JPH01148723A - 定偏波フアイバの製造方法 - Google Patents

定偏波フアイバの製造方法

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JPH01148723A
JPH01148723A JP62307685A JP30768587A JPH01148723A JP H01148723 A JPH01148723 A JP H01148723A JP 62307685 A JP62307685 A JP 62307685A JP 30768587 A JP30768587 A JP 30768587A JP H01148723 A JPH01148723 A JP H01148723A
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JP
Japan
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core
stress
glass
pipe
quartz
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JP62307685A
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English (en)
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Hiroo Kanamori
弘雄 金森
Hiroshi Suganuma
寛 菅沼
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Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/105Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type having optical polarisation effects
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/01Manufacture of glass fibres or filaments
    • C03B37/012Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
    • C03B37/01205Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments starting from tubes, rods, fibres or filaments
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    • C03B37/01217Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments starting from tubes, rods, fibres or filaments by inserting one or more rods or tubes into a tube for making preforms of polarisation-maintaining optical fibres
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C03B2203/00Fibre product details, e.g. structure, shape
    • C03B2203/30Polarisation maintaining [PM], i.e. birefringent products, e.g. with elliptical core, by use of stress rods, "PANDA" type fibres
    • C03B2203/31Polarisation maintaining [PM], i.e. birefringent products, e.g. with elliptical core, by use of stress rods, "PANDA" type fibres by use of stress-imparting rods, e.g. by insertion

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は従来品よりもより直線偏波保持特性に優れ、し
かも低損失な定偏波ファイバの製造方法に関する。本発
明による定偏波ファイバは上記の特性を有することから
、例えばコヒーレント光伝送用ファイバ、光フアイバジ
ャイロ等の光フアイバセンサ用材料、半導体レーザや光
