WO2019035267A1 - 光ファイバ母材の製造方法 - Google Patents

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WO2019035267A1
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core
clad
optical fiber
viscosity
fiber preform
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Inventor
淑通 安間
良平 福本
竹永　勝宏
Original Assignee
株式会社フジクラ
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a method of manufacturing an optical fiber preform.
  • Priority is claimed on Japanese Patent Application No. 2017-156430, filed Aug. 14, 2017, the content of which is incorporated herein by reference.
  • OBR Over-Cladding Bundled Rods
  • Patent Document 1 As a method of manufacturing a multi-core fiber, OBR (Over-Cladding Bundled Rods) method as disclosed in Patent Document 1 is known.
  • OBR Over-Cladding Bundled Rods
  • a soot is deposited on the outer periphery of the rod assembly by the outside vapor deposition (OVD) method.
  • OLD outside vapor deposition
  • the rod assembly on which soot is deposited is heated in an electric furnace to sinter the soot into transparent vitrification to obtain an optical fiber preform.
  • a multi-core fiber can be manufactured by drawing this optical fiber preform.
  • a dopant such as GeO 2
  • pure quartz is used for the cladding part.
  • the addition of the dopant makes the viscosity of the core lower than that of the cladding during sintering.
  • the soot is vitrified in a transparent manner.
  • a contraction force is generated from the outside of the optical fiber preform toward the center.
  • the core portion may be deformed by the contraction force during the sintering step.
  • the shape of the core of the manufactured optical fiber preform might become non-circle (elliptical etc.). If the core has a non-circular shape, the optical properties of the multi-core fiber may be greatly affected.
  • the present invention has been made in consideration of such circumstances, and it is an object of the present invention to suppress deformation of a core during a sintering process of an optical fiber preform.
  • the manufacturing method of the optical fiber preform concerning one mode of the present invention bundles a plurality of cored glass rods which have a core part and a clad part which covers the above-mentioned core part, respectively,
  • ⁇ A_core > ⁇ A_clad . Therefore, even if a contraction force from the outside to the central portion of the optical fiber preform is generated during the sintering step, it is possible to largely deform the clad portion having a small viscosity and to absorb the contraction force. As a result, deformation of the core portion of the optical fiber preform can be suppressed, and deformation of the core of the manufactured multi-core fiber can be suppressed.
  • ⁇ A — clad ⁇ C C or ⁇ A — clad > C C may be satisfied.
  • the rod assembly includes a filled glass rod not having a core portion, and when the viscosity of the filled glass rod is ⁇ B in the temperature range in the sintering step, ⁇ A_clad c ⁇ B ⁇ It may satisfy ⁇ C.
  • the viscosity at the sintering temperature is gradually reduced as the core portion is separated, so that the portion farther from the core portion is deformed largely by the contraction force, and the deformation of the core portion is more reliably suppressed.
  • a cored glass rod A and a filled glass rod B as shown in FIG. 1A are used.
  • the extending direction of the cored glass rod A and the filled glass rod B is referred to as a longitudinal direction.
  • a cross section perpendicular to the longitudinal direction is called a cross section.
  • the cored glass rod A has a core portion 1 and a clad portion 2 covering the core portion 1.
  • the core part 1 becomes an optical fiber core.
  • the core portion 1 is formed in a circular shape in a cross sectional view.
  • the cladding portion 2 is a part of the cladding of the optical fiber.
  • the filled glass rod B has no core.
  • the filled glass rod B, together with the clad portion 2 of the cored glass rod A and the soot C described later, becomes a part of the clad of the optical fiber. Dopants for adjusting the refractive index and viscosity of the glass are added to the core portion 1, the cladding portion 2 and the filled glass rod B, respectively.
  • the core portion 1 is mainly doped with a dopant that raises the refractive index, such as germanium (Ge).
  • a dopant such as fluorine (F) is used to reduce the refractive index, such as chlorine (Cl)
  • F fluorine
  • Cl chlorine
  • Dopants that raise the refractive index are added.
  • the type of dopant to be added may be changed as appropriate.
