JP2020037503A - Manufacturing method of optical fiber - Google Patents

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Abstract

To provide a manufacturing method of an optical fiber allowing for easy manufacturing of an optical fiber having a core part made of glass including an alkali metal.SOLUTION: The manufacturing method of an optical fiber includes: a preform manufacturing step of manufacturing an optical fiber preform comprising a glass rod made of silica glass and providing a core part of an optical fiber, an alkali metal-containing glass tube and a clad forming glass tube; and step of manufacturing an optical fiber by heating and melting the manufactured optical fiber preform and drawing the melted preform. The preform manufacturing step comprises: a rod insertion step of inserting the glass rod made of silica glass and providing the core part of an optical fiber into a hole of an alkali metal-containing glass tube made of silica glass and including an alkali metal; and a glass tube insertion step of inserting the alkali metal-containing glass tube into a hole of a clad forming glass tube made of silica glass and providing a clad part of the optical fiber.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、光ファイバの製造方法に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing an optical fiber.

従来、伝送損失の低減等のために、シリカガラス系の光ファイバのコア部にアルカリ金属を添加する技術が知られている。このような光ファイバを製造する方法として、ガラスの表面をアルカリ金属化合物の蒸気に曝し、ガラスの表面からアルカリ金属化合物を添加する方法が開示されている（特許文献１〜３）。   2. Description of the Related Art Conventionally, a technique of adding an alkali metal to a core portion of a silica glass optical fiber to reduce transmission loss and the like has been known. As a method of manufacturing such an optical fiber, a method of exposing the surface of glass to a vapor of an alkali metal compound and adding the alkali metal compound from the surface of the glass is disclosed (Patent Documents 1 to 3).

特表２００５−５３７２１０号公報JP-T-2005-537210 特表２００７−５１３８６２号公報JP-T-2007-513682 特表２００７−５１６９２９号公報JP-T 2007-516929

しかしながら、従来の方法は、光ファイバ母材の一連の製造工程の途中において、アルカリ金属化合物の蒸気を発生させ、その蒸気をガラスの表面に流すための装置が必要であり、かつ工程が複雑であるという問題がある。   However, the conventional method requires an apparatus for generating a vapor of the alkali metal compound in the course of a series of manufacturing steps of the optical fiber preform and flowing the vapor to the surface of the glass, and the process is complicated. There is a problem that there is.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、その目的は、コア部がアルカリ金属を含むガラスからなる光ファイバを簡易に製造できる光ファイバの製造方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide an optical fiber manufacturing method which can easily manufacture an optical fiber whose core portion is made of glass containing an alkali metal.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の一態様に係る光ファイバの製造方法は、シリカガラスからなり、光ファイバのコア部となるガラスロッドを、シリカガラスからなり、アルカリ金属を含むアルカリ金属含有ガラス管の孔に挿入するロッド挿入工程と、前記アルカリ金属含有ガラス管を、シリカガラスからなり、光ファイバのクラッド部となるクラッド形成ガラス管の孔に挿入するガラス管挿入工程と、を含み、前記ガラスロッドと、前記アルカリ金属含有ガラス管と、前記クラッド形成ガラス管とを備える光ファイバ母材を作製する母材作製工程と、前記作製した光ファイバ母材を加熱溶融して線引きし、光ファイバを作製する工程と、を含むことを特徴とする。   In order to solve the above-described problems and achieve the object, a method for manufacturing an optical fiber according to one embodiment of the present invention is directed to a method of manufacturing an optical fiber, the method comprising the steps of: A rod insertion step of inserting into a hole of an alkali metal-containing glass tube containing a metal, and a glass tube insertion of inserting the alkali metal-containing glass tube into a hole of a clad forming glass tube which is made of silica glass and becomes a clad portion of an optical fiber. And a preform producing step of producing an optical fiber preform including the glass rod, the alkali metal-containing glass tube, and the clad-formed glass tube, and heating and melting the produced optical fiber preform. Drawing an optical fiber to produce an optical fiber.

本発明の一態様に係る光ファイバの製造方法は、前記クラッド形成ガラス管はフッ素（Ｆ）を含むことを特徴とする。   The method for manufacturing an optical fiber according to one aspect of the present invention is characterized in that the clad-formed glass tube contains fluorine (F).

本発明の一態様に係る光ファイバの製造方法は、前記母材作製工程は、前記ガラスロッドと、前記アルカリ金属含有ガラス管と、前記クラッド形成ガラス管とを、これらの長手方向の少なくとも一部において相互に固定する工程を含むことを特徴とする。   In the method for manufacturing an optical fiber according to one aspect of the present invention, in the base material manufacturing step, the glass rod, the alkali metal-containing glass tube, and the clad-formed glass tube may be at least partially aligned in a longitudinal direction thereof. In which the step of fixing each other is included.

本発明の一態様に係る光ファイバの製造方法は、前記母材作製工程は、前記ガラスロッドと、前記アルカリ金属含有ガラス管と、前記クラッド形成ガラス管とを加熱して、長手方向にわたって一体化する工程を含むことを特徴とする。   In the method for manufacturing an optical fiber according to one aspect of the present invention, in the base material manufacturing step, the glass rod, the alkali metal-containing glass tube, and the clad-formed glass tube are heated and integrated in a longitudinal direction. And a step of performing

本発明の一態様に係る光ファイバの製造方法は、前記ガラス管挿入工程は、前記ロッド挿入工程を行い、前記ガラスロッドと、前記アルカリ金属含有ガラス管とを加熱して、長手方向にわたって一体化する工程と行った後に行うことを特徴とする。   In the method for manufacturing an optical fiber according to one embodiment of the present invention, in the glass tube inserting step, the rod inserting step is performed, and the glass rod and the alkali metal-containing glass tube are heated to be integrated in the longitudinal direction. And after the step.

