(57)【要約】【課題】  所望の屈折率分布を得るとともに水酸基による伝送損失の増加を抑制する光ファイバ母材の製造方法、光ファイバの製造方法、光ファイバを提供する。【解決手段】  本発明に係る光ファイバ母材の製造方法は、外径が２０ｍｍ以上かつ１５０ｍｍ以下であり、肉厚が２ｍｍ以上かつ８ｍｍ以下である、石英製の出発ガラスパイプ２０の内側に、内付け法により、フッ素、ゲルマニウム、リン、塩素の何れかを含む、コア部となるガラス膜及びクラッド部となるガラス膜２３を堆積させる第１の工程と、第１の工程で得られたガラスパイプをコラプス法により中実化してガラスロッド１０とする第２の工程を有し、ガラスロッド１０の外表面から１ｍｍ以内の範囲に存在する水酸基濃度を、１０重量ｐｐｍ以下とする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外径が２０ｍｍ以上かつ１５０ｍｍ以下であり、肉厚が２ｍｍ以上かつ８ｍｍ以下である、石英製の出発ガラスパイプの内側に、内付け法により、フッ素、ゲルマニウム、リン、塩素の何れかを含む、コア部となるガラス膜及びクラッド部となるガラス膜を堆積させる第１の工程と、
前記第１の工程で得られたガラスパイプをコラプス法により中実化してガラスロッドとする第２の工程を有し、
前記ガラスロッドの外表面から１ｍｍ以内の範囲に存在する水酸基濃度を、１０重量ｐｐｍ以下と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】
請求項１に記載の光ファイバ母材の製造方法であって、
前記ガラスロッドの外表面から１ｍｍ以内の範囲に存在する水酸基濃度を、１重量ｐｐｍ以下と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３】
請求項１または２に記載の光ファイバ母材の製造方法であって、
前記出発ガラスパイプの偏肉率が全長に渉って０．３％以下であ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】
請求項１から３の何れか１項に記載の光ファイバ母材の製造方法であって、
前記第１の工程で堆積させるガラス膜の厚さの合計を１ｍｍ以下とし、
前記出発ガラスパイプと、前記第１の工程で堆積されたガラス膜との厚さの合計を８ｍｍ以下と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】
請求項１から４の何れか１項に記載の光ファイバ母材の製造方法であって、
前記ガラスロッドは、前記コア部の楕円率が０．４％以下であり、中心軸上に発生した気泡数が前記ガラスロッドの長さ方向１０ｍｍあたり１個以下であることを特徴とする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１項に記載の光ファイバ母材の製造方法であって、
前記ガラスロッドは、前記内付け法により形成した部分の楕円率が１．５％以下であり、中心軸上に発生した気泡数が前記ガラスロッドの長さ方向１０ｍｍあたり１個以下であることを特徴とする光ファイバ母材の製造方法。
【請求項７】
請求項１から６の何れか１項に記載の光ファイバ母材の製造方法であって、
前記出発ガラスパイプは、フッ素が添加された石英製のパイプであることを特徴とする光ファイバ母材の製造方法。
【請求項８】
請求項１から７の何れか１項に記載の光ファイバ母材の製造方法であって、
前記内付け法は、ＭＣＶＤ法によって行い、そのときの前記ガラス膜を堆積させる速度は０．４ｇ／分以上であることを特徴とする光ファイバ母材の製造方法。
【請求項９】
請求項８に記載の光ファイバ母材の製造方法であって、
前記ガラス膜を堆積させる速度は１．０ｇ／分以上であることを特徴とする光ファイバ母材の製造方法。
【請求項１０】
請求項８または９に記載の光ファイバ母材の製造方法であって、
前記ＭＣＶＤ法を行う際に、加熱源として、誘導炉、抵抗炉、プラズマトーチの何れかを用いることを特徴とする光ファイバ母材の製造方法。
【請求項１１】
請求項１から１０の何れか１項に記載の光ファイバ母材の製造方法であって、
前記コラプス法を行う際に、加熱源として、誘導炉、抵抗炉、プラズマトーチの何れかを用いることを特徴とする光ファイバ母材の製造方法。
【請求項１２】
請求項１から１１の何れか１項に記載の光ファイバ母材の製造方法であって、
前記コラプス法は、前記ガラスパイプの最初に中実化する箇所を加熱する第１加熱工程と、前記第１加熱工程にて加熱した箇所から前記ガラスパイプを長さ方向に渉って加熱していく第２加熱工程とを有し、
前記第１加熱工程における前記ガラスパイプの表面温度Ｔ１を、前記第２加熱工程における前記ガラスパイプの表面温度Ｔ２より高温と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１３】
請求項１から１２の何れか１項に記載の光ファイバ母材の製造方法であって、
前記出発ガラスパイプの内径及び外径の楕円率が１％以下であることを特徴とする光ファイバ母材の製造方法。
【請求項１４】
請求項１から１３の何れか１項に記載の光ファイバ母材の製造方法であって、
前記出発ガラスパイプは、ガラス微粒子を堆積させてその後脱水焼結して作製したものであり、内部の残留水酸基が０．０１重量ｐｐｍ以下であることを特徴とする光ファイバ母材の製造方法。
【請求項１５】
請求項１から１４の何れか１項に記載の光ファイバ母材の製造方法によって製造された光ファイバ母材に、線引き工程を施して、光ファイバを製造することを特徴とする光ファイバの製造方法。
【請求項１６】
請求項１５に記載の光ファイバの製造方法であって、
前記線引き工程は、前記ガラスロッドをジャケットパイプに挿入し、前記ガラスロッドと前記ジャケットパイプとを加熱して一体化させながら線引きすることを特徴とする光ファイバの製造方法。
【請求項１７】
請求項１６に記載の光ファイバの製造方法であって、
前記出発ガラスパイプ及び前記ジャケットパイプは、ガラス微粒子を堆積させてその後脱水焼結して作製したものであり、内部の残留水酸基が０．０１重量ｐｐｍ以下であることを特徴とする光ファイバの製造方法。
【請求項１８】
請求項１５から１７の何れか１項に記載の光ファイバの製造方法を用いて製造されたことを特徴とする光ファイバ。
【請求項１９】
請求項１８に記載の光ファイバであって、
偏波モード分散が、０．１５（ｐｓ／ｋｍ１／２）以下であることを特徴とする光ファイバ。
【請求項２０】
請求項１８または１９に記載の光ファイバであって、
