(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
クラッド用ガラスパイプ内に、コア用ガラスロッド、又はコア及びクラッド用ガラスロッドを挿入し、この両者を加熱炉によって加熱しながら上記ガラスパイプ内を減圧して、上記ガラスパイプとガラスロッドとの一体化及び延伸を同時に行う光ファイバ母材の製造方法であって、
上記ガラスパイプとガラスロッドとの一体化を、上記加熱炉への上記ガラスロッドの送り速度を、上記ガラスパイプの送り速度よりも遅い速度に調整することにより該ガラスロッドの長手方向に張力を付与し、それによって上記ガラスロッドが上記ガラスパイプの中心位置に位置するように、上記ガラスロッドを位置付勢した状態で行う
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において、
ガラスパイプ及びガラスロッドの断面積を、該ガラスパイプとガラスロッドとが一体化するときに所定のコア・クラッド比となるように設定する
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において、
加熱炉へのガラスロッドの送り速度を、ガラスパイプとガラスロッドとが長手方向に所望のコア・クラッド比で一体化するように調整する
ことを特徴とする光ファイバ母材の製造方法。
【請求項４】
請求項１において、
ガラスパイプとガラスロッドとの一体化を、該ガラスパイプ及びガラスロッドのいずれか一方又は双方をその長手方向軸周りに回転させながら行う
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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、クラッド用ガラスパイプ内に、コア用ガラスロッド、又はコア及びクラッド用ガラスロッドを挿入し、両者を加熱しながら上記ガラスパイプ内を減圧して、上記ガラスパイプとガラスロッドとの一体化及び延伸を同時に行う光ファイバ母材の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光ファイバ母材の製造方法の主なものとしては、ＯＶＤ（Outside Vapor-phase Deposition）法、ＶＡＤ（Vapor-phase Axial Deposition）法、ＭＣＶＤ（Modified Chemical Vapor Deposition）法の３つが挙げられる。ここで、ＶＡＤ法やＭＣＶＤ法においては、その生産性の観点から、コア又はコア及びクラッド用ガラスロッドを製造した後に、光ファイバ母材の大部分を占めることとなるクラッドを上記ガラスロッドの外周に、別工程によって形成する手法が採用されている。
【０００３】
具体的に上記クラッドの形成方法としては、上記ガラスロッドに対してスートと呼ばれるガラス微粒子を堆積させ、これを加熱して透明ガラス化する、いわゆる外付け法が知られている。
【０００４】
これに対し、別工程において予め製造されたクラッド用ガラスパイプ内に、上記コア又はコア及びクラッド用ガラスロッドを挿入し、このガラスパイプとガラスロッドとを一体化させる、いわゆるロッドインチューブ法も知られている（例えば、特公昭５６−４５８６７号公報参照）。このロッドインチューブ法としては、例えばバーナ火炎によって上記ガラスパイプ及びガラスロッドを加熱し、このバーナ火炎のガスによって上記ガラスパイプをコアロッドに押し付けるようにして両者を一体化させる方法が知られている。また、これとは異なり、上記ガラスパイプ内の圧力を減圧した状態で、上記ガラスパイプ及びガラスロッドを、その一端から他端に向かって順次、加熱炉などによって加熱することで、このガラスパイプ内外の圧力差によって、上記両者をその一端から他端に向かって順次一体化させる方法も知られている。
【０００５】
そして、上記のような製法によって製造された光ファイバ母材は線引き工程によって光ファイバとなるわけであるが、この線引き工程を上記ロッドインチューブ法による光ファイバ母材の製造と同時に行う方法も知られている（例えば、特開昭５０−８５３４５号公報参照）。
