JP2020125226A - Rod assembly for forming multi-core optical fiber, method for manufacturing multi-core optical fiber preform using the same and method for manufacturing multi-core optical fiber - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、マルチコア光ファイバ形成用ロッド集合体、これを用いた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。 The present invention relates to a multi-core optical fiber forming rod assembly, a method for manufacturing a multi-core optical fiber preform using the same, and a method for manufacturing a multi-core optical fiber.
近年、ネットワークの通信量が急増しており、伝送容量を大幅に拡大できる光ファイバとして、1本の光ファイバに複数のコアを有するマルチコア光ファイバ(MCF)が注目されている。 In recent years, the communication volume of networks has increased rapidly, and as an optical fiber capable of greatly expanding the transmission capacity, a multi-core optical fiber (MCF) having a plurality of cores in one optical fiber has attracted attention.
このようなマルチコア光ファイバの製造方法としては、いわゆるOBR(Over-cladding Bundled Rods)法が知られている。OBR法では、まずマルチコア光ファイバのコアとなるコア部を有するガラスロッドを複数本束ね、得られるロッド集合体の外周面上に、OVD(Outside Vaper Deposition)法によってガラス微粒子(スート)を堆積させる。その後、スートが堆積したロッド集合体を電気炉内で加熱することでスートを焼結して透明ガラス化させ、マルチコア光ファイバ母材を得る。そして、この光ファイバ母材を線引きすることで、マルチコア光ファイバを得ることができる。 A so-called OBR (Over-cladding Bundled Rods) method is known as a method for manufacturing such a multi-core optical fiber. In the OBR method, first, a plurality of glass rods having a core portion that becomes a core of a multi-core optical fiber are bundled, and glass fine particles (soot) are deposited on the outer peripheral surface of the obtained rod assembly by the OVD (Outside Vaper Deposition) method. .. After that, the rod assembly on which the soot is deposited is heated in an electric furnace to sinter the soot into transparent glass and obtain a multicore optical fiber preform. Then, a multi-core optical fiber can be obtained by drawing this optical fiber preform.
上述したようなロッド集合体として、例えば下記特許文献1では、コア部の周囲にクラッド形成材を有する円柱状のガラスロッドを複数本束ね、複数本のガラスロッド同士間の隙間にクラッド形成材よりも低い軟化点を有する充填用ガラスロッドを配置したロッド集合体が開示されている。
As the rod assembly as described above, for example, in
また、下記特許文献2では、断面が正多角形のガラスロッドを複数本束ね、複数本のガラスロッド同士間の隙間をなくしたロッド集合体が開示されている。
Further,
しかし、上記特許文献1に記載のロッド集合体は、以下に示す課題を有していた。
However, the rod assembly described in
すなわち、上記特許文献1に記載のロッド集合体においては、複数本のガラスロッド同士間の隙間に充填用ガラスロッドが配置されているため、充填用ガラスロッドがない場合に比べると、ロッド集合体を用いて形成される光ファイバ母材を線引きする際にガラスロッドの変形は抑制される。しかし、上記特許文献1に記載のロッド集合体は、充填用ガラスロッドの軟化点がガラスロッドのクラッド形成材の軟化点よりも低い場合には、いまだガラスロッドの変形の抑制の点で改善の余地を有していた。
That is, in the rod assembly described in
一方、上記特許文献2に記載のロッド集合体は、複数本のガラスロッド同士間の隙間をなくしたとはいえ、ガラスロッドの加工精度には限界があり、完全に隙間をなくすことができるとは言えない。例えばガラスロッドの長手方向に沿って不連続に隙間が形成される場合もある。その場合、ロッド集合体を用いて形成される光ファイバ母材を線引きする際にマルチコア光ファイバ母材が減圧環境下に置かれても、隙間にある空気を十分に除去することができず、最終的に得られるマルチコア光ファイバにおいて、その長手方向に沿って気泡が不連続に形成されるおそれがある。
On the other hand, although the rod assembly described in
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、コアの変形及び気泡の形成が十分に抑制されたマルチコア光ファイバを製造することができるマルチコア光ファイバ形成用ロッド集合体、これを用いた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。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and uses a multi-core optical fiber forming rod assembly capable of manufacturing a multi-core optical fiber in which deformation of a core and formation of bubbles are sufficiently suppressed. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a multicore optical fiber preform and a method for manufacturing a multicore optical fiber.
本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意検討を重ねた結果、ロッド集合体において、ガラスロッド同士間に小さい連続孔を意図的に設けることが上記課題を解決する上で有効であることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have found that intentionally providing small continuous holes between glass rods in the rod assembly is effective in solving the above problems. The present invention has been completed and the present invention has been completed.
すなわち、本発明は、複数本の主ロッドを備えるマルチコア光ファイバ形成用ロッド集合体であって、前記主ロッドが他の主ロッドと接触する複数の接触面と、前記複数の接触面のうち隣り合う2つの接触面同士を一体に形成する少なくとも1つの一体形成部とを有し、前記主ロッドの前記複数の接触面に前記他の主ロッドを接触させた状態で、前記主ロッドの一方の端面側から前記主ロッドの長手方向に沿って連続して延びる連続孔が前記複数本の主ロッドの前記一体形成部によって包囲されるように形成され、前記複数本の主ロッドのうちの少なくとも2本の主ロッドが、マルチコア光ファイバのコアとなるコア部の周囲に、前記マルチコア光ファイバのクラッドを形成するためのクラッド形成材を有する、マルチコア光ファイバ形成用ロッド集合体である。 That is, the present invention is a multi-core optical fiber forming rod assembly comprising a plurality of main rods, wherein the main rods are in contact with other main rods, and among the plurality of contact faces. At least one integrally forming part that integrally forms two contact surfaces that meet each other, and in a state where the other main rod is in contact with the plurality of contact surfaces of the main rod, one of the main rods A continuous hole extending continuously from the end face side along the longitudinal direction of the main rod is formed so as to be surrounded by the integrally formed portion of the plurality of main rods, and at least two of the plurality of main rods are formed. The main rod of the book is a rod assembly for forming a multi-core optical fiber, in which a clad forming material for forming a clad of the multi-core optical fiber is provided around a core portion which is a core of the multi-core optical fiber.
