(57)【要約】【課題】空孔付き光ファイバの長手方向に垂直な断面において、空孔の位置ズレを抑制した光ファイバおよびその製造方法、光ファイバ母材の製造方法を提供する。【解決手段】コア６１と、その周囲を囲むクラッド部６２と、クラッド部６２内に設けられた複数の空孔６３と、を備え、複数の空孔６３はコア６１を中心とする同心円上にあり、空孔６１の直径をｄ１、空孔６３とクラッド部６２のドーパント添加領域との境界部のうちコア６１に近い内側部分の純粋石英ガラスに対するドーパント添加領域の比屈折率差をΔｒｉｎ、空孔６３とドーパント添加領域との境界部のうちコア６１から遠い外側部分の純粋石英ガラスに対するドーパント添加領域の比屈折率差をΔｒｏｕｔ、（Δｒｏｕｔ−Δｒｉｎ）／ｄ１をドーパント添加領域における屈折率プロファイルの傾斜率ｋとし、空孔６３は、傾斜率ｋが所定の範囲内の領域に設けられた光ファイバ６０。【選択図】図１１
2014048544.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コアと、前記コアの周囲を囲むクラッド部と、前記クラッド部内に、前記コアと平行に設けられた複数の空孔と、を備えた光ファイバであって、
前記複数の空孔は前記コアを中心とする同心円上にあり、
前記クラッド部は、ドーパントが添加されたドーパント添加領域を有し、
前記空孔の直径をｄ１、前記空孔と前記ドーパント添加領域との境界部のうち、前記コアに近い内側部分における、純粋石英ガラスに対する前記ドーパント添加領域の比屈折率差をΔｒｉｎ、前記空孔と前記ドーパント添加領域との境界部のうち、前記コアから遠い外側部分における、純粋石英ガラスに対する前記ドーパント添加領域の比屈折率差をΔｒｏｕｔ、（Δｒｏｕｔ−Δｒｉｎ）／ｄ１を前記ドーパント添加領域における屈折率プロファイルの傾斜率ｋとしたとき、前記空孔は前記ドーパント添加領域における、前記傾斜率ｋが所定の範囲内の領域に設けられたことを特徴とする光ファイバ。
【請求項２】
前記傾斜率ｋは−０．０５％／μｍ以上０．０５％／μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ。
【請求項３】
コアと、前記コアの周囲を囲むクラッド部と、前記クラッド部内に、前記コアと平行に設けられた複数の空孔と、を備え、前記複数の空孔は前記コアを中心とする同心円上にあり、前記クラッド部はドーパントが添加されたドーパント添加領域を有し、前記空孔の直径をｄ１、前記空孔と前記ドーパント添加領域との境界部のうち、前記コアに近い内側部分における、純粋石英ガラスに対する前記ドーパント添加領域の比屈折率差をΔｒｉｎ、前記空孔と前記ドーパント添加領域との境界部のうち、前記コアから遠い外側部分における、純粋石英ガラスに対する前記ドーパント添加領域の比屈折率差をΔｒｏｕｔ、（Δｒｏｕｔ−Δｒｉｎ）／ｄ１を前記ドーパント添加領域における屈折率プロファイルの傾斜率ｋとしたとき、前記空孔は前記ドーパント添加領域における、前記傾斜率ｋが所定の範囲内の領域に設けられた光ファイバの製造方法であって、
コアと、前記コアの周囲を囲むクラッド部と、を有し、前記クラッド部はドーパントが添加されたドーパント添加領域を有する光ファイバ母材製造工程と、
前記ドーパント添加領域に、前記コアを中心とする同心円上に複数の空孔を形成する空孔形成工程と、
前記空孔の内表面を平滑化する空孔平滑化工程と、
前記空孔内を加圧しながら、前記空孔付き光ファイバ母材を線引きする線引き工程と、を含み、
前記空孔形成工程において、前記クラッド部のドーパント添加領域に形成する空孔の直径をＤ１、前記空孔と前記ドーパント添加領域との境界部のうち、前記コアに近い内側部分における、純粋石英ガラスに対する前記ドーパント添加領域の比屈折率差をΔＲｉｎ、前記空孔と前記ドーパント添加領域との境界部のうち、前記コアから遠い外側部分における、純粋石英ガラスに対する前記ドーパント添加領域の比屈折率差をΔＲｏｕｔ、（ΔＲｏｕｔ−ΔＲｉｎ）／Ｄ１を前記ドーパント添加領域における屈折率プロファイルの傾斜率Ｋとしたとき、前記ドーパント添加領域における、前記傾斜率Ｋが所定の範囲内の領域に、前記空孔を形成することを特徴とする光ファイバの製造方法。
【請求項４】
前記傾斜率ｋは−０．０５％／μｍ以上０．０５％／μｍ以下、前記傾斜率Ｋは−０．０７％／ｍｍ以上０．０７％／ｍｍ以下であることを特徴とする請求項３に記載の光ファイバの製造方法。
【請求項５】
コアと、前記コアの周囲を囲むクラッド部と、前記クラッド部内に、前記コアと平行に設けられた複数の空孔と、を備え、前記複数の空孔は前記コアを中心とする同心円上にあり、前記クラッド部はドーパントが添加されたドーパント添加領域を有し、前記空孔は前記ドーパント添加領域に設けられた光ファイバ母材の製造方法であって、
コアと、前記コアの周囲を囲むクラッド部と、を有し、前記クラッド部はドーパントが添加されたドーパント添加領域を有する光ファイバ母材の製造工程と、
前記ドーパント添加領域に、前記コアを中心とする同心円上に複数の空孔を形成する空孔形成工程と、
前記空孔の内表面を平滑化する空孔平滑化工程と、を含み、
前記空孔形成工程において、前記クラッド部のドーパント添加領域に形成する空孔の直径をＤ１、前記空孔と前記ドーパント添加領域との境界部のうち、前記コアに近い内側部分における、純粋石英ガラスに対する前記ドーパント添加領域の比屈折率差をΔＲｉｎ、前記空孔と前記ドーパント添加領域との境界部のうち、前記コアから遠い外側部分における、純粋石英ガラスに対する前記ドーパント添加領域の比屈折率差をΔＲｏｕｔ、（ΔＲｏｕｔ−ΔＲｉｎ）／Ｄ１を前記ドーパント添加領域における屈折率プロファイルの傾斜率Ｋとしたとき、前記ドーパント添加領域における、前記傾斜率Ｋが所定の範囲内の領域に、前記空孔を形成することを特徴とする光ファイバ母材の製造方法。
【請求項６】
前記傾斜率Ｋは−０．０７％／ｍｍ以上０．０７％／ｍｍ以下であることを特徴とする請求項５に記載の光ファイバ母材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバおよびその製造方法、光ファイバ母材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
空孔付き光ファイバは、導波方向に対して連続した空孔を複数有する光ファイバであり、その空孔により、従来の光ファイバでは実現できない光学特性が得られることが知られている。このような空孔付き光ファイバは、ホーリーファイバ（Ｈｏｌｅｙ  Ｆｉｂｅｒ、ＨＦ）とも呼ばれている。ホーリーファイバは、その導波構造によって、フォトニック結晶ファイバ（Ｐｈｏｔｏｎｉｃ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｆｉｂｅｒ、ＰＣＦ）や空孔アシストファイバ（Ｈｏｌｅ−Ａｓｓｉｓｔｅｄ  Ｆｉｂｅｒ、ＨＡＦ）などの種類がある。
