(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、
前記ガラス体に貫通孔を形成する穿孔工程と、
前記貫通孔の一端側を液体による膨張性を有する封止材により封止する封止工程と、
前記貫通孔に先端に研磨部を有するパイプ状の研磨ツールを回転させながら挿入して、前記研磨ツールの先端の孔から前記液体を流出させると共に、前記ガラス体の内壁面を研磨する研磨工程と、
を備える
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】
前記封止工程において、前記封止材の一部を前記貫通孔の一部に挿入して封止を行う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】
前記研磨ツールの前記研磨部は、外周面に長手方向に沿った少なくとも１つの凹部が形成されてい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用母材の製造方法。
【請求項４】
前記研磨ツールの前記研磨部は、先端の外径が前記穿孔工程により形成された貫通孔の直径よりも小さくなるように、先端側に向かって徐々に外径が小さくなるテーパ部が形成されていることを特徴とする請求項１〜３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５】
前記貫通孔は、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１〜４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研磨された前記貫通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５に記載の光ファイバ用母材の製造方法。
【請求項７】
前記貫通孔は、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研磨された前記貫通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１〜４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８】
請求項１から７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、クラッドとなるガラス体が適切に平滑化された内壁面を有し、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ている。
【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体であるクラッドとなるガラスロッドに孔を形成する。この孔の形成においては、粒度の粗い砥石が先端に設けられたドリルツールが用いられる。次に、孔を形成しているガラスロッドの内壁面の凹凸を除去して、ガラスロッドの内壁面の平滑化を行う。この平滑化においては、先端に研磨部が設けられている円筒状の研磨ツールが用いられ、この研磨ツールがガラスロッドに形成された孔に挿入されながら回転して、ガラスロッドの内壁面の凹凸を除去する。そして、研磨の際、研磨ツールの空孔に水等の液体が流されて、研磨により生じたガラス屑を排出する。このような研磨ツールを用いる場合、ガラスロッドの孔は封止された状態であり、研磨ツールの空孔を流れて先端から流出した液体が、研磨ツールとガラスロッドとの間を通って逆流して、ガラス屑と共にガラスロッドの孔の研磨ツールが挿入されている側から排出される。
【０００４】
ところで、ガラスロッドに孔を形成する際、加工時間を短縮するために、一般的にパイプ状のドリルツールが用いられる。このようなドリルツールを用いる場合、ガラスロッドの端部の近辺までドリルツールを押し進めた後、ドリルツールがガラスロッドを貫通する前にドリルツールを抜き取る。そうすると、ドリルツールの空孔内に残った棒状のガラス屑が、ガラスロッドの端部側に接続さえた状態で、ガラスロッドの孔内に残る。その後、ガラスロッドの端部側において、棒状のガラス屑を切断して、このガラスロッドの孔内から棒状のガラス屑を除去する。このようにして形成されたガラスロッドの孔は、一方側がガラスロッドの一部により封止される。このため上述の様な手段により、孔が形成されたガラスロッドの内壁を研磨する場合においても、研磨ツールの先端から流出した液体が、適切に研磨ツールとガラスロッドとの間を通って逆流してガラスロッドの孔から排出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２９３５６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、近年、より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、上述のようにパイプ状のドリルツールを用いて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、孔内に残った棒状のガラス屑を除去するのが非常に困難であり、また、このガラス屑が途中で折れてしまうとガラスロッドの一部が無駄になってしまう。従って、このように長い光ファイバ用母材に孔を形成する場合は、貫通孔を形成することが適切であり、この場合、ガラスロッドの内壁面の研磨を行う工程において、研磨ツールから流出される液体が逆流せずに貫通孔から流れることを防止するために、貫通孔の一方の端部を封止して、貫通孔に研磨ツールを挿入することが考えられる。
【０００７】
このようにガラスロッドに貫通孔を形成する場合、ガラスロッドの端面の一部が欠ける場合がある。このような場合、封止物により貫通孔の一方の端部を適切に封止しようとしても、封止物とガラスロッドとの間に隙間が生じ、適切な封止を行うことが困難である。このため、研磨ツールから流出される液体が、この隙間から流出してしまうことで適切に逆流せずに、ガラスロッドの内壁面の研磨を適切に行うことができない虞がある。このように、より長い光ファイバ用母材を製造しようとすると、クラッドとなるガラスロッドを適切に研磨して平滑化することが困難という問題がある。
【０００８】
そこで、本発明は、クラッドとなるガラス体が適切に平滑化された内壁面を有し、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】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明者は、貫通孔の一方の端部を適切に封止する方法について鋭意検討を行った。そこで、シリコンゴムの様に弾性変形する封止材により封止を行うことで、ガラスロッドの端面の一部が欠けている部分に封止材が充填されて、適切な封止を行うことができると考えた。しかし、研磨加工をする場合における液体の圧力は、非常に高いため、このような封止材により封止を行っても、液体の圧力で封止材が変形してしまい、ガラスロッドと封止材との間に隙間が生じてしまう。このため、封止材とガラスロッドとの隙間から液体が流出してしまい、適切な研磨加工を行うことができないことがあるということが分かった。そこで、本発明者は、さらに鋭意検討を行い、本発明をするに至った。
