特許 6623146 マルチコアファイバ用母材の製造方法、及び、これを用いたマルチコアファイバの製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6623146

(24)【登録日】2019年11月29日

(45)【発行日】2019年12月18日

(54)【発明の名称】マルチコアファイバ用母材の製造方法、及び、これを用いたマルチコアファイバの製造方法

(51)【国際特許分類】

   C03B 37/012 20060101AFI20191209BHJP

   C03B 37/014 20060101ALI20191209BHJP

   C03B 37/018 20060101ALI20191209BHJP

   G02B 6/02 20060101ALI20191209BHJP

【ＦＩ】

   C03B37/012 B

   C03B37/014 Z

   C03B37/018 C

   G02B6/02 356A

   G02B6/02 461

   G02B6/02 466

【請求項の数】9

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2016-234726(P2016-234726)

(22)【出願日】2016年12月2日

(65)【公開番号】特開2018-90443(P2018-90443A)

(43)【公開日】2018年6月14日

【審査請求日】2019年1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「高度通信・放送研究開発委託研究／革新的光ファイバの実用化に向けた研究開発」、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】000005186

【氏名又は名称】株式会社フジクラ

(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】100143764

【弁理士】

【氏名又は名称】森村 靖男

(74)【代理人】

【識別番号】100129296

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 博昭

(72)【発明者】

【氏名】福本 良平

(72)【発明者】

【氏名】竹永 勝宏

(72)【発明者】

【氏名】野添 紗希

(72)【発明者】

【氏名】坂本 泰志

(72)【発明者】

【氏名】松井 隆

(72)【発明者】

【氏名】辻川 恭三

(72)【発明者】

【氏名】青笹 真一

(72)【発明者】

【氏名】中島 和秀

【審査官】 和瀬田 芳正

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１５−１６０７８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１４／１７８２９３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１６−２１６３１４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ０３Ｂ ３７／０１２ − ３７／０１８

Ｇ０２Ｂ ６／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

コアとなるコアロッドの外周面がクラッドの一部となるクラッドガラス層で被覆された複数のコア被覆ロッドを互いに離間するよう束ねるバンドル工程と、
互いに隣り合う前記コア被覆ロッドの前記コアロッド間に空隙が残るように、前記複数のコア被覆ロッドの外周面に前記クラッドの他の一部となるスートを堆積する外付工程と、
前記空隙が空孔となるように前記スートを焼結させる焼結工程と、
を備える
ことを特徴とするマルチコアファイバ用母材の製造方法。

【請求項2】

前記バンドル工程において、互いに隣り合う前記コアロッドの中心間を結ぶ線よりも前記複数のコア被覆ロッドの束の外側に、互いに隣り合う前記コア被覆ロッドのそれぞれの外周面に接するように調整用ガラスロッドを配置する
ことを特徴とする請求項１に記載のマルチコアファイバ用母材の製造方法。

【請求項3】

前記バンドル工程において、前記複数のコア被覆ロッドに囲われる位置に、前記クラッドより屈折率が低いガラスからなる低屈折率ガラスロッドを配置する
ことを特徴とする請求項１または２に記載のマルチコアファイバ用母材の製造方法。

【請求項4】

前記低屈折率ガラスロッドは、前記低屈折率ガラスロッドを構成するガラスより軟化温度が高いガラスから成る高軟化点層に被覆される
ことを特徴とする請求項３に記載のマルチコアファイバ用母材の製造方法。

【請求項5】

前記高軟化点層は、前記クラッドと同じガラスからなる
ことを特徴とする請求項４に記載のマルチコアファイバ用母材の製造方法。

【請求項6】

前記バンドル工程において、前記複数のコア被覆ロッドが嵌まる複数の溝を内周面に有する治具で前記複数のコア被覆ロッドの束を囲う
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のマルチコアファイバ用母材の製造方法。

【請求項7】

前記治具が半割れ管である
ことを特徴とする請求項６に記載のマルチコアファイバ用母材の製造方法。

【請求項8】

前記バンドル工程において、前記複数のコア被覆ロッドの少なくとも一方の端部にダミーガラスロッドが固定される
ことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載のマルチコアファイバ用母材の製造方法。

【請求項9】

請求項１から８のいずれか１項に記載のマルチコアファイバ用母材の製造方法により製造されるマルチコアファイバ用母材を線引きする線引工程を備える
ことを特徴とするマルチコアファイバの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、マルチコアファイバ用母材の製造方法、及び、これを用いたマルチコアファイバの製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

一般に普及している光ファイバ通信システムに用いられる光ファイバは、１本のコアの外周がクラッドにより囲まれた構造をしており、このコア内を光信号が伝搬することで情報が伝送される。そして、近年、光ファイバ通信システムの普及に伴い、伝送される情報量が飛躍的に増大している。

【0003】

こうした光ファイバ通信システムの伝送容量の増大を実現するために、複数のコアの外周が１つのクラッドにより囲まれたマルチコアファイバを用いて、それぞれのコアを伝搬する光により、複数の信号を伝送させることが知られている。

【0004】

このようなマルチコアファイバの製造に用いるマルチコアファイバ用母材の製造方法として、例えば下記特許文献１に記載された方法がある。このマルチコアファイバの製造方法では、コアとなるコアロッドの外周面がクラッドの一部となるクラッドガラス層で被覆された複数のコア被覆ロッドが束ねられ、これらの複数のコア被覆ロッドの外周面上にスートが堆積され、その後焼結されてマルチコアファイバ用母材が製造される。この特許文献１に記載の製造方法で製造されたマルチコアファイバ用母材は、複数のコア被覆ロッドを含む複数のガラスロッドで囲まれる空間の少なくとも一つから形成される空孔を有する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１５−１６０７８４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところで、マルチコアファイバによって伝送される情報量をより増大させる等の観点からは、マルチコアファイバ内のコア密度ができる限り高められることが好ましい。マルチコアファイバ内のコア密度を高めるためにはコア間距離を小さくする必要があり、コア間距離が小さくされるとコア間のクロストークが生じ易くなる。このため、コア間のクロストークが抑制され得るマルチコアファイバが望まれる。