【０００６】
ところで、近年、生産コストの低減化等の観点から、光ファイバ母材を大型化及び長尺化することが求められており、このため、上記光ファイバ母材を大径とすることが行われている。
【０００７】
ところが、このような大径の光ファイバ母材をそのまま線引きすると、目標径の光ファイバに安定させるまでに長時間を要することとなってしまい、大量の母材を初期安定化に消費してしまうようになってしまう。その結果、上記光ファイバ母材から光ファイバへの歩留まりが悪化してしまい、本来低コスト化の目的で行った光ファイバ母材の大型化が、逆にその目的を達成できないものとなってしまうという不都合がある。
【０００８】
そこで、このような不都合を解消するために、通常は製造された大径の光ファイバ母材を、線引き工程の前に歩留まりが最大となる最適の径まで縮径させるべく光ファイバ母材を延伸するようにしている。そして、このような光ファイバ母材の延伸工程として、上記ガラスパイプ及びガラスロッドの一体化による光ファイバ母材の製造と同時に行うようにして、その生産性を向上させようとする方法が知られている（例えば、特開平７−１０５８０号公報参照）。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、本発明者が、大径かつ長尺のガラスパイプと、これに対応した長尺のガラスロッドとを用いて大型かつ長尺の光ファイバ母材を製造したところ、その光ファイバ母材は、コアの偏心量が大きくなってしまった。
【００１０】
このコア偏心量の増大は、上記大径のガラスパイプを十分に溶融させるために、加熱炉を大型かつ大出力のもの（例えば炉の外径が１０００ｍｍ、内径が２２０ｍｍ、出力が７００ｋＶＡ）にしたことと、ガラスロッドを長尺にすることでこのガラスロッドの曲がりが生じてしまうこととが複合することによって生じたと考えられる。
【００１１】
すなわち、こうした大型の加熱炉では、加熱炉の上端開口から熱が逃げやすいため、ガラスパイプの外表面の温度が低下し易くなってしまう。ガラスパイプの外表面の温度が低下してしまうと、製造された光ファイバ母材の外表面が粗くなってしまう。そこで、上記大型の加熱炉を用いるときは、その出力を、ガラスパイプとガラスロッドとを一体化させるために必要な出力よりも高く設定してガラスパイプ外表面を高温に保つようにしている。
【００１２】
ところが、加熱炉の出力を高めると、それだけ上記ガラスパイプやガラスロッドに大きな熱量が与えられる。このとき、上記ガラスパイプは純粋な石英により形成されているのに対し、ガラスロッドは、光ファイバにおいてコアとなる部分にＧｅＯ2等が添加された石英により形成されている。このため、ガラスロッドの軟化温度は、純粋石英であるガラスパイプの軟化温度よりも低い。その結果、上記加熱炉の出力を高めることで、上記ガラスロッドが容易に変形する状態まで溶融してしまうようになる。
【００１３】
このようにガラスロッドが変形し易い状態であっても、上記ガラスロッドが長手方向に曲がりがなく、かつこのガラスロッドがガラスパイプに対し同軸に内挿されていれば、光ファイバ母材におけるコアの偏心は生じない。つまり、ガラスパイプは一体化の際にその周方向に均一に縮径するため、ガラスロッドに曲がり等がなければ、このガラスパイプはガラスロッドに対し、その周方向に均一に接触するようになる。このため、上記ガラスロッドがガラスパイプの中心位置に位置した状態で両者が一体化することになり、その結果、光ファイバ母材におけるコアの偏心は生じない。
【００１４】
しかしながら、上記ガラスロッドには、その端部に補助杆が接合されるため、この補助杆の接合部分において曲がりが生じてしまう（尚、この補助杆は把持手段に把持されるものであって、この把持手段によって、上記ガラスロッドをガラスパイプ内に位置づけるようにしていると共に、このガラスロッドを加熱炉内に導入可能にしている）。特に上記ガラスロッド及び補助杆が長尺になるとその曲がり量は大きくなってしまう。こうした曲がりが生じているガラスロッド（ガラスロッド及び補助杆）をガラスパイプ内に内挿したときには、このガラスロッドをガラスパイプに対して同軸に内挿したとしても、ガラスロッドはガラスパイプに対して相対的に傾くようになってしまい、パイプガラスパイプとガラスロッドとの間の隙間（クリアランス）の大きさが、ガラスパイプの周方向に対してばらついて、クリアランスが小さい箇所ができてしまう。
