(57)【要約】【課題】長手方向に亘って外径変動が殆ど無い光ファイバ母材の製造方法及び光ファイバ母材を提供する。【解決手段】ガラス化母材延伸工程Ｓ３００では、外側クラッド焼結工程Ｓ５００にて重力方向下方となる下端部分から重力方向上方となる上端部分にかけて外径が拡径するように、ガラス化母材３０３を延伸して延伸ガラス化母材４０４を作製する光ファイバ母材の製造方法である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
出発棒の周囲に内側クラッド多孔質体を堆積させて内側クラッド多孔質母材を作製する内側クラッド堆積工程と、
前記内側クラッド多孔質体をガラス化して後にコア及び内側クラッドとなるガラス化母材を作製する内側クラッド焼結工程と、
前記ガラス化母材を延伸して延伸ガラス化母材を作製するガラス化母材延伸工程と、
前記延伸ガラス化母材の周囲に後に外側クラッドとなる外側クラッド多孔質体を堆積させて外側クラッド多孔質母材を作製する外側クラッド堆積工程と、
前記外側クラッド多孔質体をガラス化して光ファイバ母材を作製する外側クラッド焼結工程と、
を備え、
前記ガラス化母材延伸工程では、前記外側クラッド焼結工程にて重力方向下方となる下端部分から重力方向上方となる上端部分にかけて外径が拡径するように、前記ガラス化母材を延伸して前記延伸ガラス化母材を作製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】
前記ガラス化母材延伸工程では、前記外側クラッド焼結工程における自重による外径変動を相殺するように、前記延伸ガラス化母材の外径変化率を調整する請求項１に記載の光ファイバ母材の製造方法。
【請求項３】
前記外側クラッド堆積工程では、前記延伸ガラス化母材と前記外側クラッド多孔質母材との外径比率が長手方向に亘って一定となるように、前記外側クラッド多孔質体を堆積させる請求項１又は２に記載の光ファイバ母材の製造方法。
【請求項４】
前記外側クラッド堆積工程では、前記延伸ガラス化母材の長手方向に亘って合成用バーナに対する移動速度を変化させながら、又は前記延伸ガラス化母材の長手方向に亘って合成用バーナからの原料供給量を変化させながら、前記外側クラッド多孔質体を堆積させることにより前記外径比率を一定とする請求項３に記載の光ファイバ母材の製造方法。
【請求項５】
前記外側クラッド焼結工程では、前記外側クラッド多孔質母材を重力方向下方に向けて焼結炉の内部に徐々に引き下げながら、重力方向下方から重力方向上方にかけて前記外側クラッド多孔質体をガラス化して前記光ファイバ母材を作製する請求項１から４の何れか一項に記載の光ファイバ母材の製造方法。
【請求項６】
請求項１から５の何れか一項に記載の光ファイバ母材の製造方法により製造されると共に外径が一定であることを特徴とする光ファイバ母材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバ母材の製造方法及び光ファイバ母材に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、光ファイバ母材は、ガラス化母材延伸工程にて長手方向に亘って外径が一定となるように、後にコア及び内側クラッドとなるガラス化母材を延伸して延伸ガラス化母材を作製した後、外側クラッド堆積工程にて延伸ガラス化母材の周囲にガラス微粒子を吹き付けることにより後に外側クラッドとなる外側クラッド多孔質体を一定の層厚で堆積させて外側クラッド多孔質母材を作製し、外側クラッド焼結工程にて外側クラッド多孔質体をガラス化することにより製造されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−８９５４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、外側クラッド焼結工程では、外側クラッド多孔質母材を重力方向下方に向けて焼結炉の内部に徐々に引き下げながら、重力方向下方から重力方向上方にかけて外側クラッド多孔質体をガラス化するが、このときの焼結温度は１５００℃から１６００℃程度と外側クラッド多孔質母材の粘度を低下させる温度領域にある。
【０００５】
そのため、外側クラッド焼結工程が進行するに順って加熱された外側クラッド多孔質母材が自重により重力方向下方に延伸されて釣鐘形状の外形を呈し、最終的に得られる光ファイバ母材は長手方向に亘って外形変動の大きなものとなってしまう。
