特許 6248517 光ファイバ母材の製造方法、光ファイバ母材、光ファイバ、およびマルチモード光ファイバ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6248517

(24)【登録日】2017年12月1日

(45)【発行日】2017年12月20日

(54)【発明の名称】光ファイバ母材の製造方法、光ファイバ母材、光ファイバ、およびマルチモード光ファイバ

(51)【国際特許分類】

   C03B 37/014 20060101AFI20171211BHJP

   G02B 6/02 20060101ALI20171211BHJP

【ＦＩ】

   C03B37/014 Z

   G02B6/02 356A

【請求項の数】5

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2013-206685(P2013-206685)

(22)【出願日】2013年10月1日

(65)【公開番号】特開2015-71500(P2015-71500A)

(43)【公開日】2015年4月16日

【審査請求日】2016年9月15日

(73)【特許権者】

【識別番号】000002130

【氏名又は名称】住友電気工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100113435

【弁理士】

【氏名又は名称】黒木 義樹

(74)【代理人】

【識別番号】100136722

【弁理士】

【氏名又は名称】▲高▼木 邦夫

(72)【発明者】

【氏名】米沢 和泰

【審査官】 延平 修一

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭６２−０２１７２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６１−０９１０３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−１８２６３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０３−２７５５２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０４６８００４６（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２２５７５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−１８３７６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０６５１５７９５（ＵＳ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ０３Ｂ ３７／００ − ３７／１６

Ｇ０２Ｂ ６／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

屈折率制御用のドーパントを含んだガラス微粒子を主成分とする、コアとなるべき多孔質ガラス体をＯＶＤ法またはＶＡＤ法により合成する第１の工程と、
前記多孔質ガラス体に対して物理的に吸着した水分を選択的に除去する工程であって、前記第１の工程により得られた前記多孔質ガラス体が設置される空間の温度を１００℃以上かつ８００℃以下の第１の温度に一定時間安定させた状態で、前記多孔質ガラス体を加熱する第２の工程と、
前記多孔質ガラス体内にＳｉＯＨとして残留するＯＨ基を除去する工程であって、塩素系脱水剤を含む雰囲気中において、前記第２の工程を経た前記多孔質ガラス体を、前記第１の温度よりも高い第２の温度で加熱する第３の工程と、
前記第３の工程を経た前記多孔質ガラス体を前記第２の温度よりも高い第３の温度で加熱することにより、前記第３の工程を経た前記多孔質ガラス体を透明ガラス化する第４の工程と、を備え、
前記第２の工程における加熱時間ｔ[分]は、前記多孔質ガラス体の直径をＬ[ｍｍ]とするとき、
ｔ≧Ｌ^２／１０００
なる関係を満たすよう設定され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１の温度は、２００℃以上かつ８００℃以下であることを特徴とする請求項1に記載の製造方法。

【請求項3】

前記第２の工程は、前記多孔質ガラス体を、露点温度−８０℃以下の雰囲気中で加熱することを特徴とする請求項１または２に記載の製造方法。

【請求項4】

前記第２の工程は、前記多孔質ガラス体を、減圧または真空雰囲気中において加熱することを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の製造方法。

【請求項5】

前記第３の工程と前記第４の工程の間に行われ、前記第３の工程において脱水剤として使用された塩素成分を前記多孔質ガラス体から除去する工程であって、塩素系脱水剤を含まない雰囲気中において、前記第３の工程を経た前記多孔質ガラス体を、前記第１の温度よりも高く前記第３の温度よりも低い１３００℃以下の第４の温度で一定時間加熱する第５の工程を備えることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光ファイバ母材の製造方法、光ファイバ母材、光ファイバ、およびマルチモード光ファイバに関するものである。

【背景技術】

【0002】

マルチモード光ファイバは、長距離光通信用のシングルモード光ファイバに比べ、コア径やＮＡが大きいという構造上の理由から、ファイバ間接続が容易である。また、容易にネットワークの構築が可能になることから、ＬＡＮ（Local Area Network）などの近距離情報通信の用途に広く使用されている。

