(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバ母材用の支持用ロッドの下端に光ファイバ母材側の吊り用ロッドを把持させて、所望の処理を行うようにした光ファイバ母材の製造方法において、
前記支持用ロッドの下端には円筒部を設けると共に、当該円筒部には、その長手方向の適宜離間した位置で、かつ、それぞれの径方向の向きが異なる少なくとも２箇所に係止ピン用の貫通孔を設ける一方、前記支持用ロッドの円筒部に挿入される前記光ファイバ母材側の吊り用ロッドの上端側には、前記係止ピン用の貫通孔に対応する位置に同じく係止ピン用の貫通孔を設け、これらの円筒部側及び吊り用ロッド側の互いに対応する各貫通孔を位置合わせして連通させ、この連通された各貫通孔に係止ピンを挿入させて、前記光ファイバ母材を支持させ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】
前記支持用ロッドの円筒部、及び光ファイバ母材側の吊り用ロッドの各貫通孔の離間間隔が少なくとも吊り用ロッドの外径の２倍以上と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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、光ファイバ製造工程中におけるスートの堆積や、脱水、透明化、線引きなど際、光ファイバ母材を安定して支持させるようにした光ファイバ母材の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように、光ファイバ製造工程中においては、スートの堆積や、脱水、透明化、線引きなどに際して、光ファイバ母材を多孔質体製造用チャンバーや加熱炉の炉芯管内に入れて、上下方向に鉛直に吊り下げて、所望の作業を行う必要があるため、光ファイバ母材の上端部に棒状のロッドを設け、これを吊り用ロッドとして利用している。この吊り用ロッドは、光ファイバ母材の出発ロッドの延長部分からなることもあるが、この出発ロッドの上端にわざわさ接続した吊り専用のダミーロッドで構成することもある。
【０００３】
いずれにしても、従来は、上記ような種々の作業を行うにあたって、この吊り用ロッドを、回転機構や上下動機構などを備えた製造装置側に取り付けられた支持用ロッドの下端に把持させて、光ファイバ母材を支持させている。
【０００４】
この光ファイバ母材側の吊り用ロッドと製造装置側の支持用ロッドとの把持にあたっては、例えば図５〜図７に示すような方法が既に提案されている。
この図５〜図７では、製造装置側の支持用ロッド１０の下端に円筒部１１を設けると共に、この円筒部１１にはその径方向（水平方向）に貫通する係止ピン用の貫通孔１２を設けてある。一方、この支持用ロッド１０の円筒部１１に挿入される光ファイバ母材２０側の吊り用ロッド２１の上端側には、上記係止ピン用の貫通孔１２に対応する位置に同じく係止ピン用の貫通孔２２を設け、これらの円筒部１１側及び吊り用ロッド２１側の互いに対応する各貫通孔１２，２２を位置合わせして連通させ、この連通された各貫通孔１２，２２に係止ピン３０を挿入させて、光ファイバ母材２０を支持させている。
【０００５】
この支持方法によると、支持用ロッド１０の円筒部１１に光ファイバ母材２０側の吊り用ロッド２１の上端側を入れ、各貫通孔１２，２２を位置合わせして、係止ピン３０を挿入するのみでよいため、簡単で、作業性が良いという利点が得られる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記した従来方法では、光ファイバ製造工程中における種々の加熱時において、光ファイバ母材２０側の吊り用ロッド２１の上端側が熱変形する恐れがあるため、通常この吊り用ロッド２１の外径に対して、支持用ロッド１０側の円筒部１１の内径（差し込み口）を多少大き目に形成する必要があった。例えば吊り用ロッド２０の外径や製造する母材径などによっても異なるが、通常吊り用ロッド２０の外径に対して、支持用ロッド１０側の円筒部１１の内径を０．２〜０．４ｍｍ程度大きくしてある。
【０００７】
つまり、支持用ロッド１０側の円筒部１１に光ファイバ母材２０側の吊り用ロッド２１を固くしっかり入れて結合させるのではなく、ある程度の余裕をもって、ラフな形で把持させている。
【０００８】
