JP2004043264A - 光ファイバ、光ファイバ母材、光ファイバ母材の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】溶融紡糸時におけるコアの粘度がクラッドの粘度よりも高い組み合わせからなり、コアの非円、偏心が抑制された光ファイバ、光ファイバ母材および光ファイバ母材の製造方法を提供する。
【解決手段】コアロッド1内を減圧しつつ、コアロッド1を移動させながら加熱し、コアロッド1を収縮させて光ファイバ母材を得る光ファイバ母材の製造方法。コアロッド1を、その長手方向が鉛直方向となるように配し、コアロッド1の上部を第1の把持具5で把持し、コアロッド1の下部を第2の把持具6で把持し、コアロッド1を鉛直下方に移動させる際、第2の把持具6の移動速度を、第1の把持具5の移動速度の103%〜110%とする。
【選択図】 図1
【解決手段】コアロッド1内を減圧しつつ、コアロッド1を移動させながら加熱し、コアロッド1を収縮させて光ファイバ母材を得る光ファイバ母材の製造方法。コアロッド1を、その長手方向が鉛直方向となるように配し、コアロッド1の上部を第1の把持具5で把持し、コアロッド1の下部を第2の把持具6で把持し、コアロッド1を鉛直下方に移動させる際、第2の把持具6の移動速度を、第1の把持具5の移動速度の103%〜110%とする。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ファイバ、光ファイバ母材および光ファイバ母材の製造方法に関し、特に、コアは、純粋石英あるいは微量のフッ素および/またはゲルマニウムが添加された石英であり、クラッドはフッ素が添加された石英であるような、溶融紡糸時におけるコアの粘度がクラッドの粘度よりも高い組み合わせの光ファイバであって、コアの非円、偏心が抑制された光ファイバ、光ファイバ母材および光ファイバ母材の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、PCVD法、MCVD法によって光ファイバ母材を製造するには、水平に保持した石英管の内側にガラス材料の原料ガスを流通させながら、石英管の外側に設けた熱源を石英管の長さ方向に沿って往復移動させて石英管を加熱して、石英管の内壁にガラス微粒子を生成、堆積、透明化させた後、この石英管を加熱して収縮させて中実化する(以下、中実化する工程を「コラップス工程」とも呼ぶ。)ことにより、光ファイバ母材を得ている。
【0003】
上記コラップス工程としては、一般的に、酸水素バーナを用いた、以下のような2つの方法がある。
1つの方法では、まず、ガラス微粒子が堆積、透明化され、両端が開放されたままの石英管の両端を、その長手方向が水平になるように把持具で把持する。次いで、この状態で石英管を、その軸回りに回転させ、石英管をガスバーナで加熱する。このとき、ガスバーナを移動させながら石英管を加熱し、石英管を収縮させて、石英管の穴を狭めていく。次いで、石英管の一方の端部を溶断した後、再びこの石英管をガスバーナで加熱して中実化する。
もう1つの方法では、ガラス微粒子が堆積、透明化され、両端が開放されたままの石英管の一方の端部を溶断した後、ここにダミー棒を溶接し、この状態で石英管を、その軸回りに回転させ、再びこの石英管をガスバーナで加熱して中実化する。
いずれの方法においても、バーナを用いてなおかつ石英管内に適切な圧力をかけて、石英管最内の表面張力とのバランスを取り、収縮後の石英管が非円となるのを抑制しながら中実化していくのが一般的である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、例えば、コアは石英のみからなるか、または、微量のフッ素および/またはゲルマニウムが添加された石英からなり、クラッドはフッ素が添加された石英からなるようなコアの粘度がクラッドの粘度と比較して高いような光ファイバを形成するための光ファイバ母材は、コアを形成する部分(以下、「コア層」とする。)の溶融時の粘度がクラッドを形成する部分(以下、「クラッド層」とする。)の溶融時の粘度よりも高いため、クラッド層までには十分な熱を加えたにもかかわらず、コア層の最内には十分に熱が加わらないため、コア層の最内に表面張力が生じ難く、バーナを用いた従来の方法では、容易に石英管の中実化を行うことができなかった。
【0005】