波長１．３８μｍにおける水酸基による吸収損失が０．２ｄＢ／ｋｍ以下であることを特徴とする光ファイバ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、石英製の出発ガラスパイプの内側に、内付け法により屈折率の異なる複数のガラス膜を堆積させた後、得られたガラスパイプをコラプス法により中実化してガラスロッドとする工程を有する光ファイバ母材の製造方法、この光ファイバ母材の製造方法によって製造された光ファイバ母材から光ファイバを製造する光ファイバの製造方法、及びこの光ファイバの製造方法により製造された光ファイバに関する。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバを用いた近年の光通信システムでは、大容量の伝送技術として波長分割多重（ＷＤＭ）伝送が広く実用化されている。このＷＤＭ伝送では、使用する波長帯域内の波長分散差を小さく抑えて使用波長毎の伝送特性を均一化することが重要であることから、分散の波長依存性（分散スロープ）を厳密に調節することが強く望まれている。分散特性を調整した光ファイバとしては、分散シフト光ファイバ、ノンゼロ分散シフト光ファイバ、分散フラット光ファイバ、分散補償光ファイバ等が挙げられる。これらの光ファイバは、屈折率分布の極大点、極小点を複数個持つ複雑な構造を有している。
【０００３】
このような光ファイバを製造する際に、所望の分散特性を良好に得るためには、光ファイバの断面構造を精密に形成することが重要である。光ファイバを製造するための光ファイバ母材の製造過程では、例えばＭＣＶＤ（Modified Chemical Vapor Deposition）法等の内付け法が好適に用いられている。ＭＣＶＤ法は、種々の文献（例えば、非特許文献１参照）に開示されているように、高品質な光ファイバ母材を比較的容易に得やすいため、広く用いられている。
【０００４】
また、ＭＣＶＤ法を用いて作製したガラスパイプをコラプス法により中実化して、ガラスロッド（プリフォームロッド）とし、これを外側のクラッド部分（オーバークラッド）と一体化させて線引きすることで、光ファイバを製造する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】米国特許第４８２０３２２号明細書
【非特許文献１】「光ファイバ通信  国際版１９９１年（Optical Fiber Communications International Edition 1991）」，マクグローヒル出版社（McGraw-Hill Book Co.），ｐ．６６−６７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、分散特性を調整した光ファイバを良好な品質で得るためには、その製造過程においてガラスの中に水酸基（ＯＨ基）が侵入しないように留意することが重要である。上記したような分散特性を調整した光ファイバは、複雑な屈折率分布を形成するためにその製造工程が多く、ガラスの中にＯＨ基が侵入しやすい状況にある。ファイバ中の光の導波領域にＯＨ基が存在すると、光がＯＨ基により吸収されてしまい、光ファイバの伝送損失が大きくなってしまう。
【０００７】
本発明は、出発ガラスパイプの内側に屈折率の異なる複数のガラス膜を堆積させた後、得られたガラスパイプを中実化してガラスロッドとする工程を有する光ファイバ母材の製造方法につき、所望の屈折率分布を得るとともに水酸基による伝送損失の増加を抑制することのできる光ファイバ母材の製造方法、この光ファイバ母材の製造方法によって製造された光ファイバ母材から光ファイバを製造する光ファイバの製造方法、及びこの光ファイバの製造方法により製造された光ファイバ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】
【０００８】
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、外径が２０ｍｍ以上かつ１５０ｍｍ以下であり、肉厚が２ｍｍ以上かつ８ｍｍ以下である、石英製の出発ガラスパイプの内側に、内付け法により、フッ素、ゲルマニウム、リン、塩素の何れかを含む、コア部となるガラス膜及びクラッド部となるガラス膜を堆積させる第１の工程と、第１の工程で得られたガラスパイプをコラプス法により中実化してガラスロッドとする第２の工程を有し、ガラスロッドの外表面から１ｍｍ以内の範囲に存在する水酸基濃度を、１０重量ｐｐｍ以下とすることを特徴としている。
【０００９】
また、本発明に係る光ファイバ母材の製造方法において、ガラスロッドの外表面から１ｍｍ以内の範囲に存在する水酸基濃度を、１重量ｐｐｍ以下とすることが好ましい。
【００１０】
また、本発明に係る光ファイバ母材の製造方法において、出発ガラスパイプの偏肉率が全長に渉って０．３％以下であることが好ましい。
【００１１】
また、本発明に係る光ファイバ母材の製造方法において、第１の工程で堆積させるガラス膜の厚さの合計を１ｍｍ以下とし、出発ガラスパイプと、第１の工程で堆積されたガラス膜との厚さの合計を８ｍｍ以下とすることが好ましい。
【００１２】
また、本発明に係る光ファイバ母材の製造方法において、ガラスロッドは、コア部の楕円率が０．４％以下であり、中心軸上に発生した気泡数がガラスロッドの長さ方向１０ｍｍあたり１個以下であることが好ましい。
【００１３】
また、本発明に係る光ファイバ母材の製造方法において、ガラスロッドは、内付け法により形成した部分の楕円率が１．５％以下であり、中心軸上に発生した気泡数が前記ガラスロッドの長さ方向１０ｍｍあたり１個以下であることが好ましい。
【００１４】
また、本発明に係る光ファイバ母材の製造方法において、出発ガラスパイプは、フッ素が添加された石英製のパイプであることが好ましい。
【００１５】
また、本発明に係る光ファイバ母材の製造方法において、内付け法は、ＭＣＶＤ法によって行い、そのときのガラス膜を堆積させる速度は０．４ｇ／分以上であることが好ましい。
【００１６】
また、本発明に係る光ファイバ母材の製造方法において、ガラス膜を堆積させる速度は１．０ｇ／分以上であることが好ましい。
【００１７】
また、本発明に係る光ファイバ母材の製造方法において、ＭＣＶＤ法を行う際に、加熱源として、誘導炉、抵抗炉、プラズマトーチの何れかを用いることが好ましい。
【００１８】
また、本発明に係る光ファイバ母材の製造方法において、コラプス法を行う際に、加熱源として、誘導炉、抵抗炉、プラズマトーチの何れかを用いることが好ましい。
【００１９】
また、本発明に係る光ファイバ母材の製造方法において、コラプス法は、ガラスパイプの最初に中実化する箇所を加熱する第１加熱工程と、第１加熱工程にて加熱した箇所から前記ガラスパイプを長さ方向に渉って加熱していく第２加熱工程とを有し、第１加熱工程におけるガラスパイプの表面温度Ｔ１を、第２加熱工程におけるガラスパイプの表面温度Ｔ２より高温とすることが好ましい。
【００２０】
また、本発明に係る光ファイバ母材の製造方法において、出発ガラスパイプの内径及び外径の楕円率が１％以下であることが好ましい。
【００２１】
