JP2009216721A - Optical fiber, fusion bonding method for it and connector for optical fiber - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は光ファイバ、並びに前記光ファイバと石英系光ファイバとの融着接続方法に関する。 The present invention relates to an optical fiber and a fusion splicing method between the optical fiber and a silica-based optical fiber.
非線形性が大きく、空孔を有する光ファイバとして、単一ガラスでBi2O3を主成分とする光ファイバが提案されている(特許文献1参照)。 As an optical fiber having a large nonlinearity and having a hole, an optical fiber composed mainly of Bi 2 O 3 with a single glass has been proposed (see Patent Document 1).
しかしながら、前記光ファイバと石英系光ファイバとを融着接続する際、融着強度を持たせようとすると、空孔が潰れて変形しやすい。前記光ファイバでは、空孔がクラッドとして作用するため、石英系光ファイバとの接続端面において導波構造が消失し、著しい損失の増大に繋がる。また、導波構造が消失しないような融着を行おうとすると、融着強度が低い、更には融着そのものができないという問題があった。 However, when fusion-bonding the optical fiber and the silica-based optical fiber, if the fusion strength is given, the holes are crushed and easily deformed. In the optical fiber, since the air holes act as cladding, the waveguide structure disappears at the connection end face with the quartz optical fiber, leading to a significant increase in loss. In addition, there is a problem that if the fusion is performed such that the waveguide structure does not disappear, the fusion strength is low, and further, the fusion itself cannot be performed.
本発明は、このような問題を解決できる光ファイバ及びその融着方法の提供を目的とする。 An object of this invention is to provide the optical fiber which can solve such a problem, and its fusion | fusion method.
上記目的のために、本発明は、中空部を備える中空ガラスファイバと、前記中空部の中心軸上に中心軸部分及びそれと同心状の周囲部分を有する光伝送部と、前記光伝送部の外周面の複数箇所から放射状に延びて前記中空ガラスファイバの内周面に達する板状の支持部とを一体に形成してなり、かつ、前記光伝送部の中心軸部分の波長1550nmにおける屈折率(n1)が、その周囲部分の波長1550nmにおける屈折率(n2)よりも大きいことを特徴とする光ファイバを提供する。 To achieve the above object, the present invention provides a hollow glass fiber having a hollow portion, an optical transmission portion having a central axis portion and a concentric peripheral portion on the central axis of the hollow portion, and an outer periphery of the optical transmission portion. A plate-like support portion extending radially from a plurality of locations on the surface and reaching the inner peripheral surface of the hollow glass fiber is integrally formed, and the refractive index at a wavelength of 1550 nm of the central axis portion of the optical transmission portion ( Provided is an optical fiber characterized in that n 1 ) is larger than the refractive index (n 2 ) at a wavelength of 1550 nm in the surrounding portion.
また、中空ガラスファイバ、光伝送部及び支持部がガラス転移点500℃以下のガラスで一体に形成されてなる前記光ファイバの端面と、石英系光ファイバの端面とを突き合わせ、前記石英系光ファイバの端面の近傍を加熱して両光ファイバ同士を融着させるとともに、前記光ファイバの中空部を、融着接続された端面に近づくにつれ次第に狭窄して当該端面において消失させることを特徴とする光ファイバの融着接続方法を提供する。 Further, the end face of the optical fiber in which the hollow glass fiber, the optical transmission part and the support part are integrally formed of glass having a glass transition point of 500 ° C. or less and the end face of the silica type optical fiber are brought into contact with each other, and the silica type optical fiber The vicinity of the end face of the optical fiber is heated to fuse the two optical fibers together, and the hollow portion of the optical fiber is gradually narrowed as it approaches the end face to which the fusion splicing is performed, and the light is lost at the end face. A method for splicing fibers is provided.
