JP2002529357A - Method and apparatus for manufacturing optical fiber - Google Patents

Method and apparatus for manufacturing optical fiber

Info

Publication number
JP2002529357A
JP2002529357A JP2000580956A JP2000580956A JP2002529357A JP 2002529357 A JP2002529357 A JP 2002529357A JP 2000580956 A JP2000580956 A JP 2000580956A JP 2000580956 A JP2000580956 A JP 2000580956A JP 2002529357 A JP2002529357 A JP 2002529357A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
core
tube
cladding
fiber
glass
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2000580956A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
ダブリュ チュー,ポリー
ヴィー エイチ ダールマン,レベッカ
ジェイ デジネカ,マシュー
ダブリュ ソロスキー,ジョン
エル ジュニア ウィルソン,オティス
ジェイ ヨスト,ケヴィン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Corning Inc
Original Assignee
Corning Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Corning Inc filed Critical Corning Inc
Publication of JP2002529357A publication Critical patent/JP2002529357A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/01Manufacture of glass fibres or filaments
    • C03B37/02Manufacture of glass fibres or filaments by drawing or extruding, e.g. direct drawing of molten glass from nozzles; Cooling fins therefor
    • C03B37/025Manufacture of glass fibres or filaments by drawing or extruding, e.g. direct drawing of molten glass from nozzles; Cooling fins therefor from reheated softened tubes, rods, fibres or filaments, e.g. drawing fibres from preforms
    • C03B37/027Fibres composed of different sorts of glass, e.g. glass optical fibres
    • C03B37/02709Polarisation maintaining fibres, e.g. PM, PANDA, bi-refringent optical fibres
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/01Manufacture of glass fibres or filaments
    • C03B37/012Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
    • C03B37/01205Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments starting from tubes, rods, fibres or filaments
    • C03B37/01211Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments starting from tubes, rods, fibres or filaments by inserting one or more rods or tubes into a tube
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/01Manufacture of glass fibres or filaments
    • C03B37/012Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
    • C03B37/01205Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments starting from tubes, rods, fibres or filaments
    • C03B37/01211Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments starting from tubes, rods, fibres or filaments by inserting one or more rods or tubes into a tube
    • C03B37/01217Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments starting from tubes, rods, fibres or filaments by inserting one or more rods or tubes into a tube for making preforms of polarisation-maintaining optical fibres
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/01Manufacture of glass fibres or filaments
    • C03B37/012Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
    • C03B37/01205Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments starting from tubes, rods, fibres or filaments
    • C03B37/01211Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments starting from tubes, rods, fibres or filaments by inserting one or more rods or tubes into a tube
    • C03B37/0122Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments starting from tubes, rods, fibres or filaments by inserting one or more rods or tubes into a tube for making preforms of photonic crystal, microstructured or holey optical fibres
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/01Manufacture of glass fibres or filaments
    • C03B37/02Manufacture of glass fibres or filaments by drawing or extruding, e.g. direct drawing of molten glass from nozzles; Cooling fins therefor
    • C03B37/025Manufacture of glass fibres or filaments by drawing or extruding, e.g. direct drawing of molten glass from nozzles; Cooling fins therefor from reheated softened tubes, rods, fibres or filaments, e.g. drawing fibres from preforms
    • C03B37/026Drawing fibres reinforced with a metal wire or with other non-glass material
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/01Manufacture of glass fibres or filaments
    • C03B37/02Manufacture of glass fibres or filaments by drawing or extruding, e.g. direct drawing of molten glass from nozzles; Cooling fins therefor
    • C03B37/025Manufacture of glass fibres or filaments by drawing or extruding, e.g. direct drawing of molten glass from nozzles; Cooling fins therefor from reheated softened tubes, rods, fibres or filaments, e.g. drawing fibres from preforms
    • C03B37/027Fibres composed of different sorts of glass, e.g. glass optical fibres
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/01Manufacture of glass fibres or filaments
    • C03B37/02Manufacture of glass fibres or filaments by drawing or extruding, e.g. direct drawing of molten glass from nozzles; Cooling fins therefor
    • C03B37/025Manufacture of glass fibres or filaments by drawing or extruding, e.g. direct drawing of molten glass from nozzles; Cooling fins therefor from reheated softened tubes, rods, fibres or filaments, e.g. drawing fibres from preforms
    • C03B37/027Fibres composed of different sorts of glass, e.g. glass optical fibres
    • C03B37/02736Means for supporting, rotating or feeding the tubes, rods, fibres or filaments to be drawn, e.g. fibre draw towers, preform alignment, butt-joining preforms or dummy parts during feeding
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/01Manufacture of glass fibres or filaments
    • C03B37/02Manufacture of glass fibres or filaments by drawing or extruding, e.g. direct drawing of molten glass from nozzles; Cooling fins therefor
    • C03B37/025Manufacture of glass fibres or filaments by drawing or extruding, e.g. direct drawing of molten glass from nozzles; Cooling fins therefor from reheated softened tubes, rods, fibres or filaments, e.g. drawing fibres from preforms
    • C03B37/027Fibres composed of different sorts of glass, e.g. glass optical fibres
    • C03B37/02754Solid fibres drawn from hollow preforms
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/01Manufacture of glass fibres or filaments
    • C03B37/02Manufacture of glass fibres or filaments by drawing or extruding, e.g. direct drawing of molten glass from nozzles; Cooling fins therefor
    • C03B37/025Manufacture of glass fibres or filaments by drawing or extruding, e.g. direct drawing of molten glass from nozzles; Cooling fins therefor from reheated softened tubes, rods, fibres or filaments, e.g. drawing fibres from preforms
    • C03B37/027Fibres composed of different sorts of glass, e.g. glass optical fibres
    • C03B37/0279Photonic crystal fibres or microstructured optical fibres other than holey optical fibres
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/02Optical fibres with cladding with or without a coating
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B2201/00Type of glass produced
    • C03B2201/06Doped silica-based glasses
    • C03B2201/30Doped silica-based glasses doped with metals, e.g. Ga, Sn, Sb, Pb or Bi
    • C03B2201/31Doped silica-based glasses doped with metals, e.g. Ga, Sn, Sb, Pb or Bi doped with germanium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B2201/00Type of glass produced
    • C03B2201/06Doped silica-based glasses
    • C03B2201/30Doped silica-based glasses doped with metals, e.g. Ga, Sn, Sb, Pb or Bi
    • C03B2201/34Doped silica-based glasses doped with metals, e.g. Ga, Sn, Sb, Pb or Bi doped with rare earth metals, i.e. with Sc, Y or lanthanides, e.g. for laser-amplifiers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B2201/00Type of glass produced
    • C03B2201/06Doped silica-based glasses
    • C03B2201/30Doped silica-based glasses doped with metals, e.g. Ga, Sn, Sb, Pb or Bi
    • C03B2201/34Doped silica-based glasses doped with metals, e.g. Ga, Sn, Sb, Pb or Bi doped with rare earth metals, i.e. with Sc, Y or lanthanides, e.g. for laser-amplifiers
    • C03B2201/36Doped silica-based glasses doped with metals, e.g. Ga, Sn, Sb, Pb or Bi doped with rare earth metals, i.e. with Sc, Y or lanthanides, e.g. for laser-amplifiers doped with rare earth metals and aluminium, e.g. Er-Al co-doped
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B2201/00Type of glass produced
    • C03B2201/06Doped silica-based glasses
    • C03B2201/30Doped silica-based glasses doped with metals, e.g. Ga, Sn, Sb, Pb or Bi
    • C03B2201/40Doped silica-based glasses doped with metals, e.g. Ga, Sn, Sb, Pb or Bi doped with transition metals other than rare earth metals, e.g. Zr, Nb, Ta or Zn
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B2201/00Type of glass produced
    • C03B2201/06Doped silica-based glasses
    • C03B2201/30Doped silica-based glasses doped with metals, e.g. Ga, Sn, Sb, Pb or Bi
    • C03B2201/54Doped silica-based glasses doped with metals, e.g. Ga, Sn, Sb, Pb or Bi doped with beryllium, magnesium or alkaline earth metals
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B2201/00Type of glass produced
    • C03B2201/06Doped silica-based glasses
    • C03B2201/30Doped silica-based glasses doped with metals, e.g. Ga, Sn, Sb, Pb or Bi
    • C03B2201/58Doped silica-based glasses doped with metals, e.g. Ga, Sn, Sb, Pb or Bi doped with metals in non-oxide form, e.g. CdSe
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B2203/00Fibre product details, e.g. structure, shape
    • C03B2203/42Photonic crystal fibres, e.g. fibres using the photonic bandgap PBG effect, microstructured or holey optical fibres

Abstract

(57)【要約】 光ファイバを形成するための、フィラメントインチューブおよびスティックインチューブプロセスが記載されている。固体またはモノリスコア供給原料(110)が中空のクラッド構造(112)内に配置されて、ゆるく充填されたクラッド構造を形成する。充填クラッド構造が、クラッド構造の軟化点とほぼ等しい線引き温度まで加熱される。供給原料(110)が溶融し、クラッド構造の加熱された部分を充填し、充填コアを形成する。次いで、このコアは、光ファイバまたは光学ケインに線引きできる。この光学ケインは、次いで、さらにクラッドを施して固結され、ファイバに線引きすることができる。様々な膨張係数を有する供給原料(110)およびクラッド構造(112)を用いてもよい。得られたファイバは、存在する設置されたファイバに融着されるように容易に設計することができる。 Abstract: A filament in tube and stick in tube process for forming optical fibers has been described. A solid or monolith core feed (110) is disposed within the hollow cladding structure (112) to form a loosely filled cladding structure. The filled cladding structure is heated to a drawing temperature approximately equal to the softening point of the cladding structure. The feedstock (110) melts and fills the heated portion of the cladding structure to form a filled core. This core can then be drawn into an optical fiber or optical cane. The optical cane is then consolidated with additional cladding and can be drawn into a fiber. Feedstocks (110) and cladding structures (112) having various coefficients of expansion may be used. The resulting fiber can be easily designed to be fused to an existing installed fiber.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】発明の分野 本発明は概して、光ファイバ導波路およびそれらの製造における改良に関する
。より詳しくは、本発明は、ファイバ化のフィラメント・イン・チューブ(filam
ent in tube)およびスティック・イン・チューブ(stick in tube)法により光フ
ァイバ導波路を形成するための新規の方法および装置に関する。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates generally to optical fiber waveguides and improvements in their manufacture. More specifically, the present invention relates to a fiberized filament-in-tube (filam
A novel method and apparatus for forming optical fiber waveguides by ent in tube and stick in tube methods.

【0002】発明の背景 光ファイバ導波路が、通信において益々重要な役割を果たすようになってきた
。多くの異なる系に適用するために、寸法、屈折率プロファイル、動作波長、材
料等に関して、様々な光ファイバの種類が利用できなければならない。さらに、
増幅器、レーザ、スイッチおよび分散補償器のような能動素子が次第に必要とさ
れてきている。それに加え、光ファイバケーブルは、実施が難し過ぎずに、互い
に接続されなければならない。これらの接続技法が、ケーブル接続が行われる現
場で容易に適用できることが重要である。多くの用途において、新たなファイバ
を、既に適所に存在するファイバに容易に接続することが特に重要である。言い
換えれば、存在するファイバの全てを取り除き、これらを、異なる特徴を有する
新たなファイバと置き換えることはしばしば、選択肢にはないからである。
BACKGROUND optical fiber waveguide of the invention, has become increasingly play an important role in the communication. For application to many different systems, a variety of optical fiber types must be available with respect to dimensions, refractive index profiles, operating wavelengths, materials, and the like. further,
Active devices such as amplifiers, lasers, switches and dispersion compensators are increasingly needed. In addition, the fiber optic cables must be connected to each other without being too difficult to implement. It is important that these connection techniques be readily applicable at the site where the cable connection is made. In many applications, it is particularly important to easily connect a new fiber to a fiber that is already in place. In other words, it is often not an option to remove all existing fibers and replace them with new fibers having different characteristics.

【0003】 光ファイバを製造するのに様々な技法が用いられている。ある方法(米国特許
第3,659,915号参照)において、コア材料のロッドが、低屈折率のクラッド材料
の管内に配置されて、きつい同心フィットを形成する。コア材料は、断面が均一
であり、滑らかな表面を有さなければならない。次いで、温度を上昇させ、ロッ
ドと管を、所望の断面積となるまで線引きする。このプロセスにより得られた光
ファイバは、過剰な損失および分散のために、通信にとっては理想的ではないで
あろう。
[0003] Various techniques have been used to manufacture optical fibers. In one method (see US Pat. No. 3,659,915), a rod of core material is placed in a tube of low index cladding material to form a tight concentric fit. The core material must be uniform in cross section and have a smooth surface. The temperature is then increased and the rod and tube are drawn to the desired cross-sectional area. The optical fiber obtained by this process will not be ideal for communication due to excessive loss and dispersion.

