JP2013190790A - マルチモード光ファイバ - Google Patents

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Abstract

【課題】融着による接続作業等の取り扱い時における破損が低減された物理的に信頼性の高いマルチモード光ファイバを提供する。
【解決手段】コア部の外径２ａが４７．５〜５２．５μｍ又は６０〜６５μｍであるＧＩ型マルチモード光ファイバに関する。当該マルチモード光ファイバにおいて、クラッド部の直径を２ｂとするとき、直径１．８ｂ以上の領域として規定される、クラッド部の最外周部内に残留する光軸方向の応力は、０〜２５ＭＰａの引張応力である。ＧＩ型母材を特定の張力で線引きすることにより得られる。
【選択図】図６

Description

本発明は、マルチモード光ファイバに関するものである。
マルチモード光ファイバは、構造上、長距離光通信用のシングルモード光ファイバと比較して、伝送損失が大きいことが知られている。一方、接続損失が少ないことからファイバ間接続が容易であること、また、要求性能の低い機器を利用して容易にネットワークの構築が可能になることから、ＬＡＮ（Local Area Network）などの近距離情報通信の用途に広く使用されている。
特開２０１１−１０２９６４号公報 特開２００７−１９７２７３号公報 特開２００６−０５８４９４号公報 特開２００３−３１５１３４号公報
発明者は上記第１〜第３特許文献に記載の従来技術を検討した結果、以下のような課題を発見した。
すなわち、近距離情報通信における高速化の観点から、高速伝送に適したマルチモード光ファイバについての研究は、従来から盛んに行われている。しかしながら、通信基地内での融着による接続作業等の観点から、物理的に信頼性の高いマルチモード光ファイバについて研究することは殆ど行われていないのが現状である。
マルチモード光ファイバの断面構造に関して言及すれば、例えばコア部にはＧｅ元素が大量に添加されるのに対し、クラッド部にはＧｅ元素は添加されないため、コア部とクラッド部とは、ガラス粘度の異なった状態となっている。また、ガラス粘度の異なるコア部やトレンチ部の占有面積が大きくなるため、線引き装置の構成や線引き条件によって、クラッド部に大きな引張応力が生じ易い。このように、製造されたマルチモード光ファイバの最外周部（当該マルチモード光ファイバの表面近傍の領域であって、クラッド部の外側部分に相当する領域）内に引張応力が残留すると、石英ガラス（silica glass）を主成分とするマルチモード光ファイバの取扱い時、特に融着による接続作業や曲率半径の小さい曲げを加えた際に、当該マルチモード光ファイバが破損する可能性が高くなる。
また、マルチモード光ファイバの場合、その構造上、クラッド部の占有面積が小さい。そのため、上述したような残留する引張応力に対する対策として、クラッド部における最外周部に光軸方向の圧縮応力が残留するよう、該最外周部に別の添加元素を添加したり、加熱を伴う工程において圧縮歪層を設けたりすると、光の伝送特性を決定するコア部にも影響が出てしまう恐れがある。なお、ファイバ内の残留応力は、例えば上記特許文献４に記載の装置により測定可能である。
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、クラッド部のうち最もファイバ表面に近い該クラッド部の最外周部内に残留する引張応力を調整することにより、融着による接続作業等の取り扱い時における破損の可能性が効果的に低減された、物理的に信頼性の高いマルチモード光ファイバを提供することを目的としている。