本発明の一態様に係る光ファイバの製造方法は、前記ロッド挿入工程において、複数の前記ガラスロッドのそれぞれを、複数の前記アルカリ金属含有ガラス管のそれぞれの孔に挿入し、前記ガラス管挿入工程において、複数の前記アルカリ金属含有ガラスのそれぞれを、複数の孔を有する前記クラッド形成ガラス管のそれぞれの孔に挿入することを特徴とする。   In the method for manufacturing an optical fiber according to one aspect of the present invention, in the rod inserting step, each of the plurality of glass rods is inserted into each of the plurality of alkali metal-containing glass tubes, and the glass tube inserting step is performed. Wherein each of the plurality of alkali metal-containing glasses is inserted into each of the holes of the clad forming glass tube having a plurality of holes.

本発明によれは、コア部がアルカリ金属を含むガラスからなる光ファイバを簡易に製造できるという効果を奏する。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, there exists an effect that an optical fiber whose core part consists of glass containing alkali metal can be manufactured easily.

図１は、実施形態１に係る製造方法により製造する光ファイバの模式的な断面図である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an optical fiber manufactured by the manufacturing method according to the first embodiment. 図２は、実施形態１に係る製造方法を説明するフロー図である。FIG. 2 is a flowchart illustrating the manufacturing method according to the first embodiment. 図３は、第１挿入工程を説明する図である。FIG. 3 is a diagram illustrating the first insertion step. 図４は、第２挿入工程を説明する図である。FIG. 4 is a diagram illustrating the second insertion step. 図５は、線引工程を説明する図である。FIG. 5 is a diagram illustrating the drawing step. 図６は、アルカリ金属の濃度分布の変化を示す模式図である。FIG. 6 is a schematic diagram showing a change in the concentration distribution of the alkali metal. 図７は、実施形態２に係る製造方法を説明する図である。FIG. 7 is a diagram illustrating the manufacturing method according to the second embodiment. 図８は、実施形態３に係る製造方法を説明する図である。FIG. 8 is a diagram illustrating the manufacturing method according to the third embodiment.

以下に、図面を参照しながら、本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態により本発明が限定されるものではない。また、各図面において、同一または対応する構成要素には適宜同一の符号を付している。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited by the embodiments described below. In the drawings, the same or corresponding components are denoted by the same reference numerals as appropriate.

（実施形態１）
図１は、実施形態１に係る製造方法により製造する光ファイバの模式的な断面図である。この光ファイバ１は、コア部１ａと、中間層１ｂと、クラッド部１ｃと、を備える。 (Embodiment 1)
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an optical fiber manufactured by the manufacturing method according to the first embodiment. The optical fiber 1 includes a core 1a, an intermediate layer 1b, and a clad 1c.

コア部１ａは、カリウム（Ｋ）やナトリウム（Ｎａ）などのアルカリ金属を含むシリカガラスからなる。コア部１ａは、ゲルマニウム（Ｇｅ）、フッ素（Ｆ）、塩素（Ｃｌ）、アルミニウム（Ａｌ）等の、シリカガラス系光ファイバのコア部に一般的に添加され得るドーパントを含んでいてもよい。中間層１ｂは、コア部１ａの外周に形成されており、アルカリ金属を含むシリカガラスからなる。中間層１ｂの屈折率はコア部１ａの最大屈折率よりも低い。クラッド部１ｃは、中間層１ｂの外周に形成されており、主に高純度のシリカガラスからなる。なお、クラッド部１ｃには屈折率を低下させるためにＦが添加されていてもよい。クラッド部１ｃの屈折率はコア部１ａの最大屈折率よりも低い。   The core 1a is made of silica glass containing an alkali metal such as potassium (K) or sodium (Na). The core portion 1a may include a dopant such as germanium (Ge), fluorine (F), chlorine (Cl), and aluminum (Al) that can be generally added to the core portion of the silica glass optical fiber. The intermediate layer 1b is formed on the outer periphery of the core 1a, and is made of silica glass containing an alkali metal. The refractive index of the intermediate layer 1b is lower than the maximum refractive index of the core 1a. The clad 1c is formed on the outer periphery of the intermediate layer 1b, and is mainly made of high-purity silica glass. Note that F may be added to the cladding 1c to reduce the refractive index. The refractive index of the cladding 1c is lower than the maximum refractive index of the core 1a.

つぎに、光ファイバ１を製造するための実施形態１に係る製造方法を、図２のフロー図を参照して説明する。この製造方法は、ステップＳ１０１の第１挿入工程と、ステップＳ１０２の第１一体化工程と、ステップＳ１０３の第２挿入工程と、ステップＳ１０４の第２一体化工程と、ステップＳ１０５の線引工程と、を含む。   Next, a manufacturing method according to the first embodiment for manufacturing the optical fiber 1 will be described with reference to a flowchart of FIG. This manufacturing method includes a first insertion step of step S101, a first integration step of step S102, a second insertion step of step S103, a second integration step of step S104, and a drawing step of step S105. ,including.

第１挿入工程は、図３に示すように、ガラスロッド２を、アルカリ金属含有ガラス管３の孔に挿入する工程であり、ロッド挿入工程に相当する。挿入は、矢印で示すように、ガラスロッド２とアルカリ金属含有ガラス管３とを相互に移動させて行ってもよいし、一方を固定し、他方を移動させて行ってもよい。   The first insertion step is, as shown in FIG. 3, a step of inserting the glass rod 2 into a hole of the alkali metal-containing glass tube 3, and corresponds to a rod insertion step. The insertion may be performed by moving the glass rod 2 and the alkali metal-containing glass tube 3 relative to each other as shown by an arrow, or by fixing one and moving the other.

