JP4002082B2 - 光ファイバ母材およびその製造方法 - Google Patents
光ファイバ母材およびその製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4002082B2 JP4002082B2 JP2001279675A JP2001279675A JP4002082B2 JP 4002082 B2 JP4002082 B2 JP 4002082B2 JP 2001279675 A JP2001279675 A JP 2001279675A JP 2001279675 A JP2001279675 A JP 2001279675A JP 4002082 B2 JP4002082 B2 JP 4002082B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical fiber
- fiber preform
- outer diameter
- soot
- end side
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- 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
- C03B37/02—Manufacture of glass fibres or filaments by drawing or extruding, e.g. direct drawing of molten glass from nozzles; Cooling fins therefor
- C03B37/025—Manufacture of glass fibres or filaments by drawing or extruding, e.g. direct drawing of molten glass from nozzles; Cooling fins therefor from reheated softened tubes, rods, fibres or filaments, e.g. drawing fibres from preforms
- C03B37/027—Fibres composed of different sorts of glass, e.g. glass optical fibres
-
- 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
- C03B37/014—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments made entirely or partially by chemical means, e.g. vapour phase deposition of bulk porous glass either by outside vapour deposition [OVD], or by outside vapour phase oxidation [OVPO] or by vapour axial deposition [VAD]
- C03B37/01446—Thermal after-treatment of preforms, e.g. dehydrating, consolidating, sintering
-
- 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
- C03B37/014—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments made entirely or partially by chemical means, e.g. vapour phase deposition of bulk porous glass either by outside vapour deposition [OVD], or by outside vapour phase oxidation [OVPO] or by vapour axial deposition [VAD]
- C03B37/01466—Means for changing or stabilising the diameter or form of tubes or rods
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B2205/00—Fibre drawing or extruding details
- C03B2205/60—Optical fibre draw furnaces
- C03B2205/90—Manipulating the gas flow through the furnace other than by use of upper or lower seals, e.g. by modification of the core tube shape or by using baffles
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
- Y02P40/50—Glass production, e.g. reusing waste heat during processing or shaping
- Y02P40/57—Improving the yield, e-g- reduction of reject rates
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/24—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
- Y10T428/24802—Discontinuous or differential coating, impregnation or bond [e.g., artwork, printing, retouched photograph, etc.]
- Y10T428/24926—Discontinuous or differential coating, impregnation or bond [e.g., artwork, printing, retouched photograph, etc.] including ceramic, glass, porcelain or quartz layer
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/24—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
- Y10T428/24942—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.] including components having same physical characteristic in differing degree
- Y10T428/2495—Thickness [relative or absolute]
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主に光通信に使用される光ファイバの元となる光ファイバ母材およびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【背景技術】
光ファイバの元となる光ファイバ母材１は、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、光ファイバのコアとなるコア母材２の外周に、光ファイバのクラッドとなるクラッド原層３が形成されて成るものである。このような光ファイバ母材１を、例えば図７に示すような線引き装置５を利用して、線引きすることにより、光ファイバ６を製造することができる。なお、図７中の符号７は溶融炉を示し、符号８は加熱手段（例えばヒータ）を示し、符号９は、光ファイバ母材１の支持棒を示している。
【０００３】
光ファイバ母材１を製造する工程では、例えば、まず、ＶＡＤ法（気相軸付法）によってコア母材２を作る。次に、これを高温で脱水・焼結してガラス化する。そして、このガラス化したコア母材２を延伸して当該コア母材２の外径を均一化する。
【０００４】
然る後に、例えばＯＶＤ法（Outer Vapor Deposition（外付け法））やＪＶＤ法（Jacketing Vapor Deposition）によって、そのコア母材２の周囲にクラッド原層３を合成・堆積する。この状態のものをスートと呼ぶ。
【０００５】
その後、そのスートを高温に加熱し塩素ガスおよびヘリウムガスを用いて脱水や不純物の除去を行うと共に、焼結してガラス化する。品質の良い光ファイバ６を得るためには、光ファイバ母材１は一端側から他端側にかけて外径が均一であることが望ましいとされている。しかし、そのガラス化しただけの状態では外径が不均一であることから、そのガラス化したものを加熱しながら延伸して外径を均一化することが多く行われている。
