JP3731243B2 - シングルモード光ファイバおよびその製造方法 - Google Patents
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- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
- Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はデジタル通信に使用するシングルモード光ファイバおよびシングルモード光ファイバの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
通信用シングルモード光ファイバ（以下、「ＳＭ光ファイバ」とも呼ぶ）の信号光波長は１．３μｍ近傍または１．５５μｍ近傍であることが多いが、伝送損失の面から１．５５μｍの使用が増しつつある。１．５５μｍ用ＳＭ光ファイバでは、波長分散（波長によって光の伝搬速度が異なるためパルス波が広がる現象）がゼロになるゼロ分散波長を１．５５μｍ近傍にする必要がある。このため、現在では、屈折率分布（以下「プロファイル」と呼ぶ）を特公平３―１８１６１号公報に示されるようなデュアルシェイプ型、又は“Relation between Macrobending Losses and Cutoff Wavelength in Dispersion-Shifted Segmented-Core Fiber”Electronics Letter, Vol.22, No.11, p.574,1986に示されるセグメントコア型にしたものが主に使用されている。
【０００３】
こうした１．５５μｍ用ＳＭ光ファイバでは、コア部を内層コア部と外層コア部との２層構造とし、ゼロ分散波長を１．５５μｍ近傍にする必要からプロファイルが決定されるとともに、モードフィールド径（以下、ＭＦＤとも呼ぶ）とコア径とが同程度のものが採用されている。
【０００４】
従来、(i)ＶＡＤ（Vaper Axial Deposition）法あるいはＯＶＤ（Outside Vaper Deposition）法により、コア部分とコア部付近のクラッドの一部とになるべき多孔質ガラスを形成し、(ii)この多孔質ガラスを加熱して円柱状のガラス部材を作成後、更に、(iii)このガラス部材の外側に残りのクラッドとなるべき多孔質ガラスを形成し（以後、この工程を「ジャケット付け工程」と呼ぶ）、加熱してガラス化して光ファイバ母材を作成し、(iv)光ファイバ母材を加熱線引して上記のシングルモード光ファイバを製造するか、(i)ＭＣＶＤ（Modified Chemical Vaper Deposition）法により、コア部付近のクラッドの一部となるべきガラス管の内面にコア部となるべき多孔質ガラスを形成し、(ii)このガラス管を加熱して中実化するとともに、多孔質ガラスをガラス化して円柱状のガラス部材を作成後、更に、(iii)ジャケット付け後、加熱してガラス化して光ファイバ母材を作成し、(iv)光ファイバ母材を加熱線引して上記のシングルモード光ファイバを製造するか、(i)ＶＡＤ（Vaper Axial Deposition）法あるいはＯＶＤ（Outside Vaper Deposition）法により、コア部分となるべき多孔質ガラスを形成し、(ii)この多孔質ガラスを別工程で作成したコア部付近のクラッドの一部となるべきガラス管に挿入後にコラプスして円柱状のガラス部材を作成後、更に、(iii)ジャケット付け後、加熱してガラス化して光ファイバ母材を作成し、(iv)光ファイバ母材を加熱線引して上記のシングルモード光ファイバを製造している。
【０００５】
ここで、ジャケット付け工程の前にクラッドの一部を形成しておくのは、ジャケット付けの際に、内側のガラス部材に不純物（主にＨ2 Ｏ）が浸透することが避けられないため、光が主に伝搬するコア付近にジャケット付けの界面が存在すると伝送損失の原因となるからである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来の１．５５μｍＳＭ光ファイバではＭＦＤとコア径とが１．５〜２．０倍程度であるため、伝送光が存在し得る領域に伝送損失の原因となる不純物が混入した部分を存在させないために、ジャケット付け工程の前にコア付近のクラッドとなるべき部分を形成している。
【０００７】
したがって、ＶＡＤ法による場合には、内層部コアと成るべき部分の多孔質ガラス、外層コア部と成るべき部分の多孔質ガラス、およびクラッド部のコア部付近の一部と成るべき部分の多孔質ガラスを製造するため、３種のバーナを同時に使用する必要があるが、火炎の干渉が生じるためにプロファイルの制御が難しく、安定して所望のプロフィルを実現できにくい。
【０００８】
また、ＯＶＤ法による場合には、ガラスロッドを回転させながらスス付けを行うので重力の影響を受けやすく、大きなガラス材を得ることが困難である。したがって、クラッドの一部となるべき部分まで同時に作成すると、内側のコア部となるべき部分が細い光ファイバ母材しか作成できないので、１つの光ファイバ母材から線引によって得られるＳＭ光ファイバの長さが短く、生産性が上がらない。
【０００９】
また、ＭＣＶＤ法による場合には、ガラス管の内部にガラスを析出されるので、外径に制約が存在する。したがって、ＯＶＤ法の場合と同様に生産性が上がらない。
【００１０】
また、コラプスを用いる方法は、クラッドの一部となるべき部分を作る工程が加わることになるとともに、コア径の大きな光ファイバ母材を製造することは困難であり、生産性が上がらない。
【００１１】
本発明は、上記を鑑みてなされたものであり、従来の分散シフト型ＳＭ光ファイバと同等な伝送特性を有するとともに、生産性の向上が可能なシングルモード光ファイバを提供することを目的とする。
【００１２】
また、本発明のシングルモード光ファイバを好適に製造できるシングルモード光ファイバの製造方法を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１のＳＭ光ファイバは、石英を主材とするＳＭ光ファイバであって、（ａ）純石英に対する比屈折率差の平均が第１の値Δｎ2 であるとともに、第１の外径ａを有する第１のコア部と、（ｂ）純石英に対する比屈折率差の平均が第１の値Δｎ2 よりも小さな第２の値Δｎ1 であるとともに、第２の外径ｂを有する、第１のコア部の周囲に形成された第２のコア部と、（ｃ）純石英に対する比屈折率差の平均が第２の値Δｎ1 よりも小さな第３の値Δｎ0 である、第２のコア部の周囲に形成されたクラッド部とを備え、
