JPH0930823A

JPH0930823A - 光ファイバ母材、光ファイバ及びこれらの製造方法

Info

Publication number: JPH0930823A
Application number: JP7185946A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Takagi; 政浩高城; Takeshi Kyogoku; 毅京極; Yoichi Ishiguro; 洋一石黒; Koichi Uchiyama; 幸一内山
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1995-07-21
Filing date: 1995-07-21
Publication date: 1997-02-04
Anticipated expiration: 2015-07-21
Also published as: JP3823341B2

Abstract

(57)【要約】【目的】クラッドと応力付与部材の加熱一体化の際に
気泡の生じにくい構造の光ファイバ母材及びその製造方
法を提供する。【構成】本発明の光ファイバ母材（１００）は、柱状
のコア（１０）と、このコアを包囲する管状のクラッド
（２０）であって第１の熱膨張係数及び第１の軟化温度
をその表層部において有するものと、クラッドに埋設さ
れ第１の熱膨張係数と異なる第２の熱膨張係数及び第１
の軟化温度と異なる第２の軟化温度をその表層部におい
て有する柱状の応力付与部材（４０、４１）と、応力付
与部材の側面を包囲する管状部材（３０、３１）であっ
て第１及び第２の軟化温度の間の径方向軟化温度分布を
有するものから構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、偏波保持光ファイバを
製造するための光ファイバ母材及びその製造方法、並び
に偏波保持光ファイバ及びその製造方法に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】偏波保持光ファイバの製造方法として
は、従来から特公平３−７６１３に開示されるような方
法が知られている。これは、通常の光ファイバ母材のコ
ア中心に対して対称の位置に少なくとも一組の貫通孔を
形成し、その貫通孔にクラッドとは熱膨張係数の異なる
応力付与部材を挿入してから、加熱処理によりクラッ
ドと応力付与部材を一体化した後、線引を行って、ある
いは加熱による一体化と同時に線引を行って応力型の
偏波保持光ファイバを製造する方法である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、通常、
応力付与部材とクラッドでは、両者の物性値、特に軟化
温度が大きく異なっており、そのため、加熱一体化の際
に、両者の接合界面に気泡が残存することが多々あっ
た。これは、軟化温度に差があると、どちらか一方のみ
が軟化してしまい、他方の表面が加熱により十分に平滑
化される前に一体化してしまう結果、接合界面に気泡が
発生しやすくなるからである。

【０００４】このため、上記の方法によりクラッドと
応力付与部材を加熱一体化した場合には、クラッドと応
力付与部材との界面に気泡が発生した光ファイバ母材が
作製されてしまうことになる。光ファイバ母材の内部に
気泡が発生しているとそれだけで割れの原因になるほ
か、母材を線引して得られる光ファイバの特性を劣化さ
せることになり、好ましくない。

【０００５】また、上記の方法によりクラッドと応力
付与部材を加熱一体化しながら線引を行った場合は、ク
ラッドと応力付与部材との界面に気泡が発生しながら線
引が行われるため、線引途中で光ファイバが断裂しやす
い。また、断裂せず光ファイバが製造されたとしても、
その光ファイバは内部に気泡を含んでいるため、十分な
伝送特性や強度を有していない。

【０００６】本発明は、上記の問題点を解決するために
なされたもので、気泡の発生を防止しながら製造するこ
とのできる構造を有し、偏波保持光ファイバを良好に製
造できる光ファイバ母材及びその製造方法、並びに気泡
が発生しにくい光ファイバの製造方法及び気泡の発生を
防止しながら製造することのできる構造の光ファイバを
提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の問題点を解決する
ために、本発明に係る光ファイバ母材は、（ａ）柱状の
コアと、（ｂ）このコアを包囲する管状のクラッドであ
って、その管壁に軸方向に沿った貫通孔が中心軸と所定
の間隔をあけて設けられ、その貫通孔の表層部において
第１の熱膨張係数及び第１の軟化温度を有するものと、
（ｃ）上記の貫通孔に挿入され、第１の熱膨張係数と異
なる第２の熱膨張係数及び第１の軟化温度と異なる第２
の軟化温度をその表層部において有する柱状の応力付与
部材と、（ｄ）上記の貫通孔に挿入され、応力付与部材
を包囲する管状部材であって、第１及び第２の軟化温度
の間で設定された径方向軟化温度分布を有するものとを
備えている。

【０００８】上記の管状部材は、略一定の径方向軟化温
度分布を有していても良い。ここで、略一定の径方向軟
化温度分布とは、管状部材がその表面側から中心側まで
第１及び第２の軟化温度の間の軟化温度をほぼ一定に維
持していることをいう。このとき、この一定の軟化温度
は、第１及び第２の軟化温度のいずれとも異なってお
り、特に、第１及び第２の軟化温度を平均した軟化温度
であると好ましい。

【０００９】また、上記の管状部材は、その表面側から
中心側に向かって第１の軟化温度から第２の軟化温度ま
で連続的に変化する径方向軟化温度分布を有していても
良い。

【００１０】また、応力付与部材及び管状部材の屈折率
は、クラッドの屈折率以下であると良い。

【００１１】次に、本発明に係る光ファイバ母材の製造
方法の第１の態様は、（ａ）柱状のコア及びこのコア
を包囲する管状のクラッドであってその管壁に軸方向に
沿った貫通孔が中心軸と所定の間隔をあけて設けられそ
の貫通孔の表層部において第１の熱膨張係数及び第１の
軟化温度を有するものを備える孔開き母材と、上記の
貫通孔に挿入されるべき柱状の応力付与部材であって、
第１の熱膨張係数と異なる第２の熱膨張係数及び前記第
１の軟化温度と異なる第２の軟化温度をその表層部にお
いて有するものとを用意する第１の工程と、（ｂ）応力
付与部材を包囲すべき管状部材であって上記の第１及び
第２の間で設定された径方向軟化温度分布を有するもの
を、i)上記の貫通孔の表面上、 ii)応力付与部材の表面
と貫通孔の表面との中間、あるいはiii)応力付与部材の
表面上、のうち一以上の位置に設けるとともに、孔開き
母材、応力付与部材及び管状部材を一体化する第２の工
程とを備えている。

【００１２】上記の第２工程は、貫通孔の表面上に管状
部材を形成し、次いで、応力付与部材をこの管状部材の
中空部に挿入し、この後、応力付与部材と管状部材を一
体化する工程であっても良い。

【００１３】また、上記の第２工程は、応力付与部材の
表面上に管状部材を形成し、次いで、応力付与部材及び
管状部材からなる柱状体を孔開き母材の貫通孔に挿入
し、この後、柱状体と孔開き母材を一体化する工程であ
っても良い。

【００１４】また、上記の第２工程は、管状部材を前記
貫通孔に挿入するとともに、この管状部材の中空部に応
力付与部材を挿入し、この後、孔開き母材、応力付与部
材及び管状部材を一体化する工程であっても良い。

【００１５】なお、孔開き母材、応力付与部材及び管状
部材の一体化は、これらの部材がガラスである場合に
は、例えば加熱処理によりガラス同士を接合することで
達成することができる。

【００１６】本発明に係る光ファイバ母材の製造方法の
第２の態様は、（ａ）柱状のコア及びこのコアを包囲
する管状のクラッドであってその管壁に軸方向に沿った
貫通孔が中心軸と所定の間隔をあけて設けられその貫通
孔の表層部において第１の熱膨張係数及び第１の軟化温
度を有するものを備える孔開き母材と、第１の熱膨張
係数と異なる第２の熱膨張係数及び第１の軟化温度と異
なる第２の軟化温度をその表層部において有する中央部
を備えた柱状の応力付与部材であって第１及び第２の軟
化温度の間で設定された径方向軟化温度分布を有する管
状部材をその表層部（応力付与部材の表層部）に備えた
ものとを用意する第１の工程と、（ｂ）応力付与部材を
孔開き母材の貫通孔に挿入する第２の工程と、（ｃ）応
力付与部材と孔開き母材を一体化する第３の工程とを備
えている。

【００１７】なお、孔開き母材と応力付与部材の一体化
は、これらの部材がガラスである場合には、例えば加熱
処理によりガラス同士を接合することで達成することが
できる。

【００１８】上記第１及び第２の態様に係る母材製造方
法において、上記の管状部材は、略一定の径方向軟化温
度分布を有していても良い。ここで、略一定の径方向軟
化温度分布とは、管状部材がその表面側から中心側まで
第１及び第２の軟化温度の間の軟化温度をほぼ一定に維
持していることをいう。このとき、この一定の軟化温度
は、第１及び第２の軟化温度のいずれとも異なってお
り、特に、第１及び第２の軟化温度を平均した軟化温度
であると好ましい。

【００１９】また、上記第１及び第２の態様において、
上記の管状部材は、表面側から中心側に向かって第１の
軟化温度から第２の軟化温度まで連続的に変化する径方
向軟化温度分布を有していても良い。

