光ファイバ母材および光ファイバの製造方法
【課題】空孔の長手方向での変形が抑制された光ファイバ母材および光ファイバの製造方法を提供すること。
【解決手段】長手方向に延びる空孔がガラス母材の一端に形成され、前記空孔の長さが前記ガラス母材の全体の長さの半分以下であるガラス母材を準備する準備工程と、前記空孔が一端に形成されたガラス母材の外周部に、ガラス微粒子を堆積して多孔質ガラス母材を合成する合成工程と、前記空孔を大気開放した状態で、前記空孔が形成された一端が下になるように配置して前記多孔質ガラス母材を焼結する焼結工程と、を有する。
【解決手段】長手方向に延びる空孔がガラス母材の一端に形成され、前記空孔の長さが前記ガラス母材の全体の長さの半分以下であるガラス母材を準備する準備工程と、前記空孔が一端に形成されたガラス母材の外周部に、ガラス微粒子を堆積して多孔質ガラス母材を合成する合成工程と、前記空孔を大気開放した状態で、前記空孔が形成された一端が下になるように配置して前記多孔質ガラス母材を焼結する焼結工程と、を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軸方向に延びる複数の空孔を有する光ファイバ母材および光ファイバの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、シリカガラスからなる光ファイバは、例えばゲルマニウムをドープすることによって屈折率を高めたコアと、その周囲を取り囲み、コアより屈折率が低いクラッドとから構成されている。そして、クラッドとコアとの境界面における光の全反射の作用によりコア内を光が導波する。従来、実際に実現できるコアとクラッドとの比屈折率差は、大きくても３〜４％程度であった。
【０００３】
これに対して、近年、このような従来の光ファイバに比して大きな比屈折率差を得ることができる光ファイバが報告されている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１によると、クラッド中に複数の空孔を長手方向に設けることによって、クラッドの平均屈折率を大きく低減できることが報告されている。すなわち、このような空孔を有する光ファイバは、コアとクラッドの実効的な比屈折率差を従来の光ファイバに比して格段に大きくすることができる。
【０００４】
このような空孔を有する光ファイバは、空孔を有する光ファイバ母材を作製したのち、これを加熱して線引きすることによって製造される。光ファイバ母材に空孔を形成する方法としては、主として、中実のガラス母材の所定の位置にドリルなどを用いて穿孔する方法（例えば、特許文献２参照。）や、複数のガラス管とガラス棒を束ね、加熱してガラス管およびガラス棒の外面を融着させ、ガラス管の孔を残して一体化する方法（例えば、特許文献１参照）等、がある。
【０００５】
このような空孔を有する光ファイバにおいて、所望の特性を実現するためには、光ファイバ内に形成された空孔が、光ファイバの長手方向の全長にわたって、変形することなく均一であることが好ましい。
【０００６】
空孔の変形や歪みを低減するための光ファイバ母材の製造方法として、長手方向に延びる空孔が形成されたガラス母材の外周に、ガラス微粒子を堆積して多孔質ガラス母材を形成し、この多孔質ガラス母材を焼結して長手方向に延びる空孔を有する光ファイバ母材を製造する方法が提案されている（特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１０−９５６２８号公報
【特許文献２】特開２００２−１４５６３４号公報
【特許文献３】特開２００４−２４４２６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記特許文献３に記載の方法を用いた場合、多孔質ガラス母材を焼結するにあたり、多孔質ガラス層が焼結することにより、ガラス母材が収縮することや、焼結時に加えられた熱によりガラス母材が自重で伸びることにより、ガラス母材に形成された空孔が変形してしまう問題が生じることがあった。この現象は光ファイバ母材が大型化するとより顕著となる。すなわち、特許文献３に記載の方法を用いた場合においても、依然として光ファイバ母材の長手方向において、空孔が変形してしまう問題があった。
【０００９】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、空孔の長手方向での変形が抑制された光ファイバ母材およ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】
【００１０】
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母材の製造方法は、長手方向に延びる空孔がガラス母材の一端に形成され、前記空孔の長さが前記ガラス母材の全体の長さの半分以下であるガラス母材を準備する準備工程と、前記空孔が一端に形成されたガラス母材の外周部に、ガラス微粒子を堆積して多孔質ガラス母材を合成する合成工程と、前記空孔を大気開放した状態で、前記空孔が形成された一端が下になるように配置して前記多孔質ガラス母材を焼結する焼結工程と、を有することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係る光ファイバ母材の製造方法は、前記空孔は、前記ガラス母材の全体の長さの１／３以下に形成されてい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、上記の発明に係る製造方法により製造した光ファイバ母材を前記空孔が形成された一端が上になるように配置して、前記空孔が形成されていないもう一端から線引きする線引工程を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、空孔の長手方向での変形が抑制された光ファイバ母材および光ファイバの製造方法を実現できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、実施の形態に係る光ファイバ母材および光ファイバの製造方法のフロー図である。
【図２】図２は、準備工程の一例について説明する模式図である。
【図３】図３は、準備工程の別の例について説明する模式図である。
【図４】図４は、合成工程について説明する模式図である。
【図５】図５は、焼結工程に用いる電気炉（焼結炉）を示す説明図である。
【図６】図６は、線引工程に用いる線引装置を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に、図面を参照して本発明に係る光ファイバ母材および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。
【００１６】
（実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態に係る光ファイバ母材および光ファイバの製造方法のフロー図である。
