(57)【要約】【課題】母材の形状精度が良好であり、かつ生産性を向上できる光ファイバ母材の製造方法および光ファイバの製造方法を提供する。【解決手段】光ファイバ母材の製造方法は、複数の単位光ファイバ母材１Ａを作製する母材作製工程と、複数の単位光ファイバ母材１Ａを接続する母材連結工程とを有する。母材作製工程は、ロッド挿入工程と、第１封止工程と、第２封止工程とを含む。ロッド挿入工程は、クラッドガラス体１１を貫通する貫通孔１２に、ガラスロッド１４を挿入する。第１封止工程は、クラッドガラス体１１の第１端部を加熱して変形させることで第１端封止部を形成する。第２封止工程は、貫通孔１２内が減圧された状態を保ちつつ、クラッドガラス体１１の第２端部を加熱して変形させることで第２端封止部を形成する。母材連結工程は、複数の単位光ファイバ母材１Ａの端部同士を突き合わせ接続することで連結光ファイバ母材を得る。【選択図】図９
2020158353.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の単位光ファイバ母材を作製する母材作製工程と、前記複数の単位光ファイバ母材を接続する母材連結工程とを有し、
前記母材作製工程は、
光ファイバのクラッドとなるクラッドガラス体を貫通する貫通孔に、コアとなるガラスロッドを挿入するロッド挿入工程と、
前記クラッドガラス体の第１端部を加熱して変形させることで前記第１端部に開口する前記貫通孔の開口部を塞ぐ第１端封止部を形成する第１封止工程と、
前記貫通孔内が減圧された状態を保ちつつ、前記クラッドガラス体の、前記第１端部とは反対の端部である第２端部を加熱して変形させることで前記第２端部に開口する前記貫通孔の開口部を塞ぐ第２端封止部を形成する第２封止工程と、を含み、
前記母材連結工程は、前記複数の単位光ファイバ母材の端部同士を突き合わせ接続することで連結光ファイバ母材を得る、光ファイバ母材の製造方法。
【請求項２】
前記第１封止工程の後、前記第２封止工程の前に、前記第１端封止部とダミーロッドの端部とを接続する、請求項１記載の光ファイバ母材の製造方法。
【請求項３】
前記複数の単位光ファイバ母材は、その構成が互いに同じである、請求項１または２に記載の光ファイバ母材の製造方法。
【請求項４】
前記単位光ファイバ母材のうち少なくとも一方の前記第２端封止部を、前記単位光ファイバ母材の中心に近いほど突出高さを増す形状に形成する、請求項１〜３のうちいずれか１項に記載の光ファイバ母材の製造方法。
【請求項５】
前記単位光ファイバ母材のうち少なくとも一方の前記第２端封止部を、少なくとも先端部が湾曲凸面状となる様に形成する、請求項１〜４のうちいずれか１項に記載の光ファイバ母材の製造方法。
【請求項６】
前記複数の単位光ファイバ母材の端部同士を突き合わせ接続するにあたり、前記端部同士を溶着させる、請求項１〜５のうちいずれか１項に記載の光ファイバ母材の製造方法。
【請求項７】
請求項１〜６のうちいずれか１項に記載の光ファイバ母材の製造方法によって得られた光ファイバ母材を線引きすることによって光ファイバを得る、光ファイバの製造方法。
【請求項８】
前記単位光ファイバ母材同士の接続部に由来する部分の光ファイバを、前記接続部に由来する部分以外の部分の光ファイバから切除する、請求項７記載の光ファイバの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバ母材の製造方法および光ファイバの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバ母材を製造する方法としては、例えば、孔開法（穿孔法）がある。孔開法では、クラッド用ガラスロッドに形成した貫通孔にコアロッドを挿入して光ファイバ母材を得る。光ファイバは、光ファイバ母材を構成するクラッド用ガラスロッドとコアロッドを加熱して一体化させつつ線引きすることで製造することができる。クラッド用ガラスロッドとコアロッドを一体化させつつ線引きする方法は、クラッド用ガラスロッドとコアロッドを一体化させた後に線引きする方法に比べて工程が簡略であるため、生産性が高い。
【０００３】
クラッド用ガラスロッドとコアロッドを一体化させつつ線引きする方法を採用する場合、光ファイバ内に空隙が生じるのを防ぐため、線引きは、母材内を真空引きしながら行なう（例えば、特許文献１を参照）。母材を真空引きするには、母材の線引き端とは反対の端にダミー管を介して取り付けたコネクタを通して排気を行う。ダミー管は、母材とコネクタとの距離を確保することによって、線引き装置の熱によるコネクタの焼損を避けるために設けられる。
【０００４】