【０００３】
空孔付き光ファイバは、空孔が設けられた光ファイバ母材（空孔付きプリフォーム）を線引きすることによって得られる。
空孔付きプリフォームは、例えば、光ファイバ母材に対して、ドリルによる穿孔加工を行うことによって孔開するドリル法などの孔開方法によって得られる（例えば、特許文献１〜３参照）。
さらに、空孔付き光ファイバは、空孔内面の粗さや空孔中の洗浄度合いが損失に影響するため、空孔付きプリフォームの段階で、空孔内の平滑化処理、脱水処理、エッチング処理などが行われ、その後、線引き工程まで空孔内への水および不純物混入を防止するために、空孔末端が封止される。空孔付き光ファイバの線引きは、空孔付きプリフォームの一端から、空孔内を加圧し、その圧力を制御しながら行われる。これにより、所望の空孔径を有する空孔付き光ファイバが得られる（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２９３５６２号公報
【特許文献２】特開２００３−２０６１４９号公報
【特許文献３】特開２０１０−１７３９１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
空孔付きプリフォームにおいて、長手方向と垂直な断面内における空孔の位置は、光ファイバ化後の光学特性に大きく影響することが知られている。したがって、所望の光学特性を有する空孔付き光ファイバを製造するためには、光ファイバ母材の断面において、予め定められた適正な位置であって、光ファイバ母材の長手方向に対して鉛直に、貫通孔を形成する必要がある。
光ファイバ母材に対する貫通孔の形成工程においては、ドリルによる穿孔加工により、穿孔工具であるドリルツールを回転させながら、光ファイバ母材の軸方向に沿って、貫通孔を形成する。
穿孔加工に用いられる穿孔装置は、回転体のスピンドルと、穿孔加工に用いられるドリルツールと、光ファイバ母材を把持する把持部とから概略構成されている。また、ドリルツールは、中空のパイプと、その先端部に設けられ、円筒状のダイヤモンド砥粒が付着している砥石部とを備えている。砥石部の外径は、光ファイバ母材の外径、ファイバ化後の空孔の設計外径および光ファイバの外径に応じて決定されるが、約１．５〜１５ｍｍである。
【０００６】
空孔付き光ファイバの生産性の向上およびコストの低減を図るためには、より長い空孔付きプリフォームを作製する必要があり、光ファイバ材の長さとドリルツールの長さも長くしなければならない。しかしながら、石英は脆性材料のため、硬いが非常に脆く、壊れやすい材料であるので、その加工長に制限があり、例えば、現状の穿孔装置では、直径２ｍｍの孔開けの場合、長さ２００ｍｍ程度、直径４ｍｍの孔開けの場合、長さ４００ｍｍ程度の加工長が限界であった（特許文献２、３）。空孔の加工長に限界が生じる理由は、空孔の直径が小さくなる程、孔開けに使用するドリルツール、例えば、先端にダイヤモンド粒子を埋め込んだ、パイプ状のドリルツールの剛性に限界があり、加工長が長くなると、空孔の直進性が失われ、そして、光ファイバ断面における空孔位置の設計からズレが生じてしまい、加工精度が保てなくなるからである。
【０００７】
また、特許文献３には、空孔付き光ファイバの低コスト化を図るため、ドリル法により、最初に１本の短い光ファイバ母材に孔開し、次に、孔開した母材を数本に延伸・切断し、次に、それぞれの延伸・切断した孔開母材の外側に、ジャケット法やＯＶＤ法等により、石英ガラスを堆積して、数本の空孔付きプリフォームを作製し、最後に、それぞれの空孔付きプリフォームにダミー石英管を溶接し、空孔内を加圧しながら紡糸する方法が記載されている。
しかしながら、この方法では、孔開加工後に、孔開母材の延伸・切断工程、および、それぞれの空孔付きプリフォームとダミー石英管との溶接工程が必要となり、１本の長尺母材で、孔開・紡糸の製造方法より低コスト化を図るのは難しいと思われる。
【０００８】
このような光ファイバ母材における空孔の加工ズレを低減するためには、加工条件を最適化する必要がある。しかしながら、加工条件を最適化するだけでは、光ファイバ母材の長手方向において、貫通孔の位置ズレがゼロにならない。例えば、光ファイバ母材の長手方向において、貫通孔の位置ズレが起きると、貫通孔を形成する光ファイバ母材の加工終了端面で、空孔位置が所望の位置からかけ離れ、所望の光学特性が得られなくなってしまい、穿孔工程における製造歩留まりが悪くなってしまう。
【０００９】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、空孔付き光ファイバの長手方向に垂直な断面において、空孔の位置ズレを抑制した光ファイバおよびその製造方法、光ファイバ母材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】
【００１０】
上記課題を解決するため、本発明は、コアと、前記コアの周囲を囲むクラッド部と、前記クラッド部内に、前記コアと平行に設けられた複数の空孔と、を備えた光ファイバであって、前記複数の空孔は前記コアを中心とする同心円上にあり、前記クラッド部は、ドーパントが添加されたドーパント添加領域を有し、前記空孔の直径をｄ１、前記空孔と前記ドーパント添加領域との境界部のうち、前記コアに近い内側部分における、純粋石英ガラスに対する前記ドーパント添加領域の比屈折率差をΔｒｉｎ、前記空孔と前記ドーパント添加領域との境界部のうち、前記コアから遠い外側部分における、純粋石英ガラスに対する前記ドーパント添加領域の比屈折率差をΔｒｏｕｔ、（Δｒｏｕｔ−Δｒｉｎ）／ｄ１を前記ドーパント添加領域における屈折率プロファイルの傾斜率ｋとしたとき、前記空孔は前記ドーパント添加領域における、前記傾斜率ｋが所定の範囲内の領域に設けられた光ファイバを提供する。
【００１１】
前記傾斜率ｋは−０．０５％／μｍ以上０．０５％／μｍ以下であることが好ましい。
【００１２】