【0003】

近年、上述の近距離情報通信の信号品質の改善を目的として、上述のマルチモード光ファイバの通信帯域の拡大（広帯域化）が盛んに研究されるようになってきた。

【0004】

なお、上述のマルチモード光ファイバを製造するための母材（以下、光ファイバ母材という）のスス付け方法としては、例えば特許文献１、２に記載されたようなＯＶＤ（Outside Vaporphase Deposition）法やＶＡＤ（Vapor phase AxialDeposition）法が広く知られている。

【0005】

ＶＡＤ法やＯＶＤ法により屈折率増加剤として知られるＧｅ等のドーパントを含んだガラス微粒子を主成分とする、コアとなるべき多孔質ガラス体が合成された後、下記特許文献１、２のように合成された多孔質ガラス体を塩素や塩素系脱水剤を含む雰囲気中で加熱することにより、ＯＨ基を除去する脱水工程が行われる。さらに、脱水工程を経た多孔質ガラス体は、不活性雰囲気中で焼結（透明ガラス化）されることでコアに相当する内側ガラス領域（線引き後にコアとなるコア母材）が得られる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２００２−１０４８３０号公報

【特許文献2】特公平４−０４２３４０号公報

【非特許文献】

【0007】

【非特許文献1】K.E.Collin, V.R.Camargo, A.B.Dimiras, D.T.C.Menezes, P.A.Silva,C.H.Collins, J.Colloids & Interface Sci.,291,353(2005).

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

発明者は、従来の光ファイバ母材の製造方法について検討した結果、以下のような課題を発見した。

【0009】

すなわち、上記特許文献１、２に記載された従来の脱水工程では、合成された多孔質ガラス体を、脱水剤を含む雰囲気内において加熱することでＯＨ基除去（脱水）が行われていた。しかしながら、塩素を脱水剤として用いた脱水工程では、塩素供給下で加熱が進んだ場合、多孔質ガラス体（シリカガラス）に物理的に吸着した水分（以下、物理吸着水という）の除去、化学吸着水（多孔質ガラス体内にＳｉＯＨとして残留するＯＨ基）の除去の順に脱水が進む。この際、塩素が多孔質ガラス体に取り込まれるため、以下の化学反応も進行してしまい、多孔質ガラス体から屈折率制御用のドーパントであるＧｅが消失していく反応も進行する。
ＧｅＯ_２＋２Ｃｌ_２ → ＧｅＣｌ_４＋Ｏ_２
ここでのＧｅＯ_２の消失量、すなわち屈折率分布の変化は、脱水条件（例えば塩素分圧や炉内温度など)に対し敏感に変化する。また、脱水工程の初期段階で多孔質ガラス体に多量に含まれる物理吸着水の量によっても変化すると考えられる。

【0010】

加えて、ＶＡＤ法やＯＶＤ法による合成環境やガラス微粒子堆積後の保管環境に依存し、製造された多孔質ガラス体ごとにその吸湿量は異なってしまう。

【0011】

具体的には、多孔質ガラス体が室内に放置されていると徐々に吸湿が進行する。長時間放置されて多量の水分（物理吸着水）を吸った多孔質ガラス体と、合成直後の多孔質ガラス体では物理吸着水の量が大きく異なる。そのため、これら多孔質ガラス体に対して同じ条件で脱水工程が実施されても、脱水の進み方、Ｇｅの消失量が異なってくると考えられる。

【0012】

なお、多孔質ガラス体への物理的な水分吸着によりガラス質量が経時的に増加する現象については、上記非特許文献１等に詳細に記載されている。

【0013】

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、従来の脱水工程に起因する、光ファイバ母材間の屈折率分布のバラツキを低減するための構造を備えた光ファイバ母材の製造方法、該製造方法により得られた光ファイバ母材、および該光ファイバ母材を線引きすることにより得られる、マルチモード光ファイバ等の光ファイバを提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0014】

