JP5503453B2 - OPTICAL FIBER BASE MATERIAL MANUFACTURING METHOD, HOLE STRUCTURE OPTICAL FIBER MANUFACTURING METHOD, AND PRESSURE / PRESSURE CONNECTOR - Google Patents
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Description
本発明は、空孔構造光ファイバを製造するための光ファイバ母材の製造方法、空孔構造光ファイバの製造方法およびこれに用いる加減圧用コネクタに関するものである。 The present invention relates to an optical fiber preform manufacturing method for manufacturing a hole-structured optical fiber, a method for manufacturing a hole-structure optical fiber, and a pressure-reducing connector used therefor.
空孔構造を有する空孔構造光ファイバとして、ホーリーファイバ(Holey Fiber:HF)あるいはフォトニッククリスタルファイバ(Photonic Crystal Fiber:PCF)と呼ばれるものや、フォトニックバンドギャップファイバ(Photonic BandGap Fiber:PBGF)や、ホールアシストファイバ(Hole Assisted Fiber:HAF)等がある。 As a hole structure optical fiber having a hole structure, a so-called holey fiber (HF) or a photonic crystal fiber (PCF), a photonic bandgap fiber (PBGF), And hole assisted fiber (HAF).
HFあるいはPCFとは、コア部の周囲のクラッド部に空孔を規則的に配列してクラッド部の平均屈折率を下げ、全反射の原理を用いて光の伝送を実現するタイプの光ファイバである。また、PBGFは、クラッド部に空孔をフォトニック結晶を形成するように配列してフォトニックバンドギャップを形成し、そこに結晶欠陥としてのコア部を導入して、光の伝送を実現するというタイプの光ファイバである。なお、PBGFは、コア部も空孔により形成される場合がある。また、HAFは、中実のコア部とクラッド部とからなる通常のソリッド型光ファイバのクラッド部にさらに空孔を設けてクラッド部の平均屈折率を下げ、コア部への光の閉じ込め特性を向上させたタイプの光ファイバである。 HF or PCF is a type of optical fiber that realizes the transmission of light using the principle of total reflection by lowering the average refractive index of the cladding part by regularly arranging holes in the cladding part around the core part. is there. In addition, PBGF forms photonic band gaps by arranging vacancies in the cladding part so as to form a photonic crystal, and introduces a core part as a crystal defect therein to realize light transmission. Type of optical fiber. In addition, as for PBGF, a core part may be formed of a void | hole. In addition, HAF further reduces the average refractive index of the clad part by providing holes in the clad part of a normal solid optical fiber consisting of a solid core part and a clad part, thereby improving the light confinement characteristics in the core part. An improved type of optical fiber.
これらの空孔構造光ファイバを製造する方法として以下のようなものがある。まず、コア部となる領域を有する光ファイバ母材にドリル装置などで空孔を形成する(特許文献1参照)か、空孔となる石英ガラス管(空孔用ガラス管)の周囲をガラス材料で充填して(特許文献2参照)、空孔を有する光ファイバ母材を準備する。そして、この光ファイバ母材の空孔もしくは空孔用ガラス管の内圧を制御しつつ線引きを行い、所望の空孔を潰れないように維持した状態でファイバ化することによって空孔構造光ファイバを製造する(特許文献3参照)。 There are the following methods for manufacturing these hole-structured optical fibers. First, holes are formed in an optical fiber preform having a region to be a core portion with a drill device or the like (see Patent Document 1), or a glass material around a quartz glass tube (hole glass tube) that becomes a hole. (See Patent Document 2) to prepare an optical fiber preform having holes. The optical fiber preform is drawn while controlling the internal pressure of the hole or the glass tube for the hole, and the hole-structured optical fiber is made into a fiber while maintaining the desired hole so as not to be crushed. Manufactured (see Patent Document 3).
しかし、特許文献1のようにコア部となる領域を有する光ファイバ母材にドリル装置などで空孔を開ける場合には、比較的コア部に近いクラッド部に細径の穴を多数開ける必要があるため細径のドリル刃を用いることとなるが、そのドリル刃の強度や長さの制約から、長さ400mm程度の空孔を開けるのが限界であるため、これよりも長い母材を作製することが困難である。このように、光ファイバ母材の長さが制約されてしまうと、一度に線引きできる空孔構造光ファイバの長さも制約されてしまうため、製造コストの低減が難しくなる。また、特許文献2のように空孔用ガラス管を用いる場合は、当該ガラス管の調達コストや集合作業、あるいはその周囲を充填するガラス材料の切削加工等に多大の負荷を要するため、やはり製造コストの低減が難しくなる。
However, when a hole is made in an optical fiber preform having a region to be a core portion as in Patent Document 1 with a drill device or the like, it is necessary to make many small-diameter holes in a clad portion relatively close to the core portion. Therefore, it is necessary to use a small-diameter drill blade. However, due to restrictions on the strength and length of the drill blade, it is the limit to open a hole with a length of about 400 mm. Difficult to do. As described above, if the length of the optical fiber preform is restricted, the length of the hole-structured optical fiber that can be drawn at a time is also restricted, which makes it difficult to reduce the manufacturing cost. In addition, when a glass tube for holes is used as in
そこで、これらの空孔の長さや材料調達コスト、集合作業や切削加工等の製造工程負荷等の課題を解決する方法として、まず、光ファイバのコア部となる部分と、当該コア部の周囲に長手方向の軸にそって延びる少なくとも1つ以上の空孔とを有するガラス棒(空孔形成ガラス棒)を複数準備し、当該空孔形成ガラス棒を、クラッド部と同じ材料の長尺ガラス管(クラッド形成用ガラス管)の内部に当該長尺ガラス管の長手軸方向に直列に複数挿入し、これらの複数の空孔形成ガラス棒とクラッド形成用ガラス管とを加熱し溶融一体化させて光ファイバ母材を製造する。このように、所謂ロッドインチューブ法を用いることにより、空孔構造光ファイバ用光ファイバ母材を長尺化して、母材の長さの制約を克服する方法が特許文献4および5に開示されている。
Therefore, as a method of solving the problems such as the length of the holes, material procurement cost, manufacturing process load such as assembly work and cutting, first, a portion that becomes the core portion of the optical fiber and the periphery of the core portion A plurality of glass rods (hole forming glass rods) having at least one or more holes extending along the longitudinal axis are prepared, and the hole forming glass rods are long glass tubes made of the same material as the clad portion. (Clad forming glass tube) Insert a plurality of the glass tubes in series in the longitudinal direction of the long glass tube, and heat and melt these hole forming glass rods and the glass tube for clad formation. An optical fiber preform is manufactured. As described above,
しかしながら、前記方法による母材の長尺化には、複数の空孔形成ガラス棒相互の空孔位置を一致させ、且つその位置を維持した状態で長尺ガラス管との溶融一体化を行わなければならず、概して挿入する空孔形成ガラス棒の数が3つ以上と多くなると製造作業の困難性が極端に増すこととなる。また、空孔位置がずれてしまうと、線引き工程での内圧制御が困難となり、空孔構造光ファイバを得ることが出来なくなってしまう。更に、空孔位置を合わせるための軸ずれ防止手段を施すための穴あけ加工や、ピンの準備といった追加作業が発生し、これが作業負荷やコスト増加を引き起こすこととなる。したがって、空孔構造光ファイバの製造コストを更に低減するためには、これらの課題を克服する必要が依然として残ってしまっている。
さらに、所望の空孔形状を維持しつつロッドインチューブ法により空孔形成ガラス棒と長尺ガラス管の間隙を減圧しつつ溶融一体化させるためには、空孔部分を加圧状態にしつつ当該間隙を減圧状態にすることを同時に実現する手段が必要となるが、比較的簡便な構造を持ち、且つ廉価で長期繰り返し使用に耐えうる加減圧用コネクタが無かった。
However, in order to lengthen the base material by the above-described method, the hole positions of the plurality of hole-forming glass rods must be matched, and fusion and integration with the long glass tube must be performed while maintaining the positions. In general, when the number of hole-forming glass rods to be inserted is increased to 3 or more, the difficulty of the manufacturing operation is extremely increased. Further, if the hole position is shifted, it becomes difficult to control the internal pressure in the drawing process, and it becomes impossible to obtain a hole-structured optical fiber. Further, additional work such as drilling for providing a shaft misalignment prevention means for adjusting the hole position and pin preparation occurs, which causes an increase in work load and cost. Accordingly, there remains a need to overcome these challenges in order to further reduce the manufacturing cost of holey structure optical fibers.
