特許 7553692 マルチコア光ファイバ母材、マルチコア光ファイバ母材の製造方法および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】

(24)【登録日】2024-09-09

(45)【発行日】2024-09-18

(54)【発明の名称】マルチコア光ファイバ母材、マルチコア光ファイバ母材の製造方法および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 20060101AFI20240910BHJP

   C03B 37/027 20060101ALI20240910BHJP

   G02B 6/02 20060101ALI20240910BHJP

【ＦＩ】

C03B37/012 A

C03B37/027 Z

G02B6/02 461

G02B6/02 466

【請求項の数】 12

(21)【出願番号】P 2023500949

(86)(22)【出願日】2022-02-18

(86)【国際出願番号】 JP2022006756

(87)【国際公開番号】W WO2022176990

(87)【国際公開日】2022-08-25

【審査請求日】2022-12-07

(31)【優先権主張番号】P 2021026466

(32)【優先日】2021-02-22

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

【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

(73)【特許権者】

【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】100141139

【弁理士】

【氏名又は名称】及川 周

(74)【代理人】

【識別番号】100169764

【弁理士】

【氏名又は名称】清水 雄一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100206081

【弁理士】

【氏名又は名称】片岡 央

(74)【代理人】

【識別番号】100188891

【弁理士】

【氏名又は名称】丹野 拓人

(72)【発明者】

【氏名】福本 良平

(72)【発明者】

【氏名】竹永 勝宏

【審査官】山本 吾一

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－０３１４２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１７５７７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－１３７６１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１７２４８０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ０３Ｂ

Ｇ０２Ｂ

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

１または複数の主内孔が形成されたロッド状の主クラッド体と、
前記主内孔に挿入された複数の主コアロッドと、
前記主クラッド体の一端に連設された先端連設部と、
を備え、
前記先端連設部は、１つのコアロッドを有するガラスロッドである、
マルチコア光ファイバ母材。

【請求項2】

前記複数の主コアロッドには、第１コアロッドと、前記主クラッド体の軸線方向の寸法よりも短い寸法を有する第２コアロッドとが含まれ、
前記第１コアロッドは、前記主クラッド体の中央に配置されている、請求項１に記載のマルチコア光ファイバ母材。

【請求項3】

前記先端連設部は、中実のガラスロッドである、請求項１または請求項２に記載のマルチコア光ファイバ母材。

【請求項4】

前記先端連設部は、外径が一定である定径部と、前記定径部の先端から縮径しつつ突出する縮径部と、を備え、
前記定径部の軸線方向の長さは、前記縮径部の軸線方向の長さ以上である、請求項１から請求項３のうちいずれか１項に記載のマルチコア光ファイバ母材。

【請求項5】

前記先端連設部は、外径が一定である定径部と、前記定径部の先端から縮径しつつ突出する縮径部と、を備え、
前記定径部の軸線方向の長さは、前記縮径部の軸線方向の長さ未満である、請求項１から請求項３のうちいずれか１項に記載のマルチコア光ファイバ母材。

【請求項6】

ロッド状の主クラッド体に形成された１または複数の主内孔に複数の主コアロッドが挿入されたガラス材ユニットを準備する準備工程と、
前記ガラス材ユニットの一端部に、１つのコアロッドを有するガラスロッドを突き合わせ接続するガラスロッド接続工程と、
前記ガラスロッドの一部を前記ガラス材ユニットに連設された先端連設部として残して、前記ガラスロッドの残りの部分を溶断により分離するガラスロッド切断工程と、
を有する、マルチコア光ファイバ母材の製造方法。

【請求項7】

前記複数の主コアロッドには、第１コアロッドと、前記主クラッド体の軸線方向の寸法よりも短い寸法を有する第２コアロッドとが含まれ、
前記準備工程において、
前記主内孔に、前記第１コアロッドが前記主クラッド体の中央に挿入されるとともに、前記主クラッド体の端面と前記第２コアロッドとの間に隙間を有するように、前記第１コアロッドの周囲に前記第２コアロッドが挿入された前記ガラス材ユニットを準備し、
前記準備工程後に、前記隙間を加熱し、前記主クラッド体を縮径させて前記隙間を塞ぐ、請求項６に記載のマルチコア光ファイバ母材の製造方法。

【請求項8】

前記先端連設部は、中実のガラスロッドである、請求項６または請求項７に記載のマルチコア光ファイバ母材の製造方法。

【請求項9】

前記先端連設部は、１つの先端内孔が形成されたロッド状の先端クラッド体と、前記先端内孔に挿入された１つの先端コアロッドとを備えるシングルコアユニットである、請求項６記載のマルチコア光ファイバ母材の製造方法。

【請求項10】

前記ガラスロッド切断工程において、前記先端連設部を、外径が一定である定径部と、前記定径部の先端から縮径しつつ突出する縮径部と、を備えるように形成し、
前記定径部の軸線方向の長さは、前記縮径部の軸線方向の長さ以上である、請求項６から請求項９のうちいずれか１項に記載のマルチコア光ファイバ母材の製造方法。

【請求項11】

前記ガラスロッド切断工程において、前記先端連設部を、外径が一定である定径部と、前記定径部の先端から縮径しつつ突出する縮径部と、を備えるように形成し、
前記定径部の軸線方向の長さは、前記縮径部の軸線方向の長さ未満である、請求項６から請求項９のうちいずれか１項に記載のマルチコア光ファイバ母材の製造方法。

【請求項12】

請求項６から請求項１１のうちいずれか１項に記載のマルチコア光ファイバ母材の製造方法によって得られたマルチコア光ファイバ母材を線引きすることによってマルチコア光ファイバを製造する、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、マルチコア光ファイバ母材、マルチコア光ファイバ母材の製造方法およびマルチコア光ファイバの製造方法に関する。
本願は、２０２１年２月２２日に日本に出願された特願２０２１－０２６４６６号について優先権を主張し、その内容をここに援用する。