本発明のマルチコア光ファイバ形成用ロッド集合体によれば、ロッド集合体において、主ロッドの複数の接触面に他の主ロッドが接触された状態で、主ロッドの一方の端面側から主ロッドの長手方向に沿って連続して延びる連続孔が複数の主ロッドの一体形成部によって包囲されるように形成されているため、主ロッドが接触面を有しない場合に比べて、連続孔を十分に小さくすることができる。このため、ロッド集合体によれば、その外側にスートを形成するスート形成工程、又はその後、スートをガラス化するスートガラス化工程を行う際に、コアロッドのクラッド形成材がその連続孔を埋めるべく大きく変形することが十分に抑制され、コア部の変形が十分に抑制されたマルチコア光ファイバ母材が得られる。このため、マルチコア光ファイバ母材を線引きすると、コアの変形が十分に抑制されたマルチコア光ファイバが得られる。 According to the multi-core optical fiber forming rod assembly of the present invention, in the rod assembly, the other main rod is in contact with the plurality of contact surfaces of the main rod, and the main rod from one end surface side of the main rod Since the continuous hole extending continuously along the longitudinal direction is formed so as to be surrounded by the integrally formed portion of the plurality of main rods, the continuous hole is sufficiently formed as compared with the case where the main rod has no contact surface. Can be made smaller. Therefore, according to the rod assembly, when performing a soot forming step of forming a soot on the outer side thereof, or a soot vitrification step of vitrifying the soot thereafter, the clad forming material of the core rod should fill the continuous hole. It is possible to obtain a multi-core optical fiber preform in which large deformation is sufficiently suppressed and deformation of the core portion is sufficiently suppressed. Therefore, when the multicore optical fiber preform is drawn, a multicore optical fiber in which the deformation of the core is sufficiently suppressed can be obtained.
また、ロッド集合体の外側にスートを形成した後、スートをガラス化させてマルチコア光ファイバ母材を製造すると、このマルチコア光ファイバ母材は、上記ロッド集合体における連続孔を、マルチコア光ファイバ母材の一方の端面側からマルチコア光ファイバ母材の長手方向に沿って連続して延びる連続孔として残している。このため、マルチコア光ファイバ母材を線引きする際に、連続孔を陰圧状態にすると、連続孔を形成する内壁面のうち主ロッドの各一体形成部に由来する部分がマルチコア光ファイバ母材の長手方向に沿った全ての箇所で互いに接触して連続孔を閉じる様に移動する。これにより、得られるマルチコア光ファイバにおいて気泡の形成を十分に抑制することができる。 In addition, after forming a soot on the outside of the rod assembly, the soot is vitrified to produce a multi-core optical fiber preform, and this multi-core optical fiber preform has continuous holes in the rod aggregate and a multi-core optical fiber preform. It is left as a continuous hole extending continuously from one end face side of the material along the longitudinal direction of the multi-core optical fiber preform. For this reason, when drawing the multi-core optical fiber preform, if the continuous hole is placed in a negative pressure state, the part of the inner wall surface forming the continuous hole that originates from each integrally formed part of the main rod of the multi-core optical fiber preform It moves so as to contact each other at all points along the longitudinal direction to close the continuous hole. Thereby, the formation of bubbles can be sufficiently suppressed in the obtained multi-core optical fiber.
以上のことから、本発明のマルチコア光ファイバ形成用ロッド集合体によれば、コアの変形及び気泡の形成が十分に抑制されたマルチコア光ファイバを製造することができる。 From the above, according to the multi-core optical fiber forming rod assembly of the present invention, it is possible to manufacture a multi-core optical fiber in which the deformation of the core and the formation of bubbles are sufficiently suppressed.
上記マルチコア光ファイバ形成用ロッド集合体においては、前記主ロッドの前記一体形成部が、隣り合う2つの前記接触面を結ぶ平坦面よりも前記連続孔側に張り出していることが好ましい。 In the above-mentioned multi-core optical fiber forming rod assembly, it is preferable that the integrally formed portion of the main rod is projected to the continuous hole side with respect to a flat surface connecting the two adjacent contact surfaces.
この場合、主ロッドの複数の接触面に他の主ロッドが接触された状態で、連続孔がより小さくなる。また、主ロッドの一体形成部が既に、隣り合う2つの接触面を結ぶ平坦面よりも連続孔側に張り出しているため、主ロッドが加熱されても、一体形成部が熱膨張によって平坦面よりもさらに連続孔側には張り出しにくい。このため、ロッド集合体の外側にスートを形成するスート形成工程、又はその後、スートをガラス化するスートガラス化工程を行う際に、コアロッドのクラッド形成材が連続孔を埋めるべく大きく変形することがより十分に抑制され、コア部の変形がより十分に抑制されたマルチコア光ファイバ母材を得ることができる。このため、マルチコア光ファイバ母材を線引きすると、コアの変形がより十分に抑制されたマルチコア光ファイバが得られる。 In this case, the continuous hole becomes smaller with the other main rods in contact with the plurality of contact surfaces of the main rod. Moreover, since the integrally formed portion of the main rod has already protruded toward the continuous hole side from the flat surface connecting the two adjacent contact surfaces, even if the main rod is heated, the integrally formed portion is expanded from the flat surface due to thermal expansion. It is even more difficult to project to the continuous hole side. Therefore, when performing a soot forming step of forming a soot on the outer side of the rod assembly, or after that, when performing a soot vitrification step of vitrifying the soot, the clad forming material of the core rod may be largely deformed to fill the continuous hole. It is possible to obtain a multi-core optical fiber preform in which the deformation of the core portion is more sufficiently suppressed and the deformation of the core portion is more sufficiently suppressed. For this reason, when the multi-core optical fiber preform is drawn, a multi-core optical fiber in which the deformation of the core is sufficiently suppressed can be obtained.
