(57)【要約】【課題】  光ファイバ裸線の外径を適切に測定し得る光ファイバ裸線の外径測定方法、光ファイバの製造方法、光ファイバ裸線の外径測定装置、及び光ファイバの製造装置を提供する。【解決手段】クラッド１２となるクラッドガラス体１２Ｐの外周の形状が多角形である光ファイバ用母材１０Ｐからねじられながら線引される光ファイバ裸線１０Ｎの外径測定方法は、光ファイバ裸線１０Ｎのねじりの周期をＴとし多角形の頂点数をｎとする場合のＴ／ｎ以上の範囲において、光ファイバ裸線１０Ｎの幅の最大値及び最小値を測定する。【選択図】    図４
2020147480.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クラッドとなるクラッドガラス体の外周の形状が多角形である光ファイバ用母材からねじられながら線引きされる光ファイバ裸線の外径測定方法であって、
前記光ファイバ裸線のねじりの周期をＴとし前記多角形の頂点数をｎとする場合のＴ／ｎ以上の範囲において、前記光ファイバ裸線の幅の最大値及び最小値を測定する
ことを特徴とする光ファイバ裸線の外径測定方法。
【請求項２】
前記最大値及び前記最小値を１つの所定の方向から測定する
ことを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ裸線の外径測定方法。
【請求項３】
前記光ファイバ裸線に光を照射して前記光ファイバ裸線の長手方向と垂直な方向に射影される前記光ファイバ裸線の射影像の幅に基づいて前記光ファイバ裸線の幅を測定する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の光ファイバ裸線の外径測定方法。
【請求項４】
前記最大値をａとし、前記最小値をｂとし、前記クラッドの外周の外接円の直径をＤとし、前記クラッドの外周の内接円の直径をｄとするとき、前記多角形の頂点数ｎが偶数の場合には、下記式（１）によって前記外接円の直径Ｄを算出し、下記式（２）によって前記内接円の直径ｄを算出し、前記多角形の頂点数ｎが奇数の場合には、下記式（３）によって前記外接円の直径Ｄを算出し、下記式（４）によって前記内接円の直径ｄを算出する
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の光ファイバ裸線の外径測定方法。
【数１】
2020147480.tif 000012
【請求項５】
前記最大値をａとし、前記最小値をｂとするとき、前記多角形の頂点数ｎが偶数の場合には、下記式（５）で定義される角張り度ｃを算出し、前記多角形の頂点数ｎが奇数の場合には、下記式（６）で定義される角張り度ｃを算出する
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の光ファイバ裸線の外径測定方法。
【数２】
2020147480.tif 000013
【請求項６】
クラッドとなるクラッドガラス体の外周の形状が多角形である光ファイバ用母材を加熱炉で加熱して光ファイバ裸線をねじりながら線引きする線引工程と、
請求項１から５のいずれか１項に記載の光ファイバ裸線の外径測定方法によって前記最大値及び前記最小値を測定する外径測定工程と、
前記最大値及び前記最小値に基づいて、前記光ファイバ裸線の引き取り速度、前記光ファイバ用母材の送り出し速度、及び前記加熱炉の温度の少なくとも１つを調整する調整工程と、
を備える
ことを特徴とする光ファイバの製造方法。
【請求項７】
前記外径測定工程では、請求項４に記載の光ファイバ裸線の外径測定方法によって前記外接円の直径Ｄ及び前記内接円の直径ｄを算出し、
前記調整工程では、前記外径測定工程において算出された前記外接円の直径Ｄ及び前記内接円の直径ｄの少なくとも一方が所定の範囲内に収まるように、前記光ファイバ裸線の引き取り速度及び前記光ファイバ用母材の送り出し速度の少なくとも一方を調整する
ことを特徴とする請求項６に記載の光ファイバの製造方法。
【請求項８】
前記外径測定工程では、請求項５に記載の光ファイバ裸線の外径測定方法によって前記角張り度ｃを算出し、
前記調整工程では、前記光ファイバ裸線の長手方向に平行な方向の長さ１ｍ当たりでの当該光ファイバ裸線のねじれの回数をＮとする場合に下記式（７）が成り立つように、前記光ファイバ裸線の引き取り速度、前記光ファイバ用母材の送り出し速度、及び前記加熱炉の温度の少なくとも１つを調整する
ことを特徴とする請求項６または７に記載の光ファイバの製造方法。
【数３】
2020147480.tif 000014
【請求項９】
前記多角形の頂点数ｎは６または７である
ことを特徴とする請求項６から８のいずれか１項に記載の光ファイバの製造方法。
【請求項１０】
クラッドとなるクラッドガラス体の外周の形状が多角形である光ファイバ用母材からねじられながら線引きされる光ファイバ裸線の外径を測定する光ファイバ裸線の外径測定装置であって、
前記光ファイバ裸線のねじりの周期をＴとし前記多角形の頂点数をｎとする場合のＴ／ｎ以上の範囲において、前記光ファイバ裸線の幅の最大値及び最小値を測定可能である測定部を備える
ことを特徴とする光ファイバ裸線の外径測定装置。
【請求項１１】
前記測定部は、光を受光する受光面を有する受光部と、前記光ファイバ裸線に長手方向と垂直な方向から光を照射して前記受光面に前記光ファイバ裸線を射影する発光部とを有し、前記受光部に射影される前記光ファイバ裸線の射影像の幅に基づいて前記光ファイバ裸線の幅を測定可能である
ことを特徴とする請求項１０に記載の光ファイバ裸線の外径測定装置。
【請求項１２】
請求項１０または１１に記載の光ファイバ裸線の外径測定装置と、
前記光ファイバ用母材を送り出す母材送り出し部と、
前記母材送り出し部から送り出される前記光ファイバ用母材を加熱する加熱炉と、
前記加熱炉で加熱された前記光ファイバ用母材からねじられながら線引される光ファイバ裸線を引き取る引き取り部と、
制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記最大値及び前記最小値に基づいて、前記光ファイバ裸線の引き取り速度を調節する前記引き取り部の制御、前記光ファイバ用母材の送り出し速度を調節する前記母材送り出し部の制御、及び前記加熱炉の温度を調節する前記加熱炉の制御の少なくとも１つを行う
ことを特徴とする光ファイバの製造装置。
【請求項１３】
前記制御部は、前記最大値をａとし、前記最小値をｂとし、前記クラッドの外周の外接円の直径をＤとし、前記クラッドの外周の内接円の直径をｄとするとき、前記多角形の頂点数ｎが偶数の場合には、下記式（１）によって前記外接円の直径Ｄを算出し、下記式（２）によって前記内接円の直径ｄを算出し、前記多角形の頂点数ｎが奇数の場合には、下記式（３）によって前記外接円の直径Ｄを算出し、下記式（４）によって前記内接円の直径ｄを算出し、算出された前記外接円の直径Ｄ及び前記内接円の直径ｄの少なくとも一方が所定の範囲内に収まるように、前記引き取り部及び前記母材送り出し部の少なくとも一方を制御可能である
ことを特徴とする請求項１２に記載の光ファイバの製造装置。
【数４】
2020147480.tif 000015
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバ裸線の外径を適切に測定し得る光ファイバ裸線の外径測定方法、光ファイバの製造方法、光ファイバ裸線の外径測定装置、及び光ファイバの製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、断面形状が多角形のクラッドを有する光ファイバが知られており、下記特許文献１には、このような光ファイバにおける光ファイバ裸線の外径測定方法が開示されている。
【０００３】
この光ファイバ裸線の外径測定方法では、断面形状が多角形のクラッドを有する光ファイバ裸線の中心軸に直交する第１方向からこの光ファイバ裸線の射影幅を測定し、光ファイバ裸線の中心軸に直交するとともに第１方向と所定の角度だけずれた第２方向から光ファイバ裸線の射影幅を測定する。そして、第１方向から測定した射影幅、第２方向から測定した射影幅、及び第１方向と第２方向とのずれ角度に基づいて、光ファイバ裸線の最大外径を算出する。この外径の算出には、光ファイバ裸線の所定の断面形状に応じた式が用いられる。この光ファイバ裸線の外径測定方法では、異なる２方向から測定した光ファイバ裸線の射影幅に基づいて光ファイバ裸線の最大外径を算出するため、光ファイバ裸線が当該光ファイバ裸線の中心軸周りに回転しても、この回転によらずに光ファイバ裸線の最大外径を求めることができるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−１７５８００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のように断面形状が多角形のクラッドを有する光ファイバ裸線は、一般的に、クラッドとなるクラッドガラス体の外周の形状が多角形である光ファイバ用母材から線引きされることで作製される。また、光ファイバ裸線に恒久的なねじれを付与するために、光ファイバ裸線をねじりながら線引きすることがある。この場合、光ファイバ裸線の外形は、見かけ上、当該光ファイバ裸線の中心軸周りに回転するため、このような光ファイバの製造方法に、上記の光ファイバ裸線の外径測定方法を用いることが考えられる。ところで、断面形状が多角形のクラッドを有する光ファイバ裸線は、線引きを行う際の熱によって断面形状が多角形の角に丸みを帯びた形状とされ、この角の丸みの度合いは線引きの温度等によって変化する。つまり、光ファイバ裸線の断面形状が変化する。上記の光ファイバ裸線の外径測定方法では、上記のように、光ファイバ裸線の最大外径を算出するために光ファイバ裸線の所定の断面形状に応じた式が用いられるため、このように光ファイバ裸線の断面形状が変化する場合、光ファイバ裸線の外径を適切に測定できない。このため、上記の光ファイバ裸線の外径測定方法では、例えば、所定の外径に対して、光ファイバ裸線の径が異なるのか角の丸みが異なるのかの区別をすることができない。このため、光ファイバ裸線の外径を適切に測定したいとの要望がある。
