JP6887201B2 - 光ファイバの製造方法及び光ファイバ - Google Patents
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Description
図1は、実施形態1に係る製造方法で製造する光ファイバの模式的な断面図である。光ファイバ10は、石英系ガラスからなる光ファイバであって、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、クラッド部2の外周には、不図示の被覆が施されている。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。
実施形態1では、サポートパイプ4内及び隙間内をアルゴンガスで置換し、サポートパイプ4内及び隙間内の圧力をアルゴンガス圧0.9〜0.98atmに制御しながら線引きを行う。これに対して、実施形態1の変形例では、サポートパイプ4内及び隙間内を酸素ガス90%、ヘリウムガス10%の混合ガスで置換し、サポートパイプ4内及び隙間内の圧力が1.0atmの圧力(高度、天候に依存するが周囲よりおおよそ+10mmH2Oの状態)になるように制御しながら線引きを行う。すなわち、実施形態1ではパイプ内の圧力を大気に対して負圧として線引きを行ったが、変形例においてはパイプ内の圧力は若干陽圧であるが大気に対してほぼ等しい条件として線引きを行った。
つぎに、実施形態2に係る製造方法について説明する。実施形態2に係る製造方法は、実施形態1に係る製造方法と同様に、図1に示す光ファイバ10を製造できる方法であって、挿入工程、線引工程を含む。
実施形態2では、コアロッド本体5bの周囲にシリカの造粒粒子を加圧成形し、これを加熱・精製処理してガラス成形体8を製造する。そして、サポートパイプ4内及び穴3a内をアルゴンガスで置換し、サポートパイプ4内及び穴3a内の圧力をアルゴンガス圧0.7〜0.9atmに制御しながら線引きを行う。これに対して、実施形態2の変形例では、実施形態1で用いたコアロッド5の外周に、OVD装置で気相合成シリカ粒子を堆積させ多孔質体を形成し、炉107を用いて1200℃の塩素/窒素混合雰囲気で多孔質体の脱水、精製処理を行い、ガラス成形体8を製造する。また、サポートパイプ4内及び穴3a内をアルゴンガスで置換し、サポートパイプ4内及び穴3a内の圧力が1.0atmの圧力(高度、天候に依存するが周囲よりおおよそ+10mmH2Oの状態)になるように制御しながら線引きを行う。すなわち、実施形態1ではパイプ内の圧力を大気に対して負圧として線引きを行ったが、変形例においてはパイプ内の圧力を大気に対して若干陽圧の条件で線引きを行った。
図7は、実施形態3に係る製造方法で製造する光ファイバの模式的な断面図である。光ファイバ10Aは、石英系ガラスからなり、複数(本実施形態では正方格子状に配列された4つ)のコア部1と、複数のコア部1の外周に形成されたクラッド部2Aとを備えている、いわゆるマルチコアファイバである。なお、クラッド部2Aの外周には、不図示の被覆が施されている。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。
図10は、実施形態4に係る製造方法で製造する光ファイバの模式的な断面図である。光ファイバ10Bは、石英系ガラスからなる光ファイバであって、コア部1Bと、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、クラッド部2Bの外周には、不図示の被覆が施されている。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。
図12は、実施形態5に係る製造方法で製造する光ファイバの模式的な断面図である。光ファイバ10Cは、石英系ガラスからなる光ファイバであって、正方格子状に配列した4つのコア部1Cと、コア部1Cの外周に形成されたクラッド部2Cとを備えている。なお、クラッド部2Cの外周には、不図示の被覆が施されている。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。
つぎに、上記実施形態1、3〜5に係る製造方法で用いるガラス微粒子の平均粒子径に関する実験結果について説明する。本実験では、実施形態1の製造方法において、ガラス微粒子として平均粒子径がそれぞれ30μm、50μm、70μm、100、150μm、300μmの合成石英ガラスからなるガラス微粒子を用いて、図1に示す構成の光ファイバを製造した。
つぎに、上記実施形態1、3〜5に係る製造方法において加振を行った実験結果について説明する。本実験では、実施形態1の製造方法において、ガラスロッドの穴にガラス微粒子を充填した後に、ガラスロッドを超音波振動によって加振し、その後に線引工程を行い、図1に示す構成の光ファイバを製造した。本実験においても、ガラス微粒子として平均粒子径がそれぞれ30μm、50μm、70μm、100μm、150μm、300μmの合成石英ガラスからなるガラス微粒子を用いた。
