JP2019172480A - マルチコア光ファイバの製造方法 - Google Patents

マルチコア光ファイバの製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2019172480A
JP2019172480A JP2018059819A JP2018059819A JP2019172480A JP 2019172480 A JP2019172480 A JP 2019172480A JP 2018059819 A JP2018059819 A JP 2018059819A JP 2018059819 A JP2018059819 A JP 2018059819A JP 2019172480 A JP2019172480 A JP 2019172480A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
rod
optical fiber
core optical
core
clad material
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2018059819A
Other languages
English (en)
Other versions
JP7024546B2 (ja
Inventor
中西　哲也
Tetsuya Nakanishi
哲也 中西
拓志 永島
Takushi Nagashima
拓志 永島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Electric Industries Ltd filed Critical Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority to JP2018059819A priority Critical patent/JP7024546B2/ja
Priority to CN201910222596.2A priority patent/CN110304823B/zh
Priority to US16/364,593 priority patent/US11059737B2/en
Publication of JP2019172480A publication Critical patent/JP2019172480A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7024546B2 publication Critical patent/JP7024546B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
    • C03B37/012—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
    • C03B37/01205—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments starting from tubes, rods, fibres or filaments
    • C03B37/01211—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments starting from tubes, rods, fibres or filaments by inserting one or more rods or tubes into a tube
    • C03B37/01222—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments starting from tubes, rods, fibres or filaments by inserting one or more rods or tubes into a tube for making preforms of multiple core optical fibres
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
    • C03B37/012—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
    • C03B37/01205—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments starting from tubes, rods, fibres or filaments
    • C03B37/01225—Means for changing or stabilising the shape, e.g. diameter, of tubes or rods in general, e.g. collapsing
    • C03B37/01228—Removal of preform material
    • C03B37/01231—Removal of preform material to form a longitudinal hole, e.g. by drilling
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
    • C03B37/012—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
    • C03B37/01205—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments starting from tubes, rods, fibres or filaments
    • C03B37/01225—Means for changing or stabilising the shape, e.g. diameter, of tubes or rods in general, e.g. collapsing
    • C03B37/01251—Reshaping the ends
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
    • C03B37/012—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
    • C03B37/01205—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments starting from tubes, rods, fibres or filaments
    • C03B37/01225—Means for changing or stabilising the shape, e.g. diameter, of tubes or rods in general, e.g. collapsing
    • C03B37/01257—Heating devices therefor
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
    • C03B37/012—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
    • C03B37/0128—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments starting from pulverulent glass
    • C03B37/01282—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments starting from pulverulent glass by pressing or sintering, e.g. hot-pressing
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
    • C03B37/02—Manufacture of glass fibres or filaments by drawing or extruding, e.g. direct drawing of molten glass from nozzles; Cooling fins therefor
    • C03B37/025—Manufacture of glass fibres or filaments by drawing or extruding, e.g. direct drawing of molten glass from nozzles; Cooling fins therefor from reheated softened tubes, rods, fibres or filaments, e.g. drawing fibres from preforms
    • C03B37/027—Fibres composed of different sorts of glass, e.g. glass optical fibres
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
    • C03B37/02—Manufacture of glass fibres or filaments by drawing or extruding, e.g. direct drawing of molten glass from nozzles; Cooling fins therefor
    • C03B37/025—Manufacture of glass fibres or filaments by drawing or extruding, e.g. direct drawing of molten glass from nozzles; Cooling fins therefor from reheated softened tubes, rods, fibres or filaments, e.g. drawing fibres from preforms
    • C03B37/029—Furnaces therefor
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B2201/00—Type of glass produced
    • C03B2201/06—Doped silica-based glasses
    • C03B2201/08—Doped silica-based glasses doped with boron or fluorine or other refractive index decreasing dopant
    • C03B2201/10—Doped silica-based glasses doped with boron or fluorine or other refractive index decreasing dopant doped with boron
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B2201/00—Type of glass produced
    • C03B2201/06—Doped silica-based glasses
    • C03B2201/08—Doped silica-based glasses doped with boron or fluorine or other refractive index decreasing dopant
    • C03B2201/12—Doped silica-based glasses doped with boron or fluorine or other refractive index decreasing dopant doped with fluorine
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B2201/00—Type of glass produced
    • C03B2201/06—Doped silica-based glasses
    • C03B2201/08—Doped silica-based glasses doped with boron or fluorine or other refractive index decreasing dopant
    • C03B2201/14—Doped silica-based glasses doped with boron or fluorine or other refractive index decreasing dopant doped with boron and fluorine
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B2203/00—Fibre product details, e.g. structure, shape
    • C03B2203/40—Multifibres or fibre bundles, e.g. for making image fibres
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/02—Optical fibres with cladding with or without a coating
    • G02B6/02042—Multicore optical fibres
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/02—Optical fibres with cladding with or without a coating
    • G02B6/032—Optical fibres with cladding with or without a coating with non solid core or cladding
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/02—Optical fibres with cladding with or without a coating
    • G02B6/036—Optical fibres with cladding with or without a coating core or cladding comprising multiple layers
    • G02B6/03616—Optical fibres characterised both by the number of different refractive index layers around the central core segment, i.e. around the innermost high index core layer, and their relative refractive index difference
    • G02B6/03622—Optical fibres characterised both by the number of different refractive index layers around the central core segment, i.e. around the innermost high index core layer, and their relative refractive index difference having 2 layers only
    • G02B6/03627—Optical fibres characterised both by the number of different refractive index layers around the central core segment, i.e. around the innermost high index core layer, and their relative refractive index difference having 2 layers only arranged - +

