JP2018163296A - 光ファイバ及び光ファイバの製造方法 - Google Patents

光ファイバ及び光ファイバの製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】高張力及び高速で線引きを行った場合であっても伝送損失を低減することができる光ファイバ及び光ファイバの製造方法を提供する。
【解決手段】光ファイバ１０は、塩素が添加されたコア部１２と、フッ素が添加されたクラッド部１４とを有し、コア部には、９０００〜１３０００ｐｐｍの塩素が添加され、コア部の純シリカガラスに対する比屈折率差Δ１が、０．０９〜０．１３％であり、クラッド部の純シリカガラスに対する比屈折率差Δ２が、−０．３６〜−０．１７％であり、コア部の比屈折率差Δ１とクラッド部の比屈折率差Δ２の差分（Δ１−Δ２）が０．３０％以上であり、波長１．３１μｍにおけるモードフィールド径が８．８〜９．６μｍであり、コア部とクラッド部との界面に生じている応力差が６０ＭＰａ以下である。
【選択図】図１

Description

本発明は、光ファイバ及び光ファイバの製造方法に関する。
長距離伝送用の光ファイバに対しては、伝送損失の低損失化が求められている。光ファイバの低損失化技術としては、純シリカコアを用いることでレイリー散乱を抑制する方法や、コアにハロゲン、アルカリ金属等を添加する方法等が知られている（非特許文献１、特許文献１〜３）。
非特許文献１には、純シリカコアの周囲にフッ素をドープしたクラッド層を設けることでクラッド層の屈折率を下げ、これにより光をガイドする構造も提案されている。また、特許文献１には、純粋石英コアとフッ素添加クラッドとを有する構造のファイバにおいて、コアとなる純粋石英ガラス中に微量の塩素を含有させることが記載されている。また、特許文献２には、ＳｉＯ２を含むコアがさらにＫ２Ｏ、Ｒｂ２Ｏ等を含むシリカ系光学ファイバが記載されている。さらに、特許文献３には、コア領域に塩素およびフッ素が添加された光ファイバが記載されている。
特許第３１０６５６４号公報 特許第３２７０１４８号公報 特表２００８−５０３０２８号公報
K. Nagayama et al., "Ultra-low-loss (0.1484 dB/km) pure silica core fibre and extension of transmission distance", Electronics Letters, 2002, Volume 38, Issue 20, pp. 1168-1169
特許文献２に記載されるようにコアにアルカリ金属を添加する方法は、線引き時の仮想温度を下げる効果により、伝送損失を低減する方法として有効なものであると考えられる。しかしながら、コアにアルカリ金属を添加した場合、コアを大型化することは困難である。
一方、塩素やフッ素は、少量であればコアに添加することが比較的容易である。また、これらが添加されたコアの大型化も可能である。特許文献１では、コアとなる純粋石英ガラス中に微量の塩素を含有させることで、コア内の粘性を下げて、線引き後の光ファイバ内の残留応力を低減することが記載されている。特許文献１によれば、残留応力を低減することで線引き後のコアとクラッドとの間の比屈折率差がプリフォーム段階での実測値とほぼ一致するとされている。しかしながら、特許文献１には、光ファイバの低損失特性を実現することができる残留応力等の詳細は明らかにされていない。
また、線引き張力を低くすれば、残留応力自体は低減することが可能である。しかしながら、そのためには、線引き速度を低減する必要があるため、生産性が低下することになる。また、線引き速度を低減すると、レイリー散乱による伝送損失が増大しうる。
