(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともコア部を有する、光ファイバ母材を製造するための前駆体を用意する第１の工程と、
該前駆体の長手方向に沿った複数の位置において前記長手方向と直交する面内での前記前駆体の屈折率分布を測定する第２の工程と、
長手方向の各位置において目標とすべき特性を持った光ファイバを実現可能な前記光ファイバ母材が製造されるよう、前記第２の工程の結果に基づいて補間又は所定の関数でフィッティングして、長手方向の各位置における前記前駆体の外径形状を画定する第３の工程と、
前記第３の工程の結果に基づいて数値制御型旋盤により前記前駆体を研削して、長手方向の各位置において前記コア部の円または楕円の形状と相似であって中心位置および軸方位が同一である外径形状とする第４の工程と、
を順次実施して前記光ファイバ母材を製造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】
前記第４の工程において研削された前記前駆体の外周部にクラッド部を形成することにより、前駆体を新たに作製する第５の工程を実施し、前記第５の工程で作製された前駆体について、前記第２の工程と、前記第３の工程と、前記第４の工程とを順次実施して光ファイバ母材を製造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】
前記第４の工程の後、研削された前記前駆体の外周部を少なくともフッ酸を含む溶液でエッチングすることを特徴とする請求項１〜２のいずれか一項に記載の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、光ファイバ母材の製造方法に関し、特に、目標とする特性を持った光ファイバを実現する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には、ＯＶＤ(Outside Vapor Deposition)法、ＭＣＶＤ(Modified Chemical Vapor Deposition)法、ＶＡＤ(Vapor phase Axial Deposition)法、及びロッドインコラプス法などがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記の製造方法はいずれも光ファイバ母材の製造法として代表的な方法であり、広く用いられてきた。しかしながら、例えば、分散シフトファイバ、分散フラットファイバ、分散補償ファイバなどの構造パラメータの許容範囲が狭い光ファイバを製造する際には、上記製造方法のみにより製造された光ファイバ母材を線引きして光ファイバを製造しても、波長分散、分散スロープ、偏波依存性損失、及び有効コア断面積(Ａeff)などの諸特性が目標とする特性とならない場合があった。
【０００４】
そこで、光ファイバ母材の形状を機械的に加工して、目標とする特性を有する光ファイバが得られる光ファイバ母材を製造する試みが為されている。例えば、特開２０００−４７０３９号公報には、コア部中心軸を円筒研削機の回転中心軸に合わせて光ファイバ母材を研削加工し、これにより母材の偏芯率とクラッド部真円度とを改善する方法が開示されている。また、同様にコア部中心軸を円筒研削機の回転軸に合せ、光ファイバ母材の表面に生じた凹凸を円筒研削により減ずる方法が特開平９−３２８３２８号公報に開示されている。
【０００５】
しかしながら、このようにコア部中心軸を円筒研削機の回転軸に合せて研削加工しても、目標とする特性を有する光ファイバを製造するのに適した光ファイバ母材が必ずしも得られるわけではなかった。前述の従来の光ファイバ製造方法においては、製造条件の僅かなゆらぎによって、母材の長手方向に構造が変動する問題があった。つまり、母材中の１点で所望の構造を実現していても、長手方向ではこれが変動するために光ファイバ母材全長で所望の、且つ均一な特性を得ることは上記の特殊なファイバでは難しかった。
【０００６】
