CN116097141A - 多芯光纤 - Google Patents

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高桥正典
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杉崎隆一
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Abstract

本发明的目的在于提供一种抑制了传输损耗增大的多芯光纤。多芯光纤具备：多个第一玻璃区域，其具有芯部和折射率比芯部的最大折射率低的第一包层部；以及包层区域，其形成于多个第一玻璃区域的外周，其中，在多个第一玻璃区域施加有压缩应力。另外，在包层区域施加有拉伸应力。另外，还具备第二玻璃区域，该第二玻璃区域具有与多个第一玻璃区域中的每个第一玻璃区域的第一包层部接触的第二包层部，且被多个第一玻璃区域包围，在隔着第二玻璃区域对置的多个第一玻璃区域的芯部之间产生的应力分布中，第一玻璃区域中的压缩应力的平均值小于第二玻璃区域中的压缩应力的平均值。

Description

多芯光纤
技术领域
本发明涉及一种多芯光纤。
背景技术
以往，已知有具有多个芯部的光纤即多芯光纤。通常，在制造多芯光纤时，使用具备作为包层部的圆柱状的包层棒(clad rod)和多个芯棒的多芯光纤母材，该多个芯棒具有芯部和形成于该芯部的外周的包层部。多芯光纤通过将多芯光纤母材一体化并进行拉丝(或者一边一体化一边进行拉丝)而制造。
作为这样的多芯光纤母材的制造方法，已知有例如使用钻头在圆柱状的包层棒中形成(穿孔)多个空孔，并将多个芯棒分别插入上述多个空孔内的穿孔法(参照专利文献1)。在该穿孔法中，通过热处理使穿孔加工有多个空孔的包层棒和分别插入上述多个空孔内的多个芯棒一体化。其结果是，多芯光纤母材成为包层部和多个芯部一体化的母材。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2011-209702号公报
发明内容
发明所要解决的课题
但是，在利用穿孔法制造出的多芯光纤母材中，在通过热处理使穿孔加工后的包层棒和多个空孔内的芯棒一体化时，由于包层部的热收缩等的影响，向包层部侧的拉伸应力集中于多个芯部的各芯部。其结果是，在从多芯光纤母材拉丝出的多芯光纤中，从包层部向多个芯部的各芯部施加拉伸应力，因此，存在该多芯光纤的传输损耗增大的问题。
本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种抑制了传输损耗的增大的多芯光纤。
用于解决课题的方案
为了解决上述的课题并达成目的，本发明的多芯光纤具备：多个第一玻璃区域，其具有芯部和折射率比所述芯部的最大折射率低的第一包层部；以及包层区域，其形成于多个所述第一玻璃区域的外周，所述多芯光纤的特征在于，在多个所述第一玻璃区域施加有压缩应力。
另外，在上述发明的基础上，本发明的多芯光纤的特征在于，在所述包层区域施加有拉伸应力。
另外，本发明的多芯光纤的特征在于，具备：多个第一玻璃区域，其具有第一芯部和折射率比所述第一芯部的最大折射率低的第一包层部；第二玻璃区域，其具有与多个所述第一玻璃区域中的每个所述第一玻璃区域的所述第一包层部接触的第二包层部，且被多个所述第一玻璃区域包围；以及包层区域，其形成于多个所述第一玻璃区域及所述第二玻璃区域的外周，在隔着所述第二玻璃区域对置的多个所述第一玻璃区域的所述第一芯部之间产生的应力分布中，所述第一玻璃区域中的压缩应力的平均值小于所述第二玻璃区域中的压缩应力的平均值。
另外，在上述发明的基础上，本发明的多芯光纤的特征在于，所述应力分布中的应力的最大值与最小值之差为30MPa以下。
另外，在上述发明的基础上，本发明的多芯光纤的特征在于，所述第二玻璃区域具有最大折射率比所述第二包层部的折射率高的第二芯部。
