JP2016216314A - 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

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 Download PDF

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Abstract

【課題】 クラックが生じ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】 マルチコアファイバ用母材１Ｐの製造方法は、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を含む複数のガラスロッドを束ねるバンドル工程Ｐ１と、束ねられたそれぞれのガラスロッドの端部をダミーガラスロッド５に固定する固定工程Ｐ２と、端部がダミーガラスロッド５に固定された複数のガラスロッドの外周面にクラッド２０の他の一部となるスート６を堆積する外付工程Ｐ３と、を備える。そして、少なくとも一組の互いに隣り合うガラスロッドは、ダミーガラスロッド５に固定される端部において互いに離間する。【選択図】 図５

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の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。
特開平０９− ９０１４３号公報 特開平０９− ５５４１号公報
上記特許文献２に記載のマルチコアファイバ用母材の製造方法のように、複数のコア被覆ロッドを束ねた後にＶＡＤ法によりスートを堆積する場合、束ねた複数のコア被覆ロッドの結束状態を維持するために、複数のコア被覆ロッドをダミーロッドに溶着する場合がある。この場合、それぞれのコア被覆ロッドの一方の端部が一つのダミーロッドに溶着される。また、それぞれのコア被覆ロッドの他方の端部もダミーロッドに溶着される場合には、一方の端部に溶着されるダミーロッドに加えて他のダミーロッドが準備され、当該他方の端部は他のダミーロッドに溶着される。
しかし、束ねた状態のコア被覆ロッドをダミーロッドに溶着すると、コア被覆ロッドの端部近傍において、コア被覆ロッドの側面同士が僅かに溶着される傾向にある。このようにコア被覆ロッドの側面同士が僅かに溶着されると、小さな外力が加わる場合でも、コア被覆ロッドの側面における溶着部位にクラックが入り易い。このクラックは大きなクラックが生じる要因となりかねない。
そこで、本発明は、クラックが生じ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。
上記課題を解決するため、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、束ねられたそれぞれの前記ガラスロッドの端部をダミーガラスロッドに固定する固定工程と、前記端部が前記ダミーガラスロッドに固定さ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、を備える。そして、少なくとも一組の互いに隣り合う前記ガラスロッドは、前記ダミーガラスロッドに固定される前記端部において互いに離間する。
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、互いに端部が離間しているガラスロッド同士は、ダミーガラスロッドに端部が溶着により固定される場合であっても、それぞれのガラスロッド同士の溶着が防止される。従って、ガラスロッド同士の溶着部位にクラックが生じることを防止することができる。このため本発明のマルチコアファイバ用母材の製造方法によれば、クラックが生じることを抑制することができる。
また、少なくとも一組の互いに隣り合う前記ガラスロッドは、一方の端部から他方の端部に渡って互いに離間することが好ましい。
このような構成の場合、少なくとも一組の互いに隣り合うガラスロッドの外周面が全体的に互いに離間していることとなる。従って、外付工程において、スートがガラスロッド間に入り込むことができる。このためガラスロッドに囲まれる空間にスートを入れ込むことができ、クラッド内に不要な空間が形成されることを抑制することができる。
さらに、前記バンドル工程において、一方の端部から他方の端部に渡って互いに離間する前記ガラスロッドはスペーサを介して互いに束ねられ、前記スペーサは前記固定工程後に除去されることが好ましい。
このようにスペーサを介してガラスロッドを束ねる場合、スペーサ厚を調整することで、ガラスロッド同士の間隔を正確に調整することができる。従って、コア間距離や、ガラスロッド間から入り込むスートの量を容易に調整することができる。
或いは、互いに隣り合い前記ダミーガラスロッドに固定される前記端部が互いに離間する少なくとも一組の前記ガラスロッドの少なくとも一方は、前記端部の径が他の部位の径よりも細くなるように加工されていることが好ましい。
この場合、互いに隣り合うガラスロッドの外周面同士を接するように束ねることができる。このように束ねる場合であっても、ダミーガラスロッドに固定される端部においては、それぞれのガラスロッドが離間する。
