(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
出発母材の軸方向に光ファイバ多孔質母材を堆積した後、この光ファイバ多孔質母材を所定温度で加熱し、脱水、焼結することで光ファイバプリフォームを製造し、この工程を繰返すようにした製造方法であって、製造した光ファイバプリフォームの屈折率を測定し、この屈折率と目標の屈折率との差を求めて、この差を光ファイバ多孔質母材の加熱温度の補正値に変換するとともに、次回の製造工程における光ファイバ多孔質母材の加熱温度を前記補正値で補正することを特徴とする光ファイバプリフォームの製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の光ファイバプリフォームの製造方法において、前記光ファイバ多孔質母材の加熱温度の補正は、測定した屈折率と目標の屈折率との差が所定値を越えた時に行われることを特徴とする光ファイバプリフォームの製造方法。
【請求項３】
出発母材の軸方向に堆積した光ファイバ多孔質母材を加熱し、脱水、焼結を行わせるための加熱炉と、この加熱炉の加熱温度を調整する温度調整器と、脱水、焼結された光ファイバプリフォームの屈折率を測定するプリフォームアナライザと、測定された屈折率と目標の屈折率との差を求め、この差を加熱炉の加熱温度の補正値に変換した後、この補正値で補正した加熱温度を前記温度調整器に指令するシーケンサを備えたことを特徴とする光ファイバプリフォームの製造装置。
【請求項４】
請求項３に記載の光ファイバプリフォームの製造装置において、前記加熱炉は、前記光ファイバ多孔質母材が収容される炉芯管と、この炉芯管の周囲に配設される加熱手段と、前記炉芯管の外壁に取付けられる温度測定器を備えたことを特徴とする光ファイバプリフォームの製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば気相軸付け法（ＶＡＤ法）によって堆積した光ファイバ多孔質母材を脱水、焼結して光ファイバプリフォームを製造する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、気相軸付け法（ＶＡＤ法）による光ファイバプリフォームの製造として、石英棒等の出発母材を回転させつつ、下方から光ファイバ原料としての四塩化ケイ素（ＳｉＣｌ4 ）、及び屈折率制御に必要な四塩化ゲルマニウム（ＧｅＣｌ4 ）等のドーパントをコア用バーナからＨ2 、Ｏ2 ガスとともに吹付け、石英棒の軸方向にコア用多孔質母材を堆積させるとともに、この周囲に向けてクラッド用バーナから光ファイバ原料としての四塩化ケイ素（ＳｉＣｌ4 ）等をＨ2 、Ｏ2 ガスとともに吹付けてクラッド用多孔質母材を堆積し、堆積した光ファイバ多孔質母材を加熱して脱水、焼結を行い、透明ガラス化して光ファイバプリフォームを製造するような方法が知られている。
【０００３】
ここで、光ファイバ多孔質母材を脱水、焼結する際、光ファイバ多孔質母材を加熱炉の石英製の炉芯管内に入れて、炉芯管内に塩素等の脱水作用のあるガスを導入すると同時に、炉芯管の周囲に配設されるヒータで加熱することで脱水、焼結を行うような方法が採用されることがあり、このような技術では、炉芯管の中に不純物を混入させることが許されず、また炉芯管の内部は高温である等の理由から、通常、炉芯管の外壁に温度測定器を取付け、この温度測定器で測定した温度に基づいて温度管理を行っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記のように温度測定器を炉芯管の外壁に取付けて温度管理を行う場合、例えば炉芯管が劣化して内部の処理温度が微妙に変化しても、その変化が検出されないため補正することが出来ず、特に古い炉芯管を新しい炉芯管に交換した時など、外壁の温度測定器で温度管理しても内部の処理温度の変化の度合いが大きくなることがあり、焼結された光ファイバプリフォームの屈折率分布等の特性にばらつきが生じるという不具合があった。
【０００５】
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、光ファイバ多孔質母材を脱水、焼結して光ファイバプリフォームを製造するにあたり、脱水、焼結工程の実際の処理温度の変化に伴う屈折率分布等の特性のばらつきを防止することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明は、請求項１において、出発母材の軸方向に光ファイバ多孔質母材を堆積した後、この光ファイバ多孔質母材を所定温度で加熱し、脱水、焼結することで光ファイバプリフォームを製造し、この工程を繰返すようにした製造方法において、製造した光ファイバプリフォームの屈折率を測定し、この屈折率と目標の屈折率との差を求めて、この差を光ファイバ多孔質母材の加熱温度の補正値に変換するとともに、次回の製造工程における光ファイバ多孔質母材の加熱温度を前記補正値で補正するようにした。