  • a bundle process When manufacturing an optical fiber preform, first, in a bundle process, a plurality of cored glass rods A and a plurality of filled glass rods B are bundled to form a rod assembly (see FIG. 1A).
  • one filled glass rod B is disposed in the center of the rod assembly, and four cored glass rods A are disposed around the filled glass rod B.
  • each cored glass rod A is in contact with a filled glass rod B disposed in the center and two adjacent cored glass rods A.
  • four filled glass rods B are arranged at the outer periphery of the rod assembly. That is, in the present embodiment, four cored glass rods A and five filled glass rods B are bundled to form a rod assembly.
  • the type, number, and arrangement of the glass rods included in the rod assembly may be changed as appropriate.
  • the rod assembly may not include the filled glass rod B.
  • a plurality of types of filled glass rods B having different diameters may be used.
  • three or less or five or more cored glass rods A may be included in the rod assembly.
  • dummy rods for rotating the rod assembly are fixed to both ends in the longitudinal direction of the rod assembly.
  • the dummy rods are preferably fixed to the rod assembly by welding.
  • soot C made of glass fine particles is deposited around the rod assembly by the OVD method or the like.
  • the soot C is a part of the cladding of the optical fiber.
  • the flame is applied to the outer periphery of the rod assembly while introducing vaporized SiCl 4 into the flame of the oxyhydrogen burner.
  • the dummy rod is fixed to a lathe or the like, and the oxyhydrogen burner is reciprocated in the longitudinal direction while rotating the rod assembly.
  • soot C is deposited around the rod assembly.
  • the rod assembly on which soot C is deposited is sintered in an electric furnace.
  • cored glass rod A, filled glass rod B, and soot C are mutually sintered.
  • soot C becomes a transparent glass body.
  • the clad 2 of the cored glass rod A, the filled glass rod B, and the soot C are melted and integrated to form a clad of an optical fiber preform.
  • broken lines indicate which parts of the cladding after the sintering process correspond to which parts before the sintering process.
  • the temperature range in the furnace in the sintering step (hereinafter simply referred to as “sintering temperature”) can be changed as appropriate, and is, for example, about 1500 ° C.
  • An optical fiber preform is obtained by the sintering process, and an optical fiber (multi-core fiber) is obtained by drawing the optical fiber preform.
  • the cored glass rod A is configured such that the viscosity of the core portion 1 becomes larger than the viscosity of the cladding portion 2 at the sintering temperature.
  • FIG. 2A is a graph showing the refractive index distribution of the optical fiber preform after sintering in the present embodiment.
  • an axis extending from the central portion of the core portion 1 of the cored glass rod A toward the outer periphery of the rod assembly is taken as an r 'axis.
  • the horizontal axis in FIG. 2A corresponds to the r ′ axis shown in FIG. 1B. More particularly, 0 ⁇ r 'range A_core the horizontal axis is a range corresponding to the core portion of the core containing the glass rod A.
  • R 'A_core ⁇ r' range A_clad the horizontal axis is a range corresponding to the clad portion 2 of cored glass rod A.
  • R 'A_clad ⁇ r' C on the horizontal axis is a range corresponding to the soot C.
  • the vertical axis in FIG. 2A indicates the relative refractive index difference with respect to pure quartz in each portion.
  • the relative refractive index difference of each part with respect to pure quartz is displayed as ⁇ A_core or the like corresponding to the position in the r ′ axis.
  • ⁇ A_core, ⁇ A_clad, and delta C are core portion 1 of cored glass rod A, respectively, the cladding 2, and a relative refractive index difference pure silica soot C.
  • FIG. 2B is a graph showing the distribution of the viscosity of each part at the sintering temperature in the method of manufacturing an optical fiber preform of the present embodiment.
  • the horizontal axis of FIG. 2B is similar to the horizontal axis of FIG. 2A.
  • the vertical axis in FIG. 2B indicates the viscosity of each portion at the sintering temperature.
  • the viscosity of each part at the sintering temperature is displayed as ⁇ A core, etc., corresponding to the position on the r ′ axis.