また、中空ガラスファイバ、光伝送部及び支持部がガラス転移点500℃以下のガラスで一体に形成されてなる前記光ファイバの一方または両方の端面と、石英系光ファイバの端面とが融着接続されている光ファイバの接続体であって、前記光ファイバの中空部が融着接続された端面に近づくにつれ次第に狭窄して当該端面において消失しており、かつ、両光ファイバの融着接続された端面での波長1550nmにおけるモードフィールド径の差が、絶対値で2.0μm以下であることを特徴とする光ファイバの接続体を提供する。 In addition, one or both end faces of the optical fiber in which the hollow glass fiber, the optical transmission part, and the support part are integrally formed of glass having a glass transition point of 500 ° C. or less and the end face of the silica-based optical fiber are fusion-bonded. An optical fiber connecting body, wherein the hollow portion of the optical fiber is gradually narrowed and disappears at the end face as it approaches the end face where the fusion splicing is performed, and the two optical fibers are fusion spliced. A difference in mode field diameter at a wavelength of 1550 nm on the end face is 2.0 μm or less in absolute value.
本発明によれば、非線形性が大きく、かつ、石英系ガラスファイバと融着接続した際の接続損失の小さな光ファイバが得られる。 According to the present invention, it is possible to obtain an optical fiber having a large non-linearity and a small connection loss when fusion-bonded to a silica glass fiber.
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は本発明の光ファイバの一例を示す図であり、中心軸と直交する断面を模式的に示す図である。図示される光ファイバ1は、その中心部に軸方向(紙面に垂直の方向)に延びる中空部2を有する中空ガラスファイバ3と、中空部2の内部で光ファイバ1の中心軸に沿って延びる線状の光伝送部4とが同心状に配置されている。また、光伝送部4と中空部2とは、光伝送部4の外周面の複数箇所(図の例は6箇所)から等間隔で放射状に延びて中空部2の内周面に達する支持部5(板状ガラス)により連結されている。支持部5は、軸方向に延びる板状部材であり、光伝送部4を光ファイバ1の中心に保持する。
FIG. 1 is a view showing an example of the optical fiber of the present invention, and is a view schematically showing a cross section orthogonal to the central axis. The illustrated
尚、支持部5の厚みは、好ましくは0.05〜1.5μmである。厚みが0.05μm未満では光ファイバ1を切断したときに支持部5が破損し、光伝送部4を保持できなくなるおそれがある。より好ましくは、0.1μm以上である。一方、厚みが1.5μm超では光伝送部4から支持部5への光の漏れが大きくなって光の閉じ込めが不十分になるおそれがある。より好ましくは、0.5μm以下である。
In addition, the thickness of the
また、中空部2は、支持部5により等分に区画されるが、その区画数は3個以上であることが好ましい。2個では、石英系光ファイバとの融着接続の際に中空部2の潰れを防ぐ効果に乏しく、また、光ファイバ1は所謂エアクラッド型構造であるため、光の閉じ込めが不十分になるおそれがある。尚、区画数の上限は、板状の支持部5からの光の漏れを小さくする、または加工性を良くするために、好ましくは12個以下、より好ましくは9個以下である。
Moreover, although the
