WO2004101456A1 - 光ファイバとその製造方法 - Google Patents

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WO2004101456A1
WO2004101456A1 PCT/JP2004/007039 JP2004007039W WO2004101456A1 WO 2004101456 A1 WO2004101456 A1 WO 2004101456A1 JP 2004007039 W JP2004007039 W JP 2004007039W WO 2004101456 A1 WO2004101456 A1 WO 2004101456A1
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optical fiber
pipe
clad pipe
clad
core
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PCT/JP2004/007039
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Yuichi Ohga
Masashi Onishi
Osamu Kasuu
Shuichiro Kato
Toru Adachi
Takashi Sasaki
Masaaki Hirano
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries, Ltd
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    • Y02P40/57—Improving the yield, e-g- reduction of reject rates

Definitions

  • the present invention relates to a method for manufacturing an optical fiber and an optical fiber.
  • Japanese Patent Laid-Open No. 2000-233937 discloses a method of manufacturing an optical fiber by introducing a cylindrical core glass into a cylindrical clad glass, and then heating and drawing the core glass. 03/080522, or WO 01X90010.
  • the ratio of the outer diameter of the cladding glass to the diameter of the core glass is set to 10 or more, and the dimensional error of the diameter of the core glass and the inner diameter of the cladding glass is reduced by 5%. m.
  • a core rod is coaxially arranged on a quartz glass tube having an outer diameter of 100 mm or more, which has been machined to a final dimension, and the lower ends thereof are crushed while crushing a gap between the glass tube and the core rod.
  • An optical fiber is drawn from the. .
  • an optical clad glass layer is provided around a core glass layer, and the ratio of the outer diameter of the optical clad glass layer to the diameter of the core glass layer is between 1 and 2.2.
  • a core rod with a ⁇ H content of 1 wt Ppm or less near the surface up to a depth of 10 m and a cladding pipe with an OH content of 1 wtppm or less are coaxially arranged to draw light. It is disclosed to manufacture a fiber.
  • the preform rod and the glass tube are sealed at one end, and a vacuum pump is connected to the other end, and the gap between the preform rod and the glass tube is sucked to heat the glass tube and the preform is heated.
  • a method of manufacturing an optical fiber preform by overlaying a rod on a glass tube, or by collapsing a glass tube on a preformed rod.
  • a method of drawing an optical fiber by using the method is disclosed in WO98 / 44392.
  • Than quartz tube into the quartz tube was put inside the high refractive index synthetic glass, which drawing while t the method of obtaining an optical fiber is disclosed in JP-A-6 2 3 0 3 4 No. In the method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No.
  • a large quartz glass preform is formed by integrating a large quartz glass tube and a core glass rod for optical fiber, which consists of a core part and a cladding part, through which light is transmitted (optical cladding part) by the rod-in-tube method.
  • a manufacturing method is disclosed in JP-A-7-109141.
  • the large quartz tube has an outer diameter of 50 to 300 mm, a ratio of the outer diameter to the inner diameter of 1.1 to 7, and a thickness of 10 mm or more, thickness error 2% or less, inner surface roughness 2.0 m or less.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-10941 discloses that the outer diameter of the optical cladding must be at least twice as large as the diameter of the core.
  • Table 2 shows that the rod is positioned inside the pipe, provides an annular gap between the rod and the pipe, and one end of the pipe is crushed. And a method of manufacturing an optical fiber preform in which the other end of the tube is crushed.
  • the optical cladding is formed. It is manufactured so that the presence of impurities or irregularities at or near the interface between the optical fiber and its surrounding cladding does not affect the characteristics of the optical fiber.
  • the core of an optical fiber requires precise control of the refractive index profile.
  • the synthesis requires more cost and manufacturing time than the synthesis of the cladding.
  • the optical cladding portion can be manufactured only at the same cost as the core. Disclosure of the invention
  • An object of the present invention is to provide an optical fiber having a structure with low loss and excellent productivity, and a method for manufacturing the same.
  • a method of manufacturing an optical fiber including inserting a core rod into a clad pipe, heating and integrating and drawing.
  • This manufacturing method includes a step of inserting the core rod into the clad pipe, a step of removing water from the core rod surface and the inner surface of the clad pipe, a step of sealing at least one end of the clad pipe, and a step between the core rod and the clad pipe.
  • a step of drawing an optical fiber from one end while the gap is connected to a dry gas atmosphere and under a reduced or reduced pressure.
  • the “core rod” includes not only a portion corresponding to the core of an optical fiber (core portion) but also a portion of a clad portion having a smaller refractive index than the core portion around the core portion (hereinafter referred to as “core rod”). (Referred to as a first clad portion).
  • core rod a portion of a clad portion having a smaller refractive index than the core portion around the core portion (hereinafter referred to as “core rod”).
  • core rod a portion of a clad portion having a smaller refractive index than the core portion around the core portion
  • the core rod and the clad pipe may be heated while the gap is connected to a dry gas atmosphere and while the Z or the pressure is reduced.
  • the step of removing moisture includes a first sub-step of heating the core rod and the clad pipe while connecting the gap to the dry gas atmosphere and reducing or reducing the pressure, and a step of drying the gap with a halogen gas or a halogen compound gas containing a halogen compound gas.
  • a second sub-step of heating the core rod and the clad pipe while maintaining the atmosphere may be included.
  • the step of sealing at least one end of the clad pipe may be a step of sealing one end of the clad pipe and sealing the other end of the clad pipe while further reducing the gap.
  • Another method for manufacturing an optical fiber includes inserting a core rod into a clad pipe and drawing while heating and integrating.
  • the method includes inserting a core rod into a clad pipe, sealing at least one end of the clad pipe, and connecting a gap between the core rod and the clad pipe to a dry gas atmosphere. And heating the core rod and the clad pipe to remove water adhering to the surface of the core rod and the inner surface of the clad pipe while drawing an optical fiber from one end.
  • the step of sealing at least one end of the clad pipe may include connecting the gap to a dry gas atmosphere and reducing the pressure, and may include a step of integrating the core rod and the clad pipe at one end.
  • a step of connecting a support member to the end of the core rod is further provided, and the step of sealing at least one end of the clad pipe includes a step of integrating the support member and the clad pipe at the end.
  • the method may further include the step of connecting a support pipe to an end of the clad pipe, and the step of sealing at least one end of the clad pipe may include sealing the core rod and the support pipe at one end.
  • the sum of the concentrations of hydrogen molecules or compounds containing hydrogen atoms in the dry gas may be 10 volumes or less.
  • the method may further include a step of heating the cladding tube.
  • the ratio D / d of the diameter D of the core rod to the diameter d of the core may be 1 or more and less than 2.
  • the core rod may consist of only the core portion.
  • the relative refractive index difference of the core rod with respect to the clad pipe is preferably 0.2% or more.
  • the core rod may be composed of a core portion and a first clad portion.
  • the relative refractive index difference of the core portion with respect to the first clad portion is 0.2% or more, and the refractive index of the first clad portion is clad. It is preferable that the refractive index at least from the inner surface of the pipe to at least 1Z10 of the thickness of the clad pipe is substantially equal.
  • the ratio D 2 Z d 2 of the outer diameter D 2 to the inner diameter d 2 of the clad pipe may be 5 or more and 30 or less, and the length of the clad pipe may be 500 mm or more. It is more desirable that the ratio D 2 Z d 2 is more than 7 and 30 or less.
  • the eccentricity of the inner circumference of the clad vip with respect to the outer circumference may be 0.3% or less over the entire length of a part (effective part) that can be a product.
  • core rod May be equal to or higher than the average viscosity of the clad pipe.
  • the core and its outer periphery have a cladding with a smaller refractive index than the core, and have only one boundary where the rod and pipe are formed by heating and integrating in a section perpendicular to the axis of the optical fiber.
  • An optical fiber is provided wherein the transmission loss of light at a wavelength of 1.38 / m is less than 0.5 dBZZ km.
  • the ratio p lZ r 1 between the distance p i from the center of the core to the boundary and the radius r l of the core may be 1 or more and less than 2.
  • the core is concentric with the center of the core and has a radius of r + 2
  • the refractive index of the portion sandwiched between the circle of t and the boundary may be substantially equal to the refractive index of the first cladding.
  • the average viscosity of the core at 1200 ° C. may be equal to or higher than the average viscosity of the clad.
  • the core may be made of pure quartz glass or quartz glass containing an additive, and the clad may be made of glass containing fluorine-doped quartz glass as a main component.
  • FIG. 1 is a flowchart showing the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a flowchart showing a modification of the first embodiment of the present invention. .
  • FIG. 3 is a diagram showing one embodiment of a multi-paner multilayer attaching method.
  • FIG. 4 is a view showing one embodiment of the turnover of the wrench in the multi-burner multi-layering method.
  • FIG. 5 is a diagram showing one mode of perforation of a clad pipe.
  • FIG. 6 is a diagram showing one embodiment of the purification of the clad pipe.
  • FIG. 7A is a view showing one mode of fusion splicing of the clad pipe and the support pipe
  • FIG. 7B is a view showing another mode of spliced connection of the clad pipe and the support pipe.
  • FIG. 8 is a diagram showing one mode of heating the clad pipe.
  • FIG. 9 is a diagram showing an embodiment in which a core rod is inserted into a clad pipe.
  • FIG. 10 is a diagram showing one embodiment of a fixing jig for a core rod.
  • Fig. 11 shows an embodiment in which the core rod is inserted into the clad pipe and fixed. It is.
  • FIG. 12 is a diagram showing another embodiment in which a core rod is inserted into a clad pipe and fixed.
  • FIG. 13 is a view showing one embodiment of a step of sealing one end of the clad pipe.
  • FIG. 14A is a diagram showing a mode of a clad pipe having one end sealed
  • FIG. 14B is a diagram showing a main part of another mode of sealing one end of a clad pipe.
  • FIG. 15 is a diagram showing one embodiment of the Rodin drawing.
  • FIG. 16 is a view showing a main part of another embodiment of the rodin drawing.
  • FIG. 17 is a flowchart showing a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 1.8 is a diagram showing a main part of one mode of rodin drawing according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 19 is a flowchart showing a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 20 is a view showing one mode of a depressurizing step of the gap between the core rod and the clad pipe in the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 2.1 is a diagram showing an embodiment of sealing both ends of the clad pipe according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 22 is a diagram showing an aspect at the start of mouth drawing according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 23 is a view showing one mode of the rod-in drawing according to the third embodiment of the present invention. _ BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
  • the obtained optical fiber A boundary surface (hereinafter, also referred to as a rod-in interface) formed by heating and integrating the rod and the pipe is formed.
  • the cross section is immersed in a hydrofluoric acid solution or a buffered hydrofluoric acid solution mixed with ammonium fluoride and subjected to chemical etching. When observed under a microscope, the boundaries are observed as steps.
  • a core rod is inserted into a clad pipe, moisture on the core rod surface and the inner surface of the clad pipe are removed, at least one end of the clad pipe is sealed, and a gap between the core rod and the clad pipe is formed.
  • the heated and softened core rod and cladding tube are integrated while reducing the diameter, and are drawn as they are.
  • the core rod surface and the inner surface of the clad pipe that is, impurities near the interface between the two, in particular, OH groups or irregularities can be effectively removed, and the core opening and the clad pipe are integrated. Incorporation of impurities at the time of conversion can be suppressed.
  • This makes it possible to manufacture an optical fiber having excellent optical transmission characteristics, which has never been achieved before as an optical fiber manufactured by rod-in drawing. Also, since most or all of the optical clad is formed as a clad pipe in a separate step from the core synthesis and all at once, manufacturing costs can be reduced and manufacturing time can be reduced.
  • the optical fiber according to the present invention has a core and a reclad having a refractive index smaller than that of the core on the outer periphery thereof, and has a boundary formed by heating and integrating the rod and the pipe in a cross section perpendicular to the axis of the optical fiber. It has only one, has a transmission loss of light with a wavelength of 1.38111 of 0.5 dB / km or less, has low impurities and low water loss, and has excellent productivity. With. Embodiments of the present invention will be described below.
  • FIG. 1 is a flowchart showing a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a flowchart showing a modification of the first embodiment of the present invention.
  • each step will be described focusing on the example shown in FIG.
  • a core rod and a clad pipe manufactured separately are provided.
  • Core rods and clad pipes can be either self-made or purchased from third parties.
  • the steps shown with a click in FIG. 1 or FIG. 2 are steps that can be omitted.
  • As a pretreatment process for rod-in drawing it is preferable to perform purification, cleaning, heat dehydration, etching, smoothing of the clad pipe, and cleaning of the core rod.
  • the core rod is inserted into the clad pipe and fixed.
  • the process proceeds to a baking step, in which the surface of the core rod and the inner surface of the clad pipe are heated and dehydrated.
  • one end of the clad pipe is sealed.
  • the cladding pipe is heated and reduced in diameter to be integrated with the core rod, and an optical fiber is drawn from the integrated portion by drawing the optical fiber.
  • the outer surface of the clad pipe is ground or etched according to the inner diameter as necessary to obtain a clad pipe having the specified outer diameter and inner diameter. You can also. Further, it is preferable to connect a support pipe for holding the clad pipe to the clad pipe. Manufacturing of core rods>
  • Core rods are manufactured by the VAD method.
  • a core synthesis burner and a first clad synthesis burner supply glass raw material gas, flammable gas, combustible gas, and if necessary, additive material gas to each of the burners, and glass fine particles under the starting material. Is deposited in the axial direction to produce a glass particle deposit.
  • the additive material gas is supplied to one or both of the core synthesis parner and the cladding synthesis parner as required.
  • These glass synthesis burners determine the number to be used as needed. In this way, the ratio of the diameter of the first clad part (in this case, the diameter of the core rod) D and the diameter d of the core part, which is obtained by final vitrification, is greater than 1 and less than 2.
  • a combustible gas and an auxiliary gas are used so that a predetermined value within a certain range and a predetermined refractive index profile are obtained. Adjust the flammable gas, the flow rate of additive material gas, the amount of glass deposition, etc. to produce a glass particle deposit.
  • a core rod consisting of only the core part
  • the ratio of the core rod diameter 0 and the core diameter d is DZ d :! It is.
  • OVD method is also applicable for core rod production.
  • glass particles to be the core are deposited around the starting material.
  • glass fine particles to be the first clad are deposited around the core.
  • the deposition amount of the core portion and the first clad portion is adjusted so as to be a value. ⁇
  • the starting material is extracted from the obtained glass particle deposit.
  • the obtained glass fine particle deposit is dehydrated and made transparent to produce a cod that has no or very little cladding around the core.
  • the glass pipe obtained by making it transparent is solidified by heating, or solidified at the same time as the glass particle deposit is made transparent to form a core rod.
  • a core rod can be manufactured by using a sol-gel method, a MCVD method, a PCVD method, or other known means alone or in combination.
  • the transparent vitrified core rod is stretched to a predetermined diameter using a known heating means such as a resistance heating furnace or an induction heating furnace, if necessary. For example, it is stretched to have a diameter of 3 to 30 mm.
  • the clad pipe can be manufactured by VAD or OVD method.
  • multiple burners are arranged in parallel to form a burner row, and the multiple rows of burners are used to move the row of burners and the starting material relative to each other by a distance of several times or less the distance between the burners.
  • Multi-layer (MMD) method is preferred.
  • MMD Multi-layer
  • the Glass fine particles are deposited on the surroundings to produce a glass fine particle deposit. After the starting material is extracted from the obtained glass fine particle deposit, dehydration and clarification are performed to obtain a clad vip. Alternatively, the obtained glass particle deposit is dehydrated and made transparent, and then the starting material is extracted to obtain a clad pipe.
  • the glass fine particles are deposited so that only one part of the glass fine particle deposit is formed in one longitudinal direction of the glass fine particle deposit, and a part thereof is continuously formed into one glass fine particle deposit.
  • the starting material 1 is stored in the container 4, and a plurality of parners 2 are arranged in opposition to the starting material 1 to form a parner row 7. Move either starting material 1 or wrench row 7 or both, and reciprocate starting material 1 and wrench row 7 relatively.
  • the width of the reciprocating movement is approximately the burner interval.
  • the spanner interval means the distance between the centers of the spanners.
  • the glass particles supplied from the burner 2 are deposited on the starting material 1 to form a glass particle deposit 6.
  • the raw material gas, flammable gas, and auxiliary gas are supplied to the burner, and a flame is blown out from the burner.
  • the glass fine particles may be synthesized in the flame, and the glass fine particles are supplied to the burner. It may be blown out. Clean gas is supplied into the container from a vent 3 provided around a wrench, and the gas in the container 4 is exhausted from the exhaust port 5 together with the non-deposited glass particles.
  • Fig. 4 shows the movement of the outermost parner 2 (solid line) and the movement of the inner 2b (dotted line) before the turning point returns to the initial position, omitting the other burners.
  • the turning points move by one-fifth of the burner interval, and the turning points are moved up and down to be dispersed.
  • the number of layers deposited on both ends of the glass fine particle deposit depends on the position of the starting rod.
  • a glass fine particle deposit is formed below the starting material, dehydrated and made transparent to obtain a solid glass rod, and then drilled.
  • the drilling method may be to drill a hole with a drill or the like, and there is also a method in which a hole is made by pushing a drilling jig near the center of a heated and softened glass rod as shown in FIG.
  • glass particles are deposited around the starting material, It is also possible to dewater and sinter the extracted material, or to dehydrate and clarify the obtained glass particle deposit, and then extract the starting material to form a clad pipe.
  • the inner and outer surfaces of the clad pipe are mechanically ground and polished, or stretched to a predetermined outer diameter, to adjust the inner and outer diameters and the inner and outer surface roughness.
  • the rod 10 to be the clad pipe is attached to the piercing device 20.
  • the supporting pipes 11a and lib are gripped by the chucks 27a and 27b of the gripping means 22a and 2.2b provided on both sides of the heating unit 23. From the take-up side, insert the piercing jig 21 into the hole of the support pipe 1 lb and press it against the end of the rod 10.
  • the piercing jig 21 is fixed to a fixing means 28 via a support member 26.
  • Drilling 25 is pressed against the outer surface of rod 10 so that rod 10 is sandwiched between jigs 2 1 and 1.
  • the inner diameter of the die 25 is slightly smaller than the diameter of the rod 10.
  • the die 25 is disposed adjacent to the take-off side of the heating part 23.
  • the heat source 30 is heated to heat the rod 10 from 180 ° C. to 260 ° C. to soften it.
  • the drilling jig 21 is pushed into the softened rod 10 to form a hole.
  • the die 25 makes the clad pipe 10b a predetermined outer shape. Purification process>
  • Purification of the clad pipe obtained in this manner is performed. While applying a high DC voltage, for example, 5 kV (10 V Zmm in terms of an electric field) or more, inside the clad pipe, raise the temperature of the clad pipe to a predetermined temperature between 500 ° C and 150 ° C. Hold for at least 3 hours. As a result, metal impurity cations adhering and mixed into the glass, inside the glass, or on the outer surface of the glass are moved to the cathode side. After that, removing the glass in the area where the impurities gathered could provide a higher quality clad pipe. You.
  • a high DC voltage for example, 5 kV (10 V Zmm in terms of an electric field) or more
  • an anode electrode 31a and a cathode electrode 31b are provided in a heating furnace 32, and a cladding pipe 1 ⁇ b is put in the heating furnace 32, and an anode electrode 31a and a cathode electrode 31b are provided.
  • the support pipe 11b is taken out of the heating furnace, and the support pipe 11b is gripped by the gripping means 34.