また、本発明に係る光ファイバ母材の製造方法において、出発ガラスパイプは、ガラス微粒子を堆積させてその後脱水焼結して作製したものであり、内部の残留水酸基が０．０１重量ｐｐｍ以下であることが好ましい。
【００２２】
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の製造方法は、本発明に係る光ファイバ母材の製造方法によって製造された光ファイバ母材に、線引き工程を施して、光ファイバを製造することを特徴としている。
【００２３】
また、本発明に係る光ファイバの製造方法において、線引き工程は、ガラスロッドをジャケットパイプに挿入し、ガラスロッドとジャケットパイプとを加熱して一体化させながら線引きすることが好ましい。
【００２４】
また、本発明に係る光ファイバの製造方法において、出発ガラスパイプ及びジャケットパイプは、ガラス微粒子を堆積させてその後脱水焼結して作製したものであり、内部の残留水酸基が０．０１重量ｐｐｍ以下であることが好ましい。
【００２５】
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は、本発明に係る光ファイバの製造方法を用いて製造されたことを特徴としている。
【００２６】
また、本発明に係る光ファイバにおいて、偏波モード分散が、０．１５（ｐｓ／ｋｍ１／２）以下であることが好ましい。
【００２７】
また、本発明に係る光ファイバにおいて、波長１．３８μｍにおける水酸基による吸収損失が０．２ｄＢ／ｋｍ以下であることが好ましい。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、出発ガラスパイプの内側に屈折率の異なる複数のガラス膜を堆積させた後、得られたガラスパイプを中実化してガラスロッドとする工程を有する光ファイバ母材の製造方法につき、所望の屈折率分布を得るとともに水酸基による伝送損失の増加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】
【００２９】
以下、本発明に係る、光ファイバ母材の製造方法、光ファイバの製造方法及び光ファイバの実施の形態の例を、図面を参照して説明する。
図１は、本実施の形態の光ファイバ母材の製造方法によって製造された光ファイバ母材の断面図と、その屈折率分布を示す図である。また、図２は、図１に示した光ファイバ母材（または光ファイバ）の屈折率分布を詳細に表すものである。
図１に示すように、光ファイバ母材１は、中心コア部１４と、この中心コア部１４の径方向外側に位置する第１ディプレスト部１３と、この第１ディプレスト部１３の径方向外側に位置するリング部１２と、このリング部１２の径方向外側に位置する第２ディプレスト部１１と、第２ディプレスト部１１の径方向外側に位置する外部クラッド部１５とを有している。なお、光ファイバ母材１を用いて製作される光ファイバの断面形状も、図１と同様のものになる。
【００３０】
図１及び図２に示す屈折率分布において、１４ｎが中心コア部の領域における屈折率分布、１３ｎが第１ディプレスト部の領域における屈折率分布、１２ｎがリング部の領域における屈折率分布、１１ｎが第２ディプレスト部の領域における屈折率分布、１５ｎが外部クラッド部の領域における屈折率分布である。本実施形態では、中心コア部を除いた領域では屈折率分布がステップ状であるが、中心コア部では中心にディップを有する屈折率分布となっている。
また、各領域の極大または極小の屈折率は、外部クラッド部の屈折率を基準として、中心コア部の比屈折率差△ｃと、第１ディプレスト部の比屈折率差を△ｄ１と、リング部の比屈折率差を△ｒと、第２ディプレスト部の比屈折率差を△ｄ２としてそれぞれ表している。
【００３１】
本明細書中においては、中心コア部１４の極大屈折率をＮｃとし、第１ディプレスト部１３の極小屈折率をＮｄ１とし、リング部１２の極大屈折率をＮｒとし、第２ディプレスト部１１の極小屈折率をＮｄ２とし、外部クラッド部１５の極大屈折率をＮｏとおく。このとき、各屈折率はＮｃ≧Ｎｒ＞Ｎｏ＞Ｎｄ２≧Ｎｄ１の関係にある。つまり、本発明は、分散シフトファイバ、分散フラット分散シフトファイバ、分散補償ファイバ等の複雑な構造をもつ光ファイバを対象としている。
【００３２】
さらに、図２において、２ｃが中心コア部の外径を、２ｄ１が第１ディプレスト部の外径を、２ｒがリング部の外径を、２ｄ２が第２ディプレスト部の外径を、２ｏが外部クラッド部の外径を示している。
【００３３】
本実施形態において、中心コア部１４と第１ディプレスト部１３とリング部１２は、第２ディプレスト部１１となる出発ガラスパイプの内側に、ＭＣＶＤ法などの内付け法によって形成される。
ここで、光ファイバ母材１を製造する好適な方法について、図３を参照して説明する。
図３に示すように、まず、製造工程の開始（ステップＳＳ）後、第２ディプレスト部１１となる出発ガラスパイプの内側に、ガラス膜を堆積（ステップＳ１：第１の工程）させる。この第１の工程を行う様子の一例を、図４に示す。
【００３４】
図４に示すように、第２ディプレスト部１１となる出発ガラスパイプ２０の内側にガラス膜を堆積させるには、ＭＣＶＤ法を用いると良い。つまり、出発ガラスパイプ２０の内側に原料ガス（ＳｉＣｌ４、ＧｅＣｌ４、酸素）やヘリウムなどを導入する一方で、出発ガラスパイプ２０の外側をバーナ２２などを用いて加熱し、ガラス微粒子（スス）２１を堆積させて、その後ススを焼結させてガラス化させ、ガラス膜２３を形成する。本実施形態では、図１に示した中心コア部１４と第１ディプレスト部１３とリング部１２となるべきガラス膜２３を形成する。つまり、原料ガス中にゲルマニウムもしくはリンまたは塩素を含ませて最初にリング部１２となるべきガラス膜を形成し、次に原料ガス中にフッ素を含ませて第１ディプレスト部１３となるべきガラス膜を形成する。そして再び、原料ガス中にゲルマニウムもしくはリンまたは塩素を含ませて中心コア部１４となるべきガラス膜を形成する。これにより、中心コア部１４と第１ディプレスト部１３とリング部１２と第２ディプレスト部１１となるガラスパイプが得られる。
【００３５】
なお、出発ガラスパイプ２０のガラスは、ＶＡＤ法、ＯＶＤ法、複数のバーナによる外付け法の何れかの方法を用いてガラス微粒子を堆積させて、その後脱水焼結して作製したものである。そして、内部の残留水酸基が０．１重量ｐｐｍ以下、より好ましくは０．０１重量ｐｐｍ以下となるように作製されている。また、この出発ガラス２０は、脱水工程で使用した塩素元素が残留している。これにより、高速合成が可能なプロセスによって低コスト化を実現しつつ、得られる光ファイバの水酸基に起因する損失量を低減することができる。
このようにして作製された出発ガラスパイプ２０は、外径が２０ｍｍ以上かつ１５０ｍｍ以下であり、肉厚が２ｍｍ以上かつ８ｍｍ以下であって、フッ素を含有する石英製のガラスであることが好ましい。
