JP3434428B2 - 通信用光ファイバおよびその製造方法 - Google Patents

通信用光ファイバおよびその製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光通信に用いられ
る誘導ブリルュアン散乱抑制型の通信用光ファイバおよ
びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】光ファイバ中の誘導ブリルュアン散乱
（ＳＢＳ）は、非線形現象の１つであり、入射光とファ
イバ中の音響フォノンとの間の非弾性散乱によって生じ
る。誘導ブリルュアン散乱により光信号は後方に散乱さ
れ、その程度はしきい値を越えると急激に増加する。そ
して、この誘導ブリルュアン散乱の増加に起因し、しき
い値を越えて入射光パワーを増加させても透過光パワー
は殆ど変化しなくなるため、誘導ブリルュアン散乱は光
通信にとって大きな障害となる。近年ではエルビウムド
ープ光ファイバ増幅器の発展により光の高出力が可能に
なってきたため、この高出力の光を入力して、その強い
入射光パワーをあまり減少させることなく透過させるこ
とができる光ファイバの開発が求められており、このよ
うな光の入力限界パワーの大きい光ファイバを形成する
ために、誘導ブリルュアン散乱を抑制することは非常に
重要となってきている。
【０００３】ところで、周知の如く、光ファイバは、図
５に示すように、コア８の外周側にクラッド９が形成さ
れて構成されているが、このような構成の光ファイバに
おいて、前記誘導ブリルュアン散乱は、屈折率等のファ
イバ特性が均一であるほど起こり易いことが知られてお
り、したがって、誘導ブリルュアン散乱を抑圧するため
には、光ファイバの長手方向に、例えばガラス組成変化
や密度変化といった何らかの構造変化を与えて光ファイ
バの特性を長手方向に不均一化すればよいことになる。
【０００４】そこで、特開平５−２４９３２９号公報に
示されているように、ＧｅＯ2 （酸化ゲルマニウム）ド
ープ石英を主成分とするコア８と、純粋石英を主成分と
するクラッド９を有する光ファイバにおいて、これらの
コア８とクラッド９にはＦ（フッ素）がドープされてお
り、このＦドーパント濃度がコア８およびクラッド９の
長手方向に連続して変化することによりコア８の屈折率
とクラッド９の屈折率がそれぞれコアおよびクラッドの
長手方向に連続して変化した誘導ブリルュアン散乱抑圧
型の光ファイバ（分散シフト光ファイバ）が提案されて
いる。なお、この光ファイバは、光ファイバを横断面で
切断したときに、クラッドの屈折率に対するコアの相対
屈折率（比屈折率差）がコアおよびクラッドの全長にわ
たって等しく形成されている。
【０００５】また、周知の如く、光ファイバは、光ファ
イバを形成する光ファイバ母材を、例えば2000℃程度に
加熱しながら線引（紡糸）することにより形成されるも
のであるが、この線引時に線引温度を変化させることに
よって張力を変化させてコア８に不均一な歪みを掛けそ
の残留歪を光ファイバの長手方向に不均一化させた光フ
ァイバも提案されている。
【０００６】この提案は、コア８の粘性がクラッド９の
粘性に比べて高い光ファイバにおいては、光ファイバを
線引する工程の冷却過程においてコア８がクラッド９よ
りも弾性的に振る舞うようになるため、線引中の張力は
主としてコア８に加わり、コア８がこの張力によって引
き伸ばされた状態で後から断面積の大きなクラッド９が
固化することにより、線引後に張力を解放しても引張歪
がコア８に残留することを利用したものである。この提
案の光ファイバは、コア８の軟化温度がクラッド９の軟
化温度よりも低い光ファイバであり、コア８は石英によ
り、クラッド９はフッ素ドープ石英により形成される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者の
提案、すなわち、Ｆドーパント濃度を光ファイバの長手
方向で変化させる提案においては、例えば光ファイバの
