JP2006018265A - 低減したスプライス損失を有する光ファイバおよびその製造方法 - Google Patents

低減したスプライス損失を有する光ファイバおよびその製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2006018265A
JP2006018265A JP2005182916A JP2005182916A JP2006018265A JP 2006018265 A JP2006018265 A JP 2006018265A JP 2005182916 A JP2005182916 A JP 2005182916A JP 2005182916 A JP2005182916 A JP 2005182916A JP 2006018265 A JP2006018265 A JP 2006018265A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
region
fiber
cut
volume
surrounding
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.)
Granted
Application number
JP2005182916A
Other languages
English (en)
Other versions
JP4247997B2 (ja
Inventor
Dan Jakobsen
ジャコブセン ダン
Bera Palsdottir
パルスドッチル ベラ
Torben E Veng
イー.ヴェング トルベン
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.)
Furukawa Electric North America Inc
Original Assignee
Furukawa Electric North America 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 Furukawa Electric North America Inc filed Critical Furukawa Electric North America Inc
Publication of JP2006018265A publication Critical patent/JP2006018265A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4247997B2 publication Critical patent/JP4247997B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

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
    • C03B37/01807Reactant delivery systems, e.g. reactant deposition burners
    • 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
    • G02B6/028Optical fibres with cladding with or without a coating with core or cladding having graded refractive index
    • G02B6/0283Graded index region external to the central core segment, e.g. sloping layer or triangular or trapezoidal layer
    • 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
    • G02B6/036Optical fibres with cladding with or without a coating core or cladding comprising multiple layers
    • G02B6/03616Optical fibres characterised both by the number of different refractive index layers around the central core segment, i.e. around the innermost high index core layer, and their relative refractive index difference
    • G02B6/03622Optical fibres characterised both by the number of different refractive index layers around the central core segment, i.e. around the innermost high index core layer, and their relative refractive index difference having 2 layers only
    • G02B6/03627Optical fibres characterised both by the number of different refractive index layers around the central core segment, i.e. around the innermost high index core layer, and their relative refractive index difference having 2 layers only arranged - +
    • 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
    • G02B6/036Optical fibres with cladding with or without a coating core or cladding comprising multiple layers
    • G02B6/03616Optical fibres characterised both by the number of different refractive index layers around the central core segment, i.e. around the innermost high index core layer, and their relative refractive index difference
    • G02B6/03638Optical fibres characterised both by the number of different refractive index layers around the central core segment, i.e. around the innermost high index core layer, and their relative refractive index difference having 3 layers only
    • G02B6/0365Optical fibres characterised both by the number of different refractive index layers around the central core segment, i.e. around the innermost high index core layer, and their relative refractive index difference having 3 layers only arranged - - +
    • 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
    • G02B6/036Optical fibres with cladding with or without a coating core or cladding comprising multiple layers
    • G02B6/03616Optical fibres characterised both by the number of different refractive index layers around the central core segment, i.e. around the innermost high index core layer, and their relative refractive index difference
    • G02B6/03661Optical fibres characterised both by the number of different refractive index layers around the central core segment, i.e. around the innermost high index core layer, and their relative refractive index difference having 4 layers only
    • 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
    • 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
    • G02B6/036Optical fibres with cladding with or without a coating core or cladding comprising multiple layers
    • G02B6/03605Highest refractive index not on central axis
    • G02B6/03611Highest index adjacent to central axis region, e.g. annular core, coaxial ring, centreline depression affecting waveguiding
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/255Splicing of light guides, e.g. by fusion or bonding
    • G02B6/2551Splicing of light guides, e.g. by fusion or bonding using thermal methods, e.g. fusion welding by arc discharge, laser beam, plasma torch

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Lasers (AREA)
  • Mechanical Coupling Of Light Guides (AREA)
  • Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)

Abstract

【課題】スプライス損失を低減させた光ファイバに関する。
【解決手段】光ファイバは、コア領域12とコア12を取り囲む第1クラッド領域14とを有する。第1クラッド領域14は、ファイバの屈折率体積を増加させるようにドープされている。第2クラッド領域16が、第1クラッド領域14を取り囲んでいる。第2クラッド領域16は、ファイバのカットオフ波長を低減し、第1クラッド領域14に起因するファイバのカットオフ波長の増加を相殺するように、ドープされている。外部クラッド層18が、カットオフ低減領域を取り囲んでいる。
【選択図】図1

