(57)【要約】【課題】本発明は、多大な設備を必要とせずに、確実に異物を除去できる光ファイバ母材の加工方法を提供する。【解決手段】本発明は、光ファイバ母材の表面層１１に埋没した異物を除去する光ファイバ母材の加工方法において、前記異物近傍の光ファイバ母材の表面層１１を部分的に除去することによって、前記異物を取り除く構成とする。  前記異物近傍の光ファイバ母材の表面層１１を除去した後に形成される凹部３を研磨することが好ましい。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバ母材の表面層に埋没した異物を除去する光ファイバ母材の加工方法において、
前記異物近傍の光ファイバ母材の表面層を部分的に除去することによって、前記異物を取り除くことを特徴とする光ファイバ母材の加工方法。
【請求項２】
前記異物近傍の光ファイバ母材の表面層を除去した後に形成される凹部を研磨することを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ母材の加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバ母材の表面層に埋没した異物を除去する光ファイバ母材の加工方法に関し、特に確実に異物を除去でき、かつ多大な設備を必要とせずに加工できる方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバ母材を製造、搬送、保管する際や装置への脱着を行う際に、光ファイバ母材の表面層にゴミやホコリ等の異物が付着して埋没する場合がある。表面層に異物が埋没した光ファイバ母材を紡糸して光ファイバを製造すると、この異物が光ファイバ中に混入し、光ファイバの強度の低下や伝送特性の悪化を招く。特に強度の低下が顕著であり、歩留まりの低下の原因となる。
【０００３】
光ファイバ母材の表面層に埋没した異物を除去する代表的な方法として、光ファイバ母材の表面層の全面を火炎研摩する方法が挙げられる。しかし、火炎研摩法では、埋没した異物の種類や大きさによっては、光ファイバ母材内部に異物が入り込んでしまい、異物が残留してしまう場合があった。
また、光ファイバ母材の表面層への異物の付着や埋没自体を防止する方法としては、クリーンなエアが供給されている容器内に光ファイバ母材を収容して搬送する方法が提案されている（特許文献１参照。）。
しかしながら、搬送を含む製造工程のすべてを高度な清浄雰囲気にし、異物の付着を完全に避けるためには多大な設備が必要であり、光ファイバのコストアップにつながる。
【特許文献１】特開平９−１１０４５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
表面層に異物が埋没した光ファイバ母材を用いて光ファイバを紡糸すると、異物が光ファイバ中に混入して以下のような問題が生じる。
（１）異物が混入したことによって光ファイバにクラックが生じ、前述したように光ファイバの強度が極端に低下する。
（２）異物に起因して異物周囲の石英ガラスの結晶構造が変化し（例えば、結晶化し）、これにより光ファイバの強度の低下をもたらし、また、伝送特性の悪化や伝送損失の増加を引き起こす。
（３）異物自体がファイバ中に拡散し、その結果、伝送損失の増加を招く。
【０００５】
光ファイバ母材は、大別すると次の２通りに分けられる。１つは、コアとクラッドが適正な比率となるように形成された紡糸直前の光ファイバ母材であり、本明細書ではファイバロッドと称する。また、このファイバロッドを製造する中間工程で製造されるものを中間ロッドと称する。
ファイバロッドの表面層に異物が埋没していると、前記（１）の問題点が顕著に現れ、強度低下により歩留まりが低下する。一方、中間ロッドの表面層に異物が埋没していると、前記した（２）と（３）の問題点が顕著に現れ、正常な信号伝送ができなくなることがある。
【０００６】
本発明は、上述の課題を解決するために提案されたものであり、多大な設備を必要とせずに、確実に異物を除去できる光ファイバ母材の加工方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
すなわち、本発明に係る光ファイバ母材の加工方法は、光ファイバ母材の表面層に埋没した異物を除去する光ファイバ母材の加工方法において、前記異物近傍の光ファイバ母材の表面層を部分的に除去することによって、前記異物を取り除くことを特徴としている。