上記の中空ガラスファイバ3、光伝送部4、支持部5は連続した一部材であり、好ましくは、酸化物基準のモル%表示で、Bi2O3:40〜75%、B2O3:12〜45%、Ga2O3:1〜20%、In2O3:1〜20%、ZnO:0〜20%、BaO:0〜15%、SiO2+Al2O3+GeO2:0〜15%、MgO+CaO+SrO:0〜15%、SnO2+TeO2+TiO2+ZrO2+Ta2O5+Y2O3+WO3:0〜10%、CeO2:0〜5%、から本質的になり、Ga2O3+In2O3+ZnOが5%以上であるガラスで形成される。より好ましくは、Bi2O3:49〜67%、B2O3:13〜30%、Ga2O3:5〜13%、In2O3:0.5〜8%、ZnO:2〜8%、BaO:0〜6%、CeO2:0.1〜1%である。
The above
更に、光ファイバ1において、光伝送部4は、その中心に中心軸部分6を有する。中心軸部分6の直径(dc)は通常0.2〜10μmであり、好ましくは0.5〜4μmである。中心軸部分6は、光伝送部4の他の部分(周囲部分)よりも波長1550nmにおける屈折率が高く、光が伝播する。好ましくは、中心軸部分6の波長1550nmにおける屈折率をn1とし、周囲部分の波長1550nmにおける屈折率をn2とするとき、次式の関係が成り立っていることが好ましい。
0.0005≦(n1−n2)/n1≦0.2
Furthermore, in the
0.0005 ≦ (n 1 −n 2 ) / n 1 ≦ 0.2
中心軸部分6は、上記ガラス組成の範囲内にあり、かつ、Bi2O3量が56%以上で周囲部分のBi2O3量よりも1%以上多く、(B2O3+Ga2O3)量が周囲部分の(B2O3+Ga2O3)量よりも1%以上少なくする。
The
また、光伝送部4において、周囲部分を多層構造にすることもできる。その際、光の漏洩を防ぐために、1550nmにおける屈折率が中心軸部分6が最大になるようにすることが必要である。
Further, in the
尚、図2に拡大して示すように、実際には中空部2の断面は、光伝送部4の外周面と支持部5との接続部には曲面が形成されており、中空部3の外周面も隣接する支持部5,5の中間点を頂点に外方に広がっている。そして、本発明では、中空部2に内接する円(C1)の直径(d)を0.2〜10μmとすることが好ましく、より好ましくは0.5〜4μmとする。また、中空部2に外接する円(C2)の直径(d’)は、(1+21/2)d以上であることが好ましい。(1+21/2)d未満では光の閉じ込めが不十分になり伝播損失が大きくなるおそれがある。より好ましくは3d以上、特に好ましくは4d以上である。
In addition, as shown in an enlarged view in FIG. 2, the cross section of the
光ファイバ1の外径(D)は、16d以下であることが好ましい。16d超では、光ファイバ1の強度が低下する、中空部2に異物が混入し易くなる、光ファイバ1を切断しようとしたときに支持部5を破壊するおそれがある、後述する融着の際に空孔漸減部12において支持部5が光伝送部4を支持できず、軸ずれを起こすために接続損失の増大に繋がる、等の問題の発生が懸念される。より好ましくは、12d以下である。
The outer diameter (D) of the
次に、本発明の光ファイバの接続方法について説明する。 Next, the optical fiber connection method of the present invention will be described.
図3は接続状態の一例を中心軸に沿って模式的に示す図であるが、上記の光ファイバ1と、ITU−T勧告G.652で標準化された石英光ファイバ(SMF)8とを接続した状態を示している。
FIG. 3 is a diagram schematically showing an example of the connection state along the central axis. The
接続に際し、先ず、光ファイバ1及び石英系ガラスファイバ8の融着されるべき端面同士を所定間隔で対向配置し、光ファイバ1の中心軸部分6と石英系光ファイバ8のコア10との軸合わせを行い、調芯する。ここで、前記端面は平らであることが好ましく、それにより光ファイバ1と石英系ガラスファイバ8とが端面全面にわたって互いに接触するようにできる。また、前記端面と各ファイバ1,8の軸のなす角度(θ)は90°であってもよいが、90°未満であることが好ましい場合がある。例えば、θが90°では、両端面が融着された面(接続面)で反射して帰還する光がレーザーの発振を不安定にする、スプリアスを増大する、等の不具合が生じるおそれがある。このような場合、θは65〜87°であることが好ましい。
When connecting, first, end faces to be fused of the