また、本発明は、コアと、前記コアの周囲を囲むクラッド部と、前記クラッド部内に、前記コアと平行に設けられた複数の空孔と、を備え、前記複数の空孔は前記コアを中心とする同心円上にあり、前記クラッド部はドーパントが添加されたドーパント添加領域を有し、前記空孔の直径をｄ１、前記空孔と前記ドーパント添加領域との境界部のうち、前記コアに近い内側部分における、純粋石英ガラスに対する前記ドーパント添加領域の比屈折率差をΔｒｉｎ、前記空孔と前記ドーパント添加領域との境界部のうち、前記コアから遠い外側部分における、純粋石英ガラスに対する前記ドーパント添加領域の比屈折率差をΔｒｏｕｔ、（Δｒｏｕｔ−Δｒｉｎ）／ｄ１を前記ドーパント添加領域における屈折率プロファイルの傾斜率ｋとしたとき、前記空孔は前記ドーパント添加領域における、前記傾斜率ｋが所定の範囲内の領域に設けられた光ファイバの製造方法であって、コアと、前記コアの周囲を囲むクラッド部と、を有し、前記クラッド部はドーパントが添加されたドーパント添加領域を有する光ファイバ母材製造工程と、前記ドーパント添加領域に、前記コアを中心とする同心円上に複数の空孔を形成する空孔形成工程と、前記空孔の内表面を平滑化する空孔平滑化工程と、前記空孔内を加圧しながら、前記空孔付き光ファイバ母材を線引きする線引き工程と、を含み、前記空孔形成工程において、前記クラッド部のドーパント添加領域に形成する空孔の直径をＤ１、前記空孔と前記ドーパント添加領域との境界部のうち、前記コアに近い内側部分における、純粋石英ガラスに対する前記ドーパント添加領域の比屈折率差をΔＲｉｎ、前記空孔と前記ドーパント添加領域との境界部のうち、前記コアから遠い外側部分における、純粋石英ガラスに対する前記ドーパント添加領域の比屈折率差をΔＲｏｕｔ、（ΔＲｏｕｔ−ΔＲｉｎ）／Ｄ１を前記ドーパント添加領域における屈折率プロファイルの傾斜率Ｋとしたとき、前記ドーパント添加領域における、前記傾斜率Ｋが所定の範囲内の領域に、前記空孔を形成する光ファイバの製造方法を提供する。
【００１３】
前記傾斜率ｋは−０．０５％／μｍ以上０．０５％／μｍ以下、前記傾斜率Ｋは−０．０７％／ｍｍ以上０．０７％／ｍｍ以下であることが好ましい。
【００１４】
また、本発明は、コアと、前記コアの周囲を囲むクラッド部と、前記クラッド部内に、前記コアと平行に設けられた複数の空孔と、を備え、前記複数の空孔は前記コアを中心とする同心円上にあり、前記クラッド部はドーパントが添加されたドーパント添加領域を有し、前記空孔は前記ドーパント添加領域に設けられた光ファイバ母材の製造方法であって、コアと、前記コアの周囲を囲むクラッド部と、を有し、前記クラッド部はドーパントが添加されたドーパント添加領域を有する光ファイバ母材の製造工程と、前記ドーパント添加領域に、前記コアを中心とする同心円上に複数の空孔を形成する空孔形成工程と、前記空孔の内表面を平滑化する空孔平滑化工程と、を含み、前記空孔形成工程において、前記クラッド部のドーパント添加領域に形成する空孔の直径をＤ１、前記空孔と前記ドーパント添加領域との境界部のうち、前記コアに近い内側部分における、純粋石英ガラスに対する前記ドーパント添加領域の比屈折率差をΔＲｉｎ、前記空孔と前記ドーパント添加領域との境界部のうち、前記コアから遠い外側部分における、純粋石英ガラスに対する前記ドーパント添加領域の比屈折率差をΔＲｏｕｔ、（ΔＲｏｕｔ−ΔＲｉｎ）／Ｄ１を前記ドーパント添加領域における屈折率プロファイルの傾斜率Ｋとしたとき、前記ドーパント添加領域における、前記傾斜率Ｋが所定の範囲内の領域に、前記空孔を形成する光ファイバ母材の製造方法を提供する。
【００１５】
前記傾斜率Ｋは−０．０７％／ｍｍ以上０．０７％／ｍｍ以下であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、空孔の位置ズレを抑制した光ファイバを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】光ファイバ母材の屈折率プロファイルを示し、この光ファイバ母材の屈折率プロファイルが変化している領域において、ドリルによる穿孔加工を行った場合の一例を示す模式図である。
【図２】光ファイバ母材の屈折率プロファイルを示し、この光ファイバ母材の屈折率プロファイルが変化している領域において、ドリルによる穿孔加工を行う場合の他の例を示す模式図である。
【図３】光ファイバ母材の屈折率プロファイルを示し、この光ファイバ母材の屈折率プロファイルが変化している領域において、ドリルによる穿孔加工を行う場合の他の例を示す模式図である。
【図４】本発明の一実施形態における光ファイバ母材を示す概略断面図である。
【図５】本発明の一実施形態における光ファイバ母材の屈折率プロファイルを示し、この光ファイバ母材の屈折率プロファイルが変化している領域において、ドリルによる穿孔加工を行う場合の一例を示す模式図である。
【図６】本発明の一実施形態における光ファイバ母材の屈折率プロファイルを示し、この光ファイバ母材の屈折率プロファイルが変化している領域において、ドリルによる穿孔加工を行う場合の他の例を示す模式図である。
【図７】本発明の一実施形態における空孔付き光ファイバ母材を示す概略断面図である。
【図８】ドリルツールの一例を示す概略斜視図である。
【図９】ドリルツールを、ドリルチャックによりチャッキングしたときの様子を示す概略斜視図である。
【図１０】ドリルツールによる穿孔加工を示す概略斜視図である。
【図１１】本発明の一実施形態における空孔付き光ファイバを示す概略断面図である。
【図１２】空孔付き光ファイバ母材の空孔位置の計測方法を示す模式図であり、（ａ）は空孔付き光ファイバ母材の斜視図、（ｂ）は空孔付き光ファイバ母材の加工開始端面を示す側面図、（ｃ）は空孔付き光ファイバ母材の加工終了端面を示す側面図である。
【図１３】空孔付き光ファイバ母材の空孔の位置ズレ量ΔＲと、空孔付き光ファイバ母材の屈折率プロファイルの傾斜率Ｋとの関係を示すグラフである。
【図１４】空孔付き光ファイバの空孔位置の計測方法を示す模式図であり、（ａ）は空孔付き光ファイバの斜視図、（ｂ）は空孔付き光ファイバの加工開始端面を示す側面図、（ｃ）は空孔付き光ファイバの加工終了端面を示す側面図である。
【図１５】空孔付き光ファイバの空孔の位置ズレ量Δｒと、空孔付き光ファイバの屈折率プロファイルの傾斜率ｋとの関係を示すグラフである。
【図１６】空孔付き光ファイバ母材における屈折率プロファイルの傾斜率Ｋと、空孔付き光ファイバの屈折率プロファイルの傾斜率ｋとの関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の光ファイバおよびその製造方法、光ファイバ母材の製造方法の実施の形態について説明する。
なお、本実施の形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。
【００１９】
本発明者等は、鋭意検討を重ねた結果、光ファイバ母材の長手方向に垂直な断面における屈折率プロファイルが異なることによって、穿孔加工した空孔位置が、光ファイバ母材の長手方向において、屈折率プロファイルが傾斜している領域にてずれる傾向があることを見出した。すなわち、加工条件を最適化するだけでは、空孔の位置ズレを改善するには限界があることを見出した。
【００２０】
ここで、光ファイバ母材の屈折率プロファイルと、光ファイバ母材における空孔の加工ズレとの関係を説明する。
例えば、図１に示すような屈折率プロファイルを有する光ファイバ母材では、コア１の周囲を囲むクラッド部２に、屈折率プロファイルが変化している領域（屈折率プロファイルが平坦でない領域）２ａが存在する。この領域２ａでは、図１に示すように、純粋石英ガラスに対するクラッド部２の比屈折率差Δは、光ファイバ母材の中心側から外側に向かって（径方向に向かって）増加している。この領域２ａに対して、ドリルによる穿孔加工により空孔を形成すると、空孔の位置が光ファイバ母材の長手方向において、屈折率が低い部分側から屈折率が高い部分側に、すなわち、光ファイバ母材の径方向において、光ファイバ母材の中心側よりも外側にずれる傾向にある。
