特開 2024-77986 光ファイバ用母材、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】P2024077986

(43)【公開日】2024-06-10

(54)【発明の名称】光ファイバ用母材、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 20060101AFI20240603BHJP

   C03B 37/027 20060101ALI20240603BHJP

   G02B 6/02 20060101ALI20240603BHJP

【ＦＩ】

C03B37/012 A

C03B37/027

G02B6/02 466

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022190262

(22)【出願日】2022-11-29

【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】齋藤 翼

(72)【発明者】

【氏名】梶川 翔太

(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

2H250AC94

2H250AC95

4G021BA02

4G021BA04

4G021HA00

(57)【要約】

【課題】 クラッドの外周面の円形からの歪みが抑制された光ファイバを製造し得る光ファイバ用母材を提供する。
【解決手段】 マルチコアファイバ用母材１Ｐのクラッドロッド２０Ｐには、特定領域ＡＲに重心が位置し、断面積が挿入用貫通孔２０Ｈを形成するクラッドロッド２０Ｐの内周面と挿入用貫通孔２０Ｈに挿入されるコアロッド１０Ｐの外周面との隙間の断面積の０．５倍以上２倍以下である調整用貫通孔２０Ａが形成され、特定領域ＡＲは、一対の挿入用貫通孔２０Ｈに接する共通外接線ＥＣＴと、クラッドロッド２０Ｐの中心２０ＰＣを通り一対の挿入用貫通孔２０Ｈに接する一対の中心通過接線ＣＰＴと、クラッドロッド２０Ｐの外周面において、一対の中心通過接線ＣＰＴで挟まれる外周線部分ＰＯＣと、で囲われる領域である。
【選択図】 図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の挿入用貫通孔を有するクラッドロッドと、
前記挿入用貫通孔に挿入される複数のガラスロッドと、
を備え、
前記クラッドロッドは、特定領域に重心が位置し、断面積が前記挿入用貫通孔を形成する前記クラッドロッドの内周面と当該挿入用貫通孔に挿入される前記ガラスロッドの外周面との隙間の断面積の０．５倍以上２倍以下である調整用貫通孔を有し、
前記特定領域は、前記クラッドロッドにおいて、互いに隣り合う一対の前記挿入用貫通孔に前記クラッドロッドの外周側で接する共通外接線と、前記クラッドロッドの中心を通ると共に、前記中心と前記共通外接線との間において一対の前記挿入用貫通孔に互いに向かい合う側で接する一対の中心通過接線と、前記クラッドロッドの外周面において、一対の前記中心通過接線で挟まれ、前記共通外接線に対向する外周線部分と、で囲われる領域である
ことを特徴とする光ファイバ用母材。

【請求項2】

前記特定領域に前記調整用貫通孔の全体が位置する
ことを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ用母材。

【請求項3】

前記外周線部分の中点に内接し前記調整用貫通孔の前記断面積と同じ面積を有する仮想円に外接し前記クラッドロッドの前記中心を中心とする仮想円の内側に前記調整用貫通孔の重心が位置する
ことを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ用母材。

【請求項4】

前記重心は、前記クラッドロッドの前記中心と前記外周線部分の中点とを通る直線上に位置する
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の光ファイバ用母材。

【請求項5】

前記調整用貫通孔は複数の貫通孔から成る
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の光ファイバ用母材。

【請求項6】

少なくとも２つの前記貫通孔は、前記クラッドロッドの前記中心を中心とする仮想円上に位置する
ことを特徴とする請求項５に記載の光ファイバ用母材。

【請求項7】

複数の挿入用貫通孔を有するクラッドロッドの前記挿入用貫通孔にガラスロッドを挿入する挿入工程を備え、
前記クラッドロッドは、特定領域に重心が位置し、断面積が前記挿入用貫通孔を形成する前記クラッドロッドの内周面と当該挿入用貫通孔に挿入される前記ガラスロッドの外周面との隙間の断面積の０．５倍以上２倍以下である調整用貫通孔を有し、
前記特定領域は、前記クラッドロッドにおいて、互いに隣り合う一対の前記挿入用貫通孔に前記クラッドロッドの外周側で接する共通外接線と、前記クラッドロッドの中心を通ると共に、前記中心と前記共通外接線との間において一対の前記挿入用貫通孔に互いに向かい合う側で接する一対の中心通過接線と、前記クラッドロッドの外周面において、一対の前記中心通過接線で挟まれ、前記共通外接線に対向する外周線部分と、で囲われる領域である
ことを特徴とする光ファイバ用母材の製造方法。

【請求項8】

請求項７に記載の光ファイバ用母材の製造方法で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。

【請求項9】

請求項７に記載の光ファイバ用母材の製造方法で製造された光ファイバ用母材をコラプスして光ファイバ中間体とするコラプス工程と、
前記光ファイバ中間体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、光ファイバ用母材、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】

近年、光ファイバ通信システムの普及に伴い、光ファイバによって伝送される情報量が飛躍的に増大している。このような背景から、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が用いられている。マルチコアファイバは複数のコアのそれぞれを伝搬する光により複数の信号を伝送させることができるので、１つの光ファイバ当たりの伝送容量が増大される。

