JP2002160935A - 光ファイバ母材 - Google Patents
光ファイバ母材Info
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
- C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
- C03B37/012—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
- C03B37/014—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments made entirely or partially by chemical means, e.g. vapour phase deposition of bulk porous glass either by outside vapour deposition [OVD], or by outside vapour phase oxidation [OVPO] or by vapour axial deposition [VAD]
- C03B37/01486—Means for supporting, rotating or translating the preforms being formed, e.g. lathes
- C03B37/01493—Deposition substrates, e.g. targets, mandrels, start rods or tubes
-
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- C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
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- C03B37/01205—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments starting from tubes, rods, fibres or filaments
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B2207/00—Glass deposition burners
- C03B2207/70—Control measures
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
- Y02P40/50—Glass production, e.g. reusing waste heat during processing or shaping
- Y02P40/57—Improving the yield, e-g- reduction of reject rates
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- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 光ファイバ母材の脱水・焼結工程において、
光ファイバ母材が自重により変形して外径が不均一にな
ること(外径変動)を防止する。 【解決手段】 光ファイバ母材1は、線引きにより光フ
ァイバを作り出すものであり、光ファイバのコアとなる
ターゲットロッド2と、その外側に形成されるガラス層
3とを有する。光ファイバ母材1の質量W(kg)と、タ
ーゲットロッド2の直径D(cm)とは、0.4・(W)
1/2<Dの関係式を満たす。この関係式を満たす光ファイ
バ母材1を製造する際には、光ファイバ母材1の脱水・
焼結工程において、外径が10cm以上の大型な光ファイ
バ母材1であっても、光ファイバ母材1の外径変動を抑
制することができることとなる。これにより、光ファイ
バ母材1の外径変動に起因した悪影響が光ファイバ母材
1の線引き工程に及ぶことを防止することができる。
光ファイバ母材が自重により変形して外径が不均一にな
ること(外径変動)を防止する。 【解決手段】 光ファイバ母材1は、線引きにより光フ
ァイバを作り出すものであり、光ファイバのコアとなる
