JP2652700B2 - 光ファイバの製造方法 - Google Patents
光ファイバの製造方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光ファイバ用母材の製造方法に関し、特に
単一モード光ファイバ用母材のコア径の厳密な制御方法
に関する。
単一モード光ファイバ用母材のコア径の厳密な制御方法
に関する。
光ファイバ、とくに単一モード光ファイバ（用母材）
において所望のカットオフ波長や分散特性を得るために
は、コア径を所定の範囲内に制御する必要がある。中で
も、従来の長距離大容量光通信方式として実現が望まれ
ている光ソリトン方式では、使用波長における分散値を
−2psec/km/nmと仮定した際、分散値の制御性は±0.5ps
ec/km/nmでも不十分であるとの報告がある（オプトロニ
クスNo.10,岡本氏による「光ソリトン伝送」の論文第11
7−122頁,1988年発行）。
において所望のカットオフ波長や分散特性を得るために
は、コア径を所定の範囲内に制御する必要がある。中で
も、従来の長距離大容量光通信方式として実現が望まれ
ている光ソリトン方式では、使用波長における分散値を
−2psec/km/nmと仮定した際、分散値の制御性は±0.5ps
ec/km/nmでも不十分であるとの報告がある（オプトロニ
クスNo.10,岡本氏による「光ソリトン伝送」の論文第11
7−122頁,1988年発行）。
一般的なステップ型屈折率分布を考慮すると、分散値
の制御性±0.5psec/km/nmはコア径の制御性に換算して
概略±１％となる。この値は、通常の光ファイバ用母材
の製造方法でなしうる限界に近い値である。
の制御性±0.5psec/km/nmはコア径の制御性に換算して
概略±１％となる。この値は、通常の光ファイバ用母材
の製造方法でなしうる限界に近い値である。
一方、コア径の制御性を向上させる手段としては、例
えば、ジャーナル・オブ・ライトウエーブ・テクノロジ
イー；第LT−４管，第７号，第858〜862頁に見られるよ
うに、光ファイバ中央部に相当する光ファイバ用母材を
作製し、市販の石英パイプ内に挿入して線引する、謂ゆ
るロッドイン・チューブ法において、使用する石英パイ
プの断面積を測定し、厳しく選別するという方法があ
る。
えば、ジャーナル・オブ・ライトウエーブ・テクノロジ
イー；第LT−４管，第７号，第858〜862頁に見られるよ
うに、光ファイバ中央部に相当する光ファイバ用母材を
作製し、市販の石英パイプ内に挿入して線引する、謂ゆ
るロッドイン・チューブ法において、使用する石英パイ
プの断面積を測定し、厳しく選別するという方法があ
る。
しかしながら、後者のロッドイン・チューブ法では、
石英パイプ径の厳格な選択により使用できる石英管の数
が極めて限られるため、コスト増をもたらすと共に、中
心部の光ファイバ母材の屈折率分布やコア径に長手方向
の変動があった場合には、そのまま線引きするとコア径
変動に伴う特性の劣化を引き起こし、全く対処ができな
い。
石英パイプ径の厳格な選択により使用できる石英管の数
が極めて限られるため、コスト増をもたらすと共に、中
心部の光ファイバ母材の屈折率分布やコア径に長手方向
の変動があった場合には、そのまま線引きするとコア径
変動に伴う特性の劣化を引き起こし、全く対処ができな
い。
本発明者らは、光ファイバ母材の線引加工による細線
化に際し、所定の外径／コア径の比を有しかつ外径が均
一な光ファイバ母材を得るには、予め母材の外周部を研
削加工し、次いで延伸加工を施すことが必須であること
を見出し、本発明を完成するに至った。
化に際し、所定の外径／コア径の比を有しかつ外径が均
一な光ファイバ母材を得るには、予め母材の外周部を研
削加工し、次いで延伸加工を施すことが必須であること
を見出し、本発明を完成するに至った。
従って、本発明は、上記課題を解決する手段として； 光ファイバ母材の外周部について、該光ファイバ用母
材の長手方向にわたって少なくとも一部分を母材外径の
変化が母材でのコア径変動と一致するように、全周にわ
たり研削加工して外径を減少させ、長手方向に均一なが