【００１５】
こうしたクリアランスが小さい箇所が存在する場合には、ガラスパイプが縮径したときに、このクリアランスが小さい箇所だけ他の箇所よりも先にガラスロッドと接触してしまうようになる。このときにガラスロッドがその形状を保つ程度の剛性を有していれば、コア偏心はそれほど大きくはならないものの、上述したように、上記ガラスロッドが溶融して変形し易い状態であるときは、このガラスロッドの溶融ガラスがその表面張力によってガラスパイプ側に引っ張られるようになる。これにより、上記ガラスパイプとガラスロッドとが一体化する付近では、このガラスパイプとガラスロッドとの相対位置がずれるようになってしまう。ガラスパイプとガラスロッドとの相対位置が一旦ずれてしまうと、このガラスパイプとガラスロッドとが一体化するに伴い、そのずれは大きくなってしまうようになる。
【００１６】
こうして大径かつ長尺のガラスパイプと、長尺のガラスロッドとを用いて大型かつ長尺の光ファイバ母材を製造するときには、コアの偏心量が大きくなってしまうと考えられる。
【００１７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ガラスパイプとガラスロッドとの一体化及び延伸を同時に行う光ファイバ母材の製造において、コアの偏心が抑制された光ファイバ母材を製造することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、ガラスパイプとガラスロッドとを一体化するときにガラスロッドの長手方向に張力を付与することによって、ガラスロッドの溶融ガラスをガラスパイプ側に引っ張る表面張力に対抗するようにした。
【００１９】
具体的に、本発明は、クラッド用ガラスパイプ内に、コア用ガラスロッド、又はコア及びクラッド用ガラスロッドを挿入し、この両者を加熱炉によって加熱しながら上記ガラスパイプ内を減圧して、上記ガラスパイプとガラスロッドとの一体化及び延伸を同時に行う光ファイバ母材の製造方法を対象とし、上記ガラスパイプとガラスロッドとの一体化を、該ガラスロッドの長手方向に張力を付与し、それによって上記ガラスロッドが上記ガラスパイプの中心位置に位置するように、上記ガラスロッドを位置付勢した状態で行うことを特定事項とするものである。
【００２０】
こうすることで、ガラスパイプとガラスロッドとを一体化するときに、ガラスパイプにおける周方向の一部の箇所だけが上記ガラスロッドに接触して、ガラスロッドの溶融ガラスがその表面張力によりガラスパイプ側に引っ張られたときでも、ガラスロッドに作用する長手方向の張力によって、上記表面張力に対抗することができる。すなわち、ガラスロッドの長手方向に付与する張力によって、ガラスロッドがガラスパイプの中心位置に位置するように、このガラスロッドを位置付勢することができる。この状態で、ガラスパイプとガラスロッドとを一体化することにより、コアの偏心が増大してしまうことを防止して、その偏心量を最小限に抑制することができる。
【００２１】
その結果、大型かつ大出力の加熱炉を用いると共に、例えば外径が１５０ｍｍ以上の大径のガラスパイプ、及び外径が３５ｍｍ以上の大径のガラスロッドを用いて光ファイバ母材を製造するときにも、コア偏心が抑制されて光ファイバ母材を製造することができる。
【００２２】
尚、ガラスロッドの長手方向に張力を付与することで、コアの偏心を抑制するには、ガラスパイプとガラスロッドとが最初に一体化するときに、言い換えるとガラスパイプとガラスロッドとが一体化を開始する端部においては、上記ガラスロッドがガラスパイプの中心位置に位置していることが重要である。もしガラスパイプとガラスロッドとが一体化を開始する端部において、上記ガラスロッドがガラスパイプの中心位置からずれていると、ガラスロッドの長手方向に張力を付与しても、ガラスロッドは、ガラスパイプの中心位置からずれた位置のままで、位置付勢されてしまう。これに対し、ガラスパイプとガラスロッドとが一体化を開始する端部において、上記ガラスロッドがガラスパイプの中心位置に位置していると、ガラスロッドの長手方向に付与する張力によって、このガラスロッドはガラスパイプの中心位置において位置付勢され、これにより、コアの偏心が抑制されるようになる。