このような外径の出発ガラスパイプを用いることで、大型の光ファイバ母材を製造することができる。また、肉厚をこのように薄く設定することで、パイプの内部に形成されるガラス膜の各層の境界面が滑らかになり、光ファイバとしたときの波長無依存性ロスを下げることができる。また、厚さが２ｍｍ以上であれば、取扱いを困難にすることなく、後のコラプス時の楕円変形も防ぐことができる。
【００３６】
フッ素添加の石英ガラスを製造する方法としては、ガラス微粒子の堆積体の焼結時に少なくともフッ素原子又はフッ素を含む化合物を有するガスを使用することが好ましい。あるいは、ガラス微粒子の堆積体の焼結時に少なくともフッ素原子又はフッ素を含む化合物を有するガス及びヘリウムガスを使用して焼結することが好ましい。こうすれば、純粋石英の屈折率を、調整しながら減少させることができる。
また、出発ガラスパイプ２０は、その軸方向において偏肉率が全長に渉って０．３％以下で、外径楕円率及び内径楕円率をそれぞれ軸方向（長さ方向）において１％以下とした。これにより、偏波モード分散（ＰＭＤ）の小さい光ファイバを得やすくなる。
【００３７】
また、第１の工程で堆積させるガラス膜２３の厚さの合計を１ｍｍ以下とし、出発ガラスパイプ２０とガラス膜２３との厚さの合計を８ｍｍ以下とすることが好ましい。形成するガラス膜の厚さの合計が１ｍｍ未満では、実用上、例えば４００ｋｍ以上の長い光ファイバを線引きできる光ファイバ母材を得ることが難しい。また、出発ガラスパイプとガラス膜との厚さの合計が８ｍｍを超えると、そのガラス膜堆積時における堆積面の温度が、堆積開始時と堆積終了時とで大きく異なってしまう。そのため、添加物の濃度が所望の値からずれたり、ガラス膜の厚さを均一にしたりすることが困難となる。
また、出発ガラスパイプとガラス膜とを含めたガラスの厚さが厚くなると、その内側にガラス化させるガラス膜の表面が粗くなる。例えば、出発ガラスパイプの内側に透明ガラス化させた後のガラス膜の表面の粗さは、出発ガラスパイプの厚さが５ｍｍの場合では１０ｎｍであるのに対し、出発ガラスパイプの厚さが１０ｍｍの場合では１００ｎｍであり、大きな差がある。ガラス膜の表面が粗くなると、ファイバ化した後の伝送損失のうち、波長無依存成分（所謂Ｂ値）が大きくなる。このため、伝送損失の小さい光ファイバを作るためには、堆積させるガラス膜厚と出発ガラスパイプの厚さの合計が重要である。
【００３８】
ここで、上記出発ガラスパイプなどのパイプを製造する工程を説明する。この工程では、いわゆるピアシング法が用いられる。図５は、ピアシング法によってパイプを製造する工程を説明する図である。
この工程において、図５に示すように、円柱状の石英ロッド３０を、この石英ロッドの外方を覆うように配されたヒータなどの加熱手段３１の内部に挿入し、石英ロッド３０の一方の端部（図５中左側端部）を加熱溶融する。石英ロッドは、ダイス３４に挿通され、図示しない可動手段によって図５中左側に送り込まれる。すると、加熱溶融された端部における石英ロッド３０の軸方向端面の中央に、窄孔冶具３２の頭部３３が当接する。そして、石英ロッド３０を送り込むとともに、頭部３３が石英ロッド３０の内部に潜り込み、石英ロッド３０の軸方向に窄孔冶具３２の頭部３３を貫通させることで中空円筒状の石英パイプを得ることができる。
【００３９】
上記窄孔冶具３２は、純度が９９ｗｔ％以上の炭素棒を用いることが望ましい。こうすれば、石英パイプの開孔時にＦｅ、Ｃｒ、Ｎｉなどの金属不純物などが混入することを防止することができ、伝送帯域の損失が増加することを防止することができる。
上記のパイプの製造においては、パイプにおける開孔の内壁に含まれるガラス添加物以外の不純物濃度が１ｗｔｐｐｍ以下となるようにすることが好ましい。ここで、パイプにおける開孔の内壁とは、パイプの肉厚において、内周面から厚さ１ｍｍまでの領域を意味する。また、上記不純物濃度が１０ｗｔｐｐｂ以下となるようにすることがより好ましい。
なお、上記ピアシング法の窄孔冶具３２や加熱手段３１の替わりに、刃のついたドリルなどを用いた図示しない研削方法によって石英ロッドに開孔を施してもよい。ただし、ピアシング法は研削方法に比べて高速で加工を行うことができるほか、研削によるガラス材料の損失も防ぐことができる。
【００４０】
また、このようにして得られたガラスパイプは、内付け前に内面に気相エッチングをすることが好ましい。こうすれば、パイプ内表面に付着している異物やＯＨ層等を除去することができる。
【００４１】
また、上記第１工程では、ガラス膜２３を形成する際の内付けの速度は、堆積するガラス微粒子の堆積速度を、０．４ｇ／分以上とすることが好ましい。より好ましくは、１．０ｇ／分以上とすると良い。これにより、高速で内付けを行って製造コストの低い光ファイバを製造することができる。
【００４２】
また、内付け法を行う際には、加熱源として酸水素バーナ又は抵抗炉又はプラズマトーチ又は誘導炉を使用することができる。好ましくは、抵抗炉又はプラズマトーチ又は誘導炉を用いると良い。これらの無水加熱源を使用すれば、加熱する際に水分が発生することが無いためＯＨ基による波長１．３８μｍにおける過剰吸収損失の低い光ファイバを作製することができる。さらに、内付け法における堆積速度を増加させるためには、出発ガラスパイプの内部を十分高熱に加熱することが好ましいが、そのためには出発ガラスパイプの肉厚を薄くすることが好ましい。加熱源として酸水素バーナを用いると加熱源自体が水分を発生しながら出発ガラスパイプの外周を加熱するため、出発ガラスパイプの肉厚が薄いほどＯＨ基吸収が大きくなってしまう。
【００４３】
特に、フッ素添加パイプはフッ素を含まないシリカパイプよりもＯＨ基を拡散させやすいため、フッ素が添加されたパイプを出発ガラスパイプとして用いる場合は、無水加熱源であることが重要であることを見出した。例えば、フッ素の添加濃度が０．２ｗｔｐｐｍであるパイプ（外径２５ｍｍ、内径１７ｍｍ）に酸水素バーナで内付けしたサンプルでは、ＯＨ基がパイプ界面から内部に拡散した結果、光ファイバとしたときの波長１．３８μｍにおける過剰損失は０．８ｄＢ／ｋｍとなった。これに対し、出発ガラスパイプを、フッ素を含まないシリカパイプ（塩素添加濃度が２００ｗｔｐｐｍ）にしたものでフッ素添加パイプで作製したものと同じ光強度分布になるようにコアの外径・屈折率を調整したファイバを作製したものでは、ＯＨ基に起因する過剰損失は０．５ｄＢ／ｋｍであった。
それに対し、プラズマや誘導炉熱源を用いた場合では、ＯＨ基に起因する過剰損失はいずれの場合でも０．１１ｄＢ／ｋｍであり、酸水素バーナで特有的に見られるＯＨ基の拡散を抑制し、光ファイバのＯＨ基の拡散が少ないことを確認することができた。
【００４４】
このようにして作製されたガラスパイプは、図３に示すように、コラプス法により中実化してガラスロッドとする（ステップＳ２：第２の工程）。