另外，在上述发明的基础上，本发明的多芯光纤的特征在于，所述第二包层部包含软化点比所述第一包层部低的低软化点玻璃。
另外，在上述发明的基础上，本发明的多芯光纤的特征在于，由所述第一包层部向所述芯部施加的应力包括拉伸应力的分量。
另外，在上述发明的基础上，本发明的多芯光纤的特征在于，在所述应力分布中没有拉伸应力与压缩应力的反转。
另外，在上述发明的基础上，本发明的多芯光纤的特征在于，所述应力分布中的应力的最大值为80MPa以下。
发明效果
根据本发明，起到能够实现抑制了传输损耗的增大的多芯光纤的效果。
附图说明
图1是示出用于本发明的实施方式1的多芯光纤的制造的多芯光纤母材的一个结构例的横剖视图。
图2是示出本发明的实施方式1的多芯光纤的制造方法的一例的流程图。
图3是示出通过本实施方式1的空孔形成工序而形成有空孔的包层的一例的横剖视图。
图4是例示通过本实施方式1的插入工序将玻璃棒插入包层的空孔的状态的横剖视图。
图5是用于说明本发明的实施方式1中的拉丝工序的示意图。
图6是示出本发明的实施方式1的多芯光纤的一个结构例的横剖视图。
图7是对本发明的实施方式1的多芯光纤的应力分布中的最大值与最小值之差进行说明的图。
图8是对由基于穿孔法的多芯光纤母材制造出的现有的多芯光纤的应力分布中的最大值与最小值之差进行说明的图。
图9是示出本发明的实施方式2的多芯光纤的一个结构例的横剖视图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。需要说明的是，本发明并不局限于该实施方式。另外，在附图的记载中，对相同或对应的要素适当标注相同的附图标记。附图是示意性的，需要注意各要素的尺寸的关系、各要素的比率等有时与实际不同。在附图的彼此之间，有时也包含相互的尺寸的关系、比率不同的部分。另外，在本说明书中，截止波长是指由ITU-T(国际电信联盟)G.650.1定义的电缆截止波长。另外，关于其他在本说明书中没有特别定义的用语，按照ITU-T G.650.1及G.650.2中的定义、测定方法。
(实施方式1)
〔多芯光纤母材的结构〕
首先，对用于本发明的实施方式1的多芯光纤的制造的多芯光纤母材的结构进行说明。图1是示出用于本发明的实施方式1的多芯光纤的制造的多芯光纤母材的一个结构例的横剖视图。如图1所示，本实施方式1的多芯光纤母材1具备多个(例如4根)第一玻璃棒2、第二玻璃棒3、以及包层4。需要说明的是，在图1所示的多芯光纤母材1中，多个第一玻璃棒2、第二玻璃棒3和包层4通过后述的一体化工序而被一体化。
如图1所示，多个第一玻璃棒2分别具有作为芯部的第一芯部2a和第一包层部2b。第一芯部2a例如由添加有用于提高折射率的掺杂剂(锗等)的石英系玻璃构成。第一包层部2b由折射率比第一芯部2a的最大折射率低的玻璃构成。例如，作为构成第一包层部2b的上述玻璃，可以举出未添加调整折射率用的掺杂剂的纯石英玻璃等。另外，如图1所示，第一包层部2b形成于第一芯部2a的外周。在这样的第一包层部2b的外周的一部分形成有与第二玻璃棒3接触的平面即抵接面2c。
如图1所示，第二玻璃棒3具有第二包层部3b，被多个第一玻璃棒2包围。详细而言，如图1所示，第二包层部3b与多个第一玻璃棒2各自的第一包层部2b接触。在该第二包层部3b的外周中的与多个第一玻璃棒2分别对置的各部分形成有与第一包层部2b接触的平面即抵接面3c。即，第一玻璃棒2的抵接面2c及第二玻璃棒3的抵接面3c是相互抵接的平面。
另外，第二包层部3b也可以由与上述的第一包层部2b同样的石英系玻璃构成，但优选包含软化点比第一包层部2b低的低软化点玻璃。例如，低软化点玻璃通过在未添加调整折射率用的掺杂剂的纯石英玻璃等折射率比第一芯部2a的最大折射率低的玻璃中添加钾(K)、磷(P)、氯(Cl)、氟(F)、锗(Ge)等用于降低软化点的掺杂剂而构成。需要说明的是，在同时添加F和Ge作为上述掺杂剂的情况下，各自的添加量可以调整为所添加的玻璃的折射率与纯石英玻璃的折射率(即在波长1550nm时约为1.444)为相同值或接近纯石英玻璃的折射率的值。
