光ファイバ製造方法
【課題】アルカリ金属元素がコアに添加され伝送損失が小さい光ファイバを製造することができる方法を提供する。
【解決手段】平均濃度５原子ppm以上のアルカリ金属元素が添加されたコア部とクラッド部とを含む石英系光ファイバ母材２０を線引装置１により線引して光ファイバ３０を製造する。その線引の際にガラス温度が１５００℃以上で保持される時間が１１０分以下である。線引速度は、１２００ｍ／min以上が好ましく、更には１５００〜２３００ｍ／minが好ましい。光ファイバ母材２０の直径は、７０〜１７０ｍｍφが好ましく、更に９０〜１５０ｍｍφが好ましい。
【解決手段】平均濃度５原子ppm以上のアルカリ金属元素が添加されたコア部とクラッド部とを含む石英系光ファイバ母材２０を線引装置１により線引して光ファイバ３０を製造する。その線引の際にガラス温度が１５００℃以上で保持される時間が１１０分以下である。線引速度は、１２００ｍ／min以上が好ましく、更には１５００〜２３００ｍ／minが好ましい。光ファイバ母材２０の直径は、７０〜１７０ｍｍφが好ましく、更に９０〜１５０ｍｍφが好ましい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバ製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
アルカリ金属元素がコアに添加された光ファイバが知られている（特許文献１〜９を参照）。アルカリ金属元素がコアに添加されることで、光ファイバ母材を線引して光ファイバを製造する際にコアの粘性を下げることができ、ガラスネットワーク構造の緩和が進行するので、光ファイバの伝送損失を低減することが可能であるとされている。
【０００３】
また、他の低損失の光ファイバとして、アルカリ金属元素が添加されていない純石英ガラスからなるコアを有する光ファイバが知られている。この光ファイバの製造に際しては、ガラスネットワーク構造の緩和を促進するために、線引炉の下部に新たに保温炉を設けて加熱時間を長くすることが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２００５−５３７２１０号公報
【特許文献２】米国特許出願公開第２００６／０１３０５３０号明細書
【特許文献３】特表２００７−５０４０８０号公報
【特許文献４】特表２００８−５３６１９０号公報
【特許文献５】特表２０１０−５０１８９４号公報
【特許文献６】特表２００９−５４１７９６号公報
【特許文献７】特表２０１０−５２６７４９号公報
【特許文献８】国際公開第９８／００２３８９号
【特許文献９】米国特許第５１４６５３４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、本発明者の知見によれば、アルカリ金属元素がコアに添加された光ファイバを製造する際に、純石英コア光ファイバの製造と同様に線引炉の下部に保温炉を設けて加熱時間を長くすると、製造された光ファイバの伝送損失が大きくなってしまう場合がある。
【０００６】
本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、アルカリ金属元素がコアに添加され伝送損失が小さい光ファイバを製造することができる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】
本発明の光ファイバ製造方法は、平均濃度５原子ppm以上のアルカリ金属元素が添加されたコア部とクラッド部とを含む石英系光ファイバ母材を線引して光ファイバを製造する方法であって、その線引の際にガラス温度が１５００℃以上で保持される時間が１１０分以下であることを特徴とする。
【０００８】
本発明の光ファイバ製造方法では、光ファイバ母材のコア部のアルカリ金属元素平均濃度が５００原子ppm以下であるのが好適である。光ファイバ母材のコア部にアルカリ金属元素およびハロゲン元素が添加されており、これら以外の添加元素のコア部での平均濃度がハロゲン元素のコア部での平均濃度以下であるのが好適であり、光ファイバ母材のコア部のハロゲン元素平均濃度が１０００原子ppm以上２００００原子ppm以下であるのが好適である。また、アルカリ金属元素がカリウムであるのが好適である。
【０００９】
本発明の光ファイバ製造方法では、光ファイバ母材を線引する際の線引速度が、１２００ｍ／min以上であるのが好適であり、２５００ｍ／min以下であるのが好適である。光ファイバ母材の外直径がφ７０ｍｍ以上φ１７０ｍｍ以下であるのが好適である。また、光ファイバ母材を線引する際の線引張力（ガラス部に印加される力）が３０ｇ（０.２９Ｎ）以上１５０ｇ（１.４７Ｎ）以下であるのが好適である。
【００１０】
本発明の光ファイバ製造方法では、光ファイバ母材を線引する際に、２００μｍ以下の径であるガラスファイバ状態での１５００℃以上の加熱時間が０.３秒以下であり、光ファイバ母材が加熱されて光ファイバとして引き出されるまでの線引炉内の滞在時間が４時間以下であるのが好適である。２００μｍ以下の径であるガラスファイバ状態での１５００℃以上の加熱時間が０.０１秒以上であるのが好適である。また、光ファイバ母材を線引する際に、光ファイバ母材の各位置について線引炉内の滞在時間が４時間以下であるのが好適である。
【００１１】
本発明の光ファイバ製造方法は、コア部と該コア部を取り囲むクラッド部とを有する光ファイバを製造する方法であって、光ファイバ母材のコア部には、アルカリ金属が5原子ppm以下、ハロゲン元素が1000ppm以上の平均濃度でそれぞれ添加されており、該アルカリ金属及びハロゲン元素以外の添加元素は該ハロゲンの平均濃度以下であり、該光ファイバ母材の外直径が70〜170mmであり、該光ファイバを線引する際の光ファイバの線引速度が600m/min以上であり、ガラス部に印加される力が30〜150ｇ（0.29〜1.47Ｎ）であることを特徴とする。光ファイバの線引速度が1200m/min以上3000m/min以下であるのが好適である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、アルカリ金属元素がコアに添加され伝送損失が小さい光ファイバを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】光ファイバ母材および光ファイバそれぞれにおける屈折率プロファイル、アルカリ金属元素濃度分布および光パワー分布を示す図である。
【図２】線引炉内でガラス温度が１５００℃以上で保持される時間と波長１.５５μｍでの光ファイバの伝送損失との関係を示す図である。
