特開 2023-146915 クラッドロッド、それを用いた光ファイバ用母材の製造方法、及び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】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023146915

(43)【公開日】2023-10-12

(54)【発明の名称】クラッドロッド、それを用いた光ファイバ用母材の製造方法、及び光ファイバの製造方法

(51)【国際特許分類】

   C03B 37/012 20060101AFI20231004BHJP

   C03B 37/027 20060101ALI20231004BHJP

   G02B 6/02 20060101ALI20231004BHJP

【ＦＩ】

C03B37/012 A

C03B37/027 Z

G02B6/02 356A

G02B6/02 466

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022054352

(22)【出願日】2022-03-29

【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３０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／マルチコアファイバの実用化加速に向けた研究開発」、産業技術力強化法第１７条の適用を受ける特許出願

(71)【出願人】

【識別番号】000005186

【氏名又は名称】株式会社フジクラ

(74)【代理人】

【識別番号】100143764

【弁理士】

【氏名又は名称】森村 靖男

(72)【発明者】

【氏名】梶川 翔太

(72)【発明者】

【氏名】齋藤 翼

(72)【発明者】

【氏名】福本 良平

(72)【発明者】

【氏名】竹永 勝宏

【テーマコード（参考）】

2H250

4G021

【Ｆターム（参考）】

2H250AA53

2H250AB04

2H250AB05

2H250AB10

2H250AC64

2H250AC83

2H250AC95

2H250BB32

2H250BB33

4G021BA02

4G021HA00

(57)【要約】

【課題】ガラスロッドの挿入が困難となることを抑制し得るクラッドロッド、それを用いた光ファイバ用母材の製造方法、及び光ファイバの製造方法を提供する。
【解決手段】 光ファイバ１におけるクラッド２０の少なくとも一部となるクラッドガラス体２０Ｐを含むクラッドロッド２０Ｒは、長手方向に沿って延在し少なくとも一方側の端に開口を有し、光ファイバ１におけるコア１０となるコアガラス体１０Ｐを含むコアロッド１０Ｒ及びマーカ１５となるマーカガラス体１５Ｐから成るマーカロッドを上記の開口から挿入可能な孔２５ａ～２５ｅが設けられ、孔２５ａ～２５ｅの内周面２６は、一方側の端部において、開口から離隔した位置から当該開口に向かって当該孔２５ａ～２５ｅの直径が拡径し、クラッドロッド２０Ｒの一方側の端面２０Ｒｆまで延在するテーパ部２７を有する。
【選択図】 図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

光ファイバにおけるクラッドの少なくとも一部となるクラッドガラス体を含むクラッドロッドであって、
長手方向に沿って延在し少なくとも一方側の端に開口を有し、前記光ファイバにおける前記クラッドと異なる所定部となる所定のガラス体を含むガラスロッドを前記開口から挿入可能な孔が設けられ、
前記孔の内周面は、前記一方側の端部において、前記開口から離隔した位置から前記開口に向かって前記孔の直径が拡径し、前記クラッドロッドの前記一方側の端面まで延在するテーパ部を有する
ことを特徴とするクラッドロッド。

【請求項2】

前記テーパ部の前記開口側の縁部は、前記一方側の前記端面の外周縁部から離隔している
ことを特徴とする請求項１に記載のクラッドロッド。

【請求項3】

前記クラッドロッドが、前記孔を複数備える
ことを特徴とする請求項１または２に記載のクラッドロッド。

【請求項4】

少なくとも互いに隣り合う２つの前記孔の前記テーパ部における前記開口側の縁部は、互いに離隔している
ことを特徴とする請求項３に記載のクラッドロッド。

【請求項5】

少なくとも互いに隣り合う２つの前記孔の前記テーパ部において、一方の前記テーパ部の前記開口側の縁部の一部は、他方の前記テーパ部の前記開口側の縁部の一部を兼ねると共に、前記クラッドロッドの前記一方側の前記端面より他方側に位置する
ことを特徴とする請求項３に記載のクラッドロッド。

【請求項6】

長手方向に沿って延在し少なくとも一方側の端に開口を有する孔が設けられ、光ファイバにおけるクラッドの少なくとも一部となるクラッドガラス体を含むクラッドロッドと、前記光ファイバにおける前記クラッドと異なる所定部となる所定のガラス体を含むガラスロッドと、を準備する準備工程と、
前記ガラスロッドを前記開口から前記孔内に挿入する挿入工程と、
を備え、
前記孔の内周面は、前記一方側の端部において、前記開口から離隔した位置から前記開口に向かって前記孔の直径が拡径し、前記クラッドロッドの前記一方側の端面まで延在するテーパ部を有する
ことを特徴とする光ファイバ用母材の製造方法。

【請求項7】

請求項６に記載の光ファイバ用母材の製造方法により製造された光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、クラッドロッド、それを用いた光ファイバ用母材の製造方法、及び光ファイバの製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

光ファイバを製造するための光ファイバ用母材の製造方法として、例えば、孔開法が知られており、下記特許文献１には、当該方法が開示されている。孔開法では、ドリル等を用いてクラッドとなるクラッドロッドに貫通孔を設け、当該貫通孔の一方の開口から当該貫通孔内にコアとなるコアロッド、マーカとなるマーカロッドや応力付与部となるガラス体等を挿入することで、光ファイバ用母材が製造される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１９－０３１４２７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

このような孔開法では、貫通孔内にコアロッド等のガラスロッドを挿入する前にクラッドロッドの端部をバーナ等の火炎によって外周側から加熱し当該クラッドロッドの端面にガラス管等を溶着することがある。このような加熱では、火炎の一部がクラッドロッドの端面に当たるように、クラッドロッドの長手方向における火炎の位置が調節される。このため、クラッドロッドにおける開口を規定する縁部が溶融して、当該開口での直径が小さくなることがある。この場合、コアロッド等のガラスロッドを開口から貫通孔内に挿入する事が困難となる懸念がある。