長さ25km程度で、比屈折率差が約0.20％変化させるよう
に、フッ素ドープ量を光ファイバの長手方向に変化させ
る必要がある。そのためには、光ファイバの製造に際
し、ＶＡＤ（Vapor-phase Axial Deposition）法等を用
いてスートを作製し、このスートから光ファイバ母材を
作製する方法を用いる場合に、光ファイバ母材の長さ数
十mmで上記と同量のフッ素ドープ量を変化させなければ
ならないために、光ファイバの製造自体が非常に困難で
あるといった問題があった。
【０００８】また、この提案を用いた場合には、フッ素
ドープ量を光ファイバの長手方向に大きく変化させるた
めに、少なくとも光ファイバの一端側には多量のフッ素
をドープする必要が生じ、その部分ではレイリー散乱ロ
スが増加して伝送ロスが大きくなってしまうといった問
題もあった。さらに、フッ素のドープを、スートのガラ
ス化工程で行う場合に、フッ素ドープ量を多くするため
にフッ素分圧を上げると、コア８にドープされているＧ
ｅＯ2 の揮散が激しくなる。そのため、このフッ素分圧
を光ファイバ母材の長手方向に変化させてスートのガラ
ス化を行うと、ＧｅＯ2 の揮散によって、形成される光
ファイバのクラッドの屈折率に対するコアの比屈折率差
が長手方向で不均一になり、場所によっては光がコアか
らクラッド側に染み出して伝送ロスの増加を招くといっ
た問題も生じた。
【０００９】一方、後者の提案、すなわち、光ファイバ
母材の線引での引張応力をコア８に残留歪として残留さ
せるものにおいては、前記の如く、線引温度を変化させ
るために、低温の線引によって光ファイバの強度が低下
するといった問題があり、しかも、コア８の軟化温度が
クラッド９の軟化温度よりも低いものである必要がある
ために、例えば石英コア・フッ素ドープクラッドファイ
バにしか適用することができず、従来一般的に用いられ
ている1300nm零分散光ファイバや1550nm用分散シフト光
ファイバのように、ＧｅＯ2 ドープ石英を主成分とする
コア８と、純粋石英を主成分とするクラッド９を有する
光ファイバに適用することはできないといった問題があ
った。
【００１０】本発明は上記課題を解決するためになされ
たものであり、その目的は、誘導ブリルュアン散乱を抑
圧することが可能で伝送ロスが小さく、製造が容易で高
強度の通信用光ファイバとその製造方法を提供すること
にある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は次のような構成により課題を解決するため
の手段としている。すなわち、本発明の通信用光ファイ
バは、コアの外周側にクラッドを形成して成る光ファイ
バのモードフィールド径よりも外周側のクラッドに石英
ガラスの線膨張係数を変化させるドーパントが添加され
ており、該ドーパントの濃度を光ファイバの長手方向に
周期的に変化させたことを特徴として構成されている。
【００１２】また、前記ドーパントは、ゲルマニウム、
ボロン、チタン、アルミニウムを少なくとも１つは含む
物質としたこと、前記ドーパントは、光ファイバのモー
ドフィールド径の1.5 倍以上外周側のクラッドに添加さ
れていることも本発明の通信用光ファイバの特徴的な構
成とされている。
【００１３】さらに、本発明の通信用光ファイバの製造
方法は、コアを形成するコア母材の外周側に、クラッド
を形成するドーパント無添加のクラッド母材を形成して
クラッド付コア母材と成し、該クラッド付コア母材を光
軸を中心として回転させながら該クラッド付コア母材の
外周側に外付け法によってドーパント添加スートを堆積
させて該ドーパント添加スートの堆積量をクラッド付コ
ア母材の長手方向に周期的に変化させた後、該ドーパン
ト添加クラッドスートの外周側にドーパント無添加スー
トを形成して光ファイバ母材を形成し、該光ファイバ母
材を用いて前記構成の本発明の通信用光ファイバを製造
することを特徴として構成されている。
【００１４】上記構成の本発明の通信用光ファイバにお
いて、クラッドに石英ガラスの線膨張係数を変化させる