石英管を中実化するために、バーナを用いた時に、石英管内の内圧を低くすると、収縮後の石英管が非円化するのを抑制することができず、非円の度合いが増した光ファイバ母材、ひいては、光ファイバとなってしまう。さらに、コアの非円の度合いが増すと、偏波モード分散の度合いも増すという問題があった。
【0006】
また、石英管の内のコア層最内まで十分に熱を加えようとすると、クラッド層の粘度が低くなりすぎて、石英管の回転により、石英管が曲がりやすくなってしまう。石英管が曲がったままコラップス工程を行うと、光ファイバ母材の径方向の削れが一様ではなくなり、光ファイバ母材の偏心を招いてしまう。また、光ファイバ母材の曲がりが解消されないと、その後の光ファイバの紡糸などで偏心を生じやすい。光ファイバの偏心は、接続損失の悪化を引き起こす原因となるので問題である。
【0007】
本発明は、前記事情に鑑みてなされたもので、溶融紡糸時におけるコアの粘度がクラッドの粘度よりも高い組み合わせからなり、コアの非円、偏心が抑制された光ファイバ、光ファイバ母材および光ファイバ母材の製造方法を提供することを課題とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
前記課題は、石英管の内側にガラス原料ガスを流通させながら石英管を加熱し、石英管の内壁にガラス微粒子を生成、堆積させた後、透明化し得られるコアの粘度がクラッドの粘度と比較して高い構造を持つようなコアロッドを減圧しつつ、該石英管を移動させながら加熱し、該石英管を収縮させて光ファイバ母材を得る光ファイバ母材の製造方法によって解決できる。
上記光ファイバ母材の製造方法において、前記ガラス微粒子が堆積、透明化された石英管を、その長手方向が鉛直方向となるように配し、該石英管の上部を第1の把持具で把持し、該石英管の下部を第2の把持具で把持し、該石英管を鉛直下方に移動させる際、前記第2の把持具の鉛直下方への移動速度を、前記第1の把持具の鉛直下方への移動速度よりも速くすることが好ましい。
上記光ファイバ母材の製造方法において、前記第2の把持具の移動速度を、前記第1の把持具の移動速度の103%〜110%とすることが好ましい。
上記光ファイバ母材の製造方法において、前記ガラス微粒子が堆積、透明化された石英管を、その軸回りに回転させ、該石英管の内径が所定の大きさになるまで該石英管の長手方向と平行に移動するガスバーナで加熱し収縮させた後、該石英管を非接触熱源で加熱して完全に収縮させることが好ましい。
上記光ファイバ母材の製造方法において、前記ガラス微粒子が堆積、透明化された石英管を非接触熱源で加熱して完全に収縮させることが好ましい。
前記課題は、上記光ファイバ母材の製造方法によって製造された光ファイバ母材によって解決できる。
前記課題は、上記光ファイバ母材を紡糸して得られた光ファイバによって解決できる。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳しく説明する。
PCVD法またはMCVD法によって、光ファイバ母材を製造するには、まず、出発管として石英管を用い、この石英管内壁にガラス微粒子を生成、堆積、透明化させる。
例えば、MCVD法では、出発管として石英管を用い、石英管をその中心軸を中心として回転させながら、石英管の一方の端部から石英管の内側に酸素、四塩化ケイ素(SiCl4)、四塩化ゲルマニウム(GeCl4)、四フッ化ケイ素(SiF4)などのガラス原料ガスを流通させ、同時に石英管を外側からバーナなどの熱源で加熱して気相酸化反応を起こし、石英管の内壁にシリカやドーパントなどのガラスを生成、堆積、透明化させる。
【0010】
本発明の光ファイバ母材の製造方法では、ガラス微粒子が堆積、透明化された石英管(以下、「コアロッド」と言う。)のコラップス工程を以下のようにして行う。
図1は、本発明の光ファイバ母材の製造方法の一実施形態を示す概略説明図である。
この実施形態の光ファイバ母材の製造方法では、まず、コアロッド1の一方の端部に、中央に貫通孔2aを有するダミー管2を溶接し、コアロッド1の他方の端部にダミー棒3を溶接する。
次いで、加熱炉4の鉛直方向に設けられらた挿入孔4a内にコアロッド1を、その長手方向が鉛直方向となるように挿入し、コアロッド1の上部を第1の把持具5で把持し、コアロッド1の下部を第2の把持具6で把持する。このとき、ダミー管2が鉛直方向上方、ダミー棒3が鉛直方向下方となるようにコアロッド1を配し、第1の把持具5でダミー管2を把持し、第2の把持具6でダミー棒3を把持する。
次いで、ダミー管2のコアロッド1と接続されていない側の端部2bに真空ポンプ(図示略)を接続し、真空ポンプによってコアロッド1内を図中の矢印方向に吸引し、コアロッド1内を減圧する。