Description

本発明は、一般に光ファイバの分野における改良に関し、特に低減されたスプライス損失を有する改良された光ファイバおよびその製造方法の有利な態様に関する。
光ファイバ産業には、エルビウム・ドープ・ファイバ(EDF)等のような、新しい型式のファイバを開発するための継続した努力が存在する。しかしながら、これらのファイバが他のファイバ、特に標準シングル・モード・ファイバ(SSMF)のような、異なるモードフィールド半径(MFD)および屈折率プロファイル(RIP)を有するファイバにスプライスされる場合には、所望の性能を維持することは困難であることが証明されている。
EDFのSSMFへのスプライスは、他の種類のファイバがSSMFにスプライスされる場合より、一般的に0.1〜0.2dB高いスプライス損失という結果になる。エルビウム・ドープ・ファイバ増幅器(EDFA)のような装置における、受け入れ可能な低いノイズ・レベルを得るために、低いスプライス損失を維持することは重要である。低いスプライス損失を維持することはまた、全電力変換効率における改良という結果になる。
EDFに対して受け入れ可能な性能を達成することは、広い信号波長範囲に対し低いスプライス損失が必要とされる、光増幅器において特に挑戦的である。例えばEDFAは、1550nmでの利得を産出するために980nmの波長でポンピングされる。この場合低いスプライス損失は、980nm近辺と1550nm近辺の双方で必要とされる。
EDFがSSMFにスプライスされるEDFAでは、モードフィールドの不適合に起因するスプライス損失は、EDFのRIPがSSMFのRIPに接近するので、スプライスに際してEDFの屈折率プロファイル(RIP)を熱的に拡散することにより低減される。この場合2つのファイバは、スプライス点の波長に関してほぼ同じMFDの展開を有する。
米国特許第6,578,387号
しかしながら、受け入れ可能な低いカットオフ波長を維持しながら、SSMFのRIPと所望の程度の同一性を有するEDFのRIPを得るために、熱拡散技術を用いることは困難であることが証明されている。以上に言及したように、EDFAは一般的に980nmの波長でポンピングされる。この状況で、増幅器内のEDFのシングル・モード伝搬を保証するためには、EDFのカットオフ波長は980nm以下のレベルに維持されなければならない。
さらにスプライス損失の問題は、特に大量生産の環境下では、スプライス条件の変動により悪化させられる。これらの変動は、湿度、温度、気圧などのような環境条件と同様に、破損したスプライス電極や電流制御での変動を含む、制御が困難な多数の原因により生じる。現在のファイバのデザインでは、これらの変動はスプライス損失に著しく影響する。
そのような課題およびその他を扱うために、本発明の1つの態様に従う光ファイバは、コア領域とコアを取り囲む体積増加領域を有する。体積増加領域は、ファイバの屈折率体積を増加するようにドープされている。カットオフ低減領域が、体積増加領域を取り囲む。カットオフ低減領域は、ファイバのカットオフ波長を低減し、第1のクラッド領域に起因するファイバのカットオフ波長の増加を相殺するようにドープされている。外部クラッド層が、カットオフ低減領域を取り囲む。本発明の他の態様によれば、体積増加領域がその領域の外部の円周からその内部の円周に向かって増加するように傾斜した、屈折率プロファイルを有するようにドープされている。本発明の他の態様によれば、カットオフ低減領域は、2以上の部分を含んでもよい階段状の屈折率プロファイルを有する。
本発明の他の特徴と利点は、以下の詳細な記述と添付の図面を参照することにより明らかになる。
本発明の一態様に従う光ファイバは、所望のカットオフ波長を維持する一方で、低減されたスプライス損失を示す。以下に詳細に記述するように、そのようなファイバは、そのファイバのモードフィールド直径(MFD)がスプライスに際して拡張された場合に、一般的にテーパー損失を低減する、より良く限定されたモードフィールドを有する。本発明は、標準シングル・モード・ファイバ(SSMF)にスプライスされたエルビウム・ドープ・ファイバEDFに関して記述されるにもかかわらず、本発明の精神から離れることなく他のファイバおよび他のスプライスの組合せについても本発明が用いられてもよい。これらの他のファイバおよび他のスプライスの組合せは、例えば以下を含む:ツリウム(Tm)、イッテルビウム(Yb)、ネオジム(Nd)等の他の微量添加物をドープしたファイバ;高度に非線形のファイバ;拡散補償モジュール(DCM)の製造時に用いられる中間ファイバ。
EDFおよび他の型式のファイバをSSMFにスプライスする困難は、ステップ・インデックス・プロファイル特性の場合を維持する、以下の考察により、理解されることができる。そのようなファイバのカットオフは、コア半径rおよびクラッド指数に対する屈折率の変化Δnに依存する。
カットオフ∝r(Δn)1/2
理想的な場合、スプライス点におけるEDFのΔnおよびrは、SSMFのΔnおよびrと同一である。Δnおよび微量添加物の濃度が比例しており、拡張されるプロファイルが階段状であり、かつSSMFはスプライス後に変化しないと仮定すると、EDFの屈折率体積Δnは以上の仮定により保存されるので、EDFとSSMFのカットオフの間に以下の関係が得られる:
カットオフ(EDF)−カットオフ(SSMF)
このように、従来技術のEDFをSSMFにスプライスする場合に、2つのファイバのモードフィールド直径を適合させるために必要な熱コア拡散は、スプライス領域内のEDFのカットオフをほぼSSMFのカットオフに近似させる。しかしながら、典型的なSSMFのカットオフは1250nmであり、これはある種の用途におけるEDFへの期待値からほど遠い。
