JP2945102B2 - 石英系光フアイバ - Google Patents
石英系光フアイバInfo
- Publication number
- JP2945102B2 JP2945102B2 JP2234005A JP23400590A JP2945102B2 JP 2945102 B2 JP2945102 B2 JP 2945102B2 JP 2234005 A JP2234005 A JP 2234005A JP 23400590 A JP23400590 A JP 23400590A JP 2945102 B2 JP2945102 B2 JP 2945102B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical fiber
- residual stress
- outermost layer
- softening temperature
- stress
- Prior art date
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- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、石英系光ファイバの構造に関するものであ
る。
る。
［従来技術］ 近年、光ファイバの応用分野が急速に拡大するととも
に、光ファイバのコスト低減が叫ばれるようになってき
た。
に、光ファイバのコスト低減が叫ばれるようになってき
た。
そこでコストを下げる一手段として、光ファイバ用母
材からの光ファイバ線引速度を上げる試みが盛んに行わ
れている。
材からの光ファイバ線引速度を上げる試みが盛んに行わ
れている。
その結果、従来の100m/分前後だった線引速度が最近
では300〜500m/分と高速化の進展が著しい。
では300〜500m/分と高速化の進展が著しい。
［発明が解決しようとする課題］ ところが最近になって、高速で線引きした光ファイバ
同士の接続、具体的には融着接続がうまくいかないとい
う声がしきりに聞かれるようになった。
同士の接続、具体的には融着接続がうまくいかないとい
う声がしきりに聞かれるようになった。
その原因を調査した結果、高速線引した光ファイバに
は、その長手方向に微妙な曲がりが生じていて、この曲
がりにより前述した光ファイバ同士の軸合わせがうまく
いかず、良好な接続ができないことが判った。
は、その長手方向に微妙な曲がりが生じていて、この曲
がりにより前述した光ファイバ同士の軸合わせがうまく
いかず、良好な接続ができないことが判った。
［課題を解説するための手段］ 前記課題を解決すべく、本発明の石英系光ファイバ
は、コア及びクラッドを有する石英系光ファイバにおい
て、該石英系光ファイバの線引き後に、該石英系光ファ
イバの最外層部分に残留する、該石英系光ファイバの長
手方向に沿った応力の絶対値が4.0kgf/mm2であることを
特徴とするものである。
は、コア及びクラッドを有する石英系光ファイバにおい
て、該石英系光ファイバの線引き後に、該石英系光ファ
イバの最外層部分に残留する、該石英系光ファイバの長
手方向に沿った応力の絶対値が4.0kgf/mm2であることを
特徴とするものである。
［作用］ このように石英系光ファイバを線引きした後に、該石
英系光ファイバと最外層部分（以下、単に「最外層」と
する）に残留する応力（以下、「残留応力」とする）を
所定の値以下に抑えると、具体的には最外層の断面積を
調節し、残留応力を所定の値以下に抑えると、結果的に
光ファイバの周方向の残留応力の差も相対的に小さく抑
えることができる。
英系光ファイバと最外層部分（以下、単に「最外層」と
する）に残留する応力（以下、「残留応力」とする）を
所定の値以下に抑えると、具体的には最外層の断面積を
調節し、残留応力を所定の値以下に抑えると、結果的に
光ファイバの周方向の残留応力の差も相対的に小さく抑
えることができる。
その結果、前述の光ファイバ周方向の残留応力の差に
よって引き起こされると推定される光ファイバ長手方向
の曲がりを最小限に抑えることができる。
よって引き起こされると推定される光ファイバ長手方向
の曲がりを最小限に抑えることができる。
［発明の実施例］ 以下に本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明す
る。
る。
本発明者らは、まず高速線引きした場合、なぜ光ファ
イバ長手方向に微妙な曲がりが発生するのか、そのメカ
ニズムを検討した。その結果、以下の推論に至った。
イバ長手方向に微妙な曲がりが発生するのか、そのメカ
ニズムを検討した。その結果、以下の推論に至った。
通常、光ファイバ用母材は、例えばコア部分とクラッ
ド部分では両者の間に屈折率差を作りだすべくその組成
を変えている。このように組成が異なることによって両
者の軟化温度が異なっている。
ド部分では両者の間に屈折率差を作りだすべくその組成
を変えている。このように組成が異なることによって両
者の軟化温度が異なっている。
また、石英系光ファイバ母材は、その製造工程中に塩
素を含む脱水雰囲気に晒されるため、この塩素の一部が
母材中に取り込まれる。また脱水しても母材径方向、周
方向の水分含有量は必ずしも一定とはならない。この取
り込まれた塩素の量や含有している残留水分量の差によ
ってもまたその軟化温度が異なってくる。
