JP2001019454A

JP2001019454A - 光ファイバ母材の製造方法

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Publication number: JP2001019454A
Application number: JP11190517A
Authority: JP
Inventors: Hideaki Ito; 秀明伊藤; Takaaki Kinoshita; 貴陽木下; Masataka Kin; 正▲高▼ 金; Nobusada Nagae; 伸定長江
Original assignee: Mitsubishi Cable Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Cable Industries Ltd
Priority date: 1999-07-05
Filing date: 1999-07-05
Publication date: 2001-01-23
Anticipated expiration: 2019-07-05
Also published as: JP3576873B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ガラスパイプとガラスロッドとの一体化及び
延伸を同時に行う光ファイバ母材の製造において、気泡
の発生及びコア偏心その他の不都合を回避して光ファイ
バ母材を製造する。【解決手段】クラッド用ガラスパイプ１内に、コア若
しくはコア及びクラッド用ガラスロッド２を挿入し、両
者をヒータ３によって加熱しながらガラスパイプ内を減
圧して、ガラスパイプ及びガラスロッドの一体化と延伸
とを同時に行う。ガラスロッドとして延伸して細径にし
たものを用いることにより、ガラスパイプとガラスロッ
ドとのクリアランスを比較的大とする。ガラスロッドの
加熱炉への送り速度Ｖ_Rをガラスパイプの送り速度Ｖ_Pよ
りも速くすることによって、ガラスパイプ及びガラスロ
ッドが一体化する位置においてコア・クラッド比（Ｃ／
Ｃ）を所定の値にして両者を一体化させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、クラッド用ガラス
パイプ内に、コア用ガラスロッド、若しくはコア及びク
ラッド用ガラスロッドを挿入し、両者を加熱しながら上
記ガラスパイプ内を減圧して、上記ガラスパイプとガラ
スロッドとの一体化及び延伸を同時に行う光ファイバ母
材の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】光ファイバ母材の製造方法の主なものと
しては、ＯＶＤ（Outside Vapor-phase Deposition）
法、ＶＡＤ（Vapor-phase Axial Deposition）法、ＭＣ
ＶＤ（Modified Chemical Vapor Deposition）法の３つ
が挙げられる。ここで、ＶＡＤ法やＭＣＶＤ法において
は、その生産性の観点から、コア若しくはコア及びクラ
ッド用ガラスロッドを製造した後に、光ファイバ母材の
大部分を占めることとなるクラッドを上記ガラスロッド
の外周に、別工程によって形成する手法が採用されてい
る。

【０００３】具体的に上記クラッドの形成方法として
は、上記ガラスロッドに対してスートと呼ばれるガラス
微粒子を堆積させ、これを加熱して透明ガラス化する、
いわゆる外付け法が知られている。

【０００４】これに対し、別工程において予め製造され
たクラッド用ガラスパイプ内に、上記コア若しくはコア
及びクラッド用ガラスロッドを挿入し、このガラスパイ
プとガラスロッドとを一体化させる、いわゆるロッドイ
ンチューブ法も知られている（例えば、特公昭５６−４
５８６７号公報参照）。このロッドインチューブ法とし
ては、例えばバーナ火炎によって上記ガラスパイプ及び
ガラスロッドを加熱し、このバーナ火炎のガスによって
上記ガラスパイプをコアロッドに押し付けるようにして
両者を一体化させる方法が知られている。また、これと
は異なり、上記ガラスパイプ及びガラスロッドを電気炉
（ヒータ）などによって加熱しつつ、上記ガラスパイプ
内の圧力を減圧するようにして、このガラスパイプ内外
の圧力差によって、両者を一体化させる方法も知られて
いる。

【０００５】そして、上記のような製法によって製造さ
れた光ファイバ母材は線引き工程によって光ファイバと
なるわけであるが、この線引き工程を上記ロッドインチ
ューブ法による光ファイバ母材の製造と同時に行う方法
も知られている（例えば、特開昭５０−８５３４５号公
報参照）。

【０００６】ところで、近年、生産コストの低減化等の
観点から、光ファイバ母材を大型化及び長尺化すること
が求められており、このため、上記光ファイバ母材を太
径とすることが行われている。

【０００７】ところが、このような太径の光ファイバ母
材をそのまま線引きすると、目標径の光ファイバに安定
させるまでに長時間を要することとなってしまい、大量
の母材を初期安定化に消費してしまうようになってしま
う。その結果、上記光ファイバ母材から光ファイバへの
歩留まりが悪化してしまい、本来低コスト化の目的で行
った光ファイバ母材の大型化が、逆にその目的を達成で
きないものとなってしまうという不都合がある。