ここで、無添加の純粋石英ガラスの屈折率をｎ２、クラッド部２のある部分において、ドーパントが添加された領域（ドーパント添加領域）があり、その部分の屈折率をｎ１としたとき、比屈折率差Δは、下記の式によって定義される。
【００２１】
【数１】
2014048544.tif 000003
【００２２】
また、図２に示すような屈折率プロファイルを有する光ファイバ母材では、コア１１の周囲を囲むクラッド部１２に、屈折率プロファイルが変化している領域（屈折率プロファイルが平坦でない領域）１２ａが存在する。この領域１２ａでは、図２に示すように、純粋石英ガラスに対するクラッド部１２の比屈折率差Δは、光ファイバ母材の中心側から外側に向かって（径方向に向かって）減少している。この領域１２ａに対して、ドリルによる穿孔加工により空孔を形成すると、空孔の位置が光ファイバ母材の長手方向において、屈折率が低い部分側から屈折率が高い部分側に、すなわち、光ファイバ母材の径方向において、光ファイバ母材の外側よりも中心側にずれる傾向にある。
なお、図１または図２に示すような屈折率プロファイルを有する光ファイバ母材において、クラッド部２に、屈折率プロファイルが変化している領域２ａが存在する理由は、光ファイバ母材を製造する際に、クラッド部２にフッ素または塩素を添加したことによって、クラッド部２の屈折率が僅かに低下したからである。
【００２３】
図１や図２に示すような屈折率プロファイルを有する光ファイバ母材に対して、図３に示すような屈折率プロファイルを有する光ファイバ母材では、コア２１の周囲を囲むクラッド部２２は、屈折率プロファイルが平坦になっている。本発明者等は、このように屈折率プロファイルが平坦なクラッド部２２に対して、ドリルによる穿孔加工により空孔を形成すると、空孔の位置が光ファイバ母材の長手方向に対して鉛直になることを見出した。
【００２４】
以下、本発明を利用した６個の空孔を有する光ファイバ母材の製造方法、光ファイバの製造方法、および、この製造方法によって製造された光ファイバを具体的に説明する。なお、ここでは、６個の空孔を有する光ファイバ母材および光ファイバを例示するが、本発明はこれに限定されるものではなく、空孔の数、空孔の配列は異なっていてもよい。
【００２５】
「光ファイバ母材の製造方法」
図４に示すような中心部分にコア３１を有し、その周囲にクラッド部３２を有する光ファイバ母材３０を作製する。
コア３１は、ゲルマニウム（Ｇｅ）などのドーパントが添加された石英ガラスから構成されている。また、クラッド部３２は、フッ素（Ｆ）、塩素（Ｃｌ）などのドーパントが添加されたドーパント添加領域を有する石英ガラスから構成されている。
光ファイバ母材３０では、コア３１の屈折率をｎ１、クラッド部３２の屈折率をｎ２とすると、ｎ２＜ｎ１の関係をなしている。
また、光ファイバ母材３０は、例えば、図５または６に示すような屈折率プロファイルを有し、コア３１の周囲を囲むクラッド部３２のドーパント添加領域に、屈折率プロファイルが平坦あるいは僅かに変化している（屈折率プロファイルが平坦でない）領域３２ａが存在する。
【００２６】
光ファイバ母材３０が、図５に示すような屈折率プロファイルを有する場合、上記の領域３２ａでは、純粋石英ガラスに対するクラッド部３２のドーパント添加領域の比屈折率差Δは、光ファイバ母材３０の中心側から外側に向かって（径方向に向かって）僅かに増加している。
また、光ファイバ母材３０が、図６に示すような屈折率プロファイルを有する場合、上記の領域３２ａでは、純粋石英ガラスに対するクラッド部３２のドーパント添加領域の比屈折率差Δは、光ファイバ母材３０の中心側から外側に向かって（径方向に向かって）僅かに減少している。
【００２７】
このような構造を有する光ファイバ母材３０の作製には、ＶＡＤ（Ｖａｐｏｒ  ｐｈａｓｅ  Ａｘｉａｌ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法やＣＶＤ（ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｖａｐｏｒ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法などの一般的な光ファイバ母材の製造方法を適用することができる。
【００２８】
次に、クラッド部３２のドーパント添加領域における、屈折率プロファイルが平坦あるいは僅かに変化している領域３２ａに、ドリルによる穿孔加工により、コア３１を中心とする同心円上に、等間隔に６個の空孔３３を形成し、図７に示すような、空孔付き光ファイバ母材３０Ａを得る。
図８〜１０を参照して、ドリルによる穿孔加工により、光ファイバ母材３０に空孔３３を形成する方法を具体的に説明する。
まず、クラッド部３２のドーパント添加領域における、屈折率プロファイルが平坦あるいは僅かに変化している領域３２ａに空孔３３を形成するためのドリルツールを準備し、穿孔装置（図示略）のドリルチャックにチャッキングする。
【００２９】
図８は、ドリルツールの一例を示す概略斜視図である。
ドリルツール４０は、パイプ４１と、パイプ４１の先端に設けられ、貫通孔を有する切削部４２とから概略構成されている。
パイプ４１は、円筒状の形状をしており、パイプ４１の外径は、光ファイバ母材３０に形成する空孔の直径よりも僅かに小さくなっている。
また、パイプ４１の貫通孔と切削部４２の貫通孔は繋がっており、そのためドリルツール４０には、パイプ４１の貫通孔と切削部４２の貫通孔からなる貫通孔４３が形成されている。
【００３０】
図９は、ドリルツール４０を、ドリルチャック５０によりチャッキングしたときの様子を示す概略斜視図である。
ドリルチャック５０は、ドリルツール４０を挿通するための貫通孔５１と、フランジ５２と、フランジ５２に固定されたシャンク５３とから概略構成されている。
シャンク５３は、締め付け機構（図示略）により、シャンク５３（ドリルチャック５０）の先端側において、貫通孔５１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。したがって、締め付け機構により、貫通孔５１の大きさを小さくすることにより、シャンク５３の先端側において、貫通孔５１に挿通されているドリルツール４０がチャッキングされる。
【００３１】
次いで、ドリルツール４０により、クラッド部３２のドーパント添加領域における、屈折率プロファイルが平坦あるいは僅かに変化している領域３２ａにおいて、光ファイバ母材３０の長手方向に沿在するとともに、コア３１を中心とする同心円上に、ほぼ等間隔に配置されるように６個の空孔３３を形成する。