また、本発明のマルチコアファイバの製造方法は、上記の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、マルチコアファイバ用母材にクラックが入ることが抑制されるため、線引工程において断線等が生じることを抑制することができる。
以上のように、本発明によれば、クラックが生じ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。
本発明の第１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の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。 バンドル工程において、コア被覆ロッドがスペーサを介して配置された様子を示す図である。 バンドル工程において、コア被覆ロッドが結束された様子を示す図である。 固定工程において、コア被覆ロッド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。 固定工程後にダミーガラスロッドが固定されたコア被覆ロッドから結束バンド及びスペーサが外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。 第２実施形態のバンドル工程において、コア被覆ロッドがスペーサを介して配置された様子を示す図である。 第３実施形態のバンドル工程において、コア被覆ロッドが結束された様子を示す図である。 第３実施形態の固定工程において、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。
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１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は何らドーパントが添加されない純粋なシリカガラスやフッ素等の屈折率が低くなるドーパントが添加されたシリカガラスから成る。或いは、コア１０が何らドーパントが添加されない純粋なシリカガラスから成り、クラッド２０がフッ素等の屈折率が低くなるドーパントが添加されたシリカガラスから成るものとされても良い。
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、固定工程Ｐ２、外付工程Ｐ３、焼結工程Ｐ４、線引工程Ｐ５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を複数のガラスロッドとして準備する。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。
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はクラッド２０と同じ材料から構成される。
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、本実施形態では、図３に示すように、コア被覆ロッド２をスペーサ３を介して配置する。すなわち、互いに隣り合うコア被覆ロッド２を互いに離間して配置する。本実施形態のスペーサ３は、断面の形状が概ね三角形とされ少なくとも２つの側面がコア被覆ロッド２の外周面と面接触できるように凹状に形成されている。それぞれのコア被覆ロッド２を配置する際、それぞれのコア被覆ロッド２の外周面がスペーサ３の凹状の側面に接するようにする。スペーサ３は、樹脂、金属、シリカガラス等から成る。耐熱性が高く、コア被覆ロッド２のクラッドガラス層２０Ｒに不純物が付着することを抑制できる観点から、スペーサ３がシリカガラスから成ることが好ましい。また、コア被覆ロッド２の外周面に傷がつくことを抑制できる観点ではスペーサ３が樹脂製であることが好ましく、耐熱性が高い観点ではスペーサ３が金属製であることが好ましい。
次に、スペーサ３を介して互いに隣り合うように配置されたそれぞれのコア被覆ロッド２を結束バンド４により結束する。結束バンド４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、耐熱性が高い観点では金属製であることが好ましい。こうして、図４に示すようにそれぞれのコア被覆ロッド２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をスペーサを介して配置する際、コア被覆ロッド２に囲まれる位置に充填用ガラスロッドを配置しても良い。ただし、この場合、充填用ガラスロッドとコア被覆ロッド２とが互いに離間することが好ましい。また、この充填用ガラスロッドはクラッドガラス層２０Ｒと同様の材料から成ることが好ましい。
＜固定工程Ｐ２＞