本実施の形態に係る光ファイバ母材の製造方法では、図１に示すように、はじめに、長手方向に延びる空孔が一端に形成され、空孔の長さがガラス母材の全体の長さの半分以下であるガラス母材を準備する準備工程を行い（ステップＳ１０１）、つぎに、準備したガラス母材の外周にガラス微粒子を堆積して多孔質ガラス母材を合成する合成工程を行い（ステップＳ１０２）、つぎに、多孔質ガラス母材を焼結する焼結工程を行う（ステップＳ１０３）。これによって、軸方向に延びる複数の孔を有する光ファイバ母材が作製される。
また、本実施の形態に係る光ファイバの製造方法では、つぎに、ステップＳ１０１〜Ｓ１０３の工程により作製した光ファイバ母材を、空孔が形成された一端が上になるように配置して、空孔が形成されていないもう一端から線引きする線引工程をさらに行う（ステップＳ１０４）。これによって、軸方向に延びる複数の空孔を有する光ファイバが作製される。
【００１７】
以下、各工程について具体的に説明する。図２、図３は、ステップＳ１０１の準備工程の一例および別の例について説明する模式図である。
準備工程では一端に長手方向に延びる空孔が形成されたガラス母材を作製する。長手方向に延びる空孔が一端に形成されたガラス母材の作製方法としては、複数のガラス管、あるいは複数のガラス管とガラス棒とを密充填状態に束ね、これを一体化して製造した空孔を有するガラス母材を中実な円柱状のガラス母材に接続する方法や、円柱状のガラス母材の一端に空孔を穿孔する方法などがある。
ここでは、円柱状のガラス母材の一端に空孔を穿孔し、長手方向に延びる空孔が形成されたガラス母材を作製する方法について説明する。
【００１８】
はじめに、図２に示す一例を説明する。まず、ＶＡＤ（Vapor phase Axial Deposition）法、ＯＶＤ（Outside Vapor Deposition）法、ＭＣＶＤ（Modified Chemical Vapor Deposition）法などの周知の方法を用いて図２（ａ）に示す石英ガラスからなる円柱状のガラス母材１を作製する。
このときガラス母材１は、中心部に位置し、Ｇｅ等を添加して屈折率を高めたコア１１と、コア１１を取り囲み、純石英ガラス等からなるコア１１より屈折率が低いクラッド１２とを有する構造とする。ここで、純石英ガラスとは、屈折率を調整するためのドーパントを含まない石英ガラスを意味する。なお、Ｇｅ等の添加量は、光ファイバに要求される特性に応じて変化させる。また、場合によっては特にコアを設けず、ガラス母材の全域が純石英ガラスからなるものとしてもよい。
【００１９】
つぎに、図２（ｂ）に示すようにこのガラス母材１のクラッド１２に対して、ドリル加工などの機械的手段によりガラス母材１の長手方向に延びる１以上の空孔１３を穿孔する。ここでは６個の空孔１３を形成している。なお、空孔１３は、コア１１、またはコア１１およびクラッド１２の両方に形成してもよい。このとき空孔１３は、母材の一端側のみに形成し、空孔１３の長さＬｈは、空孔１３の長手方向の変形を抑制するために、ガラス母材の長さＬａの半分以下とする。このようにすることで、後述する焼結工程（ステップＳ１０３）において、ガラス微粒子堆積層が焼結することにより、多孔質ガラス母材が収縮することや、焼結時に加えられた熱により多孔質ガラス母材が自重で伸びることによる空孔１３の変形を抑制することができる。空孔１３の変形をより確実に抑制するためには、空孔の長さＬｈをガラス母材の長さＬａの１／３以下とすることがさらに好ましい。
つぎに、形成した空孔１３の内面を洗浄し、光学研磨する。
【００２０】
つぎに、図３に示す別の例を説明する。はじめに、図３（ａ）に示すように、図２（ａ）と同様のガラス母材１を作製する。つぎに、図３（ｂ）に示すようにガラス母材１をガラス母材１ａとガラス母材１ｂとに２分割する。そして、図３（ｃ）に示すように一方のガラス母材１ｂに空孔１３を穿孔し、内面を洗浄して光学研磨をした後に、図３（ｄ）に示すように空孔１３を穿孔していないもう一方のガラス母材１ａと接続する。このときガラス母材１ａ、１ｂの接続は、両方の母材の端面を加熱して付き合わせて溶着することにより可能である。なおガラス母材１ａ、１ｂを接続するための加熱は火炎や電気炉等により行うことができる。
このように一旦ガラス母材１を２分割した後、一方のガラス母材１ｂに空孔１３を穿孔することで、穿孔する空孔１３の位置精度を向上させることができ、さらに空孔１３内を充分に洗浄・研磨することができる。なお、図３に示す例ではガラス母材１を２分割し、一方に空孔を形成しているが、全長にわたって空孔を有するガラス母材を別途準備して、これをそのまま、あるいは分割してガラス母材１に接続するようにしてもよい。
また、図２の例のように、ガラス母材１を２分割することなく、一端に空孔１３を設けた場合は、ガラス母材を接続する手間が省ける上、接続部の強度不足がなく、接続する２本のガラス母材の中心軸のずれが生じない点で好ましい。
【００２１】
また、これらのように、円柱状のガラス母材１の一端に空孔１３を穿孔する方法を用いた場合、複数のガラス管、あるいは複数のガラス管とガラス棒を密充填状態に束ね、これを一体化して作製した空孔を有するガラス母材を、中実な円柱状のガラス母材に接続した場合と比較して、接続後のガラス母材外径を長手方向で一定にできるうえ、作業性がよい点で好ましい。ただし、本発明はこれに限らず、複数のガラス管、あるいは複数のガラス管とガラス棒を密充填状態に束ね、これを一体化して作製した空孔を有するガラス母材を、中実な円柱状のガラス母材に接続して、ガラス母材を準備してもよい。
なお、空孔の径、数、位置は光ファイバに要求される特性などによって決められる。
以上の準備工程により、一端に長手方向に延びる空孔１３が形成されたガラス母材１が作製される。
【００２２】
つぎに、ステップＳ１０２の合成工程について説明する。図４は、合成工程について説明する模式図である。
合成工程では、一端に空孔１３を形成したガラス母材１の外周にクラッドとなる石英ガラスなどからなるガラス微粒子を、ＶＡＤ法、ＯＶＤ法などにより合成する。ここではＯＶＤ法を用いた場合について説明する。
【００２３】
まず、ガラス母材１の外周にガラス微粒子を合成する前に、ガラス母材１の空孔１３が形成されている一端１ｂｂに管状部材４１を接続し、この管状部材４１の中空部と空孔１３とを連通して、全ての空孔１３を大気開放した状態とする。一方ガラス母材１の他方の一端１ａａにも、ガラス母材１を支持するための支持部材４２を接続する。一端１ａａ側に接続される支持部材４２は、管状部材であっても中実部材であってもかまわないが、ガラス母材１を支持するための強度を確保するためには、図４に示すように中実部材であることが好ましい。
この一端に空孔１３を形成したガラス母材１に管状部材４１、支持部材４２を接続したガラス母材１をターゲットロッド１Ａと呼ぶ。
【００２４】
