JPH0996729A

JPH0996729A - 光ファイバの製造方法

Info

Publication number: JPH0996729A
Application number: JP7234506A
Authority: JP
Inventors: Kazuaki Yoshida; 和昭吉田; Takayuki Morikawa; 孝行森川; Takeshi Yagi; 健八木
Original assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Current assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Priority date: 1994-09-14
Filing date: 1995-09-12
Publication date: 1997-04-08
Also published as: DE19534106A1

Abstract

(57)【要約】【目的】伝送損失が少なく、コアとクラッドとの間の
屈折率差の減少が少ない、一端が楕円で他端が真円のコ
アを有する光ファイバを製造する方法を提供する。【構成】長手方向に均一な断面積を有するコア３と、
該コアに長手方向に沿って少なくとも１つ貫通孔４Ａが
形成されたクラッド２とを有する光ファイバ１を、前記
光ファイバの長手方向に沿って順次加熱温度を変化させ
ながら加熱して前記貫通孔の形状を連続的に変化させて
前記コアの断面形状を前記光ファイバの長手方向に沿っ
て連続的に変化させて、光ファイバの一端のコアの断面
形状と他端のコアの断面形状を異ならせる。たとえば、
一端のコアの断面形状は真円であり、他端のコアの断面
形状と楕円である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光ファイバの製造方
法に関するものであり、特に、半導体レーザなどの楕円
状のビームを射出する光源との光学的な接続に適したコ
アの断面形状を有する光ファイバの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】光ファイバを用いた光計測の技術分野ま
たは光通信の技術分野などにおいては、光源から光ビー
ムを光ファイバのコアに効率よく入射させるために種々
の工夫を凝らしている。光通信などの技術分野において
は、光源として半導体レーザ（またはレーザダイオー
ド：ＬＤ）を用いる場合が多い。通常、ＬＤの端部から
は断面が楕円状の光ビームが射出される。従来、たとえ
ば、単一モード（ＳＭ）の光ファイバのコアは真円に形
成されているから、このようになコアを有する光ファイ
バにＬＤからの光ビームを入射させるためには、特殊な
レンズを有する光学系を用いて、ＬＤから射出した楕円
状光ビームを断面が真円状の光ビームにして、光ファイ
バのコアに入射させるようにしている。しかしながら、
このように光学系を用いて光ビームの断面形状を変換す
ることは、複雑な光学系を設ける必要があるから価格が
高くなるし、空間的な場所もとる。さらに光学系におけ
る光学的損失が発生する。

【０００３】そこで、たとえば、モードフィールド変換
光ファイバまたはスポットサイズ変換光ファイバを用い
ることが試みられている。モードフィールド変換光ファ
イバまたはスポットサイズ変換光ファイバは一端の受光
側のコアの断面形状は楕円であり、他端の光射出側のコ
アの断面形状は真円である。光ファイバの一端（受光
側）の楕円形状のコアにＬＤから射出された楕円状の光
ビームを直接入射させ、光ファイバの他端（光射出側）
の真円のコアから円形状の光ビームを射出させる。モー
ドフィールド変換光ファイバまたはスポットサイズ変換
光ファイバにおいては、長手方向に沿って、楕円の光ビ
ームを円形の光ビームに変換する形状をしている。

【０００４】スポットサイズ変換光ファイバを製造する
方法が、たとえば、特開平３−６４７０７号公報に提案
されている。このスポットサイズ変換光ファイバの製造
方法を図１３（Ａ）〜図１３（Ｃ）を参照して述べる。
図１３（Ａ）に図解したように、一端のコア４１の外周
にクラッド４２が形成された楕円コア型光ファイバ４０
を準備する。コア４１の寸法は、長軸径５μｍ、短軸径
２μｍで、矩形に近いほぼ楕円である。このような楕円
コア型光ファイバの長手方向に沿って熱を加えていく
と、図１３（Ｂ）に図解するように楕円が徐々に丸みを
帯びて円形になっていく。その結果、他端が図１３
（Ｃ）に図解したように円形のコア４１Ａになる。この
円形のコア径は３．６μｍである。熱を加えることで、
コア１に含まれているドーパントであるゲルマニウム
（Ｇｅ）が拡散し、スポットサイズは１１．２μｍとな
る。つまり、特開平３−６４７０７号公報に提案されて
いる方法は、楕円コアを熱拡散して円形のコアに変化さ
せる。しかしながらこの方法は、実際には楕円コアを真
円のコアに変化させることは困難である。その結果、光
ファイバの内部を伝搬する光に大きな伝送損失が発生す
るという問題に遭遇している。さらに、仮に楕円コアか
ら真円コアに変化していったとしても、ドーパントの拡
散ではコアとクラッドとの間に屈折率差の減少が生じ
て、結合効率が減少するという問題が起こる。

【０００５】モードフィールド変換光ファイバの従来の
製造方法の１例を述べる。楕円コアを有する光ファイバ
と、真円コアを有する光ファイバとを端部で接続し、必
要に応じてこの接続部を加熱してコア部のドーパントを
拡散させ、長手方向に沿って楕円コア部から真円コア部
に形状が徐々に変化する部分を形成させる。したがっ
て、一端が楕円コアであり、他端が真円コアであり、光
ファイバの長手方向に沿ってコア部は連続的に徐々に楕
円から真円に変化していく。しかしながら、この方法も
コアの楕円部分と真円部分との間でコアの不連続部分が
生じて、光ファイバの内部を伝搬する光に大きな伝送損
失が発生するという問題に遭遇している。また、仮に楕
円コアから真円コアに変化していったとしても、ドーパ
ントの拡散ではコアとクラッドとの間に屈折率差の減少
が生じて、結合効率が減少するという問題が起こる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、モ
ードフィールド変換光ファイバの製造方法およびスポッ
トサイズ変換光ファイバの製造方法のいずれも、製造さ
れた光ファイバが伝送損失が大きいという問題に遭遇し
ている。さらにコアとクラッドとの間の屈折率差の減少
が起こるという問題がある。

【０００７】従って本発明の目的は、伝送損失が少な
く、コアとクラッドとの間の屈折率差の減少が少ない、
一端が楕円で他端が真円のコアを有する光ファイバを製
造する方法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の形態によ
れば、長手方向に実質的に均一な断面形状を有するコア
と、該コアの長手方向に沿って少なくとも１つの貫通孔
が形成されたクラッドとを有する均一コア光ファイバの
側面から加熱して前記貫通孔の断面形状を連続的に変化
させ、その結果として、前記コアの断面形状をその長手
方向に沿って変化させ、光ファイバの一端のコアの断面
形状と他端のコアの断面形状を異ならせる光ファイバの
製造方法が提供される。

【０００９】好適には、前記加熱段階において前記貫通
孔を減圧する。

【００１０】好適には、前記貫通孔が前記コアの両側に
２つ並設されて形成された均一コア光ファイバを用い
て、前記コアの断面形状を長手方向に沿って変化させた
光ファイバを製造する。

【００１１】特定的には、コアの断面形状が円である均
一コア光ファイバを、一端から他端に向けてその側面を
加熱して前記貫通孔を縮小させていき、一端のコアの断
面形状が円であり、他端のコアの断面形状が楕円であ
り、その中間部が円から楕円に連続的に変化しているよ
うに形成する。

【００１２】また特定的には、コアの断面形状が楕円で
ある均一コア光ファイバを、一端から他端に向けてその
側面を加熱して前記貫通孔を縮小させていき、一端のコ
アの断面形状が楕円であり、他端のコアの断面形状が円
であり、その中間部が楕円から円に連続的に変化してい
るように形成する。

【００１３】好適には、前記均一コア光ファイバの一端
の貫通孔を密閉する処理を行う。さらに好適には、前記
均一コア光ファイバの他端の縮小した貫通孔を封止する
第２の密閉処理を行う。

【００１４】本発明の第２の形態によれば、最終的に製
造すべき光ファイバと相似形状の断面を有し、前記光フ
ァイバのコアとなる部分と、該コアとなる部分に沿って
形成された少なくとも１つの貫通孔を有するクラッドと
なる部分とを有する光ファイバ用母材を線引きして光フ
ァイバを製造する方法であって、前記貫通孔の外周と当
該光ファイバ用母材の外周との最短距離を所定の大きさ
以上になるように光ファイバ用母材を形成し、該光ファ
イバ用母材の前記貫通孔にガス圧を加えつつ、所定の線
引温度範囲の温度で線引きする光ファイバの製造方法が
提供される。

【００１５】好適には、前記最短距離は１０％以上であ
る。

【００１６】また好適には、前記線引温度は１８００°
Ｃ〜２０００°Ｃの間に設定される。

【００１７】特定的には、前記貫通孔に印加するガス圧
は、コアの断面形状を円に向けるときは高くし、コアの
断面形状を楕円に向けるときは低くする。

【００１８】特定的には、前記製造される光ファイバの
一端のコアの断面形状を円にし、他端のコアの断面形状
を楕円にし、一端の円形状のコア部から他端の楕円形状
のコア部とが連続的に接続されるように中間部を形成す
る。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の光ファイバの製造
方法とそれによって製造された光ファイバの好適な実施
例を述べる。第１実施例本発明の光ファイバの第１実施例として、モードフィー
ルド変換光ファイバについて述べる。図１は本発明の光
ファイバの第１実施例としてのモードフィールド変換光
ファイバを製造する前の、長手方向に実質的に均一な断
面形状を有するサイドホール（貫通孔）が形成された真
円コア光ファイバ１の断面図である。この真円コア光フ
ァイバ１は、真円コア３とその外周に設けられたクラッ
ド２を有している。クラッド２の内部で、かつ、真円コ
ア３の両側には真円コア３の長手方向に沿って、真円コ
ア３の両側に並設された２つのサイドホール（貫通孔）
４Ａ、４Ｂが形成されている。本実施例では、クラッド
２の直径が１２５μｍであり、真円コア３の直径が８．
１μｍであり、サイドホール４Ａ、４Ｂの直径がそれぞ
れ１８．９μｍであり、２つのサイドホール４Ａ、４Ｂ
の間隔ＳＤが３８．４μｍである。クラッド２の材質は
純シリカガラスであり、真円コア３の材質はドーパント
としての酸化ゲルマニウムを含むシリカガラスである。
真円コア３はＶＡＤ法で製造した。クラッド２と真円コ
ア３との屈折率差は０．３５％である。