【００２３】
ここで、ガラスロッドの長手方向に張力を付与するには、例えば加熱炉へのガラスロッドの送り速度を、ガラスパイプの送り速度よりも遅い速度に調整することにより行ってもよい。
【００２４】
こうすることで、上記ガラスパイプとガラスロッドとの一体化を開始する端部において両者が一体化すると、このガラスロッドの送り速度がガラスパイプの送り速度よりも遅いため、ガラスロッドは上記ガラスパイプによって長手方向に引っ張られるようになる。こうして、上記ガラスロッドの長手方向に張力を付与することが可能になる。
【００２５】
ここで、上記ガラスロッドの送り速度は、このガラスロッドが破断しない程度の張力がこのガラスロッドに作用するように調整する必要がある。従って、ガラスロッドの送り速度ＶRは、ガラスパイプの送り速度をＶPとしたときに、０．９≦ＶR／ＶP＜１．０を満たすように設定するのが好ましい。
【００２６】
上記ガラスパイプ及びガラスロッドの断面積は、該ガラスパイプとガラスロッドとが一体化するときに所定のコア・クラッド比となるように設定するのが好ましい。ここで、コア・クラッド比（以下、Ｃ／Ｃとも言う）とは、クラッド径をコア径で割った値をいう。
【００２７】
すなわち、加熱炉へのガラスロッドの送り速度を、ガラスパイプの送り速度よりも遅い速度に調整したときには、ガラスロッドとガラスパイプとを同じ速度で送った場合と比べて、単位時間あたりのガラスロッドの送り量が、ガラスパイプの送り量に対して相対的に低下する。このため、ガラスパイプとガラスロッドとが一体化したときにガラスロッドの断面積がガラスパイプの断面積に対して相対的に小さくなり、完成した光ファイバ母材におけるＣ／Ｃが、所定のＣ／Ｃにならなくなってしまう。このため、上記ガラスロッドの送り量の低下分を考慮して、予めガラスパイプ及びガラスロッドの断面積を設定することで、具体的には、ガラスロッドの断面積を、ガラスパイプの送り速度とガラスロッドの送り速度とを同じにする場合よりも大に設定することで、ガラスロッドの送り速度をガラスパイプの送り速度よりも遅くしても、ガラスパイプとガラスロッドとは所定のＣ／Ｃで一体化する。
【００２８】
請求項４又は請求項５に係る発明は、より高精度の光ファイバ母材が製造可能となる発明である。
【００２９】
すなわち、特に大型かつ長尺の光ファイバ母材の製造において問題となる点であるが、このような光ファイバ母材の製造に用いられる、例えばＶＡＤ法等によって製造されるガラスロッドは、そのコア径、コアとクラッド間の屈折率差、あるいはガラスロッドのＣ／Ｃが長手方向に変化したものとなってしまう場合がある。
【００３０】
この場合、線引きした光ファイバのカットオフ波長が、所望の値に仕上がるように、ガラスロッドを長手方向に分割した上でこの分割したガラスロッドの構造に適した目標Ｃ／Ｃを求め、その値に光ファイバ母材が仕上がるように分割したガラスロッド単位で製造工程を個別に調整する必要がある。つまり、コア径が大きめのガラスロッド部分や、Ｃ／Ｃが小さめのガラスロッド部分が存在する場合、ガラスパイプとガラスロッドとを同じ送り速度で一体化すれば、製造された光ファイバ母材のＣ／Ｃは、その長手方向に、ガラスロッドの構造ばらつきを反映した形で変化してしまうようになる。このため、上記コア径が大きいガラスロッド部分は、この部分を切り出して、この切り出したガラスロッドをより細径に修正して使用していた。また、コアとクラッドとの間の屈折率差が高いガラスロッド部分は、当該ガラスロッド部分を切り出した上で目標Ｃ／Ｃを高めに設定して母材化していた。
【００３１】
しかし、分割した短尺のガラスロッド単位で、個別に製造工程を調整することは、せっかく大型に製造したガラスロッドを小型で多数の光ファイバ母材に仕上げることとなってしまい、歩留まりの低下を招いたり、製造工程管理が複雑になったりするなど問題が多い。
【００３２】
