(57)【要約】【課題】コア部にＧｅがドープされ、クラッド部が実質的にＳｉＯ２からなる光ファイバであっても、十分に低損失な光ファイバを提供すること。【解決手段】加熱によって軟化した光ファイバ母材を線引きして光ファイバを得る光ファイバ製造方法であって、光ファイバ温度が１２００〜１４００℃のときに冷却速度を４０００℃／秒以下で前記光ファイバを冷却する第１冷却工程と、光ファイバ温度が８５０〜１２００℃のときに冷却速度を８０００℃／秒以下で前記光ファイバを冷却する第２冷却工程とを含み、線引きの速度は、１０００ｍ／分以上としている。【選択図】        図５
2005298257.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱によって軟化した光ファイバ母材を線引きして光ファイバを得る光ファイバ製造方法であって、
光ファイバ温度が１２００〜１４００℃のときに冷却速度を４０００℃／秒以下で前記光ファイバを冷却する第１冷却工程と、
光ファイバ温度が８５０〜１２００℃のときに冷却速度を８０００℃／秒以下で前記光ファイバを冷却する第２冷却工程と、
を含むことを特徴とする光ファイバ製造方法。
【請求項２】
前記光ファイバの線引きの速度は、１０００ｍ／分以上であることを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ製造方法。
【請求項３】
前記光ファイバは、該光ファイバのコアは少なくともＧｅがドープされ、該光ファイバのクラッドは実質的にＳｉＯ２からなり、前記コアの前記クラッドに対する比屈折率差が０．３〜０．５％であって、波長１３１０ｎｍにおけるモードフィールド径が８μｍ以上であり、２２ｍ法におけるケーブルカットオフ波長λccが１２７０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の光ファイバ製造方法。
【請求項４】
加熱によって軟化した光ファイバ母材を線引きして光ファイバを得る光ファイバ製造装置であって、
前記光ファイバ母材から線引きした光ファイバの光ファイバ温度が少なくとも１２００〜１４００℃のときに冷却速度を４０００℃／秒以下で前記光ファイバを冷却する第１徐冷手段と、
前記光ファイバ温度が８５０〜１２００℃のときに冷却速度を８０００℃／秒以下で前記光ファイバを冷却する第２徐冷手段と、
を備えたことを特徴とする光ファイバ製造装置。
【請求項５】
前記第２徐冷手段の温度は、７００℃以下であることを特徴とする請求項４に記載の光ファイバ製造装置。
【請求項６】
前記第１徐冷手段の温度は、８００〜１０００℃であることを特徴とする請求項４または５に記載の光ファイバ製造装置。
【請求項７】
前記第２徐冷手段は、前記光ファイバをアルゴンガス雰囲気中で冷却することを特徴とする請求項４〜６のいずれか一つに記載の光ファイバ製造装置。
【請求項８】
前記第２徐冷手段は、前記光ファイバを大気雰囲気中で冷却することを特徴とする請求項４〜６のいずれか一つに記載の光ファイバ製造装置。
【請求項９】
前記光ファイバの線引きの速度は、１０００ｍ／分以上であることを特徴とする請求項４〜８のいずれか一つに記載の光ファイバ製造装置。
【請求項１０】
前記第１徐冷手段および／または前記第２徐冷手段の線引き方向の長さが約１．５ｍであることを特徴とする請求項４〜９のいずれか一つに記載の光ファイバ製造装置。
【請求項１１】
前記光ファイバは、該光ファイバのコアは少なくともＧｅがドープされ、該光ファイバのクラッドは実質的にＳｉＯ２からなり、前記コアの前記クラッドに対する比屈折率差が０．３〜０．５％であって、波長１３１０ｎｍにおけるモードフィールド径が８μｍ以上であり、２２ｍ法におけるケーブルカットオフ波長λccが１２７０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項４〜１０のいずれか一つに記載の光ファイバ製造装置。
【請求項１２】