ターゲットロッド１Ａは、ＯＶＤ法を用いた製造装置の図示しない把持機構により、一端が支持部材４２で、もう一端が管状部材４１で把持され、製造装置に軸支される。また、製造装置の図示しない駆動機構はターゲットロッド１Ａを所定の速度で回転させる。さらにこの状態で、駆動機構はガラス微粒子合成用バーナ４３をターゲットロッド１Ａの軸方向に直線往復運動させる。
【００２５】
ガラス微粒子合成用バーナ４３には、ガラス原料ガスであるＳｉＣｌ4ガスと、燃焼ガスであるＨ2ガス及びＯ2ガスとを供給し、燃焼ガスによって形成される火炎中でガラス原料ガスを火炎加水分解させてガラス微粒子を合成する。このガラス微粒子をガラス微粒子合成用バーナ４３から回転するターゲットロッド１Ａの外周上に噴射し、ガラス微粒子堆積層２ａを堆積させる。これによって、多孔質ガラス母材２が合成される。
【００２６】
つぎに、ステップＳ１０３の焼結工程について説明する。図５は、本実施の形態にて焼結工程に用いる電気炉（焼結炉）５０を示す説明図である。
焼結炉５０は、多孔質ガラス母材２を把持するための把持部５１ａを有する回転昇降機構５１と、多孔質ガラス母材２を収容する石英ガラス製の炉心管５３と、炉心管５３の上蓋５２と、炉心管５３の外周に備えられ外部から多孔質ガラス母材２を加熱する環状のマルチヒータ５４と、炉心管５３の外周で断熱材５５を介してマルチヒータ５４を収容している炉体５６と、を備える。
さらに、炉心管５３は、ヘリウムガスなどの不活性ガスや、塩素ガスを含む不活性ガスなどを炉心管５３内に供給するためのガス供給口５７を下部に、使用済みのガスを炉心管５３外に排出するためのガス排出口５８を上部に備える。
【００２７】
焼結炉５０を用いて、多孔質ガラス母材２を焼結させる方法としては、まず、多孔質ガラス母材２を空孔１３が形成された一端１ｂｂを下にして、上端に接続された支持部材４２を回転昇降機構５１の把持部５１ａで把持する。なお、このとき多孔質ガラス母材２の空孔１３が形成された一端１ｂｂには、合成工程から引き続き、管状部材４１が接続されており、この管状部材４１の中空部と空孔１３とが連通して、全ての空孔１３が大気開放した状態となっている。
そして、回転昇降機構５１により多孔質ガラス母材２を降下させて炉心管５３内に挿入し、上蓋５２により蓋をする。つぎに、多孔質ガラス母材２を所定のスタート位置にセットし、ヒータ５４をおよそ１５００℃の所定の温度まで昇温する。
【００２８】
つぎに、ガス供給口５７から炉心管５３内にヘリウムガスを含む焼結ガスを供給する。そして多孔質ガラス母材２を回転昇降機構５１により回転させながら加熱領域に対して所定の相対移動速度で降下させる。
この焼結工程により、多孔質ガラス母材２のガラス微粒子堆積層２ａが透明ガラス化され、透明な光ファイバ母材となる。
なお、必要であれば焼結工程の前に処理温度９００℃〜１３００℃でヘリウムガスと塩素ガスとを含む脱水ガス雰囲気で熱処理する脱水工程を設けてもよい。
このようにして空孔を有する光ファイバ母材を得ることができる。
【００２９】
つぎに、ステップＳ１０４の線引工程について説明する。図６は、本実施の形態にて線引工程に用いる線引装置６０を示す説明図である。
線引工程では、焼結工程（ステップＳ１０３）で得られた光ファイバ母材３を空孔１３が形成された一端１ｂｂが上になるように配置して、空孔１３が形成されていないもう一端１ａａ側から線引きする。
【００３０】
はじめに、光ファイバ母材３を線引装置６０の電気炉（線引炉）内に空孔１３が形成された一端１ｂｂが上になるように配置し、空孔１３が形成されていない光ファイバ母材３のもう一端を線引炉内のヒータ６１によって加熱溶融してガラス光ファイバ４を鉛直方向下向きに引き出す。このとき光ファイバ母材３の空孔１３が形成された一端１ｂｂには、焼結工程から引き続き、管状部材４１が接続されており、この管状部材４１の中空部と空孔１３とが連通して、全ての空孔１３が大気開放した状態となっている。
なお、管状部材４１は、線引工程の前に付け替えてもよいが、合成工程、焼結工程で使用したものをそのまま用いることで、管状部材４１の付け替え工程を省略でき、より容易に空孔を有する光ファイバを製造できる。
光ファイバ母材３の上端には、管状部材４１を介して空孔加圧装置６２が接続され、空孔加圧装置６２から光ファイバ母材３の空孔１３内にＮ２やＡｒなどの不活性ガスを送り込むことにより、空孔１３内を加圧する。これにより、空孔１３が潰れることなく光ファイバを線引きできる。
【００３１】
つぎに、引き出したガラス光ファイバ４の外径を外径測定器６３で監視しつつ、ガラス光ファイバ４の外周表面に紫外線硬化性樹脂を被覆装置６４で塗付し、その後、紫外線照射装置６５によって紫外線を照射し、塗布した紫外線硬化性樹脂を硬化させて１次被覆層を形成する。つぎに、さらにこの１次被覆層上に紫外線硬化性樹脂を被覆装置６６で塗付し、その後、紫外線照射装置６７によって紫外線を照射し、塗布した紫外線硬化性樹脂を硬化させて２次被覆層を形成し、被覆した光ファイバ５とする。なお、各紫外線硬化性樹脂を塗布した後にも図示しない外径測定器を設けてもよい。また、形成する被覆層の層数は光ファイバ５の使用目的等に応じて適宜調整され、被覆層の層数に応じた数の被覆装置、紫外線照射装置及び外径測定器が配置される。また、複数の被覆層を一括して塗布し、硬化させる方法を用いても良い。
つぎに、ガイドローラ６８は、光ファイバ５を巻取機６９に案内し、巻取機６９が、光ファイバ５をボビンに巻き取る。このようにして、光ファイバ５が製造される。
なお、この実施形態によれば、線引き開始からしばらくは、通常の中実な光ファイバ５が線引きされ、引き続いて線引きの途中から空孔を有する光ファイバ５が線引きされる。
【００３２】
この実施形態によれば、多孔質ガラス母材２を焼結する工程において、空孔１３が大気開放された状態で、空孔１３が形成された一端が下になるように配置して多孔質ガラス母材２を焼結し、さらに空孔１３の長さがガラス母材１の全体の長さの半分以下であるので、空孔１３が焼結による多孔質ガラス母材２の収縮や、加熱による自重での伸びなどの影響を受けにくく、空孔１３の長手方向での変形が抑制された光ファイバ母材３を得ることができる。また、この実施形態の光ファイバ母材３を線引きすることで、空孔の長手方向での変形が抑制された光ファイバ５を得ることができる。
なお、光ファイバ母材３が大型化するほど、多孔質ガラス母材２の焼結時の変形は大きくなる傾向にあるため、この効果は光ファイバ母材３の重さが１０ｋｇ以上の場合に特に顕著である。
【００３３】
また、合成工程でガラス母材１の空孔１３が形成されている一端１ｂｂに接続した管状部材４１を焼結工程、線引工程でそのまま使用できるため、管状部材４１の付け替え工程を省略でき、より容易に空孔を有する光ファイバ５を製造できる。
さらに、線引工程では、中実な光ファイバ５に引き続き空孔を有する光ファイバ５を線引きすることができる。ここで、線引き開始時には、線引き条件の調整等により、線引きされる光ファイバには不良部分が発生する。これに対して、本実施の形態では、中実な光ファイバ５を線引きしている間に条件調整等を行える。したがって、その後に空孔１３を有する光ファイバ母材３の部分を線引きした光ファイバ５においては、条件調整等により発生する不良部分の長さを最小限に抑えることができる。その結果、空孔を有する光ファイバ５の良品率が向上する。
