JP2003012337A - 光ファイバ用プリフォームの設計・製造方法 - Google Patents
光ファイバ用プリフォームの設計・製造方法Info
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- JP2003012337A JP2003012337A JP2001195985A JP2001195985A JP2003012337A JP 2003012337 A JP2003012337 A JP 2003012337A JP 2001195985 A JP2001195985 A JP 2001195985A JP 2001195985 A JP2001195985 A JP 2001195985A JP 2003012337 A JP2003012337 A JP 2003012337A
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- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
- C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
- C03B37/012—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
- C03B37/014—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments made entirely or partially by chemical means, e.g. vapour phase deposition of bulk porous glass either by outside vapour deposition [OVD], or by outside vapour phase oxidation [OVPO] or by vapour axial deposition [VAD]
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 線引き後の光ファイバの特性が、所望の値と
なる光ファイバ用プリフォームの設計・製造方法を提供
する。 【解決手段】 予めある段階で形成されたクラッド部の
屈折率を基準に、プリフォームの屈折率分布からの光フ
ァイバ特性の予測値（R０）と該プリフォームから得た
光ファイバの特性の実測値（y）との差（dy）と、該基
準としたある段階で形成されたクラッド部の屈折率と別
の段階で形成されたクラッド部の屈折率との屈折率差
（x）の関係を求めておく。次に、コア部とクラッド部
の一部からなるコアロッドを作製し、その外周に該クラ
ッド部と同質のクラッド層を種々の厚さで形成して得ら
れるプリフォームの屈折率分布を外挿して設計し、それ
ぞれの屈折率分布から、各光ファイバ特性の予測計算値
を算出した後、前記光ファイバ特性の差（dy）とクラッ
ド部の屈折率差（x）の関係を考慮して、光ファイバ特
性の予測計算値を補正してプリフォームを設計・製造す
る。
なる光ファイバ用プリフォームの設計・製造方法を提供
する。 【解決手段】 予めある段階で形成されたクラッド部の
屈折率を基準に、プリフォームの屈折率分布からの光フ
ァイバ特性の予測値（R０）と該プリフォームから得た
光ファイバの特性の実測値（y）との差（dy）と、該基
準としたある段階で形成されたクラッド部の屈折率と別
の段階で形成されたクラッド部の屈折率との屈折率差
（x）の関係を求めておく。次に、コア部とクラッド部
の一部からなるコアロッドを作製し、その外周に該クラ
ッド部と同質のクラッド層を種々の厚さで形成して得ら
れるプリフォームの屈折率分布を外挿して設計し、それ
ぞれの屈折率分布から、各光ファイバ特性の予測計算値
を算出した後、前記光ファイバ特性の差（dy）とクラッ
ド部の屈折率差（x）の関係を考慮して、光ファイバ特
性の予測計算値を補正してプリフォームを設計・製造す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、所望の光ファイバ
特性を有する光ファイバが得られる光ファイバ用プリフ
ォームの設計・製造方法に関するものである。
特性を有する光ファイバが得られる光ファイバ用プリフ
ォームの設計・製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】シングルモード光ファイバは、例えば、
ド≡プ剤濃度がコア部とその外周とで相違することによ
り屈折率分布を生じている、直径30〜100 mmφ程度、長
さ１m程度の石英ガラス製の光ファイバ用プリフォーム