  • Heat the heater 33 to heat the clad pipe to 500 ° C or 130 ° C.
  • a high DC voltage of 30 kV is applied between the electrodes 31a and 31b to move metal impurities to the cathode electrode 31b side.
  • the clad pipe 10b is taken out of the heating furnace 32, and the outer periphery is ground to remove impurities.
  • the eccentricity of the inner circumference of the clad pipe to the outer circumference is 0.3% or less, the non-circle and eccentricity of the optical fiber manufactured from the clad pipe can be reduced.
  • the eccentricity of the inner circumference of the clad pipe with respect to the outer circumference is a value obtained by dividing the amount of displacement between the center of the inner diameter of the pipe and the center of the outer diameter by the outer diameter.
  • the core rod and clad pipe obtained as described above are immersed in an aqueous solution of hydrogen fluoride and washed.
  • the aqueous hydrogen fluoride solution used is easy to handle when the weight concentration is between 0.1% and 50% by weight. Immersion time should be at least 1 hour. This makes it possible to remove the impurity contaminated layer on the core rod surface and the inner and outer surfaces of the clad pipe.
  • a inert gas r such, and N 2, 0 2 gas, C 1 2, halogen gas such as fluorine, chloride Chioniru (SOC 1 2), S gas containing i F 4 such as a halogen atom, more S i C l 4, Ge C l 4, POC l 3, PC 1 3, BC 1 3, BB r 3 , etc. of the gas or mixed gas atmosphere thereof, Heat to dehydrate.
  • Support pipes are connected to both ends of the clad pipe as necessary, and when handling the clad pipe, grasp the support pipe.
  • the gripping part may be scratched, but by providing the gripping part outside the cladding To prevent scratches on the tape.
  • the connection between the clad pipe 10b and the support pipe 11 is heated by a heating source such as an oxyhydrogen panner 12 and the support pipe 11 is fused to both ends of the clad pipe 1Ob. Connecting.
  • the support pipe 11 may be connected after cutting both ends of the clad pipe 10b.
  • anhydrous heating source such as using a plasma burner instead of the oxyhydrogen burner 12 or using a resistance heating or induction heating heater 13 as shown in Fig.7b
  • No ⁇ H group is mixed into the connection point. That is, the OH group concentration at both ends of the clad pipe can be kept low. This makes it possible to reduce the loss due to the ⁇ H group in the entire length of the optical fiber to be manufactured. It is desirable that the diameter of the support pipe on the drawing start side or the solidification start side should be small.
  • the clad pipe 10b is attached vertically to the drawing apparatus. Attach the upper and lower support pipes 11b and 11c to the gripping means 43b and 43a, respectively.
  • a step of vapor-phase vaporizing the inner surface of the clad pipe may be performed. Since the impurities remaining on the inner surface of the pipe can be more effectively removed by the etching treatment, this is an effective method when there are many impurities remaining on the inner surface of the pipe. The amount of foreign matter on the inner surface of the pipe is reduced, and disconnection during drawing can be reduced.
  • SF 6 , NF 3 , Si F 4 , CF 4 , C 2 F are used as the etching gas.
  • Fluorine compound gas, fluorine gas and the like can be used. These compound gases include inert gases such as helium and argon, N 2 , O 2 , and even mixed gases containing compound gases that have a dehydration effect and a transition metal effect, such as compound gases containing C1 atoms. Good.
  • the temperature of the inner surface of the pipe is heated to 100 to 230 ° C.
  • Fluorine compound gas, fluorine gas, etc. are decomposed and react with glass, etching the inner surface of the pipe.
  • the amount of grinding by etching should be 10 m or more, and it is desirable to eliminate the roughness of the inner surface of the pipe. Smooth inner surface>
  • the core rod 40 is inserted into the clad pipe 10b.
  • the flow of the dry gas into the eve 10b prevents the air from entering the clad pipe '10b and adhering the moisture in the air to the core rod 40 and the clad pipe 10b.
  • the dry gas flows into the cladding pipe 10b from the side opposite to the side where the core rod 40 is inserted.
  • the dry gas may flow from above, and vice versa.
  • the lid 47b is preferably sealable, and may be made of a fluorine compound resin.
  • a sealing material such as an o-ring may be used in combination to improve the sealing property of the lid.
  • a quartz lid and an O-ring made of a fluorine compound resin may be combined.
  • the support members 41a and 41T? Be fusion-spliced to both ends of the core rod 40.
  • the ratio D2 / d2 of the inner diameter d2 and the outer diameter D2 of the clad pipe is determined according to the ratio DZd of the core rod diameter D to the core part diameter d, and an optical fiber with the desired structure and characteristics can be obtained.
  • the gap between the core rod and the cladding pipe is preferably 0.05 mm to 3 mm.
  • the difference between the inner diameter of the pipe and the diameter of the rod is 0.1 mm or more.
  • the core rod When the gap between the core rod and the clad pipe is large.
  • the core rod When the core rod is extremely thin, the core rod may be divided into two. In this case, the core rods are brought into mechanical contact with each other. By doing so, the eccentricity of the core due to the uneven distribution and bending of the core rod can be suppressed.
  • the joint part of the core rod shall be discarded during or after drawing.
  • the dry gas is a gas having a total concentration of hydrogen molecules or a compound containing a hydrogen atom (for example, H 2 , H 2 ⁇ or CH 3 OH) of 10 vol ppm or less, preferably 4 vol ppm or less. Yes, particularly preferably a gas of less than 1 volume ppm, most preferably 1 volume! ) Gas below pb.
  • the compound is water, its water concentration can be measured as a dew point, in which case one 60 t at 10 volume ppm, one 67 ° C at four volume ppm, and --76 ° at one volume ppm. C, -1 at 1 volume pp b Equivalent to 12 ° C. The dew point here is measured on the basis of the atmospheric pressure.
  • an inert gas such as A r, New and 2, 0 2 gas, a C 1 2, halogen Ngasu, halogen atom such as S_ ⁇ _C 1 2, S i F 4, such as fluorine Gas can also be used.
  • the core rod is fixed by being sandwiched between fixing jigs 44 previously placed in the support pipe. Since an optical fiber (non-defective product) having desired characteristics cannot be obtained from the portion sandwiched by the fixing jig 44, if the portion sandwiched by the fixing jig 44 is simply a supporting member for supporting the core rod, the core rod is There is no waste. Therefore, it is preferable to connect support members to both ends of the core rod.
  • the supporting pipe connected to the clad pipe must be It is preferable to integrate the support member connected to the core rod by collabbing so that the clad pipe and the core rod are not wasted.
  • the fixing jig has, for example, a ring 46 provided with a groove 45 as shown in FIG.
  • the outer diameter of the ring is slightly larger than the inner diameter of the support pipe, and the inner diameter of the ring 46 is slightly smaller than the outer diameter of the support member.
  • the ring 46 is formed of an elastic material, the support member can be fixed to the support pipe via the ring 46 by pushing the ring 46 into the support pipe and pushing the support member into the ring 46.
  • the core rod 40 is fixed in the clad pipe 1 Ob. Even when the core rod is fixed, the dry gas can flow through the groove 45 above and below the ring 46.
  • the core rod 40 is fixed to the support pipes 11 b and 11 c and suspended in the pipe, and the lower end is supported by the lid 47 a via a force rod 48.
  • a pipe 49 capable of supplying or discharging gas is attached to the lid 47a. Seal the support pipe 11c with the lid 47a.
  • the support member 4 lb is put out above the support pipe 11 b, and the support member 4 lb is gripped by the gripping means 50 to fix the core rod 40.
  • the pipe 42 and the support member 41b should not interfere with each other.
  • the gap between the support member 41 and the lid 47 should be as small as possible.
  • the flow of toxic gas such as SF 6 or C 1 2 to Kuraddopa Eve 1 within 0 b kept equal to hermetically fill the sheet one sealing material between the support member 4 1 and the lid 4 7 b .
  • a dry gas atmosphere, a reduced pressure atmosphere, or a reduced pressure atmosphere with a dry gas atmosphere To keep the inside of the clad pipe in a dry gas atmosphere, replace the inside of the clad pipe with these gases and then seal it, or let the dry gas flow in continuously from one end of the clad pipe and discharge it from the other end. There is. In the latter method, as shown in FIGS. 11 and 12, a dry gas is supplied from a pipe 42, and a gas in a clad pipe 10b is discharged from a pipe 49.
  • the pipe and core rod are heated to the inner surface of the pipe and the surface of the core rod while the gap between the core rod and the clad pipe is connected to a dry gas atmosphere and while the pressure is reduced or reduced.
  • the attached hydrogen molecules or compounds containing hydrogen atoms are removed (hereinafter, this treatment is referred to as dehydrogenation treatment).
  • dehydrogenation treatment For example, the core rod and the clad pipe are heated while the gap is connected to the dry gas flow path and the dry gas is introduced into the gap.
  • the core rod and clad pipe are heated while evacuating the gap to reduce the pressure in the gap.
  • the core rod and the clad pipe are heated while introducing the dry gas into the gap and simultaneously evacuating the gas in the gap to reduce the pressure in the gap.
  • the heating step for this dehydrogenation treatment is called a basic step.
  • Figs. 11 and 12 dry gas is supplied from pipe 42, gas in clad pipe 10b is discharged from pipe 49, and gas flows from top to bottom in clad pipe. Make a flow. It is also possible to reverse the direction of the gas flow. It is desirable that the gas flow be 1 liter per minute or more under standard conditions.
  • the heating temperature of the inner surface of the clad pipe or the surface of the core rod shall be 80 ° C to 100 ° C.
  • the temperature is higher than 1000 ° C, moisture physically attached to the rod surface or the inner surface of the pipe will react with the glass and be chemically adsorbed on the core rod / clad pipe, or the OH group In some cases, it becomes bonded to the glass, making it difficult to remove it later.
  • the heating temperature is desirably 800 ° C or less. No generation of ⁇ _H groups on the glass surface when the heating temperature is less 6 0 0 D C. If the temperature is less than 550 ° C, moisture will not be chemically adsorbed on the glass surface. On the other hand, to remove physically adhered water, an effect of 80 or more is effective.
  • the dry gas may include a gas such as nitrogen, oxygen, helium, or argon, or a gas containing a halogen gas or a halogen element compound gas.
  • the supporting pipe on the side supplying the drying gas may be heated so that the drying gas is heated while passing through the supporting pipe and then supplied into the cladding pipe.
  • the flow rate of the gas passing through the pipe should be set to, for example, 1 slm or more so that the air does not flow backward from the downstream side.
  • Pana and heaters can be used as the heating source.
  • a heater is desirable because it does not provide moisture to the outer surface of the clad pipe.
  • the heating range is the entire length of the clad pipe. If the support pipe is later collapsed and integrated with the core rod or the support member, the support pipe ⁇ the part on the effective part side from the place where the support member is integrated is dehydrogenated in the baking process and adhered to them. Reducing the number of hydrogen molecules or compounds containing hydrogen atoms. As a result, an O H group is not generated in a portion integrated at the time of rod-in drawing, and an increase in light transmission loss due to the O H group does not occur.
  • the length of the heating source is shorter than the length of the heating range, move the heating source relative to the cladding pipe and core rod. Either may be moved, and both may be moved at different speeds. It is also possible to heat the entire heating range simultaneously, using a heating source of approximately the same length as the heating range.
  • the exhaust volume of the gas in the clad pipe 10b should be equal to or larger than the supply amount of the dry gas, or the dry gas should be supplied. Instead, exhaust the gas in the clad pipe 10b from the pipes 42 or 49. It is desirable that the pressure in the clad pipe 10b be 60 kPa or less.
  • the baking step can be performed before the core rod 40 is fixed in the clad pipe 10b with a fixing jig or the like. If the baking step is performed twice at different heating temperatures (first sub-step, second sub-step), the water in the corrod and clad pipe can be further removed.
  • the temperature of the inner surface of the clad pipe or the surface of the core rod is set to 80 ° C. or more and 100 ° C. or less, preferably 150 ° C. or more and 100 ° C. or less.
  • the atmosphere in the gap between the core rod and the clad pipe in the first sub-step is as described above, but in the second sub-step, the gap between the core rod and the clad pipe is filled with a halogen gas or a halogen compound gas. Dry gas atmosphere.
  • a halogen gas or a halogen compound gas dry gas atmosphere.
  • an atmospheric gas containing de transition metal gases such as C 1 2 introduced from one end of the cladding Baipu in the cladding pipe, the inside of the clad pipe and 1 0 0 0 ° C or higher temperatures while removing from the other end .
  • the de-transition metal Attribute gas chlorine gas can be used include chlorine atom, such as S_ ⁇ _C 1 2.
  • the transition metal gas may be diluted with helium, argon, or the like.
  • the heating temperature is set to 120 ° C or higher
  • the vapor pressure of nickel chloride or iron chloride can be set to 1 atm or higher, and the water chemically bonded to the core rod surface and the inner surface of the clad pipe is removed.
  • these transition metals can also be removed by evaporation. For example, keep the inner surface of the clad pipe at 120 ° C for 30 minutes or more.
  • the gap between the cladding tips Prior to the vapor phase etching process or the inner surface smoothing process described above, the gap between the cladding tips is connected to a dry gas atmosphere, and is maintained in a Z or reduced pressure atmosphere. May be performed. This can suppress generation of toxic substances such as sulfuric acid due to the reaction between the etching gas and the water when the inner surface of the cladding pipe is subjected to vapor phase etching.
  • the lower support pipe 11 Bring it to you.
  • the clad pipe 10b may be moved, or the drawing furnace 51 may be moved.
  • the heating unit 52 is caused to generate heat, and the clad pipe 10 b and the support pipe 11 c are adjusted to 180 0. C to 260 ° C. to reduce a part of the diameter.
  • the core rod 40 and the clad pipe 1 0b is integrated and the lower end of the clad pipe 10b is sealed.
  • the support pipe 11c and the support member 41a are integrated to seal the lower end of the clad pipe 10b.
  • the dry gas is supplied from the pipe 42 into the clad pipe 10b until the clad pipe 10b is sealed, and the gas in the clad pipe 10b is discharged from the pipe 49.
  • a dry gas flow is generated from the top to the bottom in FIG.
  • Oxygen, nitrogen, argon, helium, chlorine or a mixture of two or more of them can be used as the drying gas.
  • a sealing member such as an O-ring is provided at a contact portion between the lid 47 b and the support pipe 1 1 b in order to keep the gap 72 airtight.
  • outside air inevitably enters the gap 72 from between the lid 47 b and the support pipe 11 b or between the lid 47 b and the support member 41 b.
  • the first embodiment by supplying the dry gas from the pipe 42 to the gap 72, it is possible to reduce the outside air mixed into the gap 72, and to dilute and blow the mixed outside air to the gap 72. Dew point can be kept low.
  • a flow meter 56 and a pressure gauge 57 are installed in the pipe 42 to measure the flow rate and pressure of the gas in the clad pipe 10b. From the result, it can be determined whether or not the lower end of the clad pipe 10b is completely sealed. When the flow rate of the gas flowing from the top to the bottom of the clad pipe 10b suddenly decreases or the pressure in the clad pipe 10b rises rapidly, it can be determined that the lower end of the clad pipe is completely sealed. As soon as the lower end of the clad pipe is sealed, the valve 60 is opened and the air in the gap 72 is exhausted from the pipe 59.
  • a bypass pipe 54 may be provided to prevent the pressure in the clad pipe 10b from suddenly increasing when the clad pipe 10b is sealed, thereby causing the clad pipe 10b to burst.
  • the valve 55 installed on the bypass pipe 54 is opened, and even if the clad pipe 10b is completely sealed, the dry gas is bypassed. Pass through.
  • the lower part of the core rod 40 is heated and softened, but in the example shown in FIG. 13, the core rod 40 is held by the gripping means 50 via the support member 41b. Since 40 is fixed, the entire load of the core rod 40 is not applied to the lower softened portion. Therefore, the deformation of the core rod in the softened portion is suppressed.
  • sealing the end of the clad pipe is not limited to integrating the end of the clad pipe itself with the core rod.
  • the end of the clad pipe is also sealed by connecting the support pipe to the clad pipe and integrating the support pipe with the core rod.
  • the supporting member is connected to the core rod, the clad pipe or the supporting pipe and the supporting member are integrally formed to seal the end of the cladding pipe.
  • drawing of the optical fiber is started from the integrated portion. It takes a certain time from the start of drawing until the drawing speed and the diameter of the optical fiber reach the predetermined values and become stable, and the optical fiber drawn during that time is not a good product. Must be discarded.
  • the support pipe and the support member are integrated, the discarded optical fiber drawn at a certain time after the start of drawing is derived from the support pipe and the support member, and the optical fiber drawn from the clad pipe and the core rod is discarded. Almost all of the fibers can be made good and the yield can be improved.
  • the clad pipe, the support pipe, the core rod, and / or the support member can be easily integrated by adding phosphorus germanium or fluorine to the part where they are integrated to lower the melting point.
  • the evacuation is preferably performed until the pressure becomes 1 kPa or less, and the tensioning is preferably performed until the pressure becomes 10 kPa or more.
  • cycle purge hydrogen molecules that could not be completely removed during baking, or compounds containing hydrogen atoms, or hydrogen molecules attached to rods or pipes after baking, or compounds containing hydrogen atoms, such as moisture, were removed. Can be removed. Glue-in wire drawing>
  • the lower support pipe 11c is drawn out of the drawing furnace 51, and an optical fiber is drawn from the sealed portion.
  • the core rod 40 and the clad pipe 10b are fed into the drawing furnace 51, and the core rod surface is brought to 500 to 180 ° C and the outer surface of the clad pipe is brought to 1300 to 230. 0 ° C, desirably 130 ° C to 210 ° C, more desirably 10 (TC to 210 ° C to lower the core rod 40 and clad pipe 10 b
  • the optical fiber is drawn out from the integrated part.
  • the surface of the core rod is set to 500 ° C to 130 ° C, Heat the surface to 1000 ° C to 180 ° C. If the gap is not or only slightly depressurized, heat the core rod surface to 1000 ° C to 180 ° C and the outer surface of the cladding pipe to 150 ° C to 210 ° C. I do.
  • the optical fiber is drawn in from the core rod 40 and the clad pipe 10b. It is also possible to rotate the clad pipe 10b and the core rod 40 about their axes.
  • a gas supply unit 53 is provided at the inlet of the drawing furnace, and an inert gas such as nitrogen or helium is blown toward the clad pipe to draw a wire from the upper part of the drawing furnace 51 into the drawing furnace 51. Gas seal to prevent gas from outside the furnace.
  • the arrow from the gas supply 53 indicates the gas flow.
  • the optical fiber 61 passes through the cooling device 62, the outer diameter measuring device 63, the resin coating device 64, and the resin curing device 65, and the guide roller 66, the take-off device 67, and the storage
  • the optical fiber is taken up by a pass line consisting of a wire section 68, taken up by a take-up device 67, and taken up by a take-up machine 69.
  • the part where the core rod and the clad vip are integrated is heated to 180 to 240 ° C. to draw an optical fiber.
  • the heating section is divided into two stages (52a, 52b), and the upper heating section 52a has a core opening 40 surface of 50 0
  • the core rod 40 and the clad pipe 10b are integrated, and in the lower heating section 52b, the part where the core and the clad are integrated is heated to 180 to 240 ° C.
  • an example of drawing an optical fiber is shown.
  • the temperature at which the core rod 40 and the clad pipe 10b are integrated is adjusted by reducing the pressure in the gap between the core rod 40 and the clad pipe 10b.
