JP2005132688A - 光ファイバの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 線引きした光ファイバの測定データをその後の線引きに反映させて高精度に安定した所定の光学特性が得られた光ファイバを製造する。
【解決手段】 光ファイバの製造において、仮の線引外径によって仮線引により製造された光ファイバの所定の光学特性が目標値に達していなかった場合には、仮外径を再設定する仮外径再設定工程を行う。この仮外径再設定工程は、屈折率分布と光ファイバの仮の線引外径とを基に、プリフォームを線引きして得られる光ファイバの所定の光学特性の理論計算値を算出する理論計算値算出工程と、過去に製造された光ファイバの所定の光学特性と、実測工程で得られた所定の光学特性とを比較し、理論計算値を補正するための経験補正値を算出する経験補正値算出工程と、理論計算値と経験補正値を乗算して得られる値が目標値となるような線引外径を仮の線引外径に設定する仮の線引外径決定工程とを備えている。
【選択図】 図３

Description

本発明は、プリフォームを線引きして光ファイバを製造する光ファイバの製造方法に関するものである。

一般に、光ファイバは、発熱部を備えた円筒状の加熱炉にプリフォーム（光ファイバ母材）を供給し、プリフォームの先端側を発熱部によって加熱溶融させ、溶融したプリフォームを下方に引き延ばして細径化することにより製造される。
上記のようにプリフォームを線引きして光ファイバを製造する際には、プリフォームの所定の光学特性をプリフォームアナライザによって測定し、測定された所定の光学特性から製造される光ファイバの初期の外径を求め、この求めた外径にて線引きが実施される。そして、線引きの途中で、既に製造された一定長の光ファイバの所定の光学特性、例えばカットオフ波長を測定して目標外径を求め、そしてこの目標外径となるように残りの線引きを行う製造方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００１−２１５３４４号公報

しかしながら、上記製造方法は、仮線引きしてから目標とする外径を決めるのでは、最初の仮線引自体が無駄になる可能性が大きく、不要な仮線引を何回も行うことになるケースがあった。
また、カットオフ波長等の所定の光学特性を最初に実測して確認しても、実際に線引きすると、長尺の光ファイバの線引においては、所定の光学特性が長手方向に変動することがあった。長手方向の変動を抑えようとすると、その都度仮線引を行い光学特性を測定せねばならず、途中で光ファイバの線引時の外径を変更することは、変動の程度の把握とどの位置で外径を変えるかの判断が非常に難しく、実際には日常作業としては行われていなかった。

本発明は、仮線引のファイバ外径の設定の精度を高め、長手方向の光学特性の特性変動を抑える光ファイバを製造することが可能な光ファイバの製造方法を提供することを目的とする。

本発明の光ファイバの製造方法は、プリフォームの屈折率分布を測定する屈折率分布測定工程と、前記プリフォームを線引きして仮の線引外径を有する光ファイバを形成する仮線引工程と、前記仮線引工程で得られた前記光ファイバの所定の光学特性を測定する実測工程と、前記実測工程で測定された前記所定の光学特性が目標値かどうかを判断する判断工程とを有し、前記所定の光学特性が前記目標値である場合には、前記仮の線引外径で製品用の光ファイバを線引きする本線引き工程を行い、前記所定の光学特性が前記目標値でない場合には、別の仮の線引外径を設定する仮外径再設定工程を行い、前記仮外径再設定工程で決定された前記別の仮の線引外径を用いて、前記仮線引工程、前記実測工程および前記判断工程を行う光ファイバの製造方法であって、前記仮外径再設定工程は、前記屈折率分布と前記光ファイバの前記仮の線引外径とを基に、前記プリフォームを線引きして得られる光ファイバの所定の光学特性の理論計算値を算出する理論計算値算出工程と、過去に製造された光ファイバの所定の光学特性と、前記実測工程で得られた前記所定の光学特性とを比較し、前記理論計算値を補正するための経験補正値を算出する経験補正値算出工程と、前記理論計算値と前記経験補正値を乗算して得られる値が前記目標値となるような線引外径を仮の線引外径に設定する仮の線引外径決定工程とを備えたことを特徴とする。