従来の火炎研摩法では、火炎の熱によって光ファイバ母材が軟化するため、光ファイバ母材内部に異物が入り込み残留する場合があった。これに対して、本発明では、異物近傍の光ファイバ母材の表面層を部分的に除去することによって、表面層に埋没した異物を確実に除去できる。
また、異物が確実に除去できるため、従来のように、表面層への異物の付着、埋没を完全に避けるために搬送を含む製造工程のすべてを高度な清浄雰囲気にする必要がない。
【０００８】
前記異物近傍の光ファイバ母材の表面層を部分的に除去する方法としては、研摩用治具を用いて異物近傍の光ファイバ母材の表面層を研摩除去する方法、又はレーザ光を照射して異物近傍の光ファイバ母材の表面層を加熱除去する方法が好ましい。
研摩用治具を用いて表面層を研摩除去することによって、短時間で異物近傍の光フィバ母材の表面層を部分的に除去できる。
また、レーザ光を照射して表面層を加熱除去することによって、表面層が部分的に除去されて形成される凹部を狭小にすることができる。
１．０６μｍ帯のレーザ光は、石英ガラスを透過するため、光ファイバ母材が石英ガラスから構成されている場合、１．０６μｍ帯のレーザ光を用いることによって、レーザ光を異物に集中して当てることができ、異物を選択的に加熱除去できる。このため、異物除去後にできる凹部を狭小にすることができる。
【０００９】
かかる光ファイバ母材の加工方法の構成において、前記異物近傍の光ファイバ母材の表面層を除去した後、前記光ファイバ母材の表面層を研磨することを特徴としている。
異物近傍の光ファイバ母材の表面層を部分的に除去した後に凹部ができるが、凹部の表面状態は粗く、細かい凹凸が生じている場合があり、また凹部の周囲等には、バリが形成される場合もある。このような表面状態の荒い凹部には、異物が再付着したり、砥石粉等の研磨材が付着しやすく、更に異物除去後に光ファイバ母材を洗浄しても凹部表面に再付着した異物や研磨材を除去しにくい場合がある。
光ファイバ母材の表面層を研磨することによって、凹部表面が滑らかとなり、また凹部周囲等に形成されたバリ等を除去でき、異物の再付着や研摩微粉等の研磨材の付着等を抑えることができる。更に異物が再付着したり研磨材が付着しても洗浄によって容易に取り除くことができる。
【００１０】
光ファイバ母材の表面層を研磨する方法としては、研摩用治具を用いて研磨する方法、又は火炎研磨する方法が好ましい。
研摩用治具を用いて研摩することによって、短時間で凹部近傍の光フィバ母材の表面層を研摩できる。前記研摩用治具としては、粒度が＃１０００以上の研磨微粉を含有する砥石を用いることが好ましく、これにより、光ファイバ母材の表面層に研磨跡が残らないように研磨でき、異物の再付着や研磨微粉等の付着等を防止できる。
また、火炎研磨法では、火炎の熱によって光ファイバ母材の表面層を軟化させて凹部表面を滑らかにするため、火炎研摩法を用いることによって、凹部の形状に関わらずに凹部表面を滑らかにすることができる。
【００１１】
本発明の加工方法によって加工された光ファイバ母材では、形成された凹部の深さが、光ファイバ母材の直径の１％以下であることが好ましい。これにより、加工された光ファイバ母材を紡糸する際、凹部が原因となって、紡糸された光ファイバの強度が低下することを抑え、断線等の不具合を抑制できる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の光ファイバ母材の加工方法によれば、従来のように多大な設備を必要とせず、かつ表面層に埋没した異物を確実に除去できる。
また、異物が除去された光ファイバ母材を用いることによって、異物が原因となる光ファイバの強度低下、伝送特性の悪化や伝送損失の増加などをもたらすことなく、歩留まり良く光ファイバを製造できる。このため、本発明の光ファイバ母材の加工方法では、多大な設備を要することなく、歩留まり良く光ファイバを製造できる光ファイバ母材を得ることができ、光ファイバのコスト低減に寄与できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。
図１は、光ファイバ母材１の表面層１１にゴミやホコリ等の異物２が埋没した状態の一例を示す模式図であり、図２は、図１中、一点鎖線Ａで囲まれた異物２近傍を示す拡大図である。
