「ソリッドステート」のままである。ここでは、トライデント設計の代わりに、プリフォームをリボルバーに取り付けてもよい。システムは、プリフォームを炉に供給するために前方に移動する。プリフォームの供給が完了すると、残留物が後退し、バックボード全体を回転させることにより新しいプリフォームが所定の位置に移動する。
【０１６９】
ここで図４２を参照すると、光ファイバを製造するためのシステムのためのプリフォームホルダの別の実施形態が示されている。炉へのガイドレール、リニアアクチュエータ、ロータリーアクチュエータ、および「ネジまたはボルト」アクチュエータを用いると、用いるプリフォームの量が増える。ここで、プリフォームは、回転可能なリボルバーに取り付けてもよい。しかしながら、プリフォームは、マウントから取り外して、直線軸を用いて個別に移動させてもよい。これにより、プリフォームの数を増やすためにリボルバーのスペースが解放される。
【０１７０】
ここで図４３を参照すると、光ファイバを製造するシステムのためのプリフォームホルダの別の実施形態が示されている。炉へのガイドレール、２つのリニアアクチュエータ、および「ネジまたはボルト」アクチュエータを用いると、用いるプリフォームの量が増える。リボルバーの実施形態と同様に、ステッパーによって駆動されるリボルバーと移動装置でリボルバーから除去されるプリフォームとの代わりを除き、プリフォームは、レールに保存される「クリップ」のようなシステムを用いて供給され、プリフォームは、レールに保管され、リニアアクチュエータまたはスプリングを用いてフィード位置に移動する。それらがこの位置にあると、プリフォームは、直線軸を用いて炉に移動することができる。この概念は、最も効率的なプリフォームのパッキングを可能にするが、複雑である。
【０１７１】
プリフォーム収容および供給システムには、複数のプリフォームを保持するためのさまざまなコンセプトが提供されている。プリフォームを円形構成に保持するためにソリッドステートリボルバーを用いる場合もあれば、プリフォームを所定の位置に移動するために、スプリングまたはモータを用いる、さまざまなマガジン設計を利用する場合もある。
【０１７２】
一実施形態では、プリフォームは、トライデント位置で２つの線形レールに取り付けられる。プリフォームは、バックボードに取り付けられたチャックで把持される。バックボードは、前方に移動して、現在のプリフォームを炉に送り込む。プリフォームの供給が完了すると、残りのプリフォームが引き戻され、次のプリフォームが炉と位置合わせされた位置に移動する。
【０１７３】
トライデントの例と同様に、プリフォームホルダは、変形または変更されず、「ソリッドステート」のままであるため、トライデント設計に代えて、プリフォームをリボルバーに取り付けてもよい。システムは、前方に移動してプリフォームを炉に送り込むことができる。プリフォームの供給が完了すると、残留物が後退し、バックボード全体を回転させることにより新しいプリフォームが所定の位置に移動する。これは、リストされている次の２つの方法ほど複雑ではなく、トライデントの例よりもスペースを節約できる。
【０１７４】
別の実施形態では、プリフォームは、回転可能なリボルバーに取り付けられている。ただし、プリフォームは、マウントから取り外することができ、直線軸を使用して個別に移動できる。これは、回転するマガジンからチャンバに弾丸が送られるのに似ている。これにより、リボルバーのスペースが解放され、プリフォームの数が増加する。
【０１７５】
上述した実施形態と同様に、ステッパーによって駆動されるリボルバーと、トランスフォーム装置を用いてリボルバーから取り外されたプリフォームとの代わりに、プリフォームは、プリフォームをレールに保管する「クリップ」のようなシステムを用いて送り込まれ、その後、リニアアクチュエータまたはスプリングを用いてフィード位置に移動する。それらがこの位置にあると、直線軸を使用して炉に移動できる。この概念は、最も効率的なプリフォームのパッキングを可能にするが、複雑である。
【０１７６】
自律的なファイバ引き出し装置の作成では、繊細なファイバをリダイレクトする機能が重要である。システムの限られた面積のためにアセンブリを縮小する必要がある場合、プーリーホイールはかなりの容積を占有する。容積を節約するために、いくつかの小さなプーリーを配置して、それらの表面が大きなプーリーの表面に接するようにする。ファイバは、同等の単一の大きなプーリーよりもかなり少ない容積を占めるいくつかのプーリーに乗って方向転換を行うことができる。プーリーを囲むのは、内視鏡のような機構をプーリーアセンブリに押し込み、ファイバが金属ベアリングにのみ接触し、他の表面には接触しないようにファイバを取り付けた状態で格納できるガイドパスである。
【０１７７】
ここで図４４を参照すると、光ファイバを製造するためのシステムの例示的なリダイレクトアセンブリ設計が示されている。それは、レールへの移動が可能であり、スプールへのファイバ供給経路を変更すること、開始／停止プロセスが開始されると所定の位置に移動することの双方を可能とすべく、レール上に配置されている。
【０１７８】
自律的なファイバ引き出し装置の作成では、繊細なファイバのリダイレクトが不可欠である。プーリーの周囲にはガイドパスがあり、内視鏡のような機構をプーリーアセンブリに押し込み、ファイバを取り付けた状態で引っ込めて、ファイバが金属ベアリングのみに接触し、他の表面には接触しないようにする。
【０１７９】
ここで図４４Ｂを参照すると、ファイバ方向転換アセンブリの内部を示す例示的な断面図が示されている。金属ベアリングは、大きなホイールやプーリーを必要とせずに、ファイバをリダイレクトするために用いられる。
【０１８０】
ここで図４４Ｃを参照すると、ファイバリダイレクトシステムの例示的な部分が示されている。すべての端部を丸くし、ファネルを追加してファイバが中央にあるようにすることに留意されたい。ここで図４５を参照すると、光ファイバを製造するためのシステム内の例示的な経路変動が示されている。いくつかの態様では、これらはわずかな角度で並んでいて、必要に応じてファイバ経路を随時長くすることができる。この距離は、ファイバを冷却し、異なる構成でスプールを取り付けることを可能にする。左はホイールの使用、中央はファイバリダイレクトアセンブリの使用、右はファイバリダイレクトアセンブリのいずれかの方法を用いて、必要に応じて経路をカスタマイズする機能を示しています。これらの多くは、わずかな角度で並べることができるため、必要に応じてファイバ経路を随時長くすることができることに留意されたい。これにより、次の図に示すように、ファイバを冷却し、また、スプールを異なる構成で取り付けることを可能にする。
【０１８１】
ここで図４６を参照すると、光ファイバを製造するためのシステム用の例示的な巻き取りアセンブリが示されている。ハウジングと内視鏡鉗子の開閉を担当する大きなスプールが左端に示されている。ステッピングモータは、システムを通して内視鏡を押すために用いられる。付属の光学センサは、内視鏡が正しい位置にあることを確認するために用いられる。スプールにはギアボックスとＤＣモータが組み込まれており、マイクロメータからの入力に基づいてスプールを正しいＲＰＭに駆動する。
【０１８２】
いくつかの実施形態では、ＤＣモータは、スプールの毎分回転数（「ＲＰＭ」）を制御するために用いられ、ファイバが炉（図示せず）から２つのファイバリダイレクションアセンブリを通してスプールに供給される。スプールに最も近いファイバリダイレクタは、直線軸上で移動し、スプール上でファイバを移動可能とする。これにより、ファイバをスプールに適切に配置し、効率的かつ安全に材料を梱包可能とする。
【０１８３】
ここで図４７Ａ〜Ｂを参照すると、光ファイバを製造するためのシステム用のリダイレクトアセンブリを備えた例示的なスプールアセンブリが示されている。
【０１８４】
ここで図４７Ａを参照すると、上からの巻き取りアセンブリの例示的な図が示されている。直線軸（黒い部分）は、ボックスの上部に取り付けられている。これにより、左側のファイバリダイレクトアセンブリを移動可能とし、ファイバをスプール上の異なる場所（緑色で表示）に移動できる。これにより、左側のファイバリダイレクトアセンブリが移動し、ファイバをスプールの異なる場所に移動できる。
