JP4080701B2 - Double-clad fiber and manufacturing method thereof - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ファイバレーザーやファイバアンプに用いられるダブルクラッドファイバ及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ファイバレーザーやファイバアンプに用いられるダブルクラッドファイバが知られており、このダブルクラッドファイバは、励起光活性物質がドープされたコア（シングルモードコア）と、このコアの周囲を覆う第１クラッドと、該第１クラッドの周囲を覆う第２クラッドとを有している。このダブルクラッドファイバにおいては、信号光を上記コア内で伝播させる一方、この信号光を励起させる励起光を上記第１クラッド内で伝播させることにより、上記励起光がコアに交差する度に上記励起光活性物質が活性化され、その結果、上記信号光が増幅されるように構成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記第１及び第２クラッドを有するダブルクラッドファイバにおいて、励起光に対する開口数を向上させるためには、第２クラッドの屈折率を第１クラッドに比べて低くする必要がある。このため、従来のダブルクラッドファイバにおいては、上記コア及び第１クラッドを石英（ＳｉＯ2）により形成するのに対し、第２クラッドを例えば紫外線硬化型樹脂によって形成するようにしている。
【０００４】
しかしながら、上記第２クラッドを紫外線硬化型樹脂により形成しても、励起光に対する開口数は０．５程度であって、該開口数のさらなる向上は望めない。また、第２クラッドを樹脂で形成することで、ダブルクラッドファイバの熱安定性の問題が生じてしまうことにもなる。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、励起光に対する開口数が向上したダブルクラッドファイバ及びその製造方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、ファイバ中心軸方向に延び信号光が伝播するコアと、該コアの周囲を覆い上記信号光を励起させる励起光が伝播する第１クラッドと、該第１クラッドの周囲を覆う第２クラッドとを備えたダブルクラッドファイバを対象とし、上記第１及び第２クラッドを、上記ファイバの中心軸方向に延びる多数の細孔を有する多孔構造に構成すると共に、上記第１クラッドの空隙率を、上記第２クラッドの空隙率よりも低く設定することを特定事項とするものである。
【０００７】
ここで、上記コアには励起光活性物質（例えば希土類元素等）をドープすると共に、第１クラッドよりも屈折率を高めるために、例えばＧｅ等をドープするのが好ましい。
【０００８】
請求項１記載の発明によると、第２クラッドがファイバの中心軸方向に延びる多数の細孔を有する多孔構造に構成されているため、上記第２クラッドの屈折率（実効屈折率）は、各孔内の空気の屈折率と、該孔以外の部分の屈折率とによって決定され、空隙率に応じて上記第２クラッドの実効屈折率が変化する。つまり、上記空隙率を高めると、上記第２クラッドの実効屈折率は低下する。従って、上記第２クラッドを多孔構造とすることによって、この第２クラッドと第１クラッドとの比屈折率差を比較的大きくすることができ、ダブルクラッドファイバにおける励起光に対する開口数を大幅に増大させることが可能になる。
【０００９】
また、上記第２クラッドだけでなく第１クラッドもファイバの中心軸方向に延びる多数の細孔を有する多孔構造に構成することで、その空隙率を調整することだけで第１クラッドの屈折率（実効屈折率）が変化する。このため、上記コアと第１クラッドとの比屈折率差を比較的小さくするようにすれば、上記コア径を拡大してもシングルモード化する。すなわち、上記第１クラッドを多孔構造とすることによって、ダブルクラッドファイバのコア拡大構造が得られる。
【００１０】
また、上記第２クラッドを多孔構造とすることだけで、第２クラッドと第１クラッドとの比屈折率差を大きくすることができるため、この第２クラッドを樹脂等によって形成する必要がなくなる。このため、上記第２クラッドをＳｉＯ2で形成することにより、ダブルクラッドファイバの熱安定性の問題が解消される。
【００１１】
また、第１クラッドの空隙率を、第２クラッドの空隙率よりも低く設定することにより、第２クラッドの実効屈折率が第１クラッドの実効屈折率に比べて小さくなり、上記第１クラッド内で励起光が伝播可能になる。
【００１２】
上記請求項１記載の発明においては、例えば請求項２記載の如く、第１クラッドの空隙率を、２．５％以下に設定するのが好ましい。
【００１３】
これにより、上記コアと第１クラッドとの比屈折率差が比較的小さくなり、上述したように、コア径を拡大させてもシングルモード化する。
【００１４】
また、上記請求項１記載の発明においては、例えば請求項３記載の如く、第１クラッドの細孔を、ファイバ断面において周期的に配設してもよい。
【００１５】
これにより、第１クラッドの実効屈折率に波長依存性が生じ、全ての波長でシングルモードとなる条件が存在するようになる。
【００１６】
尚、上記第１クラッドの断面形状は、例えば三角形、四角形及び六角形等の多角形状、円形状又は楕円形状等に形成すればよい。
【００１７】
さらに、請求項４記載の如く、コアに、希土類元素をドープしてもよい。ここで、希土類元素としては、エルビウム（Ｅｒ），ネオジム（Ｎｄ）及びイッテリビウム（Ｙｂ）の内の少なくとも一つとしてもよい。
【００１８】
上記請求項１〜４記載の発明は、ダブルクラッドファイバに係るものであったが、請求項５及び６記載の発明は、その製造方法に係る発明である。
【００１９】
例えば、ファイバ中心軸方向に延び信号光が伝播するコアと、該コアの周囲を覆い上記信号光を励起させる励起光が伝播する第１クラッドと、該第１クラッドの周囲を覆う第２クラッドとを備えたダブルクラッドファイバの製造方法の一つとして、上記ファイバのコアとなるコア部と、該コア部の周囲を覆い上記ファイバの第１クラッドとなる第１クラッド部とを有する第１プリフォームを作製する第１プリフォーム作製工程と、筒状のサポート管内に、上記第１プリフォームを、上記コア部が該サポート管の略中心に位置するように配設すると共に、上記第１プリフォームと上記サポート管との間に複数の筒状キャピラリを配設することで、上記ファイバの第２クラッドとなる第２クラッド部を形成して第２プリフォームを作製する第２プリフォーム作製工程と、上記第２プリフォームを加熱・延伸してファイバ状に線引きする線引き工程とを備えることが考えられる。
【００２０】
これによると、第１プリフォーム作製工程においては、コア部と、該コア部の周囲を覆う第１クラッド部とを有する第１プリフォームを作製する。この第１プリフォームは、例えば、ＶＡＤ法、ＯＶＤ法又はロッドインチューブ法等の公知の方法によってコア部及びクラッド部（第１クラッド部）を有するプリフォームを作製し、このプリフォームに対して研削加工を施すことによって作製すればよい。
【００２１】
そして、第２プリフォーム作製工程においては、第２プリフォームを作製する。すなわち、上記コア部が上記サポート管の略中心に位置するように、上記第１プリフォームを筒状のサポート管内に配設すると共に、上記第１プリフォームと上記サポート管との間に複数の筒状キャピラリを配設することで第２クラッド部を形成して第２プリフォームを作製する。
【００２２】
こうして作製された第２プリフォームを、線引き工程において加熱・延伸してファイバ状に線引きする。これにより、上記第１プリフォームの部分が、ダブルクラッドファイバのコア及び第１クラッドとなる一方、第２クラッド部における各キャピラリの孔が、上記ダブルクラッドファイバの第２クラッドにおいてファイバ中心軸方向に延びる孔を形成して、上記第２クラッドが多孔構造に構成される。このように、複数のキャピラリを上記サポート管内に配設することだけで、多孔構造の第２クラッドを容易に製造可能になる。
【００２３】
ところで、上記第１プリフォームの作製工程は、従来からダブルクラッドファイバの製造の際に行われている工程であるが、プリフォームに対して研削加工を施すため、極めて煩雑であると共に、複雑な断面形状を形成するのが困難であるという不都合がある。
【００２４】
請求項５記載の発明は、このような観点から、ダブルクラッドファイバを、より一層容易に製造し得る方法であり、具体的には、ファイバ中心軸方向に延び信号光が伝播するコアと、該コアの周囲を覆い上記信号光を励起させる励起光が伝播する第１クラッドと、該第１クラッドの周囲を覆う第２クラッドとを備えたダブルクラッドファイバの製造方法を対象とし、プリフォームを作製するプリフォーム作製工程と、該プリフォームを加熱・延伸してファイバ状に線引きする線引き工程とを備えたものとする。
【００２５】
そして、上記プリフォーム作製工程は、筒状のサポート管内の略中心に、少なくとも１本の棒状コア用ロッドを配設することで、上記ファイバのコアとなるコア部を形成するコア部形成工程と、上記サポート管内の上記コア部の周囲に、複数の棒状第１クラッド用ロッドを配設することで、上記ファイバの第１クラッドとなる第１クラッド部を形成する第１クラッド部形成工程と、上記第１クラッド部とサポート管との間に、複数の筒状第２クラッド用キャピラリを配設することで、上記ファイバの第２クラッドとなる第２クラッド部を形成する第２クラッド部形成工程とを有し、上記プリフォーム作製工程において、プリフォーム断面における第１クラッド部と第２クラッド部との境界部に、第１クラッド用ロッドと第２クラッド用キャピラリとを上記境界部に沿って交互に配設した混合層を設けることを特定事項とするものである。
