(57)【要約】      （修正有）【課題】  生産性が高く、光伝播損失の増大およびファイバ強度の低下の要因となるプリフォーム中の欠点の発生を抑制することができる光ファイバ製造の方法。【解決手段】  Ｂｉ２Ｏ３を３０〜８０ｍｏｌ％含有する光ファイバを、下記工程（ａ）〜（ｅ）を経て得られるコア・クラッド構造のプリフォームを線引きして製造する。（ａ）表面を酸洗浄したコア用ガラスロッドを第１のクラッド用ガラス管に挿入。（ｂ）前記コア用ガラスロッドと前記第１のクラッド用ガラス管との隙間を減圧しながら加熱延伸してコア・クラッド構造の第１のプリフォームを作製。（ｃ）前記第１のプリフォームの表面を酸洗浄して第２のクラッド用ガラス管に挿入。（ｄ）表面を酸洗浄した前記第１のプリフォームと前記第２のクラッド用ガラス管との隙間を減圧しながら加熱延伸してコア・クラッド構造を有する第２のプリフォームを作製。（ｅ）前記第２のプリフォームの表面を酸洗浄する。【選択図】        図１
2006089318.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コアおよびクラッドがＢｉ２Ｏ３を３０〜８０ｍｏｌ％含有するガラス材料からなる光ファイバの製造方法であって、下記工程（ａ）〜（ｅ）を経て得られるコア・クラッド構造を有する線引き用プリフォームを線引きして光ファイバとすることを特徴とする光ファイバ製造方法。
（ａ）表面を酸洗浄されたコア用ガラスロッドを第１のクラッド用ガラス管に挿入する工程。
（ｂ）前記コア用ガラスロッドと前記第１のクラッド用ガラス管との隙間を減圧しながら加熱延伸してコア・クラッド構造を有する第１のプリフォームを作製する工程。
（ｃ）前記第１のプリフォームの表面を酸洗浄して第２のクラッド用ガラス管に挿入する工程。
（ｄ）表面を酸洗浄された前記第１のプリフォームと前記第２のクラッド用ガラス管との隙間を減圧しながら加熱延伸してコア・クラッド構造を有する第２のプリフォームを作製する工程。
（ｅ）前記第２のプリフォームの表面を酸洗浄する工程。
【請求項２】
（ｂ）の工程において、加熱延伸が多段階に行われていることを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ製造方法。
【請求項３】
前記コア用ガラスロッドが、溶解・攪拌したガラス材料を坩堝に注入して溶解温度にて所定時間清澄した後に当該坩堝内で徐冷し、得られた第１の成形体を所望の寸法に機械加工した第２の成形体から作製されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光ファイバ製造方法。
【請求項４】
前記コア用ガラスロッドが、前記第２の成形体を酸洗浄した後に多段階に加熱延伸して作製されていることを特徴とする請求項３に記載の光ファイバ製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバの製造方法に関し、より詳細にはビスマス系ガラス光ファイバの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
通信サービスの多様化に対応できる光通信方式として、波長多重のチャンネル数を増加させて伝送容量の増大を図る波長多重光通信（ＷＤＭ：Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）方式等の開発が進められている。特に、Ｂｉ２Ｏ３を主原料としたビスマス系ガラス光ファイバは、波長が１５３０ｎｍ〜１６２０ｎｍの光通信帯域における光増幅器用ファイバとして有望な光ファイバとして知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
光増幅器用ファイバとは、光ファイバ中を伝送される光信号の減衰を補償するためのもので、コアガラスに、例えば希土類元素の一つエルビウム（Ｅｒ）イオンなどを添加した光ファイバが用いられている。そして、ビスマス系ガラスからなる光増幅器用ファイバは、一般に通信網で使用されている石英系ガラスからなる光増幅器用ファイバに比して、広帯域にわたって大きな増幅率を得られるため、約１／１００の長さで済む特長を有している。また、他の光増幅器用ファイバとしては、ビスマス系ガラス光ファイバと石英系ガラス光ファイバの他に、フッ化物系ガラス光ファイバが例示される。
