(57)【要約】【課題】  低コストで入手可能な円管状のキャピラリとサポート管を用いて高品質のフォトニッククリスタルファイバを安定して高い歩留まりで製造可能な方法の提供。【解決手段】  筒状のサポート管内に、複数本のキャピラリと共に中実のコアロッド又は中空のコア管を配置してプリフォームを作製し、該プリフォーム内のキャピラリ同士を融着させてキャピラリ間の隙間を塞いだ後、該プリフォームを線引き加工して、コアが複数の空孔で囲まれた構造を持ったフォトニッククリスタルファイバを得ることを特徴とするフォトニッククリスタルファイバの製造方法。【選択図】  図１１
2006160550.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状のサポート管内に、複数本のキャピラリと共に中実のコアロッド又は中空のコア管を配置してプリフォームを作製し、該プリフォーム内のキャピラリ同士を溶着させてキャピラリ間の隙間を塞いだ後、該プリフォームを線引き加工して、コアが複数の空孔で囲まれた構造を持ったフォトニッククリスタルファイバを得ることを特徴とするフォトニッククリスタルファイバの製造方法。
【請求項２】
中実のコアロッドが、コア／クラッド構造を有していることを特徴とする請求項１に記載のフォトニッククリスタルファイバの製造方法。
【請求項３】
キャピラリの外周の横断面形状がほぼ真円であることを特徴とする請求項１又は２に記載のフォトニッククリスタルファイバの製造方法。
【請求項４】
サポート管の内壁の横断面形状がほぼ真円であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のフォトニッククリスタルファイバの製造方法。
【請求項５】
筒状のサポート管内に、複数本のキャピラリと共に中実のコアロッドを配置し、プリフォームを作製する際に、片端を封止したキャピラリを用いてプリフォームを作製し、次に、適切な圧力下でキャピラリを両端封止し、その後にキャピラリ同士を溶着させてキャピラリ間の隙間を塞ぐことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のフォトニッククリスタルファイバの製造方法。
【請求項６】
筒状のサポート管内に、複数本のキャピラリと共に中実のコアロッドを配置してプリフォームを作製し、一体化する際に、キャピラリ間の隙間を塞ぎ、その後、線引き工程において、プリフォームに均一な圧力を加えながら線引きを行うことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のフォトニッククリスタルファイバの製造方法。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の製造方法によって製造されたフォトニッククリスタルファイバ。
【請求項８】
中実のコアロッド又は中空のコア管とそれを囲む複数本のキャピラリとが筒状のサポート管内に充填されてなるフォトニッククリスタルファイバ製造用プリフォームであって、隣り合うキャピラリが溶着されていることを特徴とするフォトニッククリスタルファイバ製造用プリフォーム。
【請求項９】
中実のコアロッドが、コア／クラッド構造を有していることを特徴とする請求項８に記載のフォトニッククリスタルファイバ製造用プリフォーム。
【請求項１０】
溶着前のキャピラリの外周の横断面形状がほぼ真円であることを特徴とする請求項８又は９に記載のフォトニッククリスタルファイバ製造用プリフォーム。
【請求項１１】
サポート管の内壁の横断面形状がほぼ真円であることを特徴とする請求項８〜１０のいずれかに記載のフォトニッククリスタルファイバ製造用プリフォーム。
【請求項１２】
キャピラリの片端が封止されていることを特徴とする請求項８〜１１のいずれかに記載のフォトニッククリスタルファイバ製造用プリフォーム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クラッドに空孔を有するフォトニッククリスタルファイバの製造方法に関し、特に、キャピラリを用いて空孔を形成する際に、紡糸（線引き）とは別工程でキャピラリ間の隙間を塞ぎ、その後単純な構成で空孔を維持してフォトニッククリスタルファイバの紡糸を行うことが可能な製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