この問題を解決するためには、請求項４記載の如く、ガラスロッドの送り速度を、ガラスパイプとガラスロッドとが長手方向に所望のコア・クラッド比で一体化するように調整してもよい。ここで、「ガラスパイプとガラスロッドとが長手方向に所望のコア・クラッド比で一体化する」とは、ガラスロッドのコア径、又はコアとクラッドとの間の屈折率差とが長手方向にばらついていても、これらのばらつきがキャンセルされた、目標コア・クラッド比の光ファイバ母材となるように上記ガラスパイプとガラスロッドとを一体化することを意味する。
【００３３】
そして、この場合、長手方向にコア径、コアとクラッドとの間の屈折率差、又はＣ／Ｃが変化したようなガラスロッドであっても、ガラスパイプとガラスロッドとが所望のＣ／Ｃとした状態で一体化される。例えばコアとクラッドとの間の屈折率差は長手方向にそろっているものの、Ｃ／Ｃが一体化が開始される端部から一体化が終了する端部に向かって増加しているようなガラスロッドの場合には、このガラスロッドの送り速度を一体化が進むにつれて増速するように微調整すれば、長手方向に所望のＣ／Ｃとなった光ファイバ母材が製造される。また、例えばＣ／Ｃが長手方向にそろっているものの、コアとクラッドとの間の屈折率差は一体化が開始される端部から一体化が終了する端部に向かって増加しているようなガラスロッドの場合には、上記とは逆にこのガラスロッドの送り速度を一体化が進むにつれて減速するように微調整すれば、長手方向に所望のＣ／Ｃとなった光ファイバ母材が製造される。さらに、例えばコアとクラッドとの間の屈折率差、及びＣ／Ｃの双方が一体化が開始される端部から一体化が終了する端部に向かって増加しているようなガラスロッドの場合には、微少区間毎の目標Ｃ／Ｃを求め、このガラスロッドの送り速度を増減調整する。これにより、各位置におけるコア構造に応じた目標Ｃ／Ｃなる構造が連続的に得られるようになり、長手方向に所望のＣ／Ｃとなった光ファイバ母材が製造される。
【００３４】
そして、このような処理を行った大型光ファイバ母材から線引きした光ファイバは、その長手方向に安定したカットオフ波長を持つことになり、光ファイバの歩留まりが向上して低コストの光ファイバの製造が実現する。
【００３５】
ここで、ガラスロッドの送り速度の制御としては、例えば、両者を一体化する前に予めガラスロッドのコア径、コアとクラッドとの間の屈折率差、あるいはＣ／Ｃの長手方向に対する変化量を測定、又は予測しておき、これに基づいて組まれた制御プログラムによって、ガラスロッドの送り速度を制御するようにしてもよい。また、ガラスロッドのコアとクラッドとの間の屈折率差が長手方向にそろっている場合には、両者の一体化の最中にＣ／Ｃを測定して、この測定値に基づいてガラスロッドの送り速度を制御するフィードバック制御を行うようにしてもよい。尚、ガラスロッドではなく、ガラスパイプの送り速度を制御するようにしてもよい。
【００３６】
また、請求項５記載の如く、ガラスパイプとガラスロッドとの一体化を、該ガラスパイプ及びガラスロッドのいずれか一方又は双方をその長手方向軸周りに回転させながら行うようにすると、光ファイバ母材の長手方向中心軸に対する軸対称性が向上することからコア偏心量がより一層低減される。また、このコア偏心量のさらなる低減化に伴い偏波分散特性が向上し、より高精度の光ファイバが得られる光ファイバ母材が製造される。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明における光ファイバ母材の製造方法によれば、ガラスロッドの長手方向に張力を付与した状態で、ガラスパイプとガラスロッドとの一体化及び延伸を行うことによって、コアの偏心を抑制した光ファイバ母材を製造することができる。
【００３８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基いて説明する。
【００３９】
図１は、光ファイバ母材の製造中の状態を示し、１はクラッド用ガラスパイプ、２はコア用、又はコア及びクラッド用ガラスロッド、３は上記ガラスパイプ１及びガラスロッド２の双方を加熱するヒータである。上記ガラスパイプ１としては、例えば、ＯＶＤ法等にて製造されたものを用いるようにすればよい。また、上記ガラスロッド２は、ＶＡＤ法によってガラス微粒子を堆積させたガラス微粒子堆積体を焼結した後に、延伸して製造したものや、ＭＣＶＤ法でクラッドパイプ内面にコアガラスを形成し中実化したものとすればよい。さらに、上記ヒータ３を備える加熱炉としては、具体的には、カーボン抵抗加熱炉や高周波誘導加熱炉を用いるようにすればよい。