【0004】 別の方法(米国特許第5,651,083号参照)は、コア材料を溶融されたクラッド
材料中に挿入して、プレフォームを形成する工程を含む。コアの挿入は、その過
程でコアが軟化したり溶融したりしないように迅速に行われる。次いで、得られ
たプレフォームが光ファイバに線引きされる。この様式で製造された、ZBLA
Nのようなフッ化物ガラスは、シリカファイバに融着接続できず、失透しやすく
、耐久性が乏しい。
[0004] Another method (see US Pat. No. 5,651,083) involves inserting a core material into a molten cladding material to form a preform. Insertion of the core occurs quickly so that the core does not soften or melt in the process. Next, the obtained preform is drawn into an optical fiber. ZBLA manufactured in this manner
Fluoride glass such as N cannot be fusion-spliced to silica fiber, easily devitrifies, and has poor durability.

【0005】 低損失光ファイバの製造に使用されているスート製造に用いられているより重
要な方法の1つは、化学的気相成長(CVD)プロセスである。CVDプロセス
のある実施の形態において、比較的純粋な化学物質(四塩化ケイ素のような)が
酸素と共にマニホールド中に通過させられる。次いで、それらは混合され、急速
に回転している心棒または高純度溶融シリカ管の下で動かされているバーナ中に
供給される。その結果、ケイ素が心棒またはシリカ管上でシリカに酸化される。
この堆積物には、様々な材料がドープされてもよい。得られたプレフォームは一
般的に固結され、次いで、光ファイバに線引きされる。このプロセスは、外付け
CVDまたはOVDプロセスである。内付けまたはMCVDプロセスもまた既知
のCVDプロセスである。
[0005] One of the more important methods used in soot making, which is used to make low loss optical fibers, is a chemical vapor deposition (CVD) process. In one embodiment of the CVD process, a relatively pure chemical (such as silicon tetrachloride) is passed through the manifold with oxygen. They are then mixed and fed into a burner running under a rapidly rotating mandrel or high purity fused silica tube. As a result, silicon is oxidized to silica on a mandrel or silica tube.
The deposit may be doped with various materials. The resulting preform is generally consolidated and then drawn into an optical fiber. This process is an external CVD or OVD process. Internal or MCVD processes are also known CVD processes.

【0006】発明の概要 本発明は、ファイバ化のフィラメント・イン・チューブおよびスティック・イ
ン・チューブ法により様々な光ファイバを製造するための方法および装置を提供
する。ある態様において、本発明は、ガラス管に、所望の材料のガラスフィラメ
ントまたはスティックを充填し、その後、高温でそのガラス管を線引きまたは延
伸する各工程を含む。管内の材料は、線引き温度で溶融し、管を充填して、連続
コアを形成する。ゆるく嵌め込まれた供給原料を、自動的に供給しても、または
重力により溶け落ちて、溶融供給原料の一定深さを維持し、均質で再現性のある
製品を製造することができる。供給原料は、コア材料またはコア/クラッド材料
から構成されていても差し支えない。同様に、管は、追加のコア材料(例えば、
外側コア領域を形成するのに用いることができる)、コア/クラッド材料、また
はクラッド材料を構成しても差し支えない。本発明は、光ファイバを直接線引き
するのに用いることができ(フィラメント・イン・チューブ)、または光ファイ
バに線引きされる前に追加の材料により後に被覆されるコアケインまたはコアク
ラッドケインを製造するのに用いることができる(スティック・イン・チューブ
)。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a method and apparatus for producing various optical fibers by a fiberized filament-in-tube and stick-in-tube method. In one aspect, the present invention involves filling a glass tube with a glass filament or stick of a desired material, and then drawing or drawing the glass tube at an elevated temperature. The material in the tube melts at the drawing temperature and fills the tube to form a continuous core. The loosely-fitted feedstock can be fed automatically or melt down by gravity to maintain a constant depth of the molten feedstock and produce a homogeneous and reproducible product. The feed may be comprised of a core material or a core / cladding material. Similarly, the tube may have additional core material (eg,
(Which can be used to form the outer core region), core / cladding material, or cladding material. The present invention can be used to draw optical fibers directly (filament-in-tube) or to produce core canes or core clad canes that are subsequently coated with additional material before being drawn into the optical fiber. (Stick-in-tube).

【0007】 本発明により、化学的(ゾルゲル、気相成長等)または物理的(バッチおよび
溶融)技法により製造できるほぼ任意のガラスを、連続クラッドフィラメントの
形態で経済的に製造することができる。この技法により許容される急冷により、
以前には不安定であったガラスおよびガラスセラミックを安定なファイバとして
形成することができる。
According to the present invention, almost any glass that can be produced by chemical (sol-gel, vapor phase growth, etc.) or physical (batch and melt) techniques can be economically produced in the form of continuous clad filaments. Due to the quenching allowed by this technique,
Glass and glass ceramics, which were previously unstable, can be formed as stable fibers.

【0008】 本発明のより完全な理解、並びにさらなる特徴および利点は、以下の詳細な説
明および添付の図面から明らかとなろう。
[0008] A more complete understanding of the present invention, as well as further features and advantages, will be apparent from the following detailed description and the accompanying drawings.

【0009】詳細な説明 本発明は、以下により詳しく論じられるようなファイバ化のフィラメント・イ
ン・チューブおよびスティック・イン・チューブ法により様々な光ファイバを製
造するための方法および装置を提供する。本発明を図面に関して詳細に取り扱う
前に、様々な一般的な態様および利点を最初に一般的に取り扱う。第1に、所望
のコア組成のガラスまたは結晶性スティックを得るべきである。そのスティック
が、円形、正方形、または三角形、もしくは他の異なる断面を有するか否かは関
係なく、それと共に使用すべきクラッド管内に嵌ることのみが必要である。既知
のロッド・イン・チューブ(rod-in-tube)法とは異なり、本発明の方法には、コ
アフィラメントが溶融してクラッド壁に適合するので、コアをクラッド管内にき
つく同心に嵌め込む必要がない。同様に、管の内腔は円形である必要はなく、矩
形、楕円形、または非円形コアを有するファイバを形成できる他の非円形形状の
ものであっても差し支えない。本発明においては、コアガラスまたはスティック
は、矩形形状の管内腔が用いられる場合、管の内径の形状に適合するので、コア
ガラスは管の形状に変形し、それによって、固結の際に形状が矩形であるコア領
域を形成する。略矩形コアを有するファイバは、矩形の内径を有する管を用いる
ことにより製造することができる。ファイバの線引き後、コアは、断面が実質的
に矩形形状のまま(矩形の角がいくぶん丸くなる)である。ここに開示された本
発明の方法を用いて、矩形コアを有するファイバを作製した。これらのファイバ
は、約0.35よりも大きい開口数(NA)を示し、特に、約0.45の開口数を達成し
た。そのような高NAファイバは一般的に、そのような屈折率変化に必要とされ
る多量の改質剤により、製造中にコア材料が結晶化したり、亀裂が生じたり、垂
れたりするので、CVD技法を用いて製造できない。矩形コアを有するそのよう
なファイバは、ストライプレーザダイオードからの光を効率的に結合させるのに
使用することができる。例えば、典型的な高パワーのストライプレーザダイオー
ドは、実質的に100μm×1μmの矩形幾何学形状を有するビームを放出する。し
たがって、この幾何学形状を有するビームは、レーザビームのものと実質的に同
様なコア幾何学形状を有するように本発明により形成されたファイバによって、
より効率的に捕捉される。
DETAILED DESCRIPTION The present invention provides a method and apparatus for making various optical fibers by the fiberized filament-in-tube and stick-in-tube methods as discussed in more detail below. Before addressing the invention in detail with reference to the drawings, various general aspects and advantages are first generally addressed. First, a glass or crystalline stick of the desired core composition should be obtained. Regardless of whether the stick has a circular, square or triangular or other different cross section, it only needs to fit within the cladding tube to be used therewith. Unlike the known rod-in-tube method, the method of the present invention requires the core to be tightly concentrically fitted into the cladding tube as the core filament melts and conforms to the cladding wall. There is no. Similarly, the lumen of the tube need not be circular, but may be rectangular, elliptical, or any other non-circular shape capable of forming a fiber with a non-circular core. In the present invention, the core glass or stick conforms to the shape of the inner diameter of the tube when a rectangular tube lumen is used, so that the core glass deforms into the shape of the tube, thereby forming a shape during consolidation. Form a rectangular core region. A fiber having a substantially rectangular core can be manufactured by using a tube having a rectangular inner diameter. After drawing the fiber, the core remains substantially rectangular in cross section (the corners of the rectangle are somewhat rounded). Using the method of the present invention disclosed herein, a fiber having a rectangular core was made. These fibers exhibited a numerical aperture (NA) of greater than about 0.35, and in particular achieved a numerical aperture of about 0.45. Such high NA fibers typically have a large amount of modifier required for such refractive index changes, which can cause the core material to crystallize, crack, or sag during manufacture, resulting in CVD Cannot be manufactured using techniques. Such a fiber with a rectangular core can be used to efficiently couple light from a stripe laser diode. For example, a typical high power striped laser diode emits a beam having a substantially 100 μm × 1 μm rectangular geometry. Thus, a beam having this geometry is provided by a fiber formed according to the present invention to have a core geometry substantially similar to that of a laser beam.
Captured more efficiently.

【0010】 楕円形を含む他の非円形形状の管内腔を用いても差し支えない。これらの内腔
は、偏光維持ファイバを形成するのに用いることができる。同様に、その外周が
非円形のファイバを製造するために、断面が非円形の外周を有する管を用いるこ
とができる。非円形の内径または外径を維持すべきこれらの実施の形態の各々に
おいて、ファイバまたはコアケインに、内径または外径、もしくはそれら両方の
形状を少なくとも実質的に維持させるために、高線引き速度が好ましい。特に、
非円形コアまたは非円形のファイバ外径のいずれか、もしくはそれら両方を有す
るファイバまたはコアケインを製造するために用いられるある好ましい実施の形
態において、プレフォームの線引き速度および温度は、得られたファイバまたは
コアケインが管の内側および外側の形状を少なくとも実質的に維持するように維
持される。そのような結果は、線引きまたはリドロー(コアケインを製造する場
合)温度を、管の粘度が約107ポアズよりも大きく維持されるような温度に維持
することにより促進される。
[0010] Other non-circular lumens, including oval, may be used. These lumens can be used to form polarization maintaining fibers. Similarly, a tube having a non-circular cross-section can be used to produce a non-circular fiber. In each of these embodiments where a non-circular inner or outer diameter is to be maintained, a high drawing speed is preferred to cause the fiber or core cane to at least substantially maintain the inner or outer diameter, or both shapes. . In particular,
In certain preferred embodiments used to produce fibers or core canes having either a non-circular core or non-circular fiber outer diameter, or both, the preform draw rate and temperature are determined by the resulting fiber or The core cane is maintained so as to at least substantially maintain the inner and outer shape of the tube. Such a result is promoted by maintaining the temperature (when producing a core cane) drawing or redrawing, the temperature such that the viscosity of the tube is maintained greater than about 10 7 poises.

【0011】 本発明の方法は、従来のロッド・イン・チューブ技術とは異なり、コアスティ
ックが、断面が均一であり、かつ滑らかな表面を有する必要はない。
The method of the present invention, unlike conventional rod-in-tube techniques, does not require that the core stick be uniform in cross section and have a smooth surface.

【0012】 図1は、本発明により光ファイバを線引きするフィラメント・イン・チューブ
法を実施するのに適切に用いられる装置100の断面図である。最初に、内壁118と
共に、好ましい実施の形態において57mmの外径および2mmの内径を有するク
ラッド管112を、乾燥ガス、例えば、塩素(Cl2)または不活性ガスと混合され
た塩素によりパージして、望ましくない水分を除去する。好ましい実施の形態に
おいて1.5mmの直径を有するコア供給原料またはフィラメント110をクラッド管
112内に配置する。この供給原料またはフィラメント110は好ましくは材料の細長
いモノリスロッドであるが、複数の細長いロッドをクラッド管112内に互いに積
み重ねて、供給原料を形成することもできる。複数のロッドを用いることは、分
散マネジメント(managed)ファイバの製造に特にうまく適している。クラッド管1
12およびコアフィラメント110は、さらに以下に記載されるように、炉114により
加熱される開放中心線122を有する充填されたクラッド管を形成する。炉114は、
コアフィラメント110の溶融温度以上の線引き温度で作動されているが、クラッ
ド管112を軟化させるだけである。クラッド管112が軟化するにつれ、コアフィラ
メント110がその線引き温度で溶融し、クラッド管112内に含まれるコア溶融物12
0を形成する。線引き温度は、コア溶融物120中の結晶を除去するためにコアフィ
ラメントの液相線温度以上であることが現在好ましい。ここに用いているように
、溶融物は、充填クラッド構造が得られるように、コアフィラメント110が流動
し、クラッド管112の内側を充填するかまたはその形状に変形することを意味す
る。
FIG. 1 is a cross-sectional view of an apparatus 100 suitably used to implement a filament-in-tube method for drawing optical fibers according to the present invention. First, the cladding tube 112, having an outer diameter of 57 mm and an inner diameter of 2 mm in the preferred embodiment, along with the inner wall 118, is purged with a dry gas, for example, chlorine (Cl 2 ) or chlorine mixed with an inert gas. Removes unwanted moisture. In a preferred embodiment, a core feed or filament 110 having a diameter of 1.5 mm
Place in 112. The feedstock or filament 110 is preferably an elongate monolithic rod of material, but a plurality of elongate rods can be stacked on top of one another in a cladding tube 112 to form a feedstock. The use of multiple rods is particularly well suited for the production of dispersion managed fibers. Clad tube 1
12 and core filament 110 form a filled cladding tube having an open centerline 122 that is heated by furnace 114, as described further below. Furnace 114
It is operated at a draw temperature above the melting temperature of the core filament 110, but only softens the cladding tube 112. As the cladding tube 112 softens, the core filament 110 melts at its drawing temperature and the core melt 12 contained within the cladding tube 112
Form a 0. It is currently preferred that the drawing temperature be equal to or higher than the liquidus temperature of the core filament to remove crystals in the core melt 120. As used herein, melt means that the core filament 110 flows and fills or deforms the inside of the cladding tube 112 such that a filled cladding structure is obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 図1は、本発明により光ファイバを線引きするフィラメント・イン・チューブ
法を実施するための適切な装置の断面図である
FIG. 1 is a cross-sectional view of a suitable apparatus for performing a filament-in-tube method for drawing an optical fiber according to the present invention.