また、本発明の光ファイバの製造方法は、プリフォームの第１の長手方向位置における第１の屈折率分布と、前記プリフォームの第２の長手方向位置における第２の屈折率分布を測定する屈折率分布測定工程と、前記プリフォームにおける前記第１の長手方向位置と前記第２の長手方向位置の長手方向中間の所定位置で前記プリフォームを線引きして仮の線引外径を有する光ファイバを形成する仮線引工程と、前記仮線引工程で得られた前記光ファイバの所定の光学特性を測定する実測工程と、前記実測工程で測定された前記所定の光学特性が目標値かどうかを判断する判断工程とを有し、前記所定の光学特性が前記目標値である場合には、前記仮の線引外径で製品用の光ファイバを線引きする本線引き工程を行い、前記所定の光学特性が前記目標値でない場合には、別の仮の線引外径を設定する仮外径再設定工程を行い、前記仮外径再設定工程で決定された前記別の仮の線引外径を用いて、前記仮線引工程、前記実測工程および前記判断工程を行う光ファイバの製造方法であって、前記仮外径再設定工程は、前記第１の屈折率分布と前記光ファイバの前記仮の線引外径とを基に、前記プリフォームの前記１の長手方向位置を線引きして得られる光ファイバの所定の光学特性の第１の理論計算値を算出する第１の理論計算値算出工程と、前記第２の屈折率分布と前記光ファイバの前記仮の線引外径とを基に、前記プリフォームの前記２の長手方向位置を線引きして得られる光ファイバの所定の光学特性の第２の理論計算値を算出する第２の理論計算値算出工程と、前記第１の理論計算値と前記第２の理論計算値のそれぞれの過去の近いデータを抽出し、前記プリフォーム上における長手方向の位置関係から前記所定の光学特性が前記目標値となると予測される線引外径を仮の線引外径に設定する仮の線引外径決定工程とを備えたことを特徴とする。

また、本発明の光ファイバの製造方法は、前記プリフォームの外径を測定するプリフォーム外径測定工程を有し、前記仮外径再設定工程では、測定された前記プリフォームの外径に応じた所定の経験補正値を使用することを特徴とする。

また、本発明の光ファイバの製造方法は、前記プリフォーム外径測定工程では、前記プリフォームの長手方向位置を同時に測定し、前記実測工程で測定された前記光ファイバの長手方向位置に対応する前記プリフォームの長手方向位置を線引きされた光ファイバの外径と長さから算出して特定し、前記光ファイバの所定の光学特性と前記プリフォーム外径測定工程で得られた外径データを対応づけることを特徴とする。

本発明の光ファイバの製造方法によれば、実測値と過去の経験値を用いて理論計算値を補正しながら、光ファイバが目標とする所定の光学特性を有すると判断されるまで、線引外径を変化させるので、光ファイバ長手方向の所定の光学特性が安定した光ファイバを得ることが可能となる。

また本発明の光ファイバの製造方法によれば、屈折率分布が得られていないプリフォーム上の長手方向位置を線引きする場合であっても、実測値と過去の経験値を用いて、実際の線引位置近傍であって屈折率分布が測定された位置における理論計算値を補正しながら、光ファイバが目標とする所定の光学特性を有すると判断されるまで、線引外径を変化させるので、光ファイバ長手方向の所定の光学特性が安定した光ファイバを得ることが可能となる。

また、本発明の光ファイバの製造方法によれば、径を変動させて製造した光ファイバの長手方向の位置を、位置データに基づいて極めて容易にプリフォームの長手方向位置に変換することができる。
これにより、例えば、光ファイバの長手方向に沿う所定の光学特性の測定データをプリフォームの長手方向に沿う所定の光学特性に変換し、その後にプリフォームを線引きする際に、光ファイバとしたときの所定の光学特性の予測値と比較して反映させることができ、極めて高精度に安定した所定の光学特性が得られた光ファイバを製造することができる。

以下、本発明に係る光ファイバの製造方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、本実施形態の光ファイバの製造装置１０を示す概略構成図である。
図１に示すように、本実施形態の光ファイバの製造装置１０は、光ファイバ母材としてのプリフォームを保持するプリフォームフィーダ１２と、プリフォームフィーダ１２に保持されたプリフォーム１を加熱溶融するための環状の加熱炉１１を有している。プリフォームフィーダ１２に保持されたプリフォーム１は、加熱炉１１の上部から加熱炉１１の環内に上下動可能に配置される。そして、プリフォーム１は、プリフォームフィーダ１２によって適宜上下に移動しながら、その先端側が加熱炉１１によって加熱溶融され、下方に引き延ばされて細径化され光ファイバ２が線引きにより形成される。