を線引き装置で直径125 オmに線引きし、さらに、この
光ファイバ素線の表面に樹脂材をコーティングして得ら
れる。この光ファイバには、カットオフ波長、モードフ
ィールド径及び分散特性等の光ファイバ特性が所定の数
値範囲内に収まっていることが要求される。
ド≡プ剤濃度がコア部とその外周とで相違することによ
り屈折率分布を生じている、直径30〜100 mmφ程度、長
さ１m程度の石英ガラス製の光ファイバ用プリフォーム
を線引き装置で直径125 オmに線引きし、さらに、この
光ファイバ素線の表面に樹脂材をコーティングして得ら
れる。この光ファイバには、カットオフ波長、モードフ
ィールド径及び分散特性等の光ファイバ特性が所定の数
値範囲内に収まっていることが要求される。
【０００３】所望の光ファイバ特性を有する光ファイバ
は、種々の屈折率分布を有するプリフォームを設計し、
それらに基づき、各プリフォームに対する光ファイバ特
性を予測計算した後、所望の特性が得られると予測計算
された屈折率分布設計に従って、ドープ剤濃度や径の太
さを調整したプリフォームを作製し、これを線引きする
ことで得られる。なお、プリフォームの屈折率分布から
光ファイバのカットオフ波長、モードフィールド径、分
散特性を予測計算する方法には、下記の［数１］式で示
すスカラー波動方程式を解く方法が挙げられる。このス
カラー波動方程式は有限要素法で解くのが望ましい。
は、種々の屈折率分布を有するプリフォームを設計し、
それらに基づき、各プリフォームに対する光ファイバ特
性を予測計算した後、所望の特性が得られると予測計算
された屈折率分布設計に従って、ドープ剤濃度や径の太
さを調整したプリフォームを作製し、これを線引きする
ことで得られる。なお、プリフォームの屈折率分布から
光ファイバのカットオフ波長、モードフィールド径、分
散特性を予測計算する方法には、下記の［数１］式で示
すスカラー波動方程式を解く方法が挙げられる。このス
カラー波動方程式は有限要素法で解くのが望ましい。
【０００４】
【数１】
式中、rは光ファイバ用プリフォームの半径、Ψ(r)は電
解分布、kは伝播定数であって波長λの光の波数、nは屈
折率、βはモードの位相定数、mはLPm1伝播モードの次
数である。
解分布、kは伝播定数であって波長λの光の波数、nは屈
折率、βはモードの位相定数、mはLPm1伝播モードの次
数である。
【０００５】光ファイバ特性を実測した値と予測計算し
た値とは、光ファイバ特性の測定誤差や予測計算上の誤
差を含んでいるため、ある一定のばらつき幅で差異を生
じる。また、光ファイバ特性は、線引きの際に光ファイ
バにかかるテンションによっても変化する。そこで、実
測値と予測計算値との差異を予め求め、この差異を補償
した屈折率分布設計を行った後、これに基づいてプリフ
ォームを反復して製造している。
た値とは、光ファイバ特性の測定誤差や予測計算上の誤
差を含んでいるため、ある一定のばらつき幅で差異を生
じる。また、光ファイバ特性は、線引きの際に光ファイ
バにかかるテンションによっても変化する。そこで、実
測値と予測計算値との差異を予め求め、この差異を補償
した屈折率分布設計を行った後、これに基づいてプリフ
ォームを反復して製造している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】プリフォームの屈折率
分布から、光ファイバ特性、例えば、カットオフ波長、
モードフィールド径、分散特性等を予測計算するため
に、上記［数１］式で示したスカラー波動方程式を用い
て、クラッド部のある特定の場所の屈折率の値をクラッ
ド部の屈折率として採用し、この値がクラッド部全体で
一定とみなして解く方法がある。
分布から、光ファイバ特性、例えば、カットオフ波長、
モードフィールド径、分散特性等を予測計算するため
に、上記［数１］式で示したスカラー波動方程式を用い
て、クラッド部のある特定の場所の屈折率の値をクラッ
ド部の屈折率として採用し、この値がクラッド部全体で
一定とみなして解く方法がある。
【０００７】しかしながら、コア部がプリフォーム中に
占める割り合いは非常に小さく、クラッド部が大きな割
り合いを占めるため、通常、このクラッド部は複数の段
階を経て形成される。このため各段階で形成されるクラ
ッド部の屈折率が僅かに異なることがある。例えば、ク
ラッド部の堆積ガラス微粒子を焼結する際に、脱水を目
的として塩素雰囲気中での処理が行われるが、このとき
微量の塩素がドープされる。各段階でのクラッド部の製
造方法或は製造条件の変動によって、ドープされる塩素
の量が異なると、各段階で形成されるクラッド部の屈折
率に僅かな差を生じる（図１参照）。
占める割り合いは非常に小さく、クラッド部が大きな割