【０００６】
以上のようにして、光ファイバ母材１を製造することができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、最近、光ファイバ６の生産性を向上させて光ファイバ６の製造コストを低減させるために、光ファイバ母材１を大型化して当該光ファイバ母材１から作り出される光ファイバ６の長さを長くすることが試みられている。例えば、従来では、１本の光ファイバ母材から、長さ２００〜３００km程度の光ファイバ６を製造することができたのに対して、光ファイバ母材１の外径を１００mm以上にして光ファイバ母材１を大型化することにより、当該大型の光ファイバ母材１から、例えば長さ１０００km以上の光ファイバ６を作り出すことができることとなる。
【０００８】
光ファイバ母材１が大型化すると、当該大型の光ファイバ母材１の外径を均一化するための延伸装置として、大型なものが必要になるという問題が生じる。また、その延伸の際に光ファイバ母材１に与える熱量が大きくなるという問題が発生する。さらに、光ファイバ母材１の線引きが終わり頃になると、光ファイバ６を安定的に製造し難くなるという問題があり、これに起因して、光ファイバ６を安定的に作り出すことができる光ファイバ母材１の領域（有効線引き領域）が狭く、無駄が多いという問題があった。
【０００９】
この発明は上記課題を解決するために成されたものであり、その目的は、製造が簡単で、しかも、光ファイバを安定的に製造することができ、有効線引き領域を拡大することができる、光ファイバ母材およびその製造方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、この発明は次に示す構成をもって前記課題を解決する手段としている。すなわち、第１の発明は、光ファイバのコアとなるコア母材の外周に、光ファイバのクラッドとなるクラッド原層が形成されて成る光ファイバ母材において、この光ファイバ母材は外径が１００mm以上の大型光ファイバ母材と成し、当該光ファイバ母材から光ファイバを作り出す線引き工程で吊り下げられる際に上部側となる基端側領域には、中央部よりも張り出した肩部が形成され、かつ、前記肩部から基端部にかけてのクラッド原層はほぼ非ガラス化部と成しているを特徴としている。第２の発明は、第１の発明の構成を備え、肩部から基端部にかけてのクラッド原層は、その表面部分がガラス化され、それよりも内部が非ガラス化部と成していることを特徴としている。第３の発明は、第２の発明の構成を備え、肩部のクラッド原層の非ガラス化部の厚みは、コア母材の直径の１．１倍以上であることを特徴としている。
【００１１】
第４の発明は、第１〜第３の何れか１つの発明の構成を備え、光ファイバ母材の基端側領域において、肩部から基端部に向かうに従って外径が細くなり、基端部の外径が８０mmよりも細くなる構成と成し、肩部の最大外径の部位から、外径が８０mmの基端部側部位までの長さが、８０mm以上、かつ、２００mm以下の範囲内であることを特徴としている。
【００１４】
第５の発明は、第１〜第４の発明の何れか１つの発明の構成を備え、光ファイバ母材の下部側となる先端側には、中央部よりも外径が太い太径部が形成されており、当該先端側領域において、太径部から先端に向かうに従って外径が細くなり、先端の外径は８０mmよりも細くなる構成と成し、太径部の最大外径の部位から、外径が８０mmの先端部側部位までの長さが、５０mm以上、かつ、３００mm以下の範囲内であることを特徴としている。
【００１５】
第６の発明は、第１〜第５の発明の何れか１つの発明の構成を備え、最小外径の部位は先端側と基端側との間の中間位置よりも基端側寄りに設けられていることを特徴としている。
【００１６】
第７の発明は、第１〜第６の発明の何れか１つの発明の構成を備え、最小外径をφminとし、最大外径をφmaxとした場合に、（（φmax−φmin）／φmax）×１００（％）の演算式により求まる外径差比率が５％以上、かつ、２５％以下の範囲内であることを特徴としている。
【００１７】
第８の発明は、光ファイバのコアとなるコア母材の外周に、光ファイバのクラッドとなるクラッド原層を形成してスートを作製し、その後に、そのスートを加熱してガラス化させる焼結工程を行う光ファイバ母材の製造方法において、スートの焼結工程では、スートを吊り下げて、スートの下端側から上端側に向かって順に加熱していき、スートの中央部を加熱しているときに、下端部分の重量を利用して、当該中央部を引き伸ばして外径を他の部位よりも細くし、また、スートの上部を加熱する際には加熱温度を下げて、ガラス化されなかった非ガラス化部分をスート上部に残すことを特徴としている。
【００１８】
この発明では、光ファイバ母材は、外径が１００mm以上の大型光ファイバ母材と成しており、当該光ファイバ母材から光ファイバを作り出す線引き工程で吊り下げられる際に上部側となる基端側領域には、中央部よりも張り出した肩部が形成されている。つまり、この発明は、一端側から他端側にかけて光ファイバ母材の外径を均一化することが望ましいという今までの常識を覆すものである。
【００１９】
このような形態の光ファイバ母材は、例えばスートの焼結工程での加熱条件等を適宜に設定するだけで、容易に製造することができる。このため、スートの焼結工程の後に光ファイバ母材の延伸工程を行わなくてよく、延伸工程を省略することができる。これにより、製造工程の簡略化を図ることができる。
【００２０】
また、上記のように、大型の光ファイバ母材を延伸して外径を均一化する必要がないことから、大型な延伸装置が不要になるし、また、その光ファイバ母材の延伸に必要な加熱のエネルギーを削減することができる。これらのことから、光ファイバ母材の製造コストを低減することができる。
【００２１】
さらに、光ファイバ母材を線引きする際には、光ファイバ母材を炉内に配置し、その炉内には光ファイバ母材の長手方向に沿ってガスが流されている状態で光ファイバ母材の線引きが行われる。この線引き工程において、従来では、引き終わり側に近付くと、炉内のガスの流れに乱れが生じて光ファイバ母材が安定しないことから、適正な光ファイバを安定的に製造することが難しくなるという問題が生じていた。
【００２２】
これに対して、この発明では、光ファイバ母材の引き終わり側（基端側領域）には肩部が張り出しており、肩部と線引き装置の炉の内壁面との間の間隙が狭く、この狭い間隙によって炉内のガスが整流される。このため、光ファイバ母材の線引きが引き終わり側に近付いても、ガスの乱れが防止されて、適正な光ファイバを安定的に製造することができる。
【００２３】
これにより、光ファイバ母材において、光ファイバを安定的に作り出すことができる有効線引き領域を長くすることができ、無駄を減らすことができる。このことは、光ファイバのコスト低下に大きく寄与することである。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明に係る実施形態例を図面に基づいて説明する。
【００２５】
図１には、この発明に係る光ファイバ母材の一実施形態例が模式的に示されている。この実施形態例の光ファイバ母材１は、光ファイバのコアとなるコア母材２と、このコア母材２の外周に形成され光ファイバのクラッドとなるクラッド原層３とを有して構成されている。この光ファイバ母材１は、外径が１００mm以上の大型光ファイバ母材と成しており、前記図７に示すような線引き装置５を利用して、光ファイバ母材１を線引きすることにより、光ファイバ６を製造することができる。
【００２６】
この実施形態例では、線引きにより光ファイバ６を作り出す際に引き終わり側（上部側）となる基端側領域Ｋには、中央部Ｍよりも張り出した肩部１２が形成されている。この肩部１２から基端部１３に向かうに従って光ファイバ母材１の外径は細くなり、基端部１３の外径φｋはコア母材２の径とほぼ同じで、約３０mm〜４０mmの範囲内となっている。
【００２７】
なお、コア母材２の径と、クラッド原層３の径との比が、予め定められている光ファイバの適正なコア径とクラッド径の比（クラッド／コア比率）となるように、コア母材２とクラッド原層３が形成されている。なお、肩部１２の部分は、光ファイバとはならないので、コア母材２の径は太い場合もある。
【００２８】
この実施形態例では、肩部１２の最大外径の部位から、外径φが８０mmの基端部側部位までの長さＬ１は、８０mm以上、かつ、２００mm以下の範囲内となっている。
【００２９】
この実施形態例では、光ファイバ母材１の基端側領域Ｋにおけるクラッド原層３は多くの部分が非ガラス化部Ｔと成している（図１の斜線部分を参照）。特に、肩部１２から基端部１３にかけての領域では、クラッド原層３の殆どが非ガラス化部Ｔとなっている。肩部１２のみを着目すると、表面部分はガラス化されて透明であるが、それよりも内側のクラッド原層３部分は非ガラス化部Ｔであり、白濁して不透明となっている。この肩部１２におけるクラッド原層３の非ガラス化部Ｔの厚みは、コア母材２の直径の１．１倍以上となっている。
【００３０】
この実施形態例では、線引きの開始端側（下部側）となる先端側領域Ｎには、中央部Ｍよりも外径が太い太径部１５が形成されている。なお、この太径部１５においても、肩部１２と同様に、コア母材２の径が中央部Ｍよりも太い場合がある。
