WO2015133239A1 - 光ファイバ母材の製造方法および光ファイバの製造方法 - Google Patents

光ファイバ母材の製造方法および光ファイバの製造方法 Download PDF

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WO2015133239A1
WO2015133239A1 PCT/JP2015/053858 JP2015053858W WO2015133239A1 WO 2015133239 A1 WO2015133239 A1 WO 2015133239A1 JP 2015053858 W JP2015053858 W JP 2015053858W WO 2015133239 A1 WO2015133239 A1 WO 2015133239A1
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core
base material
manufacturing
optical fiber
base materials
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PCT/JP2015/053858
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智洋 権田
亮 宮部
勝徳 今村
齋藤　恒聡
杉崎　隆一
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古河電気工業株式会社
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    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
    • C03B37/012—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
    • C03B37/01205—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments starting from tubes, rods, fibres or filaments
    • C03B37/01211—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments starting from tubes, rods, fibres or filaments by inserting one or more rods or tubes into a tube
    • C03B37/01222—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments starting from tubes, rods, fibres or filaments by inserting one or more rods or tubes into a tube for making preforms of multiple core optical fibres
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
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    • C03B37/02—Manufacture of glass fibres or filaments by drawing or extruding, e.g. direct drawing of molten glass from nozzles; Cooling fins therefor
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    • C03B2203/00—Fibre product details, e.g. structure, shape
    • C03B2203/10—Internal structure or shape details
    • C03B2203/22—Radial profile of refractive index, composition or softening point
    • C03B2203/23—Double or multiple optical cladding profiles
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/02—Optical fibres with cladding with or without a coating
    • G02B6/02042—Multicore optical fibres

Definitions

  • the present invention relates to an optical fiber preform manufacturing method and an optical fiber manufacturing method.
  • a drilling method is known as a method of drilling holes in a glass preform in a manufacturing process of a multi-core fiber preform or the like (see, for example, Patent Document 1).
  • a cylindrical glass base material is perforated by drilling or the like to form a through hole extending in the longitudinal direction of the glass base material.
  • FIG. 9 is a diagram for explaining a method of manufacturing a multi-core fiber preform using a perforation method.
  • a plurality of core preforms and a clad preform 52 having a plurality of through holes formed by the drilling method are prepared.
  • the core base material 51 a is inserted into the through hole 52 a of the clad base material 52.
  • the core base material 51a includes a core part 51aa and a clad part 51ab having a refractive index lower than that of the core part 51aa formed on the outer periphery of the core part 51aa.
  • the core base material is inserted into other through holes.
  • the assembled base material is heated and integrated to produce a multi-core fiber base material having seven cores.
  • a multi-core fiber can be manufactured by drawing this multi-core fiber preform with a drawing furnace.
  • the hole position accuracy of the through hole may be lowered, such as the through hole being formed obliquely.
  • the accuracy of the position of the core portion also decreases. It is also necessary to prepare a drill that can form a long through hole.
  • the perforation method has a problem that it is difficult to manufacture a multi-core fiber preform in which a core portion is long and highly accurately arranged.
  • This invention is made in view of the above, Comprising: It aims at providing the manufacturing method which can manufacture the optical fiber preform
  • a method of manufacturing an optical fiber preform according to the present invention includes a plurality of rod-shaped first preforms and a cross-section orthogonal to the major axis of the first preform.
  • the first preform includes a core portion and a cladding portion having a refractive index lower than that of the core portion formed on the outer periphery of the core portion.
  • the second base material is a clad base material having a refractive index lower than that of the core part.
  • the length of the plurality of second preforms in the extending direction of the through holes is not more than 35 times the diameter of the through holes. It is characterized by that.
  • optical fiber preform manufacturing method is characterized in that in the above invention, the optical fiber preform includes an integration step of heating and integrating the preform formed by the assembly step.
  • the method for manufacturing an optical fiber preform according to the present invention is characterized in that, in the above invention, a clearance between the first preform and the through hole is 0.7 mm or less.
  • the manufacturing method of the optical fiber which concerns on this invention has the process of manufacturing an optical fiber preform with the manufacturing method of the said optical fiber preform, and the process of heating-melting and drawing the said optical fiber preform. It is characterized by.
  • the present invention it is possible to realize a manufacturing method capable of manufacturing an optical fiber preform and an optical fiber that are long and have a highly accurate position of the core portion or the like at low cost.
  • FIG. 1 is a flowchart of an optical fiber preform and an optical fiber manufacturing method according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic diagram for explaining the preparation process.
  • FIG. 3 is a schematic diagram for explaining a clad base material stacking step.
  • FIG. 4 is a schematic diagram for explaining the core base material insertion step.
  • FIG. 5 is a schematic diagram illustrating the drawing process.
  • FIG. 6 is a view for explaining a multicore fiber preform and a method for manufacturing a multicore fiber according to Modification 1.
  • FIG. 7 is a view for explaining a multicore fiber preform and a method for manufacturing a multicore fiber according to Modification 2.
  • FIG. 8 is a view for explaining a multicore fiber preform and a method for manufacturing a multicore fiber according to Modification 3.
  • FIG. 9 is a diagram for explaining a method for manufacturing a multi-core fiber preform using a perforation method.
  • FIG. 1 is a flowchart of an optical fiber preform and an optical fiber manufacturing method according to an embodiment.
  • the optical fiber preform manufacturing method according to the present embodiment includes a preparation process (step S101), a clad preform stacking process (step S102), and a core preform insertion process (step S102). Step S103) and an integration step (Step S104).
  • the optical fiber manufacturing method according to the present embodiment further includes a drawing step (step S105).
  • the manufacturing method of the optical fiber preform according to the present embodiment first has a core preform that is a plurality of rod-shaped first preforms and a shape that is substantially equal to the outer peripheral shape of the cross section orthogonal to the major axis of the core preform.
  • a preparatory process for preparing a plurality of clad base materials that are a plurality of second base materials having a plurality of through holes is performed.
  • a cladding base material stacking step is performed in which the cladding base materials are stacked so that the through holes of the prepared plurality of cladding base materials are aligned with each other to form a plurality of communication holes.
  • a core base material insertion step is performed in which a plurality of core base materials are inserted into the respective communication holes of the stacked clad base materials so that at least two of the plurality of first base materials are aligned in the major axis direction.
  • the integration process which heats and integrates the assembled base material is performed.
  • a drawing step of drawing the optical fiber preform manufactured in the steps S101 to S104 is further performed. Thereby, an optical fiber having a plurality of cores extending in the axial direction is manufactured.
  • the integration step S104 may be omitted, and the integration and the drawing may be performed at the same time in the drawing step S105.
  • FIG. 2 is a schematic diagram for explaining the preparation process.
  • core base materials 1a to 1g, 2a to 2g and clad base materials 3 and 4 are prepared.
  • the core base material 1a includes a core portion 1aa and a cladding portion 1ab having a refractive index lower than that of the core portion 1aa formed on the outer periphery of the core portion 1aa.
  • the core base materials 1b to 1g and 2a to 2g each include a core portion and a clad portion similarly to the core base material 1a.
  • the clad base materials 3, 4 have seven through holes 3a-3g having a refractive index lower than that of the core portion and substantially the same as the cross-sectional shape orthogonal to the major axes of the core base materials 1a-1g, 2a-2g, 4a to 4g.
  • the lengths of the core base materials 1a to 1g and 2a to 2g are longer than those of the clad base materials 3 and 4.
  • the core base materials 1a to 1g and 2a to 2g are well-known using a VAD (Vapor Phase Axial Deposition) method, an OVD (Outside Vapor Deposition) method, a MCVD (Modified Chemical Vapor Deposition) method, etc. .
  • VAD Vapor Phase Axial Deposition
  • OVD Outside Vapor Deposition
  • MCVD Modified Chemical Vapor Deposition
  • a method for manufacturing the clad base materials 3 and 4 will be described.
  • a cylindrical glass base material made of quartz glass manufactured using a known method such as a VAD method, an OVD method, an MCVD method, or a powder molding method is manufactured.
  • a plurality of through holes 3a to 3g and 4a to 4g extending in the longitudinal direction of the glass base material are formed on the glass base material by drilling using a drilling process or the like.
  • the inner surfaces of the formed through holes 3a to 3g and 4a to 4g are cleaned and optically polished.
  • the clad base materials 3 and 4 are manufactured. Optical polishing is not always necessary.
  • the clad base materials 3 and 4 having the through holes 3a to 3g and 4a to 4g may be formed in advance by a powder molding method or the like.
  • FIG. 3 is a schematic diagram for explaining a clad base material stacking step.
  • the clad base material 4 is stacked on the clad base material 3 so that the seven through holes 3a to 3g and 4a to 4g are aligned with each other.
  • the base material 5 includes seven communication holes 5a to 5g formed by aligning the seven through holes 3a to 3g and 4a to 4g of the two cladding base materials 3 and 4, respectively.
  • FIG. 4 is a schematic diagram for explaining the core base material insertion step.