フォトニッククリスタルファイバは、光ファイバ中に空孔を有することで、従来のコア／クラッド構造の光ファイバでは得ることができない特性を実現することが可能である。そのためフォトニッククリスタルファイバは、様々な種類の機能性ファイバや将来の伝送用ファイバとして期待され研究が進められている。このフォトニッククリスタルファイバは、その導波原理から屈折率導波型ファイバとフォトニック・バンドギャップ型ファイバに大別することができる。
【０００３】
屈折率導波型ファイバは、空孔の低屈折率性を利用し空孔にて等価的なクラッドを構成させるものであり、広帯域シングルモード特性、超低非線形（大実効断面積）特性、超高非線形特性、偏波保持特性、超高ＮＡマルチモード特性などを得ることが可能である。
フォトニック・バンドギャップ型ファイバは、クラッドに周期構造を形成することで光をファイバ内側に閉じ込めるファイバである。
【０００４】
前者の一例としては、低曲げ損失を実現したホールアシスト型ホーリーファイバがある。このファイバは、従来の高屈折率コアの周囲に空孔を配置することにより、等価的に大きな屈折率差を形成し、モードフィールド径（ＭＦＤ）を極端に小さくすることなく低曲げ損失を実現している。このようなファイバとしては、例えば、図１に示すように、コア２とその外周のクラッド３からなり、コア２の周囲に径の異なる複数の空孔４Ａ，４Ｂが設けられたホールアシスト型ホーリーファイバ１が報告されている（例えば、非特許文献１参照。）。
【０００５】
また、屈折率導波型ファイバの他の例として、図２に示すようなダブルクラッドファイバ５がある（例えば、非特許文献２参照。）。このダブルクラッドファイバ５は、図示していないコアが中央に配置された断面Ｄ字状の第一クラッド６と、この第一クラッド６を囲んで設けられたエアホール層７と、該エアホール層７の外周に設けられた第二クラッド８とから構成されている。
このダブルクラッドファイバ５は、第一クラッド６の面積を小さくして励起光密度を高くし、また、励起光の入射効率を高めるために高ＮＡ（Numerical Aperture、開口数）である必要がある。第一クラッド６の周囲に空孔を配置することで大きなＮＡをもつ構造とし、光増幅器やファイバレーザの高出力化を目的とした開発が進められている。
【０００６】
また、フォトニックバンドギャップファイバは、コアがエアホールであり、クラッド部のエアホールの大きさ、周期により光を閉じ込めるような構造とすることもできる。
さらに、ここで例示していない構造、特性を有するフォトニッククリスタルファイバは数多くあり、その特性に応じて、空孔位置、空孔サイズ、空孔位置が決められている。空孔が比較的少ないホールアシスト型ホーリーファイバの場合は、キャピラリを束ねて線引きする方法以外に、母材に孔を開けて作製することも可能であるが、空孔数が多い構造になると、キャピラリを束ねて紡糸することでファイバを製造する方法が一般的である。
このようにキャピラリを束ねてフォトニッククリスタルファイバを製造する方法としては、特許文献１〜４に開示されている。
【非特許文献１】官寧，他“低曲げ損失用ホールアシスト型ホーリーファイバ”、信学技報、ＯＦＴ２００４−７（２００４）
【非特許文献２】二口和督、他“エアホール型Ｙｂ添加ダブルクラッドファイバ”、２００３年  電子情報通信学会総合大会、Ｃ−３−８８
【特許文献１】特開２００２−５５２４２号公報
【特許文献２】特開２００２−９７０３４号公報
【特許文献３】特開２００２−２１１９４１号公報
【特許文献４】特開２００４−２３８２４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１〜４にそれぞれ記載されている従来のフォトニッククリスタルファイバ製造方法には、次のような問題があった。
【０００８】
特許文献１には、筒状のサポート管内に、サポート管の中心軸と平行に多数のキャピラリを最密充填すると共に、中実のコアとなるコア部材を該サポート管の中心軸部に配置してプリフォームを作製し、該プリフォームを線引き加工により細径化するフォトニッククリスタルファイバの製造方法において、図３に示すようにキャピラリ９の外周の横断面形状を六角形状とし、キャピラリ９同士が融着して隙間のないキャピラリ層１０を形成することを特徴とする方法が開示されている。