ターゲットロッド2と、その外側に形成されるガラス層
3とを有する。光ファイバ母材1の質量W(kg)と、タ
ーゲットロッド2の直径D(cm)とは、0.4・(W)
1/2<Dの関係式を満たす。この関係式を満たす光ファイ
バ母材1を製造する際には、光ファイバ母材1の脱水・
焼結工程において、外径が10cm以上の大型な光ファイ
バ母材1であっても、光ファイバ母材1の外径変動を抑
制することができることとなる。これにより、光ファイ
バ母材1の外径変動に起因した悪影響が光ファイバ母材
1の線引き工程に及ぶことを防止することができる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、主に光通信に使用
する光ファイバを作り出すための光ファイバ母材に関す
るものである。
する光ファイバを作り出すための光ファイバ母材に関す
るものである。
【0002】
【背景技術】従来、光ファイバ母材は、VAD法(気相
軸付法)やOVD法(Outer VaporDeposition(外付け
法))やMCVD法(Modified CVD(内付け法))等の
手法を利用して製造されている。この光ファイバ母材を
線引きすることにより、光ファイバを製造することがで
きる。最近は、光ファイバの生産性を向上させて光ファ
イバの製造コストを低減させるために、光ファイバ母材
を大型化して当該光ファイバ母材から作り出される光フ
ァイバの長さを長くすることが試みられている。
軸付法)やOVD法(Outer VaporDeposition(外付け
法))やMCVD法(Modified CVD(内付け法))等の
手法を利用して製造されている。この光ファイバ母材を
線引きすることにより、光ファイバを製造することがで
きる。最近は、光ファイバの生産性を向上させて光ファ
イバの製造コストを低減させるために、光ファイバ母材
を大型化して当該光ファイバ母材から作り出される光フ
ァイバの長さを長くすることが試みられている。
【0003】光ファイバ母材を製造する場合には、例え
ば、まず、VAD法により、光ファイバの少なくともコ
アとなる棒状の部材を作製する。そして、この部材を脱
水し、例えば1200〜1600℃の温度で焼結し、さ
らに必要に応じて延伸して、図1(a)に示すようなタ
ーゲットロッド(コアロッド)1を作製する。
ば、まず、VAD法により、光ファイバの少なくともコ
アとなる棒状の部材を作製する。そして、この部材を脱
水し、例えば1200〜1600℃の温度で焼結し、さ
らに必要に応じて延伸して、図1(a)に示すようなタ
ーゲットロッド(コアロッド)1を作製する。
【0004】次に、図1(b)に示すように、そのター
ゲットロッド2の外周にガラス層3をOVD法により形
成する。このガラス層3は光ファイバのクラッドとなる
ものである。なお、クラッドの外側に保護層(サポート
層)が形成される光ファイバを作り出すための光ファイ
バ母材である場合には、そのガラス層3は、光ファイバ
のクラッドと、サポート層となるものである。
ゲットロッド2の外周にガラス層3をOVD法により形
成する。このガラス層3は光ファイバのクラッドとなる
ものである。なお、クラッドの外側に保護層(サポート
層)が形成される光ファイバを作り出すための光ファイ
バ母材である場合には、そのガラス層3は、光ファイバ
のクラッドと、サポート層となるものである。
【0005】そのようにターゲットロッド2の外側にガ
ラス層3が形成されたものを上記同様に脱水し、焼結す
ることにより光ファイバ母材1を製造することができ
る。
ラス層3が形成されたものを上記同様に脱水し、焼結す
ることにより光ファイバ母材1を製造することができ
る。
【0006】このようにして製造された光ファイバ母材
1から、従来では、光ファイバを長さ200〜300km
程度作り出すことができたが、光ファイバ母材1の外径
を例えば10cm以上に大きくして大型化することによ
り、クラッド/コア比率の適正な光ファイバを例えば長
さ1000km以上作り出すことが可能となる。なお、光
ファイバ母材1のターゲットロッド2の径と、ガラス層
3の厚みとの比率は、光ファイバのコアの径とクラッド
の径の比率(クラッド/コア比率)に応じたものとな
る。
1から、従来では、光ファイバを長さ200〜300km
