JPH02157133A - 楕円コア型偏波面保存光ファイバの製造方法 - Google Patents

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、コアか楕円断面形状の偏波面保存光ファイバ
の製造方法に関するものである。

［従来の技術］ コヒーシン１〜光通信用の伝送路として偏波面保存光フ
ァイバの利用か考えられている。

偏波面保存光ファイバは直交する２つの主軸方向に偏光
したＩＩＥ、、モードの光を伝播し、曲げや圧力等の外
乱によって偏光状態が保たれる様に２つのＩＩＥ、、モ
ード間の伝搬定数差を大きくし、モード結合を抑えてい
る。伝搬定数差を与えるには、■コア形状を非円形にす
る、■コアの周囲に応力付与部を設けるの２種類の方法
か代表的である。

第１６図に従来の各種の偏波面保存光ファイバを示す。

同図（１）はパンク型、（２）は蝶タイ型、（３）は楕
円ジャケット型、（４）はサイドトンネル型、　（５）
、　（６）はフラットクラッド型、（７）は楕円コア型
である。現在は、コアか真円でストレス付加形のもの（
第１６図（１）〜（６））か最も多く実用化され、光Ｉ
Ｃとの結合性を改善したものとして、クラッドを偏平に
した第１６図ｆ５）、　（６）が考えられている。

楕円コア型の偏波面保存光ファイバ（第１６図（７））
は、■の方法を用いているため、母材の大型化が可能で
あり長尺で良好な開光特性か得られるものであるが、現
在は余り検討されていない。

その理由は、楕円コア型のものは低損失性を保持したま
まで非円形状を実現することか工業的に困難であるため
である。

［発明か解決しようとする課題］ しかし、第１６図（５Ｌ　（６）の偏波面保存光ファイ
バにおいても、外径をフラットに加工するたけでなく、
コアにスｌ〜レスを付加する工程かあるなめ、一般に製
造工程が複雑でかつ、製造装置か大損りとなり、偏波面
保存光ファイバの低コスー・化に離点かある。従って、
母材の大型化か可能で長尺で良好な偏光特性の偏波面保
存光ファイバが得られる楕円コア型のものの容易な製造
方法の提供か望まれる。

本発明の目的は、前記した従来技術の欠点を解消し、楕
円コア型の偏波面保存光ファイバを比較的容易に製造で
き、量産性に優れた偏波面保存光ファイバの製造方法を
提供することにある。

［課題を解決するだめの手段〕 本発明の偏波面保存光ファイバの製造方法は、コアとな
る石英ガラスロットの両側面を軸方向に沿って機械加工
により除去し、得られた断面非円形の加工ロッドの外周
に、加工ロッドより軟化点の高い石英ガラスを加工ロッ
ドとほぼ相似の断面形状に外付けした後、初期の断面形
状か保てる範囲の線引張力で線引きするものである。

また、３層構造の光ファイバを得る製造方法としては、
コア用ガラス層の外周囲にそれより軟化点の高いクラッ
ド用ガラス層を有するガラス口・ンドを形成し、このガ
ラスロットの両側面を軸方向に沿って機械加工により除
去して断面非円形の加工ロッ１くを形成し、この加工ロ
ッドの外周に石英ガラス微粒子を外付けし焼結して上記
クラッド用ガラス層より軟化点の高いサポート用ガラス
層を形成し、得られたガラス母材を光ファイバ母材とし
て線引きする。

この場合、クラッド用ガラス層を基準としたコア用ガラ
ス層の比屈折率差Ｉｌｌ＋、石英を基準としたクラッド
用ガラス層の比屈折率差乙−１加工ロッドの長径」、加
工ロッドのクラッド用ガラス層の楕円度εＣ１ａｄが、
それぞれ下式を満たすことが好ましい。

０．４　　％≦Ａ＋　≦　　４％ 、！ｌ−≦−０，１％ １８ｍ１１≦　膚 ０．５　≦εｃ１□≦０．８ ２層構造の光ファイバを得る場合、酸化ゲルマニウムを
含有するコア用ガラス層及びこれを囲むふっ素を含むク
ラッド用ガラス層から成るガラスロットを形成し、この
ガラスロットの両側面を軸方向に沿って機械加工により
除去して断面非円形の加工ロッドを形成し、この加工ロ
ッドの外周部にクラッド用ガラス層より粘化温度の高い
ガラス組成のガラス微粒子を堆積させると共にこれを焼
結してサポートガラス層を形成した後、このサポートガ
ラス層を削り取ることにより断面円形状のガラス母材を
作製し、このガラス母材の外周囲に上記クラッド用ガラ
ス層と同一組成のガラス層を形成し、得られたガラス母
材を光ファイバ母材として線引きすることで得られる。