ドーパントが添加されており、このドーパントの濃度は
光ファイバの長手方向に周期的に変化しているために、
この線膨張係数の変化に応じ、光ファイバのコアおよび
その周辺に生じる残留歪が光ファイバの長手方向で周期
的に変化し、この構造変化によって誘導ブリルュアン散
乱の抑制が図られる。
【００１５】また、石英ガラスの線膨張係数を変化させ
るドーパントは、石英ガラスの屈折率も変化させるため
に、このドーパントが仮に光ファイバのモードフィール
ド径の内側に設けられると、モードフィールド径内に屈
折率分布の変化する部分が設けられることになり、光フ
ァイバがシングルモード光ファイバとしての機能を果た
せなくなり、伝送ロスが大きくなってしまうといったこ
とが生じるが、本発明においては、ドーパントが光ファ
イバのモードフィールド径よりも外周側のクラッドに添
加されているために、このような問題が生じることはな
く、伝送損失（ロス）が小さい光ファイバとなる。
【００１６】さらに、本発明においては、光ファイバの
製造に際し、光ファイバ母材の長手方向にフッ素分圧を
変化させる必要はないために、光ファイバ母材の作製は
容易となり、フッ素ドープによる伝送ロスを招くことも
ない。しかも、コアの屈折率分布が光ファイバの長手方
向で均一となるし、コア中のＧｅＯ2 等のドーパント揮
散による伝送ロスの増加が生じることはない。さらに、
本発明においては、光ファイバ母材の線引温度を変化さ
せることもないために、光ファイバの強度も光ファイバ
の長手方向で均一、かつ、高強度となり、以上のことか
ら上記課題が解決される。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。なお、本実施形態例の説明におい
て、従来例と同一名称部分には同一符号を付し、その重
複説明は省略する。図１には、本発明に係る通信用光フ
ァイバの実施形態例の要部構成が模式的に示されてい
る。なお、同図の（ａ）には光ファイバの斜視図が、同
図の（ｂ），（ｃ）にはそれぞれ、（ａ）のＡ−Ａ′断
面図、Ｂ−Ｂ′断面図が示されている。これらの図に示
されるように、本実施形態例の通信用光ファイバも、コ
ア８の外周側にクラッド９を形成して成る光ファイバで
あるが、本実施形態例では、クラッド９を特有な構成に
より形成している。
【００１８】すなわち、コア８を直接覆うクラッド９に
ドーパント無添加部３ａを形成し、このドーパント無添
加部３ａの外周側に、石英ガラスの線膨張係数を変化さ
せるドーパントとしてのボロンを有する三臭化硼素が添
加された硼素ドープ層４を形成し、さらにその外周側に
ドーパント無添加部３ｂを形成している。硼素ドープ層
４は、図１の（ｂ），（ｃ）に示すように、その横断面
形状がドーナツ状であり、同図の（ａ）に示すように、
断面積が光ファイバの長手方向に周期的に変化してい
る。また、硼素ドープ層４の内径Ｒは光ファイバのモー
ドフィールド径よりも大きく形成されている。
【００１９】本実施形態例では、クラッド９をこのよう
な構成にすることにより、光ファイバのモードフィール
ド径よりも外周側のクラッド９に石英ガラスの線膨張係
数を変化させるドーパントを添加し、このドーパント濃
度を光ファイバの長手方向に周期的に変化させた特徴的
な構成と成している。
【００２０】なお、本実施形態例の通信用光ファイバ
は、いずれも、コア８とクラッド９のドーパント無添加
部３ａ，３ｂとの比屈折率差が0.35％と成しており、コ
ア８とドーパント無添加部３ａとの屈折率分布が図３の
（ａ）に示す単純なステップ型構造と成している。
【００２１】表１には、本第１実施形態例〜第６実施形
態例の各光ファイバの構造パラメータである、硼素ドー
プ量（硼素ドーパント濃度）の最小値および最大値と、
硼素ドーパント濃度変化の周期と、硼素ドープ層４の内
径／モードフィールド径の値が示されている。この表１
から明らかなように、本第１実施形態例〜第６実施形態
例は、いずれも、その硼素ドーパント濃度の周期が6000
ｍで等しく、硼素ドープ量の最小値は０と成している。