スィッチ等の分野に利用できる。
〔従来の技術〕
従来、第4−A図に示すように、コア部用ガラス1及び
クツラド部用ガラス2からなるプリフォームに、コア部
を中心として対称の位置に夫々の中心がくるように穴4
を開け、該穴4内に応力付与ロッド7を挿入設置し、こ
の状態で該プリフォームを炉5で加熱し線引きして、第
4−B図に示すようなコア部1クラッド部2及び応力付
与部7からなる定偏波ファイバを得る方法が知られてい
る。
この場合、一般にコア部・クラッド部を石英系ガラスと
し、応力付与部はクラッド部と#8膨張係数が異なるも
のを用いて、線引時の加熱状態から室温にまで冷却され
るという温度変化に際して、応力付与部7とクラッド部
2との熱膨張係数差を利用して、例えば応力付与部の熱
膨張係数がクラッド部より大きいときには、ファイバ化
時のコア部に、第4−B図に白ヌキ矢印で示すように、
応力付与部7の方向への引張残留応力をかけ、屈折率の
異方性を発生せしめることにより、直線偏波保持特性の
優れた定偏波ファイバを得ることができる(特開昭59
−92929号公報)。
なお、クラッド部のガラスとしては、実質的に純粋な石
英ガラスやFを添加した石英ガラスが用いられる場合が
多いが、いずれも石英系ガラスの中では膨張保数が小さ
く、クラッド部より膨張係数の小さい材料を応力付与部
として見い出すことが困難なので、応力付与部には膨張
係数が大きくなる添加物を含む石英ガラスが用いられる
ことが一般的である。さらに、膨張係数を大きくする添
加物は、同時に石英ガラスの屈折率をも変化させる場合
があるが、このとき、応力付与部の屈折率はクラッドの
屈折率より低くないと応力付与部に光が伝搬してしまう
ため、応力付与部には、石英ガラスの屈折率を下げかつ
膨張係数を大きくするB2O3が最も一般的に用いられ
る。
〔発明が解決しようとする問題点〕
この種の従来法においては、より優れた偏波保持特性を
有する定偏波ファイバを得るためには、コアにより大き
な残留応力をかける必要がある。そのためには、■応力
付与部をよりコアに近づけるか、■応力付与部とクラッ
ド部の熱膨張係数差をより大きくする、のどちらかによ
らねばならない。
しかし■の方法では、一般に応力付与部の石英ガラスに
添加し九B2O3に起因する吸収損失の影響が大きくな
シ、伝送損失が劣化する。まだ、■の方法は、B2O3
濃度を上げた応力付与部用ガラスを作製しようとすると
、作製時に割れが発生し、困難である。
本発明の目的は、上記のような問題点を解決して、より
直線偏波特性に優れ、低損失性を損なわない定偏波ファ
イバの新規な製造方法を提供することにある。
〔問題点を解決するための手段・作用〕本発明は石英系
ガラスからなるコア及びクラッドと、該クラッドよυ熱
膨張係数が大である石英系ガラスからなυ該コアを中心
とした対称の位置にある応力付与部とを有してなる定偏
波ファイバの製造において、コア部及びクラッド部から
なるガラス体に応力付与部用の穴を明け、該穴の中にパ
イプ状の応力付与部材を挿入したものをプリフォームと
して線引きすることを特徴とする定偏波ファイバの製造
方法である。本発明におけるパイプ状の応力付与部材と
しては、B2O3を添加された5iO−からなるものが
特に好ましい。
以下図面を参照して、本発明の詳細な説明する。
本発明は、第1−A図に示すようにコア部1とクラッド
部2からなる母材のコア部を中心とする対称の位置に設
けた穴4に、応力付与部用材として、従来のロッド状の
ものではなく、パイプ状のものを用いる点に特徴がある
。そして本発明では応力付与部用パイプ3を入れた状態
で線引炉5により線引きする。これによって、加熱状態
から室温まで冷却される温度変化において、第1−B図
のようにクラッド部2と応力付与部パイプ3の熱膨張係
数差によるコア部1への応力(白ヌキ矢印で示す)に、
応力付与部用パイプ5の内表面の表面張力による収縮力
による応力(黒矢印で示す)が加わり、非常に大きな応
力をコア部1に加えることが可能となる。
この結果、第1−c図に示すコア1′、クラッド2′、
応力付与部3′からなる定偏波ファイバが得られる。
したがって本発明は、応力付与部をよりコア部に近づけ
る必要はないし、またB、 o3添加量を増量する必要
もなく、コア部への応力を増大できるので、従来より直
線偏波特性に優れ、伝送損失の劣化のない定偏波ファイ
バを、応力付与部材作製時の割れ発生もなく効率良く製
造できる。
本発明の定偏波ファイバにおいて、コア部材としては、
例えば純石英ガラス、 GeC)2を添加した石英ガラ
ス等を用いることができる。また、クラッド部材として
はコア部材より屈折率の低い石英系ガラス例えば、純石
英ガフス、フッ素(FlやP2O5等を添加した石英ガ
ラス等を用いることができる。本発明のコア部及びクラ
ッド部からなるガラス体の部分は、例えばVAD法(気
