JP2000351644A - 光ファイバプリフォームの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 所望のコアロッド比を有するような光ファイ
バプリフォームの製造方法、及びそれにより製造された
光ファイバプリフォームを線引きして得られる所望のコ
アロッド比を有する光ファイバを提供する。 【解決手段】 光ファイバの所望のコアロッド比（コア
部外径／クラッド部外径）より小さいコアロッド比を有
する多孔質母材を製造し、該多孔質母材を燒結してガラ
ス化するこで光ファイバプリフォームとし、さらに前記
所望のコアロッド比となるように該光ファイバプリフォ
ームの外周部をエッチング除去することを特徴とする光
ファイバプリフォームの製造方法、及び製造された光フ
ァイバプリフォームを線引きして得られる光ファイバ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバプリフ
ォームの製造方法、及びそれにより製造された光ファイ
バプリフォームを線引きして得られる光ファイバに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】コア部と該コア部を被覆するクラッド部
からなる光ファイバは、最初から実際に使用される細い
線として作られるのではなく、直径数センチ〜数十セン
チメートルほどのプリフォームを製造し、これを加熱し
て溶解しながら線引きし、所望の径を有する光ファイバ
とするのが一般的な製造方法である。

【０００３】さらに具体的な製造方法の一例を挙げる
と、まず、最終的にコア部とクラッド部からなる光ファ
イバのもととなる多孔質母材（スート）を製造し、該多
孔質母材を燒結してガラス化することで光ファイバプリ
フォームとし、さらに必要に応じて電気炉を用いた延伸
装置により約３０〜８０ｍｍの径となるように延伸して
より細いプリフォームとする。こうして得られた光ファ
イバプリフォームを線引きして光ファイバを得る。

【０００４】この場合、線引き前の光ファイバプリフォ
ームは、プリフォームアナライザで、光ファイバプリフ
ォームの断面方向の屈折率分布のプロファイル測定を行
い、光ファイバの伝送特性として重要なコアロッド比
（コア部外径／クラッド部外径）、ＭＦＤ（実質有効伝
送直径）等を上記測定値より算出し、これらの算出され
た値が規格値内にあるかないかで合否を判定している。
この測定において合格とされたものだけが、さらに線引
きされて光ファイバとして使用される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このように光ファイバ
プリフォームを線引きして得られる光ファイバのコアロ
ッド比は、線引きされる前の段階、すなわち前記多孔質
母材、あるいはこれを燒結して得られる光ファイバプリ
フォームのコアロッド比が反映される。したがって、多
孔質母材あるいは光ファイバプリフォームのコアロッド
比が所望の規格に入っていることが必要とされる。とこ
ろが、コアロッド比は、多孔質母材の製造機械、バッチ
間等で変動し、また製造された光ファイバプリフォーム
の長手方向でも微妙に変動して均一とならないため、し
ばしば規格外として不合格となることがある。プリフォ
ームの一部のコアロッド比が規格値を超えてしまうと、
プリフォーム全体が、伝送特性不良として不合格と判定
される場合もあり、製造歩留りの著しい低下をもたらし
ている。

【０００６】本発明は、上記のような問題点に鑑みてな
されたもので、所望のコアロッド比を有する高品質の光
ファイバプリフォームを高歩留り、低コストで製造する
ことができる方法、及びそれにより製造された光ファイ
バプリフォームを線引きして得られる所望のコアロッド
比を有する光ファイバを提供することを目的としてい
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明の請求項１に記載した発明は、多孔質母材を
燒結してガラス化することにより、光ファイバを得るた
めの線引き前の光ファイバプリフォームを製造する方法
において、光ファイバの所望のコアロッド比（コア部外
径／クラッド部外径）より小さいコアロッド比を有する
多孔質母材を製造し、該多孔質母材を燒結してガラス化
するこで光ファイバプリフォームとし、さらに前記所望
のコアロッド比となるように該光ファイバプリフォーム
の外周部をエッチング除去することを特徴とする光ファ
イバプリフォームの製造方法である。

【０００８】このように光ファイバの所望のコアロッド
比より予め小さいコアロッド比を有するように、つまり
コア部外径に対するクラッド部外径が大きめとなるよう
に多孔質母材を製造し、次いで該多孔質母材を燒結して
得られた光ファイバプリフォームが、前記所望のコアロ
ッド比となるように、外周部、つまりクラッド部材をエ
ッチング除去すれば、所望のコアロッド比を有する光フ
ァイバプリフォームを確実に得ることができ、また、そ
れを線引きして得られる光ファイバも正確に規格範囲内
となった所望のコアロッド比を有するものとすることが
できる。そして不合格となるものをほぼ完全になくすこ
とができるので、歩留りを向上させることができ、製造
コストを低減することができる。