【００２０】次に、本発明に係る光ファイバの製造方法
の第１の態様は、（ａ）柱状のコア及びこのコアを包
囲する管状のクラッドであってその管壁に軸方向に沿っ
た貫通孔が中心軸と所定の間隔をあけて設けられその貫
通孔の表層部において第１の熱膨張係数及び第１の軟化
温度を有するものを備える孔開き母材と、上記の貫通
孔に挿入されるべき柱状の応力付与部材であって、第１
の熱膨張係数と異なる第２の熱膨張係数及び第１の軟化
温度と異なる第２の軟化温度をその表層部において有す
るものを用意する第１の工程と、（ｂ）応力付与部材を
包囲すべき管状部材であって第１及び第２の軟化温度の
間で設定された径方向軟化温度分布を有するものを、i)
上記の貫通孔の表面上、 ii)応力付与部材の表面と貫通
孔の表面との中間、あるいはiii)応力付与部材の表面
上、のうち一以上の位置に設ける第２の工程と、（ｃ）
孔開き母材、応力付与部材及び管状部材からなる複合体
を加熱して、孔開き母材、応力付与部材及び管状部材を
一体化しながらこの複合体を線引する第３の工程とを備
えている。

【００２１】なお、孔開き母材、応力付与部材及び管状
部材の一体化は、これらの部材がガラスである場合に
は、例えば加熱処理によりガラス同士を接合することで
達成することができる。

【００２２】上記の第２工程は、孔開き母材の貫通孔の
表面上に管状部材を形成し、次いで、応力付与部材をこ
の管状部材の中空部に挿入する工程であっても良い。

【００２３】また、第２工程は、応力付与部材の表面上
に管状部材を形成し、次いで、応力付与部材及び管状部
材からなる柱状体を孔開き母材の貫通孔に挿入する工程
であっても良い。

【００２４】また、第２工程は、管状部材を貫通孔に挿
入するとともに、この管状部材の中空部に応力付与部材
を挿入する工程であっても良い。

【００２５】本発明に係る光ファイバの製造方法の第２
の態様は、（ａ）柱状のコア及びこのコアを包囲する
管状のクラッドであってその管壁に軸方向に沿った貫通
孔が中心軸と所定の間隔をあけて設けられその貫通孔の
表層部において第１の熱膨張係数及び第１の軟化温度を
有するものを備える孔開き母材と、第１の熱膨張係数
と異なる第２の熱膨張係数及び第１の軟化温度と異なる
第２の軟化温度をその表層部において有する中央部を備
えた柱状の応力付与部材であって、第１及び第２の軟化
温度の間で設定された径方向軟化温度分布を有する管状
部材をその表層部（応力付与部材の表層部）に備えたも
のとを用意する第１の工程と、（ｂ）応力付与部材を孔
開き母材の貫通孔に挿入する第２の工程と、（ｃ）孔開
き母材及び応力付与部材からなる複合体を加熱して、孔
開き母材及び応力付与部材を一体化しながらこの複合体
を線引する第３の工程とを備えている。

【００２６】上記第１及び第２の態様に係る光ファイバ
製造方法において、上記の管状部材は、略一定の径方向
軟化温度分布を有していても良い。ここで、略一定の径
方向軟化温度分布とは、管状部材がその表面側から中心
側まで第１及び第２の軟化温度の間の軟化温度をほぼ一
定に維持していることをいう。このとき、この一定の軟
化温度は、第１及び第２の軟化温度のいずれとも異なっ
ており、特に、第１及び第２の軟化温度を平均した軟化
温度であると好ましい。

【００２７】また、上記第１及び第２の態様において、
上記の管状部材は、その表面側から中心側に向かって第
１の軟化温度から第２の軟化温度まで連続的に変化する
径方向軟化温度分布を有していても良い。

【００２８】次に、本発明の光ファイバは、（ａ）柱状
のコアと、（ｂ）このコアを包囲する管状のクラッドで
あって、その管壁に軸方向に沿った貫通孔が中心軸と所
定の間隔をあけて設けられ、その貫通孔の表層部におい
て第１の熱膨張係数及び第１の軟化温度を有するもの
と、（ｃ）上記の貫通孔に挿入され、第１の熱膨張係数
と異なる第２の熱膨張係数及び第１の軟化温度と異なる
第２の軟化温度をその表層部において有する柱状の応力
付与部材と、（ｄ）上記の貫通孔に挿入され、応力付与
部材を包囲する管状部材であって、前記第１及び第２の
軟化温度の間で設定された径方向軟化温度分布を有する
ものとを備えている。

【００２９】上記の管状部材は、略一定の径方向軟化温
度分布を有していても良い。ここで、略一定の径方向軟
化温度分布とは、管状部材がその表面側から中心側まで
第１及び第２の軟化温度の間の軟化温度をほぼ一定に維
持していることをいう。このとき、この一定の軟化温度
は、第１及び第２の軟化温度のいずれとも異なってお
り、特に、第１及び第２の軟化温度を平均した軟化温度
であると好ましい。

【００３０】また、上記の管状部材は、その表面側から
中心側に向かって第１の軟化温度から第２の軟化温度ま
で連続的に変化する径方向軟化温度分布を有していても
良い。

【００３１】また、応力付与部材及び管状部材の屈折率
は、クラッドの屈折率以下であると良い。

【００３２】

【作用】

（１）本発明の光ファイバ母材では、第１及び第２の軟
化温度の間で設定された径方向軟化温度分布を有する管
状部材がクラッドと応力付与部材との間に存在している
ため、クラッドの表層部と管状部材との間、あるいは管
状部材と応力付与部材の表層部との間の軟化温度変化
は、管状部材がない場合のクラッドの表層部と応力付与
部材の表層部との間の軟化温度変化よりも緩和される。
従って、本発明の光ファイバ母材は、その製造時におい
て加熱処理によりクラッドと応力付与部材を一体化する
際にも、クラッドと管状部材との接合界面や管状部材と
応力付与部材との接合界面に気泡が発生しにくい構造を
有している。

【００３３】管状部材が第１及び第２の軟化温度の間で
設定された略一定の径方向軟化温度分布を有している場
合は、クラッドと管状部材との軟化温度差、あるいは管
状部材と応力付与部材との軟化温度差が、クラッドと応
力付与部材との軟化温度差よりも小さくなるため、気泡
が発生しにくい構造となる。

【００３４】また、管状部材がその表面側から中心側に
向かってクラッドの下限となる軟化温度から応力付与部
材の上限となる軟化温度まで連続的に変化する径方向軟
化温度分布を有する場合は、クラッドの表層部から応力
付与部材の表層部までほぼ連続的に変化するような軟化
温度分布が形成されるため、より気泡が発生しにくい構
造となる。特に、クラッドと応力付与部材との接合界面
で軟化温度が等しくなっていれば、その接合界面におい
て気泡が極めて発生しにくい構造となる。

【００３５】また、上記の応力付与部材や管状部材の屈
折率がクラッドの屈折率以下であると、本発明の光ファ
イバ母材を線引して得られる偏波保持光ファイバにおい
て光を伝搬させた場合にも、コアから応力付与部材また
は管状部材への光パワーの移動は生じにくくなる。

【００３６】（２）次に、本発明に係る光ファイバ母材
の製造方法の第１の態様では、第２工程において、孔開
き母材の貫通孔の表面上、応力付与部材の表面と貫通孔
の表面との中間、あるいは応力付与部材の表面上のうち
一以上の位置に管状部材を設けるとともに、孔開き母
材、応力付与部材及び管状部材を一体化することで本発
明の光ファイバ母材が製造される。

【００３７】この方法では、管状部材を設けることでク
ラッドの表層部と管状部材との間の軟化温度変化、ある
いは管状部材と応力付与部材の表層部との間の軟化温度
変化が、管状部材がない場合のクラッドの表層部と応力
付与部材の表層部との間の軟化温度変化よりも緩和され
る。このため、孔開き母材、応力付与部材及び管状部材
を一体化して母材を完成させる際にも、クラッドと管状
部材との接合界面や管状部材と応力付与部材との接合界
面に気泡が発生しにくい。

【００３８】次に、本発明に係る光ファイバ母材の製造
方法の第２の態様では、表層部に第１及び第２の軟化温
度の間の径方向軟化温度分布を有する管状部材を備えた
応力付与部材を孔開き母材の貫通孔に挿入した後、応力
付与部材と孔開き母材を一体化することで、本発明の光
ファイバ母材が製造される。

【００３９】この方法では、応力付与部材の表層部に上
記の管状部材が存在しているため、クラッドの表層部と
応力付与部材の中央部の表層部（管状部材がないとした
場合の応力付与部材の表層部）との間の軟化温度変化
が、管状部材がない場合のクラッドの表層部と応力付与
部材の表層部との間の軟化温度変化よりも緩和される。
このため、孔開き母材と応力付与部材を一体化して母材
を完成させる際にも、クラッドと応力付与部材の接合界
面に気泡が発生しにくい。