外径／コア径の比率を有する母材とし、次いで、外径が
一定となるよう延伸加工した後、線引することを特徴と
する、光ファイバの製造方法を提供するものである。
材の長手方向にわたって少なくとも一部分を母材外径の
変化が母材でのコア径変動と一致するように、全周にわ
たり研削加工して外径を減少させ、長手方向に均一なが
外径／コア径の比率を有する母材とし、次いで、外径が
一定となるよう延伸加工した後、線引することを特徴と
する、光ファイバの製造方法を提供するものである。
また、研削加工後の光ファイバ母材表面の微細な凹
凸の平滑化のために、光ファイバ母材表面を予め腐蝕性
溶液でエッチング処理した後に、延伸加工、線引工程に
付する、光ファイバの製造方法である。
凸の平滑化のために、光ファイバ母材表面を予め腐蝕性
溶液でエッチング処理した後に、延伸加工、線引工程に
付する、光ファイバの製造方法である。
本発明を図面に基づいて詳細に説明する。
第１〜２図は、光ファイバ母材（以下、たんに母材と
いう）の外径／コア径を従来法（線引加工のみ…実線部
分）および本発明の方法（研削加工・延伸加工および／
又はエッチング加工＋線引加工…鎖線、一点鎖線）を説
明する、光ファイバ（母材）断面の拡大模式図である。
いう）の外径／コア径を従来法（線引加工のみ…実線部
分）および本発明の方法（研削加工・延伸加工および／
又はエッチング加工＋線引加工…鎖線、一点鎖線）を説
明する、光ファイバ（母材）断面の拡大模式図である。
例えば、外径125μｍΦに線引された状態で5.1μｍΦ
のコア径を目標として光ファイバ用母材を作製した時
に、作製された母材の外径及びコア径が第１図（ａ）〜
（ｃ）に実線で示すように変動していたとする。このよ
うな母材をそのまま外径125μｍΦになるよう線引する
と、出来上がったファイバでは、通常には、第１図
（ｄ）に実線で示すようにコア径が目標値の5.1μｍ程
度ずれるとともに、長手方向にもかなり変動する。
のコア径を目標として光ファイバ用母材を作製した時
に、作製された母材の外径及びコア径が第１図（ａ）〜
（ｃ）に実線で示すように変動していたとする。このよ
うな母材をそのまま外径125μｍΦになるよう線引する
と、出来上がったファイバでは、通常には、第１図
（ｄ）に実線で示すようにコア径が目標値の5.1μｍ程
度ずれるとともに、長手方向にもかなり変動する。
そこで、本発明においては、第１図（ａ）、（ｂ）に
鎖線で示すように、母材外径の変化が第１図（ｃ）に示
される母材でのコア径変動と一致するように、まず母材
外周部の少なくとも１部分をガラス繊維の加工に用いる
公知の研削手段、例えば回転研磨板、研磨塗粒付き研磨
盤などにより研削して、長手方向に均一な外径／コア径
の比率を有する母材に加工する。
鎖線で示すように、母材外径の変化が第１図（ｃ）に示
される母材でのコア径変動と一致するように、まず母材
外周部の少なくとも１部分をガラス繊維の加工に用いる
公知の研削手段、例えば回転研磨板、研磨塗粒付き研磨
盤などにより研削して、長手方向に均一な外径／コア径
の比率を有する母材に加工する。
一方、このように単に研削加工したままでは、外径は
不揃いで不均一な状態にあるから、後に線引工程で細線
化しても、前述のように外径制御が極めて困難になるた
め、予め母材外径を均一にする必要がある。
不揃いで不均一な状態にあるから、後に線引工程で細線
化しても、前述のように外径制御が極めて困難になるた
め、予め母材外径を均一にする必要がある。
本発明の方法においては、ここで、さらに酸・水素バ
ーナーなどのガラス繊維の加工に使用する任意の熱源に
より母材を加熱し、適宜な伸長手段（巻き取り速度の制
御など）により延伸しつつ所定径にする点に特徴があ
る。
ーナーなどのガラス繊維の加工に使用する任意の熱源に
より母材を加熱し、適宜な伸長手段（巻き取り速度の制
御など）により延伸しつつ所定径にする点に特徴があ
る。
なお、プリホームを加熱するための熱源としては、他
にレーザー加熱、誘導加熱、帯状加熱板などが用いう
る。
にレーザー加熱、誘導加熱、帯状加熱板などが用いう
る。
