JP6719505B2 - Optical fiber manufacturing method and optical fiber preform manufacturing method - Google Patents

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本発明は、光ファイバの製造方法及び光ファイバ母材の製造方法に関する。 The present invention relates to an optical fiber manufacturing method and an optical fiber preform manufacturing method.

従来、アルカリ金属又はアルカリ土類金属が添加された石英ガラスを材料として光ファイバ又は光ファイバ母材を製造することが提案されている(特許文献1〜5参照)。このような石英ガラスにアルカリ金属又はアルカリ土類金属を添加する方法として、例えば、特許文献1、2には、石英ガラスからなる多孔質体の表面にアルカリ金属又はアルカリ土類金属の気化ガスを接触させて当該多孔質体に表面からアルカリ金属又はアルカリ土類金属を拡散させる方法が開示されている。また、特許文献3、4には、石英ガラスからなるガラスパイプの内部にアルカリ金属の気化ガスを導入しながら当該ガラスパイプを加熱する等して、当該ガラスパイプの内表面にアルカリ金属を拡散させる方法が開示されている。特許文献5には、石英ガラスロッドをアルカリ金属化合物の融液中に浸漬する等して、当該石英ガラスロッドに表面からアルカリ金属を導入する方法が開示されている。 Heretofore, it has been proposed to manufacture an optical fiber or an optical fiber preform using silica glass to which an alkali metal or an alkaline earth metal is added as a material (see Patent Documents 1 to 5). As a method of adding an alkali metal or an alkaline earth metal to such a quartz glass, for example, Patent Documents 1 and 2 disclose vaporization gas of an alkali metal or an alkaline earth metal on the surface of a porous body made of quartz glass. A method is disclosed in which an alkali metal or an alkaline earth metal is brought into contact with the porous body to diffuse it from the surface. Further, in Patent Documents 3 and 4, the alkali metal is diffused to the inner surface of the glass pipe by heating the glass pipe while introducing the vaporized gas of the alkali metal into the glass pipe made of quartz glass. A method is disclosed. Patent Document 5 discloses a method of introducing an alkali metal into the quartz glass rod from the surface by immersing the quartz glass rod in a melt of an alkali metal compound.

特開昭63−40744号公報JP-A-63-40744 特開2013−199400号公報JP, 2013-199400, A 特表2005−537210号公報Japanese Patent Publication No. 2005-537210 特開2013−136485号公報JP, 2013-136485, A 特開2013−199401号公報JP, 2013-199401, A

一般に、光ファイバ又は光ファイバ母材の製造に材料として用いられる石英ガラスにアルカリ金属又はアルカリ土類金属を添加して、光ファイバのコア部までアルカリ金属又はアルカリ土類金属を拡散させることは、光ファイバの伝送損失の低減に有効である。このため、光ファイバ又は光ファイバ母材の製造においては、近年、アルカリ金属又はアルカリ土類金属をコア部に効率良く添加することが要望されている。 Generally, an alkali metal or an alkaline earth metal is added to silica glass used as a material for manufacturing an optical fiber or an optical fiber preform, and the alkali metal or alkaline earth metal is diffused to the core of the optical fiber, It is effective in reducing the transmission loss of the optical fiber. Therefore, in the production of the optical fiber or the optical fiber preform, it has been recently demanded to efficiently add an alkali metal or an alkaline earth metal to the core portion.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、アルカリ金属又はアルカリ土類金属をコア部に効率良く添加することができる光ファイバの製造方法及び光ファイバ母材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 provides a method of manufacturing an optical fiber and a method of manufacturing an optical fiber preform that can efficiently add an alkali metal or an alkaline earth metal to the core portion. The purpose is to

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の製造方法は、コア部と前記コア部の外周に形成されたクラッド部とを備える光ファイバの製造方法であって、ガラスからなり前記コア部になるコア形成部と、前記コア部よりも屈折率が低いガラスからなり前記クラッド部の一部になるクラッド形成部とによって構成され、外層部と前記コア形成部との間に前記コア形成部の長手方向に延在する空隙部を有する第1中間体を準備する準備工程と、アルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物を含有するガラス微粒子を前記第1中間体の前記空隙部に充填して第2中間体を作製する微粒子充填工程と、前記第2中間体を用いて、少なくとも前記コア部にアルカリ金属又はアルカリ土類金属が添加された光ファイバを製造する光ファイバ製造工程と、を含むことを特徴とする。 In order to solve the above problems and achieve the object, an optical fiber manufacturing method according to the present invention is an optical fiber manufacturing method including a core part and a clad part formed on the outer periphery of the core part. A core forming part made of glass and forming the core part, and a clad forming part made of glass having a lower refractive index than the core part and forming a part of the clad part, and an outer layer part and the core forming part. A preparatory step of preparing a first intermediate having a void extending in the longitudinal direction of the core forming part, and glass fine particles containing an alkali metal compound or an alkaline earth metal compound are added to the first intermediate. A fine particle filling step of filling the voids to produce a second intermediate, and an optical fiber for producing an optical fiber in which an alkali metal or an alkaline earth metal is added to at least the core using the second intermediate. And a fiber manufacturing process.

また、本発明に係る光ファイバの製造方法は、上記の発明において、前記準備工程は、前記コア形成部と前記コア形成部の外周にわたって隣接するガラス部分とを備えるコアロッドをガラスパイプの内部に配置して、前記ガラスパイプの外層部と前記コアロッドとの間に前記空隙部を形成するとともに、前記ガラスパイプと前記コアロッドの前記ガラス部分とによって前記クラッド形成部を構成することを特徴とする。 Further, in the optical fiber manufacturing method according to the present invention, in the above invention, the preparing step includes arranging a core rod including the core forming portion and a glass portion adjacent to an outer periphery of the core forming portion inside a glass pipe. Then, the void portion is formed between the outer layer portion of the glass pipe and the core rod, and the clad forming portion is constituted by the glass pipe and the glass portion of the core rod.

また、本発明に係る光ファイバの製造方法は、上記の発明において、前記準備工程は、前記コア形成部の長手方向に延在する穴を前記第1中間体の前記クラッド形成部に設けて、前記第1中間体の外層部と前記コア形成部との間に前記空隙部を形成することを特徴とする。 Further, the optical fiber manufacturing method according to the present invention, in the above invention, the preparing step, the hole extending in the longitudinal direction of the core forming portion is provided in the clad forming portion of the first intermediate body, The void portion is formed between the outer layer portion of the first intermediate body and the core forming portion.

また、本発明に係る光ファイバの製造方法は、上記の発明において、前記ガラス微粒子は、前記アルカリ金属化合物又は前記アルカリ土類金属化合物と石英ガラス微粒子との混合物であることを特徴とする。 Further, the optical fiber manufacturing method according to the present invention is characterized in that, in the above-mentioned invention, the glass fine particles are a mixture of the alkali metal compound or the alkaline earth metal compound and quartz glass fine particles.

また、本発明に係る光ファイバの製造方法は、上記の発明において、前記ガラス微粒子は、昇華した状態の前記アルカリ金属化合物又は前記アルカリ土類金属化合物を石英ガラス微粒子の表面に付着させたものであることを特徴とする。 Further, the method for producing an optical fiber according to the present invention, in the above invention, the glass fine particles are obtained by adhering the alkali metal compound or the alkaline earth metal compound in a sublimated state to the surface of the quartz glass fine particles. It is characterized by

また、本発明に係る光ファイバの製造方法は、上記の発明において、前記ガラス微粒子は、前記アルカリ金属化合物又は前記アルカリ土類金属化合物を含有する溶液に石英ガラス微粒子を浸漬させて、前記アルカリ金属化合物又は前記アルカリ土類金属化合物を前記石英ガラス微粒子の表面に付着させたものであることを特徴とする。 Further, the method for producing an optical fiber according to the present invention is the above invention, wherein the glass fine particles are obtained by immersing quartz glass fine particles in a solution containing the alkali metal compound or the alkaline earth metal compound, It is characterized in that the compound or the alkaline earth metal compound is adhered to the surface of the quartz glass fine particles.

また、本発明に係る光ファイバの製造方法は、上記の発明において、前記アルカリ金属化合物又は前記アルカリ土類金属化合物は、KCO、LiCO、NaCO、RbCO、CsCO、CaCO、SrCO、BaCO、KNO、KCl、NaCl、RbNO、またはRbClであることを特徴とする。 A method of manufacturing an optical fiber according to the present invention, in the above invention, the alkali metal compound or the alkaline earth metal compound, K 2 CO 3, Li 2 CO 3, Na 2 CO 3, Rb 2 CO 3 , Cs 2 CO 3 , CaCO 3 , SrCO 3 , BaCO 3 , KNO 3 , KCl, NaCl, RbNO 3 or RbCl.

また、本発明に係る光ファイバの製造方法は、上記の発明において、前記準備工程は、前記第1中間体の外層部と前記コア形成部の長手方向中心軸との間の中間位置よりも前記コア形成部に近い領域に前記空隙部を形成することを特徴とする。 Further, the optical fiber manufacturing method according to the present invention is the above invention, wherein the preparing step is performed at a position closer to an intermediate position between an outer layer portion of the first intermediate body and a longitudinal center axis of the core forming portion. It is characterized in that the void portion is formed in a region close to the core forming portion.

また、本発明に係る光ファイバの製造方法は、上記の発明において、前記微粒子充填工程は、平均粒子径が30μm〜500μmの前記ガラス微粒子を充填することを特徴とする。 Further, the optical fiber manufacturing method according to the present invention is characterized in that, in the above invention, the fine particle filling step fills the glass fine particles having an average particle diameter of 30 μm to 500 μm.

また、本発明に係る光ファイバの製造方法は、上記の発明において、前記光ファイバ製造工程は、前記ガラス微粒子が充填された前記空隙部内を減圧しながら前記第2中間体を加熱処理して、前記コア形成部及び前記クラッド形成部を溶融するとともに前記ガラス微粒子の充填体を稠密化し、少なくとも前記コア部にアルカリ金属又はアルカリ土類金属が添加された光ファイバを線引きする線引工程を含むことを特徴とする。 Further, the optical fiber manufacturing method according to the present invention, in the above invention, the optical fiber manufacturing step, by heat treatment the second intermediate while depressurizing the voids filled with the glass particles, A melting step of melting the core forming part and the clad forming part while densifying the glass fine particle filler, and drawing an optical fiber in which an alkali metal or an alkaline earth metal is added to at least the core part. Is characterized by.

また、本発明に係る光ファイバの製造方法は、上記の発明において、前記光ファイバ製造工程は、前記ガラス微粒子が充填された前記空隙部内を減圧しながら前記第2中間体を加熱処理して、前記コア形成部及び前記クラッド形成部を溶融するとともに前記ガラス微粒子の充填体を稠密化し、前記ガラス微粒子の充填体に含まれるアルカリ金属又はアルカリ土類金属が添加された光ファイバ母材を作製する焼結工程と、アルカリ金属又はアルカリ土類金属が添加された前記光ファイバ母材を加熱処理によって溶融して、少なくとも前記コア部にアルカリ金属又はアルカリ土類金属が添加された光ファイバを線引きする線引工程と、を含むことを特徴とする。 Further, the optical fiber manufacturing method according to the present invention, in the above invention, the optical fiber manufacturing step, by heat treatment the second intermediate while depressurizing the voids filled with the glass particles, The core forming part and the clad forming part are melted and the filler of the glass fine particles is densified to produce an optical fiber preform to which the alkali metal or alkaline earth metal contained in the filler of the glass fine particles is added. Sintering step and melting the optical fiber preform to which the alkali metal or alkaline earth metal is added by heat treatment, and drawing an optical fiber to which at least the core part is added alkali metal or alkaline earth metal And a drawing step.

また、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たクラッド部とを備える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、ガラスからなり前記コア部になるコア形成部と、前記コア部よりも屈折率が低いガラスからなり前記クラッド部の一部になるクラッド形成部とによって構成され、外層部と前記コア形成部との間に前記コア形成部の長手方向に延在する空隙部を有する第1中間体を準備する準備工程と、アルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物を含有するガラス微粒子を前記第1中間体の前記空隙部に充填して第2中間体を作製する微粒子充填工程と、前記ガラス微粒子が充填された前記空隙部内を減圧しながら前記第2中間体を加熱処理して、前記コア形成部及び前記クラッド形成部を溶融するとともに前記ガラス微粒子の充填体を稠密化し、前記ガラス微粒子の充填体に含まれるアルカリ金属又はアルカリ土類金属が添加された光ファイバ母材を作製する焼結工程と、を含むことを特徴とする。 Further, the method for producing an optical fiber preform according to the present invention is a method for producing an optical fiber preform for producing an optical fiber having a core part and a clad part formed on the outer periphery of the core part, A core forming portion that is made of glass and serves as the core portion, and a clad forming portion that is made of glass and has a lower refractive index than the core portion and that is a part of the clad portion. The outer layer portion and the core forming portion A preparatory step of preparing a first intermediate body having a void portion extending in the longitudinal direction of the core forming section, and glass fine particles containing an alkali metal compound or an alkaline earth metal compound are provided in the first intermediate body. A fine particle filling step of filling the voids to produce a second intermediate; and heat-treating the second intermediate while reducing the pressure in the voids filled with the glass fine particles to form the core forming portion and the clad. A sintering step of melting the forming part and densifying the glass fine particle filler, and producing an optical fiber preform to which the alkali metal or alkaline earth metal contained in the glass fine particle filler is added. It is characterized by

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、前記準備工程は、前記コア形成部と前記コア形成部の外周にわたって隣接するガラス部分とを備えるコアロッドをガラスパイプの内部に配置して、前記ガラスパイプの外層部と前記コアロッドとの間に前記空隙部を形成するとともに、前記ガラスパイプと前記コアロッドの前記ガラス部分とによって前記クラッド形成部を構成することを特徴とする。 Further, the method for producing an optical fiber preform according to the present invention is the above invention, wherein the preparing step includes forming a core rod including the core forming portion and a glass portion adjacent to the outer periphery of the core forming portion inside a glass pipe. And forming the void between the outer layer portion of the glass pipe and the core rod, and forming the clad forming portion by the glass pipe and the glass portion of the core rod. ..

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、前記準備工程は、前記コア形成部の長手方向に延在する穴を前記第1中間体の前記クラッド形成部に設けて、前記第1中間体の外層部と前記コア形成部との間に前記空隙部を形成することを特徴とする。 Further, in the manufacturing method of the optical fiber preform according to the present invention, in the above invention, the preparation step includes providing a hole extending in a longitudinal direction of the core forming portion in the clad forming portion of the first intermediate body. The void portion is formed between the outer layer portion of the first intermediate body and the core forming portion.

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、前記ガラス微粒子は、前記アルカリ金属化合物又は前記アルカリ土類金属化合物と石英ガラス微粒子との混合物であることを特徴とする。 The method for producing an optical fiber preform according to the present invention is characterized in that, in the above invention, the glass fine particles are a mixture of the alkali metal compound or the alkaline earth metal compound and quartz glass fine particles. ..

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、前記ガラス微粒子は、昇華した状態の前記アルカリ金属化合物又は前記アルカリ土類金属化合物を石英ガラス微粒子の表面に付着させたものであることを特徴とする。 Further, the method for producing an optical fiber preform according to the present invention is the above invention, wherein the glass fine particles have the alkali metal compound or the alkaline earth metal compound in a sublimated state adhered to the surface of the quartz glass fine particles. It is characterized by being a thing.

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、前記ガラス微粒子は、前記アルカリ金属化合物又は前記アルカリ土類金属化合物を含有する溶液に石英ガラス微粒子を浸漬させて、前記アルカリ金属化合物又は前記アルカリ土類金属化合物を前記石英ガラス微粒子の表面に付着させたものであることを特徴とする。 Further, the method for producing an optical fiber preform according to the present invention is the above invention, wherein the glass fine particles are made by immersing quartz glass fine particles in a solution containing the alkali metal compound or the alkaline earth metal compound, It is characterized in that an alkali metal compound or the alkaline earth metal compound is adhered to the surface of the quartz glass fine particles.

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、前記アルカリ金属化合物又は前記アルカリ土類金属化合物は、KCO、LiCO、NaCO、RbCO、CsCO、CaCO、SrCO、BaCO、KNO、KCl、NaCl、RbNO、またはRbClであることを特徴とする。 Further, in the method for producing an optical fiber preform according to the present invention, in the above invention, the alkali metal compound or the alkaline earth metal compound is K 2 CO 3 , Li 2 CO 3 , Na 2 CO 3 , Rb 2 and wherein the CO 3, Cs 2 CO 3, CaCO 3, SrCO 3, BaCO 3, KNO 3, KCl, NaCl, RbNO 3, or RbCl.

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、前記準備工程は、前記第1中間体の外層部と前記コア形成部の長手方向中心軸との間の中間位置よりも前記コア形成部に近い領域に前記空隙部を形成することを特徴とする。 Further, the method for manufacturing an optical fiber preform according to the present invention is the above invention, wherein the preparing step is performed from an intermediate position between an outer layer portion of the first intermediate body and a longitudinal center axis of the core forming portion. Is characterized in that the void portion is formed in a region near the core forming portion.

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、前記微粒子充填工程は、平均粒子径が30μm〜500μmの前記ガラス微粒子を充填することを特徴とする。 Further, the method for producing an optical fiber preform according to the present invention is characterized in that, in the above-mentioned invention, the fine particle filling step fills the glass fine particles having an average particle diameter of 30 µm to 500 µm.

本発明によれば、アルカリ金属又はアルカリ土類金属をコア部に効率良く添加することができる光ファイバの製造方法及び光ファイバ母材の製造方法を提供できるという効果を奏する。 According to the present invention, it is possible to provide an optical fiber manufacturing method and an optical fiber preform manufacturing method capable of efficiently adding an alkali metal or an alkaline earth metal to a core portion.

図1は、本発明の実施形態1に係る光ファイバの製造方法によって製造される光ファイバの一構成例を示す模式的な断面図である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a configuration example of an optical fiber manufactured by the method for manufacturing an optical fiber according to the first embodiment of the present invention. 図2は、本発明の実施形態1に係る光ファイバの製造方法及び光ファイバ母材の製造方法の一例を示すフロー図である。FIG. 2 is a flow chart showing an example of an optical fiber manufacturing method and an optical fiber preform manufacturing method according to the first embodiment of the present invention. 図3は、本発明の実施形態1に係る製造方法の準備工程及び微粒子充填工程を説明する模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a preparation step and a fine particle filling step of the manufacturing method according to the first embodiment of the present invention. 図4は、本発明の実施形態1に係る製造方法の微粒子充填工程を行って形成される第2中間体の一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of a second intermediate body formed by performing the fine particle filling step of the manufacturing method according to the first embodiment of the present invention. 図5は、図4に示す第2中間体のA−A線断面模式図である。FIG. 5 is a schematic cross-sectional view taken along the line AA of the second intermediate body shown in FIG. 図6は、本発明の実施形態1に係る製造方法の線引工程を説明する模式図である。FIG. 6 is a schematic diagram illustrating a drawing process of the manufacturing method according to the first embodiment of the present invention. 図7は、本発明の実施形態1に係る製造方法の焼結工程を説明する模式図である。FIG. 7: is a schematic diagram explaining the sintering process of the manufacturing method which concerns on Embodiment 1 of this invention. 図8は、本発明の実施形態1に係る製造方法おける光ファイバ母材を用いた線引工程を説明する模式図である。FIG. 8: is a schematic diagram explaining the drawing process using the optical fiber preform in the manufacturing method which concerns on Embodiment 1 of this invention. 図9は、本発明の実施形態2に係る製造方法の準備工程及び微粒子充填工程を説明する模式図である。FIG. 9 is a schematic diagram illustrating a preparation step and a fine particle filling step of the manufacturing method according to the second embodiment of the present invention. 図10は、本発明の実施形態2に係る製造方法の微粒子充填工程を行って形成される第2中間体の一例を示す図である。FIG. 10: is a figure which shows an example of the 2nd intermediate body formed by performing the fine particle filling process of the manufacturing method which concerns on Embodiment 2 of this invention. 図11は、本発明の実施形態3に係る製造方法の微粒子充填工程を説明する模式図である。FIG. 11 is a schematic diagram illustrating a fine particle filling step of the manufacturing method according to the third embodiment of the present invention. 図12は、本発明の実施形態3に係る製造方法の微粒子充填工程で充填するガラス微粒子の作製を説明する模式図である。FIG. 12 is a schematic diagram illustrating the production of glass fine particles to be filled in the fine particle filling step of the manufacturing method according to the third embodiment of the present invention. 図13は、本発明の実施形態4に係る製造方法の微粒子充填工程を説明する模式図である。FIG. 13 is a schematic diagram for explaining the fine particle filling step of the manufacturing method according to the fourth embodiment of the present invention. 図14は、本発明の実施形態4に係る製造方法の微粒子充填工程で充填するガラス微粒子の作製を説明する模式図である。FIG. 14 is a schematic diagram illustrating production of glass fine particles to be filled in the fine particle filling step of the manufacturing method according to the fourth embodiment of the present invention. 図15は、本実験での第1中間体における空隙部の位置を説明する図である。FIG. 15: is a figure explaining the position of the void part in the 1st intermediate body in this experiment.