  • the drawing temperature can be increased by adjusting the integration temperature in the upper heating section 52a, and heating to a higher temperature in the lower heating section 52b than in the upper section.
  • the heating method can be either resistance heating or induction heating.
  • the gap between core rod 40 and clad vip 10 b 1 2 Is connected to an external dry gas supply source (not shown) via a pipe 42.
  • Dry gas which is a gas mixture of oxygen, nitrogen, argon, helium, chlorine, or a mixture of two or more thereof, is supplied from the pipe 42 to the gap 72.
  • the pressure in the gap 72 is reduced by exhausting the gas in the gap 2 from the pipe 59.
  • the gap between the core rod 40 and the clad pipe 1 O b is supplied while the gap between the core rod 40 and the clad pipe 10 b is connected to the pipe 42 as a dry gas flow path while supplying the dry gas.
  • the amount of gas in the clad pipe 10 b is reduced, and even if hydrogen molecules or compound gas containing hydrogen atoms are mixed in, That amount can be reduced.
  • the core rod and the clad pipe can be integrated at a low temperature. If the heating temperature is low, the amount of heat transmitted to the core can be reduced. If the pressure inside the clad pipe is reduced to 10 kPa or less, the surface of the core rod is heated to 500 to 130 as described above, and the outer surface of the clad pipe is 130 to 180 Heat to ° C. At a temperature in this range, the core rod / clad pipe does not soften and hang down under its own weight and is not deformed. Therefore, the obtained optical fiber has small eccentricity and non-circularity, the ratio of the clad outer diameter to the core diameter is kept constant in the length direction, and there is little variation in characteristics such as cut-off wavelength and dispersion.
  • the pressure in the gap 72 is reduced to 4 kPa or less, even a thick clad pipe is easily crushed, and the temperature of the drawing furnace does not need to be raised more than necessary. Therefore, there is no waste of energy. Also, the degree of freedom in setting drawing conditions such as drawing speed and tension is increased.
  • the core rod surface and the inside of the clad pipe An optical fiber is drawn while the surface is dehydrogenated.
  • the steps with a click are optional steps. It is the same as the first embodiment up to the point where the core rod is inserted into the clad pipe and the respective parts are fixed.
  • a cycle purge of a gap between the core rod and the clad pipe is performed. These two steps are the same as in the first embodiment.
  • the core rod and the clad pipe are moved above the drawing furnace.
  • the part where the core rod and the clad pipe are integrated by sealing is positioned above the center of the heating part.
  • the inner surface of the clad pipe moves to a position where the temperature of the inner surface of the clad pipe at the part where the two have not yet been integrated is about 80 ° C to 150 ° C.
  • the temperature of the heating section 52 of the drawing furnace 51 may be temporarily lowered.
  • the gap between the core rod and the clad pipe is kept connected to the dry gas atmosphere.
  • the core rod and the clad pipe are gradually moved downward to the drawing furnace.
  • the temperature of the heating section 52 is temporarily lowered, raise the temperature.
  • the temperature of the core rod surface and the inner surface of the clad pipe that are not integrated gradually rises.
  • the gap between the core rod and the clad pipe is connected to the dry gas atmosphere.
  • the gap between the core rod and the clad pipe is connected to a dry gas atmosphere, and at the same time, the gas in the gap between the core rod and the clad pipe is exhausted and depressurized.
  • the surface of the core rod and the inner surface of the clad pipe are heated at 80 ° C to 100 ° C, preferably at a temperature of 150 ° C to 100 ° C. Then, the inner surface of the clad pipe is baked. Thereafter, the core rod and the clad pipe are gradually moved downward of the drawing furnace. The part to be baked in accordance with the movement of the core rod and the clad pipe gradually moves to the upper side of the core rod and the clad pipe.
  • the part where the core rod and clad vip are integrated reaches near the center of the drawing furnace heating section, temporarily stop the movement of the core rod and clad pipe. Hold it in that position to raise the temperature of the part where the core rod and clad pipe are integrated.
  • the temperature of the outer surface of the clad pipe in the integrated part is up to 1300 ° C to 2100 ° C When it rises, pull out the optical fiber from the integrated part. Subsequent steps are performed in the same manner as in the first embodiment.
  • the core head and clad pipe are also continuously introduced below the drawing furnace.
  • the portion where the core rod surface and the inner surface of the clad pipe in the unintegrated portion are heated gradually moves from the integrated portion toward the other end.
  • the gap between the core rod and the cladding is connected to a dry gas atmosphere.
  • the integration of the core rod and clad pipe proceeds upward.
  • the optical fiber is drawn while the surface of the core rod and the inner surface of the clad pipe are continuously baked. These can be performed while reducing the pressure.
  • a heating unit having two or more stages as shown in FIG. 18 is effective.
  • the lower heating section 52b for heating and drawing the integrated part is heated to 180 or 240, and placed in the part opposite to the unintegrated clad pipe and core rod
  • the temperature of the upper heating section 52a to be heated is 80 ° C to 100 ° C, it physically adheres to the inner surface of the clad pipe and the core opening surface heated by the heating section 52a. It is possible to reliably remove the moisture that has been generated.
  • the gap between the core rod and the clad pipe When sealing the end of the clad pipe, the gap between the core rod and the clad pipe must be maintained regardless of whether only one end or both ends are sealed.
  • the dew point of the gap can be reduced by connecting to a dry gas atmosphere and reducing the pressure. Therefore, generation of OH groups on the surface of the core rod or the inner surface of the clad pipe can be prevented, and transmission loss due to the OH groups of the optical fiber obtained by rod-in drawing can be reduced.
  • An optical fiber preform consisting of a clad pipe closed at both ends and a core rod confined therein can be used in the same manner as a conventional solid optical fiber preform.
  • the baking step and the sealing of both ends of the clad pipe are performed by a facility different from the drawing apparatus, and the obtained optical fiber preform is drawn by the same drawing apparatus as before. Can be.
  • This is an effective method in utilizing existing facilities.
  • the sealing of the clad pipe in the third embodiment is only to seal both ends of the clad pipe.
  • there is no collabs over the entire length of the clad pipe so the time required for the process, equipment and operating costs can be omitted, and optical fibers can be manufactured at low cost. .
  • the baking step and the sealing of the clad pipe may be performed by attaching a baking step other than the drawing apparatus to a heating device capable of performing the baking step.
  • the heating device is not limited to the one in which the core rod and the clad pipe are attached vertically as shown in FIG. 12, but may be the one in which the core rod and clad pipe are attached horizontally.
  • the cycle purge step after sealing one end of the clad pipe is the same as in the first embodiment. Exhaust the gas in the gap until the pressure becomes 1 kPa or less, and then seal the other end of the clad pipe. The optical fiber preform sealed at both ends is heated and drawn in.
  • the process after sealing one end of the clad pipe will be specifically described with reference to FIG. Open the valve 60 and exhaust the gas in the gap 72 from the pipe 59.
  • the pressure in the gap 72 is monitored by the pressure gauge 57, and the gas in the gap 72 is exhausted until the pressure becomes 1 kPa or less. Once the pressure in the gap 72 is reduced to 1 kPa or less, Similarly, the cycle purge may be performed, and the pressurization of the gap 72 and the evacuation may be repeated.
  • the heating source 73 is connected to the upper end of the clad pipe 10 b or the holding pipe 11 d as shown in FIG. 21. Positioned sideways, the upper end of the clad pipe 10b or the support pipe 11d is collapsed and integrated with the core rod 40 or the support member 41b. As shown in FIG. 21, it is preferable that the support pipe 11 d is integrated with the support member 41 b and the core rod 40 and the clad pipe 10 b are used effectively for the entire length.
  • the support pipe and the support member on the side where the drawing of the obtained optical fiber base material is started are cut outside the integrated portion, or the support pipe and the support member are heated torn off.
  • the cut or torn ends are further trimmed into a shape suitable for initiating drawing.
  • the optical fiber drawn during a while after the start of the drawing of the optical fiber is not a good product, so the optical fiber drawn during this time is drawn from the support pipe and the support member. It is preferable to leave the supporting pipe and the supporting member at the drawing start end.
  • the extension member 74 connected to the support pipe 1 1 d is gripped by the gripping means 75 and the optical fiber preform 100 is inserted into the drawing furnace 51 from the drawing start end.
  • the support pipe 11 d may be directly gripped by the gripping means 75 without using an extension member.
  • the holding means 75 is connected to the base material feeding device 76.
  • the heating section 52 of the drawing furnace 51 is heated to collaps the lower end of the clad pipe 10b to be integrated with the core rod 40, while the optical fiber mother is taken up by the take-up means 67.
  • An optical fiber 61 is drawn from the lower end of the material 100.
  • the cladding pipes are collabsed and integrated as in the first embodiment, and the method of applying the heat distribution of the heating part of the drawing furnace is also the same as in the first embodiment. Since the gap 77 between the core rod and the clad pipe is sealed by reducing the pressure to 1 kPa or less, the collapse of the clad vip 10b is also rapid.
  • the gap 7 7 becomes smaller and The pressure is increasing.
  • the gap 7 7 at the time when the drawing of the effective portion of the optical fiber preform 100 is completed becomes the ineffective portion at the upper end of the optical fiber preform. This is the gap between the portions and the gap between the support member 41b and the support pipe 11d.
  • the gap pressure at the time of sealing the upper end of the clad pipe is calculated in advance so that the gap at the end of the drawing is lower than the pressure outside the optical fiber preform 100, and the clad pipe is calculated.
  • the gap 77 is used as the pressure when sealing the upper end.
  • a place where the support member and the support pipe are integrated may be a place apart from the clad pipe 10b to secure a sufficient gap at the end of drawing.
  • gas is blown out from the gas supply unit 53 provided on the drawing furnace 51 toward the optical fiber preform 100, so that gas outside the furnace is not entrained in the drawing furnace 51.
  • the gas seal method has been described, a method may be adopted in which the entire optical fiber preform is housed in a storage chamber and the atmosphere inside the furnace and the atmosphere outside the furnace are separated by a support pipe or an extension member. Depending on the heating source used, it is not always necessary to divide the atmosphere between the inside and outside of the furnace.
  • the preform feeder 76 moves downward to feed the optical fiber preform 100 into the drawing furnace 51.
  • the clad pipe 10b and the core rod 40 are gradually integrated, and the optical fiber 61 Is taken.
  • the optical fiber 61 coming out of the drawing furnace 51 is passed through a cooling device 62, an outer diameter measuring device 63, a resin coating device 64, and a resin curing device 65, similarly to the first embodiment, and a guide roller. 66, a take-up device 67, and a wire storage unit 68, which are wound on a pass line consisting of a winding machine 69.
  • the third embodiment there is no need for a pipe for exhausting gas in the gap between the core rod and the clad pipe when drawing the optical fiber preform or a pipe for connecting the gap to a dry gas atmosphere. Therefore, when the optical fiber is fed into the drawing furnace by the preform feeder, there is no problem in arranging those pipes, and the preform of the optical fiber preform is easy.
  • a device for drawing a solid optical fiber preform which has been conventionally used, can be used as it is.
  • the optical fiber obtained in the first to third embodiments has only one boundary where the rod and the pipe are integrated by heating, and has a transmission loss of 1.38 zz m of light having a wavelength of 0.38 zzm. It can be less than 5 dBZkm and even less than 0.35 dBkm. These values correspond to less than about 0.25 dB / km or less than about 0.1 dB / km for the 0H-based absorption loss for 1.38 xm wavelength light.
  • the boundary exists in a region where the ratio plZr 1 of the distance pl from the center of the core to the boundary and the radius rl of the core pl is 1 or more and less than 2. '
  • the polarization mode dispersion is 0. 1 5 p sZkm 1/2 or less, further may be a 0. 08 ps / km 1/2 or less. Absolute value of the dispersion value variation in the length direction of the 2 p sZnm km 2 or less, more Ru can be 0. 5 ps Znm / km 2. Core eccentricity is also less than 0.3%.
  • the ratio of the diameter D of the core rod to the diameter d of the core part is preferably l ⁇ D / d, so that most of the optical cladding part conventionally synthesized as a part of the core rod is clad. Since it is synthesized as a pipe, manufacturing costs and manufacturing time can be reduced. The step of flame polishing the core rod can also be omitted. If the ratio D / d is in the range of 1 or more and 1.4 or less, the first clad that needs to be synthesized by the same process as the core is at most the same volume as the core, and the effect is more remarkable in terms of productivity. is there.
  • an optical fiber having excellent optical characteristics such as transmission loss, PMD, or dispersion characteristics (fluctuations in the dispersion value in the longitudinal direction of the optical fiber). If core by adding an additive such as Ge_ ⁇ 2 a cladding of pure silica by the core outlet head kept with a portion of the pure silica force Ranaru optical cladding, and the core inlet head When the clad pipe is heated, the core and the clad are integrated while keeping concentricity.
  • the core clad has less optical cladding than before, the manufacturing cost is lower than ever. If the ratio D / d is 1.2 or less, a glass fine particle deposit made of only glass fine particles to which Ge ⁇ 2 is added is manufactured, and when it is dehydrated and made transparent, germanium in the outer peripheral portion is produced. Can be diffused or volatilized to form an optical cladding.
  • the inner surface near the refractive index may be equal first and substantially cladding refraction index of the core rod, a pure silica fluorine and B 2 0 3 and lower gel additive when was refractive index those obtained by adding, those pure silica itself or pure silica G E_ ⁇ 2, P 2 ⁇ 5, a 1 2 ⁇ 3 Ya Ding I_ ⁇ 2, additives which increase the refractive index, such as C 1, was added can give. More preferably, the composition near the inner surface of the clad pipe is the same as that of the first clad. ⁇ Pipe magnification>
  • the clad pipe has a ratio of the outer diameter D 2 to the inner diameter d 2 of the clad pipe D 2 / d 2 A force of 5 or more, 30 or less, preferably more than 7 and 3 or less, more preferably 8 or more, 30 The following are good.
  • the outer diameter is desirably 90 mm or more, more desirably 12 O mm or more, and still more desirably 140 mm or more.
  • the length is at least 500 mm, more preferably at least 600 mm.
  • the eccentricity of the core rod and the clad pipe is preferably 0.3% or less over the entire length, and more preferably 0.2% or less.
  • the eccentricity is a value obtained by dividing the amount of displacement between the center of the core part and the center of the core rod by the core rod diameter.
  • the cladding pipe is The eccentricity of the inner circumference with respect to the outer circumference, which is the value obtained by dividing the displacement between the center of the inner diameter of the pipe and the center of the outer diameter by the outer diameter.
  • This not only reduces the core eccentricity of the finally obtained optical fiber, but also reduces the non-uniformity of the molten state in the cross section perpendicular to the axis when the core rod and clad pipe are integrated.
  • the generation of air bubbles and core non-circles can be suppressed, and the transmission characteristics of the obtained optical fiber can be improved.
  • the non-circularity of the core and the first clad of the core rod and the non-circularity of the outer diameter and the inner diameter of the clad pipe be 1.5% or less, respectively. More preferably 0.5% or less, more preferably 0.2% or less is used.
  • the non-uniformity of the molten state in the cross section perpendicular to the axis is reduced, and the integration of the core rod and clad pipe proceeds uniformly, suppressing the generation of bubbles. can do. Therefore, the transmission characteristics of the obtained optical fiber can be improved.
  • the thickness deviation of the clad of the completed optical fiber is small, that is, since the core is not eccentric, the loss due to the connection of the optical fiber is small. Combining a core rod and a clad pipe with a small non-circularity and low eccentricity will produce even greater effects.
  • both the surface roughness of the core rod and the inner surface roughness of the clad pipe be 2 O ⁇ m or less.
  • both surfaces to be welded have a small surface roughness, which is effective in suppressing the generation of bubbles.
  • the rod or pipe can be stretched to a predetermined diameter using a heating means such as a resistance heating furnace or an induction heating furnace, or can be immersed in an aqueous solution of hydrogen fluoride having a molar concentration of 0.1 to 50% by weight for 1 hour or more. If the impurity contaminated layer on the crushed surface is removed, the surface roughness can be reduced.
  • the ⁇ H group concentration of the core rod is desirably 20 wt ppm or less. More preferably 10 ppm by weight or less, more preferably 2% by weight or less, more preferably 1% by weight] 3 pm or less, most preferably 0.1 ppm or less.
  • concentration of 0H group in the portion included in the mode field diameter when it becomes an optical fiber is 20 ppm by weight or less. More preferably, it is 2% by weight; ppm or less, more preferably 10% by weight or less, more preferably 1% by weight or less.
  • the core rod which has a much smaller heat capacity than the clad pipe, is more deformable. Therefore, it is desirable that the average viscosity of the core rod be equal to or greater than the average viscosity of the clad pipe. This is because it is easy to prevent deformation of the core rod during integration. As a result, the core non-circle, core eccentricity, bubbles, etc. of the obtained optical fiber are less likely to be generated.
  • This temperature range is usually in the range of 100 ° C. to 240 ° C. for quartz glass.
  • the value at 1 20.0 is considered as a representative value.
  • the quartz glass containing the above is desirable.
  • the glass for the clad, fluorine-doped silica glass or other halogen atoms other than fluorine, G E_ ⁇ 2, B 2 0 3, P 2 0 5, A 1 2 0 3 metal oxide one or more such Fluorine-doped quartz glass is desirable.
  • the core is quartz glass containing C1 atoms or quartz glass containing C1 atoms and fluorine atoms
  • the cladding is made of fluorine-containing quartz glass or fluorine-containing quartz glass containing C1 atoms
  • the core is made of G E_ ⁇ quartz glass including quartz glass, or G E_ ⁇ 2 and C 1 atom containing 2, class head fluorine-doped silica glass der containing fluorine-doped silica glass or C 1 atom You.
  • the core contains about 1000 ppm by weight of C1 atoms in quartz glass and the clad is quartz glass containing about 1% by weight of fluorine atoms
  • the above-mentioned relationship between the core and the viscosity of the clad is obtained. Satisfaction and a relative refractive index difference of about 0.34% between the core and the clad are obtained.
  • the type and amount of these additives are appropriately selected and adjusted so as to obtain a predetermined viscosity and a predetermined difference in refractive index between the core and the clad.
  • refractive index profile of the optical fiber there is no particular limitation on the refractive index profile of the optical fiber.
  • Core rods having complex refractive index profiles such as dispersion-shifted fibers and dispersion-compensating fibers can also be used.
  • a standard single-mode optical fiber can be formed if the relative refractive index difference between the core and the cladding is 0.2% or more. it can.
  • the refractive index of the part from the inner surface of the cladding pipe to at least 1 to 10 of the thickness of the cladding pipe, and the refractive index of the first cladding part Should be substantially equal.
  • the relative refractive index difference between the two is not less than 0.05% and not more than + 0.05%, more preferably not less than 0.02% and not more than + 0.02%. It is. This makes a cut-off wave :! An optical fiber with little variation in characteristics such as dispersion and dispersion can be obtained.
  • the clad portion including the first clad may have a plurality of regions having different refractive indexes.
  • an optical fiber was manufactured by rod-in drawing under the conditions shown in Table I (Examples 1 to 4). Specifically, immerse the clad pipe in an aqueous solution of hydrogen fluoride Then, the clad pipe and the support pipe were connected, the inner surface of the clad pipe was subjected to gas phase etching, and the inner surface of the clad pipe was treated with chlorine. After that, the core rod was inserted into the cladding pipe. Then the core rod surface and the clad pipe surface while maintaining the dew point T d ° c a gap was heated to pipe surface temperature T h baked between core rod and cladding pipe. In the second sub-step of the baking step, dry chlorine gas was flown.