【図2】 図2は、本発明により光ファイバを線引きするスティック・イン・チューブ法
を実施するための適切な装置の断面図である
FIG. 2 is a cross-sectional view of a suitable apparatus for performing a stick-in-tube method for drawing optical fibers according to the present invention.

【図3】 図3は、本発明により光ファイバに線引きされるであろう、本発明により形成
された光学ケインを被覆するための適切な装置を示す
FIG. 3 shows a suitable device for coating an optical cane formed according to the invention, which will be drawn into an optical fiber according to the invention.

【図4】 図4は、本発明のフィラメント・イン・チューブ法により製造された全長5メ
ートルの光ファイバに関する波長の関数としての損失を示すグラフである
FIG. 4 is a graph showing the loss as a function of wavelength for a 5 meter long optical fiber manufactured by the filament-in-tube method of the present invention.

【図5】 図5は、本発明により製造されたコアクラッドケインの屈折率プロファイルを
示すグラフである
FIG. 5 is a graph showing a refractive index profile of a core clad cane manufactured according to the present invention.

【図6】 図6は、本発明のスティック・イン・チューブ法により製造された光ファイバ
に関する波長の関数としての損失を示すグラフである
FIG. 6 is a graph showing the loss as a function of wavelength for optical fibers manufactured by the stick-in-tube method of the present invention.

【図7】 図7は、本発明により製造された光ファイバに関するファイバ長の関数として
の損失およびモードフィールド直径を示すグラフである
FIG. 7 is a graph showing loss and mode field diameter as a function of fiber length for an optical fiber made according to the present invention.

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成13年7月11日(2001.7.11)[Submission date] July 11, 2001 (2001.7.11)

【手続補正1】[Procedure amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】全文[Correction target item name] Full text

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【発明の名称】 光ファイバを製造するための方法および装置Title: Method and apparatus for manufacturing optical fibers

【特許請求の範囲】[Claims]

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】発明の分野 本発明は概して、光ファイバ導波路およびそれらの製造における改良に関する
。より詳しくは、本発明は、ファイバ化のフィラメント・イン・チューブ(filam
ent in tube)およびスティック・イン・チューブ(stick in tube)法により光フ
ァイバ導波路を形成するための新規の方法および装置に関する。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates generally to optical fiber waveguides and improvements in their manufacture. More specifically, the present invention relates to a fiberized filament-in-tube (filam
A novel method and apparatus for forming optical fiber waveguides by ent in tube and stick in tube methods.

【0002】発明の背景 光ファイバ導波路が、通信において益々重要な役割を果たすようになってきた
。多くの異なる系に適用するために、寸法、屈折率プロファイル、動作波長、材
料等に関して、様々な光ファイバの種類が利用できなければならない。さらに、
増幅器、レーザ、スイッチおよび分散補償器のような能動素子が次第に必要とさ
れてきている。それに加え、光ファイバケーブルは、実施が難し過ぎずに、互い
に接続されなければならない。これらの接続技法が、ケーブル接続が行われる現
場で容易に適用できることが重要である。多くの用途において、新たなファイバ
を、既に適所に存在するファイバに容易に接続することが特に重要である。言い
換えれば、存在するファイバの全てを取り除き、これらを、異なる特徴を有する
新たなファイバと置き換えることはしばしば、選択肢にはないからである。
BACKGROUND optical fiber waveguide of the invention, has become increasingly play an important role in the communication. For application to many different systems, a variety of optical fiber types must be available with respect to dimensions, refractive index profiles, operating wavelengths, materials, and the like. further,
Active devices such as amplifiers, lasers, switches and dispersion compensators are increasingly needed. In addition, the fiber optic cables must be connected to each other without being too difficult to implement. It is important that these connection techniques be readily applicable at the site where the cable connection is made. In many applications, it is particularly important to easily connect a new fiber to a fiber that is already in place. In other words, it is often not an option to remove all existing fibers and replace them with new fibers having different characteristics.

【0003】 光ファイバを製造するのに様々な技法が用いられている。ある方法(米国特許
第3,659,915号参照)において、コア材料のロッドが、低屈折率のクラッド材料
の管内に配置されて、きつい同心フィットを形成する。コア材料は、断面が均一
であり、滑らかな表面を有さなければならない。次いで、温度を上昇させ、ロッ
ドと管を、所望の断面積となるまで線引きする。このプロセスにより得られた光
ファイバは、過剰な損失および分散のために、通信にとっては理想的ではないで
あろう。
[0003] Various techniques have been used to manufacture optical fibers. In one method (see US Pat. No. 3,659,915), a rod of core material is placed in a tube of low index cladding material to form a tight concentric fit. The core material must be uniform in cross section and have a smooth surface. The temperature is then increased and the rod and tube are drawn to the desired cross-sectional area. The optical fiber obtained by this process will not be ideal for communication due to excessive loss and dispersion.

【0004】 別の方法(米国特許第5,651,083号参照)は、コア材料を溶融されたクラッド
材料中に挿入して、プレフォームを形成する工程を含む。コアの挿入は、その過
程でコアが軟化したり溶融したりしないように迅速に行われる。次いで、得られ
たプレフォームが光ファイバに線引きされる。この様式で製造された、ZBLA
Nのようなフッ化物ガラスは、シリカファイバに融着接続できず、失透しやすく
、耐久性が乏しい。
[0004] Another method (see US Pat. No. 5,651,083) involves inserting a core material into a molten cladding material to form a preform. Insertion of the core occurs quickly so that the core does not soften or melt in the process. Next, the obtained preform is drawn into an optical fiber. ZBLA manufactured in this manner
Fluoride glass such as N cannot be fusion-spliced to silica fiber, easily devitrifies, and has poor durability.

【0005】 低損失光ファイバの製造に使用されているスート製造に用いられているより重
要な方法の1つは、化学的気相成長(CVD)プロセスである。CVDプロセス
のある実施の形態において、比較的純粋な化学物質(四塩化ケイ素のような)が
酸素と共にマニホールド中に通過させられる。次いで、それらは混合され、急速
に回転している心棒または高純度溶融シリカ管の下で動かされているバーナ中に
供給される。その結果、ケイ素が心棒またはシリカ管上でシリカに酸化される。
この堆積物には、様々な材料がドープされてもよい。得られたプレフォームは一
般的に固結され、次いで、光ファイバに線引きされる。このプロセスは、外付け
CVDまたはOVDプロセスである。内付けまたはMCVDプロセスもまた既知
のCVDプロセスである。
[0005] One of the more important methods used in soot making, which is used to make low loss optical fibers, is a chemical vapor deposition (CVD) process. In one embodiment of the CVD process, a relatively pure chemical (such as silicon tetrachloride) is passed through the manifold with oxygen. They are then mixed and fed into a burner running under a rapidly rotating mandrel or high purity fused silica tube. As a result, silicon is oxidized to silica on a mandrel or silica tube.
The deposit may be doped with various materials. The resulting preform is generally consolidated and then drawn into an optical fiber. This process is an external CVD or OVD process. Internal or MCVD processes are also known CVD processes.

【0006】 光ファイバを製造する現在のCVD法は、ほぼ完全にシリカからなる組成物に
限られている。適量の希土類元素しか、クラスターを形成したり結晶化したりせ
ずに含むことができない。アルカリおよびハロゲンのような揮発性成分は、レイ
ダウン(lay down)中に気化する傾向のために、容易に導入することができない。
アルカリ土類のような他の重要なガラス改質剤は、高蒸気圧のCVD前駆体がな
いために含めることができない。ガラススートをCVDにより堆積できる場合で
さえも、その後、固結しなければならず、このために、結晶化したり、高蒸気圧
を有するガラス成分が失われたりすることがある。
[0006] Current CVD methods for producing optical fibers are limited to compositions consisting almost entirely of silica. Only an appropriate amount of rare earth elements can be contained without forming clusters or crystallization. Volatile components such as alkalis and halogens cannot be easily introduced due to their tendency to evaporate during lay down.
Other important glass modifiers, such as alkaline earths, cannot be included due to the lack of high vapor pressure CVD precursors. Even if the glass soot can be deposited by CVD, it must then be consolidated, which can lead to crystallization and loss of glass components with a high vapor pressure.

【0007】 カレット・イン・チューブ法として知られている別の製造技法も最近開発され
た。この手法は、本発明の譲受人に譲渡され、ここにその全てを引用する、1997
年10月2日に出願された米国特許出願第08/944,932号に記載されている。カレッ
ト・イン・チューブプロセスにおいて、コアカレット供給原料(一般に100-5,00
0μmの範囲にある粒径を有する)がクラッド構造体中に導入される。コア/ク
ラッド構造体の端部が、クラッドの軟化温度近くまで炉内で加熱され、光ファイ
バに線引きされる。この方法は、典型的なCVDプロセスの欠点の内のいくつか
を克服し、クラッド組成物を純粋なSiO2からなるようにし、コア組成物を多
成分ガラスからなるようにできる。
Another manufacturing technique, known as the cullet-in-tube method, has recently been developed. This technique is assigned to the assignee of the present invention and is incorporated herein by reference in its entirety.
No. 08 / 944,932, filed Oct. 2, 2014. In the cullet-in-tube process, the core cullet feedstock (generally 100-5,00
Having a particle size in the range of 0 μm) is introduced into the cladding structure. The ends of the core / cladding structure are heated in a furnace to near the softening temperature of the cladding and drawn into an optical fiber. This method overcomes some of the shortcomings of typical CVD processes, allowing the cladding composition to consist of pure SiO 2 and the core composition to consist of a multi-component glass.

【0008】 しかしながら、既知の方法の欠点を克服し、従来の方法よりも実際的、効率的
かつ経済的である、様々なガラスおよびガラスセラミック組成物から光ファイバ
を製造する方法および装置が必要とされている。
[0008] However, there is a need for a method and apparatus for producing optical fibers from a variety of glass and glass-ceramic compositions that overcomes the shortcomings of known methods and is more practical, efficient and economical than conventional methods. Have been.

【0009】 例として、従来技術の様々なCVD技法の欠点としては、現在のCVD法を用
いて製造できる組成物が非常に限られていることが挙げられる。適量の希土類元
素しか、クラスターを形成せずに含むことができない。アルカリおよびハロゲン
のような揮発性成分は、レイダウン中に気化する傾向のために、かなりの量で導
入することができない。アルカリ土類のような他の重要なガラス改質剤は、高蒸
気圧のCVD前駆体がないために含めるのが難しい。ガラススートをCVDによ
り堆積できる場合でさえも、その後、固結しなければならず、このために、高蒸
気圧を有するガラス成分が失われたり、結晶化したりすることがある。
As an example, a disadvantage of various prior art CVD techniques is that the compositions that can be produced using current CVD methods are very limited. Only an appropriate amount of rare earth elements can be contained without forming clusters. Volatile components such as alkalis and halogens cannot be introduced in appreciable amounts due to their tendency to evaporate during laydown. Other important glass modifiers, such as alkaline earths, are difficult to include due to the lack of high vapor pressure CVD precursors. Even if the glass soot can be deposited by CVD, it must then be consolidated, which can lead to loss or crystallization of the glass component with the high vapor pressure.

【0010】 一般的な、ロッド・イン・チューブ技法の欠点としては、コアおよびクラッド
が非常に似ているという必要条件が挙げられる。膨張係数および粘度温度プロフ
ァイルの両方が似ている必要があり、もしそうでなければ、最終製品は、冷却の
際に、亀裂が生じたり壊れたりするであろう。
[0010] Disadvantages of the general rod-in-tube technique include the requirement that the core and cladding be very similar. Both the coefficient of expansion and the viscosity temperature profile must be similar, or the final product will crack or break upon cooling.