【0011】
次いで、コアロッド1がコラップス工程開始位置に配置されたら、すなわち、コアロッド1のダミー棒3に接続された側の端部が加熱炉4内に挿入された状態でコアロッド1が配置されたら、コアロッド1を加熱炉4で加熱して所定の温度にする。
次いで、コアロッド1が所定の温度に達したら、第1の把持具5および第2の把持具6を、それぞれ任意の速度で鉛直下方に移動させて、コアロッド1のコラップスを開始し、コアロッド1を中実化して光ファイバ母材を得る。
【0012】
上述のコラップス工程において、コアロッド1を鉛直下方に移動させる際に、第2の把持具6の鉛直下方への移動速度を、第1の把持具5の鉛直下方への移動速度よりも速くすることが好ましい。
このようにすれば、コアロッド1内を真空ポンプによって減圧し、中実化を促進しても、コラップス後に得られる光ファイバ母材が非円となったり、曲がったりするのを防止することができる。
【0013】
さらに、コラップス工程において、第2の把持具6の移動速度を、第1の把持具5の移動速度の103%〜110%とすることが好ましく、より好ましくは103%〜106%とする。
第2の把持具6の移動速度が、第1の把持具5の移動速度の103%未満、特に、101%以下であると、加熱時にコアロッド1は僅かながら膨張するため、移動時にコアロッド1が曲がってしまう。一方、第2の把持具6の移動速度が、第1の把持具5の移動速度の110%を超えると、コアロッドが長くなり、製造の取り扱い上、好ましくない。
【0014】
なお、上述のコラップス工程では、コアロッド1の加熱を、全て加熱炉4で行ったが、この実施形態の光ファイバ母材の製造方法にあっては、コアロッド1の加熱を以下のように行ってもよい。
すなわち、コアロッド1を、その軸回りに回転させ、ガスバーナ(図示略)をコアロッド1の長手方向と平行に移動させながら、コアロッド1の内径が所定の大きさになるまでガスバーナで加熱して収縮させた後、コアロッド1を加熱炉4で加熱して完全に収縮させてもよい。
この実施形態の光ファイバ母材の製造方法では、コラップス工程において、この工程の途中まで従来のガスバーナを用いた方法でコアロッド1の加熱を行い、少なくとも仕上げの段階で、コアロッド1を加熱炉で加熱すれば、非円が抑制され、曲がりのない光ファイバ母材を得ることができる。
【0015】
本発明の光ファイバ母材の製造方法によれば、コア部は石英のみからなるか、または、微量のフッ素および/またはゲルマニウムが添加された石英からなり、クラッド部はフッ素が添加された石英からなる光ファイバのように、コア部の粘度がクラッド部の粘度よりも高い光ファイバ母材を製造しても、非円が抑制され、曲がりのない光ファイバ母材を得ることができる。また、ガラス微粒子が堆積された石英管内を減圧しながらコラップス工程を行うことができるから、従来よりも低い温度でコラップス工程を行うことができる。また、ガラス微粒子が堆積された石英管を回転させながら、高温で加熱する必要もなくなるから、クラッド層の粘度が低くなり過ぎて、光ファイバ母材が非円となるのを防止することができる。
【0016】
本発明の光ファイバ母材は、上述の本発明の光ファイバ母材の製造方法によって製造され、非円、曲がりが最小限に抑えられたものである。したがって、本発明の光ファイバ母材を紡糸して得られる光ファイバは、コアの非円、偏心が最小限に抑えられ、接続損失の悪化を抑えられる。
また、本発明の光ファイバは、本発明の光ファイバ母材を紡糸して得られたものであり、コアの非円、偏心が最小限に抑えられたものである。したがって、本発明の光ファイバは、接続損失の少ないものとなる。
【0017】
以下、図1を用いて具体的な実施例を示して、本発明の効果を明らかにする。
なお、以下に示す実施例をもって本発明が限定されるものでもない。
(実施例)
出発管として、長さ1000mm、外径32mm、厚さ1.7mmの合成石英管を用意した。
次いで、MCVD法によって、出発管内壁にクラッドとなる部分としてフッ素を添加した石英微粒子を堆積し、コアとなる部分として無添加純粋石英微粒子を堆積し、コアロッド1を作製した。
次いで、上記微粒子の堆積が終了した後、コアロッド1の一方の端部を溶断して封止し、この封止部分に外径15mmのダミー棒3を溶接した。
次いで、コアロッド1の内径が約3mmになるまで、コアロッド1を、その軸回りに回転させ、ガスバーナ(図示略)をコアロッド1の長手方向と平行に移動させながら、コラップスを行った。