つぎに、実施形態6に係る製造方法について説明する。実施形態6に係る製造方法は、実施形態1に係る製造方法において、測定工程及び調整工程を追加して行うものである。
つぎに、圧力値の調整に関する実験1、2の結果について説明する。実験1では、実施形態1の製造方法により、図1に示す構成を有する、外径が125μmで長さが250kmの光ファイバを製造した。また、実験2では、実施形態6の製造方法において、圧力値を調整することにより、図1に示す構成を有する、外径が125μmで長さが250kmの光ファイバを製造した。そして、製造した各光ファイバを長さ50km毎に切断し、微小気泡領域(第2クラッド層)の厚みの周方向における平均値を測定した。
つぎに、実施形態7に係る製造方法について説明する。実施形態7に係る製造方法は、実施形態1に係る製造方法において、測定工程及び調整工程を追加して行うものである。
つぎに、圧力値の調整に関する実験3の結果について説明する。実験3では、実施形態6の製造方法において、圧力値を調整することにより、図1に示す構成を有する、外径が125μmで長さが250kmの光ファイバを製造した。そして、製造した各光ファイバを長さ50km毎に切断し、微小気泡領域(第2クラッド層)の厚みの周方向における平均値を測定した。
図22は、実施形態8に係る製造方法で製造する光ファイバの模式的な断面図である。光ファイバ10Eは、石英系ガラスからなる光ファイバであって、複数(本実施形態では4つ)のコア部1Eと、コア部1Eの外周に形成されたクラッド部2Eとを備えている。なお、クラッド部2Eの外周には、不図示の被覆が施されている。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。
2、2A、2B、2C、2D、2E クラッド部
2a、2Aa 第1クラッド層
2b、2Ab 第2クラッド層
2c、2Ac 第3クラッド層
2Ba、2Ca、2Da、2Ea 微小気泡領域
3、3A、3E ガラスロッド
3a、3Aa、3Bc、3Cc、3Ea 穴
3Aaa、3Ab、5c 下端部
3B、3C 光ファイバ母材
3Ba、3Ca、5ba、5Ea コア形成部
3Bb、3Cb、5bb、5Eb クラッド形成部
4、4A サポートパイプ
5、5E コアロッド
5a 上端部
5aa 切欠き
5b コアロッド本体
5ca 溝
6 ガラス微粒子
8 ガラス成形体
8a ガラス多孔質体
9a、9b サポートガラスロッド
10、10A、10B、10C、10D、10E、F 光ファイバ
100 蓋
101、107c ガス導入管
102、104、107d ガス排気管
103 真空ポンプ
105 圧力計
106 光ファイバ線引炉
106a、107b ヒータ
107 炉
107a 炉体
107e 支持具
110 ダイス
111、113、114 測定器
112 レーザ光照射器
C 制御部
L1 光
L2 レーザ光
L3 透過光
Claims (14)
- 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、
前記クラッド部が、前記コア部の外周にわたって隣接するように形成された第1クラッド領域と、前記コア部からは離間した位置に形成され、微小で不規則な気泡を含む第2クラッド領域とを有する光ファイバの製造方法であって、
前記コア部になるコア形成部及び該コア形成部の外周にわたって隣接するように形成された前記第1クラッド領域になるクラッド形成部を備えるコアロッドを、前記クラッド部の一部になるガラスロッドの長手方向に延伸された穴に挿入する挿入工程と、
前記ガラスロッドの穴内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、
前記ガラス微粒子を充填した隙間を気密状態とし、前記ガラスロッド、前記コアロッド及び前記ガラス微粒子を加熱溶融して光ファイバを線引きする線引工程と、
を含み、前記線引工程によって前記ガラス微粒子を前記第2クラッド領域とする
ことを特徴とする光ファイバの製造方法。 - 前記光ファイバは、複数の前記コア部を備え、
前記挿入工程において、複数の前記穴を有するガラスロッドの各穴に前記ガラスロッドを挿入し、前記微粒子充填工程において、前記ガラスロッドの穴内面と各前記コアロッドとの隙間に前記ガラス微粒子を充填する
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。 - 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、
前記クラッド部が、前記コア部からは離間した位置に形成され、微小で不規則な気泡を含む微小気泡領域を有する光ファイバの製造方法であって、
前記コア部になるコア形成部及び該コア形成部の外周にわたって隣接するように形成された前記クラッド部になる一体のクラッド形成部を備え、前記クラッド形成部の一部に長手方向に延伸された互いに離間した複数の穴が形成された光ファイバ母材の前記穴に、ガラス微粒子を充填する微粒子充填工程と、
