(57)【要約】【課題】光ファイバ母材の空孔への水分の進入を防ぎ、ヒドロキシ基に起因する波長１３８３ｎｍ付近の光の伝送損失の増大を防止することができる光ファイバの線引装置を提供する。【解決手段】ファイバ軸方向に沿って空孔３２を有する光ファイバ母材３３を空孔３２を維持しつつ線引きするための光ファイバの線引装置１０において、線引き中に空孔径が一定となるよう空孔３２内に不活性ガスを供給するための配管１１がステンレスからなるものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ファイバ軸方向に沿って空孔を有する光ファイバ母材を前記空孔を維持しつつ線引きするための光ファイバの線引装置において、
線引き中に空孔径が一定となるよう前記空孔内に不活性ガスを供給するための配管が水分を吸収しない材料からなることを特徴とする光ファイバの線引装置。
【請求項２】
前記配管の途中に前記不活性ガス中の水分濃度を低下させるための精製器を設ける請求項１に記載の光ファイバの線引装置。
【請求項３】
前記配管はＳＵＳからなる請求項１又は２に記載の光ファイバの線引装置。
【請求項４】
前記配管は、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ４３０、ＳＵＳ３１６の少なくとも１つからなる請求項１又は２に記載の光ファイバの線引装置。
【請求項５】
前記配管の内面は電解研磨されている請求項３又は４に記載の光ファイバの線引装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空孔を有する光ファイバの線引装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
空孔を有する光ファイバ（フォトニック結晶ファイバ）は、フォトニック結晶の概念を光ファイバに適用したものであり、空孔の間隔や空孔径を変えることで、光ファイバに、高非線形性、分散制御性、偏波保持性、単一モード動作といった特性を持たせることが可能となる。
【０００３】
フォトニック結晶ファイバは、光導波原理によって、全反射型のホーリファイバや、フォトニックバンドギャップ型の中空コアフォトニックバンドギャップファイバ、ブラッグファイバ、全固体フォトニックバンドギャップファイバ等の種類に分けられる。
【０００４】
図３に示すように、このフォトニック結晶ファイバ３１は、光ファイバの線引装置３０によって、ファイバ軸方向に伸びる１個以上の空孔３２が形成された石英ガラスからなる光ファイバ母材３３を、線引炉３４内に設置されたヒータ３５の熱によって溶融延伸（線引き）することにより製造される。
【０００５】
このとき、ガス供給源３６から配管３７、キャップ３８を介して空孔３２へと不活性ガスを流入させ、空孔３２内部を加圧することで、空孔３２の径を一定に保つようにしている（例えば、特許文献１参照）。光ファイバ母材３３の上端部は、キャップ３８によって気密状態が保たれており、不活性ガスの供給量は空孔径が一定になるように制御される。
【０００６】
この不活性ガスを供給するための配管３７としては、可燃性や毒性のないものとするためにナイロンチューブを用いていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−１４５６３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、ナイロンチューブは、雰囲気中の水分を吸収し、それによりナイロンチューブ内を流れる不活性ガスの水分含有量を増大させる。この水分含有量が増大した不活性ガスが空孔に流入すると、不活性ガス中の水分に含まれる水素が石英ガラスに吸収され、石英ガラスの格子欠陥と結合してヒドロキシ基を生成する。石英ガラス中のヒドロキシ基は、波長１３８３ｎｍ付近において光の伝送損失に悪影響を与えてしまう。
【０００９】
つまり、ナイロンチューブからなる配管を用いて光ファイバ母材の空孔に不活性ガスを供給すると、コア周辺に存在する水素が容易にコアに浸透し、波長１３８３ｎｍ付近において光の伝送損失が増大する。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、光ファイバ母材の空孔への水分の進入を防ぎ、ヒドロキシ基に起因する波長１３８３ｎｍ付近の光の伝送損失の増大を防止することができる光ファイバの線引装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この目的を達成するために創案された本発明は、ファイバ軸方向に沿って空孔を有する光ファイバ母材を前記空孔を維持しつつ線引きするための光ファイバの線引装置において、線引き中に空孔径が一定となるよう前記空孔内に不活性ガスを供給するための配管が水分を吸収しない材料からなる光ファイバの線引装置である。
【００１２】
前記配管の途中に前記不活性ガス中の水分濃度を低下させるための精製器を設けると良い。
【００１３】
前記配管はＳＵＳからなると良い。
【００１４】
前記配管は、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ４３０、ＳＵＳ３１６の少なくとも１つからなると良い。
【００１５】
前記配管の内面は電解研磨されていると良い。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、光ファイバ母材の空孔への水分の進入を防ぎ、ヒドロキシ基に起因する波長１３８３ｎｍ付近の光の伝送損失の増大を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態に係る光ファイバの線引装置を示す概略図である。
【図２】高純度ヘリウムを用いた場合と通常ヘリウムを用いた場合の波長と光の伝送損失との関係を示す図である。