加熱炉１１の下方には、光ファイバ２の外周に樹脂を被覆する樹脂コーティング部１４が設置されている。加熱炉１１により形成された光ファイバ２は、樹脂コーティング部１４によって外周に樹脂が塗布される。その後、光ファイバ２は、キャプスタン１６によって引き込まれて所定の張力が与えられる。そして、キャプスタン１６によって引き込まれた光ファイバ２は、ガイドローラ１７、１８、１９を介して巻き取りロール２０に送り込まれ、この巻き取りロール２０に巻回される。

また、加熱炉１１と樹脂コーティング部１４との間には、光ファイバ２の外径を測定する外径測定器１３が設けられている。この外径測定器１３は、加熱溶融されて線引きされた光ファイバ２の外径を測定して、測定結果を制御部２０に出力する。

制御部２０は、外径測定器１３によって測定された光ファイバ２の外径の測定結果に基づいて、プリフォームフィーダ１２の上下動、加熱炉１１による加熱及びキャプスタン１６の回転速度を制御する。これにより、制御部２０は、光ファイバ２が目標とする外径となるように、光ファイバ２に適切な張力を加えながら、プリフォーム１を溶融して線引きを行う。

本実施形態の光ファイバの製造方法は、線引きを実施する前にプリフォームアナライザを用いてプリフォームの長手方向の屈折率分布を測定し、測定された屈折率分布に応じて線引き時の光ファイバの外径を適宜変更してやることにより、線引きされた光ファイバの所定の所定の光学特性が所望の範囲内となるようにして光ファイバを作成するものである。また、本実施形態の光ファイバの製造方法は、前回の光ファイバ製造時の製造情報を基としてプリフォーム予測値を補正して、光ファイバの特性を向上させるものである。

以下、本実施形態に係る光ファイバの製造方法について、図２及び図３に示すフローチャートに沿って具体的に説明する。

図２及び図３は、本実施形態の光ファイバ２の製造方法を示すフローチャートである。また、図４は、本実施形態の光ファイバ２の製造に用いられるプリフォーム１における測定位置を示す図であり、図５は、光ファイバ２の製造において用いられるプリフォーム予測値の例を示すテーブルである。図６は、所定の波長分散に対する各測定点における線引外径の関係を示すグラフである。

本実施形態では、図４に示すように、プリフォームアナライザを使用して、まず線引きされるプリフォーム１の径方向屈折率分布をプリフォーム１の長手方向における複数の点（ｎ箇所）で測定する（ステップＳ１）。このプリフォームアナライザにより、測定した複数の点のプリフォーム１上の長手方向位置と、各点における屈折率分布が得られる。

次いで、プリフォームアナライザによる測定結果に基づいて、各測定点におけるプリフォーム予測値を作成する（ステップＳ２）。プリフォーム予測値は、線引きされる光ファイバの外径に対する波長分散、分散スロープ，カットオフ波長等の所定の光学特性の理論計算値であり、光ファイバ外径の関数として表現される。

図５(ａ)〜図５（ｄ）は、それぞれ１番目、２番目、３番目、ｎ番目の測定点におけるプリフォーム予測値の例を示すテーブルである。このプリフォーム予測値は、各測定点における屈折率分布の測定結果に基づいて、プリフォーム１から線引きにより形成される光ファイバ２の外径に対する波長分散の依存性を示すものとなっている。

具体的に、図５（ａ）は、プリフォーム１の長手方向の第１番目の位置に相当する部分を外径１２３．３４１４（μｍ）〜１２５．０３５７（μｍ）の間で線引きしたときに得られる光ファイバ２の所定の光学特性の一つである波長分散が、どのような値になるかを示している。同様に、図５（ｂ），図５（ｃ）及び図５（ｄ）も、プリフォーム１の長手方向の第２番目の位置，第３番目の位置、第ｎ番目の位置に相当する部分を線引きしたときに得られる光ファイバ２の波長分散を示している。