光ファイバのコアに少なくともＧｅがドープされ、該光ファイバのクラッドは実質的にＳｉＯ２からなり、前記コアの前記クラッドに対する比屈折率差が０．３〜０．５％であって、波長１３１０ｎｍにおけるモードフィールド径が８μｍ以上であり、２２ｍ法におけるケーブルカットオフ波長λccが１２７０ｎｍ以下である光ファイバであって、
光ファイバ温度が１２００〜１４００℃のときに冷却速度を４０００℃／秒以下で前記光ファイバを徐冷し、さらに光ファイバ温度が８５０〜１２００℃のときに冷却速度を８０００℃／秒以下で前記光ファイバを徐冷して波長１３８３ｎｍにおける伝送損失を０．３５ｄＢ／ｋｍ以下にし、該伝送損失をαとし、波長をλとしたとき、次式で表記されるＡ値が０．９０５以下であり、Ｂ値が０．０１５以下であることを特徴とする光ファイバ。
α＝Ａ／λ4＋Ｂ
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、波長１３００〜１６００ｎｍの波長範囲において低損失な光ファイバ、この光ファイバ製造装置およびこの光ファイバの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、光ファイバの低損失化に関しては、たとえば線引炉直下に光ファイバを徐冷する加熱炉を設け、加熱炉温度を５００〜１５００℃として光ファイバを徐冷し、これによって光ファイバの低損失化を図る技術がある（特許文献１参照）。さらに、この技術を用いても光ファイバの低損失化が図れない場合があり、この場合に、コア・クラッドの粘度を調整して光ファイバの低損失化を図るものもある（特許文献２参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平４−５９６３１号公報
【特許文献２】特開２００２−１４８４６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、コアやクラッドに添加する不純物（Ｆ・Ｃｌ等）の種類やその量を制御してコアやクラッドの粘度・屈折率を管理することは容易ではなく、そのための装置を必要とし、光ファイバの製造装置が複雑かつ大規模になるとともに、製造工程が増え、光ファイバの製造時間が増大するという問題点があった。
【０００５】
この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、コア部にＧｅがドープされ、クラッド部が実質的にＳｉＯ２からなる光ファイバであっても、十分に低損失な光ファイバを提供することを目的とするとともに、この光ファイバを製造する光ファイバ製造装置およびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項１にかかる光ファイバ製造方法は、加熱によって軟化した光ファイバ母材を線引きして光ファイバを得る光ファイバ製造方法であって、光ファイバ温度が１２００〜１４００℃のときに冷却速度を４０００℃／秒以下で前記光ファイバを冷却する第１冷却工程と、光ファイバ温度が８５０〜１２００℃のときに冷却速度を８０００℃／秒以下で前記光ファイバを冷却する第２冷却工程と、を含むことを特徴とする。
【０００７】
また、請求項２にかかる光ファイバ製造方法は、上記の発明において、前記光ファイバの線引きの速度は、１０００ｍ／分以上であることを特徴とする。
【０００８】
また、請求項３にかかる光ファイバ製造方法は、上記の発明において、前記光ファイバは、該光ファイバのコアは少なくともＧｅがドープされ、該光ファイバのクラッドは実質的にＳｉＯ２からなり、前記コアの前記クラッドに対する比屈折率差が０．３〜０．５％であって、波長１３１０ｎｍにおけるモードフィールド径が８μｍ以上であり、２２ｍ法におけるケーブルカットオフ波長λccが１２７０ｎｍ以下であることを特徴とする。
【０００９】