図１０は、ドリルツールによる穿孔加工を示す概略斜視図である。
この穿孔加工においては、回転手段（図示略）により、ドリルチャック５０を回転させながらクラッド部３２に向かって進めることにより、ドリルツール４０を回転させながらクラッド部３２（光ファイバ母材３０）の長手方向に沿って押し進めて、光ファイバ母材３０の一端側からクラッド部３２に空孔３３を形成する。このとき、ドリルツール４０の貫通孔４３の後端側（切削部４２が設けられているのとは反対側）から液体を導入する。この液体としては、例えば、水溶性切削液が用いられる。
【００３２】
貫通孔４３内に導入された液体は、貫通孔４３を通り、切削部４２の先端から流出する。切削部４２がクラッド部３２の途中まで進んでいる状態では、クラッド部３２の空孔３３が貫通していないため、切削部４２の先端から流出する液体は、行き場を失って、切削部４２とクラッド部３２の内壁面との間を逆流して、空孔３３におけるドリルツール４０が挿入されている側（すなわち、光ファイバ母材３０の一端側）から排出される。したがって、空孔３３がクラッド部３２を貫通するまでは、切削部４２とクラッド部３２との摩擦により、クラッド部３２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４０が挿入されている側から排出される。
【００３３】
このようにドリルツール４０により、クラッド部３２に対する穿孔加工を行い、クラッド部３２（光ファイバ母材３０）を長手方向に貫通する空孔３３を形成する。
同様にして、他の空孔３３も形成することにより、クラッド部３２のドーパント添加領域における、屈折率プロファイルが平坦あるいは僅かに変化している領域３２ａに、コア３１を中心とする同心円上にほぼ等間隔に、６個の空孔３３を形成する。
【００３４】
本実施形態では、光ファイバ母材３０が、例えば、図５または６に示すような屈折率プロファイルを有している場合、以下のようにして、クラッド部３２のドーパント添加領域における、屈折率プロファイルが平坦あるいは僅かに変化している領域３２ａに空孔３３を形成する。
この場合において、クラッド部３２のドーパント添加領域に形成する空孔の直径をＤ１、空孔３３とドーパント添加領域との境界部のうち、コア３１に近い内側部分における、純粋石英ガラスに対するドーパント添加領域の比屈折率差をΔＲｉｎ、空孔３３とドーパント添加領域との境界部のうち、コア３１から遠い外側部分における、純粋石英ガラスに対するドーパント添加領域の比屈折率差をΔＲｏｕｔ、（ΔＲｏｕｔ−ΔＲｉｎ）／Ｄ１をドーパント添加領域における屈折率プロファイルの傾斜率Ｋとしたとき、ドーパント添加領域における、傾斜率Ｋが所定の範囲内の領域（屈折率プロファイルが平坦あるいは僅かに変化している領域３２ａ）に、空孔３３を形成する。
【００３５】
傾斜率Ｋは−０．０７％／ｍｍ以上０．０７％／ｍｍ以下であることが好ましく、−０．０３％／ｍｍ以上０．０３％／ｍｍ以下であることがより好ましい。
クラッド部３２のドーパント添加領域における傾斜率Ｋが所定の範囲内の領域、好ましくは傾斜率Ｋが上記の範囲内である領域に空孔３３を形成すれば、ドリルによる穿孔加工により、光ファイバ母材３０の長手方向に対して鉛直に（光ファイバ母材３０の一端面と他端面における位置ズレ量が少なく）、空孔３３を形成することができる。すなわち、図５に示すように、上記の領域３２ａにおいて、コア３１に対するクラッド部３２のドーパント添加領域の比屈折率差Δが、光ファイバ母材３０の中心側から外側に向かって（径方向に向かって）僅かに増加している場合、あるいは、図６に示すように、上記の領域３２ａにおいて、純粋石英ガラスに対するクラッド部３２のドーパント添加領域の比屈折率差Δが、光ファイバ母材３０の中心側から外側に向かって（径方向に向かって）僅かに減少している場合であっても、クラッド部３２のドーパント添加領域における傾斜率Ｋが所定の範囲内の領域に空孔３３を形成すれば、ドリルによる穿孔加工により、光ファイバ母材３０の長手方向に対して鉛直に、空孔３３を形成することができる。
【００３６】
次に、空孔３３の内表面に対して、公知の方法により、研磨やエッチング加工を施すことにより、空孔３３の内表面を平滑化し、図７に示すような、空孔付き光ファイバ母材３０Ａを得る。
【００３７】
「光ファイバおよびその光ファイバの製造方法」
次に、上記の方法で製造された空孔付き光ファイバ母材３０Ａを線引きすることにより、図１１に示すような空孔付き光ファイバ６０が得られる。
空孔付き光ファイバ母材３０Ａを線引きする方法としては、特に限定されるものではなく、公知の方法が用いられる。
また、線引き後の空孔付き光ファイバ６０は、公知の手法により、各種樹脂で被覆することが好ましい。
【００３８】
空孔付き光ファイバ６０は、中心部分にコア６１を有し、その周囲にクラッド部６２を有し、クラッド部６２内に、コア６１と平行に設けられた６個の空孔６３とから概略構成されている。
６個の空孔６３は、コア６１を中心とする同心円上に、等間隔に配置されている。
また、クラッド部６２は、ドーパントが添加されたドーパント添加領域を有し、クラッド部６２のドーパント添加領域における、屈折率プロファイルが平坦あるいは僅かに変化している領域において、光ファイバ６０の長手方向に沿在するとともに、コア６１を中心とする同心円上に、ほぼ等間隔に配置されるように、空孔６３が設けられている。
【００３９】
空孔付き光ファイバ６０では、空孔付き光ファイバ母材３０Ａの屈折率プロファイルが維持されるので、コア６１の屈折率をｎ１１、クラッド部６２の屈折率をｎ１２とすると、ｎ１２＜ｎ１１の関係をなしている。
【００４０】
また、空孔付き光ファイバ６０は、クラッド部６２が、ドーパントが添加されたドーパント添加領域を有し、空孔６３がドーパント添加領域に設けられ、空孔６３の直径をｄ１、空孔６３とドーパント添加領域との境界部のうち、コア６１に近い内側部分における、純粋石英ガラスに対するドーパント添加領域の比屈折率差をΔｒｉｎ、空孔６３とドーパント添加領域との境界部のうち、コア６１から遠い外側部分における、純粋石英ガラスに対するドーパント添加領域の比屈折率差をΔｒｏｕｔ、（Δｒｏｕｔ−Δｒｉｎ）／ｄ１をドーパント添加領域における屈折率プロファイルの傾斜率ｋとしたとき、空孔６３はドーパント添加領域における、傾斜率ｋが所定の範囲内の領域（屈折率プロファイルが平坦あるいは僅かに変化している領域）に設けられている。
【００４１】
傾斜率ｋは−０．０５％／μｍ以上０．０５％／μｍ以下であることが好ましく、−０．０４％／μｍ以上０．０４％／μｍ以下であることがより好ましい。
クラッド部６２のドーパント添加領域における傾斜率ｋが所定の範囲内の領域、好ましくは傾斜率Ｋが上記の範囲内である領域に空孔６３が設けられていれば、空孔付き光ファイバ６０は、空孔６３の位置ズレ量（空孔付き光ファイバ６０の一端面と他端面における空孔６３の位置ズレ量）が少なく、波長分散特性に優れたものとなる。