このようなラフな結合状態の下で、上記種々の製造工程に際して、製造装置側によって支持用ロッド１０を回転させた場合、光ファイバ母材２０側の回転にも揺らぎが生じる恐れがあった。このような揺らぎがあると、偏心のないスートの堆積や、均一な加熱、さらには、均一な張力による線引きなどが保証できなくなる懸念があり、後に得られた光ファイバの品質にも大きな影響を与えるようになる。特に、スートの堆積においては、開始時には堆積スート総重量も小さいことから、光ファイバ母材２０側の揺れなどが殆どないものの、堆積が進み、スートの外径が大型化してくると、揺れ易くなり、堆積終了時には母材重量が数Ｋｇにも達することがあるため、僅かではあるが、光ファイバ母材２０側が周期的に揺れるようになることがあった。
【０００９】
実際、上記従来方法により製造された光ファイバ母材２０を用いて得られた光ファイバ中には、断面の屈折率分布構造が均一な同心円状ではなく、僅かに偏りのある非円形状のものがあることがあった。このような偏りがあると、偏波モード分散が大きくなってしまうという問題が生じるようになる。特に、近年の大容量、超長距離の無中継伝送においては、偏波モード分散が大きくなると、信号の劣化が蓄積されるため、さらに大きな問題となってきている。
【００１０】
また、偏波モード分散は比屈折率差にも大きく影響されるため、比屈折率差の大きい光ファイバ、例えばエルビウムドープ光ファイバ、分散補償光ファイバなどにあっては、母材の非円形状の影響が顕著になるという問題もあった。
【００１１】
そこで、本発明者は、簡単な操作によって、光ファイバ母材が安定して鉛直に保持される方法について、鋭意研究しこところ、向きの異なる複数の方向からの係止ピンで、支持用ロッドの下端と光ファイバ母材側の吊り用ロッドとを結合させた場合、良好な結果が得られることを見い出した。
【００１２】
本発明は、このような観点に立ってなされたもので、向きの異なる複数の方向からの係止ピンによって、結合させて把持するようにした光ファイバ母材の製造方法を提供せんとするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の本発明は、光ファイバ母材用の支持用ロッドの下端に光ファイバ母材側の吊り用ロッドを把持させて、所望の処理を行うようにした光ファイバ母材の製造方法において、
前記支持用ロッドの下端には円筒部を設けると共に、当該円筒部には、その長手方向の適宜離間した位置で、かつ、それぞれの径方向の向きが異なる少なくとも２箇所に係止ピン用の貫通孔を設ける一方、前記支持用ロッドの円筒部に挿入される前記光ファイバ母材側の吊り用ロッドの上端側には、前記係止ピン用の貫通孔に対応する位置に同じく係止ピン用の貫通孔を設け、これらの円筒部側及び吊り用ロッド側の互いに対応する各貫通孔を位置合わせして連通させ、この連通された各貫通孔に係止ピンを挿入させて、前記光ファイバ母材を支持させることを特徴とする光ファイバ母材の製造方法にある。
【００１４】
請求項２記載の本発明は、前記支持用ロッドの円筒部、及び光ファイバ母材側の吊り用ロッドの各貫通孔の離間間隔が少なくとも吊り用ロッドの外径の２倍以上と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にある。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１〜図２は、本発明方法における、支持用ロッドの下端と光ファイバ母材側の吊り用ロッドとの把持状態の一例を示したものである。
本発明でも、使用する製造装置系は、基本的には、従来とほぼ同様であるため、上記図５〜図７と同様の構成部分には、同一ないし同種の符号を付してあり、図中、１０は支持用ロッド、１１はその下端の円筒部、２１は光ファイバ母材側の吊り用ロッド、３０Ａ〜３０Ｂは係止ピンである。なお、ここで、支持用ロッド１０の下端の円筒部１１の内径（差し込み口）は、吊り用ロッド２１の外径Ｄより、０．２〜０．４ｍｍ程度大きくしてある。
【００１６】
先ず、本発明では、支持用ロッド１０の下端の円筒部１１には、その長手方向（軸方向）の適宜離間した位置で、かつ、それぞれの径方向の向きが異なる２箇所（９０°異なる２箇所）に係止ピン用の貫通孔１２Ａ〜１２Ｂを設ける一方、光ファイバ母材側の吊り用ロッド２１の上端側には、上記係止ピン用の貫通孔１２Ａ〜１２Ｂに対応する位置（やはり径方向の向きが９０°異なる２箇所の位置）に同じく係止ピン用の貫通孔２２Ａ〜２２Ｂが設けてある。