【００３１】
この実施形態例では、太径部１５から先端部１６に向かうに従って光ファイバ母材１の外径は細くなり、先端部１６の外径φは８０mmよりも細くなっている。その太径部１５の最大外径の部位から外径が８０mmの先端部側部位までの長さＬ２が、５０mm以上、かつ、３００mm以下の範囲内となっている。なお、この実施形態例では、先端部１６には、線引きを開始する際の引き落としをスムーズに行うために細径突起部１７が形成されている。
【００３２】
この実施形態例では、基端側の肩部１２の最大外径φmaxと、先端側の太径部１５の最大外径φmax’とは、ほぼ同様な寸法となっている。なお、線引き工程を考慮すると、基端側の肩部１２の最大外径の部位から外径８０mmの基端部側部位までの長さＬ１が、先端側の太径部１５の最大外径の部位から外径８０mmの先端部側部位までの長さＬ２よりも短いことが好ましい。
【００３３】
さらに、この実施形態例では、光ファイバ母材１の最小外径φminの部位は、先端側と基端側との間の中間位置よりも基端側寄りに設けられている。また、この実施形態例では、最小外径をφminとし、最大外径をφmaxとした場合に、（（φmax−φmin）／φmax）×１００（％）の演算式により求まる値を外径差比率として定義しており、この実施形態例の光ファイバ母材１では、その外径差比率が５％以上、かつ、２５％以下の範囲内となっている。
【００３４】
この実施形態例の光ファイバ母材１は上記のように構成されている。次に、この光ファイバ母材１の製造工程を簡単に説明する。まず、前述したと同様に、ＶＡＤ法などを利用してコア母材２を作製する。その後に、そのコア母材２をガラス化する。然る後に、そのガラス化されたコア母材２の外周にクラッド原層３をＯＶＤ法やＪＶＤ法を利用して形成し、スートを作製する。
【００３５】
その後、そのスートを加熱してガラス化させる焼結工程を行う。この焼結工程では、図２（ａ）に示されるように、スート１０を基端側を上側にして吊り下げた状態とし、当該スート１０をガラス化炉１１の内部に配置する。そして、スート１０をガラス化炉１１に対して相対的に下方側に移動させ、加熱手段２０によって、スート１０を下端側から上端側に向かって順に加熱していく。
【００３６】
このとき、図２（ａ）に示されるように、スート１０の下方部分（先端側領域Ｎ）を加熱しているときには、その先端側領域Ｎは焼結してガラス化するだけであるが、図２（ｂ）に示されるように、スート１０の中央部を加熱しているときには、そのスート１０の中央部自体の温度が柔軟化する温度よりも高温となり、柔らかくなるので、下方側の先端側領域Ｎの重量によって、引き伸ばされて外径が他の部位よりも細くなる。
【００３７】
その後、図２（ｃ）に示されるように、スート１０の上方部分（基端側領域Ｋ）を加熱する際には、加熱手段２０による加熱温度を焼結条件の温度よりも下げる。これにより、スート１０の基端側領域Ｋにおいては、表面部分は焼結してガラス化するが、内部はガラス化されていない非ガラス化の部分が残る。
【００３８】
このように、スート１０の基端側領域Ｋの内部に非ガラス化の部分を残すような加熱条件とすることによって、スート１０の基端側領域Ｋが柔軟化せず、これにより、先端側領域Ｎや中央部Ｍの重量によってスート１０の基端側領域Ｋが伸びて落下してしまうという問題を防止することができる。
【００３９】
以上のようにして、この実施形態例において特徴的な形態を有する光ファイバ母材１を製造することができる。
【００４０】
この実施形態例によれば、外径が１００mm以上の大型光ファイバ母材１において、線引きにより光ファイバ６を作り出す際に引き終わり側となる基端側領域Ｋには、中央部Ｍよりも張り出した肩部１２が形成されている。このような形態を有した光ファイバ母材１は、上記したように、スート１０の焼結工程での加熱条件などを適宜に設定するだけで容易に製造することができる。これにより、焼結工程の後に、光ファイバ母材１の外径を均一化するための延伸工程を設ける必要が無い。よって、製造工程の簡略化を図ることができるし、大型の延伸装置が不要となるし、また、大型の光ファイバ母材１を延伸する際の加熱エネルギーを削減することができる。これらのことから、光ファイバ母材１の製造コストを低減することができる。
【００４１】
また、光ファイバ母材１の線引きを行う際には、線引き装置５の溶解炉７内に光ファイバ母材１の長手方向に沿ってガスを流すが、従来では、図７に示すように、線引きが引き終わり側に近付くと、上方側の抵抗が小さくなるので、ガスの流れが乱れて、光ファイバ母材１が振れてしまうので、光ファイバ６の線引きを安定的に行うことができず、光ファイバ母材１における有効線引き領域Ｌfが狭くなっていた。
【００４２】
これに対して、この実施形態例では、光ファイバ母材１の基端側領域Ｋには肩部１２を設けたので、図３に示されるように、その肩部１２と、溶融炉７の内壁面との間の間隔が狭くなる。この狭い間隔によって、ガスが整流される。このため、線引きが引き終わり側に近付いても、ガスの乱れに起因した光ファイバ６の線引き不安定問題を防止することができる。その結果、光ファイバ母材１における有効線引き領域Ｌfを長くすることができる。このように、光ファイバ母材１の有効線引き領域Ｌfを長くすることができるので、１本の光ファイバ母材１から作り出す光ファイバ６の長さを長くすることができる。その結果、光ファイバ６の製造コストの低減を図ることが可能となる。
【００４３】
また、この実施形態例では、光ファイバ母材１の基端側領域Ｋにおける最大外径の部位から、外径が８０mmの基端部側部位までの長さＬ１を８０mm以上、かつ、２００mm以下の範囲内とした。その長さＬ１が８０mm未満で、肩部１２と基端部１３間の領域が狭いと、スート１０の焼結工程において、中央部Ｍや先端側領域Ｎの重量に起因した応力がその領域に集中して、基端側領域Ｋが伸びてしまってスート１０が落下してしまうという問題が発生する虞がある。これに対して、この実施形態例では、上記のように、上記長さＬ１を８０mm以上としたので、スート１０の焼結工程でスート１０の基端部側領域における応力集中が緩和されてスート１０の落下を防止することができる。
【００４４】
さらに、先端側の太径部１５の最大外径の部位から外径８０mmの先端部側部位までの長さＬ２が長いと、有効線引き領域が短くなるという問題が生じることから、その長さＬ２は短い方がよい。ただし、長さＬ２が５０mm未満というように短すぎると、クラッド原層３を形成した後の焼結工程でクラッド原層３がコア母材２から剥がれ易くなるという問題やクラックが発生するという問題が生じる。この実施形態例では、その長さＬ２が、５０mm以上、かつ、３００mm以下の範囲内としたので、そのような問題発生を防止することができる。
【００４５】
以上のように、この実施形態例において特徴的な構成を備えることによって、上記のような優れた効果を奏することができる。
【００４６】
本発明者は、この実施形態例において特徴的な構成を備える複数種の光ファイバ母材１を製造し、その効果を確認している。図４には光ファイバ母材１の第１具体例の形状を表すグラフが示され、図５には光ファイバ母材１の第２具体例の形状を表すグラフが示されている。図４、図５では、実線Ａは光ファイバ母材の外径を示すものであり、実線Ｂはコア径を示すものであり、横軸は、光ファイバ母材１の先端からの長手方向の長さを示し、縦軸は直径を示している。
【００４７】
第１具体例の光ファイバ母材１は、約１０６５kmの光ファイバ６を作り出すことができると演算により推定されるものであり、平均外径が約１１４mmであり、肩部１２の最大外径φmaxが約１２２mmであり、太径部１５の最大外径φmax’が約１２６mmである。また、最小外径φminは約１０８mmであり、外径差比率は約１４．２％となっている。最小外径部位の位置は、肩部１２の最大外径部位から先端側に約５００mmだけ向かった位置である。換言すれば、この最小外径部位の位置は、太径部１５の最大外径部位から約９５０mmだけ基端側の位置であり、基端側と先端側の間の中間位置よりも基端側寄りとなっている。
【００４８】
さらに、肩部１２の最大外径の部位から外径φ８０mmの基端部側部位までの長さＬ１は１４０mmであり、太径部１５の最大外径の部位から外径φ８０mmの先端部側部位までの長さＬ２は１００mmである。さらにまた、基端側領域Ｋにおいて、肩部１２の最大外径の部位は、非ガラス化部が最大径を持つ部位でもあり、この非ガラス化部の最大径は約１００mmである。
【００４９】
第２具体例の光ファイバ母材１は、約１４５３kmの光ファイバ６を作り出すことができると演算により推定されるものであり、平均外径が約１３２mmであり、肩部１２の最大外径φmaxが約１４６．５mmであり、太径部１５の最大外径φmax’が約１４３．４mmである。また、最小外径φminは約１２６．５mmであり、外径差比率は約１３．７％となっている。
【００５０】
また、肩部１２の最大外径の部位から外径φ８０mmの基端部側部位までの長さＬ１は約１２５mmであり、太径部１５の最大外径の部位から外径φ８０mmの先端部側部位までの長さＬ２は約１２３mmである。さらにまた、基端側領域Ｋにおいて、非ガラス化部の最大径は約１２０mmである。
