JP2003238192A - Method for producing gradient index lens - Google Patents

Method for producing gradient index lens

Info

Publication number
JP2003238192A
JP2003238192A JP2002033054A JP2002033054A JP2003238192A JP 2003238192 A JP2003238192 A JP 2003238192A JP 2002033054 A JP2002033054 A JP 2002033054A JP 2002033054 A JP2002033054 A JP 2002033054A JP 2003238192 A JP2003238192 A JP 2003238192A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
preform
gradient index
index lens
refractive index
lens
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.)
Pending
Application number
JP2002033054A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kenichiro Asano
健一郎 浅野
Makiko Yokoyama
磨紀子 横山
Katsutoshi Komoto
克敏 甲本
Yoichi Kurumiya
洋一 久留宮
Hideyuki Hosoya
英行 細谷
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.)
Fujikura Ltd
Original Assignee
Fujikura Ltd
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 Fujikura Ltd filed Critical Fujikura Ltd
Priority to JP2002033054A priority Critical patent/JP2003238192A/en
Publication of JP2003238192A publication Critical patent/JP2003238192A/en
Pending 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
    • C03B37/012Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
    • C03B37/014Manufacture 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]
    • C03B37/018Manufacture 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] by glass deposition on a glass substrate, e.g. by inside-, modified-, plasma-, or plasma modified- chemical vapour deposition [ICVD, MCVD, PCVD, PMCVD], i.e. by thin layer coating on the inside or outside of a glass tube or on a glass rod
    • C03B37/01853Thermal after-treatment of preforms, e.g. dehydrating, consolidating, sintering
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B2203/00Fibre product details, e.g. structure, shape
    • C03B2203/10Internal structure or shape details
    • C03B2203/22Radial profile of refractive index, composition or softening point
    • C03B2203/26Parabolic or graded index [GRIN] core profile
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P40/00Technologies relating to the processing of minerals
    • Y02P40/50Glass production, e.g. reusing waste heat during processing or shaping
    • Y02P40/57Improving the yield, e-g- reduction of reject rates

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing a gradient index lens, whereby gradient index lenses having excellent properties can be produced in a improved yield and productivity as to reduce a manufacturing cost. <P>SOLUTION: The method produces a gradient index lens which is based on quartz glass and has a gradient index that the refractive index gradually increases toward the direction from the periphery to the inside by the addition of a dopant, wherein a preform of a gradient index lens is heat-treated to thermally diffuse the dopant into the preform. In this way, the flattening and elimination of disturbances such as center dip 1 and ripple dip 2, in the index gradient prevents deterioration in the characteristics of the gradient index lens. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光通信分野におい
て、光ファイバコリメータなどに使用される屈折率分布
型レンズの製造方法の改良に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an improvement in a method of manufacturing a gradient index lens used in an optical fiber collimator or the like in the field of optical communication.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、光通信分野において、光ファイバ
を伝搬する信号光を該光ファイバの外部に平行光として
取り出したり、また、その反対に、平行光を光ファイバ
の端面に集束させて該光ファイバに入射させたりするた
めに、光ファイバコリメータが使用されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, in the field of optical communication, signal light propagating through an optical fiber is taken out as parallel light outside the optical fiber, or conversely, the parallel light is focused on the end face of the optical fiber and An optical fiber collimator is used to make the light incident on the optical fiber.

【0003】この種の光ファイバコリメータは、上述の
ように光の進行方向を変化させるために、コリメータレ
ンズを備えている。このコリメータレンズとしては、種
々の形状のレンズが用いられているが、球面レンズや非
球面レンズに比して製造時の研磨加工やコリメータ等の
光学系の組立てが比較的容易であることから、円柱状の
屈折率分布型レンズ(ロッドレンズまたはGRINレン
ズとも呼ばれている)が多く使用されている。
This kind of optical fiber collimator is provided with a collimator lens in order to change the traveling direction of light as described above. As the collimator lens, lenses of various shapes are used, but since polishing processing at the time of manufacturing and assembling of an optical system such as a collimator are relatively easy as compared with spherical lenses and aspherical lenses, A cylindrical gradient index lens (also called a rod lens or a GRIN lens) is often used.

【0004】屈折率分布型レンズがレンズとしての機能
を有するのは、その内部の屈折率がレンズの光軸に近い
ほど大きく、光軸から離れて外周に近づくほど小さくな
るように漸次変化して分布しているためである。この屈
折率分布は、通常、近似的に下に示す式(1)により表
現することができる。
The refractive index distribution type lens has a function as a lens by gradually changing the refractive index inside the lens so that it becomes larger as it gets closer to the optical axis of the lens and becomes smaller as it gets away from the optical axis and gets closer to the outer circumference. This is because they are distributed. This refractive index distribution can usually be approximately expressed by the following equation (1).

【0005】[0005]

【数1】 [Equation 1]

【0006】ただし、式(1)において、n(r)は屈
折率、n0は光軸上における屈折率、gは屈折率変化の
大きさ(ただしg>0)、rは光軸からの距離、h4
6、…は、高次項の係数である。
However, in the equation (1), n (r) is the refractive index, n 0 is the refractive index on the optical axis, g is the magnitude of the refractive index change (where g> 0), and r is from the optical axis. Distance, h 4 ,
h 6, ... is the coefficient of the higher-order terms.

【0007】このような屈折率分布型レンズを製造する
ためには、一般的に、まず、屈折率が外周から内部に向
かって次第に大きくなるような屈折率分布を有する棒状
のプリフォームを製造し、次いで、このプリフォームを
加熱溶融し、概略レンズの直径に線引きしたのち、所定
の長さに切断して端面を研磨するなどの仕上げを行う方
法が取られている。
In order to manufacture such a gradient index lens, in general, first, a rod-shaped preform having a refractive index distribution in which the refractive index gradually increases from the outer circumference toward the inside is manufactured. Then, a method is employed in which the preform is heated and melted, drawn to a diameter of a lens, cut into a predetermined length, and the end face is polished.

【0008】屈折率分布を有するプリフォームを製造す
る方法としては、例えば、以下に示すイオン交換法が知
られている。イオン交換法によれば、まず、タリウム等
の屈折率を高めるような成分をドープした多成分ガラス
からなるガラス棒を製造し、このガラス棒をナトリウム
やカリウム等の融解塩に浸漬し、前記ガラス棒の外周部
のイオンを交換してタリウムの濃度を下げ、外周部の屈
折率を小さくすることによって屈折率分布を有するプリ
フォームを製造することができる。
As a method for producing a preform having a refractive index distribution, for example, the following ion exchange method is known. According to the ion exchange method, first, a glass rod made of a multi-component glass doped with a component that increases the refractive index of thallium or the like is produced, and the glass rod is immersed in a molten salt such as sodium or potassium, A preform having a refractive index distribution can be manufactured by exchanging ions in the outer peripheral portion of the rod to reduce the concentration of thallium and reduce the refractive index in the outer peripheral portion.