  • the core base materials 1a to 1g and 2a to 2g are inserted into the communication holes 5a to 5g of the base material 5, respectively, as shown in FIG.
  • the core base material 1a and the core base material 2a are inserted into the communication hole 5a so as to be aligned in the long axis direction.
  • core base material 1b and core base material 2b, core base material 1c and core base material 2c, core base material 1d and core base material 2d, core base material 1e and core base material 2e, core base material 1f and core base material 1c are inserted into the communication hole 5a so as to be aligned in the long axis direction.
  • the material 2f, the core base material 1g, and the core base material 2g are inserted through the communication holes 5b to 5f so that they are aligned in the major axis direction.
  • the core base materials 1a to 1g and the core base materials 2a to 2g are longer than the clad base materials 3 and 4, when the position of one end portion of the base material 6 is aligned in the major axis direction, A position P1 where the clad base material 4 is in contact with a position P2 where the core base materials 1a to 1g and the core base materials 2a to 2g are in contact with each other is different in the major axis direction.
  • the core base materials 2a to 2g protrude from the other end of the base material 6.
  • the distance in the major axis direction between the position P1 where the clad base material 3 and the clad base material 4 are in contact with the position P2 where the core base materials 1a to 1g and the core base materials 2a to 2g are in contact is the outer diameter of the base material 6.
  • the distance is preferably 15% or more.
  • the integration process will be described.
  • the base material 6 is heated using a heating furnace, and the gaps between the core base materials 1a to 1g and 2a to 2g constituting the base material 6 and the clad base materials 3 and 4 are closed (collapse). And) unite. In this way, a multi-core fiber preform having a plurality of cores extending in the axial direction is manufactured.
  • the integration step may be omitted, and the integration and the drawing may be performed simultaneously in the drawing step described below.
  • FIG. 5 is a schematic diagram illustrating the drawing process.
  • the multi-core fiber preform 11 obtained in the integration process is drawn using the manufacturing apparatus 10.
  • the multi-core fiber preform 11 is set in the drawing furnace 12 of the manufacturing apparatus 10, one end is heated and melted by the heater 12a in the drawing furnace 12, and the glass optical fiber 13 is pulled out vertically downward.
  • an ultraviolet curable resin is applied to the outer peripheral surface of the glass optical fiber 13 by the coating device 14, and then the ultraviolet irradiating device 15 irradiates the ultraviolet light to cure the applied ultraviolet curable resin and coat the multi-core fiber.
  • the guide roller 17 guides the multi-core fiber 16 to the winder 18, and the winder 18 winds the multi-core fiber 16 around the bobbin. In this way, the multi-core fiber 16 is manufactured.
  • a taper member having an outer diameter of the weld portion substantially equal to that of the multi-core fiber preform 11 may be welded to the drawing start end of the multi-core fiber preform 11.
  • the two cladding preforms 3 and 4 are stacked.
  • the lengths of the through holes 3a to 3g and 4a to 4g formed by the perforation method can be made shorter than when the clad base materials are single.
  • the perforation method it is possible to perforate a through hole whose position and shape are higher as the length of the through hole to be formed is shorter. Therefore, according to the manufacturing method according to the present embodiment, it is possible to manufacture a multi-core fiber preform and a multi-core fiber whose core part is highly accurate.
  • a plurality of clad base materials 3 and 4 are stacked, so that the multicore fiber base material and the multicore are longer than the case where the clad base material is single. Fiber can be manufactured. Therefore, according to the manufacturing method according to the present embodiment, it is possible to manufacture a multi-core fiber preform and a multi-core fiber that are long and have a highly accurate core portion.
  • the hole position accuracy can be made sufficiently high. This is easily realized by setting the length in the direction of drilling the through hole of the cylindrical glass base material, which is the clad base material to be prepared, to 35 times or less the diameter of the through hole. Further, by stacking two or more clad base materials, the length of the through-hole to be perforated can be shortened, or the multi-core fiber base material and the multi-core fiber to be manufactured can be made longer. it can.
  • the core base materials 1a to 1g and 2a to 2g are continuous in the longitudinal direction, so that no manufacturing loss occurs at the joint portion of the core base material.
  • the core base materials 1a to 1g, 2a to 2g and the clad base materials 3 and 4 having the seven through holes 3a to 3g and 4a to 4g are fitted to each other and the positional relationship with the other is highly accurate.
  • the clearance between the core preforms 1a to 1g, 2a to 2g and the through holes 3a to 3g, 4a to 4g (clearance gap)
  • the width is preferably 0.7 mm or less.
  • FIG. 6 is a view for explaining a multicore fiber preform and a method for manufacturing a multicore fiber according to Modification 1. As shown in FIG.
  • the lengths of the core base materials 21a to 21g and 22a to 22g are longer than those of the clad base materials 23, 24, and 25.
  • the marker M1 has the same length as the core base materials 21a to 21g
  • the marker M2 has the same length as the core base materials 22a to 22g.
  • the two markers M1 and M2 are made of a glass material having a refractive index different from that of the clad base materials 23, 24, and 25.
  • the two markers M1 and M2 may have the same refractive index, but may have different refractive indexes or different refractive index distributions.
  • the two markers M1 and M2 may be made of colored glass. In this case, the colors may be the same or different.
  • the clad base materials 23, 24, and 25 have grooves 23h, 24h, and 25h formed on the outer periphery thereof along the longitudinal direction, respectively.
  • the grooves 23h, 24h, and 25h are V-shaped, but the shape is not particularly limited, and may be U-shaped.
  • the pipe 26 is made of the same material as the clad base materials 23, 24 and 25.
  • three clad base materials 23, 24, and 25 are inserted into the pipe 26, and the through holes 23a to 23g, 24a to 24g, and 25a to 25g are aligned to form communication holes, and the core base material is inserted into the communication holes.
  • 21a-21g and 22a-22g are inserted.
  • the core base material 21a and the core base material 22a are inserted into the communication holes formed by the through holes 23a, 24a, and 25a so as to be aligned in the long axis direction.
  • the grooves 23h, 24h, and 25h are also communication grooves.
  • the markers M1 and M2 are inserted through the holes formed by the communication grooves and the inner wall of the pipe 26.
  • the outer diameters of the markers M1, M2 and the sizes of the grooves 23h, 24h, 25h are set so that the markers M1, M2 can be inserted into holes formed by the grooves and the inner wall of the pipe 26.
  • the core base material 21a and the marker M1 are inserted in parallel, and the core base material 22a and the marker M2 are inserted in order. Thereby, the base material 27 is formed.
  • the position P3 where the clad base material 23 and the clad base material 24 are in contact, or the clad A position P4 where the base material 24 and the clad base material 25 are in contact with each other and a position P5 where the core base materials 21a to 21g and the core base materials 22a to 22g are in contact with each other are different in the major axis direction.
  • an integration process for integrating the core base materials 21a to 21g, 22a to 22g, the clad base materials 23, 24, and 25, the pipe 26, and the markers M1 and M2 is performed.
  • a multi-core fiber preform is manufactured.
  • a multi-core fiber is manufactured by drawing the manufactured multi-core fiber preform by a drawing process.
  • the integration step may be omitted, and the integration and the drawing may be performed simultaneously in the drawing step.
  • the position P5 at which 21g and the core base materials 22a to 22g contact each other is different in the major axis direction.
  • the core base materials 21a to 21g and 22a to 22g and the clad base materials 23, 24, and 25 are fitted to each other, and the positional relationship with the other is matched with high accuracy. Therefore, according to the manufacturing method according to the first modification, it is possible to manufacture a multi-core fiber preform and a multi-core fiber with a highly accurate core position.
  • the method for manufacturing a multi-core fiber preform and the method for manufacturing a multi-core fiber according to Modification 1 three clad preforms 23, 24, and 25 are stacked.
  • the lengths of the through holes 23a to 23g, 24a to 24g, and 25a to 25g formed by the perforation method compared to the case where the clad base materials are single. Can be shortened. Therefore, according to the manufacturing method according to the first modification, it is possible to manufacture a multi-core fiber preform and a multi-core fiber with a highly accurate core position.
  • base_material longer than the case where the clad
  • the pipe 26 in addition to the core base materials 21a to 21g and 22a to 22g, the pipe 26 also positions the clad base materials 23, 24, and 25, so that a more accurate multi-core fiber base material is used. And multi-core fibers can be manufactured. A plurality of pipes may be stacked in the longitudinal direction of the core base material. Thereby, a long multi-core fiber preform and a multi-core fiber can be manufactured.
  • the position P3 where the cladding base material 23 and the cladding base material 24 are in contact with each other, or the position P4 where the cladding base material 24 and the cladding base material 25 are in contact with each other at least at one place in the direction in which the communication hole extends The positions where the two pipes contact each other may be different. As a result, the clad base materials 23, 24, 25 and the two pipes are fitted to each other, and the positional relationship with the other is matched with high accuracy.
  • the markers M1 and M2 are inserted through the clad base material.
  • markers M1 and M2 having a refractive index different from that of the clad preform are detected in the multi-core fiber preform or multi-core fiber.
