JP2013033865A - Optical fiber and manufacturing method of optical fiber - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数のコアを備えた光ファイバおよび光ファイバの製造方法に関するものである。 The present invention relates to an optical fiber having a plurality of cores and a method for manufacturing the optical fiber.
近年、光ファイバのコア内にEr(エルビウム),Pr(プラセオジウム),Nd(ネオジム),Yb(イッテルビウム)等の希土類元素を添加した光ファイバを用いた光増幅器が実用化されている。特に、Erを添加した光ファイバ増幅器は、1.55μm帯において、高利得、高飽和出力を有することから種々のシステムへ適用されている。その中でも1.53μmから1.56μmの波長帯の信号光を数波以上用いた波長多重伝送による高速、大容量、長距離伝送、CATVシステムへの適用が検討され、実用化に移っている。 In recent years, optical amplifiers using optical fibers in which rare earth elements such as Er (erbium), Pr (praseodymium), Nd (neodymium), and Yb (ytterbium) are added in the core of an optical fiber have been put into practical use. In particular, an optical fiber amplifier doped with Er is applied to various systems because it has a high gain and a high saturation output in the 1.55 μm band. Among them, application to high-speed, large-capacity, long-distance transmission and CATV systems by wavelength division multiplexing using several wavelengths of signal light in the 1.53 μm to 1.56 μm wavelength band has been studied and is now in practical use.
コア内に希土類元素を添加した光ファイバを用いた光増幅器は、コアに信号光と励起光の両方を入射させて伝搬させて信号光を増幅する方式であり、WDMカプラなどを用いて希土類元素添加光ファイバに信号光と励起光を入射させている。 An optical amplifier using an optical fiber in which a rare earth element is added in the core is a system in which both signal light and pumping light are incident on the core and propagated to amplify the signal light. A rare earth element using a WDM coupler or the like is used. Signal light and excitation light are incident on the doped optical fiber.
通常の光ファイバはコアが一つのシングルコア光ファイバであるが、一つの光ファイバに複数のコアを備えさせるようにすれば、信号光の増幅を複数のコアで同時に行うことができる。例えば特許文献1,2にはそのような複数の希土類元素添加コアを備えたマルチコア光ファイバが開示されている。 A normal optical fiber is a single core optical fiber having a single core. However, if a single optical fiber is provided with a plurality of cores, signal light can be amplified simultaneously by the plurality of cores. For example, Patent Documents 1 and 2 disclose a multi-core optical fiber having such a plurality of rare earth element-added cores.
しかしながら、特許文献1,2に開示された技術では、一つ一つのコアに独立に信号光と励起光との両方を入射させる必要があり、細い光ファイバの端面においてそれぞれのコアに信号光と励起光の両方を位置ずれなく入射させるのは非常に困難であるとともに、各コアごとに励起光入射装置が必要となりコスト増となる。特許文献1には、該文献の図5に光増幅器全体の構造が示されているが、信号光・励起光の入射部分は明記されておらず、各コアに位置ずれなく信号光・励起光を入射させるという問題についてはなんら記載されていない。 However, in the techniques disclosed in Patent Documents 1 and 2, both the signal light and the excitation light need to be incident independently on each core, and the signal light and the light are incident on each core at the end face of the thin optical fiber. It is very difficult to cause both excitation lights to enter without being displaced, and an excitation light incidence device is required for each core, which increases costs. In Patent Document 1, the structure of the entire optical amplifier is shown in FIG. 5 of the document, but the incident portion of the signal light / pumping light is not clearly described, and the signal light / pumping light is not displaced in each core. There is no description of the problem of incident light.
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、励起光の入射を安価に且つ比較的容易に行うことができるマルチコアの光ファイバを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a multi-core optical fiber capable of performing excitation light incidence at a low cost and relatively easily.
本発明の光ファイバは、複数のコアと、前記複数のコアの周囲を囲繞する第1クラッドと、前記第1クラッドの周囲を囲繞する第2クラッドとを備え、前記複数のコアの少なくとも一つには希土類元素が含まれており、前記複数のコアのいずれのコアよりも前記第1クラッドの方が屈折率が低く、前記第1クラッドよりも前記第2クラッドの方が屈折率が低い構成である。希土類元素が含まれているコアは二つ以上であることが好ましい。 The optical fiber of the present invention includes a plurality of cores, a first cladding surrounding the periphery of the plurality of cores, and a second cladding surrounding the periphery of the first cladding, and at least one of the plurality of cores Includes a rare earth element, and the first cladding has a lower refractive index than the cores of the plurality of cores, and the second cladding has a lower refractive index than the first cladding. It is. Two or more cores containing rare earth elements are preferable.
前記第1クラッドは、光ファイバ横断面において円形であり、前記第1クラッド内に、該第1クラッドとは屈折率が異なるとともに光ファイバ軸に沿って延びる光方向変更部が存している構成であってもよい。 The first clad is circular in the cross section of the optical fiber, and the first clad has an optical direction changing portion having a refractive index different from that of the first clad and extending along the optical fiber axis. It may be.
前記光方向変更部は、前記複数のコアのうち前記第2クラッドに最も近いコアよりも該第2クラッドに近い位置に存している構成であってもよい。 The optical direction changing unit may be located closer to the second cladding than the core closest to the second cladding among the plurality of cores.
前記光方向変更部は、前記第1クラッドよりも屈折率が低い構成であってもよい。 The optical direction changing unit may have a refractive index lower than that of the first cladding.
前記光方向変更部は、複数であって、それぞれが光ファイバ中心軸を含む面において線対称とならない構成であってもよい。 There may be a plurality of the light direction changing units, each of which is not line symmetric in a plane including the optical fiber central axis.
光ファイバ横断面において、前記第1クラッドの外周の形状は、円弧と弦との組合せ又は多角形であってもよい。 In the cross section of the optical fiber, the shape of the outer periphery of the first cladding may be a combination of an arc and a chord or a polygon.
本発明の第1の光ファイバの製造方法は、石英パイプの空孔部分に、フッ素含有石英ロッド、ホウ素含有石英ロッド及び石英キャピラリから選ばれたもの少なくとも1本と、中心軸部分に希土類元素を含有している複数の石英円柱とを挿入して光ファイバ母材を形成する工程と、前記光ファイバ母材を加熱し延伸して光ファイバ前駆体を形成する工程と、前記光ファイバ前駆体の外周を石英よりも屈折率の低い樹脂により被覆する工程とを含む構成である。石英パイプとは、石英からなる筒体のことであり、石英ロッドとは、石英からなる棒のことである。また石英キャピラリとは、石英からなり中心軸部分に孔が伸びていて中空である棒のことである。 In the first optical fiber manufacturing method of the present invention, at least one selected from a fluorine-containing quartz rod, a boron-containing quartz rod, and a quartz capillary is provided in a hole portion of a quartz pipe, and a rare earth element is provided in a central axis portion. Inserting a plurality of contained quartz cylinders to form an optical fiber preform; heating and stretching the optical fiber preform to form an optical fiber precursor; and Covering the outer periphery with a resin having a lower refractive index than quartz. The quartz pipe is a cylindrical body made of quartz, and the quartz rod is a rod made of quartz. The quartz capillary is a hollow rod made of quartz and having a hole extending in the central axis portion.