図1は、縮尺は正しくないが、本発明の第1の態様による光ファイバ10の断面を示す。図2は、ファイバ10のモデル的な屈折率プロファイル(RIP)20を示す。図1に示されるように、ファイバ10は複数の領域:中央コア領域12、およびコア領域12を同心の層で取り囲む、第1、第2、第3のクラッド領域14、16、18を含む。図2に示されるRIP20は、ファイバ10の屈折率Δnの直径方向の変化を示す。
RIP20において、中央の突起22はファイバのコア領域12に対応する。中央の突起22の左右の2つの傾斜領域24は、第1クラッド層14に対応する。傾斜領域24の左右の2つの溝26は、第2クラッド層16に対応する。溝26の左右の2つの平坦領域28は、第3クラッド層18に対応する。
RIP20において、屈折率Δnの変化は、外側のクラッド層18の屈折率に言及される。こうしてRIP20の左右の2つの平坦領域28に対応する第3クラッド層18は、0.0のΔnを有する。RIP20に示されるように、図1に示されるファイバ10の第1クラッド層14は、ファイバ・モードフィールドの体積を増加させる正のΔnを有し、以下では「体積増加領域」と呼ばれる。RIP20に示されるように、体積増加領域14の屈折率は傾斜している。本発明の一態様によれば、体積増加領域14のΔnはその領域の外側の環境からその領域の内側の環境のより高い値まで、線形に増加する。体積増加領域14の屈折率の形状は、変更することができる。例えばその形状は、MFDがファイバの軸に沿って徐々に拡張される場合、テーパー損失が最少になるように最適化することができる。
第2クラッド層16は、ファイバのカットオフ波長を低減する負のΔnを有し、以下では「カットオフ低減領域」と呼ばれる。以上に議論したように、屈折率体積の増加はファイバのカットオフ波長を増加させがちである。カットオフ低減領域16は、体積増加領域14に起因するファイバのカットオフの増加を相殺する。こうして、この本発明の他の態様によれば、体積増加領域14およびカットオフ低減領域16は、所望のカットオフ波長を維持しながら、ファイバの屈折率体積を増加させるために組み合わせられる。さらに、以下で議論するように、図1に示されるファイバのデザイン10はまた、広範なスプライス条件の元で改善されたスプライス品質を示す。
図3は、図1に示されるファイバのデザイン10を採用した、試作品のファイバのRIP30を示す。RIP30は、ファイバのコア12に対応する中央の突起32、体積増加領域14に対応する1対の傾斜肩34、カットオフ低減領域16に対応する1対の溝36およびファイバ10の外部クラッド18に対応する1対の平坦領域38を含む。
試作品のファイバは、修正された化学気相成長(MCVD)技術を用いて製造された。しかしながら本発明の精神から離れることなく、他の製造技術が用いられうる。これらの他の技術は、気相軸成長法(VAD)、外部気相成長法(OVD)または溶液ドープ法を含む。本発明によるファイバの製造に用いるのに好適なMCVD技術の例は、本発明の出願人に譲渡され、参考としてここに添付された、タンカラの米国特許第6,578,387号に記載されている。MCVDでは、所望の外部クラッド材料で製造された、中空外部チューブが、レーズその他の適宜の装置に回転可能に取り付けられる。中空チューブが回転されるにつれ、チューブの裏面の全長にわたってバーナが前進後退する中を、一連の化学気体がチューブを通って流れるようにされる。これらの化学薬品は、例えば、O、SiCl、GeCl等を含む。トーチにより加えられた熱は、チューブの内部に一連の層となって気体が堆積するようにさせる。各々の層の屈折率は、堆積されるSiOと微量添加物の相互の比率により決定される。成長プロセスが完了すると、チューブはより高い温度、より低い気圧で加熱され、チューブおよび堆積された化学薬品が固体プリフォームになるようにする。プリフォームは引き出し塔に装填され、加熱され引き出されて、光ファイバになる。
この試作品では、カットオフ低減領域16はその領域の屈折率を低減するために、微量添加物としてフッ素(F)を用いて製造された。上記のMCVDプロセスではフッ素は、モル濃度0〜3%のシルセスキオキサンフッ化物(SiO1.5F)の形で導入された。体積増加領域14は、その領域の屈折率を向上させるために、微量添加物としてゲルマニウム(Ge)を用いて製造された。MCVDプロセスではゲルマニウムは、モル濃度0〜15%の酸化ゲルマニウム(GeO)の形で導入された。体積増加領域内の酸化ゲルマニウムのモル濃度は、図3に示される傾斜肩34を形成するために、堆積される層毎に増加された。
試作品のファイバでは、コアは溶液ドープ技術を用いて製造された。この技術によれば、堆積されたスート層を有する部分的に形成されたプリフォームは、MCVDレーズから取り外され、RIP30の中央の突起32を形成するために、コアの微量添加物アルミニウム(Al)、ランタン(La)、およびエルビウム(Er)を含む溶液に浸漬される。次にプリフォームはMCVDレーズに再度装填され、塩素ガスをプリフォーム・チューブに通すことにより乾燥される。最後にプリフォームは、スート層を焼結させ、プリフォームを固体の円筒にするために、引き上げられた温度および低減された気圧で加熱される。
この試作品は例であって、本発明が上記の製造技術および特定の微量添加物に限定されないことを、認識するべきである。本発明の精神から離れることなく、他の微量添加物が用いられてもよい。これらの他の微量添加物は、例えばP、B等を含む。
本発明のこの実施形態では、体積増加領域34がゲルマニウムでドープされていることが理解される。こうして、ファイバ・コア32の隣には、フッ素がない。事前の研究では、フッ素がスプライスの際にテーパー損失を増加させることが判っている。ほとんどのファイバ・モードフィールドが位置している、コア32からフッ素を取り除くことにより、この効果が低減される。