また、線引時の内部歪を低減させるには、コア用ガラス
層の外周囲にそれより軟化点の高い第１クラッド用ガラ
ス層を有するガラスロットを形成し、このガラスロッド
の両側面を軸方向に沿って機械加工により除去して断面
非円形の加工ロッドを形成し、この加工ロッドの外周に
石英ガラス微粒子を外付けし焼結して第１クラッド用ガ
ラス層より軟化点の高い中間クラッド用ガラス層を形成
し、中間クラッド用ガラス層の外周に石英ガラス微粒子
を外付けし焼結して中間クラッド用ガラス層より軟化点
の高い第２クラッド用ガラス層を形成し、得られた４層
構造のガラス母材を光ファイバ母材として線引きする方
法によるのか好ましい。

更に、楕円度を上げる方法としては、酸化ゲルマニウム
を含有するコア用ガラス層及びフッ素を含有するクラッ
ド用ガラス層からなる断面円形状のガラスロットの両側
面部を軸方向に研削した後、該ガラスロットの外周部に
サポートとなる石英力ラス微粒子を堆積させると共にこ
れを焼結してガラス母材を形成し、このガラス母材に対
し上記研削から焼結の工程を少なくとも１回繰返し、得
られたガラス母材を光ファイバ母材として線引きするこ
とによる。

［作用］ 請求項１の製造方法は、楕円コア型偏波面保存光ファイ
バのうちでも、特に、光ＩＣとの結合に適した光ファイ
バを得る方法である。この！Ｘ！遣方法の手順は、まず
コアとなるガラスロットをＶＡＤ法などにより作製し、
次に、このコアロッドの断面形状を研削加工により非円
化し、或いは多孔質のスートロッドの段階で、例えば高
温加熱したカッター等によりカッ１〜して、非円化する
。

次いで、上記されたガラスロッド（加工ロッド）の外周
に外付けＣＶＯ法またはＶＡＤ法により石英スートを外
付げし、焼結ガラス化する。この焼結〃ラス化時に、加
工ロッドの断面形状は、粘性差に基づき非円化し、楕円
コアとなる。そして、得られたガラス母材は、必要に応
じて石英ガラスの両側面を研削して整形を施したり、延
伸したりする。

なお、石英スート段階て両側面を除去して整形するよう
にしてもよい。

その後、上記ガラス母材を光ファイバ母材として線引炉
で初期の非円の断面形状を保持できる範囲の線引張力で
線引し、ファイバ化する。

請求項２の製造方法は、コア、クラッド及びサポートの
３層構造から成る楕円コア型偏波面保存光ファイバを得
る方法であり、上記のように特に光ファイバの外形を限
定したものではない。軟化点は、コア用ガラス層、クラ
ッド用ガラス層、クラッド用ガラス層の順に高くなって
いる。このなめ、加工ロッドの外周に外付けした石英ガ
ラス微粒子を焼結する工程において、クラッド用ガラス
層が溶融して外側の粘性の高いクラッド用ガラス層に抗
して円形化しようとする際、既に溶融しているコア用ガ
ラス層が一緒に引張られて偏平化する。従って、コア用
ガラス層及びクラッド用ガラス層はそれぞれ楕円断面と
なり、それらの長軸か互いに直交する形状（第２図（ｅ
）、第６図、第９図）となる。このガラス母材を線引き
すると、その断面構造と相似の断面構造の光ファイバか
容易に実現できる。

請求項３の製造方法は、上記請求項】、２の方法では、
制波を安定に保存するに必要なモード複屈折率Ｂ＞５ｘ
１０−５を得るための製造条件か得られておらず、再現
良く、良好な消光特性を得ることも困難である点を考慮
したものである。

一般に、楕円コア型偏波面保存光ファイバのモード複屈
折率Ｂは導波構造性複屈折率Ｂｇと応力誘起複屈折率Ｂ
ｓの和で表わされ、それぞれ第３図、第４図に示すよう
にコアの比屈折率差Ａ及び楕円度εに依存することか知
られている。このため、高いモード複屈折率Ｂを得るた
めには、コア楕円率を制御するための製造条件を限定す
る必要かある。

そこで、請求項３の製造方法では、コア楕円化の制御に
重要なＧｅＯ２及びＦの添加量及びガラスロットの研削
量を限定し、それによって、モード複屈折率Ｂ＞５　ｘ
ｌｏ−５を得るための製造歩留りを向上させる。

