JP4975911B2 - 光ファイバ母材の製造方法 - Google Patents
光ファイバ母材の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4975911B2 JP4975911B2 JP2001200678A JP2001200678A JP4975911B2 JP 4975911 B2 JP4975911 B2 JP 4975911B2 JP 2001200678 A JP2001200678 A JP 2001200678A JP 2001200678 A JP2001200678 A JP 2001200678A JP 4975911 B2 JP4975911 B2 JP 4975911B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- opening
- optical fiber
- fiber preform
- abrasive grains
- core
- 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.)
- Expired - Lifetime
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
- C03B37/01217—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 polarisation-maintaining 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
- C03B2203/00—Fibre product details, e.g. structure, shape
- C03B2203/30—Polarisation maintaining [PM], i.e. birefringent products, e.g. with elliptical core, by use of stress rods, "PANDA" type fibres
- C03B2203/31—Polarisation maintaining [PM], i.e. birefringent products, e.g. with elliptical core, by use of stress rods, "PANDA" type fibres by use of stress-imparting rods, e.g. by insertion
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)
- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
- Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)
- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
光ファイバ母材用石英ガラスに開口部を形成して光ファイバ母材用コアガラスロッドあるいは光ファイバ母材用応力付与材を挿入し、加熱して溶着一体化する光ファイバ母材の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年のインターネットの普及により伝送される情報量が飛躍的に増大しており、この増大する情報量に対応するするために、光ファイバの伝送容量を増大することができるＷＤＭ（波長分割多重）伝送が行われるようになっている。
上記のＷＤＭ伝送においては、複雑な屈折率プロファイルを持った光ファイバや、ＰＡＮＤＡファイバなどの偏波保持ファイバが必要となっている。
【０００３】
上記の光ファイバの一般的な製造方法としては、例えば、ＶＡＤ（vapor-phase axial deposition）法やＯＶＤ（outside vapor deposition）法でスート（ガラス微粒子）を堆積させて多孔質のスート母材を合成し、脱水、焼結および延伸などを経てガラスロッドとし、あるいはＭＣＶＤ（modified chemical vapor deposition）法によって直接ガラスロッドを形成し、得られたガラスロッドの外周部にＯＶＤ法などによりクラッドとなるスートを堆積させ、脱水および焼結などを経て光ファイバ母材（プリフォーム）とし、その先端から線引して光ファイバとする。
【０００４】
上記の一般的な製造方法に対して、工程の簡略化と製造コスト削減のために、光ファイバ母材用石英ガラスロッドの中心に開口部を形成して、光ファイバ母材用コアガラスロッドを挿入し、あるいは光ファイバ母材のコアの両側に開口部を形成して光ファイバ母材用応力付与材を挿入し、加熱して溶着一体化する光ファイバ母材の製造方法が開発されている。
【０００５】
上記の光ファイバ母材用石英ガラスロッドあるいは光ファイバ母材に開口部を形成する方法としては、ダイヤモンド砥粒を先端に埋め込んだコアドリルを用いた超音波加工により研削加工して開口し、次いでダイヤモンド、ＳｉＣあるいはアルミナなどの砥粒を用いて上記開口部内壁面を研削加工し、さらに酸化セリウム砥粒を用いて上記開口部内壁面を機械的研磨する方法が知られている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の光ファイバ母材用石英ガラスロッドあるいは光ファイバ母材に開口部を形成する方法による光ファイバ母材の製造方法では、上記のコアドリルを用いた超音波加工での破砕層を除去するために、形成した開口部の開口径を研削加工により０．５〜１ｍｍ広げる必要があり、特に、この開口径拡大のための研削をダイヤモンド、ＳｉＣあるいはアルミナなどの砥粒とブラシを用いて行う場合には、開口径の正確な管理が難しく、開口部の長手（延伸）方向での開口径の変動が大きいという問題があった。
【０００７】
上記のように開口部の長手（延伸）方向での開口径の変動が大きい場合、得られた開口部に光ファイバ母材用コアガラスロッドなどを挿入し、加熱して溶着一体化して形成した光ファイバ母材から線引したときに、コア偏芯量が大きくなったり、気泡の発生回数が多いなどの不都合を生じさせてしまう。
【０００８】
本発明は上記の状況に鑑みてなされたものであり、従って本発明の目的は、光ファイバ母材用石英ガラスロッドなどの第１石英ガラスに開口部を形成し、光ファイバ母材用コアガラスロッドなどの第２石英ガラスを挿入し、加熱して溶着一体化する方法による光ファイバ母材の製造方法において、開口部の長手（延伸）方向での開口径の変動を抑制することができる光ファイバ母材の製造方法を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の光ファイバ母材の製造方法は、光ファイバ母材用第１石英ガラスに開口部を形成する工程と、上記開口部に光ファイバ母材用第２石英ガラスを挿入する工程と、加熱して上記第１石英ガラスおよび上記第２石英ガラスを溶着一体化する工程とを有し、上記第１石英ガラスに開口部を形成する工程が、少なくとも、第１の粗さのダイヤモンド砥粒を先端に埋め込んだ研削具を用いた超音波加工により所定の開口径となるように研削する第１研削工程と、上記第１の粗さよりも微細な第２の粗さのダイヤモンド砥粒を先端に埋め込んだ研削具を用いた超音波加工により上記所定の開口径を広げる第２研削工程とを含む。
【００１０】
上記の本発明の光ファイバ母材の製造方法は、好適には、上記第２石英ガラスが、光ファイバ母材用コアガラスロッドまたは光ファイバ母材用応力付与母材である。
【００１１】
上記の本発明の光ファイバ母材の製造方法は、好適には、上記第１の粗さのダイヤモンド砥粒が＃１００〜１６０のダイヤモンド砥粒であり、上記第２の粗さのダイヤモンド砥粒が＃６００〜２０００のダイヤモンド砥粒である。
【００１２】
上記の本発明の光ファイバ母材の製造方法は、好適には、上記第２研削工程において、上記所定の開口径を０．１〜１ｍｍ広げる。
【００１３】