また、硼素ドープ量の最大値および、硼素ドープ層４の
内径／モードフィールド径は各光ファイバによって異な
っている。
【００２２】
【表１】
【００２３】また、図２の（ａ）には、本第１〜第６実
施形態例の通信用光ファイバにおいて、横軸に光ファイ
バの長さを取り、縦軸にその長さに対応した硼素ドープ
量をプロットしたグラフが示されている。なお、同図の
特性線ａには本第１〜第４実施形態例の値が、特性線ｂ
には本第５、第６実施形態例の値がそれぞれ示されてお
り、いずれの場合も、硼素ドープ量が光ファイバの長手
方向に対して周期的に変化している。
【００２４】また、同図の（ｂ）には、光ファイバ全断
面積に対する硼素ドープ層４の断面積の比が、光ファイ
バの長さに対応させてプロットされており、同図に示す
ように、光ファイバ全断面積に対する硼素ドープ層４の
断面積比も光ファイバの長手方向に周期的に変化してい
る。なお、本第１〜第６実施形態例のいずれの実施形態
例も、この硼素ドープ層４の断面積比の平均が10分の１
となるように形成されている。
【００２５】本実施形態例は以上のように構成されてお
り、本実施形態例の通信用光ファイバは以下のようにし
て製造される。まず、図４の（ａ）に示すように、ＶＡ
Ｄ法用いて、コア８を形成するコア母材13の外周側に、
クラッド９を形成するドーパント無添加クラッド母材14
を形成し、クラッド付コア母材６と成す。なお、ドーパ
ント無添加クラッド母材14を形成する際に、光ファイバ
化されたクラッド付コア母材６の直径が通信用光ファイ
バのモードフィールド径よりも大きくなるように予めク
ラッド付コア母材６の設計寸法を求めておき、その寸法
となるようにドーパント無添加クラッド母材14を形成す
るとよい。
【００２６】そして、このクラッド付コア母材６をコア
母材13の直径が３mmφになるように延伸した後旋盤等に
セットし、光軸を中心として回転させながら、クラッド
付コア母材６の外周側に、外付け法によってドーパント
添加スート15を堆積させていく。なお、本実施形態例で
は、このドーパント添加スート15の堆積形成の前に、ク
ラッド付コア母材６を50rpm で回転させながら、酸水素
火炎バーナ等のバーナ17を用い、ドーパント無添加クラ
ッド母材14の原料となる四塩化珪素を前記光軸と直交す
る方向からクラッド付コア母材６に吹き付け、ドーパン
トが添加されていないスートの層を堆積させた。
【００２７】その後、バーナ17から、四塩化珪素：三臭
化硼素を９：１（モル比）としてクラッド付コア母材６
に吹き付け、ドーパント添加スート15をクラッド付コア
母材６の外周側に堆積形成した。このドーパント添加ス
ート15の堆積形成時も、クラッド付コア母材６は50rpm
で回転させており、この回転を行いながら、同図に示す
ように、バーナ17をクラッド付コア母材６の長手方向に
移動させ、50mm移動する毎に30秒間移動を止めてドーパ
ント添加スート15の堆積量をクラッド付コア母材６の長
手方向に周期的に変化させた。
【００２８】次に、同図の（ｂ）に示すように、前記回
転を行いながら、ドーパント添加スート15の外周側に、
四塩化珪素だけを原料としてドーパント無添加スート16
を形成し、焼結することにより、透明な光ファイバ母材
を形成した。この光ファイバ母材を従来の一般的な光フ
ァイバと同様に、線引することにより、長さ約30kmの通
信用光ファイバを製造した。
【００２９】なお、上記製造工程において、バーナ17を
クラッド付コア母材６の長手方向に移動させながらドー
パント添加スート15を堆積させていくが、バーナ17の酸
水素火炎内でも硼素濃度に分布ができるために、製造さ
れた光ファイバにおける硼素ドープ量の分布は、図２の
（ａ）に示したような分布状態となり、光ファイバの長
さ６km（表１における周期である6000ｍ）毎に硼素ドー
プ量が０の部分が形成される。
【００３０】本実施形態例の光ファイバは以上のような
製造方法により製造され、前記特徴的な構成、すなわ