さらなる態様によれば本発明は、ファイバのコアを実質的に変更することなしに、従来技術のファイバのデザインを修正するために用いられる。修正されたファイバは、従来技術のデザインの光特性を実質的に維持する一方で、改善されたスプライス性能を示す。本発明のこの態様によれば従来技術のデザインは、図1に示される体積増加領域14のような、体積増加領域でコアを取り囲むことにより修正される。以上に記述したように、体積増加領域の追加はファイバの屈折率体積を増加する。このファイバのデザインは、図1に示されるカットオフ低減領域16のような、カットオフ低減領域で体積増加領域を取り囲むことによりさらに修正される。以上に記述したようにカットオフ低減領域は、体積増加領域に起因する、ファイバのカットオフ波長の増加を相殺する。同じコアが用いられているので、この修正されたファイバは、改善されたスプライス性能を示す一方で、例えばゲイン曲線、モードフィールド直径等を含む、ある種の所望の特性を維持する。
試作品のファイバは、同じコアを有するが体積増加領域やカットオフ低減領域を含まない、従来のマッチド・クラッドを伴う、制御ファイバとその性能を比較することにより検査された。各々のファイバのスプライス性能が、微量添加物の拡散比率を変更するために、アーク電流が10.0mAから16.0mAまでの範囲で、ファイバをSSMFにスプライスするために、エリクソンFSU995拡散スプライサが用いられる、一連の試験スプライスを実行することにより、検査された。スプライス損失が1550nmで測定され、その結果が時間の関数としてグラフ化された。図4は制御ファイバのスプライス特性を表すグラフ100を示し、図5は試作品のファイバのスプライス特性を表すグラフ200を示す。双方のファイバが、980nm以下のカットオフ波長を有していた。
図4では、制御ファイバで得ることができる最少のスプライス損失量が、ほぼ0.2dBであることが見られる。図5では、試作品のファイバで得ることができる最少のスプライス損失量が、ほぼ0.1dBであることが見られる。さらに図5では、試作品のファイバの熱誘導モードフィールド拡張の比率が、制御ファイバのモードフィールド拡張比率より、顕著に低いことが見られる。このより低いモードフィールド拡張の比率は、7秒にわたる図4に示されるスプライス損失関数と比較して、17秒にわたる図5に示されるスプライス損失関数に反映される。このより低い拡張の比率は、EDFがそれ自身に、または同様のRIPを有する他のファイバにスプライスされる場合のような、モードフィールドの拡張が望ましくない、他のスプライスの組合せの際に重要である。
図4および5に示されるグラフは、本発明の他の態様を表す。これらのグラフに示されるように、本発明に従うファイバは、低減されたスプライス損失を生じることに加えて、スプライス条件の広範な変化の元で適切なスプライスを可能にする、極めて安定なスプライス性能を有する。2つのグラフを比較すると、図5のグラフが最適スプライス時間および電流からの偏差に関して、より大きい許容度を示すことが見られる。EDFAおよび他の光ファイバ装置の生産が小さい工場や研究所から大量生産に特化された会社に移されているので、本発明のこの態様は意義深い。
大量生産の環境では光ファイバ製品は、安定し、信頼性があり、取り扱いやすいことが望ましい。大量生産では、破損したスプライス電極、電流制御における変動および、湿度、温度、気圧等のような環境条件の変動が、常に同一のスプライス条件を維持することを困難にする。
以上に言及したように、波長依存性はまた光ファイバのスプライス特性の評価における、重要なパラメータである。したがって、SSMFへのスプライスに対し、980nmおよび1550nmの双方でスプライス損失が測定される、追加の試験が実施された。図6は制御ファイバに対するこの試験の結果を表すグラフ60を示し、図7は試作品のファイバに対するこの試験の結果を表すグラフ70を示す。これらの試験に際して、スミトモ・タイプ−36の融合スプライサが用いられた。融合時間とアーク・パワー・レベルが変化され、スプライスがなされた後に980nmと1550nmにおける対応する損失が測定された。図7において、試作品のファイバに対して0.2dB以下の値を有する、波長に独立な損失を得ることが可能なことがグラフ70に見られる。しかしながら図6のグラフ60に示されるように、波長に独立な損失は評価用のファイバに対しては0.20dB以上である。
所望の屈折率体積とカットオフ波長は、本発明の以上に記述した態様の変種で達成されることができる。図8は、本発明のさらに別の態様に従う光ファイバ80を示し、図9はファイバ100の屈折率プロファイルを示す。図10、11に示されるように、このファイバは中央コア82と、コアを取り囲む体積増加領域84を含む。本発明のこの態様によれば、体積増加領域84は、内側部86aおよび外側部86bを有するカットオフ低減領域により取り囲まれている。外部クラッド層88が、カットオフ低減領域の外側部86bを取り囲んでいる。図9において、中央突起92がファイバ・コア82に対応し、傾斜肩94が体積増加領域84に対応し、内側の溝領域96aがカットオフ低減領域の内側部86aに対応し、外側の溝部96bがカットオフ低減領域の外側部86bに対応し、外側の平坦領域98が外部クラッド層88に対応する。
内側部86aは濃度のより低い微量添加物を有し、それはスプライスの熱処理に際し、カットオフ低減領域からコアおよび体積増加領域への微量添加物の拡散を最小化する傾向がある。この拡散は、スプライス点における屈折率体積を低減する傾向がある。これはまた、内側部86aがドープされないことを可能にする。内側部86aにおける低い濃度の微量添加物は、例えばカットオフ低減領域がフッ素でドープされている場合に、有用である。微量添加物のフッ素は、光ファイバの他の微量添加物よりも、一般的に急速に拡散する。こうしてフッ素がカットオフ低減領域にドープするのに用いられている場合には、より多くドープされているカットオフ低減領域の外側部86bと体積増加領域84との間のある種の分離を呈するために、これは有用である。