【0005】

そこで、本発明は、ガラスロッドの挿入が困難となることを抑制し得るクラッドロッド、それを用いた光ファイバ用母材の製造方法、及び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】

【0006】

上記目的の達成のため、本発明は、光ファイバにおけるクラッドの少なくとも一部となるクラッドガラス体を含むクラッドロッドであって、長手方向に沿って延在し少なくとも一方側の端に開口を有し、前記光ファイバにおける前記クラッドと異なる所定部となる所定のガラス体を含むガラスロッドを前記開口から挿入可能な孔が設けられ、前記孔の内周面は、前記一方側の端部において、前記開口から離隔した位置から前記開口に向かって前記孔の直径が拡径し、前記クラッドロッドの前記一方側の端面まで延在するテーパ部を有することを特徴とするものである。

【0007】

また、本発明の光ファイバ用母材の製造方法は、長手方向に沿って延在し少なくとも一方側の端に開口を有する孔が設けられ、光ファイバにおけるクラッドの少なくとも一部となるクラッドガラス体を含むクラッドロッドと、前記光ファイバにおける前記クラッドと異なる所定部となる所定のガラス体を含むガラスロッドと、を準備する準備工程と、前記ガラスロッドを前記開口から前記孔内に挿入する挿入工程と、を備え、前記孔の内周面は、前記一方側の端部において、前記開口から離隔した位置から前記開口に向かって前記孔の直径が拡径し、前記クラッドロッドの前記一方側の端面まで延在するテーパ部を有することを特徴とするものである。

【0008】

上記のクラッドロッド及び光ファイバ用母材の製造方法では、クラッドロッドにおける一方側の開口を規定する縁部はテーパ部における開口側の縁部であり、当該縁部での孔の直径は、テーパ部における開口側と反対側の縁部での孔の直径より大きい。このため、一方側の端に火炎が当たるようなクラッドロッドの加熱によってテーパ部の開口側の縁部が溶融して開口での直径が小さくなったとしても、当該直径はテーパ部の開口側と反対側の縁部での孔の直径より小さくなり難い。従って、このクラッドロッド及び光ファイバ用母材の製造方法によれば、孔の内周面が上記のテーパ部を有さず孔の直径が上記のテーパ部の開口側と反対側の縁部での孔の直径と同じ場合と比べて、クラッドロッドが上記のように加熱されたとしても、ガラスロッドを一方側の開口から孔内に挿入する事が困難となることを抑制し得る。

【0009】

上記のクラッドロッド及び光ファイバ用母材の製造方法では、前記テーパ部の前記開口側の縁部は、前記クラッドロッドの前記一方側の前記端面の外周縁部から離隔してもよい。このクラッドロッドによれば、一方側の端面に外周縁部の全周に沿って延在する環状の平坦な領域を形成し得る。従って、テーパ部の開口側の縁部がクラッドロッドの一方側の端面の外周縁部に接続している場合と比べて、外径がクラッドロッドの外径と同じガラス管を同軸となる状態でクラッドロッドの一方側の端面に強固に溶着させ易い。

【0010】

上記のクラッドロッドが前記孔を複数備えてもよい。

【0011】

この場合、少なくとも互いに隣り合う２つの前記孔の前記テーパ部における前記開口側の縁部は、互いに離隔してもよい。このような構成によれば、２つのテーパ部における開口側の縁部同士が繋がっている場合と比べて、２つのテーパ部間の強度を高くし得る。

【0012】

或いは、少なくとも互いに隣り合う２つの前記孔の前記テーパ部において、一方の前記テーパ部の前記開口側の縁部の一部は、他方の前記テーパ部の前記開口側の縁部の一部を兼ねると共に、前記クラッドロッドの前記一方側の前記端面より他方側に位置してもよい。このような構成によれば、一方のテーパ部の開口側の縁部のうち他方のテーパ部の開口側の縁部の一部を兼ねる部位のクラッドロッドの長手方向における位置がクラッドロッドの一方側の端面と同じ場合と比べて、一方側の端面に火炎が当たるようにクラッドロッドが加熱される際に、上記部位に火炎が当たり難くし得る。このため、このクラッドロッドによれば、上記の場合と比べて、上記の部位を溶融し難くし得る。

【0013】

また、本発明の光ファイバの製造方法は、上記の光ファイバ用母材の製造方法により製造された光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。

【発明の効果】

【0014】

以上のように、本発明によれば、ガラスロッドの挿入が困難となることを抑制し得るクラッドロッド、それを用いた光ファイバ用母材の製造方法、及び光ファイバの製造方法が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の実施形態に係るクラッドロッドを用いて製造される光ファイバ用母材から製造される光ファイバの長手方向に垂直な断面図である。

【図2】図１に示す光ファイバを製造するための光ファイバ用母材の長手方向に沿った断面図である。

【図3】図２に示す光ファイバ用母材の長手方向に垂直な断面図である。

【図4】図２に示す光ファイバ用母材を製造するために用いられる本実施形態のクラッドロッドを示す図である。

【図5】図４のＶ－Ｖ線に沿ったクラッドロッドの断面図である。

【図6】図４に示すクラッドロッドを用いて製造される光ファイバ用母材の製造方法を含む光ファイバの製造方法の工程を示すフローチャートである。

【図7】ダミーガラス管溶着工程の様子を示す図である。

【図8】エッチング工程の様子を示す図である。

【図9】挿入工程後の様子を示す図である。

【図10】閉塞工程の様子を示す図である。

【図11】変形例におけるクラッドロッドを図４と同様に示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本発明に係るクラッドロッド、それを用いた光ファイバ用母材の製造方法、及び光ファイバの製造方法を実施するための形態が添付図面とともに例示される。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。また、本明細書では、理解を容易にするために、各部材の寸法が誇張して示されている場合がある。

