JP2004238246A - フォトニッククリスタルファイバの製造方法及びそれに用いられる製造装置 - Google Patents
フォトニッククリスタルファイバの製造方法及びそれに用いられる製造装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004238246A JP2004238246A JP2003028730A JP2003028730A JP2004238246A JP 2004238246 A JP2004238246 A JP 2004238246A JP 2003028730 A JP2003028730 A JP 2003028730A JP 2003028730 A JP2003028730 A JP 2003028730A JP 2004238246 A JP2004238246 A JP 2004238246A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- capillaries
- preform
- photonic crystal
- capillary
- core portion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
- C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
- C03B37/02—Manufacture of glass fibres or filaments by drawing or extruding, e.g. direct drawing of molten glass from nozzles; Cooling fins therefor
- C03B37/025—Manufacture of glass fibres or filaments by drawing or extruding, e.g. direct drawing of molten glass from nozzles; Cooling fins therefor from reheated softened tubes, rods, fibres or filaments, e.g. drawing fibres from preforms
- C03B37/027—Fibres composed of different sorts of glass, e.g. glass optical fibres
- C03B37/02781—Hollow fibres, e.g. holey fibres
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
- C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
- C03B37/012—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
- C03B37/01205—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments starting from tubes, rods, fibres or filaments
- C03B37/01211—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments starting from tubes, rods, fibres or filaments by inserting one or more rods or tubes into a tube
- C03B37/0122—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments starting from tubes, rods, fibres or filaments by inserting one or more rods or tubes into a tube for making preforms of photonic crystal, microstructured or holey optical fibres
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B2203/00—Fibre product details, e.g. structure, shape
- C03B2203/10—Internal structure or shape details
- C03B2203/14—Non-solid, i.e. hollow products, e.g. hollow clad or with core-clad interface
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B2203/00—Fibre product details, e.g. structure, shape
- C03B2203/42—Photonic crystal fibres, e.g. fibres using the photonic bandgap PBG effect, microstructured or holey optical fibres
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
- Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)
Abstract
【課題】ファイバ長さ方向にファイバ内部構造が調整できるフォトニッククリスタルファイバの製造方法及びそれに用いられる製造装置を提供する。
【解決手段】サポート管２内に、中実のコア部１３となるコアロッド１０及びクラッド部１１となる複数のキャピラリ１、又は、中空のコア部１３となるコア部形成空間を形成し且つクラッド部１１となる複数のキャピラリ１を充填してプリフォーム１５を作製するプリフォーム作製工程と、そのプリフォーム１５を加熱及び延伸してファイバ状に延伸する線引き工程と、を備えるフォトニッククリスタルファイバの製造方法の線引き工程において、サポート管２内の複数のキャピラリ１の外部圧力、及び／又は、複数のキャピラリ１の内部圧力を制御する。
【選択図】図２
【解決手段】サポート管２内に、中実のコア部１３となるコアロッド１０及びクラッド部１１となる複数のキャピラリ１、又は、中空のコア部１３となるコア部形成空間を形成し且つクラッド部１１となる複数のキャピラリ１を充填してプリフォーム１５を作製するプリフォーム作製工程と、そのプリフォーム１５を加熱及び延伸してファイバ状に延伸する線引き工程と、を備えるフォトニッククリスタルファイバの製造方法の線引き工程において、サポート管２内の複数のキャピラリ１の外部圧力、及び／又は、複数のキャピラリ１の内部圧力を制御する。
【選択図】図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フォトニッククリスタルファイバ（以下、「ＰＣＦ（Ｐｈｏｔｏｎｉｃ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｆｉｂｅｒ）」と称する）の製造方法及びそれに用いられる製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＰＣＦは、ファイバ中心に中実又は中空に形成されたコア部と、コア部を囲うように設けられ、コア部に沿って延びる多数の細孔を有するクラッド部とを備えている。このＰＣＦは、クラッド部に囲われたコア部に光を閉じこめて伝送するものであるが、クラッド部の細孔の径や間隔を変えることにより光の波長分散を自由に制御できる。そのため従来の光ファイバでは実現できなかった新しい波長域での通信が可能となり、通信の高速化やコストダウンが期待されている。
【０００３】
