JP3948055B2 - Optical fiber manufacturing method and optical fiber - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光軸方向について特性が調整された光ファイバの製造方法およびその光ファイバに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、光軸方向についてコア部の屈折率または径が調整され波長分散等の特性が調整された光ファイバ、および、その製造方法が知られており、このようは光ファイバは、光ソリトン伝送に用いられたり、４光波混合の発生を抑制するのに用いられたりしている。
【０００３】
この光ファイバの製造方法としては、例えば、光ファイバのコア部を製造する際に製造条件を光軸方向に調整し、これにより、コア部の屈折率または径を調整する製造方法（従来法１）が知られている。また、光ファイバの線引の際に、その光ファイバの径を光軸方向に調整し、これにより、コア部の径を調整する製造方法（従来法２）が知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来法１では、コア部の屈折率または径を光軸方向について制御するために、コア部のスス付け時に、屈折率を調整させるための添加物の濃度またはスス付け量を光軸方向に制御する必要があるが、一般に、添加物濃度またはスス付け量を光軸方向に制御することは困難である。
【０００５】
従来法２では、従来法１が有する製造上の問題はないが、光軸方向について光ファイバの外径が変化するので、或る光ファイバおよび他の光ファイバそれぞれの端面を相互に融着接続するのが困難であり、また、このような融着接続では接続損失が大きくなる。また、このような光ファイバの一端にコネクタを接続するする場合には、光ファイバの外径に応じて多種類のコネクタを準備する必要があり、実用上の問題が生じる。
【０００６】
本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、光軸方向について特性が調整された一定外径の光ファイバを容易に製造することができる光ファイバ製造方法、および、その光ファイバを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る第１の光ファイバ製造方法は、(1) 一定径ａのコア材の周囲に、前記コア材の屈折率よりも小さい屈折率を有する第１のクラッド材を形成して、中間体を製造する中間体製造工程と、(2) 中間体の前記第１のクラッド材の外径ｂを光軸方向について調整して、コア材と第１のクラッド材の外径の比（ａ／ｂ）が光軸方向に沿って変化する部分を形成する外径調整工程と、(3) 外径調整工程で得られた中間体を延伸して、前記中間体の外径を一定にする延伸工程と、(4) 延伸工程で得られた中間体全体の周囲に、コア材の屈折率よりも小さい屈折率を有する第２のクラッド材を形成し、透明ガラス化されたプリフォームを製造するプリフォーム製造工程と、(5) プリフォームを線引して一定径の光ファイバを製造する線引工程と、を備え、光ファイバにおけるコア材の径を光軸方向に変化させることを特徴とする。
【０００８】
この第１の光ファイバ製造方法によれば、中間体製造工程により製造された中間体は、一定径ａのコア材の周囲に、コア材の屈折率よりも小さい屈折率を有する第１のクラッド材が形成されたものである。この中間体は、外径調整工程により、その第１のクラッド材の外径ｂが光軸方向について調整されて、コア材と第１のクラッド材の外径の比（ａ／ｂ）が光軸方向に沿って変化する部分が形成され、延伸工程により、延伸されて外径が一定にされ、プリフォーム製造工程により、その全体の周囲に、コア材の屈折率よりも小さい屈折率を有する第２のクラッド材が形成され、透明ガラス化されたプリフォームが製造される。そして、線引工程により、プリフォームが線引されて一定径の光ファイバが製造される。これにより製造された光ファイバは、光軸方向について外径が一定であって、コア材の径を光軸方向に変化させたものである。
【０００９】
また、さらに、この第１の光ファイバ製造方法において、外径調整工程は、中間体の第１のクラッド材の外径をフッ酸を用いて調整する工程であってもよいし、中間体の第１のクラッド材の外径を研削加工により調整する工程であってもよい。何れの場合においても、中間体の外径の光軸方向についての調整が好適に行われる。
【００１０】
本発明に係る第２の光ファイバ製造方法は、(1) 一定径ａのコア材の周囲に、コア材の屈折率よりも小さい屈折率を有するクラッド材を形成して、中間体を製造する中間体製造工程と、(2) 中間体のクラッド材の外径ｂを光軸方向について調整して、コア材とクラッド材の外径の比（ａ／ｂ）が光軸方向に沿って増大する部分と減少する部分とを形成する外径調整工程と、(3) 外径調整工程で得られたまたは外径調整工程後に透明ガラス化して得られたプリフォームを線引して一定径の光ファイバを製造する線引工程と、を備え、光ファイバに、分散が光軸方向に減少している部分と増大している部分とを形成することを特徴とする。
【００１１】
この第２の光ファイバ製造方法によれば、中間体製造工程により製造された中間体は、一定径ａのコア材の周囲に、コア材の屈折率よりも小さい屈折率を有するクラッド材が形成されたものである。この中間体は、外径調整工程により、そのクラッド材の外径ｂが光軸方向について調整されて、コア材とクラッド材の外径の比（ａ／ｂ）が光軸方向に沿って増大する部分と減少する部分とが形成される。そして、線引工程により、外径調整工程で得られたまたは外径調整工程後に透明ガラス化して得られたプリフォームが線引されて一定径の光ファイバが製造される。これにより製造された光ファイバは、光軸方向について外径が一定であって、分散が光軸方向に減少している部分と増大している部分とを形成されたものである。
【００１２】
また、さらに、この第２の光ファイバ製造方法において、外径調整工程は、中間体のクラッド材の外径をフッ酸を用いて調整する工程であってもよいし、中間体のクラッド材の外径を研削加工により調整する工程であってもよい。何れの場合においても、中間体の外径の光軸方向についての調整が好適に行われる。
【００１３】
本発明に係る第３の光ファイバ製造方法は、(1) コア材の周囲に、線引工程における粘度がコア材の屈折率よりも小さい屈折率を有しコア材の一部分の粘度よりも低い粘度を有するクラッド材を形成して、プリフォームを製造するプリフォーム製造工程と、(2) 張力を光軸方向に変化させながらプリフォームを線引して一定径の光ファイバを製造する線引工程とを備え、光ファイバに分散が光軸方向に調整されている部分を形成することを特徴とする。
【００１４】
この第３の光ファイバ製造方法によれば、プリフォーム製造工程により製造されたプリフォームは、コア材の周囲に、コア材の屈折率よりも小さい屈折率を有し線引工程における粘度がコア材の一部分の粘度よりも低い粘度を有するクラッド材が形成されたものである。このプリフォームは、線引工程により、張力を光軸方向に変化させながら線引されて、一定径の光ファイバが製造される。この線引工程において、線引張力は、相対的に粘度が高いコア材に集中するので、これにより製造された光ファイバは、コア部およびクラッド部それぞれの径が一定であって、コア部の屈折率が光軸方向に沿って調整されたものであり、分散が光軸方向に調整されている部分を形成されている。
【００１５】
また、さらに、この第３の光ファイバ製造方法において、(1) プリフォームの光軸方向についての屈折率分布を測定する屈折率測定工程を更に備え、(2) 線引工程は屈折率分布に基づいて決定された張力分布でプリフォームを線引して光ファイバを製造する工程である、ことを特徴とする。この場合には、屈折率測定工程により測定されたプリフォームの光軸方向についての屈折率分布に基づいて決定された張力分布で、線引工程によりプリフォームが線引されて光ファイバが製造される。したがって、これにより製造された光ファイバのコア部の屈折率の光軸方向の分布は、この線引時の張力に起因するコア部の屈折率の変化と、プリフォームにおける屈折率分布に起因する光ファイバのコア部の屈折率の変化とを総合したものとなり、所望の分布とすることができる。
また、さらに、この第３の光ファイバ製造方法において、プリフォーム製造工程では、コア材が、屈折率の高い内コア材の周囲に、内コア材の屈折率よりも小さい屈折率を有し線引工程における粘度が内コア材の粘度よりも高い粘度を有する外コア材を有し、外コア材の屈折率よりも小さい屈折率を有し外コア材よりも低い粘度を有するクラッド材を形成する、ことを特徴とする。この場合には、線引張力は、粘度が最も高い外コア材に集中し、線引後の光ファイバの外コア部の屈折率は、その線引張力に応じたものとなる。したがって、この製造方法で製造される光ファイバは、内コア部、外コア部およびクラッド部それぞれの径が一定であって、外コア部の屈折率を光軸方向に沿って変化させることができる。
【００１６】
本発明に係る光ファイバは、(1) コア部と、(2) コア部の周囲に設けられ、コア部の屈折率よりも低い屈折率を有し、所定範囲において外径が一定であるクラッド部とを備え、コア部の一部は、線引工程における粘度がコア部の他の部分やクラッド部よりも大きくなる材質で構成され、残留応力が集中し、光軸に沿った所定範囲において変化していることを特徴とする。この光ファイバは、コア部の一部に集中した残留応力が光軸方向について変化し、これに応じて波長分散が光軸方向について変化するものであり、上記第３の光ファイバ製造方法により製造されるものである。
【００１７】
【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詳細に説明する。尚、図面の説明におい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。
【００１８】
