特許 6859796 結合型マルチコア光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】6859796

(24)【登録日】2021年3月30日

(45)【発行日】2021年4月14日

(54)【発明の名称】結合型マルチコア光ファイバの製造方法

(51)【国際特許分類】

   C03B 37/012 20060101AFI20210405BHJP

   C03B 37/027 20060101ALI20210405BHJP

   G02B 6/02 20060101ALI20210405BHJP

【ＦＩ】

   C03B37/012 A

   C03B37/027 Z

   G02B6/02 481

   G02B6/02 356A

【請求項の数】3

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2017-63650(P2017-63650)

(22)【出願日】2017年3月28日

(65)【公開番号】特開2018-165237(P2018-165237A)

(43)【公開日】2018年10月25日

【審査請求日】2020年2月21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、国立研究開発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】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

(74)【代理人】

【識別番号】100174399

【弁理士】

【氏名又は名称】寺澤 正太郎

(72)【発明者】

【氏名】中西 哲也

(72)【発明者】

【氏名】永島 拓志

【審査官】 長谷川 真一

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１４−０５２４１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−０４７１１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−１５１２７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−１８７７３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１５／０７９９８７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１６／１５２５０７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１８−０５８７１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６３−００８７０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−０５０６９５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ０３Ｂ ３７／００−３７／１６

Ｇ０２Ｂ ６／０２− ６／１０

Ｇ０２Ｂ ６／４４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

水酸基濃度が１０ｐｐｂ以下である第１クラッド基材の外周にスス付け及び焼結を行うことで、第２クラッド基材を形成する第２クラッド基材形成工程と、
前記第２クラッド基材の外周を研削して、研削ロッドを得る研削工程と、
前記研削ロッド中の前記第１クラッド基材に開口を設けてコア基材を挿入して、前記コア基材と前記研削ロッドとが一体化されていない集合体を得るコア基材挿入工程と、
前記集合体を線引きする線引き工程と、
を有する、結合型マルチコア光ファイバの製造方法。

【請求項2】

前記コア基材はアルカリ金属を含む請求項１に記載の結合型マルチコア光ファイバの製造方法。

【請求項3】

前記線引き工程において、紡糸中の光ファイバを一定温度以上に保温する徐冷処理を有する請求項１に記載の結合型マルチコア光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、結合型マルチコア光ファイバの製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１では、光ファイバ母材の製造方法として、ＶＡＤ（Vapor phase Axial Deposition：気相軸付け）法等より作成したスート体からコアロッドを作製した後、コアロッドを所定の外径にした後に外付け法等によりガラス微粒子を付着させて焼結することで、外付けのクラッド層を作製することが示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００５−３５０３２８号公報

【非特許文献】

【0004】

【非特許文献1】Tstsuya Hayashi他、125-μm-cladding Coupled Multi-core Fiber with Ultra-low Loss of0.158 dB/km and Record-low Spatial Mode Dispersion of 6.1 ps/km1/2,OFC Th5A.1 2016

【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、上記の製造方法を結合型マルチコア光ファイバに適用すると、以下の問題が起きる可能性がある。すなわち、結合型マルチコア光ファイバはコア同士の距離を所定の間隙となる様に近接配置することによりコア間のクロストークを故意に生じさせることで、コア間の空間モード分散（ＳＭＤ）の抑制を図るものである（非特許文献１参照）が、上記の製造方法を用いることで、焼結過程のガラス微粒子体の収縮に伴うコアロッドの変形等によりコア間の距離が光ファイバの長手方向で変動する課題がある。コア間の距離の変動は、結合型マルチコア光ファイバのＳＭＤの増大をもたらし、伝送特性の性能低下につながるため好ましくない。また接続時にコアが所定の位置に無いことより、接続損失が大きくなるという課題がある。

【0006】

本発明は上記を鑑みてなされたものであり、コア間距離の安定した結合型マルチコア光ファイバを製造することが可能な結合型マルチコア光ファイバ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】