ち、光ファイバのモードフィールド径よりも外周側のク
ラッド９に、石英ガラスの線膨張係数を変化させるドー
パントとしての硼素が添加され、この硼素ドーパント濃
度が光ファイバの長手方向に周期的に変化させて形成さ
れているために、前記光ファイバ母材を線引して光ファ
イバを製造する際に、コア８の外周部の収縮によりコア
８に圧縮力が付与され、しかも、その圧縮力の大きさが
光ファイバの長手方向に異なるものとなる。そのため、
硼素ドーパント濃度（硼素ドープ量）の大きさに対応し
て、図２の（ｃ）に示すような、光ファイバの長手方向
に周期的に大きさが変化する残留応力がコア８に付与さ
れ、この光ファイバの長手方向における構造変化によ
り、光ファイバの特性が長手方向に不均一化され、誘導
ブリルュアン散乱の抑制を図ることができる。
【００３１】また、本実施形態例によれば、光ファイバ
母材の線引工程で張力を変化させてコア８に引張応力を
残留させる従来の提案方法と異なり、コア８の軟化温度
がクラッド９の軟化温度よりも低い必要はないために、
光通信用として一般に用いられているゲルマニウム添加
コアとシリカクラッドを有する光ファイバを作製するこ
とができるし、硼素ドープ層４は光ファイバのモードフ
ィールド径よりも外側に添加されているために、光ファ
イバの損失に悪影響を与えることもない。そのため、光
損失の小さい光ファイバとすることができる。本出願人
が本第１〜第６実施形態例の光ファイバについて、波長
1550nmの光損失（伝送ロス）と誘導ブリルュアン散乱
（ＳＢＳ）発生しきい値とを調べたところ、表２に示す
結果が得られた。
【００３２】なお、表２には、比較例として、硼素ドー
プ層４を有していない、すなわち、硼素を全くドープし
ていない光ファイバについて前記光損失およびＳＢＳ発
生しきい値を測定した結果も共に示されている。
【００３３】
【表２】
【００３４】この表から明らかなように、本第１〜第６
実施形態例の光ファイバは、いずれも、ＳＢＳ発生しき
い値が比較例の光ファイバに比べて非常に高く、ＳＢＳ
の発生を効果的に抑圧できることが確認された。また、
波長1550nmの光損失も小さく、特に第２〜第６実施形態
例の光ファイバにおいては硼素をドープしていない比較
例の光ファイバとほぼ同様の小さい光損失であることが
確認された。
【００３５】なお、第１実施形態例においては、波長15
50nmの光損失が他の実施形態例の光ファイバに比べて大
きくなっているが、これは、硼素ドープ層４の内径Ｒが
光ファイバのモードフィールド径に近いほど、光の染み
出しが硼素ドープ層４側まで及ぶ可能性が高くなり、そ
れによって光損失の増加が生じ易いことを示しており、
このことから、硼素ドープ層４は、光ファイバのモード
フィールド径の1.5 倍以上外周側のクラッド９に添加さ
れていることが望ましい。また、硼素ドープ層４の内径
Ｒがコア８から離れ過ぎると、ＳＢＳ発生抑圧効果が若
干低くなる（第４実施形態例）が、この場合には、例え
ば第６実施形態例のように、硼素ドープ量を多くするこ
とにより、ＳＢＳ発生しきい値を大きくすることができ
る。
【００３６】また、本実施形態例によれば、前記の如
く、光ファイバ母材の線引工程において張力を変化させ
る従来の提案方法と異なり、光ファイバ母材の線引温度
を変化させることはないために、線引温度を低温にする
ことにより光ファイバ強度が極端に低下することもな
く、光ファイバの長手方向で均一な高強度の光ファイバ
とすることができる。
【００３７】さらに、本実施形態例によれば、光ファイ
バの長手方向にフッ素ドープ量を変化させた従来の提案
の方法と異なり、光ファイバの製造工程において、光フ
ァイバ母材のフッ素ドープ量を光ファイバの長手方向に
大きく変化させる必要がないために、光ファイバ母材の
作製も容易に行うことができるし、フッ素ドープ量を変
化させるためにフッ素分圧を大きく変化させることによ
り、コアのドーパントの揮散を招くといったこともな
く、コアの屈折率分布構造を光ファイバの長手方向で均
一なものとすることができる。