（第１の実施形態）
先ず、第１の実施形態について説明する。図１は、本実施形態に係る光ファイバ製造方法の説明図である。
【００１９】
初めに、中間体製造工程により、中間体を製造する（図１（ａ））。この中間体は、一定径のコア材１１の周囲に、コア材１１の屈折率よりも小さい屈折率を有する第１のクラッド材１２が形成されたものである。コア材１１は、製造後の光ファイバにおいてコア部となるべきものであり、第１のクラッド材１２は、製造後の光ファイバにおいてクラッド部の一部となるべきものである。この中間体は、透明ガラス化されたものであってもよいし、透明ガラス化前のスートであってもよい。
【００２０】
続いて、外径調整工程により、中間体の第１のクラッド材１２の外径を光軸方向について調整する（図１（ｂ））。この工程における第１のクラッド材１２の外径調整に際しては、フッ酸を用いてもよいし、外周研削加工によってもよい。フッ酸を用いる場合には、中間体を透明ガラス化されたものとし、この中間体の光軸方向に沿った各部についてフッ酸液に浸す時間を調整することにより行う。また、外周研削加工に依る場合には、中間体を半焼結状態として或る程度の強度を持たせた後に行う。
【００２１】
続いて、延伸工程により、この中間体を延伸して、中間体の外径を一定にする（図１（ｃ））。この工程により延伸された中間体は、光軸方向に沿った各部において、コア材１１および第１のクラッド材１２それぞれの径の比が一定に維持されたまま、第１のクラッド材１２の外径が光軸方向について一定にされたものとなる。したがって、この中間体は、延伸工程前において第１のクラッド材１２の径が大きかった部位ほど、延伸工程後ではコア材１１の径が小さくなる。
【００２２】
続いて、プリフォーム製造工程により、この中間体の周囲に、コア材１１の屈折率よりも小さい屈折率を有する第２のクラッド材１３を形成し、透明ガラス化して、プリフォームを製造する（図１（ｄ））。第２のクラッド材１３の形成は、中間体の表面に通常のスス付けにより行うことができる。この第２のクラッド材１３は、第１のクラッド材１２とともに、製造後の光ファイバにおいてクラッド部となるべきものである。この第２のクラッド材１３は、第１のクラッド材１２の屈折率と等しい屈折率であるのが好適である。
【００２３】
最後に、線引工程により、このプリフォームを線引して一定径の光ファイバを製造する。ここで得られる光ファイバの光軸方向の各部におけるコア部およびクラッド部それぞれの径の比は、プリフォーム時におけるコア材１１およびクラッド材（第１のクラッド材１２および第２のクラッド材１３）それぞれの比と等しい。したがって、この製造方法で製造される光ファイバは、クラッド部の外径が一定であって、コア部の外径が光軸方向に沿って変化するものであり、波長分散等の特性が光軸に沿って調整されたものである。
【００２４】
次に、本実施形態に係る光ファイバ製造方法の具体例と、これにより製造された光ファイバの特性について説明する。製造条件は以下のとおりである。中間体製造工程において用いたコア材１１の径を、通常の光ファイバ製造時のコア材の径と等しい値とし、外径調整工程において、第１のクラッド材１２の外径を光軸方向に沿って２０．０ｍｍから１７．６ｍｍまで単調減少するように変化するようフッ酸により調整した。また、線引工程において線引して得られる光ファイバの直径を、通常の光ファイバの直径である１２５μｍとした。
【００２５】
図２は、このような条件で製造された光ファイバの分散特性図である。この図に示すように、波長１５５０ｎｍにおける分散値（単位: ps/nm/km）は、光ファイバの光軸方向に沿って単調に変化するものとなった。この光ファイバは、光ソリトン伝送に好適に用いられ得るものである。
【００２６】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について説明する。本実施形態は、第１の実施形態と比較すると、外径調整工程の後に延伸工程を設けることなくプリフォームを製造する点で異なる。図３は、本実施形態に係る光ファイバ製造方法の説明図である。
【００２７】
初めに、中間体製造工程により、中間体を製造する。この中間体は、一定径のコア材２１の周囲に、コア材２１の屈折率よりも小さい屈折率を有するクラッド材２２が形成されたものである。コア材２１は、製造後の光ファイバにおいてコア部となるべきものであり、クラッド材２２は、製造後の光ファイバにおいてクラッド部となるべきものである。この中間体は、透明ガラス化されたものであってもよいし、透明ガラス化前のスートであってもよい。
【００２８】
続いて、外径調整工程により、中間体のクラッド材２２の外径を光軸方向について調整する（図３）。この工程におけるクラッド材２２の外径調整に際しては、フッ酸を用いてもよいし、外周研削加工によってもよい。フッ酸を用いる場合には、中間体を透明ガラス化されたものとし、この中間体の光軸方向に沿った各部についてフッ酸液に浸す時間を調整することにより行う。また、外周研削加工に依る場合には、中間体を半焼結状態として或る程度の強度を持たせた後に行う。
【００２９】
続いて、プリフォーム製造工程により、外径調整工程で得られた中間体を完全に焼結して、透明ガラス化されたプリフォームを製造する。最後に、線引工程により、このプリフォームを線引して一定径の光ファイバを製造する。ここで得られる光ファイバの光軸方向の各部におけるコア部およびクラッド部それぞれの径の比は、プリフォーム時におけるコア材２１およびクラッド材２２それぞれの比と等しい。したがって、この製造方法で製造される光ファイバは、クラッド部の外径が一定であって、コア部の外径が光軸方向に沿って変化するものであり、波長分散等の特性が光軸に沿って調整されたものである。
【００３０】
次に、本実施形態に係る光ファイバ製造方法の具体例と、これにより製造された光ファイバの特性について説明する。製造条件は以下のとおりである。中間体製造工程において用いたコア材２１の径を、通常の光ファイバ製造時のコア材の径と等しい値とした。また、外径調整工程において、半焼結状態とされた中間体のクラッド材２２の外径を外周研削加工により２８．２ｍｍから３０．０ｍｍまでの範囲で光軸方向に沿って鋸歯状に周期的に変化させた（図３）。また、線引工程において線引して得られる光ファイバの直径を、通常の光ファイバの直径である１２５μｍとした。
【００３１】
図４は、このような条件で製造された光ファイバの分散特性図である。この図に示すように、波長１５５０ｎｍにおける分散値（単位: ps/nm/km）は、光ファイバの光軸方向に沿って鋸歯状に周期的に変化するものとなった。この光ファイバは、４光波混合の発生を抑制するために好適に用いられ得るものである。
【００３２】
（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態について説明する。本実施形態は、コア部の張力を光軸方向に沿って調整する点で、コア部の径を調整する第１および第２の実施形態と異なる。
【００３３】
初めに、プリフォーム製造工程により、コア材の周囲に、コア材の屈折率よりも小さい屈折率を有しコア材の粘度よりも低い粘度を有するクラッド材を形成して、プリフォームを製造する。コア材は、製造後の光ファイバにおいてコア部となるべきものであり、クラッド材は、製造後の光ファイバにおいてクラッド部となるべきものである。コア材およびクラッド材それぞれの粘度は、添加元素の有無、種類または濃度により調整することができる。このプリフォームは、焼結されて透明ガラス化されたものである。
【００３４】
そして、線引工程により、張力を調整しながらプリフォームを線引して一定径の光ファイバを製造する。この線引工程において、線引張力は、相対的に粘度が高いコア材に集中し、線引後の光ファイバのコア部の屈折率は、その線引張力（残留応力）に応じたものとなる。なお、線引時の張力と線引後の光ファイバのコア部の屈折率変化との関係を予め求めておく。したがって、この製造方法で製造される光ファイバは、コア部およびクラッド部それぞれの径が一定であって、コア部の屈折率が光軸方向に沿って調整されたものであり、波長分散等の特性が光軸に沿って調整されたものである。
【００３５】
次に、本実施形態に係る光ファイバ製造方法の具体例について説明する。図５は、本実施形態に係る光ファイバ製造方法の説明図であり、本実施形態に係る光ファイバ製造方法により製造されるべき光ファイバの光軸に直交する方向についての屈折率プロファイルを示すものである。
【００３６】
この光ファイバは、中心領域を占める内コア部と、その内コア部の周囲に形成された外コア部と、更にその周囲に形成されたクラッド部とからなる。したがって、線引工程前のプリフォームは、内コア部となるべき内コア材と、外コア部となるべき外コア材と、クラッド部となるべきクラッド材とからなる。
【００３７】
このプリフォームは、石英（ＳiＯ2）を主成分とし、内コア材にはＧｅ（ゲルマニウム）元素が添加され、外コア材は無添加であり、クラッド材にはＦ（フッ素）元素が添加されている。このようなプリフォームでは、内コア材の屈折率が最も大きく、クラッド材の屈折率が最も小さい。また、無添加の外コア材の粘度が最も高い。
【００３８】
このようなプリフォームを線引すると、線引張力は、粘度が最も高い外コア材に集中し、線引後の光ファイバの外コア部の屈折率は、その線引張力に応じたものとなる。したがって、この製造方法で製造される光ファイバは、内コア部、外コア部およびクラッド部それぞれの径が一定であって、外コア部の屈折率が光軸方向に沿って変化するものである。
【００３９】
（第４の実施形態）
次に、第４の実施形態について説明する。本実施形態は、第３の実施形態における線引工程の際に、プリフォームの光軸方向についての屈折率分布に基づいて調整された張力でプリフォームを線引して光ファイバを製造するものである。
【００４０】
