JP2003313044A - フォトニッククリスタルファイバの製造方法 - Google Patents

フォトニッククリスタルファイバの製造方法

Info

Publication number
JP2003313044A
JP2003313044A JP2002114984A JP2002114984A JP2003313044A JP 2003313044 A JP2003313044 A JP 2003313044A JP 2002114984 A JP2002114984 A JP 2002114984A JP 2002114984 A JP2002114984 A JP 2002114984A JP 2003313044 A JP2003313044 A JP 2003313044A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fiber
photonic crystal
quartz
crystal fiber
preform
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
JP2002114984A
Other languages
English (en)
Inventor
Masataka Nakazawa
正隆 中沢
Hei Yo
兵 姚
Kazumasa Osono
和正 大薗
Kazushi Osuga
一志 大須賀
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.)
Hitachi Cable Ltd
Original Assignee
Hitachi Cable 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 Hitachi Cable Ltd filed Critical Hitachi Cable Ltd
Priority to JP2002114984A priority Critical patent/JP2003313044A/ja
Publication of JP2003313044A publication Critical patent/JP2003313044A/ja
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
    • C03B37/01205Manufacture 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
    • C03B2203/00Fibre product details, e.g. structure, shape
    • C03B2203/10Internal structure or shape details
    • C03B2203/14Non-solid, i.e. hollow products, e.g. hollow clad or with core-clad interface
    • 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