  • Example 2 the core rod was divided into two, and the core rod was inserted into the clad pipe from the end of the clad pipe on the downstream side with respect to the gas flow. Table I
  • Optical fiber manufactured under conditions 1, 2 or 4 can reduce the transmission loss of light with a wavelength of 1.38 m to 0.Id BZ km or less.
  • the transmission loss of light with a wavelength of 1.38 / zm was 1.2 dB / km, which was larger than 0.5 dBZkm. This is considered to be due to the high dew point of the dry gas used in the baking process.
  • Optical fibers with low transmission loss can be manufactured with good productivity and low cost.

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Abstract

コアロッドをクラッドパイプに挿入し、コアロッドとクラッドパイプの間の隙間の水分を除去し、隙間を乾燥気体雰囲気と連結しながら、および／または減圧して両者を加熱一体化しつつ光ファイバを線引する。または、コアロッドをクラッドパイプに挿入し、コアロッド表面とクラッドパイプ内表面の水分を除去しつつ一端から光ファイバを線引する。これにより高品質な光ファイバを生産性よく製造する。

Description

光ファイバとその製造方法 技術分野
本発明は光フアイバの製造方法および光ファイバに関する。 背景技術
円筒状をなすクラッド用ガラスの内部に、 円柱状をなすコア用ガラスを揷入し た後、 加熱して線引することにより光ファイバを製造する方法が特開 2000— 233937号公報、 W〇 03/080522、 または WO 01X9001 0に 開示されている。
特開 2000 _ 233937号公報に開示された方法では、 コア用ガラスの径 に対するクラッド用ガラスの外径の比を 10以上とするとともにコア用ガラスの 径およびクラッド用ガラスの内径の寸法誤差を 5 m以内とする。
WO 03X080522に開示された方法では、 機械加工されて最終寸法とさ れた外径 100mm以上の石英ガラス管にコアロッドを同軸に配置してガラス管 とコアロッドとの間の隙間をつぶしながらそれらの下端から光フアイパを線引す る。 .
WO 0 1/90010に開示された方法では、 コアガラス層の周囲に光学クラ ッドガラス層を有し、 コアガラス層の径に対する光学クラッドガラス層の外径の 比が 1から 2. 2の間にあり、 かつ深さ 10 mまでの表面近傍の〇H含有量が 1重量 P pm以下であるコアロッドと、 OH含有量が 1重量 ppm以下のクラッ ドパイプとを同軸に配置して線引して光フアイパを製造することが開示されてい る。
プリフォームロツドとガラス管とをそれらの一端で密封し、 他端に真空ポンプ を接続して、 プリフォームロツドとガラス管との間の隙間を吸引してガラス管を 加熱してプリフォームロッドをガラス管にォ一バークラッデイングさせて光ファ ィバ母材を製造する方法、 あるいはガラス管をプリフォームロッド上にコラブス させて光ファイバを線引する方法が WO 9 8 / 4 3 9 2 1に開示されている。 石英管の内側に石英管よりも屈折率の高い合成ガラスを内付けし、 これを線引 しながら光ファイバを得る方法が特開昭 6 2— 3 0 3 4号公報に開示されている t 特開昭 6 2— 3 0 3 4号公報に開示された方法では、 石英管の一端を封止し、 続 いて石英管を加熱しながら石英管の他端から石英管内のガスを吸気して石英管内 部の除湿を行い、 続いて石英管内部にハロゲンガスまたは水素を含まないハロゲ ン化物ガスを満たして光フアイバを線引する。
大型石英ガラス管と、 コア部とクラッド部のうち光が伝送する部分 （光学クラ ッド部） からなる光ファイバ用コアガラスロッドとをロッドインチューブ法で一 体化して大型石英ガラスプリフォームを製造する方法が特開平 7 - 1 0 9 1 4 1 号公報に開示されている。特開平 7— 1 0 9 1 4 1号公報に開示された方法では、 大型石英管は、 外径 5 0〜3 0 0 ΠΊΠΙ Φ、 外径と内径の比が 1 . 1〜7、 厚さ 1 0 mm以上、 厚さ誤差 2 %以下、 内表面粗さ 2 .0 m以下である。 また特開平 7 - 1 0 9 1 4 1号公報には光学クラッド部の外径はコア部の径の 2倍は最低限必 要であるとされている。
特表 2 0 0 2— 5 0 1 8 7 1には、 ロッドを管内に位置させ、 ロッドと管の間 に環状の空隙を提供し、 管の一端をつぶし、 槳状の空隙に対して真空を付与し、 管の他端をつぶす光ファイバプリフォームの製造方法が開示されている。
一般に光ファイバでは伝送される光のうち相当部分が光学クラッド部にまでし み出しており、 コアとクラッドの間の界面や光学クラッド部に存在する不純物や 不整は伝搬する光の損失の増加や機械強度の低下などの原因となり、 光ファイバ の特性に多大の影響を及ぼす。.そのため光ファイバのコアに相当する部分 （コア 部分） を単独で合成することは一般的ではなく、 特にシングルモード光ファイバ を製造する場合には、 コア部分の周囲に所定量の光学クラッド部をもち、 光学ク ラッド部とコア部分との径の比が、 3以上、 5以下となるように両者を同時に形 成した上で、 さらにその周囲に残りのクラッド部分を形成することで、 光学クラ ッドとその周囲のクラッドとの界面やその近傍に不純物や不整が存在しても光フ アイバの特性に影響を与えないようにして製造されている。
一方、 一般に光ファイバのコア部分は精密に屈折率プロファイルを制御する必 要があり、 その合成にはクラッド部分の合成に比べてコストおよび製造時間がか かる。 このようにコア部分と光学クラッド部を同時に形成する場合には、 光学ク ラッド部についてもコアと同程度のコストでしか製造できない。 発明の開示
本発明の目的は、 低損失かつ生産性に優れた構造をもつ光ファイバとその製造 方法を提供することである。
目的を達成するため、 コアロッドをクラッドパイプに挿入し、 加熱一体化しつ つ線引することを含む光ファイバの製造方法が提供される。 この製造方法は、 コ ァロッドをクラッドパイプ内に挿入する工程、 コアロッド表面とクラッドパイプ 内表面の水分を除去する工程、クラッドパイプの少なくとも一端を封止する工程、 および、 コアロッドとクラッドパイプの間の隙間を乾燥気体雰囲気と連結しなが ら、 およびノまたは減圧した状態で、 一端から線引して光ファイバとする工程を 有する。
本明細書において、 「コアロッド」 は、 光ファイバのコアに相当する部分 （コア 部分） のみからなるものだけではなく、 コア部分の周囲にコア部分よりも屈折率 が小さいクラッド部の一部 （以下第一クラッド部と称す） を有するものも含む。 水分を除去する工程では、 隙間を乾燥気体雰囲気と連結しながら、 および Zま たは減圧しながら、 コアロッドとクラッドパイプを加熱してもよい。 また、 水分 を除去する工程は、 隙間を乾燥気体雰囲気と連結しながら、 およびノまたは減圧 しながらコアロッドとクラッドパイプを加熱する第一副工程と、 隙間をハロゲン ガスまたはハロゲン化合物ガスを含む乾燥気体雰囲気に保ちながらコアロッドと クラッドパイプを加熱する第二副工程を含んでもよい。 クラッドパイプの少なく とも一端を封止する工程は、 クラッドパイプの一端を封止し、 さらに隙間を減圧 しながらクラッドパイプの他端を封止する工程であってもよい。
コアロッドをクラッドパイプに挿入し、 加熱一体化しつつ線引することを含む 別の光ファイバの製造方法が提供される。 この製造方法は、 コアロッドをクラッ ドパイプ内に挿入する工程、 クラッドパイプの少なくとも一端を封止する工程、 および、 コアロッドとクラッドパイプの間の隙間を乾燥気体雰囲気と連結しなが らコアロッドとクラッドパイプを加熱して、 コアロッド表面とクラッドパイプ内 表面に付着する水分を除去しつつ一端から光ファイバを線引する工程を有する。 クラッドパイプの少なくとも一端を封止する工程では、 隙間を乾燥気体雰囲気と 連結し、 かつ減圧してもよく、 コアロッドとクラッドパイプとを一端において一 体化する工程を含んでもよい。
いずれの製造方法においても、 コアロッドの端に支持部材を接続する工程をさ らに有し、 クラッドパイプの少なくとも一端を封止する工程は支持部材とクラッ ドパイプとを端部において一体化させる工程を含んでもよい。 クラッドパイプの 端に支持パイプを接続する工程をさらに有し、 クラッドパイプの少なくとも一端 を封止する工程はコアロッドと支持パイプとを一体ィ匕させることにより一端を封 止してもよい。 コアロッドの端に支持部材を接続する工程、 およびクラッドパイ プの端に支持パイプを接続する工程をさらに有し、 クラッドパイプの少なくとも 一端を封止する工程は支持部材と支持パイプとを一体化させることにより一端を 封止してもよい。 '
乾燥気体中の水素分子、 あるいは水素原子を含む化合物の濃度の合計は 1 0体 積 p p m以下であってもよい。 挿入する工程の前に、 クラッドパイブを加熱する 工程をさらに有してもよい。
コアロッドの径 Dとコァ部分の径 dの比 D/ dは 1以上 2未満であつてもよい。 コアロッドはコア部分のみからなってもよく、 このとき、 クラッドパイプに対す るコアロッドの比屈折率差は好ましくは 0. 2 %以上である。 また、 コアロッド はコア部分と第一クラッド部からなってもよく、 このとき、 第一クラッド部に対 するコア部分の比屈折率差は 0 . 2 %以上、 第一クラッド部の屈折率はクラッド パイプにおける内表面から少なくともクラッドパイプの厚みの 1Z 1 0までの部 分の屈折率と実質的に等しいと好ましい。
クラッドパイプの外径 D 2と内径 d 2の比 D 2 Z d 2は 5以上 3 0以下であり、 かつクラッドパイプの長さは 5 0 0 mm以上であってもよい。 比 D 2 Z d 2は、 7を超え 3 0以下であればより望ましい。
クラッドバイプの内周の外周に対する偏心率は、 製品となりうる部分（有効部） 全長にわたって 0 . 3 %以下であってもよい。 1 2 0 0 °Cにおいて、 コアロッド の平均粘度がクラッドパイプの平均粘度以上であってもよい。
くわえて、 コアとその外周にコアよりも屈折率が小さいクラッドを有し、 光フ アイバの軸に垂直な断面においてロッドとパイプとが加熱一体化されて形成され る境界を一つのみ有し、 1 . 3 8 / mの波長の光の伝送損失が 0 . 5 d B Z k m 以下である光ファイバが提供される。
コアの中心から境界までの距離 p iとコアの半径 r lとの比 p lZ r 1は、 1以 上 2.未満であってもよい。 境界からコアまでの部分である第一クラッドに対する コアの比屈折率差が 0 . 2 %以上であり、 第一クラッドの厚みを tとしたとき、 コアの中心と同心であって半径 r + 2 tの円と境界とに挾まれる部分の屈折率と 第一クラッドの屈折率とが実質的に等しくてもよい。 1 2 0 0 °Cにおけるコアの 平均粘度がクラッドの平均粘度以上であってもよい。 コアが純石英ガラスあるい は添加材を含んだ石英ガラスからなり、 クラッドがフッ素添加石英ガラスを主成 分とするガラスからなってもよい。 図面の簡単な説明
本発明は、 以下において、 図面を参照して詳細に説明される。 図面は、 説明 を目的とし、 発明の範囲を限定しょうとするものではない。
図 1は、 本発明の第一実施形態を示す流れ図である。
図 2は、 本発明の第一実施形態の変形例を示す流れ図である。 .
図 3は、 多パーナ多層付け法の一態様を示す図である。
図 4は、 多バ一ナ多層付け法のパーナの折り返しの一態様を示す図である。 図 5は、 クラッドパイプの穿孔の一態様を示す図である。
図 6は、 クラッドパイプの純化の一態様を示す図である。
図 7 aは、クラッドパイプと支持パイプとの融着接続の一態様を示す図であり、 図 7 bは、クラッドパイプと支持パイプとの有着接続の別の態様を示す図である。 図 8は、 クラッドパイプを加熱する一態様を示す図である。
図 9は、 コアロッドをクラッドパイプに挿入する一態様を示す図である。
図 1 0は、 コアロッドの固定治具の一態様を示す図である。
図 1 1は、 コアロッドをクラッドパイプ内に挿入して固定する一態様を示す図 である。
図 1 2は、 コアロッドをクラッドパイプ内に挿入して固定する別の態様を示す 図である。
図 1 3は、 クラッドパイプの一端を封止する工程の一態様を示す図である。 図 1 4 aは、 一端が封止されたクラッドパイプのー態様を示す図であり、 図 1 4 bは、 クラッドバイプの一端を封止する別の態様の要部を示す図である。
図 1 5は、 ロッドィン線引の一態様を示す図である。
図 1 6は、 ロッドィン線引の他の態様の主要部を示す図である。
図 1 7は、 本発明の第二実施形態を示す流れ図である。
図 1. 8は、 本発明の第二実施形態のロッドィン線引の一態様の要部を示す図で ある。
図 1 9は、 本発明の第三実施形態を示す流れ図である。
図 2 0は、 本発明の第三実施形態におけるコアロッドとクラッドパイプの間の •隙間の減圧工程の一態様を示す図である。
図 2. 1は、 本発明の第三実施形態におけるクラッドパイプの両端を封止する一 態様を示す図である。
図 2 2は、 本発明の第三実施形態の口ッドィン線引開始時の一態様を す図で ある。
図 2 3は、 本発明の第三実施形態のロッドイン線引の一態様を示す図である。_ 発明を実施するための最良の形態
本発明の実施形態が、 以下において、 図面を参照して説明される.。 図面におい て、 説明の重複を避けるため、 同じ符号は同一部分を示す。 図面中の寸法の比率 は、 必ずしも正確ではない。 コアロッドをクラッドパイプに挿入して加熱一体化することを以下では口ッド ィンコラプスという。 コアロッドをクラッドパイプに揷入して加熱一体化しつつ 線引することを以下ではロッドィン線弓 Iという。
光ファイバの製造過程でロッドイン線引を行うと、 得られた光ファイバには、 ロッドとパイプとが加熱一体化されて形成される境界面 （以下ロッドイン界面と もいう） が形成される。 光ファイバをその軸と垂直な面で切断した後、 断面をフ ッ化水素酸溶液、 またはフッ化アンモニゥムを混合したバッファ一ドフッ化水素 酸溶液中に浸漬して化学ェツチングし、この断面を電子顕微鏡により観察すると、 境界は段差として観察される。
本発明の光ファイバの製造方法においては、 コアロッドをクラッドパイプ内に 挿入し、 コアロッド表面とクラッドパイプ内表面の水分を除去し、 クラッドパイ プの少なくとも一端を封止し、 コアロッドとクラッドバイプの間の隙間を乾燥気 体雰囲気と連結しな力 Sら、 および Zまたは減圧した状態で、 コアロッドとクラッ ドパイプとを加熱する。 加熱されて軟化したコアロッドとクラッドパイブとは縮 径しつつ一体化され、 そのまま線引される。
このようにすることで、 コアロッド表面とクラッドパイプ内表面、 すなわち両 者の界面付近の不純物、 特に O H基、 あるいは不整を効果的に除去できるととも に、 コア '口ッドとクラッドパイプを一体化する際の不純物の混入を抑制すること ができる。 これによりロッドイン線引により製造された光ファイバとしては従来 にない光伝送特性の優れた光ファイバを製造することができる。 また、 光学的ク ラッドの大半または全てをクラッドパイプとしてコア合成とは別工程でかつ一度 に形成するので、 製造コストの低減および製造時間の短縮が可能である。
線引工程では細径化に伴いパイプ外周部から内径中心方向に向かって均一に外 力が加わるため、 縮径が速やかでありかつ均一であり、 コアロッドとの界面に気 泡が残ったり、 コアゃクラッドが非円または偏心するおそれが少ない。 したがつ て大型厚肉クラッドパイプであっても、 そのクラッドパイプを用いてロッドイン 線引して良好な光ファイバを製造することができる。
また本発明による光ファイバは、 コアとその外周にコアよりも屈折率が小さレ クラッドを有し、 光ファイバの軸に垂直な断面においてロッドとパイプとが加熱 一体化されて形成される境界を一つのみ有し、 1 . 3 8 111の波長の光の伝送損 失が 0 . 5 d B/ k m以下であり、 不純物、 特に水分が少なく低損失であり、 か つ生産性に優れた構造をもつ。 本発明の実施形態を以下に記載する。 図 1は、 本発明の第一実施形態を示す流 れ図である。図 2は、本発明の第一実施形態の変形例を示す流れ図である。以下、 図 1に示した例を中心に各工程について説明する。
第一実施形態では、 それぞれ別に製造されたコァロッドとクラッドパイプを用 意する。 コアロッドおよびクラッドパイプは自作したもの、 第三者から購入した ものいずれも使用可能である。 図 1または図 2にカツコを付して示した工程は省 略することが可能な工程である。 ロッドイン線引の前処理工程として、 クラッド パイプを純化、 洗浄、 加熱脱水、 エッチング、 平滑化、 およびコアロッドの洗浄 を行うことが好ましい。 そして、 コアロッドをクラッドパイプに挿入して固定す る。 次に、 ベーキング工程に移り、 コアロッド表面とクラッドパイプ内表面を加 熱して脱水する。 次にクラッドパイプの一端を封止する。 次に、 コアロッドとク ラッドバイプの間の隙間を乾燥気体でサイクルパージすることが好ましい。次に、 クラッドパイプを加熱して縮径させてコアロッドと一体化させつつ、 一体化した 部分から光ファイバを線引する口ッドィン線引を行う。
図 2に示すように、 クラッドパイプの前処理工程においては、 必要に応じて内 径に合わせてクラッドパイプの外面を研削またはェツチングして所定の外径およ び内径を有するクラッドパイプとすることもできる。 また、 クラッドパイプを把 持するための支持パイプをクラッドバイプに接続することが好ましい。 くコアロッドの製造 >