り合いを占めるため、通常、このクラッド部は複数の段
階を経て形成される。このため各段階で形成されるクラ
ッド部の屈折率が僅かに異なることがある。例えば、ク
ラッド部の堆積ガラス微粒子を焼結する際に、脱水を目
的として塩素雰囲気中での処理が行われるが、このとき
微量の塩素がドープされる。各段階でのクラッド部の製
造方法或は製造条件の変動によって、ドープされる塩素
の量が異なると、各段階で形成されるクラッド部の屈折
率に僅かな差を生じる（図１参照）。
【０００８】このため、ある段階で形成されたクラッド
部の屈折率を基準にして予測計算した光ファイバの特性
値と実測値との差が大きくばらつくことになり、プリフ
ォームの設計や製造に支障をきたすといった問題があっ
た。また実測値が所定範囲から逸脱する頻度が高くな
り、規格外の光ファイバが増加し、光ファイバの歩留ま
りが悪くなるという問題があった。
部の屈折率を基準にして予測計算した光ファイバの特性
値と実測値との差が大きくばらつくことになり、プリフ
ォームの設計や製造に支障をきたすといった問題があっ
た。また実測値が所定範囲から逸脱する頻度が高くな
り、規格外の光ファイバが増加し、光ファイバの歩留ま
りが悪くなるという問題があった。
【０００９】本発明は上記課題を解決するためになされ
たもので、線引き後の光ファイバの特性が所望の値とな
る光ファイバ用プリフォームの設計・製造方法を提供す
ることを目的としている。
たもので、線引き後の光ファイバの特性が所望の値とな
る光ファイバ用プリフォームの設計・製造方法を提供す
ることを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の光ファイバ用プ
リフォームの設計・製造方法は、コア部と該コア部の外
周に該コア部よりも屈折率の低いクラッド部を有し、該
クラッド部が複数の段階を経て形成される光ファイバ用
プリフォームの製造方法であって、予めある段階で形成
されたクラッド部の屈折率を基準にして、プリフォーム
の屈折率分布から光ファイバ特性を予測計算した予測値
（R０）と該プリフォームから得られる光ファイバの光
ファイバ特性を実測した実測値（y）との差（dy）と、
該基準としたある段階で形成されたクラッド部の屈折率
と別の段階で形成されたクラッド部の屈折率との屈折率
差（x）の関係を求めておき、コア部とクラッド部の一
部からなるコアロッドを作製し、該コアロッドの外周に
該クラッド部と同質のクラッド層を種々の厚さで形成し
て得られるプリフォームの屈折率分布を外挿して設計
し、それぞれの屈折率分布から、各光ファイバ特性の予
測計算値を算出した後、前記光ファイバ特性の差（dy）
とクラッド部の屈折率差（x）の関係を考慮して、光フ
ァイバ特性の予測計算値を補正してプリフォームを設計
・製造することを特徴としている。
リフォームの設計・製造方法は、コア部と該コア部の外
周に該コア部よりも屈折率の低いクラッド部を有し、該
クラッド部が複数の段階を経て形成される光ファイバ用
プリフォームの製造方法であって、予めある段階で形成
されたクラッド部の屈折率を基準にして、プリフォーム
の屈折率分布から光ファイバ特性を予測計算した予測値
（R０）と該プリフォームから得られる光ファイバの光
ファイバ特性を実測した実測値（y）との差（dy）と、
該基準としたある段階で形成されたクラッド部の屈折率
と別の段階で形成されたクラッド部の屈折率との屈折率
差（x）の関係を求めておき、コア部とクラッド部の一
部からなるコアロッドを作製し、該コアロッドの外周に
該クラッド部と同質のクラッド層を種々の厚さで形成し
て得られるプリフォームの屈折率分布を外挿して設計
し、それぞれの屈折率分布から、各光ファイバ特性の予
測計算値を算出した後、前記光ファイバ特性の差（dy）
とクラッド部の屈折率差（x）の関係を考慮して、光フ
ァイバ特性の予測計算値を補正してプリフォームを設計
・製造することを特徴としている。
【００１１】また、前記光ファイバ特性の予測計算値を
補正してプリフォームを設計・製造するに際し、この補
正された予測計算値に対応するクラッド厚よりもやや厚
めのクラッド部を有するプリフォームを作製し、該プリ
フォームのある段階で形成されたクラッド部の屈折率と
別の段階で形成されたクラッド部の屈折率の屈折率差
（x）を実測し、該プリフォームの屈折率分布から、あ
る段階で形成されたクラッド部の屈折率を基準にして予
測計算した各光ファイバ特性の特性値を補正して、必要
に応じて所望の光ファイバ特性となるように、該プリフ
ォームを加工してクラッド厚さを調製するとより効果的
である。
補正してプリフォームを設計・製造するに際し、この補
正された予測計算値に対応するクラッド厚よりもやや厚
