JP3556908B2 - フォトニッククリスタルファイバの製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フォトニッククリスタルファイバ（以後「ＰＣ（photonic crystal）ファイバ」と称する）の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
コア部及びクラッド部からなる光ファイバは、光を伝搬する媒体として非常によく知られている。また、近年、かかる構成の光ファイバでは得ることができない大きな波長分散を発現するものとして、ＰＣファイバが注目を集めつつある。このＰＣファイバは、ファイバ中心を長手方向に延び中実又は中空に形成されたコア部と、そのコア部を囲うように設けられコア部に沿って延びる多数の細孔を有する多孔部とを備えており、この多孔部が二次元的に屈折率が周期的に変動したフォトニッククリスタル構造を構成するものである。
【０００３】
そして、かかるＰＣファイバの製造方法としては、多孔部となる多数のキャピラリをキャピラリ孔が横断面において所定格子配列を形成するように束ねると共に、中実のコア部となるコアロッドを中心軸位置に配置して又は中空のコア部となるコア空間を中心軸位置に形成して作製したプリフォームを線引き加工により細径化するというものがある。
【０００４】
ところが、このような製造方法では、線引き加工時にキャピラリ孔が熱によって収縮したり潰れたりし、安定したフォトニッククリスタル構造を形成させることが困難となるという不都合がある。
【０００５】
これに対し、特開平１０−９５６２８号公報には、シリカ毛管（キャピラリ）をその一端で封止し、これを封止端及び開口端がそれぞれ同じ側となるように高密充填の配置に多数束ねると共に中心のシリカ毛管（キャピラリ）をシリカ管又はシリカロッドにより置換した管束バンドルによってプリフォームを形成し、このプリフォームをシリカ毛管（キャピラリ）の開口端側から線引き加工するＰＣファイバの製造方法が開示されており、かかる方法によれば、シリカ毛管（キャピラリ）のボイド（キャピラリ孔）において得られる内圧がボイド（キャピラリ孔）を開いたままにする、すなわち、ボイド（キャピラリ孔）が収縮したり潰れたりすることが防止される、との内容が記載されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、以上のいずれの方法でも、キャピラリの少なくとも一方端が開口しているため、キャピラリ内に常時新しい空気が侵入可能な状態にあり、線引き加工時に空気中の水分との反応によってキャピラリ内面に水酸基（ＯＨ基）が形成されることとなる。そして、ＰＣファイバに多くの水酸基が形成されると、それが信号光の特定波長（１．３８μｍ）の光を吸収して伝送ロスを生じることとなる。
【０００７】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、線引き加工時における水酸基の形成が抑制され、従来に比べて低伝送ロスのＰＣファイバを得ることができるＰＣファイバの製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、キャピラリを束ねて形成されたプリフォームを線引き加工するＰＣファイバの製造方法において、両端が封止されたキャピラリを用いるようにしたものである。
【０００９】
具体的には、本出願の発明は、キャピラリ孔が横断面において所定格子配列を形成するように多数のキャピラリを束ねると共に、中心軸位置にコアロッドを配置して又はコア空間を形成して、該多数のキャピラリの各々が両端封止されたプリフォームを作製し、該プリフォームを線引き加工して細径化することを特徴とするフォトニッククリスタルファイバの製造方法である。
【００１０】
上記製造方法によれば、キャピラリの両端が封止されることによってキャピラリ内への新しい空気の侵入が阻止されることとなるので、線引き加工時における空気中の水分との反応によるキャピラリ内面への水酸基の形成が抑制され、得られるＰＣファイバは従来に比べて伝送ロスが少ないものとなる。
【００１１】
また、キャピラリの両端の封止を、キャピラリが線引き加工時に相似形を維持しながら細径化されるようにキャピラリの内圧を設定して行うことが好ましい。両端が封止されたキャピラリを用いた場合、線引き加工時にキャピラリ内外に圧力差が生じ、また、キャピラリはその肉厚の厚薄によって膨張又は収縮する特性を呈するが、上記のようにすれば、線引き加工時にキャピラリが相似形を維持しながら細径化されるように予めキャピラリの内圧を適当に設定しているので、所望の構造のＰＣファイバが安定して製造されることとなる。ここで、キャピラリの内圧は、キャピラリの肉厚、線引き温度、線引き時のキャピラリ外側の圧力等によって決定されるものである。
【００１２】
さらに、キャピラリの両端の封止を、キャピラリ内に水酸基形成不活性なガスを充填して行うことが好ましい。空気を内包して両端が封止されたキャピラリでは、その空気中に含まれる水分によってキャピラリ内面に僅かながら水酸基が形成されるおそれがあるが、上記のようにすれば、水分のキャピラリ内面への接触がなくなることとなるので、キャピラリ内面に水酸基が形成されることがほとんどなくなる。ここで、水酸基形成不活性なガスとは、キャピラリ内面に水酸基を形成しないガスであり、アルゴン（Ａｒ）等の希ガス、塩素（Ｃｌ2）ガス、窒素（Ｎ2）ガス等が挙げられる。
【００１３】
そして、キャピラリの内面及び／又は外面をフッ化水素酸等によってエッチング処理することが好ましい。キャピラリは、それが製造される段階において内面及び外面に水酸基が形成されることがあるが、上記のようにすれば、キャピラリ内面及び／又は外面がフッ化水素酸等によって表層がエッチングされることとなるので、予め水酸基が除去され、得られるＰＣファイバは水酸基の少ないものとなる。ここで、コアロッドを用いる場合には、コアロッド外面をもフッ化水素酸等によってエッチング処理するのが好ましい。
【００１４】
また、キャピラリの内面及び／又は外面を塩素ガス等によって脱水処理することが好ましい。このようにすれば、キャピラリ内面及び／又は外面が塩素ガス等によって脱水処理されて予め水酸基及び水分が除去されることとなるので、得られるＰＣファイバは水酸基の少ないものとなる。コアロッドを用いる場合には、コアロッド外面をも塩素ガス等によって脱水処理することが好ましい。
【００１５】