【0009】また、特願2001−104929号に開
示されているように、PCVD法、MCVD法などの手
法を用いて、SiCl4、GeCl4などの材料ガスの組
成を変化させながら、石英管の内部にガラススートを層
状に堆積させ、次いで、このガラススートが堆積した石
英管を加熱し、コラプス(中実化)して透明ガラス化す
ることにより、石英ガラスを主成分とし、ゲルマニウム
(Ge)などのドーパントの濃度が漸次変化するように
なったプリフォームを得る方法がある。特に、後者の製
造方法を用いて製造された石英系ガラスからなる屈折率
分布型レンズは、石英系光ファイバに直接融着して接続
することができ、接続損失や端面での反射損失などを低
減することができるという利点を有する。
Further, as disclosed in Japanese Patent Application No. 2001-104929, a PCVD method, an MCVD method or the like is used to change the composition of a material gas such as SiCl 4 , GeCl 4 or the like while the quartz tube Glass soot is deposited in layers inside, and then the quartz tube on which this glass soot is deposited is heated and collapsed (solidified) to form a transparent vitrification, which is mainly composed of quartz glass and germanium (Ge). There is a method of obtaining a preform in which the concentration of a dopant such as is gradually changed. In particular, the gradient index lens made of silica-based glass manufactured by using the latter manufacturing method can be directly fused and connected to the silica-based optical fiber, resulting in splice loss and reflection loss at the end face. It has the advantage that it can be reduced.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
石英系ガラスからなる屈折率分布型レンズを製造するに
際し、屈折率分布型レンズのプリフォームの屈折率分布
を平滑に形成することが困難であるという問題がある。
プリフォームをPCVD法またはMCVD法によって製
造した場合、例えば図1(a)に示すように、石英管の
コラプスの際、中心付近のゲルマニウム等のドーパント
がGeO2等として揮発することにより、プリフォーム
の屈折率分布の中心付近に、屈折率の落ち込み(センタ
ーディップ)1が必然的に発生する。また、石英管の内
側に堆積したガラススートの屈折率が層ごとに不均一に
なり、センターディップ1の周囲に、屈折率の乱れ(リ
ップルディップ)2が生じることがある。
However, when manufacturing the above-mentioned gradient index lens made of quartz glass, it is difficult to form the refractive index profile of the preform of the gradient index lens to be smooth. There is a problem.
When the preform is manufactured by the PCVD method or the MCVD method, for example, as shown in FIG. 1A, when the quartz tube is collapsed, a dopant such as germanium near the center is volatilized as GeO 2 etc. A drop (center dip) 1 of the refractive index inevitably occurs near the center of the refractive index distribution of. Further, the refractive index of the glass soot deposited on the inner side of the quartz tube becomes non-uniform for each layer, and the refractive index disorder (ripple dip) 2 may occur around the center dip 1.

【0011】このように、プリフォームの屈折率分布が
平滑でないと、そのプリフォームから得られる屈折率分
布型レンズの光学特性が極めて劣化し、製品として使用
することができなくなるおそれがある。このため、製造
後に屈折率分布型レンズを検査し、光学特性が基準に合
格したものを選別するようにしているが、これでは屈折
率分布型レンズの歩留まりが低下し、製造コストが増大
することになる。
As described above, if the refractive index distribution of the preform is not smooth, the optical characteristics of the gradient index lens obtained from the preform may be extremely deteriorated and the product may not be used as a product. For this reason, the gradient index lens is inspected after manufacturing, and the lens whose optical characteristics have passed the standard is selected, but this reduces the yield of the gradient index lens and increases the manufacturing cost. become.

【0012】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あって、優れた特性を有する屈折率分布型レンズを容易
に製造することができ、歩留まりや生産性を向上させ、
製造コストを著しく削減可能な屈折率分布型レンズの製
造方法を提供することを課題とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is possible to easily manufacture a gradient index lens having excellent characteristics, improve yield and productivity,
An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a gradient index lens that can significantly reduce the manufacturing cost.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】前記課題は、石英ガラス
を主成分とし、ドーパントが添加されることによって屈
折率が外周から内部に向かって次第に大きくなるような
屈折率分布を有するプリフォームを形成したのち、この
プリフォームを熱処理して、該プリフォーム中のドーパ
ントを熱拡散させて、屈折率分布型レンズを製造するこ
とによって解決される。ドーパントを熱拡散させること
により、プリフォームの屈折率分布は、例えば図1
(b)に示すように平滑化され、センターディップやリ
ップルディップが除去されるので、そのプリフォームか
ら得られる屈折率分布型レンズの特性を著しく改善する
ことができる。
[Means for Solving the Problems] The above-mentioned problem is to form a preform having a refractive index distribution whose main component is silica glass and whose refractive index gradually increases from the outer periphery toward the inner portion by adding a dopant. After that, this preform is heat-treated to thermally diffuse the dopant in the preform to produce a gradient index lens. By thermally diffusing the dopant, the refractive index profile of the preform is, for example, as shown in FIG.
Since the center dip and the ripple dip are smoothed as shown in (b), the characteristics of the gradient index lens obtained from the preform can be remarkably improved.

【0014】プリフォームの直径が小さいほど、ドーパ
ントが熱拡散してセンターディップやリップルディップ
が除去されるために要する移動距離が短くなり、熱拡散
処理の時間を短縮することができる。従って、ドーパン
トの熱拡散処理は、プリフォームを線引きした後に行う
ことが好ましい。この際、プリフォームの熱変形を抑制
するため、加熱温度は1400℃以下とすることが好ま
しい。
The smaller the diameter of the preform, the shorter the moving distance required for the dopant to be thermally diffused to remove the center dip and the ripple dip, and the heat diffusion process time can be shortened. Therefore, the thermal diffusion treatment of the dopant is preferably performed after drawing the preform. At this time, in order to suppress thermal deformation of the preform, the heating temperature is preferably 1400 ° C. or lower.

【0015】また、熱拡散処理は、プリフォームを線引
きする際の熱を利用して、プリフォームを線引きしなが
ら行うこともできる。この方法によれば、プリフォーム
は、線引きの力によって引っ張られており、熱変形が防
止される。従って、線引き後に熱拡散処理を行う場合に
比べて、加熱温度を高くして、熱拡散処理の時間を一層
短縮することができる。この場合、加熱温度を1800
〜2500℃、線引き速度を0.5〜10m/分とする
ことが好ましい。
Further, the heat diffusion treatment can be performed while drawing the preform by utilizing the heat when drawing the preform. According to this method, the preform is pulled by the drawing force, and thermal deformation is prevented. Therefore, as compared with the case where the thermal diffusion treatment is performed after the drawing, the heating temperature can be increased and the time of the thermal diffusion treatment can be further shortened. In this case, the heating temperature is 1800
˜2500 ° C., and drawing speed is preferably 0.5 to 10 m / min.