【実施例】
【００４２】
以下、実施例および比較例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００４３】
［実施例１］
中心部分にコアを有し、その周囲にクラッド部を有する光ファイバ母材を作製した。
光ファイバ母材の外径は１００ｍｍ、長さは１０００ｍｍであった。
また、コアは、ゲルマニウム（Ｇｅ）が添加された石英ガラスから構成され、クラッド部は、フッ素（Ｆ）が添加されたドーパント添加領域を有する石英ガラスから構成されていた。
次に、ドーパント添加領域に、ドリルによる穿孔加工により、コアを中心とする同心円上に、ほぼ等間隔に６個の空孔を形成した。このとき、ドリルツールの先端の外径を３．０ｍｍとし、穿孔加工による加工長を１０００ｍｍとし、光ファイバ母材の長手方向に沿って、直径３．０ｍｍの貫通孔を形成し、空孔付き光ファイバ母材を得た。
クラッド部のドーパント添加領域に形成する空孔の直径をＤ１、空孔とドーパント添加領域との境界部のうち、コアに近い内側部分における、純粋石英ガラスに対するドーパント添加領域の比屈折率差をΔＲｉｎ、空孔とドーパント添加領域との境界部のうち、コアから遠い外側部分における、純粋石英ガラスに対するドーパント添加領域の比屈折率差をΔＲｏｕｔ、（ΔＲｏｕｔ−ΔＲｉｎ）／Ｄ１をドーパント添加領域における屈折率プロファイルの傾斜率Ｋとし、傾斜率Ｋを算出した。
ここでは、空孔の直径Ｄ１を３．０ｍｍ、比屈折率差ΔＲｉｎを−０．０２９５％、比屈折率差ΔＲｏｕｔを−０．００６６％とした。その結果、得られた空孔付き光ファイバ母材の屈折率プロファイルの傾斜率Ｋは０．００８％／ｍｍであった。
【００４４】
［比較例１］
実施例１と同様にして、空孔付き光ファイバ母材を得た。
実施例１と同様にして、得られた空孔付き光ファイバ母材の屈折率プロファイルの傾斜率Ｋを算出した。ここでは、空孔の直径Ｄ１を３．０ｍｍ、比屈折率差ΔＲｉｎを−０．２８２５％、比屈折率差ΔＲｏｕｔを０．０４８５％とした。その結果、得られた空孔付き光ファイバ母材の屈折率プロファイルの傾斜率Ｋは０．１１％／ｍｍであった。
【００４５】
［比較例２］
実施例１と同様にして、空孔付き光ファイバ母材を得た。
実施例１と同様にして、得られた空孔付き光ファイバ母材の屈折率プロファイルの傾斜率Ｋを算出した。ここでは、空孔の直径Ｄ１を３．０ｍｍ、比屈折率差ΔＲｉｎを−０．５０４３％、比屈折率差ΔＲｏｕｔを０．０５７２％とした。その結果、得られた空孔付き光ファイバ母材の屈折率プロファイルの傾斜率Ｋは０．１８７％／ｍｍであった。
【００４６】
［比較例３］
実施例１と同様にして、空孔付き光ファイバ母材を得た。
実施例１と同様にして、得られた空孔付き光ファイバ母材の屈折率プロファイルの傾斜率Ｋを算出した。ここでは、空孔の直径Ｄ１を３．０ｍｍ、比屈折率差ΔＲｉｎを−０．２８１０％、比屈折率差ΔＲｏｕｔを−０．５２２９％とした。その結果、得られた空孔付き光ファイバ母材の屈折率プロファイルの傾斜率Ｋは−０．０８１％／ｍｍであった。
【００４７】
［比較例４］
実施例１と同様にして、空孔付き光ファイバ母材を得た。
実施例１と同様にして、得られた空孔付き光ファイバ母材の屈折率プロファイルの傾斜率Ｋを算出した。ここでは、空孔の直径Ｄ１を３．０ｍｍ、比屈折率差ΔＲｉｎを０．０３９８％、比屈折率差ΔＲｏｕｔを−０．４１８２％とした。その結果、得られた空孔付き光ファイバ母材の屈折率プロファイルの傾斜率Ｋは−０．１５３％／ｍｍであった。
【００４８】
［評価］
実施例１と比較例１〜４について、以下の方法により、空孔の位置ズレ量の評価を行った。
「空孔付き光ファイバ母材の空孔位置の計測による空孔の位置ズレ量の評価」
実施例１と比較例１〜４で得られた空孔付き光ファイバ母材について、図１２に示すように、空孔付き光ファイバ母材１００の加工開始端面１０１と加工終了端面１０２において、空孔１０３の位置を計測した。
ここで、加工開始端面１０１において、空孔付き光ファイバ母材１００の中心（コア１０４の中心）から、６つの空孔１０３の中心までの距離をそれぞれＲｓ１、Ｒｓ２、Ｒｓ３、Ｒｓ４、Ｒｓ５、Ｒｓ６とし、それぞれの距離を計測した。そして、これらの距離の平均値を加工開始端面１０１における空孔位置Ｒｓとした。
同様に、加工終了端面１０２において、空孔付き光ファイバ母材１００の中心（コア１０４の中心）から、６つの空孔１０３の中心までの距離をそれぞれＲｅ１、Ｒｅ２、Ｒｅ３、Ｒｅ４、Ｒｅ５、Ｒｅ６とし、それぞれの距離を計測した。そして、これらの距離の平均値を加工終了端面１０２における空孔位置Ｒｅとした。
そして、空孔付き光ファイバ母材１００における空孔の位置ズレ量ΔＲを｜Ｒｓ−Ｒｅ｜とした。実施例１と比較例１〜４における空孔の位置ズレ量ΔＲを測定した。結果を表１に示す。
【００４９】
ここで、空孔の位置ズレ量ΔＲの許容範囲は、下記式（１）のように定義される。
ΔＲ≦Δｒ／ｄ×Ｄ      （１）
上記式（１）において、Ｄは空孔付き光ファイバ母材の直径、ｄは空孔付き光ファイバ母材を線引きして得られた空孔付き光ファイバの直径を表す。ここでは、空孔付き光ファイバの直径ｄを、一般的な光ファイバの外径と同様に１２５μｍとした。
また、上記式（１）において、Δｒは光ファイバ化後の空孔位置の設計位置に対する位置ズレ量の許容範囲を表し、ここでは、後述するように、−０．４μｍ以上０．４μｍ以下とした。Δｒが０．４μｍを超えるか、あるいは、−０．４μｍ未満では、空孔付き光ファイバの波長分散特性および遮断波長特性などの光学特性が設計より外れる。
実施例１と比較例１〜４における空孔付き光ファイバ母材における空孔の位置ズレ量ΔＲが、後述する許容範囲内であれば「ＯＫ」と判定し、上記の許容範囲外であれば「ＮＧ」と判定した。結果を表１に示す。
【００５０】
【表１】
2014048544.tif 000004
【００５１】
実施例１では、空孔付き光ファイバ母材の屈折率プロファイルの傾斜率Ｋが０．００８％／ｍｍであった。また、空孔付き光ファイバ母材における空孔の位置ズレ量ΔＲが０．１３ｍｍであり、空孔の位置ズレ量ΔＲの許容範囲内であった。
比較例１では、空孔付き光ファイバ母材の屈折率プロファイルの傾斜率Ｋが０．１１％／ｍｍであった。また、空孔付き光ファイバ母材における空孔の位置ズレ量ΔＲが０．４５ｍｍであり、空孔の位置ズレ量ΔＲの許容範囲を超えていた。
比較例２では、空孔付き光ファイバ母材の屈折率プロファイルの傾斜率Ｋが０．１８７％／ｍｍであった。また、空孔付き光ファイバ母材における空孔の位置ズレ量ΔＲが０．９９ｍｍであり、空孔の位置ズレ量ΔＲの許容範囲を超えていた。
比較例３では、空孔付き光ファイバ母材の屈折率プロファイルの傾斜率Ｋが−０．０８１％／ｍｍであった。また、空孔付き光ファイバ母材における空孔の位置ズレ量ΔＲが−０．３８ｍｍであり、空孔の位置ズレ量ΔＲの許容範囲を超えていた。