【００１０】
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、前記ガラス体に貫通孔を形成する穿孔工程と、前記貫通孔の一端側を液体による膨張性を有する封止材により封止する封止工程と、前記貫通孔に先端に研磨部を有するパイプ状の研磨ツールを回転させながら挿入して、前記研磨ツールの先端の孔から前記液体を流出させると共に、前記ガラス体の内壁面を研磨する研磨工程と、を備えることを特徴とするものである。
【００１１】
このような光ファイバ用母材の製造方法によれば、準備された中間母材のクラッドとなるガラス体に形成された貫通孔の一端側が液体による膨張性を有する封止材により封止されているため、研磨工程において、封止材は、研磨ツールの先端の孔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、クラッドとなるガラス体の貫通孔から封止材に吸収されるため、封止材は、貫通孔の一端から貫通孔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により、クラッドとなるガラス体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、封止材とガラス体との間に隙間が生じることを有効に防止でき、研磨ツールとガラス体の内壁面と間において、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の外に排出させることができると共に、液体により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。このようにして、クラッドとなるガラス体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。
【００１２】
また、このようにクラッドとなるガラス体に貫通孔を形成し、この貫通孔が形成されているガラス体の内壁面の平滑化を適切に行うことができるため、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。
【００１３】
また、上記光ファイバ用母材の製造方法において、前記封止工程において、前記封止材の一部を前記貫通孔の一部に挿入して封止を行うことが好ましい。
【００１４】
このような光ファイバ用母材の製造方法によれば、研磨工程の前において、既に封止材の一部が貫通孔に挿入されている。従って、封止材が液体を吸収して膨張することにより、より強力に封止を行うことができる。
【００１５】
また、上記光ファイバ用母材の製造方法において、前記研磨ツールにおける前記研磨部は、外周面に長手方向に沿った少なくとも１つの凹部が形成されていることが好ましい。
【００１６】
このような光ファイバ用母材の製造方法によれば、研磨部に形成された凹部にガラス屑が集まる傾向にあり、さらに研磨ツールの先端の孔から流出した液体は、研磨部に形成された凹部を流れる傾向がある。従って、さらに適切にガラス屑を排出することができる。また、研磨部にこのような凹部が形成されていると、凹部が形成されていない場合と比べて、研磨ツールにかかる反力を低減することができ、さらに加工速度を上げることができ、さらに研磨部の摩耗を低減させることができ、また、研磨後におけるクラッドとなるガラス体の内壁面をより平滑化することができる。
【００１７】
また、上記光ファイバ用母材の製造方法において、前記研磨ツールの前記研磨部は、先端の外径が前記穿孔工程により形成された貫通孔の直径よりも小さくなるように、先端側に向かって徐々に外径が小さくなるテーパ部が形成されていることが好ましい。
【００１８】
研磨ツールをこのように構成することにより、研磨部の先端が貫通孔に入り込むため、研磨ツールが貫通孔の中心軸からずれた状態で、ガラス体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して平滑化することができる。また、研磨部にこのようなテーパ部が形成されていると、テーパ部が形成されていない場合と比べて、研磨ツールにかかる反力を低減することができ、さらに加工速度を上げることができ、さらに研磨部の摩耗を低減させることができ、また、研磨後におけるクラッドとなるガラス体の内壁面をより平滑化することができる。
【００１９】
また、上記光ファイバ用母材の製造方法において、前記貫通孔は、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。
【００２０】
このように貫通孔を形成することにより、コアの周りに複数の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。
【００２１】
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研磨されたそれぞれの前記貫通孔に挿入する挿入工程と、前記ガラス体とそれぞれの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】
このように複数の貫通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。このような光ファイバ用母材においては、それぞれの貫通孔がコラプスされることで、クラッドとなるガラス体とガラスロッドとが一体となるが、コラプス後においてもクラッドとなるガラス体とガラスロッドとの界面において、ガラス体は内壁面を有する。そして、クラッドとなるガラス体の内壁面が適切に平滑化されているため、クラッドとなるガラス体とガラスロッドとの界面を適切に平滑化することができる。
【００２３】
また、上記光ファイバ用母材の製造方法において、前記貫通孔は、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研磨された前記貫通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。
【００２４】