しかし、このような外周の横断面形状が六角形のキャピラリ９を作製することは、通常の円管状（外周の横断面形状が円形）のキャピラリに比べて、さらに加工作業が必要であるため、最終的にプリフォーム製造コストが高くなるという問題がある。
【０００９】
特許文献２には、ファイバ中心を長手方向に延び且つ中実又は中空に形成されたコアと、該コアを囲むように設けられ且つ該コアに沿って延びる多数の細孔を有する多孔部とを備えたフォトニッククリスタルファイバの製造方法において、筒状のサポート管内に、サポート管の中心軸と平行に多数のキャピラリを充填すると共に、中実のコアとなるコアロッドをサポート管の中心軸に配置してプリフォームを作製し、そのプリフォームを線引き加工により細径化する方法が開示されている。具体的には、図４に示すように、内壁の横断面形状が六角形をなしているサポート管１２を用い、このサポート管１２内にコアロッド１３と多数のキャピラリ１４を充填して作製されたプリフォーム１１が例示されている。この方法と特許文献１記載の方法とを組み合わせることで、キャピラリ間に隙間のないプリフォームを作製することができる。
しかし、特許文献２に記載された従来技術にあっては、特許文献１の方法と同様に、内壁の横断面形状が六角形をなしているサポート管を作製することが、通常の円管状（内壁の横断面形状が円形）をなしているサポート管の作製に比べ、さらに加工作業が必要であるため、最終的に製造コストが高くなるという問題がある。
【００１０】
特許文献３には、線引き加工時における水酸基（ＯＨ基）の形成を抑制させるために、図５に示すように、各々のキャピラリ１５の両端を封止したプリフォーム１７を作製し、線引きしてフォトニッククリスタルファイバを製造する方法が開示されている。図５中、符号１５はキャピラリ、１５ａはキャピラリ封止部、１６はサポート管、１６ａはサポート管封止部、１７はプリフォーム、１７ａは補助パイプ、１８は線引き炉である。
水酸基の存在は、波長１．３８μｍの波長の光を吸収することから、光ファイバとして伝送損失の劣化を招き望ましくない。特許文献３記載の方法は、線引き加工時の水酸基の形成を抑制するには有効と思われるが、本発明者らが検討したところ、線引き工程で長手方向に空孔径が変化してしまい、安定した構造のフォトニッククリスタルファイバが製造できない可能性があった。これは、線引きが進むにつれて、両端封止したキャピラリ１５内部の圧力が徐々に変化してしまうことが原因と考えられる。また、両端封止後の線引き工程では、封止したときの圧力が維持されているので、線引き工程中に空孔径の調整を行うことができず、歩留まりが悪くなる問題がある。
さらに、線引き工程でキャピラリ１５の一部が変形してしまうという現象も生じた。これは、キャピラリ１５の両端を封止する際に、それぞれのキャピラリ１５で僅かながら内圧に差が生じてしまい、その結果、線引き工程において空孔サイズにばらつきが生じたためと考えられる。これを防止するには封止時に正確な内圧の管理が必要であり、安定してフォトニッククリスタルファイバの生産を行う上で問題がある。
【００１１】
特許文献４には、サポート管内に、中実のコアとなるコアロッド及びクラッド部となる複数のキャピラリ、又は、中空のコアとなるコア形成空間を形成し且つクラッド部となる複数のキャピラリを充填してプリフォームを作製するプリフォーム作製工程と、そのプリフォームを加熱及び延伸してファイバ状に延伸する線引き工程とを備えるフォトニッククリスタルファイバの製造方法が開示されている。また特許文献４には、線引き工程として、図６に示すように、キャピラリ１９をサポート管２０にその後端が突出する状態で配置したプリフォームを、キャピラリ外部圧力制御用チャンバ２１とキャピラリ内部圧力制御用チャンバ２２が設けられた線引き装置に取り付け、線引き工程時にサポート管２０内の複数のキャピラリ１９の外部圧力、及び／又は、複数のキャピラリの内部圧力を制御することで目的のフォトニッククリスタルファイバを得ている。
しかし、このような圧力調整は、圧力制御部につなげる部分のプリフォーム加工が複雑になり、また圧力制御系も複雑であることからファイバの作製コストが高くなってしまうという問題がある。
【００１２】