０．０７≦ａ／ｂ≦０．１２ …（１）
なる関係を満たすとともに、第２の外径ｂがＭＦＤの２．４倍以上であることを特徴とする。
【００１４】
請求項１のＳＭ光ファイバは、（１）式の関係を満たすとともに、第２のコアの外径ｂがモードフィールド径の２．４倍以上なので、従来の分散シフトファイバと同等の伝送特性を実現できる。この光ファイバでは、ＭＦＤ＝８〜１１μｍであり、従来の分散シフトファイバよりも大きい。
【００１５】
一般に、ＭＦＤが大きくなると曲げロスが増加するが、ａ／ｂを０．１２以下としているので、曲げロスが従来の分散シフトファイバと同等となる。また、ａ／ｂを小さくするとカットオフ波長が長くなるが、ゼロ分散波長＝１５６０〜１５８０ｎｍ、３０ｍｍφ曲げロス≦１ｄＢ／ｍ、かつ、ＭＦＤ≧８μｍの条件のもとでは、ａ／ｂ＜０．０７ではカットオフ波長が１．６μｍ以上となる。したがって、ａ／ｂ≧０．０７としている。そして、０．０７≦ａ／ｂ≦０．１２とした場合、従来の分散シフトファイバと同等な伝送特性となるように第２のコアの外径ｂを選ぶと、ｂ／ＭＦＤ≧２．４となる。
【００１６】
請求項１のＳＭ光ファイバでは、第２のコアの外径ｂは２３μｍ以上となる必要がある。
【００１７】
また、光増幅器を使用して長距離伝送を行う場合、伝送光の光パワー密度に比例する自己位相変調や相互位相変調、および光パワー密度の２乗に比例する４光波混合などの非線形現象が光波形を歪ませるため問題となる。請求項１のＳＭ光ファイバによれば、ＭＦＤが従来の分散シフトファイバより大きいので、総光パワーが同じ場合には光パワー密度が小さくなるので、この点に関しては有利なものとなる。
【００１８】
また、他の光ファイバなどの光部品と光学的に接続するにあたっても、接続位置誤差が同じ場合には接続損失を低減され、この点に関しても有利である。
【００１９】
ジャケット付けは、ＳｉをＯ2 およびＨ2 とともに吹きつけ、加水分解反応によりＳｉＯ2 を析出させることによって行われる。この過程でＨ2 Ｏが生成され、ガラスに浸透する。Ｈ2 Ｏが伝送光の伝送領域に達すると、Ｈ2 Ｏによる光の吸収が発生し、伝送損失が増加する。
【００２０】
請求項１のＳＭ光ファイバでは、第２のコアの径がＭＦＤの２．４倍以上なので、第２のコアとなるべきガラス部の外側に直接ジャケット付けを行い、第２のコアとなるべきガラス部の外側付近にＨ2 Ｏの侵入したとしたとしても、伝送損失が実質的に増加することはない。
【００２１】
請求項２のＳＭ光ファイバは、請求項１のＳＭ光ファイバにおいて、第１の値Δｎ ２ が０．６％以上、かつ、０．９５％以下であるとともに、
０．０８≦Δｎ1 ／Δｎ2 ≦０．１５
なる関係を満たすことを特徴とする。
【００２２】
請求項２のＳＭ光ファイバでは、伝送特性を損なわずに、ＭＦＤに対して第２のコアの径ｂを大きく設定することができるので、コア部の径が大きな光ファイバ母材の作成が可能となり、生産性の上で有利である。
【００２３】
比屈折率差のプロファイルは、きれいなステップ型となるとは限らない。こうした場合には、(i)ａは、第１のコア部と第２のコア部との境界部であって、比屈折率差が（Δｎ2 ＋Δｎ1 ）／２となる部分が形成する形状の径で定義され、(ii)ｂは、第２のコア部とクラッド部との境界部であって、比屈折率差が（Δｎ1 ＋Δｎ0 ）／２となる部分が形成する形状の径で定義される。
【００２４】
請求項４のＳＭ光ファイバの製造方法は、（ａ）ガラス化後に純石英に対する比屈折率差の平均が第１の値△ｎ2 であり、第１のコア部となるべき第１のスス体を形成する第１の工程と、（ｂ）ガラス化後に純石英に対する比屈折率差の平均が第１の値△ｎ2 よりも小さな第２の値△ｎ1 であり、光ファイバ化後にモードフィールド径の２．４倍以上の外径を有する第２のコア部となるべき第２のスス体を第１のスス体の周囲に形成する第２の工程と、（ｃ）第２の工程で形成された複合スス体を加熱してガラス化する第３の工程と、（ｄ）ガラス化後に純石英に対する比屈折率差の平均が第２の値△ｎ1 よりも小さな第３の値△ｎ0 であり、クラッド部となるべき第３のスス体を第３の工程で形成されたガラス体の周囲に形成する第４の工程と、（ｅ）第４の工程で形成されたガラス・スス複合体を加熱して第３のスス体をガラス化し、光ファイバ母材を作成する第５の工程と、（ｆ）光ファイバ母材の一端を加熱して線引きする第６の工程とを備えることを特徴とする。
【００２５】
請求項４のＳＭ光ファイバの製造方法はＶＡＤ法に属する。この製造方法では、まず、第１および第２の工程で、第１のコア部用のバーナと第２のコア部用のバーナとの２種のバーナのみを使用して複合スス体を形成する。したがって、同時使用のバーナは２種であるので、従来の３種のバーナの場合に比べて火炎干渉の制御が容易であり、所望のプロファイルを安定して実現できる。
【００２６】
次に、第３の工程で、第１および第２の工程で形成された複合スス体を加熱してガラス化する。
【００２７】
引き続き、第４の工程で、第３の工程で作成されたガラス体の周囲にクラッド部となるべき第３のスス体を形成してジャケット付けを行う。第２の工程で光ファイバ化後に第２のコア部がモードフィールド径の２．４倍以上の外径を有するように第２のスス体を形成しているので、光伝送部へのＨ2 Ｏの混入を考慮する必要が無いので、第４の工程で第２のコア部となるべきガラス部の周囲に直接ジャケット付けを施すことができる。
【００２８】
この後、第５の工程で、第４の工程でジャケット付けされたガラス・スス複合体を加熱して光ファイバ母材を作成し、第６の工程でこの光ファイバ母材を加熱線引してＳＭ光ファイバを製造する。
【００２９】
請求項５のＳＭ光ファイバの製造方法は、（ａ）円柱状のガラス棒の周囲に、ガラス化後の純石英に対する比屈折率差の平均が第１の値△ｎ2 であり、第１のコア部となるべき第１のスス体を形成する第１の工程と、（ｂ）ガラス化後に純石英に対する比屈折率差の平均が第１の値△ｎ2 よりも小さな第２の値△ｎ1 であり、光ファイバ化後にモードフィールド径の２．４倍以上の外径を有する第２のコア部となるべき第２のスス体を第１のスス体の周囲に形成する第２の工程と、（ｃ）ガラス棒を引き抜き、第１のスス体および第２のスス体からなる管状スス体を加熱して中実化し、ガラス化する第３の工程と、（ｄ）ガラス化後に純石英に対する比屈折率差の平均が前記第２の値△ｎ1 よりも小さな第３の値△ｎ0 であり、クラッド部となるべき第３のスス体を第３の工程で形成されたガラス体の周囲に形成する第４の工程と、（ｅ）第４の工程で形成されたガラス・スス複合体を加熱して第３のスス体をガラス化して光ファイバ母材を作成する第５の工程と、（ｆ）光ファイバ母材の一端を加熱して線引きする第６の工程とを備えることを特徴とする。
