特許 6887201 光ファイバの製造方法及び光ファイバ

(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】6887201

(24)【登録日】2021年5月20日

(45)【発行日】2021年6月16日

(54)【発明の名称】光ファイバの製造方法及び光ファイバ

(51)【国際特許分類】

   C03B 37/012 20060101AFI20210603BHJP

   G02B 6/02 20060101ALI20210603BHJP

   G02B 6/036 20060101ALI20210603BHJP

   G02B 6/032 20060101ALI20210603BHJP

【ＦＩ】

   C03B37/012 A

   G02B6/02 356A

   G02B6/036

   G02B6/032 Z

   G02B6/02 461

   G02B6/02 471

【請求項の数】14

【全頁数】24

(21)【出願番号】特願2016-248631(P2016-248631)

(22)【出願日】2016年12月22日

(65)【公開番号】特開2018-100206(P2018-100206A)

(43)【公開日】2018年6月28日

【審査請求日】2019年1月17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】000005290

【氏名又は名称】古河電気工業株式会社

(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】110002147

【氏名又は名称】特許業務法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】荒井 慎一

(72)【発明者】

【氏名】稲葉 治己

(72)【発明者】

【氏名】松本 成人

(72)【発明者】

【氏名】八木 健

(72)【発明者】

【氏名】青笹 真一

(72)【発明者】

【氏名】辻川 恭三

(72)【発明者】

【氏名】松井 隆

(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】中島 和秀

【審査官】 若土 雅之

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許出願公開第２００５／００９４９５４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２０１１−１７００６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１１／１１４７９５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１３−０２０２０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５７−０８２８０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００７−５３４５９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１６４４０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０７９２１６７５（ＵＳ，Ｂ２）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ０３Ｂ ３７／００−３７／１６

Ｃ０３Ｃ ２５／００−２５／７０

Ｇ０２Ｂ ６／０２−６／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ガラスからなるコア部と、
ガラスからなり、前記コア部の外周に形成されたクラッド部とを備え、
前記クラッド部が、前記コア部の外周にわたって隣接するように形成された第１クラッド領域と、前記コア部からは離間した位置に形成され、微小で不規則な気泡を含む第２クラッド領域とを有する光ファイバの製造方法であって、
前記コア部になるコア形成部及び該コア形成部の外周にわたって隣接するように形成された前記第１クラッド領域になるクラッド形成部を備えるコアロッドを、前記クラッド部の一部になるガラスロッドの長手方向に延伸された穴に挿入する挿入工程と、
前記ガラスロッドの穴内面と前記コアロッドとの隙間にガラス微粒子を充填する微粒子充填工程と、
前記ガラス微粒子を充填した隙間を気密状態とし、前記ガラスロッド、前記コアロッド及び前記ガラス微粒子を加熱溶融して光ファイバを線引きする線引工程と、
を含み、前記線引工程によって前記ガラス微粒子を前記第２クラッド領域とする
ことを特徴とする光ファイバの製造方法。

【請求項2】

前記光ファイバは、複数の前記コア部を備え、
前記挿入工程において、複数の前記穴を有するガラスロッドの各穴に前記ガラスロッドを挿入し、前記微粒子充填工程において、前記ガラスロッドの穴内面と各前記コアロッドとの隙間に前記ガラス微粒子を充填する
ことを特徴とする請求項１に記載の光ファイバの製造方法。

【請求項3】

ガラスからなるコア部と、
ガラスからなり、前記コア部の外周に形成されたクラッド部とを備え、
前記クラッド部が、前記コア部からは離間した位置に形成され、微小で不規則な気泡を含む微小気泡領域を有する光ファイバの製造方法であって、
前記コア部になるコア形成部及び該コア形成部の外周にわたって隣接するように形成された前記クラッド部になる一体のクラッド形成部を備え、前記クラッド形成部の一部に長手方向に延伸された互いに離間した複数の穴が形成された光ファイバ母材の前記穴に、ガラス微粒子を充填する微粒子充填工程と、
前記複数のガラス微粒子を充填した穴を気密状態とし、前記光ファイバ母材及び前記ガラス微粒子を加熱溶融して光ファイバを線引きする線引工程と、
を含み、前記線引工程によって前記ガラス微粒子を前記微小気泡領域とする
ことを特徴とする光ファイバの製造方法。

【請求項4】

前記光ファイバは、複数の前記コア部を備え、
前記微粒子充填工程において、複数の前記コア部を有する光ファイバ母材の前記穴に前記ガラス微粒子を充填する
ことを特徴とする請求項３に記載の光ファイバの製造方法。

【請求項5】

ガラスからなるコア部と、
ガラスからなり、前記コア部の外周に形成されたクラッド部とを備え、
前記クラッド部が、前記コア部からは離間した位置に形成され、微小で不規則な気泡を含む微小気泡領域を有する光ファイバの製造方法であって、
前記コア部になるコア形成部及び該コア形成部の外周にわたって隣接するように形成された前記クラッド部の一部になるクラッド形成部を備える複数のコアロッドを、前記クラッド部の一部になるガラスロッドの長手方向に延伸された穴に挿入するとともに、前記ガラスロッドの穴内面と前記複数のコアロッドとの隙間に複数のサポートガラスロッドを挿入する挿入工程と、
前記ガラスロッドの穴内面と前記複数のコアロッドと前記複数のサポートガラスロッドとの隙間にガラス微粒子を充填する微粒子充填工程と、
前記複数のガラス微粒子を充填した隙間を気密状態とし、前記ガラスロッド、前記コアロッド、前記サポートガラスロッド及び前記ガラス微粒子を加熱溶融して光ファイバを線引きする線引工程と、を含み、
前記線引工程によって前記ガラス微粒子を前記微小気泡領域とする
ことを特徴とする光ファイバの製造方法。

【請求項6】

前記微粒子充填工程において、充填する前記ガラス微粒子の平均粒子径が５０μｍ以上である
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の光ファイバの製造方法。

【請求項7】

前記ガラス微粒子を充填しながら又は充填した後に、前記ガラスロッド又は前記光ファイバ母材を加振する
ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の光ファイバの製造方法。

【請求項8】

ガラスからなるコア部と、
ガラスからなり、前記コア部の外周に形成されたクラッド部とを備え、
前記クラッド部が、前記コア部の外周にわたって隣接するように形成された第１クラッド領域と、前記コア部からは離間した位置に形成され、微小で不規則な気泡を含む第２クラッド領域とを有する光ファイバの製造方法であって、
前記コア部になるコア形成部及び該コア形成部の外周にわたって形成された前記第１クラッド領域になるクラッド形成部を備えるコアロッドと、該コアロッドの外周にわたって隣接するように形成されたガラス多孔質体と、を備えるガラス成形体を、前記クラッド部の一部になるガラスロッドの長手方向に延伸された穴に挿入する挿入工程と、
前記ガラス成形体が挿入された前記穴を気密状態とし、前記ガラスロッド及び前記ガラス成形体を加熱溶融して光ファイバを線引きする線引工程と、
を含み、前記線引工程によって前記ガラス多孔質体を前記第２クラッド領域とする
ことを特徴とする光ファイバの製造方法。

【請求項9】

前記光ファイバは、複数の前記コア部を備え、
前記挿入工程において、複数の前記穴を有するガラスロッドの各穴に前記ガラス成形体を挿入する
ことを特徴とする請求項８に記載の光ファイバの製造方法。

【請求項10】

前記クラッド形成部はガラスの屈折率を低下させるドーパントが添加されている
ことを特徴とする請求項１〜９のいずれか一つに記載の光ファイバの製造方法。

【請求項11】

線引きした前記光ファイバの輝度を測定する測定工程と、
前記測定工程で得られた測定結果に基づいて前記線引工程における線引き条件を調整する調整工程と、を含む
ことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一つに記載の光ファイバの製造方法。

【請求項12】

線引きした前記光ファイバに光を照射してその透過光及び反射光の少なくとも一つを測定する測定工程と、
前記測定工程で得られた測定結果に基づいて前記線引工程における線引き条件を調整する調整工程と、を含む
ことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一つに記載の光ファイバの製造方法。