目標となる線引外径を設定する際には、波長分散、分散スロープ，カットオフ波長等の各所定の光学特性のうち、ある一つの所定の光学特性に注目する。そして、製造される光ファイバ２の一つの所定の光学特性を満たすような線引外径を選択決定する。以下の説明では、例として波長分散が所定の目標値となるような光ファイバ２を製造する場合を例に説明する。

図６は、線引きされる光ファイバ２の波長分散が−８０（ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ）となるようなプリフォーム１の各点における線引外径を示すグラフである。
図６のグラフは、図５（ａ）〜図５（ｄ）に示されるプリフォーム予測値を参照して、波長分散の目標値として−８０（ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ）となるような線引外径を選択し、プリフォーム長手方向位置に対してプロットしたものである。すなわち、この図６からは、プリフォーム１の長手方向の第１の位置における線引外径は、１２４μｍ程度であればよいことがわかる。そして、まずこの値を仮の線引外径に設定する（ステップＳ３）。
なお、経験的に仮の線引外径が予想されるような場合には、この経験から得られる線引外径を用いて最初の仮の線引外径を決定してもよい。

次に、この仮の線引外径を基に、実際にプリフォーム１の仮線引を行う（ステップＳ４）。これは、理論計算値であるプリフォーム予測値から求められた仮の線引外径値に基づき線引きして生成される光ファイバ２が予測したような所定の光学特性の目標値（上記の場合には、波長分散が−８０（ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ））を満たしているかどうかを確認するためのものであり、光ファイバ製造のための本線引とは異なり、所定長さ分だけ仮に線引してみるものである。

そして、仮線引により生成された光ファイバ２の波長分散を測定器を用いて実際に測定することにより、波長分散の実測値を求める（ステップＳ５）。次に、ステップＳ６において、仮線引において生成された光ファイバ２の波長分散の実測値が、目標値（波長分散−８０（ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ））を満たしているかどうかを判断する（ステップＳ６）。この判断は、目標値ちょうどである必要は無く、製造される光ファイバの精度に応じた所定の許容範囲を有していてもよい。

ここで、仮線引において生成された光ファイバ２の波長分散の実測値が、目標値を満たしていなければ、設定した仮の線引外径が望ましい値となっていないとして、ステップＳ１１に移行して、仮の線引外径再決定工程が行われる。

ステップＳ１１の仮の線引外径再決定工程では、まず、図３に示すように、実際にステップＳ５で測定された分散予測値を過去の光ファイバの分散測定値と比較する。この過去の光ファイバの分散測定値は、過去の光ファイバ製造時に得られた光ファイバの線引外径と、波長分散の実測値を示すデータである。例えば、同一の製造手法により製造されたプリフォームは、現在線引きしようとしているプリフォームと同等または類似の特性を持っていると考えられ、すでに線引が行われたプリフォームの線引時のデータを参照することによって理論予測値であるプリフォーム予測値を補正するための経験補正値を求める（ステップＳ２１）。

ここでは、参照する過去の光ファイバの分散測定値としては、ステップＳ２で得られた分散予測値と長手方向分布が類似したものを用いることが好ましい。
また、具体的には、例えば、実際にステップＳ５で測定された分散予測値と、過去の光ファイバの分散予測値との比から経験補正値を求めることが可能である。

次に、得られた経験補正値とステップＳ２で作成されたプリフォーム予測値の所定の光学特性の理論計算値（ここでは、波長分散の理論計算値）とを乗算することによって、プリフォーム予測値を補正する（ステップＳ２２）。そして、この補正により得られた補正後のプリフォーム予測値における波長分散の理論計算値と線引外径の関係を基に、再度目標値としての波長分散が得られるような線引外径を選択し、これを仮の線引外径に設定する（ステップＳ２３）。
以上が、仮の線引外径再決定工程である。仮の線引外径が再設定されると、再度、ステップＳ４に戻り、再設定された仮の線引外径を基に仮線引を実行し、ステップＳ５の分散測定工程及びステップＳ６の判断工程が行われる。

一方、ステップＳ６において、仮線引において生成された光ファイバ２の波長分散の実測値が、目標値を満たしていれば、ステップＳ７に移行して、仮の線引外径を本線引き外径に設定する。そして、設定された仮の線引外径をもちいて本線引きを行う（ステップＳ８）。

ステップＳ８においては、本線引きにおける線引外径を変動するような要因がなければ、全く変更されることなく連続的に本線引きが行われ、ステップＳ１０において本線引き終了の判断が行われるまで、本線引きが行われる。