【０００４】
石英系ガラス光ファイバの製造方法は、ガスバーナ中で合成したガラス微粒子を吹きつけて、母材をつらら状に連続的に成長させる気相軸付け（ＶＡＤ：Ｖａｐｏｒ  ｐｈａｓｅ  Ａｘｉａｌ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法が一般的に用いられており、高い生産性と安定な製造方法として確立されている。
【０００５】
一方、フッ化物系ガラス光ファイバの製造方法は、溶融温度での低粘性という特徴を生かして、融液コアガラスと融液クラッドガラスを同一モールド内ヘキャスティングし、一体化してガラス化することでコア・クラッド構造を有するプリフォームを成形する方法が知られている。コアとクラッドが一体化した直後のプリフォーム中のコアは、長さ方向には一定とならずテーパ状であるが、コア径を一定化する調整工程を後に複数工程設けているため、最終的には一定なコア径が安定に得られる。
【０００６】
これに対し、粘性の高い酸化物ガラスであるビスマス系ガラスに、上記した融液同士のコアガラスとクラッドガラスを一体化させる方法を適用した場合に、ビスマスガラスは粘性が高いためキャスティングした際に発生する気泡の抜けが悪く、プリフォーム中に気泡が残存して光ファイバの欠点となる問題が生じてしまう。さらに、ビスマス系ガラスの粘性の高さは、キャスティングしてから固化するまでの時問を短くし、プリフオーム中のコア形状の安定化を阻害する要因となるため、ビスマス系ガラス光ファイバの安定した製造方法として上記した融液同士のコアガラスとクラッドガラスを一体化させる方法を適用することは困難であった。
【０００７】
そこで、従来のビスマス系ガラス光ファイバの製造においては、固体クラッドガラスと融液コアガラスとを一体化させたプリフォームを機械加工した後、プレス機を用いた加熱押出しによって線引き用プリフォームを成形していた（例えば特許文献２参照）。この押出し成形によれば、再現良く線引き用プリフォームを得ることが可能で、しかも全製造工程が短く、線引き用プリフォームの製造効率を向上させることができる。
【特許文献１】特開２００３−１８３０４９号公報
【特許文献２】特開２００２−４７０２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来の押出し成形は、押出し成形の原理から、線引き用プリフォームの長さ方向において、コア径が一定となる部分が短くなってしまい、生産性を向上させるために更なる対策が望まれていた。
【０００９】
さらに、固体クラッドガラスと融液コアガラスを一体化する際に、固体クラッドが融液コアにより再加熱されるため、コアガラスとクラッドガラスとの界面近傍に結晶やガス発生による気泡などの欠点が発生する可能性があり、光ファイバに線引きされた際に光伝播損失が増大し、また、ファイバ強度が低下する虞があった。
【００１０】
本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、生産性が高く、光伝播損失の増大およびファイバ強度の低下の要因となるプリフォーム中の欠点の発生を抑制することができる光ファイバ製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前述した目的を達成するために、本発明にかかる光ファイバ製造方法は、コアおよびクラッドがＢｉ２Ｏ３を３０〜８０ｍｏｌ％含有するガラス材料からなる光ファイバの製造方法であって、下記工程（ａ）〜（ｅ）を経て得られるコア・クラッド構造を有する線引き用プリフォームを線引きして光ファイバとすることを特徴としている。
（ａ）表面を酸洗浄されたコア用ガラスロッドを第１のクラッド用ガラス管に挿入する工程。
（ｂ）前記コア用ガラスロッドと前記第１のクラッド用ガラス管との隙間を減圧しながら加熱延伸してコア・クラッド構造を有する第１のプリフォームを作製する工程。
（ｃ）前記第１のプリフォームの表面を酸洗浄して第２のクラッド用ガラス管に挿入する工程。
