(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラスパイプを中実化して光ファイバ母材を製造する方法であって、
前記ガラスパイプの温度を５５０℃以下に加熱しつつ前記ガラスパイプ内に水素原子含有物質の濃度が合計で１０ｖｏｌｐｐｍ以下である不活性ガスを吹き流す乾燥工程、
前記乾燥工程の後に、前記ガラスパイプ中に塩素元素含有物質を含むガスを流しながら前記ガラスパイプを加熱する化学的清浄化工程、
前記ガラスパイプの一端を封止する工程、及び
ガスを流しつつ排気して前記ガラスパイプ内の絶対圧力を１００ｋＰａから０．１ｋＰａとして前記ガラスパイプを中実化する工程
を有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】
前記乾燥工程では、前記ガラスパイプの温度を６０℃以上に加熱す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】
前記乾燥工程では、前記ガラスパイプの温度を３００℃以上に加熱す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４】
前記乾燥工程では、前記ガラスパイプの温度を６０℃以上２００℃未満に加熱した後３００℃以上に加熱す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５】
前記乾燥工程では、前記中実化する工程で前記ガラスパイプが５５０℃以上に加熱される範囲より広い範囲で前記ガラスパイプを加熱することを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の光ファイバ母材の製造方法。
【請求項６】
前記水素原子含有物質の濃度が合計で１０ｖｏｌｐｐｍ以下であるガスの一分間あたりの流量は、前記乾燥工程において前記ガラスパイプが加熱される範囲の容積の１０倍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母材の製造方法。
【請求項７】
前記乾燥工程の前に、前記ガラスパイプの少なくとも一端にハンドリングパイプを接続する工程を有することを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の光ファイバ母材の製造方法。
【請求項８】
前記乾燥工程では、前記ガラスパイプ内のガスを排出して該ガラスパイプ内の圧力を減じ、続いて前記ガラスパイプ内に乾燥ガスを導入して該ガラスパイプ内の圧力を増加させるサイクルを少なくとも１回以上行うことを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の光ファイバ母材の製造方法。
【請求項９】
前記ハンドリングパイプ中のＯＨ基濃度は１０ｐｐｍ以下であることを特徴とする請求項７に記載の光ファイバ母材の製造方法。
【請求項１０】
前記ハンドリングパイプは、その一部にパイプ肉厚中を伝わる赤外線をパイプ外部に放射させる部分を有していることを特徴とする請求項７又は９に記載の光ファイバ母材の製造方法。
【請求項１１】
前記乾燥工程の少なくとも一部で、前記ガラスパイプ内の絶対圧力を４ｋＰａ以下とすることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれかに記載の光ファイバ母材の製造方法。
【請求項１２】
前記乾燥工程は１時間以上行われることを特徴とする請求項１ないし１１のいずれかに記載の光ファイバ母材の製造方法。
【請求項１３】
前記乾燥工程の前に、前記ガラスパイプ内面にガラス層を堆積する工程を有することを特徴とする請求項１ないし１２のいずれかに記載の光ファイバ母材の製造方法。
【請求項１４】
前記乾燥工程の前に、前記ガラスパイプ内にガラスロッドを挿入する工程を有することを特徴とする請求項１ないし１３のいずれかに記載の光ファイバ母材の製造方法。
【請求項１５】
前記乾燥工程の前に、前記ガラスパイプの内面を気相エッチングする工程を有することを特徴とする請求項１ないし１３のいずれかに記載の光ファイバ母材の製造方法。
【請求項１６】
前記エッチングする工程の前に前記ガラスパイプ内を乾燥させる予備乾燥工程を有することを特徴とする請求項１５に記載の光ファイバ母材の製造方法。
【請求項１７】
前記エッチングする工程では、その後の工程において前記ガラスパイプが５５０℃以上に加熱される範囲より広い範囲で前記ガラスパイプをエッチングすることを特徴とする請求項１５又は１６に記載の光ファイバ母材の製造方法。
【請求項１８】
請求項１に記載の光ファイバ母材を製造する方法であって、化学的清浄化工程の後で前記ガラスパイプ内を乾燥させる後乾燥工程を有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１９】
前記封止する工程の後で、前記ガラスパイプ内のガスを排出して該ガラスパイプ内の圧力を減じ、続いて、前記ガラスパイプ内に乾燥ガスを導入して該ガラスパイプ内の圧力を増加するサイクルを少なくとも１回以上行うことを特徴とする請求項１ないし１８のいずれかに記載の光ファイバ母材の製造方法。
【請求項２０】
前記中実化する工程では、パイプ内の絶対圧力は４ｋＰａ以下であることを特徴とする請求項１ないし１９のいずれかに記載の光ファイバ母材の製造方法。
【請求項２１】
ガラスパイプ内にガラスロッドを挿入し一体化して光ファイバ母材を製造する方法であって、
ガラスパイプ内表面を気相エッチングする工程、
ガラスロッドを前記ガラスパイプ内に挿入する工程、
前記ガラスパイプ及び前記ガラスロッドの温度を６０〜５５０℃に加熱しつつ前記ガラスパイプ内に水素原子含有物質の濃度が合計１０ｖｏｌｐｐｍ以下である不活性ガスを吹き流す工程、
塩素原子含有物質を含むガスを流しながら加熱する工程、
前記ガラスパイプの一端を封止する工程、及び
ガスを流しつつ排気して前記ガラスパイプ内の絶対圧力を１００ｋＰａから０．１ｋＰａとして前記ガラスパイプと前記ガラスロッドとを加熱一体化する工程
を有す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】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コラップス法による光ファイバ母材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
コラップス法は、ガラスパイプを中実化することにより光ファイバ母材を得る方法である。ガラスパイプ内にガラスロッドを挿入した状態で中実化してもよく、この場合ガラスパイプとガラスロッドは一体化される。図１７は、コラップス法を示す概念図である。ガラスパイプ１をガラス旋盤１３の把持部４に取り付け、ガラスロッド２を挿入した状態で回転させながら、ガラスパイプ１の一端を熱源３で加熱して封止し、続いて熱源３を相対的に移動させながらガラスパイプ１を加熱して中実化する。
【０００３】
中実化の前にガラスパイプ１内へ塩素ガスを流しながらガラスパイプ１を少なくとも１０００℃以上に加熱してガラス表面を化学的に清掃すること、ガラスパイプ１内を真空引きしながら中実化を行うことも知られている（例えば特許文献１参照）。