上記の本発明の光ファイバ母材の製造方法は、好適には、上記第１石英ガラスに開口部を形成する工程が、上記第２研削工程の後に、酸化セリウム砥粒またはコロイダルシリカを用いて上記開口部内壁面を機械的研磨する工程をさらに有する。
さらに好適には、上記機械的研磨する工程において、ナイロンブラシを上記開口部内壁面にあて、回転させながら上記開口部の延伸方向に往復駆動させる。
【００１４】
上記の本発明の光ファイバ母材の製造方法は、光ファイバ母材用第１石英ガラスに、少なくとも、＃１００〜１６０程度の第１の粗さのダイヤモンド砥粒を先端に埋め込んだ研削具を用いた超音波加工により所定の開口径となるように研削し、次に上記第１の粗さよりも微細な＃６００〜２０００程度の第２の粗さのダイヤモンド砥粒を先端に埋め込んだ研削具を用いた超音波加工により上記所定の開口径を０．１〜１ｍｍ程度広げ、さらには、酸化セリウム砥粒またはコロイダルシリカを用いて、ナイロンブラシを開口部内壁面にあて、回転させながら開口部の延伸方向に往復駆動させて開口部内壁面を機械的研磨して、開口部を形成する。
次に、開口部に光ファイバ母材用コアガラスロッドまたは光ファイバ母材用応力付与母材などの光ファイバ母材用第２石英ガラスを挿入し、加熱して第１石英ガラスおよび第２石英ガラスを溶着一体化する。
【００１５】
上記の本発明の光ファイバ母材の製造方法によれば、第１石英ガラスに開口部を形成して第２石英ガラスを挿入し、加熱して溶着一体化する方法による光ファイバ母材の製造方法において、第１石英ガラスに開口部を形成するときに、第１の粗さのダイヤモンド砥粒を先端に埋め込んだ研削具を用いた超音波加工と第１の粗さよりも微細な第２の粗さのダイヤモンド砥粒を先端に埋め込んだ研削具を用いた超音波加工とを行うことで、開口部の長手（延伸）方向での開口径の変動を抑制することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳しく説明する。
【００１７】
第１実施形態
本実施形態に係る光ファイバは、偏波保持ファイバの一種であるＰＡＮＤＡファイバであり、その断面図を図１に示す。
ＰＡＮＤＡファイバは、例えばゲルマニウムを含有するシリカガラスなどの高屈折率材料よりなるコア１ａと、コア１ａより屈折率が低いシリカガラスなどの材料よりなり、コア１ａの外周を被覆しているクラッド２ａとを有し、さらにクラッド２ａ中におけるコア１ａの両側に、例えばＢ2 Ｏ3 を含有するシリカガラスなどのクラッド２ａよりも熱膨張係数が数倍大きい材料からなる応力付与部３ａが設けられている。
上記のクラッド２ａと応力付与部３ａとの熱膨張係数の差により、コア１ａに非対象な応力が与えられており、これによって複屈折性が増大し、光の偏波状態を安定に保って伝送するものであり、伝送特性やクロストークなどの特性において優れた特性を有する偏波保持ファイバである。
【００１８】
次に、本実施形態に係る光ファイバ母材（プリフォーム）の製造方法について説明する。
例えば、ＶＡＤ（vapor-phase axial deposition）法やＯＶＤ（outside vapor deposition）法でスート（ガラス微粒子）を堆積させて多孔質のスート母材を合成し、脱水、焼結および延伸などを経てコアガラスロッド１とし、あるいはＭＣＶＤ（modified chemical vapor deposition）法によって直接コアガラスロッド１を形成し、得られたコアガラスロッド１の外周部にＯＶＤ法などによりクラッドとなるスートを堆積させ、脱水および焼結などを経て、図２（Ａ）の模式断面図に示すように、コアガラスロッド１の外周部にクラッド２が形成された光ファイバ母材Ｐを形成する。
【００１９】
以降の工程においては、上記の光ファイバ母材Ｐから所定の長さで切り出し、図２（Ｂ）および（Ｃ）に示す円柱状の母材とする。ここで、図２（Ｂ）は上面図であり、図２（Ｃ）は図２（Ｂ）中のＸ−Ｘ’における断面図である。
【００２０】
次の工程においては、上記の円柱状の母材の所定の位置に所定の開口径の開口部を形成するが、ここでは図３の断面図に示す構成のコアドリル１０を用いる。
コアドリル１０は、例えばステンレスなどの金属製のパイプ１１の一方の先端に、ダイヤモンド砥粒を混ぜた焼結金属１２が取り付けられ、他方の先端に保持部１３を取り付けられている構成の研削具である。
【００２１】
次に、図４の断面図に示すように、コアドリル１０を用いて円柱状の母材の所定の位置に、コアドリル１０の長手方向を回転軸として回転させながら焼結金属１２側から押圧し、超音波振動させることにより、クラッド２中におけるコアガラスロッド１の両側に開口部Ｈ3 を形成する。
この研削においては、まず第１研削工程として、例えば＃１００〜１６０程度の第１の粗さのダイヤモンド砥粒を先端に埋め込んだコアドリルを用いて、所定の開口径となるように研削する。
次に、第２研削工程として、第１の粗さよりも微細である、例えば＃６００〜２０００程度の第２の粗さのダイヤモンド砥粒を先端に埋め込んだコアドリルを用いて、上記所定の開口径を広げるように研削する。
ここで、開口径を広げる量は０．１〜１ｍｍ程度が好ましい。
【００２２】
上記の研削工程により、図５に示す構成の母材とする。ここで、図５（Ａ）は上面図であり、図５（Ｂ）は図５（Ａ）中のＸ−Ｘ’における断面図である。
即ち、コアガラスロッド１の外周部にクラッド２が形成された円柱状の母材において、クラッド２中におけるコアガラスロッド１の両側に開口部Ｈ3 が形成された構成である。
上記の開口部Ｈ3 は、粗さの異なるダイヤモンド砥粒を用いた２回の研削工程により開口されたものであり、開口部内壁面の表面粗さと開口径の長手方向の変動を従来の開口方法よりも抑制された開口部となっている。
【００２３】
次に、図６の断面図に示すように、開口部Ｈ3 内に、例えば酸化セリウム砥粒またはコロイダルシリカなどの砥粒３０を供給しながら、ナイロンブラシ２０を開口部Ｈ3 の内壁面にあて、回転させながら開口部Ｈ3 の延伸方向に往復駆動させて、開口部Ｈ3 の内壁面を機械的研磨する。
【００２４】
次に、図７の断面図に示すように、別途形成しておいた応力付与材３を開口部Ｈ3 に挿入する。
応力付与材３は、例えばＶＡＤ法またはＭＣＶＤ法あるいはその他の方法により、Ｂ2 Ｏ3 を含有するシリカガラスのロッドとして形成する。
【００２５】
次に、コアガラスロッド１の外周部にクラッド２が形成された円柱状の母材と応力付与材３とを加熱して、溶着一体化し、図８に示す構成の光ファイバ母材とする。ここで、図８（Ａ）は母材本体部分の上面図であり、図８（Ｂ）は本体下部に線引用おもり４０が備えられ、本体上部に応力付与材３を押える押え材４１、おもり４２と石英パイプ４３が備えられた形態の断面図であり、図８（Ａ）中のＸ−Ｘ’が図８（Ｂ）中のＸ−Ｘ’に相当する。
上記の光ファイバ母材から線引することで、図１に示すＰＡＮＤＡファイバを製造することができる。
【００２６】
上記の本実施形態の光ファイバ母材の製造方法によれば、コアガラスロッド１の外周部にクラッド２が形成された円柱状の母材（第１石英ガラス）に開口部を形成して応力付与材３（第２石英ガラス）を挿入し、加熱して溶着一体化する方法による光ファイバ母材の製造方法において、第１石英ガラスに開口部を形成するときに、第１の粗さのダイヤモンド砥粒を先端に埋め込んだ研削具を用いた超音波加工と第１の粗さよりも微細な第２の粗さのダイヤモンド砥粒を先端に埋め込んだ研削具を用いた超音波加工とを行うことで、開口部の長手（延伸）方向での開口径の変動を抑制することができる。
これにより、線引後の光ファイバにおける気泡の発生回数を抑制することができる。
【００２７】
第２実施形態
図９は、本実施形態に係る光ファイバの断面図である。
例えばゲルマニウムを含有するシリカガラスなどの高屈折率材料よりなるコア１ａと、コア１ａより屈折率が低いシリカガラスなどの材料よりなり、コア１ａの外周を被覆しているクラッド２ａとを有する。
【００２８】
次に、本実施形態に係る光ファイバ母材（プリフォーム）の製造方法について説明する。