【００２０】このサイドホールが形成された真円コア光
ファイバ１の製造について述べる。このようなサイドホ
ールが形成された光ファイバの製造方法としては、たと
えば、特開昭５９−３５０３４号公報において提案され
ているものが知られている。真円コア光ファイバ１は、
通常の光ファイバを製造する場合と同様、最終的に製造
しようとするこの真円コア光ファイバ１と相似形の光フ
ァイバ用母材（プリフォーム）を線引きして製造する。
光ファイバ用母材は、真円コア光ファイバ１の真円コア
３となる部分と、真円コア光ファイバ１のサイドホール
４Ａ、４Ｂとなる部分を有するクラッド２となる部分を
有する。サイドホール４Ａ、４Ｂになる部分は、真円コ
ア３になる部分とクラッド２になる部分からなる、サイ
ドホールが形成されていない通常の光ファイバ用母材を
製造後、この光ファイバ用母材に、たとえば、ドリルで
孔を開けて形成する。このような光ファイバ用母材のサ
イドホール４Ａ、４Ｂになる部分にガスにより圧力をか
ながら、加熱状態で延伸して（線引きして）、真円コア
光ファイバ１を製造する。したがって、上記光ファイバ
用母材から真円コア光ファイバ１を製造する工程は、サ
イドホール４Ａ、４Ｂとなる部分をドリルで貫通孔を開
けるといった機械加工を除けば、サイドホールが形成さ
れていない通常の光ファイバ用母材からサイドホールが
形成されていない光ファイバを線引きする通常の工程と
同じである。サイドホール４Ａ、４Ｂとなる部分への加
圧条件は、線引温度、線引速度、光ファイバ用母材の直
径の太さなどを考慮して決定した。この加圧条件は、通
常、予備的な実験で決定できるが、本実施例において
は、サイドホール４Ａ、４Ｂとなる部分への加圧は５０
ｍｍＨｇ前後であった。なお、このサイドホールが形成
された光ファイバの製造方法についての改良を第５実施
例として後述する。

【００２１】図２は上述のようにして製造された真円コ
ア光ファイバ１から、モードフィールド変換光ファイバ
を製造する装置の概略構成図である。この装置は、ゴム
管６と、ゴム栓５と、図示しない真空ポンプおよび図示
しない減圧調整治具に接続された接続部７を有してい
る。中空部８は真空ポンプおよび減圧調整治具によって
減圧される。真円コア光ファイバ１の端部をゴム栓５に
挿入し、サイドホール４Ａ、４Ｂをゴム管６の中空部８
を介して減圧する。サイドホール４Ａ、４Ｂを減圧しな
がら、真円コア光ファイバ１の真円コア３を楕円にする
部分の両端を保持して、その真円コア３の中央部を側面
からバーナー径が３ｍｍのマイクロトーチ９によるプロ
パン・酸化火炎で加熱する。中空部８の減圧の程度は加
熱温度に依存するが、−２０ｍｍＨｇより大きな減圧が
望ましい。また、加熱処理時には真円コア光ファイバ１
は延伸されていない状態が望ましい。その理由は、光フ
ァイバ用母材を延伸すると、真円コア光ファイバ１の直
径が細くなるので、真円コア光ファイバ１の機械的な強
度が低下するからである。以下、本発明の第１実験例〜
第３実験例を述べる。

【００２２】第１実験例ここで用いた真円コア光ファイバ１は、クラッド２の直
径が１２５μｍであり、真円コア３の直径が８．１μｍ
であり、サイドホール４Ａ、４Ｂの直径がそれぞれ１
８．９μｍであり、２つのサイドホール４Ａ、４Ｂの間
隔ＳＤが３８．４μｍである。クラッド２の材質は純シ
リカガラスであり、真円コア３の材質はドーパントとし
ての酸化ゲルマニウムを含むシリカガラスである。真円
コア３はＶＡＤ法で製造した。クラッド２と真円コア３
との屈折率差は０．３５％である。図２および図３
（Ａ）に図解したように、バーナー径が３ｍｍのマイク
ロトーチ９を用いて加熱温度１８００〜２０００°Ｃに
おいて、真円コア光ファイバ１を加熱し、加熱開始から
１分経過後に加熱を中止し、図３（Ｂ）に示すように、
加熱部分の中心で真円コア光ファイバ１を切断して２本
の光ファイバ１Ａ，１Ｂを得た。これら２本の光ファイ
バ１Ａ，１Ｂの切断面、すなわち、加熱部分の断面を調
べた結果、サイドホール４Ａ、４Ｂが実質的に潰れて、
真円コア３が楕円状のコア１３に変形していた。ただ
し、加熱していない部分、たとえば、光ファイバ１Ａ，
１Ｂの両端面は、真円コア３とサイドホール４Ａ、４Ｂ
がそのまま維持されている。このことから、マイクロト
ーチ９による加熱により、真円コア光ファイバ１の加熱
部分のサイドホール４Ａ、４Ｂが潰れて真円コア３を楕
円状コア１３に変えることができることが判った。換言
すれば、サイドホール４Ａ、４Ｂを持つ真円コア光ファ
イバ１を加熱することにより、楕円状コア１３を持つ光
ファイバに変形できる。

【００２３】第２実験例第１実験例は、真円コア光ファイバ１の一部をマイクロ
トーチ９で加熱しただけであるが、第２実験例は、マイ
クロトーチ９を固定しておき、真円コア光ファイバ１を
連続的にマイクロトーチ９の火炎の上を通過させた。も
ちろん、この逆に、真円コア光ファイバ１を延ばしてお
きマイクロトーチ９の火炎を長手方向に沿って移動させ
てもよい。要するに、マイクロトーチ９の火炎と真円コ
ア光ファイバ１とを相対的に動かす。その結果、図４に
図解したようなモードフィールド変換光ファイバ１１が
製造できた。このモードフィールド変換光ファイバ１１
は、一端が、真円コア３とサイドホール４Ａ、４Ｂを有
するクラッド２からなるもとの真円コア光ファイバ１の
ままであり、他端が加熱によりサイドホール４Ａ、４Ｂ
が消滅し真円コア３が楕円状コア１３に変形した光ファ
イバである。このモードフィールド変換光ファイバ１１
は、もとの真円コア光ファイバ１の状態が維持されてい
る一端から楕円状コア１３が形成された他端に向かっ
て、真円コア３から楕円状コア１３に連続的にコアの断
面形状が変化している。つまり、モードフィールド変換
光ファイバとして形成されている。このモードフィール
ド変換光ファイバ１１は、外径１２０μｍの光ファイバ
であり、楕円状コア１３の寸法は長径１３．４μｍ、短
径４．７μｍであった。

【００２４】上記実験例では、加熱処理により、楕円コ
ア１３側のサイドホール４Ａ、４Ｂは完全に潰れている
が、マイクロトーチ９による加熱時間を短くするとサイ
ドホール４Ａ、４Ｂを残すこともできる。また、サイド
ホール４Ａ、４Ｂの縮小の程度と真円コア３の楕円化の
程度には相関関係があり、サイドホール４Ａ、４Ｂの加
熱による縮小の程度が小さければ、真円コア３の楕円化
の程度も小さい。

【００２５】第３実験例第１実験例および第２実験例はサイドホール４Ａ、４Ｂ
の内部を減圧して、他端のサイドホール４Ａ、４Ｂを潰
した例を示したが、第３実験例はサイドホール４Ａ、４
Ｂの内部を減圧せず、他端のサイドホール４Ａ、４Ｂを
縮小するに止め、完全には潰さない例を示す。第１実験
例に用いたと同じ断面形状の真円コア光ファイバ１を、
減圧せずに、加熱温度１８００〜２０００°Ｃの範囲の
任意の温度でマイクロトーチ９で１０秒間加熱した。１
０秒加熱後、この真円コア光ファイバ１を加熱部分で切
断し、２本の光ファイバの断面を調べた。その結果、こ
の光ファイバは、一端が真円コア３を有し、他端が楕円
コア１３を有している。つまり、加熱された部分の光フ
ァイバ１Ａの端部はサイドホール４Ａ、４Ｂは縮小した
が、潰れずに残った。このとき、クラッド３の直径は１
２３μｍであり、サイドホール４Ａ、４Ｂの直径は２
２．７μｍ、サイドホール４Ａ、４Ｂの間隔は２９．１
μｍであった。真円形状のコアは長径１０．６μｍ、短
径５．５μｍの楕円形状であった。

【００２６】以上のように、サイドホール４Ａ、４Ｂの
減圧を行うか否か、マイクロトーチ９の火炎によるサイ
ドホールが形成された真円コア光ファイバ１の加熱条件
などを変化させることにより、サイドホールが形成され
た真円コア光ファイバ１のコア３の断面形状およびサイ
ドホール４Ａ、４Ｂの断面形状を種々の変形できる。以
上から、第１実施例によれば、条件を適切に設定すれ
ば、希望する特性、希望する断面形状のコアを持つモー
ドフィールド変換光ファイバを製造することができる。

【００２７】第１実施例の変形形態コアの材質は、上記例示に限らない。コアの材質は、酸
化ゲルマニウムを含むシリカガラスが好適であるが、酸
化リン、酸化チタン、酸化アルミニウムなど通常のコア
成分を含むシリカガラスを用いることができる。クラッ
ドの材質も上記例示に限定されない。クラッドの材質
は、純シリカガラスが好適であるが、フッ素または酸化
硼素を含むシリカガラスを用いることができる。もちろ
ん、コアとクラッドとの間には、所定の屈折率差が守ら
れる。サイドホール４Ａ、４Ｂのそれぞれの直径と２つ
のサイドホール４Ａ、４Ｂの間隔、サイドホール４Ａ、
４Ｂと真円コア３との距離も上記例示に限らず、任意に
設定できる。ただし、これらの条件は、加熱処理時の真
円コアの楕円化の程度を考慮して決定する。加熱手段と
しては、上述したマイクロトーチに限らず、小型の電気
炉などの加熱手段を用いることができる。図２に示した
治具も例示であり、これに限定されない。サイドホール
４Ａ、４Ｂを上述した条件に則して減圧できる装置であ
ればよい。なお、本発明の第１実施例においては、真円
コアとクラッドとその真円コアの両側に、直径方向に対
向して位置するようにクラッド中に長手方向に設けたサ
イドホール４Ａ、４Ｂを形成したサイドホール付真円型
光ファイバを用いたが、サイドホール付真円型光ファイ
バはこの光ファイバと相似で、寸法の大きな光ファイバ
用母材を公知の方法で線引することによって製造するの
で、製造が特別困難ではない。