【０００８】そこで、このような不都合を解消するため
に、通常は製造された太径の光ファイバ母材を、線引き
工程の前に歩留まりが最大となる最適の径まで縮径させ
るようにしている。そして、このような光ファイバ母材
の縮径工程として、上記ガラスパイプ及びガラスロッド
の一体化による光ファイバ母材の製造と同時に行うよう
にして、その生産性を向上させようとする方法が知られ
ている（例えば、特開平７−１０５８０号公報参照）。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のガラ
スパイプとガラスロッドとを一体化させて光ファイバ母
材を製造する場合においては、上記ガラスパイプとガラ
スロッドとを容易に一体化でき、しかも、両者を一体化
した際にそのコアの偏心量が小さくなるという観点から
は、上記ガラスパイプとガラスロッドとの間の隙間（ク
リアランス）を小さくする方が好ましい。

【００１０】ところが、上記クリアランスを小さくすれ
ば、上記ガラスロッドをガラスパイプ内に挿入する際に
両者が擦れ合ってしまい、その結果、ガラスパイプとガ
ラスロッドとの間に気泡等が発生してしまうおそれがあ
る。このような気泡が発生してしまうと損失特性不良や
接続特性不良を引き起こしてしまうため、光ファイバ母
材の内部に気泡の発生した部分は廃棄せざるを得ない。
特に、長尺の光ファイバ母材を製造する場合には、長尺
のガラスロッドを長尺のガラスパイプ内に挿入すること
となるため、両者が擦れ合うことを回避することは極め
て困難なこととなってしまう。

【００１１】そこで、上記ガラスパイプとガラスロッド
とのクリアランスを大きくして両者の一体化及び延伸を
行うことが考えられ、具体的には、以下の４つの手法が
考えられる。

【００１２】まず、第１に、上記ガラスパイプとして、
その外径が従来と同じであって内径のみが従来よりも大
きいものを用い、上記ガラスパイプとガラスロッドとの
クリアランスを大きくして、両者の一体化及び延伸を行
う手法が考えられる。図２にこの手法による光ファイバ
母材の製造中の状態を示す。なお、同図において、一点
鎖線は、従来のガラスパイプの内径を示す。この場合、
上記ガラスパイプとガラスロッドとの擦れ合いは回避さ
れるものの、上記ガラスパイプの断面積が小さくなり、
両者を一体化した際にクラッド部分の面積が不足してし
まうという不都合がある。つまり、このような光ファイ
バ母材の製造においては、完成した光ファイバ母材の状
態におけるコア・クラッド比（クラッド径をコア径で割
った値、以下Ｃ／Ｃと略す）を所定の値にする必要があ
り、ガラスロッドのコアの断面積に応じたガラスパイプ
の断面積が必要となる。上記の場合、必要なガラスパイ
プの断面積を確保し、完成した光ファイバ母材のＣ／Ｃ
を所定の値にするには、不足したガラスパイプの断面積
を持つ薄肉ガラスパイプを追加して被覆する必要があり
２回以上のガラスパイプ被覆を行う手法となってしま
う。このため、生産コストの増大、また、被覆回数が増
加することに伴い、被覆界面に気泡の発生して不良母材
となってしまうリスクが高くなってしまうという不都合
がある。

【００１３】第２に、上記ガラスパイプとして、その断
面積は従来と同様であるが、内径及び外径が共に大きい
ものを用いて上記ガラスパイプとガラスロッドとのクリ
アランスを大きくして、両者の一体化及び延伸を行う手
法が考えられる。図３にこの手法による光ファイバ母材
の製造中の状態を示す。この場合も、上記ガラスパイプ
とガラスロッドとの擦れ合いは回避されるものの、上記
ガラスパイプの内径がガラスロッドの外径になるまで相
当量の縮径を行う必要があり、上記ガラスパイプの均一
な縮径が困難になってしまう。その結果、両者を一体化
した際のコアの偏心量が大きくなってしまうおそれがあ
り、これに伴い、線引きした光ファイバのコア偏心量が
大きくなって光ファイバとして不良品となってしまうお
それがある。また、ガラスパイプの断面積を維持するこ
とから、内径を大きくする分だけその外径も大きくなっ
てしまう。特に、シングルモード光ファイバのように、
コアに対してクラッドが大きい光ファイバを製造する場
合には、上記ガラスパイプの断面積が大なるものを用い
る必要があり、これに伴いガラスパイプはより一層太径
のものとなってしまう。この場合、上述したような不都
合が生じる他に、大型のガラスパイプなればなるほど入
手が困難であり、かつ高価であるという不都合や、ガラ
スパイプの外径が大であることから、加熱炉等の製造設
備も大型にしなければならず、設備コストや運転コスト
が大となってしまうという不都合もある。