【０００９】そして、好ましくは、前記エッチング除去
を、光ファイバプリフォームを延伸した後に行うように
する（請求項２）。延伸後にエッチングを行った方が、
除去量を減少させることができ、表面粗れを防止するこ
とができる。

【００１０】また、エッチング除去量は、エッチング除
去の前に、前記光ファイバプリフォームのコアロッド比
を測定算出し、該算出値を基に光ファイバプリフォーム
の外周部の除去量を決定して前記エッチング除去を行う
ようにすることができる（請求項３）。このようにすれ
ば、極めて正確に所望のコアロッド比を有する光ファイ
バプリフォームとすることができる。

【００１１】この場合、前記外周部が除去される前のコ
アロッド比の１〜３％の範囲内でエッチング除去が行わ
れることが特に好ましい（請求項４）。この範囲内であ
れば、エッチング除去量も少なく、歩留りも確実に向上
できるとともに、コアロッド比も確実に所望値に調整す
ることができる。

【００１２】さらに、本発明によれば、上記製造方法に
より製造された光ファイバプリフォームを線引きして得
られる光ファイバも提供される。前述したように、線引
きされて得られる光ファイバのコアロッド比は、線引き
される前の光ファイバプリフォームのコアロッド比を反
映するため、前記のように所望のコアロッド比に調整さ
れた光ファイバプリフォームを線引きして得られる光フ
ァイバも正確に規格範囲内である高品質のコアロッド比
を確実に有するものとすることができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て添付した図面を参照して説明するが、本発明はこれら
に限定されるものではない。

【００１４】本発明にかかる光ファイバープリフォーム
を製造する方法において、多孔質母材の製造法自体は特
に限定されるものではなく、ＶＡＤ法、ＯＶＤ法、ＭＣ
ＶＤ法などの従来知られている方法のいずれにも適用で
きる。例えば、まず、１本のコア部材上にクラッドとな
る１本の石英管などを装着し、または１本のコア部材を
１本の出発材としてこれにクラッド部材を堆積させ、コ
ア部材を被覆するようにクラッド部材を形成させた多孔
質母材を製造する。次いで、該多孔質母材を燒結して溶
融ガラス化し、図１に示されるような、コア部２と該コ
ア部２を被覆するクラッド部３からなる光ファイバプリ
フォーム１とする。

【００１５】このとき、本発明では、最終的に製造され
る光ファイバの所望のコアロッド比より小さいコアロッ
ド比を有するように多孔質母材、並びにこれを溶融ガラ
ス化した光ファイバプリフォームを製造する。すなわ
ち、コア部を被覆するようにクラッド部を形成させる
際、クラッド部材を予め多めに形成させて多孔質母材を
製造し、これを燒結して溶融ガラス化し、光ファイバプ
リフォームとすれば良い。

【００１６】なお、上記のように所望のコアロッド比よ
り小さいコアロッド比を有するように製造された光ファ
イバプリフォームは、後にエッチングされて所望のコア
ロッド比に調整されるが、このエッチング処理では、通
常、ほぼ均等な厚さで外周部全体が除去されるので、上
記多孔質母材、並びに光ファイバプリフォームを製造す
る段階において、従来の光ファイバプリフォームの製造
同様、コア部材の周りに均一にクラッド部材が被覆され
るように製造する。

【００１７】本発明では、前記のように製造された光フ
ァイバプリフォームは、次に、前記所望のコアロッド比
となるように、その外周部がエッチング除去される。エ
ッチング方法としては、クラッド部を一定量の厚みで均
一にエッチングできるものであれば特に限定されない
が、フッ酸（ＨＦ）を用いることが好ましい。フッ酸で
あれば、光ファイバプリフォームであるＳｉＯ_２を均一
にエッチングできるし、不純物等を付着させる心配もな
い。

【００１８】この場合、エッチング条件を調整すること
によりクラッド部材の除去される量（エッチング速度）
は、簡単に調整することができる。例えばエッチング時
間、温度、濃度等のエッチング条件とクラッド部の除去
量の関係を予め測定しておくことにより、極めて正確に
エッチング除去量を制御することができるので、正確に
所望のコアロッド比にすることができる。

【００１９】そして、前記エッチング除去は、多孔質母
材をガラス化して得られた光ファイバプリフォームを所
定の径となるまで延伸した後に行うのが望ましい。この
ように光ファイバプリフォームを延伸してある程度細く
してからエッチング除去することで、クラッド部のエッ
チング除去する量が減少し、生産性、歩留りが向上する
とともにエッチングによる表面の粗れも少なくなり、よ
り均一に表面をエッチング除去することができる。

