JPH08295524A - ハロゲン化物ガラスファイバ母材の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 コア断面形状の均一化を図り、コア・クラッ
ド間の界面での気泡混入防止及び結晶化発生防止を図り
つつ、コア・クラッド比の大きいハロゲン化物ガラスフ
ァイバ母材の製造を容易にする。 【構成】 コアロッド形成工程Ｐ1 で長手方向に正方形
の均一断面のコアロッド１をコア用ハロゲン化物ガラス
により独立して形成する。別に、分割ロッド形成工程Ｐ
2 で４本の長方形断面の分割ロッド２，２，…をクラッ
ド用ハロゲン化物ガラスにより形成する。組み合わせ工
程Ｐ3 で、コアロッドが中心に位置するよう周囲に各分
割ロッドを配置し、コアロッドと各分割ロッドとを、並
びに、隣接する分割ロッド同士を長手方向に連続して全
面で当接させた状態に保持して組み合わせファイバ母材
を形造る。一体化工程Ｐ4 で組み合わせファイバ母材を
減圧状態でかつ不活性ガス雰囲気下で加熱することによ
り一体化させてコア４ａとクラッド４ｂとからなる一体
化ファイバ母材４にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光通信用，センサ用の
低損失伝送媒体、または、光増幅器用，レーザ用の増幅
媒体等として用いられるハロゲン化物光ファイバを形成
するためのコア・クラッド構造を有するハロゲン化物ガ
ラスファイバ母材の製造方法に関し、特に、コア形状の
均一化、界面での気泡の混入防止及び結晶化防止を図り
得るハロゲン化物ガラスファイバ母材の製造方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、Ｚr Ｆ4 −Ｂa Ｆ2 系を主体
とするハロゲン化物ガラスの光ファイバは、特に波長
１．５５μｍ以上の光透過性が石英系光ファイバと比べ
優れており、伝送損失の低損失化が図り得ることから種
々の開発・研究が行われている。一方、上記のハロゲン
化物ガラスは、結晶を析出することなく融液から冷却さ
れてガラスになるための所要の最小冷却速度、すなわ
ち、臨界冷却速度が大きく、プリフォーム作製時に非常
に結晶化し易いという特性を有する。このため、ファイ
バ引き用のプリフォームを作製する時には、急冷により
結晶化を防止する必要があることなどから、そのハロゲ
ン化物ガラスファイバ母材の製造は、石英系ガラスファ
イバ母材の製造方法とは異なる方法が採用されている。
この内、コア・クラッド構造を有するハロゲン化物ガラ
スファイバ母材の製造方法としては、従来より、鋳型を
用いてガラス融液をキャスティングする溶融法（以下に
詳述）や、コアロッドにクラッド用ガラス融液を塗布す
る等のガラス成長法（例えば特開平１−１９７３３８号
公報参照）が知られている。

【０００３】上記ガラス成長法ではハロゲン化物ガラス
の結晶化を防止するために細かい温度制御が必要となる
等の困難性を有するため、一般には、上記の溶融法に分
類される方法が採られており、この溶融法として数多く
の方法が提案されている。この溶融法に属する代表例と
して、ビルドインキャスティング法、二層融液法、サク
ション法、ローテーショナルキャスティング法等が知ら
れている。以下、個々に説明する。

【０００４】ビルドインキャスティング法では、有底円
筒状の鋳型にクラッド用ガラス融液をキャスティング
し、外周部位が固化し中央部位が未固化状態である冷却
途中でその中央部のガラス融液を流し出し、その後、そ
の中央部にコア用ガラス融液をキャスティングしてコア
・クラッド構造のハロゲン化物ガラスファイバ母材を製
造するようにしている（例えば、特公昭６１−５６６２
号公報参照）。

【０００５】二層融液法では、上端部が漏斗状にされた
有底円筒状鋳型にクラッド用ガラス融液をキャスティン
グし、次いで、そのクラッド用ガラス融液の上にコア用
ガラス融液をキャスティングし、上記クラッド用ガラス
融液の外周部位が固化し中央部位が未固化状態である冷
却途中で上記鋳型の底部中央を開けて未固化状態のクラ
ッド用ガラス融液を流し出し、それにより上部のコア用
ガラス融液を中央部位に導入してコア・クラッド構造の
ハロゲン化物ガラスファイバ母材を製造するようにして
いる（例えば、特公昭６２−４５１８１号公報参照）。

【０００６】サクション法では、下端部に拡径部を有す
る有底円筒状鋳型にクラッド用ガラス融液をキャスティ
ングし、次いで、そのクラッド用ガラス融液の上にコア
用ガラス融液をキャスティングし、上記クラッド用ガラ
ス融液が冷却固化する際の体積収縮により中心部に生じ
る空洞内に上記コア用ガラス融液を流れ込ますようにし
てコア・クラッド構造のハロゲン化物ガラスファイバ母
材を製造するようにしている（例えば、特開昭６３−１
１５３５号公報参照）。

【０００７】ローテーショナルキャスティング法では、
クラッド用ガラス融液をキャスティングした有底円筒状
の鋳型を長手方向軸回りに回転させて、その遠心力によ
り上記クラッド用ガラス融液を鋳型内の外周側位置で固
化させてクラッドガラスパイプを形成し、その後、その
クラッドガラスパイプ内にコア用ガラス融液をキャステ
ィングしてコア・クラッド構造のハロゲン化物ガラスフ
ァイバ母材を製造するようにしている（Electron.Lett,
vol.18,pp.657-658,1982,D.C.Tran,C.F.Fisher,and,G.
H.Sigel参照）。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記の溶融
法に属するハロゲン化物ガラスファイバ母材の製造方法
においては、いずれの方法もクラッド用ガラス融液をキ
ャスティングしてその冷却固化途中もしくは冷却固化後
に、コア用ガラス融液をキャスティングするものである
ため、そのコア用ガラス融液のキャスティングに際し、
空気を巻き込み易く、この巻き込み空気によりコアとク
ラッドとの界面に気泡の混入が発生し易くなるという問
題がある。併せて、上記の如く、クラッド用ガラス融液
の冷却固化途中もしくは冷却固化後に、コア用ガラス融
液をキャスティングするため、そのコア用ガラス融液に
より上記冷却固化途中もしくは冷却固化後のクラッドガ
ラスが再加熱されてそのクラッドガラスの界面付近に結
晶化を生じ易くなるという問題もある。また、特にビル
ドインキャスティング法、二層融液法，及び，サクショ
ン法では、コアの断面形状が長手方向に不均一になり易
く長手方向に均一断面形状のコア形成が困難となる上、
クラッド用ガラス融液の径方向の冷却進度や体積収縮を
長手方向全体にわたって一定にするための管理や制御が
困難なため真っ直ぐなコアの形成が困難になるという問
題もある。

