(57)【要約】【課題】  比屈折率差の変動があってもモードフィールド径の変動を低減し、同時にカットオフ波長の変動の増加を最小限に抑えることのできる光ファイバ母材の製造方法を提供する。【解決手段】  測定したコアロッド１１の屈折率分布から、線引後の光ファイバのカットオフ波長が目標値となるコアロッド倍率Ｒａと、モードフィールド径が目標値となるコアロッド倍率Ｒｂを求め、両コアロッド倍率Ｒａ、Ｒｂを用いて目標コアロッド倍率Ｒを求める。そして、この目標コアロッド倍率Ｒにより光ファイバ母材１０を製造するので、カットオフ波長を目標値に合わせつつ、モードフィールド径の比屈折率差への依存性を小さくすることができ、比屈折率差の変動があってもモードフィールド径の変動を低減するとともにカットオフ波長の変動の増加を最小限に抑えることができる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コアロッドの屈折率分布を長手方向の複数の測定位置で測定し、前記測定位置毎に屈折率分布の測定結果から光ファイバとなったときのカットオフ波長が目標値となるコアロッド倍率（以下、Ｒａという）とモードフィールド径（以下、ＭＦＤという）が目標値となるコアロッド倍率（以下、Ｒｂという）をそれぞれ求め、ＲａとＲｂから前記コアロッドに対する目標コアロッド倍率（以下、Ｒという）を設定し、Ｒに基づいて光ファイバ母材を製造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】
Ｒ＝（１−Ｋ）×Ｒａ＋Ｋ×Ｒｂの関係式において、Ｋ値、ＭＦＤ、カットオフ波長の関係を求め、その関係から最適Ｋ値を決めることを特徴とする請求項１記載の光ファイバ母材の製造方法。
【請求項３】
前記関係式Ｒ＝（１−Ｋ）×Ｒａ＋Ｋ×Ｒｂの係数Ｋが０．４以下であることを特徴とする請求項２記載の光ファイバ母材の製造方法。
【請求項４】
前記カットオフ波長が目標値になるコアロッド倍率を、有限要素法により求めることを特徴とする請求項１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】
この発明は、光ファイバ母材の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
コア部とクラッド部とからなるコアロッドを所定の延伸径に延伸して、これをジャケット石英管にロッドインし、同時線引きして光ファイバを製造する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
この技術は、コアロッドの線引予定部分をプリフォームアナライザで測定して屈折率分布を求め、この分布から所定式でＥＳＩ（Ｅｐｕｉｖａｌｅｎｔ  Ｓｔｅｐ  Ｉｎｄｅｘ）分布の等価的なコア半径を算出する。さらに、このコア半径等を用いて所定式によりコアロッドの延伸径を決定するものである。これにより、従来用いられていた補正係数を用いる必要がなくなり、個人差によらず再現性良くカットオフ波長を制御することができる。
【０００４】
また、コア部材の廃棄量を少なくし、且つカットオフ波長の特性の安定した光ファイバを製造する技術が公開されている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００５】
この技術では、コア部材を分割することにより、コア部材の屈折率分布の変動量を小さく分割する。これにより、屈折率分布の変動が大きな１本のコア部材を、屈折率分布の変動の小さな複数のコア部材にすることができる。
【０００６】
また、カットオフ波長を精度良く計算する方法が開示されている（例えば、特許文献３参照。）。
【０００７】
この技術では、光ファイバ用プリフォームの中心から半径０．９５倍以下の範囲までは屈折率測定値を採用し、この範囲を外れて無制限までは一定値を採用するものである。これにより、様々な屈折率分布の形状を有する現実の光ファイバ用プリフォームからでも、再現精度良くカットオフ波長を得ることができる。
【特許文献１】特開昭６３−８５０２１号公報（第３頁、第１図）
【特許文献２】特開２０００−６３１３８号公報（第５頁、第３図）