例えば非特許文献１には、シリカガラス中での水の拡散が解説されている。
また、例えば非特許文献２には、シリカガラスに関する水の放出と吸蔵が解説されている。
【０００４】
図１８は、波長１．４μｍ帯でのＯＨ基による伝送損失増を示すグラフである。石英ガラス中のＯＨ基は波長１．４μｍ付近に大きな吸収ピーク（ＯＨ基吸収）を有する。ＯＨ基吸収は１．４μｍ帯の伝送損失を増加させ、１．４μｍ帯での信号やラマン増幅用の励起光の伝送を難しくする。そのためＯＨ基吸収は小さいほど望ましい。しかし、コラップス法で光ファイバ母材を製造する場合、ＯＨ基吸収を低減することは困難であった。
【０００５】
【特許文献１】特開平８−２２５３３５号公報
【非特許文献１】ハジム  ワカバヤシ（Ｈａｊｉｍｕ  Ｗａｋａｂａｙａｓｈｉ），外１名，「低温におけるシリカガラス中への水の拡散（Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ  ｏｆ  Ｗａｔｅｒ  ｉｎｔｏ  Ｓｉｌｉｃａ  Ｇｌａｓｓ  ａｔ  Ｌｏｗ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）」，”ジャーナル・オブ・アメリカン・セラミック・ソサエティ（Ｊ．Ａｍ．Ｃｅｒａｍ．Ｓｏｃ．）”，（アメリカ合衆国），第７２巻，第１０号，１９８９年，ｐ．１８５０−１８５５
【非特許文献２】深水克郎編，「非晶質シリカ材料応用ハンドブック」，株式会社リアライズ社，平成１１年５月３１日，ｐ．５６−５７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、ＯＨ基吸収による伝送損失の増加を少なくした光ファイバを得ることができる光ファイバ母材をコラップス法により製造する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】
本発明は、ガラスパイプを中実化して光ファイバ母材を製造する方法であって、前記ガラスパイプの温度を５５０℃以下に加熱しつつ前記ガラスパイプ内に水素原子含有物質の濃度が合計で１０ｖｏｌｐｐｍ以下である不活性ガスを吹き流す乾燥工程、前記乾燥工程の後に、前記ガラスパイプ中に塩素元素含有物質を含むガスを流しながら前記ガラスパイプを加熱する化学的清浄化工程、前記ガラスパイプの一端を封止する工程、及びガスを流しつつ排気して前記ガラスパイプ内の絶対圧力を１００ｋＰａから０．１ｋＰａとして前記ガラスパイプを中実化する工程を有することを特徴とする光ファイバ母材の製造方法を提供する。
また本発明は、ガラスパイプ内にガラスロッドを挿入し一体化して光ファイバ母材を製造する方法であって、ガラスパイプ内表面を気相エッチングする工程、ガラスロッドを前記ガラスパイプ内に挿入する工程、前記ガラスパイプ及び前記ガラスロッドの温度を６０〜５５０℃に加熱しつつ前記ガラスパイプ内に水素原子含有物質の濃度が合計１０ｖｏｌｐｐｍ以下である不活性ガスを吹き流す工程、塩素原子含有物質を含むガスを流しながら加熱する工程、前記ガラスパイプの一端を封止する工程、及びガスを流しつつ排気して前記ガラスパイプ内の絶対圧力を１００ｋＰａから０．１ｋＰａとして前記ガラスパイプと前記ガラスロッドとを加熱一体化する工程を有することを特徴とする光ファイバ母材の製造方法を提供する。
本明細書において光ファイバ母材とは、そのまま線引きして光ファイバとなるガラス体であってもよいし、さらに加工した後線引きされるガラス体（光ファイバ母材中間体）であってもよい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、中実化の前にガラスパイプ内やガラス表面を十分に乾燥することにより、ＯＨ基由来の吸収による伝送損失増加が非常に少ない光ファイバ母材を、コラップス法により製造することができる。本発明の光ファイバ母材はＯＨ基含有量が非常に少なく、この母材を線引きした光ファイバは、波長１．３８〜１．４５μｍ付近の伝送損失が低く良好であり、１．４８〜１．６μｍ帯の信号光を増幅するために用いる励起用光源として、上記波長帯の光源を用いるラマン増幅用光ファイバとして好適である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
シリカガラス表面に水素原子含有物質、例えば、水素分子（Ｈ２）、水（Ｈ２Ｏ）、メタール（ＣＨ３ＯＨ）、メタン（ＣＨ４）、ケトン（ＣＨ３ＣＯＣＨ３）、水素原子（Ｈ）等が吸着したままシリカガラスを加熱すると、水素原子含有物質に含まれる水素原子がガラス表面と化学式（１）、（２）：
ＳｉＯ２＋Ｈ→Ｓｉ−ＯＨ（１）
ＧｅＯ２＋Ｈ→Ｇｅ−ＯＨ（２）
のように反応する。こうして生成した水酸基（ＯＨ基）は除去することが困難である。
【００１０】
例えば水素原子含有物質がＨ２Ｏの場合、加熱処理するとガラス表面にＨ２Ｏが化学吸着される。５５０℃を超えて加熱すると吸着の活性化エネルギーが低温の場合の２倍にも大きくなり、Ｈ２Ｏをガラス表面から除去するのが困難となる。６００℃以上に加熱するとＨ２Ｏがガラス表面と反応してＯＨ基を生成してしまう。また２００℃以上での加熱でもＨ２Ｏとガラス表面が反応してしまう場合もある。
【００１１】
本発明の光ファイバ母材の製造方法では、ガラスパイプをコラップス法で中実化する前に、ガラスパイプ内のガラス表面に吸着している水素原子含有物質及び／又はガラスパイプ内雰囲気に含まれている水素原子含有物質（両者をあわせて「ガラスパイプ内の水素含有物質」と総称する）を減少させる処理をしておく。本明細書では、Ｈ２Ｏに限らず水素原子含有物質を減少させる処理を「乾燥」と呼び、この処理を行う工程を「乾燥工程」と呼ぶことにする。乾燥処理をすることにより、中実化する工程でガラスパイプが高温に加熱されてもＯＨ基は生成しないので、ＯＨ基吸収による伝送損失増を低減した光ファイバ母材を得ることが可能となる。
本発明の乾燥工程を実施することにより、光ファイバ母材の中実化する際の界面に由来する部分のＯＨ基の濃度を１００ｐｐｂ以下にすることができる。また、光ファイバの波長１．３８μｍにおけるＯＨ基吸収を０．５ｄＢ／ｋｍ以下にすることができる。
【００１２】
乾燥工程は、温度５５０℃以下で行われる。加熱温度が５５０℃を超えるとシリカガラスに吸着しているＨ２Ｏ等の除去が困難となるし、６００℃以上ではＨ２Ｏ等がガラス表面と反応してＯＨ基を生成してしまうためである。
【００１３】
乾燥工程の実施形態として（Ａ）〜（Ｅ）：
（Ａ）ガラスパイプの一端から他端へ、水素原子含有物質濃度の低いガス（乾燥ガス）を吹き流し、ガラスパイプ内をパージする（吹き流しパージ）、
（Ｂ）ガラスパイプ内を真空排気する（真空排気）、
（Ｃ）ガラスパイプ内を吹き流しパージしながら真空排気する、
（Ｄ）ガラスパイプ内のガスを排出してガラスパイプ内の圧力を減じ、続いて、ガラスパイプ内に乾燥ガスを導入してガラスパイプ内の圧力を増加させるサイクルを少なくとも１回以上行う（サイクルパージ）、
（Ｅ）（Ａ）〜（Ｄ）の組み合わせ、例えば、（Ｂ）＋（Ａ）、（Ｃ）＋（Ａ）、（Ｂ）＋（Ｃ）＋（Ｄ）、（Ｂ）＋（Ｄ）、（Ｃ）＋（Ｄ）、
が挙げられる。乾燥工程を行うことにより、ガラスパイプ内のガラス表面（ガラスパイプ内面及びガラスロッド表面）に吸着している水素原子含有物質やガラスパイプ内雰囲気に含まれる水素原子含有物質をほぼ完全に除去することができる。例えば吸着水であれば、１０−２ｐｐｍ（質量百万分率）程度またはそれ以下にすることができる。