【０００９】一方、これらの問題の解消のためにコア組
成のハロゲン化物ガラスロッドと、クラッド組成のハロ
ゲン化物ガラスパイプとを別個に形成し、上記ガラスロ
ッドをガラスパイプに挿入して加熱延伸し、冷却後、こ
れをクラッド組成の別のハロゲン化物ガラスパイプに挿
入して再度加熱延伸し、この挿入、加熱延伸及び冷却を
必要に応じて繰り返すことによりコア・クラッド構造の
ハロゲン化物ガラスファイバ母材を製造する方法も提案
されている（例えば特開平６−２３９６３７号公報参
照）。

【００１０】しかしながら、この製造方法では、コア径
を相対的に小さくしてコア・クラッド比の大きいハロゲ
ン化物ガラス母材を形成するには上記の加熱延伸と冷却
とを繰り返す必要があり、その繰り返しの加熱，冷却に
伴い結晶化を起こし易くなるという問題がある上、工程
数の増大化を招くことになる。この場合、当初から大肉
厚のハロゲン化物ガラスパイプを製造しておくことも考
えられるが、ハロゲン化物ガラスの特性上、その製造の
際の冷却時において結晶化が起こり易く、肉厚を大にす
るには制限があり、やはり、上記加熱延伸と冷却とを繰
り返す必要がある。

【００１１】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであり、その目的とするところは、コア断面形状
の均一化を図り、かつ、コア・クラッド間の界面での気
泡混入防止及び結晶化発生防止を図りつつ、コア・クラ
ッド比の大きいハロゲン化物ガラスファイバ母材を容易
に製造し得る方法を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の発明は、長手方向に均一断面形状を
有するコアロッドをコア用ハロゲン化物ガラスにより独
立して形成するコアロッド形成工程と、このコアロッド
形成工程とは別に、上記コアロッドとほぼ同じ長さに延
びるクラッド形成用の２以上の分割ロッドをクラッド用
ハロゲン化物ガラスにより上記コアロッドとは独立して
形成する分割ロッド形成工程とを行う。その後に、上記
コアロッドに対し、このコアロッドが中心に位置するよ
うコアロッドの周囲に上記２以上の分割ロッドを配置
し、各分割ロッドの少なくとも一部を上記コアロッドの
外周面に対し長手方向に連続して当接させかつ隣接する
分割ロッドの少なくとも各一部同士を長手方向に連続し
て当接させた状態に保持してファイバ母材の原形を形造
る組み合わせ工程を行う構成とするものである。

【００１３】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、組み合わせ工程の後に、その組み合わせ工
程により組み合わせたコアロッドと各分割ロッドとを減
圧状態下で加熱することにより一体化させてコアとクラ
ッドとからなるファイバ母材にする一体化工程を行うも
のである。

【００１４】請求項３記載の発明は、請求項２記載の発
明における一体化工程を不活性ガス雰囲気下で行う構成
とするものである。

【００１５】請求項４記載の発明は、請求項１または請
求項２記載の発明におけるコア形成工程において、コア
ロッドを断面形状が矩形になるように形成するものであ
る。

【００１６】請求項５記載の発明は、請求項１または請
求項２記載の発明におけるコア形成工程において、コア
ロッドを断面形状が正方形になるように形成するもので
ある。

【００１７】請求項６記載の発明は、請求項４または請
求項５記載の発明におけるコア形成工程において、ま
ず、コアロッド用組成を有しコアロッドの断面形状にお
ける直交方向一辺と同じ板厚を有する板ガラスを形成
し、次に、この板ガラスを上記コアロッドの直交方向他
辺と同じ幅に切断することにより、コアロッドを形成す
るものである。

【００１８】請求項７記載の発明は、請求項１または請
求項２記載の発明におけるコア形成工程において、コア
ロッドを断面形状が円形になるように形成するものであ
る。

【００１９】請求項８記載の発明は、請求項７記載の発
明におけるコア形成工程において、まず、コアロッド用
組成を有しコアロッドより大径のコアロッド母材を形成
し、次に、このコアロッド母材を加熱延伸することによ
り、コアロッドを形成するものである。

【００２０】請求項９記載の発明は、請求項１または請
求項２記載の発明におけるクラッド形成工程において、
２以上の分割ロッドを互いに同じ断面形状となるよう形
成するものである。

【００２１】請求項１０記載の発明は、請求項９記載の
発明におけるコア形成工程においてコアロッドを、仮想
の正方形の４辺にそれぞれ内接する断面形状に形成す
る。そして、クラッド形成工程において、２以上の分割
ロッドを断面形状が互いに同じ長方形で、かつ、コアロ
ッドと組み合わせてファイバ母材を形造った際にそのフ
ァイバ母材の断面形状が正方形になるように形成するも
のである。

【００２２】請求項１１記載の発明は、請求項１０記載
の発明におけるコアロッドの断面形状を正方形とするも
のである。

【００２３】請求項１２記載の発明は、請求項９記載の
発明におけるクラッド形成工程において一対の分割ロッ
ドを形成する。そして、その各分割ロッドを、組み合わ
せ工程で形造られるファイバ母材の断面形状を２つ割り
にした断面形状を有し、かつ、両者の相対向面にコアロ
ッドの断面形状を２つ割りにした断面形状を有する凹溝
が形成されたものとするものである。

【００２４】請求項１３記載の発明は、請求項１または
請求項２記載の発明における組み合わせ工程において、
コアロッドと各分割ロッドとの各相対向面を互いに全面
が当接するように組み合わせるものである。

