JP2019038706A - マルチコア光ファイバ母材の製造方法、及び、マルチコア光ファイバの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 マルチコア光ファイバのそれぞれのコアの配置精度が向上され得るマルチコア光ファイバ母材の製造方法、及び、マルチコア光ファイバの製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】 クラッド母材２０Ｒの中心軸の周りにコアロッド１０Ｒを挿入するためのコアロッド挿入孔１０Ｈを複数形成する第１穿孔工程Ｐ１と、クラッド母材の長手方向に垂直な断面において、クラッド母材の中心から延びてそれぞれのコアロッド挿入孔の中心を通る半直線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３を引く場合に、互いに隣り合う半直線によって形成される角のうち最大角θｍａｘを形成する２つの半直線によって挟まれる領域に、マーカロッド１５Ｒを挿入するためのマーカロッド挿入孔１５Ｈを形成する第２穿孔工程Ｐ３と、コアロッド及びマーカロッドをクラッド母材に挿入するロッド挿入工程Ｐ４と、クラッド母材、コアロッド及びマーカロッドを一体化させる一体化工程Ｐ５と、を備える。【選択図】 図５
Description
本発明は、マルチコア光ファイバ母材の製造方法、及び、マルチコア光ファイバの製造方法に関する。
近年、光ファイバ通信システムの普及に伴い、光ファイバによって伝送される情報量が飛躍的に増大している。このような背景から、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光ファイバが用いられている。マルチコア光ファイバは複数のコアのそれぞれを伝搬する光により複数の信号を伝送させることができるので、１つの光ファイバ当たりの伝送容量が増大される。
マルチコア光ファイバ同士またはマルチコア光ファイバと他の光学素子との接続部における光の損失を低減する観点から、マルチコア光ファイバの各コアの配置精度を高めることが望まれる。マルチコア光ファイバの製造方法として、例えば、クラッドとなるクラッド母材に貫通孔を開けてコアとなるコアロッドを挿入し、これらを一体化させることでマルチコア光ファイバ母材を製造する孔開法がある。孔開法によりマルチコア光ファイバが製造される場合、クラッド母材に形成されるコアロッドを挿入するための孔の位置の精度、及びコアロッドを挿入するための孔の内周面とコアロッドの外周面との間の隙間の大きさ等が各コアの配置精度に影響を与える。
コアロッドを挿入するための孔の内周面とコアロッドの外周面との間の隙間が小さい程、クラッド母材とコアロッドとを一体化させるときにコアロッドが動き難くなる。このため、このようにして製造されたマルチコア光ファイバ母材を用いてマルチコア光ファイバを製造すると、コアの配置精度は高くなる。しかし、コアロッドを挿入するための孔の内周面とコアロッドの外周面との間の隙間が小さすぎると、コアロッドを孔に挿入することが難しくなる。そこで、下記特許文献１には、所定の条件を満たすことでコアロッドを挿入するための孔の内周面とコアロッドの外周面との間の隙間を確保しつつコアの配置精度を高められるマルチコア光ファイバ母材の製造方法が開示されている。具体的には、下記特許文献１に記載のマルチコア光ファイバ母材の製造方法では、マルチコア光ファイバ母材の中心軸に位置しないコア部の中心位置とマルチコア光ファイバ母材の中心軸との距離をｄ、当該コア部となるコアロッドの半径をｒ、当該コアロッドが挿入される孔の半径をＲ、当該孔の中心とマルチコア光ファイバ母材の中心軸との距離をＤとし、ｄ＜Ｄ≦ｄ＋Ｒ−ｒを満たすことを条件とする。
ところで、マルチコア光ファイバ同士またはマルチコア光ファイバと他の光学素子とを接続する際に、マルチコア光ファイバのそれぞれのコアを識別するためにクラッドにマーカが配置されることがある。例えば、下記特許文献２に記載のマルチコア光ファイバは、対称性を有するように配置される複数のコアと、マーカと、これらのコア及びマーカを囲うクラッドと、を備える。当該マーカとの相対的位置によって、マルチコア光ファイバのそれぞれのコアを識別することができる。
上記特許文献１に開示されている方法によれば、コアロッドを挿入するための孔の内周面とコアロッドの外周面との間の隙間の大きさによる各コアの配置精度の悪化が抑制される。また、コアロッドを挿入するための孔が形成される位置の精度による各コアの配置精度の悪化は、当該孔を開けた後に当該孔の位置を測定して当該孔の形成位置の精度が高い母材を選択することによって抑制され得る。
しかし、上記特許文献２に開示されているようなマーカを配置する場合、クラッド母材、コアロッド、及びマーカとなるマーカロッドを一体化するときにコアロッドの位置がずれる場合がある。このようにコアロッドの位置がずれると、マルチコア光ファイバ母材において、コアロッドからなるコア部の位置が所望の位置からずれる傾向がある。その結果、このマルチコア光ファイバ母材を用いてマルチコア光ファイバを製造すると、マルチコア光ファイバのコアの位置が所望の位置からずれる傾向がある。
そこで、本発明は、マルチコア光ファイバのそれぞれのコアの配置精度が向上され得るマルチコア光ファイバ母材の製造方法、及び、マルチコア光ファイバの製造方法を提供することを目的とする。
上記課題を解決するための本発明のマルチコア光ファイバ母材の製造方法は、クラッドとなるクラッド母材の中心軸の周りに、コアとなるコアロッドを挿入するためのコアロッド挿入孔を複数形成する第１穿孔工程と、前記クラッド母材の長手方向に垂直な断面において、前記クラッド母材の中心から延びてそれぞれの前記コアロッド挿入孔の中心を通る半直線を引く場合に、互いに隣り合う前記半直線によって形成される角のうち最大角を形成する２つの前記半直線によって挟まれる領域に、マーカとなるマーカロッドを挿入するためのマーカロッド挿入孔を形成する第２穿孔工程と、前記コアロッド挿入孔に前記コアロッドを挿入し、前記マーカロッド挿入孔に前記マーカロッドを挿入するロッド挿入工程と、前記クラッド母材、前記コアロッド、及び前記マーカロッドを一体化させる一体化工程と、を備えることを特徴とする。
マルチコア光ファイバにおいて、それぞれのコア間のクロストークを抑制する等の観点から、マルチコア光ファイバの中心軸周りに配置されるコアは、ｎ回回転対称となる位置に配置されることが好ましい。なお、ｎは、マルチコア光ファイバの中心軸周りに配置されるコアの数である。よって、クラッド母材に形成されるコアロッド挿入孔は、ｎ回回転対称となる位置に形成されることが好ましい。このように形成されたコアロッド挿入孔にコアロッドを挿入してクラッド母材とコアロッドとを一体化させる際、コアロッド挿入孔の内周面とコアロッドの外周面との隙間が埋められるようにクラッド母材が収縮する。このクラッド母材の収縮に伴って、コアロッドが移動する。複数のコアロッド挿入孔が正確にｎ回回転対称となる位置に形成されると共にそれぞれのコアロッド挿入孔の内周面とコアロッドの外周面との隙間の大きさが一定である場合には、上記のようにコアロッドが移動した後にもコアロッドは等間隔に配置され得る。しかし、以下に説明するようにクラッド内にマーカを配置する場合は、コアロッドの位置がずれ易い傾向にある。クラッド母材にマーカロッド挿入孔が形成されて当該マーカロッド挿入孔にマーカロッドが挿入される場合、一体化工程では、マーカロッド挿入孔の内周面とマーカロッドの外周面との隙間が埋められるようにクラッド母材が収縮する。このとき、マーカロッド挿入孔を挟むように配置されるコアロッドは、それぞれマーカロッド挿入孔側に移動し易くなる。そのため、マーカロッド挿入孔を挟むように配置されるコアロッド同士の間隔が狭くなる。上記本発明のマルチコア光ファイバ母材の製造方法では、マーカロッド挿入孔は、上記最大角を形成する２つの半直線によって挟まれる領域に形成される。すなわち、マーカロッド挿入孔は、クラッド母材の中心軸の周りに形成される互いに隣り合うコアロッド挿入孔のうち互いに最も離れたコアロッド挿入孔同士の間に形成される。よって、一体化工程では、クラッド母材の中心軸の周りに配置される互いに隣り合うコアロッドのうち互いに最も離れた位置に配置されるコアロッド同士の間隔が狭くなる。そのため、クラッド母材の中心軸の周りに配置される複数のコアロッドの間隔が等間隔に近付き得る。このようにしてマルチコア光ファイバ母材を得る際にコアロッドの位置が修正され得るため、当該マルチコア光ファイバ母材から得られるマルチコア光ファイバのそれぞれのコアの配置精度が向上され得る。