【００４０】上記第１及び第２の態様に係る母材製造方
法において、第１及び第２の軟化温度の間で設定された
略一定の径方向軟化温度分布を有している場合は、クラ
ッドと管状部材との軟化温度差、あるいは管状部材と応
力付与部材との軟化温度差がクラッドと応力付与部材と
の軟化温度差よりも小さくなることにより、気泡が発生
しにくくなる。

【００４１】また、管状部材がその表面側から中心側に
向かって第１の軟化温度から第２の軟化温度まで連続的
に変化する径方向軟化温度分布を有している場合は、ク
ラッドから応力付与部材までほぼ連続的に変化するよう
な軟化温度分布が形成されることにより、気泡が発生し
にくくなる。

【００４２】（３）次に、本発明に係る光ファイバ製造
方法の第１の態様では、第１及び第２の軟化温度の間で
設定された径方向軟化温度分布を有する管状部材をクラ
ッドと応力付与部材との間に介在させた後、孔開き母
材、応力付与部材及び管状部材を一体化しながら線引を
行うことで光ファイバが製造される。得られた光ファイ
バは、応力付与部材がコアに付与する応力の作用によっ
て偏波保持光ファイバとなる。

【００４３】この方法では、管状部材を介在させること
でクラッドの表層部と管状部材との間の軟化温度変化、
あるいは管状部材と応力付与部材の表層部との間の軟化
温度変化が、管状部材がない場合のクラッドの表層部と
応力付与部材の表層部との間の軟化温度変化よりも緩和
される。このため、孔開き母材、応力付与部材及び管状
部材を一体化しながら線引を行う際にも、クラッドと管
状部材との接合界面や管状部材と応力付与部材との接合
界面に気泡が発生しにくい。

【００４４】次に、本発明に係る光ファイバの製造方法
の第２の態様では、表層部に第１及び第２の軟化温度の
間の径方向軟化温度分布を有する管状部材を備えた応力
付与部材を孔開き母材の貫通孔に挿入した後、応力付与
部材と孔開き母材を一体化しながら線引を行うことで、
光ファイバが製造される。得られた光ファイバは、応力
付与部材がコアに付与する応力の作用によって偏波保持
光ファイバとなる。

【００４５】この方法では、応力付与部材の表層部に上
記の管状部材が存在しているため、クラッドの表層部と
応力付与部材の中央部の表層部（管状部材がないとした
場合の応力付与部材の表層部）との間の軟化温度変化
が、管状部材がない場合のクラッドの表層部と応力付与
部材の表層部との間の軟化温度変化よりも緩和される。
このため、孔開き母材と応力付与部材を一体化しながら
線引を行う際にも、クラッドと応力付与部材の接合界面
に気泡が発生しにくい。

【００４６】上記第１及び第２の態様に係る光ファイバ
製造方法において、管状部材が第１及び第２の軟化温度
の間で設定された略一定の径方向軟化温度分布を有して
いる場合は、クラッドと管状部材との軟化温度差、ある
いは管状部材と応力付与部材との軟化温度差がクラッド
と応力付与部材との軟化温度差よりも小さくなることに
より、気泡が発生しにくくなる。

【００４７】また、管状部材がその表面側から中心側に
向かって第１の軟化温度から第２の軟化温度まで連続的
に変化する径方向軟化温度分布を有している場合は、母
材の内部でクラッドから応力付与部材までほぼ連続的に
変化するような軟化温度分布が形成されることにより、
気泡が発生しにくくなる。

【００４８】（４）次に、本発明の光ファイバは、第１
及び第２の軟化温度の間で設定された径方向軟化温度分
布を有する管状部材がクラッドと応力付与部材との間に
存在しているため、クラッドの表層部と管状部材との間
の軟化温度変化、あるいは管状部材と応力付与部材の表
層部との間の軟化温度変化は、管状部材がない場合のク
ラッドの表層部と応力付与部材の表層部との間の軟化温
度変化よりも緩和されている。従って、本発明の光ファ
イバは、その製造時において加熱処理によりクラッドと
応力付与部材を一体化する際にも、クラッドと管状部材
との接合界面や管状部材と応力付与部材との接合界面に
気泡が発生しにくい構造を有している。

【００４９】管状部材が第１及び第２の軟化温度の間で
設定された略一定の径方向軟化温度分布を有している場
合は、クラッドと管状部材との軟化温度差、あるいは管
状部材と応力付与部材との軟化温度差がクラッドと応力
付与部材との軟化温度差よりも小さくなることにより、
気泡が発生しにくい構造となる。

【００５０】また、管状部材がその表面側から中心側に
向かってクラッドの下限となる軟化温度から応力付与部
材の上限となる軟化温度まで連続的に変化する径方向軟
化温度分布を有する場合は、母材の内部でクラッドから
応力付与部材までほぼ連続的に変化するような軟化温度
分布が形成されることで、気泡が発生しにくい構造とな
る。特に、クラッドと応力付与部材との接合界面で軟化
温度が等しくなっていれば、クラッドと応力付与部材と
の接合界面に気泡が極めて発生しにくい構造となる。

【００５１】上記の応力付与部材や管状部材の屈折率が
クラッドの屈折率以下であると、光ファイバ内で光を伝
搬させた場合にも、コアから応力付与部材または管状部
材への光パワーの移動は生じにくい。

【００５２】

【実施例】以下、添付図面を参照しながら本発明の実施
例を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の
要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
また、図面の寸法比率は説明のものと必ずしも一致して
いない。

【００５３】実施例１図１は、本実施例の光ファイバ母材１００の構造を示す
斜視図である。この光ファイバ母材１００は、偏波保持
光ファイバの作製用のもので、コア１０、クラッド２
０、管状部材３０及び３１、並びに応力付与部材４０及
び４１から構成されている。

【００５４】コア１０は円柱状のガラスロッドであり、
クラッド２０はこのコア１０の側面を包囲する円管状の
ガラスチューブである。コア１０とクラッド２０の中心
軸は一致している。

【００５５】コア１０及びクラッド２０は、ともに石英
（ＳｉＯ₂）系ガラスから構成されている。クラッド２
０はほぼ純粋な石英ガラスから構成されているが、コア
１０を構成する石英ガラスには屈折率上昇材である酸化
ゲルマニウム（ＧｅＯ₂）が添加されており、これによ
りコアの屈折率はクラッドよりも高くなっている。

【００５６】管状部材３０及び３１は石英系ガラス製の
円管であり、自らの軸方向とクラッド２０の軸方向とを
一致させながらクラッド２０内に埋設されている。この
管状部材３０及び３１は、コア１０の中心軸に対して互
いに対称な位置に配置されている。

【００５７】応力付与部材４０及び４１は、石英系ガラ
スからなる円柱であり管状部材３０及び３１の中空部に
それぞれ挿入されている。この応力付与部材４０及び４
１は、クラッド２０よりも大きな熱膨張係数を有してい
る。周知の通り、光ファイバ母材１００を線引した後に
光ファイバが冷却する過程において応力付与部材４０及
び４１は強く収縮するので、これによりコアに大きな応
力が付与される。この結果、線引により得られる光ファ
イバは偏波保持光ファイバとなる。

【００５８】図２〜図６は、光ファイバ母材１００の製
造方法を示す工程図である。以下、これらの図を参照し
ながら、光ファイバ母材１００の製造方法を説明する。

【００５９】まず、コア１０及びこのコアを密着して覆
うクラッド２０から構成されるガラス円柱１１０を用意
する（図２）。このガラス円柱１１０の外径は２５ｍｍ
であり、コア１０の外径は１．３５ｍｍである。ガラス
円柱１１０は、通常の光ファイバ母材と同様の方法、す
なわち公知のＶＡＤ（気相軸付け）法、ＯＶＤ（外付
け）法、ＭＣＶＤ（内付け）法、ロッドインチューブ法
などを用いて製造することができる。本実施例では、Ｍ
ＣＶＤ法を用いてこれを製造する。

【００６０】次いで、図示しない超音波開孔機を用いて
ガラス円柱１１０のクラッド２０にガラス円柱１１０の
軸方向に沿って延びる直径８ｍｍの貫通孔５０及び５１
を形成する（図３）。貫通孔５０及び５１はコア１０と
平行であり、コア１０の中心軸に対して対称な位置に形
成される。貫通孔５０及び５１の中心軸とコア１０の中
心軸との距離は、１１．６ｍｍである。以下では、貫通
孔５０及び５１が設けられたガラス円柱１１０を、孔開
き母材１１１と呼ぶことにする。