【００２５】

【作用】上記の構成により、請求項１記載の発明では、
コアロッド形成工程と、クラッド用分割ロッド形成工程
とにより、ハロゲン化物ガラスファイバ母材のコアにな
るコアロッドと、クラッドとなる２以上の分割ロッドと
がそれぞれの組成のハロゲン化物ガラスにより互いに独
立して形成される。そして、組み合わせ工程において、
上記コアロッドを中心位置に位置付けて上記２以上の分
割ロッドの各一部をそのコアロッドの外周面に長手方向
に連続して当接された状態に保持され、これにより、ハ
ロゲン化物ガラスファイバ母材の原形が形造られる。そ
して、この原形のままのハロゲン化物ガラスファイバ母
材を加熱して光ファイバに線引きすることにより、上記
各分割ロッド同士、並びに、各分割ロッドとコアロッド
とが上記線引き時の加熱により一体化されてハロゲン化
物ガラス光ファイバが得られる。しかも、上記原形状態
のハロゲン化物ガラスファイバ母材の断面形状が円形以
外の例えば矩形等であっても、上記線引き時のガラスの
表面張力により光ファイバのコア及びクラッドは共に断
面形状が円形になる。

【００２６】このように、本発明では、コアロッドを当
初から個別に形成しているため、ファイバ母材のコアの
断面形状は長手方向に確実に均一になり、ファイバ母材
形成後の光ファイバ化に際し長尺化しても長手方向に均
一性の高いコア形状が得られる。また、コアロッドと各
分割ロッドという既に冷却固化したもの同士を組み合わ
せてファイバ母材を形造るようにしているため、従来の
溶融法の如き冷却固化したパイプ状クラッド内にコア用
ガラス融液をキャスティングするという工程がなく、そ
のキャスティングに伴う気泡の混入もない上に、上記キ
ャスティングに伴う再加熱や冷却に起因する結晶化発生
のおそれもない。さらに、クラッドを２以上の分割ロッ
ドに分割してこれらを組み合わせることによりクラッド
を形成しているため、コアロッドに対するクラッドの断
面形状を容易に大きくすることができ、コア・クラッド
比を容易に大きくすることができる上、そのコア・クラ
ッド比を大きくする際に従来方法の如き加熱延伸及び冷
却を繰り返す必要が無いため、それに伴う結晶化発生の
おそれも回避することができる。

【００２７】請求項２記載の発明では、上記請求項１記
載の発明による作用に加えて、組み合わせ工程の後に、
組み合わせ状態のファイバ母材を減圧状態下で加熱する
一体化工程を行っているため、光ファイバ化前にコアロ
ッド及び各分割ロッドが一体化される。このため、組み
合わせ状態において、各分割ロッドとコアロッドとの各
相対向面が全面で密着せずにその一部同士で当接して各
相対向面間に隙間が生じるような断面形状のコアロッド
や分割ロッド同士の組み合わせであっても、上記減圧状
態下での加熱によって上記隙間を挟む両相対向面が密着
して一体となったハロゲン化物ガラスファイバ母材が得
られる。

【００２８】請求項３記載の発明では、上記請求項２記
載の発明による作用に加えて、一体化工程が減圧状態に
加えて不活性ガス雰囲気下で行われるため、不純物成分
による汚染防止がより高度に図られて光ファイバのさら
なる低損失化が図られる。

【００２９】請求項４記載の発明ではコア形成工程で形
成するコアロッドの断面形状を矩形としているため、ま
た、請求項５記載の発明では正方形としているため、上
記請求項１または請求項２記載の発明による作用におい
て、例えば真円形に形成する場合と比べ、それぞれコア
ロッドの形成が容易になる。

【００３０】請求項６記載の発明では、上記請求項４ま
たは請求項５記載の発明による作用に加えて、コア用ハ
ロゲン化物ガラスにより形成した板ガラスを細かく切断
することにより矩形もしくは正方形断面のコアロッドを
得るようにしているため、そのコアロッドの形成の容易
化が図られる。

【００３１】請求項７記載の発明では、上記請求項１ま
たは請求項２記載の発明による作用に加えて、コアロッ
ド形成工程で形成するコアロッドの断面形状を円形とし
ているため、ファイバ母材形成後の光ファイバ化に際
し、長尺化しても長手方向により均一性の高いコア形状
が得られる。

【００３２】請求項８記載の発明では、上記請求項７記
載の発明による作用に加えて、コアロッド用組成を有し
コアロッドより大径のコアロッド母材を形成し、次に、
そのコアロッド母材を加熱延伸することによりコアロッ
ドを形成するようにしているため、コア径のより小さい
コアロッドの形成がより容易になる。

【００３３】請求項９記載の発明では、上記請求項１ま
たは請求項２記載の発明による作用に加えて、クラッド
形成工程において、２以上の分割ロッドを互いに同じ断
面形状に形成するようにしているため、クラッド形成工
程における２以上の分割ロッドの形成がより容易にな
る。

【００３４】請求項１０記載の発明では、上記請求項９
記載の発明による作用に加えて、コアロッド形成工程で
形成するコアロッドの断面形状を仮想の正方形の４辺に
それぞれ内接する形状のもの、例えば、請求項１１記載
の発明の如き正方形または真円形もしくは正多角形等に
し、クラッド形成工程で形成する分割ロッドの断面形状
を上記のコアロッドの周囲を囲んで配置した場合のファ
イバ母材の全体形状が正方形になるような長方形にして
いるため、組み合わせ工程でのコアロッドの中心位置へ
の位置付けがより容易となる上、長手方向に対するコア
とクラッドとのより高い均一化が図られる。

【００３５】また、請求項１２記載の発明では、上記請
求項９記載の発明による作用に加えて、クラッド形成工
程において形成する分割ロッドの断面形状を、組み合わ
せ工程で組み合わせ状態のファイバ母材の断面形状を２
つ割りにした形状であって、かつ、両者の相対向面にコ
アロッドの断面形状を２つ割りにした断面形状の凹溝が
形成されたものにしているため、組み合わせ工程におい
て、一対の分割ロッドの両凹溝にコアロッドを内嵌する
だけで、確実にコアロッドと一対の分割ロッドとの各相
対向面が全面で当接し、かつ、コアロッドが確実に中心
位置に位置付けられた状態のファイバ母材が組み合わさ
れる。