【0007】

本願発明は、
（１）水酸基濃度が１０ｐｐｂ以下である第１クラッド基材の外周にスス付け及び焼結を行うことで、第２クラッド基材を形成する第２クラッド基材形成工程と、
前記第２クラッド基材の外周を研削して、研削ロッドを得る研削工程と、
前記研削ロッド中の前記第１クラッド基材に開口を設けてコア基材を挿入して、集合体を得るコア基材挿入工程と、
を有する、結合型マルチコア光ファイバの製造方法、
である。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、コア間距離の安定した結合型マルチコア光ファイバを製造することが可能な結合型マルチコア光ファイバの製造方法が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の一実施形態に係る結合型マルチコア光ファイバの製造方法より製造される結合型マルチコア光ファイバを説明する図である。

【図2】本発明の一実施形態に係る結合型マルチコア光ファイバの製造方法を説明する図である。

【図3】本発明の一実施形態に係る結合型マルチコア光ファイバの製造方法を説明する図である。

【図4】線引装置を説明する図である。

【図5】コア配置の変形例を示す図である。

【図6】屈折率分布の変形例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

［本願発明の実施形態の説明］
最初に本願発明の実施態様を列記して説明する。

【0011】

本願に係る結合型マルチコア光ファイバの製造方法は、（１）水酸基濃度が１０ｐｐｂ以下である第１クラッド基材の外周にスス付け及び焼結を行うことで、第２クラッド基材を形成する第２クラッド基材形成工程と、前記第２クラッド基材の外周を研削して、研削ロッドを得る研削工程と、研削ロッド中の前記第１クラッド基材に開口を設けてコア基材を挿入して、集合体を得るコア基材挿入工程と、を有する。なお、集合体においては、コア基材と第１クラッド基材及び第２クラッド基材とは未だ一体化されていない。
また、コア基材は、光伝搬する中心コアのみで構成されていても良く、また光を伝搬する中心コアとその周囲を囲む光学クラッドを有していても良い。

【0012】

上記の結合型マルチコア光ファイバの製造方法によれば、焼結により第１クラッド基材の外周に第２クラッド基材を形成した後に、第１クラッド基材に開口を設けてコア基材を挿入することで、集合体が得られる。この場合、第２クラッド基材の焼結時にはコア基材が挿入されていないため、コア基材は、焼結に伴う第１クラッド基材及び第２クラッド基材の収縮による影響を受けない。したがって、コア基材の変形が抑制されることから、結合型マルチコア光ファイバにおけるファイバ軸方向でのコア間距離の変動を抑制することができ、コア間距離の安定した結合型マルチコア光ファイバが製造できる。

【0013】

（２）また、本願発明は、（１）記載の方法において、前記集合体を直接線引きする線引き工程を有する態様とすることができる。

【0014】

上記のように、集合体を直接線引きする構成とする場合、従来の工程と比較して加熱一体化工程が省略されるため、コア間距離の安定した結合型マルチコア光ファイバを経済性高く製造することができる。

【0015】

（３）また、本願発明は、（２）記載の方法において、前記コア基材はアルカリ金属を含む態様とすることができる。

【0016】

上記の条件において、コア基材はアルカリ金属を含む構成とすることで、製造時におけるガラスの構造緩和が促進されるため、伝送損失を抑制することができる。

【0017】

（４）また、本願発明は、（１）記載の方法において、前記集合体の前記第１クラッドと前記コア基材との界面を清浄化した後に、前記第１クラッドと前記コア基材とを一体化して光ファイバ母材を得る加熱一体化工程と、前記光ファイバ母材を線引きする線引き工程と、を有する態様とすることができる。

【0018】

上記のように、集合体の第１クラッドとコア基材との界面を清浄化した後に、第１クラッドとコア基材とを一体化して光ファイバ母材を得る加熱一体化工程を行い、その後に、前記光ファイバ母材を線引きする構成とすることで、第１クラッドとコア基材との界面の不純物に由来する伝送損失の上昇を防ぐことができる。

【0019】

（５）また、本願発明は、（２）又は（４）記載の方法において、前記線引き工程において、紡糸中の光ファイバを一定温度以上に保温する徐冷処理を有する態様とすることができる。