詳述するに、上記した如くコア用ガラス層の楕円化はロ
ッドガラスと外付げした石英ガラスの粘度差によって起
こるため、コアロッドの粘性、ずなわちＧｅＯ２及びＦ
の添加量は重要な因子である。

ガラスロットのＦ添加量が少なく、クラッド用ガラス層
の石英に対する比屈折率差Δ−か−０，１％以上の場合
はコア用ガラス層はほとんど楕円化しない。コアのＧｅ
Ｏ２の添加量か少なく、コア用ガラス層のクラッド用ガ
ラス層に対する比屈折率差Δ１か０．４％以下の場合も
同様に楕円化しない。また、ＧｅＯ２の添加量は大きな
ほどモード複屈折率は高まるか、Δ１〉４％では、ガラ
スロット研削時にクラックか発生し易くなる。

種々の寸法の加工ロッド、即ち研削ロッドを用いて試作
を行った結果、光ファイバ化後のコア楕円度ε。。ｒ、
は、研削ロッドのクラッド用ガラス層の楕円度εｃｌａ
ｄ及び研削ロッドの大きさに依存することが分った。さ
らに、研削後のガラスロットの短径か５１１ｍ以下では
、外付は石英スート焼結時にガラスロットがねじれ、ま
たεｅ１□〉０．８では焼結後ガラスロットと外付は石
英ガラス界面に気泡か発生ずるという問題かある。更に
、光ファイバのレーり散乱損失を考慮した」二でＢ＞５
ｘ１０−”を得るなめには、第５図がらε。。、。は０
．４以」二が望ましい。

結局、クラッド用ガラス層の楕円度は０．５≦ε。ｌａ
ｄ≦０．８、研削ロッドの長径は１８ｍｍ以上とづる必
要かある。これか、コア楕円率を再現性よく制御できる
製造条件となり、高いモード複屈折率を持つ消光比の高
い偏波面保存光ファイバが提供される。なお、前記した
クラッド用ガラス層の楕円度及びガラスロットの長径は
研削直後の形状を示し、このような形状の研削ロッドを
延伸外径調整した後次工程に進めるようにしてもよい。

次に、請求項４の製造方法について述べる。

これは、製造歩留り、損失及びクロス１−一りを大幅に
向上させることができる楕円コア型開波面保存光ファイ
バの製造方法である。

」ユ記請求項２の代表的な製造方法は、例えは、ＧｅＯ
２及びＦを添加したコア用ガラス層、Ｆを添加したクラ
ッド用ガラス層からなる断面円形状のガラスロットの両
側面を平行研削し断面矩形状とした後、その外周部に石
英ガラス粒子をＶＡＤ法により外（１げ焼結しサポート
用ガラス層を形成するという工程から光ファイバ母材を
得る方法であり、コア用ガラス層の楕円形状は、外付は
ガラス微粒子の焼結時にコア用ガラス層２クラッド用ガ
ラス層とサポート用ガラス層の粘性差によって形成され
る。

ここに得られる楕円コア型偏波面保存光ファイバ母材は
第６図に示すように、コア１１．クラッド１２及びサポ
ート１３の３層構造をなしく第６図）、それぞれの屈折
率ｎ　ｌ　＋　ｎ　２及びｎ３は、ｒｌ　＋　＞　ｎ　
３　＞　ｎ　２の関係にあり、Ｗ型構造となる。

このＷ型構造は、楕円コアの長軸側と短軸側とで異なっ
ているため、カッ１−オフ波長の設計が難しく歩留りが
悪いという問題がある。また、クラッド１２とサポート
１３は粘性が大きく異なることや、矩形状ロッドに外付
けを行なうことから、りラット・サポート界面に不整が
発生しやすく、その結果、構造不整損失の増加、クロス
ト−りの劣化か起こる。

そこて、請求項４の方法では、コア楕円化のためにクラ
ッド用ガラス層の外周に１度形成したサポートガラスを
研削により収り除き、それによって屈折率分布をマツヂ
ドクラッド型としてカットオフ波長の設計を容易にし、
がっ、製造不整の大きなりラッド・サポート界面を無く
し、損失及びクロストーク特性を向上させる。

次に、請求項５の製造方法について説明する。

得ようとする楕円コア型偏波面保存光ファイバ母材は、
例えば第９図に示す様に、中心より楕円のコア４】、コ
アの楕円方向と直交する方向の楕円をもつ第１クラツド
４２、外周が円形の第２クラツド４３の３層！ｌＩ造で
ある。