以下に、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、各図面において、同一又は対応する要素には適宜同一の符号を付している。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited to this embodiment. Further, in each drawing, the same or corresponding elements are appropriately assigned the same reference numerals.

(実施形態1)
図1は、本発明の実施形態1に係る光ファイバの製造方法によって製造される光ファイバの一構成例を示す模式的な断面図である。本実施形態1における光ファイバ1は、石英系ガラスからなる光ファイバであって、図1に示すように、コア部1aと、コア部1aの外周に形成されたクラッド部1bとを備えている。なお、特に図示しないが、クラッド部1bの外周には被覆が施されている。この被覆は、光ファイバに通常用いられるものを使用している。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a configuration example of an optical fiber manufactured by the method for manufacturing an optical fiber according to the first embodiment of the present invention. The optical fiber 1 according to the first embodiment is an optical fiber made of silica glass, and includes a core portion 1a and a clad portion 1b formed on the outer periphery of the core portion 1a, as shown in FIG. .. Although not shown in particular, the cladding 1b has a coating on its outer periphery. This coating uses what is normally used for an optical fiber.

コア部1aは、屈折率を高くするドーパントであるゲルマニア(GeO)と、伝送損失を低減するためのアルカリ金属又はアルカリ土類金属とが添加された石英ガラスからなる。クラッド部1bは、屈折率調整用のドーパントを添加していない純石英ガラスに上記のアルカリ金属又はアルカリ土類金属が添加された石英ガラスからなり、コア部1aよりも屈折率が低い。 The core portion 1a is made of quartz glass to which germania (GeO 2 ) that is a dopant for increasing the refractive index and alkali metal or alkaline earth metal for reducing transmission loss are added. The clad portion 1b is made of silica glass in which the above alkali metal or alkaline earth metal is added to pure silica glass to which a dopant for adjusting the refractive index is not added, and has a lower refractive index than the core portion 1a.

つぎに、図2〜図8を参照して、本発明の実施形態1に係る光ファイバの製造方法及び光ファイバ母材の製造方法について説明する。図2は、本発明の実施形態1に係る光ファイバの製造方法及び光ファイバ母材の製造方法の一例を示すフロー図である。以下、「光ファイバの製造方法及び光ファイバ母材の製造方法」は、「製造方法」と適宜略記する。 Next, a method for manufacturing an optical fiber and a method for manufacturing an optical fiber preform according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a flow chart showing an example of an optical fiber manufacturing method and an optical fiber preform manufacturing method according to the first embodiment of the present invention. Hereinafter, the "method for manufacturing an optical fiber and the method for manufacturing an optical fiber preform" are abbreviated as "manufacturing method" as appropriate.

本実施形態1に係る光ファイバの製造方法は、準備工程と、微粒子充填工程と、光ファイバ製造工程とを含む。本実施形態1に係る光ファイバ母材の製造方法は、光ファイバの製造方法と同様の準備工程及び微粒子充填工程と、焼結工程とを含む。 The optical fiber manufacturing method according to the first embodiment includes a preparation step, a fine particle filling step, and an optical fiber manufacturing step. The method for producing an optical fiber preform according to the first embodiment includes the same preparation step, fine particle filling step, and sintering step as in the optical fiber production method.

すなわち、図2に示すように、本実施形態1に係る製造方法では、まず、必要な部材を準備する準備工程(ステップS101)が行われる。図3は、本発明の実施形態1に係る製造方法の準備工程及び微粒子充填工程を説明する模式図である。本実施形態1における準備工程では、図3に示すように、ガラスパイプ2とコアロッド3との間に空隙部4aを有する第1中間体4を準備する。 That is, as shown in FIG. 2, in the manufacturing method according to the first embodiment, first, a preparation step (step S101) of preparing necessary members is performed. FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a preparation step and a fine particle filling step of the manufacturing method according to the first embodiment of the present invention. In the preparation step of the first embodiment, as shown in FIG. 3, a first intermediate body 4 having a space 4a between the glass pipe 2 and the core rod 3 is prepared.

ガラスパイプ2は、光ファイバ1のクラッド部1bの一部になるものであり、屈折率調整用のドーパントを添加していない高純度の合成石英パイプである。ガラスパイプ2の内径及び外径は、ガラスパイプ2の円筒状部分が適度な強度を有し且つ当該円筒状部分の内表面とコアロッド3との間に適度な空隙を形成し得るように、各々設定されている。ガラスパイプ2の円筒状部分の長さは、コアロッド3の収容に好適な長さに設定されている。また、ガラスパイプ2は、その内表面をドライエッチングして表面洗浄処理を行ったものとなっている。この表面洗浄処理が行われた後、図3に示すように、ガラスパイプ2の下端部2cは、封止されている。一方、ガラスパイプ2の上端部2bは、開口した状態となっている。 The glass pipe 2 is a part of the cladding portion 1b of the optical fiber 1 and is a high-purity synthetic quartz pipe to which a dopant for adjusting the refractive index is not added. The inner diameter and the outer diameter of the glass pipe 2 are set so that the cylindrical portion of the glass pipe 2 has appropriate strength and an appropriate space can be formed between the inner surface of the cylindrical portion and the core rod 3. It is set. The length of the cylindrical portion of the glass pipe 2 is set to a length suitable for accommodating the core rod 3. Further, the glass pipe 2 has its inner surface dry-etched for surface cleaning. After this surface cleaning treatment is performed, the lower end portion 2c of the glass pipe 2 is sealed as shown in FIG. On the other hand, the upper end 2b of the glass pipe 2 is in an open state.

コアロッド3は、図3に示すように、コア形成部3aと、コア形成部3aの外周にわたって隣接するガラス部分としてのクラッド形成部3bとを備える。コア形成部3aは光ファイバ1のコア部1aになり、クラッド形成部3bはクラッド部1bの一部になる。コア形成部3aはコア部1aの屈折率となるようにゲルマニアが添加された石英ガラスからなり、クラッド形成部3bはクラッド部1bの屈折率となるように純石英ガラスからなる。本実施形態1では、コアロッド3は、VAD法により製造されたものであるが、OVD法やMCVD法等により製造されたものでもよい。 As shown in FIG. 3, the core rod 3 includes a core forming portion 3a and a clad forming portion 3b as a glass portion adjacent to the outer periphery of the core forming portion 3a. The core forming portion 3a becomes the core portion 1a of the optical fiber 1, and the clad forming portion 3b becomes a part of the clad portion 1b. The core forming portion 3a is made of silica glass to which germania is added so as to have the refractive index of the core portion 1a, and the clad forming portion 3b is made of pure silica glass so as to have the refractive index of the cladding portion 1b. In the first embodiment, the core rod 3 is manufactured by the VAD method, but it may be manufactured by the OVD method, the MCVD method, or the like.

この準備工程において、ガラスパイプ2の内部には、コアロッド3を配置する前に、位置決め部材5をガラスパイプ2の底部に配置しておく。位置決め部材5は、ガラスパイプ2の内径と略同じ外径を有する円板状の部材であり、高純度の合成石英ガラスからなる。続いて、図3に示すように、ガラスパイプ2の内部には、コアロッド3を挿入して配置する。この際、本実施形態1では、ガラスパイプ2の円筒状部分の長手方向中心軸とコアロッド3の長手方向中心軸(すなわちコア形成部3aの長手方向中心軸)とが一致するように、1本のコアロッド3が配置される。また、ガラスパイプ2内のコアロッド3は、その下端部が位置決め部材5に形成された嵌合穴(図示せず)に嵌合される。これにより、ガラスパイプ2内におけるコアロッド3の下端部の位置が決定される。 In this preparation step, the positioning member 5 is placed inside the glass pipe 2 at the bottom of the glass pipe 2 before placing the core rod 3. The positioning member 5 is a disk-shaped member having an outer diameter substantially the same as the inner diameter of the glass pipe 2, and is made of high-purity synthetic quartz glass. Subsequently, as shown in FIG. 3, the core rod 3 is inserted and arranged inside the glass pipe 2. At this time, in the first embodiment, one is arranged so that the longitudinal center axis of the cylindrical portion of the glass pipe 2 and the longitudinal center axis of the core rod 3 (that is, the longitudinal center axis of the core forming portion 3a) coincide with each other. The core rod 3 of is arranged. Further, the core rod 3 in the glass pipe 2 is fitted at its lower end into a fitting hole (not shown) formed in the positioning member 5. As a result, the position of the lower end of the core rod 3 inside the glass pipe 2 is determined.

上述したようにコアロッド3をガラスパイプ2の内部に配置することにより、図3に示すように、この準備工程では、ガラスパイプ2の外層部2aとコアロッド3との間に空隙部4aを形成する。これとともに、この準備工程では、ガラスパイプ2とコアロッド3における上記コア形成部3a外周のガラス部分(クラッド形成部3b)とによって、第1中間体4のクラッド形成部を構成する。この結果、ガラスからなり光ファイバ1のコア部1aになるコア形成部と、このコア部1aよりも屈折率が低いガラスからなり光ファイバ1のクラッド部1bの一部になる上記クラッド形成部とによって構成される第1中間体4が準備される。このような第1中間体4は、その外層部(すなわちガラスパイプ2の外層部2a)とコアロッド3のコア形成部3aとの間に、コア形成部3aの長手方向に延在する空隙部4aをコアロッド3の外周にわたって有している。特に、空隙部4aは、この準備工程において、第1中間体4の外層部2aとコア形成部3aの長手方向中心軸との間の中間位置よりもコア形成部3aに近い領域に形成されることが好ましい。 By arranging the core rod 3 inside the glass pipe 2 as described above, as shown in FIG. 3, in this preparatory step, the void portion 4a is formed between the outer layer portion 2a of the glass pipe 2 and the core rod 3. .. At the same time, in this preparation step, the glass pipe 2 and the glass portion (clad forming portion 3b) on the outer periphery of the core forming portion 3a of the core rod 3 form a clad forming portion of the first intermediate body 4. As a result, a core forming portion made of glass and forming the core portion 1a of the optical fiber 1, and a clad forming portion made of glass having a refractive index lower than that of the core portion 1a and forming a part of the clad portion 1b of the optical fiber 1. A first intermediate 4 composed of is prepared. Such a first intermediate body 4 has a void portion 4a extending in the longitudinal direction of the core forming portion 3a between the outer layer portion (that is, the outer layer portion 2a of the glass pipe 2) and the core forming portion 3a of the core rod 3. Over the outer circumference of the core rod 3. In particular, the void portion 4a is formed in the region closer to the core forming portion 3a than the intermediate position between the outer layer portion 2a of the first intermediate body 4 and the longitudinal center axis of the core forming portion 3a in this preparation step. It is preferable.

上述した準備工程が完了した後、図2に示すように、微粒子充填工程(ステップS102)が行われる。本実施形態1における微粒子充填工程では、図3に示すように、第1中間体4の空隙部4a(具体的にはガラスパイプ2の内表面とコアロッド3の外層部との間の空隙部)に、ガラス微粒子7を投入し、充填する。 After the preparation process described above is completed, as shown in FIG. 2, a fine particle filling process (step S102) is performed. In the step of filling fine particles in the first embodiment, as shown in FIG. 3, the void portion 4a of the first intermediate body 4 (specifically, the void portion between the inner surface of the glass pipe 2 and the outer layer portion of the core rod 3). Then, the glass fine particles 7 are charged and filled.

ガラス微粒子7は、アルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物を含有するガラス微粒子である。本実施形態1において、ガラス微粒子7は、アルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物と石英ガラス微粒子とを混合して作製される混合物である。この石英ガラス微粒子は、例えば、屈折率調整用のドーパントを添加していない高純度の石英ガラスからなる。上記のアルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物としては、例えば、KCO、LiCO、NaCO、RbCO、CsCO、CaCO、SrCO、BaCO、KNO、KCl、NaCl、RbNO、またはRbCl等が挙げられる。また、ガラス微粒子7の平均粒子径は、この石英ガラス微粒子の平均粒子径に相当し、例えば30μm〜500μmである。本実施形態1では、ガラス微粒子7の平均粒子径は、一例として120μmとした。 The glass fine particles 7 are glass fine particles containing an alkali metal compound or an alkaline earth metal compound. In the first embodiment, the glass fine particles 7 are a mixture prepared by mixing an alkali metal compound or an alkaline earth metal compound and quartz glass fine particles. The silica glass fine particles are made of, for example, high-purity silica glass to which a dopant for adjusting the refractive index is not added. Examples of the above-mentioned alkali metal compound or alkaline earth metal compound include K 2 CO 3 , Li 2 CO 3 , Na 2 CO 3 , Rb 2 CO 3 , Cs 2 CO 3 , CaCO 3 , SrCO 3 , BaCO 3 , Examples thereof include KNO 3 , KCl, NaCl, RbNO 3 and RbCl. The average particle diameter of the glass fine particles 7 corresponds to the average particle diameter of the quartz glass fine particles and is, for example, 30 μm to 500 μm. In the first embodiment, the average particle diameter of the glass fine particles 7 is 120 μm as an example.

続いて、この微粒子充填工程では、図3に示すように、ガラスパイプ2内に位置決め部材6を挿入し、この位置決め部材6により、ガラスパイプ2内のコアロッド3を位置決めする。位置決め部材6は、ガラスパイプ2の内径と略同じ外径を有する円板状の部材であり、高純度の合成石英ガラスからなる。位置決め部材6には、図3に示すように、嵌合穴6aと通気孔6bとが形成されている。嵌合穴6aは、コアロッド3の上端部が嵌合する部分であり、本実施形態1では位置決め部材6を貫通しているが、貫通していなくてもよい。複数の通気孔6bは、外部とガラスパイプ2の内部との通気性を確保するものである。また、通気孔6bをガラス微粒子7が十分に通過する内径にすることによって、位置決め部材6をガラスパイプ2内に配置した後に、この位置決め部材6を介して上部からガラス微粒子7をガラスパイプ2内に充填することも可能である。本実施形態1では、位置決め部材6に形成されている嵌合穴6aにコアロッド3の上端部を嵌合することで、ガラスパイプ2内におけるコアロッド3の位置が決められる。この際、位置決め部材6は、図3に示すようにガラスパイプ2内の底部に配置された位置決め部材5と協同して、コアロッド3を位置決めする。 Then, in this fine particle filling step, as shown in FIG. 3, a positioning member 6 is inserted into the glass pipe 2, and the positioning member 6 positions the core rod 3 in the glass pipe 2. The positioning member 6 is a disk-shaped member having an outer diameter substantially the same as the inner diameter of the glass pipe 2, and is made of high-purity synthetic quartz glass. As shown in FIG. 3, the positioning member 6 has a fitting hole 6a and a vent hole 6b. The fitting hole 6a is a portion into which the upper end portion of the core rod 3 is fitted, and penetrates the positioning member 6 in the first embodiment, but may not penetrate. The plurality of ventilation holes 6b ensure ventilation between the outside and the inside of the glass pipe 2. In addition, the positioning member 6 is arranged in the glass pipe 2 by making the air holes 6b have an inner diameter that allows the glass particles 7 to sufficiently pass through, and then the glass particles 7 are placed in the glass pipe 2 from above through the positioning member 6. It is also possible to fill in. In the first embodiment, the position of the core rod 3 in the glass pipe 2 is determined by fitting the upper end portion of the core rod 3 into the fitting hole 6a formed in the positioning member 6. At this time, the positioning member 6 positions the core rod 3 in cooperation with the positioning member 5 arranged at the bottom of the glass pipe 2 as shown in FIG.

本実施形態1では、上述した微粒子充填工程のようにガラス微粒子7を第1中間体4の空隙部4aに充填して、図4に示す第2中間体8を作製する。このようにして、本実施形態1における光ファイバ1又は光ファイバ母材の製造に材料として用いられる第2中間体8が得られる(ステップS103)。 In the first embodiment, the glass fine particles 7 are filled into the voids 4a of the first intermediate body 4 as in the fine particle filling step described above, and the second intermediate body 8 shown in FIG. 4 is manufactured. In this way, the second intermediate 8 used as a material for manufacturing the optical fiber 1 or the optical fiber preform in the first embodiment is obtained (step S103).

図4は、本発明の実施形態1に係る製造方法の微粒子充填工程を行って形成される第2中間体の一例を示す図である。図5は、図4に示す第2中間体のA−A線断面模式図である。本実施形態1における第2中間体8は、図3に示した第1中間体4の空隙部4aにガラス微粒子7を充填して作製されるものであり、図4、5に示すように、ガラスパイプ2と、コアロッド3と、位置決め部材5、6と、ガラス微粒子7とで構成される。この第2中間体8において、コアロッド3の上端部は、位置決め部材6の嵌合穴6aに嵌合されている。しかし、この位置決め部材6には、図4に示すように、嵌合穴6aの他に複数の通気孔6bが形成されているため、外部と第2中間体8の内部(例えばガラス微粒子7が充填された状態の空隙部4a)との通気性は確保されている。 FIG. 4 is a diagram showing an example of a second intermediate body formed by performing the fine particle filling step of the manufacturing method according to the first embodiment of the present invention. FIG. 5 is a schematic cross-sectional view taken along the line AA of the second intermediate body shown in FIG. The second intermediate body 8 in Embodiment 1 is prepared by filling the voids 4a of the first intermediate body 4 shown in FIG. 3 with the glass particles 7, and as shown in FIGS. The glass pipe 2, the core rod 3, the positioning members 5 and 6, and the glass fine particles 7 are included. In the second intermediate body 8, the upper end portion of the core rod 3 is fitted in the fitting hole 6 a of the positioning member 6. However, as shown in FIG. 4, the positioning member 6 is provided with a plurality of vent holes 6b in addition to the fitting holes 6a, so that the outside and the inside of the second intermediate body 8 (for example, the glass fine particles 7 are Breathability with the filled void portion 4a) is secured.

また、本実施形態1において、空隙部4aは、上述した準備工程により、図3に示した第1中間体4の外層部2aとコア形成部3aの長手方向中心軸との間の中間位置よりもコア形成部3aに近い領域に、コアロッド3の外周にわたって形成されている。すなわち、この空隙部4a内のガラス微粒子7の充填体は、図5に示すように、第2中間体8の外層部2aとコア形成部3aの長手方向中心軸との間の中間位置Pcよりもコア形成部3aに近い領域に、コアロッド3のクラッド形成部3bの外周にわたって存在している。 Further, in the first embodiment, the void portion 4a is formed from the intermediate position between the outer layer portion 2a of the first intermediate body 4 shown in FIG. 3 and the longitudinal center axis of the core forming portion 3a by the above-described preparation process. Is also formed over the outer periphery of the core rod 3 in a region close to the core forming portion 3a. That is, as shown in FIG. 5, the filling body of the glass fine particles 7 in the void portion 4a is closer to the intermediate position Pc between the outer layer portion 2a of the second intermediate body 8 and the central axis of the core forming portion 3a in the longitudinal direction. Also exists in the region close to the core forming portion 3a and over the outer circumference of the clad forming portion 3b of the core rod 3.

