特許 5835823 マルチコア光ファイバ母材の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】5835823

(24)【登録日】2015年11月13日

(45)【発行日】2015年12月24日

(54)【発明の名称】マルチコア光ファイバ母材の製造方法

(51)【国際特許分類】

   C03B 37/012 20060101AFI20151203BHJP

   G02B 6/02 20060101ALI20151203BHJP

   C03B 37/018 20060101ALI20151203BHJP

【ＦＩ】

   C03B37/012 A

   C03B37/012 B

   G02B6/02 466

   C03B37/018 A

   C03B37/018 C

【請求項の数】8

【全頁数】23

(21)【出願番号】特願2014-141590(P2014-141590)

(22)【出願日】2014年7月9日

【審査請求日】2014年7月9日

【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２５年度、独立行政法人情報通信研究機構、『革新的光ファイバの実用化に向けた研究開発』委託事業、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願

(73)【特許権者】

【識別番号】000004226

【氏名又は名称】日本電信電話株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100119677

【弁理士】

【氏名又は名称】岡田 賢治

(74)【代理人】

【識別番号】100115794

【弁理士】

【氏名又は名称】今下 勝博

(72)【発明者】

【氏名】深井 千里

(72)【発明者】

【氏名】中島 和秀

(72)【発明者】

【氏名】辻川 恭三

(72)【発明者】

【氏名】青笹 真一

【審査官】 山崎 直也

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−１７７２６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０２０８６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５７−０８２８０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−０９０１４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５６−１１３１０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０２５６２５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ０３Ｂ ３７／００−３７／１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

光ファイバ母材の外形となる第１の石英管の内側に前記第１の石英管の内周径よりも小さい直径を有する複数の第２の石英管を、前記第１の石英管の軸方向に沿って配置する石英管配置工程と、
前記第１の石英管の外側及び前記第２の石英管の内側に加熱器具をそれぞれ配置する加熱器具配置工程と、
前記第２の石英管の外側、かつ、前記第１の石英管の内側に原料ガスを流入し、前記第１の石英管及び前記第２の石英管を加熱器具で加熱することで前記第１の石英管内部に拡散した第１のガラス微粒子を堆積させ、前記光ファイバ母材のクラッド部を形成するクラッド部堆積工程と、
前記第２の石英管の内側に配置した加熱器具を取り外す取り外し工程と、
予め加熱された前記第２の石英管の内側に原料ガスを流入し第２のガラス微粒子を堆積させることで前記光ファイバ母材のコア部を形成するコア部堆積工程と、
を順に行うことを特徴とするマルチコア光ファイバ母材の製造方法。

【請求項2】

前記クラッド部堆積工程及び前記コア部堆積工程は、
前記第１の石英管と前記第２の石英管と前記加熱器具との相対的位置の位置関係を維持するとともに前記第１の石英管の中心軸を回転軸として、前記第１の石英管と前記第２の石英管と前記加熱器具とを同期回転させる
ことを特徴とする請求項１に記載のマルチコア光ファイバ母材の製造方法。

【請求項3】

前記石英管配置工程は、
第２の石英管の屈折率が、前記クラッド部の屈折率よりも低い
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のマルチコア光ファイバ母材の製造方法。

【請求項4】

前記加熱器具配置工程は、
前記加熱器具として酸水素バーナー又は電熱線又はマイクロ波を発生させるキャビティを用いる
ことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のマルチコア光ファイバ母材の製造方法。

【請求項5】

光ファイバ母材の１つのコア部が形成された柱体状の母材又は１つのコア部及び該コア部周囲のクラッド部の一部が形成された柱体状の母材を予めコア数分作製するコア部作製工程と、
光ファイバ母材の外形となる第１の石英管の内側に、前記第１の石英管の内周径よりも小さい直径を有する複数の
第２の石英管を、前記第１の石英管の軸方向に沿って配置する石英管配置工程と、
前記第１の石英管の外側及び前記第２の石英管の内側に加熱器具をそれぞれ配置する加熱器具配置工程と、
前記第２の石英管の外側、かつ、前記第１の石英管の内側に原料ガスを流入し、前記第１の石英管及び前記第２の石英管を加熱器具で加熱することで前記第１の石英管内部に拡散したガラス微粒子を堆積させ、前記光ファイバ母材のクラッド部を形成するクラッド部堆積工程と、
前記第２の石英管の内側に配置した加熱器具を取り外す取り外し工程と、
予め作製された前記コア部が形成された柱体状の母材を前記ガラス微粒子が外面に堆積された第２の石英管内に挿入するコア部挿入工程と
を順に行うことを特徴とするマルチコア光ファイバ母材の製造方法。

【請求項6】

前記クラッド部堆積工程は、
前記第１の石英管と前記第２の石英管と前記加熱器具との相対的位置の位置関係を維持するとともに前記第１の石英管の中心軸を回転軸として、前記第１の石英管と前記第２の石英管と前記加熱器具とを同期回転させる
ことを特徴とする請求項５に記載のマルチコア光ファイバ母材の製造方法。

【請求項7】

前記石英管配置工程は、
前記コア部が形成された柱体状の母材を挿入する第２の石英管の屈折率が、前記クラッド部の屈折率よりも低い
ことを特徴とする請求項５又は６に記載のマルチコア光ファイバ母材の製造方法。

【請求項8】

前記加熱器具配置工程は、
前記加熱器具として酸水素バーナー又は電熱線又はマイクロ波を発生させるキャビティを用いる
ことを特徴とする請求項５から７のいずれかに記載のマルチコア光ファイバ母材の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、マルチコア光ファイバ母材の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

通信ネットワークにおける伝送容量は年々増加し、数年後には光ファイバ１芯において１０Ｔｂｉｔ／ｓ以上の大容量伝送を可能とすることが必要不可欠となってくる。このため、波長分割多重、時分割多重、偏波分割多重、並びに符号分割多重などにより、通常のシングルモード光ファイバの伝送容量を拡大する研究が進められている。一方、伝送容量を拡大する技術の一つである空間多重技術として、光ファイバ断面に複数のコアを有するマルチコア光ファイバがある。

【0003】

マルチコア光ファイバ母材の製造方法としては、複数個のコア母材を束ねてクラッド部となる石英管に挿入して光ファイバ母材を製造する方法（例えば、特許文献１参照）が知られている。また他の方法としては、クラッド部となる石英柱に複数個の空孔を開け、空孔内にあらかじめ形成されたコア母材を挿入し、加熱合体することにより光ファイバ母材を製造する方法（例えば、特許文献２参照）が知られている。さらに、複数の心棒や石英管を用いて、複数のコア部を同時に製造する方法（例えば、特許文献３参照）が提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平８−１１９６５６号

【特許文献2】特開平９−０９０１４３号

【特許文献3】特開２０１３−１７７２６９号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１に記載のマルチコア光ファイバ母材の製造方法では、コア部の表面にＯＨ基や不純物が付着するため、これら不純物による吸収損失が生じることにより低損失化が難しいという問題がある。また、光ファイバの軸心に直交する断面において複数個形成されるコア部間の距離などを精密に制御することが困難であるという問題もある。

【0006】

特に、コア部が光ファイバの軸心に直交する断面方向に積層される場合には、積層数の増加とともにコア部の配列の精度も劣化するという問題がある。さらに、コア部間の隙間にクラッド部となる石英柱を積層するため、コストの低減が困難であるという問題もある。

【0007】

他方、特許文献２に記載のマルチコア光ファイバ母材の製造方法では、石英ガラスが非常に硬いため、クラッド部となる石英柱に空孔を開ける際に超音波振動研削などの特殊な方法を用いる必要がある。しかし、孔を深く研削するために研削工具の長さを長くすると、高速回転に伴う軸ずれが生じ、研削できなくなってしまう。そのため、母材サイズの大型化、つまり光ファイバの長尺化が困難であるといった問題がある。