【０００６】
そこで、本発明は、光ファイバ裸線の外径を適切に測定し得る光ファイバ裸線の外径測定方法、光ファイバの製造方法、光ファイバの外径測定装置、及び光ファイバの製造装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的の達成のため、本発明は、クラッドとなるクラッドガラス体の外周の形状が多角形である光ファイバ用母材からねじられながら線引きされる光ファイバ裸線の外径測定方法であって、前記光ファイバ裸線のねじりの周期をＴとし前記多角形の頂点数をｎとする場合のＴ／ｎ以上の範囲において、前記光ファイバ裸線の幅の最大値及び最小値を測定することを特徴とする。
【０００８】
ここで、上記の光ファイバ裸線のねじりの周期Ｔは、時間の周期であってもよく、光ファイバ裸線の長さの周期であってもよい。例えば、時間の周期とは、光ファイバ裸線が１回ねじられるのにかかる時間とされ、長さの周期とは、光ファイバ裸線のねじりの回数が１となる光ファイバ裸線の長さとされる。
【０００９】
また、上記目的の達成のため、本発明の光ファイバの製造方法は、クラッドとなるクラッドガラス体の外周の形状が多角形である光ファイバ用母材を加熱炉で加熱して光ファイバ裸線をねじりながら線引きする線引工程と、上記の光ファイバ裸線の外径測定方法によって前記最大値及び前記最小値を測定する外径測定工程と、前記最大値及び前記最小値に基づいて、前記光ファイバ裸線の引き取り速度、前記光ファイバ用母材の送り出し速度、及び前記加熱炉の温度の少なくとも１つを調整する調整工程と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
また、上記目的の達成のため、本発明は、クラッドとなるクラッドガラス体の外周の形状が多角形である光ファイバ用母材からねじられながら線引きされる光ファイバ裸線の外径を測定する光ファイバ裸線の外径測定装置であって、前記光ファイバ裸線のねじりの周期をＴとし前記多角形の頂点数をｎとする場合のＴ／ｎ以上の範囲において、前記光ファイバ裸線の幅の最大値及び最小値を測定可能である測定部を備えることを特徴とする。
【００１１】
また、上記目的の達成のため、本発明の光ファイバの製造装置は、上記光ファイバ裸線の外径測定装置と、前記光ファイバ用母材を送り出す母材送り出し部と、前記母材送り出し部から送り出される前記光ファイバ用母材を加熱する加熱炉と、前記加熱炉で加熱された前記光ファイバ用母材からねじられながら線引きされる光ファイバ裸線を引き取る引き取り部と、制御部と、を備え、前記制御部は、前記最大値及び前記最小値に基づいて、前記光ファイバ裸線の引き取り速度を調節する前記引き取り部の制御、前記光ファイバ用母材の送り出し速度を調節する前記母材送り出し部の制御、及び前記加熱炉の温度を調節する前記加熱炉の制御の少なくとも１つを行うことを特徴とする。
【００１２】
上記の光ファイバ裸線の外径測定方法、光ファイバの製造方法、光ファイバの外径測定装置、及び光ファイバの製造装置では、Ｔ／ｎ以上の範囲において、光ファイバ裸線の幅の最大値及び最小値を測定する。このため、光ファイバ裸線の幅の最大値から光ファイバ裸線の最大外径を求めることができ、光ファイバ裸線の幅の最小値から最小外径を求めることができる。このため、所定の外径に対して、光ファイバ裸線の径が異なるのか角の丸みが異なるのかの区別をし得る。したがって、光ファイバ裸線の外径を適切に測定し得る。
【００１３】
前記最大値及び前記最小値を１つの所定の方向から測定することとしてもよい。
【００１４】
このような構成にすることで、複数の方向から光ファイバ裸線の幅を測定する場合と比べて、容易に光ファイバ裸線の外径を測定し得る。
【００１５】
前記光ファイバ裸線に光を照射して前記光ファイバ裸線の長手方向と垂直な方向に射影される前記光ファイバ裸線の射影像の幅に基づいて前記光ファイバ裸線の幅を測定することとしてもよい。
【００１６】
前記最大値をａとし、前記最小値をｂとし、前記クラッドの外周の外接円の直径をＤとし、前記クラッドの外周の内接円の直径をｄとするとき、前記多角形の頂点数ｎが偶数の場合には、下記式（１）によって前記外接円の直径Ｄを算出し、下記式（２）によって前記内接円の直径ｄを算出し、前記多角形の頂点数ｎが奇数の場合には、下記式（３）によって前記外接円の直径Ｄを算出し、下記式（４）によって前記内接円の直径ｄを算出することとしてもよい。
【数１】
2020147480.tif 000003
【００１７】
このような構成にすることで、光ファイバ裸線の外径をより適切に測定し得る。
【００１８】
また、前記最大値をａとし、前記最小値をｂとするとき、前記多角形の頂点数ｎが偶数の場合には、下記式（５）で定義される角張り度ｃを算出し、前記多角形の頂点数ｎが奇数の場合には、下記式（６）で定義される角張り度ｃを算出することとしてもよい。
【数２】
2020147480.tif 000004
【００１９】
ここで、上記のようにクラッドの外周の外接円の直径をＤとし、クラッドの外周の内接円の直径をｄとするとき、角張り度ｃは下記式（７）となる。仮に、クラッドの外周が正確な正多角形とされる場合、外接円の直径Ｄに対する内接円の直径ｄの比ｄ／Ｄはｃｏｓ（π／ｎ）となり、角張り度ｃは１となる。また、仮にクラッドの外周が円形とされる場合には外接円の直径Ｄと内接円の直径ｄとが等しくなり、角張り度ｃは０となる。このように角張り度ｃは０以上１以下の数値であり、角張り度ｃが１に近い場合はクラッドの外周が正多角形に近く、角張り度ｃが０に近い場合はクラッドの外周が円形に近いことを意味する。このため、上記角張り度ｃを算出することによって、光ファイバ裸線の角の丸みの度合いを容易に評価し得る。
【数３】
2020147480.tif 000005
【００２０】
また、上記の光ファイバの製造方法における調整工程では、最大値及び最小値に基づいて、光ファイバ裸線の引き取り速度、光ファイバ用母材の送り出し速度、及び加熱炉の温度の少なくとも１つを調整する。
【００２１】
ここで、単位時間あたりに加熱炉に送り込まれる光ファイバ用母材の体積と単位時間あたりに加熱炉から引き出される光ファイバ裸線の体積は概ね釣り合う。このため、光ファイバ用母材の送り出し速度と光ファイバ裸線の引き取り速度との比が変化することで光ファイバ裸線の径が変化する。また、加熱炉の温度が高くなると光ファイバ裸線の外周の角の丸みの度合いは高くなり、加熱炉の温度が低くなるとこの丸みの度合いは低くなる。このため、上記のように、光ファイバ裸線の引き取り速度、光ファイバ用母材の送り出し速度、及び加熱炉の温度の少なくとも１つを調整することで、クラッドの外径やクラッドの外周の角の丸みの度合いが所定の範囲内とされた光ファイバを製造し得る。
【００２２】
また、外径測定工程において外接円の直径Ｄ及び内接円の直径ｄを算出する場合、前記調整工程では、前記外径測定工程において算出された前記外接円の直径Ｄ及び前記内接円の直径ｄの少なくとも一方が所定の範囲内に収まるように、前記光ファイバ裸線の引き取り速度及び前記光ファイバ用母材の送り出し速度の少なくとも一方を調整することとしてもよい。
【００２３】
このような構成にすることで、クラッドの外接円の直径Ｄや内接円の直径ｄが所定の範囲内とされた光ファイバを製造し得る。
【００２４】
また、外径測定工程において角張り度ｃを算出する場合、前記調整工程では、前記光ファイバ裸線の長手方向に平行な方向の長さ１ｍ当たりでの当該光ファイバ裸線のねじれの回数をＮとする場合に下記式（８）が成り立つように、前記光ファイバ裸線の引き取り速度、前記光ファイバ用母材の送り出し速度、及び前記加熱炉の温度の少なくとも１つを調整することとしてもよい。
【数４】
2020147480.tif 000006
【００２５】
例えば、光ファイバ裸線のクラッドが内側クラッドとされ、この内側クラッドを囲う外側クラッドが設けられるダブルクラッド構造の増幅用光ファイバでは、内側クラッドにねじれが付与されることでスキューモードの発生をより抑制し得、内側クラッドの外周の角の丸みが抑制されることでスキューモードの発生をより抑制し得る。このため、上記式（８）が満たされることによって、角張り度ｃが小さい場合であってもねじれの回転数が増やされることで上記式（８）が満たされることにより、スキューモードの発生を抑制して、内側クラッドを伝搬する光をコアに入射し易くし得る。また、角張り度ｃが大きい場合は、上記ねじれの回転数Ｎが減らされても、上記式（８）の条件が満たされることにより、スキューモードの発生が抑制され得る。上記ねじれの回転数Ｎが減らされることにより、光ファイバの製造時に上記のようなねじれが内側クラッドに加えられる場合において、当該光ファイバの製造誤差等が抑制され得る。
【００２６】
また、前記多角形の頂点数ｎは６または７であることとしてもよい。例えば、コアが活性元素を含有するとともに頂点数ｎが６または７とされることで、スキューモードの発生をより抑制し得る光ファイバを製造し得る。
【発明の効果】
【００２７】
以上のように、本発明によれば、光ファイバ裸線の外径を適切に測定し得る光ファイバ裸線の外径測定方法、光ファイバの製造方法、及び光ファイバの製造装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の光ファイバの製造方法によって製造される光ファイバが用いられるレーザ装置を示す概略図である。
【図２】図１に示す増幅用光ファイバである光ファイバの長手方向に垂直な断面の様子を示す図である。
【図３】本実施形態に係る光ファイバの製造装置を概略的に示す図である。
【図４】外径測定装置を概略的に示す図である。
【図５】本発明の実施形態に係る光ファイバの製造方法を示すフローチャートである。