Furthermore, in order to melt and integrate the gap between the hole-forming glass rod and the long glass tube by reducing the gap between the hole-forming glass rod and the long glass tube by the rod-in-tube method while maintaining the desired hole shape, the hole portion is in a pressurized state. Although a means for simultaneously realizing the reduced pressure in the gap is required, there has been no connector for increasing and decreasing pressure that has a relatively simple structure and can withstand repeated use over a long period of time.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、空孔構造光ファイバ用光ファイバ母材を容易に大型化でき、製造コストを低減することができる光ファイバ母材の製造方法、空孔構造光ファイバの製造方法およびこれに用いる加減圧用コネクタを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and it is possible to easily increase the size of an optical fiber preform for a hole-structured optical fiber, and to reduce the manufacturing cost. It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a structured optical fiber and a pressure-reducing connector used therefor.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る光ファイバ母材の製造方法は、コア部と、前記コア部の外周に形成され、空孔を有するクラッド部とを備える空孔構造光ファイバを製造するための光ファイバ母材の製造方法であって、長手方向に伸びる空孔が開口孔の周囲に形成された空孔形成ガラス管を準備する空孔形成ガラス管準備工程と、前記空孔形成ガラス管の外周にクラッド部の外周領域となるクラッド外周部を形成するクラッド外周部形成工程と、前記空孔形成ガラス管の内部にコア部となる領域を有するコアガラス棒を挿入する挿入工程と、前記コアガラス棒を挿入した空孔形成ガラス管を加熱して該コアガラス棒と該空孔形成ガラス管とを一体化する一体化工程と、を含むことを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, an optical fiber preform manufacturing method according to the present invention includes a core portion and a cavity portion formed on the outer periphery of the core portion and having a void. An optical fiber preform manufacturing method for manufacturing an optical fiber preform for manufacturing a hole-structured optical fiber, comprising preparing a hole-forming glass tube in which holes extending in the longitudinal direction are formed around the opening hole And a clad outer peripheral portion forming step for forming an outer peripheral portion of the clad portion on the outer periphery of the hole forming glass tube, and a core glass rod having a core portion inside the hole forming glass tube And an integration step of heating the hole forming glass tube into which the core glass rod is inserted to integrate the core glass rod and the hole forming glass tube. To do.
また、本発明に係る光ファイバ母材の製造方法は、上記の発明において、前記空孔形成ガラス管準備工程は、ガラス管を準備する工程と、当該ガラス管に前記空孔を設ける工程と、当該空孔を設けたガラス管を所望の内径および外径を有するように加熱延伸する延伸工程とを更に含むことを特徴とする。 Further, in the method of manufacturing an optical fiber preform according to the present invention, in the above invention, the hole forming glass tube preparation step includes a step of preparing a glass tube, and a step of providing the holes in the glass tube, And a stretching step of heating and stretching the glass tube provided with the holes so as to have desired inner and outer diameters.
また、本発明に係る光ファイバ母材の製造方法は、上記の発明において、前記一体化工程は、前記コアガラス棒と前記空孔形成ガラス管との間に形成された空隙内を減圧するとともに前記空孔形成ガラス管の空孔内を加圧しながら一体化を行なうことを特徴とする。 Moreover, in the manufacturing method of the optical fiber preform according to the present invention, in the above invention, the integration step depressurizes the space formed between the core glass rod and the hole forming glass tube. Integration is performed while pressurizing inside the pores of the pore-forming glass tube.
また、本発明に係る光ファイバ母材の製造方法は、上記の発明において、前記一体化工程は、前記空孔形成ガラス管に接続部材を嵌合し、前記接続部材を外側から押圧して係止し、前記空隙と前記空孔との間の気体の流通を遮蔽した状態で、前記空隙と連通するように前記接続部材に形成された減圧用連通孔を通して減圧を行なうとともに前記空孔と連通するように前記接続部材に形成された加圧用連通孔を通して加圧を行なう、ことを特徴とする。 Further, in the method for manufacturing an optical fiber preform according to the present invention, in the above invention, in the integration step, a connecting member is fitted into the hole forming glass tube, and the connecting member is pressed from the outside. The pressure is reduced through the pressure reducing communication hole formed in the connecting member so as to communicate with the gap in a state where the gas flow between the gap and the hole is shielded, and communicated with the hole. As described above, pressurization is performed through a pressurizing communication hole formed in the connection member.
また、本発明に係る光ファイバ母材の製造方法は、上記の発明において、前記一体化工程において、前記空孔形成ガラス管に、長手方向に伸びる空孔が開口孔の周囲に形成された加減圧用延長管を、前記空孔形成ガラス管の開口孔に前記加減圧用延長管の開口孔が、前記空孔形成ガラス管の空孔に前記加減圧用延長管の空孔が、それぞれ独立して連通するように溶融接続し、当該加減圧用延長管の前記溶融接続した端部と反対側の端部に前記接続部材を嵌合して、前記接続部材を外側から押圧して係止し、前記加減圧用延長管を介して前記空隙と前記空孔形成ガラス管の空孔との間の気体の流通を遮蔽した状態で、前記空隙と連通するように前記接続部材に形成された減圧用連通孔を通して減圧を行なうとともに前記空孔形成ガラス管の空孔と連通するように前記接続部材に形成された加圧用連通孔を通して加圧を行なう、ことを特徴とする。 The optical fiber preform manufacturing method according to the present invention is the process according to the above invention, wherein in the integration step, a hole extending in the longitudinal direction is formed in the hole forming glass tube around the opening hole. A decompression extension tube, an opening hole of the pressurization / decompression extension tube in an opening hole of the hole forming glass tube, and a hole of the pressurization / decompression extension tube in a hole of the hole formation glass tube are independent of each other. Then, the connection member is fitted to the end of the pressurizing / depressurizing extension pipe opposite to the end of the fusion connected, and the connection member is pressed from the outside to be locked. And formed in the connection member so as to communicate with the gap in a state where the flow of gas between the gap and the hole of the hole-forming glass tube is shielded via the pressure increasing / decreasing extension pipe. Holes in the hole-forming glass tube are pressure-reduced through the pressure-reducing communication holes Performing pressurization through is formed in the connecting member so as to communicate with the pressurizing passage, characterized in that.
また、本発明に係る光ファイバ母材の製造方法は、上記の発明において、前記一体化工程において、前記接続部材に形成された環状突起部を前記空孔形成ガラス管の開口孔と空孔との間の領域又は前記加減圧用延長管の開口孔と空孔との間の領域に密着させて気密にして、前記空隙と前記空孔形成ガラス管の空孔との間の気体の流通を遮蔽することを特徴とする。 Moreover, in the manufacturing method of an optical fiber preform according to the present invention, in the above invention, in the integration step, the annular protrusion formed on the connection member is formed with an opening hole and a hole of the hole forming glass tube. The gas flow between the gap and the hole of the hole-forming glass tube is made airtight by closely adhering to the area between the hole and the area between the opening hole and the hole of the extension / decompression extension tube. It is characterized by shielding.
また、本発明に係る光ファイバ母材の製造方法は、上記の発明において、前記一体化工程において、シールリングを前記空孔形成ガラス管の開口孔と空孔との間の領域又は前記加減圧用延長管の開口孔と空孔との間の領域に密着させて気密にして、前記空隙と前記空孔形成ガラス管の空孔との間の気体の流通を遮蔽することを特徴とする。 The optical fiber preform manufacturing method according to the present invention is the method according to the above invention, wherein, in the integration step, the seal ring is a region between the opening holes of the hole forming glass tube or the pressure increasing / decreasing step. It is characterized in that the gas flow between the gap and the hole of the hole forming glass tube is shielded by tightly adhering to a region between the opening hole and the hole of the extension tube for use.