【００１４】
実施形態（Ａ）「吹き流しパージ」について説明する。図１（Ａ）及び図１（Ｂ）は、本発明の乾燥工程の一実施形態である「吹き流しパージ」を示す概念図であり、図１（Ａ）はガラスパイプのみの場合、図１（Ｂ）はガラスパイプ中にガラスロッドがある場合を示す。
図１（Ａ）に示す例では、両端を開放した状態でガラスパイプ１を把持部４で把持して、ガラスパイプ１の一端に取り付けたガスライン５から乾燥ガスを導入し、他端に取り付けたガスライン６に向けて吹き流しを行う。図１（Ｂ）に示す例では、ガラスパイプ１内にガラスロッド２を挿入した状態で、ガラスパイプ１の一端に取り付けたガスライン５から乾燥ガスを導入し、他端に取り付けたガスライン６に向けて吹き流しを行う。
吹き流しを行う際に、ガラスパイプ１を加熱してもよい。加熱手段として筒状のマントルヒータ７、ガラスパイプ１の外周に巻き付けたテープヒータ７′又は電気炉を使うと温度制御を容易にでき好適である。加熱手段として酸水素バーナ、プラズマバーナ等を用いることもできる。加熱せずに、吹き流しパージを長時間実施してもよい。
【００１５】
このように一端から他端へと乾燥ガスを吹き流すので、ガラスパイプ１内面及びガラスロッド２表面に吸着していた水素原子含有物質を脱離させること、及びガラスパイプ１内雰囲気中の水素原子含有物質を低減することができる。また、脱離した水素原子含有物質がガラス表面に再吸着されることが少ない。
【００１６】
乾燥工程に用いるパージ用の乾燥ガスとしては、例えば窒素（Ｎ２）、ヘリウム（Ｈｅ）、アルゴン（Ａｒ）等の不活性ガス、塩素（Ｃｌ２）、塩化チオニル（ＳＯＣｌ２）等の反応性ガス、さらには、酸素（Ｏ２）を挙げることができる。これらの乾燥ガスは水素原子含有物質濃度が合計で１０ｖｏｌｐｐｍ（体積百万分率）以下であることが望ましく、特に望ましくは１ｖｏｌｐｐｍ以下である。
【００１７】
乾燥工程において吹き流すガスの１分間の流量は、乾燥工程においてガラスパイプが加熱される範囲のパイプ容積の１０倍以上とすることが望ましい。このようにすることで、パイプ下流側からの水分の拡散を防止し、パイプ内部の水分量を供給される乾燥ガスと同等に保つことができる。
【００１８】
乾燥工程において、吹き流しパージの時間は１時間以上とすることが望ましい。長時間パージすることにより、水素原子含有物質の吸着量を十分に低減することができる。
【００１９】
吹き流しパージの際ガラスパイプ１を加熱すると、ガラス表面から脱離するエネルギーを吸着している分子に与えることができ、パージの時間を短縮できる。図１１は、加熱したシリカガラスから脱離する水分量を示すグラフである。６０℃以上で脱離が促進されるガラス表面との結合力が弱いＨ２Ｏ（ＰｅａｋＩ）と、４００℃以上で脱離が促進されるガラス表面との結合力が強いＨ２Ｏ（ＰｅａｋＩＩ）とがあることが確認できている。ガラスパイプの温度を６０℃以上に加熱することが望ましい。また、Ｈ２Ｏの大気圧での沸点が１００℃であるため、１００℃以上に加熱することも望ましい。
ガラスパイプの温度は、好ましくは、２００℃未満に加熱する。温度２００℃未満で吹き流しパージを行えば、ＯＨ基の生成を抑制できる。温度２００℃以上ではＨ２Ｏとガラス表面が反応してしまう場合もある。
ガラスパイプの温度を６０℃以上２００℃未満に加熱して、量が多いガラス表面との結合力が弱いＨ２Ｏをガラス表面から脱離させた後、ガラスパイプの温度を３００℃以上に加熱することも望ましい。なお、吹き流しパージを室温で行っても水素原子含有物質を低減できることは言うまでもない。
【００２０】
封止する工程又は中実化する工程でガラスパイプを５５０℃以上に加熱する範囲より広い範囲で、乾燥工程でガラスパイプを加熱することが望ましい。図１（Ｂ）において、範囲Ａはコラップスされて光ファイバ母材の有効部（製品となり得る光ファイバ母材の部位）となる部分を示し、この部分は中実化する工程において５５０℃以上に加熱される。範囲Ｂは乾燥工程で加熱する範囲である。図示のように範囲Ａに対して範囲Ｂを広くとることで、パイプ内部を予め脱水しておき、範囲Ｂのガラスパイプ内表面に含有されているＯＨ基がＨ２Ｏとなって脱離し、範囲Ａのガラスパイプ内面に再吸着してしまうことを防止できる。
【００２１】
次に、実施形態（Ｂ）「真空排気」について説明する。この実施形態では、ガラスパイプ内の絶対圧力を４ｋＰａ以下、好ましくは０．４ｋＰａ以下、特に好ましくは０．０４ｋＰａ以下の真空とする。温度２５℃におけるＨ２Ｏの飽和水蒸気圧が４ｋＰａであるので、ガラスパイプ内圧をこれよりも低くすることにより、Ｈ２Ｏの脱離を加速することができる。くわえて内圧を低くすることにより、Ｈ２Ｏの平均自由工程を長くしガラス壁面への衝突の確率を低くすることができるので、ガラス表面への再吸着を大幅に抑制することが可能である。
【００２２】
さらに、実施形態（Ｄ）「サイクルパージ」について説明する。図２（Ａ）〜図２（Ｄ）は、本発明の乾燥工程の一実施形態である「サイクルパージ」を示す概念図である。図２（Ａ），〜図２（Ｃ）はガラスパイプが貫通している場合、図２（Ｄ）はガラスパイプが途中で封止されている場合を示す。この実施形態では、圧力を減少させる工程での圧力は４ｋＰａ以下とすることが好ましい。圧力を増加させる工程での圧力は５０ｋＰａ以上が好ましく、１００ｋＰａ以上がより好ましい。
【００２３】
ガラスパイプが貫通している場合のサイクルパージは、例えばｉ）ないしｉｉｉ）のような手順を１回以上繰り返して行う。
ｉ）バルブ９を閉、バルブ１０を開とし排気する。
←→（バルブ９を開、バルブ１０を閉とし乾燥ガスを導入する〔図２（Ａ）〕。
ｉｉ）バルブ９を開、バルブ１０を開とし乾燥ガスを導入しながら排気する。
←→（バルブ９を開、バルブ１０を閉とする〔図２（Ｂ）〕。
ｉｉｉ）バルブ９を閉、バルブ１０を開とし排気する。
←→（バルブ９を開、バルブ１０を開とし乾燥ガスを導入しながら排気する〔図２（Ｃ）〕。ｉｉｉ）の場合、乾燥ガスの流量を大きくし排気を弱めることで排気しながらでもガラスパイプ内を加圧状態にできる。
【００２４】
ガラスパイプが途中で封止されている場合のサイクルパージは次のように行う〔図２（Ｄ）〕。この場合、ガス導入側端部に取り付けたガスライン５には真空排気ができるガスライン８が接続されている。はじめに、バルブ９を閉、バルブ１３を開として、ガスライン５、ガスライン８を介して排気し、ガラスパイプ１１内の絶対圧力を例えば４ｋＰａ以下とし、吸着水その他を蒸発させる。次に、バルブ９を開けて乾燥ガスをガラスパイプ１１内に導入するとともにバルブ１０を閉じ、ガラスパイプ１１内の絶対圧力を例えば５０ｋＰａ以上の状態とする。排気とガスの導入をおのおの１回以上交互に実施することにより、ガラスパイプ１１及びガラスロッド２の表面に吸着した水素原子含有物質を大幅に低減することができる。
【００２５】
ガラスパイプの片端または両端にハンドリングパイプを接続した状態で本発明のコラップスを行う、つまり乾燥工程の前にガラスパイプの少なくとも一端にハンドリングパイプを接続する工程を有してもよい。図３は、ガラスパイプとハンドリングパイプを接続した状態を示す概念図である。光ファイバ母材の有効部となるガラスパイプ１１の両端にハンドリングパイプ１２が接続されている。このようにすると、高価なガラスパイプを必要以上に用いなくてよいという利点がある。