【００３０】
請求項５のＳＭ光ファイバの製造方法はＯＶＤ法に属する。この製造方法では、まず、第１および第２の工程で、第１のコアとなるべき第１のスス体と第２のコアとなるべき第２のスス体を形成する。第１および第２の工程では、ガラスロッドを回転させながらスス付けを行うので重力の影響を受けるので複合スス体の外径には限界がある。しかし、従来の分散シフトファイバの製造工程におけるＯＶＤ法の場合のように、クラッド部の一部となるべき部分を形成しないので、複合スス体の外径が同一であっても大きなコア部となるべき部分を作成することができる。
【００３１】
次に、第３の工程で、ガラス棒を引き抜き、第１および第２の工程で形成された複合スス体を加熱して中実化するとともにガラス化する。
【００３２】
引き続き、第４の工程で、第３の工程で作成されたガラス体の周囲にクラッド部となるべき第３のスス体を形成してジャケット付けを行う。第２の工程で光ファイバ化後に第２のコア部がモードフィールド径の２．４倍以上の外径を有するように第２のスス体を形成しているので、光伝送部へのＨ2 Ｏの混入を考慮する必要が無いので、第４の工程で第２のコア部となるべきガラス部の周囲に直接ジャケット付けを施すことができる。
【００３３】
この後、第５の工程で、第４の工程でジャケット付けされたガラス・スス複合体を加熱して光ファイバ母材を作成し、この光ファイバ母材を加熱線引してＳＭ光ファイバを製造する。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。なお、図面の説明にあたって同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００３５】
４光波混合は信号光波長とゼロ分散波長とが離れているほど抑制されるので、光増幅器を使用したシステムでは、ゼロ分散波長を信号光波長の短波長側または長波長側にシフトした分散シフトファイバを用いるのが通例である。以下、実施の形態の説明にあたっては、ゼロ分散波長を信号光波長の長波長側にシフトした場合について説明する。なお、短波長側にシフトした場合も原理的に同様である。
【００３６】
図１は、本発明の一実施形態のＳＭ光ファイバの構成図である。図１に示すように、この光ファイバは、（ａ）純石英に対する比屈折率差の平均がΔｎ2 であるとともに、外径ａを有する第１のコア部１１０と、（ｂ）純石英に対する比屈折率差の平均がΔｎ1 （＜Δｎ2 ）であるとともに、外径ｂを有する、第１のコア部１１０の周囲に形成された第２のコア部１２０と、（ｃ）純石英に対する比屈折率差の平均がΔｎ0 （＝０、＜Δｎ1 ）である、第２のコア部１３０の周囲に形成されたクラッド部２００とを備える。
【００３７】
そして、
０．０７≦ａ／ｂ≦０．１２ …（１）
および、
ｂ／ＭＦＤ≧２．４ …（２）
なる関係を満たす。
【００３８】
この光ファイバは、以下のようにして本発明のＳＭ光ファイバの製造方法によって製造される。
【００３９】
（第１の製造方法）
図２は、本発明のシングルモード光ファイバの製造方法の第１の実施形態に係る製造方法の工程図である。この製造方法は、ＶＡＤ法に属する。
【００４０】
図２に示すように、まず、バーナ４１０、４２０を用いて、(i)ガラス化後に純石英に対する比屈折率差の平均が△ｎ2 であり、第１のコア部１１０となるべきスス体１１１と、(ii)ガラス化後に純石英に対する比屈折率差の平均が△ｎ1 （＜△ｎ2 ）であり、スス体１１１の周囲に形成された第２のコア１２０となるべきスス体１２１とを形成し、複合スス体３１１を得る（図２（ａ）参照）。
【００４１】
次に、図２（ａ）の工程で形成された複合スス体３１１を加熱して、透明化し、延伸して複合ガラス体３１２とする（図２（ｂ）、（ｃ）参照）。
【００４２】
引き続き、バーナ４５０を用いて、複合ガラス体３１２の周囲にガラス化後に純石英に対する比屈折率差の平均が△ｎ0 であり、クラッド２００となるべきスス体２０１とを形成し、透明化し、延伸して光ファイバ母材３１０とする（図２（ｄ）、（ｅ）参照）。
【００４３】
こうして得られた光ファイバ母材３１０の一端を加熱して線引きして本発明の実施形態の光ファイバが製造される（図２（ｆ）参照）。
【００４４】
（第２の製造方法）
図３は、本発明のシングルモード光ファイバの製造方法の第２の実施形態に係る製造方法の工程図である。この製造方法は、ＯＶＤ法に属する。
【００４５】
図３に示すように、まず、円柱状のガラス棒５００の周囲に、ガラス化後の純石英に対する比屈折率差の平均がΔｎ２である、第１のコアとなるべきスス体１１２を形成する（図３（ａ）参照）。引き続き、ガラス化後に純石英に対する比屈折率差の平均がΔｎ１（＜Δｎ２）であり、第２のコア１２０となるべきスス体１２２をスス体１１２の周囲に形成する（図３（ｂ）参照）。
【００４６】
次に、ガラス棒５００を引き抜き、スス体１１２とスス体１２２とから管状スス体３２１を得、管状スス体３２１を加熱して中実化し、透明化し、延伸して複合ガラス体３２２とする（図３（ｃ）、（ｄ）参照）。
【００４７】
引き続き、バーナを用いて、複合ガラス体３２２の周囲にガラス化後に純石英に対する比屈折率差の平均が△ｎ0 であり、クラッド２００となるべきスス体２０２を形成し、透明化し、延伸して光ファイバ母材３２０とする（図３（ｅ）、（ｆ）参照）。
【００４８】
こうして得られた光ファイバ母材３２０の一端を加熱して線引きして本発明の実施形態の光ファイバが製造される（図３（ｇ）参照）。
【００４９】
ＳＭ光ファイバでの光伝送では、伝送光の存在する領域はコアの中心部付近に集中しつつも径方向へ広がりを有しており、この広がりの目安がＭＦＤである。本実施形態のＳＭ光ファイバは、ジャケット付けによる不純物（主に、Ｈ2 Ｏ）が混入する位置が第２のコア部１２０とクラッド部２００との界面であるが、第２のコア部１２０の外径ｂはＭＦＤの２．４倍以上なので、不純物が光伝送領域まで混入することは実質的に無いので、不純物による伝送光の吸収は実質的に無い。
【００５０】