【００１４】第３に、上記ガラスパイプとガラスロッド
とのクリアランスを確保することとして、ガラスパイプ
の内径を大とするのではなく、ガラスロッドを延伸して
細径にすることが考えられる。図４にこの手法による光
ファイバ母材の製造中の状態を示す。なお、同図におい
て、一点鎖線は従来のガラスロッドの外径を示す。この
場合、上記ガラスパイプとガラスロッドとの擦れ合いは
回避されるものの、この手法では、ガラスパイプの断面
積が過剰になってしまい、完成した光ファイバ母材のＣ
／Ｃを所定の値にすることが困難となってしまうという
不都合がある。つまり、ガラスロッドを細径とすること
で、ガラスロッドのコアの断面積が極めて小さくなり、
これに伴いこのガラスロッドのコアの断面積に対して必
要なガラスパイプの断面積も小さくなる。ところが、上
記ガラスパイプは、従来と同じ断面積を有するため、上
記ガラスパイプとガラスロッドとを一体化及び延伸した
場合、完成した光ファイバ母材のＣ／Ｃは所定値を大き
く上回ってしまう。このような光ファイバ母材のＣ／Ｃ
を所定の値とするために、過剰のガラスパイプの部分を
火炎研磨などによって除去することも考えられるが、こ
のようにガラスパイプ部分を除去すれば、光ファイバ母
材が小さくなってしまうという不都合がある。また、本
来必要としない火炎研磨工程を必要とすることから、工
程数の増大を招き、生産コストが増大してしまうという
不都合もある。また、例えば細径のガラスロッドに応じ
た断面積のガラスパイプを用いて、両者を一体化及び延
伸すれば、所定のＣ／Ｃとなった光ファイバ母材が得ら
れるものの、光ファイバ母材のサイズが小さくなってし
まい、生産性が低下するという問題がある。

【００１５】第４に、特に、シングルモード光ファイバ
用の光ファイバ母材を製造する場合、上記ガラスロッド
を単に細径とするのではなく、ガラスロッドのコア径を
維持したまま、そのクラッド部分を削除して外径を細径
化し、ガラスパイプとガラスロッドとのクリアランスを
確保することが考えられる。図５に本手法による光ファ
イバ母材の製造中の状態を示す。なお、同図において
は、図４と比較してガラスロッドのコアの径がその外径
に対して大きくなっている。そして、この場合も、上記
ガラスパイプとガラスロッドとの擦れ合いは回避される
ものの、完成した光ファイバ母材を線引きした光ファイ
バの特性が悪く、特に、ＯＨ基による吸収損失が高く使
用できないという不都合がある。つまり、上記ガラスロ
ッドは、例えば１．３μｍ帯シングルモード用の場合、
コア及びクラッドから構成されるが、コアの外径の約
３．６倍以上のガラスロッドの外径がなければ、完成し
た光ファイバ母材を線引きして得られた光ファイバは上
記ガラスロッドとガラスパイプとの界面に残留したＯＨ
基などによる伝播信号光の吸収を受け、損失が高くなっ
てしまうという問題を生じる。そのため、通常、上記ガ
ラスロッドはＣ／Ｃが約４なるものを用いて、ガラスロ
ッドとガラスパイプとの界面にＯＨ基が残留しても、伝
播信号光の吸収の影響を受け難く設計されている。とこ
ろが、上記ガラスロッドに含まれるクラッド部分のみを
削除し外径を細径化してしまうと、ガラスロッドとガラ
スパイプとの界面がより光ファイバの中心に近づき、界
面に残留するＯＨ基による伝播信号光の吸収が著しく起
こり、光ファイバの損失が高くて使用できないことにな
ってしまう。

【００１６】このように、気泡の防止を目的として上記
の各手法を用いてクリアランスを大とすれば、コアの偏
心量の増大や生産性低下、その他の問題を招いてしまう
ことになり、それらを共に防止することは極めて困難な
ものとなってしまう。

【００１７】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであり、その目的とするところは、ガラスパイプ
とガラスロッドとの一体化及び延伸を同時に行う光ファ
イバ母材の製造において、気泡の発生、コア偏心、及び
生産性に関する不都合を全て回避して光ファイバ母材を
製造することにある。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明者は、ガラスパイプとガラスロッドとのクリ
アランスを確保することとして、ガラスパイプの内径を
大とするのではなく、ガラスロッドを細径とする点に着
目し改良加えた。すなわち、上述の第３の手法において
は、ガラスロッドを細径としても、同時にガラスロッド
のコアも細径化されることに伴う不都合が生じ、上記目
的が達成されない。そこで、上記ガラスロッドの加熱炉
への送り速度をガラスパイプの送り速度よりも速くすれ
ば、上記ガラスロッドの送り速度とガラスパイプの送り
速度とが同じ場合に比べて、両者が一体化する位置での
上記ガラスロッドの断面積が大きくなる点に鑑みて本発
明を完成するに至ったものである。