ここで、光ファイバ母材１は、大別すると次の２通りに分けられる。１つは、コアとクラッドが適正な比率となるように形成されたもの（紡糸可能な状態のもの）であり、もう１つはファイバロッドを製造する中間工程で製造されるものである。
本明細書では、紡糸可能な状態のものをファイバロッドと称し、このファイバロッドを製造する中間工程で製造されるものを中間ロッドと称し、以後の説明において、光ファイバ母材１は、ファイバロッドと中間ロッドの両者を指す。
また、光ファイバ母材１の表面層１１とは、光ファイバ母材１の表面近傍を言う。
【００１４】
本発明では、異物２近傍の光ファイバ母材１の表面層１１を部分的に除去することによって、異物２を取り除く。
前記異物２近傍の光ファイバ母材１の表面層１１を部分的に除去する方法としては、特に限定されないが、ダイヤモンド砥石等の研磨用治具を用いて異物２近傍の光ファイバ母材１の表面層１１を研摩除去する方法、又はレーザ光を照射しこのレーザ光の熱によって異物２近傍の光ファイバ母材１の表面層１１を加熱除去する方法が好ましい。
【００１５】
ダイヤモンド砥石等の研磨用治具を用いて光ファイバ母材１の表面層１１を研摩除去する方法について以下に説明する。
図３は、異物２近傍の光ファイバ母材１の表面層１１が、研磨用治具によって研摩除去された状態の一例を示す模式図である。ダイヤモンド砥石等の石英ガラス母材１よりも堅い研磨用治具を、ハンドグラインダーや超音波研磨機等の支持具に取り付ける。そして、研磨用治具を高速で回転又は往復運動させながら異物２近傍の光ファイバ母材１の表面層１１に当て、この研摩用治具によって異物２近傍の表面層１１を研摩除去する。
光ファイバ母材１の表面層１１には、研摩除去された部分に凹部３が形成されることになる。
ハンドグラインダーや超音波研磨機等のように、高速で回転又は往復運動する支持具を用いることによって、短時間で異物２近傍の光フィバ母材１の表面層１１を研摩除去することができる。
【００１６】
次に、レーザ光を照射して光ファイバ母材１の表面層１１を加熱除去する方法について説明する。
図４は、異物２近傍の光ファイバ母材１の表面層１１が、ＣＯ２レーザのレーザ光によって加熱除去された状態の一例を示す模式図である。レーザ光はスポット径が小さいため、砥石等の研磨用治具によって表面層１１を研磨する場合に比べて、形成される凹部４を狭小にすることができる。
使用するレーザ光としては、特に限定されず、用途、目的に応じて適宜、波長、出力等が調整されたレーザ光が用いられる。例えば、レーザ媒質として、イットリウムアルミニウムガーネット（ＹＡＧ）やイットリウム・バナジウム酸塩（ＹＶＯ４）等にネオジウム等が添加された結晶が用いられた固体レーザを使用することによって、波長が１．０６μｍ帯のレーザ光を出射できる。また、レーザ媒質として二酸化炭素ガス（ＣＯ２）が用いられたＣＯ２レーザを使用することによって、波長が１０．６μｍ帯のレーザ光を出射できる。
特に１．０６μｍ帯のレーザ光は、石英ガラスを透過する性質を有する。このため、光ファイバ母材１が石英ガラスから構成されている場合、１．０６μｍ帯のレーザ光を用いることによって、レーザ光を異物２に集中して当てることができ、異物２を選択的に加熱除去できる。従って、図５に示されたように異物２の除去後にできる凹部５は、異物２とほぼ同一の形状であり、ＣＯ２レーザ等を用いた場合に比べて凹部５をより狭小にすることができる。
【００１７】
以上のように種々の方法によって、異物２近傍の光ファイバ母材１の表面層１１を部分的に除去する。
前述したように、異物２近傍の光ファイバ母材１の表面層１１を部分的に除去した後に凹部３，４，５ができるが、通常、凹部３，４，５の表面状態は粗く、細かい凹凸が生じている場合がある。特に１．０６μｍ帯のレーザ光によって異物２が加熱除去されてできた凹部５は、図５に示されたように異物２とほぼ同一の形状であるため、凹部５の表面状態は粗く、表面には細かい凹凸が顕著にみられる。
図３乃至図５中、点線は、凹部３，４，５の表面が粗いことを示している。また、凹部３，４，５の周囲などには、図示しないバリが形成される場合もある。
このような表面状態の荒い凹部３，４，５には、異物２が再付着したり、砥石粉等が付着しやすく、また異物２を除去した後に光ファイバ母材１を洗浄しても凹部３，４，５表面に再付着した異物２や砥石粉等を除去しにくい場合がある。
