(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ファイバ中心軸方向に延びる中実状に形成されたコア部と、該コア部の周囲を覆うように上記ファイバ中心軸方向に延びる多数の細孔が最密状に配列された多孔部とを備えたフォトニッククリスタルファイバの製造方法であって、
筒状のサポート管の孔内に、上記多孔部の細孔となる孔を有する筒状の多孔部用キャピラリと、該多孔部用キャピラリよりも小さい外径を有しかつ上記コア部となる棒状のコア部用ロッドとをそれぞれ配設してプリフォームを作製するプリフォーム作製工程と、
上記プリフォームを加熱・延伸してファイバ状に線引きする線引き工程とを備え、
上記プリフォーム作製工程は、上記サポート管の略中心部に上記多孔部用キャピラリ１本分の空間を設けるように上記サポート管の孔内に複数の上記多孔部用キャピラリを最密状に配設すると共に、上記サポート管の略中心部に設けられた空間内に１本の上記コア部用ロッドを配設してプリフォームを作製する工程である
ことを特徴とするフォトニッククリスタルファイバの製造方法。
【請求項２】
請求項１において、
各多孔部用キャピラリとして、その両端開口がそれぞれ閉止されたものを用いる
ことを特徴とするフォトニッククリスタルファイバの製造方法。
【請求項３】
ファイバ中心軸方向に延びる中実状に形成されたコア部と、該コア部の周囲を覆うように上記ファイバ中心軸方向に延びる多数の細孔が最密状に配列された多孔部とを備えたフォトニッククリスタルファイバの製造方法であって、
筒状のサポート管の孔内に、上記多孔部の細孔となる孔を有する筒状の多孔部用キャピラリと、該多孔部用キャピラリよりも小さい外径を有しかつ上記コア部となる筒状のコア部用キャピラリとをそれぞれ配設してプリフォームを作製するプリフォーム作製工程と、
上記プリフォームを加熱・延伸してファイバ状に線引きする線引き工程とを備え、
上記多孔部用キャピラリは、その両端開口がそれぞれ閉止されたものを用いる一方、上記コア部用キャピラリは、その両端開口がそれぞれ開放されたものを用い、
上記プリフォーム作製工程は、上記サポート管の孔内の略中心部に１本の上記コア部用キャピラリを配設すると共に、上記サポート管の略中心部を除く孔内に複数の上記多孔部用キャピラリを最密状に配設してプリフォームを作製する工程である
ことを特徴とするフォトニッククリスタルファイバの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、中実状のコア部と、ファイバ中心軸方向に延びる多数の細孔が最密状に配列された多孔部とを備えたフォトニッククリスタルファイバの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光ファイバ中で発生する非線形光学効果には、ラマン散乱やブリュアン散乱等の誘導散乱現象、並びに自己位相変調、相互位相変調及び四光波混合等の非線形現象を発生させる光カー効果と呼ばれる非線形屈折率現象がある。
【０００３】
この非線形光学効果は、長距離・大容量通信システムにおいては抑制すべきものであるが、非線形光学効果を制御することで、スーパーコンティニュウム発生による白色光の発生や、誘導ラマン散乱を利用した光増幅、さらに四光波混合を利用した波長変換等に積極的に用いることがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記光ファイバの非線形光学効果を現す指標として、ｎ２／Ａeffで表される非線形係数がある（ｎ２：非線形屈折率、Ａeff：実行コア断面積）。
【０００５】
ここで、上記非線形光学効果の積極的な利用のために、光ファイバの非線形光学効果効率を向上させるには、ｎ２を大きくするか、又はＡeffを小さくすることによって上記非線形係数ｎ２／Ａeffを大きくする必要がある。
【０００６】