【図３】線引炉内でガラス温度が１５００℃以上で保持される時間と波長１.５５μｍでの光ファイバの伝送損失との関係を纏めた図表である。
【図４】線引装置の概略構成を示す図である。
【図５】線引装置１におけるガラス温度が１５００℃以上で保持される時間Ｔ１を説明する図である。
【図６】線引装置１における線引炉内の滞在時間Ｔ２を説明する図である。
【図７】線引速度と波長１.５５μｍでの光ファイバの伝送損失との関係を示す図である。
【図８】線引速度と波長１.５５μｍでの光ファイバの伝送損失との関係を纏めた図表である。
【図９】線引速度と波長１.５５μｍでの光ファイバの伝送損失との関係を示す図である。
【図１０】線引速度と波長１.５５μｍでの光ファイバの伝送損失との関係を纏めた図表である。
【図１１】線引速度１７００ｍ／minおよび線引張力５０ｇ（０．４９Ｎ）で線引きした場合の光ファイバ母材の直径と波長１.５５μｍでの光ファイバの伝送損失との関係を示す図である。
【図１２】線引炉内の滞在時間と波長１.５５μｍでの光ファイバの伝送損失との関係を示す図である。
【図１３】線引炉内の滞在時間と波長１.５５μｍでの光ファイバの伝送損失との関係を纏めた図表である。
【図１４】光ファイバの屈折率プロファイルを示す図である。
【図１５】光ファイバの屈折率プロファイルを示す図である。
【図１６】光ファイバの屈折率プロファイルの他の例を示す図である。
【図１７】コア中の平均K濃度が5原子ppmの母材から線引きされた光ファイバのガラス部に残留した応力を、線引き時のガラスに印加された力をパラメータとして示すグラフである。
【図１８】光ファイバの残留応力を説明する図である。
【図１９】各光ファイバ母材サイズ(外直径)での伝送損失を纏めた図表である。
【図２０】線引装置の他の概略構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１５】
本実施形態の光ファイバ製造方法は、光ファイバの伝送損失を低減するために、アルカリ金属元素が添加されたコアを有する光ファイバ母材を線引する際に、その光ファイバ母材を線引炉内で加熱する時間を短くする。線引時の加熱時間が短時間であると光ファイバの伝送損失が低減するメカニズムは必ずしも明らかではない。しかし、線引時の加熱時間が長くなると、コアに添加されたアルカリ金属元素の拡散が進み、結果的に、アルカリ金属元素が通信波長帯（１５５０ｎｍ帯）のモードフィールド径(MFD)の３倍以上外側にまで広く拡散する。
【００１６】
その結果、図１に示されるように、光ファイバのコアにおける実効的なアルカリ金属元素濃度が低くなり、ガラスネットワークの構造緩和が進まず、光ファイバの伝送損失が低減されないと考えられる。図１（ａ）は、光ファイバ母材における屈折率プロファイルおよびアルカリ金属元素濃度分布を示す図である。同図（ｂ）は、光ファイバにおける屈折率プロファイル、アルカリ金属元素濃度分布および光パワー分布を示す図である。
【００１７】
本実施形態の光ファイバ製造方法では、低損失化に好適な光ファイバ母材のコア中に添加されるアルカリ金属元素（例えばカリウム）の平均濃度は５原子ppm以上であり、好適には５０原子ppm以下である。カリウム濃度が高いほど放射線照射による損失増が高くなるので、コアにおけるカリウム平均濃度の上限は５００原子ppmである。線引炉内でガラス温度が１５００℃以上で保持される時間は１１０分以下である。線引速度は、１２００ｍ／min以上が好ましく、更には１５００〜２３００ｍ／minが好ましい。光ファイバ母材の直径は、７０〜１７０ｍｍφが好ましく、更には９０〜１５０ｍｍφが好ましい。
【００１８】
図２は、線引炉内でガラス温度が１５００℃以上で保持される時間と波長１.５５μｍでの光ファイバの伝送損失との関係を示す図である。また、図３は、線引炉内でガラス温度が１５００℃以上で保持される時間と波長１.５５μｍでの光ファイバの伝送損失との関係を纏めた図表である。ここでは、光ファイバ母材のコアに添加されるカリウムの平均濃度を５原子ppm，１５原子ppmおよび５００原子ppmそれぞれとした。光ファイバ母材の直径を１４０ｍｍとした。光ファイバ母材を線引する際の線引張力を３０〜１５０ｇ（0.29〜1.47Ｎ）とした。２００μｍ以下での径であるガラスファイバ状態での１５００℃以上の加熱時間は０.０１秒以上０.３秒以下であった。
【００１９】
また、線引後の光ファイバのコア部はK、Cl及びFが添加された石英系ガラスであり、クラッド部はF、Clが添加された石英系ガラスである。コア部の平均カリウム濃度は０.１〜１００原子ppmであった。更に、線引後の光ファイバのコア部の塩素元素平均濃度は約１００００原子ppmであった。コア部にはK、Cl、F以外の遷移金属、GeO2等のドーパントは実質的に含まれておらず、1ppm以下である。
【００２０】
なお、光ファイバ母材を線引する際の線引張力が３０〜１５０ｇ（0.29〜1.47Ｎ）の範囲よりも高くても低くても光ファイバの伝送損失は上昇する。図17に、コア中の平均K濃度が5原子ppmの母材から線引きされた光ファイバのガラス部に残留した応力を、線引き時のガラスに印加された力をパラメータとして示す。応力値がマイナス値の場合は圧縮応力が、プラス値の場合は引っ張り応力が残留していたことを示す。また、図18に示す通りこの応力はファイバを円柱と見なした時に、長手方向に残留していたものである。
【００２１】
図17に示す通り、張力を上げていくと、光ファイバのコア周辺部では圧縮応力が大きくなる。例えば、コア中心部の圧縮応力は、ガラス部に印加される力が30g(0.29N)では-4[MPa]、200g(1.47N)では-148[MPa]であることが分かる。これに対してガラス部に印加される力を10g(0.098N)まで小さくすると、逆にコア部が引っ張り応力が残留することで、光の導波路領域であるコア部を含む周囲のガラスが引っ張られ、ガラス欠陥量が大きくなり、伝送損失が悪化する。また製造上においてもガラスに印加する張力が低くなると、線引炉の下でファイバは揺れやすくなり、断線しやすくなることから、ガラスに印加する張力が低い領域での線引は歩留の観点から適していない。
【００２２】
またガラス印加する張力が高くなると、図17に示す通り、コア周囲の残留応力の変化量が大きくなる。例えばコア中心から半径15μｍ以内(MFDの3倍の領域)の1μｍあたりの応力変化量の最大値は、ガラスに印加される力が150g(1.47N)の時、16MPa/μｍだが、175g(1.72N)、200g(1.96N)まで大きくなると、25乃至23MPa/μｍまで大きなり、非常に径方向の応力の変化が大きくなり、ガラス構造の不均一化につながり、伝送損失化が悪化する。そのため、線引の際にガラスに印加される力は30g(0.29N)〜150g(1.47N)が最適である。