また、前記第２穿孔工程より前に、それぞれの前記コアロッド挿入孔の位置を測定する測定工程を備えることが好ましい。
第２穿孔工程より前にコアロッド挿入孔の位置を測定することによって、第２穿孔工程においてマーカロッド挿入孔を形成すべき位置をより正確に把握し得る。
また、前記クラッド母材の中心軸の周りに少なくとも３つの前記コアロッド挿入孔が形成され、前記最大角を形成する２つの前記半直線のうち一方を第１半直線とすると共に他方を第２半直線とし、前記第１半直線と、前記第１半直線の前記第２半直線側とは反対側で前記第１半直線と互いに隣り合う他の前記半直線と、が成す角を第１角とし、前記第２半直線と、前記第２半直線の前記第１半直線側とは反対側で前記第２半直線と互いに隣り合う他の前記半直線と、が成す角を第２角とするとき、前記マーカロッド挿入孔は、前記最大角の二等分線よりも前記第１角及び前記第２角のうち小さい方に中心軸を寄せて形成されることが好ましい。
上記最大角の二等分線よりも第１角及び第２角のうち一方に寄せてマーカロッド挿入孔が形成される場合、マーカロッド挿入孔を挟む位置に配置されるコアロッドのうちマーカロッド挿入孔に近いコアロッドの方が、一体化工程においてマーカロッド挿入孔側に大きく移動し易い。このため、第１角及び第２角のうち小さい方に寄せてマーカロッド挿入孔が形成されることによって、第１角及び第２角のうち小さい方が、一体化工程において相対的に大きくなり得る。よって、クラッド母材の中心軸の周りに配置される複数のコアロッドの間隔がより等間隔に近付き得る。そのため、このようにしてマルチコア光ファイバ母材を得る際にコアロッドの位置がより適切に修正され易くなり、当該マルチコア光ファイバ母材から得られるマルチコア光ファイバのそれぞれのコアの配置精度がより向上され得る。
また、３６０度を前記クラッド母材の中心軸の周りに形成される前記コアロッド挿入孔の数で割った大きさと前記最大角の大きさとの差に基づいて、前記マーカロッド挿入孔の内周面と前記マーカロッドの外周面との隙間の大きさを定めることが好ましい。
３６０度をクラッド母材の中心軸の周りに形成されるコアロッド挿入孔の数で割った大きさと最大角の大きさとの差が大きい程、マーカロッド挿入孔を挟んで形成されるコアロッド挿入孔同士が離れていることを意味する。ところで、マーカロッド挿入孔の内周面とマーカロッドの外周面との隙間が大きい程、一体化工程においてその隙間を埋めるためにクラッド母材が大きく収縮するため、マーカロッド挿入孔を挟んで配置されるコアロッドは一体化工程において互いに近付き易くなる。よって、上記差が大きい程、マーカロッド挿入孔の内周面とマーカロッドの外周面との隙間が大きくされることによって、クラッド母材の中心軸の周りに配置される複数のコアロッドの間隔がより等間隔に近付き得る。そのため、このようにしてマルチコア光ファイバ母材を得る際にコアロッドの位置がより適切に修正され易くなり、当該マルチコア光ファイバ母材から得られるマルチコア光ファイバのそれぞれのコアの配置精度がより向上され得る。
また、前記マーカロッドの外径の大きさを調整することによって前記マーカロッド挿入孔の内周面と前記マーカロッドの外周面との隙間の大きさを調整することが好ましい。
マーカロッドの外径の大きさが調整されることによって、マーカロッド挿入孔の内周面とマーカロッドの外周面との隙間の大きさが調整され得る。
また、前記マーカロッド挿入孔の内径の大きさを調整することによって前記マーカロッド挿入孔の内周面と前記マーカロッドの外周面との隙間の大きさを調整することも好ましい。
マーカロッド挿入孔の内径の大きさが調整されることによっても、マーカロッド挿入孔の内周面とマーカロッドの外周面との隙間の大きさが調整され得る。
また、上記課題を解決するための本発明のマルチコア光ファイバの製造方法は、上記本発明のマルチコア光ファイバ母材の製造方法により製造されるマルチコア光ファイバ母材を線引きする線引工程を備えることを特徴とする。
上記のように、上記本発明のマルチコア光ファイバ母材の製造方法によれば、一体化工程においてコアロッドの配置が修正され得る。よって、当該マルチコア光ファイバ母材を線引きすることによって、マルチコア光ファイバのそれぞれのコアの配置精度が向上され得る。
また、上記課題を解決するための本発明のマルチコア光ファイバの製造方法は、クラッドとなるクラッド母材の中心軸の周りに、コアとなるコアロッドを挿入するためのコアロッド挿入孔を複数形成する第１穿孔工程と、前記クラッド母材の長手方向に垂直な断面において、前記クラッド母材の中心から延びてそれぞれの前記コアロッド挿入孔の中心を通る半直線を引く場合に、互いに隣り合う前記半直線によって形成される角のうち最大角を形成する２つの前記半直線によって挟まれる領域に、マーカとなるマーカロッドを挿入するためのマーカロッド挿入孔を形成する第２穿孔工程と、前記コアロッド挿入孔に前記コアロッドを挿入し、前記マーカロッド挿入孔に前記マーカロッドを挿入するロッド挿入工程と、前記クラッド母材、前記コアロッド、及び前記マーカロッドを一体化させつつ線引きする線引工程と、を備えることを特徴とする。
クラッド内にマーカを配置する場合、上記のようにマーカロッド挿入孔を挟むように配置されるコアロッド同士の間隔が狭くなり、コアロッドの位置がずれ易い傾向にある。上記本発明のマルチコア光ファイバの製造方法では、マーカロッド挿入孔は、クラッド母材の中心軸の周りに形成される互いに隣り合うコアロッド挿入孔のうち互いに最も離れたコアロッド挿入孔同士の間に形成される。よって、クラッド母材、コアロッド、及びマーカロッドを一体化させつつ線引きする線引工程では、クラッド母材の中心軸の周りに配置される互いに隣り合うコアロッドのうち互いに最も離れた位置に配置されるコアロッド同士の間隔が狭くなる。そのため、クラッド母材の中心軸の周りに配置される複数のコアロッドの間隔が等間隔に近付き得る。このようにしてマルチコア光ファイバを得る際にコアロッドの位置が修正され得るため、それぞれのコアの配置精度が向上され得る。
以上のように、本発明によれば、マルチコア光ファイバのそれぞれのコアの配置精度が向上され得るマルチコア光ファイバ母材の製造方法、及び、マルチコア光ファイバの製造方法が提供される。
以下、本発明に係るマルチコア光ファイバ母材の製造方法、及び、マルチコア光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光ファイバの長手方向に垂直な断面を示す図である。本実施形態のマルチコア光ファイバ１は、４つのコア１０、マーカ１５、４つのコア１０及びマーカ１５の外周面を隙間なく囲むクラッド２０、クラッド２０の外周面を被覆する内側被覆層３１、内側被覆層３１の外周面を被覆する外側被覆層３２を備える。