めのクラッド部を有するプリフォームを作製し、該プリ
フォームのある段階で形成されたクラッド部の屈折率と
別の段階で形成されたクラッド部の屈折率の屈折率差
（x）を実測し、該プリフォームの屈折率分布から、あ
る段階で形成されたクラッド部の屈折率を基準にして予
測計算した各光ファイバ特性の特性値を補正して、必要
に応じて所望の光ファイバ特性となるように、該プリフ
ォームを加工してクラッド厚さを調製するとより効果的
である。
【００１２】前記光ファイバ特性の予測計算値に対する
補正値は、下記の（２）式で求めることができる。 R1 = R０＋a×（b−x）−dY （２） ここで、R1は、光ファイバ特性の予測計算値の補正値、
R０は、ある段階で形成されたクラッド部の屈折率を基
準にして、プリフォームの屈折率分布から光ファイバ特
性を予測計算した予測値、xは、ある段階で形成された
クラッド部の屈折率と別の段階で形成されたクラッド部
の屈折率との屈折率差、bは、屈折率差（x）に対する基
準値、dYは、プリフォームの屈折率分布から光ファイバ
特性を予測計算した予測値（R０）と光ファイバ特性を
実測して得た実測値（y）との差（y−R０）であるdyの
平均値、aは、屈折率差（x）と、各x における実測値
（y）と予測値（R０）との差（dy）の関係を、グラフ化
（dy：縦軸、x：横軸）して得られる近似直線の傾きで
ある。
補正値は、下記の（２）式で求めることができる。 R1 = R０＋a×（b−x）−dY （２） ここで、R1は、光ファイバ特性の予測計算値の補正値、
R０は、ある段階で形成されたクラッド部の屈折率を基
準にして、プリフォームの屈折率分布から光ファイバ特
性を予測計算した予測値、xは、ある段階で形成された
クラッド部の屈折率と別の段階で形成されたクラッド部
の屈折率との屈折率差、bは、屈折率差（x）に対する基
準値、dYは、プリフォームの屈折率分布から光ファイバ
特性を予測計算した予測値（R０）と光ファイバ特性を
実測して得た実測値（y）との差（y−R０）であるdyの
平均値、aは、屈折率差（x）と、各x における実測値
（y）と予測値（R０）との差（dy）の関係を、グラフ化
（dy：縦軸、x：横軸）して得られる近似直線の傾きで
ある。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明者らは、ある段階で形成さ
れたクラッド部の屈折率を基準にして、プリフォームの
屈折率分布から光ファイバ特性を予測計算した予測値
（R０）と光ファイバ特性を実測した実測値（y）との差
（dy）と、基準としたある段階で形成されたクラッド部
の屈折率と別の段階で形成されたクラッド部の屈折率と
の屈折率差（x）の関係が、これをグラフ化したときほ
ぼ直線に載ることを見出し（図２参照）、上記（２）式
を用いて得られる補正値R1で光ファイバ特性の予測計算
値を補正し、プリフォームの屈折率分布を設計・製造す
ることにより、線引き後、所望の特性値を有する光ファ
イバが得られることを見出し、本発明を達成した。
れたクラッド部の屈折率を基準にして、プリフォームの
屈折率分布から光ファイバ特性を予測計算した予測値
（R０）と光ファイバ特性を実測した実測値（y）との差
（dy）と、基準としたある段階で形成されたクラッド部
の屈折率と別の段階で形成されたクラッド部の屈折率と
の屈折率差（x）の関係が、これをグラフ化したときほ
ぼ直線に載ることを見出し（図２参照）、上記（２）式
を用いて得られる補正値R1で光ファイバ特性の予測計算
値を補正し、プリフォームの屈折率分布を設計・製造す
ることにより、線引き後、所望の特性値を有する光ファ
イバが得られることを見出し、本発明を達成した。
【００１４】本発明の光ファイバ用プリフォームの設計
・製造方法において、プリフォームの屈折率分布に基づ
く光ファイバ特性の予測計算は、カットオフ波長、モー
ドフィールド径、および分散特性のうちの少なくとも一
つの光ファイバ特性についてなされる。この補正値R1に
依拠した製造方法によれば、線引き後の光ファイバの特
性が所望の値となるシングルモード光ファイバ用プリフ
ォームを安定して効率よく製造することができる。
・製造方法において、プリフォームの屈折率分布に基づ
く光ファイバ特性の予測計算は、カットオフ波長、モー
ドフィールド径、および分散特性のうちの少なくとも一
つの光ファイバ特性についてなされる。この補正値R1に
依拠した製造方法によれば、線引き後の光ファイバの特
性が所望の値となるシングルモード光ファイバ用プリフ
ォームを安定して効率よく製造することができる。
【００１５】
【実施例】以下、本発明の光ファイバ用プリフォームの
製造方法について、実施例１、比較例１に基づき詳細に
