JP6606116B2 - 光ファイバの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、光ファイバの製造方法に関する。

従来、光ファイバの製造方法として、例えば、ガラス管内部にガラスロッド及びガラス微粒子を入れて得られた中間体を加熱溶融して光ファイバを線引きするものが開示されている（特許文献１、２参照）。また、特許文献２には、ガラス管内部に入れるガラスロッドを複数にし、これら複数のガラスロッドの上端部及び下端部を、複数の開口部が形成された円形のガラス板であるガラスマトリックスの各開口部に挿入して保持する点が開示されている。

特表２００７−５３４５９１号公報 特表２００７−５３４５９２号公報

しかしながら、上述した従来技術では、中間体から線引きして製造される光ファイバのコア径を、この光ファイバの長手方向に安定したものにすることが困難である。ここで、「光ファイバの長手方向にコア径が安定する」とは、「光ファイバの長手方向全域にわたるコア径の変動が当該光ファイバに許容されるコア径の変動範囲（以下、許容変動範囲と適宜いう）内である」ことを意味する。

特に、上述したガラスマトリックスによってガラスロッドの上端部及び下端部が保持された状態の中間体から光ファイバを線引きした場合、得られた光ファイバのコア径は、線引きの始端部分及び終端部分と、これらの中間部分（例えば光ファイバの長手方向の中央部分）との間で許容変動範囲を超えて過度に変動する。このようなコア径の過度な変動は、光ファイバの製造時における歩留まりの低下を招来する。たとえ特許文献２に開示されるようにガラスマトリックスを充填対象と同じガラス微粒子からなるものとしても、ガラス管内部にガラス微粒子が充填された部分とガラスマトリックスとでは加熱溶融時の熱収縮に無視できない程の大きな差が生じる場合があるため、上述したコア径の過度な変動を解消することは困難である。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、コア径が長手方向に安定した光ファイバを得ることができる光ファイバの製造方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る光ファイバの製造方法は、ガラスからなるコア部と、ガラスからなり前記コア部の外周に形成されたクラッド部とを備える光ファイバの製造方法であって、前記クラッド部の一部になるガラスパイプの内部に、ガラスからなり複数の孔を有するように形成された一対の保持体のうちの第１保持体と、前記コア部になるコア形成部及び前記クラッド部のうちの前記コア部の外周にわたって隣接する部分になるクラッド形成部を備えるコアロッドとを、前記第１保持体によって前記コアロッドが支持されるように配置するロッド配置工程と、前記ガラスパイプの内壁面と前記コアロッドとの隙間にガラス微粒子を充填する微粒子充填工程と、前記ガラスパイプの内部に前記一対の保持体のうちの第２保持体を配置して、前記ガラスパイプの内壁面と前記第１保持体と前記第２保持体とに囲まれる領域内に前記コアロッド及び充填された前記ガラス微粒子を収容するとともに、前記第１保持体と前記第２保持体との間に前記コアロッドを挟んで保持するロッド保持工程と、前記ガラスパイプの一端部を封止して中間体を作製する封止工程と、前記中間体を用いて光ファイバを製造する光ファイバ製造工程と、を含み、前記第１保持体及び前記第２保持体の各嵩密度は、前記ガラス微粒子の充填部分の嵩密度を基準とした所定範囲内に設定され、前記所定範囲は、光ファイバの長手方向におけるコア径の許容変動範囲に応じて決まることを特徴とする。

また、本発明に係る光ファイバの製造方法は、上記の発明において、前記複数の孔を介して前記ガラスパイプの内部に還元性ガスを流通させ、充填された前記ガラス微粒子を前記還元性ガスによって脱水酸基処理する脱水酸基工程を含むことを特徴とする。

また、本発明に係る光ファイバの製造方法は、上記の発明において、前記第１保持体及び前記第２保持体は、前記複数の孔が形成されたガラス板であることを特徴とする。

また、本発明に係る光ファイバの製造方法は、上記の発明において、前記第１保持体及び前記第２保持体は、ガラス粉末の成形体であって前記複数の孔を有するガラス多孔質体であることを特徴とする。

また、本発明に係る光ファイバの製造方法は、上記の発明において、前記ガラス多孔質体は、平均粒子径が０．３μｍ以上である前記ガラス粉末の成形部分を有することを特徴とする。

また、本発明に係る光ファイバの製造方法は、上記の発明において、前記光ファイバは、複数の前記コア部を備え、前記ロッド配置工程は、前記ガラスパイプの内部に、前記第１保持体と複数の前記コアロッドとを、前記第１保持体によって複数の前記コアロッドが支持されるように配置し、前記微粒子充填工程は、前記ガラスパイプの内壁面と複数の前記コアロッドとの各隙間に前記ガラス微粒子を充填し、前記ロッド保持工程は、前記ガラスパイプの内壁面と前記第１保持体と前記第２保持体とに囲まれる領域内に複数の前記コアロッド及び充填された前記ガラス微粒子を収容するとともに、前記第１保持体と前記第２保持体との間に複数の前記コアロッドを挟んで保持することを特徴とする。

また、本発明に係る光ファイバの製造方法は、上記の発明において、前記微粒子充填工程において充填する前記ガラス微粒子の平均粒子径は、５０μｍ以上、５００μｍ以下であることを特徴とする。

また、本発明に係る光ファイバの製造方法は、上記の発明において、前記光ファイバ製造工程は、前記複数の孔を介して前記ガラスパイプの内部雰囲気を減圧しながら前記中間体を加熱処理して、前記第１保持体、前記第２保持体及び充填された前記ガラス微粒子を稠密化し、光ファイバ母材を作製する焼結工程と、前記光ファイバ母材を加熱処理によって溶融して光ファイバを線引きする線引工程と、を含むことを特徴とする。

また、本発明に係る光ファイバの製造方法は、上記の発明において、前記光ファイバ製造工程は、前記複数の孔を介して前記ガラスパイプの内部雰囲気を制御しながら前記中間体を加熱処理して、前記第１保持体及び前記第２保持体を稠密化し、且つ、充填された前記ガラス微粒子を焼結しながら前記ガラス微粒子間に孤立した気泡を独立気泡とし、複数の前記独立気泡が含まれる前記ガラス微粒子の焼結領域を備える光ファイバ母材を作製する焼結工程と、前記光ファイバ母材を加熱処理によって溶融して光ファイバを線引きする線引工程と、を含み、前記線引工程は、前記ガラス微粒子の焼結領域を、前記クラッド部の一部であって複数の前記独立気泡を含んで前記コア部から離間した位置に形成された独立気泡領域とすることを特徴とする。

また、本発明に係る光ファイバの製造方法は、上記の発明において、前記光ファイバ製造工程は、前記複数の孔を介して前記ガラスパイプの内部雰囲気を減圧しながら前記中間体を加熱処理して、前記ガラスパイプ及び前記コアロッドを溶融するとともに、前記第１保持体、前記第２保持体及び充填された前記ガラス微粒子を稠密化して、光ファイバを線引きする線引工程を含むことを特徴とする。

また、本発明に係る光ファイバの製造方法は、上記の発明において、前記光ファイバ製造工程は、前記複数の孔を介して前記ガラスパイプの内部雰囲気を制御しながら前記中間体を加熱処理して、前記ガラスパイプ及び前記コアロッドを溶融するとともに、前記第１保持体及び前記第２保持体を稠密化し、且つ、充填された前記ガラス微粒子を焼結しながら前記ガラス微粒子間に孤立した気泡を独立気泡として、光ファイバを線引きする線引工程を含み、前記線引工程は、複数の前記独立気泡が含まれる前記ガラス微粒子の焼結領域を、前記クラッド部の一部であって複数の前記独立気泡を含んで前記コア部から離間した位置に形成された独立気泡領域とすることを特徴とする。

本発明によれば、コア径が長手方向に安定した光ファイバを得ることができるという効果を奏する。

図１は、本発明の実施形態１に係る光ファイバの製造方法によって製造される光ファイバの一構成例を示す模式的な断面図である。 図２は、本発明の実施形態１に係る光ファイバの製造方法の一例を示すフロー図である。 図３は、実施形態１における準備工程を説明する模式図である。 図４は、実施形態１におけるロッド配置工程と微粒子充填工程とロッド保持工程とを説明する模式図である。 図５は、実施形態１における脱水酸基工程と封止工程とを説明する模式図である。 図６は、実施形態１における焼結工程を説明する模式図である。 図７は、実施形態１における光ファイバ母材を用いた線引工程を説明する模式図である。 図８は、本実験における光ファイバの長手方向の位置と遮断波長との関係を示す図である。 図９は、比較実験における光ファイバの長手方向の位置と遮断波長との関係を示す図である。 図１０は、本実験における光ファイバの伝送する光の波長と伝送損失との関係を示す図である。 図１１は、実施形態２における準備工程を説明する模式図である。 図１２は、実施形態２におけるロッド配置工程と微粒子充填工程とロッド保持工程とを説明する模式図である。 図１３は、実施形態２における脱水酸基工程と封止工程とを説明する模式図である。 図１４は、実施形態２における焼結工程を説明する模式図である。 図１５は、本発明の実施形態３に係る光ファイバの製造方法によって製造される光ファイバの一構成例を示す模式的な断面図である。 図１６は、実施形態３における準備工程を説明する模式図である。 図１７は、実施形態３におけるロッド配置工程と微粒子充填工程とロッド保持工程とを説明する模式図である。 図１８は、実施形態３における脱水酸基工程と封止工程とを説明する模式図である。 図１９は、実施形態３における焼結工程を説明する模式図である。 図２０は、本発明の実施形態４に係る光ファイバの製造方法によって製造される光ファイバの一構成例を示す模式的な断面図である。 図２１は、実施形態４における焼結工程を説明する模式図である。 図２２は、実施形態４における光ファイバ母材を用いた線引工程を説明する模式図である。 図２３は、本発明の実施形態５に係る光ファイバの製造方法によって製造される光ファイバの一構成例を示す模式的な断面図である。 図２４は、実施形態５における準備工程を説明する模式図である。 図２５は、実施形態５におけるコアロッドの作製方法を説明する模式図である。 図２６は、実施形態５における焼結工程を説明する模式図である。

以下に、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、各図面において、同一又は対応する要素には適宜同一の符号を付している。また、本明細書において特に定義しない用語については、ＩＴＵ−Ｔ（国際電気通信連合）Ｇ．６５０．１及びＧ．６５０．２における定義、測定方法に従うものとする。

（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係る光ファイバの製造方法によって製造される光ファイバの一構成例を示す模式的な断面図である。実施形態１における光ファイバ１１は、石英系ガラスからなる光ファイバであって、図１に示すように、コア部１と、コア部１の外周に形成されたクラッド部２とを備えている。なお、図１には図示しないが、クラッド部２の外周には被覆が施されている。この被覆は、光ファイバに通常用いられるものを使用している。

コア部１は、屈折率を高めるドーパントであるＧｅＯ_２が添加された石英ガラスからなる。クラッド部２は、屈折率調整用のドーパントを添加していない純石英ガラスからなる。

つぎに、本発明の実施形態１に係る光ファイバの製造方法を説明する。図２は、本発明の実施形態１に係る光ファイバの製造方法の一例を示すフロー図である。図２に示すように、実施形態１に係る光ファイバの製造方法では、まず、必要な部材を準備する準備工程（ステップＳ１０１）が行われる。

図３は、実施形態１における準備工程を説明する模式図である。ステップＳ１０１の準備工程では、図３に示すようなガラスパイプ３と、コアロッド４と、一対の保持体５とを準備する。

ガラスパイプ３は、図３に示すように、長手方向に連続して中空なパイプ内部３ａを有するガラス部材である。ガラスパイプ３の上端部３ｃ及び下端部３ｄは、各々、ガラスパイプ３の外部とパイプ内部３ａとが通じるように開口した状態になっている。実施形態１において、ガラスパイプ３は、例えば、外径が１５０ｍｍであり内径が１３０ｍｍである円筒状の、屈折率調整用のドーパントを添加していない合成石英パイプから作製される。また、図３に示すように、ガラスパイプ３の下端部３ｄ側のパイプ内部３ａには、ガラスパイプ３の内壁面から突起する突起部３ｂが形成される。突起部３ｂは、ガラスパイプ３の上端部３ｃ側からパイプ内部３ａに入れられた一対の保持体５等の部材を、ガラスパイプ３の下端部３ｄ側から抜け落ちないように受け止めるものである。実施形態１において、突起部３ｂは、例えば、ガラスパイプ３の内壁面における互いに対向する２箇所の位置に各々形成されている。なお、ガラスパイプ３の内壁面における突起部３ｂの形成数及び形成位置は、これに限定されず、パイプ内部３ａにおいてコアロッド４を保持する位置及び部材の受け止め易さ等を考慮して、適正な数（例えば３つ以上）及び位置（例えば多角形の各頂点の位置又はガラスパイプ３の内壁面に沿って連続する位置）にしてもよい。このように準備したガラスパイプ３は、図１に示す光ファイバ１１のクラッド部２の一部になる。

コアロッド４は、図３に示すように、コア形成部４ａ及びコア形成部４ａの外周にわたって隣接するように形成されたクラッド形成部４ｂを備える。コア形成部４ａは、ＧｅＯ_２が添加された石英ガラスからなり、図１に示す光ファイバ１１のコア部１になる。クラッド形成部４ｂは、純石英ガラスからなり、光ファイバ１１のクラッド部２のうちのコア部１の外周にわたって隣接する部分になる。コア形成部４ａのクラッド形成部４ｂに対する比屈折率差は、例えば、０．２３％以上、３．５％以下の範囲内（実施形態１では０．３８％）である。また、実施形態１において、クラッド形成部４ｂの外径（すなわちコアロッド４の直径）は、例えば、コア形成部４ａの直径の２倍である。コアロッド４は、例えばＶＡＤ法やＯＶＤ法、ＭＣＶＤ法等によって作製される。実施形態１では、コア形成部４ａの外周にクラッド形成部４ｂを備えるガラスロッドをＶＡＤ法によって作製し、得られたガラスロッドを、外径が１６ｍｍになるように延伸し、これによって作製したコアロッド４を準備した。

一対の保持体５は、ガラスパイプ３のパイプ内部３ａにおいてコアロッド４を保持するものである。一対の保持体５は、石英ガラスからなり、複数の孔を有するように形成される。実施形態１において、一対の保持体５は、図３に示すように、第１保持体６及び第２保持体７からなる。第１保持体６及び第２保持体７は、各々、複数の孔が形成された円形のガラス板である。これら複数の孔は、例えば、開口径が０．１ｍｍであり、第１保持体６を介した通気及び第２保持体７を介した通気を可能にする貫通孔（通気孔）である。第１保持体６及び第２保持体７は、ガラスパイプ３の内径以下の外径を有する円板状に石英ガラスを加工し、得られた円形のガラス板に上記複数の孔を形成することにより、各々作製されて準備される。

また、図３に示すように、第１保持体６は、第２保持体７と対向する面（実施形態１では円形の対向面）の中心部分に係合穴６ａを有する。係合穴６ａは、第１保持体６がコアロッド４を支持する際にコアロッド４の下端部４ｄと係合する穴である。第２保持体７は、第１保持体６との対向面の中心部分に係合穴７ａを有する。係合穴７ａは、第２保持体７が第１保持体６との間にコアロッド４を挟んで保持する際にコアロッド４の上端部４ｃと係合する穴である。これらの係合穴６ａ、７ａは、例えば、浅穴加工等の穴あけ加工によって形成される。