【００３６】さらに、請求項１３記載の発明では、請求
項１または請求項２記載の発明による作用に加えて、組
み合わせ工程において、コアロッドと各分割ロッドとの
各相対向面を互いに全面が当接するように組み合わせて
いるため、組み合わせ状態のまま光ファイバ化する場合
や減圧状態下で加熱一体化する場合において、容易かつ
確実に各相対向面が密着して一体化される。

【００３７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基いて説明す
る。

【００３８】図１は、本発明の実施例に係るハロゲン化
物ガラスファイバ母材の製造方法を示す。この製造方法
は、コア用ハロゲン化物ガラスによりコアロッド１を形
成するコアロッド形成工程Ｐ1 と、このコアロッド形成
工程Ｐ1 とは独立して行われクラッド用ハロゲン化物ガ
ラスにより２以上のクラッド用分割ロッド２，２，…を
形成する分割ロッド形成工程Ｐ2 と、上記のコアロッド
１と各分割ロッド２とを組み合わせてファイバ母材の原
形となる組み合わせ状態のファイバ母材（以下、組み合
わせファイバ母材という）３を形造る組み合わせ工程Ｐ
3 と、上記の組み合わせファイバ母材３を減圧状態でか
つ不活性ガス雰囲気下で加熱して一体化して一体化ファ
イバ母材４にする一体化工程Ｐ4 とを備えており、そし
て、一体化されたファイバ母材を紡糸炉で加熱して線引
きする線引き工程Ｐ5 により光ファイバ化するようにな
っている。以下、各工程について詳述する。

【００３９】上記コアロッド形成工程Ｐ1 では、ＺｒＦ
4 及びＢａＦ2 を主成分とするコア組成のハロゲン化物
ガラスを用いて長手方向に均一な正方形断面を有するコ
アロッド１を形成する。このコアロッド１の形成は、横
断面形状が正方形の筒型の鋳型を用い、この鋳型に上記
コア組成のハロゲン化物ガラス融液をキャスティングし
て徐冷することにより１本ずつ行う他、次の方法によっ
てもよい。すなわち、まず、上記コアロッド１の横断面
形状の１辺に対応する板厚を有する板ガラスを上記コア
用ハロゲン化物ガラスを用いて上記と同様の鋳型法によ
り形成し、次に、この板ガラスを上記の１辺に対応する
幅毎に順次切断することにより上記の正方形断面を有す
る複数本のコアロッド１を同時に得るようにして、コア
ロッド１の形成の効率化、容易化を図るようにしてもよ
い。そして、得られたコアロッド１を用いて組み合わせ
工程Ｐ3 を行うが、その前に、上記コアロッド１の表面
の研磨処理、及び、例えばＺｒＯＣｌ₂ の塩酸溶液での
エッチング処理の一方または双方の処理を行ってもよ
い。これにより、長時間放置した場合に生じる表面の結
晶化部分の除去が行われる。なお、上記コア用ハロゲン
化物ガラスとしてＰｒ，Ｔｂ，Ｄｙ等の希土類元素を添
加したものを用いることにより信号増幅を図るようにし
てもよい。中でも、Ｐｒ（プラセオジウム）をドープし
たＺｒＦ₄ −ＢａＦ₂ −ＬａＦ₃ −ＡｌＦ₃ −ＮａＦ
（ＺＢＬＡＮ）系フッ化物ガラスを用い、波長１．３μ
ｍにおける信号光増幅の効率化を図るようにしてもよ
い。また、屈折率を高くするために、上記のＺＢＬＡＮ
系フッ化物ガラスにＰｂＦ₂ をドープしたものを用いて
もよい。

【００４０】上記分割ロッド形成工程Ｐ2 では、ＺｒＦ
4 及びＢａＦ2 を主成分とするクラッド組成のハロゲン
化物ガラスを用いて長手方向に均一な所定の長方形断面
を有する互いに同じ形状の複数の分割ロッド２，２，…
を形成する。この各分割ロッド２の形成は、横断面形状
が上記長方形の筒型の鋳型を用い、この鋳型に上記クラ
ッド組成のハロゲン化物ガラス融液をキャスティングし
て徐冷することにより行う。そして、上記コアロッド１
の場合と同様に、必要に応じて各分割ロッド２の表面の
研磨及びエッチング処理を行った後、組み合わせ工程Ｐ
3 を行う。ここで、上記の各分割ロッド２の断面形状
は、図２にも示すように、次工程の組み合わせ工程Ｐ3
においてコアロッド１の周囲に配置して組み合わせた場
合に全体の断面形状が正方形になるような長方形に設定
されている。すなわち、その各分割ロッド２の長方形断
面における短辺にコアロッド１の正方形断面の１辺の長
さを加えたものが各分割ロッド２の長辺になるようにさ
れ、組み合わせファイバ母材３が各分割ロッド２の長辺
と短辺との和を１辺とする正方形の断面形状になるよう
にされている。また、上記分割ロッド２，２，…の数
は、図３にも示す一体化ファイバ母材４におけるクラッ
ド４ｂを４つに分割したものとされ、１本のコアロッド
１に対し４本とされている。なお、各分割ロッド２の形
成には上記のＺＢＬＡＮ系フッ化物ガラスを用いればよ
く、好ましくは、それに例えばＨｆＦ4 をドープしたも
のを用いればよい。

【００４１】次に、組み合わせ工程Ｐ3 では、上記の如
く、１本のコアロッド１を中心としてそのコアロッド１
を囲むように配置して組み合わせファイバ母材３を形造
る。すなわち、各分割ロッド２の長辺を構成する面の一
側端部分をコアロッド１の１辺を構成する面の全面に長
手方向全範囲にわたり当接させ、かつ、上記各分割ロッ
ド２の長辺を構成する面の他側の部分に他の各分割ロッ
ド２の短辺を構成する面の全面に長手方向全範囲にわた
り当接させ、この組み合わせ状態でコアロッド１及び４
本の分割ロッド２，２，…を保持する。