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
  • Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 線引き時の潰れや膨張を確実に回避して高品
質なフォトニッククリスタルファイバを得ることができ
る製造方法の提供。 【解決手段】 細径石英棒2の周りに多数の細径石英管
3を束ね、この束4を石英ジャケット管5内に挿入し、
その石英ジャケット管5の両端を封じてファイバ用プリ
フォーム6を形成した後、このプリフォーム6内を所定
圧に減圧してから所定径まで線引きする。これによっ
て、細径石英管2の潰れが防止されて良好なPC構造が
維持されると共に、気孔の膨張による外径変化も防止さ
れて高品質なフォトニッククリスタルファイバが得られ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光通信分野におい
て用いられる光ファイバのうち、さらなる大容量な通信
を可能とするフォトニッククリスタルファイバ(PC:
Photonic CrystalFiber)の製造方法に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】大容量,高速な通信を可能とする光ファ
イバは、光通信ネットワークを構築する上で欠くことが
できないものであるが、近年及び将来の光通信ネットワ
ークにおける光信号の高速化、情報の増大化に伴ってさ
らなる大容量の光ファイバが要求されており、現在、こ
の要求を満たす新たな光ファイバとして、いわゆるフォ
トニッククリスタルファイバ(PCF)と称される光フ
ァイバが注目されている。
【0003】このフォトニッククリスタルファイバと
は、コアを覆うクラッドとして、ファイバの長手方向に
一様な二次元周期構造を持つフォトニック結晶(PC:
Photonic Crystal)を用いた光ファイバであり、その導
波原理の違いから分類するとおおよそ2種類に大別され
る。すなわち、一つはクラッドに相当する領域にフォト
ニックバンドギャップ(PBG:Photonic Band Gap)
をあけ、ブラック反射によって光波をコア内に閉じ込め
る方式のものであり、もう一つは従来の光ファイバと同
様に、コアとクラッドの屈折率差を利用し、全反射によ
って光波をコア内に閉じ込めるものである。
【0004】この後者の全反射を利用したフォトニック
クリスタルファイバは、従来の光ファイバがコアに添加
物を入れてクラッドとの屈折率に差を付けているのに対
し、ホーリーファイバ(HF:Holey Fiber)のように
クラッドに空孔を利用して実効屈折率を下げる方法で実
現している。尚、このホーリーファイバはクラッドの中
の空孔のデザインより超高帯域単一モード伝送領域、大
きな実効コア断面積、High-△、大きな構造分散など通
常の光ファイバでは実現できない特性を備えている。
【0005】そして、このようなフォトニッククリスタ
ルファイバは、図1に示すように、外径約500μmの
細径石英棒2と、内径約300μm程度の細径石英管3
を長さそれぞれ300mm前後に切断し、その細径石英
棒2の周囲を数百本の細径石英管3,3…で囲むように
束ね、その束4を内径10〜15mm、外径25mm程
度の石英ジャケット管5内に挿入して、いわゆるフォト
ニッククリスタルファイバ用プリフォーム6を形成した
後、通常の光ファイバ線引工程によって、これら細径石
英棒2及び細径石英管3,3…の束と石英ジャケット管
4を融着一体化させながら、所定のファイバ径である1
00〜150μmに線引きして得られるようになってい
る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このように
して得られる従来のフォトニッククリスタルファイバに
あっては、通常の光ファイバ線引工程によってそのファ
イバ用プリフォーム6を線引きした場合、石英ジャケッ
ト管5内の細径石英管3,3…の気孔が潰れてしまい、
PC構造を維持することが難しいといった問題がある。
【0007】そのため、この石英ジャケット管5の両端
を石英キャップ等によって予め完全に封じてからそのま
ま線引きを行うことも考えられるが、この方法では線引
きに伴って内圧が上昇して細径石英管3,3…の気孔が
膨張してしまい、ファイバ径を精度良く制御することが
難しいといった問題点がある。
【0008】そこで、本発明はこのような課題を有効に
解決するために案出されたものであり、その目的は、線
引き時の潰れや膨張を確実に回避して高品質なフォトニ
ッククリスタルファイバを容易に得ることができる新規
なフォトニッククリスタルファイバの製造方法を提供す
るものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、請求項1に示すように、細径石英棒の周り
に多数の細径石英管を束ね、この束を石英ジャケット管
内に挿入した後、その石英ジャケット管の両端を封じて
ファイバ用プリフォームを形成し、その後、このファイ
バ用プリフォーム内を所定圧に減圧してからそのファイ
バ用プリフォームを所定径まで線引きするようにしたも
のである。
【0010】具体的には、請求項2に示すように、上記
ファイバ用プリフォーム内を0.2〜0.8気圧に減圧
してから線引きすれば、細径石英管の潰れが防止されて
良好なPC構造が維持されると共に、細径石英管の膨張
による外径変化も未然に防止されるため、高品質なフォ
トニッククリスタルファイバを容易に得ることができ
る。
【0011】また、請求項3に示すように、上記線引き
後の最外層の厚さが30μm以上となるように線引きす
ることにより、後述するように気孔の膨張等によるファ
イバ外径変化を確実に防止することができる。
【0012】
【発明の実施の形態】次に、本発明を実施する好適一形
態を添付図面を参照しながら説明する。
