JP3798190B2 - デュアルコア形分散シフト光ファイバ用ガラス母材の製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、デュアルコア形分散シフト光ファイバ用ガラス母材の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
デュアルコア形分散シフト光ファイバ用ガラス母材は、中心部のセンターコア部とサイドコア部（両者を合わせてコア部という）及びその周辺のクラッド部からなり、一般に、図６に示したような屈折率分布を示す。このデュアルコア形分散シフト光ファイバ用ガラス母材は、ＭＣＶＤ法やＶＡＤ法により、上記コアプロファイルを持つコア部を合成し、その上に外付け法でクラッド部を合成する方法等により製造されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このようなデュアルコア形分散シフト光ファイバ用ガラス母材は、図６に示したようにセンターコア部１１よりも低屈折率を示すサイドコア部１２とクラッド部１３の境界部分で屈折率を階段的に変化させており、ドーパント濃度が境界部分で極端に異なっているため、ＧｅＯ2 が発泡して多数の気泡が発生しやすい。 そして、上記母材に気泡が存在すると、得られるデュアルコア形分散シフト光ファイバの伝送損失が多くなり、また、歩留りも低下するという不都合が生じる。この場合、サイドコア部の屈折率を下げることにより気泡の発生を抑制することができるが、得られるデュアルコア形分散シフト光ファイバのカットオフ波長が低下すると共に、曲げ特性が悪化するという問題があった。
そこで、本発明は、気泡の発生を抑制して、伝送損失の増加や歩留りの低下を防止したデュアルコア形分散シフト光ファイバ用ガラス母材の製造方法を提供することを課題とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、鋭意検討した結果、サイドコア部とクラッド部との間に屈折率をなだらかに低下させた傾斜部を設け、その傾斜部径を所定の大きさにすることで上記課題を解決し得ることを見いだし、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、ＶＡＤ法によりセンターコア部、サイドコア部及びクラッド部からなるデュアルコア形分散シフト光ファイバ用ガラス母材を合成する方法であって、センターコア部用バーナーでセンターコア部を、サイドコア部用バーナーでサイドコアを、傾斜部用バーナーで傾斜部をそれぞれ形成するに際し、サイドコア部用バーナーの火炎の一部を傾斜部堆積部に当てて加熱することにより、サイドコア部とクラッド部との間にサイドコア部からクラッド部に向かって屈折率がなだらかに低下する傾斜部を設け、該傾斜部の途中にドーパントの低下率が小さくなる突出部を形成することを特徴とするデュアルコア形分散シフト光ファイバ用ガラス母材の製造方法である。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明のデュアルコア形分散シフト光ファイバ用ガラス母材は、上記したように、サイドコア部からクラッド部に向かって屈折率がなだらかに低下する傾斜部をサイドコア部とクラッド部との間に設け、かつ、傾斜部径がコア部径の２〜５倍の大きさであることを特徴とするものである。本発明の光ファイバ用ガラス母材は、このように、傾斜部の屈折率がサイドコア部からクラッド部に向かって、なだらかに低下するため、サイドコア部とクラッド部との間で、ドーパント濃度の極端な変化が生じず、その結果、ＧｅＯ2 の発泡による気泡の発生が抑制され、伝送損失の増加、歩留りの低下を防止することができる。またカットオフ波長の低下を防止し、曲げ特性を良好にすることができる。
【０００６】
本発明のデュアルコア形分散シフト光ファイバ用ガラス母材において、傾斜部径（外径）をコア部径（外径）の２〜５倍とした理由は、２倍より小さいと従来のものと同様に気泡が発生しやすくなるからであり、５倍より大きいとＶＡＤ法によるコア部の合成が困難となるからである。
【０００７】