なお、上記実施の形態では、焼結工程で得られた光ファイバ母材３をそのまま線引きしているが、焼結工程の後に光ファイバ母材３を延伸する工程を設け、延伸した光ファイバ母材３を線引きするようにしてもよい。
【００３４】
（実施例、比較例）
つぎに、実施例、比較例により本発明をより詳細に説明する。なお、これによりこの発明が限定されるものではない。
【００３５】
（実施例１）
（準備工程：ステップＳ１０１）
はじめに、実施例１として、上記実施の形態に従い、以下のようにして、ガラス母材の一方の一端に空孔を形成したガラス母材を作製した。
まず、ＶＡＤ法により、Ｇｅが添加されたコアと、該コアの外周に純石英ガラスからなるクラッドを有するガラス母材を作製した。コアとクラッドの外径比はおよそ１／５である。得られたガラス母材を外径４０ｍｍ、長さ１０００ｍｍに加熱延伸し、長さ７００ｍｍと３００ｍｍに２分割した。
つぎに、長さ３００ｍｍのガラス母材の一端から、コアの外周を取り囲むように、クラッド部分にドリル加工により長手方向に延びる６個の空孔を穿孔した。
つぎに形成した空孔を洗浄・研磨し、このガラス母材をもう一方の長さ７００ｍｍのガラス母材と端面で突き合わせ、突き合せ部分を火炎で加熱することにより、分割した２本のガラス母材を溶着接続した。その結果、空孔の長さはガラス母材の全体の長さの１／３以下である。
【００３６】
（合成工程：ステップＳ１０２）
つぎに、ガラス母材の空孔が形成されている一端に管状部材を接続し、この管状部材の中空部と空孔とを連通して、全ての空孔を大気開放した状態とした。一方ガラス母材の他方の端部にも、ガラス母材を支持するための支持部材を接続し、ターゲットロッドを作製した。
つぎに、両端に接続した管状部材、支持部材をそれぞれ把持し、ガラス微粒子合成用バーナをターゲットロッドの軸方向に直線往復運動させターゲットロッドの外周上にガラス微粒子を堆積させ、多孔質ガラス母材を作製した。
【００３７】
（焼結工程：ステップＳ１０３）
つぎに、多孔質ガラス母２の空孔を大気開放した状態で、空孔が形成された一端側を下にして上端に接続された支持部材を回転昇降装置の把持部で把持し、炉心管に挿入した。そして、約１５００℃の温度で、ヘリウムガス、塩素ガスを含む雰囲気下で焼結させ光ファイバ母材を得た。
【００３８】
（線引工程：ステップＳ１０４）
つぎに、得られた光ファイバ母材を空孔が形成された一端が上になるように配置して、空孔が形成されていないもう一端側から線引きした。このとき光ファイバ母材の空孔が形成された一端には、焼結工程から引き続き、管状部材が接続されており、この管状部材の中空部と空孔とが連通して、全ての空孔が大気開放した状態となっている。
光ファイバ母材の上端には、管状部材を介して空孔加圧装置を接続した。空孔が形成された部分を線引きする段階においては、この空孔加圧装置により、光ファイバ母材の空孔内にＮ２ガスを送り込み、空孔内を加圧した。
【００３９】
得られた光ファイバのうち焼結工程の終端側（焼結が最後に行われた側）の２５ｋｍを５ｋｍごとに切断し、端面の空孔径を観察した。
観察により得られた空孔径の平均値（６箇所×６個）をＤａ、最小値をＤｓ、最大値をＤｌとしたとき、（Ｄｌ−Ｄｓ）／Ｄａは３％と非常に小さかった。
【００４０】
（実施例２）
長さ１０００ｍｍのガラス母材を長さ６００ｍｍと４００ｍｍに２分割し、長さ４００ｍｍのガラス母材の方に空孔を穿孔した以外は実施例１と同様にして光ファイバを製造した。その結果、空孔の長さはガラス母材の全体の長さの半分以下である。
得られた光ファイバのうち焼結工程の終端側の２５ｋｍを５ｋｍごとに切断し、端面の空孔径を観察した。
観察により得られた空孔径の平均値（６箇所×６個）をＤａ、最小値をＤｓ、最大値をＤｌとしたとき、（Ｄｌ−Ｄｓ）／Ｄａは５％と非常に小さかった。
【００４１】
（実施例３）
長さ１０００ｍｍのガラス母材を２分割せずに、ガラス母材の一端に３００ｍｍの空孔を穿孔した以外は実施例１と同様にして光ファイバを製造した。その結果、空孔の長さはガラス母材の全体の長さの１／３以下である。
得られた光ファイバのうち焼結工程の終端側の２５ｋｍを５ｋｍごとに切断し、端面の空孔径を観察した。
観察により得られた空孔径の平均値（６箇所×６個）をＤａ、最小値をＤｓ、最大値をＤｌとしたとき、（Ｄｌ−Ｄｓ）／Ｄａは５％と非常に小さかった。
【００４２】
（比較例１）
ガラス母材として全長にわたって空孔が形成された長さ１０００ｍｍのガラス母材を用いた以外は、実施例１と同様にして光ファイバを製造した。
得られた光ファイバのうち焼結工程の終端側の２５ｋｍを５ｋｍごとに切断し、端面の空孔径を観察した。
観察により得られた空孔径の平均値（６箇所×６個）をＤａ、最小値をＤｓ、最大値をＤｌとしたとき、（Ｄｌ−Ｄｓ）／Ｄａは３０％と大きかった。
【００４３】
（比較例２）
長さ１０００ｍｍのガラス母材を長さ４００ｍｍと６００ｍｍに２分割し、長さ６００ｍｍのガラス母材の方に空孔を穿孔した以外は実施例１と同様にして光ファイバを製造した。その結果、空孔の長さはガラス母材の全体の長さの半分より長い。
得られた光ファイバのうち焼結工程の終端側の２５ｋｍを５ｋｍごとに切断し、端面の空孔径を観察した。
観察により得られた空孔径の平均値（６箇所×６個）をＤａ、最小値をＤｓ、最大値をＤｌとしたとき、（Ｄｌ−Ｄｓ）／Ｄａは２２％と大きかった。
【符号の説明】
【００４４】
１ ガラス母材
１Ａ ターゲットロッド
２ 多孔質ガラス母材
３ 光ファイバ母材
４ ガラス光ファイバ
５ 光ファイバ
１１ コア
１２ クラッド
１３ 空孔
４１ 管状部材
４２ 支持部材
５０ 電気炉（焼結炉）
６０ 線引装置
Ｓ１０１〜Ｓ１０４ ステップ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軸方向に延びる複数の空孔を有する光ファイバ母材および光ファイバの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、シリカガラスからなる光ファイバは、例えばゲルマニウムをドープすることによって屈折率を高めたコアと、その周囲を取り囲み、コアより屈折率が低いクラッドとから構成されている。そして、クラッドとコアとの境界面における光の全反射の作用によりコア内を光が導波する。従来、実際に実現できるコアとクラッドとの比屈折率差は、大きくても３〜４％程度であった。
【０００３】
これに対して、近年、このような従来の光ファイバに比して大きな比屈折率差を得ることができる光ファイバが報告されている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１によると、クラッド中に複数の空孔を長手方向に設けることによって、クラッドの平均屈折率を大きく低減できることが報告されている。すなわち、このような空孔を有する光ファイバは、コアとクラッドの実効的な比屈折率差を従来の光ファイバに比して格段に大きくすることができる。