一方、本線引きにおける線引外径を変動するような要因がある場合には、ステップＳ９において本線引外径の変更が必要と判断されて、ステップＳ３に戻る。
ここで、本線引きにおける線引外径を変動するような要因とは、線引きされるプリフォームの長手方向位置における屈折率分布のばらつきに起因する製造される光ファイバの所定の光学特性のばらつきが例として挙げられる。

図６は、プリフォーム長手方向位置に対し、波長分散が−８０（ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ）となる場合のファイバ径をプロットしたものである。
例えば、図６に示すような特性を有するプリフォームにおいては、プリフォーム長手方向測定位置２，３の間及びプリフォーム長手方向測定位置４，５の間において、波長分散が−８０（ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ）となる場合のファイバ径が大きく変動しているため、この変動に合わせて線引きする光ファイバの線引外径を変更してやる必要がある。このような場合には、ステップＳ３に戻り、再度仮の線引外径を設定して、本線引き外径を求めてから、本線引きを実行する。

図６に示すような特性を有するプリフォームにおいては、プリフォーム長手方向測定位置２，３の間及びプリフォーム長手方向測定位置４，５の間で線引外径を変更する必要がある。この場合の光ファイバの線引外径の変更を、図７に示すフローチャートを参照しながら、プリフォーム長手方向測定位置２，３の間で線引を行う場合を例に説明する。

まず、図７に示すように、まず、仮の線引外径を何らかの方法により設定し（ステップＳ３１）、この仮の線引外径によって仮線引を実行する（ステップＳ３２）。仮線引で得られた光ファイバを測定器によって測定し、所定の所定の光学特性の実測値を得る（ステップＳ３３）。そして、ステップ３４に移行して、実際に測定された所定の光学特性が目標値かどうかを判断する。

ステップＳ３４において、実際に測定された所定の光学特性が目標値でないとされると、ステップＳ３５に移行して仮の線引外径の再設定が行われる。
ステップＳ３５では、実際の線引位置近傍に位置する長手方向測定位置２（第１の長手方向位置）における屈折率分布（第１の屈折率分布）と、ステップＳ３２で実際に仮線引が行われた光ファイバ２の仮の線引外径とを基に、プリフォーム１の長手方向位置２を線引きして得られる光ファイバの所定の光学特性の理論計算値（第１の理論計算値）を算出する。

そして、ステップＳ３６では、実際の線引位置近傍に位置する長手方向測定位置３（第２の長手方向位置）における屈折率分布（第２の屈折率分布）と、ステップＳ３２で実際に仮線引が行われた光ファイバ２の仮の線引外径とを基に、プリフォーム１の長手方向位置３を線引きして得られる光ファイバの所定の光学特性の理論計算値（第２の理論計算値）を算出する。

そして、ステップＳ３７では、長手方向位置２における理論計算値と長手方向位置３における理論計算値のそれぞれに対して過去のデータの中から類似した近い値を有するデータを抽出し、プリフォーム１上における長手方向の位置関係から所定の光学特性が目標値となると予測される線引外径を仮の線引外径に設定する。
このようにして仮の線引外径が再設定されると、再度ステップＳ３２に戻って仮線引を実行し、ステップＳ３４における判断において、実際に測定された所定の光学特性が目標値となっていると判断されるまで、仮線引の設定、仮線引の実行、所定の光学特性の測定、及び判断を繰り返す。

一方、ステップＳ３４において、仮線引において生成された光ファイバ２の波長分散の実測値が目標値を満たしていれば、ステップＳ３８に移行して、仮の線引外径を本線引き外径に設定する。そして、設定された仮の線引外径をもちいて本線引きを行う（ステップＳ３９）。

ステップＳ３９においては、本線引きにおける線引外径を変動するような要因がなければ、全く変更されることなく連続的に本線引きが行われ、ステップＳ４１において本線引き終了の判断が行われるまで、本線引きが行われる。

一方、本線引きにおける線引外径を変動するような要因がある場合には、ステップＳ４０において本線引外径の変更が必要と判断されて、ステップＳ３１に戻る。

なお、本実施形態では、プリフォーム１の外径を測定するプリフォーム外径測定工程を有していてもよい。例えば、このプリフォーム外径測定工程は、プリフォームアナライザによってプリフォーム１の屈折率分布の測定と同時に行われるようにすることもできる。このように構成することによって、光ファイバ２の所定の光学特性測定時に測定される光ファイバ２の長手方向位置と、対応するプリフォーム１の長手方向位置をとを算出して特定し、光ファイバの所定の光学特性とプリフォーム外径測定工程で得られた外径データとを正確に対応づけることが可能となる。