まず、図１０の断面図に示すように、例えば、ＶＡＤ法やＯＶＤ法でスート（ガラス微粒子）を堆積させて多孔質のスート母材を合成し、脱水、焼結および延伸などを経て、クラッドとなるコアガラスロッド２を形成し、その中心に、上記第１実施形態と同様に開口部を形成する。
即ち、まず第１研削工程として、例えば＃１００〜１６０程度の第１の粗さのダイヤモンド砥粒を先端に埋め込んだコアドリルを用いて、所定の開口径となるように研削する。
次に、第２研削工程として、第１の粗さよりも微細である、例えば＃６００〜２０００程度の第２の粗さのダイヤモンド砥粒を先端に埋め込んだコアドリルを用いて、上記所定の開口径を広げるように研削する。
【００２９】
上記の研削工程により、図１１に示す構成の母材とする。ここで、図１１（Ａ）は上面図であり、図１１（Ｂ）は図１１（Ａ）中のＸ−Ｘ’における断面図である。
即ち、クラッドとなるガラスロッド２の中心部に開口部Ｈ1 が形成された構成である。
上記の開口部Ｈ1 は、粗さの異なるダイヤモンド砥粒を用いた２回の研削工程により開口されたものであり、開口部内壁面の表面粗さと開口系の長手方向の変動を従来の開口方法よりも抑制された開口部となっている。
【００３０】
次に、図１２に示すように、開口部Ｈ1 内に、例えば酸化セリウム砥粒またはコロイダルシリカなどの砥粒３０を供給しながら、ナイロンブラシ２０を開口部Ｈ1 の内壁面にあて、回転させながら開口部Ｈ3 の延伸方向に往復駆動させて、開口部Ｈ1 の内壁面を機械的研磨する。
【００３１】
次に、図１３に示すように、別途形成しておいたコアガラスロッド１を開口部Ｈ1 に挿入する。
コアガラスロッド１は、例えばＶＡＤ法、ＯＶＤ法あるいはＭＣＶＤ法などにより形成する。
【００３２】
次に、クラッドとなるガラスロッド２とコアガラスロッド１とを加熱して、溶着一体化し、図１４に示す構成の光ファイバ母材とする。ここで、図１４（Ａ）は上面図であり、図１４（Ｂ）は図１４（Ａ）中のＸ−Ｘ’における断面図である。
上記の光ファイバ母材から線引することで、図９に示す光ファイバを製造することができる。
【００３３】
上記の本実施形態の光ファイバ母材の製造方法によれば、クラッドとなるガラスロッド２（第１石英ガラス）に開口部を形成してコアガラスロッド１（第２石英ガラス）を挿入し、加熱して溶着一体化する方法による光ファイバ母材の製造方法において、第１石英ガラスに開口部を形成するときに、第１の粗さのダイヤモンド砥粒を先端に埋め込んだ研削具を用いた超音波加工と第１の粗さよりも微細な第２の粗さのダイヤモンド砥粒を先端に埋め込んだ研削具を用いた超音波加工とを行うことで、開口部の長手（延伸）方向での開口径の変動を抑制することができる。
これにより、線引後の光ファイバにおけるコア偏芯量や気泡の発生回数を抑制することができる。
【００３４】
（実施例１）
コアの外周部にクラッドが形成された構成の光ファイバ母材（直径４０ｍｍ、長さ３００ｍｍ）のコアの両側に、＃１４０のダイヤモンド砥粒を先端に埋め込んだコアドリルを用いて超音波加工機により直径１０．８ｍｍの開口部を２本開口した。
次に、コアドリルを＃６００のダイヤモンド砥粒を先端に埋め込んだコアドリルに交換し、超音波加工をして開口径を１１．０ｍｍまで広げた。
上記加工後の２本の開口部の開口径は等しく、また、接触式粗さ計で測定した開口部内壁面の平均の表面粗さＲａは０．１μｍであった。
次に、開口部に酸化セリウム砥粒を流し込みながらナイロンブラシを３０００ｒｐｍで回転させ、光ファイバ母材の軸方向に往復運動させて、３０分間研磨加工した。研磨後の開口部内壁面の平均の表面粗さＲａは０．０３μｍであった。
上記の開口部に、Ｂ2 Ｏ3 をドープしたシリカガラスからなる直径１０．９ｍｍの応力付与材を挿入し、線引炉で加熱して溶着一体化しながら線引を行った。２０ｋｍの距離分の線引を行ったところ、気泡の発生は見られなかった。
【００３５】
（実施例２）
コアの外周部にクラッドが形成された構成の光ファイバ母材（直径４０ｍｍ、長さ３００ｍｍ）のコアの両側に、＃１００のダイヤモンド砥粒を先端に埋め込んだコアドリルを用いて超音波加工機により直径１０．５ｍｍの開口部を２本開口した。＃１００のダイヤモンド砥粒を埋め込んだドリルでは、＃１４０のダイヤモンド砥粒を埋め込んだドリルよりも加工速度を速くすることができる。
次に、コアドリルを＃６００のダイヤモンド砥粒を先端に埋め込んだコアドリルに交換し、超音波加工をして開口径を１０．８ｍｍまで広げた。
さらに、コアドリルを＃２０００のダイヤモンド砥粒を先端に埋め込んだコアドリルに交換し、超音波加工をして開口径を１１．０ｍｍまで広げた。
上記加工後の２本の開口部の開口径は等しく、また、接触式粗さ計で測定した開口部内壁面の平均の表面粗さＲａは０．０７μｍであった。
次に、開口部にコロイダルシリカを流し込みながらナイロンブラシを５０００ｒｐｍで回転させ、光ファイバ母材の軸方向に１００ｍｍ／分の速さで往復運動させて、３０分間研磨加工した。研磨後の開口部内壁面の平均の表面粗さＲａは０．０３μｍであった。コロイダルシリカは、酸化セリウムに比べて沈殿が生じにくいので研磨液の管理を行いやすく、洗浄後の砥粒の残存が少ないという利点がある。
上記の開口部に、Ｂ2 Ｏ3 をドープしたシリカガラスからなる直径１０．９ｍｍの応力付与材を挿入し、線引炉で加熱して溶着一体化しながら線引を行った。２０ｋｍの距離分の線引を行ったところ、気泡の発生は見られなかった。
【００３６】
（比較例１）
コアの外周部にクラッドが形成された構成の光ファイバ母材（直径４０ｍｍ、長さ３００ｍｍ）のコアの両側に、＃１４０のダイヤモンド砥粒を先端に埋め込んだコアドリルを用いて超音波加工機により直径１０．５ｍｍの開口部を２本開口した。
次に、開口部にＳｉＣ砥粒を流し込みながらブラシを２０００ｒｐｍで回転させ、光ファイバ母材の軸方向に往復運動させて、上記の研削工程で付いた傷や凹凸を慣らして平坦化するラップ処理を２時間行った。
加工後、開口径を測定したところ、２本の内の一方の開口部の開口径が１１．１ｍｍであるのに対し、他方の開口部の開口径は１１．０ｍｍであった。また、開口部内壁面の平均の表面粗さＲａは０．１５μｍであった。
次に、開口部に酸化セリウム砥粒を流し込みながらナイロンブラシを３０００ｒｐｍで回転させ、光ファイバ母材の軸方向に往復運動させて、３０分間研磨加工した。研磨後の開口部内壁面の平均の表面粗さＲａは０．０５μｍであった。
上記の開口部に、Ｂ2 Ｏ3 をドープしたシリカガラスからなる直径１０．９ｍｍの応力付与材を挿入し、線引炉で加熱して溶着一体化しながら線引を行った。２０ｋｍの距離分の線引を行ったところ、５回の気泡の発生が見られた。
【００３７】
（実施例３）
ＶＡＤ法で作製した光ファイバ石英母材（直径１２５ｍｍ、長さ３００ｍｍ）のコアの中心に、＃１４０のダイヤモンド砥粒を先端に埋め込んだコアドリルを用いて超音波加工機により直径９．８ｍｍの開口部を１本開口した。
次に、コアドリルを＃１２００のダイヤモンド砥粒を先端に埋め込んだコアドリルに交換し、超音波加工をして開口径を１０．１ｍｍまで広げた。
上記加工後の開口部の開口径の長手方向の変動は１０μｍであり、また、接触式粗さ計で測定した開口部内壁面の平均の表面粗さＲａは０．０７μｍであった。
次に、開口部にコロイダルシリカを流し込みながらナイロンブラシを５０００ｒｐｍで回転させ、光ファイバ母材の軸方向に１００ｍｍ／分の速さで往復運動させて、３０分間研磨加工した。研磨後の開口部内壁面の平均の表面粗さＲａは０．０３μｍであった。
上記の開口部に、ＭＣＶＤ法で作製した直径１０．０ｍｍのコアガラスロッドを挿入し、２０００℃の電気炉の上方から挿入して下端部を溶着させた後、真空ポンプで減圧しながら下方から順に加熱して溶着一体化した。
得られた母材を直径６０ｍｍに延伸した後、線引を行い、３００ｋｍの光ファイバを製造した。線引中の気泡の発生は２回で、線引した光ファイバのコア偏芯量は０．２μｍであった。
【００３８】
（比較例２）