本発明の第2の光ファイバの製造方法は、石英ロッドに、ロッド中心軸に沿った複数の孔を開ける工程と、前記複数の孔に、フッ素含有石英ロッド、ホウ素含有石英ロッド及び石英キャピラリから選ばれたもの少なくとも1本と、中心軸部分に希土類元素を含有している複数の石英柱とを挿入して光ファイバ母材を形成する工程と、前記光ファイバ母材を加熱し延伸して光ファイバ前駆体を形成する工程と、前記光ファイバ前駆体の外周を石英よりも屈折率の低い樹脂により被覆する工程とを含む構成である。 The second optical fiber manufacturing method of the present invention includes a step of opening a plurality of holes along the center axis of the rod in the quartz rod, and a fluorine-containing quartz rod, a boron-containing quartz rod, and a quartz capillary in the plurality of holes. Inserting at least one selected one and a plurality of quartz pillars containing a rare earth element in the central axis portion to form an optical fiber preform; heating and stretching the optical fiber preform; The structure includes a step of forming an optical fiber precursor and a step of coating the outer periphery of the optical fiber precursor with a resin having a refractive index lower than that of quartz.
本発明の第3の光ファイバの製造方法は、石英パイプの空孔部分に、フッ素含有石英ロッド、ホウ素含有石英ロッド及び石英キャピラリから選ばれたもの少なくとも1本と、中心軸部分に希土類元素を含有している複数の石英柱とを挿入し、前記石英パイプの外周を石英よりも屈折率の低い低屈折率部材で囲繞して光ファイバ母材を形成する工程と、前記光ファイバ母材を加熱し延伸する工程とを含む構成である。 According to a third method for producing an optical fiber of the present invention, at least one selected from a fluorine-containing quartz rod, a boron-containing quartz rod and a quartz capillary is provided in a hole portion of a quartz pipe, and a rare earth element is provided in a central axis portion. A step of forming an optical fiber preform by inserting a plurality of contained quartz pillars and surrounding an outer periphery of the quartz pipe with a low refractive index member having a refractive index lower than that of quartz; and And a step of heating and stretching.
本発明の第4の光ファイバの製造方法は、石英ロッドに、ロッド中心軸に沿った複数の孔を開ける工程と、前記複数の孔に、フッ素含有石英ロッド、ホウ素含有石英ロッド及び石英キャピラリから選ばれたもの少なくとも1本と、中心軸部分に希土類元素を含有している複数の石英柱とを挿入し、前記石英ロッドの外周を石英よりも屈折率の低い低屈折率部材で囲繞して光ファイバ母材を形成する工程と、前記光ファイバ母材を加熱し延伸する工程とを含む構成である。 The fourth optical fiber manufacturing method of the present invention includes a step of opening a plurality of holes along a central axis of the rod in a quartz rod, and a fluorine-containing quartz rod, a boron-containing quartz rod, and a quartz capillary in the plurality of holes. At least one selected one and a plurality of quartz pillars containing rare earth elements in the central axis portion are inserted, and the outer periphery of the quartz rod is surrounded by a low refractive index member having a lower refractive index than quartz. It is the structure including the process of forming an optical fiber preform, and the process of heating and extending the said optical fiber preform.
本発明の第5の光ファイバの製造方法は、外層側がフッ素又はホウ素を含有した石英あるいは中心軸に沿って延びる複数の孔を備えた石英からなり、内層側が石英からなる二層構造石英ロッドを用意する工程と、前記二層構造石英ロッドの内層側に、ロッド中心軸に沿った複数の孔を開ける工程と、前記複数の孔に、フッ素含有石英ロッド、ホウ素含有石英ロッド及び石英キャピラリから選ばれたもの少なくとも1本と、中心軸部分に希土類元素を含有している複数の石英柱とを挿入して光ファイバ母材を形成する工程と、前記光ファイバ母材を加熱し延伸する工程とを含む構成である。 In the fifth optical fiber manufacturing method of the present invention, a double-layered quartz rod is used in which the outer layer side is made of quartz containing fluorine or boron or quartz having a plurality of holes extending along the central axis, and the inner layer side is made of quartz. A step of preparing, a step of opening a plurality of holes along the central axis of the rod on the inner layer side of the double-layered quartz rod, and a plurality of holes selected from a fluorine-containing quartz rod, a boron-containing quartz rod, and a quartz capillary A step of forming an optical fiber preform by inserting at least one of them and a plurality of quartz pillars containing a rare earth element in the central axis portion, and a step of heating and stretching the optical fiber preform. It is the structure containing.
複数のコアが第1クラッドに囲繞されて、第1クラッドはより屈折率が低い第2クラッドに囲繞されているので、信号光を複数のコアに入射させ、励起光を第1クラッドに入射させて第1クラッドをポンピングガイドとすることにより、複数のコアに同時に励起光を導入させることができる。 Since the plurality of cores are surrounded by the first cladding and the first cladding is surrounded by the second cladding having a lower refractive index, the signal light is incident on the plurality of cores and the excitation light is incident on the first cladding. By using the first cladding as a pumping guide, excitation light can be simultaneously introduced into a plurality of cores.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の図面においては、説明の簡潔化のため、実質的に同一の機能を有する構成要素を同一の参照符号で示す。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following drawings, components having substantially the same function are denoted by the same reference numerals for the sake of brevity.