【請求項13】

前記調整工程は、前記ガラスロッドの上端に設けられたサポートパイプの内部及び前記ガラスロッドの穴内面と前記コアロッドとの隙間を所定の圧力値に調整する
ことを特徴とする請求項１，２，５，８，９のいずれか一つを引用する請求項１１，１２のいずれか一つに記載の光ファイバの製造方法。

【請求項14】

ガラスからなる正方格子状に配列した４つのコア部と、
ガラスからなり、前記コア部の外周に隣接して形成されたクラッド部と、を備え、
前記クラッド部が、前記コア部からは離間した位置で２つの前記コア部の間に、前記コア部を囲む環状以外の形状に形成され、微小で不規則な気泡を含む微小気泡領域を有する
ことを特徴とする光ファイバ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光ファイバの製造方法及び光ファイバに関する。

【背景技術】

【0002】

光ファイバのクラッド部に、コア部を囲むように微小で不規則な気泡を多数含む領域（以下、微小気泡領域と記載することがある）が形成された光ファイバが開示されている（特許文献１〜３参照）。ここで、不規則な気泡とは、大きさが不均一であり、配列が不規則な気泡を意味する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】米国特許第８４６４５５６号明細書

【特許文献2】米国特許第７９２１６７５号明細書

【特許文献3】米国特許第７９３０９０４号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１〜３では、微小気泡領域が形成された光ファイバ母材を製造し、この光ファイバ母材から光ファイバを線引き、光ファイバを製造している。このような製造方法では、光ファイバ母材の製造時に微小気泡領域の特性（領域における気泡とガラスとの体積の割合など）がほぼ決定されるので、実際に製造される光ファイバにおける微小気泡領域の特性を所望の特性に制御することが難しい場合がある。

【0005】

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、微小気泡領域の特性の制御が容易な光ファイバの製造方法及び光ファイバ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】

【0006】

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の一態様に係る光ファイバの製造方法は、ガラスからなるコア部と、ガラスからなり、前記コア部の外周に形成されたクラッド部とを備え、前記クラッド部が、前記コア部の外周にわたって隣接するように形成された第１クラッド領域と、前記コア部からは離間した位置に形成され、微小で不規則な気泡を含む第２クラッド領域とを有する光ファイバの製造方法であって、前記コア部になるコア形成部及び該コア形成部の外周にわたって隣接するように形成された前記第１クラッド領域になるクラッド形成部を備えるコアロッドを、前記クラッド部の一部になるガラスロッドの長手方向に延伸された穴に挿入する挿入工程と、前記ガラスロッドの穴内面と前記コアロッドとの隙間にガラス微粒子を充填する微粒子充填工程と、前記ガラス微粒子を充填した隙間を気密状態とし、前記ガラスロッド、前記コアロッド及び前記ガラス微粒子を加熱溶融して光ファイバを線引きする線引工程と、を含み、前記線引工程によって前記ガラス微粒子を前記第２クラッド領域とすることを特徴とする。

【0007】

本発明の一態様に係る光ファイバの製造方法は、前記光ファイバは、複数の前記コア部を備え、前記挿入工程において、複数の前記穴を有するガラスロッドの各穴に前記ガラスロッドを挿入し、前記微粒子充填工程において、前記ガラスロッドの穴内面と各前記コアロッドとの隙間に前記ガラス微粒子を充填することを特徴とする。

【0008】

本発明の一態様に係る光ファイバの製造方法は、ガラスからなるコア部と、ガラスからなり、前記コア部の外周に形成されたクラッド部とを備え、前記クラッド部が、前記コア部からは離間した位置に形成され、微小で不規則な気泡を含む微小気泡領域を有する光ファイバの製造方法であって、前記コア部になるコア形成部及び該コア形成部の外周にわたって隣接するように形成された前記クラッド部になるクラッド形成部を備え、前記クラッド形成部に長手方向に延伸された穴が形成された光ファイバ母材の前記穴に、ガラス微粒子を充填する微粒子充填工程と、前記複数のガラス微粒子を充填した穴を気密状態とし、前記光ファイバ母材及び前記ガラス微粒子を加熱溶融して光ファイバを線引きする線引工程と、を含み、前記線引工程によって前記ガラス微粒子を前記微小気泡領域とすることを特徴とする。

【0009】

本発明の一態様に係る光ファイバの製造方法は、前記光ファイバは、複数の前記コア部を備え、前記微粒子充填工程において、複数の前記コア部を有する光ファイバ母材の前記穴に前記ガラス微粒子を充填することを特徴とする。

【0010】

本発明の一態様に係る光ファイバの製造方法は、ガラスからなるコア部と、ガラスからなり、前記コア部の外周に形成されたクラッド部とを備え、前記クラッド部が、前記コア部からは離間した位置に形成され、微小で不規則な気泡を含む微小気泡領域を有する光ファイバの製造方法であって、前記コア部になるコア形成部及び該コア形成部の外周にわたって隣接するように形成された前記クラッド部の一部になるクラッド形成部を備える複数のコアロッドを、前記クラッド部の一部になるガラスロッドの長手方向に延伸された穴に挿入するとともに、前記ガラスロッドの穴内面と前記複数のコアロッドとの隙間に複数のサポートガラスロッドを挿入する挿入工程と、前記ガラスロッドの穴内面と前記複数のコアロッドと前記複数のサポートガラスロッドとの隙間にガラス微粒子を充填する微粒子充填工程と、前記複数のガラス微粒子を充填した隙間を気密状態とし、前記ガラスロッド、前記コアロッド、前記サポートガラスロッド及び前記ガラス微粒子を加熱溶融して光ファイバを線引きする線引工程と、を含み、前記線引工程によって前記ガラス微粒子を前記微小気泡領域とすることを特徴とする。

【0011】

本発明の一態様に係る光ファイバの製造方法は、前記微粒子充填工程において、充填する前記ガラス微粒子の平均粒子径が５０μｍ以上であることを特徴とする。

【0012】

本発明の一態様に係る光ファイバの製造方法は、前記ガラス微粒子を充填しながら又は充填した後に、前記ガラスロッド又は前記光ファイバ母材を加振することを特徴とする。

【0013】

本発明の一態様に係る光ファイバの製造方法は、ガラスからなるコア部と、ガラスからなり、前記コア部の外周に形成されたクラッド部とを備え、前記クラッド部が、前記コア部の外周にわたって隣接するように形成された第１クラッド領域と、前記コア部からは離間した位置に形成され、微小で不規則な気泡を含む第２クラッド領域とを有する光ファイバの製造方法であって、前記コア部になるコア形成部及び該コア形成部の外周にわたって形成された前記第１クラッド領域になるクラッド形成部を備えるコアロッドと、該コアロッドの外周にわたって隣接するように形成されたガラス多孔質体と、を備えるガラス成形体を、前記クラッド部の一部になるガラスロッドの長手方向に延伸された穴に挿入する挿入工程と、前記ガラス成形体が挿入された前記穴を気密状態とし、前記ガラスロッド及び前記ガラス成形体を加熱溶融して光ファイバを線引きする線引工程と、を含み、前記線引工程によって前記ガラス多孔質体を前記第２クラッド領域とすることを特徴とする。

【0014】

本発明の一態様に係る光ファイバの製造方法は、前記光ファイバは、複数の前記コア部を備え、前記挿入工程において、複数の前記穴を有するガラスロッドの各穴に前記ガラス成形体を挿入することを特徴とする。

【0015】

本発明の一態様に係る光ファイバの製造方法は、前記クラッド形成部はガラスの屈折率を低下させるドーパントが添加されていることを特徴とする。

【0016】

本発明の一態様に係る光ファイバの製造方法は、線引きした前記光ファイバの輝度を測定する測定工程と、前記測定工程で得られた測定結果に基づいて前記線引工程における線引き条件を調整する調整工程と、を含むことを特徴とする。

【0017】

本発明の一態様に係る光ファイバの製造方法は、線引きした前記光ファイバに光を照射してその透過光及び反射光の少なくとも一つを測定する測定工程と、前記測定工程で得られた測定結果に基づいて前記線引工程における線引き条件を調整する調整工程と、を含むことを特徴とする。