【０１８５】
ここで図４７Ｂを参照すると、底部からのアセンブリの例示的な図が示されている。ファイバリダイレクトアセンブリは赤で示され、スプールは緑で示されている。スプールは、ＤＣモータによって駆動され、ファイバは、後で示す内視鏡のようなデバイスを用いてスプールに取り付けることができる。直線軸は、ボックスの上部に取り付けられる。
【０１８６】
一実施形態は、ＤＣモータを使用してスプール（写真では緑色で示されている）のＲＰＭを制御し、ファイバは、炉（図示せず）から２つのファイバリダイレクションアセンブリを介してスプールに供給される。スプールに最も近いファイバリダイレクタは、直線軸上で移動し、ファイバをスプール上で移動できるようにする。これにより、ファイバをスプールに適切に配置し、効率的かつ安全に材料を梱包可能とする。
【０１８７】
ここで図４８Ａ〜Ｂを参照すると、光ファイバを製造するシステム用の例示的な組み立てられたスプールが示されている。
【０１８８】
ここで図４８Ａを参照すると、バックプレートのない例示的な組み立てられたスプールが示されている。緑色は生成されたＺＢＬＡＮファイバを保持する表面であり、黒いボックスはＤＣモータとギアボックスである。
【０１８９】
ここで図４８Ｂを参照すると、例示的なスプール内部が示されている。いくつかの実施形態では、モータハウジング（銀）と２つのベアリング（金）があってもよい。
【０１９０】
ここで図４９を参照すると、光ファイバを製造するためのシステムの例示的なスプールの断面図が示されている。直接駆動する場合、キャプスタンとモータは、モータに接続されている中心まで延びているキャプスタンの一端にあるプレートと同心である。モータは、ドライブシャフトの反対側のキャプスタンの反対側から延設される構造に固定された状態で保持される。左右の作動は、リニアアクチュエータとキャプスタンの周囲に取り付けられたレールによって行われ、スライドはモータ構造に接続される。このスプールはＤＣモータで駆動される。モータにギアボックスが必要な場合は、ギアボックスもスプールの内部に配置できる。
【０１９１】
ここで図５０Ａ〜Ｃを参照すると、光ファイバを製造するシステム用の様々なギア設計を備えた例示的なキャプスタンが示されている。いくつかの実施形態では、ギア設計は、非対称遊星ギアを備えてもよい。ギア駆動設計は、キャプスタンの外側ではなく内側の作動コンポーネントとリニアレールを圧縮することを可能とする。これにより、サイズを大幅に削減できる。キャプスタンは、遊星歯車システムによって駆動される。これにより、ギア間のスペースが自由になり、リニアレールを通過させることを可能とする。遊星歯車は、モータが軸の中心にある対称型、またはモータがキャプスタンの中心にない非対称型のいずれかである。どちらでも機能するが、アクチュエータモータを同じスペースに統合すると、非対称により、特定のキャプスタン直径に対してより大きな内部空間を確保できる。
【０１９２】
索引機、スプリング、およびキャプスタンシステムは、複数の実施形態で提供することができる。異なるステッピングモータとＤＣモータは、プリフォーム材料に張力を加えるために用いることができる。熱と結合すると、プリフォームのこの張力により、プリフォームがファイバに引き込まれる。ＤＣモータとそれに付随するスプールの速度を変更することにより、ファイバの直径を変更できる。ファイバ索引機をスプールの前に用いて、ファイバを巻き取らずに引っ張るために、モータによって回転する大きなスプールは主な引っ張り力を加えることができる。スプールの回転速度を直接変更することで、ファイバの直径を制御でき、スプールまたはスプールの前にある回転ホイールを動かすことで、ファイバを一定のパターンに重ねることができる。
【０１９３】
張力センサは、リダイレクトアセンブリに統合されてもよい。このセンサは、ラインの張力を測定することで、安定した引張力を確保するために、正しい設定でファイバが引き出されていることを確認するのに役立つ。
【０１９４】
ここで図５１Ａ〜Ｄを参照すると、光ファイバを製造するためのシステムの例示的な把持機構が示されている。この機構は、ガラスプリフォームとガラスファイバの両方を把持するように設計されている。円筒状のバレルに固定されたＤＣモータは、親ねじでタブを作動させて、把持力を加える。バレルは、ベアリングに取り付けることができ、固定された第２モータで回転させることを可能にする。この回転自由度を用いて、同じグラバーは、プリフォームまたはファイバを把持するために用いられる。さらに、この回転により、機構がリダイレクションホイールおよび他の機構の周囲にファイバを誘導することが可能となる。
【０１９５】
一実施形態では、グラバーは、第２ヒータを備えてもよく、加熱されたグラバーは、加熱されたプリフォームに挿入されて、ファイバの引き出しを開始してもよい。いくつかの実施形態では、引き出されたファイバの先端に静電荷が誘導され、引き出しシステムは、静電駆動経路を含むことができ、経路を通して電荷を駆動することによりファイバがシステムを通って導かれる。
【０１９６】
ここで図５２Ａ〜５２Ｃを参照すると、光ファイバを製造するためのシステム用の例示的な鉗子制御アセンブリが示されている。一実施形態では、コンパクトアセンブリは、内視鏡のようなデバイスを伸縮させ、それに埋め込まれた任意の機構を機械的に制御することができる。アセンブリは、コンパクトなボリューム内で自律的に制御できる。鉗子／内視鏡は、スプールに組み込まれた端部のアタッチメントを制御するための機械的機構を備えたスプールの周りに巻き付けられる。それらをスプールに統合することにより、回転スプールと固定作動機構の間のねじれバッファとして無駄になる大量の余分な鉗子／内視鏡を減少させる。スプールは、鉗子を引っ込めるためにバネで巻かれている。アセンブリを離れる前に、鉗子は、ドライブホイール／ギアとピンチホイール／ギアとを用いて、鉗子／内視鏡を前後に駆動するモータモジュールを通じてルーティングされる。スプールのバネ巻きにより、鉗子の一端が常にモータモジュールによって所定の位置に保持された状態で、鉗子がスプールに適切に巻き付けられた状態に保たれる。
【０１９７】
ここで図５３を参照すると、光ファイバを製造するシステムのためのプリフォームからファイバを引っ張るための例示的なステップが示されている。ファイバの形成は、何らかの形態の鉗子または針を用いて部分的に溶融したプリフォームを把持し、ファイバ引き出しアセンブリ（通常はリダイレクションプーリーと光学式マイクロメータを含む）を通してファイバを引き出し、スプールに取り付けて残りの大部分のファイバを引き出す。鉗子／針機構は、炉内のプリフォームに到達するまで、ファイバスプールとアセンブリの残りのコンポーネントを介して供給される。一旦、それが融解球に付着すると、収縮してファイバを形成し、アセンブリを通して引っ張られてファイバスプールに付着する。
【０１９８】
現在の先行技術のファイバ引き出し方法は、プリフォームの滴を把持し、切断してファイバをスプールに取り付けるための人間の使用を伴う。本明細書に開示される実施形態は、アセンブリにファイバプリフォームのみを供給し、アセンブリ内のプリフォームまたはファイバとの人間の相互作用なしに完全に巻かれたファイバのスプールを出力できる程度までそのプロセスを自動化するものである。これは、小規模で完全に自律的なファイバの製造に使用できる。したがって、実施形態を使用して、宇宙の環境で特殊なファイバを生成することができる。自律アセンブリは、かなりの時間自律的に実行できるプロセスを開始および終了するのに数秒しか要しない人間に比べて、コストを大幅に削減する。ファイバの形成は、部分的に溶けたプリフォームを把持するために鉗子または針を用いて行われ、その後、ファイバ引き出しアセンブリ（通常はリダイレクションプーリーと光学式マイクロメータを含む）を通してファイバを引き出し、スプールに取り付けて残りの大部分のファイバを引き出す。鉗子／針機構は、炉内のプリフォームに到達するまで、ファイバスプールとアセンブリの残りのコンポーネントを介して供給される。一旦、それが融解球に付着すると、収縮してファイバを形成し、アセンブリを通して引っ張られてファイバスプールに付着する。