【００１８】
そこで、本発明では、異物２近傍の光ファイバ母材１の表面層１１を部分的に除去した後に、表面層１１を研磨することが好ましい。これにより、凹部３，４，５の表面が滑らかとなり、また凹部３，４，５周囲等に形成されたバリ等を除去でき、異物２の再付着や砥石粉等の付着等を抑えることができる。更に異物２が再付着したり砥石粉等が付着しても洗浄によって容易に取り除くことができる。
光ファイバ母材１の表面層１１を研磨する方法としては、特に限定されないが、ダイヤモンド研摩微粉から構成されたダイヤモンド砥石等の研磨用治具を用いて研磨する方法、又は火炎研磨する方法が好ましい。
【００１９】
研磨用治具を用いて光ファイバ母材１の表面層１１を研磨する方法について以下に説明する。
図６は、図３に示した光ファイバ母材１の凹部３近傍が、研磨用治具によって研磨された状態の一例を示す模式図である。
ダイヤモンド砥石等の研磨用治具を、ハンドグラインダーや超音波研磨機等の支持具に取り付ける。そして、研磨用治具を高速で回転又は往復運動させながら光ファイバ母材１の表面層１１に当て、この研摩用治具によって凹部３近傍を研磨し、凹部３の表面を滑らかとし、また凹部３周囲のバリ等を除去する。
前記研磨用治具として、粒度が＃１０００以上の研磨微粉から構成された砥石を用いることが好ましく、これにより、光ファイバ母材１の表面層１１に研磨跡が残らないように研磨でき、異物２の再付着や研磨微粉等の付着等を防止できる。
ここで、粒度が＃１０００以上の研磨微粉とは、ＪＩＳ  Ｒ６００１にて定められたように、沈降試験法にて測定されたｄｓ−５０値（累積高さ５０％の粒子径）が１５．５μｍ以下の研磨微粉を言う。
ハンドグラインダーや超音波研磨機等のように、高速で回転又は往復運動する支持具を用いることによって、短時間で凹部３近傍の光フィバ母材１の表面層１１を研磨できる。
なお、研磨用治具として酸化セリウム系研磨粉から構成されたものを用いても構わない。
【００２０】
次に、火炎研磨法によって光ファイバ母材１の表面層１１を研磨する方法について説明する。
図７は、図５に示された光ファイバ母材１の凹部近傍が、火炎研磨法によって研磨された状態の一例を示す模式図である。
図５に示された凹部５近傍を酸水素火炎等の炎で加熱し、凹部５の表面を滑らかとし、また凹部５周囲等のバリ等をなくする。
図５に示されたように光ファイバ母材１の内部に向かってえぐるような形状の凹部５を研磨する場合、研磨用治具を用いた研磨法では、凹部５をムラなく研磨することが難しい。これに対して、火炎研磨法では、火炎の熱によって光ファイバ母材１の表面層１１を軟化させて凹部５の表面を滑らかな形状とするため、凹部５の形状に関わらずに図７に示されたように滑らかな表面状態の凹部７とすることができる。
【００２１】
以上のように、種々の方法を用いて光ファイバ母材１の表面層１１を研磨することによって、凹部３，５の表面を滑らかとし、また凹部３，５周囲等のバリ等をなくすることができる。このため、異物２の再付着や研磨微粉等の付着等を抑え、更に異物２が再付着したり研磨微粉が付着しても洗浄によって容易に取り除くことができる。
前述したように光ファイバ母材１の表面層１１を研磨すると、図６，７に示されたように凹部３，５は滑らかな形状となる。
【００２２】
しかし、光ファイバ母材１の直径が全周にわたって大幅に変化するまで研磨を行うと光ファイバ母材１を紡糸して得られる光ファイバのコア径とクラッド径の比率が所望の値からずれてしまう場合がある。このため、過度に研摩しないことが好ましく、光ファイバ母材１の表面層１１には研磨後の凹部６，７が残った状態となる。
異物２が除去された光ファイバ母材１を紡糸する際、前記凹部６，７によって、紡糸された光ファイバの表面に亀裂などの傷が入り、強度が低下する場合がある。
本発明者等は、鋭意検討した結果、紡糸可能な状態の光ファイバ母材、すなわちファイバロッドにおいて、凹部の深さがファイバロッドの直径の１％以下とすることが好ましく、これにより紡糸された光ファイバの強度低下を抑え、断線等の不具合を抑制できることを見出した。
【００２３】
表１は、ファイバロッドに形成された凹部の深さ（ｄ）と、このファイバロッドを紡糸して得られた光ファイバの断線回数を示す。