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)
  • Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)

Abstract

【課題】テーパ状の封止部材を要しない、一体化されたガラスロッドの軸方向に延在する複数の円状有底孔を有するクラッド材によるマルチコア光ファイバの製造方法を提供する。【解決手段】ガラスロッドの軸方向の一端１０１から他端１０２へ向かって複数のリング状有底孔１１０を形成する工程と、該複数のリング状有底孔の底部１０３を加熱して、前記複数のリング有底孔各々に囲まれた棒状部１１２を軟化させる工程と、該棒状部を前記一端方向に引き抜いて円状有底孔１４０を形成し、前記ガラスロッドをクラッド材１００とする工程と、前記クラッド材１００の前記一端１０１側にダミーパイプ４０を接続する接続工程と、前記接続工程の後に前記クラッド材１００の前記複数の孔それぞれにコアロッド３０を挿入する挿入工程と、前記挿入工程の後に前記クラッド材１００の前記他端側を加熱し前記クラッド材と前記コアロッド３０とを一体化しつつ線引きする線引工程と、を含む。【選択図】図３

Description

本発明は、マルチコア光ファイバの製造方法に関する。
光ファイバの製造方法の一つとしてロッドイン線引法がある。ロッドイン線引法は、縦方向に配置したクラッド材の孔にコアロッドを挿入し、これらを線引炉により加熱一体化しながら線引きして光ファイバを製造する（特許文献１参照）。さらに、クラッド中に光ファイバの軸方向に延在するように形成された複数の孔と各々の孔に挿入するコアロッドを用いてマルチコア光ファイバを製造するロッドイン線引法が開示されている（特許文献２参照）。
ロッドイン線引法はマルチコア光ファイバ母材の大型化を行う上で、次のような有利な利点を有している。すなわち、母材段階で複数の孔が形成され、この孔に挿入したコアロッドを母材段階で一体化せずに線引炉にて縦型で一体化しながら線引するために 一体化プロセスが省略できる。また、縦型（鉛直方向）で一体化線引するために、横型旋盤で加工するよりも母材を大型化することが容易となる。
ここで、特許文献２において開示されたマルチコア光ファイバ製造法の従来技術の一例について図を用いて説明する。図７は、従来技術に係るマルチコア光ファイバ用クラッド材の製造を示す説明図である。そして、図８は、従来技術に係るマルチコア光ファイバ用クラッド材の製造を示す説明図である。
マルチコア光ファイバのロッドイン線引法に適用されるクラッド材６００は、図７に示すようにガラスロッド６１０の軸方向に延在する貫通孔６４０が形成されている。その後、図８に示すように、この貫通孔６４０にコア６５０が挿入されるが、挿入されたコア６５０が線引後に落下することを防止するため、貫通孔６４０の一端を封止する封止部材６３０を溶着等で装着していた。
特開昭５８−２１７４４３号公報 特開２０１６−１７５７７９号公報
特許文献２に開示された従来技術のマルチコア光ファイバの製造方法において、クラッドの貫通孔の一端を封止するために封止部材は、線引き開始時の母材先端部を加熱してガラスの一部を溶融、落下させる工程（種落とし）の際のサイズを抑制するため、テーパ形状とする必要があった。
しかしながら、母材が大型化するとともにテーパ形状の封止部材を溶着するために必要となる加熱容量が非常に大きくなり、作業性および設備のコスト等の課題が生じていた。また、この溶着の際に熱源や、加熱雰囲気に含まれる水分、有機物、遷移金属といった不純物が封止された貫通孔内へ容易に侵入してしまう可能性があり、品質的に問題が生ずるおそれがあった。さらに、溶着箇所は線引時に選択的に加熱され易くなり高温となるため、後工程で溶着されている封止部材全体が落下し易く、安定製造の上の大きな課題となっていた。
そこで、本発明はこれらの実情に鑑みてなされたものであり、従来技術において課題となっていたテーパ形状の封止部材を要しない、一体化されたガラスロッドの軸方向に延在する複数の円状有底孔を有するクラッド材によるマルチコア光ファイバの製造方法を提供することをその目的とする。