【図６】準備工程で準備される光ファイバ用母材の長手方向に垂直な断面を示す図である。
【図７】頂点数が偶数の場合の光ファイバ裸線の長手方向に垂直な断面の様子を示す図である。
【図８】頂点数が奇数の場合の光ファイバ裸線の長手方向に垂直な断面の様子を示す図である。
【図９】変形例に係る光ファイバ用母材を図６と同様に示す図である。
【図１０】変形例に係る光ファイバを図２と同様に示す図である。
【図１１】実施例１において算出された光ファイバ裸線のクラッドの外接円の直径Ｄ、内接円の直径ｄ、及び比ｄ／Ｄと、紡糸条長との関係を示す図である。
【図１２】実施例２において算出された光ファイバ裸線のクラッドの外接円の直径Ｄ、内接円の直径ｄ、及び角張り度ｃと、紡糸条長との関係を示す図である。
【図１３】実施例３で準備される光ファイバ用母材を図６と同様に示す図である。
【図１４】実施例３で作製される光ファイバを図２と同様に示す図である。
【図１５】実施例３において算出された光ファイバ裸線のクラッドの外接円の直径Ｄ、内接円の直径ｄ、及び比ｄ／Ｄと、紡糸条長との関係を示す図である。
【図１６】実施例４において算出された光ファイバ裸線のクラッドの外接円の直径Ｄ、内接円の直径ｄ、及び角張り度ｃと、紡糸条長との関係を示す図である。
【図１７】比較例１において測定された光ファイバ裸線の幅と、紡糸条長との関係を示す図である。
【図１８】比較例２において測定された光ファイバ裸線の幅から算出される平均値と、紡糸条長との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明に係る光ファイバ裸線の外径測定方法、光ファイバの製造方法、光ファイバの外径測定装置、及び光ファイバの製造装置の好適な実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。以下に例示する実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良することができる。なお、以下で参照する図面では、理解を容易にするために、各部材の寸法を変えて示す場合がある。
【００３０】
図１は、本発明の光ファイバの製造方法によって製造される光ファイバが用いられるレーザ装置を示す概略図である。図１に示すように、レーザ装置１は、光ファイバ１０、励起光源２０、光コンバイナ４０、光ファイバ１０の一方側に接続される光ファイバ３５、光ファイバ３５に設けられる第１ＦＢＧ（Fiber Bragg Grating）３１、光ファイバ１０の他方側に接続される光ファイバ３６、及び、光ファイバ３６に設けられる第２ＦＢＧ３２を主な構成として備える。光ファイバ１０は、増幅用光ファイバであり、レーザ装置１において、光ファイバ１０、第１ＦＢＧ３１、及び第２ＦＢＧ３２によって共振器が構成される。また、この光ファイバ１０は、後述する光ファイバの製造装置及び製造方法によって製造される。
【００３１】
励起光源２０は、複数のレーザダイオード２１から構成され、レーザダイオード２１は、本実施形態においては、例えば、ＧａＡｓ系半導体を材料としたファブリペロー型半導体レーザであり中心波長が９１５ｎｍの励起光を出射する。また、励起光源２０のそれぞれのレーザダイオード２１は光ファイバ２５に接続されており、レーザダイオード２１から出射する励起光は光ファイバ２５を例えばマルチモード光として伝播する。
【００３２】
図２は、図１に示す増幅用光ファイバである光ファイバの長手方向に垂直な断面の様子を示す図である。図２に示すように増幅用光ファイバである光ファイバ１０は、コア１１と、クラッド１２と、樹脂層１３と、被覆層１４とを主な構成として備える。クラッド１２はコア１１の外周面を囲み、樹脂層１３はクラッド１２の外周面を被覆し、被覆層１４は樹脂層１３の外周面を被覆している。クラッド１２の屈折率はコア１１の屈折率よりも低く、樹脂層１３の屈折率はクラッド１２の屈折率よりも低くされている。つまり、光ファイバ１０は、クラッド１２が内側クラッドとされ樹脂層１３が外側クラッドとされるダブルクラッド構造の増幅用光ファイバとされている。
【００３３】
コア１１を構成する材料として、励起光により励起されるイッテルビウム（Ｙｂ）等の活性元素を含有するシリカガラスが挙げられる。活性元素として、イッテルビウム以外の希土類元素を挙げることもでき、希土類元素としては、上記イッテルビウムの他にツリウム（Ｔｍ）、セリウム（Ｃｅ）、ネオジウム（Ｎｄ）、ユーロピウム（Ｅｕ）、エルビウム（Ｅｒ）等が挙げられる。さらに活性元素として、希土類元素の他に、ビスマス（Ｂｉ）等を挙げることができる。この活性元素は一般的にコア１１の屈折率を上昇させるドーパントとしての性質を有する。また、コア１１を構成する材料には、活性元素の他に屈折率を調整するためのゲルマニウム（Ｇｅ）、リン（Ｐ）、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、塩素（Ｃｌ）、ホウ素（Ｂ）、フッ素（Ｆ）等のドーパントが添加されても良い。
【００３４】
内側クラッドとされるクラッド１２は、コア１１の中心軸を中心とするねじれが付加されている。また、長手方向に垂直な断面において、クラッド１２の外周の形状は多角形の角に丸みを帯びた形状とされる。本実施形態のクラッド１２の外周は、正六角形の角に丸みを帯びた形状とされる。
【００３５】
このようなクラッド１２を構成する材料としては、例えば、何らドーパントが添加されていない純粋石英を挙げることができる。なお、クラッド１２の材料には、屈折率を低下させるフッ素（Ｆ）やホウ素（Ｂ）等の元素が添加されてもよい。
【００３６】
樹脂層１３は、樹脂から成り、当該樹脂として例えば紫外線硬化樹脂や熱硬化性樹脂が挙げられる。
【００３７】
被覆層１４は、樹脂層１３を構成する樹脂とは異なる樹脂から成り、当該樹脂として例えば紫外線硬化樹脂や熱硬化性樹脂が挙げられる。
【００３８】
増幅用光ファイバである光ファイバ１０の一方側に接続される光ファイバ３５は、活性元素が添加されていないコアと、このコアの外周面を囲むクラッドと、このクラッドの外周面を被覆する樹脂層と、樹脂層を被覆する被覆層とを主な構成として備える。光ファイバ３５は、コアに活性元素が添加されていないことを除いて光ファイバ１０と略同様の構成とされる。光ファイバ３５のコアは光ファイバ１０のコア１１と接続され、光ファイバ３５のクラッドは光ファイバ１０のクラッド１２と接続されている。また、光ファイバ３５のコアには、第１ミラーとしての第１ＦＢＧ３１が設けられている。こうして第１ＦＢＧ３１は、光ファイバ１０の一方側に設けられている。第１ＦＢＧ３１は、光ファイバ３５の長手方向に沿って周期的に屈折率が高くなる部分が繰り返されており、この周期が調整されることにより、励起状態とされた光ファイバ１０の活性元素が放出する光のうち少なくとも一部の波長の光を反射するように構成されている。第１ＦＢＧ３１の反射率は、後述の第２ＦＢＧ３２の反射率よりも高く、活性元素が放出する光のうち所望の波長の光を９０％以上で反射することが好ましく、９９％以上で反射することがより好ましい。また第１ＦＢＧ３１が反射する光の波長は、上述のように活性元素がイッテルビウムである場合、例えば１０７０ｎｍとされる。
【００３９】
増幅用光ファイバである光ファイバ１０の他方側に接続される光ファイバ３６は、活性元素が添加されていないコアと、このコアの外周面を囲むクラッドと、このクラッドの外周面を被覆する被覆層とを主な構成として備える。光ファイバ３６のコアは光ファイバ１０のコア１１と接続され、光ファイバ３６のクラッドは光ファイバ１０のクラッド１２と接続されている。また、光ファイバ３６のコアには、第２ミラーとしての第２ＦＢＧ３２が設けられている。こうして第２ＦＢＧ３２は、光ファイバ１０の他方側に設けられている。第２ＦＢＧ３２は、光ファイバ３６の長手方向に沿って一定の周期で屈折率が高くなる部分が繰り返されており、第１ＦＢＧ３１が反射する光のうち少なくとも一部の波長の光を第１ＦＢＧ３１よりも低い反射率で反射するように構成される。第２ＦＢＧ３２は、第１ＦＢＧ３１が反射する光のうち少なくとも一部の波長の光を５％〜５０％の反射率で反射することが好ましく、５％〜１０％の反射率で反射することがより好ましい。なお、光ファイバ３６の光ファイバ１０側と反対側の他端には特に何も接続されていないが、ガラスロッド等が接続されても良い。
【００４０】
光コンバイナ４０では、それぞれの光ファイバ２５のコアと光ファイバ３５のクラッドとが接続されている。従って、それぞれのレーザダイオード２１から出射する励起光が伝播する光ファイバ２５と光ファイバ１０のクラッド１２とは、光ファイバ３５のクラッドを介して光学的に結合されている。
【００４１】
次に、図１に示されるレーザ装置１の動作について説明する。
【００４２】
まず、励起光源２０のそれぞれのレーザダイオード２１から励起光が出射されると、この励起光が光ファイバ３５のクラッドを介して、光ファイバ１０のクラッド１２に入射する。クラッド１２はクラッド１２より屈折率が高いコア１１とクラッド１２より屈折率が低い樹脂層１３とに挟まれており、クラッド１２に入射した励起光は主にクラッド１２を伝播してコア１１に入射する。このようにコア１１に入射する励起光は、コア１１に添加されている活性元素を励起する。励起状態とされた活性元素は、基底状態に戻る際に特定の波長の自然放出光を放出する。このときの自然放出光は、例えば活性元素がイッテルビウムである場合、１０７０ｎｍの波長を含み一定の波長帯域を有する光である。この自然放出光は、光ファイバ１０のコア１１を伝播して、一部の波長の光が第１ＦＢＧ３１により反射され、このように反射された光のうち第２ＦＢＧ３２が反射する波長の光が第２ＦＢＧ３２で反射されて、共振器内を往復する。そして、第１ＦＢＧ３１及び第２ＦＢＧ３２で反射される光が光ファイバ１０のコア１１を伝播するときに、誘導放出が生じてこの光が増幅され、共振器内における利得と損失が等しくなったところでレーザ発振状態となる。そして、第１ＦＢＧ３１と第２ＦＢＧ３２との間を共振する光のうち一部の光が第２ＦＢＧ３２を透過して、光ファイバ３６の端部から出射する。