【００４２】そして、一体化工程Ｐ4 では、上記組み合
わせファイバ母材３を密閉容器内に入れ、その密閉容器
の一端側から吸引する一方、他端側からＡｒ等の不活性
ガスを導入して、内部を所定の減圧状態でかつ不活性ガ
ス雰囲気にした状態で加熱する。これにより、上記コア
ロッド１と各分割ロッド２とを、並びに、当接状態で隣
接する分割ロッド２，２同士をそれぞれ互いに一体化さ
せてコア４ａ及びクラッド４ｂからなるコア・クラッド
構造の一体化ファイバ母材４とする。つまり、減圧状態
でかつ不活性ガス雰囲気下にすることにより、コアロッ
ド１と各分割ロッド２との各相対向面同士をより確実に
かつ不純物成分等の付着をより確実に防止した状態で互
いに密着させて一体化するようにしている。

【００４３】以上の各工程Ｐ1 〜Ｐ4 により形成された
一体化ファイバ母材４を必要に応じて例えばＺｒＯＣｌ
₂ の塩酸溶液でエッチング処理して表面を平滑にした
後、図示省略の紡糸炉により加熱，線引きして光ファイ
バ化（Ｐ5 参照）することにより、上記一体化ファイバ
母材４のコア４ａ及びクラッド４ｂが共に正方形断面形
状を有するものであっても、上記の加熱−線引きの際の
ガラス表面に生じる表面張力によりコア４ａ及びクラッ
ド４ｂが共に円形断面となった光ファイバ心線が形成さ
れる。そして、その光ファイバ心線の表面に紫外線硬化
樹脂，フッ素樹脂，もしくは，金属等からなる保護被覆
を施してハロゲン化物光ファイバとする。

【００４４】このようなハロゲン化物ガラスファイバ母
材の製造方法による場合、コアロッド形成工程Ｐ1 と分
割ロッド形成工程Ｐ2 とにより、コアロッド１を複数の
分割ロッド２，２，…とは独立して形成しているため、
そのコアロッド１を長手方向に真っ直ぐでかつ均一断面
のものに容易にかつ確実に形成することができ、組み合
わせ工程Ｐ3 や一体化工程Ｐ4 で得られる組み合わせフ
ァイバ母材３や一体化ファイバ母材４におけるコアロッ
ド１もしくはコア４ａの断面形状を、従来の溶融法によ
るコア・クラッド構造のファイバ母材の形成と比べ、長
手方向に極めて均一性の高い断面形状とすることができ
る。このため、上記の一体化ファイバ母材４を長尺に光
ファイバ化しても、長手方向全長にわたり均一性の高い
光ファイバを得ることができる。

【００４５】しかも、クラッド４ｂとなる部分を複数部
分に分割した分割ロッド２，２，…により形成するよう
にしているため、その分割数や１つの分割ロッド２のサ
イズ設定により、コア４ａの断面積に対するクラッド４
ｂの断面積を容易に増大させることができ、コアロッド
１を極度に細径化しなくても容易にファイバ母材の大径
化によるコア・クラッド比の増大化を行うことができ
る。その上、上記のコア・クラッド比の増大化を行う際
に、従来方法の如き加熱延伸及び冷却を繰り返す必要が
無いため、それに伴う結晶化発生のおそれも回避するこ
とができる。

【００４６】そして、それらの各単独で形成されて既に
冷却固化した状態のコアロッド１と各分割ロッド２とを
組み合わせ工程Ｐ3 で所定配置に組み合わせることによ
り組み合わせファイバ母材３を形成し、これを一体化工
程Ｐ4 で加熱して一体化ファイバ母材４を形成するよう
にしているため、従来の溶融法の如き冷却固化したパイ
プ状クラッド内にコア用ガラス融液をキャスティングす
るという工程がなく、そのキャスティングに伴う気泡の
混入もない上に、上記キャスティングに伴う再加熱や冷
却に起因する結晶化発生のおそれもない。

【００４７】また、分割ロッド形成工程Ｐ2 で形成する
各分割ロッド２を同一形状のものとしているためその形
成が容易となり、組み合わせ工程Ｐ3 での組み合わせを
正方形断面のコアロッド１に対し特定の長方形断面の各
分割ロッド２を周囲に配置するようにしているためコア
ロッド１の中心位置への位置付けをより容易にかつ確実
に行うことができ、長手方向に対するコア４ａとクラッ
ド４ｂとのより高い均一化を図ることができる。また、
上記組み合わせ工程Ｐ3 でコアロッド１と各分割ロッド
２との両相対向面や、隣接する分割ロッド２，２の両相
対向面をそれぞれ互いに全面が当接するように組み合わ
せているため、一体化工程Ｐ4 で加熱一体化する場合に
おいて、容易に各相対向面が密着して一体化させること
ができる上、それを減圧状態でかつ不活性ガス雰囲気下
で行っているため、その一体化ファイバ母材４を基によ
り低損失の光ファイバを得ることができる。

【００４８】＜他の態様＞なお、本発明は上記実施例に
限定されるものではなく、以下に示す如く、種々の変形
例を包含するものである。

【００４９】−その１− 上記実施例では、コアロッド形成工程Ｐ1 及び分割ロッ
ド形成工程Ｐ2 と、組み合わせ工程Ｐ3 と、一体化工程
Ｐ4 とで構成しているが、これに限らず、例えば上記一
体化工程Ｐ4 を省略してもよい。すなわち図１に一点鎖
線で示すように、組み合わせ工程Ｐ3 で形造られた組み
合わせファイバ母材３によりハロゲン化物ガラスファイ
バ母材の製造を打ち切り、その組み合わせファイバ母材
３を基に加熱，線引きすることにより光ファイバ化する
ようにしてもよい。この場合であっても、上記線引き時
の加熱によって、コアロッド１と各分割ロッド２とを、
並びに、各分割ロッド２同士を確実に一体化することが
でき、その加熱，線引き時のガラス表面の表面張力によ
って円形断面の光ファイバを得ることができる。

【００５０】−その２− 上記実施例では、コアロッド形成工程Ｐ1 で形成するコ
アロッド１の断面形状を正方形としているが、これに限
らず、図４に示すように円形断面のコアロッド１ａを形
成するようにしてもよい。この場合、上記コアロッド１
ａを、長方形断面の４本の分割ロッド２，２，…で囲ん
だ場合に形成される中心部の正方形断面の空洞５を形成
する４面のそれぞれに長手方向全長にわたり上記コアロ
ッド１ａが内接する真円形の断面形状を有するように形
成する。このような断面形状のコアロッド１ａを用いた
組み合わせファイバ母材３ａの場合、各分割ロッド２と
コアロッド１ａとの間に隙間が存在しているが、一体化
工程Ｐ4 での加熱が減圧状態で行われるため、上記隙間
を隔てた相対向面を確実に密着して一体化させることが
できる。