素を含む脱水雰囲気に晒されるため、この塩素の一部が
母材中に取り込まれる。また脱水しても母材径方向、周
方向の水分含有量は必ずしも一定とはならない。この取
り込まれた塩素の量や含有している残留水分量の差によ
ってもまたその軟化温度が異なってくる。
このように径方向、周方向に軟化温度の異なる光ファ
イバ母材を溶融、線引して光ファイバを製造する場合、
前記軟化温度の違いによって光ファイバ中に残留応力が
発生する。
イバ母材を溶融、線引して光ファイバを製造する場合、
前記軟化温度の違いによって光ファイバ中に残留応力が
発生する。
先に、近年、光ファイバのコスト低減の要求から高速
度で線引を行うようになってきていることを述べたが、
このように線引速度を上げるということは、すなわち線
引張力Ｆも大きくなることを意味している。線引張力Ｆ
が大きくなると、一般的に光ファイバ内部の残留応力も
大きくなる。
度で線引を行うようになってきていることを述べたが、
このように線引速度を上げるということは、すなわち線
引張力Ｆも大きくなることを意味している。線引張力Ｆ
が大きくなると、一般的に光ファイバ内部の残留応力も
大きくなる。
残留応力が大きくなると、通常光ファイバ周方向の残
留応力の差も大きくなり、その結果光ファイバに微妙な
曲がりが生ずる。
留応力の差も大きくなり、その結果光ファイバに微妙な
曲がりが生ずる。
このメカニズムを第１図にて示す。第１図は高温状態
での光ファイバの一部縦断面、例えば約2000℃で、線引
張力Ｆで線引きしている状態を示している。ここで符号
１は軟化温度の低い部分、符号２は軟化温度の高い部分
を示しており、前述した線引張力Ｆは軟化温度の高い部
分２、すなわちこの状態でより硬い部分に主として加え
られていると推測される。この高温状態の光ファイバが
冷却され室温状態になって線引張力Ｆが解放されると、
第２図に示すように軟化温度の高い部分には線引張力Ｆ
による引張応力が残留し、中央の軟化温度の低い部分１
には圧縮応力が残留する。
での光ファイバの一部縦断面、例えば約2000℃で、線引
張力Ｆで線引きしている状態を示している。ここで符号
１は軟化温度の低い部分、符号２は軟化温度の高い部分
を示しており、前述した線引張力Ｆは軟化温度の高い部
分２、すなわちこの状態でより硬い部分に主として加え
られていると推測される。この高温状態の光ファイバが
冷却され室温状態になって線引張力Ｆが解放されると、
第２図に示すように軟化温度の高い部分には線引張力Ｆ
による引張応力が残留し、中央の軟化温度の低い部分１
には圧縮応力が残留する。
すなわち、残留する各応力は軟化温度の高い部分２の
断面積が同じ限り、ほぼ線引張力Ｆに比例した大きさに
なる。
断面積が同じ限り、ほぼ線引張力Ｆに比例した大きさに
なる。
一方軟化温度の高い部分２、すなわち最外層の断面積
を変えれば、残留応力の大きさを調整できる。
を変えれば、残留応力の大きさを調整できる。
そこで軟化温度の高い部分２、すなわち最外層の厚さ
を種々変えて、そのときの線引温度、線引張力Ｆ、残留
応力及び光ファイバ長手方向の曲がりの値を調べた。
を種々変えて、そのときの線引温度、線引張力Ｆ、残留
応力及び光ファイバ長手方向の曲がりの値を調べた。
その結果を表−１に示す。
前記表−１で実は実施例の略、比は比較例の略でる。
また最外層の厚さの単位はμｍ、応力（残留応力の略）
の単位はkgf/mm2である。
また最外層の厚さの単位はμｍ、応力（残留応力の略）
の単位はkgf/mm2である。
尚、この表−１における石英系光ファイバは、その中
心部に塩素を含んでいて、外側部分よりも軟化温度が低
くなっており、かつ線引きした各光ファイバの外径はす
べて125μｍである。
心部に塩素を含んでいて、外側部分よりも軟化温度が低
くなっており、かつ線引きした各光ファイバの外径はす
べて125μｍである。
また光ファイバの最外層（この例ではすべて引張応力
が作用している）の残留応力は偏光顕微鏡を使用してレ
ターデーションを求め、これを応力に換算して得たもの
である。
が作用している）の残留応力は偏光顕微鏡を使用してレ
ターデーションを求め、これを応力に換算して得たもの
である。
第３図は、表−１の結果を縦軸に光ファイバの曲がり
（1/mmは曲率を示している）を、横軸に最外層の残留応
力（絶対値）をとってグラフに示したものである。
（1/mmは曲率を示している）を、横軸に最外層の残留応
力（絶対値）をとってグラフに示したものである。
表−１から判るように、線引張力Ｆが同じでも、最外
層、すなわち軟化温度の高い部分２の厚さを厚くする
と、換言すると最外層の断面積を大きくすると、残留応
力の絶対値を小さくすることができ、その結果第３図か
らも明確なように、光ファイバの長手方向の曲がりも小
さくなることが判った。
層、すなわち軟化温度の高い部分２の厚さを厚くする
と、換言すると最外層の断面積を大きくすると、残留応
力の絶対値を小さくすることができ、その結果第３図か
らも明確なように、光ファイバの長手方向の曲がりも小
さくなることが判った。
その理由は、残留応力が大きい光ファイバ周方向の残
留応力の差も大きくなり、この差により光ファイバの曲
がりが大きくなるが、本願のように残留応力を小さくす
ると周方向の残留応力の差も小さくなり、換言すると応
力分布がより均一になり、曲がりは小さくなる、と推定