また、特許文献３に記載されるように塩素とフッ素とが共添加されたコアの場合、クラッドに対するコアの比屈折率差（コアΔ）として所望の値を得るためには、コアについて、多くの塩素を添加するか、多くのフッ素を添加する必要がある。しかしながら、多量の塩素を添加することは技術的に困難である。また、コアに多くのフッ素を添加する場合、多量のフッ素をクラッドにも添加する必要があり、この結果、生産コストが増加するとともに、レイリー散乱が増加することになる。
本発明は、高張力及び高速で線引きを行った場合であっても光ファイバの特性を維持しつつ伝送損失を低減することができる光ファイバ及び光ファイバの製造方法を提供することを目的とする。
本発明の一観点によれば、塩素が添加されたコア部と、フッ素が添加されたクラッド部とを有し、前記コア部には、９０００〜１３０００ｐｐｍの塩素が添加され、前記コア部の純シリカガラスに対する比屈折率差Δ１が、０．０９〜０．１３％であり、前記クラッド部の純シリカガラスに対する比屈折率差Δ２が、−０．３６〜−０．１７％であり、前記コア部の前記比屈折率差Δ１と前記クラッド部の前記比屈折率差Δ２の差分（Δ１−Δ２）が０．３０％以上であり、波長１．３１μｍにおけるモードフィールド径が８．８〜９．６μｍであり、前記コア部と前記クラッド部との界面に生じている応力差が６０ＭＰａ以下であることを特徴とする光ファイバが提供される。
本発明の他の観点によれば、シリカ微粒子を堆積させて第１シリカスートを形成する工程と、前記第１シリカスートに塩素を添加しつつ前記第１シリカスートをガラス化して、９０００〜１３０００ｐｐｍの塩素が添加されたコアロッドを形成する工程と、前記コアロッドにシリカ微粒子を堆積させて第２シリカスートを形成する工程と、前記第２シリカスートにフッ素を添加しつつ前記第２シリカスートをガラス化して、フッ素が添加されたクラッド層を形成し、前記コアロッドの純シリカガラスに対する比屈折率差Δ１′が０．０９〜０．１３％であり、前記クラッド層の純シリカガラスに対する比屈折率差Δ２′が−０．３６〜−０．１７％であり、前記コアロッドの前記比屈折率差Δ１′と前記クラッド層の前記比屈折率差Δ２′の差分（Δ１′−Δ２′）が０．３０％以上であるガラス母材を形成する工程と、１５０ｍ／ｍｉｎ以上の線引き速度及び８〜６０ｇｆの線引き張力で前記ガラス母材を線引きする工程とを有することを特徴とする光ファイバの製造方法が提供される。
本発明によれば、高い線引き張力（高張力）及び速い線引き速度（高速）で線引きを行った場合であっても光ファイバの特性を維持しつつ伝送損失を低減した光ファイバを提供することができる。
図１は、本発明の一実施形態による光ファイバを示す断面図である。 図２は、本発明の一実施形態による光ファイバにおける径方向に沿った屈折率プロファイルを示す図である。 図３は、本発明の一実施形態による光ファイバの製造方法を示すフローチャートである。 図４は、本発明の一実施形態による光ファイバの製造方法に用いる製造装置を示す概略図である。
［一実施形態］
本発明の一実施形態による光ファイバ及び光ファイバの製造方法について図１から図４を用いて説明する。なお、本明細書で特に定義しない用語についてはＩＴＵＴ（International Telecommunication Union-Telecommunication Standardization Sector：国際電気通信連合）勧告Ｇ．６５０．１における定義、測定方法に従うものとする。
まず、本実施形態による光ファイバの構成について図１及び図２を用いて説明する。図１は、本実施形態による光ファイバを示す断面図である。図２は、本実施形態による光ファイバの屈折率の径方向におけるプロファイルを示す図である。
図１に示すように、本実施形態による光ファイバ１０は、シングルモード光ファイバであり、塩素（Ｃｌ）が添加されたコア部１２と、コア部１２の外周に形成され、フッ素（Ｆ）が添加されたクラッド部１４とを有している。コア部１２とクラッド部１４とによりガラス光ファイバ１６が構成されている。また、本実施形態による光ファイバ１０は、ガラス光ファイバ１６のクラッド部１４の外周に形成された被覆層１８を有している。被覆層１８は、クラッド部１４の外周に形成されたプライマリ層（１次被覆層）２０と、プライマリ層２０の外周に形成されたセカンダリ層（２次被覆層）２２とを有している。