如图1所示，包层4形成于多个第一玻璃棒2及第二玻璃棒3的外周。例如，包层4由与上述的第一包层部2b同样的石英系玻璃构成。需要说明的是，上述的第一包层部2b、第二包层部3b及包层4的各折射率可以彼此相同，也可以彼此不同。
另外，在本实施方式1中，例如如图1所示，多个第一芯部2a以夹着第二玻璃棒3中的第二包层部3b的中心轴A相互对置的方式配置。此时，多个第一芯部2a的各中心轴与第二包层部3b的中心轴A的各距离可以彼此相同，也可以彼此不同。另外，第二包层部3b的中心轴A可以与包层4的中心轴一致，也可以不与该中心轴一致。在本发明中，“中心轴”是指作为对象的要素的长度方向的中心轴。
〔多芯光纤的制造方法〕
接着，对本发明的实施方式1的多芯光纤的制造方法进行说明。图2是示出本发明的实施方式1的多芯光纤的制造方法的一例的流程图。在本实施方式1中，通过进行图2所示的步骤S101～S106的各工序，首先制造多芯光纤母材1，由该多芯光纤母材1制造作为目标的多芯光纤。
详细而言，如图2所示，首先，进行准备用于制造多芯光纤母材1的构件的准备工序(步骤S101)。在该步骤S101中，准备多个(在本实施方式1中为4根)具有上述的第一芯部2a及第一包层部2b的圆柱状的第一玻璃棒2。另外，准备具有上述的第二包层部3b的圆柱状的第二玻璃棒3和圆柱状的包层4。上述第一玻璃棒2、第二玻璃棒3及包层4可以分别使用VAD(Vaporphase Axial Deposition)法、OVD(Outside Vapor Deposition)法、MCVD(ModifiedChemical Vapor Deposition)法等公知的方法来制造。
在执行步骤S101的准备工序后，进行将用于插入多个第一玻璃棒2和第二玻璃棒3的空孔形成于圆柱状的包层4的空孔形成工序(步骤S102)。在该步骤S102中，将用于插入多个第一玻璃棒2的多个空孔和用于插入第二玻璃棒的空孔形成于圆柱状的包层4。
图3是示出通过本实施方式1的空孔形成工序形成了空孔的包层的一例的横剖视图。如图3所示，用于插入多个第一玻璃棒2的多个(在本实施方式1中为4个)第一空孔4a和用于插入第二玻璃棒3的第二空孔4b以沿着圆柱状的包层4的长度方向延伸的方式形成于该包层4的内部。此时，多个第一空孔4a形成于包层4中的供多个第一玻璃棒2配置的各位置。第二空孔4b形成于包层4中的供第二玻璃棒3配置的位置。另外，如图3所示，这些多个第一空孔4a及第二空孔4b以经由开口部4c相互连通的方式形成。
上述那样的多个第一空孔4a及第二空孔4b例如可以通过使用非开凿法对圆柱状的包层4加热而同时形成。另外，也可以准备利用粉体成形法等预先形成有多个第一空孔4a及第二空孔4b的包层4。
在执行步骤S102的空孔形成工序后，进行在多个第一玻璃棒2及第二玻璃棒3的外周形成抵接面的抵接面形成工序(步骤S103)。在该步骤S103中，对于多个第一玻璃棒2中的每一个，沿着该第一玻璃棒2的长度方向对圆柱状的第一玻璃棒2的外周的一部分(与第二玻璃棒3对置的部分)进行磨削。由此，在上述多个第一玻璃棒2中的每一个形成抵接面2c(参照图1)。另外，沿着该第二玻璃棒3的长度方向对圆柱状的第二玻璃棒3的外周的一部分(与多个第一玻璃棒2对置的各部分)进行磨削。由此，在该第二玻璃棒3形成与第一玻璃棒2相同数量的抵接面3c(参照图1)。
需要说明的是，在本发明中，也可以准备利用粉体成形法等预先形成有抵接面2c及抵接面3c的第一玻璃棒2及第二玻璃棒3。另外，步骤S103的抵接面形成工序也可以在上述的步骤S102的空孔形成工序之前进行。
接着，进行在形成于包层4的空孔中插入多个第一玻璃棒2及第二玻璃棒3的插入工序(步骤S104)。在该步骤S104中，在形成于包层4的多个第一空孔4a分别插入多个第一玻璃棒2，在形成于包层4的第二空孔4b插入第二玻璃棒3。
