(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
クラッドとなるガラス体を有する中間母材を準備する準備工程と、
ドリルチャックにパイプ状のドリルツールをチャッキングするチャッキング工程と、
前記ドリルチャックにより前記ドリルツールを回転させながら前記中間母材の長手方向に沿って押し進めて、前記中間母材の一端側から前記ガラス体に孔を形成する穿孔工程と、
を備え、
前記チャッキング工程と前記穿孔工程とを交互に複数回繰り返し行い、
前記チャッキング工程においては、前記ドリルツールの先端から前記ドリルチャックの先端までの距離が、チャッキング工程を繰り返すごとに長くなるようにし、かつ、前記ドリルツールの先端と前記ガラス体とが接する場合における前記中間母材の上面から前記ドリルチャックの先端までの距離が、前記中間母材の長さよりも小さくなるようにする
ことを特徴とする光ファイバ用母材の製造方法。
【請求項２】
前記チャッキング工程を行うごとに、前記ガラス体の上面から前記ドリルチャックの先端までの距離が長くなるようにチャッキングすることを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ用母材の製造方法。
【請求項３】
それぞれの前記チャッキング工程において、前記ガラス体の上面から前記ドリルチャックの先端までの距離が一定となるようにチャッキングすることを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ用母材の製造方法。
【請求項４】
前記孔が所定の長さになるまでは、前記チャッキング工程を行うごとに、前記ガラス体の上面から前記ドリルチャックの先端までの距離が長くなるようにチャッキングし、
前記孔が所定の長さになった後は、それぞれの前記チャッキング工程において、前記ガラス体の上面から前記ドリルチャックの先端までの距離が一定となるようにチャッキングする
ことを特徴とする請求項１にし記載の光ファイバ用母材の製造方法。
【請求項５】
前記ガラス体に形成される孔は、最終的に前記中間母材を貫通することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の光ファイバ用母材の製造方法。
【請求項６】
前記孔は、コアとなる位置の周りに複数形成されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の光ファイバ用母材の製造方法。
【請求項７】
前記ガラス体の屈折率と異なる屈折率を有するガラスロッドを前記孔に挿入する挿入工程と、
前記ガラス体と前記ガラスロッドとを一体化するコラプス工程と、
を更に備えることを特徴とする請求項６に記載の光ファイバ用母材の製造方法。
【請求項８】
前記孔は、コアとなる位置に形成され、
前記ガラス体の屈折率よりも高い屈折率を有するガラスロッドを前記孔に挿入する挿入工程と、
前記ガラス体と前記ガラスロッドとを一体化するコラプス工程と、
を更に備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の光ファイバ用母材の製造方法。
【請求項９】
請求項１から８に記載の光ファイバ用母材により製造される光ファイバ用母材を線引きする線引工程を備えることを特徴とする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、光ファイバ用母材の製造方法、及び、これを用いた光ファイバの製造方法に関し、特に、長手方向に垂直な断面の構造が変化せず、より長い光ファイバ用母材を製造することができる光ファイバ用母材の製造方法、及び、これを用いた光ファイバの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバの一種として、光ファイバの長手方向に沿って、クラッドに複数の空孔が形成されているホーリーファイバが知られている。このホーリーファイバを製造するための光ファイバ用母材には、光ファイバ用母材の長手方向に沿ってホーリーファイバの空孔となる孔が形成されている。この光ファイバ用母材の長さは、通常、２００ｍｍ〜４００ｍｍとされる。
【０００３】
下記特許文献１には、このような光ファイバ用母材の製造方法が記載されている。この光ファイバの製造方法においては、光ファイバ用母材の中間母材におけるクラッドとなるガラス体に孔を形成する。この孔の形成においては、パイプ状のドリルツールが用いられる。そして、ドリルツールがクラッドとなるガラス体に回転しながら挿入されていき、穿孔を行う。このとき、ドリルツールの貫通孔に水等の液体が流入されて、穿孔により生じたガラス屑を排出する。具体的には、流入された液体が、ドリルツールの先端の貫通孔から流出し、ドリルツールとガラス体との間を通って逆流して、ガラス屑と共にガラス体の孔のドリルツールが挿入されている側から排出される。また、このようにドリルツールとガラス体との間を通って逆流する液体により、ドリルツールとガラス体との間の摩擦が低減されて、ガラス体の内壁面が不要に加熱して酸化することを防止することができる。また、この穿孔においては、中間母材の長さの半分の長さを有するドリルツールを用いて、中間母材の両端から孔を形成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１４５６３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記特許文献１に記載の光ファイバ用母材の製造方法においては、中間母材の両端から孔を形成しているため、それぞれの孔の位置ずれが起きる場合がある。このため、中間母材に形成する孔は、中間母材の一端側から形成することが好ましい。ところで、近年、例えば、長さが８００ｍｍ〜１０００ｍｍといった、従来の光ファイバ用母材よりも長い光ファイバ用母材を用いて光ファイバを製造したいという要請がある。このように光ファイバ用母材が長い場合、中間母材の一端側から光ファイバ用母材となるガラスロッドに孔を形成すると、長いドリルツールを使用する必要がある。しかし、ドリルツールは、上述のように先端から液体を流出させる必要があるため、パイプ状であり、強度が弱い。このため長いドリルツールを使用すると、ドリルツールをチャッキングしている穿孔装置のチャッキング部と、穿孔される中間母材との間において、ドリルツールが湾曲し易いという問題がある。このようにドリルツールが湾曲してしまうと、中間母材に形成する孔が曲がってしまう虞がある。このため光ファイバ用母材の長手方向に垂直な断面における構造が変化しまい、設計値通りの光ファイバを製造することができない虞がある。
【０００６】
そこで、本発明は、長手方向に垂直な断面の構造の変化が防止され、より長い光ファイバ用母材を製造することができる光ファイバ用母材の製造方法、及び、これを用いた光ファイバの製造方法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】
すなわち、本発明の光ファイバ用母材の製造方法は、クラッドとなるガラス体を有する中間母材を準備する準備工程と、ドリルチャックにパイプ状のドリルツールをチャッキングするチャッキング工程と、前記ドリルチャックにより前記ドリルツールを回転させながら前記中間母材の長手方向に沿って押し進めて、前記中間母材の一端側から前記ガラス体に孔を形成する穿孔工程と、を備え、前記チャッキング工程と前記穿孔工程とを交互に複数回繰り返し行い、前記チャッキング工程においては、前記ドリルツールの先端から前記ドリルチャックの先端までの距離が、チャッキング工程を繰り返すごとに長くなるようにし、かつ、前記ドリルツールの先端と前記ガラス体とが接する場合における前記中間母材の上面から前記ドリルチャックの先端までの距離が、前記中間母材の長さよりも小さくなるようにすることを特徴とするものである。
【０００８】