本発明は、ＧＩ（Graded Index）型マルチモード光ファイバに関し、当該マルチモード光ファイバは、構造上、長距離伝送用のシングルモード光ファイバとは明確に区別される。また、ＧＩ型マルチモード光ファイバには、高屈折率のコア部と低屈折率のクラッド部から構成される一般的な構造を有するマルチモード光ファイバの他、コア部とクラッド部との間に設けられた低屈折率のトレンチ部を備えたＧＩ型マルチモード光ファイバ（以下ではＢＩ型マルチモード光ファイバという）も含まれる。なお、トレンチ部は、クラッド部よりも低い屈折率を有し、曲げに起因した伝送特性の変動に対する耐性を当該マルチモード光ファイバに与える。また、本明細書において、単に「マルチモード光ファイバ」と表現する場合には、ＧＩ型マルチモード光ファイバの他、該ＧＩ型マルチモード光ファイバに属するＢＩ型マルチモード光ファイバも意味するものとする。
すなわち、本発明に係るマルチモード光ファイバは、ＧＩ型マルチモード光ファイバとして、光軸方向に沿って伸びるとともに、ＧｅＯ２（二酸化ゲルマニウム）が添加されたコア部と、コア部の外周に設けられ、該コア部よりも低い屈折率を有するクラッド部を備える。また、本発明に係るマルチモード光ファイバは、ＢＩ型マルチモード光ファイバとして、光軸方向に沿って伸びるとともに、ＧｅＯ２（二酸化ゲルマニウム）が添加されたコア部と、コア部の外周に設けられ、コア部よりも低い屈折率を有するトレンチ部と、トレンチ部の外周に設けられ、コア部よりも低くかつトレンチ部よりも高い屈折率を有するクラッド部を備える。なお、トレンチ部は、２ａよりも大きい内径と、１．８ｂよりも小さい外径を有する。
本発明に係るマルチモード光ファイバにおいて、当該マルチモード光ファイバの径方向の屈折率分布のうちコア部に相当する部分のα値は１．９〜２．２、コア部の直径２ａは４７．５〜５２．５μｍ又は６０〜６５μｍである。また、クラッド部の基準領域に対するコア部中心の比屈折率差Δ（コア部の最大比屈折率差）は、０．８〜２．４％であるのが好ましい。なお、クラッド部が複数の領域で構成されている場合、最も外側に位置する領域が基準領域として規定される。
特に本発明に係るマルチモード光ファイバにおいて、クラッド部の直径（ガラス外径と同義）を２ｂとするとき、直径１．８ｂ以上の領域として規定される、クラッド部の最外周部内に残留する光軸方向の応力（残留応力）は、０〜２５ＭＰａの引張応力である。より好ましくは、クラッド部の最外周部内に残留する光軸方向の応力は、０〜１０ＭＰａの引張応力である。クラッド部における最外周部内の引張応力を０〜１０ＭＰａに抑制した場合、当該マルチモード光ファイバの物理的信頼性がより増加するため、その取り扱いがさらに容易になる。
なお、一般的に光ファイバ内に残留する応力は、線引き装置（光ファイバの製造装置）の構成、条件等により敏感に変化する。そのため、例えば線引き時に母材の一端（加熱により軟化した部分）に加わる張力（線引き張力）を意図的に変化させることで、線引き後に得られる光ファイバの内部に残留する光軸方向の応力（引張応力や圧縮応力）は容易に調整され得る。
この発明に係る各実施形態は、以下の詳細な説明及び添付図面によりさらに十分に理解可能となる。これら実施形態は単に例示のために示されるものであって、この発明を限定するものと考えるべきではない。
また、この発明のさらなる応用範囲は、以下の詳細な説明から明らかになる。しかしながら、詳細な説明及び特定の事例はこの発明の好適な実施形態を示すものではあるが、例示のためにのみ示されているものであって、この発明の範囲における様々な変形および改良はこの詳細な説明から当業者には自明であることは明らかである。
本発明によれば、融着による接続作業等の取り扱い時における破損の可能性が効果的に低減された、物理的に信頼性の高いマルチモード光ファイバが得られる。