本発明のデュアルコア形分散シフト光ファイバ用ガラス母材を製造するには、ＶＡＤ法によりコア部を合成し、その上に外付け法によりクラッド部を設ければよい。コア部を合成する場合、図１に示すように、ガラス原料となるＳｉＣｌ4 と、ドーパントとなるＧｅＣｌ4 と、燃料となる水素及び酸素とを送り込むセンターコア部用バーナー１及びサイドコア部用バーナー２、ガラス原料となるＳｉＣｌ4 と、燃料となる水素及び酸素とを送り込む傾斜部用バーナー３を配置する。そして、各バーナーの火炎をそれぞれセンターコア部堆積部４、サイドコア部堆積部５、傾斜部堆積部６に当てて、回転するターゲットにガラス微粒子を付着、堆積させて、それぞれセンターコア部、サイドコア部、傾斜部を合成する。この場合、本発明では、サイドコア部用バーナー２の向きを調節して、サイドコア部用バーナー２の火炎の一部を傾斜部堆積部６に当てて、微少のゲルマニウムをドープすることにより傾斜部を合成する。
このように、サイドコア部用バーナー２の火炎を、傾斜部堆積部６の方向（図１中の矢印方向）に向けて加熱することにより、ドーパント（ゲルマニウム）の量を連続的かつ緩やかに減少させた傾斜部を合成することができる。
こうして合成した多孔質コア部を脱水焼結してガラス化してコア部とし、その上に外付け法によりクラッド部を設ければ、本発明のデュアルコア形分散シフト光ファイバ用ガラス母材が得られる。
【０００８】
【実施例】
次に、実施例によって本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【０００９】
（参考例１）
図１に示すように、センターコア部用バーナー１、サイドコア部用バーナー２及び傾斜部用バーナー３を配置し、センターコア部用バーナー１とサイドコア部用バーナー２にはＳｉＣｌ2 、ＧｅＣｌ4 、Ｏ2 ガス、Ｈ2 ガスを供給し、傾斜部用バーナー３にはＳｉＣｌ2 、Ｏ2 ガス、Ｈ2 ガスを供給して、ＶＡＤ法により、酸水素火炎中でガラス微粒子を生成、堆積させて多孔質コア母材を合成した。この場合、サイドコア部用バーナー２の仰角は３０度とし、サイドコア部用バーナー２の火炎の一部が傾斜部堆積部６に当たるようにして加熱した。
こうして作製した多孔質コア母材を、Ｈｅ＋Ｃｌ2 雰囲気中、１，１００℃に加熱して脱水処理し、さらに、Ｈｅ雰囲気中、１，５００℃で熱処理を行い、透明ガラスコア母材とした。
その後、このガラスコア母材の上に、外付け法でクラッド部を合成して、本発明のデュアルコア形分散シフト光ファイバ用ガラス母材を作製した。
この光ファイバ用ガラス母材のサイドコア部とクラッド部との間の傾斜部分を観察したところ、気泡の発生は認められなかった。
次に、得られた光ファイバ用ガラス母材を線引きし、デュアルコア形分散シフト光ファイバを製造した。この光ファイバの屈折率分布は、図２に示す通りであり、傾斜部径Ｗはコア部径Ｄの２．９倍であった。また、この光ファイバの伝送損失を測定したところ、１，５５０ｎｍにおいて、０．２０３ｄＢ／ｋｍで十分に低かった。カットオフ波長は１．１５μｍ、ＭＦＤは８．３９μｍ、曲げ特性を示すＭＡＣ数は７．３とやや大きめであった。
【００１０】
（実施例１）
傾斜部用バーナー３にも微量のＧｅＣｌ4 を供給して、傾斜部の途中にＧｅの低下率が小さくなる突出部を設けた以外は、参考例１と同様にして、本発明のデュアルコア形分散シフト光ファイバ用ガラス母材を作製した。この光ファイバ用ガラス母材のサイドコア部とクラッド部との間の傾斜部分を観察したところ、気泡の発生は認められなかった。
次に、得られた光ファイバ母材を線引きし、デュアルコア形分散シフト光ファイバを製造した。この光ファイバの屈折率分布は、図３に示す通りであり、傾斜部径Ｗはコア部径Ｄの３．５倍であり、傾斜部の突出部間の長さ（径）ｄは、コア部径Ｄの１．５倍であった。また、この光ファイバの伝送損失を測定したところ、１，５５０ｎｍにおいて、０．２０２ｄＢ／ｋｍと十分に低かった。カットオフ波長は１．２５μｍ、ＭＦＤは８．４１μｍ、曲げ特性を示すＭＡＣ数は６．７と十分に小さかった。
【００１１】
（比較例１）
図４に示すように、サイドコア部用バーナー２を水平に配置（仰角０度）し、傾斜部用バーナー３にＧｅＣｌ4 を供給しなかった以外は、実施例１と同様の条件、方法で、デュアルコア形分散シフト光ファイバ用ガラス母材を作製した。この光ファイバ用ガラス母材のサイドコア部とクラッド部との間を観察したところ、気泡の発生が認められた。
