JP2012230156A - ファイバ及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 本発明のファイバは、断面円形状で長尺のSiO2ガラスファイバの長手方向に設けられた中空断面内に、Fを添加した又は添加しないSiO2ガラス製の断面が円形状あるいは矩形状の低屈折率ガラス層と、その中心部に設けられた、屈折率を高めるための添加物が添加されたSiO2ガラス製の断面円形状のコア層とを有し、該低屈折率ガラス層の外周部が少なくとも3箇所で該中空断面の内表面に接し、他の部分が空隙で覆われた構造からなり、該低屈折率ガラス層が、該コア層外周を取り囲む少なくとも6個の空孔を有していることを特徴とするファイバである。
【選択図】図1
Description
本発明が解決しようとする課題は、小さな曲率半径で曲げても折れたり、損失が増大したり、損失が変動したり、光伝送波形が乱れたりすることがないファイバ及びその製造方法を提供することである。
中心孔とその外周に空孔を設けた低屈折率層用のSiO2ガラス母材を製造する第2の工程、
上記SiO2ガラス母材の中心孔に、コア用SiO2-GeO2ガラスロッドを挿入して内部用プリフォームを製造する第3の工程、
上記第1の工程で得たSiO2ガラス管の中空部に上記第3の工程で得た内部用プリフォームを挿入してファイバプリフォームを製造する第4の工程、
上記ファイバプリフォームを線引きしてファイバを製造する第5の工程からなることを特徴とするファイバの製造方法である。
前記第4の工程において、前記SiO2ガラス管の断面三角形の中空部に第3の工程で得た内部用プリフォームを少なくとも3箇所で該中空部の内表面に接するように挿入してファイバプリフォームを製造することが好ましい。
前記第2の工程において、外形断面が矩形状の前記SiO2ガラス母材を製造し、
前記第4の工程において、前記SiO2ガラス管の断面円形状の中空部に第3の工程で得た内部用プリフォームを少なくとも3箇所で該中空部の内表面に接するように挿入してファイバプリフォームを製造することが好ましい。
次にファイバの中空断面が三角形の場合には、断面円形構造の第1クラッド層と第3クラッド層との間の空隙をより広く取ることが出来、より安定した良好な機械的強度と光学的特性を得ることが出来る。そしてSiO2ガラスファイバの中空断面が円形の場合にも、第1クラッド層の外形断面が矩形状構造のものを第3クラッド層の内面に4箇所で接するように構成することにより、第1クラッド層と第3クラッド層との間の大部分は空隙となり、第1クラッド層を対称的に安定に保持することが出来る。
まず断面矩形状の中空部を有し、外形断面が円形のSiO2ガラス管を製造する第1の工程はゾルゲル法、あるいはスラリーキャスト法を用いて製造する。ゾルゲル法、あるいはスラリーキャスト法を用いれば断面矩形状の中空部を有し、外形断面が円形のSiO2ガラス管を高寸法精度で製造することが出来る。
また中心孔とその外周に空孔を設けたクラッド用SiO2ガラス母材を製造する第2の工程もゾルゲル法、あるいはスラリーキャスト法を用いて製造する。またコア用SiO2‐GeO2ガラスロッドはVAD法を用いて高透明度ガラスロッドを製造することが出来る。そして上記母材中心孔に上記コア用SiO2‐GeO2ガラスロッドを挿入して内部用プリフォームを製造する第3の工程も実施することが出来る。そして上記第1の工程で得たSiO2ガラス管の断面矩形状の中空部に第3の工程で得た内部用プリフォームを少なくとも3箇所が上記中空部の内面に接するように挿入すればファイバプリフォームを製造することが出来る。上記ファイバプリフォームを線引きしてファイバを製造することが出来る。この製造方法の特徴は、ゾルゲル法、あるいはスラリーキャスト法を用いることによって断面矩形状の中空部を有し、外形断面が円形のSiO2ガラス管を容易に製造することが出来、また中心孔とその外周に空孔を設けたクラッド用SiO2ガラス母材も製造することが出来る点である。
空孔の断面形状も略円形か楕円、略矩形に近い形状でもよい。
コア層に、GeO2以外のTiO2、Al2O3、P2O5、Nなどを添加して該コア層の屈折率を制御してもよい。
本発明のファイバはシングルモードファイバ以外のマルチモードファイバにも適用することが出来る。この場合には、コア層の直径は25μmから100μmの範囲が好ましい。そして第1クラッド層は、断面円形状の場合には直径は60μmから150μm、断面矩形状の場合には60μm角から150μm角が好ましい値である。
2…第3クラッド層
3…コア層
4…第1クラッド層
5…空孔
61、62、63、64…接触部
7…空隙(第2クラッド層)
9…中間層(Fを添加したSiO2ガラス層)
11…薄層