图4是例示通过本实施方式1的插入工序将玻璃棒插入包层的空孔的状态的横剖视图。如图4所示，多个(例如4根)第一玻璃棒2以插入包层4的第二空孔4b的第二玻璃棒3的抵接面3c与第一玻璃棒2的抵接面2c相互抵接的方式分别插入多个(例如4个)第一空孔4a。需要说明的是，上述第一玻璃棒2及第二玻璃棒3的插入顺序在本发明中没有特别限制。
在执行步骤S104的插入工序后，进行将上述的多个第一玻璃棒2、第二玻璃棒3和包层4一体化的一体化工序(步骤S105)。在该步骤S105中，通过上述的插入工序将第一玻璃棒2及第二玻璃棒3插入包层4的各空孔而形成的中间结构体(参照图4)例如由加热炉加热。通过该加热处理，堵塞(塌缩)该中间结构体中的多个第一玻璃棒2、第二玻璃棒3和包层4的各间隙，使上述第一玻璃棒2、第二玻璃棒3和包层4如图1所示那样一体化。
通过进行上述的步骤S101～S105的各工序，制造出作为目标的多芯光纤母材1。需要说明的是，在本发明中，也可以省略上述步骤S105的一体化工序，在接下来说明的拉丝工序中，同时进行上述中间结构体的一体化和多芯光纤母材1的拉丝。
接着，进行对得到的多芯光纤母材1进行拉丝而制造作为目标的多芯光纤的拉丝工序(步骤S106)。图5是用于说明本发明的实施方式1中的拉丝工序的示意图。在图5中，图示了用于对多芯光纤母材1进行拉丝而制造作为目标的多芯光纤15的光纤制造装置10的一例。
在该步骤S106中，如图5所示，将多芯光纤母材1设置于光纤制造装置10的拉丝炉11，利用拉丝炉11内的加热器11a对该设置的多芯光纤母材1的一端部进行加热熔融，从该多芯光纤母材1一端部向铅垂方向朝下拉出玻璃光纤12。然后，在玻璃光纤12的外周表面，利用包覆装置13涂布紫外线固化性树脂，该涂布的紫外线固化性树脂通过来自紫外线照射装置14的紫外线的照射而固化。其结果是，上述玻璃光纤12成为由树脂包覆其外周表面的多芯光纤15。并且，引导辊16将多芯光纤15引导至卷绕机17，卷绕机17将多芯光纤15卷绕于线轴。这样，制造出多芯光纤15。
需要说明的是，也可以在将多芯光纤母材1设置于光纤制造装置10之前，在多芯光纤母材1的拉丝开始端熔接熔接部的外径与多芯光纤母材1大致相等的锥形构件。由此，在多芯光纤母材1的拉丝开始时的制造损耗变小的基础上，能够将组装后的多芯光纤母材1的大部分用作产品部。
〔多芯光纤的结构〕
接着，对本发明的实施方式1的多芯光纤的结构进行说明。图6是示出本发明的实施方式1的多芯光纤的一个结构例的横剖视图。在图6中例示了使用上述的多芯光纤母材1(参照图1)制造出的多芯光纤15的横截面的结构。另外，在图6中，例示了示出该多芯光纤15的横截面中的径向的位置与产生的应力的关系的应力分布L1。在示出该应力分布L1的XY坐标系中，X轴是表示多芯光纤15的径向的位置的坐标轴。Y轴是表示多芯光纤15的横截面中的拉伸应力及压缩应力各自的大小的坐标轴。具体而言，Y轴的正值是拉伸应力的值，Y轴的负值是压缩应力的值。该拉伸应力的值向Y轴的正向增大，该压缩应力的值向Y轴的负向增大。另外，向Y轴的正向变化的应力是拉伸应力的分量，向Y轴的负向变化的应力是压缩应力的分量。
另外，在图6中，作为用于与多芯光纤15的应力分布L1比较的应力分布，例示了由基于穿孔法的多芯光纤母材制造出的现有的多芯光纤的应力分布L2。该现有的多芯光纤除了其母材利用穿孔法制造以外，与本实施方式1的多芯光纤15相同。
如图6所示，本实施方式1的多芯光纤15具备多个(例如4个)第一玻璃区域22、第二玻璃区域23、以及包层区域24。多个第一玻璃区域22是与上述的多芯光纤母材1中的多个第一玻璃棒2对应的玻璃区域。在多个第一玻璃区域22施加有压缩应力。第二玻璃区域23是与上述的多芯光纤母材1中的第二玻璃棒3对应的玻璃区域。包层区域24是与上述的多芯光纤母材1中的包层4对应的玻璃区域。在包层区域24施加有拉伸应力。需要说明的是，虽未特别图示，但对包层区域24的外周实施了包覆。该包覆使用通常用于光纤的材料。