本発明によるマルチコア光ファイバの製造方法は、ガラスロッドの軸方向の一端から他端へ向かって複数のリング状有底孔を形成する工程と、該複数のリング状有底孔の底部を加熱して、前記複数のリング有底孔各々に囲まれた棒状部を軟化させる工程と、該棒状部を前記一端方向に引き抜いて円状有底孔を形成し、前記ガラスロッドをクラッド材とする工程と、前記クラッド材の前記一端側にダミーパイプを接続する接続工程と、前記接続工程の後に前記クラッド材の前記複数の孔それぞれにコアロッドを挿入する挿入工程と、前記挿入工程の後に前記クラッド材の前記他端側を加熱し前記クラッド材と前記コアロッドとを一体化しつつ線引きする線引工程と、を含む構成としている。
本発明によれば、作業性、コストを改善し、安定的に高品質のマルチコア光ファイバを製造することができる。
本発明の実施形態に係るマルチコア光ファイバ製造方法における線引工程の概念図である。 本発明の実施形態に係るマルチコア光ファイバ製造方法で使用するクラッド材の製造過程を説明する概念図である。 本発明の実施形態に係るマルチコア光ファイバ製造方法で使用するクラッド材の製造過程を説明する概念図である。 本発明の実施形態に係るマルチコア光ファイバ製造方法で使用するクラッド材の製造過程を説明する概念図である。 本発明の実施形態に係るマルチコア光ファイバ製造方法で使用するクラッド材の製造過程を説明する概念図である。 本発明の実施形態に係るマルチコア光ファイバ製造方法で使用するクラッド材の断面図である。 従来技術に係るマルチコア光ファイバ用クラッド材の製造を示す説明図である。 従来技術に係るマルチコア光ファイバ用クラッド材の製造を示す説明図である。
（本発明の実施形態の説明）
最初に本発明の実施態様を列記して説明する。
（１）本発明の一実施形態によるマルチコア光ファイバの製造方法は、ガラスロッドの軸方向の一端から他端へ向かって複数のリング状有底孔を形成する工程と、該複数のリング状有底孔の底部を加熱して、前記複数のリング有底孔各々に囲まれた棒状部を軟化させる工程と、該棒状部を前記一端方向に引き抜いて円状有底孔を形成し、前記ガラスロッドをクラッド材とする工程と、前記クラッド材の前記一端側にダミーパイプを接続する接続工程と、前記接続工程の後に前記クラッド材の前記複数の孔それぞれにコアロッドを挿入する挿入工程と、前記挿入工程の後に前記クラッド材の前記他端側を加熱し前記クラッド材と前記コアロッドとを一体化しつつ線引きする線引工程と、を含む構成としている。
この実施態様によれば、従来技術のように別体としてのテーパ状の封止部材を溶着することなしに、複数の円状有底孔を有するクラッド材を製造することができる。係る構成によって、後工程で溶着する封止部材によって生ずる作業性および設備等のコスト的な課題、不純物の貫通孔内への侵入、封止部材全体の落下等を防止することができる。
（２）上記（１）のマルチコア光ファイバの製造方法において、前記棒状部を軟化させる工程は、加熱装置の中に前記底部を配すことを含む構成とすることができる。この構成によれば、リング状有底孔に囲まれた棒状部を軟化させることができ、棒状部を引き抜きやすくすることができる。そして、この棒状部を引き抜くことで、棒状部をリング状有底孔の底部付近で切断させることができる。
（３）上記（１）または（２）に記載のマルチコア光ファイバの製造方法において、前記棒状部を引き抜く工程は、前記一端を下方向にして前記ガラスロッドを鉛直に立てた状態で前記棒状部を引き抜くことを含む構成とすることができる。この構成によれば、棒状部を鉛直方向に引き抜くことで、棒状部を引き抜いた後の残渣が円状有底孔内に残りにくくなる。さらに上記（２）のように底部付近を加熱する構成の場合には、残渣が円状有底孔内に溶着することを抑制することができる。
（４）上記（３）に記載のマルチコア光ファイバの製造方法において、前記棒状部を引き抜く工程の後に、前記円状有底孔内に残留した残渣を除去する工程をさらに含む構成とすることができる。
円状有底孔内に残留した残渣を除去する工程をさらに含むことで、より品質のよいマルチコア光ファイバを安定的に製造することができる。
（５）上記（４）に記載のマルチコア光ファイバの製造方法において、前記円状有底孔内に残留した残渣を除去する工程の後に、前記円状有底孔内を洗浄する工程をさらに含む構成とすることができる。
（本発明の実施形態の詳細）
次に、図面を参照しながら、本発明のマルチコア光ファイバの製造方法に係る好適な実施形態について説明する。以下の説明において、異なる図面においても同じ符号を付した構成は同様のものであるとして、その説明を省略する場合がある。
