光ファイバの製造方法
【課題】細かく複雑な断面構造を有する光ファイバをより容易に製造できる光ファイバの製造方法を提供すること。
【解決手段】コアを形成するための少なくとも１つのコア形成部とクラッドを形成するためのクラッド形成部とを備える第１元材を準備する準備工程と、前記準備した第１元材を少なくとも１本含む２本以上の元材を束ねて第１束を形成して該第１束を加熱延伸し、第２元材を形成する第１延伸工程と、前記第２元材を少なくとも１本含む２本以上の元材を束ねて第２束を形成して該第２束を加熱延伸する第２延伸工程と、を含み、前記第２延伸工程において光ファイバを形成するまで前記第２束を加熱延伸する。
【解決手段】コアを形成するための少なくとも１つのコア形成部とクラッドを形成するためのクラッド形成部とを備える第１元材を準備する準備工程と、前記準備した第１元材を少なくとも１本含む２本以上の元材を束ねて第１束を形成して該第１束を加熱延伸し、第２元材を形成する第１延伸工程と、前記第２元材を少なくとも１本含む２本以上の元材を束ねて第２束を形成して該第２束を加熱延伸する第２延伸工程と、を含み、前記第２延伸工程において光ファイバを形成するまで前記第２束を加熱延伸する。
【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に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
マルチコア光ファイバ（Multi-core optical fiber、ＭＣＦ）は、１本の光ファイバに複数のコアを備えた光ファイバであり、省スペースに多くのコアを設けることができる新しいタイプの光ファイバである。マルチコア光ファイバにより、大容量のイメージ伝送や空間多重伝送等の新たな光伝播の実現が期待される。特に、コア間での光干渉を抑制したタイプのマルチコア光ファイバでは、コア数が２倍になれば２倍の、３倍になれば３倍の伝送容量を実現できるため、将来の大容量伝送のキー技術となりうる。そのため、光伝送路としての使用に向けたマルチコア光ファイバの検討が盛んに行なわれている。
【０００３】
マルチコア光ファイバには、通常の光ファイバのように、コアにゲルマニウム（Ｇｅ）などを添加してその屈折率をクラッドの屈折率よりも高くして、コアに光を閉じ込めるタイプのものがある（以下、適宜、ソリッド型のマルチコア光ファイバと称する）。たとえば、非特許文献１では、クラッドに対する比屈折率差が互いにわずかに異なるコアを外径１２５μｍのクラッド内に配置した、ソリッド型のマルチコア光ファイバが開示されている。一方、マルチコア光ファイバには、ホーリーファイバ（Holey Fiber、ＨＦ）型と称されるタイプのものがある。ホーリーファイバとは、クラッドに空孔を規則的に配列し、空孔構造を形成することにより、クラッドの平均屈折率を下げ、全反射の原理を用いて、光の閉じ込め・伝播を実現する光ファイバである。ホーリーファイバでは、屈折率制御に空孔を用いることで、従来の光ファイバでは実現不可能なEndlessly Single Mode(ＥＳＭ)や短波長での異常分散等の特殊な特性が実現可能である。たとえば、非特許文献２では、５００ｎｍから１６２０ｎｍにわたる波長帯域において１００ｋｍにおよぶ光伝送が可能なＨＦ型のマルチコア光ファイバが開示されている。
【０００４】
ここで、マルチコア光ファイバの製造方法としては、従来ホーリーファイバ等の製造方法として用いられているスタック＆ドロー法、ドリル法などがある。スタック＆ドロー法とは、コアを形成するための中実のガラスロッドの周囲に、ＨＦ型の場合は空孔を有するクラッドを形成するため中空のガラスキャピラリー管を配置し、ソリッド型の場合は屈折率がコアよりも低いクラッドを形成するためのガラスロッドを配置し、これらをジャケット管に挿入したものを加熱延伸して光ファイバ母材を形成するというものである。また、ドリル法とは、ガラスからなるロッド状の元材にドリルで空孔を形成し、ＨＦ型の場合はこの空孔をクラッドに配列すべき空孔とし、ソリッド型の場合はこの空孔にコアを形成するためのガラスロッドを挿入して、光ファイバ母材を形成するというものである。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】M.Koshiba et al., IEICE Electron Express 2009, Vol.6, No.2, pp.98-103
【非特許文献２】K.Imamura et al.,OFC2009-OTuC3
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述したスタック＆ドロー法、ドリル法等の方法では、コアの数が増加し、その断面構造が細かく複雑になるにつれて、マルチコア光ファイバの製造が急激に困難になるという問題があった。また、コアが１つのホーリーファイバを製造する場合にも、空孔の数が増加し、その断面構造が細かく複雑になるにつれて、その製造が急激に困難になるという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、細かく複雑な断面構造を有する光ファイバをより容易に製造できる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】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る光ファイバの製造方法は、コアを形成するための少なくとも１つのコア形成部とクラッドを形成するためのクラッド形成部とを備える第１元材を準備する準備工程と、前記準備した第１元材を少なくとも１本含む２本以上の元材を束ねて第１束を形成して該第１束を加熱延伸し、第２元材を形成する第１延伸工程と、前記第２元材を少なくとも１本含む２本以上の元材を束ねて第２束を形成して該第２束を加熱延伸する第２延伸工程と、を含み、前記第２延伸工程において光ファイバを形成するまで前記第２元材の束を加熱延伸することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係る光ファイバの製造方法は、上記の発明において、前記第２延伸工程を２回以上行い、最後の第２延伸工程において前記光ファイバを形成するまで前記第２束を加熱延伸することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明に係る光ファイバの製造方法は、上記の発明において、前記第１延伸工程または第２延伸工程において、前記第１束または第２束をジャケット管内に挿入して加熱延伸を行なうことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係る光ファイバの製造方法は、上記の発明において、前記ジャケット管は前記クラッドと同じ材質からなることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明に係る光ファイバの製造方法は、上記の発明において、前記第１元材または第２元材の外縁の一部領域を除去する除去工程をさらに含むことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明に係る光ファイバの製造方法は、上記の発明において、前記第１元材または第２元材の直径を４００μｍ以上とすることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明に係る光ファイバの製造方法は、上記の発明において、前記準備工程において、前記コア形成部の屈折率が前記クラッド形成部の屈折率よりも高い第１元材を準備することを特徴とする。