13…第3クラッド層
14…空隙(第2クラッド層)
17…第3クラッド層
18…空隙(第2クラッド層)
19…第1クラッド層
21…第3クラッド層
22…コア層
23…第1クラッド層
24…空孔
25…空孔
261、262、263、264…接触部
28…中間層
30…第3クラッド層
31…空隙
34…第1クラッド層
36…第3クラッド層
37…第1クラッド層
38…空隙
40…第3クラッド層
41…第1クラッド層
42…空隙
Claims (13)
- 外形断面円形状で長尺のSiO2ガラスファイバの中空断面に、Fを添加した又は添加しないSiO2ガラス製の外形断面が円形状あるいは矩形状の低屈折率ガラス層と、その中心部に設けられた、屈折率を高めるための添加物が添加されたSiO2ガラス製の外形断面円形状のコア層とを有し、該低屈折率ガラス層の外周部が少なくとも3箇所で該中空断面内表面に接し、他の部分が空隙で覆われた構造からなり、該低屈折率ガラス層が、該コア層外周を取り囲む少なくとも6個の空孔を有していることを特徴とするファイバ。
- 請求項1において、前記SiO2ガラスファイバの中空断面形状が矩形、円形、あるいは三角形のいずれかであることを特徴とするファイバ。
- 請求項1又は2において、前記低屈折率ガラス層がFを添加しないSiO2ガラスから成り、前記コア層の外周を覆う、Fを添加したSiO2ガラス製の中間層を設けたことを特徴とするファイバ。
- 請求項1から3のいずれかにおいて、前記低屈折率ガラス層の外周に、Fを添加したSiO2ガラス製の薄層を設け、該薄層の外周部が少なくとも3箇所で前記中空断面内表面に接し、他の部分が空隙で覆われた構造であることを特徴とするファイバ。
- 請求項1から4のいずれかにおいて、前記SiO2ガラスファイバの前記中空断面内に、少なくとも2個の前記低屈折率ガラス層が該中空断面内表面に接するように配置され、各低屈折率ガラス層の中心部に前記コア層と、コア層の外周を取り囲む少なくとも6個の空孔を有していることを特徴とするファイバ。
- 請求項1から4のいずれかにおいて、前記低屈折率ガラス層が、少なくとも2個の前記コア層と、該それぞれのコア層の外周を取り囲む少なくとも6個ずつの空孔を有していることを特徴とするファイバ。
- 請求項1から6のいずれかにおいて、前記屈折率を高めるための添加物が、GeO2、P2O5、TiO2、Al2O3、BaO、B2O3、ZrO2、Nのうちの少なくとも1種であることを特徴とするファイバ。
- 断面が矩形状、三角形状及び円形状のいずれかの中空部を有する、外形断面円形状のSiO2ガラス管を製造する第1の工程、
中心孔とその外周に空孔を設けた低屈折率層用のSiO2ガラス母材を製造する第2の工程、
上記SiO2ガラス母材の中心孔に、コア用SiO2-GeO2ガラスロッドを挿入して内部用プリフォームを製造する第3の工程、
上記第1の工程で得たSiO2ガラス管の中空部に上記第3の工程で得た内部用プリフォームを挿入してファイバプリフォームを製造する第4の工程、
上記ファイバプリフォームを線引きしてファイバを製造する第5の工程からなるファイバの製造方法。 - 請求項8において、前記第1の工程で得たSiO2ガラス管の中空部の断面が三角形状であるときは、
前記第4の工程において、前記SiO2ガラス管の断面三角形の中空部に第3の工程で得た内部用プリフォームを少なくとも3箇所で該中空部の内面に接するように挿入してファイバプリフォームを製造することを特徴とするファイバの製造方法。 - 請求項8において、前記第1の工程で得たSiO2ガラス管の中空部の断面が円形状であるときは、
前記第2の工程において、外形断面が矩形状の前記SiO2ガラス母材を製造し、
前記第4の工程において、前記SiO2ガラス管の断面円形状の中空部に第3の工程で得た内部用プリフォームを少なくとも3箇所で該中空部の内面に接するように挿入してファイバプリフォームを製造することを特徴とするファイバの製造方法。 - 請求項8から10のいずれかにおいて、前記第3工程で前記SiO2ガラス母材の中心孔に挿入する前記コア用SiO2−GeO2ガラスロッドが、その外周に、Fを添加したSiO2ガラス製の薄層を有することを特徴とするファイバの製造方法。
- 請求項8から11のいずれかにおいて、前記第2の工程で得た前記SiO2ガラス母材の外周に、Fを添加したSiO2ガラスの薄層を形成する工程を有することを特徴とするファイバの製造方法。
- 請求項8から12のいずれかにおいて、前記第5の工程において、前記ファイバプリフォーム内の空隙内の圧力を制御してプリフォームを延伸してファイバを線引きすることを特徴とするファイバの製造方法。
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