【0016】このように、ドーパントを熱拡散させて、
屈折率分布を平滑化した屈折率分布型レンズは、優れた
光学特性をもつものとなる。
In this way, the dopant is thermally diffused,
The gradient index lens having a smoothed refractive index distribution has excellent optical characteristics.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】本発明を、実施の形態に基づいて
詳しく説明する。本発明の第1の実施の形態によれば、
屈折率分布型レンズは、以下の手順により製造すること
ができる。まず、PCVD、MCVDなどの手法を用い
て、透明な棒状のプリフォームを製造する。次いで、こ
のプリフォームを加熱溶融し、概略レンズの直径まで線
引きする。そして線引き後のプリフォームを熱処理する
ことによって、ドーパントを熱拡散させ、屈折率分布を
平滑化する。さらに、このプリフォームを所定の長さに
切断し、端面を研磨するなどの仕上げを行うことによ
り、屈折率分布型レンズとすることができる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be described in detail based on the embodiments. According to the first embodiment of the present invention,
The gradient index lens can be manufactured by the following procedure. First, a transparent rod-shaped preform is manufactured using a technique such as PCVD and MCVD. Then, the preform is melted by heating and drawn to a diameter of a lens. Then, the preform after drawing is heat-treated to thermally diffuse the dopant and smooth the refractive index distribution. Further, by cutting this preform into a predetermined length and finishing such as polishing the end face, a gradient index lens can be obtained.

【0018】ここで、屈折率分布型レンズの直径は、特
に限定されないが、屈折率分布型レンズの端面に125
μm径の光ファイバを1本接続可能とするためには、少
なくとも約135μm以上とすることが好ましい。ま
た、屈折率分布型レンズの直径の上限としては、少なく
とも、屈折率分布型レンズの直径が1.9mmあれば、
被覆径が0.9mmの光ファイバ心線を屈折率分布型レ
ンズの1つの端面に2本接続する場合でも、該光ファイ
バ心線を無理に曲げることなく十分な余裕をもって接続
することができる。すなわち、屈折率分布型レンズの直
径が1.9mmを超える必要は特にないので、1.9m
m以下とすることが好ましい。また、屈折率分布型レン
ズの長さは、コリメータ等の光部品の寸法を小型にする
ため、一般的には短い方がよいといえるが、あまりに短
いと加工や取扱いが困難となる。従って、1mm以上と
することが好ましい。
Here, the diameter of the gradient index lens is not particularly limited, but is 125 at the end surface of the gradient index lens.
In order to be able to connect one optical fiber having a diameter of μm, it is preferable that the diameter is at least about 135 μm or more. As the upper limit of the diameter of the gradient index lens, at least the diameter of the gradient index lens is 1.9 mm,
Even when two optical fiber core wires having a coating diameter of 0.9 mm are connected to one end surface of the gradient index lens, the optical fiber core wires can be connected with a sufficient margin without forcibly bending the optical fiber core wires. That is, since it is not necessary for the diameter of the gradient index lens to exceed 1.9 mm, 1.9 m
It is preferably m or less. Further, it is generally preferable that the length of the gradient index lens is short in order to reduce the size of optical components such as a collimator, but if it is too short, processing and handling become difficult. Therefore, it is preferably 1 mm or more.

【0019】本実施の形態においては、まずプリフォー
ムを線引きしたのち、プリフォームを熱処理して、ドー
パントを熱拡散させることにより、プリフォームの屈折
率分布を滑らかにする。このように、熱拡散処理を線引
き後のプリフォームに対して行う理由は以下のとおりで
ある。
In the present embodiment, first, the preform is drawn, and then the preform is heat treated to thermally diffuse the dopant, thereby smoothing the refractive index distribution of the preform. The reason why the thermal diffusion treatment is performed on the preform after drawing as described above is as follows.

【0020】一般に、石英系ガラス中のゲルマニウム
(Ge)、フッ素(F)、ホウ素(B)などのドーパン
トは、多成分ガラス中のナトリウム(Na)、カリウム
(K)、タリウム(Tl)等の1価の修飾イオンに比し
て安定であり、熱拡散しにくい。しかし、十分に高温に
加熱することによって熱拡散させることができることが
知られている。熱拡散によるドーパントの濃度分布の変
化は、下記式(2)に示す円筒座標における拡散方程式
で表すことができる。
Generally, the dopants such as germanium (Ge), fluorine (F) and boron (B) in the quartz glass are sodium (Na), potassium (K), thallium (Tl) and the like in the multi-component glass. It is more stable than monovalent modification ions and is less likely to diffuse heat. However, it is known that heat can be diffused by heating to a sufficiently high temperature. The change in the concentration distribution of the dopant due to thermal diffusion can be expressed by the diffusion equation in cylindrical coordinates shown in the following equation (2).

【0021】[0021]

【数2】 [Equation 2]

【0022】式(2)において、uはドーパントの濃度
分布であり、半径rおよび時間tの関数である。また、
拡散定数Dは、以下の式(3)に示すように絶対温度を
T(K)の関数で表され、1/Tに対して指数関数的に
変化する。
In the equation (2), u is the concentration distribution of the dopant, which is a function of the radius r and the time t. Also,
The diffusion constant D is expressed as a function of T (K) in absolute temperature as shown in the following expression (3), and changes exponentially with respect to 1 / T.

【0023】[0023]

【数3】 [Equation 3]

【0024】式(3)において、D0(m2/s)は係数
であり、Q(J/mol)は活性化エネルギーであり、
Rは気体定数8.31J/K/molである。D0およ
びQは、プリフォームを構成するガラス中の成分のばら
つきが小さい場合、ほぼ一定とみなすことができる。
In the equation (3), D 0 (m 2 / s) is a coefficient, Q (J / mol) is an activation energy,
R has a gas constant of 8.31 J / K / mol. D 0 and Q can be regarded as substantially constant when the variation in the components in the glass forming the preform is small.

【0025】ここで、プリフォームの直径と、拡散速度
との関係について考察する。プリフォームの直径がC倍
となったとき、式(2)の拡散方程式のrは、C・rに
置き換えられ、さらに、式(4)に示すように書き換え
られる。
Now, the relationship between the diameter of the preform and the diffusion rate will be considered. When the diameter of the preform becomes C times, r in the diffusion equation of the equation (2) is replaced with C · r and further rewritten as shown in the equation (4).