【0011】 本発明はまた、約0.35より大きい開口数を有する光ファイバに関する。ガラス
であり、イッテルビウム、ネオジム、およびエルビウムからなる群より選択され
る希土類元素がドープされたコアおよびクラッド領域から構成されるそのような
ファイバをファイバレーザに使用することができる。そのようなファイバレーザ
は、高NAファイバにポンプ源を結合することにより製造できる。ここに開示さ
れた方法を用いると、約0.40以上(例えば、0.45)の開口数が達成された。
[0011] The present invention also relates to an optical fiber having a numerical aperture greater than about 0.35. Such fibers that are glass and that comprise a core and cladding region doped with a rare earth element selected from the group consisting of ytterbium, neodymium, and erbium can be used in a fiber laser. Such a fiber laser can be manufactured by coupling a pump source to a high NA fiber. Using the methods disclosed herein, numerical apertures of about 0.40 or greater (eg, 0.45) have been achieved.

【0012】発明の概要 本発明は、ファイバ化のフィラメント・イン・チューブおよびスティック・イ
ン・チューブ法により様々な光ファイバを製造するための方法および装置を提供
する。ある態様において、本発明は、ガラス管に、所望の材料のガラスフィラメ
ントまたはスティックを充填し、その後、高温でそのガラス管を線引きまたは延
伸する各工程を含む。管内の材料は、線引き温度で溶融し、管を充填して、連続
コアを形成する。ゆるく嵌め込まれた供給原料を、自動的に供給しても、または
重力により溶け落ちて、溶融供給原料の一定深さを維持し、均質で再現性のある
製品を製造することができる。供給原料は、コア材料またはコア/クラッド材料
から構成されていても差し支えない。同様に、管は、追加のコア材料(例えば、
外側コア領域を形成するのに用いることができる)、コア/クラッド材料、また
はクラッド材料を構成しても差し支えない。本発明は、光ファイバを直接線引き
するのに用いることができ(フィラメント・イン・チューブ)、または光ファイ
バに線引きされる前に追加の材料により後に被覆されるコアケインまたはコアク
ラッドケインを製造するのに用いることができる(スティック・イン・チューブ
)。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a method and apparatus for producing various optical fibers by a fiberized filament-in-tube and stick-in-tube method. In one aspect, the present invention involves filling a glass tube with a glass filament or stick of a desired material, and then drawing or drawing the glass tube at an elevated temperature. The material in the tube melts at the drawing temperature and fills the tube to form a continuous core. The loosely-fitted feedstock can be fed automatically or melt down by gravity to maintain a constant depth of the molten feedstock and produce a homogeneous and reproducible product. The feed may be comprised of a core material or a core / cladding material. Similarly, the tube may have additional core material (eg,
(Which can be used to form the outer core region), core / cladding material, or cladding material. The present invention can be used to draw optical fibers directly (filament-in-tube) or to produce core canes or core clad canes that are subsequently coated with additional material before being drawn into the optical fiber. (Stick-in-tube).

【0013】 本発明により、化学的(ゾルゲル、気相成長等)または物理的(バッチおよび
溶融)技法により製造できるほぼ任意のガラスを、連続クラッドフィラメントの
形態で経済的に製造することができる。この技法により許容される急冷により、
以前には不安定であったガラスおよびガラスセラミックを安定なファイバとして
形成することができる。
According to the present invention, almost any glass that can be produced by chemical (sol-gel, vapor phase growth, etc.) or physical (batch and melt) techniques can be economically produced in the form of continuous clad filaments. Due to the quenching allowed by this technique,
Glass and glass ceramics, which were previously unstable, can be formed as stable fibers.

【0014】 本発明のより完全な理解、並びにさらなる特徴および利点は、以下の詳細な説
明および添付の図面から明らかとなろう。
A more complete understanding of the present invention, as well as further features and advantages, will be apparent from the following detailed description and the accompanying drawings.

【0015】詳細な説明 本発明は、以下により詳しく論じられるようなファイバ化のフィラメント・イ
ン・チューブおよびスティック・イン・チューブ法により様々な光ファイバを製
造するための方法および装置を提供する。本発明を図面に関して詳細に取り扱う
前に、様々な一般的な態様および利点を最初に一般的に取り扱う。第1に、所望
のコア組成のガラスまたは結晶性スティックを得るべきである。そのスティック
が、円形、正方形、または三角形、もしくは他の異なる断面を有するか否かは関
係なく、それと共に使用すべきクラッド管内に嵌ることのみが必要である。既知
のロッド・イン・チューブ(rod-in-tube)法とは異なり、本発明の方法には、コ
アフィラメントが溶融してクラッド壁に適合するので、コアをクラッド管内にき
つく同心に嵌め込む必要がない。同様に、管の内腔は円形である必要はなく、矩
形、楕円形、または非円形コアを有するファイバを形成できる他の非円形形状の
ものであっても差し支えない。本発明においては、コアガラスまたはスティック
は、矩形形状の管内腔が用いられる場合、管の内径の形状に適合するので、コア
ガラスは管の形状に変形し、それによって、固結の際に形状が矩形であるコア領
域を形成する。略矩形コアを有するファイバは、矩形の内径を有する管を用いる
ことにより製造することができる。ファイバの線引き後、コアは、断面が実質的
に矩形形状のまま(矩形の角がいくぶん丸くなる)である。ここに開示された本
発明の方法を用いて、矩形コアを有するファイバを作製した。これらのファイバ
は、約0.35よりも大きい開口数(NA)を示し、特に、約0.45の開口数を達成し
た。そのような高NAファイバは一般的に、そのような屈折率変化に必要とされ
る多量の改質剤により、製造中にコア材料が結晶化したり、亀裂が生じたり、垂
れたりするので、CVD技法を用いて製造できない。矩形コアを有するそのよう
なファイバは、ストライプレーザダイオードからの光を効率的に結合させるのに
使用することができる。例えば、典型的な高パワーのストライプレーザダイオー
ドは、実質的に100μm×1μmの矩形幾何学形状を有するビームを放出する。し
たがって、この幾何学形状を有するビームは、レーザビームのものと実質的に同
様なコア幾何学形状を有するように本発明により形成されたファイバによって、
より効率的に捕捉される。
DETAILED DESCRIPTION The present invention provides a method and apparatus for making various optical fibers by the fiberized filament-in-tube and stick-in-tube methods as discussed in more detail below. Before addressing the invention in detail with reference to the drawings, various general aspects and advantages are first generally addressed. First, a glass or crystalline stick of the desired core composition should be obtained. Regardless of whether the stick has a circular, square or triangular or other different cross section, it only needs to fit within the cladding tube to be used therewith. Unlike the known rod-in-tube method, the method of the present invention requires the core to be tightly concentrically fitted into the cladding tube as the core filament melts and conforms to the cladding wall. There is no. Similarly, the lumen of the tube need not be circular, but may be rectangular, elliptical, or any other non-circular shape capable of forming a fiber with a non-circular core. In the present invention, the core glass or stick conforms to the shape of the inner diameter of the tube when a rectangular tube lumen is used, so that the core glass deforms into the shape of the tube, thereby forming a shape during consolidation. Form a rectangular core region. A fiber having a substantially rectangular core can be manufactured by using a tube having a rectangular inner diameter. After drawing the fiber, the core remains substantially rectangular in cross section (the corners of the rectangle are somewhat rounded). Using the method of the present invention disclosed herein, a fiber having a rectangular core was made. These fibers exhibited a numerical aperture (NA) of greater than about 0.35, and in particular achieved a numerical aperture of about 0.45. Such high NA fibers typically have a large amount of modifier required for such refractive index changes, which can cause the core material to crystallize, crack, or sag during manufacture, resulting in CVD Cannot be manufactured using techniques. Such a fiber with a rectangular core can be used to efficiently couple light from a stripe laser diode. For example, a typical high power striped laser diode emits a beam having a substantially 100 μm × 1 μm rectangular geometry. Thus, a beam having this geometry is provided by a fiber formed according to the present invention to have a core geometry substantially similar to that of a laser beam.
Captured more efficiently.

【0016】 楕円形を含む他の非円形形状の管内腔を用いても差し支えない。これらの内腔
は、偏光維持ファイバを形成するのに用いることができる。同様に、その外周が
非円形のファイバを製造するために、断面が非円形の外周を有する管を用いるこ
とができる。非円形の内径または外径を維持すべきこれらの実施の形態の各々に
おいて、ファイバまたはコアケインに、内径または外径、もしくはそれら両方の
形状を少なくとも実質的に維持させるために、高線引き速度が好ましい。特に、
非円形コアまたは非円形のファイバ外径のいずれか、もしくはそれら両方を有す
るファイバまたはコアケインを製造するために用いられるある好ましい実施の形
態において、プレフォームの線引き速度および温度は、得られたファイバまたは
コアケインが管の内側および外側の形状を少なくとも実質的に維持するように維
持される。そのような結果は、線引きまたはリドロー(コアケインを製造する場
合)温度を、管の粘度が約107ポアズよりも大きく維持されるような温度に維持
することにより促進される。
Other non-circular shaped lumens, including elliptical, may be used. These lumens can be used to form polarization maintaining fibers. Similarly, a tube having a non-circular cross-section can be used to produce a non-circular fiber. In each of these embodiments where a non-circular inner or outer diameter is to be maintained, a high drawing speed is preferred to cause the fiber or core cane to at least substantially maintain the inner or outer diameter, or both shapes. . In particular,
In certain preferred embodiments used to produce fibers or core canes having either a non-circular core or non-circular fiber outer diameter, or both, the preform draw rate and temperature are determined by the resulting fiber or The core cane is maintained so as to at least substantially maintain the inner and outer shape of the tube. Such a result is promoted by maintaining the temperature (when producing a core cane) drawing or redrawing, the temperature such that the viscosity of the tube is maintained greater than about 10 7 poises.

【0017】 本発明の方法は、従来のロッド・イン・チューブ技術とは異なり、コアスティ
ックが、断面が均一であり、かつ滑らかな表面を有する必要はない。
The method of the present invention, unlike conventional rod-in-tube technology, does not require that the core stick be uniform in cross section and have a smooth surface.

【0018】 コアスティックは、従来の坩堝溶融および注型、線引き、ゾルゲル、または他
のいくつかの技法により製造できる。次いで、このスティックをクラッド管中に
装填する。ファイバのクラッドとなる管の組成は、制限されず、純粋なSiO2
から多成分ガラスまでに及ぶ。唯一の必要条件は、コアガラスがクラッド管の軟
化点以下で溶融し、コアとクラッドの熱膨張差が、以下詳細に取り扱われている
ように、冷却の際に得られたファイバを粉砕するほど大きくないことである。
The core stick can be manufactured by conventional crucible melting and casting, drawing, sol-gel, or some other technique. The stick is then loaded into the cladding tube. The composition of the fiber cladding tube is not limited and is pure SiO 2
To multi-component glass. The only requirement is that the core glass melt below the softening point of the cladding tube, and the difference in thermal expansion between the core and the cladding is such that the resulting fiber upon cooling can be crushed as detailed below. It is not big.

【0019】 クラッド管が装填された後、これを、ファイバまたはオーバークラッドのため
のケインに下方に線引き(draw down)することができる。装填管は、伸長のため
にクラッドガラスを軟化させるために加熱される。線引き中にクラッド管が軟化
するときに、コアスティックが溶融し、清澄され(気泡の除去)、クラッド管の
壁に一致し、クラッド管の内面により決定される界面を形成する。管の外径(O
D)対内径(ID)の比は、クラッド管の外に対して溶融コアに加えられる圧力
(正または負)により制御できるが、ファイバまたはケインのOD/ID比とほ
ぼ同じであろう。より高い線引き温度により、同一の所定のファイバODに関し
てより小さいなコア直径が得られるので、コア直径を制御するために、線引き温
度を使用することもできる。この制御は、一旦ブランクが製造されたらこの比が
固定される従来のプレフォームよりも実質的に優れた利点を示す。クラッド管を
線引きするのに用いられるより高い温度(純粋なSiO2クラッドの場合には200
0℃)は、コア溶融物を均質化し、ガラス中の有害な水を除くのに役立つ。さら
に、水の除去および清澄を向上させるために、中心線に真空を施しても差し支え
ない。
After the cladding tube has been loaded, it can be drawn down into a cane for the fiber or overcladding. The loading tube is heated to soften the clad glass for elongation. As the cladding tube softens during drawing, the core stick melts and clarifies (bubble removal), conforming to the cladding tube wall and forming an interface determined by the cladding tube inner surface. Outer diameter of tube (O
D) The ratio of inner diameter (ID) to the inner diameter (ID) can be controlled by the pressure (positive or negative) applied to the molten core outside the cladding tube, but will be about the same as the OD / ID ratio of the fiber or cane. The draw temperature can also be used to control the core diameter, as higher draw temperatures result in smaller core diameters for the same given fiber OD. This control represents a substantial advantage over conventional preforms where this ratio is fixed once the blank is manufactured. The higher temperature used to draw the cladding tube (200 for pure SiO 2 cladding)
0 ° C.) helps to homogenize the core melt and remove harmful water in the glass. In addition, a vacuum may be applied to the centerline to improve water removal and fining.