本発明のさらに別の態様によれば、屈折率体積とカットオフ波長の所望の組合せは、増加させたコア直径を適宜のカットオフ低減領域と組み合わせることにより得ることができる。図10は、本発明のこの態様に従う光ファイバ100の断面を示し、図11は図10に示されるファイバ100に対応するRIP110を示す。図10に示されるように、このファイバ100は、ファイバの屈折率体積を増加するために拡大された直径を有する、コア領域102を含む。このファイバの屈折率体積の増加により引き起こされる、カットオフ波長の増加を相殺するためにデザインされた、カットオフ低減領域104が、コア領域102を取り囲んでいる。外部クラッド層が、カットオフ低減領域104を取り囲んでいる。図11は、ファイバ100のRIP110を示す。中央突起112がファイバ・コア102に対応する。溝114はカットオフ低減領域104に対応し、外側の平坦領域116が外部クラッド領域106に対応する。
本発明の他の態様によれば、対応するカットオフ低減領域なしで、体積増加領域が用いられてもよい。本発明のこの態様は、例えば増加されたカットオフ波長が受け入れられる状況で、用いられる。しかしながらそのようなファイバも、改良されたスプライス性能を示す。図1、2に戻るならばそのようなファイバは、領域16を取り除き、外部クラッド層18を体積増加領域14の外周までずっと延長させることにより、製造することができる。領域16を取り除くことは勿論、図2のRIP内の溝26を取り除くことである。
図12は、本発明のさらに別の態様による、改善されたスプライス性能を伴う光ファイバを製造するための方法120のフローチャートを示す。工程122では、以上に議論した、図1に示される体積増加領域14または図8に示される体積増加領域84のような、体積増加領域を組み込んだプリフォームが製造される。本発明の精神から離れることなく、体積増加領域84の屈折率プロファイルの形状が修正される。工程124では、体積増加領域に起因する屈折率体積の増加による、カットオフ波長の増加を相殺するために、カットオフ低減領域が用いられる。このカットオフ低減領域は、図1に示されるカットオフ領域16のような単一部分を含んでもよいし、図8に示される2つのカットオフ低減領域86aおよび86bのような2以上の部分を含んでもよい。工程126では、プリフォームは光ファイバに引き出される。
図13は、改善されたスプライス性能を有する光ファイバを製造するために用いられる、MCVD技術が用いられた本発明のさらに別の態様に従う、方法130のフローチャートを示す。工程132では、外部のチューブがレーズのような回転するアセンブリに装填される。工程134では、化学微量添加物を含む蒸気がそのチューブを通って流される。工程136では、蒸気からの化学薬品の層をチューブの内表面に堆積させるために、熱が加えられる。工程138では、カットオフ低減領域を形成するために、化学薬品が堆積される。以上に議論したように、このカットオフ低減領域は、単一の部分または複数の部分を含んでもよい。工程140では、体積増加領域を形成するために、化学薬品が堆積される。傾斜した体積増加領域が望まれる場合は、その領域が生成されるにつれて微量添加物の濃度が徐々に増加される。
工程142では、化学薬品が中央コア領域を形成するために堆積される。以上に議論したように、この工程は溶液ドープ技術を用いて実行される。本発明の精神から離れることなく、気相成長技術を含む、他のコア領域を形成するために適切な技術を用いることも可能である。工程144では、固体のプリフォームを形成するために、増加した熱および減少させた圧力を印加することにより、チューブが破壊される。工程146では、プリフォームが光ファイバに引き出される。
図14は、本発明のさらに別の態様による方法150のフローチャートを示す。工程152では、増加された屈折率体積を伴うコアを有する、プリフォームが製造される。工程154では、屈折率体積の増加に起因するカットオフ波長の増加を相殺するために、カットオフ低減領域が用いられる。工程156では、プリフォームは光ファイバに引き出される。
以上の記述は、当業者が本発明を実施することを可能にする詳細を含んでいるが、その記述は事実上例であって、これらの教示の利点を得た当業者には、多くのそれらの修正と変形が自明であることが認識されるべきである。したがって、この発明はここに添付された請求項のみにより定義され、その請求項は従来技術により許される限り広く解釈されることが意図されている。
本発明の第1の態様による、光ファイバの断面図である。 図1に示されるファイバの、理論的な屈折率プロファイルの図である。 図1に示されるファイバの、試作品の屈折率プロファイルの図である。 図5とともに、試作品のファイバと制御ファイバとのスプライス特性を比較する図である。 図4とともに、試作品のファイバと制御ファイバとのスプライス特性を比較する図である。 図7とともに、試作品のファイバと制御ファイバとの、1550nmおよび980nmにおけるスプライス特性を比較する図である。 図6とともに、試作品のファイバと制御ファイバとの、1550nmおよび980nmにおけるスプライス特性を比較する図である。 本発明の他の態様による、光ファイバの断面図である。 図8に示されるファイバの、屈折率プロファイルの図である。 本発明の他の態様による、光ファイバの断面図である。 図10に示されるファイバの、屈折率プロファイルの図である。 改良された接続性能を有する光ファイバの製造のための、本発明の他の態様による方法を示す図である。 改良された接続性能を有する光ファイバの製造のための、本発明の他の態様による方法を示す図である。 改良された接続性能を有する光ファイバの製造のための、本発明の他の態様による方法を示す図である。