【0008】

特許文献３に記載のマルチコア光ファイバ母材の製造方法では、光ファイバの外径となる石英管の内部、かつ、光ファイバのコア部となる石英管の外部に、クラッド部を形成するガラス微粒子を堆積する際に、光ファイバのコア部となる石英管近傍の温度が均一に加熱されないため、クラッド部を形成するガラス微粒子が均一に堆積しないといった問題がある。

【0009】

前記課題を解決するために、本発明は、上記の事情に鑑み提案されたものであって、光ファイバ断面に複数のコアを有するマルチコア光ファイバを低損失かつ長尺に製造可能な光ファイバ母材を容易に得ることができるマルチコア光ファイバ母材の製造方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記目的を達成するため、本発明では光ファイバ母材の外形を形成する石英管内部に、光ファイバ母材のコア部を形成する石英管を各コア部に対応するよう配置し、各石英管を加熱しながら、石英管にガラス微粒子を堆積させることを特徴とする。

【0011】

より具体的には、ＭＣＶＤ（Ｍｏｄｉｆｉｅｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法及びＰＣＶＤ（Ｐｌａｓｍａ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法をベースとして、石英管を加熱しながらガラス粒子を堆積させて光ファイバ母材を生成する。

【0012】

具体的には、本発明に係るマルチコア光ファイバ母材の製造方法は、
光ファイバ母材の外形となる第１の石英管の内側に前記第１の石英管の内周径よりも小さい直径を有する複数の第２の石英管を、前記第１の石英管の軸方向に沿って配置する石英管配置工程と、
前記第１の石英管の外側及び前記第２の石英管の内側に加熱器具をそれぞれ配置する加熱器具配置工程と、
前記第２の石英管の外側、かつ、前記第１の石英管の内側に原料ガスを流入し、前記第１の石英管及び前記第２の石英管を加熱器具で加熱することで前記第１の石英管内部に拡散した第１のガラス微粒子を堆積させ、前記光ファイバ母材のクラッド部を形成するクラッド部堆積工程と、
前記第２の石英管の内側に配置した加熱器具を取り外す取り外し工程と、
予め加熱された前記第２の石英管の内側に原料ガスを流入し第２のガラス微粒子を堆積させることで前記光ファイバ母材のコア部を形成するコア部堆積工程と、を順に行う。

【0013】

本発明に係る上述のマルチコア光ファイバ母材の製造方法では、
前記クラッド部堆積工程及び前記コア部堆積工程は、
前記第１の石英管と前記第２の石英管と前記加熱器具との相対的位置の位置関係を維持するとともに前記第１の石英管の中心軸を回転軸として、前記第１の石英管と前記第２の石英管と前記加熱器具とを同期回転させてもよい。

【0014】

本発明に係る上述のマルチコア光ファイバ母材の製造方法では、
前記石英管配置工程は、
第２の石英管の屈折率が、前記クラッド部の屈折率よりも低い値でもよい。

【0015】

本発明に係るマルチコア光ファイバ母材の製造方法では、
前記加熱器具配置工程は、
前記加熱器具として酸水素バーナー又は電熱線又はマイクロ波を発生させるキャビティを用いてもよい。

【0016】

具体的には、本発明に係るマルチコア光ファイバ母材の製造方法は、
光ファイバ母材の１つのコア部が形成された柱体状の母材又は１つのコア部及び該コア部周囲のクラッド部の一部が形成された柱体状の母材を予めコア数分作製するコア部作製工程と、
光ファイバ母材の外形となる第１の石英管の内側に、前記第１の石英管の内周径よりも小さい直径を有する複数の前記第２の石英管を、前記第１の石英管の軸方向に沿って配置する石英管配置工程と、
前記第１の石英管の外側及び前記第２の石英管の内側に加熱器具をそれぞれ配置する加熱器具配置工程と、
前記第２の石英管の外側、かつ、前記第１の石英管の内側に原料ガスを流入し、前記第１の石英管及び前記第２の石英管を加熱器具で加熱することで前記第１の石英管内部に拡散したガラス微粒子を堆積させ、前記光ファイバ母材のクラッド部を形成するクラッド部堆積工程と、
前記第２の石英管の内側に配置した加熱器具を取り外す取り外し工程と、
予め作製された前記コア部が形成された柱体状の母材を前記ガラス微粒子が外面に堆積された第２の石英管内に挿入するコア部挿入工程と
を順に行う。

【0017】

本発明に係る上述のマルチコア光ファイバ母材の製造方法では、
前記クラッド部堆積工程は、
前記第１の石英管と前記第２の石英管と前記加熱器具との相対的位置の位置関係を維持するとともに前記第１の石英管の中心軸を回転軸として、前記第１の石英管と前記第２の石英管と前記加熱器具とを同期回転させてもよい。

【0018】

本発明に係る上述のマルチコア光ファイバ母材の製造方法では、
前記石英管配置工程は、
前記コア部が形成された柱体状の母材を挿入する第２の石英管の屈折率が、前記クラッド部の屈折率よりも低い値でもよい。

【0019】

本発明に係る上述のマルチコア光ファイバ母材の製造方法では、
前記加熱器具配置工程は、
前記加熱器具として酸水素バーナー又は電熱線又はマイクロ波を発生させるキャビティを用いてもよい。

【0020】

なお、上記各発明は、可能な限り組み合わせることができる。

【発明の効果】

【0021】

本発明に係るマルチコア光ファイバ母材の製造方法によれば、光ファイバ断面に複数のコアを有するマルチコア光ファイバを低損失かつ長尺に製造可能な光ファイバ母材を容易に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】光ファイバ母材の断面の一例を示す図

【図2】第１の実施の形態に係る光ファイバ母材の製造工程の一例を説明する概略図

【図3】第１の実施の形態に係る光ファイバ母材の製造工程の一例を説明する概略図

【図4】第１の実施の形態に係る光ファイバ母材の製造工程の一例を説明する概略図

【図5】第１の実施の形態に係る光ファイバ母材の製造工程の一例を説明する概略図

【図6】第１の実施の形態に係る光ファイバ母材の製造工程の一例を説明する概略図

【図7】第２の実施の形態に係る光ファイバ母材の製造工程の一例を説明する概略図

【図8】第２の実施の形態に係る光ファイバ母材の製造工程の一例を説明する概略図

【図9】第２の実施の形態に係る光ファイバ母材の製造工程の一例を説明する概略図

【図10】第２の実施の形態に係る光ファイバ母材の製造工程の一例を説明する概略図

【図11】第２の実施の形態に係る光ファイバ母材の製造工程の一例を説明する概略図

【図12】第３の実施の形態に係る光ファイバ母材の製造工程の一例を説明する概略図

【図13】第３の実施の形態に係る光ファイバ母材の製造工程の一例を説明する概略図

【図14】第３の実施の形態に係る光ファイバ母材の製造工程の一例を説明する概略図

【図15】第３の実施の形態に係る光ファイバ母材の製造工程の一例を説明する概略図

【図16】第３の実施の形態に係る光ファイバ母材の製造工程の一例を説明する概略図

【図17】第４の実施の形態に係る光ファイバ母材の製造工程の一例を説明する概略図

【図18】第４の実施の形態に係る光ファイバ母材の製造工程の一例を説明する概略図

【図19】第４の実施の形態に係る光ファイバ母材の製造工程の一例を説明する概略図

【図20】第４の実施の形態に係る光ファイバ母材の製造工程の一例を説明する概略図

【図21】第４の実施の形態に係る光ファイバ母材の製造工程の一例を説明する概略図

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明は、以下に示す実施形態に限定されるものではない。これらの実施の例は例示に過ぎず、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した形態で実施することができる。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。

【0024】

本実施形態に係るマルチコア光ファイバ母材の製造方法は、石英管配置工程と、加熱器具配置工程と、クラッド部堆積工程と、取り外し工程と、コア部堆積工程と、を順に行う。また、コア部作製工程と、石英管配置工程と、加熱器具配置工程と、クラッド部堆積工程と、取り外し工程と、コア部挿入工程との順でマルチコア光ファイバ母材の製造方法を行ってもよい。