また、フォトニッククリスタルファイバの構造的な問題もある。図７は、非特許文献２で挙げたダブルクラッドファイバの別な例として、断面円形の第一クラッド２５を備えるダブルクラッドファイバ作製用のプリフォーム２３を示す断面図である。このプリフォーム２３は、コア２４とそれを囲む第一クラッド２５とからなるコア／クラッド構造をもったコアロッドを第二クラッドとなる石英管２７に収容し、コアロッドと石英管２７の間にキャピラリ２６を充填して構成されている。
このようなプリフォーム２３を作製する際に、第一クラッド２５のＮＡを高く保つためには、キャピラリ２６内の孔径を膨らませ、キャピラリ２６間の隙間を潰す必要がある。そのため紡糸工程では、キャピラリ２６内の圧力を高く、キャピラリ２６間の隙間の圧力を低く調整する必要がある。このようなプリフォーム２３を作製する場合、従来のキャピラリ外周形状やサポート管内壁形状を加工することは難しく、たとえ作製できたとしても非常に高コストなフォトニッククリスタルファイバになってしまう。
また、紡糸工程で一度にそれぞれの圧力を制御しようとすると非常に複雑な制御系となってしまう。
【００１３】
同様に、図８のような内壁の横断面形状が六角形の孔を有するサポート管３１内にコアロッド２９と多数のキャピラリ３０を充填してなるプリフォーム２８を作製する場合も同様である。特許文献４に記載されているように、キャピラリ３０を長くすることで改善は可能であるが、キャピラリ３０は非常に細いので無理な力が加わると割れやすく、安定して加工することが困難であった。
【００１４】
本発明は前記事情に鑑みてなされ、低コストで入手可能な円管状のキャピラリとサポート管を用いて高品質のフォトニッククリスタルファイバを安定して高い歩留まりで製造可能な方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
前記目的を達成するため、本発明は、筒状のサポート管内に、複数本のキャピラリと共に中実のコアロッド又は中空のコア管を配置してプリフォームを作製し、該プリフォーム内のキャピラリ同士を融着させてキャピラリ間の隙間を塞いだ後、該プリフォームを線引き加工して、コアが複数の空孔で囲まれた構造を持ったフォトニッククリスタルファイバを得ることを特徴とするフォトニッククリスタルファイバの製造方法を提供する。
【００１６】
本発明のフォトニッククリスタルファイバの製造方法において、中実のコアロッドが、コア／クラッド構造を有していることが好ましい。
【００１７】
本発明のフォトニッククリスタルファイバの製造方法において、キャピラリの外周の横断面形状がほぼ真円であることが好ましい。
【００１８】
本発明のフォトニッククリスタルファイバの製造方法において、サポート管の内壁の横断面形状がほぼ真円であることが好ましい。
【００１９】
本発明のフォトニッククリスタルファイバの製造方法において、筒状のサポート管内に、複数本のキャピラリと共に中実のコアロッドを配置し、プリフォームを作製する際に、片端を封止したキャピラリを用いてプリフォームを作製し、次に、適切な圧力下でキャピラリを両端封止し、その後にキャピラリ同士を融着させてキャピラリ間の隙間を塞ぐことが好ましい。
【００２０】
本発明のフォトニッククリスタルファイバの製造方法において、筒状のサポート管内に、複数本のキャピラリと共に中実のコアロッドを配置してプリフォームを作製し、一体化する際に、キャピラリ間の隙間を塞ぎ、その後、線引き工程において、プリフォームに均一な圧力を加えながら線引きを行うことが好ましい。
【００２１】
また本発明は、前述した本発明に係る製造方法によって製造されたフォトニッククリスタルファイバを提供する。
【００２２】
また本発明は、中実のコアロッド又は中空のコア管とそれを囲む複数本のキャピラリとが筒状のサポート管内に充填されてなるフォトニッククリスタルファイバ製造用プリフォームであって、隣り合うキャピラリが溶着されていることを特徴とするフォトニッククリスタルファイバ製造用プリフォームを提供する。
【００２３】
本発明のフォトニッククリスタルファイバ製造用プリフォームにおいて、中実のコアロッドが、コア／クラッド構造を有していることが好ましい。
【００２４】
本発明のフォトニッククリスタルファイバ製造用プリフォームにおいて、溶着前のキャピラリの外周の横断面形状がほぼ真円であることが好ましい。
【００２５】
本発明のフォトニッククリスタルファイバ製造用プリフォームにおいて、サポート管の内壁の横断面形状がほぼ真円であることが好ましい。
【００２６】