ＶＡＤ法で作製した光ファイバ石英母材（直径１２５ｍｍ、長さ３００ｍｍ）のコアの中心に、＃１４０のダイヤモンド砥粒を先端に埋め込んだコアドリルを用いて超音波加工機により直径９．５ｍｍの開口部を１本開口した。
次に、開口部にＳｉＣ砥粒を流し込みながらブラシを２０００ｒｐｍで回転させ、光ファイバ母材の軸方向に往復運動させるラップ処理を２時間行った。
上記加工後の開口部の開口径は１０．１ｍｍであったが、長手方向の変動は５０μｍであり、また、接触式粗さ計で測定した開口部内壁面の平均の表面粗さＲａは０．１５μｍであった。
次に、開口部に酸化セリウム砥粒を流し込みながらナイロンブラシを５０００ｒｐｍで回転させ、光ファイバ母材の軸方向に往復運動させて、３０分間研磨加工した。研磨後の開口部内壁面の平均の表面粗さＲａは０．０５μｍであった。
上記の開口部に、ＭＣＶＤ法で作製した直径１０．０ｍｍのコアガラスロッドを挿入し、２０００℃の電気炉の上方から挿入して下端部を溶着させた後、真空ポンプで減圧しながら下方から順に加熱して溶着一体化した。
得られた母材を直径６０ｍｍに延伸した後、線引を行い、３００ｋｍの光ファイバを製造した。線引中の気泡の発生は１０回で、線引した光ファイバのコア偏芯量は０．５μｍであった。
【００３９】
本発明は、上記の実施の形態に限定されない。
例えば、光ファイバ母材用石英ガラスロッドなどの第１石英ガラスに形成する開口部には、応力付与材やコアガラスロッド以外の石英ガラスを挿入してもよい。
その他、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更をすることができる。
【００４０】
【発明の効果】
本発明によれば、第１石英ガラスに開口部を形成して第２石英ガラスを挿入し、加熱して溶着一体化する方法による光ファイバ母材の製造方法において、第１石英ガラスに開口部を形成するときに、第１の粗さのダイヤモンド砥粒を先端に埋め込んだ研削具を用いた超音波加工と第１の粗さよりも微細な第２の粗さのダイヤモンド砥粒を先端に埋め込んだ研削具を用いた超音波加工とを行うことで、開口部の長手（延伸）方向での開口径の変動を抑制することができる光ファイバ母材の製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、第１実施形態に係る光ファイバ（ＰＡＮＤＡファイバ）の断面図である。
【図２】図２（Ａ）は第１実施形態に係る光ファイバの製造方法において製造する光ファイバ母材の模式断面図であり、図２（Ｂ）は図２（Ａ）の光ファイバ母材から所定の長さで切り出した母材の上面図であり、図２（Ｃ）は図２（Ｂ）中のＸ−Ｘ’における断面図である。
【図３】図３は、第１実施形態において用いるコアドリルの断面図である。
【図４】図４は、第１実施形態に係る光ファイバの製造方法においてクラッド中におけるコアガラスロッドの両側に開口部を形成する工程を示す断面図である。
【図５】図５（Ａ）は、第１実施形態に係る光ファイバの製造方法において開口部が形成された母材の上面図であり、図５（Ｂ）は図５（Ａ）中のＸ−Ｘ’における断面図である。
【図６】図６は、第１実施形態に係る光ファイバの製造方法において開口部の内壁面を機械的研磨する工程を示す断面図である。
【図７】図７は、第１実施形態に係る光ファイバの製造方法において応力付与材を開口部に挿入する工程を示す断面図である。
【図８】図８（Ａ）は、第１実施形態に係る光ファイバの製造方法において製造された光ファイバ母材の本体部分の上面図であり、図８（Ｂ）は断面図であり、図８（Ａ）中のＸ−Ｘ’が図８（Ｂ）中のＸ−Ｘ’に相当する。
【図９】図９は、第２実施形態に係る光ファイバの断面図である。
【図１０】図１０は、第２実施形態に係る光ファイバの製造方法においてクラッドとなるガラスロッドの中心に開口部を形成する工程を示す断面図である。
【図１１】図１１（Ａ）は、第２実施形態に係る光ファイバの製造方法において開口部が形成された母材の上面図であり、図１１（Ｂ）は図１１（Ａ）中のＸ−Ｘ’における断面図である。
【図１２】図１２は、第２実施形態に係る光ファイバの製造方法において開口部の内壁面を機械的研磨する工程を示す断面図である。
【図１３】図１３は、第２実施形態に係る光ファイバの製造方法においてコアガラスロッドを開口部に挿入する工程を示す断面図である。
【図１４】図１４（Ａ）は、第２実施形態に係る光ファイバの製造方法において製造された光ファイバ母材の上面図であり、図１４（Ｂ）は図１４（Ａ）中のＸ−Ｘ’における断面図である。
【符号の説明】
１ａ…コア
２ａ…クラッド
３ａ…応力付与材
１…コアガラスロッド
２…クラッド
３…応力付与材
１０…コアドリル
１１…パイプ
１２…焼結金属
１３…支持部
２０…ナイロンブラシ
３０…砥粒
Ｈ1 ，Ｈ3 …開口部
Ｐ…光ファイバ母材
【発明の属する技術分野】
光ファイバ母材用石英ガラスに開口部を形成して光ファイバ母材用コアガラスロッドあるいは光ファイバ母材用応力付与材を挿入し、加熱して溶着一体化する光ファイバ母材の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年のインターネットの普及により伝送される情報量が飛躍的に増大しており、この増大する情報量に対応するするために、光ファイバの伝送容量を増大することができるＷＤＭ（波長分割多重）伝送が行われるようになっている。
上記のＷＤＭ伝送においては、複雑な屈折率プロファイルを持った光ファイバや、ＰＡＮＤＡファイバなどの偏波保持ファイバが必要となっている。
【０００３】
上記の光ファイバの一般的な製造方法としては、例えば、ＶＡＤ（vapor-phase axial deposition）法やＯＶＤ（outside vapor deposition）法でスート（ガラス微粒子）を堆積させて多孔質のスート母材を合成し、脱水、焼結および延伸などを経てガラスロッドとし、あるいはＭＣＶＤ（modified chemical vapor deposition）法によって直接ガラスロッドを形成し、得られたガラスロッドの外周部にＯＶＤ法などによりクラッドとなるスートを堆積させ、脱水および焼結などを経て光ファイバ母材（プリフォーム）とし、その先端から線引して光ファイバとする。
【０００４】
上記の一般的な製造方法に対して、工程の簡略化と製造コスト削減のために、光ファイバ母材用石英ガラスロッドの中心に開口部を形成して、光ファイバ母材用コアガラスロッドを挿入し、あるいは光ファイバ母材のコアの両側に開口部を形成して光ファイバ母材用応力付与材を挿入し、加熱して溶着一体化する光ファイバ母材の製造方法が開発されている。
【０００５】
上記の光ファイバ母材用石英ガラスロッドあるいは光ファイバ母材に開口部を形成する方法としては、ダイヤモンド砥粒を先端に埋め込んだコアドリルを用いた超音波加工により研削加工して開口し、次いでダイヤモンド、ＳｉＣあるいはアルミナなどの砥粒を用いて上記開口部内壁面を研削加工し、さらに酸化セリウム砥粒を用いて上記開口部内壁面を機械的研磨する方法が知られている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の光ファイバ母材用石英ガラスロッドあるいは光ファイバ母材に開口部を形成する方法による光ファイバ母材の製造方法では、上記のコアドリルを用いた超音波加工での破砕層を除去するために、形成した開口部の開口径を研削加工により０．５〜１ｍｍ広げる必要があり、特に、この開口径拡大のための研削をダイヤモンド、ＳｉＣあるいはアルミナなどの砥粒とブラシを用いて行う場合には、開口径の正確な管理が難しく、開口部の長手（延伸）方向での開口径の変動が大きいという問題があった。
【０００７】
上記のように開口部の長手（延伸）方向での開口径の変動が大きい場合、得られた開口部に光ファイバ母材用コアガラスロッドなどを挿入し、加熱して溶着一体化して形成した光ファイバ母材から線引したときに、コア偏芯量が大きくなったり、気泡の発生回数が多いなどの不都合を生じさせてしまう。
【０００８】