【００１５】
また、本発明に係る光ファイバの製造方法は、上記の発明において、前記準備工程において、前記クラッド形成部に空孔構造を有する第１元材を準備することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、取り扱い性のよいサイズの元材を用いて製造を行なえるため、細かく複雑な断面構造を有する光ファイバをより容易に製造できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、実施の形態１に係る製造方法によって製造するマルチコア光ファイバの模式的な断面図である。
【図２】図２は、実施の形態１における準備工程を示す図である。
【図３】図３は、実施の形態１における第１延伸工程を示す図である。
【図４】図４は、実施の形態１における第２延伸工程を示す図である。
【図５】図５は、実施の形態２に係る製造方法によって製造するマルチコア光ファイバの模式的な断面図である。
【図６】図６は、実施の形態２における準備工程を示す図である。
【図７】図７は、実施の形態２における除去工程を示す図である。
【図８】図８は、実施の形態２における第１延伸工程を示す図である。
【図９】図９は、実施の形態２における延伸工程の他の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に、図面を参照して本発明に係る光ファイバの製造方法の実施の形態を詳細に説明する。なお、この実施の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、同一または対応する構成要素には適宜同一の符号を付している。
【００１９】
（実施の形態１）
はじめに、本発明の実施の形態１に係る光ファイバの製造方法について説明する。本実施の形態１は、マルチコア光ファイバの製造方法である。図１は、本実施の形態１に係る製造方法によって製造するマルチコア光ファイバの模式的な断面図である。なお、図１においては、その断面の一部拡大図も示している。図１に示すように、このマルチコア光ファイバ１は、１０，０００個のコア１ａと、コア１ａの外周に形成されたクラッド１ｂとを備えている。このマルチコア光ファイバ１は、ソリッド型のものであり、各コア１ａの屈折率は、クラッド１ｂの屈折率よりも高くなっている。また、コア１ａは、たとえばＧｅを添加した石英ガラスからなり、クラッド１ｂは、たとえば屈折率調整用のドーパントを含まない純石英ガラス、またはフッ素（Ｆ）を添加した石英ガラス等からなる。また、コア１ａの直径は、いずれも約１０μｍであり、クラッド１ｂに対する比屈折率差は、いずれも０．３５％程度である。なお、非特許文献１に記載のように、このマルチコア光ファイバ１において、コア１ａの比屈折率を互いにわずかに異ならせる（すなわち、異種のコア１ａを用いる）場合は、コア１ａ同士の中心間距離を例えば約５０μｍ(少なくとも４０μｍ)だけ離隔させると、各コア１ａを伝播する光の干渉が抑制され、クロストークを−３０ｄＢ以下にできる。一方、比屈折率差を互いに同じとした同種のコア１ａを用いる場合は、コア１ａ同士の中心間距離を少なくとも７０μｍだけ(長手方向における中心間距離の変動等を考慮すると、例えば８０μｍだけ)離隔させると、各コア１ａを伝播する光の干渉が抑制され、クロストークを−３０ｄＢ以下にできる。
【００２０】
このマルチコア光ファイバ１は、１０，０００個のコア１ａを備えており、今までに無いきわめて大容量の光伝送を実現できる可能性を有するものであるが、以下に説明する本実施の形態１に係る製造方法によって、従来よりも容易に製造することができる。本実施の形態１に係る製造方法は、準備工程、第１延伸工程、第２延伸工程を含んでいる。以下では、異種のコア１ａを用いるとともに、コア１ａ同士の中心間距離を少なくとも５０μｍとする場合、および同種のコア１ａを用いるとともに、コア１ａ同士の中心間距離を少なくとも８０μｍとする場合を例にとって、説明を行う。
【００２１】
はじめに、準備工程について説明する。図２は、準備工程を示す図である。まず、ＶＡＤ法やＭＣＶＤ法等の周知の方法を用いて、通常のソリッド型の光ファイバを製造するのと同様にして光ファイバ母材２を形成する。この光ファイバ母材２は、図２に断面を示すように、コア形成部２ａと、コア形成部２ａの外周に形成されたクラッド形成部２ｂとを備えるロッド状のものである。コア形成部２ａは、コア１ａを形成するためのものであり、コア１ａと同じ材質からなる。一方、クラッド形成部２ｂは、クラッド１ｂを形成するためのものであり、クラッド１ｂと同じ材質からなる。また、コア形成部２ａとクラッド形成部２ｂとの直径比は１：５または１：８とすると、加熱延伸によりコア形成部２ａを最終的に直径約１０μｍのコア１ａにした場合に、隣接するコア１ａ同士の中心間距離が約５０μｍまたは約８０μｍとなる。このように、隣接するコア１ａ同士の中心間距離は、コア形成部２ａとクラッド形成部２ｂとの直径比により調整できる。なお、異種のコア１ａを用いたマルチコア光ファイバ１を製造する場合には、互いに屈折率が異なるコア形成部２ａを備えた異種の光ファイバ母材２を複数種類（たとえば３種類）形成する。
【００２２】
つぎに、この同種または異種の光ファイバ母材２を加熱延伸して第１元材３を形成する。この加熱延伸はたとえば光ファイバの製造に用いる線引き装置やガラス延伸装置を用いて実施することができる。このとき、後の工程で束ねやすいように第１元材３の直径をたとえば１．０ｍｍ程度とする。この第１元材３は、図２に断面を示すように、コア形成部３ａとクラッド形成部３ｂとを備えたものとなる。コア形成部３ａとクラッド形成部３ｂとの直径比は、光ファイバ母材２におけるコア形成部２ａとクラッド形成部２ｂとの直径比とほぼ同じとなる。つぎに、この第１元材３を、束ねやすい長さ、たとえば５００ｍｍに切り分けて、多数の同種または異種の第１元材３を準備する。
【００２３】
つぎに、第１延伸工程について説明する。図３は、第１延伸工程を示す図である。まず、図３に示すように、準備工程において準備した第１元材３を１００本束ねてジャケット管４ａ内に挿入し、元材の第１束４を形成する。なお、この１００本の第１元材３は、同種のコア１ａを用いたマルチコア光ファイバ１を製造する場合には、同種の１００本の第１元材３である。一方、異種のコア１ａを用いたマルチコア光ファイバ１を製造する場合は、異種の第１元材３から適宜複数本づつ選択した第１元材３である。このジャケット管４ａは、たとえばクラッド１ｂと同じ材質からなるものであり、その内径は、１００本の第１元材３を挿入できる程度の値とする。なお、図３では六方最密構造（三角格子状）に配置した９０本の第１元材３のみを示しているが、第１元材３とジャケット管４ａとの間の隙間に残りの１０本の第１元材３を挿入する。また、第１元材３とジャケット管４ａとの間の残りの隙間には、たとえばクラッド１ｂと同じ材質からなるロッド状の充填部材を適宜挿入し、隙間を充填する。つぎに、この第１束４を加熱延伸し、第２元材５を形成する。このとき、後の工程で束ねやすいように第２元材５の直径をたとえば１．０ｍｍ程度とする。この第２元材５は、１００個のコア形成部５ａと、その外周に形成されたクラッド形成部５ｂとを備え、コアが１００個の通常のマルチコア光ファイバと同様の断面構造を有するものとなる。つぎに、この第２元材５を、束ねやすい長さ、たとえば５００ｍｍに切り分けて、多数の第２元材５を準備する。
【００２４】
