JP2015178444A - マルチコアファイバ用母材の製造方法、及び、これを用いたマルチコアファイバの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】不要な隙間が形成されることを抑制することができるマルチコアファイバ用母材の製造方法及びマルチコアファイバの製造方法を提供する。【解決手段】コアロッド１０Ｒがクラッドガラス層２０Ｒで被覆された複数のコア被覆ロッド２及びコア被覆ロッド２よりも小径の充填用ガラスロッド４を含む複数のガラスロッド１０Ｒ，２，４を束ねるバンドル工程と、複数のガラスロッド１０Ｒ，２，４の外周面にスート３を堆積する外付工程と、スート３が堆積した複数のガラスロッド１０Ｒ，２，４を加熱してスート３とガラスロッド１０Ｒ，２，４とを一体のガラス体とする焼結工程と、を備え、バンドル工程において、少なくとも２つのコア被覆ロッド２が互いに隣り合ってスート３と接触する位置に配置されると共に、充填用ガラスロッド４がスート３と接触するように互いに隣り合うコア被覆ロッド２と接して配置されるマルチコアファイバ用母材の製造方法。【選択図】図６

Description

本発明は、マルチコアファイバ用母材の製造方法、及び、これを用いたマルチコアファイバの製造方法に関し、特に、長尺のマルチコアファイバを製造するのに好適な方法に関する。

一般に普及している光ファイバ通信システムに用いられる光ファイバは、１本のコアの外周がクラッドにより囲まれた構造をしており、このコア内を光信号が伝搬することで情報が伝送される。そして、近年、光ファイバ通信システムの普及に伴い、伝送される情報量が飛躍的に増大している。

こうした光ファイバ通信システムの伝送容量増大を実現するために、複数のコアの外周が１つのクラッドにより囲まれたマルチコアファイバを用いて、それぞれのコアを伝搬する光により、複数の信号を伝送させることが知られている。

このようなマルチコアファイバの製造に用いるマルチコアファイバ用母材を製造する方法として、下記特許文献１に記載されているように、穿孔法やスタックアンドドロー法を用いることが知られている。穿孔法では、まず、クラッドとなるガラスロッドに複数の貫通孔をドリル等を用いて形成する。そして、コアとなるコアロッドがクラッドの一部となるクラッドガラス層で被覆されたコア被覆ロッドをそれぞれの貫通孔内に挿入する。その後、コラプス工程により貫通孔内の不要な隙間を埋めてマルチコアファイバ母材とする。また、スタックアンドドロー法では、クラッドの外周部分となるガラス管の貫通孔内に上記のコア被覆ロッドを挿入し、ガラス管とコア被覆ロッドとの隙間に複数のガラスロッドを挿入する。そして、コラプス工程によりガラス管の貫通孔内の不要な隙間を埋めてマルチコアファイバ母材とする。

ところで、近年、長尺のマルチコアファイバを製造したいとの要請より、より大きなマルチコアファイバ母材に対するニーズがある。しかし、穿孔法では、準備するガラスロッドの太さにより作成できるマルチコアファイバ母材の大きさが限定され、形成する貫通孔の径が大きくなると穿孔が困難となる傾向がある。また、スタックアンドドロー法では準備するガラス管の太さにより作成できるマルチコアファイバ母材の大きさが限定され、ガラス管の太さが大きくなるとガラス管のハンドリングが困難となる傾向がある。

下記特許文献２には、長手方向に垂直な外形が正六角形とされた複数のコア被覆ロッドに相当するコア材を複数本束ねて、その外周にＶＡＤ法によりスートを堆積し、加熱によりスートとコア材とを一体化するマルチコアファイバ用母材の製造方法が記載されている。このような方法によれば、外側にクラッドとなるスートを堆積させるため、ガラスロッドやガラス管の径に制限されることなく、より太いマルチコアファイバ用母材を作成することができる。

特開０９− ９０１４３号公報 特開０９− ５５４１号公報

しかし、上記特許文献２に記載のようにコア被覆ロッドの外径を正六角形にするには、作成した円柱状のコア被覆ロッドを切削する必要があり手間がかかる。そこで、円柱状のコア被覆ロッド（ガラスロッド）を複数本束ねて、束ねたコア被覆ロッドの外周にスートを堆積させることが考えられる。

しかし、このようにスートを堆積させるとスートをガラス体化させる焼結工程において、スートに由来するガラス部分と、ガラスロッドに由来するガラス部分との間に空隙が生じることがある。

そこで、本発明は、不要な隙間が形成されることを抑制することができるマルチコアファイバ用母材の製造方法及びマルチコアファイバの製造方法を提供するものである。

本発明のマルチコアファイバ用母材の製造方法は、コアとなるコアロッドの外周面がクラッドの一部となるクラッドガラス層で被覆された複数のコア被覆ロッド及び前記コア被覆ロッドよりも小径の充填用ガラスロッドを含む複数のガラスロッドを束ねるバンドル工程と、束ねられた前記複数のガラスロッドの外周面上に前記クラッドの他の一部となるスートを堆積する外付工程と、前記スートが堆積した前記複数のガラスロッドを加熱して前記スートと前記ガラスロッドとを一体のガラス体とする焼結工程と、を備え、前記バンドル工程において、少なくとも２つの前記コア被覆ロッドが互いに隣り合って前記スートと接触する位置に配置されると共に、前記充填用ガラスロッドが前記スートと接触するように互いに隣り合う前記コア被覆ロッドと接して配置されることを特徴とするものである。

