(57)【要約】【課題】  出発棒にガラス微粒子を堆積させて光ファイバ母材を製造する方法において、出発棒の長手方向に所望の特性を有する光ファイバ母材を製造する。【解決手段】  本発明に係る光ファイバ母材の製造方法は、コア及びクラッドの一部を有する出発棒４をその軸回りに回転させつつ、バーナ５により生成したガラス微粒子を出発棒４に堆積させる光ファイバ母材の製造方法であり、出発棒４に新規に堆積させるガラス微粒子の目標堆積量を出発棒４の長手方向にわたって決定する工程と、堆積量が目標堆積量となるように出発棒４の目標回転速度を長手方向に設定する工程と、回転速度が目標回転速度となるように制御する工程とを有する。【選択図】      図１
2006008438.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コア及びクラッドの一部を有する出発棒をその軸回りに回転させつつ、バーナにより生成したガラス微粒子を前記出発棒に堆積させる光ファイバ母材の製造方法であり、
前記出発棒に新規に堆積させるガラス微粒子の堆積量の目標値を前記出発棒の長手方向にわたって決定する工程と、
前記堆積量が前記目標値となるように前記出発棒の回転速度を長手方向に設定する工程と、
前記回転速度を設定された値に制御する工程とを有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２】
前記出発棒の前記バーナに対する相対移動速度を前記出発棒の長手方向にわたって一定とすることを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ母材の製造方法。
【請求項３】
コア及びクラッドの一部を有する出発棒をその軸回りに回転させつつ、バーナにより生成したガラス微粒子を前記出発棒に堆積させる光ファイバ母材の製造方法であり、
前記出発棒に新規に堆積させるガラス微粒子の堆積量の目標値を前記出発棒の長手方向にわたって決定する工程と、
前記出発棒を支持する荷重を測定して前記出発棒に堆積したガラス微粒子の堆積量をモニタし、モニタされた堆積量が前記出発棒の長手方向にわたって前記目標値と合致するように前記出発棒の回転速度を制御する工程とを有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４】
コア及びクラッドの一部を有する出発棒をその軸回りに回転させつつ、バーナにより生成したガラス微粒子を前記出発棒に堆積させる光ファイバ母材の製造方法であり、
前記ガラス微粒子が新規に堆積する堆積面の表面温度の目標値を前記出発棒の長手方向にわたって決定する工程と、
前記堆積面の表面温度をモニタし、モニタされた表面温度が前記出発棒の長手方向にわたって前記目標値と合致するように前記出発棒の回転速度を制御する工程とを有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５】
コア及びクラッドの一部を有する出発棒をその軸回りに回転させつつ、バーナにより生成したガラス微粒子の堆積体を前記出発棒の外周に長手方向に成長させる光ファイバ母材の製造方法であり、
前記出発棒に新規に堆積させるガラス微粒子の堆積量の目標値を前記出発棒の長手方向にわたって決定する工程と、
前記出発棒を支持する荷重を測定して前記出発棒に堆積したガラス微粒子の堆積量をモニタし、モニタされた堆積量が前記出発棒の長手方向にわたって前記目標値と合致するように、前記出発棒の前記バーナに対する相対移動速度を制御する工程とを有することを特徴とする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、コア及びクラッドの一部を有する出発棒をその軸回りに回転させつつ、バーナにより生成したガラス微粒子を出発棒に堆積させてガラス微粒子堆積体を形成する光ファイバ母材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