この第２の工程で用いるコラプス法は、ガラスパイプの最初に中実化する箇所を加熱する第１加熱工程と、第１加熱工程にて加熱した箇所からガラスパイプを長さ方向に渉って加熱していく第２加熱工程とを有している。図６に、第１加熱工程の様子を示し、図７に、第１加熱工程の様子を示す。
【００４５】
まず、コラプスする際には、図６に示すように、ガラスパイプ２４のうち、ガラスロッドとして用いる有効部の端部付近を熱源（ここでは酸水素火炎を発生するバーナ２２を例示）により加熱して、最初に中実化する。続いて、図７に示すように、最初に中実化した箇所から軸方向にバーナ２２とガラスパイプとを相対移動させて、順次中実化を行う。これにより、ガラスロッド１０（図１参照）が作製される。
【００４６】
このとき、熱源として誘導炉又は抵抗炉又は酸水素火炎又はプラズマトーチを用いることができる。また、コラプスする際には誘導炉を用いることがより好ましい。誘導炉を用いることで、均熱長を短くすることが容易であり、また、全周から均等に加熱することができるため、コラプス時の中心コア部の変形を抑制することができる。
また、コラプスする際に、コラプス中のパイプ内部の絶対圧力が１０ｋＰａ以下で、コラプス中のパイプ表面温度が１０００℃以上でかつ１６００℃以下であることが好ましい。パイプ内部を大気より減圧することで、パイプ内部の水分の存在量を減らし、ＯＨ基による波長１．３８μｍにおける吸収損失を低減させることができる。
また、第１加熱工程におけるガラスパイプの表面温度Ｔ１を、第２加熱工程におけるガラスパイプの表面温度Ｔ２より高温とすることが好ましい。例えば、出発ガラスパイプがフッ素の添加量２ｗｔｐｐｍの場合には、Ｔ１＝１２５０℃とし、Ｔ２＝１１５０℃とすると良い。これにより、コラプス開始時すなわちパイプの封止の際には素早く中実化するとともにその後のコラプス時には適切な速度で中実化することができる。そのため、中心コア部やガラスロッド全体の変形を抑えて、コアやクラッドの非円化を抑制し、ＰＭＤの小さい光ファイバを得ることができる。
【００４７】
また、コラプスする際に、フッ素添加石英パイプ又は純石英パイプを出発ガラスパイプとした場合には、加熱源としてプラズマトーチ又は誘導炉又は抵抗炉を用いることが好ましい。出発ガラスパイプがフッ素添加石英パイプや純石英パイプであってもＯＨ基がガラス表面から拡散するため、加熱源に水分が発生しない熱源を用いることが好ましい。
上述したように、内付け時やコラプス時に用いる熱源を無水加熱源とすることで、ガラスロッドの外表面から１ｍｍ以内の範囲に存在する水酸基（ＯＨ基）の濃度を、１０ｗｔｐｐｍ（重量ｐｐｍ）以下とすることができる。さらに、ＯＨ基の濃度を、１ｗｔｐｐｍ以下とすることもできる。また、水分吸着したガラス層の除去量を減らすことが可能である。そのため、ガラスロッドの良好な光ファイバ母材を低コストで製造することができる。
【００４８】
図８は、加熱方法に対するコア楕円率（％）の関係（特性分布）を示すグラフである。誘導炉は、パイプ全周を均一に加熱することができるため、一方側からのみ加熱する酸水素バーナに比してガラスが周方向で均等に軟化するため、図８に示すように、コラプス後のコア楕円率を低減させることができる。
本発明において、コラプスを行う際には、コラプスされるガラスパイプの内部に、流量が０．１ｓｌｍ（standard liter/min）以上の塩素を導入し、パイプ表面温度を８００℃以上として脱水、空焼きを行うことが好ましい。こうすれば、ガラスパイプ内壁に吸着されている水分を除去することが可能である。
また、コラプス前にパイプ内面に気相エッチングをすることが好ましい。こうすれば、パイプ表面に付着している異物やＯＨ層を除去することができる。
【００４９】
図９は、ＳＦ6及びＣｌ2の全ガス流量（ｓｌｍ）に対するＳＦ６とＣｌ２の混合ガスの露点（℃）並びにＯＨ基濃度（ｗｔｐｐｍ）の関係を示すグラフである。本図中、２７Ａは、ＳＦ6及びＣｌ2の全ガス流量（ｓｌｍ）に対する露点（℃）の関係を示し、２７Ｂは、ＳＦ6及びＣｌ2の全ガス流量（ｓｌｍ）に対するＯＨ基濃度（ｗｔｐｐｍ）の関係を示している。図９に示すように、ＳＦ6及びＣｌ2の全ガス流量（ｓｌｍ）を増加させることで、露点（℃）を低減させることができ、ＯＨ基濃度（ｗｔｐｐｍ）を低減させることができる。
本発明においては、上記エッチング時には、Ｃｌ2を０．１ｓｌｍ以上、かつ、ＳＦ6を５０ｓｃｃｍ（standard cc/min）以上流し、パイプ表面温度を１５００℃以上とすることが好ましい。こうすれば、パイプ表面に付着している異物やＯＨ層を除去することができる。
【００５０】
図３に示すように、コラプスにより得られたガラスロッドは、構造検査として外観検査及びコア楕円率測定を行い（ステップＳ３）、コラプス時の界面、すなわちガラスロッドの中心軸上に存在するガラスロッドの長さ方向における気泡の数が所定数（ここでは１０ｍｍ当たり１個）より多く発生し、または、中心コア部の楕円率が所定値（ここでは０．４％）より大きいものについては、ファイバ化工程において気泡残存によるファイバの強度劣化などの不都合が生じると判断して（ステップＳ４）使用しない（ステップＳ５）。
またここで、内付けにより形成した部分の楕円率が所定値（ここでは１．５％）より大きいものについても、後工程において不都合が生じると判断して使用しない（ステップＳ５）とさらに良い。
【００５１】
図１０は、ガラスコッドのコラプス時において界面に発生した気泡の数を測定する手法を説明する図である。
図１０に示すように、ガラスロッド１０に対して、一方向からハロゲンランプなどの光源Ｌを使用して光を照射し、その際、コラプス時の界面、すなわちガラスロッド１０の中心軸Ｘ上に存在する気泡Ｂの数を目視によって測定する。そして、ガラスロッド１０の長手方向の１０ｍｍ当たり１個以上気泡Ｂが存在する場合、その気泡Ｂが存在する領域Ｄを廃却する。
【００５２】
図１１は、ガラスロッドのコア部の楕円率（％）に対する光ファイバ母材のコア部の楕円率（％）の関係を示すグラフである。図１１に示すように、コア部の楕円率が０．４％を超えるガラスロッドは、ジャケット部の形成などの高温処理工程が原因でその形状歪みが大きくなるため、後の工程においてコア部の楕円率が１．５％を超える光ファイバ母材となる可能性が極めて高い。
また、ガラスロッドのうち、出発ガラスパイプの内側に内付け法により形成した部分の楕円率を１．５％以下とすれば、光ファイバ母材のコア部の楕円率も１．５％以下としやすい。
【００５３】