そして、線引き加工を、プリフォーム内に形成された空隙を減圧した状態で行うことが好ましい。キャピラリ外面やコアロッド外面への水酸基の形成を阻止するためには、プリフォームの両端を完全に封止して線引き加工するようにすればよいが、それではキャピラリ相互間に形成された空隙の圧力が高くなり、得られるＰＣファイバではその空隙（インタースティシャルサイト）が消滅せずに残ってしまうこととなる。しかしながら、上記のようにプリフォーム内に形成されたキャピラリ相互間の空隙が減圧された状態で線引き加工するようにすれば、キャピラリ外面やコアロッド外面への水分の接触が抑制されると共に、減圧されたその空隙が加熱によって内部圧力の高まったキャピラリによってスムーズに押し潰され、それによってフォトニッククリスタル構造の構造安定性が高くなり、バックグラウンドの伝送損失がきわめて低いＰＣファイバが得られることとなる。ここで、プリフォーム内に形成されたキャピラリ相互間の空隙の減圧は、その空隙が減圧状態となるようにプリフォームの両端を封止するようにしてもよく、また、その空隙が減圧状態となるようにそこからのガス排出を実施しながら線引き加工するようにしてもよい。
【００１６】
また、多数のキャピラリ及びコアロッド又は多数のキャピラリを筒状のサポート管に充填することによりプリフォームを形成することが好ましい。かかる構成によれば、キャピラリ束がサポート管で束ねられた状態にプリフォームが作製されることとなるので、各キャピラリの移動がサポート管により規制され、線引き加工の加工性が良好となると共に、得られるＰＣファイバが長手方向に均質なものとなる。
【００１７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、キャピラリの両端が封止されることによってキャピラリ内への新しい空気の侵入が阻止されることとなるので、線引き加工時における空気中の水分との反応によるキャピラリ内面への水酸基の形成を抑制することができ、得られるＰＣファイバを従来に比べて伝送ロスの少ないものとすることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態に係るＰＣファイバの製造方法について工程を追って説明する。
【００１９】
＜キャピラリ作製工程＞
図１に示すように、円筒状の石英（ＳｉＯ2）管９を電気炉１０で加熱延伸することにより長尺のキャピラリ１を作製する。このとき、石英管９内及びキャピラリ１内に塩素ガスを流通させる。これによって、キャピラリ１内面の水酸基及び水分が塩素ガスによって除去されると共に空気が排除されて水分のキャピラリ１内面への付着が防止されることとなる。また、得られる長尺のキャピラリ１の両端を封止してキャピラリ１内に塩素ガスを充填した状態とする。このとき、キャピラリ１内の塩素ガス圧力は、キャピラリ１が線引き加工時に相似形を維持しながら細径化されるように所定の値に設定する。そして、この長尺のキャピラリ１をマイクロバーナー等を用いて所定長さに切り分けることにより、両端にキャピラリ封止部１ａ，１ａが形成され塩素ガスが充填されたキャピラリ１，１，…を作製する。このキャピラリ１内に塩素ガスが充填されていることによって、キャピラリ１内面への水分の接触がなくなることとなる。
【００２０】
＜準備工程＞
キャピラリ作製工程で作製したキャピラリ１，１，…を多数本と、キャピラリ１の同外径で同長さの石英製のコアロッド２を１本と、キャピラリ１及びコアロッド２より短尺で石英製の円筒状のサポート管３を１本と、を準備する。
【００２１】
＜キャピラリ及びコアロッド充填工程＞
キャピラリ１，１，…及びコアロッド２を貫通状態にサポート管３内に充填する。このとき、横断面においてキャピラリ孔が三角格子を形成するようにキャピラリ１，１，…を最密状に充填すると共に、中心軸位置にコアロッド２が配置されるようにする。これによって、各キャピラリ１及びコアロッド２の移動がサポート管３により規制されることとなる。また、キャピラリ１，１，…及びコアロッド２は断面円形であるため、サポート管３内にはキャピラリ１相互間等に断面略三角形状の空隙１１，１１，…が形成される。そして、キャピラリ束の最外層とサポート管３の内壁との間に生じる間隙には石英粉等の充填材を充填し、各キャピラリ１の位置ずれが生じないようにする。以上のようにして、図２に示すように、キャピラリ束を形成する最密状に配設された多数のキャピラリ１，１，…と、その中心軸位置に配置されたコアロッド２と、キャピラリ１，１，…及びコアロッド２よりなるキャピラリ束を保持するサポート管３とからなるプリフォーム４を作製する。
【００２２】
＜塩素ガスによる脱水処理工程＞
図３に示すように、プリフォーム４両端にサポート管３とほぼ同外径である石英製の補助パイプ１２，１２をそれぞれ溶接する。そして、一方の補助パイプ１２の開口部から塩素ガスを流し込み、その塩素ガスをサポート管３内に形成された空隙１１，１１，…に流通させ、最終的に他方の補助パイプ１２の開口部から排出するようにすると共に、火炎１３をプリフォーム４の長手方向に往復移動させるようにしてその外側を加熱する。これによって、キャピラリ１，１，…外面及びコアロッド２外面の水酸基及び水分が塩素ガスによって予め除去されることとなる。そして、キャピラリ１相互間の空隙１１，１１，…が減圧された状態となるようにサポート管３内を真空ポンプで減圧しながらその両端を加熱してサポート管封止部３ａ，３ａを形成する。このとき、その空隙１１，１１，…に空気が侵入しないようにし、空隙１１，１１，…に塩素ガスが充填された状態となるようにする。
【００２３】
＜線引き工程＞
プリフォーム４から一方の補助パイプ１２を取り外し、図４に示すように、残った他方の補助パイプ１２が上側になるようにしてプリフォーム４を線引き加工機にセットする。そして、プリフォーム４に線引き炉１４で加熱延伸する線引き加工を施すことにより細径化（ファイバー化）する。このとき、キャピラリ１，１，…が所定の内圧を有して封止されていることによって、キャピラリ１，１，…が相似形を維持しながら細径化されることとなる。また、サポート管３内に形成された空隙１１，１１，…が減圧された状態で封止され、しかも塩素ガスが充填されていることによって、キャピラリ１外面及びコアロッド２外面への水分の接触が防止されると共に、減圧されたそれらの空隙１１，１１，…が加熱によって内部圧力の高まったキャピラリ１，１，…によってスムーズに押し潰されることとなる。そして、隣接するキャピラリ１同士、キャピラリ１とコアロッド２、及びキャピラリ１とサポート管３は相互に融着一体化することとなる。そうして、図５に示すように、ファイバ中心を長手方向に延びる中実コア部５と、中実コア部５を囲うように設けられ中実コア部５に沿って延びる多数の細孔を有する多孔部６と、これらを被覆するように設けられた被覆部７とからなるＰＣファイバ８が製造される。