【0018】

本発明の一態様に係る光ファイバの製造方法は、前記調整工程は、前記所定の圧力値を調整することを特徴とする。

【0019】

本発明の一態様に係る光ファイバは、ガラスからなるコア部とガラスからなり、前記コア部の外周に形成されたクラッド部と、を備え、前記クラッド部が、前記コア部からは離間した位置に、前記コア部を囲む環状以外の形状に形成され、微小で不規則な気泡を含む微小気泡領域を有することを特徴とする。

【発明の効果】

【0020】

本発明によれば、微小気泡領域の特性の制御が容易な光ファイバの製造方法及び光ファイバを実現できるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】図１は、実施形態１に係る製造方法で製造する光ファイバの模式的な断面図である。

【図2】図２は、実施形態１に係る製造方法を説明する模式図である。

【図3】図３は、ガラス微粒子の微粒子充填工程を説明する模式図である。

【図4】図４は、線引工程を説明する模式図である。

【図5】図５は、実施形態２に係る製造方法を説明する模式図である。

【図6】図６は、挿入工程を説明する模式図である。

【図7】図７は、実施形態３に係る製造方法で製造する光ファイバの模式的な断面図である。

【図8】図８は、実施形態３に係る製造方法を説明する模式図である。

【図9】図９は、挿入工程を説明する模式図である。

【図10】図１０は、実施形態４に係る製造方法で製造する光ファイバの模式的な断面図である。

【図11】図１１は、実施形態４に係る製造方法を説明する模式図である。

【図12】図１２は、実施形態５に係る製造方法で製造する光ファイバの模式的な断面図である。

【図13】図１３は、実施形態５に係る製造方法を説明する模式図である。

【図14】図１４は、実施形態５に係る製造方法を適用して製造する光ファイバの模式的な断面図である。

【図15】図１５は、偏心率を説明する模式図である。

【図16】図１６は、ガラス微粒子の平均粒子径と偏心率との関係を示す図である。

【図17】図１７は、加振した場合のガラス微粒子の平均粒子径と偏心率との関係を示す図である。

【図18】図１８は、実施形態６に係る製造方法を説明する模式図である。

【図19】図１９は、線引長と微小気泡領域の厚みとの関係を示す図である。

【図20】図２０は、実施形態７に係る製造方法を説明する模式図である。

【図21】図２１は、線引長と微小気泡領域の厚みとの関係を示す図である。

【図22】図２２は、実施形態８に係る製造方法で製造する光ファイバの模式的な断面図である。

【図23】図２３は、実施形態８に係る製造方法を説明する模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下に、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、各図面において、同一又は対応する要素には適宜同一の符号を付している。

【0023】

（実施形態１）
図１は、実施形態１に係る製造方法で製造する光ファイバの模式的な断面図である。光ファイバ１０は、石英系ガラスからなる光ファイバであって、コア部１と、コア部１の外周に形成されたクラッド部２とを備えている。なお、クラッド部２の外周には、不図示の被覆が施されている。被覆は、光ファイバに通常用いられるものを使用している。

【0024】

クラッド部２は、コア部１の外周にわたって隣接するように形成された第１クラッド領域である第１クラッド層２ａと、第１クラッド層２ａの外周にわたって隣接するように形成された第２クラッド領域である第２クラッド層２ｂと、第２クラッド層２ｂの外周にわたって隣接するように形成された第３クラッド層２ｃとを備えている。第２クラッド層２ｂは、コア部１からは離間した位置に形成され、微小で不規則な気泡を含む微小気泡領域である。第２クラッド層２ｂは、微小で不規則な気泡を含むことで屈折率が低い領域となる。

【0025】

コア部１は、屈折率を高めるドーパントであるＧｅＯ_２が添加された石英ガラスからなる。クラッド部２は、屈折率調整用のドーパントを添加していない純石英ガラスからなる。

【0026】

つぎに、図２〜図４を参照して実施形態１に係る製造方法を説明する。実施形態１に係る製造方法は、挿入工程、微粒子充填工程、線引工程を含む。

【0027】

挿入工程では、コアロッドを、ガラスロッドの穴に挿入する。図２（ａ）に示すように、ガラスロッド３は、長手方向に延伸する穴３ａを有するパイプ状のロッドである。本実施形態のガラスロッド３は、たとえば外径１２５ｍｍ内径３０ｍｍの、屈折率調整用のドーパントを添加していない合成石英パイプから作製される。ガラスロッド３の下端部３ｂは封止されており、穴３ａの下端部３ａａは円錐穴加工がなされている。また、ガラスロッド３の上端には石英ガラスからなるサポートパイプ４が接続されている。ガラスロッド３は光ファイバ１０のクラッド部２の一部である第３クラッド層２ｃとなる。

【0028】

図２（ａ）に示すように、コアロッド５は、上端部５ａとコアロッド本体５ｂとを備える。上端部５ａはコアロッド本体５ｂの上端に接続されている。図２（ｂ）にＡ矢視図を示すように、上端部５ａは円筒形状の石英ガラス部材の側面に３か所の切欠き５ａａが形成された形状を有する。上端部５ａの最大径はガラスロッド３の穴３ａの内径よりやや小さく、本実施形態では２９．９ｍｍである。

【0029】

図２（ｃ）に示すように、コアロッド本体５ｂは、光ファイバ１０のコア部１になるコア形成部５ｂａ及びコア形成部５ｂａの外周にわたって隣接するように形成されたクラッド形成部５ｂｂを備える。コア形成部５ｂａは光ファイバ１０のコア部１になり、クラッド形成部５ｂｂは第１クラッド層２ａになる。コア形成部５ｂａはＧｅＯ_２が添加された石英ガラスからなり、クラッド形成部５ｂｂは純石英ガラスからなる。コア形成部５ｂａのクラッド形成部５ｂｂに対する比屈折率差は、たとえば０．２３〜３．５％である。また、クラッド形成部５ｂｂの外径（すなわちコアロッド本体５ｂの直径）は、本実施形態ではコア形成部５ｂａの直径の２．５倍である。コアロッド本体５ｂはたとえばＶＡＤ法やＯＶＤ法、ＭＣＶＤ法等により製造される。

【0030】

また、コアロッド本体５ｂの下端部５ｃは半球状に加工されており、かつ図２（ｄ）にＢ矢視図を示すように溝５ｃａが形成されている。

【0031】

図２（ａ）に示すようにコアロッド５をガラスロッド３の穴３ａに挿入すると、コアロッド本体５ｂの下端部５ｃがガラスロッド３の穴３ａの下端部３ａａの円錐穴に当接し、コアロッド５は穴３ａの略中心に位置することとなる。

【0032】

つづいて微粒子充填工程を行う。微粒子充填工程では、図３に示すように、サポートパイプ４とコアロッド５の上端部５ａの切欠き５ａａとを介してガラスロッド３の穴内面とコアロッド５のコアロッド本体５ｂとの隙間に複数のガラス微粒子６を充填する。これにより隙間がガラス微粒子６で充填される。ガラス微粒子６はコアロッド本体５ｂの下端部５ｃの溝５ｃａを通って穴３ａの下端部３ａａの先端まで充填される。ガラス微粒子６は本実施形態では平均粒子径２００μｍであり、屈折率調整用のドーパントを添加していない合成石英ガラスからなる。

【0033】

つづいて線引工程を行う。線引工程では、図４に示すように、まずサポートパイプ４に蓋１００を被せ、サポートパイプ４内及びガラス微粒子６を充填した隙間を気密状態とする。蓋１００には気密状態としたサポートパイプ４内及び隙間に通じるガス導入管１０１とガス排気管１０２とが接続されている。ガス排気管１０２には真空ポンプ１０３とガス排気管１０４とが順次接続されている。ガス導入管１０１からはアルゴン（Ａｒ）ガスがサポートパイプ４内及び隙間内に供給される。また、蓋１００には、気密状態とした隙間内の圧力を測定するための圧力計１０５が設けられている。圧力計１０５は、測定した圧力値の測定結果のデータを制御部Ｃに送信する。制御部Ｃは圧力値の測定結果のデータに基づいて真空ポンプ１０３を制御し、サポートパイプ４内及び隙間内の圧力を所定の圧力値に制御できるように構成されている。

