JP2002249333A

JP2002249333A - 光ファイバの製造方法

Info

Publication number: JP2002249333A
Application number: JP2001041667A
Authority: JP
Inventors: Masatoshi Tanaka; 正俊田中; Shinya Yamatori; 真也山取; Shigeki Koyanagi; 繁樹小柳; Moriyuki Fujita; 盛行藤田; Masataka Nakazawa; 正隆中沢; Hirokazu Kubota; 寛和久保田; Satoki Kawanishi; 悟基川西
Original assignee: Mitsubishi Cable Industries Ltd; Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Mitsubishi Cable Industries Ltd; Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2001-02-19
Filing date: 2001-02-19
Publication date: 2002-09-06

Abstract

(57)【要約】【課題】製造が容易で、かつ、光ファイバの横断面の任
意の位置に熱膨張係数や屈折率等の物理特性の異なる材
質や細孔を配置できる光ファイバの製造方法を提供す
る。【解決手段】母材１の中心に高濃度Ｇｅドープ石英の第
１コアロッド２１を１本、その周りに低濃度Ｇｅドープ
石英の第２コアロッド２２を６本配置し、その周りに石
英のクラッドロッド４をサポートパイプ６の内壁まで最
密充填する。この母材１を塩素ガスで脱水酸基処理し
て、ロッドの隙間を真空ポンプで減圧にしながら線引き
すると、径方向に階段状の屈折率分布を有する光ファイ
バ２（ＤＳＣ型）になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバの製造
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】光ファイバは、母材である１本の円柱棒
材を線引き（加熱延伸）することで作製される。母材の
作製は、例えばＭＣＶＤ、ＯＶＤ、ＶＡＤなどの方法で
行われる。径方向に屈折率分布を有する光ファイバで
は、母材の段階で既に光ファイバ内部の径方向の屈折率
分布を形成しておく。例えば、希土類ドープファイバで
あれば、母材のコア部に希土類をドープしておき、ま
た、分散シフトファイバやノンゼロ分散シフトファイ
バ、分散補償ファイバ等は、コア部の屈折率分布がＤＳ
Ｃ（Dual Shape Core）型、Ｗ型等の複雑な形状となる
ように母材にＧｅ、Ｆ等をドープしておく。

【０００３】また、偏波保存ファイバ、マルチコアファ
イバ等では、光ファイバ横断面の特定の位置、例えばコ
アの両側に物理特性（熱膨張係数や屈折率等）の異なる
材質を配置する必要があるので、母材のその特定位置に
軸方向に穴を開けて、そこに物理特性の異なる材料を差
し込んで母材を完成させる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、径方向に屈折
率分布を有する光ファイバの母材を作製するときには、
所望の光学特性を得るため、屈折率分布を精密に制御す
る必要がある。そのためには添加物のドープ量を径方向
で高度に制御しなくてはならない。このドープ量の精密
な制御は難しく、製品の歩留まり、製造コストに問題が
ある。また、屈折率分布が複雑すぎると事実上製造は不
可能である。

【０００５】また、偏波保存ファイバ、マルチコアファ
イバ等では、母材に一定のサイズの穴を軸方向全長に開
ける必要があるが、この穴開けは困難な工程であり、さ
らに長尺の穴を開けるのは難しいため、大型の母材を作
製することが困難である。これらのことより、偏波保存
ファイバ、マルチコアファイバ等でも、やはり製造工程
において製品の歩留まり、製造コストに問題がある。

【０００６】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、その目的とするところは、製造が容易で、
かつ、光ファイバの横断面の任意の位置に熱膨張係数や
屈折率等の物理特性の異なる材質や細孔を配置できる光
ファイバの製造方法を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、母材を石英ロッドを束ねて形成し、任意の位置の
ロッドに予め添加物をドープしておく光ファイバの製造
方法とした。

【０００８】具体的には、請求項１に係る発明は、複数
の石英のロッドを束ねて母材とし、該母材を線引きして
光ファイバとすることを特徴とする光ファイバの製造方
法である。

【０００９】このような構成であれば、複数の石英ロッ
ドを束ねるだけで容易に光ファイバを製造できる。ま
た、石英ロッドの組み合わせで、任意の構造の母材を形
成でき、従って任意の構造の光ファイバを製造できる。

【００１０】次に、請求項２に係る発明は、請求項１に
おいて、特定の物理的性質を与えるために上記ロッドの
少なくとも１本に添加物をドープしておくことを特徴と
する光ファイバの製造方法である。

