(57)【要約】【課題】アルカリ金属又はアルカリ土類金属をコア部に効率良く添加することができる光ファイバの製造方法及び光ファイバ母材の製造方法を提供すること。【解決手段】準備工程では、ガラスからなり前記コア部になるコア形成部と、前記コア部よりも屈折率が低いガラスからなり前記クラッド部の一部になるクラッド形成部とによって構成され、外層部と前記コア形成部との間に前記コア形成部の長手方向に延在する空隙部を有する第１中間体を準備する。微粒子充填工程では、アルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物を含有するガラス微粒子を前記第１中間体の前記空隙部に充填して第２中間体を作製する。光ファイバ製造工程では、前記第２中間体を用いて、少なくとも前記コア部にアルカリ金属又はアルカリ土類金属が添加された光ファイバを製造する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コア部と前記コア部の外周に形成されたクラッド部とを備える光ファイバの製造方法であって、
ガラスからなり前記コア部になるコア形成部と、前記コア部よりも屈折率が低いガラスからなり前記クラッド部の一部になるクラッド形成部とによって構成され、外層部と前記コア形成部との間に前記コア形成部の長手方向に延在する空隙部を有する第１中間体を準備する準備工程と、
アルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物を含有するガラス微粒子を前記第１中間体の前記空隙部に充填して第２中間体を作製する微粒子充填工程と、
前記第２中間体を用いて、少なくとも前記コア部にアルカリ金属又はアルカリ土類金属が添加された光ファイバを製造する光ファイバ製造工程と、
を含むことを特徴とする光ファイバの製造方法。
【請求項２】
前記準備工程は、前記コア形成部と前記コア形成部の外周にわたって隣接するガラス部分とを備えるコアロッドをガラスパイプの内部に配置して、前記ガラスパイプの外層部と前記コアロッドとの間に前記空隙部を形成するとともに、前記ガラスパイプと前記コアロッドの前記ガラス部分とによって前記クラッド形成部を構成することを特徴とする請求項１に記載の光ファイバの製造方法。
【請求項３】
前記準備工程は、前記コア形成部の長手方向に延在する穴を前記第１中間体の前記クラッド形成部に設けて、前記第１中間体の外層部と前記コア形成部との間に前記空隙部を形成することを特徴とする請求項１に記載の光ファイバの製造方法。
【請求項４】
前記ガラス微粒子は、前記アルカリ金属化合物又は前記アルカリ土類金属化合物と石英ガラス微粒子との混合物であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の光ファイバの製造方法。
【請求項５】
前記ガラス微粒子は、昇華した状態の前記アルカリ金属化合物又は前記アルカリ土類金属化合物を石英ガラス微粒子の表面に付着させたものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の光ファイバの製造方法。
【請求項６】
前記ガラス微粒子は、前記アルカリ金属化合物又は前記アルカリ土類金属化合物を含有する溶液に石英ガラス微粒子を浸漬させて、前記アルカリ金属化合物又は前記アルカリ土類金属化合物を前記石英ガラス微粒子の表面に付着させたものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の光ファイバの製造方法。
【請求項７】
前記アルカリ金属化合物又は前記アルカリ土類金属化合物は、Ｋ２ＣＯ３、Ｌｉ２ＣＯ３、Ｎａ２ＣＯ３、Ｒｂ２ＣＯ３、Ｃｓ２ＣＯ３、ＣａＣＯ３、ＳｒＣＯ３、ＢａＣＯ３、ＫＮＯ３、ＫＣｌ、ＮａＣｌ、ＲｂＮＯ３、またはＲｂＣｌであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の光ファイバの製造方法。
【請求項８】
前記準備工程は、前記第１中間体の外層部と前記コア形成部の長手方向中心軸との間の中間位置よりも前記コア形成部に近い領域に前記空隙部を形成することを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載の光ファイバの製造方法。
【請求項９】
前記微粒子充填工程は、平均粒子径が３０μｍ〜５００μｍの前記ガラス微粒子を充填することを特徴とする請求項１〜８のいずれか一つに記載の光ファイバの製造方法。
【請求項１０】
前記光ファイバ製造工程は、
前記ガラス微粒子が充填された前記空隙部内を減圧しながら前記第２中間体を加熱処理して、前記コア形成部及び前記クラッド形成部を溶融するとともに前記ガラス微粒子の充填体を稠密化し、少なくとも前記コア部にアルカリ金属又はアルカリ土類金属が添加された光ファイバを線引きする線引工程を含むことを特徴とする請求項１〜９のいずれか一つに記載の光ファイバの製造方法。
【請求項１１】
前記光ファイバ製造工程は、
前記ガラス微粒子が充填された前記空隙部内を減圧しながら前記第２中間体を加熱処理して、前記コア形成部及び前記クラッド形成部を溶融するとともに前記ガラス微粒子の充填体を稠密化し、前記ガラス微粒子の充填体に含まれるアルカリ金属又はアルカリ土類金属が添加された光ファイバ母材を作製する焼結工程と、
アルカリ金属又はアルカリ土類金属が添加された前記光ファイバ母材を加熱処理によって溶融して、少なくとも前記コア部にアルカリ金属又はアルカリ土類金属が添加された光ファイバを線引きする線引工程と、
を含むことを特徴とする請求項１〜９のいずれか一つに記載の光ファイバの製造方法。
【請求項１２】
コア部と前記コア部の外周に形成されたクラッド部とを備える光ファイバを製造するための光ファイバ母材の製造方法であって、
ガラスからなり前記コア部になるコア形成部と、前記コア部よりも屈折率が低いガラスからなり前記クラッド部の一部になるクラッド形成部とによって構成され、外層部と前記コア形成部との間に前記コア形成部の長手方向に延在する空隙部を有する第１中間体を準備する準備工程と、
アルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物を含有するガラス微粒子を前記第１中間体の前記空隙部に充填して第２中間体を作製する微粒子充填工程と、
前記ガラス微粒子が充填された前記空隙部内を減圧しながら前記第２中間体を加熱処理して、前記コア形成部及び前記クラッド形成部を溶融するとともに前記ガラス微粒子の充填体を稠密化し、前記ガラス微粒子の充填体に含まれるアルカリ金属又はアルカリ土類金属が添加された光ファイバ母材を作製する焼結工程と、
を含むことを特徴とする光ファイバ母材の製造方法。
【請求項１３】
前記準備工程は、前記コア形成部と前記コア形成部の外周にわたって隣接するガラス部分とを備えるコアロッドをガラスパイプの内部に配置して、前記ガラスパイプの外層部と前記コアロッドとの間に前記空隙部を形成するとともに、前記ガラスパイプと前記コアロッドの前記ガラス部分とによって前記クラッド形成部を構成することを特徴とする請求項１２に記載の光ファイバ母材の製造方法。
【請求項１４】
前記準備工程は、前記コア形成部の長手方向に延在する穴を前記第１中間体の前記クラッド形成部に設けて、前記第１中間体の外層部と前記コア形成部との間に前記空隙部を形成することを特徴とする請求項１２に記載の光ファイバ母材の製造方法。
【請求項１５】
前記ガラス微粒子は、前記アルカリ金属化合物又は前記アルカリ土類金属化合物と石英ガラス微粒子との混合物であることを特徴とする請求項１２〜１４のいずれか一つに記載の光ファイバ母材の製造方法。
【請求項１６】
前記ガラス微粒子は、昇華した状態の前記アルカリ金属化合物又は前記アルカリ土類金属化合物を石英ガラス微粒子の表面に付着させたものであることを特徴とする請求項１２〜１４のいずれか一つに記載の光ファイバ母材の製造方法。
【請求項１７】
前記ガラス微粒子は、前記アルカリ金属化合物又は前記アルカリ土類金属化合物を含有する溶液に石英ガラス微粒子を浸漬させて、前記アルカリ金属化合物又は前記アルカリ土類金属化合物を前記石英ガラス微粒子の表面に付着させたものであることを特徴とする請求項１２〜１４のいずれか一つに記載の光ファイバ母材の製造方法。
【請求項１８】
前記アルカリ金属化合物又は前記アルカリ土類金属化合物は、Ｋ２ＣＯ３、Ｌｉ２ＣＯ３、Ｎａ２ＣＯ３、Ｒｂ２ＣＯ３、Ｃｓ２ＣＯ３、ＣａＣＯ３、ＳｒＣＯ３、ＢａＣＯ３、ＫＮＯ３、ＫＣｌ、ＮａＣｌ、ＲｂＮＯ３、またはＲｂＣｌであることを特徴とする請求項１２〜１７のいずれか一つに記載の光ファイバ母材の製造方法。
【請求項１９】
前記準備工程は、前記第１中間体の外層部と前記コア形成部の長手方向中心軸との間の中間位置よりも前記コア形成部に近い領域に前記空隙部を形成することを特徴とする請求項１２〜１８のいずれか一つに記載の光ファイバ母材の製造方法。
【請求項２０】
前記微粒子充填工程は、平均粒子径が３０μｍ〜５００μｍの前記ガラス微粒子を充填することを特徴とする請求項１２〜１９のいずれか一つ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、光ファイバの製造方法及び光ファイバ母材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、アルカリ金属又はアルカリ土類金属が添加された石英ガラスを材料として光ファイバ又は光ファイバ母材を製造することが提案されている（特許文献１〜５参照）。このような石英ガラスにアルカリ金属又はアルカリ土類金属を添加する方法として、例えば、特許文献１、２には、石英ガラスからなる多孔質体の表面にアルカリ金属又はアルカリ土類金属の気化ガスを接触させて当該多孔質体に表面からアルカリ金属又はアルカリ土類金属を拡散させる方法が開示されている。また、特許文献３、４には、石英ガラスからなるガラスパイプの内部にアルカリ金属の気化ガスを導入しながら当該ガラスパイプを加熱する等して、当該ガラスパイプの内表面にアルカリ金属を拡散させる方法が開示されている。特許文献５には、石英ガラスロッドをアルカリ金属化合物の融液中に浸漬する等して、当該石英ガラスロッドに表面からアルカリ金属を導入する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６３−４０７４４号公報
【特許文献２】特開２０１３−１９９４００号公報
【特許文献３】特表２００５−５３７２１０号公報
【特許文献４】特開２０１３−１３６４８５号公報