ここで、第１保持体６及び第２保持体７の各嵩密度は、ガラスパイプ３のパイプ内部３ａにおけるガラス微粒子（後述する図４に示すガラス微粒子８）の充填部分の嵩密度と同程度とする。すなわち、第１保持体６及び第２保持体７の各嵩密度は、ガラスパイプ３のパイプ内部３ａに充填されたガラス微粒子の充填部分の嵩密度を基準とした所定範囲内に設定される。この所定範囲は、製造対象の光ファイバ（実施形態１では光ファイバ１１）の長手方向におけるコア径の許容変動範囲に応じて決まる。例えば、「光ファイバ１１の長手方向全域にわたるコア径の変動を、光ファイバ１１の長手方向中央部分におけるコア径の５％以内に抑える」というコア径の許容変動範囲が要求された場合、第１保持体６及び第２保持体７の各嵩密度は、ガラスパイプ３のパイプ内部３ａに充填されたガラス微粒子の充填部分における嵩密度の０．８倍以上、１．２倍以下の範囲内に設定される。第１保持体６及び第２保持体７の各嵩密度は、これら第１保持体６及び第２保持体７の各々における複数の孔の開口径及び形成数等を適宜調整することにより、上述した所定範囲内に設定することができる。

上述した準備工程が完了した後、図２に示すように、ロッド配置工程（ステップＳ１０２）が行われ、続いて、微粒子充填工程（ステップＳ１０３）が行われ、その後、ロッド保持工程（ステップＳ１０４）が行われる。図４は、実施形態１におけるロッド配置工程と微粒子充填工程とロッド保持工程とを説明する模式図である。図４では、説明し易くするために、ガラスパイプが断面図で示される。以下、各工程を説明する模式図では、これと同様にガラスパイプが断面図で適宜示される。

ステップＳ１０２のロッド配置工程では、図４に示す状態Ｓ１の如く、まず、ガラスパイプ３のパイプ内部３ａに、一対の保持体５（図３参照）のうちの第１保持体６を配置する。この際、第１保持体６は、係合穴６ａを上方（ガラスパイプ３の上端部３ｃ側）に向けた状態で、ガラスパイプ３の上端部３ｃ側からパイプ内部３ａに入れられ、さらに、ガラスパイプ３の内壁面に沿って下端部３ｄ側に入れられる。そして、第１保持体６は、突起部３ｂの位置に達し、突起部３ｂによって受け止められるとともに支持される。これにより、第１保持体６は、ガラスパイプ３の下端部３ｄから抜け出ることがない状態になって、パイプ内部３ａに配置される。

ついで、図４に示す状態Ｓ２の如く、第１保持体６によってコアロッド４が支持されるように、ガラスパイプ３のパイプ内部３ａにコアロッド４を配置する。この際、コアロッド４は、ガラスパイプ３の上端部３ｃ側からパイプ内部３ａに挿入される。続いて、コアロッド４の下端部４ｄは、第１保持体６の係合穴６ａに係合される。これにより、コアロッド４は、第１保持体６によって支持された状態でパイプ内部３ａに配置される。

ステップＳ１０３の微粒子充填工程では、図４に示す状態Ｓ３の如く、ガラスパイプ３の内壁面とコアロッド４との隙間にガラス微粒子８を充填する。この際、ガラス微粒子８は、平均粒子径が５０μｍ以上、５００μｍ以下の範囲内（実施形態１では２００μｍ）である石英ガラスとする。このようなガラス微粒子８が、ガラスパイプ３の上端部３ｃ側からパイプ内部３ａに複数投入される。これにより、パイプ内部３ａにおける第１保持体６の上面からコアロッド４の上端部４ｃの近傍部分に至るまでの領域において、ガラスパイプ３の内壁面とコアロッド４との隙間が、ガラス微粒子８で充填される。なお、第１保持体６に形成された複数の孔はガラス微粒子８に比して十分小さいため、上述したようにパイプ内部３ａに充填されたガラス微粒子８（以下、充填状態のガラス微粒子８と適宜いう）は、第１保持体６からガラスパイプ３の外部に抜け出ることはない。このことは、第２保持体７についても同様である。

ステップＳ１０４のロッド保持工程では、図４に示す状態Ｓ４の如く、ガラスパイプ３のパイプ内部３ａに一対の保持体５（図３参照）のうちの第２保持体７を配置して、第１保持体６と第２保持体７との間にコアロッド４を挟んで保持する。この際、第２保持体７は、係合穴７ａを下方（パイプ内部３ａの第１保持体６側）に向けた状態で、ガラスパイプ３の上端部３ｃ側からパイプ内部３ａに入れられる。そして、第２保持体７は、充填状態のガラス微粒子８をパイプ内部３ａに閉じ込めるとともに、係合穴７ａをコアロッド４の上端部４ｃと係合させる。これにより、ガラスパイプ３の内壁面と第１保持体６と第２保持体７とに囲まれる領域内には、コアロッド４及び充填状態のガラス微粒子８が収容される。これと同時に、第２保持体７は、第１保持体６との間にコアロッド４を挟んで保持する。この結果、ガラスパイプ３に対するコアロッド４の相対位置が、これら第１保持体６及び第２保持体７の作用によって固定される。

ここで、ガラス微粒子８の充填部分の嵩密度は、充填状態のガラス微粒子８の質量を、ガラスパイプ３の内壁面と第１保持体６と第２保持体７とに囲まれる領域からコアロッド４が占める領域を除いた残りの領域の容積で除することにより、算出される。このようなガラス微粒子８の充填部分の嵩密度は、上述したように、第１保持体６及び第２保持体７の各嵩密度と同程度であり、例えば、実施形態１では１．２５ｇ／ｃｍ^３である。また、ガラス微粒子８は、第１保持体６及び第２保持体７と同じ種類の石英ガラス（例えば純石英ガラス等）であることが好ましい。

上述したロッド保持工程が完了した後、図２に示すように、脱水酸基工程（ステップＳ１０５）が行われ、その後、封止工程（ステップＳ１０６）が行われる。図５は、実施形態１における脱水酸基工程と封止工程とを説明する模式図である。

ステップＳ１０５の脱水酸基工程では、第１保持体６及び第２保持体７の複数の孔を介してガラスパイプ３のパイプ内部３ａに還元性ガスを流通させ、充填状態のガラス微粒子８を、この還元性ガスによって脱水酸基処理する。

詳細には、図５に示す状態Ｓ５の如く、まず、ガラスパイプ３の上端部３ｃ及び下端部３ｄに蓋１０１、１００を各々被せて、コアロッド４及び充填状態のガラス微粒子８等を含むパイプ内部３ａを気密状態にする。下端部３ｄ側の蓋１００には、気密状態にしたパイプ内部３ａに通じるガス導入管１００ａが接続されている。上端部３ｃ側の蓋１０１には、気密状態にしたパイプ内部３ａに通じるガス排気管１０１ａが接続されている。また、このガラスパイプ３は、加熱炉１０２にセットされている。つぎに、ガス導入管１００ａからは、塩素ガス等の還元性ガスがパイプ内部３ａに供給される。この還元性ガスは、ガラスパイプ３の下端部３ｄから第１保持体６の複数の孔を通って、パイプ内部３ａにおけるガラス微粒子８の充填部分に進入する。そして、この還元性ガスは、パイプ内部３ａの各ガラス微粒子８と接触しながらガラス微粒子８の充填部分内の隙間を通ってガラスパイプ３の上端部３ｃに向かい流れる。その後、この還元性ガスは、第２保持体７の複数の孔を通ってガラスパイプ３の上端部３ｃに流れ、ガス排気管１０１ａから排気される。

このように還元性ガスの流通が行われると同時に、加熱炉１０２は、少なくともガラス微粒子８の充填部分を含むガラスパイプ３の部分を、その外周から加熱処理し、これにより、ガラス微粒子８の充填部分内を流れる還元性ガス及び各ガラス微粒子８を加熱処理する。この結果、ガラス微粒子８の充填部分から水酸基が除去されて、充填状態のガラス微粒子８が脱水酸基処理される。

ステップＳ１０６の封止工程では、図５に示す状態Ｓ６の如く、脱水酸基工程後のガラスパイプ３の一端部（実施形態１では下端部３ｄ）を、加熱処理によって溶融して縮径させる。これにより、このガラスパイプ３の一端部を封止して、中間体９を作製する。中間体９は、パイプ内部３ａにコアロッド４と第１保持体６と第２保持体７と脱水酸基処理された状態にある充填状態のガラス微粒子８とを備え、ガラスパイプ３の一端部が封止された状態の構造体である。中間体９は、ガラスパイプ３の他端部（実施形態１では上端部３ｃ）から蓋１０１が適宜取り外され、この封止工程以降の工程に用いられる。

上述した封止工程が完了した後、この封止工程によって作製された中間体９を用いて光ファイバを製造する光ファイバ製造工程が行われる。ここで、光ファイバ製造工程には、「中間体９から光ファイバ母材を経て光ファイバを製造する」場合と、「中間体９から光ファイバ母材を経ずに光ファイバを製造する」場合と、の２通りがある。

すなわち、光ファイバ製造工程は、上述した封止工程による中間体９から光ファイバ母材を経て光ファイバを製造する場合、図２に示す焼結工程（ステップＳ１０８）と線引工程（ステップＳ１１０）とを含む。この場合、中間体９から作製するものが光ファイバ母材であるため（ステップＳ１０７，母材）、上述した封止工程が完了した後、光ファイバ母材を作製する焼結工程（ステップＳ１０８）が行われ、その後、目的物が光ファイバであるため（ステップＳ１０９，光ファイバ）、光ファイバ母材から光ファイバを線引きする線引工程（ステップＳ１１０）が行われる。

図６は、実施形態１における焼結工程を説明する模式図である。ステップＳ１０８の焼結工程では、第２保持体７の複数の孔を介してガラスパイプ３の内部雰囲気を減圧しながら中間体９を加熱処理して、第１保持体６、第２保持体７及び充填状態のガラス微粒子８を稠密化し、これにより、透明な光ファイバ母材１０を作製する。

詳細には、図６に示す状態Ｓ７の如く、まず、中間体９におけるガラスパイプ３の上端部３ｃに蓋１０１Ａを被せて、中間体９の内部を気密状態にする。蓋１０１Ａには、気密状態にした中間体９の内部に通じるガス排気管１０１Ａａが接続されている。ガス排気管１０１Ａａには、排気バルブ１０３ａと真空ポンプ１０３とガス排気管１０４とが順次接続されている。また、この中間体９は、加熱炉１０２Ａにセットされている。つぎに、排気バルブ１０３ａが開状態にされ、この状態において、真空ポンプ１０３は、ガス排気管１０１Ａａと通じるガラスパイプ３の上端部３ｃ側から、第２保持体７の複数の孔を介して中間体９の内部ガスを吸引し、吸引した内部ガスをガス排気管１０４から排気する。この排気バルブ１０３ａ及び真空ポンプ１０３の作用により、中間体９におけるガラスパイプ３の内部雰囲気は、所定圧力以下に減圧される。

このような内部雰囲気の減圧処理に並行して、加熱炉１０２Ａは、中間体９を、そのガラスパイプ３の外周から加熱処理する。この際、加熱炉１０２Ａは、ガラスパイプ３の外周に沿って下端部３ｄから上端部３ｃに向かい移動しながら、中間体９を下端部３ｄから上端部３ｃまで順次加熱処理する。これにより、ガラスパイプ３が下端部３ｄから上端部３ｃまで順次溶融されて縮径するとともに、下端部３ｄの第１保持体６（図５参照）が稠密化されて透明となり、充填状態のガラス微粒子８が下端部３ｄ側から上端部３ｃ側に向かって順次稠密化されて透明となり、上端部３ｃの第２保持体７が稠密化されて透明となる。この結果、中間体９から光ファイバ母材１０が作製される。光ファイバ母材１０は、ガラスパイプ３が溶融されて縮径した部分と、第１保持体６及び第２保持体７が透明化された部分と、充填状態のガラス微粒子８が透明化された部分と、これらと一体化したコアロッド４とを備える透明な母材である。

図７は、実施形態１における光ファイバ母材を用いた線引工程を説明する模式図である。ステップＳ１１０の線引工程では、上述した焼結工程によって作製された光ファイバ母材１０を加熱処理によって溶融して、光ファイバを線引きする。詳細には、図７に示すように、まず、光ファイバ母材１０は、光ファイバ線引炉１０５にセットされる。つぎに、光ファイバ線引炉１０５は、線引き速度や加熱温度等の線引き条件が適正に制御されながら、ヒータ１０５ａにより、光ファイバ母材１０の下端部を例えば２２００℃に加熱処理する。これにより、光ファイバ線引炉１０５は、光ファイバ母材１０の下端部を溶融して、光ファイバＦを線引きする。光ファイバＦは、その外周に被覆が施されていない裸線状態のものである。光ファイバ線引炉１０５によって線引きされた光ファイバＦは、光ファイバ線引炉１０５の下方に設けられたダイス１０６によって被覆処理され、この結果、図１に示す構成の光ファイバ１１が製造される。このようにして、光ファイバ１１を得て（ステップＳ１１２）、本工程が終了する。

一方、光ファイバ製造工程は、上述した封止工程による中間体９から光ファイバ母材を経ずに光ファイバを製造する場合、図２に示す線引工程（ステップＳ１１１）を含む。この場合、中間体９から作製するものが光ファイバであるため（ステップＳ１０７，光ファイバ）、上述した封止工程が完了した後、中間体９から光ファイバを線引きする線引工程（ステップＳ１１１）が行われる。

ステップＳ１１１の線引工程では、上述した封止工程による中間体９（図５の状態Ｓ６参照）において、第２保持体７の複数の孔を介してガラスパイプ３の内部雰囲気を減圧しながら、中間体９を加熱処理し、これにより、ガラスパイプ３及びコアロッド４を溶融するとともに、第１保持体６、第２保持体７及び充填状態のガラス微粒子８を稠密化して、光ファイバを線引きする。

詳細には、図６に示す状態Ｓ７と同様に、中間体９におけるガラスパイプ３の上端部３ｃには蓋１０１Ａが被せられ、これにより、中間体９の内部は、気密状態にするとともに、ガス排気管１０１Ａａを介して排気バルブ１０３ａ及び真空ポンプ１０３と通じる状態にする。この中間体９は、図６に示す加熱炉１０２Ａの代わりに、図７に示す光ファイバ線引炉１０５にセットされる。この状態において、中間体９におけるガラスパイプ３の内部雰囲気は、排気バルブ１０３ａ及び真空ポンプ１０３の作用により、所定圧力以下に減圧される。このような内部雰囲気の減圧処理に並行して、光ファイバ線引炉１０５は、線引き速度や加熱温度等の線引き条件が適正に制御されながら、ヒータ１０５ａによって中間体９を加熱処理する。これにより、光ファイバ線引炉１０５は、中間体９のガラスパイプ３及びコアロッド４を溶融するとともに、中間体９の第１保持体６、第２保持体７及び充填状態のガラス微粒子８を稠密化して、光ファイバＦを線引きする。その後、光ファイバＦは、上述したステップＳ１１０の線引工程と同様に、ダイス１０６によって被覆処理される。この結果、中間体９から、図１に示す構成の光ファイバ１１が製造される。このようにして、光ファイバ１１を得て（ステップＳ１１３）、本工程が終了する。