上記ｎ２を大きくすることは、光ファイバの材料である石英ガラス（ＳｉＯ2）にＧｅＯ2をドープすることによって実現する。すなわち、上記非線形屈折率ｎ２と、比屈折率差Δとはほぼ比例関係にあり、例えば、純粋なＳｉＯ2のｎ２が２．８×１０-20ｍ2／Ｗであるのに対し、上記ＳｉＯ2にＧｅＯ2をドープして比屈折率差Δを２％にしたときには、上記ｎ２は４．５×１０-20ｍ2／Ｗとなる。
【０００７】
ところが、コア・クラッドからなる通常の光ファイバにおいてＳｉＯ2にＧｅＯ2をドープすることで得られる比屈折率差Δは３％程度が限界である。このため、ＧｅＯ2をドープしても、純粋なＳｉＯ2の２倍程度のｎ２しか得られない。
【０００８】
一方、実効コア断面積Ａeffは、ファイバパラメータによって広範囲にコントロールすることが可能である。例えば分散シフトファイバ（ＤＳＦ）は、上記Ａeffが約５０μｍ2であるのに対し、比屈折率差Δを大きくすることによってそのコア径を小さくすると、上記Ａeffを２５μｍ2にすることができる。このように、上記非線形係数ｎ２／Ａeffを高めるにはＡeffを調整することが有効である。
【０００９】
しかしながら、上記Ａeffは単にコア径に比例するものではなく、比屈折率差Δが３％程度にしかできない等の理由から、所定のコア径で最小値をとり、これよりもコア径を小さくすると上記Ａeffは逆に大きくなってしまう。このため、上記Ａeffを調整することでも、高い非線形性を有する光ファイバはその実現が極めて困難である。
【００１０】
そこで、本発明者は、コア・クラッドからなる通常の光ファイバに比べて、実効コア断面積Ａeffを大幅に小さくすることが可能なフォトニッククリスタルファイバに着目した。
【００１１】
このフォトニッククリスタルファイバは、ファイバ中心で、ファイバ中心軸方向に延びるコア部と、該コア部の周囲を覆うようにファイバ中心軸方向に延びる多数の細孔が最密状に配列された多孔部とを備えたものである。このものは、上記多孔部（コア・クラッドからなる通常の光ファイバのクラッドに相当）が細孔を有していることでコアと多孔部との屈折率の差が大きく、さらに、上記コアの近傍に、このコアよりも大幅に屈折率が低い細孔（エア）が存在することで、コアから多孔部への光の漏洩が少なくなっている。このため、フォトニッククリスタルファイバは、上記コア・クラッドからなる通常の光ファイバに比べて実効コア断面積Ａeffを大幅に小さくすることができる。
【００１２】
このフォトニッククリスタルファイバの製造方法としては、例えば図４及び図６に示すように、筒状のサポート管２４の孔内に、筒状の多孔部用キャピラリ２２ａを多数本、最密状に配設すると共に、このサポート管２４の略中心部に、上記多孔部用キャピラリ２２ａと同じ外径を有する棒状のコア部用ロッド２１ｃを配設することによってプリフォーム４を作製し、これを加熱・延伸してファイバ状に線引きすることが考えられる。
【００１３】
ところが、本発明者が、上記方法によりフォトニッククリスタルファイバを製造したところ、図７に示すように、コア径Ｄ（ファイバ径方向の最も内側に位置する６つの細孔１３に内接する円の径Ｄ）が比較的大きく、よってＡeffが比較的大きいものとなってしまった。このため、製造されたフォトニッククリスタルファイバ５は、非線形性が比較的弱いファイバであった。これは、上記の製造方法においては、上記コア径Ｄは、多孔部２２において互いに隣り合う一対の細孔１３の中心間距離をΛとし、各細孔１３の径をｄとしたときに、Ｄ≧２Λ−ｄにしかならないことに起因する。従って、上記コア径Ｄを小さくするには、Λを小さくすると共にｄを大きくしなければならず、これには、上記多孔部用キャピラリ２２ａ及びコア部用ロッド２１ｃの外径を共に小さくする（Λを小さくする）と共に、上記各多孔部用キャピラリ２２ａを薄肉にして内径を大きく（ｄを大きくする）する必要がある。しかしながら、薄肉かつ小径の多孔部用キャピラリ２２ａをサポート管２４の孔内に多数本配設するのは極めて困難であると共に、多孔部用キャピラリ２２ａが薄肉であっては、プリフォーム４を線引きするときにその孔が潰れたり、フォトニッククリスタルファイバ５における細孔１３の径が不揃いになってしまったりして、フォトニッククリスタルファイバ５を確実に製造することが困難になる。