図１は、本発明の実施形態に係るマルチコア光ファイバ製造方法における線引工程の概念図である。線引装置１０は、圧力調整部４１と、保持部４２と、ヒータ２１を備えた線引炉２０と、を図１のように鉛直方向の上下位置に配している。線引装置１０は、クラッド材１００とコアロッド３０とを加熱、軟化、溶融して一体化、その後図１の下側へテーパ部１０５から線引してマルチコア光ファイバ５０を製造する。
本実施形態のマルチコア光ファイバの製造方法には、順に、クラッド材作製工程、接続工程、挿入工程および線引工程が含まれている。クラッド材作製工程では、後述するようにガラスロッドに軸方向に延在する複数の孔を形成してクラッド材１００が作製される。接続工程では、クラッド材１００の一端１０１（図１の上端側）側にダミーパイプ４０が接続される。挿入工程では、接続工程の後にクラッド材１００の複数の円状有底孔１４０のそれぞれにコアロッド３０が挿入される。線引工程では、挿入工程の後に、線引装置１０によって、クラッド材１００の他端側（図１の下端側）のテーパ部１０５が加熱されて、クラッド材１００とコアロッド３０とを軟化、溶融して一体化して、線引してマルチコア光ファイバ５０が製造される。
線引工程をさらに詳しく説明すると、ダミーパイプ４０が保持部４２により保持されて、このダミーパイプ４０に接続されたクラッド材１００と、クラッド材１００の複数の円状有底孔１４０のそれぞれに挿入されたコアロッド３０とは、線引炉２０内に垂直に配置される。次に、ダミーパイプ４０の上部にある圧力調整部４１によりクラッド材１００の複数の円状有底孔１４０内部の雰囲気および気圧が調整され、線引炉２０によりクラッド材１００およびコアロッド３０の下端側が加熱される。クラッド材１００とコアロッド３０とは、加熱によって、軟化、溶融して一体化して線引されてマルチコア光ファイバ５０が製造される。すなわち、マルチコア光ファイバ母材となるクラッド材１００およびコアロッド３０は、作業点以上の温度に加熱され、形成された種ガラスを適宜延伸して紡糸される。その後、図示していないが、紡糸された光イバの外径を制御しながら、樹脂を付着させるダイス、樹脂を硬化させるＵＶ炉等を介して光ファイバ素線となし、巻き取りボビンより巻き取られる。
線引炉２０から線引されたマルチコア光ファイバ５０は、その後プライマリ樹脂が塗布され、このプライマリ樹脂が硬化される。さらにセカンダリ樹脂が塗布され、紫外線が照射等によって、セカンダリ樹脂が硬化され、これにより２層の樹脂層により被覆されたマルチコア光ファイバ５０とされる。
このように２層もしくは２層以上の樹脂層の被覆を設けることで、裸状態の光ファイバに接したプライマリ樹脂層では、外力が直接光ファイバに伝わらないようにでき、さらにセカンダリ樹脂層では外傷を防止することができる。ここで、それぞれの樹脂層を塗布するダイスについては紡糸工程において直列的に配置されても良いし、２層を同時に排出するダイスにより塗布しても良いがこれに限定されることはない。なお、後者の場合には、線引タワーの高さを低くすることができるため、線引建屋の建造コストを軽減することができる。この様にして形成された二層の樹脂のうち、セカンダリ樹脂層は、その耐外傷性を保持できる様、適切な厚みに設定することが好ましい。一般に、厚みは２０μｍ以上であることが好ましい。
製造されるマルチコア光ファイバ５０は、ＩＴＵ-Ｔ国際規格Ｇ.６５２.Ｄに準拠することが好ましい。また、マルチコア光ファイバ５０は、Ｇ.６５７.Ａ１、Ｇ.６５７.Ａ２、Ｇ.６５７.Ｂ３に準拠する曲げ損失特性を持つことが好ましい。これにより、マルチコア光ファイバ５０は、Ｇ.６５２.Ｄに準拠する汎用シングルモード光ファイバと低損失で接続することが可能となり、伝送システム上はＧ.６５２.Ｄ光ファイバと同様に扱うことができる。
マルチコア光ファイバ５０の各コアおよび各コアを一括して被覆するクラッドとは、ステップ型、ＧＩ型、Ｗ型、トレンチ型など、コア間のクロストークや閉じ込め損失をはじめとした伝送特性を適切な値とするため、当業者が想起できる屈折率構造を取ることができる。マルチコア光ファイバ５０のコア間のクロストークや閉じ込め損失を適切に設定する設計指針については、理論的に解明されており、公開されている指針等を参照して設定することできる。
また、マルチコア光ファイバ５０の各コアの伝搬定数は、互いに同様であってもよく、互いに異なっていても良い。また、マルチコア光ファイバ５０は、各コアを別々のチャネルとして伝送する非結合型のものでも良く、複数のコアに跨ったスーパーチャネルとして伝送する結合型のものであっても良い。