具体的なプリフォーム１と光ファイバ２との対応付けについて説明する。光ファイバ２の外径が変化した位置および変化した時点における光ファイバ２の外径は、変化する毎に外径記憶部２２に記録される。そして、この外径記憶部２２への記録に基づいて、光ファイバ長手方向に関する所定の光学特性分布がプリフォーム長さ位置上に換算されるように構成されている。この換算には、次式が用いられる（図８参照）。

Ｌ_n+1＝Ｌ_n＋（ｒ_n ²×ｌ_n ²）／Ｒ （ｎ≧０）
Ｌ₀＝０ ・・・（１）

ここで、
Ｌ_n：光ファイバ２の外径をｎ番目に変更した時点でのプリフォーム１の使用長（投入長）
Ｌ_n+1：光ファイバ２の外径を（ｎ＋１）番目に変更した時点でのプリフォーム１の使用長（投入長）
ｌｎ：光ファイバ２の外径をｎ番目に変更してから（ｎ＋１）番目に変更されるまでの線引きされた光ファイバ長
ｒｎ：製造する光ファイバ２の外径をｎ番目に変更した時点での光ファイバ２の外径
Ｒ ：プリフォーム１の外径

すなわち、記録された光ファイバ２の外径が変化した位置をもとにｌ_nを求め、そしてｌ_nの間の外径ｒ_nを上記式（１）に次々に代入していくことにより次々と光ファイバ２上の外径変更位置をプリフォーム１上の位置に換算する。そして、光ファイバ長手方向に関する所定の光学特性分布をプリフォーム長さ位置に置き換えることにより、プリフォーム上に換算した所定の光学特性の実測値が得られる。

以上、説明したように、本実施形態の光ファイバの製造方法は、プリフォーム１の屈折率分布を測定する屈折率分布測定工程と、プリフォーム１を線引きして仮の線引外径を有する光ファイバ２を形成する仮線引工程と、仮線引工程で得られた光ファイバ２の所定の光学特性を測定する実測工程と、実測工程で測定された所定の光学特性が目標値かどうかを判断する判断工程とを有している。そして、本光ファイバの製造方法によれば、測定された所定の光学特性が目標値である場合には、仮の線引外径で製品用の光ファイバを線引きする本線引き工程を行い、測定された所定の光学特性が目標値でない場合には、別の仮の線引外径を設定する仮外径再設定工程を行い、この仮外径再設定工程で決定された別の仮の線引外径を用いて、仮線引工程、実測工程および判断工程を行う。

そして、仮外径再設定工程は、屈折率分布と光ファイバ２の仮の線引外径とを基に、プリフォーム１を線引きして得られる光ファイバ２の所定の光学特性の理論計算値を算出する理論計算値算出工程と、過去に製造された光ファイバ２の所定の光学特性と、実測工程で得られた所定の光学特性とを比較し、理論計算値を補正するための経験補正値を算出する経験補正値算出工程と、理論計算値と経験補正値を乗算して得られる値が目標値となるような線引外径を仮の線引外径に設定する仮の線引外径決定工程とを備えている。

したがって、本実施形態の光ファイバの製造方法によれば、実測値と過去の経験値を用いて理論計算値を補正しながら、光ファイバが目標とする所定の光学特性を有すると判断されるまで、線引外径を変化させるので、光ファイバ長手方向の所定の光学特性が安定した光ファイバを得ることが可能となる。

また、本実施形態の光ファイバの製造方法は、プリフォーム１の第１の長手方向位置における第１の屈折率分布とプリフォーム１の第２の長手方向位置における第２の屈折率分布を測定する屈折率分布測定工程と、プリフォーム１における第１の長手方向位置と第２の長手方向位置の長手方向中間の所定位置でプリフォーム１を線引きして仮の線引外径を有する光ファイバを形成する仮線引工程と、 仮線引工程で得られた前記光ファイバの所定の光学特性を測定する実測工程と、実測工程で測定された前記所定の光学特性が目標値かどうかを判断する判断工程とを有している。そして、本実施形態の光ファイバの製造方法によれば、所定の光学特性が目標値である場合には、仮の線引外径で製品用の光ファイバ２を線引きする本線引き工程を行い、一方所定の光学特性が目標値でない場合には、別の仮の線引外径を設定する仮外径再設定工程を行い、仮外径再設定工程で決定された別の仮の線引外径を用いて、仮線引工程、前記実測工程および前記判断工程を行う。