つぎに、第２延伸工程について説明するが、この工程は第１延伸工程とほぼ同様である。図４は、第２延伸工程を示す図である。まず、図４に示すように、第１延伸工程において準備した第２元材５から適宜選択した１００本を束ねてジャケット管６ａ内に挿入し、元材の第２束６を形成する。その結果、この第２束６には、１０，０００個のコア形成部５ａが含まれることとなる。なお、ジャケット管６ａも、たとえばクラッド１ｂと同じ材質からなるものであり、その内径は、１００本の第２元材５を挿入できる程度の値とする。なお、図４では三角格子状に配置した９０本の第２元材５のみを示しているが、第２元材５とジャケット管６ａとの間の隙間に残りの１０本の第２元材５を挿入する。また第２元材５とジャケット管６ａとの間の残りの隙間には、たとえばクラッド１ｂと同じ材質からなるロッド状の充填部材を適宜挿入し、隙間を充填する。
【００２５】
つぎに、この第２束６を、コア形成部５ａの直径が約１０μｍとなるまで加熱延伸する。これによって、直径が約１０μｍであり互いに所望の中心間距離で離隔した１０，０００個のコア１ａを備えるマルチコア光ファイバ１が形成される。このとき、マルチコア光ファイバ１の直径は６ｍｍ程度となる。
【００２６】
ここで、従来のスタック＆ドロー法を用いて１０，０００個のコアを備えるマルチコア光ファイバを製造しようとすると、限られた内径のジャケット管内に、コア形成用の元材を１０，０００本も挿入しなければならないので、元材の直径をきわめて細くしなければならない。その結果、元材の破損、折損等が生じやすくなり、取り扱い性が悪くなる。また、破損等を考慮すると、元材が細いとあまり長くできないので、延伸すべき元材の束を長くすることもできず、一度に製造できるマルチコア光ファイバの長さも長くできなくなる。また、コア形成用の元材の数が多いと、それらのジャケット管内での位置をすべて所望の位置に配置すること、またその配置を維持することが困難となり、コアの位置ずれが生じやすくなるため、コア同士の中心間距離を所望の値にすることも困難となる。
【００２７】
これに対して、本実施の形態１に係る製造方法によれば、元材を２本以上束ねて加熱延伸する工程を２回行い、マルチコア光ファイバ１を形成するので、各工程において取り扱い性のよいサイズの元材を用いて製造を行なえるため、１０，０００個のような多数のコアを備えるマルチコア光ファイバをより容易に製造できる。また、これとともに、コア１ａを所望の配置にすることも容易であり、かつ一度に製造できるマルチコア光ファイバ１の長さを長くすることができる。
【００２８】
（実施の形態２）
つぎに、本発明の実施の形態２に係るマルチコア光ファイバの製造方法について説明する。図５は、本実施の形態２に係る製造方法によって製造するマルチコア光ファイバの模式的な断面図である。なお、図５においては、その断面の一部拡大図も示している。図５に示すように、このマルチコア光ファイバ７は、三角格子状に配列した１０，０００個のコア７ａと、コア７ａの外周に形成されるとともに、空孔７ｃが形成された空孔構造を有するクラッド７ｂとを備えているＨＦ型のものである。このマルチコア光ファイバ７は、コア７ａおよびクラッド７ｂが同じ材質、たとえば純石英ガラスからなるが、三角格子状に配列した空孔７ｃによってクラッド７ｂの平均屈折率を減少させることによって、各コア７ａへの光閉じ込めが実現されている。また、空孔７ｃの空孔径ｄは２．１５μｍであり、空孔７ｃが形成する三角格子の格子定数Λは５μｍである。したがって、ｄ／Λは０．４３であり、ＥＳＭ特性が実現されている。また、コア７ａ同士の中心間距離は、いずれも少なくとも約５０μｍだけ離隔しているので、非特許文献２に開示されるように、各コア７ａを伝播する光の干渉が、クロストークとして１ｋｍで−６０ｄＢ以下に抑制される。
【００２９】
このマルチコア光ファイバ７は、１０，０００個のコア７ａを備えており、ＥＳＭ特性をも有するので、実施の形態１のものよりもさらに大容量の光伝送を実現するものであるが、以下に説明する本実施の形態２に係る製造方法によって、従来よりも容易に製造することができる。本実施の形態２に係る製造方法は、準備工程、除去工程、第１延伸工程、第２延伸工程を含んでいる。
【００３０】
はじめに、本実施の形態２に係る製造方法における準備工程について説明する。図６は、準備工程を示す図である。この準備工程においては、通常のスタック＆ドロー法を用いて第１元材を準備する。すなわち、図６に示すように、コア７ａを形成するためのロッド状のコア形成部材８ａの周囲に、空孔７ｃを有するクラッド７ｂを形成するための中空のキャピラリー管である９０本のクラッド形成部材８ｂを三角格子状に配置して束ねた状態としたものをジャケット管８ｃ内に挿入し、母材８を形成する。なお、コア形成部材８ａおよびクラッド形成部材８ｂの直径は、たとえばそれぞれ束ねやすい１ｍｍ程度とする。また、クラッド形成部材８ｂとジャケット管８ｃとの間には、たとえばクラッド７ｂと同じ材質からなるロッド状の充填部材を適宜挿入し、隙間を充填する。つぎに、この母材８を加熱延伸し、第１元材９を形成する。このとき、後の工程で束ねやすいように第１元材９の直径をたとえば１．０ｍｍ程度とする。この第１元材９は、コア形成部９ａと、コア形成部９ａの外周に形成されるとともに、三角格子状に配列した９０個の空孔９ｃが形成された空孔構造を有するクラッド形成部９ｂとを備えているものであり、ＨＦと同様の断面構造を有するものとなる。つぎに、この第１元材９を、束ねやすい長さに切り分けて、多数の第１元材９を準備する。
【００３１】
つぎに、除去工程について説明する。図７は、除去工程を示す図である。この除去工程においては、たとえばフッ酸等のエッチング液を用いたエッチングや研磨等によって、第１元材９のクラッド形成部９ｂの外縁の一部領域９ｄを除去する。これによって、第１元材９は、より直径が小さい第１元材１０となる。
【００３２】
つぎに、第１延伸工程について説明する。図８は、第１延伸工程を示す図である。まず、図８に示すように、除去工程を施した１００本の第１元材１０を束ねてジャケット管１１ａ内に挿入し、第１束１１を形成する。このジャケット管１１ａは、たとえばクラッド７ｂと同じ材質からなるものである。また、第１元材１０とジャケット管１１ａとの間には、たとえばクラッド７ｂと同じ材質からなるロッド状の充填部材を適宜挿入し、隙間を充填する。なお、第１元材１０は、除去工程によってその直径が第１元材９よりも小さくなっているので、より内径が小さいジャケット管１１ａを用いることができる。
【００３３】
つぎに、この第１束１１を加熱延伸し、第２元材１２を形成する。このとき、後の工程で束ねやすいように第２元材１２の直径をたとえば１．０ｍｍ程度とする。この第２元材１２は、１００個のコアを備えたＨＦ型のマルチコア光ファイバと同様の断面構造を有するものとなる。つぎに、この第２元材１２を、束ねやすい長さに切り分けて、多数の第２元材１２を準備する。そして、これら第２元材１２を１００本束ねてジャケット管に挿入し、さらに第１延伸工程と同様の第２延伸工程を行なうことによって、１０，０００個のコア７ａを備えるマルチコア光ファイバ７が形成される。
【００３４】
本実施の形態２に係る製造方法によれば、実施の形態１の場合と同様に、各工程において取り扱い性のよいサイズの元材を用いて製造を行なえるため、１０，０００個のような多数のコアを備えるマルチコア光ファイバをより容易に製造でき、かつ一度に製造できるマルチコア光ファイバ１の長さを長くすることができる。
【００３５】
なお、本実施の形態２では、準備工程においてスタック＆ドロー法を用いて第１元材９を準備しているが、従来ＨＦを製造する際に用いられるドリル法やゾルゲル法を用いてもよい。
【００３６】
また、本実施の形態２では、除去工程を第１元材９に対してのみ行なっているが、第２元材１２に対しても行なってもよいし、第２元材１２に対してのみ行なってもよい。また、実施の形態１においても、第１元材３および／または第２元材５に対して除去工程を行なってもよい。