【００２３】
これらの図から判るように、光ファイバ母材が１５００℃以上で保持される時間が短いほど、波長１.５５μｍでの光ファイバの伝送損失は小さい。この現象は以下の理由によると考えられる。光ファイバ母材時でコアに平均濃度５００原子ppm以下のカリウムが添加されている場合、これを線引して得られる光ファイバの仮想温度は１４００〜１５５０℃であり、線引炉内でのピーク温度（１５００℃以上）から１５００℃までの時間でカリウムの拡散が進む。カリウムの拡散が進み過ぎると、通信波長帯（１５５０ｎｍ帯）の光パワー分布よりカリウムが外側に広く拡散し、実効的なカリウム濃度が低くなり、ガラスネットワークの構造緩和が進まず、伝送損失が低減されない。よって、カリウムの拡散がよく進むガラス温度１５００℃以上で保持される時間が短いほど、光伝送損失は低減する。図２および図３に示されるとおり、純石英コア光ファイバの伝送損失０.１７０ｄＢ／ｋｍを下回るためには、ガラス温度が１５００℃以上で保持される時間は、１１０分以下であることが必要であり、更には７０分以下が好ましい。
【００２４】
図４は、線引装置１の概略構成を示す図である。線引装置１は、線引炉１１の周囲に発熱体１３が設けられていて、上部から装入された光ファイバ母材２０の下端を加熱溶融して線引し、光ファイバ３０を製造する。線引炉１１の内部はＨｅの雰囲気となっており、長さ（上部フランジ１２から下端までの長さ）Ｌは例えば１.８ｍである。
【００２５】
図５は、線引装置１におけるガラス温度が１５００℃以上で保持される時間Ｔ１を説明する図である。線引装置１におけるガラス温度分布は、発熱体１３が設けられている位置で最高温度となり、この位置からの距離が長くなるほど温度が低くなる。光ファイバ母材２０における或る位置Ａの温度が上昇していって温度１５００℃に達した時刻から、その位置Ａが線引されて最高温度から下降していって位置Ｂで温度１５００℃になる時刻までの時間が、ガラス温度が１５００℃以上で保持される時間Ｔ１である。
【００２６】
図６は、線引装置１における線引炉内の滞在時間Ｔ２を説明する図である。光ファイバ母材２０における或る位置が上部フランジ１２を通過した時刻から、その位置が線引されて線引炉１１の下端を通過する時刻までの時間が、線引装置１における線引炉内の滞在時間Ｔ２である。
【００２７】
図７は、線引速度と波長１.５５μｍでの光ファイバの伝送損失との関係を示す図である。また、図８は、線引速度と波長１.５５μｍでの光ファイバの伝送損失との関係を纏めた図表である。ここでも、光ファイバ母材のコアに添加されるカリウムの平均濃度を５原子ppm，１５原子ppmおよび５００原子ppmそれぞれとした。光ファイバ母材の直径を１４０ｍｍとした。
【００２８】
これらの図に示されるとおり、純石英コア光ファイバの伝送損失０.１７０ｄＢ／ｋｍを下回るためには、光ファイバ母材におけるコア中の平均カリウム濃度が５原子ppmでは、線引速度は、１２００ｍ／min以上であることが少なくとも必要であり、更には１５００ｍ／minであればなお好ましい。
【００２９】
図４の線引装置１を使用して、光ファイバ母材の線引きを行った。線引き炉１１の長さは１．８ｍである。図９は、線引速度と波長１.５５μｍでの光ファイバの伝送損失との関係を示す図である。また、図１０は、線引速度と波長１.５５μｍでの光ファイバの伝送損失との関係を纏めた図表である。ここでは、光ファイバ母材の直径を５０ｍｍ，７０ｍｍ，９０ｍｍ，１５０ｍｍおよび２００ｍｍそれぞれとした。図１１は、線引速度１７００ｍ／minおよび線引張力５０ｇ（0.49Ｎ）で線引きした場合の光ファイバ母材の直径と波長１.５５μｍでの光ファイバの伝送損失との関係を示す図である。光ファイバ母材のコアに添加されるカリウムの平均濃度を５原子ppmとした。
【００３０】
これらの図に示されるとおり、光ファイバ母材の直径が細い場合、線引速度を上げると、光ファイバの伝送損失が悪化する。また、逆に光ファイバ母材の直径を２００ｍｍφ以上に大きくすると、光ファイバ母材の炉内滞在時間が長くなり、カリウムの拡散が進み、光ファイバの伝送損失が悪化する。線引速度を上げることでカリウムの拡散を抑制することができる。しかし、生産性や線引炉電力の観点から線引速度は３０００ｍ／minが上限であることから、光ファイバ母材の直径は、φ７０ｍｍ〜φ１７０ｍｍであるのが好ましく、φ９０〜φ１５０ｍｍであるのが更に好ましい。また、線引速度は、１２００〜２５００ｍ／minであるのが好ましく、１５００〜２３００ｍ／minであるのが更に好ましい。
【００３１】
図１２は、線引炉内の滞在時間と波長１.５５μｍでの光ファイバの伝送損失との関係を示す図である。また、図１３は、線引炉内の滞在時間と波長１.５５μｍでの光ファイバの伝送損失との関係を纏めた図表である。ここでは、光ファイバ母材のコアに添加されるカリウムの平均濃度を５原子ppm，１５原子ppmおよび５００原子ppmそれぞれとした。光ファイバ母材の直径を１４０ｍｍとした。線引炉内の滞在時間は、４時間以下であるのが好ましく更には３時間以下が好ましい。このとき、図５に示されるとおり、炉内滞在時間は、光ファイバ母材の或る点が線引炉上部のフランジを通過した時刻から炉最下部を通過する時刻までの時間を意味する。
【００３２】
コア中の平均カリウム濃度が5原子・ppmのプリフォームを図２０の線引機で線引した。線引き炉１１の長さは1.0 ｍである。この時の各光ファイバ母材サイズ(外直径)での伝送損失を図１９に示す。線引炉を短尺にすることで、ファイバが大気中にすぐに出ることから、1500℃以上で保温される時間が短くなると推定され、低線速でも炉内滞在時間が短くなり、伝送損失を低減することができる。
【００３３】
このとき製造された光ファイバは、図１４に示される屈折率プロファイルを有し、以下のような諸特性を有していた。波長分散（波長１５５０ｎｍ）は＋１５.７〜＋１６.０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、分散スロープ（波長１５５０ｎｍ）は＋０.０５４〜＋０.０５６ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍであり、零分散波長は１３０８〜１３１２ｎｍであり、零分散波長における分散スロープは＋０.０８１〜＋０.０８４ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍであった。実効断面積（波長１５５０ｎｍ）は８１〜８４μｍ２であり、モードフィールド径（波長１５５０ｎｍ）は１０.０〜１０.４μｍであり、モードフィールド径（波長１３１０ｎｍ）は８.９〜９.３μｍであった。光ファイバカットオフ波長（２ｍ）は１２９０〜１３３０ｎｍであり、ケーブルカットオフ波長（２２ｍ）は１２１０〜１２５０ｎｍであり、偏波モード分散（Ｃ，Ｌバンド）は０.０５〜０.１０ｐｓ／√ｋｍであり、非線形係数（波長１５５０ｎｍ、ランダム偏波状態）は１.０〜１.２(Ｗ・ｋｍ)-１であった。このように伝送損失が低く他の特性も良好な光ファイバが得られた。
