(57)【要約】【課題】線引されることで低損失の光ファイバとなることができる光ファイバ母材を提供する。【解決手段】光ファイバ母材１は、コア部１０と、このコア部１０を取り囲むクラッド部２０とを備える。コア部１０は、第１コア部１１と、この第１コア部１１を取り囲む第２コア部１２とを含む。クラッド部２０は、第２コア部１２を取り囲む第１クラッド部２１と、この第１クラッド部２１を取り囲む第２クラッド部２２とを含む。第１コア部１１は、アルカリ金属元素を含み、アルカリ金属原子濃度が１００atomic ppm以上である領域の一部または全部でガラス中に含まれる酸素分子の濃度が３０mol ppb以上２００mol ppb以下であり、アルカリ金属原子濃度が５０atomic ppm以下である領域でガラス中に含まれる酸素分子の濃度が１０mol ppb以下である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コア部とクラッド部とを含む光ファイバ母材であって、
前記コア部は、アルカリ金属元素を含み、アルカリ金属原子濃度が１００atomicppm以上である領域の一部または全部でガラス中に含まれる酸素分子の濃度が３０mol ppb以上２００mol ppb以下であり、アルカリ金属原子濃度が５０atomic ppm以下である領域でガラス中に含まれる酸素分子の濃度が１０mol ppb以下である、
ことを特徴とする光ファイバ母材。
【請求項２】
前記コア部は、Ｇｅを含まないガラスからなり、純石英ガラスを基準とする相対屈折率差が−０.１％〜＋１.０％の範囲である、ことを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ母材。
【請求項３】
アルカリ金属原子濃度が４,０００atomicppm以下であ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母材。
【請求項４】
前記コア部のＣｌ濃度が５００atomic ppm以下であることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の光ファイバ母材。
【請求項５】
前記コア部は、アルカリ金属元素を添加した第１コア部と、前記第１コア部の外周にあるＣｌ濃度が１０,０００ppm以上の第２コア部と、を含むことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の光ファイバ母材。
【請求項６】
前記コア部全体の平均Ｋ濃度が５から１００atomic ppmであることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の光ファイバ母材。
【請求項７】
請求項１〜６の何れか１項に記載の光ファイバ母材を製造する方法であって、
平均濃度５atomic ppm以上のアルカリ金属原子を含む石英系ガラスパイプの内部の酸素の分圧を１ｋＰａ以上８０ｋＰａ以下に保った状態で前記石英系ガラスパイプを外部熱源で温度１,６００℃以上に加熱し潰すことで中実化を行ってコア部を作成し、
前記コア部の周囲にクラッド部を付加して、
前記コア部と前記クラッド部とを含む光ファイバ母材を製造する、
ことを特徴とする光ファイバ母材製造方法。
【請求項８】
前記石英系ガラスパイプの内圧を１０ｋＰａ以上８０ｋＰａ以下に保った状態で前記中実化を行うことを特徴とする請求項７に記載の光ファイバ母材製造方法。
【請求項９】
酸素流量の０.２５〜１００倍の流量の不活性ガスを酸素に混合したガスを前記石英系ガラスパイプ内に供給した状態で前記中実化を行うことを特徴とする請求項７に記載の光ファイバ母材製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバ母材および光ファイバ母材製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