Claims (10)

  1. コア領域と前記コアを取り囲む複数の領域を含む型式の改良された光ファイバにおいて、
    前記コア領域を取り囲む体積増加領域であって、前記ファイバの屈折率体積を増加するためにドープされている前記体積増加領域と、
    前記体積増加領域を取り囲むカットオフ低減領域であって、前記ファイバのカットオフ波長を低減するためにドープされ、前記体積増加領域に起因する前記ファイバのカットオフ波長の増加を相殺するカットオフ低減領域と、
    前記カットオフ低減領域を取り囲む外部クラッド層と、を含む改良。
  2. 前記体積増加領域が、その外部の円周からその内部の円周に向かって上向きに傾斜した屈折率プロファイルを有する、請求項1に記載のファイバ。
  3. 前記カットオフ低減領域が、階段状の屈折率プロファイルを有する、請求項1に記載のファイバ。
  4. 前記カットオフ低減領域が、異なる屈折率を有する内側部分と外側部分を有する、請求項3に記載のファイバ。
  5. 前記カットオフ低減領域の前記外側部分が、前記内側部分より多くドープされている、請求項4に記載のファイバ。
  6. 前記体積増加クラッド領域がゲルマニウムでドープされ、前記カットオフ低減領域がフッ素でドープされている、請求項1に記載のファイバ。
  7. コア領域と取り囲む領域が形成された型式の光ファイバを製造する、改良された方法において、
    前記コア領域を、体積増加領域で取り囲み、
    前記ファイバのカットオフ波長を低減するためにドープされ、前記体積増加領域に起因するファイバのカットオフ波長の増加を相殺するカットオフ低減領域で、前記体積増加領域を取り囲み、
    前記カットオフ低減領域を外部クラッド領域で取り囲む、ことを含む改良。
  8. 前記コア領域を体積増加領域で取り囲む前記工程が、その外部の円周からその内部の円周に向かって上向きに傾斜した屈折率プロファイルを有するように、前記体積増加領域をドープすることを含む、請求項7に記載の方法。
  9. 前記体積増加領域をカットオフ低減領域で取り囲む前記工程が、階段状の屈折率プロファイルを有するように前記カットオフ低減領域をドープすることを含む、請求項8に記載の方法。
  10. 前記体積増加領域をカットオフ低減領域で取り囲む前記工程が、異なる屈折率を有する内側部分と外側部分を有するように、前記カットオフ低減領域をドープすることを含む、請求項9に記載の方法。
JP2005182916A 2004-06-23 2005-06-23 低減したスプライス損失を有する光ファイバおよびその製造方法 Active JP4247997B2 (ja)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US10/874,648 US7221838B2 (en) 2004-06-23 2004-06-23 Optical fibers with reduced splice loss and methods for making same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2006018265A true JP2006018265A (ja) 2006-01-19
JP4247997B2 JP4247997B2 (ja) 2009-04-02