ここで、表１では、異物の有無に関わらず、図８に示されたように直径８０ｍｍのファイバロッド１０の表面層に種々の深さの凹部８を形成した後、＃２０００のダイヤモンド砥石等の研摩用治具で凹部８近傍のファイバロッド１０の表面層１１を研磨した結果を示している。
また、凹部８の深さ（ｄ）は、研摩用治具を用いて研磨した後もほとんど変化しなかった。このため表１の凹部８の深さ（ｄ）は、表面層１１を研磨した後（加工処理後）のファイバロッド１０の凹部８の深さと近似できる。
【００２４】
【表１】
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【００２５】
表１に示されたように、表面層１１を研磨した後（加工処理後）のファイバロッド１０の凹部８の深さがファイバロッド１０の直径の１％以下の場合、紡糸された光ファイバは断線していない。
以上の結果より、異物近傍の光ファイバ母材の表面層を除去する条件や表面層の研磨条件等を調整して、凹部の深さがファイバロッド１０の直径の１％以下となるように光ファイバ母材１を加工することが好ましい。これにより、凹部が原因となって紡糸された光ファイバの強度が低下することを抑え、断線等の不具合を抑制できる。
【００２６】
凹部の深さがファイバロッドの直径の１％以下となるように光ファイバ母材１を加工するための異物除去条件や表面層の研磨条件等について、以下に更に詳細に説明する。
まず、ファイバロッドを加工する場合について説明する。
ファイバロッド１０は、コアとクラッドが適正な比率となるように形成されたものであるため、ファイバロッド１０を加工する際、ファイバロッド１０の直径が全周にわたって大幅に変化しないようにする必要がある。
【００２７】
異物２近傍のファイバロッド１０の表面層１１を部分的に除去する工程では、表面層１１の除去を少量ずつ段階的に行い、各段階において表面層１１の除去を行った後に異物２の残留の有無を確認することによって、表面層１１の除去を過度に行うことが無く、凹部の深さ（ｄ）をファイバロッド１０の直径の１％以下とすることができる。
そして、異物２近傍のファイバロッド１０の表面層１１を部分的に除去した後に表面層１１を研磨する工程では、過度に研磨を行わず、研磨によってファイバロッド１０の直径が全周にわたって大幅に変化することを抑えることが好ましい。ファイバロッド１０の直径が全周にわたって大幅に変化するまで研磨を行った場合、そのファイバロッド１０を紡糸して得られた光ファイバのコア径とクラッド径の比率が所望の値からずれてしまう等の不具合が生じるため好ましくない。
このため、凹部近傍を選択的に研磨し、また、ファイバロッド１０の表面層１１を観察しながら、極力、短時間で研磨し、ファイバロッド１０全体に渡ってその直径が変化しないようにすることが好ましい。これにより、所望の光学特性を有する光ファイバを製造できる光ファイバ母材（ファイバロッド１０）とすることができる。
【００２８】
次に、中間ロッドを加工する場合について説明する。
中間ロッドは、ファイバロッド１０を製造する中間工程で製造されるものであり、本発明の加工方法によって異物を除去した後に、中間ロッド表面にスート微粒子を吹き付け、加熱処理を行ってガラス化してファイバロッド１０となる。
このため、異物２近傍の中間ロッドの表面層１１を部分的に除去してできた凹部は、中間ロッドをガラスロッドとする際に中間ロッド表面に吹きつけられたスート微粒子によって被覆される。
従って、中間ロッドの表面層１１を部分的に除去してできた凹部は、中間ロッドをガラスロッドとする際にスート微粒子によって満たされるため、ガラス化してファイバロッド１０となると、凹部はほぼ無くなる。
ただし、凹部が大きすぎると、中間ロッド表面にスート微粒子を吹き付ける際、スート微粒子によって満たされた凹部内に空隙が生じ、ガラス化する際に泡となってファイバロッド１０に残ってしまう場合がある。このため、凹部が過度に大きくならないように、表面層１１を除去する条件や異物除去後の研摩条件等を調整することが好ましい。
【００２９】
本発明によると、異物２近傍の光ファイバ母材１の表面層１１を部分的に除去することによって、表面層１１に埋没した異物２を、短時間で安価に、かつ確実に除去できる。
特に、異物２を確実に除去できるため、従来のように、搬送を含む製造工程のすべてを高純度な清浄雰囲気にし、異物２の付着、埋没を完全に避ける必要がなく、多大な設備を必要とせず、光ファイバ母材１の製造コストを抑制できる。