详细而言，如图6所示，多个第一玻璃区域22分别具有第一芯部22a和折射率比该第一芯部22a的最大折射率低的第一包层部22b。第一芯部22a是与上述的多芯光纤母材1(参照图1)中的第一玻璃棒2的第一芯部2a对应的芯部，尺寸与该第一芯部2a不同，但由与该第一芯部2a同样的石英系玻璃构成。第一包层部22b是与上述的多芯光纤母材1中的第一玻璃棒2的第一包层部2b对应的包层部，如图6所示，第一包层部22b形成于第一芯部22a的外周。第一包层部22b与多芯光纤母材1的第一包层部2b尺寸不同，但由与该第一包层部2b同样的石英系玻璃构成。另外，在第一包层部22b的外周的一部分形成有与第二玻璃区域23的第二包层部23b接触的平面即抵接面22c。
如图6所示，第二玻璃区域23具有与上述的多芯光纤母材1中的第二玻璃棒3的第二包层部3b对应的第二包层部23b，并被多个(在本实施方式1中为4个)第一玻璃区域22包围。详细而言，如图6所示，第二22b接触。在该第二包层部23b的外周中的与多个第一玻璃区域22中的每个第一玻璃区域22对置的各部分，形成有与第一包层部22b接触的平面即抵接面23c。即，第一包层部22b的抵接面22c及第二包层部23b的抵接面23c是相互抵接的平面。
另外，第二包层部23b与多芯光纤母材1的第二包层部3b尺寸不同，但由与该第二包层部3b同样的石英系玻璃构成。例如，第二包层部23b可以由与第一玻璃区域22的第一包层部22b同样的石英系玻璃构成，但优选包含软化点比第一包层部22b低的低软化点玻璃。并且，第二包层部23b更优选由低软化点玻璃构成。该低软化点玻璃与上述的多芯光纤母材1的第二包层部3b中的低软化点玻璃相同。
如图6所示，包层区域24形成于多个第一玻璃区域22及第二玻璃区域23的外周。包层区域24与上述的多芯光纤母材1的包层4对应，尺寸与该包层4不同，但由与该包层4同样的石英系玻璃构成。例如，包层区域24由与上述的第一包层部22b同样的石英系玻璃构成。需要说明的是，上述的第一包层部22b、第二包层部23b及包层区域24的各折射率可以彼此相同，也可以彼此不同。
另外，在本实施方式1中，例如如图6所示，多个第一芯部22a以夹着第二玻璃区域23中的第二包层部23b的中心轴A相互对置的方式配置。此时，多个第一芯部22a的各中心轴与第二包层部23b的中心轴A的各距离可以彼此相同，也可以彼此不同。另外，第二包层部23b的中心轴A可以与包层区域24的中心轴一致，也可以不与该中心轴一致。需要说明的是，第二包层部23b的中心轴A与上述的多芯光纤母材1中的第二玻璃棒3的中心轴相同。
在具有上述那样的结构的多芯光纤15中，例如如图6所示，沿着径向(X轴方向)产生应力分布L1。多芯光纤15的应力分布L1包括在第一芯部22a、第一包层部22b、第二包层部23b及包层区域24产生的拉伸应力和压缩应力。在该应力分布L1中，拉伸应力的分量比压缩应力的分量大的位置的应力成为拉伸应力，拉伸应力的分量比压缩应力的分量小的部位的应力成为压缩应力。具体而言，如图6的应力分布L1所示，在包层区域24产生拉伸应力，在多个第一玻璃区域22及第二玻璃区域23产生压缩应力。
另外，在多个第一玻璃区域22中的每个第一玻璃区域22中，由第一包层部22b对第一芯部22a施加应力。由该第一包层部22b向第一芯部22a施加的应力包含从第一芯部22a侧向第一包层部22b侧的拉伸应力的分量。
在此，在多芯光纤15由基于穿孔法的多芯光纤母材制造的情况下，如图6的应力分布L2所例示那样，第一芯部22a处的应力向拉伸应力侧(Y轴的正向侧)增大。即，由第一芯部22a周围的包层部对该第一芯部22a施加了过大的拉伸应力的分量。