また、本発明に係る光ファイバ母材の製造方法は、上記の発明において、前記クラッド外周部形成工程は、前記空孔形成ガラス管の外周面上に外付け法により形成された多孔質ガラス微粒子層を堆積させ、前記多孔質ガラス微粒子層を半焼結法を用いて半焼結することにより行なうことを特徴とする。 Further, in the method for manufacturing an optical fiber preform according to the present invention, in the above invention, the cladding outer peripheral portion forming step includes porous glass fine particles formed on the outer peripheral surface of the hole forming glass tube by an external method. The method is characterized by depositing a layer and semi-sintering the porous glass fine particle layer using a semi-sintering method.
また、本発明に係る光ファイバ母材の製造方法は、上記の発明において、前記クラッド外周部形成工程は、前記一体化工程に先立って行われることを特徴とする。 Moreover, the manufacturing method of the optical fiber preform according to the present invention is characterized in that, in the above invention, the cladding outer peripheral portion forming step is performed prior to the integration step.
また、本発明に係る光ファイバ母材の製造方法は、上記の発明において、前記クラッド外周部形成工程は、前記一体化工程の後に行われることを特徴とする。 Moreover, the manufacturing method of the optical fiber preform according to the present invention is characterized in that, in the above invention, the cladding outer peripheral portion forming step is performed after the integrating step.
また、本発明に係る空孔構造光ファイバの製造方法は、コア部と、前記コア部の外周に形成され、空孔を有するクラッド部とを備える空孔構造光ファイバの製造方法であって、長手方向に伸びる空孔が開口孔の周囲に形成された空孔形成ガラス管を準備する空孔形成ガラス管準備工程と、前記空孔形成ガラス管の外周にクラッド部の外周領域となるクラッド外周部を形成するクラッド外周部形成工程と、前記空孔形成ガラス管の内部に、コア部となる領域を有するコアガラス棒を挿入する挿入工程と、前記コアガラス棒を挿入した空孔形成ガラス管を加熱して該コアガラス棒と該空孔形成ガラス管とを一体化する一体化工程とを含み、前記クラッド外周部形成工程は、前記挿入工程および一体化工程に先立ち、前記空孔形成ガラス管の外周面上に外付け法により形成された多孔質ガラス微粒子層を堆積させ、前記多孔質ガラス微粒子層を半焼結法を用いて半焼結することにより行ない、前記一体化工程は、半焼結状態のクラッド外周部が形成された前記空孔形成ガラス管と前記コアガラス棒とを、線引き加熱炉を用いて、空孔構造光ファイバの線引きと同時に行なうことを特徴とする。 A method for producing a hole-structured optical fiber according to the present invention is a method for producing a hole-structured optical fiber comprising a core part and a cladding part formed on the outer periphery of the core part and having holes, A hole-forming glass tube preparation step for preparing a hole-forming glass tube in which holes extending in the longitudinal direction are formed around the opening hole, and a cladding outer periphery that becomes an outer peripheral region of the cladding part on the outer periphery of the hole-forming glass tube Clad outer peripheral portion forming step for forming a portion, insertion step for inserting a core glass rod having a region to become a core portion into the pore forming glass tube, and a pore forming glass tube having the core glass rod inserted therein And integrating the core glass rod and the hole-forming glass tube with each other, and the cladding outer peripheral portion forming step is performed before the insertion step and the integration step. Pipe outer peripheral surface The porous glass fine particle layer formed by the external method is deposited on the porous glass fine particle layer, and the porous glass fine particle layer is semi-sintered by using a semi-sintering method. The hole forming glass tube and the core glass rod formed with a hole are formed simultaneously with the drawing of the hole-structured optical fiber using a drawing heating furnace.
また、本発明に係る加減圧用コネクタは、上記の発明の光ファイバ母材の製造方法において用いる加減圧用コネクタであって、前記空孔形成ガラス管又は前記加減圧用延長管に嵌合させるための嵌合部と、前記空隙と連通するように形成された減圧用連通孔と、前記空孔形成ガラス管の空孔又は前記加減圧用延長管の空孔と連通するように形成された加圧用連通孔と、前記空孔形成ガラス管又は前記加減圧用延長管の開口孔と空孔との間の領域に密着させて前記空隙と前記空孔形成ガラス管の空孔との間の気体の流通を遮蔽するための環状突起部と、を有する接続部材と、前記接続部材を外側から押圧して係止するための押圧部材と、を備えることを特徴とする。 Further, the pressure increasing / decreasing connector according to the present invention is a pressure increasing / decreasing connector used in the method for manufacturing an optical fiber preform of the above invention, and is fitted to the hole forming glass tube or the pressure increasing / decreasing extension tube. And a pressure reducing communication hole formed so as to communicate with the gap, and a hole of the hole forming glass tube or a hole of the pressure increasing / decreasing extension tube. The pressurizing communication hole and the hole forming glass tube or the region between the opening hole of the pressure increasing / decreasing extension tube and the hole between the gap and the hole of the hole forming glass tube It is characterized by comprising a connecting member having an annular protrusion for shielding gas flow, and a pressing member for pressing and locking the connecting member from the outside.
また、本発明に係る加減圧用コネクタは、上記の発明の光ファイバ母材の製造方法において用いる加減圧用コネクタであって、前記空孔形成ガラス管又は前記加減圧用延長管に嵌合させるための嵌合部と、前記空隙と連通するように形成された減圧用連通孔と、前記空孔と連通するように形成された加圧用連通孔とを有する接続部材と、前記接続部材を外側から押圧して係止するための押圧部材と、前記空孔形成ガラス管の前記開口孔と前記空孔形成ガラス管の空孔又は前記加減圧用延長管の空孔との間の領域に密着させて前記空隙と前記空孔形成ガラス管の空孔との間の気体の流通を遮蔽するためのシールリングと、を備えることを特徴とする。 Further, the pressure increasing / decreasing connector according to the present invention is a pressure increasing / decreasing connector used in the method for manufacturing an optical fiber preform of the above invention, and is fitted to the hole forming glass tube or the pressure increasing / decreasing extension tube. A connecting member having a fitting portion for pressure reduction, a communication hole for pressure reduction formed so as to communicate with the air gap, and a communication hole for pressurization formed so as to communicate with the air hole; A pressing member for pressing and locking, and closely contacting a region between the opening hole of the hole-forming glass tube and the hole of the hole-forming glass tube or the hole of the pressure increasing / decreasing extension tube And a seal ring for shielding the gas flow between the gap and the hole of the hole forming glass tube.
また、本発明に係る加減圧用コネクタは、上記の発明において、前記接続部材は、外周に形成された螺旋部と、断面が楔形状の先端部とを有し、前記押圧部材は、前記螺旋部に螺合されるとともに、前記先端部が嵌合し該先端部を前記空孔形成ガラス管又は加減圧用延長管に押圧する応力を付与する嵌合部を有する袋ナットであることを特徴とする。 In the pressure-intensifying connector according to the present invention as set forth in the invention described above, the connecting member has a spiral portion formed on the outer periphery and a tip portion having a wedge-shaped cross section, and the pressing member is the spiral A cap nut having a fitting portion that is screwed into a portion and that has a fitting portion that applies a stress that fits the tip portion against the hole-forming glass tube or the pressure-extension / decompression extension tube. And
本発明によれば、空孔構造光ファイバ用の光ファイバ母材を容易に大型化でき、製造コストを低減することが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 the optical fiber preform for hole structure optical fibers can be enlarged easily, and manufacturing cost can be reduced.
以下に、図面を参照して本発明に係る光ファイバ母材の製造方法、空孔構造光ファイバの製造方法、および加減圧用コネクタの実施の形態を詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、図において、同一または対応する要素には適宜同一符号を付している。 Embodiments of an optical fiber preform manufacturing method, a hole-structured optical fiber manufacturing method, and a pressure increasing / decreasing connector according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments. In the drawings, the same or corresponding elements are denoted by the same reference numerals as appropriate.
(実施の形態1)
はじめに、本発明の実施の形態1に係る光ファイバ母材の製造方法について説明する。以下では、まず本実施の形態1に係る製造方法により製造する光ファイバ母材の構造を説明し、つぎに本実施の形態1に係る製造方法を説明する。
(Embodiment 1)
First, the manufacturing method of the optical fiber preform according to the first embodiment of the present invention will be described. Hereinafter, the structure of the optical fiber preform manufactured by the manufacturing method according to the first embodiment will be described first, and then the manufacturing method according to the first embodiment will be described.