また本発明は、上述したマルチコア光ファイバ形成用ロッド集合体を準備する準備工程と、前記マルチコア光ファイバ形成用ロッド集合体の外側にスートを形成するスート形成工程と、前記スートをガラス化させて、マルチコア光ファイバ母材を得るスートガラス化工程とを含み、前記スートガラス化工程においては、前記マルチコア光ファイバ母材が、前記連続孔を、前記マルチコア光ファイバ母材の一方の端面側から前記マルチコア光ファイバ母材の長手方向に沿って連続して延びる連続孔として残すように前記スートをガラス化する、マルチコア光ファイバ母材の製造方法である。 Further, the present invention, a preparatory step of preparing the above-mentioned multi-core optical fiber forming rod aggregate, a soot forming step of forming a soot on the outer side of the multi-core optical fiber forming rod aggregate, and vitrifying the soot. A soot vitrification step of obtaining a multi-core optical fiber preform, in the soot vitrification step, the multicore optical fiber preform, the continuous hole, from one end face side of the multicore optical fiber preform A method for producing a multi-core optical fiber preform in which the soot is vitrified so that it is left as a continuous hole extending continuously along the longitudinal direction of the multicore optical fiber preform.
このマルチコア光ファイバ母材の製造方法によれば、ロッド集合体において、主ロッドの複数の接触面に他の主ロッドが接触された状態で、主ロッドの一方の端面側から主ロッドの長手方向に沿って連続して延びる連続孔が複数本の主ロッドの一体形成部によって包囲されるように形成されているため、主ロッドが接触面を有しない場合に比べて、連続孔を十分に小さくすることができる。このため、ロッド集合体によれば、その外側にスートを形成するスート形成工程、又はその後、スートをガラス化するスートガラス化工程を行う際に、主ロッドのクラッド形成材が連続孔を埋めるべく大きく変形することが十分に抑制され、コア部の変形が十分に抑制されたマルチコア光ファイバ母材が得られる。このため、マルチコア光ファイバ母材を線引きすると、コアの変形が十分に抑制されたマルチコア光ファイバが得られる。 According to this method for producing a multi-core optical fiber preform, in the rod assembly, in the state where other main rods are in contact with the plurality of contact surfaces of the main rod, the longitudinal direction of the main rod from one end surface side of the main rod. Since the continuous hole that continuously extends along the main rod is formed so as to be surrounded by the integrally formed portion of the plurality of main rods, the continuous hole is sufficiently small as compared with the case where the main rod does not have a contact surface. can do. Therefore, according to the rod assembly, the clad forming material of the main rod should fill the continuous hole when performing the soot forming step of forming the soot on the outer side thereof, or the soot vitrifying step of vitrifying the soot thereafter. It is possible to obtain a multi-core optical fiber preform in which large deformation is sufficiently suppressed and deformation of the core portion is sufficiently suppressed. Therefore, when the multicore optical fiber preform is drawn, a multicore optical fiber in which the deformation of the core is sufficiently suppressed can be obtained.
また、ロッド集合体の外側にスートを形成した後、スートをガラス化させてマルチコア光ファイバ母材を製造すると、このマルチコア光ファイバ母材は、上記ロッド集合体における連続孔を、マルチコア光ファイバ母材の一方の端面側からマルチコア光ファイバ母材の長手方向に沿って連続して延びる連続孔として残している。このため、マルチコア光ファイバ母材を線引きする際に、連続孔を陰圧状態にすると、連続孔を形成する内壁面のうち主ロッドの各一体形成部に由来する部分がマルチコア光ファイバ母材の長手方向に沿った全ての箇所で互いに接触して連続孔を閉じる様に移動する。これにより、得られるマルチコア光ファイバにおいて気泡の形成を十分に抑制することができる。 In addition, after forming a soot on the outside of the rod assembly, the soot is vitrified to produce a multi-core optical fiber preform, and this multi-core optical fiber preform has continuous holes in the rod assembly and a multi-core optical fiber preform. It is left as a continuous hole extending continuously from one end face side of the material along the longitudinal direction of the multi-core optical fiber preform. For this reason, when drawing the multi-core optical fiber preform, if the continuous hole is placed in a negative pressure state, the part of the inner wall surface forming the continuous hole that originates from each integrally formed part of the main rod of the multi-core optical fiber preform It moves so as to contact each other at all points along the longitudinal direction to close the continuous hole. Thereby, the formation of bubbles can be sufficiently suppressed in the obtained multi-core optical fiber.
以上のことから、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、コアの変形及び気泡の形成が十分に抑制されたマルチコア光ファイバを製造することが可能なマルチコア光ファイバ母材が得られる。 From the above, according to the method for producing a multicore optical fiber preform of the present invention, a multicore optical fiber preform capable of producing a multicore optical fiber in which deformation of the core and formation of bubbles are sufficiently suppressed is obtained. To be
さらに、本発明は、上述したマルチコア光ファイバ母材の製造方法によってマルチコア光ファイバ母材を形成する母材形成工程と、前記マルチコア光ファイバ母材を、前記連続孔を陰圧状態にしながら線引きしてマルチコア光ファイバを製造する線引き工程とを含むマルチコア光ファイバの製造方法である。 Furthermore, the present invention is a preform forming step of forming a multicore optical fiber preform by the method for producing a multicore optical fiber preform described above, and the multicore optical fiber preform is drawn while the continuous hole is in a negative pressure state. And a drawing step for producing a multi-core optical fiber.