（ｄ）表面を酸洗浄された前記第１のプリフォームと前記第２のクラッド用ガラス管との隙間を減圧しながら加熱延伸してコア・クラッド構造を有する第２のプリフォームを作製する工程。
（ｅ）前記第２のプリフォームの表面を酸洗浄する工程。
【００１２】
上記のように構成された光ファイバ製造方法においては、まず、個別に作製されたコア用ガラスロッドを第１のクラッド用ガラス管に挿入し、加熱延伸して第１のプリフォームを作製する。コア用ガラスロッドの径は、第１のクラッド用ガラス管に干渉することなく挿入できるように第１のクラッド用ガラス管の内径よりも小径とされており、コア用ガラスロッドと第１のクラッド用ガラス管との間に生じる隙間を密封して減圧しながら加熱延伸することにより、コア用ガラスロッドと第１のクラッド用ガラス管とが密接に一体化される。
【００１３】
通常、光増幅器用ファイバはシングルモード光ファイバとされるため、コア／クラッド径比を典型的には１０／１２５以下の小さなものとする必要があり、第１のプリフォームを直接線引きしても所望のコア／クラッド径比を得ることができないので、第１のプリフォームを第２のクラッド用ガラス管に挿入し、第１のプリフォームと第２のクラッド用ガラス管との間に生じる隙間を減圧しながら加熱延伸することで再度一体化し、外径調整を行う。
【００１４】
まず、加熱延伸により所定の径に細径化された第１のプリフォームの表面に、予め強酸によるエッチング洗浄を施す。第１のプリフォーム表面と第２のクラッド用ガラス管の内周面との界面性状が光伝播品質に与える影響は小さいが、プリフォーム内に残存する汚れや空隙が、後の線引き工程などにおいて結晶化の起点となりファイバ強度の低下の要因となる虞があり、第１のプリフォーム表面にも強酸によるエッチング洗浄を施し、高い表面平滑度および清浄度を達成する。
【００１５】
次いで、表面を酸洗浄された第１のプリフォームを個別に作製された第２のクラッド用ガラス管に挿入し、加熱延伸して第２のプリフォームを作製する。第１のプリフォームの径は、第２のクラッド用ガラス管に干渉することなく挿入することができるように第２のクラッド用ガラス管の内径よりも小径とされており、第１のプリフォームと第２のクラッド用ガラス管との間に生じる半径方向の隙間を密封して減圧しながら加熱延伸することにより、第１のプリフォームと第２のクラッド用ガラス管とが密接に一体化される。
【００１６】
そして、線引き時におけるファイバ表面の結晶化を抑制するために、結晶化の起点となる汚れを予め除去しておく目的で第２のプリフォーム表面に強酸によるエッチング洗浄を施す。特にファイバ表面の結晶はファイバ強度の著しい劣化を招き、信頼性低下の直接的原因となるためである。以上の工程を経て線引き用プリフォームを作製する。
【００１７】
このようにして得られた線引き用プリフォームは、従来の押出し成形で作製された線引き用プリフォームよりもコア径が一定である領域が多いために生産性が高い。しかも、内部および表面の清浄度が高い（換言すれば、プリフォーム中の欠点が除去されている）ため、良好な光伝播特性および強度を有する光ファイバを線引きすることができる。
【００１８】
すなわち、コア用ガラスロッドとクラッド用ガラス管とを独立して作製し、互いに固体状態で一体化させており、これにより、コアガラスとクラッドガラスとの界面近傍において再加熱による結晶化および気泡の発生を抑制することができ、且つ、プリフォームの長さ方向においてコア径を一定とすることができる。これにより、生産性が高く、良好な光伝播特性および強度を有する光ファイバを得ることができる。
【００１９】
また、本発明にかかる光ファイバ製造方法は、上記した（ｂ）の工程において、加熱延伸が多段階に行われていることを特徴としている。
【００２０】
上記のように構成された光ファイバ製造方法においては、加熱延伸を多段階に行うことにより、各段階における延伸量を小さくして低加熱温度による延伸を実現することができ、加熱延伸時の再加熱によってプリフォーム表面に結晶が発生することを抑制することができる。ビスマス系ガラスは、結晶化温度が低く且つ結晶化速度が大きいため、加熱延伸を多段階に行うことは結晶の発生を抑制するのに特に有効である。さらに、加熱延伸を多段階に行うことは、同時に外径分布の微調整を可能とし、よって、良好なファイバの歩留まりを増加させて生産性を向上させることができる。