このようなマルチコアファイバ用母材の製造方法によれば、束ねられた複数のコア被覆ロッドを含む複数のガラスロッドの外周面上にスートを外付で堆積するため、径の大きなマルチコアファイバ用母材を製造することができる。また、スートと接触する位置に配置される互いに隣り合う２つのコア被覆ロッドと接触するように、充填用ガラスロッドが配置される。その為、これらのコア被覆ロッドの外周面間に形成される狭い空間を充填用ガラスロッドで覆うことができる。しかも、充填用ガラスロッドは、充填用ガラスロッドが接するコア被覆ロッドよりも小径とされる。このため、コア被覆ロッドの外周面と充填用ガラスロッドの外周面との間の空間は、充填用ガラスロッドを配置しない場合におけるコア被覆ロッドの外周面間の空間よりも小さい。このため、外付工程においてスートが当該空間を埋め易く、また、焼結工程においてスートに由来するガラス部分とコア被覆ロッドや充填用ガラスロッドに由来するガラス部分との間に隙間が形成されることを抑制することができる。このためマルチコアファイバ用母材に不要な隙間が形成されることを抑制することができる。

また、前記充填用ガラスロッドの軟化温度は、前記充填用ガラスロッドと接する前記コア被覆ロッドの前記クラッドガラス層の軟化温度よりも低いことが好ましい。

充填用ガラスロッドの軟化温度が、クラッドガラス層の軟化温度よりも低いことで、焼結工程において充填用ガラスロッドがクラッドガラス層よりも先に粘性流動を起こす。従って、焼結工程前に充填用ガラスロッドとコア被覆ロッドとで囲まれる隙間を、焼結工程において粘性流動を起こした充填用ガラスロッドでより適切に埋めることができる。従って、製造されるマルチコアファイバ用母材に不要な隙間が形成されることをより抑制することができる。

この場合、前記充填用ガラスロッドと接する前記コア被覆ロッドの前記クラッドガラス層は純粋なシリカガラスから成り、前記充填用ガラスロッドはフッ素が添加されたシリカガラスから成ることとしても良い。

また、前記バンドル工程において、それぞれの前記ガラスロッドの一方の端部がダミーガラスロッドに固定されると共にそれぞれの前記ガラスロッドの他方の端部が他のダミーガラスロッドに固定されることで、前記複数のガラスロッドが束ねられた状態を維持することが好ましい。

このようにそれぞれのガラスロッドが束ねられた状態を維持することで、束ねられたガラスロッドの外周面上の全体にスートを堆積させることができる。従って、束ねられたガラスロッド全体をマルチコアファイバ用母材とすることができる。

このようにダミーロッドが使用される場合、前記複数のガラスロッドは、前記一方の端部及び前記他方の端部において互いに離間していることが好ましい。

ガラスロッドが一方の端部及び前記他方の端部において互いに離間することで、バンドル工程において、それぞれのガラスロッドの一方の端部及び他方の端部がダミーガラスロッドに固定される際、ダミーガラスロッドを溶着により固定する場合であっても、当該溶着時の熱でそれぞれのガラスロッド同士が互いに溶着されることを防止することができる。このようにガラスロッド同士の溶着を防止できることで、ダミーガラスロッドが溶着により固定される場合に、ガラスロッド同士の溶着される場合に当該溶着部分から生じ易いクラックを防止することができる。

この場合、前記複数のコア被覆ロッドは、前記一方の端部及び前記他方の端部において、径が細くなるように加工されていることが好ましく、さらに、前記充填用ガラスロッドは、前記一方の端部及び前記他方の端部において、径が細くなるように加工されていることが好ましい。

また、本発明のマルチコアファイバの製造方法は、上記いずれかに記載のマルチコアファイバ用母材の製造方法により製造されるマルチコアファイバ用母材を線引きする線引工程を備えることを特徴とするものである。

このようなマルチコアファイバの製造方法によれば、線引きされるマルチコアファイバ用母材が不要な隙間が形成されることが抑制されているため、不要な隙間の形成が抑制されたマルチコアファイバを得ることができる。

以上のように、本発明によれば、不要な隙間が形成されることを抑制することができるマルチコアファイバ用母材の製造方法及びマルチコアファイバの製造方法が提供される。

本発明の実施形態に係るマルチコアファイバを示す図である。 マルチコアファイバの製造方法を示すフローチャートである。 コア被覆ロッド及び充填用ガラスロッドが結束された様子を示す図である。 ダミーガラスロッドが固定された様子を示す図である。 外付工程の様子を示す図である。 外付工程後の様子を示す図である。 マルチコアファイバ用母材を示す図である。 線引工程の様子を示す図である。 充填用ガラスロッドの他の配置の例を示す図である。 変形例におけるコア被覆ロッド及び充填用ガラスロッドが結束された様子を示す図である。 変形例におけるダミーガラスロッドが固定された様子を示す図である。