また、請求項４にかかる光ファイバ製造装置は、加熱によって軟化した光ファイバ母材を線引きして光ファイバを得る光ファイバ製造装置であって、前記光ファイバ母材から線引きした光ファイバの光ファイバ温度が少なくとも１２００〜１４００℃のときに冷却速度を４０００℃／秒以下で前記光ファイバを冷却する第１徐冷手段と、前記光ファイバ温度が８５０〜１２００℃のときに冷却速度を８０００℃／秒以下で前記光ファイバを冷却する第２徐冷手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１０】
また、請求項５にかかる光ファイバ製造装置は、上記の発明において、前記第２徐冷手段の温度は、７００℃以下であることを特徴とする。
【００１１】
また、請求項６にかかる光ファイバ製造装置は、上記の発明において、前記第１徐冷手段の温度は、８００〜１０００℃であることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項７にかかる光ファイバ製造装置は、上記の発明において、前記第２徐冷手段は、前記光ファイバをアルゴンガス雰囲気中で冷却することを特徴とする。
【００１３】
また、請求項８にかかる光ファイバ製造装置は、上記の発明において、前記第２徐冷手段は、前記光ファイバを大気雰囲気中で冷却することを特徴とする。
【００１４】
また、請求項９にかかる光ファイバ製造装置は、上記の発明において、前記光ファイバの線引きの速度は、１０００ｍ／分以上であることを特徴とする。
【００１５】
また、請求項１０にかかる光ファイバ製造装置は、上記の発明において、前記第１徐冷手段および／または前記第２徐冷手段の線引き方向の長さが約１．５ｍであることを特徴とする。
【００１６】
また、請求項１１にかかる光ファイバ製造装置は、上記の発明において、前記光ファイバは、該光ファイバのコアは少なくともＧｅがドープされ、該光ファイバのクラッドは実質的にＳｉＯ２からなり、前記コアの前記クラッドに対する比屈折率差が０．３〜０．５％であって、波長１３１０ｎｍにおけるモードフィールド径が８μｍ以上であり、２２ｍ法におけるケーブルカットオフ波長λccが１２７０ｎｍ以下であることを特徴とする。
【００１７】
また、請求項１２にかかる光ファイバは、光ファイバのコアに少なくともＧｅがドープされ、該光ファイバのクラッドは実質的にＳｉＯ２からなり、前記コアの前記クラッドに対する比屈折率差が０．３〜０．５％であって、波長１３１０ｎｍにおけるモードフィールド径が８μｍ以上であり、２２ｍ法におけるケーブルカットオフ波長λccが１２７０ｎｍ以下である光ファイバであって、光ファイバ温度が１２００〜１４００℃のときに冷却速度を４０００℃／秒以下で前記光ファイバを徐冷し、さらに光ファイバ温度が８５０〜１２００℃のときに冷却速度を８０００℃／秒以下で前記光ファイバを徐冷して波長１３８３ｎｍにおける伝送損失を０．３５ｄＢ／ｋｍ以下にし、該伝送損失をαとし、波長をλとしたとき、次式で表記されるＡ値が０．９０５以下であり、Ｂ値が０．０１５以下であることを特徴とする。
α＝Ａ／λ4＋Ｂ
【発明の効果】
【００１８】
この発明にかかる光ファイバ、光ファイバ製造装置および光ファイバ製造方法は、光ファイバ温度が１２００〜１４００℃のときに冷却速度を４０００℃／秒以下で前記光ファイバを冷却し、光ファイバ温度が８５０〜１２００℃のときに冷却速度を８０００℃／秒以下で前記光ファイバを冷却するという熱管理のみによって低損失の光ファイバを得ることができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、この発明を実施するための最良の形態である光ファイバ、光ファイバ製造装置および光ファイバの製造方法について説明する。
【００２０】
（実施の形態１）
図１は、この発明の実施の形態にかかる光ファイバ製造装置の概要構成を示す図である。この光ファイバ製造装置は、波長１３００〜１６００ｎｍの波長範囲において低損失な光ファイバを線引きによって製造する装置であり、この光ファイバの母材である光ファイバ母材１０は、加熱炉１１によって２０００℃以上に加熱され、光ファイバの線引き方向に沿って、第１徐冷装置１２、第２徐冷装置１３、ファイバ冷却装置１４、被覆塗布装置１５、被覆固化装置１６、および巻取装置１７が順に配置され、各装置を経由することによって所望の光ファイバが製造される。また、制御装置Ｃは、上述した各装置を制御する。