  • the marker M1 extends to the same position as the core base materials 21a to 21g with the same length, and is arranged in the region 27A of the base material 27.
  • the marker M2 extends at the same position as the core base materials 22a to 22g with the same length, and is disposed in the region 27B of the base material 27.
  • the multicore fibers are separated from the core base materials 21a to 21g at the longitudinal positions of the multicore fibers when the cross section is observed. It can be confirmed whether the wire has been drawn or drawn from the core base materials 22a to 22g. Therefore, for example, when a defective product is manufactured for some reason during manufacturing, it is confirmed whether the core base materials 21a to 21g are defective or the core base materials 22a to 22g are defective. It can be used to improve manufacturing processes and products.
  • FIG. 7 is a view for explaining a multicore fiber preform and a method for manufacturing a multicore fiber according to Modification 2.
  • the 14 core base materials 31a to 31g, 32a to 32g, the four markers M3 to M6, and the same as in the first modification And three clad base materials having through holes for the seven core base materials and two marker through holes are prepared.
  • the markers M3 and M6 are made of a glass material having a refractive index different from that of the clad base material.
  • the markers M4 and M5 are made of a glass material having the same refractive index as that of the clad base material.
  • the base material 33 includes seven communication holes 33a to 33g formed by aligning the seven core base material through-holes of the three clad base materials, respectively.
  • the two through holes 33m1 and 33m2 are formed so that the marker through holes are formed in alignment with each other.
  • the core base materials 31a to 31g and 32a to 32g are inserted into the communication holes 33a to 33g of the base material 33, respectively, and the markers M3 to M6 are inserted into the communication holes 33m1 and 33m2 of the base material 33, respectively.
  • a core base material insertion step for forming the base material 34 is performed.
  • the core base materials 31a to 31g and the core base materials 32a to 32g are aligned in the longitudinal direction of one end portion of the base material 34, the core base material and the position P6 or P7 where the two clad base materials are in contact with each other.
  • the position P8 at which 31a to 31g and the core base materials 32a to 32g contact each other is different in the major axis direction.
  • an integration step of integrating the core preforms 31a to 31g, 32a to 32g, the markers M3 to M6, and the clad preform is performed to manufacture a multi-core fiber preform.
  • a multi-core fiber is manufactured by drawing the manufactured multi-core fiber preform by a drawing process.
  • the integration step may be omitted, and the integration and the drawing may be performed simultaneously in the drawing step.
  • the position P6 or P7 where the two cladding base materials are in contact with each other, and the position P8 where the core base materials 31a to 31g and the core base materials 32a to 32g are in contact with each other are the long axes. Different in direction. As a result, the core base materials 31a to 31g, 32a to 32g and the three clad base materials fit into each other, and the positional relationship with the other matches with high accuracy. Therefore, according to the manufacturing method according to the second modification, it is possible to manufacture a multi-core fiber preform and a multi-core fiber whose core portion is highly accurate.
  • the method for manufacturing a multi-core fiber preform and the method for manufacturing a multi-core fiber according to the second modification as in the first modification, three clad preforms are stacked. Therefore, according to the manufacturing method according to the second modification, as in the first modification, it is possible to manufacture a multicore fiber preform and a multicore fiber with a highly accurate core position. Further, according to the manufacturing method according to the second modification, since a plurality of clad base materials are stacked, as in the case of the first modification, the multi-core fiber preform having a long and highly accurate core portion is provided. Materials and multi-core fibers can be manufactured.
  • the markers M3 to M6 are inserted through the clad base material.
  • a marker M3 or M6 having a refractive index different from that of the clad preform is detected in the multi-core fiber preform or multi-core fiber.
  • the markers M4 and M5 become invisible because of the same refractive index as that of the clad base material.
  • the marker M3 extends to the same position as the core base materials 31a to 31g with the same length, and is disposed in the region 34A of the base material 34.
  • the marker M6 extends to the same position as the core base materials 32a to 32g with the same length, and is disposed in the region 34B of the base material 34.
  • the position of the marker in the cross section of the base material 34 passes through the center of the base material 34 in the cross section orthogonal to the major axis direction of the base material 34 as represented by a broken line in FIG. May deviate from.
  • a specific direction around the circumference of the multicore fiber can be identified, and the position of each core member can be more reliably identified.
  • the refractive index or refractive index distribution of the marker M3 and the marker M6 may be different from each other, or the arrangement thereof may be different. In this case, even if the manufactured multi-core fiber rotates, it can be easily identified whether it is a portion corresponding to the core preforms 31a to 31g or a portion corresponding to the core preforms 32a to 32g.
  • the cores 31a to 31g correspond to the core cores 31a to 31g even when the multicore fiber rotates. It is possible to easily identify whether the portion corresponds to the base materials 32a to 32g.
  • the first modification only one marker is observed in the cross section orthogonal to the major axis direction of the base material 34, but this number is set to 2 or 3, and the arrangement becomes less symmetrical. You may do it.
  • the specific direction around the circumference of the multi-core fiber can be more easily identified, and when the multi-core fiber is cut and two cross-sections are generated, which side is the cross-section (for example, with respect to the direction of optical communication)
  • the upstream side or the downstream side can be easily identified.
  • the markers M4 and M6 may be replaced with three markers having the same length as the clad base material, and the positions where the markers touch each other and the clad base materials touch each other. In this case, the marker becomes a length marker of the clad base material, and it is possible to identify which core member and clad member.
  • FIG. 8 is a view for explaining a multicore fiber preform and a method for manufacturing a multicore fiber according to Modification 3.
  • 14 core preforms 41a to 41g, 42a to 42g, two positioning rods R1 and R2, and seven core preforms are provided in the preparation process of the manufacturing method according to the third modification.
  • Three clad base materials having a through hole for the material and two through holes for the rod are prepared.
  • the rods R1 and R2 which are a plurality of rod-shaped members, are made of a glass material having the same refractive index as that of the clad base material. Further, the rods R1 and R2 have a length equal to two core base materials and a length equal to three clad base materials.
  • the three cladding base materials include a plurality of through holes having a shape substantially equal to the shape of the cross section orthogonal to the long axes of the rods R1 and R2.
  • the base material 43 includes seven communication holes 43a to 43g formed by aligning the seven core base material through-holes of the three clad base materials, respectively.
  • the two through holes 43r1 and 43r2 are formed so that the through holes for the rods are formed in alignment with each other.
  • the rods R1 and R2 are inserted into the communication holes 43r1 and 43r2 of the base material 43, respectively, and the positional relationship between the rods R1 and R2 and the communication holes 43r1 and 43r2 of the base material 43 is aligned with high accuracy.
  • the seven core base material through holes of the three clad base materials are also aligned with higher accuracy.
  • a core base material insertion step is performed in which the core base materials 41a to 41g and 42a to 42g are inserted into the communication holes 43a to 43g of the base material 43, respectively, and the base material 44 is used.
  • the position P9 or P10 where the two clad base materials contact each other and the position P11 where the core base materials 41a to 41g and the core base materials 42a to 42g contact each other are different in the major axis direction.
  • an integration step of integrating the core preforms 41a to 41g, 42a to 42g, the rods R1 and R2, and the clad preform is performed to produce a multi-core fiber preform.
  • a multi-core fiber is manufactured by drawing the manufactured multi-core fiber preform by a drawing process.
  • the integration step may be omitted, and the integration and the drawing may be performed simultaneously in the drawing step.
  • the position P9 or P10 where the two cladding base materials are in contact with each other, and the position P11 where the core base materials 41a to 41g and the core base materials 42a to 42g are in contact with each other are the long axes. Different in direction. As a result, the core base materials 41a to 41g and 42a to 42g and the three clad base materials fit into each other, and the positional relationship with the other matches with high accuracy. Therefore, according to the manufacturing method according to the third modification, it is possible to manufacture a multi-core fiber preform and a multi-core fiber with a highly accurate core position.
  • the manufacturing method of the multi-core fiber preform and the manufacturing method of the multi-core fiber according to the third modification as in the first and second modifications, three cladding base materials are stacked. Therefore, according to the manufacturing method according to the third modification, as in the first modification, it is possible to manufacture a multi-core fiber preform and a multi-core fiber with a highly accurate core position. Further, according to the manufacturing method according to the third modification, since a plurality of clad base materials are stacked, as in the first and second modifications, the long and highly accurate position of the core portion is a multi-core. Fiber preforms and multi-core fibers can be manufactured.
  • the rods R1 and R2 are inserted through the cladding base material. Therefore, the positions of the through holes of the three cladding base materials can be aligned with higher accuracy, and a more accurate multi-core fiber base material and multi-core fiber can be manufactured.
  • the positions of the rods R1 and R2 in the cross section of the base material 44 are centered on an axis of symmetry passing through the center of the base material 44 in a cross section orthogonal to the major axis direction of the base material 44, as represented by a broken line in FIG. Although it arrange
  • the rods R1 and R2 can also be used as a marker.