【0020】

上記のように、紡糸中の光ファイバを一定温度以上に保温する徐冷処理を有する構成とした場合、線引き工程において、加熱後の光ファイバが空冷される場合と比較して、光ファイバの冷却速度が緩和され、伝送損失を低減させることが可能となる。

【0021】

［本願発明の実施形態の詳細］
本発明に係る結合型マルチコア光ファイバの製造方法の具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

【0022】

図１は、本発明の一実施形態に係る結合型マルチコア光ファイバの製造方法により製造される結合型マルチコア光ファイバ（結合型ＭＣＦという場合がある）１を示している。図１は、結合型ＭＣＦ１の断面図である。図１（Ａ）では結合型ＭＣＦ１のファイバ軸に対して垂直な断面を示している。また、図１（Ｂ）は、結合型ＭＣＦ１の屈折率分布を示している。

【0023】

本実施形態に係る結合型ＭＣＦ１は、第１クラッド２と、第１クラッド２の外側に設けられる第２クラッド３と、第１クラッド２内に配置される複数のコア４と、を有する。複数のコア４はそれぞれファイバ軸方向に延材している。複数のコア４は、第１クラッド２に覆われたものである。結合型ＭＣＦ１では、２つのコア４が第１クラッド２内に設けられているが、コア数は２つに限定されない。

【0024】

図１（Ｂ）は、図１（Ａ）の矢印Ａに沿った屈折率の変化を示したものである。図１（Ｂ）におけるｒ＝０〜ａはコア４の屈折率ｎ１であり、ｒ＝ａ〜ｂは第１クラッド２の屈折率ｎ２であり、ｒ＝ｂ〜は、第２クラッド３の屈折率ｎ３である。図１（Ｂ）で示すように、結合型ＭＣＦ１では、コア４の屈折率＞第２クラッド３の屈折率＞第１クラッド２の屈折率、の関係となっているが、屈折率の関係は上記に限定されない。また、コア４の断面形状は円形とされているが特に限定されない。複数のコア４それぞれのコア径は、同一であってもよいし、同一でなくてもよい。また、複数のコア４それぞれの屈折率は、同一であってもよいし、同一でなくてもよい。ただし、コアの構造は、伝搬するモード数が１つである所謂シングルモード動作を行う構造であることが好ましい。ただし、複数モードを伝搬する数モード動作を前提とした結合型ＭＣＦにも本発明を適用することができる。

【0025】

第１クラッド２、第２クラッド３及びコア４のそれぞれは、石英ガラスを主成分として、必要に応じて屈折率調整用の不純物が添加されていてもよい。ただし、第１クラッド２は、水酸基濃度が１０ｐｐｂ以下とされている。コア４の周囲に存在する第１クラッド２の水酸基濃度を１０ｐｐｂとすることで、第１クラッド２による吸収損失を抑制することができる。なお、第１クラッド２の外周に設けられる第２クラッド３は、第１クラッド２のように水酸基濃度は規定されておらず、適宜変更することができる。

【0026】

また、コア４については、例えば、純石英ガラスを用いて形成することができるが、コア４がアルカリ金属を含有してもよい。コア４に含有されるアルカリ金属としては、例えば、Ｌｉ（リチウム）、Ｎａ（ナトリウム）、Ｋ（カリウム）、Ｒｂ（ルビジウム）が挙げられる。なお上記のアルカリ金属のうち１種類のみが含有されていてもよいが、複数種類同時に含有されていてもよい。コア４がアルカリ金属を含有していると、特定の製造方法で結合型ＭＣＦ１を製造した場合に伝送損失を低減することができる。この点は後述する。

【0027】

結合型ＭＣＦ１においては、２つのコア４の中心間距離をコア間距離Λとして規定している。本実施形態に係る結合型ＭＣＦ１の製造方法によれば、ファイバ軸方向に沿ったコア間距離Λの変動が抑制された結合型ＭＣＦ１を製造することを特徴とする。

【0028】

なお、結合型ＭＣＦ１の第２クラッド３の周囲を覆うように樹脂材料等による被覆層が形成されていてもよい。第１クラッド２、第２クラッド３、コア４の径及び配置、被覆層の厚さや材料等は、結合型ＭＣＦの用途等に応じても適宜変更することができる。