V A D法によりコアロッドを製造する。 コア合成パーナおよび第一クラッド合 成バーナを使用し、 それぞれのパーナにガラス原料ガス、 可燃性ガス、 助燃性ガ ス、 および必要に応じ添加材原料ガスを供給し、 出発材の下にガラス微粒子を軸 方向に堆積させてガラス微粒子堆積体を製造する。 添加材原料ガスは必要に応じ コア合成パーナまたはクラッド合成パーナのどちらかあるいは両者に供給する。 これらガラス合成バ一ナは必要に応じて使用する本数を決定する。 このようにし て最終的に透明ガラス化して得られる第一クラッド部の径 （この場合はコアロッ ドの径と等しい） Dとコア部の径 dとの比 D/ dが 1を超え 2未満となる範囲の 所定の値で、 かつ所定の屈折率プロファイルが得られるように、 可燃性ガス、 助 燃性ガス、 添加材原料ガス流量、 ガラス堆積量、 等を調整してガラス微粒子堆積 体を製造する。
コア部のみからなるコアロッドを製造する場合は、 クラッド合成バ一ナを使用 せず、 コア合成パーナにガラス原料ガス、 可燃性ガス、 助燃性ガス、 および必要 に応じ添加材原料ガスを供給し、 出発材の下にガラス微粒子を軸方向に堆積させ てガラス微粒子堆積体を製造する。 この場合コアロッドの径0、 コア部の径 dの 比 DZ dが:！である。
コアロッドの製造には OVD法も適用可能である。 出発材の周囲にまずコア部 となるガラス微粒子を堆積させる。 第一クラッドを有するコアロッドを製造する 場合は、 コアの周囲に第一クラッド部となるガラス微粒子を堆積する。 最終的に 透明ガラス化して得られる第一クラッド部の径 （この場合はコアロッドの径と等 しい） Dとコア部の径 clとの比 DZ dが 1より大きく 2未満となる範囲の所定の 値となるようにコア部と第一クラッド部の堆積量を調整する。 〇 V D法による場 合は、 得られるガラス微粒子堆積体から出発材を抜き取る。
上記のいずれの場合も得られるガラス微粒子堆積体を脱水および透明化して、 コアの周囲にクラッドを有さない、 あるいはごく僅かにクラッドを有するコァ口 ッドを製造する。 〇V D法でガラス微粒子堆積体を製造したときは透明化して得 られたガラスパイプを加熱して中実化する、 あるいはガラス微粒子堆積体の透明 化と同時に中実化してコアロッドとする。以上示した VAD、〇VD法以外にも、 ゾルゲル法、 M C VD法、 P C VD法、 その他公知の手段を単独または組み合わ せて用いることでコアロッドの製造が可能である。 透明ガラス化したコアロッド は必要に応じ、 抵抗加熱炉、 誘導加熱炉等の公知の加熱手段を用い所定の径に延 伸加工する。 例えば 3〜3 0 mmの径になるように延伸する。 <クラッドパイプの製造 > '
V A D法または O V D法でクラッドパイプを製造することができる。 最終的に 外径の大きなクラッドパイプを得る場合は、 多数のバーナを並列させてバ一ナ列 とし、 パーナ列と出発材とを相対的にパーナ間隔の数倍以下の距離だけ動かす多 本パーナ多層付け （MMD) 法が望ましい。 MMD法を含む O V D法では出発材の周 囲にガラス微粒子を堆積させガラス微粒子堆積体を製造する。 得られるガラス微 粒子堆積体から出発材を抜き取つた後、 脱水および透明化してクラッドバイプを 得る。 あるいは得られるガラス微粒子堆積体を脱水、 透明化した後に出発材を抜 き取ってクラッドパイプを得る。
MMD法について、 図 3を参照して説明する。 この方法では、 1本のパーナで はガラス微粒子堆積体の長手方向の一部分のみを形成するようにガラス微粒子を 堆積させ、 一部分が連続して一つのガラス微粒子堆積体となる。 容器 4内に出発 材 1を収納し、 出発材 1に対向させて複数のパーナ 2を配列してパーナ列 7を形 成させる。 出発材 1またはパーナ列 7のいずれか、 または両者を移動させて、 出 発材 1とパーナ列 7を相対的に往復移動させる。 往復移動の幅は略バ一ナ間隔と する。 ここでパーナ間隔とは各パーナの中心間の距離をいう。 バ一ナ 2から供給 されるガラス微粒子が出発材 1上に堆積してガラス微粒子堆積体 6となる。 バ一 ナにガラス原料ガス、 可燃性ガスおよび助燃性ガスが供給されてパーナから火炎 が噴き出され、 火炎中でガラス微粒子が合成されてもよく、 バ一ナにガラス微粒 子が供給されて噴き出されるのでもよい。 容器中にはパーナ周囲等に設けられた 通気口 3から清浄ガスが供給され、 容器 4内のガスは堆積しなかったガラス微粒 子とともに排気口 5から排気される。
ガラス微粒子堆積体 6の径を長さ方向に一定とするために、 往復移動の折り返 し点が一定の箇所にならないように分散させる。 図 4では折り返し点が初期の位 置に戻るまでの最も外側のパーナ 2 の動き（実線） とその内側の 2 bの動き（点 線） を示し、 その他のバ一ナを省略している。 図 4ではバ一ナ間隔の 5分の 1ず つ折り返し点が移動し、 折り返し点を上下させて分散させている。 ガラス微粒子 堆積体の両端部に堆積される層数は出発ロッドの位置により、 2層、 6層、 1 0 層、 1 4層、 1 8層となり両端部以外では 2 0層堆積される。
V AD法でクラッドパイプを作る場合は、 出発材の下部にガラス微粒子堆積体 を形成し、 脱水および透明化して中実のガラスロッドを得た後、 それを穿孔する 方法がある。 穿孔方法は、 ドリル等で孔を開けるのでもよく、 図 5に示すような 加熱して軟化させたガラスロッドの中心付近に穿孔治具を押し込んで孔を開ける 方法もある。 また O V D法と同様に出発材の周囲にガラス微粒子を堆積させ、 出 発材を抜き取った後、 脱水および焼結する、 あるいは得られるガラス微粒子堆積 体を脱水、 透明化した後に出発材を抜き取ってクラッドパイプとすることも可能 である。
クラッドパイプの製造方法についてはコアロッドの製法と同様、 種々の公知技 術も使用可能である。クラッドパイプは必要に応じ、内面や外面を機械的に研削、 研磨したり、 所定の外径となるよう延伸したりして、 内径、 外径、 内外面粗さを 調整する。
図 5を参照して、 加熱して軟化させたガラスロッドの中心付近に穿孔治具を押 し込んで孔を開ける方法について説明する。 クラッドパイプとなるロッド 1 0を 穿孔装置 2 0に取り付ける。 加熱部 2 3の両側に設けられた把持手段 2 2 a、 2. 2 bのチャック 2 7 a、 2 7 bで支持パイプ 1 1 a、 l i bを把持する。 引取側 から穿孔治具 2 1を支持パイプ 1 l bの孔に掙入してロッド 1 0の端に押しあて る。 穿孔治具 2 1は支持部材 2 6を介して固定手段 2 8に固定されている。 穿孔 治具 2 1と向き合ってロッド 1 0を挟むようにダイス 2 5をロッド 1 0の外面に 押しあてる。 ダイス 2 5の内径はロッド 1 0の径よりもやや小さめとする。 ダイ ス 2 5は発熱部 2 3の引取側に隣接して配置する。
加熱源 3 0を発熱させてロッド 1 0を 1 8 0 0 °Cから 2 6 0 0 °Cに加熱して軟 化させる。 把持手段 2 2 a、 2 2 bをそれぞれ所定の速度で送り側から引取側へ (図 5で矢印 Aの方向）、 基台 2 4 a、 2 4 bの上を移動させ、 ロッド 1 0を引取 側へ送っていく。 穿孔治具 2 1が軟化されたロッド 1 0に押し込まれて孔を形成 する。 ダイス 2 5によりクラッドパイプ 1 0 bは所定の外形とされる。 ぐ純化工程 >
このようにして得られたクラッドパイプの純化処理を行う。 クラッドパイプ内 に直流高電圧、 例えば 5 k V (電界で表せば 1 0 V Zmm) 以上を印加しつつ、 クラッドパイプの温度を 5 0 0 °Cから 1 5 0 0 °Cの間の所定温度に保ちながら、 3時間以上保持する。 これによりガラス中、 ガラス内、 またはガラス外表面に付 着混入した金属不純物陽イオンを陰極側に移動させる。 その後不純物が集まった 部分のガラスを除去することで、 より高品質のクラッドパイプを得ることができ る。
例えば、 図 6に示すように、 加熱炉 32内に陽極電極 31 a、 陰極電極 31 b を設けて、 クラッドパイプ 1◦ bを加熱炉 32に入れて陽極電極 31 a、 陰極電 極 3 1 bで挟む。 支持パイプ 1 1 bを加熱炉外に出して把持手段 34で支持パイ プ 1 1 bを把持する。 ヒータ 33を発熱させて、 クラッドパイプを 500°Cない し 1 3 00°Cに加熱する。 電極 31 a、 31 b間に 30 k Vの直流高電圧をかけ て金属不純物を陰極電極 3 1 b側に移動させる。 その後， クラッドパイプ 10 b を加熱炉 32から取り出して外周部を研削して不純物を除去する。 このとき、 ク ラッドパイプの内周の外周に対する偏心率が 0. 3 %以下となるように研削する と、 そのクラッドパイプから製造される光ファイバの非円や偏心を小さくするこ とができて好ましい。 ここでクラッドパイプの内周の外周に対する偏心率とは、 プ内径中心と外径中心との位置ずれ量を外径で除した値である。
<HF洗浄処理 > ·
前述のようにして得られるコアロッドおよびクラッドパイプをフッ化水素水溶 液に浸漬し、 洗浄する。 使用するフッ化水素水溶液は、 重量濃度が 0. 1重量％ から 5 0重量％の間であると取り扱いが容易である。 浸漬時間は 1時間以上とす る。 これによりコアロッド表面、 クラッドパイプ内外面の不純物汚染層を除去で きる。
洗浄後のコア口ッドおよびクラッドパイプは、 H e、 A r等の不活性ガス、 N 2、 02ガスや、 C 12、 フッ素等のハロゲンガス、 塩化チォニル （SOC 12)、 S i F4等のハロゲン原子を含むガス、 さらには S i C l 4、 Ge C l 4、 POC l 3、 PC 13、 BC 13、 BB r 3等のガス、 あるいはそれらの混合ガス雰囲気中で加 熱して脱水する。
<支持パイプ接続 >
クラッドパイプの両端には必要に応じて支持パイプを接続し、 クラッドパイプ を取扱うときはその支持パイプを把持するようにする。 把持箇所は傷がつく場合 があるが、 クラッドバイプの外部に把持箇所を設けることで有効なクラッドバイ プ部分に傷がつくのを防ぐ。 図 7 aに示すように、 クラッドパイプ 1 0 bおよび 支持パイプ 1 1の接続箇所を酸水素パーナ 1 2等の加熱源で加熱してクラッドパ イブ 1 O bの両端に支持パイプ 1 1を融着接続する。 クラッドパイプ 1 0 bの形 状によっては、 クラッドパイプ 1 0 bの両端部を切断してから支持パイプ 1 1を 接続してもよい。 酸水素バ一ナ 1 2の代わりにプラズマバーナを使用する、 ある いは図 7 bに示すように、 抵抗発熱型または誘導発熱型のヒータ 1 3を使用する 等、無水の加熱源を使用すると接続箇所に〇H基が混入することがない。つまり、 クラッドパイプの両端部の O H基濃度を低く保つことができる。 これにより製造 される光ファイバ全長において〇H基による損失を小さくすることができる。 線 引開始側または中実化開始側となる支持パイプはクラッドバイブょり径を小さく するのが望ましい。 後述するように、 ロッドイン線引時に支持パイプをコラブス してコアロッドまたはコアロッドの端に接続した支持部材と一体化することによ りクラッドパイプの端を封止する場合に、 支持パイプの径が小さいほうが封止が 容易であるからである。 ·
<取り付け >
図 8に示すように、 クラッドパイプ 1 0 bを縦にして線引装置に取り付ける。 上下の支持パイプ 1 1 b、 1 1 cをそれぞれ把持手段 4 3 b、 4 3 aに取り付け る。
クラッドパイプを把持手段に取り付けた後、 コアロッドを挿入する前にクラッ ドパイプ内に乾燥ガスを流してクラッドパイプ内表面を 8 0 °Cないし 1 0 0 0 °C に加熱することが望ましい。 1 5 0ないし 8 0 0 °Cに加熱することがさらに望ま しい。 クラッドパイプ内表面に物理的に付着している水分が除去される。 クラッ ドパイプと同程度の長さの熱源で全体を加熱してもよく、 クラッドパイプよりも 短い熱源をクラッドパイプに相対的に移動して加熱してもよい。クラッドパイプ、 コアロッドおよび両者の間の乾燥ガスを加熱する方法としては、 クラッドパイプ 外部から火炎を吹き付けること、 プラズマ化させた気体を吹き付けること、 加熱 したヒータから熱を加えることがあげられる。 図 8にはクラッドパイプとほぼ同 じ長さのヒータ 7 0を使用して加熱範囲全体を同時に加熱する例を示す。 <気相：
クラッドパイプの加熱脱水工程の後に、 クラッドバイプ内表面を気相： グする工程を行ってもよい。 エツチング処理によりパイプ内表面に残留した不純 物をより効果的に除去することができるので、 パイプ内表面に不純物の残留が多 い場合に有効な方法である。 パイプ内表面の異物が減って線引時の断線ゃ光ファ ィバの異常点を減少できる。エッチングガスには S F 6、 N F 3、 S i F 4、 C F 4、 C 2 F。等のフッ素化合物ガスやフッ素ガス等が使用可能である。 これらの化合物 ガスに、 ヘリウムやアルゴン等の不活性ガス、 N 2、 02、 さらに脱水効果ゃ脱遷 移金属効果をもつ化合物ガス、 例えば C 1原子を含む化合物ガス等をも含む混合 ガスでもよい。
気相エッチング工程ではパイプ内表面の温度を 1 0 0 0ないし 2 3 0 0 °Cにカロ 熱する。 フッ素化合物ガスやフッ素ガス等が分解し、 ガラスと反応することでパ イブ内表面がエッチングされる。 エッチングによる研削量は 1 0 m以上とし、 パイプの内面の内面の荒れをなくすことが望ましい。 ぐ内面平滑化 >
クラッドパイプ内に C 1 2ガス、 あるいは塩素原子を含む化合物ガス、 〇2ガス、 H eガスないしはそれらを 2種以上含む混合ガスを流してクラッドパイプ内表面 を 1 7 0 0 °Cないし 2 3 0 0 °Cに加熱してクラッドパイプ内表面を平滑化するェ 程を行うことも可能である。 これによりクラッドパイプを殆ど変形させずに、 当 該パイプ内面に残留する微小な傷、 あるいは凹凸部が溶融平滑化され、 内面粗さ を 2 0 m以下にすることができる。 塩素ガスを使用した場合は、 クラッドバイ プに化学的に付着している水分や当該パイプに残留する遷移金属系不純物を除去 でき、 気泡の発生防止に効果的である。
<コアロッドの挿入 >
図 9に示すように、 コアロッド 4 0をクラッドパイプ 1 0 b内に挿入する。 蓋 4 7 bに固定されて支持パイプ 1 1 bに取り付けられた配管 4 2からクラッドパ イブ 1 0 b内に乾燥気体を流すことにより、 クラッドパイプ' 10 b内に大気が混 入して大気中の水分がコアロッド 40やクラッドパイプ 10 bに付着することを 防止する。 乾燥気体は、 コアロッド 40を挿入する側の反対側からクラッドバイ プ 10 b内に流す。 コアロッド 40を下から挿入するときは乾燥気体を上から流 し、 その逆でもよい。 蓋 47 bは密閉可能がものが好ましく、 フッ素化合物樹脂 製のものがあげられる。 蓋の密閉性をあげるために〇リング等のシール材を併用 してもよく、 例えば石英の蓋とフッ素化合物樹脂製の Oリングとを組み合わせて もよい。 後述するようにコアロッド 40には両端に支持部材 41 a、 41 T?を融 着接続しておくのが好ましい。
コアロッドの径 Dとコア部分の径 dの比 DZdに合わせてクラッドパイプの内 径 d 2と外径 D 2の比 D 2/d 2を決定し、 所望の構造および特性の光フアイバ が得られるコアロッドとクラッドパイプとを組み合わせる。 コアロッドとクラッ ドパイプとの間の隙間は 0. 05mmないし 3mmが好ましい。 パイプの内径と ロッドの径との差でいうと 0. 1mm以上である。 ロッドをパイプに揷入すると きにあまりに隙間が小さい口ッドとパイプがこすれて傷がつくことがある。 隙間 が大きすぎる場合には、 両者の融着一体化が不均一になりやすい。
コアロッドとクラッドパイプの間の隙間が大きい場合ゃコァロッドが極端に細 い場合は、 コアロッドを 2本に分けてもよい。 この場合、 コアロッド同士は機械 的に接触させる。 こうすることで、 コアロッドの偏在ゃ撓みによるコアの偏心を 抑えることができる。 コアロッドのつなぎ目の部分は線引中または線引後に廃却 する。
<乾燥気体 >
乾燥気体は、 水素分子、 あるいは水素原子を含む化合物 （例えば H2、 H2〇や CH3OH)の濃度の合計が 10体積 p pm以下の気体であり、 望ましくは 4体積 ppm以下の気体であり、 特に望ましくは 1体積 p pm以下の気体であり、 最も 望ましくは 1体積！） p b以下の気体である。 化合物が水分の場合には、 その水分 濃度は露点として測定することができ、その場合、 10体積 p pmでは一 60t：、 4体積 p pmでは一 67°C、 1体積 p pmでは— 76 °C、 1体積 pp bではー 1 12°Cに相当する。 ここでの露点は大気圧基準で測定したものである。 ガス種と しては He、 A r等の不活性ガス、 Ν2、 02ガスや、 C 12、 フッ素等のハロゲ ンガス、 S〇C 12、 S i F4等のハロゲン原子を含むガスも使用可能である。 さ らには S i C l 4、 GeC l 4、 POC l 3、 PC 13、 BC 13、 BB r 3等のガス も使用可能である。
<コア固定 >
コアロッドは支持パイプ内にあらかじめ入れられた固定治具 44に挟んで固定 する。 固定治具 44に挟まれる部分からは所望の特性を有する光ファイバ（良品） を得ることができないので、 固定治具 44に挟まれる部分を単にコアロッドを支 持するための支持部材とするとコアロッドを無駄に使うことがない。 したがって コアロッドの両端には支持部材を接続するのが好ましい。 クラッドパイプの端を 封止する場合には、 クラッドパイプをコラブスしてコアロッドに一体化させると コラッブスした部分のクラッドパイプおよびコァロッドからは良品が得られれな いので、 クラッドパイプに接続した支持パイプをコラブスしてコアロッドに接続 した支持部材と一体化させるのが、 クラッドパイプおよびコァロッドを無駄にし ない点で好ましい。
以下では、 コアロッドに支持部材 41 a、 41 bを融着接続して、 支持部材を 固定治具で挟む場合について説明する。 固定治具は例えば図 1 0に示すような溝 45を付けた環 46がある。 環の外径を支持パイプの内径よりやや大きめとし、 環 46の内径を支持部材の外径よりもやや小さめとする。 環 46を弹性材で形成 すれば、 環 46を支持パイプ内に押し入れて支持部材を環 46に押し込むことに より支持部材を環 46を介して支持パイプに固定できる。 こうしてコアロッド 4 0がクラッドパイプ 1 O b内に固定される。 コアロッドを固定した状態であって も乾燥気体は溝 45を通って環 46の上下を流通できる。