コア部１２は、塩素が添加されたシリカガラスからなるものである。コア部１２には、９０００〜１３０００ｐｐｍの塩素が添加されている。コア部１２に添加された塩素の濃度を９０００ｐｐｍ以上とすることで、クラッド部１４へのフッ素の添加と相俟って、高い線引き張力（高張力）及び速い線引き速度（高速）で線引きを行った場合であっても、後述のように応力差を低減でき、モードフィールド径（Mode Filed Diameter：ＭＦＤ）等の光ファイバの特性を維持しつつ伝送損失を低減することができる。塩素の濃度を１３０００ｐｐｍ以下とするのは、１３０００ｐｐｍを超える濃度の塩素をシリカガラスに添加することは困難であり、製造コストが上昇してしまうためである。なお、同様の観点から、コア部１２には、１００００ｐｐｍ以上の塩素が添加されていることが好ましく、１００００〜１３０００ｐｐｍの塩素が添加されていることがより好ましい。
上記のように塩素が添加されたコア部１２の純シリカガラスに対する比屈折率差Δ１は、添加された塩素の濃度に応じて、後述するように０．０９〜０．１３％になっている。なお、比屈折率差Δ１は、純シリカガラスの屈折率をｎ０、コア部１２の屈折率をｎ１として、次式（１）で定義される。
Δ１＝｛（ｎ１−ｎ０）／ｎ０｝×１００（％） ……（１）
コア部１２の直径は、特に限定されるものではないが、例えば８〜１０μｍである。
クラッド部１４は、フッ素が添加されたシリカガラスからなるものである。クラッド部１４は、コア部１２よりも屈折率が低くなっている。クラッド部１４には、後述するように、クラッド部１４の純シリカガラスに対する比屈折率差Δ２が−０．３６〜−０．１７％になる濃度でフッ素が添加されている。なお、比屈折率差Δ２は、純シリカガラスの屈折率をｎ０、クラッド部１４の屈折率をｎ２として、次式（２）で定義される。
Δ２＝｛（ｎ２−ｎ０）／ｎ０｝×１００（％） ……（２）
コア部１２とクラッド部１４とを含む光ファイバ１０の直径は、特に限定されるものではないが、例えば８０〜１５０μｍであり、具体的には例えば１２５μｍである。
被覆層１８は、それぞれシリカガラスからなるコア部１２及びクラッド部１４を保護する機能を有するものである。例えば、被覆層１８を構成するプライマリ層２０はセカンダリ層２２よりもヤング率の低い軟質層であり、セカンダリ層２２はプライマリ層２０よりもヤング率の高い硬質層である。プライマリ層２０及びセカンダリ層２２は、それぞれ例えば紫外線硬化型樹脂等の樹脂からなるものである。なお、被覆層１８の材料は特に限定されるものではない。また、被覆層１８を構成する層もプライマリ層２０及びセカンダリ層２２の２層に限定されるものではなく、単層であってもよいし、３層以上の複数層であってもよい。
上記本実施形態による光ファイバ１０の屈折率の径方向におけるプロファイルは、図２に示すようになっている。図２に示すプロファイルの縦軸は、純シリカガラスの屈折率ｎ０に対する相対屈折率（％）を示している。図２に示すプロファイルの横軸は、光ファイバ１０の径方向における位置を示している。
図２に示すプロファイルから明らかなように、コア部１２に塩素が添加されていることにより、コア部１２の屈折率レベルが、純シリカガラスの屈折率レベルよりも高くなっている。すなわち、コア部１２の屈折率ｎ１が、純シリカガラスの屈折率ｎ０よりも高くなっている。具体的には、コア部１２の比屈折率差Δ１は、上述のようにコア部１２に９０００〜１３０００ｐｐｍの塩素が添加されていることにより、０．０９〜０．１３％になっている。好ましくは、比屈折率差Δ１は、コア部１２に１００００ｐｐｍ以上の塩素が添加されていることにより、０．１％以上になっている。より好ましくは、比屈折率差Δ１は、コア部１２に１００００〜１２０００ｐｐｍの塩素が添加されていることにより、０．１〜０．１２％になっている。なお、本明細書において、ｐｐｍとは、質量ｐｐｍを意味する。