石英ガラスの光ファイバを得るための光ファイバ母材を製造する方法として、出発棒にガラス微粒子（これをススと呼ぶ）を堆積させてガラス微粒子堆積体を形成するＯＶＤ法やＶＡＤ法が知られている。ＯＶＤ法は、長尺状の出発棒の周囲にガラス微粒子を層状に堆積させ、ガラス微粒子の堆積体を形成するものである。また、ＶＡＤ法は、出発棒の軸方向にガラス微粒子を堆積させ、ガラス微粒子の堆積体を形成するものである。得られたガラス微粒子堆積体は、焼結を行って透明なガラス体とする。このガラス体は、そのまま光ファイバ母材となるか、または、他のガラス体と組み合わせて光ファイバ母材とする。光ファイバ母材は、加熱して軟化させて引き取ること（所謂線引き）により、光ファイバとなる。
【０００３】
光ファイバは、光学特性を長手方向で安定させることが望まれており、そのために長手方向に均一な特性の光ファイバ母材を製造するための方法が提案されている（例えば、特許文献１，２参照。）。
【０００４】
特許文献１に記載された方法は、ＶＡＤ法で光ファイバ母材を製造する方法であり、バーナで生成されたガラス微粒子を回転する出発棒の下端に軸方向に堆積させ、その堆積に応じて出発棒を引き上げることによりガラス微粒子堆積体を円柱状に形成するものである。その際、ガラス微粒子堆積体の下端位置を検出し、それに応じて出発棒の引き上げ速度を変化させて下端位置が一定となるようにしている。そして、引き上げ速度に応じてバーナに供給する水素ガス流量を制御し、堆積面の温度を変化させてガラス微粒子堆積体の成長速度を一定に制御している。
【０００５】
特許文献２に記載された方法は、ＯＶＤ法で光ファイバ母材を製造する方法であり、回転している出発棒に対してガラス微粒子を発生させるバーナを出発棒の長手方向に複数回移動させて出発棒の周囲にガラス微粒子を堆積させる方法である。その際、出発棒のコア・クラッド比及び比屈折率差に応じて、ガラス原料ガスの流量またはバーナの移動速度を調整し、ガラス微粒子堆積量を長手方向に変化させている。
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−３４１３１号公報
【特許文献２】特開平５−１７０４７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、出発棒は、そのコアとクラッドの径の比やコアとクラッドの比屈折率差、外径等が長手方向で均一になるように作られているが、厳密には均一になっていない場合がある。そのため、コア及びクラッドの一部を有する出発棒の外周にクラッドとなるガラス微粒子を堆積させる際には、ガラス微粒子堆積体の成長速度を一定に制御しても、出発棒の特性が長手方向で変動している場合では、光ファイバの光学特性も長手方向で変動してしまう。また、ＯＶＤ法では出発棒の径方向に層状にガラス微粒子を堆積させていくのに対して、ＶＡＤ法では出発棒の軸方向にガラス微粒子を堆積させていくため、ＶＡＤ法で引き上げ速度を制御しただけでガラス微粒子の堆積量を長手方向で調節していくことは難しい。
【０００８】
また、ＶＡＤ法やＯＶＤ法で得られたガラス微粒子堆積体は、焼結することによって収縮して透明化するが、その際、ガラス微粒子が堆積した密度によって光ファイバ母材の外径が変わってくる。しかしながら、特許文献２に記載された方法のようにガラス原料ガスの流量またはバーナの移動速度を調整しても、ガラス微粒子堆積体の密度を正確に調整することは難しい。
【０００９】
本発明は、出発棒にガラス微粒子を堆積させて光ファイバ母材を製造する方法において、出発棒の長手方向にわたって所望の特性を有する光ファイバ母材の製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成することのできる本発明に係る光ファイバ母材の製造方法は、コア及びクラッドの一部を有する出発棒をその軸回りに回転させつつ、バーナにより生成したガラス微粒子を前記出発棒に堆積させる光ファイバ母材の製造方法であり、前記出発棒に新規に堆積させるガラス微粒子の堆積量の目標値を前記出発棒の長手方向にわたって決定する工程と、前記堆積量が前記目標値となるように前記出発棒の回転速度を長手方向に設定する工程と、前記回転速度を設定された値に制御する工程とを有することを特徴としている。
【００１１】