【００１４】
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、非線形性の高いファイバを提供すると共に、これを容易に製造可能にすることにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、第１の発明は、多孔部用キャピラリは比較的大径かつ厚肉のものを用いる一方、コア部用ロッドとして、上記多孔部用キャピラリよりも小さい外径を有するものを用いることとした。
【００１６】
具体的に請求項１記載の発明は、ファイバ中心軸方向に延びる中実状に形成されたコア部と、該コア部の周囲を覆うように上記ファイバ中心軸方向に延びる多数の細孔が最密状に配列された多孔部とを備えたフォトニッククリスタルファイバの製造方法を対象とし、筒状のサポート管の孔内に、上記多孔部の細孔となる孔を有する筒状の多孔部用キャピラリと、該多孔部用キャピラリよりも小さい外径を有しかつ上記コア部となる棒状のコア部用ロッドとをそれぞれ配設してプリフォームを作製するプリフォーム作製工程と、上記プリフォームを加熱・延伸してファイバ状に線引きする線引き工程とを備えた方法とする。
【００１７】
そして、上記プリフォーム作製工程は、上記サポート管の略中心部に上記多孔部用キャピラリ１本分の空間を設けるように上記サポート管の孔内に複数の上記多孔部用キャピラリを最密状に配設すると共に、上記サポート管の略中心部に設けられた空間内に１本の上記コア部用ロッドを配設してプリフォームを作製する工程であることを特定事項とするものである。
【００１８】
請求項１記載の発明によると、サポート管の孔内に最密状に配設された多孔部用キャピラリはプリフォームを線引きすることによって互いに融着する共に、サポート管と融着することになるため、上記多孔部用キャピラリの孔は、フォトニッククリスタルファイバにおける多孔部でファイバ中心軸方向に延びる多数の細孔を形成する。一方、上記サポート管の略中心部に配設されたコア部用ロッドは、プリフォームを線引きすることによってこのコア部用ロッドに近接する多孔部用キャピラリと互いに融着することになるため、上記多孔部に覆われてファイバ中心軸方向に延びるコア部を形成する。
【００１９】
ここで、コア部用ロッドは多孔部用キャピラリよりも小径であるため、このコア部用ロッドは、上記サポート管の略中心部で６本の上記多孔部用キャピラリに囲まれて形成された空間内に、これらの多孔部用キャピラリとは所定の隙間を空けた状態で配設される。このため、上記プリフォームを線引きすると上記コア部用ロッドに近接する少なくとも６本の多孔部用キャピラリの孔は、上記隙間の分だけ他の多孔部用キャピラリの孔よりも拡大変形するようになる。また、上記６本の多孔部用キャピラリは、その孔の変形量が互いに同じになるため、この変形に伴い上記コア部用ロッドは自動的にファイバ中心に移動するようになる。こうして、フォトニッククリスタルファイバにおけるコア部に近接した少なくとも６個の細孔の径が他の細孔の径に比べて大きくなると共に、フォトニッククリスタルファイバのコア径は小さくなる。
【００２０】
つまり、上記コア部用ロッドの外径が多孔部用キャピラリの外径と同じである場合は、上記コア部用ロッドは、このコア部用ロッドに近接する６本の多孔部用キャピラリと互いに当接した状態になる。このため、上記６本の多孔部用キャピラリは、上記コア部用ロッドによって孔の拡大変形が規制されるため、他のキャピラリと同じ変形量で変形をする。こうして、フォトニッククリスタルファイバにおけるコア部に近接した細孔の径が小さくなると共に、それに伴い、フォトニッククリスタルファイバのコア径は大きくなってしまう。
【００２１】