(実施形態1)
実施形態1に係る光ファイバ100の横断面を図1に示す。本実施形態の光ファイバ100は7本のコア10,10,…が光ファイバ軸方向に伸びているマルチコア光ファイバである。光ファイバ横断面において各コア10,10,…は、正六角形の6つの頂点と中心とに位置するように配置されており、正六角形の中心は光ファイバの中心軸に略一致している。
(Embodiment 1)
A cross section of the
複数のコア10,10,…は、単一の第1クラッド20によってそれぞれの周囲を囲繞されている。第1クラッド20は光ファイバ横断面においては光ファイバ中心軸を中心とする円形であり、第1クラッド20内に複数のコア10,10,…が埋め込まれている。なお、各コア10,10,…は、外周を第1クラッド20に囲繞されているが、光ファイバ両端部においては第1クラッド20と共に露出している。つまり複数のコア10,10,…は光ファイバ端部を除いて単一の第1クラッド20内に存している。
The plurality of
第1クラッド20は、第2クラッド30によって周囲を囲繞されている。第2クラッド30の外周は光ファイバ中心軸を中心とする円であって、第2クラッド30は第1クラッド20の外周面をほぼ均一な厚みの層によって被覆している状態となっている。もちろん、光ファイバ両端部においては第1クラッド20の端面は第2クラッド30の端面と共に露出している。
The
本実施形態の光ファイバ100においては、各コア10,10,…はEr,Pr,Nd,Yb等の希土類元素とGe(ゲルマニウム)とを添加した石英ガラスから形成されている。第1クラッド20は純粋石英ガラスから形成されている。第2クラッド30は第1クラッドよりも屈折率の低いシリコーン樹脂或いは第1クラッドよりも屈折率の低いアクリル樹脂から形成されている。このような構成であるため、コア10の屈折率が最も高く、次が第1クラッド20の屈折率であり、最も低いのが第2クラッド30の屈折率である。従って、コア10を伝搬する光は第1クラッド20によってコア10内に閉じ込められ、第1クラッド20を伝搬する光は第2クラッド30によって第1クラッド20及びコア10内に閉じ込められる。即ち、本実施形態の光ファイバ100はダブルクラッド光ファイバと呼ばれる構造を有している。
In the
この光ファイバ100は光増幅に用いることができる。具体的には、この光ファイバ100の一方の端部にカプラを接続して各コア10,10,…に信号光を入射させ、第1クラッド20には励起光を入射させる。即ち第1クラッド20をポンプガイドとして用いる。一般的には、各コア10,10,…にそれぞれ異なる信号光を入れて伝搬させるため、本実施形態の光ファイバ100を用いると1本の光ファイバで7つの信号を同時に送信することができる。第1クラッド20を進んでいく励起光は第1クラッド20と第2クラッド30との境界で反射して向きを変え、時々コア10を通過する。コア10を通過する励起光は希土類元素の働きによって信号光を増幅する。
This
本実施形態の光ファイバ100は、簡単な構造で複数のコア10,10,…に同時に励起光を容易に導入することができる。従って、効率的な光増幅を安価に行うことができる。
The
次に本実施形態の光ファイバ100の製造方法について説明する。
Next, the manufacturing method of the
−製造方法A1−
製造方法A1では、図2(a)に示すように、まず石英パイプ60と、中心軸部分75にEr,Pr,Nd,Yb等の希土類元素を含有している石英円柱であるコア母材70,70,…を用意する。コア母材70の中心軸部分75にはGeも含有されている。
-Manufacturing method A1-
In the manufacturing method A1, as shown in FIG. 2 (a), first, a
それから石英パイプ60の中心の空孔部分に、コア母材70,70,…を挿入して詰め込み、光ファイバ母材200を作製する。
Then, the core preforms 70, 70,... Are inserted into the hole portion at the center of the
次に光ファイバ母材200を加熱し、柔らかくして中心軸方向に延伸すると、石英パイプ60とコア母材70,70,…との間の隙間、及びコア母材70とコア母材70との間の隙間がなくなり、図2(b)に示す光ファイバ前駆体201が形成される。
Next, when the
その次に、光ファイバ前駆体201の外周にシリコーン樹脂あるいはアクリル樹脂を塗布することにより、光ファイバ前駆体201をシリコーン樹脂あるいはアクリル樹脂によって被覆する。こうして図1に示す光ファイバ100が出来上がる。
Next, the
−製造方法B1−
別の製造方法である製造方法B1を図3を参照して説明する。まず、石英ロッドを用意し、ロッド中心軸に沿って複数の孔をあける。孔は、石英ロッドの横断面において正六角形の各頂点とその中心に配置されるように開けられる。
-Manufacturing method B1-
A manufacturing method B1, which is another manufacturing method, will be described with reference to FIG. First, a quartz rod is prepared, and a plurality of holes are formed along the central axis of the rod. The holes are opened so as to be arranged at the apexes of the regular hexagon and the center thereof in the cross section of the quartz rod.
次に、孔を開けられた有孔石英ロッド62の孔に、7本のコア母材70,70,…を挿入して光ファイバ母材202を作製する。コア母材70,70,…の外径は、孔の径よりも少し小さく設定されている。
Next, the seven core preforms 70, 70,... Are inserted into the holes of the
光ファイバ母材202を加熱し、柔らかくして中心軸方向に延伸すると、有孔石英ロッド62とコア母材70,70,…との間の隙間がなくなり、光ファイバ前駆体201ができあがる。
When the
その次に、光ファイバ前駆体201の外周にシリコーン樹脂あるいはアクリル樹脂を塗布することにより、光ファイバ前駆体201をシリコーン樹脂あるいはアクリル樹脂によって被覆する。こうして図1に示す光ファイバ100が出来上がる。
Next, the
(実施形態2)
実施形態2に係る光ファイバ101の断面を図4に示す。本実施形態の光ファイバ101と実施形態1の光ファイバ100との違いは、第2クラッド31にあり、その他は同じであるので、実施形態1と異なっているところを主として説明する。
(Embodiment 2)
FIG. 4 shows a cross section of the
本実施形態の光ファイバ101は、純粋石英ガラスからなる第1クラッド20の周囲を囲繞する第2クラッド31がフッ素ドープされた石英ガラスからなっている。第2クラッド31はフッ素含有石英ガラスであるため、純粋の石英ガラスよりも屈折率が低くなる。従って、実施形態1と同じように第1クラッド20を通過していく励起光が第2クラッド31により第1クラッド20内に閉じ込められる。そのため、本実施形態の光ファイバ101は、簡単な構造で複数のコア10,10,…に同時に励起光を容易に導入することができる。従って、効率的な光増幅を安価に行うことができる。
The
−製造方法C1−
本実施形態の光ファイバ101を製造する製造方法C1を、図5を参照にして説明する。
-Manufacturing method C1-
A manufacturing method C1 for manufacturing the
まず石英パイプ61と、中心軸部分75にEr,Pr,Nd,Yb等の希土類元素を含有している石英円柱であるコア母材70,70,…を用意する。コア母材70の中心軸部分75にはGeも含有されている。
First,
それから石英パイプ61の中心の空孔部分に、コア母材70,70,…を挿入して詰め込む。さらにこの石英パイプ61をフッ素含有石英パイプ(低屈折率部材)76の中心の空孔部に入れて光ファイバ母材210を形成する。
Then,
次に光ファイバ母材210を加熱し、柔らかくして中心軸方向に延伸すると、石英パイプ61とコア母材70,70,…との間の隙間、コア母材70とコア母材70との間の隙間、及び石英パイプ61とフッ素含有石英パイプ76との間の隙間がなくなり、図4に示す光ファイバ101が形成される。
Next, when the
−製造方法D1−
別の製造方法である製造方法D1を図6を参照して説明する。まず、石英ロッドを用意し、ロッド中心軸に沿って複数の孔をあける。孔は、石英ロッドの横断面において正六角形の各頂点とその中心に配置されるように開けられる。
-Manufacturing method D1-
A manufacturing method D1 which is another manufacturing method will be described with reference to FIG. First, a quartz rod is prepared, and a plurality of holes are formed along the central axis of the rod. The holes are opened so as to be arranged at the apexes of the regular hexagon and the center thereof in the cross section of the quartz rod.