【０００６】
このような光ファイバ母材を使用して光ファイバを作製しようとすると、光ファイバ母材の外周面と線引炉の内周面との間に生じる間隙を線引工程を通して一定に維持することができず、その間隙を介して線引炉の内部から外部に流出する不活性ガスの流量に変動が生じる。
【０００７】
そうすると、線引炉の内部圧力を一定に維持することが困難となり、光ファイバにガラスの強度を低下させる欠陥が部分的に導入されてしまう可能性がある。この欠陥は、線引工程にて断線を生じさせる原因となり、光ファイバの製造歩留に影響を与える虞がある。
【０００８】
この問題は、光ファイバ母材の長手方向に亘る外径変動が小さい場合には、特に対策を講じなくとも光ファイバの製造歩留に与える影響は小さく、また光ファイバ母材の外周面と線引炉の内周面との間に生じる間隙を封止する封止部材を使用することによって十分に解決することが可能である。
【０００９】
ところが、通常の封止部材は光ファイバ母材の外周面と線引炉の内周面との間に生じる間隙が一定であることを前提としており、光ファイバ母材の長手方向に亘る外径変動が大きい場合には、その間隙の変動に追従して封止が行える特別な封止部材を導入しなければならないため、光ファイバの製造コストを大きく増加させる原因となる。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、長手方向に亘って外径変動が殆ど無い光ファイバ母材の製造方法及び光ファイバ母材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この目的を達成するために創案された本発明は、出発棒の周囲に内側クラッド多孔質体を堆積させて内側クラッド多孔質母材を作製する内側クラッド堆積工程と、前記内側クラッド多孔質体をガラス化して後にコア及び内側クラッドとなるガラス化母材を作製する内側クラッド焼結工程と、前記ガラス化母材を延伸して延伸ガラス化母材を作製するガラス化母材延伸工程と、前記延伸ガラス化母材の周囲に後に外側クラッドとなる外側クラッド多孔質体を堆積させて外側クラッド多孔質母材を作製する外側クラッド堆積工程と、前記外側クラッド多孔質体をガラス化して光ファイバ母材を作製する外側クラッド焼結工程と、を備え、前記ガラス化母材延伸工程では、前記外側クラッド焼結工程にて重力方向下方となる下端部分から重力方向上方となる上端部分にかけて外径が拡径するように、前記ガラス化母材を延伸して前記延伸ガラス化母材を作製する光ファイバ母材の製造方法である。
【００１２】
前記ガラス化母材延伸工程では、前記外側クラッド焼結工程における自重による外径変動を相殺するように、前記延伸ガラス化母材の外径変化率を調整すると良い。
【００１３】
前記外側クラッド堆積工程では、前記延伸ガラス化母材と前記外側クラッド多孔質母材との外径比率が長手方向に亘って一定となるように、前記外側クラッド多孔質体を堆積させると良い。
【００１４】
前記外側クラッド堆積工程では、前記延伸ガラス化母材の長手方向に亘って合成用バーナに対する移動速度を変化させながら、又は前記延伸ガラス化母材の長手方向に亘って合成用バーナからの原料供給量を変化させながら、前記外側クラッド多孔質体を堆積させることにより前記外径比率を一定とすると良い。
【００１５】
前記外側クラッド焼結工程では、前記外側クラッド多孔質母材を重力方向下方に向けて焼結炉の内部に徐々に引き下げながら、重力方向下方から重力方向上方にかけて前記外側クラッド多孔質体をガラス化して前記光ファイバ母材を作製すると良い。
【００１６】
また、本発明は、前記光ファイバ母材の製造方法により製造されると共に外径が一定である光ファイバ母材である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、長手方向に亘って外径変動が殆ど無い光ファイバ母材の製造方法及び光ファイバ母材を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態に係る光ファイバ母材の製造方法を示す流れ図である。
【図２】図１の内側クラッド堆積工程について説明する概略図である。
【図３】図１の内側クラッド焼結工程について説明する概略図である。