光ファイバの量産化のためには、母材を長尺化することが有効である。しかし、線引き装置にセットできる母材の長さには制限があるため、前述のダミー管およびコネクタを用いる製造方法では、線引きできる母材の有効長を十分に確保するのが難しい場合がある。また、母材は、長尺化するほど形状のずれが起こりやすくなる。例えば、長尺の母材では貫通孔の位置ずれが起こりやすく、光ファイバの形状（例えば、コア間距離、偏心量など）に影響が及ぶ可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第５１７６２７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の一態様は、母材の形状精度が良好であり、かつ生産性を向上できる光ファイバ母材の製造方法および光ファイバの製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様は、複数の単位光ファイバ母材を作製する母材作製工程と、前記複数の単位光ファイバ母材を接続する母材連結工程とを有し、前記母材作製工程は、光ファイバのクラッドとなるクラッドガラス体を貫通する貫通孔に、コアとなるガラスロッドを挿入するロッド挿入工程と、前記クラッドガラス体の第１端部を加熱して変形させることで前記第１端部に開口する前記貫通孔の開口部を塞ぐ第１端封止部を形成する第１封止工程と、前記貫通孔内が減圧された状態を保ちつつ、前記クラッドガラス体の、前記第１端部とは反対の端部である第２端部を加熱して変形させることで前記第２端部に開口する前記貫通孔の開口部を塞ぐ第２端封止部を形成する第２封止工程と、を含み、前記母材連結工程は、前記複数の単位光ファイバ母材の端部同士を突き合わせ接続することで連結光ファイバ母材を得る光ファイバ母材の製造方法を提供する。
【０００８】
前記光ファイバ母材の製造方法では、前記第１封止工程の後、前記第２封止工程の前に、前記第１端封止部とダミーロッドの端部とを接続することができる。
【０００９】
前記複数の単位光ファイバ母材は、その構成が互いに同じであることが好ましい。
【００１０】
前記光ファイバ母材の製造方法では、前記単位光ファイバ母材のうち少なくとも一方の前記第２端封止部を、前記単位光ファイバ母材の中心に近いほど突出高さを増す形状に形成することが好ましい。
【００１１】
前記光ファイバ母材の製造方法では、前記単位光ファイバ母材のうち少なくとも一方の前記第２端封止部を、少なくとも先端部が湾曲凸面状となる様に形成することができる。
【００１２】
前記光ファイバ母材の製造方法では、前記複数の単位光ファイバ母材の端部同士を突き合わせ接続するにあたり、前記端部同士を溶着させることができる。
【００１３】
本発明の他の態様は、前記記載の光ファイバ母材の製造方法によって得られた光ファイバ母材を線引きすることによって光ファイバを得る光ファイバの製造方法を提供する。
【００１４】
前記光ファイバの製造方法では、前記単位光ファイバ母材同士の接続部に由来する部分の光ファイバを、前記接続部に由来する部分以外の部分の光ファイバから切除することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の一態様によれば、母材の形状精度が良好であり、かつ生産性を向上できるマルチコアファイバ母材の製造方法およびマルチコアファイバの製造方法を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施形態の製造方法の孔開工程を説明する断面図である。
【図２】ロッド挿入工程を説明する断面図である。
【図３】ダミー管接続工程を説明する断面図である。
【図４】第１封止工程を説明する断面図である。
【図５】ダミーロッド接続工程を説明する断面図である。
【図６】減圧工程を説明する断面図である。
【図７】第２封止工程を説明する断面図である。
【図８】母材連結工程を説明する断面図である。
【図９】母材連結工程を説明する断面図である。
【図１０】ダミーロッド分離工程を説明する断面図である。
【図１１】ダミーロッド分離工程を説明する断面図である。
【図１２】光ファイバ母材の一例を示す断面図である。
【図１３】線引き装置の一例を示す構成図である。
【図１４】第２端封止部の第１変形例を示す構成図である。
【図１５】第２端封止部の第２変形例を示す構成図である。
【図１６】実施形態の製造方法によって得られた光ファイバの一例であるマルチコアの光ファイバの断面図である。
【図１７】実施形態の製造方法によって得られた光ファイバの一例であるシングルコアの光ファイバの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態に係る光ファイバ母材の製造方法および光ファイバの製造方法について、図面を参照して説明する。
【００１８】
［光ファイバ母材の製造方法］
実施形態に係る光ファイバ母材の製造方法を、図１〜図１１を参照して説明する。なお、以下の説明に用いる図面では、部材を認識可能な大きさとするため縮尺を変更している場合がある。
【００１９】
実施形態の製造方法は、母材作製工程と、母材連結工程とを有する。
母材作製工程は、（１）孔開工程、（２）洗浄工程、（３）ダミー管接続工程、（４）ロッド挿入工程、（５）第１封止工程、（６）ダミーロッド接続工程、（７）減圧工程、（８）第２封止工程を有する。母材連結工程は、（９）母材連結工程、（１０）ダミーロッド分離工程を有する。
以下、各工程について説明する。図１〜図１１は、各工程を説明する断面図である。
【００２０】
（１）孔開工程