【0025】

本発明に係るマルチコア光ファイバ母材の製造方法について図面を参照して説明する。まず、本発明において製造対象となるマルチコア光ファイバ用の光ファイバ母材について図１を参照して説明する。図１は光ファイバ母材の断面の一例を示す図である。

【0026】

光ファイバ母材１０は、図１に示すように、全体が断面円形となっており紙面を貫く方向に延在している。なお、光ファイバ母材の外形は、所望の光ファイバ外形を形成する形状であり、所望の光ファイバ外形を形成する形状であれば円形でなくてもよい。

【0027】

光ファイバ母材１０は、複数（図１では７個）の任意の屈折率分布（図１では円形）を有するコア部１１と、コア部１１よりも小さい屈折率を有するクラッド部１２からなる。クラッド部１２は前記コア部１１以外の部分を形成しており、したがって光ファイバ母材１０の外形はクラッド部１２の外形を形成する。

【0028】

複数のコア部１１のうちの１つは、石英管配置工程により光ファイバ母材１０の中心（軸心）に配置されている。他のコア部１１は、軸心のコア部１１の周囲に配置されている。図１では複数の周囲のコア部１１は、それぞれ軸心から所定の距離をとるように配置されるとともに、隣り合うコア部１１は互いに等間隔をとるように配置されている。換言すれば、７個のコア部１１は、正六角形の各頂点及びその中心に設けられて光ファイバ母材１０は対称構造となっている。なお、複数のコア部１１のうちの１つを中心（軸心）に配置しなくてもよい。

【0029】

また、石英管配置工程では、複数の周囲のコア部１１は単に軸心を囲む位置に配置して、光ファイバ母材１０を非対称構造としてもよい。また、７個のコア部１１を有する光ファイバ母材１０としたが、７個に限らず２個以上の複数個のコア部１１を有する光ファイバ母材１０であればよい。

【0030】

石英を主成分として用いる光ファイバにおいては、コア部１１及びクラッド部１２の何れかにドーパントを添加することにより、光の導波構造を形成することが可能である。また、コア部１１及びクラッド部１２の両方にドーパントを添加してもよい。なお、代表的なドーパントとしては酸化ゲルマニウム（ＧｅＯ２）やフッ素（Ｆ）が挙げられるが、これら以外の化学物質をドーパントとすることも可能である。本発明はこのような光ファイバ母材１０の製造方法に係るものである。以下にその実施形態を詳述する。

【0031】

（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態に係るマルチコア光ファイバ母材１０の製造方法について、図２〜図６を参照して説明する。図２〜図６は第１の実施の形態に係る光ファイバ母材１０の製造工程の一例を説明する概略図である。

【0032】

本実施の形態に係る光ファイバの製造方法は、ＭＣＶＤ（Ｍｏｄｉｆｉｅｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法をベースとした光ファイバ母材１０の製造方法である。まず最初に、光ファイバ母材１０とほぼ同じ大きさ（外径、長さ）である第１の石英管２１を１本用意し、光ファイバ母材１０とほぼ同じ大きさ（長さ）であり、光ファイバ母材１０のコア部をなす第２の石英管２２を７本用意する。

【0033】

石英管配置工程では、第２の石英管２２は、第１の石英管２１の直径よりも小さい直径を有する。図２に示すように、第１の石英管２１及び７本の第２の石英管２２が、その長手方向が軸心Ｃ２と水平となるように配置される。具体的には、第２の石英管２２は、図１で示した光ファイバ母材１０の各コア部１１の形成位置に対応するよう、１本の第２の石英管２２が軸心Ｃ２の位置に配置され、第１の石英管２１の軸心Ｃ２を囲むように他の６本の第２の石英管２２が配置されるとともに、第１の石英管２１の内部に第２の石英管２２を中心とした正六角形の各頂点をなす箇所に配置される。複数の第２の石英管２２が軸心Ｃ２を囲むようにして対称に配置されるものに限らず、非対称に配置されたものでもよい。

【0034】

また、石英管配置工程では、１本の第２の石英管２２が軸心Ｃ２の位置に配置されるものに限らず、第２の石英管２２は軸心Ｃ２の周囲に配置されればよい。第２の石英管２２の数量は光ファイバ母材１０のコア部１１と同等の数量であり、７本に限らず、２本以上であればよい。

【0035】

例えば、光ファイバ母材１０を線引きして最終的に得られるマルチコア光ファイバの屈折率分布がステップ型の場合、複数の第２の石英管２２を、マルチコア光ファイバのコア間距離が４５μｍ以上となるように配置することにより、該マルチコア光ファイバを１００ｋｍ伝送後の該コア間におけるクロストークを−３０ｄＢ以下とすることが可能となる。

【0036】

さらに、光ファイバ母材１０を線引きして最終的に得られるマルチコア光ファイバのコア部１１の屈折率分布がトレンチ型である場合、複数の第２の石英管２２を、マルチコア光ファイバのコア間距離が３８μｍ以上となるように配置することにより、該マルチコア光ファイバを１００ｋｍ伝送後の該コア間におけるクロストークを−３０ｄＢ以下とすることが可能となる。

【0037】

また、複数の第２の石英管２２の直径は同一のものに限らず、光ファイバ母材１０を線引きして最終的に得られるマルチコア光ファイバの各コア径に合うように、異なる直径の第２の石英管２２を用いてもよい。さらに、複数の第２の石英管２２は、光ファイバ母材１０のクラッド部１２の屈折率よりも低い屈折率を有する原料により形成されてもよい。

【0038】

例えば、複数の第２の石英管２２は、純石英にフッ素を添加することによって、純石英よりも屈折率を低減した石英管を用いることにより、光ファイバ母材１０を線引きして最終的に得られるマルチコア光ファイバの曲げ損失を低減することが可能となる。

【0039】

さらに、石英管配置工程では、第１の石英管２１の端部と第２の石英管２２の端部とが略同一平面上に配置される。また、各第１の石英管２１及び第２の石英管２２は、軸心Ｃ２を中心として第１の石英管２１及び第２の石英管２２の相対的位置を維持しながら軸心Ｃ２の周りにクラッド部堆積工程又はコア部堆積工程で同期回転できるよう所定の支持具（図示省略）により支持される。

【0040】

次に、図３に示すように、加熱器具配置工程では、第１の石英管２１及び前記第２の石英管２２をそれぞれ加熱するための器具として、第１の石英管２１の外部及び第２の石英管２２の内部に、それぞれ第１の酸水素バーナー２３及び電熱線２４が配置される。ここで、第１の石英管２１及び前記第２の石英管２２をそれぞれ加熱するための器具は、酸水素バーナー及び電熱線でなくてもよい。

【0041】

このとき、第１の酸水素バーナー２３により第１の石英管２１に対して火炎研磨処理を行ってもよい。ここで、第１の酸水素バーナー２３を矢印Ｌ２の方向に移動させてもよい。また、予め火炎研磨処理を施した石英管を第１の石英管２１及び第２の石英管２２として用いてもよい。

【0042】

続いて、図４に示すように、クラッド部堆積工程では、第１の石英管２１の軸方向端部側近傍に第２の酸水素バーナー（クラッド部原料供給手段）２５が配置される。続いて、第１の石英管２１及び７本の第２の石英管２２、並びに電熱線２４を第１の石英管２１の軸心Ｃ２を中心として軸心Ｃ２周りに同期回転させる一方、第２の酸水素バーナー２５により、第１の石英管２１の内部、および７本の第２の石英管２２の外部に光ファイバ母材１０のクラッド部２６となる第１のガラス微粒子２５ａを堆積させる。