このＰＣＦの製造方法としては、クラッド部となる複数本のキャピラリをキャピラリ孔（細孔）が横断面において格子配列を形成するように束ねると共に、中実のコア部となるコアロッドを中心軸位置に配置して又は中空のコア部となるコア空間を中心軸位置に形成して作製したプリフォームを線引き加工により細径化するというものがある。ところで、一般にＰＣＦではクラッド部の細孔の内面に水酸基が形成されると、それが信号光の特定波長を吸収して伝送損失が発生することになる。特許文献１及び２では、この伝送損失の低減に着目したＰＣＦの製造方法が開示されている。
【０００４】
特許文献１では、クラッド部を形成するキャピラリの両端を封止することが開示されている。これにより、キャピラリ内への新しい空気の浸入が阻止されるため、線引き工程中における空気中の水分との反応によるキャピラリ内面への水酸基の形成が抑制され、得られるＰＣＦは従来に比べて伝送損失の少ないものになると記載されている。
【０００５】
また、特許文献２では、キャピラリ内へ乾燥性を有する気体を供給しながらプリフォームを加熱することが示されている。これにより、キャピラリ内面の水酸基が水分子となり外部に排出されるため、キャピラリ内面の水酸基濃度が低下し、得られるＰＣＦは従来に比べて水酸基に起因する伝送損失が低減されると記載されている。また、乾燥性を有する気体の供給圧力を調整することにより、クラッド部の細孔占有率を調節することができるとも記載されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−２１１９４１号公報
【特許文献２】
特開２００２−２４９３３５号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、ＰＣＦの伝送損失を低減する方法はいくつか検討がなされている。しかしながら、ＰＣＦのファイバ長さ方向に安定した内部構造（クラッド部の細孔の径及び間隔の揃った構造）を形成する技術は、ほとんど確立されていない。また、特許文献２において、乾燥性を有する気体の供給圧力を調整することによりクラッド部の細孔占有率を調節することができるという記載はあるが、ＰＣＦのファイバ長さ方向において連続的にクラッド部の細孔の径ｄ及び間隔Λが均一になるものではなく、ｄ／Λ（細孔の径／間隔）が変化し、伝送ロスの増加や設計通りの特性が得られないという不具合が発生する。
【０００８】
次に従来のＰＣＦの製造方法における線引き工程について説明する。
【０００９】
図６は、従来のＰＣＦの製造装置を示す。このＰＣＦの製造装置では、キャピラリ１の外部圧力を低下させるために、サポート管２の上端に吸引用チャンバー２２を取り付けるようになっている。この吸引用チャンバー２２に接続する真空ポンプによって、プリフォームの上端側から気体を排出しキャピラリー１の間の隙間を減圧状態に保持しながら、プリフォームの下端側を加熱しファイバ状に線引きすることによりＰＣＦを製造する。しかしながら、特許文献１に記載されているように、キャピラリ１の両端が封止されているため、線引き工程中にキャピラリ１の内部圧力が上昇し、キャピラリ１が部分的に膨張して断線してしまうという問題がある。
【００１０】
図７は、この従来の方法によってＰＣＦの外径を１２５μｍに揃えて製造されたＰＣＦのクラッド部の細孔の径及び間隔のそれぞれのファイバ長さ方向の推移を示す。クラッド部の細孔の径ｄは、線引き加工長が約６０００ｍのとき１．８８μｍであるが、その後、線引きの進行と共に徐々に小さくなり、線引き加工長が約４４０００ｍのとき０．７μｍとなり、この間で元の約４０％の径になってしまっている。一方、クラッド部の細孔の間隔Λは、線引き加工長が約６０００ｍのとき２．７μｍであるが、その後、線引きの進行と共に徐々に小さくなり、線引き加工長が約４４０００ｍのとき１．８９μｍとなり、この間で元の約７０％の間隔になってしまっている。このように、ＰＣＦの外径は揃っていても、線引き最初と線引き最後とでは細孔の径ｄ及び間隔Λに大きな差があり、ＰＣＦの内部構造がファイバ長さ方向に沿って安定していない。
【００１１】
また、線引き工程の加工温度が高い場合、キャピラリ１を構成するガラスの粘度が低くなり、キャピラリ内面のガラスの表面張力が大きくなる。そのため、その加工温度を過度に高くすると、キャピラリ１の細孔がその表面張力によって消失してしまう。このようなことを考慮すると、線引き工程の加工温度はどうしても低温にせざるを得ない。この場合、線引きに十分なガラスの粘性が得られない状態で線引きを行うこととなってしまい、微小なクラックがファイバ内に内在することとなり、結果として、得られるＰＣＦの強度が弱くなってしまうという問題もある。
【００１２】
上記の問題の原因は、線引き工程の進行と共にプリフォームの残量が徐々に減っていくため、一定の条件でプリフォームを加熱していても、プリフォームへの熱の加わり方が変化するからであると考えられる。
【００１３】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ファイバ長さ方向に沿ってファイバの内部構造を調整できるＰＣＦの製造方法及びそれに用いられる製造装置、特に、ファイバ長さ方向に沿ってファイバの内部構造が安定したＰＣＦの製造方法及びそれに用いられる製造装置を提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成する本発明のＰＣＦの製造方法は、中実又は中空のコア部と、該コア部を被覆するように設けられ該コア部に沿って延びる複数の細孔が該コアを囲うように形成されたクラッド部と、を有するＰＣＦの製造方法であって、サポート管内に、中実のコア部となるコアロッド及びクラッド部となる複数のキャピラリ、又は、中空のコア部となるコア部形成空間を形成し且つクラッド部となる複数のキャピラリを充填してプリフォームを作製するプリフォーム作製工程と、上記プリフォームを加熱及び延伸してファイバ状に延伸する線引き工程と、を備え、上記線引き工程において、上記サポート管内の上記複数のキャピラリの外部圧力、及び／又は、該複数のキャピラリの内部圧力を、制御することを特徴とする。
【００１５】
上記の方法によれば、複数のキャピラリ外部圧力及び／又は複数のキャピラリ内部圧力を制御しながら線引きすることになる。これにより、線引き中にＰＣＦのクラッド部の細孔の径及び間隔を自在に調整することができ、ファイバ長さ方向に沿ってファイバの内部構造を調整することができる。さらに、上述のような圧力の制御により、クラッド部の細孔が消失しないように線引き中のキャピラリの内部圧力を高めるようにすれば、内部圧力による細孔を拡大させる力が高温の線引きで大きくなるガラスの表面張力による細孔を縮小させる力を上回ることができ、クラッド部の細孔の消失を考慮せずに高温で線引きを行うことができる。これにより、線引きに十分なガラスの粘性で線引きを行うことができ、ファイバ内のクラックの発生が抑止されＰＣＦの強度を保持することができる。
【００１６】
本発明のＰＣＦの製造方法は、上記複数のキャピラリの外部圧力、及び／又は、上記複数のキャピラリの内部圧力を、形成されるクラッド部の細孔の径及び間隔がファイバ長さ方向に沿って略均一となるように制御してもよい。
【００１７】
上記の方法によれば、クラッド部の細孔の径及び間隔がファイバ長さ方向に沿って略均一となるように、複数のキャピラリ外部圧力及び／又は複数のキャピラリ内部圧力を制御しながら線引きすることになる。これにより、ＰＣＦのファイバ長さ方向に沿ってクラッド部の細孔の径及び間隔が所定の大きさに揃い安定した内部構造を有するＰＣＦを製造することができる。
【００１８】
本発明のＰＣＦの製造方法は、上記複数のキャピラリの外部圧力、及び／又は、上記複数のキャピラリの内部圧力の制御を、真空ポンプによる排気と、空気、ヘリウム、アルゴン及び窒素からなる群から選択される少なくとも１種類のガスの供給とによって行ってもよい。
【００１９】
上記の方法によれば、複数のキャピラリの外部圧力、及び／又は、複数のキャピラリの内部圧力の制御を一般的な方法で調整することができる。
【００２０】
本発明のＰＣＦの製造装置は、サポート管内に、中実のコア部となるコアロッド及びクラッド部となる複数のキャピラリ、又は、中空のコア部となるコア部形成空間を形成し且つクラッド部となる複数のキャピラリを充填して作製したプリフォームを加熱及び延伸してファイバ状に延伸するＰＣＦの製造装置であって、上記サポート管内の複数のキャピラリの外部圧力を制御するキャピラリ外部圧力制御手段、及び／又は、複数のキャピラリの内部圧力を制御するキャピラリ内部圧力制御手段を、備えたことを特徴とする。