以下、本発明に係るマルチコアファイバ用母材の製造方法、及び、これを用いたマルチコアファイバの製造方法の好適な実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態に係るマルチコアファイバを示す図である。図１に示すように本実施形態のマルチコアファイバ１は、複数のコア１０と、複数のコア１０の外周面を隙間なく囲むクラッド２０と、クラッド２０の外周面を被覆する内側保護層３１と、内側保護層３１の外周面を被覆する外側保護層３２と、を備える。なお、本実施形態では、コア１０の数が３つの場合について説明する。

本実施形態のマルチコアファイバ１では、それぞれのコア１０が互いに所定距離離れて等間隔で配置されている。それぞれのコア１０の直径は、例えば、６μｍ〜１０μｍとされ、クラッド２０の直径は、例えば、１２５〜２３０μｍとされる。また、それぞれのコア１０の屈折率はクラッド２０の屈折率よりも高く、それぞれのコア１０のクラッド２０に対する比屈折率差は、例えば、０．３％〜０．５％とされる。

本実施形態では、コア１０はゲルマニウム等の屈折率が高くなるドーパントが添加されたシリカガラスから成り、クラッド２０は少なくとも一部にフッ素が添加されたシリカガラスから成る。

次に、マルチコアファイバ１の製造方法について説明する。

図２は、マルチコアファイバ１の製造方法を示すフローチャートである。図２に示すように、マルチコアファイバ１の製造方法は、バンドル工程Ｐ１、外付工程Ｐ２、焼結工程Ｐ３、線引工程Ｐ４を主な工程として備える。

＜バンドル工程Ｐ１＞
本工程では、まず、図１のマルチコアファイバ１におけるコア１０となるコアロッド１０Ｒの外周面がクラッド２０の一部となるクラッドガラス層２０Ｒで被覆された複数のコア被覆ロッド２、及び、コア被覆ロッド２よりも小径の充填用ガラスロッド４を準備する。図１に示すように本実施形態では、コア１０の数が３つであるため、３つのコア被覆ロッド２を準備する。また、本実施形態では、それぞれのコア被覆ロッド２を束ねると、コア被覆ロッド２が隣り合う場所が３カ所となるため、充填用ガラスロッド４を３つ準備する。

本実施形態では、それぞれのコア被覆ロッド２が互いに同じ大きさで同じ構成とされる。上記のようにコアロッド１０Ｒはコア１０となるためコア１０と同じ材料から構成され、クラッドガラス層２０Ｒは純粋なシリカガラスやフッ素が添加されたシリカガラスから構成される。また、充填用ガラスロッド４は、クラッドガラス層２０Ｒよりも軟化温度が低いガラスから構成される。クラッドガラス層２０Ｒが純粋なシリカガラスから構成される場合、充填用ガラスロッド４は、例えば、フッ素が添加されたシリカガラスから構成され、クラッドガラス層２０Ｒがフッ素が添加されたシリカガラスから構成される場合、充填用ガラスロッド４は、例えば、クラッドガラス層２０Ｒよりも濃度の高いフッ素が添加されたシリカガラスから構成される。

次に複数のコア被覆ロッド２を束ねる位置に配置する。このときにコアロッド１０Ｒの中心間距離が同じとなるように配置する。次に、それぞれの充填用ガラスロッド４を外周側に露出する位置において互いに隣り合うコア被覆ロッド２のそれぞれに接するよう配置する。そして、配置されたコア被覆ロッド２及び充填用ガラスロッド４を結束バンド５１により結束する。結束バンド５１は、樹脂製であっても金属製であっても良いが、コア被覆ロッド２及び充填用ガラスロッド４の外周面に傷がつくことを防止する観点では樹脂製であることが好ましく、耐熱性が高い点においては金属製であることが好ましい。こうして、図３に示すようにそれぞれのコア被覆ロッド２及び充填用ガラスロッド４が結束された状態となる。

なお、特に図示しないが、コア被覆ロッド２を束ねる際、コア被覆ロッド２を束ねた状態でコア被覆ロッド２に囲まれる空間となるべき位置（３つのコア被覆ロッド２で囲まれるべき位置）に他の充填用ガラスロッドを配置しても良い。この場合、当該空間に配置される充填用ガラスロッドはクラッドガラス層と同様の材料から成ることが好ましい。

次に結束されたそれぞれのコア被覆ロッド２及び充填用ガラスロッド４の両端部にダミーガラスロッドを固定する。図４は、このようにそれぞれのコア被覆ロッド２及び充填用ガラスロッド４にダミーガラスロッドが固定された様子を示す図である。まず、コア被覆ロッド２及び充填用ガラスロッド４が結束バンド５１で結束された状態で、それぞれのコア被覆ロッド２及び充填用ガラスロッド４の一方の端部に１つのダミーガラスロッド５２を固定する。次に、それぞれのコア被覆ロッド２及び充填用ガラスロッド４の他方の端部に他の１つのダミーガラスロッド５２を固定する。この固定は溶着に行うことが不純物がコア被覆ロッド２や充填用ガラスロッド４に付着することを抑制できる観点から好ましい。このようにそれぞれのコア被覆ロッド２及び充填用ガラスロッド４の両端にダミーガラスロッド５２を固定することで、それぞれのコア被覆ロッド２及び充填用ガラスロッド４が束ねられた状態を維持することができる。次に、それぞれのコア被覆ロッド２及び充填用ガラスロッド４を結束していた結束バンド５１を外す。こうして、図４に示すように複数のコア被覆ロッド２及び充填用ガラスロッド４が束ねられた状態となる。