本実施形態のマルチコア光ファイバ１では、１つのコア１０はマルチコア光ファイバ１の中心軸に沿って配置され、残り３つのコア１０はマルチコア光ファイバ１の中心軸の周りに配置される。それぞれのコア１０は所定の間隔を有して配置されている。本実施形態のマルチコア光ファイバ１では、マルチコア光ファイバ１の中心軸の周りに配置される３つのコア１０は、マルチコア光ファイバ１の長手方向に垂直な断面において、マルチコア光ファイバ１の中心を中心として概ね３回回転対称となるように配置されている。すなわち、マルチコア光ファイバ１の長手方向に垂直な断面において、マルチコア光ファイバ１の中心の周りに配置される３つのコア１０は、当該中心から概ね互いに等距離に配置される。換言すれば、マルチコア光ファイバ１の長手方向に垂直な断面において、マルチコア光ファイバ１の中心の周りに配置される３つのコア１０は、当該中心を重心とする正三角形の各頂点と概ね重なる位置に配置される。また、マルチコア光ファイバ１の長手方向に垂直な断面において、マルチコア光ファイバ１の中心から当該中心の周りに配置される３つのコア１０の中心を通る３本の半直線を引くと、これらの半直線のうち互いに隣り合う半直線が成す角は、それぞれ概ね１２０度となる。このようなコア１０の直径は、例えば４μｍ以上１０μｍ以下とされる。
マーカ１５は、後述するように所定の２つのコア１０の間に配置される。また、クラッド２０は、マルチコア光ファイバ１に備えられる全てのコア１０及びマーカ１５の外周面を隙間なく囲む。クラッド２０の直径は、例えば、１２５μｍ以上２３０μｍ以下とされる。
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０．２％以上２．０％以下とされる。このようなコア１０は、例えば、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、例えば、ドーパントが添加されていないシリカガラスから成る。また、コア１０が何らドーパントが添加されていない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構成とされてもよい。マーカ１５は、クラッド２０とは屈折率が異なるシリカガラスによって構成される。マーカ１５の屈折率は、クラッド２０の屈折率より高くてもよく低くてもよい。
内側被覆層３１及び外側被覆層３２はそれぞれ紫外線硬化性樹脂等の樹脂から成り、内側被覆層３１及び外側被覆層３２は互いに異なる樹脂から成る。
図２は、図１に示すマルチコア光ファイバ１の製造に用いられるマルチコア光ファイバ母材の長手方向に垂直な断面の様子を示す図である。図２に示すマルチコア光ファイバ母材１Ｐは略円柱状の形状をしている。また、マルチコア光ファイバ母材１Ｐは、それぞれのコア１０となるコア部１０Ｐ、マーカ１５となるマーカ部１５Ｐ、及び、クラッド２０となるクラッド部２０Ｐを備える。コア部１０Ｐはコア１０と同じ材料から構成され、マーカ部１５Ｐはマーカ１５と同じ材料から構成され、クラッド部２０Ｐはクラッド２０と同じ材料から構成される。また、マルチコア光ファイバ母材１Ｐの長手方向に垂直な断面の形状は、内側被覆層３１及び外側被覆層３２を除くマルチコア光ファイバ１の長手方向に垂直な断面の形状に対して概ね相似形とされる。このようなマルチコア光ファイバ母材１Ｐが後述するように線引きされ、線引きされた光ファイバ素線の外周面に内側被覆層３１及び外側被覆層３２が被覆され、図１に示すマルチコア光ファイバ１が得られる。
次に、図２に示すマルチコア光ファイバ母材１Ｐの製造方法、及び、該マルチコア光ファイバ母材１Ｐを用いた図１に示すマルチコア光ファイバ１の製造方法について説明する。
図３は、マルチコア光ファイバ母材１Ｐの製造方法、及び、マルチコア光ファイバ１の製造方法の工程を示すフローチャートである。図３に示すように、マルチコア光ファイバ母材１Ｐの製造方法は、第１穿孔工程Ｐ１、測定工程Ｐ２、第２穿孔工程Ｐ３、ロッド挿入工程Ｐ４、及び一体化工程Ｐ５を備える。そして、マルチコア光ファイバ１の製造方法は、上記のそれぞれの工程を経て製造されるマルチコア光ファイバ母材１Ｐを線引きする線引工程Ｐ６を更に備える。以下、これらの各工程について詳細に説明する。
＜第１穿孔工程Ｐ１＞
図４は、本工程後のクラッド母材の長手方向に垂直な断面を示す図である。本工程は、クラッド２０となるクラッド母材２０Ｒを準備し、コア１０となるコアロッドを後述するロッド挿入工程Ｐ４で挿入するためのコアロッド挿入孔１０Ｈを複数形成する工程である。クラッド母材２０Ｒは円柱状のガラスロッドである。本実施形態では、クラッド母材２０Ｒの中心軸に沿って１つのコアロッド挿入孔１０Ｈが形成され、クラッド母材２０Ｒの中心軸の周りに３つのコアロッド挿入孔１０Ｈが形成さる。それぞれのコアロッド挿入孔１０Ｈはクラッド母材２０Ｒを長手方向に貫通する貫通孔とされ、それぞれコアロッド挿入孔１０Ｈの直径は、そこに挿入されるコアロッドの外径より大きくされる。
図４は、本工程後のクラッド母材の長手方向に垂直な断面を示す図である。本工程は、クラッド２０となるクラッド母材２０Ｒを準備し、コア１０となるコアロッドを後述するロッド挿入工程Ｐ４で挿入するためのコアロッド挿入孔１０Ｈを複数形成する工程である。クラッド母材２０Ｒは円柱状のガラスロッドである。本実施形態では、クラッド母材２０Ｒの中心軸に沿って１つのコアロッド挿入孔１０Ｈが形成され、クラッド母材２０Ｒの中心軸の周りに３つのコアロッド挿入孔１０Ｈが形成さる。それぞれのコアロッド挿入孔１０Ｈはクラッド母材２０Ｒを長手方向に貫通する貫通孔とされ、それぞれコアロッド挿入孔１０Ｈの直径は、そこに挿入されるコアロッドの外径より大きくされる。
それぞれのコアロッド挿入孔１０Ｈを形成する方法としては、特に限定されないが、例えばドリルを使った機械加工が挙げられる。なお、コアロッド挿入孔１０Ｈの内周面はコアロッドの外周面と接する部分であり、平滑化されていることが好ましい。コアロッド挿入孔１０Ｈの内周面が平滑化されることによって、後述するロッド挿入工程Ｐ４において、コアロッドの外周面に傷がつくことや、後述する一体化工程Ｐ５においてコアロッドの外周面とコアロッド挿入孔１０Ｈの内周面との間に不要な空間が形成されること等が抑制され得る。上記のようにコアロッド挿入孔１０Ｈの内周面を平滑化する観点からは、例えば、機械加工によってコアロッド挿入孔１０Ｈを穿孔した後にコアロッド挿入孔１０Ｈの内周面をエッチング加工によって平滑化してもよい。
上記エッチング加工としては、気相による方法が挙げられる。気相でエッチング加工する場合、例えばＳＦ６を用いることができる。エッチングガスとして知られているＳＦ６は、それ自体ではエッチング作用を示さず、熱分解、プラズマ等によってエッチング作用を持つ活性ガス種とされることによって、エッチングに用いられる。すわなち、コアロッド挿入孔１０ＨにＳＦ６を流通させて加熱を行う等してＳＦ６を活性化させることによって、エッチング加工が施される。このようなエッチング加工により、コアロッド挿入孔１０Ｈの内周面の小さな凹凸を除去したり、コアロッド挿入孔１０Ｈの内周面から水酸基等の不純物を除去したりすることができる。上記エッチング加工に用いるエッチングガスとしては、例えば、ＳＦ６の他にＣＦ４、Ｃ２Ｆ６、ＳｉＦ４などのフッ化物ガスなどが挙げられる。
＜測定工程Ｐ２＞
本工程は、上記第１穿孔工程Ｐ１の後、後述する第２穿孔工程Ｐ３より前に、それぞれのコアロッド挿入孔１０Ｈの位置を測定する工程である。コアロッド挿入孔１０Ｈの位置は、例えば、３次元測定器等によって測定され得る。第１穿孔工程Ｐ１において設計通りにコアロッド挿入孔１０Ｈが形成されていない場合であっても、測定工程Ｐ２によってコアロッド挿入孔１０Ｈの形成位置を把握し得る。
本工程は、上記第１穿孔工程Ｐ１の後、後述する第２穿孔工程Ｐ３より前に、それぞれのコアロッド挿入孔１０Ｈの位置を測定する工程である。コアロッド挿入孔１０Ｈの位置は、例えば、３次元測定器等によって測定され得る。第１穿孔工程Ｐ１において設計通りにコアロッド挿入孔１０Ｈが形成されていない場合であっても、測定工程Ｐ２によってコアロッド挿入孔１０Ｈの形成位置を把握し得る。
＜第２穿孔工程Ｐ３＞