【0020】 最初の線引き工程中に開放された中心線を使用することにより、線引き温度で
溶融物を大気制御できる。酸化雰囲気並びに還元雰囲気を、溶融物の上に導入し
て、コア材料のレドックス状態を制御したり、誘電クラッド中に還元金属コアま
たは超伝導体を維持することができる。多数の同心または平衡コアもこの方法に
より製造してもよく、ここで、1つのコアが光学情報を担持し、他のものが電気
情報を担持してもよい。例えば、応力ロッド(例えば、B23ドープSiO2
ラスロッド)を、管の壁に開けられた内腔内に配置できる。そのような応力ロッ
ドは、CVDにより製造し、ガラスに固結し、次いで、管の側壁に開けられた内
腔内に配置しても差し支えない。あるいは、応力ロッドは、非CVD形成ガラス
(例えば、溶融ガラス)から構成され、管の側壁の内腔内に配置しても差し支え
ない。いずれの場合においても、ガラス製応力ロッドが、管の向かい合う側面に
ある管の側壁の内腔内に配置された後、コアガラス供給原料を、さらにここに記
載するように、管の内径中に供給しても差し支えない。得られたプレフォームを
その後線引きして、偏光維持ファイバを製造しても差し支えない。あるいは、応
力ロッドの代わりに、2本の導電ワイヤを用いて(同様に、管の側壁に開けられ
た孔中に挿入される)、電気光学スイッチ(例えば、コアの屈折率を変更するた
めに2本のワイヤ間に電圧を印加することができる)として用いてもよいファイ
バを製造しても差し支えない。
The use of a centerline opened during the initial drawing process allows atmospheric control of the melt at the drawing temperature. An oxidizing atmosphere as well as a reducing atmosphere can be introduced over the melt to control the redox state of the core material and to maintain the reduced metal core or superconductor in the dielectric cladding. Multiple concentric or balanced cores may also be manufactured by this method, where one core carries optical information and the other carries electrical information. For example, a stress rod (eg, a B 2 O 3 -doped SiO 2 glass rod) can be placed in a lumen opened in the wall of the tube. Such stress rods can be manufactured by CVD, consolidated into glass, and then placed in a lumen opened in the side wall of the tube. Alternatively, the stress rod may be comprised of non-CVD formed glass (eg, molten glass) and may be located within the lumen of the tube sidewall. In each case, after the glass stress rods have been placed within the lumen of the tube sidewall on the opposite side of the tube, the core glass feed is further introduced into the inside diameter of the tube, as described herein. You can supply it. The resulting preform may then be drawn to produce a polarization maintaining fiber. Alternatively, instead of a stress rod, using two conductive wires (also inserted into holes drilled in the side wall of the tube), an electro-optic switch (eg, to change the refractive index of the core) (A voltage can be applied between two wires).

【0021】 コア上の管内の圧力を制御して、コアの直径を調節することもできる。この種
のプロセスの制御は、現在のプレフォームファイバ化方法のいずれにも利用でき
ず、本発明においては、そのような制御により、管とコアガラスとのある組合せ
の形成が著しく容易になる。例えば、壁のより薄い管について、そのような真空
補助は重要ではないであろう。しかしながら、壁のより薄い管のあるものについ
ては、またはコアガラスが管内でより大きい溶融深さを有する場合には、コアガ
ラスの上から管内にそのように真空に引いて、管の壁に対して外側に押す溶融ガ
ラスの力を相殺することができ、それによって、管の壁の内部形状を維持するの
に役立つ。
The diameter of the core can also be adjusted by controlling the pressure in the tube above the core. Control of this type of process is not available with any of the current preform fiberization methods, and in the present invention such control greatly facilitates the formation of certain tube and core glass combinations. For example, for thinner tubes, such vacuum assistance may not be important. However, for some tubes with thinner walls, or where the core glass has a greater melting depth within the tube, such a vacuum may be drawn into the tube from above the core glass and applied to the tube wall. Can offset the force of the molten glass pushing outwardly, thereby helping to maintain the internal shape of the tube wall.

【0022】 制御されたガラス組成および熱履歴を用いて、勾配屈折率プロファイルを生成
することもできる。コアは溶融されており、クラッドは軟化されているので、拡
散プロセスは比較的速く、そのため、勾配屈折率プロファイルをその場で生成す
ることができる。クラッド材料を適切な選択することにより、製造されたファイ
バを従来のファイバに融着接続し、それらを現在のファイバネットワークにおい
て極めて実際的なものにし、デバイスの製造を容易にすることができる。
A controlled glass composition and thermal history can also be used to generate a gradient index profile. Since the core is melted and the cladding is softened, the diffusion process is relatively fast, so that a gradient index profile can be generated in situ. By proper selection of the cladding material, the manufactured fibers can be fused to conventional fibers, making them very practical in today's fiber networks and facilitating device fabrication.

【0023】 スティック・イン・チューブ法により、複雑な屈折率プロファイルを生成する
ことができる。例えば、第1のクラッド管は、ファイバの開口数を制御するため
にコアおよびオーバークラッド管の屈折率の間にある屈折率を有しても、または
ファイバの分散およびモードフィールド直径を操作するために挿入された屈折率
モート(moat)およびリングを含んでも差し支えない。第1の線引きにより、屈折
率プロファイルの半径寸法が6-8倍減少し、第2の線引きにより、それらの寸法
が400-500倍さらに減少するので、非常に細かい構造を達成することができる。
A complex refractive index profile can be generated by the stick-in-tube method. For example, the first cladding tube may have an index of refraction between the core and over cladding tubes to control the numerical aperture of the fiber, or to manipulate the dispersion and mode field diameter of the fiber. It may include a refractive index moat and a ring inserted into the. Very fine structures can be achieved because the first draw reduces the radial dimension of the refractive index profile by a factor of 6-8 and the second draws their dimension by a further 400-500.

【0024】 本発明を、添付した図面を参照してより詳しく説明する。ここでは、本発明の
いくつかの現在好ましい実施の形態が示されている。しかしながら、本発明は、
様々な形態で具体化してもよく、ここに述べられた現在好ましい実施の形態に制
限されるとみなすべきではない。むしろ、本出願人は、この開示が完全かつ完璧
であり、これらの教示を様々な実施の形態および用途に容易に適用できる当業者
にとって本発明の範囲を伝えるようにこれらの実施の形態を与える。
The present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. Here, some currently preferred embodiments of the present invention are shown. However, the present invention
It may be embodied in various forms and should not be regarded as limited to the presently preferred embodiments described herein. Rather, Applicants provide these embodiments so that this disclosure will be thorough and complete, and will convey the scope of the invention to those skilled in the art, who can readily apply these teachings to various embodiments and applications. .

【0025】 例えば、本発明は、光ファイバの導波に関して主に説明されているが、当業者
には、本発明により考えられる光学製品としては、以下に限定されるものではな
いが、平面増幅器、カプラ、ファイバレーザ、ファラデー旋光器、フィルタ、光
アイソレータ、および非線形導波ファイバが挙げられる。さらに、導電性導管の
ために連続クラッドフィラメントの製造を検討すると、超導電ワイヤが得られる
。電気光学およびフォトニック結晶組成物も考えられる。
For example, while the present invention has been described primarily with reference to optical fiber waveguides, those skilled in the art will recognize that optical products contemplated by the present invention include, but are not limited to, planar amplifiers. , Couplers, fiber lasers, Faraday rotators, filters, optical isolators, and nonlinear waveguide fibers. Further, when considering the production of continuous clad filaments for conductive conduits, superconductive wires are obtained. Electro-optical and photonic crystal compositions are also contemplated.

【0026】 図1は、本発明により光ファイバを線引きするフィラメント・イン・チューブ
法を実施するのに適切に用いられる装置100の断面図である。最初に、内壁118と
共に、好ましい実施の形態において57mmの外径および2mmの内径を有するク
ラッド管112を、乾燥ガス、例えば、塩素(Cl2)または不活性ガスと混合され
た塩素によりパージして、望ましくない水分を除去する。好ましい実施の形態に
おいて1.5mmの直径を有するコア供給原料またはフィラメント110をクラッド管
112内に配置する。この供給原料またはフィラメント110は好ましくは材料の細長
いモノリスロッドであるが、複数の細長いロッドをクラッド管112内に互いに積
み重ねて、供給原料を形成することもできる。複数のロッドを用いることは、分
散マネジメント(managed)ファイバの製造に特にうまく適している。クラッド管1
12およびコアフィラメント110は、さらに以下に記載されるように、炉114により
加熱される開放中心線122を有する充填されたクラッド管を形成する。炉114は、
コアフィラメント110の溶融温度以上の線引き温度で作動されているが、クラッ
ド管112を軟化させるだけである。クラッド管112が軟化するにつれ、コアフィラ
メント110がその線引き温度で溶融し、クラッド管112内に含まれるコア溶融物12
0を形成する。線引き温度は、コア溶融物120中の結晶を除去するためにコアフィ
ラメントの液相線温度以上であることが現在好ましい。ここに用いているように
、溶融物は、充填クラッド構造が得られるように、コアフィラメント110が流動
し、クラッド管112の内側を充填するかまたはその形状に変形することを意味す
る。
FIG. 1 is a cross-sectional view of an apparatus 100 suitably used to implement a filament-in-tube method for drawing optical fibers according to the present invention. First, the cladding tube 112, having an outer diameter of 57 mm and an inner diameter of 2 mm in the preferred embodiment, along with the inner wall 118, is purged with a dry gas, for example, chlorine (Cl 2 ) or chlorine mixed with an inert gas. Removes unwanted moisture. In a preferred embodiment, a core feed or filament 110 having a diameter of 1.5 mm
Place in 112. The feedstock or filament 110 is preferably an elongate monolithic rod of material, but a plurality of elongate rods can be stacked on top of one another in a cladding tube 112 to form a feedstock. The use of multiple rods is particularly well suited for the production of dispersion managed fibers. Clad tube 1
12 and core filament 110 form a filled cladding tube having an open centerline 122 that is heated by furnace 114, as described further below. Furnace 114
It is operated at a draw temperature above the melting temperature of the core filament 110, but only softens the cladding tube 112. As the cladding tube 112 softens, the core filament 110 melts at its drawing temperature and the core melt 12 contained within the cladding tube 112
Form a 0. It is currently preferred that the drawing temperature be equal to or higher than the liquidus temperature of the core filament to remove crystals in the core melt 120. As used herein, melt means that the core filament 110 flows and fills or deforms the inside of the cladding tube 112 such that a filled cladding structure is obtained.

【0027】 本発明の好ましい実施の形態の1つによれば、コアが溶融し、管の内側の形状
に変形する工程中に、コアは、好ましくは、106ポアズ未満、より好ましくは、1
04ポアズ未満、最も好ましくは、1000ポアズ以下の粘度を示し、クラッド構造体
は、クラッドがその内部形状を実質的に維持するのに十分な粘度を維持する。最
も好ましくは、クラッド管112がこの温度で107.6ポアズより大きい粘度を示す。
このことにより、ロッドおよび管の両方が、ファイバが線引きされるかまたはケ
インが線引きされる温度で約10倍未満だけしか異ならない粘度を有するように、
コアとクラッドの粘度が一般的に適合されている従来技術のより一般的な方法(
例えば、ロッドおよびチューブまたはCVD)から本発明が区別される。次いで
、光ファイバ116が線引きされる。溶融中、コアフィラメント110は、好ましくは
、清澄され、クラッド管112の内壁118に一致し、内壁118により画成される界面
を形成し、クラッド管112の内側を完全に満たす。
According to one preferred embodiment of the present invention, during the process of core is melted, deformed to the inside of the tubular shape, the core is preferably less than 10 6 poise, more preferably, 1
0 less than 4 poise, and most preferably, a viscosity of less than 1000 poise, the cladding structure, clad maintains a sufficient viscosity to substantially maintain its interior shape. Most preferably, the cladding tube 112 exhibits a viscosity greater than 10 7.6 poise at this temperature.
This ensures that both the rod and the tube have viscosities that differ by less than about 10 times at the temperature at which the fiber is drawn or the cane is drawn.
A more general method of the prior art where the viscosities of the core and cladding are generally adapted (
For example, the present invention is distinguished from rods and tubes or CVD). Next, the optical fiber 116 is drawn. During melting, the core filament 110 is preferably clarified, conforms to the inner wall 118 of the cladding tube 112, forms an interface defined by the inner wall 118, and completely fills the inside of the cladding tube 112.