【0026】[0026]

【数4】 [Equation 4]

【0027】式(2)と式(4)を比較すれば、ドーパ
ントの濃度の時間的変化∂u/∂tは、プリフォームの
直径がC倍(Cは正の任意定数)となったとき、C-2
になる。従って、熱拡散処理に要する時間は、プリフォ
ームの直径の逆数の二乗に比例することがわかる。
Comparing equations (2) and (4), it can be seen that the temporal change ∂u / ∂t of the concentration of the dopant is when the diameter of the preform is C times (C is a positive arbitrary constant). , C -2 times. Therefore, it can be seen that the time required for the thermal diffusion treatment is proportional to the square of the reciprocal of the diameter of the preform.

【0028】式(2)の拡散方程式に基づき、プリフォ
ームの直径と、熱拡散処理に要する時間との関係を、数
値解法を用いて算出した。ここでは、ドーパントの濃度
分布の初期値は、従来の製造方法によって得られるプリ
フォームにおける平均的な値を一例として用いた。この
結果を図2に示す。図2に示す結果によれば、例えば、
プリフォームの直径が20mmである場合、熱拡散処理
は1200℃のとき、8000時間必要であるのに対し
て、プリフォームの直径が0.5mmの場合、1200
℃、5時間程度で熱拡散処理が完了することになる。従
って、線引き後のプリフォームに対して熱拡散処理を行
えば、線引き前のプリフォームに対して熱拡散処理を行
う場合に比較して、処理時間を大幅に短縮することがで
きる。
Based on the diffusion equation of equation (2), the relationship between the diameter of the preform and the time required for the thermal diffusion treatment was calculated using a numerical solution method. Here, as the initial value of the concentration distribution of the dopant, an average value in the preform obtained by the conventional manufacturing method was used as an example. The result is shown in FIG. According to the results shown in FIG. 2, for example,
When the diameter of the preform is 20 mm, the heat diffusion treatment is required at 1200 ° C. for 8000 hours, whereas when the diameter of the preform is 0.5 mm, the heat diffusion treatment is 1200.
The thermal diffusion treatment will be completed in about 5 hours at ℃. Therefore, when the thermal diffusion treatment is performed on the preform after drawing, the treatment time can be significantly shortened as compared with the case where the thermal diffusion treatment is performed on the preform before drawing.

【0029】熱拡散を行う時のプリフォームの直径は、
小さいほど熱拡散に要する時間が短縮されるので、より
好ましい。しかし、目的とする屈折率分布型レンズの直
径より小さく縮径してしまうと、熱拡散後にプリフォー
ムの直径を拡大することは困難である。従って、屈折率
分布型レンズの直径程度にすることが好ましい。
The diameter of the preform during heat diffusion is
The smaller the size, the shorter the time required for heat diffusion, and therefore more preferable. However, if the diameter is reduced to be smaller than the diameter of the target gradient index lens, it is difficult to increase the diameter of the preform after thermal diffusion. Therefore, it is preferable to set the diameter to about the diameter of the gradient index lens.

【0030】熱拡散処理は、線引き後のプリフォーム
を、酸水素火炎バーナや電気炉など、適切な加熱手段に
より加熱することで実施することができる。加熱温度に
ついては、加熱温度をあまり高くすると、プリフォーム
が熱変形してレンズに加工することができなくなるおそ
れがあることから、加熱温度は1400℃以下とするこ
とが好ましい。また、加熱温度の下限は特に限定されな
いが、あまり温度が低いと熱拡散処理に要する時間が長
くなるので、20時間程度以内で熱拡散処理を完了する
ことができるように、800℃以上とすることが好まし
い。
The thermal diffusion treatment can be carried out by heating the drawn preform by an appropriate heating means such as an oxyhydrogen flame burner or an electric furnace. Regarding the heating temperature, if the heating temperature is too high, the preform may be thermally deformed and may not be processed into a lens. Therefore, the heating temperature is preferably 1400 ° C. or lower. Further, the lower limit of the heating temperature is not particularly limited, but if the temperature is too low, the time required for the heat diffusion treatment becomes long, so the temperature is set to 800 ° C. or higher so that the heat diffusion treatment can be completed within about 20 hours. It is preferable.

【0031】電気炉などの加熱炉を用いて加熱する場
合、例えば、線引き後のプリフォームを0.1〜1.0
m程度の長さに切断し、積層可能な耐熱セラミックス等
で作製したV溝プレート上に整列させることにより、線
引き後のプリフォームを炉内に高密度に入れることが可
能になる上、取扱い性も向上させることができる。そし
て、加熱炉に入れ、所定の加熱条件を用いて加熱するこ
とにより、熱拡散処理を行うことができる。
When heating using a heating furnace such as an electric furnace, for example, the preform after drawing is 0.1 to 1.0.
By cutting it to a length of about m and aligning it on a V-groove plate made of stackable heat-resistant ceramics etc., it becomes possible to put the preform after drawing into the furnace at a high density and handleability. Can also be improved. Then, the heat diffusion treatment can be carried out by placing it in a heating furnace and heating it under predetermined heating conditions.

【0032】バーナで加熱する場合のバーナとしては、
特殊なバーナを用いる必要はなく、例えば、融着線引き
型光ファイバカプラを製造する際に用いられているよう
な一般的な酸水素火炎バーナを用いることができる。図
3に示すように、線引き後のプリフォーム11を30〜
60mm程度の長さに切断し、両端を適切な把持手段に
より把持させて、プリフォーム11を軸回転させ、バー
ナ12と線引き後のプリフォーム11との相対距離を調
節しながら加熱することにより、均一に加熱することが
できる。この加熱の際に、プリフォーム11が自重によ
り撓まないように張力を加えるようにする。この加える
張力は、プリフォーム11の径や長さ、加熱温度や加熱
時間などの条件により異なるが、特に、加熱中にプリフ
ォーム11が延伸されないように張力の大きさを制御す
ることが好ましい。
As a burner for heating with a burner,
It is not necessary to use a special burner, and for example, a general oxyhydrogen flame burner such as used in manufacturing a fusion splicing type optical fiber coupler can be used. As shown in FIG. 3, the preform 11 after drawing is
By cutting to a length of about 60 mm, grasping both ends with appropriate grasping means, rotating the preform 11 axially, and heating while adjusting the relative distance between the burner 12 and the preform 11 after drawing, It can be heated uniformly. During this heating, tension is applied so that the preform 11 is not bent by its own weight. The applied tension varies depending on conditions such as the diameter and length of the preform 11, the heating temperature and the heating time, but it is particularly preferable to control the magnitude of the tension so that the preform 11 is not stretched during heating.