また、本発明の光ファイバ母材の製造方法において、前記出発棒の前記バーナに対する相対移動速度を前記出発棒の長手方向にわたって一定とすることが好ましい。
【００１２】
また、上記目的を達成することのできる本発明に係る光ファイバ母材の製造方法は、コア及びクラッドの一部を有する出発棒をその軸回りに回転させつつ、バーナにより生成したガラス微粒子を前記出発棒に堆積させる光ファイバ母材の製造方法であり、前記出発棒に新規に堆積させるガラス微粒子の堆積量の目標値を前記出発棒の長手方向にわたって決定する工程と、前記出発棒を支持する荷重を測定して前記出発棒に堆積したガラス微粒子の堆積量をモニタし、モニタされた堆積量が前記出発棒の長手方向にわたって前記目標値と合致するように前記出発棒の回転速度を制御する工程とを有することを特徴としている。
【００１３】
また、上記目的を達成することのできる本発明に係る光ファイバ母材の製造方法は、コア及びクラッドの一部を有する出発棒をその軸回りに回転させつつ、バーナにより生成したガラス微粒子を前記出発棒に堆積させる光ファイバ母材の製造方法であり、前記ガラス微粒子が新規に堆積する堆積面の表面温度の目標値を前記出発棒の長手方向にわたって決定する工程と、前記堆積面の表面温度をモニタし、モニタされた表面温度が前記出発棒の長手方向にわたって前記目標値と合致するように前記出発棒の回転速度を制御する工程とを有することを特徴としている。
【００１４】
また、上記目的を達成することのできる本発明に係る光ファイバ母材の製造方法は、コア及びクラッドの一部を有する出発棒をその軸回りに回転させつつ、バーナにより生成したガラス微粒子の堆積体を前記出発棒の外周に長手方向に成長させる光ファイバ母材の製造方法であり、前記出発棒に新規に堆積させるガラス微粒子の堆積量の目標値を前記出発棒の長手方向にわたって決定する工程と、前記出発棒を支持する荷重を測定して前記出発棒に堆積したガラス微粒子の堆積量をモニタし、モニタされた堆積量が前記出発棒の長手方向にわたって前記目標値と合致するように、前記出発棒の前記バーナに対する相対移動速度を制御する工程とを有することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の光ファイバ母材の製造方法によれば、ガラス微粒子の堆積体を出発棒の軸方向に成長させるＶＡＤ法または径方向に成長させるＯＶＤ法の何れの場合でも、ガラス微粒子を堆積させる際の出発棒の回転速度を調節することで、ガラス微粒子堆積体の密度を容易に調節することができ、出発棒のコア・クラッド比等が長手方向に不均一であっても、長手方向に所望の特性を有する光ファイバ母材を製造することができる。また、ガラス微粒子を出発棒の軸方向に堆積させるＶＡＤ法の場合には、ガラス微粒子堆積体の外径及び密度を変化させることで、焼結した光ファイバ母材のコア・クラッド比を長手方向に均一にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明に係る光ファイバ母材の製造方法の実施の形態の例を、図面を参照して説明する。
（第１実施形態）
図１に、本発明に係る光ファイバ母材の製造方法の第１実施形態を実施することのできる製造装置を示す。図１に示す製造装置１は、所謂ＶＡＤ法により、反応容器２の内側の空間内で出発棒４に対してガラス微粒子を堆積させるものである。
【００１７】
反応容器２は、ガラス微粒子を生成して堆積させる際の高温の環境条件においても、塩素ガス等による腐食が極めて起こりにくい、二酸化ケイ素、炭化ケイ素、ニッケル、ニッケル合金等の材料を用いて形成されている。
反応容器２の中には、垂直方向に昇降可能な把持具３が収容されている。この把持具３は、出発棒である長尺状の出発棒４の上端を把持して、出発棒４を垂直方向に支持している。また、把持具３は、その上方で回転引き上げ装置１４に接続されている。回転引き上げ装置１４は、把持具３及び把持した出発棒４をその軸回りに回転させることができる。出発棒４は、光ファイバのコアとなる部分を中心に有し、その周囲にクラッドとなる部分の一部分が設けられている。コアとなる部分は、例えばシリカ（ＳｉＯ２）にゲルマニウム（Ｇｅ）が添加されたガラスであり、クラッドとなる部分は、例えばシリカにフッ素（Ｆ）が添加されたガラスである。