程度作り出すことができたが、光ファイバ母材1の外径
を例えば10cm以上に大きくして大型化することによ
り、クラッド/コア比率の適正な光ファイバを例えば長
さ1000km以上作り出すことが可能となる。なお、光
ファイバ母材1のターゲットロッド2の径と、ガラス層
3の厚みとの比率は、光ファイバのコアの径とクラッド
の径の比率(クラッド/コア比率)に応じたものとな
る。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ところで、光ファイバ
母材1を大型化すると、必然的に、光ファイバ母材1の
質量は大きくなる。すると、ターゲットロッド2にガラ
ス層3を形成したときには、光ファイバ母材1は一端側
から他端側に掛けて外径がほぼ一定であったものが、そ
の後の脱水・焼結工程において、光ファイバ母材1はそ
の自重により図3に示すように変形し、くびれ部分が発
生して外径が変動してしまう。この外径変動は、光ファ
イバ母材1が大型化するにつれて顕著になる。
母材1を大型化すると、必然的に、光ファイバ母材1の
質量は大きくなる。すると、ターゲットロッド2にガラ
ス層3を形成したときには、光ファイバ母材1は一端側
から他端側に掛けて外径がほぼ一定であったものが、そ
の後の脱水・焼結工程において、光ファイバ母材1はそ
の自重により図3に示すように変形し、くびれ部分が発
生して外径が変動してしまう。この外径変動は、光ファ
イバ母材1が大型化するにつれて顕著になる。
【0008】光ファイバ母材1の外径最大値をφmaxと
し、外径最小値をφminとした場合、(φmax−φmin)
/φmaxの式により導かれる値を外径変動率と定義する
と、外径変動率が10%を超える場合に、光ファイバ内
のクラッド/コア比率が変動するため、規格内の光ファ
イバを製造するための線引き工程に悪影響を及ぼすこと
がある。
し、外径最小値をφminとした場合、(φmax−φmin)
/φmaxの式により導かれる値を外径変動率と定義する
と、外径変動率が10%を超える場合に、光ファイバ内
のクラッド/コア比率が変動するため、規格内の光ファ
イバを製造するための線引き工程に悪影響を及ぼすこと
がある。
【0009】そこで、光ファイバ母材1の外径変動率を
抑制するために脱水・焼結の温度条件などを規定した
り、脱水・焼結後の光ファイバ母材1を一定の外径とな
るように延伸してから、線引きを行うことが考えられ
る。しかしながら、光ファイバ母材1を完全に脱水・焼
結できないという問題や、製造工程が増加するという問
題が発生し、このような問題の解決手段を考えなければ
ならないという新たな問題が発生してしまう。
抑制するために脱水・焼結の温度条件などを規定した
り、脱水・焼結後の光ファイバ母材1を一定の外径とな
るように延伸してから、線引きを行うことが考えられ
る。しかしながら、光ファイバ母材1を完全に脱水・焼
結できないという問題や、製造工程が増加するという問
題が発生し、このような問題の解決手段を考えなければ
ならないという新たな問題が発生してしまう。
【0010】本発明は上記課題を解決するために成され
たものであり、その目的は、脱水・焼結工程における外
径変動を簡単に抑制することが可能な光ファイバ母材を
提供することにある。
たものであり、その目的は、脱水・焼結工程における外
径変動を簡単に抑制することが可能な光ファイバ母材を
提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明は次に示す構成をもって前記課題を解決す
る手段としている。すなわち、第1の発明は、コアとな
るターゲットロッドと、このターゲットロッドの外周に
形成されるガラス層とを有する光ファイバ母材におい
て、外径が10cm以上の大型の光ファイバ母材と成して
おり、その光ファイバ母材の質量と、前記ターゲットロ
ッドの直径とは、光ファイバ母材の質量をW(kg)と
し、ターゲットロッドの直径をD(cm)とした場合に、
0.4・(W)1/2<Dの関係式を満たしている構成をも
って前記課題を解決する手段としている。
に、この発明は次に示す構成をもって前記課題を解決す
る手段としている。すなわち、第1の発明は、コアとな
るターゲットロッドと、このターゲットロッドの外周に
形成されるガラス層とを有する光ファイバ母材におい