アルカリ金属元素をコアに添加した石英ガラス系の光ファイバが知られている（例えば、特許文献１〜９を参照）。光ファイバ母材のコア部にアルカリ金属元素が添加されていると、光ファイバ母材を線引きするときに、コア部の粘性を下げることができ、石英ガラスのネットワーク構造の緩和が進行するため、光ファイバの伝送損失を低減することが可能であると言われている。
【０００３】
アルカリ金属元素を石英ガラス中に添加する方法としては拡散法が知られている（例えば特許文献１，２を参照）。拡散法は、原料となるアルカリ金属またはアルカリ金属塩などを加熱して得られる原料蒸気を石英系ガラスパイプ内に導入しながら、ガラスパイプを外部熱源により加熱したり、石英系ガラスパイプ内にプラズマを発生させたりすることで、アルカリ金属元素を石英系ガラスパイプの内表面に拡散添加するものである。
【０００４】
このようにしてアルカリ金属元素を石英系ガラスパイプの内表面近傍に添加した後、この石英系ガラスパイプを加熱して縮径させる。縮径後、アルカリ金属元素の添加の際に同時に添加されてしまうＮｉやＦｅなどの遷移金属元素を除去する目的で、石英系ガラスパイプの内表面の或る厚みをエッチングする。アルカリ金属元素は遷移金属元素よりも拡散が速いため、ガラス表面を或る厚みでエッチングして遷移金属元素を除去してもアルカリ金属元素を残留させることが可能である。
【０００５】
エッチング後、ガラスパイプを加熱して中実化することで、アルカリ金属元素を添加したロッド（光ファイバ母材のコア部）を製造する。このコア部の外側にコア部よりも屈折率の低いクラッド部となるガラスを付与することで光ファイバ母材を製造する。そして、この光ファイバ母材を公知の方法で線引きすることで光ファイバを製造することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特表２００５−３７２１０ 号公報
【特許文献２】米国特許出願公開第２００６／０１３０５３０号明細書
【特許文献３】特表２００７−５０４０８０号公報
【特許文献４】特表２００８−５３６１９０号公報
【特許文献５】特表２０１０−５０１８９４号公報
【特許文献６】特表２００９−５４１７９６号公報
【特許文献７】特表２０１０−５２６７４９号公報
【特許文献８】国際公開第９８／００２３８９号
【特許文献９】米国特許第５１４６５３４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明者は、上記のような光ファイバ製造方法について研究を行う過程で、その方法により製造された光ファイバの伝送損失が必ずしも低くならない場合があることを見出した。そして、本発明者は、光ファイバの伝送損失が低くならない原因を究明して、本発明を完成した。
【０００８】
すなわち、本発明は、線引されることで低損失の光ファイバとなることができる光ファイバ母材、および、このような光ファイバ母材を製造することができる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】
本発明の光ファイバ母材は、コア部とクラッド部とを含む光ファイバ母材であって、コア部は、アルカリ金属元素を含み、アルカリ金属原子濃度が１００atomic ppm以上である領域の一部または全部でガラス中に含まれる酸素分子の濃度が３０mol ppb以上２００mol ppb以下であり、アルカリ金属原子濃度が５０atomic ppm以下である領域でガラス中に含まれる酸素分子の濃度が１０mol ppb以下であることを特徴とする。本発明の光ファイバ母材において、アルカリ金属原子濃度の最大値が５００atominc ppm以上で、アルカリ金属原子濃度が５００atomic ppm以上である領域の一部または全部のガラス中に含まれる酸素分子の濃度が３０mol ppb以上２００mol ppb以下であるのが好適である。コア部は、Ｇｅを含まないガラスからなり、純石英ガラスを基準とする相対屈折率差が−０.１％〜＋１.０％の範囲であるのが好適である。
【００１０】