【0003】

下記特許文献１には、マルチコアファイバの製造方法が記載されている。特許文献１では、マルチコアファイバのクラッドとなるクラッドロッドに形成された複数の貫通孔にコアロッドを挿入し、クラッドロッド、コアロッド間を一体化させ、線引きする。さらに、特許文献１には、偏波保持ファイバの製造方法が記載されている。この偏波保持ファイバの製造方法では、偏波保持ファイバのクラッドとなるクラッドロッドに形成された一対の貫通孔に応力付与部となる応力付与ロッドを挿入し、クラッドロッド、応力付与ロッド間を一体化させ、線引きする。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１７－１４０７８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１のマルチコアファイバや偏波保持ファイバといった光ファイバの製造方法のように、クラッドロッドの複数の貫通孔にガラスロッドを挿入する場合、クラッドロッドにおける貫通孔の内壁と、ガラスロッドの外周面との間に隙間が生じる。この隙間は、光ファイバ用母材が光ファイバとなるまでに潰される。従って、ガラスロッドが挿入される貫通孔と対向するクラッドロッドの外周面の部位は、隙間が潰れる分、他の位置よりも内側に移動し易く、クラッドの外周面の断面形状の円形からの歪みが大きくなり易い。このため、光ファイバの直径の計測を安定して行うことが難しい。光ファイバを製造する際、一般的に光ファイバの直径を計測しながら線引きを行い、計測された直径から線引きの速度が調整される。よって、クラッド断面形状が円形から歪んでいる場合、光ファイバ製造時の外径変動が大きくなってしまう。このため、クラッド外周面の断面形状は円形に近いことが好ましい。

【0006】

そこで、本発明は、クラッドの外周面の円形からの歪みが抑制された光ファイバを製造し得る光ファイバ用母材、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】

【0007】

上記課題を解決するための本発明の態様１は、複数の挿入用貫通孔を有するクラッドロッドと、前記挿入用貫通孔に挿入される複数のガラスロッドと、を備え、前記クラッドロッドは、特定領域に重心が位置し、断面積が前記挿入用貫通孔を形成する前記クラッドロッドの内周面と当該挿入用貫通孔に挿入される前記ガラスロッドの外周面との隙間の断面積の０．５倍以上２倍以下である調整用貫通孔を有し、前記特定領域は、前記クラッドロッドにおいて、互いに隣り合う一対の前記挿入用貫通孔に前記クラッドロッドの外周側で接する共通外接線と、前記クラッドロッドの中心を通ると共に、前記中心と前記共通外接線との間において一対の前記挿入用貫通孔に互いに向かい合う側で接する一対の中心通過接線と、前記クラッドロッドの外周面において、一対の前記中心通過接線で挟まれ、前記共通外接線に対向する外周線部分と、で囲われる領域であることを特徴とする光ファイバ用母材である。

【0008】

このような光ファイバ用母材によれば、光ファイバ用母材から光ファイバが製造される過程において、クラッドロッドにおける挿入用貫通孔の内壁とガラスロッドの外周面との隙間が潰れる。また、調整用貫通孔も潰れる。この調整用貫通孔は、重心が特定領域に位置し、断面積が上記隙間の断面積の０．５倍以上２倍以下の貫通孔である。このため、挿入用貫通孔と対向するクラッドロッドの外周面の部位が内側に移動し、特定領域におけるクラッドロッドの外周面の少なくとも一部も内側に移動する。従って、本発明の光ファイバ用母材によれば、クラッドロッドが調整用貫通孔を有さない場合と比べて、クラッドの外周面の円形からの歪みが抑制された光ファイバを製造し得る。

【0009】

本発明の態様２は、前記特定領域に前記調整用貫通孔の全体が位置することを特徴とする態様１の光ファイバ用母材である。

【0010】

この光ファイバ用母材によれば、クラッドの外周面の変形からの歪みがより抑制された光ファイバを製造し得る。

【0011】

本発明の態様３は、前記外周線部分の中点に内接し前記調整用貫通孔の前記断面積と同じ面積を有する仮想円に外接し前記クラッドロッドの前記中心を中心とする仮想円の内側に前記調整用貫通孔の重心が位置することを特徴とする態様１または２の光ファイバ用母材である。

【0012】

この光ファイバ用母材によれば、調整用貫通孔が潰れることによりクラッドの外周面が変形する場合であっても、調整用貫通孔の重心がクラッドロッドの中心側に位置するため、当該変形を緩やかにし得る。

【0013】

本発明の態様４は、前記重心は、前記クラッドロッドの前記中心と前記外周線部分の中点とを通る直線上に位置することを特徴とする態様１から３のいずれかの光ファイバ用母材である。

【0014】

この光ファイバ用母材によれば、調整用貫通孔が潰れることによりクラッドの外周面が変形する場合であっても、変形を一対の挿入用貫通孔に対して、概ね対称にし得る。

【0015】

本発明の態様５は、前記調整用貫通孔は複数の貫通孔から成ることを特徴とする態様１から４のいずれかの光ファイバ用母材である。

【0016】

この光ファイバ用母材によれば、調整用貫通孔が潰れることによりクラッドの外周面が変形する場合であっても、変形を分散させ得、当該変形を緩やかにし得る。

【0017】

本発明の態様６は、少なくとも２つの前記貫通孔は、前記クラッドロッドの前記中心を中心とする仮想円上に位置することを特徴とする態様５の光ファイバ用母材である。

【0018】

この光ファイバ用母材によれば、仮想円上に配置される貫通孔が潰れることによりクラッドの外周面が変形する場合であっても、当該貫通孔の潰れによる変形の度合いを概ね一定にし得、全体として変形を緩やかにし得る。