説明するが、本発明はこれらに限定されるものではな
い。 （実施例１）先ず、四塩化ケイ素等のガラス原料に、屈
折率を調整するドーパント原料として 四塩化ゲルマニ
ウム等を添加する。これらの原料を酸水素火炎中に供給
し、燃焼生成物である水と反応させることによりガラス
微粒子が合成される。このガラス微粒子を回転するダミ
ーガラス棒の先端に堆積させ、かつ、ドーパント原料を
含むガラス微粒子の堆積層の外周に、ドーパント原料を
含まないガラス微粒子を同時に堆積させてクラッド部の
一部を形成させながら、堆積の状態に合わせてダミーガ
ラス棒を引き上げることによって、ガラス微粒子の集合
体であるコアスート体を形成する。このコアスート体を
電気炉に入れ、塩素雰囲気中で、合成中に取り込まれた
水を極限まで脱水した後、高温に加熱して焼結し、クラ
ッド部の一部を有する透明なコアロッドを作製する。
製造方法について、実施例１、比較例１に基づき詳細に
説明するが、本発明はこれらに限定されるものではな
い。 （実施例１）先ず、四塩化ケイ素等のガラス原料に、屈
折率を調整するドーパント原料として 四塩化ゲルマニ
ウム等を添加する。これらの原料を酸水素火炎中に供給
し、燃焼生成物である水と反応させることによりガラス
微粒子が合成される。このガラス微粒子を回転するダミ
ーガラス棒の先端に堆積させ、かつ、ドーパント原料を
含むガラス微粒子の堆積層の外周に、ドーパント原料を
含まないガラス微粒子を同時に堆積させてクラッド部の
一部を形成させながら、堆積の状態に合わせてダミーガ
ラス棒を引き上げることによって、ガラス微粒子の集合
体であるコアスート体を形成する。このコアスート体を
電気炉に入れ、塩素雰囲気中で、合成中に取り込まれた
水を極限まで脱水した後、高温に加熱して焼結し、クラ
ッド部の一部を有する透明なコアロッドを作製する。
【００１６】次に、このコアロッドの直径方向の屈折率
分布をプリフォームアナライザにより測定する。このク
ラッド部の一部を有するコアロッドの外周に、該クラッ
ド部と同質のクラッド層を種々の厚さで形成してロッド
とする場合に得られるプリフォームの屈折率分布を外挿
して設計し、各々の屈折率分布から、計算機を用いて有
限要素法により上記スカラー波動方程式（［数１］式）
を解いて光ファイバのカットオフ波長の予測計算値を算
出する。所望のカットオフ波長となる予測計算値が算出
された屈折率分布設計から、コアロッドの外周に形成す
べきクラッド層の厚さが一義的に決まる。
分布をプリフォームアナライザにより測定する。このク
ラッド部の一部を有するコアロッドの外周に、該クラッ
ド部と同質のクラッド層を種々の厚さで形成してロッド
とする場合に得られるプリフォームの屈折率分布を外挿
して設計し、各々の屈折率分布から、計算機を用いて有
限要素法により上記スカラー波動方程式（［数１］式）
を解いて光ファイバのカットオフ波長の予測計算値を算
出する。所望のカットオフ波長となる予測計算値が算出
された屈折率分布設計から、コアロッドの外周に形成す
べきクラッド層の厚さが一義的に決まる。
【００１７】このとき、上記（２）式を用いてカットオ
フ波長の予測計算値の補正をおこなう。具体的には、カ
ットオフ波長に対する所望の値が1260 nmで、カットオ
フ波長を実測した実測値（y）とプリフォームの屈折率
分布からカットオフ波長を予測計算した予測値（R０）
との差であるdy（＝y−R０）の平均値dYが＋20 nm、第
一段階で形成されたクラッド部の屈折率（n1）と第二段
階で形成されたクラッド部の屈折率（n2）との屈折率差
x（=n1−n2）の基準値bが9×10-5、dYとxの関係をグラ
フ化（dY：縦軸、x：横軸）して得られる直線の傾きaが
−3.5×105、それまでの製造実績より、前記クラッド部
の屈折率差xが12×10-5であったとすると、上記（２）
式より、 R1=1260＋（−3.5×105)×（9×10-5−12×10-5)−20≒
1250 nm となるので、カットオフ波長が1250 nmとなるようにク
ラッド層の厚さを調節すればよい。
フ波長の予測計算値の補正をおこなう。具体的には、カ
ットオフ波長に対する所望の値が1260 nmで、カットオ
フ波長を実測した実測値（y）とプリフォームの屈折率
分布からカットオフ波長を予測計算した予測値（R０）
との差であるdy（＝y−R０）の平均値dYが＋20 nm、第
一段階で形成されたクラッド部の屈折率（n1）と第二段
階で形成されたクラッド部の屈折率（n2）との屈折率差
x（=n1−n2）の基準値bが9×10-5、dYとxの関係をグラ
フ化（dY：縦軸、x：横軸）して得られる直線の傾きaが
−3.5×105、それまでの製造実績より、前記クラッド部
の屈折率差xが12×10-5であったとすると、上記（２）