【0043】

上述したように第１の酸水素バーナー２３及び電熱線２４により第１の石英管２１及び第２の石英管２２が加熱されているため、熱酸化により光ファイバ母材１０のクラッド部２６のガラス層が形成される。ここで、第１の酸水素バーナー２３により第１の石英管２１が加熱されるとともに、電熱線２４により第２の石英管２２が加熱されることによって、第１のガラス微粒子２５ａを第１の石英管２１内面及び第２の石英管２２外面へ均一に、かつ、高速に堆積することが可能となる。

【0044】

また、加熱器具配置工程では、第２の石英管２２の内部に光ファイバ母材１０のクラッド部２６となる第１のガラス微粒子２５ａが堆積することを防ぐため、第２の酸水素バーナー２５が配置される第２の石英管２２の端部を、電熱線２４を挿入した際に封止しておくことも可能である。

【0045】

そして、取り外し工程では、第１の石英管２１内に第１のガラス微粒子２５ａが所定量堆積すると、図５に示すように、第２の石英管２２内部に配置した電熱線２４を取り外す。このとき、第１の石英管２１外部に配置した第１の酸水素バーナー２３はそのまま配置しておく。

【0046】

次に、図６に示すように、第２の酸水素バーナー２５に代わって第３の酸水素バーナー（コア部原料供給手段）２７が配置される。続いて、コア部堆積工程では、第１の石英管２１及び７本の第２の石英管２２を第１の石英管２１の軸心Ｃ２を中心として軸心Ｃ２周りに同期回転させる一方、第３の酸水素バーナー２７により、第１の石英管２１の内部のクラッド部２６の内側２２ａ（すなわち第２の石英管２２の内側）に第２のガラス微粒子２７ａを堆積させる。上述したように酸水素バーナー２３により第１の石英管２１が加熱されているため、熱酸化により光ファイバ母材１０のコア部２８のガラス層が形成される。

【0047】

なお、第３の酸水素バーナー２７の原料ガス及び流量を調整することにより任意の屈折率分布（例えば、ステップ型、階段型、トレンチ型など）を有するコア部２８を作製することが可能である。そして、第１の石英管２１の内部のクラッド部２６の内側２２ａ（すなわち第２の石英管２２の内側）に第２のガラス微粒子２７ａを所定量堆積させることにより、クラッド部２６及びコア部２８が形成された複数個のコア部２８を包含する光ファイバを製造するための光ファイバ母材１０（例えば、図１参照）が得られる。この光ファイバ母材１０を線引きすることにより、断面内に複数個のコア部２８を包含する光ファイバを得ることができる。

【0048】

このように本実施の形態に係るマルチコア光ファイバ母材の製造方法によれば、光ファイバ母材１０の外形となる第１の石英管２１内に該第１石英管２１の直径よりも小さい直径の複数の第２の石英管２２を光ファイバ母材１０の各コア部２８に対応するように石英管配置工程で配置し、前記第１の石英管２１外部及び前記第２の石英管２２内部に、それぞれ前記第１の石英管２１及び前記第２の石英管２２を加熱するための器具を加熱器具配置工程で配置し、前記第１の石英管２１外部及び前記第２の石英管２２内部から前記第１の石英管２１内面及び前記第２の石英管２２外面を加熱しながら前記第１の石英管２１内面及び前記第２の石英管２２の外面に前記光ファイバ母材１０のクラッド部２６となる第１のガラス微粒子２５ａをクラッド部堆積工程で堆積し、前記第２の石英管２２内部に配置した前記第２の石英管２２を加熱するための器具を取り外し工程で取り外した後、光ファイバ母材１０のコア部２８となる第２のガラス微粒子２７ａをコア部堆積工程で堆積することとしたため、複数個のコア母材を束ねてクラッド部２６となる石英管に挿入して光ファイバ母材１０を製造する方法におけるコア部２８が光ファイバの軸心に直交する断面方向に積層される場合の積層による加工精度の劣化、低損失化の困難性を低減できるといった効果を奏する。また、コア部２８を形成する第２の石英管２２の直径を任意に設定することができるため、異なるコア径を有するマルチコア光ファイバ用の母材を容易に作製することが可能となるといった効果を奏する。

【0049】

また、孔開け作業が不要であるため、複数のコア部２８を包含する光ファイバを低損失かつ長尺に製造するための光ファイバ母材１０を母材サイズの制限を受けることなく製造することが可能になり、複数のコア部２８を包含する光ファイバの大量生産が可能となるといった効果を奏する。

【0050】

なお、上記実施の形態ではクラッド部堆積工程において、各第１の石英管２１及び第２の石英管２２、並びに電熱線２４を同期回転しながらガラス微粒子を堆積させていたが、所望のガラス微粒子の堆積状態が得られる範囲内で各バーナーの個数・配置や回転形態等は不問である。例えば、上記実施の形態では各第１の石英管２１及び第２の石英管２２、並びに電熱線２４を同期回転させていたが、第１の酸水素バーナー２３及び第２の酸水素バーナー２５並びに第３の酸水素バーナー２７を軸心Ｃ２を中心として回転させるようにしてもよい。

【0051】

さらに、上記実施の形態では第１の酸水素バーナー２３及び第２の酸水素バーナー２５並びに第３の酸水素バーナー２７をそれぞれ１つだけ用いているが複数の第１の酸水素バーナー２３及び第２の酸水素バーナー２５並びに第３の酸水素バーナー２７を設けてもよい。特に多数の第１の酸水素バーナー２３及び第２の酸水素バーナー２５並びに第３の酸水素バーナー２７を軸心Ｃ２を中心として周囲に配置すれば各石英管、各バーナー並びに電熱線を非回転とすることもできる。

【0052】

また、第２の石英管２２に電熱線２４を配置する際に第２の石英管２２の内部に第１のガラス微粒子２５ａが堆積しないように、第２の石英管２２の内部を蓋などにより密閉することも可能である。この場合、電熱線２４を取り外す工程において密閉用の蓋も取り外すことにより、後工程において第２の石英管２２の内面に第２のガラス微粒子２７ａを堆積することが可能である。

【0053】

（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態に係るマルチコア光ファイバ母材１０の製造方法について、図７〜図１１を参照して説明する。図７〜図１１は第２の実施の形態に係る光ファイバ母材１０の製造工程の一例を説明する概略図である。本実施の形態に係る光ファイバの製造方法は、ＭＣＶＤ（Ｍｏｄｉｆｉｅｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法をベースとした光ファイバ母材１０の製造方法である。

【0054】

まず、図１で示した光ファイバ母材１０の１つのコア部１１が形成された柱体状の母材又は１つのコア部１１及び該コア部周囲のクラッド部１２の一部が形成された柱体状の母材を７本用意する。コア部作製工程では、光ファイバ母材１０を線引きして最終的に得られるマルチコア光ファイバのコアの所望の屈折率分布に対応して、例えば、ＶＡＤ（Ｖａｐｏｒ ｐｈａｓｅ Ａｘｉａｌ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、ＯＶＤ（Ｏｕｔｓｉｄｅ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、ＭＣＶＤ（Ｍｏｄｉｆｉｅｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、ＰＣＶＤ（Ｐｌａｓｍａ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法などを用いて、任意の屈折率分布（例えば、ステップ型、階段型、トレンチ型など）を有するコア母材を作製することが可能である。

【0055】

また、コア部１１、またはコア部１１及びクラッド部１２が形成された柱体状の母材には、主に、ＶＡＤ法、ＯＶＤ法、ＭＣＶＤ法、並びにＰＣＶＤ法により作製される多孔質母材、並びに多孔質母材を脱水・透明化処理後に得られるガラス母材が挙げられるが、これら以外の母材を用いることも可能である。

【0056】

次に、光ファイバ母材１０とほぼ同じ大きさ（外径、長さ）である第１の石英管３１を１本用意し、光ファイバ母材１０とほぼ同じ大きさ（長さ）であり、光ファイバ母材１０のコア部１１を形成するための第２の石英管３２を７本用意する。第２の石英管３２は、第１の石英管３１の直径よりも小さい直径を有する。図７に示すように、石英管配置工程では、第１の石英管３１及び７本の第２の石英管３２が、その長手方向が軸心Ｃ３と水平となるように配置される。