て、外径が10cm以上の大型の光ファイバ母材と成して
おり、その光ファイバ母材の質量と、前記ターゲットロ
ッドの直径とは、光ファイバ母材の質量をW(kg)と
し、ターゲットロッドの直径をD(cm)とした場合に、
0.4・(W)1/2<Dの関係式を満たしている構成をも
って前記課題を解決する手段としている。
【0012】第2の発明は、第1の発明の構成を備え、
光ファイバ母材の質量が30kg以上であることを特徴と
して構成されている。
光ファイバ母材の質量が30kg以上であることを特徴と
して構成されている。
【0013】本発明者は、脱水・焼結工程における光フ
ァイバ母材の外径変動を抑制すべく、様々な試みを行っ
ているうちに、光ファイバ母材の外径変動には、ターゲ
ットロッドの直径Dと、光ファイバ母材の質量Wとの関
係が大きく関わっていることに気付いた。そして、図2
に示されるような関係を見出した。この図2には、光フ
ァイバ母材の外径変動率の違い(実線a〜f)によるタ
ーゲットロッドの直径Dと、光ファイバ母材の質量Wと
の関係の差異が示されている。
ァイバ母材の外径変動を抑制すべく、様々な試みを行っ
ているうちに、光ファイバ母材の外径変動には、ターゲ
ットロッドの直径Dと、光ファイバ母材の質量Wとの関
係が大きく関わっていることに気付いた。そして、図2
に示されるような関係を見出した。この図2には、光フ
ァイバ母材の外径変動率の違い(実線a〜f)によるタ
ーゲットロッドの直径Dと、光ファイバ母材の質量Wと
の関係の差異が示されている。
【0014】なお、図2に示す実線aは光ファイバ母材
の外径変動率が4.0%の場合であり、実線bは光ファ
イバ母材の外径変動率が4.5%の場合であり、実線c
は光ファイバ母材の外径変動率が5.0%の場合であ
り、実線dは光ファイバ母材の外径変動率が5.5%の
場合であり、実線eは光ファイバ母材の外径変動率が
6.0%の場合であり、実線fは光ファイバ母材の外径
変動率が7.0%の場合である。また、鎖線αはD=2
・(W)1/2/3の関数をグラフに表したものであり、鎖
線βはD=0.4・(W)1/2の関数をグラフに表したも
のである。さらにまた、D=(W)1/2/2の関数は実
線cとほぼ同様となる。
の外径変動率が4.0%の場合であり、実線bは光ファ
イバ母材の外径変動率が4.5%の場合であり、実線c
は光ファイバ母材の外径変動率が5.0%の場合であ
り、実線dは光ファイバ母材の外径変動率が5.5%の
場合であり、実線eは光ファイバ母材の外径変動率が
6.0%の場合であり、実線fは光ファイバ母材の外径
変動率が7.0%の場合である。また、鎖線αはD=2
・(W)1/2/3の関数をグラフに表したものであり、鎖
線βはD=0.4・(W)1/2の関数をグラフに表したも
のである。さらにまた、D=(W)1/2/2の関数は実
線cとほぼ同様となる。
【0015】このような関係から、光ファイバ母材の外
径変動を実用上問題の無い程度に抑えるためには、ター
ゲットロッドの直径Dと、光ファイバ母材の質量Wとが
0.4・(W)1/2<Dの関係式を満たしていればよいこ
とが分かった。
径変動を実用上問題の無い程度に抑えるためには、ター
ゲットロッドの直径Dと、光ファイバ母材の質量Wとが
0.4・(W)1/2<Dの関係式を満たしていればよいこ
とが分かった。
【0016】従来では、そのような光ファイバ母材の外
径変動率と、ターゲットロッドの直径と、光ファイバ母
材の質量との関係は全く考慮されておらず、上記関係式
が導き出されたことは非常に画期的なことである。本発
明では、ターゲットロッドの直径と、光ファイバ母材の
質量との関係を規定するだけで、換言すれば、ターゲッ
トロッドの直径に対する光ファイバ母材全体の質量の上
限を規定するだけで、光ファイバ母材の外径変動を抑え
ることができるので、光ファイバ母材の脱水・焼結が不
完全であるという問題や、製造工程の増加などの新たな
問題発生を回避しつつ、外径が10cm以上という大型の
光ファイバ母材の外径変動率を抑えて、しかも、容易に
光ファイバ母材を製造することができることとなる。
径変動率と、ターゲットロッドの直径と、光ファイバ母
材の質量との関係は全く考慮されておらず、上記関係式
が導き出されたことは非常に画期的なことである。本発
明では、ターゲットロッドの直径と、光ファイバ母材の