初めに、プリフォーム製造工程により、コア材の周囲に、コア材の屈折率よりも小さい屈折率を有しコア材の粘度よりも低い粘度を有するクラッド材を形成して、プリフォームを製造する。コア材は、製造後の光ファイバにおいてコア部となるべきものであり、クラッド材は、製造後の光ファイバにおいてクラッド部となるべきものである。コア材およびクラッド材それぞれの粘度は、添加元素の有無、種類または濃度により調整することができる。このプリフォームは、焼結されて透明ガラス化されたものである。
【００４１】
続いて、屈折率測定工程により、プリフォームの光軸方向についての屈折率分布を測定する。この屈折率分布測定は、プリフォームの光軸方向について離散的な複数点の測定であってもよい。
【００４２】
最後に、線引工程により、屈折率測定工程により測定された屈折率分布に基づいて決定された張力分布でプリフォームを線引して一定径の光ファイバを製造する。この線引後の光ファイバのコア部の屈折率の光軸方向の分布は、この線引時の張力に起因するコア部の屈折率の変化と、プリフォームにおける屈折率分布に起因する光ファイバのコア部の屈折率の変化とを総合したものとなり、したがって、所望の分布とすることができる。例えば、線引時の張力に起因するコア部の屈折率の変化と、プリフォームにおける屈折率分布に起因する光ファイバのコア部の屈折率の変化とが、互いに相殺するようにして、線引後の光ファイバのコア部の屈折率を光軸方向に沿って一定になるようにすることもできる。
【００４３】
次に、本実施形態に係る光ファイバ製造方法の具体例について説明する。本実施形態に係る光ファイバ製造方法により製造されるべき光ファイバは、石英（ＳiＯ2）を主成分とし、内コア材にはＧｅ元素が添加され、外コア材は無添加であり、クラッド材にはＦ元素が添加されている。したがって、この光ファイバの屈折率プロファイルは、図５に示すものと同様であり、光ファイバの内コア部の屈折率の最大値は、クラッド部の屈折率に対して０．９５％高く、外コア部の屈折率は、クラッド部の屈折率に対して０．１８％高い。また、光ファイバの内コア部の直径は４μｍであり、外コア部の直径は２２μｍであり、クラッド部の直径は１２５μｍである。したがって、線引工程前のプリフォームも、このような成分と屈折率プロファイルとを有するものとなる。
【００４４】
図６は、本実施形態に係る光ファイバ製造方法により製造された光ファイバの分散特性図である。もし、一定張力で線引した場合に製造される光ファイバの分散値は、屈折率測定工程により測定されたプリフォームの屈折率分布に基づいて予測すると、図中の破線で示す特性となる。そこで、本実施形態に係る光ファイバ製造方法により、プリフォームの屈折率分布に基づいて線引時の張力を８０ｇから５０ｇの範囲で調整して光ファイバを製造すると、図中の実線で示す特性のものが得られた。
【００４５】
このように、プリフォームの光軸方向について屈折率が一定でなくても、その屈折率分布に基づいて線引工程の際の張力を調整することにより、分散値が一定の光ファイバを製造することができる。
【００４６】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したとおり、第１の光ファイバ製造方法によれば、中間体製造工程により製造された中間体は、一定径のコア材の周囲に、コア材の屈折率よりも小さい屈折率を有する第１のクラッド材が形成されたものであり、外径調整工程により、その第１のクラッド材の外径が光軸方向について調整されて、コア材と第１のクラッド材の外径の比が光軸方向に沿って変化する部分を形成され、延伸工程により、延伸されて外径が一定にされ、プリフォーム製造工程により、その全体の周囲に、コア材の屈折率よりも小さい屈折率を有する第２のクラッド材が形成され、透明ガラス化されたプリフォームが製造される。そして、線引工程により、プリフォームが線引されて一定径の光ファイバが製造され、光ファイバにおけるコア材の径を光軸方向に変化させる。
【００４７】
また、第２の光ファイバ製造方法によれば、中間体製造工程により製造された中間体は、一定径のコア材の周囲に、コア材の屈折率よりも小さい屈折率を有するクラッド材が形成されたものであり、外径調整工程により、そのクラッド材の外径が光軸方向について調整されて、コア材とクラッド材の外径の比が光軸方向に沿って増大する部分と減少する部分とを形成される。そして、線引工程により、外径調整工程で得られたまたは外径調整工程後に透明ガラス化して得られたプリフォームが線引されて一定径の光ファイバが製造され、光ファイバに分散が光軸方向に減少している部分と増大している部分とを形成される。
【００４８】
また、第３の光ファイバ製造方法によれば、プリフォーム製造工程により製造されたプリフォームは、コア材の周囲に、コア材の屈折率よりも小さい屈折率を有し線引工程における粘度がコア材の一部分の粘度よりも低い粘度を有するクラッド材が形成されたものであり、線引工程により、張力を光軸方向に変化させながら線引されて、一定径の光ファイバが製造される。この線引工程において、線引張力は、相対的に粘度が高いコア材の一部分に集中するので、これにより製造された光ファイバは、コア部およびクラッド部それぞれの径が一定であって、コア部の一部分の屈折率が光軸方向に沿って調整されたものである。
【００４９】
これら第１ないし第３の光ファイバ製造方法の何れも、添加物濃度やスス付け量を光軸方向に調整することはないので、容易に光ファイバを製造することができる。また、何れの方法により製造された光ファイバも、光軸方向について外径が一定であるのであるので、容易に光ファイバ同士を融着接続することができる。
【００５０】
また、第３の光ファイバ製造方法において、プリフォームの光軸方向についての屈折率分布を測定する屈折率測定工程を更に備え、線引工程が屈折率分布に基づいて決定された張力分布でプリフォームを線引して光ファイバを製造する工程である場合には、屈折率測定工程により測定されたプリフォームの光軸方向についての屈折率分布に基づいて決定された張力分布で、線引工程によりプリフォームが線引されて光ファイバが製造される。したがって、これにより製造された光ファイバのコア部の屈折率の光軸方向の分布は、この線引時の張力に起因するコア部の屈折率の変化と、プリフォームにおける屈折率分布に起因する光ファイバのコア部の屈折率の変化とを総合したものとなり、所望の分布とすることができ、例えば、線引後の光ファイバのコア部の屈折率を光軸方向に沿って一定になるようにすることもできる。
【００５１】
また、本発明に係る光ファイバは、コア部の周囲に、コア部の屈折率よりも低い屈折率を有し外径が一定であるクラッド部が形成され、コア部の一部は、線引工程における粘度がコア部の他の部分やクラッド部よりも大きくなる材質で構成され、残留応力が集中し、光軸に沿った所定範囲において変化したものである。したがって、この光ファイバは、コア部の一部の残留応力が光軸方向について変化し、これに応じて波長分散が光軸方向について変化するものであり、また、光軸方向について外径が一定であるのであるので、光ファイバ同士を融着接続するのが容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態に係る光ファイバ製造方法の説明図である。
【図２】第１の実施形態に係る光ファイバ製造方法により製造された光ファイバの分散特性図である。
【図３】第２の実施形態に係る光ファイバ製造方法の説明図である。
【図４】第２の実施形態に係る光ファイバ製造方法により製造された光ファイバの分散特性図である。
【図５】第３の実施形態に係る光ファイバ製造方法の説明図である。
【図６】第４の実施形態に係る光ファイバ製造方法により製造された光ファイバの分散特性図である。
【符号の説明】
１１…コア材、１２…第１のクラッド材、１３…第２のクラッド材、２１…コア材、２２…クラッド材。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical fiber manufacturing method whose characteristics are adjusted in the optical axis direction and the optical fiber.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, an optical fiber in which the refractive index or diameter of the core part in the optical axis direction is adjusted and characteristics such as chromatic dispersion are adjusted, and a method for manufacturing the same are known. Such an optical fiber is used for optical soliton transmission. Or used to suppress the occurrence of four-wave mixing.
[0003]