【０００７】
このような工程で製造される光ファイバプリフォームについて、前回に製造した光ファイバプリフォームの屈折率を測定することで、脱水、焼結時の実際の処理温度の変化を読取るようにし、次回の製造工程では、実際の処理温度を一定にするよう補正し安定した特性が得られるようにする。
このような方法により、炉芯管が劣化したり、炉芯管を交換したりして実際の処理温度が変化しているにも拘らず、温度測定手段で検知出来ないような時でも、実際の処理温度の変化を補正することが出来、ロットごとの特性の変化が抑制され、特性変化の少ない安定した光ファイバプリフォームを製造出来る。
ここで測定される屈折率とは、特に限定されるものではないが、光ファイバプリフォームの屈折率分布を測定し、それから得られる屈折率差Δｎ（％）であることが好ましい。
【０００８】
また請求項２では、光ファイバ多孔質母材の加熱温度の補正は、測定した屈折率と目標の屈折率の差が所定値を越えた時に行うようにした。
すなわち、各製造工程ごとに毎回補正すれば、より特性の安定した光ファイバプリフォームの製造が可能であるが、反面、複雑な設備構成になりやすく、また設備コストもかかるようになる。
そこで、測定した屈折率と目標の屈折率の差が所定値を越えた時に加熱温度の補正を行うようにし、屈折率を所望の範囲内に管理するようにすれば、より実用的また経済的である。
【０００９】
また請求項３では、光ファイバプリフォームの製造装置として、出発母材の軸方向に堆積した光ファイバ多孔質母材を加熱し、脱水、焼結を行わせるための加熱炉と、この加熱炉の加熱温度を調整する温度調整器と、脱水、焼結された光ファイバプリフォームの屈折率を測定するプリフォームアナライザと、測定された屈折率と目標の屈折率との差を求め、この差を加熱炉の加熱温度の補正値に変換した後、この補正値で補正した加熱温度を温度調整器に指令するシーケンサを設けた。
【００１０】
そして、製造された光ファイバプリフォームの屈折率をプリフォームアナライザで測定し、シーケンサで目標の屈折率との差を求めて、加熱温度の補正値に変換するとともに、調整器に指令を発して次回製造工程の加熱温度を補正する。
この際、上記屈折率の差が所定の管理幅を越えた時に加熱温度の補正を行うようにすることも出来る。
【００１１】
また請求項４では、加熱炉を、光ファイバ多孔質母材が収容される炉芯管と、この炉芯管の周囲に配設される加熱手段と、炉芯管の外壁に取付けられる温度測定器から構成した。
このような構成にすることで、既存の設備を活用して簡易に構成することが出来る。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について添付した図面に基づき説明する。
ここで図１は本製造装置の構成概要図である。
【００１３】
本発明に係る光ファイバプリフォームの製造装置は、石英棒等の出発母材Ｓに対してコア用バーナから光ファイバ原料としての四塩化ケイ素（ＳｉＣｌ4 ）、及び屈折率制御のためのドーパントとしての四塩化ゲルマニウム（ＧｅＣｌ4 ）等をＨ2 、Ｏ2 ガスとともに吹付けて軸方向にコア用多孔質母材を堆積させ、この周囲に向けてクラッド用バーナから光ファイバ原料としての四塩化ケイ素（ＳｉＣｌ4 ）等をＨ2 、Ｏ2 ガスとともに吹付けてクラッド用多孔質母材を堆積した後、堆積したコア用多孔質母材とクラッド用多孔質母材からなる光ファイバ多孔質母材を加熱し脱水、焼結して光ファイバプリフォームを製造する際の装置として構成され、図１に示すように、出発母材Ｓの軸方向に形成される光ファイバ多孔質母材Ｓｆを加熱する加熱炉１を備えている。
【００１４】
そしてこの加熱炉１は、光ファイバ多孔質母材Ｓｆを収容せしめることの出来る炉芯管２と、この炉芯管２の周囲に配設される加熱手段としてのヒータ３と、炉芯管２の外壁に取付けられる温度測定器としての熱電対４を備えており、前記炉芯管２には、塩素等の脱水作用のあるガスを導入するガス導入部５と、導入されたガスを排出するガス排出部６が設けられている。
【００１５】
また、前記ヒータ３は、温度調整器７によって加熱温度が調整可能にされており、この温度調整器７はシーケンサ８に接続されている。
また本装置には、製造された光ファイバプリフォームの屈折率または屈折率分布を測定するプリフォームアナライザ９が設けられており、測定した屈折率データを前記シーケンサ８に送り込むことが出来るようにしている。
この際、測定される屈折率とは、特に限定されるものではないが、実施形態では、光ファイバプリフォームの屈折率分布を測定し、それから得られる屈折率差Δｎ（％）としている。
ここで屈折率差Δｎ（％）とは、コア母材とクラッド母材との屈折率の差を示し、この差を１００倍して（％）表示したものをいう。
【００１６】