以上のように、本発明は、光ファイバの線引加工に先
立って、その母材の外径／コア径の比などの制御調整工
程を加えることによって、所定の外径／コア径の比を有
し、かつ外径が均一な光ファイバ用母材を得ることがで
きる。
立って、その母材の外径／コア径の比などの制御調整工
程を加えることによって、所定の外径／コア径の比を有
し、かつ外径が均一な光ファイバ用母材を得ることがで
きる。
また、母材の研削加工により母材表面の凹凸がひどい
場合には、そのまま加熱延伸してもミクロな凹凸を溶融
平滑化することは難しい。このような場合には、母材の
研削加工後、一旦母材を腐蝕性溶液、例えばHFなど弗酸
を主成分とする水溶液又は該水溶液に塩酸、硫酸などの
強酸の少量を混ぜた混酸水溶液中で母材表面のエッチン
グ処理を行うことが好ましい。
場合には、そのまま加熱延伸してもミクロな凹凸を溶融
平滑化することは難しい。このような場合には、母材の
研削加工後、一旦母材を腐蝕性溶液、例えばHFなど弗酸
を主成分とする水溶液又は該水溶液に塩酸、硫酸などの
強酸の少量を混ぜた混酸水溶液中で母材表面のエッチン
グ処理を行うことが好ましい。
このようにエッチング処理を行うことによって、母材
表面のミクロな凹凸をある程度平滑化することができ、
従ってさらにこの母材を酸素・水素炎などを用いる加熱
延伸加工をすると、より平滑な外表面の母材が得られ
る。
表面のミクロな凹凸をある程度平滑化することができ、
従ってさらにこの母材を酸素・水素炎などを用いる加熱
延伸加工をすると、より平滑な外表面の母材が得られ
る。
ここで、腐蝕性溶液によるエッチング処理の条件は、
光ファイバ母材のガラス組成および研削加工後の表面状
態にも依存するが、一般には、例えばHFの10％水溶液中
に１〜３時間程度浸漬することで十分である。
光ファイバ母材のガラス組成および研削加工後の表面状
態にも依存するが、一般には、例えばHFの10％水溶液中
に１〜３時間程度浸漬することで十分である。
以上、第１図を用いて、光ファイバ母材外周部の研削
を正確にコア径の変動に一致させて行う場合について、
本発明の方法を説明したが、第２図に一点鎖線で示すよ
うに、本発明においては、概略コア径の変動に一致させ
て研削加工を行っても、その後の加熱延伸加工と相まっ
て容易に所定のコア径の精度が得られる利点がある。
を正確にコア径の変動に一致させて行う場合について、
本発明の方法を説明したが、第２図に一点鎖線で示すよ
うに、本発明においては、概略コア径の変動に一致させ
て研削加工を行っても、その後の加熱延伸加工と相まっ
て容易に所定のコア径の精度が得られる利点がある。
本発明の光ファイバ母材の製造技術は、とくに光ソリ
トン（分散のある光ファイバを伝播しても、時間軸上の
パルス波形に変形歪みが生じない光波動）による大容量
光通信方式を用いる光ファイバ母材のコア径の精密設計
に好適に適用しうる。
トン（分散のある光ファイバを伝播しても、時間軸上の
パルス波形に変形歪みが生じない光波動）による大容量
光通信方式を用いる光ファイバ母材のコア径の精密設計
に好適に適用しうる。
本発明を実施例により具体的に説明するが、これは本
発明を範囲を制限するものでない。
発明を範囲を制限するものでない。
コアがGeO2−SiO2であって、クラッドがＦ−SiO2の組
成からなる、第３図に示す屈折率分布を有する外径約25
mmΦ、長さ500mmの光ファイバ用母材を２本〔母材Ａと
母材Ｂ〕を作製した。
成からなる、第３図に示す屈折率分布を有する外径約25
mmΦ、長さ500mmの光ファイバ用母材を２本〔母材Ａと
母材Ｂ〕を作製した。
両母材について、50mm間隔で全長にわたってコア径と
外径とを測定した結果を、第４図（母材Ａ）と第５図
（母材Ｂ）に示す。両母材ともに同程度のコア径、及び
外径の変動状態を示している。
外径とを測定した結果を、第４図（母材Ａ）と第５図
（母材Ｂ）に示す。両母材ともに同程度のコア径、及び
外径の変動状態を示している。
実施例 母材Ａについては、第４図の鎖線に示すように研削加
工により外径を調整した。その後、10％HF水溶液に１時
間浸漬し、母材表現のHFエッチング処理を行ったのち