このマルチコア光ファイバの製造方法によれば、母材形成工程においては、ロッド集合体において、主ロッドの複数の接触面に他の主ロッドが接触された状態で、主ロッドの一方の端面側から主ロッドの長手方向に沿って連続して延びる連続孔が複数本の主ロッドの一体形成部によって包囲されるように形成されているため、主ロッドが接触面を有しない場合に比べて、連続孔を十分に小さくすることができる。このため、ロッド集合体によれば、その外側にスートを形成するスート形成工程、又はその後、スートをガラス化するスートガラス化工程を行う際に、コアロッドのクラッド形成材が連続孔を埋めるべく大きく変形することが十分に抑制され、コア部の変形が十分に抑制されたマルチコア光ファイバ母材が得られる。このため、マルチコア光ファイバ母材を線引きする線引き工程において、コアの変形が十分に抑制されたマルチコア光ファイバが得られる。 According to this method for producing a multi-core optical fiber, in the base material forming step, in the rod assembly, in the state where the other main rods are in contact with the plurality of contact surfaces of the main rod, from one end surface side of the main rod. Since the continuous hole that continuously extends along the longitudinal direction of the main rod is formed so as to be surrounded by the integrally formed portion of the plurality of main rods, it is more continuous than when the main rod does not have a contact surface. The holes can be made sufficiently small. Therefore, according to the rod assembly, when performing a soot forming step of forming a soot on the outer side thereof, or a soot vitrification step of vitrifying the soot thereafter, the clad forming material of the core rod is large so as to fill the continuous hole. It is possible to obtain a multi-core optical fiber preform in which deformation is sufficiently suppressed and deformation of the core portion is sufficiently suppressed. Therefore, it is possible to obtain a multicore optical fiber in which the deformation of the core is sufficiently suppressed in the drawing step of drawing the multicore optical fiber preform.
また、母材形成工程においては、ロッド集合体の外側にスートを形成した後、スートをガラス化させてマルチコア光ファイバ母材を製造すると、このマルチコア光ファイバ母材は、上記ロッド集合体における連続孔を、マルチコア光ファイバ母材の一方の端面側からマルチコア光ファイバ母材の長手方向に沿って連続して延びる連続孔として残している。このため、線引き工程において、マルチコア光ファイバ母材を線引きする際に、連続孔を陰圧状態にすると、連続孔を形成する内壁面のうち主ロッドの各一体形成部に由来する部分がマルチコア光ファイバ母材の長手方向に沿った全ての箇所で互いに接触して連続孔を閉じる様に移動する。これにより、得られるマルチコア光ファイバにおいて気泡の形成を十分に抑制することができる。 Further, in the base material forming step, after forming the soot on the outside of the rod assembly, when the soot is vitrified to produce a multi-core optical fiber base material, the multi-core optical fiber base material is continuous in the rod assembly. The holes are left as continuous holes that extend continuously from one end surface side of the multicore optical fiber preform along the longitudinal direction of the multicore optical fiber preform. Therefore, in the drawing step, when drawing the multicore optical fiber preform, if the continuous hole is placed in a negative pressure state, the portion of the inner wall surface forming the continuous hole that originates from each integrally formed part of the main rod The fibers move in contact with each other at all points along the longitudinal direction of the fiber preform so as to close the continuous hole. Thereby, the formation of bubbles can be sufficiently suppressed in the obtained multi-core optical fiber.
以上のことから、本発明のマルチコア光ファイバの製造方法によれば、コアの変形及び気泡の形成が十分に抑制されたマルチコア光ファイバを製造することができる。 From the above, according to the method for producing a multi-core optical fiber of the present invention, it is possible to produce a multi-core optical fiber in which the deformation of the core and the formation of bubbles are sufficiently suppressed.
本発明によれば、コアの変形及び気泡の形成が十分に抑制されたマルチコア光ファイバを製造することができるマルチコア光ファイバ形成用ロッド集合体、これを用いた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。 According to the present invention, a multicore optical fiber forming rod assembly capable of manufacturing a multicore optical fiber in which deformation of a core and formation of bubbles are sufficiently suppressed, a method of manufacturing a multicore optical fiber preform using the same, and A method of manufacturing a multi-core optical fiber is provided.