相軸付法)やMOVD法(肉付OVD法)等の公知技術
により製造することができる。
得られたコアークラッド部ガラス体のコア部を中心とす
る対称の位置に、応力付与部用パイプよりやや大径の穴
を開けておく。この穴の内面は、高利・気相エツチング
等の手段でその表面を平滑化しておくことが望ましい。
本発明における応力付与部用パイプとしては、上記クラ
ッドより熱膨張係数が大である石英系ガラスを用いるが
、例えばB2O3を添加した石英ガラスは特に好ましい
。このときB2O3添加量は7〜15モ/I’チの範囲
が好ましい。7そ/Vチ以下では石英ガラスとの熱膨張
係数差が小さく応力付与効果が不足し、15モ/l’%
を越えると製造中に割れが発生し易いからである。
このような応力付与部用パイプの製造方法としては、例
えばMOVD法、或いはVAD法等がある。MCVD法
では、出発石英パイプ中に5iOt4等のガラス原料ガ
ス、02及びB2O3の原料ガス、例えばBOLB 、
 BBrM 、 BF3等が供給されると共に、出発石
英パイプ外周部からの加熱により、該出発石英パイプ内
面にB2O3を含んだ石英ガラス層が堆積される。所定
量のガラス堆積後、該石英パイプを加熱収縮させること
により%B2O3を含む石英ガラスからなる力77部と
それを取り囲む出発石英パイプ部からなる母材ができる
その後出発石英パイプけHFエツチング等により除去さ
れ応力付与部材として好適なり203を含む石英ガラス
のパイプができる。或いは上記の加熱収縮により中央な
ガラス体を得て、その後外周の石英パイプを除去し、中
央に穴明は加工してもよい。
また、VAD法による場合には、ガラス原料ガス例えば
5iO14と共にB2O3の原料ガス例えばBO4、B
Brl 、 BF3等を燃焼ガス、助燃ガスと共にバー
ナに供給して火炎加水分解させることによりガラス微粒
子を形成させ、これを堆積体(スート体)とし、該堆積
体を高温で加熱して脱水。
透明化し棒状ガラス体とするか、石英(S10□)から
なるスート体をBZ o3の原料ガスを含む雰囲気中で
加熱してB2O3を添加された石英スート体とし、これ
を透明化して棒状ガラス体とする。
そして、得られた棒状ガラス体の中央部を穴明は加工し
て、B2O3を含む石英ガラスからなるパイプが得られ
る。勿論穴明は加工後の表面はHFエツチング等によ)
平滑化することが好ましい。
〔実施例〕
実施例1 第2−A図に示すように、いわゆるMOVD法(内材は
法)により、外径21調φ、内径18鰭φ、厚さ1.5
 wn tの出発石英管乙の管内に、5i04 500
 CC/分、  BCl2250 CC/分、0鵞1t
/分を流しつつ、該出発石英管外部から加熱源7で加熱
して、該管内面にλ0■厚さのB、03−13102層
3’ (B、 o、濃度約10モ/I/%)を堆積させ
、外部から加熱して外径16■、内径五3■Kまで収縮
させた。これを更に加熱延伸して外径12鱈φ、内径的
2.5flφ、出発石英パイプ部&8mφのパイプを得
た。このパイプの内部を真空引きし、第2−B図のよう
に石英管6の両端を封じた後、該パイプをHIP液に浸
漬して、出発石英パイプ部6を除去して、第2−c図に
示すような外径a5wφ、内径2.5mφのB203−
EIiO,応力付与部用パイプを得た。このパイプは同
じものを2本俸製した。
一方、VAD法により、複数のスート合成用バーナを用
いて、回転する出発材の一端にコア用スート体とその外
周のクラッド用スート体を形成しつつ、出発材を引き上
げてゆく方法により、GeO2−Sin、 (△n=α
3チ)のコア部と純SiO3クラッド部からなるスート
体を作製した。この時の各バーナに供給したガスの条件
は次のとおりであった。
コア用バーナ:S i 01480 CC/分、  G
lacL46cc/分、H2st/分、O,8t/分、
  Arガス217分、クツラド用バーナ: BiCl
21.100cc/分、H130t/分、  OH40
17分、  Arガヌ18t/分。
得られたスート体をHe:(,12= 15 : 1の
雰囲気下、1050℃で1時間加熱して脱水した後、1
600℃で加熱して透明ガラス体とした。
このときの母材外径け45牒φ、コア径は10■φであ
った。該母材を15園φに延伸した後、WAD法に用い
られるスート形成装置に装着し、その上端部より該母材
の外周部にスート合成用バーナにてヌード体を堆積させ
、該母材を回転させつつ引き上げていくことにより、該
母材外周部にさらにスート体を形成した。このときのヌ
ード合成用バーナに供給したガスの条件は、S i 0
242000 CC/分、  H24017分、0.4
0t/分、Ar18t/分であった。得られた母材を前
述したと同じ脱水・透明化条件の下で透明ガラス化した
。このとき得られた母材のコア部の径は15w1φ、ク
ラッド部外径は50諷φであった。該母材をさらに延伸