本発明は、このような事情を鑑みてなされたものであり、目標とする特性を持った光ファイバを実現する光ファイバ母材を製造する方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る光ファイバ母材の製造方法は、(ａ)少なくともコア部を有する、光ファイバ母材を製造するための前駆体を用意する第１の工程と、(ｂ)前駆体の長手方向に沿った複数の位置において長手方向と直交する面内での前駆体の屈折率分布を測定する第２の工程と、(ｃ) 長手方向の各位置において目標とすべき特性を持った光ファイバを実現可能な光ファイバ母材が製造されるよう、第２の工程の結果に基づいて補間又は所定の関数でフィッティングして、長手方向の各位置における前駆体の外径形状を画定する第３の工程と、(ｄ)第３の工程の結果に基づいて数値制御型旋盤により前駆体を研削して、長手方向の各位置においてコア部の円または楕円の形状と相似であって中心位置および軸方位が同一である外径形状とする第４の工程と、を順次実施して光ファイバ母材を製造することを特徴とする。
【０００８】
上記の製造方法によれば、先ず、前駆体の長手方向に沿った複数の位置において屈折率分布が測定される。次に、この測定結果に基づいて補間又は所定の関数でフィッティングして、、光ファイバの目標特性を実現できる光ファイバ母材が得られるよう前駆体の外径形状が画定される。このとき、前駆体の外径形状は、断面内だけでなく長手方向にも画定される。そして、その結果に基づいて前駆体が研削されて、コア部の円または楕円の形状と相似であって中心位置および軸方位が同一である外径形状とされ、光ファイバ母材が製造される。そのため、製造された光ファイバ母材を線引きすることにより得た光ファイバは、目標とする特性を全長にわたって有する結果となる。すなわち、上記の製造方法によれば、このような光ファイバを実現できる光ファイバ母材が得られる。
【０００９】
また、本発明に係る光ファイバ母材の製造方法は、上記の第４の工程において研削された前駆体の外周部にクラッド部を形成することにより、前駆体を新たに作製する第５の工程を実施し、第５の工程で作製された前駆体について、上記の第２の工程と、第３の工程と、第４の工程とを順次実施して光ファイバ母材を製造することを特徴としても良い。
【００１０】
このようにすれば、先ず、当初用意された前駆体について、その断面内の屈折率分布が長手方向の複数の位置で測定され、測定結果に基づいて外径形状が画定され、画定結果に基づいて前駆体が研削される。その後、この研削された前駆体の外周部にクラッド部が形成され、これにより、前駆体が新たに作製される。そして、この前駆体に対して、再び、屈折率分布が測定され、外径形状が画定され、画定結果に基づいて研削が行われる。そのため、分散シフトファイバ、分散フラットファイバ、或いは分散補償ファイバなどのような複雑な屈折率分布形状を有するとともに構造パラメータの許容範囲が狭い光ファイバを作製する場合であっても、目標とする特性を全長にわたって有する光ファイバの製造が可能な光ファイバ母材を確実に製造できる。
【００１２】
さらに、上記第４の工程の後、研削された前駆体の外周部を少なくともフッ酸を含む溶液でエッチングすると好ましい。研削された部分の表面には凹凸が生じており、この凹凸のため、作製する光ファイバの特性が目標とすべき特性とならない虞がある。特に、研削後にクラッド部を形成する場合には研削面がコア領域とクラッド領域との界面となるため、界面での凹凸は光ファイバの特性に大きな影響を与えることとなる。上記のようなエッチングによれば、凹凸が滑らかにされるので、このような問題は解消される。
【００１３】
また、研削面に凹凸が残っていると、得られた光ファイバ母材を線引きして光ファイバを製造する際に光ファイバが断線してしまう虞がある。また、凹凸部に水分などが吸着され易くなり、水分が光ファイバ中に取り込まれることで所定の光学的特性が得られなくなる虞もある。さらに、研削に旋盤などの工作機械が使用される場合には、研削刃が研削中に削られて生じる金属の粉末が凹凸部に残留し、光ファイバの特性に悪影響を与える虞もある。上記のエッチングによれば、凹凸が滑らかにされるので、このような問題もまた解消される。