前記複数のガラス微粒子を充填した穴を気密状態とし、前記光ファイバ母材及び前記ガラス微粒子を加熱溶融して光ファイバを線引きする線引工程と、
を含み、前記線引工程によって前記ガラス微粒子を前記微小気泡領域とする
ことを特徴とする光ファイバの製造方法。 - 前記光ファイバは、複数の前記コア部を備え、
前記微粒子充填工程において、複数の前記コア部を有する光ファイバ母材の前記穴に前記ガラス微粒子を充填する
ことを特徴とする請求項3に記載の光ファイバの製造方法。 - 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、
前記クラッド部が、前記コア部からは離間した位置に形成され、微小で不規則な気泡を含む微小気泡領域を有する光ファイバの製造方法であって、
前記コア部になるコア形成部及び該コア形成部の外周にわたって隣接するように形成された前記クラッド部の一部になるクラッド形成部を備える複数のコアロッドを、前記クラッド部の一部になるガラスロッドの長手方向に延伸された穴に挿入するとともに、前記ガラスロッドの穴内面と前記複数のコアロッドとの隙間に複数のサポートガラスロッドを挿入する挿入工程と、
前記ガラスロッドの穴内面と前記複数のコアロッドと前記複数のサポートガラス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、
前記複数のガラス微粒子を充填した隙間を気密状態とし、前記ガラスロッド、前記コアロッド、前記サポートガラスロッド及び前記ガラス微粒子を加熱溶融して光ファイバを線引きする線引工程と、を含み、
前記線引工程によって前記ガラス微粒子を前記微小気泡領域とする
ことを特徴とする光ファイバの製造方法。 - 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が50μm以上である
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。 - 前記ガラス微粒子を充填しながら又は充填した後に、前記ガラスロッド又は前記光ファイバ母材を加振する
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。 - 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、
前記クラッド部が、前記コア部の外周にわたって隣接するように形成された第1クラッド領域と、前記コア部からは離間した位置に形成され、微小で不規則な気泡を含む第2クラッド領域とを有する光ファイバの製造方法であって、
前記コア部になるコア形成部及び該コア形成部の外周にわたって形成された前記第1クラッド領域になるクラッド形成部を備えるコアロッドと、該コアロッドの外周にわたって隣接するように形成されたガラス多孔質体と、を備えるガラス成形体を、前記クラッド部の一部になるガラスロッドの長手方向に延伸された穴に挿入する挿入工程と、
前記ガラス成形体が挿入された前記穴を気密状態とし、前記ガラスロッド及び前記ガラス成形体を加熱溶融して光ファイバを線引きする線引工程と、
を含み、前記線引工程によって前記ガラス多孔質体を前記第2クラッド領域とする
ことを特徴とする光ファイバの製造方法。 - 前記光ファイバは、複数の前記コア部を備え、
前記挿入工程において、複数の前記穴を有するガラスロッドの各穴に前記ガラス成形体を挿入する
ことを特徴とする請求項8に記載の光ファイバの製造方法。 - 前記クラッド形成部はガラスの屈折率を低下させるドーパントが添加されている
ことを特徴とする請求項1〜9のいずれか一つに記載の光ファイバの製造方法。 - 線引きした前記光ファイバの輝度を測定する測定工程と、
前記測定工程で得られた測定結果に基づいて前記線引工程における線引き条件を調整する調整工程と、を含む
ことを特徴とする請求項1〜10のいずれか一つに記載の光ファイバの製造方法。 - 線引きした前記光ファイバに光を照射してその透過光及び反射光の少なくとも一つを測定する測定工程と、
前記測定工程で得られた測定結果に基づいて前記線引工程における線引き条件を調整する調整工程と、を含む
ことを特徴とする請求項1〜10のいずれか一つに記載の光ファイバの製造方法。 - 前記調整工程は、前記ガラスロッドの上端に設けられたサポートパイプの内部及び前記ガラスロッドの穴内面と前記コアロッドとの隙間を所定の圧力値に調整する
ことを特徴とする請求項1,2,5,8,9のいずれか一つを引用する請求項11,12のいずれか一つに記載の光ファイバの製造方法。 - ガラスからなる正方格子状に配列した4つのコア部と、
ガラスからなり、前記コア部の外周に隣接して形成されたクラッド部と、を備え、
前記クラッド部が、前記コア部からは離間した位置で2つの前記コア部の間に、前記コア部を囲む環状以外の形状に形成され、微小で不規則な気泡を含む微小気泡領域を有する
ことを特徴とする光ファイバ。
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