なお、本工程では、結束バンド５１を用いてそれぞれのコア被覆ロッド２及び充填用ガラスロッド４を束ねた後、ダミーガラスロッド５２にそれぞれのコア被覆ロッド２及び充填用ガラスロッド４を溶着したが、必ずしもこのような手順とする必要はない。例えば、１つのコア被覆ロッド２の両端にダミーガラスロッド５２を適切な位置に固定する。次に他の１つのコア被覆ロッド２を既にダミーガラスロッド５２に固定されているコア被覆ロッド２と隣り合うように配置して、配置された当該他の１つのコア被覆ロッド２の両端をそれぞれのダミーガラスロッド５２に固定する。さらに最後のコア被覆ロッド２を既にダミーガラスロッド５２に固定されている２つのコア被覆ロッド２と隣り合うように配置して、配置された最後のコア被覆ロッド２の両端をそれぞれのダミーガラスロッド５２に固定する。次に、互いに隣り合う一対のコア被覆ロッド２のそれぞれに接触するように充填用ガラスロッド４を配置してダミーガラスロッド５２に固定する。このようにそれぞれのコア被覆ロッド２及び充填用ガラスロッド４をダミーガラスロッド５２に固定しても、図４に示すように複数のコア被覆ロッド２及び充填用ガラスロッド４が束ねられた状態となる。

＜外付工程Ｐ２＞
図５は外付工程Ｐ２の様子を示す図である。外付工程Ｐ２は、例えば、ＯＶＤ（Outside vapor deposition method）法により行い、バンドル工程Ｐ１で束ねられたそれぞれのコア被覆ロッド２及び充填用ガラスロッド４の外周面にクラッド２０の一部となるスート３を堆積する。

まず、それぞれのダミーガラスロッド５２を不図示の旋盤のチャックに固定して、束ねられた複数のコア被覆ロッド２及び充填用ガラスロッド４をダミーガラスロッド５２の軸中心に回転させる。そして、図５に示すように複数のコア被覆ロッド２及び充填用ガラスロッド４を回転させながら、クラッド２０となるスート３を堆積する。スート３は、互いに接しているコア被覆ロッド２の外周面と充填用ガラスロッド４の外周面との間の空間にも入り込んで堆積される。なお、上記のように充填用ガラスロッド４は、充填用ガラスロッド４が接するコア被覆ロッド２よりも小径とされる。従って、コア被覆ロッド２の外周面と充填用ガラスロッド４の外周面との間の空間は、充填用ガラスロッド４が配置されない場合における互いに隣り合うコア被覆ロッド２の外周面間の空間よりも小さい。従って、充填用ガラスロッド４が配置されることで、充填用ガラスロッド４が配置されない場合よりも、スート３は外周側に露出するガラスロッドの外周面間の空間を埋め易い。

なお、充填用ガラスロッド４の軟化温度が堆積したスート３の軟化温度よりも低くなることが好ましく、クラッドガラス層２０Ｒの軟化温度が堆積したスート３の軟化温度よりも低くなることがより好ましい。例えば、上記のように充填用ガラスロッド４がフッ素が添加されたシリカガラスから成る場合、スート３が純粋なシリカガラスや充填用ガラスロッド４よりも低濃度のフッ素が添加されたシリカガラスから構成されれば、充填用ガラスロッド４の軟化温度が堆積したスート３の軟化温度よりも低くなる。また、上記のようにクラッドガラス層２０Ｒがフッ素が添加されたシリカガラスから成る場合、スート３が純粋なシリカガラスや充填用ガラスロッド４よりも低濃度のフッ素が添加されたシリカガラスから構成されれば、クラッドガラス層２０Ｒの軟化温度が堆積したスート３の軟化温度よりも低くなる。

堆積するスート３は、流量が制御されたキャリアガスにより、気化されたＳｉＣｌ_４を酸水素バーナ５３の火炎中に導入してＳｉＣｌ_４からＳｉＯ_２（シリカガラス）とすると共に、酸水素バーナ５３をコア被覆ロッド２及び充填用ガラスロッド４の長手方向に複数回往復移動させながら、ＳｉＯ_２のスート３をそれぞれのコア被覆ロッド２及び充填用ガラスロッド４の外周面を被覆するように堆積する。このスート３の堆積により、クラッド２０の一部となるガラス多孔体が形成される。このとき、スート３が上記のように何らドーパントが添加されないシリカガラスにより構成される場合には、特にドーパントを加えずにスート３を堆積する。また、スート３にドーパントが添加される場合には、気化されたＳｉＣｌ_４と共に添加量がコントロールされたドーパントを含有するガスを酸水素バーナの火炎内に導入する。上記のようにスート３がクラッドガラス層２０Ｒよりも低濃度のフッ素が添加されたシリカガラスにより構成される場合には、気化されたＳｉＣｌ_４と共に気化されたＳｉＦ_４を酸水素バーナの火炎内に導入する。

こうして必要な回数だけ酸水素バーナ５３を移動させて、図６に示すようにスート３が必要な量堆積された状態となる。

＜焼結工程Ｐ３＞
図６に示すようにスート３が堆積した後、必要に応じて脱水を行う。脱水は、ヒータが設けられ、Ａｒ、Ｈｅ等のガスが充填された炉内で所定時間エージングされることで行われる。