【００２６】
請求項５記載の発明によると、プリフォーム作製工程におけるコア部形成工程においては、筒状のサポート管内の略中心に、少なくとも１本の棒状コア用ロッドを配設することによって、上記ファイバのコアとなるコア部を形成する。ここで、配設するコア用ロッドの本数は、このロッドの径とファイバにおけるコア径とに応じて設定すればよい。また、上記コア用ロッドとしては、例えば励起光活性物質やＧｅがドープされたものとしてもよい。
【００２７】
そして、第１クラッド部形成工程においては、上記サポート管内の上記コア部の周囲に、複数の棒状第１クラッド用ロッドを配設することで、上記ファイバの第１クラッドとなる第１クラッド部を形成する。
【００２８】
また、第２クラッド部形成工程においては、上記第１クラッド部とサポート管との間に、複数の筒状第２クラッド用キャピラリを配設することで、上記ファイバの第２クラッドとなる第２クラッド部を形成する。
【００２９】
このように、第１クラッドとなる第１クラッド部は、複数の第１クラッド用ロッドによって形成するため、上記ロッドの配置を調整することだけで、上記第１クラッド部（第１クラッド）を所望の断面形状、例えば多角形状、円形状又は楕円形状等に容易に形成し得る。従って、ダブルクラッドファイバの製造に際し研削加工が必要なくなり、製造コストの大幅な低減化が実現する。
【００３０】
また、プリフォーム断面における第１クラッド部と第２クラッド部との境界部に、第１クラッド用ロッドと第２クラッド用キャピラリとを上記境界部に沿って交互に配設した混合層を設けることによって、線引き後のダブルクラッドファイバの断面における第１クラッドと第２クラッドとの界面が凹凸状になって、この界面において、励起光がランダムに反射するようになる。このため、上記励起光がコアに交差する割合がより一層向上して、ダブルクラッドファイバの励起効率の向上が図られる。
【００３１】
一方、請求項６記載の発明は、上記請求項１〜４のいずれか１項に記載のダブルクラッドファイバの製造に適していて、具体的には、プリフォームを作製するプリフォーム作製工程と、該プリフォームを加熱・延伸してファイバ状に線引きする線引き工程とを備えたものとする。
【００３２】
そして、上記プリフォーム作製工程は、筒状のサポート管内の略中心に、少なくとも１本の棒状コア用ロッドを配設することで、上記ファイバのコアとなるコア部を形成するコア部形成工程と、上記サポート管内の上記コア部の周囲に、複数の筒状第１クラッド用キャピラリを配設することで、上記ファイバの第１クラッドとなる第１クラッド部を形成する第１クラッド部形成工程と、上記第１クラッド部とサポート管との間に、複数の筒状第２クラッド用キャピラリを配設することで、上記ファイバの第２クラッドとなる第２クラッド部を形成する第２クラッド部形成工程とを有することを特定事項とするものである。
【００３３】
請求項６記載の発明によると、プリフォームの第１クラッド部を、複数の第１クラッド用キャピラリによって形成するため、上記請求項５記載の発明と同様に、上記第１クラッド用キャピラリの配置を調整することだけで、所望の断面形状の第１クラッド部（第１クラッド）を容易に形成し得る。従って、ダブルクラッドファイバの製造コストが大幅に低減される。
【００３４】
尚、第１クラッド用キャピラリの配置を調整すれば、請求項３記載の如く、第１クラッドの孔が、ファイバ断面において周期的に配設されたダブルクラッドファイバを形成することも容易に行い得る。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明におけるダブルクラッドファイバによれば、少なくとも第２クラッドをファイバの中心軸方向に延びる多数の細孔を有する多孔構造に構成することで、この第２クラッドと第１クラッドとの比屈折率差を比較的大きくすることができ、ダブルクラッドファイバにおける励起光に対する開口数を増大させることができる。また、第２クラッドをＳｉＯ2によって形成しても、多孔構造とすることで所望の実効屈折率が得られるため、上記第２クラッドを樹脂により形成した場合に比べて、ダブルクラッドファイバの熱安定性を向上させることができる。
【００３６】
また、本発明におけるダブルクラッドファイバの製造方法によれば、筒状のサポート管内に、複数の筒状のキャピラリを配設することだけで、ファイバ中心軸方向に延びる多数の孔を有する多孔構造の第２クラッドを容易に製造することができる。
【００３７】
また、プリフォームの第１クラッド部を、複数の第１クラッド用ロッド又はキャピラリによって形成することで、上記第１クラッド部（ダブルクラッドファイバの第１クラッド）を所望の断面形状に容易に形成することができる。
【００３８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基いて説明する。
【００３９】
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係るダブルクラッドファイバ１を示し、このものは、信号光が伝播するコア１１と、このコア１１の周囲を覆い信号光を励起させる励起光が伝播する第１クラッド１２と、この第１クラッド１２の周囲を覆う第２クラッド１３と、この第２クラッド１３の周囲を覆うサポート部１４とを備えている。
【００４０】
上記コア１１は、上記ダブルクラッドファイバ１の略中心で該ダブルクラッドファイバ１の中心軸方向に延びるように配設された、ＳｉＯ2製のシングルモードコアであって、このコア１１には、上記第１クラッド１２よりも屈折率が高くなるように、例えばＧｅ等がドープされていると共に、上記第１クラッド１２を伝播する励起光によって、上記コア１１内の信号光が増幅するように、例えば希土類元素（具体的には、Ｅｒ、Ｎｄ、Ｙｂ等）等の励起光活性物質がドープされている。
【００４１】
上記第１クラッド１２は、上記コア１１の周囲を覆い、上記ダブルクラッドファイバ１の中心軸方向に延びて配設されていて、ＳｉＯ2からなっている。この第１クラッド１２の断面形状は、図例では略正六角形状に形成されているが、正六角形状に限らず、三角形状、矩形状等の多角形状、円形状又は楕円形状等に形成してもよい。
【００４２】
上記第２クラッド１３は、上記第１クラッド１２の周囲を覆いながら、上記ダブルクラッドファイバ１の中心軸方向に延びて配設されており、この第２クラッド１３もＳｉＯ2製である。そして、この第２クラッド１３は、上記ダブルクラッドファイバ１の中心軸方向に延びる多数の孔１３ａ，１３ａ，…を有する多孔構造に構成されており、この孔１３ａ，１３ａ，…は、上記ダブルクラッドファイバ１の断面においてほぼ最密となるように配置されている。尚、上記孔１３ａ，１３ａ，…を、略最密となるように配置しなくても、上記ファイバ断面において、周方向に略均一となるように配置してもよい。
【００４３】
また、上記サポート部１４は、上記第２クラッド１３を覆うように設けられていて、多孔構造の第２クラッド１３を保護すると共に、ダブルクラッドファイバ１の機械的強度を向上させるようになっている。
【００４４】
尚、上記サポート部１４の外周囲には、図示は省略するが、通常の通信用光ファイバ等に設けられている被覆材（例えば紫外線硬化型樹脂等の被覆材）を設けるのがよい。
【００４５】
このように、上記ダブルクラッドファイバ１は、第２クラッド１３が、ファイバの中心軸方向に延びる多数の細孔を有する多孔構造に構成されているため、上記第２クラッド１３の屈折率（実効屈折率）は、各孔１３ａ，１３ａ，…内の空気の屈折率と、該孔以外のＳｉＯ2部分（孔と孔との間の部分）の屈折率とによって決定され、上記第２クラッド１３空隙率（第２クラッド１３において全体積（断面積）に対する上記孔１３ａ，１３ａ，…の体積（断面積）の割合）に応じて上記第２クラッド１３の実効屈折率が変化する。すなわち、上記空隙率が小さい程、第２クラッド１３の実効屈折率が大きくなり、空隙率が大きい程、第２クラッド１３の実効屈折率が小さくなる。
【００４６】
尚、上記孔１３ａ，１３ａ，…が最密に配置されている場合等、隣合う一対の孔１３ａ，１３ａの中心間距離（ピッチ）Λが一定となるように配置されている場合には、上記ピッチΛと、各孔１３ａの径ｄとの比（ｄ／Λ）で、上記空隙率は規定される。従って、ｄ／Λが小さい程、空隙率が小さくなって第２クラッド１３の実効屈折率が大きくなり、上記ｄ／Λが大きい程、空隙率が大きくなって上記第２クラッド１３の実効屈折率が小さくなる。
【００４７】
このように、上記第２クラッド１３を多孔構造とすることによって、上記空隙率に応じて実効屈折率が１〜１．４６程度に変更可能になる。これに伴い、上記ダブルクラッドファイバ１の励起光に対する開口数は０．０１〜０．９９程度に変更可能になる。このため、上記第２クラッドを紫外線硬化型樹脂によって形成する従来のダブルクラッドファイバに比べて（開口数０．５程度）、励起光に対する開口数を大幅に増大させることが可能になる。その結果、ダブルクラッドファイバ１に、大パワーの励起光を入射させることが可能になり、信号光の増幅効率の向上が図られる。また、第２クラッド１３がＳｉＯ2製であるため、上記ダブルクラッドファイバ１の熱安定性を向上させることができる。
【００４８】
次に、上記ダブルクラッドファイバ１の製造方法について、図２を参照しながら説明する。図２は、ダブルクラッドファイバ１のプリフォーム２を示しており、上記ダブルクラッドファイバ１の製造は、上記プリフォーム２を作製するプリフォーム作製工程と、該プリフォーム２を加熱・延伸してファイバ状に線引きする線引き工程とからなる。尚、このプリフォーム２は左右対称のものであるため、同図においては、該プリフォーム２の右半分の図示を省略している。