図４は、上記の製造方法で製造された、Δｎ2 ＝０．８５％、Δｎ1 ＝０．１％、ａ／ｂ＝０．１０、ゼロ分散波長＝１５７０ｎｍに設定された、ＳＭ光ファイバのｂ／ＭＦＤと１５５０ｎｍの信号光の伝送損失との関係を示すグラフである。図４から、ｂ／ＭＦＤ≧２．４では伝送損失が増加しないことが確認される。したがって、本実施形態では、ｂ／ＭＦＤ≧２．４を採用している。
【００５１】
図５は、上記の製造方法で製造された、Δｎ2 ＝０．８５％、Δｎ1 ＝０．１％でゼロ分散波長＝１５７０ｎｍとなるｂを選択した場合の、ＳＭ光ファイバのａ／ｂとｂ／ＭＦＤとの関係を示すグラフである。図５から、ａ／ｂ＞０．１２となると、ｂ／ＭＦＤ＜２．４となり伝送損失が増加することになる。したがって、本実施形態では、ａ／ｂ≦０．１２を採用している。通常、光ファイバの曲げ損失が大きいと、光ケーブル等に加工する際に損失増を起こし、好ましくない。このため、実用的な３０ｍｍφの曲げロスが１ｄＢ／ｍ以下、ゼロ分散波長１５６０±４０ｎｍのファイバに限定すると、他のΔｎ2，Δｎ1の組み合せでもａ／ｂ≦０．１２が良好範囲となる。
【００５２】
また、ａ／ｂ＜０．０７ではカットオフ波長が１．６μｍ以上となるので、本実施形態では、ａ／ｂ≧０．０７を採用している。
【００５３】
図６は、上記の製造方法で製造された、Δｎ1 ／Δｎ2 ＝０．１、ａ／ｂ＝０．１、ゼロ分散波長＝１５７０ｎｍとなるｂを選択した場合の、ＳＭ光ファイバのΔｎ2とｂ／ＭＦＤとの関係を示すグラフであり、図７は、上記の製造方法で製造された、Δｎ2 ＝０．８５％、ａ／ｂ＝０．１、ゼロ分散波長＝１５７０ｎｍとなるｂを選択した場合の、ＳＭ光ファイバのΔｎ1／Δｎ2 とｂ／ＭＦＤとの関係を示すグラフである。図６から、Δｎ2 ＝０．６〜０．９５％とするとｂ／ＭＦＤを２．４以上とできること、また、図７から、Δｎ1／Δｎ2 ＝０．０８〜０．１５とするとｂ／ＭＦＤを２．４以上とできることが確認される。前記の（３０ｍｍφ曲げロス）≦１ｄＢ／ｍとゼロ分散波長１５６０±４０μｍを条件とした場合、ａ／ｂ＝０．１以外でも、Δｎ1／Δｎ2 ＝０．０８〜０．１５かつΔｎ2＝０．６〜０．９５％のとき、ｂ／ＭＦＤ≧２．４となる。したがって、両条件を同時に満たすことが、ｂ／ＭＦＤを大きくする上で好適である。
【００５４】
図８は、Δｎ2 ＝０．８５％、Δｎ1 ＝０．１％、ａ／ｂ＝０．０７、０．１０、０．１２、ゼロ分散波長＝１５７０ｎｍに設定された、ＳＭ光ファイバのｂとｂ／ＭＦＤとの関係を示すグラフである。ａ／ｂがいずれの値であっても、ｂ／ＭＦＤ≧２．４となるのはｂ≧２３μｍの場合であることが確認される。
【００５５】
本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、変形が可能である。例えば、純石英に対するクラッド部の比屈折率差は０ではない値を採用してもよい。また、上記実施形態では屈折率プロファイルを階段型としたが、内層コアが凸状の屈折率分布を有していてもよいし、外層コアが半径方向に傾斜する屈折率分布を有していてもよい。こうした場合には、各部の実効屈折率差を用いれば、上記と同様に取り扱うことができる。
【００５６】
【発明の効果】
以上、詳細に説明した通り、請求項１のＳＭ光ファイバによれば、第１のコア部、第１のコア部の周囲の第２のコア部、第２のコア部の周囲のクラッド部の構成で、第２のコアの外径をモードフィールド径の２．４倍以上としたので、従来の分散シフトファイバの伝送特性を維持しながら、光ファイバ母材の作成にあたってコア径の大きな母材を作成可能であり、生産性の向上が可能となる。
【００５７】
また、請求項４および請求項５のシングルモード光ファイバの製造方法によれば、ＶＡＤ法またはＯＶＤ法といった周知の手法を使用してコア部となるべきガラス体を作成後、クラッド部となるべき部分をコア部となるべきガラス体に直接クラッド付けして光ファイバ母材を作成するので、コア径の大きな母材を作成可能であり、請求項１のシングルモード光ファイバを生産性良く製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態のシングルモード光ファイバの構成図である。
【図２】本発明のシングルモード光ファイバの製造方法の第１の実施形態に係る製造方法の工程図である。
【図３】本発明のシングルモード光ファイバの製造方法の第２の実施形態に係る製造方法の工程図である。
【図４】ＳＭ光ファイバのｂ／ＭＦＤと伝送損失との関係を示すグラフである。
【図５】ＳＭ光ファイバのａ／ｂとｂ／ＭＦＤとの関係を示すグラフである。
【図６】ＳＭ光ファイバのΔｎ2 とｂ／ＭＦＤとの関係を示すグラフである。
【図７】ＳＭ光ファイバのΔｎ1 ／Δｎ2 とｂ／ＭＦＤとの関係を示すグラフである。
【図８】ＳＭ光ファイバのｂとｂ／ＭＦＤとの関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１１０…第１のコア部、１２０…第２のコア部、２００…クラッド部。
【発明の属する技術分野】
本発明はデジタル通信に使用するシングルモード光ファイバおよびシングルモード光ファイバの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
通信用シングルモード光ファイバ（以下、「ＳＭ光ファイバ」とも呼ぶ）の信号光波長は１．３μｍ近傍または１．５５μｍ近傍であることが多いが、伝送損失の面から１．５５μｍの使用が増しつつある。１．５５μｍ用ＳＭ光ファイバでは、波長分散（波長によって光の伝搬速度が異なるためパルス波が広がる現象）がゼロになるゼロ分散波長を１．５５μｍ近傍にする必要がある。このため、現在では、屈折率分布（以下「プロファイル」と呼ぶ）を特公平３―１８１６１号公報に示されるようなデュアルシェイプ型、又は“Relation between Macrobending Losses and Cutoff Wavelength in Dispersion-Shifted Segmented-Core Fiber”Electronics Letter, Vol.22, No.11, p.574,1986に示されるセグメントコア型にしたものが主に使用されている。
【０００３】
こうした１．５５μｍ用ＳＭ光ファイバでは、コア部を内層コア部と外層コア部との２層構造とし、ゼロ分散波長を１．５５μｍ近傍にする必要からプロファイルが決定されるとともに、モードフィールド径（以下、ＭＦＤとも呼ぶ）とコア径とが同程度のものが採用されている。