【図３】従来技術に係る光ファイバの線引装置を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面にしたがって説明する。
【００１９】
図１に示すように、本実施の形態に係る光ファイバの線引装置（以下、単に線引装置という）１０は、ファイバ軸方向に沿って空孔３２を有する光ファイバ母材３３を空孔３２を維持しつつ線引きしてフォトニック結晶ファイバ３１を製造するためのものであり、線引炉３４と、線引炉３４内に設けられたヒータ３５と、空孔３２内に不活性ガスを供給するための配管１１と、配管１１に不活性ガスを供給するガス供給源３６と、配管１１と光ファイバ母材３３との間を気密して配管１１からの不活性ガスを光ファイバ母材３３の空孔３２に漏れなく供給するためのキャップ３８と、を備える。
【００２０】
線引炉３４は、光ファイバ母材３３を線引きするためのものであり、線引炉３４内に設けられたヒータ３５で光ファイバ母材３３を加熱して溶融させ、溶融した光ファイバ母材３３をその自重により重力方向下方に延伸させる。
【００２１】
この線引きの際に、不活性ガスがガス供給源３６から配管１１とキャップ３８とを介して光ファイバ母材３３の空孔３２に供給され、線引き中に空孔径が一定となるように制御される。
【００２２】
不活性ガスとしては、ヘリウムガス、アルゴンガス、窒素ガス、又はそれらの混合ガスを用いることが可能である。
【００２３】
配管１１は、雰囲気中の水分を吸収し、それにより配管１１内を流れる不活性ガスの水分含有量を増大させることのない材料（例えば、ステンレス（ＳＵＳ））からなる。具体的には、配管１１は、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ４３０、ＳＵＳ３１６の少なくとも１つからなると良い。これにより、光ファイバ母材３３の空孔３２への水分の進入を防ぎ、ヒドロキシ基に起因する波長１３８３ｎｍ付近の光の伝送損失の増大を防止することができる。
【００２４】
ところで、前述した構成によれば配管１１を介しての水分の進入を防止することができるが、ガス供給源３６から供給される不活性ガスにもとから水分が含まれている場合もある。
【００２５】
この場合、不活性ガス中の水分に含まれる水素が石英ガラスに吸収され、石英ガラスの格子欠陥と結合してヒドロキシ基を生成し、このヒドロキシ基に起因して波長１３８３ｎｍ付近における光の伝送損失が増大してしまう。
【００２６】
そこで、配管１１の途中に不活性ガス中の水分濃度を低下させるための精製器１２を設けることで、たとえガス供給源３６から供給される不活性ガスにもとから水分が含まれていても、精製器１２で不活性ガスを純化して不活性ガス中の水分を除去することができ、ヒドロキシ基に起因する光の伝送損失の増大を防止することができる。
【００２７】
精製器１２としては、不活性ガス中の水分を吸着するもの、例えば、合成ゼオライト、アルミナ、シリカゲルを用いることができる。
【００２８】
また、配管１１の内面は電解研磨されていることが好ましい。これにより、配管１１の内面に凹凸が無くなり、平坦になるので、水分付着面積を減少させることができ、水分汚染を低減することが可能となる。
【００２９】
これらの施策により、不活性ガスの露点温度を−８０℃以下、水分濃度を５０ｐｐｂ以下とすることができ、ヒドロキシ基に起因する光の伝送損失の増大をより低減することが可能となる。
【実施例】
【００３０】
本発明の実施例を説明する。
【００３１】
配管がナイロンチューブ（ＳＵＰＥＲＦＬＥＸチューブ）からなる線引装置３０を用いた場合と、その配管をステンレスからなる配管（ＳＵＳ配管）に交換した場合と、更にそのステンレスからなる配管の途中に精製器を設けた線引装置１０を用いた場合とで、不活性ガスとしてのヘリウムガスの酸素濃度、露点温度、及び水分濃度をそれぞれ比較した結果を表１に示す。
【００３２】
【表１】
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【００３３】
表１から分かるように、線引装置３０を用いた場合に比べて、ＳＵＳ配管を用いた場合の方がヘリウムガスの酸素濃度、露点温度、及び水分濃度が低くなっており、特に、水分濃度に関しては大幅な改善が見られた。
【００３４】
また、ＳＵＳ配管の途中に精製器を設けた線引装置１０では、精製器を設けなかった場合に比べて、よりヘリウムガスの酸素濃度、露点温度、及び水分濃度の改善を図ることができた。
【００３５】
次に、同一の光ファイバ母材３３を従来技術に係る線引装置３０、及び本発明に係る線引装置１０でそれぞれ引取速度１５００ｍ／ｍｉｎで線引きし、得られたフォトニック結晶ファイバ３１の波長と光の伝送損失との関係を調べた。その結果を図２に示す。
【００３６】
図２から分かるように、本発明に係る線引装置１０を用いて線引きした場合には、従来技術に係る線引装置３０を用いて線引きした場合に比べて、不活性ガスとしてのヘリウムガスが純化されてその水分濃度が低減されたため、波長１３８３ｎｍにおける光の伝送損失が０．４６６ｄＢ／ｋｍから０．３１３ｄＢ／ｋｍにまで低下した。
【００３７】
以上の結果から、本発明によれば、光ファイバ母材の空孔への水分の進入を防ぎ、ヒドロキシ基に起因する波長１３８３ｎｍ付近の光の伝送損失の増大を防止することができることが実証された。
【符号の説明】
【００３８】
１０  光ファイバの線引装置
１１  水分を吸収しない材料からなる配管
１２  精製器
３１  フォトニック結晶ファイバ
３２  空孔
３３  光ファイバ母材
３４  線引炉
３５  ヒータ
３６  ガス供給源
【図１】
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【図２】
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【図３】
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