次に、孔を開けられた有孔石英ロッド63の孔に、複数のコア母材70,70,…を挿入する。コア母材70,70,…の外径は、孔の径よりも少し小さく設定されている。さらにこの有孔石英ロッド63をフッ素含有石英パイプ(低屈折率部材)76の中心の空孔部に入れて光ファイバ母材211を形成する。
Next, a plurality of
次に光ファイバ母材211を加熱し、柔らかくして中心軸方向に延伸すると、有孔石英ロッド63とコア母材70,70,…との間の隙間、及び有孔石英ロッド63とフッ素含有石英パイプ76との間の隙間がなくなり、図4に示す光ファイバ101が形成される。
Next, when the
−製造方法E1−
別の製造方法である製造方法E1を図7を参照して説明する。まず、二層構造石英ロッドを用意する。この二層構造石英ロッドは内層64が石英からなり、外層77がフッ素含有石英からなっている。この二層構造石英ロッドの内層64に、ロッド中心軸に沿って複数の孔をあける。孔は、石英ロッドの横断面において正六角形の各頂点とその中心に配置されるように開けられる。
-Manufacturing method E1-
Another manufacturing method E1 will be described with reference to FIG. First, a two-layer quartz rod is prepared. In this double-layered quartz rod, the
次に、孔を開けられた有孔二層構造石英ロッド78の孔に、複数のコア母材70,70,…を挿入して光ファイバ母材212を形成する。コア母材70,70,…の外径は、孔の径よりも少し小さく設定されている。
Next, a plurality of core preforms 70, 70,... Are inserted into the holes of the perforated double-layered
次に光ファイバ母材212を加熱し、柔らかくして中心軸方向に延伸すると、有孔二層構造石英ロッド78とコア母材70,70,…との間の隙間がなくなり、図4に示す光ファイバ101が形成される。
Next, when the
<実施形態2の変形例1,2>
図8,9に本実施形態の変形例1,2に係る光ファイバ102,103の横断面を示す。これらの変形例は、第1クラッド21,22の形状が上記の実施形態と異なっており、それにより第2クラッド31の内周側形状も異なっているが、それ以外は上記の実施形態と同じであるので、同じところは説明を省略する。
<Modifications 1 and 2 of Embodiment 2>
8 and 9 show cross sections of
変形例1の光ファイバ102の第1クラッド21は、光ファイバ横断面において外周の円の一部が切り欠かれて、外周が円弧と弦との組合せとなっている。第2クラッド31の内周形状も円弧と弦との組合せであるが、外周形状は円である。
The first clad 21 of the
上記の実施形態では、第1クラッド20の外周が円形であるので、第1クラッド20内部を進んでいく励起光の一部は、第1クラッド20と第2クラッド31との境界で反射を繰り返してコア10,10,…が存する範囲の外側の第1クラッド20部分のみを反射を繰り返しながら進んで行ってしまう、いわゆるスキュー光となってしまう。スキュー光はコア10,10,…を通過しないので光の増幅に寄与しない。従って励起光の一部が無駄になってしまう。しかしながら変形例1では、第1クラッド21の外周部分が上述の形状であることにより、弦の部分での反射がスキュー光をコア方向へ進行させるようにするため、励起光の全てを光増幅に寄与するようにできる。そして第1クラッド21の面内での励起光強度が均一になり、各コア10,10,…において利得がばらついてしまうことを抑制することができる。
In the above embodiment, since the outer periphery of the
変形例2に係る光ファイバ103の第1クラッド22は、光ファイバ横断面において外周が正六角形となっている。この形状により、変形例2と同様にスキュー光の進行方向を変えることができる。従って、変形例1と同様の効果が得られる。
The outer circumference of the
<実施形態2の変形例3>
図10に本実施形態の変形例3に係る光ファイバ104の横断面図を示す。この変形例は第2クラッド32が上記の実施形態とは異なっており、それ以外は上記の実施形態と同じであるので、同じところは説明を省略する。
<
FIG. 10 shows a cross-sectional view of an
変形例3の光ファイバ104に係る第2クラッド32は、石英ガラスにより構成されていると共に、第1クラッド20との境界部分に第1クラッド20を囲繞するように多数の空孔35,35,…が配置されている。空孔35,35,…は光ファイバ中心軸に沿って延びている。
The second clad 32 according to the
本変形例に係る光ファイバ104では、空孔35,35,…部分の屈折率が石英ガラスよりも小さいので、第1クラッド20に導入された光は第1クラッド20内に閉じ込められ、上記の実施形態1と同じ効果を奏する。
In the
(実施形態3)
実施形態3に係る光ファイバ110は、図11に示すように、実施形態1の光ファイバ100に光方向変更部40が加わったものである。
(Embodiment 3)
As shown in FIG. 11, the
本実施形態の光ファイバ110は7本のコア10,10,…が光ファイバ軸方向に伸びているマルチコア光ファイバである。光ファイバ横断面において各コア10,10,…は、正六角形の6つの頂点と中心とに位置するように配置されており、正六角形の中心は光ファイバの中心軸に略一致している。
The
複数のコア10,10,…は、単一の第1クラッド20によってそれぞれの周囲を囲繞されている。第1クラッド20は光ファイバ横断面においては光ファイバ中心軸を中心とする円形であり、第1クラッド20内に複数のコア10,10,…および光方向変更部40が埋め込まれている。なお、各コア10,10,…および光方向変更部40は、外周を第1クラッド20に囲繞されているが、光ファイバ両端部においては第1クラッド20と共に露出している。つまり複数のコア10,10,…および光方向変更部40は光ファイバ端部を除いて単一の第1クラッド20内に存している。
The plurality of
第1クラッド20は、第2クラッド30によって周囲を囲繞されている。第2クラッド30の外周は光ファイバ中心軸を中心とする円形であって、第2クラッド30は第1クラッド30の外周をほぼ均一な厚みの層が被覆している状態となっている。もちろん、光ファイバ両端部においては第1クラッド20の端面は第2クラッド30の端面と共に露出している。
The
本実施形態の光ファイバ110においては、各コア10,10,…はEr,Pr,Nd,Yb等の希土類元素とGe(ゲルマニウム)とを添加した石英ガラスから形成されている。第1クラッド20は純粋石英ガラスから形成されている。第2クラッド30は第1クラッドよりも屈折率の低いシリコーン樹脂或いは第1クラッドよりも屈折率の低いアクリル樹脂から形成されている。このような構成であるため、コア10の屈折率が最も高く、次が第1クラッド20の屈折率であり、最も低いのが第2クラッド30の屈折率である。従って、コア10を伝搬する光は第1クラッド20によってコア10内に閉じ込められ、第1クラッド20を伝搬する光は第2クラッド30によって第1クラッド20及びコア10内に閉じ込められる。即ち、本実施形態の光ファイバ110はダブルクラッド光ファイバと呼ばれる構造を有している。
In the
第1クラッド20内に存する光方向変更部40は、各コア10,10,…のうち第2クラッド30に最も近いコア10(正六角形の頂点に存するコア)よりも第2クラッド30に近い位置に存しており、光ファイバ軸に沿って延びている。つまり光方向変更部40と第2クラッド30との距離は、複数のコア10,10,…と第2クラッド30との最短距離よりも小さい。この光方向変更部40は、フッ素含有石英ガラスからなっており、第1クラッド20よりも屈折率が小さい。
The optical
この光ファイバ110は光増幅に用いることができる。具体的には、この光ファイバ110の一方の端部にカプラを接続して各コア10,10,…に信号光を入射させ、第1クラッド20には励起光を入射させる。即ち第1クラッド20をポンプガイドとして用いる。一般的には、各コア10,10,…にそれぞれ異なる信号光を入れて伝搬させるため、本実施形態の光ファイバ110を用いると1本の光ファイバで7つの信号を同時に送信することができる。第1クラッド20を進んでいく励起光は時々コア10を通過する。第1クラッド20と第2クラッド30との境界で何度も反射してもコア10を通過しない光は、光方向変更部40を通過すると、第1クラッド20と光方向変更部40との屈折率の差のため、進行方向を変更し、やがてコア10を通過するようになる。コア10を通過する励起光は希土類元素の働きによって信号光を増幅する。