以下、本発明のマルチコア光ファイバの製造方法の実施形態について詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the method for producing a multi-core optical fiber of the present invention will be described in detail.
まず、本発明のマルチコア光ファイバの製造方法により得られるマルチコア光ファイバについて図1を用いて説明する。図1は、本発明のマルチコア光ファイバの製造方法によって製造されるマルチコア光ファイバの一例を示す横断面図である。 First, a multicore optical fiber obtained by the method for producing a multicore optical fiber of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of a multicore optical fiber manufactured by the method for manufacturing a multicore optical fiber of the present invention.
図1に示すように、マルチコア光ファイバ(以下、単に「光ファイバ」と呼ぶ)10は、複数のコア1と、コア1の周囲に設けられるクラッド2とを備えている。コア1の屈折率はクラッド2よりも大きい屈折率を有する。本実施形態では、コア1はシリカガラスにゲルマニウムを添加してなり、クラッド2はシリカガラスにフッ素を添加してなる。
As shown in FIG. 1, a multi-core optical fiber (hereinafter, simply referred to as “optical fiber”) 10 includes a plurality of
次に、光ファイバ10の製造方法について説明する。
Next, a method for manufacturing the
まず、光ファイバ10を製造するための光ファイバ母材の製造方法(母材形成工程)について図2〜図9を参照して説明する。図2は、図1の光ファイバを製造するためのマルチコア光ファイバ母材を示す側面図、図3は、図2のIII−III線に沿った横断面図、図4は、図2のマルチコア光ファイバ母材を製造するためのマルチコア光ファイバ形成用ロッド集合体の一実施形態を示す横断面図、図5は、図2のマルチコア光ファイバ母材を製造するためのマルチコア光ファイバ形成用ロッド集合体の一実施形態を示す縦断面図、図6は、図4のコアロッドを示す横断面図、図7は、図4のコアロッドを製造するための円柱状コアロッドを示す横断面図、図8は、図7の円柱状コアロッドを加工して得られる加工コアロッドを示す横断面図、図9は、図4のマルチコア光ファイバ形成用ロッド集合体の外側にスートが形成されたマルチコア光ファイバ母材の前駆体を示す横断面図である。
First, a manufacturing method (base material forming step) of an optical fiber base material for manufacturing the
はじめに、マルチコア光ファイバ母材(以下、「光ファイバ母材」と呼ぶ)の製造方法によって製造される光ファイバ母材110について説明する。
First, the
図2及び図3に示すように、光ファイバ母材110は、光ファイバ10のコア1となるコア部101と、クラッド2となるクラッド部102とを備えている。光ファイバ母材110は、コア部101によって包囲される位置に連続孔G1を有している。連続孔G1は、光ファイバ母材110の長手方向L1に沿って光ファイバ母材110を貫通している。すなわち、連続孔G1は、光ファイバ母材110の一方の端面110a側から光ファイバ母材110の長手方向L1に沿って光ファイバ母材110の他方の端面110b側まで連続して延びている。また、本実施形態では、クラッド部102の軟化点はコア部101の軟化点よりも低くなっている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
次に、光ファイバ母材110の製造方法について説明する。
Next, a method of manufacturing the
光ファイバ母材110を形成するためには、まず、図4及び図5に示す光ファイバ母材形成用ロッド集合体(以下、単に「ロッド集合体」と呼ぶ)201を形成する(準備工程)。
In order to form the
ロッド集合体201は、主ロッドとしての4本のコアロッド202と、4本のコアロッド202の外側に設けられ、従ロッドとしての円柱状の4本の充填用ロッド102Bとを有する。
The
コアロッド202は、光ファイバ10のコア1となるコア部101と、その周囲に設けられ、光ファイバ10のクラッド2及び光ファイバ母材110のクラッド部102を形成するためのクラッド形成材102Aとを有する。本実施形態では、クラッド形成材102Aの軟化点は、コア部101の軟化点よりも低くなっている。
The
充填用ロッド102Bは、光ファイバ10のクラッド2及び光ファイバ母材110のクラッド部102を形成するためのものであり、隣り合う2つのコアロッド202の外周面に接触するように配置されている。本実施形態では、充填用ロッド102Bは、コアロッド202の外周面と接触する接触面を有していないため、主ロッドを構成しない。また、充填用ロッド102Bは、クラッド形成材102Aよりも低い軟化点を有する。充填用ロッド102Bがクラッド形成材102Aよりも低い軟化点を有するためには、フッ素などの添加物を含有すればよい。
The filling
また、ロッド集合体201は、4本のコアロッド202によって囲まれるように形成される1つの連続孔Gと、コアロッド202と充填用ロッド102Bとによって囲まれる隙間とを有している。連続孔Gは、コアロッド202の一方の端面202a側からコアロッド202の長手方向Lに沿ってコアロッド202の他方の端面202b側まで連続して延びている。なお、4本のコアロッド202については、必要に応じて、コアロッド202A〜202Dと呼ぶこととする。
Further, the
ここで、コアロッド202について説明する。コアロッド202A〜202Dは同様の構成を有するため、コアロッド202Aについて説明する。
Here, the
コアロッド202Aは、他のコアロッド202B及びコアロッド202Cと接触する2つの接触面Sと、他のコアロッド202B〜202Dと接触しない非接触面Nと、2つの接触面Sのうち隣り合う2つの接触面S同士を一体に形成する一体形成部Xとを有している。ここで、接触面Sは平坦面となっている。また一体形成部Xは、コアロッド202Aの一方の端面202a側からコアロッド202Aの長手方向Lに沿ってコアロッド202Aの他方の端面202b側まで連続して延びている(図5参照)。そして、一体形成部Xは、隣り合う2つの接触面S同士を結ぶ平坦面よりも外側(平坦面よりもコア部101と反対側)に張り出す面となっている。別言すると、一体形成部Xは、図4においては、隣り合う2つの接触面S同士を結ぶ平坦面よりも連続孔G側に張り出す面となっている。
The
また、コアロッド202Aの長手方向Lに直交するコアロッド202Aの断面において、コア部101の中心から接触面Sに下した垂線の長さをR1とし、コア部101の中心から一体形成部Xまでの距離をR2とすると、R2はR1より大きくなっている。ここで、R1に対するR2の比rは、1より大きく且つR1に対する、一体形成部Xを点とした場合におけるR2の比(以下、「最大比」と呼ぶ)よりも小さい値であれば特に制限されるものではないが、比rは最大比の85cosθ/100以上であることが好ましい。この場合、比rが最大比の85cosθ/100未満である場合に比べて、ロッド集合体201の外側にスートを形成するスート形成工程、又はその後、スートをガラス化するスートガラス化工程を行う際に、コアロッド202のクラッド形成材102Aが連続孔を埋めるべく大きく変形することが十分に抑制され、コア部101の変形が十分に抑制された光ファイバ母材110が得られる。但し、比rは最大比の99cosθ/100以下であることが好ましい。この場合、比rが最大比の99cosθ/100を超える場合に比べて、連続孔Gをより大きく形成することができ、光ファイバ母材110を線引きする際に、連続孔Gが不連続に形成されることをより十分に抑制できる。このため、気泡の形成が十分に抑制された光ファイバ10を得ることができる。なお、一体形成部Xが点である場合に、コア部101の中心から接触面Sに下した垂線と、コア部101の中心から一体形成部Xまでの直線とのなす角をθとすると、最大比はsecθ(=1/cosθ)で表される。例えばθが45°である場合、最大比は21/2となる。