ガラスロッド２は、たとえばＶＡＤ法（Vapor Axial Deposition）やＭＣＶＤ（Modified Chemical Vapor Deposition）法によって作製されたものである。ガラスロッド２は、光ファイバ１のコア部１ａとなる部分であり、高純度のシリカガラスからなるが、上述したように、コア部に一般的に添加され得るドーパントを含んでいてもよい。たとえば、ガラスロッド２は外径が６．５ｍｍであり、Ｃｌが５０００ｐｐｍ、Ｆが１０００ｐｐｍだけ添加されている。   The glass rod 2 is manufactured by, for example, a VAD (Vapor Axial Deposition) method or an MCVD (Modified Chemical Vapor Deposition) method. The glass rod 2 is a portion to be the core 1a of the optical fiber 1 and is made of high-purity silica glass. However, as described above, the glass rod 2 may include a dopant that can be generally added to the core. For example, the glass rod 2 has an outer diameter of 6.5 mm, and contains only 5000 ppm of Cl and 1000 ppm of F.

アルカリ金属含有ガラス管３は、高純度のシリカガラスに所望のアルカリ金属を添加したガラス管である。アルカリ金属含有ガラス管３は、たとえば、市販の高純度シリカガラス管を、アルカリ金属化合物の蒸気に曝して、アルカリ金属を添加したものである。このとき、高純度シリカガラス管の内周面側と外周面側とをアルカリ金属化合物の蒸気に曝すことができるので、ガラス管の厚さ方向により均一、かつ高濃度でアルカリ金属を添加することができる。ただし、アルカリ金属含有ガラス管３の作製方法については特に限定はされない。アルカリ金属含有ガラス管３は、本製造方法の一連の工程とは別に、別途予め準備しておくことができるものである。たとえば、アルカリ金属含有ガラス管３は内径が７ｍｍ、外径が９．５ｍｍであり、Ｋが１０ｐｐｍ添加されている。アルカリ金属含有ガラス管３の内径はガラスロッド２の外径よりもわずかに大きいため、ガラスロッド２の外周面とアルカリ金属含有ガラス管３の内周面との間にはわずかに空隙（クリアランス）が形成される。   The alkali metal-containing glass tube 3 is a glass tube obtained by adding a desired alkali metal to high-purity silica glass. The alkali metal-containing glass tube 3 is obtained by, for example, exposing a commercially available high-purity silica glass tube to vapor of an alkali metal compound and adding an alkali metal. At this time, since the inner peripheral surface side and the outer peripheral surface side of the high-purity silica glass tube can be exposed to the vapor of the alkali metal compound, it is necessary to add the alkali metal in the thickness direction of the glass tube more uniformly and at a high concentration. Can be. However, the method for producing the alkali metal-containing glass tube 3 is not particularly limited. The alkali metal-containing glass tube 3 can be separately prepared in advance separately from a series of steps of the present manufacturing method. For example, the alkali metal-containing glass tube 3 has an inner diameter of 7 mm and an outer diameter of 9.5 mm, and K is added at 10 ppm. Since the inner diameter of the alkali metal-containing glass tube 3 is slightly larger than the outer diameter of the glass rod 2, a slight gap (clearance) is provided between the outer peripheral surface of the glass rod 2 and the inner peripheral surface of the alkali metal-containing glass tube 3. Is formed.

第１挿入工程につづいて、第１一体化工程を行い、ガラスロッド２とアルカリ金属含有ガラス管３とを加熱し、長手方向にわたって一体化する。一体化の方法としては、たとえば、アルカリ金属含有ガラス管３の外周を長手方向にわたって適切な酸水素火炎で炙る方法がある。ガラスロッド２とアルカリ金属含有ガラス管３との一端部にチューブを繋げ、炙るとともにガラスロッド２とアルカリ金属含有ガラス管３との間の空隙を真空になるように吸引することによって、火炎の熱によってアルカリ金属含有ガラス管３が軟化し、収縮して空隙が塞がれる。なお、このとき、真空に吸引している側とは別の一端から、空隙内にガラス洗浄作用のあるガスを流してもよい。この工程において、アルカリ金属含有ガラス管３に含まれるアルカリ金属の一部がガラスロッド２に熱拡散する。   Following the first insertion step, a first integration step is performed, in which the glass rod 2 and the alkali metal-containing glass tube 3 are heated and integrated in the longitudinal direction. As an integration method, for example, there is a method in which the outer periphery of the alkali metal-containing glass tube 3 is burned in a longitudinal direction with an appropriate oxyhydrogen flame. A tube is connected to one end of the glass rod 2 and the alkali metal-containing glass tube 3, and the flame is heated by sucking the space between the glass rod 2 and the alkali metal-containing glass tube 3 so as to be a vacuum. As a result, the alkali metal-containing glass tube 3 is softened and contracted to close the gap. At this time, a gas having a glass cleaning action may be flowed into the gap from one end other than the side that is suctioned by vacuum. In this step, a part of the alkali metal contained in the alkali metal-containing glass tube 3 thermally diffuses into the glass rod 2.

第１一体化工程につづいて、第２挿入工程を行う。第２挿入工程は、図４に示すように、ガラスロッド２とアルカリ金属含有ガラス管３との一体物４を、クラッド形成ガラス管５の孔に挿入する工程であり、ガラス管挿入工程に相当する。   After the first integration step, a second insertion step is performed. The second insertion step is, as shown in FIG. 4, a step of inserting the integrated body 4 of the glass rod 2 and the alkali metal-containing glass tube 3 into a hole of the clad forming glass tube 5, and corresponds to a glass tube insertion step. I do.