本工程は、マーカ１５となるマーカロッドを後述するロッド挿入工程Ｐ４において挿入するためのマーカロッド挿入孔を形成する工程である。図５は、第２穿孔工程Ｐ３後のクラッド母材２０Ｒの長手方向に垂直な断面を示す図である。マーカロッド挿入孔１５Ｈの形成位置は、以下のようにして決められる。まず、クラッド母材２０Ｒの長手方向に垂直な断面において、クラッド母材２０Ｒの中心から延びてそれぞれのコアロッド挿入孔１０Ｈの中心を通る半直線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３を引く。そして、互いに隣り合う半直線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３によって形成される角のうち最大角θｍａｘを形成する２つの半直線Ｌ１，Ｌ２を決める。そして、これら２つの半直線Ｌ１，Ｌ２によって挟まれる領域に、マーカロッド挿入孔１５Ｈを形成する。本実施形態では、上記のように測定工程Ｐ２においてコアロッド挿入孔１０Ｈの位置が測定されるため、最大角θｍａｘを容易に求めることができる。なお、それぞれの半直線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３は仮想線であっても良い。
本工程は、マーカ１５となるマーカロッドを後述するロッド挿入工程Ｐ４において挿入するためのマーカロッド挿入孔を形成する工程である。図５は、第２穿孔工程Ｐ３後のクラッド母材２０Ｒの長手方向に垂直な断面を示す図である。マーカロッド挿入孔１５Ｈの形成位置は、以下のようにして決められる。まず、クラッド母材２０Ｒの長手方向に垂直な断面において、クラッド母材２０Ｒの中心から延びてそれぞれのコアロッド挿入孔１０Ｈの中心を通る半直線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３を引く。そして、互いに隣り合う半直線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３によって形成される角のうち最大角θｍａｘを形成する２つの半直線Ｌ１，Ｌ２を決める。そして、これら２つの半直線Ｌ１，Ｌ２によって挟まれる領域に、マーカロッド挿入孔１５Ｈを形成する。本実施形態では、上記のように測定工程Ｐ２においてコアロッド挿入孔１０Ｈの位置が測定されるため、最大角θｍａｘを容易に求めることができる。なお、それぞれの半直線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３は仮想線であっても良い。
また、本実施形態のようにクラッド母材２０Ｒの中心軸の周りに少なくとも３つのコアロッド挿入孔１０Ｈが形成される場合、最大角θｍａｘを形成する２つの半直線Ｌ１，Ｌ２のうち一方の半直線Ｌ１を第１半直線とすると共に他方を半直線Ｌ２を第２半直線とする。また、第１半直線である半直線Ｌ１と、半直線Ｌ１の第２半直線である半直線Ｌ２側とは反対側で半直線Ｌ１と互いに隣り合う他の半直線Ｌ３と、が成す角を第１角θ１とする。また、第２半直線である半直線Ｌ２と、半直線Ｌ２の第１半直線である半直線Ｌ１側とは反対側で半直線Ｌ２と互いに隣り合う他の半直線Ｌ３と、が成す角を第２角θ２とする。このとき、マーカロッド挿入孔１５Ｈは、最大角θｍａｘの二等分線ＬＢよりも第１角θ１及び第２角θ２のうち小さい方に中心軸を寄せて形成される。本実施形態の第２穿孔工程Ｐ３では、第１角θ１が第２角θ２より小さいため、マーカロッド挿入孔１５Ｈは二等分線ＬＢよりも第１角θ１側に形成される。
＜ロッド挿入工程Ｐ４＞
図６は、ロッド挿入工程Ｐ４後のクラッド母材２０Ｒの長手方向に垂直な断面を示す図である。本工程は、コアロッド挿入孔１０Ｈにコアロッド１０Ｒを挿入し、マーカロッド挿入孔１５Ｈにマーカロッド１５Ｒを挿入する工程である。本工程では、まず、コアロッド１０Ｒ及びマーカロッド１５Ｒを準備する。コアロッド１０Ｒは、円柱状のガラス体であり、上記コア１０を構成する材料からなる。ただし、コアロッド１０Ｒの外周面には、クラッド２０と同じ材料からなる不図示の被覆層が形成されていてもよい。また、マーカロッド１５Ｒは、円柱状のガラス体であり、上記マーカ１５を構成する材料からなる。ただし、マーカロッド１５Ｒの外周面には、クラッド２０と同じ材料からなる不図示の被覆層が形成されていてもよい。なお、コアロッド１０Ｒ及びマーカロッド１５Ｒは本工程までに準備されていれば良く、例えば第１穿孔工程Ｐ１や第２穿孔工程Ｐ３より前に準備されていてもよい。
図６は、ロッド挿入工程Ｐ４後のクラッド母材２０Ｒの長手方向に垂直な断面を示す図である。本工程は、コアロッド挿入孔１０Ｈにコアロッド１０Ｒを挿入し、マーカロッド挿入孔１５Ｈにマーカロッド１５Ｒを挿入する工程である。本工程では、まず、コアロッド１０Ｒ及びマーカロッド１５Ｒを準備する。コアロッド１０Ｒは、円柱状のガラス体であり、上記コア１０を構成する材料からなる。ただし、コアロッド１０Ｒの外周面には、クラッド２０と同じ材料からなる不図示の被覆層が形成されていてもよい。また、マーカロッド１５Ｒは、円柱状のガラス体であり、上記マーカ１５を構成する材料からなる。ただし、マーカロッド１５Ｒの外周面には、クラッド２０と同じ材料からなる不図示の被覆層が形成されていてもよい。なお、コアロッド１０Ｒ及びマーカロッド１５Ｒは本工程までに準備されていれば良く、例えば第１穿孔工程Ｐ１や第２穿孔工程Ｐ３より前に準備されていてもよい。
また、マーカロッド挿入孔１５Ｈの内周面とマーカロッド１５Ｒの外周面との隙間の大きさは、３６０度をクラッド母材２０Ｒの中心軸の周りに形成されるコアロッド挿入孔１０Ｈの数で割った大きさと最大角θｍａｘの大きさとの差に基づいて定められる。すなわち、本実施形態では、マーカロッド挿入孔１５Ｈの内周面とマーカロッド１５Ｒの外周面との隙間の大きさは、１２０度と最大角θｍａｘの大きさとの差に基づいて定められる。当該差が大きい程、マーカロッド挿入孔１５Ｈの内周面とマーカロッド１５Ｒの外周面との隙間が大きくされ、当該差が小さい程、マーカロッド挿入孔１５Ｈの内周面とマーカロッド１５Ｒの外周面との隙間が小さくされる。
マーカロッド挿入孔１５Ｈの内周面とマーカロッド１５Ｒの外周面との隙間の大きさは、マーカロッド１５Ｒの外径の大きさを調整することによって調整されてもよく、マーカロッド挿入孔１５Ｈの内径の大きさを調整することによって調整されてもよい。ただし、一般的にはマーカロッド１５Ｒの外径の大きさを調整する方がマーカロッド挿入孔１５Ｈの内径の大きさを調整するよりも容易である。マーカロッド１５Ｒの外径の大きさやマーカロッド挿入孔１５Ｈの内径の大きさは、例えば機械加工やエッチング加工によって調整することができる。
＜一体化工程Ｐ５＞
本工程は、クラッド母材２０Ｒ、コアロッド１０Ｒ、及びマーカロッド１５Ｒを一体化させる工程である。
本工程は、クラッド母材２０Ｒ、コアロッド１０Ｒ、及びマーカロッド１５Ｒを一体化させる工程である。
本工程では、まず、コアロッド挿入孔１０Ｈ及びマーカロッド挿入孔１５Ｈの一方の開口部を封止する。封止する方法としては、例えば、クラッド母材２０Ｒのうち一方の底面に板状の封止材を溶着し、当該封止材によって全てのコアロッド挿入孔１０Ｈ及びマーカロッド挿入孔１５Ｈの一方の開口部を覆う方法が挙げられる。この封止材には、例えば、ガラス板を用いることができる。
次に、それぞれのコアロッド挿入孔１０Ｈの内周面とそれぞれのコアロッド挿入孔１０Ｈに挿入されたコアロッド１０Ｒの外周面とを一体化させると共に、マーカロッド挿入孔１５Ｈの内周面とマーカロッド挿入孔１５Ｈに挿入されたマーカロッド１５Ｒの外周面とを一体化させる。例えば、コアロッド１０Ｒ及びマーカロッド１５Ｒが挿入されたクラッド母材２０Ｒを横型旋盤に設置し、クラッド母材２０Ｒを回転させながら加熱することによって、クラッド母材２０Ｒ、コアロッド１０Ｒ、及びマーカロッド１５Ｒを一体化させる。図７は、一体化工程Ｐ５の一部の様子を示す図であり、コアロッド１０Ｒ及びマーカロッド１５Ｒが挿入されたクラッド母材２０Ｒがセットされた状態の横型旋盤を示す図である。図７に示すように、横型旋盤５０は、クラッド母材２０Ｒの両端部をチャッキング可能な一対のチャッキング部５５ａ、５５ｂと、コアロッド挿入孔１０Ｈ及びマーカロッド挿入孔１５Ｈ内を真空引き可能な真空ポンプ５１と、クラッド母材２０Ｒの長手方向に移動可能とされてクラッド母材２０Ｒの外周面を加熱可能なバーナ５８と、を主な構成として備える。