【0007】

上記特許文献１に記載のマルチコアファイバ用母材では、上記のように複数のガラスロッドで囲まれる空間の少なくとも一つから空孔が形成される。このようなマルチコアファイバ用母材から得られるマルチコアファイバでは、コアの近傍に空孔を形成することができ、この空孔によってコア間のクロストークを抑制し得る。しかし、上記特許文献１に記載のマルチコアファイバ用母材から得られるマルチコアファイバでは、空孔がコアの中心間に形成されておらず、コア間のクロストークを抑制する観点から、より適切な位置に空孔を形成したいという要請がある。

【0008】

そこで、本発明は、コア間のクロストークをより抑制し得るマルチコアファイバ用母材の製造方法及びマルチコアファイバの製造方法を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記課題を解決するため、本発明のマルチコアファイバ用母材の製造方法は、コアとなるコアロッドの外周面がクラッドの一部となるクラッドガラス層で被覆された複数のコア被覆ロッドを互いに離間するよう束ねるバンドル工程と、互いに隣り合う前記コア被覆ロッドの前記コアロッド間に空隙が残るように、前記複数のコア被覆ロッドの外周面に前記クラッドの他の一部となるスートを堆積する外付工程と、前記空隙が空孔となるように前記スートを焼結させる焼結工程と、を備えることを特徴とする。

【0010】

上記マルチコアファイバ用母材の製造方法では、互いに隣り合うコア被覆ロッドのコアロッド間に空隙が残されるようにスートを堆積させ、この空隙が空孔となるように焼結する。従って、焼結後に得られるマルチコアファイバ用母材において、互いに隣り合うコアとなる部位同士の間に上記空隙に起因する空孔が形成される。よって、上記マルチコアファイバ用母材の製造方法によって得られるマルチコアファイバ用母材を線引きしてマルチコアファイバを製造すると、互いに隣り合うコアとコアとの間に空孔を形成することができる。このように互いに隣り合うコア間に空孔が形成されることによって、単にコアの周りに空孔が形成される場合に比べて、コア間のクロストークがより抑制され易くなる。

【0011】

また、前記バンドル工程において、互いに隣り合う前記コアロッドの中心間を結ぶ線よりも前記複数のコア被覆ロッドの束の外側に、互いに隣り合う前記コア被覆ロッドのそれぞれの外周面に接するように調整用ガラスロッドを配置することが好ましい。

【0012】

このように調整用ガラスロッドが配置されることにより、互いに隣り合うコアロッド間に形成される空隙は、互いに隣り合うコア被覆ロッドと調整用ガラスロッドとによって、複数のコア被覆ロッドの束の外周側が囲われる。このため、外付工程において、束ねられた複数のコア被覆ロッドの外周側からスートが吹き付けられる際に、隣り合うコアロッド間に形成される空隙に不要なスートが侵入することを抑制することができる。したがって、互いに隣り合うコアロッド間に形成される空隙の大きさや形状を調整することが容易になる。このため、上記マルチコアファイバ用母材の製造方法によって得られるマルチコアファイバ用母材がマルチコアファイバとされる際に、互いに隣り合うコア間に形成される空孔の大きさや形状を調整することが容易になる。

【0013】

また、前記バンドル工程において、前記複数のコア被覆ロッドに囲われる位置に、前記クラッドより屈折率が低いガラスからなる低屈折率ガラスロッドを配置することが好ましい。

【0014】

複数のコア被覆ロッドに囲われる領域は、互いに隣り合うコアロッド間に形成される空隙によっても囲われる。したがって、上記マルチコアファイバ用母材の製造方法によって得られるマルチコアファイバ用母材から得られるマルチコアファイバにおいて、複数の空孔に囲われる領域が形成される。このように複数の空孔で囲われる領域では、光が閉じ込められ易くなり、不要な伝搬モードで光が伝搬する場合がある。そこで、上記のように複数のコア被覆ロッドに囲われる位置に低屈折率ガラスロッドが配置されることによって、上記マルチコアファイバにおいて複数の空孔で囲われる領域にはクラッドよりも屈折率が低い低屈折率部が形成される。このように空孔に囲われる領域の屈折率が低くされることによって、当該領域に不要な伝搬モードで光が伝搬することを抑制することができる。

【0015】

また、前記低屈折率ガラスロッドは、前記低屈折率ガラスロッドを構成するガラスより軟化温度が高いガラスから成る高軟化点層に被覆されることが好ましい。

【0016】

低屈折率ガラスは、例えばフッ素等のドーパントが添加されており、軟化温度が低くなる傾向にある。そこで、上記のように低屈折率ガラスロッドが高軟化点層に覆われることによって、焼結工程等において低屈折率ガラスロッドが加熱される際に、低屈折率ガラスロッドを構成するガラスが溶融して互いに隣り合うコアロッド間の空隙に流れ込むことを抑制することができる。このため、上記マルチコアファイバ用母材の製造方法によって得られるマルチコアファイバ用母材が光ファイバとされる際に、互いに隣り合うコア間に形成される空孔の大きさや形状を調整することが容易になる。