このような光ファイバ用母材の製造方法によれば、コアを被覆するクラッドの内壁面が適切に平滑化された光ファイバ用母材を製造することができる。なお、このような光ファイバ用母材においては、貫通孔がコラプスされることで、クラッドとなるガラス体とコアとなるガラスロッドとが一体となるが、コラプス後においてもクラッドとなるガラス体とコアとなるガラスロッドとの界面において、クラッドとなるガラス体は内壁面を有する。そして、このような光ファイバ用母材を用いることにより、コアとクラッドとの界面が適切に平滑化された光ファイバを得ることができ、この光ファイバによればコアを伝播する光の損失を少なくすることができる。
【００２５】
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。
【００２６】
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、クラッドとなるガラス体が、適切に平滑化された内壁面を有する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、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】
【００２７】
以上のように、本発明によれば、クラッドとなるガラス体が適切に平滑化された内壁面を有し、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】
【００２８】
【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】穿孔工程の様子を示す図である。
【図７】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８】研磨工程に用いる研磨ツールを示す図である。
【図９】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１０】線引工程の様子を示す図である。
【図１１】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構造の様子を示す図である。
【図１２】図１１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１３】図１２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１４】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１５】図１４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１６】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。
【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。
【００３０】
（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。
【００３１】
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。
【００３２】
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７μｍ〜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３μｍ〜８μｍとされ、コア１１の中心から空孔１３の中心までの距離は８μｍ〜２０μｍとされる。
【００３３】
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。
【００３４】
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、コア１１に光が伝播すると空孔１３により、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る。
【００３５】
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構造の様子を示す図である。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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を備える中間母材を準備する準備工程Ｐ１と、中間母材のクラッドガラス体１２Ｐに貫通孔を形成する穿孔工程Ｐ２と、貫通孔の一端側を封止する封止工程Ｐ３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Ｐ４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Ｐ５を更に備える。
【００３９】
＜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。
【００４０】
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。
【００４１】
＜穿孔工程Ｐ２＞
次に準備した中間母材１９Ｐのクラッドガラス体１２Ｐの長手方向に沿って貫通孔を形成する。
【００４２】
図５は、この穿孔工程に用いる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。
【００４３】
パイプ５２は、円筒状の形状をしており、本工程において中間母材１９Ｐに形成する貫通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、本工程において中間母材１９Ｐに形成する貫通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。
【００４４】
図６は、穿孔工程Ｐ２の様子を示す図である。図６に示すように、本工程においては、上記のドリルツール５０を軸中心に回転させながら、クラッドガラス体１２Ｐの長手方向に沿ってドリルツール５０を押進めると共に、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。
【００４５】
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、切削部５１とクラッドガラス体１２Ｐの内壁面との間を流れる液体により防止され、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。そして、ドリルツール５０を更に押し進め、孔を貫通させて、クラッドガラス体１２Ｐに貫通孔１３Ｐを形成する。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。
【００４６】
＜封止工程Ｐ３＞