【０１９９】
ここで図５４を参照すると、光ファイバを製造するシステムのプリフォームからファイバを引っ張るための例示的な位置合わせ機構が示されている。オブジェクトを把持するために鉗子を使用する場合、特にロボットで行う場合は、空中に浮遊させることが非常に重要である。これは鉗子の位置を決定する電磁石と光学ベースの手段で構成されたシンプルなリングである。せ磁石は、鉗子を特定の位置に引き寄せるために特別に通電され、タイトなガイドチューブを必要とせずに、その特定の領域に目的のターゲットに鉗子を整列させる。静電気力または少量の空気を用いる、同じ結果を作成する同様のリングを構築することもできる。
【０２００】
プリフォームからファイバを引っ張る従来技術の手順は、プリフォームの重量が溶融部分でネックになるように、プリフォームの中央で加熱を開始することである。ネッキングは、プリフォームのまだ固い部分を残し、残りの部分から引き抜かれると、ファイバがその間に形成される。次に、ファイバから滴を切り取り、そのファイバを引っ張る。この方法は、重力に依存しており、微小重力環境では機能しない。
【０２０１】
本明細書に示されるように、方法は、プリフォームの非常に先端を溶融して半溶融小球を生成することを提供する。この方法は、さらに、鉗子で掴むか、またはプリフォームの先端を針で刺すかのいずれかを提供する。この方法は、鉗子および針のうちの少なくとも一方を用いて、グロブからファイバを引っ張ることをさらに含む。次に、最初に引っ張ったファイバを使用して、プリフォームの残りを引っ張ってファイバにする。この方法は、廃棄物が少ないだけでなく、重力環境と非重力環境の両方で利用できる。これは、宇宙での製造に重要である。
【０２０２】
ここで図５５を参照すると、光ファイバを製造するためのシステム用のファイバスプール用の例示的なコンパクトな統合モータおよびキャプスタンアセンブリが示されている。この設計の目的は、ファイバを巻き取るためにキャプスタンを駆動するときに、未使用のスペースを減らすことにある。これは、宇宙で光ファイバを引っ張るなど、ボリュームが重要な場合に特に懸念される。以下は、キャプスタンの空き空間内にモータを統合し、キャプスタンアセンブリを左右に作動させるための同じアイデアのバリエーションである。キャプスタンは、本質的には、外側にリップがあり、内側にモータと他の物体の周りを自由に回転するための大きな薄型ベアリングを備えた中空のパイプである。
【０２０３】
図５５に示されるように、ファイバの引っ張りを目的とした様々な経路を通過する装置の様々なバリエーションが示されている。この経路は、炉１６０を通過するプリフォームを含む。この装置は、ファイバまたはファイバが形成されるベース材料のいずれかに自身を取り付けることを可能にする、グリッパまたはスピアまたはインターフェースを含むヘッドを有する。装置がそれ自体を取り付けたら、それをスプールまたは別の製造段階に移行する目的で、ファイバまたは材料を元の経路に介して移送できる。経路には、プーリーの通過および／またはガイドの通過が含まれる。さらに図示されているように、開始位置と最終的な終了位置がある。
【０２０４】
ここで図５６を参照すると、光ファイバを製造するシステムの鉗子設計の例示的な実施形態が示されている。いくつかの態様では、装置は、装置自体の中にファイバをカプセル化する追加機能を備えている。これは、製造段階の分離、製造ミスからの廃棄物の回収、移行段階での一時的な保持につながる。この機能は装置に固有のものであり、断続的、一時的、または永続的な方法で環境の他の部分から分離してもよい。この装置は、車を移動したり内視鏡を作動させたりするためのリンクケーブルと同様の方法で作動させることができ、外側セクションとは独立して並進する内側セクションがある。環境との関係の変化を可能にし、自身を隔離する能力を付与するのは、この相対的な動きである。さらに図５３に示されるように、グリッパまたは鉗子はファイバを把持することができる。同様に図示されているように、グリッパは、ファイバに係合する複数の異なる端部を有していてもよい。
【０２０５】
したがって、図５６に示されるように、装置、グリッパまたは鉗子は、円形、歯付き、凹み、または特定のプロファイル形状など、所望のグリップタイプに依存する様々な内部形状を備えてもよい。装置は、ハウジング内にもある内側部材に直接取り付けられてもよく、開閉機能を規定するハウジングに対して装置を物理的に押したり引いたりするために用いられる。この直接の物理的な動きは、非限定的な例として、機械的接続流体（例えば、水、油、または空気）を押すピストン、または蓄積されたエネルギ力の適用、圧縮または伸張されたバネの解放によるものである。この装置は、内部ハウジングを環境、圧力／温度搬送流体（オイル、クーラント、空気など）から隔離するために、あるいは、環境から所望の要素／材料を収容するために用いられる。
【０２０６】
別の実施形態では、装置は、電気的および／または外部の機械的力で作動してもよい。
【０２０７】
ここで図５７を参照すると、光ファイバを製造するためのシステムのプリフォームからのファイバの引き抜きを開始するための鉗子制御設計の例示的な実施形態が示されている。いくつかの実施形態では、装置は、異なる構成で開いたり閉じたりして作動させることができ、構成により、ファイバタイプ材料またはファイバ自体を生成できる材料にそれ自体を把持、取り付け、圧縮、拡張する目的で、さまざまなまたは設定された量の力を加えることが可能である。装置は、装置を圧縮／拘束するハウジングを介した平行移動によって作動されてもよい。装置がハウジングを通過する際にハウジングがこの圧縮のため、装置は、通電されてもよい。これにより、装置が材料に与えることができる保持動作が可能になる。装置は、単一の部材／コイルまたは多くの指タイプの器具またはコイルで構成できる。
【０２０８】
いくつかの実装形態では、ヘッドアタッチメントを備えたチューブ部材がそれ自体を材料に取り付けてから、指定された経路に沿ってスプーリングシステムへファイバを引っ張ってもよい。ヘッドアタッチメントは材料を解放し、材料は巻き取られるか、または、材料はスプール機構で把持され、ヘッドアタッチメントを作動させるか、スプーリングメカニズムを用いてチューブ部材のヘッドからファイバを破壊することにより、チューブ部材からファイバを解放する。この方法では、非限定的な例として、チューブ機構を利用して、ファイバが破損したり詰まったりした場合にメンテナンス作業を実行したり、システムをクリアしてリセットしてファイバを再び引っ張ってダウンタイムを最小限にする。
【０２０９】
いくつかの実施形態では、エネルギ貯蔵装置は、ファイバの位置に関する集中化の問題を制限してもよい。この方法では、装置が解放されると、ファイバを取り囲む領域が開き、その後、アクティブ化されて、装置がファイバを取り囲んで閉じることができる装置を用いる。これにより、ファイバがトラップまたは把持され、次いで、装置はファイバを市販の光ファイバ品質のファイバに効果的に引き込むことができる。
【０２１０】
製造システムに固有ではない操作や、人間／外部の介入なしに、光ファイバグレードの材料を自律的に引き出す方法を示すフローチャートが提供される。この方法は、引っ張られる材料にヘッドアタッチメントを有するチューブ部材を取り付けることを含む。この方法は、スプールシステムへの指定された経路に沿って材料を引くことも含む。この方法は、材料がスプール機構に巻き取られるときに材料を解放することをさらに含む。
【０２１１】
この方法は、スプール機構で材料を把持して、材料をスプールシステムに巻き取るステップをさらに含む。方法は、チューブ部材を作動させること、およびスプール機能を用いることによってチューブ部材のヘッドからファイバを破壊することのうちの少なくとも一方によって、チューブ部材から材料を解放することをさらに含む。この方法は、ファイバが破損したり詰まったりした場合に、システムをクリアしてリセットし、ファイバを再び引っ張ってダウンタイムを最小限に抑えるべく、メンテナンス作業を実行し、チューブ機構を利用することができる。
【０２１２】