本発明のフォトニッククリスタルファイバ製造用プリフォームにおいて、キャピラリの片端が封止されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の製造方法は、筒状のサポート管内に、複数本のキャピラリと共に中実のコアロッド又は中空のコア管を配置してプリフォームを作製し、該プリフォーム内のキャピラリ同士を融着させてキャピラリ間の隙間を塞いだ後に、線引き加工によりファイバ化するので、容易に、しかも安定してキャピラリ間の隙間を塞ぐことができ、線引き時には、均一な径の空孔に対して一つの圧力を制御すればよいので、容易に設計した通りの空孔サイズ、空孔位置を有するフォトニッククリスタルファイバを得ることができる。
また、コア／クラッド構造を有する中実のコアロッドを用いることによって、コアにＥｒやＹｂのような希土類元素を添加し、高出力なレーザ発振が可能な光増幅器用やファイバレーザ用のファイバを得ることができる。さらに、このコアに希土類元素と共にＡｌやＰなどを共添加することで、変換効率を改善することができる。更に、コアにＧｅを添加することで、ファイバグレーティングなどを作製することも可能である。
また、横断面形状がほぼ真円のキャピラリを用いることができるので、特別な加工が不要であり、作製、入手が容易である。そのためフォトニッククリスタルファイバを低コストで作製することができる。
また、内壁の横断面形状がほぼ真円のサポート管を用いることができるので、特別な加工が不要であり、作製、入手が容易である。そのためフォトニッククリスタルファイバを低コストで作製することができる。
また、プリフォームを作製し、一体化する際に、キャピラリ間の隙間を塞ぎ、その後、線引き工程において、プリフォーム断面に均一な圧力を加えながら線引きを行うことができるので、キャピラリ間の隙間を容易に塞ぐことができ、最終的に不要な部分に空孔を残すことなくフォトニッククリスタルファイバを作製することができる。
また、一体化する際に、キャピラリ間の隙間を塞ぎ、その後、線引き工程において、プリフォーム断面に均一な圧力を加えながら線引きを行うことができるので、設計した通りの空孔サイズ、位置を維持しながら、長尺のフォトニッククリスタルファイバを歩留まり良く製造することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
本発明のフォトニッククリスタルファイバ（以下、ファイバと記す。）の製造方法は、筒状のサポート管内に、複数本のキャピラリと共に中実のコアロッド又は中空のコア管を配置してプリフォームを作製し、該プリフォーム内のキャピラリ同士を融着させてキャピラリ間の隙間を塞いだ後、該プリフォームを線引き加工して、コアが複数の空孔で囲まれた構造を持ったファイバを得ることを特徴としている。
【００２９】
本発明の製造方法において、製造するファイバの構造や材質、コア径、コアの比屈折率差、クラッド径、空孔の数及び直径、空孔の配置構造は限定されず、従来公知の各種ファイバの製造に適用することができる。
【００３０】
本発明の製造方法において、プリフォームの作製に用いるサポート管、キャピラリ及びコアロッド（又はコア管）は、石英ガラスからなることが好ましい。中実のコアロッドとしては、線引き後にファイバのコアとなる部分のみからなる石英ガラス製の細径コアロッド、あるいは、高屈折率の石英ガラスからなるコアとそれを囲んでコアよりも低屈折率の石英ガラスからなる第一クラッドとからなるコア／クラッド構造をもったコアロッドが挙げられる。
【００３１】
本発明の製造方法において、中実のコアロッドにはＥｒやＹｂなどの希土類元素を添加することができる。特に、コア／クラッド構造をもったコアロッドのコアに前記希土類元素を添加することによって、高出力な増幅特性を有するダブルクラッドファイバを得ることができる。さらに、このコアには、前記希土類元素と共にＡｌやＰなどを共添加することができ、ＡｌやＰなどを共添加することによって変換効率を改善することができる。また、コアにＧｅを添加し、ファイバグレーティングを作製することも可能である。
【００３２】
本発明の製造方法において、プリフォームの作製に用いるキャピラリは、外周の横断面形状がほぼ真円であるもの、すなわち円管状のキャピラリが好ましい。外周の横断面形状がほぼ真円のキャピラリは、石英ガラスからなる円管状の母材を線引き加工して簡単に製造でき、外周の横断面形状を多角形に成形するような余分な後加工が必要なく、低コストで入手可能である。
