(57)【要約】【課題】コア形成部偏心量δｐを少なくする光ファイバ母材の製造方法を提供する。【解決手段】光ファイバ母材コア部偏心量測定装置でコア形成部偏心量δｐを測定し、光ファイバ母材横断面においてコア形成部の中心Ｃｃと光ファイバ母材中心Ｃｐとが相互に近づくようにクラッド形成部の外表面を削る。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
相対的に高屈折率のコア形成部と、該コア形成部の周囲を被覆する相対的に低屈折率のクラッド形成部と、からなる光ファイバ母材の製造方法であって、
母材横断面において上記コア形成部の中心と母材中心とが相互に近づくように、上記クラッド形成部の外表面を削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】
請求項１に記載された光ファイバ母材の製造方法において、
上記クラッド形成部の外表面を研磨によって削ることを特徴とする光ファイバ母材の製造方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載された光ファイバ母材の製造方法において、
上記クラッド形成部の外表面を削ることによって上記コア形成部の中心と母材中心とを一致させ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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ファイバ母材の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光ファイバ母材を製造する方法として、ＯＶＤ（Ｏｕｔｓｉｄｅ  Ｖａｐｏｒ−ｐｈａｓｅ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、ＶＡＤ（Ｖａｐｏｒ−ｐｈａｓｅ  Ａｘｉａｌ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、およびＭＣＶＤ（Ｍｏｄｉｆｉｅｄ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法の３つが主に用いられている。また、ＶＡＤ法やＭＣＶＤ法を用いて光ファイバ母材を製造する場合に、生産性を向上させる観点から、光ファイバ母材の大部分を占めるクラッド形成部を別工程によって形成する手法が採用されている。その手法の一つに、ロッドインチューブ法という手法がある。この手法は、縦型の加熱炉を用いることから製造時の歩留まりが良好であり、長尺で且つ太径の光ファイバ母材を製造することができるものである。しかしながら、一般的に、ロッドインチューブ法は、ＯＶＤ方に比べて偏心しやすい、つまり、偏心量を小さくすることが困難である。このロッドインチューブ法における偏心を防ぐ方法として、予めコアガラスの周囲に一部のクラッドガラスを形成したガラスロッドを準備した後、このガラスロッドをクラッド用のガラスチューブ内に挿入し、これを縦型の加熱炉を使用して真空引きしつつ、鉛直方向に上から下に向けて移動させて加熱溶融しながら延伸するという方法が、下記特許文献１に開示されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平７−１０５８０号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、偏心のある光ファイバは光ファイバコネクターへ接続した際や光ファイバ同士を融着接続した際に接続損失の原因の一つとなる。そのため、光ファイバの偏心量を限りなくゼロにする光ファイバ母材の製造方法が必要である。
【０００５】
本発明は上述の問題に鑑みてなされたものであり、その目的はコア偏心量の少ない光ファイバを製造するために、光ファイバ母材の製造段階でコア形成部偏心量を少なくする光ファイバ母材の製造方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、相対的に高屈折率のコア形成部と、該コア形成部の周囲を被覆する相対的に低屈折率のクラッド形成部と、からなる光ファイバ母材の製造方法であって、
母材横断面において上記コア形成部の中心と母材中心とが相互に近づくように、上記クラッド形成部の外表面を削ることを特徴とする。
【０００７】
上記の方法によれば、クラッド形成部の外表面を削ることでコア形成部の中心と母材の中心とを近づけることができ、その結果、偏心量の少ない光ファイバ母材を製造することができる。