【００２１】
第１徐冷装置１２は、たとえばニクロム線・カーボンヒーター・カンタルヒーターなどの加熱体を有し、この加熱体の周囲に断熱材・炉殻をもつ加熱炉であり、中心部に石英ガラス製の炉心管を有する構造であって、光ファイバの線引き方向に沿って設置される。この第１徐冷装置１２は、約１．５ｍ程度である。炉心管内に導入するガスの種類は特に限定しないが、Ｈｅ等の熱伝達率の大きなガスを使用すると熱エネルギーが奪われるため、大気・窒素・アルゴンガス等を使用することが好ましい。加熱炉１１から線引きされた光ファイバはこの第１徐冷装置１２の加熱炉を通過する際に加熱され、室温・大気中を通過するのに比べて一層、徐冷される。この加熱炉の温度が７００℃程度以下だと徐冷効果が小さく、後述するように結果として低損失化された光ファイバの製造は期待できない。また、１１００℃程度以上とすると、光ファイバの冷却速度をさらに低下させることができるため低損失化効果が期待できるものと考えられるが、１０００℃近傍で十分な徐冷効果が得られることと、高温化することとは、加熱炉・付帯設備コストがかかり、また光ファイバ製造装置１の高さ自体が有限であり、かつ光ファイバに被覆を塗布する時点では十分な冷却がなされている必要があるため、必要以上に第１徐冷装置１２を高温化することは好ましくない。
【００２２】
この第１徐冷装置１２を通過中の光ファイバの温度は、１０００〜１５００℃の間に設定している。この温度帯よりも高い温度帯を第１の徐冷領域に含ませて、ゆっくり冷却しても低損失化効果は期待できない。また、光ファイバの温度が１０００℃以下では４０００℃／秒以下よりも速い速度、たとえば８０００℃／秒以下で冷却しても、低損失化効果が十分得られる。
【００２３】
第２徐冷装置１３は、第１徐冷装置１２と同じ約１．５ｍ程度の長さを有し、第１徐冷装置１２と同様に炉心管を用いて温度制御する。この第２徐冷装置１３は、第１徐冷装置１２によって冷却された光ファイバをさらに冷却するものであるため、入線される光ファイバは第１徐冷装置１２に入線される光ファイバの温度に比して低いため、炉心管の設定温度を下げることによって実現できるが、第１徐冷装置１２のように発熱体を有する加熱炉である必要はない。この第２徐冷装置１３の通過によって光ファイバの温度は、５００〜１１００℃となるように設定される。すなわち、この第２徐冷装置１３を通過する光ファイバの温度領域は、第１徐冷装置１２を通過する光ファイバの温度領域に比べて温度が低く、また後述するように低損失化に必要な冷却速度の許容範囲が広いため、発熱体を有する加熱炉を用いないようにし、これによって設備の高コスト化および設備の大型化を抑えている。
【００２４】
たとえば、第２徐冷装置１３に入力される光ファイバの温度が１０００℃である場合、大気中でのファイバの冷却速度は５０００℃／秒前後であり、第２徐冷装置１３に要求される冷却速度と大きな差はない。
【００２５】
具体的に、第２徐冷装置１３は、光ファイバの線引き方向に沿って、筒状の構造物、たとえば石英ガラスの管とその周囲に、常温付近で温度管理された温水を循環し、大気・窒素・アルゴン等のガスを導入するようにしている。なお、雰囲気ガスとして熱伝達率の大きいＨｅガスを使用すると急冷条件となるため、この場合、加熱体を設置し、加熱体の温度を第２徐冷装置１３を通過中の光ファイバの温度に近い温度、たとえば５００℃とする必要がある。この場合でも、第１徐冷装置１２で必要とされる温度より低いため、第１冷却装置１２と同じ加熱装置および制御を行う必要はなく、ボイラーからの蒸気を熱源とする加熱体などを用いればよい。
【００２６】