次いで、コアロッド1のダミー棒3が接続されていない側の端部に、ダミー管2を溶接した。
次いで、加熱炉4の挿入孔4a内にコアロッド1を、その長手方向が鉛直方向となるように挿入し、コアロッド1の上部を第1の把持具5で把持し、コアロッド1の下部を第2の把持具6で把持した。このとき、ダミー管2が鉛直方向上方、ダミー棒3が鉛直方向下方となるようにコアロッド1を配し、第1の把持具5でダミー管2を把持し、第2の把持具6でダミー棒3を把持した。
次いで、ダミー管2のコアロッド1と接続されていない側の端部2bに真空ポンプ(図示略)を接続し、真空ポンプによってコアロッド1内を減圧した。
次いで、コアロッド1内の圧力が一定になったら、加熱炉4の温度を徐々に上昇させて1900℃にする。
次いで、加熱炉4の温度が1900℃に達したら、第1の把持具5の移動速度を15mm/min、第2の把持具6の移動速度を15.7mm/minで鉛直下方に移動させ、コラップスを行い、光ファイバ母材を得た。
その後、得られた光ファイバ母材を紡糸して、光ファイバを得た。
得られた光ファイバのコアの非円率は3%、偏心量は0.3μmであった。
さらに、この実施例と同様の方法で、複数の光ファイバを製造したところ、コアの非円率の平均は5%、偏心量の平均は0.4μmであった。
【0018】
(比較例1)
加熱炉4の温度が1900℃に達したら、第1の把持具5の移動速度を15.0mm/min、第2の把持具6の移動速度を15.2mm/minとし、第1の把持具5の移動速度と第2の把持具6の移動速度を同一として、鉛直下方に移動させ、コラップスを行った以外は実施例と同様にして、光ファイバ母材を得た。
その後、得られた光ファイバ母材を紡糸して、複数の光ファイバを製造した。得られた光ファイバのコアの非円率の平均は7%、偏心量の平均は0.5μmであった。
【0019】
(比較例2)
出発管として、長さ1000mm、外径32mm、厚さ1.7mmの合成石英管を用意した。
次いで、MCVD法によって、出発管内壁にクラッドとなる部分としてフッ素を添加した石英微粒子を堆積し、コアとなる部分として無添加純粋石英微粒子を堆積、透明化し、コアロッド1を作製した。
次いで、上記微粒子の堆積、透明化が終了した後、コアロッド1の一方の端部を溶断して封止し、この封止部分に外径15mmのダミー棒3を溶接した。
次いで、コアロッド1を、その軸回りに回転させ、ガスバーナ(図示略)をコアロッド1の長手方向と平行に移動させながらコラップスを行って、コアロッド1の中実化を完全に行って、光ファイバ母材を得た。
その後、得られた光ファイバ母材を紡糸して、複数の光ファイバを製造した。得られた光ファイバのコアの非円率の平均は10%、偏心量の平均は0.8μmであった。
【0020】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の光ファイバ母材の製造方法によれば、コア部の粘度がクラッド部の粘度よりも高い光ファイバ母材を製造しても、非円が抑制され、曲がりのない光ファイバ母材を得ることができる。また、ガラス微粒子が堆積、透明化された石英管内を減圧しながらコラップス工程を行うことができるから、従来よりも低い温度でコラップス工程を行うことができる。また、ガラス微粒子が堆積された石英管を回転させながら、高温で加熱する必要もなくなるから、クラッド層の粘度が低くなり過ぎて、光ファイバ母材が非円となるのを防止することができる。
また、本発明の光ファイバ母材は、上述の本発明の光ファイバ母材の製造方法によって製造されたものであるから、非円、曲がりが最小限に抑えられた光ファイバ母材である。
そして、本発明の光ファイバは、本発明の光ファイバ母材を紡糸して得られたものであるから、コアの非円、偏心が最小限に抑えられた光ファイバである。したがって、本発明の光ファイバは、接続損失の悪化が少ないものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の光ファイバ母材の製造方法の一実施形態を示す概略説明図である。
【符号の説明】
1・・・コアロッド、2・・・ダミー管、2a・・・貫通孔、3・・・ダミー棒、4・・・加熱炉、5・・・第1の把持具、6・・・第2の把持具