クラッド形成ガラス管５は、高純度のシリカガラスにＦを添加したガラス管である。クラッド形成ガラス管５は、市販のＦ添加シリカガラス管を用いてもよいし、Ｆ添加ガラスロッドを作製し、これに孔を形成して管状としたものでもよい。たとえば、クラッド形成ガラス管５は、内径が１０ｍｍ、外径が１２０ｍｍであり、純シリカガラスに対する比屈折率差Δが−０．３５％になるようにＦが添加されたものである。すなわち、アルカリ金属含有ガラス管３の外周面とクラッド形成ガラス管５の内周面との間にもわずかに空隙が形成される。なお、クラッド形成ガラス管５は、ガラスロッド２やアルカリ金属含有ガラス管３に対して体積が大きいので、複数のガラス管を準備し、これらを一体化して構成してもよい。たとえば、クラッド形成ガラス管５は、一方が他方に挿入可能な内外径を有する複数のＦ添加シリカガラス管を準備し、これらを一体化して構成してもよい。内径が１０ｍｍ、外径が１２０ｍｍのクラッド形成ガラス管５は、たとえば内径が１０ｍｍ、外径が３９．５ｍｍのＦ添加シリカガラス管と、内径が４０ｍｍ、外径が１２０．５ｍｍのＦ添加シリカガラス管とを準備し、これらを事前に一体化することで構成することができる。また、これらのＦ添加シリカガラス管の一体化は、事前に行わずに、以下に説明する第２一体化工程の際に行ってもよい。   The clad forming glass tube 5 is a glass tube obtained by adding F to high-purity silica glass. As the clad-forming glass tube 5, a commercially available F-doped silica glass tube may be used, or an F-doped glass rod may be produced and a hole may be formed in the tube to form a tube. For example, the clad-formed glass tube 5 has an inner diameter of 10 mm and an outer diameter of 120 mm, and is doped with F so that the relative refractive index difference Δ with respect to pure silica glass becomes −0.35%. That is, a slight gap is also formed between the outer peripheral surface of the alkali metal-containing glass tube 3 and the inner peripheral surface of the clad-formed glass tube 5. In addition, since the clad forming glass tube 5 has a larger volume than the glass rod 2 and the alkali metal-containing glass tube 3, a plurality of glass tubes may be prepared and integrated. For example, the clad-forming glass tube 5 may be prepared by preparing a plurality of F-doped silica glass tubes each having an inner and outer diameter one of which can be inserted into the other, and integrating them. The clad-formed glass tube 5 having an inner diameter of 10 mm and an outer diameter of 120 mm includes, for example, an F-added silica glass tube having an inner diameter of 10 mm and an outer diameter of 39.5 mm, and an F-added silica glass having an inner diameter of 40 mm and an outer diameter of 120.5 mm. It can be configured by preparing tubes and integrating them in advance. Further, the integration of these F-doped silica glass tubes may be performed at the time of the second integration step described below without performing the integration in advance.

第２挿入工程につづいて、第２一体化工程を行い、一体物４とクラッド形成ガラス管５とを加熱し、長手方向にわたって一体化する。第２一体化工程は第１一体化工程と同様な方法で行うことができる。これにより、ガラスロッド２と、アルカリ金属含有ガラス管３と、クラッド形成ガラス管５が相互に固定され、ガラスロッド２と、アルカリ金属含有ガラス管３と、クラッド形成ガラス管５とを備える光ファイバ母材が作製される。すなわち、母材作製工程は、第１挿入工程と、第１一体化工程と、第２挿入工程と、第２一体化工程を含んでいる。   Subsequent to the second insertion step, a second integration step is performed, in which the integrated object 4 and the clad-formed glass tube 5 are heated and integrated in the longitudinal direction. The second integration step can be performed in the same manner as the first integration step. Thereby, the glass rod 2, the alkali metal-containing glass tube 3, and the clad-forming glass tube 5 are fixed to each other, and the optical fiber including the glass rod 2, the alkali metal-containing glass tube 3, and the clad-forming glass tube 5 is provided. A base material is produced. That is, the base material preparation step includes a first insertion step, a first integration step, a second insertion step, and a second integration step.

第２一体化工程においても、アルカリ金属含有ガラス管３に含まれるアルカリ金属の一部がガラスロッド２およびクラッド形成ガラス管５に熱拡散する。なお、第２一体化工程において、一体物４とクラッド形成ガラス管５とを長手方向にわたって一体化するのではなく、長手方向の一部で一体化し、相互に固定してもよい。長手方向の一部で一体化する場合には、後述する線引工程において下側になる部分を一体化するのが好ましい。   Also in the second integration step, part of the alkali metal contained in the alkali metal-containing glass tube 3 is thermally diffused into the glass rod 2 and the clad forming glass tube 5. In the second integration step, the integrated material 4 and the clad-formed glass tube 5 may be integrated in a part of the longitudinal direction and fixed to each other, instead of being integrated in the longitudinal direction. When integrating in a part of the longitudinal direction, it is preferable to integrate a lower part in a drawing step described later.