なお、第２徐冷装置１３の温度は、設備面からも低温であるほうが好ましく、５００℃以下が好ましい。第２徐冷装置１３の温度は常温（２５℃）付近でもよく、例えば温度制御が可能であれば、大気開放であってもよい。
【００２７】
ファイバ冷却装置１４は、第２徐冷装置１３から出力された光ファイバを常温まで冷却する。被覆塗布装置１５は、ファイバ冷却装置１４によって常温まで冷却された光ファイバに被覆となる樹脂を塗布し、被覆固化装置１６は、この塗布された樹脂を固化する。たとえば、塗布された樹脂が紫外線硬化樹脂である場合、被覆固化装置１６は紫外線照射装置であり、この紫外線によって樹脂を硬化させる。巻取装置１７は、被覆固化装置１６から出力された光ファイバを引き取り、図示しないボビンに巻き取る。この巻き取りの回転速度によって線引きの速度が決定され、線引きの速度は、１０００ｍ／分以上としている。
【００２８】
この光ファイバ製造装置によって製造される光ファイバは、図２に示した屈折率プロファイルをもつ光ファイバ母材１０を線引きして得られたものであり、最終的に得られる光ファイバも同じ屈折率プロファイルを有する。この光ファイバは、コア２１とクラッド２２とを有し、コア２１には少なくともＧｅがドープされ、クラッド２２は実質的にＳｉＯ２からなる単純なものである。ここで、クラッド２２が実質的にＳｉＯ２からなるとは、たとえばＦなどの屈折率を調整するようなドーパントが添加されていないことを意味する。コア２１のクラッド２２に対する比屈折率差は０．３〜０．５％であり、これは０．３％より小さいと曲げ損失の増加となり、０．５％より大きいとレーリー散乱損失の増加によって短波長側での損失が大きくなるからである。
【００２９】
また、製造された光ファイバの波長１３１０ｎｍにおけるモードフィールド径は、８μｍ以上としている。モードフィールド径が８μｍよりも小さいと光ファイバ接続時における軸ずれによって接続損失が大きくなり易いからである。また、この光ファイバのケーブルカットオフ波長λccは、１２７０ｎｍ以下である。このケーブルカットオフ波長λccは、２２ｍ法によるもので、ケーブル使用状態でのカットオフ波長を規定するものである。これによって、この光ファイバは、１２７０ｎｍよりも長い波長域でシングルモードファイバとして使用可能である。また、この光ファイバは、波長１３８３における伝送損失が、０．３５ｄＢ／ｋｍ以下であって、これより大きいと１３００ｎｍ伝送損失よりも大きくなり、１３００〜１６００ｎｍの広い波長域での使用に影響を及ぼすことになる。
【００３０】
ここで、光ファイバの伝送損失αは、
α＝Ａ／λ4＋Ｂ
によって表される。この式の第１項であるＡ／λ4は、レーリー散乱損失であり、光ファイバ中のガラスの組成や密度ゆらぎによって生じるものである。この第１項には、1／λ4が含まれ、主に短波長側伝送損失への影響が大きいことがわかる。第２項であるＢは、構造不完全損失とよばれ、全波長域で伝送損失に影響を与える。このＡ値およびＢ値の算出は、通常、カットバック法による波長−損失値から算出することができる。
【００３１】
この計算に用いる波長領域は、１．３８μｍの吸収損失の影響を受けず、またカットオフ波長によるピークのない部分が望ましい。ケーブルカットオフが１２７０ｎｍ以下でモードフィルタとして６０φ×１ターンの曲げを入れた十分な長さをもつ光ファイバの場合、カットオフのピークは１２００ｎｍ以下の領域に現れる。この点を考慮して、ここではＡ値およびＢ値の算出の一例として、波長領域１２３０〜１３２０ｎｍの間の波長−損失値を最小二乗法で近似して、傾きおよび切片からそれぞれＡ値およびＢ値を算出する。
【００３２】
上述した光ファイバ製造装置１によって製造された光ファイバは、Ａ値が０．９０５以下で、Ｂ値が０．０１５以下である。これは、通常使用される波長１３１０ｎｍ損失値で０．３２１ｄＢ／ｋｍに相当し、これまでのＧｅドープコア・ＳｉＯ２クラッドの光ファイバに比べ低損失化されている。
【００３３】