【特許文献３】特開２００１−２８１０９４号公報（第２頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、モードフィールド径の変動が大きいと光ファイバの接続の際の接続損失が大きくなるため小さい方が望ましいが、特許文献１で示した技術によると、カットオフ波長の変動は低減できるもののモードフィールド径については考慮されていない。これは、コアロッドの段階で測定した屈折率分布からロッド径を決定する際に、カットオフ波長が目標値となるようにコアロッド倍率を決定していたため、結果的にモードフィールド径はコア部とクラッド部の比屈折率差（ΔＮ）のばらつきに対応して変動が大きくなってしまう。
【０００９】
また、特許文献２で示した技術によると、カットオフ波長の変動を低減することはできるものの、モードフィールド径の変動については低減することがむずかしい。
【００１０】
また、特許文献３で示した技術によると、カットオフ波長を精度良く計算で推定できるものの、モードフィールド径については記載されていない。
【００１１】
本発明の目的は、比屈折率差の変動があってもモードフィールド径の変動を低減し、同時にカットオフ波長の変動の増加を最小限に抑えることのできる光ファイバ母材の製造方法を提供することにある。
【発明の効果】
【００１２】
本発明にかかる光ファイバ母材の製造方法によれば、測定したコアロッドの屈折率分布から、線引後の光ファイバのカットオフ波長が目標値となるコアロッド倍率と、モードフィールド径が目標値となるコアロッド倍率を求め、両コアロッド倍率を用いて目標コアロッド倍率を求める。そして、この目標コアロッド倍率により光ファイバ母材を製造するので、カットオフ波長を目標値に合わせつつ、モードフィールド径の比屈折率差への依存性を小さくすることができ、比屈折率差の変動があってもモードフィールド径の変動を低減するとともにカットオフ波長の変動の増加を最小限に抑えることができる。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前述した目的を達成するために、本発明にかかる光ファイバ母材の製造方法は、コアロッドの屈折率分布を長手方向の複数の測定位置で測定し、前記測定位置毎に屈折率分布の測定結果から光ファイバとなったときのカットオフ波長が目標値となるコアロッド倍率（以下、Ｒａという）とモードフィールド径（以下、ＭＦＤという）が目標値となるコアロッド倍率（以下、Ｒｂという）をそれぞれ求め、ＲａとＲｂから前記コアロッドに対する目標コアロッド倍率（以下、Ｒという）を設定し、Ｒに基づいて光ファイバ母材を製造することを特徴としている
このように構成された光ファイバ母材の製造方法においては、長手方向の複数の測定位置で測定したコアロッドの屈折率分布から、線引後の光ファイバのＲａとＲｂを求め、これらＲａ、Ｒｂを用いてＲを求める。そして、このＲにより光ファイバ母材を製造するので、カットオフ波長を目標値に合わせつつ、モードフィールド径の比屈折率差への依存性を小さくすることができ、比屈折率差の変動があってもモードフィールド径の変動を低減するとともにカットオフ波長の変動の増加を最小限に抑えることができる。なお、ここで、コアロッド倍率とは、光ファイバ母材の外径／コアロッドの外径である。
【００１４】
また、本発明にかかる光ファイバ母材の製造方法は、Ｒ＝（１−Ｋ）×Ｒａ＋Ｋ×Ｒｂの関係式において、Ｋ値、ＭＦＤ、カットオフ波長の関係を求め、その関係から最適Ｋ値を決めることを特徴としている。
【００１５】
このように構成された光ファイバ母材の製造方法においては、係数Ｋを小さな値に設定して製造すると、カットオフ波長が目標値に近づくためカットオフ波長の製造ばらつきが小さくなる。一方、係数Ｋを大きい値に設定して製造すると、モードフィールド径が目標値に近づくことになって、モードフィールド径の製造ばらつきが小さくなる傾向がある。そこで、Ｋ値、ＭＦＤ、カットオフ波長の関係を求め、その関係から最適Ｋ値を決めることが望ましい。
【００１６】
また、本発明にかかる光ファイバ母材の製造方法は、前記関係式Ｒ＝（１−Ｋ）×Ｒａ＋Ｋ×Ｒｂの係数Ｋが０．４以下であることが望ましい。
【００１７】