【００２１】
上記の装置によれば、複数のキャピラリ外部の圧力及び／又は複数のキャピラリ内部の圧力を制御しながら線引きすることが可能になる。これにより、線引き中にＰＣＦのクラッド部の細孔の径及び間隔を所定の目標値に調整することができ、ファイバ長さ方向に沿ってファイバの内部構造が調整できる。さらに、クラッド部の細孔の径及び間隔がファイバ長さ方向に沿って略均一となるように、複数のキャピラリ外部圧力及び／又は複数のキャピラリ内部圧力を制御しながら線引きすれば、ＰＣＦのファイバ長さ方向に沿ってクラッド部の細孔の径及び間隔が所定の大きさに揃い安定した内部構造を有するＰＣＦを製造することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態に係るＰＣＦの製造方法及びそれに用いられる製造装置について説明する。以下の実施形態ではコア部が中実である場合を例に説明するが、本発明のＰＣＦの製造方法は、コア部が中空である場合にも適用できる。
【００２３】
図１は、本実施形態のＰＣＦ製造装置１００を示す。
【００２４】
このＰＣＦ製造装置１００は、プリフォーム送り出し装置１６、プリフォーム圧力制御ユニット１７、溶融炉１８、線径制御部１９及び巻き取り部２１を備えている。
【００２５】
プリフォーム送り出し装置１６は、上下方向に延びる支柱部１６ａ、支柱部１６ａに上下移動可能に設けられた移動部１６ｂ、移動部１６ｂから側方に延びるように設けられたプリフォーム保持部１６ｃを有する。そのプリフォーム送り出し装置１６では、プリフォーム保持部１６ｃによりプリフォーム１５を鉛直状態に保持し、移動部１６ｂが支柱部１６ａ上を上から下へ移動して、プリフォーム１５をその溶融炉１８に所定の速度で送るようになっている。
【００２６】
図２及び３はプリフォーム圧力制御ユニット１７を示す。
【００２７】
このプリフォーム圧力制御ユニット１７は、複数のキャピラリ１の外部の圧力と、複数のキャピラリ１の内部の圧力とを個別に制御するものである。そして、このプリフォーム圧力制御ユニット１７は、キャピラリ外部圧力制御用チャンバー３、キャピラリ内部圧力制御用チャンバー４、圧力モニター５、開閉弁６、電子式真空レギュレーター７、圧力制御装置８、圧力設定器９及び真空ポンプ２３で構成されている。
【００２８】
キャピラリ外部圧力制御用チャンバー３は、上面を有する円筒状に形成されており、後述のプリフォーム１５のサポート管２の上側から外嵌めするように設けられている。キャピラリ外部圧力制御用チャンバー３の側面からは排気系配管６ａが延びている。その排気系配管６ａは開閉弁６を介して真空ポンプ２３に接続している。そして、真空ポンプ２３によってキャピラリ外部圧力制御用チャンバー３及びサポート管２内、つまり、キャピラリ１の外部を減圧し、開閉弁６を開閉することにより、キャピラリ１の外部圧力の制御がなされるようになっている。
【００２９】
キャピラリ内部圧力制御用チャンバー４は、上面を有する円筒状に形成されており、キャピラリ外部圧力制御用チャンバー３の上面を貫通して後述するプリフォーム１５のキャピラリ束１ａの上側から外嵌めするように設けられている。キャピラリ内部圧力制御用チャンバー４の上面からは排気系配管７ａと吸気系配管８ａとが延びている。その排気系配管７ａは電子式真空レギュレーター７を介して真空ポンプ２３に接続している。吸気系配管８ａは圧力制御装置８を介して窒素ガス源に接続されている。その圧力制御装置８は圧力設定器９に接続されている。キャピラリ内部圧力制御用チャンバー４の側面からは圧力検知管５ａが延びている。その圧力検知管５ａは圧力モニター５に接続している。そして、キャピラリ内部圧力制御用チャンバー３内、つまり、キャピラリ１の内部を、真空ポンプ２３によって減圧し、窒素ガスを供給することによって加圧し、電子式真空レギュレーター７及び圧力制御装置８によってキャピラリ１の内部圧力の制御がなされるようになっている。
【００３０】
さらに、キャピラリ外部圧力制御用チャンバー３は、キャピラリ内部圧力制御用チャンバー４の構成と同様に、吸気系配管８ａ、圧力制御装置８、圧力設定器９及び圧力モニター５を設けてそれらと接続してもよい。
【００３１】
溶融炉１８は、ヒーター１８ａを備えており、プリフォーム１５の下部をその内部に取り込み、プリフォーム１５を加熱溶融するものである。
【００３２】
線径制御ユニット１９は、線径測定器１９ａ、線径制御部１９ｂ及びキャプスタン１９ｃを備えており、線径測定器１９ａにより非接触で得られたＰＣＦ２０の外径を測定し、線径制御部１９ｂを介して、プリフォーム送り出し装置１６のプリフォーム１５の送り速度や、キャプスタン１９ｃの回転速度にフィードバックして、ＰＣＦ２０の外径を所定値に合わせるものである。
【００３３】
巻き取り部２１は、ボビン２１ａ、ローラー２１ｂ及びダンサーローラー２１ｃを備えており、得られたＰＣＦ２０の張力を一定に保持しながらＰＣＦ２０をボビン２１ａに巻き取るものである。
【００３４】
次に、上述のＰＣＦ製造装置１００を用いるＰＣＦ２０の製造方法の一例を工程追って説明する。
【００３５】
＜準備工程＞
石英製のキャピラリ１を複数本と、キャピラリ１と同外径で同長さの石英製のコアロッドを１本と、キャピラリ１及びコアロッド１０より短尺で石英製の円筒状のサポート管２と、を準備する。
【００３６】
＜プリフォーム作製工程＞
図４に示すように、複数本のキャピラリ１及びコアロッド１０を貫通状態にサポート管２内に充填する。このとき、横断面においてキャピラリ１が三角格子を形成するようにキャピラリ１を最密状に充填すると共に、サポート管２の中心軸位置にコアロッド１０が配置され、且つ、複数本のキャピラリ１、コアロッド１０及びサポート管２の片側の端面が揃うようにする。これによって、各キャピラリ１及びコアロッド１０の移動がサポート管２により規制されることとなる。以上のようにして、最密状に充填された複数本のキャピラリ１と、その中心軸位置に配設されたコアロッド１０と、複数本のキャピラリ１及びコアロッド１０を保持するサポート管２と、から構成されるプリフォーム１５を作製する。
【００３７】
＜プリフォーム封止工程＞
プリフォーム作製工程で作製したプリフォーム１５の端面を揃えた側の端面を加熱して、複数本のキャピラリ１及びサポート管２を封止する。これによって、その端面の片側が封止され、その反対側が開口しているプリフォーム１５を準備する。
【００３８】
＜線引き工程＞
プリフォーム封止工程で片側の端面を封止したプリフォーム１５を、その封止側が溶融炉１８になるように上述のプリフォーム送り出し装置１６のプリフォーム保持部１６ｃにセットする。さらに、プリフォーム１５のサポート管２の上端をキャピラリ外部圧力制御用チャンバー３に、プリフォーム１５のキャピラリ束１ａをキャピラリ内部圧力制御用チャンバー４に、それぞれ嵌めこむようにしてプリフォーム１５をプリフォーム圧力制御ユニット１７にセットする。
【００３９】
次いで、プリフォーム１５の下部を溶融炉１８によって加熱し、プリフォーム１５の封止側からファイバ状に線引きする。このとき、隣接するキャピラリ１同士、キャピラリ１とサポート管２、キャピラリ１とコアロッド１０は相互に融着一体化することとなる。そうして、図５に示すように、ファイバ中心に中実に形成されたコア部１３と、コア部１３を囲うように設けられ且つコア部に沿って延びる多数の細孔１２を有するクラッド部１１と、これらを被覆するように設けられたサポート部１４とを備えたＰＣＦ２０が製造される。
【００４０】
さらに、真空ポンプ２３による排気と、窒素ガスの供給とによって、複数のキャピラリ１の外部圧力、及び／又は、複数のキャピラリ１の内部圧力の制御を工程の進度に応じて行うことにより、製造されるクラッド部１１の細孔１２の径及び間隔を所定の目標値に近づける。具体的には、線引き加工開始時には複数のキャピラリ１の内部圧力を負圧側に設定し、線引き速度が所定の速度に近づいたら複数のキャピラリ１の内部圧力をやや正圧にし、線引き加工が進むに従い、複数のキャピラリ１の内部圧力を上げていくような制御をする。このとき、キャピラリ１の外部圧力も同時に制御することにより、より精度の高いＰＣＦ２０を製造することができる。
【００４１】