図１に示すように、クラッドガラス体１１は、円柱状に形成されている。クラッドガラス体１１は、例えば、石英ガラス製の一体成形品である。クラッドガラス体１１に、ドリルツールなどを用いて複数の貫通孔１２を形成する。貫通孔１２はクラッドガラス体１１に、その中心軸線に平行に貫通形成される。貫通孔１２の両端はそれぞれ、クラッドガラス体１１の軸線方向の端面に開口される。貫通孔１２は、例えば、クラッドガラス体１１の中央部を取り囲むように、軸周り方向に間隔をおいて複数箇所に形成される。
【００２１】
（２）洗浄工程
貫通孔１２内には、孔開時に用いた切削液、ドリルツール由来の金属粉などが残っている場合があるため、純水、アルコール（エタノール）、アルカリ液などの洗浄液を用いて、クラッドガラス体１１の外面および貫通孔１２の内面の洗浄を行う。
【００２２】
洗浄工程では、貫通孔１２の内面を、エッチングによって処理することもできる。エッチングによって、例えば、貫通孔１２の内面のマイクロクラックに付着した異物（前記金属粉など）を除去することができる。エッチングは、ウェットエッチングでもよいし、ドライエッチングでもよい。ウェットエッチングでは、フッ酸を含むエッチング液、例えば、フッ酸とフッ化アンモニウムを混合したＢＨＦ（バッファードフッ酸）などを使用できる。ドライエッチングでは、エッチングガスとして、例えばＳＦ６(六フッ化硫黄)ガス、Ｃ２Ｆ６（六フッ化エタン）ガスなどのフッ化ガスを使用できる。ドライエッチングでは、クラッドガラス体１１を１２００℃以上に加熱ししつつ、貫通孔１２にエッチングガスを導入する。
【００２３】
（３）ロッド挿入工程
図２に示すように、クラッドガラス体１１の複数の貫通孔１２のそれぞれに、コアとなるガラスロッド１４（以下、コア用ガラスロッドとも言う）を挿入する。これによって、クラッドガラス体１１の複数の貫通孔１２のそれぞれにコア用ガラスロッド１４が挿入された構成のガラス材ユニットＵ１が得られる。
【００２４】
コア用ガラスロッド１４は、水、アルコール、アルカリ液などの洗浄液を用いて予め洗浄しておくのが好ましい。コア用ガラスロッド１４は、エッチングを行って表面の汚れを除去してもよい。
ロッド挿入工程は、クリーン度の高い室内で行うことが好ましい。これにより、伝送損失悪化の原因となる挨、汚れなどがコア用ガラスロッド１４に付着するのを防ぐことができる。
【００２５】
ロッド挿入工程では、クラッドガラス体１１の複数の貫通孔１２のうち１つ以上の貫通孔１２に、コア用ガラスロッド１４に代えてコア識別マーカ用ガラスロッド（図示略）を挿入してもよい。コア識別マーカ用ガラスロッドは、例えば、クラッドガラス体１１およびコア用ガラスロッド１４の両方に対して屈折率が異なるガラスロッド等である。貫通孔１２へのコア識別マーカ用ガラスロッドの挿入は、貫通孔１２へのコア用ガラスロッド１４の挿入と同様に行なうことができる。以下、コア用ガラスロッド１４とコア識別マーカ用ガラスロッドとを「挿入ガラスロッド」と総称することがある。
【００２６】
挿入ガラスロッドは、例えば、その外径が貫通孔１２の内径の８０〜９９％であるものを好適に使用できる。線引きによって得られる光ファイバ２におけるコア位置精度の安定確保の点で、挿入ガラスロッドの外径は、貫通孔１２の内径の９０〜９９％であることがより好ましく、９５〜９９％であることがさらに好ましい。
【００２７】
（４）ダミー管接続工程
図３に示すように、ガラス材ユニットＵ１の両端に、それぞれダミー管１３を溶着などにより接続する。ダミー管１３は、例えば、石英ガラス製の円筒状部材である。ダミー管１３は、その軸線方向の一端の端面をクラッドガラス体１１の軸線方向片端の端面に突き合わせるようにしてクラッドガラス体１１に接続する。ダミー管１３は、クラッドガラス体１１に溶着したときに、貫通孔１２の開口部を閉止しない内径を有する。
【００２８】
ダミー管１３をガラス材ユニットＵ１に溶着する際には、加熱箇所で、クラッドガラス体１１とコア用ガラスロッド１４とが一体化してもよい。溶着の際には、クラッドガラス体１１とコア用ガラスロッド１４とが一体化した部分ができるだけ長くなるように加熱範囲を調整することが好ましい。これにより、後述する母材連結工程において母材（図８に示す光ファイバ母材１Ａ）に割れが生じにくくなる。
【００２９】
なお、本実施形態では、ガラス材ユニットＵ１の両端にそれぞれダミー管１３を接続するが、ガラス材ユニットの一端にダミー管を接続し、他端にはダミーロッドを接続してもよい。その場合には、第２封止工程において、例えばダミー管を通してガラス材ユニットの貫通孔の内部を減圧することができる。
【００３０】
（５）第１封止工程
図４に示すように、ガラス材ユニットＵ１の一方の端部（以下、第１端部という。図４において右の端部）を、火炎１６（例えば酸水素炎）等を用いて加熱し、縮径させて全ての貫通孔１２の開口部を塞ぐ（すなわち、気密に封止する）。これにより、ガラス材ユニットＵ１の第１端部側のダミー管１３は、溶断によりガラス材ユニットＵ１から分離される。なお、ガラス材ユニットＵ１を加熱する手段は火炎１６に限らず、電気炉などを用いてもよい。
【００３１】