【０００４】
従来、(i)ＶＡＤ（Vaper Axial Deposition）法あるいはＯＶＤ（Outside Vaper Deposition）法により、コア部分とコア部付近のクラッドの一部とになるべき多孔質ガラスを形成し、(ii)この多孔質ガラスを加熱して円柱状のガラス部材を作成後、更に、(iii)このガラス部材の外側に残りのクラッドとなるべき多孔質ガラスを形成し（以後、この工程を「ジャケット付け工程」と呼ぶ）、加熱してガラス化して光ファイバ母材を作成し、(iv)光ファイバ母材を加熱線引して上記のシングルモード光ファイバを製造するか、(i)ＭＣＶＤ（Modified Chemical Vaper Deposition）法により、コア部付近のクラッドの一部となるべきガラス管の内面にコア部となるべき多孔質ガラスを形成し、(ii)このガラス管を加熱して中実化するとともに、多孔質ガラスをガラス化して円柱状のガラス部材を作成後、更に、(iii)ジャケット付け後、加熱してガラス化して光ファイバ母材を作成し、(iv)光ファイバ母材を加熱線引して上記のシングルモード光ファイバを製造するか、(i)ＶＡＤ（Vaper Axial Deposition）法あるいはＯＶＤ（Outside Vaper Deposition）法により、コア部分となるべき多孔質ガラスを形成し、(ii)この多孔質ガラスを別工程で作成したコア部付近のクラッドの一部となるべきガラス管に挿入後にコラプスして円柱状のガラス部材を作成後、更に、(iii)ジャケット付け後、加熱してガラス化して光ファイバ母材を作成し、(iv)光ファイバ母材を加熱線引して上記のシングルモード光ファイバを製造している。
【０００５】
ここで、ジャケット付け工程の前にクラッドの一部を形成しておくのは、ジャケット付けの際に、内側のガラス部材に不純物（主にＨ2 Ｏ）が浸透することが避けられないため、光が主に伝搬するコア付近にジャケット付けの界面が存在すると伝送損失の原因となるからである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来の１．５５μｍＳＭ光ファイバではＭＦＤとコア径とが１．５〜２．０倍程度であるため、伝送光が存在し得る領域に伝送損失の原因となる不純物が混入した部分を存在させないために、ジャケット付け工程の前にコア付近のクラッドとなるべき部分を形成している。
【０００７】
したがって、ＶＡＤ法による場合には、内層部コアと成るべき部分の多孔質ガラス、外層コア部と成るべき部分の多孔質ガラス、およびクラッド部のコア部付近の一部と成るべき部分の多孔質ガラスを製造するため、３種のバーナを同時に使用する必要があるが、火炎の干渉が生じるためにプロファイルの制御が難しく、安定して所望のプロフィルを実現できにくい。
【０００８】
また、ＯＶＤ法による場合には、ガラスロッドを回転させながらスス付けを行うので重力の影響を受けやすく、大きなガラス材を得ることが困難である。したがって、クラッドの一部となるべき部分まで同時に作成すると、内側のコア部となるべき部分が細い光ファイバ母材しか作成できないので、１つの光ファイバ母材から線引によって得られるＳＭ光ファイバの長さが短く、生産性が上がらない。
【０００９】
また、ＭＣＶＤ法による場合には、ガラス管の内部にガラスを析出されるので、外径に制約が存在する。したがって、ＯＶＤ法の場合と同様に生産性が上がらない。
【００１０】
また、コラプスを用いる方法は、クラッドの一部となるべき部分を作る工程が加わることになるとともに、コア径の大きな光ファイバ母材を製造することは困難であり、生産性が上がらない。
【００１１】
本発明は、上記を鑑みてなされたものであり、従来の分散シフト型ＳＭ光ファイバと同等な伝送特性を有するとともに、生産性の向上が可能なシングルモード光ファイバを提供することを目的とする。
【００１２】
また、本発明のシングルモード光ファイバを好適に製造できるシングルモード光ファイバの製造方法を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１のＳＭ光ファイバは、石英を主材とするＳＭ光ファイバであって、（ａ）純石英に対する比屈折率差の平均が第１の値Δｎ2 であるとともに、第１の外径ａを有する第１のコア部と、（ｂ）純石英に対する比屈折率差の平均が第１の値Δｎ2 よりも小さな第２の値Δｎ1 であるとともに、第２の外径ｂを有する、第１のコア部の周囲に形成された第２のコア部と、（ｃ）純石英に対する比屈折率差の平均が第２の値Δｎ1 よりも小さな第３の値Δｎ0 である、第２のコア部の周囲に形成されたクラッド部とを備え、
０．０７≦ａ／ｂ≦０．１２ …（１）
なる関係を満たすとともに、第２の外径ｂがＭＦＤの２．４倍以上であることを特徴とする。
【００１４】
請求項１のＳＭ光ファイバは、（１）式の関係を満たすとともに、第２のコアの外径ｂがモードフィールド径の２．４倍以上なので、従来の分散シフトファイバと同等の伝送特性を実現できる。この光ファイバでは、ＭＦＤ＝８〜１１μｍであり、従来の分散シフトファイバよりも大きい。
【００１５】
一般に、ＭＦＤが大きくなると曲げロスが増加するが、ａ／ｂを０．１２以下としているので、曲げロスが従来の分散シフトファイバと同等となる。また、ａ／ｂを小さくするとカットオフ波長が長くなるが、ゼロ分散波長＝１５６０〜１５８０ｎｍ、３０ｍｍφ曲げロス≦１ｄＢ／ｍ、かつ、ＭＦＤ≧８μｍの条件のもとでは、ａ／ｂ＜０．０７ではカットオフ波長が１．６μｍ以上となる。したがって、ａ／ｂ≧０．０７としている。そして、０．０７≦ａ／ｂ≦０．１２とした場合、従来の分散シフトファイバと同等な伝送特性となるように第２のコアの外径ｂを選ぶと、ｂ／ＭＦＤ≧２．４となる。
【００１６】
請求項１のＳＭ光ファイバでは、第２のコアの外径ｂは２３μｍ以上となる必要がある。
【００１７】
また、光増幅器を使用して長距離伝送を行う場合、伝送光の光パワー密度に比例する自己位相変調や相互位相変調、および光パワー密度の２乗に比例する４光波混合などの非線形現象が光波形を歪ませるため問題となる。請求項１のＳＭ光ファイバによれば、ＭＦＤが従来の分散シフトファイバより大きいので、総光パワーが同じ場合には光パワー密度が小さくなるので、この点に関しては有利なものとなる。
【００１８】
また、他の光ファイバなどの光部品と光学的に接続するにあたっても、接続位置誤差が同じ場合には接続損失を低減され、この点に関しても有利である。