このように構成された光ファイバ母材の製造方法においては、関係式Ｒ＝（１−Ｋ）×Ｒａ＋Ｋ×Ｒｂの係数Ｋが小さい領域では、カットオフ波長のばらつきはさほど増加せず、且つモードフィールド径のばらつきが比較的大きく改善されることから、Ｋ＝０．４以下とした。
【００１８】
また、本発明にかかる光ファイバ母材の製造方法は、前記カットオフ波長が目標値になるコアロッド倍率を、有限要素法により求めることが望ましい。
【００１９】
このように構成された光ファイバ母材の製造方法においては、モードフィールド径のばらつき低減を優先する場合は、カットオフ波長のばらつきが増加するため、カットオフ波長の計算方法は精度の高いものが必要である。そこで、有限要素法を用いて、高精度な計算を行うようにした。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
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を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明に係る光ファイバ母材の製造方法を示すフローチャート、図２はコアロッド倍率の説明図である。
【００２１】
本発明では、コア部とクラッド部の比屈折率差（以後この項においては、「ΔＮ」で示す。）の変動があってもモードフィールド径の変動を低減し、同時にカットオフ波長の変動の増加を最小限に抑えて光ファイバ母材を製造する方法を提供する。
【００２２】
このように、カットオフ波長とモードフィールド径の両方を目標とする値にするためには、まずΔＮが適正である必要がある。しかし、製造上の変動でΔＮが適正値からずれる場合がある。このような場合に、従来はカットオフ波長を目標値とするようなコアロッド倍率を決定して光ファイバ母材の製造を行っていた。
【００２３】
その結果、ΔＮが適正値より大きい場合にはモードフィールド径が目標値より小さくなり、ΔＮが適正値より小さい場合にはモードフィールド径が適正値より大きくなっていた。
【００２４】
そこで、本発明では、カットオフ波長の目標値になるコアロッド倍率と、モードフィールド径の目標値になるコアロッド倍率を求め、両コアロッド倍率を適当な比率で平均して目標コアロッド倍率を求めて、光ファイバ母材の製造を行うこととした。
【００２５】
すなわち、図１に示すように、本発明に係る光ファイバ母材の製造方法では、まず使用するコアロッドの屈折率分布を測定する（ステップＳ１）。次に、屈折率分布の測定結果から光ファイバとなったときのカットオフ波長の目標値を設定し（ステップＳ２）、カットオフ波長が目標値となるコアロッド倍率Ｒａを算出する（ステップＳ３）。このとき、有限要素法を用いて高精度で算出する（ステップＳ４）。
【００２６】
ここで、コアロッド倍率とは、図２に示すように、コアロッド１１の周囲にクラッド部１２を付けた光ファイバ母材１０の外径Ｄと、コアロッド１１の外径ｄの比であり、Ｄ／ｄで与えられる。
【００２７】
一方、モードフィールド径の目標値を設定し（ステップＳ５）、モードフィールド径が目標値となるコアロッド倍率Ｒｂを求める（ステップＳ６）。そして、カットオフ波長とモードフィールド径の重視の割合を考慮して、係数Ｋを設定する（ステップＳ７）。
【００２８】
ここで、係数Ｋは、後述する式（１）においてモードフィールド径を重視する割合である。図３には、係数Ｋと、カットオフ波長およびモードフィールド径の標準偏差比率の関係の一例が示されている。図３に示すように、係数Ｋが小さい領域ではカットオフ波長のばらつきはさほど増加せず、一方で、モードフィールド径のばらつきは大きく改善されることから、係数Ｋは、０．４以下に設定するのが望ましい。
【００２９】
次に、カットオフ波長が目標値になるコアロッド倍率Ｒａと、モードフィールド径が目標値になるコアロッド倍率Ｒｂから、次式（１）により目標コアロッド倍率Ｒを求める（ステップＳ８）。
Ｒ＝（１−Ｋ）×Ｒａ＋Ｋ×Ｒｂ……（１）
そして、この目標コアロッド倍率Ｒに基づいて光ファイバ母材１０の製造を行う。
【００３０】
次に、具体例について説明する。
【００３１】
コアロッドの段階で、プリフォームアナライザーにより屈折率分布を測定し、光ファイバのカットオフ波長の目標が１２６０ｎｍになるコア径と、モードフィールド径の目標が９．２μｍになるコア径をそれぞれ計算により求めた。
