【特許請求の範囲】
【請求項１】 光導波路プリフォームにおいて：
クラッドガラス層に囲まれ、前記クラッドガラス層に接してプリフォームを形成する中心コアガラスを含み；前記プリフォームは第１及び第２の末端並びに前記第１及び第２の末端の間の軸を有し、前記クラッド層は前記軸に沿って連続して伸びる複数の環状セグメントを含み；
前記セグメントのそれぞれの前もって選ばれた密度が、前記それぞれのセグメントに隣接する前記セグメントの前記前もって選ばれた密度と異なり、前記それぞれのセグメントの前記密度がいずれの隣接セグメントの前記密度より高いかまたは低い；
ことを特徴とする光導波路プリフォーム。
【請求項２】 前記前もって選ばれた密度が隣接セグメントの前記密度より低い前記セグメントが、空孔をもつことを特徴とする請求項１記載の光導波路プリフォーム。
【請求項３】 前記前もって選ばれた密度が隣接セグメントの前記密度より高い前記セグメントも、空孔をもつことを特徴とする請求項２記載の光導波路プリフォーム。
【請求項４】 前記空孔が細長く、前記空孔の長寸方向が前記プリフォームの前記軸に沿うことを特徴とする請求項２記載の光導波路プリフォーム。
【請求項５】 前記空孔が細長く、前記空孔の長寸方向が前記プリフォームの前記軸に沿うことを特徴とする請求項３記載の光導波路プリフォーム。
【請求項６】 前記細長い空孔が周期配列を形成することを特徴とする請求項４記載の光導波路プリフォーム。
【請求項７】 前記細長い空孔が周期配列を形成することを特徴とする請求項５記載の光導波路プリフォーム。
【請求項８】 前記周期配列のピッチが、前記プリフォームから前もって選ばれた直径に線引きされた導波路ファイバが０.４μｍから２０μｍの範囲のピッチを有する細長い空孔の周期配列をもつようなピッチであることを特徴とする請求項６または７いずれか１項記載の光導波路プリフォーム。
【請求項９】 前記細長い空孔が直径を有し、前記周期配列の前記ピッチに対する前記直径の比が約０.１から０.９の範囲にあることを特徴とする請求項６または７いずれか１項記載の光導波路プリフォーム。
【請求項１０】 前記コアガラスが、ステップ型、丸められたステップ型、台形型、丸められた台形型、αプロファイル及び、セグメント化プロファイルからなる群から選ばれる屈折率プロファイルを有し、前記セグメント化プロファイルのセグメントが、多孔層、ステップ型、丸められたステップ型、台形型、丸められた台形型及びαプロファイルからなる群から選ばれることを特徴とする請求項１記載の光導波路プリフォーム。
【請求項１１】 前記コアガラスが、酸化ゲルマニウム、アルミナ、リン、酸化チタン、ホウ素及びフッ素からなる群から選ばれるドーパントを有するシリカガラスを含むことを特徴とする請求項１０記載の光導波路プリフォーム。
【請求項１２】 前記コアガラスが、エルビウム、イッテルビウム、ネオジム、ツリウム及びプラセオジムからなる群から選ばれる物質がドープされたシリカを含むことを特徴とする請求項１１記載の光導波路プリフォーム。
【請求項１３】 クラッド層セグメントの前記密度が、２つの前もって選ばれた値の内の１つを有することを特徴とする請求項１記載の光導波路プリフォーム。
【請求項１４】 前記２つの前もって選ばれた密度の内の第１の密度を有する前記クラッドガラス層セグメントが均質な第１の組成を有し、前記２つの前もって選ばれた密度の内の第２の密度を有する前記クラッドガラス層セグメントが多孔質の前記第１の組成からなることを特徴とする請求項１３記載の光導波路プリフォーム。
【請求項１５】 前記第２の前もって選ばれた密度を有する前記クラッド層の前記空孔が細長く、前記空孔の長寸方向が前記プリフォームの前記軸に沿うことを特徴とする請求項１４記載の光導波路プリフォーム。
【請求項１６】 前記細長い空孔が周期配列を形成することを特徴とする請求項１５記載の光導波路プリフォーム。
【請求項１７】 前記周期配列のピッチが、前記プリフォームから前もって選ばれた直径に線引きされた導波路ファイバが０.４μｍから２０μｍの範囲のピッチを有する細長い空孔の周期配列をもつようなピッチであることを特徴とする請求項１６記載の光導波路プリフォーム。
【請求項１８】 前記２つの前もって選ばれた密度の内の前記第１の密度を有する前記クラッドガラス層セグメントが誘電率を有する均質な第１の組成を有し、前記２つの前もって選ばれた密度の内の前記第２の密度を有する前記クラッドガラス層セグメントが多孔質の前記第１の組成からなり、前記空孔が細長く、前記空孔の前記長寸方向が前記プリフォーム軸に沿い、前記細長い空孔が第２の誘電率を有する材料で充填され、前記第１の誘電率が第２の誘電率の少なくとも３倍であることを特徴とする請求項１３記載の光導波路プリフォーム。
【請求項１９】 前記細長い充填空孔が周期配列を形成することを特徴とする請求項１８記載の光導波路プリフォーム。
【請求項２０】 前記周期配列のピッチが、前記プリフォームから前もって選ばれた直径に線引きされる導波路ファイバが０.４μｍから２０μｍの範囲のピッチを有する細長い空孔の周期配列をもつようなピッチであることを特徴とする請求項１９記載の光導波路プリフォーム。