図1は、本実施の形態1に係る製造方法により製造する光ファイバ母材の一例の模式的な断面図である。図1に示すように、この光ファイバ母材1は、ホールアシストファイバ(HAF)を製造するためのものであって、コア部1aと、コア部1aの外周に形成されたクラッド部1bとを備える。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an example of an optical fiber preform manufactured by the manufacturing method according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, this optical fiber preform 1 is for manufacturing a hole assist fiber (HAF), and includes a
コア部1aは、ゲルマニウム(Ge)などの屈折率を高めるためのドーパントが添加された石英系ガラスからなる。クラッド部1bは、コア部1aよりも屈折率が低い石英系ガラス、たとえば屈折率調整用のドーパントを含まない純石英ガラスからなる。また、クラッド部1bは、コア部1aを囲むように形成された、長手方向に沿って伸びる6個の空孔1cを有している。
The
また、クラッド部1bは、内周領域1baと外周領域1bbとを有する。内周領域1baは、空孔1cを有しており、主に後述する空孔形成ガラス管から形成される領域である。外周領域1bbは、後述するクラッド外周部から形成される領域である。また、コア部1aは、後述するコアガラス棒を空孔形成ガラス管に挿入して形成される。
The clad
この光ファイバ母材1を線引きすることによって、コア部1aから形成されたコア部と、クラッド部1bから形成されたクラッド部とを備え、空孔1cから形成された空孔を有するHAFを製造することができる。なお、コア部1aの直径とクラッド部1bの外径との比は、製造すべきHAFのコア径とクラッド径との比になるように、たとえば1:13〜1:20程度(ほぼ6〜10/125μmに相当)に調整されている。
By drawing the optical fiber preform 1, a HAF having a core portion formed from the
つぎに、この光ファイバ母材1を製造するための本実施の形態1に係る光ファイバ母材の製造方法について具体的に説明する。図2は、本実施の形態1に係る光ファイバ母材の製造方法のフロー図である。図2に示すように、本実施の形態1に係る空孔構造光ファイバの製造方法は、空孔形成ガラス管の準備工程(ステップS101)と、支持管の接続工程(ステップS102)と、クラッド外周部の形成工程(ステップS103)と、コアガラス棒の挿入工程(ステップS104)と、加減圧用コネクタの装着工程(ステップS105)と、一体化工程(ステップS106)とを含むものである。ただし、各工程の順序はこれに限られるものでなく、例えばステップS103のクラッド外周部の形成工程を、ステップS106の一体化工程の後に行っても良い。 Next, a method for manufacturing the optical fiber preform according to the first embodiment for manufacturing the optical fiber preform 1 will be specifically described. FIG. 2 is a flowchart of the method for manufacturing the optical fiber preform according to the first embodiment. As shown in FIG. 2, the manufacturing method of the hole structure optical fiber according to the first embodiment includes a hole forming glass tube preparation step (step S101), a support tube connecting step (step S102), and a cladding. This includes an outer peripheral portion forming step (step S103), a core glass rod inserting step (step S104), a pressure increasing / decreasing connector mounting step (step S105), and an integrating step (step S106). However, the order of each process is not limited to this, and for example, the formation process of the outer periphery of the clad in step S103 may be performed after the integration process in step S106.
本実施の形態1に係る光ファイバ母材の製造方法は、空孔を形成した空孔形成ガラス管の開口孔に、コアガラス棒を挿入し、さらに空孔形成ガラス管の外周にクラッド外周部を形成するようにしている。このため、空孔形成ガラス管として太径かつ肉厚のガラス管を用いれば、比較的太径のドリル刃を用いて空孔を設けることが出来るため、ドリル刃の強度等による空孔長の制約を回避することが可能となり、400mmより長尺の空孔構造光ファイバ用光ファイバ母材1を製造することが出来る。なお、空孔形成ガラス管を所望の内外径に加熱延伸すれば、更に長尺の母材を得ることも可能で、このように容易に空孔構造光ファイバ用光ファイバ母材を大型のものとすることができる。あるいは、前記クラッド外周部の形成工程を前記一体化工程の後に行う場合には、前記一体化工程後の光ファイバ母材を所望の外径に加熱延伸して長尺化し、それにクラッド部を付与することで、より長尺の空孔構造光ファイバ用光ファイバ母材1を製造することが出来る。 In the manufacturing method of the optical fiber preform according to the first embodiment, the core glass rod is inserted into the opening hole of the hole forming glass tube in which the hole is formed, and the outer periphery of the clad is formed on the outer periphery of the hole forming glass tube. To form. For this reason, if a large diameter and thick glass tube is used as the hole forming glass tube, it is possible to provide a hole using a relatively large diameter drill blade. It becomes possible to avoid the restriction, and it is possible to manufacture the optical fiber preform 1 for a hole structure optical fiber longer than 400 mm. In addition, if the hole-forming glass tube is heated and stretched to a desired inner and outer diameter, it is possible to obtain a longer base material. Thus, a large-sized optical fiber base material for hole-structured optical fibers can be easily obtained. It can be. Or when performing the formation process of the said clad outer peripheral part after the said integration process, the optical fiber preform after the said integration process is heated and extended to a desired outer diameter, and a clad part is given to it. By doing so, the longer optical fiber preform 1 for a hole structure optical fiber can be manufactured.
以下、各工程について説明する。なお、各工程において示した数値は例示であり、本実施の形態1はこの数値に限定されるものではない。
(空孔形成ガラス管の準備工程)
まず、ステップS101の空孔形成ガラス管の準備工程について説明する。はじめに、内径約20mm、外径約40mm、長さ400mmの高純度合成石英ガラス管を準備し、その長手方向に沿って内径5mmの空孔を6つ、超音波ドリルを用いて長手軸に垂直な断面における中心角が等しくなるように穿孔加工によって形成し、空孔形成ガラス管とする。
Hereinafter, each step will be described. In addition, the numerical value shown in each process is an illustration, and this Embodiment 1 is not limited to this numerical value.
(Preparation process of hole forming glass tube)
First, the preparation process of the hole forming glass tube in step S101 will be described. First, a high-purity synthetic quartz glass tube having an inner diameter of about 20 mm, an outer diameter of about 40 mm, and a length of 400 mm is prepared. Six holes having an inner diameter of 5 mm along the longitudinal direction are perpendicular to the longitudinal axis using an ultrasonic drill. A hole-forming glass tube is formed by drilling so that the central angles in a simple cross section are equal.
図3は、空孔形成ガラス管の模式図である。図3に示すように、この空孔形成ガラス管2は、ガラス管の中空部である開口孔2aの周囲に長手方向に沿って、貫通するように空孔2bが形成されたものである。
FIG. 3 is a schematic view of a hole forming glass tube. As shown in FIG. 3, the hole-forming
なお、図3の空孔形成ガラス管を複数作製し、これらを長手方向に溶着接続し長尺の空孔形成ガラス管としても良い。なお、当該溶着は、2本の空孔形成ガラス管を選び、横型加工旋盤の双方チャックにそれぞれを、空孔の位置がほぼ一致するようにセットし、それらを同一周期で回転させつつ、酸水素火炎バーナで2本の空孔形成ガラス管の対向する端部を加熱して互いに溶着する。なお、溶着時に溶着部分が外径方向に盛り上がる場合には、加熱しながら炭素製のコテで押さえて平滑にする。また、溶着部分が内側に盛り上がる場合は、溶着後に加熱しながら2本の空孔形成ガラス管を相対的に反対方向に移動させ、溶着部分を若干引き伸ばして調整しても良い。このようにして、複数の空孔形成ガラス管を順次接続し、所望の長さの空孔形成ガラス管を準備する。図4は、接続して形成した空孔形成ガラス管4の模式図である。 A plurality of hole-forming glass tubes shown in FIG. 3 may be produced, and these may be welded and connected in the longitudinal direction to form a long hole-forming glass tube. For the welding, two hole-forming glass tubes are selected, and the holes are set on both chucks of the horizontal machining lathe so that the positions of the holes are substantially coincided with each other. The opposite ends of the two pore-forming glass tubes are heated with a hydrogen flame burner and welded together. In addition, when a welding part swells in an outer diameter direction at the time of welding, it presses with a carbon-made iron and is made smooth. When the welded portion swells inward, the two hole-forming glass tubes may be moved relatively in the opposite directions while heating after welding, and the welded portion may be slightly stretched for adjustment. In this manner, a plurality of hole forming glass tubes are sequentially connected to prepare a hole forming glass tube having a desired length. FIG. 4 is a schematic view of the hole forming glass tube 4 formed by connection.