本実施形態において、チャッキング部５５ａは、クラッド母材２０Ｒの一方の端部をチャッキングし、チャッキング部５５ｂは、クラッド母材２０Ｒの他方の端部をチャッキングし、チャッキング部５５ａ，５５ｂにより、クラッド母材２０Ｒが支持される。バーナ５８は、例えば、酸水素バーナとされ、上述のようにクラッド母材２０Ｒの長手方向に沿って移動可能に構成される。
本工程において、バーナ５８またはクラッド母材２０Ｒをクラッド母材２０Ｒの長手方向に沿って往復移動させることにより、クラッド母材２０Ｒを加熱する。この加熱により、クラッド母材２０Ｒに形成されたコアロッド挿入孔１０Ｈ及びマーカロッド挿入孔１５Ｈが縮径され、それぞれのコアロッド挿入孔１０Ｈの内周面とそれぞれのコアロッド１０Ｒの外周面とが一体化されると共に、マーカロッド挿入孔１５Ｈの内周面とマーカロッド１５Ｒの外周面とが一体化される。このようにそれぞれのコアロッド１０Ｒ及びマーカロッド１５Ｒがクラッド母材２０Ｒと一体化されることによって、それぞれのコアロッド１０Ｒの外周面とコアロッド挿入孔１０Ｈの内周面との間、及び、マーカロッド１５Ｒの外周面とマーカロッド挿入孔１５Ｈの内周面との間に不要な空間が形成されることが抑制され得る。そして、このとき、コアロッド１０Ｒ及びマーカロッド１５Ｒが上記被覆層を有する場合は、これらの被覆層はクラッド部２０Ｐの一部とされる。こうして、図２に示すマルチコア光ファイバ母材１Ｐが得られる。
また、本工程では上記加熱と同時に真空ポンプ５１によってコアロッド挿入孔１０Ｈ及びマーカロッド挿入孔１５Ｈ内を真空引きすることが好ましい。真空ポンプ５１はコアロッド挿入孔１０Ｈ及びマーカロッド挿入孔１５Ｈ内を真空引き可能なポンプであれば特に限定されない。真空ポンプ５１による真空引きに先立って、クラッド母材２０Ｒのうち上記封止材が溶着された側とは反対側の端部において、コアロッド挿入孔１０Ｈ及びマーカロッド挿入孔１５Ｈの開口部にガラス管５４が取り付けられる。このガラス管５４を介して真空ポンプ５１によって、それぞれのコアロッド１０Ｒの外周面とコアロッド挿入孔１０Ｈの内周面との間、及び、マーカロッド１５Ｒの外周面とマーカロッド挿入孔１５Ｈの内周面との間の空間を真空引きする。このように真空引きすることによって、それぞれのコアロッド１０Ｒの外周面とコアロッド挿入孔１０Ｈの内周面との間、及び、マーカロッド１５Ｒの外周面とマーカロッド挿入孔１５Ｈの内周面との間に空気が残留することが抑制され得る。なお、図７では簡略化して示しているが、ガラス管５４は全てのコアロッド挿入孔１０Ｈ及びマーカロッド挿入孔１５Ｈの開口部に取り付けられ、全てのコアロッド挿入孔１０Ｈ及びマーカロッド挿入孔１５Ｈがガラス管５４を介して真空ポンプ５１によって真空引きされる。
＜線引工程Ｐ６＞
図８は、線引工程Ｐ６の様子を示す図である。本工程では、まず、マルチコア光ファイバ母材１Ｐを紡糸炉１１０に設置する。そして、紡糸炉１１０の加熱部１１１を発熱させて、マルチコア光ファイバ母材１Ｐを加熱する。このときマルチコア光ファイバ母材１Ｐの下端は、例えば２０００℃に加熱され溶融状態となる。そして、マルチコア光ファイバ母材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、それぞれのコア部１０Ｐがそれぞれのコア１０となり、マーカ部１５Ｐがマーカ１５となり、クラッド部２０Ｐがクラッド２０となる。このようにして、複数のコア１０、マーカ１５、及びクラッド２０によって構成されるマルチコア光ファイバの素線が得られる。その後、このマルチコア光ファイバの素線は、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、マルチコア光ファイバの素線の温度は、例えば１３００℃程度であるが、冷却装置１２０を出る際には、例えば４０℃〜５０℃となる。
図８は、線引工程Ｐ６の様子を示す図である。本工程では、まず、マルチコア光ファイバ母材１Ｐを紡糸炉１１０に設置する。そして、紡糸炉１１０の加熱部１１１を発熱させて、マルチコア光ファイバ母材１Ｐを加熱する。このときマルチコア光ファイバ母材１Ｐの下端は、例えば２０００℃に加熱され溶融状態となる。そして、マルチコア光ファイバ母材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、それぞれのコア部１０Ｐがそれぞれのコア１０となり、マーカ部１５Ｐがマーカ１５となり、クラッド部２０Ｐがクラッド２０となる。このようにして、複数のコア１０、マーカ１５、及びクラッド２０によって構成されるマルチコア光ファイバの素線が得られる。その後、このマルチコア光ファイバの素線は、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、マルチコア光ファイバの素線の温度は、例えば１３００℃程度であるが、冷却装置１２０を出る際には、例えば４０℃〜５０℃となる。
次に、上記マルチコア光ファイバの素線は、内側被覆層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、当該マルチコア光ファイバの素線の外周面が紫外線硬化性樹脂で被覆される。更に紫外線照射装置１３２において当該紫外線硬化性樹脂に紫外線が照射されることで当該紫外線硬化性樹脂が硬化し、内側被覆層３１が形成される。次に、内側被覆層３１で被覆されたマルチコア光ファイバの素線が外側被覆層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、内側被覆層３１の外周面が紫外線硬化性樹脂で被覆される。更に紫外線照射装置１３４において当該紫外線硬化性樹脂に紫外線が照射されることで当該紫外線硬化性樹脂が硬化し、外側被覆層３２が形成される。このようにして、図１に示すマルチコア光ファイバ１が製造される。
そして、マルチコア光ファイバ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。
こうして製造されるマルチコア光ファイバ１において、それぞれのコア１０間のクロストークを抑制する等の観点から、マルチコア光ファイバ１の中心軸周りに配置されるコア１０は、３回回転対称となる位置に配置されることが好ましい。よって、第１穿孔工程Ｐ１においてクラッド母材２０Ｒに形成されるコアロッド挿入孔１０Ｈは、３回回転対称となる位置に形成されることが好ましい。このようにクラッド母材２０Ｒに形成された複数のコアロッド挿入孔１０Ｈのそれぞれにコアロッド１０Ｒを挿入して一体化工程Ｐ５を行うと、コアロッド挿入孔１０Ｈの内周面とコアロッド１０Ｒの外周面との隙間が埋められるようにクラッド母材２０Ｒが収縮する。クラッド母材２０Ｒに収縮に伴ってコアロッド１０Ｒが移動する。クラッド母材２０Ｒの中心軸の周りに形成される３つのコアロッド挿入孔１０Ｈが正確に３回回転対称となる位置に形成されると共にそれぞれのコアロッド挿入孔１０Ｈの内周面とコアロッド１０Ｒの外周面との隙間の大きさが一定である場合は、上記のようにコアロッド１０Ｒが移動した後にもコアロッド１０Ｒが等間隔に配置され得る。
しかし、第１穿孔工程Ｐ１において複数のコアロッド挿入孔１０Ｈを正確に３回回転対称となる位置に形成しようとしてもコアロッド挿入孔１０Ｈの位置が僅かにずれる場合がある。また、以下に説明するように、クラッド２０内にマーカ１５を配置する場合は、コアロッド１０Ｒの位置がずれ易い傾向にある。クラッド母材２０Ｒにマーカロッド挿入孔１５Ｈが形成されてマーカロッド挿入孔１５Ｈにマーカロッド１５Ｒが挿入される場合、一体化工程Ｐ５では、マーカロッド挿入孔１５Ｈの内周面とマーカロッド１５Ｒの外周面との隙間が埋められるようにクラッド母材２０Ｒが収縮する。このとき、マーカロッド挿入孔１５Ｈを挟むように配置されるコアロッド１０Ｒは、それぞれマーカロッド挿入孔１５Ｈ側に移動し易くなる。そのため、マーカロッド挿入孔１５Ｈを挟むように配置されるコアロッド１０Ｒ同士の間隔が狭くなる。