As a method for manufacturing this optical fiber, for example, a manufacturing method (conventional method 1) in which the manufacturing conditions are adjusted in the optical axis direction when the core portion of the optical fiber is manufactured, thereby adjusting the refractive index or the diameter of the core portion. )It has been known. Also, a manufacturing method (conventional method 2) is known in which the diameter of the optical fiber is adjusted in the optical axis direction when the optical fiber is drawn, thereby adjusting the diameter of the core portion.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional method 1, in order to control the refractive index or the diameter of the core part in the optical axis direction, the concentration or soot amount of the additive for adjusting the refractive index is adjusted in the optical axis direction at the time of sooting the core part. However, it is generally difficult to control the additive concentration or the amount of soot in the optical axis direction.
[0005]
In the conventional method 2, there is no manufacturing problem of the conventional method 1, but since the outer diameter of the optical fiber changes in the optical axis direction, the end faces of one optical fiber and another optical fiber are fusion-spliced to each other. It is difficult to achieve this, and such splicing increases the connection loss. Moreover, when connecting a connector to one end of such an optical fiber, it is necessary to prepare many types of connectors according to the outer diameter of the optical fiber, which causes a practical problem.
[0006]
The present invention has been made to solve the above problems, and an optical fiber manufacturing method capable of easily manufacturing an optical fiber having a constant outer diameter whose characteristics are adjusted in the optical axis direction, and its optical The object is to provide a fiber.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
  The first optical fiber manufacturing method according to the present invention includes (1) a constant diameter.aForming an intermediate body by forming a first clad material having a refractive index smaller than the refractive index of the core material around the core material; and (2) the first of the intermediate body Outer diameter of clad materialbAdjust the optical axis directionThen, a portion in which the ratio (a / b) of the outer diameter of the core material to the first clad material changes along the optical axis direction is formed.An outer diameter adjusting step, (3) an intermediate step obtained by stretching the intermediate body obtained in the outer diameter adjusting step to make the outer diameter of the intermediate body constant, and (4) an intermediate body obtained in the stretching step.The entireForming a second clad material having a refractive index smaller than the refractive index of the core material, and producing a preform made of transparent glass; and (5) drawing the preform. And a drawing process for producing a constant diameter optical fiber.The diameter of the core material in the optical fiber is changed in the optical axis direction.It is characterized by that.
[0008]
  According to the first optical fiber manufacturing method, the intermediate manufactured by the intermediate manufacturing process has a constant diameter.aA first clad material having a refractive index smaller than that of the core material is formed around the core material. This intermediate has an outer diameter of the first clad material by an outer diameter adjustment step.bIs adjusted for the optical axis directionA portion in which the ratio of the outer diameter of the core material to the first cladding material (a / b) varies along the optical axis direction,The outer diameter is made constant by the stretching process, and the preform manufacturing processoverallAround the periphery, a second clad material having a refractive index smaller than that of the core material is formed, and a transparent vitrified preform is manufactured. In the drawing process, the preform is drawn to produce an optical fiber having a constant diameter. The optical fiber thus manufactured has a constant outer diameter in the optical axis direction., Change the core material diameter in the optical axis directionIt is a thing.
[0009]
Furthermore, in the first optical fiber manufacturing method, the outer diameter adjusting step may be a step of adjusting the outer diameter of the first cladding material of the intermediate using hydrofluoric acid, It may be a step of adjusting the outer diameter of the first clad material by grinding. In any case, the adjustment of the outer diameter of the intermediate body in the optical axis direction is suitably performed.