その後、本実施形態1に係る製造方法では、第2中間体8を用いて少なくともコア部にアルカリ金属又はアルカリ土類金属が添加された光ファイバを製造するための光ファイバ製造工程、或いは、第2中間体8を用いて少なくともコア形成部にアルカリ金属又はアルカリ土類金属が添加された光ファイバ母材を目的物として製造するための焼結工程が行われる。ここで、光ファイバ製造工程には、「第2中間体8から光ファイバ母材を経ずに光ファイバを製造する」場合と、「第2中間体8から光ファイバ母材を経て光ファイバを製造する」場合と、の2通りがある。また、上記光ファイバ母材を目的物として製造するための焼結工程は、「第2中間体8から光ファイバ母材を経て光ファイバを製造する」場合の光ファイバ製造工程で行われる焼結工程と同様である。 Then, in the manufacturing method according to the first embodiment, an optical fiber manufacturing step for manufacturing an optical fiber in which at least a core portion is doped with an alkali metal or an alkaline earth metal using the second intermediate body 8, or A sintering process is carried out for producing an optical fiber preform in which an alkali metal or an alkaline earth metal is added to at least the core forming portion as a target using the intermediate body 2. Here, in the optical fiber manufacturing process, the case of “manufacturing the optical fiber from the second intermediate body 8 without passing through the optical fiber preform” and the “manufacturing the optical fiber from the second intermediate body 8 through the optical fiber preform” There are two cases: "manufacturing". The sintering step for producing the optical fiber preform as an object is performed in the optical fiber producing step in the case of "producing an optical fiber from the second intermediate 8 through the optical fiber preform". It is similar to the process.

すなわち、光ファイバ製造工程は、第2中間体8から光ファイバ母材を経ずに光ファイバを製造する場合、図2に示す線引工程(ステップS105)を含む。この場合、第2中間体8から作製するものが光ファイバであるため(ステップS104,光ファイバ)、上述したように第2中間体8を作製した後、この第2中間体8から光ファイバを線引きする線引工程(ステップS105)が行われる。 That is, the optical fiber manufacturing process includes the drawing process (step S105) shown in FIG. 2 when manufacturing the optical fiber from the second intermediate 8 without passing through the optical fiber preform. In this case, since the optical fiber is produced from the second intermediate body 8 (step S104, optical fiber), after the second intermediate body 8 is produced as described above, the optical fiber is produced from the second intermediate body 8. A drawing process (step S105) for drawing is performed.

ステップS105の線引工程では、第2中間体8におけるガラス微粒子7が充填された空隙部4a内を減圧しながら、第2中間体8を加熱処理し、これにより、第2中間体8のコア形成部及びクラッド形成部を溶融するとともにガラス微粒子7の充填体を稠密化して、少なくともコア部にアルカリ金属又はアルカリ土類金属が添加された光ファイバを線引きする。 In the drawing step of step S105, the second intermediate body 8 is heat-treated while depressurizing the voids 4a filled with the glass fine particles 7 in the second intermediate body 8, whereby the core of the second intermediate body 8 is obtained. The forming part and the clad forming part are melted and the filling body of the glass fine particles 7 is densified, and an optical fiber in which at least a core part is added with an alkali metal or an alkaline earth metal is drawn.

図6は、本発明の実施形態1に係る製造方法の線引工程を説明する模式図である。図6に示すように、ステップS105の線引工程では、第2中間体8の上端側に蓋100を被せ、第2中間体8の内部を気密状態とする。蓋100には、気密状態とした第2中間体8の内部に通じるガス排気管101が接続されている。ガス排気管101には、真空ポンプ102とガス排気管103とが順次接続されている。また、蓋100には、気密状態とした第2中間体8の内部の圧力を測定するための圧力計104が設けられている。圧力計104は、測定した圧力値の測定結果のデータを制御部110に送信する。制御部110は、圧力値の測定結果のデータに基づいて真空ポンプ102を制御して、線引工程前の気密された第2中間体8の空隙部4a等の内部雰囲気(ガラスパイプ2の内部雰囲気)を減圧状態にできるように構成されている。 FIG. 6 is a schematic diagram illustrating a drawing process of the manufacturing method according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 6, in the drawing step of step S105, the upper end side of the second intermediate body 8 is covered with the lid 100 to make the inside of the second intermediate body 8 airtight. A gas exhaust pipe 101 communicating with the inside of the second intermediate body 8 in an airtight state is connected to the lid 100. A vacuum pump 102 and a gas exhaust pipe 103 are sequentially connected to the gas exhaust pipe 101. Further, the lid 100 is provided with a pressure gauge 104 for measuring the pressure inside the airtight second intermediate body 8. The pressure gauge 104 transmits the data of the measurement result of the measured pressure value to the control unit 110. The control unit 110 controls the vacuum pump 102 based on the data of the measurement result of the pressure value so that the internal atmosphere (the inside of the glass pipe 2 of the airtight space 4a of the airtight second intermediate body 8 before the drawing process). Atmosphere) is decompressed.

続いて、第2中間体8の内部雰囲気の圧力を減圧状態に保持しながら、光ファイバ線引炉105のヒータ105aで第2中間体8の下端を例えば2200℃に加熱する。これにより、第2中間体8を構成するガラスパイプ2と、コアロッド3と、位置決め部材5、6(図4参照)と、ガラス微粒子7の充填体とを加熱溶融して、光ファイバF1を線引きする。このとき、ガラス微粒子7に含まれる石英ガラス微粒子が緻密化焼結して透明なガラスとなる。これと同時に、ガラス微粒子7に含まれるアルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物の金属成分(アルカリ金属又はアルカリ土類金属)が、コアロッド3のコア形成部3a及びクラッド形成部3bの各内部と、ガラスパイプ2の内部とに拡散する。この結果、上記透明ガラスは、ガラスパイプ2、コアロッド3のクラッド形成部3b、及び位置決め部材5、6と一体化して、光ファイバ1におけるアルカリ金属又はアルカリ土類金属が添加されたクラッド部1bとなる。コアロッド3のコア形成部3aは、光ファイバ1におけるアルカリ金属又はアルカリ土類金属が添加されたコア部1aとなる。 Then, the lower end of the second intermediate body 8 is heated to, for example, 2200° C. by the heater 105a of the optical fiber drawing furnace 105 while maintaining the pressure of the internal atmosphere of the second intermediate body 8 in a reduced pressure state. Thereby, the glass pipe 2 forming the second intermediate body 8, the core rod 3, the positioning members 5, 6 (see FIG. 4), and the filling body of the glass fine particles 7 are heated and melted to draw the optical fiber F1. To do. At this time, the quartz glass particles contained in the glass particles 7 are densified and sintered to become transparent glass. At the same time, the metal component (alkali metal or alkaline earth metal) of the alkali metal compound or the alkaline earth metal compound contained in the glass fine particles 7 and the inside of the core forming portion 3a and the clad forming portion 3b of the core rod 3, It diffuses into the inside of the glass pipe 2. As a result, the transparent glass is integrated with the glass pipe 2, the clad forming portion 3b of the core rod 3, and the positioning members 5 and 6 to form the clad portion 1b to which the alkali metal or alkaline earth metal is added in the optical fiber 1. Become. The core forming portion 3a of the core rod 3 becomes the core portion 1a of the optical fiber 1 to which an alkali metal or an alkaline earth metal is added.

その後、線引きされた光ファイバF1は、その外周に被覆形成装置106で被覆が施され、これにより、光ファイバF2(図1の光ファイバ1)となる。光ファイバF2は、キャプスタンローラ107によって引き取られ、ガイドロール108を介して巻取機構109によって巻き取られる。このように、ステップS105の線引工程によって製造された光ファイバ1を得て(ステップS106)、本工程を終了する。 Thereafter, the drawn optical fiber F1 is coated on the outer periphery thereof with the coating forming device 106, whereby the optical fiber F1 (optical fiber 1 in FIG. 1) is obtained. The optical fiber F2 is taken up by the capstan roller 107 and taken up by the take-up mechanism 109 via the guide roll 108. Thus, the optical fiber 1 manufactured by the drawing process of step S105 is obtained (step S106), and this process is completed.

ここで、ステップS105の線引工程により、クラッド外径が125μmの光ファイバ1を製造し、得られた光ファイバ1で光を伝送した場合の伝送損失を確認した。この結果、波長が1550nmの光を伝送した場合の光ファイバ1の伝送損失は、平均で0.175dB/kmという低い値であった。また、波長が1310nmの光を伝送した場合の光ファイバ1の伝送損失は、平均で0.309dB/kmという良好な特性であった。 Here, the optical fiber 1 having a cladding outer diameter of 125 μm was manufactured by the drawing step of step S105, and the transmission loss when light was transmitted by the obtained optical fiber 1 was confirmed. As a result, the transmission loss of the optical fiber 1 when transmitting light having a wavelength of 1550 nm was a low value of 0.175 dB/km on average. Further, the transmission loss of the optical fiber 1 when transmitting light having a wavelength of 1310 nm was a good characteristic of 0.309 dB/km on average.

一方、光ファイバ製造工程は、第2中間体8から光ファイバ母材を経て光ファイバを製造する場合、図2に示す焼結工程(ステップS107)と線引工程(ステップS109)とを含む。この場合、第2中間体8から作製するものが光ファイバ母材であるため(ステップS104,母材)、上述したように第2中間体8を作製した後、この第2中間体8を用いて光ファイバ母材を作製する焼結工程(ステップS107)が行われ、その後、目的物が光ファイバであるため(ステップS108,光ファイバ)、光ファイバ母材から光ファイバを線引きする線引工程(ステップS109)が行われる。 On the other hand, the optical fiber manufacturing process includes a sintering process (step S107) and a drawing process (step S109) shown in FIG. 2 when manufacturing an optical fiber from the second intermediate 8 through the optical fiber preform. In this case, since the optical fiber preform is produced from the second intermediate 8 (step S104, preform), the second intermediate 8 is used after the second intermediate 8 is produced as described above. A sintering step (step S107) of manufacturing the optical fiber preform is performed, and thereafter, since the object is the optical fiber (step S108, optical fiber), a drawing step of drawing the optical fiber from the optical fiber preform. (Step S109) is performed.

ステップS107の焼結工程では、第2中間体8におけるガラス微粒子7が充填された空隙部4a内を減圧しながら、第2中間体8を加熱処理し、これにより、第2中間体8のコア形成部及びクラッド形成部を溶融するとともにガラス微粒子7の充填体を稠密化して、ガラス微粒子7の充填体に含まれるアルカリ金属又はアルカリ土類金属が添加された光ファイバ母材を作製する。 In the sintering step of step S107, the second intermediate body 8 is heat-treated while depressurizing the voids 4a filled with the glass particles 7 in the second intermediate body 8, whereby the core of the second intermediate body 8 is formed. The forming part and the clad forming part are melted and the filling body of the glass fine particles 7 is densified to produce an optical fiber preform to which the alkali metal or alkaline earth metal contained in the filling body of the glass fine particles 7 is added.

図7は、本発明の実施形態1に係る製造方法の焼結工程を説明する模式図である。図7に示すように、ステップS107の焼結工程では、上述したステップS105の線引工程の場合と同様に、第2中間体8の上端側に蓋100を被せて第2中間体8の内部を気密状態し、真空ポンプ102の作用により、第2中間体8の空隙部4a等の内部雰囲気(ガラスパイプ2の内部雰囲気)を減圧状態にする。特に図7には図示されていないが、第2中間体8の内部雰囲気を減圧する際、第2中間体8の内部の圧力を圧力計104によって測定し、この測定した圧力値のデータに基づき、制御部110によって真空ポンプ102を制御してもよい。 FIG. 7: is a schematic diagram explaining the sintering process of the manufacturing method which concerns on Embodiment 1 of this invention. As shown in FIG. 7, in the sintering step of step S107, as in the case of the drawing step of step S105 described above, the upper end side of the second intermediate body 8 is covered with the lid 100 and the inside of the second intermediate body 8 is covered. Is made airtight, and the vacuum pump 102 acts to depressurize the internal atmosphere of the void portion 4a of the second intermediate body 8 (the internal atmosphere of the glass pipe 2). Although not particularly shown in FIG. 7, when reducing the internal atmosphere of the second intermediate body 8, the pressure inside the second intermediate body 8 is measured by the pressure gauge 104, and based on the measured pressure value data. The control unit 110 may control the vacuum pump 102.

また、この焼結工程において、第2中間体8は、図7に示すように、加熱炉111にセットされている。加熱炉111は、上述した第2中間体8の内部雰囲気の減圧処理に並行して、第2中間体8をその外周(ガラスパイプ2の外周)から加熱処理する。この際、加熱炉111は、ガラスパイプ2の外周に沿って下端部2cから上端部2bに向かい移動しながら、第2中間体8を下端部2cから上端部2bまで順次加熱処理する。これにより、第2中間体8が下端部2cから上端部2bまで順次溶融されて縮径するとともに、第2中間体8を構成するガラスパイプ2と、コアロッド3と、位置決め部材5、6と、ガラス微粒子7の充填体とが溶融される。このとき、ガラス微粒子7に含まれる石英ガラス微粒子が緻密化焼結して透明なガラスとなる。これと同時に、ガラス微粒子7に含まれるアルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物の金属成分(アルカリ金属又はアルカリ土類金属)が、コアロッド3のコア形成部3a及びクラッド形成部3bの各内部と、ガラスパイプ2の内部とに拡散する。この結果、上記透明ガラスは、ガラスパイプ2、コアロッド3のクラッド形成部3b、及び位置決め部材5、6と一体化して、アルカリ金属又はアルカリ土類金属が添加された透明なクラッド形成部となる。コアロッド3のコア形成部3aは、アルカリ金属又はアルカリ土類金属が添加された透明なコア形成部となる。 In addition, in this sintering step, the second intermediate body 8 is set in the heating furnace 111 as shown in FIG. 7. The heating furnace 111 heat-treats the second intermediate 8 from its outer periphery (outer periphery of the glass pipe 2) in parallel with the above-described depressurization of the internal atmosphere of the second intermediate 8. At this time, the heating furnace 111 sequentially heats the second intermediate 8 from the lower end 2c to the upper end 2b while moving from the lower end 2c to the upper end 2b along the outer circumference of the glass pipe 2. As a result, the second intermediate body 8 is sequentially melted from the lower end portion 2c to the upper end portion 2b to be reduced in diameter, and the glass pipe 2, the core rod 3, and the positioning members 5 and 6 that constitute the second intermediate body 8 are formed. The filling body of the glass particles 7 is melted. At this time, the quartz glass particles contained in the glass particles 7 are densified and sintered to become transparent glass. At the same time, the metal component (alkali metal or alkaline earth metal) of the alkali metal compound or the alkaline earth metal compound contained in the glass fine particles 7 and the inside of the core forming portion 3a and the clad forming portion 3b of the core rod 3, It diffuses into the inside of the glass pipe 2. As a result, the transparent glass is integrated with the glass pipe 2, the clad forming portion 3b of the core rod 3, and the positioning members 5 and 6 to form a transparent clad forming portion to which an alkali metal or an alkaline earth metal is added. The core forming portion 3a of the core rod 3 becomes a transparent core forming portion to which an alkali metal or an alkaline earth metal is added.

このようにして、光ファイバ1のコア部1aになるコア形成部と光ファイバ1のクラッド部1bになるクラッド形成部とを備え、これらのコア形成部及びクラッド形成部(特にコア形成部の外周近傍の部分)にアルカリ金属又はアルカリ土類金属が添加された透明な光ファイバ母材10(図7参照)が作製される。 In this way, the optical fiber 1 is provided with the core forming portion which becomes the core portion 1a and the clad forming portion which becomes the clad portion 1b of the optical fiber 1, and these core forming portion and the clad forming portion (particularly the outer periphery of the core forming portion). A transparent optical fiber preform 10 (see FIG. 7) in which an alkali metal or an alkaline earth metal is added to the vicinity portion) is produced.

その後、ステップS109の線引工程では、アルカリ金属又はアルカリ土類金属が添加された光ファイバ母材10を加熱処理によって溶融し、これにより、少なくともコア部にアルカリ金属又はアルカリ土類金属が添加された光ファイバを線引きする。 Then, in the drawing step of step S109, the optical fiber preform 10 to which the alkali metal or alkaline earth metal has been added is melted by the heat treatment, whereby the alkali metal or alkaline earth metal is added to at least the core portion. Optical fiber.

図8は、本発明の実施形態1に係る製造方法おける光ファイバ母材を用いた線引工程を説明する模式図である。図8に示すように、ステップS109の線引工程では、上述したステップS105の線引工程の第2中間体8を光ファイバ母材10に置き換えた場合と同様に、光ファイバ線引炉105のヒータ105aにより、光ファイバ母材10の下端を加熱して、光ファイバF1を線引きする。その後、線引きされた光ファイバF1は、上述したステップS105の線引工程の場合と同様に、被覆形成装置106で被覆が施され、これにより、光ファイバF2(図1の光ファイバ1)となる。図8には特に図示されていないが、光ファイバF2は、上述したキャプスタンローラ107によって引き取られ、ガイドロール108を介して巻取機構109によって巻き取られる。このようにして製造された光ファイバ1を得て(ステップS110)、本工程を終了する。 FIG. 8: is a schematic diagram explaining the drawing process using the optical fiber preform in the manufacturing method which concerns on Embodiment 1 of this invention. As shown in FIG. 8, in the drawing step of step S109, as in the case where the second intermediate body 8 in the drawing step of step S105 described above is replaced with the optical fiber preform 10, the optical fiber drawing furnace 105 The heater 105a heats the lower end of the optical fiber preform 10 to draw the optical fiber F1. Thereafter, the drawn optical fiber F1 is coated by the coating forming device 106 in the same manner as in the case of the drawing process of step S105 described above, whereby the optical fiber F2 (optical fiber 1 in FIG. 1) is obtained. .. Although not particularly shown in FIG. 8, the optical fiber F2 is taken up by the capstan roller 107 and taken up by the take-up mechanism 109 via the guide roll 108. The optical fiber 1 manufactured in this way is obtained (step S110), and this process is completed.

ここで、ステップS109の線引工程により、クラッド外径が125μmの光ファイバ1を製造し、得られた光ファイバ1で光を伝送した場合の伝送損失を確認した。この結果、上述したステップS105の線引工程で製造された光ファイバ1と同様に、伝送損失は低い値であった。 Here, the optical fiber 1 having a cladding outer diameter of 125 μm was manufactured by the drawing step of step S109, and the transmission loss when light was transmitted by the obtained optical fiber 1 was confirmed. As a result, the transmission loss was a low value, like the optical fiber 1 manufactured in the drawing process of step S105 described above.

なお、上述したステップS105の線引工程及びステップS107の焼結工程では、第2中間体8の内部の気体を吸引したことによって位置決め部材6が浮き上がらないようにするために、位置決め部材6の上に重りを載置してもよい。この重りは、位置決め部材6の通気孔6bを塞がない構造であり、純石英ガラスからなるものであることが好ましい。 In the drawing process of step S105 and the sintering process of step S107 described above, in order to prevent the positioning member 6 from floating due to the suction of the gas inside the second intermediate body 8, A weight may be placed on. The weight has a structure that does not close the ventilation hole 6b of the positioning member 6, and is preferably made of pure quartz glass.

他方、目的とする製造物(目的物)が光ファイバ母材である場合、図2に示すステップS101の準備工程及びS102の微粒子充填工程を順次行い、これにより、第2中間体8(図4参照)が作製される。続いて、この第2中間体8を用いてステップS107の焼結工程を行い、これにより、光ファイバ母材10(図7参照)が作製される。ここで、目的物が光ファイバ母材であるため(ステップS108,母材)、ステップS109の線引工程は行わず、上述した焼結工程による光ファイバ母材10が、目的物として扱われる。このように目的物としての光ファイバ母材10を得て(ステップS111)、本工程が終了する。 On the other hand, when the intended product (object) is the optical fiber preform, the preparation step of step S101 and the fine particle filling step of S102 shown in FIG. 2 are sequentially performed, whereby the second intermediate 8 (FIG. 4) is obtained. Reference) is produced. Then, the sintering process of step S107 is performed using this 2nd intermediate body 8, and the optical fiber preform 10 (refer FIG. 7) is produced by this. Here, since the object is the optical fiber preform (step S108, preform), the drawing process of step S109 is not performed, and the optical fiber preform 10 by the above-described sintering process is treated as the target. In this way, the optical fiber preform 10 as the object is obtained (step S111), and this step is completed.