【００２６】
ハンドリングパイプを接続して本発明のコラップスを実施する場合、ハンドリングパイプの内面に吸着している水素原子含有物質が少ないこと、ハンドリングパイプ中のＯＨ基濃度の低いことが好ましい。具体的にはハンドリングパイプ中のＯＨ基濃度は１０ｐｐｍ（質量百万分率）以下であることが望ましい。この理由は、ハンドリングパイプ部分も封止する工程や中実化する工程等において加熱されるので、ここに含有されているＯＨ基がＨ２Ｏとなって脱離し、有効部のパイプ内表面に再吸着される恐れがあるためである。
【００２７】
また、ハンドリングパイプは、その一部にパイプ肉厚中を伝わる赤外線をパイプ外部に放射させる部分を有しているものが好適である。図１２は、本発明のハンドリングパイプの一実施形態をガラスパイプ１１に接続した状態を示す概念図である。ハンドリングパイプ１６にはパイプを節状に形成した放射部１５が設けられている。ハンドリングパイプ１６を熱源３で加熱した際、ハンドリングパイプ１６の放射部１５に関して熱源３と反対側の温度は、放射部１５を設けない場合と比較して低下する。ハンドリングパイプ１６の一端を１４００℃に１０分間加熱した時、熱源３から１０００ｍｍ離れた位置でのハンドリングパイプ１６の温度は、途中に放射部１５がある場合で５０℃、無い場合で１００℃であった。
【００２８】
ハンドリングパイプ１６を使う場合、放熱部１５からガラスパイプ１１側は本発明の乾燥工程を実施して水素含有物質を除去しておく。ハンドリングパイプ１６の放熱部１５をはさんでガラスパイプ１１と反対側は高温に加熱されることがないので、この部分に吸着している水素含有物質が製造プロセス中にガラスパイプ１１の有効部の方に拡散してくることがない。放熱部１５は、パイプを節状に形成する以外の形態、例えば、赤外線を散乱させる不透明石英ガラスのパイプをハンドリングパイプ１６の中間に挟んで形成してもよい。あるいは、二本のパイプを接続してハンドリングパイプとし、その融着接続部分を放熱部１５として利用してもよい。
【００２９】
図４（Ａ）〜図４（Ｃ）は、本発明の接続する工程の一実施形態を示す概念図である。ガラスパイプ１１とハンドリングパイプ１２の接続は、熱源３を用いて両者を加熱し溶融接続する。プラズマバーナ、誘導炉、抵抗炉といったＨ２Ｏを発生しない熱源を用いると、ガラスパイプとハンドリングパイプを接続する際のＨ２Ｏの混入を大幅に抑制できる。一方、酸水素バーナのようにＨ２Ｏを発生する熱源を用いると、ガラスパイプとハンドリングパイプの接続時に、水素原子含有物質がガラスパイプ及びハンドリングパイプ内に混入する恐れがある。
混入を防止するため、例えば、図４（Ａ）に示すように接続される側とは反対側の端面から両パイプ内に乾燥ガスを導入する。また、図４（Ｂ）に示すように、一方のパイプの反対側端面に封止材１４を取り付けるとともに他方のパイプの反対側端面から前記乾燥ガスを導入する。あるいは、図４（Ｃ）に示すように両パイプの接続される側とは反対側の端面に封止材１４を取り付けた状態で接続する。このようにすることにより、外気がガラスパイプ内に混入する量を減少させ、両パイプ内表面の汚染を低減する。乾燥ガスとしては乾燥工程における乾燥ガスと同じ種類のガスを用いることができる。ガス中の水素原子含有物質の濃度は合計１０ｖｏｌｐｐｍ以下であることが好ましく、より好ましくは１ｖｏｌｐｐｍ以下である。また、接続後に乾燥工程を実施することも望ましい実施の形態である。
【００３０】
本発明のコラップスは、乾燥工程の前または後においてガラスパイプ〔少なくとも一端にハンドリングパイプを接続されたガラスパイプもガラスパイプと総称する〕の内面を気相エッチングする工程を有することが望ましい。気相エッチングすることにより、ガラスパイプ内表面を平滑化するとともに、乾燥工程で除去しきれなかった化学的に吸着している水素原子含有物質を削り取ったり、表面からある程度の深さ（数μｍから数ｍｍ程度）に侵入している不純物を取り除いたりすることができる。
【００３１】
図５は、本発明のエッチングする工程の一実施形態を示す概念図である。ガラスパイプ１の一端からエッチングガスを導入しつつ熱源３で加熱する。範囲Ａはコラップスされて光ファイバ母材の有効部となる範囲であり、その後の工程、例えば、中実化する工程において５５０℃以上に加熱される。範囲Ｃは気相エッチングされる範囲である。範囲Ｃは範囲Ａをカバーするように設定することが望ましい。これは、範囲Ａ内の表面に化学的に吸着しているＨ２Ｏが残っていた場合、中実化する工程で５５０℃以上に加熱されたときにこのＨ２Ｏが蒸発し、パイプ内を汚染することを防止するためである。
【００３２】
気相エッチング用のガスとしては、例えば六フッ化硫黄（ＳＦ６）、フルオロカーボン（Ｃ２Ｆ６）、四フッ化ケイ素（ＳｉＦ４）を挙げることができる。ガス濃度、エッチング時間及び加熱温度は目的とするエッチングの程度に応じて適宜選択すればよい。エッチング用ガスとＣｌ２とを混合して使用してもよい。
【００３３】
あらかじめ、エッチングする工程の前にガラスパイプ内を乾燥させる予備乾燥工程を行っておくと、気相エッチング用のガスとＨ２Ｏの反応による強酸性液体の形成を防止することができる。特にエッチングの際にＳＦ６を用いる場合には、パイプ内にＨ２Ｏが残留していると濃硫酸が生成してしまう。蒸気圧の低い濃硫酸を除去することは困難であるため、製造した光ファイバにＯＨ基などの不純物が混入してしまう。また濃硫酸の生成は作業者にとって非常に危険である。
【００３４】
本発明においては、乾燥工程の前、好ましくはエッチングする工程と乾燥工程の間で、Ｍｏｄｉｆｉｅｄ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ法（ＭＣＶＤ法）やＰｌａｓｍａ−ａｃｔｉｖａｔｅｄ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ法（ＰＣＶＤ法）等によりガラスパイプ内面にガラス層を堆積する工程を実施してもよい。ガラスパイプの一端からガラス原料ガスとして四塩化珪素（ＳｉＣｌ４）、屈折率調整用ドーパント原料ガスとして四塩化ゲルマニウム（ＧｅＣｌ４）、オキシ塩化リン（ＰＯＣｌ３）、ＳｉＦ４又は三塩化ホウ素（ＢＣｌ３）、反応性ガスとキャリアガスとしてＯ２及びＨｅ等をガラスパイプ内に導入する。そして、外部にガラスパイプとは相対的に移動可能に設けた熱源により該ガラスパイプを加熱して、ガラスパイプ内面にガラス層を形成する。熱源としては、例えば酸水素バーナ、プラズマ火炎、誘導炉や抵抗炉等の電気炉等を用いることができる。
【００３５】
エッチングする工程の実施をした後のガラスパイプは、水素原子含有物質ガスがパイプ内に殆ど存在せず、またガラス表面にも吸着されていない状態であるため、ＭＣＶＤ法やＰＣＶＤ法の出発ガラスパイプとして非常に好適である。いわゆる光学クラッド層を合成する必要がなく、ガラスパイプ内面に直接コア層を堆積しても高品質の光ファイバが得られるので有利である。
【００３６】
同様に、乾燥工程の前に、好ましくはエッチングする工程と乾燥工程の間で、ガラスパイプ内にガラスロッドを挿入する工程を実施してもよい。また、エッチングする工程に続いて堆積する工程、挿入する工程、乾燥工程、封止する工程、中実化する工程の順で行ってもよい。