次に焼結工程Ｐ３を行う。焼結工程Ｐ３は、炉内を減圧し、炉内の温度を更に上げてスート３が透明なガラス体となるまで焼結工程を行う。このとき用いる炉は上記の脱水に用いる炉であっても良く、上記脱水に用いる炉と異なる炉であっても良い。

上記のように充填用ガラスロッド４の軟化温度は、コア被覆ロッド２のクラッドガラス層２０Ｒの軟化温度よりも低いため、炉の温度を上げると、充填用ガラスロッド４がクラッドガラス層２０Ｒよりも先に軟化温度に達して粘性流動を起こす。そのため、充填用ガラスロッド４と接触するそれぞれのコア被覆ロッド２と充填用ガラスロッド４とで囲まれる空間に粘性流動を起こした充填用ガラスロッド４が入り込む。その後、クラッドガラス層２０Ｒや堆積したスート３が粘性流動を起こして、クラッドガラス層２０Ｒと充填用ガラスロッド４とスート３とが一体となる。なお、上記のようにコア被覆ロッド２の外周面と充填用ガラスロッド４の外周面との間の空間は、充填用ガラスロッド４が配置されない場合における互いに隣り合うコア被覆ロッド２の外周面間の空間よりも小さい。このため、堆積したスート３が一体のガラス体となる際に、スート３とクラッドガラス層２０Ｒ及び充填用ガラスロッド４との間に不要な空隙ができることを抑制することができる。

なお、堆積したスート３の軟化温度が、充填用ガラスロッド４の軟化温度やクラッドガラス層の軟化温度よりも高い場合、クラッドガラス層２０Ｒや充填用ガラスロッド４に接触しているスート３は粘性流動を起こしたクラッドガラス層２０Ｒや充填用ガラスロッド４に取り込まれる。そして、取り込まれたスート３よりも外周側に位置するスート３がクラッドガラス層２０Ｒや充填用ガラスロッド４に取り込まれる。そして時間と共に炉内の温度が更に上昇するため、スート３が次々にクラッドガラス層２０Ｒやや充填用ガラスロッド４に取り込まれながらスート３が粘性流動を起こす。このため、スート３とクラッドガラス層２０Ｒや充填用ガラスロッド４との間に隙間ができることが抑制されて、スート３とクラッドガラス層２０Ｒと充填用ガラスロッド４とが一体のガラス体となる。

このとき、コア被覆ロッド２のコアロッド１０Ｒは殆ど変化することなく図７に示すマルチコアファイバ用母材１Ｐの母材コア部１０Ｐとなる。また、コア被覆ロッド２のクラッドガラス層２０Ｒがマルチコアファイバ用母材１Ｐの母材クラッド部２０Ｐの一部となり、充填用ガラスロッド４が母材クラッド部２０Ｐの他の一部となり、スート３が母材クラッド部２０Ｐの更に他の一部となる。こうして、マルチコアファイバ用母材１Ｐを得る。

なお、本工程はフッ素系ガスを含む雰囲気で行われても良い。具体的には、本工程を行う炉内にＳｉＦ_４，ＣＦ_４，Ｃ_２Ｆ_６等のフッ素系ガスを導入する。このような工程とすることで、スート３が粘性流動を起こす際にスート３内にフッ素が添加される傾向にあり、スート３の屈折率を小さくすることができる。この場合であっても、スート３の軟化温度がクラッドガラス層２０Ｒや充填用ガラスロッド４の軟化温度よりも高い場合には、スート３が粘性流動を起こすまでスート３内にフッ素が取り込まれづらく、スート３が粘性流動を起こすよりもクラッドガラス層２０Ｒや充填用ガラスロッド４が粘性流動を起こす方が早いため、上記のようにクラッドガラス層２０Ｒにスート３を取り込むことができる。

＜線引工程Ｐ４＞
図８は、線引工程Ｐ４の様子を示す図である。まず、線引工程Ｐ４を行う準備段階として、上記工程によりマルチコアファイバ用母材１Ｐを紡糸炉１１０に設置する。

次に、紡糸炉１１０の加熱部１１１を発熱させて、マルチコアファイバ用母材１Ｐを加熱する。このときマルチコアファイバ用母材１Ｐの下端は、例えば２０００℃に加熱され溶融状態となる。そして、マルチコアファイバ用母材１Ｐからガラスが溶融して、ガラスが線引きされる。そして、線引きされた溶融状態のガラスは、紡糸炉１１０から出ると、すぐに固化して、母材コア部１０Ｐがコア１０となり、母材クラッド部２０Ｐがクラッド２０となることで、複数のコア１０とクラッド２０とから構成されるマルチコアファイバ素線となる。その後、このマルチコアファイバ素線は、冷却装置１２０を通過して、適切な温度まで冷却される。冷却装置１２０に入る際、マルチコアファイバ素線の温度は、例えば１８００℃程度であるが、冷却装置１２０を出る際には、マルチコアファイバ素線の温度は、例えば４０℃〜５０℃となる。