【００５１】
第１具体例と第２具体例の各光ファイバ母材１を、内径が１６５mmの溶融炉７を持つ線引き装置５でもって線引きして光ファイバ６を製造したところ、予め定められたクラッド／コア比率を持つ適正な光ファイバ６を、１０００（ｍ／分）の速度で、計算通りの長さ分を安定的に線引きにより得ることができ、上記実施形態例に示した効果を奏することができることを確認した。
【００５２】
なお、この発明は上記実施形態例に限定されるものではなく、様々な実施の形態を採り得る。例えば、上記実施形態例では、肩部１２の最大外径と、太径部１５の最大外径とは、ほぼ等しかったが、もちろん、肩部１２の最大外径と、太径部１５の最大外径とは異なっていてもよい。
【００５３】
【発明の効果】
この発明によれば、光ファイバ母材は、外径が１００mm以上の大型光ファイバ母材と成し、この大型光ファイバ母材は、線引きを行う際に上部側となる基端側領域に、中央部よりも張り出した肩部が形成され、かつ、線引きの際に下部側となる先端側領域には、中央部よりも太い太径部が形成されている。このような形態を有する大型光ファイバ母材は、例えばスートの焼結工程での加熱条件などを適宜に設定することによって、容易に製造することができる。このため、従来では必須であったスート焼結工程の後の延伸工程を省略することができる。
【００５４】
これにより、製造工程の簡略化を図ることができる。また、大型の光ファイバ母材を延伸するための大型な延伸装置が不要となり、さらに、大型光ファイバ母材を延伸する際に必要であった加熱エネルギーを削減することができて省電力化を図ることができる。これらのことから、光ファイバ母材の製造コストを低減することができる。
【００５５】
さらに、光ファイバ母材を線引きする際には、光ファイバ母材を配置する炉内に光ファイバ母材の長手方向に沿ってガスが流される。従来では、線引きが終わりに近付くと、その炉内のガスの流れが乱れて光ファイバ母材が振れてしまうので、線引きを安定して行うことができないという問題があった。
【００５６】
これに対して、この発明では、光ファイバ母材の引き終わり側となる基端側領域には中央部よりも張り出した肩部が形成されており、この肩部と炉の内壁面との間の間隔は狭くなる。このため、この狭い間隔によってガスが整流される。よって、ガス流の乱れを防止できて、安定して線引きを行うことができる光ファイバ母材の有効線引き領域を拡大することができる。これにより、無駄を減らすことができ、１本の光ファイバ母材から作り出すことができる光ファイバの長さを長くすることができる。このことに起因して光ファイバの製造コストを低減することができ、光ファイバの低コスト化を図ることを容易にする。
【００５７】
また、光ファイバ母材の基端側領域において、肩部の最大外径の部位から、外径が８０mmの基端部側部位までの長さが８０mm未満であり、肩部と基端部との間が非常に狭い場合には、製造工程における焼結工程で、その肩部と基端部間の狭い領域に応力が集中して光ファイバ母材が落下してしまうという問題が生じる虞がある。これに対して、肩部の最大外径の部位から、外径が８０mmの基端部側部位までの長さが、８０mm以上、かつ、２００mm以下の範囲内とすることにより、肩部から基端部にかけての領域が広くなり、焼結工程で当該領域に応力が集中することを緩和することができて、光ファイバ母材の落下問題を防止することができる。
【００５８】
また、光ファイバ母材の肩部から基端部にかけて、クラッド原層をほぼ非ガラス化部とすることも、焼結工程での落下を防止することに寄与することができる。つまり、焼結工程において、光ファイバ母材の基端側領域を加熱する際に、ガラス化する程度の高温に加熱しないので、光ファイバ母材の基端側領域は柔軟化せず、これにより、光ファイバ母材の基端側が高温加熱による柔軟化によって伸びてしまって落下するという事態を防止することができる。
【００５９】
さらに、光ファイバ母材の先端側領域において、中央部よりも外径が太い太径部が形成され、この太径部の最大外径の部位から、外径が８０mmの先端部側部位までの長さが、５０mm以上、かつ、３００mm以下の範囲内とすることにより、焼結工程において、コア部材からクラッド原層が剥離するという問題や、クラッド原層にクラックが発生するという問題を防止することができ、しかも、有効線引き領域を拡大することができる。
【００６０】
この発明の製造方法を用いることにより、製造工程を増加することなく、又、特別な装置を新たに準備するということもなく、非常に簡単に本発明の光ファイバ母材を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る光ファイバ母材の一実施形態例を模式的に示したモデル図である。
【図２】この発明の光ファイバ母材の製造方法の一実施形態例を説明するための図である。
【図３】上記実施形態例の光ファイバ母材の効果を説明するための図である。
【図４】光ファイバ母材の第１具体例を説明するためのグラフである。
【図５】光ファイバ母材の第２具体例を説明するためのグラフである。
【図６】光ファイバ母材の従来例を示すモデル図である。
【図７】従来の光ファイバ母材の問題点を説明するための図である。
【符号の説明】
１ 光ファイバ母材
２ コア母材
３ クラッド原層
６ 光ファイバ
１０ スート
１２ 肩部
１５ 太径部
【発明の属する技術分野】
本発明は、主に光通信に使用される光ファイバの元となる光ファイバ母材およびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【背景技術】
光ファイバの元となる光ファイバ母材１は、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、光ファイバのコアとなるコア母材２の外周に、光ファイバのクラッドとなるクラッド原層３が形成されて成るものである。このような光ファイバ母材１を、例えば図７に示すような線引き装置５を利用して、線引きすることにより、光ファイバ６を製造することができる。なお、図７中の符号７は溶融炉を示し、符号８は加熱手段（例えばヒータ）を示し、符号９は、光ファイバ母材１の支持棒を示している。
【０００３】
光ファイバ母材１を製造する工程では、例えば、まず、ＶＡＤ法（気相軸付法）によってコア母材２を作る。次に、これを高温で脱水・焼結してガラス化する。そして、このガラス化したコア母材２を延伸して当該コア母材２の外径を均一化する。
【０００４】
然る後に、例えばＯＶＤ法（Outer Vapor Deposition（外付け法））やＪＶＤ法（Jacketing Vapor Deposition）によって、そのコア母材２の周囲にクラッド原層３を合成・堆積する。この状態のものをスートと呼ぶ。
【０００５】
その後、そのスートを高温に加熱し塩素ガスおよびヘリウムガスを用いて脱水や不純物の除去を行うと共に、焼結してガラス化する。品質の良い光ファイバ６を得るためには、光ファイバ母材１は一端側から他端側にかけて外径が均一であることが望ましいとされている。しかし、そのガラス化しただけの状態では外径が不均一であることから、そのガラス化したものを加熱しながら延伸して外径を均一化することが多く行われている。
【０００６】
以上のようにして、光ファイバ母材１を製造することができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、最近、光ファイバ６の生産性を向上させて光ファイバ６の製造コストを低減させるために、光ファイバ母材１を大型化して当該光ファイバ母材１から作り出される光ファイバ６の長さを長くすることが試みられている。例えば、従来では、１本の光ファイバ母材から、長さ２００〜３００km程度の光ファイバ６を製造することができたのに対して、光ファイバ母材１の外径を１００mm以上にして光ファイバ母材１を大型化することにより、当該大型の光ファイバ母材１から、例えば長さ１０００km以上の光ファイバ６を作り出すことができることとなる。
【０００８】
光ファイバ母材１が大型化すると、当該大型の光ファイバ母材１の外径を均一化するための延伸装置として、大型なものが必要になるという問題が生じる。また、その延伸の際に光ファイバ母材１に与える熱量が大きくなるという問題が発生する。さらに、光ファイバ母材１の線引きが終わり頃になると、光ファイバ６を安定的に製造し難くなるという問題があり、これに起因して、光ファイバ６を安定的に作り出すことができる光ファイバ母材１の領域（有効線引き領域）が狭く、無駄が多いという問題があった。
【０００９】