【特許文献５】特開２０１３−１９９４０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般に、光ファイバ又は光ファイバ母材の製造に材料として用いられる石英ガラスにアルカリ金属又はアルカリ土類金属を添加して、光ファイバのコア部までアルカリ金属又はアルカリ土類金属を拡散させることは、光ファイバの伝送損失の低減に有効である。このため、光ファイバ又は光ファイバ母材の製造においては、近年、アルカリ金属又はアルカリ土類金属をコア部に効率良く添加することが要望されている。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、アルカリ金属又はアルカリ土類金属をコア部に効率良く添加することができる光ファイバの製造方法及び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】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る光ファイバの製造方法は、コア部と前記コア部の外周に形成されたクラッド部とを備える光ファイバの製造方法であって、ガラスからなり前記コア部になるコア形成部と、前記コア部よりも屈折率が低いガラスからなり前記クラッド部の一部になるクラッド形成部とによって構成され、外層部と前記コア形成部との間に前記コア形成部の長手方向に延在する空隙部を有する第１中間体を準備する準備工程と、アルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物を含有するガラス微粒子を前記第１中間体の前記空隙部に充填して第２中間体を作製する微粒子充填工程と、前記第２中間体を用いて、少なくとも前記コア部にアルカリ金属又はアルカリ土類金属が添加された光ファイバを製造する光ファイバ製造工程と、を含むことを特徴とする。
【０００７】
また、本発明に係る光ファイバの製造方法は、上記の発明において、前記準備工程は、前記コア形成部と前記コア形成部の外周にわたって隣接するガラス部分とを備えるコアロッドをガラスパイプの内部に配置して、前記ガラスパイプの外層部と前記コアロッドとの間に前記空隙部を形成するとともに、前記ガラスパイプと前記コアロッドの前記ガラス部分とによって前記クラッド形成部を構成することを特徴とする。
【０００８】
また、本発明に係る光ファイバの製造方法は、上記の発明において、前記準備工程は、前記コア形成部の長手方向に延在する穴を前記第１中間体の前記クラッド形成部に設けて、前記第１中間体の外層部と前記コア形成部との間に前記空隙部を形成することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係る光ファイバの製造方法は、上記の発明において、前記ガラス微粒子は、前記アルカリ金属化合物又は前記アルカリ土類金属化合物と石英ガラス微粒子との混合物であることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明に係る光ファイバの製造方法は、上記の発明において、前記ガラス微粒子は、昇華した状態の前記アルカリ金属化合物又は前記アルカリ土類金属化合物を石英ガラス微粒子の表面に付着させたものであることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係る光ファイバの製造方法は、上記の発明において、前記ガラス微粒子は、前記アルカリ金属化合物又は前記アルカリ土類金属化合物を含有する溶液に石英ガラス微粒子を浸漬させて、前記アルカリ金属化合物又は前記アルカリ土類金属化合物を前記石英ガラス微粒子の表面に付着させたものであることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明に係る光ファイバの製造方法は、上記の発明において、前記アルカリ金属化合物又は前記アルカリ土類金属化合物は、Ｋ２ＣＯ３、Ｌｉ２ＣＯ３、Ｎａ２ＣＯ３、Ｒｂ２ＣＯ３、Ｃｓ２ＣＯ３、ＣａＣＯ３、ＳｒＣＯ３、ＢａＣＯ３、ＫＮＯ３、ＫＣｌ、ＮａＣｌ、ＲｂＮＯ３、またはＲｂＣｌであることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明に係る光ファイバの製造方法は、上記の発明において、前記準備工程は、前記第１中間体の外層部と前記コア形成部の長手方向中心軸との間の中間位置よりも前記コア形成部に近い領域に前記空隙部を形成することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明に係る光ファイバの製造方法は、上記の発明において、前記微粒子充填工程は、平均粒子径が３０μｍ〜５００μｍの前記ガラス微粒子を充填することを特徴とする。
【００１５】
また、本発明に係る光ファイバの製造方法は、上記の発明において、前記光ファイバ製造工程は、前記ガラス微粒子が充填された前記空隙部内を減圧しながら前記第２中間体を加熱処理して、前記コア形成部及び前記クラッド形成部を溶融するとともに前記ガラス微粒子の充填体を稠密化し、少なくとも前記コア部にアルカリ金属又はアルカリ土類金属が添加された光ファイバを線引きする線引工程を含むことを特徴とする。
【００１６】
また、本発明に係る光ファイバの製造方法は、上記の発明において、前記光ファイバ製造工程は、前記ガラス微粒子が充填された前記空隙部内を減圧しながら前記第２中間体を加熱処理して、前記コア形成部及び前記クラッド形成部を溶融するとともに前記ガラス微粒子の充填体を稠密化し、前記ガラス微粒子の充填体に含まれるアルカリ金属又はアルカリ土類金属が添加された光ファイバ母材を作製する焼結工程と、アルカリ金属又はアルカリ土類金属が添加された前記光ファイバ母材を加熱処理によって溶融して、少なくとも前記コア部にアルカリ金属又はアルカリ土類金属が添加された光ファイバを線引きする線引工程と、を含むことを特徴とする。
【００１７】
また、本発明に係る光ファイバ母材の製造方法は、コア部と前記コア部の外周に形成されたクラッド部とを備える光ファイバを製造するための光ファイバ母材の製造方法であって、ガラスからなり前記コア部になるコア形成部と、前記コア部よりも屈折率が低いガラスからなり前記クラッド部の一部になるクラッド形成部とによって構成され、外層部と前記コア形成部との間に前記コア形成部の長手方向に延在する空隙部を有する第１中間体を準備する準備工程と、アルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物を含有するガラス微粒子を前記第１中間体の前記空隙部に充填して第２中間体を作製する微粒子充填工程と、前記ガラス微粒子が充填された前記空隙部内を減圧しながら前記第２中間体を加熱処理して、前記コア形成部及び前記クラッド形成部を溶融するとともに前記ガラス微粒子の充填体を稠密化し、前記ガラス微粒子の充填体に含まれるアルカリ金属又はアルカリ土類金属が添加された光ファイバ母材を作製する焼結工程と、を含むことを特徴とする。
【００１８】
また、本発明に係る光ファイバ母材の製造方法は、上記の発明において、前記準備工程は、前記コア形成部と前記コア形成部の外周にわたって隣接するガラス部分とを備えるコアロッドをガラスパイプの内部に配置して、前記ガラスパイプの外層部と前記コアロッドとの間に前記空隙部を形成するとともに、前記ガラスパイプと前記コアロッドの前記ガラス部分とによって前記クラッド形成部を構成することを特徴とする。
【００１９】
また、本発明に係る光ファイバ母材の製造方法は、上記の発明において、前記準備工程は、前記コア形成部の長手方向に延在する穴を前記第１中間体の前記クラッド形成部に設けて、前記第１中間体の外層部と前記コア形成部との間に前記空隙部を形成することを特徴とする。
【００２０】
また、本発明に係る光ファイバ母材の製造方法は、上記の発明において、前記ガラス微粒子は、前記アルカリ金属化合物又は前記アルカリ土類金属化合物と石英ガラス微粒子との混合物であることを特徴とする。
【００２１】
また、本発明に係る光ファイバ母材の製造方法は、上記の発明において、前記ガラス微粒子は、昇華した状態の前記アルカリ金属化合物又は前記アルカリ土類金属化合物を石英ガラス微粒子の表面に付着させたものであることを特徴とする。
【００２２】
また、本発明に係る光ファイバ母材の製造方法は、上記の発明において、前記ガラス微粒子は、前記アルカリ金属化合物又は前記アルカリ土類金属化合物を含有する溶液に石英ガラス微粒子を浸漬させて、前記アルカリ金属化合物又は前記アルカリ土類金属化合物を前記石英ガラス微粒子の表面に付着させたものであることを特徴とする。
【００２３】
また、本発明に係る光ファイバ母材の製造方法は、上記の発明において、前記アルカリ金属化合物又は前記アルカリ土類金属化合物は、Ｋ２ＣＯ３、Ｌｉ２ＣＯ３、Ｎａ２ＣＯ３、Ｒｂ２ＣＯ３、Ｃｓ２ＣＯ３、ＣａＣＯ３、ＳｒＣＯ３、ＢａＣＯ３、ＫＮＯ３、ＫＣｌ、ＮａＣｌ、ＲｂＮＯ３、またはＲｂＣｌであることを特徴とする。
【００２４】
また、本発明に係る光ファイバ母材の製造方法は、上記の発明において、前記準備工程は、前記第１中間体の外層部と前記コア形成部の長手方向中心軸との間の中間位置よりも前記コア形成部に近い領域に前記空隙部を形成することを特徴とする。
【００２５】
また、本発明に係る光ファイバ母材の製造方法は、上記の発明において、前記微粒子充填工程は、平均粒子径が３０μｍ〜５００μｍの前記ガラス微粒子を充填することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、アルカリ金属又はアルカリ土類金属をコア部に効率良く添加することができる光ファイバの製造方法及び光ファイバ母材の製造方法を提供できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】図１は、本発明の実施形態１に係る光ファイバの製造方法によって製造される光ファイバの一構成例を示す模式的な断面図である。
【図２】図２は、本発明の実施形態１に係る光ファイバの製造方法及び光ファイバ母材の製造方法の一例を示すフロー図である。
【図３】図３は、本発明の実施形態１に係る製造方法の準備工程及び微粒子充填工程を説明する模式図である。
【図４】図４は、本発明の実施形態１に係る製造方法の微粒子充填工程を行って形成される第２中間体の一例を示す図である。
【図５】図５は、図４に示す第２中間体のＡ−Ａ線断面模式図である。
【図６】図６は、本発明の実施形態１に係る製造方法の線引工程を説明する模式図である。
【図７】図７は、本発明の実施形態１に係る製造方法の焼結工程を説明する模式図である。
【図８】図８は、本発明の実施形態１に係る製造方法おける光ファイバ母材を用いた線引工程を説明する模式図である。
【図９】図９は、本発明の実施形態２に係る製造方法の準備工程及び微粒子充填工程を説明する模式図である。
【図１０】図１０は、本発明の実施形態２に係る製造方法の微粒子充填工程を行って形成される第２中間体の一例を示す図である。
【図１１】図１１は、本発明の実施形態３に係る製造方法の微粒子充填工程を説明する模式図である。
【図１２】図１２は、本発明の実施形態３に係る製造方法の微粒子充填工程で充填するガラス微粒子の作製を説明する模式図である。
【図１３】図１３は、本発明の実施形態４に係る製造方法の微粒子充填工程を説明する模式図である。
【図１４】図１４は、本発明の実施形態４に係る製造方法の微粒子充填工程で充填するガラス微粒子の作製を説明する模式図である。
【図１５】図１５は、本実験での第１中間体における空隙部の位置を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下に、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、各図面において、同一又は対応する要素には適宜同一の符号を付している。
【００２９】