本発明の実施形態1に係る製造方法では、光ファイバ1のコア部1aになるコア形成部3aと第1中間体4の外層部2aとの間でコア形成部3aの長手方向に延在する空隙部4aに、アルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物と石英ガラス微粒子とを混合してなるガラス微粒子7を充填して、コア形成部3aを囲むようにガラス微粒子7の充填体を備える第2中間体8を作製し、この第2中間体8を用いて光ファイバ製造工程又は焼結工程を行うことにより、光ファイバ1又は光ファイバ母材10を製造している。 In the manufacturing method according to the first embodiment of the present invention, the core forming portion 3a, which becomes the core portion 1a of the optical fiber 1, and the outer layer portion 2a of the first intermediate body 4 extend in the longitudinal direction of the core forming portion 3a. The void portion 4a is filled with glass fine particles 7 formed by mixing an alkali metal compound or an alkaline earth metal compound and quartz glass fine particles, and a filling body of the glass fine particles 7 is provided so as to surround the core forming portion 3a. The optical fiber 1 or the optical fiber preform 10 is manufactured by manufacturing the intermediate body 8 and performing the optical fiber manufacturing process or the sintering process using the second intermediate body 8.

このため、光ファイバ1のクラッド部1bになるクラッド形成部中にアルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物を石英ガラス微粒子とともに直接充填でき、拡散法等の従来の手法に比べて多量のアルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物をコア形成部3aの外周近傍に含ませることができるから、光ファイバ製造工程又は焼結工程での第2中間体8の加熱処理により、ガラス微粒子7の充填体からコア形成部3aにアルカリ金属又はアルカリ土類金属を効率よく拡散させて添加することができる。このようにコア形成部3aにアルカリ金属又はアルカリ土類金属が添加された状態の第2中間体8又は光ファイバ母材10を用いて線引工程を行うことにより、光ファイバ1のコア部1aにアルカリ金属又はアルカリ土類金属を効率よく添加することができる。これにより、コア部1aを構成する石英系ガラスにおける分子間の結合の周期構造が均一化されることから、コア部1aの石英系ガラスの誘電率を安定化することができ、この結果、光ファイバ1中でのレーリー散乱の発生を抑制して、光ファイバ1の伝送損失を低減することができる。 Therefore, the alkali metal compound or the alkaline earth metal compound can be directly filled together with the silica glass fine particles in the clad forming portion that becomes the clad portion 1b of the optical fiber 1, and a large amount of the alkali metal compound can be obtained as compared with the conventional method such as the diffusion method. Alternatively, since the alkaline earth metal compound can be included in the vicinity of the outer periphery of the core forming portion 3a, the heat treatment of the second intermediate body 8 in the optical fiber manufacturing process or the sintering process causes the core of the glass fine particles 7 to be filled into the core. An alkali metal or an alkaline earth metal can be efficiently diffused and added to the forming portion 3a. By performing the drawing step using the second intermediate 8 or the optical fiber preform 10 in which the alkali metal or the alkaline earth metal is added to the core forming portion 3a, the core portion 1a of the optical fiber 1 is obtained. Alkali metal or alkaline earth metal can be efficiently added to. As a result, the periodic structure of intermolecular bonds in the silica-based glass forming the core portion 1a is made uniform, so that the dielectric constant of the silica-based glass in the core portion 1a can be stabilized. It is possible to suppress the occurrence of Rayleigh scattering in the fiber 1 and reduce the transmission loss of the optical fiber 1.

また、第1中間体4の外層部2aとコア形成部3aの長手方向中心軸との間の中間位置(図5中の中間位置Pc参照)よりもコア形成部3aに近い領域に空隙部4aを形成している。このため、第1中間体4の当該領域にガラス微粒子7を容易に充填することができる。これにより、ガラス微粒子7からコア形成部3aにアルカリ金属又はアルカリ土類金属を効率よく拡散させて添加できるとともに、アルカリ金属又はアルカリ土類金属が外層部2aに拡散することを抑制でき、この結果、線引された光ファイバ1の機械強度の低下を抑制することができる。 In addition, the void portion 4a is located closer to the core forming portion 3a than the intermediate position (see the intermediate position Pc in FIG. 5) between the outer layer portion 2a of the first intermediate body 4 and the longitudinal center axis of the core forming portion 3a. Is formed. Therefore, the glass particles 7 can be easily filled in the region of the first intermediate body 4. Thereby, the alkali metal or alkaline earth metal can be efficiently diffused and added from the glass fine particles 7 to the core forming portion 3a, and the diffusion of the alkali metal or alkaline earth metal into the outer layer portion 2a can be suppressed. It is possible to suppress a decrease in mechanical strength of the drawn optical fiber 1.

(実施形態2)
つぎに、本発明の実施形態2について説明する。本実施形態2においても、図1に示す光ファイバ1又は図7に示す光ファイバ母材10を目的物として製造する。
(Embodiment 2)
Next, a second embodiment of the present invention will be described. Also in the second embodiment, the optical fiber 1 shown in FIG. 1 or the optical fiber preform 10 shown in FIG. 7 is manufactured as an object.

つぎに、本発明の実施形態2に係る光ファイバの製造方法及び光ファイバ母材の製造方法について説明する。本実施形態2に係る製造方法では、製造する目的物に応じて、図2に示すステップS101〜S111の各工程が適宜行われるが、ステップS101の準備工程で準備される第1中間体及びステップS102の微粒子充填工程で作製される第2中間体が、上述した実施形態1と異なる。 Next, a method for manufacturing an optical fiber and a method for manufacturing an optical fiber preform according to Embodiment 2 of the present invention will be described. In the manufacturing method according to the second embodiment, each step of steps S101 to S111 shown in FIG. 2 is appropriately performed according to the target object to be manufactured, but the first intermediate and the step prepared in the preparation step of step S101. The second intermediate produced in the step of filling fine particles in S102 is different from that of the first embodiment described above.

図9は、本発明の実施形態2に係る製造方法の準備工程及び微粒子充填工程を説明する模式図である。本実施形態2における準備工程では、図9に示すように、コア形成部3aとクラッド形成部3bとによって構成され、このクラッド形成部3b中に空隙部24aを有する第1中間体11を準備する。 FIG. 9 is a schematic diagram illustrating a preparation step and a fine particle filling step of the manufacturing method according to the second embodiment of the present invention. In the preparation step of the second embodiment, as shown in FIG. 9, a first intermediate body 11 including a core forming portion 3a and a clad forming portion 3b and having a void portion 24a in the clad forming portion 3b is prepared. ..

詳細には、この準備工程において、まず、コア形成部3aとクラッド形成部3bとによって構成される光ファイバ母材を、第1中間体11の元となる材料として準備する。この準備した光ファイバ母材状の第1中間体11において、コア形成部3aは、光ファイバ1のコア部1aになるガラス部分であり、コア部1aの屈折率となるようにゲルマニアが添加された石英ガラスからなる。クラッド形成部3bは、光ファイバ1のクラッド部1bの一部になるガラス部分であり、クラッド部1bの屈折率となるように純石英ガラスからなる。クラッド形成部3bは、コア形成部3aの外周にわたって隣接するように形成される。このクラッド形成部3bの外径は、コア形成部3aの直径の所望倍である。このような光ファイバ母材状の第1中間体11は、VAD法により製造されたものであるが、OVD法やMCVD法等により製造されたものでもよい。 Specifically, in this preparation step, first, an optical fiber preform composed of the core forming portion 3a and the clad forming portion 3b is prepared as a material that is a base of the first intermediate body 11. In the prepared first intermediate body 11 in the form of the optical fiber preform, the core forming portion 3a is a glass portion that becomes the core portion 1a of the optical fiber 1, and germania is added so as to have the refractive index of the core portion 1a. Made of quartz glass. The clad forming portion 3b is a glass portion which becomes a part of the clad portion 1b of the optical fiber 1, and is made of pure silica glass so as to have the refractive index of the clad portion 1b. The clad forming portion 3b is formed so as to be adjacent to the outer periphery of the core forming portion 3a. The outer diameter of the clad forming portion 3b is a desired multiple of the diameter of the core forming portion 3a. Although the first intermediate body 11 in the form of the optical fiber preform is manufactured by the VAD method, it may be manufactured by the OVD method or the MCVD method.

続いて、光ファイバ母材状の第1中間体11の上下端を径方向に切断して所定長さ(例えば2m)のものとし、ドリルを用いて、一端の切断面からコア形成部3aの長手方向に延在する所定長さの穴(例えば長さが1mの貫通穴を両端から穿孔してなる長さ2mの貫通穴)をクラッド形成部3bに設ける。これにより、光ファイバ母材状の第1中間体11の外層部11aとコア形成部3aとの間に、コア形成部3aの長手方向に延在する空隙部24aが形成される。このようにして、本実施形態2における準備工程では、コア形成部3aと、1つまたは複数の空隙部24aを設けたクラッド形成部3bとからなる第1中間体11が準備される。本実施形態2では、図9に示すように、第1中間体11のクラッド形成部3bには、コア形成部3aを囲むように4つの空隙部24aが形成されている。また、空隙部24aは、その内表面をドライエッチングして表面洗浄処理を行った後に片端を加熱封止したものとなっている。例えば図9に示すように、空隙部24aは、第1中間体11の下端部11cをヒーター(図示せず)で加熱封止することにより、第1中間体11の上端部11b側のみが開口した状態となっている。特に、空隙部24aは、この準備工程において、第1中間体11の外層部11aとコア形成部3aの長手方向中心軸CLとの間の中間位置よりもコア形成部3aに近い領域に形成されることが好ましい。 Subsequently, the upper and lower ends of the optical fiber preform-shaped first intermediate body 11 are radially cut to have a predetermined length (for example, 2 m), and a drill is used to cut the core forming portion 3a from the cut surface at one end. A hole having a predetermined length extending in the longitudinal direction (for example, a through hole having a length of 1 m and a through hole having a length of 2 m formed by punching from both ends) is provided in the cladding forming portion 3b. As a result, a void portion 24a extending in the longitudinal direction of the core forming portion 3a is formed between the outer layer portion 11a of the optical fiber preform-shaped first intermediate body 11 and the core forming portion 3a. In this way, in the preparation step of the second embodiment, the first intermediate body 11 including the core forming portion 3a and the clad forming portion 3b provided with one or more voids 24a is prepared. In the second embodiment, as shown in FIG. 9, four void portions 24a are formed in the cladding forming portion 3b of the first intermediate body 11 so as to surround the core forming portion 3a. The void portion 24a is formed by dry-etching the inner surface of the void portion 24a to perform a surface cleaning treatment and then heat-sealing one end thereof. For example, as shown in FIG. 9, the void 24a is opened only on the upper end 11b side of the first intermediate body 11 by heating and sealing the lower end 11c of the first intermediate body 11 with a heater (not shown). It is in the state of having done. In particular, the void portion 24a is formed in the region closer to the core forming portion 3a than the intermediate position between the outer layer portion 11a of the first intermediate body 11 and the longitudinal center axis CL of the core forming portion 3a in this preparation step. Preferably.

上述した準備工程が完了した後、図2に示すように、ステップS102の微粒子充填工程が行われる。本実施形態2における微粒子充填工程では、図9に示すように、第1中間体11の空隙部24aにガラス微粒子7を投入し、充填する。本実施形態2では、例えば、ガラス微粒子7として、平均粒子径が120μmの高純度石英ガラスからなる石英ガラス微粒子と、高純度の炭酸カリウム塩(KCO)との混合物を準備した。 After the preparation process described above is completed, as shown in FIG. 2, the fine particle filling process of step S102 is performed. In the fine particle filling step in the second embodiment, as shown in FIG. 9, the glass fine particles 7 are charged and filled in the voids 24a of the first intermediate body 11. In the second embodiment, for example, as the glass particles 7, a mixture of silica glass particles made of high-purity silica glass having an average particle diameter of 120 μm and high-purity potassium carbonate (K 2 CO 3 ) was prepared.

本実施形態2では、この微粒子充填工程のようにガラス微粒子7を第1中間体11の空隙部24aに充填して、空隙部24a内にガラス微粒子7の充填体を有する第2中間体28を作製する。得られた第2中間体28は、本実施形態2における光ファイバ1又は光ファイバ母材10の製造に材料として用いられる。 In the second embodiment, the glass particles 7 are filled in the voids 24a of the first intermediate 11 as in the step of filling particles, and the second intermediate 28 having the filler of the glass particles 7 in the voids 24a is formed. Create. The obtained second intermediate body 28 is used as a material for manufacturing the optical fiber 1 or the optical fiber preform 10 according to the second embodiment.

図10は、本発明の実施形態2に係る製造方法の微粒子充填工程を行って形成される第2中間体の一例を示す図である。図10には、図9に示す第2中間体28のB−B線断面の模式図が図示されている。本実施形態2における第2中間体28は、図10に示すように、コア形成部3aと、空隙部24aが設けられたクラッド形成部3bと、空隙部24a内のガラス微粒子7の充填体とによって構成される。ここで、空隙部24aは、上述した準備工程により、図9に示した第1中間体11の外層部11aとコア形成部3aの長手方向中心軸CLとの間の中間位置Pcよりもコア形成部3aに近い領域に、コア形成部3aを囲むように形成されている。すなわち、このような空隙部24a内のガラス微粒子7の充填体は、図10に示すように、第2中間体28の外層部11aとコア形成部3aの長手方向中心軸CLとの間の中間位置Pcよりもコア形成部3aに近い領域に、コア形成部3aを囲むように存在している。 FIG. 10: is a figure which shows an example of the 2nd intermediate body formed by performing the fine particle filling process of the manufacturing method which concerns on Embodiment 2 of this invention. FIG. 10 shows a schematic diagram of a cross section taken along the line BB of the second intermediate body 28 shown in FIG. 9. As shown in FIG. 10, the second intermediate body 28 according to the second embodiment includes a core forming portion 3a, a clad forming portion 3b provided with a void portion 24a, and a filler of glass fine particles 7 in the void portion 24a. Composed by. Here, the void portion 24a forms the core more than the intermediate position Pc between the outer layer portion 11a of the first intermediate body 11 and the longitudinal center axis CL of the core forming portion 3a shown in FIG. The core forming portion 3a is formed in a region near the portion 3a. That is, as shown in FIG. 10, the filling body of the glass fine particles 7 in the void portion 24a is an intermediate portion between the outer layer portion 11a of the second intermediate body 28 and the longitudinal center axis CL of the core forming portion 3a. It exists so as to surround the core forming portion 3a in a region closer to the core forming portion 3a than the position Pc.

その後、第2中間体28から作製するものが光ファイバである場合、上述した実施形態1の第2中間体8を本実施形態2の第2中間体28に置き換えてステップS105の線引工程が行われる。すなわち、このステップS105の線引工程では、第2中間体28におけるガラス微粒子7が充填された空隙部24a内を減圧しながら、第2中間体28を加熱処理し、これにより、第2中間体28のコア形成部3a及びクラッド形成部3bを溶融するとともにガラス微粒子7の充填体を稠密化して、少なくともコア部にアルカリ金属又はアルカリ土類金属が添加された光ファイバを線引きする。 After that, when the one manufactured from the second intermediate body 28 is an optical fiber, the second intermediate body 8 of the first embodiment described above is replaced with the second intermediate body 28 of the second embodiment, and the drawing step of step S105 is performed. Done. That is, in the drawing step of step S105, the second intermediate body 28 is heat-treated while depressurizing the voids 24a filled with the glass fine particles 7 in the second intermediate body 28, whereby the second intermediate body is heated. The core forming portion 3a and the clad forming portion 3b of 28 are melted and the filling body of the glass fine particles 7 is densified, and an optical fiber in which at least a core portion is added with an alkali metal or an alkaline earth metal is drawn.

この際、ガラス微粒子7に含まれる石英ガラス微粒子が緻密化焼結して透明なガラスとなる。これと同時に、ガラス微粒子7に含まれるアルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物の金属成分(アルカリ金属又はアルカリ土類金属)が、コア形成部3a及びクラッド形成部3bに拡散する。この結果、上記透明ガラスは、クラッド形成部3bと一体化して光ファイバ1におけるアルカリ金属又はアルカリ土類金属が添加されたクラッド部1bとなる。コア形成部3aは、光ファイバ1におけるアルカリ金属又はアルカリ土類金属が添加されたコア部1aとなる。このようにして、本実施形態2におけるステップS105の線引工程で光ファイバ1が製造され、製造された光ファイバ1を目的物として得て本工程を終了する。 At this time, the quartz glass particles contained in the glass particles 7 are densified and sintered to become transparent glass. At the same time, the metal component (alkali metal or alkaline earth metal) of the alkali metal compound or the alkaline earth metal compound contained in the glass fine particles 7 diffuses into the core forming portion 3a and the clad forming portion 3b. As a result, the transparent glass becomes the clad portion 1b in which the alkali metal or the alkaline earth metal in the optical fiber 1 is added integrally with the clad forming portion 3b. The core forming portion 3a becomes the core portion 1a to which the alkali metal or the alkaline earth metal in the optical fiber 1 is added. In this way, the optical fiber 1 is manufactured in the drawing step of step S105 in the second embodiment, and the manufactured optical fiber 1 is obtained as the object, and this step is ended.

ここで、本実施形態2におけるステップS105の線引工程により、クラッド外径が125μmの光ファイバ1を製造し、得られた光ファイバ1で光を伝送した場合の伝送損失を確認した。この結果、波長が1550nmの光を伝送した場合の光ファイバ1の伝送損失は、平均で0.177dB/kmという低い値であった。また、波長が1310nmの光を伝送した場合の光ファイバ1の伝送損失は、平均で0.312dB/kmという良好な特性であった。 Here, the optical fiber 1 having a cladding outer diameter of 125 μm was manufactured by the drawing step of step S105 in the second embodiment, and the transmission loss when light was transmitted by the obtained optical fiber 1 was confirmed. As a result, the transmission loss of the optical fiber 1 when transmitting light having a wavelength of 1550 nm was a low value of 0.177 dB/km on average. Further, the transmission loss of the optical fiber 1 when transmitting light having a wavelength of 1310 nm was a good characteristic of 0.312 dB/km on average.

一方、第2中間体28から光ファイバ母材10を経て光ファイバ1を製造する場合、上述した実施形態1の第2中間体8を本実施形態2の第2中間体28に置き換えて、ステップS107の焼結工程及びステップS109の線引工程が行われる。 On the other hand, when manufacturing the optical fiber 1 from the second intermediate body 28 through the optical fiber preform 10, the second intermediate body 8 of the first embodiment described above is replaced with the second intermediate body 28 of the second embodiment, and steps are performed. The sintering step of S107 and the drawing step of S109 are performed.

すなわち、本実施形態2におけるステップS107の焼結工程では、第2中間体28におけるガラス微粒子7が充填された空隙部24a内を減圧しながら、第2中間体28を加熱処理し、これにより、第2中間体28のコア形成部3a及びクラッド形成部3bを溶融するとともにガラス微粒子7の充填体を稠密化して、ガラス微粒子7の充填体に含まれるアルカリ金属又はアルカリ土類金属が添加された光ファイバ母材10を作製する。 That is, in the sintering step of step S107 in the second embodiment, the second intermediate body 28 is heat-treated while depressurizing the void portion 24a filled with the glass fine particles 7 in the second intermediate body 28. The core forming part 3a and the clad forming part 3b of the second intermediate body 28 were melted and the filling body of the glass fine particles 7 was densified, and the alkali metal or alkaline earth metal contained in the filling body of the glass fine particles 7 was added. The optical fiber preform 10 is manufactured.

この際、ガラス微粒子7に含まれる石英ガラス微粒子が緻密化焼結して透明なガラスとなる。これと同時に、ガラス微粒子7に含まれるアルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物の金属成分(アルカリ金属又はアルカリ土類金属)が、コア形成部3a及びクラッド形成部3bに拡散する。この結果、上記透明ガラスは、クラッド形成部3bと一体化して、アルカリ金属又はアルカリ土類金属が添加された透明なクラッド形成部となる。コア形成部3aは、アルカリ金属又はアルカリ土類金属が添加された透明なコア形成部となる。このようにして、これらのコア形成部及びクラッド形成部(特にコア形成部の外周近傍の部分)にアルカリ金属又はアルカリ土類金属が添加された透明な光ファイバ母材10(図7参照)が作製される。 At this time, the quartz glass particles contained in the glass particles 7 are densified and sintered to become transparent glass. At the same time, the metal component (alkali metal or alkaline earth metal) of the alkali metal compound or the alkaline earth metal compound contained in the glass fine particles 7 diffuses into the core forming portion 3a and the clad forming portion 3b. As a result, the transparent glass is integrated with the clad forming part 3b to form a transparent clad forming part to which an alkali metal or an alkaline earth metal is added. The core forming part 3a becomes a transparent core forming part to which an alkali metal or an alkaline earth metal is added. In this way, the transparent optical fiber preform 10 (see FIG. 7) in which the alkali metal or the alkaline earth metal is added to the core forming portion and the clad forming portion (particularly the portion in the vicinity of the outer periphery of the core forming portion) is obtained. Created.