【００４９】
先ず、プリフォーム作製工程について説明すると、断面略円形状の筒状サポート管２４を用意し、このサポート管２４内の略中心に、丸棒状のＳｉＯ2製コア用ロッド２１ａを７本配設して、上記ダブルクラッドファイバ１のコア１１となるコア部２１を形成する（コア部形成工程）。このコア２１部は、上記サポート管２４の略中心に配置した１本のコア用ロッド２１ａの回りに、６本のコア用ロッド２１ａを互いに接するように配設することで、全体で略円形状となるように形成すればよい。尚、上記コア用ロッド２１ａは、屈折率を高めるＧｅ等を予めドープすると共に、励起光活性物質を予めドープしたものとするのがよい。また、上記コア部２１を形成するコア用ロッド２１ａの本数は、上記コア用ロッド２１ａの径とダブルクラッドファイバ１のコア１１径とに応じて適宜調整すればよい。
【００５０】
そして、上記サポート管２４内の上記コア部２１の周囲に、丸棒状のＳｉＯ2製第１クラッド用ロッド２２ａを複数本配設することで、上記ダブルクラッドファイバ１の第１クラッド１２となる第１クラッド部２２を形成する（第１クラッド部形成工程）。このとき、上記第１クラッド用ロッド２２ａは、上記第１クラッド部２２が断面略正六角形状となるように最密に配設すればよいが、線引き工程後のダブルクラッドファイバ１における第１クラッド１２が中実状になるのであれば、上記第１クラッド用ロッド２２ａを最密に配設しなくてもよい。尚、上記第１クラッド用ロッド２２ａとしては、例えばＧｅ等ドープをしたものを用いてもよい。
【００５１】
また、上記第１クラッド部２２とサポート管２４との間に丸筒状のＳｉＯ2製第２クラッド用キャピラリ２３ａを複数本配設することで、上記ダブルクラッドファイバ１の第２クラッド１３となる第２クラッド部２３を形成する（第２クラッド部形成工程）。この第２クラッド用キャピラリ２３ａも最密に配設すればよいが、最密に配設しなくても、上記第２クラッド用キャピラリ２３ａは、ダブルクラッドファイバ１の第２クラッド１３における孔１３ａ，１３ａ，…がダブルクラッドファイバ１の周方向に略均一に分布するように配設してもよい。但し、上記第２クラッド用キャピラリ２３ａは、ダブルクラッドファイバ１の第２クラッド１３において、ピッチΛが５μｍ以下となるように配設するのが好ましい。
【００５２】
このようにして、コア用ロッド２１ａ、第１クラッド用ロッド２２ａ及び第２クラッド用キャピラリ２３ａのそれぞれがサポート管２４内に配設されたプリフォーム２が作製される（プリフォーム作製工程）。尚、上記コア部形成工程、第１クラッド部形成工程、及び第２クラッド部形成工程を行う順番に制限はない。
【００５３】
そして、このプリフォーム２を、図示省略の線引き炉において加熱・延伸してファイバ化させる（線引き工程）。この線引き工程において、上記ファイバ１の外周囲に被覆材を設けるようにしてもよい。この線引き工程を行うことによって、上記第２クラッド用キャピラリ２３ａの孔が第２クラッド１３の孔を形成して、この第２クラッド１３を多孔構造にすると共に、第１クラッド用ロッド２２ａが互いに融着して第１クラッド１２を形成し、かつ上記コア用ロッド２１ａが互いに融着してコア１１を形成して、図１に示すようなダブルクラッドファイバ１が製造される。尚、サポート管２４は、上記ダブルクラッドファイバ１のサポート部１４を形成する。
【００５４】
このように、サポート管２４内に、複数本の第２クラッド用キャピラリ２３ａ，２３ａ，…を配設することだけで、上記ダブルクラッドファイバ１の第２クラッド１３を多孔構造に構成することができる。また、プリフォーム作製の際に、上記第２クラッド用キャピラリ２３ａの内径やこの第２クラッド用キャピラリ２３ａを配設するピッチ（一対のキャピラリ２３ａ，２３ａ間の距離）を変更することだけで、上記第２クラッド１３の孔１３ａ径ｄやピッチΛが変化して、この第２クラッド１３の実効屈折率を変更させることができる。
【００５５】
また、上記プリフォーム２の第１クラッド部２２も、複数本の第１クラッド用ロッド２２ａによって形成するため、研削工程を行わなくても第１クラッド部２２（第１クラッド１２）を所望の断面形状に形成することができる。すなわち、図例では、上記第１クラッド１２（第１クラッド部２２）の断面形状が略正六角形状であるが、上記第１クラッド用ロッド２２ａの配置を調整することだけで、上記第１クラッド１２を、三角形状や矩形状等の多角形状、円形状又は楕円形状等に形成することができる。従って、ダブルクラッドファイバ１の製造コストを大幅に低減させることができる。
【００５６】
尚、プリフォーム２における第１クラッド部２２と第２クラッド部２３との境界部は、例えば図３に示すように、境界部（境界面）Ｓを挟んだ一方には第１クラッド用ロッド２２ａのみを最密に配設する一方、上記境界面Ｓを挟んだ他方には第２クラッド用キャピラリ２３ａのみ最密に配設するというように、上記第１クラッド用ロッド２２ａと第２クラッド用キャピラリ２３ａとをそれぞれ個別に配設して、上記境界面Ｓを形成するようにすればよい。
【００５７】
また、これとは異なり、例えば図４に示すように、プリフォーム２における上記第１クラッド部２２と第２クラッド部２３との境界部に、上記第１クラッド用ロッド２２ａと第２クラッド用キャピラリ２３ａとが、上記境界部（境界面）Ｓに沿って交互に配設された混合層２５を設けるようにしてもよい。このように混合層２５を設ければ、ダブルクラッドファイバ１における第１クラッド１２と第２クラッド１３との界面が凹凸状になって、この界面において、励起光がランダムに反射するようになる。これにより、上記励起光がコア１１に交差する割合がより一層増大して、励起効率を向上させることができる。
【００５８】
また、上記第１クラッド用ロッド２２ａは丸棒には限らず、例えば図５に示すように、断面正六角形状の棒状部材２２ｂとしてもよい。また、第２クラッド用キャピラリ２３ａも、断面正六角形状の筒状部材２３ｂとしてもよい。尚、図例では、上記第２クラッド用キャピラリ２３ｂの孔の形状を円形状に形成しているが、この孔の形状は円形状に限るものではない。このような正六角形の断面形状を有する第１クラッド用ロッド２２ｂ又は第２クラッド用キャピラリ２３ｂをサポート管２４内に配設するときは、上記第１クラッド用ロッド２２ｂ又は第２クラッド用キャピラリ２３ｂの側面同士を互いに密着させるように並べて配設していけばよい。こうすると、隣り合う第１クラッド用ロッド２２ｂ等の間に隙間が生じることなく、上記第１クラッド用ロッド２２ｂ等が配設される。また、第２クラッド用キャピラリ２３ｂを配設した第２クラッド部２３においては、上記キャピラリ２３ｂの孔が最密状に配置されることになる。
【００５９】
尚、第１クラッド用ロッド２２ｂ及び第２クラッド用キャピラリ２３ｂの断面形状を正六角形状とした場合でも、図６に示すように、プリフォーム２における第１クラッド部２２と第２クラッド部２３との境界部に、上記第１クラッド用ロッド２２ｂと第２クラッド用キャピラリ２３ｂとが、境界面Ｓに沿って交互に配設された混合層２５を設けてもよい。
【００６０】
（変形例）
次に、上記とは異なる上記ダブルクラッドファイバ１の製造方法について、図７を参照しながら説明する。同図も、ダブルクラッドファイバ１のプリフォーム３を示しているが、図２と同様に、上記プリフォーム３の右半分の図示を省略している。
【００６１】
この変形例に係るダブルクラッドファイバ１の製造方法は、第１プリフォーム作製工程と、第２プリフォーム作製工程と、この第２プリフォームを加熱・延伸してファイバ状に線引きする線引き工程とからなる。
【００６２】
上記第１プリフォーム作製工程は、上記ダブルクラッドファイバ１のコア１１となるコア部３１と、該コア部３２の周囲を覆い上記ダブルクラッドファイバ１の第１クラッド１２となる第１クラッド部３２とを有する第１プリフォーム３５を作製する工程である。上記第１プリフォーム３５は、例えば、ＶＡＤ法、ＯＶＤ法又はロッドインチューブ法等の公知の方法によってコア部３１及びクラッド部（第１クラッド部３２）を有するプリフォームを作製し、このプリフォームに対して、断面略六角形状となるように研削加工を施すことによって作製すればよい。
【００６３】
次に、筒状サポート管３４を用意し、上記第１プリフォーム３５のコア部３１が上記サポート管３４の略中心に位置するように、上記第１プリフォーム３５を筒状のサポート管３４内に配設すると共に、上記第１プリフォーム３５と上記サポート管３４との間に丸筒状の第２クラッド用キャピラリ３３ａを複数本配設することで第２クラッド部３３を形成する。上記第２クラッド用キャピラリ３３ａは、上記第１実施形態における第２クラッド用キャピラリ２３ａと同様のものとすればよい。また、上記第２クラッド用ロッド３３ａは、図例では最密に配設されているが、これに限るものではない。
【００６４】
こうして、第１プリフォーム３５及び複数本の第２クラッド用キャピラリ３３ａのそれぞれが、サポート管３４内に配設された第２プリフォーム３が作製される（第２プリフォーム作製工程）。尚、上記第１プリフォーム３５及び第２クラッド用キャピラリ３３ａを上記サポート管３４内に配設する順番に制限はない。
【００６５】
上記第２プリフォーム３６に対して線引き工程を行うのは、上記第１実施形態と同様である。
【００６６】
この製造方法によっても、図１に示すような、第２クラッド１３がファイバの中心軸方向に延びる多数の孔１３ａ，１３ａ，…を有する多孔構造に構成されたダブルクラッドファイバ１を製造することができる。
【００６７】
＜第２実施形態＞