【００２４】
上記構成のＰＣファイバ８の製造方法によれば、キャピラリ１両端がキャピラリ封止部１ａ，１ａで封止されていることによってキャピラリ１内への空気の侵入が阻止され、また、キャピラリ１内に水酸基形成不活性な塩素ガスが充填されていることによってキャピラリ１内面への水分の接触が防止され、さらに、キャピラリ１外面及びコアロッド２外面が塩素ガスによって脱水処理されていることによってそれらの水酸基及び水分が予め除去されているので、得られるＰＣファイバ８は水酸基が少なく、水酸基が吸収する波長１．３８μｍの光の伝送ロスが極めて低いものとなる。
【００２５】
また、線引き加工時にキャピラリ１が相似形を維持しながら細径化されるように予めキャピラリ１の内圧が適当に設定されており、さらに、サポート管３内に形成された空隙１１を減圧した状態で線引き加工を行うことにより、減圧されたその空隙１１が加熱によって内部圧力の高まったキャピラリ１によってスムーズに押し潰されることとなるので、それによってフォトニッククリスタル構造の構造安定性が高くなり、得られるＰＣファイバ８のバックグラウンドの伝送ロスがきわめて低いものとなる。
【００２６】
そして、キャピラリ１及びコアロッド２がサポート管３で束ねられた状態にプリフォーム４が作製されることとなるので、各キャピラリ１及びコアロッド２の移動がサポート管３により規制され、線引き加工の加工性が良好なものとなり、また、得られるＰＣファイバ８が長手方向に均質なものとなる。
【００２７】
なお、上記実施形態では、中実のコア部を有するＰＣファイバ８を製造するものとしたが、特にこれに限定されるものではなく、中空のコア部を有するＰＣファイバを製造するものであってもいよい。その場合、プリフォームの中心軸位置にコアロッドを配置する代わりに、その中心軸位置にコア空間を形成するようにすればよい。
【００２８】
また、上記実施形態では、石英管９に塩素ガスを流通させながら加熱延伸してキャピラリ１を作製したが、特にこれに限定されるものではなく、図６に示すように石英管９を大気雰囲気下で加熱延伸してキャピラリ１を作製するようにしてもよい。但し、その場合は、キャピラリ１内面に塩素ガス等による脱水処理及び／又は後述のフッ化水素酸等によるエッチング処理を施すことが望ましい。
【００２９】
また、上記実施形態では、キャピラリ１内に塩素ガスを充填するようにしたが、特にこれに限定されるものではなく、水酸基形成不活性なガスであれば、アルゴン等の希ガス、窒素ガス等を充填するようにしてもよい。
【００３０】
また、上記実施形態では、プリフォーム４のサポート管３内に形成された空隙１１が減圧された状態でサポート管３両端を封止し、そのプリフォーム４を線引き加工するようにしたが、特にこれに限定されるものではなく、図７に示すように、プリフォーム４上部に溶接した補助パイプ１２から真空ポンプ等を用いて気体排出を行うことによりその空隙１１を減圧された状態となるようにして線引き加工を行うようにしてもよい。このとき同時に、補助パイプ１２から塩素ガスを流し込み、キャピラリ１外面及びコアロッド２外面の脱水処理を行うようにしてもよい。
【００３１】
また、両端を封止したキャピラリ又は封止されていないキャピラリを作製し、そのキャピラリをフッ化水素酸に浸漬するエッチング処理を行うようにしてもよい。このようにすれば、キャピラリ外面がエッチングされることとなるので、予めその外面の水酸基が除去され、得られるＰＣファイバは水酸基の少ないものとなる。封止されていないキャピラリの場合は、キャピラリ内面も同様にエッチング処理されることとなる。もちろん、コアロッドにかかるエッチング処理を施すようにしてもよい。この処理は、塩素ガスによる脱水処理に併せて行ってもよく、また、塩素ガスによる脱水処理に代えて行ってもよい。
【００３２】
【実施例】
＜試験評価サンプル＞
以下の各例のＰＣファイバサンプルを作製した。
【００３３】
−例１−
石英管を大気雰囲気下で加熱延伸することにより外径５００μｍ長さ３００ｍｍのキャピラリを多数本作製した。次いで、それらのキャピラリと外径５００μｍ長さ３００ｍｍのコアロッドとを外径２６ｍｍで内径１０ｍｍのサポート管に最密状に充填した。このとき、端面においてキャピラリ孔が三角格子を形成すると共にコアロッドが中心軸位置に配置されるようにした。次に、各キャピラリの両端を加熱して封止することによりプリフォームを作製した。続いて、図８（ａ）に示すように、サポート管３の一端に補助パイプ１２を溶接し、その補助パイプ１２が上側となるようにしてプリフォーム４を線引き加工機にセットした。そして、プリフォーム４を線引き炉１４で加熱延伸する線引き加工を行うことにより外径１００μｍのＰＣファイバを作製し、これを例１とした。
【００３４】
−例２−
例１と同様プリフォームを作製し、サポート管３の両端に補助パイプを溶接して上記実施形態と同様に塩素ガスによる脱水処理を行った。次いで、一方の補助パイプを取り外し、図８（ｂ）に示すように、残った他方の補助パイプ１２が上側となるようにしてプリフォーム４を線引き加工機にセットした。そして、真空ポンプを補助パイプ１２に接続してサポート管３内に形成された空隙から気体を排出することによりその空隙を４．８０×１０4Ｐａに減圧された状態に維持し、プリフォーム４を線引き炉１４で加熱延伸する線引き加工を行うことにより外径１００μｍのＰＣファイバを作製し、これを例２とした。
【００３５】
−例３−
キャピラリ及びコアロッドをサポート管に充填する前にそれらをフッ化水素酸に浸漬するエッチング処理を行ったことを除いては例２と同様の方法で作製した外径１００μｍのＰＣファイバを例３とした。
【００３６】
−例４−
上記実施形態と同様に塩素ガスを流通させながら石英管を加熱延伸することにより両端が封止され塩素ガスが充填された長尺のキャピラリを作製し、マイクロバーナーを用いてそれを外径５００μｍ長さ３００ｍｍの両端が封止されたキャピラリに切り分けた。次いで、それらのキャピラリと外径５００μｍ長さ３００ｍｍのコアロッドとを外径２６ｍｍで内径１０ｍｍのサポート管に最密状に充填してプリフォームを作製した。このとき、横断面においてキャピラリ孔が三角格子を形成すると共にコアロッドが中心軸位置に配置されるようにした。次に、サポート管の両端に補助パイプを溶接して上記実施形態と同様に塩素ガスによる脱水処理を行った。続いて、一方の補助パイプを取り外し、他方の補助パイプが上側となるようにしてプリフォームを線引き加工機にセットした。そして、プリフォームを線引き炉で加熱延伸する線引き加工を行うことにより外径１００μｍのＰＣファイバを作製し、これを例４とした。