【0034】

そして、まずサポートパイプ４内及び隙間内をアルゴンガスで置換し、サポートパイプ４内及び隙間内の圧力を所定のアルゴンガス圧（真空を０気圧とした時のサポートパイプ４内の絶対圧力）０．９〜０．９８ａｔｍに制御しながら、光ファイバ線引炉１０６のヒータ１０６ａでガラスロッド３の下端をたとえば２２００℃に加熱し、ガラスロッド３、コアロッド５及びガラス微粒子６を加熱溶融して光ファイバＦを線引きする。これにより、ガラス微粒子６が充填された領域においてガラス微粒子６間の隙間が閉空間となり、微小で不規則な気泡が形成される。その結果、ガラス微粒子６が微小気泡領域である第２クラッド層２ｂとなる。その後、線引きされた光ファイバＦの外周には被覆が施され、図１に示す光ファイバ１０が製造される。ガラス粒子が溶融する付近でパイプが膨らまず、かつパイプ内の気密を保てる範囲でガス圧制御する事で気泡の量を制御する事が可能であるが、アルゴンガス圧０．２ａｔｍを下回ると気泡領域生成が困難であり、大気に対する圧力（大気圧を０とした時のパイプ内圧力）が＋１．０ａｔｍ以上になるとパイプの気密の確保が困難であった。

【0035】

実施形態１の製造方法によれば、線引工程においてガラス微粒子６を充填した隙間の圧力を所定の圧力値に制御しながら光ファイバ１０を線引きするので、第２クラッド層２ｂの特性を容易に制御できる。なお、所定の圧力値については、事前実験等により、要求される第２クラッド層２ｂの特性（たとえば屈折率）に応じて設定した値を用いることができる。

【0036】

（実施形態１の変形例）
実施形態１では、サポートパイプ４内及び隙間内をアルゴンガスで置換し、サポートパイプ４内及び隙間内の圧力をアルゴンガス圧０．９〜０．９８ａｔｍに制御しながら線引きを行う。これに対して、実施形態１の変形例では、サポートパイプ４内及び隙間内を酸素ガス９０％、ヘリウムガス１０％の混合ガスで置換し、サポートパイプ４内及び隙間内の圧力が１．０ａｔｍの圧力（高度、天候に依存するが周囲よりおおよそ＋１０ｍｍＨ_２Ｏの状態）になるように制御しながら線引きを行う。すなわち、実施形態１ではパイプ内の圧力を大気に対して負圧として線引きを行ったが、変形例においてはパイプ内の圧力は若干陽圧であるが大気に対してほぼ等しい条件として線引きを行った。

【0037】

実施形態１の変形例の製造方法によっても、第２クラッド層２ｂの特性を容易に制御して光ファイバ１０を線引きできる。また、本発明者らが実施形態１の変形例の製造方法を実施し、線引き後のガラスロッドを引き上げて観察したところ、ガラスロッドとの接続部付近のサポートパイプに殆ど変形が認められず、再利用可能なサポートパイプ長を増やすことが可能であることを確認した。

【0038】

（実施形態２）
つぎに、実施形態２に係る製造方法について説明する。実施形態２に係る製造方法は、実施形態１に係る製造方法と同様に、図１に示す光ファイバ１０を製造できる方法であって、挿入工程、線引工程を含む。

【0039】

挿入工程では、コア部になるコア形成部及び該コア形成部の外周にわたって隣接するように形成されたクラッド形成部を備えるコアロッドと、該コアロッドの外周にわたって形成されたガラス多孔質体と、を備えるガラス成形体を、ガラスロッドの長手方向に延伸する穴に挿入する。

【0040】

はじめに、ガラス成形体の製造方法について説明する。ここでは、コアロッドとして、図２に示すコアロッド本体５ｂを用いる。そして、気相合成法による球形シリカ粒子（平均粒子径１０μｍ）、結合剤（ポリビニルアルコール（ＰＶＡ））、可塑剤（グリセリン）を準備し、これらを混合してシリカ粒子スラリーを作製する。つづいて、作製したシリカ粒子スラリーをスプレードライヤーで噴霧乾燥して直径１００μｍの造粒粒子を形成する。つづいて、ゴム製の成形型中心にコアロッド本体５ｂを充填し、その周辺に造粒粒子を充填して、静水圧加圧成形装置を使って加圧成形し、加圧成形体を作製する。つづいて、作製した加圧成形体の外表面を旋盤で切削して、その外径を均一化する。

【0041】

つづいて、図５に示すように、コアロッド本体５ｂを含む加圧成形体を炉１０７にセットする。炉１０７は、炉体１０７ａと、ヒータ１０７ｂと、ガス導入管１０７ｃと、ガス排出管１０７ｄと、支持具１０７ｅとを備えている。炉体１０７ａ内の支持具１０７ｅにガラス成形体８をセットし、ガス排出管１０７ｄから炉体１０７ａ内のガスを排出しながらガス導入管１０７ｃから処理ガスとしての酸素２０％窒素８０％の混合ガスを導入し、ヒータ１０７ｂで加圧成形体を５００℃に昇温して酸素雰囲気下で５時間保持し、結合材及び可塑剤を分解する。その後、ガス排出管１０７ｄから炉体１０７ａ内のガスを排出しながらガス導入管１０７ｃから処理ガスとしての塩素１０％窒素９０％の混合ガスを導入し、ガラス成形体８を１０００℃まで昇温し、塩素雰囲気化で加圧成形体に精製処理をするとともに加圧成形体の表面を硬化させる。これにより、コアロッド本体５ｂの外周にわたって形成されたガラス多孔質体８ａを備えるガラス成形体８を製造する。なお、ガラス成形体８は加圧成形体よりも若干縮径する。

【0042】

つづいて、挿入工程を行う。すなわち、図６に示すように、ガラス成形体８を、上部にサポートパイプ４が接続されたガラスロッド３の穴３ａに挿入する。

【0043】

つづいて、線引工程は実施形態１の線引工程と同様に行う。すなわち、サポートパイプ４に蓋１００を被せ、サポートパイプ４内及びガラス成形体８が挿入された穴３ａを気密状態とする。

【0044】

そして、まずサポートパイプ４内及び穴３ａをアルゴンガスで置換し、サポートパイプ４内及び穴３ａ内の圧力を所定の圧力値（たとえばアルゴンガス圧０．７〜０．９ａｔｍ）に制御しながら、光ファイバ線引炉１０６のヒータ１０６ａでガラスロッド３の下端をたとえば２２００℃に加熱し、ガラスロッド３及びガラス成形体８を加熱溶融して光ファイバＦを線引きする。これにより、ガラス多孔質体８ａにおいて微小で不規則な気泡が形成される。その結果、ガラス多孔質体８ａが微小気泡領域である第２クラッド層２ｂとなり、被覆が施されて図１に示す光ファイバ１０が製造される。

【0045】

実施形態２の製造方法によれば、線引工程においてガラス成形体８が挿入された穴３ａ内の圧力を所定の圧力値に制御しながら光ファイバ１０を線引きするので、微小気泡領域である第２クラッド層２ｂの特性を容易に制御できる。

【0046】

（実施形態２の変形例）
実施形態２では、コアロッド本体５ｂの周囲にシリカの造粒粒子を加圧成形し、これを加熱・精製処理してガラス成形体８を製造する。そして、サポートパイプ４内及び穴３ａ内をアルゴンガスで置換し、サポートパイプ４内及び穴３ａ内の圧力をアルゴンガス圧０．７〜０．９ａｔｍに制御しながら線引きを行う。これに対して、実施形態２の変形例では、実施形態１で用いたコアロッド５の外周に、ＯＶＤ装置で気相合成シリカ粒子を堆積させ多孔質体を形成し、炉１０７を用いて１２００℃の塩素/窒素混合雰囲気で多孔質体の脱水、精製処理を行い、ガラス成形体８を製造する。また、サポートパイプ４内及び穴３ａ内をアルゴンガスで置換し、サポートパイプ４内及び穴３ａ内の圧力が１．０ａｔｍの圧力（高度、天候に依存するが周囲よりおおよそ＋１０ｍｍＨ_２Ｏの状態）になるように制御しながら線引きを行う。すなわち、実施形態１ではパイプ内の圧力を大気に対して負圧として線引きを行ったが、変形例においてはパイプ内の圧力を大気に対して若干陽圧の条件で線引きを行った。