【００２８】以上の実施例においては、２つのサイドホ
ール４Ａ、４Ｂを設けた真円コア光ファイバ１を例示し
たが、本発明の実施に際しては、サイドホールは必ず２
つ設ける必要はない。たとえば、１つのサイドホールを
持つ光ファイバに対しても加熱して、あるいは、加熱と
ともにサイドホールの減圧などを行うことにより、コア
の断面形状を変化させることができる。勿論、サイドホ
ールを３つ以上設けることもできる。

【００２９】第１実施例の効果を述べる。以上述べたよ
うに、本発明の第１実施例による、真円コアとそれを含
むクラッドと、好適には、真円コアの両側に２つのサイ
ドホール４Ａ、４Ｂを形成した真円コア光ファイバ１
を、その一部を加熱して楕円化することにより、連続的
に真円が楕円化され、一端が真円コアを有し、他端が楕
円コアを有するモードフィールド変換光ファイバが形成
できた。しかもこのモードフィールド変換光ファイバは
殆ど伝送損失が少ない。さらにサイドホール４Ａ、４Ｂ
の内部を減圧しながら加熱すると、低い加熱温度で迅速
にサイドホール４Ａ、４Ｂが潰れるか、潰れないまでも
縮小されるから、真円コアの楕円化が一層促進されると
ともに、ドーパントの熱拡散が少なくてすみ、コア部と
クラッド部との屈折率差の減少が少ない。本発明の第１
実施例のモードフィールド変換光ファイバは、偏波保存
光ファイバまたはセンサ用光ファイバと通常の光ファイ
バとの接続用光ファイバとして、光通信または光計測な
どに好適に利用できる。

【００３０】第２実施例本発明の光ファイバの第２実施例として、モードフィー
ルド変換光ファイバについて述べる。第１実施例のモー
ドフィールド変換光ファイバにおいて、一端に潰れずに
残っているサイドホール４Ａ、４Ｂに光吸収性のガスま
たは液体が侵入すると、光ファイバの伝送損失が多くな
る可能性がある。またサイドホール４Ａ、４Ｂに侵入す
るガスまたは液体の種類によっては光ファイバの機械的
な特性が変化する可能性がある。第２実施例は上述した
第１実施例のモードフィールド変換光ファイバの欠点を
改善する。

【００３１】図５は本発明の第２実施例のモードフィー
ルド変換光ファイバを示す図である。このモードフィー
ルド変換光ファイバにおいては、図４に示したモードフ
ィールド変換光ファイバの、サイドホール４Ａ、４Ｂが
残っている真円コア光ファイバ１側の端部に、真円コア
３と直径と材質が同じ真円コア２３と、クラッド２の直
径と材質が同じクラッド２２を有する短い光ファイバ２
１を、真円コア３と真円コア２３とが一致するように、
真円コア光ファイバ１の端部に接続し、サイドホール４
Ａ、４Ｂを外気から密閉するようにしている。

【００３２】真円コア光ファイバ１の端部と光ファイバ
２２との接続について述べる。上記接続としては好適に
は、密閉性が高い融着接続を行う。融着接続作業とし
て、市販の光ファイバ融着接続機を用いることができ
る。融着接続の際、融着温度が高いと光ファイバの端面
が必要以上に溶融し、サイドホール４Ａ、４Ｂが潰れて
コア部が変形する可能性がある。したがって、ガラスが
溶融可能な温度で、できるだけ低温で融着接続すること
が望ましい。また上記融着接続に代えて上記接続部を接
着剤で接続することもできる。さらにサイドホール４
Ａ、４Ｂを密閉する方法としては、上記融着接続または
接着剤によるモードフィールド変換光ファイバ１１と短
い光ファイバ２１との接続に限らず、ガラス、透明プラ
スチックの薄板または固まり（ブロック）を用いてサイ
ドホール４Ａ、４Ｂを塞ぐように被せて、光ファイバ２
１と接着剤で、あるいは機械的に押さえてもよい。さら
に、上述した密閉方法に限らず、サイドホール４Ａ、４
Ｂにガラス、透明で緻密な有機物を充填させサイドホー
ル４Ａ、４Ｂを密閉させることもできる。ガラスを充填
する場合、低融点ガラスを溶融状態でサイドホール４
Ａ、４Ｂに充填し、その後冷却して固化させる方法をと
ることができる。あるいは、ゾル・ゾル原料をサイドホ
ール４Ａ、４Ｂに充填し、反応固化させることもでき
る。有機物をサイドホール４Ａ、４Ｂに充填する場合は
加熱溶融したプラスチックをサイドホール４Ａ、４Ｂに
充填し、冷却固化させる。またサイドホール４Ａ、４Ｂ
に熱硬化性樹脂または光硬化性樹脂を充填し、熱または
光を加えて硬化させてサイドホール４Ａ、４Ｂを密閉す
ることもできる。従って、サイドホール４Ａ、４Ｂの密
閉は上述した端部の融着接続に限らず種々の方法をとる
ことができる。

【００３３】第２実施例の効果を述べる。光ファイバ２
１を真円コア光ファイバ１の端部に接続するなどの方法
でサイドホール４Ａ、４Ｂを密閉することにより、サイ
ドホール４Ａ、４Ｂに光吸収性のガスまたは液体が侵入
することが防止されるから、光ファイバの伝送損失は変
化しない。また、光ファイバ１１の機械的な特性が変化
することも防止できる。

【００３４】第２実施例の変形例図６は図５に示したモードフィールド変換光ファイバの
変形例を示す図である。図６に示したモードフィールド
変換光ファイバにおいては、サイドホール４Ａ、４Ｂが
残っている光ファイバ１１の端部１１Ａに、真円コア
３、サイドホール４Ａ、４Ｂ、クラッド２を有する短い
真円コア光ファイバ１２を、真円コア３同士を一致させ
て接続している。ただし、サイドホール４Ａ、４Ｂを一
致させないように、図示の例ではお互いのサイドホール
４Ａ、４Ｂを直交させるようにして、モードフィールド
変換光ファイバの端部１１Ａ側のサイドホール４Ａ、４
Ｂが密閉されるように、モードフィールド変換光ファイ
バの１１Ａの端部に真円コア光ファイバ１２を接続した
ものである。上記接続の詳細およびその変形例は上記第
２実施例において述べたと同様種々の方法をとることが
できる。この第２実施例の変形例においても、モードフ
ィールド変換光ファイバの端部１１Ａ側のサイドホール
４Ａ、４Ｂが密閉される。したがって、この実施例にお
いても、上記第２実施例と同様の効果を奏することがで
きる。なおこの変形例においては、モードフィールド変
換光ファイバ１１を形成する前の真円コア光ファイバ１
２を用いることができるので、特別の端部密閉用光ファ
イバを準備する必要がないという効果を奏する。

【００３５】第３実施例図７は第２実施例の変形形態としての第３実施例のモー
ドフィールド変換光ファイバを図解する図である。図７
に図解したモードフィールド変換光ファイバ１１は、コ
ア３が円のままの光ファイバ１の端面１１Ａ側に図４に
図解した光ファイバ２１を設けたほか（または図６に図
解した真円コア光ファイバ１２を設けたほか）、サイド
ホール４Ａ，４Ｂが縮小して孔４Ａ’，４Ｂ’となって
いる他、コア１３が楕円形状になっているモードフィー
ルド変換光ファイバ１１の他端部１１Ｂのコア楕円化端
部にも、楕円コア１３と長径部と短径とが実質的に同じ
で材質も同じ楕円コア２６と、光ファイバ１１のクラッ
ド２の直径と材質が同じクラッド２５を有する短い光フ
ァイバ２４を、楕円コア１３と楕円コア２６の端面とが
一致するように、モードフィールド変換光ファイバ１１
の他端部１１Ｂに接続したものである。この接続の詳細
およびその変形例は上記第２実施例において述べたと同
様種々の方法をとることができる。楕円コア１３が形成
された他端部１１Ｂは適切に加熱処理してサイドホール
４Ａ、４Ｂの縮小化を行えばほぼ完全に潰れて、原則と
して、サイドホール４Ａ、４Ｂは残ってないはずである
が、そこまでは加熱処理しない場合に縮小された孔４
Ａ’，４Ｂ’としてガスなどが侵入する程度の孔が残っ
ている場合もある。また、第１実施例において述べたよ
うに、サイドホール４Ａ、４Ｂを完全には潰さないで縮
小した孔４Ａ’，４Ｂ’として残すこともある。したが
って、端部１１Ｂ側に光ファイバ２４を接続することに
より、端部１１Ｂ側の縮小孔４Ａ’，４Ｂ’も密閉され
るから、縮小孔４Ａ’，４Ｂ’から光吸収性のガスまた
は液体が侵入することが防止され、光ファイバの伝送損
失は変化しない。また、モードフィールド変換光ファイ
バ１１の機械的な特性が変化することも防止できる。

【００３６】図７に図解したように、モードフィールド
変換光ファイバ１１の端部１１Ｂの楕円コア１３と同じ
断面形状の楕円コア２６ではなく、楕円化コア１３の長
径と直径が同じ円コアを有する光ファイバを、上記光フ
ァイバ２４に代えて、モードフィールド変換光ファイバ
１１の他端部１１Ｂに、楕円コア１３の長径と円コアの
直径を一致させて、接続することもできる。この接続の
詳細およびその変形例は上記第２実施例において述べた
と同様種々の方法をとることができる。

【００３７】第３実施例の効果を述べる。第３実施例に
おいては、第２実施例として述べたモードフィールド変
換光ファイバの効果に加えて、楕円コア１３側の端部の
密閉が行われるから、一層、モードフィールド変換光フ
ァイバの伝送損失は変化せず、機械的な特性が変化する
ことが防止できる。