その後、本実施形態2におけるステップS109の線引工程では、アルカリ金属又はアルカリ土類金属が添加された光ファイバ母材10を加熱処理によって溶融し、これにより、少なくともコア部にアルカリ金属又はアルカリ土類金属が添加された光ファイバを線引きする。このようにして、本実施形態2におけるステップS109の線引工程で光ファイバ1が製造され、製造された光ファイバ1を目的物として得て本工程を終了する。 After that, in the drawing step of step S109 in the second embodiment, the optical fiber preform 10 to which the alkali metal or the alkaline earth metal is added is melted by the heat treatment, so that at least the core portion has the alkali metal or the alkaline earth metal. An optical fiber doped with a metal is drawn. In this way, the optical fiber 1 is manufactured in the drawing step of step S109 in the second embodiment, and the manufactured optical fiber 1 is obtained as the object, and this step is completed.

ここで、本実施形態2におけるステップS109の線引工程により、クラッド外径が125μmの光ファイバ1を製造し、得られた光ファイバ1で光を伝送した場合の伝送損失を確認した。この結果、本実施形態2におけるステップS105の線引工程で製造された光ファイバ1と同様に、伝送損失は低い値であった。 Here, the optical fiber 1 having a cladding outer diameter of 125 μm was manufactured by the drawing step of step S109 in the second embodiment, and the transmission loss when light was transmitted by the obtained optical fiber 1 was confirmed. As a result, similarly to the optical fiber 1 manufactured in the drawing step of step S105 in the second embodiment, the transmission loss has a low value.

他方、目的とする製造物(目的物)が光ファイバ母材である場合、上述した実施形態1の第2中間体8を本実施形態2の第2中間体28に置き換えて、ステップS107の焼結工程が行われる。これによって製造された光ファイバ母材10を目的物として得て、本工程が終了する。 On the other hand, when the target product (target) is the optical fiber preform, the second intermediate body 8 of the first embodiment described above is replaced with the second intermediate body 28 of the second embodiment, and the baking in step S107 is performed. A binding process is performed. The optical fiber preform 10 thus manufactured is obtained as a target, and the present process is completed.

本発明の実施形態2に係る製造方法では、光ファイバ1のコア部1aになるコア形成部3aと第1中間体11の外層部11aとの間に、コア形成部3aの長手方向に延在する穴を設けることによって空隙部24aを形成し、形成した空隙部24aに、アルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物と石英ガラス微粒子とを混合してなるガラス微粒子7を充填して、コア形成部3aを囲むようにガラス微粒子7の充填体を備える第2中間体28を作製し、この第2中間体28を用いて光ファイバ製造工程又は焼結工程を行うことにより、光ファイバ1又は光ファイバ母材10を製造している。 In the manufacturing method according to the second embodiment of the present invention, between the core forming portion 3a that becomes the core portion 1a of the optical fiber 1 and the outer layer portion 11a of the first intermediate body 11, the core forming portion 3a extends in the longitudinal direction. A hole 24a is formed by providing a hole for forming a core, and the formed hole 24a is filled with glass fine particles 7 formed by mixing an alkali metal compound or an alkaline earth metal compound and quartz glass fine particles to form a core forming portion. The second intermediate body 28 including the filler of the glass fine particles 7 is formed so as to surround 3a, and the optical fiber manufacturing process or the sintering process is performed by using the second intermediate body 28 to obtain the optical fiber 1 or the optical fiber. The base material 10 is manufactured.

このため、光ファイバ製造工程又は焼結工程での第2中間体28の加熱処理により、ガラス微粒子7の充填体からコア形成部3aにアルカリ金属又はアルカリ土類金属を効率よく拡散させて添加することができる。このようにコア形成部3aにアルカリ金属又はアルカリ土類金属が添加された状態の第2中間体28又は光ファイバ母材10を用いて線引工程を行うことにより、光ファイバ1のコア部1aにアルカリ金属又はアルカリ土類金属を効率よく添加することができる。これにより、上述した実施形態1の場合と同様に、コア部1aの石英系ガラスの誘電率を安定化することができ、この結果、光ファイバ1中でのレーリー散乱の発生を抑制して、光ファイバ1の伝送損失を低減することができる。 Therefore, by heating the second intermediate 28 in the optical fiber manufacturing process or the sintering process, the alkali metal or alkaline earth metal is efficiently diffused and added from the filler of the glass fine particles 7 to the core forming portion 3a. be able to. In this way, by performing the drawing step using the second intermediate body 28 or the optical fiber preform 10 in which the alkali metal or the alkaline earth metal is added to the core forming portion 3a, the core portion 1a of the optical fiber 1 is obtained. Alkali metal or alkaline earth metal can be efficiently added to. As a result, similarly to the case of Embodiment 1 described above, the dielectric constant of the silica-based glass of the core portion 1a can be stabilized, and as a result, generation of Rayleigh scattering in the optical fiber 1 can be suppressed, The transmission loss of the optical fiber 1 can be reduced.

また、第1中間体11の外層部11aとコア形成部3aの長手方向中心軸CLとの間の中間位置Pcよりもコア形成部3aに近い領域に空隙部24aを形成している。このため、第1中間体11の当該領域にガラス微粒子7を容易に充填することができる。これにより、ガラス微粒子7からコア形成部3aにアルカリ金属又はアルカリ土類金属を効率よく拡散させて添加できるとともに、アルカリ金属又はアルカリ土類金属が外層部11aに拡散することを抑制でき、この結果、線引された光ファイバ1の機械強度の低下を抑制することができる。 Further, the void portion 24a is formed in a region closer to the core forming portion 3a than the intermediate position Pc between the outer layer portion 11a of the first intermediate body 11 and the longitudinal center axis CL of the core forming portion 3a. Therefore, it is possible to easily fill the region of the first intermediate 11 with the glass fine particles 7. Thereby, the alkali metal or alkaline earth metal can be efficiently diffused and added from the glass fine particles 7 to the core forming portion 3a, and the diffusion of the alkali metal or alkaline earth metal into the outer layer portion 11a can be suppressed. It is possible to suppress a decrease in mechanical strength of the drawn optical fiber 1.

(比較例)
つぎに、本発明に対する比較例について説明する。本比較例では、図9に示した実施形態2に係る製造方法の準備工程と同様に第1中間体11を準備し、微粒子充填工程において、アルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物を含有するガラス微粒子7の代わりに、アルカリ金属化合物及びアルカリ土類金属化合物を含まない高純度の石英ガラス微粒子を第1中間体11の空隙部24aに充填した。その他の工程は実施形態2の場合と同様にして、本発明の光ファイバ1に対する比較サンプルを製造した。そして、得られた比較サンプルの光ファイバで光を伝送した場合の伝送損失を確認した。
(Comparative example)
Next, a comparative example with respect to the present invention will be described. In this comparative example, the first intermediate 11 is prepared in the same manner as the preparing step of the manufacturing method according to the second embodiment shown in FIG. 9, and the glass containing an alkali metal compound or an alkaline earth metal compound is prepared in the fine particle filling step. Instead of the fine particles 7, high-purity silica glass fine particles containing no alkali metal compound and no alkaline earth metal compound were filled in the voids 24 a of the first intermediate body 11. Other steps were the same as in the case of the second embodiment, and a comparative sample for the optical fiber 1 of the present invention was manufactured. Then, the transmission loss when light was transmitted through the optical fiber of the obtained comparative sample was confirmed.

この結果、波長が1550nmの光を伝送した場合の比較サンプルの光ファイバの伝送損失は、平均で0.185dB/kmであった。また、波長が1310nmの光を伝送した場合の比較サンプルの光ファイバの伝送損失は、平均で0.330dB/kmであった。この結果から、アルカリ金属化合物及びアルカリ土類金属化合物を含まない石英ガラス微粒子を第1中間体11の空隙部24aに充填した場合は、アルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物を含有するガラス微粒子7を第1中間体11の空隙部24aに充填した場合に比べて、製造される光ファイバの伝送損失が高くなることを確認することができた。 As a result, the transmission loss of the optical fiber of the comparative sample when transmitting light with a wavelength of 1550 nm was 0.185 dB/km on average. In addition, the transmission loss of the optical fiber of the comparative sample when transmitting light having a wavelength of 1310 nm was 0.330 dB/km on average. From these results, when the silica glass fine particles not containing the alkali metal compound and the alkaline earth metal compound are filled in the voids 24a of the first intermediate body 11, the glass fine particles 7 containing the alkali metal compound or the alkaline earth metal compound 7 It was confirmed that the transmission loss of the manufactured optical fiber was higher than that in the case where the voids 24a of the first intermediate 11 were filled with.

(実施形態3)
つぎに、本発明の実施形態3について説明する。本実施形態3においても、図1に示す光ファイバ1又は図7に示す光ファイバ母材10を目的物として製造する。
(Embodiment 3)
Next, a third embodiment of the present invention will be described. Also in the third embodiment, the optical fiber 1 shown in FIG. 1 or the optical fiber preform 10 shown in FIG. 7 is manufactured as an object.

つぎに、本発明の実施形態3に係る光ファイバの製造方法及び光ファイバ母材の製造方法について説明する。本実施形態3に係る製造方法では、製造する目的物に応じて、図2に示すステップS101〜S111の各工程が適宜行われるが、ステップS102の微粒子充填工程で第1中間体の空隙部に充填されるガラス微粒子が、上述した実施形態1、2と異なる。本実施形態3に係る製造方法は、充填するガラス微粒子が異なること以外、上述した実施形態2と同様である。 Next, an optical fiber manufacturing method and an optical fiber preform manufacturing method according to Embodiment 3 of the present invention will be described. In the manufacturing method according to the third embodiment, each step of steps S101 to S111 shown in FIG. 2 is appropriately performed according to the target object to be manufactured. However, in the fine particle filling step of step S102, the void portion of the first intermediate body is formed. The glass particles to be filled are different from those in the first and second embodiments described above. The manufacturing method according to the third embodiment is the same as the above-described second embodiment except that the glass particles to be filled are different.

図11は、本発明の実施形態3に係る製造方法の微粒子充填工程を説明する模式図である。本実施形態3における微粒子充填工程では、図11に示すように、第1中間体11の空隙部24aに、上述した実施形態2のガラス微粒子7に代えてガラス微粒子37を投入し、充填する。 FIG. 11 is a schematic diagram illustrating a fine particle filling step of the manufacturing method according to the third embodiment of the present invention. In the fine particle filling step in the third embodiment, as shown in FIG. 11, the glass fine particles 37 are charged and filled in the void portion 24a of the first intermediate body 11 instead of the glass fine particles 7 of the second embodiment described above.

ガラス微粒子37は、昇華した状態のアルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物を石英ガラス微粒子の表面に付着させたものである。図12は、本発明の実施形態3に係る製造方法の微粒子充填工程で充填するガラス微粒子の作製を説明する模式図である。本実施形態3におけるガラス微粒子37を作製する際、図12に示すように、まず、石英ガラス製のガラス容器120内に石英ガラス微粒子31を投入し、加熱容器121内にアルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物の金属粒子32を投入する。 The glass fine particles 37 are obtained by adhering a sublimated alkali metal compound or alkaline earth metal compound to the surface of the quartz glass fine particles. FIG. 12 is a schematic diagram illustrating the production of glass fine particles to be filled in the fine particle filling step of the manufacturing method according to the third embodiment of the present invention. When producing the glass fine particles 37 in the third embodiment, as shown in FIG. 12, first, the quartz glass fine particles 31 are put into the glass container 120 made of quartz glass, and the alkali metal compound or alkaline earth is put into the heating container 121. Metal particles 32 of a metal compound are added.

石英ガラス微粒子31は、例えば、屈折率調整用のドーパントを添加していない高純度の石英ガラスからなる微粒子である。この石英ガラス微粒子31の平均粒子径は、30μm〜500μmであることが好ましい。本実施形態3では、石英ガラス微粒子31の平均粒子径は、一例として120μmとした。金属粒子32は、アルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物からなる粒子である。金属粒子32を構成するアルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物としては、例えば、KCO、LiCO、NaCO、RbCO、CsCO、CaCO、SrCO、BaCO、KNO、KCl、NaCl、RbNO、またはRbCl等が挙げられる。本実施形態3では、金属粒子32は、一例として高純度のKClの粒子(粉末)とした。 The quartz glass fine particles 31 are, for example, fine particles made of high-purity quartz glass to which a dopant for adjusting the refractive index is not added. The average particle diameter of the quartz glass particles 31 is preferably 30 μm to 500 μm. In the third embodiment, the average particle diameter of the silica glass fine particles 31 is 120 μm as an example. The metal particles 32 are particles made of an alkali metal compound or an alkaline earth metal compound. Examples of the alkali metal compound or the alkaline earth metal compound forming the metal particles 32 include K 2 CO 3 , Li 2 CO 3 , Na 2 CO 3 , Rb 2 CO 3 , Cs 2 CO 3 , CaCO 3 , and SrCO 3. , BaCO 3 , KNO 3 , KCl, NaCl, RbNO 3 , or RbCl. In the third embodiment, the metal particles 32 are, for example, high-purity KCl particles (powder).

一方、図12に示すように、ガラス容器120及び加熱容器121は、通気管122を介して互いに連通している。また、ガラス容器120には、ガス排気管124が設けられている。加熱容器121には、ガス導入管123が設けられている。ヒータ125は、加熱容器121の下部に配置されており、この加熱容器121内の金属粒子32を加熱処理できるように構成されている。 On the other hand, as shown in FIG. 12, the glass container 120 and the heating container 121 communicate with each other via a ventilation pipe 122. A gas exhaust pipe 124 is provided in the glass container 120. The heating container 121 is provided with a gas introduction pipe 123. The heater 125 is arranged in the lower part of the heating container 121, and is configured so that the metal particles 32 in the heating container 121 can be heat-treated.

続いて、加熱容器121内に投入した金属粒子32をヒータ125によって加熱処理し、これにより、金属粒子32を昇華させてアルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物の昇華ガス32aを発生させる。この昇華ガス32aは、図12に示すように、ガス導入管123から加熱容器121内に導入されたキャリアガスによって、加熱容器121から通気管122を通じてガラス容器120内に導入される。導入された昇華ガス32aは、ガラス容器120内の石英ガラス微粒子31と接触しながら流れる。これにより、石英ガラス微粒子31の表面に、昇華した状態のアルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物(以下、昇華金属という)を付着(吸着)させる。なお、石英ガラス微粒子31と十分に接触した後の昇華ガス32aは、ガラス容器120からガス排気管124を通じて排気される。 Subsequently, the metal particles 32 charged in the heating container 121 are heat-treated by the heater 125, whereby the metal particles 32 are sublimated to generate a sublimation gas 32a of an alkali metal compound or an alkaline earth metal compound. As shown in FIG. 12, the sublimation gas 32a is introduced into the glass container 120 from the heating container 121 through the ventilation pipe 122 by the carrier gas introduced from the gas introduction pipe 123 into the heating container 121. The introduced sublimation gas 32a flows while contacting the silica glass fine particles 31 in the glass container 120. As a result, a sublimated alkali metal compound or alkaline earth metal compound (hereinafter referred to as a sublimation metal) is attached (adsorbed) to the surface of the silica glass fine particles 31. The sublimation gas 32a that has sufficiently contacted with the silica glass fine particles 31 is exhausted from the glass container 120 through the gas exhaust pipe 124.

このようにして、アルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物の昇華金属を表面に付着させた石英ガラス微粒子31からなるガラス微粒子37が作製される。本実施形態3では、ガラス微粒子37の一例として、平均粒子径が120μmの石英ガラス微粒子31の表面に昇華した状態のKCl(昇華KCl)を付着させたものを作製した。このように作製されたガラス微粒子37は、ガラス容器120から取り出され、図11に示すように、第1中間体11の空隙部24aに充填される。この結果、空隙部24a内にガラス微粒子37の充填体を有する第2中間体38が作製される。得られた第2中間体38は、本実施形態3における光ファイバ1又は光ファイバ母材10の製造に材料として用いられる。 In this way, the glass fine particles 37 made of the quartz glass fine particles 31 having the sublimation metal of the alkali metal compound or the alkaline earth metal compound attached to the surface thereof are produced. In the third embodiment, as an example of the glass fine particles 37, one in which sublimated KCl (sublimated KCl) is attached to the surface of the silica glass fine particles 31 having an average particle diameter of 120 μm is manufactured. The glass fine particles 37 thus produced are taken out of the glass container 120 and filled in the voids 24a of the first intermediate body 11 as shown in FIG. As a result, the second intermediate body 38 having the filling body of the glass fine particles 37 in the void portion 24a is produced. The obtained second intermediate body 38 is used as a material for manufacturing the optical fiber 1 or the optical fiber preform 10 according to the third embodiment.

すなわち、第2中間体38から作製するものが光ファイバである場合、上述した実施形態2の第2中間体28を本実施形態3の第2中間体38に置き換えてステップS105の線引工程が行われる。この際、ガラス微粒子37を構成する石英ガラス微粒子31が実施形態2の場合と同様に緻密化焼結して透明なガラスになるとともに、石英ガラス微粒子31の表面に付着していた昇華金属(アルカリ金属又はアルカリ土類金属)がコア形成部3a及びクラッド形成部3bに拡散する。この結果、上記透明ガラスは、クラッド形成部3bと一体化して光ファイバ1におけるアルカリ金属又はアルカリ土類金属が添加されたクラッド部1bとなる。コア形成部3aは、光ファイバ1におけるアルカリ金属又はアルカリ土類金属が添加されたコア部1aとなる。このようにして、本実施形態3におけるステップS105の線引工程で光ファイバ1が製造され、製造された光ファイバ1を目的物として得て本工程を終了する。 That is, when the optical fiber is produced from the second intermediate body 38, the second intermediate body 28 of the second embodiment described above is replaced with the second intermediate body 38 of the third embodiment, and the drawing step of step S105 is performed. Done. At this time, the quartz glass fine particles 31 constituting the glass fine particles 37 are densified and sintered into transparent glass as in the case of the second embodiment, and the sublimation metal (alkaline) attached to the surface of the quartz glass fine particles 31 is removed. Metal or alkaline earth metal) diffuses into the core forming portion 3a and the clad forming portion 3b. As a result, the transparent glass becomes the clad portion 1b in which the alkali metal or the alkaline earth metal in the optical fiber 1 is added integrally with the clad forming portion 3b. The core forming portion 3a becomes the core portion 1a to which the alkali metal or the alkaline earth metal in the optical fiber 1 is added. In this way, the optical fiber 1 is manufactured in the drawing process of step S105 in the third embodiment, and the manufactured optical fiber 1 is obtained as the object, and this process is completed.

ここで、本実施形態3におけるステップS105の線引工程により、クラッド外径が125μmの光ファイバ1を製造し、得られた光ファイバ1で光を伝送した場合の伝送損失を確認した。この結果、波長が1550nmの光を伝送した場合の光ファイバ1の伝送損失は、平均で0.175dB/kmという低い値であった。また、波長が1310nmの光を伝送した場合の光ファイバ1の伝送損失は、平均で0.310dB/kmという低い値であった。 Here, the optical fiber 1 having a cladding outer diameter of 125 μm was manufactured by the drawing step of step S105 in the third embodiment, and the transmission loss when light was transmitted by the obtained optical fiber 1 was confirmed. As a result, the transmission loss of the optical fiber 1 when transmitting light having a wavelength of 1550 nm was a low value of 0.175 dB/km on average. Further, the transmission loss of the optical fiber 1 when transmitting light having a wavelength of 1310 nm was a low value of 0.310 dB/km on average.

一方、第2中間体38から光ファイバ母材10を経て光ファイバ1を製造する場合、上述した実施形態2の第2中間体28を本実施形態3の第2中間体38に置き換えて、ステップS107の焼結工程及びステップS109の線引工程が行われる。 On the other hand, when manufacturing the optical fiber 1 from the second intermediate body 38 through the optical fiber preform 10, the second intermediate body 28 of the second embodiment described above is replaced with the second intermediate body 38 of the third embodiment, and the step is performed. The sintering step of S107 and the drawing step of S109 are performed.