【００３３】
本発明の製造方法において、プリフォームの作製に用いるサポート管は、内壁の横断面形状がほぼ真円であるもの、すなわち円管状のサポート管が好ましい。この種のサポート管は、容易に製造でき、また内壁の横断面形状を多角形に研削加工するような余分な後加工が必要なく、低コストで入手可能である。
【００３４】
本発明の製造方法では、まず、前述したサポート管、キャピラリ及びコアロッドを用意し、サポート管内にコアロッドと多数本のキャピラリを、コアロッドが中心となるように充填し、プリフォームを作製する。本発明の好ましい実施形態において、このプリフォーム作製の際、片端を封止したキャピラリを用いてプリフォームを作製する。
【００３５】
図９は、本発明の製造方法においてプリフォーム作製工程を例示する構成図であり、この図中、符号３２は第二クラッドとなる石英管、３３は高屈折率のコアとそれを囲む第一クラッドとからなるコア／クラッド構造を持つコアロッド、３４は片端を封じたキャピラリ、３５は石英管３２の一端に取り付けたコネクタ、３６は石英ダミー棒、３７はバーナーである。本例示において、石英管３２は円管状であり、コアロッド３３は円柱状であり、またキャピラリ３４は円管状である。このプリフォームは、コアロッド３３の周囲に多数本のキャピラリ３４をその封止側をコネクタ３５側に向けた状態で配置し、石英管３２内に挿入し、石英管３２の開口端から石英ダミー棒３６を挿入する。次に、バーナー３７で加熱して石英ダミー棒３６の一端部を石英管３２に融着する。次に、キャピラリ３４の内圧力を適切な圧力に制御しつつ、バーナー３７で加熱してキャピラリ３４の開口端を封じ、キャピラリ３４を両端封止する。
【００３６】
次に、プリフォーム内のキャピラリ３４同士を融着させてキャピラリ３４間の隙間を塞いで一体化する。
図１０は、前記プリフォーム一体化工程を例示する構成図であり、この図中、符号３２〜３５は図９の符号３２〜３５と同じ構成要素であり、さらに符号３８は圧力調整系、３９はヒーターである。この一体化工程では、石英管３２内にコネクタ３５を介して圧力調整系３８を接続し、管内の圧力を調整可能とし、ヒーター３９によりプリフォームの局部を加熱し、必要に応じて図中矢印方向にプリフォームを延伸し、所定圧力下でプリフォーム内のキャピラリ３４同士を融着させる。さらにヒーター３９とプリフォームの相対位置をプリフォーム長手方向に沿って移動させながら、プリフォーム全長にわたって加熱、延伸し、所定圧力下でプリフォーム内のキャピラリ３４同士を融着させてキャピラリ３４間の隙間を塞ぐとともに、コアロッド３３，キャピラリ３４及び石英管３２を融着させて一体化する。
【００３７】
次に、一体化を終えたプリフォームを線引きし、ファイバを製造する。この線引き工程もプリフォームに均一な圧力を加えながら線引きを行うことが好ましい。
【００３８】
この製造方法では、サポート管となる石英管３２内に、複数本のキャピラリ３４と共に中実のコアロッド３３を配置してプリフォームを作製し、該プリフォーム内のキャピラリ３４同士を融着させてキャピラリ間の隙間を塞いだ後に、線引き加工によりファイバ化するので、容易に、しかも安定してキャピラリ３４間の隙間を塞ぐことができ、線引き時には、均一な径の空孔に対して一つの圧力を制御すればよいので、容易に設計した通りの空孔サイズ、空孔位置を有するファイバを得ることができる。
また、コア／クラッド構造を有する中実のコアロッド３３を用いることによって、コアにＥｒやＹｂのような希土類元素を添加し、高出力なレーザ発振が可能な光増幅器用やファイバレーザ用のファイバを得ることができる。さらに、このコアに希土類元素と共にＡｌやＰなどを共添加することで、変換効率を改善することができる。更に、コアにＧｅを添加することで、ファイバグレーティングなどを作製することも可能である。
また、横断面形状がほぼ真円のキャピラリ３４と、内壁の横断面形状がほぼ真円のサポート管である石英管３２を用いることができるので、特別な加工が不要であり、作製、入手が容易である。そのためファイバを低コストで作製することができる。
また、プリフォームを作製し、一体化する際に、キャピラリ３４間の隙間を塞ぎ、その後、線引き工程において、プリフォーム断面に均一な圧力を加えながら線引きを行うことができるので、キャピラリ間の隙間を容易に塞ぐことができ、最終的に不要な部分に空孔を残すことなくファイバを作製することができる。