【００３４】
また、他の実施例の光ファイバを示す。この光ファイバは、上記と同様にコア部にカリウムが添加されているが上記とは異なる屈折率プロファイルを有する光ファイバ母材（直径１２５ｍｍφ）を線速１７００ｍ／minで線引張力５０ｇ（0.49Ｎ）の条件で線引を行って製造されたものである。この製造された光ファイバは、図１５に示される屈折率プロファイルを有し、以下のような諸特性を有していた。コア中のカリウム平均添加濃度は５原子ppm であった。伝送損失（波長１３００ｎｍ）は０.２８０ｄＢ／ｋｍであり、伝送損失（波長１３８０ｎｍ）は０.３２０ｄＢ／ｋｍであり、伝送損失（波長１５５０ｎｍ）は０.１５５ｄＢ／ｋｍであった。波長分散（波長１５５０ｎｍ）は＋２１.１ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、分散スロープ（波長１５５０ｎｍ）は＋０.０６１ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍであった。実効断面積（波長１５５０ｎｍ）は１４１μｍ２であり、モードフィールド径（波長１５５０ｎｍ）は１２.８μｍであった。光ファイバカットオフ波長（２ｍ）は１５８０ｎｍであり、ケーブルカットオフ波長（２２ｍ）は１４８０ｎｍであり、偏波モード分散（Ｃ，Ｌバンド）は０.０１ｐｓ／√ｋｍであり、非線形係数（波長１５５０ｎｍ、ランダム偏波状態）は０.６(Ｗ・ｋｍ)-１であった。このように伝送損失が低く他の特性も良好な光ファイバが得られた。
【００３５】
なお、コア部の直径は６〜２０μｍであってよい。コア部とクラッド部との比屈折率差は０.２〜０.５％であってよい。クラッド部にはフッ素が添加され、コア部の屈折率よりよりクラッド部の平均の屈折率が低く、コア部には塩素元素とフッ素元素のハロゲンが添加されるとともにアルカリ金属元素も添加されており、各添加元素のうちハロゲン濃度が最も高いような石英系ガラスであると、伝送損失が低減する。更に、光ファイバ母材は、コア部およびクラッド部それぞれが屈折率構造を有してもよく、例えば図１６に示されるような屈折率プロファイルであってよいが、これらに限定されない。
【符号の説明】
【００３６】
１…線引装置、１１…線引炉、１２…上部フランジ、１３…発熱体、２０…光ファイバ母材、３０…光ファイバ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバ製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
アルカリ金属元素がコアに添加された光ファイバが知られている（特許文献１〜９を参照）。アルカリ金属元素がコアに添加されることで、光ファイバ母材を線引して光ファイバを製造する際にコアの粘性を下げることができ、ガラスネットワーク構造の緩和が進行するので、光ファイバの伝送損失を低減することが可能であるとされている。
【０００３】
また、他の低損失の光ファイバとして、アルカリ金属元素が添加されていない純石英ガラスからなるコアを有する光ファイバが知られている。この光ファイバの製造に際しては、ガラスネットワーク構造の緩和を促進するために、線引炉の下部に新たに保温炉を設けて加熱時間を長くすることが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２００５−５３７２１０号公報
【特許文献２】米国特許出願公開第２００６／０１３０５３０号明細書
【特許文献３】特表２００７−５０４０８０号公報
【特許文献４】特表２００８−５３６１９０号公報
【特許文献５】特表２０１０−５０１８９４号公報
【特許文献６】特表２００９−５４１７９６号公報
【特許文献７】特表２０１０−５２６７４９号公報
【特許文献８】国際公開第９８／００２３８９号
【特許文献９】米国特許第５１４６５３４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、本発明者の知見によれば、アルカリ金属元素がコアに添加された光ファイバを製造する際に、純石英コア光ファイバの製造と同様に線引炉の下部に保温炉を設けて加熱時間を長くすると、製造された光ファイバの伝送損失が大きくなってしまう場合がある。
【０００６】
本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、アルカリ金属元素がコアに添加され伝送損失が小さい光ファイバを製造することができる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】
本発明の光ファイバ製造方法は、平均濃度５原子ppm以上のアルカリ金属元素が添加されたコア部とクラッド部とを含む石英系光ファイバ母材を線引して光ファイバを製造する方法であって、その線引の際にガラス温度が１５００℃以上で保持される時間が１１０分以下であることを特徴とする。
【０００８】
本発明の光ファイバ製造方法では、光ファイバ母材のコア部のアルカリ金属元素平均濃度が５００原子ppm以下であるのが好適である。光ファイバ母材のコア部にアルカリ金属元素およびハロゲン元素が添加されており、これら以外の添加元素のコア部での平均濃度がハロゲン元素のコア部での平均濃度以下であるのが好適であり、光ファイバ母材のコア部のハロゲン元素平均濃度が１０００原子ppm以上２００００原子ppm以下であるのが好適である。また、アルカリ金属元素がカリウムであるのが好適である。
【０００９】
本発明の光ファイバ製造方法では、光ファイバ母材を線引する際の線引速度が、１２００ｍ／min以上であるのが好適であり、２５００ｍ／min以下であるのが好適である。光ファイバ母材の外直径がφ７０ｍｍ以上φ１７０ｍｍ以下であるのが好適である。また、光ファイバ母材を線引する際の線引張力（ガラス部に印加される力）が３０ｇ（０.２９Ｎ）以上１５０ｇ（１.４７Ｎ）以下であるのが好適である。
【００１０】