【図４】図１のガラス化母材延伸工程について説明する概略図である。
【図５】図１の外側クラッド堆積工程について説明する概略図である。
【図６】図１の外側クラッド焼結工程について説明する概略図である。
【図７】最終的に得られる光ファイバ母材を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面にしたがって説明する。
【００２０】
図１に示すように、本実施の形態に係る光ファイバ母材の製造方法Ｍ１００は、後にコアとなる出発棒の周囲に内側クラッド多孔質体を堆積させて内側クラッド多孔質母材を作製する内側クラッド堆積工程Ｓ１００と、内側クラッド多孔質体をガラス化して後にコア及び内側クラッドとなるガラス化母材を作製する内側クラッド焼結工程Ｓ２００と、ガラス化母材を延伸して延伸ガラス化母材を作製するガラス化母材延伸工程Ｓ３００と、延伸ガラス化母材の周囲に後に外側クラッドとなる外側クラッド多孔質体を堆積させて外側クラッド多孔質母材を作製する外側クラッド堆積工程Ｓ４００と、外側クラッド多孔質体をガラス化して光ファイバ母材を作製する外側クラッド焼結工程Ｓ５００と、を備えている。
【００２１】
内側クラッド堆積工程Ｓ１００では、図２に示すように、出発棒２０１を中心軸Ｘの廻りに回転させつつ重力方向上方（図示上方、以下同じ）に向けて引き上げながら、重力方向下方（図示下方、以下同じ）に固定された合成用バーナ２０２から原料ガスＧ１を供給して出発棒２０１の周囲にガラス微粒子２０３を吹き付けることにより内側クラッド多孔質体２０４を堆積させて内側クラッド多孔質母材２０５を作製する。
【００２２】
内側クラッド焼結工程Ｓ２００では、図３に示すように、内側クラッド多孔質母材２０５を重力方向下方に向けて焼結炉３０１の内部に徐々に引き下げながら、焼結炉３０１の内部に配置された円環状のヒータ３０２で重力方向下方から重力方向上方にかけて内側クラッド多孔質母材２０５の周囲を加熱すると共に、重力方向下方から重力方向上方にかけて内側クラッド多孔質体２０４をガラス化してガラス化母材３０３を作製する。
【００２３】
ガラス化母材延伸工程Ｓ３００では、図４に示すように、ガラス化母材３０３の両端を把持部材４０１で把持し、ガラス化母材３０３を水平に維持した状態で水平方向に移動させながら、延伸炉４０２の内部に配置された円環状のヒータ４０３でガラス化母材３０３の周囲を加熱すると共に、外側クラッド焼結工程Ｓ５００にて重力方向下方となる下端部分から重力方向上方となる上端部分にかけて外径が拡径するように、ガラス化母材３０３を延伸して延伸ガラス化母材４０４を作製する。
【００２４】
つまり、ガラス化母材延伸工程Ｓ３００では、延伸ガラス化母材４０４の長手方向に亘って外側クラッド焼結工程Ｓ５００における外側クラッド多孔質母材５０５の自重による外径変動とは相反する意図的な外径変動を生じさせる。
【００２５】
このとき、外側クラッド焼結工程Ｓ５００における自重による外径変動を相殺するように、延伸ガラス化母材４０４の外径変化率を調整することが好ましい。この外径変化率は、延伸ガラス化母材４０４の長手方向に亘ってヒータ４０３に対する移動速度を変化させながら、又は延伸ガラス化母材４０４の長手方向に亘ってヒータ４０３による加熱温度を変化させながら、ガラス化母材３０３を延伸することにより容易に調整することができる。
【００２６】
外側クラッド堆積工程Ｓ４００では、図５に示すように、延伸ガラス化母材４０４の両端を把持部材５０１で把持し、延伸ガラス化母材４０４を水平に維持した状態で中心軸Ｘの廻りに回転させつつ水平方向に移動させながら、延伸ガラス化母材４０４の周面に向けて固定された合成用バーナ５０２から原料ガスＧ２を供給して延伸ガラス化母材４０４の周囲にガラス微粒子５０３を吹き付けることにより外側クラッド多孔質体５０４を堆積させて外側クラッド多孔質母材５０５を作製する。
【００２７】
このとき、延伸ガラス化母材４０４と外側クラッド多孔質母材５０５との外径比率が長手方向に亘って一定となるように、即ち延伸ガラス化母材４０４の外径をＤ１とすると共に外側クラッド多孔質母材５０５の外径をＤ２としたときに長手方向に亘ってＤ１：Ｄ２が一致するように、外側クラッド多孔質体５０４を堆積させることが好ましい。この外径比率は、延伸ガラス化母材４０４の長手方向に亘って合成用バーナ５０２に対する移動速度を変化させながら、又は延伸ガラス化母材４０４の長手方向に亘って合成用バーナ５０２からの原料供給量を変化させながら、外側クラッド多孔質体５０４を堆積させることにより容易に一定とすることができる。