これに対し、請求項１記載の発明によると、プリフォームにおいて、コア部用ロッドとこのコア部用ロッドを囲む多孔部用キャピラリとの間に隙間が生じるように、上記コア部用ロッドを多孔部用キャピラリよりも小さい外径を有するものにすることで、上述したように、上記コア径を小さくすることができる。その結果、Ａeffが小さい非線形性の高いファイバが製造される。
【００２２】
請求項１記載の発明においては、請求項２記載の如く、各多孔部用キャピラリとして、その両端開口がそれぞれ閉止されたものを用いるのがよい。
【００２３】
これにより、プリフォームを線引きするときには、その温度上昇に伴い各多孔部用キャピラリの内圧が上昇するようになる。これにより、上記各多孔部用キャピラリの孔が潰れることなくファイバ化して、多孔部における各細孔を確実に形成する。それと共に、プリフォームにおいて、コア部用ロッドに近接した６本の多孔部用キャピラリは、上記プリフォームを線引きするときにはコア部用ロッドとの間に形成された隙間を埋めるように、確実に、他の多孔部用キャピラリの孔に比べて孔が拡大変形をする。その結果、コア径が小さいフォトニッククリスタルファイバを製造することが可能になる。
【００２４】
上記請求項１又は請求項２記載の第１の発明は、コア部用ロッドを用いたフォトニッククリスタルファイバの製造方法であったが、第２の発明は、上記コア部用ロッドの代わりに筒状のコア部用キャピラリを用いる発明である。
【００２５】
具体的に請求項３記載の発明は、ファイバ中心軸方向に延びる中実状に形成されたコア部と、該コア部の周囲を覆うように上記ファイバ中心軸方向に延びる多数の細孔が最密状に配列された多孔部とを備えたフォトニッククリスタルファイバの製造方法を対象とし、筒状のサポート管の孔内に、上記多孔部の細孔となる孔を有する筒状の多孔部用キャピラリと、該多孔部用キャピラリよりも小さい外径を有しかつ上記コア部となる筒状のコア部用キャピラリとをそれぞれ配設してプリフォームを作製するプリフォーム作製工程と、上記プリフォームを加熱・延伸してファイバ状に線引きする線引き工程とを備えた方法とする。
【００２６】
そして、上記多孔部用キャピラリは、その両端開口がそれぞれ閉止されたものを用いる一方、上記コア部用キャピラリは、その両端開口がそれぞれ開放されたものを用い、上記プリフォーム作製工程は、上記サポート管の孔内の略中心部に１本の上記コア部用キャピラリを配設すると共に、上記サポート管の略中心部を除く孔内に複数の上記多孔部用キャピラリを最密状に配設してプリフォームを作製する工程であることを特定事項とするものである。
【００２７】
請求項３記載の発明によると、各多孔部用キャピラリは、その両端開口が閉止されているため、プリフォームを線引きするときには温度上昇に伴い内圧が上昇する。これにより、各孔が潰れることなくファイバ化し、多孔部における各細孔を確実に形成する。
【００２８】
これに対し、コア部用キャピラリは、その両端開口が開放されているため、プリフォームを線引きするときでも内圧が上昇せずに、上記多孔部用キャピラリの変形によってファイバ径方向に押し潰されてファイバ化する。これにより、フォトニッククリスタルファイバにおける中実状のコア部が形成される。また、上記コア部用キャピラリの孔が潰れることで、その分だけ該コア部用キャピラリに近接した少なくとも６本の多孔部用キャピラリの孔は、他の多孔部用キャピラリの孔よりも拡大変形をする。その結果、フォトニッククリスタルファイバにおいて、コア部に近接した少なくとも６個の細孔の径が他の細孔の径よりも大きくなり、よって上記コア径が小さくなる。
【００２９】
このように、上記請求項１〜請求項３記載の発明においては、サポート管内に複数本配設される多孔部用キャピラリとして、その外径が小さいもの、又はその肉厚が薄肉のもの、を用いなくても、コア径の小さいフォトニッククリスタルファイバが製造される。このため、非線形性の高いフォトニッククリスタルファイバを容易かつ確実に製造可能になる。
【００３０】