本発明の光ファイバ製造方法では、光ファイバ母材を線引する際に、２００μｍ以下の径であるガラスファイバ状態での１５００℃以上の加熱時間が０.３秒以下であり、光ファイバ母材が加熱されて光ファイバとして引き出されるまでの線引炉内の滞在時間が４時間以下であるのが好適である。２００μｍ以下の径であるガラスファイバ状態での１５００℃以上の加熱時間が０.０１秒以上であるのが好適である。また、光ファイバ母材を線引する際に、光ファイバ母材の各位置について線引炉内の滞在時間が４時間以下であるのが好適である。
【００１１】
本発明の光ファイバ製造方法は、コア部と該コア部を取り囲むクラッド部とを有する光ファイバを製造する方法であって、光ファイバ母材のコア部には、アルカリ金属が5原子ppm以下、ハロゲン元素が1000ppm以上の平均濃度でそれぞれ添加されており、該アルカリ金属及びハロゲン元素以外の添加元素は該ハロゲンの平均濃度以下であり、該光ファイバ母材の外直径が70〜170mmであり、該光ファイバを線引する際の光ファイバの線引速度が600m/min以上であり、ガラス部に印加される力が30〜150ｇ（0.29〜1.47Ｎ）であることを特徴とする。光ファイバの線引速度が1200m/min以上3000m/min以下であるのが好適である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、アルカリ金属元素がコアに添加され伝送損失が小さい光ファイバを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】光ファイバ母材および光ファイバそれぞれにおける屈折率プロファイル、アルカリ金属元素濃度分布および光パワー分布を示す図である。
【図２】線引炉内でガラス温度が１５００℃以上で保持される時間と波長１.５５μｍでの光ファイバの伝送損失との関係を示す図である。
【図３】線引炉内でガラス温度が１５００℃以上で保持される時間と波長１.５５μｍでの光ファイバの伝送損失との関係を纏めた図表である。
【図４】線引装置の概略構成を示す図である。
【図５】線引装置１におけるガラス温度が１５００℃以上で保持される時間Ｔ１を説明する図である。
【図６】線引装置１における線引炉内の滞在時間Ｔ２を説明する図である。
【図７】線引速度と波長１.５５μｍでの光ファイバの伝送損失との関係を示す図である。
【図８】線引速度と波長１.５５μｍでの光ファイバの伝送損失との関係を纏めた図表である。
【図９】線引速度と波長１.５５μｍでの光ファイバの伝送損失との関係を示す図である。
【図１０】線引速度と波長１.５５μｍでの光ファイバの伝送損失との関係を纏めた図表である。
【図１１】線引速度１７００ｍ／minおよび線引張力５０ｇ（０．４９Ｎ）で線引きした場合の光ファイバ母材の直径と波長１.５５μｍでの光ファイバの伝送損失との関係を示す図である。
【図１２】線引炉内の滞在時間と波長１.５５μｍでの光ファイバの伝送損失との関係を示す図である。
【図１３】線引炉内の滞在時間と波長１.５５μｍでの光ファイバの伝送損失との関係を纏めた図表である。
【図１４】光ファイバの屈折率プロファイルを示す図である。
【図１５】光ファイバの屈折率プロファイルを示す図である。
【図１６】光ファイバの屈折率プロファイルの他の例を示す図である。
【図１７】コア中の平均K濃度が5原子ppmの母材から線引きされた光ファイバのガラス部に残留した応力を、線引き時のガラスに印加された力をパラメータとして示すグラフである。
【図１８】光ファイバの残留応力を説明する図である。
【図１９】各光ファイバ母材サイズ(外直径)での伝送損失を纏めた図表である。
【図２０】線引装置の他の概略構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１５】
本実施形態の光ファイバ製造方法は、光ファイバの伝送損失を低減するために、アルカリ金属元素が添加されたコアを有する光ファイバ母材を線引する際に、その光ファイバ母材を線引炉内で加熱する時間を短くする。線引時の加熱時間が短時間であると光ファイバの伝送損失が低減するメカニズムは必ずしも明らかではない。しかし、線引時の加熱時間が長くなると、コアに添加されたアルカリ金属元素の拡散が進み、結果的に、アルカリ金属元素が通信波長帯（１５５０ｎｍ帯）のモードフィールド径(MFD)の３倍以上外側にまで広く拡散する。
【００１６】
その結果、図１に示されるように、光ファイバのコアにおける実効的なアルカリ金属元素濃度が低くなり、ガラスネットワークの構造緩和が進まず、光ファイバの伝送損失が低減されないと考えられる。図１（ａ）は、光ファイバ母材における屈折率プロファイルおよびアルカリ金属元素濃度分布を示す図である。同図（ｂ）は、光ファイバにおける屈折率プロファイル、アルカリ金属元素濃度分布および光パワー分布を示す図である。
【００１７】
本実施形態の光ファイバ製造方法では、低損失化に好適な光ファイバ母材のコア中に添加されるアルカリ金属元素（例えばカリウム）の平均濃度は５原子ppm以上であり、好適には５０原子ppm以下である。カリウム濃度が高いほど放射線照射による損失増が高くなるので、コアにおけるカリウム平均濃度の上限は５００原子ppmである。線引炉内でガラス温度が１５００℃以上で保持される時間は１１０分以下である。線引速度は、１２００ｍ／min以上が好ましく、更には１５００〜２３００ｍ／minが好ましい。光ファイバ母材の直径は、７０〜１７０ｍｍφが好ましく、更には９０〜１５０ｍｍφが好ましい。
【００１８】
図２は、線引炉内でガラス温度が１５００℃以上で保持される時間と波長１.５５μｍでの光ファイバの伝送損失との関係を示す図である。また、図３は、線引炉内でガラス温度が１５００℃以上で保持される時間と波長１.５５μｍでの光ファイバの伝送損失との関係を纏めた図表である。ここでは、光ファイバ母材のコアに添加されるカリウムの平均濃度を５原子ppm，１５原子ppmおよび５００原子ppmそれぞれとした。光ファイバ母材の直径を１４０ｍｍとした。光ファイバ母材を線引する際の線引張力を３０〜１５０ｇ（0.29〜1.47Ｎ）とした。２００μｍ以下での径であるガラスファイバ状態での１５００℃以上の加熱時間は０.０１秒以上０.３秒以下であった。
【００１９】
また、線引後の光ファイバのコア部はK、Cl及びFが添加された石英系ガラスであり、クラッド部はF、Clが添加された石英系ガラスである。コア部の平均カリウム濃度は０.１〜１００原子ppmであった。更に、線引後の光ファイバのコア部の塩素元素平均濃度は約１００００原子ppmであった。コア部にはK、Cl、F以外の遷移金属、GeO2等のドーパントは実質的に含まれておらず、1ppm以下である。
【００２０】