また、図１２は、光ファイバ母材のコア楕円率（％）に対する光ファイバのＰＭＤの関係を示すグラフである。図１２に示すように、コア部の楕円率が１．５％を超える光ファイバ母材は、線引き工程後に得られる光ファイバのＰＭＤが０．１５ｐｓ／ｋｍ１／２を超える可能性が極めて高い。一般に、４０Ｇｂ／ｓを超えるような高速の光通信にはＰＭＤが０．１５ｐｓ／ｋｍ１／２以下の光ファイバが求められている。つまり、上記の工程のように、コア部の楕円率が０．４％以下のガラスロッドのみを用いることで、光ファイバ母材のコアの楕円率を１．５％以下とすることができ、コアの楕円率が１．５％以下の光ファイバ母材のみを用いることで、高速な光通信に適用可能で、ＰＭＤが良好な光ファイバを効率良く製造することができる。
【００５４】
ここで、楕円率は、断面の外周形状を楕円近似したときに、最大径Ｒmax，最小径Ｒminと平均径Ｒaverageから、楕円率＝（Ｒmax−Ｒmin）／Ｒaverage×１００（％）で表される式によって求められる。
すなわち、楕円率が高いとファイバ化した後のＰＭＤが高くなり、伝送信号の品質を劣化する。また、気泡がコラプスされる界面に多く含まれると、線引き工程等の後の加熱工程において気泡が膨張し、中心コア部を塞いで信号光の伝送損失が高くなったり、あるいは導波しなくなったりする。また、光ファイバにおいて気泡が多く存在する箇所では機械的強度も低下する。
【００５５】
図３に示すように、構造検査を経たガラスロッドは、その外周を火炎研磨すると良い（ステップＳ６）。火炎研磨することによって、ガラスロッドの表面層を気化させて、表面の傷や歪みを除去したり、表面に付着した異物を除去したりして、高品質のガラスロッドを得ることができる。
【００５６】
また、所望のコア径及び線引き径の光ファイバを作製し、設計どおりの特性を有する光ファイバを作製するには、上記ガラスロッドの外周側に、ＶＡＤ法、ＯＶＤ法、複数バーナによる外付け法などによってガラス微粉末を堆積、焼結させ、外部クラッド部となるジャケット部を形成してもよい。この場合、ジャケット部はファイバのコア径を調整するために使用される。ジャケット部には光ファイバ中心コアを通過する光がしみ出さないため、高速にガラスを合成する上記プロセスを適用しても光伝送損失などの特性には影響しない。そのため、低コストに大型の光ファイバ母材を製造することができ、光ファイバを低コストに作製することができる。
また、ジャケット部のガラスは、内部の残留水酸基が０．０１重量ｐｐｍ以下となるように作製されていると良い。
【００５７】
図１に示した光ファイバ母材１は、外部クラッド部（ジャケット部）１５が形成されている。この光ファイバ母材１は、線引きすることによって光ファイバとすることができる。線引きする際には、光ファイバをねじりながら線引きすることが好ましい。こうすれば、線引きされた光ファイバの外径を長手方向に渉って平均化することができ、ＰＭＤを低減することができる。また、線引きする際には、光ファイバにかかる張力である線引き張力を、３０ｇ以上でかつ３００ｇ以下とすることが好ましい。これにより、製造する光ファイバ母材において、その組成に応じて線引き張力により光ファイバ内部の残存応力が変化することを抑制するため、線引き張力の調整により光ファイバ線引き後の特性変動を抑制することができる。
【００５８】
また、線引き後のガラス径は９０μｍ以上でかつ２５０μｍ以下であることが好ましい。
光ファイバの径を太くすることで、マイクロベンドの影響を受けにくい光ファイバを得ることができる。
また、上述した光ファイバ母材は、中心コア部１４やガラスロッド１０から形成される領域が、真円に近い形状に形成されているため、その母材を用いて製造された光ファイバは、ＰＭＤを０．１５ｐｓ／ｋｍ１／２以下とすることができる。
さらに、光ファイバはＯＨ基による波長１．３８μｍにおける吸収損失が０．２ｄＢ／ｋｍ以下であることが好ましく、０．１ｄＢ／ｋｍ以下であることがより好ましい。上述したように、無水プロセスを内付け時やコラプス時に導入することによってＯＨ吸収損失の小さい光ファイバを製造することができる。
【００５９】
以上示した工程により、製造工程は終了（ステップＳＥ）し、所望の屈折率分布を得るとともに水酸基による伝送損失が小さい光ファイバを製造することができる。
【００６０】
また、ガラスロッド１０の外周に外部クラッド部１５を設ける（ステップＳ７）替わりに、ジャケットパイプを用いてロッドイン線引きを行うこともできる。
ロッドイン線引きは、ＯＶＤ法による外付け法によってガラス微粉末を堆積、焼結し、上記のピアシング法によって孔開けすることで作製したシリカパイプをジャケットパイプとして準備し、このジャケットパイプにガラスロッドを挿入して、ジャケットパイプとガラスロッドを加熱して一体化し、その直後に加熱することで、線引きするものである。
【００６１】
図１３は、ジャケットパイプにガラスロッドを挿入して加熱して線引きする工程を示す模式図である。
図１３に示すように、ガラスロッド１０を円筒形状のジャケットパイプ４０に挿通した状態でガラスロッド１０及びジャケットパイプ４０をともにヒータなどの加熱手段４１によって加熱する。加熱手段４１は、ヒータをガラスロッド１０及びジャケットパイプ４０の外方に配したものであり、ヒータの内側に、該ヒータの軸方向に沿ってガラスロッド１０及びジャケットパイプ４０が挿入される。ヒータにおける下方端部側（図１３の下側部分）が上方端部側（図１３の上側部分）より高温になるように設定される。その後、ガラスロッド１０及びジャケットパイプ４０の下方側端部を加熱して一体化しつつ、溶融させ、下方へ張力を付与して線引きし、光ファイバＦを得る。また、線引き中において、ガラスロッド１０及びジャケットパイプ４０は図１３中矢印の方向に送り込まれる。なお、上記ヒータは、抵抗体に電流を流して加熱するものであるが、その他にも導体に誘導電流を生じさせて誘導電流で加熱する誘導炉や、プラズマを用いる加熱源であってもよい。なお、加熱手段４１としては、複数のヒータをガラスロッド１０の軸方向（図１３の上下方向）に並べてもよい。
このように、ジャケットパイプにガラスロッドを挿入して線引きする工程を行うことで、光ファイバ母材として上述した外部クラッド部（ジャケット部）を形成する工程を省略することができる。
なお、ジャケットパイプは、上記のジャケット部と同様に、内部の残留水酸基が０．０１重量ｐｐｍ以下となるように作製されていると良い。
【００６２】
なお、本発明は、前述した実施の形態に限定されるものではなく、適宜な変形、改良などが可能である。
例えば、上記の実施の形態は、図１に示したように４重クラッドの光ファイバ母材、あるいは４重クラッドの光ファイバについて述べたが、５重クラッド、６重クラッドとすることもできる。
【００６３】
以下、本発明に係る実施例について説明する。
【実施例１】
【００６４】
まず、上述した図１及び図２を参照して第１の実施例を説明する。