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ファイバ、光ファイバ母材および光ファイバ母材の製造方法に関し、特に、コアは、純粋石英あるいは微量のフッ素および/またはゲルマニウムが添加された石英であり、クラッドはフッ素が添加された石英であるような、溶融紡糸時におけるコアの粘度がクラッドの粘度よりも高い組み合わせの光ファイバであって、コアの非円、偏心が抑制された光ファイバ、光ファイバ母材および光ファイバ母材の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、PCVD法、MCVD法によって光ファイバ母材を製造するには、水平に保持した石英管の内側にガラス材料の原料ガスを流通させながら、石英管の外側に設けた熱源を石英管の長さ方向に沿って往復移動させて石英管を加熱して、石英管の内壁にガラス微粒子を生成、堆積、透明化させた後、この石英管を加熱して収縮させて中実化する(以下、中実化する工程を「コラップス工程」とも呼ぶ。)ことにより、光ファイバ母材を得ている。
【0003】
上記コラップス工程としては、一般的に、酸水素バーナを用いた、以下のような2つの方法がある。
1つの方法では、まず、ガラス微粒子が堆積、透明化され、両端が開放されたままの石英管の両端を、その長手方向が水平になるように把持具で把持する。次いで、この状態で石英管を、その軸回りに回転させ、石英管をガスバーナで加熱する。このとき、ガスバーナを移動させながら石英管を加熱し、石英管を収縮させて、石英管の穴を狭めていく。次いで、石英管の一方の端部を溶断した後、再びこの石英管をガスバーナで加熱して中実化する。
もう1つの方法では、ガラス微粒子が堆積、透明化され、両端が開放されたままの石英管の一方の端部を溶断した後、ここにダミー棒を溶接し、この状態で石英管を、その軸回りに回転させ、再びこの石英管をガスバーナで加熱して中実化する。
いずれの方法においても、バーナを用いてなおかつ石英管内に適切な圧力をかけて、石英管最内の表面張力とのバランスを取り、収縮後の石英管が非円となるのを抑制しながら中実化していくのが一般的である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、例えば、コアは石英のみからなるか、または、微量のフッ素および/またはゲルマニウムが添加された石英からなり、クラッドはフッ素が添加された石英からなるようなコアの粘度がクラッドの粘度と比較して高いような光ファイバを形成するための光ファイバ母材は、コアを形成する部分(以下、「コア層」とする。)の溶融時の粘度がクラッドを形成する部分(以下、「クラッド層」とする。)の溶融時の粘度よりも高いため、クラッド層までには十分な熱を加えたにもかかわらず、コア層の最内には十分に熱が加わらないため、コア層の最内に表面張力が生じ難く、バーナを用いた従来の方法では、容易に石英管の中実化を行うことができなかった。
【0005】
石英管を中実化するために、バーナを用いた時に、石英管内の内圧を低くすると、収縮後の石英管が非円化するのを抑制することができず、非円の度合いが増した光ファイバ母材、ひいては、光ファイバとなってしまう。さらに、コアの非円の度合いが増すと、偏波モード分散の度合いも増すという問題があった。
【0006】
また、石英管の内のコア層最内まで十分に熱を加えようとすると、クラッド層の粘度が低くなりすぎて、石英管の回転により、石英管が曲がりやすくなってしまう。石英管が曲がったままコラップス工程を行うと、光ファイバ母材の径方向の削れが一様ではなくなり、光ファイバ母材の偏心を招いてしまう。また、光ファイバ母材の曲がりが解消されないと、その後の光ファイバの紡糸などで偏心を生じやすい。光ファイバの偏心は、接続損失の悪化を引き起こす原因となるので問題である。
【0007】
本発明は、前記事情に鑑みてなされたもので、溶融紡糸時におけるコアの粘度がクラッドの粘度よりも高い組み合わせからなり、コアの非円、偏心が抑制された光ファイバ、光ファイバ母材および光ファイバ母材の製造方法を提供することを課題とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
前記課題は、石英管の内側にガラス原料ガスを流通させながら石英管を加熱し、石英管の内壁にガラス微粒子を生成、堆積させた後、透明化し得られるコアの粘度がクラッドの粘度と比較して高い構造を持つようなコアロッドを減圧しつつ、該石英管を移動させながら加熱し、該石英管を収縮させて光ファイバ母材を得る光ファイバ母材の製造方法によって解決できる。
上記光ファイバ母材の製造方法において、前記ガラス微粒子が堆積、透明化された石英管を、その長手方向が鉛直方向となるように配し、該石英管の上部を第1の把持具で把持し、該石英管の下部を第2の把持具で把持し、該石英管を鉛直下方に移動させる際、前記第2の把持具の鉛直下方への移動速度を、前記第1の把持具の鉛直下方への移動速度よりも速くすることが好ましい。