式より、 R1=1260＋（−3.5×105)×（9×10-5−12×10-5)−20≒
1250 nm となるので、カットオフ波長が1250 nmとなるようにク
ラッド層の厚さを調節すればよい。
【００１８】次いで、クラッド部の一部を有するコアロ
ッドの外周に、該クラッド部と同質のクラッド層を、上
記の方法でカットオフ波長の予測計算値を補正した値と
なるのに必要な厚さ形成するだけの量のガラス微粒子を
堆積させた後、電気炉で脱水・焼結し、所定の径・長さ
に加工することによって、所望の光ファイバ特性が得ら
れる光ファイバ用プリフォームを製造することができ
る。
ッドの外周に、該クラッド部と同質のクラッド層を、上
記の方法でカットオフ波長の予測計算値を補正した値と
なるのに必要な厚さ形成するだけの量のガラス微粒子を
堆積させた後、電気炉で脱水・焼結し、所定の径・長さ
に加工することによって、所望の光ファイバ特性が得ら
れる光ファイバ用プリフォームを製造することができ
る。
【００１９】（比較例１）先ず、カットオフ波長に対す
る所望の値が1310 nmで、カットオフ波長を実測した値
（y）とプリフォームの屈折率分布からカットオフ波長
を予測計算した値（R０）との差であるdy（＝y−R０）
の平均値dYが＋20 nm、第一段階で形成されたクラッド
部の屈折率と第二段階で形成されたクラッド部の屈折率
との屈折率差xの基準値bが9×10-5、dYとxの関係をグラ
フ化（dY：縦軸、x：横軸）して得られる直線の傾きaが
−3.5×105、それまでの製造実績より、クラッド部の屈
折率差xが4×10-5であり、カットオフ波長に対する所定
の数値範囲の上限値が1320 nmであった場合を考える。
る所望の値が1310 nmで、カットオフ波長を実測した値
（y）とプリフォームの屈折率分布からカットオフ波長
を予測計算した値（R０）との差であるdy（＝y−R０）
の平均値dYが＋20 nm、第一段階で形成されたクラッド
部の屈折率と第二段階で形成されたクラッド部の屈折率
との屈折率差xの基準値bが9×10-5、dYとxの関係をグラ
フ化（dY：縦軸、x：横軸）して得られる直線の傾きaが
−3.5×105、それまでの製造実績より、クラッド部の屈
折率差xが4×10-5であり、カットオフ波長に対する所定
の数値範囲の上限値が1320 nmであった場合を考える。
【００２０】実施例１と同様にして、コアの外周にクラ
ッド部の一部を有するコアロッドを作製した後、dYのみ
を考慮してdYとxの関係を考慮しないで設計すると、カ
ットオフ波長が（1310 - 20）= 1290 nmとなるように、
クラッド部の厚さをつければよいことになる。ところが
この設計にしたがってクラッド層を形成させてプリフォ
ームを製造し、線引き装置にて線引きを行って光ファイ
バにすると、クラッド部の屈折率差xが4×10-5であるの
で、図２より、予測計算値と実測値の差がdYよりも約20
nm高くなるので、カットオフ波長は1330 nmとなってス
ペックアウトとなってしまい、製品として使用できなく
なる。
ッド部の一部を有するコアロッドを作製した後、dYのみ
を考慮してdYとxの関係を考慮しないで設計すると、カ
ットオフ波長が（1310 - 20）= 1290 nmとなるように、
クラッド部の厚さをつければよいことになる。ところが
この設計にしたがってクラッド層を形成させてプリフォ
ームを製造し、線引き装置にて線引きを行って光ファイ
バにすると、クラッド部の屈折率差xが4×10-5であるの
で、図２より、予測計算値と実測値の差がdYよりも約20
nm高くなるので、カットオフ波長は1330 nmとなってス
ペックアウトとなってしまい、製品として使用できなく
なる。
【００２１】また、本発明の別の形態では、実施例１と
同様にしてコアロッドを作製し、カットオフ波長の予測
計算値を補正した後、この補正された予測計算値に対応
するクラッド厚さよりもやや厚めにクラッド部を形成し
たプリフォームを作製し、このプリフォームの第一段階
で形成したクラッド部の屈折率（n1）と第二段階で形成
したクラッド部の屈折率（n2）の差であるx（=n1-n2）
を実測して、このプリフォームの屈折率分布から第二段
階で形成したクラッド部の屈折率を基準にして予測計算
したカットオフ波長の値を上記（２）式で補正して、必
要に応じて所望のカットオフ波長となるように、フッ酸
などでクラッド厚さを減らしたり、及び／又は線引き条
件を調整したりすることもできる。
同様にしてコアロッドを作製し、カットオフ波長の予測
計算値を補正した後、この補正された予測計算値に対応
するクラッド厚さよりもやや厚めにクラッド部を形成し
たプリフォームを作製し、このプリフォームの第一段階