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係る光ファイバの製造方法によって製造される光ファイバの一構成例を示す模式的な断面図である。本実施形態１における光ファイバ１は、石英系ガラスからなる光ファイバであって、図１に示すように、コア部１ａと、コア部１ａの外周に形成されたクラッド部１ｂとを備えている。なお、特に図示しないが、クラッド部１ｂの外周には被覆が施されている。この被覆は、光ファイバに通常用いられるものを使用している。
【００３０】
コア部１ａは、屈折率を高くするドーパントであるゲルマニア（ＧｅＯ２）と、伝送損失を低減するためのアルカリ金属又はアルカリ土類金属とが添加された石英ガラスからなる。クラッド部１ｂは、屈折率調整用のドーパントを添加していない純石英ガラスに上記のアルカリ金属又はアルカリ土類金属が添加された石英ガラスからなり、コア部１ａよりも屈折率が低い。
【００３１】
つぎに、図２〜図８を参照して、本発明の実施形態１に係る光ファイバの製造方法及び光ファイバ母材の製造方法について説明する。図２は、本発明の実施形態１に係る光ファイバの製造方法及び光ファイバ母材の製造方法の一例を示すフロー図である。以下、「光ファイバの製造方法及び光ファイバ母材の製造方法」は、「製造方法」と適宜略記する。
【００３２】
本実施形態１に係る光ファイバの製造方法は、準備工程と、微粒子充填工程と、光ファイバ製造工程とを含む。本実施形態１に係る光ファイバ母材の製造方法は、光ファイバの製造方法と同様の準備工程及び微粒子充填工程と、焼結工程とを含む。
【００３３】
すなわち、図２に示すように、本実施形態１に係る製造方法では、まず、必要な部材を準備する準備工程（ステップＳ１０１）が行われる。図３は、本発明の実施形態１に係る製造方法の準備工程及び微粒子充填工程を説明する模式図である。本実施形態１における準備工程では、図３に示すように、ガラスパイプ２とコアロッド３との間に空隙部４ａを有する第１中間体４を準備する。
【００３４】
ガラスパイプ２は、光ファイバ１のクラッド部１ｂの一部になるものであり、屈折率調整用のドーパントを添加していない高純度の合成石英パイプである。ガラスパイプ２の内径及び外径は、ガラスパイプ２の円筒状部分が適度な強度を有し且つ当該円筒状部分の内表面とコアロッド３との間に適度な空隙を形成し得るように、各々設定されている。ガラスパイプ２の円筒状部分の長さは、コアロッド３の収容に好適な長さに設定されている。また、ガラスパイプ２は、その内表面をドライエッチングして表面洗浄処理を行ったものとなっている。この表面洗浄処理が行われた後、図３に示すように、ガラスパイプ２の下端部２ｃは、封止されている。一方、ガラスパイプ２の上端部２ｂは、開口した状態となっている。
【００３５】
コアロッド３は、図３に示すように、コア形成部３ａと、コア形成部３ａの外周にわたって隣接するガラス部分としてのクラッド形成部３ｂとを備える。コア形成部３ａは光ファイバ１のコア部１ａになり、クラッド形成部３ｂはクラッド部１ｂの一部になる。コア形成部３ａはコア部１ａの屈折率となるようにゲルマニアが添加された石英ガラスからなり、クラッド形成部３ｂはクラッド部１ｂの屈折率となるように純石英ガラスからなる。本実施形態１では、コアロッド３は、ＶＡＤ法により製造されたものであるが、ＯＶＤ法やＭＣＶＤ法等により製造されたものでもよい。
【００３６】
この準備工程において、ガラスパイプ２の内部には、コアロッド３を配置する前に、位置決め部材５をガラスパイプ２の底部に配置しておく。位置決め部材５は、ガラスパイプ２の内径と略同じ外径を有する円板状の部材であり、高純度の合成石英ガラスからなる。続いて、図３に示すように、ガラスパイプ２の内部には、コアロッド３を挿入して配置する。この際、本実施形態１では、ガラスパイプ２の円筒状部分の長手方向中心軸とコアロッド３の長手方向中心軸（すなわちコア形成部３ａの長手方向中心軸）とが一致するように、１本のコアロッド３が配置される。また、ガラスパイプ２内のコアロッド３は、その下端部が位置決め部材５に形成された嵌合穴（図示せず）に嵌合される。これにより、ガラスパイプ２内におけるコアロッド３の下端部の位置が決定される。
【００３７】
上述したようにコアロッド３をガラスパイプ２の内部に配置することにより、図３に示すように、この準備工程では、ガラスパイプ２の外層部２ａとコアロッド３との間に空隙部４ａを形成する。これとともに、この準備工程では、ガラスパイプ２とコアロッド３における上記コア形成部３ａ外周のガラス部分（クラッド形成部３ｂ）とによって、第１中間体４のクラッド形成部を構成する。この結果、ガラスからなり光ファイバ１のコア部１ａになるコア形成部と、このコア部１ａよりも屈折率が低いガラスからなり光ファイバ１のクラッド部１ｂの一部になる上記クラッド形成部とによって構成される第１中間体４が準備される。このような第１中間体４は、その外層部（すなわちガラスパイプ２の外層部２ａ）とコアロッド３のコア形成部３ａとの間に、コア形成部３ａの長手方向に延在する空隙部４ａをコアロッド３の外周にわたって有している。特に、空隙部４ａは、この準備工程において、第１中間体４の外層部２ａとコア形成部３ａの長手方向中心軸との間の中間位置よりもコア形成部３ａに近い領域に形成されることが好ましい。
【００３８】
上述した準備工程が完了した後、図２に示すように、微粒子充填工程（ステップＳ１０２）が行われる。本実施形態１における微粒子充填工程では、図３に示すように、第１中間体４の空隙部４ａ（具体的にはガラスパイプ２の内表面とコアロッド３の外層部との間の空隙部）に、ガラス微粒子７を投入し、充填する。
【００３９】
ガラス微粒子７は、アルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物を含有するガラス微粒子である。本実施形態１において、ガラス微粒子７は、アルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物と石英ガラス微粒子とを混合して作製される混合物である。この石英ガラス微粒子は、例えば、屈折率調整用のドーパントを添加していない高純度の石英ガラスからなる。上記のアルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物としては、例えば、Ｋ２ＣＯ３、Ｌｉ２ＣＯ３、Ｎａ２ＣＯ３、Ｒｂ２ＣＯ３、Ｃｓ２ＣＯ３、ＣａＣＯ３、ＳｒＣＯ３、ＢａＣＯ３、ＫＮＯ３、ＫＣｌ、ＮａＣｌ、ＲｂＮＯ３、またはＲｂＣｌ等が挙げられる。また、ガラス微粒子７の平均粒子径は、この石英ガラス微粒子の平均粒子径に相当し、例えば３０μｍ〜５００μｍである。本実施形態１では、ガラス微粒子７の平均粒子径は、一例として１２０μｍとした。
【００４０】
続いて、この微粒子充填工程では、図３に示すように、ガラスパイプ２内に位置決め部材６を挿入し、この位置決め部材６により、ガラスパイプ２内のコアロッド３を位置決めする。位置決め部材６は、ガラスパイプ２の内径と略同じ外径を有する円板状の部材であり、高純度の合成石英ガラスからなる。位置決め部材６には、図３に示すように、嵌合穴６ａと通気孔６ｂとが形成されている。嵌合穴６ａは、コアロッド３の上端部が嵌合する部分であり、本実施形態１では位置決め部材６を貫通しているが、貫通していなくてもよい。複数の通気孔６ｂは、外部とガラスパイプ２の内部との通気性を確保するものである。また、通気孔６ｂをガラス微粒子７が十分に通過する内径にすることによって、位置決め部材６をガラスパイプ２内に配置した後に、この位置決め部材６を介して上部からガラス微粒子７をガラスパイプ２内に充填することも可能である。本実施形態１では、位置決め部材６に形成されている嵌合穴６ａにコアロッド３の上端部を嵌合することで、ガラスパイプ２内におけるコアロッド３の位置が決められる。この際、位置決め部材６は、図３に示すようにガラスパイプ２内の底部に配置された位置決め部材５と協同して、コアロッド３を位置決めする。
【００４１】
本実施形態１では、上述した微粒子充填工程のようにガラス微粒子７を第１中間体４の空隙部４ａに充填して、図４に示す第２中間体８を作製する。このようにして、本実施形態１における光ファイバ１又は光ファイバ母材の製造に材料として用いられる第２中間体８が得られる（ステップＳ１０３）。
【００４２】
図４は、本発明の実施形態１に係る製造方法の微粒子充填工程を行って形成される第２中間体の一例を示す図である。図５は、図４に示す第２中間体のＡ−Ａ線断面模式図である。本実施形態１における第２中間体８は、図３に示した第１中間体４の空隙部４ａにガラス微粒子７を充填して作製されるものであり、図４、５に示すように、ガラスパイプ２と、コアロッド３と、位置決め部材５、６と、ガラス微粒子７とで構成される。この第２中間体８において、コアロッド３の上端部は、位置決め部材６の嵌合穴６ａに嵌合されている。しかし、この位置決め部材６には、図４に示すように、嵌合穴６ａの他に複数の通気孔６ｂが形成されているため、外部と第２中間体８の内部（例えばガラス微粒子７が充填された状態の空隙部４ａ）との通気性は確保されている。
【００４３】
また、本実施形態１において、空隙部４ａは、上述した準備工程により、図３に示した第１中間体４の外層部２ａとコア形成部３ａの長手方向中心軸との間の中間位置よりもコア形成部３ａに近い領域に、コアロッド３の外周にわたって形成されている。すなわち、この空隙部４ａ内のガラス微粒子７の充填体は、図５に示すように、第２中間体８の外層部２ａとコア形成部３ａの長手方向中心軸との間の中間位置Ｐｃよりもコア形成部３ａに近い領域に、コアロッド３のクラッド形成部３ｂの外周にわたって存在している。
【００４４】
その後、本実施形態１に係る製造方法では、第２中間体８を用いて少なくともコア部にアルカリ金属又はアルカリ土類金属が添加された光ファイバを製造するための光ファイバ製造工程、或いは、第２中間体８を用いて少なくともコア形成部にアルカリ金属又はアルカリ土類金属が添加された光ファイバ母材を目的物として製造するための焼結工程が行われる。ここで、光ファイバ製造工程には、「第２中間体８から光ファイバ母材を経ずに光ファイバを製造する」場合と、「第２中間体８から光ファイバ母材を経て光ファイバを製造する」場合と、の２通りがある。また、上記光ファイバ母材を目的物として製造するための焼結工程は、「第２中間体８から光ファイバ母材を経て光ファイバを製造する」場合の光ファイバ製造工程で行われる焼結工程と同様である。
【００４５】
すなわち、光ファイバ製造工程は、第２中間体８から光ファイバ母材を経ずに光ファイバを製造する場合、図２に示す線引工程（ステップＳ１０５）を含む。この場合、第２中間体８から作製するものが光ファイバであるため（ステップＳ１０４，光ファイバ）、上述したように第２中間体８を作製した後、この第２中間体８から光ファイバを線引きする線引工程（ステップＳ１０５）が行われる。
【００４６】
ステップＳ１０５の線引工程では、第２中間体８におけるガラス微粒子７が充填された空隙部４ａ内を減圧しながら、第２中間体８を加熱処理し、これにより、第２中間体８のコア形成部及びクラッド形成部を溶融するとともにガラス微粒子７の充填体を稠密化して、少なくともコア部にアルカリ金属又はアルカリ土類金属が添加された光ファイバを線引きする。
【００４７】