Family

ID=34937328

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005182916A Active JP4247997B2 (ja) 2004-06-23 2005-06-23 低減したスプライス損失を有する光ファイバおよびその製造方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US7221838B2 (ja)
EP (1) EP1610161B1 (ja)
JP (1) JP4247997B2 (ja)
CN (1) CN1721895B (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010108999A (ja) * 2008-10-28 2010-05-13 Fujikura Ltd 光ファイバ及び光ファイバ増幅器
JP2011107672A (ja) * 2009-11-18 2011-06-02 Sehf-Korea Co Ltd 低曲げ損失光ファイバ
KR20140086831A (ko) * 2012-12-28 2014-07-08 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 광섬유 및 광섬유용 실리카 유리 모재
JP2015127290A (ja) * 2013-11-28 2015-07-09 信越化学工業株式会社 光ファイバ用シリカガラス母材の製造方法

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090041415A1 (en) * 2006-04-05 2009-02-12 Nippon Telegraph And Telephone Corporation Double-core optical fiber
US8107784B2 (en) * 2007-06-15 2012-01-31 Ofs Fitel, Llc Reduced bend sensitivity and catastrophic bend loss in single mode optical fibers and method of making same
CN101373237B (zh) * 2007-08-22 2010-05-26 富通集团有限公司 一种优化色散特性的单模光纤
US7773848B2 (en) * 2008-07-30 2010-08-10 Corning Incorporated Low bend loss single mode optical fiber
US7676129B1 (en) 2008-11-18 2010-03-09 Corning Incorporated Bend-insensitive fiber with two-segment core
US8081854B2 (en) 2008-12-19 2011-12-20 Sehf-Korea Co., Ltd. Low bend loss optical fiber
EP2441139B1 (de) * 2009-06-12 2018-08-29 J-Fiber GmbH Lichtleitfaser enthaltend einen dotierten glasfaserkern und ein den glasfaserkern umgebendes cladding
EP2495589A1 (en) * 2011-03-04 2012-09-05 Draka Comteq B.V. Rare earth doped amplifying optical fiber for compact devices and method of manufacturing thereof
US9093815B2 (en) 2012-08-29 2015-07-28 Ofs Fitel, Llc Optical fiber amplifier including rare-earth-doped cladding region
JP6321589B2 (ja) 2015-07-17 2018-05-09 株式会社フジクラ 光ファイバ
US20180292604A1 (en) * 2017-04-11 2018-10-11 Ofs Fitel, Llc Bend-insensitive single-mode optical fiber for fused biconical taper fiber optic coupler
US10962708B2 (en) 2017-12-21 2021-03-30 Draka Comteq France Bending-loss insensitive single mode fibre, with a shallow trench, and corresponding optical system
EP4220285A1 (en) * 2018-01-26 2023-08-02 Ciena Corporation Silicon-based modulator with optimized doping profiles and different transition zone thicknesses
CN110903029A (zh) * 2019-10-16 2020-03-24 江苏法尔胜光通信科技有限公司 一种掺镱有源光纤及其制备方法
CN111221073B (zh) * 2019-12-24 2022-07-22 中天科技精密材料有限公司 一种抗弯多模光纤
CN115490419B (zh) * 2022-09-30 2023-10-17 中天科技光纤有限公司 光纤及其制备方法

