JP2827475B2 - 偏波保持光ファイバ用母材の製造方法 - Google Patents

偏波保持光ファイバ用母材の製造方法

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JP2827475B2 JP2212303A JP21230390A JP2827475B2 JP 2827475 B2 JP2827475 B2 JP 2827475B2 JP 2212303 A JP2212303 A JP 2212303A JP 21230390 A JP21230390 A JP 21230390A JP 2827475 B2 JP2827475 B2 JP 2827475B2
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  • Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、光ファイバレーザ,光増幅用ファイバ等に
用いられる偏波保持光ファイバを製造するための偏波保
持光ファイバ用母材の製造方法に関するものである。
(従来の技術) 従来、偏波保持光ファイバ用母材の製造方法として、
特開昭60−155535号公報に記載されているように、コア
およびクラッドからなる光ファイバ用母材の中心軸に対
称な位置に2つ以上の孔を開けた後、孔部の内面を実質
的に平滑化させ、次いで孔部にコアおよびクラッドと異
なる熱膨張係数を有する応力付与部材を挿入、固定する
方法が知られている。光ファイバ用母材に応力付与部材
を固定する方法は、応力付与部材の一端の外径を孔部の
内径より大きくしておくことにより、光ファイバ用母材
の孔部の一端に応力付与部材を挿入固定するものであ
る。
ところで、通常、応力付与部に用いられる材料は、光
ファイバ用母材を形成する材料に比べ、熱膨張係数が大
きく異なるため、両者を一体化のために加熱した際、応
力付与部材が光ファイバ用母材に比べ大きく変形するこ
ととなる。
上述した従来の固定方法によると、応力付与部材の一
端が光部に挿入されているだけで、光ファイバ用母材に
対して完全に固定されていないため、加熱により固定さ
れていない側への変形が生じ、一体化、および、ファイ
バ化の際、応力付与部材が移動してしまい、その結果、
延伸後の応力付与部の径の減少、あるいは、応力付与部
の変形により、延伸したファイバ状態において、所望の
応力を得ることができず、良好な偏波保持特性が得られ
ないという問題があった。
(発明が解決しようとする課題) 本発明は、上記の問題点を解決するためになされたも
ので、光ファイバ用母材における応力付与部材の両端を
実質的に固定することにより、加熱一体化時の応力付与
部材の変形を最小限とし、ファイバ化した後に所望の応
力を得ることのできる偏波保持光ファイバ用母材の製造
方法を提供することを目的とするものである。
(課題を解決するための手段) 本発明は、コアおよびクラッドからなる光ファイバ用
母材に、前記光ファイバ用母材の中心軸に対称な位置に
2つ以上の孔を開けた後、次いで、前記孔部にコアおよ
びクラッドと異なる熱膨張係数を有する応力付与部材を
挿入、固定する偏波保持光ファイバ用母材の製造方法に
おいて、前記応力付与部材の固定方法として、前記光フ
ァイバ用母材の孔部の一端部に他の部分の孔部よりも小
さい内径減少部を形成した後、前記光ファイバ用母材の
他の端部から前記孔部に第1のガラス棒、応力付与部
材、第2のガラス棒の順に挿入し、第1のガラス棒を前
記光ファイバ用母材の孔内径減少部に接触させ、次い
で、第2のガラス棒の一部を前記光ファイバ用母材に加
熱溶着させることを特徴とするものである。
第1、第2のガラス棒として、その熱膨張係数が、光
ファイバ用母材のクラッドを形成するガラスの熱膨張係
数と同程度であるガラスを用いることができる。
第1、第2のガラス棒として、その軟化温度が、光フ
ァイバ用母材のクラッドを形成するガラスの軟化温度と
同程度、もしくは、高いガラスを用いることができる。
(作 用) 本発明によれば、第1、第2のガラス棒に挟まれた形
で、応力付与部材が実質的に両端を固定される形とな
る。したがって、一体化のために加熱した際の応力付与
部材の変形を最小限にすることが可能となる。また、光
ファイバ用母材をファイバ化のために加熱延伸する場合
にも、応力付与部材が実質的に両端を固定されているた
め、精度のよい光ファイバを得ることができる。
応力付与部材の両端を固定する方法として、孔部に応
力付与部材を挿入した後、光ファイバ用母材の両端に中
実のガラス棒を接続する方法も考えられるが、接続の
際、孔内部に不純物の混入を起こし易く、最終的にフア
イバ化した際の低強度化の原因となり易い。さらに、母
材の段階で応力付与部材と光ファイバ用母材を一体化し
てしまうことも考えられるが、両者の熱膨張係数の大き
な差により一体化後割れが発生する。
また、応力付与部材の固定に先立ち、孔内部の不純物
除去が必要であることから、応力付与部材の挿入後も実
質的に孔部が貫通している必要がある。
本発明によれば、応力付与部材、第1、第2のガラス
棒を挿入した後も実質的に孔部が貫通しているから、挿