調芯後、両端面を突き合わせ、石英系ガラスファイバ8を加熱する。加熱は、石英系ガラスファイバ8の端面から典型的には100μm以上離れた部分に対して行うことが好ましい。このような加熱により、石英ガラスファイバ8からの熱が光ファイバ1に徐々に伝わり、両端面同士が融着する。その際、光ファイバ1においては、中空部2が表面張力により徐々に潰れ、図示のように融着端面に近づくにつれ次第に狭窄し、更に融着端面もしくはその極く近傍で消失する。尚、以降の説明では、中空部2がこのように狭窄、消失する領域を空孔漸減部12と呼ぶ。この空孔漸減部12のファイバ軸方向における長さは、50μm以上であることが好ましい。50μm以下では、急激なモードフィールド径の変化により、空孔漸減部12で光が漏れ、接続損失が増大するおそれがある。さらに好ましくは、100μm以上である。
After alignment, both end faces are butted together and the
上記加熱を100μm以下の端面のより近い位置で行うと、空孔漸減部12が形成されない、または空孔漸減部12の長さが十分にとれない、光ファイバ1の端面において顕著な軟化流動または揮散が起り突き合わされた端面同士を融着できなくなる、等のおそれがある。より好ましくは、200μm以上離れた位置で加熱する。但し、1000μm以上離れた位置で加熱すると、融着強度が低下するおそれがあり、好ましくは800μm以下の位置で加熱する。
When the heating is performed at a position closer to the end face of 100 μm or less, the pore gradually decreasing
加熱方法は、特に規定は無く、石英系光ファイバ8を挟んで対向配置した電極間に発生させた放電による加熱を用いてもよいし、レーザーによる加熱、水素バーナによる加熱、ヒータの抵抗による加熱等を用いてもよい。また、空孔漸減部12の形状や長さを制御したい場合には、加熱部を移動させてもよい。
The heating method is not particularly specified, and heating by discharge generated between electrodes arranged opposite to each other with the quartz
同図に、融着状態における光ファイバ1及び石英系光ファイバ8の各位置でのモードフィールド径を示すが、光ファイバ1のモードフィールド径が、空孔漸減部12において石英系光ファイバ8との融着端面に向かうにつれて徐々に拡大している。また、融着面において、空孔が消失し、融着損失を小さくするために、光ファイバ1の接続端面での波長1550nmにおけるモードフィールド径(MFDout)と、石英系光ファイバ8の波長1550nmにおけるモードフィールド径(MFDSMF)との間に、
|MFDout−MFDSMF|≦2.0μm
の関係が成り立つことが好ましい。この両モードフィールド径の差は、さらに好ましくは1.0μm以下である。
The figure shows the mode field diameter at each position of the
| MFD out −MFD SMF | ≦ 2.0μm
It is preferable that this relationship is established. The difference between the two mode field diameters is more preferably 1.0 μm or less.
また、|MFDout−MFDSMF|≦2.0μmとすることが困難な場合、図4に示すように、光ファイバ1と石英系光ファイバ8との間に、MFDSMFよりもMFDoutに近い波長1550nmにおけるモードフィール径(MDFSi)を有する第2の石英系ファイバ13を選択し、光ファイバ1と石英系光ファイバ8との間に介在させ、光ファイバ1と第2の石英系光ファイバ13とを上記と同様にして融着接続し、更に、第2の石英系光ファイバ13と石英系光ファイバ8とを、いわゆるTEC(Termal Expansion Core)融着により接続する。尚、図中の符号14は、第2の石英系光ファイバ13のコアである。この場合も、接続損失を小さくするためには、
|MFDout−MFDSi|≦2.0μm
となることが好ましい。この両モードフィールド径の差は、さらに好ましくは1.0μm以下である。
If it is difficult to set | MFD out −MFD SMF | ≦ 2.0 μm, the distance between the
| MFD out −MFD Si | ≦ 2.0 μm
It is preferable that The difference between the two mode field diameters is more preferably 1.0 μm or less.