上記光ファイバ母材の製造方法において、前記第2の把持具の移動速度を、前記第1の把持具の移動速度の103%〜110%とすることが好ましい。
上記光ファイバ母材の製造方法において、前記ガラス微粒子が堆積、透明化された石英管を、その軸回りに回転させ、該石英管の内径が所定の大きさになるまで該石英管の長手方向と平行に移動するガスバーナで加熱し収縮させた後、該石英管を非接触熱源で加熱して完全に収縮させることが好ましい。
上記光ファイバ母材の製造方法において、前記ガラス微粒子が堆積、透明化された石英管を非接触熱源で加熱して完全に収縮させることが好ましい。
前記課題は、上記光ファイバ母材の製造方法によって製造された光ファイバ母材によって解決できる。
前記課題は、上記光ファイバ母材を紡糸して得られた光ファイバによって解決できる。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳しく説明する。
PCVD法またはMCVD法によって、光ファイバ母材を製造するには、まず、出発管として石英管を用い、この石英管内壁にガラス微粒子を生成、堆積、透明化させる。
例えば、MCVD法では、出発管として石英管を用い、石英管をその中心軸を中心として回転させながら、石英管の一方の端部から石英管の内側に酸素、四塩化ケイ素(SiCl4)、四塩化ゲルマニウム(GeCl4)、四フッ化ケイ素(SiF4)などのガラス原料ガスを流通させ、同時に石英管を外側からバーナなどの熱源で加熱して気相酸化反応を起こし、石英管の内壁にシリカやドーパントなどのガラスを生成、堆積、透明化させる。
【0010】
本発明の光ファイバ母材の製造方法では、ガラス微粒子が堆積、透明化された石英管(以下、「コアロッド」と言う。)のコラップス工程を以下のようにして行う。
図1は、本発明の光ファイバ母材の製造方法の一実施形態を示す概略説明図である。
この実施形態の光ファイバ母材の製造方法では、まず、コアロッド1の一方の端部に、中央に貫通孔2aを有するダミー管2を溶接し、コアロッド1の他方の端部にダミー棒3を溶接する。
次いで、加熱炉4の鉛直方向に設けられらた挿入孔4a内にコアロッド1を、その長手方向が鉛直方向となるように挿入し、コアロッド1の上部を第1の把持具5で把持し、コアロッド1の下部を第2の把持具6で把持する。このとき、ダミー管2が鉛直方向上方、ダミー棒3が鉛直方向下方となるようにコアロッド1を配し、第1の把持具5でダミー管2を把持し、第2の把持具6でダミー棒3を把持する。
次いで、ダミー管2のコアロッド1と接続されていない側の端部2bに真空ポンプ(図示略)を接続し、真空ポンプによってコアロッド1内を図中の矢印方向に吸引し、コアロッド1内を減圧する。
【0011】
次いで、コアロッド1がコラップス工程開始位置に配置されたら、すなわち、コアロッド1のダミー棒3に接続された側の端部が加熱炉4内に挿入された状態でコアロッド1が配置されたら、コアロッド1を加熱炉4で加熱して所定の温度にする。
次いで、コアロッド1が所定の温度に達したら、第1の把持具5および第2の把持具6を、それぞれ任意の速度で鉛直下方に移動させて、コアロッド1のコラップスを開始し、コアロッド1を中実化して光ファイバ母材を得る。
【0012】
上述のコラップス工程において、コアロッド1を鉛直下方に移動させる際に、第2の把持具6の鉛直下方への移動速度を、第1の把持具5の鉛直下方への移動速度よりも速くすることが好ましい。
このようにすれば、コアロッド1内を真空ポンプによって減圧し、中実化を促進しても、コラップス後に得られる光ファイバ母材が非円となったり、曲がったりするのを防止することができる。
【0013】
さらに、コラップス工程において、第2の把持具6の移動速度を、第1の把持具5の移動速度の103%〜110%とすることが好ましく、より好ましくは103%〜106%とする。
第2の把持具6の移動速度が、第1の把持具5の移動速度の103%未満、特に、101%以下であると、加熱時にコアロッド1は僅かながら膨張するため、移動時にコアロッド1が曲がってしまう。一方、第2の把持具6の移動速度が、第1の把持具5の移動速度の110%を超えると、コアロッドが長くなり、製造の取り扱い上、好ましくない。
【0014】
なお、上述のコラップス工程では、コアロッド1の加熱を、全て加熱炉4で行ったが、この実施形態の光ファイバ母材の製造方法にあっては、コアロッド1の加熱を以下のように行ってもよい。