図６は、本発明の実施形態１に係る製造方法の線引工程を説明する模式図である。図６に示すように、ステップＳ１０５の線引工程では、第２中間体８の上端側に蓋１００を被せ、第２中間体８の内部を気密状態とする。蓋１００には、気密状態とした第２中間体８の内部に通じるガス排気管１０１が接続されている。ガス排気管１０１には、真空ポンプ１０２とガス排気管１０３とが順次接続されている。また、蓋１００には、気密状態とした第２中間体８の内部の圧力を測定するための圧力計１０４が設けられている。圧力計１０４は、測定した圧力値の測定結果のデータを制御部１１０に送信する。制御部１１０は、圧力値の測定結果のデータに基づいて真空ポンプ１０２を制御して、線引工程前の気密された第２中間体８の空隙部４ａ等の内部雰囲気（ガラスパイプ２の内部雰囲気）を減圧状態にできるように構成されている。
【００４８】
続いて、第２中間体８の内部雰囲気の圧力を減圧状態に保持しながら、光ファイバ線引炉１０５のヒータ１０５ａで第２中間体８の下端を例えば２２００℃に加熱する。これにより、第２中間体８を構成するガラスパイプ２と、コアロッド３と、位置決め部材５、６（図４参照）と、ガラス微粒子７の充填体とを加熱溶融して、光ファイバＦ１を線引きする。このとき、ガラス微粒子７に含まれる石英ガラス微粒子が緻密化焼結して透明なガラスとなる。これと同時に、ガラス微粒子７に含まれるアルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物の金属成分（アルカリ金属又はアルカリ土類金属）が、コアロッド３のコア形成部３ａ及びクラッド形成部３ｂの各内部と、ガラスパイプ２の内部とに拡散する。この結果、上記透明ガラスは、ガラスパイプ２、コアロッド３のクラッド形成部３ｂ、及び位置決め部材５、６と一体化して、光ファイバ１におけるアルカリ金属又はアルカリ土類金属が添加されたクラッド部１ｂとなる。コアロッド３のコア形成部３ａは、光ファイバ１におけるアルカリ金属又はアルカリ土類金属が添加されたコア部１ａとなる。
【００４９】
その後、線引きされた光ファイバＦ１は、その外周に被覆形成装置１０６で被覆が施され、これにより、光ファイバＦ２（図１の光ファイバ１）となる。光ファイバＦ２は、キャプスタンローラ１０７によって引き取られ、ガイドロール１０８を介して巻取機構１０９によって巻き取られる。このように、ステップＳ１０５の線引工程によって製造された光ファイバ１を得て（ステップＳ１０６）、本工程を終了する。
【００５０】
ここで、ステップＳ１０５の線引工程により、クラッド外径が１２５μｍの光ファイバ１を製造し、得られた光ファイバ１で光を伝送した場合の伝送損失を確認した。この結果、波長が１５５０ｎｍの光を伝送した場合の光ファイバ１の伝送損失は、平均で０．１７５ｄＢ／ｋｍという低い値であった。また、波長が１３１０ｎｍの光を伝送した場合の光ファイバ１の伝送損失は、平均で０．３０９ｄＢ／ｋｍという良好な特性であった。
【００５１】
一方、光ファイバ製造工程は、第２中間体８から光ファイバ母材を経て光ファイバを製造する場合、図２に示す焼結工程（ステップＳ１０７）と線引工程（ステップＳ１０９）とを含む。この場合、第２中間体８から作製するものが光ファイバ母材であるため（ステップＳ１０４，母材）、上述したように第２中間体８を作製した後、この第２中間体８を用いて光ファイバ母材を作製する焼結工程（ステップＳ１０７）が行われ、その後、目的物が光ファイバであるため（ステップＳ１０８，光ファイバ）、光ファイバ母材から光ファイバを線引きする線引工程（ステップＳ１０９）が行われる。
【００５２】
ステップＳ１０７の焼結工程では、第２中間体８におけるガラス微粒子７が充填された空隙部４ａ内を減圧しながら、第２中間体８を加熱処理し、これにより、第２中間体８のコア形成部及びクラッド形成部を溶融するとともにガラス微粒子７の充填体を稠密化して、ガラス微粒子７の充填体に含まれるアルカリ金属又はアルカリ土類金属が添加された光ファイバ母材を作製する。
【００５３】
図７は、本発明の実施形態１に係る製造方法の焼結工程を説明する模式図である。図７に示すように、ステップＳ１０７の焼結工程では、上述したステップＳ１０５の線引工程の場合と同様に、第２中間体８の上端側に蓋１００を被せて第２中間体８の内部を気密状態し、真空ポンプ１０２の作用により、第２中間体８の空隙部４ａ等の内部雰囲気（ガラスパイプ２の内部雰囲気）を減圧状態にする。特に図７には図示されていないが、第２中間体８の内部雰囲気を減圧する際、第２中間体８の内部の圧力を圧力計１０４によって測定し、この測定した圧力値のデータに基づき、制御部１１０によって真空ポンプ１０２を制御してもよい。
【００５４】
また、この焼結工程において、第２中間体８は、図７に示すように、加熱炉１１１にセットされている。加熱炉１１１は、上述した第２中間体８の内部雰囲気の減圧処理に並行して、第２中間体８をその外周（ガラスパイプ２の外周）から加熱処理する。この際、加熱炉１１１は、ガラスパイプ２の外周に沿って下端部２ｃから上端部２ｂに向かい移動しながら、第２中間体８を下端部２ｃから上端部２ｂまで順次加熱処理する。これにより、第２中間体８が下端部２ｃから上端部２ｂまで順次溶融されて縮径するとともに、第２中間体８を構成するガラスパイプ２と、コアロッド３と、位置決め部材５、６と、ガラス微粒子７の充填体とが溶融される。このとき、ガラス微粒子７に含まれる石英ガラス微粒子が緻密化焼結して透明なガラスとなる。これと同時に、ガラス微粒子７に含まれるアルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物の金属成分（アルカリ金属又はアルカリ土類金属）が、コアロッド３のコア形成部３ａ及びクラッド形成部３ｂの各内部と、ガラスパイプ２の内部とに拡散する。この結果、上記透明ガラスは、ガラスパイプ２、コアロッド３のクラッド形成部３ｂ、及び位置決め部材５、６と一体化して、アルカリ金属又はアルカリ土類金属が添加された透明なクラッド形成部となる。コアロッド３のコア形成部３ａは、アルカリ金属又はアルカリ土類金属が添加された透明なコア形成部となる。
【００５５】
このようにして、光ファイバ１のコア部１ａになるコア形成部と光ファイバ１のクラッド部１ｂになるクラッド形成部とを備え、これらのコア形成部及びクラッド形成部（特にコア形成部の外周近傍の部分）にアルカリ金属又はアルカリ土類金属が添加された透明な光ファイバ母材１０（図７参照）が作製される。
【００５６】
その後、ステップＳ１０９の線引工程では、アルカリ金属又はアルカリ土類金属が添加された光ファイバ母材１０を加熱処理によって溶融し、これにより、少なくともコア部にアルカリ金属又はアルカリ土類金属が添加された光ファイバを線引きする。
【００５７】
図８は、本発明の実施形態１に係る製造方法おける光ファイバ母材を用いた線引工程を説明する模式図である。図８に示すように、ステップＳ１０９の線引工程では、上述したステップＳ１０５の線引工程の第２中間体８を光ファイバ母材１０に置き換えた場合と同様に、光ファイバ線引炉１０５のヒータ１０５ａにより、光ファイバ母材１０の下端を加熱して、光ファイバＦ１を線引きする。その後、線引きされた光ファイバＦ１は、上述したステップＳ１０５の線引工程の場合と同様に、被覆形成装置１０６で被覆が施され、これにより、光ファイバＦ２（図１の光ファイバ１）となる。図８には特に図示されていないが、光ファイバＦ２は、上述したキャプスタンローラ１０７によって引き取られ、ガイドロール１０８を介して巻取機構１０９によって巻き取られる。このようにして製造された光ファイバ１を得て（ステップＳ１１０）、本工程を終了する。
【００５８】
ここで、ステップＳ１０９の線引工程により、クラッド外径が１２５μｍの光ファイバ１を製造し、得られた光ファイバ１で光を伝送した場合の伝送損失を確認した。この結果、上述したステップＳ１０５の線引工程で製造された光ファイバ１と同様に、伝送損失は低い値であった。
【００５９】
なお、上述したステップＳ１０５の線引工程及びステップＳ１０７の焼結工程では、第２中間体８の内部の気体を吸引したことによって位置決め部材６が浮き上がらないようにするために、位置決め部材６の上に重りを載置してもよい。この重りは、位置決め部材６の通気孔６ｂを塞がない構造であり、純石英ガラスからなるものであることが好ましい。
【００６０】
他方、目的とする製造物（目的物）が光ファイバ母材である場合、図２に示すステップＳ１０１の準備工程及びＳ１０２の微粒子充填工程を順次行い、これにより、第２中間体８（図４参照）が作製される。続いて、この第２中間体８を用いてステップＳ１０７の焼結工程を行い、これにより、光ファイバ母材１０（図７参照）が作製される。ここで、目的物が光ファイバ母材であるため（ステップＳ１０８，母材）、ステップＳ１０９の線引工程は行わず、上述した焼結工程による光ファイバ母材１０が、目的物として扱われる。このように目的物としての光ファイバ母材１０を得て（ステップＳ１１１）、本工程が終了する。
【００６１】
本発明の実施形態１に係る製造方法では、光ファイバ１のコア部１ａになるコア形成部３ａと第１中間体４の外層部２ａとの間でコア形成部３ａの長手方向に延在する空隙部４ａに、アルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物と石英ガラス微粒子とを混合してなるガラス微粒子７を充填して、コア形成部３ａを囲むようにガラス微粒子７の充填体を備える第２中間体８を作製し、この第２中間体８を用いて光ファイバ製造工程又は焼結工程を行うことにより、光ファイバ１又は光ファイバ母材１０を製造している。
【００６２】
このため、光ファイバ１のクラッド部１ｂになるクラッド形成部中にアルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物を石英ガラス微粒子とともに直接充填でき、拡散法等の従来の手法に比べて多量のアルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物をコア形成部３ａの外周近傍に含ませることができるから、光ファイバ製造工程又は焼結工程での第２中間体８の加熱処理により、ガラス微粒子７の充填体からコア形成部３ａにアルカリ金属又はアルカリ土類金属を効率よく拡散させて添加することができる。このようにコア形成部３ａにアルカリ金属又はアルカリ土類金属が添加された状態の第２中間体８又は光ファイバ母材１０を用いて線引工程を行うことにより、光ファイバ１のコア部１ａにアルカリ金属又はアルカリ土類金属を効率よく添加することができる。これにより、コア部１ａを構成する石英系ガラスにおける分子間の結合の周期構造が均一化されることから、コア部１ａの石英系ガラスの誘電率を安定化することができ、この結果、光ファイバ１中でのレーリー散乱の発生を抑制して、光ファイバ１の伝送損失を低減することができる。
【００６３】
また、第１中間体４の外層部２ａとコア形成部３ａの長手方向中心軸との間の中間位置（図５中の中間位置Ｐｃ参照）よりもコア形成部３ａに近い領域に空隙部４ａを形成している。このため、第１中間体４の当該領域にガラス微粒子７を容易に充填することができる。これにより、ガラス微粒子７からコア形成部３ａにアルカリ金属又はアルカリ土類金属を効率よく拡散させて添加できるとともに、アルカリ金属又はアルカリ土類金属が外層部２ａに拡散することを抑制でき、この結果、線引された光ファイバ１の機械強度の低下を抑制することができる。
【００６４】
（実施形態２）