本発明は上記の状況に鑑みてなされたものであり、従って本発明の目的は、光ファイバ母材用石英ガラスロッドなどの第１石英ガラスに開口部を形成し、光ファイバ母材用コアガラスロッドなどの第２石英ガラスを挿入し、加熱して溶着一体化する方法による光ファイバ母材の製造方法において、開口部の長手（延伸）方向での開口径の変動を抑制することができる光ファイバ母材の製造方法を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の光ファイバ母材の製造方法は、光ファイバ母材用第１石英ガラスに開口部を形成する工程と、上記開口部に光ファイバ母材用第２石英ガラスを挿入する工程と、加熱して上記第１石英ガラスおよび上記第２石英ガラスを溶着一体化する工程とを有し、上記第１石英ガラスに開口部を形成する工程が、少なくとも、第１の粗さのダイヤモンド砥粒を先端に埋め込んだ研削具を用いた超音波加工により所定の開口径となるように研削する第１研削工程と、上記第１の粗さよりも微細な第２の粗さのダイヤモンド砥粒を先端に埋め込んだ研削具を用いた超音波加工により上記所定の開口径を広げる第２研削工程とを含む。
【００１０】
上記の本発明の光ファイバ母材の製造方法は、好適には、上記第２石英ガラスが、光ファイバ母材用コアガラスロッドまたは光ファイバ母材用応力付与母材である。
【００１１】
上記の本発明の光ファイバ母材の製造方法は、好適には、上記第１の粗さのダイヤモンド砥粒が＃１００〜１６０のダイヤモンド砥粒であり、上記第２の粗さのダイヤモンド砥粒が＃６００〜２０００のダイヤモンド砥粒である。
【００１２】
上記の本発明の光ファイバ母材の製造方法は、好適には、上記第２研削工程において、上記所定の開口径を０．１〜１ｍｍ広げる。
【００１３】
上記の本発明の光ファイバ母材の製造方法は、好適には、上記第１石英ガラスに開口部を形成する工程が、上記第２研削工程の後に、酸化セリウム砥粒またはコロイダルシリカを用いて上記開口部内壁面を機械的研磨する工程をさらに有する。
さらに好適には、上記機械的研磨する工程において、ナイロンブラシを上記開口部内壁面にあて、回転させながら上記開口部の延伸方向に往復駆動させる。
【００１４】
上記の本発明の光ファイバ母材の製造方法は、光ファイバ母材用第１石英ガラスに、少なくとも、＃１００〜１６０程度の第１の粗さのダイヤモンド砥粒を先端に埋め込んだ研削具を用いた超音波加工により所定の開口径となるように研削し、次に上記第１の粗さよりも微細な＃６００〜２０００程度の第２の粗さのダイヤモンド砥粒を先端に埋め込んだ研削具を用いた超音波加工により上記所定の開口径を０．１〜１ｍｍ程度広げ、さらには、酸化セリウム砥粒またはコロイダルシリカを用いて、ナイロンブラシを開口部内壁面にあて、回転させながら開口部の延伸方向に往復駆動させて開口部内壁面を機械的研磨して、開口部を形成する。
次に、開口部に光ファイバ母材用コアガラスロッドまたは光ファイバ母材用応力付与母材などの光ファイバ母材用第２石英ガラスを挿入し、加熱して第１石英ガラスおよび第２石英ガラスを溶着一体化する。
【００１５】
上記の本発明の光ファイバ母材の製造方法によれば、第１石英ガラスに開口部を形成して第２石英ガラスを挿入し、加熱して溶着一体化する方法による光ファイバ母材の製造方法において、第１石英ガラスに開口部を形成するときに、第１の粗さのダイヤモンド砥粒を先端に埋め込んだ研削具を用いた超音波加工と第１の粗さよりも微細な第２の粗さのダイヤモンド砥粒を先端に埋め込んだ研削具を用いた超音波加工とを行うことで、開口部の長手（延伸）方向での開口径の変動を抑制することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳しく説明する。
【００１７】
第１実施形態
本実施形態に係る光ファイバは、偏波保持ファイバの一種であるＰＡＮＤＡファイバであり、その断面図を図１に示す。
ＰＡＮＤＡファイバは、例えばゲルマニウムを含有するシリカガラスなどの高屈折率材料よりなるコア１ａと、コア１ａより屈折率が低いシリカガラスなどの材料よりなり、コア１ａの外周を被覆しているクラッド２ａとを有し、さらにクラッド２ａ中におけるコア１ａの両側に、例えばＢ2 Ｏ3 を含有するシリカガラスなどのクラッド２ａよりも熱膨張係数が数倍大きい材料からなる応力付与部３ａが設けられている。
上記のクラッド２ａと応力付与部３ａとの熱膨張係数の差により、コア１ａに非対象な応力が与えられており、これによって複屈折性が増大し、光の偏波状態を安定に保って伝送するものであり、伝送特性やクロストークなどの特性において優れた特性を有する偏波保持ファイバである。
【００１８】
次に、本実施形態に係る光ファイバ母材（プリフォーム）の製造方法について説明する。
例えば、ＶＡＤ（vapor-phase axial deposition）法やＯＶＤ（outside vapor deposition）法でスート（ガラス微粒子）を堆積させて多孔質のスート母材を合成し、脱水、焼結および延伸などを経てコアガラスロッド１とし、あるいはＭＣＶＤ（modified chemical vapor deposition）法によって直接コアガラスロッド１を形成し、得られたコアガラスロッド１の外周部にＯＶＤ法などによりクラッドとなるスートを堆積させ、脱水および焼結などを経て、図２（Ａ）の模式断面図に示すように、コアガラスロッド１の外周部にクラッド２が形成された光ファイバ母材Ｐを形成する。
【００１９】
以降の工程においては、上記の光ファイバ母材Ｐから所定の長さで切り出し、図２（Ｂ）および（Ｃ）に示す円柱状の母材とする。ここで、図２（Ｂ）は上面図であり、図２（Ｃ）は図２（Ｂ）中のＸ−Ｘ’における断面図である。
【００２０】
次の工程においては、上記の円柱状の母材の所定の位置に所定の開口径の開口部を形成するが、ここでは図３の断面図に示す構成のコアドリル１０を用いる。
コアドリル１０は、例えばステンレスなどの金属製のパイプ１１の一方の先端に、ダイヤモンド砥粒を混ぜた焼結金属１２が取り付けられ、他方の先端に保持部１３を取り付けられている構成の研削具である。
【００２１】
次に、図４の断面図に示すように、コアドリル１０を用いて円柱状の母材の所定の位置に、コアドリル１０の長手方向を回転軸として回転させながら焼結金属１２側から押圧し、超音波振動させることにより、クラッド２中におけるコアガラスロッド１の両側に開口部Ｈ3 を形成する。
この研削においては、まず第１研削工程として、例えば＃１００〜１６０程度の第１の粗さのダイヤモンド砥粒を先端に埋め込んだコアドリルを用いて、所定の開口径となるように研削する。
次に、第２研削工程として、第１の粗さよりも微細である、例えば＃６００〜２０００程度の第２の粗さのダイヤモンド砥粒を先端に埋め込んだコアドリルを用いて、上記所定の開口径を広げるように研削する。
ここで、開口径を広げる量は０．１〜１ｍｍ程度が好ましい。
【００２２】
上記の研削工程により、図５に示す構成の母材とする。ここで、図５（Ａ）は上面図であり、図５（Ｂ）は図５（Ａ）中のＸ−Ｘ’における断面図である。
即ち、コアガラスロッド１の外周部にクラッド２が形成された円柱状の母材において、クラッド２中におけるコアガラスロッド１の両側に開口部Ｈ3 が形成された構成である。
上記の開口部Ｈ3 は、粗さの異なるダイヤモンド砥粒を用いた２回の研削工程により開口されたものであり、開口部内壁面の表面粗さと開口径の長手方向の変動を従来の開口方法よりも抑制された開口部となっている。
【００２３】
次に、図６の断面図に示すように、開口部Ｈ3 内に、例えば酸化セリウム砥粒またはコロイダルシリカなどの砥粒３０を供給しながら、ナイロンブラシ２０を開口部Ｈ3 の内壁面にあて、回転させながら開口部Ｈ3 の延伸方向に往復駆動させて、開口部Ｈ3 の内壁面を機械的研磨する。
【００２４】
次に、図７の断面図に示すように、別途形成しておいた応力付与材３を開口部Ｈ3 に挿入する。
応力付与材３は、例えばＶＡＤ法またはＭＣＶＤ法あるいはその他の方法により、Ｂ2 Ｏ3 を含有するシリカガラスのロッドとして形成する。
【００２５】