【００２０】また、前記エッチング除去量は、多孔質母
材をガラス化して得られた光ファイバプリフォームを延
伸する前、あるいは延伸した後において、光ファイバプ
リフォームのコアロッド比を測定算出し、該算出値を基
に光ファイバプリフォームの外周部の除去量を決定して
行うようにする。光ファイバプリフォームのコアロッド
比の測定は、例えば、プリフォームアナライザで断面方
向の屈折率分布のプロファイル測定を行ってコアロッド
比を測定し、クラッド部をどの程度エッチングすれば所
望のコアロッド比とすることができるか算出する。この
場合、コアロッド比のほかにＭＦＤも測定算出し、該算
出値も考慮して除去量を決定することで所望のＭＦＤと
することもできる。

【００２１】例えば、最終的に製造される光ファイバの
コアロッド比の規格値がＸ±０．０１の場合、本発明で
は、光ファイバプリフォームのコアロッド比を例えばＸ
−０．０２となるように低めに設定して製造する。次
に、プリフォームアナライザにより、製造された光ファ
イバプリフォームの断面方向の屈折率分布のプロファイ
ル測定を行い、実際のコアロッド比を測定する。このと
き、測定されたコアロッド比の変動幅が、例えば、（Ｘ
−０．０２）±０．００５の範囲にあるような場合に
は、コアロッド比が例えば０．０２上昇するようにエッ
チングを行うことで、エッチング後の光ファイバプリフ
ォームのコアロッド比は、Ｘ±０．００５となり、最終
的に製造される光ファイバのコアロッド比の規格値Ｘ±
０．０１の範囲に収まるように調整される。こうして極
めて精度よく所望のコアロッド比を有する光ファイバプ
リフォームを得ることができ、規格を外れるようなこと
がなくなる。

【００２２】そして、本発明では、所望のコアロッド比
より小さいコアロッド比を有するように光ファイバプリ
フォームを形成し、該光ファイバプリフォームの外周部
をエッチング除去して最終的に前記所望のコアロッド比
とすればよく、その除去されるクラッド部の割合は特に
限定されないが、光ファイバプリフォームの外周部が除
去される前のコアロッド比の１〜３％の範囲内でエッチ
ング除去が行われることが好ましい。

【００２３】このような範囲でエッチング除去を行うこ
とで所望のコアロッド比となるように予め光ファイバプ
リフォームを製造すれば、該プリフォームのコアロッド
比は、所望のコアロッド比に確実に調整することができ
る。さらに、その後のエッチング除去工程の際、除去量
が少なく、クラッド部材の無駄を最小限に抑えることが
できる上、エッチング後の光ファイバプリフォームの表
面の粗れをほとんど防ぐことができる。そして、１％以
上エッチング除去することにより、光ファイバプリフォ
ームの長手方向でコアロッド比が変動しても確実に所望
値にコアロッド比を入れることができ、３％以内とする
ことによって、エッチング除去によりロスする分を必要
以上に多くすることもなくなる。

【００２４】次に、上記のように所望のコアロッド比に
調整された光ファイバプリフォームから光ファイバを製
造するには、通常の方法でよく、例えば上記光ファイバ
用母材を電気炉等で加熱溶融し紡糸（線引き）すること
により行なわれる。このようにして得られた光ファイバ
は、上記光ファイバプリフォームのコアロッド比を反映
しており、正確に所望のコアロッド比を有する高品質の
ものとなる。

【００２５】

【実施例】以下、本発明を実施例を示してより具体的に
説明するが、本発明はこれらに限定されるものではな
い。 （実施例）コアロッド比０．０６７２±０．００１５規
格値の直径６５ｍｍの光ファイバプリフォームを製造す
るため、まず、コアロッド比が０．０６６となることを
目標に多孔質母材をＯＶＤ法により３本製造し、さらに
これらの多孔質母材を燒結してガラス化し、直径１２０
ｍｍの光ファイバプリフォームとした。次いでプリフォ
ームアナライザを用いて、上記製造された光ファイバプ
リフォームの断面方向の屈折率分布のプロファイル測定
を行った。

【００２６】これらの測定されたコアロッド比の変動を
図２に示した。図２に示されるように、コアロッド比が
０．０６６となるように製造された光ファイバプリフォ
ームの実際に測定されたコアロッド比は、多少バラツキ
があるものの、規格値の中間点である０．０６７２を概
ね下回っている。上記図２の結果から、製造された光フ
ァイバプリフォームのコアロッド比を規格値の０．０６
７２±０．００１５の範囲とするためのエッチング量を
各プリフォームに対し算出した。