この発明は上記課題を解決するために成されたものであり、その目的は、製造が簡単で、しかも、光ファイバを安定的に製造することができ、有効線引き領域を拡大することができる、光ファイバ母材およびその製造方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、この発明は次に示す構成をもって前記課題を解決する手段としている。すなわち、第１の発明は、光ファイバのコアとなるコア母材の外周に、光ファイバのクラッドとなるクラッド原層が形成されて成る光ファイバ母材において、この光ファイバ母材は外径が１００mm以上の大型光ファイバ母材と成し、当該光ファイバ母材から光ファイバを作り出す線引き工程で吊り下げられる際に上部側となる基端側領域には、中央部よりも張り出した肩部が形成され、かつ、前記肩部から基端部にかけてのクラッド原層はほぼ非ガラス化部と成しているを特徴としている。第２の発明は、第１の発明の構成を備え、肩部から基端部にかけてのクラッド原層は、その表面部分がガラス化され、それよりも内部が非ガラス化部と成していることを特徴としている。第３の発明は、第２の発明の構成を備え、肩部のクラッド原層の非ガラス化部の厚みは、コア母材の直径の１．１倍以上であることを特徴としている。
【００１１】
第４の発明は、第１〜第３の何れか１つの発明の構成を備え、光ファイバ母材の基端側領域において、肩部から基端部に向かうに従って外径が細くなり、基端部の外径が８０mmよりも細くなる構成と成し、肩部の最大外径の部位から、外径が８０mmの基端部側部位までの長さが、８０mm以上、かつ、２００mm以下の範囲内であることを特徴としている。
【００１４】
第５の発明は、第１〜第４の発明の何れか１つの発明の構成を備え、光ファイバ母材の下部側となる先端側には、中央部よりも外径が太い太径部が形成されており、当該先端側領域において、太径部から先端に向かうに従って外径が細くなり、先端の外径は８０mmよりも細くなる構成と成し、太径部の最大外径の部位から、外径が８０mmの先端部側部位までの長さが、５０mm以上、かつ、３００mm以下の範囲内であることを特徴としている。
【００１５】
第６の発明は、第１〜第５の発明の何れか１つの発明の構成を備え、最小外径の部位は先端側と基端側との間の中間位置よりも基端側寄りに設けられていることを特徴としている。
【００１６】
第７の発明は、第１〜第６の発明の何れか１つの発明の構成を備え、最小外径をφminとし、最大外径をφmaxとした場合に、（（φmax−φmin）／φmax）×１００（％）の演算式により求まる外径差比率が５％以上、かつ、２５％以下の範囲内であることを特徴としている。
【００１７】
第８の発明は、光ファイバのコアとなるコア母材の外周に、光ファイバのクラッドとなるクラッド原層を形成してスートを作製し、その後に、そのスートを加熱してガラス化させる焼結工程を行う光ファイバ母材の製造方法において、スートの焼結工程では、スートを吊り下げて、スートの下端側から上端側に向かって順に加熱していき、スートの中央部を加熱しているときに、下端部分の重量を利用して、当該中央部を引き伸ばして外径を他の部位よりも細くし、また、スートの上部を加熱する際には加熱温度を下げて、ガラス化されなかった非ガラス化部分をスート上部に残すことを特徴としている。
【００１８】
この発明では、光ファイバ母材は、外径が１００mm以上の大型光ファイバ母材と成しており、当該光ファイバ母材から光ファイバを作り出す線引き工程で吊り下げられる際に上部側となる基端側領域には、中央部よりも張り出した肩部が形成されている。つまり、この発明は、一端側から他端側にかけて光ファイバ母材の外径を均一化することが望ましいという今までの常識を覆すものである。
【００１９】
このような形態の光ファイバ母材は、例えばスートの焼結工程での加熱条件等を適宜に設定するだけで、容易に製造することができる。このため、スートの焼結工程の後に光ファイバ母材の延伸工程を行わなくてよく、延伸工程を省略することができる。これにより、製造工程の簡略化を図ることができる。
【００２０】
また、上記のように、大型の光ファイバ母材を延伸して外径を均一化する必要がないことから、大型な延伸装置が不要になるし、また、その光ファイバ母材の延伸に必要な加熱のエネルギーを削減することができる。これらのことから、光ファイバ母材の製造コストを低減することができる。
【００２１】
さらに、光ファイバ母材を線引きする際には、光ファイバ母材を炉内に配置し、その炉内には光ファイバ母材の長手方向に沿ってガスが流されている状態で光ファイバ母材の線引きが行われる。この線引き工程において、従来では、引き終わり側に近付くと、炉内のガスの流れに乱れが生じて光ファイバ母材が安定しないことから、適正な光ファイバを安定的に製造することが難しくなるという問題が生じていた。
【００２２】
これに対して、この発明では、光ファイバ母材の引き終わり側（基端側領域）には肩部が張り出しており、肩部と線引き装置の炉の内壁面との間の間隙が狭く、この狭い間隙によって炉内のガスが整流される。このため、光ファイバ母材の線引きが引き終わり側に近付いても、ガスの乱れが防止されて、適正な光ファイバを安定的に製造することができる。
【００２３】
これにより、光ファイバ母材において、光ファイバを安定的に作り出すことができる有効線引き領域を長くすることができ、無駄を減らすことができる。このことは、光ファイバのコスト低下に大きく寄与することである。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明に係る実施形態例を図面に基づいて説明する。
【００２５】
図１には、この発明に係る光ファイバ母材の一実施形態例が模式的に示されている。この実施形態例の光ファイバ母材１は、光ファイバのコアとなるコア母材２と、このコア母材２の外周に形成され光ファイバのクラッドとなるクラッド原層３とを有して構成されている。この光ファイバ母材１は、外径が１００mm以上の大型光ファイバ母材と成しており、前記図７に示すような線引き装置５を利用して、光ファイバ母材１を線引きすることにより、光ファイバ６を製造することができる。
【００２６】
この実施形態例では、線引きにより光ファイバ６を作り出す際に引き終わり側（上部側）となる基端側領域Ｋには、中央部Ｍよりも張り出した肩部１２が形成されている。この肩部１２から基端部１３に向かうに従って光ファイバ母材１の外径は細くなり、基端部１３の外径φｋはコア母材２の径とほぼ同じで、約３０mm〜４０mmの範囲内となっている。
【００２７】
なお、コア母材２の径と、クラッド原層３の径との比が、予め定められている光ファイバの適正なコア径とクラッド径の比（クラッド／コア比率）となるように、コア母材２とクラッド原層３が形成されている。なお、肩部１２の部分は、光ファイバとはならないので、コア母材２の径は太い場合もある。
【００２８】
この実施形態例では、肩部１２の最大外径の部位から、外径φが８０mmの基端部側部位までの長さＬ１は、８０mm以上、かつ、２００mm以下の範囲内となっている。
【００２９】
この実施形態例では、光ファイバ母材１の基端側領域Ｋにおけるクラッド原層３は多くの部分が非ガラス化部Ｔと成している（図１の斜線部分を参照）。特に、肩部１２から基端部１３にかけての領域では、クラッド原層３の殆どが非ガラス化部Ｔとなっている。肩部１２のみを着目すると、表面部分はガラス化されて透明であるが、それよりも内側のクラッド原層３部分は非ガラス化部Ｔであり、白濁して不透明となっている。この肩部１２におけるクラッド原層３の非ガラス化部Ｔの厚みは、コア母材２の直径の１．１倍以上となっている。
【００３０】
この実施形態例では、線引きの開始端側（下部側）となる先端側領域Ｎには、中央部Ｍよりも外径が太い太径部１５が形成されている。なお、この太径部１５においても、肩部１２と同様に、コア母材２の径が中央部Ｍよりも太い場合がある。
【００３１】
この実施形態例では、太径部１５から先端部１６に向かうに従って光ファイバ母材１の外径は細くなり、先端部１６の外径φは８０mmよりも細くなっている。その太径部１５の最大外径の部位から外径が８０mmの先端部側部位までの長さＬ２が、５０mm以上、かつ、３００mm以下の範囲内となっている。なお、この実施形態例では、先端部１６には、線引きを開始する際の引き落としをスムーズに行うために細径突起部１７が形成されている。
【００３２】
この実施形態例では、基端側の肩部１２の最大外径φmaxと、先端側の太径部１５の最大外径φmax’とは、ほぼ同様な寸法となっている。なお、線引き工程を考慮すると、基端側の肩部１２の最大外径の部位から外径８０mmの基端部側部位までの長さＬ１が、先端側の太径部１５の最大外径の部位から外径８０mmの先端部側部位までの長さＬ２よりも短いことが好ましい。
【００３３】
さらに、この実施形態例では、光ファイバ母材１の最小外径φminの部位は、先端側と基端側との間の中間位置よりも基端側寄りに設けられている。また、この実施形態例では、最小外径をφminとし、最大外径をφmaxとした場合に、（（φmax−φmin）／φmax）×１００（％）の演算式により求まる値を外径差比率として定義しており、この実施形態例の光ファイバ母材１では、その外径差比率が５％以上、かつ、２５％以下の範囲内となっている。
【００３４】
この実施形態例の光ファイバ母材１は上記のように構成されている。次に、この光ファイバ母材１の製造工程を簡単に説明する。まず、前述したと同様に、ＶＡＤ法などを利用してコア母材２を作製する。その後に、そのコア母材２をガラス化する。然る後に、そのガラス化されたコア母材２の外周にクラッド原層３をＯＶＤ法やＪＶＤ法を利用して形成し、スートを作製する。
【００３５】