【００３７】
また、乾燥工程のみでは除去しきれない金属不純物等が存在する場合には、乾燥工程の後に、ガラスパイプ中に塩素元素含有物質を含むガスを流しながら加熱する化学的清浄化工程を行ってもよい。図８は、本発明の化学的清浄化工程の一実施形態を示す概念図である。ガスライン５からＣｌ２、または、ＳＯＣｌ２、ＳｉＣｌ４、ＧｅＣｌ４、四塩化炭素（ＣＣｌ４）等の塩素原子含有物質を含む反応性ガスをガラスパイプ１内に導入しながら、熱源３によりガラスパイプ１を１０００℃程度に加熱する。蒸気圧の低い金属や金属酸化物を塩素原子含有物質と反応させ、蒸気圧の高い金属塩化物（例えば塩化ニッケルは９９３℃で、塩化鉄は１０２０℃程度で蒸気圧１ａｔｍとなる）として除去することが可能となる。
化学的清浄化工程の後でガラスパイプ内を乾燥させる後乾燥工程を実施してもよい。これは、化学的清浄化工程で使用するＣｌ２は１ｖｏｌｐｐｍ程度のＨ２Ｏを含むことが多く、このＨ２Ｏを除去しておくことが有益であるからである。あらかじめ、Ｃｌ２ガス内の水分を減じるような吸着剤〔例えば、日本酸素（株）製ピュリフィルター（商品名）等〕を介することでこれに替えることもでてきる。他の供給ガスについても同様である。
【００３８】
乾燥工程終了後、または、乾燥工程及び化学的清浄化工程終了後に、封止する工程として、ガラスパイプ（またはハンドリングパイプ）の排気端側を封止する。図９（Ａ）及び図９（Ｂ）は、本発明の封止する工程の一実施形態を示す概念図である。図９（Ａ）に示すようにガラスパイプ１を外部の熱源３により加熱して端部を融着させる。ガラスパイプの端部を融着する代わりに、図９（Ｂ）に示すように一方のガスライン６のバルブ１０を閉じ封止状態（排気させない状態）としてもよい。封止する工程の後の中実化する工程の直前に、ガラスパイプ内のガスを排出してガラスパイプ内の圧力を減じ、続いて、前記ガラスパイプ内に乾燥ガスを導入して該ガラスパイプ内の圧力を増加するサイクルパージを少なくとも１回以上行うことは、水素原子含有物質を減少させるのに非常に有効である。
【００３９】
図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）は、本発明の中実化する工程の一実施形態を示す概念図である。封止する工程終了後または上記サイクルを終了した後、図１０（Ａ）に示すように熱源３で加熱してゆくことにより、ガラスパイプ１をコラップスプし中実化する工程を行う。このとき、ガラスパイプ内にＣｌ２、Ｏ２、Ｃｌ２とＯ２の混合ガス、Ｃｌ２、Ｏ２及びＨｅの混合ガスなどを流してもよく、これらのガスはその中に含む水素原子含有物質の濃度が合計１０ｖｏｌｐｐｍ以下であることが望ましい。また、ガスを流しつつガラスパイプ内を排気して１００ｋＰａから０．１ｋＰａとすると、中実化の界面に気泡発生することがなく良好に実施できる。さらにまた、ガス導入をすることなくガラスパイプ内を排気してもよい。さらにまた、ガスを供給しながらガラスパイプ内の圧力を調整して、ガラスパイプ内を若干の陽圧（外気圧に対して＋０．０１〜＋４ｋＰａ、より好ましくは＋０．０１〜＋１ｋＰａ）としてもよい。
【００４０】
図１０（Ａ）に示す例では、ガラスパイプ１とガラスロッド２をコラップスにより融着一体化しているが、中実化時にＣｌ２、Ｎ２、Ｏ２等を前記ガラスパイプ１内に導入しつつ排気しているので、ガラスパイプ１内に混入した大気の濃度を減少することが可能である。図１０（Ｂ）に示すように、ガラスパイプ１１の端部にガス導入口と排気口がおのおの独立に設けられていることがより好ましい。
【００４１】
本発明における好ましい実施の形態の一例として、接続する工程及び乾燥工程、エッチングする工程に続いて、堆積する工程及び／又は挿入する工程を実施し、その後に再度乾燥工程を行い、化学的清浄化工程、封止する工程、サイクルパージ、中実化する工程のように行いガラスロッドを得ることが挙げられる。
【００４２】
なお、本発明に用いるガラスロッド、ガラスパイプとして、Ｖａｐｏｒ−ｐｈａｓｅ  Ａｘｉａｌ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ法（ＶＡＤ法）、ＭＣＶＤ法、Ｏｕｔｓｉｄｅ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ法（ＯＶＤ法）その他の公知手段により製造したものを用いることができる。また本発明のコラプスを実施して得られたガラスロッドを、そのまま出発ガラスロッドとして、あるいは穴開加工等によりパイプ形状として出発ガラスパイプとした後、本発明を再度実施してコラップスすることも好ましい実施の形態である。
例えばＶＡＤ法で得られた中実なガラス体をガラスパイプに加工する場合は、穴をあけてから延伸するよりも、延伸してから穴をあけるのが望ましい。先に穴をあけると、延伸時にガラスパイプを加熱する際にガラスパイプの内面に吸着している水分がＯＨ基となりガラス内部に拡散し、このＯＨ基を後で取り除くのが難しくなってしまうからである。もし延伸してから穴をあけるならば、その後の工程でガラスパイプの内面を１〜２ｍｍ程度厚めに気相又は液相エッチングするのが良い。
【００４３】
以下、実施例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例にのみ限定されるものではない。各実施例及び各参考例では、「乾燥したＮ２」として、Ｈ２Ｏ含有量が０．５ｖｏｌｐｐｍ以下、かつその他の水素原子含有物質含有量が０．１ｖｏｌｐｐｍ以下であるガス状のＮ２を用いる。
【００４４】
〔参考例１〕
図６に参考例１の流れ図を示す。
１）ＶＡＤ法により酸化ゲルマニウム（ＧｅＯ２）が中心近傍で２７ｍｏｌ％添加されたシリカガラス体を製造し、直径７．５ｍｍ、長さ６００ｍｍのコア部となるガラスロッドに加工した。
２）ＶＡＤ法により、フッ素が１．５％（質量百分率）添加されたシリカガラス体を製造し、外径４０ｍｍ、内径８．５ｍｍ、長さ約５００ｍｍのディプレスト部となるガラスパイプに加工した。ガラスパイプ中のＯＨ基濃度は赤外分光器による検出限界（０．０１ｐｐｍ）以下であった。ガラスパイプにエッチングガスとしてＳＦ６を流しつつ１５００℃程度に加熱し、気相エッチング処理を施した。
３）２）で準備したガラスパイプ内に１）で準備したガラスロッドを挿入した。
【００４５】
４）図１（Ｂ）に示すように、ガスライン５からガラスパイプ１内に乾燥したＮ２を２０００ｓｃｃｍ  ｓｔａｎｄａｒｄ  ｃｕｂｉｃ  ｃｅｎｔｉｍｅｔｅｒ  ｐｅｒ  ｍｉｎｕｔｅ：標準状態で立方センチメーター毎時）流しながら、ガスライン６より真空排気して、ガラスパイプ１内圧を２．５ｋＰａとした。このとき、ガラスパイプ１及びガラスロッド２のその後の化学的清浄化工程、封止する工程、中実化する工程の各工程で５５０℃以上に加熱される部分の両端から２００ｍｍずつ長い範囲を、テープヒータ７′で２００℃に加熱した。乾燥したＮ２の流量はガラスパイプ１の加熱される部分の容積約５０ｃｍ３の約４０倍となっている。この状態を４時間保持した（一回目の乾燥工程）。
【００４６】
５）図８に示すように、Ｃｌ２を流量５００ｓｃｃｍでガラスパイプ１内に導入し、熱源３により１１５０℃まで加熱することにより金属不純物を除去した（化学的清浄化工程）。