【００１８】
また、反応容器２の中には、ガラス微粒子生成用のバーナ５が設けられている。バーナ５は、ガスを吹き出す複数のポートを有しており、そのポートからそれぞれ燃焼ガスとガラス原料ガスを吹き出し、燃焼ガスの燃焼により生じる酸水素火炎中においてガラス原料を加水分解反応させて、ガラス微粒子を生成するものである。また、バーナ５は、生成したガラス微粒子を出発棒４に堆積させるように、出発棒４に向けて斜め上方向に配置されている。なお、バーナ５は複数用いても良い。
【００１９】
バーナ５は、ガス供給装置１１からガスを導入するガス管９に接続されている。また、ガス供給装置１１とバーナ５の間のガス管９には、流量調節器１０が設けられている。この流量調節器１０により、バーナ５に供給されるガスの流量は適宜調整される。
【００２０】
燃焼ガスには、水素（Ｈ２）と酸素（Ｏ２）が含まれる。ガラス原料ガスには、四塩化ケイ素（ＳｉＣｌ４）が含まれる。なお、ガラス原料ガスに屈折率調整用添加物を含有させることもできる。本実施形態では、光ファイバのクラッドとなる純シリカガラスの微粒子を出発棒４に堆積させるように、ガラス原料ガスとして四塩化ケイ素のみを使用する。
【００２１】
さらに、反応容器２は、側壁部分に排気口７を備えており、出発棒４に堆積されなかった余剰のガラス微粒子を含む内部の排気ガスが排気口７から送り出される。
【００２２】
また、本実施形態の製造装置１は、長手方向に所望の特性を有する光ファイバ母材を得ることのできる制御を行うための構成を備えている。ここで、所望の特性とは、例えば長手方向に均一なカットオフ波長を得るためにコアとクラッドの径の比を長手方向に均一とするものや、長手方向において複数のカットオフ波長が設定されてコアとクラッドの径の比を適宜変化させるもの、等を指す。
【００２３】
反応容器２の内側には、非接触式の位置検出器１２が設けられており、ガラス微粒子が堆積しつつある部分６ａ（これをガラス微粒子堆積部と呼ぶ）の位置を検出できる。位置検出器１２としては、レーザ投受光装置やＣＣＤカメラを使用できる。また、位置検出器１２は、移動制御用コンピュータ１３ａと接続されており、ガラス微粒子堆積部６ａの位置データがこの移動制御用コンピュータ１３ａに送られる。また、移動制御用コンピュータ１３ａは、出発棒４の引き上げ移動速度及び回転速度を調節する回転引き上げ装置１４に接続されている。移動制御用コンピュータ１３ａは、位置検出器１２の測定データに基づいて、回転引き上げ装置１４の引き上げ移動速度を制御する。
【００２４】
また、回転引き上げ装置１４には、回転速度制御用コンピュータ１３ｂが接続されている。この回転速度制御用コンピュータ１３ｂは、把持部３に把持された出発棒４の目標回転速度が、出発棒４の長手方向に沿って設定されており、その設定された目標回転速度に従って出発棒４の長手方向の所望の箇所にガラス微粒子を堆積させる際の出発棒４の回転速度を制御する。
【００２５】
ここで、堆積させたガラス微粒子を加熱して透明化（焼結）して得られた光ファイバ母材の屈折率分布を図２に示す。
図中、Ａはコアの外径、Ｂは出発棒４の外径、Ｃは光ファイバ母材の外径、Ｄは製造装置１により堆積させたガラス微粒子を透明化して形成したクラッドの厚さ、Δｎは出発棒４のコアとクラッドの比屈折率差を示している。出発棒４のコアとクラッドの外径の比＝Ｂ／Ａ、光ファイバ母材のコアとクラッドの外径の比＝Ｃ／Ｂより、光ファイバのカットオフ波長λｃを母材の寸法で表すと、次の式（１）に示す通りである。
式（１）：  λｃ＝ｋ×Δｎ／｛（Ｂ／Ａ）×（Ｃ／Ｂ）｝
なお、式（１）中のｋは定数である。
【００２６】
製造装置１によるガラス微粒子の堆積量を一定にしてＣ／Ｂを一定に保っても、出発棒のコアの外径と出発棒の外径の比であるＢ／Ａや比屈折率差Δｎに長手方向で変動がある場合には、カットオフ波長λｃは長手方向で変動してしまう。そのため、本実施形態では、カットオフ波長λｃを長手方向で一定にするために、長手方向にわたって予め測定されたコアの外径Ａと、出発棒４の外径Ｂと、コアとクラッドの比屈折率差Δｎから、出発棒４の長手方向にわたってガラス微粒子の目標堆積量を設定し、この目標堆積量を実現するための出発棒４の長手方向にわたる目標回転速度を計算して、この目標回転速度が回転速度制御用コンピュータ１３ｂに記憶される。