【0019】

本発明の態様７は、複数の挿入用貫通孔を有するクラッドロッドの前記挿入用貫通孔にガラスロッドを挿入する挿入工程を備え、前記クラッドロッドは、特定領域に重心が位置し、断面積が前記挿入用貫通孔を形成する前記クラッドロッドの内周面と当該挿入用貫通孔に挿入される前記ガラスロッドの外周面との隙間の断面積の０．５倍以上２倍以下である調整用貫通孔を有し、前記特定領域は、前記クラッドロッドにおいて、互いに隣り合う一対の前記挿入用貫通孔に前記クラッドロッドの外周側で接する共通外接線と、前記クラッドロッドの中心を通ると共に、前記中心と前記共通外接線との間において一対の前記挿入用貫通孔に互いに向かい合う側で接する一対の中心通過接線と、前記クラッドロッドの外周面において、一対の前記中心通過接線で挟まれ、前記共通外接線に対向する外周線部分と、で囲われる領域であることを特徴とする光ファイバ用母材の製造方法である。

【0020】

このような光ファイバ用母材の製造方法によれば、態様１と同様にして、クラッドロッドが調整用貫通孔を有さない場合と比べて、クラッドの外周面の変形からの歪みが抑制された光ファイバを製造し得る光ファイバ用母材を製造することができる。

【0021】

本発明の態様８は、態様７の光ファイバ用母材の製造方法で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である。

【0022】

本発明の態様９は、態様７の光ファイバ用母材の製造方法で製造された光ファイバ用母材をコラプスして光ファイバ中間体とするコラプス工程と、前記光ファイバ中間体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である。

【0023】

これらの光ファイバの製造方法によれば、態様１と同様にして、クラッドロッドが調整用貫通孔を有さない場合と比べて、クラッドの外周面の変形からの歪みが抑制された光ファイバを製造し得る。

【発明の効果】

【0024】

以上のように、本発明によれば、クラッドの外周面の円形からの歪みが抑制された光ファイバを製造し得る光ファイバ用母材、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】

【0025】

【図1】本発明の第１実施形態にかかる光ファイバの長手方向に垂直な断面を示す図である。

【図2】図１の光ファイバを製造するための光ファイバ用母材を示す図である。

【図3】図２の光ファイバ用母材、及び図１の光ファイバを製造するためのフローチャートを示す図である。

【図4】準備工程後の様子を示す図である。

【図5】線引工程の様子を示す図である。

【図6】本発明の第２実施形態にかかる光ファイバの長手方向に垂直な断面を示す図である。

【図7】図６の光ファイバを製造するための光ファイバ用母材を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0026】

以下、本発明に係る光ファイバ用母材、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。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、実施形態から変更、改良することができる。なお、理解の容易のため、それぞれの図のスケールと、以下の説明に記載のスケールとが異なる場合がある。

【0027】

（第１実施形態）
図１は、本実施形態に係る光ファイバの長手方向に垂直な断面を示す図である。本実施形態では、光ファイバとしてマルチコアファイバを例に説明する。本実施形態のマルチコアファイバ１は、複数のコア１０、それぞれのコア１０の外周面を隙間なく囲むクラッド２０、クラッド２０の外周面を被覆する内側被覆層３１、内側被覆層３１の外周面を被覆する外側被覆層３２を備える。図１の例では、コア１０が４つの例が示されている。

【0028】

クラッド２０の長手方向に垂直な断面における外径は、概ね円形である。本実施形態では、それぞれのコア１０間の距離は互いに等しく、それぞれのコア１０はクラッド２０の中心２０Ｃを中心として概ね４回回転対称となる位置に配置されている。従って、それぞれのコア１０の中心２０Ｃからの距離は概ね同じである。コア１０の直径は、例えば４μｍ以上１０μｍ以下である。

【0029】

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０．２％以上２．０％以下である。このようなコア１０は、例えば、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、例えば、ドーパントが添加されていないシリカガラスから成る。また、コア１０が何らドーパントを添加されていない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構成であってもよい。

【0030】

内側被覆層３１及び外側被覆層３２はそれぞれ紫外線硬化性樹脂等の樹脂から成り、内側被覆層３１及び外側被覆層３２は互いに異なる樹脂から成る。

【0031】

次に、図１のマルチコアファイバ１を製造するためのマルチコアファイバ用母材について説明する。

【0032】

図２は、図１のマルチコアファイバ１を製造するためのマルチコアファイバ用母材の長手方向に垂直な断面の様子を示す図である。マルチコアファイバ用母材１Ｐは、クラッドロッド２０Ｐと、複数のコアロッド１０Ｐとを備える。なお、図を見やすくする観点から、図２ではクラッドロッド２０Ｐ及びコアロッド１０Ｐを示すハッチングが省略されている。

【0033】

クラッドロッド２０Ｐは、マルチコアファイバ１のクラッド２０となり、外周の形状が概ね円形のガラスロッドである。クラッドロッド２０Ｐは、複数の挿入用貫通孔２０Ｈを有している。それぞれの挿入用貫通孔２０Ｈの断面形状は円形であり、それぞれの挿入用貫通孔２０Ｈの断面積は互いに概ね等しい。また、本実施形態では、それぞれの挿入用貫通孔２０Ｈ間の距離は互いに概ね等しく、それぞれの挿入用貫通孔２０Ｈはクラッドロッド２０Ｐの中心２０ＰＣを中心として概ね４回回転対称となる位置に形成されている。従って、それぞれの挿入用貫通孔２０Ｈの中心２０ＰＣからの距離は概ね同じである。