【００４０】
そして、上記ガラスパイプ１及びガラスロッド２は、それぞれの上端が、図示省略の補助パイプ及び補助杆を介して把持装置（図示省略）に把持されている。この把持装置は、ガラスロッド２をその長手方向軸周りに回転させるように構成されており、これにより、上記ガラスロッド２を必要に応じて回転させながらガラスパイプ１と一体化させることが可能にされている。また、この把持装置は、上記ガラスパイプ１とガラスロッド２とをそれぞれ下方に移動させて両者１，２をヒータ３内に送るように構成されており、その移動速度、すなわちヒータ３への送り速度は、上記ガラスパイプ１とガラスロッド２とで互いに異なる速度（ＶP，ＶR）とすることができるように構成されている（図１の矢印参照）。このガラスパイプ１及びガラスロッド２の送り速度ＶP，ＶRは、ガラスロッド２の外径、及びガラスロッド２のＣ／Ｃ、又はコアとクラッドとの間の屈折率差の長手方向に対する変化量の測定値に基づいて組まれた制御プログラムによって制御するようにしている。
【００４１】
また、上記ガラスパイプ１内は図示省略の排気装置につながっており、この排気装置を作動させることで、上記ガラスパイプ１内が減圧されるように構成されている。さらに、上記ガラスパイプ１とガラスロッド２とを一体化した光ファイバ母材４は、その下方に備えられた図示省略の引取り装置によって引取られるように構成されており、これにより上記光ファイバ母材４が延伸されるようになっている（図１の矢印参照）。こうして、ガラスパイプ１とガラスロッド２との一体化と、このガラスパイプ１とガラスロッド２とを一体化した光ファイバ母材４の延伸とが同時に行われるようになっている
次に、上記光ファイバ母材４の製造方法について、さらに詳しく順を追って説明すると、まず、上記ガラスパイプ１及びガラスロッド２それぞれの上端に接合した補助パイプ及び補助杆を把持装置によって把持した状態で、このガラスパイプ１内にガラスロッド２を挿入する。そして、上記ガラスパイプ１（補助パイプ）の上部に、排気装置に接続が可能な蓋をセットする。これにより、上記ガラスロッド２は、この蓋の中央部に設けられた貫通孔内を摺動可能な状態で、上記ガラスパイプ１と同軸に把持される。
【００４２】
この状態で、上記ガラスパイプ１内を排気装置によって減圧しながら上記ガラスパイプ１とガラスロッド２とをそれぞれ下方に移動させる（図１の矢印参照）。このとき、ガラスロッド２の送り速度ＶRは、ガラスパイプ１の送り速度ＶPよりも遅い速度となるように制御されている。また、上記ガラスロッド２のＣ／Ｃ等が長手方向に対して変化している場合には、予め設定した制御プログラムによって、その送り速度ＶRが微調整されて、上記ガラスパイプ１とガラスロッド２とが一体化したときに、所定のＣ／Ｃとなるようにされている。
【００４３】
こうして、上記ガラスパイプ１及びガラスロッド２の下端部がヒータ３内に導入されるようになり、これにより、この両者１，２の下端部がヒータ３によって加熱されるようになる。そして、上記ガラスパイプ１の下端部が溶融すると共に、その内外の圧力差によって縮径することで、上記ガラスロッド２と一体化するようになる。この一体化を開始したガラスパイプ１及びガラスロッド２は、さらに下方へ送られるため、このガラスパイプ１及びガラスロッド２は、その下端から上端に向かって長手方向に順次加熱されるようになり、これにより、上記ガラスパイプ１及びガラスロッド２は、その下端から上端に向かって順次一体化するようになる。この一体化した光ファイバ母材４は、引取り装置によって引取られることで延伸される。このようにして、ガラスパイプ１とガラスロッド２との一体化と延伸とが同時に行われて、光ファイバ母材４が製造される。
【００４４】