  • ⁇ A_core, ⁇ A_clad, and eta C the core portion 1 of cored glass rod A, respectively, the cladding 2, and the viscosity at the sintering temperature of the soot C.
  • FIG. 3A is a graph corresponding to FIG. 2A for a conventional method of manufacturing an optical fiber preform.
  • FIG. 3B is a graph corresponding to FIG. 2B for a conventional method of manufacturing an optical fiber preform.
  • a A core is smaller than A A clad and C C at the sintering temperature. This is because when the dopant is added to pure quartz, the viscosity is reduced according to the amount added. That is, in the conventional method of manufacturing an optical fiber base material, the viscosity at the sintering temperature is smaller in the core portion 1 to which the dopant is added than in the cladding portion 2 or the like to which the dopant is not added.
  • soot C transparent vitrified in the sintering step as shown in FIG. 4A, a contraction force acts from the outer side to the center side of the optical fiber preform.
  • ⁇ A_core is larger than ⁇ A_clad .
  • eta A_core is greater than eta A_clad, because that adjusting the amount of dopant added to the core portion 1 and the cladding portion 2.
  • the viscosity usually decreases as the amount of dopant added increases. Therefore, for example, by decreasing the amount of dopant added to the core portion 1 and increasing the amount of dopant added to the cladding portion 2, A A — core > c A — clad can be obtained.
  • the amount of deformation of the cladding 2 can be made larger than that of the core 1 when a contraction force is applied to the optical fiber preform. . That is, the influence of the contraction force on the core portion 1 can be reduced, and the deformation of the core portion 1 can be suppressed.
  • the Ge is added to the core unit 1, by adding F and Cl in the clad section 2, ⁇ A_core> ⁇ with the A_clad, the refractive index difference between the core portion 1 and the cladding portion 2 ( ⁇ A_core - ⁇ A_clad ) can be made equal to the conventional one. As a result, it is possible to suppress the deformation of the core portion 1 while maintaining the same optical characteristics as the conventional one.
  • the addition amount of the dopant to the filling glass rod B is also adjusted.
  • the viscosity of the filled glass rod B at the sintering temperature and eta B for example, the viscosity of each part in the sintering temperature
  • the amount of dopant so as to satisfy ⁇ A_clad ⁇ ⁇ B ⁇ ⁇ C is adjusted.
  • the viscosity distribution such that the viscosity at the sintering temperature gradually decreases with distance from the core 1 can do.
  • the graph showing the distribution of the viscosity of each portion at the sintering temperature in the r′-axis direction including the filled glass rod B is not shown.
  • ⁇ A_clad ⁇ B B ⁇ C C even in the r′- axis direction including the filled glass rod B, the viscosity distribution is such that the viscosity at the sintering temperature gradually decreases with distance from the core 1 Become. 2A and 2B by adjusting the balance between the amount of dopant added to lower the refractive index of glass such as F and the amount of dopant added to increase the refractive index of glass such as Ge and Cl. as shown, while the equivalent of a delta A_clad and delta C, can be larger than the ⁇ A_clad ⁇ C.
  • the value of delta A_clad and delta C has become negative. This is because a larger amount of dopant (such as F) that lowers the refractive index of glass is added to cladding 2, filled glass rod B, and soot C than a dopant (such as Ge or Cl) that increases the refractive index of glass It is because
  • the viscosity of the core portion 1 and eta A_core when the viscosity of the cladding portion and ⁇ A_clad, ⁇ A_core> ⁇ A_clad Satisfy.
  • the sintering temperature when the viscosity of the soot C were vitrified and eta C, satisfying ⁇ A_clad> ⁇ C or ⁇ A_clad ⁇ ⁇ C.
  • the soot C separated from the core portion 1 is largely deformed together with the cladding portion 2 and can absorb the contraction force. Further, deformation of the core portion 1 can be suppressed more reliably.
  • the viscosity at the sintering temperature gradually decreases with distance from the core portion 1. That is, it can be configured to be deformed more as it goes away from the core portion 1. Thereby, the deformation of the core portion 1 can be suppressed more reliably.