本発明に係るマルチモード光ファイバの一実施形態としてのＧＩ型マルチモード光ファイバを得るための母材（preform）の代表的な断面構造を示す図、および、その屈折率分布を示す図である。 本発明に係るマルチモード光ファイバの他の実施形態としてのＢＩ型マルチモード光ファイバを得るための母材の代表的な断面構造を示す図、および、その屈折率分布を示す図である。 マルチモード光ファイバを得るための線引き装置の概略構造を示す図である。 図３に示された線引き装置により得られるＧＩ型マルチモード光ファイバの代表的な断面構造、および、ＧＩ型マルチモード光ファイバの他の構成として、ＢＩ型マルチモード光ファイバの代表的な断面構造を示す。 図１（ａ）に示された母材を線引き張力２００ｇで線引きすることにより得られたＧＩ型マルチモード光ファイバの各部における残留応力（引張応力又は圧縮応力）を示す図である。 図１（ａ）に示された母材を線引き張力１００ｇで線引きすることにより得られたＧＩ型マルチモード光ファイバの各部における残留応力（引張応力又は圧縮応力）を示す図である。 図１（ａ）に示された母材を線引き張力５０ｇで線引きすることにより得られたＧＩ型マルチモード光ファイバの各部における残留応力（引張応力又は圧縮応力）を示す図である。
以下、本発明に係るマルチモード光ファイバの各実施形態を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図面の説明において、同一部位、同一要素には同一符号を付して重複する説明を省略する。
図１（ａ）は、本発明に係るマルチモード光ファイバの一実施形態としてのＧＩ型マルチモード光ファイバを得るための母材（以下、ＧＩ型母材という）の代表的な断面構造を示す図であり、図１（ｂ）は、その屈折率分布を示す図である。また、図４（ａ）は、図３に示された線引き装置３００により製造されるＧＩ型マルチモード光ファイバの代表的な断面構造を示す図である。図１（ａ）に示されたＧＩ型母材１００は、石英ガラスを主材料とし、光軸ＡＸに沿って伸びる第１領域１１０と、第１領域１１０の外周に設けられた第２領域１２０を備える。図４（ａ）に示されたＧＩ型マルチモード光ファイバ５００Ａは、光軸方向（ＡＸは光軸を示す）に沿って延びた、直径２ａのコア部５１０Ａと、コア部５１０Ａの外周に設けられた、直径（外径）２ｂのクラッド部５２０Ａと、を備え、コア部５１０Ａが第１領域１１０に対応し、クラッド部５２０Ａ（図１（ａ）の例では単一層であり、比屈折率差を規定する基準領域となる）が第２領域１２０に対応している。図１（ａ）に示されたＧＩ型母材１００において、コア部５１０Ａに相当する第１領域１１０には、屈折率分布の形状を調整するためのＧｅＯ２が添加されており、最大屈折率ｎ１を有する。クラッド部５２０Ａに相当する第２領域１２０は、純石英又は屈折率調整用の不純物が添加されたガラス領域であり、第１領域１１０よりも低い屈折率ｎ２を有する。
ガラス外径が２ｂになるようにＧＩ型母材１００が線引きされることにより、図４（ａ）に示されたＧＩ型マルチモード光ファイバ５００Ａが得られる。その際、ＧＩ型マルチモード光ファイバ５００Ａのクラッド部５２０Ａ内では応力が残留し、光軸方向（光軸ＡＸに沿った方向）の引張応力が発生する。そこで本実施形態では、直径（ガラス外径と同義）２ｂのクラッド部５２０Ａにおける最外周部５２１Ａが、クラッド部５２０Ａのうち、内径１．８ｂ、外径２ｂの環状領域として規定され、最外周部５２１Ａ内に発生する光軸方向の残留応力が、２５ＭＰａ以下、好ましくは１０ＭＰａ以下の引張応力になるように調整される（当然のことながら残留応力は０ＭＰａでもよい）。
図２（ａ）は、本発明に係るマルチモード光ファイバの他の実施形態としてのＢＩ型マルチモード光ファイバを得るための母材（以下、ＢＩ型母材という）の代表的な断面構造を示す図であり、図２（ｂ）は、その屈折率分布を示す図である。また、図４（ｂ）は、図３に示された線引き装置３００により製造されるＢＩ型マルチモード光ファイバの代表的な断面構造を示す図である。図２（ａ）に示されたＢＩ型母材２００は、石英ガラスを主材料とし、光軸ＡＸに沿って伸びる第１領域２１０と、第１領域２１０の外周に設けられた低屈折率の第２領域２２０と、第２領域２２０の外周に設けられた第３領域２３０を備える。図４（ｂ）に示されたＢＩ型マルチモード光ファイバ５００Ｂは、光軸方向（ＡＸは光軸を示す）に沿って延びた、直径２ａのコア部５１０Ｂと、コア部５１０Ｂの外周に設けられたトレンチ部５２０Ｂと、トレンチ部５２０Ｂの外周に設けられたクラッド部５３０Ｂと、を備え、コア部５１０Ｂが第１領域２１０に対応し、トレンチ部５２０Ｂが第２領域２２０に対応し、クラッド部５３０Ｂ（比屈折率差を規定する基準領域となる）が第３領域２３０に対応している。