そして、本実施形態に係る光ファイバ母材の製造方法においては、ガラスパイプ１とガラスロッド２とを一体化するときに、このガラスロッド２の送り速度ＶRを、ガラスパイプ１の送り速度ＶPによりも遅く設定している。これにより、上記ガラスパイプ１とガラスロッド２とがその下端部において一体化すると、上記ガラスロッド２は上記ガラスパイプ１によって長手方向に引っ張られるようになる。その結果、上記ガラスロッド２は、その長手方向に張力が付与された状態にされている。
【００４５】
こうして、ガラスロッド２の長手方向に張力を付与した状態で、このガラスパイプ１とガラスロッド２との一体化及び延伸を行うことにより、コアの偏心を抑制して光ファイバ母材４を製造することができる。
【００４６】
すなわち、上記ガラスロッド２に曲がりが生じていることで、ガラスパイプ１が縮径したときに、このガラスパイプ１における周方向の一部の箇所だけがガラスロッド２が接触してしまい、上記ガラスロッド２の溶融ガラスがその表面張力によってガラスパイプ側に引っ張られるときでも、このガラスロッド２には、その長手方向の張力が付与されているため、その表面張力に対抗することができる。これにより、このガラスロッド２はガラスパイプ１の中心位置に位置するように位置付勢されるようになる。この状態で、ガラスパイプ１とガラスロッド２とが一体化するため、光ファイバ４におけるコアの偏心量は、最小限に抑制されるようになる。
【００４７】
この方法によれば、大型かつ大出力の加熱炉を用い、例えば外径が１５０ｍｍ以上の大径のガラスパイプ１、及び外径が３５ｍｍ以上の大径のガラスロッド２によって光ファイバ母材４を製造するときでも、コアの偏心を抑制して光ファイバ母材４を製造することができる。
【００４８】
尚、ガラスロッド２の長手方向に張力を付与することにより、コアの偏心を抑制するには、ガラスパイプ１とガラスロッド２とが一体化を開始する端部においては、上記ガラスロッド２がガラスパイプ１の中心位置に位置していることが重要である。
【００４９】
つまり、ガラスパイプ１とガラスロッド２とが一体化を開始する端部において、上記ガラスロッド２がガラスパイプ１の中心位置からずれている場合、言い換えると、ガラスパイプ１とガラスロッド２とが最初に一体化したときにコアが偏心している場合は、ガラスロッド２の長手方向に張力を付与しても、このガラスロッド２がガラスパイプ１の中心位置に移動することはなく、このガラスロッド２は、ガラスパイプ１の中心位置からずれた位置において位置付勢されるようになる。このため、ガラスパイプ１とガラスロッド２との一体化が進むにつれてコアの偏心がさらに大きくなることは防止できるものの、ガラスパイプ１とガラスロッド２とが最初に一体化したときに生じたコアの偏心を小さくすることはできない。
【００５０】
従って、ガラスパイプ１とガラスロッド２とが一体化を開始する端部において、上記ガラスロッド２をガラスパイプ１の中心位置に位置させておくことが、コアの偏心量を低減させる上で重要になる。
【００５１】
また、上記ガラスロッド２の送り速度ＶRは、このガラスロッド２が破断しない程度の張力がこのガラスロッド２に作用するように調整することが必要であり、例えば０．９≦ＶR／ＶP＜１．０を満たすように設定するのが好ましい。
【００５２】
さらに、ガラスロッド２の送り速度ＶRをガラスパイプ１の送り速度ＶPよりも遅くすると、単位時間あたりのガラスロッド２の送り量が、ガラスパイプ１の送り量に対して相対的に低下するため、ガラスパイプ１とガラスロッド２とが一体化したときにガラスロッド２の断面積がガラスパイプ１の断面積に対して相対的に小さくなる。このため、完成した光ファイバ母材４におけるＣ／Ｃが、所定のＣ／Ｃにならなくなる虞がある。そこで、ガラスロッド２の送り量が低下してしまう分を考慮して、予めガラスパイプ１及びガラスロッド２の断面積を設定しておくことが好ましい。こうすることで、ガラスロッド２の送り速度ＶRをガラスパイプ１の送り速度ＶPよりも遅くしても、所定のＣ／Ｃで、ガラスパイプ１とガラスロッド２とを一体化させることができる。
【００５３】
また、ガラスロッド２のＣ／Ｃ、又はコアとクラッドと間の屈折率差が長手方向に変化しているときには、このガラスロッド２の送り速度ＶRを微増減させる制御をすることで、所望のＣ／Ｃとなった光ファイバ母材４を製造することができるようになる。