Further, in the cross section of the
そして、ロッド集合体201においては、コアロッド202の2つの接触面Sに他のコアロッド202を接触させた状態で、コアロッド202の一方の端面202a側からコアロッド202の長手方向Lに沿ってコアロッド202の他方の端面202b側まで連続して延びる連続孔Gが複数本のコアロッド202の一体形成部Xによって包囲されるように形成されている。
Then, in the
コアロッド202は、例えば以下のようにして用意することができる。すなわち、まず図7に示す円柱状のコアロッド202A2を用意する。このとき、円柱状のコアロッド202A2としては、コアロッド202のコア部101の中心からクラッド102の非接触面Nまでの距離を半径とする円柱状ロッドを用意する。円柱状のコアロッド202A2は、コア部101と、コア部101を包囲するクラッド形成材102B2とで構成される。このクラッド形成材102B2は、光ファイバ母材110のクラッド部102と同一の材料で構成されている。
The
次に、この円柱状のコアロッド202A2に対し、例えば研削加工によって2つの加工面S1を形成し、図8に示す加工コアロッド202A1を形成する。加工コアロッド202A1は、コア部101と、コア部101を包囲するクラッド形成材102B1とで構成される。このクラッド形成材102B1は、光ファイバ母材110のクラッド部102と同一の材料で構成されている。また、加工コアロッド202A1は、2つの加工面S1と、非加工面N1とを有し、図8において2つの加工面S1同士を一体に形成する一体形成部X1が点となるように形成される。
Next, two machined surfaces S1 are formed on the cylindrical core rod 202A2 by, for example, grinding to form the machined core rod 202A1 shown in FIG. The processed core rod 202A1 includes a
そして、加工コアロッド202A1の一体形成部X1を加工コアロッド202A1の長手方向Lに沿って連続して加工する。このとき、一体形成部X1は、一体形成部X1を平坦面にする場合よりも外側に、すなわち、一体形成部X1を平坦面にする場合よりもコア部101と反対側に張り出すように加工する。加工コアロッド202A1の加工は、例えば火炎バーナーによる火炎研磨、又は、研削加工によって行うことができる。このようにしてコアロッド202が得られる。このとき、加工コアロッド202A1における接触面S1が接触面Sとなり、一体形成部X1が一体形成部Xとなる。
Then, the integrally formed portion X1 of the processed core rod 202A1 is continuously processed along the longitudinal direction L of the processed core rod 202A1. At this time, the integrally formed portion X1 is processed so as to project outside the case where the integrally formed portion X1 has a flat surface, that is, to the side opposite to the
なお、コアロッド202は、まずコア部101の中心からクラッド102の非接触面Nまでの距離より大きい半径を有する円柱状ロッドを用意し、この円柱状ロッドを加工して2つの加工面を形成して加工コアロッドを形成した後、この加工コアロッドを延伸加工することによっても得ることができる。
As the
ロッド集合体201は、その状態を保持するために、結束バンドで束ねた状態で、両端面にダミーとなるガラスロッドを溶融接着させた後、結束バンドを外した状態とされる。このとき、ロッド集合体201を減圧環境下においた状態で、ダミーとなるガラスロッドを、コアロッド202の一方の端面202a及び他方の端面202bにおける連続孔Gの開口を塞ぐように溶融接着させてから、ロッド集合体201を大気圧環境下に置くと、ロッド集合体201の連続孔Gは陰圧状態とされる。
In order to maintain the state, the
次に、ロッド集合体201の外側にガラス微粒子を堆積させ、スート102Cを形成し、図9に示すように、光ファイバ母材110の前駆体200を形成する(スート形成工程)。このとき、スート102Cは、ガラス化後に、コア部101の軟化点よりも低く且つ充填用ロッド102Bの軟化点よりも高い軟化点を有するように形成する。そのためには、例えばスート102Cに、フッ素などの添加物を添加させるようにすればよい。
Next, glass particles are deposited on the outer side of the
次に、光ファイバ母材110の前駆体200を必要に応じて脱水処理した後、スート102Cを焼結してガラス化させる(スートガラス化工程)。このとき、コアロッド202のクラッド形成材102A、充填用ロッド102B、及び、スート102Cは、コア部101よりも早く軟化して一体化される。また、このとき、光ファイバ母材110が、連続孔Gを、光ファイバ母材110の一方の端面110a側から光ファイバ母材110の長手方向L1に沿って他方の端面110b側まで連続して延びる連続孔G1として残すようにスート102Cがガラス化される。
Next, the
こうして光ファイバ母材110が得られる。
In this way, the
次に、光ファイバ母材110を線引きして光ファイバ10を得る(線引き工程)。このとき、連続孔G1は陰圧状態となっているため、線引き工程は、連続孔G1を陰圧状態にして行われる。こうして光ファイバ10の製造が完了する。
Next, the
上述した光ファイバの製造方法によれば、母材形成工程においては、ロッド集合体201において、コアロッド202の複数の接触面Sに他のコアロッド202が接触された状態で、コアロッド202の一方の端面202a側からコアロッド202の長手方向Lに沿ってコアロッド202の他方の端面202b側まで連続して延びる連続孔Gが複数本のコアロッド202の一体形成部Xによって包囲されるように形成されているため、コアロッド202が接触面Sを有しない場合に比べて、連続孔Gを十分に小さくすることができる。このため、ロッド集合体201によれば、その外側にスート102Cを形成するスート形成工程、又はその後、スート102Cをガラス化するスートガラス化工程を行う際に、コアロッド202のクラッド形成材102Aが連続孔Gを埋めるべく大きく変形することが十分に抑制され、コア部101の変形が十分に抑制された光ファイバ母材110が得られる。このため、光ファイバ母材110を線引きする線引き工程において、コア1の変形が十分に抑制された光ファイバ10が得られる。
According to the above-described optical fiber manufacturing method, in the base material forming step, one end surface of the
また、母材形成工程においては、ロッド集合体201の外側にスート102Cを形成した後、スート102Cをガラス化させて光ファイバ母材110を製造すると、この光ファイバ母材110は、上記ロッド集合体201における連続孔Gを、光ファイバ母材110の一方の端面110a側から光ファイバ母材110の長手方向L1に沿って連続して延びる連続孔G1として残している。このため、線引き工程において、光ファイバ母材110を線引きする際に、連続孔G1を陰圧状態にすると、連続孔G1を形成する内壁面のうちコアロッド202の各一体形成部Xに由来する部分が光ファイバ母材110の長手方向L1に沿った全ての箇所で互いに接触して連続孔G1を閉じる様に移動する。これにより、得られる光ファイバ10において気泡の形成を十分に抑制することができる。
In the base material forming step, after the
以上のことから、光ファイバの製造方法によれば、コア1の変形及び気泡の形成が十分に抑制された光ファイバ10を製造できる。
From the above, according to the optical fiber manufacturing method, it is possible to manufacture the