比較例４では、空孔付き光ファイバ母材の屈折率プロファイルの傾斜率Ｋが−０．１５３％／ｍｍであった。また、空孔付き光ファイバ母材における空孔の位置ズレ量ΔＲが−０．６３ｍｍであり、空孔の位置ズレ量ΔＲの許容範囲を超えていた。
このように、屈折率プロファイルの傾斜率Ｋと、空孔付き光ファイバ母材における空孔の位置ズレ量ΔＲとが密接に関係していることが確認された。
【００５２】
また、表１に示した空孔付き光ファイバ母材における空孔の位置ズレ量ΔＲと空孔付き光ファイバ母材の屈折率プロファイルの傾斜率Ｋとをプロットし、図１３に示すようなグラフを作成し、空孔付き光ファイバ母材における空孔の位置ズレ量ΔＲと空孔付き光ファイバ母材の屈折率プロファイルの傾斜率Ｋとの関係を示す下記の近似式（２）を得た。
ΔＲ＝４．７Ｋ      （２）
空孔付き光ファイバ母材における空孔の位置ズレ量ΔＲの許容範囲は、空孔付き光ファイバにおける空孔の位置ズレ量Δｒ、および、空孔付き光ファイバ母材と空孔付き光ファイバの比例式（下記式（３））により算出される。
ΔＲ＝（Δｒ／ｄ）×Ｄ      （３）
但し、上記の式（３）において、Ｄは空孔付き光ファイバ母材の直径、ｄは空孔付き光ファイバの直径（＝１２５μｍ）を表す。
空孔付き光ファイバ母材の直径Ｄを１００ｍｍとし、Δｒの許容範囲を後述するように−０．４μｍ以上０．４μｍ以下とした場合、上記の式（３）から、ΔＲの許容範囲が−０．３２ｍｍ以上０．３２ｍｍ以下となる。また、上記の式（２）から、空孔付き光ファイバ母材の屈折率プロファイルの傾斜率Ｋの許容範囲は−０．０７％／ｍｍ以上０．０７％／ｍｍ以下となる。すなわち、光ファイバ母材のドーパント添加領域における、屈折率プロファイルの傾斜率Ｋが−０．０７％／ｍｍ以上０．０７％／ｍｍ以下である領域に空孔を形成することにより、空孔の位置ズレ量ΔＲが許容範囲内となることが確認された。
【００５３】
［実施例２］
実施例１で得られた空孔付き光ファイバ母材を線引きすることにより、中心部分にコアを有し、その周囲にクラッド部を有し、クラッド部のドーパント添加領域における、屈折率プロファイルが平坦あるいは僅かに変化している領域において、光ファイバの長手方向に沿在するとともに、コアを中心とする同心円上に、ほぼ等間隔に配置されるように、６個の空孔が設けられた空孔付き光ファイバを得た。
得られた空孔付き光ファイバにおいて、空孔の直径をｄ１、空孔とドーパント添加領域との境界部のうち、コアに近い内側部分における、純粋石英ガラスに対するドーパント添加領域の比屈折率差をΔｒｉｎ、空孔とドーパント添加領域との境界部のうち、コアから遠い外側部分における、純粋石英ガラスに対するドーパント添加領域の比屈折率差をΔｒｏｕｔとしたとき、（Δｒｏｕｔ−Δｒｉｎ）／ｄ１で表されるドーパント添加領域における屈折率プロファイルの傾斜率ｋを算出した。
ここでは、空孔の直径ｄ１を６．０μｍ、比屈折率差Δｒｉｎを−０．００１７％、比屈折率差Δｒｏｕｔを０．０１１２％とした。その結果、得られた空孔付き光ファイバ母材の屈折率プロファイルの傾斜率ｋは０．００２％／μｍであった。
【００５４】
［比較例５］
実施例２と同様にして、比較例１で得られた空孔付き光ファイバ母材を線引きすることにより、クラッド部のドーパント添加領域において、光ファイバの長手方向に沿在するとともに、コアを中心とする同心円上に、ほぼ等間隔に配置されるように、６個の空孔が設けられた空孔付き光ファイバを得た。
実施例２と同様にして、得られた空孔付き光ファイバについて、屈折率プロファイルの傾斜率ｋを算出した。ここでは、空孔の直径ｄ１を３．５μｍ、比屈折率差Δｒｉｎを−０．２１７６％、比屈折率差Δｒｏｕｔを０．０８０３％とした。その結果、得られた空孔付き光ファイバ母材の屈折率プロファイルの傾斜率ｋは０．０８５％／μｍであった。
【００５５】
［比較例６］
実施例２と同様にして、比較例２で得られた空孔付き光ファイバ母材を線引きすることにより、クラッド部のドーパント添加領域において、光ファイバの長手方向に沿在するとともに、コアを中心とする同心円上に、ほぼ等間隔に配置されるように、６個の空孔が設けられた空孔付き光ファイバを得た。
実施例２と同様にして、得られた空孔付き光ファイバについて、屈折率プロファイルの傾斜率ｋを算出した。ここでは、空孔の直径ｄ１を４．１μｍ、比屈折率差Δｒｉｎを−０．４７７６％、比屈折率差Δｒｏｕｔを０．０６８１％とした。その結果、得られた空孔付き光ファイバ母材の屈折率プロファイルの傾斜率ｋは０．１３３％／μｍであった。
【００５６】
［比較例７］
実施例２と同様にして、比較例３で得られた空孔付き光ファイバ母材を線引きすることにより、クラッド部のドーパント添加領域において、光ファイバの長手方向に沿在するとともに、コアを中心とする同心円上に、ほぼ等間隔に配置されるように、６個の空孔が設けられた空孔付き光ファイバを得た。
実施例２と同様にして、得られた空孔付き光ファイバについて、屈折率プロファイルの傾斜率ｋを算出した。ここでは、空孔の直径ｄ１を４．３μｍ、比屈折率差Δｒｉｎを−０．１７７０％、比屈折率差Δｒｏｕｔを−０．４８６１％とした。その結果、得られた空孔付き光ファイバ母材の屈折率プロファイルの傾斜率ｋは−０．０７２％／μｍであった。
【００５７】
［比較例８］
実施例２と同様にして、比較例４で得られた空孔付き光ファイバ母材を線引きすることにより、クラッド部のドーパント添加領域において、光ファイバの長手方向に沿在するとともに、コアを中心とする同心円上に、ほぼ等間隔に配置されるように、６個の空孔が設けられた空孔付き光ファイバを得た。
実施例２と同様にして、得られた空孔付き光ファイバについて、屈折率プロファイルの傾斜率ｋを算出した。ここでは、空孔の直径ｄ１を３．９μｍ、比屈折率差Δｒｉｎを０．０５９２％、比屈折率差Δｒｏｕｔを−０．３６２０％とした。その結果、得られた空孔付き光ファイバ母材の屈折率プロファイルの傾斜率ｋは−０．１０８％／μｍであった。
【００５８】
［評価］
実施例２と比較例５〜８について、以下の方法により、空孔の位置ズレ量の評価を行った。
「空孔付き光ファイバの空孔位置の計測による空孔の位置ズレ量の評価」
実施例２と比較例５〜８で得られた空孔付き光ファイバについて、図１４に示すように、空孔付き光ファイバ１１０の加工開始端面１１１と加工終了端面１１２において、光学顕微鏡により、空孔１１３の位置を計測した。
ここで、加工開始端面１１１において、空孔付き光ファイバ１１０の中心（コア１１４の中心）から、６つの空孔１１３の中心までの距離をそれぞれｒｓ１、ｒｓ２、ｒｓ３、ｒｓ４、ｒｓ５、ｒｓ６とし、それぞれの距離を計測した。そして、これらの距離の平均値を加工開始端面１１１における空孔位置ｒｓとした。