入後も不純物除去が可能であり、応力付与部材と光ファ
イバ用母材を一体化することもないから、割れが発生す
ることなく、かつ、応力付与部の両端を実質的に固定す
ることが可能である。
これらの観点から、第1、第2のガラス棒の熱膨張係
数はクラッドを形成する材料の熱膨張係数とほぼ同等で
あることが望ましい。また、加熱一体化、ファイバ化の
際を考えると、応力付与部の変形防止の点から、第1、
第2のガラス棒の軟化温度はクラッドを形成する材料の
軟化温度と同じであるか、もしくは、高いことが望まし
い。
(実施例) 第1図は、本発明の偏波保持光ファイバ用母材の製造
方法の一実施例を説明するための偏波保持光ファイバ用
母材の断面図である。図中、1は光ファイバ用母材、2
は第1のガラス棒、3は応力付与部材、4は第2のガラ
ス棒、5はガラス管である。先ず、光ファイバ用母材1
に、応力付与部材の外径よりやや大きい孔を一端より他
端に至る手前まで開け、その先は、応力付与部材の外径
より小さい孔を開け、貫通させる。ついで、光ファイバ
用母材1の他端側にガラス管5を溶着した後、一端より
第1のガラス棒2、応力付与部材3、第2のガラス棒4
の側に挿入する。第1のガラス棒2は、光ファイバ用母
材の他端側の内径減少部に押しつけられて固定される。
ガラス管5には真空コネクタが接着され得る。ここで、
孔内部の不純物除去を行なった後、他端側を火炎により
溶着し、第2のガラス棒2を光ファイバ用母材に固定す
る。第1図の右側は溶着した状態を図示している。ま
た、他端側のガラス管5も減圧後、先端をコラプスす
る。以上の工程で、偏波保持光ファイバ用母材が製造で
きる。
第2図は、本発明の偏波保持光ファイバ用母材の製造
方法の他の実施例を説明するための偏波保持光ファイバ
用母材の断面図である。図中、第1図と同様な部分には
同じ符号を付して説明を省略する。この実施例では、光
ファイバ用母材に開けられた孔の他端側が絞られた形状
となっている。この孔は、光ファイバ用母材の一端側よ
り開けられる応力付与部材の外径よりやや大きい孔を他
端に至るまで貫通させ、その後、光ファイバ用母材を加
熱軟化して、短縮気味にし、孔径を減少させることによ
って形成することができる。その他は、第1図で説明し
た工程と同様でよいから、説明を省略する。
このようにして、本発明による偏波保持光ファイバ用
母材の応力付与部材は、第1のガラス棒が光ファイバ用
母材の孔径減少部で、第2のガラス棒が光ファイバ用母
材との溶着部でそれぞれ光ファイバ用母材に固定されて
いることによって固定されている。
上述した実施例にしたがって、偏波保持光ファイバ用
母材を製造した具体例について説明する。
先ず、第1図の実施例に対応した具体例を説明する。
GeO2−SiO2ガラスからなるコア部と、SiO2ガラスから
なるクラッド部を有する外径25mm、長さ300mmの光ファ
イバ用母材1に、外径中心に対し対称で、それぞれ5.0m
m離れた位置に中心を持つ内径8mmの孔を、中心軸に平行
に長さ280mm開けた。さらに、同じ中心を持つ内径3mmの
孔を20mm開けることで孔を貫通させた。
次いで、内径8mmの孔の部分を研磨加工した後、前記
母材の両端に、外径25mm,内径23mmの石英管5を接続し
(第1図は、母材1の右側を溶着した後を図示したた
め、母材1の右側に接続したガラス管は、図示されてい
ない。)、内径8mmの孔の側から外径7.8mm,長さ20mmの
第1の石英棒2、外径7.8mm,長さ200mmのB2O3−SiO2
ラスからなる応力付与部材3、外径7.8mm,長さ60mmの第
2の石英棒4の順に挿入した。その際、第1の石英棒2
は、内径8mmと内径3mmの孔の境界分に接触、固定される
ようにした。次いで、孔内部の不純物除去を行なった
後、第2の石英棒4と光ファイバ用母材1を火炎を用い
加熱延伸加工することで、両者を一体化し、第2の石英
棒4を固定して、孔部の一端を密閉した。さらに、孔内
部を減圧した後、ガラス管5も端部を溶着して他の一端
も密閉し、偏波保持光ファイバ用母材とした。
この偏波保持光ファイバ用母材を、抵抗炉にて加熱、
一体化しながら外径125μmの光ファイバとした。この
光ファイバについて断面構造を測定したところ、応力付
与部の外径は、41μmとほぼ設計値どおりの値が得られ
た。波長0.85μmでの複屈折率についても5×10-4と良
好な値が得られた。同様に、波長0.85μmにおけるクロ
ストークもファイバ1kmで−25dBと良好であった。
次に、第2図の実施例に対応した具体例を説明する。
第1図と同様に、GeO2−SiO2ガラスからなるコア部
と、SiO2ガラスからなるクラッド部を有する外径25mm、
長さ300mmの光ファイバ用母材1に、外径中心に対し対
称で、それぞれ5.0mm離れた位置に中心を持つ内径8mmの
孔を中心軸に平行に貫通させた。次いで、内面を研磨加
工した後、前記母材の一端を延伸、押し縮めることによ
り孔部の一部を、内径4mm程度になるように加工した。
さらに、前記母材の両端に、外径25mm,内径23mmの石
英管5を接続し、内径8mmの孔の側から外径7.7mm,長さ2
0mmの第1の石英棒2、外径7.8mm,長さ200mmのB2O3−Si