【００３７】
また、たとえば上記実施の形態２の第１延伸工程において、第１元材９を束ねると、第１元材９の外縁のガラス部分は他の第１元材９の空孔によって囲まれることとなる。その結果、最終的に製造したマルチコア光ファイバにおいてもこのガラス部分が空孔に囲まれて、本来のコアのように光を伝播する機能を有する場合がある。この場合、マルチコア光ファイバのコア間のクロストークを劣化させたり、コアを伝播する光のパワーがガラス部分に吸収されてしまったりするおそれがある。しかしながら、本実施の形態１では、除去工程において第１元材９の外縁の一部領域９ｄを除去した第１元材１０を用いているので、このガラス部分の断面積が小さくなっており、上記のおそれは低減される。なお、除去工程において、第１元材９における空孔９ｃの配置した六角形の領域に沿った外形状になるようにして、ガラス部分の断面積をより小さくするとより好ましい。
【００３８】
また、実施の形態１、２の各延伸工程において、最終的に形成するマルチコア光ファイバのクラッドの屈折率とは屈折率が異なるようなジャケット管を使用する場合、このジャケット管の残部がマルチコア光ファイバの光伝播特性に悪影響を与える場合があるの。その場合には、延伸工程後に除去工程を行ない、このジャケット管に相当する外縁の領域を除去することが好ましい。
【００３９】
また、実施の形態１、２の各工程において、各元材の直径は、破損等が起こりにくい取り扱いやすい直径であれば特に限定されないが、たとえば４００μｍ以上であると取り扱いやすく好ましい。
【００４０】
また、上記実施の形態１、２では、製造するマルチコア光ファイバのコアや空孔の配列は三角格子状であるが、他の配列のものを製造することもできる。また、コアの数についても、１０，０００個に限られず、束ねる第１または第２材の数についても特に限定されない。また、上記実施の形態１、２では、第２延伸工程を１回行なうものであるが、第２延伸工程を２回以上行なって、最後の第２延伸工程においてマルチコア光ファイバを形成するまで第２元材の束を加熱延伸するようにすれば、より多数のコアを備えるマルチコア光ファイバを容易に製造できる。
【００４１】
また、上記実施の形態１、２では、第１元材は１つのコア形成部を備えるものであるが、複数のコア形成部を備えてもよい。また、上記実施の形態１、２では、第１束を構成しているのは全て第１元材であり、第２束を構成しているのは全て第２元材である。しかしながら、本発明はこれに限らず、第１束または第２束に含める第１元材または第２元材は少なくとも１本であればよい。
【００４２】
以下、具体例により説明する。たとえば、実施の形態２のようなコア形成部と９０個の空孔とを有する１本の第１元材と、第１元材においてコア形成部が無くコア形成部の位置に空孔が形成されていて９１個の空孔を有する構造の９９本の元材とを準備する。つぎに、これらを束ねて第１束とし、この第１束を加熱延伸して第２元材を形成する。この第２元材は１つのコア形成部と、９０＋９１×９９＝９０９９個の空孔とを有するクラッド形成部とを備えるものとなる。
【００４３】
さらに、この第２元材を１００本束ねて第２束を形成し、これを加熱延伸してマルチコア光ファイバを製造すると、１００個のコアを備え、各コアが少なくとも９０９９個の空孔で囲まれたＨＦ型のマルチコア光ファイバを得ることができる。また、１本の第２元材と、この第２元材においてコア形成部が無くコア形成部の位置に空孔が形成されていて９１００個の空孔を有する構造の９９本の元材とを束ねて第２束を形成し、これを加熱延伸して光ファイバを製造すると、１個のコアが９０９９＋９１００×９９＝９０９９９９個の空孔で囲まれたＨＦ型の光ファイバを得ることができる。このようなきわめて多数の空孔を有するコアが１個の光ファイバまたはマルチコア光ファイバは、従来の方法により製造することはきわめて困難であるが、本発明によればきわめて容易に製造することができる。
【００４４】
また、たとえば第１束を全て第１元材で構成すると、コア形成部同士の中心間距離はいずれのコア形成部についても等距離となるが、この第１束の第１元材のいずれかをコア形成部の無い元材に置き換えれば、コア形成部同士の中心間距離を大きくすることができる。このように第１元材の一部を他の元材に置き換えた第１束を用いれば、コア同士の中心間距離が不等距離なマルチコア光ファイバを容易に製造することができる。
【００４５】
また、上記実施の形態１、２では、各延伸工程において、各元材をジャケット管に挿入して加熱延伸をしているが、ジャケット管に挿入しなくてもよい。図９は、延伸工程の他の一例を示す図である。図９に示すように、たとえば実施の形態１に係る製造方法の第１延伸工程に置き換えて、第１元材３を束ねてその両端を把持具１３ａ、１３ｂによって把持して、ヒータ１４により第１元材３の束の側面を加熱しながら、把持具１３ａ、１３ｂをそれぞれ矢印Ａ１、Ａ２の方向に互いに距離が離れるように変位させて、第１元材３の束を延伸するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００４６】
１、７ マルチコア光ファイバ
１ａ、７ａ コア
１ｂ、７ｂ クラッド
２ 光ファイバ母材
２ａ、３ａ、５ａ、９ａ コア形成部
２ｂ、３ｂ、５ｂ、９ｂ クラッド形成部
３、９、１０ 第１元材
４、１１ 第１束
４ａ、６ａ、８ｃ、１１ａ ジャケット管
５、１２ 第２元材
６ 第２束
７ｃ、９ｃ 空孔
８ 母材
８ａ コア形成部材
８ｂ クラッド形成部材
９ｄ 一部領域
１３ａ、１３ｂ 把持具
１４ ヒータ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
マルチコア光ファイバ（Multi-core optical fiber、ＭＣＦ）は、１本の光ファイバに複数のコアを備えた光ファイバであり、省スペースに多くのコアを設けることができる新しいタイプの光ファイバである。マルチコア光ファイバにより、大容量のイメージ伝送や空間多重伝送等の新たな光伝播の実現が期待される。特に、コア間での光干渉を抑制したタイプのマルチコア光ファイバでは、コア数が２倍になれば２倍の、３倍になれば３倍の伝送容量を実現できるため、将来の大容量伝送のキー技術となりうる。そのため、光伝送路としての使用に向けたマルチコア光ファイバの検討が盛んに行なわれている。
【０００３】
マルチコア光ファイバには、通常の光ファイバのように、コアにゲルマニウム（Ｇｅ）などを添加してその屈折率をクラッドの屈折率よりも高くして、コアに光を閉じ込めるタイプのものがある（以下、適宜、ソリッド型のマルチコア光ファイバと称する）。たとえば、非特許文献１では、クラッドに対する比屈折率差が互いにわずかに異なるコアを外径１２５μｍのクラッド内に配置した、ソリッド型のマルチコア光ファイバが開示されている。一方、マルチコア光ファイバには、ホーリーファイバ（Holey Fiber、ＨＦ）型と称されるタイプのものがある。ホーリーファイバとは、クラッドに空孔を規則的に配列し、空孔構造を形成することにより、クラッドの平均屈折率を下げ、全反射の原理を用いて、光の閉じ込め・伝播を実現する光ファイバである。ホーリーファイバでは、屈折率制御に空孔を用いることで、従来の光ファイバでは実現不可能なEndlessly Single Mode(ＥＳＭ)や短波長での異常分散等の特殊な特性が実現可能である。たとえば、非特許文献２では、５００ｎｍから１６２０ｎｍにわたる波長帯域において１００ｋｍにおよぶ光伝送が可能なＨＦ型のマルチコア光ファイバが開示されている。
【０００４】