This
本実施形態の光ファイバ110は、簡単な構造で複数のコア10,10,…に同時に励起光を容易に導入することができる。従って、効率的な光増幅を安価に行うことができる。また、光方向変更部40が第1クラッド20の外層側に存していてスキュー光をコア方向へ進行させるようにするため、励起光を全て光増幅に利用することができ、効率よい光増幅ができる。そして第1クラッド20の面内での励起光強度が均一になり、各コア10,10,…において利得がばらついてしまうことを抑制することができる。また、実施形態1の変形例1,2では光ファイバ102,103と他の光ファイバを融着接続する場合に第1クラッド21,22が表面張力のため光ファイバ横断面において円形になろうとしてコアの位置がずれてしまい、接続損失が生じるようになるが、本実施形態の光ファイバ110は第1クラッド20がファイバ横断面において円形であるため、コアの位置ずれによる接続損失は生じない。
The
次に本実施形態の光ファイバ110の製造方法について説明する。
Next, the manufacturing method of the
−製造方法A2−
製造方法A2では、図12(a)に示すように、まず石英パイプ60と、中心軸部分75にEr,Pr,Nd,Yb等の希土類元素を含有している石英円柱であるコア母材70,70,…とフッ素含有石英ロッド80とを用意する。コア母材70の中心軸部分75にはGeも含有されている。
-Manufacturing method A2-
In the manufacturing method A2, as shown in FIG. 12A, first, a
それから石英パイプ60の中心の空孔部分に、コア母材70,70,…を正六角形配置に挿入して詰め込み、その正六角形の外側の隙間にフッ素含有石英ロッド80を詰め込んで光ファイバ母材204を作製する。
Then, core preforms 70, 70,... Are inserted into a regular hexagonal arrangement in the hole portion in the center of the
次に光ファイバ母材204を加熱し、柔らかくして中心軸方向に延伸すると、石英パイプ60とコア母材70,70,…との間の隙間、石英パイプ60とフッ素含有石英ロッド80との間の隙間、コア母材70,70とフッ素含有石英ロッド80との間の隙間及びコア母材70とコア母材70との間の隙間がなくなり、図12(b)に示す光ファイバ前駆体203が形成される。
Next, when the
その次に、光ファイバ前駆体203の外周にシリコーン樹脂あるいはアクリル樹脂を塗布することにより、光ファイバ前駆体203をシリコーン樹脂あるいはアクリル樹脂によって被覆する。こうして図11に示す光ファイバ110が出来上がる。
Next, the
−製造方法B2−
別の製造方法である製造方法B2を図13を参照して説明する。まず、石英ロッドを用意し、ロッド中心軸に沿って複数の孔をあける。孔は、石英ロッドの横断面において正六角形の各頂点とその中心及び正六角形配置の外側に配置されるように開けられる。
-Manufacturing method B2-
A manufacturing method B2 which is another manufacturing method will be described with reference to FIG. First, a quartz rod is prepared, and a plurality of holes are formed along the central axis of the rod. The holes are drilled so as to be arranged on each vertex of the regular hexagon and its center and outside the regular hexagonal arrangement in the cross section of the quartz rod.
次に、孔を開けられた有孔石英ロッド65の孔に、複数のコア母材70,70,…及び正六角形配置の外側の孔にフッ素含有石英ロッド80を挿入して光ファイバ母材206を作製する。コア母材70,70,…及びフッ素含有石英ロッド80の外径は、孔の径よりも少し小さく設定されている。
Next, a plurality of core preforms 70, 70,... And a fluorine-containing
光ファイバ母材206を加熱し、柔らかくして中心軸方向に延伸すると、有孔石英ロッド62とコア母材70,70,…との間の隙間、及び有孔石英ロッド62とフッ素含有石英ロッド80との間の隙間がなくなり、光ファイバ前駆体203ができあがる。
When the
その次に、光ファイバ前駆体203の外周にシリコーン樹脂あるいはアクリル樹脂を塗布することにより、光ファイバ前駆体203をシリコーン樹脂あるいはアクリル樹脂によって被覆する。こうして図11に示す光ファイバ110が出来上がる。
Next, the
<実施形態3の変形例>
図14に本実施形態の変形例に係る光ファイバ120の横断面図を示す。この変形例はコア11,11,…の数と配置が上記の実施形態とは異なっており、それ以外は上記の実施形態と同じであるので、同じところは説明を省略する。
<Modification of
FIG. 14 shows a cross-sectional view of an
本変形例の光ファイバ120に係るコア11,11,…は光ファイバ横断面において、正方形の各辺に3つ、中心に1つの9つの位置のうち、一つの頂点を除いた8つの位置に配置されており、正方形の中心が光ファイバ中心軸に略一致している。コア11,11,…の材質は、上記の実施形態と同じく、石英ガラスにEr,Pr,Nd,Yb等の希土類元素とGeとを添加したものである。光方向変更部40はコア11が存していない正方形の頂点の近辺であってその頂点よりも第2クラッド30に近い位置に配置されている。
The
本変形例の光ファイバ120は上記の実施形態3の効果と同様の効果を奏する。
The
(実施形態4)
実施形態4に係る光ファイバ111の断面を図15に示す。本実施形態の光ファイバ111と実施形態3の光ファイバ110との違いは、第2クラッド31と、光方向変更部40,41が2つあるところとにあり、その他は同じであるので、実施形態3と異なっているところを主として説明する。
(Embodiment 4)
FIG. 15 shows a cross section of the
本実施形態の光ファイバ111は、純粋石英ガラスからなる第1クラッド20の周囲を囲繞する第2クラッド31がフッ素ドープされた石英ガラスからなっている。第2クラッド31はフッ素含有石英ガラスであるため、純粋の石英よりも屈折率が低くなる。従って、実施形態3と同じように第1クラッド20を通過していく励起光が第2クラッド31により第1クラッド20内に閉じ込められる。
The
本実施形態では、フッ素含有石英ガラスからなる光方向変更部40と、光ファイバ中心軸に沿って延びる空孔である光方向変更部41との2種類の光方向変更部40,41が存している。2つの光方向変更部40,41は、コア10,10,…が形成する正六角形の隣り合う2辺の外側にそれぞれ存している。これにより、スキュー光の進行方向をより効率的に変更することができると同時に、他の光ファイバとの接続の場合のコアの順序を示すマークとなる。即ち、2種類の光方向変更部40,41は光ファイバ端面において見え方が異なって2つを識別することができ、光ファイバ中心軸を含む面において線対称とならないのでマーカーとして使用可能となる。そのため、光ファイバの両端のどちらを見ても、各コア10,10,…を一つ一つ個別に特定できる。
In the present embodiment, there are two types of light
以上より、本実施形態の光ファイバ111は実施形態3の光ファイバ110と同様な効果、即ち簡単な構造で複数のコア10,10,…に同時に励起光を容易に導入することができて、効率的な光増幅を安価に行うことができるとともに励起光を全て光増幅に利用することができ、効率よい光増幅ができる。そして第1クラッド20の面内での励起光強度が均一になり、各コア10,10,…において利得がばらついてしまうことを抑制することができる。さらに実施形態3の効果に加えて、他の光ファイバとの接続の際に光方向変更部40,41を、コア10,10,…それぞれを個別に識別できるマーカーとして利用することができる。
As described above, the
−製造方法C2−
本実施形態の光ファイバ111を製造する製造方法C2を、図16を参照にして説明する。
-Manufacturing method C2-
A manufacturing method C2 for manufacturing the