他方、目的とする製造物（目的物）が光ファイバ母材である場合、図２に示すステップＳ１０１〜Ｓ１０６の各工程が順次行われ、これにより、中間体９（図５参照）が作製される。つぎに、この中間体９を用いてステップＳ１０８の焼結工程が行われ、これにより、光ファイバ母材１０（図６参照）が作製される。ここで、目的物が光ファイバ母材であるため（ステップＳ１０９，母材）、ステップＳ１１０の線引工程は行われず、上述した焼結工程による光ファイバ母材１０が、目的物として扱われる。このように目的物としての光ファイバ母材１０を得て（ステップＳ１１４）、本工程が終了する。

（一対の保持体の嵩密度に関する実験）
つぎに、上記実施形態１に係る光ファイバの製造方法で用いる一対の保持体５（詳細には第１保持体６及び第２保持体７）の嵩密度に関する実験について説明する。本実験では、図２に示した実施形態１に係る光ファイバの製造方法において、第１保持体６及び第２保持体７の各嵩密度は各々１．２８ｇ／ｃｍ^３とし、ガラスパイプ３のパイプ内部３ａにおける充填状態のガラス微粒子８の嵩密度は１．２５ｇ／ｃｍ^３として、図１に示す構成の光ファイバ１１を製造した。この際、光ファイバ１１の線引き長（長手方向の全長）は、２５０ｋｍとした。

続いて、本実験において製造した光ファイバ１１の長手方向の各位置における遮断波長を測定した。図８は、本実験における光ファイバの長手方向の位置と遮断波長との関係を示す図である。図８において、「位置」は、光ファイバ１１の線引きの始端位置を基準とした長手方向の位置である。すなわち、０ｋｍの位置は光ファイバ１１の線引きの始端位置であり、２５０ｋｍの位置は光ファイバ１１の線引きの終端位置である。図８に示すように、本実験における光ファイバ１１の遮断波長は、光ファイバ１１の長手方向の全位置にわたって良好なものであった。これは、第１保持体６及び第２保持体７の各嵩密度を充填状態のガラス微粒子８の嵩密度と同程度にすることにより、光ファイバ１１の長手方向全域にわたるコア径の変動を所定の許容変動範囲内（例えば光ファイバ１１の長手方向中央部分におけるコア径の５％以内）に抑えることができたためと考えられる。

一方、本実験に対する比較実験では、実施形態１に係る光ファイバの製造方法において、第１保持体６及び第２保持体７の各嵩密度は各々２．２ｇ／ｃｍ^３とし、その他の条件は上記実験と同様にして、光ファイバ１１を製造した。図９は、比較実験における光ファイバの長手方向の位置と遮断波長との関係を示す図である。図９に示すように、比較実験における光ファイバ１１の遮断波長は、光ファイバ１１の線引きの始端位置（位置＝０ｋｍ）とその近傍（位置＝０〜２５ｋｍ）並びに終端位置（位置＝２５０ｋｍ）とその近傍（位置＝２４０〜２５０ｋｍ）において、中央位置（位置＝１２５ｋｍ）に比べ大幅に低下していた。このように遮断波長が大幅に低下した光ファイバ部分は、光ファイバ１１に許容される遮断波長の範囲から逸脱するため、不良部分として切断される。このことは、光ファイバの歩留まり低下を招来する。

（ガラス微粒子の脱水酸基処理に関する実験）
つぎに、上記実施形態１に係る光ファイバの製造方法でガラスパイプ３のパイプ内部３ａに充填されたガラス微粒子８の脱水酸基処理に関する実験について説明する。本実験では、図２に示した実施形態１に係る光ファイバの製造方法（ステップＳ１０５の脱水酸基工程あり）によって、図１に示す構成の光ファイバ１１を製造した。また、この光ファイバ１１に対する比較例として、上述したステップＳ１０５の脱水酸基工程を行わず、その他の工程をこの光ファイバ１１と同様にして、光ファイバ比較サンプルを製造した。

続いて、本実験において製造した光ファイバ１１及び光ファイバ比較サンプルの各々について、伝送する光の波長毎の伝送損失（光ファイバの損失波長特性）を測定した。図１０は、本実験における光ファイバの伝送する光の波長と伝送損失との関係を示す図である。図１０において、実線は、脱水酸基処理ありの光ファイバ１１の損失波長特性を示す。破線は、光ファイバ比較サンプル（脱水酸基処理なしの光ファイバ）の損失波長特性を示す。

図１０の実線によって示されるように、脱水酸基処理ありの光ファイバ１１は、伝送する光の広い波長域にわたって良好な損失波長特性を有していた。これに対し、光ファイバ比較サンプルには、脱水酸基処理ありの光ファイバ１１に比べて伝送損失が顕著に大きい光の波長域（例えば１３００ｎｍ〜１５００ｎｍの波長域）がある。この比較結果から、光ファイバの製造方法において充填状態のガラス微粒子８の脱水酸基処理を行うことは、光ファイバの損失波長特性の向上に有効であることを確認することができた。

実施形態１に係る光ファイバの製造方法によれば、ガラスパイプ３のパイプ内部３ａにおいてコアロッド４をその長手方向両端側から挟んで保持する第１保持体６及び第２保持体７の各嵩密度を、ガラスパイプ３の内壁面とコアロッド４との隙間に充填されたガラス微粒子８の充填部分の嵩密度の所定範囲内に設定し、この所定範囲は、製造対象の光ファイバの長手方向におけるコア径の許容変動範囲に応じて決まるものとしている。このため、ステップＳ１０８の焼結工程又はステップＳ１１１の線引工程において、第１保持体６及び第２保持体７の熱収縮と充填状態のガラス微粒子８の熱収縮とを同程度にすることができる。これにより、上記焼結工程による光ファイバ母材１０の外径又は上記線引工程による中間体９の焼結体の外径をその長手方向に安定させる（より好ましくは同じにする）ことができる。光ファイバは、その外径が一定になるように線引きされるので、上記のように外径を安定させた光ファイバ母材１０又は中間体９の焼結体から光ファイバを線引きすることにより、順次線引きされる光ファイバのコア径の変動を可能な限り低減することができる。この結果、線引き後の光ファイバの長手方向におけるコア径の変動をその許容変動範囲内に抑制できることから、コア径が長手方向に安定した光ファイバを容易に製造することができる。また、パイプ内部３ａにおいてコアロッド４を第１保持体６と第２保持体７との間に挟んで保持するので、ガラスパイプ３とパイプ内部３ａのコアロッド４との相対位置を容易且つ高精度に位置決めして固定することができる。この結果、線引き後の光ファイバにおけるコア部の偏心を抑制することができる。

（実施形態２）
つぎに、本発明の実施形態２について説明する。実施形態２に係る光ファイバの製造方法では、図２に示したステップＳ１０１の準備工程において準備するガラスパイプ及び一対の保持体が実施形態１と異なり、実施形態１と異なるガラスパイプ及び一対の保持体を用いて準備工程以降の各工程が行われる。その他の構成は実施形態１と同じであり、同一構成部には同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。

図１１は、実施形態２における準備工程を説明する模式図である。実施形態２におけるステップＳ１０１の準備工程では、図１１に示すようなガラスパイプ３Ａと、コアロッド４と、一対の保持体５Ａとを準備する。

ガラスパイプ３Ａは、図１１に示すように、円筒状の上端部３Ａｃと、上端部３Ａｃに比べて縮径した形状の下端部３Ａｄと、上端部３Ａｃから下端部３Ａｄにわたり長手方向に連続して中空なパイプ内部３Ａａとを有するガラス部材である。下端部３Ａｄは、ガラスパイプ３Ａの長手方向に沿って円錐状に縮径する中空の円錐部３Ａｅと、この円錐部３Ａｅの下端から長手方向に延在し、上端部３Ａｃに比べて外径及び内径が小さい円筒状の下端円筒部３Ａｆとからなる。これらの上端部３Ａｃ及び下端円筒部３Ａｆは、各々、ガラスパイプ３Ａの外部とパイプ内部３Ａａとが通じるように開口した状態になっている。実施形態２において、ガラスパイプ３Ａは、例えば、外径が１５０ｍｍであり内径が１３０ｍｍである円筒状の、屈折率調整用のドーパントを添加していない合成石英パイプの一端部を、円錐状に縮径加工する等して、作製される。また、ガラスパイプ３Ａの下端部３Ａｄのうち円錐部３Ａｅは、ガラスパイプ３Ａの上端部３Ａｃ側からパイプ内部３Ａａに入れられた一対の保持体５Ａ等の部材を、ガラスパイプ３Ａの下端部３Ａｄ側から抜け落ちないように受け止める受止部として機能する。このように準備したガラスパイプ３Ａは、実施形態１の場合と同様に、図１に示す光ファイバ１１のクラッド部２の一部になる。

一対の保持体５Ａは、ガラスパイプ３Ａのパイプ内部３Ａａにおいてコアロッド４を保持するものである。一対の保持体５Ａは、石英ガラスからなり、複数の孔を有するように形成される。実施形態２において、一対の保持体５Ａは、図１１に示すように、第１保持体６Ａ及び第２保持体７Ａからなる。第１保持体６Ａ及び第２保持体７Ａは、各々、ガラス粉末の成形体であって複数の孔を有するガラス多孔質体である。例えば、これらの第１保持体６Ａ及び第２保持体７Ａは、以下の方法によって作製されて準備される。

すなわち、気相合成法によって合成したシリカ粉末（平均粒子径が０．３μｍ以上（例えば４μｍ）のもの）と、結合剤（ポリビニルアルコール（ＰＶＡ））と、可塑剤（グリセリン）とを純水に入れて混合し、これにより、シリカ粉末スラリーを作製する。続いて、作製したシリカ粉末スラリーをスプレードライヤーで噴霧乾燥して、直径が１２０μｍの造粒粒子を形成する。続いて、形成した造粒粒子を、ゴム製の成形型（内径が１６０ｍｍのもの）に充填して静水圧加圧成形装置を用い加圧成形することにより、加圧成形体を作製する。続いて、作製した加圧成形体の外表面を旋盤で切削して、この加圧成形体の外径を所定寸法（例えばガラスパイプ３Ａの内径（＝１３０ｍｍ）と同じ寸法）に均一化する。

つぎに、上記加圧成形体から、ガラスパイプ３Ａの円錐部３Ａｅの内部に係合可能な円錐状の加圧成形体（円錐成形体）と、ガラスパイプ３Ａのパイプ内部３Ａａの上端部３Ａｃ側に係合可能な円柱状の加圧成形体（円柱成形体）とを切り出す。続いて、切り出した円錐成形体の底面の中心部分に、コアロッド４の下端部４ｄと係合する穴（係合穴６Ａａ）を浅穴加工等の穴あけ加工によって形成する。また、切り出した円柱成形体の一端面の中心部分に、コアロッド４の上端部４ｃと係合する穴（係合穴７Ａａ）を浅穴加工等の穴あけ加工によって形成する。続いて、これら穴あけ加工後の円錐成形体及び円柱成形体を脱脂装置において５００℃に昇温して空気雰囲気下で１０時間保存して、結合剤及び可塑剤を分解する。その後、これらの円錐成形体及び円柱成形体を、塩素雰囲気下で１０００℃に昇温して、脱水酸基処理するとともに硬化させる。この結果、これらの円錐成形体及び円柱成形体が、各々、円錐状の第１保持体６Ａ及び円柱状の第２保持体７Ａとなる。

上述したように準備された第１保持体６Ａ及び第２保持体７Ａは、各々、複数の孔を有する。これら複数の孔は、第１保持体６Ａを介した通気及び第２保持体７Ａを介した通気を可能にする通気孔である。また、第１保持体６Ａ及び第２保持体７Ａは、図１１に示すように、互いに対向する面の中心部分に係合穴６Ａａ、７Ａａを各々有する。係合穴６Ａａは、上述した実施形態１の係合穴６ａと同様に、コアロッド４の下端部４ｄと係合する穴である。係合穴７Ａａは、上述した実施形態１の係合穴７ａと同様に、コアロッド４の上端部４ｃと係合する穴である。なお、第１保持体６Ａ及び第２保持体７Ａは、上述した加圧成形法に限らず、スリップキャスト法、押し出し法等、加圧成形法以外の作製方法によっても作製可能である。

ここで、第１保持体６Ａ及び第２保持体７Ａの各嵩密度は、ガラスパイプ３Ａのパイプ内部３Ａａに充填されたガラス微粒子（後述する図１２に示すガラス微粒子８）の充填部分の嵩密度を基準とした所定範囲内に設定される。この所定範囲は、上述した実施形態１の場合と同様に、製造対象の光ファイバの長手方向におけるコア径の許容変動範囲に応じて決まる。第１保持体６Ａ及び第２保持体７Ａの各嵩密度は、これらの第１保持体６Ａ及び第２保持体７Ａを構成するガラス粉末の平均粒子径及び成形条件等を適宜調整することにより、上述した所定範囲内に設定することができる。実施形態２において、第１保持体６Ａ及び第２保持体７Ａの各嵩密度は、例えば１．２８ｇ／ｃｍ^３である。

一方、実施形態２に係る光ファイバの製造方法では、図１１に示すガラスパイプ３Ａ、コアロッド４、第１保持体６Ａ及び第２保持体７Ａを用いて、上述した準備工程以降の各工程（図２に示すステップＳ１０２〜Ｓ１１１の各工程）が適宜行われる。図１２は、実施形態２におけるロッド配置工程と微粒子充填工程とロッド保持工程とを説明する模式図である。

実施形態２におけるステップＳ１０２のロッド配置工程では、図１２に示す状態Ｓ１１の如く、まず、ガラスパイプ３Ａのパイプ内部３Ａａに、円錐状の第１保持体６Ａを配置する。この際、第１保持体６Ａは、係合穴６Ａａを上方（ガラスパイプ３Ａの上端部３Ａｃ側）に向けた状態で、ガラスパイプ３Ａの上端部３Ａｃ側からパイプ内部３Ａａに入れられ、さらに、ガラスパイプ３Ａの内壁面に沿って下端部３Ａｄの内部まで入れられる。そして、第１保持体６Ａは、円錐部３Ａｅによって受け止められるとともに支持される。この支持状態において、第１保持体６Ａの頂点部分は下端円筒部３Ａｆの内部に入れられるとともに、第１保持体６Ａの側面は円錐部３Ａｅの内壁面に係合される。これにより、第１保持体６Ａは、ガラスパイプ３Ａの下端部３Ａｄから抜け出ることがない状態になって、パイプ内部３Ａａに配置される。

ついで、図１２に示す状態Ｓ１２の如く、コアロッド４は、ガラスパイプ３Ａの上端部３Ａｃ側からパイプ内部３Ａａに挿入され、コアロッド４の下端部４ｄは、第１保持体６Ａの係合穴６Ａａに係合される。この結果、第１保持体６Ａによってコアロッド４が支持されるように、ガラスパイプ３Ａのパイプ内部３Ａａにコアロッド４が配置される。

実施形態２におけるステップＳ１０３の微粒子充填工程では、図１２に示す状態Ｓ１３の如く、ガラス微粒子８が、ガラスパイプ３Ａの上端部３Ａｃ側からパイプ内部３Ａａに複数投入される。これにより、パイプ内部３Ａａにおける第１保持体６Ａの上面（円錐の底面）からコアロッド４の上端部４ｃの近傍部分に至るまでの領域において、ガラスパイプ３Ａの内壁面とコアロッド４との隙間に、ガラス微粒子８が充填される。なお、第１保持体６Ａに形成された複数の孔はガラス微粒子８に比して十分小さいため、充填状態のガラス微粒子８は、第１保持体６Ａからガラスパイプ３Ａの外部に抜け出ることはない。このことは、第２保持体７Ａについても同様である。