このような光ファイバ用母材の製造方法によれば、チャッキングを行う度にドリルチャックからドリルツール先端までの長さが徐々に長くなるようなチャッキングと、中間母材の長手方向に沿ってクラッドとなるガラス体に孔を形成する穿孔とを交互に繰り返すことにより、中間母材のクラッドとなるガラス体に形成される孔を深くすることができる。そして、ドリルツールがチャッキングされるとき、ドリルツールの先端とガラス体とが接する状態において、中間母材の上面からドリルチャックの先端までの距離が、中間母材の長さよりも小さくなるようにドリルツールはチャッキングされる。従って、中間母材の長さ以上の長さを有するドリルツールの一端がドリルチャックにチャッキングされて、一気にクラッドとなるガラス体に孔を形成する場合と比べて、ドリルツールが撓むことを抑制することができる。このため中間母材が長い場合においても、ドリルツールが曲がってガラス体を進行することを抑制することができる。従って、光ファイバ用母材の長手方向に垂直な断面における孔に基づく構造の位置を、光ファイバ用母材の長手方向に沿ったどの場所においても同じにすることができる。こうして、長手方向に垂直な断面の構造の変化が防止され、より長い光ファイバ用母材を製造することができる。
【０００９】
また、上記光ファイバ用母材の製造方法において、前記チャッキング工程を行うごとに、前記ガラス体の上面から前記ドリルチャックの先端までの距離が長くなるようにチャッキングすることが好ましい。
【００１０】
２回目以降の穿孔工程においては、その前の穿孔工程によりガラス体に孔が形成されている。従って、２回目以降の穿孔工程においては、その前の穿孔工程により形成された孔が、ドリルツールのガイドとなる。そして、このガイドは、穿孔工程を繰り返すたびに長くなるため、ドリルツールが曲がりにくくなる。従って、穿孔工程とチャッキング工程とを繰り返して、チャッキング工程を行うごとに、ガラス体の上面からドリルチャックの先端までの距離が長くなるようにしても、ドリルツールが曲がることを抑制することができる。そして、このような光ファイバ用母材の製造方法のように、チャッキングを行うことにより、穿孔工程とチャッキング工程とを繰り返す回数を減らすことができる。従って、光ファイバ用母材の製造の工数を減らすことができる。
【００１１】
また、上記光ファイバ用母材の製造方法における、それぞれの前記チャッキング工程において、前記ガラス体の上面から前記ドリルチャックの先端までの距離が一定となるようにチャッキングすることとしてもやはり好ましい。
【００１２】
このような光ファイバ用母材の製造方法によれば、チャッキングする際に常に同じ長さだけチャッキングの位置をずらせば良い。従って、チャッキングの制御が簡単になる。
【００１３】
また、上記光ファイバ用母材の製造方法において、前記孔が所定の長さになるまでは、前記チャッキング工程を行うごとに、前記ガラス体の上面から前記ドリルチャックの先端までの距離が長くなるようにチャッキングし、前記孔が所定の長さになった後は、それぞれの前記チャッキング工程において、前記ガラス体の上面から前記ドリルチャックの先端までの距離が一定となるようにチャッキングすることが好ましい。
【００１４】
上述のように、２回目以降の穿孔工程においては、その前の穿孔工程により形成された孔が、ドリルツールのガイドとなる。そして、このガイドは、穿孔工程を繰り返すたびに長くなるため、ドリルツールが曲がりにくくなる。しかし、このようなドリルツールが曲がりにくさは、孔が所定の長さまで長くなると、大きく変わらなくなってくる。そこで、このような光ファイバ用母材の製造方法のように、孔が所定の長さになるまでは、チャッキング工程を行うごとに、ガラス体の上面からドリルチャックの先端までの距離が長くなるようにして、穿孔工程とチャッキング工程とを繰り返す回数を減らし、孔が所定の長さよりも長くなった後においては、チャッキング工程ごとに同じ長さだけチャッキングの位置をずらすことで、チャッキングの制御を簡単にすることができる。
【００１５】
また、上記光ファイバ用母材の製造方法において、前記ガラス体に形成される孔は、最終的に前記中間母材を貫通することが好ましい。
【００１６】
このような光ファイバ用母材の製造方法によれば、パイプ状のドリルツールの貫通孔内に残る棒状のガラス屑を容易に除去することができる。
【００１７】
また、上記光ファイバ用母材の製造方法において、前記孔は、コアとなる位置の周りに複数形成されることが好ましい。
【００１８】
このように複数の孔を形成することにより、コアの周りに空孔を有する空孔アシストファイバやフォトニックバンドギャップファイバ等のホーリーファイバ用の母材を製造することができる。
【００１９】
また、上記光ファイバ用母材の製造方法において、前記ガラス体の屈折率と異なる屈折率を有するガラスロッドを前記孔に挿入する挿入工程と、前記ガラス体と前記ガラスロッドとを一体化するコラプス工程と、を更に備えることが好ましい。
【００２０】
このように複数の孔のそれぞれに屈折率の異なるガラスロッドを挿入して、コラプスにより一体化することにより、コアの周りにクラッドと屈折率が異なる部分が複数形成されたフォトニックバンドギャップファイバ等の光ファイバの製造に用いる光ファイバ用母材を製造することができる。
【００２１】
また、上記光ファイバ用母材の製造方法において、前記孔は、コアとなる位置に形成され、前記ガラス体の屈折率よりも高い屈折率を有するガラスロッドを前記孔に挿入する挿入工程と、前記ガラス体と前記ガラスロッドとを一体化するコラプス工程と、を更に備えることが好ましい。
【００２２】
このような光ファイバ用母材の製造方法によれば、長手方向に垂直な断面におけるコアの位置が変化することを防止された光ファイバ用母材を製造することができる。
【００２３】
また、本発明の光ファイバの製造方法は、上記の光ファイバ用母材により製造される光ファイバ用母材を線引きする線引工程を備えることを特徴とするものである。
【００２４】
上述のように、上記の光ファイバ用母材の製造方法によれば、長手方向に垂直な断面の構造の変化が防止された光ファイバ用母材を製造することができるため、このような製造方法により製造された光ファイバ用母材を線引きすることにより、損失の少ない光ファイバを製造することができる。さらに、上記の光ファイバ用母材の製造方法によれば、より長い光ファイバ用母材を適切に製造することができるため、このような製造方法により製造された光ファイバ用母材を線引きすることにより、より長い光ファイバを連続して製造することができる。
【発明の効果】
【００２５】
以上のように、本発明によれば、長手方向に垂直な断面の構造の変化が防止され、より長い光ファイバ用母材を製造することができる光ファイバ用母材の製造方法、及び、これを用いた光ファイバの製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第１実施形態に係る光ファイバの長手方向に垂直な断面における構造の様子を示す図である。
【図２】図１の光ファイバを製造するための光ファイバ用母材の長手方向に垂直な断面における構造の様子を示す図である。
【図３】図１の光ファイバの製造方法の工程を示すフローチャートである。
【図４】図３に示す準備工程により準備される中間母材の長手方向に垂直な断面における構造の様子を示す図である。
【図５】穿孔工程に用いるドリルツールを示す図である。
【図６】最初のチャッキング工程において、ドリルツールをドリルチャックにチャッキングしたときの様子を示す図である。
【図７】穿孔工程の様子を示す図である。
【図８】２回目のチャッキング工程において、ドリルツールをドリルチャックにチャッキングしたときの様子を示す図である。
【図９】封止工程の様子を示す中間母材の長手方向に沿った断面図である。
【図１０】研磨工程に用いる研磨ツールを示す図である。
【図１１】研磨工程の様子を示す中間母材の長手方向に沿った断面図である。
【図１２】線引工程の様子を示す図である。
【図１３】本発明の第２実施形態に係る光ファイバの長手方向に垂直な断面における構造の様子を示す図である。
【図１４】図１３の光ファイバを製造するための光ファイバ用母材の長手方向に垂直な断面における構造の様子を示す図である。
【図１５】図１４に示す光ファイバ用母材の中間母材の長手方向に垂直な断面における構造の様子を示す図である。
【図１６】本発明の第３実施形態に係る光ファイバの長手方向に垂直な断面における構造の様子を示す図である。
【図１７】図１６の光ファイバを製造するための光ファイバ用母材の長手方向に垂直な断面における構造の様子を示す図である。
【図１８】図１６に示す光ファイバ用母材の中間母材の長手方向に垂直な断面における構造の様子を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明に係る光ファイバ用母材の製造方法、及び、これを用いた光ファイバの製造方法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。