【００２８】
外側クラッド焼結工程Ｓ５００では、図６に示すように、外側クラッド多孔質母材５０５を重力方向下方に向けて焼結炉６０１の内部に徐々に引き下げながら、焼結炉６０１の内部に配置された円環状のヒータ６０２で重力方向下方から重力方向上方にかけて外側クラッド多孔質母材５０５の周囲を加熱すると共に、重力方向下方から重力方向上方にかけて外側クラッド多孔質体５０４をガラス化して光ファイバ母材６０３を作製する。
【００２９】
このときの焼結温度は１５００℃から１６００℃程度と外側クラッド多孔質母材５０５の粘度を低下させる温度領域にあるため、外側クラッド焼結工程Ｓ５００が進行するに順って加熱された外側クラッド多孔質母材５０５が自重によって重力方向下方に延伸される。
【００３０】
この際、本実施の形態に係る光ファイバ母材の製造方法では、ガラス化母材延伸工程Ｓ３００において、外側クラッド焼結工程Ｓ５００にて重力方向下方となる下端部分から重力方向上方となる上端部分にかけて外径が拡径するように、ガラス化母材３０３を延伸して延伸ガラス化母材４０４を作製しているため、このときの外径変動により外側クラッド焼結工程Ｓ５００における外側クラッド多孔質母材５０５の自重による外径変動を緩和することが可能となる。
【００３１】
また、外側クラッド焼結工程Ｓ５００における自重による外径変動を相殺するように、延伸ガラス化母材４０４の外径変化率を調整することにより、外側クラッド焼結工程Ｓ５００における外側クラッド多孔質母材５０５の自重による外径変動に伴う最終的な光ファイバ母材６０３の外径変動を殆ど完全に除去することが可能となる。
【００３２】
更に、外側クラッド堆積工程Ｓ４００において、延伸ガラス化母材４０４と外側クラッド多孔質母材５０５との外径比率が長手方向に亘って一定となるように、外側クラッド多孔質体５０４を堆積させているため、外側クラッド焼結工程Ｓ５００における外側クラッド多孔質母材５０５の自重による外径変動が生じても、コア及び内側クラッドとなる部分と外側クラッドとなる部分との外径比率が長手方向に亘って一定である光ファイバ母材６０３を作製することが可能となる。即ち、ガラス化母材延伸工程Ｓ３００にて導入した意図的な外径変動の影響が最終的に得られる光ファイバ母材６０３に残存することはない。
【００３３】
以上の通り、本実施の形態に係る光ファイバ母材の製造方法によれば、図７に示すように、長手方向に亘って外径変動が殆ど無い光ファイバ母材６０３を製造することが可能となる。
【符号の説明】
【００３４】
Ｍ１００  光ファイバ母材の製造方法
Ｓ１００  内側クラッド堆積工程
Ｓ２００  内側クラッド焼結工程
Ｓ３００  ガラス化母材延伸工程
Ｓ４００  外側クラッド堆積工程
Ｓ５００  外側クラッド焼結工程
Ｘ  中心軸
Ｇ１，Ｇ２  原料ガス
２０１  出発棒
２０２，５０２  合成用バーナ
２０３，５０３  ガラス微粒子
２０４  内側クラッド多孔質体
２０５  内側クラッド多孔質母材
３０１，６０１  焼結炉
３０２，４０３，６０２  ヒータ
３０３  ガラス化母材
４０１，５０１  把持部材
４０２  延伸炉
４０４  延伸ガラス化母材
５０４  外側クラッド多孔質体
５０５  外側クラッド多孔質母材
６０３  光ファイバ母材
【図１】
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【図３】
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【図４】
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【図６】
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【図７】
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【図２】
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【図５】
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