上記請求項１〜請求項３記載の方法に従ってフォトニッククリスタルファイバを製造することによって、ファイバ中心軸方向に延びる中実状に形成されたコア部と、該コア部の周囲を覆うように上記ファイバ中心軸方向に延びる多数の細孔が最密状に配列された多孔部とを備えたフォトニッククリスタルファイバであって、上記多孔部において上記コア部に近接した内側細孔の径が、該内側細孔よりもファイバ径方向の外側に位置する外側細孔よりも大きく設定され、上記コア部の径Ｄが、上記多孔部において互いに隣り合う一対の外側細孔の中心間距離をΛとし、上記各外側細孔の径をｄとしたときに、Ｄ＜２Λ−ｄを満たすように設定されたファイバが得られる。
【００３１】
つまりこのフォトニッククリスタルファイバは、コア部に近接した内側細孔の径が、外側細孔の径よりも大に設定され、かつコア径Ｄが、Ｄ＜２Λ−ｄを満たすように設定されているため、上記コア径Ｄは比較的小径に形成される。これにより、上記フォトニッククリスタルファイバの実効コア断面積Ａeffが小さくなり、よって、非線形係数ｎ２／Ａeffが大きくなる。その結果、極めて高い非線形性を有するファイバが構成される。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明におけるフォトニッククリスタルファイバの製造方法によると、多孔部用キャピラリよりも小径のコア部用ロッドを用いてプリフォームを作製する、又は両端開口を閉止した多孔部用キャピラリと、両端開口を開放したコア部用キャピラリとを用いてプリフォームを作製することで、コア径が小さいフォトニッククリスタルファイバを容易に製造することができる。
【００３３】
また、該方法によって製造されたフォトニッククリスタルファイバは、Ｄ＜２Λ−ｄを満たすようになるため、コア径Ｄが小さく、これにより実効コア断面積Ａeffが小さくなって、極めて高い非線形性を有するファイバとなる。
【００３４】
【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。
【００３５】
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る製造方法によって製造されたフォトニッククリスタルファイバ１を示し、このものは、ファイバ中心で、ファイバ中心軸方向に延びる中実状のコア部１１と、該コア部１１の周囲を覆いながらファイバ中心軸方向に延びる多孔部１２と、この多孔部１２の周囲を覆うＳｉＯ2からなるサポート部１４とを備えている。
【００３６】
上記コア部１１は、ＳｉＯ2製であってＧｅＯ2がドープされている。ここで、コア部１１とは、後述する多孔部１２においてファイバ径方向の最も内方に位置する６個の内側細孔１３ａに内接する内接円の内側の部分をいい（図２の破線参照）、上記コア部１１の径（コア径Ｄ）は、上記内接円の径である。
【００３７】
上記多孔部１２は、ファイバ中心軸方向に延びる多数の細孔１３がファイバ断面において最密状に配列されて構成されている。上記細孔１３の内、図２に拡大して示すように、上記コア部１１に近接する６個の細孔１３ａ、すなわち多孔部１２における上記内側細孔１３ａは、この内側細孔１３ａよりもファイバ径方向の外側に位置する他の細孔（外側細孔１３ｂ）よりも大径にされている。
【００３８】
上記サポート部１４は、上記多孔部１２の周囲を覆うことでこの多数の細孔１３を有する多孔部１２を保護及び支持すると共に、フォトニッククリスタルファイバ１の機械的強度を向上させるようにされている。
【００３９】
そして、上記多孔部１２において互いに隣り合う一対の外側細孔１３ｂの中心間距離をΛとし、この外側細孔１３ｂの径をｄとしたときに、上記コア径Ｄは、
Ｄ＜２Λ−ｄ
を満たすように設定されている。
【００４０】
次に、上記フォトニッククリスタルファイバ１の製造方法について、図３及び図４を参照しながら説明すると、この製造方法は、プリフォーム２を作製するプリフォーム作製工程と、このプリフォーム２を加熱・延伸してファイバ状に線引きする線引き工程とからなる。