【背景技術】

【0002】

光ファイバの被覆の厚さは、光ファイバのマイクロベンド特性、温度特性などに影響する。そのため、光ファイバを製造する際には、被覆の厚さの偏り（以下、偏肉という）を確認することがある。被覆の偏肉（asymmetry in coating layers）は、光ファイバの側面にレーザ光を照射して得られた前方散乱光によって確認することができる（例えば、特許文献１を参照）。前方散乱光の明暗の位置は、被覆の厚さ分布に影響される。そのため、前方散乱光の明暗の位置に基づいて被覆の偏肉を確認することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】日本国特開平９－１２６９４６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

近年、通信量の増大に伴い、伝送容量を大きくできる光ファイバとして、マルチコア光ファイバが注目されている。
しかしながら、マルチコア光ファイバは、精度よく被覆の偏肉を確認するのが難しい場合がある。

【0005】

本発明の態様は、精度よく被覆の偏肉を確認することができるマルチコア光ファイバ母材、マルチコア光ファイバ母材の製造方法およびマルチコア光ファイバの製造方法を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の第一の態様のマルチコア光ファイバ母材は、１または複数の主内孔が形成されたロッド状の主クラッド体と、前記主内孔に挿入された複数の主コアロッドと、前記主クラッド体の一端に連設された先端連設部と、を備え、前記先端連設部は、コアロッドを有していない、あるいは、１つのコアロッドを有するガラスロッドである。

【0007】

前記マルチコア光ファイバ母材によれば、コアロッドを有していない、あるいは、１つのコアロッドを有する先端連設部を備える。先端連設部は、ガラス材ユニット（主クラッド体と主コアロッドとを備えたユニット）に比べてコア数が少ない。先端連設部は、コア数が１以下である被覆線を作製することができるため、光散乱が少ない条件で被覆の偏肉の確認を行うことができる。よって、被覆の偏肉の確認を精度よく行うことができる。

【0008】

前記複数の主コアロッドには、第１コアロッドと、前記主クラッド体の軸線方向の寸法よりも短い寸法を有する第２コアロッドとが含まれ、前記第１コアロッドは、前記主クラッド体の中央に配置されていてもよい。

【0009】

前記先端連設部は、中実のガラスロッドであってよい。

【0010】

前記先端連設部は、外径が一定である定径部と、前記定径部の先端から縮径しつつ突出する縮径部と、を備え、前記定径部の軸線方向の長さは、前記縮径部の軸線方向の長さ以上であってもよい。

【0011】

前記先端連設部は、外径が一定である定径部と、前記定径部の先端から縮径しつつ突出する縮径部と、を備え、前記定径部の軸線方向の長さは、前記縮径部の軸線方向の長さ未満であってもよい。

【0012】

本発明の第二の態様のマルチコア光ファイバ母材の製造方法は、ロッド状の主クラッド体に形成された１または複数の主内孔に複数の主コアロッドが挿入されたガラス材ユニットを準備する準備工程と、前記ガラス材ユニットの一端部に、コアロッドを有していない、あるいは、１つのコアロッドを有するガラスロッドを突き合わせ接続するガラスロッド接続工程と、前記ガラスロッドの一部を前記ガラス材ユニットに連設された先端連設部として残して、前記ガラスロッドの残りの部分を溶断により分離するガラスロッド切断工程と、を有する。

【0013】

前記製造方法によれば、コアロッドを有していない、あるいは、１つのコアロッドを有する先端連設部を形成するため、被覆線のコア数が少ないため、光散乱が少ない条件で被覆の偏肉の確認を行うことができる。よって、被覆の偏肉の確認を精度よく行うことができる。

【0014】

前記主コアロッドには、第１コアロッドと、前記主クラッド体の軸線方向の寸法よりも短い寸法を有する第２コアロッドとが含まれ、前記準備工程において、前記主内孔に、前記第１コアロッドが前記主クラッド体の中央に挿入されるとともに、前記主クラッド体の端面と前記第２コアロッドとの間に隙間を有するように、前記第１コアロッドの周囲に前記第２コアロッドが挿入された前記ガラス材ユニットを準備し、前記準備工程後に、前記隙間を加熱し、前記主クラッド体を縮径させて前記隙間を塞いでもよい。

【0015】

前記先端連設部は、中実のガラスロッドであってよい。

【0016】

前記先端連設部は、１つの先端内孔が形成されたロッド状の先端クラッド体と、前記先端内孔に挿入された１つの先端コアロッドとを備えるシングルコアユニットであってよい。

【0017】

前記ガラスロッド切断工程において、前記先端連設部を、外径が一定である定径部と、前記定径部の先端から縮径しつつ突出する縮径部と、を備えるように形成し、前記定径部の軸線方向の長さは、前記縮径部の軸線方向の長さ以上であってもよい。

【0018】

前記ガラスロッド切断工程において、前記先端連設部を、外径が一定である定径部と、前記定径部の先端から縮径しつつ突出する縮径部と、を備えるように形成し、前記定径部の軸線方向の長さは、前記縮径部の軸線方向の長さ未満であってもよい。

【0019】

本発明の第三の態様のマルチコア光ファイバの製造方法は、前記マルチコア光ファイバ母材の製造方法によって得られたマルチコア光ファイバ母材を線引きすることによってマルチコア光ファイバを形成する。

【発明の効果】

【0020】

本発明によれば、精度よく被覆の偏肉を確認することができるマルチコア光ファイバ母材、マルチコア光ファイバ母材の製造方法およびマルチコア光ファイバの製造方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】第１実施形態のマルチコア光ファイバ母材の軸線方向に沿う断面図である。