【0017】

前記高軟化点層は、前記クラッドと同じガラスからなることが好ましい。

【0018】

高軟化点層がクラッドと同じガラスからなることにより、焼結工程等において高軟化点層がクラッドよりも先に溶融することを抑制することができる。また、高軟化点層をクラッドの一部とすることができる。

【0019】

また、前記バンドル工程において、前記複数のコア被覆ロッドが嵌まる複数の溝を内周面に有する治具で前記複数のコア被覆ロッドの束を囲うことが好ましい。

【0020】

上記治具が用いられることによって、複数のコア被覆ロッドを互いに離間させた状態で束ねることが容易になる。

【0021】

また、前記治具が半割れ管であることが好ましい。

【0022】

治具が半割れ管であることによって、治具を着脱することが容易になる。

【0023】

また、前記バンドル工程において、前記複数のコア被覆ロッドの少なくとも一方の端部にダミーガラスロッドが固定されることが好ましい。

【0024】

複数のコア被覆ロッドの少なくとも一方の端部にダミーガラスロッドが固定されることによって、複数のコア被覆ロッドが互いに離間した状態を維持することが容易になる。また、このようにダミーガラスロッドが固定されることによって、旋盤のチャックにダミーガラスロッドを固定することができる。したがって、束ねられた複数のコア被覆ロッドを当該コア被覆ロッドの長手方向に平行な軸中心に回転させることが容易になり、外付工程を行うことが容易になる。

【0025】

また、本発明のマルチコアファイバの製造方法は、上記のいずれかに記載のマルチコアファイバ用母材の製造方法により製造されるマルチコアファイバ用母材を線引きする線引工程を備えるものである。

【0026】

このようなマルチコアファイバの製造方法によれば、互いに隣り合うコア間に空孔を形成することができるため、コア間のクロストークを抑制することができる。

【発明の効果】

【0027】

以上のように、本発明によれば、コア間のクロストークを抑制し得るマルチコアファイバ用母材の製造方法及びマルチコアファイバの製造方法が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0028】

【図1】本発明の実施形態に係るマルチコアファイバを示す断面図である。

【図2】図１のマルチコアファイバの製造方法を示すフローチャートである。

【図3】バンドル工程において複数のコア被覆ロッドが治具を用いて束ねられた様子を示す斜視図である。

【図4】図３に示すＩＶ−ＩＶ線に沿った断面を示す図である。

【図5】図４と同じ視点で示す治具の断面図である。

【図6】バンドル工程において複数のコア被覆ロッドの端部にダミーガラスロッドが固定された様子を示す斜視図である。

【図7】外付工程の様子を示す図である。

【図8】外付工程後の様子を示す斜視図である。

【図9】図８に示すＩＸ−ＩＸ線に沿った断面図である。

【図10】マルチコアファイバ用母材を示す断面図である。

【図11】線引工程の様子を示す概略図である。

【図12】変形例に係るバンドル工程において複数のコア被覆ロッドが治具を用いて束ねられた様子を図４と同様に示す断面図である。

【図13】他の変形例に係るバンドル工程において複数のコア被覆ロッドが治具を用いて束ねられた様子を図４と同様に示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0029】

以下、本発明に係るマルチコアファイバ用母材の製造方法、及び、これを用いたマルチコアファイバの製造方法の好適な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、以下に例示する実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、以下の実施形態から変更、改良することができる。

【0030】

図１は、本発明の実施形態に係るマルチコアファイバを示す断面図である。図１に示すように本実施形態のマルチコアファイバ１は、複数のコア１０と、複数のコア１０の外周面を隙間なく囲むクラッド２０と、クラッド２０内において互いに隣り合うコア１０の間に形成される空孔１１と、クラッド２０内において複数のコア１０に囲われる位置に形成される低屈折率部１２と、クラッド２０の外周面を被覆する内側保護層３１と、内側保護層３１の外周面を被覆する外側保護層３２と、を備える。なお、本実施形態では、コア１０の数が４つの場合について説明する。

【0031】

本実施形態のマルチコアファイバ１では、それぞれのコア１０は、互いに所定距離離れて等間隔で配置されており、断面視において正方形の各頂点に重なる位置に配置されている。それぞれのコア１０の直径は、例えば、６μｍ〜１０μｍ程度とされる。また、クラッド２０の直径は、例えば、１２５〜２３０μｍ程度とされる。それぞれのコア１０の屈折率はクラッド２０の屈折率よりも高く、それぞれのコア１０のクラッド２０に対する比屈折率差は、例えば、０．３％〜０．５％とされる。

【0032】

本実施形態では、コア１０はゲルマニウム等の屈折率が高くなるドーパントが添加されたシリカガラスから成り、クラッド２０は何らドーパントが添加されない純粋なシリカガラスやフッ素等の屈折率が低くなるドーパントが添加されたシリカガラスから成る。或いは、コア１０が何らドーパントが添加されない純粋なシリカガラスから成り、クラッド２０がフッ素等の屈折率が低くなるドーパントが添加されたシリカガラスから成るものとされても良い。

【0033】

空孔１１は互いに隣り合うコア１０の中心を結ぶ線上に形成される。空孔１１は互いに隣り合うコア１０の中心間のほぼ中心に形成され、空孔１１の断面形状は概ね円形や楕円形とされる。

【0034】

低屈折率部１２は、クラッド２０を構成するガラスより低い屈折率のガラスで構成される。本実施形態では、クラッド２０が上記のように何らドーパントが添加されない純粋なシリカガラスから成る場合、低屈折率部１２はフッ素等の屈折率が低くなるドーパントが添加されたシリカガラスから成る。或いは、クラッド２０が上記のようにフッ素等の屈折率が低くなるドーパントが添加されたシリカガラスから成る場合、低屈折率部１２はフッ素等の屈折率が低くなるドーパントがクラッド２０を構成するシリカガラスよりも多く添加されたシリカガラスから成るものとされても良い。