次に結束されたそれぞれのコア被覆ロッド２の両端部にダミーガラスロッドを固定する。図５は、このようにそれぞれのコア被覆ロッド２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がスペーサ３を介して互いに隣り合いコア被覆ロッド２が結束バンド４で結束された状態で、それぞれのコア被覆ロッド２の一方の端部に１つのダミーガラスロッド５を固定する。次に、それぞれのコア被覆ロッド２の他方の端部に他の１つのダミーガラスロッド５を固定する。これらのダミーガラスロッド５の固定は溶着に行うことが、不純物がコア被覆ロッド２に付着することを抑制できる観点から好ましい。こうして、図５に示すようにコア被覆ロッド２にダミーガラスロッド５が固定された状態となる。
なお、ダミーガラスロッド５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ことが好ましい。この場合、ダミーガラスロッド５の表面を軟化させつつクラッドガラス層２０Ｒが軟化することを抑制することができる。従って、本実施形態と異なり一部のコア被覆ロッド２同士が端部において接する場合でも、コア被覆ロッド２が軟化することを抑制することで、互いに接するコア被覆ロッド２同士が溶着されることを抑制することができる。
このようにそれぞれのコア被覆ロッド２の両端にダミーガラスロッド５を固定することで、それぞれのコア被覆ロッド２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を結束していた結束バンド４を外す。さらに、それぞれのスペーサ３を抜き取ることで、スペーサ３を除去する。なお、スペーサ３が抜けない場合には、スペーサ３を破壊して除去しても良い。こうして、図６に示すように複数のコア被覆ロッド２が互いに離間した状態で、ダミーガラスロッド５に固定された状態となる。
＜外付工程Ｐ３＞
図７は外付工程Ｐ３の様子を示す図である。外付工程Ｐ３は、例えば、ＯＶＤ（Outside vapor deposition method）法により行い、複数のコア被覆ロッド２の外周面にクラッド２０の一部となるスート６を堆積する。
まず、それぞれのダミーガラスロッド５を不図示の旋盤のチャックに固定して、互いに離間する状態でダミーガラスロッド５に固定された複数のコア被覆ロッド２をダミーガラスロッド５の軸中心に回転させる。そして、図７に示すように複数のコア被覆ロッド２を回転させながら、クラッド２０となるスート６を堆積する。
堆積するスート６は、流量が制御されたキャリアガスにより、気化されたＳｉＣｌ４を酸水素バーナ５３の火炎中に導入してＳｉＣｌ４からＳｉＯ２（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の長手方向に複数回往復移動させながら、ＳｉＯ２のスート６をそれぞれのコア被覆ロッド２の外周面を被覆するように堆積する。このスート６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６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６を堆積する。また、スート６にドーパントが添加される場合には、気化されたＳｉＣｌ４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６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ＳｉＣｌ４と共に気化されたＳｉＦ４を酸水素バーナの火炎内に導入する。
こうして、スート６は、束ねられたそれぞれのコア被覆ロッド２における外側をむく外周面上に堆積される。また、このとき、スート６は、互いに離間するコア被覆ロッド２の隙間からコア被覆ロッド２で囲まれる空間内に侵入することができる。従って、本実施形態では、スート６は、コア被覆ロッド２における互いに対向する外周面上、すなわち束ねられたそれぞれのコア被覆ロッド２における内側をむく外周面上にも堆積する。
なお、堆積したスート６の軟化温度がコア被覆ロッド２のクラッドガラス層２０Ｒの軟化温度よりも高くなることがより好ましい。例えば、上記のように、クラッドガラス層２０Ｒがフッ素の添加されたシリカガラスから成る場合、スート６が純粋なシリカガラスやクラッドガラス層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６の軟化温度よりも低くなる。
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８に示すようにスート６が必要な量堆積された状態となる。
＜焼結工程Ｐ４＞
外付工程Ｐ３により図８に示すようにスート６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、アルゴン（Ａｒ）、ヘリウム（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により行われる。
次に焼結工程Ｐ４を行う。焼結工程Ｐ４は、炉内を減圧し、炉内の温度を更に上げてスート６が透明なガラス体となるまで行う。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。