【００１９】具体的に、本発明は、クラッド用ガラスパ
イプ内に、コア用ガラスロッド、若しくはコア及びクラ
ッド用ガラスロッドを挿入し、この両者を加熱炉によっ
て加熱しながら上記ガラスパイプ内を減圧して、上記ガ
ラスパイプ及びガラスロッドの一体化と延伸とを同時に
行う光ファイバ母材の製造方法を前提とし、この方法に
おいて、上記加熱炉への上記ガラスロッドの送り速度
を、上記ガラスパイプの送り速度の２倍以下の速度であ
って、上記ガラスパイプの送り速度よりも速い速度に設
定することを特定事項とする方法である。ここで、ガラ
スロッドとしては、例えば延伸することにより細径にし
たもの、すなわち、ガラスロッドのコア・クラッド比を
変更しないように、細径にしたものを用いるのがよい。

【００２０】そして、この場合、ガラスパイプの送り速
度をガラスパイプの送り速度よりも大とすることによっ
て、上記ガラスロッドの送り速度とガラスパイプの送り
速度とが同じ場合と比較して、上記ガラスパイプの断面
積が拡大した状態で上記ガラスパイプと一体化すること
になる。つまり、上記ガラスロッドの送り速度とガラス
パイプの送り速度とが同じ場合は、ガラスロッドの断面
積とガラスパイプの断面積との比は、常に一定に保たれ
るが、ガラスロッドの送り速度をガラスパイプの送り速
度よりも速くすることによって、ガラスロッドの断面積
とガラスパイプの断面積との比が変化し、ガラスパイプ
の断面積に対しガラスロッドの断面積が相対的に大にな
った状態で両者が一体化される。すなわち、このような
ガラスパイプとガラスロッドとの断面積比率の増加効果
を利用することによって、一体化前のガラスロッドを細
径にしたことによるコア径の細径化をキャンセルし、一
体化するときの光ファイバ母材のＣ／Ｃを目標通りのＣ
／Ｃにすることが可能になる。

【００２１】ここで、ガラスロッドの送り速度として、
ガラスパイプの送り速度の２倍以下の速度とするのは、
例えば、このカラスロッドの送り速度がガラスパイプの
送り速度に対してあまりに速い速度であれば、ガラスパ
イプの送りストロークの数倍の長さの細径ガラスロッド
を用意し、それを把持してガラスパイプ内に挿入し、さ
らに、それらを加熱炉に送って、その上で延伸母材を引
き取ることができる極めて背の高いタワー設備を必要と
するが、それらを全て実現するのが困難であるという不
都合が生じるためであり、この観点からガラスロッドの
送り速度としては、ガラスパイプの送り速度の２倍以下
の速度とするのがよい。

【００２２】そして、本発明に係る光ファイバ母材の製
造方法として特に有効となるのは、請求項２記載の如
く、ガラスパイプとガラスロッドとの間の隙間が大とな
るようにガラスロッドとして細径のものを用い、上記ガ
ラスロッドの送り速度を、上記ガラスパイプとガラスロ
ッドとが一体化するときに設定したコア・クラッド比と
なるように調整する場合である。この場合、ガラスロッ
ドの外径を細径とすることによって隙間が比較的大とな
り、ガラスパイプとガラスロッドとの擦れ合いを回避し
て、気泡の発生が防止される。また、ガラスロッドを細
径にすることによって隙間を大としているにも関わら
ず、ガラスロッドの送り速度を速く設定することにより
結果的に単位時間当たりのガラスロッドの送り量を低下
させることがなく、設定したＣ／Ｃの大型光ファイバ母
材が製造される。この場合、断面積が同じでも、特に外
径と内径との大きなガラスパイプを用意する必要もな
く、また、ガラスパイプとガラスロッドとが一体化する
際にガラスパイプの均一な縮径が困難になることやコア
偏心不良になることが回避される。また、大型の加熱炉
も必要としない。さらに、断面積がより小さなガラスパ
イプを使用する必要もないことから母材のサイズを小さ
くすることもない。

【００２３】この方法によれば、例えば上記ガラスロッ
ドとして、その外径が２５〜４５ｍｍ程度のものを用
い、ガラスパイプとして、その内径が５０〜５５ｍｍ程
度のものを用いることにより、そのクリアランスが５〜
１５ｍｍ程度に設定されたような、大型かつ長尺の光フ
ァイバ母材の製造する場合にも、上記ガラスパイプの送
り速度Ｖ_Pとガラスロッドの送り速度Ｖ_Rの比（Ｖ_R／
Ｖ_P）を１＜（Ｖ_R／Ｖ_P）≦２程度に設定することによ
って、気泡の発生及びコア偏心その他の不都合が確実に
回避される。

【００２４】そして、請求項３または請求項４に係る発
明は、より高精度の光ファイバ母材が製造可能となる発
明である。

【００２５】すなわち、特に大型かつ長尺の光ファイバ
母材の製造において問題となる点であるが、このような
光ファイバ母材の製造に用いられる、例えばＶＡＤ法等
によって製造されるガラスロッドは、そのコア径、コア
とクラッド間の屈折率差、あるいはガラスロッドのコア
・クラッド比が長手方向に変化したものとなってしまう
場合がある。