次に、得られた光ファイバ用ガラス母材を線引きし、デュアルコア形分散シフト光ファイバを製造した。この光ファイバの屈折率分布は、図５に示す通りであり、傾斜部径Ｗはコア部径Ｄの１．９倍であった。また、この光ファイバの伝送損失を測定したところ、１，５５０ｎｍにおいて、０．２０２ｄＢ／ｋｍで十分に低かった。カットオフ波長は１．２５μｍ、ＭＦＤは８．４１μｍ、曲げ特性を示すＭＡＣ数は６．７と十分に小さかった。
【００１２】
【発明の効果】
本発明によれば、デュアルコア形分散シフト光ファイバ用ガラス母材のサイドコア部とクラッド部との間における気泡の発生を抑制し、伝送損失の増加や歩留りの低下を防止することができる。また、カットオフ波長の低下を防止し、曲げ特性を良好にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明のデュアルコア形分散シフト光ファイバ用ガラス母材の製造方法の一例を示した説明図である。
【図２】 参考例１で得られたデュアルコア形分散シフト光ファイバの屈折率分布を示す図である。
【図３】 実施例１で得られたデュアルコア形分散シフト光ファイバの屈折率分布を示す図である。
【図４】 比較例１で得られたデュアルコア形分散シフト光ファイバ用ガラス母材の製造方法の一例を示した説明図である。
【図５】 比較例１で得られたデュアルコア形分散シフト光ファイバの屈折率分布を示す図である。
【図６】 従来のデュアルコア形分散シフト光ファイバの屈折率分布を示す図である。
【符号の説明】
１ センターコア部用バーナー
２ サイドコア部用バーナー
３ 傾斜部用バーナー
４ センターコア部堆積部
５ サイドコア部堆積部
６ 傾斜部堆積部
１１ センターコア部
１２ サイドコア部
１３ クラッド部
１４ 突出部
Ｗ 傾斜部径
Ｄ コア部径
ｄ 傾斜部の突出部間の長さ（径）
【発明の属する技術分野】
本発明は、デュアルコア形分散シフト光ファイバ用ガラス母材の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
デュアルコア形分散シフト光ファイバ用ガラス母材は、中心部のセンターコア部とサイドコア部（両者を合わせてコア部という）及びその周辺のクラッド部からなり、一般に、図６に示したような屈折率分布を示す。このデュアルコア形分散シフト光ファイバ用ガラス母材は、ＭＣＶＤ法やＶＡＤ法により、上記コアプロファイルを持つコア部を合成し、その上に外付け法でクラッド部を合成する方法等により製造されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このようなデュアルコア形分散シフト光ファイバ用ガラス母材は、図６に示したようにセンターコア部１１よりも低屈折率を示すサイドコア部１２とクラッド部１３の境界部分で屈折率を階段的に変化させており、ドーパント濃度が境界部分で極端に異なっているため、ＧｅＯ2 が発泡して多数の気泡が発生しやすい。 そして、上記母材に気泡が存在すると、得られるデュアルコア形分散シフト光ファイバの伝送損失が多くなり、また、歩留りも低下するという不都合が生じる。この場合、サイドコア部の屈折率を下げることにより気泡の発生を抑制することができるが、得られるデュアルコア形分散シフト光ファイバのカットオフ波長が低下すると共に、曲げ特性が悪化するという問題があった。
そこで、本発明は、気泡の発生を抑制して、伝送損失の増加や歩留りの低下を防止したデュアルコア形分散シフト光ファイバ用ガラス母材の製造方法を提供することを課題とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、鋭意検討した結果、サイドコア部とクラッド部との間に屈折率をなだらかに低下させた傾斜部を設け、その傾斜部径を所定の大きさにすることで上記課題を解決し得ることを見いだし、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、ＶＡＤ法によりセンターコア部、サイドコア部及びクラッド部からなるデュアルコア形分散シフト光ファイバ用ガラス母材を合成する方法であって、センターコア部用バーナーでセンターコア部を、サイドコア部用バーナーでサイドコアを、傾斜部用バーナーで傾斜部をそれぞれ形成するに際し、サイドコア部用バーナーの火炎の一部を傾斜部堆積部に当てて加熱することにより、サイドコア部とクラッド部との間にサイドコア部からクラッド部に向かって屈折率がなだらかに低下する傾斜部を設け、該傾斜部の途中にドーパントの低下率が小さくなる突出部を形成することを特徴とするデュアルコア形分散シフト光ファイバ用ガラス母材の製造方法である。