【００１１】ここで特定の物理的性質というのは、通常
の屈折率や非線形屈折率、光増幅機能などの光学的性質
や、熱膨張係数などのことである。これら特定の物理的
性質を与えるための添加物としては、Ｇｅ、Ｆ、Ｂ、希
土類元素等を挙げることができる。

【００１２】本発明の構成であれば、母材を形成するロ
ッドの束の任意の位置に添加物をドープしたロッドを配
置することで、種々の機能を有する光ファイバを容易に
製造することができる。

【００１３】次に、請求項３に係る発明は、請求項１又
は２において、上記母材を塩素により脱水酸基処理する
ことを特徴とする光ファイバの製造方法である。

【００１４】このような構成であれば、水酸基除去を容
易に行うことができて、光損失の少ない光ファイバを得
ることができる。

【００１５】次に、請求項４に係る発明は、請求項１〜
３のいずれかにおいて、上記ロッド間の隙間を大気圧よ
り低い状態にして該ロッド同士を融着させることを特徴
とする光ファイバの製造方法である。

【００１６】このような構成であれば、大気圧より低い
状態で母材を加熱して、隣接するロッド間を一体に融着
させることで、ロッド間の隙間が消失して、光ファイバ
となったときにロッド間の隙間がボイドとなって残るこ
となく均一な光ファイバを得られる。

【００１７】次に、請求項５に係る発明は、請求項１〜
４のいずれかにおいて、上記ロッドを石英のサポートパ
イプの中に充填して母材としたことを特徴とする光ファ
イバの製造方法である。

【００１８】このような構成であれば、母材の取り扱い
が容易であり、安定した品質の光ファイバを得ることが
できる。

【００１９】次に、請求項６に係る発明は、請求項１〜
５のいずれかにおいて径方向に屈折率分布を備えるよう
に屈折率の異なる上記ロッドを配置することを特徴とす
る光ファイバの製造方法である。

【００２０】ここで、径方向に屈折率分布を備えている
というのは、光ファイバの横断面において、屈折率が光
ファイバ中心から同心円状に変化していることである。

【００２１】本発明の構成であれば、分散スロープ特性
や実効コア断面積、非線形性等の光伝搬特性がバランス
良く調整されたＷ型や三重クラッド型、凹ガイド型等の
光ファイバを容易に得られる。

【００２２】次に、請求項７に係る発明は、請求項１〜
５のいずれかにおいて、上記光ファイバの横断面におい
て屈折率分布が中心軸に関して非軸対称（９０度回転
時）となるように屈折率の異なる上記ロッドを配置する
ことを特徴とする光ファイバの製造方法である。

【００２３】ここで屈折率分布が非軸対称（９０度回転
時）であるとは、光ファイバを中心軸の周りに９０度回
転させたときに、回転前の屈折率分布と回転後の屈折率
分布とが異なっていることであり、このことにより複屈
折が生じる。

【００２４】本発明の構成であれば、複屈折が生じるの
で偏波保存ファイバを容易に得ることができる。

【００２５】次に、請求項８に係る発明は、請求項１〜
５のいずれかにおいて、上記光ファイバの横断面におい
てコアに付与されている応力が中心軸に関して非軸対称
（９０度回転時）となるように熱膨張係数の異なる上記
ロッドを配置することを特徴とする光ファイバの製造方
法である。

【００２６】コアに付与されている応力とは、例えば、
コア近辺にボロニア（Ｂ₂Ｏ₃）をドープしたシリカガラ
スを配置した時に、線引きによりドープ部は無ドープ部
より大きく収縮するため、コアをドープ部の方へ引っ張
っている力のことであり、また、コアを圧縮している応
力もある。この応力が非軸対称（９０度回転時）である
と、複屈折が生じる。

【００２７】本発明の構成であれば、複屈折が生じるの
で偏波保存ファイバを容易に得ることができる。

【００２８】次に、請求項９に係る発明は、請求項１〜
５のいずれかにおいて、複数のコアを備えていることを
特徴とする光ファイバの製造方法である。

【００２９】このような構成であれば、マルチコアファ
イバを容易に得られる。

【００３０】次に、請求項１０に係る発明は、請求項１
〜９のいずれかにおいて、一部の上記ロッドをキャピラ
リーと置換し、細孔が残存するように線引きすることを
特徴とする光ファイバの製造方法である。

【００３１】このような構成であれば、軸方向に延びる
細孔を有した光ファイバ、例えばサイドトンネルファイ
バを容易に得ることができる。

【００３２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。

【００３３】−実施形態１− 図１に実施形態１に係る光ファイバ２とその母材１の横
断面を示す。本実施形態に係る光ファイバ２は、コア８
にＧｅとＥｒとがドープされ、クラッド７には何もドー
プされていなくて、全体として光増幅機能を有してい
る。図中の光ファイバ２の下に示した屈折率分布のよう
に、屈折率はコア８の部分だけが高くなっている。

【００３４】＜製造方法＞実施形態１に係る光ファイバ
の製造方法について説明する。

【００３５】母材１は、多数の石英のロッド３、４を束
ねて、石英のサポートパイプ６の中に充填して作製され
る。母材１の中心には、ＧｅとＥｒがドープされた直径
５００μｍの石英のコアロッド３が１本配置され、その
周囲にコアロッド３と同径の石英のクラッドロッド４を
内径１０ｍｍのサポートパイプ６の内壁まで最密充填し
ていく。図１中の５のクラッド部にもクラッドロッド４
が充填されている。

【００３６】このようにして母材１を作製したら、次に
塩素ガスによってロッド３、４表面及びサポートパイプ
６内壁に残存する水酸基を除去する。水酸基が残存して
いると光ファイバの伝送損失が大きくなるので好ましく
ない。水酸基除去は、図１４に示すように、母材１の両
端部に管１２、１３を接続して行う。塩素ガス導入管１
２から塩素ガスが約１０００℃に加熱した母材１の中に
５０ｍｌ／分の流量で流入していき、化学反応により水
酸基が除去され、反応したガスと未反応の塩素ガスの混
合ガスが排出管１３へと流出する。この処理を１時間行
う。なお、１１はロッド充填部分である。

【００３７】次に、母材１を線引き、即ち加熱延伸して
光ファイバ２とする（図１５）。母材１の加熱延伸する
端部とは反対側の端部にパイプ１６を接続し、パイプ１
６の他端は真空ポンプに繋いで、ロッド充填部分１１を
２００〜３００Ｐａに減圧する。ヒーター１５により加
熱された母材１は、ロッド充填部分１１のロッド間の隙
間が大気圧より低い状態になっているので、隣接ロッド
同士が融着して一体化し、ロッド間の隙間は消失する。
融着後または融着と同時に母材１は延伸されて、直径１
２５μｍの光ファイバ２となって巻き取り機で巻き取ら
れる。

【００３８】線引き時に母材を一度に製品の光ファイバ
とせずに、一旦径を１／３〜１／２ぐらいに加熱延伸し
て小径母材として、該小径母材を別のサポートパイプに
挿入して、これを光ファイバに線引きする方法（ＲＯＤ
ＩＮＴＵＢＥ法）も好ましく挙げられる。このよう
にすると、一度に光ファイバに線引きする場合に比べ
て、ロッド径は同じでも光ファイバのコア径を小さくす
ることができる。逆にロッド径を大きくしても、小さな
ロッド径で一度に光ファイバに線引きする場合と同じコ
ア径を得ることができる。

【００３９】この場合、ロッド間の隙間を大気圧より低
くするのは、元の母材から小径母材にする工程でも良い
し、小径母材とサポートパイプから光ファイバに線引き
する工程でも良いが、前者の工程で行うとロッド間の隙
間が確実に消失するので好ましい。

【００４０】−変形例１−１− 図２に実施形態１の変形例１−１に係る光ファイバ２と
その母材１の横断面を示す。本変形例が実施形態１と異
なる点は、母材１においてコア部分を７本のコアロッド
３で構成している点である。母材１の中心部に７本のコ
アロッド３を六角形に配置しているので、実施形態１よ
り大きなコア径の光ファイバ２となる。

【００４１】本変形例は、コア部分以外の構成や製造方
法等は、実施形態１と同じである。

【００４２】−実施形態２− 図３に実施形態２に係る光ファイバ２とその母材１の横
断面を示す。本実施形態は、複数の石英ロッドに添加物
をドープして特定の屈折率とし、それらを適宜に配置さ
せて径方向に屈折率分布を生じさせている。

【００４３】具体的には、本実施形態は図３の屈折率分
布に示すように、中心を高屈折率の第１コア３１とし、
その周囲に中屈折率の第２コア３２を配置し、第２コア
３２の周りを低屈折率のクラッド７とする階段型（ＤＳ
Ｃ型）の光ファイバである。

【００４４】本実施形態の光ファイバは、コア径変動等
に対して零分散波長が変動しにくく、曲げ損失特性も優
れている。さらに、実効コア断面積も大きいので、分散
シフトファイバ、ノンゼロ分散シフトファイバ、分散フ
ラットファイバとして使用することができる。

【００４５】本実施形態の光ファイバの製造方法である
が、基本的には実施形態１の製造方法と同じである。ま
ず、多数の石英ロッドを束ねて母材１を作製する際に、
母材１の中心にＧｅを高濃度にドープした石英の第１コ
アロッド２１を１本配置し、その周りを６本のＧｅを低
濃度にドープした石英の第２コアロッド２２で取り囲
む。第１コアロッド２１と第２コアロッド２２とが同一
径であるので、第２コアロッド２２は、全体として六角
形となって一重に第１コアロッド２１を取り囲むことに
なる。さらにその周りに多数の石英のクラッドロッド４
をサポートパイプ６の内壁まで最密充填していく。な
お、クラッドロッド４はコアロッド２１、２２と同一径
である。これ以降の工程は、実施形態１の製造方法での
説明と同じである。

【００４６】−変形例２−１− 図４に実施形態２の変形例２−１に係る光ファイバ２と
その母材１の横断面を示す。本変形例も径方向に屈折率
分布を備えているが、具体的には図４の屈折率分布に示
すように、中心を高屈折率の第１コア３１とし、その周
囲に低屈折率の第２コア３２を配置し、第２コア３２の
周りに中屈折率の第３コア３３を配置して、その外側を
低屈折率（第２コア３２と同じ屈折率）のクラッド７と
するセグメント型の光ファイバである。

【００４７】本変形例の光ファイバは、コア径変動等に
対して零分散波長が変動しにくく、曲げ損失特性も優れ
ている。さらに、実効コア断面積も大きいので、分散シ
フトファイバ、ノンゼロ分散シフトファイバ、分散フラ
ットファイバとして使用することができる。

【００４８】本変形例の製造方法であるが、まず、多数
の石英ロッドを束ねて母材１を作製する際に、母材１の
中心にＧｅを高濃度にドープした石英の第１コアロッド
２１を１本配置し、その周りを６本の石英の第２コアロ
ッド２２で取り囲む。第１コアロッド２１と第２コアロ
ッド２２とが同一径であるので、第２コアロッド２２
は、全体として六角形となって一重に第１コアロッド２
１を取り囲むことになる。さらにその周りを１２本のＧ
ｅを低濃度にドープした石英の第３コアロッド２３で取
り囲む。第３コアロッド２３は第２コアロッド２２と同
一径であるので、全体として六角形となって一重に第２
コアロッド２２を取り囲むことになる。第３コアロッド
２３の周りに多数の石英のクラッドロッド４をサポート
パイプ６の内壁まで最密充填していく。なお、クラッド
ロッド４はコアロッド２１、２２、２３と同一径であ
る。これ以降の工程は、実施形態１の製造方法での説明
と同じである。

【００４９】−変形例２−２− 図５に実施形態２の変形例２−２に係る光ファイバ２と
その母材１の横断面を示す。本変形例も径方向に屈折率
分布を備えている。具体的には図５の屈折率分布に示す
ように５種類の屈折率があり、高い方から低い方へ順に
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ屈折率とすると、中心をＡ屈折率の
第１コア３１とし、その周囲にＥ屈折率の第２コア３２
を配置する。第２コア３２の周りにＢ屈折率の第３コア
３３を、さらにその周囲にＤ屈折率の第４コア３４を配
置して、その外側をＣ屈折率のクラッド７とする四重ク
ラッド型の光ファイバである。

【００５０】本変形例の光ファイバは、コア径変動等に
対して零分散波長が変動しにくく、曲げ損失特性も優れ
ている。さらに、実効コア断面積も大きくて、マイナス
の分散スロープを有しているので、分散シフトファイ
バ、ノンゼロ分散シフトファイバ、分散フラットファイ
バ、分散補償ファイバとして使用することができる。

【００５１】本変形例の製造方法であるが、まず、多数
の石英ロッドを束ねて母材１を作製する際に、母材１の
中心にＧｅを高濃度にドープした石英の第１コアロッド
２１を１本配置し、その周りを６本のＦを高濃度にドー
プした石英の第２コアロッド２２で、さらにその周りを
１２本のＧｅを低濃度にドープした石英の第３コアロッ
ド２３で取り囲む。第３コアロッド２３の周りを１８本
のＦを低濃度にドープした石英の第４コアロッド２４で
取り囲み、その外側に多数の石英のクラッドロッド４を
サポートパイプ６の内壁まで最密充填していく。なお、
全てのコアロッド、クラッドロッドは同一径であり、第
２〜第４コアロッドは、全体として六角形の一重の環状
となっている。これ以降の工程は、実施形態１の製造方
法での説明と同じである。

【００５２】−変形例２−３− 図６に実施形態２の変形例２−３に係る光ファイバ２と
その母材１の横断面を示す。本変形例も径方向に屈折率
分布を備えているが、具体的には図６の屈折率分布に示
すように、中心を低屈折率の第１コア３１とし、その周
囲に高屈折率の第２コア３２を配置し、その外側を低屈
折率（第１コア３１と同じ屈折率）のクラッド７とする
凹ガイド型の光ファイバである。

【００５３】本変形例の光ファイバは、コア径変動等に
対して零分散波長が変動しにくく、曲げ損失特性も優れ
ている。さらに、実効コア断面積も大きく、分散スロー
プが低いのでので、分散シフトファイバ、ノンゼロ分散
シフトファイバ、分散フラットファイバとして使用する
ことができる。

【００５４】本変形例の製造方法であるが、まず、多数
の石英ロッドを束ねて母材１を作製する際に、母材１の
中心に石英の第１コアロッド２１を１本配置し、その周
りを６本のＧｅをドープした石英の第２コアロッド２２
で取り囲む。第１コアロッド２１と第２コアロッド２２
とが同一径であるので、第２コアロッド２２は、全体と
して六角形となって一重に第１コアロッド２１を取り囲
むことになる。第２コアロッド２２の周りに多数の石英
のクラッドロッド４をサポートパイプ６の内壁まで最密
充填していく。なお、クラッドロッド４はコアロッド２
１、２２と同一径である。これ以降の工程は、実施形態
１の製造方法での説明と同じである。

【００５５】−変形例２−４− 図７に実施形態２の変形例２−４に係る光ファイバ２と
その母材１の横断面を示す。本変形例も径方向に屈折率
分布を備えているが、具体的には図７の屈折率分布に示
すように、中心を高屈折率の第１コア３１とし、その周
囲に低屈折率の第２コア３２を配置し、その外側を中屈
折率のクラッド７とするＷ型の光ファイバである。

【００５６】本変形例の光ファイバは、コア径変動等に
対して零分散波長が変動しにくく、曲げ損失特性も優れ
ている。さらに、実効コア断面積も大きく、マイナスの
分散スロープを有しているので、分散シフトファイバ、
ノンゼロ分散シフトファイバ、分散フラットファイバ、
分散補償ファイバとして使用することができる。

【００５７】本変形例の製造方法であるが、まず、多数
の石英ロッドを束ねて母材１を作製する際に、母材１の
中心にＧｅをドープした石英の第１コアロッド２１を１
本配置し、その周りを６本のＦをドープした石英の第２
コアロッド２２で取り囲む。第１コアロッド２１と第２
コアロッド２２とが同一径であるので、第２コアロッド
２２は、全体として六角形となって一重に第１コアロッ
ド２１を取り囲むことになる。第２コアロッド２２の周
りに多数の石英のクラッドロッド４をサポートパイプ６
の内壁まで最密充填していく。なお、クラッドロッド４
はコアロッド２１、２２と同一径である。これ以降の工
程は、実施形態１の製造方法での説明と同じである。

【００５８】−変形例２−５− 図８に実施形態２の変形例２−５に係る光ファイバ２と
その母材１の横断面を示す。本変形例も径方向に屈折率
分布を備えている。具体的には図８の屈折率分布に示す
ように４種類の屈折率があり、高い方から低い方へ順に
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ屈折率とすると、中心をＡ屈折率の第１
コア３１とし、その周囲にＤ屈折率の第２コア３２を配
置する。第２コア３２の周りにＢ屈折率の第３コア３３
を配置して、その外側をＣ屈折率のクラッド７とする三
重クラッド型の光ファイバである。

【００５９】本変形例の光ファイバは、コア径変動等に
対して零分散波長が変動しにくく、曲げ損失特性も優れ
ている。さらに、実効コア断面積も大きくて、マイナス
の分散スロープを有しているので、分散シフトファイ
バ、ノンゼロ分散シフトファイバ、分散フラットファイ
バ、分散補償ファイバとして使用することができる。

【００６０】本変形例の製造方法であるが、まず、多数
の石英ロッドを束ねて母材１を作製する際に、母材１の
中心にＧｅを高濃度にドープした石英の第１コアロッド
２１を１本配置し、その周りを６本のＦをドープした石
英の第２コアロッド２２で、さらにその周りを１２本の
Ｇｅを低濃度にドープした石英の第３コアロッド２３で
取り囲む。その外側に多数の石英のクラッドロッド４を
サポートパイプ６の内壁まで最密充填していく。なお、
全てのコアロッド、クラッドロッドは同一径であり、第
２、第３コアロッドは、全体として六角形の一重の環状
となっている。これ以降の工程は、実施形態１の製造方
法での説明と同じである。

【００６１】−実施形態３− 図９に実施形態３に係る光ファイバ２とその母材１の横
断面を示す。本実施形態は、コア形状が扁平であり、そ
のため屈折率分布が中心軸に関して非軸対称（９０度回
転時）となって複屈折を生じる。なお、屈折率分布は示
していないが、コア８の方がクラッド７より屈折率が高
い。本実施形態の光ファイバは、偏波保存ファイバとし
て使用される。

【００６２】本実施形態の光ファイバの製造方法である
が、まず、多数の石英ロッドを束ねて母材１を作製する
際に、母材１の中心にＧｅを高濃度にドープした石英の
コアロッド３を２本並べて配置し、その周囲に多数の石
英のクラッドロッド４をサポートパイプ６の内壁まで最
密充填していく。これ以降の工程は、実施形態１の製造
方法での説明と同じである。

【００６３】−実施形態４− 図１０に実施形態４に係る光ファイバ２とその母材１の
横断面を示す。本実施の形態は、コアの屈折率分布が中
心軸に関して非軸対称（９０度回転時）となっていて複
屈折を生じている光ファイバである。具体的には、高屈
折率の第１コア３１を２本並べて、２本の中屈折率の第
２コア３２をそれぞれ両方の第１コア３１に隣接するよ
うに配置する。そして、その周りを低屈折率のクラッド
７とする４分割コア光ファイバである。本実施形態の光
ファイバは、偏波保存ファイバとして使用される。

【００６４】本実施形態の光ファイバの製造方法である
が、まず、多数の石英ロッドを束ねて母材１を作製する
際に、母材１の中心にＧｅを高濃度にドープした石英の
第１コアロッド２１を２本隣り合わせに横に並べて配置
し、Ｇｅを低濃度にドープした石英の第２コアロッド２
２をその２本に隣接するように上下に１本ずつ配置す
る。その周囲に多数の石英のクラッドロッド４をサポー
トパイプ６の内壁まで最密充填していく。これ以降の工
程は、実施形態１の製造方法での説明と同じである。

【００６５】−実施形態５− 図１１に実施形態５に係る光ファイバ２とその母材１の
横断面を示す。本実施形態は、コアに付与されている応
力が中心軸に関して非軸対称（９０度回転時）となって
いて複屈折を生じている光ファイバである。具体的に
は、高屈折率のコア８の両側に少量のクラッド７を介在
させて応力付与部３６を１つずつ配置して、その周りを
低屈折率のクラッド７としているパンダファイバであ
る。本実施形態の光ファイバは、偏波保存ファイバとし
て使用される。

【００６６】本実施形態の光ファイバの製造方法である
が、まず、多数の石英ロッドを束ねて母材１を作製する
際に、母材１の中心にＧｅを高濃度にドープした石英の
コアロッド３を１本配置し、その周りを６本の石英のク
ラッドロッド４で囲む。Ｂ（ボロン）をドープした石英
の応力付与ロッド２６を３本で三角形を形成して、一つ
の頂点をコアロッド３に向けてクラッドロッド４の横に
配置する。コアロッド３に関して配置した応力付与ロッ
ド２６と対称の位置にも同様に３本の応力付与ロッド２
６を配置する。それから、その周囲に多数のクラッドロ
ッド４をサポートパイプ６の内壁まで最密充填してい
く。これ以降の工程は、実施形態１の製造方法での説明
と同じである。

【００６７】Ｂ（ボロン）をドープした石英の応力付与
ロッドは、石英の数倍の熱膨張係数を有するため、線引
き後の収縮が石英に比べて大きく、光ファイバ２ではコ
アに対して図中の横方向に引っ張る応力を及ぼし、縦方
向には圧縮する応力を及ぼす。

【００６８】−実施形態６− 図１２に実施形態６に係る光ファイバ２とその母材１の
横断面を示す。本実施形態は、コア８の両側に細孔３８
を有するサイドトンネルファイバであり、複屈折を生じ
ていて、偏波保存ファイバとして使用される。

【００６９】本実施形態の光ファイバの製造方法である
が、まず、多数の石英ロッドを束ねて母材１を作製する
際に、母材１の中心にＧｅをドープした石英のコアロッ
ド３を１本配置し、その周りを６本の石英のクラッドロ
ッド４で囲む。隣り合う２本のクラッドロッド４に接す
るように石英のキャピラリー２８を１本配置する。コア
ロッド３に関して配置したキャピラリー２８と対称の位
置にもう１本のキャピラリー２８を配置する。それか
ら、その周囲に多数のクラッドロッド４をサポートパイ
プ６の内壁まで最密充填していく。これ以降の工程は、
実施形態１の製造方法での説明と同じである。なお、キ
ャピラリー２８はコアロッド３、クラッドロッド４と同
一径であり、孔径は外径の１／２である。また、キャピ
ラリー２８は、線引き後も確実に細孔を保持するよう
に、両端を封止してから他のロッドと束ねて母材１とす
ることが好ましい。

【００７０】また、上記キャピラリーは、比較的大径の
円筒部材であるキャピラリー母材を加熱延伸して細径化
する線引き加工によって形成すればよい。

【００７１】−実施形態７− 図１３に実施形態７に係る光ファイバ２とその母材１の
横断面を示す。本実施形態は、４本のコア８を有するマ
ルチコアファイバである。該光ファイバは、１本で多数
の信号を同時に伝送することができる。

【００７２】本実施形態の光ファイバの製造方法である
が、まず、多数の石英ロッドを束ねて母材１を作製する
際に、母材１の中心近辺にＧｅをドープした石英のコア
ロッド３を４本、互いに隣接しないように配置する。互
いに隣接しないようにするためには、２本のコアロッド
３の間に少なくとも１本の石英のクラッドロッド４を配
置すればよい。ここでは、４本のコアロッド３が長方形
をなしていて、短辺の部分は２本のコアロッド３間に１
本のクラッドロッド４が配置され、長辺の部分は２本の
コアロッド３間に２本以上のクラッドロッド４が配置さ
れる距離が保持されている。それから、その周囲に多数
のクラッドロッド４をサポートパイプ６の内壁まで最密
充填していく。これ以降の工程は、実施形態１の製造方
法での説明と同じである。

【００７３】以上の実施形態１〜７、変形例１−１、２
−１〜５では、線引きの条件によって、光ファイバ横断
面におけるコアや応力付与部の形状は変化するので、図
１〜１３の光ファイバ２の内部構造は、模式的に示して
いる。例えば、図中では円形で示しているコア構造は、
必ずしも円形とはならずに六角形等になる場合もある
が、上述の光学的な機能を発揮すれば、形状は円形でな
くても構わない。

【００７４】また、以上の実施形態１〜７、変形例１−
１、２−１〜５は、本発明のいくつかの例を示したもの
に過ぎず、本発明はこれらに限定されない。ロッドやキ
ャピラリーは、径が異なるものが複数種類混在していて
も構わない。キャピラリーの孔径も、もっと小さかった
りもっと大きかったりしても良い。添加物も所望の物理
的性質が得られれば、Ｐ、Ｙｂ、Ｎｄ等どのようなもの
でも構わない。ロッドやキャピラリーの断面形状も円形
に限定されず、多角形や楕円等でも構わない。

【００７５】また、製造方法も一例を示しただけなの
で、例えば、サポートパイプを用いないで光ファイバを
製造しても良いし、コストや品質のために他の工程を導
入しても良い。脱水酸基処理の各条件や加熱融着時の減
圧条件等も実施形態１に示した条件に限定されない。

【００７６】クラッドや低屈折率が必要な部分では、純
粋石英のロッドや、Ｆドープ石英ロッドの代わりにキャ
ピラリーを用いると、石英との屈折率差を容易に大きく
できるので好ましい。実施形態６においては、サイドト
ンネルとなるキャピラリーよりも孔径が小さいキャピラ
リーをクラッド部に用いることが好ましい。

【００７７】キャピラリーをロッドと一緒に束ねて母材
とした場合には、線引き後に細孔が残存するよう、上述
のようにキャピラリーの両端を封止しておいても良い
し、一端を封止しても良く、他の方法で細孔を保持して
も良い。

【００７８】

【発明の効果】本発明は、以上説明したような形態で実
施され、以下に述べる効果を奏する。

【００７９】石英ロッドを束ねて母材を形成し、その中
の任意のロッドに予め添加物をドープしておいて光ファ
イバを製造するので、光増幅や偏波保持、分散シフト等
の種々の機能を有する光ファイバを低コストで得られ
る。また、複雑な構造の光ファイバを容易に得ることが
できる。