[0010]
  The second optical fiber manufacturing method according to the present invention includes (1) a constant diameter.aAn intermediate production process for producing an intermediate by forming a clad material having a refractive index smaller than that of the core material around the core material, and (2) an outer diameter of the intermediate clad materialbAdjust the optical axis directionThen, a portion where the ratio (a / b) of the outer diameter of the core material and the clad material increases along the optical axis direction and a portion where the outer diameter decreases are formed.Obtained in outer diameter adjustment process and (3) outer diameter adjustment processOr obtained by transparent vitrification after the outer diameter adjustment stepA drawing process for producing an optical fiber having a constant diameter by drawing a preform.The optical fiber is formed with a portion where the dispersion decreases in the optical axis direction and a portion where the dispersion increases.It is characterized by that.
[0011]
  According to the second optical fiber manufacturing method, the intermediate manufactured by the intermediate manufacturing process has a constant diameter.aA clad material having a refractive index smaller than that of the core material is formed around the core material. This intermediate has an outer diameter adjusted by the outer diameter adjustment process.bIs adjusted for the optical axis directionThus, a portion where the ratio (a / b) of the outer diameter of the core material and the clad material increases along the optical axis direction and a portion where the outer diameter ratio decreases are formed.The And by the drawing process,Obtained in the outer diameter adjustment step or obtained by transparent vitrification after the outer diameter adjustment stepAn optical fiber having a constant diameter is manufactured by drawing the preform. The optical fiber thus manufactured has a constant outer diameter in the optical axis direction., Forming a part where the dispersion decreases in the optical axis direction and a part where the dispersion increasesIt has been done.
[0012]
Furthermore, in this second optical fiber manufacturing method, the outer diameter adjusting step may be a step of adjusting the outer diameter of the intermediate cladding material using hydrofluoric acid, or the intermediate cladding material It may be a step of adjusting the outer diameter by grinding. In any case, the adjustment of the outer diameter of the intermediate body in the optical axis direction is suitably performed.
[0013]
  A third optical fiber manufacturing method according to the present invention includes (1) around the core material,The viscosity in the drawing process isA core material having a refractive index smaller than that of the core materialPart ofA preform manufacturing process in which a clad material having a viscosity lower than that of the preform is formed to manufacture a preform, and (2)While changing in the direction of the optical axisA drawing process for producing an optical fiber having a constant diameter by drawing a preform.Form a part in the optical fiber where the dispersion is adjusted in the optical axis directionIt is characterized by that.
[0014]
  According to the third optical fiber manufacturing method, the preform manufactured by the preform manufacturing process has a refractive index smaller than the refractive index of the core material around the core material.The viscosity in the drawing process isCore materialPart ofA clad material having a viscosity lower than the above viscosity is formed. This preform is tensioned by the drawing process.While changing in the direction of the optical axisDrawing is performed to produce an optical fiber having a constant diameter. In this drawing process, the drawing tension is concentrated on the core material having a relatively high viscosity. Therefore, in the optical fiber manufactured thereby, the diameters of the core part and the clad part are constant, and the core part has a constant diameter. The refractive index is adjusted along the optical axis direction.The part where the dispersion is adjusted in the optical axis direction is formedThe
[0015]
  Further, the third optical fiber manufacturing method further comprises (1) a refractive index measurement step for measuring the refractive index distribution in the optical axis direction of the preform, and (2) the drawing step is performed on the refractive index distribution. The optical fiber is manufactured by drawing a preform with a tension distribution determined on the basis of the tension distribution. In this case, an optical fiber is manufactured by drawing the preform by the drawing process with the tension distribution determined based on the refractive index distribution in the optical axis direction of the preform measured by the refractive index measurement process. The Therefore, the distribution in the optical axis direction of the refractive index of the core portion of the optical fiber manufactured thereby is due to the change in the refractive index of the core portion due to the tension at the time of drawing and the refractive index distribution in the preform. The total change of the refractive index of the core of the optical fiber is integrated, and a desired distribution can be obtained.
  Furthermore, in the third optical fiber manufacturing method, in the preform manufacturing process, the core material has a refractive index smaller than the refractive index of the inner core material around the inner core material having a high refractive index. A clad material having an outer core material whose viscosity in the drawing process is higher than that of the inner core material, a refractive index smaller than the refractive index of the outer core material, and a lower viscosity than the outer core material is formed. It is characterized by. In this case, the drawing tension is concentrated on the outer core material having the highest viscosity, and the refractive index of the outer core portion of the optical fiber after drawing is in accordance with the drawing tension. Therefore, in the optical fiber manufactured by this manufacturing method, the diameters of the inner core portion, the outer core portion, and the cladding portion are constant, and the refractive index of the outer core portion can be changed along the optical axis direction. .
[0016]
  The optical fiber according to the present invention is (1)Core partAnd (2) a cladding portion provided around the core portion, having a refractive index lower than the refractive index of the core portion, and having a constant outer diameter within a predetermined range.Part of the core part is made of a material whose viscosity in the drawing process is greater than that of the other part of the core part and the cladding part. Residual stress is concentrated and changes in a predetermined range along the optical axis.It is characterized by that. This optical fiber has a coreConcentrated on someResidual stress is in the optical axis directionChangeAccording to thisChromatic dispersionAbout the optical axis directionChangeIt is manufactured by the third optical fiber manufacturing method.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the description of the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
[0018]
(First embodiment)
First, the first embodiment will be described. FIG. 1 is an explanatory view of an optical fiber manufacturing method according to the present embodiment.
[0019]
First, an intermediate is manufactured by an intermediate manufacturing process (FIG. 1A). In this intermediate body, a first clad material 12 having a refractive index smaller than the refractive index of the core material 11 is formed around the core material 11 having a constant diameter. The core material 11 should be a core part in the manufactured optical fiber, and the first cladding material 12 should be a part of the cladding part in the manufactured optical fiber. This intermediate may be transparent vitrified or soot before transparent vitrification.
[0020]
Subsequently, the outer diameter of the intermediate first clad material 12 is adjusted in the optical axis direction by the outer diameter adjusting step (FIG. 1B). In adjusting the outer diameter of the first clad material 12 in this step, hydrofluoric acid may be used, or peripheral grinding may be performed. In the case of using hydrofluoric acid, it is assumed that the intermediate is made into a transparent glass and that the time of immersing each part along the optical axis direction of this intermediate in hydrofluoric acid is adjusted. Further, in the case of relying on the peripheral grinding, it is performed after giving the intermediate body a certain degree of strength in a semi-sintered state.
[0021]
Subsequently, this intermediate body is stretched by a stretching process to make the outer diameter of the intermediate body constant (FIG. 1 (c)). The intermediate body stretched by this process is the outside of the first clad material 12 while the ratio of the diameters of the core material 11 and the first clad material 12 is kept constant in each part along the optical axis direction. The diameter is constant in the optical axis direction. Therefore, in this intermediate body, the diameter of the core material 11 becomes smaller after the stretching process as the portion where the diameter of the first clad material 12 is larger before the stretching process.
[0022]
Subsequently, in the preform manufacturing process, a second clad material 13 having a refractive index smaller than the refractive index of the core material 11 is formed around the intermediate body, and is made into a transparent glass to manufacture a preform ( FIG. 1 (d)). The second clad material 13 can be formed by ordinary sooting on the surface of the intermediate. The second clad material 13, together with the first clad material 12, should be a clad portion in the manufactured optical fiber. The second clad material 13 preferably has a refractive index equal to that of the first clad material 12.