  • the rod is arranged at a position shifted from the symmetry axis passing through the center of the base material 44, a specific direction around the circumference of the multi-core fiber can be identified, and the position of each core member can be more reliably identified. can do.
  • the present embodiment it is possible to provide a method for manufacturing a multi-core fiber preform and a method for manufacturing a multi-core fiber that are long and have a highly accurate position of the core portion.
  • this invention is not limited to this.
  • the present invention can be applied to manufacturing an optical fiber having holes.
  • an optical fiber preform and light produced by combining a rod-shaped preform such as a PANDA type fiber and a preform having a through hole having a shape substantially equal to the outer peripheral shape of the cross-section orthogonal to the major axis of the rod-shaped preform. It is applicable as a fiber manufacturing method.
  • the through holes of the prepared plurality of clad base materials are aligned to form a plurality of communication holes, and the prepared core base materials are inserted into the respective communication holes so as to be fitted to each other.
  • the clad base material stacking step and the core base material insertion step are performed as the assembly step, the present invention is not limited to this.
  • the core base material may be inserted into one clad base material, and then the remaining clad base materials may be stacked.
  • the clad base materials may be arranged so that the through holes lie side by side, and the through holes of the respective clad base materials are aligned to form communication holes, and the core base material is inserted into the communication holes.
  • the number of core base materials of each cross section orthogonal to the longitudinal direction of a core base material was seven, this invention is not limited to this, If the number of core base materials is plurality Any number is possible.
  • the arrangement and dimensions of the core base material and the through holes on each step surface orthogonal to the longitudinal direction of the core base material are not limited to the above embodiment, and can be arbitrarily designed.
  • a plurality of core preforms may be stacked in the longitudinal direction of the core preform.
  • multi-core fibers having different characteristics can be drawn at a time by changing the characteristics such as the refractive index profile of the core base material to be superimposed.
  • the through hole of the clad base material As a method for forming the through hole of the clad base material, the method of forming the through hole by drilling using a drilling process or the like in the cylindrical glass base material has been described.
  • the through hole may be formed by laser processing.
  • the through hole may be formed by photolithography and anisotropic etching. Further, the through holes may not have the same diameter over the longitudinal direction of the core base material.
  • the integration step is a step of heating the base material using a heating furnace to integrate the members, but the present invention is not limited to this.
  • the members can be integrated using a known method such as anode matching.
  • a collapse integration process may be performed in which the core base material and the clad base material are preliminarily heated and vacuumed to close the gap between the core base material and the clad base material.
  • the method for manufacturing an optical fiber preform and the method for manufacturing an optical fiber according to the present invention are mainly used for manufacturing an optical fiber preform and an optical fiber having a long and highly accurate position such as a core portion. It is valid.

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Abstract

　光ファイバ母材の製造方法は、棒状の複数の第１母材と、前記第１母材の長軸と直交する断面の外周形状と略等しい形状の貫通孔を備える複数の第２母材と、を準備する準備工程と、前記複数の第２母材の貫通孔が整合して連通孔となり、該連通孔に複数の前記第１母材を少なくとも２つが長軸方向に並ぶように挿通して互いに嵌め合う状態とする組立工程と、を含み、前記連通孔の長軸方向の少なくとも１カ所において、各第２母材が互いに接する位置と、各第１母材が互いに接する位置と、が異なる。これにより、長尺かつコア部等の位置が高精度な光ファイバ母材を低コストで製造できる製造方法を提供する。

Description

光ファイバ母材の製造方法および光ファイバの製造方法
　本発明は、光ファイバ母材の製造方法および光ファイバの製造方法に関するものである。