【００１９】
ジャケット付けは、ＳｉをＯ2 およびＨ2 とともに吹きつけ、加水分解反応によりＳｉＯ2 を析出させることによって行われる。この過程でＨ2 Ｏが生成され、ガラスに浸透する。Ｈ2 Ｏが伝送光の伝送領域に達すると、Ｈ2 Ｏによる光の吸収が発生し、伝送損失が増加する。
【００２０】
請求項１のＳＭ光ファイバでは、第２のコアの径がＭＦＤの２．４倍以上なので、第２のコアとなるべきガラス部の外側に直接ジャケット付けを行い、第２のコアとなるべきガラス部の外側付近にＨ2 Ｏの侵入したとしたとしても、伝送損失が実質的に増加することはない。
【００２１】
請求項２のＳＭ光ファイバは、請求項１のＳＭ光ファイバにおいて、第１の値Δｎ ２ が０．６％以上、かつ、０．９５％以下であるとともに、
０．０８≦Δｎ1 ／Δｎ2 ≦０．１５
なる関係を満たすことを特徴とする。
【００２２】
請求項２のＳＭ光ファイバでは、伝送特性を損なわずに、ＭＦＤに対して第２のコアの径ｂを大きく設定することができるので、コア部の径が大きな光ファイバ母材の作成が可能となり、生産性の上で有利である。
【００２３】
比屈折率差のプロファイルは、きれいなステップ型となるとは限らない。こうした場合には、(i)ａは、第１のコア部と第２のコア部との境界部であって、比屈折率差が（Δｎ2 ＋Δｎ1 ）／２となる部分が形成する形状の径で定義され、(ii)ｂは、第２のコア部とクラッド部との境界部であって、比屈折率差が（Δｎ1 ＋Δｎ0 ）／２となる部分が形成する形状の径で定義される。
【００２４】
請求項４のＳＭ光ファイバの製造方法は、（ａ）ガラス化後に純石英に対する比屈折率差の平均が第１の値△ｎ2 であり、第１のコア部となるべき第１のスス体を形成する第１の工程と、（ｂ）ガラス化後に純石英に対する比屈折率差の平均が第１の値△ｎ2 よりも小さな第２の値△ｎ1 であり、光ファイバ化後にモードフィールド径の２．４倍以上の外径を有する第２のコア部となるべき第２のスス体を第１のスス体の周囲に形成する第２の工程と、（ｃ）第２の工程で形成された複合スス体を加熱してガラス化する第３の工程と、（ｄ）ガラス化後に純石英に対する比屈折率差の平均が第２の値△ｎ1 よりも小さな第３の値△ｎ0 であり、クラッド部となるべき第３のスス体を第３の工程で形成されたガラス体の周囲に形成する第４の工程と、（ｅ）第４の工程で形成されたガラス・スス複合体を加熱して第３のスス体をガラス化し、光ファイバ母材を作成する第５の工程と、（ｆ）光ファイバ母材の一端を加熱して線引きする第６の工程とを備えることを特徴とする。
【００２５】
請求項４のＳＭ光ファイバの製造方法はＶＡＤ法に属する。この製造方法では、まず、第１および第２の工程で、第１のコア部用のバーナと第２のコア部用のバーナとの２種のバーナのみを使用して複合スス体を形成する。したがって、同時使用のバーナは２種であるので、従来の３種のバーナの場合に比べて火炎干渉の制御が容易であり、所望のプロファイルを安定して実現できる。
【００２６】
次に、第３の工程で、第１および第２の工程で形成された複合スス体を加熱してガラス化する。
【００２７】
引き続き、第４の工程で、第３の工程で作成されたガラス体の周囲にクラッド部となるべき第３のスス体を形成してジャケット付けを行う。第２の工程で光ファイバ化後に第２のコア部がモードフィールド径の２．４倍以上の外径を有するように第２のスス体を形成しているので、光伝送部へのＨ2 Ｏの混入を考慮する必要が無いので、第４の工程で第２のコア部となるべきガラス部の周囲に直接ジャケット付けを施すことができる。
【００２８】
この後、第５の工程で、第４の工程でジャケット付けされたガラス・スス複合体を加熱して光ファイバ母材を作成し、第６の工程でこの光ファイバ母材を加熱線引してＳＭ光ファイバを製造する。
【００２９】
請求項５のＳＭ光ファイバの製造方法は、（ａ）円柱状のガラス棒の周囲に、ガラス化後の純石英に対する比屈折率差の平均が第１の値△ｎ2 であり、第１のコア部となるべき第１のスス体を形成する第１の工程と、（ｂ）ガラス化後に純石英に対する比屈折率差の平均が第１の値△ｎ2 よりも小さな第２の値△ｎ1 であり、光ファイバ化後にモードフィールド径の２．４倍以上の外径を有する第２のコア部となるべき第２のスス体を第１のスス体の周囲に形成する第２の工程と、（ｃ）ガラス棒を引き抜き、第１のスス体および第２のスス体からなる管状スス体を加熱して中実化し、ガラス化する第３の工程と、（ｄ）ガラス化後に純石英に対する比屈折率差の平均が前記第２の値△ｎ1 よりも小さな第３の値△ｎ0 であり、クラッド部となるべき第３のスス体を第３の工程で形成されたガラス体の周囲に形成する第４の工程と、（ｅ）第４の工程で形成されたガラス・スス複合体を加熱して第３のスス体をガラス化して光ファイバ母材を作成する第５の工程と、（ｆ）光ファイバ母材の一端を加熱して線引きする第６の工程とを備えることを特徴とする。
【００３０】
請求項５のＳＭ光ファイバの製造方法はＯＶＤ法に属する。この製造方法では、まず、第１および第２の工程で、第１のコアとなるべき第１のスス体と第２のコアとなるべき第２のスス体を形成する。第１および第２の工程では、ガラスロッドを回転させながらスス付けを行うので重力の影響を受けるので複合スス体の外径には限界がある。しかし、従来の分散シフトファイバの製造工程におけるＯＶＤ法の場合のように、クラッド部の一部となるべき部分を形成しないので、複合スス体の外径が同一であっても大きなコア部となるべき部分を作成することができる。
【００３１】
次に、第３の工程で、ガラス棒を引き抜き、第１および第２の工程で形成された複合スス体を加熱して中実化するとともにガラス化する。
【００３２】
引き続き、第４の工程で、第３の工程で作成されたガラス体の周囲にクラッド部となるべき第３のスス体を形成してジャケット付けを行う。第２の工程で光ファイバ化後に第２のコア部がモードフィールド径の２．４倍以上の外径を有するように第２のスス体を形成しているので、光伝送部へのＨ2 Ｏの混入を考慮する必要が無いので、第４の工程で第２のコア部となるべきガラス部の周囲に直接ジャケット付けを施すことができる。
【００３３】