６）図９（Ａ）に示すように、ガラスパイプ１の乾燥工程における排気端側を熱源３で加熱融着して封止した。
７）ガスライン８から真空ポンプによってガラスパイプ１内を０．０１ｋＰａ以下の真空状態に減圧した後、乾燥したＮ２をガラスパイプ１内に導入、真空ポンプを停止して１０５ｋＰａまで加圧した。これを３回繰り返し、ガラスロッド２表面、ガラスパイプ１内面の吸着ガス（主にＨ２Ｏ）を脱離させた。
【００４７】
８）図１０（Ａ）に示すように、ガラスパイプ１及びガラスロッド２を一体化（中実化）し、直径約３９ｍｍ、長さ４００ｍｍのガラス体を得た。このとき、ガラスパイプ１内にはＣｌ２を５００ｓｃｃｍ、Ｏ２を５００ｓｃｃｍ導入した。ガラスパイプ１内の圧力は大気圧に対して−１ｋＰａ、コラップス時のガラスパイプ１の外表面温度（放射温度計で測定した値）は１６００℃であった。
【００４８】
９）ガラス体を外径１１．７ｍｍに延伸した後、機械的研削により外周を研削して外径６．４ｍｍ、長さ６００ｍｍのガラスロッドとした。
１０）ＶＡＤ法で、フッ素（Ｆ）が０．９％程度添加されたシリカガラス体を製造し、加工して外径４３ｍｍ、内径９ｍｍ、長さ約５００ｍｍのクラッド部となるガラスパイプとした。このパイプは、コラップスする前に、ＳＦ６を流しながら１５００℃程度に加熱し気相エッチング処理を実施した。
１１）１０）で準備したガラスパイプ内に９）で準備したガラスロッドを挿入した。
【００４９】
１２）一端からガラスパイプ内に乾燥したＮ２を２０００ｓｃｃｍ流しながら、他端でガラスパイプ内圧が外気よりも低くならない程度に排気し、ガラスパイプ内圧を１０３ｋＰａとした。このとき、後の化学的清浄化工程、封止する工程、中実化する工程の各工程で５５０℃以上に加熱する部分の両端から２００ｍｍずつ長い範囲をテープヒータで１７０℃に加熱し、この状態を１時間保持し吹き流しパージを実施した（二回目の乾燥工程）。Ｎ２の流量はガラスパイプの加熱される部分の容積約６０ｃｍ３の約３５倍となっている。
【００５０】
１３）Ｃｌ２を流量１０００ｓｃｃｍでガラスパイプ内に導入し、１１２０℃まで加熱することにより金属不純物を除去した。
１４）ガラスパイプの排気端側を封止した。
１５）７）と同条件でサイクルパージを行った。
１６）１５）のガラスパイプ、ガラスロッドを図１０（Ａ）に示すように一体化（中実化）し、直径４２ｍｍ、長さ４００ｍｍのガラス体を得た。このときガラスパイプ１内にはＣｌ２を１００ｓｃｃｍ、Ｏ２を９００ｓｃｃｍ導入した。ガラスパイプ１内の圧力は大気圧に対して−４ｋＰａ、コラップス時のガラスパイプ１の外表面温度は１５００℃であった。
【００５１】
１７）コア部の径２ａに対するクラッド部の外径Ｄの比Ｄ／２ａが４３．１倍になるように、ガラス体の外周にＯＶＤ法によりフッ素が０．９％程度添加されたシリカガラスを合成し、光ファイバ母材を得た。この光ファイバ母材の一部を輪切りにして、８）で一体化した部分のＯＨ基濃度を赤外吸収法で測定したところ、１５ｐｐｂであった。
１８）光ファイバ母材を線引きし、ガラス部の外径が１００μｍの光ファイバとした。光ファイバの屈折率プロファイルを図１３に示す。
【００５２】
光ファイバの波長１５５０ｎｍにおける伝送特性は、伝送損失：０．５０ｄＢ／ｋｍ、分散：−４１ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ、分散スロープ：−０．０１ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ２、Ａｅｆｆ：８．５μｍ２、カットオフ波長：１０５０ｎｍ、ＰＭＤ：０．１ｐｓ／ｋｍ１／２であり、高非線形性ファイバを得たことを確認した。この光ファイバは、ラマン増幅用の光ファイバとして良好な特性を有する。また、この光ファイバの伝送損失の波長特性は図１４に実線で示すとおりであり、１．４μｍ帯におけるＯＨ基による過剰な伝送損失を、波長１．３８μｍにおいて０．１ｄＢ／ｋｍ以下に抑制できている。
【００５３】
〔比較例１〕
一回目の乾燥工程及び５）のＣｌ２による化学的清浄化工程を除いた以外は参考例１と同様にして光ファイバを得た。この光ファイバの伝送損失の波長特性は図１４に破線で示すとおりであり、ＯＨ基による吸収は１．３ｄＢ／ｋｍであった。
【実施例１】
【００５４】
図７に実施例１の流れ図を示す。
１）ＶＡＤ法によりＧｅＯ２が中心近傍で２２ｍｏｌ％添加されたシリカガラス体を製造し、直径８．５ｍｍ、長さ６００ｍｍのコア部となるガラスロッドに加工した。
【００５５】
２）参考例１と同じ方法で、フッ素が１．５質量％添加された、外径４０ｍｍ、内径８．５ｍｍ、長さ約５００ｍｍのディプレスト部となるガラスパイプを準備した。
３）横型ガラス旋盤を用い、酸水素火炎バーナを熱源として、外径４０ｍｍ、内径１０ｍｍ、長さ４００ｍｍ程度のハンドリングパイプをガラスパイプの両端に接続した。赤外分光器で測定したところ、ハンドリングパイプに含まれるＯＨ基の濃度は８ｐｐｍであった。ガラスパイプとハンドリングパイプの接続の際、図４（Ａ）に示されるように接続される端とは反対側の端部から乾燥したＮ２を各パイプに流した。
【００５６】
４）ガラスパイプの内部を油回転ポンプによって真空排気し、絶対圧力４０Ｐａまで減圧した。その後パイプ内に乾燥したＮ２を吹き流した。このときのパイプ内圧は絶対圧力で１０２ｋＰａ程度であった。減圧と吹き流しを３回繰り返し、パイプ内の雰囲気中にある水素元素含有物質、及び、パイプ内表面に吸着している水素元素含有物質を排出した。（予備乾燥工程）
５）ＳＦ６を１００ｓｃｃｍ、Ｃｌ２を２００ｓｃｃｍ、Ｈｅを１００ｓｃｃｍ流しながらプラズマバーナで加熱し、気相エッチングを実施した。有効部のパイプの内径が１１ｍｍになるまでパイプを複数回往復運動させた。
【００５７】
６）５）のパイプ内に１）で準備したガラスロッドを挿入した。真空ポンプによってパイプ内を０．１ｋＰａ以下の真空状態にした後、乾燥したＮ２をガラスパイプ内に導入、真空ポンプを停止して１０３ｋＰａまで加圧した。これを３回繰り返し、ガラスロッド表面、ガラスパイプ内面の吸着ガスを脱離させた。このとき、後の工程で５５０℃以上となる部分の両端から３００ｍｍずつ長い範囲を、マントルヒータで４５０℃に加熱した。その後、Ｃｌ２を流量５００ｓｃｃｍでパイプ内に導入しながらガラスパイプを１２００℃まで加熱して金属不純物を除去した。
【００５８】
７）熱源としてプラズマ炎を用いガラスパイプとガラスロッドの間を封止した。続いて、乾燥したＯ２ガス（Ｈ２Ｏの濃度が０．５ｖｏｌｐｐｍ、その他の水素原子含有物質の濃度は０．１ｖｏｌｐｐｍ以下）を４００ｓｃｃｍ流し０．０３ｋＰａまで圧力を低減することができる性能を有する真空ポンプで排気しながら、ガラスパイプとガラスロッドを一体化（中実化）し、外径３９ｍｍ、長さ４００ｍｍ程度のガラス体を得た。一体化が進む間、パイプ内の圧力は約０．１ｋＰａでありガラスパイプの外表面温度は１２００℃であった。また、ガラスパイプ内への大気の巻き込み量は別途調査したところ０．０１ｓｃｃｍ程度であった。
【００５９】
８）ガラス体を外径１３．７ｍｍに延伸した後、機械的な研削やフッ化水素溶液によるエッチングなどで外周を研削して外径９．６ｍｍ、長さ６００ｍｍのガラスロッドとした。
【００６０】