【００２１】
また、本発明にかかる光ファイバ製造方法は、前記コア用ガラスロッドが、溶解・攪拌したガラス材料を坩堝に注入して溶解温度において所定時間清澄した後に当該坩堝内で徐冷し、得られた第１の成形体を所望の寸法に機械加工した第２の成形体から作製されていることを特徴としている。
【００２２】
一般に、溶解・攪拌されたガラス材料は、溶解・攪拌用の坩堝内で清澄された後に、型枠に注入されて目的の形状にキャストして徐冷されるが、溶解・攪拌用の坩堝から型枠に移される際にガラス材料に気泡が混入する虞がある。これに対し、上記のように構成された光ファイバ製造方法においては、溶解・攪拌されたガラス材料を坩堝に注入して溶解温度において所定時間清澄し、十分に気泡が抜け出た段階で、坩堝にいれたまま徐冷するようにしているので、ガラス材料中の気泡をより確実に除去することができる。そして、得られた第１の成形体を所望の寸法に機械加工（例えば、研削加工など）した第２の成形体からコア用ガラスロッドを作製するので、光伝播損失の増大に直接的に関与する気泡が存在しないコア用ガラスロッドを作製することができる。
【００２３】
また、本発明にかかる光ファイバ製造方法は、前記コア用ガラスロッドが、前記第２の成形体を酸洗浄した後に多段階に加熱延伸して作製されていることを特徴としている。
【００２４】
上記のように構成された光ファイバ製造方法においては、第２の成形体の表面（後にコアガラスとクラッドガラスとの界面となる）に強酸によるエッチング洗浄を施しており、これにより、高い清浄度を有するコア用ガラスロッドを作製することができる。そして、表面を強酸によりエッチング洗浄された第２の成形体を多段階に加熱延伸しており、これにより、高い表面平滑度を有するコア用ガラスロッドを作製することができる。
【００２５】
即ち、機械加工された第２の成形体の表面を強酸によりエッチング洗浄した際に、所謂潜傷として知られる内部傷が第２の成形体の表面に顕在化する場合があり、この潜傷はコア用ガラスロッドと第１のクラッド用ガラス管とを一体化した際に空隙としてプリフォーム内に残存して重大な光伝播損失を引き起こす原因となるが、表面を酸洗浄された第２の成形体を加熱延伸することにより、急峻な形状をした表面傷（即ち、表面に顕在化した前記内部傷）を緩やかな形状とし、コア用ガラスロッドの表面の平滑度を向上させることができる。
【００２６】
さらに、加熱延伸を多段階に行うことにより、各段階における延伸量を小さくして低加熱温度による延伸を実現することができ、加熱延伸時の再加熱によってプリフォーム表面に結晶が発生することを抑制することができる。ビスマス系ガラスは、結晶化温度が低く且つ結晶化速度が大きいため、加熱延伸を多段階に行うことは結晶の発生を抑制するのに特に有効である。さらに、加熱延伸を多段階に行うことは、同時に外径分布の微調整を可能しプリフォームの長さ方向においてコア径を一定とすることができる。よって、良好なファイバの歩留まりを増加させて生産性を向上させることができる。尚、第２の成形体の外径は、第１のクラッド用ガラス管の内径よりも十分に太い径とされる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、生産性を向上させることができ、且つ、光伝播損失の増大およびファイバ強度の低下の要因となるプリフォーム中の欠点の発生を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の光ファイバ製造方法に係る一実施形態を示すフローチャート、図２はコア用ガラスロッドの製造方法を示すフローチャート、図３（Ａ）〜（Ｄ）はコア用ガラスロッドの製造工程を示す説明図、図４は本発明の光ファイバ製造方法に用いられる加熱延伸装置の一例を示す斜視図、図５は図４に示す加熱延伸装置の要部分解斜視図、図６は図５に示す加熱延伸装置の要部縦断面図である。
【００２９】
図４には、本発明にかかる光ファイバの製造方法に用いられる加熱延伸装置１０が示されている。この加熱延伸装置１０では、縦長の基台１１の上端部に上部延伸用可動部１２が基台１１に沿って上下移動可能に設けられており、上部延伸用可動部１２には取付棒１３が接続されている。取付棒１３の下端部には取付ジョイント１４を介して被延伸体１５（即ち、コア用ガラスロッドおよび第１のクラッド用ガラス管、第１のプリフォームおよび第２のクラッド用ガラス管）の上端が取り付けられている。