【００２６】このような場合、線引きした光ファイバの
カットオフ波長が、所望の値に仕上がるように、本来は
ガラスロッドを長手方向に分割した上で、この分割した
ガラスロッドの構造に適した目標Ｃ／Ｃを求め、その値
に光ファイバ母材が仕上がるように、分割したガラスロ
ッド単位で製造工程を個別に調整する必要がある。つま
り、コア径が大きめのガラスロッド部分や、Ｃ／Ｃが小
さめのガラスロッド部分が存在する場合、ガラスパイプ
とガラスロッドとを同じ送り速度で一体化すれば、製造
された光ファイバ母材のＣ／Ｃは、その長手方向にガラ
スロッドの構造ばらつきを反映した形で変化してしまう
ようになる。このため、上記コア径が大きいガラスロッ
ド部分は、この部分を切り出し、この切り出したガラス
ロッドをより細径に修正して使用していた。また、コア
とクラッドとの間の屈折率差が高いガラスロッド部分
は、当該ガラスロッド部分を切り出した上で目標Ｃ／Ｃ
を高めに設定して母材化していた。

【００２７】しかし、分割した短尺のガラスロッド単位
で、個別に製造工程を調整することは、せっかく大型に
製造したガラスロッドを小型で多数の光ファイバ母材に
仕上げることとなってしまい、歩留まりの低下を招いた
り、製造工程管理が複雑になるなど問題が多い。

【００２８】そこで、請求項３記載の如く、ガラスロッ
ドの送り速度を、ガラスパイプとガラスロッドとが長手
方向に所望のコア・クラッド比で一体化するように調整
してもよい。ここで、「ガラスパイプとガラスロッドと
が長手方向に所望のコア・クラッド比で一体化する」と
は、ガラスロッドのコア径、又はコアとクラッドとの間
の屈折率差とが長手方向にばらついているものであって
も、これらのばらつきがキャンセルされた、目標コア・
クラッド比の光ファイバ母材となるように上記ガラスパ
イプとガラスロッドとを一体化することを意味する。

【００２９】そして、この場合、長手方向にコア径、コ
アとクラッドとの間の屈折率差、あるいはＣ／Ｃが変化
したようなガラスロッドであっても、ガラスパイプとガ
ラスロッドとが、所望のＣ／Ｃとした状態で一体化され
る。すなわち、例えばコアとクラッドとの間の屈折率差
は長手方向にそろっているもののＣ／Ｃが一体化が開始
される端部から一体化が終了する端部に向かって増加し
ているようなガラスロッドの場合には、このガラスロッ
ドの送り速度を一体化が進むにつれて増加させるように
すれば、長手方向に所望のＣ／Ｃとなった光ファイバ母
材が製造される。また、例えばＣ／Ｃが長手方向にそろ
っているものの、コアとクラッドとの間の屈折率差は一
体化が開始される端部から一体化が終了する端部に向か
って減少しているようなガラスロッドの場合には、上記
とは逆にこのガラスロッドの送り速度を一体化が進むに
つれて減速させるようにすれば、長手方向に所望のＣ／
Ｃとなった光ファイバ母材が製造される。さらに、例え
ばコアとクラッドとの間の屈折率差、及びＣ／Ｃの双方
が一体化が開始される端部から一体化が終了する端部に
向かって増加しているようなガラスロッドの場合には、
微少区間毎の目標Ｃ／Ｃを求め、このガラスロッドの送
り速度を増減調整することによって各位置におけるコア
構造に応じた目標Ｃ／Ｃなる構造が連続的に得られるよ
うにすれば、長手方向に所望のＣ／Ｃとなった光ファイ
バ母材が製造される。

【００３０】そして、このような処理を行った大型光フ
ァイバ母材から線引きした光ファイバは、長手方向に安
定したカットオフ波長を持つことになり、光ファイバの
歩留まりが向上して低コストの光ファイバの製造が実現
する。

【００３１】ここで、ガラスロッドの送り速度の制御と
しては、例えば、両者の一体化の前に予めガラスロッド
のコア径、コアとクラッドとの間の屈折率差、あるいは
Ｃ／Ｃの長手方向に対する変化量を測定、または予測し
ておき、これに基づいて組まれた制御プログラムによっ
て、ガラスロッドの送り速度を制御するようにしてもよ
い。また、ガラスロッドのコアとクラッドとの間の屈折
率差が長手方向にそろっている場合には、両者の一体化
の最中にＣ／Ｃを測定して、この測定値に基づいてガラ
スロッドの送り速度を制御するフィードバック制御を行
うようにしてもよい。また、ガラスロッドではなく、ガ
ラスパイプの送り速度を制御するようにしてもよい。