【００３８】なお、硼素のようなドーパントは、石英ガ
ラスの線膨張係数を変化させると共に、石英の屈折率を
変化させるが、本実施形態例では、ドーパントは光ファ
イバのモードフィールド径よりも外側に添加されている
ために、光ファイバを伝送する光に対して大きく影響を
与えることはなく、光ファイバがシングルモードの規格
化条件から外れてシングルモード光ファイバとしての機
能が失われるといったことはない。そのため、例えば通
信用光ファイバを用いた伝送システムに障害を与えると
いったことも防ぐことができる。
【００３９】なお、本発明は上記実施形態例に限定され
ることはなく、様々な実施の態様を採り得る。例えば、
上記実施形態例では、コア８とクラッド９のドーパント
無添加部３ａとの屈折率分布構造が、図３の（ａ）に示
すような単純なステップ型の光ファイバとしたが、コア
８を、センタコア８ａとセンタコア８ａの外周側のサイ
ドコア８ｂを有する構成とし、図３の（ｂ）に示すよう
に、センタコア８ａの屈折率よりもサイドコア８ｂの屈
折率を小さくした階段型プロファイル構造の光ファイバ
としてもよい。
【００４０】一例として、センタコア８ａのクラッド９
に対する比屈折率差Δ＋＝1.0 ％、サイドコア８ｂのク
ラッド９に対する比屈折率差ΔS ＋＝0.2 ％、センタコ
ア径／サイドコア径＝0.4 とし、その他の構造パラメー
タを上記第６実施形態例と同様に形成した通信用光ファ
イバについて、波長1550nmでの光損失を測定したとこ
ろ、0.21ｄＢ／kmとなり、ＳＢＳ発生しきい値は13ｄＢ
ｍと良好な値となることが確認された。
【００４１】また、上記実施形態例では、クラッド９に
添加するドーパントとして、硼素を適用したが、ドーパ
ントは必ずしも硼素とするとは限らず、石英ガラスの線
膨張係数を変化させるものであればよく、例えば、ゲル
マニウム、ボロン、チタン、アルミニウムを少なくとも
１つは含む物質とすることにより、上記実施形態例と同
様の効果を奏することができる。
【００４２】さらに、本発明の通信用光ファイバの構造
パラメータ、すなわち、表１に示したような、硼素等の
ドーパント添加層の内径／モードフィールド径、光ファ
イバの長さ、ドーパント濃度の変化周期、ドーパントの
ドープ量等は、必ずしも上記実施形態例と同様にすると
は限らず、適宜設定されるものである。
【００４３】さらに、本発明の通信用光ファイバの製造
方法は必ずしも上記実施形態例と同様の製造方法にする
とは限らず、適宜設定されるものである。ただし、上記
実施形態例と同様に、クラッド付コア母材６の外周側に
外付け法によってドーパント添加スート15を堆積させて
光ファイバ母材を形成する方法を用いると、容易に、か
つ、確実に、ドーパント濃度を光ファイバの長手方向に
周期的に変化させた通信用光ファイバを製造することが
できる。
【００４４】なお、この外付け法を用いて光ファイバ母
材を形成する際に、上記実施形態例では、図４の（ａ）
に示したように、バーナ17をクラッド付コア部材６の長
手方向に移動させてドーパント添加スート15の堆積形成
を行ったが、その逆に、クラッド付コア母材６をバーナ
17に対して移動させてもよい。
【００４５】また、上記実施形態例では、ドーパント添
加スート15の堆積量をクラッド付コア母材６の長手方向
に周期的に変化させることにより、ドーパントとしての
硼素のドープ量を光ファイバの長手方向に周期的に変化
させるようにしたが、例えば、バーナ17からクラッド付
コア母材６に吹き付けるガス中のドーパント投入量を変
化させることによりドーパント濃度を光ファイバの長手
方向に周期的に変化させてもよいし、スート堆積面の温
度を変えることで、ドーパントの付着効率を変化させて
ドーパント濃度を光ファイバの長手方向に周期的に変化
させてもよい。ただし、上記実施形態例のように、ドー
パント添加スート15の堆積量をクラッド付コア母材６の
長手方向に周期的に変化させる方法を用いると、より一
層容易にドーパント濃度を光ファイバの長手方向に周期