【００２８】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る光ファイバの長手方向に垂直な断面における構造の様子を示す図である。
【００２９】
図１に示すように、本実施形態の光ファイバ１０は、コア１１、コア１１を被覆するクラッド１２と、クラッド１２を被覆する第一被覆層１６と、第一被覆層１６を被覆する第二被覆層１７とから構成されている。このようなクラッドが被覆層により被覆された光ファイバは、光ファイバ素線とも呼ばれる。そして、クラッド１２の屈折率は、コア１１の屈折率よりも低くされており、クラッド１２には、コア１１の周りにコア１１を取り囲む複数の空孔１３が形成されている。このように本実施形態の光ファイバ１０は、クラッドに複数の空孔を有するホーリーファイバとされている。
【００３０】
また、以下に示す直径、外径、距離は例示であり、特に制限されないが、例えば、コア１１の直径は７〜１０μｍであり、クラッド１２の外径は１２５μｍであり、第二被覆層１７の外径は２５０μｍとされ、空孔１３の直径は３〜８μｍとされ、コア１１の中心から空孔１３の中心までの距離は８〜２０μｍとされる。
【００３１】
また、以下に示す材料は例示であり、特に制限されないが、例えば、コア１１を構成する材料としては、ゲルマニウム（Ｇｅ）等の屈折率を上げるドーパントが添加された石英（ＳｉＯ２）を挙げることができ、クラッド１２を構成する材料としては、何もドーパントが添加されていない純粋石英や、屈折率を下げるフッ素（Ｆ）が添加された石英を挙げることができ、また、第一被覆層１６及び第二被覆層１７を構成する材料としては、それぞれ互いに種類の異なる紫外線硬化樹脂を挙げることができる。
【００３２】
このような光ファイバ１０は、ホーリーファイバの中でも特に空孔アシストファイバと呼ばれ、空孔１３内に空気等の気体が封入されており、コア１１に光が伝播すると空孔１３により、高い実行屈折率を得ることができ、光の閉じ込め効果が高められて、光がコア１１から漏えいすることを防止でき、コア１１を伝播する光の損失を抑制することができ、空孔が形成されていない場合の光ファイバと比べて曲げ損失等を抑制することができる。
【００３３】
図２は、図１の光ファイバ１０を製造するための光ファイバ用母材の長手方向に垂直な断面における構造の様子を示す図である。
【００３４】
図２に示すように、光ファイバ用母材１０Ｐは、略円柱状の形状をしており、コア１１となるロッド状のコアガラス体１１Ｐと、コアガラス体１１Ｐを被覆するロッド状のクラッドガラス体１２Ｐ、とから構成されている。そして、クラッドガラス体１２Ｐには、コアガラス体１１Ｐの周りにコアガラス体１１Ｐを取り囲む複数の貫通孔１３Ｐが形成されている。このような光ファイバ用母材１０Ｐが、後述の様に線引きされ、被覆されることにより、図１に示す光ファイバ１０となる。
【００３５】
次に、図２の光ファイバ用母材１０Ｐ、及び、図１の光ファイバ１０の製造方法について説明する。
【００３６】
図３は、光ファイバ用母材１０Ｐ、及び、光ファイバ１０の製造方法の工程を示すフローチャートである。図３に示すように、光ファイバ用母材１０Ｐの製造は、コアガラス体１１Ｐと、貫通孔１３Ｐが形成されていないクラッドガラス体１２Ｐとを備える中間母材を準備する準備工程Ｐ１と、ドリルチャックにドリルツールをチャッキングするチャッキング工程Ｐ２と、中間母材のクラッドガラス体１２Ｐに孔を形成する穿孔工程Ｐ３と、チャッキング工程Ｐ２と穿孔工程Ｐ３とを交互に複数回繰り返し行い孔を貫通させた後、貫通孔の一端側を封止する封止工程Ｐ４と、貫通孔が形成されたクラッドガラス体１２Ｐの内壁面を研磨する研磨工程Ｐ５を備える。そして、光ファイバ１０の製造方法は、このようにして製造された光ファイバ用母材を線引きする線引工程Ｐ６を更に備える。
【００３７】
＜準備工程Ｐ１＞
図４は、準備工程Ｐ１により準備される中間母材の長手方向に垂直な断面における構造の様子を示す図である。図４に示すように中間母材１９Ｐは、図２に示すコアガラス体１１Ｐと、図２の貫通孔１３Ｐが形成されておらず、コアガラス体１１Ｐを被覆するクラッドガラス体１２Ｐとから構成される。
【００３８】
中間母材１９Ｐの準備においては、例えば、コアガラス体１１Ｐと、クラッドガラス体１２Ｐとを連続して形成する方法が挙げられる。このような方法としては、特に限定されないが、例えば、ＭＣＶＤ法、ＶＡＤ法、ＯＶＤ法等のスートプロセスを用いる方法を挙げることができる。このようにして、図４に示す中間母材１９Ｐを得る。
【００３９】
＜チャッキング工程Ｐ２＞
次に、最初のチャッキング工程Ｐ２を行う。具体的には、中間母材１９Ｐのクラッドガラス体１２Ｐに孔をあけるためのドリルツールを準備し、これを図示しない穿孔装置のドリルチャックにチャッキングする。
【００４０】
図５は、このドリルツールを示す図である。図５に示すように、ドリルツール５０は、パイプ５２と、パイプ５２の先端に設けられている切削部５１とを主な構成として備える。
【００４１】
パイプ５２は、円筒状の形状をしており、中間母材１９Ｐに形成する孔の直径よりも僅かに小さな外径を有している。パイプ５２の外径は、中間母材１９Ｐに形成する孔の直径より０．１〜０．３ｍｍ小さいことが好ましい。また、切削部５１は、円筒状の形状をしており、中間母材１９Ｐに形成する孔の直径と同様の外径を有している。従って、切削部５１は、パイプ５２の外径よりも大きな外径を有している。例えば、切削部５１の外径は、パイプ５２の外径より０．１〜０．３ｍｍに大きい。パイプ５２の外径と、切削部５１の外径との差が、０．３ｍｍ以下であれば、パイプ５２の強度が弱くなることを防止できるため好ましく、この差が、０．１ｍｍ以上であれば、穿孔するときに、パイプ５２が中間母材１９Ｐに形成した空孔の中に詰まることを適切に防止することができるため好ましい。また、パイプ５２及び切削部５１の貫通孔は、それぞれ繋がっており、このためドリルツール５０には、貫通孔５３が形成されている。
【００４２】
図６は、最初のチャッキング工程Ｐ２において、ドリルツール５０をドリルチャック４０にチャッキングしたときの様子を示す図である。図６に示すように、ドリルチャック４０は、ドリルツール５０が貫通するように貫通孔を有しており、フランジ４２とフランジ４２に固定されたシャンク４１とを備えている。シャンク４１は、図示しない締め付け機構により、シャンク４１の先端側における貫通孔の大きさを変化させることができるように構成されている。そして、シャンク４１の先端側において、貫通孔を貫通しているドリルツール５０が、チャッキングされる。
【００４３】
チャッキング工程Ｐ２においては、ドリルツール５０の先端とクラッドガラス体１２Ｐとが接する場合における中間母材１９Ｐの上面からドリルチャック４０の先端までの距離（シャンク４１の先端までの距離）が、中間母材１９Ｐの長さよりも小さくなるように、ドリルツール５０をドリルチャック４０にチャッキングする。このドリルツール５０の先端とクラッドガラス体１２Ｐとが接する場合における中間母材１９Ｐの上面からドリルチャック４０の先端までの距離をフリー把持長と定義する。そして、図６に示すように、最初のチャッキング工程Ｐ２においては、中間母材１９Ｐに孔が形成されていないため、フリー把持長Ｌ１は、ドリルツール５０の先端からドリルチャック４０の先端までの距離に等しい。なお、最初のチャッキング工程Ｐ２におけるフリー把持長Ｌ１は、出来るだけ短いことが好ましい。例えば、フリー把持長Ｌ１をドリルツール５０の切削部５１の長さとして、パイプ５２を露出させないこととしても良い。
【００４４】
なお、ドリルツール５０をドリルチャック４０にチャッキングする最中において、ドリルツール５０の先端とクラッドガラス体１２Ｐとが接している必要はない。
【００４５】
＜穿孔工程Ｐ３＞
次に、最初の穿孔工程Ｐ３を行う。具体的には、ドリルツール５０により、準備した中間母材１９Ｐのクラッドガラス体１２Ｐの長手方向に沿って孔を形成する。
【００４６】
図７は、穿孔工程Ｐ３の様子を示す図である。図７に示すように、本工程においては、図示しない手段により、上記のドリルチャック４０を回転させながらクラッドガラス体１２Ｐに向かって進めることにより、ドリルツール５０を回転させながら中間母材１９Ｐの長手方向に沿って押し進めて、中間母材１９Ｐの一端側からクラッドガラス体１２Ｐに孔を形成する。このとき、ドリルツール５０の貫通孔５３のパイプ５２側から液体を導入する。この液体としては、例えば、水溶性切削液を挙げることができる。