【００１７】
そして、支持用ロッド１０の下端の円筒部１１側に、光ファイバ母材側の吊り用ロッド２１の上端側を結合させ把持させるには、支持用ロッド１０の円筒部１１に下方から吊り用ロッド２１の上端側を入れ、これらの円筒部１１側及び吊り用ロッド２１側の互いに対応する各貫通孔１２Ａ〜１２Ｂ，２２Ａ〜２２Ｂを位置合わせして連通させ、この連通された各貫通孔１２Ａ〜１２Ｂ，２２Ａ〜２２Ｂに上記係止ピン３０Ａ〜３０Ｂをそれぞれ挿入させるのみでよい。
【００１８】
そうすると、上記のように、光ファイバ母材側の吊り用ロッド２１の外径Ｄに対して、支持用ロッド１０の下端の円筒部１１の内径が大き目に形成してあっても、左右方向の係止ピン３０Ａでは、当該係止ピン３０Ａが吊り用ロッド２１の同方向の貫通孔１２Ａに貫通されているため、この同方向への揺れやガタ付きは効果的に抑えられる一方、前後方向の係止ピン３０Ｂでは、この係止ピン３０Ｂが吊り用ロッド２１の同方向の貫通孔１２Ｂに貫通されているため、この同方向への揺れやガタ付きが効果的に抑えられることとなる。
【００１９】
つまり、向きの異なる２方向からの係止ピン３０Ａ〜３０Ｂによって、光ファイバ母材側の吊り用ロッド２１の揺れやガタ付きが前後左右の２次元方向から規制されるため、光ファイバ母材は安定して、かつ、高精度で鉛直に把持されることとなる。もちろん、これによって、光ファイバ母材の回転中における揺らぎが効果的に防止されるようになる。
【００２０】
これ対して、仮に左右方向の係止ピン３０Ａのみの場合には、光ファイバ母材側の吊り用ロッド２１は、この係止ピン３０Ａを支点として、図中前後方向に揺れる恐れがあり、一方、前後方向の係止ピン３０Ｂのみの場合には、光ファイバ母材側の吊り用ロッド２１は、この係止ピン３０Ｂを支点として、図中左右方向に揺れる恐れがあり、いずれの場合も不十分であることが判る。
【００２１】
さらに、本発明では、上記したように、支持用ロッド１０の円筒部１１及び光ファイバ母材側の吊り用ロッド２１における、下側の貫通孔１２Ａ，２２Ａと上側の貫通孔１２Ｂ，２２Ｂとの間には、その長手方向に適当な離間距離Ｌを設けて、これらの連通した各貫通孔１２Ａ〜１２Ｂ，２２Ａ〜２２Ｂに挿入された各係止ピン３０Ａ〜３０Ｂによる両支点が結構離れた形を取るようにしてある。
【００２２】
この両支点が離れた形を取ると、吊り用ロッド２１の下端側に吊られた光ファイバ母材側が結構長く、かつ、大きな重量があって、その回転時に大きな力で揺れようとして、両支点が近接した場合に比較して、大きな抵抗力が得られ、結果として、光ファイバ母材側、ひいては吊り用ロッド２１の揺れを、より一層効果的に防止することができるようになる。
【００２３】
そして、この両支点の離間距離、すなわち上下の貫通孔間の離間距離Ｌは、後述するように、本発明者等の行った実験によると、光ファイバ母材側の吊り用ロッド２１に対して、その外径Ｄの２倍以上とすることが、より良好な揺れ止め効果が得られることが判った。
【００２４】
また、上記支持用ロッド１０の円筒部１１及び光ファイバ母材側の吊り用ロッド２１の同一部材において、上下の各貫通孔を、このような離間距離Ｌした形で形成することは、上記揺れ止め効果の他に、各貫通孔の穿口部分の強度の低下も効果的に防止することができる。特に、支持用ロッド１０の円筒部１１や吊り用ロッド２１が、通常石英ガラスなどのガラス素材からなるため、この強度低下の防止効果は大きな意義がある。
【００２５】
図３〜図４は、本発明方法における、支持用ロッドの下端と光ファイバ母材側の吊り用ロッドとの把持状態の他の一例を示したものである。
この場合も、基本的には、図１〜図２の場合とほぼ同様であるが、ここでは、３本の係止ピン３０Ａ〜３０Ｃを用意する一方、これに対応させて、支持用ロッド１０の円筒部１１及び光ファイバ母材側の吊り用ロッド２１において、異なる３方向から（約６０°の異なる３方向から）、それぞれの貫通孔１２Ａ〜１２Ｃ、３２Ａ〜３２Ｃを設けたものである。
【００２６】
この３本の係止ピン３０Ａ〜３０Ｃは、上記図１〜図２の場合と同様にして使用され、これによって、光ファイバ母材の回転中における揺らぎをより一層効果的に防止することが可能となる。
【００２７】
〈実施例Ｉ〉