【００５４】
さらに、ガラスロッド２を軸周りに回転させながらガラスパイプ１と一体化することによって、光ファイバ母材４の長手方向中心軸に対する軸対称性が向上するようになり、光ファイバ母材４のコア偏心量をより一層低減させることができるようになる。
【００５５】
＜他の実施形態＞
尚、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その他種々の実施形態を包含するものである。すなわち、上記実施形態では、ガラスロッド２の送り速度ＶRの制御として、予め制御プログラムを組み、これによって制御するようにしているが、これに限らず、例えばガラスパイプ１とガラスロッド２との一体化の最中にコア径を測定して、この測定したコア径に基づいて送り速度ＶRを制御するフィードバック制御を行うようにしてもよい。
【００５６】
また、上記実施形態では、ガラスロッド２を回転させるようにしているが、これに限らず、例えばガラスパイプ１を回転させるようにしてもよい。この場合であっても、光ファイバ母材４の長手方向中心軸に対する軸対称性が向上するようになり、光ファイバ母材４のコア偏心量をより一層低減させることができるようになる。尚、ガラスパイプ１及びガラスロッド２の双方を回転させるようにしてもよい。
【００５７】
【実施例】
本発明に係る光ファイバ母材４の製造方法に関し行った実験について説明する。
【００５８】
表１は、コア及びクラッド用のガラスロッド２（ＶＡＤロッド）の送り速度ＶRをガラスパイプ１（パイプ）の送り速度ＶPよりも遅くして光ファイバ母材４を製造した例（実施例）と、ガラスロッド２の送り速度ＶRをガラスパイプ１の送り速度ＶPと同じにして光ファイバ母材４を製造した例（比較例）とにおいて、光ファイバ母材４におけるコア偏心量について評価した実験結果を示している。
【００５９】
【表１】
0004450533.tif 000002
【００６０】
つまり、ガラスパイプ１の送り速度ＶPは、実施例及び比較例とも１０ｍｍ／分とするのに対し、ガラスロッド２の送り速度ＶRは、実施例では９．６ｍｍ／分とする一方、比較例では１０ｍｍ／分とした。
【００６１】
また、実施例においては、ガラスロッド２の送り速度ＶRがガラスパイプ１の送り速度ＶPに比べて遅いことから、光ファイバ母材４におけるＣ／Ｃが所定の値となるように、ガラスロッド２の外径を、比較例におけるガラスロッド２の外径に比べて大きくしている（実施例５１ｍｍ、比較例５０ｍｍ）。また、実施例におけるガラスロッド２のコア径も、比較例におけるガラスロッド２のコア径に比べて大きくしている（実施例１３．０ｍｍ、比較例１２．５ｍｍ）。尚、ガラスパイプ１の内径及び外径は、実施例及び比較例ともにそれぞれ５４ｍｍ及び１８２ｍｍに設定されている。また、上記ガラスパイプ１とガラスロッド２とを一体化した光ファイバ母材４は、実施例及び比較例ともに、その外径が６０ｍｍとなるまで延伸されている。
【００６２】
表１より、比較例では光ファイバ母材４におけるコア偏心量が０．３ｍｍであるのに対し、ガラスロッド２の送り速度ＶRを遅くすることでこのガラスロッド２の長手方向に張力を付与した実施例では、光ファイバ母材４におけるコア偏心量が０．１ｍｍと極めて小さくなっている。つまり、上述したように、ガラスロッド２の長手方向に付与する張力によって、ガラスロッド２がガラスパイプ１の中心位置において位置付勢され、その結果、コアの偏心量が抑制されたものと考えられる。
【００６３】
以上の結果から、ガラスロッド２の長手方向に張力を付与してガラスパイプ１とガラスロッド２との一体化及び延伸を行う本発明に係る光ファイバ母材の製造方法は、コアの偏心量を低下して大型の光ファイバ母材を製造することができるといえる。
【図面の簡単な説明】
【図１】光ファイバ母材の製造中の状態を示す斜視説明図である。
【符号の説明】
１            ガラスパイプ
２            ガラスロッド
３            ヒータ（加熱炉）
４            光ファイバ母材
【図１】
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