【００４７】
このように導入された液体は、貫通孔５３を通り、切削部５１の先端から流出する。切削部５１がクラッドガラス体１２Ｐの途中まで進んでいる状態においては、クラッドガラス体１２Ｐの孔が貫通していないため、切削部５１の先端から流出する液体は、行き場を失い切削部５１とクラッドガラス体１２Ｐの内壁面との間を逆流して、ドリルツール５０により形成された孔のドリルツール５０が挿入されている側から排出される。従って、中間母材１９Ｐに形成する孔が貫通するまでは、切削部５１とクラッドガラス体１２Ｐとの摩擦によりクラッドガラス体１２Ｐの温度が過度に上昇することが、この液体の流れにより防止され、さらに穿孔により生じるガラス屑が液体と共にドリルツール５０が挿入されている側から排出される。
【００４８】
なお、最初の穿孔工程Ｐ３においては、ドリルチャック４０の先端が中間母材１９Ｐの端面に接触する直前まで穿孔することが好ましい。このように穿孔しても、上述のように、中間母材１９Ｐの上面からドリルチャック４０の先端までのフリー把持長Ｌ１が、中間母材１９Ｐの長さよりも短いため、中間母材１９Ｐの途中まで孔が形成され、孔の深さは、フリー把持長Ｌ１と略等しくされる。
【００４９】
＜チャッキング工程Ｐ２＞
次に、２回目のチャッキング工程を行う。図８は、２回目のチャッキング工程Ｐ２において、ドリルツール５０をドリルチャック４０にチャッキングしたときの様子を示す図である。このとき、２回目の穿孔工程Ｐ３を行う際、１回目の穿孔工程Ｐ３よりも孔を深くする必要があるため、ドリルツール５０の先端からドリルチャック４０の先端までの距離が、最初のチャッキング工程Ｐ２におけるドリルツール５０の先端からドリルチャック４０の先端までの距離よりも長くなるようにする。
【００５０】
また、２回目のチャッキング工程Ｐ２においても、１回目のチャッキング工程Ｐ２と同様に、フリー把持長が、中間母材１９Ｐの長さよりも小さくなるように、ドリルツール５０をドリルチャック４０にチャッキングする。ただし、本工程においては、既に最初の穿孔工程Ｐ３においてクラッドガラス体１２Ｐに孔が形成されているため、フリー把持長は、ドリルツール５０の先端とクラッドガラス体１２Ｐとが、この孔内において接した状態における中間母材１９Ｐの上面からドリルチャック４０の先端までの距離となる。そして、２回目のチャッキング工程Ｐ２においては、図８に示すように、フリー把持長Ｌ２が、最初のチャッキング工程Ｐ２におけるフリー把持長Ｌ１よりも大きくなるようにする。
【００５１】
なお、本工程において、チャッキングは、ドリルツール５０を孔から出して行っても、ドリルツール５０が孔内にある状態で行っても良い。
【００５２】
＜穿孔工程Ｐ３＞
次に、２回目の穿孔工程Ｐ３を１回目の穿孔工程Ｐ３と同様にして行う。なお、２回目の穿孔工程Ｐ３においても、ドリルチャック４０の先端が中間母材１９Ｐの端面に接触する直前まで穿孔することが好ましい。そして、このように穿孔することで、中間母材１９Ｐに形成される孔の深さは、フリー把持長Ｌ１と、フリー把持長Ｌ２との和と略等しくされる。
【００５３】
次に３回目のチャッキング工程Ｐ２を２回目のチャッキング工程Ｐ２と同様に行う。このとき、ドリルツール５０の先端からドリルチャック４０の先端までの距離が、２回目のチャッキング工程Ｐ２におけるドリルツール５０の先端からドリルチャック４０の先端までの距離よりも長くなるようにし、３回目のチャッキング工程Ｐ２においては、フリー把持長が、２回目のチャッキング工程Ｐ２におけるフリー把持長Ｌ２よりも大きくなるようにする。そして、次に２回目の穿孔工程Ｐ３と同様にして、３回目の穿孔工程Ｐ３を行う。このようにして、チャッキング工程Ｐ２と穿孔工程Ｐ３とを交互に複数回繰り返し行い、チャッキング工程Ｐ２においては、ドリルツール５０の先端からドリルチャック４０の先端までの距離が、チャッキング工程Ｐ２を繰り返すごとに長くなるようにし、かつ、フリー把持長が、中間母材１９Ｐの長さよりも小さくなるようにする。そして、本実施形態においては、チャッキング工程Ｐ２を行うごとに、フリー把持長が長くなるようにチャッキングを行う。
【００５４】
そして、本実施形態においては、図３に示すようにクラッドガラス体１２Ｐに孔が貫通するまで、チャッキング工程Ｐ２と穿孔工程Ｐ３とを繰り返し行う。こうして、クラッドガラス体１２Ｐに貫通孔１３Ｐを形成する。なお、貫通後においては、ドリルツール５０の貫通孔５３内に棒状のガラス屑が生じるが、このガラス屑は、不要であるため除去する。このようにして、図２に示す中間母材１９Ｐに光ファイバ用母材１０Ｐの貫通孔１３Ｐと同数の貫通孔を形成する。
【００５５】
＜封止工程Ｐ４＞
次に形成した貫通孔の一端側を封止する。図９は、この封止工程Ｐ４の様子を示す中間母材の長手方向に沿った断面図である。図９に示すように、封止を行う際、貫通孔１３Ｐの一端側を塞ぐようにして、封止材５５を貫通孔１３Ｐが形成された中間母材１９Ｐの一方の端面に圧着する。
【００５６】
この封止材５５は、液体による膨張性を有する材料から構成されている。このような材料としては、例えば、合成ゴムと高吸水性樹脂を発泡成形した混合物を挙げることができ、合成ゴムとしては、クロロプレン系ゴムを挙げることができ、高吸水性樹脂としては、水膨張性ポリウレタン樹脂を挙げることができる。このような材料により構成されることにより、封止材５５は水により膨張する。なお、封止材５５と貫通孔とのシール性を高めるために、封止材５５の体積膨張率は、１１０％／ｄａｙ以上であることが好ましい。また、後述のように封止材５５に切削液の水圧がかかるため、封止材５５の引張強さは０．１ＭＰａ以上であることが好ましい。また、後述のように封止材５５の一部を貫通孔の中に挿入する場合においては、封止材の伸びは１００％以上であることが好ましい。
【００５７】
なお、封止工程Ｐ４においては、封止材５５の一部が貫通孔１３Ｐの一部に挿入されることが好ましい。このように封止材５５の一部が貫通孔１３Ｐの一部に挿入されるようにするためには、貫通孔１３Ｐの位置に合わせて、予め封止材５５の一部を凸状に形成しておけば良い。或いは、封止材５５を強くクラッドガラス体１２Ｐに押しつけることにより、封止材５５を変形させて、封止材５５の一部が貫通孔１３Ｐの一部に挿入されるようにしても良い。
【００５８】
＜研磨工程Ｐ５＞
次に貫通孔１３Ｐを形成するクラッドガラス体１２Ｐの内壁面を研磨して平滑化する。図１０は、研磨工程Ｐ５に用いる研磨ツールを示す図である。具体的には、図１０の（Ａ）は、研磨ツールの長手方向に沿った断面図であり、図１０の（Ｂ）は、研磨ツールを先端側から見た図である。図１０の（Ａ）に示すように、研磨ツール６０は、パイプ６２と、パイプ６２の先端に設けられている研磨部６１とを主な構成として備える。
【００５９】
パイプ６２は、ドリルツール５０のパイプ５２と同様の円筒状の形状をしており、研磨工程Ｐ５後における貫通孔１３Ｐの直径よりも僅かに小さな外径を有している。また、研磨部６１には、パイプ６２の貫通孔に繋がる貫通孔を有している。このため、研磨ツール６０は、パイプ６２から研磨部６１まで通じる貫通孔６６が形成されている。
【００６０】
そして、研磨部６１の外周面におけるパイプ６２側においては、複数の凸部６５と凹部６４が、それぞれ研磨ツール６０の長手方向に沿って形成されている。この凸部６５を基準とした研磨部６１の外径は、穿孔工程Ｐ３により形成された貫通孔１３Ｐの直径よりも僅かに大きくされている。従って、研磨ツール６０が軸中心に回転する場合における、研磨部６１のパイプ６２側の外径は、貫通孔１３Ｐの直径よりも僅かに大きくなる。
【００６１】
さらに、研磨部６１における先端側の外周面においては、先端に向かって徐々に外径が小さくなるテーパ部６３が形成されている。研磨部６１においては、テーパ部６３における先端側の外径が、穿孔工程Ｐ３により形成された貫通孔１３Ｐの直径よりも小さくされており、さらに、テーパ部６３における先端側と逆側の外径が、穿孔工程Ｐ３により形成された貫通孔１３Ｐの直径よりも僅かに大きくされている。
【００６２】