【００６１】次に、貫通孔５０及び５１の表面上に厚さ
０．５ｍｍのガラス層、すなわち上記の管状部材３０及
び３１を形成する（図４）。この管状部材３０及び３１
は、ＢＣｌ₃（三塩化ホウ素）を毎分１５０ｍｌ、Ｓｉ
Ｃｌ₄（四塩化珪素）を毎分４００ｍｌ、Ｏ₂（酸素）
を毎分１ｌの流量で貫通孔５０及び５１の内部に導入し
ながら、孔開き母材１１１の外面に酸水素炎バーナの火
炎をあてて貫通孔５０及び５１の内部を加熱することで
形成することができる。酸水素炎バーナの火炎は、バー
ナ内に燃料ガスとしてＨ₂（水素）を毎分７０ｌ、Ｏ₂
（酸素）を毎分３０ｌずつ導入して形成したものであ
る。管状部材３０及び３１を形成した後には、管状部材
３０及び３１の内部に貫通孔５２及び５３が残る。な
お、図４では、管状部材３０及び３１が形成された後の
孔開き母材を符号１１２で示してある。

【００６２】次に、予め用意しておいた応力付与部材４
０及び４１を貫通孔５２及び５３に挿入し、固定する
（図５及び図６）。この応力付与部材４０及び４１は、
公知のＶＡＤ法により作製することができる。具体的に
は、まず、バーナ内に燃料ガスとしてＨ₂を毎分５０
ｌ、Ｏ₂を毎分１２ｌずつ導入して酸水素炎を形成し、
この酸水素炎中にＳｉＣｌ₄を毎分４００ｍｌ、ＢＣｌ
₃を毎分３００ｍｌずつ導入してガラス微粒子（ＳｉＯ
₂＋Ｂ₂Ｏ₃）を生成する。次いで、棒状の出発材を回
転させながらバーナからのガラス微粒子を吹きつける
と、出発材の表面上にガラス微粒子がほぼ均一の厚さに
堆積する。出発材を引き上げながらガラス微粒子を吹き
つけることで、軸方向にガラス微粒子を成長させること
ができる。これにより、出発材の表面全体にガラス微粒
子が均一に堆積するので柱状のガラス微粒子体が得られ
る。次に、このガラス微粒子体を焼結炉に入れ、焼結炉
内のヘリウム雰囲気中にＢＦ₃を導入しながら約１２０
０℃の温度で６０分間加熱し、次いで、約１４００℃の
温度で６０分間加熱した後、徐冷する。これにより、ガ
ラス微粒子が透明ガラス化して、柱状のガラス体（Ｓｉ
Ｏ₂−Ｂ₂Ｏ₃）が得られる。このガラス体を外径が約
６．８ｍｍになるように加熱延伸すると、本実施例の応
力付与部材４０及び４１が得られる。二つの応力付与部
材の組成は、ほぼ同一である。なお、応力付与部材４０
及び４１は、貫通孔５２及び５３よりも短くしておく。

【００６３】応力付与部材４０及び４１に添加されたＢ
₂Ｏ₃はＳｉＯ₂ガラスの熱膨張係数を高める作用を有
しているため、応力付与部材４０及び４１はクラッド２
０よりも大きな熱膨張係数を有している。

【００６４】上記のようにして得られた応力付与部材４
０及び４１は、孔開き母材１１２の貫通孔５２及び５３
に挿入され孔の内部に固定される。以下では、図５及び
図６を参照しながらこの固定方法について説明する。な
お、この固定方法は、特開平４−９７９２０号公報にも
開示されている。

【００６５】この固定方法を実行するために、まず、外
径約６．８ｍｍの石英ガラス棒６０ａ、６０ｂ、６１ａ
及び６１ｂ、並びに石英ガラス管７０を用意する。ガラ
ス管７０は、図５に示されるように、内径の小さなガラ
スリング７０ｂの両端にこれよりも内径の大きいガラス
管７０ａ、７０ｃが取り付けられたものである。

【００６６】応力付与部材４０及び４１を固定するため
には、まず、ガラス管７０を孔開き母材１１２の一端面
に溶着する。次いで、孔開き母材１１２の他端側から貫
通孔５２にガラス棒６０ａ、応力付与部材４０、ガラス
棒６０ｂをこの順で挿入する。貫通孔５３についても同
様に、ガラス棒６１ａ、応力付与部材４１、ガラス棒６
１ｂの順に挿入する。ガラス棒６０ａ及び６１ａの先端
は、それぞれ孔開き母材１１２の端面から突出し、その
端面がガラスリング７０ｂの底面に押し付けられる。こ
れにより、ガラス棒６０ａ及び６１ａは固定される。ガ
ラス棒６０ｂ及び６１ｂとクラッド２０とは孔開き母材
１１２の端部を加熱延伸加工することで一体化される。
これによって、孔開き母材１１２の一端部が封止される
（図６）。

【００６７】ガラス管７０には真空コネクタ（図示せ
ず）を接続できるようになっているので、これを利用し
て貫通孔５２及び５３の内部を減圧する。この後、ガラ
ス管７０の先端を加熱処理によりコラプス（中実化）し
て封止する。これにより、応力付与部材４０及び４１が
孔開き母材１１２に固定される。なお、応力付与部材４
０及び４１の固定方法が上記方法に限られないことは言
うまでもない。

【００６８】次に、上記のようにして応力付与部材４０
及び４１が固定された孔開き母材１１２に対して、加熱
温度１９００度、加熱時間１２０分の加熱処理を施し、
その後、徐冷する。これにより、クラッド２０、管状部
材３０及び３１、並びに応力付与部材４０及び４１を構
成するガラスが溶融して一体化する。こうして、光ファ
イバ母材が完成する。

【００６９】上記のようにして得られた光ファイバ母材
のうち実際に光ファイバの作製に利用できるのは応力付
与部材４０及び４１を含む部分であり、したがって上記
の方法は実質的に図１の光ファイバ用母材１００を製造
するものである。

【００７０】図７は、光ファイバ母材１００について径
方向の屈折率分布と軟化温度分布を示す図である。この
図では、光ファイバ母材１００の右半分の分布しか示さ
れていないが、左半分の分布も右半分のものと同様であ
る。この図に示されるように、管状部材３０及び３１
は、クラッド２０の軟化温度と応力付与部材４０及び４
１の軟化温度とを平均した軟化温度を有している。この
ような軟化温度を持たせるには、上述した管状部材３０
及び３１の形成工程においてＳｉＯ₂の軟化温度低下材
であるＢ₂Ｏ₃の添加量を調節すると良い。

【００７１】応力付与部材を含む光ファイバ母材を製造
するには、加熱処理を施して応力付与部材とクラッドを
一体化する必要がある。二つの物体を一体化する際は、
一般に、両者の接合部分の物性が互いに近いことが望ま
しい。特に、加熱処理により一体化する場合は両者の軟
化温度が近いことが望ましい。接合部分両者の軟化温度
に差がある場合には、どちらか一方のみが先に軟化し、
他方の表面が加熱による効果で十分に平滑化される前に
一体化してしまうため、接合界面に気泡が発生しやすく
なる。

【００７２】本実施例の光ファイバ母材１００は、クラ
ッド２０と応力付与部材４０、４１との間に両者の平均
の軟化温度を有する管状部材３０、３１が存在している
ので、クラッド２０と管状部材３０、３１との軟化温度
差、並びに管状部材３０、３１と応力付与部材４０、４
１との軟化温度差は、クラッド２０と応力付与部材４
０、４１との軟化温度差よりも小さくなっている。この
ため、製造時に加熱処理によってクラッド２０と応力付
与部材４０及び４１とを一体化する際にも、表面平滑化
効果が十分に作用する。この結果、クラッド２０と管状
部材３０、３１との接合界面や管状部材３０、３１と応
力付与部材４０、４１との接合界面における気泡発生が
防止あるいは低減されることになる。従って、光ファイ
バ母材１００を線引して光ファイバを製造する際にも、
光ファイバの断裂は生じにくく、また、得られる光ファ
イバは良好な伝送特性や偏波特性を有している。

【００７３】また、光ファイバ内では光は屈折率の高い
部分を伝搬することから、一般的にコア近傍にクラッド
より屈折率の高い部分が存在するとコアからその部分へ
の光パワーの移動が起こり、結果的に伝送損失が増加す
る。この点に鑑み、本実施例では、管状部材３０及び３
１、並びに応力付与部材４０及び４１の屈折率をクラッ
ドよりも低く設定している（図７）。光ファイバは母材
と同様の屈折率分布を有することから、このように屈折
率を設定することで、光ファイバ母材を線引して得られ
る光ファイバ内での光パワーの移動を防ぐことができ、
光ファイバの伝送損失の増加を抑えることができる。