ここで、マルチコア光ファイバの製造方法としては、従来ホーリーファイバ等の製造方法として用いられているスタック＆ドロー法、ドリル法などがある。スタック＆ドロー法とは、コアを形成するための中実のガラスロッドの周囲に、ＨＦ型の場合は空孔を有するクラッドを形成するため中空のガラスキャピラリー管を配置し、ソリッド型の場合は屈折率がコアよりも低いクラッドを形成するためのガラスロッドを配置し、これらをジャケット管に挿入したものを加熱延伸して光ファイバ母材を形成するというものである。また、ドリル法とは、ガラスからなるロッド状の元材にドリルで空孔を形成し、ＨＦ型の場合はこの空孔をクラッドに配列すべき空孔とし、ソリッド型の場合はこの空孔にコアを形成するためのガラスロッドを挿入して、光ファイバ母材を形成するというものである。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】M.Koshiba et al., IEICE Electron Express 2009, Vol.6, No.2, pp.98-103
【非特許文献２】K.Imamura et al.,OFC2009-OTuC3
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述したスタック＆ドロー法、ドリル法等の方法では、コアの数が増加し、その断面構造が細かく複雑になるにつれて、マルチコア光ファイバの製造が急激に困難になるという問題があった。また、コアが１つのホーリーファイバを製造する場合にも、空孔の数が増加し、その断面構造が細かく複雑になるにつれて、その製造が急激に困難になるという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、細かく複雑な断面構造を有する光ファイバをより容易に製造できる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】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る光ファイバの製造方法は、コアを形成するための少なくとも１つのコア形成部とクラッドを形成するためのクラッド形成部とを備える第１元材を準備する準備工程と、前記準備した第１元材を少なくとも１本含む２本以上の元材を束ねて第１束を形成して該第１束を加熱延伸し、第２元材を形成する第１延伸工程と、前記第２元材を少なくとも１本含む２本以上の元材を束ねて第２束を形成して該第２束を加熱延伸する第２延伸工程と、を含み、前記第２延伸工程において光ファイバを形成するまで前記第２元材の束を加熱延伸することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係る光ファイバの製造方法は、上記の発明において、前記第２延伸工程を２回以上行い、最後の第２延伸工程において前記光ファイバを形成するまで前記第２束を加熱延伸することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明に係る光ファイバの製造方法は、上記の発明において、前記第１延伸工程または第２延伸工程において、前記第１束または第２束をジャケット管内に挿入して加熱延伸を行なうことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係る光ファイバの製造方法は、上記の発明において、前記ジャケット管は前記クラッドと同じ材質からなることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明に係る光ファイバの製造方法は、上記の発明において、前記第１元材または第２元材の外縁の一部領域を除去する除去工程をさらに含むことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明に係る光ファイバの製造方法は、上記の発明において、前記第１元材または第２元材の直径を４００μｍ以上とすることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明に係る光ファイバの製造方法は、上記の発明において、前記準備工程において、前記コア形成部の屈折率が前記クラッド形成部の屈折率よりも高い第１元材を準備することを特徴とする。
【００１５】
また、本発明に係る光ファイバの製造方法は、上記の発明において、前記準備工程において、前記クラッド形成部に空孔構造を有する第１元材を準備することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、取り扱い性のよいサイズの元材を用いて製造を行なえるため、細かく複雑な断面構造を有する光ファイバをより容易に製造できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、実施の形態１に係る製造方法によって製造するマルチコア光ファイバの模式的な断面図である。
【図２】図２は、実施の形態１における準備工程を示す図である。
【図３】図３は、実施の形態１における第１延伸工程を示す図である。
【図４】図４は、実施の形態１における第２延伸工程を示す図である。
【図５】図５は、実施の形態２に係る製造方法によって製造するマルチコア光ファイバの模式的な断面図である。
【図６】図６は、実施の形態２における準備工程を示す図である。
【図７】図７は、実施の形態２における除去工程を示す図である。
【図８】図８は、実施の形態２における第１延伸工程を示す図である。
【図９】図９は、実施の形態２における延伸工程の他の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に、図面を参照して本発明に係る光ファイバの製造方法の実施の形態を詳細に説明する。なお、この実施の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、同一または対応する構成要素には適宜同一の符号を付している。
【００１９】
（実施の形態１）
はじめに、本発明の実施の形態１に係る光ファイバの製造方法について説明する。本実施の形態１は、マルチコア光ファイバの製造方法である。図１は、本実施の形態１に係る製造方法によって製造するマルチコア光ファイバの模式的な断面図である。なお、図１においては、その断面の一部拡大図も示している。図１に示すように、このマルチコア光ファイバ１は、１０，０００個のコア１ａと、コア１ａの外周に形成されたクラッド１ｂとを備えている。このマルチコア光ファイバ１は、ソリッド型のものであり、各コア１ａの屈折率は、クラッド１ｂの屈折率よりも高くなっている。また、コア１ａは、たとえばＧｅを添加した石英ガラスからなり、クラッド１ｂは、たとえば屈折率調整用のドーパントを含まない純石英ガラス、またはフッ素（Ｆ）を添加した石英ガラス等からなる。また、コア１ａの直径は、いずれも約１０μｍであり、クラッド１ｂに対する比屈折率差は、いずれも０．３５％程度である。なお、非特許文献１に記載のように、このマルチコア光ファイバ１において、コア１ａの比屈折率を互いにわずかに異ならせる（すなわち、異種のコア１ａを用いる）場合は、コア１ａ同士の中心間距離を例えば約５０μｍ(少なくとも４０μｍ)だけ離隔させると、各コア１ａを伝播する光の干渉が抑制され、クロストークを−３０ｄＢ以下にできる。一方、比屈折率差を互いに同じとした同種のコア１ａを用いる場合は、コア１ａ同士の中心間距離を少なくとも７０μｍだけ(長手方向における中心間距離の変動等を考慮すると、例えば８０μｍだけ)離隔させると、各コア１ａを伝播する光の干渉が抑制され、クロストークを−３０ｄＢ以下にできる。