相对于此，在本实施方式1的多芯光纤15中，多个第一玻璃区域22及第二玻璃区域23构成为，施加较大的拉伸应力的多个第一包层部22b分别与第二包层部23b接触。由此，能够缓和应力向第一芯部22a的集中，从而降低由第一包层部22b向第一芯部22a施加的拉伸应力的分量。其结果是，在上述多个第一玻璃区域22中的每个第一玻璃区域22中施加压缩应力，因此拉伸应力的分量与压缩应力的分量的大小关系不会反转。另外，在本实施方式1的多芯光纤15中，从降低施加于上述第一芯部22a的拉伸应力的分量的观点出发，优选第二玻璃区域23的第二包层部23b包含低软化点玻璃。
另外，在多芯光纤15由基于穿孔法的多芯光纤母材制造的情况下，如图6的应力分布L2所例示那样，在多芯光纤15的径向上对置的第一芯部22a-1、22a-2间的区域R1中，拉伸应力和压缩应力反转(参照图6中的区域R2)。相对于此，在本实施方式1的多芯光纤15中，如图6的应力分布L1所例示那样，在隔着第二玻璃区域23对置的多个第一玻璃区域22的第一芯部22a-1、22a-2之间产生的应力分布中，没有拉伸应力与压缩应力的反转。该应力分布是在多芯光纤15的应力分布L1整体中的上述第一芯部22a-1、22a-2间的区域R1中产生的应力分布。
图7是对本发明的实施方式1的多芯光纤的应力分布中的最大值与最小值之差进行说明的图。如图7所示，在本实施方式1的多芯光纤15中，在应力分布L1整体中的上述的区域R1(参照图6)产生的应力分布中，第一玻璃区域22中的压缩应力的平均值小于第二玻璃区域23中的压缩应力的平均值。另外，该应力分布中的应力的最大值与最小值之差ΔS1优选为30MPa以下。该差ΔS1更优选为20MPa以下。另外，上述应力的最大值优选为80MPa以下。
在本实施方式1中，上述应力分布是在隔着第二玻璃区域23对置的多个第一玻璃区域22的第一芯部22a-1、22a-2之间产生的应力分布。另外，上述应力分布中的最大值为压缩应力的最大值Sa，上述应力分布中的最小值为压缩应力的最小值Sb(参照图7)。
图8是对由基于穿孔法的多芯光纤母材制造出的现有的多芯光纤的应力分布中的最大值与最小值之差进行说明的图。如图8所示，在该现有的多芯光纤115中，应力分布L2整体中的在与本实施方式1的多芯光纤15相同的区域R1中产生的应力分布中的应力的最大值与最小值之差ΔS2大于30MPa。即，在现有的多芯光纤115中，与上述的实施方式1的多芯光纤15相比，难以降低集中于芯部的应力。
实施例1
接着，对本发明的实施例进行说明。在本实施例中，使用图5所示的光纤制造装置10，对上述的实施方式1的多芯光纤母材1进行拉丝等而制作了多芯光纤15的样品(以下称为实施例样品)。该制作的实施例样品的结构及光学特性如下所示。
具体而言，在实施例样品中，将第一芯部22a的芯形状设为单峰型，将第一芯部22a相对于第一包层部22b的相对折射率差Δ设为0.35％。将第一芯部22a的芯直径设为8.1μm，将包层区域24的直径(包层直径)设为125.0μm。将第一芯部22a的配置数量(芯数量)设为4个，将第一芯部22a彼此的间隔(芯间距)设为40.1μm。另外，将截止波长设为1267nm，将波长1550nm下的模场直径(MFD)设为10.6μm。
另外，作为相对于本实施例的比较例，由基于穿孔法的多芯光纤母材制作了多芯光纤的样品(以下称为比较例样品)。该比较例样品除了使用基于穿孔法的多芯光纤母材以外，与上述的实施例样品相同。
对于如上所述制作的实施例样品及比较例样品，进行了光的传播损耗的评价。这些实施例样品及比较例样品的结构、光学特性及传播损耗的评价结果汇总于表1。
【表1】
实施例样品 比较例样品
芯形状 单峰型 单峰型
相对折射率差Δ 0.35％ 0.35％
芯直径 8.1μm 8.1μm
包层直径 125.0μm 124.9μm
芯数量 4 4
芯间距 40.1μm 39.8μm
截止波长 1258nm 1267nm
MFD 10.6μm 10.6μm
传播损耗 0.190dB/km 0.205dB/km