この際、ガラス微粒子37を構成する石英ガラス微粒子31が実施形態2の場合と同様に緻密化焼結して透明なガラスになるとともに、石英ガラス微粒子31の表面に付着していた昇華金属(アルカリ金属又はアルカリ土類金属)がコア形成部3a及びクラッド形成部3bに拡散する。この結果、上記透明ガラスは、クラッド形成部3bと一体化して、アルカリ金属又はアルカリ土類金属が添加された透明なクラッド形成部となる。コア形成部3aは、アルカリ金属又はアルカリ土類金属が添加された透明なコア形成部となる。このようにして、これらのコア形成部及びクラッド形成部(特にコア形成部の外周近傍の部分)にアルカリ金属又はアルカリ土類金属が添加された透明な光ファイバ母材10(図7参照)が作製される。 At this time, the quartz glass fine particles 31 constituting the glass fine particles 37 are densified and sintered into transparent glass as in the case of the second embodiment, and the sublimation metal (alkaline) attached to the surface of the quartz glass fine particles 31 is removed. Metal or alkaline earth metal) diffuses into the core forming portion 3a and the clad forming portion 3b. As a result, the transparent glass is integrated with the clad forming part 3b to form a transparent clad forming part to which an alkali metal or an alkaline earth metal is added. The core forming part 3a becomes a transparent core forming part to which an alkali metal or an alkaline earth metal is added. In this way, the transparent optical fiber preform 10 (see FIG. 7) in which the alkali metal or the alkaline earth metal is added to the core forming portion and the clad forming portion (particularly the portion in the vicinity of the outer periphery of the core forming portion) is obtained. It is made.

その後、本実施形態3におけるステップS109の線引工程では、上述した実施形態2の場合と同様に、光ファイバ母材10を用いて光ファイバ1が製造され、製造された光ファイバ1を目的物として得て本工程を終了する。 After that, in the drawing step of step S109 in the third embodiment, the optical fiber 1 is manufactured using the optical fiber preform 10 as in the case of the above-described second embodiment, and the manufactured optical fiber 1 is the object. Then, this step is completed.

ここで、本実施形態3におけるステップS109の線引工程により、クラッド外径が125μmの光ファイバ1を製造し、得られた光ファイバ1で光を伝送した場合の伝送損失を確認した。この結果、本実施形態3におけるステップS105の線引工程で製造された光ファイバ1と同様に、良好な伝送損失であった。 Here, the optical fiber 1 having a cladding outer diameter of 125 μm was manufactured by the drawing step of step S109 in the third embodiment, and the transmission loss when light was transmitted by the obtained optical fiber 1 was confirmed. As a result, as with the optical fiber 1 manufactured in the drawing step of step S105 in the third embodiment, the transmission loss was good.

他方、目的とする製造物(目的物)が光ファイバ母材である場合、上述した実施形態2の第2中間体28を本実施形態3の第2中間体38に置き換えて、ステップS107の焼結工程が行われる。これによって製造された光ファイバ母材10を目的物として得て、本工程が終了する。 On the other hand, when the intended product (object) is the optical fiber preform, the second intermediate body 28 of the second embodiment described above is replaced with the second intermediate body 38 of the third embodiment, and the baking in step S107 is performed. A binding process is performed. The optical fiber preform 10 thus manufactured is obtained as a target, and the present process is completed.

本発明の実施形態3に係る製造方法では、石英ガラス微粒子31の表面にアルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物の昇華金属を付着させてガラス微粒子37を作製し、得られたガラス微粒子37をコア形成部3aと第1中間体11の外層部11aとの間の空隙部24aに充填するようにし、その他を実施形態2と同様にした。このため、上述した実施形態2と同様の作用効果を享受するとともに、ガラスパイプの内表面又はガラスロッドの外層部に向けてアルカリ金属又はアルカリ土類金属を付着させて拡散させる従来の手法に比べ、アルカリ金属又はアルカリ土類金属を付着させるガラス表面の面積を増大させることができる。これにより、コア形成部3a及びコア部1aに添加するアルカリ金属又はアルカリ土類金属を効率よく増量することができる。この結果、アルカリ金属又はアルカリ土類金属がコア部1aに添加された光ファイバ1を容易に製造することができ、また、アルカリ金属又はアルカリ土類金属が添加されたコア形成部3aを備える光ファイバ母材10を効率よく製造することができる。 In the manufacturing method according to the third embodiment of the present invention, a sublimation metal of an alkali metal compound or an alkaline earth metal compound is adhered to the surface of the quartz glass fine particles 31 to produce glass fine particles 37, and the obtained glass fine particles 37 are used as cores. The void portion 24a between the forming portion 3a and the outer layer portion 11a of the first intermediate body 11 is filled, and the others are the same as those in the second embodiment. For this reason, while enjoying the same effects as those of the second embodiment described above, compared to the conventional method in which the alkali metal or alkaline earth metal is adhered and diffused toward the inner surface of the glass pipe or the outer layer portion of the glass rod. The area of the glass surface to which the alkali metal or alkaline earth metal is attached can be increased. This makes it possible to efficiently increase the amount of alkali metal or alkaline earth metal added to the core forming portion 3a and the core portion 1a. As a result, the optical fiber 1 in which the alkali metal or the alkaline earth metal is added to the core portion 1a can be easily manufactured, and the optical fiber 1 including the core forming portion 3a in which the alkali metal or the alkaline earth metal is added can be manufactured. The fiber preform 10 can be efficiently manufactured.

(実施形態4)
つぎに、本発明の実施形態4について説明する。本実施形態4においても、図1に示す光ファイバ1又は図7に示す光ファイバ母材10を目的物として製造する。
(Embodiment 4)
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. Also in the fourth embodiment, the optical fiber 1 shown in FIG. 1 or the optical fiber preform 10 shown in FIG. 7 is manufactured as an object.

つぎに、本発明の実施形態4に係る光ファイバの製造方法及び光ファイバ母材の製造方法について説明する。本実施形態4に係る製造方法では、製造する目的物に応じて、図2に示すステップS101〜S111の各工程が適宜行われるが、ステップS102の微粒子充填工程で第1中間体の空隙部に充填されるガラス微粒子が、上述した実施形態1〜3と異なる。本実施形態4に係る製造方法は、充填するガラス微粒子が異なること以外、上述した実施形態2と同様である。 Next, an optical fiber manufacturing method and an optical fiber preform manufacturing method according to Embodiment 4 of the present invention will be described. In the manufacturing method according to the fourth embodiment, each step of steps S101 to S111 shown in FIG. 2 is appropriately performed according to the target object to be manufactured, but in the fine particle filling step of step S102, the void portion of the first intermediate body is formed. The glass particles to be filled are different from those in the first to third embodiments described above. The manufacturing method according to the fourth embodiment is the same as the above-described second embodiment except that the glass particles to be filled are different.

図13は、本発明の実施形態4に係る製造方法の微粒子充填工程を説明する模式図である。本実施形態4における微粒子充填工程では、図13に示すように、第1中間体11の空隙部24aに、上述した実施形態2のガラス微粒子7に代えてガラス微粒子47を投入し、充填する。 FIG. 13 is a schematic diagram for explaining the fine particle filling step of the manufacturing method according to the fourth embodiment of the present invention. In the fine particle filling step in the fourth embodiment, as shown in FIG. 13, the glass particles 47 are charged and filled in the voids 24a of the first intermediate body 11 instead of the glass particles 7 of the second embodiment described above.

ガラス微粒子47は、アルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物を含有する溶液に石英ガラス微粒子を浸漬させて、アルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物を石英ガラス微粒子の表面に付着させたものである。図14は、本発明の実施形態4に係る製造方法の微粒子充填工程で充填するガラス微粒子の作製を説明する模式図である。図14において、ガラス容器130は、石英ガラス製の容器であり、上部流通管131と下部流通管132とを備えている。下部流通管132には、下部流通管132を開放または閉塞するための開閉弁133が設けられている。 The glass fine particles 47 are obtained by immersing the quartz glass fine particles in a solution containing an alkali metal compound or an alkaline earth metal compound to adhere the alkali metal compound or the alkaline earth metal compound to the surface of the quartz glass fine particles. FIG. 14 is a schematic diagram illustrating production of glass fine particles to be filled in the fine particle filling step of the manufacturing method according to the fourth embodiment of the present invention. In FIG. 14, the glass container 130 is a container made of quartz glass, and includes an upper flow pipe 131 and a lower flow pipe 132. The lower flow pipe 132 is provided with an opening/closing valve 133 for opening or closing the lower flow pipe 132.

本実施形態4におけるガラス微粒子47を作製する際、図14に示すように、まず、開閉弁133を閉じた状態にして、ガラス容器130内に石英ガラス微粒子31を投入する。本実施形態4では、石英ガラス微粒子31の平均粒子径は、一例として120μmとした。続いて、上部流通管131からガラス容器130内に、金属溶液42を充填する。金属溶液42は、アルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物を含有する溶液であり、アルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物を純水等の溶媒に溶かすことによって準備される。金属溶液42に含まれるアルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物としては、例えば、KCO、LiCO、NaCO、RbCO、CsCO、CaCO、SrCO、BaCO、KNO、KCl、NaCl、RbNO、またはRbCl等が挙げられる。本実施形態4では、金属溶液42は、一例として炭酸カリウム(KCO)水溶液とした。 When producing the glass particles 47 in the fourth embodiment, as shown in FIG. 14, first, the opening/closing valve 133 is closed, and the quartz glass particles 31 are put into the glass container 130. In the fourth embodiment, the average particle diameter of the silica glass fine particles 31 is 120 μm as an example. Then, the metal solution 42 is filled into the glass container 130 from the upper flow pipe 131. The metal solution 42 is a solution containing an alkali metal compound or an alkaline earth metal compound, and is prepared by dissolving the alkali metal compound or the alkaline earth metal compound in a solvent such as pure water. Examples of the alkali metal compound or the alkaline earth metal compound contained in the metal solution 42 include K 2 CO 3 , Li 2 CO 3 , Na 2 CO 3 , Rb 2 CO 3 , Cs 2 CO 3 , CaCO 3 , and SrCO 3. , BaCO 3 , KNO 3 , KCl, NaCl, RbNO 3 , or RbCl. In the fourth embodiment, the metal solution 42 is an aqueous potassium carbonate (K 2 CO 3 ) solution as an example.

ガラス容器130内においては、石英ガラス微粒子31を金属溶液42中に浸漬させ、これにより、金属溶液42に含まれるアルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物を石英ガラス微粒子31の表面に充分含浸させる。その後、開閉弁133を開いた状態にして、ガラス容器130から下部流通管132を通じて金属溶液42を排出する。このようにして、石英ガラス微粒子31の表面にアルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物を含浸によって付着させてなるガラス微粒子47が作製される。つぎに、図14に示すように、下部流通管132からガラス容器130内に窒素ガス等の乾燥ガス43を導入し、この乾燥ガス43により、ガラス容器130内のガラス微粒子47を充分に乾燥させる。なお、ガラス微粒子47を乾燥させた後の乾燥ガス43は、ガラス容器130から上部流通管131を通じて排気される。このようにして、乾燥した状態のガラス微粒子47が得られる。 In the glass container 130, the quartz glass fine particles 31 are dipped in the metal solution 42, whereby the surface of the quartz glass fine particles 31 is sufficiently impregnated with the alkali metal compound or the alkaline earth metal compound contained in the metal solution 42. After that, the opening/closing valve 133 is opened and the metal solution 42 is discharged from the glass container 130 through the lower flow pipe 132. In this manner, glass fine particles 47 are produced by impregnating the surface of the quartz glass fine particles 31 with the alkali metal compound or the alkaline earth metal compound. Next, as shown in FIG. 14, a dry gas 43 such as nitrogen gas is introduced into the glass container 130 from the lower flow pipe 132, and the glass fine particles 47 in the glass container 130 are sufficiently dried by the dry gas 43. .. The dry gas 43 after drying the glass particles 47 is exhausted from the glass container 130 through the upper flow pipe 131. In this way, the glass fine particles 47 in a dried state are obtained.

本実施形態4では、ガラス微粒子47の一例として、平均粒子径が120μmの石英ガラス微粒子31の表面に含浸によって炭酸カリウム(KCO)を付着させたものを作製した。このように作製されたガラス微粒子47は、ガラス容器130から取り出され、図13に示すように、第1中間体11の空隙部24aに充填される。この結果、空隙部24a内にガラス微粒子47の充填体を有する第2中間体48が作製される。得られた第2中間体48は、本実施形態4における光ファイバ1又は光ファイバ母材10の製造に材料として用いられる。 In the fourth embodiment, as an example of the glass fine particles 47, one in which potassium carbonate (K 2 CO 3 ) is attached by impregnation to the surface of the silica glass fine particles 31 having an average particle diameter of 120 μm is manufactured. The glass fine particles 47 thus produced are taken out of the glass container 130 and filled in the voids 24a of the first intermediate body 11 as shown in FIG. As a result, the second intermediate body 48 having the filling body of the glass fine particles 47 in the void portion 24a is produced. The obtained second intermediate body 48 is used as a material for manufacturing the optical fiber 1 or the optical fiber preform 10 according to the fourth embodiment.

すなわち、第2中間体48から作製するものが光ファイバである場合、上述した実施形態2の第2中間体28を本実施形態4の第2中間体48に置き換えてステップS105の線引工程が行われる。この際、ガラス微粒子47を構成する石英ガラス微粒子31が実施形態2の場合と同様に緻密化焼結して透明なガラスになるとともに、石英ガラス微粒子31の表面に付着していたアルカリ金属又はアルカリ土類金属がコア形成部3a及びクラッド形成部3bに拡散する。この結果、上記透明ガラスは、クラッド形成部3bと一体化して光ファイバ1におけるアルカリ金属又はアルカリ土類金属が添加されたクラッド部1bとなる。コア形成部3aは、光ファイバ1におけるアルカリ金属又はアルカリ土類金属が添加されたコア部1aとなる。このようにして、本実施形態4におけるステップS105の線引工程で光ファイバ1が製造され、製造された光ファイバ1を目的物として得て本工程を終了する。 That is, when the optical fiber is produced from the second intermediate body 48, the second intermediate body 28 of the second embodiment described above is replaced with the second intermediate body 48 of the fourth embodiment, and the drawing step of step S105 is performed. Done. At this time, the quartz glass fine particles 31 constituting the glass fine particles 47 are densified and sintered into transparent glass as in the case of the second embodiment, and the alkali metal or alkali adhered to the surface of the quartz glass fine particles 31 is used. The earth metal diffuses into the core forming portion 3a and the clad forming portion 3b. As a result, the transparent glass becomes the clad portion 1b in which the alkali metal or the alkaline earth metal in the optical fiber 1 is added integrally with the clad forming portion 3b. The core forming portion 3a becomes the core portion 1a to which the alkali metal or the alkaline earth metal in the optical fiber 1 is added. In this way, the optical fiber 1 is manufactured in the drawing process of step S105 in the fourth embodiment, and the manufactured optical fiber 1 is obtained as the object, and this process is completed.

ここで、本実施形態4におけるステップS105の線引工程により、クラッド外径が125μmの光ファイバ1を製造し、得られた光ファイバ1で光を伝送した場合の伝送損失を確認した。この結果、波長が1550nmの光を伝送した場合の光ファイバ1の伝送損失は、平均で0.177dB/kmという低い値であった。また、波長が1310nmの光を伝送した場合の光ファイバ1の伝送損失は、平均で0.313dB/kmという低い値であった。 Here, the optical fiber 1 having the cladding outer diameter of 125 μm was manufactured by the drawing step of step S105 in the fourth embodiment, and the transmission loss when light was transmitted by the obtained optical fiber 1 was confirmed. As a result, the transmission loss of the optical fiber 1 when transmitting light having a wavelength of 1550 nm was a low value of 0.177 dB/km on average. In addition, the transmission loss of the optical fiber 1 when transmitting light having a wavelength of 1310 nm was a low value of 0.313 dB/km on average.

一方、第2中間体48から光ファイバ母材10を経て光ファイバ1を製造する場合、上述した実施形態2の第2中間体28を本実施形態4の第2中間体48に置き換えて、ステップS107の焼結工程及びステップS109の線引工程が行われる。 On the other hand, when manufacturing the optical fiber 1 from the second intermediate body 48 through the optical fiber preform 10, the second intermediate body 28 of the second embodiment described above is replaced with the second intermediate body 48 of the fourth embodiment, and steps are performed. The sintering step of S107 and the drawing step of S109 are performed.

この際、ガラス微粒子47を構成する石英ガラス微粒子31が実施形態2の場合と同様に緻密化焼結して透明なガラスになるとともに、石英ガラス微粒子31の表面に付着していたアルカリ金属又はアルカリ土類金属がコア形成部3a及びクラッド形成部3bに拡散する。この結果、上記透明ガラスは、クラッド形成部3bと一体化して、アルカリ金属又はアルカリ土類金属が添加された透明なクラッド形成部となる。コア形成部3aは、アルカリ金属又はアルカリ土類金属が添加された透明なコア形成部となる。このようにして、これらのコア形成部及びクラッド形成部(特にコア形成部の外周近傍の部分)にアルカリ金属又はアルカリ土類金属が添加された透明な光ファイバ母材10(図7参照)が作製される。 At this time, the quartz glass fine particles 31 constituting the glass fine particles 47 are densified and sintered into transparent glass as in the case of the second embodiment, and the alkali metal or alkali adhered to the surface of the quartz glass fine particles 31 is used. The earth metal diffuses into the core forming portion 3a and the clad forming portion 3b. As a result, the transparent glass is integrated with the clad forming part 3b to form a transparent clad forming part to which an alkali metal or an alkaline earth metal is added. The core forming part 3a becomes a transparent core forming part to which an alkali metal or an alkaline earth metal is added. In this way, the transparent optical fiber preform 10 (see FIG. 7) in which the alkali metal or the alkaline earth metal is added to the core forming portion and the clad forming portion (particularly the portion in the vicinity of the outer periphery of the core forming portion) is obtained. It is made.

その後、本実施形態4におけるステップS109の線引工程では、上述した実施形態2の場合と同様に、光ファイバ母材10を用いて光ファイバ1が製造され、製造された光ファイバ1を目的物として得て本工程を終了する。 After that, in the drawing step of step S109 in the fourth embodiment, the optical fiber 1 is manufactured using the optical fiber preform 10 as in the case of the above-described second embodiment, and the manufactured optical fiber 1 is the object. Then, this step is completed.

ここで、本実施形態4におけるステップS109の線引工程により、クラッド外径が125μmの光ファイバ1を製造し、得られた光ファイバ1で光を伝送した場合の伝送損失を確認した。この結果、本実施形態4におけるステップS105の線引工程で製造された光ファイバ1と同様に、良好な伝送損失であった。 Here, the optical fiber 1 having a cladding outer diameter of 125 μm was manufactured by the drawing step of step S109 in the fourth embodiment, and the transmission loss when light was transmitted by the obtained optical fiber 1 was confirmed. As a result, as with the optical fiber 1 manufactured in the drawing process of step S105 in the fourth embodiment, the transmission loss was good.

他方、目的とする製造物(目的物)が光ファイバ母材である場合、上述した実施形態2の第2中間体28を本実施形態4の第2中間体48に置き換えて、ステップS107の焼結工程が行われる。これによって製造された光ファイバ母材10を目的物として得て、本工程が終了する。 On the other hand, when the intended product (object) is the optical fiber preform, the second intermediate body 28 of the second embodiment described above is replaced with the second intermediate body 48 of the fourth embodiment, and the baking in step S107 is performed. A binding process is performed. The optical fiber preform 10 thus manufactured is obtained as a target, and the present process is completed.