【0029】

図２〜図４を参照しながら、本実施形態に係る結合型ＭＣＦの製造方法を説明する。図２は、本実施形態に係る結合型ＭＣＦの製造方法を示すフロー図である。また、図３及び図４は、結合型ＭＣＦの製造方法における各工程を説明する図である。

【0030】

まず、第１クラッド２となる第１クラッド基材の外周に第２クラッド基材を形成する（Ｓ０１：第２クラッド基材形成工程）。第１クラッド基材についても、第１クラッド２と同様に水酸基濃度が１０ｐｐｂ以下である材料が選択される。そして、図３（Ａ）に示すように、第１クラッド基材１２の外周に、酸水素火炎バーナーの加熱範囲にガラス原料となる四塩化珪素等を投入することで生成したガラス微粒子体を吹き付けて第２クラッド基材１３となる堆積物を形成する。その後、これを所望の温度で焼結することで、図３（Ｂ）に示すように、第１クラッド基材１２と第２クラッド基材１３とによる焼結体が形成される。なお、焼結体は、図３（Ｂ）に示すように、側面に凹凸が形成され得る。この凹凸は、焼結時の第１クラッド基材１２及び第２クラッド基材１３の収縮等に由来するものである。

【0031】

次に、第２クラッド基材１３の外周を研削して、研削ロッドを得る（Ｓ０２：研削工程）。研削ロッドの外形は、光ファイバ母材または集合体の外形に相当するものとなる。すなわち、光ファイバ母材または集合体の外周形状及び寸法となるように、第２クラッド基材１３の外周を研削する。その結果、図３（Ｃ）に示すように、焼結後の第２クラッド基材１３における外周の凹凸がなくなり平坦とすることができる。

【0032】

次に、第１クラッド基材１２への開口形成を行う（Ｓ０３：コア基材挿入工程）と共に、開口内にコア基材を挿入する（Ｓ０４：コア基材挿入工程）。図３（Ｄ）に示すように、研削ロッド中の第１クラッド基材１２に対してファイバ軸方向に沿って開口１７を形成する。そして、開口１７に対してコア基材１４を挿入する。これにより、結合型ＭＣＦを製造するための集合体１０が得られる。ここで、コア基材は、光伝搬する中心コアのみで構成されていても良く、また光を伝搬する中心コアとその周囲を囲む光学クラッドを有していても良い。

【0033】

なお、上記工程で得られた集合体１０について、第１クラッド基材１２とコア基材１４との間の清浄化を行った上で、加熱し、コア基材１４と、第１クラッド基材１２・第２クラッド基材１３の焼結体とを一体化して光ファイバ母材としてもよい（Ｓ０５：加熱一体化工程）。清浄化とは、例えば、塩素及び／又はフッ素を含有するハロゲンガスをコア基材１４が挿入された焼結体の周囲に流した状態で加熱を行うことで、第１クラッド基材１２とコア基材１４との界面の不純物を除去する工程である。また、加熱一体化とはコア基材１４と、第１クラッド基材１２・第２クラッド基材１３の焼結体を加熱することでこれらを一体化する工程である。この工程を経ることで、第１クラッド基材１２とコア基材１４との界面の不純物が除去された光ファイバ母材を得ることができる。一方、上記の加熱一体化に係る工程（Ｓ０５）を省略すると、結合型ＭＣＦの製造工程を簡略化することができる。

【0034】

その後、上記の工程で得られた集合体１０又は光ファイバ母材を線引きする（Ｓ０６：線引工程）。線引きの方法としては、従来公知の光ファイバ母材の線引き方法を用いることができるが、図４に一例を示す。図４は、光ファイバ母材の線引きを行う線引装置を概略的に示している。図４に示すように、線引装置２０は、加熱炉２１、ダイス２２、ＵＶ炉２３及び巻き取りボビン２４を含んで構成される。