ファイバの位置に関する集中化の問題を排除する、蓄積エネルギ装置を利用してファイバを把持する方法も可能である。この方法では、装置が解放されると、ファイバを取り囲む領域が開き、その後、アクティブ化されて、装置がファイバを取り囲んで閉じることができる装置を用いる。これにより、ファイバがトラップまたは把持され、次いで、装置はファイバを市販の光ファイバ品質のファイバに効果的に引き込むことができる。
【０２１３】
密閉された環境を外部要素から密閉する別の方法が開示されている。この方法は、密閉された容積と外部環境の間の障壁として機能する加圧チャネルのシステムを提供する。このシステムは、それらを分離するボイドまたはバリアを持つ２つ以上のシーリング要素で構成される。このバリアは、内部環境を外部環境から隔離する不活性ガスまたは流体で加圧される。これは、密閉された容積を封じ込めるのに役立ち、外部環境が内部容積に引き起こす可能性のある汚染問題を軽減する。超清浄な雰囲気を必要とする材料の製造に用いることができる。これは、シール間の高圧領域から内部環境と外部環境の両方への拡散を特定の方法で指示することで実現できる。この制御された拡散は、外部の汚染物質から清潔な内部環境を保護し、環境が清潔であり続けることができる時間を延長する。
【０２１４】
この方法は、自己維持システムを作成し、２つ以上のシールの間のゾーンを加圧する内部コンプレッサによって補完されてもよい。シーリング要素自体は、それらを活性化するのに役立つ外部サポート、流体またはガスを介して加えられる圧力、エンクロージャによる圧迫、封止を押すスプリングタイプの要素、指定されたチャネルの封止の摩擦／圧入、スプリング埋め込み自己通電するための封止、封止に入力される機械的負荷、封止に実際に通電する方法を有してもよい。次に、密閉システムの間に真空を引き込んで、外部環境と内部環境の間の拡散を制限する。金属、機械、エラストマ、非弾性ポリマ、熱可塑性、熱硬化性、複合材、またはその他のタイプの封止と、加圧封止の概念と真空封止の概念との任意の組み合わせ。
【０２１５】
いくつかの実装形態では、密閉された容積と外部環境との間の障壁として機能し得る加圧チャネルのシステムを利用して、密閉された環境を外部要素から密閉することができる。このシステムは、それらを分離するボイドまたはバリアを持つ２つ以上のシーリング要素で構成される。このバリアは、内部環境を外部環境から隔離する不活性ガスまたは流体で加圧する。バリアは、密閉された容積を封じ込めるのに役立ち、外部環境が内部容積に引き起こす可能性のある汚染の問題を軽減する。このシステムは、シール間の高圧領域から内部環境と外部環境の両方に特定の方法で拡散を誘導するなど、超清浄雰囲気を必要とする材料の製造に用いられる。拡散を制御することで、清潔な内部環境を外部の汚染物質から保護し、環境を清潔な状態に保つ時間を延長できる。
【０２１６】
この方法は、自己維持システムを作成し、２つ以上のシールの間のゾーンを再加圧する内部コンプレッサによって補完されてもよい。この方法では、シーリング要素間を真空にしてもよい。シーリング要素自体は、それらを活性化するのに役立つ外部サポート、流体またはガスを介して加えられる圧力、エンクロージャによる圧迫、封止を押すスプリングタイプの要素、指定されたチャネルの封止の摩擦／圧入、スプリング埋め込み自己通電するための封止、封止に入力される機械的負荷、または、封止に通電する他の方法を有してもよい。密閉システムの間に真空を引き込んで、外部環境と内部環境の間の拡散を制限する。いくつかの態様では、この方法は、金属、機械、エラストマ、非弾性ポリマ、熱可塑性、熱硬化性、複合材、または他のタイプの封止と、加圧および真空封止との概念の組み合わせを利用してもよい。
【０２１７】
ここで図５８Ａおよび５８Ｂを参照すると、光ファイバを製造するためのシステムにおける例示的な環境制御ユニットが示されている。図５８Ａは、ファンまたはポンプ（黒で示されている）が取り付けられた金属ハウジング５５Ａを含むＥＣＵを示している。図５８Ｂは内装を示している。いくつかの実施形態では、ＥＣＵの内部は、活性炭フィルタ（またはカーボンブラックフィルタ）およびＨＥＰＡフィルタを含むことができ、これらは汚染物質から空気を浄化する。モレキュラシーブは、空気を除湿する一連のメッシュとバッフルに含まれている。モレキュラシーブは、空気を単一のＰＰＭ範囲まで乾燥させる。このサブシステムは、ユニット操作の前、ベークアウト中に環境から残留湿度を乾燥させるため、およびアウトガスの空気をろ過するための操作の間に使用される。例えば、円筒形状のチューブ形状システムを含む、ボックス形状以外の形状が用いられてもよい。これらにより、飛行システムに必要なものに基づいて、ユニットのフォームファクタを変更可能とする。
【０２１８】
いくつかの実装では、湿気のあるガス環境の洗浄（scrubbing）／清掃（cleaning）は、封じ込められた環境での光ファイバ材料の製造可能性を高める。いくつかの態様では、環境流体をフィルタ膜に通し、次に分子ふるいに通し、環境に戻す環境流体の引き出し（引っ張る）／押し出しは、自律的であり、閉じたシステムに固有のものであり得る。クローズドシステムを用いることにより、流体の環境品質を確保し、光ファイバ材料の製造における欠陥（imperfections）／欠陥（defects）の可能性を制限する。システムは、環境内の湿度を感知し、設定された望ましいレベルを超えるとオンになる。製造環境は、外部の環境要素から隔離される。
【０２１９】
図６５は、本明細書に開示される実施形態を実装するために使用され得る処理システムのコンピューティング機能を示すブロック図を示す。図８〜３０に提供される方法は、堆積プロセスにおけるリアルタイムの監視およびフィードバックを提供するために、以下に開示されるコンピューティング機能１０００に関連して用いられる。複数のセンサは、制御が提供され得る本明細書に開示される方法に関して本明細書に提供される補正用途により使用されるデータを提供する。
【０２２０】
すべての場合において、コンピューティング機能１０００は、１つ以上の物理的および有形の処理メカニズムを表す。コンピューティング機能１０００は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１００２および読み取り専用メモリ（「ＲＯＭ」）１００４などの揮発性および不揮発性メモリ、ならびに１つまたは複数の処理デバイス１００６（例えば、１つ以上の中央処理装置（ＣＰＵ）、１つ以上のグラフィカル処理装置（Ｇｕｓ）など）を備える。コンピューティング機能１０００は、オプションとして、ハードディスクモジュール、光ディスクモジュールなどの様々なメディアデバイス１００８も備える。コンピューティング機能１０００は、処理装置１００６がメモリ（例えば、ＲＡＭ１００２、ＲＯＭ１００４など）によって維持される命令を実行するときに上記で特定された様々な動作を実行する。
【０２２１】
命令および他の情報は、静的メモリ記憶装置、磁気記憶装置、および光学記憶装置を含む、これらに限定されない任意のコンピュータ可読媒体６１０に格納されてもよい。「コンピュータ可読媒体」という用語は、複数の記憶装置も包含する。すべての場合において、コンピュータ可読媒体１０１０は、何らかの形の物理的および有形の実体を表す。限定ではなく例として、コンピュータ可読媒体６１０は、「コンピュータ記憶媒体」および「通信媒体」を含んでもよい。
【０２２２】
「コンピュータ記憶媒体」は、コンピュータ可読命令、データ構造、プログラムモジュール、または他のデータなどの情報を記憶するための任意の方法または技術で実装される揮発性および不揮発性、取り外し可能および取り外し不能媒体を含む。コンピュータ記憶媒体は、例えば、限定ではないが、ＲＡＭ１００２、ＲＯＭ１００４、ＥＰＳＯＭ、フラッシュメモリ、または他のメモリ技術、ＣＤ−ＲＯＭ、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）、または他の光学ストレージ、磁気カセット、磁気テープ、磁気ディスクストレージ、またはその他の磁気ストレージデバイス、または目的の情報を格納するために使用でき、コンピュータからアクセスできるその他のメディアであってもよい。
【０２２３】