このとき、上記のように、堆積したスート６の軟化温度がコア被覆ロッド２のクラッドガラス層２０Ｒの軟化温度よりも高い場合、クラッドガラス層２０Ｒに接触しているスート６は粘性流動を起こしたクラッドガラス層２０Ｒに取り込まれる。次に、取り込まれたスート６よりも外周側に位置するスート６がクラッドガラス層２０Ｒ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６が次々にクラッドガラス層２０Ｒに取り込まれながらスート６が粘性流動を起こす。このため、スート６とクラッドガラス層２０Ｒとの間に隙間ができることが抑制されて、スート６とクラッドガラス層２０Ｒとが一体のガラス体となる。なお、堆積したスート６の軟化温度がコア被覆ロッド２のクラッドガラス層２０Ｒの軟化温度よりも高くない場合、クラッドガラス層２０Ｒとスート６の軟化する順番が上記と異なるが、スート６とクラッドガラス層２０Ｒとが一体のガラス体となる。
本工程においては、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９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、スート６が母材クラッド部２０Ｐの他の一部となる。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ＳｉＦ４，ＣＦ４，Ｃ２Ｆ６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６が粘性流動を起こす際にスート６内にフッ素が添加される傾向にあり、スート６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６の軟化温度がクラッドガラス層２０Ｒの軟化温度よりも高い場合には、スート６が粘性流動を起こすまでスート６内にフッ素が取り込まれづらく、スート６が粘性流動を起こすよりもクラッドガラス層２０Ｒ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６を取り込み易くすることができる。
＜線引工程Ｐ５＞
図１０は、線引工程Ｐ５の様子を示す図である。まず、本工程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、互いに端部が離間しているコア被覆ロッド２同士は、ダミーガラスロッド５に端部が溶着により固定される場合であっても、それぞれのコア被覆ロッド２同士の溶着が防止される。従って、コア被覆ロッド２同士の溶着部位にクラックが生じることを防止することができる。このため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、クラックが生じることを抑制することができる。
また、本実施形態では、互いに隣り合うコア被覆ロッド２の外周面が全体的に互いに離間していることとなる。従って、外付工程Ｐ３において、スート６がコア被覆ロッド２間に入り込むことができる。このためクラッド２０内に不要な空間が形成されることを抑制することができる。
また、本実施形態では、バンドル工程Ｐ１において、一方の端部から他方の端部に渡って互いに離間するコア被覆ロッド２はスペーサ３を介して互いに束ねられ、スペーサ３は固定工程Ｐ２と外付工程Ｐ３との間に除去される。このようにスペーサ３を介してコア被覆ロッド２を束ねる場合、スペーサ厚を調整することで、コア被覆ロッド２同士の間隔を正確に調整することができる。従って、コア間距離や、コア被覆ロッド２間から入り込むスート６の量を容易に調整することができる。
本実施形態のマルチコアファイバ１の製造方法によれば、マルチコアファイバ用母材１Ｐにクラックが入ることが抑制されるため、線引工程Ｐ５において断線等が生じることを抑制することができる。
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図１１を参照して詳細に説明する。なお、第１実施形態と同一又は同等の構成要素については、同一の参照符号を付して特に説明する場合を除き重複する説明は省略する。
なお、本実施形態で製造されるマルチコアファイバは、第１実施形態で製造されるマルチコアファイバ１と同様であり、また、本実施形態で製造されるマルチコアファイバ用母材は、第１実施形態で製造されるマルチコアファイバ用母材１Ｐと同様である。また、本実施形態におけるマルチコアファイバ１の製造方法は、第１実施形態と同様にして、バンドル工程Ｐ１、固定工程Ｐ２、外付工程Ｐ３、焼結工程Ｐ４、線引工程Ｐ５を主な工程として備える。
＜バンドル工程Ｐ１＞
図１１は、本実施形態のバンドル工程Ｐ１において、複数のガラスロッドがスペーサを介して配置された様子を示す図である。本実施形態では、複数のガラスロッドとして、第１実施形態の複数のコア被覆ロッド２と同様のコア被覆ロッド２を第１実施形態と同数準備すると共に、コア被覆ロッド２と同数の充填用ガラスロッド７を準備する。