以上のような製造装置において、不図示の多孔質母材作製装置で出発母材Ｓの軸方向にコア用多孔質母材とクラッド用多孔質母材からなる光ファイバ母材Ｓｆを作製した後、この光ファイバ母材Ｓｆを炉芯管２内にセットし、炉芯管２内に脱水作用のあるガスを導入しつつヒータ３で加熱し脱水、焼結して透明ガラス化することでコア母材とクラッド母材を備えた光ファイバプリフォームを製造し、このような一連の製造工程を繰返して多数ロットの光ファイバプリフォームを製造していくようにしているが、本発明では、製造したコア母材の屈折率分布をプリフォームアナライザ９で測定し、この測定データをシーケンサ８に送って屈折率差Δｎ（％）を求めるとともに、目標の屈折率差Δｎ（％）との差を求め、この屈折率差の差を、ずれ分に対応するヒータ３の加熱温度の補正値に変換して補正するようにしている。
このため、測定した屈折率差Δｎ（％）と目標の屈折率差Δｎ（％）との差と、加熱温度の補正値との関係を表わす検量線を定めている。
【００１７】
この際、加熱温度の補正は、各製造ごとに毎回行っても良いが、本実施形態では、屈折率差の差が所定の管理幅を越えた時に行うようにしている。
【００１８】
【実施例】
次に本発明の実施例と比較例について説明する。
（実施例）
前述のような装置で炉芯管２を新しいものに交換して光ファイバプリフォームを製造し、コア母材の屈折率分布をプリフォームアナライザ９で測定し、屈折率差Δｎ（％）を求めたところ、図２（Ｂ）に示すように、交換前の場合と比較して屈折率差Δｎ（％）が０．０１％上まわったため、図２（Ａ）に示すように焼結温度を１２００℃から１２５０℃に変更し、次ロットの光ファイバプリフォームを製造した。
この結果、屈折率差Δｎ（％）を目標値の０．３６に合せることが出来た。
【００１９】
また、同じ炉芯管２を使用して１３回製造したところ、屈折率差Δｎ（％）が微減し、１３回目では屈折率差Δｎ（％）が管理範囲の±０．００２％を越えたため、焼結温度を５℃減じて製造したところ、屈折率差Δｎ（％）は管理範囲内に戻った。
【００２０】
（比較例）
比較のため従来どおり炉芯管２を交換して炉芯管２が割れを起こすまで同一温度で焼結したところ、図３に示すように、屈折率差Δｎ（％）は経時的に変化し、安定した特性の光ファイバプリフォームを製造することが出来なかった。
この結果から本発明の有効性が確認された。
【００２１】
尚、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
例えば光ファイバ原料、ドーパントの種類等は任意である。
【００２２】
【発明の効果】
以上のように本発明に係る光ファイバプリフォームの製造方法は、請求項１のように、製造した光ファイバプリフォームの屈折率を測定し、この屈折率と目標の屈折率との差を求めて、この差を光ファイバ多孔質母材の加熱温度の補正値に変換して次回の製造工程の加熱温度を補正するようにしたため、脱水、焼結工程の実際の処理温度が変化してもそれを補正することができ、安定した特性の光ファイバプリフォームを製造することが出来る。
この際、請求項２のように、光ファイバ多孔質母材の加熱温度の補正は、測定した屈折率と目標の屈折率の差が所定値を越えた時に行うようにすれば、屈折率を所望の範囲内に管理することが出来、より実用的でまた経済的である。
【００２３】
また光ファイバプリフォームの製造装置として、請求項３のように、光ファイバ多孔質母材を加熱して脱水、焼結を行わせるための加熱炉と、この加熱炉の加熱温度を調整する温度調整器と、脱水、焼結された光ファイバプリフォームの屈折率を測定するプリフォームアナライザと、測定された屈折率と目標の屈折率との差を加熱温度の補正値に変換した後、この補正温度を温度調整器に指令するシーケンサを設ければ、上記方法による光ファイバプリフォームを製造することが出来る。
また請求項４のように、加熱炉を、光ファイバ多孔質母材が収容される炉芯管と、この炉芯管の周囲に配設される加熱手段と、炉芯管の外壁に取付けられる温度測定器から構成すれば、既存の設備を活用して簡易に構成することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る製造装置の構成概要図である。
【図２】本発明の製造方法で製造した時の測定データで、（Ａ）は焼結温度（縦軸）と炉芯管使用回数（横軸）の関係を表わすグラフ、（Ｂ）は屈折率差（縦軸）と炉芯管使用回数（横軸）の関係を表わすグラフである。
【図３】従来の製造方法で製造した時の屈折率差の変化を表わすグラフで、縦軸は屈折率差で横軸は炉芯管使用回数である。
【符号の説明】
１…加熱炉、                        ２…炉芯管、
３…ヒータ、                        ４…熱電対、
５…ガス導入部、                    ６…ガス排出部、
７…温度調整器、                    ８…シーケンサ、
９…プリフォームアナライザ、
Ｓ…出発母材、                      Ｓｆ…光ファイバ母材。
【図１】
0003754844.tif 000002
【図２】
0003754844.tif 000003
【図３】
0003754844.tif 000004