次に、コアガラスロッド１の外周部にクラッド２が形成された円柱状の母材と応力付与材３とを加熱して、溶着一体化し、図８に示す構成の光ファイバ母材とする。ここで、図８（Ａ）は母材本体部分の上面図であり、図８（Ｂ）は本体下部に線引用おもり４０が備えられ、本体上部に応力付与材３を押える押え材４１、おもり４２と石英パイプ４３が備えられた形態の断面図であり、図８（Ａ）中のＸ−Ｘ’が図８（Ｂ）中のＸ−Ｘ’に相当する。
上記の光ファイバ母材から線引することで、図１に示すＰＡＮＤＡファイバを製造することができる。
【００２６】
上記の本実施形態の光ファイバ母材の製造方法によれば、コアガラスロッド１の外周部にクラッド２が形成された円柱状の母材（第１石英ガラス）に開口部を形成して応力付与材３（第２石英ガラス）を挿入し、加熱して溶着一体化する方法による光ファイバ母材の製造方法において、第１石英ガラスに開口部を形成するときに、第１の粗さのダイヤモンド砥粒を先端に埋め込んだ研削具を用いた超音波加工と第１の粗さよりも微細な第２の粗さのダイヤモンド砥粒を先端に埋め込んだ研削具を用いた超音波加工とを行うことで、開口部の長手（延伸）方向での開口径の変動を抑制することができる。
これにより、線引後の光ファイバにおける気泡の発生回数を抑制することができる。
【００２７】
第２実施形態
図９は、本実施形態に係る光ファイバの断面図である。
例えばゲルマニウムを含有するシリカガラスなどの高屈折率材料よりなるコア１ａと、コア１ａより屈折率が低いシリカガラスなどの材料よりなり、コア１ａの外周を被覆しているクラッド２ａとを有する。
【００２８】
次に、本実施形態に係る光ファイバ母材（プリフォーム）の製造方法について説明する。
まず、図１０の断面図に示すように、例えば、ＶＡＤ法やＯＶＤ法でスート（ガラス微粒子）を堆積させて多孔質のスート母材を合成し、脱水、焼結および延伸などを経て、クラッドとなるコアガラスロッド２を形成し、その中心に、上記第１実施形態と同様に開口部を形成する。
即ち、まず第１研削工程として、例えば＃１００〜１６０程度の第１の粗さのダイヤモンド砥粒を先端に埋め込んだコアドリルを用いて、所定の開口径となるように研削する。
次に、第２研削工程として、第１の粗さよりも微細である、例えば＃６００〜２０００程度の第２の粗さのダイヤモンド砥粒を先端に埋め込んだコアドリルを用いて、上記所定の開口径を広げるように研削する。
【００２９】
上記の研削工程により、図１１に示す構成の母材とする。ここで、図１１（Ａ）は上面図であり、図１１（Ｂ）は図１１（Ａ）中のＸ−Ｘ’における断面図である。
即ち、クラッドとなるガラスロッド２の中心部に開口部Ｈ1 が形成された構成である。
上記の開口部Ｈ1 は、粗さの異なるダイヤモンド砥粒を用いた２回の研削工程により開口されたものであり、開口部内壁面の表面粗さと開口系の長手方向の変動を従来の開口方法よりも抑制された開口部となっている。
【００３０】
次に、図１２に示すように、開口部Ｈ1 内に、例えば酸化セリウム砥粒またはコロイダルシリカなどの砥粒３０を供給しながら、ナイロンブラシ２０を開口部Ｈ1 の内壁面にあて、回転させながら開口部Ｈ3 の延伸方向に往復駆動させて、開口部Ｈ1 の内壁面を機械的研磨する。
【００３１】
次に、図１３に示すように、別途形成しておいたコアガラスロッド１を開口部Ｈ1 に挿入する。
コアガラスロッド１は、例えばＶＡＤ法、ＯＶＤ法あるいはＭＣＶＤ法などにより形成する。
【００３２】
次に、クラッドとなるガラスロッド２とコアガラスロッド１とを加熱して、溶着一体化し、図１４に示す構成の光ファイバ母材とする。ここで、図１４（Ａ）は上面図であり、図１４（Ｂ）は図１４（Ａ）中のＸ−Ｘ’における断面図である。
上記の光ファイバ母材から線引することで、図９に示す光ファイバを製造することができる。
【００３３】
上記の本実施形態の光ファイバ母材の製造方法によれば、クラッドとなるガラスロッド２（第１石英ガラス）に開口部を形成してコアガラスロッド１（第２石英ガラス）を挿入し、加熱して溶着一体化する方法による光ファイバ母材の製造方法において、第１石英ガラスに開口部を形成するときに、第１の粗さのダイヤモンド砥粒を先端に埋め込んだ研削具を用いた超音波加工と第１の粗さよりも微細な第２の粗さのダイヤモンド砥粒を先端に埋め込んだ研削具を用いた超音波加工とを行うことで、開口部の長手（延伸）方向での開口径の変動を抑制することができる。
これにより、線引後の光ファイバにおけるコア偏芯量や気泡の発生回数を抑制することができる。
【００３４】
（実施例１）
コアの外周部にクラッドが形成された構成の光ファイバ母材（直径４０ｍｍ、長さ３００ｍｍ）のコアの両側に、＃１４０のダイヤモンド砥粒を先端に埋め込んだコアドリルを用いて超音波加工機により直径１０．８ｍｍの開口部を２本開口した。
次に、コアドリルを＃６００のダイヤモンド砥粒を先端に埋め込んだコアドリルに交換し、超音波加工をして開口径を１１．０ｍｍまで広げた。
上記加工後の２本の開口部の開口径は等しく、また、接触式粗さ計で測定した開口部内壁面の平均の表面粗さＲａは０．１μｍであった。
次に、開口部に酸化セリウム砥粒を流し込みながらナイロンブラシを３０００ｒｐｍで回転させ、光ファイバ母材の軸方向に往復運動させて、３０分間研磨加工した。研磨後の開口部内壁面の平均の表面粗さＲａは０．０３μｍであった。
上記の開口部に、Ｂ2 Ｏ3 をドープしたシリカガラスからなる直径１０．９ｍｍの応力付与材を挿入し、線引炉で加熱して溶着一体化しながら線引を行った。２０ｋｍの距離分の線引を行ったところ、気泡の発生は見られなかった。
【００３５】
（実施例２）
コアの外周部にクラッドが形成された構成の光ファイバ母材（直径４０ｍｍ、長さ３００ｍｍ）のコアの両側に、＃１００のダイヤモンド砥粒を先端に埋め込んだコアドリルを用いて超音波加工機により直径１０．５ｍｍの開口部を２本開口した。＃１００のダイヤモンド砥粒を埋め込んだドリルでは、＃１４０のダイヤモンド砥粒を埋め込んだドリルよりも加工速度を速くすることができる。
次に、コアドリルを＃６００のダイヤモンド砥粒を先端に埋め込んだコアドリルに交換し、超音波加工をして開口径を１０．８ｍｍまで広げた。
さらに、コアドリルを＃２０００のダイヤモンド砥粒を先端に埋め込んだコアドリルに交換し、超音波加工をして開口径を１１．０ｍｍまで広げた。
上記加工後の２本の開口部の開口径は等しく、また、接触式粗さ計で測定した開口部内壁面の平均の表面粗さＲａは０．０７μｍであった。
次に、開口部にコロイダルシリカを流し込みながらナイロンブラシを５０００ｒｐｍで回転させ、光ファイバ母材の軸方向に１００ｍｍ／分の速さで往復運動させて、３０分間研磨加工した。研磨後の開口部内壁面の平均の表面粗さＲａは０．０３μｍであった。コロイダルシリカは、酸化セリウムに比べて沈殿が生じにくいので研磨液の管理を行いやすく、洗浄後の砥粒の残存が少ないという利点がある。
上記の開口部に、Ｂ2 Ｏ3 をドープしたシリカガラスからなる直径１０．９ｍｍの応力付与材を挿入し、線引炉で加熱して溶着一体化しながら線引を行った。２０ｋｍの距離分の線引を行ったところ、気泡の発生は見られなかった。
【００３６】
（比較例１）
コアの外周部にクラッドが形成された構成の光ファイバ母材（直径４０ｍｍ、長さ３００ｍｍ）のコアの両側に、＃１４０のダイヤモンド砥粒を先端に埋め込んだコアドリルを用いて超音波加工機により直径１０．５ｍｍの開口部を２本開口した。
次に、開口部にＳｉＣ砥粒を流し込みながらブラシを２０００ｒｐｍで回転させ、光ファイバ母材の軸方向に往復運動させて、上記の研削工程で付いた傷や凹凸を慣らして平坦化するラップ処理を２時間行った。
加工後、開口径を測定したところ、２本の内の一方の開口部の開口径が１１．１ｍｍであるのに対し、他方の開口部の開口径は１１．０ｍｍであった。また、開口部内壁面の平均の表面粗さＲａは０．１５μｍであった。
次に、開口部に酸化セリウム砥粒を流し込みながらナイロンブラシを３０００ｒｐｍで回転させ、光ファイバ母材の軸方向に往復運動させて、３０分間研磨加工した。研磨後の開口部内壁面の平均の表面粗さＲａは０．０５μｍであった。