「通信媒体」は、典型的には、コンピュータ可読命令、データ構造、プログラムモジュール、または搬送波または他の輸送機構などの変調データ信号内の他のデータを含む。通信媒体は、任意の情報配信媒体も含んでもよい。「変調データ信号」という用語は、信号内の情報をエンコードするように設定または変更された特性の１つまたは複数を持つ信号を意味する。例として、限定ではないが、通信媒体は、有線ネットワークまたは直接有線接続などの有線媒体と、音響、ＦＲＯ、赤外線、および他の無線媒体などの無線媒体を含む。上記のいずれかの組み合わせもコンピュータ読み取り可能な媒体の範囲内に含まれる。
【０２２４】
コンピューティング機能１０００は、さまざまな入力を（入力モジュール１０１４を介して）受け取り、さまざまな出力を（１つ以上の出力モジュールを介して）提供するための入出力モジュール１０１２も備える。１つの特定の出力モジュール機構は、プレゼンテーションモジュール１０１６および関連するグラフィックユーザインターフェース（「ＧＵＩ」）１０１８であってもよい。コンピューティング機能１０００は、１つ以上の通信コンジット１０２２を介して他のデバイスとデータを交換するための１つ以上のネットワークインターフェース１０２０も含んでもよい。いくつかの実施形態では、１つ以上の通信バス１０２４が、上記のコンポーネントを通信可能に一緒に結合する。
【０２２５】
通信コンジット（１つまたは複数）１０２２は、任意の方法で（例えば、ローカルエリアネットワーク、ワイドエリアネットワーク（例えば、インターネット）など、またはそれらの任意の組み合わせで）実装されてもよい。通信コンジット１０２２は、任意のプロトコルまたはプロトコルの組み合わせによって管理される、ハードワイヤードリンク、無線リンク、ルーター、ゲートウェイ機能、ネームサーバーなどの任意の組み合わせを含んでもよい。
【０２２６】
代替的または追加的に、本明細書で説明される機能のいずれかは、少なくとも部分的に、１つ以上のハードウェア論理コンポーネントによって実行されてもよい。例えば、使用可能なハードウェアロジックコンポーネントの例としては、フィールドプログラマブルゲートアレイ（Fogs）、特定用途向け集積回路（Asics）、特定用途向け標準製品（Asps）、Ｓｙｓｔｅｍ−ｏｎ−ａ−チップシステム（Ｓａｃｓ）、Ｃｏｍｐｌｅｘ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｌｏｇｉｃ  Ｄｅｖｉｃｅｓ（Ｃｏｌｄｓ）などがあるが、これらに限定されない。
【０２２７】
本明細書で使用される「モジュール」および「コンポーネント」という用語は、一般に、ソフトウェア、ファームウェア、ハードウェア、またはそれらの組み合わせを表す。ソフトウェア実装の場合、モジュールまたはコンポーネントは、プロセッサで実行されたときに指定されたタスクを実行するプログラムコードを表す。プログラムコードは、非一時的デバイスとしても知られる、１つ以上のコンピュータ可読メモリデバイスに保存されてもよい。本明細書で説明する実施形態の特徴は、プラットフォームに依存せず、つまり、この手法は、さまざまなプロセッサ（例えば、セットトップボックス、デスクトップ、ラップトップ、ノートブック、タブレットコンピュータ、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）、携帯電話、スマートフォン、ゲーム機、ウェアラブルデバイス、モノのインターネットデバイスなど）を備えた様々な商用コンピューティングプラットフォーム上で技術を実装できる。
【０２２８】
したがって、前述のように、システムは湿気の侵入を防ぐために密閉され、乾燥した環境で満たされる。この環境は、高効率微粒子空気（ＨＥＰＡ）フィルタ、カーボンブラックフィルタ、モレキュラシーブを通して空気を循環させるガスポンプ、または外部から新鮮な窒素を送り込むなどのその他の環境制御によって維持される。
【０２２９】
上記で開示されたように、システムは、密閉された箱に収容されてもよく、これは、システムのコンポーネントへのアクセスを制限する。いくつかの態様では、封止は、ハウジングの２つの部分間のエラストマ封止および封止材料間の真空封止などの複数の封止機構を備えてもよい。例えば、システムは、国際宇宙ステーションのエクスプレスラックに収まるように構成されていてもよいし、自由飛行する宇宙船で自立していてもよい。エクスプレスラックのスペースの制限により、プリフォームホルダに保管されて出荷されるプリフォームの１回の実行に生産が制限される可能性がある。自由飛行の宇宙船の場合、システムは、コンポーネントまたは消耗品をリロード、補充、または修理するメカニズムを備えていてもよい。いくつかの実施形態では、システムは、コンポーネントへの限定的または完全なアクセスを可能にしてもよい。例えば、ハウジングの一部を取り外して、コンポーネントまたは消耗品を修理、交換、または補充するために手動でアクセス可能としてもよい。別の非限定的な例として、アクセスは、プリフォームやスプリング材料などの消耗品を補充すること；光ファイバのスプールなどの成果物を取り除き、廃棄物収集器から余分な廃棄物を取り除くことに限定されてもよい。
【０２３０】
このプロセスは、大径のプリフォームを利用し、プリフォームを粘性状態になるまで加熱し、プリフォームの端に張力を加えることで開始してもよい。この張力により、プリフォームのセクションの直径が小さくなり、「ネック」が形成される。このネックから、小さなファイバを引き出してスプールに取り付けてもよい。巻き取り速度を変更することで、ファイバの直径を制御してもよい。コーティングシステムは、ガラスにポリマ層を塗布し、表面の亀裂を壊すことなく曲げることが可能となる。標準的な重力条件では、プリフォームの底部の重量により加熱されたプリフォームが自然に引き落とされるため、重力がネックを自動的に形成することでプロセスを支援する。微小重力では、重力の影響は無視でき、引き出しプロセスは自動化される。
【０２３１】
プリフォーム収容および供給システムは、複数の温度センサを含む温度プローブも保持する。このプローブを使用して、炉の熱環境をマッピングし、プリフォームの加熱をシミュレートする。これは、熱環境が標準の重力条件と異なる場合がある微小重力では特に重要である。いくつかの実施形態では、ファンの使用により、微小重力で伝導熱プロファイルをシミュレートしてもよい。
【０２３２】
プリフォーム収容および供給システムは、プリフォームを把持するために用いて、その後、プリフォームはより冷たい周囲環境から炉の内部に移動される。炉は、プリフォームを正しい温度に加熱し、開始／停止サブシステムは、加熱されたプリフォームからファイバを引き出す。このシステムは、打ち上げ時にプリフォームが挿入されるいくつかのフォーム保護スリーブを用いて、プリフォームが打ち上げプロセスに耐えることを保証する。加速度計は、引き出し中のプリフォームの振動を監視するためにプリフォームホルダに取り付けられてもよい。
【０２３３】
炉は、プリフォームの加熱環境を作成するために用いられる。この環境では、特定のセクションでプリフォームの粘度が低下し、プリフォームをファイバに引き出すことを可能とする。炉は円筒形で、炉の上部に開口部があり、プリフォームを挿入することができ、底部に開口部があり、生成されたファイバをスプーリングシステムに引き寄せることを可能とする。
【０２３４】
炉は、プリフォームの加熱環境を作成するために用いられる。この環境では、特定のセクションでプリフォームの粘度が低下し、プリフォームをファイバに引き出すことを可能とする。炉は円筒形で、炉の上部に開口部があり、プリフォームを挿入することができ、底部に開口部があり、生成されたファイバをスプーリングシステムに引き寄せることを可能とする。
【０２３５】
開始／停止サブシステムは、プルプロセスの開始と終了の一般的な名称である。サブシステムは、スプールサブシステムと広範囲にインターフェースする。システムは、プリフォームの溶融端を突くか、底部の大きな部分を引っ張ることにより、プリフォームのネッキングプロセスを開始する。ネックが形成されたら、廃棄物を廃棄し、サブシステムを使用してシステム全体にファイバを引き込み、最終的にファイバをスプールに取り付ける。このプロセスには、いくつかの異なる索引機、切断アセンブリ、アイリスを用いることができる。