【請求項２１】 請求項１から７または請求項１０から２０いずれか１項記載の前記プリフォームから線引きされたことを特徴とする光導波路ファイバ。
【請求項２２】 前記コアが屈折率プロファイルを有し、前もって選ばれた値に等しい正味の分散を有する導波路ファイバを得るために、前記セグメント密度が相異なる前もって選ばれた密度の間で交互するとともに、正と負の値の間で交互する全分散を、前記コアプロファイルと相まって、前記セグメント密度が与えるように選ばれることを特徴とする請求項１から７または請求項１０から２０いずれか１項記載の前記プリフォームから線引きされたことを特徴とする光導波路ファイバ。
【請求項２３】 光導波路ファイバプリフォームを作製する方法において：
ａ）長軸を有するコアプリフォームを作製する工程；
ｂ）内寸及び外寸並びに長軸を有する複数本のガラス中空管を作製する工程；
ｃ）前記複数本のガラス中空管のそれぞれの前記長軸に沿って、前記内寸及び外寸が縮められたＮ個の区画を形成する工程；ここで前記Ｎ個の縮寸区画は前記中空管の区画によりそれぞれ１つずつ隔てられる；及び
ｄ）前記工程ｃ）の前記複数本の中空管を前記コアプリフォームを囲む配列に配置する工程；ここで前記コアプリフォームの前記長軸は前記中空管の前記長軸と実質的に平行である；
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２４】 前記工程ｂ）の前記中空管が、円形、三角形、平行四辺形及び多角形からなる群から選ばれる断面形状を有することを特徴とする請求項２３記載の方法。
【請求項２５】 前記配列が無作為であることを特徴とする請求項２３記載の方法。
【請求項２６】 前記配列が周期的であることを特徴とする請求項２３記載の方法。
【請求項２７】 前記縮められた内寸がゼロであることを特徴とする請求項２３記載の方法。
【請求項２８】 前記中空管が第１の組成及び第１の誘電率を有し、前記形成工程ｃ）の間または前記形成工程ｃ）の前に、前記Ｎ個の区画を隔てる前記区画のそれぞれが第２の組成及び第２の誘電率を有する材料で充填され、前記第１の誘電率が前記第２の誘電率の少なくとも３倍であることを特徴とする請求項２３記載の方法。
【請求項２９】 前記中空管が第１の組成及び第１の屈折率を有し、前記形成工程ｃ）の間または前記形成工程ｃ）の前に、前記Ｎ個の区画を隔てる前記区画のそれぞれが第２の組成及び第２の屈折率を有する材料で充填され、前記第１の屈折率が前記第２の屈折率よりも大きいことを特徴とする請求項２３記載の方法。
【請求項３０】 前記方法が：
ｅ）前記工程ｄ）の前記配列を外囲中空管に挿入する工程；及び
ｆ）前記外囲中空管を前記配列上に圧潰させる工程；
をさらに含むことを特徴とする請求項２３記載の方法。
【請求項３１】 前記外囲中空管上にガラススート粒子を堆積する工程をさらに含むことを特徴とする請求項３０記載の方法。
【請求項３２】 前記方法が：
ｅ）前記中空管を互いに所定の位置に保持するために前記工程ｄ）の前記中空管配列を括束する工程；及び
ｆ）前記括束された中空管配列上にガラススートを堆積させる工程；
をさらに含むことを特徴とする請求項２３記載の方法。
【請求項３３】 前記括束工程が、前記中空管を加熱することにより、前記ガラス中空管を互いに、また最内中空管を前記コアプリフォームに連結する工程を含むことを特徴とする請求項３２記載の方法。
【請求項３４】 前記括束工程が、ガラスフリットを用いて、前記ガラス中空管を互いに、また最内中空管を前記コアプリフォームに連結する工程を含むことを特徴とする請求項３２記載の方法。
【請求項３５】 光導波路ファイバを作製する方法において：
ａ）請求項２３から３４いずれか１項記載の方法にしたがってプリフォームを作製する工程；
ｂ）前記ガラス中空管の一端を封止する工程；
ｃ）封止された中空管を有する前記プリフォームの末端に対向する前記プリフォームの末端から導波路ファイバを線引きする工程；及び
ｄ）前記線引きされるプリフォーム末端に対向する前記プリフォーム末端に真空を与える工程；
を含むことを特徴とする方法。
【請求項３６】 光導波路ファイバを作製する方法において：
ａ）コアプリフォームを作製する工程；
ｂ）断面形状を有する複数本のガラスロッドを作製する工程；
ｃ）前記複数本のガラスロッドを前記コアプリフォームを囲む、複数の空孔を含むような、配列に配置する工程；
ｄ）前記ロッド配列及び前記コアプリフォームを中空管に挿入して線引きプリフォームを形成する工程；
ｅ）前記線引きプリフォームから光導波路ファイバを線引きする工程；及び
ｆ）前記工程ｅ）中に前記中空管に変化する圧力を印加する工程；
を含むことを特徴とする方法。
【請求項３７】 前記印加圧力が大気圧と大気圧より低い前もって選ばれた圧力との間で変化することを特徴とする請求項３６記載の方法。
【請求項３８】 前記前もって選ばれた圧力が前記空孔を少なくともある程度圧潰させるに十分であることを特徴とする請求項３７記載の方法。