図８は本発明の第２実施形態に係るダブルクラッドファイバ５を示していて、このダブルクラッドファイバ５は、第１及び第２クラッド５２，５３が共に、ファイバの中心軸方向に延びる多数の孔５２ａ，５３ａを有する多孔構造に構成されている点が、上記第１実施形態とは異なる。尚、図例では、第１クラッド５２が断面略矩形状に形成されているが、その他の多角形状、円形状、又は楕円形状に形成してもよいことは、上記第１実施形態と同様である。
【００６８】
ここで、多孔構造に構成された第１クラッド５２の好ましい形態について説明する。例えば上記第１及び第２クラッドの孔５２ａ，５３ａが最密に配設されている場合を考えると、上記第１クラッド５２における各孔５２ａの径をｄ１、ピッチをΛ１とし、上記第２クラッド５３における各孔５３ａの径をｄ２、ピッチをΛ２としたときに、
ｄ２／Λ２≦ｄ１／Λ１ ……（１）
を満たすように構成するのがよい。すなわち、上記第１クラッド５２の空隙率が第２クラッド５３の空隙率よりも低くなるようにするのがよい。これにより、上記第２クラッド５３の実効屈折率が、第１クラッド５２の実効屈折率に比べて小さくなり、上記第１クラッド５２内で励起光を伝播させることが可能になる。
【００６９】
また、上記第１クラッド５２は、
ｄ１／Λ１≦０．１５ ……（２）
を満たすように構成するのがよい。これにより、第１クラッド５２の空隙率は、２．５％以下に設定され、コア５１と上記第１クラッド５２との比屈折率差が比較的小さくなり、ダブルクラッドファイバ５のコア５１径を拡大させてもシングルモード化する。すなわち、ダブルクラッドファイバ５のコア５１拡大構造が得られる。
【００７０】
さらに、上記第１クラッド５２の孔５２ａは、ファイバ断面において周期的に配設するのが好ましい。この周期的に配設することには、最密に配置することも含まれる。これにより、第１クラッド５２の実効屈折率に波長依存性が生じ、全ての波長でシングルモードとなる条件が存在するようになる。
【００７１】
次に、この第２実施形態に係るダブルクラッドファイバ５の製造方法について、図９を参照しながら説明すると、上記第１実施形態に係るダブルクラッドファイバ１のプリフォーム２の作製と比較して（図２参照）、この第２実施形態に係るダブルクラッドファイバの５プリフォーム４は、第１クラッド部４２を、丸筒状の第１クラッド用キャピラリ４２ａを配設することで形成する点のみが異なり、その他、サポート管４４内へのコア用ロッド４１ａの配設によるコア部４１の形成、及び第２クラッド用キャピラリ４３ａの配設による第２クラッド部４３の形成については、上記第１実施形態に係るプリフォーム２の作製と同様である。
【００７２】
尚、上記プリフォーム４の作製に用いる第１クラッド用キャピラリ４２ａ及び第２クラッド用キャピラリ４３ａを適宜選択することによって、上記式（１）及び式（２）を満たすことができる。例えば、一例として上記第１クラッド用キャピラリ４２ａとして、その外径が上記第２クラッド用キャピラリ４３ａの外径と同一のものとする一方、その内径が上記第２クラッド用キャピラリ４３ａの内径よりも小さいものを用いれば、上記式（１）を満たすことができる。
【００７３】
このように、第２実施形態に係るダブルクラッドファイバ５は、第１クラッド５２を多孔構造に構成することで、コア５１と第１クラッド５２との比屈折率差を容易に変更可能になり、シングルモードの条件を満たしつつも、コア５１径が拡大したダブルクラッドファイバ５が構成される。
【００７４】
また、第１及び第２クラッド５２．５３を共に多孔構造に構成したダブルクラッドファイバ５も、第１及び第２クラッド用キャピラリ４２ａ，４３ａをサポート管４４内に配設することだけで形成可能である。さらに、第１クラッドを第１クラッド用キャピラリ４２ａによって形成するため、上記第１クラッド５２の断面形状に容易に形成することができる。
【００７５】
【実施例】
次に、本発明に係る製造方法によってダブルクラッドファイバを製造した実施例について説明する。
【００７６】
＜第１実施例＞
第１実施例は、上記第１実施形態に係る製造方法によってダブルクラッドファイバを製造した例であり、サポート管等としては、以下のものを用いた。
【００７７】
サポート管：φ４０ｍｍ×５ｔ×３００ｍｍＬ
コア用ロッド（比屈折率差Δ１．０％（Ｇｅドープ）、Ｙｂドープ（３０００ｐｐｍ））：φ５００μｍ×３００ｍｍＬ
第１クラッド用ロッド（Δ０．５％（Ｇｅドープ））：φ５００μｍ×３００ｍｍＬ
第２クラッド用キャピラリ：外径φ５００，内径φ２００μｍ×３００ｍｍＬ
そして、図２に示すように、上記サポート管２４内の略中心に上記コア用ロッド２１ａを７本配設してコア部２１を形成すると共に、上記コア部２１の周囲に上記第１クラッド用ロッド２２ａを断面略正六角形状となるように最密に配設することで、第１クラッド部２２を形成した。さらに、上記第１クラッド部２２とサポート管２４との間に上記第２クラッド用キャピラリ２３ａを最密に配設して第２クラッド部２３を形成した。尚、上記第２クラッド用キャピラリ２３ａは、塩素処理を施していると共に、その両端を封止する封止処理を施している。
【００７８】
こうして作製されたプリフォーム２を旋盤にセットして塩素処理を施し、さらに、上記サポート管２４内を減圧した後にこのサポート管２４の両端を封止した。
【００７９】
そして、上記プリフォーム２を線引き加工することで、外径φ１２５μｍのダブルクラッドファイバを製造した。この線引き工程の際に、ファイバの周囲に被覆材を設ける被覆加工を行った。
【００８０】
こうして製造されたダブルクラッドファイバ１（図１参照）は、そのコア１１径が略φ５μｍ、第１クラッド１２の大きさ（正六角形断面の対角線の長さ）が略６０μｍ、第２クラッド１３の径が９４μｍであり、この第２クラッド１３の各孔１３ａの径ｄが１．１μｍ、ピッチΛが１．６μｍであった。そして、励起光に対する開口数は、０．８５〜０．８６であった。
【００８１】
＜第２実施例＞
第２実施例は、上記第２実施形態に係る製造方法によってダブルクラッドファイバを製造した例であり、サポート管等としては、以下のものを用いた。
【００８２】
サポート管：φ４０ｍｍ×５ｔ×３００ｍｍＬ
コア用ロッド（Δ１．０％（Ｇｅドープ）、Ｙｂドープ（３０００ｐｐｍ））：φ５００μｍ×３００ｍｍＬ
第１クラッド用キャピラリ：外径φ５００，内径φ１００μｍ×３００ｍｍＬ
第２クラッド用キャピラリ：外径φ５００，内径φ３５０μｍ×３００ｍｍＬ
そして、図９に示すように、上記サポート管４４内の略中心に上記コア用ロッド４１ａを配設してコア部４１を形成すると共に、上記コア部４１の周囲に上記第１クラッド用キャピラリ４２ａを断面略矩形形状となるように配設することで、第１クラッド部４２を形成した。さらに、上記第１クラッド部４２とサポート管４４との間に上記第２クラッド用キャピラリ４３ａを配設して第２クラッド部４３を形成した。
【００８３】
尚、上記第１及び第２クラッド用キャピラリ４２ａ，４３ａは、塩素処理を施していると共に、その両端を封止する封止処理を施している。
【００８４】
こうして作製されたプリフォーム４を旋盤にセットして塩素処理を施し、さらに、上記サポート管４４内を減圧した後にこのサポート管４４の両端を封止した上で、このプリフォーム４を線引き加工によって、外径φ１２５μｍのダブルクラッドファイバを製造するのは、上記第１実施例と同様である。
【００８５】
このようにして製造されたダブルクラッドファイバ５（図８参照）は、そのコア５１径が略φ２．４μｍ、第１クラッド５２の各孔５２ａの径ｄ１が０．９μｍ、ピッチΛ１が１．６μｍ、第２クラッド５３の各孔５３ａの径ｄ２が１．４μｍ、ピッチΛ２が１．６μｍであった。そして、励起光に対する開口数は、０．８５〜０．８６であった。
【図面の簡単な説明】
【図１】 第１実施形態に係るダブルクラッドファイバを示す断面図である。
【図２】 第１実施形態に係るダブルクラッドファイバのプリフォームを示す断面図である。
【図３】 第１及び第２クラッド部の界面部分を拡大して示す断面図である。
【図４】 第１及び第２クラッド部の界面部分に混合層を設けた例を拡大して示す断面図である。
【図５】 断面正六角形状のキャピラリとロッドとを用いた場合の、第１及び第２クラッド部の界面部分を拡大して示す断面図である。
【図６】 断面正六角形状のキャピラリとロッドとを用いた場合の、第１及び第２クラッド部の界面部分に混合層を設けた例を拡大して示す断面図である。
【図７】 第１実施形態の変形例に係るダブルクラッドファイバのプリフォームを示す断面図である。
【図８】 第２実施形態に係るダブルクラッドファイバを示す図１対応図である。
【図９】 第２実施形態に係るダブルクラッドファイバのプリフォームを示す断面図である。
【符号の説明】
１，５ ダブルクラッドファイバ
２，４ プリフォーム
３ 第２プリフォーム
１１，５１ コア
１２，５２ 第１クラッド
１３，５３ 第２クラッド
１４，５４ サポート部
２１〜４１ コア部
２２〜４２ 第１クラッド部
２３〜４３ 第２クラッド部
２４〜４４ サポート管
２５ 混合層
３５ 第１プリフォーム
１３ａ，５３ａ 孔（第２クラッド）
２１ａ，４１ａ コア用ロッド
２２ａ，２２ｂ 第１クラッド用ロッド
２３ａ〜４３ａ，２３ｂ 第２クラッド用キャピラリ
４２ａ 第１クラッド用キャピラリ
５２ａ 孔（第１クラッド）
Ｓ 境界面（境界部）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention relates to a double clad fiber used for a fiber laser or a fiber amplifier and a method for manufacturing the same.