質量との関係を規定するだけで、換言すれば、ターゲッ
トロッドの直径に対する光ファイバ母材全体の質量の上
限を規定するだけで、光ファイバ母材の外径変動を抑え
ることができるので、光ファイバ母材の脱水・焼結が不
完全であるという問題や、製造工程の増加などの新たな
問題発生を回避しつつ、外径が10cm以上という大型の
光ファイバ母材の外径変動率を抑えて、しかも、容易に
光ファイバ母材を製造することができることとなる。
【0017】
【発明の実施の形態】以下に、この発明に係る実施形態
例を図面に基づいて説明する。なお、この実施形態例の
説明において、従来例と同一名称部分には同一符号を付
し、その共通部分の重複説明は省略する。
例を図面に基づいて説明する。なお、この実施形態例の
説明において、従来例と同一名称部分には同一符号を付
し、その共通部分の重複説明は省略する。
【0018】この実施形態例の光ファイバ母材1は、V
AD法により形成されたターゲットロッド2と、その外
側にOVD法により形成されたガラス層3とを有して構
成されるものであり、外径が10cm以上あるいは質量が
30kg以上で、かつ、クラッド/コア比率の適正な光フ
ァイバを長さ1000km以上作り出すことができる大型
の光ファイバ母材である。
AD法により形成されたターゲットロッド2と、その外
側にOVD法により形成されたガラス層3とを有して構
成されるものであり、外径が10cm以上あるいは質量が
30kg以上で、かつ、クラッド/コア比率の適正な光フ
ァイバを長さ1000km以上作り出すことができる大型
の光ファイバ母材である。
【0019】この実施形態例の光ファイバ母材1では、
当該光ファイバ母材1の質量をW(kg)とし、ターゲッ
トロッド2の直径をD(cm)とした場合に、それら光フ
ァイバ母材1の質量W(kg)と、ターゲットロッド2の
直径D(cm)とは下記の関係式(1)を満たしている。
当該光ファイバ母材1の質量をW(kg)とし、ターゲッ
トロッド2の直径をD(cm)とした場合に、それら光フ
ァイバ母材1の質量W(kg)と、ターゲットロッド2の
直径D(cm)とは下記の関係式(1)を満たしている。
【0020】0.4・(W)1/2<D・・・・・(1)
【0021】この実施形態例によれば、光ファイバ母材
1の質量W(kg)と、ターゲットロッド2の直径D(c
m)とが、0.4・(W)1/2<Dの関係式を満たしている
ので、脱水・焼結工程における光ファイバ母材1の外径
変動を抑制することができる。このことは、本発明者の
実験によって確認されている。その実験とは、ターゲッ
トロッド2の直径Dを固定し、光ファイバ母材1の質量
Wを変化させたときの、光ファイバ母材1の外径変動率
を測定した。その実験結果が、表1、表2、表3にそれ
ぞれ示されている。なお、表1はターゲットロッド2の
直径Dが3.0cmの場合の実験結果であり、表2はター
ゲットロッド2の直径Dが3.5cmの場合の実験結果で
あり、表3はターゲットロッド2の直径Dが4.0cmの
場合の実験結果である。また、この実験では、ターゲッ
トロッド2の直径Dおよび光ファイバ母材1の質量W以
外の条件は同様とした。
1の質量W(kg)と、ターゲットロッド2の直径D(c
m)とが、0.4・(W)1/2<Dの関係式を満たしている
ので、脱水・焼結工程における光ファイバ母材1の外径
変動を抑制することができる。このことは、本発明者の
実験によって確認されている。その実験とは、ターゲッ
トロッド2の直径Dを固定し、光ファイバ母材1の質量
Wを変化させたときの、光ファイバ母材1の外径変動率
を測定した。その実験結果が、表1、表2、表3にそれ
ぞれ示されている。なお、表1はターゲットロッド2の
直径Dが3.0cmの場合の実験結果であり、表2はター
ゲットロッド2の直径Dが3.5cmの場合の実験結果で
あり、表3はターゲットロッド2の直径Dが4.0cmの
場合の実験結果である。また、この実験では、ターゲッ
トロッド2の直径Dおよび光ファイバ母材1の質量W以
外の条件は同様とした。
【0022】
【表1】
【0023】
【表2】
【0024】
【表3】
【0025】この実験結果からも、光ファイバ母材1の
質量W(kg)と、ターゲットロッド2の直径D(cm)と
が、0.4・(W)1/2<Dの関係式を満たすことによっ