なお、図２（ａ）に示されたＢＩ型母材２００において、コア部５１０Ｂに相当する第１領域２１０には、屈折率分布の形状を調整するためのＧｅＯ２が添加されており、最大屈折率ｎ１を有する。トレンチ部５２０Ｂに相当する第２領域２２０は、得られるＢＩ型マルチモード光ファイバ５００Ｂの曲げ耐性を与えるため、フッ素などの屈折率低下剤が添加されており、屈折率ｎ３（＜ｎ１）を有する。クラッド部５３０Ｂに相当する第３領域２３０は、純石英又は屈折率調整用の不純物が添加されたガラス領域であり、第１領域２１０よりも低く、かつ第２領域２２０よりも高い屈折率ｎ２（ｎ３＜ｎ２＜ｎ１）を有する。
ガラス外径が２ｂになるようにＢＩ型母材２００が線引きされることにより、図４（ｂ）に示されたＢＩ型マルチモード光ファイバ５００Ｂが得られる。その際、ＢＩ型マルチモード光ファイバ５００Ｂのクラッド部５３０Ｂ内では応力が残留し、光軸方向（光軸ＡＸに沿った方向）の引張応力が発生する。そこで本実施形態では、直径（ガラス外径と同義）２ｂのクラッド部５３０Ｂにおける最外周部５３１Ｂが、クラッド部５３０Ｂのうち、内径１．８ｂ、外径２ｂの環状領域として規定され、最外周部５３１Ｂ内に発生する光軸方向の残留応力が、２５ＭＰａ以下、好ましくは１０ＭＰａ以下の引張応力になるように調整される（当然のことながら残留応力は０ＭＰａでもよい）。
さらに、ＧＩ型母材１００は、図１（ｂ）に示された屈折率分布１５０を有する。図１（ｂ）に示された屈折率分布１５０は、図１（ａ）中において、光軸ＡＸと直交する線Ｌ１（当該ＧＩ型母材１００の径方向に一致）上の各部の屈折率を示しており、より具体的には、領域１５１は線Ｌ１に沿った第１領域１１０（線引き後にコア部５１０Ａとなる領域）の各部の屈折率、領域１５２は線Ｌ１に沿った第２領域１２０（線引き後にクラッド部５２０Ａとなる領域）の各部の屈折率をそれぞれ示す。
特に、図１（ｂ）の屈折率分布１５０における領域１５１は、光軸ＡＸに一致する第１領域１１０の中心において屈折率が最大となるようドーム形状を有する。したがって、屈折率調整用に添加されるＧｅＯ２の濃度も、第１領域１１０の中心から第２領域１２０に向かって急激に低下している。このドーム形状を規定するためのα値は１．９〜２．２である。第２領域（図１（ａ）の例では単一層であり、比屈折率差を規定する基準領域となる）１２０に対する第１領域１１０の中心の比屈折率差Δは（クラッド部５２０Ａに対するコア部５１０Ａの最大比屈折率差に相当）は、０．８〜２．４％である。なお、得られるＧＩ型マルチモード光ファイバ５００Ａにおけるコア部５１０Ａの直径２ａは、４７．５〜５２．５μｍ又は６０〜６５μｍである（図４（ａ）参照）。
一方、ＢＩ型母材２００は、図２（ｂ）に示された屈折率分布２５０を有する。なお、図２（ｂ）に示された屈折率分布２５０は、図２（ａ）中において、光軸ＡＸと直交する線Ｌ２（当該ＢＩ型母材２００の径方向に一致）上の各部の屈折率を示しており、より具体的には、領域２５１は線Ｌ２に沿った第１領域２１０（線引き後にコア部５１０Ｂとなる領域）の各部の屈折率、領域２５２は線Ｌ２に沿った第２領域２２０（線引き後にトレンチ部５２０Ｂとなる領域）の各部の屈折率、領域２５３は線Ｌ２に沿った第３領域２３０（線引き後にクラッド部５３０Ｂとなる領域）の各部の屈折率をそれぞれ示す。なお、ＧＩ型、ＢＩ型それぞれのマルチモード光ファイバ５００Ａ、５００Ｂにおいて、コア部５１０Ａ、５１０Ｂの屈折率分布の形状は共通である。
すなわち、図２（ｂ）の屈折率分布２５０における領域２５１は、光軸ＡＸに一致する第１領域２１０の中心において屈折率が最大となるようドーム形状を有する。したがって、屈折率調整用に添加されるＧｅＯ２の濃度も、第１領域２１０の中心から第２領域２２０及び第３領域２３０に向かって急激に低下している。このドーム形状を規定するためのα値は１．９〜２．２である。第３領域（比屈折率差を規定する基準領域となる）２３０に対する第１領域２１０の中心の比屈折率差Δは（クラッド部５３０Ｂに対するコア部５１０Ｂの最大比屈折率差に相当）は、０．８〜２．４％である。なお、得られるＢＩ型マルチモード光ファイバ５００Ｂのコア部５１０Ｂの直径２ａは、４７．５〜５２．５μｍ又は６０〜６５μｍである（図４（ｂ）参照）。