図１１は、研磨工程Ｐ５の様子を示す中間母材の長手方向に沿った断面図である。ただし、図１１においては、理解の容易のため、研磨ツール６０は、断面図で記載されていない。図１１に示すように、研磨工程Ｐ５においては、研磨ツール６０を軸を中心に回転させながら、クラッドガラス体１２Ｐに形成された貫通孔１３Ｐの封止がされていない側から貫通孔１３Ｐに挿入する。このとき、上述のように、研磨部６１の先端における外径が、貫通孔１３Ｐの直径よりも小さため、貫通孔１３Ｐに研磨部６１の先端を適切に挿入することができる。そして、上述のように、研磨ツール６０が軸に沿って回転する場合における、研磨部６１のパイプ６２側の外径が切削部５１の外径よりも僅かに大きくされているため、研磨ツール６０を回転させながら貫通孔１３Ｐに挿入することで、クラッドガラス体１２Ｐの内壁が研磨される。また、貫通孔１３Ｐに研磨部６１の先端を適切に挿入しながら、研磨を行うことができるため、研磨ツール６０を押し進めるとき、研磨ツール６０の中心軸が貫通孔１３Ｐの中心軸からずれた状態で、クラッドガラス体１２Ｐの内壁面を研磨することを防止することができ、内壁面を均等に研磨することができる。
【００６３】
また、研磨ツール６０を回転させながら貫通孔１３Ｐに挿入する際、研磨ツール６０の貫通孔６６に液体が導入される。この液体は、封止材５５に吸収され、封止材５５が膨張する液体である。例えば、封止材５５が水による膨張性を有する場合、研磨ツール６０の貫通孔６６には、水が導入される。そして、貫通孔６６に導入された液体は、研磨ツール６０の先端から流出し、さらにクラッドガラス体１２Ｐの貫通孔１３Ｐを進む。そして、貫通孔１３Ｐを進む液体は、封止材５５に接触して、液体の一部が封止材５５により吸収されて、封止材５５は、貫通孔１３Ｐに食い込むようにして膨張する。このとき、上述のように、封止工程Ｐ４において、封止材５５の一部が貫通孔１３Ｐに一部に挿入されている場合においては、貫通孔１３Ｐに挿入されている封止材５５の一部が、貫通孔１３Ｐの径方向に膨張し、封止材５５は、より強力に貫通孔１３Ｐを封止することができる。
【００６４】
このように封止材５５により、貫通孔１３Ｐの一端側が封止されているため、研磨部６１の先端から流出する液体は、行き場を失い研磨部６１とクラッドガラス体１２Ｐの内壁面との間を逆流し、貫通孔１３Ｐの研磨ツール６０が挿入されている側から排出される。このとき、研磨部６１の外周面に長手方向に沿った複数の凹部６４が形成されているため、液体がこの凹部６４を流れることで、液体が研磨部６１とクラッドガラス体１２Ｐの内壁面との間を逆流し易くされている。こうして、研磨部６１とクラッドガラス体１２Ｐとの摩擦によりクラッドガラス体１２Ｐの温度が過度に上昇することが防止され、さらに研磨により生じるガラス屑が液体と共に研磨ツール６０が挿入されている側から排出される。このようにして、貫通孔１３Ｐを形成するクラッドガラス体１２Ｐの内壁面は、研磨ツール６０により研磨されて平滑化される。このようにして、全ての貫通孔１３Ｐを研磨することにより、図２に示す光ファイバ用母材１０Ｐを得る。
【００６５】
＜線引工程Ｐ６＞
図１２は、線引工程Ｐ６の様子を示す図である。
【００６６】
まず、線引工程Ｐ６を行う準備段階として、準備工程Ｐ１〜研磨工程Ｐ５により製造された光ファイバ用母材１０Ｐに複数のガラス管を接続する。この複数のガラス管は、それぞれのガラス管の貫通孔と、光ファイバ用母材１０Ｐのそれぞれの貫通孔１３Ｐとが互いに連通するようにして、光ファイバ用母材１０Ｐに接続される。次に、貫通孔１３Ｐの内部をエッチング処理する。このエッチング処理においては、貫通孔１３Ｐ内の小さな凹凸の除去や、貫通孔１３Ｐの内壁から水酸基等の不純物を除去するものである。エッチング処理に用いるエッチング液は、光ファイバ用母材１０Ｐに接続されたガラス管の貫通孔を通じて、光ファイバ用母材１０Ｐのそれぞれの貫通孔１３Ｐに導入される。
【００６７】
次にエッチング処理された光ファイバ用母材１０Ｐを紡糸炉１１０に設置する。なお、図１０において、ガラス管は省略している。そして、紡糸炉１１０の加熱部１１１を発熱させて、光ファイバ用母材１０Ｐを加熱する。このとき光ファイバ用母材１０Ｐの下端は、例えば２０００℃に加熱され溶融状態となる。そして、光ファイバ用母材１０Ｐからガラスが溶融して、ガラスが線引きされる。そして、線引きされた溶融状態のガラスは、紡糸炉１１０から出ると、すぐに固化して、コアガラス体１１Ｐがコア１１となり、クラッドガラス体１２Ｐがクラッド１２となり、コア１１とクラッド１２とから構成される光ファイバとなる。その後、この光ファイバは、冷却装置１２０を通過して、適切な温度まで冷却される。冷却装置１２０に入る際、光ファイバの温度は、例えば１８００℃程度であるが、冷却装置１２０を出る際には、光ファイバの温度は、例えば４０℃〜５０℃となる。なお、線引工程Ｐ６においては、先に光ファイバ用母材１０Ｐに接続された複数のガラス管から光ファイバ用母材１０Ｐのそれぞれの貫通孔１３Ｐに、圧力制御用の不活性ガス等の気体が導入される。このようにして、光ファイバ用母材１０Ｐのそれぞれの貫通孔１３Ｐ内の圧力が調整されながら線引きされることにより、線引後の光ファイバの空孔１３の直径がばらつくことが防止できる。
【００６８】
次に、光ファイバは、第一被覆層１６となる紫外線硬化性樹脂が入ったコーティング装置１３１を通過し、この紫外線硬化性樹脂で被覆される。更に紫外線照射装置１３２を通過し、紫外線が照射されることで、紫外線硬化性樹脂が硬化して第一被覆層１６が形成される。次に光ファイバは、第二被覆層１７となる紫外線硬化性樹脂が入ったコーティング装置１３３を通過し、この紫外線硬化性樹脂で被覆される。更に紫外線照射装置１３４を通過し、紫外線が照射されることで、紫外線硬化性樹脂が硬化して第二被覆層１７が形成され、図１に示す光ファイバ１０となる。
【００６９】
そして、光ファイバ１０は、ターンプーリー１４１により方向が変換され、リール１４２により巻取られる。
【００７０】
こうして図１に示すホーリーファイバである光ファイバ１０が製造される。
【００７１】
以上説明したように、本実施形態による光ファイバ用母材１０Ｐの製造方法によれば、チャッキングを行う度にドリルツール５０の先端からドリルチャック４０の先端までの距離までの長さが徐々に長くなるようなチャッキングと、中間母材の長手方向に沿ってクラッドガラス体１２Ｐに孔を形成する穿孔とを交互に繰り返すことにより、中間母材１９Ｐのクラッドガラス体１２Ｐに形成される孔を深くすることができる。そして、ドリルツール５０がチャッキングされるとき、フリー把持長が、中間母材１９Ｐの長さよりも小さくなるようにドリルツール５０はチャッキングされる。従って、中間母材１９Ｐの長さ以上の長さを有するドリルツールの一端がドリルチャックにキャッキングされて、一気にクラッドとなるガラス体に孔を形成する場合と比べて、ドリルツール５０が撓むことを抑制することができる。このため中間母材１９Ｐが長い場合においても、ドリルツール５０が曲がってクラッドガラス体１２Ｐを進行することを抑制することができる。従って、光ファイバ用母材１０Ｐの長手方向に垂直な断面における貫通孔１３Ｐの位置を、光ファイバ用母材１０Ｐの長手方向に沿ったどの場所においても同じにすることができる。こうして、長手方向に垂直な断面の構造の変化が防止され、より長い光ファイバ用母材１０Ｐを製造することができる。
【００７２】
更に２回目以降の穿孔工程Ｐ３においては、その前の穿孔工程Ｐ３によりクラッドガラス体１２Ｐに孔が形成されている。従って、２回目以降の穿孔工程Ｐ３においては、その前の穿孔工程Ｐ３により形成された孔が、ドリルツール５０のガイドとなる。そして、このガイドは、穿孔工程Ｐ３を繰り返すたびに長くなるため、ドリルツール５０が曲がりにくくなる。従って、上述のように、チャッキング工程Ｐ２を行うごとに、フリー把持長が長くなるようにしても、ドリルツール５０が曲がることを抑制することができる。そして、このようにチャッキングを行うことにより、チャッキング工程Ｐ２と穿孔工程Ｐ３とを繰り返す回数を減らすことができる。従って、光ファイバ用母材１０Ｐの製造の工数を減らすことができる。
【００７３】