MFDoutは空孔漸減部12が十分に長ければ、n1とn2との屈折率差と、光ファイバ1の中心軸部分6の直径(dc)により決定される。従って、光ファイバ1の中心軸部分の直径(dc)は、上記で規定した範囲内で、かつ、空孔漸減部12により拡大されたMFDoutが前記条件を満たすように、適切に設計されることが好ましい。また、n1も空孔漸減部12により拡大されたMFDoutが前記条件を満たすように、適切に設計されることが好ましい。
MFD out is determined by the difference in refractive index between n 1 and n 2 and the diameter (d c ) of the
本発明はまた、このように融着接続された光ファイバ1と石英系光ファイバ8との接続体、もしくは更に第2の石英系光ファイバ13を介在させた接続体をも包含する。
The present invention also includes a connection body of the
(原料調製)
表1のBi2O3からCeO2までの欄にモル%表示で示す組成となるように原料を調合、混合して250gの調合原料1〜4を作製した。この調合原料を白金ルツボに入れ大気雰囲気中で1000℃に2時間保持して溶解し、得られた溶融ガラスを板状に流し出し、引続き370℃に4時間保持後常温まで冷却する徐冷を行った。そして、得られたガラスから厚み1mm、大きさ20mm×20mmのガラス板を作製し、その両面を鏡面研磨して得られたサンプル板について、波長1550nmの光に対する屈折率nをメトリコン社製モデル2010プリズムカプラを用いて測定した。測定結果を表1に示す。
(Raw material preparation)
The raw materials were prepared and mixed so as to have a composition represented by mol% in the columns from Bi 2 O 3 to CeO 2 in Table 1 to prepare 250 g of prepared
(実施例1)
調合原料2を用い、先に述べたと同様にして得られた溶融ガラスを、内径が10mm、高さが180mmであるSUS310S製の茶筒状モールド(底面を有する円筒状モールド)に流し出し、徐冷してガラス棒Aを得た。このガラス棒Aを418℃でリドロー、すなわち加熱延伸し、直径4.5mmのガラスロッドAを得た。
Example 1
Using the mixed
また、調合原料1を用い、同様にして得られた溶融ガラスを、内径が28mm、高さが120mmであるSUS310S製の茶筒状モールド(底面を有する円筒状モールド)に流し出し、徐冷してガラス棒Bを得た。このガラス棒Bの中心に、プロソニック社製超音波加工機USM−3CNCを用いて内径8mmの貫通孔を形成してガラス管Aを得た。
Also, using the blended
次に、ガラス管Aの一端を封じ、その封止部を下にして、ガラスロッドAを入れ、ガラスロッドAとガラス管Aとの間の空間を−60kPaで減圧しながら444℃に加熱してガラスロッドAとガラス管Aとを同時にリドローし、直径14.5mmの2層ガラスロッドAを得た。この時、ガラスロッドAの直径は2.5mmであった。 Next, one end of the glass tube A is sealed, the sealing part is turned down, the glass rod A is inserted, and the space between the glass rod A and the glass tube A is heated to 444 ° C. while reducing the pressure at −60 kPa. The glass rod A and the glass tube A were simultaneously redrawn to obtain a two-layer glass rod A having a diameter of 14.5 mm. At this time, the diameter of the glass rod A was 2.5 mm.
次いで、2層ガラスロッドAに前記超音波加工機を用いて内径2.5mmの貫通孔6個を形成した。なお、これら6個の貫通孔の中心軸は2層ガラスロッドAの中心軸から3.5mm離れ、また隣り合う孔同士の間隔が1mmとなるようにした。そして、貫通孔が形成された2層ガラスロッドAを425℃でリドローし、直径3.5mmの2層ガラスロッドBを得た。 Next, six through holes having an inner diameter of 2.5 mm were formed in the double-layer glass rod A using the ultrasonic machine. The center axis of these six through holes was 3.5 mm away from the center axis of the double-layer glass rod A, and the distance between adjacent holes was 1 mm. And the double-layer glass rod A in which the through-hole was formed was redrawn at 425 degreeC, and the double-layer glass rod B with a diameter of 3.5 mm was obtained.