同様に、加工終了端面１１２において、空孔付き光ファイバ１１０の中心（コア１１４の中心）から、６つの空孔１１３の中心までの距離をそれぞれｒｅ１、ｒｅ２、ｒｅ３、ｒｅ４、ｒｅ５、ｒｅ６とし、それぞれの距離を計測した。そして、これらの距離の平均値を加工終了端面１１２における空孔位置ｒｅとした。
そして、空孔付き光ファイバ１１０における空孔の位置ズレ量Δｒを｜ｒｓ−ｒｅ｜とした。実施例２と比較例５〜８における空孔の位置ズレ量Δｒを測定した。結果を表２に示す。
【００５９】
ここで、後述するように、Δｒ（光ファイバ化後（空孔付き光ファイバ）の空孔位置の設計位置に対する位置ズレ量の許容範囲）を、−０．４μｍ以上０．４μｍ以下とした。
実施例２と比較例５〜８における空孔付き光ファイバの空孔の位置ズレ量Δｒが、後述する許容範囲内であれば「ＯＫ」と判定し、上記の許容範囲外であれば「ＮＧ」と判定した。結果を表２に示す。
【００６０】
【表２】
2014048544.tif 000005
【００６１】
実施例２では、空孔付き光ファイバの屈折率プロファイルの傾斜率ｋが０．００２％／μｍであった。また、空孔付き光ファイバにおける空孔の位置ズレ量Δｒが０．１６μｍであり、空孔の位置ズレ量Δｒの許容範囲内であった。
比較例５では、空孔付き光ファイバの屈折率プロファイルの傾斜率ｋが０．０８５％／μｍであった。また、空孔付き光ファイバにおける空孔の位置ズレ量Δｒが０．５６μｍであり、空孔の位置ズレ量Δｒの許容範囲を超えていた。
比較例６では、空孔付き光ファイバの屈折率プロファイルの傾斜率ｋが０．１３３％／μｍであった。また、空孔付き光ファイバにおける空孔の位置ズレ量Δｒが１．２４μｍであり、空孔の位置ズレ量Δｒの許容範囲を超えていた。
比較例７では、空孔付き光ファイバの屈折率プロファイルの傾斜率ｋが−０．０７２％／μｍであった。また、空孔付き光ファイバにおける空孔の位置ズレ量Δｒが−０．４８μｍであり、空孔の位置ズレ量Δｒの許容範囲を超えていた。
比較例８では、空孔付き光ファイバの屈折率プロファイルの傾斜率ｋが−０．１０８％／μｍであった。また、空孔付き光ファイバにおける空孔の位置ズレ量Δｒが−０．７８μｍであり、空孔の位置ズレ量Δｒの許容範囲を超えていた。
【００６２】
また、表２に示した空孔付き光ファイバにおける空孔の位置ズレ量Δｒと空孔付き光ファイバの屈折率プロファイルの傾斜率ｋとをプロットし、図１５に示すようなグラフを作成し、空孔付き光ファイバにおける空孔の位置ズレ量Δｒと空孔付き光ファイバの屈折率プロファイルの傾斜率ｋとの関係を示す下記の近似式（４）を得た。
Δｒ＝７．９ｋ      （４）
Δｒの許容範囲を後述するように−０．４μｍ以上０．４μｍ以下とした場合、上記の式（４）から、空孔付き光ファイバの屈折率プロファイルの傾斜率ｋの許容範囲は−０．０５％／μｍ以上０．０５％／μｍ以下となる。すなわち、光ファイバのドーパント添加領域における、屈折率プロファイルの傾斜率ｋが−０．０５％／μｍ以上０．０５％／μｍ以下である領域に空孔が形成されていれば、空孔の位置ズレ量Δｒが許容範囲内となることが確認された。
【００６３】
また、図１６に示すように、実施例１における傾斜率Ｋと実施例２における傾斜率ｋの関係、比較例２における傾斜率Ｋと比較例６における傾斜率ｋの関係、および、比較例４における傾斜率Ｋと比較例８における傾斜率ｋの関係をプロットしたところ、空孔付き光ファイバ母材における屈折率プロファイルの傾斜率Ｋと、空孔付き光ファイバの屈折率プロファイルの傾斜率ｋとの間には、高い相関があることが分かった。
【００６４】
［空孔付き光ファイバにおける空孔の位置ズレ量Δｒの許容範囲について］
高屈折率コアの周囲のクラッド部に空孔を配置した空孔付き光ファイバの場合、空孔位置の変化によって、導波路分散に影響し、その結果、波長分散特性が変化する。空孔付き光ファイバは、波長分散特性が変化すると、通信波長において幾らかの波長分散を有するようになり、その結果、信号波形が劣化する。実施例２のような空孔付き光ファイバは、空孔を設けたことにより曲げ損失低減を実現した低曲げ損失型光ファイバに分類される。このような低曲げ損失型光ファイバには、国際規格ＩＴＵ−Ｔ  Ｇ６５７が適用される。この規格のなかで、波長分散特性の範囲が明記されており、具体的には、零分散波長が１３００〜１３２４ｎｍの範囲、かつ、零分散Ｓｌｏｐｅが０．０９２ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍという規格がある。
また、実施例１の空孔付き光ファイバ母材を線引きして作製した、実施例２の空孔付き光ファイバの波長分散特性を測定した。結果を表３に示す。
また、比較例９として、空孔の位置ズレ量ΔＲが０．３３ｍｍの空孔付き光ファイバ母材を作製し、その空孔付き光ファイバ母材を線引きして、空孔の位置ズレ量Δｒが０．４１μｍの空孔付き光ファイバを作製した。この比較例９の空孔付き光ファイバの波長分散特性を測定した。結果を表３に示す。
さらに、比較例１０として、空孔の位置ズレ量ΔＲが−０．３３ｍｍの空孔付き光ファイバ母材を作製し、その空孔付き光ファイバ母材を線引きして、空孔の位置ズレ量Δｒが−０．４１μｍの空孔付き光ファイバを作製した。この比較例１０の空孔付き光ファイバの波長分散特性を測定した。結果を表３に示す。
【００６５】
【表３】
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【００６６】
表３の結果から、実施例においては、加工曲がりを抑制できており、加工終了端面側での零分散波長および零分散Ｓｌｏｐｅはいずれも、上記の規格内であった。
これに対して、比較例９の空孔付き光ファイバでは、加工終了端面側における零分散波長が上記の規格よりも長波長側にシフトしていた。
また、比較例１０の空孔付き光ファイバでは、加工終了端面側における零分散Ｓｌｏｐｅが上記の規格値を超えていた。
このように、空孔付き光ファイバにおける空孔の位置ズレ量Δｒが上記の−０．４μｍ以上０．４μｍ以下の範囲内にない場合、空孔付き光ファイバの波長分散特性が国際規格ＩＴＵ−Ｔ  Ｇ６５７を満たさないことが分かった。
すなわち、空孔付き光ファイバのドーパント添加領域における、屈折率プロファイルの傾斜率ｋが−０．０５％／μｍ以上０．０５％／μｍ以下の領域に空孔が設けられていれば、空孔付き光ファイバにおける空孔の位置ズレ量が上記の−０．４μｍ以上０．４μｍ以下の範囲内となり、空孔付き光ファイバの波長分散特性が国際規格ＩＴＵ−Ｔ  Ｇ６５７を満たすことが確認された。
【符号の説明】
【００６７】
２１，３１，６１・・・コア、２２，３２，６２・・・クラッド部、３０・・・光ファイバ母材、３０Ａ・・・空孔付き光ファイバ母材、３３，６３・・・空孔、６０・・・空孔付き光ファイバ。
【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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