第２一体化工程につづいて、線引工程を行う。線引工程では、図５に示すように、公知の線引炉１０に、ガラスロッド２と、アルカリ金属含有ガラス管３と、クラッド形成ガラス管５とを備える光ファイバ母材６をセットし、線引炉１０の下端をヒータ１１で加熱溶融して線引きを行い、光ファイバ１を作製する。これにより、ガラスロッド２がコア部１ａとなり、アルカリ金属含有ガラス管３が中間層１ｂとなり、クラッド形成ガラス管５がクラッド部１ｃとなって、図１に示す構造の光ファイバ１を製造することができる。   Following the second integration step, a drawing step is performed. In the drawing step, as shown in FIG. 5, an optical fiber preform 6 including a glass rod 2, an alkali metal-containing glass tube 3, and a clad forming glass tube 5 is set in a known drawing furnace 10, The lower end of the drawing furnace 10 is heated and melted by the heater 11 to perform drawing, thereby producing the optical fiber 1. Thereby, the glass rod 2 becomes the core portion 1a, the alkali metal-containing glass tube 3 becomes the intermediate layer 1b, and the clad forming glass tube 5 becomes the clad portion 1c, thereby producing the optical fiber 1 having the structure shown in FIG. Can be.

線引工程においても、アルカリ金属含有ガラス管３に含まれるアルカリ金属の一部がガラスロッド２およびクラッド形成ガラス管５に熱拡散する。これにより、ガラスロッド２すなわちコア部１ａにはより均一にアルカリ金属が添加された状態となるため、たとえばガラスロッド２の仮想温度が低下し、ガラス中の光散乱が減少し、光ファイバ１を低伝送損失とすることができる。   Also in the drawing step, a part of the alkali metal contained in the alkali metal-containing glass tube 3 is thermally diffused into the glass rod 2 and the clad forming glass tube 5. As a result, the alkali metal is more uniformly added to the glass rod 2, that is, the core 1 a, so that, for example, the fictive temperature of the glass rod 2 decreases, light scattering in the glass decreases, and the optical fiber 1 Low transmission loss can be achieved.

本実施形態１に係る製造方法によれば、本製造方法の一連の工程とは別に、別途予め準備しておくことができるアルカリ金属含有ガラス管３を用いているので、コア部１ａがアルカリ金属を含む光ファイバ１を簡易に製造できる。   According to the manufacturing method according to the first embodiment, since the alkali metal-containing glass tube 3 that can be separately prepared in advance is used separately from a series of steps of the manufacturing method, the core portion 1a is made of an alkali metal. Can be easily manufactured.

また、本実施形態１に係る製造方法によれば、まずガラスロッド２とアルカリ金属含有ガラス管３とを長手方向にわたって一体化する第１一体化工程を行った後に、第２挿入工程および第２一体化工程を行っている。これにより、アルカリ金属含有ガラス管３に含まれるアルカリ金属の一部がガラスロッド２に熱拡散する総時間が長くなるので、より効率的にガラスロッド２にアルカリ金属を添加することができる。   According to the manufacturing method of the first embodiment, first, after performing the first integration step of integrating the glass rod 2 and the alkali metal-containing glass tube 3 in the longitudinal direction, the second insertion step and the second integration step are performed. An integration process is being performed. As a result, the total time during which a part of the alkali metal contained in the alkali metal-containing glass tube 3 thermally diffuses into the glass rod 2 becomes longer, so that the alkali metal can be more efficiently added to the glass rod 2.

図６は、アルカリ金属の濃度分布の変化を示す模式図である。図中、凸状の曲線がアルカリ金属の濃度を示している。図６の左図に示すように、第１挿入工程では、アルカリ金属含有ガラス管３のみにアルカリ金属が分布している。その後第１一体化工程を行うと、図６の中央図に示すように、アルカリ金属は熱拡散し、ガラスロッド２にまで分布する。さらに、その後第２一体化工程を行うと、図６の右図に示すように、アルカリ金属はさらに熱拡散し、ガラスロッド２においてより均一に分布し、さらにクラッド形成ガラス管５にも分布する。その後、線引工程を行うと、コア部１ａにはアルカリ金属はより一層均一に分布する。   FIG. 6 is a schematic diagram showing a change in the concentration distribution of the alkali metal. In the figure, the convex curve indicates the concentration of the alkali metal. As shown in the left diagram of FIG. 6, in the first insertion step, the alkali metal is distributed only in the alkali metal-containing glass tube 3. After that, when the first integration step is performed, the alkali metal is thermally diffused and distributed to the glass rod 2 as shown in the central view of FIG. Further, when the second integration step is performed thereafter, as shown in the right diagram of FIG. 6, the alkali metal is further diffused by heat, more uniformly distributed in the glass rod 2, and further distributed in the clad-formed glass tube 5. . Thereafter, when a drawing step is performed, the alkali metal is more uniformly distributed in the core portion 1a.

アルカリ金属含有ガラス管３からガラスロッド２に効率的にアルカリ金属を熱拡散させるためには、たとえばアルカリ金属含有ガラス管３の厚さ方向におけるアルカリ金属の濃度分布を調整し、ガラスロッド２に対向する内周側でより高い濃度となるようにしてもよい。アルカリ金属含有ガラス管３を作製する際に、高純度シリカガラス管の内周面側と外周面側とでそれぞれ条件を調整してアルカリ金属化合物の蒸気に曝すことで、アルカリ金属の濃度分布を調整し、内周面側と外周面側とで濃度に差異をつけることができる。   In order to efficiently diffuse the alkali metal from the alkali metal-containing glass tube 3 to the glass rod 2, for example, the concentration distribution of the alkali metal in the thickness direction of the alkali metal-containing glass tube 3 is adjusted so as to face the glass rod 2. The density may be higher on the inner circumference side. When the alkali metal-containing glass tube 3 is manufactured, the conditions are adjusted on the inner peripheral surface side and the outer peripheral surface side of the high-purity silica glass tube, respectively, and exposure to the vapor of the alkali metal compound is performed, whereby the concentration distribution of the alkali metal is reduced. By adjusting the density, it is possible to make the density different between the inner peripheral surface side and the outer peripheral surface side.