【0047】

実施形態２の変形例の製造方法によっても、第２クラッド層２ｂの特性を容易に制御して光ファイバ１０を線引きできる。また、本発明者らが実施形態２の変形例の製造方法を実施し、線引き後のガラスロッドを引き上げて観察したところ、ガラスロッドとの接続部付近のサポートパイプに殆ど変形が認められず、再利用可能なサポートパイプ長を増やすことが可能であることを確認した。

【0048】

サポートパイプ４内及び穴３ａ内の雰囲気は、必要とする微小気泡領域での気泡が含まれる程度、多孔質体におけるガラス微粒子の粒子径等により適宜選択することが好ましい。また、パイプ内の所望の雰囲気ガス圧が大気圧よりも低い場合には、パイプ内雰囲気ガスを、ガラスへの拡散が速いガス（ヘリウム、水素、重水素等）と遅いガス（酸素、窒素、アルゴン等）とを組み合わせたものとすることで、サポートパイプ４内及び穴３ａ内の雰囲気を大気圧に近い状態で線引きすることも可能である。

【0049】

（実施形態３）
図７は、実施形態３に係る製造方法で製造する光ファイバの模式的な断面図である。光ファイバ１０Ａは、石英系ガラスからなり、複数（本実施形態では正方格子状に配列された４つ）のコア部１と、複数のコア部１の外周に形成されたクラッド部２Ａとを備えている、いわゆるマルチコアファイバである。なお、クラッド部２Ａの外周には、不図示の被覆が施されている。被覆は、光ファイバに通常用いられるものを使用している。

【0050】

クラッド部２Ａは、各コア部１の外周にわたって隣接するように形成された第１クラッド領域である第１クラッド層２Ａａと、各第１クラッド層２Ａａの外周にわたって隣接するように形成された第２クラッド領域である第２クラッド層２Ａｂと、各第２クラッド層２ｂの外周にわたって隣接するように形成された第３クラッド層２Ａｃとを備えている。各第２クラッド層２Ａｂは、各コア部１からは離間した位置に形成された微小気泡領域である。第２クラッド層２Ａｂは、微小で不規則な気泡を含むことで屈折率が低い領域となる。

【0051】

コア部１は、ＧｅＯ_２が添加された石英ガラスからなる。クラッド部２Ａは、純石英ガラスからなる。

【0052】

つぎに、図８、図９を参照して実施形態３に係る製造方法を説明する。実施形態３に係る製造方法は、挿入工程、微粒子充填工程、線引工程を含む。

【0053】

挿入工程を行うにあたって、まずガラスロッドを準備する。図８（ａ）、（ｂ）に示すように、ガラスロッド３Ａは、長手方向に延伸する穴３Ａａを有するパイプ状のロッドであり、たとえば外径１２５ｍｍで各穴３Ａａの内径３０ｍｍの、屈折率調整用のドーパントを添加していない合成石英パイプから作製される。図８（ｂ）にＣ矢視図を示すように、穴３Ａａは複数（本実施形態では正方格子状に配列された４つ）有る。ガラスロッド３Ａの下端部３Ａｂは封止されており、各穴３Ａａの下端部３Ａａａは円錐穴加工がなされている。また、ガラスロッド３Ａの上端には石英ガラスからなるサポートパイプ４Ａが接続されている。ガラスロッド３Ａは光ファイバ１０Ａのクラッド部２Ａの一部である第３クラッド層２Ａｃとなる。

【0054】

そして、挿入工程において、図９に示すように、実施形態１でも用いたコアロッド５を４本準備し、各コアロッド５をガラスロッド３Ａの各穴３Ａａに挿入する。つづいて、図９に示すように、実施形態１と同様にしてガラスロッド３Ａの各穴３Ａａ内面と各コアロッド５のコアロッド本体５ｂとの隙間に複数のガラス微粒子６を充填する微粒子充填工程を行う。これにより各隙間がガラス微粒子６で充填される。

【0055】

つづいて、実施形態１と同様にして線引工程を行うが、ガラス微粒子６を充填した各隙間を気密状態とし、各隙間内の圧力を所定の圧力値（アルゴンガス圧０．９〜０．９８ａｔｍ）に制御しながら線引きを行う。その結果、ガラス微粒子６が微小気泡領域である各第２クラッド層２Ａｂとなり、被覆が施されて図７に示す光ファイバ１０Ａが製造される。

【0056】

実施形態３の製造方法によれば、線引工程においてガラス微粒子６を充填した各隙間の圧力を所定の圧力値に制御しながら光ファイバ１０Ａを線引きするので、各第２クラッド層２Ａｂの特性を容易に制御できる。また、微小気泡領域を有するマルチコアファイバである光ファイバ１０Ａを容易に製造できる。

【0057】

なお、図７に示す光ファイバ１０Ａは、実施形態２に係る製造方法のように、ガラスロッド３Ａの各穴３Ａａにガラス成形体８を挿入し、各穴３Ａａ内の圧力を所定の圧力値に制御しながら線引きを行うことによっても製造することができる。

【0058】

（実施形態４）
図１０は、実施形態４に係る製造方法で製造する光ファイバの模式的な断面図である。光ファイバ１０Ｂは、石英系ガラスからなる光ファイバであって、コア部１Ｂと、コア部１Ｂの外周に形成されたクラッド部２Ｂとを備えている。なお、クラッド部２Ｂの外周には、不図示の被覆が施されている。被覆は、光ファイバに通常用いられるものを使用している。

【0059】

クラッド部２Ｂは、コア部１Ｂからは離間した位置に形成された微小気泡領域２Ｂａを複数（本実施形態では６つ）有する。６の微小気泡領域２Ｂａは、断面が略円状であり、コア部１Ｂを取り囲むように配置しており、微小で不規則な気泡を含むことで屈折率が低い領域となる。このように、微小気泡領域２Ｂａは、コア部１Ｂを囲む環状以外の形状に形成されている。

【0060】

コア部１Ｂは、ＧｅＯ_２が添加された石英ガラスからなる。クラッド部２Ｂは、純石英ガラスからなる。

【0061】

つぎに、実施形態４に係る製造方法を説明する。実施形態４に係る製造方法は、微粒子充填工程、線引工程を含む。

【0062】

微粒子充填工程では、コア部１Ｂになるコア形成部及び該コア形成部の外周にわたって隣接するように形成された、クラッド部２Ｂになるクラッド形成部を備え、クラッド形成部に長手方向に延伸する穴が形成された光ファイバ母材の穴に、複数のガラス微粒子を充填する。

【0063】

はじめに、光ファイバ母材の製造方法について説明する。図１１に示す光ファイバ母材３Ｂを製造する際には、まずたとえば、ＶＡＤ法やＯＶＤ法等の公知の方法を組み合わせて、コア形成部３Ｂａとクラッド形成部３Ｂｂとを備える光ファイバ母材を製造する。つぎに、この光ファイバ母材のクラッド形成部３Ｂｂに、コア形成部３Ｂａを囲むようにドリルで穴３Ｂｃを形成し、各穴３Ｂｃの内表面をエッチング処理する。なお、コア形成部３Ｂａのクラッド形成部３Ｂｂに対する比屈折率差はたとえば０．２３〜３．５％である。光ファイバ母材３Ｂの外径はたとえば１２５ｍｍである。

【0064】

つづいて、光ファイバ母材３Ｂにサポートパイプを接続する。つづいて、各穴３Ｂｃに平均粒子径１００μｍのガラス微粒子を充填する微粒子充填工程を行い、各穴３Ｂｃをガラス微粒子で充填する。

【0065】

つづいて、実施形態１と同様にして線引工程を行うが、ガラス微粒子を充填した各穴３Ｂｃを気密状態とし、各穴３Ｂｃ内の圧力を所定の圧力値（アルゴンガス圧１．０〜１．５ａｔｍ）に制御しながら線引きを行う。その結果、ガラス微粒子が各微小気泡領域２Ｂａとなり、被覆が施されて図１０に示す光ファイバ１０Ｂが製造される。光ファイバ１０Ｂはたとえば外径１２５μｍとする。