冷却装置１２０から出たマルチコアファイバ素線は、内側保護層３１となる紫外線硬化性樹脂が入ったコーティング装置１３１を通過し、この紫外線硬化性樹脂で被覆される。更に紫外線照射装置１３２を通過し、紫外線が照射されることで、紫外線硬化性樹脂が硬化して内側保護層３１が形成される。次に内側保護層３１で被覆されたマルチコアファイバは、外側保護層３２となる紫外線硬化性樹脂が入ったコーティング装置１３３を通過し、この紫外線硬化性樹脂で被覆される。更に紫外線照射装置１３４を通過し、紫外線が照射されることで、紫外線硬化性樹脂が硬化して外側保護層３２が形成され、図１に示すマルチコアファイバ１となる。

そして、マルチコアファイバ１は、ターンプーリー１４１により方向が変換され、リール１４２により巻取られる。

こうして図１に示すマルチコアファイバ１が製造される。

以上説明したように、本実施形態によるマルチコアファイバ用母材１Ｐの製造方法によれば、束ねられた複数のコア被覆ロッド２の外周面上にスート３を外付で堆積するため、径の大きなマルチコアファイバ用母材１Ｐを製造することができる。また、スートと接触する位置に配置される互いに隣り合う２つのコア被覆ロッド２と接触するように、充填用ガラスロッド４が配置される。これらのコア被覆ロッド２の外周面間に形成される狭い空間を充填用ガラスロッド４で覆うことができる。しかも、充填用ガラスロッド４は、充填用ガラスロッド４が接するコア被覆ロッド２よりも小径とされる。このため、コア被覆ロッド２の外周面と充填用ガラスロッド４の外周面との間の空間は、充填用ガラスロッド４を配置しない場合におけるコア被覆ロッド２の外周面間の空間よりも小さい。従って、外付工程Ｐ３においてスートが当該空間を埋め易く、また、焼結工程Ｐ３においてスート３に由来するガラス部分とコア被覆ロッド２や充填用ガラスロッド４に由来するガラス部分との間に隙間が形成されることを抑制することができる。このためマルチコアファイバ用母材１Ｐに不要な隙間が形成されることを抑制することができる。このように、本実施形態のマルチコアファイバ用母材１Ｐの製造方法によれば、不要な空間が無いマルチコアファイバ用母材１Ｐを製造できたり、マルチコアファイバ用母材１Ｐに不要な空間が生じる場合であっても、クラッドガラス層２０Ｒの軟化温度とスート３の軟化温度が同じ場合と比べて、当該空間の大きさを小さくすることができる。

このようなマルチコアファイバ用母材１Ｐを線引きして得られるマルチコアファイバ１は、不要な空間が形成されることが抑制され、コア１０が変形することを抑制することができ良好な通信状態とすることができたり、設計値と異なって強度が弱くなることを抑制することができる。

また、本実施形態では、それぞれのコア被覆ロッド２及び充填用ガラスロッド４の両端がダミーガラスロッド５２に固定されることで、それぞれのコア被覆ロッド２及び充填用ガラスロッド４の束ねられた状態が維持されている。このため、束ねられたコア被覆ロッド２及び充填用ガラスロッド４の外周面全体にスートを堆積させることができる。従って、束ねられたコア被覆ロッド２及び充填用ガラスロッド４全体をマルチコアファイバ用母材１Ｐとすることができる。

以上、本発明について、実施形態を例に説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。

例えば、上記実施形態では、互いに隣り合うコア被覆ロッド２のそれぞれに接するように、コア被覆ロッドが隣り合う各箇所のそれぞれに１つの充填用ガラスロッドを配置した。しかし、配置される充填用ガラスロッド４はそれぞれの箇所に１つとは限らない。図９は、充填用ガラスロッドの他の配置の例を示す図である。図９に示すように、本例では、上記実施形態で説明したコア被覆ロッド２と充填用ガラスロッド４との束に、更に第２の充填用ガラスロッド５を配置している。第２の充填用ガラスロッド５は、充填用ガラスロッド４よりも小径とされる。さらに第２の充填用ガラスロッド５の軟化温度は、充填用ガラスロッド４の軟化温度よりも低いことが好ましい。こうすることで、焼結工程Ｐ３の際、まず、小径の第２の充填用ガラスロッド５が粘性流動を起こす。従って、粘性流動を起こした第２の充填用ガラスロッド５が充填用ガラスロッド４の外周面とコア被覆ロッド２の外周面との間に入り込み、充填用ガラスロッド４の外周面とコア被覆ロッド２の外周面との間の空間を埋めることができる。従って、空隙が形成されることがより抑制されたマルチコアファイバ用母材１Ｐを製造することができる。

なお、上記実施形態のバンドル工程Ｐ１において、ダミーガラスロッド５２をコア被覆ロッド２及び充填用ガラスロッド２に溶着により固定すると、コア被覆ロッド２及び充填用ガラスロッド２を含むガラスロッドの外周面同士が互いに溶着される場合がある。この外周面同士の溶着による接合力が小さい場合、バンドルされたガラスロッドをハンドリングする際に外周面同士の溶着部分にクラックが入る可能性がある。そこで、上記実施形態において、それぞれのコア被覆ロッド２及び充填用ガラスロッド４を次のような形状としても良い。この変形例を図１０、図１１を用いて説明する。なお、上記実施形態と同一又は同等の構成要素については、特に説明する場合を除き、同一の参照符号を付して重複する説明は省略する。