これらの空孔形成ガラス管はフッ酸水溶液に浸して洗浄し、純水等で十分に洗浄し乾燥して、穿孔加工に伴い発生し空孔内等に残留したガラス粉塵等を除去することが望ましい。 These hole-forming glass tubes can be washed by immersing them in a hydrofluoric acid aqueous solution, thoroughly washed with pure water, etc., and dried to remove glass dust generated in the holes and remaining in the holes. desirable.
なお、外径が大きい空孔形成ガラス管2を加熱延伸して所望の内外径および長さの空孔形成ガラス管を形成してもよい。また、外径が大きく(たとえば50mm以上)肉厚が厚い(たとえば15mm以上)ガラス管を用いれば、空孔を形成する際に、直径がより大きく、長さがより長いドリル刃を用いることができる。したがって、ガラス管の長さが400mmより長くても、貫通する空孔を形成できるので、より長い空孔形成ガラス管2を形成することができる。
The hole forming
(支持管の接続工程)
つぎに、ステップS102の支持管の接続工程について説明する。図5−1は、支持管の接続工程を説明する説明図である。この接続工程では、空孔形成ガラス管2の両端に、石英ガラス製の支持管5を溶着接続する。なお、この際に、図5−2に示すように、空孔形成ガラス管2の空孔2bと開口孔2aは、支持管5の開口孔5aによって外部に開放した状態としても良い。こうすることで、空孔2bに閉じ込められたガスが後の工程の加熱に伴って膨張し、その結果空孔2bが拡大してしまうという問題が生じにくくなる。
また、支持管5は、その後のクラッド外周部の形成工程で装置に取り付け可能な形状、例えば図6に示すような形状に予め加工しておくことが望ましい。
(Support pipe connection process)
Next, the connecting step of the support pipe in step S102 will be described. FIGS. 5-1 is explanatory drawing explaining the connection process of a support pipe | tube. In this connection step, a quartz
Further, it is desirable that the
(クラッド外周部の形成工程)
つぎに、ステップS103のクラッド外周部の形成工程について説明する。図7は、クラッド外周部を形成した空孔形成ガラス管の模式図である。この形成工程では、支持管5を接続した空孔形成ガラス管2の両端部を除く部分の外周に、周知の外付け法により所望の多孔質ガラス微粒子層を堆積させる。つぎに、これを塩素を含有する雰囲気中で加熱脱水し、更に1450℃で加熱して、透明な石英ガラスの密度(2.2g/cm3)の95%程度の密度まで焼結を進め、独立気泡を含有する白濁した状態とする。これによって、半焼結させたクラッド外周部7を形成する。クラッド外周部7の半焼結後の外径は、約250mmである。なお、このように、多孔質ガラス微粒子層を白濁した状態に焼結させる方法を半焼結法と呼ぶ。この半焼結法によれば、加熱温度を、多孔質ガラス微粒子層を透明なガラス状態にするために必要な1500〜1600℃程度にまで高温にしなくてもよいので、製造時の消費電力を削減できる。
(Clad outer periphery forming process)
Next, the step of forming the outer periphery of the clad in step S103 will be described. FIG. 7 is a schematic view of a hole-forming glass tube having a clad outer periphery. In this forming step, a desired porous glass fine particle layer is deposited on the outer periphery of a portion excluding both ends of the hole forming
また、この加熱脱水〜半焼結の工程を減圧下にて行なう減圧半焼結法を用いれば、独立気泡中に実質的にガスが存在しない状態とすることも可能である。 Further, if a reduced pressure semi-sintering method in which the steps of heat dehydration to semi-sintering are performed under reduced pressure, it is possible to make the gas substantially free of closed cells.
つぎに、このようにしてクラッド外周部7を形成した空孔形成ガラス管2から、図8に示すように2つの支持管5をカッターCにて切断除去する。この際、切断部位は、空孔形成ガラス管2と支持管5との溶着部からやや空孔形成ガラス管2側とし、切断後に空孔形成ガラス管2の切断面に支持管5が残留しないようにする。そして、フッ酸水溶液によって開口孔2aおよび空孔2bの内面を再度洗浄する。
Next, the two
なお、本実施の形態1では、クラッド外周部の形成工程を、外付け法と、さらに半焼結法を用いて行なっているが、外付け法によって堆積したガラス微粒子層を通常通り密度2.2g/cm3となるように完全にガラス化してもよい。また、ロッドインチューブ法を用いてクラッド外周部の形成工程を行なってもよい。 In the first embodiment, the outer peripheral portion of the cladding is formed using an external method and a semi-sintering method. The glass fine particle layer deposited by the external method has a density of 2.2 g as usual. You may completely vitrify so that it may become / cm < 3 >. Moreover, you may perform the formation process of a clad outer peripheral part using a rod-in-tube method.
(コアガラス棒の挿入工程)
つぎに、ステップS104のコアガラス棒の挿入工程について説明する。図9は、コアガラス棒の挿入工程を説明する説明図である。図9に示すように、この挿入工程では、コア部1aとなる領域を有するコアガラス棒8を準備し、これをフッ酸水溶液にて洗浄し、乾燥させた後、空孔形成ガラス管2の開口孔2aに挿入する。このときコアガラス棒8と空孔形成ガラス管2との間には空隙が形成されるが、この空隙の平均の幅は、製造容易性および偏心防止の観点から5mm以下とすることが好ましい。
(Core glass rod insertion process)
Next, the step of inserting the core glass rod in step S104 will be described. FIG. 9 is an explanatory view for explaining a core glass rod insertion step. As shown in FIG. 9, in this insertion step, a
なお、コアガラス棒8の準備は以下のようにして行う。はじめに、たとえばVAD(Vapor-phase Axial Deposition)法によって、たとえばGeを添加した石英からなる多孔質母材を合成する。つぎに、この多孔質母材を塩素含有雰囲気中で脱水、ガラス化する。これによって、全体または中心部にGeを含んだコア部1aとなる領域を有するガラス棒を形成する。つぎに、このガラス棒を加工旋盤の双方のチャックにセットし、チャックを同一周期で回転させ、且つ酸水素火炎バーナにより当該ガラス棒を加熱しながら、双方のチャックおよび前記酸水素火炎バーナを相対的に移動させ、当該ガラス棒を直径約16mmに延伸し、長さが約80mmのコアガラス棒8とする。なお、ガラス棒の延伸は酸水素火炎バーナに限らず、電気炉やプラズマ火炎での加熱による方法でも良い。また、本実施の形態ではガラス棒の断面屈折率分布形状が略矩形(ステップインデックス)のものを用いたが、周辺領域に多少のすそ形状をもたせた疑似矩形(疑似ステップインデックス)やガウス分布形状(屈折率分布係数αが略2であるグレーデッドインデックス)でも良い。
The
上述したように、コアガラス棒8の直径は約16mmであり、空孔形成ガラス管2の外径は約40mmであるから、その比は約1:2であり、上述した光ファイバ母材1のコア部1aの直径とクラッド部1bの外径との比である1:13〜1:20よりも比が小さくなっている。しかしながら、本実施の形態1では、空孔形成ガラス管2にさらにクラッド外周部7を形成することによって、上記比の差を解消するようにしている。したがって、光ファイバ母材1の大きさが空孔形成ガラス管2の大きさにより制限されることがないので、最終的に製造する光ファイバ母材1を大型のものとすることができる。
As described above, since the diameter of the
(一体化工程)
つぎに、ステップS106の一体化工程について説明する。この一体化工程では、コアガラス棒8を挿入し且つクラッド外周部7を形成した空孔形成ガラス管2を加熱し、コアガラス棒8と空孔形成ガラス管2との間の空隙をコラプスして両者を溶融一体化しつつ、半焼結法を用いて形成したクラッド外周部7から形成した外周領域1bbに含まれる独立気泡を消滅させる。この場合の熱源としては、独立気泡を消滅させるに十分な熱量を供給出来るもの、例えば酸水素火炎バーナ、プラズマ火炎バーナ、あるいは電気炉などを用いることが出来る。あるいは、この一体化工程を線引きと同時に行う方法を用いることも出来る。これらによって、図1に示す光ファイバ母材1あるいは同様の断面構造を持つ光ファイバを製造する。なお、このとき、コアガラス棒8はコア部1aを形成し、空孔形成ガラス管2はクラッド部1bの内周領域1baを形成し、クラッド外周部7は外周領域1bbを形成する。
(Integration process)
Next, the integration process of step S106 will be described. In this integration step, the hole forming
なお、半焼結法として減圧半焼結法を用いた場合は、独立気泡中に実質的にガスが存在しないため、一層容易に独立気泡を消滅させることができる。 In addition, when the reduced pressure semi-sintering method is used as the semi-sintering method, since the gas is not substantially present in the closed cells, the closed cells can be more easily extinguished.