【００４３】
ところで、光ファイバ１０では、上記のように、長手方向に垂直な断面においてクラッド１２の外周の形状は多角形の角に丸みを帯びた形状である。すなわち、クラッド１２の外周面は、角度が異なる複数の面を有して構成される。また、クラッド１２は、コア１１の中心軸を中心とするねじれが付加されている。このようなクラッド１２を伝搬する励起光は、クラッド１２と樹脂層１３との界面において反射角を変えながら反射を繰りし易くなり、スキューモードの発生が抑制され得る。従って、光ファイバ１０では、励起光がコア１１に入射し易く、コア１１に添加される活性元素が励起され易いので、コア１１を伝搬する光が増幅され易い。
【００４４】
次に、本発明の実施形態に係る光ファイバの製造装置について説明する。
【００４５】
図３は、本実施形態に係る光ファイバの製造装置を概略的に示す図である。上述のように、光ファイバの製造装置１００によって、上記光ファイバ１０が製造される。図３に示すように、光ファイバ１０の製造装置１００は、母材送り出し部５０、加熱炉５５、外径測定装置ＭＤ、冷却装置６５、第１塗布部７０、第１硬化部７１、第２塗布部７２、第２硬化部７３、ターンプーリー８０、引き取り部８１、巻き取り部８２、制御部ＣＯを主な構成として備える。
【００４６】
制御部ＣＯは、例えば、マイクロコントローラ、ＩＣ（Integrated Circuit）、ＬＳＩ（Large-scale Integrated Circuit）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）などの集積回路やＮＣ（Numerical Control）装置を用いることができる。また、制御部ＣＯは、ＮＣ装置を用いた場合、機械学習器を用いたものであってもよく、機械学習器を用いないものであってもよい。以下に説明するように、光ファイバの製造装置１００の幾つかの構成が制御部ＣＯによって制御される。
【００４７】
母材送り出し部５０は、光ファイバ用母材１０Ｐを下端側から加熱炉５５内に送り出すように構成される。本実施形態では、母材送り出し部５０は、光ファイバ裸線１０Ｎとなる光ファイバ用母材１０Ｐの上端部に取り付けられ、光ファイバ用母材１０Ｐを当該光ファイバ用母材１０Ｐの中心軸周りに回転させつつ加熱炉５５内に送り出すことができる構成とされる。母材送り出し部５０は、制御部ＣＯからの制御信号により、光ファイバ用母材１０Ｐの加熱炉５５内への送り出し速度、及び光ファイバ用母材１０Ｐの中心軸周りの回転速度を調節する。
【００４８】
加熱炉５５は、母材送り出し部５０によって送り込まれる光ファイバ用母材１０Ｐを加熱する炉である。本実施形態では、加熱炉５５は、炉心管５６、発熱体５７、及び断熱材５８を主な構成として備え、母材送り出し部５０によって送り込まれる光ファイバ用母材１０Ｐが炉心管５６内に挿入される。発熱体５７は炉心管５６の外周面側から炉心管５６を加熱できるように設けられ、例えば抵抗型の発熱体とされる。なお、発熱体５７は、炉心管５６の一部とされてもよい。炉心管５６及び発熱体５７は断熱材５８によって囲われており、発熱体５７が発する熱を有効に利用することができる。加熱炉５５は、制御部ＣＯからの制御信号により、発熱体５７に供給する電力を調節して加熱炉５５の温度を調節する。
【００４９】
図４は、外径測定装置を概略的に示す図であり、光ファイバ裸線１０Ｎの長手方向に沿って外径測定装置ＭＤを見る図である。図３、図４に示すように、外径測定装置ＭＤは、光を出射する発光部６１と、光を受光する受光部６２と、演算部６３とを有する測定部６０を備える。受光部６２は、受光面６２Ｆで受光した光を電気信号に変換して出力する光学素子である。受光面６２Ｆは、光を受光する複数の受光素子の受光面から構成されており、受光部６２は、受光面６２Ｆに入射する光を二次元画像として演算部６３に出力する。発光部６１及び受光部６２は、加熱炉５５の下方において、光ファイバ裸線１０Ｎの長手方向と垂直な方向において、発光部６１の光を出射する部位と受光部６２の受光面６２Ｆとが対向し、発光部６１の光を出射する部位と受光部６２の受光面６２Ｆとの間を光ファイバ裸線１０Ｎが通るように配置される。
【００５０】
本実施形態の発光部６１は、レーザ光を出射するレーザ素子と、レーザ素子から出射するレーザ光を反射するミラーとを備え、ミラーの角度を周期的に変化させて光ファイバ裸線１０Ｎの長手方向と垂直な方向にレーザ光を走査可能に構成される。発光部６１のミラーとして、例えばガルバノミラー、ポリゴンミラー等が挙げられる。この発光部６１から出射するレーザ光の走査幅は、光ファイバ裸線１０Ｎの最大外径よりも大とされ、当該レーザ光は光ファイバ裸線１０Ｎを横切る。このため、光ファイバ裸線１０Ｎの長手方向と垂直な方向に位置する受光部６２の受光面６２Ｆには、光ファイバ裸線１０Ｎの一部が射影される。つまり、発光部６１は、光ファイバ裸線１０Ｎに長手方向と垂直な方向から光を照射して受光部６２の受光面６２Ｆに光ファイバ裸線１０Ｎを射影する。本実施形態では、発光部６１はレーザ光の出射方向を変化させて当該レーザ光を走査させるため、射影像の幅ＷＰは、発光部６１側から見る場合における光ファイバ裸線１０Ｎの幅Ｗが所定の倍率で変化した値となる。この所定の倍率は、光ファイバ裸線１０Ｎに対する発光部６１や受光部６２の位置等によって決まる。受光部６２は、受光面６２Ｆに射影される光ファイバ裸線１０Ｎの射影像を二次元画像として演算部６３に出力する。演算部６３は、受光部６２から入力する二次元画像から光ファイバ裸線１０Ｎの射影像の幅ＷＰを算出し、更に当該幅ＷＰに基づいて光ファイバ裸線１０Ｎの幅Ｗを算出するように構成される。そして、演算部６３は、算出した光ファイバ裸線１０Ｎの幅Ｗや当該幅に所定の処理をした値等を制御部ＣＯに出力可能に構成される。演算部６３の構成として、例えば、制御部ＣＯと同様の構成が挙げられる。このようにして、外径測定装置ＭＤの測定部６０は、光ファイバ裸線１０Ｎの射影像の幅ＷＰに基づいて光ファイバ裸線１０Ｎの幅Ｗを測定する。ここで、本実施形態の測定部６０は、１つの発光部６１と１つの受光部６２とを有し、これら発光部６１と受光部６２は移動しないように不図示の手段で固定されている。このため、測定部６０は、１つの所定の方向から光ファイバ裸線１０Ｎの幅Ｗを測定すると理解できる。
【００５１】
なお、測定部６０は、光ファイバ裸線１０Ｎの長手方向と垂直な方向の幅を測定することができればよい。例えば、発光部６１は、ミラーに替わってレーザ素子から出射するレーザ光が透過する円柱状のレンズを備え、光ファイバ裸線１０Ｎを横切るラインレーザを出射する構成とされてもよい。また、発光部６１は、光ファイバ裸線１０Ｎの最大外径よりも照射領域の幅が大きい平行光を出射する構成とされてもよい。このような構成にすることで、光ファイバ裸線１０Ｎの射影像の幅ＷＰと発光部６１側から見る場合における光ファイバ裸線１０Ｎの幅Ｗとが概ね同じとなる。このため、上記の演算部６３における光ファイバ裸線１０Ｎの射影像の幅ＷＰを光ファイバ裸線１０Ｎの幅Ｗに変換する処理を省略でき、演算部６３における演算負荷を低減し得る。また、制御部ＣＯが演算部６３を兼ねてもよく、この場合、受光部６２は、受光面６２Ｆに射影される光ファイバ裸線１０Ｎの射影像を二次元画像として制御部ＣＯに出力する。そして、制御部ＣＯは、この二次元画像に基づいて光ファイバ裸線１０Ｎの射影像の幅ＷＰを算出し、当該幅ＷＰに基づいて光ファイバ裸線１０Ｎの幅Ｗを算出する。また、測定部６０は、カメラを含む構成とされてもよい。この場合、例えば、測定部６０のカメラは光ファイバ裸線１０Ｎの長手方向と垂直な方向から光ファイバ裸線１０Ｎを撮像して撮像した二次元画像を演算部６３に出力し、演算部６３は、このカメラから入力する二次元画像から光ファイバ裸線１０Ｎの幅Ｗを算出する。また、測定部６０は、光ファイバ裸線１０Ｎの長手方向と垂直な方向から光ファイバ裸線１０Ｎに照射されて光ファイバ裸線１０Ｎを透過する光や、光ファイバ裸線１０Ｎの長手方向と垂直な方向から光ファイバ裸線１０Ｎに照射されて光ファイバ裸線１０Ｎの外周面で反射する光の位相や振幅等に基づいて光ファイバ裸線１０Ｎの幅を測定する構成とされてもよい。この場合、光ファイバ裸線１０Ｎに照射される光の伝搬方向と平行な方向における光ファイバ裸線１０Ｎの幅が測定される。
【００５２】
冷却装置６５は、外径測定装置ＭＤの下方に配置され、光ファイバ裸線１０Ｎを冷却する装置である。冷却装置６５として、例えば内部に冷却水が流通する部材によって光ファイバ裸線１０Ｎを囲う構成が挙げられる。
【００５３】
第１塗布部７０は、光ファイバ裸線１０Ｎの外周面に未硬化状態の樹脂を塗布するように構成される。この第１塗布部７０によって塗布された未硬化状態の樹脂が第１硬化部７１によって硬化され、光ファイバ裸線１０Ｎの外周面を被覆する第１樹脂層が形成される。第１硬化部７１は、例えば第１塗布部７０によって塗布される未硬化状態の樹脂が紫外線硬化樹脂とされる場合、この未硬化状態の樹脂が塗布された光ファイバ裸線１０Ｎに紫外線を照射する構成とされる。本実施形態では、第１塗布部７０によって塗布される樹脂は、外側クラッドとされる樹脂層１３となる樹脂とされ、当該樹脂が第１硬化部７１によって硬化されて樹脂層１３が形成される。
【００５４】
第２塗布部７２は、第１樹脂層が形成された光ファイバ裸線１０Ｎの外周面である第１樹脂層の外周面に未硬化状態の樹脂を塗布するように構成される。この第２塗布部７２によって塗布された未硬化状態の樹脂が第２硬化部７３によって硬化され、第１樹脂層の外周面を被覆する第２樹脂層が形成される。第２硬化部７３は、例えば第２塗布部７２によって塗布される未硬化状態の樹脂が紫外線硬化樹脂とされる場合、この未硬化状態の樹脂が塗布された光ファイバ裸線１０Ｎに紫外線を照射する構成とされる。本実施形態では、第２塗布部７２によって塗布される樹脂は、被覆層１４となる樹脂とされ、当該樹脂が第２硬化部７３によって硬化されて被覆層１４が形成される。