に、外径24.0Φになるよう酸・水素バーナーによる加熱
延伸を行った。さらに、この母材Ａを125μｍΦの外径
に線引加工した。線引後、第４図にａ、ｂ、ｃ、ｄと示
した母材の位置に対応するようにファイバを4kmずつに
分割し、1.55μｍでの分散値を測定した。その結果を表
１に併せて示す。
工により外径を調整した。その後、10％HF水溶液に１時
間浸漬し、母材表現のHFエッチング処理を行ったのち
に、外径24.0Φになるよう酸・水素バーナーによる加熱
延伸を行った。さらに、この母材Ａを125μｍΦの外径
に線引加工した。線引後、第４図にａ、ｂ、ｃ、ｄと示
した母材の位置に対応するようにファイバを4kmずつに
分割し、1.55μｍでの分散値を測定した。その結果を表
１に併せて示す。
本発明の方法を適用した母材Ａにおいて、得られた４
本のファイバすべてが分散値＋2.0±0.1psec/km/nmの範
囲内にあり、本発明の方法の有効性を示している。
本のファイバすべてが分散値＋2.0±0.1psec/km/nmの範
囲内にあり、本発明の方法の有効性を示している。
（比較例） これに対して、この母材Ｂについては、そのまま125
μｍΦの外径に線引加工した。線引後、第５図にａ、
ｂ、ｃ、ｄと示した母材の位置に対応するようにファイ
バを4kmずつに分割し、1.55μｍでの分散値を測定し
た。その結果を表１に示す。
μｍΦの外径に線引加工した。線引後、第５図にａ、
ｂ、ｃ、ｄと示した母材の位置に対応するようにファイ
バを4kmずつに分割し、1.55μｍでの分散値を測定し
た。その結果を表１に示す。
分散値2.0psec/km/nm±0.5psec/km/nmを満足するもの
は１本（ａ）しかなく、そのファイバにおいてもコア径
が長手方向に変動していることが判る。
は１本（ａ）しかなく、そのファイバにおいてもコア径
が長手方向に変動していることが判る。
なお、本実施例（比較例）において、母材のコア径の
測定は、市販の非破壊屈折率分布測定装置（York社製P1
01型）を使用した。
測定は、市販の非破壊屈折率分布測定装置（York社製P1
01型）を使用した。
〔発明の効果〕 以上に説明したように、本発明においては、光ファイ
バ用母材の外周を研削加工したのち一定径に延伸加工す
ることにより、長手方向に均一かつ所定径のコア径を得
ることができ、コア径の厳密制御を要求される種類の光
ファイバの製造方法として効果的である。
バ用母材の外周を研削加工したのち一定径に延伸加工す
ることにより、長手方向に均一かつ所定径のコア径を得
ることができ、コア径の厳密制御を要求される種類の光
ファイバの製造方法として効果的である。
第１〜２図は本発明の方法ならびに従来法による作用効
果を説明する、光ファイバ（母材）断面の拡大模式図で
ある。 第３図は、実施例に使用した光ファイバプリホームの屈
折率分布を概略的に示すグラフである。 第４図は、実施例（母材Ａ）の光ファイバプリホームの
長手方向の外径／コア径の実測結果を示すグラフであ
る。 第５図は、比較例（母材Ｂ）の光ファイバプリホームの
長手方向の外径／コア径の実測結果を示すグラフであ
る。
果を説明する、光ファイバ（母材）断面の拡大模式図で
ある。 第３図は、実施例に使用した光ファイバプリホームの屈
折率分布を概略的に示すグラフである。 第４図は、実施例（母材Ａ）の光ファイバプリホームの
長手方向の外径／コア径の実測結果を示すグラフであ
る。 第５図は、比較例（母材Ｂ）の光ファイバプリホームの
長手方向の外径／コア径の実測結果を示すグラフであ
る。
Claims (2)
- 【請求項１】光ファイバ用母材の外周部について、該光
ファイバ用母材の長手方向にわたって少なくとも一部分
を母材外径の変化が母材でのコア径変動と一致するよう
に、全周にわたり研削加工して外径を減少させ、長手方
向に均一なが外径／コア径の比率を有する母材とし、次
いで、外径が一定となるように延伸加工した後、線引す
ることを特徴とする、光ファイバの製造方法。 - 【請求項２】研削加工後の光ファイバ用母材表面を、予
め腐蝕性溶液でエッチング処理した後に、延伸加工、線