【００３７】
−例５−
図８（ｃ）に示すように、線引き開始側と反対側の一端部のみを封止したキャピラリ１，１，…を用いたことを除いては例１と同様の方法で作製した外径１００μｍのＰＣファイバを例５とした。
【００３８】
−例６−
図８（ｄ）に示すように、両端を封止しないキャピラリ１，１，…を用いたことを除いては例１と同様の方法で作製した外径１００μｍのＰＣファイバを例６とした。
【００３９】
＜試験評価方法＞
例１〜５の各ＰＣファイバについて、波長１．５５μｍ及び波長１．３８μｍのそれぞれの光を伝搬させ、それぞれの伝送ロスを計測した。なお、例６は、キャピラリ孔が潰れてしまい、細孔によってフォトニッククリスタル構造が構成されなかったので計測を行わなかった。
【００４０】
＜試験評価結果＞
表１は、試験評価結果を示す。
【００４１】
【表１】
【００４２】
同表によれば、波長１．５５μｍ及び波長１．３８μｍのいずれの場合も、例１〜５の順に伝送ロスが低くなっているのが分かる。
【００４３】
例１と例５とを比較すると、波長１．５５μｍの光に対する伝送ロスは両者同等であるにも関わらず、波長１．３８μｍの光に対する伝送ロスは例５よりも例１の方が低くなっているのが分かる。これは、例５ではキャピラリの一方の端が開口してキャピラリ内への空気の出入りが可能であるために線引き加工時にその内面に波長１．３８μｍの光を吸収する多くの水酸基が形成されたのに対し、例１ではキャピラリの両端が封止されてキャピラリ内への空気の出入りがないためにその内面への水酸基の形成が抑制されたためであると考えられる。
【００４４】
例１と例２とを比較すると、波長１．５５μｍの光に対する伝送ロスは例１よりも例２の方が大幅に低くなっているのが分かる。これは、例１ではサポート管内に形成された空隙を減圧せずに線引き加工を行ったのに対し、例２ではその空隙を減圧した状態で線引き加工を行い、その結果、減圧されたその空隙が加熱によって内部圧力の高まったキャピラリによってスムーズに押し潰され、それによってフォトニッククリスタル構造の構造安定性が高まったためであると考えられる。また、波長１．３８μｍの光に対する伝送ロスもまた例１よりも例２の方が低くなっているのが分かる。これは、例１ではキャピラリ外面及びコアロッド外面が塩素ガスによって脱水処理されていないのに対し、例２ではそれらの外面が塩素ガスによって脱水処理されており、その結果、キャピラリ外面及びコアロッド外面の水酸基及び水分が塩素ガスによって予め除去されたためであると考えられる。加えて、サポート管内に形成された空隙が減圧されてキャピラリ外面及びコアロッド外面に接触する水分が少ないために水酸基の形成が抑止された効果もあると考えられる。
【００４５】
例２と例３とを比較すると、波長１．５５μｍ及び波長１．３８μｍのいずれの光に対する伝送ロスも例２よりも例３の方が低くなっているのが分かる。例２よりも例３の方が波長１．３８μｍの光に対する伝送ロスが低くなっているのは、例２ではキャピラリ作製時等にキャピラリ内面に形成された水酸基が残ったまま両端を封止したキャピラリを用いたのに対し、例３では両端封止前にキャピラリをフッ化水素酸に浸漬することによりその表層をエッチングして予め水酸基を除去したキャピラリを用いたので、その結果、作製されたＰＣファイバに残留する水酸基が少なくなったためであると考えられる。例２よりも例３の方が波長１．５５μｍの光に対する伝送ロスが低くなっているのは、波長１．３８μｍの光に対する伝送ロスの低減効果が波長１．５５μｍの光に対する伝送ロスに影響を与えたためであると考えられる。
【００４６】
例３と例４とを比較すると、波長１．５５μｍ及び波長１．３８μｍのいずれの光に対する伝送ロスも例２よりも例３の方が低くなっているのが分かる。例３よりも例４の方が波長１．３８μｍの光に対する伝送ロスが低くなっているのは、例３ではキャピラリ内面がフッ化水素酸によるエッチング処理が施されて予め水酸基が除去されているものの最終的にはキャピラリ内に空気が充填されるために線引き加工時にキャピラリ内面に水酸基が形成されるのに対し、例４ではキャピラリ作製時に塩素ガスが流通されてキャピラリがそのまま封止されているためにキャピラリ内面が空気に接触することがなく、その結果、例４では作製されたＰＣファイバに残留する水酸基が少なくなったためであると考えられる。例３よりも例４の方が波長１．５５μｍの光に対する伝送ロスが低くなっているのは、波長１．３８μｍの光に対する伝送ロスの低減効果が波長１．５５μｍの光に対する伝送ロスに影響を与えたためであると考えられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態におけるキャピラリ作製工程を示す説明図である。
【図２】プリフォームの断面図である。
【図３】本発明の実施形態における塩素ガスによる脱水処理工程を示す説明図である。
【図４】本発明の実施形態における線引き工程の説明図である。
【図５】フォトニッククリスタルファイバの斜視図である。
【図６】本発明の他の実施形態におけるキャピラリ作製工程を示す説明図である。
【図７】本発明の他の実施形態における線引き工程の説明図である。
【図８】実施例における線引き工程の説明図である。
【符号の説明】
１ キャピラリ
２ コアロッド
３ サポート管
４ プリフォーム
５ 中空コア部
６ 多孔部
７ 被覆部
８ ＰＣファイバ
９ 石英管
１０ 電気炉
１１ 空隙
１２ 補助パイプ
１３ 火炎
１４ 線引き炉
【発明の属する技術分野】
本発明は、フォトニッククリスタルファイバ（以後「ＰＣ（photonic crystal）ファイバ」と称する）の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
コア部及びクラッド部からなる光ファイバは、光を伝搬する媒体として非常によく知られている。また、近年、かかる構成の光ファイバでは得ることができない大きな波長分散を発現するものとして、ＰＣファイバが注目を集めつつある。このＰＣファイバは、ファイバ中心を長手方向に延び中実又は中空に形成されたコア部と、そのコア部を囲うように設けられコア部に沿って延びる多数の細孔を有する多孔部とを備えており、この多孔部が二次元的に屈折率が周期的に変動したフォトニッククリスタル構造を構成するものである。
【０００３】