【００１４】
なお、前駆体とは、コア部と、又はコア部とコア部を取り囲むクラッド部(又はクラッドの一部)とを有するものであり、光ファイバ母材となる前の段階の部材をいう。また、光ファイバ母材とは、線引きされて光ファイバが製造される部材をいう。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に、図面と共に本発明による光ファイバ母材の製造方法の好適な実施形態について説明する。なお、以下の説明においては、同一の要素には同一の符号を用いることとし、重複する説明は省略する。
【００１６】
(第１の実施形態)
図１は、第１の実施形態の光ファイバ母材の製造方法を説明するフローチャートである。先ず、前駆体が用意される(ステップＳ１)。ここで用意される前駆体は、ＧｅＯ2が添加された石英ガラスからなる真円度の高いガラスロッドを純石英ガラスからなるガラスパイプに挿入し、コラプス法により製造したものである。この他、ＯＶＤ法或いはＭＣＶＤ法により作製された前駆体であってもよい。この前駆体の外周部は後述するように研削されるため、クラッド部には研削のための十分なマージンがある。
【００１７】
次に、前駆体の長手方向に沿った複数の位置において、長手方向と直交する面(前駆体の断面)内の屈折率分布が測定される。ここで、測定が行われる位置とは、最終製造物である光ファイバの長さに換算して、隣合う２つの位置の間隔が１ｋｍ以上となる複数の位置である。また、この測定には、プリフォームアナライザ等の非破壊屈折率分布測定装置が使用される。これにより、前駆体の長手方向に沿った複数の位置における前駆体の断面内の屈折率分布が測定され、各位置での前駆体断面内の屈折率分布形状が取得される(ステップＳ２)。
【００１８】
続けて、以上のようにして得られた前駆体の複数の位置における屈折率分布形状を基にして、例えば有限要素法などにより、光ファイバ化後の波長分散特性を始めとする予想特性が求められる。得られた予想特性が目標特性と異なる場合には、このずれを補償するように光ファイバ母材が各位置で有すべきコア部及びクラッド部の外径が画定される。この画定には、このような処理に適したソフトウェア等を搭載したコンピュータ等が好適に使用され得る。これにより、前駆体のクラッド部形状が光ファイバ母材として有すべき外径形状へと画定されるとともに(ステップＳ３)、研削される部分及びその研削量が決定される。
【００１９】
以上の手順の後、前駆体が数値制御型旋盤の所定の位置に取り付けられる。そして、上記の計算の結果は、当該旋盤の入力装置のデータ形式に合せて加工された後、入力装置を通して当該旋盤の制御部に入力される。このとき、入力されるデータの数は、上述の通り、光ファイバの長さに換算して１ｋｍ以上あたりに１点といった位置の数に等しい。また、このとき、当該旋盤には、複数の位置で画定されたクラッド部形状に基づいて、複数の位置の間の領域におけるクラッド部形状を直線補間又は所定の関数でフィッテングして求める機能を有していると更に好ましい。このような機能を用いれば、各測定位置の間において、クラッド部が有すべき形状が算出され、これに基づいて研削量がより好適に調整され得る。また、測定位置の数を減少させることが可能となり、その結果、製造に要する時間を短縮できるという効果もある。ただし、このような補間又はフィッティングによる複数の位置間でのクラッド部形状の画定は、上述のコンピュータにより行われても良い。
【００２０】
データの入力等の準備を終えた後、数値制御型旋盤により前駆体の外周部が研削される。この研削においては、数値制御型旋盤の制御部により、研削刃の動き及び前駆体の回転数等が入力されたデータに基づいて制御され、研削されるべき部分のみが研削される(ステップＳ４)。
【００２１】