貫通孔１２の開口部を気密に封止した状態のガラス材ユニットＵ１の第１端部を、第１端封止部１７という。第１端封止部１７は、クラッドガラス体１１の第１端部がコア用ガラスロッド１４の第１端部とともに加熱縮径されて中実化されている。第１端封止部１７は、例えば、先細りのテーパ状（例えば、円錐形状）に形成されている。
【００３２】
なお、クラッドガラス体１１の貫通孔１２の１つ以上にコア識別マーカ用ガラスロッドを挿入した場合は、第１端封止部１７は、クラッドガラス体１１の第１端部を、コア用ガラスロッド１４の第１端部およびコア識別マーカ用ガラスロッドの第１端部とともに加熱縮径して中実化した構成となる。
第１封止工程では、ガラス材ユニットＵ１は、チャック２０がダミー管１３を把持することにより所定の位置に保持される。
【００３３】
（６）ダミーロッド接続工程
図５に示すように、ガラス材ユニットＵ１の第１端封止部１７に、ダミーロッド１５の端部を溶着、一体化する。ダミーロッド１５は、例えば石英ガラス製である。ダミーロッド１５は中実構造であり、円柱状に形成されている。ダミーロッド１５は、クラッドガラス体１１の第１端部の貫通孔１２の開口部を塞ぐ（すなわち、気密に封止する）。ダミーロッド１５は、ガラス材ユニットＵ１の第１端部の端面に突き合わせられ、ガラス材ユニットＵ１に同軸に位置合わせされて溶着、一体化する。ダミーロッド１５は、ガラス材ユニットＵ１に溶着したときに、全ての貫通孔１２の開口部を塞ぐことができる外径を有する。
【００３４】
後述する第２封止工程においては、ダミーロッド１５をチャック２０によって把持することによってガラス材ユニットＵ１を保持できる。そのため、ガラス材ユニットＵ１の傷つきを抑制できる。また、ダミーロッド１５によって、チャック２０と加熱箇所との距離を長く確保できるため、チャック２０の焼損を防ぐことができる。
なお、ダミーロッド１５は使用しなくてもよい。その場合、後述する第２封止工程において、チャック２０はガラス材ユニットＵ１を把持する。
【００３５】
（７）減圧工程
図６に示すように、ダミー管１３の、クラッドガラス体１１とは反対側の開口端に、コネクタ２１を介して真空ポンプ２２を接続し、真空ポンプ２２によって貫通孔１２内を減圧（真空引き）する。減圧工程では、クラッドガラス体１１の全ての貫通孔１２内を、ダミー管１３の内側空間を介して真空引きする。
【００３６】
この際、クラッドガラス体１１とコア用ガラスロッド１４とが一体化しない程度の温度でガラス材ユニットＵ１を加熱してもよい。これにより、貫通孔１２内の気体が膨張するため、ガラス材ユニットＵ１の温度が下がったときの貫通孔１２内の真空度をより高くすることができる。そのため、光ファイバ２（図１３参照）内の空隙（気泡）発生を抑制することができる。
【００３７】
減圧工程では、貫通孔１２内を減圧した後に、貫通孔１２内にヘリウムガスを導入し、その後、貫通孔１２内を減圧してもよい。ヘリウムガスは貫通孔１２内に残留してもクラッドガラス体１１から抜けやすいため、この方法をとると、光ファイバ２（図１３参照）内に空隙（気泡）が生じにくくなる。
なお、本実施形態では、コネクタ２１はダミー管１３に取り付けられるが、コネクタは直接、ガラス材ユニットに取り付けられてもよい。この場合には、ダミー管を介さずに貫通孔内を減圧（真空引き）できる。
【００３８】
（８）第２封止工程
図７に示すように、ガラス材ユニットＵ１の第１端部とは反対の端部（以下、第２端部という。図７において左の端部）を、火炎１６等を用いて加熱し、縮径させて全ての貫通孔１２の開口部を塞ぐ（すなわち、気密に封止する）。貫通孔１２の開口部を気密に封止した状態のガラス材ユニットＵ１の第２端部を、第２端封止部１９とも言う。第２端封止部１９の先端を含む部分は、クラッドガラス体１１の第２端部がコア用ガラスロッド１４の第２端部とともに加熱縮径されて中実化されている。ガラス材ユニットＵ１は、貫通孔１２の内部が負圧（大気圧に対して陰圧）となったまま第２端部が封止される。第２端封止部１９は、例えば、先細りのテーパ状（例えば、円錐形状）に形成されている。
【００３９】
第２封止工程では、貫通孔１２内を大気圧から１００ｋＰａ程度減圧した状態で第２端封止部１９を形成することが好ましい。第２端封止部１９を形成した後の貫通孔１２の内圧は１ｋＰａ以下が好適である。
なお、第２封止工程では、貫通孔１２の内部が減圧された状態が保たれていればよい。第２封止工程では、減圧工程に引き続いて真空ポンプ２２を稼働させて貫通孔１２内を減圧し続けてもよいし、真空ポンプ２２を稼働停止させもよい。
【００４０】
第２封止工程によって、光ファイバ母材１Ａ（単位光ファイバ母材）が得られる。光ファイバ母材１Ａは、ガラス材ユニットＵ１と、ガラス材ユニットＵ１に接続されたダミーロッド１５とを備える。光ファイバ母材１Ａのクラッドガラス体１１の内部には、内孔１８が形成される。内孔１８は、貫通孔１２の第１端部側が第１端封止部１７によって封止され、第２端部側がダミーロッド１５によって封止された孔部である。内孔１８の内圧は、第２端封止部１９が形成される前の貫通孔１２の圧力と同等となる。