また、従来の光ファイバ母材の表面層の全面を火炎研摩する方法等に比べて、作業工程が少なく、短時間で異物２を除去できる。
【００３０】
また、従来の火炎研摩法では、火炎の熱によって光ファイバ母材１が軟化するため、光ファイバ母材１の内部に異物２が入り込み残留する場合があった。
これに対して、前述したように研摩用治具を用いて異物２近傍の光ファイバ母材１の表面層１１を研摩除去する方法や、レーザ光を照射して異物２近傍の光ファイバ母材１の表面層１１を加熱除去する方法では、異物２近傍の表面層１１を取り除くため、異物２が光ファイバ母材１の内部に入り込むことがなく、確実に異物２を除去できる。
また、本発明の加工方法によって加工された光ファイバ母材には異物２がほとんど残っておらず、この光ファイバ母材を用いることによって、異物２が原因となる光ファイバの強度低下や、伝送特性の悪化、伝送損失の増加を抑制でき、歩留まり良く光ファイバを製造することができる。
【００３１】
本発明の加工方法によって加工された光ファイバ母材（ファイバロッド１０）では、形成された凹部の深さ（ｄ）が、光ファイバ母材の直径の１％以下であることが好ましく、これにより、凹部が原因となって、紡糸された光ファイバの強度が低下することを抑え、断線等の不具合を抑制できる。
【実施例】
【００３２】
以下、実施例により本発明を更に具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
［検討例］
本発明では、異物２除去後に、ファイバロッド１０に凹部が残ることになるが、これから紡糸した光ファイバに対してこの凹部がどのような影響を与えるのか予め検討した。
長さ１０００ｍｍのファイバロッド１０を以下の方法により用意した。
まず、気相軸付け法により、出発母材の下方にコアとクラッドの一部となるスート微粒子を堆積させて多孔質母材を製造した。この多孔質母材を電気炉で脱水焼結した後、火炎研磨しガラスロッドを製造した。そしてこのガラスロッドを直径約２５ｍｍになるように延伸することで中間ロッドとした。
そして、気相軸付け法により、前記中間ロッドの外側にスート微粒子を堆積させた後、電気炉で焼結して、直径約８０ｍｍのファイバロッド１０を製造した。
【００３３】
研磨用治具として＃４００の粒度のダイヤモンド砥石をハンドグラインダーに取り付け、この研磨用治具を高速回転させながらファイバロッド１０の表面層１１に当てて、図８に示されたように、ファイバロッド１０の表面層１１に、凹部８として、長さ１５０ｍｍで最深部の深さ（ｄ）の異なる溝を５つ形成した。
次いで、ダイヤモンド砥石の粒度を＃８００、＃１０００、＃２０００と順次交換して、顕微鏡で表面状態を観察しながら凹部８近傍のファイバロッド１０の表面層１１を研磨した後、ファイバロッド１０を純水で洗浄した。
顕微鏡で表面状態を観察した結果、粒度＃８００以下のダイヤモンド砥石で研磨した場合、ファイバロッド１０の表面層１１の研磨跡が明確に観察できた。しかし、粒度が＃１０００以上のダイヤモンド砥石で研磨した場合、ファイバロッド１０の表面層１１には研磨跡が残っていなかった。また、凹部８の深さ（ｄ）は、研磨によってほとんど変化しなかった。
【００３４】
次に、溝（凹部）８が形成されたファイバロッド１０を紡糸して光ファイバ素線を製造した。この光ファイバ素線において、１．１％プルーフテストを行い、断線回数を調べた。その結果を表１に示した。
表１より、凹部８の最深部の深さ（ｄ）がファイバロッド１０の直径の１％以下の場合、紡糸された光ファイバ素線では、断線回数が０回であり、十分な強度を有することがわかった。
また、プルーフテスト後の光ファイバ素線の損失、モードフィールド径、カットオフ波長、分散値を測定したが、いずれの光学特性においても、実用レベルの優れた特性が得られた。
【００３５】
［実施例１］
長さ１０００ｍｍ、外径８０ｍｍのファイバロッド１０を火炎で加熱しながら、ファイバロッド１０に異物２を振りかけ、図２に示されたようにファイバロッド１０の表面層１１に異物２を埋没させた。異物２としては、埃、繊維粉、鉄粉、アルミニウム粉等を使用した。
１本のファイバロッド１０において、その上半分と下半分とに異なる条件で本発明の加工方法によって異物を除去した。
その後、ファイバロッド１０を純水で洗浄した後、紡糸して光ファイバ素線を製造した。この光ファイバ素線において、１．１％プルーフテストを行い、断線回数を調べた。