コアロッド 40をクラッドパイプの下から入れる場合は、図 1 1に示すように、 上側の支持パイプ 11 b内に固定治具 44を入れ、 ここに支持部材 41 bを押し 込んでコアロッド 40の上端を固定する。 固定治具 44を使用することでコア口 ッド 40をクラッドパイプ 10 bの中心に固定することができ、 線引した後の光 ファイバの非円率または偏心率を小さくできる。 2力所以上で支持部材 4 l bを 把持することが望ましい。 支持部材 4 1 aの下端にはあらかじめ固定治具 4 4を 付けておき、 固定治具 4 4ごと下側の支持パイプ 1 1 c内に押し込み、 支持部材 4 1 aの下に支持棒 4 8を置き、 蓋 4 7 aを下側支持パイプ 1 1 cの下端に取り 付ける。 コアロッド 4 0は支持パイプ 1 1 b、 支持パイプ 1 1 cに固定されてパ イブ内に吊され、 力、つ支持棒 4 8を介して蓋 4 7 aにより下端が支えられる。 蓋 4 7 aにはガスの供給または排出が可能な配管 4 9を取り付ける。 蓋 4 7 aで支 持パイプ 1 1 cを密閉する。
固定治具を用いる代わりに、 支持パイプまたはクラッドバイプの端部を加熱し て縮径させてコアロッドを把持することも可能である。 このとき、 縮径箇所の上 下にガスが流れることができる隙間ができるように支持パイプないしクラッドパ イブを縮径させる。 支持パイプまたはクラッドパイプの端部の肉厚を薄くして縮 径しゃすくすることも可能である。 図 1 2に示す例では、 支持部材 4 l bを支持 パイプ 1 1 bよりも上に出して、 そこを把持手段 5 0で把持してコアロッド 4 0 を固定する。 この場合、 配管 4 2と支持部材 4 1 bとが干渉しないようにする。 支持部材 4 1 と蓋 4 7 との間はできるだけ隙間をなくす。 特に、 クラッドパ イブ 1 0 b内に S F 6や C 1 2などの有毒なガスを流す場合は支持部材 4 1 と 蓋 4 7 bとの間にシ一ル材を充填する等して気密に保つ。
ァロッドを挿入する以降、 線引が終了するまで、 クラッドパイプ内部に大気 中の水分、 水素分子、 あるいは水素原子を含む化合物が混入しないようにコア口 ッドとクラッドパイプとの間の隙間は常に乾燥気体雰囲気とするか、 減圧雰囲気 とする力、 あるいは乾燥気体雰囲気としながら減圧雰囲気とする。 クラッドパイ プ内部を乾燥気体雰囲気に保つ方法としては、 クラッドパイプ内部をこれらのガ スで置換した後密閉する方法またはクラッドパイプ一端より継続的に乾燥気体を 流入させつつ、 他端側から排出させる方法がある。 後者の方法では、 図 1 1、 図 1 2に示すように、 配管 4 2から乾燥ガスを供給し、 配管 4 9からクラッドパイ プ 1 0 b内のガスを排出する。 乾燥ガスを吹き流している状態では蓋 4 7 aは気 密になるように支持パイプ 1 1 cに取り付ける必要はない。 コアロッドをクラッドパイプに揷入、 固定した後、 コアロッドとクラッドパイ プの間の隙間を乾燥気体雰囲気と連結しながら、 およびンまたは減圧しながら、 パイプおよびコアロッドを加熱してパイプ内表面およびコアロッド表面に付着し ている水素分子、 あるいは水素原子を含む化合物を除去する （以下、 この処理を 脱水素処理という。）。 例えば隙間を乾燥気体流路と連結して乾燥気体を隙間に導 入しながらコアロッドとクラッドパイプを加熱する。 あるいは隙間の気体を排気 して隙間を減圧にしながらコアロッドとクラッドパイプを加熱する。 あるいは隙 間に乾燥気体を導入しながら同時に隙間の気体を排気して隙間を減圧にしながら コアロッドとクラッドパイプを加熱する。 この脱水素処理のための加熱工程をべ 一キング工程という。 コアロッド表面およびクラッドパイプ内表面をべ一キング 工程で脱水素処理することにより、 その後にロッドィン線引して得られた光ファ ィバのロッドインによる界面付近の O H基濃度を低減し、 O H基による伝送損失 が従来のロッドィン線引では得ることができなかった低い値である光ファイバを 得ることができる。
以下では乾燥気体雰囲気を導入しながら加熱処理する場合の例について説明す る。 図 1 1、 図 1 2に示すように、 配管 4 2から乾燥気体を供給し、 配管 4 9か らクラッドパイプ 1 0 b内の気体を排出してクラッドパイプ内を上から下に流れ るガスの流れを作る。 ガスの流れの向きを逆にすることも可能である。 ガスの流 量は標準状態で毎分 1リットル以上とするのが望ましい。 クラッドパイプ内表面 またはコアロッド表面の加熱温度は 8 0 °Cないし 1 0 0 0 °Cとする。 1 0 0 0 °C を超える高温とすると、 ロッド表面やパイプ内表面に物理的に付着している水分 がガラスと反応してコアロッドゃクラッドパイプに化学的に吸着したり、 あるい は O H基となってガラスに結合してしまい、 その後除去することが困難となるこ とがある。 加熱温度は 8 0 0 °C以下が望ましい。 加熱温度を 6 0 0 DC以下とすれ ばガラス表面での〇H基の生成がない。 温度を 5 5 0 °C以下とすれば水分がガラ ス表面に化学的に吸着しない。 一方、 物理的に付着している水分を除去するには 8 0で以上で効果があり、 1 5 0 以上であれば短時間で除去可能であり、 3 5 0 C以上であればさらに短時間で除去可能である。 例えばクラッドパイプ内表面 を 3 0分間以上 4 5 0 に保つ。 乾燥気体は、 窒素、 酸素、 ヘリウム、 アルゴン 等のガス、あるいはハロゲンガス、ハロゲン元素化合物ガスを含むものでもよい。 ベーキング中に乾燥ガスを供給する側の支持パイプを加熱して、 乾燥ガスを支 持パイプを通過する間に温めてからクラッドパイプ内に供給してもよい。 この場 合、 パイプ内を通過するガスの流量を例えば 1 s l m以上に設定し、 下流側から 大気が逆流しないようにするとよい。
加熱源にはパーナ、 ヒータが使用可能である。 水分をクラッドパイプ外面に与 えないという点でヒータが望ましい。 加熱範囲はクラッドパイプ全長とする。 後 に支持パイプをコラブスさせてコアロッドまたは支持部材と一体化させる場合は、 支持パイプゃ支持部材の一体化される箇所より有効部側の部分をべ一キング工程 で脱水素処理してそれらに付着している水素分子または水素原子を含む化合物を 減少させる。 これによりロッドイン線引のときに一体化する部分に O H基が生成 することがなく、 O H基によって光の伝送損失増加が生じることがない。 同じ理 由で支持パイプと支持部材はそれぞれの表面から深さ 1 0 までの OH基濃度 を 1体積 p p m以下としておけば、 そこからの水素が光ファイバ中で O H基とな つて光の伝送損失増加の原因となることがない。
加熱源の長さが加熱範囲の長さよりも短い場合は、 加熱源をクラッドパイプお よびコアロッドに対して相対的に移動させる。 いずれを移動させてもよく、 両方 を速度を違えて移動さ.せてもよい。加熱範囲とほぼ同じ長さの加熱源を使用して、 加熱範囲全体を同時に加熱することも可能である。
'ベ一キング工程において、クラッドパイプ 1 0 b内を減圧雰囲気とする場合は、 グラッドパイプ 1 0 b内のガスの排気量を乾燥気体の供給量以上とする、 あるい は、 乾燥気体を供給せず、 配管 4 2または 4 9からクラッドパイプ 1 0 b内のガ スを排気する。 クラッドパイプ 1 0 b内の圧力を 6 0 k P a以下とするのが望ま しい。 クラッドパイプ内を排気することにより、 クラッドパイプ内表面やコア口 ッド表面から脱離させた水分がクラッドパイプ内から除去されるので、 水分の脱 離効果が増す。 また、 一旦クラッドパイプやコアロッドから脱離した水分がパイ プゃロッドに再度付着することもない。 ベ一キング工程は固定治具等でコアロッ ド 4 0をクラッドパイプ 1 0 b内に固定する前に行うことも可能である。 ベーキング工程を加熱温度を違えて 2回行う （第一副工程、 第二副工程） とコ ァロッドおよびクラッドパイプの水分をさらに除去することができる。 第一副ェ 程では、 前述したようにクラッドパイプ内表面またはコアロッド表面の温度を 8 0 °C以上 1 0 0 0 °C以下、 好ましくは 1 5 0 °C以上 1 0 0 0 °C以下に加熱し、 第 二副工程では、 第一副工程より高温に加熱するのが望ましい。 第一副工程でのコ ァロッドとクラッドパイプとの間の隙間の雰囲気は前述の通りであるが、 第二副 工程では、 コアロッドとクラッドパイプとの間の隙間をハロゲンガスまたはハロ ゲン化合物ガスを含む乾燥気体雰囲気とする。例えば、 クラッドパイプ内に C 1 2 などの脱遷移金属性ガスを含む雰囲気ガスをクラッドバイプの一端から導入し、 他端から除去しつつクラッドパイプ内を 1 0 0 0 °C以上の温度とする。 脱遷移金 属性ガスには塩素、 S〇C 1 2等の塩素原子を含むガスが使用できる。ヘリウムや アルゴン等で脱遷移金属性ガスを希釈してもよい。 加熱温度を 1 0 2 0 °C以上と すると塩化ニッケルや塩化鉄の蒸気圧を 1気圧以上とすることができ、 コアロッ ド表面およびクラッドバイプ内表面近傍に化学的に結合している水分を除去する 効果に加え、 これらの遷移金属をも蒸発させて除去できる。 例えばクラッドパイ プ内表面を 3 0分間以上、 1 0 2 0 °Cに保つ。
前述の気相エッチング工程、 あるいは前述の内面平滑化工程の前に、 クラッド ノ ィプ内の間の隙間を乾燥気体雰囲気と連結しながら、 および Zまたは減圧雰囲 気に保ち、 ベーキング処理と同様の処理を行ってもよい。 これによりクラッドパ イブ内表面を気相エッチングする際、 エッチング用ガスと水分が反応して硫酸等 の有毒物質が発生することを抑制できる。
<封止 >
ベ一キング工程によりコアロッド表面およびクラッドパイプ内表面の水分を除 去した後、 図 1 3に示すように、 下側の支持パイプ 1 1 cを線引炉 5 1の加熱部 5 2に向き合う位置にもってくる。 このときクラッドパイプ 1 0 bを移動させて もよく、 線引炉 5 1を移動させてもよい。 加熱部 5 2を発熱させクラッドパイプ 1 0 bおよび支持パイプ 1 1 cを 1 8 0 0。C〜2 6 0 0 °Cに加熱してその一部を 縮径させる。 こうして図 1 4 aに示すようにコアロッド 4 0とクラッドパイプ 1 0 bを一体化してクラッドパイプ 1 0 bの下端を封止する。 あるいは、 図 1 4 b に要部を示すように支持パイプ 1 1 cと支持部材 4 1 aとを一体化してクラッド パイプ 1 0 bの下端を封止する。 クラッドパイプ 1 0 bが封止されるまで配管 4 2から乾燥気体をクラッドパイプ 1 0 b内に供給し、 配管 4 9からクラッドパイ プ 1 0 b内のガスを排出する。 隙間 7 2において図 1 2の上から下へ向けた乾燥 気体の流れが生じる。 乾燥気体には酸素、 窒素、 アルゴン、 ヘリウム、 塩素また はそれらの 2種以上からなる混合ガスを使用できる。
蓋 4 7 bと支持パイプ 1 1 bとの接触部分には隙間 7 2の気密を保っために 0 リングなどのシール部材をあてる。 しかし、 隙間 7 2を減圧するとどうしても蓋 4 7 bと支持パイプ 1 1 bとの間や蓋 4 7 bと支持部材 4 1 bの間から外気が隙 間 7 2に混入する。 第一実施形態では、 配管 4 2から乾燥気体を隙間 7 2に供給 することにより、 隙間 7 2に混入する外気を少なくすることができ、 かつ混入し た外気を希釈して吹き流し、 隙間 7 2の露点を低く保つことができる。 一方、 特 開平 7— 1 0 9 1 4 1号広報の図 4または図 6に示された構成では、 乾燥気体を コアロッドとクラッドパイプとの間の隙間に吹き流すことは不可能であり、 減圧 すると露点の高い外気が混入してしまい、 結局、 隙間の露点を低く保つことがで きず、 コアロッドおよびクラッドパイプから得られる光ファイバのロッドイン界 面の〇 H基は十分少なくならない。
配管 4 2に流量計 5 6や圧力計 5 7を設置してクラッドパイプ 1 0 b内のガス の流量や圧力を測定する。 その結果によりクラッドパイプ 1 0 bの下端が完全に 封止されたかどうか判断できる。 クラッドパイプ 1 0 bを上から下に流れるガス の流量が急激に減少するか、 クラッドパイプ 1 0 b内の圧力が急激に上昇すると クラッドパイプの下端が完全に封止されたと判断できる。 クラッドパイプの下端 が封止されれば直ちにバルブ 6 0を開けて配管 5 9から隙間 7 2の空気を排気す る。 クラッドパイプ 1 0 bが封止されたときにクラッドパイプ 1 0 b内の圧力が 急に高くなつてクラッドパイプ 1 0 bが破裂することを防ぐためにバイパス配管 5 4を設けてもよい。 クラッドパイプ 1 0 bの下端を封止しつつあるときはバイ パス配管 5 4に設置したバルブ 5 5を開放し、 クラッドパイプ 1 0 bが完全に封 止されても乾燥気体がバイパス配管 5 4を通るようにする。 クラッドパイプ 1 0 bの下端を封止するときにコアロッド 4 0の下部が加熱さ れて軟化するが、 図 1 3に示した例では、 把持手段 5 0で支持部材 4 1 bを介し てコアロッド 4 0を固定しているのでコアロッド 4 0の全荷重が下部の軟化した 箇所に負荷されることがない。 したがって、 軟化部でコアロッドが変形すること が抑制される。
前述したように、 クラッドパイプの端を封止することはクラッドパイプそのも のの端部をコアロッドと一体化することに限定されない。 クラッドパイプに支持 パイプを接続し、 支持パイプをコアロッドに一体化することによつてもクラッド パイプの端が封止される。 コアロッドに支持部材を接続した場合は、 クラッドパ イブまたは支持パイプと支持部材とを一体ィ匕させることによつてもクラッドパイ プの端が封止される。
線引工程では、 一体化された部分から光ファイバの線引が開始される。 線速お よび光ファイバの径が所定の値に達して安定した状態となるまでには、 線引開始 時点から或る程度の時間を要し、 その間に線引された光フアイバは良品とはなら ず廃棄される。 支持パイプと支持部材とを一体化すると、 線引開始後一定の時間 に線引された廃棄される光ファイバは支持パイプおよび支持部材由来であり、 ク ' ラッドパイプおよびコアロッドから線引された光ファイバの殆ど全てを良品とす ることができ、 歩留まりを向上させることができる。
クラッドパイプ、 支持パイプ、 コアロッド、 および/または支持部材はそれら が一体化される部分にリンゃゲルマニウムやフッ素を添加して融点を下げておく と、 一体化が容易である。
クラッドパイプの端部を封止した後数分から数十分間当該封止部分を加熱し続 けると封止部分が非円しないので好ましい。 クラッドパイプ、 支持パイプ、 コア ロッドおよび Zまたは支持部材を加熱源に対して相対的に回転させるとさらに非 円しにくいので好ましい。
<サイクルパージ >
クラッドパイプ 1 0 bの一端を封止した後、 クラッドパイプ 1 0 b内のサイク ルパージを実施するとさらに脱水素処理できて好ましい。図 1 4 aに示すように、 配管 4 2に設置したバルブ 5 8を閉じて、 配管 5 9に設置したバルブ 6 0を開き 配管 5 9からクラッドパイプ 1 0 b内を真空引きする。 配管 5 9に圧力計 5 7を 設置しておき、 クラッドパイプ 1 0 b内の圧力を測定する。 クラッドパイプ内の 圧力が 1 0 k P a以下となればパルプ 6 0を閉じて真空引きを停止し、 バルブ 5 8を開いてクラッドパイプ 1 0 b内に乾燥気体を送り込み、 クラッドパイプ 1 0 b内の圧力が 5 0 k P a以上となるまで乾燥気体で圧張りする。 この真空引きか ら圧張りまでの操作を繰り返し、 クラッドパイプ 1 0 b内を乾燥気体雰囲気とす る。
真空引きは 1 k P a以下となるまで行うことが望ましく、 圧張りは 1 0◦ k P a以上となるまで行うことが望ましい。 サイクルパージを行うことでベ一キング 時に除去し切れなかった水素分子、 あるいは水素原子を含む化合物あるいはべ一 キング後にロッドまたはパイプに付着した水素分子、 あるいは水素原子を含む化 合物、 例えば水分を除去できる。 ぐロッドイン線引 >
クラッドパイプ 1 0 bが封止されたら、 下側の支持パイプ 1 1 cを線引炉 5 1 の外に引き出して、 封止された部分から光ファイバを線引する。 前述したような クラッドパイプの一端のみを封止する場合は、 線引工程においてクラッドパイプ の他端を乾燥気体雰囲気と連結するか、 クラッドパイプとコアロッドの間の隙間 の気体を他端から排気して減圧するか、 あるいは乾燥気体雰囲気と連結しながら 同時に減圧する。
コアロッド 4 0およびクラッドパイプ 1 0 bを線引炉 5 1に送り込んでいきコ ァロッド表面を 5 0 0 °Cないし 1 8 0 0 °Cに、 クラッドパイプ外面を 1 3 0 0で ないし 2 3 0 0 °C、 望ましくは 1 3 0 0 °Cないし 2 1 0 0 °C、 さらに望ましくは 1 0 (TCないし 2 1 0 0 °Cに加熱してコアロッド 4 0とクラッドパイプ 1 0 b とを下から上へ一体化していき、 一体化された部分から光ファイバを引き出して いく。
ここで、 コアロッドとクラッドパイプとの間の隙間を 1 O k P a以下に減圧す る場合には、 コアロッド表面を 5 0 0 °Cないし 1 3 0 0 °Cに、 クラッドパイプ外 面を 1 0 0 0 °Cないし 1 8 0 0 °Cに加熱する。 隙間を減圧しないあるいは僅かに しか減圧しない場合は、 コアロッド表面を 1 0 0 0 °Cないし 1 8 0 0 °Cに、 クラ ッドパイプ外面を 1 5 0 0 °Cないし 2 1 0 0 °Cに加熱する。 こうしてコアロッド 4 0とクラッドパイプ 1 0 bから光ファイバがロッドイン線引される。 クラッド パイプ 1 0 bおよびコアロッド 4 0をその軸を中心に回転させることも可能であ る。
線引炉の入口にはガス供給部 5 3を設けて、 クラッドパイプに向けて窒素やへ リゥム等の不活性ガスを吹き付けて、 線引炉 5 1の上部から線引炉 5 1内に線引 炉外のガスが混入しないようにガスシールする。 ガス供給部 5 3からの矢印はガ スの流れを表す。
線引された光フアイパが所定の径まで細くなつたら、 光ファイバを切断して支 持パイプ 1 1 cおよびそれに接続していた蓋 4 7 aや配管 4 9をクラッドパイプ 1 0 bから切り離し、 図 1 5に示すように光ファイバ 6 1を冷却装置 6 2、 外径 測定装置 6 3、 樹脂塗布装置 6 4および樹脂硬化装置 6 5に通し、 ガイドロ一ラ 6 6、 引取装置 6 7、 蓄線部 6 8からなるパスラインにかけ、 引取装置 6 7で光 ファイバを引き取って巻取機 6 9で巻き取っていく。