【００５５】
引き取り部８１はターンプーリー８０によって向きが変えられた光ファイバ１０を引き取るように構成される。引き取り部８１は、制御部ＣＯからの制御信号により、光ファイバ１０の引き取り速度を調節する。なお、後述するように、光ファイバ裸線１０Ｎはねじられながら線引きされるため、引き取り部８１はねじられながら線引きされる光ファイバ裸線１０Ｎを引き取ると理解でき、引き取り部８１は、制御部ＣＯからの制御信号により、光ファイバ裸線１０Ｎの引き取り速度を調節すると理解できる。巻き取り部８２は引き取り部８１によって引き取られた光ファイバ１０をボビンに巻き取るように構成される。
【００５６】
次に、本発明の実施形態に係る光ファイバの製造方法について説明する。
【００５７】
図５は、本発明の実施形態に係る光ファイバの製造方法を示すフローチャートである。本実施形態の光ファイバの製造方法によって、光ファイバの製造装置１００を用いて上記光ファイバ１０が製造される。図５に示すように、本実施形態の光ファイバ１０の製造方法は、準備工程Ｐ１と、線引工程Ｐ２と、外径測定工程Ｐ３と、調整工程Ｐ４と、冷却工程Ｐ５と、第１樹脂層形成工程Ｐ６と、第２樹脂層形成工程Ｐ７とを主な工程として備える。
【００５８】
＜準備工程Ｐ１＞
本工程では、まず光ファイバ１０のコア１１となるコアガラス体と、クラッド１２となるクラッドガラス体とを有する光ファイバ用母材１０Ｐを準備する。図６は、準備工程Ｐ１で準備される光ファイバ用母材１０Ｐの長手方向に垂直な断面を示す図である。図６に示すように、光ファイバ用母材１０Ｐは、光ファイバ１０のコア１１となるコアガラス体１１Ｐと、クラッド１２となるクラッドガラス体１２Ｐと、を有する。コアガラス体１１Ｐは、クラッドガラス体１２Ｐの中心に配置されており、励起光により励起される活性元素を含有している。長手方向に垂直な断面においてクラッドガラス体１２Ｐの外周の形状は多角形とされる。つまり、長手方向に垂直な断面における光ファイバ用母材１０Ｐの外形は多角形とされる。光ファイバ用母材１０Ｐの作製方法は特に限定されない。例えば、ＭＣＶＤ法（Modified chemical vapor deposition method）によって外形が円形の光ファイバ用母材を制作し、この外形が円形の光ファイバ用母材を切削して外形が多角形の光ファイバ用母材１０Ｐを作製する。本実施形態では、外形が正六角形の光ファイバ用母材１０Ｐを作製する。
【００５９】
次に、光ファイバ用母材１０Ｐを加熱炉５５内に設置する。図３に示すように、光ファイバ用母材１０Ｐの上端部は母材送り出し部５０に固定され、光ファイバ用母材１０Ｐは下端部から加熱炉５５の炉心管５６に挿入される。
【００６０】
＜線引工程Ｐ２＞
本工程は、光ファイバ用母材１０Ｐの下端部を加熱炉５５において加熱して光ファイバ裸線をねじりながら線引きする工程である。
【００６１】
上記のように準備工程Ｐ１において光ファイバ用母材１０Ｐを加熱炉５５に設置する。本実施形態では、母材送り出し部５０は、制御部ＣＯからの制御信号により、このように設置される光ファイバ用母材１０Ｐを当該光ファイバ用母材１０Ｐの中心軸Ｐａ周りに回転させながら、加熱炉５５に送り出す。また、加熱炉５５は、制御部ＣＯからの制御信号により、発熱体５７を発熱させて、回転している光ファイバ用母材１０Ｐの下端部を加熱する。光ファイバ用母材１０Ｐの下端部は、加熱炉５５内において加熱されることによって溶融状態となり、テーパー状のネックダウンＮＤが形成されて縮径され、ガラス線として加熱炉５５から引き出される。線引きされたガラス線は、加熱炉５５から出ると、すぐに固化し、コア１１及びクラッド１２からなる光ファイバ裸線１０Ｎとなる。上記のようにコアガラス体１１Ｐはクラッドガラス体１２Ｐの中心に配置され、光ファイバ用母材１０Ｐは当該光ファイバ用母材１０Ｐの中心軸Ｐａ周りに回転されている。このため、この光ファイバ裸線１０Ｎはねじられながら線引きされ、当該光ファイバ裸線１０Ｎにはコア１１の中心軸を中心とする恒久的なねじれが付与される。
【００６２】
ここで、本実施形態では、上記のように、母材送り出し部５０が光ファイバ用母材１０Ｐを回転させることで光ファイバ裸線１０Ｎをねじりながら線引きする。このため、この光ファイバ裸線１０Ｎのねじりの時間の周期、つまり光ファイバ裸線１０Ｎが１回ねじられるのにかかる時間は、母材送り出し部５０による光ファイバ用母材１０Ｐの回転周期、つまり光ファイバ用母材１０Ｐが１回転するのにかかる時間と概ね同じである。なお、この光ファイバ裸線１０Ｎのねじりの長さの周期、つまり光ファイバ裸線１０Ｎのねじりの回数が１となる光ファイバ裸線１０Ｎの長さは、光ファイバ用母材１０Ｐの回転周期と光ファイバ裸線１０Ｎの線引き速度に応じた値となる。この光ファイバ裸線１０Ｎの線引き速度は、母材送り出し部５０による光ファイバ用母材１０Ｐの送り出し速度や引き取り部８１による光ファイバ裸線１０Ｎの引き取り速度に応じて変化する。
【００６３】
また、上記のように長手方向に垂直な断面における光ファイバ用母材１０Ｐの外形は図６に示すように多角形とされるため、長手方向に垂直な断面における光ファイバ裸線１０Ｎの外形は図４に示すように多角形の角に丸みを帯びた形状とされる。本実施形態では、光ファイバ裸線１０Ｎの外形は正６角形の角に丸みを帯びた形状とされる。
【００６４】
＜外径測定工程Ｐ３＞
本工程は、光ファイバ裸線１０Ｎの外径を測定する工程であり、当該光ファイバ裸線１０Ｎの外径を外径測定装置ＭＤによって測定する。
【００６５】
外径測定装置ＭＤの測定部６０は、発光部６１のミラーの角度を周期的に変化させて発光部６１によって光ファイバ裸線１０Ｎの長手方向と垂直な方向にレーザ光を走査させ、受光部６２の受光面６２Ｆに光ファイバ裸線１０Ｎを射影する。受光部６２は、受光面６２Ｆに射影される光ファイバ裸線１０Ｎの射影像を二次元画像として演算部６３に出力し、演算部６３はこの入力する二次元画像に基づいて光ファイバ裸線１０Ｎの幅Ｗを算出する。ここで、線引工程Ｐ２では、上記のように、光ファイバ裸線１０Ｎをねじりながら線引きするため、測定部６０を通過する光ファイバ裸線１０Ｎの外形は、見かけ上、当該光ファイバ裸線１０Ｎの中心軸周りに回転する。また、光ファイバ裸線１０Ｎは外周の形状が多角形の角に丸みを帯びた形状とされるため、演算部６３によって算出される上記光ファイバ裸線１０Ｎの幅Ｗは周期的に変化する。演算部６３は、線引工程Ｐ２においてねじりながら線引きされる光ファイバ裸線１０Ｎのねじりの周期をＴとし、クラッド１２となるクラッドガラス体１２Ｐの外周の多角形の頂点数をｎとする場合のＴ／ｎ以上の範囲において、上記光ファイバ裸線１０Ｎの幅Ｗの最大値及び最小値を算出する。つまり、本工程では、このような光ファイバ裸線１０Ｎの外径測定方法によって、上記Ｔ／ｎ以上の範囲において、光ファイバ裸線１０Ｎの幅Ｗの最大値及び最小値を測定する。このため、光ファイバ裸線１０Ｎの最大外径及び最小外径が測定され得る。上記のように、測定部６０は、１つの所定の方向から光ファイバ裸線１０Ｎの幅Ｗを測定するため、最大値及び最小値も１つの所定の方向から測定すると理解できる。
【００６６】
上記の光ファイバ裸線１０Ｎのねじりの周期Ｔは、上記の時間の周期であってもよく、上記の光ファイバ裸線の長さの周期であってもよい。ねじりの周期Ｔが時間の周期とされる場合、Ｔ／ｎ以上の期間において、上記光ファイバ裸線１０Ｎの幅Ｗの最大値及び最小値を算出する。一方、ねじりの周期Ｔが長さの周期とされる場合、Ｔ／ｎ以上の長さにおいて、上記光ファイバ裸線１０Ｎの幅Ｗの最大値及び最小値を算出する。なお、本実施形態では、上記頂点数ｎは６であり、ねじりの周期Ｔが時間の周期とされる場合、当該ねじりの周期Ｔは、線引工程Ｐ２における光ファイバ用母材１０Ｐの回転周期と概ね同じである。
【００６７】
図７は、頂点数が偶数の場合の光ファイバ裸線の長手方向に垂直な断面の様子を示す図であり、図８は、頂点数が奇数の場合の光ファイバ裸線の長手方向に垂直な断面の様子を示す図である。なお、図７には頂点数が６の場合が示され、図８には頂点数が７の場合が示されている。また、図７及び図８では、図が煩雑になることを抑制するためにハッチングの記載が省略されている。本実施形態では、演算部６３は、光ファイバ裸線１０Ｎの幅Ｗの上記最大値をａとし、上記最小値をｂとし、クラッド１２の外周の外接円Ｃ２の直径をＤとし、クラッド１２の外周の内接円Ｃ１の直径をｄとするとき、図７に示すように上記多角形の頂点数ｎが偶数の場合には、下記式（１）によって外接円Ｃ２の直径Ｄを算出し、下記式（２）によって内接円Ｃ１の直径ｄを算出する。一方、図８に示すように多角形の頂点数ｎが奇数の場合には、演算部６３は、下記式（３）によって外接円Ｃ２の直径Ｄを算出し、下記式（４）によって内接円Ｃ１の直径ｄを算出する。つまり、本実施形態の光ファイバ裸線１０Ｎの外径測定方法では、外接円Ｃ２の直径Ｄ及び内接円Ｃ１の直径ｄを算出する。
【数５】
2020147480.tif 000007
【００６８】
また、演算部６３は、多角形の頂点数ｎが偶数の場合には、下記式（９）によって外接円Ｃ２の直径Ｄに対する内接円Ｃ１の直径ｄの比ｄ／Ｄを算出し、多角形の頂点数ｎが奇数の場合には、下記式（１０）によって外接円Ｃ２の直径Ｄに対する内接円Ｃ１の直径ｄの比ｄ／Ｄを算出する。つまり、本実施形態の光ファイバ裸線１０Ｎの外径測定方法では、外接円Ｃ２の直径Ｄに対する内接円Ｃ１の直径ｄの比ｄ／Ｄを算出する。
【数６】
2020147480.tif 000008
【００６９】
また、演算部６３は、多角形の頂点数ｎが偶数の場合には、下記式（７）で定義される角張り度ｃを算出し、多角形の頂点数ｎが奇数の場合には、下記式（８）で定義される角張り度ｃを算出する。つまり、本実施形態の光ファイバ裸線１０Ｎの外径測定方法では、角張り度ｃを算出する。
【数７】