  • a A _ core > A A _ c lad > C C but ⁇ A _ c lad may be ⁇ C. That is, in the cladding part 2 and the soot C, the kind and the addition amount of the dopant to be added may be the same.
  • pure quartz may be used as the core 1 without adding a dopant to the core 1.

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Abstract

光ファイバ母材の製造方法は、コア部（１）およびコア部を覆うクラッド部（２）をそれぞれ有する複数のコア入りガラスロッド（Ａ）を束ねてロッド集合体を得るバンドル工程と、ロッド集合体の周囲にスート（Ｃ）を堆積させる外付工程と、ロッド集合体の周囲に堆積されたスートを透明ガラス化させる焼結工程と、を有し、焼結工程における温度域において、コア部の粘度をηA_coreとし、クラッド部の粘度をηA_cladとするとき、ηA_core＞ηA_cladを満足する。

Description

光ファイバ母材の製造方法
　本発明は、光ファイバ母材の製造方法に関する。
　本願は、２０１７年８月１４日に、日本に出願された特願２０１７－１５６４３０号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　近年では、光通信システムの伝送容量を増大させる技術として、１本の光ファイバ内に複数のコアを設けたマルチコアファイバが検討されている。マルチコアファイバの製造方法としては、特許文献１が開示するようなＯＢＲ（Over-Cladding Bundled Rods)法が知られている。ＯＢＲ法による光ファイバ母材の製造工程では、（１）コアを有する複数のコア入りガラスロッドを束ねてロッド集合体とする。（２）次に、ロッド集合体の外周にＯＶＤ（Outside Vaper Deposition）法によってスートを堆積させる。（３）その後、スートが堆積したロッド集合体を電気炉内で加熱することで、スートを焼結して透明ガラス化させ、光ファイバ母材を得る。
　この光ファイバ母材を線引きすることで、マルチコアファイバを製造することができる。
日本国特開２０１５－１７８４４４号公報
　通常、コア入りガラスロッドのコア部には、屈折率を増加させるためのドーパント（ＧｅＯ２など）が添加される。これに対して、クラッド部には純粋石英が用いられる。ドーパントが添加されることにより、焼結時にはコア部の粘度はクラッド部の粘度よりも低くなる。
　ここで、上記した光ファイバ母材の製造工程のうち、スートを焼結させる焼結工程では、スートが透明ガラス化する。この時、図４Ａに示すように、光ファイバ母材の外側から中心部に向かって収縮力が生じる。コア部の粘度が低いと、焼結工程時の収縮力によってコア部が変形することがある。例えば、図４Ｂに示すように、製造された光ファイバ母材のコアの形状が非円形（楕円形など）となってしまう場合があった。コアが非円形状となると、マルチコアファイバの光学特性に大きな影響が及ぼされる可能性がある。
　本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、光ファイバ母材の焼結工程時に、コアの変形を抑制することを目的とする。
　上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る光ファイバ母材の製造方法は、コア部および前記コア部を覆うクラッド部をそれぞれ有する複数のコア入りガラスロッドを束ねてロッド集合体を得るバンドル工程と、前記ロッド集合体の周囲にスートを堆積させる外付工程と、前記ロッド集合体の周囲に堆積された前記スートを透明ガラス化させる焼結工程と、を有し、前記焼結工程における温度域において、前記コア部の粘度をηA_coreとし、前記クラッド部の粘度をηA_cladとするとき、ηA_core＞ηA_cladを満足する。