【0057】

具体的には、石英管配置工程では、第２の石英管３２は、図１で示した光ファイバ母材１０の各コア部１１の形成位置に対応するよう、１本の第２の石英管３２が軸心Ｃ３の位置に配置され、第１の石英管３１の軸心Ｃ３を囲むように他の６本の第２の石英管３２が配置されるとともに、第１の石英管３１の内部に第２の石英管３２を中心とした正六角形の各頂点をなす箇所に配置される。

【0058】

複数の第２の石英管３２が軸心Ｃ３を囲むようにして対称に配置されるものに限らず、非対称に配置されたものでもよい。また、１本の第２の石英管３２が軸心Ｃ３の位置に配置されるものに限らず、第２の石英管３２は軸心Ｃ３の周囲に配置されればよい。第２の石英管３２の数量は光ファイバ母材１０のコア部１１と同等の数量であり、７本に限らず、２本以上であればよい。

【0059】

例えば、光ファイバ母材１０を線引きして最終的に得られるマルチコア光ファイバの屈折率分布がステップ型の場合、複数の第２の石英管３２を、マルチコア光ファイバのコア間距離が４５μｍ以上となるように配置することにより、該マルチコア光ファイバを１００ｋｍ伝送後の該コア間におけるクロストークを−３０ｄＢ以下とすることが可能となる。

【0060】

さらに、光ファイバ母材１０を線引きして最終的に得られるマルチコア光ファイバのコアの屈折率分布がトレンチ型である場合、複数の第２の石英管３２を、マルチコア光ファイバのコア間距離が３８μｍ以上となるように配置することにより、該マルチコア光ファイバを１００ｋｍ伝送後の該コア間におけるクロストークを−３０ｄＢ以下とすることが可能となる。

【0061】

また、複数の第２の石英管３２の直径は同一のものに限らず、光ファイバ母材１０を線引きして最終的に得られるマルチコア光ファイバの各コア径に合うように、異なる直径の第２の石英管３２を用いてもよい。さらに、コア部が形成された柱体状の母材を挿入する複数の第２の石英管３２は、光ファイバ母材１０のクラッド部１２の屈折率よりも低い屈折率を有する原料により形成されてもよい。

【0062】

例えば、複数の第２の石英管３２は、純石英にフッ素を添加することによって、純石英よりも屈折率を低減した石英管を用いることにより、光ファイバ母材１０を線引きして最終的に得られるマルチコア光ファイバの曲げ損失を低減することが可能となる。

【0063】

さらに、石英管配置工程では、第１の石英管３１の端部と第２の石英管３２の端部とが略同一平面上に配置される。また、各第１の石英管３１及び第２の石英管３２は、軸心Ｃ３を中心として第１の石英管３１及び第２の石英管３２の相対的位置を維持しながら軸心Ｃ３の周りにクラッド部堆積工程で同期回転できるよう所定の支持具（図示省略）により支持される

【0064】

次に、図８に示すように、加熱器具配置工程では、第１の石英管３１及び第２の石英管３２をそれぞれ加熱するための器具として、第１の石英管３１の外部及び第２の石英管３２の内部に、それぞれ第１の酸水素バーナー３３及び電熱線３４が配置される。

【0065】

ここで、第１の石英管３１及び第２の石英管３２を加熱するための器具は、酸水素バーナー及び電熱線でなくてもよい。このとき、第１の酸水素バーナー３３により第１の石英管３１に対して火炎研磨処理を行ってもよい。ここで、第１の酸水素バーナー３３を矢印Ｌ３の方向に移動させてもよい。また、予め火炎研磨処理を施した石英管を第１の石英管３１及び第２の石英管３２として用いてもよい。

【0066】

続いて、図９に示すように、クラッド部堆積工程では、第１の石英管３１の軸方向端部側近傍に第２の酸水素バーナー（クラッド部原料供給手段）３５が配置される。続いて、第１の石英管３１及び７本の第２の石英管３２を第１の石英管３１の軸心Ｃ３を中心として軸心Ｃ３周りに同期回転させる一方、第２の酸水素バーナー３５により、第１の石英管３１の内部、および７本の第２の石英管３２の外部に光ファイバ母材１０のクラッド部３６となる第１のガラス微粒子３５ａを堆積させる。

【0067】

上述したように第１の酸水素バーナー３３及び電熱線３４により第１の石英管３１及び第２の石英管３２が加熱されているため、熱酸化により光ファイバ母材１０のクラッド部３６のガラス層が形成される。ここで、第１の酸水素バーナー３３により第１の石英管３１が加熱されるとともに、電熱線３４により第２の石英管３２が加熱されることによって、第１のガラス微粒子３５ａを第１の石英管３１内面及び第２の石英管３２外面へ均一に、かつ、高速に堆積することが可能となる。

【0068】

また、第２の石英管３２の内部に光ファイバ母材１０のクラッド部３６となる第１のガラス微粒子３５ａが堆積することを防ぐため、第２の酸水素バーナー３５が配置される第２の石英管３２の端部を電熱線３４を挿入する際に封止しておくことも可能である。

【0069】

そして、取り外し工程では、第１の石英管３１内に第１のガラス微粒子３５ａが所定量堆積すると、図１０に示すように、第１の石英管３１の外部及び第２の石英管３２の内部に、それぞれ配置した第１の酸水素バーナー３３及び電熱線３４を取り外す。

【0070】

次に、図１１に示すように、コア部作製工程で予め作製した光ファイバ母材１０の１つのコア部３７が形成された柱体状の母材又は１つのコア部３７及び該コア部３７周囲のクラッド部３６の一部が形成された７本の柱体状の母材を、第１の石英管３１の内部のクラッド部３６の内側３２ａ（すなわち第２の石英管３２の内側）にそれぞれ挿入することにより、クラッド部３６及びコア部３７が形成された複数個のコア部３７を包含する光ファイバを製造するための光ファイバ母材１０（例えば、図１参照）が得られる。

【0071】

ここで、クラッド部３６またはコア部３７となるガラス微粒子を堆積するための酸水素バーナーを配置し、クラッド部３６とコア部３７との間の隙間にクラッド部３６またはコア部３７となるガラス微粒子を堆積することにより、光ファイバ母材１０を線引きする際のコア位置ずれを防止することも可能である。

【0072】

また、コア部３７が多孔質母材またはガラス微粒子で形成されている場合には、脱水・透明化処理を行うことにより複数個のコア部３７を包含する光ファイバを製造するための光ファイバ母材１０を得ることができる。この光ファイバ母材１０を線引きすることにより、断面内に複数個のコア部３７を包含する光ファイバを得ることができる。

【0073】

このように本実施の形態に係るマルチコア光ファイバ母材の製造方法によれば、第１の実施の形態に係るマルチコア光ファイバ母材の製造方法と同様、複数個のコア部３７を包含する光ファイバを低損失、かつ長尺に製造可能な光ファイバ母材１０を容易に得ることができる。

【0074】

なお、上記実施の形態では、クラッド部堆積工程において各第１の石英管３１及び第２の石英管３２、並びに電熱線３４を同期回転しながらガラス微粒子を堆積させていたが、所望のガラス微粒子の堆積状態が得られる範囲内で各バーナーの個数・配置や回転形態等は不問である。例えば、上記実施の形態では各第１の石英管３１及び第２の石英管３２、並びに電熱線３４を同期回転させていたが、第１の酸水素バーナー３３及び第２の酸水素バーナー３５を軸心Ｃ３を中心として回転させるようにしてもよい。