して、コア部の径2′1φ、クラッド部外径50mφの
コアークヲツドガラヌ体を得た。
第3図のように、このガラス体のコア部1を中心として
対称の位置に、直径すがF3,7rrrmφの穴4を2
つ、両者の間隙の最短距離Cが8隨φとなるように、超
音波穴あけ機を用いてあけた。
なお、図中aは2IIlIIφ、dは50wφである。
この穴4の中に、前記で得た応力付与部用パイプ3を挿
入して@1−A図のようにし、この状態で線引炉5で2
100℃に加熱し、50m/分の線引速度で線引して、
外径125μm、コア径a3μm、応力付与部径35μ
mのファイバを得た。
得られたファイバの特性を調べたところ、波長1.5 
pmでの伝送損失Q、42 dB/km、波長1、55
 pmでの伝送損失(126dB/km1  複屈折率
4.5X10−4、クロストーク −32 dB(波長
1.3μm、長さ1kmKおける)と従来品よりも複屈
折率、クロストークが優れ、しかも伝送損失特性の劣化
のない定偏波ファイバが得られた。
なお、応力付与部パイプ作製は、割れの発生等もなく容
易であった。
比較例1 応力付与部材として、外径&4■φのB2O3−51o
、 (BzOx a度〜1oモ/v% )aツ)’を作
ffl。
た。この応力付与部材を実施例1と同様に作製し、同一
寸法の穴を明けたコアークラッドがガラス体に挿入し、
線引きした。その結果得られたファイバの特性は、伝送
損失が波長1.5μmで0.43 dB/km、波長1
.55 pmで0.28dB/kmと実施例とほぼ同等
であったが、複屈折率aoxio=、クロストーク −
20 dB  と実施例よりも劣っていた。
以上の説明及び実施例・比較例は、応力付与部が2個の
場合を例に挙げたが、コアを中心とした対称の位置によ
り多数の応力付与部を設ける場合も、勿論本発明に包含
され、上記と同様の効果を奏することは言うまでもない
〔発明の効果コ 以上の説明及び実施例、比較例の結果から明らかなよう
に、本発明の定偏波ファイバの製造方法は、パイプ状の
応力付与部材を用いることにより、応力付与部材の製造
上の困難はなく、従来よりー層直線偏波保持特性が向上
し、しかも伝送損失の劣化のない優れた定偏波ファイバ
を得られるという大き々効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1−A図、1−B図、1−0図ないし第3図は、いず
れも本発明の実施態様を示す概略図であり、第1−A図
は応力付与部用パイプ3をコア部1とクラッド2からな
るガラス体の穴4に挿入して線引炉5で線引きする工程
を示す説明図、第1−B図は線引工程におけるファイバ
断面の応力の関係を示す断面図、第1−0図は本発明に
よる定偏波ファイバの断面図、第2−A図、2−B図、
2−0図は本発明の実施例における応力付与部用パイプ
の作製を工程順に示す図であって、第2−A図はM(1
!VD法によるB2o3−sto□層堆積工程の説明図
、第2−B図は両端を封じた状態を示す断面図、第2−
0図はHFエツチングした後の状態を示す断面図、第3
図は実施例1に用いたプリフォームの各部分のサイズを
示した説明図である。第4−A図は従来法の概略説明図
、第4−B図は従来法におけるファイバ断面での応力の
関係を示す断面図である。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)石英系ガラスからなるコア及びクラッドと、該ク
    ラッドより熱膨張係数が大である石英系ガラスからなり
    該コアを中心とした対称の位置にある応力付与部とを有
    してなる定偏波ファイバの製造において、コア部及びク
    ラッド部からなるガラス体に応力付与部用の穴を開け、
    該穴の中にパイプ状の応力付与部材を挿入したものをプ
    リフオームとして線引きすることを特徴とする定偏波フ
    ァイバの製造方法。
  2. (2)パイプ状の応力付与部材がB_2O_3を添加さ
    れたSiO_3ガラスからなるものである特許請求の範
    囲第(1)項記載の定偏波ファイバの製造方法。
JP62307685A 1987-12-07 1987-12-07 定偏波フアイバの製造方法 Pending JPH01148723A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2683053A1 (fr) * 1991-10-29 1993-04-30 Thomson Csf Fibre optique et procede de fabrication.
CN102910812A (zh) * 2012-10-22 2013-02-06 武汉烽火锐光科技有限公司 一种保偏光纤的制备方法

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