【００２７】
上記構成の製造装置１によって光ファイバ母材を製造する方法について説明する。
まず、ガラス微粒子を堆積させようとする出発棒４のコアの外径Ａと、出発棒４の外径Ｂと、コアとクラッドの比屈折率差Δｎとを、長手方向にわたって測定し、出発棒４に新規に堆積させるガラス微粒子の目標堆積量を出発棒４の長手方向にわたって決定する。なお、このとき、コアとクラッドの比屈折率差Δｎを測定する代わりに出発棒４の屈折率分布を測定して、目標堆積量を決定しても良い。また、ここで決定する目標堆積量は、得られた光ファイバのカットオフ波長を長手方向で一定にするためのものや、得られた光ファイバのカットオフ波長を長手方向で所望の値に変化させるためのものであっても良い。
【００２８】
そして、実際にガラス微粒子を堆積させる量が目標堆積量となるように、出発棒４の目標回転速度を、ガラス微粒子を堆積させる箇所に応じて長手方向にわたって設定する。そして、この目標回転速度を回転速度制御用コンピュータ１３ｂに記憶させる。
【００２９】
次いで、把持具３によって出発棒４を把持し、回転引き上げ装置１４を駆動させて出発棒４を反応容器２内に吊り下げ、出発棒４をその軸回りに回転させる。そして、バーナ５に四塩化ケイ素、水素、酸素を導入し、回転している出発棒４に向かって、酸水素火炎を発生させる。酸水素火炎中では、加水分解反応によりガラス微粒子が生成される。さらに、出発棒４を、軸回りに回転させながら、上方向に徐々に引き上げて移動させていく。なお、本実施形態ではバーナ５を固定して出発棒４を移動させる態様としたが、これとは逆にバーナ５を出発棒４の長手方向に移動させることで、バーナ５と出発棒４とを相対移動させても良い。
このように、バーナ５からガラス微粒子を生成して、出発棒４を回転させつつその長手方向に移動させることで、生成されたガラス微粒子を出発棒４の周囲に堆積させてガラス微粒子堆積体６を形成し、出発棒４の長手方向に成長させていく。
【００３０】
ここで、ガラス微粒子を出発棒４に堆積させていく際に、位置検出器１２の測定データに基づいて、ガラス微粒子堆積体６の外径が一定となるように、移動制御用コンピュータ１３ａにより出発棒４の引き上げ移動速度を制御する。また、出発棒４の長手方向におけるガラス微粒子の堆積箇所に対して、設定された目標回転速度となるように、回転速度制御用コンピュータ１３ｂにより出発棒４の回転速度を制御する。例えば、回転速度が遅くなると、バーナ５の火炎が堆積部６ａの同じ箇所に当たる時間が長くなって、堆積部６ａの温度が上がる。そして、堆積部６ａに堆積するガラス微粒子の堆積密度が高くなる。ガラス微粒子の密度が高い部分は、焼結する際の収縮率が小さいため、ガラス微粒子堆積体６の外径が一定であっても、焼結した光ファイバ母材の外径は長手方向で変化する。このように、式（１）で示したＣの値は、出発棒４の回転速度により調整することができるため、コア外径Ａ、出発棒外径Ｂ、比屈折率差Δｎの値の長手方向の変動に応じて、カットオフ波長λｃが長手方向で所望の値となるように出発棒４の回転速度を制御し、光ファイバ母材の外径Ｃを長手方向で調節させる。
【００３１】
また、移動制御用コンピュータ１３ａによる引き上げ移動速度の制御を行わずに、出発棒４の引き上げ移動速度を出発棒４の長手方向にわたって一定としても良い。
【００３２】
（第２実施形態）
図３に、本発明に係る光ファイバ母材の製造方法の第２実施形態を実施することのできる製造装置を示す。図３に示す製造装置１ａは、上記の第１実施形態と同様に、所謂ＶＡＤ法により、反応容器２の内側の空間内で出発棒４に対してガラス微粒子を堆積させるものである。なお、この第２実施形態の説明において、第１実施形態と同様の構成については同じ符号を付して説明を省略する。
【００３３】