【図2】マルチコア光ファイバ母材の製造方法を説明する工程図である。

【図3】図２に続く工程図である。

【図4】図３に続く工程図である。

【図5】図４に続く工程図である。

【図6】図５に続く工程図である。

【図7】図６に続く工程図である。

【図8】図７に続く工程図である。

【図9】マルチコア光ファイバ母材の軸線方向に直交する断面図である。

【図10】マルチコア光ファイバの製造装置の一例を示す構成図である。

【図11】第１偏肉検出部の構成を示す模式図である。

【図12】第２実施形態のマルチコア光ファイバ母材の軸線方向に沿う断面図である。

【図13】第３実施形態のマルチコア光ファイバ母材の軸線方向に沿う断面図である。

【図14】図１３のマルチコア光ファイバ母材の製造方法を説明する工程図である。

【図15】図１３のマルチコア光ファイバ母材の製造方法を説明する工程図である。

【図16】シングルコアの被覆線にレーザ光を照射したときの前方散乱光の例を示す写真である。

【図17】マルチコアの被覆線にレーザ光を照射したときの前方散乱光の例を示す写真である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、実施形態に係るマルチコア光ファイバ母材、マルチコア光ファイバ母材の製造方法およびマルチコア光ファイバの製造方法について、図面を参照して説明する。

【0023】

（第１実施形態）
［マルチコア光ファイバ母材］
図１は、第１実施形態のマルチコア光ファイバ母材１０（以下、単に光ファイバ母材１０という）の軸線方向に沿う断面図である。
光ファイバ母材１０は、主クラッド体１と、複数の主コアロッド２と、先端連設部３と、ダミー管１３とを備える。

【0024】

主クラッド体１は、円柱状（ロッド状）に形成されている。主クラッド体１は、ガラスで構成される。主クラッド体１は、例えば、石英ガラス製の一体成形品である。主クラッド体１には、複数の主内孔４が形成されている。主内孔４は、主クラッド体１の軸線方向に沿って形成されている。第１端１ａは、主クラッド体１の先端連設部３が設けられている側の一端である。第２端１ｂは、主クラッド体１の第１端１ａとは反対側の端面である。ここで、第１端１ａ及び第２端１ｂの取り得る形状としては、例えば、端面状や非端面状が挙げられる。

【0025】

主コアロッド２は、円柱状（ロッド状）に形成されている。主コアロッド２は、主クラッド体１に比べて屈折率が高い領域を含む。主コアロッド２は、その一部に屈折率上昇ドーパント（ゲルマニウム、リン、アルミニウム、チタン等）が添加されたガラス（例えば、石英ガラス）や、屈折率減少ドーパント（ホウ素、フッ素等）が添加されたガラス（例えば、石英ガラス）で構成されていてもよい。主コアロッド２は、主内孔４に挿入されている。主クラッド体１と、複数の主コアロッド２とは「ガラス材ユニットＵ１」を構成する。

【0026】

先端連設部３は、ガラス（例えば、石英ガラス）で構成される。先端連設部３は、主クラッド体１の第１端１ａ（一端）に溶着により連設されている。先端連設部３は、主クラッド体１と同軸とされている。先端連設部３は、主クラッド体１のすべての主内孔４の開口を塞ぐ。先端連設部３の外径は、主クラッド体１の外径と同じであることが好ましい。
先端連設部３は、例えば、中実のガラスロッドである。先端連設部３は、中実であるため、コアロッドを備えていない（すなわち、コアロッドの保有数はゼロである）。先端連設部３の屈折率は、主クラッド体１の屈折率とほぼ同じであってよい。
なお、後述するように、先端連設部のコアロッドの保有数は１でもよい。すなわち、先端連設部のコアロッドの保有数は１つ、または、先端連設部はコアロッドを有していない。

【0027】

先端連設部３は、定径部５と、縮径部６とを備える。定径部５は、主クラッド体１の第１端１ａに連設された端部を含む部分である。定径部５は、円柱状（ロッド状）に形成されている。定径部５の外径は一定である。縮径部６は、定径部５の先端５ａから縮径しつつ突出する。縮径部６は、先細りのテーパ状（例えば、円錐形状）に形成されている。

【0028】

定径部５の軸線方向の長さをＡ１と定義する。縮径部６の軸線方向の長さをＡ２と定義する。定径部５の長さＡ１は、縮径部６の長さＡ２以上であってもよい。定径部５の長さＡ１は、縮径部６の長さＡ２未満であってもよい。
ダミー管１３は、ガラス材ユニットＵ１の第２端１ｂに連設されている。なお、光ファイバ母材１０は、ダミー管１３がない構成としてもよい。

【0029】

［マルチコア光ファイバ母材の製造方法］
光ファイバ母材１０を製造する方法を、図２～図８を参照して説明する。なお、以下の説明に用いる図面では、部材を認識可能な大きさとするため縮尺を変更している場合がある。

【0030】

ここに示す光ファイバ母材の製造方法は、（１）孔開工程、（２）洗浄工程、（３）準備工程、（４）ダミー管接続工程、（５）封止工程、（６）ガラスロッド接続工程、および（７）ガラスロッド切断工程を有する。以下、各工程について説明する。

【0031】

（１）孔開工程
図２に示すように、主クラッド体１に、ドリルツールなどを用いて複数の貫通孔１４を形成する。貫通孔１４は主クラッド体１に軸線方向に沿って形成される。貫通孔１４の両端はそれぞれ、主クラッド体１の軸線方向の端面に開口される。貫通孔１４は、例えば、主クラッド体１の中心軸を取り囲むように、軸周り方向に間隔をおいて複数箇所に形成される。

【0032】

（２）洗浄工程
貫通孔１４内には、孔開時に用いた切削液、ドリルツール由来の金属粉などが残っている場合があるため、純水、アルコール（エタノール）、アルカリ液などの洗浄液を用いて、主クラッド体１の外面および貫通孔１４の内面の洗浄を行う。