【0013】本発明に係るフォトニッククリスタルファ
イバの製造方法は、先ず、図1に示すように、例えば、
外径約500μmの細径石英棒2(コア用)と、外径約
500μm,内径約300μm程度の細径石英管3(ク
ラッド用)を長さそれぞれ300mm前後に切断し、そ
の細径石英棒2の周囲を数百本の細径石英管3,3…で
囲むように束ね、その束4を例えば内径10〜15m
m、外径25mm程度の石英ジャケット管5内に密に挿
入してフォトニッククリスタルファイバ用のプリフォー
ム6を形成する。
【0014】ここで、このファイバ用プリフォーム6を
形成するに際しては、切断された細径石英棒2と細径石
英管3の表面に付着している汚れやゴミを予め完全に除
去しておくことが肝要である。具体的には、コア用の細
径石英棒2とクラッド用の細径石英管3に付着したファ
イバ破片等の大きいゴミを流水で洗い流した後、エチル
アルコールで超音波洗浄を行い、表面から遊離したゴミ
や汚れを純水で洗い流し、その後に1〜2%フッ酸を用
いて洗浄することでほぼ完全にゴミや汚れを除去するこ
とが可能となる。
【0015】また、このようにして洗浄した細径石英棒
2と細径石英管3との束4を石英ジャケット管5内に挿
入して密に配列することになるが、この配列に際しては
お互い交差することなく両端面が同一位置に稠密に配列
することが肝要である。このため、配列は例えば純水中
で超音波による微振動を与えながら行うことが望まし
い。具体的には、図2に示すように純水を入れた超音波
洗浄器7の中に束4よりも10〜20mm長い石英ジャ
ケット管5(例えば外径20mm,内径10mm)を斜
めに沈め、その中に束4を挿入して図示しない超音波発
振子から発進される超音波によってその束4に微振動を
与えることで細径石英棒2と細径石英管3とが互いに稠
密に配列されることになる。尚、この石英ジャケット管
5の長手方向の寸法精度は配列の良否に大きく影響する
ため、内径変動は±0.1mm以下のものを用いる必要
がある。
【0016】次に、このファイバ用プリフォーム6を乾
燥用の容器に入れて汚れが付着しない状態で充分に乾燥
させた後、図3に示すように、その石英ジャケット管5
の一端を石英キャップ8で封止すると共に、他端に減圧
ポンプ10が連結された石英管9を枝付けする。尚、こ
れらの作業はガラス旋盤で行うことが可能であるが、酸
水素バーナー11の炎によってファイバ用プリフォーム
6内にゴミや水分が混入しないように例えば一端から常
にフィルターを通した窒素ガスを流しながら行うことが
望ましい。また、図中12は石英ジャケット管5内の圧
力を測定する減圧計である。
【0017】その後、このようにして得られたファイバ
用プリフォーム6内を減圧ポンプ10で0.2〜0.8
気圧に減圧してから石英管9を酸水素バーナー11で加
熱融着してファイバ用プリフォーム6内を完全に密封し
た後、このファイバ用プリフォーム6に対して通常の線
引き工程を実施することで従来工法の不都合、すなわち
細径石英管3の潰れや膨れ現象が確実に回避された高品
質なフォトニッククリスタルファイバを容易に得ること
ができる。
【0018】ここで、ファイバ用プリフォーム6内圧を
0.2〜0.8気圧にする理由は、0.2気圧よりも低
い状態で線引きすると、内圧が低すぎて線引き時に細径
石英管3が潰れてPC構造が得られないからであり、反
対に0.8気圧を超えると内圧が高すぎて細径石英管3
内の気孔が膨張してファイバー外径が制御できなくなる
からである。また、この線引きに際しては、最外層の厚
さが30μm以下にならないようにすることも重要であ
る。すなわち、この厚さが30μmよりも小さいと線引
き時のプリフォーム内圧の上昇により気孔が膨張してフ
ァイバ外径が制御できなくおそれがあるからである。
【0019】そして、以上のような製造方法によって内
圧を0.5気圧としたファイバ用プリフォーム6を線引
きしてφ125μmでファイバ化してからその特性を調
べたところ、1.3μmでの分散が44ps/km/n
mと分散補償の特性を備えると共に、損失が1.5dB
/km(@1550nm)と非常に低損失なフォトニッ
ククリスタルファイバを得ることができた。
【0020】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、フォトニ
ッククリスタルファイバ用プリフォーム内を所定圧にま
で減圧して線引きするようにしたため、線引き時の気孔
の潰れや膨張といった不都合を確実に回避することがで
きる。この結果、良好なPC構造を維持することができ
ると共にファイバ外径の制御が可能となり、高品質なフ
ォトニッククリスタルファイバが容易に得られる等とい
った優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るフォトニッククリスタルファイバ
用プリフォームの実施の一形態を示す部分拡大斜視図で
ある。
【図2】本発明に係る本発明に係るフォトニッククリス
タルファイバの製造方法の一工程(洗浄工程)を示す概
念図である。
【図3】本発明に係る本発明に係るフォトニッククリス
タルファイバの製造方法の一工程(減圧工程)を示す説
明図である。
【符号の説明】
2 細径石英棒 3 細径石英管 4 束 5 石英ジャケット 6 ファイバ用プリフォーム 7 超音波洗浄器 8 石英キャップ 9 石英管 10 減圧ポンプ 11 バーナー 12 減圧計
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 姚 兵 東京都千代田区大手町一丁目6番1号 日 立電線株式会社内 (72)発明者 大薗 和正 東京都千代田区大手町一丁目6番1号 日 立電線株式会社内 (72)発明者 大須賀 一志 東京都千代田区大手町一丁目6番1号 日 立電線株式会社内 Fターム(参考) 2H050 AC62 4G021 BA00 HA05