つぎに、本発明の実施形態２について説明する。本実施形態２においても、図１に示す光ファイバ１又は図７に示す光ファイバ母材１０を目的物として製造する。
【００６５】
つぎに、本発明の実施形態２に係る光ファイバの製造方法及び光ファイバ母材の製造方法について説明する。本実施形態２に係る製造方法では、製造する目的物に応じて、図２に示すステップＳ１０１〜Ｓ１１１の各工程が適宜行われるが、ステップＳ１０１の準備工程で準備される第１中間体及びステップＳ１０２の微粒子充填工程で作製される第２中間体が、上述した実施形態１と異なる。
【００６６】
図９は、本発明の実施形態２に係る製造方法の準備工程及び微粒子充填工程を説明する模式図である。本実施形態２における準備工程では、図９に示すように、コア形成部３ａとクラッド形成部３ｂとによって構成され、このクラッド形成部３ｂ中に空隙部２４ａを有する第１中間体１１を準備する。
【００６７】
詳細には、この準備工程において、まず、コア形成部３ａとクラッド形成部３ｂとによって構成される光ファイバ母材を、第１中間体１１の元となる材料として準備する。この準備した光ファイバ母材状の第１中間体１１において、コア形成部３ａは、光ファイバ１のコア部１ａになるガラス部分であり、コア部１ａの屈折率となるようにゲルマニアが添加された石英ガラスからなる。クラッド形成部３ｂは、光ファイバ１のクラッド部１ｂの一部になるガラス部分であり、クラッド部１ｂの屈折率となるように純石英ガラスからなる。クラッド形成部３ｂは、コア形成部３ａの外周にわたって隣接するように形成される。このクラッド形成部３ｂの外径は、コア形成部３ａの直径の所望倍である。このような光ファイバ母材状の第１中間体１１は、ＶＡＤ法により製造されたものであるが、ＯＶＤ法やＭＣＶＤ法等により製造されたものでもよい。
【００６８】
続いて、光ファイバ母材状の第１中間体１１の上下端を径方向に切断して所定長さ（例えば２ｍ）のものとし、ドリルを用いて、一端の切断面からコア形成部３ａの長手方向に延在する所定長さの穴（例えば長さが１ｍの貫通穴を両端から穿孔してなる長さ２ｍの貫通穴）をクラッド形成部３ｂに設ける。これにより、光ファイバ母材状の第１中間体１１の外層部１１ａとコア形成部３ａとの間に、コア形成部３ａの長手方向に延在する空隙部２４ａが形成される。このようにして、本実施形態２における準備工程では、コア形成部３ａと、１つまたは複数の空隙部２４ａを設けたクラッド形成部３ｂとからなる第１中間体１１が準備される。本実施形態２では、図９に示すように、第１中間体１１のクラッド形成部３ｂには、コア形成部３ａを囲むように４つの空隙部２４ａが形成されている。また、空隙部２４ａは、その内表面をドライエッチングして表面洗浄処理を行った後に片端を加熱封止したものとなっている。例えば図９に示すように、空隙部２４ａは、第１中間体１１の下端部１１ｃをヒーター（図示せず）で加熱封止することにより、第１中間体１１の上端部１１ｂ側のみが開口した状態となっている。特に、空隙部２４ａは、この準備工程において、第１中間体１１の外層部１１ａとコア形成部３ａの長手方向中心軸ＣＬとの間の中間位置よりもコア形成部３ａに近い領域に形成されることが好ましい。
【００６９】
上述した準備工程が完了した後、図２に示すように、ステップＳ１０２の微粒子充填工程が行われる。本実施形態２における微粒子充填工程では、図９に示すように、第１中間体１１の空隙部２４ａにガラス微粒子７を投入し、充填する。本実施形態２では、例えば、ガラス微粒子７として、平均粒子径が１２０μｍの高純度石英ガラスからなる石英ガラス微粒子と、高純度の炭酸カリウム塩（Ｋ２ＣＯ３）との混合物を準備した。
【００７０】
本実施形態２では、この微粒子充填工程のようにガラス微粒子７を第１中間体１１の空隙部２４ａに充填して、空隙部２４ａ内にガラス微粒子７の充填体を有する第２中間体２８を作製する。得られた第２中間体２８は、本実施形態２における光ファイバ１又は光ファイバ母材１０の製造に材料として用いられる。
【００７１】
図１０は、本発明の実施形態２に係る製造方法の微粒子充填工程を行って形成される第２中間体の一例を示す図である。図１０には、図９に示す第２中間体２８のＢ−Ｂ線断面の模式図が図示されている。本実施形態２における第２中間体２８は、図１０に示すように、コア形成部３ａと、空隙部２４ａが設けられたクラッド形成部３ｂと、空隙部２４ａ内のガラス微粒子７の充填体とによって構成される。ここで、空隙部２４ａは、上述した準備工程により、図９に示した第１中間体１１の外層部１１ａとコア形成部３ａの長手方向中心軸ＣＬとの間の中間位置Ｐｃよりもコア形成部３ａに近い領域に、コア形成部３ａを囲むように形成されている。すなわち、このような空隙部２４ａ内のガラス微粒子７の充填体は、図１０に示すように、第２中間体２８の外層部１１ａとコア形成部３ａの長手方向中心軸ＣＬとの間の中間位置Ｐｃよりもコア形成部３ａに近い領域に、コア形成部３ａを囲むように存在している。
【００７２】
その後、第２中間体２８から作製するものが光ファイバである場合、上述した実施形態１の第２中間体８を本実施形態２の第２中間体２８に置き換えてステップＳ１０５の線引工程が行われる。すなわち、このステップＳ１０５の線引工程では、第２中間体２８におけるガラス微粒子７が充填された空隙部２４ａ内を減圧しながら、第２中間体２８を加熱処理し、これにより、第２中間体２８のコア形成部３ａ及びクラッド形成部３ｂを溶融するとともにガラス微粒子７の充填体を稠密化して、少なくともコア部にアルカリ金属又はアルカリ土類金属が添加された光ファイバを線引きする。
【００７３】
この際、ガラス微粒子７に含まれる石英ガラス微粒子が緻密化焼結して透明なガラスとなる。これと同時に、ガラス微粒子７に含まれるアルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物の金属成分（アルカリ金属又はアルカリ土類金属）が、コア形成部３ａ及びクラッド形成部３ｂに拡散する。この結果、上記透明ガラスは、クラッド形成部３ｂと一体化して光ファイバ１におけるアルカリ金属又はアルカリ土類金属が添加されたクラッド部１ｂとなる。コア形成部３ａは、光ファイバ１におけるアルカリ金属又はアルカリ土類金属が添加されたコア部１ａとなる。このようにして、本実施形態２におけるステップＳ１０５の線引工程で光ファイバ１が製造され、製造された光ファイバ１を目的物として得て本工程を終了する。
【００７４】
ここで、本実施形態２におけるステップＳ１０５の線引工程により、クラッド外径が１２５μｍの光ファイバ１を製造し、得られた光ファイバ１で光を伝送した場合の伝送損失を確認した。この結果、波長が１５５０ｎｍの光を伝送した場合の光ファイバ１の伝送損失は、平均で０．１７７ｄＢ／ｋｍという低い値であった。また、波長が１３１０ｎｍの光を伝送した場合の光ファイバ１の伝送損失は、平均で０．３１２ｄＢ／ｋｍという良好な特性であった。
【００７５】
一方、第２中間体２８から光ファイバ母材１０を経て光ファイバ１を製造する場合、上述した実施形態１の第２中間体８を本実施形態２の第２中間体２８に置き換えて、ステップＳ１０７の焼結工程及びステップＳ１０９の線引工程が行われる。
【００７６】
すなわち、本実施形態２におけるステップＳ１０７の焼結工程では、第２中間体２８におけるガラス微粒子７が充填された空隙部２４ａ内を減圧しながら、第２中間体２８を加熱処理し、これにより、第２中間体２８のコア形成部３ａ及びクラッド形成部３ｂを溶融するとともにガラス微粒子７の充填体を稠密化して、ガラス微粒子７の充填体に含まれるアルカリ金属又はアルカリ土類金属が添加された光ファイバ母材１０を作製する。
【００７７】
この際、ガラス微粒子７に含まれる石英ガラス微粒子が緻密化焼結して透明なガラスとなる。これと同時に、ガラス微粒子７に含まれるアルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物の金属成分（アルカリ金属又はアルカリ土類金属）が、コア形成部３ａ及びクラッド形成部３ｂに拡散する。この結果、上記透明ガラスは、クラッド形成部３ｂと一体化して、アルカリ金属又はアルカリ土類金属が添加された透明なクラッド形成部となる。コア形成部３ａは、アルカリ金属又はアルカリ土類金属が添加された透明なコア形成部となる。このようにして、これらのコア形成部及びクラッド形成部（特にコア形成部の外周近傍の部分）にアルカリ金属又はアルカリ土類金属が添加された透明な光ファイバ母材１０（図７参照）が作製される。
【００７８】
その後、本実施形態２におけるステップＳ１０９の線引工程では、アルカリ金属又はアルカリ土類金属が添加された光ファイバ母材１０を加熱処理によって溶融し、これにより、少なくともコア部にアルカリ金属又はアルカリ土類金属が添加された光ファイバを線引きする。このようにして、本実施形態２におけるステップＳ１０９の線引工程で光ファイバ１が製造され、製造された光ファイバ１を目的物として得て本工程を終了する。
【００７９】
ここで、本実施形態２におけるステップＳ１０９の線引工程により、クラッド外径が１２５μｍの光ファイバ１を製造し、得られた光ファイバ１で光を伝送した場合の伝送損失を確認した。この結果、本実施形態２におけるステップＳ１０５の線引工程で製造された光ファイバ１と同様に、伝送損失は低い値であった。
【００８０】
他方、目的とする製造物（目的物）が光ファイバ母材である場合、上述した実施形態１の第２中間体８を本実施形態２の第２中間体２８に置き換えて、ステップＳ１０７の焼結工程が行われる。これによって製造された光ファイバ母材１０を目的物として得て、本工程が終了する。
【００８１】
本発明の実施形態２に係る製造方法では、光ファイバ１のコア部１ａになるコア形成部３ａと第１中間体１１の外層部１１ａとの間に、コア形成部３ａの長手方向に延在する穴を設けることによって空隙部２４ａを形成し、形成した空隙部２４ａに、アルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物と石英ガラス微粒子とを混合してなるガラス微粒子７を充填して、コア形成部３ａを囲むようにガラス微粒子７の充填体を備える第２中間体２８を作製し、この第２中間体２８を用いて光ファイバ製造工程又は焼結工程を行うことにより、光ファイバ１又は光ファイバ母材１０を製造している。
【００８２】
このため、光ファイバ製造工程又は焼結工程での第２中間体２８の加熱処理により、ガラス微粒子７の充填体からコア形成部３ａにアルカリ金属又はアルカリ土類金属を効率よく拡散させて添加することができる。このようにコア形成部３ａにアルカリ金属又はアルカリ土類金属が添加された状態の第２中間体２８又は光ファイバ母材１０を用いて線引工程を行うことにより、光ファイバ１のコア部１ａにアルカリ金属又はアルカリ土類金属を効率よく添加することができる。これにより、上述した実施形態１の場合と同様に、コア部１ａの石英系ガラスの誘電率を安定化することができ、この結果、光ファイバ１中でのレーリー散乱の発生を抑制して、光ファイバ１の伝送損失を低減することができる。
【００８３】
また、第１中間体１１の外層部１１ａとコア形成部３ａの長手方向中心軸ＣＬとの間の中間位置Ｐｃよりもコア形成部３ａに近い領域に空隙部２４ａを形成している。このため、第１中間体１１の当該領域にガラス微粒子７を容易に充填することができる。これにより、ガラス微粒子７からコア形成部３ａにアルカリ金属又はアルカリ土類金属を効率よく拡散させて添加できるとともに、アルカリ金属又はアルカリ土類金属が外層部１１ａに拡散することを抑制でき、この結果、線引された光ファイバ１の機械強度の低下を抑制することができる。