一方、クラッド部１４にフッ素が添加されていることにより、クラッド部１４の屈折率レベルが、純シリカガラスの屈折率レベルよりも低くなっている。すなわち、クラッド部１４の屈折率ｎ２が、純シリカガラスの屈折率ｎ０よりも低くなっている。具体的には、クラッド部１４の比屈折率差Δ２は、クラッド部１４にフッ素が添加されていることにより、−０．３６〜−０．１７％になっている。なお、クラッド部１４に添加されるフッ素の濃度は、前記の範囲内の比屈折率差Δ２を実現するように適宜設定することができる。
コア部１２の比屈折率差Δ１からクラッド部１４の比屈折率差Δ２を差し引いた差分（Δ１−Δ２）は、０．３０％以上になっている。コア部１２の比屈折率差Δ１とクラッド部１４の比屈折率差Δ２の差分（Δ１−Δ２）が０．３０％以上であることにより、構造分散を抑制して伝送損失を低減し、伝送特性に優れた光ファイバ１０を実現することができる。なお、同様の観点から、差分（Δ１−Δ２）は、０．３３％以上であることが好ましい。
また、コア部１２の比屈折率差Δ１に対するクラッド部１４の比屈折率差Δ２の比Δ２／Δ１は、−３．９〜−１．３であることが好ましく、−３．３〜−１．５であることがより好ましい。比Δ２／Δ１がこのような範囲内であることにより、線引き工程においてコア部１２とクラッド部１４との粘度整合が図れ、コア部１２とクラッド部１４との界面に生じる残留応力が軽減され、伝送損失を低減することができる。
コア部１２及びクラッド部１４には応力が残留しており、光ファイバ１０の半径方向には、残留する応力の分布が生じている。より具体的には、コア部１２には、引っ張り応力が残留している。クラッド部１４の少なくともコア部１２に隣接する部分には、コア部１２に残留する引っ張り応力よりも小さい引っ張り応力又は圧縮応力が残留している。この結果、コア部１２とクラッド部１４との界面には応力差が生じている。
本実施形態による光ファイバ１０では、上記のようにコア部１２に塩素が添加され、クラッド部１４にフッ素が添加されていることにより、６０ＭＰａ以下、好ましくは３０ＭＰａ以下の応力差が、コア部１２とクラッド部１４との界面に生じている。なお、ここにいう応力差は、引っ張り応力の値をプラスの値、圧縮応力の値をマイナスの値として、引っ張り応力と圧縮応力との差分の絶対値をとったものである。本実施形態による光ファイバ１０では、このようにコア部１２とクラッド部１４との界面に生じる応力差が小さくなっているため、伝送損失を低減することができる。
上記のように構成された本実施形態による光ファイバ１０は、後述するように高い線引き張力及び速い線引き速度で線引きが行われたものであり、このような場合であっても、伝送損失の低減が実現されている。具体的には、本実施形態による光ファイバ１０は、波長１．５５μｍ帯の光の伝送損失が０．１７４ｄＢ／ｋｍ以下である。また、本実施形態による光ファイバ１０は、波長１．３１μｍ帯の光の伝送損失が０．３１４ｄＢ／ｋｍ以下である。さらに、本実施形態による光ファイバ１０のモードフィールド径は、８．８〜９．６μｍである。本実施形態による光ファイバ１０は、例えば、国際規格であるＩＴＵＴ勧告Ｇ．６５２Ｂ又はＧ．６５７Ａ１を満たすものになっている。
このように、本実施形態によれば、高い線引き張力及び速い線引き速度で線引きを行った場合であっても光ファイバの特性を維持しつつ伝送損失を低減することができる。
本実施形態による光ファイバ１０は、これを用いて光伝送媒体として例えば光ファイバケーブルを構成することができる。本実施形態による光ファイバ１０を用いた光ファイバケーブルは、伝送損失が低減されており、長距離伝送に好適に用いることができる。
次に、本実施形態による光ファイバ１０の製造方法についてさらに図３及び図４を用いて説明する。図３は、本実施形態による光ファイバ１０の製造方法を示すフローチャートである。図４は、本実施形態による光ファイバ１０の製造方法に用いる製造装置を示す概略図である。