【００３２】
その結果、カットオフ波長が１２６０ｎｍになるためのコア径は８．１０μｍと算出され、モードフィールド径が９．２μｍとなるコア径は７．９０μｍと算出された。
【００３３】
なお、ここではコアロッド倍率ではなくコア径に付いて記載したが、コア径に付いてもコアロッド倍率と同様に考えることができる。すなわち、目標のカットオフ波長になるコア径ａaと、目標のモードフィールド径になるコア径ａbから、目標コア径ａを、ａ＝（１−Ｋ’）×ａa＋Ｋ’ａbで求めてもよい。ここでＫ’は係数である。
【００３４】
両コア径を８：２で平均して、線引後にコア径が８．０６μｍとなるようにコアロッド１１の周囲にクラッド部１２を製造した。このようにして光ファイバ母材１０を製造した結果、モードフィールド径のロット間の変動は標準偏差０．１０μｍとなり、カットオフ波長のロット間の変動は標準偏差２０ｎｍとなった。
【００３５】
比較例として、従来のように、カットオフ波長のみを考慮して光ファイバ母材１０を製造した場合を示す。
【００３６】
すなわち、コアロッドの段階で屈折率分布を測定し、その結果からカットオフ波長１２６０ｎｍになるコア径を算出し、線引後にこの値となるようにコアロッド１１の外側にクラッド部１２を形成して製造した。その結果、モードフィールド径のロット間変動は標準偏差０．１２μｍとなり、カットオフ波長のロット間変動は標準偏差で２０ｎｍとなった。
【００３７】
以上、前述した光ファイバ母材の製造方法によれば、測定したコアロッドの屈折率分布から、線引後の光ファイバのカットオフ波長が目標値となるコアロッド倍率Ｒａと、モードフィールド径が目標値となるコアロッド倍率Ｒｂを求め、両コアロッド倍率Ｒａ、Ｒｂを用いて目標コアロッド倍率Ｒを求める。そして、この目標コアロッド倍率Ｒにより光ファイバ母材１０を製造するので、カットオフ波長を目標値に合わせつつ、モードフィールド径のΔＮへの依存性を小さくすることができ、ΔＮの変動があってもモードフィールド径の変動を低減するとともにカットオフ波長の変動の増加を最小限に抑えることができる。
【００３８】
また、関係式Ｒ＝（１−Ｋ）×Ｒａ＋Ｋ×Ｒｂの係数Ｋを０．４以下としたので、カットオフ波長のばらつきはさほど増加せず、且つモードフィールド径のばらつきが比較的大きく改善することができる。
【００３９】
また、カットオフ波長の計算方法として有限要素法を採用することにより、モードフィールド径のばらつき低減を優先してカットオフ波長のばらつきが増加した場合でも、高精度な計算を行うことができる。
【００４０】
なお、本発明の光ファイバ母材の製造方法は、前述した実施形態に限定されるものでなく、適宜な変形、改良等が可能である。
【００４１】
例えば、前述した各実施形態では、コアロッド１１として純粋にコアからなる場合について説明したが、コアとクラッド（第１クラッド）からなるものをコアロッドとしても良い。この場合には、コアロッドの周囲にジャケット部を付けて光ファイバ母材を製造することになる。
【００４２】
また、上述した具体例では、係数Ｋを０．２とした場合について説明したが、カットオフ波長を重視するのか、あるいはモードフィールド径を重視するのかによって、係数Ｋは調整可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明に係る光ファイバ母材の製造方法の実施形態を示すフローチャートである。
【図２】コアロッド倍率の説明図である。
【図３】係数Ｋと、モードフィールド径の標準偏差比率およびカットオフ波長の標準偏差比率との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４４】
１０  光ファイバ母材
１１  コアロッド
Ｒａ  カットオフ波長が目標値となるコアロッド倍率
Ｒｂ  モードフィールド径が目標値となるコアロッド倍率
Ｒ  目標コアロッド倍率
【図１】
2005060143.tif 000003
【図２】
2005060143.tif 000004
【図３】
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