【００４１】
図１２は、光ファイバ母材１Ａの一例を示す断面図である。図１２に示す光ファイバ母材１Ａの内孔１８の数は４つであり、これらの内孔１８は、クラッドガラス体１１の中心軸の周りに等間隔に配列されている。
【００４２】
図７に示すように、第２封止工程は、貫通孔１２内を大気圧から１００ｋＰａ程度減圧した状態で第２端封止部１９を形成し、内圧が１ｋＰａ以下の内孔１８を確保することに限定されない。
内孔１８の内圧は、線引き工程の開始から完了まで負圧を維持できるように設定すればよく、例えば１ｋＰａ超〜２０ｋＰａ程度であってもよい。
ただし、第２封止工程にて形成した内孔１８の真空度が低い（例えば内孔１８の内圧が１ｋＰａ超〜２０ｋＰａ）場合は、内孔１８の内圧は、１ｋＰａ以下の場合に比べてクラッドガラス体１１の温度の影響を受けやすくなる。そのため、真空ポンプ２２が貫通孔１２に作用させる真空圧は、線引き工程の進行に伴う内孔１８容積の縮小に加えて、連結光ファイバ母材１Ｂの構成部材（クラッドガラス体１１等）の温度変化に伴う内孔１８の内圧の変動も考慮して、線引き工程において内孔１８内が負圧の状態を安定維持できるように設定するのが好ましい。
【００４３】
第２封止工程では、例えば内圧が２０ｋＰａ以下の内孔１８を形成して、線引き工程において内孔１８の内圧を負圧とすることができる。線引き開始前の連結光ファイバ母材１Ｂの内孔１８の内圧が２０ｋＰａ以下であれば、線引き工程において内孔１８の内圧の負圧を維持したまま充分な長さの光ファイバを線引きすることが可能である。内孔１８の内圧は、例えば２０ｋＰａ以下であるが、１０ｋＰａ以下、あるいは１ｋＰａ以下であってもよい。
【００４４】
図１〜図７に示す孔開工程〜第２封止工程に従って、光ファイバ母材１Ａ（図７参照）を、さらに作製する。これにより、２以上の光ファイバ母材１Ａが得られる（図８参照）。
【００４５】
（９）母材連結工程
図８に示すように、２つの光ファイバ母材１Ａ，１Ａの第２端封止部１９，１９どうしを向かい合わせる。
次いで、図９に示すように、両方の光ファイバ母材１Ａ，１Ａの第２端封止部１９，１９を、火炎１６等を用いて加熱し、互いに溶着させる。これによって、２つの光ファイバ母材１Ａ，１Ａは、接続部２３において突き合わせ接続される。
第２端封止部１９，１９を溶着により接続すると、２つの光ファイバ母材１Ａ，１Ａを介在物なしで接続できる。そのため、後述する線引き工程において、接続部２３を含む部分の光ファイバ母材１Ａ，１Ａを滞りなく線引きすることができる。
【００４６】
接続部２３は、光ファイバ母材１Ａに比べて太径または細径となってもよいが、接続部２３と光ファイバ母材１Ａとの外径差は小さいことが望ましい。この外径差が小さいと、後述する線引き工程において光ファイバ２の外径変動を小さくできるため、断線などの不具合が起こりにくくなる。
【００４７】
（１０）ダミーロッド分離工程
次いで、図１０および図１１に示すように、一方の光ファイバ母材１Ａのガラス材ユニットＵ１の第１端部（ダミーロッド１５が接続された箇所）を、火炎１６等を用いて溶断する。溶断された第１端部は、全ての貫通孔１２の開口部が塞がれ、気密に封止される。貫通孔１２の開口部が塞がれた第１端部を先端封止部２４という。
このようにして、複数のガラス材ユニットＵ１が連結された光ファイバ母材（マルチコアファイバ母材。以下、連結光ファイバ母材１Ｂという）を得る。
【００４８】
接続される２つの光ファイバ母材１Ａ，１Ａは、その構成が互いに同じであることが望ましい。ここでいう構成とは、例えば、クラッドガラス体１１の外径、内孔１８の空隙率、内孔１８の数、内孔１８の配置、内孔１８どうしの距離などの数値で表される。なかでも特に、クラッドガラス体１１の外径と内孔１８の空隙率は、光ファイバ２の外径に与える影響が大きいため重要である。なお、２つの光ファイバ母材１Ａ，１Ａの数値の差異が一方の数値に対して±１０％の範囲にあれば、２つの数値は同じとみなしてもよい。
【００４９】
接続される２つの光ファイバ母材１Ａ，１Ａの構成が同じであると、線引き工程において、一方の光ファイバ母材１Ａから得られる光ファイバ２と、他方の光ファイバ母材１Ａから得られる光ファイバ２との外径を同じにしやすい。そのため、光ファイバ２の径の調整が容易となる。
【００５０】
本実施形態の製造方法では、２つのガラス材ユニットＵ１を連結した連結光ファイバ母材１Ｂを作製するが、連結光ファイバ母材を構成するガラス材ユニットの数は２に限定されず、３以上の任意の数であってもよい。
【００５１】
［光ファイバの製造方法］
実施形態に係る光ファイバの製造方法の線引き工程を、図１３を参照して説明する。  
図１３は、連結光ファイバ母材１Ｂから線引きして光ファイバ２（マルチコアファイバ）を製造する線引き装置５０を示す構成図である。
図１３に示すように、線引き装置５０は、連結光ファイバ母材１Ｂを吊支する母材昇降装置５１と、母材昇降装置５１に吊支された連結光ファイバ母材１Ｂの下端部（先端部）を加熱するリング状の加熱炉５２とを有する。母材昇降装置５１は、昇降フレーム５１ａと、昇降フレーム５１ａを昇降させる昇降装置本体５１ｂとを有する。昇降フレーム５１ａは、加熱炉５２の上方に配置され、昇降装置本体５１ｂによって昇降される。