【0033】

洗浄工程では、貫通孔１４の内面を、エッチングによって処理することもできる。エッチングによって、例えば、貫通孔１４の内面のマイクロクラックに付着した異物（前記金属粉など）を除去することができる。エッチングは、ウェットエッチングでもよいし、ドライエッチングでもよい。ウェットエッチングでは、フッ酸を含むエッチング液、例えば、フッ酸とフッ化アンモニウムを混合したＢＨＦ（バッファードフッ酸）などを使用できる。ドライエッチングでは、エッチングガスとして、例えばＳＦ６(六フッ化硫黄)ガス、Ｃ２Ｆ６（六フッ化エタン）ガスなどのフッ化ガスを使用できる。ドライエッチングでは、例えば、主クラッド体１を１２００℃以上に加熱ししつつ、貫通孔１４にエッチングガスを導入する。

【0034】

（３）準備工程
図３に示すように、ガラス材ユニットＵ１を準備する。主クラッド体１の複数の貫通孔１４のそれぞれに、コアとなるガラスロッド２（以下、主コアロッドという）を挿入する。これによって、主クラッド体１の複数の貫通孔１４のそれぞれに主コアロッド２が挿入された構成のガラス材ユニットＵ１が得られる。

【0035】

主コアロッド２は、水、アルコール、アルカリ液などの洗浄液を用いて予め洗浄しておくのが好ましい。主コアロッド２は、エッチングを行って表面の汚れを除去してもよい。
準備工程は、クリーン度の高い室内で行うことが好ましい。これにより、伝送損失の原因となる挨、汚れなどが主コアロッド２に付着するのを防ぐことができる。

【0036】

主クラッド体１の複数の貫通孔１４のうち１つ以上の貫通孔１４に、主コアロッド２に代えてコア識別マーカ用ガラスロッド（図示略）を挿入してもよい。コア識別マーカ用ガラスロッドは、例えば、主クラッド体１および主コアロッド２の両方に対して屈折率が異なるガラスロッド等である。

【0037】

主コアロッド２の外径は、例えば、貫通孔１４の内径の８０～９９％である。光ファイバにおけるコア位置精度の安定確保の点で、主コアロッド２の外径は、貫通孔１４の内径の９０～９９％であることがより好ましく、９５～９９％であることがさらに好ましい。

【0038】

（４）ダミー管接続工程
図４に示すように、ガラス材ユニットＵ１の両端に、それぞれダミー管１２，１３を溶着などにより接続する。ダミー管１２，１３は、例えば、石英ガラス製の円筒状の管体である。ダミー管１２，１３を主クラッド体１に溶着するには、ガラス材ユニットＵ１の端部を火炎１６（例えば酸水素炎）等によって加熱する。

【0039】

第１ダミー管１２は、軸線方向の端面をガラス材ユニットＵ１の軸線方向の一方の端面に突き合わせてガラス材ユニットＵ１に接続する。第２ダミー管１３は、端面をガラス材ユニットＵ１の他方の端面に突き合わせてガラス材ユニットＵ１に接続する。ダミー管１２，１３は、チャック２０により把持することができる。
なお、本実施形態では、準備工程の後に、ダミー管接続工程を行ったが、ダミー管接続工程は、準備工程の前に行ってもよい。

【0040】

（５）封止工程
図５に示すように、ガラス材ユニットＵ１の一方の端部（以下、第１端部という。図５において右の端部）を、火炎１６（例えば酸水素炎）等を用いて加熱し、縮径させることによって、貫通孔１４の開口を塞ぐ（すなわち、封止する）。これにより、ガラス材ユニットＵ１の第１端部側の第１ダミー管１２は、溶断によりガラス材ユニットＵ１から分離される。ダミー管１２を使用することによって、溶断を容易に行うことができる。
なお、ガラス材ユニットＵ１を加熱する手段は火炎１６に限らず、電気炉などを用いてもよい。

【0041】

貫通孔１４の開口を封止した状態のガラス材ユニットＵ１の第１端部を、第１端封止部１７という。第１端封止部１７は、主クラッド体１の第１端部が主コアロッド２の第１端部とともに縮径されて中実化されている。第１端封止部１７は、例えば、先細りのテーパ状（例えば、円錐形状）に形成されている。

【0042】

ダミー管１３に減圧ポンプを接続し、貫通孔１４内を減圧してもよい。これによって、ガラス材ユニットＵ１における空隙（気泡）を小さくできる。

【0043】

（６）ガラスロッド接続工程
図６に示すように、ガラス材ユニットＵ１の第１端封止部１７に、ガラスロッド１５の端部を溶着、一体化する。ガラスロッド１５は、例えば石英ガラス製である。ガラスロッド１５は中実構造を有する。ガラスロッド１５は、円柱状に形成されている。ガラスロッド１５は、ガラスロッド１５の外径は、主クラッド体１の外径と同じであることが好ましい。

【0044】

ガラスロッド１５は、ガラス材ユニットＵ１の第１端部（一端部）の端面に突き合わせられ、ガラス材ユニットＵ１に同軸に位置合わせされて溶着、一体化する。ガラスロッド１５は、ガラス材ユニットＵ１の第１端部に接続される。ガラスロッド１５は、全ての貫通孔１４の開口を塞ぐ。これにより、ガラスロッド１５は、ガラス材ユニットＵ１の第１端部に連設される（図７参照）。貫通孔１４は主内孔４となる（図７参照）。

【0045】

図７に示すように、必要に応じて、ガラスロッド１５とガラス材ユニットＵ１との接続箇所の外周面にコテ１８を当て、ガラスロッド１５とガラス材ユニットＵ１との段差を小さくすることができる。これにより、線引きの際に光ファイバまたはガラス線の断線を起こりにくくすることができる。