以上のような構造を有するＧＩ型母材１００（図１（ａ））及びＢＩ型母材２００（図２（ａ））のそれぞれは、図３に示された線引き装置３００によりその一端が線引きされ、所望のＧＩ型マルチモード光ファイバ５００Ａ及びＢＩ型マルチモード光ファイバ５００Ｂが得られる。なお、図３に示された線引き装置３００は、セットされたＧＩ型母材１００又はＢＩ型母材２００の一端を加熱するヒーター３０１と、該母材１００（２００）の加熱された一端を所定の張力を加えながら巻き取る巻取りドラム３０２を、少なくとも備える。巻取りドラム３０２は、図３中の矢印Ｒで示された方向に回転するが、その際、巻き取る巻取りドラム３０２の回転速度が調節されることにより、クラッド部、コア部の外径が調整される。また、ヒーター３０１による加熱温度を調節することにより、母材１００（２００）の加熱された一端に加えられる張力（線引き張力）が調整される。
一般に光ファイバ内における光軸方向の残留応力は、上述のように、線引き装置３００のような製造装置の構成、条件等により敏感に変化する。そのため、本実施形態では、代表的な例として、線引き時にＧＩ型母材１００の一端（加熱により軟化した部分）に加わる線引き張力を意図的に変化させることで、線引き後に得られるＧＩ型マルチモード光ファイバ５００Ａの残留応力（引張応力や圧縮応力）が調整される例について、図５〜図７を参照しながら以下説明する。ＢＩ型マルチモード光ファイバ５００Ｂについては、以下に説明されるＧＩ型マルチモード光ファイバ５００Ａの各サンプルと共通するクラッド部の構造を有するため、重複する説明を省略する。
図５〜図７は、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示されたＧＩ型母材を種々の線引き張力で線引きすることにより製造されたＧＩ型マルチモード光ファイバの残留応力を示す図である。なお、図５〜図７のそれぞれにおいて、縦軸は、ＧＩ型マルチモード光ファイバ５００Ａ内の光軸方向の残留応力（ＭＰａ）を表わし、横軸は、ＧＩ型マルチモード光ファイバ５００Ａのファイバ径（μｍ）であって、光軸ＡＸとの交点を原点とした座標を表している。さらに、図５〜図７のそれぞれにおいて、正の残留応力の範囲（図中の矢印ＲＳａで示された領域）は、残留応力として、引張応力が残っている領域を示す。一方、負の残留応力の範囲（図中の矢印ＲＳｂで示された領域）は、残留応力として、圧縮応力が残っている領域を示す。
一般に光ファイバの線引きにおいて、ＧＩ型母材の一部は、一度溶融状態となり、延伸された後にその外周部から中心に向かって冷却されていく（固化）。このとき、線引き張力が高いと、先に固化された外周部は、より大きな張力を受けながら、その長手方向に引き伸ばされた状態となる。その後、線引きされた光ファイバが完全に固化し、得られた光ファイバは張力から開放されるが、冷却が進んでも張力により大きく引き伸ばされた光ファイバ外周部には、大きな引張応力が残留することになる。したがって、光ファイバの線引き時に加えられる張力（線引き張力）が高いほど、線引き後の光ファイバの外周部に残る引張応力は大きくなる。
以下に種々の線引き張力で製造されたＧＩ型マルチモード光ファイバ５００Ａのサンプルについて検証した結果を示す。なお、このＧＩ型マルチモード光ファイバ５００Ａを得るため、第２領域１２０に対する第１領域１１０の最大比屈折率差Δを１．１７％、第１領域１１０における屈折率分布の形状を規定するα値を２．１０としてＧＩ型母材１００を製造した。
図５は、図３に示された線引き装置３００により、上述のように製造されたＧＩ型母材１００を線引き張力２００ｇで線引きすることにより得られたＧＩ型マルチモード光ファイバ５００Ａ（サンプル１）について、その各部における残留応力（引張応力又は圧縮応力）を示す図である。