【０００８】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載された光ファイバ母材の製造方法において、
上記クラッド形成部の外表面を研磨によって削ることを特徴とする。
【０００９】
上記の方法によれば、削った部位を一様に平滑な面とすることができる。また、バーナーによる火炎研磨法の場合、光ファイバ母材を加熱してクラッド形成部の研磨を行うので、表面に付着する汚れや微細な傷等を修正することが可能である。
【００１０】
請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載された光ファイバ母材の製造方法において、
上記クラッド形成部の外表面を削ることによって上記コア形成部の中心と母材中心とを一致させることを特徴とする。
【００１１】
上記方法によれば、光ファイバ母材の中心とコア形成部の中心とが一致しているので、光ファイバ母材を線引き加工して得られる光ファイバは光ファイバの中心とコアの中心とが一致したものとなり、それによって光ファイバをコネクターへ接続した際や光ファイバ同士を融着接続した際などに生じる損失が抑えられる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明による実施形態を詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。
【００１３】
図１は光ファイバ母材１を示す。
【００１４】
図２はコア形成部が偏心した光ファイバ母材の横断面を示す。
【００１５】
光ファイバ母材１は、線引き工程後の光ファイバにおいて中心部を占めるコアとなるコア形成部２と、コアの周辺部のクラッドとなるクラッド形成部３と、からなる。そして光ファイバ母材の横断面とこの光ファイバ母材を線引き加工して得られる光ファイバの横断面とは円形をした相似形となる。従って、線引き加工する前にコア形成部偏心量を測定して偏心量を少なくする加工ができれば、線引き加工して得られる光ファイバのコア偏心量は少なくなる。そこで光ファイバ母材のコア形成部偏心量を測定する装置が、特開平２０００−２１３９１２号公報に開示されている。この光ファイバ母材のコア部偏心量測定装置は、例えば長手方向を水平に配置した光ファイバ母材を、長手方向の中心軸回りの任意の回転位置で支持手段に支持させ、この状態の光ファイバ母材を鉛直上側から光学レンズ越しに直視するか、或いはカメラによりモニタに画像を写して拡大視する。すると、偏光レンズを介して光ファイバ母材の内部のガラス組成の相違に起因してクラッド形成部とコア形成部との境界が視認できるようになる、というものである。
【００１６】
ここで、このコア部偏心量測定装置を使用して、光ファイバ母材の偏心量を算出する方法を示す。以下、この光ファイバ母材の横断面について考える。光ファイバ母材の横断面の外周円をＰ、円Ｐの中心をＣｐ、横断面のコア形成部の外周円をＣ、円Ｃの中心をＣｃとする。円Ｐ上において任意の点Ａを設定し、この点Ａにおいて接線ｌ１を設定する。点Ａと円Ｐの中心Ｃｐとを結ぶ線をＸ軸とする。次に、円Ｃの接線で且つＸ軸と直交する接線の内、接線ｌ１に近い方の接線を接線ｌ２、円Ｃの接線で且つＸ軸と直交する接線の内、接線ｌ１に遠い方の接線をｌ３とする。そして、円Ｐの接線でＸ軸と直交し且つ接線ｌ１とは異なる接線を接線ｌ４とする。ここで、上記接線ｌ１から接線ｌ２までの距離を計測してｘ１とし、また接線ｌ３から接線ｌ４までの距離を計測してｘ２とする。次に、上記光ファイバ母材の横断面の中心Ｃｐを通り且つ光ファイバの長手方向の中心軸とＸ軸との両方に直交する直線をＹ軸とする。円Ｐの接線で且つＹ軸上においてＹ軸と直交する接線を接線ｌ５とする。次に、円Ｃの接線で且つＹ軸に直交する接線の内、接線ｌ５に近い方の接線を接線ｌ６とし、円Ｃの接線で且つＹ軸に直交する接線の内、接線ｌ５に遠い方を接線ｌ７とする。そして、円Ｐにおける接線でＹ軸と直交し且つ接線ｌ５とは異なる接線を接線ｌ８とする。ここで接線ｌ５と接線ｌ６との距離を計測して、ｙ１とし、また接線ｌ７から接線ｌ８までの距離を計測して、ｙ２とする。
【００１７】
これらの各計測値ｘ１，ｘ２，ｙ１，ｙ２により、円Ｐの中心Ｃｐと円Ｃの中心Ｃｃとの間の距離、つまり光ファイバ母材のコア形成部偏心量δｐは、平面幾何学による演算により予測値を算出することができる。
【００１８】
すなわち、円Ｐの直径をＤ、円Ｃの直径をｄ、偏心量δｐのＸ軸方向成分をｘ、同じく偏心量δｐのＹ軸方向成分をｙとするとδｐは次の（１）式により表される。
δｐ＝（ｘ２＋ｙ２）１／２  …（１）また、円Ｐの直径Ｄは（２）式の関係を有する。