【0017】

図１は、本発明の実施形態に係るクラッドロッドを用いて製造される光ファイバ用母材から製造される光ファイバの長手方向に垂直な断面図である。図１に示すように、本実施形態の光ファイバ１は、マルチコアファイバであり、複数のコア１０と、マーカ１５と、それぞれのコア１０及びマーカ１５の外周面を囲むクラッド２０と、クラッド２０の外周面を被覆する被覆層３０とを主な構成として備える。本実施形態では、コア１０の数は４つであり、それぞれのコア１０は、光ファイバ１の中心軸を中心とした円周上に概ね等間隔で配置されている。また、当該断面におけるコア１０、マーカ１５、及びクラッド２０の外形のそれぞれは円形であるが、これらの外形は楕円形等の非円形であってもよい。また、コア１０の数は制限されるものではなく、例えば、光ファイバ１は、１つのコア１０を有するシングルコアファイバであってもよい。

【0018】

コア１０の屈折率はクラッド２０の屈折率よりも高い。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は何ら添加物の無いシリカガラスから成る。なお、コア１０が何ら添加物の無いシリカガラスから成り、クラッド２０がフッ素（Ｆ）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っていてもよく、屈折率を変化させるドーパントは制限されるものではない。

【0019】

マーカ１５は、クラッド２０とは屈折率が異なるシリカガラスによって構成され、マーカ１５の屈折率は、クラッド２０の屈折率より高くても低くてもよい。なお、マーカ１５の直径はコア１０の直径より小さい。また、マーカ１５の位置、数等は制限されるものではなく、例えば、光ファイバ１は、マーカ１５を備えなくてもよい。

【0020】

被覆層３０は、例えば熱硬化性樹脂、紫外線硬化性樹脂等の樹脂から成る。

【0021】

図２は、図１に示す光ファイバ１を製造するための光ファイバ用母材の長手方向に沿った断面図である。図３は、図２に示す光ファイバ用母材１Ｐの長手方向に垂直な断面図であり、後述する本体部における断面図である。図２、図３に示すように、光ファイバ用母材１Ｐは、複数のコアロッド１１０Ｒと、マーカロッド１１５Ｒと、クラッドロッド１２０Ｒと、を主に備える。コアロッド１１０Ｒの数は、光ファイバ１のコア１０の数と同じ４つである。

【0022】

それぞれのコアロッド１１０Ｒは、互いに同様の構成であり、光ファイバ１におけるクラッド２０と異なる所定部としてのコア１０となるロッド状のコアガラス体１０Ｐを含む。本実施形態のコアロッド１１０Ｒは、コアガラス体１０Ｐの外周面が後述するクラッドガラス体と同じガラス体から成る被覆層１１０ＲＬで被覆されたガラスロッドである。

【0023】

マーカロッド１１５Ｒは、光ファイバ１におけるクラッド２０と異なる所定部としてのマーカ１５となるロッド状のマーカガラス体１５Ｐから成るガラスロッドである。

【0024】

クラッドロッド１２０Ｒは、光ファイバ１のクラッド２０の少なくとも一部となるクラッドガラス体２０Ｐを含む。本実施形態のクラッドロッド１２０Ｒは、ロッド状のクラッドガラス体２０Ｐから成る。クラッドロッド１２０Ｒには、長手方向に沿って延在する５つの孔１２５ａ～１２５ｅが設けられ、４つの孔１２５ａ～１２５ｄはコアロッド１１０Ｒに１対１で対応し、孔１２５ｅはマーカロッド１１５Ｒに対応している。このため、コアロッド１１０Ｒやマーカロッド１１５Ｒの数に応じて、クラッドロッド１２０Ｒに設けられる孔１２５ａ～１２５ｅの数が変化する。

【0025】

それぞれの孔１２５ａ～１２５ｄにはコアロッド１１０Ｒが保持され、孔１２５ｅにはマーカロッド１１５Ｒが保持される。クラッドロッド１２０Ｒの中心軸を基準としたそれぞれの孔１２５ａ～１２５ｄの位置及び孔１２５ｅの位置は、光ファイバ１の中心軸を基準としたコア１０の位置及びマーカ１５の位置と概ね相似となる位置である。

【0026】

クラッドロッド１２０Ｒは、一方側の端部に第１封止部１２１を有し、他方側の端部に第２封止部１２２を有し、第１封止部１２１と第２封止部１２２の間の部位が本体部１２３である。なお、以下では、一方側の端部を一端部、他方側の端部を他端部と呼ぶことがある。

【0027】

第１封止部１２１は、他方側から一方側に向かって外径が縮径した先細り形状に形成され、それぞれのコアロッド１１０Ｒ及びマーカロッド１１５Ｒの一端部を囲って当該一端部に溶着されてそれぞれの孔１２５ａ～１２５ｄの一方側の端を塞いでいる。コアロッド１１０Ｒにおける第１封止部１２１に囲われる部位は、他方側から一方側に向かって外径が縮径した先細り形状に形成されている。この第１封止部１２１の先端部にはシリカガラスから成る支持棒４０の一端が溶着され、支持棒４０の中心軸とクラッドロッド１２０Ｒの中心軸とが概ね一致している。

【0028】

第２封止部１２２は、一方側から他方側に向かって外径が縮径した先細り形状に形成され、それぞれのコアロッド１１０Ｒ及びマーカロッド１１５Ｒの他端部を囲って当該他端部に溶着されてそれぞれの孔１２５ａ～１２５ｅの他方側の端を塞いでいる。コアロッド１１０Ｒにおける第２封止部１２２に囲われる部位は、一方側から他方側に向かって外径が縮径した先細り形状に形成されている。このように、第１封止部１２１と第２封止部１２２によってそれぞれの孔１２５ａ～１２５ｅの両端が塞がれ、それぞれの孔１２５ａ～１２５ｄ内は閉空間である。これら孔１２５ａ～１２５ｅ内の空間であるクラッドロッド１２０Ｒとコアロッド１１０Ｒとの間の空間及びクラッドロッド１２０Ｒとマーカロッド１１５Ｒとの間の空間の圧力は大気圧より低く、例えば、１０^－５Ｐａから１０^－８Ｐａ程度である。