　上記の態様によれば、ηA_core＞ηA_cladとなっている。このため、焼結工程時に光ファイバ母材の外側から中心部に向かう収縮力が生じたとしても、粘度の小さいクラッド部を大きく変形させて、この収縮力を吸収することができる。これにより、光ファイバ母材のコア部が変形することが抑えられ、製造されたマルチコアファイバのコアの変形を抑制することができる。
　ここで、前記焼結工程における温度域において、透明ガラス化した前記スートの粘度をηCとするとき、ηA_clad≧ηC若しくはηA_clad＞ηCを満足してもよい。
　この場合、上記の通りクラッド部を変形させることに加えて、コア部から離れた部分に位置するスートも変形させて上記収縮力を吸収することができる。これにより、より確実にコア部の変形を抑えることができる。
　また、前記ロッド集合体には、コア部を有さない充填ガラスロッドが含まれ、前記焼結工程における温度域において、前記充填ガラスロッドの粘度をηBとするとき、ηA_clad≧ηB≧ηCを満足してもよい。
　この場合、コア部から離れるに従って段階的に焼結温度における粘度を小さくすることで、コア部から遠い部分ほど上記収縮力によって大きく変形するように構成し、コア部の変形をより確実に抑えることができる。
　本発明の上記態様によれば、光ファイバ母材の焼結工程時に、コアの変形を抑制することができる。
ロッド集合体にスートを堆積させた状態の横断面図である。 焼結工程後の光ファイバ母材の横断面図である。 本実施形態における比屈折率差の分布を示す図である。 本実施形態における焼結温度での粘度の分布を示す図である。 従来の製造方法における比屈折率差の分布を示す図である。 従来の製造方法における焼結温度での粘度の分布を示す図である。 焼結工程時に光ファイバ母材に作用する収縮力を説明する図である。 焼結工程の後、コア部が変形した様子を示す図である。
　以下、本実施形態に係る光ファイバ母材の製造方法を、図１Ａ～図２Ｂを参照しながら説明する。
　本実施形態に係る光ファイバ母材の製造方法では、例えば図１Ａに示すようなコア入りガラスロッドＡおよび充填ガラスロッドＢが用いられる。
　ここで本実施形態では、コア入りガラスロッドＡおよび充填ガラスロッドＢの延びる方向を長手方向という。長手方向に直交する断面を、横断面という。
　コア入りガラスロッドＡは、コア部１と、コア部１を覆うクラッド部２と、を有している。コア部１は、光ファイバのコアとなる。コア部１は、横断面視において円形状に形成されている。クラッド部２は、光ファイバのクラッドの一部となる。充填ガラスロッドＢは、コア部を有さない。充填ガラスロッドＢは、コア入りガラスロッドＡのクラッド部２および後述するスートＣとともに、光ファイバのクラッドの一部となる。
　コア部１、クラッド部２、および充填ガラスロッドＢにはそれぞれ、ガラスの屈折率および粘度を調整するためのドーパントが添加される。
　ここで本実施形態では、コア部１にはゲルマニウム（Ｇｅ）などの屈折率を上昇させるドーパントが主として添加される。その一方で、クラッド部２、充填ガラスロッドＢ、および後述のスートＣなど、光ファイバのクラッドとなる部分には、フッ素（Ｆ）などの屈折率を低下させるドーパントとともに、塩素（Ｃｌ）などの屈折率を上昇させるドーパントが添加される。なお、添加されるドーパントの種類は、適宜変更してもよい。
　次に、光ファイバ母材の製造の工程について説明する。
（バンドル工程）
　光ファイバ母材を製造する場合、まずバンドル工程において、複数のコア入りガラスロッドＡおよび複数の充填ガラスロッドＢを束ねてロッド集合体とする（図１Ａ参照）。本実施形態では、ロッド集合体の中心部に１本の充填ガラスロッドＢを配置し、この充填ガラスロッドＢの周囲に４本のコア入りガラスロッドＡを配置している。また、各コア入りガラスロッドＡは、中心部に配置された充填ガラスロッドＢ、および隣接する２本のコア入りガラスロッドＡに接している。さらに、４本の充填ガラスロッドＢが、ロッド集合体の外周部に配置されている。すなわち、本実施形態では、４本のコア入りガラスロッドＡおよび５本の充填ガラスロッドＢを束ねてロッド集合体としている。