【0028】 ガラスクラッド管112は、その軟化点で約107.6ポアズの粘度を有する。いくつ
かの種類のSiO2については、これは約2000℃の温度で生じる。クラッド材料
は、コア材料がクラッド管の内部を満たす温度で、107ポアズより大きい、好ま
しくは、107.6ポアズより大きい、最も好ましくは、108ポアズより大きい粘度を
有するように選択すべきである。しかしながら、これと同じ温度で、69.86モル
%のシリカ(SiO2)、18.63モル%の酸化アルミニウム(Al23)、4.66モ
ル%の酸化ナトリウム(Na2O)、および6.85モル%のフッ化ランタン(La26)のようなコア120は、クラッド112よりも7桁も大きさの小さい約10ポアズの
粘度を有する。コア120は、約104.5ポアズ以下の粘度を適切に有してもよい。対
照的に、典型的なロッド・イン・チューブプロセスは、一般的に、実質的に同じ
粘度を有するコアおよびクラッド材料の両方を用いる。
The glass clad tube 112 has a viscosity at its softening point of about 107.6 poise. For some types of SiO 2 this occurs at a temperature of about 2000 ° C. The cladding material should be selected such that at a temperature at which the core material fills the interior of the cladding tube, it has a viscosity greater than 10 7 poise, preferably greater than 10 7.6 poise, and most preferably greater than 10 8 poise. . However, at the same temperature, 69.86 mol% of silica (SiO 2 ), 18.63 mol% of aluminum oxide (Al 2 O 3 ), 4.66 mol% of sodium oxide (Na 2 O) and 6.85 mol% of fluoride Core 120, such as lanthanum (La 2 F 6 ), has a viscosity of about 10 poise, which is seven orders of magnitude smaller than cladding 112. The core 120 may suitably have a viscosity of less than about 10 4.5 poise. In contrast, a typical rod-in-tube process generally employs both core and cladding materials having substantially the same viscosity.

【0029】 本発明の重要な利点の1つは、コアフィラメント110を任意の方法(従来の坩
堝溶融および注型、線引き、ゾルゲル等)により任意の形状(円形、正方形、三
角形等)に製造できることである。唯一の物理的必要条件は、コアフィラメント
110がクラッド管112の内壁内に適合することである。したがって、コアフィラメ
ント110の製造中には、あまり融通が利かないプロセス制御は必要ない。さらに
、溶融コア120の一定の深さを維持するように底部が溶融され、均質で再現性の
ある光ファイバ116を生成するので、ゆるく適合するコアフィラメント110を自動
的に下方に供給しても、または下方に落下させてもよい。コアフィラメント110
は、上述したように、クラッド管112の軟化温度よりも低い溶融温度を有し、コ
アフィラメント110とクラッド管112との間の熱膨張差は、冷却されたときにファ
イバ116を粉砕するほど大きくない。クラッド管112の組成は、好ましくは、ケイ
酸塩ガラスであるが、当業者には、クラッド管112の組成は、実質的に制限され
ず、純粋なSiO2から多成分ガラスまでに及んでも差し支えないことが理解さ
れよう。
One of the important advantages of the present invention is that the core filament 110 can be manufactured by any method (conventional crucible melting and casting, drawing, sol-gel, etc.) into any shape (circle, square, triangle, etc.). It is. The only physical requirement is the core filament
110 fits within the inner wall of the cladding tube 112. Therefore, less versatile process control is not required during the manufacture of the core filament 110. In addition, the bottom is melted to maintain a constant depth of the molten core 120, creating a homogeneous and reproducible optical fiber 116, so that the loosely conforming core filament 110 can be automatically fed down. , Or downward. Core filament 110
Has a melting temperature lower than the softening temperature of the cladding tube 112, as described above, and the difference in thermal expansion between the core filament 110 and the cladding tube 112 is so large that the fiber 116 is crushed when cooled. Absent. The composition of the cladding tube 112 is preferably is a silicate glass, the person skilled in the art, the composition of the cladding tube 112 is not substantially limited, can range from a pure SiO 2 by multi-component glass It will be understood that this is not a problem.

【0030】 図2は、本発明による、光ファイバを線引きするスティック・イン・チューブ
法を行うのに適切に用いられるであろう装置200の断面図である。1メートル長の
SiO2クラッド管212(55mmの外径および6mmの内径)を乾燥ガスでパージ
して、望ましくない水分を除去する。5mmの直径を有するコアスティック210を
クラッド管212内に配置して、充填クラッド管を形成する。充填クラッド管を炉2
14により1700℃まで加熱して、伸長の準備のためにクラッド管212を軟化させる
。クラッド管212が軟化するにつれ、コアスティック210が溶融し、次いで、6m
mの外径の光コアケイン216が標準的な様式で線引きされる。ここで用いている
「ケイン」または「コアケイン」という用語は、光ファイバに線引きされる前に
追加のクラッドがコアケインに加えられなければならない、コアガラス材料を含
む光ファイバ前駆体要素を意味する。そのような追加のクラッドは、例えば、そ
のケインをガラスクラッドスリーブ中に挿入することにより、または外付け法ま
たは他の方法により追加のコアおよび/またはクラッドガラスを堆積させること
により、施してもよい。溶融中に、コアスティック210は、清澄され、クラッド
管212の内壁に一致して、クラッド管212の内面により画成される界面を形成する
FIG. 2 is a cross-sectional view of an apparatus 200 that may suitably be used to perform a stick-in-tube method of drawing optical fiber according to the present invention. A one meter long SiO 2 clad tube 212 (55 mm outer diameter and 6 mm inner diameter) is purged with a drying gas to remove unwanted moisture. A core stick 210 having a diameter of 5 mm is placed in the cladding tube 212 to form a filled cladding tube. Furnace filling clad tube 2
Heat to 1700 ° C. by 14 to soften cladding tube 212 in preparation for elongation. As the cladding tube 212 softens, the core stick 210 melts and then
An optical core cane 216 of m outer diameter is drawn in a standard fashion. As used herein, the term "cane" or "core cane" refers to an optical fiber precursor element that includes a core glass material where additional cladding must be added to the core cane before it is drawn into the optical fiber. Such additional cladding may be applied, for example, by inserting the cane into a glass cladding sleeve, or by depositing additional core and / or cladding glass by external or other methods. . During melting, the core stick 210 is refined and conforms to the inner wall of the cladding tube 212, forming an interface defined by the inner surface of the cladding tube 212.

【0031】 コアスティックおよび管がコアケインに最初に線引きされる(redrawn)、こ
の実施の形態において、クラッド管212は、好ましくは、線引き温度(例えば、
ある形態のシリカには約1700℃)で約108ポアズの粘度を有し、コアスティック2
10はその線引き温度で約104ポアズ以下の粘度を有する。
[0031] In this embodiment, where the core sticks and tubes are first drawn into the core cane, the cladding tube 212 preferably has a drawing temperature (eg,
The silica some form has a viscosity of about 1700 ° C.) to about 10 8 poises, core stick 2
10 has a viscosity of less than about 10 4 poise at its draw temperature.

【0032】 図2に示された本発明の実施の形態において、得られたコアケイン216は、次
いで、オーバークラッド管220内に配置される。充填オーバークラッド管220を炉
222により加熱して、伸長の準備のためにオーバークラッド管220を軟化させる。
オーバークラッド管220が軟化するにつれ、ケイン216が軟化し、光ファイバ224
が線引きされる。
In the embodiment of the invention shown in FIG. 2, the resulting core cane 216 is then placed in an overclad tube 220. Furnace filling overclad tube 220
Heat by 222 softens the overclad tube 220 in preparation for elongation.
As the overclad tube 220 softens, the cane 216 softens and the optical fiber 224
Is drawn.

【0033】 本発明のスティック・イン・チューブプロセスを用いてファイバを形成する典
型的な方法において、モル組成70.0SiO2−11.25Al23−7.5Ta25−10
CaO−2CaF2−0.05Er23のコアガラスを高純度粉末からバッチ配合し、
混合し、12時間に亘り400℃でか焼してバッチを乾燥させ、次いで、蓋された高
純度シリカ坩堝内において4時間に亘り1650℃で溶融した。溶融物を溶融シリカ
ロッドで撹拌して、均質性を促進させ、次いで、1500℃まで冷却し、その溶融物
から4-5mmの直径のスティックに上方に線引きした。
In a typical method of forming a fiber using the stick-in-tube process of the present invention, a molar composition of 70.0 SiO 2 -11.25 Al 2 O 3 -7.5 Ta 2 O 5 -10
The core glass of CaO-2CaF 2 -0.05Er 2 O 3 batched of high purity powder,
The batch was mixed and calcined at 400 ° C. for 12 hours to dry and then melted at 1650 ° C. for 4 hours in a covered high purity silica crucible. The melt was agitated with a fused silica rod to promote homogeneity, then cooled to 1500 ° C. and drawn up from the melt onto a 4-5 mm diameter stick.

【0034】 次いで、コアガラスの5mmの直径のスティックを、外付けプロセスを用いて
先に製造していた、1メートル長で55mmの外径(OD)および6mmの内径(I
D)を有する、固結されたSiO2ブランク中に挿入した。この管を乾燥Heガ
スでパージして、望ましくない水分を除去し、1800℃まで加熱して、SiO2
ランクを軟化させ、6mmの直径のコア/クラッドケインに下方に線引きし、こ
のケインを1メートル長の小片に火炎切断した。次いで、1メートル長の小片をC
VD旋盤上に搭載し、SiO2スートでオーバークラッドして、32:1の所望のク
ラッド直径/コア直径を得た。次いで、オーバークラッドケインを1440℃から15
00℃までの間で固結させて、コアを有するモノリシックSiO2ブランクを形成
した。次いで、このブランクを黒鉛抵抗炉(graphite resistance furnace)内で1
950-2000℃まで加熱して、2m/sの速度で標準的な125マイクロメートルの直径
のファイバに線引きした。Erドープコアを有する得られたファイバは、光増幅
器として使用するのに適している。
[0034] A 5 mm diameter stick of core glass was then produced using an external process, a 1 meter long 55 mm outer diameter (OD) and a 6 mm inner diameter (I
Inserted into a consolidated SiO 2 blank with D). The tube was purged with dry He gas to remove unwanted moisture and heated to 1800 ° C. to soften the SiO 2 blank and draw it down into a 6 mm diameter core / clad cane, Flame cut into metric pieces. Then, a 1 meter long piece is
It mounted on a VD lathe, and overclad with SiO 2 soot, 32: yield 1 of the desired cladding diameter / core diameter. Then, overclad cane was heated from 1440 ° C to 15 ° C.
Consolidation was performed up to 00 ° C. to form a monolithic SiO 2 blank with a core. The blank is then placed in a graphite resistance furnace for 1 hour.
It was heated to 950-2000 ° C. and drawn at a speed of 2 m / s into a standard 125 micrometer diameter fiber. The resulting fiber having an Er-doped core is suitable for use as an optical amplifier.

【0035】 図3は、代わりのCVDプロセスにより光ケインをオーバークラッドし、本発
明により光ファイバを線引きするのに用いられる装置300の図面である。図2に
示した本発明の実施の形態により製造されたケイン216を1メートル長の小片に切
断する。次いで、切断したケイン216をCVD旋盤332上に搭載し、SiO2でオ
ーバークラッドして、クラッドの直径とコアの直径との間の所望の比を得て、オ
ーバークラッド光ケイン330を形成する。次いで、オーバークラッドケイン330を
1400℃と1500℃の間の温度で固結して、モノリシックSiO2ブランク336を形成
する。次いで、モノリシックブランク336の端部を炉338内で1950-2000℃の線引
き温度まで加熱し、標準的な125マイクロメートルの直径を有する光ファイバ340
に線引きする。
FIG. 3 is a drawing of an apparatus 300 used to overcladd optical canes by an alternative CVD process and draw optical fibers according to the present invention. The cane 216 manufactured according to the embodiment of the present invention shown in FIG. 2 is cut into 1 meter long pieces. Then, the cane 216 cut and mounted on CVD lathe 332, and overclad with SiO 2, to obtain the desired ratio between the diameter of the cladding diameter and the core, to form a overclad optical cane 330. Next, overclad cane 330
Consolidate at a temperature between 1400 ° C. and 1500 ° C. to form a monolithic SiO 2 blank 336. The end of the monolithic blank 336 is then heated in a furnace 338 to a drawing temperature of 1950-2000 ° C. and an optical fiber 340 having a standard 125 micrometer diameter is used.
Draw a line.

【0036】 図4は、本発明により製造した光ファイバの5メートル範囲に亘る波長の関数
としての損失を示すグラフ400である。低損失光ファイバ(1310nmで0.07dB
/m)が、2000メートルの範囲に亘り、始めから終りまで、メートル毎で同一の
損失を示す。この光ファイバのコアは、980および1500nmでの吸収ハンドによ
り証拠付けられるように、うまくエルビウムイオン、Ef3+でドープされた。さ
らに、980nmのレーザ光がファイバにポンピングされたときに、光ファイバか
らEr3+蛍光が観察された。図4は、本発明の方法を使用することにより、2d
B/m未満の背景減衰を示すファイバが、希土類ドーパントをその中に有するも
のとして製造できることを示している。
FIG. 4 is a graph 400 illustrating loss as a function of wavelength over a 5 meter range for an optical fiber made according to the present invention. Low loss optical fiber (0.07dB at 1310nm)
/ M) show the same loss per meter from start to finish over a range of 2000 meters. The core of this optical fiber was successfully doped with erbium ions, Ef 3+ , as evidenced by absorption hands at 980 and 1500 nm. Furthermore, when 980 nm laser light was pumped into the fiber, Er 3+ fluorescence was observed from the optical fiber. FIG. 4 shows that 2d by using the method of the present invention.
It shows that fibers exhibiting a background attenuation of less than B / m can be manufactured with rare earth dopants therein.