2020147480.tif 000009
【００７０】
ここで、上記のようにクラッドの外周の外接円の直径をＤとし、クラッドの外周の内接円の直径をｄとするとき、角張り度ｃは下記式（７）となる。仮に、クラッド１２の外周が正確な正多角形とされる場合、外接円の直径Ｄに対する内接円の直径ｄの比ｄ／Ｄはｃｏｓ（π／ｎ）となり、角張り度ｃは１となる。また、仮にクラッド１２の外周が円形とされる場合には外接円Ｃ２の直径Ｄと内接円Ｃ１の直径ｄとが等しくなり、角張り度ｃは０となる。このように角張り度ｃは０以上１以下の数値であり、角張り度ｃが１に近い場合はクラッド１２の外周が正多角形に近く、角張り度ｃが０に近い場合はクラッド１２の外周が円形に近いことを意味する。
【数８】
2020147480.tif 000010
【００７１】
本実施形態では、最大値ａ及び最小値ｂの測定と、外接円Ｃ２の直径Ｄ、内接円Ｃ１の直径ｄ、比ｄ／Ｄ、及び角張り度ｃの算出とを、光ファイバ用母材１０Ｐの線引きが終了するまで継続して行う。
【００７２】
＜調整工程Ｐ４＞
本工程は、外径測定工程Ｐ３において測定される最大値ａ及び最小値ｂに基づいて、光ファイバ裸線１０Ｎの引き取り速度、光ファイバ用母材１０Ｐの送り出し速度、及び加熱炉５５の温度の少なくとも１つを調整する工程である。具体的には、本工程において、制御部ＣＯは、測定部６０の演算部６３から入力する最大値ａ及び最小値ｂに基づいて、光ファイバ裸線１０Ｎの引き取り速度を調節する引き取り部８１の制御、光ファイバ用母材１０Ｐの送り出し速度を調節する母材送り出し部５０の制御、及び加熱炉５５の温度を調節する加熱炉５５の制御の少なくとも１つを行う。
【００７３】
ここで、単位時間あたりに加熱炉５５に送り込まれる光ファイバ用母材１０Ｐの体積と加熱炉５５から引き出される光ファイバ裸線１０Ｎの体積は概ね釣り合う。このため、例えば、光ファイバ用母材１０Ｐの送り出し速度が変化せずに、光ファイバ裸線１０Ｎの引き取り速度が速くなると単位時間あたりにネックダウンＮＤから引き出されるガラスの体積が大きくなって光ファイバ裸線１０Ｎの径は小さくなり、この引き取り速度が遅くなると単位時間あたりにネックダウンＮＤから引き出されるガラスの体積が小さくなって光ファイバ裸線１０Ｎの径が大きくなる。また、光ファイバ裸線１０Ｎの引き取り速度が変化せずに、光ファイバ用母材１０Ｐの送り出し速度が速くなると単位時間あたりにネックダウンＮＤに送り込まれるガラスの体積が大きくなって光ファイバ裸線１０Ｎの径が大きくなり、この送り出し速度が遅くなると単位時間あたりにネックダウンＮＤに送り込まれるガラスの体積が小さくなって光ファイバ裸線１０Ｎの径が小さくなる。このように、光ファイバ用母材１０Ｐの送り出し速度と光ファイバ裸線１０Ｎの引き取り速度との比が変化することで光ファイバ裸線１０Ｎの径が変化する。また、加熱炉５５の温度が高くなると光ファイバ用母材１０ＰのネックダウンＮＤにおける流動性が高くなり、光ファイバ裸線１０Ｎの外周の角の丸みの度合いは高くなる。つまり、光ファイバ裸線１０Ｎの外周がより円形に近い形状となる。一方、加熱炉５５の温度が低くなると光ファイバ用母材１０ＰのネックダウンＮＤにおける流動性が低くなり、この丸みの度合いは低くなる。つまり、光ファイバ裸線１０Ｎの外周の形状がより多角形に近い形状となる。このため、上記のように、光ファイバ裸線１０Ｎの引き取り速度、光ファイバ用母材１０Ｐの送り出し速度、及び加熱炉５５の温度の少なくとも１つを調整することで、クラッド１２の外径やクラッド１２の外周の角の丸みの度合いを所定の範囲内にし得る。
【００７４】
本実施形態では、本工程において、最大値ａ及び最小値ｂに基づいて、外径測定工程Ｐ３において算出された外接円Ｃ２の直径Ｄ及び内接円Ｃ１の直径ｄの少なくとも一方が所定の範囲内に収まるように、最大値ａ及び最小値ｂに基づいて、光ファイバ裸線１０Ｎの引き取り速度及び光ファイバ用母材１０Ｐの送り出し速度の少なくとも一方を調整する。具体的には、制御部ＣＯは、測定部６０の演算部６３から入力する最大値ａ及び最小値ｂに基づいて、光ファイバ裸線１０Ｎの引き取り速度を調節する引き取り部８１の制御、及び光ファイバ用母材１０Ｐの送り出し速度を調節する母材送り出し部５０の制御の少なくとも一方を行い、上記外径測定工程Ｐ３において算出された外接円Ｃ２の直径Ｄ及び内接円Ｃ１の直径ｄの少なくとも一方が所定の範囲内に収まるようにする。例えば、制御部ＣＯは、外径測定工程Ｐ３において算出された外接円Ｃ２の直径Ｄが所定の範囲の上限よりも大である場合、光ファイバ裸線１０Ｎの引き取り速度が速くなるように引き取り部８１を制御する。一方、制御部ＣＯは、外径測定工程Ｐ３において算出された外接円Ｃ２の直径Ｄが所定の範囲の下限よりも小である場合、光ファイバ裸線１０Ｎの引き取り速度が遅くなるように引き取り部８１を制御する。
【００７５】
＜冷却工程Ｐ５＞
本工程は、光ファイバ裸線１０Ｎを適切な温度まで冷却する工程である。光ファイバ裸線１０Ｎは冷却装置６５を通過することで冷却される。冷却装置６５に入る際、光ファイバ裸線１０Ｎの温度は、例えば２００℃程度であるが、冷却装置６５を出る際には、光ファイバ裸線１０Ｎの温度は、例えば２０℃〜５０℃となる。
【００７６】
＜第１樹脂層形成工程Ｐ６＞
本工程は、光ファイバ裸線１０Ｎの外周面を被覆する第１樹脂層を形成する工程であり、本実施形態では、クラッド１２の屈折率よりも低い屈折率の樹脂から構成され、光ファイバ裸線１０Ｎのクラッド１２の外周面を被覆する樹脂層１３を形成する工程である。具体的には、第１塗布部７０によって光ファイバ裸線１０Ｎの外周面に樹脂層１３となる未硬化状態の樹脂を塗布し、第１硬化部７１によってこの樹脂を硬化することで、クラッド１２の外周面を被覆する樹脂層１３が形成される。
【００７７】
＜第２樹脂層形成工程Ｐ７＞
本工程は、第１樹脂層が形成された光ファイバ裸線１０Ｎの外周面を被覆する第２樹脂層を形成する工程であり、本実施形態では、樹脂層１３の外周面を被覆する被覆層１４を形成する工程である。具体的には、第２塗布部７２によって樹脂層１３の外周面に被覆層１４となる未硬化状態の樹脂を塗布し、第２硬化部７３によってこの樹脂を硬化することで、樹脂層１３の外周面を被覆する被覆層１４が形成される。その結果、光ファイバ裸線１０Ｎは図２に示す光ファイバ１０となる。そして、光ファイバ１０は、ターンプーリー８０により方向が変換され、巻き取り部８２により巻き取られる。
【００７８】
以上説明したように、本実施形態の光ファイバ１０の製造方法では、準備工程Ｐ１、線引工程Ｐ２、外径測定工程Ｐ３、調整工程Ｐ４、冷却工程Ｐ５、第１樹脂層形成工程Ｐ６、及び第２樹脂層形成工程Ｐ７を経て、図２に示す増幅用光ファイバである光ファイバ１０が製造される。
【００７９】
本実施形態の光ファイバ裸線１０Ｎの外径測定方法、光ファイバ１０の製造方法、光ファイバ裸線１０Ｎの外径測定装置ＭＤ、及び光ファイバ１０の製造装置１００では、Ｔ／ｎ以上の範囲において、光ファイバ裸線１０Ｎの幅Ｗの最大値ａ及び最小値ｂを測定する。このため、光ファイバ裸線１０Ｎの幅Ｗの最大値ａから光ファイバ裸線１０Ｎの最大外径を求めることができ、光ファイバ裸線１０Ｎの幅Ｗの最小値ｂから最小外径を求めることができる。このため、所定の外径に対して、光ファイバ裸線１０Ｎの径が異なるのか角の丸みが異なるのかの区別をし得、光ファイバ裸線１０Ｎの外径を適切に測定し得る。
【００８０】
なお、Ｔ／ｎ以上である上記の範囲はＴ以上であることが好ましい。このようにすることで、光ファイバ裸線１０Ｎが１回転以上する範囲において最大値ａ及び最小値ｂを測定することになり、光ファイバ裸線１０Ｎの外径をより適切に測定し得る。
【００８１】
また、本実施形態の光ファイバ裸線１０Ｎの外径測定方法、光ファイバ１０の製造方法、光ファイバ裸線１０Ｎの外径測定装置ＭＤ、及び光ファイバ１０の製造装置１００では、最大値ａ及び最小値ｂを１つの所定の方向から測定する。このため、複数の方向から光ファイバ裸線１０Ｎの幅Ｗを測定する場合と比べて、容易に光ファイバ裸線の外径を測定し得る。
【００８２】
また、本実施形態の光ファイバ裸線１０Ｎの外径測定方法、光ファイバ１０の製造方法、光ファイバ裸線１０Ｎの外径測定装置ＭＤ、及び光ファイバ１０の製造装置１００では、上記多角形の頂点数ｎが偶数の場合には、上記式（１）によって外接円Ｃ２の直径Ｄを算出し、上記式（２）によって内接円Ｃ１の直径ｄを算出し、多角形の頂点数ｎが奇数の場合には、上記式（３）によって外接円Ｃ２の直径Ｄを算出し、上記式（４）によって内接円Ｃ１の直径ｄを算出する。このため、光ファイバ裸線１０Ｎの外径をより適切に測定し得る。
【００８３】
また、本実施形態の光ファイバ裸線１０Ｎの外径測定方法、光ファイバ１０の製造方法、光ファイバ裸線１０Ｎの外径測定装置ＭＤ、及び光ファイバ１０の製造装置１００では、多角形の頂点数ｎが偶数の場合には、上記式（９）によって外接円Ｃ２の直径Ｄに対する内接円Ｃ１の直径ｄの比ｄ／Ｄを算出し、多角形の頂点数ｎが奇数の場合には、上記式（１０）によって外接円Ｃ２の直径Ｄに対する内接円Ｃ１の直径ｄの比ｄ／Ｄを算出する。このため、光ファイバ裸線１０Ｎの角の丸みの度合いが容易に分かり得る。
【００８４】
また、本実施形態の光ファイバ裸線１０Ｎの外径測定方法、光ファイバ１０の製造方法、光ファイバ裸線１０Ｎの外径測定装置ＭＤ、及び光ファイバ１０の製造装置１００では、多角形の頂点数ｎが偶数の場合には、上記式（５）で定義される角張り度ｃを算出し、多角形の頂点数ｎが奇数の場合には、上記式（６）で定義される角張り度ｃを算出する。このため、上記角張り度ｃを算出することによって、光ファイバ裸線１０Ｎの角の丸みの度合いを容易に評価し得る。
【００８５】
また、本実施形態の製造方法における調整工程Ｐ４では、最大値ａ及び最小値ｂに基づいて、光ファイバ裸線１０Ｎの引き取り速度、光ファイバ用母材１０Ｐの送り出し速度、及び加熱炉５５の温度の少なくとも１つを調整する。このため、クラッド１２の外径やクラッド１２の外周の角の丸みの度合いが所定の範囲内とされた光ファイバ１０を製造し得る。