　従来、マルチコアファイバ母材等の製造工程において、ガラス母材に孔をあける方法として穿孔法が知られている（たとえば特許文献１参照）。穿孔法では、円柱状のガラス母材をドリル加工などにより穿孔してガラス母材の長手方向に延びる貫通孔を形成する。
　図９は、穿孔法を用いたマルチコアファイバ母材の製造方法について説明するための図である。穿孔法を用いたマルチコアファイバ母材の製造方法では、はじめに、複数のコア母材と、穿孔法により複数の貫通孔を形成したクラッド母材５２とを準備する。つぎに、図９に示すように、クラッド母材５２の貫通孔５２ａにコア母材５１ａを挿通する。コア母材５１ａは、コア部５１ａａとコア部５１ａａの外周に形成されたコア部５１ａａより屈折率の低いクラッド部５１ａｂとを備える。同様に他の貫通孔にもコア母材を挿通する。そして、組み立てた母材を加熱し一体化して７つのコアを有するマルチコアファイバ母材が製造される。さらに、このマルチコアファイバ母材を線引炉で線引きすることにより、マルチコアファイバを製造することができる。
特開平９－９０１４３号公報
　しかしながら、穿孔法を用いたマルチコアファイバ母材の製造方法において、穿孔により長い貫通孔を形成しようとする場合、貫通孔が斜めに形成される等、貫通孔の孔位置精度が低下する場合がある。孔位置精度が低下すると、コア部の位置の精度も低下する。また、長い貫通孔を形成可能なドリルを準備する必要もある。これらの理由によって、穿孔法では、長尺かつ高精度にコア部が配置されたマルチコアファイバ母材を製造することが困難であるという課題があった。
　本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、長尺かつコア部等の位置が高精度な光ファイバ母材および光ファイバを低コストで製造できる製造方法を提供することを目的とする。
　上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る光ファイバ母材の製造方法は、棒状の複数の第１母材と、前記第１母材の長軸と直交する断面の外周形状と略等しい形状の貫通孔を備える複数の第２母材と、を準備する準備工程と、前記複数の第２母材の貫通孔が整合して連通孔となり、該連通孔に複数の前記第１母材を少なくとも２つが長軸方向に並ぶように挿通して互いに嵌め合う状態とする組立工程と、を含み、前記連通孔の長軸方向の少なくとも１カ所において、各第２母材が互いに接する位置と、各第１母材が互いに接する位置と、が異なることを特徴とする。
　また、本発明に係る光ファイバ母材の製造方法は、上記発明において、前記第１母材は、コア部と前記コア部の外周に形成された前記コア部よりも屈折率が低いクラッド部を備えるコア母材であり、前記第２母材は、前記コア部より屈折率が低いクラッド母材であることを特徴とする。
　また、本発明に係る光ファイバ母材の製造方法は、上記発明において、前記複数の第２母材の前記貫通孔の延伸する方向の長さは、前記貫通孔の直径の３５倍以下であることを特徴とする。
　また、本発明に係る光ファイバ母材の製造方法は、上記発明において、前記組立工程により形成された母材を加熱し一体化する一体化工程を含むことを特徴とする。
　また、本発明に係る光ファイバ母材の製造方法は、上記発明において、前記第１母材と前記貫通孔とのクリアランスは、０．７ｍｍ以下であることを特徴とする。
　また、本発明に係る光ファイバの製造方法は、上記光ファイバ母材の製造方法によって光ファイバ母材を製造する工程と、前記光ファイバ母材を加熱溶融し、線引きする工程と、を有することを特徴とする。
　本発明によれば、長尺かつコア部等の位置が高精度な光ファイバ母材および光ファイバを低コストで製造できる製造方法を実現することができる。
図１は、実施の形態に係る光ファイバ母材および光ファイバの製造方法のフロー図である。 図２は、準備工程について説明する模式図である。 図３は、クラッド母材積重工程について説明する模式図である。 図４は、コア母材挿通工程について説明する模式図である。 図５は、線引き工程について説明する模式図である。 図６は、変形例１に係るマルチコアファイバ母材およびマルチコアファイバの製造方法について説明するための図である。 図７は、変形例２に係るマルチコアファイバ母材およびマルチコアファイバの製造方法について説明するための図である。 図８は、変形例３に係るマルチコアファイバ母材およびマルチコアファイバの製造方法について説明するための図である。 図９は、穿孔法を用いたマルチコアファイバ母材の製造方法について説明するための図である。
　以下に、図面を参照して本発明に係る光ファイバ母材の製造方法および光ファイバの製造方法の実施の形態を説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、図面の記載において、同一または対応する要素には適宜同一の符号を付している。また、図面は模式的なものであり、各要素の寸法の関係、各要素の比率などは、現実と異なる場合があることに留意する必要がある。図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。
（実施の形態）
　まず、本発明の実施の形態に係る光ファイバ母材の製造方法および光ファイバの製造方法について説明する。図１は、実施の形態に係る光ファイバ母材および光ファイバの製造方法のフロー図である。図１に示すように、本実施の形態に係る光ファイバ母材の製造方法は、準備工程（ステップＳ１０１）と、組立工程としてのクラッド母材積重工程（ステップＳ１０２）およびコア母材挿通工程（ステップＳ１０３）と、一体化工程（ステップＳ１０４）とを含む。また、本実施の形態に係る光ファイバの製造方法は、上記ステップＳ１０１～Ｓ１０４に加えて、さらに、線引き工程（ステップＳ１０５）を含む。
　本実施の形態に係る光ファイバ母材の製造方法は、はじめに、棒状の複数の第１母材であるコア母材と、コア母材の長軸と直交する断面の外周形状と略等しい形状の複数の貫通孔を備える複数の第２母材であるクラッド母材と、を準備する準備工程を行う。つぎに、準備した複数のクラッド母材の各貫通孔が互いに整合して複数の連通孔となるようにクラッド母材を積重するクラッド母材積重工程を行う。さらに、積重したクラッド母材の各連通孔に複数のコア母材を、該複数の第１母材のうち少なくとも２つが長軸方向に並ぶように挿通するコア母材挿通工程を行う。そして、組み立てた母材を加熱し一体化する一体化工程を行う。これによって、軸方向に延びる複数のコアを有する光ファイバ母材が製造される。
　また、本実施の形態に係る光ファイバの製造方法では、ステップＳ１０１～Ｓ１０４の工程により製造した光ファイバ母材を、線引きする線引き工程をさらに行う。これによって、軸方向に延びる複数のコアを有する光ファイバが製造される。なお、一体化工程Ｓ１０４を省略し、線引き工程Ｓ１０５にて一体化と線引きを同時に行ってもよい。
　以下、マルチコアファイバ母材、およびマルチコアファイバの製造方法を例として、各工程について具体的に説明する。はじめに、準備工程について説明する。図２は、準備工程について説明する模式図である。準備工程では、図２に示すように、コア母材１ａ～１ｇ、２ａ～２ｇと、クラッド母材３、４とを準備する。コア母材１ａは、コア部１ａａとコア部１ａａの外周に形成されたコア部１ａａよりも屈折率が低いクラッド部１ａｂとを備える。コア母材１ｂ～１ｇ、２ａ～２ｇは、コア母材１ａと同様にコア部とクラッド部とを備える。また、クラッド母材３、４は、コア部より屈折率が低く、コア母材１ａ～１ｇ、２ａ～２ｇの長軸と直交する断面の形状と略等しい形状の７つの貫通孔３ａ～３ｇ、４ａ～４ｇを備える。
　なお、コア母材１ａ～１ｇ、２ａ～２ｇの長さは、クラッド母材３、４よりも長い。
　コア母材１ａ～１ｇ、２ａ～２ｇは、ＶＡＤ（Ｖａｐｏｒ　ｐｈａｓｅ　Ａｘｉａｌ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、ＯＶＤ（Ｏｕｔｓｉｄｅ　Ｖａｐｏｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、ＭＣＶＤ（Ｍｏｄｉｆｉｅｄ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｖａｐｏｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法などの周知の方法を用いて製造したものである。
　つぎに、クラッド母材３、４を製造する方法を説明する。はじめに、ＶＡＤ法、ＯＶＤ法、ＭＣＶＤ法、粉体成形法などの周知の方法を用いて製造した石英ガラスからなる円柱状のガラス母材を製造する。このガラス母材に対して、ドリル加工などを用いた穿孔によりガラス母材の長手方向に延びる複数の貫通孔３ａ～３ｇ、４ａ～４ｇを形成する。そして、形成した貫通孔３ａ～３ｇ、４ａ～４ｇの内面を洗浄し、光学研磨する。このようにして、クラッド母材３、４が製造される。なお、光学研磨は、必ずしも必要ない。また、粉体成形法等により、あらかじめ貫通孔３ａ～３ｇ、４ａ～４ｇを備えたクラッド母材３、４を形成してもよい。
　つぎに、クラッド母材積重工程について説明する。図３は、クラッド母材積重工程について説明する模式図である。クラッド母材積重工程では、図３に示すように、クラッド母材３に、クラッド母材４を、７つの貫通孔３ａ～３ｇ、４ａ～４ｇがそれぞれ整合するように積重し母材５とする。その結果、母材５は、２つのクラッド母材３、４の７つの貫通孔３ａ～３ｇ、４ａ～４ｇがそれぞれ整合して形成された７つの連通孔５ａ～５ｇを備える。
　つぎに、コア母材挿通工程について説明する。図４は、コア母材挿通工程について説明する模式図である。コア母材挿通工程では、図４に示すように、コア母材１ａ～１ｇ、２ａ～２ｇをそれぞれ母材５の連通孔５ａ～５ｇに挿通し母材６とする。このとき、コア母材１ａとコア母材２ａとが長軸方向に並ぶように、連通孔５ａに挿通する。同様に、コア母材１ｂとコア母材２ｂ、コア母材１ｃとコア母材２ｃ、コア母材１ｄとコア母材２ｄ、コア母材１ｅとコア母材２ｅ、コア母材１ｆとコア母材２ｆ、コア母材１ｇとコア母材２ｇ、がそれぞれ長軸方向に並ぶように、連通孔５ｂ～５ｆのそれぞれに挿通する。