本発明の光ファイバ母材において、アルカリ金属原子濃度が４,０００atomic ppm以下であるのが好適である。コア部のＣｌ濃度が５００atomicppm以下であるのが好適である。コア部は、アルカリ金属元素を添加した第１コア部と、第１コア部の外周にあるＣｌ濃度が１０,０００ppm以上の第２コア部と、を含むのが好適である。また、コア部全体の平均カリウム（Ｋ）濃度が、５から１００atomic ppmであるのが好適であり、最も好ましくは１０から３０atomic ppmである。
【００１１】
本発明の光ファイバ母材製造方法は、上記の本発明の光ファイバ母材を製造する方法であって、平均濃度５atomic ppm以上のアルカリ金属原子を含む石英系ガラスパイプの内部の酸素の分圧を１ｋＰａ以上８０ｋＰａ以下に保った状態で石英系ガラスパイプを外部熱源で温度１,６００℃以上に加熱し潰すことで中実化を行ってコア部を作成し、コア部の周囲にクラッド部を付加して、コア部とクラッド部とを含む光ファイバ母材を製造する、ことを特徴とする。石英系ガラスパイプの内圧を１０ｋＰａ以上８０ｋＰａ以下に保った状態で中実化を行うのが好適である。また、酸素流量の０.２５〜１００倍の流量の不活性ガスを酸素に混合したガスを石英系ガラスパイプ内に供給した状態で中実化を行うのが好適である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の光ファイバ母材は、線引されることで低損失の光ファイバとなることができる。また、本発明の光ファイバ母材製造方法は、このような光ファイバ母材を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施形態の光ファイバ母材１の断面図である。
【図２】本実施形態の光ファイバ母材製造方法を説明するフローチャートである。
【図３】本実施形態の光ファイバ母材製造方法における中実化工程（ステップＳ５）を説明する図である。
【図４】光ファイバ母材のコア部の中心部の酸素分子濃度と光ファイバの波長１５５０ｎｍでの伝送損失との関係を示すグラフである。
【図５】光ファイバ母材の中心から４ｍｍ離れた位置での酸素分子濃度と光ファイバの波長１５５０ｎｍでの伝送損失との関係を示すグラフである。
【図６】中実化工程の際の酸素分圧と中実化後のコアロッドの中心部における酸素分子濃度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】
【００１４】
以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１５】
図１は、本実施形態の光ファイバ母材１の断面図である。光ファイバ母材１は、石英系ガラスからなり、コア部１０と、このコア部１０を取り囲むクラッド部２０とを備える。コア部１０の屈折率は、クラッド部２０の屈折率より高い。コア部１０は、第１コア部１１と、この第１コア部１１を取り囲む第２コア部１２とを含む。クラッド部２０は、第２コア部１２を取り囲む第１クラッド部（光学クラッド部）２１と、この第１クラッド部２１を取り囲む第２クラッド部（物理クラッド部）２２とを含む。第１コア部１１はアルカリ金属元素を含む。このアルカリ金属元素は好適にはカリウム元素である。
【００１６】
図２は、本実施形態の光ファイバ母材製造方法を説明するフローチャートである。本実施形態の光ファイバ母材製造方法は、準備工程（ステップＳ１），添加工程（ステップＳ２），縮径工程（ステップＳ３），エッチング工程（ステップＳ４），中実化工程（ステップＳ５），第１延伸研削工程（ステップＳ６），第１ロッドインコラプス工程（ステップＳ７），第２延伸研削工程（ステップＳ８），第２ロッドインコラプス工程（ステップＳ９）およびＯＶＤ工程（ステップＳ１０）を順に行って、光ファイバ母材１を製造する。なお、以下では製造条件の一例についても説明する。
【００１７】
準備工程（ステップＳ１）では、アルカリ金属元素を拡散させるべき石英系ガラスパイプを準備する。この石英系ガラスパイプは、１００atomic ppmの塩素（Ｃｌ）および６,０００atomic ppmのフッ素を含み、その他のドーパント及び不純物の濃度が１０molppm以下である。この石英系ガラスパイプの外径は直径３５ｍｍであり、内径は直径２０ｍｍ程度である。