なお、光ファイバ母材を線引する際の線引張力が３０〜１５０ｇ（0.29〜1.47Ｎ）の範囲よりも高くても低くても光ファイバの伝送損失は上昇する。図17に、コア中の平均K濃度が5原子ppmの母材から線引きされた光ファイバのガラス部に残留した応力を、線引き時のガラスに印加された力をパラメータとして示す。応力値がマイナス値の場合は圧縮応力が、プラス値の場合は引っ張り応力が残留していたことを示す。また、図18に示す通りこの応力はファイバを円柱と見なした時に、長手方向に残留していたものである。
【００２１】
図17に示す通り、張力を上げていくと、光ファイバのコア周辺部では圧縮応力が大きくなる。例えば、コア中心部の圧縮応力は、ガラス部に印加される力が30g(0.29N)では-4[MPa]、200g(1.47N)では-148[MPa]であることが分かる。これに対してガラス部に印加される力を10g(0.098N)まで小さくすると、逆にコア部が引っ張り応力が残留することで、光の導波路領域であるコア部を含む周囲のガラスが引っ張られ、ガラス欠陥量が大きくなり、伝送損失が悪化する。また製造上においてもガラスに印加する張力が低くなると、線引炉の下でファイバは揺れやすくなり、断線しやすくなることから、ガラスに印加する張力が低い領域での線引は歩留の観点から適していない。
【００２２】
またガラス印加する張力が高くなると、図17に示す通り、コア周囲の残留応力の変化量が大きくなる。例えばコア中心から半径15μｍ以内(MFDの3倍の領域)の1μｍあたりの応力変化量の最大値は、ガラスに印加される力が150g(1.47N)の時、16MPa/μｍだが、175g(1.72N)、200g(1.96N)まで大きくなると、25乃至23MPa/μｍまで大きなり、非常に径方向の応力の変化が大きくなり、ガラス構造の不均一化につながり、伝送損失化が悪化する。そのため、線引の際にガラスに印加される力は30g(0.29N)〜150g(1.47N)が最適である。
【００２３】
これらの図から判るように、光ファイバ母材が１５００℃以上で保持される時間が短いほど、波長１.５５μｍでの光ファイバの伝送損失は小さい。この現象は以下の理由によると考えられる。光ファイバ母材時でコアに平均濃度５００原子ppm以下のカリウムが添加されている場合、これを線引して得られる光ファイバの仮想温度は１４００〜１５５０℃であり、線引炉内でのピーク温度（１５００℃以上）から１５００℃までの時間でカリウムの拡散が進む。カリウムの拡散が進み過ぎると、通信波長帯（１５５０ｎｍ帯）の光パワー分布よりカリウムが外側に広く拡散し、実効的なカリウム濃度が低くなり、ガラスネットワークの構造緩和が進まず、伝送損失が低減されない。よって、カリウムの拡散がよく進むガラス温度１５００℃以上で保持される時間が短いほど、光伝送損失は低減する。図２および図３に示されるとおり、純石英コア光ファイバの伝送損失０.１７０ｄＢ／ｋｍを下回るためには、ガラス温度が１５００℃以上で保持される時間は、１１０分以下であることが必要であり、更には７０分以下が好ましい。
【００２４】
図４は、線引装置１の概略構成を示す図である。線引装置１は、線引炉１１の周囲に発熱体１３が設けられていて、上部から装入された光ファイバ母材２０の下端を加熱溶融して線引し、光ファイバ３０を製造する。線引炉１１の内部はＨｅの雰囲気となっており、長さ（上部フランジ１２から下端までの長さ）Ｌは例えば１.８ｍである。
【００２５】
図５は、線引装置１におけるガラス温度が１５００℃以上で保持される時間Ｔ１を説明する図である。線引装置１におけるガラス温度分布は、発熱体１３が設けられている位置で最高温度となり、この位置からの距離が長くなるほど温度が低くなる。光ファイバ母材２０における或る位置Ａの温度が上昇していって温度１５００℃に達した時刻から、その位置Ａが線引されて最高温度から下降していって位置Ｂで温度１５００℃になる時刻までの時間が、ガラス温度が１５００℃以上で保持される時間Ｔ１である。
【００２６】
図６は、線引装置１における線引炉内の滞在時間Ｔ２を説明する図である。光ファイバ母材２０における或る位置が上部フランジ１２を通過した時刻から、その位置が線引されて線引炉１１の下端を通過する時刻までの時間が、線引装置１における線引炉内の滞在時間Ｔ２である。
【００２７】
図７は、線引速度と波長１.５５μｍでの光ファイバの伝送損失との関係を示す図である。また、図８は、線引速度と波長１.５５μｍでの光ファイバの伝送損失との関係を纏めた図表である。ここでも、光ファイバ母材のコアに添加されるカリウムの平均濃度を５原子ppm，１５原子ppmおよび５００原子ppmそれぞれとした。光ファイバ母材の直径を１４０ｍｍとした。
【００２８】
これらの図に示されるとおり、純石英コア光ファイバの伝送損失０.１７０ｄＢ／ｋｍを下回るためには、光ファイバ母材におけるコア中の平均カリウム濃度が５原子ppmでは、線引速度は、１２００ｍ／min以上であることが少なくとも必要であり、更には１５００ｍ／minであればなお好ましい。
【００２９】
図４の線引装置１を使用して、光ファイバ母材の線引きを行った。線引き炉１１の長さは１．８ｍである。図９は、線引速度と波長１.５５μｍでの光ファイバの伝送損失との関係を示す図である。また、図１０は、線引速度と波長１.５５μｍでの光ファイバの伝送損失との関係を纏めた図表である。ここでは、光ファイバ母材の直径を５０ｍｍ，７０ｍｍ，９０ｍｍ，１５０ｍｍおよび２００ｍｍそれぞれとした。図１１は、線引速度１７００ｍ／minおよび線引張力５０ｇ（0.49Ｎ）で線引きした場合の光ファイバ母材の直径と波長１.５５μｍでの光ファイバの伝送損失との関係を示す図である。光ファイバ母材のコアに添加されるカリウムの平均濃度を５原子ppmとした。
【００３０】
これらの図に示されるとおり、光ファイバ母材の直径が細い場合、線引速度を上げると、光ファイバの伝送損失が悪化する。また、逆に光ファイバ母材の直径を２００ｍｍφ以上に大きくすると、光ファイバ母材の炉内滞在時間が長くなり、カリウムの拡散が進み、光ファイバの伝送損失が悪化する。線引速度を上げることでカリウムの拡散を抑制することができる。しかし、生産性や線引炉電力の観点から線引速度は３０００ｍ／minが上限であることから、光ファイバ母材の直径は、φ７０ｍｍ〜φ１７０ｍｍであるのが好ましく、φ９０〜φ１５０ｍｍであるのが更に好ましい。また、線引速度は、１２００〜２５００ｍ／minであるのが好ましく、１５００〜２３００ｍ／minであるのが更に好ましい。
【００３１】