また、一体化する際に、キャピラリ３４間の隙間を塞ぎ、その後、線引き工程において、プリフォーム断面に均一な圧力を加えながら線引きを行うことができるので、設計した通りの空孔サイズ、位置を維持しながら、長尺のファイバを歩留まり良く製造することが可能となる。
【実施例】
【００３９】
［実施例１］
外径４２ｍｍ、内径３３ｍｍの円管状をなす石英管３２に、Ｅｒを１３００質量ｐｐｍ及びＡｌを２５０００質量ｐｐｍ添加した比屈折率差０．３５％のコアと該コアを囲む第一クラッドを有する外径３１ｍｍの石英ガラスからなる円柱状のコアロッド３３を挿入し、図９のように、その間に片端を封止した外径１ｍｍのキャピラリ３４を詰めた。その後、コネクタ３５と反対側から石英ダミー棒３６を挿入し、回転させながらバーナー３７で石英管３２と石英ダミー棒３６を溶着した。この際、石英管３２内部に不活性ガスを流しながら作業を行うことで、石英管３２内部の汚染を防止することができた。また、加熱することで、キャピラリ３４内部を乾燥させることができ、紡糸工程での破裂を防止することができた。
【００４０】
その後、石英管３２内部の内圧（大気圧との差圧）を−２２００ｍｍＨ２Ｏとし、キャピラリ３４をコアロッド３３の第一クラッド外周に溶着させながら封止した。この時点で減圧しているのは、このときの温度と一体化時の温度が異なり、一体化時の温度が高いためである。
【００４１】
さらに、このプリフォーム内部の内圧（大気圧との差圧）を−８０００ｍｍＨ２Ｏとし、図１０に示す一体化装置にてキャピラリ３４の隙間を潰しながら一体化した。このときの一体化の様子を図１０に示す。またこの一体化により得られたプリフォームの断面を図１１に示す。図１１に示すダブルクラッドファイバ製造用のプリフォーム４０は、中心のコア４１とそれを囲む第一クラッド４２とからなるコアロッドと、第一クラッド４２の外周に隙間なく融着された多数のキャピラリ４３と、それらを囲む石英管３２が融着一体化した第二クラッド４４とからなっている。
【００４２】
このプリフォーム４０を線引き装置にかけ、空孔部の内圧（大気圧との差圧）を＋４５０ｍｍＨ２Ｏとし、紡糸を行った。得られたダブルクラッドファイバ４５の断面を図１２に示す。得られたダブルクラッドファイバ４５は、中心のコア４６と、コア４６外周に設けられた第一クラッド４７と、第一クラッド４７を囲んで設けられた多数の空孔４８と、空孔４８の外周に設けられた第二クラッド４９とからなっている。このダブルクラッドファイバ４５はキャピラリ３４間の隙間がなく、またキャピラリ３４の部分が均等に空孔４８となっていることが分かる。このダブルクラッドファイバ４５の第一クラッド４７直径は４０μｍであり、この第１クラッド４７のＮＡは０．５と高い値であった。このときの第二クラッド４９外径は１２５μｍであった。
【００４３】
［実施例２］
紡糸前のプリフォーム作製までは実施例１と同じ方法でプリフォームを準備した。
このプリフォームを線引き装置にかけ、空孔部の内圧（大気圧との差圧）を＋４７０ｍｍＨ２Ｏとし、紡糸を行った。得られたダブルクラッドファイバ５０の断面を図１３に示す。得られたダブルクラッドファイバ５０は、中心のコア５１と、コア５１外周に設けられた第一クラッド５２と、第一クラッド５２を囲んで設けられた多数の空孔５３と、空孔５３の外周に設けられた第二クラッド５４とからなっている。このダブルクラッドファイバ５０はキャピラリ３４間の隙間がなく、またキャピラリ３４の部分が均等に空孔５３となり、さらに第一クラッド５２と第二クラッド５４間のガラス部分も非常に薄くなっていることが分かる。このファイバの第一クラッドのＮＡは０．７と高い値であった。このときのクラッド外径は１２５μｍであった。
【００４４】
［実施例３］
コアにＹｂを１００００質量ｐｐｍ、Ａｌを２５０００質量ｐｐｍ添加したコア／クラッド構造を有するコアロッド３３を用いた以外は、紡糸前のプリフォーム作製までは実施例１と同じ方法でプリフォームを準備した。
このプリフォームを線引き装置にかけ、空孔部の内圧（大気圧との差圧）を＋４７０ｍｍＨ２Ｏとし、紡糸を行った。得られたダブルクラッドファイバ５０の断面を図１３に示す。得られたダブルクラッドファイバ５０は、キャピラリ３４間の隙間がなく、またキャピラリ３４の部分が均等に空孔５３となり、さらに第一クラッド５２と第二クラッド５４間のガラス部分も非常に薄くなっていることが分かる。このダブルクラッドファイバ５０の第一クラッド５２の直径は２００μｍであり、この第一クラッド５２のＮＡは０．７と高い値であった。このときの第二クラッド５４外径は２５０μｍであった。