この後、第５の工程で、第４の工程でジャケット付けされたガラス・スス複合体を加熱して光ファイバ母材を作成し、この光ファイバ母材を加熱線引してＳＭ光ファイバを製造する。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。なお、図面の説明にあたって同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００３５】
４光波混合は信号光波長とゼロ分散波長とが離れているほど抑制されるので、光増幅器を使用したシステムでは、ゼロ分散波長を信号光波長の短波長側または長波長側にシフトした分散シフトファイバを用いるのが通例である。以下、実施の形態の説明にあたっては、ゼロ分散波長を信号光波長の長波長側にシフトした場合について説明する。なお、短波長側にシフトした場合も原理的に同様である。
【００３６】
図１は、本発明の一実施形態のＳＭ光ファイバの構成図である。図１に示すように、この光ファイバは、（ａ）純石英に対する比屈折率差の平均がΔｎ2 であるとともに、外径ａを有する第１のコア部１１０と、（ｂ）純石英に対する比屈折率差の平均がΔｎ1 （＜Δｎ2 ）であるとともに、外径ｂを有する、第１のコア部１１０の周囲に形成された第２のコア部１２０と、（ｃ）純石英に対する比屈折率差の平均がΔｎ0 （＝０、＜Δｎ1 ）である、第２のコア部１３０の周囲に形成されたクラッド部２００とを備える。
【００３７】
そして、
０．０７≦ａ／ｂ≦０．１２ …（１）
および、
ｂ／ＭＦＤ≧２．４ …（２）
なる関係を満たす。
【００３８】
この光ファイバは、以下のようにして本発明のＳＭ光ファイバの製造方法によって製造される。
【００３９】
（第１の製造方法）
図２は、本発明のシングルモード光ファイバの製造方法の第１の実施形態に係る製造方法の工程図である。この製造方法は、ＶＡＤ法に属する。
【００４０】
図２に示すように、まず、バーナ４１０、４２０を用いて、(i)ガラス化後に純石英に対する比屈折率差の平均が△ｎ2 であり、第１のコア部１１０となるべきスス体１１１と、(ii)ガラス化後に純石英に対する比屈折率差の平均が△ｎ1 （＜△ｎ2 ）であり、スス体１１１の周囲に形成された第２のコア１２０となるべきスス体１２１とを形成し、複合スス体３１１を得る（図２（ａ）参照）。
【００４１】
次に、図２（ａ）の工程で形成された複合スス体３１１を加熱して、透明化し、延伸して複合ガラス体３１２とする（図２（ｂ）、（ｃ）参照）。
【００４２】
引き続き、バーナ４５０を用いて、複合ガラス体３１２の周囲にガラス化後に純石英に対する比屈折率差の平均が△ｎ0 であり、クラッド２００となるべきスス体２０１とを形成し、透明化し、延伸して光ファイバ母材３１０とする（図２（ｄ）、（ｅ）参照）。
【００４３】
こうして得られた光ファイバ母材３１０の一端を加熱して線引きして本発明の実施形態の光ファイバが製造される（図２（ｆ）参照）。
【００４４】
（第２の製造方法）
図３は、本発明のシングルモード光ファイバの製造方法の第２の実施形態に係る製造方法の工程図である。この製造方法は、ＯＶＤ法に属する。
【００４５】
図３に示すように、まず、円柱状のガラス棒５００の周囲に、ガラス化後の純石英に対する比屈折率差の平均がΔｎ２である、第１のコアとなるべきスス体１１２を形成する（図３（ａ）参照）。引き続き、ガラス化後に純石英に対する比屈折率差の平均がΔｎ１（＜Δｎ２）であり、第２のコア１２０となるべきスス体１２２をスス体１１２の周囲に形成する（図３（ｂ）参照）。
【００４６】
次に、ガラス棒５００を引き抜き、スス体１１２とスス体１２２とから管状スス体３２１を得、管状スス体３２１を加熱して中実化し、透明化し、延伸して複合ガラス体３２２とする（図３（ｃ）、（ｄ）参照）。
【００４７】
引き続き、バーナを用いて、複合ガラス体３２２の周囲にガラス化後に純石英に対する比屈折率差の平均が△ｎ0 であり、クラッド２００となるべきスス体２０２を形成し、透明化し、延伸して光ファイバ母材３２０とする（図３（ｅ）、（ｆ）参照）。
【００４８】
こうして得られた光ファイバ母材３２０の一端を加熱して線引きして本発明の実施形態の光ファイバが製造される（図３（ｇ）参照）。
【００４９】
ＳＭ光ファイバでの光伝送では、伝送光の存在する領域はコアの中心部付近に集中しつつも径方向へ広がりを有しており、この広がりの目安がＭＦＤである。本実施形態のＳＭ光ファイバは、ジャケット付けによる不純物（主に、Ｈ2 Ｏ）が混入する位置が第２のコア部１２０とクラッド部２００との界面であるが、第２のコア部１２０の外径ｂはＭＦＤの２．４倍以上なので、不純物が光伝送領域まで混入することは実質的に無いので、不純物による伝送光の吸収は実質的に無い。
【００５０】
図４は、上記の製造方法で製造された、Δｎ2 ＝０．８５％、Δｎ1 ＝０．１％、ａ／ｂ＝０．１０、ゼロ分散波長＝１５７０ｎｍに設定された、ＳＭ光ファイバのｂ／ＭＦＤと１５５０ｎｍの信号光の伝送損失との関係を示すグラフである。図４から、ｂ／ＭＦＤ≧２．４では伝送損失が増加しないことが確認される。したがって、本実施形態では、ｂ／ＭＦＤ≧２．４を採用している。
【００５１】
図５は、上記の製造方法で製造された、Δｎ2 ＝０．８５％、Δｎ1 ＝０．１％でゼロ分散波長＝１５７０ｎｍとなるｂを選択した場合の、ＳＭ光ファイバのａ／ｂとｂ／ＭＦＤとの関係を示すグラフである。図５から、ａ／ｂ＞０．１２となると、ｂ／ＭＦＤ＜２．４となり伝送損失が増加することになる。したがって、本実施形態では、ａ／ｂ≦０．１２を採用している。通常、光ファイバの曲げ損失が大きいと、光ケーブル等に加工する際に損失増を起こし、好ましくない。このため、実用的な３０ｍｍφの曲げロスが１ｄＢ／ｍ以下、ゼロ分散波長１５６０±４０ｎｍのファイバに限定すると、他のΔｎ2，Δｎ1の組み合せでもａ／ｂ≦０．１２が良好範囲となる。
【００５２】
また、ａ／ｂ＜０．０７ではカットオフ波長が１．６μｍ以上となるので、本実施形態では、ａ／ｂ≧０．０７を採用している。
【００５３】
図６は、上記の製造方法で製造された、Δｎ1 ／Δｎ2 ＝０．１、ａ／ｂ＝０．１、ゼロ分散波長＝１５７０ｎｍとなるｂを選択した場合の、ＳＭ光ファイバのΔｎ2とｂ／ＭＦＤとの関係を示すグラフであり、図７は、上記の製造方法で製造された、Δｎ2 ＝０．８５％、ａ／ｂ＝０．１、ゼロ分散波長＝１５７０ｎｍとなるｂを選択した場合の、ＳＭ光ファイバのΔｎ1／Δｎ2 とｂ／ＭＦＤとの関係を示すグラフである。図６から、Δｎ2 ＝０．６〜０．９５％とするとｂ／ＭＦＤを２．４以上とできること、また、図７から、Δｎ1／Δｎ2 ＝０．０８〜０．１５とするとｂ／ＭＦＤを２．４以上とできることが確認される。前記の（３０ｍｍφ曲げロス）≦１ｄＢ／ｍとゼロ分散波長１５６０±４０μｍを条件とした場合、ａ／ｂ＝０．１以外でも、Δｎ1／Δｎ2 ＝０．０８〜０．１５かつΔｎ2＝０．６〜０．９５％のとき、ｂ／ＭＦＤ≧２．４となる。したがって、両条件を同時に満たすことが、ｂ／ＭＦＤを大きくする上で好適である。