図１０は、変形例におけるコア被覆ロッド及び充填用ガラスロッドが結束された様子を示す図である。図１０に示すように、本変形例では、コア被覆ロッド２は、一方の端部及び他方の端部においてテーパ部２Ｔが形成される点において、上記実施形態のコア被覆ロッド２と異なり、充填用ガラスロッド４は、一方の端部及び他方の端部においてテーパ部４Ｔが形成される点において、上記実施形態の充填用ガラスロッド４と異なる。このようにコア被覆ロッド２及び充填用ガラスロッド４を含む複数のガラスロッドの両端部が先細りにテーパ状とされることで、コア被覆ロッド２と充填用ガラスロッド４とを含む複数のガラスロッドは、一方の端部及び他方の端部において互いに離間する。

このようにコア被覆ロッド２と充填用ガラスロッド４の両端部をテーパ状にするには、図３に示すコア被覆ロッド２と充填用ガラスロッド４と同様の形状のコア被覆ロッド２と充填用ガラスロッド４を準備する。そして、準備したコア被覆ロッド２と充填用ガラスロッド４を結束する前に、コア被覆ロッド２と充填用ガラスロッド４の両端部をテーパ状に切削すればよい。或いは、図３に示すコア被覆ロッド２と充填用ガラスロッド４と同様の形状のコア被覆ロッド２と充填用ガラスロッド４を準備し、準備したコア被覆ロッド２と充填用ガラスロッド４を結束する前に、コア被覆ロッド２の両端にテーパ部２Ｔとなる円錐台状のガラス体を溶着し、充填用ガラスロッドの両端にテーパ部４Ｔとなる円錐台状のガラス体を溶着しても良い。或いは、図３に示すコア被覆ロッド２と充填用ガラスロッド４と同様の形状のコア被覆ロッド２と充填用ガラスロッド４を準備し、準備したコア被覆ロッド２と充填用ガラスロッド４を結束する前に、コア被覆ロッド２の両端を延伸加工してテーパ部２Ｔを形成し、充填用ガラスロッド４の両端を延伸加工してテーパ部４Ｔを形成しても良い。

図１１は、変形例におけるダミーガラスロッドが固定された様子を示す図である。図１１に示すように、図１０に示すそれぞれのコア被覆ロッド２及び充填用ガラスロッド４の一方の端部及び他方の端部にダミーガラスロッド５２を溶着により固定する。この溶着の際、それぞれのガラスロッドは一方の端部及び他方の端部において互いに離間するため、一方の端部及び他方の端部においてガラスロッド同士が溶着されることを防止することができる。

このような変形例によれば、バンドル工程において、それぞれのガラスロッドの一方の端部及び他方の端部がダミーガラスロッド５２に固定される際、それぞれのガラスロッドの一方の端部及び他方の端部が互いに離間している。このため、ダミーガラスロッドを溶着により固定する場合であっても、当該溶着時の熱でそれぞれのガラスロッド同士が互いに溶着されることを防止することができる。なお、本変形例では、それぞれのコア被覆ロッド２にテーパ部２Ｔを設け、それぞれの充填用ガラスロッド４にテーパ部４Ｔを設けることで、ガラスロッドの一方及び他方において、それぞれのガラスロッドが離間するものとした。しかし、ガラスロッドの両端部がテーパ状とされずに径が小さくされる場合であっても、ガラスロッドの一方及び他方において、それぞれのガラスロッドが離間することができる。或いは、上記変形例において、コア被覆ロッド２の両端部のみをテーパ状等にすることで小さな径をし、充填用ガラスロッド４の両端部の径を小さくしないこととしても良い。この場合であっても、それぞれのガラスロッドの両端部において、それぞれのガラスロッド同士を離間させることができる。

また、上記実施形態では、充填用ガラスロッド４の軟化温度がコア被覆ロッド２のクラッドガラス層２０Ｒの軟化温度よりも低いとされた。しかし本発明はこれに限らず、クラッドガラス層２０Ｒの軟化温度と充填用ガラスロッドの軟化温度とが同じであっても良く、クラッドガラス層２０Ｒの軟化温度が充填用ガラスロッド４の軟化温度よりも低くても良い。ただし、互いに隣り合うコア被覆ロッド２の外周面に空隙ができることをより適切に抑制する観点から、上記実施形態のように充填用ガラスロッド４の軟化温度がコア被覆ロッド２のクラッドガラス層２０Ｒの軟化温度よりも低いことが好ましい。

また、上記実施形態では、それぞれのコア１０がクラッド２０で直接被覆されるマルチコアファイバ１を例に説明したが、マルチコアファイバはいわゆるトレンチ型のマルチコアファイバであっても良い。トレンチ型のマルチコアファイバは、それぞれのコアがコアよりも低屈折率の内側クラッドで個別に被覆され、それぞれの内側クラッドが更に低屈折率のトレンチ部で個別に被覆される。このコアと内側クラッドとトレンチ部とから成る要素はコア要素と呼ばれる場合がある。そして全てのコア要素がトレンチ部よりも高屈折率でコアよりも低屈折率のクラッドで被覆される構造とされる。このようなマルチコアファイバを製造する場合、コア被覆ロッドは、コアロッドが内側クラッドとなるガラス層で被覆され、内側クラッドとなるガラス層がトレンチ部となるガラス層で被覆され、トレンチ部となるガラス層がクラッドとなるガラス層で被覆された構造とされる。このような構造のコア被覆ロッドを用いる点を除いて、上記実施形態と同様にマルチコアファイバを製造することができる。