【００３０】
そして、被延伸体１５の下端には引き棒取付ジョイント１６が取り付けられており、この引き棒取付ジョイント１６には引き棒１７が取付けられている。この引き棒１７は基台１１の中央付近に設けられている電気炉１８を貫通して、基台１１の下部に上下移動可能に設けられている下部延伸用可動部１９に接続されている。
【００３１】
図５および図６を参照して、被延伸体１５に取り付けられる取付棒１３、取付ジョイント１４、引き棒取付ジョイント１６を詳細に説明する。尚、代表的に、第１のクラッド用ガラス管５と、このクラッド用ガラス管５に挿入されるコア用ガラスロッド１と、を被延伸体１５として説明する。尚、円柱形状に形成されているコア用ガラスロッド１の外径は、有底の中空円筒状に形成されている第１のクラッド用ガラス管５の中空部５ｃに干渉することなく挿入することができるように第１のクラッド用ガラス管５の内径よりも小径とされている。
【００３２】
取付棒１３は、略円柱形状に形成された胴部３０を有する。胴部３０の上端部には、加熱延伸装置１０の上部延伸用可動部１２に接続される接続部３１が設けられている。また、胴部３０の下端部には、該下端部よりも小径とされ外周面３２ａにネジ溝を切られたネジ部３２が突設されており、ネジ部３２の下端面３２ｂには、ネジ部３２よりも小径とされコア用ガラスロッド１を接合される接合部３３が突設されている。接合部３３はコア用ガラスロッド１と略同一径の円柱形状に形成されており、その下端面３３ａに耐熱性接着剤を塗布されて、コア用ガラスロッド１の上端面１ａと接着されている。
【００３３】
胴部３０およびネジ部３２の内部には、排気管３５が形成されており、この排気管３５は、接合部３３の近傍においてネジ部３２の下端面３２ｂに開口を有し、且つ、胴部３０の上端部において胴部３０から突出して設けられた取付管３４に接続しており、この取付管３４を介して不図示の真空ポンプに可撓性のチューブなどにより接続されている。
【００３４】
取付ジョイント１４は、略円柱形状に形成されており、上端部には取付棒１３のネジ部３２および接合部３３を収容可能な断面略円形状の凹部４１が設けられている。この凹部４１の上端部の内周面４１ａにはネジ溝が切られており、取付棒１３のネジ部３２と螺合して取付棒１３と一体とされる。
【００３５】
また、取付ジョイント１４の下端部には、第１のクラッド用ガラス管５の上端部に外嵌する嵌合部４０が凹設されている。嵌合部４０の内径は第１のクラッド用ガラス管５の外径よりも僅かに大きく設定されており、また、底面４０ａに耐熱性接着剤を塗布されて第１のクラッド用ガラス管５の上端面５ａと接着され、よって、嵌合部４０は第１のクラッド用ガラス管５の上端部に密着して嵌合している。
【００３６】
また、取付ジョイント１４には、凹部４１の底面４１ｂと嵌合部４０の底面４０ａにそれぞれ開口を有する挿通孔４２が設けられている。挿通孔４２の内径は、少なくともコア用ガラスロッド１の外径よりも大径とされて、コア用ガラスロッド１を挿通可能に形成されており、嵌合部４１に接合された第１のクラッド用ガラス管５の中空部５ｃに接続している。
【００３７】
引き棒取付ジョイント１６は、略円柱形状に形成されており、上端部には、第１のクラッド用ガラス管５の底部である下端部に外嵌する嵌合部５０が凹設されている。嵌合部５０の内径は第１のクラッド用ガラス管５の外径よりも僅かに大きく設定されており、また、底面５０ａに耐熱性接着剤を塗布されて第１のクラッド用ガラス管５の下端面５ｂと接着されている。
【００３８】
また、引き棒取付ジョイント１６の下端部には、引き棒１７を取り付けるための略円筒形状に形成された取付部５２が設けられている。取付部５２の周壁には半径方向に貫通する一対の貫通孔５３が設けられており、また、引き棒１７の上端部にも対応する貫通孔がもうけられており、引き棒１７は、その貫通孔を取付部５２の一対の貫通孔５３に一致させるようにして取付部５２の内部に挿嵌され、その貫通孔にピン部材を挿通されて取付部５２に取り付けられている。
【００３９】