て、光ファイバ母材1の外径変動率を実用上問題の無い
程度に、好ましくは10%以下に低下できることが分か
る。
質量W(kg)と、ターゲットロッド2の直径D(cm)と
が、0.4・(W)1/2<Dの関係式を満たすことによっ
て、光ファイバ母材1の外径変動率を実用上問題の無い
程度に、好ましくは10%以下に低下できることが分か
る。
【0026】なお、この発明はこの実施形態例に限定さ
れるものではなく、様々な実施の形態を採り得る。例え
ば、この実施形態例では、ターゲットロッド2はVAD
法により作製されたものであったが、例えば、VAD法
により棒状部材を形成し、その棒状部材を脱水・焼結し
た後に、その外側にOVD法によりガラス層を形成して
脱水・焼結し、さらに、それを延伸したものをターゲッ
トロッド2としてもよい。
れるものではなく、様々な実施の形態を採り得る。例え
ば、この実施形態例では、ターゲットロッド2はVAD
法により作製されたものであったが、例えば、VAD法
により棒状部材を形成し、その棒状部材を脱水・焼結し
た後に、その外側にOVD法によりガラス層を形成して
脱水・焼結し、さらに、それを延伸したものをターゲッ
トロッド2としてもよい。
【0027】
【発明の効果】この発明によれば、光ファイバ母材の質
量W(kg)と、ターゲットロッドの直径D(cm)とが
0.4・(W)1/2<Dの関係式を満たす光ファイバ母材
とすることにより、その光ファイバ母材の脱水・焼結工
程において、光ファイバ母材が外径10km以上あるいは
質量30kg以上という大型なものであっても、自重によ
る光ファイバ母材の外径変動を実用上差し支えない程度
に抑制することが可能となる。
量W(kg)と、ターゲットロッドの直径D(cm)とが
0.4・(W)1/2<Dの関係式を満たす光ファイバ母材
とすることにより、その光ファイバ母材の脱水・焼結工
程において、光ファイバ母材が外径10km以上あるいは
質量30kg以上という大型なものであっても、自重によ
る光ファイバ母材の外径変動を実用上差し支えない程度
に抑制することが可能となる。
【0028】また、光ファイバ母材の質量W(kg)と、
ターゲットロッドの直径D(cm)とが0.4・(W)1/2
<Dの関係式を満たすように光ファイバ母材を製造する
だけで、上記のように光ファイバ母材の外径変動を抑制
することができるので、今までの製造手法を変更せずに
光ファイバ母材の外径変動を抑制することができる。
ターゲットロッドの直径D(cm)とが0.4・(W)1/2
<Dの関係式を満たすように光ファイバ母材を製造する
だけで、上記のように光ファイバ母材の外径変動を抑制
することができるので、今までの製造手法を変更せずに
光ファイバ母材の外径変動を抑制することができる。
【図1】光ファイバ母材の一構成例を説明するためのモ
デル図である。
デル図である。
【図2】外径が変動した光ファイバ母材の一例を示す説
明図である。
明図である。
【図3】光ファイバ母材の質量(W)と、ターゲットロ
ッドの直径(D)と、光ファイバ母材の外径変動率との
関係例を示したグラフである。
ッドの直径(D)と、光ファイバ母材の外径変動率との
関係例を示したグラフである。
1 光ファイバ母材 2 ターゲットロッド 3 ガラス層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平林 和人 東京都千代田区丸の内2丁目6番1号 古 河電気工業株式会社内 Fターム(参考) 4G021 EA01 EA03
Claims (2)
- 【請求項1】 コアとなるターゲットロッドと、このタ
ーゲットロッドの外周に形成されるガラス層とを有する
光ファイバ母材において、外径が10cm以上の大型の光
ファイバ母材と成しており、その光ファイバ母材の質量
と、前記ターゲットロッドの直径とは、光ファイバ母材
の質量をW(kg)とし、ターゲットロッドの直径をD
(cm)とした場合に、0.4・(W)1/2<Dの関係式を
満たしていることを特徴とした光ファイバ母材。 - 【請求項2】 光ファイバ母材の質量は30kg以上であ
ることを特徴とした請求項1記載の光ファイバ母材。
Priority Applications (2)
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