【０００４】
このような空孔を有する光ファイバは、空孔を有する光ファイバ母材を作製したのち、これを加熱して線引きすることによって製造される。光ファイバ母材に空孔を形成する方法としては、主として、中実のガラス母材の所定の位置にドリルなどを用いて穿孔する方法（例えば、特許文献２参照。）や、複数のガラス管とガラス棒を束ね、加熱してガラス管およびガラス棒の外面を融着させ、ガラス管の孔を残して一体化する方法（例えば、特許文献１参照）等、がある。
【０００５】
このような空孔を有する光ファイバにおいて、所望の特性を実現するためには、光ファイバ内に形成された空孔が、光ファイバの長手方向の全長にわたって、変形することなく均一であることが好ましい。
【０００６】
空孔の変形や歪みを低減するための光ファイバ母材の製造方法として、長手方向に延びる空孔が形成されたガラス母材の外周に、ガラス微粒子を堆積して多孔質ガラス母材を形成し、この多孔質ガラス母材を焼結して長手方向に延びる空孔を有する光ファイバ母材を製造する方法が提案されている（特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１０−９５６２８号公報
【特許文献２】特開２００２−１４５６３４号公報
【特許文献３】特開２００４−２４４２６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記特許文献３に記載の方法を用いた場合、多孔質ガラス母材を焼結するにあたり、多孔質ガラス層が焼結することにより、ガラス母材が収縮することや、焼結時に加えられた熱によりガラス母材が自重で伸びることにより、ガラス母材に形成された空孔が変形してしまう問題が生じることがあった。この現象は光ファイバ母材が大型化するとより顕著となる。すなわち、特許文献３に記載の方法を用いた場合においても、依然として光ファイバ母材の長手方向において、空孔が変形してしまう問題があった。
【０００９】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、空孔の長手方向での変形が抑制された光ファイバ母材およ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】
【００１０】
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母材の製造方法は、長手方向に延びる空孔がガラス母材の一端に形成され、前記空孔の長さが前記ガラス母材の全体の長さの半分以下であるガラス母材を準備する準備工程と、前記空孔が一端に形成されたガラス母材の外周部に、ガラス微粒子を堆積して多孔質ガラス母材を合成する合成工程と、前記空孔を大気開放した状態で、前記空孔が形成された一端が下になるように配置して前記多孔質ガラス母材を焼結する焼結工程と、を有することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係る光ファイバ母材の製造方法は、前記空孔は、前記ガラス母材の全体の長さの１／３以下に形成されてい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、上記の発明に係る製造方法により製造した光ファイバ母材を前記空孔が形成された一端が上になるように配置して、前記空孔が形成されていないもう一端から線引きする線引工程を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、空孔の長手方向での変形が抑制された光ファイバ母材および光ファイバの製造方法を実現できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、実施の形態に係る光ファイバ母材および光ファイバの製造方法のフロー図である。
【図２】図２は、準備工程の一例について説明する模式図である。
【図３】図３は、準備工程の別の例について説明する模式図である。
【図４】図４は、合成工程について説明する模式図である。
【図５】図５は、焼結工程に用いる電気炉（焼結炉）を示す説明図である。
【図６】図６は、線引工程に用いる線引装置を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に、図面を参照して本発明に係る光ファイバ母材および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。
【００１６】
（実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態に係る光ファイバ母材および光ファイバの製造方法のフロー図である。
本実施の形態に係る光ファイバ母材の製造方法では、図１に示すように、はじめに、長手方向に延びる空孔が一端に形成され、空孔の長さがガラス母材の全体の長さの半分以下であるガラス母材を準備する準備工程を行い（ステップＳ１０１）、つぎに、準備したガラス母材の外周にガラス微粒子を堆積して多孔質ガラス母材を合成する合成工程を行い（ステップＳ１０２）、つぎに、多孔質ガラス母材を焼結する焼結工程を行う（ステップＳ１０３）。これによって、軸方向に延びる複数の孔を有する光ファイバ母材が作製される。
また、本実施の形態に係る光ファイバの製造方法では、つぎに、ステップＳ１０１〜Ｓ１０３の工程により作製した光ファイバ母材を、空孔が形成された一端が上になるように配置して、空孔が形成されていないもう一端から線引きする線引工程をさらに行う（ステップＳ１０４）。これによって、軸方向に延びる複数の空孔を有する光ファイバが作製される。
【００１７】
以下、各工程について具体的に説明する。図２、図３は、ステップＳ１０１の準備工程の一例および別の例について説明する模式図である。
準備工程では一端に長手方向に延びる空孔が形成されたガラス母材を作製する。長手方向に延びる空孔が一端に形成されたガラス母材の作製方法としては、複数のガラス管、あるいは複数のガラス管とガラス棒とを密充填状態に束ね、これを一体化して製造した空孔を有するガラス母材を中実な円柱状のガラス母材に接続する方法や、円柱状のガラス母材の一端に空孔を穿孔する方法などがある。
ここでは、円柱状のガラス母材の一端に空孔を穿孔し、長手方向に延びる空孔が形成されたガラス母材を作製する方法について説明する。
【００１８】
はじめに、図２に示す一例を説明する。まず、ＶＡＤ（Vapor phase Axial Deposition）法、ＯＶＤ（Outside Vapor Deposition）法、ＭＣＶＤ（Modified Chemical Vapor Deposition）法などの周知の方法を用いて図２（ａ）に示す石英ガラスからなる円柱状のガラス母材１を作製する。