【請求項３９】 前記印加圧力が大気圧以上の第１の前もって選択された圧力と前記第１の前もって選択された圧力より高い第２の前もって選択された圧力との間で変化することを特徴とする請求項３７記載の方法。
【請求項４０】 無作為に配列された空孔を含む多孔クラッド層で囲まれた空孔のない中実のコア領域を含む光ファイバであって、前記空孔のあるクラッド層が、前記中実のコア領域から間隔をあけていることを特徴とする光ファイバ。
【請求項４１】 前記空孔のあるクラッド層が、細長く、前記空孔のあるクラッド層内で中実のクラッドガラスマトリクスに沿って分散した空孔を含むことを特徴とする請求項４０記載の光ファイバ。
【請求項４２】 前記コアガラス領域が、ステップ型、丸められたステップ型、台形型およびαプロファイルからなる群より選択される屈折率プロファイルを有することを特徴とする請求項４０記載の光ファイバ。
【請求項４３】 前記コアガラスが、酸化ゲルマニウム、アルミナ、リン、酸化チタン、ホウ素およびフッ素からなる群より選択されるドーパントでドープされたシリカガラスを含むことを特徴とする請求項４０記載の光ファイバ。
【請求項４４】 前記コアガラスが、アルミナ、リン、酸化チタンおよびフッ素からなる群より選択されるドーパントでドープされたシリカガラスを含むことを特徴とする請求項４０記載の光ファイバ。
【請求項４５】 前記コアガラスが、酸化ゲルマニウムでドープされたシリカガラスを含むことを特徴とする請求項４０記載の光ファイバ。
【請求項４６】 前記コアガラスの前記屈折率プロファイルが、ステップインデックス屈折率プロファイルを含むことを特徴とする請求項４５記載の光ファイバ。
【請求項４７】 前記クラッド層の空孔が、細長く、前記プリフォームの軸に沿って長さを有することを特徴とする請求項４０記載の光ファイバ。
【請求項４８】 前記コアガラス領域が、エルビウム、イッテルビウム、ネオジム、ツリウムおよびプラセオジウムからなる群より選択される物質でドープされたシリカを含むことを特徴とする請求項４０記載の光ファイバ。
【請求項４９】 多孔ガラスクラッド層で囲まれた空孔のない中実のコアガラス領域を含む光ファイバであって、前記中実のコアガラス領域が、エルビウム、イッテルビウム、ネオジム、ツリウムまたはプラセオジウムでドープされたシリカガラスを含むことを特徴とする光ファイバ。
【請求項５０】 前記多孔クラッド層が、無作為に配列された空孔を含むことを特徴とする請求項４９記載の光ファイバ。
【請求項５１】 前記多孔クラッド層が、前記中実のコアガラス領域から間隔をあけていることを特徴とする請求項４９記載の光ファイバ。
【請求項５２】 多孔クラッド層で囲まれた空孔のない中実のコア領域を含む光ファイバを作製するための光導波路プリフォームであって、前記多孔クラッド層が、前記中実のコア領域から間隔をあけて無作為に配列された空孔を含むことを特徴とする光導波路プリフォーム。
【請求項５３】 前記多孔クラッド層が、細長く、前記多孔クラッド層内で中実のクラッドガラスマトリクスに沿って分散した空孔を含むことを特徴とする請求項５２記載の光導波路プリフォーム。
【請求項５４】 前記コアガラスが、アルミナ、リン、酸化チタンおよびフッ素からなる群より選択されるドーパントでドープされたシリカガラスを含むことを特徴とする請求項５２記載の光導波路プリフォーム。
【請求項５５】 前記コアガラスが、酸化ゲルマニウムでドープされたシリカガラスを含むことを特徴とする請求項５２記載の光導波路プリフォーム。
【請求項５６】 前記コアガラスの屈折率プロファイルが、ステップインデックス屈折率プロファイルを含むことを特徴とする請求項５２記載の光導波路プリフォーム。
[Claims]
1. In an optical waveguide preform:
A central core glass surrounded by the cladding glass layer and forming a preform on the cladding glass layer; wherein the preform has an axis between the first and second ends and the first and second ends. The cladding layer includes a plurality of annular segments extending continuously along the axis;
The preselected density of each of the segments is different from the preselected density of the segments adjacent to the respective segment, and the density of the respective segments is higher than the density of any adjacent segments, or Low;