コアロッドとクラッドバイプとが一体化した部分を 1 8 0 0ないし 2 4 0 0 °C に加熱して光ファイバを線引する。 図 1 6には、 加熱部を 2段（5 2 a、 5 2 b ) に分け、 上段の加熱部 5 2 aではコア口ッド 4 0表面を 5 0 0ないレ 1 8 0 0 °C に加熱してコアロッド 4 0とクラッドパイプ 1 0 bとを一体化させ、 下段の加熱 部 5 2 bではコアとクラッドとが一体化した部分を 1 8 0 0ないし 2 4 0 0 °Cに 加熱して光ファイバを線引する例を示す。 コアロッド 4 0.とクラッドパイプ 1 0 bとを一体化させる際の温度は、 コアロッド 4 0とクラッドパイプ 1 0 bとの間 の隙間の減圧具合により調整することは前述の通りである。 一方、 コアとクラッ ドとが一体化した部分を線引する温度は隙間の減圧具合によらない。 そこで、 上 段の加熱部 5 2 aでは一体化の温度を調整し、 かつ下段の加熱部 5 2 bでは上段 よりも高温に加熱することにより線引速度を高速にすることができる。 加熱方式 は抵抗加熱、 誘導加熱いずれも可能である。
ロッドィン線引時に、 コアロッド 4 0とクラッドバイプ 1 0 bの間の隙間 Ί 2 を乾燥気体雰囲気と連結することは、 配管 4 2により図示しない外部の乾燥気体 供給源と連結されることによりなされる。 酸素、 窒素、 アルゴン、 ヘリウム、 塩 素またはそれらの 2種以上からなる混合ガスである乾燥気体が配管 4 2から隙間 7 2に供給される。 隙間 7 2を減圧することは配管 5 9から隙間 Ί 2の気体を排 気することによりなされる。 コアロッド 4 0とクラッドパイプ 1 0 bの間の隙間 を乾燥気体流路である配管 4 2に連結し乾燥気体を供給しつつ、 コアロッド 4 0 とクラッドパイプ 1 O bの間の隙間 7 2のガスを配管 5 9から排気してコアロッ ド 4 0とクラッドパイプ 1 0 bの間の隙間 7 2を減圧するすることが好ましい。 この減圧具合は、 隙間 7 2の圧力を 1 0 k P a以下にすると望ましい。 さらに望 ましくは 4 k P a以下、 さらに望ましくは l k P a以下、 最も望ましくは 0 . 1 k P a以下に減圧する。 コアロッド 4 0とクラッドパイプ 1 0 bの間の隙間を乾 燥雰囲気と連結することにより乾燥気体を供給しつつ大気中の水分を巻き込むこ とを防止して線引することができる。 コアロッド 4 0とクラッドパイプ Ί 0 bの -間の隙間を減圧することでクラッドパイプ 1 0 b内のガスの量を減らし、 水素分 子、 あるいは水素原子を含む化合物ガスが混入していたとしてもその量を減らす ことができる。
クラッドパイプ内を減圧することで、 コアロッドとクラッドパイプとを低温で 一体化することができる。 加熱温度を低温とすればコアに伝わる熱量を少なくで きる。 クラッドパイプ内を 1 0 k P a以下に減圧する場合は、 コアロッドの表面 は前述したように 5 0 0ないし 1 3 0 0でに加熱し、 クラッドパイプ外面は 1 3 0 0ないし 1 8 0 0 °Cに加熱する。 この範囲の温度では、 コアロッドゃクラッド パィプが軟化して自重で垂れて変形することがない。 したがって得.られる光ファ ィバは偏心や非円が小さく、 コア径に対するクラッド外径の比が長さ方向に一定 に保たれ、 カツトオフ波長や分散等の特性の変動が少ない。
また、 隙間 7 2の圧力を 4 k P a以下に減圧すると肉厚のクラッドパイプであ つても潰れやすく必要以上に線引炉の温度を上げなくてよい。 したがって、 エネ ルギ一の無駄がない。 また、 線速や張力などの線引条件の設定の自由度も増す。 図 1 7に示されている第二実施形態では、 コアロッド表面とクラッドパイプ内 表面を脱水素処理しながら光ファイバを線引する。 図 1 7においてカツコを付し た工程は省略可能な工程である。 コアロッドをクラッドパイプ内に挿入して、 そ れぞれを固定するところまでは第一実施形態と同じである。 次に、 クラッドパイ プの少なくとも一端を封止した後、 コアロッドとクラッドパイプの間の隙間のサ ィクルパージを行う。 これら二つの工程も第一実施形態と同じである。 次いで、 コアロッドとクラッドパイプを線引炉上方に移動させる。 このとき、 封止により コアロッドとクラッドパイプが一体化した部分が加熱部中心部より上方に位置す るようにする。 両者が一体化した部分の直近にある未だ一体化していない部分に おけるクラッドパイプ内表面の温度が 8 0 °Cないし 1 5 0 °C程度になる位置まで 移動する。 線引炉 5 1の加熱部 5 2の温度を一時的に下げてもよい。 このときコ ァロッドとクラッドパイプの間の隙間は乾燥気体雰囲気と連結させた状態を保つ。 次に、 コアロッドおよびクラッドパイプを徐々に線引炉下方に向かって'移動さ せる。 加熱部 5 2の温度を一時的に下げたときは、 温度を上昇させる。 コアロッ ドおよびクラッドパイプの移動に従い、 一体化していない部分のコアロッド表面 とクラッドパイプ内表面の温度は徐々に上昇する。 このとき、 コアロッドとクラ ッドパイプが一体化した部分の直近にある未だ両者が一体化していない部分では、 コアロッドとクラッドパイプの間の隙間は乾燥気体雰囲気と連結されている。 あ るいはコアロッドとクラッドパイプの間の隙間は乾燥気体雰囲気と連結されると 同時に、 コアロッドとクラッドパイプの間の隙間の気体が排気され減圧されてい る。 その状態でコアロッド表面とクラッドパイプ内表面は 8 0 °Cないし 1 0 0 0 t：、 好ましくは温度 1 5 0 °Cないし 1 0 0 0 °Cで加熱されることから、 コア口 ッド表面とクラッドパイプ内表面のベーキングが行われる。 その後コアロッ.ドぉ よびクラッドパイプを徐々に線引炉下方に向かって移動させる。 コアロッドおよ びクラッドパイプの移動に応じてべ一キングされる部分が徐々にコアロッドおよ びクラッドパイプの上側に移動していく。
コアロッドとクラッドバイプが一体化した部分が線引炉加熱部中心部付近まで 達したら、 一旦コアロッドおょぴクラッドパイプの移動を停止する。 その位置で 保持してコアロッドおよびクラッドパイプが一体化した部分の温度を上昇させる。 一体化した部分のクラッドパイプ外面の温度が 1 3 0 0 °Cないし 2 1 0 0 °Cまで 上昇したら、 一体化した部分から光ファイバを引き出していく。 以降の工程は第 一実施形態と同様に行う。 光ファイバが継続的に引き出されるのに応じ、 コア口 ッドとクラッドパイプも継続的に線引炉上方より下方に導入する。 これにより一 体化していない部分のコアロッド表面とクラッドパイプ内表面が加熱される部分 は一体化した部分から他方の端に向かって徐々に移動していく。 コアロッドとク ラッドパイプの間の隙間は乾燥気体雰囲気と連結されている。 同時にコアロッド とクラッドパイプの一体化は上方に向かって進行する。 これによりコアロッド表 面とクラッドパイプ内表面のベーキングを継続的に行いつつ、 光ファイバを線引 する。 これらは減圧しながら行うことも可能である。
第二実施形態では、図 1 8に示すような 2段以上からなる加熱部が有効である。 一体化した部分を加熱して線引するための下段の加熱部 5 2 bは 1 8 0 0 ない し 2 4 0 0 に加熱し、 まだ一体化していないクラッドパイプおよびコアロッド に対向する部分に配置される上段の加熱部 5 2 aの温度を 8 0 °Cないし 1 0 0 0 °Cとすると、 加熱部 5 2 aにより加熱されるクラッドパイプ内表面およびコア 口ッド表面に物理的に付着している水分を除去することが確実に行える。 前述の方法とは別に、 クラッドパイプの両端を封止してクラッドパイプ内を密 封した状態で光ファイバのロッドィン線引を行う第三実施形態もある
クラッドパイプの両端を封止する場合は、 一端を封止した後、 クラッドパイプ とコアロッドの間の隙間の気体をクラッドパイプの他端から排気して隙間を減圧 して他端を封止する。 これによりクラッドパイプとコアロッドとの間が隙間とな つておりその隙間が減圧状態となった光ファイバ母材を得ることができる。 隙間 の圧力をどのくらい減圧するかは、 両端を封止した時点の隙間の体積による。 隙 間はロッドイン線引が進行すると小さくなり、 その圧力は大きくなつていく。 線 引終了時に隙間に存在する気体が大気圧以上とならないように隙間を減圧する。 例えば 1 k P a以下まで減圧する。 この光ファイバ母材を線引するときには、 コ ァロッドとクラッドパイプの間の隙間は減圧されている。
クラッドパイプの端を封止するときには、 一端のみを封止する場合および両端 を封止する場合のいずれであっても、 コアロッドとクラッドパイプの間の隙間を 乾燥気体雰囲気と連結し、 かつ減圧することにより隙間の露点を下げることがで きる。 したがって、 コアロッド表面またはクラッドパイプ内表面に OH基が生成 することを防ぐことができ、 ロッドイン線引して得られる光ファイバの OH基に 由来する伝送損失を小さくすることができる。
両端を閉じたクラッドパイプとその中に閉じこめられたコアロッドからなる光 フアイバ母材は、 従来の中実の光ファィバ母材と同様に取り极うことができる。 第三実施形態では、 ベーキング工程およびクラッドパイプの両端の封止までを線 引装置とは別の設備で実行し、 得られた光フアイバ母材を従来と同様の線引装置 で線引することができる。 既存設備を活用するという点で有効な方法である。 第三実施形態におけるクラッドパイプの封止は、 クラッドパイプの両端を封止 するだけである。 従来のロッドインコラブスとは違ってクラッドパイプ全長にわ たってコラブスしないので、 その分の工程に要する時間、 設備および運転費用が 省略でき、 低コストで光ファイバを製造できる。 .
図 i 9を参照して第三実施形態のフロ一を説明する。 図 1 9においてカツコを 付した工程は省略することが可能な工程である。
ベ一キング工程によりコアロッド表面およびクラッドパイプ内表面を脱水素処 理した後にクラッドパイプの一端を封止することまでは第一実施形態と同様であ る。 ただし、 ベーキング工程とクラッドパイプの封止とは、 線引装置以外のベー キング工程が実行できる加熱装置に取り付けて行ってもよい。 また、 加熱装置は 図 1 2に示したようなコアロッドとクラッドパイプとを縦に取り付けるものに限 らず、 横に取り付けるものであってもよい。 ' クラッドパイプの一端を封止した後のサイクルパージ工程も第一実施形態と同 様である。 隙間の気体を排気して圧力が 1 k P a以下になるまで排気した後にク ラッドパイプの他端を封止する。 両端を封止した光ファイバ母材を加熱してロッ ドイン線引する。
クラッドパイプの一端を封止した後の工程を図 2 0を参照して具体的に説明す る。 バルブ 6 0を開いて配管 5 9から隙間 7 2の気体を排気する。 圧力計 5 7に より隙間 7 2の圧力を監視し、 その圧力が 1 k P a以下になるまで隙間 7 2の気 体を排気する。 一旦、 隙間 7 2の圧力を 1 k P a以下とした後、 第一実施形態と 同様にサイクルパージを行って、 隙間 7 2の圧張りと真空引きとを繰り返しても よい。
隙間 7 2の気体を排気し続けてその圧力を 1 k P a以下とした状態で、 図 2 1 に示すように加熱源 7 3をクラッドパイプ 1 0 bの上端またはま持パイプ 1 1 d の横に位置させて、 クラッドパイプ 1 0 bの上端または支持パイプ 1 1 dをコラ ブスさせてコアロッド 4 0または支持部材 4 1 bと一体化させる。 図 2 1に示し たように、 支持パイプ 1 1 dを支持部材 4 1 bと一体化させ、 コアロッド 4 0お よびクラッドパイプ 1 0 bを全長有効に使用するのが好ましい。
クラッドパイプの両端の封止が完了すれば、 排気を終了し、 支持パイプから蓋 4 7 a , 4 7 bや各配管を取り外す。
得られた光ファィバ母材の線引を開始する側の支持パイプおよび支持部材を、 一体化された箇所より外側で切断するかまたは支持パィプぉよび支持部材を加熱 して引きちぎる。 切断したまたは引きちぎつた末端を線引を開始するのに適した 形状にさらに整えるのが好ましい。 前述したように、 光ファイバの線引開始から しばらくの間に線引された光ファイバは良品とならないので、 その間に線引され る光フアイバが支持パイプと支持部材から引かれたものとなる程度の支持パイプ と支持部材とを線引開始端に残すのが好ましい。
図 2 2に示すように、 支持パイプ 1 1 dに接続された延長部材 7 4を把持手段 7 5により把持して光ファイバ母材 1 0 0を線引開始端から線引炉 5 1に入れる。 あるいは、 延長部材を使用せず支持パイプ 1 1 dを把持手段 7 5により直接把持 してもよい。 把持手段 7 5は母材送り装置 7 6に連結される。
図 2 3に示すように、 線引炉 5 1の加熱部 5 2を加熱してクラッドパイプ 1 0 bの下端をコラブスしてコアロッド 4 0と一体化させつつ、 引き取り手段 6 7で 光ファイバ母材 1 0 0の下端から光ファイバ 6 1を線引する。 クラッドパイプを コラブスさせて一体化させることは第一実施形態と同様であり、 線引炉の加熱部 の熱分布の付け方も第一実施形態と同様である。 コアロッドとクラッドパイプの 間の隙間 7 7は 1 k P a以下に減圧されて封じられているので、 クラッドバイプ 1 0 bのコラプスも速やかである。
光ファイバ母材 1 0 0の線引が進むにつれて隙間 7 7は小さくなつていきその 圧力は高くなつていく。支持部材 4 1 bと支持パイプ 1 1 dとを一体化させると、 光フアイバ母材 1 0 0の有効部の線引が終了した時点の隙間 7 7は、 光ファイバ 母材上端の非有効部部分の隙間および支持部材 4 1 bと支持パイプ 1 1 dとの間 の隙間となる。 この線引終了時点の隙間が光ファイバ母材 1 0 0の外部の圧力よ りも低くなるようにクラッドパイプの上端を封止するときの隙間の圧力をあらか じめ算出して、 クラッドパイプ上端の封止時に隙間 7 7をその圧力とする。 支持 部材と支持パイプを一体化させる箇所をクラッドパイプ 1 0 bから離れた箇所と して線引終了時の隙間を十分に確保するのでもよい。
図 2 3では線引炉 5 1上に設けたガス供給部 5 3から光ファイバ母材 1 0 0に 向けてガスを噴き出させて線引炉 5 1内に炉外の気体が巻き込まれないガスシー ル方式を示したが、 光ファイバ母材全体を収容室に収めて、 支持パイプまたは延 長部材の部分で炉内雰囲気と炉外雰囲気を分ける方式としてもよい。 使用する加 熱源によっては、 必ずしも炉内雰囲気と炉外雰囲気に分ける必要はなレ 。
母材送り装置 7 6が下方に移動して光ファイバ母材 1 0 0を線引炉 5 1に送り 込んでいく。 光ファイバ母材 1 0 0が線引炉 5 1に送り込まれるにつれてクラッ ドパイプ 1 0 bとコアロッド 4 0とが徐々に一体化され、 同時に一体化された部 分から引き取り手段 6 7により光ファイバ 6 1が引き取られる。 線引炉 5 1を出 た光フアイバ 6 1は第一実施形態と同様に、 冷却装置 6 2、 外径測定装置 6 3、 樹脂塗布装置 6 4および樹脂硬化装置 6 5に通され、 ガイドローラ 6 6、 引取装 置 6 7、 蓄線部 6 8からなるパスラインにかけられて、 巻取機 6 9により巻き取 られる。
第三実施形態においては光ファイバ母材の線引時にコアロッドとクラッドバイ プとの間の隙間の気体を排気するための配管や、 隙間を乾燥気体雰囲気と連結す るための配管が必要ない。 したがって、 光ファイバが母材送り装置によって線引 炉に送り込まれるときに、 それらの配管の取り回しの問題が生じず、 光ファイバ 母材の取り回しが容易である。 また、 従来使用していた中実の光ファイバ母材を 線引する装置をそのまま使用することができる。
第一実施形態ないし第三実施形態で得られる光ファィパはロッドとパイプとが 加熱一体化された境界を一つのみ有し、 波長 1 . 3 8 zz mの光の伝送損失を 0 . 5 dBZkm以下、 さらには 0. 35 d B km以下とすることができる。 これ らの値は、 波長 1. 38 xmの光に対する 0H基吸収損失約 0. 25 dB/km以 下、 あるいは約 0. 1 d B/km以下に相当する。 境界は、 コアの中心から境界 までの距離 pl、 コアの半径 rlの比 plZr 1が、 1以上 2未満である領域内に存 在する。 '
また偏波モード分散 （PMD) は 0. 1 5 p sZkm1/2以下、 さらには 0. 08 p s / k m 1 / 2以下とすることができる。 長さ方向の分散値変動の絶対値を 2 p sZnm km2以下、 さらには 0. 5 p s Znm/km2とすることができ る。 コア偏心も 0. 3%以下である。
<コアロッド >
コアロッドの径 Dとコア部分の径 dの比は l≤D/dく 2とするのが好適であ り、 こうすると従来コアロッドの一部として合成していた光学クラッド部分の大 半を、 クラッドパイプとして合成するので、 製造コストの低減および製造時間の 短縮が実現される。 コアロッドを火炎研磨する工程も省略できる。 比 D/dが 1 以上 1. 4以下の範囲であればコアと同プロセスで合成する必要のある第一クラ ッドはせいぜいコアと同体積であり、 生産性の面でより効果が顕著である。
コアロッドは、 純シリカそのもの、 純シリカに酸化ゲルマニウム （Ge02) が 添加されたもの、 純シリカに P 205、 A 12〇3や T i 02、 C I等の屈折率を上昇 させる添加剤が添加されたものがあげられる。
コアロッドの外周部分にクラッドパイプの内面部分の組成に近い光学的クラッ ドの一部を付けておくことで、 コアロッドとクラッドパイプとを加熱するときに コアロッドまたはクラッドパイプの変形や界面に気泡が生じることを抑制するこ とができ、 伝送損失、 PMD、 あるいは分散特性 （光ファイバの長手方向の分散 値の変動） といつた光学的特性が優れた光フアイバを製造することができる。 コアに Ge〇2等の添加剤を添加してクラッドを純シリカとする場合は、コア口 ッドに純シリカ力 らなる光学的クラッドの一部を付けておくことにより、 コア口 ッドとクラッドパイプとを加熱するときに、 コアとクラッドとが同心を保って一 体化される。 したがって、コアが非円または偏心することを抑制できる。 しかも、 コアロッドに存在する光学的クラッドは従来よりも少ないので製造コストは従来 になく少ない。 比 D/ dが 1 . 2以下であれば、 G e〇2が添加されたガラス微粒 子のみからなるガラス微粒子堆積体を製造し、 それを脱水、 透明化する際に、 外 周部分のゲルマニウムを拡散あるいは揮散させて光学的クラッドとすることもで さる。 くクラッドパイプ >
クラッドパイプは、 その内表面近傍の屈折率がコアロッドの第 1クラッドの屈 折率と実質的に等しければよく、 純シリカにフッ素や B 20 3といつた屈折率を下 げる添加剤を添加したもの、 純シリカそのもの、 または純シリカに G e〇2、 P 2 〇5、 A 1 2〇3ゃ丁 i〇2、 C 1等の屈折率を上昇させる添加剤が添加されたもの があげられる。 クラッドパイプの内表面面近傍の組成が第 1クラッドと同じであ ればさらに好ましい。 <パイプ倍率 >