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 細径石英棒の周りに多数の細径石英管を
    束ね、この束を石英ジャケット管内に挿入した後、その
    石英ジャケット管の両端を封じてファイバ用プリフォー
    ムを形成し、その後、このファイバ用プリフォーム内を
    所定圧に減圧してからそのファイバ用プリフォームを所
    定径まで線引きすることを特徴とするフォトニッククリ
    スタルファイバの製造方法。
  2. 【請求項2】 上記ファイバ用プリフォーム内を0.2
    〜0.8気圧に減圧してから線引きすることを特徴とす
    る請求項1に記載のフォトニッククリスタルファイバの
    製造方法。
  3. 【請求項3】 上記線引き後の最外層の厚さが30μm
    以上となるように線引きすることを特徴とする請求項1
    又は2に記載のフォトニッククリスタルファイバの製造
    方法。
JP2002114984A 2002-04-17 2002-04-17 フォトニッククリスタルファイバの製造方法 Pending JP2003313044A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002114984A JP2003313044A (ja) 2002-04-17 2002-04-17 フォトニッククリスタルファイバの製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002114984A JP2003313044A (ja) 2002-04-17 2002-04-17 フォトニッククリスタルファイバの製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2003313044A true JP2003313044A (ja) 2003-11-06

Family

ID=29533633

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002114984A Pending JP2003313044A (ja) 2002-04-17 2002-04-17 フォトニッククリスタルファイバの製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2003313044A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1571131A2 (en) * 2004-03-03 2005-09-07 Samsung Electronics Co., Ltd. Method of fabricating a preform for holey optical fibre
JP2017154270A (ja) * 2016-02-29 2017-09-07 大日本印刷株式会社 複合プリフォームの製造方法および複合容器の製造方法
US20190322566A1 (en) * 2018-04-18 2019-10-24 Lawrence Livermore National Security, Llc Method for fabrication of sleeveless photonic crystal canes with an arbitrary shape

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1571131A2 (en) * 2004-03-03 2005-09-07 Samsung Electronics Co., Ltd. Method of fabricating a preform for holey optical fibre
EP1571131A3 (en) * 2004-03-03 2006-03-29 Samsung Electronics Co., Ltd. Method of fabricating a preform for holey optical fibre
JP2017154270A (ja) * 2016-02-29 2017-09-07 大日本印刷株式会社 複合プリフォームの製造方法および複合容器の製造方法
US20190322566A1 (en) * 2018-04-18 2019-10-24 Lawrence Livermore National Security, Llc Method for fabrication of sleeveless photonic crystal canes with an arbitrary shape
US11787727B2 (en) * 2018-04-18 2023-10-17 Lawrence Livermore National Security, Llc Method for fabrication of sleeveless photonic crystal canes with an arbitrary shape

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4759816B2 (ja) 光ファイバの製造方法
JP4761624B2 (ja) フォトニック結晶ファイバ及びこれに係る改良
US4630890A (en) Exposed core optical fibers, and method of making same
EP2626730B1 (en) Polarization-maintaining optical fiber
US4578097A (en) Method of forming a polarization preserving optical waveguide
US4229197A (en) Method for making multiple optical core fiber
US20040050110A1 (en) Methods for fabricating optical fibers and optical fiber preforms
JP2007536580A (ja) 長波長用純シリカ製コアシングルモードファイバ及び該ファイバを形成する方法
JP3802843B2 (ja) 光ファイバの製造方法
JP2003313044A (ja) フォトニッククリスタルファイバの製造方法
JPH01153551A (ja) 定偏波光フアイバの製造方法
US20030136154A1 (en) Method for manufacturing optical fiber using ultrasonic drill
JP2005247620A (ja) フォトニッククリスタルファイバの製造方法
JP2762571B2 (ja) 偏波保持光ファイバの製造方法
JP2003342032A (ja) フォトニッククリスタル光ファイバ用母材及びその製造方法
JP3802875B2 (ja) 高耐応力光ファイバ
WO2020098186A1 (zh) 光纤预制棒及其制备方法、光纤及其制备方法
JP4046054B2 (ja) フォトニッククリスタルファイバ及びその製造方法
JPH11199260A (ja) 定偏波光ファイバ用母材の製造方法
JP4106038B2 (ja) フォトニッククリスタル光ファイバの製造方法
JP3917115B2 (ja) 光ファイバの製造方法
JP2003206148A (ja) フォトニッククリスタル光ファイバの製造方法
US20240085618A1 (en) Polarization maintaining optical fiber and polarization maintaining optical fiber manufacturing method
JP2005250024A (ja) フォトニッククリスタル光ファイバの製造方法
JP2011170061A (ja) 光ファイバおよび光ファイバの製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20040528

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20070124

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20070206

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20070612