研削の後にはエッチング処理を行なうと好ましい。数値制御型旋盤を用いて研削を行なった場合には、研削面には比較的大きな凹凸が生じている。このような凹凸があると、作製する光ファイバの特性が目標とすべき特性とならない虞がある。また、得られた光ファイバ母材を線引きして光ファイバを製造する際に光ファイバが断線してしまう虞がある。さらに、凹凸部に水分などが吸着され易くなり、水分が光ファイバ中に取り込まれることによって所定の光学的特性からの偏差が生じる虞もある。さらにまた、旋盤の研削刃が研削中に削られて生じる微量の金属の粉末が凹凸部に残留し、光ファイバの特性に悪影響を与える虞もある。そこで、研削された前駆体をフッ酸(ＨＦ)が例えば１０％含まれる水溶液中に所定の時間浸して外周部の最表面をエッチングするとともに研削後の凹凸を滑らかにする。
【００２２】
以上のようにして得られた光ファイバ母材を線引きすれば、所望の特性を持った光ファイバが製造され得る。
【００２３】
以上、第１の実施形態の光ファイバ母材の製造方法によれば、前駆体の長手方向に沿った複数の位置において、長手方向と直交する面内(前駆体の断面内)の屈折率分布が測定される。そして、この分布の形状に基づいてクラッド部の形状が画定される。その後、この画定の結果に基づいて前駆体が研削される。そのため、目標とする特性を持った光ファイバの製造を可能とする光ファイバ母材が製造される。
【００２４】
(第２の実施形態)
次に、本発明の第２の実施形態による光ファイバ母材の製造方法について説明する。図２は、第２の実施形態の光ファイバ母材の製造方法を説明するフローチャートである。ステップＳ１１からステップＳ１４までは、第１の実施形態のステップＳ１からステップＳ４までと基本的に同一である。ただし、第２の実施形態においては、用意される前駆体(第一の前駆体)はコア部だけを有するものであっても構わない。また、測定する位置(間隔)は光ファイバとなった場合の長さに換算して、１ｋｍあたり一点程度とする。
【００２５】
続いて、ステップＳ１４において研削された第一の前駆体の周囲に更にクラッド部を形成し、第二の前駆体とする(ステップＳ１５)。クラッド部の形成方法としては、ＶＡＤ法、ＯＶＤ法、或いはロッドインコラップス法などが好適である。
【００２６】
さらに、第二の前駆体に対し、ステップＳ１６からステップ１８までが実施される。対象とする前駆体が第二の前駆体であることを除き、ステップＳ１６はステップＳ２と、ステップＳ１７はステップＳ３と、ステップＳ１８はステップＳ４と同一の内容である。
【００２７】
第２の実施形態のステップＳ１４及びステップＳ１８の後においてもエッチング処理を行なうと好ましい。以上のようにして得られた光ファイバ母材を線引きすれば、所望の特性を持った光ファイバが製造される。
【００２８】
以上、第２の実施形態の光ファイバ母材の製造方法によれば、先ず、第一の前駆体の長手方向に沿った複数の位置において、長手方向と直交する面内(前駆体の断面内)の屈折率分布が測定される。次に、この分布の形状に基づいて第一の前駆体の外径形状が画定され、この結果に基づいて第一の前駆体が研削される。その後、研削された第一の前駆体の外周面にクラッド部を形成することにより第二の前駆体が作製される。この第二の前駆体に対して屈折率分布の測定が再度実施されて屈折率分布が取得される。この分布に基づいて光ファイバ母材が有すべき外径の形状が画定される。この画定結果に基づいて第二の前駆体が研削されて光ファイバ母材が得られる。
【００２９】
第一の前駆体が有するコア領域(或いはコア領域及びクラッド領域)の屈折率と、第二の前駆体のクラッド部の屈折率とを適宜調整すれば、複雑な屈折率分布形状を実現できる。しかも、屈折率分布の測定、測定結果に基づく外径形状の画定、及び画定結果に基づく研削といった工程を経て光ファイバ母材が製造されるため、複雑な屈折率分布形状を有する光ファイバを作製する場合であっても、目標とすべき特性を全長にわたって有する光ファイバを実現できる光ファイバ母材が製造される。
【００３０】
なお、第２の実施形態のステップＳ１８において研削された前駆体に対してステップＳ１５を行い、その後、ステップＳ１６からステップＳ１８までを繰り返すようにしても良い。さらに、ステップＳ１８において研削された前駆体に対してステップＳ１５からステップＳ１８までを複数回繰り返すようにしても良い。このような光ファイバ母材の製造方法は、複雑な屈折率分布形状を有する光ファイバを実現する光ファイバ母材を製造する場合に特に好適である。