マルチコア光ファイバ５０の各コアは、ＳｉＯ２を主成分としたガラスにより構成されている。クラッド材１００は、ＳｉＯ２ガラスで構成され、Ｆ、Ｃｌを含んでいても良く、また含まなくても良い。
コアロッド３０は、ＶＡＤ、ＯＶＤ、ＭＣＶＤ、ＰＣＶＤといった気相ガラス合成法を用いて製造することができる。更に、コアロッド３０は、ＶＡＤ、ＯＶＤ、ＭＣＶＤ、ロッドインコラプス法やそれに類する方法により中間光学クラッド層が設けられていてもよい。
また、ガラスの冷却速度を制御する装置を介して線引することで、ダイスに入る際の裸状態の光ファイバの表面温度を好適な温度に制御する構成としても良い。冷却速度を制御する装置内に流すガスのレイノズル数は低いほうが、紡糸した光ファイバヘ与えられる乱流の発生による振動が軽減されるため望ましい。ＵＶ炉はＵＶ光の強度のほかに内部の温度をフィードバック制御して、樹脂の硬化速度を適切に制御してもよい。ＵＶ炉はマグネトロンや、紫外ＬＥＤを適用することができる。紫外ＬＥＤの場合は、光源そのものは発熱しないため、炉内の温度が適切になる様に温風を入れる機構を別途備えることができる。また樹脂より脱離する成分が、ＵＶ炉の炉心管の内面に付着して被覆に到達するＵＶ光のパワーが線引中に変化するおそれがあるため、予め線引中のＵＶ光のパワーの減少度合いをモニタし、被覆に照射されるＵＶ光のパワーが一定となる様に、線引時間を調節してもよい。そして、炉心管より漏れ出るＵＶ光をモニタして、被覆に照射されるＵＶ光のパワーが一定となる様に制御しても良い。これにより、光ファイバ全長にわたって均質な光ファイバの破断強度を得る事ができる。
次に、図面を参照しながら、本発明のマルチコア光ファイバの製造方法に適用されるクラッド材の製造に係る好適な実施形態について説明する。図２は、本発明の実施形態に係るマルチコア光ファイバ製造方法で使用するクラッド材の製造過程を説明する概念図である。図３は、本発明の実施形態に係るマルチコア光ファイバ製造方法で使用するクラッド材の製造過程を説明する概念図である。図４は、本発明の実施形態に係るマルチコア光ファイバ製造方法で使用するクラッド材の製造過程を説明する概念図である。図５は、本発明の実施形態に係るマルチコア光ファイバ製造方法で使用するクラッド材の製造過程を説明する概念図である。図６は、本発明の実施形態に係るマルチコア光ファイバ製造方法で使用するクラッド材の断面図である。
ガラスロッドの軸方向に延在する複数の円状有底孔を有するクラッド材の製造は次の工程によって構成される。（１）ガラスロッドの軸方向の一端から他端へ向かってリング状有底孔を形成する工程、（２）リング状有底孔の底部を加熱して、リング状有底孔に囲まれた棒状部を軟化させる工程、（３）棒状部を一端方向に引き抜いて円状有底孔を形成する工程。以下、各工程について説明する。以下の説明において参照する図２〜６はガラスロッドの軸方向を横向きにしているが、この方向に限定されることはなく、円状有底孔の開口がある一端側を鉛直方向の下側に配することが望ましい。
（リング状有底孔を形成する工程の説明）
図２（Ａ）を参照すると、線引装置１０に使われるクラッド材１００であるガラスロッドの軸方向の一端１０１から他端１０２へ向かってリング状有底孔１１０が形成されている。リング状有底孔１１０は、他端１０２に対して所定の厚みを残した状態で底部１０３を有している。図２（Ａ）の一端１０１側から見た図２（Ｂ）も併せて参照すると、リング状有底孔１１０は複数形成されており、空間となったリングに囲まれた状態で棒状部１１２が形成されている。
図３は、クラッド材１００の図２（Ａ）のＸ断面、図２（Ｂ）のＺ断面を図２の下方から見た斜視図であり、言い換えれば図２（Ａ）のＸ線と図２（Ｂ）のＺ線によってクラッド材１００の一部を切り取った状態を表している。図３を参照すると、リング状有底孔１１０は、例えば、一端１０１側から、先端にダイヤモンド等を備えたパイプ状の切削工具１２０によって切削して形成することができるが、この方法に限定されることはない。
クラッド材の断面に示されるように、一端１０１側から延在するリング状有底孔１１０に囲まれた状態で棒状部１１２が配された状態となる。リング状有底孔１１０は図２（Ｂ）に示すように、複数個形成される。なお、図示する４箇所のリング状有底孔１１０は一例であり、線引の状態やクラッド材のサイズ等によって適宜孔数や孔の位置を設定することができる。