【００７４】本実施例では、上述のようにして製造され
た光ファイバ母材１００を通常の線引装置を用いて線引
し、偏波保持光ファイバを製造する。具体的には、ま
ず、光ファイバ母材１００を加熱炉にて約２０００度に
加熱し、線速毎分１００ｍにて外径が１２５μｍになる
ように線引する。線引された光ファイバには、２度にわ
たってＵＶ樹脂のコーティングが施される。被覆後の光
ファイバの外径は約２５０μｍになる。このようにし
て、長さ１０ｋｍの偏波保持光ファイバを製造する。

【００７５】上記のようにして製造した偏波保持光ファ
イバについて偏波特性の一つであるクロストーク特性を
波長１．３μｍにて測定したところ、−２４ｄＢと非常
に良好な結果を得た。

【００７６】本実施例との比較のため、本発明者らは、
管状部材３０及び３１を形成せずに応力付与部材を挿入
した光ファイバ母材を線引して１０ｋｍの偏波保持光フ
ァイバを製造した。光ファイバ母材の製造方法は、管状
部材３０及び３１を形成しない点を除いて本実施例と同
様である。この偏波保持光ファイバについてクロストー
ク特性を測定したところ、−８ｄＢと本実施例よりも劣
っていた。この偏波保持光ファイバを詳細に調べた結
果、光ファイバ全長で３箇所にわたりガラス内に気泡が
発見された。この気泡は、応力付与部材とクラッドとの
界面に発生していた。

【００７７】なお、本実施例では、クラッド２０、管状
部材３０及び３１、並びに応力付与部材４０及び４１を
加熱一体化して光ファイバ母材１００を完成させてから
線引を行って光ファイバを製造したが、加熱一体化と線
引を同時に行うことにより光ファイバを製造することも
可能である。

【００７８】例えば、上記の方法によって応力付与部材
４０及び４１を孔開き母材１１２に固定した後、応力付
与部材４０及び４１並びに孔開き母材１１２の複合体を
加熱炉にて約２０００度に加熱し、応力付与部材４０及
び４１とクラッド２０と管状部材３０及び３１とを一体
化しながら、線速毎分１００ｍで外径が１２５μｍにな
るように線引しても光ファイバを製造することができ
る。この場合は、母材の状態を経ずに光ファイバが製造
されることになる。

【００７９】この場合も、管状部材３０及び３１の存在
により加熱一体化の際に表面平滑化効果が十分に作用す
るため、クラッド２０と管状部材３０、３１との接合界
面や管状部材３０、３１と応力付与部材４０、４１との
接合界面における気泡発生が防止あるいは低減される。
従って、上記の方法によっても、光ファイバの断裂を防
止しながら、良好な特性の偏波保持光ファイバを製造す
ることができる。

【００８０】実施例２本実施例では、実施例１と異なる方法で光ファイバ母材
１００（図１）を製造する。図８は、本実施例の母材製
造方法を示す図である。本実施例では、まず、ＶＡＤ法
によってガラス円柱１１０（図２と同様のもの）を製造
し、超音波開孔機によりクラッド２０に軸方向に沿って
延びる貫通孔５０及び５１を形成して、孔開き母材１１
１を作製する。貫通孔５０及び５１の直径は、８ｍｍで
ある。以上の工程は実施例１とほぼ同様であるが、本実
施例ではコアの組成はＳｉＯ₂であり、クラッドの組成
はＳｉＯ₂−Ｆである。ＦはＳｉＯ₂の屈折率低下材で
あり、これがクラッドに添加されていることによりコア
の屈折率はクラッドよりも高くなっている。

【００８１】次に、本実施例では、ＶＡＤ法を用いて実
施例１と同一の応力付与部材４０及び４１（外径１８ｍ
ｍ）を作製した後、この応力付与部材４０及び４１の表
面上に管状部材３０及び３１を堆積形成する。この堆積
形成は、公知のＯＶＤ（外付け）法を用いて行うことが
できる。具体的には、酸水素炎バーナ内にＳｉＣｌ
₄（四塩化珪素）を毎分３００ｍｌ、Ｈ₂（水素）を毎
分５０ｌ、Ｏ₂（酸素）を毎分１２ｌずつ導入し、応力
付与部材４０及び４１を自らの軸を回転軸として回転さ
せながらバーナの火炎をあて、バーナを軸方向に沿って
応力付与部材４０及び４１に対し相対的に移動させてい
く。これにより、ＳｉＯ₂のガラス微粒子が応力付与部
材４０及び４１の側面上にほぼ均一な厚さで堆積する。

【００８２】次いで、ガラス微粒子が堆積した応力付与
部材４０及び４１を加熱炉に入れ、加熱炉内のヘリウム
雰囲気中にＢＦ₃及びＳｉＦ₄を導入しながら約１２０
０℃の温度で３０分間加熱し、続いて、約１４００℃の
温度で３０分間加熱した後、徐冷する。この作業によ
り、ＳｉＯ₂のガラス微粒子にＢ及びＦが添加されると
ともに、ガラス微粒子が透明ガラス化し、応力付与部材
４０、４１と一体化する。

【００８３】本実施例では、上記の方法により、応力付
与部材４０及び４１の表面に厚さ約２．５ｍｍのガラス
層（ＳｉＯ₂−Ｂ₂Ｏ₃−Ｆ）を形成する。このガラス
層が、本実施例の管状部材３０、３１である。なお、応
力付与部材４０、４１の表面に管状部材３０、３１を形
成する方法としては、管状部材３０、３１の材料を用い
て予め作製したガラスパイプの内面に、応力付与部材と
なるべきガラス層をＭＣＶＤ法により形成し、その後ガ
ラスパイプをコラプス（中実化）する方法を採ることも
できる。

【００８４】この後、管状部材３０、３１と応力付与部
材４０、４１からなる二つの柱状体を、それぞれ外径が
約７．７ｍｍになるように加熱延伸する。こうして得ら
れた柱状体８０、８１を、図８のように孔開き母材１１
１の貫通孔５０、５１にそれぞれ挿入した後、実施例１
と同様にして固定する。この後、加熱処理を行って柱状
体８０及び８１とクラッド２０とを一体化すると、光フ
ァイバ母材１００（図１）が完成する。

【００８５】本実施例により製造された光ファイバ母材
も、図７に示される屈折率分布および軟化温度分布を有
している。なお、軟化温度の調節は、上述した管状部材
３０及び３１の形成工程においてＳｉＯ₂の軟化温度変
化材であるＢ₂Ｏ₃及びＦの添加量を調節することで行
うことができる。ここで、Ｂ₂Ｏ₃はＳｉＯ₂の軟化温
度を低下させる作用を有しており、ＦはＳｉＯ₂の軟化
温度を低下させる作用を有している。

【００８６】本発明者らが上記のようにして製造した光
ファイバ母材を実施例１と同様に線引して長さ１０ｋｍ
の偏波保持光ファイバを製造し、この光ファイバについ
て偏波特性の一つであるクロストーク特性を波長１．３
μｍにて測定したところ、−２６ｄＢと非常に良好な結
果を得た。

【００８７】なお、上記の方法に代えて、柱状体８０及
び８１とクラッド２０の加熱一体化を線引と同時に行う
ことにより、母材の状態を経ずに光ファイバを製造する
ことが可能なことは、実施例１と同様である。

【００８８】実施例３本実施例も、実施例１及び２と異なる方法で光ファイバ
母材１００（図１）を製造するものである。図９は、本
実施例の母材製造方法を示す図である。本実施例でも、
まず、実施例２と同様にして孔開き母材１１１（図３と
同様のもの）を作製する。本実施例の場合、貫通孔５０
及び５１の直径は９ｍｍである。次いで、実施例１と同
様の方法により、外径約７．８ｍｍの応力付与部材４０
及び４１を作製する。

【００８９】次に、本実施例では、管状部材３０及び３
１を孔開き母材１１１や応力付与部材４０、４１と独立
して形成する。このためには、まず、ＶＡＤ法を用いて
柱状のガラス体を作製する。具体的には、酸水素炎バー
ナにＨ₂（水素）を毎分５０ｌ、Ｏ₂（酸素）を毎分１
２ｌずつ導入して形成した酸水素炎中に、ＳｉＣｌ
₄（四塩化珪素）を毎分３００ｍｌの流量で導入し、火
炎中で生成されるＳｉＯ₂のガラス微粒子を出発材上に
堆積、成長させて棒状のガラス微粒子体を形成する。こ
のガラス微粒子体を焼結炉に入れ、焼結炉内のヘリウム
雰囲気中にＳｉＦ₄を導入しながら約１２００℃の温度
で３０分間加熱し、次いで、約１４００℃の温度で６０
分間加熱した後、徐冷する。これにより、ＳｉＯ₂のガ
ラス微粒子はＦが添加された後、透明ガラス化する。こ
うして、ＳｉＯ₂−Ｆのガラス柱状体が得られる。この
ガラス柱状体を、外径が２２ｍｍになるように加熱延伸
した後、超音波開孔機を用いて中央に内径２０ｍｍの貫
通孔を形成し、再び加熱延伸して、外径８．８ｍｍ、内
径８ｍｍのガラス管を形成する。これが、本実施例の管
状部材３０及び３１である。