【００２７】次に、上記直径１２０ｍｍの光ファイバプ
リフォームを延伸して直径６５ｍｍ＋エッチング除去量
分とし、次いでこのように延伸された各光ファイバプリ
フォームを４本の均等な長さに切断分割し、比較的短い
光ファイバプリフォーム（以下、これを光ファイバプリ
フォームロッドと言う）を作製した。さらに、各光ファ
イバプリフォームロッドに対し、前記算出したエッチン
グ量をＨＦエッチングにより除去してコアロッド比を調
整した。

【００２８】上記のように得られた光ファイバプリフォ
ームロッドのうち８つのロッドについて、再びプリフォ
ームアナライザを用いて断面方向の屈折率分布のプロフ
ァイル測定を行い、測定された光ファイバプリフォーム
ロッドのコアロッド比の変動を図３に示した。図３に示
されるように、光ファイバプリフォームロッドのコアロ
ッド比は、多少バラツキがあるものの、全長にわたって
規格値である０．０６７２±０．００１５の範囲内に正
確に収まっており、所望のコアロッド比を有する光ファ
イバプリフォームを製造することができたことがわかっ
た。

【００２９】なお、本発明は、上記実施形態に限定され
るものではない。上記実施形態は単なる例示であり、本
発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的
に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、
いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含され
る。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の光ファイ
バプリフォームの製造方法によれば、多孔質母材を燒結
しガラス化されて得られる光ファイバプリフォームを、
光ファイバの所望のコアロッド比より小さいコアロッド
比を有するように予め製造し、次いで、前記所望のコア
ロッド比となるように光ファイバプリフォームの外周
部、つまりクラッド部をエッチング除去してコアロッド
比を調整しているため、エッチング処理後の光ファイバ
プリフォームのコアロッド比を確実に所望の範囲に収め
ることができる。したがって、不合格品を出すことなく
無駄なく光ファイバプリフォームを製造することができ
るので、製造歩留りが向上し、低コスト化することがで
きる。さらに、このように得られた光ファイバプリフォ
ームを通常の方法で線引きして得られる光ファイバも、
上記所望のコアロッド比を有するため、伝送特性に優れ
た光ファイバを製造することができる。

【００３１】また、本発明による光ファイバプリフォー
ムの製造方法は、従来使用されている光ファイバプリフ
ォームの製造装置、設備、並びに測定装置をそのまま使
用でき、新たな装置や設備を備えたり、変更すら必要も
ないため、所望のコアロッド比を備えた優れた光ファイ
バプリフォーム、及び光ファイバを製造コスト抑えたま
ま、容易に製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】光ファイバプリフォームの構造を示す概略図で
ある。

【図２】実施例により製造された延伸前の光ファイバプ
リフォームのコアロッド比の長さ方向の変動を示すグラ
フである。

【図３】エッチング処理された光ファイバプリフォーム
ロッドのコアロッド比の長さ方向の変動を示すグラフで
ある。

【符号の説明】

１…光ファイバプリフォーム、 ２…コア部、 ３…ク
ラッド部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平沢 秀夫 群馬県安中市磯部２丁目13番１号 信越化 学工業株式会社精密機能材料研究所内 Ｆターム(参考） 4G021 CA16

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 多孔質母材を燒結してガラス化すること
   により、光ファイバを得るための線引き前の光ファイバ
   プリフォームを製造する方法において、光ファイバの所
   望のコアロッド比（コア部外径／クラッド部外径）より
   小さいコアロッド比を有する多孔質母材を製造し、該多
   孔質母材を燒結してガラス化するこで光ファイバプリフ
   ォームとし、さらに前記所望のコアロッド比となるよう
   に該光ファイバプリフォームの外周部をエッチング除去
   することを特徴とする光ファイバプリフォームの製造方
   法。
2. 【請求項２】 前記エッチング除去を、光ファイバプリ
   フォームを延伸した後に行うことを特徴とする請求項１
   に記載の光ファイバプリフォームの製造方法。
3. 【請求項３】 前記光ファイバプリフォームのコアロッ
   ド比を測定算出し、該算出値を基に光ファイバプリフォ
   ームの外周部の除去量を決定して前記エッチング除去を
   行うことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の
   光ファイバプリフォームの製造方法。
4. 【請求項４】 前記外周部が除去される前のコアロッド
   比の１〜３％の範囲内でエッチング除去が行われること
   を特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に
   記載の光ファイバプリフォームの製造方法。
5. 【請求項５】 請求項１ないし請求項４のいずれか一項
   に記載の製造方法により製造された光ファイバプリフォ
   ームを線引きして得られることを特徴とする光ファイ
   バ。