【００４５】
［実施例４］
外径４０ｍｍ、内径２０ｍｍの円管状の石英管３２に、外径１．５ｍｍ、内径０．８ｍｍの多数本のキャピラリ３４とそのキャピラリ３４の束の中心部にくるように配されたコアロッドを挿入した。プリフォームの組み上げは図９と同様の配置で行った。その後、コネクタ３５と反対側から石英ダミー棒３６を挿入し、回転させながらバーナー３７で石英管３２と石英ダミー棒３６を溶着した。この際、石英管３２内部に不活性ガスを流しながら作業を行うことで、石英管３２内部の汚染を防止することができた。また、加熱することで、キャピラリ３４内部を乾燥させることができ、紡糸工程での破裂を防止することができた。その後、石英管３２内部の内圧（大気圧との差圧）を−８０００ｍｍＨ２Ｏとし、延伸機にてキャピラリ３４の隙間を潰しながら一体化した。
【００４６】
このプリフォームを線引き装置にかけ、空孔部の内圧（大気圧との差圧）を＋２９０ｍｍＨ２Ｏとし、紡糸を行った。得られたファイバ５５の断面を図１４に示す。得られたファイバ５５は、中心のコア５６と、それを囲む多数の空孔５７と、その外周のクラッド５８とからなっている。このファイバ５５はキャピラリ３４間の隙間がなく、また、キャピラリ３４の部分が均等に空孔５７となっていることが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】ホールアシスト型ホーリーファイバを例示する断面図である。
【図２】ダブルクラッドファイバを例示する断面図である。
【図３】従来のファイバ製造法の第１例を示すキャピラリの断面図である。
【図４】従来のファイバ製造法の第２例を示すプリフォームの断面図である。
【図５】従来のファイバ製造法の第３例を示すプリフォームの側面図である。
【図６】従来のファイバ製造法の第４例を示す線引き装置の構成図である。
【図７】ダブルクラッドファイバ製造用のプリフォームを例示する断面図である。
【図８】別なファイバ製造用のプリフォームを例示する断面図である。
【図９】本発明の実施例におけるプリフォーム作製工程を示す構成図である。
【図１０】本発明の実施例におけるプリフォーム一体化工程を示す構成図である。
【図１１】本発明の実施例で作製したダブルクラッドファイバ製造用のプリフォームの断面図である。
【図１２】本発明の実施例で作製したダブルクラッドファイバの一例を示す断面図である。
【図１３】本発明の実施例で作製したダブルクラッドファイバの別の例を示す断面図である。
【図１４】本発明の実施例で作製した別のファイバを示す断面図である。
【符号の説明】
【００４８】
１…ホールアシスト型ホーリーファイバ、２…コア、３…クラッド、４Ａ，４Ｂ…空孔、５…ダブルクラッドファイバ、６…第一クラッド、７…エアホール層、８…第二クラッド、９，１０…キャピラリ、１１…プリフォーム、１２…サポート管、１３…コアロッド、１４…キャピラリ、１５…キャピラリ、１５ａ…キャピラリ封止部、１６…サポート管、１６ａ…サポート管封止部、１７…プリフォーム、１７ａ…補助パイプ、１８…線引き炉、１９…キャピラリ、２０…サポート管、２１…キャピラリ外部圧力制御用チャンバ、２２…キャピラリ内部圧力制御用チャンバ、２３…プリフォーム、２４…コア、２５…第一クラッド、２６…キャピラリ、２７…第二クラッド、２８…プリフォーム、２９…コアロッド、３０…キャピラリ、３１…サポート管、３２…石英管、３３…コアロッド、３４…キャピラリ、３５…コネクタ、３６…石英ダミー棒、３７…バーナー、３８…圧力調整系、３９…ヒーター、４０…プリフォーム、４１…コア、４２…第一クラッド、４３…空孔、４４…第二クラッド、４５…ダブルクラッドファイバ、４６…コア、４７…第一クラッド、４８…空孔、４９…第二クラッド、５０…ダブルクラッドファイバ、５１…コア、５２…第一クラッド、５３…空孔、５４…第二クラッド、５５…ファイバ、５６…コア、５７…空孔、５８…クラッド。
【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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