上記の開口部に、Ｂ2 Ｏ3 をドープしたシリカガラスからなる直径１０．９ｍｍの応力付与材を挿入し、線引炉で加熱して溶着一体化しながら線引を行った。２０ｋｍの距離分の線引を行ったところ、５回の気泡の発生が見られた。
【００３７】
（実施例３）
ＶＡＤ法で作製した光ファイバ石英母材（直径１２５ｍｍ、長さ３００ｍｍ）のコアの中心に、＃１４０のダイヤモンド砥粒を先端に埋め込んだコアドリルを用いて超音波加工機により直径９．８ｍｍの開口部を１本開口した。
次に、コアドリルを＃１２００のダイヤモンド砥粒を先端に埋め込んだコアドリルに交換し、超音波加工をして開口径を１０．１ｍｍまで広げた。
上記加工後の開口部の開口径の長手方向の変動は１０μｍであり、また、接触式粗さ計で測定した開口部内壁面の平均の表面粗さＲａは０．０７μｍであった。
次に、開口部にコロイダルシリカを流し込みながらナイロンブラシを５０００ｒｐｍで回転させ、光ファイバ母材の軸方向に１００ｍｍ／分の速さで往復運動させて、３０分間研磨加工した。研磨後の開口部内壁面の平均の表面粗さＲａは０．０３μｍであった。
上記の開口部に、ＭＣＶＤ法で作製した直径１０．０ｍｍのコアガラスロッドを挿入し、２０００℃の電気炉の上方から挿入して下端部を溶着させた後、真空ポンプで減圧しながら下方から順に加熱して溶着一体化した。
得られた母材を直径６０ｍｍに延伸した後、線引を行い、３００ｋｍの光ファイバを製造した。線引中の気泡の発生は２回で、線引した光ファイバのコア偏芯量は０．２μｍであった。
【００３８】
（比較例２）
ＶＡＤ法で作製した光ファイバ石英母材（直径１２５ｍｍ、長さ３００ｍｍ）のコアの中心に、＃１４０のダイヤモンド砥粒を先端に埋め込んだコアドリルを用いて超音波加工機により直径９．５ｍｍの開口部を１本開口した。
次に、開口部にＳｉＣ砥粒を流し込みながらブラシを２０００ｒｐｍで回転させ、光ファイバ母材の軸方向に往復運動させるラップ処理を２時間行った。
上記加工後の開口部の開口径は１０．１ｍｍであったが、長手方向の変動は５０μｍであり、また、接触式粗さ計で測定した開口部内壁面の平均の表面粗さＲａは０．１５μｍであった。
次に、開口部に酸化セリウム砥粒を流し込みながらナイロンブラシを５０００ｒｐｍで回転させ、光ファイバ母材の軸方向に往復運動させて、３０分間研磨加工した。研磨後の開口部内壁面の平均の表面粗さＲａは０．０５μｍであった。
上記の開口部に、ＭＣＶＤ法で作製した直径１０．０ｍｍのコアガラスロッドを挿入し、２０００℃の電気炉の上方から挿入して下端部を溶着させた後、真空ポンプで減圧しながら下方から順に加熱して溶着一体化した。
得られた母材を直径６０ｍｍに延伸した後、線引を行い、３００ｋｍの光ファイバを製造した。線引中の気泡の発生は１０回で、線引した光ファイバのコア偏芯量は０．５μｍであった。
【００３９】
本発明は、上記の実施の形態に限定されない。
例えば、光ファイバ母材用石英ガラスロッドなどの第１石英ガラスに形成する開口部には、応力付与材やコアガラスロッド以外の石英ガラスを挿入してもよい。
その他、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更をすることができる。
【００４０】
【発明の効果】
本発明によれば、第１石英ガラスに開口部を形成して第２石英ガラスを挿入し、加熱して溶着一体化する方法による光ファイバ母材の製造方法において、第１石英ガラスに開口部を形成するときに、第１の粗さのダイヤモンド砥粒を先端に埋め込んだ研削具を用いた超音波加工と第１の粗さよりも微細な第２の粗さのダイヤモンド砥粒を先端に埋め込んだ研削具を用いた超音波加工とを行うことで、開口部の長手（延伸）方向での開口径の変動を抑制することができる光ファイバ母材の製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、第１実施形態に係る光ファイバ（ＰＡＮＤＡファイバ）の断面図である。
【図２】図２（Ａ）は第１実施形態に係る光ファイバの製造方法において製造する光ファイバ母材の模式断面図であり、図２（Ｂ）は図２（Ａ）の光ファイバ母材から所定の長さで切り出した母材の上面図であり、図２（Ｃ）は図２（Ｂ）中のＸ−Ｘ’における断面図である。
【図３】図３は、第１実施形態において用いるコアドリルの断面図である。
【図４】図４は、第１実施形態に係る光ファイバの製造方法においてクラッド中におけるコアガラスロッドの両側に開口部を形成する工程を示す断面図である。
【図５】図５（Ａ）は、第１実施形態に係る光ファイバの製造方法において開口部が形成された母材の上面図であり、図５（Ｂ）は図５（Ａ）中のＸ−Ｘ’における断面図である。
【図６】図６は、第１実施形態に係る光ファイバの製造方法において開口部の内壁面を機械的研磨する工程を示す断面図である。
【図７】図７は、第１実施形態に係る光ファイバの製造方法において応力付与材を開口部に挿入する工程を示す断面図である。
【図８】図８（Ａ）は、第１実施形態に係る光ファイバの製造方法において製造された光ファイバ母材の本体部分の上面図であり、図８（Ｂ）は断面図であり、図８（Ａ）中のＸ−Ｘ’が図８（Ｂ）中のＸ−Ｘ’に相当する。
【図９】図９は、第２実施形態に係る光ファイバの断面図である。
【図１０】図１０は、第２実施形態に係る光ファイバの製造方法においてクラッドとなるガラスロッドの中心に開口部を形成する工程を示す断面図である。
【図１１】図１１（Ａ）は、第２実施形態に係る光ファイバの製造方法において開口部が形成された母材の上面図であり、図１１（Ｂ）は図１１（Ａ）中のＸ−Ｘ’における断面図である。
【図１２】図１２は、第２実施形態に係る光ファイバの製造方法において開口部の内壁面を機械的研磨する工程を示す断面図である。
【図１３】図１３は、第２実施形態に係る光ファイバの製造方法においてコアガラスロッドを開口部に挿入する工程を示す断面図である。
【図１４】図１４（Ａ）は、第２実施形態に係る光ファイバの製造方法において製造された光ファイバ母材の上面図であり、図１４（Ｂ）は図１４（Ａ）中のＸ−Ｘ’における断面図である。
【符号の説明】
１ａ…コア
２ａ…クラッド
３ａ…応力付与材
１…コアガラスロッド
２…クラッド
３…応力付与材
１０…コアドリル
１１…パイプ
１２…焼結金属
１３…支持部
２０…ナイロンブラシ
３０…砥粒
Ｈ1 ，Ｈ3 …開口部
Ｐ…光ファイバ母材
Claims (3)
- 光ファイバ母材用第１石英ガラスに開口部を形成する工程と、
上記開口部に光ファイバ母材用第２石英ガラスを挿入する工程と、
加熱して上記第１石英ガラスおよび上記第２石英ガラスを溶着一体化する工程と
を有し、
上記第１石英ガラスに開口部を形成する工程が、＃１００〜１６０のダイヤモンド砥粒である第１の粗さのダイヤモンド砥粒を先端に埋め込んだ研削具を用いた超音波加工により所定の開口径となるように研削する第１研削工程と、上記第１の粗さよりも微細な＃６００〜２０００のダイヤモンド砥粒である第２の粗さのダイヤモンド砥粒を先端に埋め込んだ研削具を用いた超音波加工により上記所定の開口径を０．１〜１ｍｍ広げる第２研削工程と、上記第２研削工程の後に酸化セリウム砥粒またはコロイダルシリカを用いて上記開口部内壁面を機械的研磨する工程とを含む
光ファイバ母材の製造方法。 - 上記第２石英ガラスが、光ファイバ母材用コアガラスロッドまたは光ファイバ母材用応力付与母材である
請求項１に記載の光ファイバ母材の製造方法。 - 上記機械的研磨する工程において、ナイロンブラシを上記開口部内壁面にあて、回転させながら上記開口部の延伸方向に往復駆動させる
請求項１または２に記載の光ファイバ母材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001200678A JP4975911B2 (ja) | 2001-07-02 | 2001-07-02 | 光ファイバ母材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001200678A JP4975911B2 (ja) | 2001-07-02 | 2001-07-02 | 光ファイバ母材の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003020238A JP2003020238A (ja) | 2003-01-24 |