実施形態２におけるステップＳ１０４のロッド保持工程では、図１２に示す状態Ｓ１４の如く、第２保持体７Ａは、係合穴７Ａａを下方（パイプ内部３Ａａの第１保持体６Ａ側）に向けた状態で、ガラスパイプ３Ａの上端部３Ａｃ側からパイプ内部３Ａａに入れられる。そして、第２保持体７Ａは、充填状態のガラス微粒子８をパイプ内部３Ａａに閉じ込めるとともに、係合穴７Ａａをコアロッド４の上端部４ｃと係合させる。これにより、ガラスパイプ３Ａの内壁面と第１保持体６Ａと第２保持体７Ａとに囲まれる領域内には、コアロッド４及び充填状態のガラス微粒子８が収容される。これと同時に、第２保持体７Ａは、第１保持体６Ａとの間にコアロッド４を挟んで保持する。この結果、ガラスパイプ３Ａに対するコアロッド４の相対位置が、これら第１保持体６Ａ及び第２保持体７Ａの作用によって固定される。

ここで、ガラス微粒子８の充填部分の嵩密度は、第１保持体６Ａ及び第２保持体７Ａの各嵩密度と同程度（上記所定範囲内）であり、例えば１．２５ｇ／ｃｍ^３である。また、ガラス微粒子８は、第１保持体６Ａ及び第２保持体７Ａを構成するガラス粉末と同じ種類のもの（例えば純石英ガラス等）であることが好ましい。

図１３は、実施形態２における脱水酸基工程と封止工程とを説明する模式図である。実施形態２におけるステップＳ１０５の脱水酸基工程では、図１３に示す状態Ｓ１５の如く、まず、ガラスパイプ３Ａの上端部３Ａｃ及び下端部３Ａｄ（詳細には下端円筒部３Ａｆ）に蓋１０１、１００Ａを各々被せて、コアロッド４及び充填状態のガラス微粒子８等を含むパイプ内部３Ａａを気密状態にする。なお、蓋１００Ａには、気密状態にしたパイプ内部３Ａａに通じるガス導入管１００Ａａが接続されている。また、このガラスパイプ３Ａは、加熱炉１０２にセットされている。つぎに、ガス導入管１００Ａａからは、塩素ガス等の還元性ガスがパイプ内部３Ａａに供給される。この還元性ガスは、ガラスパイプ３Ａの下端部３Ａｄから第１保持体６Ａの複数の孔を通って、パイプ内部３Ａａにおけるガラス微粒子８の充填部分に進入する。そして、この還元性ガスは、パイプ内部３Ａａの各ガラス微粒子８と接触しながらガラス微粒子８の充填部分内の隙間を通ってガラスパイプ３Ａの上端部３Ａｃに向かい流れる。その後、この還元性ガスは、第２保持体７Ａの複数の孔を通ってガラスパイプ３Ａの上端部３Ａｃに流れ、実施形態１の場合と同様にガス排気管１０１ａから排気される。

このように還元性ガスの流通が行われると同時に、加熱炉１０２は、少なくともガラス微粒子８の充填部分を含むガラスパイプ３Ａの部分を、その外周から加熱処理する。これにより、充填状態のガラス微粒子８は、実施形態１の場合と同様に脱水酸基処理される。

実施形態２におけるステップＳ１０６の封止工程では、図１３に示す状態Ｓ１６の如く、脱水酸基工程後のガラスパイプ３Ａの一端部（実施形態２では下端部３Ａｄのうちの下端円筒部３Ａｆ）を、加熱処理によって溶融して縮径させる。これにより、このガラスパイプ３Ａの一端部を封止して、中間体９Ａを作製する。中間体９Ａは、パイプ内部３Ａａにコアロッド４と第１保持体６Ａと第２保持体７Ａと脱水酸基処理された状態にある充填状態のガラス微粒子８とを備え、ガラスパイプ３Ａの一端部が封止された状態の構造体である。中間体９Ａは、ガラスパイプ３Ａの他端部（実施形態２では上端部３Ａｃ）から蓋１０１が適宜取り外され、この封止工程以降の工程に用いられる。

図１４は、実施形態２における焼結工程を説明する模式図である。実施形態２におけるステップＳ１０８の焼結工程では、図１４に示す状態Ｓ１７の如く、まず、中間体９Ａにおけるガラスパイプ３Ａの上端部３Ａｃに蓋１０１Ａを被せて、中間体９Ａの内部を気密状態にする。また、この中間体９Ａは、加熱炉１０２Ａにセットされている。つぎに、排気バルブ１０３ａが開状態にされ、この状態において、真空ポンプ１０３は、ガス排気管１０１Ａａと通じるガラスパイプ３Ａの上端部３Ａｃ側から、第２保持体７Ａの複数の孔を介して中間体９Ａの内部ガスを吸引し、吸引した内部ガスをガス排気管１０４から排気する。この結果、中間体９Ａにおけるガラスパイプ３Ａの内部雰囲気は、実施形態１の場合と同様に所定圧力以下に減圧される。

このような内部雰囲気の減圧処理に並行して、加熱炉１０２Ａは、実施形態１の場合と同様に、中間体９Ａを下端部３Ａｄから上端部３Ａｃまで順次加熱処理する。これにより、下端部３Ａｄの第１保持体６Ａ（図１３参照）及び上端部３Ａｃの第２保持体７Ａが、各々稠密化されて透明となる。なお、ガラスパイプ３Ａは、実施形態１の場合と同様に溶融されて縮径する。充填状態のガラス微粒子８は、実施形態１の場合と同様に稠密化されて透明となる。この結果、中間体９Ａから、実施形態１の光ファイバ母材１０と同様の構成を有する光ファイバ母材１０Ａが作製される。

なお、実施形態２におけるステップＳ１１０の線引工程は、実施形態１の光ファイバ母材１０（図７参照）の代わりに実施形態２の光ファイバ母材１０Ａを用いて、実施形態１の場合と同様に行われる。この結果、図１に示す構成の光ファイバ１１が製造される。このようにして、光ファイバ１１を得て（ステップＳ１１２）、本工程が終了する。

一方、実施形態２におけるステップＳ１１１の線引工程は、実施形態１の中間体９（図６参照）の代わりに実施形態２の中間体９Ａを用いて、実施形態１の場合と同様に行われる。この結果、中間体９Ａから光ファイバ１１が製造される。このようにして、光ファイバ１１を得て（ステップＳ１１３）、本工程が終了する。他方、実施形態２における目的物が光ファイバ母材である場合、上述した焼結工程によって作製された光ファイバ母材１０Ａ（図１４参照）が、目的物として扱われる。このように目的物としての光ファイバ母材１０Ａを得て（ステップＳ１１４）、本工程が終了する。

（ガラス多孔質体の平均粒子径に関する実験）
つぎに、上記実施形態２に係る光ファイバの製造方法で用いるガラス多孔質体の平均粒子径、すなわち、第１保持体６Ａ及び第２保持体７Ａを各々構成するガラス粉末の平均粒子径（以下、平均粒子径Ｄａという）に関する実験について説明する。本実験では、上記実施形態２に係る光ファイバの製造方法において、平均粒子径Ｄａを種々に変更して第１保持体６Ａ及び第２保持体７Ａを準備し、準備した第１保持体６Ａ及び第２保持体７Ａを用いて、光ファイバ１１のサンプル＃１〜＃９を製造した。

サンプル＃１は、平均粒子径Ｄａが０．０２μｍの第１保持体６Ａ及び第２保持体７Ａを用いて製造した光ファイバ１１のサンプルである。サンプル＃２は、平均粒子径Ｄａが０．０４μｍの第１保持体６Ａ及び第２保持体７Ａを用いて製造した光ファイバ１１のサンプルである。サンプル＃３は、平均粒子径Ｄａが０．３μｍの第１保持体６Ａ及び第２保持体７Ａを用いて製造した光ファイバ１１のサンプルである。サンプル＃４は、平均粒子径Ｄａが１μｍの第１保持体６Ａ及び第２保持体７Ａを用いて製造した光ファイバ１１のサンプルである。サンプル＃５は、平均粒子径Ｄａが２μｍの第１保持体６Ａ及び第２保持体７Ａを用いて製造した光ファイバ１１のサンプルである。サンプル＃６は、平均粒子径Ｄａが３．９μｍの第１保持体６Ａ及び第２保持体７Ａを用いて製造した光ファイバ１１のサンプルである。サンプル＃７は、平均粒子径Ｄａが１０μｍの第１保持体６Ａ及び第２保持体７Ａを用いて製造した光ファイバ１１のサンプルである。サンプル＃８は、平均粒子径Ｄａが１５μｍの第１保持体６Ａ及び第２保持体７Ａを用いて製造した光ファイバ１１のサンプルである。サンプル＃９は、平均粒子径Ｄａが３０μｍの第１保持体６Ａ及び第２保持体７Ａを用いて製造した光ファイバ１１のサンプルである。

続いて、本実験におけるサンプル＃１〜＃９の各々について、波長が１３８５ｎｍの光を伝送した場合の伝送損失（以下、１３８５ｎｍ伝送損失という）を測定した。本実験における第１保持体６Ａ及び第２保持体７Ａの平均粒子径Ｄａとサンプル＃１〜＃９の１３８５ｎｍ伝送損失の測定結果との関係は、表１に示す。

表１から明らかなように、平均粒子径Ｄａが０．３μｍを下回ると、１３８５ｎｍ伝送損失が顕著に上昇することが確認された。このことは、平均粒子径Ｄａが０．３μｍ未満の第１保持体６Ａ及び第２保持体７Ａを用いた光ファイバの製造方法では、ステップＳ１０５の脱水酸基工程によるガラス微粒子８の精製効果が低いことを意味する。この原因としては、平均粒子径Ｄａが０．３μｍ未満である場合、第１保持体６Ａ及び第２保持体７Ａの各々における構成粒子（ガラス粉末）同士の隙間（空孔径）が過度に小さくなり、還元性ガスが第１保持体６Ａ及び第２保持体７Ａを十分に通過できなかったためと考えられる。したがって、ステップＳ１０５の脱水酸基工程によるガラス微粒子８の精製効果の確保及び向上という観点から、平均粒子径Ｄａは０．３μｍ以上であることが好ましい。

また、第１保持体６Ａ及び第２保持体７Ａの各々が、その径方向の一部分に、平均粒子径Ｄａが０．３μｍ以上となっているガラス粉末の成形部分を有する場合も、上述した還元性ガスの通過が可能となるため、表１に示すものと同様の、平均粒子径Ｄａと１３８５ｎｍ伝送損失との相関関係が得られた。このことから、第１保持体６Ａ及び第２保持体７Ａとして用いるガラス多孔質体は、必ずしも、その全体を平均粒子径Ｄａが０．３μｍ以上のガラス粉末の成形部分にしなくてもよい。すなわち、上記ガラス多孔質体は、少なくとも、その径方向（ガラスパイプ３Ａの径方向と同じ方向）の一部分に、平均粒子径Ｄａが０．３μｍ以上であるガラス粉末の成形部分を有していればよい。

実施形態２に係る光ファイバの製造方法によれば、ガラスパイプ３Ａのパイプ内部３Ａａにおいてコアロッド４をその長手方向両端側から挟んで保持する第１保持体６Ａ及び第２保持体７Ａを、ガラス粉末の成形体であって複数の孔（通気孔）を有するガラス多孔質体とし、このガラス多孔質体の嵩密度を実施形態１と同様に設定している。このため、実施形態１と同様の作用効果を享受するとともに、ガラス板からなる保持体に比べて、第１保持体６Ａ及び第２保持体７Ａは、取り扱い易くなり且つ低コストで準備することができる。また、パイプ内部３Ａａにおいてコアロッド４を第１保持体６Ａと第２保持体７Ａとの間に挟んで保持するので、パイプ内部３Ａａにコアロッド４を一層容易に配置できるとともに、ガラスパイプ３Ａとパイプ内部３Ａａのコアロッド４との相対位置を一層容易且つ高精度に位置決めして固定することができる。この結果、線引き後の光ファイバにおけるコア部の偏心を容易に抑制することができる。

さらに、ガラスパイプ３Ａの下端部３Ａｄに円錐部３Ａｅを設け、円錐状に成形された第１保持体６Ａを円錐部３Ａｅと係合させてパイプ内部３Ａａに配置しているので、ガラスパイプ３Ａの長手方向の中心軸と第１保持体６Ａの高さ方向の中心軸とを容易に合わせることができ、この結果、上記コアロッド４の位置決めの容易さ及び精度の向上を促進することができる。また、第１保持体６Ａ及び第２保持体７Ａを構成するガラス粉末の平均粒子径Ｄａを０．３μｍ以上にすることにより、ステップＳ１０５の脱水酸基工程によるガラス微粒子８の精製効果を容易に確保することができる。

（実施形態３）
つぎに、本発明の実施形態３について説明する。図１５は、本発明の実施形態３に係る光ファイバの製造方法によって製造される光ファイバの一構成例を示す模式的な断面図である。実施形態３における光ファイバ１１Ａは、石英系ガラスからなり、図１５に示すように、複数（実施形態３では正方格子状に配列された４つ）のコア部１Ａ−１〜１Ａ−４と、これらのコア部１Ａ−１〜１Ａ−４の外周に形成されたクラッド部２とを備えている、いわゆるマルチコアファイバである。なお、図１５には図示しないが、クラッド部２の外周には被覆が施されている。この被覆は、光ファイバに通常用いられるものを使用している。

コア部１Ａ−１〜１Ａ−４は、各々、ＧｅＯ_２が添加された石英ガラスからなる。クラッド部２は、実施形態１の場合と同様に、純石英ガラスからなる。

つぎに、本発明の実施形態３に係る光ファイバの製造方法を説明する。実施形態３に係る光ファイバの製造方法では、図２に示したステップＳ１０１の準備工程において準備するコアロッドの本数と、一対の保持体における係合穴の形成数とが実施形態２と異なり、これらのコアロッド及び一対の保持体を用いて準備工程以降の各工程が行われる。その他の構成は実施形態２と同じであり、同一構成部には同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。

図１６は、実施形態３における準備工程を説明する模式図である。実施形態３におけるステップＳ１０１の準備工程では、図１６に示すようなガラスパイプ３Ａと、複数（実施形態３では４つ）のコアロッド４Ａ−１〜４Ａ−４と、一対の保持体５Ｂとを準備する。

コアロッド４Ａ−１〜４Ａ−４は、各々、実施形態１、２のコアロッド４と同様にコア形成部４ａ及びクラッド形成部４ｂを備えるものである。これらのコアロッド４Ａ−１〜４Ａ−４は、各々、上述したコアロッド４と同様の方法で作製して準備することができる。実施形態３において、コアロッド４Ａ−１〜４Ａ−４の各々は、例えば、クラッド形成部４ｂの外径をコア形成部４ａの直径の２．５倍とし、外径が２０ｍｍになるように延伸したものである。

一対の保持体５Ｂは、ガラスパイプ３Ａのパイプ内部３Ａａにおいてコアロッド４Ａ−１〜４Ａ−４を保持するものである。一対の保持体５Ｂは、石英ガラスからなり、複数の孔を有するように形成される。実施形態３において、一対の保持体５Ｂは、図１６に示すように、第１保持体６Ｂ及び第２保持体７Ｂからなる。