（リング状有底孔に囲まれた棒状部を軟化させる工程の説明）
次に図４を参照すると、図の下側には一端１０１から他端１０２へ延在したリング状有底孔１１０と、図の上側には一端１０１から他端１０２へ延在した円状有底孔１４０が示されている。図２，３にて説明したリング状有底孔１１０を形成した工程の後、線引装置１０に使われるクラッド材１００には、リング状有底孔１１０の底部１０３の周囲に加熱装置１３０が配され、底部１０３の周囲が加熱装置１３０によって加熱される。
加熱装置１３０としては、抵抗炉、アーク炉、誘導炉などの電気炉、もしくは燃料炉を用いることができるが、これらの炉に限定されることはない。これらの加熱装置１３０としての炉によって底部１０３の周囲を遠赤外線にて加熱することで、複数のリング状有底孔１１０内の棒状部１１２の底部１０３をほぼ均等に軟化かつ一部を溶融させることができる。
（棒状部を一端方向に引き抜いて円状有底孔を形成する工程の説明）
棒状部１１２の底部１０３がほぼ均等に軟化かつ一部溶融した後、図４の下側に示すように棒状部１１２を一端１０１方向（矢印方向）に引っ張ると、棒状部１１２は底部１０３付近で伸張し、その後切断される。棒状部１１２が切断されると、図４の上側に示すように、底部１０３に切断後の残部１０４を一部残した状態の円状有底孔１４０が形成される。このように加熱装置１３０によって加熱する構成とすることで、棒状部１１２を引き抜きやすくすることができ、容易に円状有底孔１４０を形成することができる。
次に図５を参照すると、棒状部１１２を引き抜いた状態では、円状有底孔１４０の底部１０３には、一端１０１方向に向いたテーパ状の残部１０４が残存しており、このような残渣が残っている場合、コアロッド挿入時に残渣破片が発生し、この残渣破片が円状有底孔とコアロッド界面に混入する場合があるため好ましくない。そして、残渣破片の混入が生ずると線引後のマルチコア光ファイバの光学特性や機械特性が劣化するおそれがある。
そこで、図５の下側に示すように、中実の揉み付けツール等の孔内加工具１６０を円状有底孔１４０内に挿入して残渣を機械的に取り除くことができる。ただし、このように機械的に除去する方法に限定されることはなく、例えば、二酸化炭素レーザを照射して溶融または蒸発させることで取り除くこともできる。なお、溶融させる際は、円状有底孔の開口が鉛直方向の下方を臨むように溶融させることで残渣が円状有底孔の壁面へ付着することを抑制することができる。
一例として示した図５の下側の残部１０４等の残渣除去を行うことで、円状有底孔１４０は図５の上側に示すような状態になる。この後、円状有底孔１４０内は、フッ化水素水溶液等を用いて洗浄する工程をさらに含むことが好ましい。円状有底孔１４０内には、研削液、研削の残渣、ガラス破片が多数残る可能性がある。この状態で円状有底孔１４０をマルチコア光ファイバ５０のジャケットとして用いた場合、マルチコア光ファイバの光学特性や機械特性が劣化する。この構成によれば円状有底孔内を洗浄する工程をさらに含むことで、円状有底孔内を清浄化することができる。なお、洗浄液は前記のようにフッ化水素水溶液を用いることができるがこれに限定されることはない。
次に図６に示すように、他端１０２側をテーパ状に加工して線引のためのテーパ部１０５を形成する。このように、この工程では、円状有底孔１４０内に残留した残渣を除去して洗浄する工程をさらに含むことで、より品質のよりマルチコア光ファイバ５０を安定的に製造することができる。先に述べたように図２〜６の工程は、除去した残渣を落下させ、洗浄液を排出させるため、円状有底孔１４０の開口がある一端１０１側を鉛直方向の下側に配することが望ましい。
なお、本発明の態様は上記実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で変形が可能である。
１０…線引装置、２０…線引炉、２１…ヒータ、３０…コアロッド、４０…ダミーパイプ、４１…圧力調整部、５０…マルチコア光ファイバ、１００…クラッド材、１０１…一端、１０２…他端、１０３…底部、１０４…残部、１０５…テーパ部、１１０…リング状有底孔、１１２…棒状部、１２０…切削工具、１３０…加熱装置、１４０…円状有底孔、１６０…孔内加工具、６００…クラッド材、６１０…ガラスロッド、６３０…封止部材、６４０…貫通孔、６５０…コア。