【0033】プリフォームを製造する方法には、特に制
限は設けられず、一般的に石英系光ファイバの製造に用
いられる種々の化学蒸着法を用いることができる。すな
わち、VAD法、OVD法、MCVD法、PCVD法な
どの手法を用い、ドーパントの濃度分布を変化させるこ
とによって、プリフォームの内部に屈折率分布を形成す
ることができる。これらの方法のうちでは、プリフォー
ム中への水の混入が抑制できることから、MCVD法ま
たはPCVD法を用いることが好ましい。特に、屈折率
制御性がよいことから、PCVD法を用いることが好ま
しい。
The method for producing the preform is not particularly limited, and various chemical vapor deposition methods generally used for producing silica optical fibers can be used. That is, the refractive index distribution can be formed inside the preform by changing the concentration distribution of the dopant using a method such as the VAD method, the OVD method, the MCVD method, and the PCVD method. Among these methods, it is preferable to use the MCVD method or the PCVD method because the mixing of water in the preform can be suppressed. In particular, it is preferable to use the PCVD method because the refractive index controllability is good.

【0034】以下に、PCVD法によるプリフォームの
製造方法の一例を説明する。出発管として石英管を用
い、この管内に、石英ガラスの原料となるSiCl
4と、石英ガラスの屈折率を変化させるためのドーパン
トであるGeCl4と、酸化剤である酸素(O2)とを送
り込み、プラズマを利用して気相酸化反応によりガラス
微粒子を合成し、このガラス微粒子を前記石英管の内壁
上に堆積させる。
An example of a method of manufacturing a preform by the PCVD method will be described below. A quartz tube is used as a starting tube, and SiCl, which is a raw material for quartz glass, is placed in the tube.
4 , GeCl 4 which is a dopant for changing the refractive index of quartz glass, and oxygen (O 2 ) which is an oxidant are fed, and glass fine particles are synthesized by a gas phase oxidation reaction using plasma. Glass fine particles are deposited on the inner wall of the quartz tube.

【0035】このときガラス微粒子を石英管の円周方向
にむらなく堆積させるために、石英管を軸中心に回転さ
せる。さらに、プラズマを石英管の長手方向に移動させ
ることによって、ガラス微粒子を石英管の長手方向に
も、むらなく堆積させる。そして、この堆積作業を層ご
とに屈折率を少しずつ変化させて繰り返し行うことによ
り、径方向に屈折率分布を形成することが可能になる。
具体的には、層ごとに、SiCl4ガスとドーパントガ
スとの比率を変化させることによって、各層の屈折率を
変化させることができる。
At this time, in order to deposit the glass fine particles evenly in the circumferential direction of the quartz tube, the quartz tube is rotated around the axis. Further, by moving the plasma in the longitudinal direction of the quartz tube, glass particles are evenly deposited in the longitudinal direction of the quartz tube. Then, it is possible to form a refractive index distribution in the radial direction by repeating this deposition operation while changing the refractive index little by little for each layer.
Specifically, the refractive index of each layer can be changed by changing the ratio of the SiCl 4 gas and the dopant gas for each layer.

【0036】堆積終了後、ガラス微粒子が堆積した石英
管を2000℃程度に加熱すると、ガラス微粒子および
石英管の粘度が低下し、隙間がつぶれて中実化され、透
明な棒状のプリフォームが得られる。この工程をコラプ
スと呼んでいる。さらに、電気炉などにより加熱溶融
し、線引きすることによって、所望の直径まで線引きさ
れる。線引き後のプリフォームを熱拡散処理したのち、
所定の長さに切断して、端面を適切な方法により研磨す
ることによって、屈折率分布型レンズを得ることができ
る。
After the deposition, when the quartz tube on which the glass particles are deposited is heated to about 2000 ° C., the viscosity of the glass particles and the quartz tube is reduced, the gap is crushed and solidified, and a transparent rod-shaped preform is obtained. To be This process is called collapse. Further, it is heated and melted in an electric furnace or the like, and then drawn to obtain a desired diameter. After thermal diffusion treatment of the preform after drawing,
A gradient index lens can be obtained by cutting it into a predetermined length and polishing the end face by an appropriate method.

【0037】次に、本発明の第2の実施の形態を説明す
る。本実施の形態は、プリフォームを線引きする際に、
熱拡散処理を同時に行うものである。すなわち、従来、
プリフォームを線引きする際、プリフォームを加熱し溶
融させているが、この時の加熱温度および線引き速度を
適切に設定することで、熱拡散処理を行うことができ
る。具体的には、例えば、加熱温度を1800〜250
0℃とし、線引き速度を0.5〜10m/分とすること
により、溶融部を十分に加熱して、熱拡散処理を行うこ
とができる。目的とする屈折率分布型レンズの直径とし
ては、第1の実施の形態と同様に、135μm以上、
1.9mm以下とすることが好ましい。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. This embodiment, when drawing the preform,
The thermal diffusion process is performed at the same time. That is, conventionally,
When drawing the preform, the preform is heated and melted. However, by appropriately setting the heating temperature and the drawing speed at this time, the thermal diffusion treatment can be performed. Specifically, for example, the heating temperature is 1800 to 250.
By setting the drawing temperature to 0 ° C. and the drawing speed to 0.5 to 10 m / min, it is possible to sufficiently heat the melted portion and perform the thermal diffusion treatment. The diameter of the target gradient index lens is 135 μm or more, as in the first embodiment.
It is preferably 1.9 mm or less.

【0038】本実施の形態において使用されるプリフォ
ームの製造方法は、第1の実施の形態と同様に、PCV
D法、MCVD法などを用いて製造することができる。
プリフォームの線引きに用いる装置は、例えば電気炉な
ど、従来用いられている装置と同様のものを使用するこ
とができる。従って、本実施の形態の製造方法は、熱拡
散処理のために工程数を増加させたり、新たに装置を追
加したりする必要がなく、容易に実施でき、量産性に優
れる。また、プリフォームを線引きしながら熱拡散処理
を行うので、プリフォームの熱変形が起こるおそれがな
くなり、加熱温度を十分に高くして、熱拡散処理時間を
著しく短縮することができる。線引き後のプリフォーム
は、レンズの長さに切断して端面を研磨することによっ
て、屈折率分布型レンズとすることができる。
The preform manufacturing method used in this embodiment is similar to the first embodiment in that the PCV is used.
It can be manufactured by using the D method, the MCVD method, or the like.
As a device used for drawing the preform, a device similar to a conventionally used device such as an electric furnace can be used. Therefore, the manufacturing method according to the present embodiment can be easily performed without increasing the number of steps for heat diffusion treatment or adding a new device, and is excellent in mass productivity. Also, since the thermal diffusion treatment is performed while drawing the preform, there is no risk of thermal deformation of the preform, and the heating temperature can be raised sufficiently to shorten the thermal diffusion treatment time remarkably. The preform after drawing can be made into a gradient index lens by cutting it to the length of the lens and polishing the end face.