第１保持体６Ｂ及び第２保持体７Ｂは、各々、ガラス粉末の成形体であって複数の孔を有するガラス多孔質体である。第１保持体６Ｂは、第２保持体７Ｂと対向する面（円錐の底面）に複数（実施形態３ではコアロッド４Ａ−１〜４Ａ−４と同数（＝４つ））の係合穴６Ｂａが形成されていること以外、実施形態２の第１保持体６Ａと同様である。このような第１保持体６Ｂは、上述した第１保持体６Ａと同様の方法により、複数の係合穴６Ｂａが所定の配列（実施形態３では正方格子状の配列）で底面に形成され、円錐状に作製されて準備される。係合穴６Ｂａは、上述した実施形態２の係合穴６Ａａと同様に、コアロッド４Ａ−１〜４Ａ−４の各下端部（例えばコアロッド４Ａ−１の下端部４ｄ）と係合する穴である。また、第２保持体７Ｂは、第１保持体６Ｂと対向する面（円柱の一端面）に複数（実施形態３ではコアロッド４Ａ−１〜４Ａ−４と同数）の係合穴７Ｂａが形成されていること以外、実施形態２の第２保持体７Ａと同様である。このような第２保持体７Ｂは、上述した第２保持体７Ａと同様の方法により、複数の係合穴７Ｂａが所定の配列（実施形態３では正方格子状の配列）で底面に形成され、円柱状に作製されて準備される。係合穴７Ｂａは、上述した実施形態２の係合穴７Ａａと同様に、コアロッド４Ａ−１〜４Ａ−４の各上端部（例えばコアロッド４Ａ−１の上端部４ｃ）と係合する穴である。

ここで、第１保持体６Ｂ及び第２保持体７Ｂの各嵩密度は、ガラスパイプ３Ａのパイプ内部３Ａａに充填されたガラス微粒子（後述する図１７に示すガラス微粒子８）の充填部分の嵩密度を基準とした所定範囲内に設定される。この所定範囲は、上述した実施形態１、２の場合と同様に、製造対象の光ファイバの長手方向におけるコア径の許容変動範囲に応じて決まる。第１保持体６Ｂ及び第２保持体７Ｂの各嵩密度は、実施形態２の場合と同様の調整方法により、上述した所定範囲内に設定することができる。実施形態３において、第１保持体６Ｂ及び第２保持体７Ｂの各嵩密度は、例えば１．２８ｇ／ｃｍ^３である。

一方、実施形態３に係る光ファイバの製造方法では、図１６に示すガラスパイプ３Ａ、コアロッド４Ａ−１〜４Ａ−４、第１保持体６Ｂ及び第２保持体７Ｂを用いて、上述した準備工程以降の各工程（図２に示すステップＳ１０２〜Ｓ１１１の各工程）が適宜行われる。図１７は、実施形態３におけるロッド配置工程と微粒子充填工程とロッド保持工程とを説明する模式図である。

実施形態３におけるステップＳ１０２のロッド配置工程では、図１７に示す状態Ｓ２１の如く、まず、ガラスパイプ３Ａのパイプ内部３Ａａに、円錐状の第１保持体６Ｂを配置する。この際、第１保持体６Ｂは、複数の係合穴６Ｂａを上方（ガラスパイプ３Ａの上端部３Ａｃ側）に向けた状態で、ガラスパイプ３Ａの上端部３Ａｃ側からパイプ内部３Ａａに入れられ、さらに、ガラスパイプ３Ａの内壁面に沿って下端部３Ａｄの内部まで入れられる。そして、第１保持体６Ｂは、実施形態２の第１保持体６Ａと同様に、円錐の頂点部分を下端円筒部３Ａｆの内部に入れて円錐部３Ａｅの内壁面と係合した状態で、円錐部３Ａｅによって受け止められるとともに支持される。これにより、第１保持体６Ｂは、ガラスパイプ３Ａの下端部３Ａｄから抜け出ることがない状態になって、パイプ内部３Ａａに配置される。

ついで、図１７に示す状態Ｓ２２の如く、コアロッド４Ａ−１〜４Ａ−４は、ガラスパイプ３Ａの上端部３Ａｃ側からパイプ内部３Ａａに順次挿入される。この際、コアロッド４Ａ−１の下端部４ｄは、第１保持体６Ｂにおける複数の係合穴６Ｂａのいずれかに係合される。これと同様に、コアロッド４Ａ−２〜４Ａ−４の各下端部は、残りの係合穴６Ｂａに各々係合される。この結果、第１保持体６Ｂによってコアロッド４Ａ−１〜４Ａ−４が支持されるように、ガラスパイプ３Ａのパイプ内部３Ａａにコアロッド４Ａ−１〜４Ａ−４が配置される。

実施形態３におけるステップＳ１０３の微粒子充填工程では、図１７に示す状態Ｓ２３の如く、ガラス微粒子８が、ガラスパイプ３Ａの上端部３Ａｃ側からパイプ内部３Ａａに複数投入される。これにより、パイプ内部３Ａａにおける第１保持体６Ｂの上面からコアロッド４Ａ−１〜４Ａ−４の各上端部の近傍部分に至るまでの領域において、ガラスパイプ３Ａの内壁面とコアロッド４Ａ−１〜４Ａ−４との各隙間に、ガラス微粒子８が充填される。この微粒子充填工程において充填されるガラス微粒子８は、平均粒子径が５０μｍ以上、５００μｍ以下の範囲内（例えば２００μｍ）に設定された石英ガラスである。

実施形態３におけるステップＳ１０４のロッド保持工程では、図１７に示す状態Ｓ２４の如く、第２保持体７Ｂは、複数の係合穴７Ｂａを下方（パイプ内部３Ａａの第１保持体６Ｂ側）に向けた状態で、ガラスパイプ３Ａの上端部３Ａｃ側からパイプ内部３Ａａに入れられる。そして、第２保持体７Ｂは、充填状態のガラス微粒子８をパイプ内部３Ａａに閉じ込めるとともに、複数の係合穴７Ｂａをコアロッド４Ａ−１〜４Ａ−４の各上端部（例えばコアロッド４Ａ−１の上端部４ｃ）と各々係合させる。これにより、ガラスパイプ３Ａの内壁面と第１保持体６Ｂと第２保持体７Ｂとに囲まれる領域内には、コアロッド４Ａ−１〜４Ａ−４及び充填状態のガラス微粒子８が収容される。これと同時に、第２保持体７Ｂは、第１保持体６Ｂとの間にコアロッド４Ａ−１〜４Ａ−４を挟んで保持する。この結果、ガラスパイプ３Ａに対するコアロッド４Ａ−１〜４Ａ−４の各相対位置が、これら第１保持体６Ｂ及び第２保持体７Ｂの作用によって固定される。

ここで、ガラス微粒子８の充填部分の嵩密度は、第１保持体６Ｂ及び第２保持体７Ｂの各嵩密度と同程度（上記所定範囲内）であり、例えば１．２５ｇ／ｃｍ^３である。また、ガラス微粒子８は、第１保持体６Ｂ及び第２保持体７Ｂを構成するガラス粉末と同じ種類のもの（例えば純石英ガラス等）であることが好ましい。

図１８は、実施形態３における脱水酸基工程と封止工程とを説明する模式図である。実施形態３におけるステップＳ１０５の脱水酸基工程では、図１８に示す状態Ｓ２５の如く、実施形態２の場合と同様に、まず、ガラスパイプ３Ａの上端部３Ａｃ及び下端円筒部３Ａｆに、蓋１０１、１００Ａを各々被せてパイプ内部３Ａａを気密状態にし、つぎに、ガス導入管１００Ａａからパイプ内部３Ａａに還元性ガスを供給する。この還元性ガスは、ガラスパイプ３Ａの下端部３Ａｄから第１保持体６Ｂの複数の孔を通って、パイプ内部３Ａａにおけるガラス微粒子８の充填部分に進入する。そして、この還元性ガスは、パイプ内部３Ａａの各ガラス微粒子８と接触しながらガラス微粒子８の充填部分内の隙間を通ってガラスパイプ３Ａの上端部３Ａｃに向かい流れる。その後、この還元性ガスは、第２保持体７Ｂの複数の孔を通ってガラスパイプ３Ａの上端部３Ａｃに流れ、実施形態２の場合と同様にガス排気管１０１ａから排気される。

このように還元性ガスの流通が行われると同時に、加熱炉１０２は、実施形態２の場合と同様に、ガラスパイプ３Ａをその外周から加熱処理する。これにより、充填状態のガラス微粒子８は、実施形態２の場合と同様に脱水酸基処理される。

実施形態３におけるステップＳ１０６の封止工程では、図１８に示す状態Ｓ２６の如く、脱水酸基工程後のガラスパイプ３Ａの一端部（実施形態３では下端部３Ａｄのうちの下端円筒部３Ａｆ）を、加熱処理によって溶融して縮径させる。これにより、このガラスパイプ３Ａの一端部を封止して、中間体９Ｂを作製する。中間体９Ｂは、パイプ内部３Ａａにコアロッド４Ａ−１〜４Ａ−４と第１保持体６Ｂと第２保持体７Ｂと脱水酸基処理された状態にある充填状態のガラス微粒子８とを備え、ガラスパイプ３Ａの一端部が封止された状態の構造体である。中間体９Ｂは、ガラスパイプ３Ａの他端部（実施形態３では上端部３Ａｃ）から蓋１０１が適宜取り外され、この封止工程以降の工程に用いられる。

図１９は、実施形態３における焼結工程を説明する模式図である。実施形態３におけるステップＳ１０８の焼結工程では、図１９に示す状態Ｓ２７の如く、まず、実施形態２の場合と同様に、ガラスパイプ３Ａの上端部３Ａｃに蓋１０１Ａを被せて中間体９Ｂの内部を気密状態にする。また、この中間体９Ｂは、加熱炉１０２Ａにセットされている。つぎに、排気バルブ１０３ａが開状態にされ、この状態において、真空ポンプ１０３は、実施形態２の場合と同様に、ガス排気管１０１Ａａと通じるガラスパイプ３Ａの上端部３Ａｃ側から、第２保持体７Ｂの複数の孔を介して中間体９Ｂの内部ガスを吸引し、吸引した内部ガスをガス排気管１０４から排気する。この結果、中間体９Ｂにおけるガラスパイプ３Ａの内部雰囲気は、実施形態２の場合と同様に所定圧力以下に減圧される。

このような内部雰囲気の減圧処理に並行して、加熱炉１０２Ａは、実施形態２の場合と同様に、中間体９Ｂを下端部３Ａｄから上端部３Ａｃまで順次加熱処理する。これにより、下端部３Ａｄの第１保持体６Ｂ（図１８参照）及び上端部３Ａｃの第２保持体７Ｂが、各々稠密化されて透明となる。なお、ガラスパイプ３Ａは、実施形態１、２の場合と同様に溶融されて縮径する。充填状態のガラス微粒子８は、実施形態１、２の場合と同様に稠密化されて透明となる。この結果、中間体９Ｂから光ファイバ母材１０Ｂが作製される。光ファイバ母材１０Ｂは、ガラスパイプ３Ａが溶融されて縮径した部分と、第１保持体６Ｂ及び第２保持体７Ｂが透明化された部分と、充填状態のガラス微粒子８が透明化された部分と、これらと一体化した複数のコアロッド（実施形態３では４つのコアロッド４Ａ−１〜４Ａ−４）とを備える透明な母材である。

なお、実施形態３におけるステップＳ１１０の線引工程は、実施形態２の光ファイバ母材１０Ａの代わりに実施形態３の光ファイバ母材１０Ｂを用いて、実施形態２の場合と同様に行われる。この結果、図１５に示す構成の光ファイバ１１Ａが製造される。このようにして、光ファイバ１１Ａを得て（ステップＳ１１２）、本工程が終了する。

一方、実施形態３におけるステップＳ１１１の線引工程は、実施形態２の中間体９Ａ（図１４参照）の代わりに実施形態３の中間体９Ｂを用いて、実施形態２の場合と同様に行われる。この結果、中間体９Ｂから、図１５に示す構成の光ファイバ１１Ａが製造される。このようにして、光ファイバ１１Ａを得て（ステップＳ１１３）、本工程が終了する。他方、実施形態３における目的物が光ファイバ母材である場合、上述した焼結工程によって作製された光ファイバ母材１０Ｂ（図１９参照）が、目的物として扱われる。このように目的物としての光ファイバ母材１０Ｂを得て（ステップＳ１１４）、本工程が終了する。

（ガラス微粒子の平均粒子径に関する実験）
つぎに、上記実施形態３に係る光ファイバの製造方法でガラスパイプ３Ａのパイプ内部３Ａａに充填されるガラス微粒子８の平均粒子径（以下、平均粒子径Ｄｂという）に関する実験について説明する。本実験では、上記実施形態３に係る光ファイバの製造方法において、ガラス微粒子８の平均粒子径Ｄｂを種々に変更してステップＳ１０３の微粒子充填工程を行い、ガラス微粒子８の平均粒子径Ｄｂ別に光ファイバ１１Ａのサンプル＃１０〜＃１４を製造した。

サンプル＃１０は、充填されるガラス微粒子８の平均粒子径Ｄｂが３０μｍである場合の光ファイバ１１Ａのサンプルである。サンプル＃１１は、充填されるガラス微粒子８の平均粒子径Ｄｂが５０μｍである場合の光ファイバ１１Ａのサンプルである。サンプル＃１２は、充填されるガラス微粒子８の平均粒子径Ｄｂが９０μｍである場合の光ファイバ１１Ａのサンプルである。サンプル＃１３は、充填されるガラス微粒子８の平均粒子径Ｄｂが２００μｍである場合の光ファイバ１１Ａのサンプルである。サンプル＃１４は、充填されるガラス微粒子８の平均粒子径Ｄｂが５００μｍである場合の光ファイバ１１Ａのサンプルである。

続いて、本実験におけるサンプル＃１０〜＃１４の各々について、コア部１Ａ−１〜１Ａ−４（図１５参照）のコア間隔を測定した。ここで、コア間隔は、コア部１Ａ−１〜１Ａ−４のうち隣り合うコア部同士の間隔である。具体的には、コア部１Ａ−１とコア部１Ａ−２との中心間距離、コア部１Ａ−２とコア部１Ａ−３との中心間距離、コア部１Ａ−３とコア部１Ａ−４との中心間距離、及びコア部１Ａ−４とコア部１Ａ−１との中心間距離が、本実験におけるコア間隔である。その後、本実験におけるサンプル＃１０〜＃１４の各々について、測定したコア部１Ａ−１〜１Ａ−４同士の各コア間隔の中からコア間隔（測定値）の最大値及び最小値を抽出し、コア間較差を求めた。本実験において、コア間較差は、コア間隔（測定値）の最大値から最小値を減算することによって算出した。本実験におけるガラス微粒子８の平均粒子径Ｄｂと、測定したコア間隔の最大値及び最小値と、コア間較差との関係は、表２に示す。

表２から明らかなように、サンプル＃１０とサンプル＃１１〜＃１４とを比較した結果、平均粒子径Ｄｂが５０μｍ以上、５００μｍ以下である場合、コア間較差が小さい値で安定しており、平均粒子径Ｄｂが５０μｍを下回った場合、コア間較差が急峻（例えば２倍以上）に大きくなることが確認された。ここで、「コア間較差が小さい値で安定する」ということは、図１５に示す光ファイバ１１Ａにおけるコア部１Ａ−１〜１Ａ−４間の相対的な位置ずれが十分に抑制されていることを意味する。したがって、マルチコアファイバにおける複数のコア部の位置精度を向上させるという観点から、充填されるガラス微粒子８の平均粒子径Ｄａは５０μｍ以上、５００μｍ以下であることが好ましい。