このときガラス母材１は、中心部に位置し、Ｇｅ等を添加して屈折率を高めたコア１１と、コア１１を取り囲み、純石英ガラス等からなるコア１１より屈折率が低いクラッド１２とを有する構造とする。ここで、純石英ガラスとは、屈折率を調整するためのドーパントを含まない石英ガラスを意味する。なお、Ｇｅ等の添加量は、光ファイバに要求される特性に応じて変化させる。また、場合によっては特にコアを設けず、ガラス母材の全域が純石英ガラスからなるものとしてもよい。
【００１９】
つぎに、図２（ｂ）に示すようにこのガラス母材１のクラッド１２に対して、ドリル加工などの機械的手段によりガラス母材１の長手方向に延びる１以上の空孔１３を穿孔する。ここでは６個の空孔１３を形成している。なお、空孔１３は、コア１１、またはコア１１およびクラッド１２の両方に形成してもよい。このとき空孔１３は、母材の一端側のみに形成し、空孔１３の長さＬｈは、空孔１３の長手方向の変形を抑制するために、ガラス母材の長さＬａの半分以下とする。このようにすることで、後述する焼結工程（ステップＳ１０３）において、ガラス微粒子堆積層が焼結することにより、多孔質ガラス母材が収縮することや、焼結時に加えられた熱により多孔質ガラス母材が自重で伸びることによる空孔１３の変形を抑制することができる。空孔１３の変形をより確実に抑制するためには、空孔の長さＬｈをガラス母材の長さＬａの１／３以下とすることがさらに好ましい。
つぎに、形成した空孔１３の内面を洗浄し、光学研磨する。
【００２０】
つぎに、図３に示す別の例を説明する。はじめに、図３（ａ）に示すように、図２（ａ）と同様のガラス母材１を作製する。つぎに、図３（ｂ）に示すようにガラス母材１をガラス母材１ａとガラス母材１ｂとに２分割する。そして、図３（ｃ）に示すように一方のガラス母材１ｂに空孔１３を穿孔し、内面を洗浄して光学研磨をした後に、図３（ｄ）に示すように空孔１３を穿孔していないもう一方のガラス母材１ａと接続する。このときガラス母材１ａ、１ｂの接続は、両方の母材の端面を加熱して付き合わせて溶着することにより可能である。なおガラス母材１ａ、１ｂを接続するための加熱は火炎や電気炉等により行うことができる。
このように一旦ガラス母材１を２分割した後、一方のガラス母材１ｂに空孔１３を穿孔することで、穿孔する空孔１３の位置精度を向上させることができ、さらに空孔１３内を充分に洗浄・研磨することができる。なお、図３に示す例ではガラス母材１を２分割し、一方に空孔を形成しているが、全長にわたって空孔を有するガラス母材を別途準備して、これをそのまま、あるいは分割してガラス母材１に接続するようにしてもよい。
また、図２の例のように、ガラス母材１を２分割することなく、一端に空孔１３を設けた場合は、ガラス母材を接続する手間が省ける上、接続部の強度不足がなく、接続する２本のガラス母材の中心軸のずれが生じない点で好ましい。
【００２１】
また、これらのように、円柱状のガラス母材１の一端に空孔１３を穿孔する方法を用いた場合、複数のガラス管、あるいは複数のガラス管とガラス棒を密充填状態に束ね、これを一体化して作製した空孔を有するガラス母材を、中実な円柱状のガラス母材に接続した場合と比較して、接続後のガラス母材外径を長手方向で一定にできるうえ、作業性がよい点で好ましい。ただし、本発明はこれに限らず、複数のガラス管、あるいは複数のガラス管とガラス棒を密充填状態に束ね、これを一体化して作製した空孔を有するガラス母材を、中実な円柱状のガラス母材に接続して、ガラス母材を準備してもよい。
なお、空孔の径、数、位置は光ファイバに要求される特性などによって決められる。
以上の準備工程により、一端に長手方向に延びる空孔１３が形成されたガラス母材１が作製される。
【００２２】
つぎに、ステップＳ１０２の合成工程について説明する。図４は、合成工程について説明する模式図である。
合成工程では、一端に空孔１３を形成したガラス母材１の外周にクラッドとなる石英ガラスなどからなるガラス微粒子を、ＶＡＤ法、ＯＶＤ法などにより合成する。ここではＯＶＤ法を用いた場合について説明する。
【００２３】
まず、ガラス母材１の外周にガラス微粒子を合成する前に、ガラス母材１の空孔１３が形成されている一端１ｂｂに管状部材４１を接続し、この管状部材４１の中空部と空孔１３とを連通して、全ての空孔１３を大気開放した状態とする。一方ガラス母材１の他方の一端１ａａにも、ガラス母材１を支持するための支持部材４２を接続する。一端１ａａ側に接続される支持部材４２は、管状部材であっても中実部材であってもかまわないが、ガラス母材１を支持するための強度を確保するためには、図４に示すように中実部材であることが好ましい。
この一端に空孔１３を形成したガラス母材１に管状部材４１、支持部材４２を接続したガラス母材１をターゲットロッド１Ａと呼ぶ。
【００２４】
ターゲットロッド１Ａは、ＯＶＤ法を用いた製造装置の図示しない把持機構により、一端が支持部材４２で、もう一端が管状部材４１で把持され、製造装置に軸支される。また、製造装置の図示しない駆動機構はターゲットロッド１Ａを所定の速度で回転させる。さらにこの状態で、駆動機構はガラス微粒子合成用バーナ４３をターゲットロッド１Ａの軸方向に直線往復運動させる。
【００２５】
ガラス微粒子合成用バーナ４３には、ガラス原料ガスであるＳｉＣｌ4ガスと、燃焼ガスであるＨ2ガス及びＯ2ガスとを供給し、燃焼ガスによって形成される火炎中でガラス原料ガスを火炎加水分解させてガラス微粒子を合成する。このガラス微粒子をガラス微粒子合成用バーナ４３から回転するターゲットロッド１Ａの外周上に噴射し、ガラス微粒子堆積層２ａを堆積させる。これによって、多孔質ガラス母材２が合成される。
【００２６】
つぎに、ステップＳ１０３の焼結工程について説明する。図５は、本実施の形態にて焼結工程に用いる電気炉（焼結炉）５０を示す説明図である。
焼結炉５０は、多孔質ガラス母材２を把持するための把持部５１ａを有する回転昇降機構５１と、多孔質ガラス母材２を収容する石英ガラス製の炉心管５３と、炉心管５３の上蓋５２と、炉心管５３の外周に備えられ外部から多孔質ガラス母材２を加熱する環状のマルチヒータ５４と、炉心管５３の外周で断熱材５５を介してマルチヒータ５４を収容している炉体５６と、を備える。
さらに、炉心管５３は、ヘリウムガスなどの不活性ガスや、塩素ガスを含む不活性ガスなどを炉心管５３内に供給するためのガス供給口５７を下部に、使用済みのガスを炉心管５３外に排出するためのガス排出口５８を上部に備える。
【００２７】
焼結炉５０を用いて、多孔質ガラス母材２を焼結させる方法としては、まず、多孔質ガラス母材２を空孔１３が形成された一端１ｂｂを下にして、上端に接続された支持部材４２を回転昇降機構５１の把持部５１ａで把持する。なお、このとき多孔質ガラス母材２の空孔１３が形成された一端１ｂｂには、合成工程から引き続き、管状部材４１が接続されており、この管状部材４１の中空部と空孔１３とが連通して、全ての空孔１３が大気開放した状態となっている。