【0066】

実施形態４の製造方法によれば、線引工程においてガラス微粒子を充填した各穴内の圧力を所定の圧力値に制御しながら光ファイバ１０Ｂを線引きするので、各微小気泡領域２Ｂａの特性を容易に制御できる。また、実施形態４の製造方法によれば、光ファイバ母材３Ｂにおいてドリルで穴を形成する位置を任意に決定できるので、任意の位置に微小気泡領域２Ｂａが形成された光ファイバ１０Ｂを容易に製造することができる。したがって、微小気泡領域２Ｂａを環状以外の形状に形成できる。さらに、穴の形状を、円形でなく他の任意の形状とすることにより、微小気泡領域２Ｂａを任意の形状とすることができる。穴の形状を任意の形状とする方法としては、たとえば光ファイバ母材を複数のガラス部材を組み合わせて形成することとし、組み合わせたガラス部材の間に任意の形状の穴が形成されるようにする方法がある。

【0067】

（実施形態５）
図１２は、実施形態５に係る製造方法で製造する光ファイバの模式的な断面図である。光ファイバ１０Ｃは、石英系ガラスからなる光ファイバであって、正方格子状に配列した４つのコア部１Ｃと、コア部１Ｃの外周に形成されたクラッド部２Ｃとを備えている。なお、クラッド部２Ｃの外周には、不図示の被覆が施されている。被覆は、光ファイバに通常用いられるものを使用している。

【0068】

クラッド部２Ｃは、各コア部１Ｃからは離間した位置に形成された、４つの微小気泡領域２Ｃａを有する。微小気泡領域２Ｃａは、それぞれ、２つのコア部１Ｃの中間に配置しており、微小で不規則な気泡を含むことで屈折率が低い領域となる。微小気泡領域２Ｃａは、２つのコア部１Ｃの間の光のクロストークを抑制する機能を有する。

【0069】

コア部１Ｃは、ＧｅＯ_２が添加された石英ガラスからなる。クラッド部２Ｃは、純石英ガラスからなる。

【0070】

つぎに、実施形態５に係る製造方法を説明する。実施形態５に係る製造方法は、微粒子充填工程、線引工程を含む。

【0071】

微粒子充填工程では、コア部１Ｃになるコア形成部及び該コア形成部の外周にわたって隣接するように形成された、クラッド部２Ｃになるクラッド形成部を備え、クラッド形成部に長手方向に延伸する穴が形成された光ファイバ母材の穴に、ガラス微粒子を充填する。

【0072】

はじめに、光ファイバ母材の製造方法について説明する。図１３に示す光ファイバ母材３Ｃを製造する際には、まずたとえば、ＶＡＤ法やＯＶＤ法等の公知の方法を組み合わせて、コア形成部３Ｃａとクラッド形成部３Ｃｂとを備える光ファイバ母材を製造する。つぎに、この光ファイバ母材３Ｃのクラッド形成部３Ｃｂに、穴３Ｃｃを形成し、各穴３Ｃｃの内表面をエッチング処理する。なお、コア形成部３Ｃａのクラッド形成部３Ｃｂに対する比屈折率差はたとえば０．２３〜３．５％である。光ファイバ母材３Ｃの外径はたとえば１２５ｍｍである。

【0073】

その後、光ファイバ母材３Ｃの上部にサポートパイプを接続する。その後、各穴３Ｃｃに平均粒子径１００μｍのガラス微粒子を充填する微粒子充填工程を行い、各穴３Ｃｃをガラス微粒子で充填する。

【0074】

つづいて、実施形態１と同様にして線引工程を行うが、ガラス微粒子を充填した各穴３Ｃｃを気密状態とし、各穴内の圧力を所定の圧力値（アルゴンガス圧１．０〜１．５ａｔｍ）に制御しながら線引きを行う。その結果、ガラス微粒子が各微小気泡領域２Ｃａとなり、被覆が施されて図１２に示す光ファイバ１０Ｃが製造される。光ファイバ１０Ｃはたとえば外径１２５μｍとする。

【0075】

実施形態５の製造方法によれば、線引工程においてガラス微粒子を充填した各穴内の圧力を所定の圧力値に制御しながら光ファイバ１０Ｃを線引きするので、各微小気泡領域２Ｃａの特性を容易に制御できる。また、実施形態５の製造方法によれば、ドリルで穴を形成する位置を任意に決定できるので、任意の位置に微小気泡領域２Ｃａが形成されたマルチコアファイバを容易に製造することができる。したがって、各微小気泡領域２Ｃａを環状以外の形状に形成できる。さらに、穴の形状を、円形でなく他の任意の形状とすることにより、微小気泡領域２Ｃａを任意の形状とすることができる。

【0076】

なお、実施形態５の製造方法を適用することにより、コア部の識別用マーカとしての微小気泡領域を有するマルチコアファイバを製造できる。

【0077】

図１４は、実施形態５に係る製造方法を適用して製造する光ファイバの模式的な断面図である。光ファイバ１０Ｄは、石英系ガラスからなる光ファイバであって、正方格子状に配列した４つのコア部１Ｄと、コア部１Ｄの外周に形成されたクラッド部２Ｄとを備えている。

【0078】

クラッド部２Ｄは、各コア部１Ｄからは離間した位置に形成された微小気泡領域２Ｄａを１つ有する。微小気泡領域２Ｄａは、微小で不規則な気泡を含むことで屈折率が低い領域となる。したがって、微小気泡領域２Ｄａは、光ファイバ１０Ｄを切断した断面においてクラッド部２Ｄの他の領域とは異なる明るさで見えるので、４つのコア部１Ｄ識別用マーカとして利用することができる。

【0079】

（ガラス微粒子の平均粒子径に関する実験）
つぎに、上記実施形態１、３〜５に係る製造方法で用いるガラス微粒子の平均粒子径に関する実験結果について説明する。本実験では、実施形態１の製造方法において、ガラス微粒子として平均粒子径がそれぞれ３０μｍ、５０μｍ、７０μｍ、１００、１５０μｍ、３００μｍの合成石英ガラスからなるガラス微粒子を用いて、図１に示す構成の光ファイバを製造した。

【0080】

つづいて、製造した光ファイバにおける第２クラッド層に対する第１クラッド層の偏心率を測定した。図１５は、偏心率を説明する模式図である。図１５において、点Ｏ１はコアロッド５から形成されるコア部１と第１クラッド層２ａとの中心軸である。点Ｏ２はガラス微粒子６から形成される微小気泡領域である第２クラッド層２ｂの中心軸である。点Ｏ１と点Ｏ２との距離をｄとすると、偏心率は、ｄ／（第２クラッド層２ｂの周方向における平均の厚み）で表される。ここで、偏心率が大きいほど、第２クラッド層２ｂの厚みが不均一であることになる。

【0081】

図１６は、ガラス微粒子の平均粒子径と偏心率との関係を示す図である。図１６に示すように、ガラス微粒子の平均粒子径が３０μｍの場合の偏心率は約１５％であった。これに対して、ガラス微粒子の平均粒子径が５０μｍ以上であれば偏心率が６％以下であり、第２クラッド層２ｂの厚みがより均一になることが確認された。したがって、ガラス微粒子の平均粒子径は５０μｍ以上が好ましい。

【0082】

また、ガラス微粒子の平均粒子径は１ｍｍ程度以下であることが好ましい。その理由は、ガラス微粒子が充填される隙間の幅や穴の内径は数十ｍｍ程度であることから、この幅や内径に比してある程度の小ささである平均粒子径１ｍｍ程度以下のガラス微粒子を用いることにより、形成する気泡を微小で不規則なものにできるからである。

【0083】

（加振の効果に関する実験）
つぎに、上記実施形態１、３〜５に係る製造方法において加振を行った実験結果について説明する。本実験では、実施形態１の製造方法において、ガラスロッドの穴にガラス微粒子を充填した後に、ガラスロッドを超音波振動によって加振し、その後に線引工程を行い、図１に示す構成の光ファイバを製造した。本実験においても、ガラス微粒子として平均粒子径がそれぞれ３０μｍ、５０μｍ、７０μｍ、１００μｍ、１５０μｍ、３００μｍの合成石英ガラスからなるガラス微粒子を用いた。

