JP2002160935A - 光ファイバ母材 - Google Patents

光ファイバ母材

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JP2002160935A
JP2002160935A JP2001216906A JP2001216906A JP2002160935A JP 2002160935 A JP2002160935 A JP 2002160935A JP 2001216906 A JP2001216906 A JP 2001216906A JP 2001216906 A JP2001216906 A JP 2001216906A JP 2002160935 A JP2002160935 A JP 2002160935A
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outer diameter
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Yukio Komura
幸夫 香村
Masahide Kuwabara
正英 桑原
Kazuto Hirabayashi
和人 平林
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Furukawa Electric Co Ltd
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    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
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    • C03B37/01Manufacture of glass fibres or filaments
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    • C03B37/014Manufacture 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]
    • C03B37/01486Means for supporting, rotating or translating the preforms being formed, e.g. lathes
    • C03B37/01493Deposition substrates, e.g. targets, mandrels, start rods or tubes
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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。

Description

【発明の詳細な説明】
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【図面の簡単な説明】
【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。
【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。
【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。
【符号の説明】
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)

    【特許請求の範囲】
  1. 【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。
  2. 【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。
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