【0034】

それぞれの挿入用貫通孔２０Ｈには、コアロッド１０Ｐが挿入されている。それぞれのコアロッド１０Ｐは、マルチコアファイバ１のコア１０となる外周の形状が概ね円形のガラスロッドである。コアロッド１０Ｐの直径は挿入用貫通孔２０Ｈよりも小さい。従って、挿入用貫通孔２０Ｈには、コアロッド１０Ｐが挿入されている状態で、挿入用貫通孔２０Ｈを形成するクラッドロッド２０Ｐの内周面とコアロッド１０Ｐの外周面との間に隙間が形成されている。それぞれのコアロッド１０Ｐの断面積は互いに概ね等しい。従って、それぞれの挿入用貫通孔２０Ｈの上記隙間の断面積は互いに概ね等しい。なお、コアロッド１０Ｐは、コア１０となるガラス体の外周面がクラッド２０の一部となるガラス層で被覆された構成でもよい。

【0035】

ここで、クラッドロッド２０Ｐにおいて、共通外接線ＥＣＴと、一対の中心通過接線ＣＰＴと、外周線部分ＰＯＣで囲われる特定領域ＡＲを規定する。図２では、特定領域ＡＲは、斜線で示されており、１つの特定領域ＡＲを規定するための共通外接線ＥＣＴ、一対の中心通過接線ＣＰＴ、及び外周線部分ＰＯＣのみが記載されている。共通外接線ＥＣＴは、互いに隣り合う一対の挿入用貫通孔２０Ｈにクラッドロッド２０Ｐの外周側で接する接線である。中心通過接線ＣＰＴは、クラッドロッド２０Ｐの中心２０ＰＣを通ると共に、挿入用貫通孔２０Ｈに接する接線である。特定領域ＡＲを規定する一対の中心通過接線ＣＰＴは、一対の挿入用貫通孔２０Ｈの互いに向かい合う側において、挿入用貫通孔２０Ｈに接する。中心通過接線ＣＰＴと挿入用貫通孔２０Ｈとの接点は、中心２０ＰＣと共通外接線ＥＣＴとの間となる。外周線部分ＰＯＣは、クラッドロッド２０Ｐの外周面において、一対の中心通過接線ＣＰＴで挟まれ、共通外接線ＥＣＴに対向する部分である。なお、図２では、外周線部分ＰＯＣを視認できるよう、外周線部分ＰＯＣを示す破線が、クラッドロッド２０Ｐの外周面より僅かに内側に記載されている。

【0036】

クラッドロッド２０Ｐは、上記のように規定される特定領域ＡＲに、調整用貫通孔２０Ａを有している。本実施形態では、調整用貫通孔２０Ａは、断面積が互いに等しい２つの貫通孔２０Ａ１から成っている。２つの貫通孔２０Ａ１の全体が特定領域ＡＲ内に位置している。つまり、本実施形態では、調整用貫通孔２０Ａの全体が特定領域ＡＲ内に位置している。従って、調整用貫通孔２０Ａの重心も特定領域ＡＲ内に位置している。また、本実施形態の２つの貫通孔２０Ａ１は、クラッドロッド２０Ｐの中心２０ＰＣを中心とする仮想円２０ＣＲ上に形成されている。また、本実施形態の２つの貫通孔２０Ａ１は、クラッドロッド２０Ｐの中心２０ＰＣと外周線部分ＰＯＣの中点とを通る直線ＢＳＴ上を基準として対称の位置に形成されている。従って、調整用貫通孔の重心は、直線ＢＳＴ上に位置している。ここで、外周線部分ＰＯＣの中点に内接し、調整用貫通孔２０Ａの断面積と同じ面積を有する仮想円２０ＣＳを想定する。図２では、２０ＣＳは一点鎖線で示されている。さらに、仮想円２０ＣＳに外接し、クラッドロッド２０Ｐの中心２０ＰＣを中心とする仮想円２０ＣＬを想定する。本実施形態の２つの貫通孔２０Ａ１は、この仮想円２０ＣＬの内側に位置している。つまり、調整用貫通孔２０Ａの重心を含む全体が仮想円２０ＣＬの内側に位置している。ただし、調整用貫通孔２０Ａの重心を含む全体が仮想円２０ＣＬの内側に位置している構成に限定されず、調整用貫通孔２０Ａの重心が仮想円２０ＣＬの内側に位置し、調整用貫通孔２０Ａの一部が仮想円２０ＣＬの外側に位置してもよい。

【0037】

挿入用貫通孔２０Ｈと異なり、調整用貫通孔２０Ａには、ガラスロッドが挿入されていない。

【0038】

２つの貫通孔２０Ａ１の断面積を合わせた調整用貫通孔２０Ａの断面積は、挿入用貫通孔２０Ｈを形成するクラッドロッド２０Ｐの内周面と挿入用貫通孔２０Ｈに挿入されるガラスロッドであるコアロッド１０Ｐの外周面との隙間の断面積の０．５倍以上２倍以下である。

【0039】

次に、図１のマルチコアファイバ用母材１Ｐ及びマルチコアファイバ１を製造する製造方法について説明する。

【0040】

図３は、図２のマルチコアファイバ用母材１Ｐ、及び図１のマルチコアファイバ１を製造するためのフローチャートを示す図である。図３に示すように、本実施形態のマルチコアファイバ用母材１Ｐの製造方法は、準備工程Ｐ１、及び挿入工程Ｐ２を含み、マルチコアファイバ１の製造方法は、これらに線引工程Ｐ３を更に含む。