【００４１】
上記プリフォーム２は、断面略円形状の筒状サポート管２４と、多数本の筒状のＳｉＯ2製多孔部用キャピラリ２２ａと、この多孔部用キャピラリ２２ａよりも小さい外径を有する棒状のＳｉＯ2製コア部用ロッド２１ａとから構成される。このコア部用ロッド２１ａにはＧｅＯ2がドープされていると共に、上記多孔部用キャピラリ２２ａの外径よりも小径にされている。また、上記各多孔部用キャピラリ２２ａは、その両端開口が閉止されている。
【００４２】
そして先ず、上記サポート管２４の孔内に、多孔部用キャピラリ２２ａを最密状に配設する。このとき、上記サポート管２４の略中心部には１本の上記多孔部用キャピラリに相当する空間Ｓを形成しておく。この空間Ｓの形成は、上記多孔部用キャピラリ２２ａを配設するときに上記サポート管２４の略中心部に多孔部用キャピラリ２２ａを予め配設しないことで形成してもよいし、上記サポート管２４の孔内に多孔部用キャピラリ２２ａを配設した後に、上記サポート管２４の略中心部に位置する多孔部用キャピラリ２２ａを１本だけ抜き取ることで形成してもよい。また、上記最密状に配設された多数の多孔部用キャピラリ２２ａの内、サポート管２４の径方向に最も外側に位置する各多孔部用キャピラリ２２ａと、上記サポート管２４の内周面との間には隙間が生じるが、この隙間にはＳｉＯ2製の粉体等からなる充填材を充填することで、上記各多孔部用キャピラリ２２ａの位置ずれが生じないようにするのがよい。
【００４３】
そして、このサポート管２４の孔内の略中心部に６本の上記多孔部用キャピラリ２２ａに囲まれることで形成された上記空間Ｓ内に、上記コア部用ロッド２１ａを１本配設する。これにより、上記コア部用ロッド２１ａと、このコア部用ロッド２１ａに近接した６本の多孔部用キャピラリ２２ａとの間には、所定の隙間が形成される。
【００４４】
こうしてサポート管２４の孔内にコア部用ロッド２１ａ及び多孔部用キャピラリ２２ａを配設して作製したプリフォーム２を加熱して延伸する線引き加工を施して、細径化（ファイバ化）する。このとき、図４に示すように、プリフォーム２の一端面（線引きの際に上下方向に延びるように配設されるプリフォーム２の下端面となる端面）には、上記プリフォーム２と同じ外径を有する中実状の閉止用ロッド６を例えば融着により取り付けて、このプリフォーム２の一端面（下端面）を閉止するのがよい。これにより、線引きの際に、多孔部用キャピラリ２２ａとは隙間を空けて配設されたコア部用ロッド２１ａが、上記プリフォーム２の下端面から落下することを防止することができる。
【００４５】
そして、上記線引き工程において、互いに隣接する多孔部用キャピラリ２２ａ同士、多孔部用キャピラリ２２ａとコア部用ロッド２１ａと、及び多孔部用キャピラリ２２ａとサポート管２４ａとは互いに融着して一体化することとなる。
【００４６】
この線引き時には、上記各多孔部用キャピラリ２２ａはその両端開口が閉止されているため、温度上昇に伴いその内圧が上昇する。これにより上記多孔部用キャピラリ２２ａの孔が潰れることなくファイバ化されて、フォトニッククリスタルファイバ１における多孔部１２の細孔１３を形成する。また、上記複数本の多孔部用キャピラリ２２ａの内、コア部用ロッド２１ａに近接した少なくとも６本の多孔部用キャピラリ２２ａは、上記コア部用ロッド２１ａとの間に形成された隙間によって、他の多孔部用キャピラリ２２ａによりも孔径が拡大するようになる。しかも、この６本の多孔部用キャピラリ２２ａは共に同じ内圧になることから、互いに同じ孔径となる。これにより、上記コア部用ロッド２１ａは、上記６本の多孔部用キャピラリ２２ａの変形に伴いファイバ中心に位置するようになると共に、この６本の多孔部用キャピラリ２２ａの孔径が比較的大きくなる（つまり、内側細孔１３ａの孔径が外側細孔１３ｂよりも大きくなる）分だけ、上記内側細孔１３ａの内接円によって形成されるコア径Ｄは小さくなる。
【００４７】