【0037】 図5は、図2に関して上述したコアガラス組成物を用いた、本発明により製造
したコアケインの屈折率プロファイルを示すグラフである。コアケインは、2.74
mmの線引き直径を有し、ケインのコアは、0.21mmの直径を有し、コア/クラ
ッドの厚さ比は約0.077である。図5から分かるように、このコアは、約0.11の
屈折率デルタ(シリカコアに関して)、または約6.76パーセントのデルタパーセ
ント(再度ドープされていないシリカクラッドに関して)を示した。観察された
6.76パーセントの最大デルタは、典型的なCVDにより製造されたファイバに関
して見られるものよりも著しく高い。前記ケインは、その後オーバークラッドさ
れ、10,000mの均質な光ファイバに線引きされた。10,000mの全長に亘る全コア
直径平方偏差は、±4μmの平方偏差を生じるカレット・イン・チューブ法と比
較して、±0.25μmであった。したがって、本発明により製造されたファイバは
、少なくとも一桁の大きさの改善を示す。さらに、クラッド材料としてSiO2
を使用することにより、得られた光ファイバを、従来の融着スプライサを用いて
融着接続することができる。本発明により製造したファイバをSMF-28光ファイバ
に接続する場合、0.5dB未満の融着損失が達成され、本発明によるファイバをC
S-980光ファイバに融着する場合、0.2dB未満の融着損失となった。
FIG. 5 is a graph showing the refractive index profile of a core cane made according to the present invention using the core glass composition described above with respect to FIG. Core cane is 2.74
The core of the cane has a diameter of 0.21 mm and a core / cladding thickness ratio of about 0.077. As can be seen from FIG. 5, this core exhibited a refractive index delta of about 0.11 (for the silica core), or about 6.76 percent (for the undoped silica cladding). Observed
The maximum delta of 6.76 percent is significantly higher than that seen for typical CVD manufactured fibers. The cane was then overclad and drawn into a 10,000 m homogeneous optical fiber. The total core diameter square deviation over a total length of 10,000 m was ± 0.25 μm, as compared to the cullet-in-tube method, which produced a square deviation of ± 4 μm. Thus, fibers made according to the present invention exhibit at least an order of magnitude improvement. Further, SiO 2 is used as a cladding material.
By using, the obtained optical fiber can be fusion-spliced using a conventional fusion splicer. When splicing a fiber made according to the present invention to an SMF-28 optical fiber, a fusion loss of less than 0.5 dB is achieved, and
When fused to an S-980 optical fiber, the fusion loss was less than 0.2 dB.

【0038】 図6は、本発明により製造した光ファイバの5メートル範囲に亘る波長の関数
としての損失を示すグラフ600である。純粋なシリカを堆積し、その後、ゲルマ
ニアドープシリカ、続いて、純粋なシリカクラッド領域を堆積することにより、
管を製造した。得られたスートプレフォームを固結して、管を形成した。次いで
、図2に関して上述したものと同じ種類のコアガラスロッドを、ガラス管中に挿
入し、ファイバに線引きした。この場合、得られた多成分コアは、シリカモート
により囲まれた中央高屈折率領域から構成され、このシリカモートは、酸化ゲル
マニウム(GeO2)がドープされたSiO2のリングにより囲まれていた。これ
は、0.5dB/m未満の背景減衰を有する複雑な屈折率プロファイルを作成でき
ることを示している。
FIG. 6 is a graph 600 showing the loss as a function of wavelength over a 5 meter range for an optical fiber made according to the present invention. By depositing pure silica followed by germania-doped silica, followed by pure silica cladding regions
Tubes were manufactured. The soot preform obtained was consolidated to form a tube. A core glass rod of the same type as described above with respect to FIG. 2 was then inserted into the glass tube and drawn into the fiber. In this case, the resulting multi-component core consisted of a central high refractive index region surrounded by silica moat, which was surrounded by a ring of SiO 2 doped with germanium oxide (GeO 2 ). This shows that complex refractive index profiles with background attenuation of less than 0.5 dB / m can be created.

【0039】 図7は、本発明により製造した光ファイバに関するファイバ長の関数としての
損失およびモードフィールド直径を示すグラフ700である。図7は、コアの中央
高屈折率領域の外側に屈折率の増大したリングを用いることにより、モードフィ
ールド直径を拡大させ、それによって、そのモードフィールド直径を、屈折率の
増大した1つのコアを用いることにより達成されるであろうものよりも拡大させ
ることができることを示す。図7により示されたように、様々な長さに関する損
失およびモードフィールド直径における最小平方偏差が達成される。
FIG. 7 is a graph 700 showing loss and mode field diameter as a function of fiber length for optical fibers made according to the present invention. FIG. 7 expands the mode field diameter by using an increased index ring outside the central high index region of the core, thereby reducing the mode field diameter to one core with the increased index. It shows that it can be expanded beyond what would be achieved by use. As shown by FIG. 7, losses for various lengths and minimum square deviations in mode field diameter are achieved.

【0040】 本発明の方法には、様々な利点がある。本発明の方法は、光ファイバを製造す
るのに利用されてきた従来のCVD技法により以前には達成できなかったファイ
バ化の組成範囲を大きく広げる。高希土類可溶性を有する新規な組成物により、
改善された利得の平らな状態および改善された光学的特性をファイバ形態のもの
に容易に製造できる。本発明の方法は、コアフィラメント110またはコアスティ
ック210と、クラッド管112またはクラッド管212との間の熱膨張における大きな
差を受け入れる。これは、熱膨張の不整合による応力が、より大きなサイズの剛
性モノリシックプレフォームにおけるよりもずっと小さい場合、コアフィラメン
ト110またはコアスティック210がファイバまたはケインの形態となるまで、コア
110、210がクラッド112、212にしっかりと結合されず、これらの応力がファイバ
、プレフォーム等の半径の平方と逆に変動するからである。したがって、効率的
なカプラおよびレーザとして使用される多数の開口ファイバを本発明の方法によ
り製造できる。
The method of the present invention has various advantages. The method of the present invention greatly expands the composition range of fiberization that has not previously been achieved by conventional CVD techniques that have been used to manufacture optical fibers. With a new composition having high rare earth solubility,
Improved gain flatness and improved optical properties can be easily manufactured in fiber form. The method of the present invention accommodates large differences in thermal expansion between core filament 110 or core stick 210 and cladding tube 112 or cladding tube 212. This is because if the stress due to thermal expansion mismatch is much smaller than in a larger sized rigid monolithic preform, the core filament 110 or core stick 210 will be in a fiber or cane form until the core filament 110 or core stick 210 is in the form of a fiber or cane.
This is because 110, 210 is not tightly coupled to claddings 112, 212, and these stresses vary inversely with the square of the radius of the fiber, preform, or the like. Thus, a large number of apertured fibers used as efficient couplers and lasers can be manufactured by the method of the present invention.

【0041】 本発明の方法により、線引き温度でコア溶融物120、220を大気制御することが
できる。レドックス状態を制御するために開放中心線を用いて、酸化、還元また
は化学的反応性雰囲気のいずれを導入しても差し支えない。線引き温度で可能な
ように、コアフィラメント110またはコアスティック210上の圧力を制御して、コ
アの直径を調節しても差し支えない。線引き温度が高くなると、同じ所定のファ
イバの外径(OD)でもコアの直径が小さくなり、このことは、一旦ブランクが
製造されたら、この比率が固定される従来のプレフォームの場合と対照的である
。例えば、これらの要素を使用して、本発明を用いて±50%でコアの直径を調節
することができる。OD対内径(ID)の比率は、前述したように、それぞれ、
クラッド管112またはクラッド管212の外に対して溶融コア120、220管にかけられ
る正または負の圧力により制御できるが、光ファイバのOD対IDの比率とほぼ
同一となる。さらに、光ファイバ116、216を線引きするのに用いられる高温は、
コア溶融物120、220を均質化し、コア溶融物120、220中に存在する有害な水分を
放出する働きをする。
The method of the present invention allows atmospheric control of the core melts 120, 220 at the drawing temperature. An open centerline may be used to control the redox state, and any of an oxidizing, reducing or chemically reactive atmosphere may be introduced. The diameter of the core can be adjusted by controlling the pressure on the core filament 110 or core stick 210, as allowed by the drawing temperature. The higher the draw temperature, the smaller the core diameter for the same given fiber outer diameter (OD), which is in contrast to conventional preforms where this ratio is fixed once the blank is manufactured. It is. For example, these elements can be used to adjust the core diameter by ± 50% using the present invention. As described above, the ratio of OD to inner diameter (ID) is
It can be controlled by the positive or negative pressure applied to the molten cores 120, 220 with respect to the cladding tube 112 or the cladding tube 212, but it is almost the same as the ratio of OD to ID of the optical fiber. Further, the high temperatures used to draw the optical fibers 116, 216
It serves to homogenize the core melts 120, 220 and release harmful moisture present in the core melts 120, 220.

【0042】 上述した記載は当業者が本発明を実施できるようにする詳細を含むが、そのよ
うな記載は実際に説明に役立つものであり、その多くの改変および変更が、これ
らの教示の利益を受ける当業者には明白であることが理解されよう。例として、
コア供給原料110のようなコア供給原料が中実ロッドであることが現在好ましい
が、そのコア供給原料は、中空であっても、いくつかの大きなブロックに分割さ
れていても差し支えない。さらに、供給原料という用語は、溶融の際に適切に下
方に供給される、細いフィラメント、太いスティック、管に挿入するために束ね
られた複数の細長いフィラメント、または管に挿入するために軸方向に一方の上
に他方が重ねられた細長いフィラメントまたはスティック等を包含することを意
図するものである。一方で、ここに定義された供給原料は、好ましくは、粉末で
もカレットでもない。さらに、供給原料は、コア材料のみから、またはその上に
クラッド材料が配置されたコア材料から形成しても差し支えない。次いで、これ
らの実施の形態のいずれも、クラッド材料から形成された管内に配置しても差し
支えない。同様に、管は、コア材料またはクラッド材料から形成しても差し支え
ない。したがって、各々がプレフォーム内の他のリングと同じまたは異なる光学
的特性を有する、コア材料およびクラッド材料の複数の同心リングを有するプレ
フォームを製造することも考えられる。さらに、現在好ましくはないが、プレフ
ォームを形成し、冷却し、貯蔵し、次いで、その後、再加熱し、線引きしてもよ
い。さらに、光ファイバという用語は、以下に限定されないが、光導波路、単一
モードファイバ、多モードファイバ、増幅器、電気光学ファイバ、カプラ、レー
ザ等を含む用途に用いられる任意のファイバまたはファイバ成分を包含するもの
として解釈すべきである。
While the above description includes details that enable one of ordinary skill in the art to practice the invention, such description is indeed illustrative, and many modifications and changes will be made to the benefit of these teachings. It will be apparent to those skilled in the art that As an example,
While it is presently preferred that the core feed, such as the core feed 110, be a solid rod, the core feed can be hollow or divided into several large blocks. In addition, the term feedstock refers to a thin filament, a thick stick, a plurality of elongated filaments bundled for insertion into a tube, or an axial direction for insertion into a tube, which is suitably fed down during melting. It is intended to include an elongate filament or stick or the like with one over the other. On the other hand, the feedstock as defined herein is preferably neither a powder nor a cullet. Further, the feedstock can be formed from the core material alone or from the core material with the cladding material disposed thereon. Any of these embodiments may then be placed in a tube formed from the cladding material. Similarly, the tube may be formed from a core or cladding material. Thus, it is also conceivable to produce a preform having a plurality of concentric rings of core and cladding material, each having the same or different optical properties as the other rings in the preform. Further, although not presently preferred, the preform may be formed, cooled, stored, and then subsequently reheated and drawn. Further, the term optical fiber includes any fiber or fiber component used in applications including, but not limited to, optical waveguides, single mode fibers, multimode fibers, amplifiers, electro-optic fibers, couplers, lasers, etc. Should be interpreted as

【0043】 本発明の精神すなわち範囲から逸脱せずに、様々な改変および変更を本発明に
行えることが当業者には明らかである。したがって、本発明は、添付した特許請
求の範囲およびその同等物に含まれる限り、本発明の改変および変更を包含する
ことを意図する。
It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made to the present invention without departing from the spirit or scope of the invention. Thus, it is intended that the present invention cover the modifications and variations of this invention provided they come within the scope of the appended claims and their equivalents.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 図1は、本発明により光ファイバを線引きするフィラメント・イン・チューブ
法を実施するための適切な装置の断面図である
FIG. 1 is a cross-sectional view of a suitable apparatus for performing a filament-in-tube method for drawing an optical fiber according to the present invention.

【図2】 図2は、本発明により光ファイバを線引きするスティック・イン・チューブ法
を実施するための適切な装置の断面図である
FIG. 2 is a cross-sectional view of a suitable apparatus for performing a stick-in-tube method for drawing optical fibers according to the present invention.