[0002]
[Prior art]
  Conventionally, a double clad fiber used for a fiber laser or a fiber amplifier is known. This double clad fiber is a core doped with an excitation photoactive material (single mode core) and a first covering the periphery of the core. It has a clad and a second clad covering the periphery of the first clad. In this double clad fiber, while the signal light propagates in the core, the excitation light that excites the signal light propagates in the first cladding, so that the excitation light is excited each time the excitation light crosses the core. The photoactive substance is activated, and as a result, the signal light is amplified.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
  By the way, in the double clad fiber having the first and second clads, in order to improve the numerical aperture for the excitation light, it is necessary to make the refractive index of the second clad lower than that of the first clad. For this reason, in the conventional double clad fiber, the core and the first clad are made of quartz (SiO 2).2The second cladding is made of, for example, an ultraviolet curable resin.
[0004]
  However, even if the second cladding is formed of an ultraviolet curable resin, the numerical aperture for excitation light is about 0.5, and further improvement of the numerical aperture cannot be expected. In addition, by forming the second clad with a resin, a problem of thermal stability of the double clad fiber may occur.
[0005]
  The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a double-clad fiber having an improved numerical aperture for excitation light and a method for manufacturing the same.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
  In order to achieve the above object, a first aspect of the present invention is directed to a core extending in a fiber central axis direction in which signal light propagates, and a first cladding in which excitation light that covers the periphery of the core and pumps the signal light propagates. And a double clad fiber comprising a second clad covering the periphery of the first clad,The first and second claddings are formed in a porous structure having a large number of pores extending in the central axis direction of the fiber, and the porosity of the first cladding is set lower than the porosity of the second cladding. DoThis is a specific matter.
[0007]
  Here, it is preferable that the core is doped with an excitation photoactive material (for example, a rare earth element), and is doped with, for example, Ge or the like in order to increase the refractive index of the first cladding.
[0008]
  Claim 1According to the described invention, since the second cladding is configured to have a porous structure having a large number of pores extending in the central axis direction of the fiber, the refractive index (effective refractive index) of the second cladding is in each hole. It is determined by the refractive index of air and the refractive index of the portion other than the hole, and the effective refractive index of the second cladding changes according to the porosity. That is, when the porosity is increased, the effective refractive index of the second cladding is decreased. Therefore, by making the second cladding porous, the relative refractive index difference between the second cladding and the first cladding can be made relatively large, and the numerical aperture for the excitation light in the double-clad fiber is greatly increased. It becomes possible to make it.
[0009]
  Further, not only the second clad but also the first clad has a porous structure having a large number of pores extending in the central axis direction of the fiber.by doingThe refractive index (effective refractive index) of the first cladding changes only by adjusting the porosity. For this reason, if the relative refractive index difference between the core and the first cladding is made relatively small, even if the core diameter is increased, a single mode is achieved. That is, the core expansion structure of the double clad fiber can be obtained by making the first clad have a porous structure.
[0010]
  Further, since the relative refractive index difference between the second cladding and the first cladding can be increased only by making the second cladding have a porous structure, it is not necessary to form the second cladding with a resin or the like. For this reason, the second cladding is made of SiO.2This eliminates the problem of thermal stability of the double clad fiber.
[0011]
  Further, by setting the porosity of the first cladding lower than the porosity of the second cladding,The effective refractive index of the second cladding is smaller than the effective refractive index of the first cladding, and the excitation light can propagate in the first cladding.
[0012]
  the aboveClaim 1In the described invention, for example,Claim 2As described, the porosity of the first cladding is preferably set to 2.5% or less.
[0013]
  As a result, the relative refractive index difference between the core and the first cladding becomes relatively small, and as described above, a single mode is achieved even if the core diameter is increased.
[0014]
  Also, the above claim 1In the described invention, for example,Claim 3As described, the pores of the first cladding may be periodically arranged in the fiber cross section.
[0015]
  As a result, wavelength dependency occurs in the effective refractive index of the first cladding, and there is a condition that a single mode is obtained at all wavelengths.
[0016]
  In addition, what is necessary is just to form the cross-sectional shape of the said 1st clad, for example in polygonal shapes, such as a triangle, a square, and a hexagon, a circular shape, or an ellipse shape.
[0017]
  Furthermore, claim 4As described, the core may be doped with rare earth elements. Here, the rare earth element may be at least one of erbium (Er), neodymium (Nd), and ytterbium (Yb).
[0018]
  Claims 1 to above4The described invention relates to a double-clad fiber.5 and 6The described invention relates to the manufacturing method.
[0019]
  For example,A core extending in the fiber central axis direction in which signal light propagates; a first clad that covers the periphery of the core and that propagates excitation light that excites the signal light; and a second cladding that covers the periphery of the first cladding. Of manufacturing double clad fiberAs one of theA first preform manufacturing step of manufacturing a first preform having a core portion serving as a core of the fiber and a first cladding portion covering the periphery of the core portion and serving as a first cladding of the fiber; In the support tube, the first preform is disposed so that the core portion is positioned substantially at the center of the support tube, and a plurality of cylindrical capillaries are provided between the first preform and the support tube. By disposing, a second preform manufacturing step for forming a second preform by forming a second cladding portion to be a second cladding of the fiber, and heating and stretching the second preform to form a fiber A drawing process for drawing a wireCan be considered.
[0020]
  according to this,In the first preform manufacturing step, a first preform having a core part and a first cladding part covering the periphery of the core part is manufactured. For this first preform, for example, a preform having a core portion and a clad portion (first clad portion) is produced by a known method such as a VAD method, an OVD method, or a rod-in-tube method. What is necessary is just to produce by giving a grinding process.
[0021]
  In the second preform manufacturing step, a second preform is manufactured. That is, the first preform is disposed in a cylindrical support tube so that the core portion is positioned at substantially the center of the support tube, and a plurality of gaps are provided between the first preform and the support tube. A second preform is produced by forming a second clad portion by disposing a cylindrical capillary.
[0022]
  The second preform thus produced is heated and stretched in a drawing process, and drawn into a fiber shape. As a result, the portion of the first preform becomes the core and the first cladding of the double clad fiber, while the holes of the capillaries in the second clad portion are in the fiber central axis direction in the second clad of the double clad fiber. The extending | stretching hole is formed and the said 2nd clad is comprised by the porous structure. As described above, the second clad having the porous structure can be easily manufactured only by arranging the plurality of capillaries in the support tube.
[0023]
  By the way, although the manufacturing process of the said 1st preform is a process conventionally performed in the case of manufacture of a double clad fiber, since it grinds with respect to a preform, it is very complicated and complicated. There is an inconvenience that it is difficult to form a cross-sectional shape.
[0024]
  Claim 5The described invention is a method by which a double-clad fiber can be manufactured more easily from such a viewpoint. Specifically, the core extends in the fiber central axis direction and signal light propagates around the core. A preform for producing a preform for a method of manufacturing a double clad fiber comprising a first clad in which excitation light for exciting the signal light is propagated and a second clad covering the periphery of the first clad A manufacturing process and a drawing process of drawing the preform into a fiber by heating and stretching the preform are provided.
[0025]
  The preform manufacturing step includes a core portion forming step for forming a core portion to be a core of the fiber by disposing at least one rod-shaped core rod at a substantially center in the cylindrical support tube. A first clad part forming step of forming a first clad part serving as a first clad of the fiber by disposing a plurality of rod-shaped first clad rods around the core part in the support pipe; A second cladding portion forming step of forming a second cladding portion serving as the second cladding of the fiber by disposing a plurality of cylindrical second cladding capillaries between the first cladding portion and the support tube. AndIn the preform manufacturing step, the first cladding rod and the second cladding capillary are alternately arranged along the boundary at the boundary between the first cladding and the second cladding in the preform cross section. Provide a mixed layerThis is a specific matter.
[0026]
  Claim 5According to the described invention, in the core portion forming step in the preform manufacturing step, at least one rod-shaped core rod is disposed at a substantially center in the cylindrical support tube, thereby forming a core that becomes the core of the fiber. Forming part. Here, the number of core rods to be disposed may be set according to the diameter of the rod and the core diameter of the fiber. The core rod may be doped with, for example, an excitation photoactive substance or Ge.
[0027]
  In the first cladding portion forming step, a plurality of rod-shaped first cladding rods are disposed around the core portion in the support tube, thereby forming the first cladding portion serving as the first cladding of the fiber. Form.
[0028]
  In the second cladding portion forming step, a plurality of cylindrical second cladding capillaries are disposed between the first cladding portion and the support tube, so that the second cladding serving as the second cladding of the fiber is formed. A clad part is formed.
[0029]
  Thus, since the first clad portion to be the first clad is formed by a plurality of first clad rods, the first clad portion (first clad) is desired only by adjusting the arrangement of the rods. Can be easily formed into a cross-sectional shape such as a polygonal shape, a circular shape or an elliptical shape. Therefore, the grinding process is not necessary for the production of the double clad fiber, and the production cost can be greatly reduced.
[0030]
  Also,A mixed layer in which the first cladding rod and the second cladding capillary are alternately disposed along the boundary is provided at the boundary between the first cladding and the second cladding in the preform cross section.ByThe interface between the first cladding and the second cladding in the cross section of the double-clad fiber after drawing becomes uneven, and the excitation light is reflected randomly at this interface. For this reason, the ratio of the excitation light intersecting the core is further improved, and the excitation efficiency of the double clad fiber is improved.
[0031]
  on the other hand,Claim 6The invention described is the aboveIn any one of Claims 1-4Suitable for the production of the double-clad fiber described above, specifically, a preform production process for producing a preform, and a drawing process for drawing the preform into a fiber by heating and stretching the preform To do.