上述の課題を解決するため、本実施形態に係る光ファイバ母材の製造方法は、第１の態様として、コアとなるべき多孔質ガラス体を合成する第１の工程（ガラス合成工程）と、多孔質ガラス体に対して物理的に吸着した水分を選択的に除去する第２の工程（物理吸着水除去工程）と、多孔質ガラス体内にＳｉＯＨとして残留するＯＨ基（化学吸着水）を除去する第３の工程（化学吸着水除去工程）と、多孔質ガラス体を透明ガラス化する第４の工程（透明ガラス化工程）と、を少なくとも備える。なお、第１の工程において、合成される多孔質ガラス体は、屈折率制御用のドーパントを含んだガラス微粒子を主成分とする。第２の工程において、第１の工程により得られた多孔質ガラス体は、該多孔質ガラス体が設置される空間の温度を１００℃以上かつ８００℃以下の第１の温度に一定時間安定させた状態で加熱される。すなわち、第２の工程における「一定時間安定させた状態」とは、急激な温度変化を伴うことなく１００℃以上かつ８００℃以下の第１の温度が一定時間（例えば２０分以上）固定された状態を言う。第３の工程において、第２の工程を経た前記多孔質ガラス体は、塩素系脱水剤を含む雰囲気中において、第１の温度よりも高い第２の温度（８００℃よりも高い）で加熱される。第４の工程において、第３の工程を経た多孔質ガラス体は、第２の温度よりも高い第３の温度で加熱され、これにより、第３の工程を経た多孔質ガラス体が透明ガラス化される。

【0015】

上記第１の態様に適用可能な第２の態様として、第１の温度は、２００℃以上かつ８００℃以下であるのが好ましい。

【0016】

上記第１または第２の態様に適用可能な第３の態様として、第２の工程において、多孔質ガラス体は、第１の温度で２０分以上加熱されるのが好ましい。

【0017】

上記第１〜第３の態様のうち少なくとも何れかの態様に適用可能な第４の態様として、第２の工程における加熱時間ｔ[分]は、多孔質ガラス体の直径をＬ[ｍｍ]とするとき、
ｔ≧Ｌ^２／１０００
なる関係を満たすよう設定されるのが好ましい。

【0018】

上記第１〜第４の態様のうち少なくとも何れかの態様に適用可能な第５の態様として、第２の工程において、多孔質ガラス体は、露点温度−８０℃以下の雰囲気中で加熱されるのが好ましい。

【0019】

上記第１〜第５の態様のうち少なくとも何れかの態様に適用可能な第６の態様として、第２の工程において、多孔質ガラス体は、減圧または真空雰囲気中において加熱されてもよい。

【0020】

上記第１〜第６の態様のうち少なくとも何れかの態様に適用可能な第７の態様として、当該光ファイバ母材の製造方法は、第３の工程と第４の工程の間に行われ、第３の工程において脱水剤として使用された塩素成分を多孔質ガラス体から除去する第５の工程（脱塩素工程）を備えるのが好ましい。なお、第５の工程では、塩素系脱水剤を含まない雰囲気中において、第３の工程を経た多孔質ガラス体が、第１の温度よりも高く第３の温度よりも低い１３００℃以下の第４の温度で一定時間加熱される。すなわち、第４の温度は、第２の温度よりも高く第３の温度よりも低いのが好ましい。

【0021】

本実施形態の第８の態様は、上記第１〜第６の態様のうち少なくとも何れかの態様に係る製造方法により得られる光ファイバ母材を提供する。

【0022】

本実施形態の第９の態様は、上記第８の態様に係る光ファイバ母材を線引きすることにより得られる光ファイバを提供する。また、本実施形態の第１０の態様は、上記第８の態様に係る光ファイバ母材を線引きすることにより得られるＧＩ（Graded Index）型マルチモード光ファイバを提供する。当該マルチモード光ファイバは、構造上、長距離伝送用のシングルモード光ファイバとは明確に区別される。

【0023】

なお、本発明に係る各実施形態は、以下の詳細な説明及び添付図面によりさらに十分に理解可能となる。これら実施例は単に例示のために示されるものであって、本発明を限定するものと考えるべきではない。

【0024】

また、本発明のさらなる応用範囲は、以下の詳細な説明から明らかになる。しかしながら、詳細な説明及び特定の事例はこの発明の好適な実施形態を示すものではあるが、例示のためにのみ示されているものであって、本発明の範囲における様々な変形および改良はこの詳細な説明から当業者には自明であることは明らかである。