また、封止工程Ｐ４において、中間母材１９Ｐのクラッドガラス体２２Ｐに形成された貫通孔１３Ｐの一端側が液体による膨張性を有する封止材５５により封止されるため、研磨工程Ｐ５において、封止材５５は、研磨ツール６０の先端から流出する液体の一部を吸収して膨張する。このとき液体は、クラッドガラス体１２Ｐの貫通孔１３Ｐから封止材５５に吸収されるため、封止材５５は、貫通孔１３Ｐの一端から貫通孔１３Ｐに食い込むようにして膨張する。こうして、液体により膨張した封止材５５により、クラッドガラス体１２Ｐの端部に欠けが生じている場合においても、強力に封止がなされる。従って、封止材５５とクラッドガラス体１２Ｐとの間に隙間が生じることを有効に防止でき、研磨ツール６０の研磨部６１とクラッドガラス体１２Ｐの内壁面との間において、液体を適切に逆流させることができる。このため、液体と共にガラス屑を貫通孔１３Ｐの外に排出させることができると共に、液体によりクラッドガラス体１２Ｐの内壁面が不要に加熱して酸化することを防止することができる。このようにして、クラッドガラス体１２Ｐの内壁面を適切に研磨して平滑化することができるのである。
【００７４】
また、このような光ファイバ用母材の製造方法により製造された光ファイバ用母材１０Ｐを用いる本実施形態の光ファイバの製造方法によれば、長手方向に垂直な断面の構造の変化が防止された光ファイバ１０を製造することができるため、損失の少ない光ファイバ１０を製造することができる。さらに、上記の光ファイバ用母材１０Ｐの製造方法によれば、より長い光ファイバ用母材を適切に製造することができるため、このような製造方法により製造された光ファイバ用母材１０Ｐを線引きすることにより、より長い光ファイバ１０を連続して製造することができる。
【００７５】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図１３〜図１５を参照して詳細に説明する。なお、第１実施形態と同一又は同等の構成要素については、同一の参照符号を付して特に説明する場合を除き重複する説明は省略する。図１３は、本発明の第２実施形態に係る光ファイバの長手方向に垂直な断面における構造の様子を示す図である。
【００７６】
図１３に示すように、本実施形態の光ファイバ２０は、コア２１、コア２１を被覆するクラッド２２と、クラッド２２を被覆する第一被覆層２６と、第一被覆層２６を被覆する第二被覆層２７とから構成されている。そして、クラッド２２には、コア２１を取り囲む複数の高屈折率部２４が設けられており、この複数の高屈折率部２４によりバンドギャップ領域２８が形成されている。具体的には、一部の高屈折率部２４がコア２１を取り囲むように六角形状に並んでいる。そして、六角形状に並んだ高屈折率部２４を基準として、他の高屈折率部２４が、三角格子状に配列されている。この高屈折率部２４が、配列する領域がバンドギャップ領域２８である。このように本実施形態の光ファイバ２０は、フォトニックバンドギャップファイバとされている。なお、本実施形態においては、図１３に示すようにバンドギャップ領域２８における高屈折率部２４の周期構造を４層としているが、周期構造は４層以外であっても良い。
【００７７】
コア２１の直径や材料は、特に制限されないが、例えば、第１実施形態の光ファイバ１０のコア１１と同様とされている。
【００７８】
クラッド２２の外径や、クラッド２２の高屈折率部２４以外における屈折率や材料は、特に制限されないが、例えば、第１実施形態の光ファイバ１０のクラッド１２の外径、屈折率、材料と同様とされている。また、それぞれの高屈折率部２４の屈折率は、クラッド２２の高屈折率部２４以外の部分よりも高くされている。このような高屈折率部２４の材料としては、例えば、ゲルマニウム（Ｇｅ）等のコア１１の屈折率を上げるドーパントが添加された石英（ＳｉＯ２）を挙げることができる。
【００７９】
また、第一被覆層２６、及び、第二被覆層２７の外径、屈折率、材料は、特に制限されないが、例えば、第１実施形態の光ファイバ１０の第一被覆層１６及び第二被覆層１７の屈折率や材料と同様とされている。
【００８０】
このような光ファイバ２０は、コア２１に光が伝播するとバンドギャップ領域２８により、例えば光の閉じ込め効果が高められて、光がコア２１から漏えいすることを防止でき、例えばコア２１を伝播する光の損失を抑制することができる。
【００８１】
図１４は、図１３の光ファイバ２０を製造するための光ファイバ用母材の長手方向に垂直な断面における構造の様子を示す図である。
【００８２】
図１４に示すように、光ファイバ用母材２０Ｐは、略円柱状の形状をしており、コア２１となるロッド状のコアガラス体２１Ｐと、コアガラス体２１Ｐを被覆するロッド状のクラッドガラス体２２Ｐと、クラッドガラス体２２Ｐにおいてコアガラス体２１Ｐを取り囲むように設けられており、高屈折率部２４となるロッド状の高屈折率ガラス体２４Ｐとから構成されている。このような光ファイバ用母材２０Ｐが、後述の様に線引きされ、被覆されることにより、図１３に示す光ファイバ２０となる。
【００８３】
次に、図１４の光ファイバ用母材２０Ｐ、及び、図１３の光ファイバ２０の製造方法について説明する。
【００８４】
まず、第１実施形態と同様にして準備工程Ｐ１を行い、クラッドガラス体に貫通孔が形成されていない中間母材を準備する。次に、第１実施形態と同様にしてチャッキング工程Ｐ２と穿孔工程Ｐ３とを交互に繰り返し行う。ただし、穿孔工程Ｐ３においては、図１４に示す高屈折率ガラス体２４Ｐに相当する場所に貫通孔を形成する。そして次に、第１実施形態と同様にして封止工程Ｐ４及び研磨工程Ｐ５を行う。こうして図１５に示すように貫通孔２３Ｐが形成された中間母材２９Ｐを得る。
【００８５】
＜挿入工程＞
次に、本実施形態においては、クラッドガラス体の屈折率よりも高い屈折率を有するガラスロッドを研磨されたそれぞれの貫通孔２３Ｐに挿入する。このときガラスロッドの直径を貫通孔２３Ｐの直径よりも小さくして、挿入時にガラスロッドがクラッドガラス体２２Ｐの内壁面と擦れないようにする。こうして、中間母材２９Ｐは、それぞれの貫通孔２３Ｐに高屈折率のガラスロッドが挿入された状態となる。
【００８６】
＜コラプス工程＞
次に、それぞれの貫通孔２３Ｐにガラスロッドが挿入された中間母材２９Ｐを真空炉に投入してコラプスする。すなわち、ガラスロッドとクラッドガラス体２２Ｐの内壁面との間における貫通孔２３Ｐの不要な空間を潰して、ガラスロッドとクラッドガラス体２２Ｐとを一体化する。こうして、ガラスロッドは図１４に示す高屈折率ガラス体２４Ｐとされ、図１４に示す光ファイバ用母材２０Ｐを得る。
【００８７】
次に、第１実施形態と同様にして、線引工程Ｐ６を行うことにより、コアガラス体２１Ｐがコア２１となり、クラッドガラス体２２Ｐがクラッド２２となり、高屈折率ガラス体２４Ｐが高屈折率部２４となる。そして、第１実施形態において第一被覆層１６及び第二被覆層１７でクラッド１２を被覆したのと同様にして、第一被覆層２６及び第二被覆層２７でクラッド２２を被覆して、図１３に示す光ファイバ２０を得る。
【００８８】
本実施形態による光ファイバ用母材の製造方法によれば、光ファイバ用母材２０Ｐの長手方向に垂直な断面における貫通孔２３Ｐに基づく構造の位置を、光ファイバ用母材２０Ｐの長手方向に沿ったどの場所においても同じにすることができる。つまり、高屈折率ガラス体２４Ｐの位置を、光ファイバ用母材２０Ｐの長手方向に沿ったどの場所においても同じにすることができる。従って、長手方向に垂直な断面において、高屈折率部２４の位置が長手方向に沿ったどの位置においても一定な光ファイバ２０を製造することができる。
【００８９】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について図１６〜図１８を参照して詳細に説明する。なお、第１実施形態と同一又は同等の構成要素については、同一の参照符号を付して特に説明する場合を除き重複する説明は省略する。図１６は、本発明の第３実施形態に係る光ファイバの長手方向に垂直な断面における構造の様子を示す図である。
【００９０】
図１６に示すように、本実施形態の光ファイバ３０は、コア３１、コア３１を被覆するクラッド３２と、クラッド３２を被覆する第一被覆層３６と、第一被覆層３６を被覆する第二被覆層３７とから構成されている。
【００９１】
コア３１の直径や材料は、特に制限されないが、例えば、第１実施形態の光ファイバ１０のコア１１と同様とされている。クラッド３２の外径、屈折率、材料は、特に制限されないが、例えば、第１実施形態の光ファイバ１０のクラッド１２と同様とされている。また、第一被覆層２６、及び、第二被覆層２７の屈折率や材料は、特に制限されないが、例えば、第１実施形態の光ファイバ１０の第一被覆層１６及び第二被覆層１７と同様とされている。
【００９２】