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明のデュアルコア形分散シフト光ファイバ用ガラス母材は、上記したように、サイドコア部からクラッド部に向かって屈折率がなだらかに低下する傾斜部をサイドコア部とクラッド部との間に設け、かつ、傾斜部径がコア部径の２〜５倍の大きさであることを特徴とするものである。本発明の光ファイバ用ガラス母材は、このように、傾斜部の屈折率がサイドコア部からクラッド部に向かって、なだらかに低下するため、サイドコア部とクラッド部との間で、ドーパント濃度の極端な変化が生じず、その結果、ＧｅＯ2 の発泡による気泡の発生が抑制され、伝送損失の増加、歩留りの低下を防止することができる。またカットオフ波長の低下を防止し、曲げ特性を良好にすることができる。
【０００６】
本発明のデュアルコア形分散シフト光ファイバ用ガラス母材において、傾斜部径（外径）をコア部径（外径）の２〜５倍とした理由は、２倍より小さいと従来のものと同様に気泡が発生しやすくなるからであり、５倍より大きいとＶＡＤ法によるコア部の合成が困難となるからである。
【０００７】
本発明のデュアルコア形分散シフト光ファイバ用ガラス母材を製造するには、ＶＡＤ法によりコア部を合成し、その上に外付け法によりクラッド部を設ければよい。コア部を合成する場合、図１に示すように、ガラス原料となるＳｉＣｌ4 と、ドーパントとなるＧｅＣｌ4 と、燃料となる水素及び酸素とを送り込むセンターコア部用バーナー１及びサイドコア部用バーナー２、ガラス原料となるＳｉＣｌ4 と、燃料となる水素及び酸素とを送り込む傾斜部用バーナー３を配置する。そして、各バーナーの火炎をそれぞれセンターコア部堆積部４、サイドコア部堆積部５、傾斜部堆積部６に当てて、回転するターゲットにガラス微粒子を付着、堆積させて、それぞれセンターコア部、サイドコア部、傾斜部を合成する。この場合、本発明では、サイドコア部用バーナー２の向きを調節して、サイドコア部用バーナー２の火炎の一部を傾斜部堆積部６に当てて、微少のゲルマニウムをドープすることにより傾斜部を合成する。
このように、サイドコア部用バーナー２の火炎を、傾斜部堆積部６の方向（図１中の矢印方向）に向けて加熱することにより、ドーパント（ゲルマニウム）の量を連続的かつ緩やかに減少させた傾斜部を合成することができる。
こうして合成した多孔質コア部を脱水焼結してガラス化してコア部とし、その上に外付け法によりクラッド部を設ければ、本発明のデュアルコア形分散シフト光ファイバ用ガラス母材が得られる。
【０００８】
【実施例】
次に、実施例によって本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【０００９】
（参考例１）
図１に示すように、センターコア部用バーナー１、サイドコア部用バーナー２及び傾斜部用バーナー３を配置し、センターコア部用バーナー１とサイドコア部用バーナー２にはＳｉＣｌ2 、ＧｅＣｌ4 、Ｏ2 ガス、Ｈ2 ガスを供給し、傾斜部用バーナー３にはＳｉＣｌ2 、Ｏ2 ガス、Ｈ2 ガスを供給して、ＶＡＤ法により、酸水素火炎中でガラス微粒子を生成、堆積させて多孔質コア母材を合成した。この場合、サイドコア部用バーナー２の仰角は３０度とし、サイドコア部用バーナー２の火炎の一部が傾斜部堆積部６に当たるようにして加熱した。
こうして作製した多孔質コア母材を、Ｈｅ＋Ｃｌ2 雰囲気中、１，１００℃に加熱して脱水処理し、さらに、Ｈｅ雰囲気中、１，５００℃で熱処理を行い、透明ガラスコア母材とした。
その後、このガラスコア母材の上に、外付け法でクラッド部を合成して、本発明のデュアルコア形分散シフト光ファイバ用ガラス母材を作製した。
この光ファイバ用ガラス母材のサイドコア部とクラッド部との間の傾斜部分を観察したところ、気泡の発生は認められなかった。