また、嵩密度が低い半焼結状態のガラスロッド２を用いれば、アルカリ金属がガラスロッド２により熱拡散しやすいので好ましい。この場合、半焼結状態のガラスロッド２内に気泡が残らないように、たとえば第１一体化工程において吸引を行う際に、ガラスロッド２内の空隙も消失するように加熱および吸引を行うことが好ましい。   Further, it is preferable to use a semi-sintered glass rod 2 having a low bulk density because the alkali metal is easily diffused by the glass rod 2. In this case, heating and suction may be performed so that air bubbles do not remain in the glass rod 2 in a semi-sintered state, for example, when performing suction in the first integration step, voids in the glass rod 2 are also eliminated. preferable.

その他、ガラスロッド２に効率的にアルカリ金属を熱拡散させるために、クラッド形成ガラス管５側への熱拡散を抑制したり、ガラスロッド２側への熱拡散を促進させたりするように、上述した熱拡散が起こる各工程における条件を設定してもよい。   In addition, in order to efficiently diffuse the alkali metal into the glass rod 2, the above-described method is performed so as to suppress the heat diffusion toward the clad-formed glass tube 5 or to promote the heat diffusion toward the glass rod 2. The conditions in each step where the heat diffusion occurs may be set.

また、本実施形態１に係る製造方法によれば、たとえば、従来の工程で用いられたコラップスの工程を用いる必要が無い。これにより、工程の煩雑さを避けることができるだけでなく、コラップス時に問題となる非円の問題や高熱によるドーパントリークアウトの問題なども抑制することが可能となる。   Further, according to the manufacturing method according to the first embodiment, for example, there is no need to use the collapse process used in the conventional process. As a result, not only the complexity of the process can be avoided, but also the problem of non-circles and the problem of dopant leakout due to high heat, which are problems at the time of collapse, can be suppressed.

（実施形態２）
つぎに、実施形態２について説明する。実施形態２に係る製造方法は、マルチコアファイバの製造方法に係るものである。本製造方法では、実施形態１に係る製造方法と同様に、まず、ガラスロッド２をアルカリ金属含有ガラス管３の孔に挿入する第１挿入工程と、これらを一体化する第１一体化工程を行う。ただし、本製造方法では、複数である７本のガラスロッド２を準備し、それぞれを、別途準備した７本のアルカリ金属含有ガラス管３のそれぞれの孔に挿入し、それぞれに第１一体化工程を行う。その結果、７本の一体物４が作製される。 (Embodiment 2)
Next, a second embodiment will be described. The manufacturing method according to the second embodiment relates to a method for manufacturing a multi-core fiber. In the present manufacturing method, similarly to the manufacturing method according to the first embodiment, first, a first insertion step of inserting the glass rod 2 into the hole of the alkali metal-containing glass tube 3 and a first integration step of integrating these are performed. Do. However, in the present manufacturing method, a plurality of seven glass rods 2 are prepared, each of which is inserted into each hole of seven separately prepared alkali metal-containing glass tubes 3, and each of them is subjected to a first integration step. I do. As a result, seven integrated objects 4 are produced.

つづいて、７本の一体物４を図７に示すようにクラッド形成ガラス管５Ａと組み合わせる。このクラッド形成ガラス管５Ａは、一体物４のそれぞれを、ある程度の空隙が形成されるように挿入可能な内径であり、長手方向に延伸する複数の孔５Ａａを有している多孔管である。このような多孔管は、円柱状のガラスロッドに孔５Ａａを穿設することで容易に作製できる。孔５Ａａは、製造すべきマルチコアファイバにおけるコア部の配列形状のなるように配列されている。なお、クラッド形成ガラス管５Ａはクラッド形成ガラス管５と同様に、たとえば高純度のシリカガラスに、比屈折率差Δが−０．３５％になるようにＦを添加したガラス管である。   Subsequently, the seven integrated articles 4 are combined with a clad-formed glass tube 5A as shown in FIG. The clad-formed glass tube 5A is a porous tube having an inner diameter that allows each of the integrated bodies 4 to be inserted so as to form a certain gap, and having a plurality of holes 5Aa extending in the longitudinal direction. Such a perforated tube can be easily produced by forming a hole 5Aa in a cylindrical glass rod. The holes 5Aa are arranged so as to have an arrangement shape of the core portion in the multi-core fiber to be manufactured. The cladding-forming glass tube 5A is a glass tube in which F is added to, for example, high-purity silica glass so that the relative refractive index difference Δ becomes −0.35%, similarly to the cladding-forming glass tube 5.

一体物４のそれぞれをクラッド形成ガラス管５Ａのそれぞれの孔５Ａａに挿入した後は、これらを長手方向にわたってまたは部分的に一体化して光ファイバ母材を作製する。つづいて作製した光ファイバ母材を線引きすることによって、コア部がアルカリ金属を含むマルチコアファイバを簡易に製造することができる。   After each of the integrated members 4 is inserted into each of the holes 5Aa of the clad-formed glass tube 5A, these are integrated over the longitudinal direction or partially to prepare an optical fiber preform. By subsequently drawing the optical fiber preform prepared, a multi-core fiber whose core portion contains an alkali metal can be easily produced.