引工程に付する請求項（１）記載の光ファイバの製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1029869A JP2652700B2 (ja) | 1989-02-10 | 1989-02-10 | 光ファイバの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1029869A JP2652700B2 (ja) | 1989-02-10 | 1989-02-10 | 光ファイバの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02212328A JPH02212328A (ja) | 1990-08-23 |
| JP2652700B2 true JP2652700B2 (ja) | 1997-09-10 |
Family
ID=12287978
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1029869A Expired - Lifetime JP2652700B2 (ja) | 1989-02-10 | 1989-02-10 | 光ファイバの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2652700B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6131414A (en) * | 1997-05-13 | 2000-10-17 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Method for making a preform for optical fibers by drawing a mother ingot |
| JP2000047039A (ja) * | 1998-07-29 | 2000-02-18 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 光ファイバ母材インゴット、及びその製造方法 |
| JP2002303741A (ja) * | 2001-04-06 | 2002-10-18 | Shin Etsu Chem Co Ltd | シングルモード光ファイバ用ガラス母材及びシングルモード光ファイバ並びにその評価方法 |
| JP2005060148A (ja) * | 2003-08-08 | 2005-03-10 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光ファイバ用母材の製造方法及び光ファイバ用母材並びに光ファイバの製造方法及び光ファイバ |
| JP7012411B2 (ja) * | 2018-03-30 | 2022-02-14 | 古河電気工業株式会社 | コア母材の延伸方法、光ファイバ母材の製造方法、及び光ファイバの製造方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS569231A (en) * | 1979-06-28 | 1981-01-30 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Manufacture of glass rod or pipe |
| JPS63139024A (ja) * | 1986-08-08 | 1988-06-10 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光フアイバ用母材の製造方法 |
-
1989
- 1989-02-10 JP JP1029869A patent/JP2652700B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02212328A (ja) | 1990-08-23 |
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