【図3】 図3は、本発明により光ファイバに線引きされるであろう、本発明により形成
された光学ケインを被覆するための適切な装置を示す
FIG. 3 shows a suitable device for coating an optical cane formed according to the invention, which will be drawn into an optical fiber according to the invention.

【図4】 図4は、本発明のフィラメント・イン・チューブ法により製造された全長5メ
ートルの光ファイバに関する波長の関数としての損失を示すグラフである
FIG. 4 is a graph showing the loss as a function of wavelength for a 5 meter long optical fiber manufactured by the filament-in-tube method of the present invention.

【図5】 図5は、本発明により製造されたコアクラッドケインの屈折率プロファイルを
示すグラフである
FIG. 5 is a graph showing a refractive index profile of a core clad cane manufactured according to the present invention.

【図6】 図6は、本発明のスティック・イン・チューブ法により製造された光ファイバ
に関する波長の関数としての損失を示すグラフである
FIG. 6 is a graph showing the loss as a function of wavelength for optical fibers manufactured by the stick-in-tube method of the present invention.

【図7】 図7は、本発明により製造された光ファイバに関するファイバ長の関数として
の損失およびモードフィールド直径を示すグラフである
FIG. 7 is a graph showing loss and mode field diameter as a function of fiber length for an optical fiber made according to the present invention.

【手続補正2】[Procedure amendment 2]

【補正対象書類名】図面[Document name to be amended] Drawing

【補正対象項目名】全図[Correction target item name] All figures

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【図1】 FIG.

【図2】 FIG. 2

【図3】 FIG. 3

【図4】 FIG. 4

【図5】 FIG. 5

【図6】 FIG. 6

【図7】 FIG. 7

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),AL,AM,A T,AU,AZ,BA,BB,BG,BR,BY,CA ,CH,CN,CU,CZ,DE,DK,EE,ES, FI,GB,GE,GH,GM,HR,HU,ID,I L,IS,JP,KE,KG,KP,KR,KZ,LC ,LK,LR,LS,LT,LU,LV,MD,MG, MK,MN,MW,MX,NO,NZ,PL,PT,R O,RU,SD,SE,SG,SI,SK,SL,TJ ,TM,TR,TT,UA,UG,UZ,VN,YU, ZW (72)発明者 デジネカ,マシュー ジェイ アメリカ合衆国 ニューヨーク州 14830 コーニング エリソン ロード 2378 (72)発明者 ソロスキー,ジョン ダブリュ アメリカ合衆国 ニューヨーク州 14840 ハモンズポート ルート 54 8488ビー (72)発明者 ウィルソン,オティス エル ジュニア アメリカ合衆国 ニューヨーク州 14845 リンドリー リバティー ポール ロー ド 115 (72)発明者 ヨスト,ケヴィン ジェイ アメリカ合衆国 ニューヨーク州 14870 ペインテッド ポスト ヴィクトリー ハイウェイ 561 Fターム(参考) 4G021 BA00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of front page (81) Designated country EP (AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LU, MC, NL, PT, SE ), AL, AM, AT, AU, AZ, BA, BB, BG, BR, BY, CA, CH, CN, CU, CZ, DE, DK, EE, ES, FI, GB, GE, GH, GM , HR, HU, ID, IL, IS, JP, KE, KG, KP, KR, KZ, LC, LK, LR, LS, LT, LU, LV, MD, MG, MK, MN, MW, MX, NO, NZ, PL, PT, RO, RU, SD, SE, SG, SI, SK, SL, TJ, TM, TR, TT, UA, UG, UZ, VN, Y U, ZW (72) Inventor Digineca, Matthew Jay United States 14830 Corning Ellison Road, New York 2378 (72) Inventor Soloski, John W. United States of America New York 14840 Hammondsport Route 54 8488 Bee (72) Inventor Wilson, Otis El Jr. United States of America New York 14845 Lindley Liberty Paul Road 115 (72) Inventor Jost, Kevin Jay United States of America New York 14870 Painted Post Victory Highway 561 F-term (reference) 4G021 BA00

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光ファイバを製造する方法であって、 中空管内に固体の細長い供給原料を位置決めし、 該管および供給原料の少なくとも一部を、該供給原料を該管の形状に変形させ
るのに十分な温度まで加熱し、 該管の外径を減少させる、 各工程を含み、 前記供給原料が、前記管の軟化点未満の軟化点を有することを特徴とする方法
1. A method of manufacturing an optical fiber, comprising: positioning a solid, elongated feedstock in a hollow tube; deforming the tube and at least a portion of the feedstock into the shape of the tube. Heating to a temperature sufficient to reduce the outer diameter of the tube, wherein the feedstock has a softening point less than the softening point of the tube.
【請求項2】 前記管がクラッド構造を有することを特徴とする請求項1記
載の方法。
2. The method according to claim 1, wherein said tube has a clad structure.
JP2000580956A 1998-08-25 1999-08-24 Method and apparatus for manufacturing optical fiber Withdrawn JP2002529357A (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US9787698P 1998-08-25 1998-08-25
US60/097,876 1998-08-25
PCT/US1999/019139 WO2000027773A1 (en) 1998-08-25 1999-08-24 Methods and apparatus for producing optical fiber

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2002529357A true JP2002529357A (en) 2002-09-10

Family

ID=22265564

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000580956A Withdrawn JP2002529357A (en) 1998-08-25 1999-08-24 Method and apparatus for manufacturing optical fiber

Country Status (10)

Country Link
EP (1) EP1108233A1 (en)
JP (1) JP2002529357A (en)
KR (1) KR20010082180A (en)
CN (1) CN1324334A (en)
AU (2) AU5316699A (en)
CA (1) CA2341713A1 (en)
ID (1) ID29631A (en)
TW (1) TW440718B (en)
WO (2) WO2000010932A1 (en)
ZA (1) ZA200101616B (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003512988A (en) * 1999-10-18 2003-04-08 コーニング・インコーポレーテッド Manufacturing method of nanocrystalline glass ceramic fiber
WO2013094460A1 (en) * 2011-12-19 2013-06-27 オリンパス株式会社 Method for producing optical fiber, optical fiber, and endoscope

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1139518A1 (en) * 2000-03-30 2001-10-04 Optical Technologies Italia S.p.A. Active optical fibre doped with rare earth elements
US6587633B2 (en) 2000-03-30 2003-07-01 Corning Oti, Inc. Active optical fibre doped with rare earth elements
EP1199286A1 (en) * 2000-10-18 2002-04-24 The University Of Southampton Optical fibres and preforms incorporating volatile constituents and process for manufacturing the fibre
EP1207140A1 (en) * 2000-11-20 2002-05-22 Lucent Technologies Inc. Method for making electrically controllable optical fiber devices
WO2005019889A1 (en) * 2003-08-21 2005-03-03 Federalnoe Gosudarstvennoe Unitarnoe Predpyatie 'vserossiysky Nauchny Tsentr 'gosudarstvenny Optichesky Institut Im. S.I.Vavilova' (Fgup Goi) Single-mode electrooptical fibre and method for the production thereof
DE102005034594B4 (en) * 2005-07-20 2008-09-25 J-Fiber Gmbh Process for producing glass fiber preforms with a large core diameter
IL188559A0 (en) * 2008-01-03 2008-11-03 D T N R Ltd Method of production of glass coated metal wires and metal microwires
CN101503275B (en) * 2009-03-11 2011-03-16 哈尔滨工程大学 Electrostatic loading optical fiber embedding apparatus for optical fiber prefabricated bar
CN102298173B (en) * 2011-08-29 2013-01-23 陈抗抗 Lateral pumped fiber structure and manufacturing method thereof
JP6271523B2 (en) * 2012-05-11 2018-01-31 オーエフエス ファイテル,エルエルシー Barbell optical fiber and manufacturing method thereof
CN104609722B (en) * 2015-01-19 2017-02-22 华南理工大学 Preparation method of tube-melt co-drawn bismuth-doped optical fiber
CN104556678B (en) * 2015-01-19 2017-06-20 华南理工大学 A kind of preparation method of quantum dot-doped microcrystalline glass optical fiber
CN104788014B (en) * 2015-04-12 2017-11-24 久智光电子材料科技有限公司 A kind of preform prepares and the method for drawing optical fibers
CN105759346A (en) * 2016-04-01 2016-07-13 哈尔滨工程大学 SPP optical fiber based on gold nanowires and preparation method
CN105759345A (en) * 2016-04-01 2016-07-13 哈尔滨工程大学 SPP optical fiber based on gold nanotubes and preparation method
CN106477874B (en) * 2016-09-19 2019-02-22 上海大学 A kind of fiber core refractive index modulation method
CN108002698B (en) * 2017-11-29 2020-01-14 长飞光纤光缆股份有限公司 Method for manufacturing optical fiber preform
EP3918387A4 (en) * 2019-01-29 2022-10-12 Sterlite Technologies Limited Optical fibre preform and method of manufacturing thereof
CN109887676B (en) * 2019-02-27 2021-07-20 华南理工大学 Photoelectric composite electrode optical fiber and preparation method and application thereof
CN110066100B (en) * 2019-04-19 2021-10-01 湖北新华光信息材料有限公司 Drawing device for small-viscosity glass tube
CN112062463B (en) * 2020-09-29 2022-09-20 山西能源学院 Preparation method of glass micropore array for liquid flash
CN114276023A (en) * 2021-11-17 2022-04-05 宁波大学 Infrared chalcogenide glass ceramic optical fiber and preparation method thereof

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4897100A (en) * 1989-01-13 1990-01-30 Owens-Corning Fiberglas Corporation Apparatus and process for fiberizing fluoride glasses using a double crucible and the compositions produced thereby
US5110334A (en) * 1990-07-31 1992-05-05 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Method of producing glass fiber with cores of a different material
US5689578A (en) * 1993-02-25 1997-11-18 Fujikura Ltd. Polarized wave holding optical fiber, production method therefor, connection method therefor, optical amplifier, laser oscillator and polarized wave holding optical fiber coupler
US5533163A (en) * 1994-07-29 1996-07-02 Polaroid Corporation Optical fiber structure for efficient use of pump power
IT1288836B1 (en) * 1996-11-19 1998-09-24 Cselt Centro Studi Lab Telecom ACTIVE SINGLE-MODE OPTICAL FIBERS AND PROCEDURE FOR THEIR REALIZATION

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003512988A (en) * 1999-10-18 2003-04-08 コーニング・インコーポレーテッド Manufacturing method of nanocrystalline glass ceramic fiber
WO2013094460A1 (en) * 2011-12-19 2013-06-27 オリンパス株式会社 Method for producing optical fiber, optical fiber, and endoscope
JP5362140B1 (en) * 2011-12-19 2013-12-11 オリンパス株式会社 Optical fiber manufacturing method, optical fiber, and endoscope
CN103517661A (en) * 2011-12-19 2014-01-15 奥林巴斯株式会社 Method for producing optical fiber, optical fiber, and endoscope
US8639078B2 (en) 2011-12-19 2014-01-28 Olympus Corporation Optical fiber manufacturing method, optical fiber and endoscope

Also Published As

Publication number Publication date
ZA200101616B (en) 2001-09-17
EP1108233A1 (en) 2001-06-20
AU3096600A (en) 2000-05-29
ID29631A (en) 2001-09-06
CN1324334A (en) 2001-11-28
WO2000010932A1 (en) 2000-03-02
TW440718B (en) 2001-06-16
WO2000027773A1 (en) 2000-05-18
KR20010082180A (en) 2001-08-29
CA2341713A1 (en) 2000-05-18
AU5316699A (en) 2000-03-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2002529357A (en) Method and apparatus for manufacturing optical fiber
CA1135571A (en) Method of forming a substantially continuous optical waveguide and article
US6128430A (en) Composition for optical waveguide article and method for making continuous clad filament
JP2004530621A (en) Method for producing optical waveguide article having high fluorine content region
JP2005502071A (en) Optical waveguide article having a fluorine-containing region
CN107915400A (en) A kind of method that pipe melt method prepares graded index YAS glass core fibres
JP2004043286A (en) Glass preform and its manufacturing method
JP2003512988A (en) Manufacturing method of nanocrystalline glass ceramic fiber
CN1598629A (en) Low loss optical fiber and method for fabricating an optical fiber preform
US6698246B1 (en) Method for making nanocrystalline glass-ceramic fibers
US7013678B2 (en) Method of fabricating graded-index optical fiber lenses
JPS627130B2 (en)
Wang et al. A review of the fabrication of optic fiber
MXPA01002069A (en) Methods and apparatus for producing optical fiber
JP2566128B2 (en) Mold for manufacturing preform for optical fiber and method for manufacturing preform for optical fiber using this mold
JP2502525B2 (en) Mold for manufacturing optical fiber preforms
JPS6127721B2 (en)
JPS6346011B2 (en)
Hewak Fabrication of optical fiber
JPH0556295B2 (en)
JP2001335338A (en) Method of manufacturing optical fiber
Kortan et al. A novel method for fabricating optical fiber preforms
JPH03248103A (en) Optical fiber for image fiber
JPH05323132A (en) Fluoride glass fiber and its production
MXPA00000153A (en) Composition for optical waveguide article and method for making continuous clad filament

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20061107