【００３８】第４実施例図８は第４実施例のモードフィールド変換光ファイバを
示す図である。第４実施例のモードフィールド変換光フ
ァイバは、第２実施例として図５に示した、モードフィ
ールド変換光ファイバに接続した真円コア光ファイバ２
１を、長尺の光ファイバ２１Ａに代えて、端部１１Ａに
接続したものである。モードフィールド変換光ファイバ
１１の楕円コア側の端部と光ファイバ２１Ａの端部との
接続は第２実施例と同様である。第４実施例の効果を述
べる。第４実施例のモードフィールド変換光ファイバ
は、図５〜図７に図解したモードフィールド変換光ファ
イバと比較すると、接続した光ファイバ２１Ａがそのま
ま光通信または光計測などに使用できるという利点を有
している。なお、光ファイバ２１Ａによるサイドホール
４Ａ、４Ｂの密閉の基本的な効果は、第２実施例〜第３
実施例と同様である。

【００３９】第５実施例第５実施例は光ファイバ用母材からコアの両側にサイド
ホールを有する光ファイバの製造について述べる。コア
の両側にサイドホールを設けた光ファイバ自体は、偏波
面保存用のサイドピット付光ファイバ（エレクトロニッ
クス・レターズ誌、１８巻、８２４−８２６ページ）、
１９８１年）、圧力センサ用光ファイバ（オフテックス
・レターズ誌、１１巻、３３３−３３５ページ、１９８
６年）、ＥＯ効果付与光ファイバ（ＯＦＣ’９５講演要
旨集、ＰＤ−６，１９９５年）などに紹介されている。
このようなサイドホール付光ファイバの製造方法として
は、たとえば、特開昭５９−３５０３４号公報において
提案されているものが知られている。この方法は上述し
たように、コア部の両側にサイドホールを形成する光フ
ァイバと相似で寸法の大きな光ファイバ用母材をそのサ
イドホール内のガス圧を制御しながら、加熱延伸する方
法である。しかしながら、この公開公報には、光ファイ
バ用母材のサイドホールにガス圧をかけながら加熱延伸
（線引き）を行うと、光ファイバの外周部に突起または
溝が発生すると記述されている。光ファイバの外周部に
突起または溝が存在することは、光ファイバの機械的な
強度が低下する可能性がある上、他の光ファイバとの接
続が困難になる。上記公開公報には光ファイバの外周形
状については記述があるが、光ファイバのコアの形状変
化についての記述はない。そこで、本件出願の発明者
が、本発明のモードフィールド変換光ファイバに適用す
る光ファイバを意図して、コアの両側るサイドホールを
有する光ファイバ用母材をサイドホールにガズ圧をかけ
ながら線引きしてみた。その結果、線引きされた光ファ
イバの外周形状には変化はないが、光ファイバのコアの
形状が種々変化することを見出した。本発明の第５実施
例はその知見に基づき、モードフィールド変換光ファイ
バに好適な光ファイバの製造に関する。以下その詳細を
述べる。

【００４０】第１実験例第５実施例の第１実験例を述べる。通常のＶＡＤ法で製
造したクラッド／コア比＝１５．６倍、コアの比屈折率
差Δ＝０．３５％の外径２６ｍｍの石英ガラスのシング
ルモード光ファイバ用母材にドリルでサイドホールとな
る部分に孔を開けて光ファイバ用母材とした。この光フ
ァイバ用母材は図１に示した光ファイバと相似である。
図９にその断面を示す。この光ファイバ用母材１０のサ
イドホール４０Ａ、４０Ｂの間隔ＳＤは４ｍｍ、サイド
ホールの口径ＳＲは６ｍｍ、最短距離ＭＤは１０ｍｍで
ある。この最短距離ＭＤは母材外径Ｄの１９％に相当す
る。

【００４１】このような光ファイバ用母材を図１０に示
す線引き装置で線引きした。サイドホールが形成された
光ファイバ用母材（プリフォーム）５０を加熱部１０１
に挿入し、上部からサイドホールに窒素ガスを導入す
る。窒素ガスは圧力緩衝容器１０２を介して加圧系管１
０３を経由してサイドホールに加えられる。なお、光フ
ァイバ用母材５０のサイドホールには減圧系管１０４を
介して真空ポンブ１０５が接続されている。これら加圧
系と減圧系を調整して、光ファイバ用母材５０のサイド
ホールの窒素圧力を制御しながら加熱炉１０１の加熱温
度を１８７０°Ｃ、線引速度２０ｍ／分で外径１２５μ
ｍの光ファイバ５１を線引きした。この光ファイバ５１
は樹脂被着部１０６で樹脂被覆され、紫外線硬化部１０
７を経由して、ダンサーローラなどを経由して巻取りロ
ーラ１０８に巻き取られる。

【００４２】図１１に示したように、光ファイバ用母材
５０のサイドホールへのガス圧を変化させると種々のコ
ア形状を有するサイドホールが形成された光ファイバを
製造できた。図１１の横軸はサイドホールにおけるガス
圧を示し、縦軸はコアの楕円率を示す。なお、楕円率ε
は、コアの短径ａ、長径ｂとすると、下記式で表され
る。

【００４３】 ε＝１−（ａ／ｂ）・・・（１）

【００４４】コアとなる部分の両側にサイドホールが形
成された光ファイバ用母材を、サイドホールの内部にガ
ス圧をかけないで、加熱線引きすると、ガラスの表面張
力によってサイドホールは潰れ、コアは楕円化する。と
ころが、サイドホールになる部分にガス圧をかけておく
と、このガス圧によってサイドホールになる部分の縮小
の程度を制御できる。その結果、コアとなる部分の形状
を制御できる。サイドホールへのガス圧は外圧に対して
加圧でも減圧でもよい。サイドホールへのガス圧を高く
すると製造される光ファイバのコアの楕円率εが減少
し、真円に近くなっていく。ここで得られた光ファイバ
の外周はいずれも楕円率１０％以下でほぼ円形であっ
た。

【００４５】光ファイバ用母材を線引き中に、長手方向
に沿ってガス圧を徐々に変化させていけば、製造される
光ファイバの長手方向に沿って、コアの楕円率εが徐々
に変化する光ファイバを製造することができる。

【００４６】またサイドホールの外周と光ファイバ用母
材の外周との最短距離ＭＤに注目すると、最短距離ＭＤ
を光ファイバ用母材の外径の５％以上にした光ファイバ
用母材を線引きすると、線引き時に光ファイバの外周部
に突起や溝が発生せず、光ファイバの外周はほぼ真円を
保ち、コアの形状のみが変化することが判った。この最
短距離ＭＤについては下記のように分析される。最短距
離ＭＤは、光ファイバ用母材の最小肉厚を意味してい
る。最短距離ＭＤが短いと、すなわち、光ファイバ用母
材の肉厚が薄いと、サイドホールにガス圧をかけながら
光ファイバ用母材を加熱線引きするとき、ガス圧が光フ
ァイバ用母材の外周形状に与える影響は大きい。その結
果、製造される光ファイバの外周に突起や溝が発生する
可能性が高くなる。逆に、最短距離ＭＤが長いと、すな
わち、光ファイバ用母材の最小肉厚が厚いと、サイドホ
ールにかけたガス圧の影響は光ファイバ用母材の外周よ
り、コアの形状に大きく作用する。実験の結果、最短距
離ＭＤは光ファイバ用母材の外周の１０％以上であるこ
とが好ましいことが判った。

【００４７】また、加熱炉における光ファイバ用母材の
加熱線引き温度は線引き可能な温度でできるだけ低い温
度が好ましい。線引き温度が高いとサイドホールにかけ
たガス圧によって光ファイバ用母材の外周に変化が起き
やすいからである。好ましい線引き温度は２０００°Ｃ
以下である。このような線引温度で光ファイバ用母材の
線引きを行うと、光ファイバの外周形状が変化しないガ
ス圧の範囲が広がる。換言すれば、コアの形状を種々変
化させるガス圧を広く設定できる。

【００４８】比較例上記同様の光ファイバ用母材を通常の線引装置でサイド
ホールにガス圧を加えないで、線引温度は１８７０°
Ｃ、線引速度は２０ｍ／分で線引きして、外径１２５μ
ｍの光ファイバを製造した。その結果、光ファイバの外
周の楕円率は３４％であった。なお、第１実験例の光フ
ァイバの外周形状の楕円率はいずれも楕円率１０％以下
のほぼ円形であった。比較例として、光ファイバ用母材
の外径を種々変化させて線引きした結果を、図１２に示
した。外形形状の楕円率はいずれも、第１実験例より
も、大きい。

【００４９】第２実験例第５実施例の第２実験例を述べる。通常のＶＡＤ法で製
造したクラッド／コア比＝１５．６倍、コアの比屈折率
差Δ＝０．３５％の外径２６ｍｍの石英ガラスのシング
ルモード光ファイバ用母材に対してドリルでサイドホー
ルとなる部分に孔を開けた。この光ファイバ用母材のサ
イドホール間隔は３．３ｍｍ、サイドホール口径は８ｍ
ｍ、最短距離は２．８５ｍｍである。最短距離ＭＤは光
ファイバ用母材の外径Ｄの１１％に相当する。このよう
な光ファイバ用母材を図１０に示す線引装置を用いて線
引きした。光ファイバ用母材（プリフォーム）５０を加
熱部１０１に挿入し、その上部からサイドホールに、圧
力２６．７ｍｍＨ₂Ｏの窒素ガスをかける。加熱炉１０
１の加熱温度を１８３０°Ｃ、線引速度２０ｍ／分で外
径１２５μｍの光ファイバ５１を線引きした。その結
果、サイドホール間隔が１３．６μｍ、サイドホール口
径が４２μｍ、最短距離ＭＤが１３．７μｍ、コア径が
６μｍ×５μｍの楕円形状、楕円率１７％の楕円コ
ア、シングルモード光ファイバが製造できた。光ファイ
バの外周は楕円率ε＝１％以内であり、ほぼ円形であっ
た。

【００５０】以上述べたように、本実施例によれば、ほ
ぼ円形の外周を持ち、任意の形状を持つコアを有する光
ファイバを製造できる。このようにして製造した光ファ
イバを用いて、上述したモードフィールド変換光ファイ
バを製造した。その結果、より品質の高いモードフィー
ルド変換光ファイバが製造できた。

【００５１】本発明の光ファイバの製造に際しては上述
した実施例に限定されない。たとえば、上述して実施例
と均等または代替の方法をとることができる。さらに上
述した実施例を適宜組み合わせることができる。また本
発明においては、上述したように、真円コアを有する真
円コア光ファイバから他端を楕円コアにした光ファイバ
を製造することができるほか、その逆に、楕円コアを有
する光ファイバから他端が円形のコアを有する光ファイ
バを製造することができる。