　ここで、コア母材１ａ～１ｇ、コア母材２ａ～２ｇは、クラッド母材３、４よりも長いため、母材６の一端部の長軸方向の位置を揃えると、クラッド母材３とクラッド母材４とが接する位置Ｐ１と、コア母材１ａ～１ｇとコア母材２ａ～２ｇとがそれぞれ接する位置Ｐ２とが、長軸方向において異なる。また、コア母材２ａ～２ｇは、母材６の他端部からは突き出ている。
　クラッド母材３とクラッド母材４とが接する位置Ｐ１と、コア母材１ａ～１ｇとコア母材２ａ～２ｇとがそれぞれ接する位置Ｐ２との長軸方向における距離は、母材６の外径の１５％以上の距離であることが好ましい。これにより、両者の位置を高精度に合わせることができる上、両者を組立てた状態を安定して保つことができる。
　つぎに、一体化工程について説明する。一体化工程では、たとえば加熱炉を用いて母材６を加熱し、母材６を構成するコア母材１ａ～１ｇ、２ａ～２ｇと、クラッド母材３、４との隙間を塞いで（コラプスして）一体化させる。このようにして、軸方向に延びる複数のコアを有するマルチコアファイバ母材が製造される。なお、前述したように、一体化工程を省略し、つぎに説明する線引き工程にて一体化と線引きを同時に行ってもよい。
　つぎに、線引き工程について説明する。図５は、線引き工程について説明する模式図である。線引き工程では、図５に示すように、一体化工程で得られたマルチコアファイバ母材１１を製造装置１０を用いて線引きする。
　はじめに、マルチコアファイバ母材１１を製造装置１０の線引炉１２にセットし、一端を線引炉１２内のヒータ１２ａによって加熱溶融してガラス光ファイバ１３を鉛直方向下向きに引き出す。つぎに、ガラス光ファイバ１３の外周表面に紫外線硬化性樹脂を被覆装置１４で塗付し、その後、紫外線照射装置１５によって紫外線を照射し、塗布した紫外線硬化性樹脂を硬化させて被覆したマルチコアファイバ１６とする。そして、ガイドローラ１７は、マルチコアファイバ１６を巻取機１８に案内し、巻取機１８が、マルチコアファイバ１６をボビンに巻き取る。このようにして、マルチコアファイバ１６が製造される。
　なお、マルチコアファイバ母材１１を製造装置１０にセットする前にマルチコアファイバ母材１１の線引き開始端に、溶着部の外径がマルチコアファイバ母材１１とほぼ等しいテーパ部材を溶着してもよい。これにより線引き開始時の製造ロスが小さくなる上、組立てた母材の多くを製品部として使用できる。
　ここで、本実施の形態に係るマルチコアファイバ母材の製造方法およびマルチコアファイバの製造方法では、２つのクラッド母材３、４を積重している。このように、クラッド母材３、４を積重することにより、クラッド母材が単一の場合よりも穿孔法によって形成する貫通孔３ａ～３ｇ、４ａ～４ｇの長さを短くすることができる。ここで、穿孔法では、形成する貫通孔の長さが短いほど位置や形状が高精度な貫通孔を穿孔することができる。そのため、本実施の形態に係る製造方法によれば、コア部の位置が高精度なマルチコアファイバ母材およびマルチコアファイバを製造できる。さらに、本実施の形態に係る製造方法によれば、複数のクラッド母材３、４を積重していることにより、クラッド母材が単一の場合よりも長尺なマルチコアファイバ母材およびマルチコアファイバを製造できる。したがって、本実施の形態に係る製造方法によれば、長尺かつコア部の位置が高精度なマルチコアファイバ母材およびマルチコアファイバを製造できる。
　なお、貫通孔の長さは、たとえば貫通孔の直径の３５倍以下とすると、孔位置精度を十分に高精度にすることができる。これは、準備するクラッド母材となる円柱状ガラス母材の貫通孔を穿孔する方向の長さを、貫通孔の直径の３５倍以下とすることにより容易に実現される。また、２以上の複数個のクラッド母材を積重することにより、穿孔すべき貫通孔の長さをより短くする、または、製造するマルチコアファイバ母材およびマルチコアファイバをより長尺化することができる。
　また、本実施の形態に係る製造方法において、コア母材１ａ～１ｇ、２ａ～２ｇは、長手方向に連続しているため、コア母材の接合部における製造ロスが生じることがない。
　また、本実施の形態に係る製造方法において、連通孔５ａ～５ｇの長軸方向の少なくとも１カ所において、クラッド母材３とクラッド母材４とが互いに接する位置Ｐ１と、コア母材１ａ～１ｇとコア母材２ａ～２ｇとがそれぞれ接する位置Ｐ２と、が異なる。その結果、コア母材１ａ～１ｇ、２ａ～２ｇと、７つの貫通孔３ａ～３ｇ、４ａ～４ｇを備えるクラッド母材３、４とが、互いに嵌まり合って他方との位置関係が高精度に整合する。したがって、本実施の形態に係る製造方法によれば、コア部の位置が高精度なマルチコアファイバ母材およびマルチコアファイバを製造できる。
　なお、コア部の位置が高精度なマルチコアファイバ母材およびマルチコアファイバを製造するためには、コア母材１ａ～１ｇ、２ａ～２ｇと貫通孔３ａ～３ｇ、４ａ～４ｇとのクリアランス（隙間の幅）は、０．７ｍｍ以下であることが好ましい。
（変形例１）
　つぎに、本発明の実施の形態の変形例１に係る光ファイバ母材の製造方法および光ファイバの製造方法をマルチコアファイバ母材、およびマルチコアファイバの製造方法を例として説明する。図６は、変形例１に係るマルチコアファイバ母材およびマルチコアファイバの製造方法について説明するための図である。図６に示すとおり、本変形例１に係る製造方法の準備工程では、７本のコア母材２１ａ～２１ｇと、７本のコア母材２２ａ～２２ｇと、２本のマーカＭ１、Ｍ２と、それぞれが７つの貫通孔２３ａ～２３ｇ、２４ａ～２４ｇ、２５ａ～２５ｇを備える３つのクラッド母材２３、２４、２５と、クラッド母材２３、２４、２５の外周の形状と略等しい形状の孔２６ａを備えるパイプ２６とを準備する。
　なお、コア母材２１ａ～２１ｇ、２２ａ～２２ｇの長さは、クラッド母材２３、２４、２５よりも長い。マーカＭ１は、コア母材２１ａ～２１ｇと同じ長さであり、マーカＭ２は、コア母材２２ａ～２２ｇと同じ長さである。また、２本のマーカＭ１、Ｍ２は、クラッド母材２３、２４、２５と屈折率が異なるガラス材料からなる。なお、２本のマーカＭ１、Ｍ２は、屈折率が同じものでもよいが、互いに異なる屈折率または互いに異なる屈折率分布を持つものでもよい。また、２本のマーカＭ１、Ｍ２は、色ガラスからなるものでもよい。この場合、互いの色は同じであっても異なっていてもよい。
　クラッド母材２３、２４、２５は、その外周に長手方向に沿って形成された溝２３ｈ、２４ｈ、２５ｈをそれぞれ有する。本変形例１では溝２３ｈ、２４ｈ、２５ｈはＶ字型であるが、その形状は特に限定されず、Ｕ字型でもよい。パイプ２６は、クラッド母材２３、２４、２５と同じ材質からなる。
　組立工程では、パイプ２６に３つのクラッド母材２３、２４、２５を挿入し、貫通孔２３ａ～２３ｇ、２４ａ～２４ｇ、２５ａ～２５ｇをそれぞれ整合して連通孔とし、その連通孔にコア母材２１ａ～２１ｇ、２２ａ～２２ｇを挿通する。このとき、実施の形態１の場合と同様に、たとえばコア母材２１ａとコア母材２２ａとが長軸方向に並ぶように、貫通孔２３ａ、２４ａ、２５ａが形成する連通孔に挿通する。このとき、溝２３ｈ、２４ｈ、２５ｈも連通溝となる。この連通溝とパイプ２６の内壁とが形成する孔にマーカＭ１、Ｍ２を挿通し、配置する。この目的のために、マーカＭ１、Ｍ２が溝とパイプ２６の内壁とが形成する孔に挿通できるように、マーカＭ１、Ｍ２の外径および溝２３ｈ、２４ｈ、２５ｈのサイズが設定されている。また、たとえばコア母材２１ａとマーカＭ１とが並列し、コア母材２２ａとマーカＭ２とが並列するような順番で挿通を行う。
　これによって、母材２７を形成する。
　さらに、コア母材２１ａ～２１ｇ、コア母材２２ａ～２２ｇは、母材２７の一端部の長軸方向の位置を揃えると、クラッド母材２３とクラッド母材２４とが接する位置Ｐ３、またはクラッド母材２４とクラッド母材２５とが接する位置Ｐ４と、コア母材２１ａ～２１ｇとコア母材２２ａ～２２ｇとがそれぞれ接する位置Ｐ５とが、長軸方向において異なる。
　その後、実施の形態と同様に、コア母材２１ａ～２１ｇ、２２ａ～２２ｇと、クラッド母材２３、２４、２５と、パイプ２６と、マーカＭ１、Ｍ２とを一体化する一体化工程を行い、マルチコアファイバ母材が製造される。そして、実施の形態と同様に、製造したマルチコアファイバ母材を線引き工程によって線引きすることによりマルチコアファイバが製造される。なお、一体化工程を省略し、線引き工程にて一体化と線引きを同時に行ってもよい。
　ここで、本変形例１に係る製造方法において、クラッド母材２３とクラッド母材２４とが接する位置Ｐ３、またはクラッド母材２４とクラッド母材２５とが接する位置Ｐ４と、コア母材２１ａ～２１ｇとコア母材２２ａ～２２ｇとがそれぞれ接する位置Ｐ５とが、長軸方向において異なる。その結果、コア母材２１ａ～２１ｇ、２２ａ～２２ｇと、クラッド母材２３、２４、２５とが、互いに嵌まり合って他方との位置関係が高精度に整合する。したがって、本変形例１に係る製造方法によれば、コア部の位置が高精度なマルチコアファイバ母材およびマルチコアファイバを製造できる。
　また、本変形例１に係るマルチコアファイバ母材の製造方法およびマルチコアファイバの製造方法では、３つのクラッド母材２３、２４、２５を積重している。このように、クラッド母材２３、２４、２５を積重することにより、クラッド母材が単一の場合よりも穿孔法によって形成する貫通孔２３ａ～２３ｇ、２４ａ～２４ｇ、２５ａ～２５ｇの長さを短くすることができる。したがって、本変形例１に係る製造方法によれば、コア部の位置が高精度なマルチコアファイバ母材およびマルチコアファイバを製造できる。また、本変形例１に係る製造方法によれば、複数のクラッド母材２３、２４、２５を積重していることにより、クラッド母材が単一の場合よりも長尺なマルチコアファイバ母材およびマルチコアファイバを製造できる。したがって、本変形例１に係る製造方法によれば、長尺かつコア部の位置が高精度なマルチコアファイバ母材およびマルチコアファイバを製造できる。