あるいは、クラッド外周部7の形成工程を行う前の空孔形成ガラス管2に対してコアガラス棒8の挿入工程と一体化工程を行い、その後にクラッド外周部7の形成工程を行っても良い。必要に応じて、一体化工程後の、コアガラス棒8と一体化されているがクラッド外周部7が未形成の空孔形成ガラス管2を加熱延伸して所望の外径となしたものにクラッド外周部7を付与しても良い。
Alternatively, the insertion step and the integration step of the
また、ロッドインチューブ法を用いてクラッド外周部7を形成しても良い。この場合は、例えば空孔形成ガラス管2と同等の材質を持つクラッド用ガラス管を準備し、それにコアガラス棒と一体化後の空孔形成ガラス管2を挿入し、ロッドインチューブ法を用いて加熱溶融一体化させれば良い。あるいは、前記一体化工程と同様に、空孔形成ガラス管2とコアガラス棒との一体化を行う際に前記のロッドインチューブ法を用いたクラッド外周部7の形成を同時に行って空孔構造光ファイバ用光ファイバ母材1を得てもよく、あるいは、前記一体化工程と同様に、空孔形成ガラス管2とコアガラス棒との一体化を行う際に前記のロッドインチューブ法を用いたクラッド外周部7の形成を線引きと同時に行い、空孔構造光ファイバを得てもよい。
Moreover, you may form the clad outer peripheral part 7 using a rod-in-tube method. In this case, for example, a cladding glass tube having the same material as the hole-forming
なお、前述のような線引き工程において空孔形成ガラス管2とコアガラス棒8、または空孔形成ガラス管2とクラッド用ガラス管との間に形成された空隙内を減圧するとともに、空孔形成ガラス管2の空孔内を加圧しながら一体化を行なう。これにより、空孔の形状を維持しつつ、空隙内に存在した大気等のガスが気泡として光ファイバ内に残留することを防止することができる。その結果、製造した光ファイバは、クラッド部の内周領域と外周領域との境界面あるいはクラッド部の内部領域とコア部との境界面で気泡の無いものとなるため、長期信頼性が高いものとなる。
It should be noted that the void forming
(加減圧用コネクタ)
つぎに、本発明の実施の形態2として、一体化工程において加圧と減圧とを行なうための加減圧用コネクタについて説明する。
(Connector for pressure increase / decrease)
Next, as a second embodiment of the present invention, a pressure increasing / decreasing connector for performing pressurization and depressurization in an integration step will be described.
図10は、空孔形成ガラス管2に本実施の形態2に係る加減圧用コネクタ10を装着した状態を示す模式的な断面図である。図10に示すように、空孔形成ガラス管2は開口孔2aと空孔2bとを有している。開口孔2a内にはコアガラス棒8が挿入されており、コアガラス棒8と空孔形成ガラス管2の開口孔2aとの間に空隙Gが形成されている。また、加減圧用コネクタ10は、接続部材11と、押圧部材としての袋ナット12とを備えている。
FIG. 10 is a schematic cross-sectional view showing a state where the pressure increasing / decreasing
接続部材11は、空孔形成ガラス管2に嵌合させるための嵌合部11aと、袋ナット12を螺合するための螺旋部11bと、空隙Gと空孔2bとの間の気体の流通を遮蔽するための円環状の環状突起部11cと、空孔2bと連通するように形成された加圧用連通孔11d、11fと、環状突起部11cに形成されるとともに、空隙Gと連通するように形成された減圧用連通孔11hと、を有している。なお、加圧用連通孔11dは円環状であって、すべての空孔2bと連通している。また、加圧用連通孔11fの一部は供給管11eにより形成されており、減圧用連通孔11hの一部は吸気管11gにより形成されている。さらに、接続部材11は、断面が楔形状の先端部11iを有している。
The connection member 11 includes a
接続部材11は、外側から加わる力により弾性変形するよう適度な硬度を有する材料、たとえばテフロン(登録商標)を含むプラスティック材料からなることが好ましい。また、接続部材11は、コラプス用の加熱炉、線引き炉または空孔形成ガラス管からの輻射熱や熱伝導により高温になる場合があるため、耐熱性の高い材料、たとえばバイトン(登録商標)などの高分子化合物材料からなるものとすることがさらに好ましい。 The connecting member 11 is preferably made of a material having an appropriate hardness so as to be elastically deformed by a force applied from the outside, for example, a plastic material containing Teflon (registered trademark). In addition, the connection member 11 may become a high temperature due to radiation heat or heat conduction from a collapse heating furnace, a drawing furnace, or a hole-forming glass tube, and thus a material having high heat resistance such as Viton (registered trademark) is used. More preferably, it is made of a polymer compound material.
袋ナット12は、螺合によって先端部11iと嵌合するように形成された嵌合部12aを有している。なお、袋ナット12は、先端部11iを外側から押圧し嵌合部11aを空孔形成ガラス管に密着させる必要から比較的硬質の材料が好ましく、且つ一体化用の加熱炉、線引き炉または空孔形成ガラス管からの輻射熱や熱伝導により高温になる場合があるため、耐熱性の高い材料からなるものが好ましい。
The
この加減圧用コネクタ10は、以下のように使用する。まず、空孔形成ガラス管2に接続部材11を嵌合部11aによって嵌合する。つぎに、接続部材11の螺旋部11bに袋ナット12を螺合することによって接続部材11外側から押圧して、空孔形成ガラス管2に接続部材11を係止する。ここで、断面が楔形状の先端部11iが袋ナット12の嵌合部12aに嵌合する際に、先端部11iは嵌合部12aから、空孔形成ガラス管2に押し付ける方向に押圧する応力を受ける。その結果、接続部材11と空孔形成ガラス管2の外周との間の気密性が一層高くなる。
The pressure increasing / decreasing
また、袋ナット12を螺合することによって、接続部材11の環状突起部11cが空孔形成ガラス管2の開口孔2aと空孔2bとの間の領域に密着するので、接続部材11と、開口孔2aと空孔2bとの間の領域とを気密にし、空隙Gと空孔2bとの間の気体の流通を遮蔽することができる。そして、減圧用連通孔11hを通して、真空ポンプに接続した吸気管11gから空隙G内のガスを吸気することによって、空隙G内を減圧することができる。また、これと同時に、加圧用連通孔11d、11fを通して、ガス供給管に接続した供給管11eから空孔2b内にガスを供給することによって、空孔2b内を加圧することができる。
Further, by screwing the
なお、供給管11eから空孔2b内に供給するガスについては、たとえば空気やAr、N2などの不活性ガスを使用することができる。また、この加減圧用コネクタ10は、一体化工程の度に着脱して、何度も使用することが可能である。
Note that the gas supplied to the
つぎに、加減圧用コネクタの変形例1〜4について説明する。
(変形例1)
図11は、変形例1に係る加減圧用コネクタを示す模式的な断面図である。この変形例1に係る加減圧用コネクタ20は、図10に示す加減圧用コネクタ10において、接続部材11を接続部材21に置き換え、さらにシールリング23を備える点が相違するので、以下ではその相違点について説明する。
Next, modified examples 1 to 4 of the connector for pressure increase / decrease will be described.