本実施例において得られる光ファイバ母材は、上述した製造方法により得られるものであり、外部クラッド部１５に対する中心コア部１４の比屈折率差Δｃが０．５０％と、外部クラッド部１５に対する第１ディプレスト部１３の比屈折率差Δｄ１が−０．３０％と、外部クラッド部１５に対するリング部１２の比屈折率差Δｒが０．２７％と、外部クラッド部１５に対する第２ディプレスト部１１の比屈折率差Δｄ２が−０．１５％となるように設定された。なお、中心コア部１４の屈折率分布の形状は、中央にディップを有するものである。
また、第１ディプレスト部１３の外径２ｄ１に対する中心コア部１４の外径２ｃの比Ｒａ（Ｒａ＝２ｃ／２ｄ１）は、０．６６であり、リング部１２の外径２ｒに対する第１ディプレスト部１３の外径２ｄ１の比Ｒｂ（Ｒｂ＝２ｄ１／２ｒ）は、０．５７であり、第２ディプレスト部１１の外径２ｄ２に対するリング部１２の外径２ｒの比Ｒｃ（Ｒｃ＝２ｒ／２ｄ２）は、０．５０である。
【００６５】
このような光ファイバ母材を製造するには、まず、第２ディプレスト部１１となる出発ガラスパイプとして、ＶＡＤ法及びピアシング法により、外径φ３２ｍｍ、内径φ２６ｍｍ、長さ１９００ｍｍである、純石英に対する比屈折率差Δｄ２が−０．１５％であるフッ素添加の石英ガラスのパイプを作製した。この出発ガラスパイプは、内部の残留水酸基が０．１重量ｐｐｍ以下であった。また、このパイプは、その軸方向において偏肉率の平均値が０．３％以下で、パイプ偏心、外径楕円率及び内径楕円率を、軸方向において平均値が１％以下となるようにした。
次いで、出発ガラスパイプの内側にエッチングを施した。そして、ＭＣＶＤ法により、上述した比屈折率差となるべく、ゲルマニウムを含むリング部１２、フッ素を含む第１ディプレスト部１３、ゲルマニウムを含む中心コア部１４となるべきガラス膜を堆積させた。その際の堆積速度は、２ｇ／分とした。
【００６６】
さらに、このガラスパイプを、上述したコラプス法により中実化して、ガラスロッド１０とした。コラプス後のガラスロッドの外径はφ１２．５ｍｍであり、楕円率は０．２％、長さは１８００ｍｍであった。このガラスロッド１０に、既に説明した手順（図１０参照）によって構造検査を施すと、コラプス界面において気泡がガラスロッドの長さ方向１０ｍｍに３個発生した部分があった。この気泡が発生した部分を廃却した。また、測定されたコア楕円率、コア偏心率は、長手方向で０．１％と良好であった。
また、構造検査をクリアしたガラスロッド１０に対して、外周面を火炎研磨した。
【００６７】
次いで、外部クラッド部１５、いわゆるジャケット部を形成した。この外部クラッド部１５は、ＶＡＤ法によって純シリカをスス付けし、透明化させて形成した。すなわち、外部クラッド部１５は、純石英ガラスとなるように作製した。なお、スス付けの堆積速度は、１００ｇ／分とした。
また、外部クラッド部１５は、長さを１２８０ｍｍとし、その外径が、ガラスロッド１０の外径の２．９倍となるように作製した。さらに、外部クラッド部１５を形成した後の中心コア部の楕円率は０．１％であり、外部クラッド部１５の外径の楕円率は０．２％であった。
【００６８】
このようにして得られた光ファイバ母材に、線引き工程を施すことによって光ファイバを製造した。線引き速度は１２００ｍ／分、線引き張力は５０ｇとし、線引き直後の光ファイバを揺動させつつ線引き工程を行った。１つの光ファイバ母材から得られた光ファイバの長さは、６８５ｋｍであった。このようにして得られた光ファイバの特性を調べたところ、ＰＭＤが０．１１ｐｓ／ｋｍ１／２であった。
【００６９】
図１４は、パイプ偏肉率、コア偏心率及びコア楕円率に対するＰＭＤの関係を示すグラフである。図１４に示すように、パイプ偏肉率、コア偏心率及びコア楕円率の軸方向における平均値を１．５％以下とすれば、ＰＭＤを０．１５ｐｓ／ｋｍ１／２以下とすることができた。
図１５は、パイプ肉厚（ｍｍ）と通信波長１．５５μｍにおける波長無依存損失成分（Ｂ値ともいう。単位はｄＢ／ｋｍとする。）との関係を示すグラフである。図１５に示すように、パイプ肉厚を薄くすると、パイプ内部に形成されるガラス層の境界面の粗さを低減させることができ、本実施例のように、８ｍｍ以下とすることで、波長無依存損失成分を０．０１ｄＢ／ｋｍ以下とすることができた。
本実施例によれば、ＰＭＤの低い光ファイバを得ることができた。また、大型の光ファイバ母材を高速に合成し、低コストな光ファイバ用母材を作製することができた。
図１６は、遷移金属の吸収スペクトルの波長（ｎｍ）に対する伝送損失（ｄＢ／ｋｍ）の関係を示すグラフである。本図において、遷移金属としては、一例として原料ガス供給ラインに一般に用いられるステンレス配管の含有物である鉄（Ｆｅ）を使用した。ここで、光ファイバ中のコアを含む光が伝送する領域に鉄を１０ｗｔｐｐｍ投入し、１ｋｍあたりの伝送帯域の光の波長に対する伝送損失（ｄＢ／ｋｍ）を測定している。図１６に示すように、Ｆｅなどの遷移金属が不純物としてパイプ内壁に混入すると、伝送帯域の損失が増加してしまう。このため、上述したように、ピアシング法によってパイプを製造する際には、純度の高い窄孔冶具を用いることでパイプ内壁における添加物以外の不純物濃度を低くすることが好ましい。
【実施例２】
【００７０】
この第２の実施例では、上記第１の実施例の製造工程のうち、ガラスロッドの周囲にジャケット部を形成せず、ジャケットパイプとともにロッドイン線引きを行ったものである。ロッドイン線引きは、ＯＨ基による損失を低く抑えることができ、さらに、ジャケットパイプを高速合成により作製することで、低コストで良好な特性の光ファイバを得ることができる。
上記の実施の形態で説明したジャケットパイプを用いて、図１３に示すようにロッドイン線引きを行った。線引きの条件は、第１の実施例と同様とした。なお、ジャケットパイプの外径は１３０ｍｍ、内径は３１ｍｍとした。
これにより、上記第１の実施例と同様の、良好な特性を有する光ファイバを得ることができた。例えば、波長１．３８μｍにおけるＯＨ基の吸収損失は、０．０５ｄＢ／ｋｍと、低い損失値の光ファイバを作ることができた。
【実施例３】
【００７１】
第３の実施例は、５重クラッドの光ファイバ母材及び光ファイバを示すものである。
図１７は、５重クラッドファイバ用の光ファイバ母材の屈折率分布を示している。
図１７の光ファイバ母材において、中心コア部５１の屈折率Ｎｃが０．５％であり、第１ディプレスト部５２の屈折率Ｎｄ１が−０．３％であり、第１リング部５３の屈折率Ｎｒ１が０．２７％であり、第２ディプレスト部５４の屈折率Ｎｄ２が−０．１５％であり、第２リング部５５の屈折率Ｎｒ２が０．１７％であり、外部クラッド部５６の屈折率Ｎｏが０％である。つまり、Ｎｃ≧Ｎｒ１＞Ｎｒ２＞Ｎｏ＞Ｎｄ２＞Ｎｄ１の関係が成り立つ。ここで、第１リング部５３及び第２リング部５５の屈折率Ｎｒ１及びＮｒ２は、いずれも中心コア部５１の屈折率Ｎｃより小さく、かつ、第１ディプレスト部５２及び第２ディプレスト部５４の屈折率Ｎｄ１及びＮｄ２より大きい。また、第１ディプレスト部５２及び第２ディプレスト部５４の屈折率Ｎｄ１とＮｄ２はいずれも外部クラッド部５６の屈折率をＮｏより小さい。このため、屈折率Ｎｒ１及びＮｒ２をともに屈折率Ｎｒと捉え、屈折率Ｎｄ１及びＮｄ２をともに屈折率Ｎｄと捉えたとき、各屈折率は、Ｎｃ≧Ｎｒ＞Ｎｏ＞Ｎｄの関係が成り立つ。