【発明の効果】

【0025】

本発明によれば、ガラス合成により製造された多孔質ガラス体に対して行われる物理吸着水除去工程により、どの光ファイバ母材も物理吸着水が十分除去された後に塩素系脱水剤によるＯＨ基除去に進むため、従来の脱水工程に起因する、光ファイバ母材間における屈折率分布のバラツキが効果的に低減される。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】本実施形態に係る光ファイバ母材の製造方法の一例を説明するための図である。

【図2】ガラス合成工程（１回目）を説明するための図である。

【図3】物理吸着水除去工程、化学吸着水除去工程、脱塩素工程、および透明ガラス化工程それぞれを説明するための図である。

【図4】透明ガラス化工程を経て延伸されたコア母材を示す図である。

【図5】ガラス合成工程（２回目以降）を説明するための図である。

【図6】線引き工程を説明するための図である。

【図7】本実施形態に係るマルチモード光ファイバの代表的な断面構造を示す図およびその屈折率分布である。

【発明を実施するための形態】

【0027】

以下、本発明の各実施形態を添付の図面を用いて詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一符号を付して重複する説明を省略する。

【0028】

図１は、本実施形態に係る光ファイバ母材の製造方法の一例を説明するための図である。なお、本実施形態において、図７に示されたようなマルチモード光ファイバ１００を得るための光ファイバ母材６００（図６参照）は、ＯＶＤ法やＶＡＤ法により製造可能であるが、以下で説明するように、線引き後にマルチモード光ファイバ１００のコア１１０となる内側ガラス領域６１０（コア母材）の製造と、内側ガラス領域６１０の外側に設けられた、線引き後にクラッド１２０になる外側ガラス領域６２０の製造を２段階で行う場合は、内側ガラス領域製造時と外側ガラス領域製造時とで、図１のフローチャートに示された一連の工程を２回行うことになる。なお、内側ガラス領域６１０と外側ガラス領域６２０を同時に製造する場合は、図１のフローチャートに示された一連の工程を１回行うことになる。

【0029】

本実施形態に係る光ファイバ母材６００の製造方法は、多孔質ガラス体を合成するガラス合成工程（ＳＴ１０）と、多孔質ガラス体に対して物理的に吸着した水分を選択的に除去する物理吸着水除去工程（ＳＴ２０）と、多孔質ガラス体内にＳｉＯＨとして残留するＯＨ基（化学吸着水）を除去する化学吸着水除去工程（ＳＴ３０）と、化学吸着水除去工程により多孔質ガラス体内に導入された塩素を除去する脱塩素工程（ＳＴ４０）と、多孔質ガラス体を透明ガラス化する透明ガラス化工程（ＳＴ５０）と、得られた透明ガラス体を所定の外径になるまで延伸する延伸工程（ＳＴ６０）と、を少なくとも備える。さらに、本実施形態の例のように、光ファイバ母材６００を内側ガラス領域６１０と外側ガラス領域６２０の２回に分けて製造する場合は、最終的に光ファイバ母材６００が完成したか否かを判断する判定工程（ＳＴ７０）が行われる。そして、得られたコア母材（内側ガラス領域６１０）に対して、再度、上述の工程ＳＴ１０〜ＳＴ６０が実行されることで、光ファイバ母材６００が得られる。

【0030】

図２は、ガラス合成工程（ＳＴ１０）を説明するための図である。光ファイバ母材６００は、まず、ＯＶＤ法、ＶＡＤ法などによりＧｅＯ_２（二酸化ゲルマニウム）が添加されたコア母材を製造し、脱水（物理吸着水の除去と化学吸着水の除去を含む）、焼結（透明ガラス化）、延伸などの工程を経た後、さらに、得られたコア母材（内側ガラス領域６１０）の外周に、例えばＶＡＤ法により外側ガラス領域６２０を製造することで得られる。なお、ＯＶＤ法、ＶＡＤ法などにより製造される内側ガラス領域６１０は、線引き後にα値が１．９〜２．２の屈折率分布を持つコア１１０となるべきコア母材である。また、ＶＡＤ法などにより製造される外側ガラス領域６２０は、線引き後にクラッド１２０となるべき部分である。