[0032]
  The preform manufacturing step includes a core portion forming step for forming a core portion to be a core of the fiber by disposing at least one rod-shaped core rod at a substantially center in the cylindrical support tube. A first cladding portion forming step of forming a first cladding portion serving as a first cladding of the fiber by disposing a plurality of cylindrical first cladding capillaries around the core portion in the support tube; Forming a second cladding portion that forms a second cladding portion of the fiber by disposing a plurality of cylindrical second cladding capillaries between the first cladding portion and the support tube. And having a process as a specific matter.
[0033]
  Claim 6According to the described invention, the first clad portion of the preform is formed by a plurality of capillaries for the first clad.Claim 5Similar to the described invention, the first clad portion (first clad) having a desired cross-sectional shape can be easily formed only by adjusting the arrangement of the first clad capillary. Therefore, the manufacturing cost of the double clad fiber is greatly reduced.
[0034]
  If the arrangement of the first cladding capillary is adjusted,Claim 3As described, it is easy to form a double clad fiber in which the holes of the first clad are periodically arranged in the fiber cross section.
[0035]
【The invention's effect】
  As described above, according to the double clad fiber of the present invention, at least the second clad is formed into a porous structure having a large number of pores extending in the center axis direction of the fiber. Relative refractive index difference can be made relatively large, and the numerical aperture for the pumping light in the double clad fiber can be increased. Also, the second cladding is made of SiO2However, since the desired effective refractive index can be obtained by forming the porous structure, the thermal stability of the double clad fiber can be improved as compared with the case where the second clad is formed of resin.
[0036]
  Further, according to the method of manufacturing a double clad fiber of the present invention, a porous structure having a large number of holes extending in the fiber central axis direction can be obtained simply by disposing a plurality of cylindrical capillaries in a cylindrical support tube. The second cladding can be easily manufactured.
[0037]
  Further, the first clad portion of the preform is formed by a plurality of first clad rods or capillaries, so that the first clad portion (the first clad of the double clad fiber) is easily formed in a desired cross-sectional shape. be able to.
[0038]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0039]
  <First Embodiment>
  FIG. 1 shows a double-clad fiber 1 according to a first embodiment of the present invention, in which a core 11 in which signal light propagates and excitation light that covers the periphery of the core 11 and excites signal light propagates. A first cladding 12, a second cladding 13 that covers the periphery of the first cladding 12, and a support portion 14 that covers the periphery of the second cladding 13 are provided.
[0040]
  The core 11 is disposed at substantially the center of the double clad fiber 1 so as to extend in the direction of the central axis of the double clad fiber 1.2A single mode core made of this material, and the core 11 is doped with, for example, Ge or the like so as to have a refractive index higher than that of the first cladding 12, and the excitation light propagates through the first cladding 12. Thus, an excitation photoactive material such as a rare earth element (specifically, Er, Nd, Yb, etc.) is doped so that the signal light in the core 11 is amplified.
[0041]
  The first clad 12 covers the periphery of the core 11 and is disposed so as to extend in the central axis direction of the double clad fiber 1.2It is made up of. The cross-sectional shape of the first cladding 12 is formed in a substantially regular hexagonal shape in the illustrated example, but is not limited to a regular hexagonal shape, and is formed in a polygonal shape such as a triangular shape or a rectangular shape, a circular shape or an elliptical shape. May be.
[0042]
  The second clad 13 extends in the central axis direction of the double clad fiber 1 while covering the periphery of the first clad 12, and the second clad 13 is also made of SiO 2.2It is made. The second cladding 13 is formed in a porous structure having a number of holes 13a, 13a,... Extending in the central axis direction of the double cladding fiber 1, and the holes 13a, 13a,. The fibers 1 are arranged so as to be almost dense in the cross section. The holes 13a, 13a,... May be arranged so as to be substantially uniform in the circumferential direction in the fiber cross section, without being arranged so as to be substantially closest.
[0043]
  The support portion 14 is provided so as to cover the second clad 13, and protects the porous second clad 13 and improves the mechanical strength of the double clad fiber 1. .
[0044]
  Although not shown, a coating material (for example, a coating material such as an ultraviolet curable resin) provided on a normal communication optical fiber or the like may be provided on the outer periphery of the support portion 14.
[0045]
  As described above, in the double clad fiber 1, since the second clad 13 has a porous structure having a large number of pores extending in the central axis direction of the fiber, the refractive index (effective refraction) of the second clad 13. Is the refractive index of the air in each hole 13a, 13a,.2Is determined by the refractive index of the portion (portion between the holes) and the volume of the holes 13a, 13a,... With respect to the porosity of the second cladding 13 (the total volume (cross-sectional area) in the second cladding 13). The effective refractive index of the second cladding 13 changes according to the ratio of the area). That is, the effective refractive index of the second cladding 13 increases as the porosity decreases, and the effective refractive index of the second cladding 13 decreases as the porosity increases.
[0046]
  When the holes 13a, 13a,... Are arranged closest to each other, such as when the distance between the centers (pitch) Λ of a pair of adjacent holes 13a, 13a is constant, The porosity is defined by the ratio (d / Λ) between the pitch Λ and the diameter d of each hole 13a. Accordingly, the smaller the d / Λ is, the smaller the porosity is, and the larger the effective refractive index of the second cladding 13 is. The larger the d / Λ is, the larger the porosity is, and the effective refractive index of the second cladding 13 is increased. Becomes smaller.
[0047]
  Thus, by making the said 2nd clad 13 into a porous structure, according to the said porosity, an effective refractive index can be changed to about 1-1.46. Accordingly, the numerical aperture for the excitation light of the double clad fiber 1 can be changed to about 0.01 to 0.99. For this reason, compared with the conventional double clad fiber which forms the said 2nd clad with an ultraviolet curable resin (numerical aperture about 0.5), it becomes possible to increase the numerical aperture with respect to excitation light significantly. As a result, high power excitation light can be incident on the double clad fiber 1, and the amplification efficiency of the signal light can be improved. The second cladding 13 is made of SiO.2Since it is manufactured, the thermal stability of the double clad fiber 1 can be improved.
[0048]
  Next, a method for manufacturing the double clad fiber 1 will be described with reference to FIG. FIG. 2 shows a preform 2 of a double clad fiber 1. The double clad fiber 1 is manufactured by a preform production process for producing the preform 2, and the preform 2 is heated and stretched to produce a fiber. And a drawing step of drawing in a shape. Since the preform 2 is bilaterally symmetrical, the right half of the preform 2 is not shown in the figure.
[0049]
  First, a preform manufacturing process will be described. A cylindrical support tube 24 having a substantially circular cross section is prepared, and a round bar-like SiO 2 is formed at the approximate center in the support tube 24.2Seven core rods 21a are arranged to form the core portion 21 that becomes the core 11 of the double clad fiber 1 (core portion forming step). The core 21 portion is arranged in a generally circular shape by arranging the six core rods 21a so as to contact each other around the one core rod 21a disposed at the approximate center of the support tube 24. What is necessary is just to form. The core rod 21a is preferably pre-doped with Ge or the like for increasing the refractive index and pre-doped with an excitation photoactive substance. Further, the number of core rods 21 a forming the core portion 21 may be adjusted as appropriate according to the diameter of the core rod 21 a and the core 11 diameter of the double clad fiber 1.
[0050]
  And around the said core part 21 in the said support pipe | tube 24, round bar-like SiO2By arranging a plurality of first clad rods 22a, the first clad portion 22 to be the first clad 12 of the double clad fiber 1 is formed (first clad portion forming step). At this time, the first cladding rod 22a may be arranged in a close-packed manner so that the first cladding portion 22 has a substantially regular hexagonal cross section, but the first cladding in the double-clad fiber 1 after the drawing process. As long as 12 is solid, the first cladding rods 22a need not be arranged in a close-packed manner. As the first cladding rod 22a, for example, a material doped with Ge or the like may be used.
[0051]
  Also, a round cylindrical SiO 2 is formed between the first cladding portion 22 and the support tube 24.2By disposing a plurality of second clad capillaries 23a, the second clad portion 23 to be the second clad 13 of the double clad fiber 1 is formed (second clad portion forming step). The second clad capillary 23a may be disposed in a close-packed manner. However, the second clad capillary 23a does not have to be arranged in the close-packed state, but the second clad capillary 23a has holes 13a, .. May be arranged so as to be distributed substantially uniformly in the circumferential direction of the double clad fiber 1. However, the second clad capillary 23a is preferably arranged in the second clad 13 of the double clad fiber 1 so that the pitch Λ is 5 μm or less.
[0052]
  In this way, the preform 2 in which each of the core rod 21a, the first cladding rod 22a, and the second cladding capillary 23a is disposed in the support tube 24 is manufactured (preform manufacturing step). In addition, there is no restriction | limiting in the order which performs the said core part formation process, a 1st clad part formation process, and a 2nd clad part formation process.
[0053]
  Then, the preform 2 is heated and drawn in a drawing furnace (not shown) to form a fiber (drawing process). In this drawing step, a coating material may be provided around the outer periphery of the fiber 1. By performing this drawing step, the holes of the second cladding capillary 23a form the holes of the second cladding 13, thereby making the second cladding 13 into a porous structure, and the first cladding rod 22a is melted together. The first clad 12 is formed, and the core rod 21a is fused to form the core 11, whereby the double clad fiber 1 as shown in FIG. 1 is manufactured. The support tube 24 forms the support portion 14 of the double clad fiber 1.
[0054]
  As described above, the second clad 13 of the double clad fiber 1 can be configured to have a porous structure simply by disposing a plurality of second clad capillaries 23a, 23a,... In the support tube 24. . Further, when the preform is manufactured, the inner diameter of the second cladding capillary 23a and the pitch (distance between the pair of capillaries 23a, 23a) for disposing the second cladding capillary 23a are changed. The effective refractive index of the second cladding 13 can be changed by changing the diameter d and the pitch Λ of the holes 13 a of the second cladding 13.