[0023]
Finally, the preform is drawn by a drawing process to produce an optical fiber having a constant diameter. The ratio of the diameters of the core part and the clad part in each part in the optical axis direction of the optical fiber obtained here is as follows: the core material 11 and the clad material at the time of preforming (first clad material 12 and second clad material 13) Equal to each ratio. Therefore, in the optical fiber manufactured by this manufacturing method, the outer diameter of the cladding portion is constant, the outer diameter of the core portion changes along the optical axis direction, and characteristics such as chromatic dispersion are It was adjusted along the line.
[0024]
Next, a specific example of the optical fiber manufacturing method according to the present embodiment and characteristics of the optical fiber manufactured thereby will be described. The manufacturing conditions are as follows. The diameter of the core material 11 used in the intermediate body manufacturing process is set to a value equal to the diameter of the core material at the time of normal optical fiber manufacturing. In the outer diameter adjusting process, the outer diameter of the first cladding material 12 is set in the optical axis direction. It adjusted with hydrofluoric acid so that it may change so that it may decrease monotonically from 20.0 mm to 17.6 mm along. The diameter of the optical fiber obtained by drawing in the drawing process was set to 125 μm, which is the diameter of a normal optical fiber.
[0025]
FIG. 2 is a dispersion characteristic diagram of an optical fiber manufactured under such conditions. As shown in this figure, the dispersion value (unit: ps / nm / km) at a wavelength of 1550 nm monotonously changed along the optical axis direction of the optical fiber. This optical fiber can be suitably used for optical soliton transmission.
[0026]
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment will be described. The present embodiment is different from the first embodiment in that a preform is manufactured without providing a stretching process after the outer diameter adjusting process. FIG. 3 is an explanatory diagram of the optical fiber manufacturing method according to the present embodiment.
[0027]
First, an intermediate is manufactured by an intermediate manufacturing process. In this intermediate body, a clad material 22 having a refractive index smaller than the refractive index of the core material 21 is formed around the core material 21 having a constant diameter. The core material 21 should be a core part in the manufactured optical fiber, and the clad material 22 should be a clad part in the manufactured optical fiber. This intermediate may be transparent vitrified or soot before transparent vitrification.
[0028]
Subsequently, the outer diameter of the intermediate cladding material 22 is adjusted in the optical axis direction by the outer diameter adjusting step (FIG. 3). In adjusting the outer diameter of the clad material 22 in this step, hydrofluoric acid may be used, or peripheral grinding may be performed. In the case of using hydrofluoric acid, it is assumed that the intermediate is made into a transparent glass and that the time of immersing each part along the optical axis direction of this intermediate in hydrofluoric acid is adjusted. Further, in the case of relying on the peripheral grinding, it is performed after giving the intermediate body a certain degree of strength in a semi-sintered state.
[0029]
Subsequently, the preform obtained in the outer diameter adjusting step is completely sintered by the preform manufacturing step to manufacture a transparent vitrified preform. Finally, the preform is drawn by a drawing process to produce an optical fiber having a constant diameter. The ratio of the diameters of the core part and the clad part in each part in the optical axis direction of the optical fiber obtained here is equal to the ratio of the core material 21 and the clad material 22 at the time of preforming. Therefore, in the optical fiber manufactured by this manufacturing method, the outer diameter of the cladding portion is constant, the outer diameter of the core portion changes along the optical axis direction, and characteristics such as chromatic dispersion are It was adjusted along the line.
[0030]
Next, a specific example of the optical fiber manufacturing method according to the present embodiment and characteristics of the optical fiber manufactured thereby will be described. The manufacturing conditions are as follows. The diameter of the core material 21 used in the intermediate manufacturing process was set equal to the diameter of the core material at the time of normal optical fiber manufacture. In the outer diameter adjusting step, the outer diameter of the intermediate clad material 22 in a semi-sintered state is periodically sawtooth-shaped along the optical axis direction in the range from 28.2 mm to 30.0 mm by peripheral grinding. (Fig. 3). The diameter of the optical fiber obtained by drawing in the drawing process was set to 125 μm, which is the diameter of a normal optical fiber.
[0031]
FIG. 4 is a dispersion characteristic diagram of an optical fiber manufactured under such conditions. As shown in this figure, the dispersion value (unit: ps / nm / km) at a wavelength of 1550 nm periodically changes in a sawtooth shape along the optical axis direction of the optical fiber. This optical fiber can be suitably used for suppressing the occurrence of four-wave mixing.
[0032]
(Third embodiment)
Next, a third embodiment will be described. This embodiment is different from the first and second embodiments in which the diameter of the core portion is adjusted in that the tension of the core portion is adjusted along the optical axis direction.
[0033]
First, a preform is manufactured by forming a clad material having a refractive index smaller than that of the core material and having a viscosity lower than that of the core material around the core material by the preform manufacturing process. . The core material should be a core part in the manufactured optical fiber, and the clad material should be a clad part in the manufactured optical fiber. The respective viscosities of the core material and the clad material can be adjusted by the presence / absence, type or concentration of the additive element. This preform is sintered and made into a transparent glass.
[0034]
In the drawing process, the preform is drawn while adjusting the tension to produce an optical fiber having a constant diameter. In this drawing process, the drawing tension is concentrated on the core material having a relatively high viscosity, and the refractive index of the core portion of the optical fiber after drawing is determined according to the drawing tension (residual stress). Become. The relationship between the tension during drawing and the change in the refractive index of the core of the optical fiber after drawing is obtained in advance. Therefore, in the optical fiber manufactured by this manufacturing method, the diameters of the core part and the cladding part are constant, and the refractive index of the core part is adjusted along the optical axis direction. The characteristic is adjusted along the optical axis.
[0035]
Next, a specific example of the optical fiber manufacturing method according to the present embodiment will be described. FIG. 5 is an explanatory diagram of the optical fiber manufacturing method according to the present embodiment, and shows a refractive index profile in a direction perpendicular to the optical axis of the optical fiber to be manufactured by the optical fiber manufacturing method according to the present embodiment. It is.
[0036]
This optical fiber includes an inner core portion occupying a central region, an outer core portion formed around the inner core portion, and a clad portion further formed around the outer core portion. Therefore, the preform before the drawing process is composed of an inner core material to be the inner core portion, an outer core material to be the outer core portion, and a clad material to be the cladding portion.
[0037]
This preform is made of quartz (SiO2) As a main component, a Ge (germanium) element is added to the inner core material, an outer core material is not added, and an F (fluorine) element is added to the cladding material. In such a preform, the refractive index of the inner core material is the largest, and the refractive index of the cladding material is the smallest. Further, the additive-free outer core material has the highest viscosity.
[0038]
When drawing such a preform, the drawing tension is concentrated on the outer core material having the highest viscosity, and the refractive index of the outer core portion of the optical fiber after drawing is determined according to the drawing tension. Become. Therefore, in the optical fiber manufactured by this manufacturing method, the diameters of the inner core portion, the outer core portion, and the cladding portion are constant, and the refractive index of the outer core portion changes along the optical axis direction. .
[0039]
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment will be described. In the present embodiment, an optical fiber is manufactured by drawing a preform with a tension adjusted based on a refractive index distribution in the optical axis direction of the preform during the drawing step in the third embodiment. It is.
[0040]
First, a preform is manufactured by forming a clad material having a refractive index smaller than that of the core material and having a viscosity lower than that of the core material around the core material by the preform manufacturing process. . The core material should be a core part in the manufactured optical fiber, and the clad material should be a clad part in the manufactured optical fiber. The respective viscosities of the core material and the clad material can be adjusted by the presence / absence, type or concentration of the additive element. This preform is sintered and made into a transparent glass.