そして、仮外径再設定工程は、第１の屈折率分布と光ファイバ２の仮の線引外径とを基に、プリフォーム１の第１の長手方向位置を線引きして得られる光ファイバ２の所定の光学特性の第１の理論計算値を算出する第１の理論計算値算出工程と、第２の屈折率分布と光ファイバ２の仮の線引外径とを基に、プリフォーム２の第２の長手方向位置を線引きして得られる光ファイバの所定の光学特性の第２の理論計算値を算出する第２の理論計算値算出工程と、第１の理論計算値と前記第２の理論計算値のそれぞれの過去の近いデータを抽出し、プリフォーム１上における長手方向の位置関係から所定の光学特性が目標値となると予測される線引外径を仮の線引外径に設定する仮の線引外径決定工程とを備えている。

したがって、本実施形態の光ファイバの製造方法によれば、屈折率分布が得られていないプリフォーム上の長手方向位置を線引きする場合であっても、実測値と過去の経験値を用いて、実際の線引位置近傍であって屈折率分布が測定された位置における理論計算値を補正しながら、光ファイバが目標とする所定の光学特性を有すると判断されるまで、線引外径を変化させるので、光ファイバ長手方向の所定の光学特性が安定した光ファイバを得ることが可能となる。

また、本実施形態では、式（１）を用いて光ファイバ２上の長手方向位置をプリフォーム１の長手方向位置に換算することが可能である。光ファイバ２の外径が変化した位置を記録しておかなければ、正確な換算は不可能であるが、本実施形態では、光ファイバ２の外径が変化した位置を記録しておくため、光ファイバ２上の位置をプリフォーム１の長手方向位置へ正確に換算することが可能である。

したがって、上記の実施形態に係る光ファイバの製造方法によれば、外径を変動させて製造した光ファイバ２の長手方向の位置を、記憶部に記録した位置データに基づいて極めて容易にプリフォーム１の長手方向位置に変換することができる。

これにより、光ファイバ２の長手方向に沿う波長分散などの所定の光学特性の測定データをプリフォーム１の長手方向に対応したプリフォーム１上の実測値とし、その後にプリフォーム１を線引きする際に、光ファイバ２としたときの所定の光学特性の予測値であるプリフォーム予測値と比較して反映させることができ、極めて高精度に安定した所定の光学特性が得られた光ファイバ１を製造することができる。

なお、上記説明では、一つの所定の光学特性に注目して外径を決定するとしたが、これに限られず、二つ以上の所定の光学特性に注目し、二つ以上の所定の光学特性のそれぞれが所定の範囲内に入るようにして光ファイバの外径を決定し、二つ以上の所定の光学特性それぞれについてプリフォーム予測値を求めるようにしてもよい。そして、製造された光ファイバについて注目した二つ以上の所定の光学特性それぞれについて、実測値を求め、プリフォーム上の位置に換算して、プリフォーム予測値との比較を行うように構成しても良い。

また、本実施形態では、実際に測定された前記プリフォームの外径に応じて、経験補正値をさらに補正するようにしてもよい。このように構成することによって、経験補正値の信頼性を向上させ、最終的に得られる補正後の理論計算値、すなわち補正後のプリフォーム予測値の予測精度を向上させ、少ない仮線引回数で目標値を有する光ファイバの外径を決定することが可能となる。

本発明の実施形態に係る光ファイバの製造方法を説明する製造装置の概略構成図である。 本実施形態の光ファイバの製造方法を示すフローチャートである。 本実施形態の光ファイバの製造方法を示すフローチャートである。 本実施形態の光ファイバの製造に用いられるプリフォームにおける測定位置を示す図である。 光ファイバの製造において用いられるプリフォーム予測値の例を示すテーブルである。 所定の波長分散に対する各測定点における線引外径の関係を示すグラフである。 光ファイバの製造方法を説明するフローチャート図である。 光ファイバ上の長手方向位置とプリフォーム上の長手方向位置との関係を示す模式図である。