　また、本変形例１に係る製造方法では、コア母材２１ａ～２１ｇ、２２ａ～２２ｇに加え、パイプ２６もクラッド母材２３、２４、２５の位置決めを行うため、より高精度なマルチコアファイバ母材およびマルチコアファイバを製造することができる。なお、パイプをコア母材の長手方向に複数個重ね合わせてもよい。これにより長尺なマルチコアファイバ母材およびマルチコアファイバを製造することができる。このとき、連通孔の延伸する方向の少なくとも１カ所において、クラッド母材２３とクラッド母材２４とが互いに接する位置Ｐ３、またはクラッド母材２４とクラッド母材２５とが互いに接する位置Ｐ４と、２つのパイプが互いに接する位置と、を異ならせてもよい。その結果、クラッド母材２３、２４、２５と２つのパイプとが互いに嵌まり合って他方との位置関係が高精度に整合する。
　また、本変形例１に係る製造方法では、マーカＭ１、Ｍ２をクラッド母材に挿通している。このとき、製造されたマルチコアファイバ母材またはマルチコアファイバの断面を目視、顕微鏡等で観察すると、マルチコアファイバ母材またはマルチコアファイバ中に、クラッド母材と屈折率が異なるマーカＭ１、Ｍ２を検出することができる。ここで、マーカＭ１は、コア母材２１ａ～２１ｇと同じ位置に同じ長さで延びており、母材２７の領域２７Ａに配置されている。また、マーカＭ２は、コア母材２２ａ～２２ｇと同じ位置に同じ長さで延びており、母材２７の領域２７Ｂに配置されている。したがって、マーカＭ１、Ｍ２を、互いに異なる屈折率または屈折率分布としたり、互いに異なる色としておけば、断面を観察したマルチコアファイバの長手方向の位置において、そのマルチコアファイバがコア母材２１ａ～２１ｇから線引きされたのか、コア母材２２ａ～２２ｇから線引きされたのかを確認することができる。そのため、たとえば製造時に何らかの原因で不良品が製造された場合に、コア母材２１ａ～２１ｇに不良の原因があるのか、コア母材２２ａ～２２ｇに不良の原因があるのかを確認し、その後の製造工程および製品の改善に役立てることができる。
（変形例２）
　つぎに、本発明の実施の形態の変形例２に係る光ファイバ母材の製造方法および光ファイバの製造方法をマルチコアファイバ母材、およびマルチコアファイバの製造方法を例として説明する。図７は、変形例２に係るマルチコアファイバ母材およびマルチコアファイバの製造方法について説明するための図である。図７に示すとおり、本変形例２に係る製造方法の準備工程では、１４本のコア母材３１ａ～３１ｇ、３２ａ～３２ｇと、４本のマーカＭ３～Ｍ６と、変形例１の場合と同様の７つのコア母材用の貫通孔および２つのマーカ用の貫通孔を備える３つのクラッド母材とを準備する。ここで、マーカＭ３およびＭ６は、クラッド母材と屈折率が異なるガラス材料からなる。一方、マーカＭ４およびＭ５は、クラッド母材と屈折率が等しいガラス材料からなる。
　つぎに、組立工程では、はじめに、３つのクラッド母材を積重し、母材３３とするクラッド母材積重工程を行う。このとき、母材３３は、３つのクラッド母材の７つのコア母材用の貫通孔がそれぞれ整合して形成された７つの連通孔３３ａ～３３ｇを備え、さらに、３つのクラッド母材の２つのマーカ用の貫通孔がそれぞれ整合して形成された２つの連通孔３３ｍ１、３３ｍ２を備える。そして、コア母材３１ａ～３１ｇ、３２ａ～３２ｇをそれぞれ母材３３の連通孔３３ａ～３３ｇに挿通し、さらに、マーカＭ３～Ｍ６をそれぞれ母材３３の連通孔３３ｍ１、３３ｍ２に挿通して配置し、母材３４とするコア母材挿通工程を行う。このとき、コア母材３１ａ～３１ｇ、コア母材３２ａ～３２ｇは、母材３４の一端部の長軸方向の位置を揃えると、２つのクラッド母材が接する位置Ｐ６またはＰ７と、コア母材３１ａ～３１ｇとコア母材３２ａ～３２ｇとがそれぞれ接する位置Ｐ８とが、長軸方向において異なる。その後、実施の形態と同様に、コア母材３１ａ～３１ｇ、３２ａ～３２ｇと、マーカＭ３～Ｍ６と、クラッド母材とを一体化する一体化工程を行い、マルチコアファイバ母材が製造される。そして、実施の形態と同様に、製造したマルチコアファイバ母材を線引き工程によって線引きすることによりマルチコアファイバが製造される。なお、一体化工程を省略し、線引き工程にて一体化と線引きを同時に行ってもよい。
　ここで、本変形例２に係る製造方法において、２つのクラッド母材が接する位置Ｐ６またはＰ７と、コア母材３１ａ～３１ｇとコア母材３２ａ～３２ｇとがそれぞれ接する位置Ｐ８とが、長軸方向において異なる。その結果、コア母材３１ａ～３１ｇ、３２ａ～３２ｇと、３つのクラッド母材とが、互いに嵌まり合って他方との位置関係が高精度に整合する。したがって、本変形例２に係る製造方法によれば、コア部の位置が高精度なマルチコアファイバ母材およびマルチコアファイバを製造できる。
　また、本変形例２に係るマルチコアファイバ母材の製造方法およびマルチコアファイバの製造方法では、変形例１と同様に３つのクラッド母材を積重している。したがって、本変形例２に係る製造方法によれば、変形例１の場合と同様に、コア部の位置が高精度なマルチコアファイバ母材およびマルチコアファイバを製造できる。また、本変形例２に係る製造方法によれば、複数のクラッド母材を積重しているので、変形例１の場合と同様に、長尺かつコア部の位置が高精度なマルチコアファイバ母材およびマルチコアファイバを製造できる。
　また、本変形例２に係る製造方法では、マーカＭ３～Ｍ６をクラッド母材に挿通している。このとき、製造されたマルチコアファイバ母材またはマルチコアファイバの断面を目視、顕微鏡等で観察すると、マルチコアファイバ母材またはマルチコアファイバ中に、クラッド母材と屈折率が異なるマーカＭ３またはＭ６を検出することができる。一方、マーカＭ４およびＭ５は、クラッド母材と同一の屈折率のため見えなくなる。ここで、マーカＭ３は、コア母材３１ａ～３１ｇと同じ位置に同じ長さで延びており、母材３４の領域３４Ａに配置されている。また、マーカＭ６は、コア母材３２ａ～３２ｇと同じ位置に同じ長さで延びており、母材３４の領域３４Ｂに配置されている。その結果、変形例１の場合と同様に、観察した断面内のマーカの位置から、断面を観察したマルチコアファイバの長手方向の位置において、そのマルチコアファイバがコア母材３１ａ～３１ｇから線引きされたのか、コア母材３２ａ～３２ｇから線引きされたのかを確認することができる。そのため、たとえば製造時に何らかの原因で不良品が製造された場合に、コア母材３１ａ～３１ｇに不良の原因があるのか、コア母材３２ａ～３２ｇに不良の原因があるのかを確認し、その後の製造工程および製品の改善に役立てることができる。なお、母材３４の断面におけるマーカの位置が、図７に破線で表すような、母材３４の長軸方向と直交する断面において母材３４の中心を通る、コア母材の配置に関する対称軸からずれていてもよい。この場合、マルチコアファイバの周回りの特定の方向を識別でき、各コア部材の位置をより確実に識別することができる。
　また、マーカＭ３とマーカＭ６の屈折率あるいは屈折率分布を互いに異なるものにするか、その配置を異なるものにしてもよい。この場合、製造したマルチコアファイバが回転してもコア母材３１ａ～３１ｇに対応する部分であるかコア母材３２ａ～３２ｇに対応する部分であるかを容易に識別でき好ましい。互いに配置を異ならせる方法としては、マルチコアファイバの中心からの距離を異ならせる、あるいは最も近いコアからの距離を異ならせる等がある。
　また、マーカＭ４、マーカＭ６としてクラッド母材と異なる屈折率を有するガラス材料としてもよい。特にマーカＭ３とマーカＭ４、マーカＭ５とマーカＭ６をそれぞれ屈折率あるいは屈折率分布を互いに異なるものにすることで、マルチコアファイバが回転してもコア母材３１ａ～３１ｇに対応する部分であるかコア母材３２ａ～３２ｇに対応する部分であるかを容易に識別できる。
　また、本変形例１では、母材３４の長軸方向と直交する断面においては、観察されるマーカは１つだけであるが、この数を２または３として、その配置を対称性が低くなるようにしてもよい。この場合、マルチコアファイバの周回りの特定の方向をより容易に識別できるとともに、マルチコアファイバを切断して断面が２つ発生した場合に、その断面がどちら側か（たとえば光通信の方向に対して上流側か下流側か等）も容易に識別できる。
　さらにマーカＭ４、Ｍ６側を、クラッド母材と同じ長さの３本のマーカに置き換え、マーカ同士が互いに接する位置とクラッド母材同士が互いに接する位置にしてもよい。この場合、マーカがクラッド母材のレングスマーカとなり、どのコア部材、クラッド部材かも識別できる。
（変形例３）
　つぎに、本発明の実施の形態の変形例３に係る光ファイバ母材の製造方法および光ファイバの製造方法をマルチコアファイバ母材、およびマルチコアファイバの製造方法を例として説明する。図８は、変形例３に係るマルチコアファイバ母材およびマルチコアファイバの製造方法について説明するための図である。図８に示すとおり、本変形例３に係る製造方法の準備工程では、１４本のコア母材４１ａ～４１ｇ、４２ａ～４２ｇと、２本の位置決め用のロッドＲ１、Ｒ２と、７つのコア母材用の貫通孔および２つのロッド用の貫通孔を備える３つのクラッド母材とを準備する。ここで、棒状の複数の部材であるロッドＲ１、Ｒ２は、クラッド母材と屈折率が等しいガラス材料からなる。また、ロッドＲ１、Ｒ２は、コア母材２本分と等しい長さを有し、かつ、クラッド母材３つ分と等しい長さを有する。そして、３つのクラッド母材は、ロッドＲ１、Ｒ２の長軸と直交する断面の形状と略等しい形状の複数の貫通孔を備える。