[0041]
Subsequently, the refractive index distribution in the optical axis direction of the preform is measured by the refractive index measurement step. This refractive index distribution measurement may be a measurement at a plurality of discrete points in the optical axis direction of the preform.
[0042]
Finally, the preform is drawn with a tension distribution determined based on the refractive index distribution measured in the refractive index measurement step in the drawing step to manufacture an optical fiber having a constant diameter. The distribution in the optical axis direction of the refractive index of the core portion of the optical fiber after drawing is based on the change in the refractive index of the core portion caused by the tension during drawing and the optical fiber caused by the refractive index distribution in the preform. Thus, a change in the refractive index of the core portion is integrated, and thus a desired distribution can be obtained. For example, the change in the refractive index of the core due to the tension during drawing and the change in the refractive index of the core of the optical fiber due to the refractive index distribution in the preform cancel each other out. It is also possible to make the refractive index of the core portion of the subsequent optical fiber constant along the optical axis direction.
[0043]
Next, a specific example of the optical fiber manufacturing method according to the present embodiment will be described. The optical fiber to be manufactured by the optical fiber manufacturing method according to the present embodiment is quartz (SiO 2).2), The Ge element is added to the inner core material, the outer core material is not added, and the F element is added to the cladding material. Therefore, the refractive index profile of this optical fiber is the same as that shown in FIG. 5, and the maximum value of the refractive index of the inner core portion of the optical fiber is 0.95% higher than the refractive index of the cladding portion, The refractive index of the core part is 0.18% higher than the refractive index of the cladding part. Moreover, the diameter of the inner core part of an optical fiber is 4 micrometers, the diameter of an outer core part is 22 micrometers, and the diameter of a clad part is 125 micrometers. Therefore, the preform before the drawing process also has such a component and a refractive index profile.
[0044]
FIG. 6 is a dispersion characteristic diagram of an optical fiber manufactured by the optical fiber manufacturing method according to the present embodiment. If the dispersion value of the optical fiber manufactured when drawn with a constant tension is predicted based on the refractive index distribution of the preform measured by the refractive index measurement step, the characteristic is shown by the broken line in the figure. Therefore, when the optical fiber is manufactured by adjusting the tension during drawing in the range of 80 g to 50 g based on the refractive index distribution of the preform by the optical fiber manufacturing method according to the present embodiment, the characteristics shown by the solid line in the figure. Things were obtained.
[0045]
Thus, even if the refractive index is not constant in the optical axis direction of the preform, an optical fiber having a constant dispersion value is manufactured by adjusting the tension during the drawing process based on the refractive index distribution. be able to.
[0046]
【The invention's effect】
  As described above in detail, according to the first optical fiber manufacturing method, the intermediate manufactured by the intermediate manufacturing process has a refractive index smaller than the refractive index of the core material around the core material having a constant diameter. The outer diameter of the first cladding material is adjusted in the optical axis direction by the outer diameter adjusting step.A portion in which the ratio of the outer diameter of the core material to the first clad material changes along the optical axis direction,The outer diameter is made constant by the stretching process, and the preform manufacturing processoverallAround the periphery, a second clad material having a refractive index smaller than that of the core material is formed, and a transparent vitrified preform is manufactured. In the drawing process, the preform is drawn to produce an optical fiber having a constant diameter.The diameter of the core material in the optical fiber is changed in the optical axis direction.The
[0047]
  Further, according to the second optical fiber manufacturing method, in the intermediate manufactured by the intermediate manufacturing process, a clad material having a refractive index smaller than the refractive index of the core material is formed around the core material having a constant diameter. In the outer diameter adjustment process, the outer diameter of the cladding material is adjusted in the optical axis direction.Thus, a portion where the ratio of the outer diameters of the core material and the clad material increases and decreases along the optical axis direction is formed.. And by the drawing process,Obtained in the outer diameter adjustment step or obtained by transparent vitrification after the outer diameter adjustment stepAn optical fiber with a fixed diameter is manufactured by drawing the preform.The optical fiber is formed with a portion where the dispersion decreases in the optical axis direction and a portion where the dispersion increases.The
[0048]
  Further, according to the third optical fiber manufacturing method, the preform manufactured by the preform manufacturing process has a refractive index smaller than the refractive index of the core material around the core material.The viscosity in the drawing process isCore materialPart ofA clad material having a viscosity lower than the viscosity of is formed.While changing in the direction of the optical axisDrawing is performed to produce an optical fiber having a constant diameter. In this drawing process, the drawing tension is the core material with relatively high viscosity.Part ofTherefore, in the optical fiber manufactured by this, the diameters of the core part and the clad part are constant, and the core partPart ofIs adjusted along the optical axis direction.
[0049]
None of these first to third optical fiber manufacturing methods adjusts the additive concentration or the amount of soot in the optical axis direction, so that the optical fiber can be manufactured easily. Moreover, since the optical fiber manufactured by any method has a constant outer diameter in the optical axis direction, the optical fibers can be easily fusion-connected.
[0050]
The third optical fiber manufacturing method further includes a refractive index measurement step for measuring a refractive index distribution in the optical axis direction of the preform, and the drawing step is performed with a tension distribution determined based on the refractive index distribution. When the optical fiber is manufactured by drawing the reform, the drawing process is performed with the tension distribution determined based on the refractive index distribution in the optical axis direction of the preform measured by the refractive index measurement process. Thus, the preform is drawn to produce an optical fiber. Therefore, the distribution in the optical axis direction of the refractive index of the core portion of the optical fiber manufactured thereby is due to the change in the refractive index of the core portion due to the tension at the time of drawing and the refractive index distribution in the preform. The total refractive index change of the core portion of the optical fiber is integrated, and a desired distribution can be obtained. For example, the refractive index of the core portion of the optical fiber after drawing is constant along the optical axis direction. It can also be done.
[0051]
  The optical fiber according to the present invention isCore partA cladding portion having a refractive index lower than that of the core portion and having a constant outer diameter is formed aroundPart of the core part is made of a material whose viscosity in the drawing process is greater than that of the other part of the core part and the clad part. Residual stress is concentrated and changes in a predetermined range along the optical axis.It is a thing. Therefore, this optical fiber has a corePart ofResidual stress is in the optical axis directionChangeAccording to thisChromatic dispersionAbout the optical axis directionChangeIn addition, since the outer diameter is constant in the optical axis direction, it is easy to fuse and connect the optical fibers.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram of an optical fiber manufacturing method according to a first embodiment.
FIG. 2 is a dispersion characteristic diagram of an optical fiber manufactured by the optical fiber manufacturing method according to the first embodiment.
FIG. 3 is an explanatory diagram of an optical fiber manufacturing method according to a second embodiment.
FIG. 4 is a dispersion characteristic diagram of an optical fiber manufactured by the optical fiber manufacturing method according to the second embodiment.
FIG. 5 is an explanatory diagram of an optical fiber manufacturing method according to a third embodiment.