【0031】

以下、コア母材の製造過程を、ガラス合成工程（ＳＴ１０）において採用可能なＯＶＤ法（図２）を例に、説明する。

【0032】

まず、ＯＶＤ法によるガラス合成では、図２に示されたスス付け装置により多孔質ガラス体５１０が製造される。このスス付け装置は、中心棒３１０（又は中空のガラス管でもよい）を矢印Ｓ１で示された方向に回転可能な状態で保持する構造を有する。また、スス付け装置は、多孔質ガラス体５１０を中心棒３１０に沿って成長させるためのバーナー３２０と、原料ガスを供給するためのガス供給システム３３０を備える。バーナー３２０は、所定の移動機構により、図２中の矢印Ｓ２ａ及びＳ２ｂで示された各方向に移動可能である。

【0033】

多孔質ガラス体５１０の製造中、バーナー３２０の火炎中では、ガス供給システム３３０から供給された原料ガスの加水分解反応によりガラス微粒子（ＳｉＯ_２微粒子）が生成され、これらガラス微粒子が中心棒３１０の側面に堆積していく。この間、中心棒３１０は矢印Ｓ１で示された方向に回転する一方、バーナー３２０は矢印Ｓ２ａ、Ｓ２ｂで示された方向に沿って移動する。この動作により、多孔質ガラス体が中心棒３１０に沿って成長していき、コア１１０となるべき多孔質ガラス体５１０（スス体）が得られる。

【0034】

続いて、上述のように製造された多孔質ガラス体５１０に対し、物理吸着水除去工程（ＳＴ２０）が行われる。なお、図３は、物理吸着水除去工程、化学吸着水除去工程、脱塩素工程、および透明ガラス化工程それぞれを説明するための図である。

【0035】

物理吸着水除去工程（ＳＴ２０）では、図３（ａ）に示された、ヒータ３６０を備えた加熱容器３５０内に多孔質ガラス体５１０が設置され、多孔質ガラス体５１０に物理的に吸着した水分が除去される。ここで、加熱容器３５０にはガス供給用の導入口３５０ａと排気口３５０ｂが設けられているが、当該工程では、導入口３５０ａは閉じられている。また、この物理吸着水除去工程中、支持機構３４０は、多孔質ガラス体５１０を該多孔質ガラス体５１０の中心軸を中心に矢印Ｓ４で示された方向に回転させながら、さらに、該多孔質ガラス体５１０全体を矢印Ｓ３ａ、Ｓ３ｂで示された方向に移動させることにより、ヒータ３６０に対する多孔質ガラス体５１０の相対位置を変えている。

【0036】

なお、ＯＶＤ法（図２）の場合は、この物理吸着水除去工程の実施前に、得られた多孔質ガラス体５１０から中心棒３１０が抜き取られるが、中心棒３１０が中空ガラス管の場合は、脱水、焼結工程後に該中空ガラス管内にエッチングガスを流すことにより除去することとしてもよい。このように前処理が施された多孔質ガラス体５１０が図３（ａ）に示された加熱容器３５０内に設置される。

【0037】

より具体的には、物理吸着水除去工程（ＳＴ２０）では、ガラス合成工程（ＳＴ１０）により得られた多孔質ガラス体５１０が、加熱容器３５０の温度を１００℃以上かつ８００℃以下の第１の温度に一定時間安定させた状態で加熱される。すなわち、多孔質ガラス体５１０は、急激な温度変化を伴うことなく１００℃以上かつ８００℃以下の温度が一定時間（例えば２０分以上）固定された状態で加熱される。このように、１００℃以上かつ８００℃以下の安定した温度環境下において、多孔質ガラス体５１０を２０分以上加熱することで一定の効果があることが確認できた。このように、ＳｉＯＨ基の離脱が発生しない８００℃以下の温度で多孔質ガラス体５１０を加熱することで、該多孔質ガラス体５１０に物理的に吸着した水分が除去される。この物理吸着水除去工程を経ることにより、それ以前の保管雰囲気や時間により決まる物理に吸着した水分量に関し、多孔質ガラス体間のバラツキが効果的に低減される。一方、物理吸着水を除去しようとする場合、除去効果があるのは１００℃以上であるため、この物理吸着水除去工程における加熱容器３５０の設定温度（ヒーター３６０の温度）は、１００℃以上８００℃以下にする。