（実施形態３）
つぎに、実施形態３について説明する。実施形態２に係る製造方法は、マルチコアファイバの製造方法に係るものである。本製造方法では、７本のガラスロッド２を図８に示すようにアルカリ金属含有ガラス管３Ａと組み合わせる。このアルカリ金属含有ガラス管３Ａは、ガラスロッド２のそれぞれを、ある程度の空隙が形成されるように挿入可能な内径であり、長手方向に延伸する複数の孔３Ａａを有している多孔管である。このような多孔管は、円柱状のガラスロッドに孔３Ａａを穿設することで容易に作製できる。孔３Ａａは、製造すべきマルチコアファイバにおけるコア部の配列形状になるように配列されている。なお、アルカリ金属含有ガラス管３Ａはアルカリ金属含有ガラス管３と同様に、たとえば高純度のシリカガラスに所望のアルカリ金属を添加したガラス管である。 (Embodiment 3)
Next, a third embodiment will be described. The manufacturing method according to the second embodiment relates to a method for manufacturing a multi-core fiber. In this manufacturing method, seven glass rods 2 are combined with an alkali metal-containing glass tube 3A as shown in FIG. The alkali metal-containing glass tube 3A is a porous tube having an inner diameter that allows each of the glass rods 2 to be inserted so as to form a certain gap, and having a plurality of holes 3Aa extending in the longitudinal direction. . Such a perforated tube can be easily produced by forming a hole 3Aa in a cylindrical glass rod. The holes 3Aa are arranged so as to have an arrangement shape of a core portion in a multi-core fiber to be manufactured. The alkali metal-containing glass tube 3A is, for example, a glass tube obtained by adding a desired alkali metal to high-purity silica glass, similarly to the alkali metal-containing glass tube 3.

ガラスロッド２のそれぞれをアルカリ金属含有ガラス管３Ａのそれぞれの孔３Ａａに挿入する第１挿入工程を行った後は、これらを長手方向にわたって一体化する第１一体化工程を行って一体物を作製する。つづいて作製した一体物をクラッド形成ガラス管５と同様のクラッド形成ガラス管に挿入する第２挿入工程を行い、さらには第２一体化工程を行って光ファイバ母材を作製する。さらに、作製した光ファイバ母材を線引きすることによって、コア部がアルカリ金属を含むマルチコアファイバを簡易に製造することができる。   After performing the first insertion step of inserting each of the glass rods 2 into each of the holes 3Aa of the alkali metal-containing glass tube 3A, performing a first integration step of integrating the glass rods 2 in the longitudinal direction to produce an integrated product I do. Subsequently, a second insertion step of inserting the produced one piece into a clad-formed glass tube similar to the clad-formed glass tube 5 is performed, and further, a second integration step is performed to prepare an optical fiber preform. Further, by drawing the produced optical fiber preform, a multi-core fiber whose core portion contains an alkali metal can be easily produced.

なお、実施形態２、３で用いるガラスロッド２やアルカリ金属含有ガラス管３や一体物４は、いわゆるシングルコアファイバである光ファイバ１を製造する際にも使用できるものである。したがって、シングルコアファイバ製造用の部材とマルチコアファイバ製造用の部材とを共通化することができるので、部材管理の簡易化や製造コストの低減を実現できる。   The glass rod 2, the alkali metal-containing glass tube 3, and the integrated member 4 used in the second and third embodiments can also be used when manufacturing the optical fiber 1 which is a so-called single core fiber. Therefore, a member for producing a single-core fiber and a member for producing a multi-core fiber can be used in common, thereby simplifying the member management and reducing the production cost.

また、上記実施形態１では、第１一体化工程を行っているが、第１一体化工程を行わず、第２一体化工程においてガラスロッド２とアルカリ金属含有ガラス管３とクラッド形成ガラス管５とを相互に固定し、その後線引工程を行ってもよい。これらを相互に固定することによって、線引工程においてガラスロッド２やアルカリ金属含有ガラス管３が位置ずれや脱離することを防止できる。他の実施形態においても同様である。   In the first embodiment, the first integration step is performed. However, the first integration step is not performed, and the glass rod 2, the alkali metal-containing glass tube 3, and the clad-forming glass tube 5 are formed in the second integration step. May be fixed to each other, and then a drawing step may be performed. By fixing these to each other, it is possible to prevent the glass rod 2 and the alkali metal-containing glass tube 3 from being displaced or detached in the drawing step. The same applies to other embodiments.

また、実施形態１において、アルカリ金属含有ガラス管３をクラッド形成ガラス管５の孔に挿入し、その後ガラスロッド２をアルカリ金属含有ガラス管３の孔に挿入してもよい。すなわち、第１挿入工程と第２挿入工程とはどちらを先に行ってもよい。他の実施形態についても同様である。   In the first embodiment, the alkali metal-containing glass tube 3 may be inserted into the hole of the clad-formed glass tube 5, and then the glass rod 2 may be inserted into the hole of the alkali metal-containing glass tube 3. That is, either the first insertion step or the second insertion step may be performed first. The same applies to other embodiments.