【0035】

また、内側保護層３１及び外側保護層３２は、例えば、互いに種類の異なる紫外線硬化樹脂で形成されている。

【0036】

次に、マルチコアファイバ１の製造方法について説明する。

【0037】

図２は、マルチコアファイバ１の製造方法を示すフローチャートである。図２に示すように、マルチコアファイバ１の製造方法は、バンドル工程Ｐ１、外付工程Ｐ２、焼結工程Ｐ３、線引工程Ｐ４を主な工程として備える。

【0038】

＜バンドル工程Ｐ１＞
バンドル工程Ｐ１は、コア１０となるコアロッドの外周面がクラッド２０の一部となるクラッドガラス層で被覆された複数のコア被覆ロッドを互いに離間するよう束ねる工程である。図３は、バンドル工程Ｐ１において複数のコア被覆ロッド２が治具５０を用いて束ねられた様子を示す斜視図である。図４は、図３に示すＩＶ−ＩＶ線に沿った断面を示す図である。図５は、図４と同じ視点で示す治具５０の断面図である。

【0039】

本工程では、まず、図１のマルチコアファイバ１におけるコア１０となるコアロッド１０Ｒの外周面がクラッド２０の一部となるクラッドガラス層２０Ｒで被覆されたコア被覆ロッド２を複数準備する。図１に示すように本実施形態では、コア１０の数が４つであるため、４つのコア被覆ロッド２を準備する。それぞれのコア被覆ロッド２は、互いに同じ大きさで同じ構成とされる。上記のようにコアロッド１０Ｒはコア１０となるためコア１０と同じ材料から構成され、クラッドガラス層２０Ｒはクラッド２０と同じ材料から構成される。後述のように、それぞれのコア被覆ロッド２は互いに離間するように配置される。

【0040】

また、本実施形態では、クラッド２０より屈折率が低いガラスからなる低屈折率ガラスロッド１２Ｒを含むガラスロッドを準備する。低屈折率ガラスロッド１２Ｒは、図１のマルチコアファイバ１における低屈折率部１２となる。したがって、低屈折率ガラスロッド１２Ｒは低屈折率部１２と同じ材料から構成される。また、本実施形態では、低屈折率ガラスロッド１２Ｒは、低屈折率ガラスロッド１２Ｒを構成するガラスより軟化温度が高いガラスから成る高軟化点層１３Ｒに被覆されている。本実施形態では、高軟化点層１３Ｒはクラッド２０と同じ材料から構成される。上記のように低屈折率ガラスロッド１２Ｒがマルチコアファイバ１の低屈折率部１２となるため、以下では、低屈折率ガラスロッド１２Ｒが高軟化点層１３Ｒに被覆されたガラスロッドを低屈折率部形成用ロッド３という。

【0041】

また、本実施形態では、複数の調整用ガラスロッド４を準備する。調整用ガラスロッド４はクラッド２０の一部となるため、クラッド２０と同じ材料から構成される。また、本実施形態では、上記のように４つのコア被覆ロッド２が準備され、複数の調整用ガラスロッド４は後述のように互いに隣り合うコア被覆ロッド２に接するように配置されるため、調整用ガラスロッド４も４つ準備される。

【0042】

次に、上記のように準備された複数のコア被覆ロッド２、低屈折率部形成用ロッド３及び複数の調整用ガラスロッド４を治具５０を用いて束ねる。図５に示すように、治具５０は、複数のコア被覆ロッド２が嵌まる複数の溝５２及び複数の調整用ガラスロッド４が嵌まる複数の溝５１を内周面に有する筒状体である。治具５０は、例えば、ポリテトラフルオロエチレンからなる。また、本実施形態の治具５０は半割れ管である。この様な治具５０を用いて、複数のコア被覆ロッド２が互いに離間するようにして、低屈折率部形成用ロッド３の外周面にそれぞれのコア被覆ロッド２の外周面が接するように、低屈折率部形成用ロッド３及びコア被覆ロッド２を配置する。また、互いに隣り合うコアロッド１０Ｒの中心間を結ぶ線ＣＬよりも複数のコア被覆ロッド２の束の外側に、互いに隣り合うコア被覆ロッド２のそれぞれの外周面に接するように調整用ガラスロッド４を配置する。なお、それぞれのガラスロッドが結果として図４に示す配置となれば、どのガラスロッドを先に配置しても良い。

【0043】

このように治具５０を用いてそれぞれのガラスロッドの束を囲うことによって、複数のコア被覆ロッド２を互いに離間させた状態で束ねることが容易になる。また、治具５０が上記のように半割れ管であることによって、それぞれのガラスロッドの束を治具５０へ着脱することが容易になる。

【0044】

次に、複数のコア被覆ロッド２の端部にダミーガラスロッド５を固定する。図６は、バンドル工程Ｐ１において複数のコア被覆ロッド２の端部にダミーガラスロッド５が固定された様子を示す斜視図である。ダミーガラスロッド５は、具体的には、複数のコア被覆ロッド２、複数の調整用ガラスロッド４、及び低屈折率部形成用ロッド３のそれぞれの両端面に溶着して固定する。ダミーガラスロッド５が複数のコア被覆ロッド２の端部に固定されることによって、複数のコア被覆ロッド２が互いに離間した状態を維持することが容易になる。このようにダミーガラスロッド５を固定した後、治具５０を取り外す。