次いで、線径制御ユニット１９の線径測定器１９ａによって線引き直後のＰＣＦ２０の外径を測定し、線径制御部１９ｂによってその外径の測定値を基に、プリフォーム送り出し装置１６のプリフォーム１５の送り速度及びキャプスタン１９ｃの回転速度を制御し、ＰＣＦ２０の外径を所定値に調整する。
【００４２】
次いで、外径が所定値に調整されたＰＣＦ２０を巻き取り部２１のローラー２１ｂ及びダンサーローラー２１ｃを経由させ、同時にダンサーローラー２１ｃによって一定の張力をかけながら、ボビン２１ａに巻き取る。
【００４３】
また、上記実施形態では、供給するガスとして窒素ガスを用いてＰＣＦ２０を製造したが、特にこれに限定されるものではなく、ヘリウム及びアルゴンのような不活性のガスや、ＨＦ、Ｆ２、Ｃｌ２及びＣＯのような乾燥性のあるガスや、Ｆ２、ＣＦ４、ＣＨＦ３、Ｃ２Ｆ６、Ｃ３Ｆ６、Ｃ４Ｆ８、ＮＦ３及びＳＦ６のようなエッチングガスといった機能性のガスでもよい。特に上述の乾燥性のあるガスやエッチングガスといった機能性のガスを用いることにより、線引きと同時にキャピラリ内面の水酸基濃度が低下し、水酸基に起因する伝送損失が低減される。
【００４４】
線引き時に複数のキャピラリ１の外部圧力、及び／又は、複数のキャピラリ１の内部圧力を制御しても、プリフォーム１５の送り速度が遅い場合は、プリフォーム１５の溶融炉１８内での滞留時間が長くなり、キャピラリ１が部分的に膨張し径の変動が大きくなり、限度を超えるとＰＣＦ２０が断線してしまうことが考えられる。そのため、このような径の変動要因を排除するために、プリフォーム１５の送り速度に下限値を設定することが望ましい。
【００４５】
以上のようなＰＣＦ２０の製造方法によれば、複数のキャピラリ１の外部圧力、及び／又は、複数のキャピラリ１の内部圧力を制御しながら線引きすることになる。これにより、線引き中にＰＣＦ２０のクラッド部１１の細孔１２の径及び間隔を自在に調整することができ、ファイバ長さ方向に沿ってファイバの内部構造が調整できる。さらに、クラッド部１１の細孔１２の径及び間隔がファイバ長さ方向に沿って略均一となるように、複数のキャピラリ１の外部圧力、及び／又は、複数のキャピラリ１の内部圧力を制御しながら線引きすることにより、ＰＣＦ２０のファイバ長さ方向においてクラッド部１１の細孔１２の径及び間隔が所定の大きさに揃い安定した内部構造を有するＰＣＦ２０を製造できる。しかも、圧力を制御により、クラッド部１１の細孔１２が消失しないように線引き中のキャピラリ１の内部圧力を高めるようにすれば、内部圧力による細孔１２を拡大させる力が高温の線引きで大きくなるガラスの表面張力による細孔を縮小させる力を上回ることができ、クラッド部１１の細孔１２の消失を考慮せずに高温で線引きをすることが可能になり得られるＰＣＦ２０の強度を保持でき、また、ＰＣＦ２０のクラッド部１１の細孔１２の径がファイバ長さ方向の途中から異なるＰＣＦ２０を製造することも可能である。
【００４６】
なお、本発明は本実施形態に限定されるものではなく、他の構成のものであってもよい。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の製造方法によれば、複数のキャピラリの外部圧力、及び／又は、複数のキャピラリの内部圧力を制御しながら線引きすることになるので、線引き中にＰＣＦのクラッド部の細孔の径及び間隔を自在に調整することができ、ファイバ長さ方向に沿ってファイバの内部構造が調整できる。さらに、クラッド部の細孔の径及び間隔がファイバ長さ方向に沿って略均一となるように、複数のキャピラリ外部圧力及び／又は複数のキャピラリ内部圧力を制御しながら線引きすることにより、ＰＣＦのファイバ長さ方向に沿ってクラッド部の細孔の径及び間隔が所定の大きさに揃い安定した内部構造を有するＰＣＦを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態に係るＰＣＦの製造装置の概略構成図である。
【図２】実施形態に係る線引き工程の説明図である。
【図３】実施形態に係る線引き工程に用いる装置の概略構成図である。
【図４】実施形態に係るプリフォームの断面図である。
【図５】実施形態に係るＰＣＦの斜視図である。
【図６】従来の線引き工程の説明図である。
【図７】従来の製造方法によって製造されたＰＣＦのクラッド部の細孔の径及び間隔のそれぞれのファイバ長さ方向の推移を示す図である。
【符号の説明】
１ キャピラリ
１ａ キャピラリ束
２ サポート管
３ キャピラリ外部圧力制御用チャンバー
４ キャピラリ内部圧力制御用チャンバー
５ 圧力モニター
６ 開閉弁
６ａ 排気系配管
７ 電子式真空レギュレーター
７ａ 排気系配管
８ 圧力制御装置
９ 圧力設定器
１０ コアロッド
１１ クラッド部
１２ 細孔
１３ コア部
１４ サポート部
１５ プリフォーム
１６ プリフォーム送り出し装置
１６ａ 支柱部
１６ｂ 移動部
１６ｃ プリフォーム保持部
１７ プリフォーム圧力制御ユニット
１８ 溶融炉
１８ａ ヒーター
１９ 線径制御ユニット
１９ａ 線径測定器
１９ｂ 線径制御部
１９ｃ キャプスタン
２０ ＰＣＦ
２１ 巻き取り部
２１ａ ボビン
２１ｂ ローラー
２１ｃ ダンサーローラー
２２ 吸引用チャンバー
１００ ＰＣＦ製造装置
【発明の属する技術分野】
本発明は、フォトニッククリスタルファイバ（以下、「ＰＣＦ（Ｐｈｏｔｏｎｉｃ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｆｉｂｅｒ）」と称する）の製造方法及びそれに用いられる製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＰＣＦは、ファイバ中心に中実又は中空に形成されたコア部と、コア部を囲うように設けられ、コア部に沿って延びる多数の細孔を有するクラッド部とを備えている。このＰＣＦは、クラッド部に囲われたコア部に光を閉じこめて伝送するものであるが、クラッド部の細孔の径や間隔を変えることにより光の波長分散を自由に制御できる。そのため従来の光ファイバでは実現できなかった新しい波長域での通信が可能となり、通信の高速化やコストダウンが期待されている。
【０００３】
このＰＣＦの製造方法としては、クラッド部となる複数本のキャピラリをキャピラリ孔（細孔）が横断面において格子配列を形成するように束ねると共に、中実のコア部となるコアロッドを中心軸位置に配置して又は中空のコア部となるコア空間を中心軸位置に形成して作製したプリフォームを線引き加工により細径化するというものがある。ところで、一般にＰＣＦではクラッド部の細孔の内面に水酸基が形成されると、それが信号光の特定波長を吸収して伝送損失が発生することになる。特許文献１及び２では、この伝送損失の低減に着目したＰＣＦの製造方法が開示されている。
【０００４】
特許文献１では、クラッド部を形成するキャピラリの両端を封止することが開示されている。これにより、キャピラリ内への新しい空気の浸入が阻止されるため、線引き工程中における空気中の水分との反応によるキャピラリ内面への水酸基の形成が抑制され、得られるＰＣＦは従来に比べて伝送損失の少ないものになると記載されている。
【０００５】
また、特許文献２では、キャピラリ内へ乾燥性を有する気体を供給しながらプリフォームを加熱することが示されている。これにより、キャピラリ内面の水酸基が水分子となり外部に排出されるため、キャピラリ内面の水酸基濃度が低下し、得られるＰＣＦは従来に比べて水酸基に起因する伝送損失が低減されると記載されている。また、乾燥性を有する気体の供給圧力を調整することにより、クラッド部の細孔占有率を調節することができるとも記載されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−２１１９４１号公報
【特許文献２】
特開２００２−２４９３３５号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、ＰＣＦの伝送損失を低減する方法はいくつか検討がなされている。しかしながら、ＰＣＦのファイバ長さ方向に安定した内部構造（クラッド部の細孔の径及び間隔の揃った構造）を形成する技術は、ほとんど確立されていない。また、特許文献２において、乾燥性を有する気体の供給圧力を調整することによりクラッド部の細孔占有率を調節することができるという記載はあるが、ＰＣＦのファイバ長さ方向において連続的にクラッド部の細孔の径ｄ及び間隔Λが均一になるものではなく、ｄ／Λ（細孔の径／間隔）が変化し、伝送ロスの増加や設計通りの特性が得られないという不具合が発生する。