【0075】

さらに、上記実施の形態では第１の酸水素バーナー３３及び第２の酸水素バーナー３５をそれぞれ１つだけ用いているが複数の第１の酸水素バーナー３３及び第２の酸水素バーナー３５を設けてもよい。特に多数の第１の酸水素バーナー３３及び第２の酸水素バーナー３５を軸心Ｃ３を中心として周囲に配置すれば各石英管、各バーナー、並びに電熱線を非回転とすることもできる。

【0076】

また、第２の石英管３２に電熱線３４を配置する際に第２の石英管３２の内部にガラス微粒子３５ａが堆積しないように、第２の石英管３２の内部を蓋などにより密閉することも可能である。この場合、加熱器具を取り外す取り外し工程において、密閉用の蓋も取り外すことにより、後工程において第２の石英管３２の内部にコア部３７が形成された柱体状の母材を挿入することが可能である。

【0077】

（第３の実施の形態）
本発明の第３の実施の形態に係るマルチコア光ファイバ母材の製造方法について、図１２〜図１６を参照して説明する。図１２〜図１６は第３の実施の形態に係る光ファイバ母材の製造工程の一例を説明する概略図である。

【0078】

本実施の形態に係る光ファイバの製造方法は、ＰＣＶＤ（Ｐｌａｓｍａ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法をベースとした光ファイバ母材１０の製造方法である。まず、上記第１の実施形態と同様に、光ファイバ母材１０とほぼ同じ大きさ（外径、長さ）である第１の石英管４１を１本用意し、光ファイバ母材１０とほぼ同じ大きさ（長さ）であり、光ファイバ母材１０のコア部１１をなす第２の石英管４２を７本用意する。

【0079】

石英管配置工程では、第２の石英管４２は、第１の石英管４１の直径よりも小さい直径を有する。図１２に示すように、第１の石英管４１及び７本の第２の石英管４２が、その長手方向が軸心Ｃ４と水平となるように配置される。具体的には、石英管配置工程では、第２の石英管４２は、図１で示した光ファイバ母材１０の各コア部１１の形成位置に対応するよう、１本の第２の石英管４２が軸心Ｃ４の位置に配置され、第１の石英管４１の軸心Ｃ４を囲むように他の６本の第２の石英管４２が配置されるとともに、第１の石英管４１の内部に第２の石英管４２を中心とした正六角形の各頂点をなす箇所に配置される。

【0080】

複数の第２の石英管４２が軸心Ｃ４を囲むようにして対称に配置されるものに限らず、非対称に配置されたものでもよい。また、１本の第２の石英管４２が軸心Ｃ４の位置に配置されるものに限らず、第２の石英管４２は軸心Ｃ４の周囲に配置されればよい。第２の石英管４２の数量は光ファイバ母材１０のコア部１１と同等の数量であり、７本に限らず、２本以上であればよい。

【0081】

例えば、光ファイバ母材１０を線引きして最終的に得られるマルチコア光ファイバの屈折率分布がステップ型の場合、複数の第２の石英管４２を、マルチコア光ファイバのコア間距離が４５μｍ以上となるように配置することにより、該マルチコア光ファイバを１００ｋｍ伝送後の該コア間におけるクロストークを−３０ｄＢ以下とすることが可能となる。

【0082】

さらに、光ファイバ母材１０を線引きして最終的に得られるマルチコア光ファイバのコアの屈折率分布がトレンチ型である場合、複数の第２の石英管４２を、マルチコア光ファイバのコア間距離が３８μｍ以上となるように配置することにより、該マルチコア光ファイバを１００ｋｍ伝送後の該コア間におけるクロストークを−３０ｄＢ以下とすることが可能となる。

【0083】

また、複数の第２の石英管４２の直径は同一のものに限らず、光ファイバ母材１０を線引きして最終的に得られるマルチコア光ファイバの各コア径に合うように、異なる直径の第２の石英管４２を用いてもよい。さらに、複数の第２の石英管４２は、光ファイバ母材１０のクラッド部１２の屈折率よりも低い屈折率を有する原料により形成されてもよい。

【0084】

例えば、複数の第２の石英管４２は、純石英にフッ素を添加することによって、純石英よりも屈折率を低減した石英管を用いることにより、光ファイバ母材１０を線引きして最終的に得られるマルチコア光ファイバの曲げ損失を低減することが可能となる。

【0085】

さらに、石英管配置工程では、第１の石英管４１の端部と第２の石英管４２の端部とが略同一平面上に配置される。また、各第１の石英管４１及び第２の石英管４２は、軸心Ｃ４を中心として第１の石英管４１及び第２の石英管４２の相対的位置を維持しながら軸心Ｃ４の周りにクラッド部堆積工程又はコア部堆積工程で同期回転できるよう所定の支持具（図示省略）により支持される。

【0086】

次に、図１３に示すように、加熱器具配置工程では、第１の石英管４１及び第２の石英管４２をそれぞれ加熱するための器具として、第１の石英管４１の外部及び第２の石英管４２の内部に、それぞれマイクロ波プラズマを発生させる第１のキャビティ４３ａ及び第２のキャビティ４３ｂが配置される。

【0087】

ここで、第１のキャビティ４３ａ及び第２のキャビティ４３ｂ並びにマイクロ波プラズマの発生源４３ｃとでマイクロ波プラズマの発生器４３を構成している。このとき、マイクロ波プラズマにより第１の石英管４１及び第２の石英管４２に対してプラズマ火炎による研磨処理を行ってもよい。ここで、第１の石英管４１の外部に配置された第１のキャビティ４３ａを矢印Ｌ４の方向に移動させてもよい。また、予め火炎研磨処理を施した石英管を第１の石英管４１及び第２の石英管４２として用いてもよい。

【0088】

続いて、図１４に示すように、クラッド部堆積工程では、第１の石英管４１の軸方向端部側近傍に第１の酸水素バーナー（クラッド部原料供給手段）４４が配置される。続いて、第１の石英管４１及び７本の第２の石英管４２、並びに第１のキャビティ４３ａ及び第２のキャビティ４３ｂを第１の石英管４１の軸心Ｃ４を中心として軸心Ｃ４周りに同期回転させる一方、第１の酸水素バーナー４４により、第１の石英管４１の内部、および７本の第２の石英管４２の外部に光ファイバ母材１０のクラッド部となる第１のガラス微粒子４４ａを堆積させる。

【0089】

上述したように第１のキャビティ４３ａ及び第２のキャビティ４３ｂにより第１の石英管４１及び第２の石英管４２が加熱されているため、熱酸化により光ファイバ母材１０のクラッド部４５のガラス層が形成される。ここで、第１のキャビティ４３ａだけでなく、第２のキャビティ４３ｂを用いて、第１の石英管４１及び第２の石英管４２を加熱することによって、第１のガラス微粒子４４ａを第１の石英管４１内面及び第２の石英管４２外面へ均一に、かつ、高速に堆積することが可能となる。

【0090】

また、加熱器具配置工程では、第２の石英管４２の内部に光ファイバ母材１０のクラッド部４６となる第１のガラス微粒子４４ａが堆積することを防ぐため、第２のキャビティ４３ｂが配置される第２の石英管４２の端部を、第２のキャビティ４３ｂを挿入した際に封止しておくことも可能である。

【0091】

そして、取り外し工程では、第１の石英管４１内に第１のガラス微粒子４４ａが所定量堆積すると、図１５に示すように、第２の石英管４２内部に配置した第２のキャビティ４３ｂを取り外す。このとき、第１の石英管４１外部に配置した第１のキャビティ４３ａはそのまま配置しておく

【0092】

次に、図１６に示すように、第１の酸水素バーナー４４に代わって第２の酸水素バーナー（コア部原料供給手段）４６が配置される。続いて、コア部堆積工程では、第１の石英管４１及び７本の第２の石英管４２、並びに第１のキャビティ４３ａを第１の石英管４１の軸心Ｃ４を中心として軸心Ｃ４周りに同期回転させる一方、第２の酸水素バーナー４６により、第１の石英管４１の内部のクラッド部４５の内側４２ａ（すなわち第２の石英管４２の内側）に第２のガラス微粒子４６ａを堆積させる。上述したように第１のキャビティ４３ａにより第１の石英管４１が加熱されているため、熱酸化により光ファイバ母材１０のコア部４７のガラス層が形成される。