【0038】

ただし、より好ましくは、加熱容器３５０の設定温度は、２００℃以上かつ８００℃以下である。上記非特許文献1によれば、シリカガラスを２００℃以上で加熱した際にＨ_２Ｏガスが放出され易いことが分かる。したがって、処理時間や処理効率の観点から、物理吸着水除去工程における加熱容器３５０の下限温度は２００℃であるのが好ましい。

【0039】

また、物理吸着水除去工程の実施時間は、経験的には２０分以上であるが、多孔質ガラス体５１０のサイズ、多孔質ガラス体５１０内における水蒸気拡散距離の時間依存性を考慮して決定するのが好ましい。本実施形態では、物理吸着水除去工程における加熱時間ｔ[分]は、多孔質ガラス体の直径をＬ[ｍｍ]とするとき、
ｔ≧Ｌ^２／１０００
なる関係を満たすよう設定される。

【0040】

さらに、物理吸着水除去工程において、多孔質ガラス体５１０は、露点温度−８０℃以下の雰囲気中で加熱されるのが好ましい。露点の高い雰囲気での物理吸着水の除去が実施されると、水蒸気の除去を阻害するからである。または、多孔質ガラス体５１０は、減圧または真空雰囲気中において加熱されてもよい。真空、減圧雰囲気であると水蒸気の離脱が早くなるからである。

【0041】

物理吸着水除去工程（ＳＴ２０）が終了すると、物理吸着水が除去された多孔質ガラス体５２０が得られ、この多孔質ガラス体５２０に対して化学吸着水除去工程（ＳＴ３０）が実施される。この化学吸着水除去工程では、塩素系脱水剤を含む雰囲気中において、物理吸着水除去工程の設定温度よりも高い温度（８００℃よりも高い）で多孔質ガラス体５２０が加熱される。

【0042】

具体的には、物理吸着水除去工程（ＳＴ２０）を経た多孔質ガラス体５２０は、図３（ｂ）に示された、ヒータ３６０を備えた加熱容器３５０内に設置され、塩素を含む雰囲気中で脱水処理が施される。なお、加熱容器３５０には塩素を含むガスを供給するための導入口３５０ａと排気口３５０ｂが設けられている。また、この化学吸着水除去工程中、支持機構３４０は、多孔質ガラス体５２０を該多孔質ガラス体５２０の中心軸を中心に矢印Ｓ４で示された方向に回転させながら、さらに、該多孔質ガラス体５２０全体を矢印Ｓ３ａ、Ｓ３ｂで示された方向に移動させることにより、ヒータ３６０に対する多孔質ガラス体５２０の相対位置を変えている。この工程を経て、ＳｉＯＨとして多孔質ガラス体５２０内に残留するＯＨ基が除去される。

【0043】

なお、この化学吸着水除去工程（ＳＴ３０）において、加熱容器３５０内の温度は１１５０℃（ヒータ温度）に設定され、導入口３５０ａから濃度４％の塩素ガス（Ｃｌ_２）とＨｅガスの混合ガスが加熱容器３５０内に供給され、ＯＨ基が除去された多孔質ガラス体５３０が得られる。

【0044】

化学吸着水除去工程（ＳＴ３０）が終了すると、化学吸着水除去工程において多孔質ガラス体５３０内に侵入した塩素を除去する脱塩素工程（ＳＴ４０）が行われる。この工程（ＳＴ４０）は、化学吸着水除去工程（ＳＴ３０）と同じ加熱容器３５０（図３（ｂ））で行われるが、加熱容器３５０内の温度は１３００℃以下（ヒータ温度）に再設定され、導入口３５０ａからＨｅガス（塩素ガスを含まない）が加熱容器３５０内に供給される。