【００５１】従って、上記図４では円形断面のものを示
したが、上記空洞５の４面にそれぞれ内接する形状であ
れば、コアロッドを多角形等の他の断面形状にしてもよ
い。また、分割ロッドとして形状が互いに異なる長方形
断面のものを２つずつ形成し、上記空洞を長方形になる
ように組み合わせ得るものに対し、その長方形の空洞を
構成する４面にそれぞれ内接するような、例えば長方形
もしくは楕円形等の断面形状を有するコアロッドを形成
して、これらを組み合わせてもよい。これにより、コア
形状が楕円形の光ファイバを得ることができる。

【００５２】一方、円形のコアロッド１ａを形成する場
合、コアロッド１ａの最終径の内径を有する円筒状鋳型
にコア用ガラス融液をキャスティングすることによりコ
アロッド１ａを形成する他、以下の方法によってもよ
い。すなわち、コアロッド用組成を有し最終径のコアロ
ッド１ａより大径のコアロッド母材を形成し、次に、そ
のコアロッド母材を例えばＨｅ及びＨＦの混合ガス中で
加熱延伸することによりコアロッド１ａを形成してもよ
く、これにより、コア径のより小さいコアロッドの形成
がより容易になり、コア・クラッド比の増大化をより容
易に達成することができる。

【００５３】−その３− 上記実施例では、クラッド形成工程Ｐ2 で形成する各分
割ロッド２の断面形状を長方形にしているが、これに限
らず、例えば図５に示すように長方形断面の内の１つの
角部を面取りした斜面２１を有する断面形状の分割ロッ
ド２ａとしてもよい。これにより、組み合わせファイバ
母材３ｂの４つの各角部に面取り部分が形成されて全体
の断面形状がより真円形に近付き、組み合わせファイバ
母材３ｂのまま、または、一体化工程Ｐ4 を経た後に光
ファイバ化する場合においても、表面張力により円形断
面化し易くなる。

【００５４】−その４− 上記実施例では、正方形断面のコアロッド１と、長方形
断面の複数の分割ロッド２，２，…とを組み合わせてい
るが、これに限らず、以下の図６〜図１０に示す如く種
々の断面形状の組み合わせとしてもよい。

【００５５】すなわち、図６のものでは、コアロッド１
を正方形断面とし、一対の２つ割り形状の分割ロッド２
ｃ，２ｃのそれぞれを、全体の断面形状が正方形の組み
合わせファイバ母材３ｃを２つ割りにした断面形状であ
って、両者２ｃ，２ｃの相対向面の中央位置に正方形断
面のコアロッド１を２つ割りにした断面形状を有する凹
溝２２が形成された断面形状に形成する。

【００５６】図７のものでは、コアロッド１ａを真円形
断面とし、一対の２つ割り形状の分割ロッド２ｄ，２ｄ
のそれぞれを、全体の断面形状が正方形の組み合わせフ
ァイバ母材３ｄを２つ割りにした断面形状であって、両
者２ｄ，２ｄの相対向面の中央位置に円形断面のコアロ
ッド１を２つ割りにした半円形の断面形状を有する凹溝
２３が形成された断面形状に形成する。

【００５７】図８のものでは、コアロッド１を正方形断
面とし、一対の２つ割り形状の分割ロッド２ｅ，２ｅの
それぞれを、全体の断面形状が円形の組み合わせファイ
バ母材３ｅを２つ割りにした半円形の断面形状であっ
て、両者２ｅ，２ｅの相対向面の中央位置に上記の凹溝
２２が形成された断面形状に形成する。

【００５８】図９のものでは、コアロッド１ａを真円形
断面とし、一対の２つ割り形状の分割ロッド２ｆ，２ｆ
のそれぞれを、全体の断面形状が円形の組み合わせファ
イバ母材３ｆを２つ割りにした半円形の断面形状であっ
て、両者２ｆ，２ｆの相対向面の中央位置に上記の凹溝
２３が形成された断面形状に形成する。

【００５９】以上の図６〜図９に示す態様の場合、組み
合わせ工程Ｐ3 において、一対の分割ロッド２ｃ，２
ｃ、２ｄ，２ｄ、２ｅ，２ｅまたは２ｆ，２ｆの両凹溝
２２，２２または２３，２３にコアロッド１または１ａ
を内嵌するだけで、確実にコアロッド１または１ａと各
分割ロッド２ｃ，２ｄ，２ｅまたは２ｆとの各相対向面
が全面で当接し、かつ、コアロッド１または１ａが確実
に中心位置に位置付けられた状態の組み合わせファイバ
母材３ｃ，３ｄ，３ｅ，３ｆを容易に得ることができ
る。

【００６０】また、図１０のものではコアロッド１ｂを
円形断面とし、これを囲む複数（図例では６本）の分割
ロッド２ｇ，２ｇ，…も円形断面として、コアロッド１
ｂと各分割ロッド２ｇとを、並びに、隣接する分割ロッ
ド２ｇ，２ｇ同士をそれぞれ長手方向連続させて線接触
状態にして組み合わせファイバ母材３ｇを形造ってい
る。

【００６１】−その５− コア用ハロゲン化物ガラスとしてＩn Ｆ3 −Ｂa Ｆ2 −
Ｃd Ｆ2 −Ｂa Ｃl2−Ｎa Ｆ系ガラスを、クラッド用ハ
ロゲン化物ガラスとしてＺr Ｆ4 ，Ｂa Ｆ2 及びＮa Ｆ
を主成分とするガラスをそれぞれ用いてもよい。この場
合においても、実施例等と同様の方法により、長手方向
に極めて均一性の高い断面形状を有し、かつ、気泡や結
晶のないファイバ母材を得ることができ、その結果、長
手方向全長にわたり均一性の高い長尺の光ファイバを得
ることができる。