上記図１〜図２に示した２本の係止ピンを用いた把持状態で（光ファイバ母材側の吊り用ロッドの外径＝１５ｍｍ、支持用ロッドの円筒部及び光ファイバ母材側の吊り用ロッドの上下方向の貫通孔間の離間距離Ｌ＝４０ｍｍ）、ＶＡＤ法により、コアとクラッド間においてΔ＝２．５％の比屈折率差を有するようにスートを堆積させてスート堆積体を得、この後、脱水、透明化を行い、コア材としての光ファイバ母材を得た。
【００２８】
この際、コア材のコア非円率はデポジション（堆積）開始時からデポジション終了時（最終スート外径及びスート長さは、それぞれ１２０ｍｍ、８００ｍｍ程度）まで、ほぼ真円のままで、焼結後の母材の非円率は０．１％しかなかった。ここで、非円率０．１％とは、コア径の最大径と最小径の差が０．１％である状態をいう。また、このコア材を用いて得られた光ファイバの偏波モード分散（ＰＭＤ）は、０．２Ｐｓ／Ｋｍ1/2 であった。このことは、伝送方式にもよるが、通常要求されるＰＭＤのレベルは、０．２５〜０．３０Ｐｓ／Ｋｍ1/2 以下であるため、良好な範囲にあることが判る。さらに、コアの屈折率分布状態、コア／クラッド倍率も長手方向で殆ど変化がないため、光ファイバの両端での曲げ損失、波長分散、分散スロープなどの全ての特性は満足できるものであった。
【００２９】
〈実施例ＩＩ〉
上記図３〜図４に示した３本の係止ピンを用いた把持状態で（光ファイバ母材側の吊り用ロッドの外径＝１５ｍｍ、支持用ロッドの円筒部及び光ファイバ母材側の吊り用ロッドの上下方向の貫通孔間の離間距離Ｌ＝４０ｍｍ）、ＶＡＤ法により、コアとクラッド間においてΔ＝２．５％の比屈折率差を有するようにスートを堆積させてスート堆積体を得、この後、脱水、透明化を行い、コア材としての光ファイバ母材を得た。
【００３０】
この際、コア材のコア非円率はデポジション（堆積）開始時からデポジション終了時（最終スート外径及びスート長さは、それぞれ１２０ｍｍ、８００ｍｍ程度）まで、ほぼ真円のままで、焼結後の母材の非円率は０．０８％と極めて小さかった。また、このコア材を用いて得られた光ファイバのＰＭＤは、０．１８Ｐｓ／Ｋｍ1/2 であった。このことから、ＰＭＤのレベルは、より一層良好であることが判る。さらに、コアの屈折率分布状態、コア／クラッド倍率も長手方向で殆ど変化がないため、光ファイバの両端での曲げ損失、波長分散、分散スロープなどの全ての特性は満足できるものであった。
【００３１】
〈実施例ＩＩＩ〉
上記図１〜図２に示した２本の係止ピンを用いた把持状態で（光ファイバ母材側の吊り用ロッドの外径＝１５ｍｍ、支持用ロッドの円筒部及び光ファイバ母材側の吊り用ロッドの上下方向の貫通孔間の離間距離Ｌ＝２５ｍｍ）、ＶＡＤ法により、コアとクラッド間においてΔ＝２．５％の比屈折率差を有するようにスートを堆積させてスート堆積体を得、この後、脱水、透明化を行い、コア材としての光ファイバ母材を得た。
【００３２】
この際、コア材のコア非円率はデポジション開始後、スート外径が４００ｍｍ程度までは、ほぼ真円のままで非円状態は観察されなかったが、デポジション終了部（最終スート外径及びスート長さは、それぞれ１２０ｍｍ、８００ｍｍ程度）では、焼結後の母材の非円率は０．１４％程度であった。このことから、上下方向の貫通孔間の離間距離Ｌが、光ファイバ母材側の吊り用ロッドの外径の２倍（＝３０ｍｍ）未満であると、非円率が若干悪くなることが判る。また、このコア材を用いて得られた光ファイバのＰＭＤは、０．２８Ｐｓ／Ｋｍ1/2 であった。この値は、上述した通常要求されるＰＭＤのレベルの範囲内にあることが判る。さらに、コアの屈折率分布状態、コア／クラッド倍率も長手方向での変化が小さいため、光ファイバの両端での曲げ損失、波長分散、分散スロープなどの全ての特性はほぼ満足できるものであった。
【００３３】
〈比較例Ｉ〉
上記図５〜図７に示した１本の係止ピンを用いた把持状態で（光ファイバ母材側の吊り用ロッドの外径＝１５ｍｍ）、ＶＡＤ法により、コアとクラッド間においてΔ＝２．５％の比屈折率差を有するようにスートを堆積させてスート堆積体を得、この後、脱水、透明化を行い、コア材としての光ファイバ母材を得た。
【００３４】