【0045】

こうして、互いに隣り合うコアロッド１０Ｒ間に空隙１５が形成された複数のコア被覆ロッド２を含む複数のガラスロッドの束を作製することができる。本実施形態の空隙１５は、互いに隣り合うコア被覆ロッド２の外周面、調整用ガラスロッド４の外周面、及び低屈折率部形成用ロッド３の外周面で囲われる領域に形成される。

【0046】

＜外付工程Ｐ２＞
図７は、外付工程Ｐ２の様子を示す図である。外付工程Ｐ２は、互いに隣り合うコアロッド１０Ｒ間に空隙１５が残るように、複数のコア被覆ロッド２の外周面にクラッド２０の一部となるスートを堆積する工程である。外付工程Ｐ２は、例えば、ＯＶＤ（Outside vapor deposition method）法により行われる。

【0047】

まず、それぞれのダミーガラスロッド５を不図示の旋盤のチャックに固定し、互いに離間する状態で束ねられた複数のコア被覆ロッド２をコア被覆ロッド２の長手方向に平行な方向の軸中心に回転させる。複数のコア被覆ロッド２の端部にダミーガラスロッド５が固定されることによって、上記のように旋盤のチャックにダミーガラスロッド５を固定することができる。このため、束ねられた複数のコア被覆ロッド２を上記のように回転させることが容易になり、外付工程Ｐ２を行うことが容易になる。そして、図７に示すように複数のコア被覆ロッド２を回転させながら、クラッド２０となるスートを堆積する。図８は外付工程Ｐ２後の様子を示す斜視図であり、図９は図８に示すＩＸ−ＩＸ線に沿った断面図である。図８及び図９には、複数のコア被覆ロッド２の外周面にクラッド２０の一部となるスート６が堆積された様子が示されている。

【0048】

外付工程Ｐ２において堆積するスート６は、流量が制御されたキャリアガスによって気化されたＳｉＣｌ_４が酸水素バーナ５３の火炎中に導入されることにより、ＳｉＣｌ_４が反応して得られるＳｉＯ_２（シリカガラス）である。外付工程Ｐ２では、酸水素バーナ５３をコア被覆ロッド２の長手方向に沿って移動させながら、ＳｉＯ_２のスート６をそれぞれのコア被覆ロッド２の外周面を被覆するように堆積する。このスート６の堆積により、クラッド２０の一部となるガラス多孔体が形成される。このとき、クラッド２０が上記のように何らドーパントが添加されないシリカガラスにより構成される場合には、特にドーパントを加えずにスート６を堆積する。また、クラッド２０にドーパントが添加される場合には、気化されたＳｉＣｌ_４と共に添加量がコントロールされたドーパントを含有するガスを酸水素バーナ５３の火炎内に導入する。例えば、スート６がクラッドガラス層２０Ｒよりも低濃度のフッ素が添加されたシリカガラスにより構成される場合、気化されたＳｉＣｌ_４と共に添加量を適宜調整しつつ気化されたＳｉＦ_４を酸水素バーナ５３の火炎内に導入する。

【0049】

こうして、スート６は、束ねられたそれぞれのコア被覆ロッド２における外側をむく外周面上に堆積される。このとき、上記のように調整用ガラスロッド４が配置されることによって、互いに離間するコア被覆ロッド２間に形成される空隙１５にスート６が侵入することを抑制することができる。

【0050】

なお、堆積したスート６の軟化温度は、コア被覆ロッド２のクラッドガラス層２０Ｒの軟化温度よりも高くなることがより好ましい。例えば、上記のように、クラッドガラス層２０Ｒがフッ素の添加されたシリカガラスから成る場合、スート６が純粋なシリカガラスやクラッドガラス層２０Ｒよりも低濃度のフッ素が添加されたシリカガラスから構成されれば、クラッドガラス層２０Ｒの軟化温度が堆積したスート６の軟化温度よりも低くなる。

【0051】

こうして必要な回数だけ酸水素バーナ５３を移動させて、図８及び図９に示すようにスート６が必要な量堆積された状態となる。

【0052】

＜焼結工程Ｐ３＞
外付工程Ｐ２により図８及び図９に示すようにスート６が堆積した後、必要に応じて脱水を行う。当該脱水は、ヒータが設けられ、アルゴン（Ａｒ）、ヘリウム（Ｈｅ）等のガスが充填された炉内で所定時間エージングされることにより行われる。

【0053】

次に焼結工程Ｐ３を行う。焼結工程Ｐ３は、互いに隣り合うコアロッド１０Ｒ間に空隙１５に起因する空孔が残るように、スート６を焼結させる工程である。より具体的には、上記のようにしてスート６が堆積した複数のコア被覆ロッド２を含むガラスロッドの束を炉内に入れ、当該炉内を減圧して炉温を更に上げ、スート６が透明なガラス体となるまで加熱する。このとき用いる炉は上記の脱水に用いる炉であっても良く、上記脱水に用いる炉と異なる炉であっても良い。