【0041】

（準備工程Ｐ１）
本工程は、複数の挿入用貫通孔２０Ｈ及び調整用貫通孔２０Ａを有しマルチコアファイバ１のクラッド２０となるクラッドロッド２０Ｐ、及び挿入用貫通孔２０Ｈに個別に挿入可能でありマルチコアファイバ１のコア１０となる複数のコアロッド１０Ｐを準備する工程である。図４は、準備工程後の様子を示す図である。図４に示すように、コアロッド１０Ｐの数は、挿入用貫通孔２０Ｈの数と同じである。また、本実施形態では、クラッドロッド２０Ｐの長さとコアロッド１０Ｐの長さとが互いに等しい。本工程では、コアロッド１０Ｐ及びクラッドロッド２０Ｐを製造により準備しても、購入により準備してもよい。

【0042】

（挿入工程Ｐ２）
本工程は、コアロッド１０Ｐを挿入用貫通孔２０Ｈに挿入する工程である。本工程により、図２に示すマルチコアファイバ用母材１Ｐを得る。この状態において、挿入用貫通孔２０Ｈを形成するクラッドロッド２０Ｐの内周面と挿入用貫通孔２０Ｈに挿入されるコアロッド１０Ｐの外周面との間には隙間が生じている。

【0043】

（線引工程Ｐ３）
本工程は、マルチコアファイバ用母材１Ｐを線引してマルチコアファイバ１を製造する工程である。図５は、本工程を示す図である。本工程では、まず、マルチコアファイバ用母材１Ｐの一方の端部にダミーガラスを溶着し、他方の端部にガラス管を溶着する。そして、マルチコアファイバ用母材１Ｐを紡糸炉１１０に設置して、ガラス管を介して、クラッドロッド２０Ｐの各貫通孔内を脱気する。次に、紡糸炉１１０の加熱部１１１によりマルチコアファイバ用母材１Ｐを加熱する。この加熱により、マルチコアファイバ用母材１Ｐの下端は溶融状態となり、マルチコアファイバ用母材１Ｐからガラスが線引きされる。このとき、挿入用貫通孔２０Ｈの隙間が潰されると共に、調整用貫通孔２０Ａが潰される。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、それぞれのコアロッド１０Ｐがそれぞれのコア１０となり、クラッドロッド２０Ｐがクラッド２０となる。このようにして、複数のコア１０及びクラッド２０によって構成されるマルチコアファイバの裸線が得られる。その後、このマルチコアファイバの裸線は、冷却装置１２０を通過して、適切な温度まで冷却される。冷却されたマルチコアファイバの裸線は、コーティング装置１３０を通過して、内側被覆層３１及び外側被覆層３２が形成され、図１に示すマルチコアファイバ１となる。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。こうして、マルチコアファイバ１は製造される。

【0044】

以上説明したように、本実施形態の光ファイバ用母材であるマルチコアファイバ用母材１Ｐでは、クラッドロッド２０Ｐが、特定領域ＡＲに重心が位置し、断面積が挿入用貫通孔２０Ｈを形成するクラッドロッド２０Ｐの内周面と挿入用貫通孔２０Ｈに挿入されるガラスロッドであるコアロッド１０Ｐの外周面との隙間の断面積の０．５倍以上２倍以下である調整用貫通孔２０Ａを有している。

【0045】

このマルチコアファイバ用母材１Ｐによれば、マルチコアファイバ用母材１Ｐからマルチコアファイバ１が製造される過程において、クラッドロッド２０Ｐにおける挿入用貫通孔２０Ｈの内壁とコアロッド１０Ｐの外周面との隙間が潰れる。このため、調整用貫通孔２０Ａが設けられない場合、製造されるマルチコアファイバ１のクラッド２０の外周面の断面の形状は、四角形に近くなり、円形からの歪みが大きい傾向にある。しかし、本実施形態のマルチコアファイバ用母材１Ｐでは、クラッドロッド２０Ｐが調整用貫通孔２０Ａを有するため、調整用貫通孔２０Ａも潰れる。この調整用貫通孔２０Ａは、重心が特定領域に位置し、断面積が上記隙間の０．５倍以上２倍以下の貫通孔ある。従って、挿入用貫通孔２０Ｈと対向するクラッドロッド２０Ｐの外周面が内側に移動すると共に、特定領域ＡＲにおけるクラッドロッド２０Ｐの外周面の少なくとも一部が内側に移動する。従って、本実施形態のマルチコアファイバ用母材１Ｐ、マルチコアファイバ用母材１Ｐの製造方法、及びマルチコアファイバ１の製造方法によれば、クラッドロッド２０Ｐが調整用貫通孔２０Ａを有さない場合と比べて、クラッド２０の外周面の円形からの歪みが抑制されたマルチコアファイバ１を製造し得る。

【0046】

また、本実施形態のマルチコアファイバ用母材１Ｐでは、特定領域ＡＲに調整用貫通孔２０Ａの全体が位置している。このため、調整用貫通孔２０Ａの一部が特定領域ＡＲの外に位置する場合と比べて、クラッドの外周面の変形からの歪みがより抑制された光ファイバを製造し得る。