次に形成した貫通孔の一端側を封止する。図７は、この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７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。
【００４７】
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。
【００４８】
なお、封止工程Ｐ３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。
【００４９】
＜研磨工程Ｐ４＞
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８は、研磨工程Ｐ４に用いる研磨ツールを示す図である。具体的には、図８の（Ａ）は、研磨ツールの長手方向に沿った断面図であり、図８の（Ｂ）は、研磨ツールを先端側から見た図である。図８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。
【００５０】
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Ｐ４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。
【００５１】
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Ｐ２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。
【００５２】
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Ｐ２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Ｐ２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。
【００５３】
図９は、研磨工程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、研磨工程Ｐ４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。
【００５４】
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Ｐ３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。
【００５５】
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、研磨部６１とクラッドガラス体１２Ｐの内壁面との間を流れる液体により防止され、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。
【００５６】
＜線引工程Ｐ５＞
図１０は、線引工程Ｐ５の様子を示す図である。
【００５７】
まず、線引工程Ｐ５を行う準備段階として、準備工程Ｐ１〜研磨工程Ｐ４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。
【００５８】
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Ｐ５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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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、準備された中間母材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により封止されているため、研磨工程Ｐ４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。
【００６３】
また、このようにクラッドガラス体１２Ｐに貫通孔１３Ｐを形成し、この貫通孔１３Ｐが形成されているクラッドガラス体１２Ｐの内壁面の平滑化を適切に行うことができるため、より長い光ファイバ用母材１０Ｐを適切に製造することができる。
【００６４】
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、クラッドガラス体１２Ｐが、適切に平滑化された内壁面を有するため、光ファイバ１０のクラッド１２の内壁面を平滑化することができ、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、上述のように、光ファイバ用母材１０Ｐをより長く適切に製造することができるため、距離の長い光ファイバ１０を連続して製造することができる。
【００６５】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図１１〜図１３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１１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構造の様子を示す図である。
【００６６】
図１１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１１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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
図１２は、図１１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。
【００７２】
図１２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１１に示す光ファイバ２０となる。
【００７３】
次に、図１２の光ファイバ用母材２０Ｐ、及び、図１１の光ファイバ２０の製造方法について説明する。
【００７４】
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穿孔工程Ｐ２を行う。ただし、穿孔工程Ｐ２においては、図１２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Ｐ３及び研磨工程Ｐ４を行う。こうして図１３に示すように貫通孔２３Ｐが形成された中間母材２９Ｐを得る。
【００７５】
＜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。
【００７６】
＜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１２に示す高屈折率ガラス体２４Ｐとされ、図１２に示す光ファイバ用母材２０Ｐを得る。