Ｄ＝ｘ１＋ｄ＋ｘ２  …（２）さらに、Ｘ軸方向の直径Ｄの半分の範囲は（３）式の関係を有する。
（１／２）Ｄ＝ｘ＋（１／２）ｄ＋ｘ２ゆえに、Ｄ＝２ｘ＋ｄ＋２ｘ２  …（３）  上記（２）式と（３）式を整理すると、
ｘ＝（ｘ１−ｘ２）／２  …（４）が得られる。Ｙ軸方向についても上記と同様に考えてｙを導くと、
ｙ＝（ｙ１−ｙ２）／２  …（５）そこで、上記（４）式及び（５）式を上記（１）式に代入して整理すると、
δｐ＝（１／２）｛（ｘ１−ｘ２）２＋（ｙ１−ｙ２）２｝１／２  …（６）従って上記の各計測値ｘ１，ｘ２，ｙ１，ｙ２を上記（６）式に代入すれば、偏心量δｐが算出できる。
【００１９】
さて、ここでコア形成部の中心Ｃｃと光ファイバ母材中心Ｃｐとを一致させるため、コア形成部の中心Ｃｃを新しく光ファイバ母材中心とする。このときの母材の半径Ｄ′を求める。クラッド形成部の研磨により削る部分を最小とした場合、円Ｐの中心Ｃｐから円Ｃの中心Ｃｃに引いた直線上において円Ｐと交わる点を点Ｂとする。ここで、円Ｃの中心Ｃｃから点Ｂまでの距離を新しい光ファイバ母材半径Ｄ′とすると、
Ｄ′＝Ｄ／２−δｐ…（７）
よって、コア形成部中心Ｃｃを中心とする半径Ｄ′の円Ｏの面積が、コア形成部の中心Ｃｃと光ファイバ母材中心Ｃｐとを一致させ、偏心をなくした新しい光ファイバ母材の横断面となる。従って偏心をなくすために削る部分は、この円Ｏの面積を元の光ファイバ母材の横断面積から引いて残った斜線部分Ｚとなる。
【００２０】
光ファイバ母材を研磨する方法としては、一般にクラッド形成部の表面に火炎を吹き付けて研磨する火炎研磨の方法や、ダイヤモンドを使った研磨の方法が行われる。火炎研磨法による加工は、例えば光ファイバ母材を長手方向を水平にして支え、母材の長手方向中心軸を回転させると同時に、ガスバーナを母材の一端側から他端側に向けて移動させつつ酸水素火炎を吹き付けて表面を研磨する。この方法は光ファイバ母材を加熱してクラッド形成部の研磨を行うとともに、表面に付着する汚れ、微細な傷等を修正することが可能である。また、ダイヤモンドによる研磨は研磨面の荒れが小さいことが特徴であり、劣化の少ない砥石であることから機械による研磨が行なえるが、ダイヤモンドヤスリによれば手動による研磨も可能である。
【００２１】
そして、上記研磨処理の後、フッ酸によるエッチング処理を行うことにより研磨面の研磨滓等の異物を除去し、引き続き純粋による洗浄をおこなった後、電気炉延伸機にて再延伸加工して透明ガラス化する。そうして、出来上がった光ファイバ母材を再度、偏心量測定した上で線引き行程へ進むこととする。
【００２２】
上記の光ファイバ母材製造方法によって、コア形成部の中心と母材中心とが一致するようにクラッド形成部の外表面を削るので、偏心のない光ファイバが得られる。そして、削る方法として研磨法を用いるので、削った面は一様に平滑にすることができる。
【００２３】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、コア形成部の中心と母材中心とが相互に近づくように、クラッド形成部の外表面を削ることによって、コア形成部の中心と母材の中心とを近づけることができる。その結果、偏心量の少ない光ファイバ母材を製造することができる。
【００２４】
請求項２の発明によれば、削った部位を一様に平滑な面とすることができる。また、クラッド形成部を削ると同時に表面の微細な傷等を修正することも可能である。
【００２５】
請求項３の発明によれば、コア形成部の中心と母材の中心とが一致するように削ることで、偏心のない光ファイバ母材を製造することができ、したがって線引き工程後には偏心のない光ファイバを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】光ファイバ母材を示す図である。
【図２】コア形成部が偏心した状態を誇張して示す光ファイバ母材横断面図である。
【符号の説明】
１    光ファイバ母材
２    コア形成部
３    クラッド形成部
Ｐ        光ファイバ母材の外周円
Ｃ        光ファイバ母材のコア部の外周円
Ｃｐ    円Ｐの中心
Ｃｃ    円Ｃの中心
δｐ    光ファイバ母材コア部の偏心量
Ｄ    円Ｐの直径
ｄ    円Ｃの直径
ｘ    δｐのＸ軸方向成分
ｙ    δｐのＹ軸方向成分
Ｏ    加工後の光ファイバ母材の外円周
Ｄ’    加工後の光ファイバ母材の半径
Ｚ    加工により削られる部分
【図１】
2004189499.tif 000003
【図２】
2004189499.tif 000004