本実施形態の充填用ガラスロッド７の直径は、コア被覆ロッド２の直径よりも小さくされる。また、充填用ガラスロッド７はクラッド２０の一部となる。従って、充填用ガラスロッド７はクラッドガラス層２０Ｒと同様の材料から成る。或いは、充填用ガラスロッド７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ても良い。この場合、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７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７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。
本工程では、準備された複数のコア被覆ロッド２及び充填用ガラスロッド７を束ねる位置に配置する。このとき、コア被覆ロッド２と充填用ガラスロッドとがスペーサ３を介して互いに隣り合うように配置する。本実施形態におけるスペーサ３は、円弧状の形状をしており、内側面がコア被覆ロッド２及び充填用ガラスロッド７と面接触するように形成されている。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７を図示しない結束バンドにより第１実施形態と同様にして結束する。こうして、コア被覆ロッド２を含む複数のガラスロッドが互いに離間した状態で束ねられる。
＜固定工程Ｐ２＞
次に固定工程Ｐ２を行う。本実施形態での固定工程Ｐ２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７を第１実施形態と同様のダミーガラスロッド５に固定する点において、第１実施形態の固定工程Ｐ２と異なる。
なお、本実施形態のダミーガラスロッド５の軟化温度は、コア被覆ロッド２のクラッドガラス層２０Ｒの軟化温度及び充填用ガラスロッド７の軟化温度よりも低いことが好ましい。この場合、ダミーガラスロッド５の表面を軟化させつつクラッドガラス層２０Ｒ及び充填用ガラスロッド７が軟化することを抑制することができる。また、本実施形態と異なり一部のガラスロッド同士が端部において接する場合でも、互いに接するガラスロッド同士が溶着されることを抑制することができる。
本実施形態では、固定工程Ｐ２が終了後、第１実施形態と同様にして、それぞれのガラスロッドを結束していた結束バンド４を外し、それぞれのスペーサ３を抜き取る。その後、第１実施形態と同様にして、外付工程Ｐ３、焼結工程Ｐ４を行いマルチコアファイバ用母材１Ｐを得る。さらに、第１実施形態と同様にして線引工程Ｐ５を行い、マルチコアファイバ１を得る。
本実施形態によれば、互いに隣り合う２つのコア被覆ロッド２に隣り合うように、コア被覆ロッド２よりも径の小さな充填用ガラスロッド７が配置される。従って、充填用ガラスロッド７の配置位置が全てスート６で埋められる場合よりも、焼結工程Ｐ４において、スート６が透明な一体のガラスとされる際に、スート６間の空間が潰れることによる変形を抑制することができる。
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について図１２、図１３を参照して詳細に説明する。なお、第１実施形態と同一又は同等の構成要素については、同一の参照符号を付して特に説明する場合を除き重複する説明は省略する。
なお、本実施形態で製造されるマルチコアファイバは、第１実施形態で製造されるマルチコアファイバ１と同様であり、また、本実施形態で製造されるマルチコアファイバ用母材は、第１実施形態で製造されるマルチコアファイバ用母材１Ｐと同様である。また、本実施形態におけるマルチコアファイバ１の製造方法は、第１実施形態と同様にして、バンドル工程Ｐ１、固定工程Ｐ２、外付工程Ｐ３、焼結工程Ｐ４、線引工程Ｐ５を主な工程として備える。
＜バンドル工程Ｐ１＞
図１２は、本実施形態におけるバンドル工程後の様子を示す図である。図１１に示すように、本実施形態では、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、第１実施形態のコア被覆ロッド２と異なる。
このようにコア被覆ロッド２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と同様の形状のコア被覆ロッド２を準備する。そして、準備したコア被覆ロッド２を束ねる前に、コア被覆ロッド２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と同様の形状のコア被覆ロッド２を準備し、準備したコア被覆ロッド２を束ねる前に、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ても良い。或いは、図３に示すコア被覆ロッド２と同様の形状のコア被覆ロッド２を準備し、準備したコア被覆ロッド２を束ねる前に、コア被覆ロッド２の両端を延伸加工してテーパ部２Ｔを形成しても良い。
また、本実施形態では、バンドル工程Ｐ１において、互いに隣り合うコア被覆ロッドの外周面同士が接触するように複数のコア被覆ロッド２を束ねる。従って、本実施形態では、スペーサ３を用いずにそれぞれのコア被覆ロッド２を配置して、その後、結束バンド４で複数のコア被覆ロッド２を結束する。このようにコア被覆ロッド２の両端部が先細りにテーパ状とされることで、複数のコア被覆ロッド２は外周面が互いに接触する状態で束ねられる場合であっても、一方の端部及び他方の端部においてそれぞれのコア被覆ロッド２は互いに離間する。