【００１８】
添加工程（ステップＳ２）では、アルカリ金属元素としてカリウムを石英系ガラスパイプの内表面に添加する。原料として臭化カリウム（ＫＢｒ）を用いる。外部熱源でＫＢｒを温度８４０℃に加熱してＫＢｒ蒸気を発生させる。酸素を１ＳＬＭ（標準状態に換算して１リットル／min）の流量で導入したキャリアガスと共にＫＢｒ蒸気を石英系ガラスパイプに導入しながら、外部から酸水素バーナによって石英系ガラスパイプの外表面が温度２１５０℃となるように石英系ガラスパイプを加熱する。このとき、４０ｍｍ／minの速さでバーナをトラバースさせて合計１５ターン加熱し、カリウム金属元素を石英系ガラスパイプの内表面に拡散添加させる。このアルカリ金属添加パイプのカリウム濃度の最大値は１０００atomic ppmである。
【００１９】
縮径工程（ステップＳ３）では、カリウムが添加された石英系ガラスパイプを縮径する。このとき、石英系ガラスパイプの内部に酸素を０.５ＳＬＭ流しながら、外部熱源によって石英系ガラスパイプの外表面が２２５０℃となるように石英系ガラスパイプを加熱する。外部熱源をトラバースさせて合計６ターン加熱し、カリウムが添加された石英ガラスパイプを内直径が５ｍｍになるまで縮径する。
【００２０】
エッチング工程（ステップＳ４）では、石英系ガラスパイプの内面をエッチングする。このとき、ＳＦ６（０.２ＳＬＭ）および塩素（０.５ＳＬＭ）の混合ガスを石英ガラスパイプの内部に導入しながら、外部熱源で石英ガラスパイプを加熱して気相エッチングを行う。このようにすることで、アルカリ金属元素と共に添加された不純物を高濃度に含むパイプ内面を削ることができ、この不純物を除去することができる。
【００２１】
中実化工程（ステップＳ５）では、石英系ガラスパイプを中実化する。図３は、本実施形態の光ファイバ母材製造方法における中実化工程（ステップＳ５）を説明する図である。中実化工程では、酸素（０.１ＳＬＭ）およびＨｅ（１ＳＬＭ）の混合ガスを石英ガラスパイプ３０の内部に導入しながら、石英ガラスパイプ内の絶対圧を９７ｋＰａ以下に減圧することで酸素分圧を８ｋＰａとし、外部熱源４０によって表面温度を２１５０℃として石英ガラスパイプ３０を中実化する。
【００２２】
この中実化により、アルカリ金属元素を含む第１ロッド（外径２５ｍｍ）を得る。この第１ロッドのカリウム原子濃度は最大値で６００atomic ppm、中心軸上で５５０atomic ppmである。カリウムが５０atomic ppm以上に添加されている領域の直径は８ｍｍである。第１ロッド中の溶存酸素分子濃度は、波長７６５ｎｍの光を照射した際の波長１２７２ｎｍの蛍光の強度によって測定することができる。（例えば、K. Kajihara, et al., J. Ceramic Soc. Japan, 112[10], pp.559-562(2004).を参照）溶存酸素分子濃度は第1ロッドの中心部軸付近で最大となり、その値は例えば５２mol ppbである。
【００２３】
第１延伸研削工程（ステップＳ６）では、中実化により得られた第１ロッドを延伸して直径２０ｍｍとし、更に外周部を研削して直径１３ｍｍとして、第１コア部１１を得る。
【００２４】
第１ロッドインコラプス工程（ステップＳ７）では、第１コア部１１の外側に第２コア部１２を設けて第２ロッドを得る。このとき、Ｃｌ原子が５,０００atomic ppm添加された外径６５ｍｍの石英系ガラスパイプ（第２コア部１２）の内部に第１コア部１１を挿入して、外部熱源によって両者を加熱し一体化するロッドインコラプス法により第２ロッドを作成する。
【００２５】
第２延伸研削工程（ステップＳ８）では、第２ロッドを延伸して直径２４ｍｍとし、更に外周部を研削して直径２０ｍｍとする。この結果、第１コア部の径Ｄ１と第２コア部の径Ｄ２との比Ｄ２／Ｄ１は３となる。この第１コア部１１と第２コア部１２とをあわせたものがコア部１０となる。
【００２６】