また、調合原料1を用い、外径が15mm、高さが130mmであるガラス棒Bを2本作製し、ガラス棒Bの中心に前記超音波加工機を用いて直径が4mmの貫通孔をあけたガラス管B、直径6mmの貫通孔をあけたガラス管Cを作製した。
In addition, two glass rods B having an outer diameter of 15 mm and a height of 130 mm are prepared using the blended
次に、2層ガラスロッドBの一端を封じ、その封止部を下にしてガラス管Bの中に入れ、その後でガラス管Bの下端を封じた。そして、2層ガラスロッドBとガラス管Bとの間の空間を−60kPaで減圧し、2層ガラスロッドBの貫通孔を30〜40kPaで加圧して膨張させるようにしながら425℃に加熱して2層ガラスロッドBとガラス管Bとを同時にリドローし、直径4.7mmの1次プリフォームを得た。 Next, one end of the two-layer glass rod B was sealed, put in the glass tube B with the sealing portion down, and then the lower end of the glass tube B was sealed. Then, the space between the two-layer glass rod B and the glass tube B is depressurized at −60 kPa, and the through hole of the two-layer glass rod B is heated to 425 ° C. while being pressurized and expanded at 30 to 40 kPa. The two-layer glass rod B and the glass tube B were simultaneously redrawn to obtain a primary preform having a diameter of 4.7 mm.
ここで、貫通孔を加圧して膨張させるとは、以下のようなことを意味している。即ち、一次プリフォームの断面には加熱延伸された2層ガラスロッドBの外周の痕跡が認められるが、その外周痕跡の直径と加熱延伸される前の2層ガラスロッドBの直径の比を二乗した値、すなわち面積縮尺率αは1未満であるのに対し、一次プリフォームの貫通孔の中心軸と直交する断面面積の縮尺率をαで除して得られる値βが1よりも大きいことをいう。上記の一次プリフォームでは、βは3.9であった。 Here, pressurizing and expanding the through-holes means the following. That is, although the trace of the outer periphery of the heat-stretched double-layer glass rod B is observed in the cross section of the primary preform, the ratio of the diameter of the peripheral trace and the diameter of the double-layer glass rod B before being heat-stretched is squared. The value β obtained by dividing the scale ratio of the cross-sectional area perpendicular to the central axis of the through hole of the primary preform by α is larger than 1, whereas the area scale ratio α is less than 1. Say. In the above primary preform, β was 3.9.
この1次プリフォームの一端を封じ、その封止部を下にしてガラス管Cの中に入れ、その後ガラス管Cの下端を封じた。そして、1次プリフォームとガラス管Cとの間の空間を−60kPaで減圧し、1次プリフォームの貫通孔を30〜40kPaで加圧して膨張させるようにしながら425℃に加熱して一次プリフォームとガラス管Cとを同時にリドローし、直径5mmのプリフォームを得た。なお、このときのβは11.7であった。 One end of this primary preform was sealed, put into the glass tube C with the sealing portion down, and then the lower end of the glass tube C was sealed. Then, the space between the primary preform and the glass tube C is depressurized at −60 kPa, and the primary preform is heated to 425 ° C. while being expanded by pressurizing the through holes of the primary preform at 30 to 40 kPa. The reforming and the glass tube C were simultaneously redrawn to obtain a preform having a diameter of 5 mm. In this case, β was 11.7.