【0093】

なお、第２の酸水素バーナー４６の原料ガス及び流量を調整することにより任意の屈折率分布（例えば、ステップ型、階段型、トレンチ型など）を有するコア部４７を作製することが可能である。そして、第１の石英管４１の内部のクラッド部４５の内側４２ａ（すなわち第２の石英管４２の内側）に第２のガラス微粒子４６ａを所定量堆積させることにより、クラッド部４５及びコア部４７が形成された複数個のコア部４７を包含する光ファイバを製造するための光ファイバ母材１０（例えば、図１参照）が得られる。この光ファイバ母材１０を線引きすることにより、断面内に複数個のコア部４７を包含する光ファイバを得ることができる。

【0094】

このように本実施の形態に係るマルチコア光ファイバ母材の製造方法によれば、第１〜第２の実施の形態に係るマルチコア光ファイバ母材の製造方法と同様、複数個のコア部４７を包含する光ファイバを低損失、かつ長尺に製造可能な光ファイバ母材１０を容易に得ることができる。

【0095】

なお、上記実施の形態ではクラッド部堆積工程において、各第１の石英管４１及び第２の石英管４２、並びに各第１のキャビティ４３ａ及び第２のキャビティ４３ｂを同期回転しながらガラス微粒子を堆積させていたが、所望のガラス微粒子の堆積状態が得られる範囲内で各バーナーの個数・配置や回転形態等は不問である。

【0096】

例えば、上記実施の形態では各第１の石英管４１及び第２の石英管４２、並びに各第１のキャビティ４３ａ及び第２のキャビティ４３ｂを同期回転させていたが、第１の酸水素バーナー４４及び第２の酸水素バーナー４６をそれぞれ軸心Ｃ４を中心として回転させるようにしてもよい。

【0097】

さらに、上記実施の形態では第１の酸水素バーナー４４及び第２の酸水素バーナー４６をそれぞれ１つだけ用いているが複数の第１の酸水素バーナー４４及び第２の酸水素バーナー４６を設けてもよい。特に多数の第１の酸水素バーナー４４及び第２の酸水素バーナー４６を軸心Ｃ４を中心として周囲に配置すれば各石英管や各キャビティを非回転とすることもできる。

【0098】

また、第２の石英管４２に第２のキャビティ４３ｂを配置する際に第２の石英管４２の内部に第１のガラス微粒子４４ａが堆積しないように、第２の石英管４２の内部を蓋などにより密閉することも可能である。この場合、第２のキャビティ４３ｂを取り外す工程において密閉用の蓋も取り外すことにより、後工程において第２の石英管４２の内面に第２のガラス微粒子４６ａを堆積することが可能である。

【0099】

（第４の実施の形態）
本発明の第４の実施の形態に係るマルチコア光ファイバ母材の製造方法について、図１７〜図２１を参照して説明する。図１７〜図２１は第４の実施の形態に係る光ファイバ母材１０の製造工程の一例を説明する概略図である。

【0100】

本実施の形態に係る光ファイバの製造方法は、ＰＣＶＤ（Ｐｌａｓｍａ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法をベースとした光ファイバ母材１０の製造方法である。まず、図１で示した光ファイバ母材１０の１つのコア部１１が形成された柱体状の母材又は１つのコア部１１及び該コア部１１周囲のクラッド部１２の一部が形成された柱体状の母材を７本用意する。

【0101】

コア部作製工程では、光ファイバ母材１０を線引きして最終的に得られるマルチコア光ファイバのコアの所望の屈折率分布に対応して、例えば、ＶＡＤ（Ｖａｐｏｒ ｐｈａｓｅ Ａｘｉａｌ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、ＯＶＤ（Ｏｕｔｓｉｄｅ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、ＭＣＶＤ（Ｍｏｄｉｆｉｅｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、ＰＣＶＤ（Ｐｌａｓｍａ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法などを用いて、任意の屈折率分布（例えば、ステップ型、階段型、トレンチ型など）を有するコア母材を作製することが可能である。

【0102】

また、コア部１１、またはコア部１１及びクラッド部１２が形成された柱体状の母材には、主に、ＶＡＤ法、ＯＶＤ法、ＭＣＶＤ法、並びにＰＣＶＤ法により作製される多孔質母材、並びに多孔質母材を脱水・透明化処理後に得られるガラス母材が挙げられるが、これら以外の母材を用いることも可能である。

【0103】

次に、光ファイバ母材１０とほぼ同じ大きさ（外径、長さ）である第１の石英管５１を１本用意し、光ファイバ母材１０とほぼ同じ大きさ（長さ）であり、光ファイバ母材１０のコア部１１を形成するための第２の石英管５２を７本用意する。第２の石英管５２は、第１の石英管５１の直径よりも小さい直径を有する。図１７に示すように、石英管配置工程では、第１の石英管５１及び７本の第２の石英管５２が、その長手方向が軸心Ｃ５と水平となるように配置される。

【0104】

具体的には、石英管配置工程では、第２の石英管５２は、図１で示した光ファイバ母材１０の各コア部１１の形成位置に対応するよう、１本の第２の石英管５２が軸心Ｃ５の位置に配置され、第１の石英管５１の軸心Ｃ５を囲むように他の６本の第２の石英管５２が配置されるとともに、第１の石英管５１の内部に第２の石英管５２を中心とした正六角形の各頂点をなす箇所に配置される。

【0105】

複数の第２の石英管５２が軸心Ｃ５を囲むようにして対称に配置されるものに限らず、非対称に配置されたものでもよい。また、１本の第２の石英管５２が軸心Ｃ５の位置に配置されるものに限らず、第２の石英管５２は軸心Ｃ５の周囲に配置されればよい。第２の石英管５２の数量は光ファイバ母材１０のコア部１１と同等の数量であり、７本に限らず、２本以上であればよい。

【0106】

例えば、光ファイバ母材１０を線引きして最終的に得られるマルチコア光ファイバの屈折率分布がステップ型の場合、複数の第２の石英管５２を、マルチコア光ファイバのコア間距離が４５μｍ以上となるように配置することにより、該マルチコア光ファイバを１００ｋｍ伝送後の該コア間におけるクロストークを−３０ｄＢ以下とすることが可能となる。

【0107】

さらに、光ファイバ母材１０を線引きして最終的に得られるマルチコア光ファイバのコアの屈折率分布がトレンチ型である場合、複数の第２の石英管５２を、マルチコア光ファイバのコア間距離が３８μｍ以上となるように配置することにより、該マルチコア光ファイバを１００ｋｍ伝送後の該コア間におけるクロストークを−３０ｄＢ以下とすることが可能となる。

【0108】

また、複数の第２の石英管５２の直径は同一のものに限らず、光ファイバ母材１０を線引きして最終的に得られるマルチコア光ファイバの各コア径に合うように、異なる直径の第２の石英管５２を用いてもよい。さらに、コア部が形成された柱体状の母材を挿入する複数の第２の石英管５２は、光ファイバ母材１０のクラッド部１２の屈折率よりも低い屈折率を有する原料により形成されてもよい。

【0109】

例えば、複数の第２の石英管５２は、純石英にフッ素を添加することによって、純石英よりも屈折率を低減した石英管を用いることにより、光ファイバ母材１０を線引きして最終的に得られるマルチコア光ファイバの曲げ損失を低減することが可能となる。

【0110】

さらに、石英管配置工程では、第１の石英管５１の端部と第２の石英管５２の端部とが略同一平面上に配置される。また、各第１の石英管５１及び第２の石英管５２は、軸心Ｃ５を中心として第１の石英管５１及び第２の石英管５２の相対的位置を維持しながら軸心Ｃ５の周りにクラッド部堆積工程で同期回転できるよう所定の支持具（図示省略）により支持される。