【0035】

図４に示すように、光ファイバ母材はまず加熱炉２１による加熱によって軟化される。そして、巻き取りボビン２４による所定の線速での線引きされることで紡糸され、光ファイバ（結合型ＭＣＦ）となる。その後、ダイス２２を経由することで、表面に紫外線硬化樹脂が塗布されて、ＵＶ炉２３におけるＵＶ線の照射により、ファイバ表面に紫外線硬化樹脂による被覆が形成される。この表面に被覆が形成されたファイバが巻き取りボビン２４に巻き取られる。

【0036】

なお、加熱炉２１よりも後段であってダイス２２よりも前段に、徐冷用加熱炉が別途設けられていて徐冷処理を行う構成であってもよい。徐冷用加熱炉は、加熱炉２１よりも低い加熱温度で光ファイバを加熱する炉である。加熱炉２１による加熱によって軟化されて紡糸された光ファイバが徐冷用加熱炉を通過することで、光ファイバ温度の急速な低下が抑制される。この徐冷の効果によりガラスの構造緩和が進み、製造後の結合型ＭＣＦ１のコア４における伝送損失を低くすることができる。なお、徐冷用加熱炉による加熱温度と、光ファイバが徐冷用加熱炉により加熱される時間と、は、光ファイバの材質や大きさ、線引速度等に応じて適宜設定される。

【0037】

なお、集合体１０の加熱一体化に係る工程（Ｓ０５）を省略する場合、コア４がアルカリ金属を含んでいる構成とすることで、製造後の結合型ＭＣＦ１における伝送損失を低減することができる。加熱一体化に係る工程（Ｓ０５）を含むと、第１クラッド基材１２及び第２クラッド基材１３は熱容量が大きいため、一体化のための加熱工程の後のコア基材１４の冷却に時間がかかる。その結果、コア基材１４を構成するガラスがアルカリ金属を含むとコア基材１４においてガラスの結晶化が促進されてしまう可能性がある。これに対して、集合体１０の一体化に係る工程（Ｓ０５）を省略し、コア基材１４と第１クラッド基材１２及び第２クラッド基材１３とを線引き時に初めて一体化する製造工程を採用する場合、光ファイバ中のコア４の冷却はきわめて高速に行われる。したがって、コア基材１４に対するアルカリ金属の添加量を増大させてもガラスの結晶化が進まないため、線引き中のガラスの構造緩和が十分に促進されるようにアルカリ金属の添加量を増やすことができる。

【0038】

なお、紡糸後の結合型ＭＣＦ１の各コア４に含まれるアルカリ金属の含有量の平均値が０．１原子ｐｐｍ以上であると、アルカリ金属による線引き中のガラスの構造緩和の促進効果が得られ、伝送損失の低減が図られた結合型ＭＣＦ１を得ることができる。また、紡糸後の結合型ＭＣＦ１の各コア４に含まれるアルカリ金属の含有量の平均値が０．５原子ｐｐｍ以上であると、結合型ＭＣＦ１における伝送損失抑制効果がさらに大きくなる。なお、「原子ｐｐｍ」とは、１００万ユニットのＳｉＯ_２中のドーパント原子の個数である。例えば、アルカリ金属がＫ（カリウム）の場合はガラス中の結合形態によらず、ＳｉＯ_２分子数に対するＫの原子数の比を示す。Ｌｉ、Ｎａ、Ｒｂ、またＣｌ、Ｆの場合も同様である。

【0039】

ここで、上記の実施形態で説明した結合型ＭＣＦ１の製造方法を用いて製造した結合型ＭＣＦについて評価した結果を説明する。

【0040】

まず、製造後の結合型ＭＣＦにおいて、コア４の比屈折率差Δ１が０．３２％（本明細書に於いて、屈折率ｎ１を有するコアの比屈折率差Δ１の値、正負は、第２クラッドの屈折率ｎ３を基準として式Δ１＝（ｎ１−ｎ３）／ｎ１×１００で定義される。）であり、コア４の直径（２ａ：図１（Ａ）参照）が１１．１μｍであり、コア４の中心と第１クラッド２の外周との距離（ｂ：図１（Ａ）参照）１０．１μｍとなり、コア間距離Λが２８μｍとなるように、結合型ＭＣＦを設計し、実施例に係る結合型ＭＣＦと、比較例に係る結合型ＭＣＦと、を製造した。