【0084】

図１７は、ガラス微粒子の平均粒子径と偏心率との関係を示す図である。図１７に示すように、加振を行った場合、ガラス微粒子の平均粒子径が３０μｍの場合の偏心率は約１０％であり、図１６に示す加振を行わない場合よりも小さくなった。同様に、ガラス微粒子の平均粒子径が５０μｍ以上であれば偏心率が３％以下と、加振を行わない場合よりも小さくなり、第２クラッド層２ｂの厚みがより一層均一になることが確認された。なお、本実験では、ガラス微粒子を充填した後に加振を行ったが、ガラス微粒子を充填しながら加振を行っても、偏心率を小さくし、第２クラッド層２ｂの厚みを均一にする効果が期待される。

【0085】

（実施形態６）
つぎに、実施形態６に係る製造方法について説明する。実施形態６に係る製造方法は、実施形態１に係る製造方法において、測定工程及び調整工程を追加して行うものである。

【0086】

図１８に示すように、実施形態６に係る製造方法では、まず、実施形態１と同様に、光ファイバ線引炉１０６のヒータ１０６ａでガラスロッド３の下端を加熱し、光ファイバＦを線引きする。

【0087】

光ファイバ線引炉１０６内ではガラスロッド３は高温になっており、光を発している。線引きした光ファイバＦは微小気泡を含むので、ガラスロッド３が発した光が伝搬する際に微小気泡により散乱される。これにより光ファイバＦも光Ｌ１を発する。

【0088】

本実施形態では、光ファイバ線引炉１０６の下方であって、光ファイバＦに被覆を施すために使用されるダイス１１０の上方に、測定器１１１が設けられている。そして、測定器１１１は、光ファイバＦが発する光Ｌ１を受光し、輝度を測定する測定工程を行う。測定器１１１は、測定結果のデータを制御部Ｃ（図４参照）に送信する。

【0089】

制御部Ｃは、測定結果に基づいて、線引工程における線引き条件を調整する調整工程を行う。光ファイバＦの輝度は、光ファイバＦに含まれる微小気泡領域の特性を示すものであるから、輝度の測定結果に基づいて線引き条件を調整することにより、光ファイバＦに含まれる微小気泡領域の特性が安定する。特に、長尺の光ファイバＦを線引きする場合でも、長手方向における微小気泡領域の特性の変動が小さくなり、安定する。

【0090】

なお、調整する線引き条件としては、サポートパイプ４内及び隙間内の圧力値の調整が好適である。ただし、光ファイバ線引炉下部にヒータ、断熱材等も用いた余熱ゾーンを設け、この余熱ゾーンで光ファイバが完全に固化までの熱履歴を適宜制御する事により微小気泡領域を制御する方法等も挙げられるため、特に限定はされない。圧力値を調整する場合、制御部Ｃは、圧力計１０５が測定した圧力値の測定結果に基づいて真空ポンプ１０３を制御し、サポートパイプ４内及び隙間内の圧力を所定の圧力値に制御するとともに、測定器１１１の測定した輝度が一定値になるように、Ａｒガス流量や真空ポンプ１０３を制御して所定の圧力値を調整する。

【0091】

（圧力値の調整に関する実験１、２）
つぎに、圧力値の調整に関する実験１、２の結果について説明する。実験１では、実施形態１の製造方法により、図１に示す構成を有する、外径が１２５μｍで長さが２５０ｋｍの光ファイバを製造した。また、実験２では、実施形態６の製造方法において、圧力値を調整することにより、図１に示す構成を有する、外径が１２５μｍで長さが２５０ｋｍの光ファイバを製造した。そして、製造した各光ファイバを長さ５０ｋｍ毎に切断し、微小気泡領域（第２クラッド層）の厚みの周方向における平均値を測定した。

【0092】

図１９は、実験１、２における光ファイバの長さ（線引長）と微小気泡領域の厚み（平均値）との関係を示す図である。なお、線引長０ｋｍが線引き開始時の光ファイバの位置であり、線引長２５０ｋｍが線引き終了時の光ファイバの位置である。図１９に示すように、黒点で示す実験１の圧力調整無しの場合、線引長０ｋｍから１５０ｋｍまでは厚みが略一定の５μｍであったが、線引き後半の２００ｋｍ、２５０ｋｍでは厚みが減少し、４μｍ程度より低下した。このように実験１で厚みが減少した理由は、アルゴンガス分圧の圧力値を一定値（０．９ａｔｍ）に制御していることにより、線引き後半の光ファイバ母材上端部では早い段階から徐々に温度上昇したため、ガラス微粒子領域の溶融が早い段階から進んだ結果、ガラス微粒子の隙間に生じる独立気泡サイズが小さくなり、薄い微小気泡領域（第２クラッド層）に変化したためと考えられる。

【0093】

一方、白丸で示す実験２の圧力調整有りの場合、線引長０ｋｍから２５０ｋｍまで厚みが略一定の５μｍであった。なお、実験２では、線引き中にアルゴンガス分圧の圧力値が調整され、０．９０〜１．０５ａｔｍの範囲で変化した。

【0094】

（実施形態７）
つぎに、実施形態７に係る製造方法について説明する。実施形態７に係る製造方法は、実施形態１に係る製造方法において、測定工程及び調整工程を追加して行うものである。

【0095】

図２０に示すように、実施形態７に係る製造方法では、まず、実施形態１と同様に、光ファイバ線引炉１０６のヒータ１０６ａでガラスロッド３の下端を加熱し、光ファイバＦを線引きする。

【0096】

本実施形態では、光ファイバ線引炉１０６の下方であって、光ファイバＦに被覆を施すために使用されるダイス１１０の上方に、レーザ光照射器１１２及び測定器１１３、１１４が設けられている。レーザ光照射器１１２はたとえばＨｅ−Ｎｅレーザ装置である。そして、レーザ光照射器１１２は、線引きした光ファイバＦにレーザ光Ｌ２を照射する。測定器１１３は、レーザ光Ｌ２のうち、光ファイバＦを透過した透過光Ｌ３のパワーを測定する測定工程を行う。測定器１１４は、レーザ光Ｌ２のうち、光ファイバＦにより４５度の方向に反射された反射光Ｌ４のパワーを測定する測定工程を行う。測定器１１３、１１４は、測定結果のデータを制御部Ｃ（図４参照）に送信する。

【0097】

制御部Ｃは、測定結果に基づいて、線引工程における線引き条件を調整する調整工程を行う。透過光Ｌ３のパワー及び反射光Ｌ４のパワーは、光ファイバＦに含まれる微小気泡領域の特性を示すものであるから、透過光Ｌ３のパワー及び反射光Ｌ４のパワーの測定結果に基づいて線引き条件を調整することにより、光ファイバＦに含まれる微小気泡領域の特性が安定する。特に、長尺の光ファイバＦを線引きする場合でも、長手方向における微小気泡領域の特性の変動が小さくなり、安定する。

【0098】

なお、調整する線引き条件としては、サポートパイプ４内及び隙間内の圧力値の調整が好適である。ただし、光ファイバ線引炉下部にヒータ、断熱材等も用いた余熱ゾーンを設け、この余熱ゾーンで光ファイバが完全に固化までの熱履歴を適宜制御する事により微小気泡領域を制御する方法等も挙げられため、特に限定はされない。圧力値を調整する場合、制御部Ｃは、圧力計１０５が測定した圧力値の測定結果に基づいて真空ポンプ１０３を制御し、サポートパイプ４内及び隙間内の圧力を所定の圧力値に制御するとともに、測定器１１３、１１４の測定した光のパワーが一定値になるように、真空ポンプ１０３を制御して所定の圧力値を調整する。

【0099】

（圧力値の調整に関する実験３）
つぎに、圧力値の調整に関する実験３の結果について説明する。実験３では、実施形態６の製造方法において、圧力値を調整することにより、図１に示す構成を有する、外径が１２５μｍで長さが２５０ｋｍの光ファイバを製造した。そして、製造した各光ファイバを長さ５０ｋｍ毎に切断し、微小気泡領域（第２クラッド層）の厚みの周方向における平均値を測定した。