【0111】

次に、図１８に示すように、加熱器具配置工程では、第１の石英管５１及び第２の石英管５２をそれぞれ加熱するための器具として、第１の石英管５１の外部及び第２の石英管５２の内部に、それぞれマイクロ波プラズマを発生させる第１のキャビティ５３ａ及び第２のキャビティ５３ｂが配置される。ここで、第１のキャビティ５３ａ及び第２のキャビティ５３ｂ並びにマイクロ波プラズマの発生源５３ｃとでマイクロ波プラズマの発生器５３を構成している。

【0112】

このとき、マイクロ波プラズマにより第１の石英管５１及び第２の石英管５２に対してプラズマ火炎による研磨処理を行ってもよい。ここで、第１の石英管５１の外部に配置された第１のキャビティ５３ａを矢印Ｌ５の方向に移動させてもよい。また、予め火炎研磨処理を施した石英管を第１の石英管５１及び第２の石英管５２として用いてもよい。

【0113】

続いて、図１９に示すように、クラッド部堆積工程では、第１の石英管５１の軸方向端部側近傍に酸水素バーナー（クラッド部原料供給手段）５４が配置される。続いて、第１の石英管５１及び７本の第２の石英管５２、並びに第１のキャビティ５３ａ及び第２のキャビティ５３ｂを第１の石英管５１の軸心Ｃ５を中心として軸心Ｃ５周りに同期回転させる一方、酸水素バーナー５４により、第１の石英管５１の内部、および７本の第２の石英管５２の外部に光ファイバ母材１０のクラッド部５５となるガラス微粒子５４ａを堆積させる。上述したように第１のキャビティ５３ａ及び第２のキャビティ５３ｂにより第１の石英管５１及び第２の石英管５２が加熱されているため、熱酸化により光ファイバ母材１０のクラッド部５５のガラス層が形成される。

【0114】

ここで、第１のキャビティ５３ａだけでなく、第２のキャビティ５３ｂを用いて、第１の石英管５１及び第２の石英管５２を加熱することによって、ガラス微粒子５４ａを第１の石英管内面及び第２の石英管外面へ均一に、かつ、高速に堆積することが可能となる。また、第２の石英管５２の内部に光ファイバ母材１０のクラッド部５５となるガラス微粒子５４ａが堆積することを防ぐため、第２のキャビティ５３ｂが配置される第２の石英管５２の端部を、第２のキャビティ５３ｂを挿入した際に封止しておくことも可能である。

【0115】

そして、取り外し工程では、第１の石英管５１内にガラス微粒子５４ａが所定量堆積すると、図２０に示すように、第１の石英管５１の外部及び第２の石英管５２の内部に、それぞれ配置した第１のキャビティ５３ａ及び第２のキャビティ５３ｂを取り外す。

【0116】

次に、図２１に示すように、コア部作製工程で予め作製した光ファイバ母材１０の１つのコア部５６が形成された柱体状の母材又は１つのコア部５６及び該コア部周囲のクラッド部５５の一部が形成された７本の柱体状の母材を、第１の石英管５１の内部のクラッド部５５の内側５２ａ（すなわち第２の石英管５２の内側）にそれぞれ挿入することにより、クラッド部５５及びコア部５６が形成された複数個のコア部を包含する光ファイバを製造するための光ファイバ母材１０（例えば、図１参照）が得られる。

【0117】

ここで、クラッド部５５またはコア部５６となるガラス微粒子を堆積するための酸水素バーナーを配置し、クラッド部５５とコア部５６との間の隙間にクラッド部５５またはコア部５６となるガラス微粒子を堆積することにより、光ファイバ母材１０を線引きする際のコア位置ずれを防止することも可能である。

【0118】

また、コア部５６が多孔質母材またはガラス微粒子で形成されている場合には、脱水・透明化処理を行うことにより複数個のコア部５６を包含する光ファイバを製造するための光ファイバ母材１０を得ることができる。この光ファイバ母材１０を線引きすることにより、断面内に複数個のコア部５６を包含する光ファイバを得ることができる。

【0119】

このように本実施の形態に係るマルチコア光ファイバ母材の製造方法によれば、第１〜第３の実施の形態に係るマルチコア光ファイバ母材の製造方法と同様、複数個のコア部を包含する光ファイバを低損失、かつ長尺に製造可能な光ファイバ母材１０を容易に得ることができる。

【0120】

なお、上記実施の形態ではクラッド部堆積工程において、各第１の石英管５１及び第２の石英管５２、並びに各第１のキャビティ５３ａ及び第２のキャビティ５３ｂを同期回転しながらガラス微粒子を堆積させていたが、所望のガラス微粒子の堆積状態が得られる範囲内で各バーナーの個数・配置や回転形態等は不問である。例えば、上記実施の形態では各第１の石英管５１及び第２の石英管５２、並びに各第１のキャビティ５３ａ及び第２のキャビティ５３ｂを同期回転させていたが、酸水素バーナー５４を軸心Ｃ５を中心として回転させるようにしてもよい。

【0121】

さらに、上記実施の形態では酸水素バーナー５４を１つだけ用いているが複数の酸水素バーナー５４を設けてもよい。特に多数の酸水素バーナー５４を軸心Ｃ５を中心として周囲に配置すれば各石英管や各キャビティを非回転とすることもできる。

【0122】

また、第２の石英管５２に第２のキャビティ５３ｂを配置する際に第２の石英管５２の内部にガラス微粒子５４ａが堆積しないように、第２の石英管５２の内部を蓋などにより密閉することも可能である。この場合、加熱器具を取り外す取り外し工程において、密閉用の蓋も取り外すことにより、後工程において第２の石英管５２の内部にコア部５６が形成された柱体状の母材を挿入することが可能である

【産業上の利用可能性】

【0123】

本発明に係るマルチコア光ファイバ母材の製造方法は、複数個のコア部を包含する光ファイバを精度よく長尺に製造可能な光ファイバ母材１０を得ることができる。その結果、情報通信産業などで有益に利用することができる。

【符号の説明】

【0124】

１０：光ファイバ母材
１１、２８、３７、４７、５６：コア部
１２、２６、３６、４５、５５：クラッド部
２１、３１、４１、５１：第１の石英管
２２、３２、４２、５２：第２の石英管
２３、３３、４４：第１の酸水素バーナー
２４：電熱線
２５、３５、４６：第２の酸水素バーナー
２５ａ、３５ａ、４４ａ：第１のガラス微粒子
２７：第３の酸水素バーナー
２７ａ、４６ａ：第２のガラス微粒子
２９：第１のガラス微粒子
３０：第２のガラス微粒子
３７：母材
３８：第３のガラス微粒子
４３ａ、５３ａ：第１のキャビティ
４３ｂ：第２のキャビティ
４３ｃ、５３ｃ：プラズマ発生器
５４：酸水素バーナー
５４ａ：ガラス微粒子

【要約】      （修正有）

【課題】光ファイバ断面に複数のコアを有するマルチコア光ファイバを低損失かつ長尺に製造可能な光ファイバ母材を容易に得ることができるマルチコア光ファイバ母材の製造方法を提供する。
【解決手段】第２の石英管の石英管の外側、かつ、第１の石英管２１の内側に原料ガスを流入し、第１の石英管２１及び第２の石英管を加熱器具で加熱することで第１の石英管２１の内部に拡散した第１のガラス微粒子を堆積させ、光ファイバ母材のクラッド部２６を形成するクラッド部堆積工程と、第２の石英管の内側に配置した加熱器具を取り外す取り外し工程と、予め加熱された第２の石英管の内側に原料ガスを流入し第２のガラス微粒子２７ａを堆積して光ファイバ母材のコア部を形成するコア部堆積工程と、を順に行う、マルチコア光ファイバ母材の製造方法。
【選択図】図６

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】