で形成したクラッド部の屈折率（n1）と第二段階で形成
したクラッド部の屈折率（n2）の差であるx（=n1-n2）
を実測して、このプリフォームの屈折率分布から第二段
階で形成したクラッド部の屈折率を基準にして予測計算
したカットオフ波長の値を上記（２）式で補正して、必
要に応じて所望のカットオフ波長となるように、フッ酸
などでクラッド厚さを減らしたり、及び／又は線引き条
件を調整したりすることもできる。
【００２２】なお、本実施例においては、所望のカット
オフ波長を示す光ファイバが得られるプリフォームを製
造する例について説明したが、カットオフ波長に代え
て、モードフィールド径や分散特性について、あるいは
それらの複数の特性値について、予測計算値を補正して
屈折率分布を設計・製造することによって、所望の光フ
ァイバ特性が得られるプリフォームを製造することもで
きる。
オフ波長を示す光ファイバが得られるプリフォームを製
造する例について説明したが、カットオフ波長に代え
て、モードフィールド径や分散特性について、あるいは
それらの複数の特性値について、予測計算値を補正して
屈折率分布を設計・製造することによって、所望の光フ
ァイバ特性が得られるプリフォームを製造することもで
きる。
【００２３】
【発明の効果】上述したように、本発明の光ファイバ用
プリフォームの設計・製造方法によれば、線引き後の光
ファイバの特性が所望の値となる光ファイバ用プリフォ
ームを安定して効率よく製造することができる。
プリフォームの設計・製造方法によれば、線引き後の光
ファイバの特性が所望の値となる光ファイバ用プリフォ
ームを安定して効率よく製造することができる。
【図１】 クラッド部が複数の段階を経て形成されたシ
ングルモード光ファイバ用プリフォームの屈折率分布を
説明する模式説明図である。
ングルモード光ファイバ用プリフォームの屈折率分布を
説明する模式説明図である。
【図２】 光ファイバ特性の予測値（R０）と実測値
（y）との差（dy）の平均値（dＹ）と、異なる段階で形
成されたクラッド部間の屈折率差（x）との関係を示す
グラフである。
（y）との差（dy）の平均値（dＹ）と、異なる段階で形
成されたクラッド部間の屈折率差（x）との関係を示す
グラフである。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 磯貝 実
茨城県鹿島郡神栖町大字東和田１番 信越
化学工業株式会社鹿島工場内
(72)発明者 福井 啓太郎
群馬県安中市磯部２丁目13番１号 信越化
学工業株式会社群馬事業所内
Ｆターム(参考） 4G021 EA01 EA03 EB26
Claims (4)
- 【請求項１】 コア部と該コア部の外周に該コア部より
も屈折率の低いクラッド部を有し、該クラッド部が複数
の段階を経て形成される光ファイバ用プリフォームの製
造方法であって、予めある段階で形成されたクラッド部
の屈折率を基準にして、プリフォームの屈折率分布から
光ファイバ特性を予測計算した予測値（R０）と該プリ
フォームから得られる光ファイバの光ファイバ特性を実
測した実測値（y）との差（dy）と、該基準としたある
段階で形成されたクラッド部の屈折率と別の段階で形成
されたクラッド部の屈折率との屈折率差（x）の関係を
求めておき、コア部とクラッド部の一部からなるコアロ
ッドを作製し、該コアロッドの外周に該クラッド部と同
質のクラッド層を種々の厚さで形成して得られるプリフ
ォームの屈折率分布を外挿して設計し、それぞれの屈折
率分布から、各光ファイバ特性の予測計算値を算出した
後、前記光ファイバ特性の差（dy）とクラッド部の屈折
率差（x）の関係を考慮して、光ファイバ特性の予測計
算値を補正してプリフォームを設計・製造することを特
徴とする光ファイバ用プリフォームの設計・製造方法。 - 【請求項２】 前記光ファイバ特性の予測計算値を補正
してプリフォームを設計・製造するに際し、この補正さ
れた予測計算値に対応するクラッド厚よりもやや厚めの
クラッド部を有するプリフォームを作製し、該プリフォ
ームのある段階で形成されたクラッド部の屈折率と別の
段階で形成されたクラッド部の屈折率との屈折率差
（x）を実測し、該プリフォームの屈折率分布から、あ
る段階で形成されたクラッド部の屈折率を基準にして予
測計算した各光ファイバ特性の特性値を補正して、必要
に応じて所望の光ファイバ特性となるように、該プリフ
ォームを加工してクラッド厚さを調製する請求項１に記
載の光ファイバ用プリフォームの設計・製造方法。 - 【請求項３】 前記光ファイバ特性の予測計算値に対す
る補正値を、下記の式で求める請求項1又は２に記載の
光ファイバ用プリフォームの設計・製造方法。 R1 = R０＋a×（b−x）−dY ここで、R1は、光ファイバ特性の予測計算値の補正値、