【００３１】
次に、上記の実施形態の光ファイバ母材の製造方法において、所定の特性を持った光ファイバを実現する光ファイバ母材が有すべき形状がどのように画定されるかについて説明する。図３(ａ)は、前駆体の長手方向に沿った所定の位置における断面の屈折率分布形状の一例を示す模式図である。図３(ｂ)は、所定の特性を持った光ファイバを実現する光ファイバ母材が有すべき屈折率分布形状と研削される部分とを示す模式図である。
【００３２】
前駆体の長手方向のある位置における断面内の屈折率分布を測定したところ、屈折率分布が、図３(ａ)に示すように、屈折率の低い環状部１(クラッド部)と屈折率の高い円形部２(コア部)とが互いに中心がずれて重なり合った形状であったとする。これは、この前駆体がロッドインコラプス法により製造される際に、例えば、ガラスパイプを均一に加熱できなかった場合等に生じ得る。
【００３３】
ここで、この屈折率分布形状に基づいて、所定の特性を持った光ファイバを実現する光ファイバ母材が有すべきクラッド部の形状が画定される。すなわち、図３(ｂ)に示すように、仮想的な円３が描かれる。この円３は、コア部(円形部２)に対してクラッド部がどのような形状となれば、最終的に製造される光ファイバが目標とする特性を有することとなるかについて計算を行なって求められたものである。この円３の内側の部分が製造されるべき光ファイバ母材の形状を示しており、この円３の外側にあり、且つ、環状部１の外周線で囲まれる領域が研削されるべき部分である。このような作業が前駆体の長手方向の複数の位置について実行されて、前駆体全体の研削部及び研削量が決定される。そして、上述の通り、このような決定結果に基づいて前駆体が研削されて光ファイバ母材が製造される。
【００３４】
以下に、実施例を用いて本発明の光ファイバ母材の製造方法を更に詳しく説明する。以下に述べる実施例は、上述した第１の実施形態の光ファイバ母材の製造方法に対応するものである。
【００３５】
実施例として、分散補償ファイバを実現するための光ファイバ母材を作製した。この分散補償ファイバの目標特性として、波長１．５５μｍにおける波長分散値を−１２５ｐｓ／ｋｍ／ｎｍとし、分散スロープ補償率を７５％とした。ここで、分散スロープ補償率とは、(分散スロープ／波長分散値)DCF／(分散スロープ／波長分散値)SMF×１００(％)で定義される。ただし、ＤＣＦは分散補償ファイバを意味し、ＳＭＦはシングルモードファイバを意味する。また、計算に用いたＳＭＦの波長１．５５μｍにおける分散スロープの値は＋０．０５７ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ2であり、ＳＭＦの波長１．５５μｍにおける波長分散値は＋１６．９ｐｓ／ｋｍ／ｎｍである。
【００３６】
先ず、光ファイバ母材の製造に用いる前駆体を用意した。図４は、この前駆体の径方向における屈折率分布の測定結果の一例を示すグラフである。この前駆体は、同図に示す通り、概ねディプレスト型の屈折率分布を有している。また、表１は、この前駆体に対して行った測定の結果等を示す。
【００３７】
【表１】
0003775234.tif 000002
【００３８】
まず、この前駆体の所定の位置において、プリフォームアナライザを用いて屈折率分布の測定を行った。所定の位置とは、前駆体の長手方向の一端から所定の距離の点であり、その距離を表１の「測定位置」の欄に示す。また、測定の結果得られた各測定位置における「コア径」及び「前駆体外径」を表１に示す。続いて、各測定位置において、コア径に対するクラッド径の比(以下、倍率)が一定になるように「目標外径」を決定した。次に、目標外径から「研削量」（＝前駆体外径−目標外径）を求めた。さらに、これらの各位置での「研削量」の値を補間して、各測定位置間での前駆体の研削量を求めた。このようにして求めた研削量を数値制御型旋盤に入力した後、前駆体を研削することにより、光ファイバ母材を製造した。
【００３９】