第２ロッドインコラプス工程（ステップＳ９）では、コア部１０の外側に第１クラッド部２１を設ける。このとき、フッ素が添加された石英系ガラスパイプ（第１クラッド部２１）の内部にコア部１０を挿入して、外部熱源によって両者を加熱し一体化するロッドインコラプス法を用いる。第２コア部１２と第１クラッド部２１との相対比屈折率差は最大で０.３４％程度である。このロッドインコラプス法による合成の結果、コア部１０及びその近傍の第１クラッド部２１の水分量は十分に低く抑制することが可能である。
【００２７】
ＯＶＤ工程（ステップＳ１０）では、コア部１０および第１クラッド部２１が一体化されてなるロッドを延伸して所定径とした後、そのロッドの外側にフッ素を含む第２クラッド部２２をＯＶＤ法により合成して、光ファイバ母材１を製造する。得られた光ファイバ母材１において、第１クラッド部２１の外直径は３６ｍｍであり、第２クラッド部２２の外直径は１４０ｍｍである。第２コア部１２と第２クラッド部２２との相対比屈折率差は最大で０.３２％程度である。また、第１クラッド部２１の外部のＯＨ基の濃度は、赤外吸収分光を用いて測定することができ、４００mol ppm程度である。
【００２８】
続く線引工程では、以上の光ファイバ母材製造方法により製造された光ファイバ母材１を線引することで光ファイバを得ることができる。線引速度は２,３００ｍ／minであり、線引張力は０.５Ｎである。
【００２９】
以上までの説明で述べた諸条件で光ファイバ母材１を製造し更に光ファイバを製造したところ、得られた光ファイバの諸特性は以下のとおりであった。カリウム添加濃度（コア中の平均値）は３atomic ppm程度であった。伝送損失（波長１３００ｎｍ）は０.２８７ｄＢ／ｋｍであり、伝送損失（波長１３８０ｎｍ）は０.２９２ｄＢ／ｋｍであり、伝送損失（波長１５５０ｎｍ）は０.１６２ｄＢ／ｋｍであった。波長分散（波長１５５０ｎｍ）は＋１５.９ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、分散スロープ（波長１５５０ｎｍ）は＋０.０５４ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍであった。零分散波長は１３１０ｎｍであり、零分散波長における分散スロープ は＋０.０８３ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍであった。実効断面積（波長１５５０ｎｍ）は８２μｍ２であり、モードフィールド径（波長１５５０ｎｍ）は１０.３μｍであり、モードフィールド径（波長１３１０ｎｍ）は９.１μｍであった。ファイバカットオフ波長（２ｍ）は１３１０ｎｍであり、ケーブルカットオフ波長（２２ｍ）は１２３０ｎｍであった。偏波モード分散（Ｃ、Ｌバンド）は０.１１ｐｓ／√ｋｍであり、非線形係数（波長１５５０ｎｍ、ランダム偏波状態）は１.１(Ｗ・ｋｍ)−１であった。このように低伝送損失の光ファイバが得られた。
【００３０】
変形例として、添加工程（ステップＳ２）でＫＢｒの温度を８００℃としてＫＢｒ蒸気の濃度を落として添加工程を行い、他の条件は同じとしてアルカリ金属元素を含むコア部を作製した。このコア部のカリウム原子濃度は最大値で２００atomic ppm、中心軸上で１５０atomic ppmであった。カリウムが１０atomic ppm以上に添加されている領域の直径は６ｍｍであった。コア部中の溶存酸素分子濃度は第１ロッドの中心部軸付近で最大となり、その値は１８０mol ppbであった。この光ファイバ母材を線引して光ファイバを製造したところ、その光ファイバの波長１５５０ｎｍでの伝送損失は０．１６５ｄＢ／ｋｍであった。
【００３１】
比較例として、中実化工程（ステップＳ５）の条件を異なるものとして、光ファイバ母材を製造した。中実化工程において、酸素（１ＳＬＭ）を石英ガラスパイプの内部に導入しながら、石英ガラスパイプ内の絶対圧を９７ｋＰａ以下80 kPa以上に減圧し、外部熱源によって表面温度を２１５０℃として石英ガラスパイプを中実化した。この中実化により、アルカリ金属元素を含むコア部（外径２５ｍｍ）を得た。このコア部のカリウム原子濃度は最大値で５００atomic ppmであった。カリウムが１０atomic ppm以上に添加されている領域の直径は６ｍｍであった。コア部中の溶存酸素分子濃度は第１ロッドの中心軸付近で最大となり、その値は２３４mol ppbであった。比較例の光ファイバ母材を線引して光ファイバを製造したところ、その光ファイバの波長１５５０ｎｍでの伝送損失は０.１８５ｄＢ／ｋｍであった。