O2ガラスからなる応力付与部材3、外径7.7mm,長さ60mm
の第2の石英棒4の順に挿入した。その際、第1の石英
棒2は、内径が小さくなる部分で光ファイバ用母材に接
触、固定されるようにした。次いで、孔内部の不純物除
去を行なった後、第2の石英棒4と光ファイバ用母材1
を火災を用いて加熱延伸加工することで両者を一体化
し、第2の石英棒4を固定し、かつ、孔部の一端を密閉
した。さらに、孔内部を減圧した後、ガラス管5の端部
を溶着して他の一端も密閉し、偏波保持光ファイバ用母
材とした。
この偏波保持光ファイバ用母材を、抵抗炉にて加熱、
一体化しながら外径125μmの光ファイバとした。この
光ファイバについて断面構造を測定したところ、応力付
与部の外径は、39μmとほぼ設計値どおりの値が得られ
た。波長0.85μmでの複屈折率についても、5×10-4
良好な値が得られた。同様に波長0.85μmにおけるクロ
ストークも、ファイバ1kmで−27dBと良好であった。
第3図に比較例として製作した偏波保持光ファイバ用
母材の断面図を示す。光ファイバ用母材は、上述した具
体例と同様で、GeO2−SiO2ガラスからなるコア部と、Si
O2ガラスからなるクラッド部を有する外径25mm、長さ30
0mmの光ファイバ用母材1を用い、外径中心に対し対称
で、それぞれ5.0mm離れた位置に中心を持つ内径8mmの光
を中心軸に平行に長さ250mm開け、光は貫通せずにおい
た。
次いで、内径8mmの孔の部分を研磨加工した後、前記
母材の孔の開いた端に、外径25mm,内径23mmの石英管5
を接続、一端部が外径9mm、他の部分が外径7.8mm、長さ
280mmのB2O3−SiO2ガラスからなる応力付与部材3を挿
入し、外径が太い部分を利用し、光ファイバ用母材1に
固定した。更に、孔内部の不純物除去を行なった後、孔
内部を減圧、密閉し、偏波保持光ファイバ用母材とし
た。
この偏波保持光ファイバ用母材を抵抗炉にて加熱、一
体化しながら外径125μmのファイバとした。このファ
イバについて断面構造を測定したところ、応力付与部の
外径は、20μmと設計値である40μmに比べ、非常に小
さくなっていた。ファイバ化後の残母材を観察したとこ
ろ、第4図に示すように応力付与部材3が光ファイバ用
母材1の外部に絞り出されていた。また、波長0.85μm
での複屈折率についても3×10-4と小さく、波長0.85μ
mにおけるクロストークも、光ファイバ1kmで−12dBと
良好な偏波保持特性を持つファイバを得ることができな
かった。
なお、本発明の方法は、偏波保持光ファイバ用母材の
作成時だけでなく、いわゆるロッドインチューブ法の線
引用母材作成の際も用いることが可能である。
(発明の効果) 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、応
力付与部の両端を実質的に固定することにより、加熱一
体化時の応力付与部材の変形を最小限とし、ファイバ化
後に所望の応力を得られ、良好な偏波保持特性を持つフ
ァイバを得ることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の偏波保持光ファイバ用母材の製造方
法の一実施例を説明するための偏波保持光ファイバ用母
材の断面図、第2図は、本発明の偏波保持光ファイバ用
母材の製造方法の他の実施例を説明するための偏波保持
光ファイバ用母材の断面図、第3図,第4図は、比較例
として製作した偏波保持光ファイバ用母材の断面図であ
る。 1……光ファイバ用母材、2……第1のガラス棒、3…
…応力付与部材、4……第2のガラス棒、5……ガラス
管。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C03B 37/00 - 37/16 C02B 6/16

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】コアおよびクラッドからなる光ファイバ用
    母材に、前記光ファイバ用母材の中心軸に対称な位置に
    2つ以上の孔を開けた後、次いで、前記孔部にコアおよ
    びクラッドと異なる熱膨張係数を有する応力付与部材を
    挿入、固定する偏波保持光ファイバ用母材の製造方法に
    おいて、前記応力付与部材の固定方法として、前記光フ
    ァイバ用母材の孔部の一端部に他の部分の孔部よりも小
    さい内径減少部を形成した後、前記光ファイバ用母材の
    他の端部から前記孔部に第1のガラス棒、応力付与部
    材、第2のガラス棒の順に挿入し、第1のガラス棒を前
    記光ファイバ用母材の孔内径減少部に接触させ、次い
    で、第2のガラス棒の一部を前記光ファイバ用母材に加
    熱溶着させることを特徴とする偏波保持光ファイバ用母
    材の製造方法。
JP2212303A 1990-08-06 1990-08-09 偏波保持光ファイバ用母材の製造方法 Expired - Lifetime JP2827475B2 (ja)

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