　なお、ロッド集合体に含まれるガラスロッドの種類、数、および配置などは適宜変更してもよい。例えば、ロッド集合体には充填ガラスロッドＢが含まれていなくてもよい。また、径が互いに異なる複数種類の充填ガラスロッドＢが用いられてもよい。また、３本以下若しくは５本以上のコア入りガラスロッドＡがロッド集合体に含まれていてもよい。
（溶着工程）
　次に、溶着工程において、ロッド集合体の長手方向における両端部に、ロッド集合体を回転させるためのダミーロッドを固定する。不純物がロッド集合体などに付着することを防止する観点から、ダミーロッドは、ロッド集合体に対して溶着によって固定されるのが好ましい。
（外付工程）
　次に、外付工程において、ＯＶＤ法などによって、ロッド集合体の周囲にガラス微粒子からなるスートＣを堆積させる。スートＣは、光ファイバのクラッドの一部となる。
　ＯＶＤ法を用いる場合、気化されたＳｉＣｌ４を酸水素バーナの火炎中に導入しながら、この火炎をロッド集合体の外周に当てる。この際、ダミーロッドを旋盤などに固定し、ロッド集合体を回転させつつ、酸水素バーナを長手方向に往復運動させる。これにより、図１Ａに示すように、ロッド集合体の周囲にスートＣが堆積する。
（焼結工程）
　焼結工程では、スートＣが堆積したロッド集合体を電気炉内で焼結させる。これにより、図１Ｂに示すようにコア入りガラスロッドＡ、充填ガラスロッドＢ、およびスートＣが互いに焼結される。さらに、スートＣが透明なガラス体となる。なお、焼結工程では、コア入りガラスロッドＡのクラッド部２と、充填ガラスロッドＢと、スートＣとが溶融して一体化し、光ファイバ母材のクラッドとなる。図１Ｂでは、焼結工程後のクラッドの各部分が、焼結工程前のどの部分に対応するかを破線によって示している。焼結工程における炉内の温度域（以下、単に「焼結温度」という）は、適宜変更可能であるが、例えば約１５００℃である。焼結工程によって光ファイバ母材が得られ、この光ファイバ母材を線引きすることで光ファイバ（マルチコアファイバ）が得られる。
　ここで、本実施形態の光ファイバ母材の製造方法では、焼結温度において、コア部１の粘度がクラッド部２の粘度よりも大きくなるように、コア入りガラスロッドＡを構成している。以下、より詳細に説明する。
　図２Ａは、本実施形態における焼結後の光ファイバ母材の屈折率分布を示したグラフである。光ファイバ母材の横断面視において、コア入りガラスロッドＡのコア部１の中心部からロッド集合体の外周に向かって延びる軸をｒ’軸とする。図２Ａの横軸は、図１Ｂに示すｒ’軸に対応している。より詳しくは、横軸の０～ｒ’A_coreの範囲はコア入りガラスロッドＡのコア部１に対応する範囲である。横軸のｒ’A_core～ｒ’A_cladの範囲はコア入りガラスロッドＡのクラッド部２に対応する範囲である。横軸のｒ’A_clad～ｒ’CはスートＣに対応する範囲である。図２Ａの縦軸は、各部分の純粋石英に対する比屈折率差を示している。以降、純粋石英に対する各部の比屈折率差は、ｒ’軸における位置に対応させて、ΔA_coreなどと表示する。具体的には、ΔA_core、ΔA_clad、およびΔCは、それぞれコア入りガラスロッドＡのコア部１、クラッド部２、およびスートＣの純粋石英に対する比屈折率差である。
　図２Ｂは、本実施形態の光ファイバ母材の製造方法における、焼結温度での各部の粘度の分布を示したグラフである。図２Ｂの横軸は、図２Ａの横軸と同様である。図２Ｂの縦軸は、焼結温度における各部分の粘度を示している。以降、焼結温度における各部の粘度は、ｒ’軸における位置に対応させて、ηA_coreなどと表示する。具体的には、ηA_core、ηA_clad、およびηCは、それぞれコア入りガラスロッドＡのコア部１、クラッド部２、およびスートＣの焼結温度における粘度である。
　図３Ａは、従来の光ファイバ母材の製造方法についての、図２Ａに対応するグラフである。図３Ｂは、従来の光ファイバ母材の製造方法についての、図２Ｂに対応するグラフである。