ここで、光ファイバの低損失化を実現するための第１徐冷装置１２および第２徐冷装置１３の条件について説明する。上述したように第２冷却装置１３の長手方向の長さを、第１徐冷装置１２の長手方向の長さとほぼ同じにし、約１．５ｍという条件とした。また、上述した第１徐冷装置１２の加熱体はカンタルヒーターを使用し、加熱体の温度は４００〜１２００℃としている。さらに、第２徐冷装置の保温体として２５℃の温水を循環している。第１徐冷装置１２および第２徐冷装置１３は、ともに石英ガラス製の炉心管を有し、それぞれアルゴンガスを３５リットル／分供給している。また、線引速度は１２００ｍ／分である。
【００３４】
図３は、第１徐冷装置１２の温度（第１徐冷装置温度）を８００℃とした場合における波長１３００〜１６００ｎｍの伝送損失変化を示す図である。また、図４は、第２徐冷装置１３の温度（第２徐冷装置温度）を２５℃とした場合における上述した伝送損失αのＡ値およびＢ値の第１徐冷装置温度依存性を示す図である。
【００３５】
図３に示すように、得られた光ファイバの波長１３８３ｎｍでの伝送損失は、０．２８３ｄＢ／ｋｍである。また、光ファイバのクラッド２２に対するコア２１の比屈折率差Δ１は０．３５％であり、１３１０ｎｍにおけるＭＦＤは９．３μｍ、ケーブルカットオフ波長λＣＣは１１８０ｎｍであり、これらの値は第１徐冷装置温度を変化させてもほとんど変化しなかった。なお、比屈折率差Δ１は、
Δ１＝｛（ｎ１2−ｎｃ2）／２ｎ１2｝・１００
で示され、ｎ１はコア２１の屈折率、ｎｃはクラッド２２の屈折率である。また、ケーブルカットオフ波長λＣＣとは、ＩＴＵ−Ｔ（国際電気通信連合）Ｇ．６５０で定義するケーブルカットオフ波長λＣＣをいう。その他、本明細書で特に定義しない用語についてはＩＴＵ−Ｔ  Ｇ．６５０における定義及び測定方法に従うものとする。
【００３６】
一方、図４に示すように、第１徐冷装置温度８００℃および１０００℃のとき、伝送損失のＡ値が０．９０５以下であり、Ｂ値が０．０１５以下となり、第１徐冷装置温度を７００℃〜１１００℃程度とすることによって伝送損失を低下させることができる。なお、このときの第１徐冷装置１２入口のファイバ温度は１４５０℃、出口は１０５０〜１１２０℃、第２徐冷装置１３入口のファイバ温度は９８０〜１０８０℃、第２徐冷装置１３出口のファイバ温度は５４０〜６２０℃であった。このことから、第１徐冷装置温度は、７００℃〜１１００℃とすることが好ましく、７００℃未満として強制冷却することは低損失化には好ましくない。
【００３７】
図５は、第１徐冷装置温度を１０００℃とし、第２徐冷装置温度を２５℃、３００℃、５００℃、８００℃とした場合におけるファイバ温度に対するファイバの冷却速度の関係を示した図である。図５において、ファイバ温度が高い側から、最初に下に凸の形状を示すのは第１徐冷装置１２によって冷却される期間であり、さらにファイバ温度が低くなった次の下に凸の形状を示すのが第２徐冷装置１３によって冷却される期間である。その間において上に凸になっているのは、第１徐冷装置１２から第３徐冷装置１３に侵入する際、大気に晒されて急激に冷却されていることを示している。すなわち、第１徐冷装置１２と第２徐冷装置１３とが物理的に離れている。図５に示すように、第２徐冷装置温度を低くするに従って冷却速度は大きくなり、第２徐冷装置１３を出たファイバ温度も高くなっている。ここで、第２徐冷装置温度が５００℃以下の場合、光ファイバ温度が８５０℃〜１２００℃における冷却速度が８０００℃／秒以下であり、光ファイバ温度が１２００℃〜１４００℃における冷却速度が４０００℃／秒以下となっている。
【００３８】
ここで、図６は、第１徐冷装置温度を１０００℃に設定した場合におけるＡ値およびＢ値の第２徐冷装置温度依存性を示し、図７は、図６におけるファイバ冷却装置１４に入るときのファイバ温度依存性を示している。図６および図７において、Ｂ値は、第２徐冷装置温度が８００℃と１０００℃のときに大きな値となっており、このときにおけるファイバ冷却装置１４に入るファイバ温度は、それぞれ約９００℃および９７０℃である。したがって、Ｂ値の改善効果をもたせるためには、第２冷却装置温度を約７００℃以下、すなわちファイバ冷却装置１４に入るファイバ温度を約８５０℃以下とすることが好ましい。