【００５２】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の光ファイバ
の製造方法によれは、半導体レーザなどを光源にした場
合に好適なモードフィールド変換光ファイバを製造でき
る。本発明の光ファイバの製造方法によって製造された
光ファイバは外形形状が均一で、伝送損失が変化しな
い。さらに、コアとクラッドとの屈折率サイドホールの
減少が少ない。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の第１実施例の真円コア光ファイ
バの断面図である。

【図２】図２は図１に示した真円コア光ファイバを加工
する治具の構成図である。

【図３】図３（Ａ）および図３（Ｂ）は本発明の第１実
施例における真円コア光ファイバを加熱してコアの断面
形状を変化させることを図解した図である。

【図４】図４は本発明の第１実施例において製造された
モードフィールド変換光ファイバを図解する図である。

【図５】図５は本発明の第２実施例において製造された
モードフィールド変換光ファイバを図解する図である。

【図６】図６は図５に示したモードフィールド変換光フ
ァイバの変形例を図解する図である。

【図７】図７は本発明の第３実施例において製造された
モードフィールド変換光ファイバを図解する図である。

【図８】図８は本発明の第４実施例において製造された
モードフィールド変換光ファイバを図解する図である。

【図９】図９は本発明の第５実施例に用いる光ファイバ
用母材の断面図である。

【図１０】図１０は図９に示した光ファイバ用母材から
光ファイバを線引して製造する装置の構成図である。

【図１１】図１１は図１１の装置で製造されに光ファイ
バの貫通孔の内圧とコアの楕円率との関係を示したグラ
フである。

【図１２】図１２は光ファイバ用母材の外径と線引され
て光ファイバのコアの楕円率との関係を示すグラフであ
る。

【図１３】図１３（Ａ）〜図１３（Ｃ）は従来のスポッ
トサイズ変換光ファイバを製造する方法を示す図であ
る。

【符号の説明】

１・・真円コア光ファイバ２・・クラッド３・・真円コア４Ａ，４Ｂ・・サイドホール（貫通孔）５・・ゴム栓６・・ゴム管７・・接続部８・・中空部９・・マイクロトーチ１１・・モードフィールド変換光ファイバ１３・・楕円状コア

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成７年１２月１３日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正内容】

【書類名】明細書

【発明の名称】光ファイバの製造方法

【特許請求の範囲】

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【０００２】

【０００４】スポットサイズ変換光ファイバを製造する
方法が、たとえば、特開平３−６４７０７号公報に提案
されている。このスポットサイズ変換光ファイバの製造
方法を図１３（Ａ）〜図１３（Ｃ）を参照して述べる。
図１３（Ａ）に図解したように、コア４１の外周にクラ
ッド４２が形成された楕円コア型光ファイバ４０を準備
する。コア４１の寸法は、長軸径５μｍ、短軸径２μｍ
で、矩形に近いほぼ楕円である。このような楕円コア型
光ファイバの側面から熱を加えると、図１３（Ｂ）に図
解するように、加熱部位から、熱伝導につれてその熱伝
導が実質的に及ばなくなる部位の間で断面形状が楕円の
コア４１が徐々に丸みを帯びて断面形状が円形のコア４
１Ａになっていく。その結果、一端は図３（Ａ）に図解
したように断面形状が楕円のコア４１で、かつ他端は図
１３（Ｃ）に図解したように円形のコア４１Ａになる。
この円形のコア径は３．６μｍである。熱を加えること
で、コア１に含まれているドーパントであるゲルマニウ
ム（Ｇｅ）が拡散し、スポットサイズは１１．２μｍと
なる。つまり、特開平３−６４７０７号公報に提案され
ている方法は、楕円コアを熱拡散して円形のコアに変化
させる。しかしながらこの方法は、実際には楕円コアを
真円のコアに変化させることは困難である。その結果、
光ファイバの内部を伝搬する光に大きな伝送損失が発生
するという問題に遭遇している。さらに、仮に楕円コア
から真円コアに変化していったと仮定しても、この方法
ではドーパントの拡散ではコアとクラッドとの間に屈折
率差の減少が生じて、結合効率が減少するという問題が
起こる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、モ
ードフィールド変換光ファイバの製造方法およびスポッ
トサイズ変換光ファイバの製造方法のいずれも、製造さ
れた光ファイバが伝送損失が大きいという問題に遭遇し
ている。さらにコアとクラッドとの間の屈折率差の減少
が起こるという問題に遭遇する。

【０００７】従って本発明の目的は、伝送損失が少な
く、コアとクラッドとの間の屈折率差の減少が少ない、
ある部位（第１部位）の断面形状が楕円でこの楕円の第
１部位から所定間隔隔てた他の部位（第２部位）の断面
形状が真円のコア、あるいは、この逆に、第１部位の断
面形状が真円で第２部位の断面形状が楕円のコアを有す
る光ファイバを製造する方法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の形態によ
れば、長手方向に実質的に均一な断面形状を有するコア
と、該コアの長手方向に沿って少なくとも１つの貫通孔
が形成されたクラッドとを有する均一コア光ファイバの
側面から加熱して加熱部位から実質的に熱伝達が及ばな
くなる部位まで、前記光ファイバの長手方向に沿って前
記貫通孔の断面形状を連続的に変化させ、その結果とし
て、前記コアの断面形状を前記加熱部位から前記実質的
に熱伝達が及ばなくなる部位まで連続的に変化させる光
ファイバの製造方法が提供される。

【００１０】また好適には、前記貫通孔が前記コアの両
側に２つ形成されている光ファイバについて、前記加熱
部位から前記実質的に熱伝達が及ばなくなる部位までの
前記コアの断面形状を前記光ファイバの長手方向に沿っ
て変化させた光ファイバを製造する。

【００１１】好適には、前記加熱前のコアの断面形状が
円である均一コア光ファイバについて、前記加熱段階に
おいて該光ファイバの側面から加熱して前記貫通孔を縮
小させていき、その結果として、前記実質的に熱伝達が
及ばなくなる部位のコアの断面形状が円であり、前記加
熱部位のコアの断面形状が楕円であり、前記加熱部位か
ら前記実質的に熱伝達が及ばなくなる部位までのコアの
断面形状が円から楕円に連続的に変化しているように形
成する。あるいは、前記加熱前のコアの断面形状が楕円
である均一コア光ファイバについて、前記加熱段階にお
いて該光ファイバの側面を加熱して前記貫通孔を縮小さ
せていき、その結果として、前記実質的に熱伝達が及ば
なくなる部位のコアの断面形状が楕円であり、前記加熱
部位のコアの断面形状が円であり、前記実質的に熱伝達
が及ばなくなる部位までのコアの断面形状が楕円から円
に連続的に変化しているように形成する。

【００１２】さらに好適には、前記加熱の後に前記均一
コア光ファイバの端部の貫通孔の部分を密閉する処理を
行う。

【００１３】また好適には、前記均一コア光ファイバの
前記加熱部位の縮小した貫通孔を密閉する処理を行う。

【００１４】本発明の第２の形態によれば、（ａ）最終
的に製造すべき光ファイバと相似形状の断面を有し、前
記光ファイバのコアとなる部分と、該コアとなる部分に
沿って形成された少なくとも１つの貫通孔を有するクラ
ッドとなる部分とを有する光ファイバ用母材を線引きし
て光ファイバを製造する際、前記光ファイバ用母材の貫
通孔の外周と当該光ファイバ用母材の外周との最短距離
を所定の大きさ以上になるように光ファイバ用母材を形
成し、（ｂ）該光ファイバ用母材の前記貫通孔にガス圧
を加えつつ、所定の線引温度範囲の温度で線引きする、
光ファイバの製造方法が提供される。

【００１７】特定的には、前記貫通孔に印加するガス圧
は、前記コアの断面形状を円に向けるときは高くし、前
記コアの断面形状を楕円に向けるときは低くする。

【００１８】特定的には、前記製造される光ファイバの
第１部位のコアの断面形状を円にし、前記第１部位とは
異なる第２部位のコアの断面形状を楕円にし、第１部位
の円形状のコアと第２部位の楕円形状のコアが連続的に
接続されるように、前記第１部位と前記第２部位との間
の部分のコアを形成する。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の光ファイバの製造
方法とそれによって製造された光ファイバの好適な実施
例を述べる。〔第１実施例〕本発明の光ファイバの第１実施例とし
て、モードフィールド変換光ファイバについて述べる。
図１は本発明の光ファイバの第１実施例としてのモード
フィールド変換光ファイバを製造する前の、長手方向に
実質的に均一な断面形状を有するサイドホール（貫通
孔）が形成された真円コア光ファイバ１の断面図であ
る。この真円コア光ファイバ１は、真円コア３とその外
周に設けられたクラッド２を有している。クラッド２の
内部で、かつ、真円コア３の両側には真円コア３の長手
方向に沿って、真円コア３の両側に並設された２つのサ
イドホール（貫通孔）４Ａ、４Ｂが形成されている。本
実施例では、クラッド２の直径が１２５μｍであり、真
円コア３の直径が８．１μｍであり、サイドホール４
Ａ、４Ｂの直径がそれぞれ１８．９μｍであり、２つの
サイドホール４Ａ、４Ｂの間隔ＳＤが３８．４μｍであ
る。クラッド２の材質は純シリカガラスであり、真円コ
ア３の材質はドーパントとしての酸化ゲルマニウムを含
むシリカガラスである。真円コア３はＶＡＤ法で製造し
た。クラッド２と真円コア３との屈折率差は０．３５％
である。

【００２１】図２は上述のようにして製造された真円コ
ア光ファイバ１から、モードフィールド変換光ファイバ
を製造する装置の概略構成図である。この装置は、ゴム
管６と、ゴム栓５と、図示しない真空ポンプおよび図示
しない減圧調整治具に接続された接続部７を有してい
る。中空部８は真空ポンプおよび減圧調整治具によって
減圧される。真円コア光ファイバ１の端部をゴム栓５に
挿入し、サイドホール４Ａ、４Ｂをゴム管６の中空部８
を介して減圧する。サイドホール４Ａ、４Ｂを減圧しな
がら、真円コア光ファイバ１の真円コア３を楕円にする
部分の両端を保持して、その真円コア３の中央部を側面
からバーナー径が３ｍｍのマイクロトーチ９によるプロ
パン・酸化火炎で加熱する。中空部８の減圧の程度は加
熱温度に依存するが、−２０ｍｍＨｇより大きな減圧が
望ましい。また加熱処理時には真円コア光ファイバ１は
延伸されていない状態が望ましい。その理由は、光ファ
イバ用母材を延伸すると、真円コア光ファイバ１の直径
が細くなるので、真円コア光ファイバ１の機械的な強度
が低下するからである。以下、本発明の第１実験例〜第
３実験例を述べる。