製造した光ファイバ母材について、その外径(クラッド径)とコア径とを測定して倍率を求め、さらに倍率変動(２×(最大倍率−最小倍率)／(最大倍率＋最小倍率)×１００)を求めた。この結果、光ファイバ母材(研削後)の倍率変動は０．３％であることが分かった。前駆体についての測定値から前駆体(研削前)の倍率変動を求めると約７％となる。この値と比べると、光ファイバ母材の倍率変動は大幅に低減されていることが分かる。
【００４０】
続けて、この光ファイバ母材を線引きして長さ５０ｋｍの光ファイバを製造した。製造後、この光ファイバを４本の光ファイバへと分割した。そして、これら４本の光ファイバについて、波長分散値及び分散スロープを測定した。図５は、上記４本の光ファイバの波長１．５５μｍにおける波長分散値を示すグラフである。同図において、横軸は、分割前の５０ｋｍの光ファイバの一方の端部からの距離を表す。図５から分かるように、４本の光ファイバに対して、波長分散値は−１２５±６ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ程度という目標通りの値が得られた。また、その最大値と最小値との差は約１２ｐｓ／ｋｍ／ｎｍである。
【００４１】
図６は、分散スロープ補償率を示すグラフである。図６から分かるとおり、上記４本の光ファイバの分散スロープ補償率は、７５±５％程度という結果が得られ、目標とした通りの値であった。４本の光ファイバの分散スロープ補償率の最大値と最小値との差は約１０％である。
【００４２】
上記の実験結果と比較するため、前駆体を研削しないで光ファイバ母材を作製し、さらにこの光ファイバ母材から光ファイバを製造したと仮定した場合に、波長分散値及び分散スロープ補償率がどのような値となるかを計算により求めた。研削を行わない場合は、測定で求めた「前駆体外径」がクラッド部外径となるので、このクラッド部外径と測定から求めた「コア径」とから倍率を計算した。そして、この倍率から、各測定点における波長分散値及び分散スロープ補償率を求め、さらに、これらの値の光ファイバの長さ１０ｋｍ毎の移動平均を求めた。その結果を図５及び図６に重ねて示す。図５から分かるように、計算の結果では、波長１．５５μｍにおける波長分散値の最大値と最小値との差は約１８ｐｓ／ｋｍ／ｎｍである。また、図６から、波長１．５５μｍにおける分散スロープ補償率の最大値と最小値との差は約２４％であることが分かる。
【００４３】
実際に作製した４本の光ファイバでの結果は、研削を行わなかったと仮定して求めた計算結果に比べ、波長１．５５μｍにおける波長分散値及び分散スロープ補償率の最大値と最小値との差が大幅に低減されていることが分かる。このことから、本発明に係る光ファイバ母材の製造方法の効果が理解される。
【００４４】
(変形例)
本発明に係る光ファイバ母材の製造方法を実施形態及び実施例により説明したが、本発明は、これに限られることなく、種々に変形可能である。特に、所定の特性を持った光ファイバを実現する光ファイバ母材が有すべき形状は、用意される前駆体の形状及び製造される光ファイバの特性に応じて適宜画定されて良く、例えば、以下のように画定されてもよい。
【００４５】
今、前駆体の長手方向のある位置における断面内の屈折率分布を測定したところ、屈折率分布が、図７(ａ)に示すように、屈折率の低い環状部１１(クラッド部)と屈折率の高い楕円形部１２(コア部)とが互いの中心が一致する状態で重なり合った形状であったとする。
【００４６】
この場合には、図７(ｂ)に示すように、楕円形部１２と中心が一致しており、楕円形部１２と相似形の仮想的な楕円１３が描かれる。ここで、楕円形部１２と楕円１３との相似比は、この比がどのような値であれば製造される光ファイバが目標とする特性を有することとなるかに基づいて計算を行なって決定される。このようにして決定された楕円１３の内側の部分が製造されるべき光ファイバ母材の形状を示しており、この楕円１３の外側にあり、且つ、環状部１１の外周線で画定される領域が研削されるべき部分である。このような作業が前駆体の長手方向の複数の位置について実行されて、前駆体全体の研削部及び研削量が決定される。そして、以上の決定結果に基づいて前駆体が研削されて光ファイバ母材が製造される。