実施形態３に係る光ファイバの製造方法によれば、ガラスパイプ３Ａのパイプ内部３Ａａにおいて、複数のコアロッド（例えば４つのコアロッド４Ａ−１〜４Ａ−４）を、その長手方向両端側から第１保持体６Ｂ及び第２保持体７Ｂによって挟まれ保持されるように配置し、また、これら複数のコアロッドとガラスパイプ３Ａの内壁面との隙間に充填されるガラス微粒子８の平均粒子径Ｄａを、５０μｍ以上、５００μｍ以下としている。このため、実施形態２と同様の作用効果を享受するとともに、複数のコアロッドの各コア形成部からなる各コア部の位置ずれが十分に抑制され、目標とする複数の位置にコア部を位置精度よく有するマルチコアファイバを、容易且つ高歩留りで製造することができる。

（実施形態４）
つぎに、本発明の実施形態４について説明する。図２０は、本発明の実施形態４に係る光ファイバの製造方法によって製造される光ファイバの一構成例を示す模式的な断面図である。実施形態４における光ファイバ１１Ｂは、石英系ガラスからなる光ファイバであって、図２０に示すように、コア部１と、コア部１の外周に形成されたクラッド部２Ａとを備えている。なお、図２０には図示しないが、クラッド部２Ａの外周には被覆が施されている。この被覆は、光ファイバに通常用いられるものを使用している。

コア部１は、上述したようにＧｅＯ_２が添加された石英ガラスからなる。クラッド部２Ａは、屈折率調整用のドーパントを添加していない純石英ガラスからなり、図２０に示すように、第１クラッド層２ａ、第２クラッド層２ｂ及び第３クラッド層２ｃを備える。

図２０に示すように、第１クラッド層２ａは、コア部１の外周にわたって隣接するように形成された第１クラッド領域である。第２クラッド層２ｂは、第１クラッド層２ａの外周にわたって隣接するように形成された第２クラッド領域である。第３クラッド層２ｃは、第２クラッド層２ｂの外周にわたって隣接するように形成された第３クラッド領域である。また、実施形態４において、第２クラッド層２ｂには、複数（多数）の独立気泡が含まれている。独立気泡は、コア部１から離間した位置に独立して形成され、微小で不規則な気泡である。第２クラッド層２ｂは、このような独立気泡を複数含むことにより、クラッド部２Ａの中で屈折率が比較的低い領域、すなわち独立気泡領域となっている。

つぎに、本発明の実施形態４に係る光ファイバの製造方法を説明する。実施形態４に係る光ファイバの製造方法では、図２に示したステップＳ１０８の焼結工程又はステップＳ１１１の線引工程において、充填状態のガラス微粒子８間の隙間に独立気泡が複数形成される。その他の構成は実施形態２と同じであり、同一構成部には同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。

実施形態４に係る光ファイバの製造方法において、図２に示したステップＳ１０１〜ステップＳ１０６の各工程は、実施形態２の場合と同様に行われ、これにより、上述した中間体９Ａ（図１３参照）が作製される。なお。実施形態４において、コアロッド４（図１１参照）は、例えば、クラッド形成部４ｂの外径をコア形成部４ａの直径の２．５倍とし、外径が２０ｍｍになるように延伸したものである。ここで、作製された中間体９Ａから光ファイバ母材を経て光ファイバを製造する場合、実施形態４において、光ファイバ製造工程は、ステップＳ１０８の焼結工程とステップＳ１１０の線引工程とを含む。

図２１は、実施形態４における焼結工程を説明する模式図である。実施形態４におけるステップＳ１０８の焼結工程では、第２保持体７Ａの複数の孔を介してガラスパイプ３Ａの内部雰囲気を加圧しながら中間体９Ａを加熱処理して、第１保持体６Ａ及び第２保持体７Ａを稠密化し、且つ、充填状態のガラス微粒子８を焼結しながらガラス微粒子８間に独立気泡１２を複数形成し、これにより、複数の独立気泡１２がガラス微粒子８の焼結領域に含まれる構成の光ファイバ母材１０Ｃを作製する。

詳細には、図２１に示す状態Ｓ３７の如く、まず、中間体９Ａにおけるガラスパイプ３Ａの上端部３Ａｃに蓋１０１Ｂを被せて、中間体９Ａの内部を気密状態にする。蓋１０１Ｂには、気密状態にした中間体９Ａの内部に通じるガス導入管１００Ｂとガス排気管１０１Ａａとが接続されている。ガス導入管１００Ｂは、気密状態にした中間体９Ａの内部にアルゴン（Ａｒ）ガスを導入するための管である。ガス排気管１０１Ａａには、実施形態２の場合と同様に、排気バルブ１０３ａと真空ポンプ１０３とガス排気管１０４とが順次接続されている。また、蓋１０１Ｂには、気密状態にした中間体９Ａの内部（特に充填状態のガラス微粒子８間の隙間内）の圧力を測定するための圧力計１０７が設けられている。圧力計１０７は、測定した圧力の測定値データを制御部１１０に送信する。また、この中間体９Ａは、加熱炉１０２Ａにセットされている。

一方、加熱炉１０２Ａの下方近傍には、光照射器１０８及び測定器１０９が設けられている。光照射器１０８は、加熱炉１０２Ａによる加熱処理後の中間体９Ａに、レーザ光等の光Ｌ１を照射する。測定器１０９は、光照射器１０８から照射された光Ｌ１のうち、加熱処理後の中間体９Ａを透過した透過光Ｌ２のパワーを測定する。測定器１０９は、測定した透過光Ｌ２のパワーの測定値データを制御部１１０に送信する。また、これらの光照射器１０８及び測定器１０９は、加熱炉１０２Ａとの離間距離を一定に保ちながら加熱炉１０２Ａとともに移動（例えば中間体９Ａの長手方向に上昇）できるように構成されている。制御部１１０は、圧力計１０７から取得した圧力の測定値データに基づいて排気バルブ１０３ａ及び真空ポンプ１０３を制御し、これにより、中間体９Ａの内部の圧力を制御できるように構成されている。また、制御部１１０は、光照射器１０８による光Ｌ１の照射を制御しながら、測定器１０９から取得した測定値データに基づいて排気バルブ１０３ａ及び真空ポンプ１０３を制御し、これにより、中間体９Ａの内部の圧力を調整できるように構成されている。

上述したように中間体９Ａの内部を気密状態にした後、ガス導入管１００ＢからのＡｒガスが、ガラスパイプ３Ａの上端部３Ａｃ側から第２保持体７Ａの複数の孔を介して、充填状態のガラス微粒子８間の隙間内等、この中間体９Ａの内部に導入される。また、排気バルブ１０３ａが開状態にされ、この状態において、真空ポンプ１０３は、ガラスパイプ３Ａの上端部３Ａｃ側から第２保持体７Ａの複数の孔を介して、この中間体９Ａの内部ガスを吸引し、吸引した内部ガスをガス排気管１０４から排気する。これにより、この中間体９Ａにおけるガラスパイプ３Ａの内部雰囲気は、Ａｒガスに置換されるとともに加圧される。この際、制御部１１０は、圧力計１０７からの測定値データに基づいて排気バルブ１０３ａ及び真空ポンプ１０３を制御し、これにより、この加圧された状態にある中間体９Ａの内部の圧力（制御圧力）を、独立気泡１２が形成され得る下限の圧力以上、加熱時にガラスパイプの変形、破裂を避け得る上限の圧力以下の範囲内に制御する。

このような内部雰囲気の制御処理に並行して、加熱炉１０２Ａは、実施形態２の場合と同様に、ガラスパイプ３Ａの外周に沿って下端部３Ａｄから上端部３Ａｃに向かい移動しながら、中間体９Ａを、その外周にわたって下端部３Ａｄから上端部３Ａｃまで順次加熱処理する。この加熱炉１０２Ａに追随して、光照射器１０８は、加熱処理後の中間体９Ａに光Ｌ１を照射し、測定器１０９は、加熱処理後の中間体９Ａを透過した透過光Ｌ２のパワーを測定し、測定した透過光Ｌ２のパワーの測定値データを制御部１１０に送信する。上記の加熱処理により、ガラスパイプ３Ａが下端部３Ａｄから上端部３Ａｃまで順次溶融されて縮径するとともに、下端部３Ａｄの第１保持体６Ａ（図１３参照）が稠密化されて透明となり、上端部３Ａｃの第２保持体７Ａが稠密化されて透明となる。且つ、充填状態のガラス微粒子８が、下端部３Ａｄ側から上端部３Ａｃ側に向かって順次焼結されながら、充填状態のガラス微粒子８間の隙間に孤立した気泡が独立気泡１２となる。

ここで、透過光Ｌ２のパワーは、上記の加熱処理によって焼結されたガラス微粒子８の焼結領域の内部に含まれる複数の独立気泡１２の特性を示すものである。制御部１１０は、上記の加熱処理において、測定器１０９からの測定値データに基づいて排気バルブ１０３ａ及び真空ポンプ１０３を制御し、これにより、独立気泡１２の数及び寸法等の特性を見積もりながら、所望の特性の独立気泡１２が形成されるように、この中間体９Ａの内部の制御圧力を調整する。このように制御圧力が調整されながら上記中間体９Ａの加熱処理が行われることにより、独立気泡１２は、ガラス微粒子８の焼結領域の内部であってコアロッド４から離間した位置に、コアロッド４の外周にわたってコアロッド４の長手方向に気泡密度が安定するように分散して複数形成される。

上記焼結工程の結果、中間体９Ａから光ファイバ母材１０Ｃが作製される。光ファイバ母材１０Ｃは、ガラスパイプ３Ａが溶融されて縮径した部分と、第１保持体６Ａ及び第２保持体７Ａが透明化された部分と、複数の独立気泡１２が含まれるガラス微粒子８の焼結領域と、これらと一体化したコアロッド４とを備える母材である。なお、圧力制御する気体は、Ａｒガスに限定されず、ガラス内で気泡となるものであれば適用可能である。

図２２は、実施形態４における光ファイバ母材を用いた線引工程を説明する模式図である。実施形態４におけるステップＳ１１０の線引工程では、上述した焼結工程によって作製された光ファイバ母材１０Ｃ（図２１参照）を加熱処理によって溶融して、光ファイバを線引きする。

詳細には、図２２に示すように、まず、光ファイバ母材１０Ｃは、光ファイバ線引炉１０５にセットされる。また、実施形態４において、光ファイバ線引炉１０５の下方であってダイス１０６の上方には、光照射器１０８Ａ及び測定器１０９Ａが設けられている。つぎに、光ファイバ線引炉１０５は、制御部１１０Ａによって線引き条件が制御されながら、ヒータ１０５ａにより、光ファイバ母材１０Ｃの下端部を加熱処理する。これにより、光ファイバ線引炉１０５は、光ファイバ母材１０Ｃの下端部を溶融して、光ファイバＦａを線引きする。この際、光照射器１０８Ａは、光ファイバ母材１０Ｃから線引きされた光ファイバＦａに、レーザ光等の光Ｌ１１を照射する。測定器１０９Ａは、光照射器１０８Ａから照射された光Ｌ１１のうち、この線引きされた光ファイバＦａを透過した透過光Ｌ２１のパワーを測定する。測定器１０９Ａは、測定した透過光Ｌ２１のパワーの測定値データを制御部１１０Ａに送信する。制御部１１０Ａは、光照射器１０８Ａによる光Ｌ１１の照射を制御しながら、測定器１０９Ａから取得した測定値データに基づいて光ファイバ線引炉１０５における線引き条件を制御する。この線引き条件としては、例えば、線引き速度及び加熱温度等が挙げられる。

光ファイバ線引炉１０５によって線引きされた光ファイバＦａは、その外周に被覆が施されていない裸線状態のものであり、ダイス１０６によって被覆処理される。この結果、図２０に示す構成の光ファイバ１１Ｂが製造される。このようにして、光ファイバ１１Ｂを得て（ステップＳ１１２）、本工程が終了する。上述した線引工程により、光ファイバ母材１０Ｃのうちガラス微粒子８の焼結領域は、光ファイバ１１Ｂのクラッド部２Ａの一部であって複数の独立気泡１２を含んでコア部１から離間した位置に形成された独立気泡領域（すなわち第２クラッド層２ｂ）となる。また、光ファイバ母材１０Ｃのうち、コアロッド４のコア形成部４ａはコア部１となり、コアロッド４のクラッド形成部４ｂは第１クラッド層２ａとなり、ガラスパイプ３Ａが溶融されて縮径した部分は第３クラッド層２ｃとなり、第１保持体６Ａ及び第２保持体７Ａが透明化された部分はクラッド部２Ａの一部となる。

一方、実施形態４において、上述した中間体９Ａから光ファイバ母材を経ずに光ファイバを製造する場合、光ファイバ製造工程は、ステップＳ１１１の線引工程（図２参照）を含む。この線引工程によって光ファイバ１１Ｂを得て（ステップＳ１１３）、本工程が終了する。他方、実施形態４における目的物が光ファイバ母材である場合、上述した焼結工程によって作製された光ファイバ母材１０Ｃ（図２１参照）が、目的物として扱われる。このように目的物としての光ファイバ母材１０Ｃを得て（ステップＳ１１４）、本工程が終了する。

実施形態４におけるステップＳ１１１の線引工程では、まず、光ファイバ線引炉１０５に、光ファイバ母材１０Ｃの代わりに中間体９Ａをセットする。続いて、図２１に示した焼結工程の場合と同様に、第２保持体７Ａの複数の孔を介してガラスパイプ３Ａの内部雰囲気を、制御圧力を調整しながら加圧する。これに並行して、図２２に示した線引工程の場合と同様に、線引き条件を制御しながら光ファイバ線引炉１０５によって中間体９Ａを加熱処理する。これにより、中間体９Ａにおいて、ガラスパイプ３Ａ及びコアロッド４を溶融するとともに、第１保持体６Ａ及び第２保持体７Ａを稠密化し、且つ、充填状態のガラス微粒子８を焼結しながらガラス微粒子８間に孤立した気泡を独立気泡１２として、光ファイバＦａを線引きする。その後、光ファイバＦａは、ダイス１０６によって被覆処理される。この結果、中間体９Ａから、図２０に示す構成の光ファイバ１１Ｂが製造される。

この線引工程により、中間体９Ａのうちガラス微粒子８の焼結領域は、光ファイバ１１Ｂのクラッド部２Ａの一部であって複数の独立気泡１２を含んでコア部１から離間した位置に形成された独立気泡領域（すなわち第２クラッド層２ｂ）となる。また、中間体９Ａのうち、コアロッド４のコア形成部４ａはコア部１となり、コアロッド４のクラッド形成部４ｂは第１クラッド層２ａとなり、ガラスパイプ３Ａが溶融されて縮径した部分は第３クラッド層２ｃとなり、第１保持体６Ａ及び第２保持体７Ａが透明化された部分はクラッド部２Ａの一部となる。