【0054】

このとき、上記のように、堆積したスート６の軟化温度がコア被覆ロッド２のクラッドガラス層２０Ｒの軟化温度よりも高い場合、クラッドガラス層２０Ｒに接触しているスート６は粘性流動を起こしたクラッドガラス層２０Ｒに取り込まれる。次に、取り込まれたスート６よりも外周側に位置するスート６がクラッドガラス層２０Ｒに取り込まれる。そして時間と共に炉内の温度が更に上昇するため、スート６が次々にクラッドガラス層２０Ｒに取り込まれながらスート６が粘性流動を起こす。このため、スート６とクラッドガラス層２０Ｒとの間に隙間ができることが抑制されて、スート６とクラッドガラス層２０Ｒとが一体のガラス体となる。なお、堆積したスート６の軟化温度がコア被覆ロッド２のクラッドガラス層２０Ｒの軟化温度よりも高くない場合、クラッドガラス層２０Ｒとスート６の軟化する順番が上記と異なるが、スート６とクラッドガラス層２０Ｒとが一体のガラス体となる。本実施形態では、高軟化点層１３Ｒ及び調整用ガラスロッド４もクラッドガラス層２０Ｒと同じ材料で構成されるため、高軟化点層１３Ｒ及び調整用ガラスロッド４もスート６及びクラッドガラス層２０Ｒと一体のガラス体となる。

【0055】

上記のようにして、図１０に示すマルチコアファイバ用母材１Ｐが得られる。図１０は、マルチコアファイバ用母材１Ｐを示す断面図である。本工程においては、コア被覆ロッド２のコアロッド１０Ｒは殆ど変化することなく図１０に示すマルチコアファイバ用母材１Ｐの母材コア部１０Ｐとなる。また、コア被覆ロッド２のクラッドガラス層２０Ｒがマルチコアファイバ用母材１Ｐの母材クラッド部２０Ｐの一部となり、スート６が母材クラッド部２０Ｐの他の一部となる。高軟化点層１３Ｒ及び調整用ガラスロッド４も母材クラッド部２０Ｐの一部となり、低屈折率ガラスロッド１２Ｒは母材低屈折率部１２Ｐとなる。また、互いに隣り合う母材コア部１０Ｐの中心間を結ぶ線上には、空隙１５に起因する母材空孔部１１Ｐが形成される。

【0056】

なお、本工程はフッ素系ガスを含む雰囲気で行われても良い。具体的には、本工程を行う炉内にＳｉＦ_４，ＣＦ_４，Ｃ_２Ｆ_６等のフッ素系ガスを導入する。このような工程とすることで、スート６が粘性流動を起こす際にスート６内にフッ素が添加される傾向にあり、スート６の屈折率を小さくすることができる。この場合であっても、スート６の軟化温度がクラッドガラス層２０Ｒの軟化温度よりも高い場合には、スート６が粘性流動を起こすまでスート６内にフッ素が取り込まれづらく、スート６が粘性流動を起こすよりもクラッドガラス層２０Ｒが粘性流動を起こす方が早いため、上記のようにクラッドガラス層２０Ｒにスート６を取り込み易くすることができる。

【0057】

＜線引工程Ｐ４＞
図１１は、線引工程Ｐ４の様子を示す図である。まず、本工程を行う準備段階として、焼結工程Ｐ３を経て得られるマルチコアファイバ用母材１Ｐを紡糸炉１１０に設置する。

【0058】

次に、紡糸炉１１０の加熱部１１１を発熱させ、マルチコアファイバ用母材１Ｐを加熱する。このときマルチコアファイバ用母材１Ｐの下端は、例えば２０００℃に加熱され溶融状態となる。そして、マルチコアファイバ用母材１Ｐからガラスが溶融して、ガラスが線引きされる。本工程は、母材空孔部１１Ｐ内を加圧しながら行われる。具体的には、マルチコアファイバ用母材１Ｐの線引きされる側とは反対側の面にガラス管を接続し、当該ガラスを介して母材空孔部１１Ｐ内にアルゴン（Ａｒ）等の不活性ガスを吹き込みながら線引きを行う。このように加圧されながら線引きされた溶融状態のガラスは、紡糸炉１１０から出ると、すぐに固化して、母材コア部１０Ｐがコア１０となり、母材クラッド部２０Ｐがクラッド２０となり、母材低屈折率部１２Ｐが低屈折率部１２となり、母材空孔部１１Ｐが空孔１１となることで、複数のコア１０、クラッド２０、クラッド２０内に形成される低屈折率部１２及び空孔１１を有するマルチコアファイバ素線となる。その後、このマルチコアファイバ素線は、冷却装置１２０を通過して、適切な温度まで冷却される。冷却装置１２０に入る際、マルチコアファイバ素線の温度は、例えば１８００℃程度であるが、冷却装置１２０を出る際には、マルチコアファイバ素線の温度は、例えば４０℃〜５０℃となる。

【0059】

冷却装置１２０から出たマルチコアファイバ素線は、内側保護層３１となる紫外線硬化性樹脂が入ったコーティング装置１３１を通過し、この紫外線硬化性樹脂で被覆される。更に紫外線照射装置１３２を通過し、紫外線が照射されることで、紫外線硬化性樹脂が硬化して内側保護層３１が形成される。次に内側保護層３１で被覆されたマルチコアファイバは、外側保護層３２となる紫外線硬化性樹脂が入ったコーティング装置１３３を通過し、この紫外線硬化性樹脂で被覆される。更に紫外線照射装置１３４を通過し、紫外線が照射されることで、紫外線硬化性樹脂が硬化して外側保護層３２が形成され、図１に示すマルチコアファイバ１となる。

【0060】

そして、マルチコアファイバ１は、ターンプーリー１４１により方向が変換され、リール１４２により巻取られる。

【0061】

こうして図１に示すマルチコアファイバ１が製造される。

【0062】

以上説明したように、本実施形態のマルチコアファイバ用母材１Ｐの製造方法では、互いに隣り合うコアロッド１０Ｒ間に空隙１５が残されるようにスート６を堆積させ、互いに隣り合うコア１０となる母材コア部１０Ｐ同士の間に空隙１５に起因する母材空孔部１１Ｐが形成されるように焼結する。よって、このマルチコアファイバ用母材１Ｐを線引きしてマルチコアファイバ１を製造すると、互いに隣り合うコア１０とコア１０とを結ぶ線上に空孔１１を形成することができる。このように互いに隣り合うコア１０間に空孔１１が形成されることによって、単にコア１０の周りに空孔が形成される場合に比べて、コア間のクロストークがより抑制され易くなる。