【００５２】
連結光ファイバ母材１Ｂは、ダミーロッド１５の突端部を昇降フレーム５１ａに取り付けて、先端封止部２４が下端部となるように昇降フレーム５１ａから吊り下げる。昇降フレーム５１ａに吊り下げ状態に支持させた連結光ファイバ母材１Ｂの下端部の先端封止部２４は、リング状の加熱炉５２の内側貫通孔５２ａ（母材挿入孔）に挿入する。
【００５３】
連結光ファイバ母材１Ｂの下端部を加熱炉５２によって加熱してガラス粘度を低下（軟化）させた状態を保ったまま、連結光ファイバ母材１Ｂ下端部から下方へ光ファイバ２を線引きする。昇降フレーム５１ａの下降によって連結光ファイバ母材１Ｂを加熱炉５２（具体的にはその内側貫通孔５２ａ）へ送り込みながら、連結光ファイバ母材１Ｂ下端部からの光ファイバ２の線引きを継続する。
【００５４】
連結光ファイバ母材１Ｂ下端部は、光ファイバ２の線引きが可能なレベルまでガラス粘度が低下（軟化）する温度（線引き時加熱温度）に加熱されることでガラス粘度の低下とともに連結光ファイバ母材１Ｂを形成するガラス材の収縮が起き、縮径したクラッドガラス体１１がコア用ガラスロッド１４に一体化する。
貫通孔１２に挿入されたコア識別マーカ用ガラスロッドが存在する場合は、加熱された連結光ファイバ母材１Ｂの下端部にてクラッドガラス体１１はコア用ガラスロッド１４だけでなくコア識別マーカ用ガラスロッドにも一体化される。
【００５５】
挿入ガラスロッドに対するクラッドガラス体１１の一体化は、昇降フレーム５１ａの下降による連結光ファイバ母材１Ｂの加熱炉５２への送り込みに伴い進行する。すなわち、連結光ファイバ母材１Ｂからの光ファイバ２の線引きは、連結光ファイバ母材１Ｂの加熱炉５２への送り込み進行によって挿入ガラスロッドへのクラッドガラス体１１の一体化を進行しながら行われる。
【００５６】
線引き時加熱温度に加熱された挿入ガラスロッドおよびクラッドガラス体１１は、常温時に比べて軟化し表面張力が低下する。線引き時加熱温度に加熱されたクラッドガラス体１１は内孔１８の内圧の影響を受けやすくなる。
連結光ファイバ母材１Ｂの下端部が線引き時加熱温度に加熱されたとき、クラッドガラス体１１は、自身の収縮の他、内孔１８の内圧（負圧）の影響も受けて貫通孔１２の縮径を伴う全体の縮径を生じ、挿入ガラスロッドに一体化される。そのため、連結光ファイバ母材１Ｂの下端部（先端部）から光ファイバ２を線引きする工程（線引き工程）において、内圧が負圧の内孔１８によって、クラッドガラス体１１と挿入ガラスロッドとの一体化を効率良く行うことができる。
【００５７】
クラッドガラス体１１と挿入ガラスロッドとの一体化は、連結光ファイバ母材１Ｂの加熱炉５２への送り込みに伴い、クラッドガラス体１１の内孔１８内面と挿入ガラスロッドとの間の空間が潰れながら進行する。これにより、内孔１８の容積は縮小する。
【００５８】
連結光ファイバ母材１Ｂの接続部２３から線引きされた光ファイバ２については、連結光ファイバ母材１Ｂの他の部分から得られた光ファイバ２に比べて形状が安定していない場合がある。この場合は、光ファイバ２の製造後に、接続部２３に由来する部分の光ファイバ２を、接続部２３に由来する部分以外の部分の光ファイバ２から切除することで上記の問題を解決できる。
【００５９】
光ファイバ２の線引きは、連結光ファイバ母材１Ｂの、ダミーロッド１５側の端部（一端部。以下、基端部、とも言う）に達するまで行ってもよいし、基端部が線引きに使用される前に停止してもよい。連結光ファイバ母材１Ｂの基端部がダミーロッド１５との溶着の影響で変形している場合、光ファイバ２の線引きを基端部に達する前に停止すると、その変形の影響を回避できる。
【００６０】
線引き開始前の連結光ファイバ母材１Ｂの内孔１８の内圧は、光ファイバ２の線引き完了時点で負圧であるように確保する。これにより、光ファイバ２の線引き開始から完了まで連結光ファイバ母材１Ｂの内孔１８の内圧を負圧に維持できる。連結光ファイバ母材１Ｂの製造における第２封止工程では、光ファイバ２の線引き完了時点で内孔１８に負圧が確保されるように真空ポンプによってクラッドガラス体１１の貫通孔１２を真空引きしながら内孔１８を形成する。
なお、線引き開始前の連結光ファイバ母材１Ｂの内孔１８の内圧は、光ファイバ２の線引き完了直前の時点で負圧であるように定めてもよい。
【００６１】
［実施形態の光ファイバ母材の製造方法および光ファイバの製造方法が奏する効果］
本実施形態の製造方法によれば、母材連結工程（図８および図９参照）およびダミーロッド分離工程（図１０および図１１参照）によって、複数のガラス材ユニットＵ１を連結した連結光ファイバ母材１Ｂが得られる。連結光ファイバ母材１Ｂは複数のガラス材ユニットＵ１を含むため、それぞれ線引き工程において線引きできる母材の有効長を長く確保できる。よって、光ファイバ２の生産性を高めることができる。
これに対し、複数のガラス材ユニットを単独で線引きする場合には、それぞれのガラス材ユニットについて、線引き開始時の光ファイバの径調整、光ファイバ径の安定化のための母材引き残しなどが必要となるため、ガラス材ユニットの合計の有効長は短くなる。