【0047】

また、本実施形態のマルチコアファイバ用母材１Ｐでは、外周線部分ＰＯＣの中点に内接し調整用貫通孔２０Ａの断面積と同じ面積を有する仮想円２０ＣＳに外接しクラッドロッド２０Ｐの中心２０ＰＣを中心とする仮想円２０ＣＬの内側に調整用貫通孔２０Ａの全体が位置している。このため、仮想円２０ＣＬよりも外側に調整用貫通孔２０Ａが形成される場合と比べて、調整用貫通孔２０Ａの重心がクラッドロッド２０Ｐの中心２０ＰＣ側に位置するため、調整用貫通孔２０Ａが潰れることによりクラッド２０の外周面が変形する場合であっても、当該変形を緩やかにし得る。

【0048】

また、本実施形態のマルチコアファイバ用母材１Ｐでは、調整用貫通孔２０Ａの重心は、クラッドロッド２０Ｐの中心２０ＰＣと外周線部分ＰＯＣの中点とを通る直線ＢＳＴ上に位置している。このため、調整用貫通孔２０Ａが潰れることによりクラッドの外周面が変形する場合であっても、当該変形を一対の挿入用貫通孔２０Ｈに対して、概ね対称にし得る。

【0049】

また、本実施形態のマルチコアファイバ用母材１Ｐでは、調整用貫通孔２０Ａは複数の貫通孔２０Ａ１から成っている。このため、調整用貫通孔２０Ａが潰れることによりクラッド２０の外周面が変形する場合であっても、変形を分散させ得、当該変形を緩やかにし得る。なお、調整用貫通孔２０Ａが複数の貫通孔２０Ａ１から成っている場合、調整用貫通孔２０Ａの断面積は、それぞれの貫通孔の断面積の合計である。

【0050】

また、本実施形態のマルチコアファイバ用母材１Ｐでは、２つの貫通孔２０Ａ１は、クラッドロッド２０Ｐの中心２０ＰＣを中心とする仮想円２０ＣＲ上に位置している。このため、仮想円２０ＣＲ上に配置される貫通孔２０Ａ１が潰れることによりクラッド２０の外周面が変形する場合であっても、当該貫通孔２０Ａ１の潰れによる変形の度合いを概ね一定にし得、全体として変形を緩やかにし得る。

【0051】

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図６、図７を参照して詳細に説明する。なお、第１実施形態と同一又は同等の構成要素については、特に説明する場合を除き、同一の参照符号を付して重複する説明は省略する。

【0052】

図６は、本実施形態に係る光ファイバの長手方向に垂直な断面を示す図である。本実施形態では、光ファイバとして偏波保持ファイバを例に説明する。図６に示すように、偏波保持ファイバ２は、コア１０が１つであり、当該コア１０がクラッド２０の中心２０Ｃ上に位置し、クラッド２０内にコア１０を挟むように配置された一対の応力付与部１２を含む。

【0053】

応力付与部１２は、例えば、クラッド２０と異なる熱膨張係数を有するガラスから構成され、コア１０を挟むように配置する一対の応力付与部１２からコア１０に応力が付与される。一対の応力付与部１２から引張応力や圧縮応力が加えられたコア１０は、光弾性効果により複屈折率が誘起され、これらの互いに垂直な２つの方向の偏波モードで異なる伝搬定数を有する。

【0054】

このような応力付与部１２を構成する材料としては、例えば、ホウ素等のドーパントが添加された石英ガラスを挙げることができる。

【0055】

図７は、図６の偏波保持ファイバ２を製造するための光ファイバ用母材である偏波保持ファイバ用母材２Ｐの長手方向に垂直な断面の様子を示す図である。偏波保持ファイバ用母材２Ｐは、クラッドロッド２０Ｐと、コアロッド１０Ｐと一対の応力付与ロッド１２Ｐとを備える。本例では、コアロッド１０Ｐは、隙間なくクラッドロッド２０Ｐで囲われている。なお、図２と同様の理由から、図７ではクラッドロッド２０Ｐ、コアロッド１０Ｐ、及び応力付与ロッド１２Ｐを示すハッチングが省略されている。

【0056】

クラッドロッド２０Ｐは、一対の挿入用貫通孔２０Ｈを有している。本実施形態においても、一対の挿入用貫通孔２０Ｈの断面形状は円形であり、それぞれの挿入用貫通孔２０Ｈの断面積は互いに概ね等しい。本実施形態では、一対の挿入用貫通孔２０Ｈは、コアを挟む位置に形成されている。具体的には、挿入用貫通孔２０Ｈは、クラッドロッド２０Ｐの中心２０ＰＣを基準に対称な位置に形成されている。従って、それぞれの挿入用貫通孔２０Ｈの中心２０ＰＣからの距離は概ね同じである。

【0057】

それぞれの挿入用貫通孔２０Ｈには、応力付与ロッド１２Ｐが挿入されている。それぞれの応力付与ロッド１２Ｐは、偏波保持ファイバ２の応力付与部１２となる外周の形状が概ね円形のガラスロッドである。応力付与ロッド１２Ｐの直径は挿入用貫通孔２０Ｈよりも小さい。従って、挿入用貫通孔２０Ｈには、応力付与ロッド１２Ｐが挿入されている状態で、挿入用貫通孔２０Ｈを形成するクラッドロッド２０Ｐの内周面と応力付与ロッド１２Ｐの外周面との間に隙間が形成されている。それぞれの応力付与ロッド１２Ｐの断面積は互いに概ね等しい。従って、それぞれの挿入用貫通孔２０Ｈの上記隙間の断面積は互いに概ね等しい。なお、応力付与ロッド１２Ｐは、応力付与部１２となるガラス体の外周面がクラッド２０の一部となるガラス層で被覆された構成でもよい。