この際、コア材のコア非円率はデポジション開始後、スート長さが２００ｍｍ程度までは、ほぼ真円のままで非円状態は観察されなかったが、デポジション終了部（最終スート外径及びスート長さは、それぞれ１２０ｍｍ、８００ｍｍ程度）では、焼結後の母材の非円率は０．４％程度であった。この大きな非円率により、このコア材を用いて得られた光ファイバのＰＭＤは、２．０Ｐｓ／Ｋｍ1/2 であった。このことは、上述したように、通常要求されるＰＭＤのレベルは、０．２５〜０．３０Ｐｓ／Ｋｍ1/2 以下であるため、不適正な範囲にあることが判る。さらに、コアの屈折率分布状態、コア／クラッド倍率も長手方向で変化があったため、光ファイバの両端での曲げ損失、波長分散、分散スロープなどの特性は満足できず、不良部分が生じた。
【００３５】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明に係る光ファイバ母材の製造方法によれば、次のような優れた効果が得られる。
【００３６】
（１）まず、製造装置側の支持用ロッドの下端の円筒部と光ファイバ母材側の吊り用ロッドとの把持（結合）において、各部材側に設けた複数の貫通孔と複数の係止ピンによるものであるため、極めて簡単かつ迅速にでき、良好な作業性が得られる。
【００３７】
（２）また、貫通孔も、ネジ穴のような特殊なものではなく、単なる透孔でよく、係止ピンも単なる棒状体でよく、低コストでの製造が可能である。特に、支持用ロッドの円筒部や光ファイバ母材側の吊り用ロッドは、通常石英ガラスなどのガラス素材からなるため、簡単な穴開のメリットは大きい。
【００３８】
（３）さらに、係止ピンを貫通孔に挿入するのみでよいため、当然のことではあるが、支持用ロッドの円筒部と光ファイバ母材側の吊り用ロッドとの隙間を埋めたりする作業は全く不要である。
【００３９】
（４）また、上記各部材側に設けた複数の貫通孔が、それぞれ異なる方向から穿口されているため、光ファイバ母材側の吊り用ロッドの外径に対して、支持用ロッドの下端の円筒部の内径が大き目に形成してあっても、光ファイバ母材側の吊り用ロッドに対する大きな揺れ止め効果が得られる。特に、上下の複数の貫通孔間の離間距離を、吊り用ロッドの外径の２倍以上とすれば、より一層の優れた揺れ止め効果が得られる。
【００４０】
（５）もちろん、光ファイバ母材側の吊り用ロッドの外径に対して、支持用ロッドの円筒部の内径を大き目に形成してあるため、加熱工程後、光ファイバ母材側の吊り用ロッドが多少変形しても、何ら問題なく抜き取ることができる。
【００４１】
（６）また、支持用ロッドの下端の円筒部及び光ファイバ母材側の吊り用ロッドにおいて、各貫通孔が適宜離間して形成されているため、これらの部材の穿口部分の強度低下も防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る光ファイバ母材の製造方法における、支持用ロッドの下端の円筒部と光ファイバ母材側の吊り用ロッドとの把持状態の一例を示した部分縦断側面図である。
【図２】図１の把持部分における部分横断平面図である。
【図３】本発明に係る光ファイバ母材の製造方法における、支持用ロッドの下端の円筒部と光ファイバ母材側の吊り用ロッドとの把持状態の他の一例を示した部分縦断側面図である。
【図４】図３の把持部分における部分横断平面図である。
【図５】光ファイバ母材の製造方法における、支持用ロッドの下端の円筒部と光ファイバ母材側の吊り用ロッドとの把持状態の従来例を示した部分縦断側面図である。
【図６】図５の把持部分の拡大部分縦断側面図である。
【図７】図５の把持部分における部分横断平面図である。
【符号の説明】
１０                        支持用ロッド
１１                        支持用ロッドの円筒部
１２Ａ〜１２Ｃ              貫通孔
２１                        光ファイバ母材側の吊り用ロッド
２２Ａ〜２２Ｃ              貫通孔
３０Ａ〜３０Ｃ              係止ピン
【図１】
0004018239.tif 000002
【図２】
0004018239.tif 000003
【図３】
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【図４】
0004018239.tif 000005
【図５】
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【図６】
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【図７】
0004018239.tif 000008