その後、そのスートを加熱してガラス化させる焼結工程を行う。この焼結工程では、図２（ａ）に示されるように、スート１０を基端側を上側にして吊り下げた状態とし、当該スート１０をガラス化炉１１の内部に配置する。そして、スート１０をガラス化炉１１に対して相対的に下方側に移動させ、加熱手段２０によって、スート１０を下端側から上端側に向かって順に加熱していく。
【００３６】
このとき、図２（ａ）に示されるように、スート１０の下方部分（先端側領域Ｎ）を加熱しているときには、その先端側領域Ｎは焼結してガラス化するだけであるが、図２（ｂ）に示されるように、スート１０の中央部を加熱しているときには、そのスート１０の中央部自体の温度が柔軟化する温度よりも高温となり、柔らかくなるので、下方側の先端側領域Ｎの重量によって、引き伸ばされて外径が他の部位よりも細くなる。
【００３７】
その後、図２（ｃ）に示されるように、スート１０の上方部分（基端側領域Ｋ）を加熱する際には、加熱手段２０による加熱温度を焼結条件の温度よりも下げる。これにより、スート１０の基端側領域Ｋにおいては、表面部分は焼結してガラス化するが、内部はガラス化されていない非ガラス化の部分が残る。
【００３８】
このように、スート１０の基端側領域Ｋの内部に非ガラス化の部分を残すような加熱条件とすることによって、スート１０の基端側領域Ｋが柔軟化せず、これにより、先端側領域Ｎや中央部Ｍの重量によってスート１０の基端側領域Ｋが伸びて落下してしまうという問題を防止することができる。
【００３９】
以上のようにして、この実施形態例において特徴的な形態を有する光ファイバ母材１を製造することができる。
【００４０】
この実施形態例によれば、外径が１００mm以上の大型光ファイバ母材１において、線引きにより光ファイバ６を作り出す際に引き終わり側となる基端側領域Ｋには、中央部Ｍよりも張り出した肩部１２が形成されている。このような形態を有した光ファイバ母材１は、上記したように、スート１０の焼結工程での加熱条件などを適宜に設定するだけで容易に製造することができる。これにより、焼結工程の後に、光ファイバ母材１の外径を均一化するための延伸工程を設ける必要が無い。よって、製造工程の簡略化を図ることができるし、大型の延伸装置が不要となるし、また、大型の光ファイバ母材１を延伸する際の加熱エネルギーを削減することができる。これらのことから、光ファイバ母材１の製造コストを低減することができる。
【００４１】
また、光ファイバ母材１の線引きを行う際には、線引き装置５の溶解炉７内に光ファイバ母材１の長手方向に沿ってガスを流すが、従来では、図７に示すように、線引きが引き終わり側に近付くと、上方側の抵抗が小さくなるので、ガスの流れが乱れて、光ファイバ母材１が振れてしまうので、光ファイバ６の線引きを安定的に行うことができず、光ファイバ母材１における有効線引き領域Ｌfが狭くなっていた。
【００４２】
これに対して、この実施形態例では、光ファイバ母材１の基端側領域Ｋには肩部１２を設けたので、図３に示されるように、その肩部１２と、溶融炉７の内壁面との間の間隔が狭くなる。この狭い間隔によって、ガスが整流される。このため、線引きが引き終わり側に近付いても、ガスの乱れに起因した光ファイバ６の線引き不安定問題を防止することができる。その結果、光ファイバ母材１における有効線引き領域Ｌfを長くすることができる。このように、光ファイバ母材１の有効線引き領域Ｌfを長くすることができるので、１本の光ファイバ母材１から作り出す光ファイバ６の長さを長くすることができる。その結果、光ファイバ６の製造コストの低減を図ることが可能となる。
【００４３】
また、この実施形態例では、光ファイバ母材１の基端側領域Ｋにおける最大外径の部位から、外径が８０mmの基端部側部位までの長さＬ１を８０mm以上、かつ、２００mm以下の範囲内とした。その長さＬ１が８０mm未満で、肩部１２と基端部１３間の領域が狭いと、スート１０の焼結工程において、中央部Ｍや先端側領域Ｎの重量に起因した応力がその領域に集中して、基端側領域Ｋが伸びてしまってスート１０が落下してしまうという問題が発生する虞がある。これに対して、この実施形態例では、上記のように、上記長さＬ１を８０mm以上としたので、スート１０の焼結工程でスート１０の基端部側領域における応力集中が緩和されてスート１０の落下を防止することができる。
【００４４】
さらに、先端側の太径部１５の最大外径の部位から外径８０mmの先端部側部位までの長さＬ２が長いと、有効線引き領域が短くなるという問題が生じることから、その長さＬ２は短い方がよい。ただし、長さＬ２が５０mm未満というように短すぎると、クラッド原層３を形成した後の焼結工程でクラッド原層３がコア母材２から剥がれ易くなるという問題やクラックが発生するという問題が生じる。この実施形態例では、その長さＬ２が、５０mm以上、かつ、３００mm以下の範囲内としたので、そのような問題発生を防止することができる。
【００４５】
以上のように、この実施形態例において特徴的な構成を備えることによって、上記のような優れた効果を奏することができる。
【００４６】
本発明者は、この実施形態例において特徴的な構成を備える複数種の光ファイバ母材１を製造し、その効果を確認している。図４には光ファイバ母材１の第１具体例の形状を表すグラフが示され、図５には光ファイバ母材１の第２具体例の形状を表すグラフが示されている。図４、図５では、実線Ａは光ファイバ母材の外径を示すものであり、実線Ｂはコア径を示すものであり、横軸は、光ファイバ母材１の先端からの長手方向の長さを示し、縦軸は直径を示している。
【００４７】
第１具体例の光ファイバ母材１は、約１０６５kmの光ファイバ６を作り出すことができると演算により推定されるものであり、平均外径が約１１４mmであり、肩部１２の最大外径φmaxが約１２２mmであり、太径部１５の最大外径φmax’が約１２６mmである。また、最小外径φminは約１０８mmであり、外径差比率は約１４．２％となっている。最小外径部位の位置は、肩部１２の最大外径部位から先端側に約５００mmだけ向かった位置である。換言すれば、この最小外径部位の位置は、太径部１５の最大外径部位から約９５０mmだけ基端側の位置であり、基端側と先端側の間の中間位置よりも基端側寄りとなっている。
【００４８】
さらに、肩部１２の最大外径の部位から外径φ８０mmの基端部側部位までの長さＬ１は１４０mmであり、太径部１５の最大外径の部位から外径φ８０mmの先端部側部位までの長さＬ２は１００mmである。さらにまた、基端側領域Ｋにおいて、肩部１２の最大外径の部位は、非ガラス化部が最大径を持つ部位でもあり、この非ガラス化部の最大径は約１００mmである。
【００４９】
第２具体例の光ファイバ母材１は、約１４５３kmの光ファイバ６を作り出すことができると演算により推定されるものであり、平均外径が約１３２mmであり、肩部１２の最大外径φmaxが約１４６．５mmであり、太径部１５の最大外径φmax’が約１４３．４mmである。また、最小外径φminは約１２６．５mmであり、外径差比率は約１３．７％となっている。
【００５０】
また、肩部１２の最大外径の部位から外径φ８０mmの基端部側部位までの長さＬ１は約１２５mmであり、太径部１５の最大外径の部位から外径φ８０mmの先端部側部位までの長さＬ２は約１２３mmである。さらにまた、基端側領域Ｋにおいて、非ガラス化部の最大径は約１２０mmである。
【００５１】
第１具体例と第２具体例の各光ファイバ母材１を、内径が１６５mmの溶融炉７を持つ線引き装置５でもって線引きして光ファイバ６を製造したところ、予め定められたクラッド／コア比率を持つ適正な光ファイバ６を、１０００（ｍ／分）の速度で、計算通りの長さ分を安定的に線引きにより得ることができ、上記実施形態例に示した効果を奏することができることを確認した。
【００５２】
なお、この発明は上記実施形態例に限定されるものではなく、様々な実施の形態を採り得る。例えば、上記実施形態例では、肩部１２の最大外径と、太径部１５の最大外径とは、ほぼ等しかったが、もちろん、肩部１２の最大外径と、太径部１５の最大外径とは異なっていてもよい。
【００５３】
【発明の効果】
この発明によれば、光ファイバ母材は、外径が１００mm以上の大型光ファイバ母材と成し、この大型光ファイバ母材は、線引きを行う際に上部側となる基端側領域に、中央部よりも張り出した肩部が形成され、かつ、線引きの際に下部側となる先端側領域には、中央部よりも太い太径部が形成されている。このような形態を有する大型光ファイバ母材は、例えばスートの焼結工程での加熱条件などを適宜に設定することによって、容易に製造することができる。このため、従来では必須であったスート焼結工程の後の延伸工程を省略することができる。
【００５４】
これにより、製造工程の簡略化を図ることができる。また、大型の光ファイバ母材を延伸するための大型な延伸装置が不要となり、さらに、大型光ファイバ母材を延伸する際に必要であった加熱エネルギーを削減することができて省電力化を図ることができる。これらのことから、光ファイバ母材の製造コストを低減することができる。
【００５５】