【0039】以上、本発明の屈折率分布型レンズの製造
方法について、好適な実施の形態に基づいて説明した
が、本発明は、上記実施の形態に制限されず、種々の改
変が可能であることは言うまでもない。例えば、目的と
する屈折率分布型レンズの直径が極めて細い場合、前記
第1の実施の形態によって、プリフォームを該屈折率分
布型レンズの直径まで線引きしたのちに熱拡散処理を行
う方法では、場合により、プリフォームが熱変形しやす
くなり不都合となる可能性がある。その場合、例えば、
線引き工程を熱拡散処理の前後2回行うという方法を採
ることも可能である。すなわち、まず、熱拡散処理に適
当となるように2〜5mm程度に線引きして、熱拡散処
理を行ったのち、さらに、所定のレンズの直径に線引き
するのである。
Although the method of manufacturing the gradient index lens according to the present invention has been described above based on the preferred embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments and various modifications can be made. Needless to say. For example, when the diameter of the target gradient index lens is extremely small, according to the first embodiment, in the method of performing the thermal diffusion treatment after drawing the preform to the diameter of the gradient index lens, In some cases, the preform is likely to be thermally deformed, which may be inconvenient. In that case, for example,
It is also possible to adopt a method of performing the drawing step twice before and after the thermal diffusion treatment. That is, first, the wire is drawn to about 2 to 5 mm so as to be suitable for the heat diffusion process, the heat diffusion process is performed, and then the wire is drawn to a predetermined lens diameter.

【0040】本発明により得られる屈折率分布型レンズ
は、石英系ガラスからなるので、石英系光ファイバに直
接融着して接続することができ、接続損失や端面での反
射損失などを低減することができる。しかも、ドーパン
トを熱拡散させることにより、屈折率分布が平滑化され
ているので、挿入損失などの光学特性が、従来のものに
比して大幅に改善されている。
Since the gradient index lens obtained by the present invention is made of silica glass, it can be directly fused and connected to the silica optical fiber to reduce the connection loss and the reflection loss at the end face. be able to. Moreover, since the refractive index distribution is smoothed by thermally diffusing the dopant, the optical characteristics such as insertion loss are significantly improved as compared with the conventional one.

【0041】すなわち、石英系ガラスは、多成分ガラス
に比して光の吸収率が極めて低く、多成分ガラスの損失
が0.02dB/cmであるのに対して、石英系ガラス
の損失は0.00002dB/cmと桁違いに小さい。
このことから、石英系ガラスを用いることにより、極め
て低損失の屈折率分布型レンズを得ることができるもの
と期待されているが、従来の製造方法によれば、センタ
ーディップなどの屈折率分布の乱れを防止することがで
きず、挿入損失は0.2dB程度になり、期待し得る程
度に挿入損失を低減させることができなかった。
That is, the silica-based glass has an extremely low light absorption rate as compared with the multi-component glass, and the loss of the multi-component glass is 0.02 dB / cm, whereas the loss of the silica-based glass is 0. It is as small as 0.00002 dB / cm.
From this fact, it is expected that an extremely low loss gradient index lens can be obtained by using quartz glass. However, according to the conventional manufacturing method, a refractive index profile lens such as a center dip can be obtained. Disturbance could not be prevented, the insertion loss was about 0.2 dB, and the insertion loss could not be reduced to an expected level.

【0042】本発明によれば、屈折率分布を平滑化する
ことにより、レンズ内の光の散乱や収差を大幅に低減で
きることから、屈折率分布型レンズの挿入損失を約0.
1dB以下にまで低減することが可能となる。従来、こ
の種の屈折率分布型レンズとしては、イオン交換法で作
製されたものがある。イオン交換法を用いた場合、レン
ズの内部にリップルディップが生じない利点はあるが、
1mm以下の細径レンズサイズとなると屈折率分布の制
御が難しく、低損失のレンズはできないと言われてい
る。
According to the present invention, by smoothing the refractive index distribution, it is possible to greatly reduce the scattering of light and aberrations in the lens, so that the insertion loss of the gradient index lens is about 0.
It is possible to reduce it to 1 dB or less. Conventionally, as a gradient index lens of this type, there is one manufactured by an ion exchange method. Using the ion exchange method has the advantage that ripple dip does not occur inside the lens,
It is said that a lens having a small loss of 1 mm or less makes it difficult to control the refractive index distribution, and a lens with low loss cannot be obtained.

【0043】従って、外径が1mm以下であって、挿入
損失が約0.1dB以下となる屈折率分布型レンズは、
従来達成されておらず、本発明によって初めて製造が可
能となる。しかも、損失が極めて小さいということは、
光の吸収率が極めて低いということであり、高強度光が
入射しても、入射光のエネルギーの吸収による温度上昇
が小さくなり、光学特性の劣化が抑制され、長期的な信
頼性も向上するものと考えられる。
Therefore, a gradient index lens having an outer diameter of 1 mm or less and an insertion loss of about 0.1 dB or less is
This has not been achieved hitherto, and the present invention enables production for the first time. Moreover, the extremely small loss means that
This means that the light absorptivity is extremely low, and even when high-intensity light is incident, the temperature rise due to absorption of the energy of the incident light is reduced, deterioration of optical characteristics is suppressed, and long-term reliability is also improved. It is considered to be a thing.

【0044】本発明の屈折率分布型レンズは、端面に光
ファイバを接続することにより、光ファイバコリメータ
とすることができる。また、このような光ファイバコリ
メータを2個対向させ、その間に、誘電体多層膜フィル
タ素子、アイソレータ素子、サーキュレータ素子、アン
プ用ゲインイコライザ(利得等化素子)などの光機能素
子を挿入することにより、低損失で、かつ特性の良好な
光部品を製造することができる。
The gradient index lens of the present invention can be used as an optical fiber collimator by connecting an optical fiber to the end face. Further, two such optical fiber collimators are opposed to each other, and an optical functional element such as a dielectric multilayer film filter element, an isolator element, a circulator element, an amplifier gain equalizer (gain equalization element) is inserted between them. It is possible to manufacture an optical component having low loss and good characteristics.