クラッドパイプは、クラッドパイプの外径 D 2と内径 d 2との比 D 2 / d 2力 5以上、 3 0以下、 望ましくは 7を超え 3ひ.以下、 より望ましくは、 8以上、 3 0以下であるものがよい。 また外径は 9 0 mm以上であるものが望ましく、 より 望ましくは 1 2 O mm以上、 さらに望ましくは 1 4 0 mm以上がよい。 あるいは 長さは 5 0 0 mm以上であること、 より望ましくは 6 0 0 mm以上がよい。 この ような大型のクラッドパイプを使うことで、 一回の線引で得られる光ファィバが 長くなり、 より生産効率が向上する。 クラッドパイプの外径と内径の比は、 所望 する光フアイバの構造に合わせて適宜調整する。 ぐ偏心率 >
コアロッドならびにクラッドパイプの偏心率は全長にわたって 0 . 3 %以下で あることが望ましく、 0 . 2 %以下であることがより望ましい。 ここで偏心率と は、 第一クラッドを有するコアロッドの場合はコア部中心とコアロッド中心との 位置ずれ量をコアロッド径で除した値である。 クラッドパイプの塲合はパイプの 内周の外周に対する偏心率であり、 それはパイプ内径中心と外径中心との位置ず れ量を外径で除した値である。 これにより最終的に得られる光ファイバのコア偏 心量が低減することはもちろんのこと、 コアロッドとクラッドパイプを一体化す る際、 軸に垂直な断面内での溶融状態の不均一性が低減され、 気泡、 コア非円の 発生を抑制し、得られる光フアイバの伝送特性を良好なものとすることができる。
コアロッドのコアおよび第一クラッドの非円率、 ならびにクラッドパイプの外 径および内径の非円率がそれぞれ 1 . 5 %以下のものを使用するのが望ましい。 さらに望ましくは 0 . 5 %以下、 さらに望ましくは 0 . 2 %以下であるものを吏 用する。 非円率が小さなコアロッドまたはクラッドパイプをロッドイン線引する ことで、 できあがった光ファイバのコアの非円率の悪化ゃ複屈折率の増加を抑制 でき、 P MDを低減できる。 例えば、 0 . 1 5 p s Z k m1 2以下とできる。 ま たコアロッドとクラッドパイプを一体化する際に、 軸に垂直な断面内での溶融状 態の不均一性が低減され、 コアロッドとクラッドパイプの一体化が均一に進み、 気泡の ¾生を抑制することができる。 したがって、 得られる光ファイバの伝送特 性を良好なものとすることができる。 また、 できあがった光ファイバのクラッド の偏肉率が小さい、 すなわちコアが偏心していないので、 当該光ファイバの接続 による損失が小さい。 コアロッドおよびクラッドパイプとも非円率おょぴ偏心率 の小さなものを組み合わせるとさらに効果が大きい。
コアロッドの表面粗さおよびクラッドパイプの内表面粗さは、 ともに 2 O ^ m 以下のものを使用するのが望ましい。 これによりコアロッドとクラッドパイプを 一体化するとき、 溶着される両者の表面粗さがともに小さいため、 気泡発生の抑 制に効果がある。 これにより線引時に断線することゃ径変動が発生することを低 減できる。 また、 得られる光ファイバの伝送損失を小さくできる。 ロッドやパイ プを抵抗加熱炉ゃ誘導加熱炉等の加熱手段を用いて所定の径に延伸することや、 モル濃度が 0 . 1重量％から 5 0重量％のフッ化水素水溶液に 1時間以上潰し表 面の不純物汚染層を除去することを行えば表面粗さを小さくできる。
コアロッドの〇H基濃度は 2 0重量 p p m以下が望ましい。 さらに望ましくは 1 0重量 p p m以下、 さらに望ましくは 2重量 p p m以下、 さらに望ましくは 1 重量] 3 p m以下、最も望ましくは 0 . 1 p p m以下である。クラッドパイプでは、. 光ファイバになったときにモードフィールド径に含まれる部分の 0 H基濃度は 2 0重量 p p m以下が望ましい。 さらに望ましくは 2重量; p p m以下、 さらに望ま しくは 1 0重量] p m以下、 さらに望ましくは 1重量 p p m以下がよい。 もとも と〇H基濃度が低いコアロッドおよびクラッドパイプを使用することで、 〇H基 による光の吸収損失が小さな光フアイバが得られる。 コアとクラッドの間の界面 の部分の OH基濃度が 0 . 0 5 p p mであれば、 OH基による光の吸収損失は 0 . 5 d Bである。
前述の例のように、 細いコアロッドと厚肉のクラッドパイプとの加熱一体化に 際しては、 クラッドバイプに比べ遥かに熱容量が小さいコアロッドのほうが変形 しゃすい。 そのためクラッドパイプの平均粘度に対し、 コアロッドの平均粘度が 同じかより大きいほうが望ましい。 一体化の際のコアロッドの変形を防止しやす いためである。 これにより、 得られる光ファイバのコア非円やコア偏心、 気泡、 等が発生しにくレ^ ここで基準にすべき粘度の値は両者を溶融一体化する温度領 域における各々の粘度を代表する値であり、 この温度領域は石英系ガラスの場合 には、 通常 1 0 0 0 °Cから 2 4 0 0 °Cの温度範囲である。 ここでは 1 2 0.0 で の値を代表値として考える。
前述のような粘度の組み合わせを達成するコア、 クラッドを構成するガラスと しては以下のものがあげられる。 すなわちコアを構成するガラスとしては、 純石 英ガラスあるいはフッ素、 C 1等のハロゲン原子、 G e〇2、 B 203、 P 2〇5、 A 1 203等の金属酸化物を一種類以上含む石英ガラスが望ましい。 クラッドを構成 するガラスとしては、 フッ素添加石英ガラスあるいはフッ素以外の他のハロゲン 原子、 G e〇2、 B 203、 P 205、 A 1 203等の金属酸化物を一種類以上含むフ ッ素添加石英ガラスが望ましい。 特に望ましくは、 コアが C 1原子を含む石英ガ ラスあるいは C 1原子とフッ素原子を含む石英ガラス、 クラッドがフッ素添加石 英ガラスあるいは C 1原子を含むフッ素添加石英ガラスであること、 またはコア が G e〇2を含む石英ガラスあるいは G e〇2と C 1原子を含む石英ガラス、 クラ ッドがフッ素添加石英ガラスあるいは C 1原子を含むフッ素添加石英ガラスであ る。 例えば、 コアが石英ガラスに約 1 0 0 0重量 p p mの C 1原子を含み、 クラ ッドがフッ素原子を約 1重量％含む石英ガラスであれば、 前述したコアとクラッ ドの粘度の関係を満足するとともに、 コアとクラッドとの比屈折率差が約 0 . 3 4 %のものが得られる。の例に限らず、 これら添加物の種類、量は、所定の粘度、 コアとクラッドとの所定の屈折率差が得られるよう、 適宜選択調整する。 く屈折率プロファイル >
光ファイバの屈折率プロファイ^/には特に制限がない。 分散シフトファイバや 分散補儻'フアイバなどのように複雑な屈折率プロファィルを有するコァロッドも 使用可能である。 単純なステップ型の屈折率プロファイルをもつシングルモード 光ファイバを得る場合は、 クラッドに対するコアの比屈折率差は 0 . 2 %以上で あれば、 標準的なシングルモ一ド光フアイパを形成することができる。
コアに相当する部分の周囲に第一クラッドを有するコアロッドを使用する場合 は、 クラッドパイプにおける内面から少なくともクラッドパイプの厚みの 1ノ1 0までの部分の屈折率と、 第一クラッド部の屈折率が実質的に等しいことが望ま しい。 これは両者の比屈折率差が一 0 . 0 5 %以上、 + 0 . 0 5 %以下、 より望 ましくは一0 . 0 2 %以上、 + 0 . 0 2 %以下である、 ということである。 これ によりカツトオフ波:！や分散等の特性の変動が少ない光ファイバが得られる。 第一クラッドを有するコアロッドの場合は、 第一クラッドとその外周に形成さ れるクラッドとの屈折率が所定の範囲内となるように、 それぞれに含まれる屈折 率を調整するための添加材の種類や濃度を調整する。 この場合の調整とは何も添 加しないことを含む。 第一クラッドを含むクラッド部分には異なる屈折率をもつ 複数の領域を有していてもよい。 また前述の例では、 シングルモード光ファイバ の場合を中心に説明したが、 本発明はマルチモード光ファイバの場合にも適用可 能であり、 伝送損失を低減する同様の効果が得られる。 実施例
第 3実施形態に従い、 表 Iに示す条件でロッドイン線引により光ファイバを製 造した （実施例 1〜4 )。 具体的には、 クラッドパイプをフッ化水素水溶液に浸漬 して洗、净し、 クラッドパイプと支持パイプとを接続し、 クラッドパイプ内表面を 気相エッチングし、 クラッドパイプ内表面を塩素処理した。 その後、 クラッドパ イブにコアロッドを挿入した。 その後、 コアロッドとクラッドパイプの間の隙間 を露点 Td °cに保った状態でコアロッド表面とクラッドパイプ内表面とをパイプ 内表面温度 Thに加熱しベーキング処理した。ベ一キング工程の第二副工程では乾 燥塩素ガスを流した。 その後、 クラッドパイプの下端 （ガス流に対して下流側） を封止し、 続きてクラッドパイプ内を圧力 P kP aに保って上端（ガス流に対し て上流側） を封止して光ファイバ母材とし、 光ファイバ母材の外面を火炎研磨し た。 その後、 この光ファイバ母材を線引して光ファイバを製造した。 なお、 実施 例 2ではコアロッドを 2本に分け、 ガス流に対して下流側のクラッドパイプの端 からコアロッドをクラッドパイプに揷入した。 表 I
実施例 1 2 3 4
支持パイプ外径 mm 100 40 125 40
支持パイプ長さ 画 1500 1500 1500 1500
クラッドパイプ外径 mm 150 70 250 36
クラッドパイプ長さ mm 700 2500 300 2000
コアロッド径 mm 10 4.5 16 2.4
コアロッド長さ 删 700 1300+1300 400 2100
ベーキング温度 Th °C 450 400 350 500
ベ一ギング時間 時間 1 2 4 0.5
露点 T(l °C -88 - 80 -59 -85
圧力 P kPa 0.1 3.2 0.01 3.6
上流側封止後の待機時間分 30 10 60 15 条件 1、 2または 4で製造した光ファイバは、 波長 1. 38 mの光の伝送損 失を 0. I d BZ km以下とすることができた。条件 3で製造した光ファイバは、 波長 1. 38 /zmの光の伝送損失が 1. 2dB/kmとなり 0. 5 dBZkmよ りも大きくなつた。 この原因はべ一キング工程で使用した乾燥ガスの露点が高か つたことにあると考えられる。 日本特許出願 2003-139732 (2003年 5月 19日出願）、および、 2003-139733 (2003 年 5月 1 9 日出願） の明細書、 クレーム、 図面、 要約書を含むすべての開示は、 本明細書に統合される。 産業上の利用可能性
伝送損失の小さい光ファイバを、 生産性良く小さいコストで製造することがで きる。

Claims

請求の範囲
1 . コアロッドをクラッドパイプに挿入し、 加熱一体化しつつ線引することを 含む光ファイバの製造方法であって、
前記コァロッドを前記クラッドパイプ内に挿入する工程、
前記コアロッド表面と前記クラッドパイプ内表面の水分を除去する工程、 前記クラッドパイプの少なくとも一端を封止する工程、 および、
前記コア口ッドと前記クラッドパイプの間の隙間を乾燥気体雰囲気と連結しな がら、 および Zまたは減圧した状態で、 前記一端から線引して光ファイバとする 工程、
を有する光ファイバの製造方法。
2 . 請求の範囲第 1項記載の光ファイバの製造方法において、
前記水分を除去する工程では、 前記隙間を乾燥気体雰囲気と連結しながら、 お よび/または減圧しながら、 前記コアロッドと前記クラッドパイプを加熱する光 ファイバの製造方法。
3 . 請求の範囲第 1項または第 2項記載の光フアイバの製造方法において、 前記水分を除去する工程は、 前記隙間を乾燥気体雰囲気と連結しながら、 およ び または減圧しながら、 前記コアロッドと前記クラッドパイプを加熱する第一 副工程と、 前記隙間を Λ口ゲンガスまたは八口ゲン化合物ガスを含む乾燥気体雰 囲気に保ちながら前記コアロッドと前記クラッドパイプを加熱する第二副工程を 含む光ファイバの製造方法。
. 請求の範囲第 1項ないし第 3項のいずれか一項記載の一つの光ファィバの 製造方法において、
前記クラッドバイプの少なくとも一端を封止する工程が、 前記クラッドパイプ の一端を封止し、 さらに前記隙間を減圧しながら前記クラッドパイプの他端を封 ' 止する工程である光ファイバの製造方法。
5 . コアロッドをクラッドパイプに揷入し、 加熱一体化しつつ線引することを 含む光ファイバの製造方法であって、
前記コアロッドを前記クラッドパイプ内に揷入する工程、 前記クラッドパイプの少なくとも一端を封止する工程、 および、
前記コア口ッドと前記クラッドバイプの間の隙間を乾燥気体雰囲気と連結じな がら前記コアロッドと前記クラッドパイプを加熱して、 前記コアロッド表面と前 記クラッドパイプ内表面に付着する水分を除去しつつ前記一端から光ファイバを 線引する工程、
を有する光ファイバの製造方法。
6 . 請求の範囲第 1項ないし第 5項のいずれか一項記載の光ファイバの製造方 法において、
前記クラッドバイプの少なくとも一端を封止する工程では、 前記隙間を乾燥気 体雰囲気と連結し、 かつ減圧する光ファイバの製造方法。
7 . 請求の範囲第 1項ないし第 6項のいずれか一項記載の光ファイバの製造方 法において、
前記クラッドバイプの少なくとも一端を封止する工程は、 前記コアロッドと前 記クラッドパイプとを前記一端において一体化する工程を含む光フアイバの製造 方法。
8 . 請求の範囲第 1項ないし第 6項のいずれか一項記載の光ファイバの製造方 法において、
前記コアロッドの端に支持部材を接続する工程をさらに有し、
前記クラッドパイプの少なくとも一端を封止する工程は、 前記支持部材と前記 クラッドパイプとを前記端部において一体化させる工程を含む光ファイバの製造 方法。 .
9 . 請求の範囲第 1.項ないし第 6項のいずれか一項記載の光ファイバの製造方 法において、
前記クラッドパイプの端に支持パイプを接続する工程をさらに有し， 前記クラッドパイプの少なくとも一端を封止する工程は、 前記コアロッドと前 記支持パイプとを一体化させることにより前記一端を封止する光フアイバの製造 方法。
1 0 . 請求の範囲第 1項ないし第 6項のいずれか一項記載の光ファイバの製造 方法において、 前記コアロッドの端に支持部材を接続する工程、 および、
前記クラッドバイプの端に支持パイプを接続する工程をさらに有し、 前記クラッドバイプの少なくとも一端を封止する工程は、 前記支持部材と前記 支持パイプとを一体化させることにより前記一端を封止する光ファイバの製造方 法。 '
1 1 . 請求の範囲第 1項ないし第 1 0項のいずれか一項記載の光ファイバの製 造方法において、
前記乾燥気体中の水素分子、 あるいは水素原子を含む化合物の濃度の合計は 1 0体積 p p m以下である光ファイバの製造方法。
1 2 . 請求の範囲第 1項ないし第 1 1項のいずれか一項記載の光ファイバの製 造方法において、
前記挿入する工程の前に、 前記クラッドパイプを加熱する工程をさらに有する 光ファイバの製造方法。
1 3 . 請求の範囲第 1項ないし第 1 2項のいずれか一項記載の光ファイバの製 造方法において、
コアロッドの径 Dとコァ部分の径 dの比 DZ dは 1以上 2未満である光フアイ パの製造方法。
1 4 . 請求の範囲第 1 3項の光ファイバの製造方法において、
前記コアロッドは、 前記コア部分のみからなる光ファイバの製造方法。
1 5 . 請求の範囲第 1 4項の光ファイバの製造方法において、
前記クラッドパイプに対する前記コアロッドの比屈折率差は、 0 . 2 %以上で ある光ファイバの製造方法。 .
1 6 . 請求の範囲第 1 3項の光ファイバの製造方法において、
前記コア口ッドは、 前記コァ部分と前記コァ部分よりも屈折率が小さい第一ク ラッド部からなる光ファイバの製造方法。 ·
1 7 . 請求の範囲第 1 6項の光ファイバの製造方法において、
前記第一クラッド部に対する前記コア部分の比屈折率差は 0 . 2 %以上であり、 前記第一クラッド部の屈折率は前記クラッドバイプにおける内表面から少なくと も前記クラッドパイプの厚みの〗 / 1 0までの咅分の屈折率と、 実質的に等しい )製造方法。
18. 請求の範囲第 1項ないし第 17項のいずれか一項記載の光ファイバの製 造方法において、
前記クラッドパイプの外径 D 2と内径 d 2の比 D 2/d 2は 5以上 30以下で あり、 かつ前記クラッドパイプの長さが 500mm以上である光ファイバの製造 方法。
19. 請求の範囲第 18項の光ファイバの製造方法において、
前記比 D 2Zd2は、 7を超え 30以下である光ファイバの製造方法。
20. 請求の範囲第 1項ないし第 19項のいずれか一項記載の光ファイバの製 造方法において、
前記クラッドパイプの内周の外周に対する偏心率が有効部全長にわたって 0. 3 %以下である光ファイバの製造方法。
21. 請求の範囲第 1項ないし第 20項のいずれか一項記載の光ファイバの製 造方法において、
1200°Cにおいて、 前記コアロッドの平均粘度が前記クラッドパイプの平均 粘度以上である光ファイバの製造方法。
22. コアとその外周にコアよりも屈折率が小さいクラッドを有する光フアイ バであって、
前記光ファイバの軸に垂直な断面においてロッドとパイプとが加熱一体化され て形成される境界を一つのみ有し、 1. 38 ^mの波長の光の伝送損失が 0. 5 cl B/ km以下である光ファイバ。
23. 請求の範囲第 22項の光ファイバにおいて、
前記コアの中心から前記境界までの距離 pi と前記コアの半径 rl との比 plZ rlは、 1以上 2未満である光ファイバ。
24. 請求の範囲第 22項または第 23項の光ファイバにおいて、
前記境界からコアまでの部分である第一クラッドに対する前記コアの比屈折率 差が 0. 2 %以上であり、 前記第一クラッドの厚みを tとしたとき、 コアの中心 と同心であって半径 r + 2 tの円と前記境界とに挟まれる部分の屈折率と前記第 一クラッドの屈折率とが実質的に等しい光フアイバ。
2 5 . 請求の範囲第 2 2項ないし第 2 4項のいずれか一項記載の光ファイバに おいて、
1 2 0 0 °Cにおける前記コアの平均粘度が前記クラッドの平均粘度以上である
2 6 . 請求の範固第 2 2項の光ファイバにおいて、
前記コァが純石英ガラスあるいは添加材を含んだ石英ガラスからなり、 前記ク ラッドがフッ素添加石英ガラスを主成分とするガラスからなる光ファイバ。
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