【００４７】
このような光ファイバ母材から光ファイバを製造すれば、線引き中に非円率が改善されるため、コア領域及びクラッド領域の真円度が高く、且つ偏芯率の低い光ファイバが得られる。すなわち、本発明の光ファイバ母材の製造方法によれば、何等かの原因でコア部が非円となってしまった前駆体を用いた場合でも、目標とする特性を有する光ファイバを製造するのに適した光ファイバ母材が製造され得る。
【００４８】
また、本発明の光ファイバ母材の製造方法は、信号光の波長における波長分散が正の区間と負の区間とが交互に設けられる分散マネジメントファイバを製造する際に使用される光ファイバ母材が好適に製造され得る。
【００４９】
今、目標とする特性を有する分散マネジメントファイバは、図８に示す通り、外径が２Ｒcで一定なクラッド領域５１に対し、コア領域５２の径が２ａ1である正分散区間Ｄ1と２ａ2である負分散区間Ｄ2とを交互に有しているとする。これを実現する光ファイバ母材は、径が一定なコア部に対して、外径が異なる２つの区間が交互に形成されたものでよい。そして、この光ファイバ母材を外径が２Ｒcで一定となるよう線引きすることにより、上述の分散マネジメントファイバが製造される。このような光ファイバ母材のクラッド部の形状は、以下のように画定される。
【００５０】
先ず、前駆体の長手方向に沿った複数の位置において、長手方向と直交する面(前駆体の断面)内の屈折率分布が測定される。ここで、測定が行われる位置とは、最終製造物である分散マネジメントファイバにおける正分散区間Ｄ1及び負分散区間Ｄ2に相当する位置である。今、正分散区間Ｄ1になるべき位置での屈折率分布が、図９(ａ)のように、屈折率の低い環状部２１(クラッド部)と屈折率の高い円形部２２(コア部)とが互いに中心がずれて重なり合った形状であったとする。この場合には、その中心が円形部２２の中心と一致し、直径が２Ｒ1である円３３が仮想的に描かれる(図９(ｂ))。ここで、直径２Ｒ1は、光ファイバ母材を線引きすることにより外径が２Ｒcである光ファイバが作製されたときに、その光ファイバの正分散区間Ｄ1におけるコア径が２ａ1となるよう決定される値である。
【００５１】
また、負分散区間Ｄ2になるべき位置での屈折率分布が、図９(ｃ)のように、屈折率の低い環状部２１(クラッド部)と屈折率の高い円形部２２(コア部)とが互いに中心がずれて重なり合った形状であったとする。この場合、その中心が円形部２２の中心と一致し、直径が２Ｒ2である円３４が仮想的に描かれる(図９(ｄ))。ここで、直径２Ｒ2は、光ファイバ母材を線引きすることにより外径が２Ｒcである光ファイバが作製されたときに、その光ファイバの負分散区間Ｄ2におけるコア径が２ａ2となるように決定される値である。
【００５２】
上述のように決定された円３３，３４と環状部２１の外周部とで囲まれた部分が研削されるべき部分であり、これらの部分が数値制御型旋盤等により研削されて光ファイバ母材が製造される。
【００５３】
本発明の光ファイバ母材の製造方法によれば、前駆体の長手方向に沿った複数の位置において測定された屈折率分布に基づいて、正分散区間及び負分散区間のそれぞれとなるべき前駆体形状が画定される。その後、この画定結果に基づいて研削が行なわれ、光ファイバ母材が製造される。そのため、この母材から製造される分散マネジメントファイバは、目標とすべき特性を有するものとなる。
【００５４】
また、本発明の光ファイバ母材の製造方法は、例えば、コア部の径が長手方向に一定していない前駆体に対しても好適に適用し得る。すなわち、本発明の光ファイバ母材の製造方法によれば、コア部の径が変化している前駆体を用いて、クラッド部外径とコア部径との比が長手方向に沿って一定な光ファイバ母材を製造することもできる。そして、このように製造された光ファイバ母材を線引きする際に、線引き速度及び加熱温度等を適宜調整すれば、クラッド部外径とコア部径との比が一定、且つ、外径が一定である光ファイバが製造され得る。
【００５５】