本発明の実施形態4に係る製造方法では、石英ガラス微粒子31の表面にアルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物を含浸によって付着させてガラス微粒子47を作製し、得られたガラス微粒子47をコア形成部3aと第1中間体11の外層部11aとの間の空隙部24aに充填するようにし、その他を実施形態2と同様にした。このため、上述した実施形態2と同様の作用効果を享受するとともに、ガラスパイプの内表面又はガラスロッドの外層部に向けてアルカリ金属又はアルカリ土類金属を付着させて拡散させる従来の手法に比べ、アルカリ金属又はアルカリ土類金属を付着させるガラス表面の面積を増大させることができる。これにより、コア形成部3a及びコア部1aに添加するアルカリ金属又はアルカリ土類金属を効率よく増量することができる。この結果、アルカリ金属又はアルカリ土類金属がコア部1aに添加された光ファイバ1を容易に製造することができ、また、アルカリ金属又はアルカリ土類金属が添加されたコア形成部3aを備える光ファイバ母材10を効率よく製造することができる。 In the manufacturing method according to Embodiment 4 of the present invention, an alkali metal compound or an alkaline earth metal compound is impregnated onto the surface of the quartz glass fine particles 31 to make glass fine particles 47, and the obtained glass fine particles 47 are formed into a core. The gap 24a between the portion 3a and the outer layer portion 11a of the first intermediate body 11 is filled, and the others are the same as those in the second embodiment. For this reason, while enjoying the same effects as those of the second embodiment described above, compared to the conventional method in which the alkali metal or alkaline earth metal is adhered and diffused toward the inner surface of the glass pipe or the outer layer portion of the glass rod. The area of the glass surface to which the alkali metal or alkaline earth metal is attached can be increased. This makes it possible to efficiently increase the amount of alkali metal or alkaline earth metal added to the core forming portion 3a and the core portion 1a. As a result, the optical fiber 1 in which the alkali metal or the alkaline earth metal is added to the core portion 1a can be easily manufactured, and the optical fiber 1 including the core forming portion 3a in which the alkali metal or the alkaline earth metal is added can be manufactured. The fiber preform 10 can be efficiently manufactured.

(ガラス微粒子を充填する空隙部の位置に関する実験)
つぎに、本発明に係る製造方法の準備工程で準備される第1中間体における空隙部の位置に関する実験について説明する。本実験では、上述した実施形態2に係る製造方法の準備工程で準備される第1中間体11を例示し、第1中間体11に形成される空隙部24aの位置を種々に変更してステップS101の準備工程を行った。その後、上述した光ファイバ製造工程を行って、アルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物を含有するガラス微粒子7が充填される空隙部24aの位置(以下、穴位置という)別に光ファイバ1のサンプル#1〜#4を製造した。
(Experiments on the position of voids filled with glass particles)
Next, an experiment regarding the position of the void portion in the first intermediate body prepared in the preparation step of the manufacturing method according to the present invention will be described. In the present experiment, the first intermediate body 11 prepared in the preparation step of the manufacturing method according to the second embodiment described above is illustrated, and the position of the void portion 24a formed in the first intermediate body 11 is variously changed and the step is performed. The preparation step of S101 was performed. After that, the above-described optical fiber manufacturing process is performed, and the sample # of the optical fiber 1 is sampled at each position (hereinafter referred to as a hole position) of the void 24a filled with the glass fine particles 7 containing the alkali metal compound or the alkaline earth metal compound. 1 to #4 were manufactured.

図15は、本実験での第1中間体における空隙部の位置を説明する図である。図15に示すように、本実験では、第1中間体11の外径(クラッド形成部3bの外径)を70mmとし、第1中間体11の外層部11aとコア形成部3aとの間のクラッド形成部3b中に4つの空隙部24aをサンプル別に穴位置を変更して形成した。図15において、穴位置P1は、コア形成部3aの長手方向中心軸CLを中心にして直径が28mmとなる円周上に空隙部24aを形成した場合の穴位置である。穴位置P2は、コア形成部3aの長手方向中心軸CLを中心にして直径が30mmとなる円周上に空隙部24aを形成した場合の穴位置である。穴位置P3は、コア形成部3aの長手方向中心軸CLを中心にして直径が35mmとなる円周上に空隙部24aを形成した場合の穴位置である。穴位置P4は、コア形成部3aの長手方向中心軸CLを中心にして直径が40mmとなる円周上に空隙部24aを形成した場合の穴位置である。 FIG. 15: is a figure explaining the position of the void part in the 1st intermediate body in this experiment. As shown in FIG. 15, in this experiment, the outer diameter of the first intermediate body 11 (outer diameter of the clad forming portion 3b) was set to 70 mm, and the space between the outer layer portion 11a of the first intermediate body 11 and the core forming portion 3a was set. Four void portions 24a were formed in the clad forming portion 3b by changing the hole position for each sample. In FIG. 15, the hole position P1 is a hole position when the void portion 24a is formed on the circumference having a diameter of 28 mm around the longitudinal center axis CL of the core forming portion 3a. The hole position P2 is a hole position when the void portion 24a is formed on the circumference having a diameter of 30 mm around the longitudinal center axis CL of the core forming portion 3a. The hole position P3 is a hole position when the void portion 24a is formed on the circumference having a diameter of 35 mm around the longitudinal center axis CL of the core forming portion 3a. The hole position P4 is a hole position when the void portion 24a is formed on the circumference having a diameter of 40 mm around the longitudinal center axis CL of the core forming portion 3a.

また、本実験において、サンプル#1は、空隙部24aが穴位置P1に形成された場合の光ファイバ1のサンプルである。サンプル#2は、空隙部24aが穴位置P2に形成された場合の光ファイバ1のサンプルである。サンプル#3は、空隙部24aが穴位置P3に形成された場合の光ファイバ1のサンプルである。サンプル#4は、空隙部24aが穴位置P4に形成された場合の光ファイバ1のサンプルである。 In addition, in this experiment, sample #1 is a sample of the optical fiber 1 when the void portion 24a is formed at the hole position P1. Sample #2 is a sample of the optical fiber 1 when the void portion 24a is formed at the hole position P2. Sample #3 is a sample of the optical fiber 1 when the void portion 24a is formed at the hole position P3. Sample #4 is a sample of the optical fiber 1 when the void 24a is formed at the hole position P4.

続いて、本実験におけるサンプル#1〜#4の各々について、波長が1550nmの光を伝送した場合の光ファイバ1の伝送損失の測定と、引張り歪が1.5%のプルーフテストとを行った。本実験におけるサンプル#1〜#4の伝送損失の測定結果及びプルーフテストの結果は、表1に示す。なお、表1において、「平均1550nm伝送損失」は、波長が1550nmの光を伝送した場合の光ファイバ1の伝送損失の平均値である。「平均破断率」は、サンプル#1〜#4を各々300〜600kmの長さの光ファイバにしてプルーフテストを行い、その結果(サンプル#1〜#4の各破断回数)を100kmあたりで規格化したものである。 Subsequently, for each of the samples #1 to #4 in this experiment, the transmission loss of the optical fiber 1 in the case of transmitting the light having the wavelength of 1550 nm and the proof test with the tensile strain of 1.5% were performed. .. Table 1 shows the measurement results of the transmission loss and the proof test of Samples #1 to #4 in this experiment. In Table 1, "average 1550 nm transmission loss" is the average value of the transmission loss of the optical fiber 1 when transmitting light having a wavelength of 1550 nm. The "average breakage rate" is obtained by performing a proof test using samples #1 to #4 as optical fibers each having a length of 300 to 600 km, and standardizing the results (the number of breaks of samples #1 to #4) per 100 km. It has been transformed.

Figure 0006719505
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表1に示すように、平均1550nm伝送損失は、空隙部24aの穴位置P1〜P4によらずサンプル#1〜#4において良好な結果となった。中でも、穴位置P1〜P3のサンプル#1〜#3では、これらよりも外側の穴位置P4のサンプル#4に比べて、平均1550nm伝送損失が低減された。 As shown in Table 1, the average transmission loss of 1550 nm was good in Samples #1 to #4 regardless of the hole positions P1 to P4 in the void 24a. Among them, in Samples #1 to #3 at the hole positions P1 to P3, the average transmission loss was 1550 nm reduced as compared with Sample #4 at the hole position P4 outside of these.

また、表1に示すように、光ファイバ1の平均破断率は、穴位置P1、P2のサンプル#1、#2において低い値であったが、これらよりも外側の穴位置P3のサンプル#3において増大し、さらに外側の穴位置P4のサンプル#4において著しく増大する結果となった。ここで、図15に示すように、穴位置P1の空隙部24a及び穴位置P2の空隙部24aの双方とも、第1中間体11の外層部11aとコア形成部3aの長手方向中心軸CLとの間の中間位置Pcよりもコア形成部3aに近い領域に形成されたものである。これに対し、穴位置P4の空隙部24aは、中間位置Pcよりもコア形成部3aから遠い領域(すなわち外層部11aに近い領域)に形成されたものである。穴位置P3の空隙部24aは、穴位置P3が中間位置Pcと同じ位置であるが、中間位置Pcよりも外層部11a側に存する空隙領域を含むため、本実験では「中間位置Pcよりもコア形成部3aから遠い領域に形成されたもの」とみなす。 Further, as shown in Table 1, the average fracture rate of the optical fiber 1 was a low value in the samples #1 and #2 at the hole positions P1 and P2, but the sample #3 at the hole position P3 on the outer side of these samples. , And the sample #4 at the outer hole position P4 remarkably increased. Here, as shown in FIG. 15, both the void portion 24a at the hole position P1 and the void portion 24a at the hole position P2 have the outer layer portion 11a of the first intermediate body 11 and the longitudinal center axis CL of the core forming portion 3a. It is formed in a region closer to the core forming portion 3a than the intermediate position Pc between. On the other hand, the void portion 24a at the hole position P4 is formed in a region farther from the core forming portion 3a than the intermediate position Pc (that is, a region closer to the outer layer portion 11a). In the void portion 24a at the hole position P3, the hole position P3 is at the same position as the intermediate position Pc, but since it includes the void region existing on the outer layer portion 11a side of the intermediate position Pc, in the present experiment, the It is assumed that it is formed in a region far from the forming portion 3a."

表1に示す平均破断率の値と上記穴位置P1〜P4の相対関係とから、空隙部24aが中間位置Pcよりもコア形成部3aに近い領域に形成された場合、空隙部24a内のガラス微粒子7の充填体が中間位置Pcよりもコア形成部3a側(内側)に存することとなるため、製造された光ファイバ1の機械強度が良好となることを確認できた。これに対し、空隙部24aが中間位置Pcよりもコア形成部3aから遠い領域に形成された場合、空隙部24a内のガラス微粒子7の充填体が中間位置Pcよりも外層部11a側(外側)に存することとなるため、製造された光ファイバ1の機械強度が上記に比べて低下することを確認できた。 From the value of the average fracture rate shown in Table 1 and the relative relationship between the hole positions P1 to P4, when the void portion 24a is formed in a region closer to the core forming portion 3a than the intermediate position Pc, the glass in the void portion 24a Since the filled body of the fine particles 7 is located closer to the core forming portion 3a side (inner side) than the intermediate position Pc, it has been confirmed that the manufactured optical fiber 1 has good mechanical strength. On the other hand, when the void portion 24a is formed in a region farther from the core forming portion 3a than the intermediate position Pc, the filler of the glass fine particles 7 in the void portion 24a is closer to the outer layer portion 11a side (outer side) than the intermediate position Pc. Therefore, it was confirmed that the mechanical strength of the manufactured optical fiber 1 is lower than that of the above.

(ガラス微粒子の平均粒子径に関する実験)
つぎに、本発明に係る微粒子充填工程で第1中間体の空隙部に充填されるガラス微粒子の平均粒子径に関する実験について説明する。本実験では、上述した実施形態3に係る製造方法の微粒子充填工程で第1中間体11の空隙部24aに充填されるガラス微粒子37を例示し、ガラス微粒子37の平均粒子径を種々に変更してステップS102の微粒子充填工程を行い、ガラス微粒子37の平均粒子径別に光ファイバ1のサンプルを製造した。
(Experiment on average particle size of glass particles)
Next, an experiment relating to the average particle diameter of the glass particles filled in the voids of the first intermediate in the particle filling step according to the present invention will be described. In this experiment, the glass particles 37 filled in the voids 24a of the first intermediate body 11 in the particle filling step of the manufacturing method according to the above-described Embodiment 3 are exemplified, and the average particle diameter of the glass particles 37 is variously changed. Then, the fine particle filling step of step S102 was performed to manufacture samples of the optical fiber 1 for each average particle diameter of the glass fine particles 37.

本実験において、ガラス微粒子37の平均粒子径を10μmにして製造される光ファイバ1のサンプルは、サンプル#5とした。ガラス微粒子37の平均粒子径を30μmにして製造される光ファイバ1のサンプルは、サンプル#6とした。ガラス微粒子37の平均粒子径を120μmにして製造される光ファイバ1のサンプルは、サンプル#7とした。ガラス微粒子37の平均粒子径を500μmにして製造される光ファイバ1のサンプルは、サンプル#8とした。ガラス微粒子37の平均粒子径を750μmにして製造される光ファイバ1のサンプルは、サンプル#9とした。 In this experiment, the sample of the optical fiber 1 manufactured with the average particle size of the glass particles 37 being 10 μm was sample #5. The sample of the optical fiber 1 manufactured with the average particle diameter of the glass particles 37 being 30 μm was Sample #6. The sample of the optical fiber 1 manufactured by setting the average particle diameter of the glass particles 37 to 120 μm was sample #7. The sample of the optical fiber 1 manufactured by setting the average particle diameter of the glass particles 37 to 500 μm was sample #8. The sample of the optical fiber 1 manufactured by setting the average particle size of the glass particles 37 to 750 μm was sample #9.

ここで、サンプル#5の製造では、ガラス微粒子37の平均粒子径が過度に小さいため、ステップS102の微粒子充填工程で第1中間体11の空隙部24aにガラス微粒子37を充填する際のガラス微粒子37の流動性が低く、それ故、空隙部24aにガラス微粒子37を充填することが困難であった。したがって、本実験では、光ファイバ1のサンプル#5を安定して製造することは困難であった。一方、サンプル#6〜#9の製造では、ガラス微粒子37の流動性が良好であるため、ステップS102の微粒子充填工程で第1中間体11の空隙部24aにガラス微粒子37を容易に充填することができた。したがって、本実験では、光ファイバ1のサンプル#6〜#9を安定して製造することができた。 Here, in the production of sample #5, since the average particle diameter of the glass particles 37 is excessively small, the glass particles when the glass particles 37 are filled in the voids 24a of the first intermediate body 11 in the particle filling step of step S102. Since the fluidity of 37 is low, it was difficult to fill the voids 24a with the glass particles 37. Therefore, in this experiment, it was difficult to stably manufacture the sample #5 of the optical fiber 1. On the other hand, in the production of Samples #6 to #9, since the flowability of the glass particles 37 is good, it is easy to fill the voids 24a of the first intermediate body 11 with the glass particles 37 in the particle filling step of step S102. I was able to. Therefore, in this experiment, the samples #6 to #9 of the optical fiber 1 could be stably manufactured.

続いて、本実験におけるサンプル#5〜#9のうち安定して製造されたサンプル#6〜#9の各々について、波長が1550nmの光を伝送した場合の光ファイバ1の伝送損失を測定し、その平均値(平均1550nm伝送損失)を得た。本実験におけるサンプル#5〜#9のガラス微粒子37の流動性及び平均1550nm伝送損失の結果は、表2に示す。なお、平均1550nm伝送損失については、ガラス微粒子37の流動性が悪いサンプル#5を除き、ガラス微粒子37の流動性が良好であり安定して製造されたサンプル#6〜#9のみの測定結果が示されている。 Subsequently, for each of the stably manufactured samples #6 to #9 among the samples #5 to #9 in the present experiment, the transmission loss of the optical fiber 1 when transmitting light having a wavelength of 1550 nm was measured, The average value (average 1550 nm transmission loss) was obtained. Table 2 shows the results of the fluidity and the average transmission loss of 1550 nm of the glass particles 37 of Samples #5 to #9 in this experiment. Regarding the average transmission loss of 1550 nm, the measurement results of only the samples #6 to #9, which were produced with good fluidity of the glass fine particles 37 and were stably produced, except for the sample #5 in which the fluidity of the glass fine particles 37 was poor. It is shown.

Figure 0006719505
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表2に示すように、ガラス微粒子37の平均粒子径が30μm〜500μmの条件を満足するサンプル#6〜#8では、平均1550nm伝送損失を低減できることが確認された。これに対し、ガラス微粒子37が上記条件を超えるサンプル#9では、平均1550nm伝送損失が上記サンプル#6〜#8に比べて高い値となった。これは、ガラス微粒子37の充填体全体の表面積がガラス微粒子37の平均粒子径の増大に伴って小さくなり、この結果、ガラス微粒子37の充填体からコア形成部3a等に対して充分な量のアルカリ金属又はアルカリ土類金属を添加することが困難になるためと考えられる。 As shown in Table 2, it was confirmed that in samples #6 to #8 in which the average particle diameter of the glass fine particles 37 satisfies the condition of 30 μm to 500 μm, the average transmission loss of 1550 nm can be reduced. On the other hand, in sample #9 in which the glass fine particles 37 exceeded the above conditions, the average transmission loss at 1550 nm was a higher value than in samples #6 to #8. This is because the surface area of the whole filling body of the glass fine particles 37 becomes smaller as the average particle diameter of the glass fine particles 37 increases, and as a result, a sufficient amount of the filling body of the glass fine particles 37 to the core forming portion 3a and the like is obtained. It is considered that it is difficult to add an alkali metal or an alkaline earth metal.

また、実施形態3、4でアルカリ金属又はアルカリ土類金属を石英ガラス微粒子31に添加する際、石英ガラス微粒子31の平均粒子径が小さい場合には、アルカリ金属又はアルカリ土類金属が過剰添加された石英ガラス微粒子31、すなわち、過剰添加状態のガラス微粒子を得る事ができる。そうした場合は、この過剰添加状態のガラス微粒子を、アルカリ金属又はアルカリ土類金属が未添加の石英ガラス微粒子31と混合する事も有効である。また、この過剰添加状態のガラス微粒子を再加熱して、このガラス微粒子表面のアルカリ金属又はアルカリ土類金属化合物を昇華等で減量して、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の添加量を制御する事も可能である。 Further, when the alkali metal or the alkaline earth metal is added to the silica glass fine particles 31 in Embodiments 3 and 4, if the average particle diameter of the silica glass fine particles 31 is small, the alkali metal or the alkaline earth metal is excessively added. It is possible to obtain fine quartz glass particles 31, that is, glass particles in an excessively added state. In such a case, it is also effective to mix the excessively added glass fine particles with the quartz glass fine particles 31 to which the alkali metal or the alkaline earth metal is not added. Further, by reheating the glass fine particles in the excessively added state, the alkali metal or alkaline earth metal compound on the surface of the glass fine particles is reduced by sublimation or the like to control the addition amount of the alkali metal or alkaline earth metal. Is also possible.

なお、上述した実施形態1〜4では、コア部1aをゲルマニアが添加された石英ガラスで構成し、クラッド部1bを純石英ガラスで構成しているが、本発明は、これに限定されるものではない。例えば、コア部1aを純石英ガラスで構成し、クラッド部1bを、屈折率を低下させるドーパント(例えばフッ素)が添加された石英ガラスで構成してもよい。また、コア部1aにイットリウムやエルビウム等の希土類元素を添加した光ファイバにも適用可能である。 In addition, in the above-mentioned Embodiments 1 to 4, the core portion 1a is made of silica glass to which germania is added, and the cladding portion 1b is made of pure silica glass, but the present invention is not limited to this. is not. For example, the core portion 1a may be made of pure silica glass, and the cladding portion 1b may be made of silica glass to which a dopant (for example, fluorine) that lowers the refractive index is added. It is also applicable to an optical fiber in which a rare earth element such as yttrium or erbium is added to the core 1a.

また、上述した実施形態1〜4では、クラッド部1b中に単一のコア部1aを備える光ファイバ1(シングルコア光ファイバ)を例示したが、本発明は、これに限定されるものではない。例えば、本発明に係る光ファイバ1は、クラッド部1b中に複数のコア部1aを備えるマルチコア光ファイバであってもよい。 Further, in the above-described first to fourth embodiments, the optical fiber 1 (single core optical fiber) including the single core portion 1a in the clad portion 1b is illustrated, but the present invention is not limited to this. .. For example, the optical fiber 1 according to the present invention may be a multi-core optical fiber including a plurality of core portions 1a in the clad portion 1b.

また、上述した実施形態2〜4では、クラッド形成部3bの領域中に4つの空隙部24aを形成していたが、本発明は、これに限定されるものではない。例えば、クラッド形成部3bの領域中には、1つの空隙部24aが形成されていてもよいし、2つ以上(複数)の空隙部24aが形成されていてもよい。また、空隙部24aは、上述した円柱状のものに限定されず、円筒状等、他の形状のものであってもよい。 Further, in the above-described Embodiments 2 to 4, the four voids 24a are formed in the region of the cladding forming portion 3b, but the present invention is not limited to this. For example, one void 24a may be formed in the region of the clad forming portion 3b, or two or more (plural) voids 24a may be formed. Further, the void portion 24a is not limited to the cylindrical shape described above, and may have another shape such as a cylindrical shape.