すなわち、コアロッド1を、その軸回りに回転させ、ガスバーナ(図示略)をコアロッド1の長手方向と平行に移動させながら、コアロッド1の内径が所定の大きさになるまでガスバーナで加熱して収縮させた後、コアロッド1を加熱炉4で加熱して完全に収縮させてもよい。
この実施形態の光ファイバ母材の製造方法では、コラップス工程において、この工程の途中まで従来のガスバーナを用いた方法でコアロッド1の加熱を行い、少なくとも仕上げの段階で、コアロッド1を加熱炉で加熱すれば、非円が抑制され、曲がりのない光ファイバ母材を得ることができる。
【0015】
本発明の光ファイバ母材の製造方法によれば、コア部は石英のみからなるか、または、微量のフッ素および/またはゲルマニウムが添加された石英からなり、クラッド部はフッ素が添加された石英からなる光ファイバのように、コア部の粘度がクラッド部の粘度よりも高い光ファイバ母材を製造しても、非円が抑制され、曲がりのない光ファイバ母材を得ることができる。また、ガラス微粒子が堆積された石英管内を減圧しながらコラップス工程を行うことができるから、従来よりも低い温度でコラップス工程を行うことができる。また、ガラス微粒子が堆積された石英管を回転させながら、高温で加熱する必要もなくなるから、クラッド層の粘度が低くなり過ぎて、光ファイバ母材が非円となるのを防止することができる。
【0016】
本発明の光ファイバ母材は、上述の本発明の光ファイバ母材の製造方法によって製造され、非円、曲がりが最小限に抑えられたものである。したがって、本発明の光ファイバ母材を紡糸して得られる光ファイバは、コアの非円、偏心が最小限に抑えられ、接続損失の悪化を抑えられる。
また、本発明の光ファイバは、本発明の光ファイバ母材を紡糸して得られたものであり、コアの非円、偏心が最小限に抑えられたものである。したがって、本発明の光ファイバは、接続損失の少ないものとなる。
【0017】
以下、図1を用いて具体的な実施例を示して、本発明の効果を明らかにする。
なお、以下に示す実施例をもって本発明が限定されるものでもない。
(実施例)
出発管として、長さ1000mm、外径32mm、厚さ1.7mmの合成石英管を用意した。
次いで、MCVD法によって、出発管内壁にクラッドとなる部分としてフッ素を添加した石英微粒子を堆積し、コアとなる部分として無添加純粋石英微粒子を堆積し、コアロッド1を作製した。
次いで、上記微粒子の堆積が終了した後、コアロッド1の一方の端部を溶断して封止し、この封止部分に外径15mmのダミー棒3を溶接した。
次いで、コアロッド1の内径が約3mmになるまで、コアロッド1を、その軸回りに回転させ、ガスバーナ(図示略)をコアロッド1の長手方向と平行に移動させながら、コラップスを行った。
次いで、コアロッド1のダミー棒3が接続されていない側の端部に、ダミー管2を溶接した。
次いで、加熱炉4の挿入孔4a内にコアロッド1を、その長手方向が鉛直方向となるように挿入し、コアロッド1の上部を第1の把持具5で把持し、コアロッド1の下部を第2の把持具6で把持した。このとき、ダミー管2が鉛直方向上方、ダミー棒3が鉛直方向下方となるようにコアロッド1を配し、第1の把持具5でダミー管2を把持し、第2の把持具6でダミー棒3を把持した。
次いで、ダミー管2のコアロッド1と接続されていない側の端部2bに真空ポンプ(図示略)を接続し、真空ポンプによってコアロッド1内を減圧した。
次いで、コアロッド1内の圧力が一定になったら、加熱炉4の温度を徐々に上昇させて1900℃にする。
次いで、加熱炉4の温度が1900℃に達したら、第1の把持具5の移動速度を15mm/min、第2の把持具6の移動速度を15.7mm/minで鉛直下方に移動させ、コラップスを行い、光ファイバ母材を得た。
その後、得られた光ファイバ母材を紡糸して、光ファイバを得た。
得られた光ファイバのコアの非円率は3%、偏心量は0.3μmであった。
さらに、この実施例と同様の方法で、複数の光ファイバを製造したところ、コアの非円率の平均は5%、偏心量の平均は0.4μmであった。
【0018】
(比較例1)
加熱炉4の温度が1900℃に達したら、第1の把持具5の移動速度を15.0mm/min、第2の把持具6の移動速度を15.2mm/minとし、第1の把持具5の移動速度と第2の把持具6の移動速度を同一として、鉛直下方に移動させ、コラップスを行った以外は実施例と同様にして、光ファイバ母材を得た。