【００２２】〔第１実験例〕ここで用いた真円コア光フ
ァイバ１は、クラッド２の直径が１２５μｍであり、真
円コア３の直径が８．１μｍであり、サイドホール４
Ａ、４Ｂの直径がそれぞれ１８．９μｍであり、２つの
サイドホール４Ａ、４Ｂの間隔ＳＤが３８．４μｍであ
る。クラッド２の材質は純シリカガラスであり、真円コ
ア３の材質はドーパントとしての酸化ゲルマニウムを含
むシリカガラスである。真円コア３はＶＡＤ法で製造し
た。クラッド２と真円コア３との屈折率差は０．３５％
である。図２および図３（Ａ）に図解したように、バー
ナー径が３ｍｍのマイクロトーチ９を用いて加熱温度１
８００〜２０００°Ｃにおいて、真円コア光ファイバ１
を加熱し、加熱開始から１分経過後に加熱を中止し、図
３（Ｂ）に示すように、加熱部分の中心で真円コア光フ
ァイバ１を切断して２本の光ファイバ１Ａ，１Ｂを得
た。これら２本の光ファイバ１Ａ，１Ｂの切断面、すな
わち、加熱部分の断面を調べた結果、サイドホール４
Ａ、４Ｂが実質的に潰れて、真円コア３が楕円状のコア
１３に変形していた。ただし、加熱していない部分、換
言すれば加熱部位（第１部位）から離れていて加熱によ
る熱伝導が実質的に及ばなくなる部位（第２部位）を越
えた光ファイバ１Ａ，１Ｂの両端面は、真円コア３とサ
イドホール４Ａ、４Ｂがそのまま維持されている。この
ことから、マイクロトーチ９による加熱により、真円コ
ア光ファイバ１の加熱部分とその近傍のサイドホール４
Ａ、４Ｂが潰れて真円コア３を楕円状コア１３に変える
ことができることが判った。換言すれば、サイドホール
４Ａ、４Ｂを持つ真円コア光ファイバ１を側面から加熱
することにより、楕円状コア１３を持つ光ファイバに変
形できる。

【００２３】〔第２実験例〕第１実験例は、真円コア光
ファイバ１の一部をマイクロトーチ９で加熱しただけで
あるが、第２実験例は、マイクロトーチ９を固定してお
き、真円コア光ファイバ１を連続的にマイクロトーチ９
の火炎の上を通過させた。もちろん、この逆に、真円コ
ア光ファイバ１を延ばしておきマイクロトーチ９の火炎
を長手方向に沿って移動させてもよい。要するに、マイ
クロトーチ９の火炎と真円コア光ファイバ１とを、光フ
ァイバ１の長手方向に沿って、相対的に動かす。その結
果、図４に図解したようなモードフィールド変換光ファ
イバ１１が製造できた。このモードフィールド変換光フ
ァイバ１１は、一端が、真円コア３とサイドホール４
Ａ、４Ｂを有するクラッド２からなるもとの真円コア光
ファイバ１のままであり、他端が加熱によりサイドホー
ル４Ａ、４Ｂが熱によって潰れて消滅し真円コア３が楕
円状コア１３に変形した光ファイバである。このモード
フィールド変換光ファイバ１１は、もとの真円コア光フ
ァイバ１の状態が維持されている一端１Ｃから楕円状コ
ア１３が形成された他端１Ｄに向かって、真円コア３か
ら楕円状コア１３に連続的にコアの断面形状が変化して
いる。つまり、モードフィールド変換光ファイバとして
形成されている。このモードフィールド変換光ファイバ
１１は、外径１２０μｍの光ファイバであり、楕円状コ
ア１３の寸法は長径１３．４μｍ、短径４．７μｍであ
った。

【００２４】上記実験例では、加熱処理により、楕円コ
ア１３側のサイドホール４Ａ、４Ｂは完全に潰れている
が、マイクロトーチ９による加熱時間を短くするとサイ
ドホール４Ａ、４Ｂを残すこともできる。またサイドホ
ール４Ａ、４Ｂの縮小の程度と真円コア３の楕円化の程
度には相関関係があり、サイドホール４Ａ、４Ｂの加熱
による縮小の程度が小さければ、真円コア３の楕円化の
程度も小さい。

【００２５】〔第３実験例〕第１実験例および第２実験
例はサイドホール４Ａ、４Ｂの内部を減圧して、他端の
サイドホール４Ａ、４Ｂを潰した例を示したが、第３実
験例はサイドホール４Ａ、４Ｂの内部を減圧せず、他端
のサイドホール４Ａ、４Ｂを縮小するに止め、完全には
潰さない例を示す。第１実験例に用いたと同じ断面形状
の真円コア光ファイバ１の側面を、減圧せずに、加熱温
度１８００〜２０００°Ｃの範囲の任意の温度でマイク
ロトーチ９で１０秒間加熱した。１０秒加熱後、この真
円コア光ファイバ１を加熱部分で切断し、２本の光ファ
イバの断面を調べた。その結果、この光ファイバは、実
質的に熱伝達が及ばなくなる部位（第２部位）が真円コ
ア３であり、加熱部位（第１部位）が楕円コア１３であ
る。つまり、加熱部位の光ファイバ１Ａの端部のサイド
ホール４Ａ、４Ｂは縮小したが、光ファイバの外形断面
は潰れずに残ったことに留意されたい。光ファイバの外
形断面が変形しないことは、他の光ファイバとの接続を
容易にするからである。このとき、クラッド３の直径は
１２３μｍであり、サイドホール４Ａ、４Ｂの直径は２
２．７μｍ、サイドホール４Ａ、４Ｂの間隔は２９．１
μｍであった。真円形状のコアは長径１０．６μｍ、短
径５．５μｍの楕円形状であった。

【００２６】以上のように、サイドホール４Ａ、４Ｂの
減圧を行うか否か、マイクロトーチ９の火炎によるサイ
ドホールが形成された真円コア光ファイバ１の加熱条件
などを変化させることにより、サイドホールが形成され
た真円コア光ファイバ１のコア３の断面形状およびサイ
ドホール４Ａ、４Ｂの断面形状を種々の変形できる。以
上から、第１実施例によれば、加熱条件および減圧条件
を適切に設定すれば、希望する特性、希望する断面形状
のコアを持つモードフィールド変換光ファイバを製造す
ることができる。

【００２７】〔第１実施例の変形形態〕コアの材質は、
上記例示に限らない。コアの材質は、酸化ゲルマニウム
を含むシリカガラスが好適であるが、酸化リン、酸化チ
タン、酸化アルミニウムなど通常のコア成分を含むシリ
カガラスを用いることができる。クラッドの材質も上記
例示に限定されない。クラッドの材質は、純シリカガラ
スが好適であるが、フッ素または酸化硼素を含むシリカ
ガラスを用いることができる。もちろん、コアとクラッ
ドとの間には、所定の屈折率差が守られる。サイドホー
ル４Ａ、４Ｂのそれぞれの直径と２つのサイドホール４
Ａ、４Ｂの間隔、サイドホール４Ａ、４Ｂと真円コア３
との距離も上記例示に限らず、任意に設定できる。ただ
し、これらの条件は、加熱処理時の真円コアの楕円化の
程度を考慮して決定する。加熱手段としては、上述した
マイクロトーチに限らず、小型の電気炉などの加熱手段
を用いることができる。図２に示した治具も例示であ
り、これに限定されない。サイドホール４Ａ、４Ｂを上
述した条件に則して減圧できる装置であればよい。なお
本発明の第１実施例においては、真円コアとクラッドと
その真円コアの両側に、直径方向に対向して位置するよ
うにクラッド中に長手方向に設けたサイドホール４Ａ、
４Ｂを形成したサイドホール付真円型光ファイバを用い
たが、サイドホール付真円型光ファイバはこの光ファイ
バと相似で、寸法の大きな光ファイバ用母材を公知の方
法で線引することによって製造するので、製造が特別困
難ではない。

【００２９】第１実施例の効果を述べる。以上述べたよ
うに、本発明の第１実施例による、真円コアとそれを含
むクラッドと、好適には、真円コアの両側に２つのサイ
ドホール４Ａ、４Ｂを形成した真円コア光ファイバ１
を、その一部を加熱して楕円化することにより、連続的
に真円が楕円化され、実質的に熱伝達が及ばなくなる部
位（第２部位）の断面形状が真円コアで、加熱部位（第
１部位）の断面形状が楕円コアであるモードフィールド
変換光ファイバが形成できた。しかもこのモードフィー
ルド変換光ファイバは殆ど伝送損失がない。さらにサイ
ドホール４Ａ、４Ｂの内部を減圧しながら加熱すると、
低い加熱温度で迅速にサイドホール４Ａ、４Ｂが潰れる
か、潰れないまでも縮小されるから、真円コアの楕円化
が一層促進されるとともに、ドーパントの熱拡散が少な
くてすみ、コア部とクラッド部との屈折率差の減少がほ
とんどない。本発明の第１実施例のモードフィールド変
換光ファイバは、偏波保存光ファイバまたはセンサ用光
ファイバと通常の光ファイバとの接続用光ファイバとし
て、光通信または光計測などに好適に利用できる。

【００３０】〔第２実施例〕本発明の光ファイバの第２
実施例として、モードフィールド変換光ファイバについ
て述べる。第１実施例のモードフィールド変換光ファイ
バにおいて、一端に潰れずに残っているサイドホール４
Ａ、４Ｂに光吸収性のガスまたは液体が侵入すると、光
ファイバの伝送損失が多くなる可能性がある。またサイ
ドホール４Ａ、４Ｂに侵入するガスまたは液体の種類に
よっては光ファイバの機械的な特性が変化する可能性が
ある。第２実施例は上述した第１実施例のモードフィー
ルド変換光ファイバの欠点を改善する。