【００８４】
（比較例）
つぎに、本発明に対する比較例について説明する。本比較例では、図９に示した実施形態２に係る製造方法の準備工程と同様に第１中間体１１を準備し、微粒子充填工程において、アルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物を含有するガラス微粒子７の代わりに、アルカリ金属化合物及びアルカリ土類金属化合物を含まない高純度の石英ガラス微粒子を第１中間体１１の空隙部２４ａに充填した。その他の工程は実施形態２の場合と同様にして、本発明の光ファイバ１に対する比較サンプルを製造した。そして、得られた比較サンプルの光ファイバで光を伝送した場合の伝送損失を確認した。
【００８５】
この結果、波長が１５５０ｎｍの光を伝送した場合の比較サンプルの光ファイバの伝送損失は、平均で０．１８５ｄＢ／ｋｍであった。また、波長が１３１０ｎｍの光を伝送した場合の比較サンプルの光ファイバの伝送損失は、平均で０．３３０ｄＢ／ｋｍであった。この結果から、アルカリ金属化合物及びアルカリ土類金属化合物を含まない石英ガラス微粒子を第１中間体１１の空隙部２４ａに充填した場合は、アルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物を含有するガラス微粒子７を第１中間体１１の空隙部２４ａに充填した場合に比べて、製造される光ファイバの伝送損失が高くなることを確認することができた。
【００８６】
（実施形態３）
つぎに、本発明の実施形態３について説明する。本実施形態３においても、図１に示す光ファイバ１又は図７に示す光ファイバ母材１０を目的物として製造する。
【００８７】
つぎに、本発明の実施形態３に係る光ファイバの製造方法及び光ファイバ母材の製造方法について説明する。本実施形態３に係る製造方法では、製造する目的物に応じて、図２に示すステップＳ１０１〜Ｓ１１１の各工程が適宜行われるが、ステップＳ１０２の微粒子充填工程で第１中間体の空隙部に充填されるガラス微粒子が、上述した実施形態１、２と異なる。本実施形態３に係る製造方法は、充填するガラス微粒子が異なること以外、上述した実施形態２と同様である。
【００８８】
図１１は、本発明の実施形態３に係る製造方法の微粒子充填工程を説明する模式図である。本実施形態３における微粒子充填工程では、図１１に示すように、第１中間体１１の空隙部２４ａに、上述した実施形態２のガラス微粒子７に代えてガラス微粒子３７を投入し、充填する。
【００８９】
ガラス微粒子３７は、昇華した状態のアルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物を石英ガラス微粒子の表面に付着させたものである。図１２は、本発明の実施形態３に係る製造方法の微粒子充填工程で充填するガラス微粒子の作製を説明する模式図である。本実施形態３におけるガラス微粒子３７を作製する際、図１２に示すように、まず、石英ガラス製のガラス容器１２０内に石英ガラス微粒子３１を投入し、加熱容器１２１内にアルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物の金属粒子３２を投入する。
【００９０】
石英ガラス微粒子３１は、例えば、屈折率調整用のドーパントを添加していない高純度の石英ガラスからなる微粒子である。この石英ガラス微粒子３１の平均粒子径は、３０μｍ〜５００μｍであることが好ましい。本実施形態３では、石英ガラス微粒子３１の平均粒子径は、一例として１２０μｍとした。金属粒子３２は、アルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物からなる粒子である。金属粒子３２を構成するアルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物としては、例えば、Ｋ２ＣＯ３、Ｌｉ２ＣＯ３、Ｎａ２ＣＯ３、Ｒｂ２ＣＯ３、Ｃｓ２ＣＯ３、ＣａＣＯ３、ＳｒＣＯ３、ＢａＣＯ３、ＫＮＯ３、ＫＣｌ、ＮａＣｌ、ＲｂＮＯ３、またはＲｂＣｌ等が挙げられる。本実施形態３では、金属粒子３２は、一例として高純度のＫＣｌの粒子（粉末）とした。
【００９１】
一方、図１２に示すように、ガラス容器１２０及び加熱容器１２１は、通気管１２２を介して互いに連通している。また、ガラス容器１２０には、ガス排気管１２４が設けられている。加熱容器１２１には、ガス導入管１２３が設けられている。ヒータ１２５は、加熱容器１２１の下部に配置されており、この加熱容器１２１内の金属粒子３２を加熱処理できるように構成されている。
【００９２】
続いて、加熱容器１２１内に投入した金属粒子３２をヒータ１２５によって加熱処理し、これにより、金属粒子３２を昇華させてアルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物の昇華ガス３２ａを発生させる。この昇華ガス３２ａは、図１２に示すように、ガス導入管１２３から加熱容器１２１内に導入されたキャリアガスによって、加熱容器１２１から通気管１２２を通じてガラス容器１２０内に導入される。導入された昇華ガス３２ａは、ガラス容器１２０内の石英ガラス微粒子３１と接触しながら流れる。これにより、石英ガラス微粒子３１の表面に、昇華した状態のアルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物（以下、昇華金属という）を付着（吸着）させる。なお、石英ガラス微粒子３１と十分に接触した後の昇華ガス３２ａは、ガラス容器１２０からガス排気管１２４を通じて排気される。
【００９３】
このようにして、アルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物の昇華金属を表面に付着させた石英ガラス微粒子３１からなるガラス微粒子３７が作製される。本実施形態３では、ガラス微粒子３７の一例として、平均粒子径が１２０μｍの石英ガラス微粒子３１の表面に昇華した状態のＫＣｌ（昇華ＫＣｌ）を付着させたものを作製した。このように作製されたガラス微粒子３７は、ガラス容器１２０から取り出され、図１１に示すように、第１中間体１１の空隙部２４ａに充填される。この結果、空隙部２４ａ内にガラス微粒子３７の充填体を有する第２中間体３８が作製される。得られた第２中間体３８は、本実施形態３における光ファイバ１又は光ファイバ母材１０の製造に材料として用いられる。
【００９４】
すなわち、第２中間体３８から作製するものが光ファイバである場合、上述した実施形態２の第２中間体２８を本実施形態３の第２中間体３８に置き換えてステップＳ１０５の線引工程が行われる。この際、ガラス微粒子３７を構成する石英ガラス微粒子３１が実施形態２の場合と同様に緻密化焼結して透明なガラスになるとともに、石英ガラス微粒子３１の表面に付着していた昇華金属（アルカリ金属又はアルカリ土類金属）がコア形成部３ａ及びクラッド形成部３ｂに拡散する。この結果、上記透明ガラスは、クラッド形成部３ｂと一体化して光ファイバ１におけるアルカリ金属又はアルカリ土類金属が添加されたクラッド部１ｂとなる。コア形成部３ａは、光ファイバ１におけるアルカリ金属又はアルカリ土類金属が添加されたコア部１ａとなる。このようにして、本実施形態３におけるステップＳ１０５の線引工程で光ファイバ１が製造され、製造された光ファイバ１を目的物として得て本工程を終了する。
【００９５】
ここで、本実施形態３におけるステップＳ１０５の線引工程により、クラッド外径が１２５μｍの光ファイバ１を製造し、得られた光ファイバ１で光を伝送した場合の伝送損失を確認した。この結果、波長が１５５０ｎｍの光を伝送した場合の光ファイバ１の伝送損失は、平均で０．１７５ｄＢ／ｋｍという低い値であった。また、波長が１３１０ｎｍの光を伝送した場合の光ファイバ１の伝送損失は、平均で０．３１０ｄＢ／ｋｍという低い値であった。
【００９６】
一方、第２中間体３８から光ファイバ母材１０を経て光ファイバ１を製造する場合、上述した実施形態２の第２中間体２８を本実施形態３の第２中間体３８に置き換えて、ステップＳ１０７の焼結工程及びステップＳ１０９の線引工程が行われる。
【００９７】
この際、ガラス微粒子３７を構成する石英ガラス微粒子３１が実施形態２の場合と同様に緻密化焼結して透明なガラスになるとともに、石英ガラス微粒子３１の表面に付着していた昇華金属（アルカリ金属又はアルカリ土類金属）がコア形成部３ａ及びクラッド形成部３ｂに拡散する。この結果、上記透明ガラスは、クラッド形成部３ｂと一体化して、アルカリ金属又はアルカリ土類金属が添加された透明なクラッド形成部となる。コア形成部３ａは、アルカリ金属又はアルカリ土類金属が添加された透明なコア形成部となる。このようにして、これらのコア形成部及びクラッド形成部（特にコア形成部の外周近傍の部分）にアルカリ金属又はアルカリ土類金属が添加された透明な光ファイバ母材１０（図７参照）が作製される。
【００９８】
その後、本実施形態３におけるステップＳ１０９の線引工程では、上述した実施形態２の場合と同様に、光ファイバ母材１０を用いて光ファイバ１が製造され、製造された光ファイバ１を目的物として得て本工程を終了する。
【００９９】
ここで、本実施形態３におけるステップＳ１０９の線引工程により、クラッド外径が１２５μｍの光ファイバ１を製造し、得られた光ファイバ１で光を伝送した場合の伝送損失を確認した。この結果、本実施形態３におけるステップＳ１０５の線引工程で製造された光ファイバ１と同様に、良好な伝送損失であった。
【０１００】
他方、目的とする製造物（目的物）が光ファイバ母材である場合、上述した実施形態２の第２中間体２８を本実施形態３の第２中間体３８に置き換えて、ステップＳ１０７の焼結工程が行われる。これによって製造された光ファイバ母材１０を目的物として得て、本工程が終了する。
【０１０１】
本発明の実施形態３に係る製造方法では、石英ガラス微粒子３１の表面にアルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物の昇華金属を付着させてガラス微粒子３７を作製し、得られたガラス微粒子３７をコア形成部３ａと第１中間体１１の外層部１１ａとの間の空隙部２４ａに充填するようにし、その他を実施形態２と同様にした。このため、上述した実施形態２と同様の作用効果を享受するとともに、ガラスパイプの内表面又はガラスロッドの外層部に向けてアルカリ金属又はアルカリ土類金属を付着させて拡散させる従来の手法に比べ、アルカリ金属又はアルカリ土類金属を付着させるガラス表面の面積を増大させることができる。これにより、コア形成部３ａ及びコア部１ａに添加するアルカリ金属又はアルカリ土類金属を効率よく増量することができる。この結果、アルカリ金属又はアルカリ土類金属がコア部１ａに添加された光ファイバ１を容易に製造することができ、また、アルカリ金属又はアルカリ土類金属が添加されたコア形成部３ａを備える光ファイバ母材１０を効率よく製造することができる。
【０１０２】
（実施形態４）
つぎに、本発明の実施形態４について説明する。本実施形態４においても、図１に示す光ファイバ１又は図７に示す光ファイバ母材１０を目的物として製造する。
【０１０３】