この第２実施形態の製造装置１ａも、第１実施形態と同様に、長手方向に所望の特性を有する光ファイバ母材を得ることのできる制御を行うための構成を備えている。ただし、第２実施形態の製造装置１ａは、回転引き上げ装置１４を制御するための構成として、ガラス微粒子の堆積量を測定するための重量計１５を備えている。重量計１５は、回転引き上げ装置１４と把持部３との間に設けられており、出発棒４にガラス微粒子が堆積していくと、その堆積量に応じた出発棒４を支持する荷重の変化を測定することができる。この重量計１５として、例えばロードセルを用いることができ、測定された荷重の値は、回転速度制御用コンピュータ１３ｃによりモニタされる。
【００３４】
本実施形態では、カットオフ波長λｃを長手方向で一定にするために、長手方向にわたって予め測定されたコアの外径Ａと、出発棒４の外径Ｂと、コアとクラッドの比屈折率差Δｎから、出発棒４の長手方向にわたってガラス微粒子の目標堆積量を設定し、この目標堆積量が回転速度制御用コンピュータ１３ｃに記憶される。
重量計１５により測定された荷重の変化はガラス微粒子の堆積量の変化であり、回転速度制御用コンピュータ１３ｃは、設定された目標堆積量とモニタされた実際の堆積量が出発棒４の長手方向にわたって合致するように出発棒４の回転速度を制御する。
【００３５】
上記構成の製造装置１ａによって光ファイバ母材を製造する方法について説明する。
まず、第１実施形態と同様に、出発棒４に新規に堆積させるガラス微粒子の目標堆積量を出発棒４の長手方向にわたって決定する。そして、そして、この目標堆積量を回転速度制御用コンピュータ１３ｃに記憶させる。
【００３６】
次いで、反応容器２内に吊り下げた出発棒４をその軸回りに回転させ、バーナ５からガラス微粒子を生成して、出発棒４を引き上げていく。これにより、生成されたガラス微粒子を出発棒４の周囲に堆積させてガラス微粒子堆積体６を形成し、出発棒４の長手方向に成長させていく。
【００３７】
ここで、ガラス微粒子を出発棒４に堆積させていく際に、位置検出器１２の測定データに基づいて、ガラス微粒子堆積体６の外径が一定となるように、移動制御用コンピュータ１３ａにより出発棒４の引き上げ移動速度を制御する。また、出発棒４の長手方向におけるガラス微粒子の堆積箇所に対して、設定された目標堆積量となるように、重量計１５により測定した堆積量をモニタして回転速度制御用コンピュータ１３ｃにより出発棒４の回転速度を制御する。これにより、カットオフ波長λｃが長手方向で所望の値となるように出発棒４の回転速度を制御し、光ファイバ母材の外径Ｃを長手方向で調節させる。
【００３８】
（第３実施形態）
図４に、本発明に係る光ファイバ母材の製造方法の第３実施形態を実施することのできる製造装置を示す。図４に示す製造装置１ｂは、上記の第１，第２実施形態と同様に、所謂ＶＡＤ法により、反応容器２の内側の空間内で出発棒４に対してガラス微粒子を堆積させるものである。なお、この第３実施形態の説明において、第１，第２実施形態と同様の構成については同じ符号を付して説明を省略する。
【００３９】
この第３実施形態の製造装置１ｂも、第１，第２実施形態と同様に、長手方向に所望の特性を有する光ファイバ母材を得ることのできる制御を行うための構成を備えている。ただし、第３実施形態の製造装置１ｂは、回転引き上げ装置１４を制御するための構成として、ガラス微粒子が新規に堆積する堆積面の表面温度を測定するための温度計１６を備えている。温度計１６は、バーナ５の火炎が当たる位置のガラス微粒子堆積体６の表面温度を非接触で測定する位置に設けられており、出発棒４にガラス微粒子が堆積していく際に、常時その堆積面の表面温度を測定することができる。この温度計１６として、例えば放射温度計を用いることができ、測定された温度の値は、回転速度制御用コンピュータ１３ｄによりモニタされる。
【００４０】
本実施形態では、カットオフ波長λｃを長手方向で一定にするために、長手方向にわたって予め測定されたコアの外径Ａと、出発棒４の外径Ｂと、コアとクラッドの比屈折率差Δｎから、出発棒４の長手方向にわたってガラス微粒子の目標堆積量を設定し、この目標堆積量を実現するための出発棒４の長手方向にわたる目標表面温度を計算して、この目標表面温度が回転速度制御用コンピュータ１３ｄに記憶される。