本実施形態による光ファイバ１０の製造方法は、第１シリカスートを形成する工程（ステップＳ１２）と、塩素環境下で第１シリカスートをガラス化して塩素が添加されたコアロッドを形成する工程（ステップＳ１４）とを有している。また、光ファイバ１０の製造方法は、コアロッドの外周に第２シリカスートを形成する工程（ステップＳ１６）を有している。また、光ファイバ１０の製造方法は、フッ素環境下で第２シリカスートをガラス化してフッ素が添加されたクラッド層を形成し、コアロッドとクラッド層とを有するガラス母材形成する工程（ステップＳ１８）を有している。さらに、光ファイバ１０の製造方法は、ガラス母材を線引きしてガラス光ファイバ１６を形成する工程（ステップＳ２０）と、線引きされたガラス光ファイバ１６を樹脂で被覆して被覆層１８を形成する工程（ステップＳ２２）とを有している。以下、各工程について詳述する。
まず、ステップＳ１２では、例えばＶＡＤ（Vapor-phase Axial Deposition）法により、シリカ微粒子を堆積させて、コアロッドとなる第１シリカスートを形成する。コアロッドは、光ファイバ１０のコア部１２を形成するためのものである。なお、第１シリカスートの形成方法は、特に限定されるものではなく、ＶＡＤ法のほか、ＯＶＤ（Outside Vapor Deposition）法等の種々の方法を用いることができる。
次いで、ステップＳ１４では、例えばガラス化炉内において、第１シリカスートを加熱することにより第１シリカスートをガラス化して、第１シリカスートがガラス化されてなるコアロッドを形成する。この際、例えばガラス化炉内に塩素（Ｃｌ２）、四塩化ケイ素（ＳｉＣｌ４）、四塩化炭素（ＣＣｌ４）、二塩化硫黄（ＳＣｌ２）、塩化チオニル（ＳＯＣｌ２）等の塩素を含有する塩素含有ガスを導入することにより、塩素環境下で第１シリカスートを加熱する。これにより、第１シリカスートに塩素を添加しつつ第１シリカスートをガラス化して、塩素が添加されたコアロッドを形成する。コアロッドに添加された塩素の濃度は、光ファイバ１０のコア部１２に添加された塩素の濃度とほぼ同等である。すなわち、コアロッドには、９０００〜１３０００ｐｐｍの塩素を添加し、好ましくは１００００ｐｐｍ以上の塩素を添加し、より好ましくは１００００〜１２０００ｐｐｍの塩素を添加する。なお、第１シリカスートをガラス化するための加熱方法は、特に限定されるものではなく、種々の方法を用いることができる。
次いで、ステップＳ１６では、ガラス化されたコアロッドの外周に、クラッド部１４を形成するための第２シリカスートを外付けで形成する。第２シリカスートの形成では、例えば、中心軸を回転軸としてコアロッドを回転させながら、コアロッドの長手方向に沿ってガラス微粒子合成用のバーナーを往復移動させることにより、コアロッドの外周にガラス微粒子を堆積させる。こうしてコアロッドにガラス微粒子を堆積させて、コアロッドの外周に堆積したガラス微粒子からなる第２シリカスートを形成する。なお、第２シリカスートの形成方法は、特に限定されるものではなく、種々の方法を用いることができる。
次いで、ステップＳ１８では、例えばガラス化炉内において、コアロッドの外周に形成された第２シリカスートを加熱することにより第２シリカスートをガラス化する。これにより、コアロッドの外周に、第２シリカスートがガラス化されてなるクラッド層を形成する。クラッド層は、光ファイバ１０のクラッド部１４を形成するためのものである。この際、例えばガラス化炉内に四フッ化ケイ素（ＳｉＦ４）、六フッ化硫黄（ＳＦ６）、四フッ化炭素（ＣＦ４）等のフッ素を含有するフッ素含有ガスを導入することにより、フッ素環境下で第２シリカスートを加熱する。これにより、第２シリカスートにフッ素を添加しつつガラス化して、フッ素が添加されたクラッド層を形成する。このとき、コアロッドにはフッ素を添加せずに、クラッド層のみにフッ素を添加する。クラッド層に添加されたフッ素の濃度は、光ファイバ１０のクラッド部１４に添加されたフッ素の濃度とほぼ同じである。フッ素の濃度は、上述したようにクラッド部１４について所定の比屈折率差Δ２が得られるように適宜設定される。なお、第２シリカスートをガラス化するための加熱方法は、特に限定されるものではなく、種々の方法を用いることができる。