【0046】

（７）ガラスロッド切断工程
図８に示すように、ガラスロッド１５の長さ方向の中間位置を、火炎１６（例えば酸水素炎）等を用いて加熱し、ガラスロッド１５を溶断により切断する。
ガラスロッド１５の長さ方向の一部は、ガラス材ユニットＵ１に連設された先端連設部３として残る。これによって、図１に示す光ファイバ母材１０が得られる。ガラスロッド１５の長さ方向の残りの部分は、先端連設部３から分離される。

【0047】

本工程では、ガラス材ユニットＵ１は、減圧ポンプによって内部を減圧した状態で第２端部（例えば、図８において光ファイバ母材１０の左の端部）を封止してもよい。これにより、空隙（気泡）が少ない光ファイバを製造できる。なお、ガラス材ユニットＵ１の第２端部が封止されていない場合は、減圧ポンプでガラス材ユニットＵ１の内部を減圧した状態で、後述する偏肉確認工程および本製造工程において、加熱部１０１によって光ファイバ母材１０を加熱して溶融紡糸してもよい。

【0048】

図９は、光ファイバ母材１０の一例を示す断面図である。図９は、光ファイバ母材１０の軸線方向に直交する断面を示す。この例の光ファイバ母材１０の主内孔４の数は４つであり、４つの主内孔４は、主クラッド体１の中心軸の周りに等間隔に配列されている。

【0049】

［マルチコア光ファイバの製造方法］
光ファイバ母材１０を用いたマルチコア光ファイバの製造方法を、図１０を参照して説明する。
図１０は、マルチコア光ファイバの製造装置１００（以下、単に製造装置１００という）を示す構成図である。図１１は、第１偏肉検出部１０５の構成を示す模式図である。

【0050】

図１０に示すように、製造装置１００は、加熱部１０１と、冷却部１０２と、第１コーティング部１０３と、第１硬化部１０４と、第１偏肉検出部１０５と、第２コーティング部１０６と、第２硬化部１０７と、第２偏肉検出部１０８と、プーリー１０９と、引取り部１１０と、巻取り部１１１と、を備える。
第１硬化部１０４は、１つまたは複数のＵＶランプ１０４ａを備える。第２硬化部１０７は、１つまたは複数のＵＶランプ１０７ａを備える。

【0051】

実施形態に係るマルチコア光ファイバの製造方法は、（１）偏肉確認工程、および（２）本製造工程を有する。

【0052】

（１）偏肉確認工程
加熱部１０１によって光ファイバ母材１０を加熱して溶融紡糸する。すなわち、光ファイバ母材１０の先端部（先端連設部３の先端部）を加熱することによってガラス粘度を低下（軟化）させ、軟化したガラスを線引きする。先端連設部３は中実のガラスロッドであるため（図１参照）、線引きされたガラスは、コアをもたないガラス線２１である。冷却部１０２によって、ガラス線２１を冷却する。

【0053】

第１コーティング部１０３によって、ガラス線２１の外周に、ウレタンアクリレート系の樹脂などの被覆材を塗布（コーティング）して第１被覆を形成する。第１被覆が形成されたガラス線２１を、中間体２２（被覆線）という。
第１硬化部１０４のＵＶランプ１０４ａによって中間体２２にＵＶを照射し、第１被覆を硬化させる。

【0054】

図１１に示すように、第１偏肉検出部１０５は、発光部１１２と、受光部１１３とを備える。発光部１１２は、レーザ光Ｌ１（試験光）を中間体２２に照射する。受光部１１３は、前方散乱光Ｌ２を受光する。第１偏肉検出部１０５では、前方散乱光Ｌ２に基づいて第１被覆の厚さの偏り（偏肉）を確認できる。

【0055】

図１０に示すように、中間体２２はコアがないため、複数のコアを原因とするレーザ光の散乱は起こらない。そのため、前方散乱光の明暗の位置に基づいて第１被覆の偏肉を容易に確認することができる。第１被覆の偏肉が確認された場合には、第１コーティング部１０３におけるコーティングの条件を調整することによって、偏肉を抑制することができる。

【0056】

第２コーティング部１０６によって、中間体２２の外周に、ウレタンアクリレート系の樹脂などの被覆材を塗布（コーティング）して第２被覆を形成する。第２被覆が形成された中間体２２を、被覆ガラス線２３（被覆線）という。
第２硬化部１０７のＵＶランプ１０７ａによって被覆ガラス線２３にＵＶを照射し、第２被覆を硬化させる。

【0057】

第２偏肉検出部１０８は、発光部（図示略）と、受光部（図示略）とを備える。第２偏肉検出部１０８は、第１偏肉検出部１０５（図１１参照）と同様の構成とすることができる。発光部は、レーザ光（試験光）を被覆ガラス線２３に照射する。受光部は、前方散乱光を受光する。第２偏肉検出部１０８では、前方散乱光に基づいて第２被覆の偏肉を確認できる。

【0058】

被覆ガラス線２３はコアがないため、複数のコアを原因とするレーザ光の散乱は起こらない。そのため、前方散乱光の明暗の位置に基づいて第２被覆の偏肉を容易に確認することができる。第２被覆の偏肉が確認された場合には、第２コーティング部１０６におけるコーティングの条件を調整することによって、偏肉を抑制することができる。

【0059】

プーリー１０９は、被覆ガラス線２３の方向を変換する。引取り部１１０は、例えば、引取りキャプスタンであり、線引き速度を決定する。巻取り部１１１は、被覆ガラス線２３を巻き取る。

【0060】

（２）本製造工程
線引きにより先端連設部３が消費されると、線引き端はガラス材ユニットＵ１に移行する（図１参照）。ガラス材ユニットＵ１から線引きされた光ファイバ裸線は、第１コーティング部１０３によって第１被覆が形成され、第１硬化部１０４によって第１被覆が硬化され、光ファイバ素線中間体となる。