実施形態４に係る光ファイバの製造方法によれば、上述した実施形態２の場合と同様に中間体９Ａを作製し、中間体９Ａにおける第２保持体７Ａの複数の孔を介してガラスパイプ３Ａの内部雰囲気を加圧しながら中間体９Ａを加熱処理して、中間体９Ａにおける充填状態のガラス微粒子８を焼結しながらガラス微粒子８間の隙間に孤立した気泡を独立気泡１２とし、ガラス微粒子８の焼結領域の内部であってコアロッド４から離間した位置に、コアロッド４の外周にわたってコアロッド４の長手方向に分散した複数の独立気泡１２を形成している。このため、実施形態２と同様の作用効果を享受し、且つ、これら複数の独立気泡１２を内包するガラス微粒子８の焼結領域を、線引工程により、クラッド部２Ａの中でも比較的屈折率が低い独立気泡領域にするとともに、コア部１の外周にわたってコア部１から離間した位置に上記独立気泡領域（第２クラッド層２ｂ）を備える光ファイバ１１Ｂを容易に製造することができる。さらに、ガラス微粒子８の焼結領域又は光ファイバＦａの独立気泡領域を透過した透過光のパワーに基づいて独立気泡１２の特性を見積もり、この見積もり結果をもとに、中間体９Ａにおけるガラスパイプ３Ａの内部雰囲気の制御圧力を調整しながら、光ファイバ母材１０Ｃの作製又は光ファイバＦａの線引きを行っている。このため、長手方向に気泡密度が安定した複数の独立気泡１２を内包する光ファイバ母材１０Ｃ又は光ファイバ１１Ｂを作製することができる。

（実施形態５）
つぎに、本発明の実施形態５について説明する。図２３は、本発明の実施形態５に係る光ファイバの製造方法によって製造される光ファイバの一構成例を示す模式的な断面図である。実施形態５における光ファイバ１１Ｃは、石英系ガラスからなり、図２３に示すように、複数（実施形態５では正方格子に配列された合計１６個）のコア部１Ｂと、複数のコア部１Ｂの外周に形成されたクラッド部２Ｂとを備えている。なお、図２３には図示しないが、クラッド部２Ｂの外周には被覆が施されている。この被覆は、光ファイバに通常用いられるものを使用している。

コア部１Ｂは、屈折率を高めるドーパントであるＧｅＯ_２が添加された石英ガラスからなる。実施形態５では、例えば図２３に示すように、正方格子状に配列された４つのコア部１Ｂを一群とする単位コア群が、さらに正方格子状に４つ、配列されている。クラッド部２Ｂは、屈折率調整用のドーパントを添加していない純石英ガラスからなり、図２３に示すように、複数（実施形態５では正方格子状に配列された４つ）の第１クラッド層２Ｂａと、第２クラッド層２Ｂｂと、第３クラッド層２Ｂｃとを備える。

図２３に示すように、第１クラッド層２Ｂａは、単位コア群内の各コア部１Ｂの外周にわたって隣接するように形成された第１クラッド領域である。実施形態５において、第１クラッド層２Ｂａは、例えば、コア部１Ｂの単位コア群に対応して正方格子状に４つ、配列されている。第２クラッド層２Ｂｂは、各第１クラッド層２Ｂａの外周にわたって隣接するように形成された第２クラッド領域である。第３クラッド層２Ｂｃは、第２クラッド層２Ｂｂの外周にわたって隣接するように形成された第３クラッド領域である。また、実施形態５において、第２クラッド層２Ｂｂには、上述した実施形態４の光ファイバ１１Ｂにおける第２クラッド層２ｂの場合と同様に、複数の独立気泡が含まれている。第２クラッド層２Ｂｂは、これら複数の独立気泡を含むことにより、クラッド部２Ｂの中で屈折率が比較的低い独立気泡領域となっている。

つぎに、本発明の実施形態５に係る光ファイバの製造方法を説明する。実施形態５に係る光ファイバの製造方法では、図２に示したステップＳ１０１の準備工程において準備する複数のコアロッドの各々に含まれるコア形成部の数が実施形態３と異なり、これら複数のコアロッドを用いて準備工程以降の各工程が行われる。また、ステップＳ１０８の焼結工程又はステップＳ１１１の線引工程において、充填状態のガラス微粒子８間の隙間に独立気泡が複数形成される。その他の構成は実施形態３と同じであり、同一構成部には同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。

図２４は、実施形態５における準備工程を説明する模式図である。実施形態５におけるステップＳ１０１の準備工程では、図２４に示すようなガラスパイプ３Ａと、複数（実施形態５では４つ）のコアロッド４Ｂ−１〜４Ｂ−４と、一対の保持体５Ｂとを準備する。

コアロッド４Ｂ−１〜４Ｂ−４は、各々、複数（実施形態５では４つ）のコア形成部と、これら複数のコア形成部の各外周にわたって隣接するように形成されたクラッド形成部とを備えるものである。これらのコアロッド４Ｂ−１〜４Ｂ−４は、各々、上述した実施形態３におけるステップＳ１０１〜Ｓ１０６及びＳ１０８と同様の各工程を行って作製することにより、準備することができる。

図２５は、実施形態５におけるコアロッドの作製方法を説明する模式図である。なお、図２５には、各構成部の横断面が図示されている。実施形態５におけるコアロッドの作製方法では、まず、実施形態３におけるステップＳ１０１の準備工程と同様の工程により、図２５に示すガラスパイプ３Ｂ及び４つのコアロッド４Ｃと、不図示の第１保持体及び第２保持体とが準備される。

ガラスパイプ３Ｂは、上述した実施形態３のガラスパイプ３Ａと同様の方法で作製され、ガラスパイプ３Ａと同様の構成を有するが、ガラスパイプ３Ａに比べてサイズが小さいものである。例えば、ガラスパイプ３Ｂは、外径が４０ｍｍであり、内径が３４ｍｍであり、下端部が円錐状に縮径加工された合成石英パイプである。コアロッド４Ｃは、ＧｅＯ_２が添加された石英ガラスからなるコア形成部４Ｃａと、純石英ガラスからなり、コア形成部４Ｃａの外周にわたって隣接するように形成されたクラッド形成部４Ｃｂとを備える。コアロッド４Ｃは、上述したコアロッド４（図３参照）と同様の方法で作製される。例えば、コアロッド４Ｃは、クラッド形成部４Ｃｂの外径をコア形成部４Ｃａの直径の１．５倍とし、外径が１５ｍｍになるように延伸したものである。

実施形態５におけるコアロッドの作製方法に用いる第１保持体及び第２保持体は、上述した実施形態３の第１保持体６Ｂ及び第２保持体７Ｂと同様の方法で作製され、第１保持体６Ｂ及び第２保持体７Ｂと同様の構造を各々有するが、第１保持体６Ｂ及び第２保持体７Ｂに比べてサイズが各々小さいものである。例えば、この第１保持体は、外径が２６ｍｍの円錐状のガラス多孔質体であり、この第２保持体は、外径が２６ｍｍの円柱状のガラス多孔質体である。

続いて、上記の準備工程によって準備されたガラスパイプ３Ｂ、４つのコアロッド４Ｃ、第１保持体及び第２保持体を用い、実施形態３におけるステップＳ１０２〜Ｓ１０６と同様のロッド配置工程、微粒子充填工程、ロッド保持工程、脱水酸基工程及び封止工程が行われる。これにより、図２５に示すように、ガラスパイプ３Ｂのパイプ内部３Ｂａに４つのコアロッド４Ｃが正方格子状の配列で配置され、各コアロッド４Ｃとガラスパイプ３Ｂの内壁面との隙間にガラス微粒子８が充填され、充填状態のガラス微粒子８が脱水酸基処理される。なお、図２５には図示されていないが、４つのコアロッド４Ｃは、上述した準備工程で準備された第１保持体及び第２保持体により、長手方向の両側から挟まれて保持されている。また、このガラスパイプ３Ｂの下端部は、封止工程の加熱処理によって封止される。この結果、これらのガラスパイプ３Ｂ、４つのコアロッド４Ｃ、脱水酸基処理された充填状態のガラス微粒子８、第１保持体及び第２保持体を有するガラスロッド中間体（図示せず）が作製される。

その後、作製したガラスロッド中間体を用い、実施形態３におけるステップＳ１０８と同様の焼結工程が行われる。これにより、このガラスロッド中間体における充填状態のガラス微粒子８、第１保持体及び第２保持体を稠密化する等して、４つのコアロッド４Ｃを内包する透明なガラスロッドが作製される。その後、このガラスロッドを、外径が所定値（例えば３０ｍｍ）になるように延伸し、この結果、図２５に示すように、コアロッド４Ｂ−１が作製されて準備される。この際、４つのコアロッド４Ｃの各コア形成部４Ｃａは、コアロッド４Ｂ−１の各コア形成部４Ｂａとなる。４つのコアロッド４Ｃの各クラッド形成部４Ｃｂ、充填状態のガラス微粒子８、ガラスパイプ３Ｂ、上記第１保持体及び第２保持体は、コアロッド４Ｂ−１のクラッド形成部４Ｂｂとなる。なお、図２４に示す残りのコアロッド４Ｂ−２〜４Ｂ−４は、上述したコアロッド４Ｂ−１と同様の方法で作製されて準備される。

上述した準備工程によって図２４に示すようなガラスパイプ３Ａと、コアロッド４Ｂ−１〜４Ｂ−４と、一対の保持体５Ｂ（第１保持体６Ｂ及び第２保持体７Ｂ）とを準備した後、これらを用い、図２に示すステップＳ１０２〜Ｓ１１１の各工程が適宜行われる。なお、実施の形態５におけるステップＳ１０２のロッド配置工程、ステップＳ１０３の微粒子充填工程、ステップＳ１０４のロッド保持工程、ステップＳ１０５の脱水酸基工程及びステップＳ１０６の封止工程は、上述した実施形態３の場合と同様に行われる。これにより、実施形態５における中間体９Ｃ（後述する図２６参照）が作製される。中間体９Ｃは、実施形態３における中間体９Ｂ（図１８参照）のコアロッド４Ａ−１〜４Ａ−４を、各々が複数のコア形成部を有するコアロッド４Ｂ−１〜４Ｂ−４に置き換えた構成を有するものである。

ここで、作製された中間体９Ｃから光ファイバ母材を経て光ファイバを製造する場合、実施形態５において、光ファイバ製造工程は、ステップＳ１０８の焼結工程とステップＳ１１０の線引工程とを含む。

図２６は、実施形態５における焼結工程を説明する模式図である。実施形態５におけるステップＳ１０８の焼結工程では、第２保持体７Ｂの複数の孔を介してガラスパイプ３Ａの内部雰囲気を加圧しながら中間体９Ｃを加熱処理して、第１保持体６Ｂ及び第２保持体７Ｂを稠密化し、且つ、充填状態のガラス微粒子８を焼結しながらガラス微粒子８間に独立気泡１２を複数形成し、これにより、複数の独立気泡１２がガラス微粒子８の焼結領域に含まれる構成の光ファイバ母材１０Ｄを作製する。

詳細には、図２６に示す状態Ｓ４７の如く、まず、中間体９Ｃにおけるガラスパイプ３Ａの上端部３Ａｃに蓋１０１Ｂを被せて、中間体９Ｃの内部を気密状態にする。蓋１０１Ｂには、実施形態４の場合と同様に、ガス導入管１００Ｂ及びガス排気管１０１Ａａが接続され、且つ、圧力計１０７が設けられている。ガス排気管１０１Ａａには、実施形態４の場合と同様に、排気バルブ１０３ａと真空ポンプ１０３とガス排気管１０４とが順次接続されている。また、この中間体９Ｃは、加熱炉１０２Ａにセットされている。この加熱炉１０２Ａの下方近傍には、実施形態４の場合と同様に、光照射器１０８及び測定器１０９が設けられている。

上記のように中間体９Ｃの内部を気密状態にした後、ガス導入管１００ＢからのＡｒガスが、ガラスパイプ３Ａの上端部３Ａｃ側から第２保持体７Ｂの複数の孔を介して、充填状態のガラス微粒子８間の隙間内等、この中間体９Ｃの内部に導入される。また、排気バルブ１０３ａが開状態にされ、この状態において、真空ポンプ１０３は、ガラスパイプ３Ａの上端部３Ａｃ側から第２保持体７Ｂの複数の孔を介して、この中間体９Ｃの内部ガスを吸引し、吸引した内部ガスをガス排気管１０４から排気する。これにより、この中間体９Ｃにおけるガラスパイプ３Ａの内部雰囲気は、Ａｒガスに置換されるとともに加圧される。この際、制御部１１０は、実施形態４の場合と同様に、圧力計１０７からの測定値データに基づいて排気バルブ１０３ａ及び真空ポンプ１０３を制御し、これにより、中間体９Ｃの内部の制御圧力を、独立気泡１２が形成され得る下限の圧力以上、加熱時にガラスパイプの変形、破裂を避け得る上限の圧力以下の範囲内に制御する。

このような内部雰囲気の制御処理に並行して、加熱炉１０２Ａは、実施形態４の場合と同様に、中間体９Ｃを、その外周にわたって下端部３Ａｄから上端部３Ａｃまで順次加熱処理する。この加熱炉１０２Ａに追随して、光照射器１０８は、加熱処理後の中間体９Ｃに光Ｌ１を照射し、測定器１０９は、加熱処理後の中間体９Ｃを透過した透過光Ｌ２のパワーを測定し、測定した透過光Ｌ２のパワーの測定値データを制御部１１０に送信する。制御部１１０は、実施形態４の場合と同様に測定器１０９からの測定値データに基づいて排気バルブ１０３ａ及び真空ポンプ１０３を制御し、これにより、この中間体９Ｃの内部の制御圧力を調整する。この結果、ガラスパイプ３Ａが下端部３Ａｄから上端部３Ａｃまで順次溶融されて縮径するとともに、下端部３Ａｄの第１保持体６Ｂ（図１８参照）が稠密化されて透明となり、上端部３Ａｃの第２保持体７Ｂが稠密化されて透明となる。且つ、充填状態のガラス微粒子８が、下端部３Ａｄ側から上端部３Ａｃ側に向かって順次焼結されながら、充填状態のガラス微粒子８間の隙間に孤立した気泡が独立気泡１２となる。独立気泡１２は、ガラス微粒子８の焼結領域の内部であってコアロッド４Ｂ−１〜４Ｂ−４の各々から離間した位置に、コアロッド４Ｂ−１〜４Ｂ−４の各外周にわたって中間体９Ｃの長手方向に気泡密度が安定するように分散して複数形成される。

上記焼結工程の結果、中間体９Ｃから光ファイバ母材１０Ｄが作製される。光ファイバ母材１０Ｄは、ガラスパイプ３Ａが溶融されて縮径した部分と、第１保持体６Ｂ及び第２保持体７Ｂが透明化された部分と、複数の独立気泡１２が含まれるガラス微粒子８の焼結領域と、これらと一体化したコアロッド４Ｂ−１〜４Ｂ−４とを備える母材である。

実施形態５におけるステップＳ１１０の線引工程では、まず、上述した実施形態４における光ファイバ母材１０Ｃの代わりに、実施形態５における光ファイバ母材１０Ｄが、図２２に示した光ファイバ線引炉１０５にセットされる。続いて、光ファイバ線引炉１０５は、実施形態４の場合と同様に、制御部１１０Ａによって線引き条件が制御されながら、光ファイバ母材１０Ｄの下端部を加熱処理によって溶融して、光ファイバを線引きする。線引きされた光ファイバは、その外周に被覆が施されていない裸線状態のものであり、ダイス１０６（図２２参照）によって被覆処理される。この結果、図２３に示す構成の光ファイバ１１Ｃが製造される。このようにして、光ファイバ１１Ｃを得て（ステップＳ１１２）、本工程が終了する。