【００９０】次に、孔開き母材１１１の一端側から貫通
孔５０に管状部材３０、応力付与部材４０をこの順で挿
入する。貫通孔５１についても同様に、管状部材３１、
応力付与部材４１をこの順で挿入する。応力付与部材４
０、４１は、それぞれ管状部材３０、３１の中空部に挿
入される。管状部材３０及び３１、並びに応力付与部材
４０及び４１は実施例１と同様の方法により固定され
る。この後、加熱処理を施して、クラッド２０と、管状
部材３０及び３１と、応力付与部材４０及び４１とを一
体化すれば、光ファイバ母材１００（図１）が完成す
る。

【００９１】本実施例により製造された光ファイバ母材
も、図７に示される屈折率分布および軟化温度分布を有
している。なお、軟化温度の調節は、上述した管状部材
３０及び３１の形成工程においてＳｉＯ₂の軟化温度変
化材であるＦの添加量を調節することで行うことができ
る。

【００９２】本発明者らが上記のようにして製造した光
ファイバ母材を線引して長さ９．７ｋｍの偏波保持光フ
ァイバを製造し、この光ファイバについて偏波特性の一
つであるクロストーク特性を波長１．３μｍにて測定し
たところ、−２６ｄＢと非常に良好な結果を得た。

【００９３】なお、本実施例の製造工程において、管状
部材３０及び３１の内面や外面に対して研磨等の機械的
平滑化または火炎放射等による加熱平滑化を行い、或い
はこれらの面を洗浄して付着している不純物を除去して
おくと、線引時の加熱一体化による気泡の発生を一層効
果的に防止することができる。

【００９４】また、上記の方法に代えて、クラッド２０
と管状部材３０及び３１と応力付与部材４０及び４１と
の加熱一体化を線引と同時に行うことにより、母材の状
態を経ずに光ファイバを製造することが可能なことは、
上記実施例と同様である。

【００９５】実施例４本実施例では、図１の光ファイバ母材１００とは異なる
光ファイバ母材を製造する。最初に、本実施例の光ファ
イバ母材の製造方法を詳細に説明する。図１０は、本実
施例の母材製造方法を示す図である。

【００９６】本実施例では、まず、公知のＭＣＶＤ法を
用いてガラス円柱１１０（図２と同様のもの）を作製
し、超音波開孔機を用いてクラッド２０に軸方向に沿っ
て延びる貫通孔５０及び５１を形成して、孔開き母材１
１１を作製する。貫通孔５０及び５１の直径は８ｍｍで
ある。

【００９７】次に、ＶＡＤ法を用いて応力付与部材４２
及び４３を作製する。具体的には、酸水素炎バーナにＨ
₂を毎分５０ｌ、Ｏ₂を毎分１２ｌずつ導入して形成し
た酸水素炎中に、ＳｉＣｌ₄を毎分３００ｍｌ、ＢＣｌ
₃（三塩化ほう素）を毎分３００ｍｌずつ導入し、火炎
中で生成されるガラス微粒子（ＳｉＯ₂−Ｂ₂Ｏ₃）を
出発材上に堆積、成長させて柱状のガラス微粒子体を形
成する。このガラス微粒子体にはＳｉＯ₂の熱膨張係数
を高めるＢ₂Ｏ₃が添加されており、この結果、ガラス
微粒子体は孔開き母材１１１のクラッド２０よりも高い
熱膨張係数を有するようになる。また、Ｂ₂Ｏ₃はＳｉ
Ｏ₂の軟化温度低下材なので、このガラス微粒子体はク
ラッド２０よりも低い軟化温度を有している。

【００９８】次いで、このガラス微粒子体を焼結炉に入
れ、焼結炉内のヘリウム雰囲気中でＢＦ₃を導入しなが
ら約１１００℃の温度で６０分間加熱し、続いて、焼結
炉内をヘリウムのみの雰囲気としてから、約１４００℃
の温度で６０分間加熱した後、徐冷する。これにより、
ガラス微粒子体の表面からＢが添加され、ガラス微粒子
体の内部でＢの酸化物（Ｂ₂Ｏ₃）が形成される。

【００９９】焼結炉内をヘリウムのみの雰囲気とする
と、焼結炉内でガラス微粒子体に添加されるＢ₂Ｏ
₃は、ガラス微粒子体の外表面から雰囲気中へと拡散す
る。拡散される量はガラス微粒子体の表面側ほど多い。
拡散と同時に透明ガラス化が進行するので、ガラス体の
中央部にはほぼ均一な濃度でＢ₂Ｏ₃が添加されるが、
表面から中心に向かって外径の約１／４の厚さを有する
表層部では添加濃度が徐々に減少し、表面近傍では殆ど
Ｂ₂Ｏ₃が添加されないことになる。このようにして得
られたガラス体を外径約７．７ｍｍに加熱延伸すると、
本実施例の応力付与部材４２及び４３（ＳｉＯ₂−Ｂ₂
Ｏ₃）が得られる。

【０１００】この応力付与部材４２及び４３は、その表
層部において軟化温度が部材の表面側から中心側に向か
ってクラッド２０の軟化温度から中央部４２ａ及び４３
ａの軟化温度まで連続的に変化する。すなわち、応力付
与部材４２及び４３は、軟化温度が表面側から中心側に
向かってクラッド２０の軟化温度から中央部４２ａ及び
４３ａの軟化温度まで連続的に変化するような軟化温度
分布を有する管状の部材をその表層部４２ｂ及び４３ｂ
において備えている。

【０１０１】こうして得られた応力付与部材４２及び４
３を、図１０のように孔開き母材１１１の貫通孔５０、
５１にそれぞれ挿入、固定した後、加熱処理を施してク
ラッド２０と応力付与部材４２及び４３を一体化する
と、本実施例の光ファイバ母材が完成する。図示はしな
いが、応力付与部材４２及び４３の固定は、実施例１と
同様の方法により行っている。

【０１０２】本実施例により製造された光ファイバ母材
は、図１１に示されるような屈折率分布および軟化温度
分布を有している。本実施例の光ファイバ母材は、孔開
き母材１１１の貫通孔５０及び５１に挿入される応力付
与部材の軟化温度分布に特徴がある。すなわち、図１１
に示されるように、応力付与部材４２及び４３の表層部
４２ｂ及び４３ｂは、部材の表面側から中心側に向かっ
てクラッド２０の軟化温度から中央部４２ａ及び４３ａ
の軟化温度まで連続的に変化するような軟化温度分布を
有している。

【０１０３】本実施例の光ファイバ母材では、応力付与
部材がこのような表層部４２ｂ及び４３ｂを有している
ために、クラッド２０と応力付与部材４２、４３との軟
化温度差が緩和されている。特に、クラッド２０と応力
付与部材４２、４３との接合界面では軟化温度がほぼ等
しいので、加熱処理によりクラッド２０と応力付与部材
４２、４３とを一体化する際にも表面平滑化効果が十分
に作用し、クラッド２０と応力付与部材４２、４３との
接合界面における気泡発生が防止あるいは大幅に低減さ
れる。

【０１０４】また、本実施例の光ファイバ母材でも、応
力付与部材４２及び４３の屈折率はクラッドよりも低く
設定されている（図１１）。これにより、コアから応力
付与部材４２及び４３への光パワーの移動が防止される
ので、本実施例の光ファイバ母材を線引して得られる光
ファイバの伝送損失の増加を抑えることができる。

【０１０５】本実施例の光ファイバ母材を加熱炉にて約
２０００℃に加熱し、応力付与部材４２及び４３と孔開
き母材１１１とを一体化しながら線速毎分１００ｍにて
線引して外径１２５μｍの光ファイバを製造し、さらに
ＵＶ樹脂で被覆して外径約２５０μｍ、長９．５ｋｍの
偏波保持光ファイバを製造した。この光ファイバについ
て偏波特性の一つであるクロストーク特性を、波長１．
３μｍにて測定したところ、−２５ｄＢと非常に良好な
結果を得た。

【０１０６】なお、上記の方法に代えて、応力付与部材
４２及び４３とクラッド２０の加熱一体化を線引と同時
に行うことにより、母材の状態を経ずに光ファイバを製
造することが可能なことは、上記実施例と同様である。