そして、かかるＰＣファイバの製造方法としては、多孔部となる多数のキャピラリをキャピラリ孔が横断面において所定格子配列を形成するように束ねると共に、中実のコア部となるコアロッドを中心軸位置に配置して又は中空のコア部となるコア空間を中心軸位置に形成して作製したプリフォームを線引き加工により細径化するというものがある。
【０００４】
ところが、このような製造方法では、線引き加工時にキャピラリ孔が熱によって収縮したり潰れたりし、安定したフォトニッククリスタル構造を形成させることが困難となるという不都合がある。
【０００５】
これに対し、特開平１０−９５６２８号公報には、シリカ毛管（キャピラリ）をその一端で封止し、これを封止端及び開口端がそれぞれ同じ側となるように高密充填の配置に多数束ねると共に中心のシリカ毛管（キャピラリ）をシリカ管又はシリカロッドにより置換した管束バンドルによってプリフォームを形成し、このプリフォームをシリカ毛管（キャピラリ）の開口端側から線引き加工するＰＣファイバの製造方法が開示されており、かかる方法によれば、シリカ毛管（キャピラリ）のボイド（キャピラリ孔）において得られる内圧がボイド（キャピラリ孔）を開いたままにする、すなわち、ボイド（キャピラリ孔）が収縮したり潰れたりすることが防止される、との内容が記載されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、以上のいずれの方法でも、キャピラリの少なくとも一方端が開口しているため、キャピラリ内に常時新しい空気が侵入可能な状態にあり、線引き加工時に空気中の水分との反応によってキャピラリ内面に水酸基（ＯＨ基）が形成されることとなる。そして、ＰＣファイバに多くの水酸基が形成されると、それが信号光の特定波長（１．３８μｍ）の光を吸収して伝送ロスを生じることとなる。
【０００７】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、線引き加工時における水酸基の形成が抑制され、従来に比べて低伝送ロスのＰＣファイバを得ることができるＰＣファイバの製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、キャピラリを束ねて形成されたプリフォームを線引き加工するＰＣファイバの製造方法において、両端が封止されたキャピラリを用いるようにしたものである。
【０００９】
具体的には、本出願の発明は、キャピラリ孔が横断面において所定格子配列を形成するように多数のキャピラリを束ねると共に、中心軸位置にコアロッドを配置して又はコア空間を形成して、該多数のキャピラリの各々が両端封止されたプリフォームを作製し、該プリフォームを線引き加工して細径化することを特徴とするフォトニッククリスタルファイバの製造方法である。
【００１０】
上記製造方法によれば、キャピラリの両端が封止されることによってキャピラリ内への新しい空気の侵入が阻止されることとなるので、線引き加工時における空気中の水分との反応によるキャピラリ内面への水酸基の形成が抑制され、得られるＰＣファイバは従来に比べて伝送ロスが少ないものとなる。
【００１１】
また、キャピラリの両端の封止を、キャピラリが線引き加工時に相似形を維持しながら細径化されるようにキャピラリの内圧を設定して行うことが好ましい。両端が封止されたキャピラリを用いた場合、線引き加工時にキャピラリ内外に圧力差が生じ、また、キャピラリはその肉厚の厚薄によって膨張又は収縮する特性を呈するが、上記のようにすれば、線引き加工時にキャピラリが相似形を維持しながら細径化されるように予めキャピラリの内圧を適当に設定しているので、所望の構造のＰＣファイバが安定して製造されることとなる。ここで、キャピラリの内圧は、キャピラリの肉厚、線引き温度、線引き時のキャピラリ外側の圧力等によって決定されるものである。
【００１２】
さらに、キャピラリの両端の封止を、キャピラリ内に水酸基形成不活性なガスを充填して行うことが好ましい。空気を内包して両端が封止されたキャピラリでは、その空気中に含まれる水分によってキャピラリ内面に僅かながら水酸基が形成されるおそれがあるが、上記のようにすれば、水分のキャピラリ内面への接触がなくなることとなるので、キャピラリ内面に水酸基が形成されることがほとんどなくなる。ここで、水酸基形成不活性なガスとは、キャピラリ内面に水酸基を形成しないガスであり、アルゴン（Ａｒ）等の希ガス、塩素（Ｃｌ2）ガス、窒素（Ｎ2）ガス等が挙げられる。
【００１３】
そして、キャピラリの内面及び／又は外面をフッ化水素酸等によってエッチング処理することが好ましい。キャピラリは、それが製造される段階において内面及び外面に水酸基が形成されることがあるが、上記のようにすれば、キャピラリ内面及び／又は外面がフッ化水素酸等によって表層がエッチングされることとなるので、予め水酸基が除去され、得られるＰＣファイバは水酸基の少ないものとなる。ここで、コアロッドを用いる場合には、コアロッド外面をもフッ化水素酸等によってエッチング処理するのが好ましい。
【００１４】
また、キャピラリの内面及び／又は外面を塩素ガス等によって脱水処理することが好ましい。このようにすれば、キャピラリ内面及び／又は外面が塩素ガス等によって脱水処理されて予め水酸基及び水分が除去されることとなるので、得られるＰＣファイバは水酸基の少ないものとなる。コアロッドを用いる場合には、コアロッド外面をも塩素ガス等によって脱水処理することが好ましい。
【００１５】
そして、線引き加工を、プリフォーム内に形成された空隙を減圧した状態で行うことが好ましい。キャピラリ外面やコアロッド外面への水酸基の形成を阻止するためには、プリフォームの両端を完全に封止して線引き加工するようにすればよいが、それではキャピラリ相互間に形成された空隙の圧力が高くなり、得られるＰＣファイバではその空隙（インタースティシャルサイト）が消滅せずに残ってしまうこととなる。しかしながら、上記のようにプリフォーム内に形成されたキャピラリ相互間の空隙が減圧された状態で線引き加工するようにすれば、キャピラリ外面やコアロッド外面への水分の接触が抑制されると共に、減圧されたその空隙が加熱によって内部圧力の高まったキャピラリによってスムーズに押し潰され、それによってフォトニッククリスタル構造の構造安定性が高くなり、バックグラウンドの伝送損失がきわめて低いＰＣファイバが得られることとなる。ここで、プリフォーム内に形成されたキャピラリ相互間の空隙の減圧は、その空隙が減圧状態となるようにプリフォームの両端を封止するようにしてもよく、また、その空隙が減圧状態となるようにそこからのガス排出を実施しながら線引き加工するようにしてもよい。
【００１６】