[0055]
  Further, since the first clad portion 22 of the preform 2 is also formed by a plurality of first clad rods 22a, the first clad portion 22 (first clad 12) can be formed in a desired cross section without performing a grinding step. It can be formed into a shape. That is, in the illustrated example, the cross-sectional shape of the first clad 12 (first clad portion 22) is a substantially regular hexagonal shape, but the first clad can be obtained only by adjusting the arrangement of the first clad rod 22a. 12 can be formed in a polygonal shape such as a triangular shape or a rectangular shape, a circular shape or an elliptical shape. Therefore, the manufacturing cost of the double clad fiber 1 can be significantly reduced.
[0056]
  Note that the boundary between the first cladding 22 and the second cladding 23 in the preform 2 is, for example, as shown in FIG. The first cladding rod 22a and the second cladding capillary are arranged so that only the second cladding capillary 23a is disposed closest to the other side of the boundary surface S. 23a may be disposed individually to form the boundary surface S.
[0057]
  Unlike this, for example, as shown in FIG. 4, the first cladding rod 22 a and the second cladding capillary are formed at the boundary between the first cladding portion 22 and the second cladding portion 23 in the preform 2. 23a may be provided with mixed layers 25 alternately arranged along the boundary portion (boundary surface) S. When the mixed layer 25 is provided in this way, the interface between the first cladding 12 and the second cladding 13 in the double-clad fiber 1 becomes uneven, and excitation light is reflected at this interface randomly. Thereby, the ratio that the said excitation light cross | intersects the core 11 increases further, and excitation efficiency can be improved.
[0058]
  Further, the first cladding rod 22a is not limited to a round bar, and may be a rod-shaped member 22b having a regular hexagonal cross section, for example, as shown in FIG. The second cladding capillary 23a may also be a cylindrical member 23b having a regular hexagonal cross section. In the illustrated example, the shape of the hole of the second clad capillary 23b is circular, but the shape of the hole is not limited to the circular shape. When the first clad rod 22b or the second clad capillary 23b having such a regular hexagonal cross-sectional shape is disposed in the support tube 24, the first clad rod 22b or the second clad capillary 23b The side surfaces may be arranged side by side so that they are in close contact with each other. In this way, the first cladding rod 22b and the like are disposed without causing a gap between the adjacent first cladding rods 22b and the like. Further, in the second clad portion 23 provided with the second clad capillary 23b, the holes of the capillary 23b are arranged in a close-packed manner.
[0059]
  Even when the cross-sectional shapes of the first cladding rod 22b and the second cladding capillary 23b are regular hexagonal shapes, as shown in FIG. 6, the first cladding portion 22 and the second cladding portion 23 in the preform 2 A mixed layer 25 in which the first cladding rod 22b and the second cladding capillary 23b are alternately arranged along the boundary surface S may be provided at the boundary portion.
[0060]
  (Modification)
  Next, a manufacturing method of the double clad fiber 1 different from the above will be described with reference to FIG. This figure also shows the preform 3 of the double-clad fiber 1, but the right half of the preform 3 is not shown in the same manner as in FIG.
[0061]
  The method of manufacturing the double clad fiber 1 according to this modification includes a first preform manufacturing process, a second preform manufacturing process, and a drawing process in which the second preform is heated and stretched to draw a fiber. Become.
[0062]
  The first preform manufacturing step includes a core part 31 that becomes the core 11 of the double clad fiber 1, and a first clad part 32 that covers the periphery of the core part 32 and becomes the first clad 12 of the double clad fiber 1. This is a step of producing the first preform 35 having the following. The first preform 35 is prepared by, for example, producing a preform having a core portion 31 and a cladding portion (first cladding portion 32) by a known method such as a VAD method, an OVD method, or a rod-in-tube method. On the other hand, it may be produced by grinding so as to have a substantially hexagonal cross section.
[0063]
  Next, a cylindrical support tube 34 is prepared, and the first preform 35 is placed in the cylindrical support tube 34 so that the core portion 31 of the first preform 35 is positioned at the approximate center of the support tube 34. The second clad portion 33 is formed by disposing a plurality of second cylindrical capillaries 33a having a round cylindrical shape between the first preform 35 and the support tube 34. The second cladding capillary 33a may be the same as the second cladding capillary 23a in the first embodiment. The second cladding rods 33a are arranged close-packed in the illustrated example, but the present invention is not limited to this.
[0064]
  Thus, the second preform 3 in which the first preform 35 and the plurality of second clad capillaries 33a are disposed in the support tube 34 is manufactured (second preform manufacturing step). The order in which the first preform 35 and the second cladding capillary 33a are disposed in the support tube 34 is not limited.
[0065]
  The drawing process is performed on the second preform 36 as in the first embodiment.
[0066]
  Also with this manufacturing method, as shown in FIG. 1, the double clad fiber 1 having the porous structure in which the second clad 13 has a large number of holes 13a, 13a,... Extending in the central axis direction of the fiber can be manufactured. it can.
[0067]
  Second Embodiment
  FIG. 8 shows a double-clad fiber 5 according to a second embodiment of the present invention. The double-clad fiber 5 has a plurality of holes in which both the first and second clads 52 and 53 extend in the central axis direction of the fiber. The point which is comprised by the porous structure which has 52a, 53a differs from the said 1st Embodiment. In the illustrated example, the first cladding 52 is formed in a substantially rectangular cross section, but may be formed in other polygonal, circular, or elliptical shapes as in the first embodiment. is there.
[0068]
  Here, the preferable form of the 1st clad 52 comprised by the porous structure is demonstrated. For example, when considering the case where the holes 52a and 53a of the first and second claddings are arranged in a close-packed manner, the diameter of each hole 52a in the first cladding 52 is d1, the pitch is Λ1, and the second cladding 53, when the diameter of each hole 53a is d2 and the pitch is Λ2,
  d2 / Λ2 ≦ d1 / Λ1 (1)
It is good to constitute so as to satisfy. That is, it is preferable that the porosity of the first cladding 52 is lower than the porosity of the second cladding 53. As a result, the effective refractive index of the second cladding 53 is smaller than the effective refractive index of the first cladding 52, and the excitation light can be propagated in the first cladding 52.
[0069]
  In addition, the first cladding 52 is
  d1 / Λ1 ≦ 0.15 (2)
It is good to constitute so as to satisfy. Thereby, the porosity of the first cladding 52 is set to 2.5% or less, the relative refractive index difference between the core 51 and the first cladding 52 becomes relatively small, and the diameter of the core 51 of the double cladding fiber 5 is reduced. Even if it is enlarged, it becomes a single mode. That is, an enlarged structure of the core 51 of the double clad fiber 5 is obtained.
[0070]
  Furthermore, it is preferable that the holes 52a of the first cladding 52 are periodically arranged in the fiber cross section. This periodic arrangement includes the closest arrangement. As a result, wavelength dependency occurs in the effective refractive index of the first cladding 52, and there is a condition that a single mode is obtained at all wavelengths.
[0071]
  Next, the manufacturing method of the double clad fiber 5 according to the second embodiment will be described with reference to FIG. 9 in comparison with the production of the preform 2 of the double clad fiber 1 according to the first embodiment ( 2), the double-clad fiber 5 preform 4 according to the second embodiment is that the first clad portion 42 is formed by disposing a round-cylinder-shaped first clad capillary 42a. In addition, the formation of the core portion 41 by disposing the core rod 41a in the support tube 44 and the formation of the second clad portion 43 by disposing the second cladding capillary 43a are different from those of the first embodiment. This is the same as the production of the preform 2 according to the above.
[0072]
  It should be noted that the above formulas (1) and (2) can be satisfied by appropriately selecting the first clad capillary 42a and the second clad capillary 43a used for manufacturing the preform 4. For example, as an example, the first cladding capillary 42a has the same outer diameter as that of the second cladding capillary 43a, but its inner diameter is smaller than the inner diameter of the second cladding capillary 43a. If a thing is used, the said Formula (1) can be satisfy | filled.
[0073]
  As described above, the double clad fiber 5 according to the second embodiment can easily change the relative refractive index difference between the core 51 and the first clad 52 by configuring the first clad 52 in a porous structure. While satisfying the single mode condition, a double clad fiber 5 having an enlarged core 51 diameter is formed.
[0074]
  Further, the double clad fiber 5 in which the first and second clads 52.53 are both formed in a porous structure can be formed only by disposing the first and second clad capillaries 42a and 43a in the support tube 44. is there. Furthermore, since the first clad is formed by the first clad capillary 42a, it can be easily formed in the cross-sectional shape of the first clad 52.
[0075]
【Example】
  Next, an example in which a double clad fiber is manufactured by the manufacturing method according to the present invention will be described.
[0076]
  <First embodiment>
  The first example is an example in which a double clad fiber is manufactured by the manufacturing method according to the first embodiment, and the following is used as a support tube and the like.
[0077]
  Support tube: φ40mm × 5t × 300mmL
  Core rod (specific refractive index difference Δ1.0% (Ge doped), Yb doped (3000 ppm)): φ500 μm × 300 mmL
  First cladding rod (Δ0.5% (Ge doped)): φ500 μm × 300 mmL
  Second clad capillary: outer diameter φ500, inner diameter φ200 μm × 300 mmL
  Then, as shown in FIG. 2, seven core rods 21 a are arranged at substantially the center in the support tube 24 to form the core portion 21, and the first cladding cladding is formed around the core portion 21. The first cladding portion 22 was formed by arranging the rods 22a in a close-packed manner so as to have a substantially regular hexagonal cross section. Further, the second clad capillary 23 a is disposed in the closest space between the first clad part 22 and the support tube 24 to form the second clad part 23. The second cladding capillary 23a is subjected to chlorine treatment and sealing treatment for sealing both ends thereof.