さらに、光ファイバ母材を線引きする際には、光ファイバ母材を配置する炉内に光ファイバ母材の長手方向に沿ってガスが流される。従来では、線引きが終わりに近付くと、その炉内のガスの流れが乱れて光ファイバ母材が振れてしまうので、線引きを安定して行うことができないという問題があった。
【００５６】
これに対して、この発明では、光ファイバ母材の引き終わり側となる基端側領域には中央部よりも張り出した肩部が形成されており、この肩部と炉の内壁面との間の間隔は狭くなる。このため、この狭い間隔によってガスが整流される。よって、ガス流の乱れを防止できて、安定して線引きを行うことができる光ファイバ母材の有効線引き領域を拡大することができる。これにより、無駄を減らすことができ、１本の光ファイバ母材から作り出すことができる光ファイバの長さを長くすることができる。このことに起因して光ファイバの製造コストを低減することができ、光ファイバの低コスト化を図ることを容易にする。
【００５７】
また、光ファイバ母材の基端側領域において、肩部の最大外径の部位から、外径が８０mmの基端部側部位までの長さが８０mm未満であり、肩部と基端部との間が非常に狭い場合には、製造工程における焼結工程で、その肩部と基端部間の狭い領域に応力が集中して光ファイバ母材が落下してしまうという問題が生じる虞がある。これに対して、肩部の最大外径の部位から、外径が８０mmの基端部側部位までの長さが、８０mm以上、かつ、２００mm以下の範囲内とすることにより、肩部から基端部にかけての領域が広くなり、焼結工程で当該領域に応力が集中することを緩和することができて、光ファイバ母材の落下問題を防止することができる。
【００５８】
また、光ファイバ母材の肩部から基端部にかけて、クラッド原層をほぼ非ガラス化部とすることも、焼結工程での落下を防止することに寄与することができる。つまり、焼結工程において、光ファイバ母材の基端側領域を加熱する際に、ガラス化する程度の高温に加熱しないので、光ファイバ母材の基端側領域は柔軟化せず、これにより、光ファイバ母材の基端側が高温加熱による柔軟化によって伸びてしまって落下するという事態を防止することができる。
【００５９】
さらに、光ファイバ母材の先端側領域において、中央部よりも外径が太い太径部が形成され、この太径部の最大外径の部位から、外径が８０mmの先端部側部位までの長さが、５０mm以上、かつ、３００mm以下の範囲内とすることにより、焼結工程において、コア部材からクラッド原層が剥離するという問題や、クラッド原層にクラックが発生するという問題を防止することができ、しかも、有効線引き領域を拡大することができる。
【００６０】
この発明の製造方法を用いることにより、製造工程を増加することなく、又、特別な装置を新たに準備するということもなく、非常に簡単に本発明の光ファイバ母材を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る光ファイバ母材の一実施形態例を模式的に示したモデル図である。
【図２】この発明の光ファイバ母材の製造方法の一実施形態例を説明するための図である。
【図３】上記実施形態例の光ファイバ母材の効果を説明するための図である。
【図４】光ファイバ母材の第１具体例を説明するためのグラフである。
【図５】光ファイバ母材の第２具体例を説明するためのグラフである。
【図６】光ファイバ母材の従来例を示すモデル図である。
【図７】従来の光ファイバ母材の問題点を説明するための図である。
【符号の説明】
１ 光ファイバ母材
２ コア母材
３ クラッド原層
６ 光ファイバ
１０ スート
１２ 肩部
１５ 太径部
Claims (8)
- 光ファイバのコアとなるコア母材の外周に、光ファイバのクラッドとなるクラッド原層が形成されて成る光ファイバ母材において、この光ファイバ母材は外径が１００mm以上の大型光ファイバ母材と成し、当該光ファイバ母材から光ファイバを作り出す線引き工程で吊り下げられる際に上部側となる基端側領域には、中央部よりも張り出した肩部が形成され、かつ、前記肩部から基端部にかけてのクラッド原層はほぼ非ガラス化部と成していることを特徴とした光ファイバ母材。
- 肩部から基端部にかけてのクラッド原層は、その表面部分がガラス化され、それよりも内部が非ガラス化部と成していることを特徴とした請求項１記載の光ファイバ母材。
- 肩部のクラッド原層の非ガラス化部の厚みは、コア母材の直径の１．１倍以上であることを特徴とした請求項２記載の光ファイバ母材。
- 光ファイバ母材の基端側領域において、肩部から基端部に向かうに従って外径が細くなり、基端部の外径が８０mmよりも細くなる構成と成し、肩部の最大外径の部位から、外径が８０mmの基端部側部位までの長さが、８０mm以上、かつ、２００mm以下の範囲内であることを特徴とした請求項１乃至請求項３の何れか１つに記載の光ファイバ母材。
- 光ファイバ母材の下部側となる先端側には、中央部よりも外径が太い太径部が形成されており、当該先端側領域において、太径部から先端に向かうに従って外径が細くなり、先端の外径は８０mmよりも細くなる構成と成し、太径部の最大外径の部位から、外径が８０mmの先端部側部位までの長さが、５０mm以上、かつ、３００mm以下の範囲内であることを特徴とした請求項１乃至請求項４の何れか１つに記載の光ファイバ母材。
- 最小外径の部位は先端側と基端側との間の中間位置よりも基端側寄りに設けられていることを特徴とした請求項１乃至請求項５の何れか１つに記載の光ファイバ母材。
- 最小外径をφminとし、最大外径をφmaxとした場合に、（（φmax−φmin）／φmax）×１００（％）の演算式により求まる外径差比率が５％以上、かつ、２５％以下の範囲内であることを特徴とした請求項１乃至請求項６の何れか１つに記載の光ファイバ母材。
- 光ファイバのコアとなるコア母材の外周に、光ファイバのクラッドとなるクラッド原層を形成してスートを作製し、その後に、そのスートを加熱してガラス化させる焼結工程を行う光ファイバ母材の製造方法において、スートの焼結工程では、スートを吊り下げて、スートの下端側から上端側に向かって順に加熱していき、スートの中央部を加熱しているときに、下端部分の重量を利用して、当該中央部を引き伸ばして外径を他の部位よりも細くし、また、スートの上部を加熱する際には加熱温度を下げて、ガラス化されなかった非ガラス化部分をスート上部に残すことを特徴とした光ファイバ母材の製造方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001279675A JP4002082B2 (ja) | 2001-09-14 | 2001-09-14 | 光ファイバ母材およびその製造方法 |
| US10/242,609 US6827883B2 (en) | 2001-09-14 | 2002-09-13 | Optical fiber preform and the method of producing the same |
| US10/970,379 US7135235B2 (en) | 2001-09-14 | 2004-10-22 | Optical fiber preform and the method of producing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001279675A JP4002082B2 (ja) | 2001-09-14 | 2001-09-14 | 光ファイバ母材およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003089541A JP2003089541A (ja) | 2003-03-28 |
| JP4002082B2 true JP4002082B2 (ja) | 2007-10-31 |
Family
ID=19103815
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001279675A Expired - Fee Related JP4002082B2 (ja) | 2001-09-14 | 2001-09-14 | 光ファイバ母材およびその製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US6827883B2 (ja) |
| JP (1) | JP4002082B2 (ja) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8212004B2 (en) * | 1999-03-02 | 2012-07-03 | Human Genome Sciences, Inc. | Neutrokine-alpha fusion proteins |
| US6812327B1 (en) * | 1996-10-25 | 2004-11-02 | Human Genome Sciences, Inc. | Neutrokine-alpha polypeptides |
| WO2002002641A1 (en) | 2000-06-16 | 2002-01-10 | Human Genome Sciences, Inc. | Antibodies that immunospecifically bind to blys |