An optical waveguide preform characterized by the above-mentioned.
2. The optical waveguide preform according to claim 1, wherein said segments whose preselected density is lower than said density of adjacent segments have holes.
3. The optical waveguide preform according to claim 2, wherein said segments wherein said preselected density is higher than said density of adjacent segments also have voids.
4. The optical waveguide preform according to claim 2, wherein said holes are elongated, and a longitudinal direction of said holes is along said axis of said preform.
5. The optical waveguide preform according to claim 3, wherein said hole is elongated, and a longitudinal direction of said hole is along said axis of said preform.
6. The optical waveguide preform according to claim 4, wherein said elongated holes form a periodic array.
7. The optical waveguide preform according to claim 5, wherein said elongated holes form a periodic array.
8. The pitch of the periodic array is such that the waveguide fiber drawn from the preform to a preselected diameter has a periodic array of elongate holes having a pitch in the range of 0.4 μm to 20 μm. The optical waveguide preform according to claim 6, wherein the optical waveguide preform has a pitch.
9. The method according to claim 6, wherein said elongated holes have a diameter and a ratio of said diameter to said pitch of said periodic array ranges from about 0.1 to 0.9. The optical waveguide preform according to claim 1.
10. The segment glass according to claim 1, wherein the core glass has a refractive index profile selected from the group consisting of a stepped shape, a rounded stepped shape, a trapezoidal shape, a rounded trapezoidal shape, an α profile, and a segmentation profile. The optical waveguide preform according to claim 1, wherein the segment of the profile is selected from the group consisting of a porous layer, a step, a rounded step, a trapezoid, a rounded trapezoid, and an α profile.
11. The optical waveguide preform according to claim 10, wherein said core glass contains silica glass having a dopant selected from the group consisting of germanium oxide, alumina, phosphorus, titanium oxide, boron and fluorine. .
12. The optical waveguide preform according to claim 11, wherein said core glass contains silica doped with a substance selected from the group consisting of erbium, ytterbium, neodymium, thulium and praseodymium.
13. The optical waveguide preform according to claim 1, wherein said density of cladding layer segments has one of two preselected values.
14. The cladding glass layer segment having a first density of the two preselected densities has a homogenous first composition and the first of the two preselected densities. 14. The optical waveguide preform according to claim 13, wherein the clad glass layer segment having a density of 2 is made of the porous first composition.
15. The method of claim 14, wherein the holes of the cladding layer having the second preselected density are elongated, and the long dimension of the holes is along the axis of the preform. An optical waveguide preform as described.
16. The optical waveguide preform according to claim 15, wherein said elongated holes form a periodic array.
17. The pitch of the periodic array is such that the waveguide fiber drawn from the preform to a preselected diameter has a periodic array of elongated holes having a pitch in the range of 0.4 μm to 20 μm. 17. The optical waveguide preform according to claim 16, wherein the pitch is a pitch.
18. The cladding glass layer segment having the first density of the two preselected densities has a homogeneous first composition having a dielectric constant and the two preselected densities. The cladding glass layer segment having the second density of the density is made of the porous first composition, the pores are elongated, and the longitudinal direction of the pores is along the preform axis; 14. The optical waveguide preform according to claim 13, wherein the elongated holes are filled with a material having a second dielectric constant, and wherein the first dielectric constant is at least three times a second dielectric constant.
19. The optical waveguide preform according to claim 18, wherein said elongated filled holes form a periodic array.
20. The pitch of the periodic array is such that the waveguide fiber drawn from the preform to a preselected diameter has a periodic array of elongated holes having a pitch in the range of 0.4 μm to 20 μm. The optical waveguide preform according to claim 19, wherein the optical waveguide preform has a pitch.
21. An optical waveguide fiber drawn from the preform according to any one of claims 1 to 7 or 10 to 20.
22. The segment density alternates between different preselected densities to obtain a waveguide fiber wherein the core has a refractive index profile and a net dispersion equal to a preselected value. 21. A method according to claim 1, wherein the total variance alternating between positive and negative values is selected to give the segment density in combination with the core profile. An optical waveguide fiber drawn from the preform according to claim 1.
23. A method of making an optical waveguide fiber preform, comprising:
a) producing a core preform having a major axis;
b) producing a plurality of glass hollow tubes having inner and outer dimensions and a major axis;
c) forming N sections of reduced inner and outer dimensions along the major axis of each of the plurality of glass hollow tubes; wherein the N reduced sections are Each separated by a section of hollow tubes; and
d) arranging the plurality of hollow tubes of the step c) in an array surrounding the core preform; wherein the major axis of the core preform is substantially equal to the major axis of the hollow tube. Parallel;
A method comprising:
24. The method of claim 23, wherein the hollow tube of step b) has a cross-sectional shape selected from the group consisting of a circle, a triangle, a parallelogram, and a polygon.
25. The method according to claim 23, wherein said sequence is random.
26. The method according to claim 23, wherein said arrangement is periodic.
27. The method of claim 23, wherein said reduced interior dimension is zero.
28. The compartment wherein the hollow tube has a first composition and a first dielectric constant and separates the N compartments during or before the forming step c). 24. The method of claim 23, wherein each of the first dielectric constant is filled with a material having a second composition and a second dielectric constant, and wherein the first dielectric constant is at least three times the second dielectric constant. .
29. The compartment wherein the hollow tube has a first composition and a first refractive index and separates the N compartments during or before the forming step c). 24. The method of claim 23, wherein each of the first and second refractive indexes is filled with a material having a second composition and a second refractive index, wherein the first refractive index is greater than the second refractive index.
30. The method of claim 30, wherein:
e) inserting the sequence of step d) into a surrounding hollow tube;
f) crushing said surrounding hollow tube onto said array;
The method of claim 23, further comprising:
31. The method of claim 30, further comprising depositing glass soot particles on the surrounding hollow tube.
32. The method comprising:
e) bundling the hollow tube arrangement of step d) to hold the hollow tubes in place with each other; and
f) depositing glass soot on said bundled hollow tube array;
The method of claim 23, further comprising:
33. The bundling step includes a step of connecting the glass hollow tubes to each other and the innermost hollow tube to the core preform by heating the hollow tubes. 33. The method according to claim 32.
34. The method of claim 32, wherein the bundling step includes connecting the glass hollow tubes to one another and the innermost hollow tube to the core preform using a glass frit. The described method.
35. A method of making an optical waveguide fiber, comprising:
a) preparing a preform according to the method of any one of claims 23 to 34;
b) sealing one end of the glass hollow tube;
c) drawing a waveguide fiber from the end of the preform opposite the end of the preform having a sealed hollow tube; and
d) applying a vacuum to the preform end opposite the preform end to be drawn;
A method comprising:
36. A method of making an optical waveguide fiber, comprising:
a) a step of preparing a core application foam;
b) producing a plurality of glass rods having a cross-sectional shape;
c) arranging the plurality of glass rods in an array surrounding the core preform and including a plurality of holes;
d) inserting the rod array and the core preform into a hollow tube to form a drawn preform;
e) drawing an optical waveguide fiber from the drawing preform;
f) applying a varying pressure to said hollow tube during said step e);
A method comprising:
37. The method of claim 36, wherein said applied pressure varies between atmospheric pressure and a preselected pressure below atmospheric pressure.
38. The method of claim 37, wherein said preselected pressure is sufficient to at least partially collapse said cavities.
39. The method of claim 39, wherein the applied pressure varies between a first preselected pressure greater than or equal to atmospheric pressure and a second preselected pressure higher than the first preselected pressure. 38. The method of claim 37, wherein
40. An optical fiber including a void-free solid core region surrounded by a porous cladding layer including randomly arranged voids, wherein the void-clad layer is formed from the solid core region. An optical fiber characterized by being spaced apart.
41. 42. The optical fiber of claim 40, wherein the voided cladding layer is elongated and includes voids dispersed along a solid cladding glass matrix within the voided cladding layer.
42. 41. The optical fiber of claim 40, wherein the core glass region has a refractive index profile selected from the group consisting of a step, a rounded step, a trapezoid, and an [alpha] profile.
Claim 43 41. The optical fiber of claim 40, wherein said core glass comprises silica glass doped with a dopant selected from the group consisting of germanium oxide, alumina, phosphorus, titanium oxide, boron and fluorine.
44. 41. The optical fiber of claim 40, wherein said core glass comprises silica glass doped with a dopant selected from the group consisting of alumina, phosphorus, titanium oxide, and fluorine.
45. 41. The optical fiber of claim 40, wherein said core glass comprises silica glass doped with germanium oxide.
46. The optical fiber according to claim 45, wherein the refractive index profile of the core glass includes a step index refractive index profile.
47. 41. The optical fiber of claim 40, wherein the holes in the cladding layer are elongated and have a length along an axis of the preform.
48. 42. The optical fiber of claim 40, wherein said core glass region comprises silica doped with a material selected from the group consisting of erbium, ytterbium, neodymium, thulium, and praseodymium.
49. An optical fiber comprising a void-free solid core glass region surrounded by a porous glass cladding layer, wherein said solid core glass region is doped with erbium, ytterbium, neodymium, thulium or praseodymium. An optical fiber comprising:
50. 50. The optical fiber of claim 49, wherein said porous cladding layer includes randomly arranged holes.
51. 50. The optical fiber of claim 49, wherein said porous cladding layer is spaced from said solid core glass region.
52. An optical waveguide preform for making an optical fiber including a void-free solid core region surrounded by a porous cladding layer, wherein the porous cladding layer is spaced from the solid core region. An optical waveguide preform comprising randomly arranged holes.
Claim 53 53. The optical waveguide preform of claim 52, wherein said porous cladding layer is elongated and includes pores dispersed along a solid cladding glass matrix within said porous cladding layer.
54. 53. The optical waveguide preform of claim 52, wherein said core glass comprises silica glass doped with a dopant selected from the group consisting of alumina, phosphorus, titanium oxide and fluorine.
55. 53. The optical waveguide preform according to claim 52, wherein said core glass comprises silica glass doped with germanium oxide.
56. 53. The optical waveguide preform of claim 52, wherein the refractive index profile of the core glass includes a step index refractive index profile.