如表1所示，实施例样品的传播损耗为0.190dB/km。该传播损耗的值与具备一个与实施例样品同样的芯部的单一芯光纤为相同程度。即，在实施例样品中，能够将光的传播损耗抑制为与单一芯光纤相同程度的传播损耗。另一方面，比较例样品的传播损耗为0.205dB/km。从该评价结果可以确认，对于比较例样品，光的传播损耗与实施例样品相比增大，并且难以抑制该传播损耗的增大。
如以上说明那样，在本发明的实施方式1中，构成一种多芯光纤，该多芯光纤具备：多个第一玻璃区域，其具有第一芯部和折射率比所述第一芯部的最大折射率低的第一包层部；第二玻璃区域，其具有与多个所述第一玻璃区域中的每个第一玻璃区域的所述第一包层部接触的第二包层部，且被多个所述第一玻璃区域包围；以及包层区域，其形成于多个所述第一玻璃区域及所述第二玻璃区域的外周。另外，在该多芯光纤中，在隔着所述第二玻璃区域对置的多个所述第一玻璃区域的所述第一芯部之间产生的应力分布中，所述第一玻璃区域中的压缩应力的平均值小于所述第二玻璃区域中的压缩应力的平均值。此时，该应力分布中的应力的最大值与最小值之差例如设为30MPa以下。
因此，能够缓和对于多个第一芯部中的每个第一芯部的应力的集中，降低从第一包层部侧向第一芯部施加的拉伸应力的分量。由此，能够抑制多芯光纤的传输损耗的增大，其结果是，能够实现可以将光的传播损耗降低为与单一芯光纤相同程度的传播损耗的多芯光纤。
另外，在本发明的实施方式1中，将所述第二包层部构成为包含软化点比所述第一包层部低的低软化点玻璃。因此，能够更容易地缓和对于多个第一芯部中的每个第一芯部的应力的集中，能够进一步降低从第一包层部侧向第一芯部施加的拉伸应力的分量。由此，能够进一步抑制多芯光纤的传输损耗的增大，因此能够容易地实现可以将光的传播损耗降低为与单一芯光纤相同程度的传播损耗的多芯光纤。
(实施方式2)
接着，对本发明的实施方式2进行说明。图9是示出本发明的实施方式2的多芯光纤的一个结构例的横剖视图。如图9所示，本实施方式2的多芯光纤15A具备第二玻璃区域23A而代替上述的实施方式1的多芯光纤15(参照图6)的第二玻璃区域23。其他结构与实施方式1相同，对相同结构部分标注相同附图标记。
如图9所示，第二玻璃区域23A具有与上述的实施方式1同样的第二包层部23b、以及最大折射率比该第二包层部23b的折射率高的第二芯部23a。另外，第二玻璃区域23A与上述的实施方式1同样地，被多个(例如4个)第一玻璃区域22包围。
第二芯部23a例如由添加有用于提高折射率的掺杂剂(锗等)的石英系玻璃构成。如图9所示，第二芯部23a配置于与第二玻璃区域23A中的第二包层部23b的中心轴A相同的位置。需要说明的是，第二芯部23a的折射率可以与多个第一玻璃区域22中的第一芯部22a的折射率相同，也可以不同。另外，第二芯部23a的中心轴可以与第二包层部23b的中心轴A一致，也可以不一致。
虽未特别图示，但本实施方式2的多芯光纤母材在上述的实施方式1的多芯光纤母材1(参照图1)的第二玻璃棒3内具备成为上述第二芯部23a的芯部，除了该结构以外，与实施方式1相同。另外，多芯光纤15A与上述的实施方式1的情况同样，使用光纤制造装置10(图5)，并由本实施方式2中的多芯光纤母材制造。
如以上说明那样，在本发明的实施方式2中，将多芯光纤中的第二玻璃区域设为具有最大折射率比第二包层部的折射率高的第二芯部，其他与实施方式1同样地构成。因此，在被多个第一芯部包围的内侧的区域具备第二芯部的多芯光纤中，能够获得与上述的实施方式1同样的作用效果。
需要说明的是，在上述的实施方式1、2中，例示了具有4个第一玻璃区域的多芯光纤，该第一玻璃区域具有第一芯部和第一包层部，但本发明并不限定于此。在本发明的多芯光纤中，上述第一玻璃区域的配置数量(第一芯部及第一包层部的配置数量)也可以为两个以上。
另外，在上述的实施方式2中，例示了在被多个第一玻璃区域包围的第二玻璃区域配置有一个芯部(第二芯部23a)的多芯光纤，但本发明并不限定于此。在本发明的多芯光纤中，在上述第二玻璃区域配置芯部的情况下，其配置数量可以为一个，也可以为多个。