つぎに、本発明の実施形態４に係る光ファイバの製造方法及び光ファイバ母材の製造方法について説明する。本実施形態４に係る製造方法では、製造する目的物に応じて、図２に示すステップＳ１０１〜Ｓ１１１の各工程が適宜行われるが、ステップＳ１０２の微粒子充填工程で第１中間体の空隙部に充填されるガラス微粒子が、上述した実施形態１〜３と異なる。本実施形態４に係る製造方法は、充填するガラス微粒子が異なること以外、上述した実施形態２と同様である。
【０１０４】
図１３は、本発明の実施形態４に係る製造方法の微粒子充填工程を説明する模式図である。本実施形態４における微粒子充填工程では、図１３に示すように、第１中間体１１の空隙部２４ａに、上述した実施形態２のガラス微粒子７に代えてガラス微粒子４７を投入し、充填する。
【０１０５】
ガラス微粒子４７は、アルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物を含有する溶液に石英ガラス微粒子を浸漬させて、アルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物を石英ガラス微粒子の表面に付着させたものである。図１４は、本発明の実施形態４に係る製造方法の微粒子充填工程で充填するガラス微粒子の作製を説明する模式図である。図１４において、ガラス容器１３０は、石英ガラス製の容器であり、上部流通管１３１と下部流通管１３２とを備えている。下部流通管１３２には、下部流通管１３２を開放または閉塞するための開閉弁１３３が設けられている。
【０１０６】
本実施形態４におけるガラス微粒子４７を作製する際、図１４に示すように、まず、開閉弁１３３を閉じた状態にして、ガラス容器１３０内に石英ガラス微粒子３１を投入する。本実施形態４では、石英ガラス微粒子３１の平均粒子径は、一例として１２０μｍとした。続いて、上部流通管１３１からガラス容器１３０内に、金属溶液４２を充填する。金属溶液４２は、アルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物を含有する溶液であり、アルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物を純水等の溶媒に溶かすことによって準備される。金属溶液４２に含まれるアルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物としては、例えば、Ｋ２ＣＯ３、Ｌｉ２ＣＯ３、Ｎａ２ＣＯ３、Ｒｂ２ＣＯ３、Ｃｓ２ＣＯ３、ＣａＣＯ３、ＳｒＣＯ３、ＢａＣＯ３、ＫＮＯ３、ＫＣｌ、ＮａＣｌ、ＲｂＮＯ３、またはＲｂＣｌ等が挙げられる。本実施形態４では、金属溶液４２は、一例として炭酸カリウム（Ｋ２ＣＯ３）水溶液とした。
【０１０７】
ガラス容器１３０内においては、石英ガラス微粒子３１を金属溶液４２中に浸漬させ、これにより、金属溶液４２に含まれるアルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物を石英ガラス微粒子３１の表面に充分含浸させる。その後、開閉弁１３３を開いた状態にして、ガラス容器１３０から下部流通管１３２を通じて金属溶液４２を排出する。このようにして、石英ガラス微粒子３１の表面にアルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物を含浸によって付着させてなるガラス微粒子４７が作製される。つぎに、図１４に示すように、下部流通管１３２からガラス容器１３０内に窒素ガス等の乾燥ガス４３を導入し、この乾燥ガス４３により、ガラス容器１３０内のガラス微粒子４７を充分に乾燥させる。なお、ガラス微粒子４７を乾燥させた後の乾燥ガス４３は、ガラス容器１３０から上部流通管１３１を通じて排気される。このようにして、乾燥した状態のガラス微粒子４７が得られる。
【０１０８】
本実施形態４では、ガラス微粒子４７の一例として、平均粒子径が１２０μｍの石英ガラス微粒子３１の表面に含浸によって炭酸カリウム（Ｋ２ＣＯ３）を付着させたものを作製した。このように作製されたガラス微粒子４７は、ガラス容器１３０から取り出され、図１３に示すように、第１中間体１１の空隙部２４ａに充填される。この結果、空隙部２４ａ内にガラス微粒子４７の充填体を有する第２中間体４８が作製される。得られた第２中間体４８は、本実施形態４における光ファイバ１又は光ファイバ母材１０の製造に材料として用いられる。
【０１０９】
すなわち、第２中間体４８から作製するものが光ファイバである場合、上述した実施形態２の第２中間体２８を本実施形態４の第２中間体４８に置き換えてステップＳ１０５の線引工程が行われる。この際、ガラス微粒子４７を構成する石英ガラス微粒子３１が実施形態２の場合と同様に緻密化焼結して透明なガラスになるとともに、石英ガラス微粒子３１の表面に付着していたアルカリ金属又はアルカリ土類金属がコア形成部３ａ及びクラッド形成部３ｂに拡散する。この結果、上記透明ガラスは、クラッド形成部３ｂと一体化して光ファイバ１におけるアルカリ金属又はアルカリ土類金属が添加されたクラッド部１ｂとなる。コア形成部３ａは、光ファイバ１におけるアルカリ金属又はアルカリ土類金属が添加されたコア部１ａとなる。このようにして、本実施形態４におけるステップＳ１０５の線引工程で光ファイバ１が製造され、製造された光ファイバ１を目的物として得て本工程を終了する。
【０１１０】
ここで、本実施形態４におけるステップＳ１０５の線引工程により、クラッド外径が１２５μｍの光ファイバ１を製造し、得られた光ファイバ１で光を伝送した場合の伝送損失を確認した。この結果、波長が１５５０ｎｍの光を伝送した場合の光ファイバ１の伝送損失は、平均で０．１７７ｄＢ／ｋｍという低い値であった。また、波長が１３１０ｎｍの光を伝送した場合の光ファイバ１の伝送損失は、平均で０．３１３ｄＢ／ｋｍという低い値であった。
【０１１１】
一方、第２中間体４８から光ファイバ母材１０を経て光ファイバ１を製造する場合、上述した実施形態２の第２中間体２８を本実施形態４の第２中間体４８に置き換えて、ステップＳ１０７の焼結工程及びステップＳ１０９の線引工程が行われる。
【０１１２】
この際、ガラス微粒子４７を構成する石英ガラス微粒子３１が実施形態２の場合と同様に緻密化焼結して透明なガラスになるとともに、石英ガラス微粒子３１の表面に付着していたアルカリ金属又はアルカリ土類金属がコア形成部３ａ及びクラッド形成部３ｂに拡散する。この結果、上記透明ガラスは、クラッド形成部３ｂと一体化して、アルカリ金属又はアルカリ土類金属が添加された透明なクラッド形成部となる。コア形成部３ａは、アルカリ金属又はアルカリ土類金属が添加された透明なコア形成部となる。このようにして、これらのコア形成部及びクラッド形成部（特にコア形成部の外周近傍の部分）にアルカリ金属又はアルカリ土類金属が添加された透明な光ファイバ母材１０（図７参照）が作製される。
【０１１３】
その後、本実施形態４におけるステップＳ１０９の線引工程では、上述した実施形態２の場合と同様に、光ファイバ母材１０を用いて光ファイバ１が製造され、製造された光ファイバ１を目的物として得て本工程を終了する。
【０１１４】
ここで、本実施形態４におけるステップＳ１０９の線引工程により、クラッド外径が１２５μｍの光ファイバ１を製造し、得られた光ファイバ１で光を伝送した場合の伝送損失を確認した。この結果、本実施形態４におけるステップＳ１０５の線引工程で製造された光ファイバ１と同様に、良好な伝送損失であった。
【０１１５】
他方、目的とする製造物（目的物）が光ファイバ母材である場合、上述した実施形態２の第２中間体２８を本実施形態４の第２中間体４８に置き換えて、ステップＳ１０７の焼結工程が行われる。これによって製造された光ファイバ母材１０を目的物として得て、本工程が終了する。
【０１１６】
本発明の実施形態４に係る製造方法では、石英ガラス微粒子３１の表面にアルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物を含浸によって付着させてガラス微粒子４７を作製し、得られたガラス微粒子４７をコア形成部３ａと第１中間体１１の外層部１１ａとの間の空隙部２４ａに充填するようにし、その他を実施形態２と同様にした。このため、上述した実施形態２と同様の作用効果を享受するとともに、ガラスパイプの内表面又はガラスロッドの外層部に向けてアルカリ金属又はアルカリ土類金属を付着させて拡散させる従来の手法に比べ、アルカリ金属又はアルカリ土類金属を付着させるガラス表面の面積を増大させることができる。これにより、コア形成部３ａ及びコア部１ａに添加するアルカリ金属又はアルカリ土類金属を効率よく増量することができる。この結果、アルカリ金属又はアルカリ土類金属がコア部１ａに添加された光ファイバ１を容易に製造することができ、また、アルカリ金属又はアルカリ土類金属が添加されたコア形成部３ａを備える光ファイバ母材１０を効率よく製造することができる。
【０１１７】
（ガラス微粒子を充填する空隙部の位置に関する実験）
つぎに、本発明に係る製造方法の準備工程で準備される第１中間体における空隙部の位置に関する実験について説明する。本実験では、上述した実施形態２に係る製造方法の準備工程で準備される第１中間体１１を例示し、第１中間体１１に形成される空隙部２４ａの位置を種々に変更してステップＳ１０１の準備工程を行った。その後、上述した光ファイバ製造工程を行って、アルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物を含有するガラス微粒子７が充填される空隙部２４ａの位置（以下、穴位置という）別に光ファイバ１のサンプル＃１〜＃４を製造した。
【０１１８】
図１５は、本実験での第１中間体における空隙部の位置を説明する図である。図１５に示すように、本実験では、第１中間体１１の外径（クラッド形成部３ｂの外径）を７０ｍｍとし、第１中間体１１の外層部１１ａとコア形成部３ａとの間のクラッド形成部３ｂ中に４つの空隙部２４ａをサンプル別に穴位置を変更して形成した。図１５において、穴位置Ｐ１は、コア形成部３ａの長手方向中心軸ＣＬを中心にして直径が２８ｍｍとなる円周上に空隙部２４ａを形成した場合の穴位置である。穴位置Ｐ２は、コア形成部３ａの長手方向中心軸ＣＬを中心にして直径が３０ｍｍとなる円周上に空隙部２４ａを形成した場合の穴位置である。穴位置Ｐ３は、コア形成部３ａの長手方向中心軸ＣＬを中心にして直径が３５ｍｍとなる円周上に空隙部２４ａを形成した場合の穴位置である。穴位置Ｐ４は、コア形成部３ａの長手方向中心軸ＣＬを中心にして直径が４０ｍｍとなる円周上に空隙部２４ａを形成した場合の穴位置である。
【０１１９】
また、本実験において、サンプル＃１は、空隙部２４ａが穴位置Ｐ１に形成された場合の光ファイバ１のサンプルである。サンプル＃２は、空隙部２４ａが穴位置Ｐ２に形成された場合の光ファイバ１のサンプルである。サンプル＃３は、空隙部２４ａが穴位置Ｐ３に形成された場合の光ファイバ１のサンプルである。サンプル＃４は、空隙部２４ａが穴位置Ｐ４に形成された場合の光ファイバ１のサンプルである。
【０１２０】