【0063】

上記のように、互いに隣り合うコア１０間に空孔１１は、互いに隣り合うコアロッド１０Ｒの間に形成される空隙１５に起因する。したがって、空隙１５の大きさ及び形状は、空孔１１の大きさ及び形状に影響を与える。空隙１５の大きさ及び形状は、目的とするマルチコアファイバ１の空孔１１の大きさ及び形状、焼結工程Ｐ３におけるスート６の収縮量、焼結工程Ｐ３及び線引工程Ｐ４におけるコア被覆ロッド２の変形量等を考慮して決定される。

【0064】

また、本実施形態では、上記のように調整用ガラスロッド４が配置されることによって、互いに隣り合うコアロッド１０Ｒ間に形成される空隙１５は、互いに隣り合うコア被覆ロッド２と調整用ガラスロッド４とによって、複数のコア被覆ロッド２の束の外周側が囲われる。このため、外付工程Ｐ２において、束ねられた複数のコア被覆ロッド２の外周側からスート６が吹き付けられる際に、空隙１５がスート６で埋められることを抑制することができる。したがって、互いに隣り合うコアロッド１０Ｒ間に形成される空隙１５の大きさや形状を調整することが容易になる。このため、マルチコアファイバ用母材１Ｐがマルチコアファイバ１とされる際に、互いに隣り合うコア１０間に形成される空孔１１の大きさや形状を調整することが容易になる。

【0065】

また、複数のコア被覆ロッド２に囲われる領域は、空隙１５によっても囲われる。したがって、マルチコアファイバ１において、複数の空孔１１に囲われる領域が形成される。このように複数の空孔１１で囲われる領域では、光が閉じ込められ易くなり、不要な伝搬モードで光が伝搬する場合がある。ここで、上記のように複数のコア被覆ロッド２に囲われる位置に低屈折率ガラスロッド１２Ｒが配置されることによって、複数の空孔１１で囲われる領域には、上記のようにクラッド２０よりも屈折率が低い低屈折率部１２が形成される。このように空孔１１に囲われる領域の屈折率が低くされることによって、当該領域に不要な伝搬モードで光が伝搬することを抑制することができる。

【0066】

低屈折率ガラスロッド１２Ｒを構成する低屈折率ガラスは、例えばフッ素等のドーパントが添加されており、軟化温度が低くなる傾向にある。そこで、上記のように低屈折率ガラスロッド１２Ｒが高軟化点層１３Ｒに覆われることによって、焼結工程Ｐ３等において低屈折率ガラスロッド１２Ｒが加熱される際に、低屈折率ガラスロッド１２Ｒを構成するガラスが溶融して空隙１５に流れ込むことを抑制することができる。このため、マルチコアファイバ用母材１Ｐがマルチコアファイバ１とされる際に、互いに隣り合うコア１０間に形成される空孔１１の大きさや形状を調整することが容易になる。また、高軟化点層１３Ｒがクラッド２０と同じガラスからなることにより、焼結工程Ｐ３等において高軟化点層１３Ｒがクラッド２０よりも先に溶融することを抑制することができる。

【0067】

以上、本発明について、実施形態を例に説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。

【0068】

例えば、クラッドガラス層２０Ｒの軟化温度、調整用ガラスロッド４の軟化温度、スート６の軟化温度、及び、高軟化点層１３Ｒの軟化温度の関係は、適宜調整することができる。

【0069】

また、上記実施形態では、それぞれのコア１０がクラッド２０で直接被覆されるマルチコアファイバ１を例に説明したが、マルチコアファイバはいわゆるトレンチ型のマルチコアファイバであっても良い。トレンチ型のマルチコアファイバは、それぞれのコアがコアよりも低屈折率の内側クラッドで個別に被覆され、それぞれの内側クラッドが更に低屈折率のトレンチ部で個別に被覆される。このコアと内側クラッドとトレンチ部とから成る要素はコア要素と呼ばれる場合がある。そして全てのコア要素がトレンチ部よりも高屈折率でコアよりも低屈折率のクラッドで被覆される構造とされる。このようなマルチコアファイバを製造する場合、コア被覆ロッドは、コアロッドが内側クラッドとなるガラス層で被覆され、内側クラッドとなるガラス層がトレンチ部となるガラス層で被覆され、トレンチ部となるガラス層がクラッドとなるガラス層で被覆された構造とされる。このような構造のコア被覆ロッドを用いる点を除いて、上記実施形態と同様にマルチコアファイバを製造することができる。

【0070】

また、上記実施形態では、複数のコア被覆ロッド２の両端部にダミーガラスロッド５を固定する場合を例示して説明したが、ダミーガラスロッド５は複数のコア被覆ロッド２の少なくとも一方の端部に固定されれば良い。また、ダミーガラスロッド５は必須の構成要素ではない。ダミーガラスロッド５が用いられない場合、例えば、バンドル工程Ｐ１において治具５０を束ねられた複数のガラスロッドの両端に設けたままとして、外付工程Ｐ２において治具５０の外周面をチャックで挟んで固定しても良い。この場合、治具５０は耐熱性の材料から成ることが好ましい。なお、複数のコア被覆ロッド２の束のうち治具５０で囲う位置は特に限定されず、治具５０の数も特に限定されない。