【００２０】
このマルチコア光ファイバ１は、１０，０００個のコア１ａを備えており、今までに無いきわめて大容量の光伝送を実現できる可能性を有するものであるが、以下に説明する本実施の形態１に係る製造方法によって、従来よりも容易に製造することができる。本実施の形態１に係る製造方法は、準備工程、第１延伸工程、第２延伸工程を含んでいる。以下では、異種のコア１ａを用いるとともに、コア１ａ同士の中心間距離を少なくとも５０μｍとする場合、および同種のコア１ａを用いるとともに、コア１ａ同士の中心間距離を少なくとも８０μｍとする場合を例にとって、説明を行う。
【００２１】
はじめに、準備工程について説明する。図２は、準備工程を示す図である。まず、ＶＡＤ法やＭＣＶＤ法等の周知の方法を用いて、通常のソリッド型の光ファイバを製造するのと同様にして光ファイバ母材２を形成する。この光ファイバ母材２は、図２に断面を示すように、コア形成部２ａと、コア形成部２ａの外周に形成されたクラッド形成部２ｂとを備えるロッド状のものである。コア形成部２ａは、コア１ａを形成するためのものであり、コア１ａと同じ材質からなる。一方、クラッド形成部２ｂは、クラッド１ｂを形成するためのものであり、クラッド１ｂと同じ材質からなる。また、コア形成部２ａとクラッド形成部２ｂとの直径比は１：５または１：８とすると、加熱延伸によりコア形成部２ａを最終的に直径約１０μｍのコア１ａにした場合に、隣接するコア１ａ同士の中心間距離が約５０μｍまたは約８０μｍとなる。このように、隣接するコア１ａ同士の中心間距離は、コア形成部２ａとクラッド形成部２ｂとの直径比により調整できる。なお、異種のコア１ａを用いたマルチコア光ファイバ１を製造する場合には、互いに屈折率が異なるコア形成部２ａを備えた異種の光ファイバ母材２を複数種類（たとえば３種類）形成する。
【００２２】
つぎに、この同種または異種の光ファイバ母材２を加熱延伸して第１元材３を形成する。この加熱延伸はたとえば光ファイバの製造に用いる線引き装置やガラス延伸装置を用いて実施することができる。このとき、後の工程で束ねやすいように第１元材３の直径をたとえば１．０ｍｍ程度とする。この第１元材３は、図２に断面を示すように、コア形成部３ａとクラッド形成部３ｂとを備えたものとなる。コア形成部３ａとクラッド形成部３ｂとの直径比は、光ファイバ母材２におけるコア形成部２ａとクラッド形成部２ｂとの直径比とほぼ同じとなる。つぎに、この第１元材３を、束ねやすい長さ、たとえば５００ｍｍに切り分けて、多数の同種または異種の第１元材３を準備する。
【００２３】
つぎに、第１延伸工程について説明する。図３は、第１延伸工程を示す図である。まず、図３に示すように、準備工程において準備した第１元材３を１００本束ねてジャケット管４ａ内に挿入し、元材の第１束４を形成する。なお、この１００本の第１元材３は、同種のコア１ａを用いたマルチコア光ファイバ１を製造する場合には、同種の１００本の第１元材３である。一方、異種のコア１ａを用いたマルチコア光ファイバ１を製造する場合は、異種の第１元材３から適宜複数本づつ選択した第１元材３である。このジャケット管４ａは、たとえばクラッド１ｂと同じ材質からなるものであり、その内径は、１００本の第１元材３を挿入できる程度の値とする。なお、図３では六方最密構造（三角格子状）に配置した９０本の第１元材３のみを示しているが、第１元材３とジャケット管４ａとの間の隙間に残りの１０本の第１元材３を挿入する。また、第１元材３とジャケット管４ａとの間の残りの隙間には、たとえばクラッド１ｂと同じ材質からなるロッド状の充填部材を適宜挿入し、隙間を充填する。つぎに、この第１束４を加熱延伸し、第２元材５を形成する。このとき、後の工程で束ねやすいように第２元材５の直径をたとえば１．０ｍｍ程度とする。この第２元材５は、１００個のコア形成部５ａと、その外周に形成されたクラッド形成部５ｂとを備え、コアが１００個の通常のマルチコア光ファイバと同様の断面構造を有するものとなる。つぎに、この第２元材５を、束ねやすい長さ、たとえば５００ｍｍに切り分けて、多数の第２元材５を準備する。
【００２４】
つぎに、第２延伸工程について説明するが、この工程は第１延伸工程とほぼ同様である。図４は、第２延伸工程を示す図である。まず、図４に示すように、第１延伸工程において準備した第２元材５から適宜選択した１００本を束ねてジャケット管６ａ内に挿入し、元材の第２束６を形成する。その結果、この第２束６には、１０，０００個のコア形成部５ａが含まれることとなる。なお、ジャケット管６ａも、たとえばクラッド１ｂと同じ材質からなるものであり、その内径は、１００本の第２元材５を挿入できる程度の値とする。なお、図４では三角格子状に配置した９０本の第２元材５のみを示しているが、第２元材５とジャケット管６ａとの間の隙間に残りの１０本の第２元材５を挿入する。また第２元材５とジャケット管６ａとの間の残りの隙間には、たとえばクラッド１ｂと同じ材質からなるロッド状の充填部材を適宜挿入し、隙間を充填する。
【００２５】
つぎに、この第２束６を、コア形成部５ａの直径が約１０μｍとなるまで加熱延伸する。これによって、直径が約１０μｍであり互いに所望の中心間距離で離隔した１０，０００個のコア１ａを備えるマルチコア光ファイバ１が形成される。このとき、マルチコア光ファイバ１の直径は６ｍｍ程度となる。
【００２６】
ここで、従来のスタック＆ドロー法を用いて１０，０００個のコアを備えるマルチコア光ファイバを製造しようとすると、限られた内径のジャケット管内に、コア形成用の元材を１０，０００本も挿入しなければならないので、元材の直径をきわめて細くしなければならない。その結果、元材の破損、折損等が生じやすくなり、取り扱い性が悪くなる。また、破損等を考慮すると、元材が細いとあまり長くできないので、延伸すべき元材の束を長くすることもできず、一度に製造できるマルチコア光ファイバの長さも長くできなくなる。また、コア形成用の元材の数が多いと、それらのジャケット管内での位置をすべて所望の位置に配置すること、またその配置を維持することが困難となり、コアの位置ずれが生じやすくなるため、コア同士の中心間距離を所望の値にすることも困難となる。
【００２７】
これに対して、本実施の形態１に係る製造方法によれば、元材を２本以上束ねて加熱延伸する工程を２回行い、マルチコア光ファイバ１を形成するので、各工程において取り扱い性のよいサイズの元材を用いて製造を行なえるため、１０，０００個のような多数のコアを備えるマルチコア光ファイバをより容易に製造できる。また、これとともに、コア１ａを所望の配置にすることも容易であり、かつ一度に製造できるマルチコア光ファイバ１の長さを長くすることができる。
【００２８】
（実施の形態２）
つぎに、本発明の実施の形態２に係るマルチコア光ファイバの製造方法について説明する。図５は、本実施の形態２に係る製造方法によって製造するマルチコア光ファイバの模式的な断面図である。なお、図５においては、その断面の一部拡大図も示している。図５に示すように、このマルチコア光ファイバ７は、三角格子状に配列した１０，０００個のコア７ａと、コア７ａの外周に形成されるとともに、空孔７ｃが形成された空孔構造を有するクラッド７ｂとを備えているＨＦ型のものである。このマルチコア光ファイバ７は、コア７ａおよびクラッド７ｂが同じ材質、たとえば純石英ガラスからなるが、三角格子状に配列した空孔７ｃによってクラッド７ｂの平均屈折率を減少させることによって、各コア７ａへの光閉じ込めが実現されている。また、空孔７ｃの空孔径ｄは２．１５μｍであり、空孔７ｃが形成する三角格子の格子定数Λは５μｍである。したがって、ｄ／Λは０．４３であり、ＥＳＭ特性が実現されている。また、コア７ａ同士の中心間距離は、いずれも少なくとも約５０μｍだけ離隔しているので、非特許文献２に開示されるように、各コア７ａを伝播する光の干渉が、クロストークとして１ｋｍで−６０ｄＢ以下に抑制される。