そして、回転昇降機構５１により多孔質ガラス母材２を降下させて炉心管５３内に挿入し、上蓋５２により蓋をする。つぎに、多孔質ガラス母材２を所定のスタート位置にセットし、ヒータ５４をおよそ１５００℃の所定の温度まで昇温する。
【００２８】
つぎに、ガス供給口５７から炉心管５３内にヘリウムガスを含む焼結ガスを供給する。そして多孔質ガラス母材２を回転昇降機構５１により回転させながら加熱領域に対して所定の相対移動速度で降下させる。
この焼結工程により、多孔質ガラス母材２のガラス微粒子堆積層２ａが透明ガラス化され、透明な光ファイバ母材となる。
なお、必要であれば焼結工程の前に処理温度９００℃〜１３００℃でヘリウムガスと塩素ガスとを含む脱水ガス雰囲気で熱処理する脱水工程を設けてもよい。
このようにして空孔を有する光ファイバ母材を得ることができる。
【００２９】
つぎに、ステップＳ１０４の線引工程について説明する。図６は、本実施の形態にて線引工程に用いる線引装置６０を示す説明図である。
線引工程では、焼結工程（ステップＳ１０３）で得られた光ファイバ母材３を空孔１３が形成された一端１ｂｂが上になるように配置して、空孔１３が形成されていないもう一端１ａａ側から線引きする。
【００３０】
はじめに、光ファイバ母材３を線引装置６０の電気炉（線引炉）内に空孔１３が形成された一端１ｂｂが上になるように配置し、空孔１３が形成されていない光ファイバ母材３のもう一端を線引炉内のヒータ６１によって加熱溶融してガラス光ファイバ４を鉛直方向下向きに引き出す。このとき光ファイバ母材３の空孔１３が形成された一端１ｂｂには、焼結工程から引き続き、管状部材４１が接続されており、この管状部材４１の中空部と空孔１３とが連通して、全ての空孔１３が大気開放した状態となっている。
なお、管状部材４１は、線引工程の前に付け替えてもよいが、合成工程、焼結工程で使用したものをそのまま用いることで、管状部材４１の付け替え工程を省略でき、より容易に空孔を有する光ファイバを製造できる。
光ファイバ母材３の上端には、管状部材４１を介して空孔加圧装置６２が接続され、空孔加圧装置６２から光ファイバ母材３の空孔１３内にＮ２やＡｒなどの不活性ガスを送り込むことにより、空孔１３内を加圧する。これにより、空孔１３が潰れることなく光ファイバを線引きできる。
【００３１】
つぎに、引き出したガラス光ファイバ４の外径を外径測定器６３で監視しつつ、ガラス光ファイバ４の外周表面に紫外線硬化性樹脂を被覆装置６４で塗付し、その後、紫外線照射装置６５によって紫外線を照射し、塗布した紫外線硬化性樹脂を硬化させて１次被覆層を形成する。つぎに、さらにこの１次被覆層上に紫外線硬化性樹脂を被覆装置６６で塗付し、その後、紫外線照射装置６７によって紫外線を照射し、塗布した紫外線硬化性樹脂を硬化させて２次被覆層を形成し、被覆した光ファイバ５とする。なお、各紫外線硬化性樹脂を塗布した後にも図示しない外径測定器を設けてもよい。また、形成する被覆層の層数は光ファイバ５の使用目的等に応じて適宜調整され、被覆層の層数に応じた数の被覆装置、紫外線照射装置及び外径測定器が配置される。また、複数の被覆層を一括して塗布し、硬化させる方法を用いても良い。
つぎに、ガイドローラ６８は、光ファイバ５を巻取機６９に案内し、巻取機６９が、光ファイバ５をボビンに巻き取る。このようにして、光ファイバ５が製造される。
なお、この実施形態によれば、線引き開始からしばらくは、通常の中実な光ファイバ５が線引きされ、引き続いて線引きの途中から空孔を有する光ファイバ５が線引きされる。
【００３２】
この実施形態によれば、多孔質ガラス母材２を焼結する工程において、空孔１３が大気開放された状態で、空孔１３が形成された一端が下になるように配置して多孔質ガラス母材２を焼結し、さらに空孔１３の長さがガラス母材１の全体の長さの半分以下であるので、空孔１３が焼結による多孔質ガラス母材２の収縮や、加熱による自重での伸びなどの影響を受けにくく、空孔１３の長手方向での変形が抑制された光ファイバ母材３を得ることができる。また、この実施形態の光ファイバ母材３を線引きすることで、空孔の長手方向での変形が抑制された光ファイバ５を得ることができる。
なお、光ファイバ母材３が大型化するほど、多孔質ガラス母材２の焼結時の変形は大きくなる傾向にあるため、この効果は光ファイバ母材３の重さが１０ｋｇ以上の場合に特に顕著である。
【００３３】
また、合成工程でガラス母材１の空孔１３が形成されている一端１ｂｂに接続した管状部材４１を焼結工程、線引工程でそのまま使用できるため、管状部材４１の付け替え工程を省略でき、より容易に空孔を有する光ファイバ５を製造できる。
さらに、線引工程では、中実な光ファイバ５に引き続き空孔を有する光ファイバ５を線引きすることができる。ここで、線引き開始時には、線引き条件の調整等により、線引きされる光ファイバには不良部分が発生する。これに対して、本実施の形態では、中実な光ファイバ５を線引きしている間に条件調整等を行える。したがって、その後に空孔１３を有する光ファイバ母材３の部分を線引きした光ファイバ５においては、条件調整等により発生する不良部分の長さを最小限に抑えることができる。その結果、空孔を有する光ファイバ５の良品率が向上する。
なお、上記実施の形態では、焼結工程で得られた光ファイバ母材３をそのまま線引きしているが、焼結工程の後に光ファイバ母材３を延伸する工程を設け、延伸した光ファイバ母材３を線引きするようにしてもよい。
【００３４】
（実施例、比較例）
つぎに、実施例、比較例により本発明をより詳細に説明する。なお、これによりこの発明が限定されるものではない。
【００３５】
（実施例１）
（準備工程：ステップＳ１０１）
はじめに、実施例１として、上記実施の形態に従い、以下のようにして、ガラス母材の一方の一端に空孔を形成したガラス母材を作製した。
まず、ＶＡＤ法により、Ｇｅが添加されたコアと、該コアの外周に純石英ガラスからなるクラッドを有するガラス母材を作製した。コアとクラッドの外径比はおよそ１／５である。得られたガラス母材を外径４０ｍｍ、長さ１０００ｍｍに加熱延伸し、長さ７００ｍｍと３００ｍｍに２分割した。
つぎに、長さ３００ｍｍのガラス母材の一端から、コアの外周を取り囲むように、クラッド部分にドリル加工により長手方向に延びる６個の空孔を穿孔した。
つぎに形成した空孔を洗浄・研磨し、このガラス母材をもう一方の長さ７００ｍｍのガラス母材と端面で突き合わせ、突き合せ部分を火炎で加熱することにより、分割した２本のガラス母材を溶着接続した。その結果、空孔の長さはガラス母材の全体の長さの１／３以下である。
【００３６】
（合成工程：ステップＳ１０２）
つぎに、ガラス母材の空孔が形成されている一端に管状部材を接続し、この管状部材の中空部と空孔とを連通して、全ての空孔を大気開放した状態とした。一方ガラス母材の他方の端部にも、ガラス母材を支持するための支持部材を接続し、ターゲットロッドを作製した。
つぎに、両端に接続した管状部材、支持部材をそれぞれ把持し、ガラス微粒子合成用バーナをターゲットロッドの軸方向に直線往復運動させターゲットロッドの外周上にガラス微粒子を堆積させ、多孔質ガラス母材を作製した。