【００３９】
第２冷却装置温度が７００℃を越えると、図５に示したように、第２徐冷装置１３による冷却速度を４０００℃／秒以下に抑えて徐冷しているにもかかわらず、ファイバ冷却装置１４に入るときの光ファイバの温度が８５０℃を越え、このときの冷却速度が１２０００℃／秒となり、これによってＢ値が悪化するものと考える。このファイバ冷却装置１４に入るときのファイバ温度を低下させるためには、第２徐冷装置温度を７００℃以下にすることが必要である。このことは、ファイバ冷却装置１４における冷却速度を約８０００℃以下に抑えることでもある。
【００４０】
なお、図５において第２徐冷装置温度が８００℃のときは、ファイバ冷却装置１４に入るファイバ温度が８５０℃を越え、冷却速度が１２０００℃／秒となってしまい、これによってＢ値が大きくなってしまったが、第２徐冷装置１３の長手方向の長さを増すことができれば、ファイバ温度も低下し、ファイバ冷却装置１４に入るファイバ温度も低くなり、冷却速度も８０００℃以下を満足させることができる。すなわち、図５は、上述したように同一の長さをもつ第２徐冷装置１３を前提としたものであり、長さが約１．５ｍのときで、線引速度が１２００ｍ／分のときに適合される。
【００４１】
これまでの線引方法は、通常のガラス製造でも行われている徐冷の技術の延長線上にあるもので、その本質はガラス転移点以上の温度領域を徐冷することでガラスの密度揺らぎを低減して仮想温度（ガラス内の原子配列が確定する温度）を下げることであり、上述したＡ値はこの仮想温度と比例関係にあることが知られている。一般的に光ファイバガラスのガラス転移点は１２００℃前後といわれており、この温度に至るまでの高温の光ファイバを徐冷する、すなわち光ファイバの温度が１２００℃〜１４００℃における冷却速度を４０００℃／秒以下とすることにより、Ａ値の改善が可能である。この実施の形態では、この温度領域よりも下の温度領域にＢ値の改善に効果がある温度領域があることを見いだし、またその温度領域での冷却速度についても知見を得た。つまり、光ファイバ温度が１２００℃〜１４００℃における冷却速度を４０００℃／秒以下とすることに加えて、光ファイバ温度が８５０℃〜１２００℃における冷却速度を８０００℃／秒以下とする必要があることを見出した。これは、光ファイバ温度が８５０℃〜１４００℃における冷却速度を８０００℃／秒以下とすることにより、コア／クラッド界面でのひずみの残留を低減することができ、Ｂ値を改善できるためであると考えられる。光ファイバ温度が８５０℃〜１２００℃における冷却速度を遅くしても（たとえば４０００℃／秒以下に）、ファイバ自体の温度が低下しているため、Ａ値の改善への寄与は小さい。逆に遅くしすぎると設備的な制約から十分温度が低下してから（８５０℃以下になってから）光ファイバをファイバ冷却装置１４に入れることが困難となる。
【００４２】
この実施の形態では、線引速度を１０００ｍ／分以上とし、第１徐冷装置１２および第２徐冷装置１３がそれぞれ約１．５ｍ程度のとき、第１徐冷装置温度を７００℃〜１１００℃とし、第２徐冷装置温度を７００℃以下とすることによって、低損失化された光ファイバを得ることができる。
【００４３】
なお、上述した実施の形態では、第２徐冷装置１３が、温水を循環させていたが、これに限らず、第２冷却装置１３が大気開放して室温（２５℃）を保つようにしてもよい。図８は、第２徐冷装置１３を大気開放とした場合におけるＡ値およびＢ値の第１徐冷装置温度依存性を示しており、第１徐冷装置温度が１０００℃におけるＢ値が０．００１増えるものの、図４に示した結果と同じ結果を得ることができる。
【００４４】