的に変化させた光ファイバを製造することができる。
【００４６】
【発明の効果】本発明の光ファイバによれば、光ファイ
バのモードフィールド径よりも外周側のクラッドに、石
英ガラスの線膨張係数を変化させるドーパントを添加
し、このドーパント濃度を光ファイバの長手方向に周期
的に変化させることにより、コアに対する残留応力を光
ファイバの長手方向に周期的に変化させたものであるか
ら、この構造変化により光ファイバの特性を長手方向に
不均一化して誘導ブリルュアン散乱の発生を効果的に抑
制することができる。
【００４７】また、本発明の光ファイバによれば、前記
の如く、ドーパント濃度の変化によってコアに対する残
留応力を光ファイバの長手方向に周期的に変化させたも
のであるから、例えば光ファイバを形成する光ファイバ
母材の線引工程において張力を変化させてコアに対する
残留応力を変化させる方法と異なり、コアの軟化温度を
クラッドの軟化温度よりも低くする必要はないために、
光ファイバを形成する原料が限られるといったことはな
いし、線引温度を変化させる必要もないために、低温の
線引により光ファイバ強度が低下してしまうといった問
題も回避することが可能となる。そのため、例えば、従
来一般的に用いられているゲルマニウム添加コアとシリ
カクラッドを用いて光ファイバを形成することができる
し、光ファイバの強度も長手方向に均一で高強度の光フ
ァイバとすることができる。
【００４８】さらに、本発明の光ファイバによれば、例
えば、光ファイバの長手方向にフッ素ドープ量を大きく
変化させて誘導ブリルュアン散乱を抑制する方法と異な
り、光ファイバ母材におけるフッ素ドープ量の長手方向
での変化量を非常に大きくする必要はないために、光フ
ァイバ母材の製造が容易であり、かつ、フッ素ドープに
よる伝送ロスを招くこともない。しかも、このフッ素ド
ープ量を変化させる際にフッ素分圧を高くするがため
に、コアの屈折率分布に影響を与えることもなく、コア
の屈折率分布を光ファイバの長手方向において均一な光
ファイバとすることができるし、フッ素ドープによって
コアのドーパント（ＧｅＯ2 等）の揮散を招くこともな
く、伝送ロスの増加を防ぎ、伝送ロスの小さい光ファイ
バとすることができる。
【００４９】また、前記ドーパントは、ゲルマニウム、
ボロン、チタン、アルミニウムを少なくとも１つは含む
物質とした本発明の光ファイバによれば、これらのドー
パントを用いることにより、コアに対する残留応力の付
与を非常に効率良く行うことが可能となり、誘導ブリル
ュアン散乱の発生を非常に効果的に行うことができる。
【００５０】さらに、前記ドーパントは、光ファイバの
モードフィールド径の1.5 倍以上外周側のクラッドに添
加されている本発明の光ファイバによれば、光ファイバ
を伝送する光がクラッドのドーパント添加領域に染み出
す可能性を非常に小さくすることが可能となり、光ファ
イバの伝送光の伝送ロスがドーパント添加によって殆ど
影響を受けることはなく、伝送ロスの非常に小さい光フ
ァイバとすることができる。
【００５１】さらに、本発明の通信用光ファイバの製造
方法によれば、ドーパントの濃度を光ファイバの長手方
向に周期的に変化させることを非常に容易に、かつ、確
実に行うことが可能となり、本発明の通信用光ファイバ
の製造を高い信頼性を持って達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る通信用光ファイバの実施形態例を
示す構成図である。
【図２】上記実施形態例の光ファイバの長手方向におけ
る特性を示すグラフである。
【図３】本発明に係る通信用光ファイバの屈折率分布構
造の例を示す説明図である。
【図４】本発明に係る通信用光ファイバの製造方法の一
例を示す説明図である。
【図５】一般的な光ファイバの横断面図である。
【符号の説明】
３ａ，３ｂ ドーパント無添加部 ４ 硼素ドープ層 ６ クラッド付コア母材 ８ コア ９ クラッド 13 コア母材 15 ドーパント添加スート