　従来の製造方法では、コア入りガラスロッドＡのクラッド部２、充填ガラスロッドＢ、およびスートＣとして、ドーパントを添加しない純粋石英を用いる場合が多い。このため、図３Ａのｒ’A_core～ｒ’Cの範囲における純粋石英に対する比屈折率差はゼロとなっている。そして、コア部１には屈折率を増大させるためのＧｅなどのドーパントを添加しているため、ΔA_coreの値はゼロよりも大きくなっている。
　図３Ｂに示すように、従来の光ファイバ母材の製造方法では、焼結温度において、ηA_coreがηA_cladおよびηCよりも小さくなっている。これは、純粋石英にドーパントを添加すると、その添加量に応じて粘度が低下するためである。つまり、従来の光ファイバ母材の製造方法では、ドーパントを添加しているコア部１の方が、ドーパントを添加していないクラッド部２などよりも、焼結温度における粘度が小さい。一方で、焼結工程においてスートＣを透明ガラス化させる際には、図４Ａに示すように、光ファイバ母材の外側から中心側に向けて収縮力が作用する。このため、焼結工程におけるコア部１の粘度が、周囲の粘度より小さいと、収縮力がコア部１に大きく作用して、横断面視においてコア部１が非円形状に変形してしまう（図４Ｂ参照）。そして、このようにコア部１が変形した光ファイバ母材を線引きすることで得られた光ファイバでは、所望の光学特性が得られない場合がある。
　これに対し、本実施形態の光ファイバ母材の製造方法では、図２Ｂに示すように、ηA_coreがηA_cladより大きくなっている。これは、ηA_coreがηA_cladより大きくなるように、コア部１およびクラッド部２に添加するドーパントの量を調整しているためである。石英ガラスでは通常、ドーパントの添加量を多くするほど粘度が低下する。従って、例えばコア部１へのドーパントの添加量を少なくして、クラッド部２へのドーパントの添加量を大きくすることで、ηA_core＞ηA_cladとすることができる。
　このように、ηA_core＞ηA_cladとすることで、図４Ａに示すように光ファイバ母材に収縮力が作用したときに、コア部１よりもクラッド部２の変形量を大きくすることができる。すなわち、収縮力がコア部１に与える影響を低減して、コア部１の変形を抑制することができる。
　そして、例えばコア部１にＧｅを添加し、クラッド部２にＦおよびＣｌを添加することで、ηA_core＞ηA_cladとしながら、コア部１とクラッド部２との屈折率差（ΔA_core－ΔA_clad）を従来と同等にすることができる。これにより、従来と同等の光学特性を維持しつつ、コア部１の変形を抑制することができる。
　また、本実施形態では、充填ガラスロッドＢへのドーパントの添加量も調整している。焼結温度における充填ガラスロッドＢの粘度をηBとすると、例えば、焼結温度における各部の粘度が、ηA_clad≧ηB≧ηCを満たすようにドーパントの添加量が調整されている。充填ガラスロッドＢおよびスートＣへのドーパントの添加量も調整することで、例えば図２Ｂに示すように、コア部１から離れるに従って焼結温度での粘度が段階的に小さくなるような粘度分布とすることができる。充填ガラスロッドＢを含むｒ’軸方向における焼結温度での各部分の粘度の分布を示したグラフは図示を省略する。しかしながら、ηA_clad≧ηB≧ηCであるため、充填ガラスロッドＢを含むｒ’軸方向においても、コア部１から離れるに従って焼結温度での粘度が段階的に小さくなるような粘度分布となる。また、Ｆなどのガラスの屈折率を低下させるドーパントの添加量と、ＧｅやＣｌなどのガラスの屈折率を上昇させるドーパントの添加量と、のバランスを調整することで、図２Ａ、図２Ｂに示すように、ΔA_cladとΔCとを同等にしつつ、ηA_cladをηCよりも大きくすることも可能である。
　なお、本実施形態では図２Ａに示すように、ΔA_cladおよびΔCの値がマイナスとなっている。これは、クラッド部２、充填ガラスロッドＢ、およびスートＣに、ガラスの屈折率を上昇させるドーパント（Ｇｅ、Ｃｌなど）よりも、ガラスの屈折率を低下させるドーパント（Ｆなど）が多く添加されているためである。