【００２９】
このマルチコア光ファイバ７は、１０，０００個のコア７ａを備えており、ＥＳＭ特性をも有するので、実施の形態１のものよりもさらに大容量の光伝送を実現するものであるが、以下に説明する本実施の形態２に係る製造方法によって、従来よりも容易に製造することができる。本実施の形態２に係る製造方法は、準備工程、除去工程、第１延伸工程、第２延伸工程を含んでいる。
【００３０】
はじめに、本実施の形態２に係る製造方法における準備工程について説明する。図６は、準備工程を示す図である。この準備工程においては、通常のスタック＆ドロー法を用いて第１元材を準備する。すなわち、図６に示すように、コア７ａを形成するためのロッド状のコア形成部材８ａの周囲に、空孔７ｃを有するクラッド７ｂを形成するための中空のキャピラリー管である９０本のクラッド形成部材８ｂを三角格子状に配置して束ねた状態としたものをジャケット管８ｃ内に挿入し、母材８を形成する。なお、コア形成部材８ａおよびクラッド形成部材８ｂの直径は、たとえばそれぞれ束ねやすい１ｍｍ程度とする。また、クラッド形成部材８ｂとジャケット管８ｃとの間には、たとえばクラッド７ｂと同じ材質からなるロッド状の充填部材を適宜挿入し、隙間を充填する。つぎに、この母材８を加熱延伸し、第１元材９を形成する。このとき、後の工程で束ねやすいように第１元材９の直径をたとえば１．０ｍｍ程度とする。この第１元材９は、コア形成部９ａと、コア形成部９ａの外周に形成されるとともに、三角格子状に配列した９０個の空孔９ｃが形成された空孔構造を有するクラッド形成部９ｂとを備えているものであり、ＨＦと同様の断面構造を有するものとなる。つぎに、この第１元材９を、束ねやすい長さに切り分けて、多数の第１元材９を準備する。
【００３１】
つぎに、除去工程について説明する。図７は、除去工程を示す図である。この除去工程においては、たとえばフッ酸等のエッチング液を用いたエッチングや研磨等によって、第１元材９のクラッド形成部９ｂの外縁の一部領域９ｄを除去する。これによって、第１元材９は、より直径が小さい第１元材１０となる。
【００３２】
つぎに、第１延伸工程について説明する。図８は、第１延伸工程を示す図である。まず、図８に示すように、除去工程を施した１００本の第１元材１０を束ねてジャケット管１１ａ内に挿入し、第１束１１を形成する。このジャケット管１１ａは、たとえばクラッド７ｂと同じ材質からなるものである。また、第１元材１０とジャケット管１１ａとの間には、たとえばクラッド７ｂと同じ材質からなるロッド状の充填部材を適宜挿入し、隙間を充填する。なお、第１元材１０は、除去工程によってその直径が第１元材９よりも小さくなっているので、より内径が小さいジャケット管１１ａを用いることができる。
【００３３】
つぎに、この第１束１１を加熱延伸し、第２元材１２を形成する。このとき、後の工程で束ねやすいように第２元材１２の直径をたとえば１．０ｍｍ程度とする。この第２元材１２は、１００個のコアを備えたＨＦ型のマルチコア光ファイバと同様の断面構造を有するものとなる。つぎに、この第２元材１２を、束ねやすい長さに切り分けて、多数の第２元材１２を準備する。そして、これら第２元材１２を１００本束ねてジャケット管に挿入し、さらに第１延伸工程と同様の第２延伸工程を行なうことによって、１０，０００個のコア７ａを備えるマルチコア光ファイバ７が形成される。
【００３４】
本実施の形態２に係る製造方法によれば、実施の形態１の場合と同様に、各工程において取り扱い性のよいサイズの元材を用いて製造を行なえるため、１０，０００個のような多数のコアを備えるマルチコア光ファイバをより容易に製造でき、かつ一度に製造できるマルチコア光ファイバ１の長さを長くすることができる。
【００３５】
なお、本実施の形態２では、準備工程においてスタック＆ドロー法を用いて第１元材９を準備しているが、従来ＨＦを製造する際に用いられるドリル法やゾルゲル法を用いてもよい。
【００３６】
また、本実施の形態２では、除去工程を第１元材９に対してのみ行なっているが、第２元材１２に対しても行なってもよいし、第２元材１２に対してのみ行なってもよい。また、実施の形態１においても、第１元材３および／または第２元材５に対して除去工程を行なってもよい。
【００３７】
また、たとえば上記実施の形態２の第１延伸工程において、第１元材９を束ねると、第１元材９の外縁のガラス部分は他の第１元材９の空孔によって囲まれることとなる。その結果、最終的に製造したマルチコア光ファイバにおいてもこのガラス部分が空孔に囲まれて、本来のコアのように光を伝播する機能を有する場合がある。この場合、マルチコア光ファイバのコア間のクロストークを劣化させたり、コアを伝播する光のパワーがガラス部分に吸収されてしまったりするおそれがある。しかしながら、本実施の形態１では、除去工程において第１元材９の外縁の一部領域９ｄを除去した第１元材１０を用いているので、このガラス部分の断面積が小さくなっており、上記のおそれは低減される。なお、除去工程において、第１元材９における空孔９ｃの配置した六角形の領域に沿った外形状になるようにして、ガラス部分の断面積をより小さくするとより好ましい。
【００３８】
また、実施の形態１、２の各延伸工程において、最終的に形成するマルチコア光ファイバのクラッドの屈折率とは屈折率が異なるようなジャケット管を使用する場合、このジャケット管の残部がマルチコア光ファイバの光伝播特性に悪影響を与える場合があるの。その場合には、延伸工程後に除去工程を行ない、このジャケット管に相当する外縁の領域を除去することが好ましい。
【００３９】
また、実施の形態１、２の各工程において、各元材の直径は、破損等が起こりにくい取り扱いやすい直径であれば特に限定されないが、たとえば４００μｍ以上であると取り扱いやすく好ましい。
【００４０】
また、上記実施の形態１、２では、製造するマルチコア光ファイバのコアや空孔の配列は三角格子状であるが、他の配列のものを製造することもできる。また、コアの数についても、１０，０００個に限られず、束ねる第１または第２材の数についても特に限定されない。また、上記実施の形態１、２では、第２延伸工程を１回行なうものであるが、第２延伸工程を２回以上行なって、最後の第２延伸工程においてマルチコア光ファイバを形成するまで第２元材の束を加熱延伸するようにすれば、より多数のコアを備えるマルチコア光ファイバを容易に製造できる。
【００４１】
また、上記実施の形態１、２では、第１元材は１つのコア形成部を備えるものであるが、複数のコア形成部を備えてもよい。また、上記実施の形態１、２では、第１束を構成しているのは全て第１元材であり、第２束を構成しているのは全て第２元材である。しかしながら、本発明はこれに限らず、第１束または第２束に含める第１元材または第２元材は少なくとも１本であればよい。
【００４２】
以下、具体例により説明する。たとえば、実施の形態２のようなコア形成部と９０個の空孔とを有する１本の第１元材と、第１元材においてコア形成部が無くコア形成部の位置に空孔が形成されていて９１個の空孔を有する構造の９９本の元材とを準備する。つぎに、これらを束ねて第１束とし、この第１束を加熱延伸して第２元材を形成する。この第２元材は１つのコア形成部と、９０＋９１×９９＝９０９９個の空孔とを有するクラッド形成部とを備えるものとなる。
【００４３】