符号の説明

１ プリフォーム
２ 光ファイバ

Claims (4)

1. プリフォームの屈折率分布を測定する屈折率分布測定工程と、
   前記プリフォームを線引きして仮の線引外径を有する光ファイバを形成する仮線引工程と、
   前記仮線引工程で得られた前記光ファイバの所定の光学特性を測定する実測工程と、
   前記実測工程で測定された前記所定の光学特性が目標値かどうかを判断する判断工程とを有し、
   前記所定の光学特性が前記目標値である場合には、前記仮の線引外径で製品用の光ファイバを線引きする本線引き工程を行い、
   前記所定の光学特性が前記目標値でない場合には、別の仮の線引外径を設定する仮外径再設定工程を行い、前記仮外径再設定工程で決定された前記別の仮の線引外径を用いて、前記仮線引工程、前記実測工程および前記判断工程を行う光ファイバの製造方法であって、
   前記屈折率分布と前記光ファイバの前記仮の線引外径とを基に、前記プリフォームを線引きして得られる光ファイバの所定の光学特性の理論計算値を算出する理論計算値算出工程と、
   過去に製造された光ファイバの所定の光学特性と、前記実測工程で得られた前記所定の光学特性とを比較し、前記理論計算値を補正するための経験補正値を算出する経験補正値算出工程と、
   前記理論計算値と前記経験補正値を乗算して得られる値が前記目標値となるような線引外径を仮の線引外径に設定する仮の線引外径決定工程とを備えたことを特徴とする光ファイバの製造方法。
2. プリフォームの第１の長手方向位置における第１の屈折率分布と、前記プリフォームの第２の長手方向位置における第２の屈折率分布を測定する屈折率分布測定工程と、
   前記プリフォームにおける前記第１の長手方向位置と前記第２の長手方向位置の長手方向中間の所定位置で前記プリフォームを線引きして仮の線引外径を有する光ファイバを形成する仮線引工程と、
   前記仮線引工程で得られた前記光ファイバの所定の光学特性を測定する実測工程と、
   前記実測工程で測定された前記所定の光学特性が目標値かどうかを判断する判断工程とを有し、
   前記所定の光学特性が前記目標値である場合には、前記仮の線引外径で製品用の光ファイバを線引きする本線引き工程を行い、
   前記所定の光学特性が前記目標値でない場合には、別の仮の線引外径を設定する仮外径再設定工程を行い、前記仮外径再設定工程で決定された前記別の仮の線引外径を用いて、前記仮線引工程、前記実測工程および前記判断工程を行う光ファイバの製造方法であって、
   前記第１の屈折率分布と前記光ファイバの前記仮の線引外径とを基に、前記プリフォームの前記１の長手方向位置を線引きして得られる光ファイバの所定の光学特性の第１の理論計算値を算出する第１の理論計算値算出工程と、
   前記第２の屈折率分布と前記光ファイバの前記仮の線引外径とを基に、前記プリフォームの前記２の長手方向位置を線引きして得られる光ファイバの所定の光学特性の第２の理論計算値を算出する第２の理論計算値算出工程と、
   前記第１の理論計算値と前記第２の理論計算値のそれぞれの過去の近いデータを抽出し、前記プリフォーム上における長手方向の位置関係から前記所定の光学特性が前記目標値となると予測される線引外径を仮の線引外径に設定する仮の線引外径決定工程とを備えたことを特徴とする光ファイバの製造方法。
3. 前記プリフォームの外径を測定するプリフォーム外径測定工程を有し、
   前記仮外径再設定工程では、測定された前記プリフォームの外径に応じた所定の経験補正値を使用することを特徴とする請求項１または２の何れか１項に記載の光ファイバの製造方法。
4. 前記プリフォーム外径測定工程では、前記プリフォームの長手方向位置を同時に測定し、
   前記実測工程で測定された前記光ファイバの長手方向位置に対応する前記プリフォームの長手方向位置を線引きされた光ファイバの外径と長さから算出して特定し、前記光ファイバの所定の光学特性と前記プリフォーム外径測定工程で得られた外径データを対応づけることを特徴とする請求項３記載の光ファイバの製造方法。
   
   
   

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