この線引工程により、光ファイバ母材１０Ｄのうちガラス微粒子８の焼結領域は、光ファイバ１１Ｃのクラッド部２Ｂの一部であって複数の独立気泡１２を含んで各コア部１Ｂから離間した位置に形成された独立気泡領域（すなわち第２クラッド層２Ｂｂ）となる。また、光ファイバ母材１０Ｄのうち、コアロッド４Ｂ−１〜４Ｂ−４の各コア形成部（例えば図２５に示す各コア形成部４Ｂａ）は、各々、コア部１Ｂとなる。コアロッド４Ｂ−１〜４Ｂ−４の各クラッド形成部（例えば図２５に示す各クラッド形成部４Ｂｂ）は、各々、第１クラッド層２Ｂａとなり、ガラスパイプ３Ａが溶融されて縮径した部分は第３クラッド層２Ｂｃとなり、第１保持体６Ｂ及び第２保持体７Ｂが透明化された部分はクラッド部２Ｂの一部となる。

一方、実施形態５において、上述した中間体９Ｃから光ファイバ母材を経ずに光ファイバを製造する場合、光ファイバ製造工程は、ステップＳ１１１の線引工程（図２参照）を含む。この線引工程によって光ファイバ１１Ｃを得て（ステップＳ１１３）、本工程が終了する。他方、実施形態５における目的物が光ファイバ母材である場合、上述した焼結工程によって作製された光ファイバ母材１０Ｄ（図２６参照）が、目的物として扱われる。このように目的物としての光ファイバ母材１０Ｄを得て（ステップＳ１１４）、本工程が終了する。

実施形態５におけるステップＳ１１１の線引工程では、まず、上述した実施形態４における光ファイバ母材１０Ｃの代わりに、実施形態５における中間体９Ｃが、図２２に示した光ファイバ線引炉１０５にセットされる。続いて、図２６に示した焼結工程の場合と同様に、第２保持体７Ｂの複数の孔を介してガラスパイプ３Ａの内部雰囲気が、制御圧力の調整が行われながら加圧される。これに並行して、光ファイバ線引炉１０５は、実施形態４の場合と同様に、制御部１１０Ａによって線引き条件が制御されながら、中間体９Ｃを加熱処理する。これにより、光ファイバ線引炉１０５は、ガラスパイプ３Ａ及びコアロッド４Ｂ−１〜４Ｂ−４を溶融するとともに、第１保持体６Ｂ及び第２保持体７Ｂを稠密化し、且つ、充填状態のガラス微粒子８を焼結しながらガラス微粒子８間に孤立した気泡を独立気泡１２として、中間体９Ｃから光ファイバを線引きする。その後、線引きされた光ファイバはダイス１０６によって被覆処理され、この結果、中間体９Ｃから、図２３に示す構成の光ファイバ１１Ｃが製造される。

この線引工程により、中間体９Ｃのうちガラス微粒子８の焼結領域は、光ファイバ１１Ｃのクラッド部２Ｂの一部であって複数の独立気泡１２を含んで各コア部１Ｂから離間した位置に形成された独立気泡領域となる。また、中間体９Ｃのうち、コアロッド４Ｂ−１〜４Ｂ−４の各コア形成部は、各々、コア部１Ｂとなる。コアロッド４Ｂ−１〜４Ｂ−４の各クラッド形成部は、各々、第１クラッド層２Ｂａとなり、ガラスパイプ３Ａが溶融されて縮径した部分は第３クラッド層２Ｂｃとなり、第１保持体６Ｂ及び第２保持体７Ｂが透明化された部分はクラッド部２Ｂの一部となる。

実施形態５に係る光ファイバの製造方法によれば、複数のコア形成部を有するマルチコア内包型のコアロッドを複数用い、上述した実施形態３の場合と同様の方法によって、実施形態３における中間体９Ｂの各コアロッドをマルチコア内包型のコアロッド（例えばコアロッド４Ｂ−１〜４Ｂ−４）に置き換えた構成の中間体９Ｃを作製し、上述した実施形態４の場合と同様に中間体９Ｃにおけるガラスパイプ３Ａの内部雰囲気を加圧しながら中間体９Ｃを加熱処理して、中間体９Ｃにおける充填状態のガラス微粒子８を焼結しながら、ガラス微粒子８の焼結領域の内部であって複数のコアロッドの各々から離間した位置に、これら複数のコアロッドの各外周にわたって長手方向に分散した複数の独立気泡１２を形成している。このため、実施形態３、４の作用効果を享受するとともに、これら複数の独立気泡１２を内包するガラス微粒子８の焼結領域を、線引工程によって独立気泡領域にして、複数のコア部の各々から離間した位置に独立気泡領域を備えるマルチコアファイバ（例えば光ファイバ１１Ｃ）を容易に製造することができる。

なお、上述した実施形態１〜５では、コア部をＧｅＯ_２が添加された石英ガラスで構成し、クラッド部を純石英ガラスで構成しているが、本発明は、これに限定されるものではない。例えば、コア部を純石英ガラスで構成し、クラッド部を、屈折率を低下させるドーパント（例えばフッ素）が添加された石英ガラスで構成してもよい。この場合も、コア部のクラッド部に対する比屈折率差は、例えば０．２３％以上、３．５％以下の範囲内にすることができる。

また、上述した実施形態１〜５では、中間体を構成するガラスパイプの下端部を封止していたが、本発明は、これに限定されるものではない。例えば、封止工程によって封止されるガラスパイプの一端部は、このガラスパイプの上端部であってもよいし、下端部であってもよい。

さらに、上述した実施形態１〜５では、コアロッドを挟んで保持する第１保持体及び第２保持体の各外形を、円板形状、円柱形状又は円錐形状にしていたが、本発明は、これに限定されるものではない。例えば、第１保持体及び第２保持体の各外形は、これらを収容するガラスパイプの内部の形状及び寸法（内径）を考慮して、所望の形状（円板形状、円柱形状、円錐形状又はそれ以外の形状）にしてもよい。

また、上述した実施形態１では、ガラス微粒子の焼結領域の内部に独立気泡を形成していないが、本発明は、これに限定されるものではない。例えば、実施形態１に例示されるように、複数の孔が形成されたガラス板を第１保持体及び第２保持体とした構成において、上述した実施形態４の場合と同様に、ガラス微粒子の焼結領域の内部に独立気泡を形成してもよい。

さらに、上述した実施形態３、５では、準備するコアロッドの一例として４つのコアロッドを例示したが、本発明は、これに限定されるものではない。例えば、実施形態３、５において準備するコアロッドの数は、２つ以上（すなわち複数）であってもよい。また、複数のコアロッドの配列は、上述した正方格子状の配列に限定されず、所望の配列であってもよい。

また、上述した実施形態１〜５では、１つのコアロッドに含まれるコア形成部の数を１つ又は４つにしていたが、本発明は、これに限定されるものではない。例えば、実施形態１〜５において、１つのコアロッドに含まれるコア形成部の数は、１つでもよいし、複数でもよい。また、１つのコアロッドに含まれる複数のコア形成部の配列は、上述した正方格子状の配列に限定されず、所望の配列であってもよい。

さらに、上述した実施形態１〜５では、充填状態のガラス微粒子を脱水酸基処理する脱水酸基工程が行われていたが、本発明は、これに限定されるものではない。例えば、脱水酸基工程は、光ファイバに許容される伝送損失や充填されるガラス微粒子の状態等を考慮して、必要に応じ行うようにしてもよい。

また、上述した実施形態４、５では、焼結工程における加熱処理中の中間体又は線引工程における線引き中の光ファイバを透過した透過光のパワーに基づいて、充填状態のガラス微粒子間の隙間内に加える圧力（制御圧力）又は線引き条件を制御していたが、本発明は、これに限定されるものではない。例えば、上記の制御圧力又は線引き条件は、上記の中間体又は光ファイバから反射した反射光のパワーに基づいて制御してもよいし、これら透過光のパワー及び反射光のパワーの少なくとも１つに基づいて制御してもよい。

また、上述した実施形態により本発明が限定されるものではない。上述した各構成要素を適宜組み合わせて構成したものも本発明に含まれる。その他、上述した実施の形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施の形態、実施例及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれる。

１、１Ａ−１〜１Ａ−４、１Ｂ コア部
２、２Ａ、２Ｂ クラッド部
２ａ、２Ｂａ 第１クラッド層
２ｂ、２Ｂｂ 第２クラッド層
２ｃ、２Ｂｃ 第３クラッド層
３、３Ａ、３Ｂ ガラスパイプ
３ａ、３Ａａ、３Ｂａ パイプ内部
３ｂ 突起部
３ｃ、３Ａｃ、４ｃ 上端部
３ｄ、３Ａｄ、４ｄ 下端部
３Ａｅ 円錐部
３Ａｆ 下端円筒部
４、４Ａ−１〜４Ａ−４、４Ｂ−１〜４Ｂ−４、４Ｃ コアロッド
４ａ、４Ｂａ、４Ｃａ コア形成部
４ｂ、４Ｂｂ、４Ｃｂ クラッド形成部
５、５Ａ、５Ｂ 一対の保持体
６、６Ａ、６Ｂ 第１保持体
６ａ、６Ａａ、６Ｂａ、７ａ、７Ａａ、７Ｂａ 係合穴
７、７Ａ、７Ｂ 第２保持体
８ ガラス微粒子
９、９Ａ、９Ｂ、９Ｃ 中間体
１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ 光ファイバ母材
１１、１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、Ｆ、Ｆａ 光ファイバ
１２ 独立気泡
１００、１００Ａ、１０１、１０１Ａ、１０１Ｂ 蓋
１００ａ、１００Ａａ、１００Ｂ ガス導入管
１０１ａ、１０１Ａａ、１０４ ガス排気管
１０２、１０２Ａ 加熱炉
１０３ 真空ポンプ
１０３ａ 排気バルブ
１０５ 光ファイバ線引炉
１０５ａ ヒータ
１０６ ダイス
１０７ 圧力計
１０８、１０８Ａ 光照射器
１０９、１０９Ａ 測定器
１１０、１１０Ａ 制御部
Ｌ１、Ｌ１１ 光
Ｌ２、Ｌ２１ 透過光

Claims (11)

1. ガラスからなるコア部と、ガラスからなり前記コア部の外周に形成されたクラッド部とを備える光ファイバの製造方法であって、
   前記クラッド部の一部になるガラスパイプの内部に、ガラスからなり複数の孔を有するように形成された一対の保持体のうちの第１保持体と、前記コア部になるコア形成部及び前記クラッド部のうちの前記コア部の外周にわたって隣接する部分になるクラッド形成部を備えるコアロッドとを、前記第１保持体によって前記コアロッドが支持されるように配置するロッド配置工程と、
   前記ガラスパイプの内壁面と前記コアロッドとの隙間にガラス微粒子を充填する微粒子充填工程と、
   前記ガラスパイプの内部に前記一対の保持体のうちの第２保持体を配置して、前記ガラスパイプの内壁面と前記第１保持体と前記第２保持体とに囲まれる領域内に前記コアロッド及び充填された前記ガラス微粒子を収容するとともに、前記第１保持体と前記第２保持体との間に前記コアロッドを挟んで保持するロッド保持工程と、
   前記ガラスパイプの一端部を封止して中間体を作製する封止工程と、
   前記中間体を用いて光ファイバを製造する光ファイバ製造工程と、
   を含み、
   前記第１保持体及び前記第２保持体の各嵩密度は、前記ガラス微粒子の充填部分の嵩密度を基準とした所定範囲内に設定され、前記所定範囲は、光ファイバの長手方向におけるコア径の許容変動範囲に応じて決まることを特徴とする光ファイバの製造方法。
2. 前記複数の孔を介して前記ガラスパイプの内部に還元性ガスを流通させ、充填された前記ガラス微粒子を前記還元性ガスによって脱水酸基処理する脱水酸基工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の光ファイバの製造方法。
3. 前記第１保持体及び前記第２保持体は、前記複数の孔が形成されたガラス板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の製造方法。
4. 前記第１保持体及び前記第２保持体は、ガラス粉末の成形体であって前記複数の孔を有するガラス多孔質体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の製造方法。
5. 前記ガラス多孔質体は、平均粒子径が０．３μｍ以上である前記ガラス粉末の成形部分を有することを特徴とする請求項４に記載の光ファイバの製造方法。
6. 前記光ファイバは、複数の前記コア部を備え、
   前記ロッド配置工程は、前記ガラスパイプの内部に、前記第１保持体と複数の前記コアロッドとを、前記第１保持体によって複数の前記コアロッドが支持されるように配置し、
   前記微粒子充填工程は、前記ガラスパイプの内壁面と複数の前記コアロッドとの各隙間に前記ガラス微粒子を充填し、
   前記ロッド保持工程は、前記ガラスパイプの内壁面と前記第１保持体と前記第２保持体とに囲まれる領域内に複数の前記コアロッド及び充填された前記ガラス微粒子を収容するとともに、前記第１保持体と前記第２保持体との間に複数の前記コアロッドを挟んで保持することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の光ファイバの製造方法。
7. 前記微粒子充填工程において充填する前記ガラス微粒子の平均粒子径は、５０μｍ以上、５００μｍ以下であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の光ファイバの製造方法。
8. 前記光ファイバ製造工程は、
   前記複数の孔を介して前記ガラスパイプの内部雰囲気を減圧しながら前記中間体を加熱処理して、前記第１保持体、前記第２保持体及び充填された前記ガラス微粒子を稠密化し、光ファイバ母材を作製する焼結工程と、
   前記光ファイバ母材を加熱処理によって溶融して光ファイバを線引きする線引工程と、
   を含むことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載の光ファイバの製造方法。
9. 前記光ファイバ製造工程は、
   前記複数の孔を介して前記ガラスパイプの内部雰囲気を制御しながら前記中間体を加熱処理して、前記第１保持体及び前記第２保持体を稠密化し、且つ、充填された前記ガラス微粒子を焼結しながら前記ガラス微粒子間に孤立した気泡を独立気泡とし、複数の前記独立気泡が含まれる前記ガラス微粒子の焼結領域を備える光ファイバ母材を作製する焼結工程と、
   前記光ファイバ母材を加熱処理によって溶融して光ファイバを線引きする線引工程と、
   を含み、
   前記線引工程は、前記ガラス微粒子の焼結領域を、前記クラッド部の一部であって複数の前記独立気泡を含んで前記コア部から離間した位置に形成された独立気泡領域とすることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載の光ファイバの製造方法。
10. 前記光ファイバ製造工程は、
    前記複数の孔を介して前記ガラスパイプの内部雰囲気を減圧しながら前記中間体を加熱処理して、前記ガラスパイプ及び前記コアロッドを溶融するとともに、前記第１保持体、前記第２保持体及び充填された前記ガラス微粒子を稠密化して、光ファイバを線引きする線引工程を含むことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載の光ファイバの製造方法。
11. 前記光ファイバ製造工程は、
    前記複数の孔を介して前記ガラスパイプの内部雰囲気を制御しながら前記中間体を加熱処理して、前記ガラスパイプ及び前記コアロッドを溶融するとともに、前記第１保持体及び前記第２保持体を稠密化し、且つ、充填された前記ガラス微粒子を焼結しながら前記ガラス微粒子間に孤立した気泡を独立気泡として、光ファイバを線引きする線引工程を含み、
    前記線引工程は、複数の前記独立気泡が含まれる前記ガラス微粒子の焼結領域を、前記クラッド部の一部であって複数の前記独立気泡を含んで前記コア部から離間した位置に形成された独立気泡領域とすることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載の光ファイバの製造方法。

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