また、ロッド集合体201においては、コアロッド202の一体形成部Xが、隣り合う2つの接触面Sを結ぶ平坦面よりも連続孔G側に張り出している。このため、コアロッド202の複数の接触面Sに他のコアロッド202が接触された状態で、連続孔Gがより小さくなる。また、コアロッド202の一体形成部Xが既に、隣り合う2つの接触面Sを結ぶ平坦面よりも外側に張り出しているため、コアロッド202が加熱されても、一体形成部Xが熱膨張によって平坦面よりもさらに外側には張り出しにくい。このため、ロッド集合体201の外側にスート102Cを形成するスート形成工程、又はその後、スート102Cをガラス化するスートガラス化工程を行う際に、コアロッド202のクラッド形成材102Aが連続孔Gを埋めるべく大きく変形することがより十分に抑制され、コア部101の変形がより十分に抑制された光ファイバ母材110を得ることができる。このため、光ファイバ母材110を線引きすると、コア1の変形がより十分に抑制された光ファイバ10が得られる。
Further, in the
さらに、ロッド集合体201は、充填用ロッド102Bを有しており、充填用ロッド102Bの分だけガラス微粒子を堆積させずに済むため、スート102Cを容易に形成することができる。さらにまた、充填用ロッド102Bは、クラッド形成材102A及びスート102Cよりも低い軟化点を有するため、スートガラス化工程において、クラッド形成材102A及びスート102Cよりも早く充填用ロッド102Bの変形が進み、コア部101の変形が十分に抑制される。また、軟化前の充填用ロッド102Bとコアロッド202との間の隙間が、軟化した充填用ロッド102Bによって消滅しやすくなる。その結果、得られる光ファイバ母材110において、不要な空隙が形成されることが十分に抑制される。
Further, the
また、スート102Cは、ガラス化後に、コア部101の軟化点よりも低い軟化点を有するように形成される。このため、表面張力などによるクラッド形成材102Aへの変形が促進され、コア部101の変形をより十分に抑制できる。
The
本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば上記実施形態では、コアロッド202において、2つの接触面Sの一体形成部Xが2つの接触面Sを結ぶ平坦面よりも外側に張り出す面となっているが、一体形成部Xは必ずしも平坦面よりも外側に張り出す面となっていなくてもよい。例えば一体形成部Xは平坦面であってもよい。この場合、一体形成部Xは、加工コアロッド202A1において、一体形成部X1を研削加工によって平坦面となるように加工することで得ることができる。
The present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the above-described embodiment, in the
また、上記実施形態では、ロッド集合体201の断面において、連続孔Gを形成する4本のコアロッド202の一体形成部Xがいずれも1つの線で構成されているが、4本のコアロッド202のうちの少なくとも1本のコアロッド202において一体形成部Xが1つの線で構成されていればよい。例えば、4本のコアロッド202のうちの一部のコアロッド202において一体形成部Xが1つの線で構成され、残部のコアロッド202において一体形成部Xが点で構成されていてもよい。また、一体形成部Xは、1つの線の代わりに、2以上の連続する線であってコア部101側又はコア部101と反対側に突出する線で構成されていてもよい。
Further, in the above-described embodiment, in the cross section of the
また、上記実施形態では、ロッド集合体201において、連続孔Gがコアロッド202の一方の端面202a側からコアロッド202の長手方向Lに沿ってコアロッド202の他方の端面202b側まで延びているが、連続孔Gはコアロッド202の他方の端面202b側まで延びていなくてもよい。また、光ファイバ母材110においては、連続孔G1が、光ファイバ母材110の一方の端面110a側から光ファイバ母材110の長手方向L1に沿って光ファイバ母材110の他方の端面110b側まで連続して延びているが、連続孔G1は光ファイバ母材110の一方の端面110a側から光ファイバ母材110の長手方向L1に沿って光ファイバ母材110の他方の端面110b側まで延びていなくてもよい。
Further, in the above-described embodiment, in the
また上記実施形態では、コアロッド202における接触面Sが2つとなっているが、接触面Sの数はコアロッド202に接触する他のコアロッド202の本数に応じて適宜変更してもよい。例えばコアロッド202に接触するコアロッド202の数が3つであれば、接触面Sの数は3つであればよい。
Further, in the above embodiment, the number of contact surfaces S on the
また、上記実施形態では、ロッド集合体201において、主ロッドとしてのコアロッド202の本数が4本となっているが、コアロッド202の本数は少なくとも2本であればよく、例えばコアロッド202の本数が2本である場合には、残りの2本のロッドは、コアロッド202のクラッド形成材102Aの軟化点以下の軟化点を有する充填用ロッドであってもよい。
Further, in the above embodiment, the number of
さらに上記実施形態では、主ロッドとしてのコアロッド202の本数が4本となっているが、主ロッドの本数は複数本であればよいため、コアロッド202の本数は2〜3本でもよく、5本以上であってもよい。但し、複数本のコアロッド202のうち少なくとも2本のロッド202はコアロッドであることが必要である。
Further, in the above-described embodiment, the number of
また、上記実施形態では、クラッド形成材102Aの軟化点は、コア部101の軟化点よりも低くなっており、充填用ロッド102Bは、クラッド形成材102Aよりも低い軟化点を有し、スート102Cが、ガラス化後に、コア部101の軟化点より低く且つ充填用ロッド102Bの軟化点よりも高い軟化点を有するように形成されているが、例えばコア部101が、シリカガラスにゲルマニウムを添加した材料で構成され、クラッド形成材102Aがシリカガラスで構成される場合のように、クラッド形成材102Aの軟化点は、コア部101の軟化点以上であってもよい。また、上記実施形態では、クラッド形成材102A及び充填用ロッド102Bがシリカガラスで構成される場合のように、充填用ロッド102Bは、クラッド形成材102Aの軟化点以上の軟化点を有していてもよい。さらに、上記実施形態では、スート102Cは、ガラス化後に、コア部101の軟化点よりも低く且つ充填用ロッド102Bの軟化点よりも高い軟化点を有するように形成されていなくてもよい。例えばスート102Cの軟化点は、コア部101の軟化点よりも高いか、あるいは、充填用ロッド102Bの軟化点以下であってもよい。
Further, in the above embodiment, the softening point of the clad forming
また、上記実施形態では、光ファイバ10は、コア1がシリカガラスにゲルマニウムを添加してなり、クラッド2がシリカガラスにフッ素を添加してなる構成を有しているが、コア1がクラッド2よりも高い屈折率を有するのであれば、このような構成に限定されない。例えば、光ファイバ10は、コア1がシリカガラスにゲルマニウムを添加してなり、クラッド2がシリカガラスからなる構成を有していてもよい。
Further, in the above-described embodiment, the
さらに、ロッド202の断面形状は上記実施形態に示す形状に限定されず、例えば多角形であってもよい。例えば図10に示すロッド集合体301のコアロッド302のように、コアロッド302の断面形状は四角形でもよい。さらに、図11に示すロッド集合体401のコアロッド402のように、コアロッド402の断面形状は六角形でもよい。
Furthermore, the cross-sectional shape of the
さらに、上記実施形態では、ロッド集合体201において、複数の接触面Sの各々にコアロッド202が1つずつ接触しているが、複数の接触面Sに1つのコアロッドのみが接触していてもよい。
Furthermore, in the above embodiment, in the