続いて、本実験におけるサンプル＃１〜＃４の各々について、波長が１５５０ｎｍの光を伝送した場合の光ファイバ１の伝送損失の測定と、引張り歪が１．５％のプルーフテストとを行った。本実験におけるサンプル＃１〜＃４の伝送損失の測定結果及びプルーフテストの結果は、表１に示す。なお、表１において、「平均１５５０ｎｍ伝送損失」は、波長が１５５０ｎｍの光を伝送した場合の光ファイバ１の伝送損失の平均値である。「平均破断率」は、サンプル＃１〜＃４を各々３００〜６００ｋｍの長さの光ファイバにしてプルーフテストを行い、その結果（サンプル＃１〜＃４の各破断回数）を１００ｋｍあたりで規格化したものである。
【０１２１】
【表１】
2019218250.tif 000003
【０１２２】
表１に示すように、平均１５５０ｎｍ伝送損失は、空隙部２４ａの穴位置Ｐ１〜Ｐ４によらずサンプル＃１〜＃４において良好な結果となった。中でも、穴位置Ｐ１〜Ｐ３のサンプル＃１〜＃３では、これらよりも外側の穴位置Ｐ４のサンプル＃４に比べて、平均１５５０ｎｍ伝送損失が低減された。
【０１２３】
また、表１に示すように、光ファイバ１の平均破断率は、穴位置Ｐ１、Ｐ２のサンプル＃１、＃２において低い値であったが、これらよりも外側の穴位置Ｐ３のサンプル＃３において増大し、さらに外側の穴位置Ｐ４のサンプル＃４において著しく増大する結果となった。ここで、図１５に示すように、穴位置Ｐ１の空隙部２４ａ及び穴位置Ｐ２の空隙部２４ａの双方とも、第１中間体１１の外層部１１ａとコア形成部３ａの長手方向中心軸ＣＬとの間の中間位置Ｐｃよりもコア形成部３ａに近い領域に形成されたものである。これに対し、穴位置Ｐ４の空隙部２４ａは、中間位置Ｐｃよりもコア形成部３ａから遠い領域（すなわち外層部１１ａに近い領域）に形成されたものである。穴位置Ｐ３の空隙部２４ａは、穴位置Ｐ３が中間位置Ｐｃと同じ位置であるが、中間位置Ｐｃよりも外層部１１ａ側に存する空隙領域を含むため、本実験では「中間位置Ｐｃよりもコア形成部３ａから遠い領域に形成されたもの」とみなす。
【０１２４】
表１に示す平均破断率の値と上記穴位置Ｐ１〜Ｐ４の相対関係とから、空隙部２４ａが中間位置Ｐｃよりもコア形成部３ａに近い領域に形成された場合、空隙部２４ａ内のガラス微粒子７の充填体が中間位置Ｐｃよりもコア形成部３ａ側（内側）に存することとなるため、製造された光ファイバ１の機械強度が良好となることを確認できた。これに対し、空隙部２４ａが中間位置Ｐｃよりもコア形成部３ａから遠い領域に形成された場合、空隙部２４ａ内のガラス微粒子７の充填体が中間位置Ｐｃよりも外層部１１ａ側（外側）に存することとなるため、製造された光ファイバ１の機械強度が上記に比べて低下することを確認できた。
【０１２５】
（ガラス微粒子の平均粒子径に関する実験）
つぎに、本発明に係る微粒子充填工程で第１中間体の空隙部に充填されるガラス微粒子の平均粒子径に関する実験について説明する。本実験では、上述した実施形態３に係る製造方法の微粒子充填工程で第１中間体１１の空隙部２４ａに充填されるガラス微粒子３７を例示し、ガラス微粒子３７の平均粒子径を種々に変更してステップＳ１０２の微粒子充填工程を行い、ガラス微粒子３７の平均粒子径別に光ファイバ１のサンプルを製造した。
【０１２６】
本実験において、ガラス微粒子３７の平均粒子径を１０μｍにして製造される光ファイバ１のサンプルは、サンプル＃５とした。ガラス微粒子３７の平均粒子径を３０μｍにして製造される光ファイバ１のサンプルは、サンプル＃６とした。ガラス微粒子３７の平均粒子径を１２０μｍにして製造される光ファイバ１のサンプルは、サンプル＃７とした。ガラス微粒子３７の平均粒子径を５００μｍにして製造される光ファイバ１のサンプルは、サンプル＃８とした。ガラス微粒子３７の平均粒子径を７５０μｍにして製造される光ファイバ１のサンプルは、サンプル＃９とした。
【０１２７】
ここで、サンプル＃５の製造では、ガラス微粒子３７の平均粒子径が過度に小さいため、ステップＳ１０２の微粒子充填工程で第１中間体１１の空隙部２４ａにガラス微粒子３７を充填する際のガラス微粒子３７の流動性が低く、それ故、空隙部２４ａにガラス微粒子３７を充填することが困難であった。したがって、本実験では、光ファイバ１のサンプル＃５を安定して製造することは困難であった。一方、サンプル＃６〜＃９の製造では、ガラス微粒子３７の流動性が良好であるため、ステップＳ１０２の微粒子充填工程で第１中間体１１の空隙部２４ａにガラス微粒子３７を容易に充填することができた。したがって、本実験では、光ファイバ１のサンプル＃６〜＃９を安定して製造することができた。
【０１２８】
続いて、本実験におけるサンプル＃５〜＃９のうち安定して製造されたサンプル＃６〜＃９の各々について、波長が１５５０ｎｍの光を伝送した場合の光ファイバ１の伝送損失を測定し、その平均値（平均１５５０ｎｍ伝送損失）を得た。本実験におけるサンプル＃５〜＃９のガラス微粒子３７の流動性及び平均１５５０ｎｍ伝送損失の結果は、表２に示す。なお、平均１５５０ｎｍ伝送損失については、ガラス微粒子３７の流動性が悪いサンプル＃５を除き、ガラス微粒子３７の流動性が良好であり安定して製造されたサンプル＃６〜＃９のみの測定結果が示されている。
【０１２９】
【表２】
2019218250.tif 000004
【０１３０】
表２に示すように、ガラス微粒子３７の平均粒子径が３０μｍ〜５００μｍの条件を満足するサンプル＃６〜＃８では、平均１５５０ｎｍ伝送損失を低減できることが確認された。これに対し、ガラス微粒子３７が上記条件を超えるサンプル＃９では、平均１５５０ｎｍ伝送損失が上記サンプル＃６〜＃８に比べて高い値となった。これは、ガラス微粒子３７の充填体全体の表面積がガラス微粒子３７の平均粒子径の増大に伴って小さくなり、この結果、ガラス微粒子３７の充填体からコア形成部３ａ等に対して充分な量のアルカリ金属又はアルカリ土類金属を添加することが困難になるためと考えられる。
【０１３１】
また、実施形態３、４でアルカリ金属又はアルカリ土類金属を石英ガラス微粒子３１に添加する際、石英ガラス微粒子３１の平均粒子径が小さい場合には、アルカリ金属又はアルカリ土類金属が過剰添加された石英ガラス微粒子３１、すなわち、過剰添加状態のガラス微粒子を得る事ができる。そうした場合は、この過剰添加状態のガラス微粒子を、アルカリ金属又はアルカリ土類金属が未添加の石英ガラス微粒子３１と混合する事も有効である。また、この過剰添加状態のガラス微粒子を再加熱して、このガラス微粒子表面のアルカリ金属又はアルカリ土類金属化合物を昇華等で減量して、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の添加量を制御する事も可能である。
【０１３２】
なお、上述した実施形態１〜４では、コア部１ａをゲルマニアが添加された石英ガラスで構成し、クラッド部１ｂを純石英ガラスで構成しているが、本発明は、これに限定されるものではない。例えば、コア部１ａを純石英ガラスで構成し、クラッド部１ｂを、屈折率を低下させるドーパント（例えばフッ素）が添加された石英ガラスで構成してもよい。また、コア部１ａにイットリウムやエルビウム等の希土類元素を添加した光ファイバにも適用可能である。
【０１３３】
また、上述した実施形態１〜４では、クラッド部１ｂ中に単一のコア部１ａを備える光ファイバ１（シングルコア光ファイバ）を例示したが、本発明は、これに限定されるものではない。例えば、本発明に係る光ファイバ１は、クラッド部１ｂ中に複数のコア部１ａを備えるマルチコア光ファイバであってもよい。
【０１３４】
また、上述した実施形態２〜４では、クラッド形成部３ｂの領域中に４つの空隙部２４ａを形成していたが、本発明は、これに限定されるものではない。例えば、クラッド形成部３ｂの領域中には、１つの空隙部２４ａが形成されていてもよいし、２つ以上（複数）の空隙部２４ａが形成されていてもよい。また、空隙部２４ａは、上述した円柱状のものに限定されず、円筒状等、他の形状のものであってもよい。
【０１３５】
また、上述した実施形態４では、石英ガラス微粒子の表面にアルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物を含浸によって付着させるための金属溶液４２として、炭酸カリウム塩を純水に溶解してなる炭酸カリウム水溶液を例示したが、本発明は、これに限定されるものではない。本発明において、アルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物は、炭酸カリウム塩以外のもの（例えば塩化カリウム塩）であってもよいし、金属溶液４２の溶媒は、純水以外（例えばギ酸又はホルムアルデヒド等）であってもよい。すなわち、アルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物と溶媒との組み合わせは、溶解性等を考慮して適宜選択することができる。
【０１３６】
また、上述した実施形態により本発明が限定されるものではない。上述した各構成要素を適宜組み合わせて構成したものも本発明に含まれる。例えば、実施形態１における第１中間体４のガラスパイプ２とコアロッド３との間の空隙部４ａには、アルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物と石英ガラス微粒子との混合物であるガラス微粒子７の代わりに、アルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物を石英ガラス微粒子の表面に付着させてなるガラス微粒子（実施形態３におけるガラス微粒子３７又は実施形態４におけるガラス微粒子４７）を充填してもよい。その他、上述した実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施形態、実施例及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれる。
【符号の説明】
【０１３７】
１  光ファイバ
１ａ  コア部
１ｂ  クラッド部
２  ガラスパイプ
２ａ  外層部
２ｂ  上端部
２ｃ  下端部
３  コアロッド
３ａ  コア形成部
３ｂ  クラッド形成部
４  第１中間体
４ａ、２４ａ  空隙部
５、６  位置決め部材
６ａ  嵌合穴
６ｂ  通気孔
７、３７、４７  ガラス微粒子
８、２８、３８、４８  第２中間体
１０  光ファイバ母材
１１  第１中間体
１１ａ  外層部
１１ｂ  上端部
１１ｃ  下端部
３１  石英ガラス微粒子
３２  金属粒子
３２ａ  昇華ガス
４２  金属溶液
４３  乾燥ガス
１００  蓋
１０１、１０３  ガス排気管
１０２  真空ポンプ
１０４  圧力計
１０５  光ファイバ線引炉
１０５ａ  ヒータ
１０６  被覆形成装置
１０７  キャプスタンローラ
１０８  ガイドロール
１０９  巻取機構
１１０  制御部
１１１  加熱炉
１２０  ガラス容器
１２１  加熱容器
１２２  通気管
１２３  ガス導入管
１２４  ガス排気管
１２５  ヒータ
１３０  ガラス容器
１３１  上部流通管
１３２  下部流通管
１３３  開閉弁
ＣＬ  長手方向中心軸
Ｆ１、Ｆ２  光ファイバ
Ｐｃ  中間位置
Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４  穴位置
【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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