【００７２】
また、第１ディプレスト部５２の外径５２ｄ１に対する中心コア部５１の外径５１ｃの比は０．６であり、第１リング部５３の外径５３ｒに対する第１ディプレスト部５２の外径５２ｄの比は０．６３であり、第２ディプレスト部５４の外径５４ｄに対する第１リング部５３の外径５３ｒの比は０．６１であり、第２リング部５５の外径５５ｒに対する第２ディプレスト部５４の外径５４ｄの比は０．７である。
【００７３】
この５重クラッドファイバ用の光ファイバ母材を製造するには、第２リング部５５となる部分を出発ガラスパイプとして形成し、その内側に、第２ディプレスト部５４、第１リング部５３、第１ディプレスト部５２、中心コア部５１となるべきガラス膜を順に内付けする。そして、そのガラスパイプをコラプス法により中実化する。その他は、上記の実施の形態に記載した方法で光ファイバ母材及び光ファイバを製造することができる。
【実施例４】
【００７４】
第４の実施例は、６重クラッドの光ファイバ母材及び光ファイバを示すものである。
図１８は、６重クラッドファイバ用の光ファイバ母材の屈折率分布を示している。
図１８の光ファイバ母材において、中心コア部６１の屈折率Ｎｃが０．５％であり、第１ディプレスト部６２の屈折率Ｎｄ１が−０．３％であり、第１リング部６３の屈折率Ｎｒ１が０．２７％であり、第２ディプレスト部６４の屈折率Ｎｄ２が−０．１５％であり、第２リング部６５の屈折率Ｎｒ２が０．１７％であり、第３ディプレスト部６６の屈折率Ｎｄ３が−０．１５％であり、外部クラッド部６７の屈折率Ｎｏが０％である。つまり、Ｎｃ≧Ｎｒ１＞Ｎｒ２＞Ｎｏ＞Ｎｄ３＝Ｎｄ２＞Ｎｄ１の関係が成り立つ。ここで、第１リング部６３及び第２リング部６５の屈折率Ｎｒ１及びＮｒ２は、いずれも中心コア部６１の屈折率Ｎｃより小さく、かつ、外部クラッド部６７の屈折率Ｎｏより大きい。また、第１ディプレスト部６２、第２ディプレスト部６４及び第３ディプレスト部６６の屈折率Ｎｄ１、Ｎｄ２及びＮｄ３はいずれも外部クラッド部６７の屈折率をＮｏより小さい。このため、屈折率Ｎｒ１及びＮｒ２をともに屈折率Ｎｒと捉え、屈折率Ｎｄ１、Ｎｄ２及びＮｄ３をいずれも屈折率Ｎｄと捉えたとき、各屈折率は、Ｎｃ≧Ｎｒ＞Ｎｏ＞Ｎｄの関係が成り立つ。
【００７５】
また、第１ディプレスト部６２の外径６２ｄに対する中心コア部６１の外径６１ｃの比は０．６であり、第１リング部６３の外径６３ｒに対する第１ディプレスト部６２の外径６２ｄの比は０．６３であり、第２ディプレスト部６４の外径６４ｄに対する第１リング部６３の外径６３ｒの比は０．６１であり、第２リング部６５の外径６５ｒに対する第２ディプレスト部６４の外径６４ｄの比は０．７であり、第３ディプレスト部６６の外径６６ｄに対する第２リング部６５の外径６５ｒの比は０．７７である。
【００７６】
この６重クラッドファイバ用の光ファイバ母材を製造するには、第３ディプレスト部６７となる部分を出発ガラスパイプとして形成し、その内側に、第２リング部６５、第２ディプレスト部６４、第１リング部６３、第１ディプレスト部６２、中心コア部６１となるべきガラス膜を順に内付けする。そして、そのガラスパイプをコラプス法により中実化する。その他は、上記の実施の形態に記載した方法で光ファイバ母材及び光ファイバを製造することができる。
【００７７】
このように、５重クラッドファイバ及び６重クラッドファイバに限らず、多数のクラッドを有する多重のクラッドファイバを上記光ファイバ母材の製造方法によって製造することができる。多重のクラッドファイバにおいて、ディプレスト部及びリング部がそれぞれ複数存在する場合には、各ディプレスト部の屈折率が外部クラッド層の屈折率よりも小さく、かつ、各リング部の屈折率が外部クラッド層の屈折率よりも大きいとする。このとき、中心コア部の屈折率Ｎｃ、ディプレスト部の屈折率Ｎｄ、リング部の屈折率Ｎｒ及び外部クラッド層の屈折率Ｎｏは、Ｎｃ≧Ｎｒ＞Ｎｏ＞Ｎｄの関係を満たす。
上記全ての実施例において、ジャケット層のスス付け法として上記に述べた以外にもＶＡＤ／複数バーナによる外付け法を使用し、堆積したガラス微粒子を脱水・焼結することで得ることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明に係る光ファイバ母材の製造方法及び光ファイバの製造方法で製造される光ファイバ母材または光ファイバを示す断面図である。
【図２】光ファイバ母材における各部の径及び比屈折率差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及び光ファイバの製造方法の手順を示すフローチャートである。
【図４】出発パイプの内面にリング部を形成する状態を示す説明図である。
【図５】ピアシング法によってパイプを製造する工程を説明する図である。
【図６】コラプスの開始時の状態を示す図である。
【図７】コラプスの過程の状態を示す図である。
【図８】加熱方法に対するコア楕円率の関係を示すグラフである。
【図９】ＳＦ6及びＣｌ2の全ガス流量に対する露点並びにＯＨ基濃度の関係を示すグラフである。
【図１０】ガラスロッドのコラプス界面に存在する気泡の測定を説明する図である。
【図１１】ガラスロッドのコア部の楕円率と光ファイバ母材のコア楕円率との関係を示すグラフである。
【図１２】光ファイバ母材のコア楕円率と光ファイバのＰＭＤとの関係を示すグラフである。
【図１３】ジャケットパイプにガラスロッドを挿入して線引きする工程を示す説明図である。
【図１４】パイプ偏肉、コア偏心及びコア楕円に対するＰＭＤの関係を示すグラフである。
【図１５】パイプ肉厚と波長無依存損失成分との関係を示すグラフである
【図１６】遷移金属の吸収スペクトルの波長に対する伝送損失の関係の一例を示すグラフである。
【図１７】５重クラッドファイバ用の光ファイバ母材の屈折率分布を示す図である。
【図１８】６重クラッドファイバ用の光ファイバ母材の屈折率分布を示す図である。
【符号の説明】
【００７９】
１    光ファイバ母材（光ファイバ）
１０  ガラスロッド
１１  第２ディプレスト部
１２  リング部
１３  第１ディプレスト部
１４  中心コア部
１５  外部クラッド部
２０  出発ガラスパイプ
２３  ガラス膜
【図１】
2005060157.tif 000003
【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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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