【００８６】
また、本実施形態の製造方法における調整工程Ｐ４では、外径測定工程Ｐ３において算出された外接円Ｃ２の直径Ｄ及び内接円Ｃ１の直径ｄの少なくとも一方が所定の範囲内に収まるように、光ファイバ裸線１０Ｎの引き取り速度及び光ファイバ用母材１０Ｐの送り出し速度の少なくとも一方を調整する。このため、クラッド１２の外接円Ｃ２の直径Ｄや内接円Ｃ１の直径ｄが所定の範囲内とされた光ファイバ１０を製造し得る。
【００８７】
なお、調整工程Ｐ４では、上記の外径測定工程Ｐ３において算出された外接円Ｃ２の直径Ｄに対する内接円Ｃ１の直径ｄの比ｄ／Ｄが所定の範囲内に収まるように、加熱炉５５の温度を調整してもよい。このような構成にすることで、クラッド１２の外接円Ｃ２の直径Ｄに対する内接円Ｃ１の直径ｄの比が所定の範囲内とされた光ファイバ１０を製造し得る。
【００８８】
また、調整工程Ｐ４では、光ファイバ裸線１０Ｎの長手方向に平行な方向の長さ１ｍ当たりでの当該光ファイバ裸線１０Ｎのねじれの回転数をＮとする場合に下記式（８）が成り立つように、光ファイバ裸線１０Ｎの引き取り速度、光ファイバ用母材１０Ｐの送り出し速度、及び加熱炉５５の温度の少なくとも１つを調整してもよい。
【数９】
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【００８９】
本実施形態の光ファイバ１０のように、ダブルクラッド構造の増幅用光ファイバでは、内側クラッドとされるクラッド１２にねじれが付与されることでスキューモードの発生をより抑制し得、内側クラッドとされるクラッド１２の外周の角の丸みが抑制されることでスキューモードの発生をより抑制し得る。このため、上記式（８）が満たされることによって、角張り度ｃが小さい場合であってもねじれの回転数が増やされることで上記式（８）が満たされることにより、スキューモードの発生を抑制して、クラッド１２を伝搬する光をコア１１に入射し易くし得る。また、角張り度ｃが大きい場合は、上記ねじれの回転数Ｎが減らされても、上記式（８）の条件が満たされることにより、スキューモードの発生が抑制され得る。上記ねじれの回転数Ｎが減らされることにより、光ファイバ１０の製造誤差等が抑制され得る。なお、本実施形態では、長さ１ｍ当たりでの当該光ファイバ裸線１０Ｎのねじれの回転数は、長さ１ｍの当該光ファイバ裸線１０Ｎを線引きするのにかかる時間を光ファイバ用母材１０Ｐの回転周期で除算した値と概ね等しい。
【００９０】
また、本実施形態の製造方法では、クラッドガラス体１２Ｐに囲われるとともにコア１１となるコアガラス体１１Ｐは、励起光により励起される活性元素を含有している。このため、増幅用光ファイバである光ファイバ１０を製造し得る。
【００９１】
また、本実施形態の製造方法は、クラッド１２の外周面を被覆する樹脂層１３を形成する第１樹脂層形成工程Ｐ６を更に備える。この樹脂層１３は外側クラッドとされるため、マルチクラッド構造の光ファイバ１０を製造し得る。
【００９２】
以上、本発明について、上記実施形態を例に説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００９３】
例えば、上記実施形態では、ダブルクラッド構造の増幅用光ファイバである光ファイバ１０の製造方法を例に説明した。しかし、本発明の製造方法によって製造される光ファイバは、ダブルクラッド構造の増幅用光ファイバに限定されるものではない。例えば、本発明の製造方法は、ダブルクラッド構造の光ファイバやシングルクラッド構造の光ファイバ等の製造に適用することができる。ダブルクラッド構造の光ファイバを作製する場合、例えば、上記実施形態において、光ファイバ用母材１０Ｐのコアガラス体１１Ｐは励起光により励起される活性元素を含有しない構成とされる。このようにして作製される光ファイバは、例えば、上記レーザ装置１における光ファイバ３５に用いることができる。また、シングルクラッド構造の光ファイバを作製する場合、例えば、上記実施形態において、第１樹脂層形成工程Ｐ６が省略されることにより、光ファイバ用母材１０Ｐのクラッドガラス体１２Ｐが光ファイバのクラッド１２となり、外側クラッドとなる樹脂層を備えない光ファイバを製造できる。
【００９４】
また、上記実施形態では、クラッド１２となるクラッドガラス体１２Ｐの外周の多角形の頂点数ｎは６とされていた。しかし、この頂点数ｎは３以上であればよく、クラッド１２の外周の形状が頂点数ｎである多角形の角に丸みを帯びた形状とされる光ファイバを製造し得る。なお、上記実施形態と同様に、ダブルクラッド構造の増幅用光ファイバを製造する場合、スキューモードの発生をより抑制する観点では、この頂点数ｎは６または７とされることが好ましい。
【００９５】
また、光ファイバ用母材１０Ｐは、図９に示すような構成とされてもよい。図９は、変形例に係る光ファイバ用母材を図６と同様に示す図である。図９に示すように、光ファイバ用母材１０Ｐのクラッドガラス体１２Ｐは、コア１１となるコアガラス体１１Ｐを囲う複数のガラス体の層からなる多層構造とされてもよい。この場合、クラッドガラス体１２Ｐにおける最外層の外周の形状が多角形とされる。なお、図９では、クラッドガラス体１２Ｐが第１クラッドガラス体層１２ＰＦと、第１クラッドガラス体層１２ＰＦよりも外側に位置する第２クラッドガラス体層１２ＰＳとからなる２層構造とされる光ファイバ用母材１０Ｐが示されている。このような光ファイバ用母材１０Ｐを用いることで、図１０に示すように、クラッド１２が第１クラッド１２Ｆと第１クラッドよりも外側に位置する第２クラッド１２Ｓとから成る多層構造とされる光ファイバ１０を製造できる。なお、このような多層構造のクラッド１２では、最も外側に位置する層の屈折率が最も低く、内側に向かって順次屈折率が高くなるようにされることが好ましい。このような構成にすることで、クラッド１２内を伝搬する光を第１クラッド１２Ｆに集まるようにし得る。
【００９６】
また、上記実施形態では、母材送り出し部５０が光ファイバ用母材１０Ｐを回転させることで光ファイバ裸線１０Ｎをねじりながら線引きしていた。しかし、光ファイバ裸線１０Ｎをねじりながら線引きできればよい。例えば、外径測定装置ＭＤよりも下方に配置されるスパンローラーによって光ファイバ裸線１０Ｎまたは光ファイバ１０をねじってもよい。このような構成にすることで、スパンローラーによる光ファイバ裸線１０Ｎまたは光ファイバ１０のねじりが加熱炉５５内に位置するガラス線まで伝搬する。このため、このような構成であっても、光ファイバ裸線１０Ｎをねじりながら線引きすることができる。
【００９７】
また、上記実施形態では、外接円Ｃ２の直径Ｄ、内接円Ｃ１の直径ｄ、外接円Ｃ２の直径Ｄに対する内接円Ｃ１の直径ｄの比ｄ／Ｄ、角張り度ｃを算出していた。しかし、これらの値は算出しなくてもよい。また、上記実施形態では、これら値は測定部６０の演算部６３によって算出されていた。しかし、例えば、制御部ＣＯが演算部６３を兼ね、制御部ＣＯがこれら値を算出しても良い。
【００９８】
また、上記実施形態では、最大値ａ及び最小値ｂを１つの所定の方向から測定していた。しかし、複数の所定の方向から、最大値ａ及び最小値ｂを測定してもよい。この場合、例えば、光ファイバ裸線１０Ｎの外径測定装置ＭＤの測定部６０は、発光部６１と受光部６２との組を複数備える構成とされる。このような構成にすることで、光ファイバ裸線１０Ｎの外径をより適切に測定し得る。
【００９９】
以下、実施例及び比較例を挙げて本発明の内容をより具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものでは無い。
【０１００】
（実施例１）
図３に示す製造装置と同様の製造装置を用いた図５に示す製造方法によって、図２に示す光ファイバ１０と同様の光ファイバ１０を製造した。具体的には、図６に示す光ファイバ用母材１０Ｐと同様に、コアガラス体１１Ｐとクラッドガラス体１２Ｐを有し、長手方向に垂直な断面においてクラッドガラス体１２Ｐの外周が正６角形とされた光ファイバ用母材１０Ｐを準備した。なお、この光ファイバ用母材１０Ｐの長手方向の両端部では、クラッドガラス体１２Ｐの外周は概ね円形とされていた。この光ファイバ用母材１０Ｐを、当該光ファイバ用母材１０Ｐの中心軸Ｐａ周りに１回転あたり０．２４秒の周期で回転させ、光ファイバ裸線１０Ｎをねじりながら線引きした。本実施例では、外径測定装置ＭＤの測定部６０によって、０．２４秒の期間における光ファイバ裸線１０Ｎの幅Ｗを７２０回のサンプリング回数で測定して当該測定された幅Ｗにおける最大値ａ及び最小値ｂを測定した。この最大値ａ及び最小値ｂの測定は、線引きが安定した定常状態となってから当該線引きが終了するまで行った。また、上記式（１）、（２）、（９）により、測定した最大値ａ及び最小値ｂから光ファイバ裸線１０Ｎの外周である当該光ファイバ裸線１０Ｎのクラッド１２の外周の外接円Ｃ２の直径Ｄ、内接円Ｃ１の直径ｄ、及び比ｄ／Ｄを算出した。また、光ファイバ用母材１０Ｐの送り出し速度は一定に保ちつつ、算出された内接円Ｃ１の直径ｄが２５４μｍ〜２５６μｍとなるように、最大値ａ及び最小値ｂに基づいて引き取り部８１を制御して、光ファイバ裸線１０Ｎの引き取り速度を調整した。また、算出された比ｄ／Ｄが０．９４０〜０．９５５となるように、最大値ａ及び最小値ｂに基づいて加熱炉５５を制御して、加熱炉５５の温度を調整した。
【０１０１】