される。
留応力の差も大きくなり、この差により光ファイバの曲
がりが大きくなるが、本願のように残留応力を小さくす
ると周方向の残留応力の差も小さくなり、換言すると応
力分布がより均一になり、曲がりは小さくなる、と推定
される。
そして第３図から明らかなように、最外層の残留応力
の絶対値を4.0kgf/mm2以下にすると、光ファイバ長手方
向の曲がりを光ファイバ同士の接続において問題になら
ない程度の範囲、具体的には融着接続損失を0.1dB以下
にするのに必要な曲がりの曲率２×10-4（1/mm）以下に
維持することができ、もって接続した場合、軸ずれが少
なく接続が容易で、かつ接続損失の少ない光ファイバを
提供できる。
の絶対値を4.0kgf/mm2以下にすると、光ファイバ長手方
向の曲がりを光ファイバ同士の接続において問題になら
ない程度の範囲、具体的には融着接続損失を0.1dB以下
にするのに必要な曲がりの曲率２×10-4（1/mm）以下に
維持することができ、もって接続した場合、軸ずれが少
なく接続が容易で、かつ接続損失の少ない光ファイバを
提供できる。
尚、前記実施例では、光ファイバの外側部分の軟化温
度が高く、その結果として最外層に引張応力が作用して
いる場合のみ示したが、逆の場合、すなわち外側部分の
軟化温度が低く、その結果として最外層に圧縮応力が作
用している場合にも同様のことが言える。最外層の残留
応力を絶対値表示にしているのはそのためである。
度が高く、その結果として最外層に引張応力が作用して
いる場合のみ示したが、逆の場合、すなわち外側部分の
軟化温度が低く、その結果として最外層に圧縮応力が作
用している場合にも同様のことが言える。最外層の残留
応力を絶対値表示にしているのはそのためである。
また前記実施例では最外層の厚さを含有する塩素量を
変えることによって調整したが、例えば金属酸化物の含
有量を調整することによってこの厚さを調整してもよい
ことは言うまでもない。
変えることによって調整したが、例えば金属酸化物の含
有量を調整することによってこの厚さを調整してもよい
ことは言うまでもない。
［発明の効果］ このように本発明の光ファイバによれば、長手方向の
曲がりの少ない、それ故接続が簡単で、かつ接続損失の
少ない光ファイバを得ることができる。
曲がりの少ない、それ故接続が簡単で、かつ接続損失の
少ない光ファイバを得ることができる。
第１図、第２図は光ファイバに残留応力が発生する原因
を説明するための光ファイバの一部縦断面図、第３図は
光ファイバの曲がりと残留応力の関係を示すグラフであ
る。 １……軟化温度の低い部分、２……軟化温度の高い部分
を説明するための光ファイバの一部縦断面図、第３図は
光ファイバの曲がりと残留応力の関係を示すグラフであ
る。 １……軟化温度の低い部分、２……軟化温度の高い部分
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G02B 6/16 G03B 37/027
Claims (1)
- 【請求項１】コア及びクラッドを有する石英系光ファイ
バにおいて、該石英系光ファイバの線引き後に、該石英
系光ファイバの最外層部分に残留する、該石英系光ファ
イバの長手方向に沿った応力の絶対値が4.0kgf/mm2以下
であることを特徴とする石英系光ファイバ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2234005A JP2945102B2 (ja) | 1990-09-04 | 1990-09-04 | 石英系光フアイバ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2234005A JP2945102B2 (ja) | 1990-09-04 | 1990-09-04 | 石英系光フアイバ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04114109A JPH04114109A (ja) | 1992-04-15 |
| JP2945102B2 true JP2945102B2 (ja) | 1999-09-06 |
Family
ID=16964062
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2234005A Expired - Lifetime JP2945102B2 (ja) | 1990-09-04 | 1990-09-04 | 石英系光フアイバ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2945102B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021117825A1 (ja) * | 2019-12-13 | 2021-06-17 | 住友電気工業株式会社 | 光ファイバ |
-
1990
- 1990-09-04 JP JP2234005A patent/JP2945102B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04114109A (ja) | 1992-04-15 |
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