こうして、ステップＳ１８において、塩素が添加されたコアロッドと、フッ素が添加されたクラッド層とを有するガラス母材を形成する。
ガラス母材におけるコアロッドの純シリカガラスに対する比屈折率差Δ１′は、光ファイバ１０におけるコア部１２の純シリカガラスに対する比屈折率差Δ１とほぼ同等である。また、ガラス母材におけるクラッド層の純シリカガラスに対する比屈折率差Δ２′は、光ファイバ１０におけるクラッド部１４の純シリカガラスに対する比屈折率差Δ２とほぼ同等である。すなわち、コアロッドの純シリカガラスに対する比屈折率差Δ１′は、０．０９〜０．１３％である。クラッド層の純シリカガラスに対する比屈折率差Δ２′は、−０．３６〜−０．１７％である。コアロッドの比屈折率差Δ１′とクラッド層の比屈折率差Δ２′の差分（Δ１′−Δ２′）は、０．３０％以上である。また、比屈折率差Δ１′、Δ２′、差分（Δ１′−Δ２′）の好ましい範囲も、それぞれ比屈折率差Δ１、Δ２、差分（Δ１−Δ２）の好ましい範囲とほぼ同等である。なお、比屈折率差Δ１′、Δ２′は、純シリカガラスの屈折率をｎ０、コアロッドの屈折率をｎ１′、クラッド層の屈折率をｎ２′として、それぞれ次式（３）及び（４）で定義される。
Δ１′＝｛（ｎ１′−ｎ０）／ｎ０｝×１００（％） ……（３）
Δ２′＝｛（ｎ２′−ｎ０）／ｎ０｝×１００（％） ……（４）
次いで、ステップＳ２０及びステップＳ２２では、ガラス母材の線引き及び被覆層１８の形成を連続的に行う。図４は、ステップＳ２０のガラス母材の線引き及びステップＳ２２の被覆層１８の形成を行うための製造装置２４を示している。
図４に示すように、製造装置２４において、ステップＳ１８で形成されたガラス母材２６の周囲には、加熱装置であるヒータ２８が配置されている。
ヒータ２８の下方には、ガラス光ファイバ３０の外周に紫外線硬化型樹脂を塗布する樹脂塗布装置（ダイス）３２が設けられている。樹脂塗布装置３２には、例えば、プライマリ層２０用の被覆材料とセカンダリ層２２用の被覆材料とが別々に保持される。
樹脂塗布装置３２の下方には、プライマリ層２０用の被覆材料及びセカンダリ層２２用の被覆材料が被覆されたガラス光ファイバ３４に対して紫外線を照射する紫外線照射装置３６が設けられている。紫外線照射装置３６は、半導体発光素子、水銀ランプ等の任意の紫外線光源を有している。
紫外線照射装置３６の下方には、外周にプライマリ層２０及びセカンダリ層２２が形成されたガラス光ファイバ（すなわち、図１の光ファイバ１０）をガイドするガイドローラ３８が設けられている。ガイドローラ３８の側方には、ガイドローラ３８によりガイドされた光ファイバを巻き取る巻き取り装置４０が設けられている。
まず、ステップＳ２０では、ガラス母材２６の端部が、ヒータ２８により加熱されて溶融し、線引きされてガラス光ファイバ３０（すなわち、図１のガラス光ファイバ１６）が引き出される。
ステップＳ２０において、ガラス母材は、１５０ｍ／ｍｉｎ以上の線引き速度及び８〜６０ｇｆの線引き張力で線引きされる。このように速い線引き速度及び高い線引き張力で線引きを行った場合であっても、上述のようにコアロッドに塩素を添加し、クラッド層にフッ素を添加することにより、光ファイバ１０における残留応力を低減して伝送損失を低減することができる。なお、光ファイバ１０における残留応力を低減する観点からは、線引き速度は、１０００ｍ／ｍｉｎ以下であることが好ましい。また、生産性を向上する観点からは、線引き速度は、３００ｍ／ｍｉｎ以上であることが好ましく、６００ｍ／ｍｉｎ以上であることがより好ましい。すなわち、線引き速度は、３００〜１０００ｍ／ｍｉｎであることが好ましく、６００〜１０００ｍ／ｍｉｎであることがより好ましい。