その結果、図１又は図２に示すように、コア部用ロッド２１ａにより形成されたファイバ中心を長手方向に延びる中実状のコア部１１と、多孔部用キャピラリ２２ａにより形成された多数の細孔１３が最密状に配列された多孔部１２と、サポート管２４により形成されたサポート部１４とからなるフォトニッククリスタルファイバファイバ１が製造される。
【００４８】
図８は、こうして製造されたフォトニッククリスタルファイバ１のコア部１１の近傍を拡大して示す写真であって、このものでは、隣り合う一対の細孔１３の中心間距離Λが２．１μｍ、外側細孔１３ｂの径ｄが１．１μｍである。そして、コア径Ｄは２．６μｍであり、従って、Ｄ＜２Λ−ｄとなっている。
【００４９】
これに対し、図９に示すフォトニッククリスタルファイバは、コア部用ロッド２１ｃとして、多孔部用キャピラリ２２ａと同じ外径を有するものを用いてプリフォーム４を作製し、これを線引きしたものである（図６参照）。この場合、コア部１１に近接する６個の細孔１３の径と、その他の細孔１３の径とは互いに略同じになっている。そして、Λは２．１μｍ、ｄは１．１μｍであると共に、コア径Ｄは３．１μｍであるため、Ｄ＝２Λ−ｄである。これは、上記コア部用ロッド２１ｃが、多孔部用キャピラリ２２ａと同じ外径を有するため、プリフォーム４において、コア部用ロッド２１ｃと、このコア部用ロッド２１ｃに近接する６本の多孔部用キャピラリ２２ａとは互いに当接して、両者２１ｃ，２２ａの間に所定の隙間が形成されない状態になってしまうためであり、これにより、上記６本の多孔部用キャピラリ２２ａの孔が、他の多孔部用キャピラリ２２ａに比べて拡大変形することができずに、よってコア径Ｄが大きくなってしまうことになる（図７参照）。
【００５０】
このように、本実施形態に係るフォトニッククリスタルファイバ１の製造方法によれば、多孔部用キャピラリ２２ａよりも小さい外径を有するコア部用ロッド２１ａを用いることで、プリフォーム２におけるコア部用ロッド２１ａと、多孔部用キャピラリ２２ａとの間に所定の隙間を形成することができ、これにより、線引き時には上記コア部用ロッド２１ａに近接した多孔部用キャピラリ２２ａの孔径を、他の多孔部用キャピラリ２２ａ孔径よりも拡大させて、フォトニッククリスタルファイバ１における内側細孔１３ａを外側細孔１３ｂよりも大径にすることができる。
【００５１】
また、上記各多孔部用キャピラリ２２ａの両端開口を閉止することで、プリフォーム２の線引き時には、各多孔部用キャピラリ２２ａの内圧の上昇によって各多孔部用キャピラリ２２ａの孔の潰れを抑制すると共に、上記コア部用ロッド２１ａに近接した多孔部用キャピラリ２２ａの孔径を、他の多孔部用キャピラリ２２ａの孔よりも確実に拡大させることができる。その結果、フォトニッククリスタルファイバ１のコア径Ｄを小さくすることができる。
【００５２】
こうしてできたフォトニッククリスタルファイバ１はコア径Ｄが小さいため、実効コア断面積Ａeffが大幅に小さく、非線形光学効果が高くなる。
【００５３】
＜第２実施形態＞
図５は本発明の第２実施形態に係るプリフォーム３の中心部近傍を拡大して示し、この第２実施形態におけるフォトニッククリスタルファイバ１の製造方法は、コア部用ロッド２１ａではなくて、筒状のコア部用キャピラリ２１ｂを用いる点が上記第１実施形態とは異なる。
【００５４】
尚、上記プリフォーム３のその他の構成は第１実施形態のものと同様であるために、同一部材には同一符号を付して、その説明は省略する。
【００５５】
この第２実施形態に用いるコア部用キャピラリ２１ｂは、上記第１実施形態におけるコア部用ロッド２１ａと同様に、ＧｅＯ2がドープされたＳｉＯ2製のものであって、多孔部用キャピラリ２２ａと同じ内外径を有するものの、その両端開口は閉止されずにそれぞれ開放されている。一方、上記多孔部用キャピラリ２２ａは、上記第１実施形態と同様にその両端開口がそれぞれ閉止されている。
【００５６】