【0045】

上述の脱塩素工程（ＳＴ４０）を経て得られた多孔質ガラス体５４０は、引続き加熱容器３５０内で焼結される（透明ガラス化）。すなわち、この透明ガラス化工程（ＳＴ５０）では、図３（ｃ）に示されたように、支持機構３４０によって支持された状態で多孔質ガラス体５４０が加熱容器３５０内に収納される。このとき、加熱容器３５０内の温度（ヒータ温度）は１５００℃程度に設定され、導入口３５０ａを介して容器３５０の内部には塩素ガスを含まないＨｅガスが供給される。

【0046】

透明ガラス化工程中、支持機構３４０は、多孔質ガラス体５４０を該多孔質ガラス体５４０の中心軸を中心に矢印Ｓ４で示された方向に回転させながら、さらに、該多孔質ガラス体５４０全体を矢印Ｓ３ａで示された方向に移動させることにより、ヒータ３６０に対する多孔質ガラス体５４０の相対位置を変えている。この工程（ＳＴ５０）を経て、直径Ｄ１の透明ガラス体５５０が得られる。

【0047】

以上のように製造された透明ガラス体５５０をその長手方向に直径Ｄ２（本実施形態では例えば２０ｍｍ）となるまで延伸することによりコア母材５６０が得られる（延伸工程ＳＴ６０）。なお、図４は、上述の透明ガラス化工程（ＳＴ５０）を経て延伸されたコア母材５６０（透明ガラス体）を示す図である。

【0048】

延伸工程（ＳＴ６０）が終了すると、コア母材５６０が完成したか否かが判定され（ＳＴ７０）、得られたコア母材５６０の外周にクラッド１２０となるべき外側ガラス領域６２０を形成するため、再度、上述の工程ＳＴ１０〜ＳＴ６０が実施される。

【0049】

図５は、コア母材５６０完成後の２回目以降のガラス合成工程説明するための図である。図５のガラス合成工程では、上述の各工程ＳＴ１０〜ＳＴ６０を経て得られたコア母材５６０の表面に、ＶＡＤ法によりさらに外側ガラス領域６２０を形成することで、最終的にマルチモード光ファイバ用の光ファイバ母材６００が製造される。

【0050】

具体的に、ＶＡＤ法による外側ガラス領域６２０の製造工程では、図５に示されたスス付け装置により多孔質ガラス体５７０がコア母材５６０の表面に形成される。このスス付け装置は、少なくとも排気口４５０ｂを備えた容器４５０と、コア母材５６０を支持するための支持機構４４０を備えている。すなわち、支持機構４４０には矢印Ｓ６で示された方向に回転可能な支持棒が設けられており、この支持棒の先端には多孔質ガラス体５７０（スス体）をその表面に成長させるためのコア母材５６０が取り付けられている。

【0051】

図５のスス付け装置には、コア母材５６０の表面に多孔質ガラス体５７０（スス体）を堆積させるためのバーナー４６０が設けられており、ガス供給システム４９０からはバーナー４６０に対して所望の原料ガス（例えばＳｉＣｌ_４等）、燃焼ガス（Ｈ_２及びＯ_２）、及びＡｒやＨｅ等のキャリアガスが供給される。

【0052】

多孔質ガラス体５７０の製造中、バーナー４６０の火炎中では、ガス供給システム４９０から供給された原料ガスの加水分解反応によりガラス微粒子が生成され、これらガラス微粒子がコア母材５６０の表面に堆積していく。この間、支持機構４４０は、一旦、その先端に設けられたコア母材５６０を矢印Ｓ５ａで示された方向に移動させた後、矢印Ｓ６で示された方向に回転させながら矢印Ｓ５ｂで示された方向（コア母材５６０の長手方向）に沿ってコア母材５６０を引き上げる動作を行っている。この動作により、多孔質ガラス体５７０がコア母材５６０の表面に、該コア母材５６０の下方に向かって成長していき、最終的に、該コア母材５６０の表面においてクラッド１２０となるべき多孔質ガラス体（スス体）が得られる。