【0061】

光ファイバ素線中間体は、第２コーティング部１０６によって第２被覆が形成され、第２硬化部１０７によって第２被覆が硬化され、光ファイバ素線となる。
図１に示すように、ガラス材ユニットＵ１の主クラッド体１は、光ファイバ素線のクラッドとなる。主コアロッド２は、光ファイバ素線のコアとなる。主コアロッド２は複数あるため、光ファイバ素線はマルチコア光ファイバである。

【0062】

［実施形態の光ファイバ母材およびマルチコア光ファイバの製造方法が奏する効果］
本実施形態の光ファイバ母材１０には、コアロッドが設けられていない、あるいは、コアロッドが一つ設けられている先端連設部３を備える。先端連設部３は、ガラス材ユニットＵ１に比べてコア数が少ない。先端連設部３は、コア数が１以下である中間体２２および被覆ガラス線２３を作製することができる。そのため、偏肉検出部１０５，１０８において、光散乱が少ない条件で被覆の偏肉の確認を行うことができる。よって、被覆の偏肉の確認を精度よく行うことができる。

【0063】

光ファイバ母材１０は、先端連設部３が中実のガラスロッドであるため、偏肉確認工程において、コアがない中間体２２および被覆ガラス線２３を作製することができる。そのため、偏肉検出部１０５，１０８において、より光散乱が少ない条件で被覆の偏肉の確認を行うことができる。

【0064】

前記製造方法によれば、先端連設部３を備える光ファイバ母材１０を線引きするため、マルチコア光ファイバを作製する本製造工程に先だって、コア数が１以下である中間体２２および被覆ガラス線２３を作製することができる。そのため、偏肉検出部１０５，１０８において、光散乱が少ない条件で被覆の偏肉の確認を行うことができる。よって、被覆の偏肉の確認を精度よく行うことができる。

【0065】

前記製造方法では、先端連設部３が中実のガラスロッドであるため、偏肉確認工程において、コアがない中間体２２および被覆ガラス線２３を作製することができる。そのため、偏肉検出部１０５，１０８において、より光散乱が少ない条件で被覆の偏肉の確認を行うことができる。

【0066】

先端連設部３は、外径が一定である定径部５と、定径部５の先端５ａから縮径しつつ突出する縮径部６とを備える。定径部５の長さＡ１が縮径部６の長さＡ２以上であると、中間体２２および被覆ガラス線２３に、偏肉確認のための十分な長さが与えられる。そのため、より精度の高い被覆の偏肉確認を行うことができる。

【0067】

定径部５の長さＡ１は、縮径部６の長さＡ２未満であってもよい。この場合、被覆線にレーザ光を照射して偏肉を確認する工程（偏肉確認工程）に要する時間を短くし、早期に本製造工程に移行できるため、マルチコア光ファイバの製造効率を高めることができる。

【0068】

（第２実施形態）
［マルチコア光ファイバ母材］
図１２は、第２実施形態の光ファイバ母材２１０の軸線方向に沿う断面図である。第１実施形態の光ファイバ母材１０（図１参照）との共通構成については、同じ符号を付して説明を省略する。

【0069】

光ファイバ母材２１０は、主クラッド体１と、複数の主コアロッド２と、先端連設部２０３と、ダミー管１３とを備える。光ファイバ母材２１０は、先端連設部３に代えて先端連設部２０３を用いる点で、図１に示す光ファイバ母材１０と異なる。

【0070】

先端連設部２０３は、先端クラッド体２０４と、１つの先端コアロッド２０５と、を備えるシングルコアユニットである。
先端クラッド体２０４の外形は、図１に示す先端連設部３の外形と同様である。先端クラッド体２０４は、ガラス（例えば、石英ガラス）で構成される。先端クラッド体２０４には、１つの先端内孔２０６が形成されている。先端内孔２０６は、先端クラッド体２０４の中央部に、先端クラッド体２０４の軸線方向に沿って形成されている。

【0071】

先端コアロッド２０５は、円柱状（ロッド状）に形成されている。先端コアロッド２０５は、ガラス（例えば、石英ガラス）で構成される。先端コアロッド２０５は、先端クラッド体２０４に比べて屈折率が高い領域を含む。先端コアロッド２０５は、先端内孔２０６に挿入されている。

【0072】

先端連設部２０３は、主クラッド体１の第１端１ａ（一端）に溶着により連設されている。先端連設部２０３は、主クラッド体１と同軸とされている。先端連設部２０３は、主クラッド体１のすべての主内孔４を塞ぐ。先端連設部２０３の外径は、主クラッド体１の外径と同じであることが好ましい。先端連設部２０３は、１つのコアロッド（先端コアロッド２０５）を備えるため、コアロッドの保有数は１である。

【0073】

光ファイバ母材２１０を線引きすることによって、第１実施形態の光ファイバ母材１０と同様にしてマルチコア光ファイバを製造することができる（図１０参照）。

【0074】

光ファイバ母材２１０は、コアロッドの保有数が１つである先端連設部２０３を備えるため、偏肉確認工程において、コア数が１以下である中間体および被覆ガラス線を作製することができる。そのため、偏肉検出部において、光散乱が少ない条件で被覆の偏肉の確認を行うことができる。よって、被覆の偏肉の確認を精度よく行うことができる。

【0075】

（第３実施形態）
［マルチコア光ファイバ母材］
図１３は、第３実施形態の光ファイバ母材３１０の軸線方向に沿う断面図である。第１実施形態の光ファイバ母材１０（図１参照）との共通構成については、同じ符号を付して説明を省略する。

【0076】

光ファイバ母材３１０は、主クラッド体３１と、複数の主コアロッド３２と、先端連設部３０１と、ダミー管１３とを備える。光ファイバ母材３１０は、ガラス材ユニットＵ２の構成及び先端連設部３０１が設けられている位置において、図１に示す光ファイバ母材１０と異なる。