また、上記実施形態において、コア被覆ロッド２及び充填用ガラスロッド４を含む複数のガラスロッドを束ねた際に結束バンド５１を用いたが、他の方法により束ねても良い。また、束ねた複数のガラスロッドの両端をダミーガラスロッド５２に固定したが、他の方法によりガラスロッドが束ねられた状態を維持しても良い。

また、上記実施形態では、３つのコア１０を有するマルチコアファイバ１を製造する製造方法を説明したため、コア被覆ロッド２の数を３つとし、充填用ガラスロッド４の数も３つとした。しかし、マルチコアファイバのコアの数はこの限りでない。例えば、クラッドの中心に１つのコアが配置され、そのコアの周りに６つのコアが等間隔で配置される１−６コア配置のマルチコアファイバであっても良い。この場合、中心に１つのコア被覆ロッド２が配置され、その周りに６つのコア被覆ロッド２が配置される。従って、外周側でコア被覆ロッド２同士が隣り合う場所は６カ所とされる。このような場合には、充填用ガラスロッドも６つ用意して、外周側で互いに隣り合うそれぞれのコア被覆ロッド２と接するように６カ所に配置することが好ましい。

また、充填用ガラスロッド４の軟化温度をクラッドガラス層２０Ｒの軟化温度よりも低くするために添加するドーパントは、フッ素に限定されない。例えば、ドーパントとして、ゲルマニウム（Ｇｅ），塩素（Ｃｌ），ホウ素（Ｂ），リン（Ｐ）等を挙げることができる。

以上説明したように、本発明によれば、不要な隙間が形成されることを抑制することができるマルチコアファイバ用母材の製造方法及びマルチコアファイバの製造方法が提供され、光通信等の産業において利用することができる。

１・・・マルチコアファイバ
１Ｐ・・・マルチコアファイバ用母材
２・・・コア被覆ロッド
３・・・スート
４・・・充填用ガラスロッド
５・・・第２の充填用ガラスロッド
１０・・・コア
１０Ｐ・・・母材コア部
１０Ｒ・・・コアロッド
２０・・・クラッド
２０Ｐ・・・母材クラッド部
２０Ｒ・・・クラッドガラス層
５１・・・結束バンド
５２・・・ダミーガラスロッド
５３・・・酸水素バーナ

Claims (8)

1. コアとなるコアロッドの外周面がクラッドの一部となるクラッドガラス層で被覆された複数のコア被覆ロッド及び前記コア被覆ロッドよりも小径の充填用ガラスロッドを含む複数のガラスロッドを束ねるバンドル工程と、
   束ねられた前記複数のガラスロッドの外周面に前記クラッドの他の一部となるスートを堆積する外付工程と、
   前記スートが堆積した前記複数のガラスロッドを加熱して前記スートと前記ガラスロッドとを一体のガラス体とする焼結工程と、
   を備え、
   前記バンドル工程において、少なくとも２つの前記コア被覆ロッドが互いに隣り合って前記スートと接触する位置に配置されると共に、前記充填用ガラスロッドが前記スートと接触するように互いに隣り合う前記コア被覆ロッドと接して配置される
   ことを特徴とするマルチコアファイバ用母材の製造方法。
2. 前記充填用ガラスロッドの軟化温度は、前記充填用ガラスロッドと接する前記コア被覆ロッドの前記クラッドガラス層の軟化温度よりも低い
   ことを特徴とする請求項１に記載のマルチコアファイバ用母材の製造方法。
3. 前記充填用ガラスロッドと接する前記コア被覆ロッドの前記クラッドガラス層は純粋なシリカガラスから成り、
   前記充填用ガラスロッドはフッ素が添加されたシリカガラスから成る
   ことを特徴とする請求項２に記載のマルチコアファイバ用母材の製造方法。
4. 前記バンドル工程において、それぞれの前記ガラスロッドの一方の端部がダミーガラスロッドに固定されると共にそれぞれの前記ガラスロッドの他方の端部が他のダミーガラスロッドに固定されることで、前記複数のガラスロッドが束ねられた状態を維持する
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のマルチコアファイバ用母材の製造方法。
5. 前記複数のガラスロッドは、前記一方の端部及び前記他方の端部において互いに離間している
   ことを特徴とする請求項４に記載のマルチコアファイバ用母材の製造方法。
6. 前記複数のコア被覆ロッドは、前記一方の端部及び前記他方の端部において、径が細くなるように加工されている
   ことを特徴とする請求項５に記載のマルチコアファイバ用母材の製造方法。
7. 前記充填用ガラスロッドは、前記一方の端部及び前記他方の端部において、径が細くなるように加工されている
   ことを特徴とする請求項６に記載のマルチコアファイバ用母材の製造方法。
8. 請求項１から７のいずれか１項に記載のマルチコアファイバ用母材の製造方法により製造されるマルチコアファイバ用母材を線引きする線引工程を備える
   ことを特徴とするマルチコアファイバの製造方法。

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