＜固定工程Ｐ２＞
図１３は、本実施形態においてダミーガラスロッド５が固定された様子を示す図である。図１３に示すように、図１２に示すそれぞれのコア被覆ロッド２の一方の端部及び他方の端部にダミーガラスロッド５に固定する。この固定は、第１実施形態の固定工程Ｐ２と同様に行えば良い。本実施形態では、固定を溶着により行う場合であっても、それぞれのコア被覆ロッド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コア被覆ロッド２同士が溶着されることを防止することができる。
本実施形態では、固定工程Ｐ２が終了後、第１実施形態と同様にして外付工程Ｐ３、焼結工程Ｐ４を行いマルチコアファイバ用母材１Ｐを得る。さらに、第１実施形態と同様にして線引工程Ｐ５を行い、マルチコアファイバ１を得る。
本実施形態によれば、互いに隣り合うコア被覆ロッド２の外周面同士を接するように束ねる場合であっても、ダミーガラスロッド５に固定される端部においては、それぞれコア被覆ロッド２が離間する。従って、互いに隣り合うコア被覆ロッド２の外周面同士を接するように束ねる場合であっても、それぞれのコア被覆ロッド２同士の溶着が防止され、このためマルチコアファイバ用母材１Ｐにクラックが生じることを抑制することができる。
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、第２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７の端部を第３実施形態のコア被覆ロッド２のようにテーパ状にして、互いに隣り合うガラスロッドの外周面同士を第３実施形態のように接するようにして結束しても良い。この場合であっても、ダミーガラスロッド５に固定される端部においては、それぞれのガラスロッドの外周面同士が離間する。従って、マルチコアファイバ用母材１Ｐにクラックが生じることを抑制することができる。
また、クラッドガラス層２０Ｒの軟化温度と充填用ガラスロッド７の軟化温度とスート６の軟化温度との関係は適宜変更することができる。同様に、クラッドガラス層２０Ｒの軟化温度と充填用ガラスロッド７の軟化温度とダミーガラスロッド５の軟化温度との関係も適宜変更することができる。
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７を含む複数のガラスロッドを束ねた際に結束バンド４を用いたが、他の方法により束ねても良い。
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、第２実施形態における充填用ガラスロッド７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。
以上説明したように、本発明によれば、クラックが生じ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・・・スペーサ
４・・・結束バンド
５・・・ダミーガラスロッド
６・・・スート
７・・・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

Claims (5)

  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、
    束ねられたそれぞれの前記ガラスロッドの端部をダミーガラスロッドに固定する固定工程と、
    前記端部が前記ダミーガラスロッドに固定さ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、
    を備え、
    少なくとも一組の互いに隣り合う前記ガラスロッドは、前記ダミーガラスロッドに固定された前記端部において互いに離間する
    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. 少なくとも一組の互いに隣り合う前記ガラスロッドは、一方の端部から他方の端部に渡って互いに離間する
    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. 前記バンドル工程において、一方の端部から他方の端部に渡って互いに離間する前記ガラスロッドはスペーサを介して互いに束ねられ、
    前記スペーサは前記固定工程後に除去される
    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. 互いに隣り合い前記ダミーガラスロッドに固定される前記端部が互いに離間する少なくとも一組の前記ガラスロッドの少なくとも一方は、前記端部の径が他の部位の径よりも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１に記載のマルチコアファイバ用母材の製造方法。
  5. 請求項１から４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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