図６に示されるように、取付棒１３は、その接合部３３に接合されたコア用ガラスロッド１を取付ジョイント１４の挿通孔４２を通して挿通孔４２に接続している第１のクラッド用ガラス管５の中空部５ｃに挿入しながら、ネジ部３２を取付ジョイント１４の凹部４１に螺合させて取付ジョイント１４と一体とされている。このとき、第１のクラッド用ガラス管５とコア用ガラスロッド１とは同軸に配置されており、第１のクラッド用ガラス管５の内周面とコア用ガラスロッド１の外周面および第１のクラッド用ガラス管５の底部内側面とコア用ガラスロッド１の下端面の間には隙間２３が画成されている。
【００４０】
隙間２３の開口は、取付ジョイント１４の挿通孔４２に接続し、この連通孔４２を介して取付ジョイント１４の凹部４１に連通している。この凹部４１は、取付棒１３のネジ部３２が気密状態に螺合して封止されており、且つ、凹部４１には、真空ポンプに接続されている取付棒３０の排気管３５の開口が配置されている。そして、隙間２３は、排気管３５を介して真空ポンプにより排気されて減圧される。
【００４１】
そして、第１のクラッド用ガラス管５およびクラッド用ガラス管５に挿入されたコア用ガラスロッド１は、電気炉１８内に送り込まれ、電気炉１８内において隙間２３を減圧された状態で加熱され、上部延伸用可動部１２の下降速度と下部延伸用可動部１９の下降速度との差により加熱延伸される。
【００４２】
次に、本発明の一実施形態である光ファイバの製造方法について説明する。
【００４３】
図１に示すように、本発明の一実施形態である光ファイバの製造方法は、コアおよびクラッドがＢｉ２Ｏ３を３０〜８０ｍｏｌ％含有するガラス材料からなり、コア／クラッド径比が１０／１２５以下の所謂シングルモード光ファイバの製造方法であって、まず、下記工程を経て得られるコア・クラッド構造を有する線引き用プリフォームを作製する。すなわち、表面を酸洗浄されたコア用ガラスロッドを第１のクラッド用ガラス管に挿入する工程（ステップＳ１）、コア用ガラスロッドと第１のクラッド用ガラス管との隙間を減圧しながら多段階に加熱延伸してコア・クラッド構造を有する第１のプリフォームを作製する工程（ステップＳ２）、第１のプリフォームの表面を酸洗浄して第２のクラッド用ガラス管に挿入する工程（ステップＳ３）、表面を酸洗浄された第１のプリフォームと第２のクラッド用ガラス管との隙間を減圧しながら加熱延伸してコア・クラッド構造を有する第２のプリフォームを作製する工程（ステップＳ４）、第２のプリフォームの表面を酸洗浄して線引き用プリフォームを作製する工程（ステップＳ５）。そして、以上の工程を経て作製された線引き用プリフォームを線引きして光ファイバを製造する（ステップＳ６）。
【００４４】
そして、図２に示すように、本発明の一実施形態である光ファイバの製造方法においては、上記ステップＳ１で用いられるコア用ガラスロッドを下記工程を経て作製する。すなわち、Ｂｉ２Ｏ３を３０〜８０ｍｏｌ％含有するガラス材料を溶解・攪拌する工程（ステップＳＡ１）、溶解・攪拌したガラス材料を坩堝に注入して溶解温度において所定時間清澄した後に当該坩堝内で徐冷して第１の成形体を作製する工程（ステップＳＡ２）、得られた第１の成形体を所望の寸法に機械加工して第２の成形体を作成する工程（ステップＳＡ３）、第２の成形体の表面を酸洗浄する工程（ステップＳＡ４）、表面を酸洗浄された第２の成形体４を多段階に加熱延伸する工程（ステップＳＡ５、ステップＳＡ６）、そして、表面を酸洗浄してコア用ガラスロッドを作製する（ステップＳＡ７）。
【００４５】
まず、図２および図３を参照してコア用ガラスロッドの作製（実施例）について説明する。
コアガラス材料１ａ（典型的なモル％表示組成は、Ｂｉ２Ｏ３：３７〜４７、ＳｉＯ２：２９〜３９、Ａｌ２０３：１〜６、Ｇａ２０３：１２〜２２、Ｌａ２Ｏ３：０．５〜３、ＣｅＯ２：０．１〜０．５、Ｅｒ２Ｏ２：０．０１〜１）を１１５０℃（典型的な温度である。以下この温度で説明する。）にて溶解・攪拌する（ステップＳＡ１）。溶解・攪拌したコアガラス材料１ａを、図３（Ａ）に示すような坩堝２内に注入する。坩堝２は、例えば、長手方向に垂直な断面において上底ｗ１略２０ｍｍ、下底ｗ２略１８ｍｍ、高さｈ略２０ｍｍの逆台形形状であって長さｌ略１６０ｍｍの内寸とされた所謂バスタブ型の白金製坩堝である。