　以上説明したように、本実施形態の光ファイバ母材の製造方法では、焼結温度において、コア部１の粘度をηA_coreとし、クラッド部の粘度をηA_cladとするとき、ηA_core＞ηA_cladを満足する。この構成により、焼結工程時に光ファイバ母材に生じる収縮力によってコア部１が変形するのが抑えられ、横断面視において光ファイバのコアの形状を円形に保つことができる。従って、光ファイバの伝送損失の増大などを防ぐことができる。
　また、焼結温度において、透明ガラス化したスートＣの粘度をηCとするとき、ηA_clad＞ηC若しくはηA_clad≧ηCを満足する。これにより、コア部１から離れたスートＣは、クラッド部２とともに大きく変形し、上記収縮力を吸収することができる。また、より確実にコア部１の変形を抑えることができる。
　さらに、ηA_clad≧ηB≧ηCを満足させることで、コア部１から離れるに従って段階的に焼結温度における粘度が小さくなる。すなわち、コア部１から離れた部分ほど大きく変形するように構成することができる。これにより、コア部１の変形をより確実に抑えることができる。
　なお、本発明の技術的範囲は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
　例えば図２Ｂに示す粘度の分布では、ηA_core＞ηA_clad＞ηCとなっているが、ηA_clad＝ηCであってもよい。すなわち、クラッド部２とスートＣとで、添加されるドーパントの種類および添加量が同じであってもよい。
　同様に、ηA_clad＝ηB、若しくはηB＝ηCであってもよい。すなわち、クラッド部２および充填ガラスロッドＢ、若しくは充填ガラスロッドＢおよびスートＣに添加されるドーパントの種類および添加量が、互いに同じであってもよい。
　また、コア部１にドーパントを添加せず、純粋石英をコア部１として用いてもよい。この場合、クラッド部２にガラスの屈折率を低下させるドーパントを添加することで、ηA_core＞ηA_cladかつΔA_core＞ΔA_cladとすることができる。なお、この場合にはΔA_coreの値がゼロとなり、ΔA_cladの値がマイナスとなる。充填ガラスロッドＢ、スートＣにガラスの屈折率を低下させるドーパントを添加した場合も同様である。
　その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上記した実施形態や変形例を適宜組み合わせてもよい。
　１…コア部　２…クラッド部　Ａ…コア入りガラスロッド　Ｂ…充填ガラスロッド　Ｃ…スート

Claims (4)

  1. 　コア部および前記コア部を覆うクラッド部をそれぞれ有する複数のコア入りガラスロッドを束ねてロッド集合体を得るバンドル工程と、
    　前記ロッド集合体の周囲にスートを堆積させる外付工程と、
    　前記ロッド集合体の周囲に堆積された前記スートを透明ガラス化させる焼結工程と、を有し、
    　前記焼結工程における温度域において、前記コア部の粘度をηA_coreとし、前記クラッド部の粘度をηA_cladとするとき、
    　ηA_core＞ηA_cladを満足する、光ファイバ母材の製造方法。
  2. 　前記焼結工程における温度域において、透明ガラス化した前記スートの粘度をηCとするとき、
    　ηA_clad≧ηCを満足する、請求項１に記載の光ファイバ母材の製造方法。
  3. 　ηA_clad＞ηCを満足する、請求項２に記載の光ファイバ母材の製造方法。
  4. 　前記ロッド集合体には、コア部を有さない充填ガラスロッドが含まれ、
    　前記焼結工程における温度域において、前記充填ガラスロッドの粘度をηBとするとき、
    　ηA_clad≧ηB≧ηCを満足する、請求項２に記載の光ファイバ母材の製造方法。
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