Claims (5)

  1. ガラスロッドの軸方向の一端から他端へ向かって複数のリング状有底孔を形成する工程と、
    該複数のリング状有底孔の底部を加熱して、前記複数のリング有底孔各々に囲まれた棒状部を軟化させる工程と、
    該棒状部を前記一端方向に引き抜いて円状有底孔を形成し、前記ガラスロッドをクラッド材とする工程と、
    前記クラッド材の前記一端側にダミーパイプを接続する接続工程と、
    前記接続工程の後に前記クラッド材の前記複数の孔それぞれにコアロッドを挿入する挿入工程と、
    前記挿入工程の後に前記クラッド材の前記他端側を加熱し前記クラッド材と前記コアロッドとを一体化しつつ線引きする線引工程と、を含む、マルチコア光ファイバの製造方法。
  2. 前記棒状部を軟化させる工程は、加熱装置の中に前記底部を配すことを含む、請求項１に記載のマルチコア光ファイバの製造方法。
  3. 前記棒状部を引き抜く工程は、前記一端を下方向にして前記ガラスロッドを鉛直に立てた状態で前記棒状部を引き抜くことを含む、請求項１または２に記載のマルチコア光ファイバの製造方法。
  4. 前記棒状部を引き抜く工程の後に、前記円状有底孔内に残留した残渣を除去する工程をさらに含む、請求項３に記載のマルチコア光ファイバの製造方法。
  5. 前記円状有底孔内に残留した残渣を除去する工程の後に、前記円状有底孔内を洗浄する工程をさらに含む、請求項４に記載のマルチコア光ファイバの製造方法。
JP2018059819A 2018-03-27 2018-03-27 マルチコア光ファイバの製造方法 Active JP7024546B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018059819A JP7024546B2 (ja) 2018-03-27 2018-03-27 マルチコア光ファイバの製造方法
CN201910222596.2A CN110304823B (zh) 2018-03-27 2019-03-22 多芯光纤的制造方法
US16/364,593 US11059737B2 (en) 2018-03-27 2019-03-26 Method for manufacturing multicore optical fiber