線引き張力２００ｇで線引きされたサンプル１では、クラッド部５２０Ａにおける最外周部５２１Ａの光軸方向の引張応力が最大３０ＭＰａと大きな値になっている。このように、サンプル１では、ファイバ表面近傍に３０ＭＰａと大きな引張応力が残っているため、該ファイバ表面（最外周部５２１Ａの表面）から破断を起こし易い状態となっている。特に、光ファイバ同士の融着による接続作業など、被覆樹脂を剥いてからの取扱い時には物理的な傷や応力が原因となり破損し易い問題が生じる。その結果、得られたサンプル１は、物理的信頼性に対する保証面だけでなく作業者の安全にも問題を及ぼす可能性があるマルチモード光ファイバとなる。
図６は、図３に示された線引き装置３００により、上述のように製造されたＧＩ型母材１００を線引き張力１００ｇで線引きすることにより得られたＧＩ型マルチモード光ファイバ５００Ａ（サンプル２）について、その各部における残留応力（引張応力又は圧縮応力）を示す図である。
線引き張力１００ｇで線引きされたサンプル２では、クラッド部５２０Ａにおける最外周部５２１Ａの光軸方向の引張応力が最大１８ＭＰａまで低減している。このように、サンプル２では、最大１８ＭＰａまで引張応力が小さくなっているため、当該サンプル２は、被覆材を剥いてからの取扱い時に破損しにくく取り扱いが容易なマルチモード光ファイバとなる。
図７は、図３に示された線引き装置３００により、上述のように製造されたＧＩ型母材１００を線引き張力５０ｇで線引きすることにより得られたＧＩ型マルチモード光ファイバ５００Ａ（サンプル３）について、その各部における残留応力（引張応力又は圧縮応力）を示す図である。
線引き張力５０ｇで線引きされたサンプル３では、クラッド５２０Ａにおける最外周部５２１Ａの光軸方向の引張応力が最大９ＭＰａまで低減している。このように、サンプル３では、最大９ＭＰａまで引張応力が更に小さくなっているため、当該サンプル３は、被覆材を剥いでからの取扱い時に更に破損しにくく取り扱いが容易であり、特に曲率を小さく曲げる必要がある作業において適したＧＩ型マルチモード光ファイバとなる。
以上のように、本発明に係るマルチモード光ファイバ（ＧＩ型の他、該ＧＩ型に含まれるＢＩ型の双方）は、ＬＡＮなどの近距離情報通信の伝送媒体に適しており、また、そのコア径は４７．５〜５２．５μｍ又は６０〜６５μｍと大きいため、ファイバ間接続が容易になる。
一方で、ファイバ表面近傍（クラッド部の最外周部）に大きな引張応力が残っていると、融着による接続作業時の破損や破裂の原因となる。加えて、最外周部に圧縮応力層を設けようとすれば当該マルチモード光ファイバの断面におけるクラッド部の占有面積が小さいため、光の伝送領域であるコア部に悪影響が生じる恐れがある。また、圧縮応力層を設ける工程が増え、製造コストが増える。本発明に係るマルチモード光ファイバは、係る課題も解決し得る。すなわち、本発明に係るマルチモード光ファイバによれば、線引き条件(例えば、線引き張力や線引き時の熱履歴変更)により、クラッド部の最外周部（当該マルチモード光ファイバの表面近傍）における残留応力が制御可能になるため、製造コストが大きく増えることは無い。
以上の本発明の説明から、本発明を様々に変形しうることは明らかである。そのような変形は、本発明の思想および範囲から逸脱するものとは認めることはできず、すべての当業者にとって自明である改良は、以下の請求の範囲に含まれるものである。
１００…ＧＩ型母材、１１０…第１領域（コア部となる領域）、１２０…第２領域（クラッド部となる領域）、１５０…屈折率分布、５００Ａ…ＧＩ型マルチモード光ファイバ、５１０Ａ…コア部、５２０Ａ…クラッド部、２００…ＢＩ型母材、２１０…第１領域（コア部となる領域）、２２０…第２領域（トレンチ部となる領域）、２３０…第３領域（クラッド部となる領域）、２５０…屈折率分布、５００Ｂ…ＢＩ型マルチモード光ファイバ、５１０Ｂ…コア部、５２０Ａ…トレンチ部、５３０Ｂ…クラッド部、３００…線引き装置。