【００５４】
図８は、Δｎ2 ＝０．８５％、Δｎ1 ＝０．１％、ａ／ｂ＝０．０７、０．１０、０．１２、ゼロ分散波長＝１５７０ｎｍに設定された、ＳＭ光ファイバのｂとｂ／ＭＦＤとの関係を示すグラフである。ａ／ｂがいずれの値であっても、ｂ／ＭＦＤ≧２．４となるのはｂ≧２３μｍの場合であることが確認される。
【００５５】
本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、変形が可能である。例えば、純石英に対するクラッド部の比屈折率差は０ではない値を採用してもよい。また、上記実施形態では屈折率プロファイルを階段型としたが、内層コアが凸状の屈折率分布を有していてもよいし、外層コアが半径方向に傾斜する屈折率分布を有していてもよい。こうした場合には、各部の実効屈折率差を用いれば、上記と同様に取り扱うことができる。
【００５６】
【発明の効果】
以上、詳細に説明した通り、請求項１のＳＭ光ファイバによれば、第１のコア部、第１のコア部の周囲の第２のコア部、第２のコア部の周囲のクラッド部の構成で、第２のコアの外径をモードフィールド径の２．４倍以上としたので、従来の分散シフトファイバの伝送特性を維持しながら、光ファイバ母材の作成にあたってコア径の大きな母材を作成可能であり、生産性の向上が可能となる。
【００５７】
また、請求項４および請求項５のシングルモード光ファイバの製造方法によれば、ＶＡＤ法またはＯＶＤ法といった周知の手法を使用してコア部となるべきガラス体を作成後、クラッド部となるべき部分をコア部となるべきガラス体に直接クラッド付けして光ファイバ母材を作成するので、コア径の大きな母材を作成可能であり、請求項１のシングルモード光ファイバを生産性良く製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態のシングルモード光ファイバの構成図である。
【図２】本発明のシングルモード光ファイバの製造方法の第１の実施形態に係る製造方法の工程図である。
【図３】本発明のシングルモード光ファイバの製造方法の第２の実施形態に係る製造方法の工程図である。
【図４】ＳＭ光ファイバのｂ／ＭＦＤと伝送損失との関係を示すグラフである。
【図５】ＳＭ光ファイバのａ／ｂとｂ／ＭＦＤとの関係を示すグラフである。
【図６】ＳＭ光ファイバのΔｎ2 とｂ／ＭＦＤとの関係を示すグラフである。
【図７】ＳＭ光ファイバのΔｎ1 ／Δｎ2 とｂ／ＭＦＤとの関係を示すグラフである。
【図８】ＳＭ光ファイバのｂとｂ／ＭＦＤとの関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１１０…第１のコア部、１２０…第２のコア部、２００…クラッド部。
Claims (5)
- 石英を主材とするシングルモード光ファイバであって、
純石英に対する比屈折率差の平均が第１の値Δｎ2 であるとともに、第１の外径ａを有する第１のコア部と、
純石英に対する比屈折率差の平均が前記第１の値Δｎ2 よりも小さな第２の値Δｎ1 であるとともに、第２の外径ｂを有する、前記第１のコア部の周囲に形成された第２のコア部と、
純石英に対する比屈折率差の平均が前記第２の値Δｎ1 よりも小さな第３の値Δｎ0 である、前記第２のコア部の周囲に形成されたクラッド部と、
を備え、
０．０７≦ａ／ｂ≦０．１２
なる関係を満たすとともに、前記第２の外径ｂがモードフィールド径の２．４倍以上である、ことを特徴とするシングルモード光ファイバ。 - 前記第１の値Δｎ ２ が０．６％以上、かつ、０．９５％以下であるとともに、
０．０８≦Δｎ1 ／Δｎ2 ≦０．１５
なる関係を満たすことを特徴とする請求項１記載のシングルモード光ファイバ。 - 前記第２の外径ｂは２３μｍ以上である、ことを特徴とする請求項１記載のシングルモード光ファイバ。
- ガラス化後に純石英に対する比屈折率差の平均が第１の値Δｎ2 であり、第１のコア部となるべき第１のスス体を形成する第１の工程と、
ガラス化後に純石英に対する比屈折率差の平均が前記第１の値Δｎ2 よりも小さな第２の値Δｎ1 であり、光ファイバ化後にモードフィールド径の２．４倍以上の外径を有する第２のコア部となるべき第２のスス体を前記第１のスス体の周囲に形成する第２の工程と、
前記第２の工程で形成された複合スス体を加熱してガラス化する第３の工程と、
ガラス化後に純石英に対する比屈折率差の平均が前記第２の値Δｎ1 よりも小さな第３の値Δｎ0 であり、クラッド部となるべき第３のスス体を前記第３の工程で形成されたガラス体の周囲に形成する第４の工程と、
前記第４の工程で形成されたガラス・スス複合体を加熱して前記第３のスス体をガラス化して光ファイバ母材を作成する第５の工程と、
前記光ファイバ母材の一端を加熱して線引きする第６の工程と、
を備えることを特徴とするシングルモード光ファイバの製造方法。 - 円柱状のガラス棒の周囲に、ガラス化後の純石英に対する比屈折率差の平均が第１の値Δｎ2 であり、第１のコア部となるべき第１のスス体を形成する第１の工程と、
ガラス化後に純石英に対する比屈折率差の平均が前記第１の値Δｎ2 よりも小さな第２の値Δｎ１であり、光ファイバ化後にモードフィールド径の２．４倍以上の外径を有する第２のコア部となるべき第２のスス体を前記第１のスス体の周囲に形成する第２の工程と、
前記ガラス棒を引き抜き、前記第１のスス体および前記第２のスス体からなる管状スス体を加熱して中実化し、ガラス化する第３の工程と、
ガラス化後に純石英に対する比屈折率差の平均が前記第２の値Δｎ1 よりも小さな第３の値Δｎ0 であり、クラッド部となるべき第３のスス体を前記第３の工程で形成されたガラス体の周囲に形成する第４の工程と、
前記第４の工程で形成されたガラス・スス複合体を加熱して前記第３のスス体をガラス化して光ファイバ母材を作成する第５の工程と、
前記光ファイバ母材の一端を加熱して線引きする第６の工程と、
を備えることを特徴とするシングルモード光ファイバの製造方法。
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