次いで、ステップＳ２２では、ガラス母材２６から引き出されたガラス光ファイバ３０に、樹脂塗布装置３２によりプライマリ層２０用の被覆材料とセカンダリ層２２用の被覆材料とが一括して塗布される。
樹脂塗布装置３２により紫外線硬化型樹脂が塗布されたガラス光ファイバ３４は、紫外線照射装置３６に入り、紫外線が照射される。その結果、ガラス光ファイバ３４の外周に被覆された２層の紫外線硬化型樹脂は硬化され、該２層の紫外線硬化型樹脂はプライマリ層２０及びセカンダリ層２２になる。こうして、ステップＳ２２において、プライマリ層２０とセカンダリ層２２とを有する被覆層１８が形成される。
なお、上記では、プライマリ層２０及びセカンダリ層２２を１つのダイスで塗布して硬化させるＷｅｔ−Ｏｎ−Ｗｅｔ法を用いているが、プライマリ層２０及びセカンダリ層２２を別々のダイスで塗布して硬化させるＷｅｔ−Ｏｎ−Ｄｒｙ法を用いてもよい。また、被覆層１８を形成するステップＳ２２は、必ずしもステップＳ２０の線引き後に連続的に行う必要はなく、別途行ってもよい任意の工程である。
外周にプライマリ層２０及びセカンダリ層２２が形成されたガラス光ファイバ（すなわち、図１の光ファイバ１０）は、ガイドローラ３８にガイドされ、巻き取り装置４０に巻き取られる。
こうして、本実施形態による光ファイバ１０が製造される。
次に、本実施形態による光ファイバの評価結果について説明する。
（実施例１）
ＶＡＤ設備において、添加物を含まないシリカスートを形成した。これをガラス化設備において塩素を添加しつつガラス化し、透明なコアロッドを形成した。形成されたコアロッドには、塩素が１００００ｐｐｍ添加された。また、コアロッドの純シリカガラスに対する比屈折率差Δ１は０．１％であった。このコアロッドに対して、クラッド部分を形成すべくシリカスートの外付けを行った。コアロッドに外付けされたシリカスートを、ＳｉＦ４を流しつつガラス化することにより、コアロッドの外周に、フッ素が添加されたクラッド層を形成した。このフッ素が添加されたクラッド層の純シリカガラスに対する比屈折率差Δ２は−０．２５５％であった。こうして形成されたガラス母材において、コア部を形成する部分の外径ｄ１とクラッド部を形成する部分の外径ｄ２との比ｄ１：ｄ２は、１：１３．９であった。また、ガラス母材の外径は８０ｍｍであった。形成したガラス母材に対して、線引き速度を３００ｍ／ｍｉｎとし、線引き張力を１８ｇｆとした条件下で線引きを行って光ファイバを形成した。形成した光ファイバの伝送損失特性は、波長１．５５μｍ帯の光の伝送損失が０．１６６ｄＢ／ｋｍであり、波長１．３１μｍ帯の光の伝送損失が０．２９６ｄＢ／ｋｍであった。また、光ファイバのコア部とクラッド部との界面に生じている応力差は２５ＭＰａであった。また、この光ファイバの波長１．３１μｍにおけるモードフィールド径（ＭＦＤ）は９．１０μｍであった。
（実施例２〜２０及び比較例１〜９）
実施例２〜２０及び比較例１〜９については、以下の表１に示すように上記実施例１と一部条件を変更して光ファイバを製造した。
各実施例及び比較例の条件及び評価結果を表１に示す。なお、表１における項目のうち、「塩素濃度」とは、光ファイバのコア部における塩素の濃度である。「１．５５μｍ損失」とは、波長１．５５μｍ帯の光の伝送損失である。また、「１．３３μｍ損失」とは、波長１．３１μｍ帯の光の伝送損失である。「応力差」は、光ファイバのコア部とクラッド部との界面に生じている応力差である。「ＭＦＤ」は波長１．３１μｍにおける光ファイバのモードフィールド径を示している。
表１に示されるように、実施例全般において、波長１．５５μｍ帯の光の伝送損失及び波長１．３１μｍ帯の光の伝送損失のいずれもが、比較例全般と比較して低減されていることがわかる。これにより、本実施形態によれば、高い線引き張力及び速い線引き速度で線引きを行った場合であっても光ファイバの特性を維持しつつ伝送損失が低減されていることが確認された。