【００３２】真円コア光ファイバ１の端部と光ファイバ
２２との接続について述べる。上記接続としては好適に
は、密閉性が高い融着接続を行う。融着接続作業とし
て、市販の光ファイバ融着接続機を用いることができ
る。融着接続の際、融着温度が高いと光ファイバの端面
が必要以上に溶融し、サイドホール４Ａ、４Ｂが潰れて
コア部が変形する可能性がある。したがって、ガラスが
溶融可能な温度で、できるだけ低温で融着接続すること
が望ましい。また上記融着接続に代えて上記接続部を接
着剤で接続することもできる。さらにサイドホール４
Ａ、４Ｂを密閉する方法としては、上記融着接続または
接着剤によるモードフィールド変換光ファイバ１１と短
い光ファイバ２１との接続に限らず、ガラス、透明プラ
スチックの薄板またはブロックを用いてサイドホール４
Ａ、４Ｂを塞ぐように被せて、光ファイバ２１と接着剤
で、あるいは機械的に押さえてもよい。さらに、上述し
た密閉方法に限らず、サイドホール４Ａ、４Ｂにガラ
ス、透明で緻密な有機物を充填させサイドホール４Ａ、
４Ｂを密閉させることもできる。ガラスを充填する場
合、低融点ガラスを溶融状態でサイドホール４Ａ、４Ｂ
に充填し、その後冷却して固化させる方法をとることが
できる。あるいは、ゾル・ゾル原料をサイドホール４
Ａ、４Ｂに充填し、反応固化させることもできる。有機
物をサイドホール４Ａ、４Ｂに充填する場合は加熱溶融
したプラスチックをサイドホール４Ａ、４Ｂに充填し、
冷却固化させる。またサイドホール４Ａ、４Ｂに熱硬化
性樹脂または光硬化性樹脂を充填し、熱または光を加え
て硬化させてサイドホール４Ａ、４Ｂを密閉することも
できる。従って、サイドホール４Ａ、４Ｂの密閉は上述
した端部の融着接続に限らず種々の方法をとることがで
きる。

【００３４】〔第２実施例の変形例〕図６は図５に示し
たモードフィールド変換光ファイバの変形例を示す図で
ある。図６に示したモードフィールド変換光ファイバに
おいては、サイドホール４Ａ、４Ｂが残っている光ファ
イバ１１の端部１１Ａに、真円コア３、サイドホール４
Ａ、４Ｂ、クラッド２を有する短い真円コア光ファイバ
１２を、真円コア３同士を一致させて接続している。た
だし、サイドホール４Ａ、４Ｂを一致させないように、
図示の例ではお互いのサイドホール４Ａ、４Ｂを直交さ
せるようにして、モードフィールド変換光ファイバの端
部１１Ａ側のサイドホール４Ａ、４Ｂが密閉されるよう
に、モードフィールド変換光ファイバの１１Ａの端部に
真円コア光ファイバ１２を接続したものである。上記接
続の詳細およびその変形例は上記第２実施例において述
べたと同様種々の方法をとることができる。この第２実
施例の変形例においても、モードフィールド変換光ファ
イバの端部１１Ａ側のサイドホール４Ａ、４Ｂが密閉さ
れる。したがって、この実施例においても、上記第２実
施例と同様の効果を奏することができる。なおこの変形
例においては、モードフィールド変換光ファイバ１１を
形成する前の真円コア光ファイバ１２を用いることがで
きるので、特別の端部密閉用光ファイバを準備する必要
がないという効果を奏する。

【００３５】〔第３実施例〕図７は第２実施例の変形形
態としての第３実施例のモードフィールド変換光ファイ
バを図解する図である。図７に図解したモードフィール
ド変換光ファイバ１１は、コア３が円のままの光ファイ
バ１の端面１１Ａ側に図４に図解した光ファイバ２１を
設けたほか（または図６に図解した真円コア光ファイバ
１２を設けたほか）、サイドホール４Ａ，４Ｂが縮小し
て孔４Ａ’，４Ｂ’となっている他、コア１３が楕円形
状になっているモードフィールド変換光ファイバ１１の
他端部１１Ｂのコア楕円化端部にも、楕円コア１３と長
径部と短径とが実質的に同じで材質も同じ楕円コア２６
と、光ファイバ１１のクラッド２の直径と材質が同じク
ラッド２５を有する短い光ファイバ２４を、楕円コア１
３と楕円コア２６の端面とが一致するように、モードフ
ィールド変換光ファイバ１１の他端部１１Ｂに接続した
ものである。この接続の詳細およびその変形例は上記第
２実施例において述べたと同様種々の方法をとることが
できる。楕円コア１３が形成された他端部１１Ｂは適切
に加熱処理してサイドホール４Ａ、４Ｂの縮小化を行え
ばほぼ完全に潰れて、原則として、サイドホール４Ａ、
４Ｂは残ってないはずであるが、そこまでは加熱処理し
ない場合に縮小された孔４Ａ’，４Ｂ’としてガスなど
が侵入する程度の孔が残っている場合もある。また、第
１実施例において述べたように、サイドホール４Ａ、４
Ｂを完全には潰さないで縮小した孔４Ａ’，４Ｂ’とし
て残すこともある。したがって、端部１１Ｂ側に光ファ
イバ２４を接続することにより、端部１１Ｂ側の縮小孔
４Ａ’，４Ｂ’も密閉されるから、縮小孔４Ａ’，４
Ｂ’から光吸収性のガスまたは液体が侵入することが防
止され、光ファイバの伝送損失は変化しない。また、モ
ードフィールド変換光ファイバ１１の機械的な特性が変
化することも防止できる。

【００３８】〔第４実施例〕図８は第４実施例のモード
フィールド変換光ファイバを示す図である。第４実施例
のモードフィールド変換光ファイバは、第２実施例とし
て図５に示した、モードフィールド変換光ファイバに接
続した真円コア光ファイバ２１を、長尺の光ファイバ２
１Ａに代えて、端部１１Ａに接続したものである。モー
ドフィールド変換光ファイバ１１の楕円コア側の端部と
光ファイバ２１Ａの端部との接続は第２実施例と同様で
ある。第４実施例の効果を述べる。第４実施例のモード
フィールド変換光ファイバは、図５〜図７に図解したモ
ードフィールド変換光ファイバと比較すると、接続した
光ファイバ２１Ａがそのまま光通信または光計測などに
使用できるという利点を有している。なお、光ファイバ
２１Ａによるサイドホール４Ａ、４Ｂの密閉の基本的な
効果は、第２実施例〜第３実施例と同様である。

【００３９】〔第５実施例〕第５実施例は光ファイバ用
母材からコアの両側にサイドホールを有する光ファイバ
の製造について述べる。コアの両側にサイドホールを設
けた光ファイバ自体は、偏波面保存用のサイドピット付
光ファイバ（エレクトロニックス・レターズ誌、１８
巻、８２４−８２６ページ）、１９８１年）、圧力セン
サ用光ファイバ（オフテックス・レターズ誌、１１巻、
３３３−３３５ページ、１９８６年）、ＥＯ効果付与光
ファイバ（ＯＦＣ’９５講演要旨集、ＰＤ−６，１９９
５年）などに紹介されている。このようなサイドホール
付光ファイバの製造方法としては、たとえば、特開昭５
９−３５０３４号公報において提案されているものが知
られている。この方法は上述したように、コア部の両側
にサイドホールを形成する光ファイバと相似で寸法の大
きな光ファイバ用母材をそのサイドホール内のガス圧を
制御しながら、加熱延伸する方法である。しかしなが
ら、この公開公報には、光ファイバ用母材のサイドホー
ルにガス圧をかけながら加熱延伸（線引き）を行うと、
光ファイバの外周部に突起または溝が発生すると記述さ
れている。光ファイバの外周部に突起または溝が存在す
ることは、光ファイバの機械的な強度が低下する可能性
がある上、他の光ファイバとの接続が困難になる。上記
公開公報には光ファイバの外周形状については記述があ
るが、光ファイバのコアの形状変化についての記述はな
い。そこで、本件出願の発明者が、本発明のモードフィ
ールド変換光ファイバに適用する光ファイバを意図し
て、コアの両側にサイドホールを有する光ファイバ用母
材をサイドホールにガス圧をかけながら線引きしてみ
た。その結果、線引きされた光ファイバの外周形状には
変化はないが、光ファイバのコアの形状が種々変化する
ことを見出した。本発明の第５実施例はその知見に基づ
き、モードフィールド変換光ファイバに好適な光ファイ
バの製造に関する。以下その詳細を述べる。

【００４０】〔第１実験例〕第５実施例の第１実験例を
述べる。通常のＶＡＤ法で製造したクラッド／コア比＝
１５．６倍、コアの比屈折率差Δ＝０．３５％の外径２
６ｍｍの石英ガラスのシングルモード光ファイバ用母材
にドリルでサイドホールとなる部分に孔を開けて光ファ
イバ用母材とした。この光ファイバ用母材は図１に示し
た光ファイバと相似である。図９にその断面を示す。こ
の光ファイバ用母材１０のサイドホール４０Ａ、４０Ｂ
の間隔ＳＤは４ｍｍ、サイドホールの口径ＳＲは６ｍ
ｍ、最短距離ＭＤは１０ｍｍである。この最短距離ＭＤ
は母材外径Ｄの１９％に相当する。

【００４１】このような光ファイバ用母材を図１０に示
す線引き装置で線引きした。サイドホールが形成された
光ファイバ用母材（プリフォーム）５０を加熱部１０１
に挿入し、上部からサイドホールに窒素ガスを導入す
る。窒素ガスは圧力緩衝容器１０２を介して加圧系管１
０３を経由してサイドホールに加えられる。なお光ファ
イバ用母材５０のサイドホールには減圧系管１０４を介
して真空ポンブ１０５が接続されている。これら加圧系
と減圧系を調整して、光ファイバ用母材５０のサイドホ
ールの窒素圧力を制御しながら加熱炉１０１の加熱温度
を１８７０°Ｃ、線引速度２０ｍ／分で外径１２５μｍ
の光ファイバ５１を線引きした。この光ファイバ５１は
樹脂被着部１０６で樹脂被覆され、紫外線硬化部１０７
を経由して、ダンサーローラなどを経由して巻取りロー
ラ１０８に巻き取られる。