９）ＶＡＤ法により、塩素（Ｃｌ）が３％（質量百分率）添加されたシリカガラス体を製造し、均一径に延伸、中心部に開孔するなどの加工をして外径４５ｍｍ、長さ６５０ｍｍ程度のクラッド部となるガラスパイプとした。このパイプ中のＯＨ基の濃度は検出限界以下であった。
１０）３）と同じ装置で、９）で作成したガラスパイプの両端に、外径４２ｍｍ、内径１５ｍｍ、長さ４００ｍｍのハンドリングパイプを接続した。ハンドリングパイプに含まれるＯＨ基の濃度を赤外分光器で測定したところ、８ｐｐｍ程度であった。接続の際、それぞれのパイプの、接続される端とは反対側の端部から、乾燥したＮ２を吹き流した。
【００６１】
１１）１０）のガラスパイプに対して４）と同じ予備乾燥工程を実施した。
１２）ガラスパイプ内に、ＳＦ６を１５０ｓｃｃｍ、Ｃｌ２を２００ｓｃｃｍ、Ｈｅを１００ｓｃｃｍ流しながらプラズマバーナで加熱し、気相エッチングを実施した。有効部のガラスパイプの内径が１４．５ｍｍになるまでバーナを複数回往復運動させた。
１３）ガラスパイプ内にプラズマ火炎で加熱するＭＣＶＤ法によって、ＧｅＯ２を平均４ｍｏｌ％添加したリング部となるシリカガラス層を厚さ１．７ｍｍ合成した。ガラスパイプの内径は１１．２ｍｍになった。
【００６２】
１４）ガラスパイプ内に８）で準備したガラスロッドを挿入し、２００℃程度にマントルヒータで加熱しながら乾燥したＮ２をガラスパイプに５０００ｓｃｃｍ導入し吹き流した。加熱の範囲は、後の工程で５５０℃以上に加熱される部分の両端から２５０ｍｍの範囲にわたるようにした。Ｎ２の流量はガラスパイプの加熱される部分の容積約１１３ｃｍ３の約４４倍となっている。この状態を５時間保持し、ガラスロッド表面、パイプ内面の吸着ガスを脱離させた。その後、Ｃｌ２を１０００ｓｃｃｍだけパイプ内に導入し１２００℃まで加熱して金属不純物をＣｌ２と反応させ除去した。
【００６３】
１５）１４）のガラスパイプ、ガラスロッドを、７）と同様にして封止して、一体化（中実化）し、外径４３ｍｍ、長さ５００ｍｍのガラス体を得た。
１６）ガラス体の外周に、ＶＡＤ法によりＣｌが３％添加されたシリカガラスを合成し、コアの外径２ａに対するクラッドの外径Ｄの比Ｄ／２ａを４４．６４倍である光ファイバ母材を得た。
【００６４】
１７）光ファイバ母材を線引きし、ガラス部の外径が１２５μｍの光ファイバとした。図１５にこの光ファイバの屈折率プロファイルを示す。
図７は実施例１の流れ図である。
この光ファイバの波長１５５０ｎｍにおける伝送特性は、伝送損失：０．４９ｄＢ／ｋｍ、分散：−１５９．５ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ、分散スロープ：−０．６５ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ２、Ａｅｆｆ：１７μｍ２、カットオフ波長：１３８０ｎｍ、ＰＭＤ：０．０５ｐｓ／ｋｍ１／２程度であった。
【００６５】
この光ファイバの伝送損失−波長特性は図１６に示すとおりであり、１．４μｍ帯におけるＯＨ基による過剰な伝送損失を、波長１．３８μｍにおいて０．０５ｄＢ／ｋｍ以下に抑制していることがわかる。この分散補償ファイバは、１．３μｍ帯ゼロ分散波長を有する光ファイバの波長分散を１．４５〜１．６２μｍにわたって補償するような、広帯域な分散補償ファイバであるが、ＯＨ基による過剰な伝送損失がないため、１．４５μｍ付近の伝送損失が低く良好である。さらにこの光ファイバを用いたラマン増幅も好適に実施することが可能である。
この光ファイバを温度８０℃、濃度１００％（体積百分率）のＨ２雰囲気中に２４時間浸漬した後波長１．３８μｍの損失を再度測定したところ損失増加は測定限界（０．０５ｄＢ／ｋｍ）以下ときわめて小さかった。
【００６６】
〔参考例２〕
１）ＶＡＤ法により塩素が０．４％添加されたシリカガラス体を製造し、直径４ｍｍ、長さ６００ｍｍのコア部となるガラスロッドに加工した。ガラスロッドの比屈折率差はシリカガラスに対して０．０６％であった。
２）ＶＡＤ法により、フッ素が１．０％添加されたシリカガラス体を製造し、外径２５ｍｍ、内径４ｍｍ、長さ約５００ｍｍのクラッド部となるガラスパイプに加工した。ガラスパイプにＳＦ６を流しつつガラスパイプを１５００℃程度に加熱してガラスパイプの内面を気相エッチングし、ガラスパイプの内径を６ｍｍとした。ガラスパイプの比屈折率差はシリカガラスに対して−０．３３％であった。
３）２）で準備したガラスパイプ内に１）で準備したガラスロッドを挿入した。
４）ガラスパイプ内に一端から乾燥したＮ２を２０００ｓｃｃｍ流しながら他端より真空排気して、ガラスパイプ内圧を２．５ｋＰａとした。このとき、ガラスパイプ及びガラスロッドのその後の化学的清浄化工程、封止する工程、中実化する工程の各工程で５５０℃以上に加熱される部分の両端から２００ｍｍずつ長い範囲を、テープヒータで２００℃に加熱した。この状態を４時間保持した（乾燥工程）。
５）Ｃｌ２を流量５００ｓｃｃｍでガラスパイプ内に導入し、熱源により１１５０℃まで加熱することにより金属不純物を除去した。
６）ガラスパイプの乾燥工程における排気端側を熱源で加熱融着して封止した。
７）真空ポンプによってガラスパイプ内を０．０１ｋＰａ以下に減圧した後、乾燥したＮ２をガラスパイプ内に導入、真空ポンプを停止して１０５ｋＰａまで加圧した。これを３回繰り返し、ガラスロッド表面、ガラスパイプ内面の吸着ガス（主にＨ２Ｏ）を脱離させた。
８）ガラスパイプ及びガラスロッドを一体化（中実化）し、直径約２４．３ｍｍ、長さ４００ｍｍのガラス体を得た。このとき、ガラスパイプ内にはＣｌ２を５００ｓｃｃｍ、Ｏ２を５００ｓｃｃｍ導入した。ガラスパイプ内の圧力は大気圧に対して−１ｋＰａ、コラップス時のガラスパイプ１の外表面温度（放射温度計で測定した値）は１６００℃であった。
９）ガラス体の外周にＯＶＤ法によりフッ素が１．０％程度添加されたシリカガラスを合成し、コア部の径２ａに対するクラッド部の外径Ｄの比Ｄ／２ａが１５倍である光ファイバ母材を得た。
１０）光ファイバ母材を線引きし、ガラス部の外径が１２５μｍの光ファイバとした。
光ファイバのＯＨ基による伝送損失増加は、波長１．３８μｍにおいて０．０３ｄＢ／ｋｍであった。
【００６７】
〔比較例２〕
参考例２において、工程４）（乾燥工程）を省略して光ファイバを製造した。光ファイバのＯＨ基による伝送損失増加は、波長１．３８μｍにおいて２．０ｄＢ／ｋｍであった。
【実施例２】
【００６８】
１）参考例２の１）〜８）と同様にして、塩素が０．３５％添加されたシリカガラスからなるコア部とフッ素が１．１％添加されたシリカガラスからなるクラッド部を有し、直径約４４ｍｍ、長さ４００ｍｍのガラス体を得た。クラッド部に対するコア部の比屈折率差は、０．３９％であった。
２）ガラス体を外径１１．７ｍｍに延伸した後、機械的研削により外周を研削して外径６．４ｍｍ、長さ６００ｍｍのガラスロッドとした。
３）ＶＡＤ法で、フッ素が１．１％程度添加されたシリカガラス体を製造し、加工して外径４３ｍｍ、内径９ｍｍ、長さ約５００ｍｍの外側のクラッド部となるガラスパイプとした。パイプにＳＦ６を流しながら１５００℃程度に加熱し気相エッチング処理を実施した。
４）３）で準備したガラスパイプ内に２）で準備したガラスロッドを挿入した。
【００６９】