【0053】

以上の工程を経て得られた多孔質ガラス体に対し、再度、図３（ａ）の物理吸着水除去工程（ＳＴ２０）、図３（ｂ）の化学吸着水除去工程（ＳＴ３０）、図３（ｂ）の脱塩素工程（ＳＴ４０）、図３（ｃ）の透明ガラス化工程（ＳＴ５０）、図４の延伸工程（ＳＴ６０）が実施され、マルチモード光ファイバ１００を製造するための光ファイバ母材６００が得られる。以上の工程を経て得られた光ファイバ母材６００は、図６に示されたように、線引き後にコア１１０となるべき内側ガラス領域６１０と、クラッド１２０となるべき外側ガラス領域６２０を備える。なお、図６は、線引き工程を説明するための図である。

【0054】

光ファイバ母材６００は、図６に示されたように、線引き後にコア１１０となるべき内側ガラス領域６１０と、クラッド１２０となるべき外側ガラス領域６２０を備える。そして、図６に示された線引き工程において、光ファイバ母材６００の一端が、ヒータ６３０により加熱されながら矢印Ｓ７で示された方向に線引きされることにより、図７（ａ）に示された断面構造を有するマルチモード光ファイバ１００が得られる。

【0055】

具体的に、図７（ａ）は、本実施形態に係るマルチモード光ファイバ１００の代表的な断面構造を示す図であり、図７（ｂ）は、その屈折率分布１５０である。特に、本実施形態に係るマルチモード光ファイバ１００（図７（ａ））は、石英ガラスを主材料とするＧＩ（Graded Index）型のマルチモード光ファイバであり、所定軸（光軸ＡＸに一致）に沿って延びたコア１１０と、コア１１０の外周に設けられたクラッド１２０と、を少なくとも備える。また、図７（ａ）に示されたマルチモード光ファイバ１００において、コア１１０は、屈折率分布の形状を調整するためのＧｅＯ_２が添加されており、直径２ａと最大屈折率ｎ２を有する。クラッド１２０は、コア１１０よりも低い屈折率ｎ１を有する。

【0056】

さらに、本実施形態に係るマルチモード光ファイバ１００は、図７（ｂ）に示された屈折率分布１５０を有する。なお、図７（ｂ）に示された屈折率分布１５０は、図７（ａ）中において、光軸ＡＸと直交する線Ｌ（当該マルチモード光ファイバ１００の径方向に一致）上の各部の屈折率を示しており、より具体的には、領域１５１は線Ｌに沿ったコア１１０の各部の屈折率、領域１５２は線Ｌに沿ったクラッド１２０の各部の屈折率をそれぞれ示す。

【0057】

特に、図７（ｂ）の屈折率分布１５０における領域１５１は、光軸ＡＸに一致するコア１１０の中心において屈折率が最大となるようドーム形状を有する。したがって、屈折率調整用に添加されるＧｅＯ_２の濃度も、コア１１０の中心からクラッド１２０に向かって急激に低下している。一例として、このドーム形状を規定するためのα値は１．９〜２．２である。クラッド１２０（図７（ａ）の例では単一層であり、比屈折率差を規定する基準領域となる）に対するコア１１０の中心の比屈折率差Δは（クラッド１２０に対するコア１１０の最大比屈折率差）は、０．８〜１．２％であり、コア１１０の直径２ａは４７．５〜５２．５μｍである。

【0058】

以上の本発明の説明から、本発明を様々に変形しうることは明らかである。そのような変形は、本発明の思想および範囲から逸脱するものとは認めることはできず、すべての当業者にとって自明である改良は、以下の請求の範囲に含まれるものである。

【符号の説明】

【0059】

１００…マルチモード光ファイバ、１１０…コア、１２０…クラッド、６００…光ファイバ母材、６１０…内側ガラス領域（コア母材）、６２０…外側ガラス領域、ＳＴ１０…ガラス合成工程、ＳＴ２０…物理吸着水除去工程、ＳＴ３０…化学吸着水除去（ＯＨ基除去）工程、ＳＴ４０…脱塩素工程、ＳＴ５０…透明ガラス化工程、ＳＴ６０…延伸工程。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】