【００６２】
本実施形態の製造方法によれば、連結光ファイバ母材１Ｂの内孔１８の内圧が負圧となるため、線引き工程では、内孔１８内面と挿入ガラスロッドとの間の空間が消滅し、空隙（気泡）が抑制される光ファイバ２が得られる。そのため、線引き工程において内孔１８を真空引きするための真空ポンプが必要ない。連結光ファイバ母材１Ｂに真空ポンプを接続するコネクタも必要ないため母材とコネクタとの間の距離の確保も不要となり、線引きできる母材の有効長を長く確保できる。よって、光ファイバ２の生産性を高めることができる。
【００６３】
本実施形態の製造方法によれば、クラッドガラス体１１と挿入ガラスロッドとを一体化させつつ線引きを行うことができる。線引き工程に先だってクラッドガラス体１１と挿入ガラスロッドとを完全に一体化させる工程が必要ないため、工程数を少なくできる。よって、本実施形態の製造方法は、光ファイバ２の生産性、および製造の容易さの点で優れている。
【００６４】
連結光ファイバ母材１Ｂの構成要素であるガラス材ユニットＵ１は、非連結型の光ファイバ母材（例えば、全長にわたって一体形成されている光ファイバ母材）と比べて短い。ガラス材ユニットＵ１は、その短さゆえに形状（例えば、貫通孔の形成位置等）の長さ方向の変動が生じにくい。そのため、ガラス材ユニットＵ１は、封止部、接続部などを除く主要部分において形状精度（例えば、貫通孔の形成位置、コア間距離などの正確性）が高い。よって、複数のガラス材ユニットＵ１を連結した連結光ファイバ母材１Ｂは、主要部分において、非連結型の光ファイバ母材に比べて形状精度が優れている。
【００６５】
本実施形態の製造方法によれば、連結光ファイバ母材１Ｂを用いるため、複数の短い光ファイバ母材を独立に線引きする場合に比べて、線引き開始時の光ファイバの径の調整の工程の数を少なくできる。例えば、２本の光ファイバ母材を１つの線引き装置で線引きする場合、１本目の母材の線引き開始時に光ファイバの径の調整のために母材の一部を消費し、２本目の母材の線引きを開始する際にも光ファイバの径の調整のために母材の一部を消費する。光ファイバの径の調整の過程で生じた光ファイバは廃棄される。
これに対し、本実施形態の製造方法によれば、２本のガラス材ユニットＵ１を連結した構造の連結光ファイバ母材１Ｂを用いることができるため、線引き工程を連続的に行うことができる。そのため、光ファイバの径の調整は最初の１回のみでよい。よって、本実施形態の製造方法は、複数の短い光ファイバ母材を独立に線引きする場合に比べて、廃棄される光ファイバ２を少なくできることから、線引きできる母材の有効長を長く確保できる。よって、光ファイバ２の生産性を高めることができる。
【００６６】
図８に示すように、母材連結工程において突き合わせ接続される光ファイバ母材１Ａの第２端封止部１９の端部は、先端側に向かうにつれ先細っていく形状、すなわち、先細り形状（例えば、円錐形状）とされている。第２端封止部１９は、光ファイバ母材１Ａの中心に近いほど突出高さを増す形状である。そのため、母材連結工程において、第２端封止部１９どうしが溶着される際には、最初に第２端封止部１９の中央部が互いに接触し、接触範囲は徐々に外方に広がっていく。したがって、第２端封止部１９間に気体がある場合でも、この気体は外方に押し出されて除去される。よって、第２端封止部が平坦である場合に比べて、突き合わせ接続される２つの光ファイバ母材１Ａ同士の接続部に空隙が生じにくい。
【００６７】
本実施形態では、２つの光ファイバ母材１Ａの第２端封止部１９の両方が図８に示す形状（中心に近いほど突出高さを増す形状）とされているが、突き合わせ接続される２つの第２端封止部のうち少なくとも一方が図８に示す形状であれば、前述の効果（接続部に空隙が生じにくい）は得られる。
なお、光ファイバ母材の接続数は２に限らず、３以上の任意の数であってもよい。光ファイバ母材の接続数が３以上である場合、少なくとも１つの光ファイバ母材において、第２端封止部だけでなく第１端封止部も他の光ファイバ母材の封止部に突き合わせ接続される。図８に示す形状の封止部は、第１端封止部に適用することもできる。
【００６８】
図１４は、光ファイバ母材１Ａの第２端封止部１９の第１変形例である第２端封止部２９を示す構成図である。第２端封止部２９は、光ファイバ母材２１Ａのガラス材ユニットＵ１の第２端部に形成されている。第２端封止部２９は、全面が湾曲凸面状（例えば半球状）に形成されている。第２端封止部２９は、先端方向に突出して形成されている。
【００６９】
第２端封止部２９は湾曲凸面状であるため、母材連結工程における接続相手の光ファイバ母材の第２端封止部（以下、相手側第２端封止部という）の先端部の位置が中心からずれている場合でも、その先端部との接触を確保しやすい。そのため、母材連結工程では、第２端封止部２９の先端部が相手側第２端封止部の先端部と接触し、接触範囲は徐々に外方に広がっていく。したがって、第２端封止部２９と相手側第２端封止部との間に気体がある場合でも、この気体は外方に押し出されて除去される。よって、接続部に空隙が生じにくい。