【0077】

複数の主コアロッド３２には、第１コアロッド３２ａと、第２コアロッド３２ｂとが含まれている。
第１コアロッド３２ａの軸線方向の寸法Ｍ１は、主クラッド体３１の軸線方向の寸法ＭＡと同じである。第２コアロッド３２ｂの軸線方向の寸法Ｍ２は、主クラッド体３１の軸線方向の寸法ＭＡよりも短い。また、第２コアロッド３２ｂの軸線方向の寸法Ｍ２は、第１コアロッド３２ａの軸線方向の寸法Ｍ１より短い。
第１コアロッド３２ａは、主クラッド体３１の中央に配置されている。例えば、図９に示す主コアロッド２が本実施形態の第２コアロッド３２ｂに相当し、第１コアロッド３２ａが、４つの第２コアロッド３２ｂに囲まれて構成されている。

【0078】

先端連設部３０１は、定径部３０２と、縮径部３０３とを備える。定径部３０２と、縮径部３０３との長さ関係は第１実施形態と同様である。
先端連設部３０１は、コアロッドを有していない。

【0079】

先端連設部３０１は、主クラッド体３１の第１端３１ａ（端面）に溶着により連設されている。先端連設部３０１は、主クラッド体３１と同軸とされている。先端連設部３０１は、第１コアロッド３２ａの主内孔４を塞ぐ。先端連設部３０１の外径は、第１コアロッド３２ａの外径よりやや大きい。
また、主クラッド体３１の先端部は、第１端３１ａに向かって縮径するテーパ状である。

【0080】

なお、実施形態では、第１コアロッド３２ａの軸線方向の寸法Ｍ１は、主クラッド体３１の軸線方向の寸法ＭＡと同じとしたが、第１コアロッド３２ａの寸法Ｍ１は、主クラッド体３１の寸法ＭＡより短くてもよい。

【0081】

本実施形態に係るマルチコア光ファイバ母材３１０によれば、図１のマルチコア光ファイバ母材１０、図１２のマルチコア光ファイバ母材２１０に比べ、先端連設部３０１の外径が小さいため、先端連設部３０１の熱容量が小さくなる。その結果、先端連設部３０１が溶けやすくなる。このため、図１３のマルチコア光ファイバ母材３１０を線引装置に設置して、先端連設部３０１を加熱した時に、マルチコア光ファイバ母材３１０の先端連設部３０１を落下させる工程（落とし工程）の時間を短縮することができる。したがって、特に第１コアロッド３２ａの長さが軸線方向に長い場合において、落とし工程から、マルチコア光ファイバ母材３１０から製品となるファイバを繰り出す本引き工程までの時間を短縮することができる。

【0082】

［マルチコア光ファイバ母材の製造方法］
光ファイバ母材３１０を製造する方法を、図１４及び図１５を参照して説明する。なお、以下の説明に用いる図面では、部材を認識可能な大きさとするため縮尺を変更している場合がある。第１実施形態と同様の工程については、説明を省略する。

【0083】

孔開工程では、貫通孔１４は、主クラッド体３１の中央と、主クラッド体３１の中央を取り囲むように軸周り方向に間隔を置いて複数箇所とに形成される。
洗浄工程は、第１実施形態と同様である。

【0084】

準備工程では、図１４に示すように、ガラス材ユニットＵ２を準備する。主クラッド体３１の複数の貫通孔１４のそれぞれに、コアとなるガラスロッド３２ａ（以下、第１コアロッドという）と、ガラスロッド３２ｂ（以下、第２コアロッドという）を挿入する。具体的には、主クラッド体３１の中央に形成された貫通孔（主内孔）１４に第１コアロッド３２ａが挿入され、主クラッド体３１の中央を取り囲むように形成された貫通孔１４に、第２コアロッド３２ｂが挿入されている。
第１コアロッド３２ａの軸線方向の寸法Ｍ１ａは、主クラッド体３１の軸線方向の寸法ＭＡと同じである。なお、本実施形態では、第１コアロッド３２ａの軸線方向の寸法Ｍ１ａは、主クラッド体３１の軸線方向の寸法ＭＡと同じとしたが、第１コアロッド３２ａの寸法Ｍ１ａは、主クラッド体３１の寸法ＭＡより短くてもよい。
第２コアロッド３２ｂの軸線方向の寸法Ｍ２ａは、主クラッド体３１の軸線方向の（貫通孔１４の寸法）寸法ＭＡよりも短い。また、第２コアロッド３２ｂの軸線方向の寸法Ｍ２ａは、第１コアロッド３２ａの軸線方向の寸法Ｍ１ａより短い。このため、主クラッド体３１の端面と第２コアロッド３２ｂとの間には隙間Ｓが形成されている。また、第２コアロッド３２ｂが挿通されている貫通孔１４の第２端３１ｂ側には、隙間が形成されていない。
このように、主クラッド体３１の複数の貫通孔１４のそれぞれに第１コアロッド３２ａ、第２コアロッド３２ｂが挿入された構成のガラス材ユニットＵ２が得られる。

【0085】

その後、第１実施形態と同様に、ダミー管接続工程を行う。
次に、真空状態のまま、封止工程において以下の処理が施される。
図１５に示すように、先端連設部３０１は、主クラッド体３１の外径よりも若干小さい外径を有する。この構成により、後述する封止工程において、隙間Ｓが潰れた際に主クラッド体３１の外径と、先端連設部３０１の外径がほぼ同一とすることが可能となる。
また、図１５の主クラッド体３１の先端連設部３０１側の外径寸法ＭＳ３が、図１３の主クラッド体３１の先端連設部３０１側の外径寸法ＭＳ１と等しくてもよい。この場合、図１４の状態で隙間Ｓを潰し、先端連設部３０１を設けている。
また、図１４の主クラッド体３１の外径寸法ＭＳ２が最も大きく、次に図１５の主クラッド体３１の外径寸法ＭＳ３が大きく、図１３の主クラッド体３１の外径寸法ＭＳ１が最も小さくてもよい（ＭＳ２＞ＭＳ３＞ＭＳ１）。この場合、図１４に示すように、貫通孔１４の隙間Ｓが設けられている状態で、ダミー管１２を溶断する。このときに溶断した付近の隙間Ｓは若干潰れる。この後、封止工程、あるいはガラスダミー接続工程において、真空引きを行い、隙間Ｓを潰すことにより図１３の光ファイバ母材３１０が形成される。
ただし、真空引きを行うタイミングを隙間Ｓが設けられている状態からダミー管１２を溶断する際に途中に行うことで、図１３に示すように、隙間が完全に潰れた構造にすることも可能である。