【００３２】
以上のことから、光ファイバ母材製造方法における中実化工程（ステップＳ５）の条件（および、この条件に基づく光ファイバ母材の組成分布）によって、光ファイバの伝送損失の大きさが異なることが判る。本発明者は、中実化工程の条件、光ファイバ母材の組成分布および光ファイバの伝送損失の間の関係について鋭意研究を行って、低伝送損失の光ファイバを得る為の中実化工程の条件および光ファイバ母材の組成分布を求めた。
【００３３】
本実施形態の光ファイバ母材１において、第１コア部１１は、アルカリ金属原子濃度が１００atomicppm以上である領域の一部または全部でガラス中に含まれる酸素分子の濃度が３０mol ppb以上２００mol ppb以下であり、アルカリ金属原子濃度が５０atomic ppm以下である領域でガラス中に含まれる酸素分子の濃度が１０mol ppb以下であることを特徴とする。また、コア部１０は、Ｇｅを含まないガラスからなり、純石英ガラスを基準とする相対屈折率差が−０.１％〜＋１.０％の範囲であるのが好適であり、このようにすることで、Ｇｅ等による散乱損失を低減することができて、波長１５５０ｎｍでの伝送損失を０.１５８ｄＢ／ｋｍと低くすることができる。
【００３４】
本実施形態の光ファイバ母材１において、アルカリ金属原子濃度が４,０００atomic ppm以下であるのが好適である。アルカリ金属原子濃度が４,０００atomic ppm以上と高濃度となる場合、ガラス中の酸素原子をアルカリ金属原子が消費することにより、ガラスが酸素欠乏状態となり、酸素欠乏型のガラス欠陥が発生する。このガラス欠陥由来の吸収損失により伝送損失が増加する為、低い伝送損失を達成することができない。それ故、アルカリ金属原子濃度が４,０００atomic ppm以下であるのが好適である。
【００３５】
本実施形態の光ファイバ母材１において、コア部１０のＣｌ濃度が５００atomicppm以下であるのが好適である。Ｃｌ濃度が５００atomic ppmとなる場合、ガラス中に酸素や塩素のような酸化性成分が多くなり、酸素過剰型のガラス欠陥が発生しやすくなる。このガラス欠陥由来の吸収損失により伝送損失が増加する為、低い伝送損失を達成することができない。それ故、コア部１０のＣｌ濃度が５００atomic ppm以下であるのが好適である。
【００３６】
本実施形態の光ファイバ母材１において、コア部１０は、アルカリ金属元素を添加した第１コア部１１と、第１コア部１１の外周にあるＣｌ濃度が１０,０００ppm以上の第２コア部１２と、を含むのが好適である。アルカリ金属元素は、拡散速度が速い為、線引き工程においてファイバコア外へと拡散する。このとき、酸素が添加されていない外周部は拡散してきたアルカリ金属元素により酸素欠乏状態となりやすく、それによる損失増加が発生することが推測される。そこで、拡散する先のガラスにあらかじめＣｌを高濃度に添加しておくことで、アルカリ金属元素の拡散による酸素欠乏型の欠陥生成を抑制するのが好ましい。
【００３７】
本実施形態の光ファイバ母材１において、コア部１０全体の平均Ｋ濃度が、５から１００atomicppmであるのが好適であり、最も好ましくは１０から３０atomic ppmである。コア部１０のアルカリ金属原子は塩素と結合しアルカリ塩化物を生成する。このアルカリ塩化物はガラス中で凝集することで散乱損失原因となると推測される。実際にコア部１０全体のアルカリ金属元素の平均濃度が３０atomic ppmを超えるコアを作製した場合に損失増加が発生し、この損失増加は１００atomincppmを越えた場合に顕著であった。それ故、コア部１０全体の平均Ｋ濃度が、５から１００atomic ppmであるのが好適であり、最も好ましくは１０から３０atomic ppmである。