【００３２】さらに、特に大型かつ長尺の光ファイバ母
材の製造においては、ガラスパイプ等が大型化すること
から、ガラスロッドやガラスパイプの曲がりを修正でき
ないまま使用することになり、コア偏心量が大きくなっ
てしまうおそれがある。

【００３３】そこで、請求項４記載の如く、ガラスパイ
プ及びガラスロッドのいずれか一方または双方を、その
長手方向軸周りに回転させながら上記ガラスパイプとガ
ラスロッドとを一体化すれば、光ファイバ母材の長手方
向中心軸に対する軸対称性が向上することからコア偏心
量が低減される。また、このコア偏心量の低減に伴い偏
波分散特性が向上し、より高精度の光ファイバが得られ
る光ファイバ母材が製造される。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明における光
ファイバ母材の製造方法によれば、気泡の発生及びコア
偏心の発生等の不都合を全て回避して、光ファイバ母材
を製造することができる。また、より高精度の光ファイ
バ母材を製造することができる。

【００３５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基いて説明する。

【００３６】図１は、光ファイバ母材の製造中の状態を
示し、１はクラッド用ガラスパイプ、２はコア若しくは
コア及びクラッド用ガラスロッド、３は上記ガラスパイ
プ１及びガラスロッド２の双方を加熱するヒータであ
る。上記ガラスパイプ１としては、例えば、ＯＶＤ法な
どにて製造されたものを用いるようにすればよい。ま
た、上記ガラスロッド２は、ＶＡＤ法によってガラス微
粒子を堆積させたガラス微粒子堆積体を焼結した後、延
伸して製造したものや、ＭＣＶＤ法でクラッドパイプ内
面にコアガラスを形成し中実化したものとすればよい。
さらに、上記ヒータ３を備える加熱炉としては、具体的
には、カーボン抵抗加熱炉や高周波誘導加熱炉を用いる
ようにすればよい。

【００３７】そして、上記ガラスパイプ１及びガラスロ
ッド２は、それぞれの上端が、図示省略の把持装置によ
って把持されるようになっている。この把持装置は、ガ
ラスロッド２をその長手方向軸周りに回転させるように
構成されており、これにより、上記ガラスロッド２は必
要に応じて回転しながらガラスパイプ１と一体化するよ
うになっている。また、この把持装置は、上記ガラスパ
イプ１とガラスロッド２とをそれぞれ下方に移動させる
ようになっており、その移動速度、すなわちヒータ３へ
の送り速度は、上記ガラスパイプ１とガラスロッド２と
で異なる速度とすることができるようになっている。
（図１の矢印参照）。このガラスパイプ１及びガラスロ
ッド２の送り速度は、ガラスロッド２の外径、及びガラ
スロッド２のＣ／Ｃ、またはコアとクラッドとの間の屈
折率差の長手方向に対する変化量の測定値に基づいて組
まれた制御プログラムによって、制御するようにしてい
る。

【００３８】また、上記ガラスパイプ１内は、図示省略
の減圧装置につながっており、この減圧装置によって、
上記ガラスパイプ１内が減圧されるようになっている。
さらに、一体化した光ファイバ母材４は、その下方に備
えられた図示省略の引取り装置によって引取られて延伸
されるようになっている（図１の矢印参照）。これによ
り、ガラスパイプ１とガラスロッド２との一体化と、両
者の延伸とが同時に行われるようになっている次に、上
記光ファイバ母材の製造について説明する。

【００３９】まず、図６に示すように、本実施形態にお
いて用いられるガラスロッド２は、比較的細径にされて
いる（同図のｄ参照）。これにより、このガラスロッド
２とガラスパイプ１との間の隙間（クリアランス）が、
比較的大になっている。

【００４０】そして、上記ガラスパイプ１及びガラスロ
ッド２の上端を、それぞれ把持装置によって把持した状
態で、このガラスパイプ１内にガラスロッド２を挿入す
る。そして、上記ガラスパイプ１の上部に排気チューブ
が取り付けられた蓋をセットする。上記ガラスロッド２
はこの蓋の中央部を摺動可能な状態で上記ガラスパイプ
１と同軸に把持される。

【００４１】この状態で、上記ガラスパイプ１内を減圧
装置によって減圧しながら上記ガラスパイプ１とガラス
ロッド２とをそれぞれ下方に移動させる（図１の矢印参
照）。

【００４２】このとき、ガラスロッド２の送り速度Ｖ_R
は、ガラスパイプ１の送り速度Ｖ_Pよりも速い送り速度
となるように制御されている。すなわち、一体化した光
ファイバ母材が設定Ｃ／Ｃとするのに必要なガラスロッ
ド２の外径は、ガラスロッド２の送り速度Ｖ_Rがガラス
パイプ１の送り速度Ｖ_Pと同じ送り速度とした場合の外
径よりも大きい外径であるため、ガラスロッド２の送り
速度Ｖ_Rをガラスパイプ１の送り速度Ｖ_Pよりも速くする
ことによって、上記ガラスロッド２がガラスパイプ１と
一体化する位置において、ガラスロッド２の外径がｄ１
となるようにしている（図６参照）。