図１２は、線引炉内の滞在時間と波長１.５５μｍでの光ファイバの伝送損失との関係を示す図である。また、図１３は、線引炉内の滞在時間と波長１.５５μｍでの光ファイバの伝送損失との関係を纏めた図表である。ここでは、光ファイバ母材のコアに添加されるカリウムの平均濃度を５原子ppm，１５原子ppmおよび５００原子ppmそれぞれとした。光ファイバ母材の直径を１４０ｍｍとした。線引炉内の滞在時間は、４時間以下であるのが好ましく更には３時間以下が好ましい。このとき、図５に示されるとおり、炉内滞在時間は、光ファイバ母材の或る点が線引炉上部のフランジを通過した時刻から炉最下部を通過する時刻までの時間を意味する。
【００３２】
コア中の平均カリウム濃度が5原子・ppmのプリフォームを図２０の線引機で線引した。線引き炉１１の長さは1.0 ｍである。この時の各光ファイバ母材サイズ(外直径)での伝送損失を図１９に示す。線引炉を短尺にすることで、ファイバが大気中にすぐに出ることから、1500℃以上で保温される時間が短くなると推定され、低線速でも炉内滞在時間が短くなり、伝送損失を低減することができる。
【００３３】
このとき製造された光ファイバは、図１４に示される屈折率プロファイルを有し、以下のような諸特性を有していた。波長分散（波長１５５０ｎｍ）は＋１５.７〜＋１６.０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、分散スロープ（波長１５５０ｎｍ）は＋０.０５４〜＋０.０５６ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍであり、零分散波長は１３０８〜１３１２ｎｍであり、零分散波長における分散スロープは＋０.０８１〜＋０.０８４ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍであった。実効断面積（波長１５５０ｎｍ）は８１〜８４μｍ２であり、モードフィールド径（波長１５５０ｎｍ）は１０.０〜１０.４μｍであり、モードフィールド径（波長１３１０ｎｍ）は８.９〜９.３μｍであった。光ファイバカットオフ波長（２ｍ）は１２９０〜１３３０ｎｍであり、ケーブルカットオフ波長（２２ｍ）は１２１０〜１２５０ｎｍであり、偏波モード分散（Ｃ，Ｌバンド）は０.０５〜０.１０ｐｓ／√ｋｍであり、非線形係数（波長１５５０ｎｍ、ランダム偏波状態）は１.０〜１.２(Ｗ・ｋｍ)-１であった。このように伝送損失が低く他の特性も良好な光ファイバが得られた。
【００３４】
また、他の実施例の光ファイバを示す。この光ファイバは、上記と同様にコア部にカリウムが添加されているが上記とは異なる屈折率プロファイルを有する光ファイバ母材（直径１２５ｍｍφ）を線速１７００ｍ／minで線引張力５０ｇ（0.49Ｎ）の条件で線引を行って製造されたものである。この製造された光ファイバは、図１５に示される屈折率プロファイルを有し、以下のような諸特性を有していた。コア中のカリウム平均添加濃度は５原子ppm であった。伝送損失（波長１３００ｎｍ）は０.２８０ｄＢ／ｋｍであり、伝送損失（波長１３８０ｎｍ）は０.３２０ｄＢ／ｋｍであり、伝送損失（波長１５５０ｎｍ）は０.１５５ｄＢ／ｋｍであった。波長分散（波長１５５０ｎｍ）は＋２１.１ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、分散スロープ（波長１５５０ｎｍ）は＋０.０６１ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍであった。実効断面積（波長１５５０ｎｍ）は１４１μｍ２であり、モードフィールド径（波長１５５０ｎｍ）は１２.８μｍであった。光ファイバカットオフ波長（２ｍ）は１５８０ｎｍであり、ケーブルカットオフ波長（２２ｍ）は１４８０ｎｍであり、偏波モード分散（Ｃ，Ｌバンド）は０.０１ｐｓ／√ｋｍであり、非線形係数（波長１５５０ｎｍ、ランダム偏波状態）は０.６(Ｗ・ｋｍ)-１であった。このように伝送損失が低く他の特性も良好な光ファイバが得られた。
【００３５】
なお、コア部の直径は６〜２０μｍであってよい。コア部とクラッド部との比屈折率差は０.２〜０.５％であってよい。クラッド部にはフッ素が添加され、コア部の屈折率よりよりクラッド部の平均の屈折率が低く、コア部には塩素元素とフッ素元素のハロゲンが添加されるとともにアルカリ金属元素も添加されており、各添加元素のうちハロゲン濃度が最も高いような石英系ガラスであると、伝送損失が低減する。更に、光ファイバ母材は、コア部およびクラッド部それぞれが屈折率構造を有してもよく、例えば図１６に示されるような屈折率プロファイルであってよいが、これらに限定されない。
【符号の説明】
【００３６】
１…線引装置、１１…線引炉、１２…上部フランジ、１３…発熱体、２０…光ファイバ母材、３０…光ファイバ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平均濃度５原子ppm以上のアルカリ金属元素が添加されたコア部とクラッド部とを含む石英系光ファイバ母材を線引して光ファイバを製造する方法であって、その線引の際にガラス温度が１５００℃以上で保持される時間が１１０分以下であることを特徴とする光ファイバ製造方法。
【請求項２】
前記光ファイバ母材のコア部のアルカリ金属元素平均濃度が５００原子ppm以下であることを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ製造方法。
【請求項３】
前記光ファイバ母材のコア部にアルカリ金属元素およびハロゲン元素が添加されており、これら以外の添加元素のコア部の平均濃度がハロゲン元素のコア部の平均濃度以下である、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製造方法。
【請求項４】
前記光ファイバ母材のコア部のハロゲン元素平均濃度が１０００原子ppm以上２００００原子ppm以下であることを特徴とする請求項３に記載の光ファイバ製造方法。
【請求項５】
前記アルカリ金属元素がカリウムであることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の光ファイバ製造方法。
【請求項６】
前記光ファイバ母材を線引する際の線引速度が１２００ｍ／min以上であることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の光ファイバ製造方法。
【請求項７】
前記光ファイバ母材を線引する際の線引速度が２５００ｍ／min以下であることを特徴とする請求項６に記載の光ファイバ製造方法。
【請求項８】