さらに、この第２元材を１００本束ねて第２束を形成し、これを加熱延伸してマルチコア光ファイバを製造すると、１００個のコアを備え、各コアが少なくとも９０９９個の空孔で囲まれたＨＦ型のマルチコア光ファイバを得ることができる。また、１本の第２元材と、この第２元材においてコア形成部が無くコア形成部の位置に空孔が形成されていて９１００個の空孔を有する構造の９９本の元材とを束ねて第２束を形成し、これを加熱延伸して光ファイバを製造すると、１個のコアが９０９９＋９１００×９９＝９０９９９９個の空孔で囲まれたＨＦ型の光ファイバを得ることができる。このようなきわめて多数の空孔を有するコアが１個の光ファイバまたはマルチコア光ファイバは、従来の方法により製造することはきわめて困難であるが、本発明によればきわめて容易に製造することができる。
【００４４】
また、たとえば第１束を全て第１元材で構成すると、コア形成部同士の中心間距離はいずれのコア形成部についても等距離となるが、この第１束の第１元材のいずれかをコア形成部の無い元材に置き換えれば、コア形成部同士の中心間距離を大きくすることができる。このように第１元材の一部を他の元材に置き換えた第１束を用いれば、コア同士の中心間距離が不等距離なマルチコア光ファイバを容易に製造することができる。
【００４５】
また、上記実施の形態１、２では、各延伸工程において、各元材をジャケット管に挿入して加熱延伸をしているが、ジャケット管に挿入しなくてもよい。図９は、延伸工程の他の一例を示す図である。図９に示すように、たとえば実施の形態１に係る製造方法の第１延伸工程に置き換えて、第１元材３を束ねてその両端を把持具１３ａ、１３ｂによって把持して、ヒータ１４により第１元材３の束の側面を加熱しながら、把持具１３ａ、１３ｂをそれぞれ矢印Ａ１、Ａ２の方向に互いに距離が離れるように変位させて、第１元材３の束を延伸するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００４６】
１、７ マルチコア光ファイバ
１ａ、７ａ コア
１ｂ、７ｂ クラッド
２ 光ファイバ母材
２ａ、３ａ、５ａ、９ａ コア形成部
２ｂ、３ｂ、５ｂ、９ｂ クラッド形成部
３、９、１０ 第１元材
４、１１ 第１束
４ａ、６ａ、８ｃ、１１ａ ジャケット管
５、１２ 第２元材
６ 第２束
７ｃ、９ｃ 空孔
８ 母材
８ａ コア形成部材
８ｂ クラッド形成部材
９ｄ 一部領域
１３ａ、１３ｂ 把持具
１４ ヒータ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コアを形成するための少なくとも１つのコア形成部とクラッドを形成するためのクラッド形成部とを備える第１元材を準備する準備工程と、
前記準備した第１元材を少なくとも１本含む２本以上の元材を束ねて第１束を形成して該第１束を加熱延伸し、第２元材を形成する第１延伸工程と、
前記第２元材を少なくとも１本含む２本以上の元材を束ねて第２束を形成して該第２束を加熱延伸する第２延伸工程と、
を含み、前記第２延伸工程において光ファイバを形成するまで前記第２束を加熱延伸することを特徴とする光ファイバの製造方法。
【請求項２】
前記第２延伸工程を２回以上行い、最後の第２延伸工程において前記光ファイバを形成するまで前記第２束を加熱延伸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】
前記第１延伸工程または第２延伸工程において、前記第１束または第２束をジャケット管内に挿入して加熱延伸を行なうことを特徴とする請求項１または２に記載の光ファイバの製造方法。
【請求項４】
前記ジャケット管は前記クラッドと同じ材質からな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】
前記第１元材または第２元材の外縁の一部領域を除去する除去工程をさらに含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の光ファイバの製造方法。
【請求項６】
前記第１元材または第２元材の直径を４００μｍ以上とす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】
前記準備工程において、前記コア形成部の屈折率が前記クラッド形成部の屈折率よりも高い第１元材を準備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】
前記準備工程において、前記クラッド形成部に空孔構造を有する第１元材を準備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１】
コアを形成するための少なくとも１つのコア形成部とクラッドを形成するためのクラッド形成部とを備える第１元材を準備する準備工程と、
前記準備した第１元材を少なくとも１本含む２本以上の元材を束ねて第１束を形成して該第１束を加熱延伸し、第２元材を形成する第１延伸工程と、
前記第２元材を少なくとも１本含む２本以上の元材を束ねて第２束を形成して該第２束を加熱延伸する第２延伸工程と、
を含み、前記第２延伸工程において光ファイバを形成するまで前記第２束を加熱延伸することを特徴とする光ファイバの製造方法。
【請求項２】
前記第２延伸工程を２回以上行い、最後の第２延伸工程において前記光ファイバを形成するまで前記第２束を加熱延伸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】
前記第１延伸工程または第２延伸工程において、前記第１束または第２束をジャケット管内に挿入して加熱延伸を行なうことを特徴とする請求項１または２に記載の光ファイバの製造方法。
【請求項４】
前記ジャケット管は前記クラッドと同じ材質からな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】
前記第１元材または第２元材の外縁の一部領域を除去する除去工程をさらに含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の光ファイバの製造方法。
【請求項６】
前記第１元材または第２元材の直径を４００μｍ以上とす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】
前記準備工程において、前記コア形成部の屈折率が前記クラッド形成部の屈折率よりも高い第１元材を準備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】
前記準備工程において、前記クラッド形成部に空孔構造を有する第１元材を準備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。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１１−９５３３２（Ｐ２０１１−９５３３２Ａ）
【公開日】平成２３年５月１２日（２０１１．５．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２４６７４６（Ｐ２００９−２４６７４６）
【出願日】平成２１年１０月２７日（２００９．１０．２７）
【出願人】（０００００５２９０）古河電気工業株式会社 (4,457)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年５月１２日（２０１１．５．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１０月２７日（２００９．１０．２７）
【出願人】（０００００５２９０）古河電気工業株式会社 (4,457)
【Ｆターム（参考）】
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