まず石英パイプ61と、中心軸部分75にEr,Pr,Nd,Yb等の希土類元素を含有している石英円柱であるコア母材70,70,…と、フッ素含有石英ロッド80と、石英キャピラリ82とを用意する。コア母材70の中心軸部分75にはGeも含有されている。石英キャピラリ82の両端は封止されて閉じられている。
First, a
それから石英パイプ61の中心の空孔部分に、まず7本のコア母材70,70,…を挿入して詰め込み、コア部材70,70と石英パイプ61との間にフッ素含有石英ロッド80と石英キャピラリ82とを詰め込む。フッ素含有石英ロッド80と石英キャピラリ82とは、1本のコア部材70を間に挟む位置に配置させる。
Then, first, seven
さらにこの石英パイプ61をフッ素含有石英パイプ(低屈折率部材)76の中心の空孔部に入れて光ファイバ母材220を形成する。
Further, the
次に光ファイバ母材220を加熱し、柔らかくして中心軸方向に延伸すると、石英パイプ61とコア母材70,70,…との間の隙間、コア母材70とコア母材70との間の隙間、石英パイプ61、コア母材70とフッ素含有石英ロッド80との間の隙間、石英パイプ61、コア母材70と石英キャピラリ80との間の隙間、及び石英パイプ61とフッ素含有石英パイプ76との間の隙間がなくなり、図15に示す光ファイバ111が形成される。
Next, when the
−製造方法D2−
別の製造方法である製造方法D2を図17を参照して説明する。まず、石英ロッドを用意し、ロッド中心軸に沿って複数の孔をあける。孔は、石英ロッドの横断面において正六角形の各頂点とその中心及び正六角形配置の外側に2つ配置されるように開けられる。
-Manufacturing method D2-
A manufacturing method D2, which is another manufacturing method, will be described with reference to FIG. First, a quartz rod is prepared, and a plurality of holes are formed along the central axis of the rod. The holes are opened so that two holes are arranged on each vertex of the regular hexagon and its center and outside the regular hexagonal arrangement in the cross section of the quartz rod.
次に、孔を開けられた有孔石英ロッド63’の孔に、複数のコア母材70,70,…及び正六角形配置の外側の孔にフッ素含有石英ロッド80と石英キャピラリ82を挿入する。コア母材70,70,…、フッ素含有石英ロッド80、石英キャピラリ82の外径は、孔の径よりも少し小さく設定されている。また石英キャピラリ82の両端は封止されて閉じられている。
Next, the fluorine-containing
さらにこの有孔石英ロッド63’をフッ素含有石英パイプ(低屈折率部材)76の中心の空孔部に入れて光ファイバ母材221を形成する。
Further, this
次に光ファイバ母材221を加熱し、柔らかくして中心軸方向に延伸すると、有孔石英ロッド63’とコア母材70,70,…との間の隙間、有孔石英ロッド63’と石英キャピラリ82との間の隙間、有孔石英ロッド63’とフッ素含有石英ロッド80との間の隙間及び有孔石英ロッド63’とフッ素含有石英パイプ76との間の隙間がなくなり、図15に示す光ファイバ111が形成される。
Next, when the
−製造方法E2−
別の製造方法である製造方法E2を図18を参照して説明する。まず、二層構造石英ロッドを用意する。この二層構造石英ロッドは内層64が石英からなり、外層77がフッ素含有石英からなっている。この二層構造石英ロッドの内層64に、ロッド中心軸に沿って複数の孔をあける。孔は、石英ロッドの横断面において正六角形の各頂点とその中心及び正六角形配置の外側に2つに配置されるように開けられる。
-Manufacturing method E2-
A manufacturing method E2 which is another manufacturing method will be described with reference to FIG. First, a two-layer quartz rod is prepared. In this double-layered quartz rod, the
次に、孔を開けられた有孔二層構造石英ロッド78’の孔に、複数のコア母材70,70,…及び正六角形配置の外側の孔にフッ素含有石英ロッド80と石英キャピラリ82を挿入して光ファイバ母材222を形成する。コア母材70,70,…、フッ素含有石英ロッド80、石英キャピラリ82の外径は、孔の径よりも少し小さく設定されている。また石英キャピラリ82の両端は封止されて閉じられている。
Next, a plurality of
次に光ファイバ母材222を加熱し、柔らかくして中心軸方向に延伸すると、有孔二層構造石英ロッド78’とコア母材70,70,…との間の隙間、有孔二層構造石英ロッド78’と石英キャピラリ82との間の隙間及び有孔二層構造石英ロッド78’とフッ素含有石英ロッド80との間の隙間がなくなり、図15に示す光ファイバ111が形成される。
Next, when the
<実施形態4の変形例>
−変形例a−
図19に本実施形態の変形例aに係る光ファイバ121の横断面図を示す。この変形例は光方向変更部40a,40b,40cの種類、数、配置が上記の実施形態とは異なっており、それ以外は上記の実施形態と同じであるので、同じところは説明を省略する。
<Modification of Embodiment 4>
-Modification a-
FIG. 19 shows a cross-sectional view of an
本変形例の光ファイバ121に係る光方向変更部40a,40b,40cは3つ存しており、いずれもフッ素含有石英ガラスからなっている。一つの光方向変更部40aは、コア10,10が形成する正六角形の一つの辺の外側に存し、残りの二つの光方向変更部40b,40cはその隣の辺の外側に存している。このような配置により、光方向変更部40a,40b,40cを他の光ファイバとの融着接続するためのマーカーとして使用することができ、光ファイバの両端のどちらを見ても、各コア10,10,…を一つ一つ個別に特定できる。
There are three light
本変形例の光ファイバ121は上記の実施形態4の効果と同様の効果を奏する。
The
−変形例b−
図20に本実施形態の変形例bに係る光ファイバ122の横断面図を示す。この変形例はコア12,12,…の数と配置及び光方向変更部40の数、種類、配置が上記の実施形態とは異なっており、それ以外は上記の実施形態と同じであるので、同じところは説明を省略する。
-Modification b-
FIG. 20 shows a cross-sectional view of the
本変形例の光ファイバ122に係る4つのコア12,12,…は、光ファイバ横断面において正方形の各頂点に位置しており、正方形の中心が光ファイバ中心軸に略一致している。コア12,12,…の材質は、上記の実施形態と同じく、石英ガラスにEr,Pr,Nd,Yb等の希土類元素とGeとを添加したものである。
The four
光方向変更部40はコア12,12,…が形成する正方形の一つの辺の延長線上に位置している。このような配置により、光方向変更部40を他の光ファイバとの融着接続するためのマーカーとして使用することができ、光ファイバの両端のどちらを見ても、各コア12,12,…を一つ一つ個別に特定できる。
The light
本変形例の光ファイバ122は上記の実施形態4の効果と同様の効果を奏する。
The
−変形例c−
図21に本実施形態の変形例cに係る光ファイバ123の横断面図を示す。この変形例はコア13,13,…の数と配置及び光方向変更部40の数、種類、配置が上記の実施形態とは異なっており、それ以外は上記の実施形態と同じであるので、同じところは説明を省略する。
-Modification c-
FIG. 21 shows a cross-sectional view of the
本変形例の光ファイバ123に係る5つのコア13,13,…は、光ファイバ横断面において正方形の中心と各頂点とに位置しており、正方形の中心が光ファイバ中心軸に略一致している。コア13,13,…の材質は、上記の実施形態と同じく、石英ガラスにEr,Pr,Nd,Yb等の希土類元素とGeとを添加したものである。
The five cores 13, 13,... According to the
光方向変更部40はコア13,13,…が形成する正方形の一つの辺のほぼ延長線上に位置している。このような配置により、光方向変更部40を他の光ファイバとの融着接続するためのマーカーとして使用することができ、光ファイバの両端のどちらを見ても、各コア13,13,…を一つ一つ個別に特定できる。