【0086】

例えば、主クラッド体３１の外径が、φ８０ｍｍであり、貫通孔１４の内径がφ２０ｍｍであり、４か所の隙間Ｓが潰れた場合、潰れた後の主クラッド体３１の外径は、φ７０（２×√（（８０／２）＾２×π－４×（２０／２）＾２×π））ｍｍとなる。すなわち、主クラッド体３１の外径は、主クラッド体３１の外径をφ１とし、貫通孔１４の内径をφ２とすると、潰れた後の主クラッド体３１の外径は２×√（（φ１／２）＾２－Σｉ（φ２／２）＾２）（Σはｉ＝１～Ｎ）で表すことが可能である。
すなわち、隙間Ｓが潰れた後の主クラッド体３１の外径と一致するように、先端連設部３０１の外径を調整する。
なお、本実施形態では、主クラッド体３１の先端に先端連設部３０１を溶着した。この他に、主クラッド体３１の先端に細いロッド（先端連設部）を取り付けた後、ロッドの先端を溶断して先端連設部を形成してもよい。

【0087】

図１５に示すように、封止工程において、隙間Ｓを真空にする。次いで、火炎１６等によって主クラッド体３１の隙間Ｓを含む領域を加熱し、主クラッド体３１を縮径させて隙間Ｓを塞ぐ。これにより、隙間Ｓが潰れた際に主クラッド体３１の外径と、先端連設部３０１の外径がほぼ同一となる。このようにして、図１３に示す光ファイバ母材３１０が形成される。

【0088】

光ファイバ母材３１０を線引きすることによって、第１実施形態の光ファイバ母材１０と同様にしてマルチコア光ファイバを製造することができる（図１０参照）。

【0089】

本実施形態の光ファイバ母材３１０においても、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。また、仮に、図１５に示す封止工程において、第１コアロッド３２ａを溶断してしまい、第２コアロッド３２ｂより突出している第１コアロッド３２ａが先端連設部となった場合でも、ガラス材ユニットＵ２の先端部にはコアが一つしかない状態であるため、偏肉を確認しやすい。
また、ガラス材ユニットＵ２の先端部がシングルコアファイバと同じ構成になるため、この領域で偏肉の確認を容易に行うことが可能となる。また、第２コアロッド３２ｂの寸法Ｍ２が貫通孔１４の寸法ＭＡよりも短いため、主クラッド体３１の孔の内部を真空に引きながら溶断することで、隙間Ｓが容易に潰れる。すなわち、すべての貫通孔１４にロッドが入っている領域に比べて、母材の外径が小さくなる。その結果、すべての貫通孔１４にロッドが入っている領域に比べて溶断に掛かる時間が減り、溶断が容易となる。

【0090】

図１６は、シングルコアの被覆線にレーザ光を照射したときの前方散乱光の例を示す写真である。図１７は、マルチコアの被覆線にレーザ光を照射したときの前方散乱光の例を示す写真である。
図１５に示す先端連設部２０３を線引きして得た中間体および被覆ガラス線は、シングルコアの被覆線である。そのため、図１６に示すように、前方散乱光は明所および暗所がはっきりしたパターンを示す。そのため、被覆の偏肉の確認は容易となる。
これに対し、図１７に示すように、被覆線がマルチコアである場合には、前方散乱光には、複数のコアを原因とする複数の明所があるため、被覆の偏肉の確認は容易でない。

【0091】

図１５に示すように、先端連設部２０３は、先端クラッド体２０４と、１つの先端コアロッド２０５と、を備えるシングルコアユニットである。そのため、シングルコアの光ファイバ用の光ファイバ母材の廃材を利用して先端連設部２０３を作製することができる。
したがって、光ファイバ母材２１０の作製は容易となる。また、光ファイバ母材２１０を低コストで作製することができる。

【0092】

以上、本発明を最良の形態に基づいて説明してきたが、本発明は上述の最良の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。
実施形態の光ファイバ母材は、スタックアンドドロー法を適用してもよい。スタックアンドドロー法を適用する場合には、例えば、ガラス管（主クラッド体）の１つの貫通孔（主内孔）内に複数の主コアロッドおよび複数のスペーサロッドを挿入する。これによって、ガラス管と主コアロッドとスペーサロッドとを備えたガラス材ユニットを得る。光ファイバ母材は、このガラス材ユニットと先端連設部とによって構成される。

【0093】

実施形態の光ファイバ母材は、ロッドインチューブ法を適用してもよい。その場合、主クラッド体の貫通孔（主内孔）の数は複数が好ましいが、複数には限定されない。すなわち、ガラス材ユニットは、１つの貫通孔を有する主クラッド体と、貫通孔に挿通する複数の主コアロッドとによって構成されてもよい。

【符号の説明】

【0094】

１…主クラッド体、２…主コアロッド、３，２０３…先端連設部、４…主内孔、１０，２１０…マルチコア光ファイバ母材、２２…中間体（被覆線）、２３…被覆ガラス線（被覆線）、２０４…先端クラッド体、２０５…先端コアロッド、２０６…先端内孔、Ａ１…定径部の長さ、Ａ２…縮径部の長さ、Ｌ１…レーザ光（試験光）、Ｌ２…前方散乱光

【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】