ファイバロッド１０の加工条件と１．１％プルーフテストの結果を表２に示した。
【００３６】
【表２】
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【００３７】
ここで、異物２近傍のファイバロッド１０の表面層１１を部分的に除去する工程において、研磨用治具を用いて研摩除去する場合、研磨用治具として粒度＃４００のダイヤモンド砥石を用いた。そして、この研磨用治具をハンドグラインダーに取り付けて研摩材を高速回転させながらファイバロッド１０の表面層１１に当てて、異物２近傍のファイバロッド１０の表面層１１を研摩除去した。
また、レーザ光を照射して異物２近傍のファイバロッド１０の表面層１１を加熱除去する場合、異物２をマイクロスコープでモニタしながら、ＣＯ２レーザ又はＹＶＯ４レーザを用いてレーザ光を異物２近傍に照射して加熱除去した。そして、目視で異物が除去されたことを確認した。
【００３８】
また、異物２近傍のファイバロッド１０の表面層１１を部分的に除去した後に、その表面層１１を研磨する工程において、研磨用治具を用いて研磨する場合、まず粒度が＃８００のダイヤモンド砥石を用いて研磨した後、粒度が＃２０００のダイヤモンド砥石を用いて仕上げ研磨を行った。
また、火炎研磨によってファイバロッド１０の表面層１１を研磨する場合、凹部近傍を酸水素火炎で加熱することによって凹部表面を滑らかな形状とし、また凹部周囲等のバリ等をなくした。
【００３９】
表２に示されたように、ファイバロッド１０を加工せず、異物２を除去しなかった場合、ファイバロッド（試料Ｎｏ．１（上半分））１０を紡糸して得られた光ファイバでは、残留した異物によって断線が２０回発生した。また光ファイバ素線の１．３１μｍでの損失は１．２ｄＢ／ｋｍであった。
これに対して、異物２近傍のファイバロッド１０の表面層１１を部分的に除去することによって、異物２を確実に取り除くことができた。このため、異物２除去後（加工後）のファイバロッド（試料Ｎｏ．３）１０を紡糸して得られた光ファイバ素線では、プルーフテストの結果、断線回数が１〜３回であり、大幅に断線回数が低減しており、十分な強度を有することがわかった。
更に、異物２近傍のファイバロッド１０の表面層１１を部分的に除去した後に研磨した場合、加工後のファイバロッド（試料Ｎｏ．１（下半分），Ｎｏ．２）１０を紡糸して得られた光ファイバ素線では、光ファイバ素線の断線が全く発生しなかった。
【００４０】
これは、本発明の加工方法によってファイバロッド１０を加工することによって、異物２を除去でき、異物２が原因となる光ファイバの強度低下を抑制できたためと考えられる。更に、加工後のファイバロッド１０の表面層１１の凹部の深さは、全てファイバロッド１０の直径の１％以下であったため、ファイバロッド１０を紡糸して得られた光ファイバ素線の強度低下を更に抑制できたと考えられる。
以上により、加工後の光ファイバ母材１を紡糸すると、優れた強度を有する光ファイバを製造でき、光ファイバの製造に係る歩留まりを向上させることができる。
【００４１】
［実施例２］
ガラスロッドを延伸する前に、実施例１と同様にして異物２をガラスロッドに振りかけ、その後延伸することで、異物２が表面に埋没した状態の直径２５ｍｍの中間ロッドを得た。
１本の中間ロッドにおいて、その上半分と下半分とに異なる条件で本発明の加工方法によって異物を除去した。
次いで、中間ロッドの外側にスート微粒子を堆積させた後、電気炉で焼結して直径８０ｍｍのファイバロッド１０を製造した。
得られたファイバロッド１０の内部を目視観察し、ファイバロッド１０内部の異物２の有無を確認した。また、ファイバロッド１０を紡糸して光ファイバ素線を製造し、この光ファイバ素線において、損失特性を測定した。ここで、損失特性を測定する際、測定対象の光ファイバ中、異物２が存在していた箇所を選択して測定を行った。これらの結果を表３に示す。
【００４２】
【表３】
2005206428.tif 000005
【００４３】
表３に示されたように、中間ロッドを加工せず、異物２を除去しなかった場合、中間ロッド（試料Ｎｏ．１（上半分））をファイバロッド１０とした後に紡糸して得られた光ファイバでは、波長１．３１μｍでの伝送損失が３．８ｄＢ／ｋｍと非常に高く、伝送用光ファイバとしては使用できなかった。