次に、得られた光ファイバ用ガラス母材を線引きし、デュアルコア形分散シフト光ファイバを製造した。この光ファイバの屈折率分布は、図２に示す通りであり、傾斜部径Ｗはコア部径Ｄの２．９倍であった。また、この光ファイバの伝送損失を測定したところ、１，５５０ｎｍにおいて、０．２０３ｄＢ／ｋｍで十分に低かった。カットオフ波長は１．１５μｍ、ＭＦＤは８．３９μｍ、曲げ特性を示すＭＡＣ数は７．３とやや大きめであった。
【００１０】
（実施例１）
傾斜部用バーナー３にも微量のＧｅＣｌ4 を供給して、傾斜部の途中にＧｅの低下率が小さくなる突出部を設けた以外は、参考例１と同様にして、本発明のデュアルコア形分散シフト光ファイバ用ガラス母材を作製した。この光ファイバ用ガラス母材のサイドコア部とクラッド部との間の傾斜部分を観察したところ、気泡の発生は認められなかった。
次に、得られた光ファイバ母材を線引きし、デュアルコア形分散シフト光ファイバを製造した。この光ファイバの屈折率分布は、図３に示す通りであり、傾斜部径Ｗはコア部径Ｄの３．５倍であり、傾斜部の突出部間の長さ（径）ｄは、コア部径Ｄの１．５倍であった。また、この光ファイバの伝送損失を測定したところ、１，５５０ｎｍにおいて、０．２０２ｄＢ／ｋｍと十分に低かった。カットオフ波長は１．２５μｍ、ＭＦＤは８．４１μｍ、曲げ特性を示すＭＡＣ数は６．７と十分に小さかった。
【００１１】
（比較例１）
図４に示すように、サイドコア部用バーナー２を水平に配置（仰角０度）し、傾斜部用バーナー３にＧｅＣｌ4 を供給しなかった以外は、実施例１と同様の条件、方法で、デュアルコア形分散シフト光ファイバ用ガラス母材を作製した。この光ファイバ用ガラス母材のサイドコア部とクラッド部との間を観察したところ、気泡の発生が認められた。
次に、得られた光ファイバ用ガラス母材を線引きし、デュアルコア形分散シフト光ファイバを製造した。この光ファイバの屈折率分布は、図５に示す通りであり、傾斜部径Ｗはコア部径Ｄの１．９倍であった。また、この光ファイバの伝送損失を測定したところ、１，５５０ｎｍにおいて、０．２０２ｄＢ／ｋｍで十分に低かった。カットオフ波長は１．２５μｍ、ＭＦＤは８．４１μｍ、曲げ特性を示すＭＡＣ数は６．７と十分に小さかった。
【００１２】
【発明の効果】
本発明によれば、デュアルコア形分散シフト光ファイバ用ガラス母材のサイドコア部とクラッド部との間における気泡の発生を抑制し、伝送損失の増加や歩留りの低下を防止することができる。また、カットオフ波長の低下を防止し、曲げ特性を良好にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明のデュアルコア形分散シフト光ファイバ用ガラス母材の製造方法の一例を示した説明図である。
【図２】 参考例１で得られたデュアルコア形分散シフト光ファイバの屈折率分布を示す図である。
【図３】 実施例１で得られたデュアルコア形分散シフト光ファイバの屈折率分布を示す図である。
【図４】 比較例１で得られたデュアルコア形分散シフト光ファイバ用ガラス母材の製造方法の一例を示した説明図である。
【図５】 比較例１で得られたデュアルコア形分散シフト光ファイバの屈折率分布を示す図である。
【図６】 従来のデュアルコア形分散シフト光ファイバの屈折率分布を示す図である。
【符号の説明】
１ センターコア部用バーナー
２ サイドコア部用バーナー
３ 傾斜部用バーナー
４ センターコア部堆積部
５ サイドコア部堆積部
６ 傾斜部堆積部
１１ センターコア部
１２ サイドコア部
１３ クラッド部
１４ 突出部
Ｗ 傾斜部径
Ｄ コア部径
ｄ 傾斜部の突出部間の長さ（径）
Claims (1)
- ＶＡＤ法によりセンターコア部、サイドコア部及びクラッド部からなるデュアルコア形分散シフト光ファイバ用ガラス母材を合成する方法であって、センターコア部用バーナーでセンターコア部を、サイドコア部用バーナーでサイドコアを、傾斜部用バーナーで傾斜部をそれぞれ形成するに際し、サイドコア部用バーナーの火炎の一部を傾斜部堆積部に当てて加熱することにより、サイドコア部とクラッド部との間にサイドコア部からクラッド部に向かって屈折率がなだらかに低下する傾斜部を設け、該傾斜部の途中にドーパントの低下率が小さくなる突出部を形成することを特徴とするデュアルコア形分散シフト光ファイバ用ガラス母材の製造方法。
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