【0100】

図２１は、実験３における光ファイバの長さ（線引長）と微小気泡領域の厚み（平均値）との関係を示す図である。なお、線引長０ｋｍが線引き開始時の光ファイバの位置であり、線引長２５０ｋｍが線引き終了時の光ファイバの位置である。実験３の場合、黒丸で示すように、線引長０ｋｍから２５０ｋｍまで厚みが略一定の５μｍであった。なお、実験３では、線引き中にアルゴンガス分圧の圧力値が調整され、０．９０〜１．０５ａｔｍの範囲で変化した。

【0101】

なお、実施形態７では、透過光及び反射光を測定しているが、透過光及び反射光の少なくとも一つを測定し、得られた測定結果に基づいて線引き条件を調整するようにしてもよい。

【0102】

（実施形態８）
図２２は、実施形態８に係る製造方法で製造する光ファイバの模式的な断面図である。光ファイバ１０Ｅは、石英系ガラスからなる光ファイバであって、複数（本実施形態では４つ）のコア部１Ｅと、コア部１Ｅの外周に形成されたクラッド部２Ｅとを備えている。なお、クラッド部２Ｅの外周には、不図示の被覆が施されている。被覆は、光ファイバに通常用いられるものを使用している。

【0103】

クラッド部２Ｅは、各コア部１Ｅからは離間した位置に形成された微小気泡領域２Ｅａを複数（本実施形態では２４箇所）有する。２４箇所の微小気泡領域２Ｅａは、微小で不規則な気泡を含むことで屈折率が低い領域となる。このように、微小気泡領域２Ｅａは、コア部１Ｅを囲む環状以外の形状に形成されている。微小気泡領域２Ｅａは、２つのコア部１Ｅの間の光のクロストークを抑制する機能を有する。

【0104】

コア部１Ｅは、ＧｅＯ_２が添加された石英ガラスからなる。クラッド部２Ｅは、純石英ガラスからなる。

【0105】

つぎに、実施形態８に係る製造方法を説明する。実施形態８に係る製造方法は、挿入工程、微粒子充填工程、線引工程を含む。

【0106】

挿入工程では、図２３に示すように、４本のコアロッド５Ｅを、ガラスロッド３Ｅの長手方向に延伸する穴３Ｅａに挿入するとともに、ガラスロッド３Ｅの穴３Ｅａ内面と４本のコアロッド５Ｅとの隙間に複数のサポートガラスロッド９ａ、９ｂ（本実施形態では３本のサポートガラスロッド９ａ、６本のサポートガラスロッド９ｂ）を挿入する。

【0107】

各コアロッド５Ｅは、コア部１Ｅになるコア形成部５Ｅａ及びコア形成部５Ｅａの外周にわたって隣接するように形成された、クラッド部２Ｅの一部になるクラッド形成部５Ｅｂを備えるものである。ガラスロッド３Ｅは、長手方向に延伸する穴３Ｅａを有するパイプ状のロッドであり、クラッド部２Ｅの一部となる。また、ガラスロッド３Ｅにはサポートパイプが接続されている。サポートガラスロッド９ａ、９ｂは、互いに直径が異なるロッドであって、サポートガラスロッド９ａはコアロッド５Ｅと同じ外径を有する。サポートガラスロッド９ａ、９ｂは、クラッド部２Ｅの一部となる。サポートガラスロッド９ａ、９ｂは、ガラスロッド３Ｅの穴３Ｅａ内において各コアロッド５Ｅを所定の位置に配置させる機能を有する。したがって、４本のコアロッド５Ｅ、３本のサポートガラスロッド９ａ、６本のサポートガラスロッド９ｂは、穴３Ｅａ内に稠密に配置される。

【0108】

微粒子充填工程では、ガラスロッド３Ｅの穴３Ｅａ内面と各コアロッド５Ｅとサポートガラスロッド９ａ、９ｂとの隙間にガラス微粒子６を充填し、隙間をガラス微粒子６で充填する。

【0109】

つづいて、実施形態１と同様にして線引工程を行うが、ガラス微粒子を充填した各隙間を気密状態とし、各隙間内の圧力を所定の圧力値（本実施形態ではアルゴンガス圧０．８５〜０．９８ａｔｍ）に制御しながら、ガラスロッド３Ｅ、コアロッド５Ｅ、サポートガラスロッド９ａ、９ｂ及びガラス微粒子６を加熱溶融して線引きを行う。その結果、ガラス微粒子６が各微小気泡領域２Ｅａとなり、被覆が施されて図２２に示す光ファイバ１０Ｅが製造される。光ファイバ１０Ｅはたとえば外径１２５μｍとする。

【0110】

実施形態８の製造方法によれば、線引工程においてガラス微粒子を充填した各隙間内の圧力を所定の圧力値に制御しながら光ファイバ１０Ｅを線引きするので、各微小気泡領域２Ｅａの特性を容易に制御できる。また、実施形態８の製造方法は、公知のスタック＆ドロー法を適用して容易に実施することができる。また、実施形態８の製造方法によれば、コアロッド５Ｅ及びサポートガラスロッド９ａ、９ｂの外径や配置を任意に決定できるので、任意の位置に微小気泡領域２Ｅａが形成された光ファイバ１０Ｅを容易に製造することができる。したがって、微小気泡領域２Ｅａを環状以外の形状に形成できる。さらに、隙間の形状を任意の形状とすることにより、微小気泡領域２Ｅａを任意の形状とすることができる。隙間の形状を任意の形状とする方法としては、たとえばコアロッド５Ｅ及びサポートガラスロッド９ａ、９ｂの形状を機械加工やエッチングなどにより加工して、ガラスロッド３Ｅの穴３Ｅａ内に挿入したときに所定の隙間形状が形成されるようにする方法がある。更に、ガラスロッド３Ｅの替りにガラスパイプを用いてパイプ内に微粒子を充填することも有効である。

【0111】

なお、上記実施形態１〜３において、コア部をＧｅＯ_２が添加された石英ガラスで構成し、第１クラッド層又はクラッド部を純石英ガラスで構成しているが、コア部を純石英ガラスで構成し、第１クラッド層又はクラッド部を、屈折率を低下させるドーパント（たとえばフッ素）が添加された石英ガラスで構成してもよい。この場合もコア部の第１クラッド層又はクラッド部に対する比屈折率差はたとえば０．２３〜３．５％とできる。

【0112】

また、上記実施形態により本発明が限定されるものではない。上述した各構成要素を適宜組み合わせて構成したものも本発明に含まれる。たとえば、実施形態６、７の測定工程及び調整工程は、上記実施形態のいずれにも組み合わせて実施することができる。また、さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。よって、本発明のより広範な態様は、上記の実施形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。

【符号の説明】

【0113】

１、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ コア部
２、２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄ、２Ｅ クラッド部
２ａ、２Ａａ 第１クラッド層
２ｂ、２Ａｂ 第２クラッド層
２ｃ、２Ａｃ 第３クラッド層
２Ｂａ、２Ｃａ、２Ｄａ、２Ｅａ 微小気泡領域
３、３Ａ、３Ｅ ガラスロッド
３ａ、３Ａａ、３Ｂｃ、３Ｃｃ、３Ｅａ 穴
３Ａａａ、３Ａｂ、５ｃ 下端部
３Ｂ、３Ｃ 光ファイバ母材
３Ｂａ、３Ｃａ、５ｂａ、５Ｅａ コア形成部
３Ｂｂ、３Ｃｂ、５ｂｂ、５Ｅｂ クラッド形成部
４、４Ａ サポートパイプ
５、５Ｅ コアロッド
５ａ 上端部
５ａａ 切欠き
５ｂ コアロッド本体
５ｃａ 溝
６ ガラス微粒子
８ ガラス成形体
８ａ ガラス多孔質体
９ａ、９ｂ サポートガラスロッド
１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ、１０Ｅ、Ｆ 光ファイバ
１００ 蓋
１０１、１０７ｃ ガス導入管
１０２、１０４、１０７ｄ ガス排気管
１０３ 真空ポンプ
１０５ 圧力計
１０６ 光ファイバ線引炉
１０６ａ、１０７ｂ ヒータ
１０７ 炉
１０７ａ 炉体
１０７ｅ 支持具
１１０ ダイス
１１１、１１３、１１４ 測定器
１１２ レーザ光照射器
Ｃ 制御部
Ｌ１ 光
Ｌ２ レーザ光
Ｌ３ 透過光

【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】

【図22】

【図23】