【0045】次に、具体例により本発明を説明する。ま
ず、PCVD法でプリフォームを製造し、電気炉により
φ0.5mmまで線引きした。実施例の屈折率分布型レ
ンズは、この線引き後のプリフォームを、電気炉中、1
200℃、10時間かけて熱拡散処理したのち、長さ約
2mmに切断して端面を研磨することにより製造した。
また、従来例の屈折率分布型レンズは、熱拡散処理を行
うことなく、長さ約2mmに切断して端面を研磨するこ
とにより製造した。
Next, the present invention will be described with reference to specific examples. First, a preform was manufactured by the PCVD method, and drawn to a diameter of 0.5 mm with an electric furnace. In the gradient index lens of the example, the preform after drawing was placed in an electric furnace for 1
It was manufactured by performing thermal diffusion treatment at 200 ° C. for 10 hours, cutting it to a length of about 2 mm, and polishing the end faces.
Further, the gradient index lens of the conventional example was manufactured by cutting the lens to a length of about 2 mm and polishing the end face without performing heat diffusion treatment.

【0046】得られた屈折率分布型レンズの特性を評価
するため、以下の方法によって特性の評価を行った。ま
ず、2個の屈折率分布型レンズを5mmの間隔をおいて
対向させて配置し、第1の屈折率分布型レンズには、第
1のシングルモード光ファイバを介して光源を接続し、
第2の屈折率分布型レンズには、第2のシングルモード
光ファイバを介してパワーメータを接続した。前記第1
および第2のシングルモード光ファイバとしては、ファ
イバ径125μm、モードフィールド径10μmのもの
を使用した。そして、第1のシングルモード光ファイバ
を伝搬する光パワーP1および第2のシングルモード光
ファイバを伝搬する光パワーP2を測定して、各屈折率
分布型レンズの挿入損失を、−10log(P2/P1
として求めた。
In order to evaluate the characteristics of the obtained gradient index lens, the characteristics were evaluated by the following methods. First, two gradient index lenses are arranged to face each other with an interval of 5 mm, and a light source is connected to the first gradient index lens via a first single mode optical fiber,
A power meter was connected to the second gradient index lens via a second single mode optical fiber. The first
As the second single mode optical fiber, a fiber having a fiber diameter of 125 μm and a mode field diameter of 10 μm was used. Then, the optical power P 1 propagating through the first single-mode optical fiber and the optical power P 2 propagating through the second single-mode optical fiber are measured, and the insertion loss of each gradient index lens is determined to be −10 log ( P 2 / P 1 )
Sought as.

【0047】従来例の屈折率分布型レンズでは、挿入損
失は約0.25dBであった。これに対して、実施例の
屈折率分布型レンズでは、0.08dBであった。この
結果から、プリフォームの熱拡散処理を行うことによ
り、屈折率分布型レンズの挿入損失を大幅に低減させる
ことができることがわかる。
In the gradient index lens of the conventional example, the insertion loss was about 0.25 dB. On the other hand, in the gradient index lens of the example, it was 0.08 dB. From this result, it is understood that the insertion loss of the gradient index lens can be significantly reduced by performing the thermal diffusion treatment of the preform.

【0048】[0048]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
熱拡散処理により屈折率分布型レンズの屈折率分布を滑
らかにし、挿入損失などの光学特性を従来に比して大幅
に改善することができる。また、特性の優れた屈折率分
布型レンズを容易に得ることができ、歩留まりと生産性
を著しく向上させ、製造コストを削減することができ
る。
As described above, according to the present invention,
By the thermal diffusion treatment, the refractive index distribution of the gradient index lens can be smoothed, and the optical characteristics such as insertion loss can be greatly improved as compared with the conventional case. Further, it is possible to easily obtain a gradient index lens having excellent characteristics, significantly improve the yield and the productivity, and reduce the manufacturing cost.

【0049】熱拡散処理を、プリフォームの線引き後に
行うことにより、熱拡散処理の時間を大幅に短縮するこ
とができる。また、熱拡散処理を、プリフォームを線引
きする際の加熱を利用して行うことにより、プリフォー
ムは、線引きの力によって引っ張られ、熱変形が防止さ
れるので、線引きした後に加熱する場合に比べて加熱温
度を高くし、熱拡散処理に要する時間を一層短縮するこ
とができる。しかも、工程数の増加を招かず、新たに装
置を追加する必要もないので、容易に実施可能となり、
量産性に優れる。本発明によって得られた屈折率分布型
レンズを用いることにより、特性の優れた光ファイバコ
リメータや光機能部品を容易に製造することができる。
By performing the heat diffusion treatment after drawing the preform, the time of the heat diffusion treatment can be greatly shortened. Further, by performing the thermal diffusion treatment by using the heating when drawing the preform, the preform is pulled by the force of drawing and thermal deformation is prevented, so compared with the case of heating after drawing. Therefore, the heating temperature can be raised to further shorten the time required for the heat diffusion treatment. Moreover, since it does not increase the number of steps and does not need to add a new device, it can be easily carried out,
Excellent mass productivity. By using the gradient index lens obtained by the present invention, it is possible to easily manufacture an optical fiber collimator or an optical functional component having excellent characteristics.

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

【図1】 (a)熱拡散処理前の屈折率分布型レンズの
屈折率分布の一例を示すグラフである。(b)熱拡散処
理後の屈折率分布型レンズの屈折率分布の一例を示すグ
ラフである。
FIG. 1A is a graph showing an example of the refractive index distribution of a gradient index lens before the thermal diffusion process. (B) A graph showing an example of the refractive index distribution of the gradient index lens after the thermal diffusion treatment.

【図2】 プリフォームの直径と、熱拡散処理に要する
時間との関係の一例を示すグラフである。
FIG. 2 is a graph showing an example of the relationship between the diameter of the preform and the time required for the thermal diffusion treatment.