図１７は、図１６の光ファイバ３０を製造するための光ファイバ用母材の長手方向に垂直な断面における構造の様子を示す図である。
【００９３】
図１７に示すように、光ファイバ用母材３０Ｐは、略円柱状の形状をしており、コア３１となるロッド状のコアガラス体３１Ｐと、コアガラス体３１Ｐを被覆するロッド状のクラッドガラス体３２Ｐとから構成されている。このような光ファイバ用母材３０Ｐが、後述の様に線引きされ、被覆されることにより、図１６に示す光ファイバ２０となる。
【００９４】
次に、図１７の光ファイバ用母材２０Ｐ、及び、図１６の光ファイバ２０の製造方法について説明する。
【００９５】
まず、第１実施形態と同様にして準備工程Ｐ１を行う。ただし、本実施形態の準備工程Ｐ１においては、コアガラス体３１Ｐを有しておらず、クラッドガラス体３２Ｐのみからなる円柱状のガラスロッドを作製し、これを中間母材とする。
【００９６】
次に、第１実施形態と同様にしてチャッキング工程Ｐ２と穿孔工程Ｐ３とを交互に繰り返し行う。ただし、穿孔工程Ｐ３においては、準備工程Ｐ１で得た中間母材の径方向の中心において、長手方向に沿った１つの貫通孔を形成する。そして次に、この１つの貫通孔を形成しているクラッドガラス体３２Ｐの内壁面に対して、第１実施形態と同様にして封止工程Ｐ４、及び、研磨工程Ｐ５を行う。こうして図１８に示すように貫通孔３３Ｐが形成された中間母材３９Ｐを得る。
【００９７】
＜挿入工程＞
次に、クラッドガラス体３２Ｐの屈折率よりも高く、コアガラス体３１Ｐとなるガラスロッドを研磨された貫通孔３３Ｐに挿入する。このときガラスロッドの直径を貫通孔３３Ｐの直径よりも小さくして、挿入時にガラスロッドがクラッドガラス体３２Ｐの内壁面と擦れないようにする。こうして、中間母材３９Ｐは、貫通孔３３Ｐにコアガラス体３１Ｐとなるガラスロッドが挿入された状態となる。
【００９８】
＜コラプス工程＞
次に、貫通孔３３Ｐにガラスロッドが挿入された中間母材３９Ｐを真空炉に投入してコラプスする。こうしてガラスロッドとクラッドガラス体３２Ｐの内壁面との間における貫通孔３３Ｐの不要な空間が潰されて、ガラスロッドとクラッドガラス体３２Ｐとが一体になり、ガラスロッドは、コアガラス体３１Ｐとなる。こうして、図１７に示す光ファイバ用母材３０Ｐを得る。
【００９９】
次に、第１実施形態と同様にして、線引工程Ｐ６を行う。こうして、図１６に示す光ファイバ３０を得る。
【０１００】
本実施形態による光ファイバ用母材の製造方法によれば、光ファイバ用母材３０Ｐの長手方向に垂直な断面において、コアガラス体３１Ｐの位置を光ファイバ用母材３０Ｐの長手方向に沿ったどの場所においても同じにすることができる。従って、長手方向に垂直な断面において、コア３１の位置が長手方向に沿ったどの位置においても一定な光ファイバ３０を製造することができる。
【０１０１】
以上、本発明について、第１〜第３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。
【０１０２】
具体的には、本発明の光ファイバ用母材の製造方法は、上述の形態に限らず、孔を形成する工程を有する光ファイバ用母材の製造方法ならば、他の構造の光ファイバ用母材の製造方法にも適用することができる。
【０１０３】
例えば、第２実施形態のフォトニックバンドギャップファイバとしての光ファイバ２０は、コア２１を有しているが、コア２１は必須の構成ではなく、例えば、コア２１を有さず、バンドギャップ領域２８により、コア領域が形成されている形態であっても良い。或いは、バンドギャップ領域２８がコア２１を囲まずに、高屈折率部２４が複数集まった２つのバンドギャップ領域が一組形成されて、コア２１を挟むように配置されても良い。
【０１０４】
また、第２実施形態のフォトニックバンドギャップファイバにおいて、高屈折率部２４をクラッド２２の高屈折率部２４以外の部分よりも屈折率の低い低屈折率部とすることもできる。
【０１０５】
また、第１、第２実施形態の準備工程Ｐ１において、コアガラス体１１Ｐ、２１Ｐを有する中間母材１９Ｐ、２９Ｐを準備したが、コアガラス体１１Ｐ、２１Ｐを有さない中間母材を準備して、第３実施形態と同様にして、コアガラス体１１Ｐ、２１Ｐとクラッドガラス体１２Ｐ、２２Ｐとを一体化させても良い。
【０１０６】
また、第１実施形態のホーリーファイバである光ファイバ１０において、コアの周りに複数の空孔を有する光ファイバであれば、孔の大きさ、数、配置を変更しても良い。例えば、空孔の大きさや配置を第２実施形態の光ファイバの高屈折率部２４と同じにして、フォトニックバンドギャップファイバとしてのホーリーファイバとしても良い。
【０１０７】
また、第２実施形態のように形成した貫通孔にガラスが挿入される形態において、高屈折率部２４の数や屈折率を変更しても良い。例えば、本発明は、コアを挟むように２つの応力付与部が設けられている偏波保持光ファイバ（ＰＡＮＤＡ型ファイバ）に応用することができる。この場合、応力付与部の屈折率は、特に限定されないが、例えば、クラッドに対して−０．１％〜０．１％とされる。
【０１０８】
また、第１〜第３実施形態においては、チャッキング工程Ｐ２を行うごとに、フリー把持長が長くなるようにチャッキングすることとした。しかし、本発明は、このようにチャッキングすることに限定されない、例えば、それぞれのチャッキング工程Ｐ２において、フリー把持長が一定となるようにチャッキングすることとしてもやはり好ましい。このようにチャッキング工程を行うことにより、チャッキングする際に常に同じ長さだけチャッキングの位置をずらせば良く、チャッキングの制御が簡単になる。また、例えば、穿孔工程Ｐ３により形成する孔が所定の長さになるまでは、チャッキング工程Ｐ２を行うごとに、フリー把持長が長くなるようにチャッキングし、孔が所定の長さになった後は、フリー把持長が一定となるようにチャッキングすることがはやり好ましい。上記の様に、２回目以降の穿孔工程Ｐ３においては、その前の穿孔工程Ｐ３により形成された孔が、ドリルツールのガイドとなる。そして、このガイドは、穿孔工程Ｐ３を繰り返すたびに長くなるため、ドリルツール５０が曲がりにくくなる。このようなドリルツール５０が曲がりにくさは、孔が所定の長さまで長くなると、大きく変わらなくなってくる。そこで、孔が所定の長さになるまでは、チャッキング工程Ｐ２を行うごとに、フリー把持長が長くなるようにして、穿孔工程Ｐ３とチャッキング工程Ｐ２とを繰り返す回数を減らし、孔が所定の長さよりも長くなった後においては、チャッキング工程Ｐ２ごとに同じ長さだけチャッキングの位置をずらすことで、チャッキングの制御を簡単にすることができる。
【０１０９】
また、チャッキング工程Ｐ２と穿孔工程Ｐ３とを繰り返すことにより、貫通孔１３Ｐ（２３Ｐ、３３Ｐ）を形成したが、本発明においては、必ずしも貫通孔を形成する必要はなく、中間母材の一端側から孔を形成して、他方側の端部の近傍で孔の形成を止めても良い。こうすることで、封止工程Ｐ４を省略することができる。なお、このようにする場合、ドリルツール５０の貫通孔５３内に生じる棒状のガラス屑が、他方側の端部の近傍において、クラッドガラス体に接続されているが、このガラス屑は除去する。
【０１１０】
また、研磨工程Ｐ５に用いた研磨ツール６０の研磨部６１においては、テーパ部６３が形成されていなくても良く、また、凹部６４が形成されていなくても良い。
【０１１１】
また、上記実施形態においては、それぞれの光ファイバが第一被覆層、及び、第二被覆層を有しているが、第一被覆層、第二被覆層は必須の構成ではなく、第一被覆層、第二被覆層の内、少なくとも一方が無くても良い。
【実施例】
【０１１２】
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。
【０１１３】
（実施例１）
外径が１５０ｍｍで長さが９００ｍｍの円柱状の中間母材を準備した。この中間母材は、径方向の中心にコアガラス体を備えており、コアガラス体がクラッドガラス体で被覆されているものである。このクラッドガラス体は、ドーパントが添加されていない石英からから成るものとした。
【０１１４】
次にドリルツールを準備した。このドリルツールは、パイプの先端に切削部として円筒状の砥石が設けられており、長さが１０００ｍｍで、切削部の外径が１．５ｍｍであり、切削部には、粒度が＃２８０のダイヤモンド砥粒が付着しているものである。
【０１１５】