| AU2001288301A1 (en) * | 2000-08-18 | 2002-03-04 | Human Genome Sciences, Inc. | Binding polypeptides and methods based thereon |
| JP2005272234A (ja) * | 2004-03-25 | 2005-10-06 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 光ファイバ用ガラス母材の加工方法及び加工装置 |
| US9168286B2 (en) * | 2005-10-13 | 2015-10-27 | Human Genome Sciences, Inc. | Methods and compositions for use in treatment of patients with autoantibody positive disease |
| NZ597082A (en) * | 2005-10-13 | 2013-11-29 | Human Genome Sciences Inc | Methods and Compositions for Use in Treatment of Patients with Autoantibody Positive Diseases |
| US8211649B2 (en) * | 2006-03-31 | 2012-07-03 | Human Genome Sciences, Inc. | Methods of diagnosing and prognosing hodgkin's lymphoma |
| JP5213116B2 (ja) * | 2008-09-05 | 2013-06-19 | 信越化学工業株式会社 | 光ファイバ用プリフォームの製造方法 |
| EP2396035A4 (en) * | 2009-02-12 | 2012-09-12 | Human Genome Sciences Inc | USE OF ANTAGONISTS OF PROTEIN STIMULATING LYMPHOCYTES B TO PROMOTE GRAFT TOLERANCE |
| JP6318569B2 (ja) * | 2013-11-15 | 2018-05-09 | 住友電気工業株式会社 | 光ファイバの製造方法および光ファイバ用ガラス母材の製造方法 |
| US20170240455A1 (en) * | 2014-08-13 | 2017-08-24 | Heraeus Tenevo Llc | System and method for forming a quartz glass optical component |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002160935A (ja) * | 2000-09-12 | 2002-06-04 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 光ファイバ母材 |
-
2001
- 2001-09-14 JP JP2001279675A patent/JP4002082B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2002
- 2002-09-13 US US10/242,609 patent/US6827883B2/en not_active Expired - Lifetime
-
2004
- 2004-10-22 US US10/970,379 patent/US7135235B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US7135235B2 (en) | 2006-11-14 |
| JP2003089541A (ja) | 2003-03-28 |
| US20030053778A1 (en) | 2003-03-20 |
| US20050214543A1 (en) | 2005-09-29 |
| US6827883B2 (en) | 2004-12-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4002082B2 (ja) | 光ファイバ母材およびその製造方法 | |
| JP5249954B2 (ja) | 圧密中の光ファイバケーン／プレフォーム変形の削減 | |
| JP5213116B2 (ja) | 光ファイバ用プリフォームの製造方法 | |
| JP4348341B2 (ja) | 光ファイバ母材の製造方法 | |
| JP6006186B2 (ja) | 光ファイバ用多孔質ガラス堆積体の製造方法 | |
| JP4690979B2 (ja) | 光ファイバ母材の製造方法 | |
| JP2010037133A (ja) | 光ファイバ用母材、光ファイバ用母材の製造方法及び光ファイバ用母材製造用ガラスロッド | |
| JP3895644B2 (ja) | 光ファイバ母材の多孔質スート体のガラス化方法 | |
| US6928841B2 (en) | Optical fiber preform manufacture using improved VAD | |
| JP7115095B2 (ja) | 光ファイバ用母材の製造方法 | |
| JP5533205B2 (ja) | ガラス母材製造方法 | |
| JP2005263557A (ja) | 多孔質ガラス母材の焼結方法及び焼結装置 | |
| JPH08333129A (ja) | 多孔質ガラス光導波通路プリフォ−ムの乾燥および焼結方法 | |
| JP4691008B2 (ja) | 光ファイバの製造方法 | |
| JP4403623B2 (ja) | 光ファイバ母材の製造方法 | |
| JP5778895B2 (ja) | ガラス母材製造方法 | |
| JPH0327493B2 (ja) | ||
| JP4176978B2 (ja) | 光ファイバ大型母材の製造方法 | |
| JP2004307281A (ja) | フッ素添加石英ガラス物品の製造方法 | |
| JP3758596B2 (ja) | ガラス母材およびガラス母材の加工方法 | |
| JP6597177B2 (ja) | 光ファイバ用母材の製造方法 | |
| JP2023009420A (ja) | 光ファイバ用母材の製造方法 | |
| JP2011230985A (ja) | ガラス母材製造方法 | |
| JP6318569B2 (ja) | 光ファイバの製造方法および光ファイバ用ガラス母材の製造方法 | |
| JP5758447B2 (ja) | 光ファイバ用母材の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040421 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070111 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070306 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070427 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20070717 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20070816 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100824 Year of fee payment: 3 |
|
| R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 4002082 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100824 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110824 Year of fee payment: 4 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110824 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120824 Year of fee payment: 5 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120824 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130824 Year of fee payment: 6 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |