JP4076300B2 - デュアルコア形分散シフト光ファイバ、デュアルコア形分散シフト光ファイバ母材及びその光ファイバ母材の製造方法 - Google Patents

デュアルコア形分散シフト光ファイバ、デュアルコア形分散シフト光ファイバ母材及びその光ファイバ母材の製造方法 Download PDF

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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、デュアルコア形分散シフト光ファイバ母材及びその光ファイバ用母材の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
デュアルコア形分散シフト光ファイバは、中心部のセンターコアとサイドコア及び周辺部のクラッドからなり、一般に、図5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材を合成し、その上に外付け法でクラッド部材を合成して線引き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は、図5に示したように、センターコア3よりも低屈折率を示すサイドコア4とクラッド2の境界部分で、屈折率を階段的に変化させており、これにより、光ファイバ相互のコアを目視して接続する際、調心が容易となり、接続ロスの増大を防止し、接続を容易にすることができる(特開昭62−80607号公報参照)。しかしながら、この光ファイバは、ドーパント濃度が境界部分で極端に異なっているため、該光ファイバ母材のコア部材中のドーパント、例えばGeO2 がサイドコア部材とクラッド部材の境界部分で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、得られる光ファイバの伝送損失が多くなり、母材製造の際における歩留りも低下するという不都合が生じる。この場合、サイドコア部材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。
この問題を解決するため、サイドコアとクラッドの境界部分の屈折率をサイドコアからクラッドに向かって連続的になだらかに低下させ、このなだらかに低下する傾斜部の両側を合わせた幅がコア径に対して10〜60%としたデュアルコアプロファイルを持つ分散シフト光ファイバが提案されている(特開平9−49933号公報参照)。
しかしながら、この分散シフト光ファイバには、分散特性の点で問題があった。
そこで、本発明は、サイドコア部材とクラッド部材の境界部分における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、かつ、上記の各分散特性の点を改良したデュアルコア形分散シフト光ファイバ、デュアルコア形分散シフト光ファイバ母材及びその光ファイバ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】
本発明は、センターコア、サイドコア及びクラッドからなるデュアルコア形分散シフト光ファイバにおいて、サイドコアからクラッドに向かって屈折率が低下する途中に屈折率の突出部を有する傾斜部を、サイドコアとクラッドの境界部分に設けてあり、かつ、傾斜部の幅がコア径に対して25〜40%の大きさであ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である。
【0005】
上記デュアルコア形分散シフト光ファイバは、後述する理由により、特に、傾斜部の屈折率分布において前記突出部を示す位置からクラッドまでの長さを、傾斜部の幅に対して60〜90%の大きさにするのが好ましい。
【0006】
また、上記デュアルコア形分散シフト光ファイバ母材は、センターコア部材、サイドコア部材及びクラッド部材からなるデュアルコア形分散シフト光ファイバ母材において、サイドコア部材からクラッド部材に向かって屈折率が低下する途中に屈折率の突出部を有する傾斜部材を、サイドコア部材とクラッド部材の境界部分に設けてあり、かつ、傾斜部材の幅がコア部材径に対して25〜40%の大きさのものである。この場合も、傾斜部材の屈折率分布において突出部を示す位置からクラッド部材までの長さを、傾斜部の幅に対して60〜90%の大きさにするのが好ましい。
【0007】
上記母材を製造するには、傾斜部用バーナーにGeCl4 を供給して屈折率分布に突出部を設け、サイドコア用バーナーの火炎の一部を傾斜部堆積部に当てて、VAD法によりコア部材を合成し、その上に外付け法によりクラッド部材を設ければよい。
【0008】
【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は、上記したように、サイドコアからクラッドに向かって屈折率が低下する途中に屈折率の突出部を有する傾斜部をサイドコアとクラッドの境界部分に設けてあり、かつ、傾斜部の幅がコア径に対して25〜40%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は、サイドコアとクラッドの境界部分に屈折率が傾斜的に低下する傾斜部を設けるだけでなく、傾斜部の屈折率分布において、図1に示すような符号1の矢印が示す位置に突出部を有するので、従来のものに比べて、屈折率がサイドコア4からクラッド2に向かって、緩やかに低下する。そのため、本発明の光ファイバ部材は、そのサイドコア部材とクラッド部材の境界部分において、ドーパント濃度の極端な変化が生じず、その結果、コア部材のドーパント、例えばGeO2 の発泡による気泡の発生が抑制され、歩留りも向上し、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。
【0009】
上記変曲点は、図1に示すように、傾斜部の屈折率分布において突出部を示す位置からクラッドまでの長さdが、傾斜部の幅Wに対して60〜90%の大きさとなるように設けるのが好ましい。60%未満であると、VAD法によるコア部材の合成が困難となり、90%を超えると、気泡発生の抑制効果が小さくなるからである。なお、傾斜部に設ける突出部は1つでも複数でもよい。
【0010】
また、傾斜部の幅Wをコア径Dに対して25〜40%の大きさとした理由は、25%未満にすると、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、40%を超える大きさにすると、VAD法によるコア部材の合成が困難となるからである。
【0011】
本発明のデュアルコア形分散シフト光ファイバ用母材を製造するには、VAD法によりコア部材を合成し、その上に外付け法によりクラッド部材を設ければよい。コア部材を合成する場合、図2に示すように、センターコア用バーナー11、サイドコア用バーナー12及び傾斜部用バーナー13の火炎をそれぞれ順にセンターコア堆積部14、サイドコア堆積部15、傾斜堆積部16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材、サイドコア部材、傾斜部材を合成する。この場合、サイドコア用バーナー12の向きを調節して、サイドコア用バーナー12の火炎の一部を傾斜堆積部16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材を合成する。このように、サイドコア用バーナー12の火炎を、傾斜堆積部16の方向(図2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材を合成することができる。
【0012】
傾斜部材の屈折率分布に突出部を設けるには、所望する時点で傾斜部用バーナー13に、微量のGeCl4 を供給すればよい。
こうして合成した多孔質コア部材を脱水焼結しガラス化してコア部材とし、その上に外付け法によりクラッド部材を設ければ、本発明のデュアルコア形分散シフト光ファイバ用母材が得られ、さらに、加熱炉で線引きすれば本発明のデュアルコア形分散シフト光ファイバが得られる。
【0013】
【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。
【0014】
(実施例)
まず、図2に示すように、センターコア用バーナー11、サイドコア用バーナー12及び傾斜部用バーナー13を配置し、センターコア用バーナー11とサイドコア用バーナー12にはSiCl4 、GeCl4 、O2 ガス、H2 ガス及び不活性ガスを供給し、傾斜部用バーナー13にはSiCl4 、O2 ガス、H2 ガス及び不活性ガスを供給して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、サイドコア用バーナー12の仰角は30度とし、サイドコア用バーナー12の火炎の一部を傾斜堆積部16に当てて火炎傾斜部材を合成した。また、所定の時点で傾斜部用バーナー13にGeCl4 を供給して、傾斜部材の屈折率分布に突出部を設けた。
こうして合成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、透明ガラス化して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母材を作製した。この光ファイバ母材のサイドコア部とクラッド部の境界部分に、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、本発明の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1に示す通りであり、傾斜部の幅Wはコア径Dに対して35.7%の大きさであり、傾斜部の突出部を示す位置からクラッドまでの長さdは、傾斜部の幅Wに対して80%の大きさであった。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であった。また、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であった。
【0015】
(比較例)
図4に示すように、サイドコア用バーナー12を水平に配置(仰角0度)し、傾斜部用バーナー13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母材を作製した。この光ファイバ母材のサイドコア部とクラッド部の境界部分に、気泡の発生が認められた。
次に、得られた光ファイバ用母材を線引きし、本発明の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、傾斜部の幅Wはコア径Dに対して23.7%の大きさであった。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、0.285dB/kmであり、光ファイバとして不適であった。
【0016】
【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母材のサイドコア部材とクラッド部材の境界部分における気泡の発生が抑制され、伝送損失の悪化を防止し、しかも、分散特性が改善される。
【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の屈折率分布を示す図である。
【図2】 本発明のデュアルコア形分散シフト光ファイバ母材の製造方法の一例を示した説明図である。
【図3】 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母材の製造方法の一例を示した説明図である。
【図5】 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】
突出部、
2 クラッド、
3 センターコア、
4 サイドコア、
11 センターコア用バーナー、
12 サイドコア用バーナー、
13 傾斜部用バーナー、
14 センターコア堆積部、
15 サイドコア堆積部、
16 傾斜堆積部。
d 傾斜部の突出部を示す位置からクラッドまでの長さ。
W 傾斜部の幅。
D コア径。

Claims (5)

  1. センターコア、サイドコア及びクラッドからなるデュアルコア形分散シフト光ファイバにおいて、前記サイドコアからクラッドに向かって屈折率が低下する途中に屈折率の突出部を有する傾斜部を、サイドコアとクラッドの境界部分に設けてあり、かつ、傾斜部の幅がコア径に対して25〜40%の大きさであ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。
  2. 前記傾斜部の屈折率分布において前記突出部を示す位置からクラッドまでの長さが、前記傾斜部の幅に対して60〜90%の大きさである請求項1記載のデュアルコア形分散シフト光ファイバ。
  3. センターコア部材、サイドコア部材及びクラッド部材からなるデュアルコア形分散シフト光ファイバ母材において、前記サイドコア部材からクラッド部材に向かって屈折率が低下する途中に屈折率の突出部を有する傾斜部材を、サイドコア部材とクラッド部材の境界部分に設けてあり、かつ、傾斜部材の幅がコア部材径に対して25〜40%の大きさであ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母材。
  4. 前記傾斜部材の屈折率分布において前記突出部を示す位置からクラッド部材までの長さが、傾斜部材の幅に対して60〜90%の大きさである請求項3記載のデュアルコア形分散シフト光ファイバ母材。
  5. センターコア部材、サイドコア部材及びクラッド部材からなるデュアルコア形分散シフト光ファイバ母材の製造方法において、傾斜部用バーナーにGeCl4 を供給して屈折率分布に突出部を設け、サイドコア用バーナーの火炎の一部を傾斜部堆積部に当てて、VAD法によりコア部材を合成し、その上に外付け法によりクラッド部材を設けることを特徴とする請求項3又は4記載のデュアルコア形分散シフト光ファイバ母材の製造方法。
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