【００４６】
次いで、坩堝２内に注入されたコアガラス材料１ａを泡抜きのため１１５０℃のまま溶解炉中で２時間清澄した後、坩堝２ごと徐冷炉に移し徐冷する（ステップＳＡ２）。徐冷後、図３（Ｂ）に示すように、固化した直方体の第１の成形体３を坩堝２から抜き取り、図３（Ｃ）に示すように、第１の成形体３を、例えば研削などの機械加工により円柱形状に成形し、且つ、表面に酸化セリウムを使用して鏡面研磨を施す（ステップＳＡ３）。これにより、気泡がなく且つ表面平滑度が高い直径φ１５ｍｍの第２の成形体４を作製する。
【００４７】
次いで、第２の成形体４の研磨剤残渣を取り除くために、第２の成形体４に強酸によるエッチング洗浄を施す（ステップＳＡ４）。このエッチング洗浄は、例えば、石英ガラス容器中に硝酸水を満たし、第２の成形体４の両端部を支持するテフロン製の治具を前記石英ガラス容器の底面と第２の成形体４の間に介装して、第２の成形体４を前記石英ガラス容器内に静置することにより行う。これにより、第２の成形体４の表面から２μｍをエッチングにより除去する。
【００４８】
次いで、図３（Ｄ）に示すように、第２の成形体４を多段階に加熱延伸してコア用ガラスロッド１を作製する（ステップＳＡ５、ステップＳＡ６）。まず、直径φ１５ｍｍの第２の成形体４を、加熱温度５７５℃にて直径φ５ｍｍに加熱延伸し（１次延伸：ステップＳＡ５）、次いで加熱温度５５５℃にて直径φ３ｍｍに加熱延伸して（２次延伸：ステップＳＡ６）、コア用ガラスロッド１を作製する。コア用ガラスロッド１の屈折率は、測定波長１．３０４μｍにおいて典型的には２．０３２である。
【００４９】
そして、上記の延伸工程においてコア用ガラスロッド１の表面に付着したパーティクルと結晶を取り除くために、コア用ガラスロッド１に上記エッチング洗浄を施す。これにより、コア用ガラスロッド１の表面から２μｍをエッチングにより除去する。この結果、コア用ガラスロッド１の内部に結晶は観察されないものとなる。
【００５０】
次に、上記ステップＳ１およびステップＳ３で用いる第１および第２のクラッド用ガラス管５，５´の作製について説明する。このクラッド用ガラス管５，５´は、いわゆる「ローテイショナルキャスティング法」（Ｄ．Ｃ．Ｔｒａｎ  ｅｔ  ａｌ。Ｅｌｅｃｔｒｏｎ．Ｌｅｔｔ．，Ｖｏｌ１８，１９８２，ＰＰ６５７−６５８.参照。）を用いて遠心力を利用して作製することができる。ここでは、３４０℃で予熱した内径φ１５ｍｍの円筒状鋳型を回転成形機へ載せ、１１５０℃（典型的な温度である。）にて溶解したクラッドガラス融液（典型的なモル％表示組成は、Ｂｉ２Ｏ３：３７〜４７、ＳｉＯ２：２９〜３９、Ａｌ２０３：１〜６、Ｇａ２０３：１２〜２２、Ｌａ２Ｏ３：０．５〜３、ＣｅＯ２：０．１〜０．５）を前記円筒状鋳型へ流し込み、横向き状態で３０００ｒｐｍで回転させ、内径φ略４．０ｍｍ、長さ略１５０ｍｍの、有底の中空円筒形のクラッド用ガラス管５，５´を作製する。クラッド用ガラス管５，５´それぞれの屈折率は、測定波長１．３０４μｍにおいて典型的には２．０２２である。このようなローテイショナルキャスティング法により作製したガラス管の内周面はファイアポリッシュ面であることが特長として知られており、クラッド用ガラス管５，５´の内周面を詳細に観察すると、極めて高い平滑度を有していることが確認できるものとなる。
【００５１】
以上のようにして得られるコア用ガラスロッド１および第１のクラッド用ガラス管５を上述した加熱延伸装置１０に装着し、コア用ガラスロッド１を第１のクラッド用ガラス管５に挿入して（ステップＳ１）隙間２３を減圧しながら多段階に加熱延伸し、第１のプリフォームを作製する（ステップＳ２）。ここでは、コア用ガラスロッド１と第１のクラッド用ガラス管５とを、加熱温度５７５℃において隙間２３内の圧力を外部圧力（大気圧）から−０．０３ＭＰａに減圧して直径φ５ｍｍに一体化させながら加熱延伸する。加熱延伸後のコア径は典型的にはφ１．０２ｍｍである。続いて、加熱温度５５５℃において直径φ３ｍｍまで加熱延伸して第１のプリフォームを作製する。
【００５２】
次いで、第１のプリフォームの表面に上記した強酸によるエッチング洗浄を施す。ここでは、第１のプリフォームの表面から２μｍをエッチングにより除去する。