| JP4975911B2 true JP4975911B2 (ja) | 2012-07-11 |
Family
ID=19037763
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001200678A Expired - Lifetime JP4975911B2 (ja) | 2001-07-02 | 2001-07-02 | 光ファイバ母材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4975911B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5924083B2 (ja) * | 2012-04-02 | 2016-05-25 | 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 |
| DE102013106612A1 (de) * | 2013-06-25 | 2015-01-08 | Schott Ag | Werkzeugkrone und mit der Werkzeugkrone herstellbares Glaskeramik-Erzeugnis |
| CN111168497B (zh) * | 2020-02-25 | 2024-08-23 | 南京诺尔泰复合材料设备制造有限公司 | 一种适于风力叶片大梁板的打磨方法及打磨装置 |
| CN113084599B (zh) * | 2021-04-02 | 2021-12-21 | 成都光明光电股份有限公司 | 玻璃棒的加工方法 |
| CN114199166B (zh) * | 2021-11-05 | 2024-05-14 | 江门市奔力达电路有限公司 | 一种钻孔质量检测方法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3489104B2 (ja) * | 1993-05-24 | 2004-01-19 | 住友電気工業株式会社 | 偏波面保存光ファイバの製造方法 |
| JP2000119034A (ja) * | 1998-10-08 | 2000-04-25 | Shinetsu Quartz Prod Co Ltd | 光ファイバ用石英ガラス母材の製造方法 |
| JP4319725B2 (ja) * | 1999-02-17 | 2009-08-26 | 信越石英株式会社 | 石英ガラス円筒体の内面研磨装置 |
| JP4256516B2 (ja) * | 1999-02-17 | 2009-04-22 | 株式会社アトック | 石英ガラス円筒体の内面研磨方法 |
-
2001
- 2001-07-02 JP JP2001200678A patent/JP4975911B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2003020238A (ja) | 2003-01-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4561871A (en) | Method of making polarization preserving optical fiber | |
| US5482525A (en) | Method of producing elliptic core type polarization-maintaining optical fiber | |
| US4578097A (en) | Method of forming a polarization preserving optical waveguide | |
| US4599098A (en) | Optical fiber and method of producing same | |
| JPH05246733A (ja) | 偏波面保存単一モ−ド光ファイバの作成方法 | |
| US9352996B2 (en) | Optical fiber article for handling higher power and method of fabricating or using | |
| JP2006517471A (ja) | 管状脆性材料の内表面研摩方法および該研摩方法で得られた管状脆性材料 | |
| US3933453A (en) | Flame hydrolysis mandrel and method of using | |
| JP4975911B2 (ja) | 光ファイバ母材の製造方法 | |
| JP4200103B2 (ja) | 光ファイバーを製造する方法 | |
| US4549891A (en) | Method for forming a non-symmetrical optical fiber | |
| JPH07109141A (ja) | 大型石英ガラス管、光ファイバプリフォ−ムおよびそれらの製造方法 | |
| JP2004051455A (ja) | 光ファイバの製造方法 | |
| KR20000028910A (ko) | 광파이버용 석영유리모재의 제조방법 | |
| JP3923282B2 (ja) | モードフィールド変換用光ファイバの製造方法 | |
| JP3491642B2 (ja) | 光ファイバ母材、光ファイバおよびこれらの製造方法 | |
| KR100912863B1 (ko) | 광섬유의 제조방법 및 광섬유 | |
| JP2000233937A (ja) | 光ファイバの製造方法 | |
| EP2481715B1 (en) | Method of manufacturing an optical fiber preform | |
| JP2002356341A (ja) | 光ファイバ母材インゴットの製造方法 | |
| JP4799784B2 (ja) | 屈折率分布型レンズの製造方法 | |
| JP5513356B2 (ja) | 光ファイバ用母材の製造方法、及び、これを用いた光ファイバの製造方法 | |
| JP4413715B2 (ja) | 光ファイバ、光ファイバ用プリフォーム、それらの製造に使用される石英ガラス管、ならびにそれらの製造方法 | |
| JP2006219355A (ja) | 光学素子用母材の製造方法 | |
| JP2000178039A (ja) | 光ファイバ用石英ガラス母材の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080401 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20090701 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110510 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110706 |
|
| 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: 20120403 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20120412 |
|
| R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 4975911 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150420 Year of fee payment: 3 |