The light
本変形例の光ファイバ123は上記の実施形態4の効果と同様の効果を奏する。
The
−変形例d−
図22に本実施形態の変形例dに係る光ファイバ124の横断面図を示す。この変形例はコア14,14,…の数と配置及び光方向変更部40の数、種類、配置が上記の実施形態とは異なっており、それ以外は上記の実施形態と同じであるので、同じところは説明を省略する。
-Modification d-
FIG. 22 shows a cross-sectional view of an
本変形例の光ファイバ124に係る9つのコア14,14,…は、光ファイバ横断面において正方形の各辺に3つ、中心に1つの9つの位置に存しており、正方形の中心が光ファイバ中心軸に略一致している。コア14,14,…の材質は、上記の実施形態と同じく、石英ガラスにEr,Pr,Nd,Yb等の希土類元素とGeとを添加したものである。
The nine cores 14, 14,... According to the
光方向変更部40はコア14,14,…が形成する正方形の一つの辺の外方であって隣り合う2つのコア14,14からほぼ等距離の位置に配置されている。このような配置により、光方向変更部40を他の光ファイバとの融着接続するためのマークとして使用することができ、光ファイバの両端のどちらを見ても、各コア14,14,…を一つ一つ個別に特定できる。
The light
本変形例の光ファイバ124は上記の実施形態4の効果と同様の効果を奏する。
The
−変形例e−
図23に本実施形態の変形例eに係る光ファイバ125の横断面図を示す。この変形例はコア15,15,…の数と配置及び光方向変更部40の数、種類、配置が上記の実施形態とは異なっており、それ以外は上記の実施形態と同じであるので、同じところは説明を省略する。
-Modification e-
FIG. 23 shows a cross-sectional view of an
本変形例の光ファイバ125に係る8つのコア15,15,…は、光ファイバ横断面において正方形の各辺に3つずつ配置された位置に存しており、正方形の中心が光ファイバ中心軸に略一致している。コア15,15,…の材質は、上記の実施形態と同じく、石英ガラスにEr,Pr,Nd,Yb等の希土類元素とGeとを添加したものである。
The eight
光方向変更部40はコア15,15,…が形成する正方形の一つの辺の外方であって隣り合う2つのコア15,15からほぼ等距離の位置に配置されている。このような配置により、光方向変更部40を他の光ファイバとの融着接続するためのマーカーとして使用することができ、光ファイバの両端のどちらを見ても、各コア15,15,…を一つ一つ個別に特定できる。
The light
本変形例の光ファイバ125は上記の実施形態4の効果と同様の効果を奏する。
The
(その他の実施形態)
上述の実施形態は本願発明の例示であって、本願発明はこれらの例に限定されず、これらの例に周知技術や慣用技術、公知技術を組み合わせたり、一部置き換えたりしてもよい。実施形態、実施例同士を組み合わせても構わない。例えば第2クラッドの外側にさらにサポートのための第3のクラッドを設けても構わない。上述の実施形態において、各光ファイバの複数のコアのうち、全てのコアに希土類元素が添加されていなくてもよく、1つの光ファイバにおいて少なくとも1本のコアに希土類元素が含まれていればよい。
(Other embodiments)
The above-described embodiment is an exemplification of the present invention, and the present invention is not limited to these examples, and these examples may be combined or partially replaced with known techniques, common techniques, and known techniques. The embodiments and examples may be combined. For example, a third cladding for support may be further provided outside the second cladding. In the above-described embodiment, rare earth elements may not be added to all the cores of the plurality of cores of each optical fiber, as long as at least one core in one optical fiber contains rare earth elements. Good.
実施形態1の変形例2において、第1クラッドの外周形状は正六角形以外の他の多角形形状であってもよい。 In the second modification of the first embodiment, the outer peripheral shape of the first cladding may be a polygonal shape other than a regular hexagon.
コアに添加する希土類元素は、Er,Pr,Nd,Yb等どのような希土類元素でも構わないが、希土類元素の種類によって信号光および励起光の波長が異なる。 The rare earth element added to the core may be any rare earth element such as Er, Pr, Nd, and Yb, but the wavelengths of the signal light and the excitation light differ depending on the type of the rare earth element.
コア、第1クラッドおよび第2クラッドの屈折率は、用いる信号光の波長における屈折率であるが、本願発明では可視光から近赤外光の範囲における屈折率である。 The refractive indexes of the core, the first cladding, and the second cladding are the refractive indexes at the wavelength of the signal light to be used. In the present invention, they are the refractive indexes in the range of visible light to near infrared light.
フッ素含有石英ガラスの替わりにホウ素含有石英ガラスを用いてもよい。ただし、ホウ素含有石英ガラスを用いると、周囲の石英ガラスに対して応力を付与して影響を与えるため、フッ素含有石英ガラスの方が好ましい。 A boron-containing quartz glass may be used in place of the fluorine-containing quartz glass. However, when boron-containing quartz glass is used, stress is applied to the surrounding quartz glass to affect it, and therefore fluorine-containing quartz glass is preferred.
光方向変更部に用いる材質は、第1クラッドよりも屈折率が高いものであっても、スキュー光を消滅させるので、高屈折率の部材を用いても構わない。ただ、光方向変更部に第1クラッドよりも屈折率が高い材質が用いられていると、光方向変更部もコアとして機能してしまい、他のコアとの摂動が発生してしまう。 Even if the material used for the light direction changing portion has a higher refractive index than that of the first cladding, the skew light is extinguished, so a member having a high refractive index may be used. However, if a material having a refractive index higher than that of the first cladding is used for the light direction changing portion, the light direction changing portion also functions as a core, and perturbation with other cores occurs.