【図3】 本発明の実施の形態の一例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an example of an embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11…プリフォーム、12…バーナ。 11 ... Preform, 12 ... Burner.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 甲本 克敏 千葉県佐倉市六崎1440番地 株式会社フジ クラ佐倉事業所内 (72)発明者 久留宮 洋一 千葉県佐倉市六崎1440番地 株式会社フジ クラ佐倉事業所内 (72)発明者 細谷 英行 千葉県佐倉市六崎1440番地 株式会社フジ クラ佐倉事業所内 Fターム(参考) 4G021 EA03 HA01    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Katsutoshi Komoto             Fuji Co., Ltd. 1440 Rokuzaki, Sakura City, Chiba Prefecture             Kura Sakura Office (72) Inventor Yoichi Kurumiya             Fuji Co., Ltd. 1440 Rokuzaki, Sakura City, Chiba Prefecture             Kura Sakura Office (72) Inventor Hideyuki Hosoya             Fuji Co., Ltd. 1440 Rokuzaki, Sakura City, Chiba Prefecture             Kura Sakura Office F-term (reference) 4G021 EA03 HA01

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 石英ガラスを主成分とし、ドーパントが
添加されることによって屈折率が外周から内部に向かっ
て次第に大きくなるような屈折率分布を有するプリフォ
ームを形成したのち、このプリフォームを熱処理して、
該プリフォーム中のドーパントを熱拡散させることを特
徴とする屈折率分布型レンズの製造方法。
1. A preform containing silica glass as a main component and having a refractive index distribution in which a refractive index gradually increases from an outer circumference toward an inner portion by adding a dopant, and then the preform is heat treated. do it,
A method of manufacturing a gradient index lens, which comprises thermally diffusing a dopant in the preform.
【請求項2】 石英ガラスを主成分とし、ドーパントが
添加されることによって屈折率が外周から内部に向かっ
て次第に大きくなるような屈折率分布を有するプリフォ
ームを形成し、このプリフォームを線引きしたのち、熱
処理して、該プリフォーム中のドーパントを熱拡散させ
ることを特徴とする屈折率分布型レンズの製造方法。
2. A preform having silica glass as a main component and having a refractive index distribution in which the refractive index gradually increases from the outer circumference toward the inner portion by adding a dopant, and this preform was drawn. After that, a heat treatment is performed to thermally diffuse the dopant in the preform, and a method of manufacturing a gradient index lens.
【請求項3】 熱拡散の加熱温度を1400℃以下とす
ることを特徴とする請求項2記載の屈折率分布型レンズ
の製造方法。
3. The method of manufacturing a gradient index lens according to claim 2, wherein the heating temperature for thermal diffusion is 1400 ° C. or lower.
【請求項4】 石英ガラスを主成分とし、ドーパントが
添加されることによって屈折率が外周から内部に向かっ
て次第に大きくなるような屈折率分布を有するプリフォ
ームを形成し、このプリフォームを線引きしながら、該
プリフォーム中のドーパントを熱拡散させることを特徴
とする屈折率分布型レンズの製造方法。
4. A preform having silica glass as a main component and having a refractive index distribution in which a refractive index gradually increases from the outer circumference toward the inner portion by adding a dopant, and the preform is drawn. However, a method of manufacturing a gradient index lens, wherein the dopant in the preform is thermally diffused.
【請求項5】 線引きの際の加熱温度を1800〜25
00℃、線引き速度を0.5〜10m/分とすることを
特徴とする請求項4記載の屈折率分布型レンズの製造方
法。
5. The heating temperature at the time of drawing is 1800 to 25
The method for manufacturing a gradient index lens according to claim 4, wherein the drawing speed is set to 00 ° C and the drawing speed is set to 0.5 to 10 m / min.
【請求項6】 石英ガラスを主成分とし、ドーパントが
添加されることによって屈折率が外周から内部に向かっ
て次第に大きくなるような屈折率分布が形成されている
屈折率分布型レンズであって、 前記ドーパントを熱拡散させて、屈折率分布を平滑化し
たことを特徴とする屈折率分布型レンズ。
6. A gradient index lens, which comprises quartz glass as a main component and has a refractive index distribution in which a refractive index gradually increases from an outer periphery toward an inner portion by adding a dopant, A gradient index lens, wherein the dopant is thermally diffused to smooth the gradient index distribution.
JP2002033054A 2002-02-08 2002-02-08 Method for producing gradient index lens Pending JP2003238192A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002033054A JP2003238192A (en) 2002-02-08 2002-02-08 Method for producing gradient index lens

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002033054A JP2003238192A (en) 2002-02-08 2002-02-08 Method for producing gradient index lens

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2003238192A true JP2003238192A (en) 2003-08-27

Family

ID=27775992

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002033054A Pending JP2003238192A (en) 2002-02-08 2002-02-08 Method for producing gradient index lens

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2003238192A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
MD2646G2 (en) * 2004-04-28 2005-08-31 Ион ТИГИНЯНУ Process for obtaining lens on base of semiconductors with refractive index gradient
CN111624700A (en) * 2020-05-10 2020-09-04 桂林电子科技大学 Fiber-integrated optical fiber concave lens and preparation method thereof

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
MD2646G2 (en) * 2004-04-28 2005-08-31 Ион ТИГИНЯНУ Process for obtaining lens on base of semiconductors with refractive index gradient
CN111624700A (en) * 2020-05-10 2020-09-04 桂林电子科技大学 Fiber-integrated optical fiber concave lens and preparation method thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9151889B2 (en) Rare earth doped and large effective area optical fibers for fiber lasers and amplifiers
JP2971373B2 (en) Manufacturing method of optical fiber preform having thermal conductivity change in radial direction
US6772611B2 (en) Making a glass rod with a step of measuring an incremental weight gain
CA2630557C (en) Single mode optical fiber with improved bend performance
EP3133426B1 (en) Optical fiber article for handling h igher power and method of fabricating or using it
CN110187433B (en) Optical fiber and method for manufacturing optical fiber preform
JP2007011366A (en) Low loss optical fiber and manufacturing method thereof
DK152631B (en) PREFORM FOR WHICH A OPTICAL FILAMENT WITH HIGH BANDWISE AND INDEX GRADIENT CAN BE MADE, AND PROCEDURE FOR THE CREATION OF SUCH A PREFORM.
EP1404624A1 (en) Method of manufacture of an optical waveguide article including a zone with an elevated fluorine-content
JP2017027050A (en) Optical fiber with low loss and nanoscale structurally homogeneous core
CN108602710A (en) Optical fiber
US4812153A (en) Method of making a glass body having a graded refractive index profile
WO2007122630A2 (en) Single mode optical fiber having reduced macrobending and attenuation loss and method for manufacturing the same
CN111470769A (en) Preparation method of rare earth doped few-mode optical fiber
US20130167594A1 (en) Polarization controlling optical fiber preform and preform fabrication methods
JPS61122137A (en) Optical waveguide tube
JP2003238192A (en) Method for producing gradient index lens
JP4890767B2 (en) Manufacturing method of preform rod for optical fiber
JP3343079B2 (en) Optical fiber core member, optical fiber preform, and method of manufacturing the same
JPS61155226A (en) Method of forming preform for manufacturing optical waveguide
JPH0557215B2 (en)
CN115102017A (en) Pump absorption and fiber core numerical aperture axial negative correlation gradual change optical fiber and preparation method thereof
JP2004231478A (en) Refraction index distribution lens and its production method
JPS62283842A (en) Production of low-loss single mode optical fiber
JP2003104748A (en) Method for manufacturing gradient index lens

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20041208

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20070807

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20070814

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20071015

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20080108