【００６２】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明におけるハロゲン化物ガラスファイバ母材の製造方法
によれば、コアロッド形成工程と分割ロッド形成工程と
により、コアロッドを複数の分割ロッドとは独立して形
成しているため、そのコアロッドを長手方向に真っ直ぐ
でかつ均一断面のものに容易にかつ確実に形成すること
ができ、組み合わせ工程で得られる組み合わせファイバ
母材におけるコアロッドの断面形状を、従来の溶融法に
よる場合と比べ、長手方向に極めて均一性の高いものと
することができる。このため、上記の組み合わせファイ
バ母材を長尺に光ファイバ化しても、長手方向全長にわ
たり均一性の高い光ファイバを得ることができる。

【００６３】しかも、クラッドとなる部分を複数部分に
分割した分割ロッドにより形成するようにしているた
め、その分割数や１つの分割ロッドのサイズ設定によ
り、コア・クラッド比の増大化を容易に達成することが
できる。その上、上記のコア・クラッド比の増大化を行
う際に、従来方法の如き加熱延伸及び冷却を繰り返す必
要が無いため、それに伴う結晶化発生のおそれも回避す
ることができる。

【００６４】そして、それらの各単独で形成されて共に
既に冷却固化した状態のコアロッドと各分割ロッドとを
組み合わせ工程で所定配置に組み合わせることにより組
み合わせファイバ母材を形成するようにしているため、
従来の溶融法の如き冷却固化したパイプ状クラッド内に
コア用ガラス融液をキャスティングするという工程がな
く、そのキャスティングに伴う気泡の混入もない上に、
上記キャスティングに伴う再加熱や冷却に起因する結晶
化発生のおそれもない。

【００６５】請求項２記載の発明によれば、上記請求項
１記載の発明による効果に加えて、組み合わせ工程の後
に、組み合わせ状態のファイバ母材を減圧状態下で加熱
する一体化工程を行っているため、光ファイバ化する前
にコアロッド及び各分割ロッドを一体化させることがで
きる上、組み合わせ状態において、各分割ロッドとコア
ロッドとの各相対向面が全面で当接せずにその一部同士
で当接して各相対向面間に隙間が生じるような断面形状
であっても、上記減圧状態下での加熱によって上記隙間
を挟む相対向面が密着して一体となったハロゲン化物ガ
ラスファイバ母材を得ることができる。

【００６６】請求項３記載の発明によれば、上記請求項
２記載の発明による効果に加えて、一体化工程が減圧状
態に加えて不活性ガス雰囲気下で行うようにしているた
め、不純物成分による汚染防止をより高度に図ることが
でき、光ファイバの低損失化をより高度に図ることがで
きる。

【００６７】請求項４記載の発明によれば、コア形成工
程で形成するコアロッドの断面形状を矩形としているた
め、また、請求項５記載の発明によれば、正方形として
いるため、上記請求項１または請求項２記載の発明によ
る効果において、例えば真円形に形成する場合と比べ、
コアロッドの形成を容易に行うことができる。

【００６８】請求項６記載の発明によれば、上記請求項
４または請求項５記載の発明による効果に加えて、コア
用ハロゲン化物ガラスにより形成した板ガラスを細かく
切断することにより矩形もしくは正方形断面のコアロッ
ドを得るようにしているため、そのコアロッドの形成の
効率化，容易化を図ることができる。

【００６９】請求項７記載の発明によれば、上記請求項
１または請求項２記載の発明による効果に加えて、コア
形成工程で形成するコアロッドの断面形状を円形として
いるため、ファイバ母材形成後の光ファイバ化に際し、
長尺化しても長手方向に均一性のより高いコア形状を得
ることができる。

【００７０】請求項８記載の発明によれば、上記請求項
７記載の発明による効果に加えて、まず、コアロッド用
組成を有しコアロッドより大径のコアロッド母材を形成
し、次に、そのコアロッド母材を加熱延伸することによ
りコアロッドを形成するようにしているため、コア径の
より小さいコアロッドの形成をより容易に行うことがで
き、コア・クラッド比の増大化をより容易に達成するこ
とができる。

【００７１】請求項９記載の発明によれば、上記請求項
１または請求項２記載の発明による効果に加えて、クラ
ッド形成工程において、２以上の分割ロッドを互いに同
じ断面形状に形成するようにしているため、クラッド形
成工程における２以上の分割ロッドの形成をより容易に
行うことができる。

【００７２】請求項１０記載の発明によれば、上記請求
項９記載の発明による効果に加えて、コアロッド形成工
程で形成するコアロッドの断面形状を仮想の正方形の４
辺にそれぞれ内接する形状のもの、例えば、請求項１１
記載の発明の如き正方形または真円形もしくは正多角形
等にし、クラッド形成工程で形成する分割ロッドの断面
形状を、上記のコアロッドの周囲を囲んで配置した場合
のファイバ母材の全体形状が正方形になるような長方形
にしているため、組み合わせ工程でのコアロッドの中心
位置への位置付けをより容易かつ確実に行うことができ
る上、長手方向に対するコアとクラッドとのより高い均
一化を図ることができる。

【００７３】また、請求項１２記載の発明によれば、上
記請求項９記載の発明による効果に加えて、クラッド形
成工程において形成する分割ロッドの断面形状を、組み
合わせ工程で組み合わせ状態のファイバ母材の断面形状
を２つ割りにした形状であって、かつ、両者の相対向面
にコアロッドの断面形状を２つ割りにした断面形状の凹
溝が形成されたものにしているため、組み合わせ工程に
おいて、一対の分割ロッドの両凹溝にコアロッドを内嵌
するだけで、確実にコアロッドと一対の分割ロッドとの
各相対向面が全面で当接し、かつ、コアロッドが確実に
中心位置に位置付けられた状態のファイバ母材を得るこ
とができる。

【００７４】さらに、請求項１３記載の発明によれば、
請求項１または請求項２記載の発明による効果に加え
て、組み合わせ工程において、コアロッドと各分割ロッ
ドとの各相対向面を互いに全面が当接するように組み合
わせているため、組み合わせ状態のまま光ファイバ化す
る場合や減圧状態下で加熱一体化する場合において、各
相対向面を容易に密着させて一体化させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る製造方法の各工程を示す
工程説明図である。