光方向変更部としてフッ素含有石英ガラスの替わりに空孔を用いてもよい。 Instead of fluorine-containing quartz glass, holes may be used as the light direction changing portion.
実施形態4及びその変形例において光方向変更部の光ファイバ横断面における位置及び数は、光ファイバの両端のどちらから見ても各コアを一つ一つ個別に特定できるのであれば特に位置・数は限定されない。 In the fourth embodiment and the modification thereof, the position and number of the optical direction changing unit in the cross section of the optical fiber are particularly the position / number as long as each core can be individually identified from both ends of the optical fiber. The number is not limited.
以上説明したように、本発明に係る光ファイバは、光増幅器等として有用である。 As described above, the optical fiber according to the present invention is useful as an optical amplifier or the like.
10 コア
11 コア
12 コア
13 コア
14 コア
15 コア
20,21,22 第1クラッド
30 第2クラッド
31,32 第2クラッド
35 空孔
40 光方向変更部
40a,40b,40c 光方向変更部
41 光方向変更部
60 石英パイプ
61 石英パイプ
62,63,63’,65 有孔石英ロッド
64 内層
70 コア母材
75 中心軸部分
76 フッ素含有石英パイプ(低屈折率部材)
77 外層
78,78’ 有孔二層構造石英ロッド
80 フッ素含有石英ロッド
82 石英キャピラリ
100 光ファイバ
101 光ファイバ
102,103,104 光ファイバ
110,120 光ファイバ
111 光ファイバ
121,122 光ファイバ
123,124 光ファイバ
125 光ファイバ
200 光ファイバ母材
201,203 光ファイバ前駆体
202,206 光ファイバ母材
210,211,212 光ファイバ母材
220,221,222 光ファイバ母材
10
77
Claims (11)
前記複数のコアの少なくとも一つには希土類元素が含まれており、
前記複数のコアのいずれのコアよりも前記第1クラッドの方が屈折率が低く、
前記第1クラッドよりも前記第2クラッドの方が屈折率が低い、光ファイバ。 A plurality of cores, a first cladding surrounding the periphery of the plurality of cores, and a second cladding surrounding the periphery of the first cladding,
At least one of the plurality of cores contains a rare earth element,
The first cladding has a lower refractive index than any of the plurality of cores,
An optical fiber in which the second cladding has a lower refractive index than the first cladding.
前記第1クラッド内に、該第1クラッドとは屈折率が異なるとともに光ファイバ軸に沿って延びる光方向変更部が存している、請求項1に記載されている光ファイバ。 The first cladding is circular in cross section of the optical fiber;
2. The optical fiber according to claim 1, wherein an optical direction changing portion having a refractive index different from that of the first cladding and extending along the optical fiber axis is present in the first cladding.
前記光ファイバ母材を加熱し延伸して光ファイバ前駆体を形成する工程と、
前記光ファイバ前駆体の外周を石英よりも屈折率の低い樹脂により被覆する工程と
を含む、光ファイバの製造方法。 At least one selected from a fluorine-containing quartz rod, a boron-containing quartz rod and a quartz capillary and a plurality of quartz cylinders containing a rare earth element in the central axis portion are inserted into the hole portion of the quartz pipe. Forming an optical fiber preform;
Heating and stretching the optical fiber preform to form an optical fiber precursor;
And coating the outer periphery of the optical fiber precursor with a resin having a refractive index lower than that of quartz.
前記複数の孔に、フッ素含有石英ロッド、ホウ素含有石英ロッド及び石英キャピラリから選ばれたもの少なくとも1本と、中心軸部分に希土類元素を含有している複数の石英柱とを挿入して光ファイバ母材を形成する工程と、
前記光ファイバ母材を加熱し延伸して光ファイバ前駆体を形成する工程と、
前記光ファイバ前駆体の外周を石英よりも屈折率の低い樹脂により被覆する工程と
を含む、光ファイバの製造方法。 Opening a plurality of holes along the central axis of the rod in the quartz rod;
An optical fiber in which at least one selected from a fluorine-containing quartz rod, a boron-containing quartz rod and a quartz capillary and a plurality of quartz columns containing a rare earth element in the central axis portion are inserted into the plurality of holes. Forming a base material;
Heating and stretching the optical fiber preform to form an optical fiber precursor;
And coating the outer periphery of the optical fiber precursor with a resin having a refractive index lower than that of quartz.
前記光ファイバ母材を加熱し延伸する工程と
を含む、光ファイバの製造方法。 At least one selected from a fluorine-containing quartz rod, a boron-containing quartz rod and a quartz capillary and a plurality of quartz pillars containing a rare earth element in the central axis portion are inserted into the hole portion of the quartz pipe, Forming an optical fiber preform by surrounding an outer periphery of the quartz pipe with a low refractive index member having a lower refractive index than quartz;
Heating and drawing the optical fiber preform, and an optical fiber manufacturing method.
前記複数の孔に、フッ素含有石英ロッド、ホウ素含有石英ロッド及び石英キャピラリから選ばれたもの少なくとも1本と、中心軸部分に希土類元素を含有している複数の石英柱とを挿入し、前記石英ロッドの外周を石英よりも屈折率の低い低屈折率部材で囲繞して光ファイバ母材を形成する工程と、
前記光ファイバ母材を加熱し延伸する工程と
を含む、光ファイバの製造方法。 Opening a plurality of holes along the central axis of the rod in the quartz rod;
At least one selected from a fluorine-containing quartz rod, a boron-containing quartz rod and a quartz capillary and a plurality of quartz pillars containing a rare earth element in the central axis portion are inserted into the plurality of holes, and the quartz Forming an optical fiber preform by surrounding the outer periphery of the rod with a low refractive index member having a refractive index lower than that of quartz;
Heating and drawing the optical fiber preform, and an optical fiber manufacturing method.
前記二層構造石英ロッドの内層側に、ロッド中心軸に沿った複数の孔を開ける工程と、
前記複数の孔に、フッ素含有石英ロッド、ホウ素含有石英ロッド及び石英キャピラリから選ばれたもの少なくとも1本と、中心軸部分に希土類元素を含有している複数の石英柱とを挿入して光ファイバ母材を形成する工程と、
前記光ファイバ母材を加熱し延伸する工程と
を含む、光ファイバの製造方法。 A step of preparing a double-layered quartz rod made of quartz containing fluorine or boron on the outer layer side or quartz having a plurality of holes extending along the central axis, and the inner layer side made of quartz;
A step of opening a plurality of holes along the central axis of the rod on the inner layer side of the two-layer structure quartz rod;
An optical fiber in which at least one selected from a fluorine-containing quartz rod, a boron-containing quartz rod and a quartz capillary and a plurality of quartz columns containing a rare earth element in the central axis portion are inserted into the plurality of holes. Forming a base material;
Heating and drawing the optical fiber preform, and an optical fiber manufacturing method.
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