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4636033A (en) 1984-05-14 1987-01-13 At&T Bell Laboratories Optical fiber splice and methods of making
US4852968A (en) 1986-08-08 1989-08-01 American Telephone And Telegraph Company, At&T Bell Laboratories Optical fiber comprising a refractive index trench
US4971418A (en) 1989-08-31 1990-11-20 At&T Bell Laboratories Apparatus and method for making low-loss permanent optical fiber splices
DE69919706T2 (de) * 1998-06-18 2005-09-01 Universal Propulsion Co., Inc., Phoenix Gurtsystem mit aufblasbarem abschnitt innerhalb eines aussenabschnittes eines gurtes sowie verfahren zur insassensicherung
WO2002027367A1 (en) 2000-09-27 2002-04-04 Sterlite Optical Technologies Ltd. Dispersion optimized fiber with low dispersion and optical loss
US6603914B2 (en) 2001-02-07 2003-08-05 Fitel Usa Corp. Dispersion compensating fiber with reduced splice loss and methods for making same
US6565269B2 (en) 2001-02-07 2003-05-20 Fitel Usa Corp. Systems and methods for low-loss splicing of optical fibers having a high concentration of fluorine to other types of optical fiber
JP4617587B2 (ja) 2001-03-22 2011-01-26 住友電気工業株式会社 光ファイバ伝送路
WO2002097496A1 (en) * 2001-05-29 2002-12-05 3M Innovative Properties Company Optical fiber fusion splice having a controlled mode field diameter expansion match
US6690868B2 (en) * 2001-05-30 2004-02-10 3M Innovative Properties Company Optical waveguide article including a fluorine-containing zone
US7043125B2 (en) 2001-07-30 2006-05-09 Corning Incorporated Optical waveguide fiber for local access
US6771865B2 (en) * 2002-03-20 2004-08-03 Corning Incorporated Low bend loss optical fiber and components made therefrom
KR100419418B1 (ko) * 2002-04-03 2004-02-21 삼성전자주식회사 분산 제어 광섬유
US6767144B2 (en) 2002-07-03 2004-07-27 Fitel Usa Corp. Systems and methods for reducing splice loss in optical fibers

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010108999A (ja) * 2008-10-28 2010-05-13 Fujikura Ltd 光ファイバ及び光ファイバ増幅器
JP2011107672A (ja) * 2009-11-18 2011-06-02 Sehf-Korea Co Ltd 低曲げ損失光ファイバ
KR20140086831A (ko) * 2012-12-28 2014-07-08 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 광섬유 및 광섬유용 실리카 유리 모재
JP2014142613A (ja) * 2012-12-28 2014-08-07 Shin Etsu Chem Co Ltd 光ファイバおよび光ファイバ用シリカガラス母材
KR102126089B1 (ko) * 2012-12-28 2020-06-23 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 광섬유 및 광섬유용 실리카 유리 모재
JP2015127290A (ja) * 2013-11-28 2015-07-09 信越化学工業株式会社 光ファイバ用シリカガラス母材の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN1721895B (zh) 2010-06-16
US20050286848A1 (en) 2005-12-29
JP4247997B2 (ja) 2009-04-02
EP1610161A1 (en) 2005-12-28
US7221838B2 (en) 2007-05-22
CN1721895A (zh) 2006-01-18
EP1610161B1 (en) 2008-03-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4247997B2 (ja) 低減したスプライス損失を有する光ファイバおよびその製造方法
US9151889B2 (en) Rare earth doped and large effective area optical fibers for fiber lasers and amplifiers
US7526166B2 (en) High numerical aperture fiber
US8660396B2 (en) Multi-cladding optical fiber, optical fiber module, fiber laser, and fiber amplifier
US7203407B2 (en) Rare earth doped single polarization double clad optical fiber and a method for making such fiber
US9014523B2 (en) Large mode field active optical fiber and manufacture method thereof
US8731358B2 (en) Multi-cladding fiber
JP5612654B2 (ja) ファイバ・レーザおよびファイバ増幅器用の希土類がドープされ有効区域が大きい光ファイバ
JP2007536580A5 (ja)
US7280728B2 (en) Rare earth doped single polarization double clad optical fiber with plurality of air holes
Lin et al. Fabrication and laser performance of cladding uniform core tapered fiber
Laperle et al. Yb-doped LMA triple-clad fiber laser
Kumar et al. Co-axial dual-core resonant leaky fibre for optical amplifiers
US8116607B2 (en) Rare-earth doped optical fiber, method of producing the same, and fiber laser
Cheng et al. Design and fabrication of all-solid anti-resonant silicate fibers for Yb ASE suppression in Er/Yb fiber amplifier
JP6038484B2 (ja) Yb添加光ファイバ
Gu et al. M-type refractive index profile erbium-doped fiber for high-efficiency multicore EDFA
Le Goffic et al. Fabrication of vapor phase large core Yb doped preform with precise index control for the development of VLMA active fibers

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20051014

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20051014

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20080827

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20081127

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20081217

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20090109

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120123

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4247997

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120123

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130123

Year of fee payment: 4

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140123

Year of fee payment: 5

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250