これに対して、異物２を除去した後（加工後）の中間ロッド（試料Ｎｏ．３）をファイバロッド１０とし、このファイバロッド１０を紡糸して得られた光ファイバ素線では、伝送損失は０．３３ｄＢ／ｋｍ、０．４１ｄＢ／ｋｍであり、低損失であった。
更に、異物２近傍の中間ロッドの表面層１１を部分的に除去した後に研磨した場合、加工後の中間ロッド（試料Ｎｏ．１（下半分），Ｎｏ．２）をファイバロッド１０とした後に紡糸して得られた光ファイバでは、異物の混入がなく、伝送損失は０．３３ｄＢ／ｋｍであり、低損失であった。
【００４４】
異物２近傍の中間ロッドの表面層１１を部分的に除去した後、研摩しなかった中間ロッドのうち、研磨用治具を用いて異物２近傍の表面層１１を研摩除去した場合、加工後の中間ロッド（Ｎｏ．３（上半分））から形成されたファイバロッド１０には、非常に微小な異物が２箇所に残存していた。
これに対して、異物２近傍の中間ロッドの表面層１１を部分的に除去後、研摩した場合、前記したように加工後の中間ロッド（試料Ｎｏ．１（下半分），Ｎｏ．２）から形成されたファイバロッド１０には、異物２が混入していなかった。
異物２近傍の中間ロッドの表面層１１を部分的に除去後、表面層１１を研摩することが好ましく、これにより、異物２近傍除去後に形成された凹部表面が滑らかとなり、また凹部周囲等に形成されたバリ等を除去できる。このため、凹部近傍に異物２が再付着したり研磨微粉が付着しても洗浄によって容易に取り除くことができ、異物２が埋没していないファイバロッド１０が得られた。
【００４５】
実施例２では、中間ロッドの表面層１１にスート微粒子を堆積させてファイバロッド１０とした際、凹部にもスート微粒子が堆積し、ファイバロッド１０の表面層１１には凹部は残っていなかった。
このように、加工後の中間ロッドを用いて形成されたファイバロッド１０では、異物２が残っておらず、かつ凹部が存在しないため、このファイバロッド１０を紡糸して光ファイバを製造する際、異物２や凹部による影響を受けることが無く、優れた強度を有しかつ低損失の光ファイバを製造できる。
このため、本発明の加工方法によって異物２が除去された中間ロッドを用いてファイバロッド１０を形成した後、このファイバロッド１０を紡糸することによって、光ファイバの製造に係る歩留まりを向上させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明では、光ファイバ母材の表面層に埋没した異物を確実に除去できる。この加工後の光ファイバを紡糸することによって、高い強度を有しかつ低損失の光ファイバを製造できる。このため、本発明の光ファイバ母材の加工方法は、高速伝送経路や長距離伝送経路となる伝送用光ファイバやマルチモード光ファイバ等のように高強度で低損失が要求される光ファイバ用の光ファイバ母材の製造工程に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】光ファイバ母材の表面に異物が入り込んだ状態を示す模式図である。
【図２】図１中、一点鎖線Ａで囲まれた異物近傍を示す拡大図である。
【図３】異物近傍の光ファイバ母材の表面層が、研磨用治具によって研摩除去された状態を示す模式図である。
【図４】異物近傍の光ファイバ母材の表面層が、ＣＯ２レーザのレーザ光によって加熱除去された状態の一例を示す模式図である。
【図５】異物近傍の光ファイバ母材の表面層が、ＹＶＯ４レーザのレーザ光によって加熱除去された状態の一例を示す模式図である。
【図６】図３に示した光ファイバ母材の凹部近傍が、研磨用治具によって研磨された状態の一例を示す模式図である。
【図７】図５に示された光ファイバ母材１の凹部近傍が、火炎研磨法によって研磨された状態の一例を示す模式図である。
【図８】ファイバロッドの表面に凹部となるような溝が長手方向に形成された状態を示す模式図である。
【符号の説明】
【００４８】
１，１０‥‥光ファイバ母材、２‥‥異物、３，４，５，６，７，８‥‥凹部、１１‥‥表面層。
【図１】
2005206428.tif 000006
【図２】
2005206428.tif 000007
【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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