上記本実施形態のマルチコア光ファイバ母材１Ｐの製造方法では、マーカロッド挿入孔１５Ｈは、最大角θｍａｘを形成する第１半直線である半直線Ｌ１及び第２半直線である半直線Ｌ２によって挟まれる領域に形成される。すなわち、マーカロッド挿入孔１５Ｈは、クラッド母材２０Ｒの中心軸の周りに形成される互いに隣り合うコアロッド挿入孔１０Ｈのうち互いに最も離れたコアロッド挿入孔１０Ｈ同士の間に形成される。よって、一体化工程Ｐ５では、クラッド母材２０Ｒの中心軸の周りに配置される互いに隣り合うコアロッド１０Ｒのうち互いに最も離れた位置に配置されるコアロッド１０Ｒ同士の間隔が狭くなる。そのため、クラッド母材２０Ｒの中心軸の周りに配置される複数のコアロッド１０Ｒの間隔が等間隔に近付き得る。このようにしてマルチコア光ファイバ母材１Ｐを得る際にコアロッド１０Ｒの位置が修正され得るため、マルチコア光ファイバ母材１Ｐから得られるマルチコア光ファイバ１のそれぞれのコア１０の配置精度が向上され得る。
また、本実施形態のマルチコア光ファイバ母材１Ｐの製造方法では、マーカロッド挿入孔１５Ｈは、最大角θｍａｘの二等分線ＬＢよりも第１角θ１及び第２角θ２のうち小さい方に中心軸を寄せて形成される。最大角θｍａｘの二等分線ＬＢよりも第１角θ１及び第２角θ２のうち一方に寄せてマーカロッド挿入孔１５Ｈが形成される場合、マーカロッド挿入孔１５Ｈを挟む位置に配置されるコアロッド１０Ｒのうちマーカロッド挿入孔１５Ｈに近いコアロッド１０Ｒの方が、一体化工程Ｐ５においてマーカロッド挿入孔１５Ｈ側に大きく移動し易い。このため、第１角θ１及び第２角θ２のうち小さい方に寄せてマーカロッド挿入孔１５Ｈが形成されることによって、第１角θ１及び第２角θ２のうち小さい方が、一体化工程Ｐ５において相対的に大きくなり得る。よって、クラッド母材２０Ｒの中心軸の周りに配置される複数のコアロッド１０Ｒの間隔がより等間隔に近付き得る。そのため、このようにしてマルチコア光ファイバ母材１Ｐを得る際にコアロッド１０Ｒの位置がより適切に修正され易くなり、マルチコア光ファイバ母材１Ｐから得られるマルチコア光ファイバ１のそれぞれのコアの配置精度がより向上され得る。
また、本実施形態のマルチコア光ファイバ母材１Ｐの製造方法では、３６０度をクラッド母材２０Ｒの中心軸の周りに形成されるコアロッド挿入孔１０Ｈの数で割った大きさと最大角θｍａｘの大きさとの差に基づいて、マーカロッド挿入孔１５Ｈの内周面とマーカロッド１５Ｒの外周面との隙間の大きさが定められる。３６０度をクラッド母材２０Ｒの中心軸の周りに形成されるコアロッド挿入孔１０Ｈの数で割った大きさと最大角θｍａｘの大きさとの差が大きい程、マーカロッド挿入孔１５Ｈを挟んで形成されるコアロッド挿入孔１０Ｈ同士が離れていることを意味する。ところで、マーカロッド挿入孔１５Ｈの内周面とマーカロッド１５Ｒの外周面との隙間が大きい程、一体化工程Ｐ５においてその隙間を埋めるためにクラッド母材２０Ｒが大きく収縮するため、マーカロッド挿入孔１５Ｈを挟んで配置されるコアロッド１０Ｒは一体化工程Ｐ５において互いに近付き易くなる。よって、上記差が大きい程、マーカロッド挿入孔１５Ｈの内周面とマーカロッド１５Ｒの外周面との隙間が大きくされることによって、クラッド母材２０Ｒの中心軸の周りに配置される複数のコアロッド１０Ｒの間隔がより等間隔に近付き得る。そのため、このようにしてマルチコア光ファイバ母材１Ｐを得る際にコアロッド１０Ｒの位置がより適切に修正され易くなり、マルチコア光ファイバ母材１Ｐから得られるマルチコア光ファイバ１のそれぞれのコア１０の配置精度がより向上され得る。
以上のように、本実施形態のマルチコア光ファイバ母材１Ｐの製造方法によれば、一体化工程Ｐ５においてコアロッド１０Ｒの配置が修正され得る。よって、マルチコア光ファイバ母材１Ｐを用いる本実施形態のマルチコア光ファイバ１の製造方法によれば、マルチコア光ファイバ１のそれぞれのコア１０の配置精度が向上され得る。
以上、本発明について、上記実施形態を例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、クラッド２０の中心軸に沿って配置されるコア１０は必須ではない。また、上記実施形態では、クラッド２０の中心軸の周りに３つのコア１０が配置される形態を例示して説明したが、クラッド２０の中心軸の周りに配置されるコア１０の数は複数であれば特に限定されない。例えば、クラッド２０の中心軸の周りに配置されるコア１０の数は２つでもよく、４つ以上でもよい。
図９は、本発明の変形例に係るマルチコア光ファイバの長手方向に垂直な断面を示す図であり、図１０は、本変形例に係るマルチコア光ファイバの製造方法における第２穿孔工程Ｐ３後のクラッド母材の長手方向に垂直な断面を示す図である。図９及び図１０において、上記実施形態と同様の構成には同じ符号を付して詳細な説明は省略する。図９に示すように、本変形例にかかるマルチコア光ファイバ２では、クラッド２０の中心軸の周りに６つのコア１０が配置される。このようにクラッド２０の中心軸の周りに配置されるコア１０の数が６つとされる場合、図１０に示すようにクラッド母材２０Ｒにコアロッド挿入孔１０Ｈが６つ形成される。さらに、マーカロッド挿入孔１５Ｈは、最大角θｍａｘを形成する第１半直線である半直線Ｌ１と第２半直線である半直線Ｌ２との間に形成される。また、本変形例では、半直線Ｌ１と、半直線Ｌ１の半直線Ｌ２側とは反対側で半直線Ｌ１と互いに隣り合う他の半直線Ｌ３と、が成す第１角θ１、及び、半直線Ｌ２と、半直線Ｌ２の半直線Ｌ１側とは反対側で半直線Ｌ２と互いに隣り合う他の半直線Ｌ４と、が成す第２角θ２のうち、第１角θ１の方が小さい。マーカロッド挿入孔１５Ｈは、最大角θｍａｘの二等分線ＬＢよりも第１角θ１及び第２角θ２のうち小さい第１角θ１に中心軸を寄せて形成される。このようにクラッド母材２０Ｒの中心軸の周りに少なくとも３つのコアロッド挿入孔１０Ｈが形成される場合は、最大角θｍａｘの二等分線ＬＢよりも第１角θ１及び第２角θ２のうち小さい方に中心軸を寄せて形成されることが好ましい。
また、上記実施形態では、横型旋盤を用いて一体化工程Ｐ５を行う例を挙げて説明したが、本発明はこれに限定されない。図１１は、本発明の他の変形例に係る一体化工程Ｐ５の一部の様子を示す断面図である。図１１において、上記実施形態と同様の構成には同じ符号を付して詳細な説明は省略する。
本変形例にかかる一体化工程Ｐ５では、まず、クラッド母材２０Ｒのうち一方の底面に板状の封止材６０を溶着する。封止材６０は、全てのコアロッド挿入孔１０Ｈ及びマーカロッド挿入孔１５Ｈの一方の開口部を覆うようにクラッド母材２０Ｒに溶着され、コアロッド挿入孔１０Ｈ及びマーカロッド挿入孔１５Ｈの一方の開口部が封止材６０に封止される。この封止材６０には、例えば、ガラス板を用いることができる。次に、封止材６０のクラッド母材２０Ｒ側とは反対側の面に棒状のガラスからなる下部ダミーロッド６１を溶着する。
また、クラッド母材２０Ｒの上記封止材６０が溶着される側と反対側の底面に上部ダミー管６２を溶着する。上部ダミー管６２は、上部ダミー管６２の内周面が全てのコアロッド挿入孔１０Ｈ及びマーカロッド挿入孔１５Ｈを囲い、上部ダミー管６２の貫通孔とクラッド母材２０Ｒのコアロッド挿入孔１０Ｈ及びマーカロッド挿入孔１５Ｈとが連通するように溶着される。更に、上部ダミー管６２の上部に蓋体６６を溶着する。蓋体６６には、孔が形成されている。
次に、一方のチャッキング部６３によって下部ダミーロッド６１をチャッキングし、他方のチャッキング部６４によって上部ダミー管６２をチャッキングすることにより、クラッド母材２０Ｒを支持する。このとき、蓋体６６に形成された孔に管６７を接続して、管６７から真空ポンプ５１により空気を抜くようにされる。