そして、プリフォームを、貫通孔を5kPaで加圧しながら線引き温度425℃、線引き速度6mm/minの条件で線引きし、中心軸部分の直径dcが1.6μm、内接円C1の直径dが2.8μm、外接円の直径d’が17.3μm、MFDが1.9μm、ファイバ径が125μm、支持部の厚みが0.25μmである光ファイバを得た。
Then, the preform was drawn under the conditions of a drawing temperature of 425 ° C. and a drawing speed of 6 mm / min while pressurizing the through hole at 5 kPa, and the diameter d c of the central axis portion was 1.6 μm and the diameter d of the inscribed
本光ファイバの波長1550nmの光に対する群速度分散GVDを、Agilent社製81910Aを用いてホモダイン干渉法により測定したところ−10±20ps/nm/kmであった。また、4光波混合により次のようにしてγを測定した。すなわち、長さが1mである光ファイバを用意し、波長が1550nmである光をポンプ光とし、1549.5nm、1549nm、1548.5nmと0.5nm刻みでポンプ光波長から離れた波長を有する信号光をカプラを通して同時に光ファイバ2に入射し、その出力を光スペクトラムアナライザで観察し、この時のアイドラー光と信号光の比rを計測した。このようにして得られたrと(1)式とからγを算出したところ、700±90W−1km−1であった。なお、(1)式におけるPは光ファイバ中を通る平均のポンプパワー、zは光ファイバの長さである。
r=(γ×P×z)2 (1)
The group velocity dispersion GVD of the present optical fiber with respect to light having a wavelength of 1550 nm was measured by homodyne interferometry using an Agilent 81910A and found to be −10 ± 20 ps / nm / km. Further, γ was measured by four-wave mixing as follows. That is, an optical fiber having a length of 1 m is prepared, light having a wavelength of 1550 nm is used as pump light, and signals having wavelengths away from the pump light wavelength in increments of 0.5 nm such as 1549.5 nm, 1549 nm, and 1548.5 nm. The light was simultaneously incident on the
r = (γ × P × z) 2 (1)
上記の光ファイバを長さ1000mmに切断し、端面のθが90°である光ファイバを用意した。また、MFDが10.5μmで、θが90°、長さが1000mmの石英系ガラスファイバを用意した。そして、光ファイバと石英系光ファイバとをいったん間隔1μmを空けてパワー調芯をし、調芯後、両端の間隔を15μm離してから、放電電流=12mA、放電時間=0.01秒、放電回数=220回、放電休止時間=0.05秒の条件で放電を行い、両者を融着接続した。放電電極としては先端円錐部分の底面部分直径が1mm、高さが1.2mmであるタングステン電極を用い、相対する電極先端間の距離を0.6mmとし、放電電極先端を結ぶ直線が石英系ガラスファイバの軸と直交しその交点から融合すべき端面までの距離を285μmとした。 The above optical fiber was cut into a length of 1000 mm, and an optical fiber having an end face θ of 90 ° was prepared. A quartz glass fiber having an MFD of 10.5 μm, a θ of 90 °, and a length of 1000 mm was prepared. Then, the optical fiber and the silica-based optical fiber are once subjected to power alignment with an interval of 1 μm, and after alignment, the distance between both ends is separated by 15 μm, and then the discharge current = 12 mA, the discharge time = 0.01 seconds, The discharge was performed under the conditions of the number of times = 220 times and the discharge pause time = 0.05 seconds, and both were fusion-spliced. As the discharge electrode, a tungsten electrode having a bottom cone diameter of 1 mm and a height of 1.2 mm is used as the discharge electrode, the distance between the opposite electrode tips is 0.6 mm, and the straight line connecting the discharge electrode tips is quartz glass. The distance from the intersecting point perpendicular to the fiber axis to the end face to be fused was 285 μm.
接続された面を目視観察したところ、顕著な軟化流動及び揮散のいずれも認められず、突き合わされた端面が良好に融合されていた。また、接続強度も十分大きく、手で引っ張ったぐらいでは両ファイバが離れることはなかった。また、この接続状態における接続ロスを見積もったところ、4.6dBであった。 When the connected surfaces were visually observed, neither noticeable softening flow nor volatilization was observed, and the end surfaces that were abutted were well fused. In addition, the connection strength was sufficiently high, and the two fibers could not be separated by pulling them by hand. The connection loss in this connection state was estimated to be 4.6 dB.