FIG. 6 is a dispersion characteristic diagram of an optical fiber manufactured by the optical fiber manufacturing method according to the fourth embodiment.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Core material, 12 ... 1st clad material, 13 ... 2nd clad material, 21 ... Core material, 22 ... Cladding material

Claims (10)

一定径ａのコア材の周囲に、前記コア材の屈折率よりも小さい屈折率を有する第１のクラッド材を形成して、中間体を製造する中間体製造工程と、
前記中間体の前記第１のクラッド材の外径ｂを光軸方向について調整して、前記コア材と前記第１のクラッド材の外径の比（ａ／ｂ）が光軸方向に沿って変化する部分を形成する外径調整工程と、
前記外径調整工程で得られた前記中間体を延伸して、前記中間体の外径を一定にする延伸工程と、
前記延伸工程で得られた前記中間体全体の周囲に、前記コア材の屈折率よりも小さい屈折率を有する第２のクラッド材を形成し、透明ガラス化されたプリフォームを製造するプリフォーム製造工程と、
前記プリフォームを線引して一定径の光ファイバを製造する線引工程と、
を備え、
前記光ファイバにおけるコア材の径を光軸方向に変化させることを特徴とする光ファイバ製造方法。An intermediate manufacturing process for manufacturing an intermediate by forming a first clad material having a refractive index smaller than the refractive index of the core material around the core material having a constant diameter a ;
The outer diameter b of the first clad material of the intermediate body is adjusted in the optical axis direction, and the ratio (a / b) of the outer diameters of the core material and the first clad material is along the optical axis direction. An outer diameter adjusting step for forming a changing portion ;
Stretching the intermediate obtained in the outer diameter adjusting step to make the outer diameter of the intermediate constant, and
Preform manufacturing for forming a transparent vitrified preform by forming a second clad material having a refractive index smaller than the refractive index of the core material around the entire intermediate obtained in the stretching step Process,
A drawing process for producing an optical fiber having a constant diameter by drawing the preform;
Equipped with a,
Optical fiber manufacturing method comprising Rukoto the diameter of the core material is changed in the optical axis direction of the optical fiber. 前記外径調整工程は、前記中間体の前記第１のクラッド材の外径をフッ酸を用いて調整する工程である、ことを特徴とする請求項１記載の光ファイバ製造方法。  The optical fiber manufacturing method according to claim 1, wherein the outer diameter adjusting step is a step of adjusting the outer diameter of the first clad material of the intermediate using hydrofluoric acid. 前記外径調整工程は、前記中間体の前記第１のクラッド材の外径を研削加工により調整する工程である、ことを特徴とする請求項１記載の光ファイバ製造方法。  The optical fiber manufacturing method according to claim 1, wherein the outer diameter adjusting step is a step of adjusting the outer diameter of the first clad material of the intermediate body by grinding. 一定径ａのコア材の周囲に、前記コア材の屈折率よりも小さい屈折率を有するクラッド材を形成して、中間体を製造する中間体製造工程と、
前記中間体の前記クラッド材の外径ｂを光軸方向について調整して、前記コア材と前記クラッド材の外径の比（ａ／ｂ）が光軸方向に沿って増大する部分と減少する部分を形成する外径調整工程と、
前記外径調整工程で得られたまたは前記外径調整工程後に透明ガラス化して得られたプリフォームを線引して一定径の光ファイバを製造する線引工程と、
を備え、
前記光ファイバに、分散が光軸方向に減少している部分と増大している部分とを形成することを特徴とする光ファイバ製造方法。An intermediate manufacturing process for manufacturing an intermediate by forming a clad material having a refractive index smaller than the refractive index of the core material around the core material having a constant diameter a ;
The outer diameter b of the clad material of the intermediate body is adjusted in the optical axis direction, and the ratio (a / b) of the outer diameter of the core material to the clad material increases along with the optical axis direction. An outer diameter adjusting step for forming a portion ;
A drawing step for producing an optical fiber having a constant diameter by drawing a preform obtained in the outer diameter adjustment step or obtained by transparent vitrification after the outer diameter adjustment step ;
Equipped with a,
To the optical fiber, optical fiber manufacturing method characterized that you form a portion variance is increasing the portion is reduced to the optical axis direction. 前記外径調整工程は、前記中間体の前記クラッド材の外径をフッ酸を用いて調整する工程である、ことを特徴とする請求項４記載の光ファイバ製造方法。  5. The optical fiber manufacturing method according to claim 4, wherein the outer diameter adjusting step is a step of adjusting the outer diameter of the clad material of the intermediate body using hydrofluoric acid. 前記外径調整工程は、前記中間体の前記クラッド材の外径を研削加工により調整する工程である、ことを特徴とする請求項４記載の光ファイバ製造方法。  The optical fiber manufacturing method according to claim 4, wherein the outer diameter adjusting step is a step of adjusting the outer diameter of the clad material of the intermediate body by grinding. コア材の周囲に、前記コア材の屈折率よりも小さい屈折率を有し線引工程における粘度が前記コア材の一部分の粘度よりも低い粘度を有するクラッド材を形成して、プリフォームを製造するプリフォーム製造工程と、
張力を光軸方向に変化させながら前記プリフォームを線引して一定径の光ファイバを製造する線引工程と、
を備え、
前記光ファイバに分散が光軸方向に調整されている部分を形成することを特徴とする光ファイバ製造方法。Around the core material, to form a clad material viscosity at drawing step has a smaller refractive index than the refractive index of the core material has a lower viscosity than the viscosity of a portion of the core material, preparing a preform The preform manufacturing process,
A drawing process for producing an optical fiber having a constant diameter by drawing the preform while changing the tension in the optical axis direction ;
Equipped with a,
Optical fiber manufacturing method characterized that you form a moiety dispersion is adjusted in the optical axis direction to the optical fiber. 前記プリフォームの光軸方向についての屈折率分布を測定する屈折率測定工程を更に備え、
前記線引工程は、前記屈折率分布に基づいて決定された張力分布で前記プリフォームを線引して光ファイバを製造する工程である、
ことを特徴とする請求項７記載の光ファイバ製造方法。A refractive index measurement step of measuring a refractive index distribution in the optical axis direction of the preform;
The drawing step is a step of manufacturing an optical fiber by drawing the preform with a tension distribution determined based on the refractive index distribution.
The optical fiber manufacturing method according to claim 7. 前記プリフォーム製造工程では、前記コア材が、屈折率の高い内コア材の周囲に、前記内コア材の屈折率よりも小さい屈折率を有し線引工程における粘度がIn the preform manufacturing process, the core material has a refractive index smaller than the refractive index of the inner core material around the inner core material having a high refractive index, and has a viscosity in the drawing process. 前記内コア材の粘度よりも高い粘度を有する外コア材を有し、前記外コア材の屈折率よりも小さい屈折率を有し前記外コア材よりも低い粘度を有するクラッド材を形成することを特徴とする請求項７記載の光ファイバ製造方法。Forming an outer core material having a viscosity higher than that of the inner core material, forming a clad material having a refractive index lower than that of the outer core material and having a viscosity lower than that of the outer core material; The optical fiber manufacturing method according to claim 7. コア部と、
前記コア部の周囲に設けられ、前記コア部の屈折率よりも低い屈折率を有し、前記所定範囲において外径が一定であるクラッド部と、
を備え、
前記コア部の一部は、線引工程における粘度が前記コア部の他の部分や前記クラッド部よりも大きくなる材質で構成され、前記残留応力が集中し、光軸に沿った所定範囲において変化していることを特徴とする光ファイバ。 The core ,
A cladding portion provided around the core portion, having a refractive index lower than that of the core portion, and having a constant outer diameter in the predetermined range;
Equipped with a,
A part of the core part is made of a material whose viscosity in the drawing process is larger than that of the other part of the core part and the clad part, and the residual stress is concentrated and changes in a predetermined range along the optical axis. to have an optical fiber which is characterized in Rukoto.
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