このように支持されたクラッド母材２０Ｒを長手方向が鉛直方向となるようにして加熱炉６５に通す。本工程では、クラッド母材２０Ｒを下端側から加熱炉６５に通してクラッド母材２０Ｒを下方に移動させることにより、加熱炉６５によってクラッド母材２０Ｒの全体を加熱する。このとき、真空ポンプ５１によってコアロッド挿入孔１０Ｈ及びマーカロッド挿入孔１５Ｈ内を真空引きする。この加熱及び真空引きにより、クラッド母材２０Ｒに形成されたコアロッド挿入孔１０Ｈ及びマーカロッド挿入孔１５Ｈが縮径され、それぞれのコアロッド挿入孔１０Ｈの内周面とそれぞれのコアロッド１０Ｒの外周面とが一体化されると共に、マーカロッド挿入孔１５Ｈの内周面とマーカロッド１５Ｒの外周面とが一体化される。また、このときそれぞれのチャッキング部６３，６４の相対的な距離を大きくすることで、クラッド母材２０Ｒ、それぞれのコアロッド１０Ｒ、及びマーカロッド１５Ｒは長手方向に引き延ばされながら一体化される。このようにそれぞれのコアロッド１０Ｒ及びマーカロッド１５Ｒがクラッド母材２０Ｒと一体化されることによって、それぞれのコアロッド１０Ｒの外周面とコアロッド挿入孔１０Ｈの内周面との間、及び、マーカロッド１５Ｒの外周面とマーカロッド挿入孔１５Ｈの内周面との間に不要な空間が形成されることが抑制され得る。
また、上記実施形態では、一体化工程Ｐ５を経てマルチコア光ファイバ母材１Ｐを作製した後に線引工程Ｐ６が行われる例を挙げて説明したが、本発明はこれに限定されない。図１２は、本発明の更なる他の変形例に係る線引工程の様子を示す図である。図１２では、理解を容易にするため、図１１と同様に、コアロッド１０Ｒ、マーカロッド１５Ｒ及びクラッド母材２０Ｒは、長手方向に平行な断面で示されている。本変形例の説明において、上記実施形態及び変形例と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。本変形例では、上記実施形態と同様に第１穿孔工程Ｐ１、測定工程Ｐ２、第２穿孔工程Ｐ３、及びロッド挿入工程Ｐ４を行った後、線引工程Ｐ６において、クラッド母材２０Ｒ、コアロッド１０Ｒ、及びマーカロッド１５Ｒを一体化させつつ線引きする。すなわち、本変形例の線引工程Ｐ６は、上記実施形態の一体化工程Ｐ５を兼ねている。なお、本変形例では、線引工程Ｐ６に先立って、クラッド母材２０Ｒの上部に上部ダミー管６２を溶着し、上部ダミー管６２のうちクラッド母材２０Ｒとは反対側の端部には孔が形成された蓋体６６を溶着する。本変形例の線引工程Ｐ６では、蓋体６６の孔に接続された管６７を介して真空ポンプ５１により空気を抜きながら、以下のように線引工程Ｐ６を行う。本変形例の線引工程Ｐ６では、図１２に示すように、クラッド母材２０Ｒと、クラッド母材２０Ｒに挿入されたそれぞれのコアロッド１０Ｒ及びマーカロッド１５Ｒとを長手方向が垂直となるように立てて紡糸炉１１０内に設置する。次に、クラッド母材２０Ｒ、それぞれのコアロッド１０Ｒ、及びマーカロッド１５Ｒの下端部を加熱部１１１で加熱して一体化させながら線引きする。この一体化が行われる際に、それぞれのコアロッド１０Ｒの外周面とコアロッド挿入孔１０Ｈの内周面との間、及び、マーカロッド１５Ｒの外周面とマーカロッド挿入孔１５Ｈの内周面との間の空間が潰される。
また、これまでの説明では、測定工程Ｐ２を備える例を挙げて説明したが、測定工程Ｐ２は必須の工程ではない。例えば、第１穿孔工程Ｐ１において意図的に複数のコアロッド挿入孔１０Ｈの間隔が不均一となるように形成し、最大角θｍａｘが形成される場所を把握し得るときは、測定工程Ｐ２は必須ではない。
また、上記実施形態では、マーカロッド挿入孔１５Ｈが最大角θｍａｘの二等分線ＬＢよりも第１角θ１及び第２角θ２のうち小さい方に中心軸を寄せて形成される例を挙げて説明したが、本発明は係る形態に限定されない。マーカロッド挿入孔１５Ｈは、少なくとも最大角θｍａｘを形成する２つの半直線によって挟まれる領域に形成されればよい。
また、上記実施形態では、３６０度をクラッド母材２０Ｒの中心軸の周りに形成されるコアロッド挿入孔１０Ｈの数で割った大きさと最大角θｍａｘの大きさとの差に基づいて、マーカロッド挿入孔１５Ｈの内周面とマーカロッド１５Ｒの外周面との間隔の大きさを定める場合を例示して説明した。しかし、マーカロッド挿入孔１５Ｈの内周面とマーカロッド１５Ｒの外周面との間隔の大きさはこれに限定されない。
以下、実施例及び比較例を挙げて本発明の内容をより具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものでは無い。
（実施例１）
偏心量が１０μｍ以下であるコアロッド１０Ｒを４本準備した。その後、クラッド母材２０Ｒに孔開機を用いてコアロッド挿入孔１０Ｈを４つ形成した。１つのコアロッド挿入孔１０Ｈはクラッド母材２０Ｒの中心軸に沿うように形成し、他の３つのコアロッド挿入孔１０Ｈはクラッド母材２０Ｒの中心軸から一定の距離離れた位置において３回回転対称となる位置に形成されることを狙って形成した。その後、それぞれのコアロッド挿入孔１０Ｈの位置を３次元測定器によって測定した。その測定結果を「母材での測定結果」として下記表１に示す。クラッド母材２０Ｒの中心軸の周りに形成される３つのコアロッド挿入孔１０Ｈは、上記のように３回回転対称となる位置に形成されることを狙って形成したが、表１に示すように若干ずれた位置に形成されていた。次に、最大角θｍａｘを形成する半直線Ｌ１，Ｌ２の間の領域にマーカロッド挿入孔１５Ｈを形成した。
偏心量が１０μｍ以下であるコアロッド１０Ｒを４本準備した。その後、クラッド母材２０Ｒに孔開機を用いてコアロッド挿入孔１０Ｈを４つ形成した。１つのコアロッド挿入孔１０Ｈはクラッド母材２０Ｒの中心軸に沿うように形成し、他の３つのコアロッド挿入孔１０Ｈはクラッド母材２０Ｒの中心軸から一定の距離離れた位置において３回回転対称となる位置に形成されることを狙って形成した。その後、それぞれのコアロッド挿入孔１０Ｈの位置を３次元測定器によって測定した。その測定結果を「母材での測定結果」として下記表１に示す。クラッド母材２０Ｒの中心軸の周りに形成される３つのコアロッド挿入孔１０Ｈは、上記のように３回回転対称となる位置に形成されることを狙って形成したが、表１に示すように若干ずれた位置に形成されていた。次に、最大角θｍａｘを形成する半直線Ｌ１，Ｌ２の間の領域にマーカロッド挿入孔１５Ｈを形成した。
次に、上記のように形成されたコアロッド挿入孔１０Ｈにコアロッド１０Ｒを挿入すると共にマーカロッド挿入孔１５Ｈにマーカロッド１５Ｒを挿入し、クラッド母材２０Ｒ、コアロッド１０Ｒ、及びマーカロッド１５Ｒを一体化してマルチコア光ファイバ母材１Ｐを得た。さらに、このマルチコア光ファイバ母材１Ｐを線引きしてマルチコア光ファイバ１を得た。その後、それぞれのコア１０の位置を３次元測定器によって測定し、その測定結果を「ファイバでの測定結果」として下記表１に示す。「ファイバでの測定結果」におけるθｍａｘ，θ１，θ２は、それぞれ「母材での測定結果」におけるθｍａｘ，θ１，θ２に対応する位置の角である。それぞれのコアロッド１０Ｒの位置は一体化工程Ｐ５において移動するため、「母材での測定結果」では、θｍａｘはθｍａｘ，θ１，θ２の中で最大の角とはなっていない。また、表１に示す「測定結果の差」におけるΔθｍａｘ，Δθ１，Δθ２は、θｍａｘ，θ１，θ２についてファイバでの測定結果の値から母材での測定結果の値を引いた値である。
（実施例２〜８）
上記実施例１と同様に実施例２〜８に係る７つのマルチコア光ファイバを製造し、実施例１と同様に評価した結果を表１に示す。
上記実施例１と同様に実施例２〜８に係る７つのマルチコア光ファイバを製造し、実施例１と同様に評価した結果を表１に示す。
（比較例１）
母材での測定結果においてθｍａｘ，θ１，θ２のうち最も小さい角θ１を形成する２つの半直線で挟まれる領域にマーカロッド挿入孔１５Ｈを形成した以外は実施例１と同様にして比較例１に係るマルチコア光ファイバを製造し、実施例１と同様に評価した。その結果を表１に示す。
母材での測定結果においてθｍａｘ，θ１，θ２のうち最も小さい角θ１を形成する２つの半直線で挟まれる領域にマーカロッド挿入孔１５Ｈを形成した以外は実施例１と同様にして比較例１に係るマルチコア光ファイバを製造し、実施例１と同様に評価した。その結果を表１に示す。