【0029】

本体部１２３の断面の外形は円形であり、外径は長手方向において概ね一定である。本体部１２３における孔１２５ａ～１２５ｅの直径は長手方向において概ね一定であり、コアロッド１１０Ｒに対応する孔１２５ａ～１２５ｄの直径は互いに概ね同じであり、マーカロッド１１５Ｒに対応する孔１２５ｅの直径は他の孔１２５ａ～１２５ｄの直径より小さい。また、それぞれのコアロッド１１０Ｒにおける本体部１２３に囲われる部位での直径は、長手方向において概ね一定であり、これらコアロッド１１０Ｒの当該部位での直径は互いに概ね同じである。また、マーカロッド１１５Ｒにおける本体部１２３に囲われる部位での直径は、長手方向において概ね一定であり、マーカロッド１１５Ｒの当該部位での直径は、コアロッド１１０Ｒにおける本体部１２３に囲われる部位での直径より小さい。

【0030】

次に、このような光ファイバ用母材１Ｐを製造するために用いられるクラッドロッドについて説明する。

【0031】

図４は、図２に示す光ファイバ用母材１Ｐを製造するために用いられる本実施形態のクラッドロッドを示す図であり、クラッドロッドを長手方向に沿って一方側から見た図である。図４に示すように、本実施形態のクラッドロッド２０Ｒは、断面の外形が円形のロッド状の部材であり、光ファイバ用母材１Ｐのクラッドロッド１２０Ｒと同様に、クラッドガラス体２０Ｐから成る。クラッドロッド２０Ｒの外径は、長手方向において概ね一定であり、クラッドロッド１２０Ｒの本体部１２３の外径と同じである。クラッドロッド２０Ｒは、クラッドロッド１２０Ｒより長く、クラッドロッド２０Ｒの両端面はクラッドロッド２０Ｒの中心軸と垂直な平坦面である。クラッドロッド２０Ｒには、長手方向に沿って延在する５つの孔２５ａ～２５ｅが設けられている。クラッドロッド２０Ｒの中心軸を基準としたこれら孔２５ａ～２５ｅの位置は、本体部１２３における中心軸を基準とした孔１２５ａ～１２５ｅの位置と同じである。また、これら孔２５ａ～２５ｅは、クラッドロッド２０Ｒの長手方向における両側の端に開口を有する貫通孔であり、当該開口はクラッドロッド２０Ｒの両端面において開口している。これら孔２５ａ～２５ｅでは、孔２５ａと孔２５ｂ、孔２５ｂと孔２５ｃ、孔２５ｃと孔２５ｄ、孔２５ｄと孔２５ａ、及び孔２５ｅと孔２５ｄのそれぞれの組が互いに隣り合っている。なお、孔２５ａ～２５ｄは同じ構成であり、孔２５ｅは、直径が小さいことを除いて概ね他の孔２５ａ～２５ｄと同じ構成である。このため、以下では、孔２５ａについて説明し、他の孔２５ｂ～２５ｅについての説明は適宜省略する。

【0032】

図５は、図４のＶ－Ｖ線に沿ったクラッドロッド２０Ｒの断面図であり、孔２５ａ及び孔２５ｂの中心軸に沿った断面図である。図４、図５に示すように、孔２５ａを規定するクラッドロッド２０Ｒの内周面２６は、一方側の端部において、開口から離隔した位置から当該開口に向かって孔２５ａの直径が拡径し、クラッドロッド２０Ｒの一方側の端面２０Ｒｆまで延在するテーパ部２７を有する。このため、孔２５ａの一方側の開口はテーパ部２７の当該開口側の縁部２８によって規定され、この縁部２８での孔２５ａの直径Ｄ１は、テーパ部２７における上記開口側と反対側の縁部２９での孔２５ａの直径Ｄ２より大きい。縁部２９を基準とする上記開口側と反対側における孔２５ａの直径は、直径Ｄ２と概ね同じであり、長手方向において概ね一定である。孔２５ａ～２５ｄにおける直径Ｄ２は、光ファイバ用母材１Ｐのクラッドロッド１２０Ｒの本体部１２３における孔１２５ａ～１２５ｄの直径と同じであり、孔２５ｅにおける直径Ｄ２は、本体部１２３における孔１２５ｅの直径と同じである。このため、孔２５ａ～２５ｄには、両端部の直径が縮径していない直線状のコアロッド１１０Ｒを挿入可能であり、孔２５ｅには、両端部の直径が縮径していない直線状のマーカロッド１１５Ｒを挿入可能である。また、テーパ部２７と端面２０Ｒｆとの開口側のなす角θは、例えば、１９０度以上２４０度以下である。また、縁部２９での孔２５ａ～２５ｅの直径Ｄ２に対する縁部２８での当該孔２５ａ～２５ｅの直径Ｄ１の比Ｄ１／Ｄ２は、例えば、１．１以上２．０以下である。なお、少なくとも２つの孔におけるテーパ部２７に対する上記のなす角θ及び比Ｄ１／Ｄ２は、互いに異なっていても互いに同じであってもよい。また、本実施形態では、端面２０Ｒｆはクラッドロッド２０Ｒの中心軸と垂直であるが、非垂直であってもよい。