また上記実施形態では、ロッド集合体201が円柱状の充填用ロッド102Bを有しているが、充填用ロッド102Bは、三角柱状などの多角柱状等、種々の形状であってもよい。さらに、ロッド集合体201は、必ずしも充填用ロッド102Bを有していなくてもよい。また、上記実施形態では、充填用ロッド102Bは主ロッドを構成していないが、充填用ロッド102Bが、コアロッド202との複数の接触面と、接触面同士を一体に形成する一体形成部とを有し、一体形成部によって包囲されるように連続孔が形成されれば、充填用ロッド102Bは主ロッドを構成することが可能である。例えば充填用ロッド102Bが多角柱状で且つコアロッド202の外側の形状と相補的な形状となる場合には、充填用ロッド102Bは、主ロッドとしてのコアロッド202と接触する複数の接触面と、少なくとも1つの一体形成部とを有することになり、充填用ロッド102Bの一体形成部と、コアロッド202とで連続孔が形成されることになるので、充填用ロッド102Bは主ロッドを構成することとなる。
Further, in the above embodiment, the
さらに、上記実施形態では、光ファイバ母材110における連続孔G1は、ダミーとなるガラスロッドによって塞がれて陰圧状態とされているが、光ファイバ母材110における連続孔G1がガラスロッドによって塞がれていない場合には、連続孔G1を真空引きすることによって連続孔G1を陰圧状態とすることも可能である。なお、この場合、連続孔Gがコアロッド202の他方の端面202b側まで延びていない場合には、光ファイバ母材110の線引きは、ロッド集合体201の他方の端面201b側から行う。
Further, in the above embodiment, the continuous hole G1 in the
1…コア
2…クラッド
10…マルチコア光ファイバ
101…コア部
102A…クラッド形成材
102C…スート
110…マルチコア光ファイバ母材
201,301,401…マルチコア光ファイバ形成用ロッド集合体
202,202A,202B,202C,202D、302,402…コアロッド(主ロッド)
G,G1…連続孔
L…コアロッドの長手方向
L1…マルチコア光ファイバ母材の長手方向
S…接触面
X…一体形成部
DESCRIPTION OF
G, G1... Continuous hole L... Longitudinal direction of core rod L1... Longitudinal direction of multi-core optical fiber preform S... Contact surface X... Integral forming part
Claims (4)
前記主ロッドが、他の主ロッドと接触する複数の接触面と、前記複数の接触面のうち隣り合う2つの接触面同士を一体に形成する少なくとも1つの一体形成部とを有し、
前記主ロッドの前記複数の接触面に前記他の主ロッドを接触させた状態で、前記主ロッドの一方の端面側から前記主ロッドの長手方向に沿って連続して延びる連続孔が前記複数本の主ロッドの前記一体形成部によって包囲されるように形成され、
前記複数本の主ロッドのうちの少なくとも2本の主ロッドが、マルチコア光ファイバのコアとなるコア部の周囲に、前記マルチコア光ファイバのクラッドを形成するためのクラッド形成材を有する、マルチコア光ファイバ形成用ロッド集合体。 A multicore optical fiber forming rod assembly comprising a plurality of main rods,
The main rod has a plurality of contact surfaces that come into contact with other main rods, and at least one integrally formed portion that integrally forms two adjacent contact surfaces of the plurality of contact surfaces,
The plurality of continuous holes continuously extending along the longitudinal direction of the main rod from one end surface side of the main rod in a state where the other main rod is in contact with the plurality of contact surfaces of the main rod. Is formed to be surrounded by the integrally formed portion of the main rod of
A multi-core optical fiber in which at least two main rods of the plurality of main rods have a clad forming material for forming a clad of the multi-core optical fiber around a core portion that is a core of the multi-core optical fiber. Forming rod assembly.
前記マルチコア光ファイバ形成用ロッド集合体の外側にスートを形成するスート形成工程と、
前記スートをガラス化させて、マルチコア光ファイバ母材を得るスートガラス化工程とを含み、
前記スートガラス化工程においては、前記マルチコア光ファイバ母材が、前記連続孔を、前記マルチコア光ファイバ母材の一方の端面側から前記マルチコア光ファイバ母材の長手方向に沿って連続して延びる連続孔として残すように前記スートをガラス化する、マルチコア光ファイバ母材の製造方法。 A preparatory step of preparing the multicore optical fiber forming rod assembly according to claim 1 or 2;
A soot forming step of forming a soot on the outside of the multi-core optical fiber forming rod assembly;
Vitrifying the soot, soot vitrification step of obtaining a multi-core optical fiber preform,
In the soot vitrification step, the multi-core optical fiber preform, the continuous hole, continuously extending along the longitudinal direction of the multicore optical fiber preform from one end face side of the multicore optical fiber preform. A method for producing a multi-core optical fiber preform, wherein the soot is vitrified so as to be left as holes.
前記マルチコア光ファイバ母材を、前記連続孔を陰圧状態にしながら線引きしてマルチコア光ファイバを製造する線引き工程とを含む、マルチコア光ファイバの製造方法。 A preform forming step of forming a multicore optical fiber preform by the method for producing a multicore optical fiber preform according to claim 3;
A method of manufacturing a multi-core optical fiber, comprising a step of drawing the multi-core optical fiber base material while manufacturing the multi-core optical fiber while drawing a negative pressure in the continuous hole.
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