前記光ファイバ母材の外直径がφ７０ｍｍ以上φ１７０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載の光ファイバ製造方法。
【請求項９】
前記光ファイバ母材を線引する際のガラス部に印加される力が３０ｇ（０.２９Ｎ）以上１５０ｇ（１.４７Ｎ）以下であることを特徴とする請求項１〜８の何れか１項に記載の光ファイバ製造方法。
【請求項１０】
前記光ファイバ母材を線引する際に、２００μｍ以下の径であるガラスファイバ状態での１５００℃以上の加熱時間が０.３秒以下であり、前記光ファイバ母材が加熱されて光ファイバとして引き出されるまでの線引炉内の滞在時間が４時間以下である、ことを特徴とする請求項１〜９の何れか１項に記載の光ファイバ製造方法。
【請求項１１】
前記光ファイバ母材を線引する際に、前記光ファイバ母材の各位置について線引炉内の滞在時間が４時間以下である、ことを特徴とする請求項１〜１０の何れか１項に記載の光ファイバ製造方法。
【請求項１２】
コア部と該コア部を取り囲むクラッド部とを有する光ファイバを製造する方法であって、光ファイバ母材のコア部には、アルカリ金属が5原子ppm以下、ハロゲン元素が1000ppm以上の平均濃度でそれぞれ添加されており、該アルカリ金属及びハロゲン元素以外の添加元素は該ハロゲンの平均濃度以下であり、該光ファイバ母材の外直径が70〜170mmであり、該光ファイバを線引する際の光ファイバの線引速度が600m/min以上であり、ガラス部に印加される力が30〜150ｇ（0.29〜1.47Ｎ）であることを特徴とする光ファイバ製造方法。
【請求項１３】
前記光ファイバの線引速度が1200m/min以上3000m/min以下であることを特徴とする請求項１２記載の光ファイバ製造方法。
【請求項１】
平均濃度５原子ppm以上のアルカリ金属元素が添加されたコア部とクラッド部とを含む石英系光ファイバ母材を線引して光ファイバを製造する方法であって、その線引の際にガラス温度が１５００℃以上で保持される時間が１１０分以下であることを特徴とする光ファイバ製造方法。
【請求項２】
前記光ファイバ母材のコア部のアルカリ金属元素平均濃度が５００原子ppm以下であることを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ製造方法。
【請求項３】
前記光ファイバ母材のコア部にアルカリ金属元素およびハロゲン元素が添加されており、これら以外の添加元素のコア部の平均濃度がハロゲン元素のコア部の平均濃度以下である、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製造方法。
【請求項４】
前記光ファイバ母材のコア部のハロゲン元素平均濃度が１０００原子ppm以上２００００原子ppm以下であることを特徴とする請求項３に記載の光ファイバ製造方法。
【請求項５】
前記アルカリ金属元素がカリウムであることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の光ファイバ製造方法。
【請求項６】
前記光ファイバ母材を線引する際の線引速度が１２００ｍ／min以上であることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の光ファイバ製造方法。
【請求項７】
前記光ファイバ母材を線引する際の線引速度が２５００ｍ／min以下であることを特徴とする請求項６に記載の光ファイバ製造方法。
【請求項８】
前記光ファイバ母材の外直径がφ７０ｍｍ以上φ１７０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載の光ファイバ製造方法。
【請求項９】
前記光ファイバ母材を線引する際のガラス部に印加される力が３０ｇ（０.２９Ｎ）以上１５０ｇ（１.４７Ｎ）以下であることを特徴とする請求項１〜８の何れか１項に記載の光ファイバ製造方法。
【請求項１０】
前記光ファイバ母材を線引する際に、２００μｍ以下の径であるガラスファイバ状態での１５００℃以上の加熱時間が０.３秒以下であり、前記光ファイバ母材が加熱されて光ファイバとして引き出されるまでの線引炉内の滞在時間が４時間以下である、ことを特徴とする請求項１〜９の何れか１項に記載の光ファイバ製造方法。
【請求項１１】
前記光ファイバ母材を線引する際に、前記光ファイバ母材の各位置について線引炉内の滞在時間が４時間以下である、ことを特徴とする請求項１〜１０の何れか１項に記載の光ファイバ製造方法。
【請求項１２】
コア部と該コア部を取り囲むクラッド部とを有する光ファイバを製造する方法であって、光ファイバ母材のコア部には、アルカリ金属が5原子ppm以下、ハロゲン元素が1000ppm以上の平均濃度でそれぞれ添加されており、該アルカリ金属及びハロゲン元素以外の添加元素は該ハロゲンの平均濃度以下であり、該光ファイバ母材の外直径が70〜170mmであり、該光ファイバを線引する際の光ファイバの線引速度が600m/min以上であり、ガラス部に印加される力が30〜150ｇ（0.29〜1.47Ｎ）であることを特徴とする光ファイバ製造方法。
【請求項１３】
前記光ファイバの線引速度が1200m/min以上3000m/min以下であることを特徴とする請求項１２記載の光ファイバ製造方法。
【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】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【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】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【公開番号】特開２０１３−１８６９９（Ｐ２０１３−１８６９９Ａ）
【公開日】平成２５年１月３１日（２０１３．１．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−６３９６０（Ｐ２０１２−６３９６０）
【出願日】平成２４年３月２１日（２０１２．３．２１）
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月３１日（２０１３．１．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年３月２１日（２０１２．３．２１）
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
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