【０００８】
次に従来のＰＣＦの製造方法における線引き工程について説明する。
【０００９】
図６は、従来のＰＣＦの製造装置を示す。このＰＣＦの製造装置では、キャピラリ１の外部圧力を低下させるために、サポート管２の上端に吸引用チャンバー２２を取り付けるようになっている。この吸引用チャンバー２２に接続する真空ポンプによって、プリフォームの上端側から気体を排出しキャピラリー１の間の隙間を減圧状態に保持しながら、プリフォームの下端側を加熱しファイバ状に線引きすることによりＰＣＦを製造する。しかしながら、特許文献１に記載されているように、キャピラリ１の両端が封止されているため、線引き工程中にキャピラリ１の内部圧力が上昇し、キャピラリ１が部分的に膨張して断線してしまうという問題がある。
【００１０】
図７は、この従来の方法によってＰＣＦの外径を１２５μｍに揃えて製造されたＰＣＦのクラッド部の細孔の径及び間隔のそれぞれのファイバ長さ方向の推移を示す。クラッド部の細孔の径ｄは、線引き加工長が約６０００ｍのとき１．８８μｍであるが、その後、線引きの進行と共に徐々に小さくなり、線引き加工長が約４４０００ｍのとき０．７μｍとなり、この間で元の約４０％の径になってしまっている。一方、クラッド部の細孔の間隔Λは、線引き加工長が約６０００ｍのとき２．７μｍであるが、その後、線引きの進行と共に徐々に小さくなり、線引き加工長が約４４０００ｍのとき１．８９μｍとなり、この間で元の約７０％の間隔になってしまっている。このように、ＰＣＦの外径は揃っていても、線引き最初と線引き最後とでは細孔の径ｄ及び間隔Λに大きな差があり、ＰＣＦの内部構造がファイバ長さ方向に沿って安定していない。
【００１１】
また、線引き工程の加工温度が高い場合、キャピラリ１を構成するガラスの粘度が低くなり、キャピラリ内面のガラスの表面張力が大きくなる。そのため、その加工温度を過度に高くすると、キャピラリ１の細孔がその表面張力によって消失してしまう。このようなことを考慮すると、線引き工程の加工温度はどうしても低温にせざるを得ない。この場合、線引きに十分なガラスの粘性が得られない状態で線引きを行うこととなってしまい、微小なクラックがファイバ内に内在することとなり、結果として、得られるＰＣＦの強度が弱くなってしまうという問題もある。
【００１２】
上記の問題の原因は、線引き工程の進行と共にプリフォームの残量が徐々に減っていくため、一定の条件でプリフォームを加熱していても、プリフォームへの熱の加わり方が変化するからであると考えられる。
【００１３】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ファイバ長さ方向に沿ってファイバの内部構造を調整できるＰＣＦの製造方法及びそれに用いられる製造装置、特に、ファイバ長さ方向に沿ってファイバの内部構造が安定したＰＣＦの製造方法及びそれに用いられる製造装置を提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成する本発明のＰＣＦの製造方法は、中実又は中空のコア部と、該コア部を被覆するように設けられ該コア部に沿って延びる複数の細孔が該コアを囲うように形成されたクラッド部と、を有するＰＣＦの製造方法であって、サポート管内に、中実のコア部となるコアロッド及びクラッド部となる複数のキャピラリ、又は、中空のコア部となるコア部形成空間を形成し且つクラッド部となる複数のキャピラリを充填してプリフォームを作製するプリフォーム作製工程と、上記プリフォームを加熱及び延伸してファイバ状に延伸する線引き工程と、を備え、上記線引き工程において、上記サポート管内の上記複数のキャピラリの外部圧力、及び／又は、該複数のキャピラリの内部圧力を、制御することを特徴とする。
【００１５】
上記の方法によれば、複数のキャピラリ外部圧力及び／又は複数のキャピラリ内部圧力を制御しながら線引きすることになる。これにより、線引き中にＰＣＦのクラッド部の細孔の径及び間隔を自在に調整することができ、ファイバ長さ方向に沿ってファイバの内部構造を調整することができる。さらに、上述のような圧力の制御により、クラッド部の細孔が消失しないように線引き中のキャピラリの内部圧力を高めるようにすれば、内部圧力による細孔を拡大させる力が高温の線引きで大きくなるガラスの表面張力による細孔を縮小させる力を上回ることができ、クラッド部の細孔の消失を考慮せずに高温で線引きを行うことができる。これにより、線引きに十分なガラスの粘性で線引きを行うことができ、ファイバ内のクラックの発生が抑止されＰＣＦの強度を保持することができる。
【００１６】
本発明のＰＣＦの製造方法は、上記複数のキャピラリの外部圧力、及び／又は、上記複数のキャピラリの内部圧力を、形成されるクラッド部の細孔の径及び間隔がファイバ長さ方向に沿って略均一となるように制御してもよい。
【００１７】
上記の方法によれば、クラッド部の細孔の径及び間隔がファイバ長さ方向に沿って略均一となるように、複数のキャピラリ外部圧力及び／又は複数のキャピラリ内部圧力を制御しながら線引きすることになる。これにより、ＰＣＦのファイバ長さ方向に沿ってクラッド部の細孔の径及び間隔が所定の大きさに揃い安定した内部構造を有するＰＣＦを製造することができる。
【００１８】
本発明のＰＣＦの製造方法は、上記複数のキャピラリの外部圧力、及び／又は、上記複数のキャピラリの内部圧力の制御を、真空ポンプによる排気と、空気、ヘリウム、アルゴン及び窒素からなる群から選択される少なくとも１種類のガスの供給とによって行ってもよい。
【００１９】
上記の方法によれば、複数のキャピラリの外部圧力、及び／又は、複数のキャピラリの内部圧力の制御を一般的な方法で調整することができる。
【００２０】
本発明のＰＣＦの製造装置は、サポート管内に、中実のコア部となるコアロッド及びクラッド部となる複数のキャピラリ、又は、中空のコア部となるコア部形成空間を形成し且つクラッド部となる複数のキャピラリを充填して作製したプリフォームを加熱及び延伸してファイバ状に延伸するＰＣＦの製造装置であって、上記サポート管内の複数のキャピラリの外部圧力を制御するキャピラリ外部圧力制御手段、及び／又は、複数のキャピラリの内部圧力を制御するキャピラリ内部圧力制御手段を、備えたことを特徴とする。
【００２１】
上記の装置によれば、複数のキャピラリ外部の圧力及び／又は複数のキャピラリ内部の圧力を制御しながら線引きすることが可能になる。これにより、線引き中にＰＣＦのクラッド部の細孔の径及び間隔を所定の目標値に調整することができ、ファイバ長さ方向に沿ってファイバの内部構造が調整できる。さらに、クラッド部の細孔の径及び間隔がファイバ長さ方向に沿って略均一となるように、複数のキャピラリ外部圧力及び／又は複数のキャピラリ内部圧力を制御しながら線引きすれば、ＰＣＦのファイバ長さ方向に沿ってクラッド部の細孔の径及び間隔が所定の大きさに揃い安定した内部構造を有するＰＣＦを製造することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態に係るＰＣＦの製造方法及びそれに用いられる製造装置について説明する。以下の実施形態ではコア部が中実である場合を例に説明するが、本発明のＰＣＦの製造方法は、コア部が中空である場合にも適用できる。
【００２３】
図１は、本実施形態のＰＣＦ製造装置１００を示す。
【００２４】
このＰＣＦ製造装置１００は、プリフォーム送り出し装置１６、プリフォーム圧力制御ユニット１７、溶融炉１８、線径制御部１９及び巻き取り部２１を備えている。
【００２５】
プリフォーム送り出し装置１６は、上下方向に延びる支柱部１６ａ、支柱部１６ａに上下移動可能に設けられた移動部１６ｂ、移動部１６ｂから側方に延びるように設けられたプリフォーム保持部１６ｃを有する。そのプリフォーム送り出し装置１６では、プリフォーム保持部１６ｃによりプリフォーム１５を鉛直状態に保持し、移動部１６ｂが支柱部１６ａ上を上から下へ移動して、プリフォーム１５をその溶融炉１８に所定の速度で送るようになっている。
【００２６】
図２及び３はプリフォーム圧力制御ユニット１７を示す。
【００２７】