そして、第２実施形態に係るプリフォーム３は、上記コア部用キャピラリ２１ｂを、上記第１実施形態におけるプリフォーム２のコア部用ロッド２１ａの代わりにサポート管２４の孔内の略中心部に配設することで作製される。このとき、上記コア部用キャピラリ２１ｂは、多孔部用キャピラリ２２ａと同じ外径を有するため、上記コア部用キャピラリ２１ａに近接した６本の多孔部用キャピラリ２２ａと、このコア部用キャピラリ２１ｂとの間には隙間がなく、両キャピラリ２１ｂ，２２ａが互いに当接した状態になる。尚、サポート管２４の孔内に上記コア部用キャピラリ２１ｂと、多孔部用キャピラリ２２ａとを配設する順番に制限はない。
【００５７】
次に、このプリフォーム３を線引きしてファイバ化するのであるが、このとき、上記コア部用キャピラリ２１ｂは両端開口が開放されているため内圧の上昇はなく、多孔部用キャピラリ２２ａ等の変形によって、上記コア部用キャピラリ２１ｂの孔は押し潰されることになる。これにより、フォトニッククリスタルファイバ１の中実状のコア部１１が形成されると共に、このコア部１１に近接した内側細孔１３ａの径は外側細孔１３ｂよりも拡大するため、コア径Ｄはその分小さくなる（図１又は図２参照）。その結果、上記第１実施形態と同様に、非線形光学効果が高いフォトニッククリスタルファイバ１が製造される。
【００５８】
尚、図１及び図２においては、径が拡大している細孔１３が、コア部１１に近接する６個の細孔１３（内側細孔１３ａ）のみにしているが、この６個の内側細孔１３ａよりも径方向外側に位置する細孔１３が拡大することも起こり得る。つまり、径が拡大する内側細孔１３ａは、コア部１１に近接する６個の細孔１３だけとは限らない。
【００５９】
また、図１及び図２においては、上記コア部１１に近接する６個の内側細孔１３ａはそれぞれ断面円形状に表しているが、製造条件によっては、ファイバ径方向の内方に孔が延びるようにもなるため、上記内側細孔１３ａの断面形状としては、ファイバ径方向に延びる楕円形状等になることもある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  フォトニッククリスタルファイバの斜視図である。
【図２】  第１実施形態に係るフォトニッククリスタルファイバにおける中心部近傍を拡大して示す断面図である。
【図３】  第１実施形態に係るプリフォームにおける中心部近傍を拡大して示す断面図である。
【図４】  プリフォームの縦断面図である。
【図５】  第２実施形態に係るプリフォームにおける中心部近傍を拡大して示す図３対応図である。
【図６】  従来のプリフォームにおける中心部近傍を拡大して示す図３対応図である。
【図７】  従来のフォトニッククリスタルファイバにおける中心部近傍を拡大して示す図２対応図である。
【図８】  第１実施形態に係る製造方法によって製造したフォトニッククリスタルファイバにおける中心部近傍を拡大して示す顕微鏡写真である。
【図９】  従来の製造方法によって製造したフォトニッククリスタルファイバにおける中心部近傍を拡大して示す顕微鏡写真である。
【符号の説明】
１，５          フォトニッククリスタルファイバ
１１            コア部
１２            多孔部
１３            細孔
１４            サポート部
２〜４          プリフォーム
２４            サポート管
１３ａ          内側細孔
１３ｂ          外側細孔
２１ａ，２１ｃ  コア部用ロッド
２１ｂ          コア部用キャピラリ
２２ａ          多孔部用キャピラリ
Ｄ              コア径
ｄ              外側細孔の径
Λ              隣り合う外側細孔の中心間距離
【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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