その後、得られた光ファイバ母材を紡糸して、複数の光ファイバを製造した。得られた光ファイバのコアの非円率の平均は7%、偏心量の平均は0.5μmであった。
【0019】
(比較例2)
出発管として、長さ1000mm、外径32mm、厚さ1.7mmの合成石英管を用意した。
次いで、MCVD法によって、出発管内壁にクラッドとなる部分としてフッ素を添加した石英微粒子を堆積し、コアとなる部分として無添加純粋石英微粒子を堆積、透明化し、コアロッド1を作製した。
次いで、上記微粒子の堆積、透明化が終了した後、コアロッド1の一方の端部を溶断して封止し、この封止部分に外径15mmのダミー棒3を溶接した。
次いで、コアロッド1を、その軸回りに回転させ、ガスバーナ(図示略)をコアロッド1の長手方向と平行に移動させながらコラップスを行って、コアロッド1の中実化を完全に行って、光ファイバ母材を得た。
その後、得られた光ファイバ母材を紡糸して、複数の光ファイバを製造した。得られた光ファイバのコアの非円率の平均は10%、偏心量の平均は0.8μmであった。
【0020】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の光ファイバ母材の製造方法によれば、コア部の粘度がクラッド部の粘度よりも高い光ファイバ母材を製造しても、非円が抑制され、曲がりのない光ファイバ母材を得ることができる。また、ガラス微粒子が堆積、透明化された石英管内を減圧しながらコラップス工程を行うことができるから、従来よりも低い温度でコラップス工程を行うことができる。また、ガラス微粒子が堆積された石英管を回転させながら、高温で加熱する必要もなくなるから、クラッド層の粘度が低くなり過ぎて、光ファイバ母材が非円となるのを防止することができる。
また、本発明の光ファイバ母材は、上述の本発明の光ファイバ母材の製造方法によって製造されたものであるから、非円、曲がりが最小限に抑えられた光ファイバ母材である。
そして、本発明の光ファイバは、本発明の光ファイバ母材を紡糸して得られたものであるから、コアの非円、偏心が最小限に抑えられた光ファイバである。したがって、本発明の光ファイバは、接続損失の悪化が少ないものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の光ファイバ母材の製造方法の一実施形態を示す概略説明図である。
【符号の説明】
1・・・コアロッド、2・・・ダミー管、2a・・・貫通孔、3・・・ダミー棒、4・・・加熱炉、5・・・第1の把持具、6・・・第2の把持具
Claims (7)
- 石英管の内側にガラス原料ガスを流通させながら石英管を加熱し、石英管の内壁にガラス微粒子を生成、堆積させた後、透明化し得られるコアの粘度がクラッドの粘度と比較して高い構造を持つようなコアロッドを減圧しつつ、該石英管を移動させながら加熱し、該石英管を収縮させて光ファイバ母材を得ることを特徴とする光ファイバ母材の製造方法。
- 請求項1記載の光ファイバ母材の製造方法において、
前記ガラス微粒子が堆積、透明化された石英管を、その長手方向が鉛直方向となるように配し、該石英管の上部を第1の把持具で把持し、該石英管の下部を第2の把持具で把持し、該石英管を鉛直下方に移動させる際、前記第2の把持具の鉛直下方への移動速度を、前記第1の把持具の鉛直下方への移動速度よりも速くすることを特徴とする光ファイバ母材の製造方法。 - 請求項2記載の光ファイバ母材の製造方法において、
前記第2の把持具の移動速度を、前記第1の把持具の移動速度の103%〜110%とすることを特徴とする光ファイバ母材の製造方法。 - 請求項1ないし3のいずれかに記載の光ファイバ母材の製造方法において、
前記ガラス微粒子が堆積、透明化された石英管を、その軸回りに回転させ、該石英管の内径が所定の大きさになるまで該石英管の長手方向と平行に移動するガスバーナで加熱し収縮させた後、該石英管を非接触熱源で加熱して完全に収縮させることを特徴とする光ファイバ母材の製造方法。 - 請求項1ないし3のいずれかに記載の光ファイバ母材の製造方法において、
前記ガラス微粒子が堆積、透明化された石英管を非接触熱源で加熱して完全に収縮させることを特徴とする光ファイバ母材の製造方法。 - 請求項1ないし5のいずれかに記載の光ファイバ母材の製造方法によって製造されたことを特徴とする光ファイバ母材。
- 請求項6記載の光ファイバ母材を紡糸して得られたことを特徴とする光ファイバ。
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