【００３８】
本実施形態の光ファイバ製造方法は、上記のような本実施形態の光ファイバ母材１を製造する方法であって、平均濃度５atomic ppm以上のアルカリ金属原子を含む石英系ガラスパイプの内部の酸素の分圧を１ｋＰａ以上８０ｋＰａ以下に保った状態で石英系ガラスパイプを外部熱源で温度１,６００℃以上に加熱し潰すことで中実化を行って第１コア部１１を含むコア部１０を作成し、コア部１０の周囲にクラッド部２０を付加して、コア部１０とクラッド部２０とを含む光ファイバ母材１を製造することを特徴とする。石英系ガラスパイプの内圧を１０ｋＰａ以上８０ｋＰａ以下に保った状態で中実化を行うのが好適である。また、酸素流量の０.２５〜１００倍の流量の不活性ガスを酸素に混合したガスを石英系ガラスパイプ内に供給した状態で中実化を行うのが好適である。
【００３９】
図４は、光ファイバ母材のコア部の中心部の最大酸素分子濃度と光ファイバの波長１５５０ｎｍでの伝送損失との関係を示すグラフである。光ファイバ母材のコア部の中心部のアルカリ金属原子濃度は最高で５００atomic ppmであった。同図に示されるように、酸素分子濃度が３０mol ppbより小さいと急激な損失増加となるが、これは、ガラスが酸素欠乏状態となって、酸素欠乏型のガラス欠陥が生成したことに因ると考えられる。また、酸素分子濃度が２００mol ppb以上であっても損失増加となるが、これは、酸素過剰によるガラス欠陥が生成したことに因ると考えられる。
【００４０】
図５は、光ファイバ母材の中心から４ｍｍ離れた位置での酸素分子濃度と光ファイバの波長１５５０ｎｍでの伝送損失との関係を示すグラフである。光ファイバ母材のコア部の中心部の中心部の酸素分子濃度は２００mol ppmであり、中心から４ｍｍ離れた位置でのアルカリ金属原子濃度は５０atomicppmであった。同図に示されるように、アルカリ金属原子濃度が５０atomic ppm以下である領域で酸素分子濃度が１０molppb以上であると、伝送損失は急激に上昇する。これは、アルカリ金属原子が存在する領域では酸素分子がアルカリ金属原子と反応することで酸素分子が消費されるのに対して、アルカリ金属原子濃度が低い領域では酸素が消費されずに過剰となることで酸素過剰ガラス欠陥が発生しやすいことに因ると考えられる。
【００４１】
図６は、中実化工程の際の酸素分圧と中実化後のコアロッドの中心部における酸素分子濃度との関係を示すグラフである。同図に示されるように、酸素分圧が１ｋＰａ以上８０ｋＰａ以下の条件で中実化工程を行って得られたコアロッドでは、上述した低い伝送損失が得られる酸素分子濃度となった。
【００４２】
中実化工程の際に、石英系ガラスパイプの内圧を１０ｋＰａ以上８０ｋＰａ以下に保って、石英系ガラスパイプの内圧を下げることで、石英系ガラスパイプ内の酸素分圧を所望値にすることができる。なお、石英系ガラスパイプの内圧を１０ｋＰａ以下とした場合、石英系ガラスパイプの内外の圧力差が大きくなって石英系ガラスパイプが変形して潰れてしまうことや、潰れが低温で起こることにより石英系ガラスパイプ内面で結晶化が起こり歩留まりを低下させることの原因となる。
【００４３】
中実化工程の際に、酸素流量の０.２５〜１００倍の流量の不活性ガスを酸素に混合したガスを石英系ガラスパイプ内に供給することで、石英系ガラスパイプ内の酸素分圧を所望値にすることができる。このとき不活性ガスとしてＮ２、Ａｒ、Ｈｅ等が用いられ、特にＨｅが用いられるのが好ましい。なお、Ｈｅ以外のガス（特に活性ガス）を用いると、そのガスが中実化後のガラスに残留し気泡や分相を作り、後工程で外径変動や光ファイバの断線を起こし不良発生の原因となる。
【符号の説明】
【００４４】
１…光ファイバ母材、１０…コア部、１１…第１コア部、１２…第２コア部、２０…クラッド部、２１…第１クラッド部、２２…第２クラッド部。
【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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