コア部の径が長手方向に一定していないような前駆体は、従来は廃棄される傾向にあったが、本発明の光ファイバ母材の製造方法によれば、そのような前駆体からも所望の特性を有する光ファイバを実現することの可能な光ファイバ母材を製造することができる。また、構造パラメータの許容範囲の狭い光ファイバを実現するためには、従来は形状精度の高い前駆体が必要であったが、そのような前駆体は高価であった。しかし、本発明の光ファイバ母材の製造方法によれば、形状精度のあまり高くない前駆体を用いた場合でも、構造パラメータの許容範囲の狭い光ファイバの実現可能な光ファイバ母材を製造できる。すなわち、本発明の光ファイバ母材の製造方法には、光ファイバの製造コストを低減できるといった利点もある。
【００５６】
上記の実施形態においては、ロッドインコラプス法により作製された前駆体を用意したが、ＯＶＤ法、ＶＡＤ法、ＭＣＶＤ法、又はプラズマ法などにより作製された前駆体が用いられて良い。
【００５７】
また、本発明による光ファイバ母材の製造方法により製造される光ファイバ母材は、分散シフトファイバ、分散補償ファイバ、分散フラットファイバ、及び増幅ファイバ等を作製するための光ファイバ母材であってよい。
【００５８】
前駆体外周部を研削する際には、上記の実施形態では数値制御型旋盤が使用されたが、これに限られるものではない。屈折率測定の結果画定される形状を実現するのに適した方法が適宜選択されて良い。例えば、回転研磨盤や研磨塗粒付き研磨盤といった工作機械、酸水素火炎又はプラズマ火炎による研削方法、及びエッチング法などがある。また、これらの方法を用いて前駆体を研削した場合でも、研削後にＨＦを含む水溶液で前駆体の外周部をエッチングすると好ましい。
【００５９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る光ファイバ母材の製造方法によれば、先ず、前駆体が用意され、この前駆体の長手方向に沿った複数の位置において、長手方向と直交する面内の屈折率分布が測定される。次に、この分布の形状に基づいてクラッド部の形状が画定される。その後、この画定の結果に基づいて前駆体が研削されるので、目標とする特性を持った光ファイバの製造を可能とする光ファイバ母材が製造され得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、第１の実施形態の光ファイバ母材の製造方法を説明するフローチャートである。
【図２】図２は、第２の実施形態の光ファイバ母材の製造方法を説明するフローチャートである。
【図３】図３(ａ)は、前駆体の長手方向に沿った所定の位置における断面の屈折率分布形状の一例を示す模式図である。図３(ｂ)は、所定の特性を持った光ファイバを実現する光ファイバ母材が有すべき屈折率分布形状と研削される部分とを示す模式図である。
【図４】図４は、実施例１の光ファイバの製造の際して用意した前駆体の径方向における屈折率分布の測定結果の一例を示すグラフである。
【図５】図５は、実施例１において製造した光ファイバの波長１．５５μｍにおける波長分散値を示すグラフである。
【図６】図６は、実施例１において製造した光ファイバの分散スロープ補償率を示すグラフである。
【図７】図７(ａ)は、前駆体の長手方向に沿った所定の位置における断面の屈折率分布形状の一例を示す模式図である。図７(ｂ)は、所定の特性を持った光ファイバを実現する光ファイバ母材が有すべき屈折率分布形状と研削される部分とを示す模式図である。
【図８】図８は、分散マネジメントファイバの構成の一例を示す模式図である。
【図９】図９(ａ)〜(ｄ)は、分散マネジメントファイバを実現するのに好適な光ファイバ母材が有すべきクラッドの形状がどのように画定されるかを説明する図である。
【符号の説明】
１，１１，２１…環状部、２，２２…円形部、３，３３，３４…円、１２…楕円形部、１３…楕円、５１…クラッド領域、５２…コア領域、Ｄ1…正分散区間、Ｄ2…負分散区間。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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