【００４３】また、上記ガラスロッド２のＣ／Ｃ等が長
手方向に対して変化している場合には、予め設定した制
御プログラムによって、その送り速度Ｖ_Rが調整されて
所定のＣ／Ｃとなるようになっている。

【００４４】そして、上記ガラスパイプ１及びガラスロ
ッド２が、ヒータ３によって加熱されるようになる。こ
れにより、上記ガラスパイプ１が溶融され、かつその内
外の圧力差によって上記ガラスロッド２と一体化するよ
うになる。この一体化した光ファイバ母材４は、引取り
装置によって引取られて延伸されるようになる。このよ
うにして、ガラスパイプ１とガラスロッド２との一体化
と、両者の延伸とが同時に行われるようにしている。

【００４５】次に、上記実施形態の作用・効果について
説明する。

【００４６】ガラスロッド２の外径を細径とすることに
よって、クリアランスが比較的大となり、ガラスパイプ
１とガラスロッド２との擦れ合いを回避して、気泡の発
生を防止することができるようになる。また、ガラスロ
ッド２を細径にすることによってクリアランスを大とし
ているにも関わらず、ガラスロッド２の送り速度を速く
設定することにより結果的に単位時間当たりのガラスロ
ッド２の送り量を低下させることがない。このため、ガ
ラスパイプ１としては断面積のより小さなものを使用す
る必要がなく、母材サイズが小さくなることを回避する
ことができる。また、断面積が同じでも、特に外径と内
径との大きなガラスパイプ１を準備する必要もないこと
から、使用するガラスパイプ１を新しいサイズのガラス
パイプ１に変更することによるコストの増大を防止する
ことができる。さらに、従来の外径のガラスパイプ１を
用いることが可能であるため、大型の加熱炉も必要とせ
ず、設備コストの増大を防止することもできるようにな
る。同時に、断面積が同じでも、特に外径と内径との大
きなガラスパイプ１ではないため、ガラスパイプ１とガ
ラスロッド２とが一体化する際にガラスパイプが均一に
縮径するようになる。このため、コア偏心が回避され
る。そして、これらの問題を全て回避した上で、設定通
りのＣ／Ｃの大型光ファイバ母材を気泡を含むことなく
製造することができる。

【００４７】また、ガラスロッド２のＣ／Ｃ、またはコ
アとクラッドと間の屈折率差が長手方向に変化していて
も、このガラスロッドの送り速度Ｖ_Rを制御することに
よって、所望のＣ／Ｃとなった光ファイバ母材を製造す
ることができるようになる。

【００４８】さらに、ガラスロッド２が軸周りに回転し
ながらガラスパイプ１と一体化することによって、光フ
ァイバ母材の長手方向中心軸に対する軸対称性が向上す
るようになり、光ファイバ母材のコア偏心量を低減する
ことができるようになる。＜他の実施形態＞なお、本発
明は上記実施形態に限定されるものではなく、その他種
々の実施形態を包含するものである。すなわち、上記実
施形態では、ガラスロッド２の送り速度Ｖ_Rの制御とし
て、予め制御プログラムを組み、これによって制御する
ようにしているが、これに限らず、例えばガラスパイプ
１とガラスロッド２との一体化の最中にコア径を測定し
て、この測定したコア径に基づいて送り速度Ｖ_Rを制御
するフィードバック制御を行うようにしてもよい。

【００４９】また、上記実施形態では、ガラスロッド２
の送り速度を制御しているが、これに限らず、例えばガ
ラスパイプ１の送り速度を制御するようにしてもよい。

【００５０】さらに、上記実施形態では、把持装置によ
ってガラスロッド２を軸周りに回転させるようにしてい
るが、これに限らず、例えばガラスパイプ１を回転する
ようにしてもよい。この場合であっても、光ファイバ母
材の長手方向中心軸に対する軸対称性が向上するように
なり、光ファイバ母材のコア偏心量を低減することがで
きるようになる。また、ガラスパイプ１及びガラスロッ
ド２の双方を回転させるようにしてもよい。

【００５１】加えて、この技術は延伸の上下方向にとら
われるものではなく、上記実施形態とは逆に下から上方
に延伸を行った場合にも有効である。

【００５２】

【実施例】次に、本発明に係る光ファイバ母材の製造方
法について行った実験について説明する。

【００５３】表１は、各種のガラスパイプ１及びガラス
ロッド２を用いてパラメータとしてのクリアランスの大
きさ、及び、ガラスロッド２の送り速度Ｖ_Rを変えて光
ファイバ母材を製造した場合の、光ファイバ母材内部の
気泡と光ファイバに線引きして測定したコア偏心量とに
ついて評価した実験結果を示している。