【0033】

これら孔２５ａ～２５ｅにおけるテーパ部２７の縁部２８は、クラッドロッド２０Ｒの端面２０Ｒｆの外周縁部２０Ｒｆｅから離隔している。このため、端面２０Ｒｆは、外周縁部２０Ｒｆｅの全周に沿って延在する環状の平坦な領域ＦＡを有する。従って、本実施形態のクラッドロッド２０Ｒによれば、縁部２８が外周縁部２０Ｒｆｅに接続している場合と比べて、外径がクラッドロッド２０Ｒの外径と同じガラス管の一方の端面を同軸となる状態でクラッドロッド２０Ｒの端面２０Ｒｆに強固に溶着させ易い。なお、図４では、領域ＦＡの境界が破線で示されている。また、縁部２８は、外周縁部２０Ｒｆｅに接続していてもよい。

【0034】

また、互いに隣り合う孔２５ａ，２５ｂのテーパ部２７において、孔２５ａのテーパ部２７の縁部２８の一部２８Ｐは、孔２５ｂのテーパ部２７の縁部２８の一部を兼ねる。また、孔２５ａ，２５ｂの組と同様に、孔２５ｂにおける縁部２８の一部２８Ｐは、孔２５ｃにおける縁部２８の一部を兼ね、孔２５ｃにおける縁部２８の一部２８Ｐは、孔２５ｄにおける縁部２８の一部を兼ね、孔２５ｄにおける縁部２８の一部２８Ｐは、孔２５ａにおける縁部２８の一部を兼ね、孔２５ｅにおける縁部２８の一部２８Ｐは、孔２５ｄにおける縁部２８の一部を兼ねる。これら縁部２８の一部２８Ｐは、クラッドロッド２０Ｒの端面２０Ｒｆより他方側に位置している。

【0035】

次に、光ファイバ用母材１Ｐの製造方法、及び、光ファイバ１の製造方法について説明する。

【0036】

図６は、本実施形態に係る光ファイバ用母材１Ｐの製造方法を含む光ファイバ１の製造方法の工程を示すフローチャートである。図６に示すように、本実施形態の光ファイバ用母材１Ｐの製造方法は、準備工程Ｐ１と、ダミーガラス管溶着工程Ｐ２と、エッチング工程Ｐ３と、挿入工程Ｐ４と、閉塞工程Ｐ５と、溶断工程Ｐ６と、を備える。光ファイバ１の製造方法は、製造された光ファイバ用母材１Ｐを線引きする線引工程Ｐ７を備える。

【0037】

＜準備工程Ｐ１＞
本工程は、複数のガラス部材を準備する工程である。本実施形態において準備する複数のガラス部材は、複数のコアロッド、マーカロッド、及び図４に示すクラッドロッド２０Ｒである。コアロッドは、両端部の直径が縮径せずに直線状に延在する点、長さが長くされた点を除いて、光ファイバ用母材１Ｐのコアロッド１１０Ｒと同じ構成である。また、マーカロッドは、両端部の直径が縮径せずに直線状に延在する点、長さが長くされた点を除いて、光ファイバ用母材１Ｐのマーカロッド１１５Ｒと同じ構成である。このため、コアロッド及びマーカロッドの図示による説明は省略する。本実施形態では、コアロッド、マーカロッド、及びクラッドロッド２０Ｒの長さは同じであり、コアロッドの数は４つである。なお、事前にこれらガラス部材を、純水やエタノール、フッ酸等を用いて洗浄しておいても良い。

【0038】

＜ダミーガラス管溶着工程Ｐ２＞
本工程は、準備工程Ｐ１で準備したクラッドロッド２０Ｒの両端面のそれぞれにダミーガラス管を溶着する工程である。本実施形態のダミーガラス管は、外径がクラッドロッド２０Ｒの外径と概ね同じでシリカガラスから成る円筒状の管である。以下では、クラッドロッド２０Ｒの内周面２６におけるテーパ部２７が位置する側である一方側の端面２０Ｒｆに溶着されるダミーガラス管を第１ガラス管とし、他方側の端面に溶着されるダミーガラス管を第２ガラス管として説明する。

【0039】

図７は、本工程の様子を示す図である。本実施形態では、不図示の旋盤によってクラッドロッド２０Ｒを当該クラッドロッド２０Ｒの中心軸が概ね水平となる状態で当該中心軸周りに回転させながらクラッドロッド２０Ｒの一方側の端部を酸水素バーナ５０によって加熱する。次に、クラッドロッド２０Ｒの一方側の端面２０Ｒｆに一方の端面が所定の間隔をあけて対向するように配置される第１ガラス管４１を不図示の旋盤によって当該第１ガラス管４１の中心軸周りに回転させる。クラッドロッド２０Ｒと第１ガラス管４１との回転は同期されており、この状態で、クラッドロッド２０Ｒの一方側の端部と第１ガラス管４１のクラッドロッド２０Ｒ側の端部とを酸水素バーナ５０の火炎によって加熱する。この際、火炎の一部がクラッドロッドの端面２０Ｒｆに当たるように、クラッドロッド２０Ｒの長手方向における酸水素バーナ５０の位置が調節される。次に、クラッドロッド２０Ｒの端面２０Ｒｆに第１ガラス管４１の一方の端面を突き合わせ、クラッドロッド２０Ｒと第１ガラス管４１とが概ね同軸となるように第１ガラス管４１をクラッドロッド２０Ｒの端面２０Ｒｆに溶着させる。また、第１ガラス管４１と同様にして、クラッドロッド２０Ｒの他方側の端面に第２ガラス管を溶着させる。第１ガラス管４１及び第２ガラス管が溶着された状態において、クラッドロッド２０Ｒのそれぞれの孔２５ａ～２５ｅの一方側の開口の全体は第１ガラス管４１の内部空間に開口し、それぞれの孔２５ａ～２５ｅの他方側の開口の全体は第２ガラス管の内部空間に開口している。