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018059819A JP7024546B2 (ja) 2018-03-27 2018-03-27 マルチコア光ファイバの製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019172480A true JP2019172480A (ja) 2019-10-10
JP7024546B2 JP7024546B2 (ja) 2022-02-24

Family

ID=68057694

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018059819A Active JP7024546B2 (ja) 2018-03-27 2018-03-27 マルチコア光ファイバの製造方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11059737B2 (ja)
JP (1) JP7024546B2 (ja)
CN (1) CN110304823B (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022176990A1 (ja) * 2021-02-22 2022-08-25 株式会社フジクラ マルチコア光ファイバ母材、マルチコア光ファイバ母材の製造方法およびマルチコア光ファイバの製造方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015151279A (ja) * 2014-02-12 2015-08-24 住友電気工業株式会社 マルチコア光ファイバ製造方法
JP2017513798A (ja) * 2014-04-25 2017-06-01 コーニング インコーポレイテッド 光ファイバおよびプリフォーム形成方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58217443A (ja) 1982-06-11 1983-12-17 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 光フアイバの製造方法
JPS61117126A (ja) * 1984-11-13 1986-06-04 Sumitomo Electric Ind Ltd 光フアイバ用母材の製造方法
CN100367052C (zh) * 2002-03-04 2008-02-06 住友电气工业株式会社 保偏光纤及其制造方法
US8468852B2 (en) * 2009-12-03 2013-06-25 Corning Incorporated Soot pressing for optical fiber overcladding
JP2011209702A (ja) * 2010-03-10 2011-10-20 Sumitomo Electric Ind Ltd マルチコア光ファイバ
CN101840022A (zh) * 2010-04-02 2010-09-22 哈尔滨工程大学 一种环形分布多芯光纤及其制备方法
JP6036386B2 (ja) * 2013-02-20 2016-11-30 住友電気工業株式会社 マルチコア光ファイバ母材製造方法
CN103936277B (zh) * 2014-03-20 2017-01-11 富通集团有限公司 一种多芯光纤的制造方法
JP6402466B2 (ja) * 2014-03-31 2018-10-10 住友電気工業株式会社 マルチコア光ファイバの製造方法
JP6447279B2 (ja) 2015-03-18 2019-01-09 住友電気工業株式会社 光ファイバ製造方法
JP6870384B2 (ja) 2017-02-28 2021-05-12 住友電気工業株式会社 マルチコア光ファイバの製造方法
JP6919228B2 (ja) * 2017-02-28 2021-08-18 住友電気工業株式会社 マルチコア光ファイバの製造方法
CN107601838A (zh) * 2017-10-26 2018-01-19 江苏亨通光导新材料有限公司 一种多芯光纤预制棒的制造方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015151279A (ja) * 2014-02-12 2015-08-24 住友電気工業株式会社 マルチコア光ファイバ製造方法
JP2017513798A (ja) * 2014-04-25 2017-06-01 コーニング インコーポレイテッド 光ファイバおよびプリフォーム形成方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022176990A1 (ja) * 2021-02-22 2022-08-25 株式会社フジクラ マルチコア光ファイバ母材、マルチコア光ファイバ母材の製造方法およびマルチコア光ファイバの製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP7024546B2 (ja) 2022-02-24
CN110304823B (zh) 2022-09-23
US20190300421A1 (en) 2019-10-03
US11059737B2 (en) 2021-07-13
CN110304823A (zh) 2019-10-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101115615B1 (ko) 광섬유와 그 프리폼 및 그 제조방법과 장치
KR100565888B1 (ko) 로드-인-튜브 광섬유 예비성형체 및 제조 방법
US11834365B2 (en) Optical fiber preform production method, optical fiber preform, and optical fiber production method
WO2016024965A1 (en) Quartz glass article and method for forming a quartz glass optical component
EP0141534A2 (en) Optical fibre fabrication
KR101140458B1 (ko) 광섬유와 그 프리폼 및 그 제조방법과 장치
JP6396821B2 (ja) 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
JP2010173917A (ja) ホーリーファイバ用母材及びその製造方法
JP7024546B2 (ja) マルチコア光ファイバの製造方法
JP2018140911A (ja) マルチコア光ファイバの製造方法
JP2016017029A (ja) 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
US11130702B2 (en) Optical fiber manufacturing method
JP6681306B2 (ja) 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
JP6517583B2 (ja) 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
US20230382779A1 (en) Multi-core optical fiber preform, multi-core optical fiber preform production method, and multi-core optical fiber production method
JP3842003B2 (ja) 光ファイバプリフォーム母材の製造装置および製造方法
JP2004043198A (ja) 光ファイバ母材の洗浄方法
US8613208B2 (en) Method for forming an improved weld between a primary preform and a silica bar
WO2023162775A1 (ja) 光ファイバ用母材
KR100496448B1 (ko) 알아이티 공정에서의 경계지점 수분 발생 방지 방법 및 장치
JP5276037B2 (ja) 光ファイバ用母材およびその製造方法
JP2968678B2 (ja) 光ファイバの製造方法及び光ファイバ製造用紡糸炉
JP2023122344A (ja) 光ファイバ用母材
JP2001247326A (ja) 光ファイバプリフォーム母材の製造方法
JP6081534B2 (ja) 光ファイバ製造方法及び光ファイバ製造装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20210222

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20211222

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20220111

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20220124

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7024546

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150