(Modification 1)
FIG. 11 is a schematic cross-sectional view showing a pressure-increasing / decreasing connector according to Modification 1. The pressurizing / decompressing
接続部材21は、図10に示す接続部材11と同様に、嵌合部21aと、螺旋部21bと、加圧用連通孔21d、21fと、減圧用連通孔21hと、供給管21eと、吸気管21gと、先端部21iとを有しているが、接続部材11の環状突起部11cに対応するものを有さない。加減圧用コネクタ20は、環状突起部11cの代わりにこれと略同一形状である平板状のシールリング23を備えている。そして、減圧用連通孔21hは、シールリング23の開口孔を介して空隙Gと連通している。
As with the connection member 11 shown in FIG. 10, the
接続部材21の好ましい材質は接続部材11と同様である。シールリング23は、気密性を確保するために、必要な弾性変形や塑性変形を生じ得る程度の材料硬度を備えることが望ましい。また、耐熱性の高い材料であることが好ましい。これらを実現できる材料として、テフロン(登録商標)を含むプラスティック材料やバイトン(登録商標)などの高分子化合物材料、あるいはアルミニウムなどの比較的柔らかい金属材料が適用可能である。
A preferable material of the
この加減圧用コネクタ20は、加減圧用コネクタ10と同様にして使用できる。なお、空孔形成ガラス管2に接続部材21を嵌合する際には、接続部材21と空孔形成ガラス管2との間にシールリング23を配置する。つぎに、接続部材21の螺旋部21bに袋ナット12を螺合することによって、接続部材21に押圧されてシールリング23が空孔形成ガラス管2の開口孔2aと空孔2bとの間の領域に密着するので、接続部材21と、空孔形成ガラス管2の開口孔2aと空孔2bとの間の領域とを気密にし、空隙Gと空孔2bとの間の気体の流通を遮蔽することができる。
The pressure increasing / decreasing
なお、この加減圧用コネクタ20を一体化工程の度に着脱する際に、シールリング23は押圧と開放による変形を受けるために、形状変形や材質劣化、傷などが発生しやすく、使用するにつれて気密性が十分に保てなくなる可能性がある。しかしながら、シールリング23は容易に交換することができるので、劣化した場合には交換すればよい。
In addition, when the
(変形例2)
図12は、変形例2に係る加減圧用コネクタを示す模式的な断面図である。この変形例2に係る加減圧用コネクタ30は、図11に示す変形例1に係る加減圧用コネクタ20とは、シールリング23をシールリング33に置き換えた点が相違する。このシールリング33は、空孔形成ガラス管2の開口孔2a内に突出する凸部が形成されている。その結果、このシールリング33は、空孔形成ガラス管2への嵌合性が良好であり、不要なズレが生じにくく好ましい。
(Modification 2)
FIG. 12 is a schematic cross-sectional view showing a pressure increasing / decreasing connector according to
(変形例3)
図13は、変形例3に係る加減圧用コネクタを示す模式的な断面図である。この変形例3に係る加減圧用コネクタ40は、図12に示す変形例2に係る加減圧用コネクタ30において、シールリング33をシールリング43に置き換えた点が相違する。このシールリング43は、断面が台形状であり、外径が下方に向かって小さくなるような形状をしているため、空孔形成ガラス管2の開口孔2a内に突出する。その結果、このシールリング43は、シールリング33と同様に、空孔形成ガラス管2への嵌合性が良好であり、不要なズレが生じにくく好ましい。
(Modification 3)
FIG. 13 is a schematic cross-sectional view showing a pressure increasing / decreasing connector according to Modification 3. The pressure increasing / decreasing
(変形例4)
図14は、変形例4に係る加減圧用コネクタを示す模式的な断面図である。この変形例4に係る加減圧用コネクタ50は、接続部材51と、袋ナット52と、図11に示すものと同一のシールリング23とを備えている。
(Modification 4)
FIG. 14 is a schematic cross-sectional view showing a pressure increasing / decreasing connector according to Modification 4. The pressurizing / decompressing
接続部材51は、図11に示す接続部材21と同様に、嵌合部51aと、螺旋部51bと、加圧用連通孔51d、51fと、減圧用連通孔51hと、供給管51eと、吸気管51gと、断面が楔形の円環形状を有する交換可能な先端部51iとを有している。また、接続部材51の先端部51i以外の部分は、たとえば耐腐食金属(SUS304等)からなる。一方、先端部51iの好ましい材質はシールリング23と同様である。先端部51iは交換可能であれば、接続部材51と接合していても分離していてもよい。
As with the connecting
袋ナット52は、螺合によって先端部51iと勘合するように形成された嵌合部52aを有している。なお、袋ナット52はたとえば耐腐食金属からなる。
The
この加減圧用コネクタ50は、袋ナット52を螺合すると、先端部51iによって空孔形成ガラス管2の外周面と接続部材51との間を密着させることができ、これによって気密化を実現している。
When the
また、この接続部材51は、接続部材51や袋ナット52は形状劣化を起こさない耐腐食金属等の材質からなり、気密化は先端部51iによって実現されている。先端部51iは、一体化工程の度に着脱する際に、押圧と開放による変形を受けるために、形状変形や材質劣化、傷などが発生しやすく、使用するにつれて気密性が十分に保てなくなる可能性がある。しかしながら、先端部51iは交換可能であるため、劣化等を起こしても加減圧用コネクタ50の他の部分を交換する必要は生じないので、より経済的である。
In addition, the connecting
ところで、以下に説明するような加減圧用延長管を用いて、加減圧用コネクタを空孔形成ガラス管の上端から離隔するようにすれば、一体化工程において加熱の際に発生する輻射熱によって、加減圧用コネクタが劣化することを防止あるいは低減できる。 By the way, by using an extension / decompression extension tube as described below, if the compression / decompression connector is separated from the upper end of the hole-forming glass tube, by the radiant heat generated during heating in the integration step, It is possible to prevent or reduce deterioration of the pressure increasing / decreasing connector.
図15は、空孔形成ガラス管4を構成する空孔形成ガラス管2に加減圧用延長管60を接続した状態を示す模式図である。図16は、図15に示す加減圧用延長管60の正面および長手方向に沿った断面を示す模式図である。さらに、図17は、図15に示す加減圧用延長管60に、図10に示す加減圧用コネクタ10を装着した状態を示す模式的な断面図である。
FIG. 15 is a schematic view showing a state in which the pressure increasing / decreasing
図15〜図17に示すように、この加減圧用延長管60は、空孔形成ガラス管2の開口孔2aに連通させる開口孔60aと、長手方向に伸び、空孔2bに連通させる1つの貫通孔60bと、一方の端部に形成された、貫通孔60bに連通する円環状の環状凹部60cとを備えている。なお、環状凹部60cは円環状であるため、貫通孔60bはすべての空孔2bと連通することとなる。
As shown in FIGS. 15 to 17, this pressurizing / depressurizing
この加減圧用延長管60を使用する際には、図17に示すように、この加減圧用延長管60の一方の端部を空孔形成ガラス管2に溶着接続し、もう一方の端部に加減圧用コネクタ10を装着する。これによって、加減圧用コネクタ10を空孔形成ガラス管2から離隔させた状態とすることができる。そして、この離隔した状態で、開口孔60aを介して、加減圧用コネクタ10の減圧用連通孔11hから吸気管11gにより開口孔2aの内部を減圧するとともに、貫通孔60bを介して、加圧用連通孔11fから供給管11eにより空孔2bの内部を加圧することができる。なお、開口孔2aと空孔2bとの気体の流通は、環状凹部60cと貫通孔60bとの間に形成される環状の凸部を開口孔2aと空孔2bとの間の領域に密着させることによって遮蔽される。
When using this pressure /
また、加減圧用延長管60の環状凹部60cが形成された側に、空孔形成ガラス管2と同一の空孔構造を有するダミー管をさらに接続するようにしてもよい。このダミー管付きの加減圧用延長管60を使用する場合は、その使用後にはダミー管の部分を切断し、空孔形成ガラス管2から加減圧用延長管60を除去するようにする。このようにすれば、加減圧用延長管60の環状凹部60cとダミー管とが接続した構造が加減圧用延長管60側に残ることとなる。したがって、加減圧用延長管60に環状凹部60cのような複雑な構造を再形成することなしに、このダミー管付き加減圧用延長管60を再度使用することができる。
Further, a dummy tube having the same hole structure as that of the hole forming
また、この加減圧用延長管60は、図5−2に示した支持管5の代わりに用いてもよい。すなわち、支持管の接続工程において、空孔形成ガラス管2の両端のうちの一端に支持管5を溶着接続し、他端に加減圧用延長管60を溶着接続する。なお、この際に、空孔形成ガラス管2の空孔2bと開口孔2aは、加減圧用延長管60の開口孔60aによって、外部に開放した状態とする。また、支持管5の代わりに加減圧用延長管60を用いる場合は、加減圧用延長管60を切除せずにそのままこの加減圧用延長管60を用いて一体化工程における加減圧を行なってもよい。
Further, this pressure-intensifying
なお、上記実施の形態では、製造する光ファイバ母材および空孔構造光ファイバがHAFである場合について説明したが、本発明は他の空孔構造光ファイバおよび光ファイバ母材の製造にも適用できるものである。 In the above embodiment, the case where the optical fiber preform and hole structure optical fiber to be manufactured are HAF has been described. However, the present invention is also applicable to the manufacture of other hole structure optical fibers and optical fiber preforms. It can be done.