本発明は、上記実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更が可能である。
１０…光ファイバ
１２…コア部
１４…クラッド部
１６…ガラス光ファイバ
１８…被覆層
２０…プライマリ層（１次被覆層）
２２…セカンダリ層（２次被覆層）

Claims (11)

  1. 塩素が添加されたコア部と、
    フッ素が添加されたクラッド部とを有し、
    前記コア部には、９０００〜１３０００ｐｐｍの塩素が添加され、
    前記コア部の純シリカガラスに対する比屈折率差Δ１が、０．０９〜０．１３％であり、
    前記クラッド部の純シリカガラスに対する比屈折率差Δ２が、−０．３６〜−０．１７％であり、
    前記コア部の前記比屈折率差Δ１と前記クラッド部の前記比屈折率差Δ２の差分（Δ１−Δ２）が０．３０％以上であり、
    波長１．３１μｍにおけるモードフィールド径が８．８〜９．６μｍであり、
    前記コア部と前記クラッド部との界面に生じている応力差が６０ＭＰａ以下であることを特徴とする光ファイバ。
  2. 前記コア部に添加される塩素濃度が、１００００ｐｐｍ以上であることを特徴とする請求項１記載の光ファイバ。
  3. 前記コア部の前記比屈折率差Δ１に対する前記クラッド部の前記比屈折率差Δ２の比Δ２／Δ１の値が、−３．３〜−１．５であることを特徴とする請求項１又は２に記載の光ファイバ。
  4. 前記クラッド部の前記比屈折率差Δ２が−０．３０％以上であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の光ファイバ。
  5. 前記コア部と前記クラッド部との前記界面に生じている応力差が３０ＭＰａ以下であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の光ファイバ。
  6. 波長１．５５μｍ帯の光の伝送損失が０．１７４ｄＢ／ｋｍ以下であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の光ファイバ。
  7. 波長１．３１μｍ帯の光の伝送損失が０．３１４ｄＢ／ｋｍ以下であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の光ファイバ。
  8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の光ファイバを用いた光ファイバケーブル。
  9. シリカ微粒子を堆積させて第１シリカスートを形成する工程と、
    前記第１シリカスートに塩素を添加しつつ前記第１シリカスートをガラス化して、９０００〜１３０００ｐｐｍの塩素が添加されたコアロッドを形成する工程と、
    前記コアロッドにシリカ微粒子を堆積させて第２シリカスートを形成する工程と、
    前記第２シリカスートにフッ素を添加しつつ前記第２シリカスートをガラス化して、フッ素が添加されたクラッド層を形成し、前記コアロッドの純シリカガラスに対する比屈折率差Δ１′が０．０９〜０．１３％であり、前記クラッド層の純シリカガラスに対する比屈折率差Δ２′が−０．３６〜−０．１７％であり、前記コアロッドの前記比屈折率差Δ１′と前記クラッド層の前記比屈折率差Δ２′の差分（Δ１′−Δ２′）が０．３０％以上であるガラス母材を形成する工程と、
    １５０ｍ／ｍｉｎ以上の線引き速度及び８〜６０ｇｆの線引き張力で前記ガラス母材を線引きする工程とを有することを特徴とする光ファイバの製造方法。
  10. 前記線引き速度が、３００〜１０００ｍ／ｍｉｎであることを特徴とする請求項９記載の光ファイバの製造方法。
  11. 前記線引き速度が、６００〜１０００ｍ／ｍｉｎであることを特徴とする請求項１０記載の光ファイバの製造方法。
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