【0058】

本実施形態においても、第１実施形態と同様の共通外接線ＥＣＴと、一対の中心通過接線ＣＰＴと、外周線部分ＰＯＣで囲われる特定領域ＡＲを規定する。図７では、１つの特定領域ＡＲを規定するための共通外接線ＥＣＴ、一対の中心通過接線ＣＰＴ、及び外周線部分ＰＯＣのみが記載されている。本実施形態の場合、共通外接線ＥＣＴは、一対の挿入用貫通孔２０Ｈにクラッドロッド２０Ｐの外周側で接する。図７では、図２と同様の理由から、外周線部分ＰＯＣを示す破線が、クラッドロッド２０Ｐの外周面より僅かに内側に記載されている。

【0059】

クラッドロッド２０Ｐは、特定領域ＡＲに、調整用貫通孔２０Ａを有している。本実施形態においても、第１実施形態と同様に調整用貫通孔２０Ａが２つの貫通孔２０Ａ１から成っている。貫通孔２０Ａ１の位置の説明は、第１実施形態と同様である。調整用貫通孔２０Ａには、ガラスロッドが挿入されていない。

【0060】

また、本実施形態においても、２つの貫通孔２０Ａ１の断面積を合わせた調整用貫通孔２０Ａの断面積は、挿入用貫通孔２０Ｈを形成するクラッドロッド２０Ｐの内周面と挿入用貫通孔２０Ｈに挿入されるガラスロッドである応力付与ロッド１２Ｐの外周面との隙間の断面積の０．５倍以上２倍以下である。

【0061】

本実施形態の偏波保持ファイバ用母材２Ｐの製造方法、及び、偏波保持ファイバ２の製造方法は、第１実施形態のマルチコアファイバ用母材１Ｐの製造方法、及び、マルチコアファイバ１の製造方法と概ね同様である。従って、第１実施形態のマルチコアファイバ用母材１Ｐの製造方法、及び、マルチコアファイバ１の製造方法の説明において、マルチコアファイバ１を偏波保持ファイバ２と読み替え、マルチコアファイバ用母材１Ｐを偏波保持ファイバ用母材２Ｐと読み替える。

【0062】

（準備工程Ｐ１）
本実施形態では、一対の挿入用貫通孔２０Ｈ及び調整用貫通孔２０Ａを有し偏波保持ファイバ２のクラッド２０となるクラッドロッド２０Ｐ、及び挿入用貫通孔２０Ｈに個別に挿入可能であり偏波保持ファイバ２の応力付与部１２となる一対の応力付与ロッド１２Ｐを準備する点で、第１実施形態の準備工程Ｐ１と異なる。本工程では、応力付与ロッド１２Ｐ及びクラッドロッド２０Ｐを製造により準備しても、購入により準備してもよい。

【0063】

（挿入工程Ｐ２）
本工程は、応力付与ロッド１２Ｐを挿入用貫通孔２０Ｈに挿入する点で、第１実施形態の挿入工程Ｐ２と異なる。

【0064】

（線引工程Ｐ３）
本工程は、偏波保持ファイバ用母材２Ｐを線引して偏波保持ファイバ２を製造する点で第１実施形態の線引工程Ｐ３と異なる。

【0065】

本実施形態の光ファイバ用母材である偏波保持ファイバ用母材２Ｐは、第１実施形態のマルチコアファイバ用母材１Ｐと同様にして、クラッドロッド２０Ｐが、特定領域ＡＲに重心が位置し、断面積が挿入用貫通孔２０Ｈを形成するクラッドロッド２０Ｐの内周面と挿入用貫通孔２０Ｈに挿入されるガラスロッドである応力付与ロッド１２Ｐの外周面との隙間の断面積の０．５倍以上２倍以下である調整用貫通孔２０Ａを有している。従って、本実施形態の偏波保持ファイバ用母材２Ｐ、偏波保持ファイバ用母材２Ｐの製造方法、及び偏波保持ファイバ２の製造方法によれば、調整用貫通孔２０Ａが形成されていない場合と比べて、クラッド２０の外周面の円形からの歪みが抑制された偏波保持ファイバ２を製造し得る。

【0066】

以上、本発明について、実施形態を例に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されない。

【0067】

例えば、第１実施形態では、コア１０の数が４とされたが、クラッド２０の中心２０Ｃ以外に配置されるコア１０が複数であれば、その数は特に限定されない。また、クラッド２０の中心にコア１０が配置されてもよい。

【0068】

上記実施形態では、光ファイバとしてマルチコアファイバ１、偏波保持ファイバ２を例に説明した。しかし、クラッドロッド２０Ｐの中心２０ＰＣ以外に形成された複数の挿入用貫通孔２０Ｈに挿入されるガラスロッドは、光ファイバのクラッド２０内における所定の部位となるガラスロッドであれば、コアロッド１０Ｐや応力付与ロッド１２Ｐに限定されない。

【0069】

また、上記実施形態では、特定領域ＡＲに調整用貫通孔２０Ａの全体が位置する例で説明をした。しかし、本発明は、特定領域ＡＲに調整用貫通孔２０Ａの重心が位置していれば良く、調整用貫通孔２０Ａの一部が特定領域ＡＲの外に位置してもよい。