【００８０】石英ロッドを束ねた母材を塩素処理するの
で、伝送損失の少ない光ファイバを得られる。

【００８１】石英ロッドを束ねた母材を大気圧より低い
状態で加熱融着させるので、ロッド間の隙間が消失して
均一な構造の光ファイバを得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態１に係る光ファイバとその母材の横断
面図である。

【図２】変形例１−１に係る光ファイバとその母材の横
断面図である。

【図３】実施形態２に係る光ファイバとその母材の横断
面図である。

【図４】変形例２−１に係る光ファイバとその母材の横
断面図である。

【図５】変形例２−２に係る光ファイバとその母材の横
断面図である。

【図６】変形例２−３に係る光ファイバとその母材の横
断面図である。

【図７】変形例２−４に係る光ファイバとその母材の横
断面図である。

【図８】変形例２−５に係る光ファイバとその母材の横
断面図である。

【図９】実施形態３に係る光ファイバとその母材の横断
面図である。

【図１０】実施形態４に係る光ファイバとその母材の横
断面図である。

【図１１】実施形態５に係る光ファイバとその母材の横
断面図である。

【図１２】実施形態６に係る光ファイバとその母材の横
断面図である。

【図１３】実施形態７に係る光ファイバとその母材の横
断面図である。

【図１４】本発明の塩素ガスによる水酸基除去工程を示
す図である。

【図１５】本発明の線引き工程を示す図である。

【符号の説明】

１母材２光ファイバ３コアロッド４クラッドロッド５クラッド部６サポートパイプ７クラッド８コア１１ロッド充填部分１２塩素ガス導入管１３排出管１５ヒーター１６パイプ２１第１コアロッド２２第２コアロッド２３第３コアロッド２４第４コアロッド２６応力付与ロッド２８キャピラリー３１第１コア３２第２コア３３第３コア３４第４コア３６応力付与部３８細孔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者山取真也兵庫県伊丹市池尻４丁目３番地三菱電線工業株式会社伊丹製作所内 (72)発明者小柳繁樹兵庫県伊丹市池尻４丁目３番地三菱電線工業株式会社伊丹製作所内 (72)発明者藤田盛行兵庫県伊丹市池尻４丁目３番地三菱電線工業株式会社伊丹製作所内 (72)発明者中沢正隆東京都千代田区大手町二丁目３番１号日本電信電話株式会社内 (72)発明者久保田寛和東京都千代田区大手町二丁目３番１号日本電信電話株式会社内 (72)発明者川西悟基東京都千代田区大手町二丁目３番１号日本電信電話株式会社内Ｆターム(参考） 4G021 BA01 HA05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の石英のロッドを束ねて母材とし、
該母材を線引きして光ファイバとすることを特徴とする
光ファイバの製造方法。
【請求項２】請求項１において、特定の物理的性質を与えるために上記ロッドの少なくと
も１本に添加物をドープしておくことを特徴とする光フ
ァイバの製造方法。
【請求項３】請求項１又は２において、上記母材を塩素により脱水酸基処理することを特徴とす
る光ファイバの製造方法。
【請求項４】請求項１〜３のいずれかにおいて、上記ロッド間の隙間を大気圧より低い状態にして該ロッ
ド同士を融着させることを特徴とする光ファイバの製造
方法。
【請求項５】請求項１〜４のいずれかにおいて、上記ロッドを石英のサポートパイプの中に充填して母材
としたことを特徴とする光ファイバの製造方法。
【請求項６】請求項１〜５のいずれかにおいて径方向
に屈折率分布を備えるように屈折率の異なる上記ロッド
を配置することを特徴とする光ファイバの製造方法。
【請求項７】請求項１〜５のいずれかにおいて、上記光ファイバの横断面において屈折率分布が中心軸に
関して非軸対称（９０度回転時）となるように屈折率の
異なる上記ロッドを配置することを特徴とする光ファイ
バの製造方法。
【請求項８】請求項１〜５のいずれかにおいて、上記光ファイバの横断面においてコアに付与されている
応力が中心軸に関して非軸対称（９０度回転時）となる
ように熱膨張係数の異なる上記ロッドを配置することを
特徴とする光ファイバの製造方法。
【請求項９】請求項１〜５のいずれかにおいて、複数のコアを備えていることを特徴とする光ファイバの
製造方法。
【請求項１０】請求項１〜９のいずれかにおいて、一部の上記ロッドをキャピラリーと置換し、細孔が残存
するように線引きすることを特徴とする光ファイバの製
造方法。