また、多数のキャピラリ及びコアロッド又は多数のキャピラリを筒状のサポート管に充填することによりプリフォームを形成することが好ましい。かかる構成によれば、キャピラリ束がサポート管で束ねられた状態にプリフォームが作製されることとなるので、各キャピラリの移動がサポート管により規制され、線引き加工の加工性が良好となると共に、得られるＰＣファイバが長手方向に均質なものとなる。
【００１７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、キャピラリの両端が封止されることによってキャピラリ内への新しい空気の侵入が阻止されることとなるので、線引き加工時における空気中の水分との反応によるキャピラリ内面への水酸基の形成を抑制することができ、得られるＰＣファイバを従来に比べて伝送ロスの少ないものとすることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態に係るＰＣファイバの製造方法について工程を追って説明する。
【００１９】
＜キャピラリ作製工程＞
図１に示すように、円筒状の石英（ＳｉＯ2）管９を電気炉１０で加熱延伸することにより長尺のキャピラリ１を作製する。このとき、石英管９内及びキャピラリ１内に塩素ガスを流通させる。これによって、キャピラリ１内面の水酸基及び水分が塩素ガスによって除去されると共に空気が排除されて水分のキャピラリ１内面への付着が防止されることとなる。また、得られる長尺のキャピラリ１の両端を封止してキャピラリ１内に塩素ガスを充填した状態とする。このとき、キャピラリ１内の塩素ガス圧力は、キャピラリ１が線引き加工時に相似形を維持しながら細径化されるように所定の値に設定する。そして、この長尺のキャピラリ１をマイクロバーナー等を用いて所定長さに切り分けることにより、両端にキャピラリ封止部１ａ，１ａが形成され塩素ガスが充填されたキャピラリ１，１，…を作製する。このキャピラリ１内に塩素ガスが充填されていることによって、キャピラリ１内面への水分の接触がなくなることとなる。
【００２０】
＜準備工程＞
キャピラリ作製工程で作製したキャピラリ１，１，…を多数本と、キャピラリ１の同外径で同長さの石英製のコアロッド２を１本と、キャピラリ１及びコアロッド２より短尺で石英製の円筒状のサポート管３を１本と、を準備する。
【００２１】
＜キャピラリ及びコアロッド充填工程＞
キャピラリ１，１，…及びコアロッド２を貫通状態にサポート管３内に充填する。このとき、横断面においてキャピラリ孔が三角格子を形成するようにキャピラリ１，１，…を最密状に充填すると共に、中心軸位置にコアロッド２が配置されるようにする。これによって、各キャピラリ１及びコアロッド２の移動がサポート管３により規制されることとなる。また、キャピラリ１，１，…及びコアロッド２は断面円形であるため、サポート管３内にはキャピラリ１相互間等に断面略三角形状の空隙１１，１１，…が形成される。そして、キャピラリ束の最外層とサポート管３の内壁との間に生じる間隙には石英粉等の充填材を充填し、各キャピラリ１の位置ずれが生じないようにする。以上のようにして、図２に示すように、キャピラリ束を形成する最密状に配設された多数のキャピラリ１，１，…と、その中心軸位置に配置されたコアロッド２と、キャピラリ１，１，…及びコアロッド２よりなるキャピラリ束を保持するサポート管３とからなるプリフォーム４を作製する。
【００２２】
＜塩素ガスによる脱水処理工程＞
図３に示すように、プリフォーム４両端にサポート管３とほぼ同外径である石英製の補助パイプ１２，１２をそれぞれ溶接する。そして、一方の補助パイプ１２の開口部から塩素ガスを流し込み、その塩素ガスをサポート管３内に形成された空隙１１，１１，…に流通させ、最終的に他方の補助パイプ１２の開口部から排出するようにすると共に、火炎１３をプリフォーム４の長手方向に往復移動させるようにしてその外側を加熱する。これによって、キャピラリ１，１，…外面及びコアロッド２外面の水酸基及び水分が塩素ガスによって予め除去されることとなる。そして、キャピラリ１相互間の空隙１１，１１，…が減圧された状態となるようにサポート管３内を真空ポンプで減圧しながらその両端を加熱してサポート管封止部３ａ，３ａを形成する。このとき、その空隙１１，１１，…に空気が侵入しないようにし、空隙１１，１１，…に塩素ガスが充填された状態となるようにする。
【００２３】
＜線引き工程＞
プリフォーム４から一方の補助パイプ１２を取り外し、図４に示すように、残った他方の補助パイプ１２が上側になるようにしてプリフォーム４を線引き加工機にセットする。そして、プリフォーム４に線引き炉１４で加熱延伸する線引き加工を施すことにより細径化（ファイバー化）する。このとき、キャピラリ１，１，…が所定の内圧を有して封止されていることによって、キャピラリ１，１，…が相似形を維持しながら細径化されることとなる。また、サポート管３内に形成された空隙１１，１１，…が減圧された状態で封止され、しかも塩素ガスが充填されていることによって、キャピラリ１外面及びコアロッド２外面への水分の接触が防止されると共に、減圧されたそれらの空隙１１，１１，…が加熱によって内部圧力の高まったキャピラリ１，１，…によってスムーズに押し潰されることとなる。そして、隣接するキャピラリ１同士、キャピラリ１とコアロッド２、及びキャピラリ１とサポート管３は相互に融着一体化することとなる。そうして、図５に示すように、ファイバ中心を長手方向に延びる中実コア部５と、中実コア部５を囲うように設けられ中実コア部５に沿って延びる多数の細孔を有する多孔部６と、これらを被覆するように設けられた被覆部７とからなるＰＣファイバ８が製造される。
【００２４】
上記構成のＰＣファイバ８の製造方法によれば、キャピラリ１両端がキャピラリ封止部１ａ，１ａで封止されていることによってキャピラリ１内への空気の侵入が阻止され、また、キャピラリ１内に水酸基形成不活性な塩素ガスが充填されていることによってキャピラリ１内面への水分の接触が防止され、さらに、キャピラリ１外面及びコアロッド２外面が塩素ガスによって脱水処理されていることによってそれらの水酸基及び水分が予め除去されているので、得られるＰＣファイバ８は水酸基が少なく、水酸基が吸収する波長１．３８μｍの光の伝送ロスが極めて低いものとなる。
【００２５】
また、線引き加工時にキャピラリ１が相似形を維持しながら細径化されるように予めキャピラリ１の内圧が適当に設定されており、さらに、サポート管３内に形成された空隙１１を減圧した状態で線引き加工を行うことにより、減圧されたその空隙１１が加熱によって内部圧力の高まったキャピラリ１によってスムーズに押し潰されることとなるので、それによってフォトニッククリスタル構造の構造安定性が高くなり、得られるＰＣファイバ８のバックグラウンドの伝送ロスがきわめて低いものとなる。