【００４１】
温度計１６により測定された表面温度は、上述したようにガラス微粒子の堆積密度と関係しており、モニタした表面温度から堆積量が分かる。回転速度制御用コンピュータ１３ｄは、設定された目標表面温度とモニタされた実際の表面温度が出発棒４の長手方向にわたって合致するように出発棒４の回転速度を制御する。
【００４２】
上記構成の製造装置１ｂによって光ファイバ母材を製造する方法について説明する。
まず、第１，第２実施形態と同様に、出発棒４に新規に堆積させるガラス微粒子の目標堆積量を出発棒４の長手方向にわたって決定する。そして、この目標堆積量を実現するための出発棒４の長手方向にわたる目標表面温度を計算して、目標表面温度を回転速度制御用コンピュータ１３ｄに記憶させる。
【００４３】
次いで、反応容器２内に吊り下げた出発棒４をその軸回りに回転させ、バーナ５からガラス微粒子を生成して、出発棒４を引き上げていく。これにより、生成されたガラス微粒子を出発棒４の周囲に堆積させてガラス微粒子堆積体６を形成し、出発棒４の長手方向に成長させていく。
【００４４】
ここで、ガラス微粒子を出発棒４に堆積させていく際に、位置検出器１２の測定データに基づいて、ガラス微粒子堆積体６の外径が一定となるように、移動制御用コンピュータ１３ａにより出発棒４の引き上げ移動速度を制御する。また、出発棒４の長手方向におけるガラス微粒子の堆積箇所に対して、設定された目標表面温度となるように、温度計１６により測定した表面温度をモニタして回転速度制御用コンピュータ１３ｄにより出発棒４の回転速度を制御する。これにより、カットオフ波長λｃが長手方向で所望の値となるように出発棒４の回転速度を制御し、光ファイバ母材の外径Ｃを長手方向で調節させる。
【００４５】
このように、出発棒４の回転速度を制御してガラス微粒子の堆積を行う方法は、上記の第１〜第３実施形態のようにＶＡＤ法において特に有効であるが、ＯＶＤ法において採用することも可能である。
【００４６】
（第４実施形態）
また、ガラス微粒子を出発棒４の軸方向に堆積させるＶＡＤ法においては、出発棒４の回転速度を一定とし、カットオフ波長λｃが長手方向で均一となるように設定した目標堆積量に実際の堆積量が合致するように出発棒４の引き上げ速度を制御して、ガラス微粒子堆積体６の外径及び密度を長手方向で変化させても良い。その際、一定の回転速度でバーナ５のガス流量も一定であれば、引き上げ速度と堆積量との関係を予め調べておき、その関係に基づいて出発棒４の引き上げ速度を制御することができる。また、第２実施形態で説明したように重量計１５を用いて実際の堆積量をモニタして、目標堆積量と実際の堆積量が合致するように出発棒４の引き上げ速度を制御することもできる。
【００４７】
これにより、光ファイバ母材の外径Ｃを長手方向で変化させて、得られる光ファイバの特性を長手方向で所望の値とすることができる。なお、ガラス微粒子堆積体６の外径の変化をモニタするには、図１に示した製造装置１の位置検出器１２を距離検出器に置き換えて、ガラス微粒子堆積部６ａの外径を測定すると良い。
【実施例】
【００４８】
次に、本発明に係る実施例と、従来方法に係る比較例とについて説明する。
（実施例）
図１に示した製造装置１を用いて、ＶＡＤ法によりガラス微粒子堆積体を製造した。ガラス微粒子堆積体６の外径は１５０ｍｍ（一定）、長さは５００ｍｍとした。その際、用いた出発棒のコア外径Ａ、出発棒外径Ｂ、コアとクラッドの比屈折率差Δｎの値を長手方向にわたって測定し、式（１）によりカットオフ波長λｃが所望の値で一定となるためのＶＡＤ法により形成されるクラッドの厚さＤを算出しておく。この算出したクラッドの厚さＤの長手方向の変化率（％）のグラフを図５に示す。
また、ガラス微粒子堆積体の外径を一定としたときの出発棒の回転速度と焼結後の厚さＤとの関係を求めておく。この関係のグラフを図６に示す。
【００４９】