【００４２】図１１に示したように、光ファイバ用母材
５０のサイドホールへのガス圧を変化させると種々のコ
ア形状を有するサイドホールが形成された光ファイバを
製造できた。図１１の横軸はサイドホールにおけるガス
圧を示し、縦軸はコアの楕円率を示す。なお一般的に、
楕円率εは、短径ａ、長径ｂとすると、下記式で表され
る。

【００４３】 ε＝１−（ａ／ｂ）・・・（１）

【００４４】コアとなる部分の両側にサイドホールが形
成された光ファイバ用母材を、サイドホールの内部にガ
ス圧をかけないで、加熱炉１０１において加熱し、線引
きすると、ガラスの表面張力によってサイドホールは潰
れ、コアは楕円化する。ところが、サイドホールになる
部分にガス圧をかけておくと、このガス圧によってサイ
ドホールになる部分の縮小の程度を制御できる。その結
果、コアとなる部分の形状を制御できる。サイドホール
へのガス圧は外圧に対して加圧でも減圧でもよい。図１
１に図解したように、サイドホールへのガス圧を高くす
ると製造される光ファイバのコアの楕円率εが減少し、
真円に近くなっていく。たとえば、貫通孔の内圧を０．
１０１８（ＭＰａ）にすると、コアの断面は真円にな
る。普通、真円のコアを製造することが多いから、その
場合は貫通孔の内圧を０．１０１８（ＭＰａ）にすれば
よい。貫通孔の内圧を常圧（約０．１０１３（ＭＰａ）
にすると、コアの楕円率は約０．３３となる。ここで得
られた光ファイバの外周の楕円率は１０％以下でほぼ円
形であった。つまり、コアの上述したように貫通孔の内
圧によってその断面形状が変化するが、貫通孔に内圧を
かけても光ファイバの外形自体はほとんど変化しない。
その結果、他の光ファイバとの接続に大きな影響はな
い。

【００４５】光ファイバ用母材を線引き中に、長手方向
に沿ってガス圧を徐々に変化させていけば、光ファイバ
の外形をほとんど変化させずに、製造される光ファイバ
の長手方向に沿って、コアの楕円率εが徐々に変化する
光ファイバを製造することができる。

【００４６】またサイドホールの外周と光ファイバ用母
材の外周との最短距離ＭＤに注目すると、最短距離ＭＤ
を光ファイバ用母材の外径の５％以上にした光ファイバ
用母材を線引きすると、線引き時に光ファイバの外周部
に突起や溝が発生せず、光ファイバの外形形状はほぼ真
円を保ち、コアの形状のみが変化することが判った。こ
の最短距離ＭＤについては下記のように分析される。最
短距離ＭＤは、光ファイバ用母材の最小肉厚を意味して
いる。最短距離ＭＤが短いと、すなわち、光ファイバ用
母材の肉厚が薄いと、サイドホールにガス圧をかけなが
ら光ファイバ用母材を加熱線引きするとき、ガス圧が光
ファイバ用母材の外周形状に与える影響は大きい。その
結果、製造される光ファイバの外形形状に突起や溝が発
生する可能性が高くなる。逆に、最短距離ＭＤが長い
と、すなわち、光ファイバ用母材の最小肉厚が厚いと、
サイドホールにかけたガス圧の影響は光ファイバ用母材
の外形形状より、コアの形状に大きく作用する。実験の
結果、最短距離ＭＤは光ファイバ用母材の外周の１０％
以上であることが好ましいことが判った。

【００４７】また、図１０に示した加熱炉１０１におけ
る光ファイバ用母材の加熱線引き温度は線引き可能な温
度でできるだけ低い温度が好ましい。線引き温度が高い
とサイドホールにかけたガス圧によって光ファイバ用母
材の外形形状に変化が起きやすいからである。好ましい
線引き温度は２０００°Ｃ以下である。このような線引
温度で光ファイバ用母材の線引きを行うと、光ファイバ
の外形形状が変化しないガス圧の範囲が広がる。換言す
れば、コアの形状を種々変化させるガス圧を広く設定で
きる。

【００４８】上記同様の光ファイバ用母材を通常の線引
装置でサイドホールにガス圧を加えないで、線引温度は
１８７０°Ｃ、線引速度は２０ｍ／分で線引きして、外
径１２５μｍの光ファイバを製造した。その結果、コア
に相当する部分の楕円率は３４％であった。なお、第１
実験例の光ファイバの外形形状の楕円率はいずれも楕円
率１０％以下のほぼ円形であった。比較例として、常圧
において、光ファイバ用母材の外径を種々変化させて線
引きした結果を、図１２に示した。図１２の図解から明
らかなように、サイドホールの圧力が常圧で同じでも、
光ファイバ用母材の外径が小さいとコアの楕円率（縦
軸）が大きくなり、光ファイバ用母材の外径が大きいと
コアの楕円率（縦軸）が小さくなる。なお、これらのコ
アの楕円率はいずれも、第１実験例におけるコアの楕円
率よりも大きい。

【００４９】〔第２実験例〕第５実施例の第２実験例を
述べる。通常のＶＡＤ法で製造したクラッド／コア比＝
１５．６倍、コアの比屈折率差Δ＝０．３５％の外径２
６ｍｍの石英ガラスのシングルモード光ファイバ用母材
に対してドリルでサイドホールとなる部分に孔を開け
た。この光ファイバ用母材のサイドホール間隔は３．３
ｍｍ、サイドホール口径は８ｍｍ、最短距離は２．８５
ｍｍである。最短距離ＭＤは光ファイバ用母材の外径Ｄ
の１１％に相当する。このような光ファイバ用母材を図
１０に示す線引装置を用いて線引きした。光ファイバ用
母材（プリフォーム）５０を加熱部１０１に挿入し、そ
の上部からサイドホールに、圧力２６．７ｍｍＨ₂Ｏの
窒素ガスをかける。加熱炉１０１の加熱温度を１８３０
°Ｃ、線引速度２０ｍ／分で外径１２５μｍの光ファイ
バ５１を線引きした。その結果、サイドホール間隔が１
３．６μｍ、サイドホール口径が４２μｍ、最短距離Ｍ
Ｄが１３．７μｍ、コア径が６μｍ×５μｍの楕円形
状、楕円率１７％の楕円コア、シングルモード光ファ
イバが製造できた。光ファイバの外形形状の楕円率εは
１％以内であり、ほぼ円形であった。

【００５０】以上述べたように、本実施例によれば、光
ファイバ自体はほぼ円形の外形形状を保ち、任意の形状
を持つコアを有する光ファイバを製造できる。このよう
にして製造した光ファイバを用いて、上述したモードフ
ィールド変換光ファイバを製造した。その結果、より品
質の高いモードフィールド変換光ファイバが製造でき
た。

【００５２】

【図面の簡単な説明】

【符号の説明】１・・真円コア光ファイバ２・・クラッド３・・真円コア４Ａ，４Ｂ・・サイドホール（貫通孔）５・・ゴム栓６・・ゴム管７・・接続部８・・中空部９・・マイクロトーチ１１・・モードフィールド変換光ファイバ１３・・楕円状コア

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】長手方向に実質的に均一な断面形状を有す
るコアと、該コアの長手方向に沿って少なくとも１つの
貫通孔が形成されたクラッドとを有する均一コア光ファ
イバの側面から加熱して前記貫通孔の断面形状を連続的
に変化させ、その結果として、前記コアの断面形状をその長手方向に
沿って変化させ、光ファイバの一端のコアの断面形状と
他端のコアの断面形状を異ならせる光ファイバの製造方
法。
【請求項２】前記加熱段階において前記貫通孔を減圧す
る請求項１記載の光ファイバの製造方法。
【請求項３】前記貫通孔が前記コアの両側に２つ並設さ
れて形成された均一コア光ファイバを用いて、前記コア
の断面形状を長手方向に沿って変化させた光ファイバを
製造する請求項１または２記載の光ファイバの製造方
法。
【請求項４】コアの断面形状が円である均一コア光ファ
イバを、その側面を加熱して前記貫通孔を縮小させてい
き、一端のコアの断面形状が円であり、他端のコアの断面形
状が楕円であり、その中間部が円から楕円に連続的に変
化しているように形成する請求項１〜３いずれか記載の
光ファイバの製造方法。
【請求項５】コアの断面形状が楕円である均一コア光フ
ァイバを、その側面を加熱して前記貫通孔を縮小させて
いき、一端のコアの断面形状が楕円であり、他端のコアの断面
形状が円であり、その中間部が楕円から円に連続的に変
化しているように形成する請求項１〜３いずれか記載の
光ファイバの製造方法。
【請求項６】前記均一コア光ファイバの一端の貫通孔を
密閉する処理を行う、請求項４または５記載の光ファイ
バの製造方法。
【請求項７】前記均一コア光ファイバの他端の縮小した
貫通孔を封止する第２の密閉処理を行う請求項４〜６い
ずれか記載の光ファイバの製造方法。
【請求項８】最終的に製造すべき光ファイバと相似形状
の断面を有し、前記光ファイバのコアとなる部分と、該
コアとなる部分に沿って形成された少なくとも１つの貫
通孔を有するクラッドとなる部分とを有する光ファイバ
用母材を線引きして光ファイバを製造する方法であっ
て、前記貫通孔の外周と当該光ファイバ用母材の外周との最
短距離を所定の大きさ以上になるように光ファイバ用母
材を形成し、該光ファイバ用母材の前記貫通孔にガス圧を加えつつ、
所定の線引温度範囲の温度で線引きする光ファイバの製
造方法。
【請求項９】前記最短距離は１０％以上である請求項８
記載の光ファイバの製造方法。
【請求項１０】前記線引温度は１８００°Ｃ〜２０００
°Ｃの間に設定される請求項８または９記載の光ファイ
バの製造方法。
【請求項１１】前記貫通孔に印加するガス圧は、コアの
断面形状を円に向けるときは高くし、コアの断面形状を
楕円に向けるときは低くする、請求項８〜１０いずれか
記載の光ファイバの製造方法。
【請求項１２】前記製造される光ファイバの一端のコア
の断面形状を円にし、他端のコアの断面形状を楕円に
し、一端の円形状のコア部から他端の楕円形状のコア部
とが連続的に接続されるように中間部を形成する請求項
１１記載の光ファイバの製造方法。