次に、接続された光ファイバと石英系光ファイバとを剥がし、光ファイバの端面を観察したところ、中空部がきれいに消失していることが確認された。図5にこのときの光ファイバの中心軸に沿った断面の顕微鏡写真を示す。また、空孔漸減部のMFDOUTを測定したところ、8.9μmであった。 Next, when the connected optical fiber and the silica-based optical fiber were peeled off and the end face of the optical fiber was observed, it was confirmed that the hollow portion had disappeared cleanly. FIG. 5 shows a micrograph of a cross section along the central axis of the optical fiber at this time. Further, the MFD OUT of the pore gradually decreasing portion was measured and found to be 8.9 μm.
また、上記の光ファイバ及び石英系光ファイバをθ=90°になるように切断し直し、間隔1μmを空けてパワー調芯した後、間隔を限りなく0μmに近付け、いわゆるバットジョイント接続により接続ロスを見積もったところ、10.2dBであった。 In addition, the above optical fiber and silica optical fiber are cut again so that θ = 90 °, and after power alignment with an interval of 1 μm, the interval is as close as possible to 0 μm, and connection loss is caused by so-called butt joint connection. Was estimated to be 10.2 dB.
よって、本発明の融着接続により、接続損失が5.6dB下がったことになる。 Therefore, the splice loss of the present invention has decreased the connection loss by 5.6 dB.
(実施例2)
実施例1における調合原料2に代えて、表1に示す調合原料3を用いて同様に光ファイバを作製する。尚、中心軸部分の直径dcが1.0μm、内接円C1の直径dが1.9μmであること以外は実施例1の光ファイバと同様にする。
(Example 2)
An optical fiber is produced in the same manner using the blended
次いで、石英系光ファイバとしてCorning社製「H1980」(MFD6.0μm)を用い、実施例1と同様にして光ファイバと融着接続する。尚、光ファイバのMFDOUTは6.7μmである。そして、実施例1と同様にして接続ロスを見積もると、接続損失の低下は7.1dBとなる。 Next, “H1980” (MFD 6.0 μm) manufactured by Corning is used as the silica-based optical fiber, and the optical fiber is fused and connected in the same manner as in Example 1. The MFD OUT of the optical fiber is 6.7 μm. Then, when the connection loss is estimated in the same manner as in the first embodiment, the decrease in connection loss is 7.1 dB.
(実施例3)
実施例1の調合原料2に代えて表1に示す調合原料4、調合原料1に代えて調合原料3をそれぞれ用い、同様に光ファイバを作製する。尚、中心軸部分の直径dcが0.7μm、内接円C1の直径dが1.3μmであること以外は実施例1の光ファイバと同様にする。
(Example 3)
An optical fiber is prepared in the same manner using the preparation
次いで、石英系光ファイバとしてNufern社製「UHNA4」(MFD4.0μm)を用い、実施例1と同様にして光ファイバと融着接続する。尚、光ファイバのMFDOUTは4.1μmである。そして、実施例1と同様にして接続ロスを見積もると、接続損失の低下は5.8dBとなる。 Next, “UHNA4” (MFD 4.0 μm) manufactured by Nufern is used as the silica-based optical fiber, and the optical fiber is fusion-spliced in the same manner as in Example 1. The MFD OUT of the optical fiber is 4.1 μm. Then, when the connection loss is estimated in the same manner as in the first embodiment, the reduction in the connection loss is 5.8 dB.
γが大きくDの小さな光ファイバを、石英系光ファイバと接続された形で提供することにより、本発明の光ファイバはたとえば超高速光処理における2R、3Rに利用できる可能性がある。 By providing an optical fiber having a large γ and a small D in a form connected to a silica-based optical fiber, the optical fiber of the present invention may be used for 2R and 3R in ultrahigh-speed optical processing, for example.
1 光ファイバ
2 中空部
3 中空ガラスファイバ
4 光伝送部
5 支持部
6 中心軸部分
8 石英系光ファイバ
12 空孔漸減部
13 第2の石英系光ファイバ
DESCRIPTION OF
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