Claims (5)

  1. １． 光軸方向に沿って伸びるとともに、ＧｅＯ２が添加されたコア部と、前記コア部の外周に設けられ、前記コア部よりも低い屈折率を有するクラッド部を備えたマルチモード光ファイバであって、
    当該マルチモード光ファイバの径方向の屈折率分布のうち前記コア部に相当する部分のα値が１．９〜２．２、前記クラッド部に対する前記コア部の最大比屈折率差Δが０．８〜２．４％、前記コア部の直径２ａが４７．５〜５２．５μｍ又は６０〜６５μｍであり、
    前記クラッド部の直径を２ｂとするとき、直径１．８ｂ以上の領域として規定される、前記クラッド部の最外周部内に残留する前記光軸方向の応力は、０〜２５ＭＰａの引張応力であるマルチモード光ファイバ。
  2. 前記クラッド部の最外周部内に残留する前記光軸方向の応力は、０〜１０ＭＰａの引張応力であることを特徴とする請求項１に記載のマルチモード光ファイバ。
  3. 前記コア部と前記クラッド部との間に設けられた、前記クラッド部よりも低い屈折率を有するトレンチ部を更に備えることを特徴とする請求項１に記載のマルチモード光ファイバ。
  4. 前記トレンチ部は、２ａよりも大きい内径と、１．８ｂよりも小さい外径を有することを特徴とする請求項３に記載のマルチモード光ファイバ。
  5. 前記クラッド部の最外周部内に残留する前記光軸方向の応力は、０〜１０ＭＰａの引張応力であることを特徴とする請求項３に記載のマルチモード光ファイバ。
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9835502B2 (en) * 2012-01-19 2017-12-05 Draka Comteq B.V. Temperature and strain sensing optical fiber and temperature and strain sensor
US9031371B2 (en) * 2012-05-08 2015-05-12 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Multi-mode optical fiber
US8977093B2 (en) * 2013-06-14 2015-03-10 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Multimode optical fiber
CN105549149A (zh) * 2014-10-31 2016-05-04 住友电气工业株式会社 多模光纤及其制造方法
JP6668833B2 (ja) * 2016-03-09 2020-03-18 住友電気工業株式会社 結合型マルチコア光ファイバ
WO2020209229A1 (ja) * 2019-04-10 2020-10-15 住友電気工業株式会社 光ファイバ

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5288349A (en) * 1976-01-20 1977-07-23 Nippon Selfoc Co Ltd Optical fiber for communication
JP2003207675A (ja) * 2002-01-11 2003-07-25 Sumitomo Electric Ind Ltd 石英系光ファイバ及びその製造方法
JP2005227786A (ja) * 2004-02-13 2005-08-25 Samsung Electronics Co Ltd 低いベンディング損失を有する光ファイバー
JP2005343703A (ja) * 2004-05-31 2005-12-15 Fujikura Ltd 光ファイバ素線の製造方法、光ファイバ素線
JP2006047719A (ja) * 2004-08-05 2006-02-16 Fujikura Ltd 低曲げ損失マルチモードファイバ