これらの図６に示したデータを基にして、図５に示した厚さＤの目標値となるように出発棒の回転速度を長手方向にわたって変化させ、ガラス微粒子堆積体を形成した。そして、これを焼結した光ファイバ母材における厚さＤを測定したところ、図７の破線に示すような結果が得られた。なお、この図７における実線で示したデータは、図５に示した目標値を重ねて示したものである。このように、実際に製造した光ファイバ母材における厚さＤのデータと目標値がほぼ一致していることが確認できた。そして、この光ファイバ母材を線引きして得られた外径１２５μｍの光ファイバのカットオフ波長を測定した。その結果を図８に示す。なお、この図８では、線引きした光ファイバの測定箇所を母材の長手方向の位置に換算して表している。図８に示すように、本発明に係る光ファイバ母材の製造方法により製造された光ファイバ母材から得られた光ファイバは、長手方向でほぼ均一なカットオフ波長の光学特性を示しており、長手方向の変動は０．０２μｍの範囲内に留まっている。
【００５０】
（比較例）
図１に示した製造装置１を用いて、ＶＡＤ法によりガラス微粒子堆積体を製造した。ガラス微粒子堆積体６の外径は１５０ｍｍ（一定）、長さは５００ｍｍとした。その際、上記の実施例とは異なり回転速度は一定とした。そして、得られたガラス微粒子堆積体を焼結した光ファイバ母材における厚さＤを測定したところ、図９の破線に示すような結果が得られた。なお、この図９における実線で示したデータは、図５に示した目標値を重ねて示したものである。このように、実際に製造した光ファイバ母材における厚さＤのデータと目標値が大きく異なっている。そして、この光ファイバ母材を線引きして得られた外径１２５μｍの光ファイバのカットオフ波長を測定した。その結果を図８に示す。なお、この図８では、図６と同様に、線引きした光ファイバの測定箇所を母材の長手方向の位置に換算して表している。図１０に示すように、出発棒の回転速度を一定として製造した厚さが一定の光ファイバ母材から得られた光ファイバは、長手方向でカットオフ波長が０．０６μｍ程度変動していた。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明に係る光ファイバ母材の製造方法を実施することのできる製造装置である。
【図２】光ファイバ母材の屈折率分布を示すグラフである。
【図３】本発明に係る光ファイバ母材の製造方法を実施することのできる製造装置である。
【図４】本発明に係る光ファイバ母材の製造方法を実施することのできる製造装置である。
【図５】ガラス微粒子堆積体を焼結した部分のクラッドの厚さを示す実施例のグラフである。
【図６】ガラス微粒子堆積体を焼結した部分のクラッドの厚さと出発棒の回転速度との関係を示す実施例のグラフである。
【図７】得られた光ファイバ母材におけるガラス微粒子堆積体を焼結した部分のクラッドの厚さを示す実施例のグラフである。
【図８】得られた光ファイバのカットオフ波長を示す実施例のグラフである。
【図９】得られた光ファイバ母材におけるガラス微粒子堆積体を焼結した部分のクラッドの厚さを示す比較例のグラフである。
【図１０】得られた光ファイバのカットオフ波長を示す比較例のグラフである。
【符号の説明】
【００５２】
１，１ａ，１ｂ  製造装置
２  反応容器
３  把持具
４  出発棒
５  バーナ
６  ガラス微粒子堆積体
６ａ  ガラス微粒子堆積部
７  排気口
９  ガス管
１０  流量調節器
１１  ガス供給装置
１２  位置検出器
１３ａ  移動制御用コンピュータ
１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ  回転速度制御用コンピュータ
１４  回転引き上げ装置
【図１】
2006008438.tif 000003
【図２】
2006008438.tif 000004
【図３】
2006008438.tif 000005
【図４】
2006008438.tif 000006
【図５】
2006008438.tif 000007
【図６】
2006008438.tif 000008
【図７】
2006008438.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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