【０２３６】
現在の設計は、プリフォームに取り付けられたマウントに挿入するグラバー機構を有する。プリフォームがホットスポットに挿入されると、グラバーはプリフォームに挿入され、１Ｇの重力をシミュレートして一定の力を加える。次に、グラバーは、材料の底部チャンクを引っ張り、元に戻し、その後、メインファイバストランドから残留物を切り取る。その後、アイリスとピンチホイールは、ファイバストランドの周りを閉じ、システムの残りの部分を通過するのに適切なサイズになるまでファイバを廃棄物ビンに挿入する。内視鏡鉗子は、スプールの後ろからクランプと２つのリダイレクトアセンブリを通って延び、プリフォームから引き出されたカットファイバの終端を把持する。その後、鉗子は、このファイバをシステムを通してスプールに引き戻し、そこでファイバが取り付けられる。その後、ファイバの引き出しを開始できる。
【０２３７】
引っ張りを停止するには、プリフォームの供給を停止し、ファイバを切断するか、ネックで切断する。スプールは、この緩んだファイバをシステムに引き込み続け、スプールに固定され、再入まで安全に保管される。いくつかの態様では、ごみや廃棄されたファイバが廃棄物収集器に引き込まれるか、廃棄物収集器に配置されてもよい。
【０２３８】
直径センサは、炉の下に取り付けられており、炉から出てくるファイバの直径を測定するために用いられる。直径センサは、アクティブ制御ループで用いられ、引き出し速度を制御する。直径が正しくない場合、公称直径を達成するために適切な速度に達するまで、引き出し速度を上下する。
【０２３９】
索引機、スプリング、およびキャプスタンシステムには、設計上の大きな自由度がある。プリフォームに張力をかけるために、異なるステッピングモータとＤＣモータを用いることができる。熱と結合すると、プリフォームのこの張力により、プリフォームがファイバに引き込まれる。ＤＣモータとそれに付随するスプールの速度を変更することにより、ファイバの直径を変更できる。ファイバ索引機をスプールの前に用いて、ファイバを巻き取らずに引っ張ることができ、一方、モータによって回転する大きなスプールは、主な引っ張り力を加えることができる。スプールの回転速度を直接変更することで、ファイバの直径を制御でき、スプールまたはスプールの前にある回転ホイールを動かすことで、ファイバを一定のパターンに重ねることができる。
【０２４０】
張力センサは、リダイレクトアセンブリに統合されている。このセンサは、ラインの張力を測定することで、安定した引張力を確保するために、正しい設定でファイバが引き出されていることを確認することを助ける。いくつかの実施形態では、電気部品の一部は、制御された環境の外部にあってもよい。いくつかの態様では、ポット隔壁継手（potted bulkhead fittings）は、汚染物質への露出を制限した電気的な通過を可能にする。
【０２４１】
ＥＣＵは、引き出し操作が発生していないときに環境を維持するために用いられる。これは、フィルタを利用して、環境内の不活性ガス雰囲気から粒子、揮発性物質、および湿度を除去する。現在のベースラインは、ファンを用いて、ＨＥＰＡフィルタと活性炭を通して空気を吸い込む。この空気は、モレキュラシーブを通過して、シーブを通る流れに対する長い経路を作成するバッフルで、押し出される。したがって、周囲環境は、完全に水を清潔にろ過することができる。環境内に配置された温度および圧力センサは、指定または必要な許容範囲内にあることを確認する。湿度センサは、容積することが内の水分量を監視する。
【０２４２】
いくつかの態様では、プリフォームホルダは、ソリッドステートリボルバー構成を備えてもよく、プリフォームホルダは、プリフォームおよび少なくとも１つの温度プローブを回転させてもよい。いくつかの実施形態では、プリフォームホルダは、マガジン設計を備えてもよく、以前のプリフォームが廃棄されると新しいプリフォームが所定の位置に移動する。マガジンの構成によっては、個別の温度プローブ機構により、マガジンの設計とは関係なく再利用可能な温度プローブを挿入でしてもよい。いくつかの態様では、使い捨て温度プローブをマガジンに統合してもよく、温度プローブの残骸を廃棄物収集器に誘導してもよい。
【０２４３】
いくつかの態様では、非限定的な例として、廃棄物収集器は、空気および残骸を廃棄物収集器に引き込むか、または空気を導いて残骸の損失を制限する障壁を作り出すファンを備えてもよい。廃棄物収集器は、微小重力条件などで残骸の逃げを制限してもよい、方向性のある毛を備えてもよい。
いくつかの実施形態では、廃棄物収集器は、炉の長さを延長してもよく、炉の前後でプリフォーム廃棄物を収集してもよい。例えば、炉の後に、収集されたファイバは、収集可能なファイバパラメータに入らない部分を切り取られてもよく、炉の前に、プリフォームスタブがプリフォームホルダから排出されてもよい。
【０２４４】
いくつかの態様では、廃棄物収集器は、システムに対する損傷または収集中のファイバの破損に起因する可能性のある、他の固定されていない残骸を収集してもよい。残骸は、ハウジングのベースまたは壁に埋め込まれた一連の通気口とダクトを備えた統合気流システムを介して廃棄物収集器に送られる。気流システムは、環境内の空気の効率的な循環を可能にし、浮遊残骸を廃棄物収集器に向けるなど、気流を向かわせることを可能とする。
【０２４５】
サブシステムは、複数のプリフォームを保持するためのいくつかの異なる実施形態を備えてもよい。ソリッドステートリボルバーを用いてプリフォームを円形に保持するものもあれば、スプリングまたはモータを用いてプリフォームを所定の位置に移動させる異なるマガジン設計を使用するものもある。
【０２４６】
いくつかの態様では、プリフォームは、プリフォームからの最初のファイバの引き出しを促進するスタータ先端を備えてもよい。先端は、真空封止された先端を備えてもよく、プラスチック製のグリップがプリフォームの端部に取り付けられてもよい。グラバーは、プラスチックに直接係合しても、フックやループなど、プラスチックに埋め込まれた先端に係合してもよい。引き出しが開始されると、先端は、炉の後にカッターで取り外されてもよい。いくつかの実施形態では、スタータ先端は、プリフォームの端部から研削されてもよい。例えば、プリフォームの端部は、グラバーがラッチするノッチを含んでもよい。いくつかの態様では、プリフォームは微小重力で製造されてもよい。例えば、低地球軌道でのプリフォームおよび光ファイバの製造は、追加のプリフォームのより迅速な配送を可能にする。
【０２４７】
さらに、上述したセンサのいずれか１つからのデータは、ビルド位置から堆積システムの高さを決定すべく第１センサからの測定値を受信するためにプロセッサおよびプロセッサ実行可能命令が有形記憶媒体に格納されている、ディスペンサ１４２、２１０の少なくとも配置を決定するために、コンピューティング機能１０００に提供されてもよい。
【０２４８】
したがって、上記で提供されたように、本明細書に記載のシステムは、湿気の侵入を防ぐために密閉され、乾燥環境で満たされている。この環境は、高効率微粒子空気（ＨＥＰＡ）フィルタ、カーボンブラックフィルタ、モレキュラシーブを通して空気を循環させるガスポンプ、または外部から新鮮な窒素を送り込むなどのその他の環境制御によって維持できる。
【０２４９】
一実施形態は、ファイバが引き出されるプリフォームのコーティングを提供する。この方法では、ファイバが製造されるときに、ファイバとコーティングを１つのユニットとして引っ張ります。いくつかの実施形態では、ＺＢＬＡＮプリフォームは、熱収縮チューブで包まれてもよい。実装によっては、同様のプロセスを用いて異なる素材をラップしてもよい。
【０２５０】
いくつかの態様では、ファイバが被覆される前にファイバを急速に冷却するために、冷却システムが直径センサの下に統合されてもよい。一実施形態では、ファイバに空気を通過させることによりファイバを冷却する、ファイバに対して垂直に配置された空気ポンプまたはファンの使用が適用されてもよい。ファイバの長さに沿って空気を送るために、ブレードのないファンを用いてもよい。また、ローリングピン（rolling pins）でファイバに触れて、ファイバから伝導性の熱経路を作成することも可能である。
【０２５１】