【0040】

＜エッチング工程Ｐ３＞
本工程は、クラッドロッド２０Ｒにおけるそれぞれの孔２５ａ～２５ｅを規定する内周面２６をエッチングする工程である。図８は、本工程の様子を示す図である。本実施形態では、不図示の旋盤によってガラス管４１，４２が溶着されたクラッドロッド２０Ｒを中心軸が概ね水平となる状態で当該中心軸周りに回転させつつ、六フッ化硫黄（ＳＦ６）ガス等のエッチングガスを第２ガラス管４２からクラッドロッド２０Ｒの孔２５ａ～２５ｅ内に流す。この際、酸水素バーナ５０をクラッドロッド２０Ｒの長手方向に沿ってトラバースさせてクラッドロッド２０Ｒを加熱する。このようにして、内周面２６をエッチングする。なお、エッチングの方法は特に制限されるものではなく、例えば、フッ化水素酸（ＨＦ）等のエッチング液によってエッチングを行ってもよい。

【0041】

＜挿入工程Ｐ４＞
本工程は、準備工程Ｐ１で準備したコアロッド及びマーカロッドを、クラッドロッド２０Ｒの孔２５ａ～２５ｅ内にテーパ部２７が位置する側である一方側の開口から挿入する工程である。図９は、本工程後の様子を示す図である。本実施形態では、まず、酸水素バーナ５０を用いて第１ガラス管４１の一部を溶断し、当該第１ガラス管４１を短くする。次に、準備したコアロッド及びマーカロッドをそれぞれのロッドが対応する孔２５ａ～２５ｅ内に一方側の開口から挿入し、コアロッド、マーカロッド、及びクラッドロッド２０Ｒから成るロッド集合体ＲＡを形成する。このロッド集合体ＲＡの長手方向に垂直な断面図は、図３と同様の図である。本実施形態では、コアロッド１０Ｒの一端部がクラッドロッド２０Ｒの一端部によって囲われ、他端部がクラッドロッド２０Ｒの他端部によって囲われるように、コアロッド１０Ｒを挿入する。また、図示による説明は省略するが、コアロッド１０Ｒと同様に、マーカロッドの一端部がクラッドロッド２０Ｒの一端部によって囲われ、他端部がクラッドロッド２０Ｒの他端部によって囲われるように、マーカロッド１１５Ｒを挿入する。

【0042】

＜閉塞工程Ｐ５＞
本工程は、孔２５ａ～２５ｅの一方側の開口の少なくとも一部を塞ぐように、クラッドロッド２０Ｒの一方側の端面２０Ｒｆに閉塞部材を取り付ける工程である。図１０は、本工程の様子を示す図である。本実施形態では、閉塞部材はシリカガラスから成る円柱状のダミーロッド４３とされ、ダミーロッド４３の直径は、第１ガラス管４１の内径より小さい。このダミーロッド４３の一方の端面がクラッドロッド２０Ｒの端面２０Ｒｆに接するようにダミーロッド４３を第１ガラス管４１の内部空間に挿入する。クラッドロッド２０Ｒの中心軸とダミーロッド４３の中心軸とは概ね一致しており、本実施形態では、この状態においてそれぞれの孔２５ａ～２５ｅの一方側の開口の全体がダミーロッド４３によって覆われている。次に、不図示の旋盤によってロッド集合体ＲＡ及びダミーロッド４３を中心軸が概ね水平となる状態で当該中心軸周りに同期回転させながら、ロッド集合体ＲＡの一端部とダミーロッド４３のロッド集合体ＲＡ側の端部と第１ガラス管４１とを酸水素バーナ５０によって加熱する。そして、第１ガラス管４１をダミーロッド４３に溶着させると共に、ロッド集合体ＲＡのクラッドロッド２０Ｒの端面２０Ｒｆにダミーロッド４３を溶着させる。こうして、クラッドロッド２０Ｒの端面２０Ｒｆにダミーロッド４３を取り付け、その結果、本実施形態では、クラッドロッド２０Ｒのそれぞれの孔２５ａ～２５ｅの一方側の開口の全体がダミーロッド４３と第１ガラス管４１とによって塞がれる。

【0043】

＜溶断工程Ｐ６＞
本工程は、ロッド集合体ＲＡの両端部をそれぞれ溶断して、クラッドロッド２０Ｒの一端部に第１封止部１２１を形成し、クラッドロッド２０Ｒの他端部に第２封止部１２２を形成する工程である。本工程については、特に図示せずに説明をする。本実施形態では、第２ガラス管４２に接続される不図示の真空ポンプによってロッド集合体ＲＡのクラッドロッド２０Ｒのそれぞれの孔２５ａ～２５ｅ内を真空引きしつつ、不図示の旋盤によってロッド集合体ＲＡをクラッドロッド２０Ｒの中心軸が概ね水平となる状態で当該中心軸周りに回転させる。この状態において、ロッド集合体ＲＡの一端部を酸水素バーナ５０によって加熱して溶断する。この溶断によって第１封止部１２１が形成され、当該第１封止部１２１の先端に支持棒４０の一端を溶着させる。また、一端部の溶断と同様に、孔２５ａ～２５ｅ内を真空引きしつつ、不図示の旋盤によってロッド集合体ＲＡを回転させ、この状態において、ロッド集合体ＲＡの他端部を酸水素バーナ５０によって加熱して溶断する。この溶断によって第２封止部１２２が形成される。

【0044】

このように第１封止部１２１及び第２封止部１２２が形成されることで、ロッド集合体ＲＡのクラッドロッド２０Ｒが光ファイバ用母材１Ｐのクラッドロッド１２０Ｒとなり、ロッド集合体ＲＡのクラッドロッド２０Ｒの孔２５ａ～２５ｅが光ファイバ用母材１Ｐのクラッドロッド１２０Ｒの孔１２５ａ～１２５ｅとなり、ロッド集合体ＲＡのコアロッド１０Ｒが光ファイバ用母材１Ｐのコアロッド１１０Ｒとなり、ロッド集合体ＲＡのマーカロッドが光ファイバ用母材１Ｐのマーカロッド１１５Ｒとなり、図２に示す光ファイバ用母材１Ｐを得る。