　つぎに、組立工程では、はじめに、３つのクラッド母材を積重し、母材４３とするクラッド母材積重工程を行う。このとき、母材４３は、３つのクラッド母材の７つのコア母材用の貫通孔がそれぞれ整合して形成された７つの連通孔４３ａ～４３ｇを備え、さらに、３つのクラッド母材の２つのロッド用の貫通孔がそれぞれ整合して形成された２つの連通孔４３ｒ１、４３ｒ２を備える。そして、ロッドＲ１、Ｒ２をそれぞれ母材４３の連通孔４３ｒ１、４３ｒ２に挿通し、ロッドＲ１、Ｒ２と母材４３の連通孔４３ｒ１、４３ｒ２との位置関係を高精度に整合させる。その結果、３つのクラッド母材の７つのコア母材用の貫通孔もより高精度に整合される。つぎに、コア母材４１ａ～４１ｇ、４２ａ～４２ｇをそれぞれ母材４３の連通孔４３ａ～４３ｇに挿通し母材４４とするコア母材挿通工程を行う。このとき、２つのクラッド母材が接する位置Ｐ９またはＰ１０と、コア母材４１ａ～４１ｇとコア母材４２ａ～４２ｇとがそれぞれ接する位置Ｐ１１とが、長軸方向において異なる。その後、実施の形態と同様に、コア母材４１ａ～４１ｇ、４２ａ～４２ｇと、ロッドＲ１、Ｒ２と、クラッド母材とを一体化する一体化工程を行い、マルチコアファイバ母材が製造される。そして、実施の形態と同様に、製造したマルチコアファイバ母材を線引き工程によって線引きすることによりマルチコアファイバが製造される。なお、一体化工程を省略し、線引き工程にて一体化と線引きを同時に行ってもよい。
　ここで、本変形例３に係る製造方法において、２つのクラッド母材が接する位置Ｐ９またはＰ１０と、コア母材４１ａ～４１ｇとコア母材４２ａ～４２ｇとがそれぞれ接する位置Ｐ１１とが、長軸方向において異なる。その結果、コア母材４１ａ～４１ｇ、４２ａ～４２ｇと、３つのクラッド母材とが、互いに嵌まり合って他方との位置関係が高精度に整合する。したがって、本変形例３に係る製造方法によれば、コア部の位置が高精度なマルチコアファイバ母材およびマルチコアファイバを製造できる。
　また、本変形例３に係るマルチコアファイバ母材の製造方法およびマルチコアファイバの製造方法では、変形例１、２と同様に、３つのクラッド母材を積重している。したがって、本変形例３に係る製造方法によれば、変形例１の場合と同様に、コア部の位置が高精度なマルチコアファイバ母材およびマルチコアファイバを製造できる。また、本変形例３に係る製造方法によれば、複数のクラッド母材を積重しているので、変形例１、２の場合と同様に、長尺かつコア部の位置が高精度なマルチコアファイバ母材およびマルチコアファイバを製造できる。
　また、本変形例３に係る製造方法では、ロッドＲ１、Ｒ２をクラッド母材に挿通している。そのため、より高精度に３つのクラッド母材の貫通孔の位置を整合させることができ、より高精度なマルチコアファイバ母材およびマルチコアファイバを製造することができる。なお、母材４４の断面におけるロッドＲ１、Ｒ２の位置は、図８に破線で表すような、母材４４の長軸方向と直交する断面において母材４４の中心を通る対称軸上に、中心対称となるように配置されているが、ロッドの位置は特に限定されない。
　また、ロッドＲ１、Ｒ２の少なくとも一方をクラッド母材と異なる屈折率を有するガラス材料とすることで、マーカとしても使用可能となる。なお、この場合、母材４４の中心を通る対称軸からずれた位置にロッドが配置されていると、マルチコアファイバの周回りの特定の方向を識別でき、各コア部材の位置をより確実に識別することができる。
　以上、説明したように、本実施の形態によれば、長尺かつコア部の位置が高精度なマルチコアファイバ母材の製造方法およびマルチコアファイバの製造方法を提供することができる。
　なお、上記実施形態は、マルチコアファイバ母材の製造方法およびマルチコアファイバの製造方法を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されない。
　例えば、コア母材の代わりにガラスキャピラリを用いることで、空孔を有する光ファイバを製造する場合にも適用できる。
　また、ＰＡＮＤＡ型ファイバ等、棒状の母材と棒状の母材の長軸と直交する断面の外周形状と略等しい形状の貫通孔を備える母材とを組み合わせて製造される光ファイバ母材および光ファイバの製造方法として適用可能である。
　なお、上記実施の形態において、準備した複数のクラッド母材の各貫通孔が整合して複数の連通孔となり、それらの各連通孔に準備したコア母材を挿通して互いに嵌め合う状態とする組立工程として、クラッド母材積重工程およびコア母材挿通工程を行うものとしたが、本発明はこれに限られない。たとえば、１つのクラッド母材にコア母材を挿通し、その後、残りのクラッド母材を積重してもよい。また、貫通孔が横になるようにクラッド母材を並べ、各クラッド母材の貫通孔を整合して連通孔として、その連通孔にコア母材を挿通してもよい。
　また、上記実施の形態において、コア母材の長手方向に直交する各断面のコア母材の数は７つとしたが、本発明はこれに限定されず、コア母材の数は複数であればいくつであってもよい。さらに、本発明は、コア母材の長手方向に直交する各段面のコア母材および貫通孔の配置、寸法も上記実施の形態に限られず任意に設計することができる。
　また、上記実施の形態において、コア母材の長手方向に複数のコア母材を重ね合わせてもよい。このとき、重ね合わせるコア母材の屈折率プロファイル等の特性を変えることにより、特性の異なるマルチコアファイバを、一度に線引きすることができる。
　また、上記実施の形態において、クラッド母材の貫通孔を形成する方法として、円柱状ガラス母材にドリル加工などを用いた穿孔により貫通孔を形成する方法を記載したが、本発明はこれに限られない。たとえば、貫通孔は、レーザ加工により形成してもよい。また、貫通孔はフォトリソグラフィーおよび異方性エッチングにより形成してもよい。また、貫通孔は、コア母材の長手方向にわたって同じ径でなくてもよい。
　また、上記実施の形態において、一体化工程は、加熱炉を用いて母材を加熱し、各部材を一体化させる工程としたが、本発明はこれに限られない。たとえば、陽極整合などの周知の方法を用いて、各部材を一体化させることができる。
　また、一体化工程として、コア母材とクラッド母材とをあらかじめ加熱しつつ真空引きし、コア母材とクラッド母材との隙間を塞ぐコラプス一体化加工を行ってもよい。
　また、上記実施の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。また、さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。よって、本発明のより広範な態様は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。
　以上のように、本発明に係る光ファイバ母材の製造方法および光ファイバの製造方法は、主に長尺かつコア部等の位置が高精度な光ファイバ母材および光ファイバを製造する用途に有効である。
　１ａ～１ｇ、２ａ～２ｇ、２１ａ～２１ｇ、２２ａ～２２ｇ、３１ａ～３１ｇ、３２ａ～３２ｇ、４１ａ～４１ｇ、４２ａ～４２ｇ　コア母材
　１ａａ　コア部
　１ａｂ　クラッド部
　３、４、２３、２４、２５　クラッド母材
　３ａ～３ｇ、４ａ～４ｇ、２３ａ～２３ｇ、２４ａ～２４ｇ、２５ａ～２５ｇ　貫通孔
　５、６、２７、３３、３４、４３、４４　母材
　５ａ～５ｇ、３３ａ～３３ｇ、３３ｍ１、３３ｍ２、４３ａ～４３ｇ、４３ｒ１、４３ｒ２　連通孔
　１０　製造装置
　１１　マルチコアファイバ母材
　１２　線引炉
　１２ａ　ヒータ
　１３　ガラス光ファイバ
　１４　被覆装置
　１５　紫外線照射装置
　１６　マルチコアファイバ
　１７　ガイドローラ
　１８　巻取機
　２３ｈ、２４ｈ、２５ｈ　溝
　２６　パイプ
　２６ａ　孔
　２７Ａ、２７Ｂ、３４Ａ、３４Ｂ　領域
　Ｍ１～Ｍ６　マーカ
　Ｒ１、Ｒ２　ロッド
　Ｓ１０１～Ｓ１０５　ステップ

Claims (6)

  1. 　棒状の複数の第１母材と、前記第１母材の長軸と直交する断面の外周形状と略等しい形状の貫通孔を備える複数の第２母材と、を準備する準備工程と、
    　前記複数の第２母材の貫通孔が整合して連通孔となり、該連通孔に複数の前記第１母材を少なくとも２つが長軸方向に並ぶように挿通して互いに嵌め合う状態とする組立工程と、を含み、
    　前記連通孔の長軸方向の少なくとも１カ所において、各第２母材が互いに接する位置と、各第１母材が互いに接する位置と、が異なることを特徴とする光ファイバ母材の製造方法。
  2. 　前記第１母材は、コア部と前記コア部の外周に形成された前記コア部よりも屈折率が低いクラッド部を備えるコア母材であり、
    　前記第２母材は、前記コア部より屈折率が低いクラッド母材であることを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ母材の製造方法。
  3. 　前記複数の第２母材の前記貫通孔の延伸する方向の長さは、前記貫通孔の直径の３５倍以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の光ファイバ母材の製造方法。
  4. 　前記組立工程により形成された母材を加熱し一体化する一体化工程を含む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母材の製造方法。
  5. 　前記第１母材と前記貫通孔とのクリアランスは、０．７ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１～４のいずれか一つに記載の光ファイバ母材の製造方法。
  6. 　請求項１～５のいずれか一つに記載の製造方法によって光ファイバ母材を製造する工程と、
    　前記光ファイバ母材を加熱溶融し、線引きする工程と、を有することを特徴とする光ファイバの製造方法。
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