【0041】

実施例に係る結合型ＭＣＦは、上記実施形態で説明したように、第２クラッド基材の焼結を行った後に開口を形成してコア基材を挿入して集合体または光ファイバ母材を製造したものである。一方、比較例に係る結合型ＭＣＦは、第２クラッド基材を付加する前の第１クラッド基材に開口を形成し、コア基材を挿入して一体化を行った。その後、コア基材が挿入された第１クラッドの周囲に、スス付けを経て第２クラッド基材に対応するガラス微粒子を吹き付けた後、焼結することで光ファイバ母材を製造したものである。コア４の数は２つ（図１参照）とした。

【0042】

実施例及び比較例のどちらについても紡糸速度は１３００ｍ／ｍｉｎとし、紡糸張力は８０〜１００ｇとした。また、ファイバ外径はどちらも１２５μｍとした。

【0043】

上記の方法によって得られた実施例に係る結合型ＭＣＦ及び比較例に係る結合型ＭＣＦのそれぞれについて、線引き開始端及び終了端を除いた計５００ｋｍの区間において、５０ｋｍ毎にコア間距離を計測した。コア間距離は、図１（Ａ）に示すように、コアの中心間の距離を計測したものである。実施例に係る結合型ＭＣＦ及び比較例に係る結合型ＭＣＦのそれぞれについて、コア間距離の最大値、最小値、平均値及び変動率を算出した。結果を表１に示す。変動率とは、平均値に対する最大値と最小値との差の割合を百分率で算出したものである。

【0044】

【表1】

【0045】

表１に示すように、比較例に係る結合型ＭＣＦと比較して、実施例に係る結合型ＭＣＦでは、コア間距離の変動率が小さくなることが確認された。

【0046】

以上のように、本実施形態に係る結合型ＭＣＦ１の製造方法によれば、第２クラッド基材１３の焼結を行った後に、第１クラッド基材に開口を設けてコア基材を挿入することで集合体を得る。従来は、第１クラッド基材１２に対して開口を形成して、コア基材１４を挿入した後に、これらを加熱により一体化する。そして、第２クラッド基材１３となるガラス微粒子を第１クラッド基材１２の周囲に吹き付けて、焼結を行うことで、第２クラッド基材を形成していた。すなわち、第１クラッド基材１２内にコア基材１４が挿入された状態で、焼結が行われていた。このため、焼結に伴う第１クラッド基材１２及び第２クラッド基材１３の収縮による各基材の変形の影響を受けて、コア基材１４も変形する。すなわち、ファイバ軸方向に沿って見たときに、光ファイバ母材内でのコア基材１４の位置ズレが生じていた。この場合、光ファイバ母材を線引きすることで製造される光ファイバにおいても、コア４の位置ズレが生じる。コア基材が母材の中心に存在するシングルコアの光ファイバの場合には、紡糸後の光ファイバのコア位置は中心から動くことがないため、製造上の課題とならない。しかしながら、結合型ＭＣＦのように、光ファイバ断面内に複数のコアが含まれる場合、母材作成時の断面内のコア位置の設計値からのずれが生じた場合、紡糸後のコア間距離が設計値から乖離し、空間モード分散が大きくなる、又は、接続にコア位置が所定の位置にないことに伴う接続損失の原因となる。

【0047】

これに対して、本実施形態に係る結合型ＭＣＦの製造方法によれば、焼結により第１クラッド基材の外周に第２クラッド基材を形成した後に、第１クラッド基材に開口を設けてコア基材を挿入することで、集合体または光ファイバ母材が得られる。このような工程とすると、第２クラッド基材１３の焼結時にはコア基材が挿入されていないため、コア基材は、焼結に伴う第１クラッド基材１２及び第２クラッド基材１３の収縮による影響を受けない。したがって、集合体または光ファイバ母材におけるコア基材１４の変形が抑制されることから、結合型マルチコア光ファイバにおけるファイバ軸方向でのコア間距離の変動を抑制することができ、コア間距離の安定した結合型マルチコア光ファイバが製造できる。