図１１は、本実施例において算出された光ファイバ裸線のクラッドの外接円の直径Ｄ、内接円の直径ｄ、及び比ｄ／Ｄと、紡糸条長との関係を示している。図１１には、製造した光ファイバ１０を切断して当該光ファイバ１０の断面を顕微鏡で観察することによって実測したクラッド１２の外接円Ｃ２の直径、内接円Ｃ１の直径、及びこれら実測値から算出した外接円Ｃ２の直径に対する内接円Ｃ１の直径の比も示されている。図１１に示すように、実測したクラッド１２の外接円Ｃ２の直径は、算出した外接円Ｃ２の直径Ｄと概ね等しかった。また、実測した内接円Ｃ１の直径は、算出した内接円Ｃ１の直径ｄと概ね等しかった。また、実測した外接円Ｃ２の直径及び内接円Ｃ１の直径に基づいて算出した外接円Ｃ２の直径に対する内接円Ｃ１の直径の比は、算出した外接円Ｃ２の直径Ｄに対する算出した内接円Ｃ１の直径ｄの比と概ね等しかった。また、光ファイバ裸線１０Ｎのクラッド１２の外周の内接円Ｃ１の直径ｄが２５６μｍを越えている部位Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４があることが分かる。つまり、作製された光ファイバ１０における対応する部位では、クラッド１２の内接円Ｃ１の直径が２５６μｍを越えていると考えられる。このため、作製された光ファイバ１０を切断して当該部位を取り除くことによって、クラッド１２の内接円Ｃ１の直径が２５４μｍ〜２５６μｍとなる光ファイバ１０を得ることができる。なお、部位Ｒ４において光ファイバ裸線１０Ｎの内接円Ｃ１の直径ｄが２５６μｍを越えている要因は、光ファイバ用母材１０Ｐの外径に起因しているものと考えられる。上記のように光ファイバ用母材１０Ｐの長手方向の両端部では、クラッドガラス体１２Ｐの外周は概ね円形とされている。このため、この形状変化に伴って光ファイバ裸線１０Ｎの内接円Ｃ１の直径ｄが２５６μｍを越えているものと考えられる。
【０１０２】
（実施例２）
式（９）に替わって上記式（５）により測定した最大値ａ及び最小値ｂから角張り度ｃと算出するとともに、算出された角張り度ｃが０.３５〜０．４５となるように、最大値ａ及び最小値ｂに基づいて加熱炉５５を制御して、加熱炉５５の温度を調整した以外は、実施例１と同様に光ファイバ１０を製造した。
【０１０３】
図１２は、本実施例において算出された光ファイバ裸線のクラッドの外接円の直径Ｄ、内接円の直径ｄ、及び角張り度ｃと、紡糸条長との関係を示している。図１２には、製造した光ファイバ１０を切断して当該光ファイバ１０の断面を顕微鏡で観察することによって実測したクラッド１２の外接円Ｃ２の直径、内接円Ｃ１の直径、及びこれら実測値から算出した角張り度も示されている。図１２に示すように、実測したクラッド１２の外接円Ｃ２の直径は、算出した外接円Ｃ２の直径Ｄと概ね等しかった。また、実測した内接円Ｃ１の直径は、算出した内接円Ｃ１の直径ｄと概ね等しかった。また、実測した外接円Ｃ２の直径及び内接円Ｃ１の直径に基づいて算出した角張り度ｃ、算出した角張り度ｃと概ね等しかった。また、光ファイバ裸線１０Ｎのクラッド１２の外周の内接円Ｃ１の直径ｄが２５６μｍを越えている部位Ｒ２１，Ｒ２２，Ｒ２３，Ｒ２４があることが分かる。これらの部位Ｒ２１〜Ｒ２４では、角張り度ｃが０．３５未満であることも分かる。つまり、作製された光ファイバ１０における対応する部位では、クラッド１２の内接円Ｃ１の直径が２５６μｍを越え、角張り度ｃが０．３５未満であると考えられる。このため、作製された光ファイバ１０を切断して当該部位を取り除くことによって、クラッド１２の内接円Ｃ１の直径が２５４μｍ〜２５６μｍとなり、角張り度ｃが０.３５〜０．４５となる光ファイバ１０を得ることができる。なお、部位Ｒ２４において光ファイバ裸線１０Ｎの内接円Ｃ１の直径ｄが２５６μｍを越えている要因は、実施例１における部位Ｒ４と同様に、光ファイバ用母材１０Ｐの外径に起因しているものと考えられる。
【０１０４】
（実施例３）
図１３は、実施例３で準備される光ファイバ用母材を図６と同様に示す図であり、図１４は実施例３で作製される光ファイバを図２と同様に示す図である。図１３において図６と同様の構成のものには同じ符号を付し、図１４において図２と同様の構成のものには同じ符号を付している。実施例３で準備される光ファイバ用母材１０Ｐは、クラッド１２となるクラッドガラス体１２Ｐの外周の形状が正７角形とされる点が上記実施例１で準備される光ファイバ用母材１０Ｐと異なる。この光ファイバ用母材１０Ｐを用いて、図１４に示すように、長手方向に垂直な断面におけるクラッド１２の外周が正７角形の角が丸みを帯びた形状とされる点が上記実施例１で作製される光ファイバ１０と異なる光ファイバ１０を製造した。なお、本実施例では、上記式（１）、（２）、（９）に替わって上記式（３）、（４）、（１０）により、測定した最大値ａ及び最小値ｂから光ファイバ裸線１０Ｎの外周である当該光ファイバ裸線１０Ｎのクラッド１２の外周の外接円Ｃ２の直径Ｄ、内接円Ｃ１の直径ｄ、及び比ｄ／Ｄを算出した。また、光ファイバ用母材１０Ｐの送り出し速度は一定に保ちつつ、算出された内接円Ｃ１の直径ｄが２８０μｍ〜２８２μｍとなるように、最大値ａ及び最小値ｂに基づいて引き取り部８１を制御して、光ファイバ裸線１０Ｎの引き取り速度を調整した。また、算出された比ｄ／Ｄが０.９４５〜０．９５０となるように、最大値ａ及び最小値ｂに基づいて加熱炉５５を制御して、加熱炉５５の温度を調整した。
【０１０５】
図１５は、本実施例において算出された光ファイバ裸線のクラッドの外接円の直径Ｄ、内接円の直径ｄ、及び比ｄ／Ｄと、紡糸条長との関係を示している。図１５に示すように、光ファイバ裸線１０Ｎのクラッド１２の外周の内接円Ｃ１の直径ｄは、２８０μｍ〜２８２μｍの範囲内に収まっており、比ｄ／Ｄは０.９４５〜０．９５０の範囲内に収まっていた。このため、作製された光ファイバ１０における紡糸条長が０〜３０００ｍの範囲に対応する部位では、クラッド１２の外周の内接円Ｃ１の直径ｄは、２８０μｍ〜２８２μｍの範囲内に収まっており、比ｄ／Ｄは０.９４５〜０．９５０の範囲内に収まっていると考えられる。
【０１０６】
（実施例４）
式（１０）に替わって上記式（６）により測定した最大値ａ及び最小値ｂから角張り度ｃと算出するとともに、算出された角張り度ｃが０.５０〜０．５５となるように、最大値ａ及び最小値ｂに基づいて加熱炉５５を制御して、加熱炉５５の温度を調整した以外は、実施例３と同様に光ファイバ１０を製造した。
【０１０７】
図１６は、本実施例において算出された光ファイバ裸線のクラッドの外接円の直径Ｄ、内接円の直径ｄ、及び角張り度ｃと、紡糸条長との関係を示している。図１６に示すように、光ファイバ裸線１０Ｎのクラッド１２の外周の内接円Ｃ１の直径ｄは、２８０μｍ〜２８２μｍの範囲内に収まっており、角張り度ｃは０．５０〜０．５５の範囲に収まっていた。このため、作製された光ファイバ１０における紡糸条長が０〜３０００ｍの範囲に対応する部位では、クラッド１２の外周の内接円Ｃ１の直径ｄは２８０μｍ〜２８２μｍの範囲内に収まっており、角張り度ｃは０．５０〜０．５５の範囲に収まっていると考えられる。
【０１０８】
（比較例１）
実施例１において測定された光ファイバ裸線１０Ｎの幅Ｗに基づいて上記の最大値ａ及び最小値ｂを測定しなかった。つまり、実施例１と異なる測定方法によって、光ファイバ裸線１０Ｎの外径を測定した。図１７は、本比較例において測定された光ファイバ裸線の幅と、紡糸条長との関係を示している。図１７に示すように、測定された幅は約１６μｍの範囲で変動していた。これは、光ファイバ裸線１０Ｎの外周である当該光ファイバ裸線１０Ｎのクラッド１２の外周が多角形であることに起因している。このため、この測定された幅に基づいて引き取り部８１を制御して、光ファイバ裸線１０Ｎの引き取り速度を調整したとしても、光ファイバ裸線１０Ｎの外径を約１６μｍよりも狭い範囲内に収まるようにすることができないことが分かる。
【０１０９】
（比較例２）
実施例１において測定された光ファイバ裸線１０Ｎの幅に基づいて上記の最大値ａ及び最小値ｂを測定せず、１０２４回のサンプリング毎における光ファイバ裸線１０Ｎの幅Ｗの平均を算出した。つまり、実施例１と異なる測定方法によって、光ファイバ裸線１０Ｎの外径を測定した。図１８は、本比較例において測定された光ファイバ裸線の幅から算出される平均値と、紡糸条長との関係を示している。図１８に示すように、平均値は２６２μｍ〜２６４μｍの範囲内に概ね収まっていた。このため、このような平均値を用いる場合、図１１に示される部位Ｒ１〜Ｒ４や図１２に示される部位Ｒ２１〜Ｒ２４のように、光ファイバ裸線１０Ｎのクラッド１２の外周の内接円Ｃ１の直径ｄが局所的に大きくなっていたり、小さくなっていたりする部位を把握しにくいことが分かった。
【０１１０】
このように、本発明における製造方法によれば、光ファイバ裸線１０Ｎの外径を適切に測定し得、クラッド１２の外接円Ｃ２の直径Ｄや内接円Ｃ１の直径ｄやクラッド１２の外接円Ｃ２の直径Ｄに対する内接円Ｃ１の直径ｄの比や角張り度ｃが所定の範囲内とされた光ファイバ１０を製造し得ることが確認された。
【産業上の利用可能性】
【０１１１】
以上説明したように、本発明によれば、光ファイバ裸線の外径を適切に測定し得る光ファイバ裸線の外径測定方法、光ファイバの製造方法、光ファイバ裸線の外径測定装置、及び光ファイバの製造装置が提供され、増幅用光ファイバ等の分野で利用することが期待される。
【符号の説明】
【０１１２】
１・・・レーザ装置
１０・・・光ファイバ
１０Ｎ・・・光ファイバ裸線
１０Ｐ・・・光ファイバ用母材
１１・・・コア
１２・・・クラッド
１３・・・樹脂層
１４・・・被覆層
５０・・・母材送り出し部
５５・・・加熱炉
６０・・・測定部
６１・・・発光部
６２・・・受光部
６２Ｆ・・・受光面
６３・・・演算部
８１・・・引き取り部
１００・・・製造装置
ＣＯ・・・制御部
Ｃ１・・・内接円
Ｃ２・・・外接円
ＭＤ・・・外径測定装置
Ｐ１・・・準備工程
Ｐ２・・・線引工程
Ｐ３・・・外径測定工程
Ｐ４・・・調整工程
Ｐ５・・・冷却工程
Ｐ６・・・第１樹脂層形成工程
Ｐ７・・・第２樹脂層形成工程
【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】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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