[0078]
  The preform 2 thus produced was set on a lathe and subjected to chlorine treatment. Further, after the pressure inside the support tube 24 was reduced, both ends of the support tube 24 were sealed.
[0079]
  The preform 2 was drawn to produce a double clad fiber having an outer diameter of φ125 μm. During the drawing process, a coating process was performed in which a coating material was provided around the fiber.
[0080]
  The thus produced double clad fiber 1 (see FIG. 1) has a core 11 diameter of approximately φ5 μm, the size of the first cladding 12 (the length of the diagonal line of the regular hexagonal cross section) is approximately 60 μm, and the diameter of the second cladding 13. Was 94 μm, the diameter d of each hole 13 a of the second cladding 13 was 1.1 μm, and the pitch Λ was 1.6 μm. And the numerical aperture with respect to excitation light was 0.85-0.86.
[0081]
  <Second embodiment>
  The second example is an example in which a double-clad fiber is manufactured by the manufacturing method according to the second embodiment, and the following is used as a support tube and the like.
[0082]
  Support tube: φ40mm × 5t × 300mmL
  Rod for core (Δ1.0% (Ge doped), Yb doped (3000 ppm)): φ500 μm × 300 mmL
  First clad capillary: outer diameter φ500, inner diameter φ100 μm × 300 mmL
  Second clad capillary: outer diameter φ500, inner diameter φ350 μm × 300 mmL
  As shown in FIG. 9, the core rod 41 a is disposed substantially at the center in the support tube 44 to form the core portion 41, and the first clad capillary 42 a around the core portion 41. The first clad portion 42 was formed by arranging so as to have a substantially rectangular cross section. Further, the second clad capillary 43 a is disposed between the first clad part 42 and the support tube 44 to form the second clad part 43.
[0083]
  The first and second cladding capillaries 42a and 43a are subjected to a chlorine treatment and a sealing treatment for sealing both ends thereof.
[0084]
  The preform 4 thus prepared is set on a lathe and subjected to chlorine treatment. Further, after the pressure inside the support tube 44 is reduced, both ends of the support tube 44 are sealed, and then the preform 4 is drawn by drawing. A double clad fiber having an outer diameter of φ125 μm is manufactured in the same manner as in the first embodiment.
[0085]
  The double clad fiber 5 thus manufactured (see FIG. 8) has a core 51 diameter of approximately φ2.4 μm, a diameter d1 of each hole 52a of the first cladding 52 of 0.9 μm, and a pitch Λ1 of 1.6 μm. The diameter d2 of each hole 53a of the second cladding 53 was 1.4 μm, and the pitch Λ2 was 1.6 μm. And the numerical aperture with respect to excitation light was 0.85-0.86.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a double clad fiber according to a first embodiment.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a preform of a double clad fiber according to the first embodiment.
FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view showing an interface portion between first and second cladding portions.
FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view showing an example in which a mixed layer is provided at an interface portion between first and second cladding portions.
FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view showing an interface portion between first and second cladding portions when a capillary and rod having a regular hexagonal cross section are used.
FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view showing an example in which a mixed layer is provided at the interface portion of the first and second cladding portions when a capillary and rod having a regular hexagonal cross section are used.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a preform of a double clad fiber according to a modification of the first embodiment.
FIG. 8 is a view corresponding to FIG. 1 showing a double clad fiber according to a second embodiment.
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a preform of a double clad fiber according to a second embodiment.
[Explanation of symbols]
1,5 double clad fiber
2,4 preform
3 Second preform
11,51 core
12,52 1st cladding
13, 53 Second cladding
14,54 Support Department
21-41 Core part
22-42 1st cladding part
23-43 2nd cladding part
24-44 Support tube
25 mixed layers
35 First Preform
13a, 53a hole (second clad)
21a, 41a Rod for core
22a, 22b First cladding rod
23a-43a, 23b Second clad capillary
42a First cladding capillary
52a hole (first cladding)
S Boundary surface (boundary part)

Claims (6)

ファイバ中心軸方向に延び信号光が伝播するコアと、該コアの周囲を覆い上記信号光を励起させる励起光が伝播する第１クラッドと、該第１クラッドの周囲を覆う第２クラッドとを備えたダブルクラッドファイバであって、
上記第１及び第２クラッドは、上記ファイバの中心軸方向に延びる多数の細孔を有する多孔構造に構成され、
上記第１クラッドの空隙率は、上記第２クラッドの空隙率よりも低く設定されている
ことを特徴とするダブルクラッドファイバ。 A core extending in the fiber central axis direction in which signal light propagates; a first clad that covers the periphery of the core and that propagates excitation light that excites the signal light; and a second cladding that covers the periphery of the first cladding. Double clad fiber,
The first and second claddings are configured in a porous structure having a large number of pores extending in the central axis direction of the fiber,
The porosity of the first cladding, double clad fiber, characterized in that it is set lower than the porosity of said second cladding. 請求項１において、
第１クラッドの空隙率は、２．５％以下に設定されている
ことを特徴とするダブルクラッドファイバ。 In claim 1 ,
The double clad fiber, wherein the porosity of the first clad is set to 2.5% or less. 請求項１において、
第１クラッドの細孔は、ファイバ断面において周期的に配設されている
ことを特徴とするダブルクラッドファイバ。 In claim 1 ,
The double clad fiber is characterized in that the pores of the first clad are periodically arranged in the fiber cross section. 請求項１〜請求項３のいずれかにおいて、
コアには、希土類元素がドープされている
ことを特徴とするダブルクラッドファイバ。In any one of Claims 1-3 ,
Double clad fiber characterized in that the core is doped with rare earth elements. ファイバ中心軸方向に延び信号光が伝播するコアと、該コアの周囲を覆い上記信号光を励起させる励起光が伝播する第１クラッドと、該第１クラッドの周囲を覆う第２クラッドとを備えたダブルクラッドファイバの製造方法であって、
プリフォームを作製するプリフォーム作製工程と、該プリフォームを加熱・延伸してファイバ状に線引きする線引き工程とを備え、
上記プリフォーム作製工程は、
筒状のサポート管内の略中心に、少なくとも１本の棒状コア用ロッドを配設することで、上記ファイバのコアとなるコア部を形成するコア部形成工程と、
上記サポート管内の上記コア部の周囲に、複数の棒状第１クラッド用ロッドを配設することで、上記ファイバの第１クラッドとなる第１クラッド部を形成する第１クラッド部形成工程と、
上記第１クラッド部とサポート管との間に、複数の筒状第２クラッド用キャピラリを配設することで、上記ファイバの第２クラッドとなる第２クラッド部を形成する第２クラッド部形成工程とを有し、
上記プリフォーム作製工程において、プリフォーム断面における第１クラッド部と第２クラッド部との境界部に、第１クラッド用ロッドと第２クラッド用キャピラリとを上記境界部に沿って交互に配設した混合層を設ける
ことを特徴とするダブルクラッドファイバの製造方法。 A core extending in the fiber central axis direction in which signal light propagates; a first clad that covers the periphery of the core and that propagates excitation light that excites the signal light; and a second cladding that covers the periphery of the first cladding. A method of manufacturing a double-clad fiber,
A preform production process for producing a preform, and a drawing process for heating and stretching the preform to draw a fiber;
The preform production process includes:
A core portion forming step of forming a core portion to be a core of the fiber by disposing at least one rod-shaped core rod at a substantially center in the cylindrical support tube;
A first cladding portion forming step of forming a first cladding portion serving as a first cladding of the fiber by disposing a plurality of rod-shaped first cladding rods around the core portion in the support tube;
A second cladding portion forming step of forming a second cladding portion serving as the second cladding of the fiber by disposing a plurality of cylindrical second cladding capillaries between the first cladding portion and the support tube. And
In the preform manufacturing step, the first cladding rod and the second cladding capillary are alternately arranged along the boundary at the boundary between the first cladding and the second cladding in the preform cross section. A method for producing a double-clad fiber, comprising providing a mixed layer. 請求項１〜４のいずれか１項に記載のダブルクラッドファイバの製造方法であって、
プリフォームを作製するプリフォーム作製工程と、該プリフォームを加熱・延伸してファイバ状に線引きする線引き工程とを備え、
上記プリフォーム作製工程は、
筒状のサポート管内の略中心に、少なくとも１本の棒状コア用ロッドを配設することで、上記ファイバのコアとなるコア部を形成するコア部形成工程と、
上記サポート管内の上記コア部の周囲に、複数の筒状第１クラッド用キャピラリを配設することで、上記ファイバの第１クラッドとなる第１クラッド部を形成する第１クラッド部形成工程と、
上記第１クラッド部とサポート管との間に、複数の筒状第２クラッド用キャピラリを配設することで、上記ファイバの第２クラッドとなる第２クラッド部を形成する第２クラッド部形成工程とを有している
ことを特徴とするダブルクラッドファイバの製造方法。 A method for producing a double clad fiber according to any one of claims 1 to 4 ,
A preform production process for producing a preform, and a drawing process for heating and stretching the preform to draw a fiber;
The preform production process includes:
A core portion forming step of forming a core portion to be a core of the fiber by disposing at least one rod-shaped core rod at a substantially center in the cylindrical support tube;
A first cladding portion forming step of forming a first cladding portion serving as a first cladding of the fiber by disposing a plurality of cylindrical first cladding capillaries around the core portion in the support tube;
A second cladding portion forming step of forming a second cladding portion serving as the second cladding of the fiber by disposing a plurality of cylindrical second cladding capillaries between the first cladding portion and the support tube. A method for producing a double-clad fiber.
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