【００７０】
突き合わせ接続される２つの光ファイバ母材は、少なくとも一方の封止部（第１端封止部または第２端封止部）が、図１４に示す湾曲凸面状の第２端封止部２９と同様の形状であれば、前述の効果（接続部に空隙が生じにくい）が得られる。
【００７１】
図１５は、第２端封止部１９の第２変形例である第２端封止部３９を示す構成図である。第２端封止部３９は、基部３９ａと、先端部３９ｂとを有する。基部３９ａは、先端方向に縮径する円錐台状に形成されている。先端部３９ｂは、基部３９ａに滑らかに連なって形成されている。先端部３９ｂは、湾曲凸面状（例えば球面状）に形成されている。第２端封止部３９は、先端方向に突出して形成されている。
【００７２】
第２端封止部３９は先端部３９ｂが湾曲凸面状であるため、母材連結工程における相手側第２端封止部の先端部の位置が中心からずれている場合でも、その先端部との接触を確保しやすい。そのため、接続部に空隙が生じにくい。
【００７３】
突き合わせ接続される２つの光ファイバ母材は、少なくとも一方の封止部（第１端封止部または第２端封止部）が、図１５に示す第２端封止部３９と同様の形状であれば、前述の効果（接続部に空隙が生じにくい）が得られる。
【００７４】
以上、本発明を最良の形態に基づいて説明してきたが、本発明は上述の最良の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。前記実施形態の製造方法では、ポンプを用いて内孔内圧を減圧するが、ポンプを用いずに内孔内圧を減圧することもできる。例えば、減圧された内孔を有するマルチコアファイバ母材を製造するには、減圧工程を省略し、第２封止工程にて加熱した光ファイバ母材の封止完了後の冷却に伴って内孔内圧を低下させてもよい。
工程の順は上述した実施形態における工程順に限定されない。例えば、ロッド挿入工程は、第２封止工程の完了前に行えばよい。具体的には、ロッド挿入工程は、ダミー管接続工程の後、かつ第１封止工程の前であってもよい。ロッド挿入工程は、第１封止工程の後、かつ第２封止工程の前であってもよい。
【００７５】
実施形態の製造方法は、スタックアンドドロー法に適用してもよい。スタックアンドドロー法を適用した製造方法は、母材作製工程と、母材連結工程とを有する。
母材作製工程では、ガラス管（クラッドガラス体）の貫通孔内に１または複数のコア被覆ロッドを挿入する（ロッド挿入工程）。コア被覆ロッドは、コアとなるガラスロッドがクラッドガラス層で被覆されたロッドである。ガラス管とコア被覆ロッドとの隙間に１または複数のガラスロッドを挿入する。次いで、ガラス管の第１端部を加熱して変形させることで貫通孔の開口部を塞ぐ第１端封止部を形成する（第１封止工程）。次いで、貫通孔内が減圧された状態を保ちつつ、ガラス管の第２端部を加熱して変形させることで貫通孔の開口部を塞ぐ第２端封止部を形成する（第２封止工程）。これにより、単位光ファイバ母材を得る。単位光ファイバ母材を複数作製する。
母材連結工程では、複数の単位光ファイバ母材の端部同士を突き合わせ接続することで連結光ファイバ母材を得る。
【００７６】
光ファイバ母材の接続形態としては、（i）第１端封止部どうしの接続、（ii）第１端封止部と第２端封止部との接続、および（iii）第２端封止部どうしの接続がある。
【００７７】
実施形態の製造方法では、マルチコアファイバ母材を作製したが、実施形態の製造方法によって作製される光ファイバ母材はマルチコアファイバ母材に限らず、シングルコアの光ファイバ母材であってもよい。シングルコアの光ファイバ母材を作成する場合には、ロッド挿入工程において、１つの貫通孔を有するクラッドガラス体を用い、その貫通孔に１つのガラスロッドを挿入する。
【００７８】
図１６は、実施形態の製造方法によって得られた光ファイバ２の一例であるマルチコアの光ファイバ２Ａの断面図である。光ファイバ２Ａは、複数のコア３１と、その外周に設けられたクラッド３２とを備える。
図１７は、実施形態の製造方法によって得られた光ファイバ２の他の例であるシングルコアの光ファイバ２Ｂの断面図である。光ファイバ２Ｂは、１つのコア３３と、その外周に設けられたクラッド３４とを備える。
【符号の説明】
【００７９】
１Ａ…光ファイバ母材（単位光ファイバ母材）、１Ｂ…連結光ファイバ母材（マルチコアファイバ母材）、２…光ファイバ（マルチコアファイバ）、１１…クラッドガラス体、１２…貫通孔、１３…ダミー管、１４…ガラスロッド（コア用ガラスロッド）、１５…ダミーロッド、１６…火炎、１７…第１端封止部、１８…内孔、１９…第２端封止部、２２…真空ポンプ、２３…接続部、２４…先端封止部、５０…線引き装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
2020158353.tif 000017
【図１６】
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【図１７】
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