また、本発明は上記実施の形態に限られない。上記各実施の形態およびその変形例の構成要素を適宜組み合わせたものも本発明に含まれる。 The present invention is not limited to the above embodiment. What combined suitably the component of said each embodiment and its modification is also contained in this invention.
1 光ファイバ母材
1a コア部
1b クラッド部
1ba 内周領域
1bb 外周領域
1c 空孔
2、4 空孔形成ガラス管
2a、5a、60a 開口孔
2b 空孔
5 支持管
7 クラッド外周部
8 コアガラス棒
10、20、30、40、50 加減圧用コネクタ
11、21、51 接続部材
11a、12a、21a、51a、52a 嵌合部
11b、21b、51b 螺旋部
11c 環状突起部
11d、11f、21d、51d 加圧用連通孔
11e、21e、51e 供給管
11g、21g、51g、51h 吸気管
11h、21h 減圧用連通孔
11i、21i、51i 先端部
12、52 袋ナット
23、33、43 シールリング
60 加減圧用延長管
60b 貫通孔
60c 環状凹部
C カッター
G 空隙
S101〜S106 ステップ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Optical
Claims (14)
長手方向に伸びる空孔が開口孔の周囲に形成された空孔形成ガラス管を準備する空孔形成ガラス管準備工程と、
前記空孔形成ガラス管の外周にクラッド部の外周領域となるクラッド外周部を形成するクラッド外周部形成工程と、
前記空孔形成ガラス管の内部に、コア部となる領域を有するコアガラス棒を挿入する挿入工程と、
前記コアガラス棒を挿入した空孔形成ガラス管を加熱して該コアガラス棒と該空孔形成ガラス管とを一体化する一体化工程と、
を含むことを特徴とする光ファイバ母材の製造方法。 An optical fiber preform manufacturing method for manufacturing a hole-structured optical fiber including a core portion and a cladding portion formed on an outer periphery of the core portion and having holes,
A hole forming glass tube preparation step of preparing a hole forming glass tube in which holes extending in the longitudinal direction are formed around the opening hole;
A clad outer peripheral portion forming step for forming a clad outer peripheral portion to be an outer peripheral region of the clad portion on the outer periphery of the hole forming glass tube;
An insertion step of inserting a core glass rod having a region to be a core portion into the pore-forming glass tube;
An integration step of heating the hole forming glass tube into which the core glass rod is inserted to integrate the core glass rod and the hole forming glass tube;
An optical fiber preform manufacturing method comprising:
長手方向に伸びる空孔が開口孔の周囲に形成された空孔形成ガラス管を準備する空孔形成ガラス管準備工程と、
前記空孔形成ガラス管の外周にクラッド部の外周領域となるクラッド外周部を形成するクラッド外周部形成工程と、
前記空孔形成ガラス管の内部に、コア部となる領域を有するコアガラス棒を挿入する挿入工程と、
前記コアガラス棒を挿入した空孔形成ガラス管を加熱して該コアガラス棒と該空孔形成ガラス管とを一体化する一体化工程とを含み、
前記クラッド外周部形成工程は、前記挿入工程および一体化工程に先立ち、前記空孔形成ガラス管の外周面上に外付け法により形成された多孔質ガラス微粒子層を堆積させ、前記多孔質ガラス微粒子層を半焼結法を用いて半焼結することにより行ない、
前記一体化工程は、半焼結状態のクラッド外周部が形成された前記空孔形成ガラス管と前記コアガラス棒とを、線引き加熱炉を用いて、空孔構造光ファイバの線引きと同時に行なうことを特徴とする空孔構造光ファイバの製造方法。 A method of manufacturing a hole-structured optical fiber comprising a core part and a cladding part formed on the outer periphery of the core part and having holes,
A hole forming glass tube preparation step of preparing a hole forming glass tube in which holes extending in the longitudinal direction are formed around the opening hole;
A clad outer peripheral portion forming step for forming a clad outer peripheral portion to be an outer peripheral region of the clad portion on the outer periphery of the hole forming glass tube;
An insertion step of inserting a core glass rod having a region to be a core portion into the pore-forming glass tube;
An integration step of heating the hole forming glass tube into which the core glass rod is inserted to integrate the core glass rod and the hole forming glass tube;
Prior to the insertion step and the integration step, the cladding outer peripheral portion forming step deposits a porous glass fine particle layer formed by an external method on the outer peripheral surface of the hole forming glass tube, and the porous glass fine particles By semi-sintering the layer using a semi-sintering method,
The integration step is performed simultaneously with the drawing of the hole-structured optical fiber by using the drawing furnace and the hole-forming glass tube formed with the semi-sintered clad outer peripheral portion and the core glass rod. A method for manufacturing a hole-structured optical fiber, which is characterized.
前記空孔形成ガラス管又は前記加減圧用延長管に嵌合させるための嵌合部と、前記空隙と連通するように形成された減圧用連通孔と、前記空孔形成ガラス管の空孔又は前記加減圧用延長管の空孔と連通するように形成された加圧用連通孔と、前記空孔形成ガラス管又は前記加減圧用延長管の開口孔と空孔との間の領域に密着させて前記空隙と前記空孔形成ガラス管の空孔との間の気体の流通を遮蔽するための環状突起部と、を有する接続部材と、
前記接続部材を外側から押圧して係止するための押圧部材と、
を備えることを特徴とする加減圧用コネクタ。 A connector for pressure increase / decrease used in the method for manufacturing an optical fiber preform according to any one of claims 3 to 11,
A fitting portion for fitting into the hole forming glass tube or the pressure increasing / decreasing extension tube, a pressure reducing communication hole formed to communicate with the gap, and a hole in the hole forming glass tube or The pressurizing communication hole formed so as to communicate with the hole of the pressurizing / depressurizing extension pipe, and the region between the hole forming glass pipe or the opening hole of the pressurizing / depressurizing extension pipe and the hole An annular protrusion for shielding the gas flow between the gap and the hole of the hole-forming glass tube, and a connecting member,
A pressing member for pressing and locking the connecting member from the outside;
A connector for pressurizing and depressurizing, comprising:
前記空孔形成ガラス管又は前記加減圧用延長管に嵌合させるための嵌合部と、前記空隙と連通するように形成された減圧用連通孔と、前記空孔と連通するように形成された加圧用連通孔とを有する接続部材と、
前記接続部材を外側から押圧して係止するための押圧部材と、
前記空孔形成ガラス管の前記開口孔と前記空孔形成ガラス管の空孔又は前記加減圧用延長管の空孔との間の領域に密着させて前記空隙と前記空孔形成ガラス管の空孔との間の気体の流通を遮蔽するためのシールリングと、
を備えることを特徴とする加減圧用コネクタ。 A connector for pressure increase / decrease used in the method for manufacturing an optical fiber preform according to any one of claims 3 to 11,
A fitting portion for fitting into the hole forming glass tube or the pressure increasing / decreasing extension tube, a pressure reducing communication hole formed so as to communicate with the gap, and a hole communicating with the hole. A connecting member having a communication hole for pressurization,
A pressing member for pressing and locking the connecting member from the outside;
The gap and the void-forming glass tube are made in close contact with a region between the opening hole of the hole-forming glass tube and the hole of the hole-forming glass tube or the hole of the extension / decompression extension tube. A seal ring for shielding the flow of gas between the holes;
A connector for pressurizing and depressurizing, comprising:
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