【図２】組み合わせ工程における組み合わせファイバ母
材の横断面図である。

【図３】一体化工程における一体化ファイバ母材の横断
面図である。

【図４】他の態様のその２における組み合わせファイバ
母材の横断面図である。

【図５】他の態様のその３における組み合わせファイバ
母材の横断面図である。

【図６】他の態様のその４における組み合わせファイバ
母材の横断面図である。

【図７】他の態様のその４における図６とは異なる組み
合わせファイバ母材の横断面図である。

【図８】他の態様のその４における図６，図７とは異な
る組み合わせファイバ母材の横断面図である。

【図９】他の態様のその４における図６〜図８とは異な
る組み合わせファイバ母材の横断面図である。

【図１０】他の態様のその４における図６〜図９とは異
なる組み合わせファイバ母材の横断面図である。

【符号の説明】

１，１ａ，１ｂ
コアロッド ２，２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇ
分割ロッド ３，３ａ，３ｂ 組み合わせファイバ母材
（ハロゲン化物ガラスファイバ母材） ３ｃ，３ｄ，３ｅ 組み合わせファイバ母材
（ハロゲン化物ガラスファイバ母材） ３ｆ，３ｇ 組み合わせファイバ母材
（ハロゲン化物ガラスファイバ母材） ４ 一体化ファイバ母材（ハロ
ゲン化物ガラスファイバ母材） ２２，２３ 凹溝 Ｐ1 コアロッド形成工程 Ｐ2 分割ロッド形成工程 Ｐ3 組み合わせ工程 Ｐ4 一体化工程

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 正俊 兵庫県伊丹市池尻４丁目３番地 三菱電線 工業株式会社伊丹製作所内 (72)発明者 邱 建栄 兵庫県西宮市浜松原町２番21号 山村硝子 株式会社内 (72)発明者 前田 浩三 兵庫県西宮市浜松原町２番21号 山村硝子 株式会社内

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 長手方向に均一断面形状を有するコアロ
   ッドをコア用ハロゲン化物ガラスにより独立して形成す
   るコアロッド形成工程と、 このコアロッド形成工程とは別に、上記コアロッドとほ
   ぼ同じ長さに延びるクラッド形成用の２以上の分割ロッ
   ドをクラッド用ハロゲン化物ガラスにより上記コアロッ
   ドとは独立して形成する分割ロッド形成工程と、 上記コアロッドに対し、このコアロッドが中心に位置す
   るようコアロッドの周囲に上記２以上の分割ロッドを配
   置し、各分割ロッドの少なくとも一部を上記コアロッド
   の外周面に対し長手方向に連続して当接させかつ隣接す
   る分割ロッドの少なくとも各一部同士を長手方向に連続
   して当接させた状態に保持してファイバ母材の原形を形
   造る組み合わせ工程とを備えていることを特徴とするハ
   ロゲン化物ガラスファイバ母材の製造方法。
2. 【請求項２】 請求項１において、 組み合わせ工程の後に、その組み合わせ工程により組み
   合わせたコアロッドと各分割ロッドとを減圧状態下で加
   熱することにより一体化させてコアとクラッドとからな
   るファイバ母材にする一体化工程を行うことを特徴とす
   るハロゲン化物ガラスファイバ母材の製造方法。
3. 【請求項３】 請求項２において、 一体化工程を不活性ガス雰囲気下で行うことを特徴とす
   るハロゲン化物ガラスファイバ母材の製造方法。
4. 【請求項４】 請求項１または請求項２において、 コア形成工程においてコアロッドを断面形状が矩形にな
   るように形成することを特徴とするハロゲン化物ガラス
   ファイバ母材の製造方法。
5. 【請求項５】 請求項１または請求項２において、 コア形成工程においてコアロッドを断面形状が正方形に
   なるように形成することを特徴とするハロゲン化物ガラ
   スファイバ母材の製造方法。
6. 【請求項６】 請求項４または請求項５において、 コア形成工程において、まず、コアロッド用組成を有し
   コアロッドの断面形状における直交方向一辺と同じ板厚
   を有する板ガラスを形成し、次に、この板ガラスを上記
   コアロッドの直交方向他辺と同じ幅に切断することによ
   り、コアロッドを形成することを特徴とするハロゲン化
   物ガラスファイバ母材の製造方法。
7. 【請求項７】 請求項１または請求項２において、 コア形成工程においてコアロッドを断面形状が円形にな
   るように形成することを特徴とするハロゲン化物ガラス
   ファイバ母材の製造方法。
8. 【請求項８】 請求項７において、 コア形成工程において、まず、コアロッド用組成を有し
   コアロッドより大径のコアロッド母材を形成し、次に、
   このコアロッド母材を加熱延伸することにより、コアロ
   ッドを形成することを特徴とするハロゲン化物ガラスフ
   ァイバ母材の製造方法。
9. 【請求項９】 請求項１または請求項２において、 クラッド形成工程において２以上の分割ロッドを互いに
   同じ断面形状となるよう形成することを特徴とするハロ
   ゲン化物ガラスファイバ母材の製造方法。
10. 【請求項１０】 請求項９において、 コア形成工程においてコアロッドを、仮想の正方形の４
    辺にそれぞれ内接する断面形状に形成し、 クラッド形成工程において２以上の分割ロッドを断面形
    状が互いに同じ長方形で、かつ、コアロッドと組み合わ
    せてファイバ母材を形造った際にそのファイバ母材の断
    面形状が正方形になるように形成することを特徴とする
    ハロゲン化物ガラスファイバ母材の製造方法。
11. 【請求項１１】 請求項１０において、 コアロッドの断面形状を正方形とすることを特徴とする
    ハロゲン化物ガラスファイバ母材の製造方法。
12. 【請求項１２】 請求項９において、 クラッド形成工程において、組み合わせ工程で形造られ
    るファイバ母材の断面形状を２つ割りにした断面形状を
    有し、かつ、両者の相対向面にコアロッドの断面形状を
    ２つ割りにした断面形状を有する凹溝が形成された一対
    の分割ロッドを形成することを特徴とするハロゲン化物
    ガラスファイバ母材の製造方法。
13. 【請求項１３】 請求項１または請求項２において、 組み合わせ工程において、コアロッドと各分割ロッドと
    の各相対向面を互いに全面が当接するように組み合わせ
    ることを特徴とするハロゲン化物ガラスファイバ母材の
    製造方法。