【００２６】
そして、キャピラリ１及びコアロッド２がサポート管３で束ねられた状態にプリフォーム４が作製されることとなるので、各キャピラリ１及びコアロッド２の移動がサポート管３により規制され、線引き加工の加工性が良好なものとなり、また、得られるＰＣファイバ８が長手方向に均質なものとなる。
【００２７】
なお、上記実施形態では、中実のコア部を有するＰＣファイバ８を製造するものとしたが、特にこれに限定されるものではなく、中空のコア部を有するＰＣファイバを製造するものであってもいよい。その場合、プリフォームの中心軸位置にコアロッドを配置する代わりに、その中心軸位置にコア空間を形成するようにすればよい。
【００２８】
また、上記実施形態では、石英管９に塩素ガスを流通させながら加熱延伸してキャピラリ１を作製したが、特にこれに限定されるものではなく、図６に示すように石英管９を大気雰囲気下で加熱延伸してキャピラリ１を作製するようにしてもよい。但し、その場合は、キャピラリ１内面に塩素ガス等による脱水処理及び／又は後述のフッ化水素酸等によるエッチング処理を施すことが望ましい。
【００２９】
また、上記実施形態では、キャピラリ１内に塩素ガスを充填するようにしたが、特にこれに限定されるものではなく、水酸基形成不活性なガスであれば、アルゴン等の希ガス、窒素ガス等を充填するようにしてもよい。
【００３０】
また、上記実施形態では、プリフォーム４のサポート管３内に形成された空隙１１が減圧された状態でサポート管３両端を封止し、そのプリフォーム４を線引き加工するようにしたが、特にこれに限定されるものではなく、図７に示すように、プリフォーム４上部に溶接した補助パイプ１２から真空ポンプ等を用いて気体排出を行うことによりその空隙１１を減圧された状態となるようにして線引き加工を行うようにしてもよい。このとき同時に、補助パイプ１２から塩素ガスを流し込み、キャピラリ１外面及びコアロッド２外面の脱水処理を行うようにしてもよい。
【００３１】
また、両端を封止したキャピラリ又は封止されていないキャピラリを作製し、そのキャピラリをフッ化水素酸に浸漬するエッチング処理を行うようにしてもよい。このようにすれば、キャピラリ外面がエッチングされることとなるので、予めその外面の水酸基が除去され、得られるＰＣファイバは水酸基の少ないものとなる。封止されていないキャピラリの場合は、キャピラリ内面も同様にエッチング処理されることとなる。もちろん、コアロッドにかかるエッチング処理を施すようにしてもよい。この処理は、塩素ガスによる脱水処理に併せて行ってもよく、また、塩素ガスによる脱水処理に代えて行ってもよい。
【００３２】
【実施例】
＜試験評価サンプル＞
以下の各例のＰＣファイバサンプルを作製した。
【００３３】
−例１−
石英管を大気雰囲気下で加熱延伸することにより外径５００μｍ長さ３００ｍｍのキャピラリを多数本作製した。次いで、それらのキャピラリと外径５００μｍ長さ３００ｍｍのコアロッドとを外径２６ｍｍで内径１０ｍｍのサポート管に最密状に充填した。このとき、端面においてキャピラリ孔が三角格子を形成すると共にコアロッドが中心軸位置に配置されるようにした。次に、各キャピラリの両端を加熱して封止することによりプリフォームを作製した。続いて、図８（ａ）に示すように、サポート管３の一端に補助パイプ１２を溶接し、その補助パイプ１２が上側となるようにしてプリフォーム４を線引き加工機にセットした。そして、プリフォーム４を線引き炉１４で加熱延伸する線引き加工を行うことにより外径１００μｍのＰＣファイバを作製し、これを例１とした。
【００３４】
−例２−
例１と同様プリフォームを作製し、サポート管３の両端に補助パイプを溶接して上記実施形態と同様に塩素ガスによる脱水処理を行った。次いで、一方の補助パイプを取り外し、図８（ｂ）に示すように、残った他方の補助パイプ１２が上側となるようにしてプリフォーム４を線引き加工機にセットした。そして、真空ポンプを補助パイプ１２に接続してサポート管３内に形成された空隙から気体を排出することによりその空隙を４．８０×１０4Ｐａに減圧された状態に維持し、プリフォーム４を線引き炉１４で加熱延伸する線引き加工を行うことにより外径１００μｍのＰＣファイバを作製し、これを例２とした。
【００３５】
−例３−
キャピラリ及びコアロッドをサポート管に充填する前にそれらをフッ化水素酸に浸漬するエッチング処理を行ったことを除いては例２と同様の方法で作製した外径１００μｍのＰＣファイバを例３とした。
【００３６】
−例４−
上記実施形態と同様に塩素ガスを流通させながら石英管を加熱延伸することにより両端が封止され塩素ガスが充填された長尺のキャピラリを作製し、マイクロバーナーを用いてそれを外径５００μｍ長さ３００ｍｍの両端が封止されたキャピラリに切り分けた。次いで、それらのキャピラリと外径５００μｍ長さ３００ｍｍのコアロッドとを外径２６ｍｍで内径１０ｍｍのサポート管に最密状に充填してプリフォームを作製した。このとき、横断面においてキャピラリ孔が三角格子を形成すると共にコアロッドが中心軸位置に配置されるようにした。次に、サポート管の両端に補助パイプを溶接して上記実施形態と同様に塩素ガスによる脱水処理を行った。続いて、一方の補助パイプを取り外し、他方の補助パイプが上側となるようにしてプリフォームを線引き加工機にセットした。そして、プリフォームを線引き炉で加熱延伸する線引き加工を行うことにより外径１００μｍのＰＣファイバを作製し、これを例４とした。
【００３７】
−例５−
図８（ｃ）に示すように、線引き開始側と反対側の一端部のみを封止したキャピラリ１，１，…を用いたことを除いては例１と同様の方法で作製した外径１００μｍのＰＣファイバを例５とした。
【００３８】
−例６−
図８（ｄ）に示すように、両端を封止しないキャピラリ１，１，…を用いたことを除いては例１と同様の方法で作製した外径１００μｍのＰＣファイバを例６とした。
【００３９】
＜試験評価方法＞
例１〜５の各ＰＣファイバについて、波長１．５５μｍ及び波長１．３８μｍのそれぞれの光を伝搬させ、それぞれの伝送ロスを計測した。なお、例６は、キャピラリ孔が潰れてしまい、細孔によってフォトニッククリスタル構造が構成されなかったので計測を行わなかった。
【００４０】
＜試験評価結果＞
表１は、試験評価結果を示す。
【００４１】
【表１】