５）一端からガラスパイプ内に乾燥したＮ２を２０００ｓｃｃｍ流しながら、他端でガラスパイプ内圧が外気よりも低くならない程度に排気し、ガラスパイプ内圧を１０３ｋＰａとした。このとき、後の化学的清浄化工程、封止する工程、中実化する工程の各工程で５５０℃以上に加熱する部分の両端から２００ｍｍずつ長い範囲をテープヒータで１７０℃に加熱し、この状態を１時間保持し吹き流しパージを実施した（二回目の乾燥工程）。Ｎ２の流量はガラスパイプの加熱される部分の容積約６０ｃｍ３の約３５倍となっている。
６）Ｃｌ２を流量１０００ｓｃｃｍでガラスパイプ内に導入し、１１２０℃まで加熱することにより金属不純物を除去した。
７）ガラスパイプの排気端側を封止した。
８）サイクルパージを行った。
【００７０】
９）８）のガラスパイプ、ガラスロッドを一体化（中実化）し、直径４２ｍｍ、長さ４００ｍｍ、コア部の径２ａに対するクラッド部の外径Ｄの比Ｄ／２ａが１５倍である光ファイバ母材を得た。このときガラスパイプ内にはＣｌ２を１００ｓｃｃｍ、Ｏ２を９００ｓｃｃｍ導入した。ガラスパイプ内の圧力は大気圧に対して−４ｋＰａ、コラップス時のガラスパイプの外表面温度は１５００℃であった。
１０）光ファイバ母材を線引きし、ガラス部の外径が１２５μｍの光ファイバとした。
【００７１】
光ファイバのＯＨ基による伝送損失増加は、波長１．３８μｍにおいて０．０２ｄＢ／ｋｍであった。参考例２の８）のガラス体に対応する実施例２の１）のガラス体は酸水素火炎で直接加熱されないので、実施例２の光ファイバの伝送損失増加は参考例２の光ファイバに比べて小さくなっている。
【００７２】
〔比較例３〕
実施例２において、一回目及び二回目の乾燥工程を省略して光ファイバを製造した。光ファイバのＯＨ基による伝送損失増加は、波長１．３８μｍにおいて１．５ｄＢ／ｋｍであった。
【００７３】
参考例１、実施例１では乾燥工程で使用する熱源としてテープヒータ又はマントルヒータを用いたが、ほかの熱源、例えば、誘導炉、抵抗炉、レーザー等を用いることもできる。中実化工程の熱源として酸水素火炎バーナ、プラズマ火炎バーナを用いたが、誘導炉、抵抗炉など、他の熱源を用いることもできる。横型のガラス旋盤に代えて縦型の装置を用いてもよい。縦型の装置で熱分布が軸対称な熱源を用いた場合には、ガラスパイプ、ガラスロッドを回転する必要はない。またガラスパイプ、ガラスロッドの製法はこの種の技術分野で公知の手段、例えばＶＡＤ法、ＯＶＤ法、ＭＣＶＤ法、コラプス法のいずれをも用いることができる。ガラスパイプやガラスロッドの表面清浄化やサイズ調整のための機械的研削は化学的エッチング（気相、液相）によってもよい。なお、ガラスパイプのみを中実化する場合にも本発明を適用することができることは、言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１（Ａ）】本発明の乾燥工程の一実施形態である「吹き流しパージ」を示す概念であり、ガラスパイプのみの場合を示す。
【図１（Ｂ）】本発明の乾燥工程の一実施形態である「吹き流しパージ」を示す概念図であり、ガラスパイプ中にガラスロッドがある場合を示す。
【図２（Ａ）】本発明の乾燥工程の一実施形態である「サイクルパージ」を示す概念図であり、ガラスパイプが貫通している場合を示す。
【図２（Ｂ）】本発明の乾燥工程の一実施形態である「サイクルパージ」を示す概念図であり、ガラスパイプが貫通している場合を示す。
【図２（Ｃ）】本発明の乾燥工程の一実施形態である「サイクルパージ」を示す概念図であり、ガラスパイプが貫通している場合を示す。
【図２（Ｄ）】本発明の乾燥工程の一実施形態である「サイクルパージ」を示す概念図であり、ガラスパイプが途中で封止されている場合を示す。
【図３】ガラスパイプとハンドリングパイプを接続した状態を示す概念図である。
【図４（Ａ）】本発明の接続する工程の一実施形態を示す概念図である。
【図４（Ｂ）】本発明の接続する工程の一実施形態を示す概念図である。
【図４（Ｃ）】本発明の接続する工程の一実施形態を示す概念図である。
【図５】本発明のエッチングする工程の一実施形態を示す概念図である。
【図６】参考例１を説明する流れ図である。
【図７】実施例１を説明する流れ図である。
【図８】本発明の化学的清浄化工程の一実施形態を示す概念図である。
【図９（Ａ）】本発明の封止する工程の一実施形態を示す概念図である。
【図９（Ｂ）】本発明の封止する工程の一実施形態を示す概念図である。
【図１０（Ａ）】本発明の中実化する工程の一実施形態を示す概念図である。
【図１０（Ｂ）】本発明の中実化する工程の一実施形態を示す概念図である。
【図１１】加熱したシリカガラスから脱離する水分量を示す図表である。
【図１２】本発明のハンドリングパイプの一実施形態をガラスパイプ１１に接続した状態を示す概念図である。
【図１３】参考例１で得た光ファイバの屈折率プロファイルを示す図である。
【図１４】参考例１及び比較例１で得た光ファイバの伝送損失の波長特性を示す図である。
【図１５】実施例１で得た光ファイバの屈折率プロファイルを示す図である。
【図１６】実施例１で得た光ファイバの伝送損失の波長特性を示す図である。
【図１７】コラップス法を示す概念図である。
【図１８】波長１．４μｍ帯でのＯＨ基による波長伝送損失増を示す図である。
【符号の説明】
【００７５】
１  ガラスパイプ、２  ガラスロッド、３  熱源、
４  把持部、５  ガスライン、７  マントルヒータ、
７′テープヒータ、９  バルブ、１１  ガラスパイプ、
１２  ハンドリングパイプ、１３  ガラス旋盤、１４  封止材、
１５  放射部、１６  ハンドリングパイプ。
【図１（Ａ）】
0004487560.tif 000002
【図１（Ｂ）】
0004487560.tif 000003
【図２（Ａ）】
0004487560.tif 000004
【図２（Ｂ）】
0004487560.tif 000005
【図２（Ｃ）】
0004487560.tif 000006
【図２（Ｄ）】
0004487560.tif 000007
【図３】
0004487560.tif 000008
【図４（Ａ）】
0004487560.tif 000009
【図４（Ｂ）】
0004487560.tif 000010
【図４（Ｃ）】
0004487560.tif 000011
【図５】
0004487560.tif 000012
【図６】
0004487560.tif 000013
【図７】
0004487560.tif 000014
【図８】
0004487560.tif 000015
【図９（Ａ）】
0004487560.tif 000016
【図９（Ｂ）】
0004487560.tif 000017
【図１０（Ａ）】
0004487560.tif 000018
【図１０（Ｂ）】
0004487560.tif 000019
【図１１】
0004487560.tif 000020
【図１２】
0004487560.tif 000021
【図１３】
0004487560.tif 000022
【図１４】
0004487560.tif 000023
【図１５】
0004487560.tif 000024
【図１６】
0004487560.tif 000025
【図１７】
0004487560.tif 000026
【図１８】
0004487560.tif 000027