また、上述した実施形態4では、石英ガラス微粒子の表面にアルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物を含浸によって付着させるための金属溶液42として、炭酸カリウム塩を純水に溶解してなる炭酸カリウム水溶液を例示したが、本発明は、これに限定されるものではない。本発明において、アルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物は、炭酸カリウム塩以外のもの(例えば塩化カリウム塩)であってもよいし、金属溶液42の溶媒は、純水以外(例えばギ酸又はホルムアルデヒド等)であってもよい。すなわち、アルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物と溶媒との組み合わせは、溶解性等を考慮して適宜選択することができる。 In Embodiment 4 described above, the potassium carbonate aqueous solution obtained by dissolving potassium carbonate salt in pure water is used as the metal solution 42 for adhering the alkali metal compound or the alkaline earth metal compound to the surface of the quartz glass fine particles by impregnation. However, the present invention is not limited to this. In the present invention, the alkali metal compound or alkaline earth metal compound may be one other than potassium carbonate (eg potassium chloride salt), and the solvent of the metal solution 42 is other than pure water (eg formic acid or formaldehyde). ). That is, the combination of the alkali metal compound or alkaline earth metal compound and the solvent can be appropriately selected in consideration of solubility and the like.

また、上述した実施形態により本発明が限定されるものではない。上述した各構成要素を適宜組み合わせて構成したものも本発明に含まれる。例えば、実施形態1における第1中間体4のガラスパイプ2とコアロッド3との間の空隙部4aには、アルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物と石英ガラス微粒子との混合物であるガラス微粒子7の代わりに、アルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物を石英ガラス微粒子の表面に付着させてなるガラス微粒子(実施形態3におけるガラス微粒子37又は実施形態4におけるガラス微粒子47)を充填してもよい。その他、上述した実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施形態、実施例及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれる。 Moreover, the present invention is not limited to the above-described embodiments. The present invention also includes those configured by appropriately combining the above-described components. For example, in the void portion 4a between the glass pipe 2 and the core rod 3 of the first intermediate body 4 in the first embodiment, the glass fine particles 7 which are a mixture of the alkali metal compound or the alkaline earth metal compound and the quartz glass fine particles are formed. Instead, glass particles (glass particles 37 in the third embodiment or glass particles 47 in the fourth embodiment) obtained by adhering an alkali metal compound or an alkaline earth metal compound to the surface of the quartz glass particles may be filled. In addition, other embodiments, examples, operation techniques, and the like made by those skilled in the art based on the above-described embodiments are all included in the scope of the present invention.

1 光ファイバ
1a コア部
1b クラッド部
2 ガラスパイプ
2a 外層部
2b 上端部
2c 下端部
3 コアロッド
3a コア形成部
3b クラッド形成部
4 第1中間体
4a、24a 空隙部
5、6 位置決め部材
6a 嵌合穴
6b 通気孔
7、37、47 ガラス微粒子
8、28、38、48 第2中間体
10 光ファイバ母材
11 第1中間体
11a 外層部
11b 上端部
11c 下端部
31 石英ガラス微粒子
32 金属粒子
32a 昇華ガス
42 金属溶液
43 乾燥ガス
100 蓋
101、103 ガス排気管
102 真空ポンプ
104 圧力計
105 光ファイバ線引炉
105a ヒータ
106 被覆形成装置
107 キャプスタンローラ
108 ガイドロール
109 巻取機構
110 制御部
111 加熱炉
120 ガラス容器
121 加熱容器
122 通気管
123 ガス導入管
124 ガス排気管
125 ヒータ
130 ガラス容器
131 上部流通管
132 下部流通管
133 開閉弁
CL 長手方向中心軸
F1、F2 光ファイバ
Pc 中間位置
P1、P2、P3、P4 穴位置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 optical fiber 1a core part 1b clad part 2 glass pipe 2a outer layer part 2b upper end part 2c lower end part 3 core rod 3a core forming part 3b clad forming part 4 first intermediate body 4a, 24a void part 5, 6 positioning member 6a fitting hole 6b Vent hole 7, 37, 47 Glass fine particle 8, 28, 38, 48 Second intermediate body 10 Optical fiber base material 11 First intermediate body 11a Outer layer portion 11b Upper end portion 11c Lower end portion 31 Quartz glass fine particle 32 Metal particle 32a Sublimation gas 42 metal solution 43 dry gas 100 lid 101, 103 gas exhaust pipe 102 vacuum pump 104 pressure gauge 105 optical fiber drawing furnace 105a heater 106 coating forming device 107 capstan roller 108 guide roll 109 winding mechanism 110 control unit 111 heating furnace 120 Glass container 121 Heating container 122 Vent pipe 123 Gas introduction pipe 124 Gas exhaust pipe 125 Heater 130 Glass container 131 Upper distribution pipe 132 Lower distribution pipe 133 Open/close valve CL Longitudinal center axis F1, F2 Optical fiber Pc Intermediate position P1, P2, P3 , P4 hole position

Claims (20)

コア部と前記コア部の外周に形成されたクラッド部とを備える光ファイバの製造方法であって、
ガラスからなり前記コア部になるコア形成部と、前記コア部よりも屈折率が低いガラスからなり前記クラッド部の一部になるクラッド形成部とによって構成され、外層部と前記コア形成部との間に前記コア形成部の長手方向に延在する空隙部を有する第1中間体を準備する準備工程と、
アルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物を含有するガラス微粒子を前記第1中間体の前記空隙部に充填して第2中間体を作製する微粒子充填工程と、
前記第2中間体を用いて、少なくとも前記コア部にアルカリ金属又はアルカリ土類金属が添加された光ファイバを製造する光ファイバ製造工程と、
を含むことを特徴とする光ファイバの製造方法。
A method of manufacturing an optical fiber comprising a core part and a clad part formed on the outer periphery of the core part,
A core forming portion that is made of glass and serves as the core portion, and a clad forming portion that is made of glass and has a lower refractive index than the core portion and that is a part of the clad portion, and includes an outer layer portion and the core forming portion. A preparatory step of preparing a first intermediate body having a void portion extending in the longitudinal direction of the core forming portion therebetween;
A fine particle filling step in which glass fine particles containing an alkali metal compound or an alkaline earth metal compound are filled in the voids of the first intermediate to produce a second intermediate;
An optical fiber manufacturing step of manufacturing an optical fiber in which an alkali metal or an alkaline earth metal is added to at least the core portion using the second intermediate;
A method for manufacturing an optical fiber, comprising:
前記準備工程は、前記コア形成部と前記コア形成部の外周にわたって隣接するガラス部分とを備えるコアロッドをガラスパイプの内部に配置して、前記ガラスパイプの外層部と前記コアロッドとの間に前記空隙部を形成するとともに、前記ガラスパイプと前記コアロッドの前記ガラス部分とによって前記クラッド形成部を構成することを特徴とする請求項1に記載の光ファイバの製造方法。 In the preparing step, a core rod including the core forming portion and a glass portion adjacent to the outer periphery of the core forming portion is arranged inside a glass pipe, and the gap is formed between the outer layer portion of the glass pipe and the core rod. The method for producing an optical fiber according to claim 1, wherein the clad forming portion is constituted by the glass pipe and the glass portion of the core rod while forming a portion. 前記準備工程は、前記コア形成部の長手方向に延在する穴を前記第1中間体の前記クラッド形成部に設けて、前記第1中間体の外層部と前記コア形成部との間に前記空隙部を形成することを特徴とする請求項1に記載の光ファイバの製造方法。 In the preparing step, a hole extending in the longitudinal direction of the core forming portion is provided in the clad forming portion of the first intermediate body, and the hole is formed between the outer layer portion of the first intermediate body and the core forming portion. The method of manufacturing an optical fiber according to claim 1, wherein a void is formed. 前記ガラス微粒子は、前記アルカリ金属化合物又は前記アルカリ土類金属化合物と石英ガラス微粒子との混合物であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一つに記載の光ファイバの製造方法。 The method for producing an optical fiber according to claim 1, wherein the glass fine particles are a mixture of the alkali metal compound or the alkaline earth metal compound and quartz glass fine particles. 前記ガラス微粒子は、昇華した状態の前記アルカリ金属化合物又は前記アルカリ土類金属化合物を石英ガラス微粒子の表面に付着させたものであることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一つに記載の光ファイバの製造方法。 4. The glass fine particles are obtained by adhering the alkali metal compound or the alkaline earth metal compound in a sublimated state to the surface of quartz glass fine particles. Optical fiber manufacturing method. 前記ガラス微粒子は、前記アルカリ金属化合物又は前記アルカリ土類金属化合物を含有する溶液に石英ガラス微粒子を浸漬させて、前記アルカリ金属化合物又は前記アルカリ土類金属化合物を前記石英ガラス微粒子の表面に付着させたものであることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一つに記載の光ファイバの製造方法。 The glass fine particles are obtained by immersing the quartz glass fine particles in a solution containing the alkali metal compound or the alkaline earth metal compound to adhere the alkali metal compound or the alkaline earth metal compound to the surface of the quartz glass fine particles. The optical fiber manufacturing method according to claim 1, wherein 前記アルカリ金属化合物又は前記アルカリ土類金属化合物は、KCO、LiCO、NaCO、RbCO、CsCO、CaCO、SrCO、BaCO、KNO、KCl、NaCl、RbNO、またはRbClであることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一つに記載の光ファイバの製造方法。 Wherein the alkali metal compound or the alkaline earth metal compound, K 2 CO 3, Li 2 CO 3, Na 2 CO 3, Rb 2 CO 3, Cs 2 CO 3, CaCO 3, SrCO 3, BaCO 3, KNO 3, KCl, NaCl, RbNO 3 or the method of manufacturing an optical fiber according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the RbCl,. 前記準備工程は、前記第1中間体の外層部と前記コア形成部の長手方向中心軸との間の中間位置よりも前記コア形成部に近い領域に前記空隙部を形成することを特徴とする請求項1〜7のいずれか一つに記載の光ファイバの製造方法。 The preparatory step is characterized in that the void portion is formed in a region closer to the core forming portion than an intermediate position between an outer layer portion of the first intermediate body and a longitudinal center axis of the core forming portion. The method for manufacturing an optical fiber according to claim 1. 前記微粒子充填工程は、平均粒子径が30μm〜500μmの前記ガラス微粒子を充填することを特徴とする請求項1〜8のいずれか一つに記載の光ファイバの製造方法。 9. The method of manufacturing an optical fiber according to claim 1, wherein the fine particle filling step is performed by filling the glass fine particles having an average particle diameter of 30 μm to 500 μm. 前記光ファイバ製造工程は、
前記ガラス微粒子が充填された前記空隙部内を減圧しながら前記第2中間体を加熱処理して、前記コア形成部及び前記クラッド形成部を溶融するとともに前記ガラス微粒子の充填体を稠密化し、少なくとも前記コア部にアルカリ金属又はアルカリ土類金属が添加された光ファイバを線引きする線引工程を含むことを特徴とする請求項1〜9のいずれか一つに記載の光ファイバの製造方法。
The optical fiber manufacturing process,
The second intermediate is heat-treated while decompressing the voids filled with the glass fine particles to melt the core forming portion and the clad forming portion and to densify the glass fine particle filled body, and at least the above. The method for producing an optical fiber according to claim 1, further comprising a drawing step of drawing an optical fiber in which an alkali metal or an alkaline earth metal is added to the core portion.
前記光ファイバ製造工程は、
前記ガラス微粒子が充填された前記空隙部内を減圧しながら前記第2中間体を加熱処理して、前記コア形成部及び前記クラッド形成部を溶融するとともに前記ガラス微粒子の充填体を稠密化し、前記ガラス微粒子の充填体に含まれるアルカリ金属又はアルカリ土類金属が添加された光ファイバ母材を作製する焼結工程と、
アルカリ金属又はアルカリ土類金属が添加された前記光ファイバ母材を加熱処理によって溶融して、少なくとも前記コア部にアルカリ金属又はアルカリ土類金属が添加された光ファイバを線引きする線引工程と、
を含むことを特徴とする請求項1〜9のいずれか一つに記載の光ファイバの製造方法。
The optical fiber manufacturing process,
The second intermediate is heat-treated while decompressing the voids filled with the glass fine particles to melt the core forming portion and the clad forming portion and to densify the glass fine particle filling body, A sintering step for producing an optical fiber preform to which an alkali metal or an alkaline earth metal contained in a fine particle filler is added,
Melting the optical fiber preform to which the alkali metal or alkaline earth metal is added by heat treatment, and a drawing step of drawing an optical fiber to which at least the alkali metal or alkaline earth metal is added to the core portion,
The optical fiber manufacturing method according to claim 1, further comprising:
コア部と前記コア部の外周に形成されたクラッド部とを備える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、
ガラスからなり前記コア部になるコア形成部と、前記コア部よりも屈折率が低いガラスからなり前記クラッド部の一部になるクラッド形成部とによって構成され、外層部と前記コア形成部との間に前記コア形成部の長手方向に延在する空隙部を有する第1中間体を準備する準備工程と、
アルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物を含有するガラス微粒子を前記第1中間体の前記空隙部に充填して第2中間体を作製する微粒子充填工程と、
前記ガラス微粒子が充填された前記空隙部内を減圧しながら前記第2中間体を加熱処理して、前記コア形成部及び前記クラッド形成部を溶融するとともに前記ガラス微粒子の充填体を稠密化し、前記ガラス微粒子の充填体に含まれるアルカリ金属又はアルカリ土類金属が添加された光ファイバ母材を作製する焼結工程と、
を含むことを特徴とする光ファイバ母材の製造方法。
A method of manufacturing an optical fiber preform for manufacturing an optical fiber comprising a core part and a clad part formed on the outer periphery of the core part,
A core forming portion that is made of glass and serves as the core portion, and a clad forming portion that is made of glass and has a lower refractive index than the core portion and that is a part of the clad portion, and includes an outer layer portion and the core forming portion. A preparatory step of preparing a first intermediate body having a void portion extending in the longitudinal direction of the core forming portion therebetween;
A fine particle filling step in which glass fine particles containing an alkali metal compound or an alkaline earth metal compound are filled in the voids of the first intermediate to produce a second intermediate;
The second intermediate is heat-treated while decompressing the voids filled with the glass fine particles to melt the core forming portion and the clad forming portion and to densify the glass fine particle filling body, A sintering step for producing an optical fiber preform to which an alkali metal or an alkaline earth metal contained in a fine particle filler is added,
A method for manufacturing an optical fiber preform, comprising:
前記準備工程は、前記コア形成部と前記コア形成部の外周にわたって隣接するガラス部分とを備えるコアロッドをガラスパイプの内部に配置して、前記ガラスパイプの外層部と前記コアロッドとの間に前記空隙部を形成するとともに、前記ガラスパイプと前記コアロッドの前記ガラス部分とによって前記クラッド形成部を構成することを特徴とする請求項12に記載の光ファイバ母材の製造方法。 In the preparing step, a core rod including the core forming portion and a glass portion adjacent to the outer periphery of the core forming portion is arranged inside a glass pipe, and the gap is formed between the outer layer portion of the glass pipe and the core rod. 13. The method for manufacturing an optical fiber preform according to claim 12, wherein the clad forming portion is constituted by the glass pipe and the glass portion of the core rod while forming a portion. 前記準備工程は、前記コア形成部の長手方向に延在する穴を前記第1中間体の前記クラッド形成部に設けて、前記第1中間体の外層部と前記コア形成部との間に前記空隙部を形成することを特徴とする請求項12に記載の光ファイバ母材の製造方法。 In the preparing step, a hole extending in the longitudinal direction of the core forming portion is provided in the clad forming portion of the first intermediate body, and the hole is formed between the outer layer portion of the first intermediate body and the core forming portion. The method for producing an optical fiber preform according to claim 12, wherein a void is formed. 前記ガラス微粒子は、前記アルカリ金属化合物又は前記アルカリ土類金属化合物と石英ガラス微粒子との混合物であることを特徴とする請求項12〜14のいずれか一つに記載の光ファイバ母材の製造方法。 The method for producing an optical fiber preform according to any one of claims 12 to 14, wherein the glass fine particles are a mixture of the alkali metal compound or the alkaline earth metal compound and quartz glass fine particles. .. 前記ガラス微粒子は、昇華した状態の前記アルカリ金属化合物又は前記アルカリ土類金属化合物を石英ガラス微粒子の表面に付着させたものであることを特徴とする請求項12〜14のいずれか一つに記載の光ファイバ母材の製造方法。 15. The glass fine particles are obtained by adhering the alkali metal compound or the alkaline earth metal compound in a sublimated state to the surface of quartz glass fine particles. Manufacturing method of optical fiber preform. 前記ガラス微粒子は、前記アルカリ金属化合物又は前記アルカリ土類金属化合物を含有する溶液に石英ガラス微粒子を浸漬させて、前記アルカリ金属化合物又は前記アルカリ土類金属化合物を前記石英ガラス微粒子の表面に付着させたものであることを特徴とする請求項12〜14のいずれか一つに記載の光ファイバ母材の製造方法。 The glass fine particles are obtained by immersing the quartz glass fine particles in a solution containing the alkali metal compound or the alkaline earth metal compound to adhere the alkali metal compound or the alkaline earth metal compound to the surface of the quartz glass fine particles. The method for producing an optical fiber preform according to any one of claims 12 to 14, characterized in that 前記アルカリ金属化合物又は前記アルカリ土類金属化合物は、KCO、LiCO、NaCO、RbCO、CsCO、CaCO、SrCO、BaCO、KNO、KCl、NaCl、RbNO、またはRbClであることを特徴とする請求項12〜17のいずれか一つに記載の光ファイバ母材の製造方法。 Wherein the alkali metal compound or the alkaline earth metal compound, K 2 CO 3, Li 2 CO 3, Na 2 CO 3, Rb 2 CO 3, Cs 2 CO 3, CaCO 3, SrCO 3, BaCO 3, KNO 3, The method for producing an optical fiber preform according to claim 12, wherein the optical fiber preform is KCl, NaCl, RbNO 3 , or RbCl. 前記準備工程は、前記第1中間体の外層部と前記コア形成部の長手方向中心軸との間の中間位置よりも前記コア形成部に近い領域に前記空隙部を形成することを特徴とする請求項12〜18のいずれか一つに記載の光ファイバ母材の製造方法。 The preparatory step is characterized in that the void portion is formed in a region closer to the core forming portion than an intermediate position between an outer layer portion of the first intermediate body and a longitudinal center axis of the core forming portion. The method for manufacturing an optical fiber preform according to any one of claims 12 to 18. 前記微粒子充填工程は、平均粒子径が30μm〜500μmの前記ガラス微粒子を充填することを特徴とする請求項12〜19のいずれか一つに記載の光ファイバ母材の製造方法。 20. The method for producing an optical fiber preform according to claim 12, wherein the fine particle filling step is performed by filling the glass fine particles having an average particle diameter of 30 μm to 500 μm.
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JPS593410B2 (en) * 1981-02-23 1984-01-24 日本電信電話株式会社 Manufacturing method of optical fiber base material
JPS6340744A (en) * 1986-08-07 1988-02-22 Fujikura Ltd Optical fiber
JPS63288926A (en) * 1987-05-20 1988-11-25 Furukawa Electric Co Ltd:The Production of doped quartz optical fiber
US8132429B2 (en) * 2004-04-27 2012-03-13 Silitec Fibers Sa Method for fabricating an optical fiber, preform for fabricating an optical fiber, optical fiber and apparatus
KR100675752B1 (en) * 2006-09-14 2007-01-30 (주) 씨엠테크 Plasma reactor
JP5503453B2 (en) * 2010-08-09 2014-05-28 古河電気工業株式会社 OPTICAL FIBER BASE MATERIAL MANUFACTURING METHOD, HOLE STRUCTURE OPTICAL FIBER MANUFACTURING METHOD, AND PRESSURE / PRESSURE CONNECTOR
JP5995923B2 (en) * 2014-08-06 2016-09-21 古河電気工業株式会社 Optical fiber preform and optical fiber manufacturing method
WO2017103114A2 (en) * 2015-12-18 2017-06-22 Heraeus Quarzglas Gmbh & Co. Kg Production of a silica glass article in a suspended sintered crucible

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