【0045】

＜線引工程Ｐ７＞
本工程は、光ファイバ用母材１Ｐを線引きして光ファイバ１を得る工程である。本工程については、特に図示せずに説明をする。本工程では、光ファイバ用母材１Ｐを紡糸炉で加熱して、光ファイバ用母材１Ｐの第２封止部１２２側の端部からガラスを線引きする。この線引きされたガラスは、すぐに固化して、コアガラス体１０Ｐがコア１０となり、マーカガラス体１５Ｐがマーカ１５となり、クラッドガラス体２０Ｐがクラッド２０となり、コア１０とマーカ１５とクラッド２０とから構成される光ファイバ裸線となる。この光ファイバ裸線の外周面上に、被覆層３０を設けて、図１に示す光ファイバ１が得られる。

【0046】

以上説明したように、本実施形態のクラッドロッド２０Ｒは、光ファイバ１におけるクラッド２０の少なくとも一部となるクラッドガラス体２０Ｐを含む。本実施形態のクラッドロッド２０Ｒには、長手方向に沿って延在し両端に開口を有する複数の孔２５ａ～２５ｅが設けられる。孔２５ａ～２５ｄには、ガラスロッドとしてのコアロッド１０Ｒを一方側の開口から挿入可能であり、孔２５ｅには、ガラスロッドとしてのマーカロッドを一方側の開口から挿入可能である。孔２５ａ～２５ｅの内周面２６は、一方側の端部において、一方側の開口から離隔した位置から当該開口に向かって孔２５ａ～２５ｅの直径が拡径し、クラッドロッド２０Ｒの一方側の端面２０Ｒｆまで延在するテーパ部２７を有する。

【0047】

また、本実施形態の光ファイバ用母材１Ｐの製造方法は、準備工程Ｐ１と挿入工程Ｐ４とを備える。準備工程Ｐ１では、上記のクラッドロッド２０Ｒと、ガラスロッドとしてのコアロッド１０Ｒ及びマーカロッドとを準備し、挿入工程Ｐ４では、コアロッド１０Ｒ及びマーカロッドをクラッドロッド２０Ｒの一方側の開口から孔２５ａ～２５ｄ内に挿入する。

【0048】

本実施形態のクラッドロッド２０Ｒ及び光ファイバ用母材１Ｐの製造方法では、クラッドロッド２０Ｒにおける一方側の開口を規定する縁部はテーパ部２７における一方側の開口側の縁部２８である。この縁部２８での孔２５ａ～２５ｅの直径Ｄ１は、テーパ部２７における一方側の開口側と反対側の縁部２９での当該孔２５ａ～２５ｅの直径Ｄ２より大きい。このため、前述のダミーガラス管溶着工程Ｐ２のように、一方側の端である端面２０Ｒｆに火炎が当たるようなクラッドロッド２０Ｒの加熱によって孔２５ａ～２５ｅのそれぞれにおけるテーパ部２７の縁部２８が溶融して開口での直径Ｄ１が小さくなったとしても、当該直径Ｄ１は直径Ｄ２より小さくなり難い。また、テーパ部２７における一方側の開口側と反対側は、クラッドロッド２０Ｒの一方側の端面２０Ｒｆより他方側に位置するため、当該テーパ部２７における一方側の開口側と反対側には火炎が当たり難く、テーパ部２７の縁部２８より溶融し難い。このため、孔２５ａ～２５ｅの内周面２６がテーパ部２７を有さず孔２５ａ～２５ｅの直径がテーパ部２７の縁部２９での孔２５ａ～２５ｅの直径Ｄ２と同じ場合と比べて、端面２０Ｒｆに火炎が当たるようにクラッドロッド２０Ｒが加熱されたとしても、一方側の開口近傍での孔２５ａ～２５ｅの直径が当該孔２５ａ～２５ｅに挿入可能なコアロッド１０Ｒやマーカロッドの直径より小さくなり難い。このため、本実施形態のクラッドロッド２０Ｒ及び光ファイバ用母材１Ｐの製造方法によれば、上記の場合と比べて、前述のダミーガラス管溶着工程Ｐ２のように、クラッドロッド２０Ｒが上記のように加熱されたとしても、コアロッド１０Ｒやマーカロッドを一方側の開口から孔２５ａ～２５ｅ内に挿入することが困難となることを抑制し得る。

【0049】

本実施形態のクラッドロッド２０Ｒ及び光ファイバ用母材１Ｐの製造方法では、互いに隣り合う孔のテーパ部２７において、一方のテーパ部２７の縁部２８の一部２８Ｐは、他方のテーパ部２７の縁部２８の一部を兼ねる。また、この縁部２８の一部２８Ｐは、クラッドロッド２０Ｒの端面２０Ｒｆより他方側に位置する。このため、一方のテーパ部２７の縁部２８のうち他方のテーパ部２７の縁部２８の一部を兼ねる部位である上記の一部２８Ｐのクラッドロッド２０Ｒの長手方向における位置がクラッドロッド２０Ｒの端面２０Ｒｆと同じ場合と比べて、端面２０Ｒｆに火炎が当たるようにクラッドロッド２０Ｒが加熱される際に、縁部２８の一部２８Ｐに火炎が当たり難くし得る。このため、本実施形態のクラッドロッド２０Ｒ及び光ファイバ用母材１Ｐの製造方法によれば、上記の場合と比べて、この縁部２８の一部２８Ｐを溶融し難くし得る。なお、この観点では、少なくとも互いに隣り合う２つの孔のテーパ部２７において、一方のテーパ部２７の縁部２８の一部２８Ｐが、他方のテーパ部２７の縁部２８の一部を兼ねると共に、端面２０Ｒｆより他方側に位置していればよい。また、クラッドロッド２０Ｒの長手方向における上記の一部２８Ｐの位置は、端面２０Ｒｆと同じであってもよい。