【0048】

また、コア基材挿入工程により得られる集合体を直接線引きする構成とする場合、従来の工程と比較して工程が簡略化されるため、コア間距離の安定した結合型マルチコア光ファイバをより簡略に製造することができる。

【0049】

また、上記の条件において、コア基材はアルカリ金属を含む構成とすることで、製造時におけるガラスの構造緩和が促進されるため、伝送損失を抑制することができる。

【0050】

また、コア基材挿入工程により得られる集合体の第１クラッドとコア基材との界面を清浄化した後に、第１クラッドとコア基材とを一体化して光ファイバ母材とする加熱一体化工程を行い、その後に、前記光ファイバ母材を線引きする構成とすることで、第１クラッドとコア基材との界面の不純物に由来する伝送損失の上昇を防ぐことができる。このように、清浄化を含む加熱一体化を行った後に線引きを行う構成とした場合には、例えば、コア４が純石英からなる場合、波長１５５０ｎｍにおける伝送損失が０．１７５ｄｍ／ｋｍ以下となる低伝送損失の結合型マルチコア光ファイバを製造することが可能である。

【0051】

また、線引き工程において、紡糸中の光ファイバを一定温度以上に保温する徐冷処理を有する構成とした場合、線引き工程において、加熱後の光ファイバが空冷される場合と比較して、光ファイバの冷却速度が遅くなるため、伝送損失を低減させることができる。

【0052】

なお、本発明は上記構成に限定されず種々の変更を行うことができる。例えば、本発明の構成が適用できる結合型マルチコア光ファイバにおけるコアの配置は適宜変更することができる。図５（Ａ）〜（Ｃ）は、結合型マルチコア光ファイバにおけるコア配置の変更例を示す図である。例えば、図５（Ａ）に示す変更例では、第２クラッド３に周囲が覆われた第１クラッド２の内部に、コア４が３つ配置されている例を示している。また、図５（Ｂ）に示す変更例では、第２クラッド３に周囲が覆われた第１クラッド２の内部に、コア４が４つ配置されている例を示している。さらに、図５（Ｃ）に示す変更例では、第２クラッド３に周囲が覆われた第１クラッド２の内部に、コア４が９つ配置されている例を示している。図５（Ｃ）に示す例では、３つのコア４毎に一つのまとまりとなって配置されている。このように、結合型マルチコア光ファイバにおけるコアの配置は、適宜変更することができる。

【0053】

また、本発明の構成が適用できる結合型マルチコア光ファイバは、コア４の周りに第１クラッド２及び第２クラッド３がこの順に配置されることになるが、コア４、第１クラッド２及び第２クラッド３の屈折率の関係についても適宜変更することができる。図６（Ａ）〜（Ｇ）は、いずれも結合型マルチコア光ファイバにおけるコア４、第１クラッド２及び第２クラッド３の屈折率の変化を示す図である。図６（Ａ）〜（Ｇ）のいずれも、中央にコア４の屈折率を示し、コア４の両側に第１クラッド２及び第２クラッド３の屈折率がこの順となるように配置されている。以下、特徴的な屈折率の例について説明する。例えば、図６（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）に示すように、第１クラッド２及び第２クラッド３の屈折率は一律となっていてもよい。また、図６（Ｄ）に示すように、コア４内の屈折率が内外で変化（傾斜）していてもよい。また、図６（Ｇ）に示すように、例えば、第２クラッド３において屈折率が変化していてもよい。このように、コア４、第１クラッド２及び第２クラッド３の屈折率の関係は、適宜変更することができる。また、コア４、第１クラッド２及び第２クラッド３のその他の光学特性に関しても、結合型マルチコア光ファイバの用途に応じて適宜選択・設定することができる。

【符号の説明】

【0054】

１…結合型マルチコア光ファイバ、２…第１クラッド、３…第２クラッド、１０…集合体、１２…第１クラッド基材、１３…第２クラッド基材、１４…コア基材、２０…線引装置。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】