JP2006058494A (ja) * 2004-08-18 2006-03-02 Fujikura Ltd 光ファイバ素線及びその製造方法
JP2007197273A (ja) * 2006-01-27 2007-08-09 Fujikura Ltd 光ファイバ素線及びその製造方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3912009B2 (ja) * 1998-09-18 2007-05-09 住友電気工業株式会社 分散補償ファイバ
TW419607B (en) * 1999-01-13 2001-01-21 Sumitomo Electric Industries Optical fiber grating element, manufacture method of the same and optical filter
US6292612B1 (en) * 1999-06-07 2001-09-18 Lucent Technologies Inc. Multi-mode optical fiber having improved refractive index profile and devices comprising same
JP3829665B2 (ja) * 2000-09-29 2006-10-04 住友電気工業株式会社 光ファイバカプラ及び光ファイバカプラ用の光ファイバ
KR100416979B1 (ko) 2002-03-18 2004-02-05 삼성전자주식회사 광섬유의 잔류응력 측정장치
JP4318036B2 (ja) * 2004-02-16 2009-08-19 オムロン株式会社 光導波路
US7787731B2 (en) * 2007-01-08 2010-08-31 Corning Incorporated Bend resistant multimode optical fiber
US8139700B2 (en) 2009-06-26 2012-03-20 International Business Machines Corporation Dynamic quadrature clock correction for a phase rotator system
JP2011102964A (ja) 2009-10-14 2011-05-26 Sumitomo Electric Ind Ltd 光ファイバおよび光ファイバ製造方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5288349A (en) * 1976-01-20 1977-07-23 Nippon Selfoc Co Ltd Optical fiber for communication
JP2003207675A (ja) * 2002-01-11 2003-07-25 Sumitomo Electric Ind Ltd 石英系光ファイバ及びその製造方法
JP2005227786A (ja) * 2004-02-13 2005-08-25 Samsung Electronics Co Ltd 低いベンディング損失を有する光ファイバー
JP2005343703A (ja) * 2004-05-31 2005-12-15 Fujikura Ltd 光ファイバ素線の製造方法、光ファイバ素線
JP2006047719A (ja) * 2004-08-05 2006-02-16 Fujikura Ltd 低曲げ損失マルチモードファイバ
JP2006058494A (ja) * 2004-08-18 2006-03-02 Fujikura Ltd 光ファイバ素線及びその製造方法
JP2007197273A (ja) * 2006-01-27 2007-08-09 Fujikura Ltd 光ファイバ素線及びその製造方法

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