コーティングシステムには、いくつかのアプローチがある。１つには、テフロン（登録商標）または他のポリマの特定のグレードは、プリフォームに事前に塗布して溶かすことができるので、まったく必要ない場合がある。加圧ダイなどの従来のコーティング方法を用いると、ＵＶ硬化ランプと組み合わせた場合に必要なコーティングを提供できる。いくつかの態様では、材料の加圧スプレーを用いて、限られた空間でファイバをコーティングしてもよい。
【０２５２】
いくつかの態様では、ファイバは、１つまたは複数のコーティング材料でファイバをコーティングするコーティングカップを通して引き出され、その後、硬化ランプを通過するようにしてもよい。コーティングを塗布する他の方法には、毛細管現象または音波浮揚が含まれる。硬化ランプは、コーティングカップの間に配置してもよい。これにより、ウェットまたはドライコーティング、あるいはウェットオンウェットコーティングが可能になり、また、硬化ランプは最終コーティングカップの後に配置されてもよく、これにより、ウェットオンウェットコーティングを制限するようにしてもよい。いくつかの態様において、コーティングは、カスタマイズ可能であってもよく、コーティング材料は、プロジェクトの特定の要求に基づいて統合されてもよい。
【０２５３】
いくつかの態様では、システムは、炉の後に配置できる直径センサを備えてもよい。直径センサは、プリフォームから引き出される際に、引き出されたファイバの直径を監視する。いくつかの実施形態では、複数の直径センサが、製造プロセス全体を通して引き出されたファイバの直径を監視してもよい。例えば、炉が透明部分を含む場合など、第１直径センサは、初期引き出し点に近接した位置でファイバの直径を監視してもよい。第２直径センサは、ファイバが炉を出るときにファイバの直径を監視してもよい。第３直径センサは、システム内の別のポイントに位置してもよく、第３直径センサは、追加の品質管理のためにファイバを監視してもよい。
【０２５４】
プリフォームをプレコートする場合、直径センサは、表面データからの測定値に基づく。例えば、マイクロメータは、同心度と直径を決定できるレーザを備えてもよい。コーティングがなければ、ファイバは透明になり、直径センサは、ファイバの透明度を監視するなど、表面データと内部データを利用してもよい。
【０２５５】
いくつかの実施形態では、システムは、鉗子によって引っ張られているファイバの張力を監視することができる張力センサを備えてもよい。突然の張力の低下は、破損を示している可能性があり、張力の増加は、破損に先行する場合がある。監視対象データは、システムコンポーネントによるアクションを促してもよい。例えば、破損によりファイバの引き込みを停止し、次のプリフォームへの変更を促してもよい。また、破損すると、ファンが浮遊ゴミを廃棄物収集器に誘導するように促すようにしてもよい。
【０２５６】
いくつかの態様では、システムの輸送中にいくつかのセンサがアクティブになってもよく、アクティブなセンサは、システムに悪影響を与える可能性があるしきい値レベルの状態を監視してもよい。非限定的な例として、打ち上げ中に加速度計をアクティブにして、プリフォームの損傷やサブシステムの炉やスプールとの位置合わせからの脱落など、システムに損傷を与える可能性のある振動レベルのしきい値を監視してもよい。一部の態様では、環境センサを定期的にアクティブにして、条件が予め定義されたパラメータ内に留まるように確保してもよい。
【０２５７】
例えば、システムがオープンな倉庫に保管されている間、温度および湿度センサが１０日ごとにアクティブになってもよい。センサがアクティブになったときにデータを送信し、また、ロジスティックチェックポイントでデータにアクセスするようにしてもよい。例えば、湿度データは、打ち上げ前にアクセスされる場合があり、環境を窒素で洗浄するなど、システムを後退させる機会があってもよい。インストールまたは打ち上げの前にセンサデータにアクセスすることで、破損したシステムのインストールまたは打ち上げを制限するようにしてもよい。
【０２５８】
いくつかの実装形態では、システムは、システム内のコンポーネントのより正確な操作を可能にするガントリーシステムを備えてもよい。システムは、コンポーネントまたはハウジングの損傷を監視するセンサを備えてもよい。ガントリーシステムの修復アームは、穴や切り傷を修復するために装備されていてもよい。例えば、エポキシやモノマーを塗布してから、ＵＶや熱にさらすなどの硬化メカニズムを適用してもよい。別の例として、アームが小さな穴を溶接するようにしてもよい。いくつかの態様では、システムは、汚染センサを備えてもよく、修復アームは、生きている汚染物質を殺すためにセクションをＵＶに曝してもよい。
【０２５９】
いくつかの態様では、スプール機構は、内部モータを備えてもよく、スプールは、モータの周りを回転してもよい。いくつかの実施形態では、スプール部分は、取り外し可能および交換可能であってもよい。例えば、一杯になると、スプール部分を取り外してそのスプールで輸送してもよい。いくつかの実装では、ファイバは、より安価またはより効率的な二次スプールに転送されてもよい。
【０２６０】
スプールが交換可能な場合、システムは、スプールのバッチで出荷または打ち上げられてもよい。例えば、システムがアクセス可能である場合、スプールは、手動または自動で交換されてもよい。いくつかの態様では、自由飛行する宇宙船などのシステム内で出荷するために、すべてのスプールを取り外して保管してもよい。スプールが別々に保管および／または出荷される場合、それらは折り畳まれても組み立てられてもよい。スプールは、スプールを形成するために互いに接続または嵌合する３つの平坦部分で構成される。いくつかの態様では、スプールは、現場で印刷されてもよく、それにより、要求に応じてスプールの現地製造が可能になる。
【０２６１】
スプールは、ファイバ端をスプールに固定できるキャッチ機構を備えてもよい。いくつかの態様では、キャッチ機構は、磁気駆動式またはばね駆動式のグリップを備えていてもよい。例えば、所定の量のファイバがスプールに接触すると、グリップがトリガされるようにしてもよい。別の例として、鉗子とファイバの一方または両方によって加えられる所定の圧力量に基づいて、グリップをトリガしてもよい。さらに別の例では、グリップは、制御機構によってトリガされてもよい。
【０２６２】
いくつかの態様では、スプールの表面は、受動的な把持材料または表面を備えてもよい。光ファイバは、特に最初の巻き取り段階では繊細である可能性があり、これは小さな直径で巻き付く場合があり、キャッチ方法がこの脆弱性の原因となる。例えば、スプールは、ファイバが巻き取られるときにファイバに係合することができる摩擦ロックまたはＶキャッチを備えてもよい。別の例として、スプールの表面は、柔らかいゴム、ワックスペーパ、エポキシ、またはテープなどの粘着性材料を含んでもよい。粘着性材料は、スプール表面に固有のものであっても、ファイバが巻き取られるときに適用されてもよい。例えば、ファイバが巻き付くスプールの部分に両面テープを貼り付けてよい。テープ片は、事前にカットされているか、テープディスペンシングユニットから切り取られていてもよい。システムが補充可能な材料の長期使用を目的としている場合、テープの実施形態は、実用的であり、簡単かつ安価に補充することができる。
【０２６３】
温度および圧力センサは、ＮＡＳＡなどの宇宙発射機関または企業が必要とする特定の許容範囲内にあることを保証するために、環境内に配置されている。湿度センサは、容積内の水分量を監視する。最後に、加速度計をプリフォームホルダに取り付けて、引き出し中のプリフォームの振動を監視する。
【０２６４】
別のオプションは、ファイバが引き出されるプリフォームをコーティングすることある。この方法では、ファイバが製造されるときに、ファイバとコーティングを１つのユニットとして引っ張る。いくつかの実施形態では、ＺＢＬＡＮプリフォームは、熱収縮チューブで包まれてもよい。実装によっては、同様のプロセスを用いて異なる素材がラップされてもよい。
【０２６５】