なお、この場合における第１徐冷装置１２の出口温度は１０８０〜１１５０℃、ファイバ冷却装置１４の入口温度は５２０℃〜６００℃であった。また、得られた光ファイバのクラッドに対するコアの比屈折率差Δ１は０．３５％であり、１３１０ｎｍにおけるＭＦＤは９．３μｍ、ケーブルカットオフ波長λＣＣは１１７０ｎｍ、１３８３ｎｍにおける伝送損失は０．２８３ｄＢ／ｋｍであり、これらの値は第１徐冷装置温度を４００℃〜１２００℃の間で変化させてもほとんど変化しなかった。
【００４５】
なお、比較例として、図９は、第２徐冷装置１３の炉心管内にＨｅガスを供給した場合におけるＡ値およびＢ値の第１徐冷装置温度依存性を示し、その他はこの実施の形態と同じ構成とした場合における結果を示したものである。Ａ値は改善されるものの、Ｂ値の改善効果が少ない。このとき、光ファイバの冷却速度は光ファイバ温度が１０００℃のとき、１４０００℃／秒であった。また、得られた光ファイバのクラッドに対するコアの比屈折率差Δ１は０．３６％であり、１３１０ｎｍにおけるＭＦＤは９．２μｍ、ケーブルカットオフ波長λＣＣは１１６０ｎｍ、１３８３ｎｍにおける伝送損失は０．２８３ｄＢ／ｋｍであり、これらの値は第１徐冷装置温度を４００℃〜１２００℃の間で変化させてもほとんど変化しなかった。
【００４６】
また、上述した実施の形態では、第１徐冷装置１２と第２徐冷装置１３とを物理的に離した構成としたが、これに限らず、第１徐冷装置１２と第２徐冷装置１３とを連続した構成としてもよい。ただし、この場合も、光ファイバ温度が８５０℃〜１２００℃において光ファイバの冷却速度が８０００℃／秒以下であり、さらに１２００℃〜１４００℃における冷却速度が４０００℃／秒以下であればよい。
【００４７】
なお、第２徐冷装置１３の温度を上げて、光ファイバの冷却速度を遅くしても、第１徐冷装置１２に比べて光ファイバ自体の温度が低下しているため、Ａ値の改善への寄与は小さい。逆に、第２徐冷装置１３の温度が高すぎると第２徐冷装置１３の通過後の光ファイバ温度が高くなり、Ｂ値の改善に効果のある温度領域がファイバ冷却装置１４内に入るため、Ｂ値が悪化することになる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】この発明の実施の形態にかかる光ファイバ製造装置の概要構成を示す図である。
【図２】光ファイバ母材の屈折率プロファイルを示す図である。
【図３】図１に示した光ファイバ製造装置によって製造された光ファイバの波長１３００〜１６００ｎｍの伝送損失を示す図である。
【図４】アルゴンガスを用いて第２徐冷装置温度を２５℃とした場合におけるＡ値およびＢ値の第１徐冷装置温度依存性を示す図である。
【図５】第１徐冷装置温度を１０００℃とした場合であって第２冷却温度装置を変化させた場合における光ファイバの冷却速度のファイバ温度依存性を示す図である。
【図６】第１冷却装置温度を１０００℃とした場合におけるＡ値およびＢ値の第２冷却温度依存性を示す図である。
【図７】第１冷却装置温度を１０００℃とした場合におけるＡ値およびＢ値のファイバ冷却装置入口のファイバ温度依存性を示す図である。
【図８】第２冷却装置を大気開放した場合におけるＡ値およびＢ値の第１徐冷装置温度依存性を示す図である。
【図９】Ｈｅガスを用いて第２徐冷装置温度を２５℃とした場合におけるＡ値およびＢ値の第１徐冷装置温度依存性を示す図である。
【符号の説明】
【００４９】
１  光ファイバ製造装置
１０  光ファイバ母材
１１  加熱炉
１２  第１徐冷装置
１３  第２徐冷装置
１４  ファイバ冷却装置１４
１５  被覆塗布装置
１６  被覆固化装置
１７  巻取装置
Ｃ  制御装置
【図１】
2005298257.tif 000003
【図２】
2005298257.tif 000004
【図３】
2005298257.tif 000005
【図４】
2005298257.tif 000006
【図５】
2005298257.tif 000007
【図６】
2005298257.tif 000008
【図７】
2005298257.tif 000009
【図８】
2005298257.tif 000010
【図９】
2005298257.tif 000011