【００７７】
次に、第１実施形態と同様にして、線引工程Ｐ５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１１に示す光ファイバ２０を得る。
【００７８】
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、光ファイバ用母材においては、クラッドの内壁面が適切に平滑化されているため、クラッドガラス体２２Ｐと高屈折率ガラス体２４Ｐとの界面を適切に平滑化することができる。従って、クラッド２２の高屈折率部２４以外の部分と、高屈折率部２４との界面が適切に平滑化された光ファイバ２０を製造することができる。
【００７９】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について図１４〜図１６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１４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。
【００８０】
図１４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。
【００８１】
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。
【００８２】
図１５は、図１４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。
【００８３】
図１５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１４に示す光ファイバ２０となる。
【００８４】
次に、図１５の光ファイバ用母材２０Ｐ、及び、図１４の光ファイバ２０の製造方法について説明する。
【００８５】
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。
【００８６】
次に、第１実施形態と同様にして穿孔工程Ｐ２を行う。ただし、穿孔工程Ｐ２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Ｐ３、及び、研磨工程Ｐ４を行う。こうして図１６に示すように貫通孔３３Ｐが形成された中間母材３９Ｐを得る。
【００８７】
＜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。
【００８８】
＜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１５に示す光ファイバ用母材３０Ｐを得る。
【００８９】
次に、第１実施形態と同様にして、線引工程Ｐ５を行う。こうして、図１４に示す光ファイバ３０を得る。
【００９０】
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、コアガラス体３１Ｐを被覆するクラッドガラス体３２Ｐの内壁面が適切に平滑化された光ファイバ用母材３０Ｐを製造することができる。従って、このような光ファイバ用母材３０Ｐを用いることにより、コア３１とクラッド３２との界面が適切に平滑化された光ファイバ３０を得ることができ、この光ファイバ３０によればコア３１を伝播する光の損失を少なくすることができる。
【００９１】
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。
【００９２】
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、貫通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。
【００９３】
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。
【００９４】
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。
【００９５】
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、コアガラス体とクラッドガラス体とを一体化させても良い。
【００９６】
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。
【００９７】
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。
【００９８】
また、穿孔工程Ｐ２において、貫通孔５３が設けられたドリルツール５０を用いたが、他のドリルツールであっても良い。
【００９９】
また、研磨工程Ｐ４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。
【０１００】
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】
【０１０１】
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。
【０１０２】
（実施例１）
第１実施形態において説明した、光ファイバ（ホーリーファイバ）を作製した。ただし、空孔の数は８つとした。
【０１０３】
まず、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。コアガラス体の直径は９．６ｍｍとした。また、コアガラス体は、Ｇｅが５質量％添加された石英から成り、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、コアガラス体とクラッドガラス体との屈折率差を０．３４とした。
【０１０４】
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いるものであり、長さが１０００ｍｍであり、切削部の外径が４．０ｍｍ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。そして、準備したドリルツールを回転させながら中間母材を貫通させ、コアガラス体を囲むように６つの貫通孔を形成した。このとき、ドリルツールのパイプに切削水を流した。そして、形成した貫通孔内に残った棒状のガラス屑を除去した。このとき、中間母材におけるドリルツールが付き出た側の端面を観察すると、内壁面と端面との縁に僅かな欠けが観察された。
【０１０５】
次に、貫通孔が形成された中間母材のドリルツールが付き出た側の端面に合成ゴムと高吸水性樹脂を発泡形成した材料から成り、膨張性が１．１倍の封止材を圧着して封止をした。このとき、封止材の一部が貫通孔の一部に挿入されるようにした。
【０１０６】