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｇ０２Ｂ 6/00 ３５６ Ｇ０２Ｂ 6/00 ３５６Ａ (72)発明者 大橋 正治 東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 田嶋 克介 東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日 本電信電話株式会社内 (56)参考文献 特開 平５−249329（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−218319（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−63922（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−287131（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−367539（ＪＰ，Ａ) 野澤哲郎（外４名），誘導ブリルアン 散乱の発生を抑制した光ファイバ，電子 情報通信学会技術研究報告，日本, （社）電子情報通信学会，1991年 ６月 25日，Ｖｏｌ．91，Ｎｏ．108，ｐｐ. 21−26 白木和之（外２名），ＳＢＳ抑制ファ イバの特性，1994年電子情報通信学会秋 季大会−ソサイエティ先行大会−講演論 文集 エレクトロニクス１，日本, （社）電子情報通信学会，1994年 ９月 ５日，ｐｐ．137（Ｃ−137) 白木和之（外２名），無歪誘導ブリル アン散乱抑制光ファイバ，1993年電子情 報通信学会秋季大会講演論文集４，日 本，（社）電子情報通信学会，1993年 ８月15日，ｐｐ．４−342（Ｃ−262) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02B 6/00 - 6/02 G02B 6/10 G02B 6/16 - 6/22 G02B 6/44 C03B 37/00 - 37/16 C03C 1/00 - 14/00

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 コアの外周側にクラッドを形成して成る
    光ファイバのモードフィールド径よりも外周側のクラッ
    ドに石英ガラスの線膨張係数を変化させるドーパントが
    添加されており、該ドーパントの濃度を光ファイバの長
    手方向に周期的に変化させたことを特徴とする通信用光
    ファイバ。
  2. 【請求項２】 ドーパントは、ゲルマニウム、ボロン、
    チタン、アルミニウムを少なくとも１つは含む物質とし
    たことを特徴とする請求項１記載の通信用光ファイバ。
  3. 【請求項３】 ドーパントは、光ファイバのモードフィ
    ールド径の1.5 倍以上外周側のクラッドに添加されてい
    ることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の通信用
    光ファイバ。
  4. 【請求項４】 コアを形成するコア母材の外周側に、ク
    ラッドを形成するドーパント無添加のクラッド母材を形
    成してクラッド付コア母材と成し、該クラッド付コア母
    材を光軸を中心として回転させながら該クラッド付コア
    母材の外周側に外付け法によってドーパント添加スート
    を堆積させて該ドーパント添加スートの堆積量をクラッ
    ド付コア母材の長手方向に周期的に変化させた後、該ド
    ーパント添加クラッドスートの外周側にドーパント無添
    加スートを形成して光ファイバ母材を形成し、該光ファ
    イバ母材を用いて請求項１又は請求項２又は請求項３記
    載の通信用光ファイバを製造することを特徴とする通信
    用光ファイバの製造方法。
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