【0070】

また、上記実施形態では、特定領域ＡＲにおける仮想円２０ＣＬの内側に調整用貫通孔２０Ａの全体が位置する例で説明した。また、特定領域ＡＲにおける仮想円２０ＣＬよりもクラッドロッド２０Ｐの内側に調整用貫通孔２０Ａの重心が位置して、調整用貫通孔２０Ａの一部が仮想円２０ＣＬよりもクラッドロッド２０Ｐの外側に位置してもよい旨の説明をした。しかし、本発明では、これらの説明と異なり、仮想円２０ＣＬよりもクラッドロッド２０Ｐの外側に調整用貫通孔２０Ａの重心が位置してもよく、仮想円２０ＣＬよりもクラッドロッド２０Ｐの外側に調整用貫通孔２０Ａの全体が位置してもよい。

【0071】

また、上記実施形態では、調整用貫通孔２０Ａの重心がクラッドロッド２０Ｐの中心２０ＰＣと外周線部分ＰＯＣの中点とを通る直線ＢＳＴ上に位置する例で説明した。しかし、調整用貫通孔２０Ａの重心が直線ＢＳＴ上に位置しなくてもよい。

【0072】

また、上記実施形態では、調整用貫通孔２０Ａが２つの貫通孔２０Ａ１から成る例で説明した。しかし、調整用貫通孔２０Ａが３つ以上の貫通孔２０Ａ１から成ってもよく、調整用貫通孔２０Ａが１つの貫通孔から成ってもよい。調整用貫通孔２０Ａが１つの貫通孔から成る場合、例えば、上記実施形態に記載した２つの貫通孔２０Ａ１が繋がった形状であってもよい。

【0073】

また、上記実施形態では、２つの貫通孔２０Ａ１は、クラッドロッド２０Ｐの中心２０ＰＣを中心とする仮想円２０ＣＲ上に位置する例で説明した。しかし、クラッドロッド２０Ｐが複数の貫通孔２０Ａ１を有する場合に、複数の貫通孔２０Ａ１が共通の仮想円２０ＣＲ上に位置しなくてもよい。すなわち、クラッドロッド２０Ｐが複数の貫通孔２０Ａ１を有する場合に、クラッドロッド２０Ｐの中心２０ＰＣから貫通孔２０Ａ１までの距離が、少なくとも２つの貫通孔２０Ａ１で互いに異なってもよい。また、調整用貫通孔２０Ａが３つ以上の貫通孔２０Ａ１から成る場合に、２以上の貫通孔２０Ａ１が共通の仮想円２０ＣＲ上に位置することが好ましい。

【0074】

また、上記実施形態では、挿入工程Ｐ２の後に、マルチコアファイバ用母材１Ｐや偏波保持ファイバ用母材２Ｐを線引きして、マルチコアファイバ１や偏波保持ファイバ２を製造した。つまり、挿入用貫通孔２０Ｈにガラスロッドが挿入され、挿入用貫通孔２０Ｈ内に隙間がある状態の光ファイバ用母材を線引きして光ファイバを製造した。しかし、本発明は、これに限定されない。例えば、第１実施形態において、マルチコアファイバ用母材１Ｐをコラプスして、マルチコアファイバ用母材１Ｐの挿入用貫通孔２０Ｈの隙間及び調整用貫通孔２０Ａを潰すコラプス工程を行い、マルチコアファイバ１の中間体である光ファイバ中間体を製造し、当該光ファイバ中間体を線引きする線引工程Ｐ３を行ってもよい。同様に第２実施形態において、偏波保持ファイバ用母材２Ｐをコラプスして、偏波保持ファイバ用母材２Ｐの挿入用貫通孔２０Ｈの隙間及び調整用貫通孔２０Ａを潰すコラプス工程を行い、偏波保持ファイバ２の中間体である光ファイバ中間体を製造し、当該光ファイバ中間体を線引きする線引工程Ｐ３を行ってもよい。コラプス工程を有する場合には、線引工程Ｐ３の脱気は不要である。

【0075】

また、上記実施形態では、それぞれの挿入用貫通孔２０Ｈの断面積が互いに等しく、挿入用貫通孔２０Ｈに挿入されるコアロッド１０Ｐや応力付与ロッド１２Ｐの断面積が互いに等しい例で説明をした。そのため、挿入用貫通孔２０Ｈの隙間の断面積も互いに等しい例で説明をした。しかし、互いに隣り合う挿入用貫通孔２０Ｈの断面積が互いに異なったり、これら挿入用貫通孔２０Ｈに挿入されるコアロッド１０Ｐや応力付与ロッド１２Ｐの断面積が互いに異なり、互いに隣り合う挿入用貫通孔２０Ｈの隙間の断面積が互いに異なってもよい。

【産業上の利用可能性】

【0076】

以上説明したように、本発明によれば、クラッドの外周面の円形からの歪みが抑制された光ファイバを製造し得る光ファイバ用母材、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、光通信の分野や、その他光ファイバを利用したデバイスに利用することができる。

【符号の説明】

【0077】

１・・・マルチコアファイバ（光ファイバ）
２・・・偏波保持ファイバ（光ファイバ）
１０・・・コア
１２・・・応力付与部
２０・・・クラッド
１Ｐ・・・マルチコアファイバ用母材（光ファイバ用母材）
２Ｐ・・・偏波保持ファイバ用母材（光ファイバ用母材）
１０Ｐ・・・コアロッド（ガラスロッド）
１２Ｐ・・・応力付与ロッド（ガラスロッド）
２０Ｐ・・・クラッドロッド
２０Ｈ・・・挿入用貫通孔
２０Ａ・・・調整用貫通孔
Ｐ１・・・準備工程
Ｐ２・・・挿入工程
Ｐ３・・・線引工程

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】