また、上記実施形態において、アルカリ金属含有ガラス管の屈折率は、ガラスロッドの最大屈折率よりも小さく設定されるが、クラッド形成ガラス管と同じ屈折率であってもよいし、異なる屈折率でもよい。アルカリ金属含有ガラス管の屈折率をクラッド形成ガラス管よりも高い屈折率とすれば、アルカリ金属含有ガラス管から形成される中間層を、たとえば光ファイバの屈折率プロファイルにおけるペデスタル部とすることができる。また、アルカリ金属含有ガラス管の屈折率をクラッド形成ガラス管よりも低い屈折率とすれば、アルカリ金属含有ガラス管から形成される中間層を、光ファイバの屈折率プロファイルにおけるトレンチ部とすることができる。   In the above embodiment, the refractive index of the alkali metal-containing glass tube is set to be smaller than the maximum refractive index of the glass rod, but may be the same as the clad-formed glass tube, or may be a different refractive index. Good. If the refractive index of the alkali metal-containing glass tube is made higher than that of the clad-formed glass tube, the intermediate layer formed from the alkali metal-containing glass tube can be, for example, a pedestal portion in the refractive index profile of the optical fiber. . Further, if the refractive index of the alkali metal-containing glass tube is lower than that of the clad-formed glass tube, the intermediate layer formed from the alkali metal-containing glass tube can be used as a trench in the refractive index profile of the optical fiber. it can.

また、上記実施形態により本発明が限定されるものではない。上述した各構成要素を適宜組み合わせて構成したものも本発明に含まれる。また、さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。よって、本発明のより広範な態様は、上記の実施形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。   Further, the present invention is not limited by the above embodiments. The present invention also includes a configuration in which the above-described components are appropriately combined. Further, further effects and modifications can be easily derived by those skilled in the art. Therefore, the broader aspects of the present invention are not limited to the above embodiments, and various modifications are possible.

１ 光ファイバ
１ａ コア部
１ｂ 中間層
１ｃ クラッド部
２ ガラスロッド
３、３Ａ アルカリ金属含有ガラス管
３Ａａ、５Ａａ 孔
４ 一体物
５、５Ａ クラッド形成ガラス管
６ 光ファイバ母材
１０ 線引炉
１１ ヒータ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Optical fiber 1a Core part 1b Intermediate layer 1c Cladding part 2 Glass rod 3, 3A Alkali metal containing glass tube 3Aa, 5Aa Hole 4 Integrated object 5, 5A Cladding forming glass tube 6 Optical fiber preform 10 Drawing furnace 11 Heater

Claims (6)

シリカガラスからなり、光ファイバのコア部となるガラスロッドを、シリカガラスからなり、アルカリ金属を含むアルカリ金属含有ガラス管の孔に挿入するロッド挿入工程と、
前記アルカリ金属含有ガラス管を、シリカガラスからなり、光ファイバのクラッド部となるクラッド形成ガラス管の孔に挿入するガラス管挿入工程と、
を含み、前記ガラスロッドと、前記アルカリ金属含有ガラス管と、前記クラッド形成ガラス管とを備える光ファイバ母材を作製する母材作製工程と、
前記作製した光ファイバ母材を加熱溶融して線引きし、光ファイバを作製する工程と、
を含むことを特徴とする光ファイバの製造方法。 A rod insertion step of inserting a glass rod made of silica glass and serving as a core portion of an optical fiber into a hole of an alkali metal-containing glass tube made of silica glass and containing an alkali metal,
A glass tube insertion step of inserting the alkali metal-containing glass tube into a hole of a clad-formed glass tube that is made of silica glass and becomes a clad portion of an optical fiber.
Including, the glass rod, the alkali metal-containing glass tube, a preform preparation step of producing an optical fiber preform comprising the clad-formed glass tube,
A step of heating and melting the prepared optical fiber preform and drawing the fiber to produce an optical fiber,
A method for producing an optical fiber, comprising: 前記クラッド形成ガラス管はフッ素（Ｆ）を含むことを特徴とする請求項１に記載の光ファイバの製造方法。   The method for manufacturing an optical fiber according to claim 1, wherein the clad forming glass tube contains fluorine (F). 前記母材作製工程は、前記ガラスロッドと、前記アルカリ金属含有ガラス管と、前記クラッド形成ガラス管とを、これらの長手方向の少なくとも一部において相互に固定する工程を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の光ファイバの製造方法。   The said base material preparation process includes the process which mutually fixes the said glass rod, the said alkali metal containing glass tube, and the said clad formation glass tube in at least one part of these longitudinal directions. Item 3. The method for producing an optical fiber according to item 1 or 2. 前記母材作製工程は、前記ガラスロッドと、前記アルカリ金属含有ガラス管と、前記クラッド形成ガラス管とを加熱して、長手方向にわたって一体化する工程を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の光ファイバの製造方法。   The said base material preparation process includes the process which heats the said glass rod, the said alkali-metal containing glass tube, and the said clad formation glass tube, and integrates it along a longitudinal direction. The method for producing an optical fiber according to any one of the above. 前記ガラス管挿入工程は、前記ロッド挿入工程を行い、前記ガラスロッドと、前記アルカリ金属含有ガラス管とを加熱して、長手方向にわたって一体化する工程と行った後に行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の光ファイバの製造方法。   The glass tube inserting step is performed after performing the rod inserting step, heating the glass rod and the alkali metal-containing glass tube, and performing a step of integrating them in a longitudinal direction. The method for producing an optical fiber according to any one of claims 1 to 3. 前記ロッド挿入工程において、複数の前記ガラスロッドのそれぞれを、複数の前記アルカリ金属含有ガラス管のそれぞれの孔に挿入し、
前記ガラス管挿入工程において、複数の前記アルカリ金属含有ガラスのそれぞれを、複数の孔を有する前記クラッド形成ガラス管のそれぞれの孔に挿入する
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の光ファイバの製造方法。 In the rod insertion step, each of the plurality of glass rods is inserted into each hole of the plurality of alkali metal-containing glass tubes,
The said glass tube insertion process WHEREIN: Each of several alkali metal containing glass is inserted in each hole of the said clad formation glass tube which has several holes. The method as described in any one of Claims 1-5 characterized by the above-mentioned. 3. The method for producing an optical fiber according to claim 1.
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