【０１０７】実施例５本実施例では、図１１に示される屈折率分布および軟化
温度分布を有する光ファイバ母材を実施例１に類似した
方法で製造する。具体的には、実施例１と同様の方法に
より孔開き母材１１１を作製した後、貫通孔５０及び５
１の表面上に厚さ０．５ｍｍの管状部材３０及び３１を
形成する。ここで、管状部材３０及び３１の形成方法
は、実施例１と若干異なっている。すなわち、本実施例
の管状部材３０及び３１は、ＳｉＣｌ₄を毎分４００ｍ
ｌ、Ｏ₂を毎分１ｌの流量で貫通孔５０及び５１の内部
に導入すると共に、ＢＣｌ₃の流量を制御しながら、孔
開き母材１１１の外面に酸水素炎バーナの火炎をあてて
貫通孔５０及び５１の内部を加熱することで形成する。
ＢＣｌ₃は、加熱の当初は全く導入せず、その後、徐々
に流量を増加させて、最終的に毎分１５０ｍｌの流量で
導入する。これにより、実施例４の表層部４２ｂ、４３
ｂと同様の屈折率分布と軟化温度分布を有する管状部材
３０、３１が形成される。この後、実施例１と同様の製
造工程を実行することで、図１１の屈折率分布および軟
化温度分布を有する光ファイバ母材が製造される。

【０１０８】実施例６本実施例では、図１１に示される屈折率分布および軟化
温度分布を有する光ファイバ母材を実施例３に類似の方
法で製造する。具体的には、実施例３と同様にして孔開
き母材１１１及び応力付与部材４０及び４１を作製する
と共に、管状部材３０及び３１を、孔開き母材１１１や
応力付与部材４０、４１と独立して形成する。ここで、
管状部材３０及び３１の形成方法は、実施例３と異なっ
ている。

【０１０９】すなわち、本実施例では、実施例３と同様
にして棒状のガラス微粒子体を形成した後、これを焼結
炉に入れ、焼結炉内のヘリウム雰囲気中にＳｉＦ₄を導
入しながら約１２００℃の温度で６０分間加熱し、続い
て、焼結炉内をヘリウムのみの雰囲気としてから、約１
４００℃の温度で６０分間加熱した後、徐冷する。焼結
炉内をヘリウムのみの雰囲気とすると、焼結炉内でガラ
ス微粒子体に添加されるＦは、ガラス微粒子体の外表面
から雰囲気中へと拡散する。拡散される量はガラス微粒
子体の表面側ほど多い。拡散と同時に透明ガラス化が進
行するので、ガラス体の中心側から表面側に向かってＦ
濃度が連続的に変化したＳｉＯ₂のガラス柱状体が得ら
れることになる。

【０１１０】このガラス柱状体を、外径が２２ｍｍにな
るように加熱延伸した後、超音波開孔機を用いて中央に
内径２０ｍｍの貫通孔を形成し、再び加熱延伸して、外
径８．８ｍｍ、内径８ｍｍのガラス管を形成する。これ
により、実施例４の表層部４２ｂ、４３ｂと同様の屈折
率分布と軟化温度分布を有する管状部材３０及び３１が
形成される。この後、実施例３と同様の製造工程を実行
することで、図１１の屈折率分布および軟化温度分布を
有する光ファイバ母材が製造される。

【０１１１】以上、本発明の実施例を詳細に説明した
が、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、様
々な変形が可能である。例えば、コア及びクラッドから
なるガラス円柱、ガラスパイプ或いは応力付与部材の製
造については、ＶＡＤ法、ＯＶＤ法、ＭＣＶＤ法等、一
般に知られている製造方法のいかなるものを用いても良
い。貫通孔の表面或いは応力付与部材の表面にガラス層
を形成する場合も、同様である。応力付与部材を挿入す
るための貫通孔の形成方法も、公知技術から種々の方法
を選択することができる。同様に、貫通孔及び応力付与
部材の断面形状も、偏波保持光ファイバに関する公知技
術から任意に選択することができる。

【０１１２】また、貫通孔の表面或いは応力付与部材の
表面にガラス層を形成した後、ガラス層の表面に対して
研磨等の機械的平滑化または火炎放射等による加熱平滑
化を行い、或いはこれらの面を洗浄して付着している不
純物を除去しておくと、加熱一体化の際の気泡発生をよ
り効果的に防止することができる。

【０１１３】また、石英ガラスの軟化温度の調節に用い
る軟化温度変化材としては、以下のようなものがある。

【０１１４】第１グループ（軟化温度、屈折率とも低下させるもの）
…Ｂ、Ｆ第２グループ（軟化温度を低下させ、屈折率を上昇させ
るもの）…Ｇｅ、Ｐ第３グループ（軟化温度、屈折率とも上昇させるもの）
…Ａｌ、Ｔｉ、Ｚｒこれらの軟化温度変化材は、第１グループから一つ以
上を選択して添加する、第１グループから一つ以上を
選択し、かつ、第２グループから一つ以上を選択して添
加する、第１グループから一つ以上を選択し、かつ、
第３グループから一つ以上を選択して添加する、第１
グループから一つ以上、第２グループから一つ以上、第
３グループから一つ以上をそれぞれ選択して添加する、
のいずれかの方法により使用すると良い。

【０１１５】

【発明の効果】以上、詳細に説明した通り、本発明の光
ファイバ母材は、クラッドと管状部材との接合界面や管
状部材と応力付与部材との接合界面に気泡が発生しにく
い構造を有しているので、割れが生じにくく、また、こ
の母材を線引することで良好な伝送特性及び偏波特性を
示す偏波保持光ファイバを製造することができる。

【０１１６】本発明の光ファイバ母材のうち応力付与部
材或いは管状部材の屈折率がクラッドの屈折率以下であ
るものによれば、母材を線引して得られる光ファイバに
おいてコアから応力付与部材或いは管状部材への光パワ
ーの移動は生じにくいので、伝送損失の少ない偏波保持
光ファイバを得ることができる。

【０１１７】次に、本発明に係る光ファイバ母材の製造
方法の第１の態様によれば、応力付与部材及び管状部材
を一体化して母材を完成させる際にも、クラッドと管状
部材との接合界面や管状部材と応力付与部材との接合界
面に気泡が発生しにくいので、偏波保持光ファイバ用の
母材を好適に製造することができる。

【０１１８】また、本発明に係る光ファイバ母材の製造
方法の第２の態様によれば、孔開き母材と応力付与部材
を一体化して母材を完成させる際にも、クラッドと応力
付与部材の接合界面に気泡が発生しにくいので、偏波保
持光ファイバ用の母材を好適に製造することができる。

【０１１９】次に、本発明に係る光ファイバ製造方法の
第１の態様によれば、孔開き母材、応力付与部材及び管
状部材を一体化しながら線引を行う際にも、クラッドと
管状部材との接合界面や管状部材と応力付与部材との接
合界面に気泡が発生しにくいので、線引中の光ファイバ
の断裂を防止するとともに、良好な伝送特性及び偏波特
性を示す偏波保持光ファイバを得ることができる。

【０１２０】また、本発明に係る光ファイバの製造方法
の第２の態様では、孔開き母材と応力付与部材を一体化
しながら線引を行う際にも、クラッドと応力付与部材の
接合界面に気泡が発生しにくいので、線引中の光ファイ
バの断裂を防止するとともに、良好な伝送特性及び偏波
特性を示す偏波保持光ファイバを得ることができる。

【０１２１】次に、本発明の光ファイバは、製造時にク
ラッドと管状部材との接合界面や管状部材と応力付与部
材との接合界面に気泡が発生しにくい構造を有している
ので、線引中に断裂することなく製造でき、良好な伝送
特性及び偏波特性を有している。

【０１２２】本発明の光ファイバのうち応力付与部材や
管状部材の屈折率がクラッドの屈折率以下であるもの
は、コアから応力付与部材或いは管状部材への光パワー
の移動が生じにくいため、伝送損失が少ないという利点
を有している。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１〜３で製造される光ファイバ母材の構
成を示す斜視図である。