另外，在上述的实施方式1、2中，由添加有锗等掺杂剂的石英系玻璃构成芯部(第一芯部、第二芯部)，由纯石英玻璃构成包层部(第一包层部、第二包层部、包层区域)，但本发明并不限定于此。例如，也可以由纯石英玻璃构成上述芯部，由添加了使折射率降低的掺杂剂(例如氟)的石英系玻璃构成上述包层部。
另外，在上述的实施方式1、2中，通过非开凿法在构成多芯光纤母材的圆柱状的包层形成用于插入玻璃棒的空孔，但本发明并不限定于此。例如，也可以通过在具有圆形的空孔的玻璃管的内侧配置多个玻璃棒的堆叠法来制造多芯光纤母材。或者，也可以准备通过粉体成形法等形成有空孔的包层，在该包层的空孔插入多个玻璃棒来制造多芯光纤母材。
另外，在上述的实施方式1、2中，多个第一包层部和被该多个第一包层部包围的第二包层部相互面接触，但本发明并不限定于此。例如，上述的多个第一包层部和第二包层部也可以相互线接触。
另外，本发明并不限定于上述的实施方式1、2，将上述的各构成要素适当组合而构成的方式也包含于本发明。另外，本领域技术人员根据上述的实施方式1、2进行的其他实施方式、实施例及运用技术等全部包含于本发明的范畴。
产业上的可利用性
如以上那样，本发明的多芯光纤对于具有多个芯部的光纤是有用的。
附图标记说明：
1 多芯光纤母材
2 第一玻璃棒
2a 第一芯部
2b 第一包层部
2c 抵接面
3 第二玻璃棒
3b 第二包层部
3c 抵接面
4 包层
4a 第一空孔
4b 第二空孔
4c 开口部
10 光纤制造装置
11 拉丝炉
11a 加热器
12 玻璃光纤
13 包覆装置
14 紫外线照射装置
15、15A 多芯光纤
16 引导辊
17 卷绕机
22 第一玻璃区域
22a、22a-1、22a-2 第一芯部
22b 第一包层部
22c 抵接面
23、23A 第二玻璃区域
23a 第二芯部
23b 第二包层部
23c 抵接面
24 包层区域
115 现有的多芯光纤
A 中心轴
L1、L2 应力分布
R1、R2 区域。

Claims (9)

1.一种多芯光纤，具备：
多个第一玻璃区域，其具有芯部和折射率比所述芯部的最大折射率低的第一包层部；以及
包层区域，其形成于多个所述第一玻璃区域的外周，
所述多芯光纤的特征在于，
在多个所述第一玻璃区域施加有压缩应力。
2.根据权利要求1所述的多芯光纤，其特征在于，
在所述包层区域施加有拉伸应力。
3.一种多芯光纤，其特征在于，
所述多芯光纤具备：
多个第一玻璃区域，其具有第一芯部和折射率比所述第一芯部的最大折射率低的第一包层部；
第二玻璃区域，其具有与多个所述第一玻璃区域中的每个所述第一玻璃区域的所述第一包层部接触的第二包层部，且被多个所述第一玻璃区域包围；以及
包层区域，其形成于多个所述第一玻璃区域及所述第二玻璃区域的外周，
在隔着所述第二玻璃区域对置的多个所述第一玻璃区域的所述第一芯部之间产生的应力分布中，所述第一玻璃区域中的压缩应力的平均值小于所述第二玻璃区域中的压缩应力的平均值。
4.根据权利要求3所述的多芯光纤，其特征在于，
所述应力分布中的应力的最大值与最小值之差为30MPa以下。
5.根据权利要求3或4所述的多芯光纤，其特征在于，
所述第二玻璃区域具有最大折射率比所述第二包层部的折射率高的第二芯部。
6.根据权利要求3至5中任一项所述的多芯光纤，其特征在于，
所述第二包层部包含软化点比所述第一包层部低的低软化点玻璃。
7.根据权利要求3至6中任一项所述的多芯光纤，其特征在于，
由所述第一包层部向所述芯部施加的应力包括拉伸应力的分量。
8.根据权利要求3至7中任一项所述的多芯光纤，其特征在于，
在所述应力分布中没有拉伸应力与压缩应力的反转。
9.根据权利要求3至8中任一项所述的多芯光纤，其特征在于，
所述应力分布中的应力的最大值为80MPa以下。
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