R０は、ある段階で形成されたクラッド部の屈折率を基
準にして、プリフォームの屈折率分布から光ファイバ特
性を予測計算した予測値、xは、ある段階で形成された
クラッド部の屈折率と別の段階で形成されたクラッド部
の屈折率との屈折率差、bは、屈折率差（x）に対する基
準値、dYは、プリフォームの屈折率分布から光ファイバ
特性を予測計算した予測値（R０）と光ファイバ特性を
実測して得た実測値（y）との差（y−R０）であるdyの
平均値、aは、屈折率差（x）と、各x における実測値
（y）と予測値（R０）との差（dy）の関係を、グラフ化
（dy：縦軸、x：横軸）して得られる近似直線の傾きで
ある。 - 【請求項４】 請求項１乃至３のいずれかに記載の光フ
ァイバ用プリフォームの設計・製造方法を用いて製造さ
れたものであることを特徴とする光ファイバ用プリフォ
ーム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001195985A JP2003012337A (ja) | 2001-06-28 | 2001-06-28 | 光ファイバ用プリフォームの設計・製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001195985A JP2003012337A (ja) | 2001-06-28 | 2001-06-28 | 光ファイバ用プリフォームの設計・製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003012337A true JP2003012337A (ja) | 2003-01-15 |
Family
ID=19033871
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001195985A Pending JP2003012337A (ja) | 2001-06-28 | 2001-06-28 | 光ファイバ用プリフォームの設計・製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003012337A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005247612A (ja) * | 2004-03-02 | 2005-09-15 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 光ファイバ及びその製造方法 |
| JP2006105961A (ja) * | 2004-09-13 | 2006-04-20 | Fujikura Ltd | 光ファイバのモードフィールド径、波長分散特性、およびその長手方向分布測定方法 |
| JP2014196219A (ja) * | 2013-03-29 | 2014-10-16 | 住友電気工業株式会社 | 光ファイバ用ガラス母材の製造方法、光ファイバ用ガラス母材、光ファイバおよび光ファイバの光学特性の計算方法 |
| JP2019178030A (ja) * | 2018-03-30 | 2019-10-17 | 古河電気工業株式会社 | コア母材の延伸方法、光ファイバ母材の製造方法、及び光ファイバの製造方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6465038A (en) * | 1987-04-16 | 1989-03-10 | Sumitomo Electric Industries | Production of preform for single-mode optical fiber |
| JPH1135335A (ja) * | 1997-07-17 | 1999-02-09 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光ファイバ母材の製造方法 |
-
2001
- 2001-06-28 JP JP2001195985A patent/JP2003012337A/ja active Pending
Patent Citations (2)
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| JP7012411B2 (ja) | 2018-03-30 | 2022-02-14 | 古河電気工業株式会社 | コア母材の延伸方法、光ファイバ母材の製造方法、及び光ファイバの製造方法 |
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