【0050】

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

【0051】

例えば、上記実施形態では、互いに隣り合う孔におけるテーパ部２７の縁部２８同士が繋がっているクラッドロッド２０Ｒを例に説明した。しかし、図１１に示すように、互いに隣り合う孔のテーパ部２７における縁部２８は、互いに離隔していてもよい。なお、図１１は、変形例におけるクラッドロッド２０Ｒを図４と同様に示す図である。このような構成によれば、テーパ部２７における縁部２８同士が繋がっている場合と比べて、クラッドロッド２０Ｒにおけるテーパ部２７間の強度を高くし得る。なお、少なくとも互いに隣り合う２つの孔のテーパ部２７の縁部２８同士が互いに離隔していてもよい。このような構成によれば、縁部２８同士が互いに離隔している２つのテーパ部２７間の強度を高くし得る。

【0052】

また、上記実施形態では、クラッドガラス体２０Ｐから成るクラッドロッド２０Ｒを例に説明した。しかし、クラッドロッド２０Ｒは、クラッドガラス体２０Ｐを含んでいればよく、光ファイバ１におけるクラッド２０と異なる所定部となる所定のガラス体を更に含んでいてもよい。このような所定部としては、コア１０、マーカ１５、コア１０に応力を付与する応力付与部等が挙げられる。また、クラッドロッド２０Ｒには、ガラスロッドが挿入されない長手方向に沿って延在する空孔が設けられてもよい。

【0053】

また、上記実施形態では、コアロッド１０Ｒを挿入可能な孔２５ａ～２５ｄと、マーカロッドを挿入可能な孔２５ｅと、が設けられるクラッドロッド２０Ｒを例に説明した。しかし、クラッドロッド２０Ｒに設けられる孔は、光ファイバ１におけるクラッド２０と異なる所定部となる所定のガラス体を含むガラスロッドを一方側の開口から挿入可能であればよい。例えば、挿入可能なガラスロッドが含む所定のガラス体は、所定部としての応力付与部となるガラス体であってもよい。また、挿入可能なガラスロッドは、コア１０となるコアガラス体１０Ｐがコア１０を囲う低屈折率層となるガラス体で覆われたガラスロッドであってもよい。

【0054】

また、上記実施形態では、両端に開口を有する複数の孔２５ａ～２５ｅが設けられるクラッドロッド２０Ｒを例に説明した。しかし、クラッドロッド２０Ｒが備える孔の数は制限されるもではない。また、孔は少なくとも一方側の端に開口を有していればよく、孔の他方側の端は塞がっていてもよい。また、孔が両端に開口を有する場合、当該孔の内周面２６は、他方側の端部において、他方側の開口から離隔した位置から当該開口に向かって孔の直径が拡径し、クラッドロッド２０Ｒの他方側の端面まで延在する別のテーパ部を更に有していてもよい。

【0055】

また、上記実施形態では、ガラス部材の加熱に酸水素バーナ５０を用いていた。しかし、ガラス部材を加熱する加熱装置は、制限されるものではなく、例えば、電気炉等であってもよい。なお、加工無駄を低減する観点では、溶断工程Ｐ６におけるロッド集合体ＲＡの溶断は、酸水素バーナ５０で行うことが好ましい。一般的に、酸水素バーナのヒートスポットは、電気炉のヒートスポットより狭い。このため、酸水素バーナを用いることで、電気炉を用いる場合と比べて、溶断工程によって形成される第１封止部１２１及び第２封止部１２２の長さを短くし得、加工無駄を低減し得る。また、加熱源はCO2レーザーのようなガラスの吸収率が高い光でも良い。レーザーを熱源にする場合、ヒートスポットを任意の分布にすることが可能であり、母材のサイズや材質に最適な加熱を実現することが可能となる。

【0056】

また、上記実施形態では、ロッド集合体ＲＡの両端部を溶断する溶断工程Ｐ６を例に説明した。しかし、溶断工程Ｐ６において、ロッド集合体ＲＡの他方側の端部を溶断せず、第１封止部１２１のみを形成し、当該第１封止部１２１の先端に支持棒４０を溶着させなくてもよい。この場合の光ファイバ用母材１Ｐの構成は、第２封止部１２２を有さない構成であり、例えば、線引工程Ｐ７において、第２ガラス管４２に接続される不図示の真空ポンプによって孔２５ａ～２５ｅ内を真空引きしつつ、第１封止部１２１側の端部から線引きする。

【0057】

本発明によれば、ガラスロッドの挿入が困難となることを抑制し得るクラッドロッド、それを用いた光ファイバ用母材の製造方法、及び光ファイバの製造方法が提供され、光ファイバに関連する種々の分野において利用可能である。

【符号の説明】

【0058】

１・・・光ファイバ
１Ｐ・・・光ファイバ用母材
１０・・・コア
１０Ｐ・・・コアガラス体
１０Ｒ・・・コアロッド（ガラスロッド）
１５・・・マーカ
１５Ｐ・・・マーカガラス体
２０・・・クラッド
２０Ｐ・・・クラッドガラス体
２０Ｒ・・・クラッドロッド
２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄ，２５ｅ・・・孔
２６・・・内周面
２７・・・テーパ部
２８・・・開口側の縁部
Ｐ１・・・準備工程
Ｐ２・・・ダミーガラス管溶着工程
Ｐ３・・・エッチング工程
Ｐ４・・・挿入工程
Ｐ５・・・閉塞工程
Ｐ６・・・溶断工程
Ｐ７・・・線引工程

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】