同表によれば、波長１．５５μｍ及び波長１．３８μｍのいずれの場合も、例１〜５の順に伝送ロスが低くなっているのが分かる。
【００４３】
例１と例５とを比較すると、波長１．５５μｍの光に対する伝送ロスは両者同等であるにも関わらず、波長１．３８μｍの光に対する伝送ロスは例５よりも例１の方が低くなっているのが分かる。これは、例５ではキャピラリの一方の端が開口してキャピラリ内への空気の出入りが可能であるために線引き加工時にその内面に波長１．３８μｍの光を吸収する多くの水酸基が形成されたのに対し、例１ではキャピラリの両端が封止されてキャピラリ内への空気の出入りがないためにその内面への水酸基の形成が抑制されたためであると考えられる。
【００４４】
例１と例２とを比較すると、波長１．５５μｍの光に対する伝送ロスは例１よりも例２の方が大幅に低くなっているのが分かる。これは、例１ではサポート管内に形成された空隙を減圧せずに線引き加工を行ったのに対し、例２ではその空隙を減圧した状態で線引き加工を行い、その結果、減圧されたその空隙が加熱によって内部圧力の高まったキャピラリによってスムーズに押し潰され、それによってフォトニッククリスタル構造の構造安定性が高まったためであると考えられる。また、波長１．３８μｍの光に対する伝送ロスもまた例１よりも例２の方が低くなっているのが分かる。これは、例１ではキャピラリ外面及びコアロッド外面が塩素ガスによって脱水処理されていないのに対し、例２ではそれらの外面が塩素ガスによって脱水処理されており、その結果、キャピラリ外面及びコアロッド外面の水酸基及び水分が塩素ガスによって予め除去されたためであると考えられる。加えて、サポート管内に形成された空隙が減圧されてキャピラリ外面及びコアロッド外面に接触する水分が少ないために水酸基の形成が抑止された効果もあると考えられる。
【００４５】
例２と例３とを比較すると、波長１．５５μｍ及び波長１．３８μｍのいずれの光に対する伝送ロスも例２よりも例３の方が低くなっているのが分かる。例２よりも例３の方が波長１．３８μｍの光に対する伝送ロスが低くなっているのは、例２ではキャピラリ作製時等にキャピラリ内面に形成された水酸基が残ったまま両端を封止したキャピラリを用いたのに対し、例３では両端封止前にキャピラリをフッ化水素酸に浸漬することによりその表層をエッチングして予め水酸基を除去したキャピラリを用いたので、その結果、作製されたＰＣファイバに残留する水酸基が少なくなったためであると考えられる。例２よりも例３の方が波長１．５５μｍの光に対する伝送ロスが低くなっているのは、波長１．３８μｍの光に対する伝送ロスの低減効果が波長１．５５μｍの光に対する伝送ロスに影響を与えたためであると考えられる。
【００４６】
例３と例４とを比較すると、波長１．５５μｍ及び波長１．３８μｍのいずれの光に対する伝送ロスも例２よりも例３の方が低くなっているのが分かる。例３よりも例４の方が波長１．３８μｍの光に対する伝送ロスが低くなっているのは、例３ではキャピラリ内面がフッ化水素酸によるエッチング処理が施されて予め水酸基が除去されているものの最終的にはキャピラリ内に空気が充填されるために線引き加工時にキャピラリ内面に水酸基が形成されるのに対し、例４ではキャピラリ作製時に塩素ガスが流通されてキャピラリがそのまま封止されているためにキャピラリ内面が空気に接触することがなく、その結果、例４では作製されたＰＣファイバに残留する水酸基が少なくなったためであると考えられる。例３よりも例４の方が波長１．５５μｍの光に対する伝送ロスが低くなっているのは、波長１．３８μｍの光に対する伝送ロスの低減効果が波長１．５５μｍの光に対する伝送ロスに影響を与えたためであると考えられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態におけるキャピラリ作製工程を示す説明図である。
【図２】プリフォームの断面図である。
【図３】本発明の実施形態における塩素ガスによる脱水処理工程を示す説明図である。
【図４】本発明の実施形態における線引き工程の説明図である。
【図５】フォトニッククリスタルファイバの斜視図である。
【図６】本発明の他の実施形態におけるキャピラリ作製工程を示す説明図である。
【図７】本発明の他の実施形態における線引き工程の説明図である。
【図８】実施例における線引き工程の説明図である。
【符号の説明】
１ キャピラリ
２ コアロッド
３ サポート管
４ プリフォーム
５ 中空コア部
６ 多孔部
７ 被覆部
８ ＰＣファイバ
９ 石英管
１０ 電気炉
１１ 空隙
１２ 補助パイプ
１３ 火炎
１４ 線引き炉
Claims (7)
- キャピラリ孔が横断面において所定格子配列を形成するように多数のキャピラリを束ねると共に、中心軸位置にコアロッドを配置して又はコア空間を形成して、該多数のキャピラリの各々が両端封止されたプリフォームを作製し、該プリフォームを線引き加工して細径化することを特徴とするフォトニッククリスタルファイバの製造方法。
- 上記キャピラリの両端の封止を、該キャピラリが上記線引き加工時に相似形を維持しながら細径化されるように該キャピラリの内圧を設定して行うことを特徴とする請求項１に記載のフォトニッククリスタルファイバの製造方法。
- 上記キャピラリの両端の封止を、該キャピラリ内に水酸基形成不活性なガスを充填して行うことを特徴とする請求項１又は２に記載のフォトニッククリスタルファイバの製造方法。
- 上記キャピラリの内面及び／又は外面をエッチング処理することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一に記載のフォトニッククリスタルファイバの製造方法。
- 上記キャピラリの内面及び／又は外面を脱水処理することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一に記載のフォトニッククリスタルファイバの製造方法。
- 上記線引き加工を上記プリフォーム内に形成された空隙を減圧した状態で行うことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一に記載のフォトニッククリスタルファイバの製造方法。
- 上記多数のキャピラリ及び上記コアロッド又は上記多数のキャピラリを筒状のサポート管に充填することにより上記プリフォームを形成することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一に記載のフォトニッククリスタルファイバの製造方法。
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