このプリフォーム圧力制御ユニット１７は、複数のキャピラリ１の外部の圧力と、複数のキャピラリ１の内部の圧力とを個別に制御するものである。そして、このプリフォーム圧力制御ユニット１７は、キャピラリ外部圧力制御用チャンバー３、キャピラリ内部圧力制御用チャンバー４、圧力モニター５、開閉弁６、電子式真空レギュレーター７、圧力制御装置８、圧力設定器９及び真空ポンプ２３で構成されている。
【００２８】
キャピラリ外部圧力制御用チャンバー３は、上面を有する円筒状に形成されており、後述のプリフォーム１５のサポート管２の上側から外嵌めするように設けられている。キャピラリ外部圧力制御用チャンバー３の側面からは排気系配管６ａが延びている。その排気系配管６ａは開閉弁６を介して真空ポンプ２３に接続している。そして、真空ポンプ２３によってキャピラリ外部圧力制御用チャンバー３及びサポート管２内、つまり、キャピラリ１の外部を減圧し、開閉弁６を開閉することにより、キャピラリ１の外部圧力の制御がなされるようになっている。
【００２９】
キャピラリ内部圧力制御用チャンバー４は、上面を有する円筒状に形成されており、キャピラリ外部圧力制御用チャンバー３の上面を貫通して後述するプリフォーム１５のキャピラリ束１ａの上側から外嵌めするように設けられている。キャピラリ内部圧力制御用チャンバー４の上面からは排気系配管７ａと吸気系配管８ａとが延びている。その排気系配管７ａは電子式真空レギュレーター７を介して真空ポンプ２３に接続している。吸気系配管８ａは圧力制御装置８を介して窒素ガス源に接続されている。その圧力制御装置８は圧力設定器９に接続されている。キャピラリ内部圧力制御用チャンバー４の側面からは圧力検知管５ａが延びている。その圧力検知管５ａは圧力モニター５に接続している。そして、キャピラリ内部圧力制御用チャンバー３内、つまり、キャピラリ１の内部を、真空ポンプ２３によって減圧し、窒素ガスを供給することによって加圧し、電子式真空レギュレーター７及び圧力制御装置８によってキャピラリ１の内部圧力の制御がなされるようになっている。
【００３０】
さらに、キャピラリ外部圧力制御用チャンバー３は、キャピラリ内部圧力制御用チャンバー４の構成と同様に、吸気系配管８ａ、圧力制御装置８、圧力設定器９及び圧力モニター５を設けてそれらと接続してもよい。
【００３１】
溶融炉１８は、ヒーター１８ａを備えており、プリフォーム１５の下部をその内部に取り込み、プリフォーム１５を加熱溶融するものである。
【００３２】
線径制御ユニット１９は、線径測定器１９ａ、線径制御部１９ｂ及びキャプスタン１９ｃを備えており、線径測定器１９ａにより非接触で得られたＰＣＦ２０の外径を測定し、線径制御部１９ｂを介して、プリフォーム送り出し装置１６のプリフォーム１５の送り速度や、キャプスタン１９ｃの回転速度にフィードバックして、ＰＣＦ２０の外径を所定値に合わせるものである。
【００３３】
巻き取り部２１は、ボビン２１ａ、ローラー２１ｂ及びダンサーローラー２１ｃを備えており、得られたＰＣＦ２０の張力を一定に保持しながらＰＣＦ２０をボビン２１ａに巻き取るものである。
【００３４】
次に、上述のＰＣＦ製造装置１００を用いるＰＣＦ２０の製造方法の一例を工程追って説明する。
【００３５】
＜準備工程＞
石英製のキャピラリ１を複数本と、キャピラリ１と同外径で同長さの石英製のコアロッドを１本と、キャピラリ１及びコアロッド１０より短尺で石英製の円筒状のサポート管２と、を準備する。
【００３６】
＜プリフォーム作製工程＞
図４に示すように、複数本のキャピラリ１及びコアロッド１０を貫通状態にサポート管２内に充填する。このとき、横断面においてキャピラリ１が三角格子を形成するようにキャピラリ１を最密状に充填すると共に、サポート管２の中心軸位置にコアロッド１０が配置され、且つ、複数本のキャピラリ１、コアロッド１０及びサポート管２の片側の端面が揃うようにする。これによって、各キャピラリ１及びコアロッド１０の移動がサポート管２により規制されることとなる。以上のようにして、最密状に充填された複数本のキャピラリ１と、その中心軸位置に配設されたコアロッド１０と、複数本のキャピラリ１及びコアロッド１０を保持するサポート管２と、から構成されるプリフォーム１５を作製する。
【００３７】
＜プリフォーム封止工程＞
プリフォーム作製工程で作製したプリフォーム１５の端面を揃えた側の端面を加熱して、複数本のキャピラリ１及びサポート管２を封止する。これによって、その端面の片側が封止され、その反対側が開口しているプリフォーム１５を準備する。
【００３８】
＜線引き工程＞
プリフォーム封止工程で片側の端面を封止したプリフォーム１５を、その封止側が溶融炉１８になるように上述のプリフォーム送り出し装置１６のプリフォーム保持部１６ｃにセットする。さらに、プリフォーム１５のサポート管２の上端をキャピラリ外部圧力制御用チャンバー３に、プリフォーム１５のキャピラリ束１ａをキャピラリ内部圧力制御用チャンバー４に、それぞれ嵌めこむようにしてプリフォーム１５をプリフォーム圧力制御ユニット１７にセットする。
【００３９】
次いで、プリフォーム１５の下部を溶融炉１８によって加熱し、プリフォーム１５の封止側からファイバ状に線引きする。このとき、隣接するキャピラリ１同士、キャピラリ１とサポート管２、キャピラリ１とコアロッド１０は相互に融着一体化することとなる。そうして、図５に示すように、ファイバ中心に中実に形成されたコア部１３と、コア部１３を囲うように設けられ且つコア部に沿って延びる多数の細孔１２を有するクラッド部１１と、これらを被覆するように設けられたサポート部１４とを備えたＰＣＦ２０が製造される。
【００４０】
さらに、真空ポンプ２３による排気と、窒素ガスの供給とによって、複数のキャピラリ１の外部圧力、及び／又は、複数のキャピラリ１の内部圧力の制御を工程の進度に応じて行うことにより、製造されるクラッド部１１の細孔１２の径及び間隔を所定の目標値に近づける。具体的には、線引き加工開始時には複数のキャピラリ１の内部圧力を負圧側に設定し、線引き速度が所定の速度に近づいたら複数のキャピラリ１の内部圧力をやや正圧にし、線引き加工が進むに従い、複数のキャピラリ１の内部圧力を上げていくような制御をする。このとき、キャピラリ１の外部圧力も同時に制御することにより、より精度の高いＰＣＦ２０を製造することができる。
【００４１】
次いで、線径制御ユニット１９の線径測定器１９ａによって線引き直後のＰＣＦ２０の外径を測定し、線径制御部１９ｂによってその外径の測定値を基に、プリフォーム送り出し装置１６のプリフォーム１５の送り速度及びキャプスタン１９ｃの回転速度を制御し、ＰＣＦ２０の外径を所定値に調整する。
【００４２】
次いで、外径が所定値に調整されたＰＣＦ２０を巻き取り部２１のローラー２１ｂ及びダンサーローラー２１ｃを経由させ、同時にダンサーローラー２１ｃによって一定の張力をかけながら、ボビン２１ａに巻き取る。
【００４３】
また、上記実施形態では、供給するガスとして窒素ガスを用いてＰＣＦ２０を製造したが、特にこれに限定されるものではなく、ヘリウム及びアルゴンのような不活性のガスや、ＨＦ、Ｆ２、Ｃｌ２及びＣＯのような乾燥性のあるガスや、Ｆ２、ＣＦ４、ＣＨＦ３、Ｃ２Ｆ６、Ｃ３Ｆ６、Ｃ４Ｆ８、ＮＦ３及びＳＦ６のようなエッチングガスといった機能性のガスでもよい。特に上述の乾燥性のあるガスやエッチングガスといった機能性のガスを用いることにより、線引きと同時にキャピラリ内面の水酸基濃度が低下し、水酸基に起因する伝送損失が低減される。
【００４４】
線引き時に複数のキャピラリ１の外部圧力、及び／又は、複数のキャピラリ１の内部圧力を制御しても、プリフォーム１５の送り速度が遅い場合は、プリフォーム１５の溶融炉１８内での滞留時間が長くなり、キャピラリ１が部分的に膨張し径の変動が大きくなり、限度を超えるとＰＣＦ２０が断線してしまうことが考えられる。そのため、このような径の変動要因を排除するために、プリフォーム１５の送り速度に下限値を設定することが望ましい。
【００４５】
以上のようなＰＣＦ２０の製造方法によれば、複数のキャピラリ１の外部圧力、及び／又は、複数のキャピラリ１の内部圧力を制御しながら線引きすることになる。これにより、線引き中にＰＣＦ２０のクラッド部１１の細孔１２の径及び間隔を自在に調整することができ、ファイバ長さ方向に沿ってファイバの内部構造が調整できる。さらに、クラッド部１１の細孔１２の径及び間隔がファイバ長さ方向に沿って略均一となるように、複数のキャピラリ１の外部圧力、及び／又は、複数のキャピラリ１の内部圧力を制御しながら線引きすることにより、ＰＣＦ２０のファイバ長さ方向においてクラッド部１１の細孔１２の径及び間隔が所定の大きさに揃い安定した内部構造を有するＰＣＦ２０を製造できる。しかも、圧力を制御により、クラッド部１１の細孔１２が消失しないように線引き中のキャピラリ１の内部圧力を高めるようにすれば、内部圧力による細孔１２を拡大させる力が高温の線引きで大きくなるガラスの表面張力による細孔を縮小させる力を上回ることができ、クラッド部１１の細孔１２の消失を考慮せずに高温で線引きをすることが可能になり得られるＰＣＦ２０の強度を保持でき、また、ＰＣＦ２０のクラッド部１１の細孔１２の径がファイバ長さ方向の途中から異なるＰＣＦ２０を製造することも可能である。
【００４６】
なお、本発明は本実施形態に限定されるものではなく、他の構成のものであってもよい。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の製造方法によれば、複数のキャピラリの外部圧力、及び／又は、複数のキャピラリの内部圧力を制御しながら線引きすることになるので、線引き中にＰＣＦのクラッド部の細孔の径及び間隔を自在に調整することができ、ファイバ長さ方向に沿ってファイバの内部構造が調整できる。さらに、クラッド部の細孔の径及び間隔がファイバ長さ方向に沿って略均一となるように、複数のキャピラリ外部圧力及び／又は複数のキャピラリ内部圧力を制御しながら線引きすることにより、ＰＣＦのファイバ長さ方向に沿ってクラッド部の細孔の径及び間隔が所定の大きさに揃い安定した内部構造を有するＰＣＦを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態に係るＰＣＦの製造装置の概略構成図である。
【図２】実施形態に係る線引き工程の説明図である。
【図３】実施形態に係る線引き工程に用いる装置の概略構成図である。
【図４】実施形態に係るプリフォームの断面図である。
【図５】実施形態に係るＰＣＦの斜視図である。
【図６】従来の線引き工程の説明図である。
【図７】従来の製造方法によって製造されたＰＣＦのクラッド部の細孔の径及び間隔のそれぞれのファイバ長さ方向の推移を示す図である。
【符号の説明】
１ キャピラリ
１ａ キャピラリ束
２ サポート管
３ キャピラリ外部圧力制御用チャンバー
４ キャピラリ内部圧力制御用チャンバー
５ 圧力モニター
６ 開閉弁
６ａ 排気系配管
７ 電子式真空レギュレーター
７ａ 排気系配管
８ 圧力制御装置
９ 圧力設定器
１０ コアロッド
１１ クラッド部
１２ 細孔
１３ コア部
１４ サポート部
１５ プリフォーム
１６ プリフォーム送り出し装置
１６ａ 支柱部
１６ｂ 移動部
１６ｃ プリフォーム保持部
１７ プリフォーム圧力制御ユニット
１８ 溶融炉
１８ａ ヒーター
１９ 線径制御ユニット
１９ａ 線径測定器
１９ｂ 線径制御部
１９ｃ キャプスタン
２０ ＰＣＦ
２１ 巻き取り部
２１ａ ボビン
２１ｂ ローラー
２１ｃ ダンサーローラー
２２ 吸引用チャンバー
１００ ＰＣＦ製造装置
Claims (4)
- 中実又は中空のコア部と、該コア部を被覆するように設けられ該コア部に沿って延びる複数の細孔が該コアを囲うように形成されたクラッド部と、を有するフォトニッククリスタルファイバの製造方法であって、
サポート管内に、中実のコア部となるコアロッド及びクラッド部となる複数のキャピラリ、又は、中空のコア部となるコア部形成空間を形成し且つクラッド部となる複数のキャピラリを充填してプリフォームを作製するプリフォーム作製工程と、
上記プリフォームを加熱及び延伸してファイバ状に延伸する線引き工程と、
を備え、
上記線引き工程において、上記サポート管内の上記複数のキャピラリの外部圧力、及び／又は、該複数のキャピラリの内部圧力を、制御することを特徴とするフォトニッククリスタルファイバの製造方法。 - 請求項１に記載されたフォトニッククリスタルファイバの製造方法において、
上記複数のキャピラリの外部圧力、及び／又は、上記複数のキャピラリの内部圧力を、形成されるクラッド部の細孔の径及び間隔がファイバ長さ方向に沿って略均一となるように制御することを特徴とするフォトニッククリスタルファイバの製造方法。 - 請求項１又は２に記載されたフォトニッククリスタルファイバの製造方法において、
上記複数のキャピラリの外部圧力、及び／又は、上記複数のキャピラリの内部圧力の制御を、真空ポンプによる排気と、空気、ヘリウム、アルゴン及び窒素からなる群から選択される少なくとも１種類のガスの供給とによって行うことを特徴とするフォトニッククリスタルファイバの製造方法。 - サポート管内に、中実のコア部となるコアロッド及びクラッド部となる複数のキャピラリ、又は、中空のコア部となるコア部形成空間を形成し且つクラッド部となる複数のキャピラリを充填して作製したプリフォームを加熱及び延伸してファイバ状に延伸するフォトニッククリスタルファイバの製造装置であって、
サポート管内の複数のキャピラリの外部圧力を制御するキャピラリ外部圧力制御手段、及び／又は、複数のキャピラリの内部圧力を制御するキャピラリ内部圧力制御手段を、備えたことを特徴とするフォトニッククリスタルファイバの製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003028730A JP2004238246A (ja) | 2003-02-05 | 2003-02-05 | フォトニッククリスタルファイバの製造方法及びそれに用いられる製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003028730A JP2004238246A (ja) | 2003-02-05 | 2003-02-05 | フォトニッククリスタルファイバの製造方法及びそれに用いられる製造装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004238246A true JP2004238246A (ja) | 2004-08-26 |
Family
ID=32956114
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003028730A Pending JP2004238246A (ja) | 2003-02-05 | 2003-02-05 | フォトニッククリスタルファイバの製造方法及びそれに用いられる製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004238246A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007072251A (ja) * | 2005-09-08 | 2007-03-22 | Fujikura Ltd | 光ファイバとその製造方法 |
| JP2008310034A (ja) * | 2007-06-14 | 2008-12-25 | Furukawa Electric Co Ltd:The | ホーリーファイバの製造方法およびホーリーファイバ |
| JP2011158619A (ja) * | 2010-01-29 | 2011-08-18 | Furukawa Electric Co Ltd:The | フォトニックバンドギャップファイバの製造方法およびフォトニックバンドギャップファイバ |
| JP2012036051A (ja) * | 2010-08-09 | 2012-02-23 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 空孔構造光ファイバの製造方法および加減圧用コネクタ |
| WO2012028152A1 (en) * | 2010-08-30 | 2012-03-08 | Nkt Photonics A/S | Tapered optical fiber for supercontinuum generation |
| CN102815864A (zh) * | 2012-09-21 | 2012-12-12 | 中国电子科技集团公司第四十六研究所 | 一种光子晶体光纤的制备方法 |