次にドリルツールを穿孔装置のドリルチャックにチャッキングした。このとき、ドリルツールの先端がクラッドガラス体と接している状態で、中間母材の上面からドリルチャックの先端までの距離が、５０ｍｍになるようにした。すなわちフリー把持長が５０ｍｍになるようにした。次に、ドリルツールを回転させながら進行させると共に、ドリルツールのパイプに切削水を流し、ドリルチャックの先端が中間母材に接触する寸前まで、中間母材に孔を形成した。こうして、約５０ｍｍの孔を形成した。
【０１１６】
次に、ドリルツールの先端からドリルチャックの先端までの距離が更に５０ｍｍ長くなるようにして、ドリルツールをドリルチャックにチャッキングした。従って、孔の底において、ドリルツールの先端がクラッドガラス体と接している状態で、中間母材の上面からドリルチャックの先端までの距離が、再び５０ｍｍになるようにした。すなわちフリー把持長が再び５０ｍｍになるようにした。次に、ドリルチャックの先端が中間母材に接触する寸前まで、中間母材に形成されている孔を深くした。
【０１１７】
このようにして、ドリルツールの先端からドリルチャックの先端までの距離を５０ｍｍずつ長くする作業と、ドリルチャックの先端が中間母材に接触する寸前まで、中間母材に形成されている孔を深くする作業を繰り返し、中間母材を貫通させ、貫通孔を形成した。
【０１１８】
同様の手順により貫通孔を形成して、コアガラス体を囲むように、中間母材の中心から径方向に２５ｍｍ離れた位置に６つの貫通孔を形成した。
【０１１９】
次に、それぞれの孔について、中間母材の両端面における孔の位置ずれを測定して、６つの貫通孔の位置ずれの平均を求めた。この値を表１に示す。
【０１２０】
次に、中間母材を複数準備した。そして、それぞれの中間母材ごとに、フリー把持長がが、表１に示す長さとなるようにして、ドリルツールを穿孔装置のドリルチャックにチャッキングし、先ほどと同様にして、ドリルチャックの先端が中間母材に接触する寸前まで、中間母材に孔を形成した。次に、それぞれの中間母材について、ドリルツールの先端からドリルチャックの先端までの距離を表１に示す長さだけ長くする作業（フリー把持長が表１に示す長さとする作業）と、ドリルチャックの先端が中間母材に接触する寸前まで、それぞれの中間母材に形成されている孔を深くする作業を繰り返し、それぞれの中間母材を貫通させ、それぞれの中間母材について、６つの貫通孔を形成した。そして、それぞれの中間母材におけるそれぞれの貫通孔の位置ずれを測定して、それぞれの中間母材ごとに、貫通孔の位置ずれの平均値を求めた。この値を表１に示す。
【表１】
0005513357.tif 000002
【０１２１】
表１に示すように、フリー把持長が、短い方が、中間母材の両端における貫通孔の位置ずれの量が小さいことが分かった。
【０１２２】
（実施例２）
実施例１と同様の中間母材を準備し、ドリルツールの外径を３．０ｍｍとしたこと以外は、実施例１と同様にして、複数の中間母材に対して、６つずつの貫通孔を形成した。このとき、それぞれの中間母材ごとに、フリー把持長が実施例１と同様になるようにした。そして、実施例１と同様にして、それぞれの中間母材ごとに貫通孔の位置ずれの平均値を求めた。この値を表２に示す。
【表２】
0005513357.tif 000003
【０１２３】
（実施例３）
実施例１と同様の中間母材を準備し、ドリルツールの外径を４．０ｍｍとしたこと以外は、実施例１と同様にして、複数の中間母材に対して、６つずつの貫通孔を形成した。このとき、それぞれの中間母材ごとに、フリー把持長が実施例１と同様になるようにした。そして、実施例１と同様にして、それぞれの中間母材ごとに貫通孔の位置ずれの平均値を求めた。この値を表３に示す。
【表３】
0005513357.tif 000004
【０１２４】
（実施例４）
実施例１と同様の中間母材を準備し、ドリルツールの外径を１５．０ｍｍとしたこと以外は、実施例１と同様にして、複数の中間母材に対して、６つずつの貫通孔を形成した。このとき、それぞれの中間母材ごとに、フリー把持長が実施例１と同様になるようにした。そして、実施例１と同様にして、それぞれの中間母材ごとに貫通孔の位置ずれの平均値を求めた。この値を表４に示す。
【表４】
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【０１２５】
（比較例１）
実施例１と同様の中間母材及びドリルツールを準備して、ドリルツールの端部をドリルチャックにチャッキングした。そして、中間母材の一端側から他端側まで、一気に貫通孔を形成したこと以外は、実施例１を同様に６つの貫通孔を形成した。実施例１と同様にして、貫通孔の位置ずれの平均値を求めた。この値を表５に示す。
【０１２６】
（比較例２）
実施例２と同様の中間母材及びドリルツールを準備して、ドリルツールの端部をドリルチャックにチャッキングした。そして、中間母材の一端側から他端側まで、一気に貫通孔を形成したこと以外は、実施例２を同様に６つの貫通孔を形成した。実施例１と同様にして、貫通孔の位置ずれの平均値を求めた。この値を表５に示す。
【０１２７】
（比較例３）
実施例３と同様の中間母材及びドリルツールを準備して、ドリルツールの端部をドリルチャックにチャッキングした。そして、中間母材の一端側から他端側まで、一気に貫通孔を形成したこと以外は、実施例３を同様に６つの貫通孔を形成した。実施例１と同様にして、貫通孔の位置ずれの平均値を求めた。この値を表５に示す。
【０１２８】
（比較例４）
実施例４と同様の中間母材及びドリルツールを準備して、ドリルツールの端部をドリルチャックにチャッキングした。そして、中間母材の一端側から他端側まで、一気に貫通孔を形成したこと以外は、実施例４を同様に６つの貫通孔を形成した。実施例１と同様にして、貫通孔の位置ずれの平均値を求めた。この値を表５に示す。
【表５】
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【０１２９】
表５に示すように、比較例１の位置ずれの量は、実施例１の位置ずれの量よりも大きくなった。同様に、比較例２の位置ずれの量は、実施例２の位置ずれの量よりも大きくなり、比較例３の位置ずれの量は、実施例３の位置ずれの量よりも大きくなり、比較例４の位置ずれの量は、実施例４の位置ずれの量よりも大きくなった。
【０１３０】
従って、本発明を用いた実施例１〜４によれば、長手方向に垂直な断面の構造の変化が防止できることが分かった。従って、本発明によれば、より長い光ファイバ用母材を製造することができると考えられる。
【産業上の利用可能性】
【０１３１】
本発明によれば、本発明によれば、長手方向に垂直な断面の構造の変化が防止され、より長い光ファイバ用母材を製造することができる光ファイバ用母材の製造方法、及び、これを用いた光ファイバの製造方法が提供される。
【符号の説明】
【０１３２】
１０・・・光ファイバ（ホーリーファイバ）
１１、２１、３１・・・コア
１２、２２、３２・・・クラッド
１３・・・空孔
１６、２６、３６・・・第一被覆層
１７、２７、３７・・・第二被覆層
１０Ｐ、２０Ｐ、３０Ｐ・・・光ファイバ用母材
１１Ｐ、２１Ｐ、３１Ｐ・・・コアガラス体
１２Ｐ、２２Ｐ、３２Ｐ・・・クラッドガラス体
１３Ｐ、２３Ｐ、３３Ｐ・・・貫通孔
１９Ｐ・・・中間母材
２０・・・光ファイバ（フォトニックバンドギャップファイバ）
２４・・・高屈折率部
２８・・・バンドギャップ領域
２４Ｐ・・・高屈折率ガラス体
２９Ｐ・・・中間母材
３０・・・光ファイバ
３９Ｐ・・・中間母材
４０・・・ドリルチャック
４１・・・シャンク
４２・・・フランジ
５０・・・ドリルツール
５１・・・切削部
５２・・・パイプ
５３・・・貫通孔
５５・・・封止材
６０・・・研磨ツール
６１・・・研磨部
６２・・・パイプ
６３・・・テーパ部
６４・・・凹部
６５・・・凸部
６６・・・貫通孔
１１０・・・紡糸炉
１１１・・・加熱部
１２０・・・冷却装置
１３１・・・コーティング装置
１３２・・・紫外線照射装置
１３３・・・コーティング装置
１３４・・・紫外線照射装置
１４１・・・ターンプーリー
１４２・・・リール
Ｌ１、Ｌ２・・・フリー把持長
Ｐ１・・・準備工程
Ｐ２・・・チャッキング工程
Ｐ３・・・穿孔工程
Ｐ４・・・封止工程
Ｐ５・・・研磨工程
Ｐ６・・・線引工程
【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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