いくつかの態様では、ファイバがコーティングされる前にファイバを急速に冷却するために、冷却システムが直径センサの下に統合されてもよい。現在の設計では、ファイバに垂直に配置されたエアポンプまたはファンを用いており、空気を通過させることでファイバを冷却する。ブレードのないファンを用いて、ファイバの長さに沿って空気を送るようにしてもよい。ローリングピンでファイバに触れて、ファイバから伝導性の熱経路を作成するようにしてもよい。
【０２６６】
コーティングシステムには、いくつかのアプローチがある。１つには、テフロン（登録商標）または他のポリマの特定のグレードは、プリフォームに事前に塗布して溶かすことができるので、まったく必要ない場合がある。加圧ダイなどの従来のコーティング方法を用いると、ＵＶ硬化ランプと組み合わせた場合に必要なコーティングを提供できる。いくつかの態様では、材料の加圧スプレーを用いて、限られた空間でファイバをコーティングしてもよい。
【０２６７】
いくつかの態様では、ファイバは、１つまたは複数のコーティング材料でファイバをコーティングするコーティングカップを通して引き出され、その後、硬化ランプを通過するようにしてもよい。コーティングを塗布する他の方法には、毛細管現象または音波浮揚が含まれる。硬化ランプは、コーティングカップの間に配置してもよい。これにより、ウェットまたはドライコーティング、あるいはウェットオンウェットコーティングが可能になり、また、硬化ランプは最終コーティングカップの後に配置されてもよく、これにより、ウェットオンウェットコーティングを制限するようにしてもよい。いくつかの態様において、コーティングは、カスタマイズ可能であってもよく、コーティング材料は、プロジェクトの特定の要求に基づいて統合されてもよい。
【０２６８】
本明細書で使用される用語は、特定の実施形態を説明することのみを目的としており、限定することを意図していない。本明細書で使用される単数形「ａ」、「ａｎ」、および「ｔｈｅ」は、文脈からそうでないことが明確に示されていない限り、複数形も含むことを意図している。さらに、詳細な説明および／または特許請求の範囲のいずれかで「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」、「有する（ｈａｖｉｎｇ）」、「有する（ｈａｓ）」、「有する（ｗｉｔｈ）」、またはその変形が使用される限り、そのような用語は、「含む」という用語と同様の方法で包括的である。さらに、特に明記しない限り、第１（ｆｉｒｓｔ）、第２（ｓｅｃｏｎｄ）などの用語の使用は順序や重要性を示すものではなく、第１（ｆｉｒｓｔ）、第２（ｓｅｃｏｎｄ）などの用語は要素を区別するために使用されます。
【０２６９】
特に定義されない限り、本明細書で使用されるすべての用語（技術用語および科学用語を含む）は、本発明の実施形態が属する当業者によって一般に理解されるのと同じ意味を有する。さらに、一般的に使用される辞書で定義されている用語などの用語は、関連技術の文脈での意味と一致する意味を持つと解釈されるべきであり、理想化されたまたは過度に形式的な意味で解釈されないことがさらに理解される。本明細書で明示的に定義されている。
【０２７０】
様々な開示された実施形態が上記で説明されたが、それらは限定ではなく例としてのみ提示されたことを理解されたい。本明細書に開示される主題に対する多数の変更、省略、および／または追加は、実施形態の精神または範囲から逸脱することなく、本明細書に開示される実施形態に従って行うことができる。また、実施形態の趣旨および範囲から逸脱することなく、その要素を均等物で置き換えることができる。さらに、特定の機能がいくつかの実装の１つのみに関して開示されている場合があるが、そのような機能は、任意の特定または特定のアプリケーションに望ましい、有利な他の実装の１つ以上の他の機能と組み合わせることができる。さらに、特定の状況または材料を実施形態の教示に適応させるために、その範囲から逸脱することなく、多くの修正を加えることができる。
【０２７１】
さらに、前述の要約の目的は、米国特許商標局および一般の人々、特に特許または法的用語または語法に精通していない関連技術の科学者、エンジニアおよび実務家が、この技術開示の天性と本質をざっと見てからすぐに決定できるようにすることである。要約書は、いかなる形であれ本開示の範囲に関して限定することを意図していない。
【０２７２】
したがって、本明細書で提供される主題の幅および範囲は、上記で明示的に説明された実施形態のいずれによっても制限されるべきではない。むしろ、実施形態の範囲は、添付の特許請求の範囲およびそれらの均等物に従って定義されるべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１３Ｃ】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９−１】
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【図２９−２】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４Ａ】
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【図４４Ｂ】
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【図４４Ｃ】
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【図４５】
2020528863.tif 000054
【図４６】
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【図４７Ａ】
2020528863.tif 000056
【図４７Ｂ】
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【図４８Ａ】
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【図４８Ｂ】
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【図４９】
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【図５０Ａ】
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【図５０Ｂ】
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【図５０Ｃ】
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【図５１Ａ】
2020528863.tif 000064
【図５１Ｂ】
2020528863.tif 000065
【図５１Ｃ】
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【図５１Ｄ】
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【図５２Ａ】
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【図５２Ｂ】
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【図５２Ｃ】
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【図５３】
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【図５４】
2020528863.tif 000072
【図５５】
2020528863.tif 000073
【図５６】
2020528863.tif 000074
【図５７】
2020528863.tif 000075
【図５８Ａ】
2020528863.tif 000076
【図５８Ｂ】
2020528863.tif 000077
【図５９】
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【国際調査報告】
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