【００５４】

【表１】

【００５５】ここで、ｄは延伸前のガラスロッド２の
径、ｄ１，ｄ２は一体化した位置におけるガラスロッド
２の外径（ガラスパイプ１の内径）、である。また、Ｖ
_R，Ｖ_Pはそれぞれガラスロッド２の送り速度、ガラスパ
イプ１の送り速度である。

【００５６】そして、表１における実施例、比較例１ま
たは比較例２は、クリアランスが比較的大の場合（図
３、図４または図６参照）にガラスパイプ１とガラスロ
ッド２とが擦らずに光ファイバ母材が製造可能な例であ
り、特に、実施例は、ガラスロッド２をガラスパイプ１
よりも速い送り速度で送って（Ｖ_R／Ｖ_P＞１）、光ファ
イバ母材を製造したものである（図６参照）。一方、比
較例３はクリアランスが小の場合であり、ガラスパイプ
１とガラスロッド２とが擦れ合って光ファイバ母材が製
造された例である（図７参照）。

【００５７】この表１より、クリアランスが大きい場
合、ガラスパイプ１とガラスロッド２とが擦れることに
起因する気泡は発生していないが、カットオフ波長が目
標値と大きく異なったり（比較例１）、コア偏心量が大
きくなってしまっている（比較例２）。

【００５８】また、クリアランスを小さくした場合に
は、とガラスパイプ１ガラスロッド２とが擦れ合うこと
に起因する気泡が発生していることがわかる（比較例
３）。これに対し、クリアランスが大きい場合に、ガラ
スロッド２の送り速度Ｖ_Rを速くした場合には、気泡の
発生及びコア偏心量共に防止され、かつ、目標カットオ
フ波長に近い値で仕上がっていることがわかる。

【００５９】以上の結果から、本発明による光ファイバ
母材の製造方法は、気泡の発生とコア偏心とを確実に防
止し、かつ目標カットオフ波長通りの大型光ファイバ母
材が製造し得るといえる。

【図面の簡単な説明】

【図１】光ファイバ母材の製造中の状態を示す斜視説明
図である。

【図２】ガラスパイプとして、その内径が大きいものを
用いた場合の光ファイバ母材の製造の様子を示す斜視説
明図である。

【図３】ガラスパイプとして、その内径及び外径が共に
大きいものを用いた場合の光ファイバ母材の製造の様子
を示す図２対応図である。

【図４】ガラスロッドとして、延伸することによりその
外径を小さくしたものを用いた場合の光ファイバ母材の
製造の様子を示す図２対応図である。

【図５】ガラスロッドとして、クラッド部分を削除して
その外径を小さくしたものを用いた場合の光ファイバ母
材の製造の様子を示す図２対応図である。

【図６】本発明に係る光ファイバ母材の製造方法によっ
てガラスパイプとガラスロッドとを一体化させたときの
様子を示す図２対応図である。

【図７】クリアランスを小さくした場合の光ファイバ母
材の製造の様子を示す図２対応図である。

【符号の説明】

１ガラスパイプ２ガラスロッド３ヒータ（加熱炉）４光ファイバ母材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者金正▲高▼ 兵庫県伊丹市池尻４丁目３番地三菱電線工業株式会社伊丹製作所内 (72)発明者長江伸定兵庫県伊丹市池尻４丁目３番地三菱電線工業株式会社伊丹製作所内Ｆターム(参考） 4G021 BA01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】クラッド用ガラスパイプ内に、コア用ガ
ラスロッド、若しくはコア及びクラッド用ガラスロッド
を挿入し、この両者を加熱炉によって加熱しながら上記
ガラスパイプ内を減圧して、上記ガラスパイプ及びガラ
スロッドの一体化と延伸とを同時に行う光ファイバ母材
の製造方法において、上記加熱炉への上記ガラスロッドの送り速度を、上記ガ
ラスパイプの送り速度の２倍以下の速度であって、上記
ガラスパイプの送り速度よりも速い速度に調整すること
を特徴とする光ファイバ母材の製造方法。
【請求項２】請求項１において、ガラスパイプとガラスロッドとの間の隙間が大となるよ
うにガラスロッドとして細径のものを用い、上記ガラスロッドの送り速度を、上記ガラスパイプとガ
ラスロッドとが一体化するときに設定コア・クラッド比
となるように調整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３】請求項１または請求項２において、ガラスロッドの送り速度を、ガラスパイプとガラスロッ
ドとが長手方向に所望のコア・クラッド比で一体化する
ように調整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４】請求項１〜請求項３のいずれかにおい
て、ガラスパイプ及びガラスロッドのいずれか一方または双
方を、その長手方向軸周りに回転させながら上記ガラス
パイプとガラスロッドとを一体化することを特徴とする
光ファイバ母材の製造方法。