| CN104749692A (zh) * | 2015-03-18 | 2015-07-01 | 中国建筑材料科学研究总院 | 一种平行光筛选器及其制备方法 |
| CN106495464A (zh) * | 2016-10-27 | 2017-03-15 | 北京航空航天大学 | 一种用于光子带隙光纤拉制的气压控制方法及装置 |
| CN115784602A (zh) * | 2022-12-08 | 2023-03-14 | 锐光信通科技有限公司 | 一种石英基传像光纤制备方法及石英基传像光纤 |
-
2003
- 2003-02-05 JP JP2003028730A patent/JP2004238246A/ja active Pending
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4541264B2 (ja) * | 2005-09-08 | 2010-09-08 | 株式会社フジクラ | 光ファイバ母材の製造方法および光ファイバの製造方法 |
| JP2007072251A (ja) * | 2005-09-08 | 2007-03-22 | Fujikura Ltd | 光ファイバとその製造方法 |
| US8196435B2 (en) | 2007-06-14 | 2012-06-12 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Holey fiber and method of manufacturing the same |
| JP2008310034A (ja) * | 2007-06-14 | 2008-12-25 | Furukawa Electric Co Ltd:The | ホーリーファイバの製造方法およびホーリーファイバ |
| JP2011158619A (ja) * | 2010-01-29 | 2011-08-18 | Furukawa Electric Co Ltd:The | フォトニックバンドギャップファイバの製造方法およびフォトニックバンドギャップファイバ |
| US8554038B2 (en) | 2010-01-29 | 2013-10-08 | Furukawa Electric Co., Ltd. | Manufacturing method of photonic band gap fiber and photonic band gap fiber |
| JP2012036051A (ja) * | 2010-08-09 | 2012-02-23 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 空孔構造光ファイバの製造方法および加減圧用コネクタ |
| WO2012028152A1 (en) * | 2010-08-30 | 2012-03-08 | Nkt Photonics A/S | Tapered optical fiber for supercontinuum generation |
| CN103189766A (zh) * | 2010-08-30 | 2013-07-03 | Nkt光子学有限公司 | 用于生成超连续光谱的锥形光纤 |
| US8977087B2 (en) | 2010-08-30 | 2015-03-10 | Nkt Photonics A/S | Tapered optical fiber for supercontinuum generation |
| CN102815864A (zh) * | 2012-09-21 | 2012-12-12 | 中国电子科技集团公司第四十六研究所 | 一种光子晶体光纤的制备方法 |
| CN102815864B (zh) * | 2012-09-21 | 2015-01-07 | 中国电子科技集团公司第四十六研究所 | 一种光子晶体光纤的制备方法 |
| CN104749692A (zh) * | 2015-03-18 | 2015-07-01 | 中国建筑材料科学研究总院 | 一种平行光筛选器及其制备方法 |
| CN106495464A (zh) * | 2016-10-27 | 2017-03-15 | 北京航空航天大学 | 一种用于光子带隙光纤拉制的气压控制方法及装置 |
| CN115784602A (zh) * | 2022-12-08 | 2023-03-14 | 锐光信通科技有限公司 | 一种石英基传像光纤制备方法及石英基传像光纤 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6705126B2 (en) | Method for fabricating holey optical fiber | |
| CN111977957B (zh) | 一种气体保压调控装置、微结构光纤及其制备方法 | |
| JP4220261B2 (ja) | フォトニッククリスタルファイバの製造方法 | |
| JP2009515217A (ja) | 微細構造光ファイバとその製造方法 | |
| WO2003106359A1 (en) | Methods and preforms for drawing microstructured optical fibers | |
| JP2009528248A (ja) | ファイバ作成中にファイバプリフォーム内の二元圧力制御を可能にする方法 | |
| JP2004238246A (ja) | フォトニッククリスタルファイバの製造方法及びそれに用いられる製造装置 | |
| EP1456140B1 (en) | Process for manufacturing a micro-structured optical fibre | |
| EP2150502A1 (en) | Method to produce microstructured optical fibers comprising voids | |
| JP4476900B2 (ja) | フォトニッククリスタルファイバ母材の製造方法 | |
| CN107848865B (zh) | 制造用于具有低的衰减损失的光纤的预制件的方法 | |
| JP3556908B2 (ja) | フォトニッククリスタルファイバの製造方法 | |
| WO2020186696A1 (zh) | 光子晶体光纤及其制备方法 | |
| JP2004307250A (ja) | 光ファイバ及び光ファイバの製造方法 | |
| KR100730639B1 (ko) | 광섬유 제조를 위한 막대모양 모재와 이의 제조방법 | |
| JP4245889B2 (ja) | 光ファイバ母材の作製方法 | |
| JP2004102281A (ja) | フォトニッククリスタルファイバ及びその製造方法 | |
| EP1935858B1 (en) | Method for manufacturing an optical fiber preform with improved air/glass interface structure | |
| CN111977958B (zh) | 一种银丝填充椭圆形芯的熊猫型微结构光纤及其制备方法 | |
| JP4172440B2 (ja) | 光ファイバの製造方法 | |
| JP3836731B2 (ja) | 偏波保存フォトニッククリスタルファイバの製造方法 | |
| JP3872796B2 (ja) | フォトニッククリスタルファイバの製造方法 | |
| JP2004091304A (ja) | 光ファイバ母材の調芯方法 | |
| JP4373250B2 (ja) | 光ファイバの製造方法 | |
| JP2004256374A (ja) | 光ファイバの製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20051128 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20080728 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080805 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20081202 |