表１に示すように、実施例１〜８に係るマルチコア光ファイバでは、母材での測定結果におけるθｍａｘがファイバでの測定結果では小さくなり、それぞれのコアの配置間隔が等間隔に近付いたことがわかる。一方、比較例１に係るマルチコア光ファイバでは、母材での測定結果においてθｍａｘ，θ１，θ２のうち一番小さかったθ１がファイバでの測定結果において更に小さくなり、それぞれのコアの配置間隔が不均一となっていることがわかる。
（実施例９〜１３）
母材での測定結果におけるθｍａｘの大きさに応じてマーカロッド１５Ｒの外径の大きさを変更した以外は実施例１と同様にして、実施例９〜１３に係るマルチコア光ファイバを製造した。より具体的には、母材での測定結果におけるθｍａｘが小さいものから順に実施例９〜１３に係るマルチコア光ファイバ母材とした。また、母材での測定結果におけるθｍａｘから１２０度を引いた値が大きい程、マーカロッド１５Ｒの外径を小さくした。すなわち、母材での測定結果におけるθｍａｘが大きい程、マーカロッド挿入孔１５Ｈの内径とマーカロッド１５Ｒの外径との隙間を大きくした。なお、「１２０度」は、３６０度をクラッド母材の中心軸の周りに配置されるコアの数である３で割った値である。
母材での測定結果におけるθｍａｘの大きさに応じてマーカロッド１５Ｒの外径の大きさを変更した以外は実施例１と同様にして、実施例９〜１３に係るマルチコア光ファイバを製造した。より具体的には、母材での測定結果におけるθｍａｘが小さいものから順に実施例９〜１３に係るマルチコア光ファイバ母材とした。また、母材での測定結果におけるθｍａｘから１２０度を引いた値が大きい程、マーカロッド１５Ｒの外径を小さくした。すなわち、母材での測定結果におけるθｍａｘが大きい程、マーカロッド挿入孔１５Ｈの内径とマーカロッド１５Ｒの外径との隙間を大きくした。なお、「１２０度」は、３６０度をクラッド母材の中心軸の周りに配置されるコアの数である３で割った値である。
このようにして製造した実施例９〜１３に係るマルチコア光ファイバを実施例１と同様に評価した結果を表２に示す。表２において、「クリアランス」は、マーカロッド挿入孔１５Ｈの直径からマーカロッド１５Ｒの直径を引いた値である。
表２に示すように、３６０度をクラッド母材の中心軸の周りに形成されるコアロッド挿入孔の数で割った大きさと最大角の大きさとの差に基づいて、マーカロッド挿入孔の内周面とマーカロッドの外周面との隙間の大きさを定めることによって、それぞれのコアの配置間隔が等間隔に近付いたことがわかる。
以上説明したように、本発明によれば、マルチコア光ファイバのそれぞれのコアの配置精度が向上され得るマルチコア光ファイバ母材の製造方法、及び、マルチコア光ファイバの製造方法が提供され、光ファイバ通信の分野や、その他光ファイバを利用したデバイスに利用することができる。
１，２・・・マルチコア光ファイバ
１Ｐ・・・マルチコア光ファイバ母材
１０・・・コア
１０Ｐ・・・コア部
１０Ｒ・・・コアロッド
１０Ｈ・・・コアロッド挿入孔
１５・・・マーカ
１５Ｐ・・・マーカ部
１５Ｒ・・・マーカロッド
１５Ｈ・・・マーカロッド挿入孔
２０・・・クラッド
２０Ｐ・・・クラッド部
２０Ｒ・・・クラッド母材
３１・・・内側被覆層
３２・・・外側被覆層
Ｐ１・・・第１穿孔工程
Ｐ２・・・測定工程
Ｐ３・・・第２穿孔工程
Ｐ４・・・ロッド挿入工程
Ｐ５・・・一体化工程
Ｐ６・・・線引工程
１Ｐ・・・マルチコア光ファイバ母材
１０・・・コア
１０Ｐ・・・コア部
１０Ｒ・・・コアロッド
１０Ｈ・・・コアロッド挿入孔
１５・・・マーカ
１５Ｐ・・・マーカ部
１５Ｒ・・・マーカロッド
１５Ｈ・・・マーカロッド挿入孔
２０・・・クラッド
２０Ｐ・・・クラッド部
２０Ｒ・・・クラッド母材
３１・・・内側被覆層
３２・・・外側被覆層
Ｐ１・・・第１穿孔工程
Ｐ２・・・測定工程
Ｐ３・・・第２穿孔工程
Ｐ４・・・ロッド挿入工程
Ｐ５・・・一体化工程
Ｐ６・・・線引工程
Claims (8)
- クラッドとなるクラッド母材の中心軸の周りに、コアとなるコアロッドを挿入するためのコアロッド挿入孔を複数形成する第１穿孔工程と、
前記クラッド母材の長手方向に垂直な断面において、前記クラッド母材の中心から延びてそれぞれの前記コアロッド挿入孔の中心を通る半直線を引く場合に、互いに隣り合う前記半直線によって形成される角のうち最大角を形成する２つの前記半直線によって挟まれる領域に、マーカとなるマーカロッドを挿入するためのマーカロッド挿入孔を形成する第２穿孔工程と、
前記コアロッド挿入孔に前記コアロッドを挿入し、前記マーカロッド挿入孔に前記マーカロッドを挿入するロッド挿入工程と、
前記クラッド母材、前記コアロッド、及び前記マーカロッドを一体化させる一体化工程と、
を備える
ことを特徴とするマルチコア光ファイバ母材の製造方法。 - 前記第２穿孔工程より前に、それぞれの前記コアロッド挿入孔の位置を測定する測定工程を備える
ことを特徴とする請求項１に記載のマルチコア光ファイバ母材の製造方法。 - 前記クラッド母材の中心軸の周りに少なくとも３つの前記コアロッド挿入孔が形成され、
前記最大角を形成する２つの前記半直線のうち一方を第１半直線とすると共に他方を第２半直線とし、
前記第１半直線と、前記第１半直線の前記第２半直線側とは反対側で前記第１半直線と互いに隣り合う他の前記半直線と、が成す角を第１角とし、
前記第２半直線と、前記第２半直線の前記第１半直線側とは反対側で前記第２半直線と互いに隣り合う他の前記半直線と、が成す角を第２角とするとき、
前記マーカロッド挿入孔は、前記最大角の二等分線よりも前記第１角及び前記第２角のうち小さい方に中心軸を寄せて形成される
ことを特徴とする請求項１または２に記載のマルチコア光ファイバ母材の製造方法。 - ３６０度を前記クラッド母材の中心軸の周りに形成される前記コアロッド挿入孔の数で割った大きさと前記最大角の大きさとの差に基づいて、前記マーカロッド挿入孔の内周面と前記マーカロッドの外周面との隙間の大きさを定める
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光ファイバ母材の製造方法。 - 前記マーカロッドの外径の大きさを調整することによって前記マーカロッド挿入孔の内周面と前記マーカロッドの外周面との隙間の大きさを調整する
ことを特徴とする請求項４に記載のマルチコア光ファイバ母材の製造方法。 - 前記マーカロッド挿入孔の内径の大きさを調整することによって前記マーカロッド挿入孔の内周面と前記マーカロッドの外周面との隙間の大きさを調整する
ことを特徴とする請求項４に記載のマルチコア光ファイバ母材の製造方法。 - 請求項１〜６のいずれか１項に記載のマルチコア光ファイバ母材の製造方法により製造されるマルチコア光ファイバ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光ファイバの製造方法。 - クラッドとなるクラッド母材の中心軸の周りに、コアとなるコアロッドを挿入するためのコアロッド挿入孔を複数形成する第１穿孔工程と、
前記クラッド母材の長手方向に垂直な断面において、前記クラッド母材の中心から延びてそれぞれの前記コアロッド挿入孔の中心を通る半直線を引く場合に、互いに隣り合う前記半直線によって形成される角のうち最大角を形成する２つの前記半直線によって挟まれる領域に、マーカとなるマーカロッドを挿入するためのマーカロッド挿入孔を形成する第２穿孔工程と、
前記コアロッド挿入孔に前記コアロッドを挿入し、前記マーカロッド挿入孔に前記マーカロッドを挿入するロッド挿入工程と、
前記クラッド母材、前記コアロッド、及び前記マーカロッドを一体化させつつ線引きする線引工程と、
を備える
ことを特徴とするマルチコア光ファイバの製造方法。
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