【0071】

また、上記実施形態では治具５０を用いて複数のガラスロッドを束ねたが、治具５０は必須の構成要素ではなく、他の手段により複数のガラスロッドを束ねても良い。

【0072】

また、上記実施形態では、調整用ガラスロッド４及び低屈折率ガラスロッド１２Ｒを用いる例を挙げて説明したが、調整用ガラスロッド４及び低屈折率ガラスロッド１２Ｒは必須の構成要素ではない。例えば、調整用ガラスロッド４が無い場合であっても、空隙１５が残るように複数のコア被覆ロッド２の外周面にスート６を堆積することができる。また、低屈折率ガラスロッド１２Ｒを有さない場合には、低屈折率部形成用ロッド３の代わりにクラッド２０と同じ材料から成るガラスロッドを配置しても良い。

【0073】

また、互いに隣り合うコアロッド１０Ｒ間に空隙を形成する方法としては、互いに隣り合うコア被覆ロッド２の間にガラス管を配置し、当該ガラス管の中空部を互いに隣り合うコアロッド１０Ｒ間に形成される空隙とすることもできる。

【0074】

また、上記実施形態では、４つのコア１０を有するマルチコアファイバ１を製造する製造方法を説明したため、コア被覆ロッド２の数を４つとした。しかし、マルチコアファイバのコアの数は特に限定されない。例えば、コア数が３つのマルチコアファイバを製造する場合、図１２に示すようにコア被覆ロッド２の数が３つであるマルチコアファイバ用母材とすることができ、コア数が６つのマルチコアファイバを製造する場合、図１３に示すようにコア被覆ロッド２の数が６つであるマルチコアファイバ用母材とすることができる。図１２は変形例に係るバンドル工程において複数のコア被覆ロッド２が治具５０を用いて束ねられた様子を図４と同様に示す断面図であり、図１３は他の変形例に係るバンドル工程において複数のコア被覆ロッド２が治具５０を用いて束ねられた様子を図４と同様に示す断面図である。図１２及び図１３において、図４に示す構成要素と同一又は同等の構成要素に図４と同一の参照符号を付している。

【実施例】

【0075】

以下、実施例及び比較例を挙げて本発明の内容をより具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものでは無い。

【0076】

（実施例１）
上記実施形態に係るマルチコアファイバの製造方法によって、４つのコアを有し、互いに隣り合うコア間の距離が４０μｍ、互いに隣り合うコアの中心同士を結ぶ線上に形成される空孔の直径が６μｍ、ファイバ径（クラッドの直径）が１２５μｍとなるようにマルチコアファイバを製造した。

【0077】

まず、直径が１０ｍｍのコア被覆ロッド２、直径が６．５ｍｍの調整用ガラスロッド４、直径が９．５ｍｍの低屈折率部形成用ロッド３をそれぞれ準備し、図４に示すように束ねた。このとき、互いに隣り合うコア被覆ロッド２の外周面同士の距離ｄは４ｍｍであった。次に、焼結工程Ｐ３後のマルチコアファイバ用母材１Ｐの直径が４０ｍｍとなるように、外付工程Ｐ２においてスート６を堆積させた。その後、焼結工程Ｐ３を経て得られたマルチコアファイバ用母材１Ｐに対して上記のように加圧しながら線引工程Ｐ４を行い、実施例１に係るマルチコアファイバを製造した。当該マルチコアファイバの寸法及び光学特性を表１に示した。表１において、ファイバ径は実際のクラッドの外径、コア間距離は実際のコア間距離、空孔径は互いに隣り合うコアの中心同士を結ぶ線上に形成された空孔の実際の直径、ＭＦＤ ａｔ １３１０ｎｍは波長１３１０ｎｍ帯の光のモードフィールド径、２２ｍカットオフ波長は２２ｍケーブルカットオフ波長、クロストーク ａｔ １５５０ｎｍは波長１５５０ｎｍ帯の光のコア間クロストークをそれぞれ示す。

【0078】

（比較例１）
互いに隣り合うコア間に空孔が形成されない以外は上記実施例１と同様にして比較例１に係るマルチコアファイバを製造した。当該マルチコアファイバの寸法及び光学特性を実施例１に係るマルチコアファイバと同様に表１に示した。

【0079】

【表1】

【0080】

表１からわかるように実施例１に係るマルチコアファイバでは、互いに隣り合うコア間に空孔が形成されることによって、空孔が形成されていない比較例１に対してクロストークが８．４［ｄＢ／１０ｋｍ］改善されていた。互いに隣り合うコア間の空孔径をより大きくすることによって、クロストークはより抑制されると考えられる。

【産業上の利用可能性】

【0081】

以上説明したように、本発明によれば、コア間のクロストークを抑制し得るマルチコアファイバ用母材の製造方法及びマルチコアファイバの製造方法が提供され、光通信等の産業において利用することができる。

【符号の説明】

【0082】

１・・・マルチコアファイバ
１Ｐ・・・マルチコアファイバ用母材
２・・・コア被覆ロッド
３・・・低屈折率部形成用ロッド
４・・・調整用ガラスロッド
５・・・ダミーガラスロッド
６・・・スート
１０・・・コア
１０Ｐ・・・母材コア部
１０Ｒ・・・コアロッド
１１・・・空孔
１１Ｐ・・・母材空孔部
１２・・・低屈折率部
１２Ｒ・・・低屈折率ガラスロッド
１３Ｒ・・・高軟化点層
１５・・・空隙
２０・・・クラッド
２０Ｐ・・・母材クラッド部
２０Ｒ・・・クラッドガラス層
５０・・・治具

【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】