【００５３】
次いで、表面を酸洗浄された第１のプリフォームおよび第２のクラッド用ガラス管５´を上述した加熱延伸装置１０に装着し、第１のプリフォームを第２のクラッド用ガラス管５´に挿入して（ステップＳ３）隙間２３を減圧しながら加熱延伸し、第２のプリフォームを作製する（ステップＳ４）。尚、第１のプリフォームおよび第２のクラッド用ガラス管５´の加熱延伸装置１０への装着については、上述の加熱延伸装置１０の説明においてコア用ガラスロッド１を第１のプリフォームに、また、第１のクラッド用ガラス管５を第２のクラッド用ガラス管５´に読み替えることにより、説明を省略する。ここでは、第１のプリフォームと第２のクラッド用ガラス管５´とを、加熱温度５７５℃において隙間２３内の圧力を外部圧力（大気圧）から−０．０３ＭＰａに減圧して直径φ５ｍｍに一体化させながら加熱延伸して第２のプリフォームを作製する。第２のプリフォームのコア径は典型的にはφ０．２１ｍｍであり、シングルモードファイバとして所望のコア／クラッド径比を有する。
【００５４】
次いで、第２のプリフォームの表面に上記した強酸によるエッチング洗浄を施し、線引き用プリフォームを作製する（ステップＳ５）。ここでは、第２のプリフォームの表面から５μｍをエッチングにより除去する。
【００５５】
最後に、線引き用プリフォームを線引きして光ファイバを作製する（ステップＳ６）。
【００５６】
このようにして得られるビスマス系ガラス光ファイバの損失は典型的には１．３１μｍで０．５２ｄＢ／ｍであり、光増幅器用ファイバとして十分に低損失なファイバが得られる。さらに、本実施形態で用いたクラッド用ガラス管５，５´の長さはそれぞれ略１５０ｍｍであり、線引き用プリフォームを線引きして約５００ｍの光ファイバが得られる。また、ファイバ全長にわたって、コア径編差は士０.５％であり、最大強度は１.５ＧＰａを達成できる。
【００５７】
以上、説明したように、本発明の方法によれば、コア用ガラスロッド１とクラッド用ガラス管５，５´を独立して作製し、互いに固体状態で一体化させることで、押出し成形で問題となる再加熱によるコアガラスとクラッドガラスとの界面近傍において再加熱による結晶化および気泡の発生を抑制することができる。加えて、加熱延伸による細径化と一体化を繰り返すことで光増幅器用ファイバに必要な小さなコア／クラッド径比を制御することができ、且つ、プリフォームの長さ方向においてコア径を一定とすることができる。これにより、生産性が高く、良好な光伝播特性および強度を有する光ファイバを得ることができる。
【００５８】
なお、本発明の光ファイバ製造方法は、上述した実施形態に限定されるものでなく、適宜な変形、改良等が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
以上のように、本発明に係る光ファイバ製造方法は、光伝播損失および強度低下の要因となる欠点をプリフォーム中に発生させず、生産性が高く、良好な光伝播特性および強度を有するビスマス系ガラス光ファイバを製造することができるという効果を有し、ビスマス系ガラス光ファイバなどの酸化物ガラス光ファイバを製造する光ファイバ製造方法として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の光ファイバ製造方法に係る一実施形態を示すフローチャートである。
【図２】コア用ガラスロッドの製造方法を示すフローチャートである。
【図３】（Ａ）〜（Ｄ）はコア用ガラスロッドの製造工程を示す模式図である。
【図４】本発明の光ファイバ製造方法に用いられる加熱延伸装置の一例を示す斜視図である。
【図５】図４に示す加熱延伸装置の要部分解斜視図である。
【図６】図６は図５に示す加熱延伸装置の要部縦断面図である。
【符号の説明】
【００６１】
１    コア用ガラスロッド
１ａ  ガラス材料
２    坩堝
３    第１の成形体
４    第２の成形体
５    第１のクラッド用ガラス管
５´  第２のクラッド用ガラス管
【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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