【図２】実施例１の母材製造方法を説明するための第１
の工程図である。

【図３】実施例１の母材製造方法を説明するための第２
の工程図である。

【図４】実施例１の母材製造方法を説明するための第３
の工程図である。

【図５】実施例１の母材製造方法を説明するための第４
の工程図である。

【図６】実施例１の母材製造方法を説明するための第５
の工程図である。

【図７】実施例１〜３で製造される光ファイバ母材につ
いて径方向に沿った屈折率分布及び軟化温度分布を示す
図である。

【図８】実施例２の母材製造方法を説明するための図で
ある。

【図９】実施例３の母材製造方法を説明するための図で
ある。

【図１０】実施例４の母材製造方法を説明するための図
である。

【図１１】実施例４で製造される光ファイバ母材につい
て径方向に沿った屈折率分布及び軟化温度分布を示す図
である。

【符号の説明】

１０…コア、２０…クラッド、３０及び３１…管状部
材、４０及び４１…応力付与部材、５０〜５３…貫通
孔、１００…光ファイバ母材。

フロントページの続き (72)発明者内山幸一神奈川県横浜市栄区田谷町１番地住友電気工業株式会社横浜製作所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】柱状のコアと、このコアを包囲する管状のクラッドであって、その管壁
に軸方向に沿った貫通孔が中心軸と所定の間隔をあけて
設けられ、その貫通孔の表層部において第１の熱膨張係
数及び第１の軟化温度を有するものと、前記貫通孔に挿入され、前記第１の熱膨張係数と異なる
第２の熱膨張係数及び前記第１の軟化温度と異なる第２
の軟化温度をその表層部において有する柱状の応力付与
部材と、前記貫通孔に挿入され、前記応力付与部材を包囲する管
状部材であって、前記第１及び第２の軟化温度の間で設
定された径方向軟化温度分布を有するものと、を備える光ファイバ母材。
【請求項２】前記管状部材は、略一定の径方向軟化温
度分布を有することを特徴とする請求項１記載の光ファ
イバ母材。
【請求項３】前記管状部材は、その表面側から中心側
に向かって前記第１の軟化温度から前記第２の軟化温度
まで連続的に変化する径方向軟化温度分布を有すること
を特徴とする請求項１記載の光ファイバ母材。
【請求項４】前記応力付与部材及び前記管状部材の屈
折率が、前記クラッドの屈折率以下であることを特徴と
する請求項１記載の光ファイバ母材。
【請求項５】柱状のコア及びこのコアを包囲する管状
のクラッドであってその管壁に軸方向に沿った貫通孔が
中心軸と所定の間隔をあけて設けられその貫通孔の表層
部において第１の熱膨張係数及び第１の軟化温度を有す
るものを備える孔開き母材と、前記貫通孔に挿入される
べき柱状の応力付与部材であって前記第１の熱膨張係数
と異なる第２の熱膨張係数及び前記第１の軟化温度と異
なる第２の軟化温度をその表層部において有するものと
を用意する第１の工程と、前記応力付与部材を包囲すべき管状部材であって前記第
１及び第２の軟化温度の間で設定された径方向軟化温度
分布を有するものを、前記貫通孔の表面上、前記応力付
与部材の表面と前記貫通孔の表面との中間、あるいは前
記応力付与部材の表面上のうち一以上の位置に設けると
ともに、前記孔開き母材、応力付与部材及び管状部材を
一体化する第２の工程と、を備える光ファイバ母材の製造方法。
【請求項６】前記第２の工程は、前記貫通孔の表面上
に前記管状部材を形成し、次いで、前記応力付与部材を
この管状部材の中空部に挿入し、この後、前記応力付与
部材と前記管状部材を一体化する工程であることを特徴
とする請求項５記載の光ファイバ母材の製造方法。
【請求項７】前記第２の工程は、前記応力付与部材の
表面上に前記管状部材を形成し、次いで、前記応力付与
部材及び前記管状部材からなる柱状体を前記孔開き母材
の貫通孔に挿入し、この後、前記柱状体と前記孔開き母
材を一体化する工程であることを特徴とする請求項５記
載の光ファイバ母材の製造方法。
【請求項８】前記第２の工程は、前記管状部材を前記
貫通孔に挿入するとともに、前記管状部材の中空部に前
記応力付与部材を挿入し、この後、前記孔開き母材、応
力付与部材及び管状部材を一体化する工程であることを
特徴とする請求項５記載の光ファイバ母材の製造方法。
【請求項９】柱状のコア及びこのコアを包囲する管状
のクラッドであってその管壁に軸方向に沿った貫通孔が
中心軸と所定の間隔をあけて設けられその貫通孔の表層
部において第１の熱膨張係数及び第１の軟化温度を有す
るものを備える孔開き母材と、前記第１の熱膨張係数と
異なる第２の熱膨張係数及び前記第１の軟化温度と異な
る第２の軟化温度をその表層部において有する中央部を
備えた柱状の応力付与部材であって前記第１及び第２の
軟化温度の間で設定された径方向軟化温度分布を有する
管状部材をその表層部に備えたものとを用意する第１の
工程と、前記応力付与部材を前記孔開き母材の貫通孔に挿入する
第２の工程と、前記応力付与部材と前記孔開き母材を一体化する第３の
工程と、を備える光ファイバ母材の製造方法。
【請求項１０】前記管状部材は、略一定の径方向軟化
温度分布を有することを特徴とする請求項５又は９記載
の光ファイバ母材の製造方法。
【請求項１１】前記管状部材は、その表面側から中心
側に向かって前記第１の軟化温度から前記第２の軟化温
度まで連続的に変化する径方向軟化温度分布を有するこ
とを特徴とする請求項５又は９記載の光ファイバ母材の
製造方法。
【請求項１２】柱状のコア及びこのコアを包囲する管
状のクラッドであってその管壁に軸方向に沿った貫通孔
が中心軸と所定の間隔をあけて設けられその貫通孔の表
層部において第１の熱膨張係数及び第１の軟化温度を有
するものを備える孔開き母材と、前記貫通孔に挿入され
るべき柱状の応力付与部材であって前記第１の熱膨張係
数と異なる第２の熱膨張係数及び前記第１の軟化温度と
異なる第２の軟化温度をその表層部において有するもの
とを用意する第１の工程と、前記応力付与部材を包囲すべき管状部材であって前記第
１及び第２の軟化温度の間で設定された径方向軟化温度
分布を有するものを、前記貫通孔の表面上、前記応力付
与部材の表面と前記貫通孔の表面との中間、あるいは前
記応力付与部材の表面上のうち一以上の位置に設ける第
２の工程と、前記孔開き母材、応力付与部材及び管状部材からなる複
合体を加熱して、前記孔開き母材、応力付与部材及び管
状部材を一体化しながら前記複合体を線引する第３の工
程とを備える光ファイバの製造方法。
【請求項１３】前記第２の工程は、前記孔開き母材の
貫通孔の表面上に前記管状部材を形成し、次いで、前記
応力付与部材をこの管状部材の中空部に挿入する工程で
あることを特徴とする請求項１２記載の光ファイバの製
造方法。
【請求項１４】前記第２の工程は、前記応力付与部材
の表面上に前記管状部材を形成し、次いで、前記応力付
与部材及び前記管状部材からなる柱状体を前記孔開き母
材の貫通孔に挿入する工程であることを特徴とする請求
項１２記載の光ファイバの製造方法。
【請求項１５】前記第２の工程は、前記管状部材を前
記貫通孔に挿入するとともに、この管状部材の中空部に
前記応力付与部材を挿入する工程であることを特徴とす
る請求項１２記載の光ファイバの製造方法。
【請求項１６】柱状のコア及びこのコアを包囲する管
状のクラッドであってその管壁に軸方向に沿った貫通孔
が中心軸と所定の間隔をあけて設けられその貫通孔の表
層部において第１の熱膨張係数及び第１の軟化温度を有
するものを備える孔開き母材と、前記第１の熱膨張係数
と異なる第２の熱膨張係数及び前記第１の軟化温度と異
なる第２の軟化温度をその表層部において有する中央部
を備えた柱状の応力付与部材であって前記第１及び第２
の軟化温度の間で設定された径方向軟化温度分布を有す
る管状部材をその表層部に備えたものとを用意する第１
の工程と、前記応力付与部材を前記孔開き母材の貫通孔に挿入する
第２の工程と、前記孔開き母材及び応力付与部材からなる複合体を加熱
して、前記孔開き母材及び応力付与部材を一体化しなが
ら前記複合体を線引する第３の工程と、を備える光ファイバの製造方法。
【請求項１７】前記管状部材は、略一定の径方向軟化
温度分布を有することを特徴とする請求項１２又は１６
記載の光ファイバの製造方法。
【請求項１８】前記管状部材は、その表面側から中心
側に向かって前記第１の軟化温度から前記第２の軟化温
度まで連続的に変化する径方向軟化温度分布を有するこ
とを特徴とする請求項１２又は１６記載の光ファイバの
製造方法。
【請求項１９】柱状のコアと、このコアを包囲する管状のクラッドであって、その管壁
に軸方向に沿った貫通孔が中心軸と所定の間隔をあけて
設けられ、その貫通孔の表層部において第１の熱膨張係
数及び第１の軟化温度を有するものと、前記貫通孔に挿入され、前記第１の熱膨張係数と異なる
第２の熱膨張係数及び前記第１の軟化温度と異なる第２
の軟化温度をその表層部において有する柱状の応力付与
部材と、前記貫通孔に挿入され、前記応力付与部材を包囲する管
状部材であって、前記第１及び第２の軟化温度の間で設
定された径方向軟化温度分布を有するものと、を備える光ファイバ。
【請求項２０】前記管状部材は、略一定の径方向軟化
温度分布を有することを特徴とする請求項１９記載の光
ファイバ。
【請求項２１】前記管状部材は、その表面側から中心
側に向かって前記第１の軟化温度から前記第２の軟化温
度まで連続的に変化する径方向軟化温度分布を有するこ
とを特徴とする請求項１９記載の光ファイバ。
【請求項２２】前記応力付与部材及び前記管状部材の
屈折率が、前記クラッドの屈折率以下であることを特徴
とする請求項１９記載の光ファイバ。