【００３７】
（焼結工程：ステップＳ１０３）
つぎに、多孔質ガラス母２の空孔を大気開放した状態で、空孔が形成された一端側を下にして上端に接続された支持部材を回転昇降装置の把持部で把持し、炉心管に挿入した。そして、約１５００℃の温度で、ヘリウムガス、塩素ガスを含む雰囲気下で焼結させ光ファイバ母材を得た。
【００３８】
（線引工程：ステップＳ１０４）
つぎに、得られた光ファイバ母材を空孔が形成された一端が上になるように配置して、空孔が形成されていないもう一端側から線引きした。このとき光ファイバ母材の空孔が形成された一端には、焼結工程から引き続き、管状部材が接続されており、この管状部材の中空部と空孔とが連通して、全ての空孔が大気開放した状態となっている。
光ファイバ母材の上端には、管状部材を介して空孔加圧装置を接続した。空孔が形成された部分を線引きする段階においては、この空孔加圧装置により、光ファイバ母材の空孔内にＮ２ガスを送り込み、空孔内を加圧した。
【００３９】
得られた光ファイバのうち焼結工程の終端側（焼結が最後に行われた側）の２５ｋｍを５ｋｍごとに切断し、端面の空孔径を観察した。
観察により得られた空孔径の平均値（６箇所×６個）をＤａ、最小値をＤｓ、最大値をＤｌとしたとき、（Ｄｌ−Ｄｓ）／Ｄａは３％と非常に小さかった。
【００４０】
（実施例２）
長さ１０００ｍｍのガラス母材を長さ６００ｍｍと４００ｍｍに２分割し、長さ４００ｍｍのガラス母材の方に空孔を穿孔した以外は実施例１と同様にして光ファイバを製造した。その結果、空孔の長さはガラス母材の全体の長さの半分以下である。
得られた光ファイバのうち焼結工程の終端側の２５ｋｍを５ｋｍごとに切断し、端面の空孔径を観察した。
観察により得られた空孔径の平均値（６箇所×６個）をＤａ、最小値をＤｓ、最大値をＤｌとしたとき、（Ｄｌ−Ｄｓ）／Ｄａは５％と非常に小さかった。
【００４１】
（実施例３）
長さ１０００ｍｍのガラス母材を２分割せずに、ガラス母材の一端に３００ｍｍの空孔を穿孔した以外は実施例１と同様にして光ファイバを製造した。その結果、空孔の長さはガラス母材の全体の長さの１／３以下である。
得られた光ファイバのうち焼結工程の終端側の２５ｋｍを５ｋｍごとに切断し、端面の空孔径を観察した。
観察により得られた空孔径の平均値（６箇所×６個）をＤａ、最小値をＤｓ、最大値をＤｌとしたとき、（Ｄｌ−Ｄｓ）／Ｄａは５％と非常に小さかった。
【００４２】
（比較例１）
ガラス母材として全長にわたって空孔が形成された長さ１０００ｍｍのガラス母材を用いた以外は、実施例１と同様にして光ファイバを製造した。
得られた光ファイバのうち焼結工程の終端側の２５ｋｍを５ｋｍごとに切断し、端面の空孔径を観察した。
観察により得られた空孔径の平均値（６箇所×６個）をＤａ、最小値をＤｓ、最大値をＤｌとしたとき、（Ｄｌ−Ｄｓ）／Ｄａは３０％と大きかった。
【００４３】
（比較例２）
長さ１０００ｍｍのガラス母材を長さ４００ｍｍと６００ｍｍに２分割し、長さ６００ｍｍのガラス母材の方に空孔を穿孔した以外は実施例１と同様にして光ファイバを製造した。その結果、空孔の長さはガラス母材の全体の長さの半分より長い。
得られた光ファイバのうち焼結工程の終端側の２５ｋｍを５ｋｍごとに切断し、端面の空孔径を観察した。
観察により得られた空孔径の平均値（６箇所×６個）をＤａ、最小値をＤｓ、最大値をＤｌとしたとき、（Ｄｌ−Ｄｓ）／Ｄａは２２％と大きかった。
【符号の説明】
【００４４】
１ ガラス母材
１Ａ ターゲットロッド
２ 多孔質ガラス母材
３ 光ファイバ母材
４ ガラス光ファイバ
５ 光ファイバ
１１ コア
１２ クラッド
１３ 空孔
４１ 管状部材
４２ 支持部材
５０ 電気炉（焼結炉）
６０ 線引装置
Ｓ１０１〜Ｓ１０４ ステップ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長手方向に延びる空孔がガラス母材の一端に形成され、前記空孔の長さが前記ガラス母材の全体の長さの半分以下であるガラス母材を準備する準備工程と、
前記空孔が一端に形成されたガラス母材の外周部に、ガラス微粒子を堆積して多孔質ガラス母材を合成する合成工程と、
前記空孔を大気開放した状態で、前記空孔が形成された一端が下になるように配置して前記多孔質ガラス母材を焼結する焼結工程と、
を有することを特徴とする光ファイバ母材の製造方法。
【請求項２】
前記空孔は、前記ガラス母材の全体の長さの１／３以下に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ母材の製造方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の製造方法により製造した光ファイバ母材を前記空孔が形成された一端が上になるように配置して、前記空孔が形成されていないもう一端から線引きする線引工程を有することを特徴とする光ファイバの製造方法。
【請求項１】
長手方向に延びる空孔がガラス母材の一端に形成され、前記空孔の長さが前記ガラス母材の全体の長さの半分以下であるガラス母材を準備する準備工程と、
前記空孔が一端に形成されたガラス母材の外周部に、ガラス微粒子を堆積して多孔質ガラス母材を合成する合成工程と、
前記空孔を大気開放した状態で、前記空孔が形成された一端が下になるように配置して前記多孔質ガラス母材を焼結する焼結工程と、
を有することを特徴とする光ファイバ母材の製造方法。
【請求項２】
前記空孔は、前記ガラス母材の全体の長さの１／３以下に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ母材の製造方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の製造方法により製造した光ファイバ母材を前記空孔が形成された一端が上になるように配置して、前記空孔が形成されていないもう一端から線引きする線引工程を有することを特徴とする光ファイバの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−１０１９９４（Ｐ２０１２−１０１９９４Ａ）
【公開日】平成２４年５月３１日（２０１２．５．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２５４００３（Ｐ２０１０−２５４００３）
【出願日】平成２２年１１月１２日（２０１０．１１．１２）
【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２４年５月３１日（２０１２．５．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月１２日（２０１０．１１．１２）
【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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