次に、研磨ツールを準備した。研磨ツールは、パイプの先端に研磨部としての筒型の砥石が設けられているものであり、長さが１０００ｍｍであり、研磨部には、粒度が＃１２００のダイヤモンド砥粒が付着しているものである。そして、この研磨部は、先端側がテーパ状に形成されており、さらに、パイプ側には長手方向に沿った凹部及び凸部がそれぞれ３つずつ形成されているものであった。研磨部の先端における外径は、３．８ｍｍであり、研磨ツールが軸中心に回転した場合における凹部及び凸部が形成されている部分の外径は、４．２ｍｍであった。そして、貫通孔の一端側が封止された中間母材の貫通孔に、研磨ツールを回転させながら挿入して、貫通孔を形成しているクラッドガラス体の内壁面を研磨した。このとき、研磨ツールのパイプに切削水を流した。こうして、光ファイバ用母材を作製した。なお、このとき、研磨時における最大反力、及び、研磨の加工速度、及び、１００ｍｍ研磨した後における研磨部の摩耗量を測定した。そして、研磨後において、クラッドガラス体の内壁面の表面粗さを測定した。この最大反力、加工速度、摩耗量、表面粗さを表１に示す。
【０１０７】
次に作製した光ファイバ用母材のそれぞれ貫通孔にガラス管の貫通孔が連通するようにして、複数のガラス管を接続した。そして、ガラス管の貫通孔からエッチング液を導入して、光ファイバ用母材の貫通孔の壁面をエッチング処理し、不純物を取り除いた。次に光ファイバ用母材を線引きして、さらに外周面を第一被覆層と第二被覆層とから成る２重の樹脂クラッドによりコーティングして、光ファイバを作製した。なお、線引の際、それぞれのガラス管から不活性ガスを導入して、穂刈ファイバ用母材の貫通孔内の圧力を適切に調整した。こうして得られた光ファイバのコアの直径は８μｍであり、クラッドの外径は１２５μｍであり、空孔の直径は４μｍであり、コアの中心から空孔の中心までの距離は１２μｍであった。
【０１０８】
次に作製した光ファイバに波長が１５５０ｎｍの光を伝播させて、ＩＴＵ−Ｔ  Ｇ６５０に準拠したＯＴＤＲ法により、光の損失を測定した。この結果を表１に示す。
【０１０９】
（実施例２）
研磨ツールの研磨部に凹部及び凸部が設けられていないこと以外は、実施例１と同様にして、光フィアバ用母材を作製した。そして、実施例１と同様に、研磨時における最大反力、及び、研磨の加工速度、及び、１００ｍｍ研磨した後における研磨部の摩耗量を測定した。また、研磨後において、クラッドガラス体の内壁面の表面粗さを測定した。この最大反力、加工速度、摩耗量、表面粗さを表１に示す。
【０１１０】
次に、作製した光ファイバ用母材を用いて、実施例１と同様にして、光ファイバを作製した。そして、実施例１と同様にして、光の損失を測定した。この結果を表１に示す。
【０１１１】
（実施例３）
研磨ツールの研磨部にテーパが設けられていないこと以外は、実施例１と同様にして、光フィアバ用母材を作製した。そして、実施例１と同様に、研磨時における最大反力、及び、研磨の加工速度、及び、１００ｍｍ研磨した後における研磨部の摩耗量を測定した。また、研磨後において、クラッドガラス体の内壁面の表面粗さを測定した。この最大反力、加工速度、摩耗量、表面粗さを表１に示す。
【０１１２】
次に、作製した光ファイバ用母材を用いて、実施例１と同様にして、光ファイバを作製した。そして、実施例１と同様にして、光の損失を測定した。この結果を表１に示す。
【０１１３】
（実施例４）
研磨ツールの研磨部に凹部及び凸部及びテーパが設けられておらず、研磨部が円筒状であること以外は、実施例１と同様にして、光フィアバ用母材を作製した。そして、実施例１と同様に、研磨時における最大反力、及び、研磨の加工速度、及び、１００ｍｍ研磨した後における研磨部の摩耗量を測定した。また、研磨後において、クラッドガラス体の内壁面の表面粗さを測定した。この最大反力、加工速度、摩耗量、表面粗さを表１に示す。
【０１１４】
次に、作製した光ファイバ用母材を用いて、実施例１と同様にして、光ファイバを作製した。そして、実施例１と同様にして、光の損失を測定した。この結果を表１に示す。
【表１】
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【０１１５】
表１から明らかなように、実施例１は、研磨中の最大力が小さく、加工速度が速く、研磨部の摩耗量が小さく、研磨後のクラッドガラス体の内壁面の表面粗さが小さい結果となった。また、実施例１の光ファイバが最も損失が小さい結果となった。そして、実施例２が実施例１に次いで良い結果となり、実施例３が実施例２に次いで良い結果となり、実施例４が実施例３に次いで良い結果となった。
【０１１６】
（比較例１）
封止材として、水膨張性を有しないゴムを使用したこと以外は、実施例１と同様にして、光ファイバ用母材を作成しようとした。しかし、研磨を行う際、ゴムと中間母材との間から切削水が流れ出てしまった。この切削水は、中間母材の端面における欠けが生じている部分から流れたり、水圧によってゴムと中間母材との間に隙間生じて、この隙間から流れた。このため、研磨を２００ｍｍ行った時点で研磨ツールの研磨部に焼けが生じて、研磨ツールが破損し、光ファイバ用母材を作製することができなかった。
【０１１７】
以上のように、実施例１〜４によれば、貫通孔を形成した中間母材のクラッドガラス体を適切に研磨することができることが分かった。従って、本発明によれば、クラッドとなるガラス体が適切に平滑化された内壁面を有し、より長い光ファイバ用母材を製造することができることが分かった。
【０１１８】
また、研磨ツールの研磨部の側面に凹部が形成されたり、研磨部の先端にテーパ部が形成されることにより、研磨ツールにかかる反力を低減することができ、さらに加工速度を上げることができ、さらに研磨部の摩耗を低減させることができ、また、研磨後におけるクラッドとなるガラス体の内壁面をより平滑化することができることが分かり、このような研磨ツールを用いて製造された光ファイバ母材を用いることにより、損失の少ない光ファイバを製造できることが分かった。
【産業上の利用可能性】
【０１１９】
本発明によれば、クラッドとなるガラス体が適切に平滑化された内壁面を有し、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】
【０１２０】
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
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
Ｐ１・・・準備工程
Ｐ２・・・穿孔工程
Ｐ３・・・封止工程
Ｐ４・・・研磨工程
Ｐ５・・・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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