製造方法は、上述した請求項２の方法に従えば、第１０
図に示す様に、ＶＡＤ法で作成したガラスロット８（第
１０図（ａ）、（ｂ）　）を機械的に研削、研磨する（
第１０図（Ｃ））。その後この矩形の加工ロッド９の外
周に第２クラツドとなる５ｌｏ２力ラス微粒子１０を必
要に応じて１回又は２回以上外付しく第１０図（ｄ））
、焼結（第１０図（ｅ）　）　Ｌ４４回コア型の偏波面
保存光ファイバ母材１４を得る。外（１後の焼結時にガ
ラスの粘性差つまり軟化温度差を利用して、コア４１．
第１クラツド４２か互いに直交する様な楕円となる。

従って、各ガラス層の軟化温度はコア４１．第１クラッ
ド４２．第２クラツド４３の順に高くなっている。この
結果、図示していないが次の線引工程では、加熱により
加熱、延伸されてファイバとなる際、軟化温度の高い第
２クラッド４３．第１クラッド４２．コア４１の順にガ
ラス層が固化されていくことになる。

しかしながら、上記の方法では、ドーパン１〜を含まな
い第２クラッド用ガラス層と、ドーパントを含む第１ク
ラツド、コア用ガラス層との間の軟化温度差が大きくな
ってしまい、同化時に内部歪が生じ、レーリ散乱損失や
構造不整損失の増加により伝送損失が大きくなってしま
う。

この対策として線引温度を下げ高張力でガラス母材を線
引きすることで、レーり散乱損失や構造不整損失を低減
できる。しかしこの様な条１−てはガラス母材を無理に
引っ張ってファイバ化するため、母材のキス等の欠陥が
加熱により充分埋められないまま光ファイバになってし
まい、十分な強度が保障されない。

そこで、請求項５の製造方法では、第１クラッド用ガラ
ス層と第２クラッド用ガラス層との間にこれらのガラス
に対して中間の軟化温度をもつ中間ガラス層を設け、そ
れによって線引時に生ずる内部歪を低減させる。これに
より、低損失、低消光比の楕円コア型の偏波面保存光フ
ァイバが提供される。

次に、請求項６の製造方法について述べる。

上記請求項３の方法は、例えば、ＧｅＯ２及びＦをドー
プしたコア用ガラス層、「をドープしたクラッド用ガラ
ス層からなる断面円形状のガラスロットの両側面を平行
研削し断面矩形状とした後、その外周部に石英ガラス微
粒子をＶＡＤ法により外付け後、焼結することにより楕
円コア型偏波面保存光ファイバ母材を得るものであり、
コア用ガラス層の楕円形状は、焼結時におけるガラスロ
ットと外付けしたサポート用ガラス層の粘性差によって
形成される。

そしてコア用ガラス層のクラッド用ガラス層に対する比
屈折率差は０．４％〜４％、サポート用ガラス層のクラ
ッド用ガラス層に対する比屈折率差は０．１％以下、研
削ロッドの長径は１８ｍｎ以上、研削ロッドの楕円度（
１−短軸／長軸）は０．５〜０．８となる。

しかし、楕円コア型偏波面保存光ファイバのモード複屈
折率を３ｘ１０−’以上とするなめには、コア用ガラス
層とクラッド用ガラス層の比屈折率差を１％とした時、
コア用ガラス層の楕円度は０．８以上必要である。

コア用ガラス層の楕円度と研削ロッドの楕円度は一致す
ることが実験的に確められている。コア用ガラス層とク
ラッド用ガラス層の比屈折率差は、１″Ｘ以上にすると
、レーリ散乱損か増え低損失化か離しい。現状ではコア
用ガラス層のクラッド用ガラス層に対する比屈折率差を
約１％、コア用ガラス層の楕円度を０．８としているが
、コア用ガラス層近くまで研削するため、′Ｗｉ造不整
損か生じ、同しガラス母材を研削せずにＳＮ光ファイバ
化した時よりも、５／１００　ｄＢ／ｆｕｎ程度の損失
増となっている。

従って、モード複屈折率を大きくするため楕円度を０．
８以上とすると、損失が増えるという問題があった。

そこて、請求項６の製造方法は、ガラスロットの研削、
焼結の工程を２回以上とし、それによって構造不整損を
なくし、楕円度を０．８以上とすることを可能としたも
のである。従って、低損失で偏波保存特性が良好な楕円
コア型偏波面保存光フィバが提供される。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面により説明する。

裏層■ユ 第１図は低損失性を保持したままで非円形状を実現する
本発明の偏波面保存光ファイバの製造工程例を示す。

第１図（ａ）において、８はコアとなるガラスロッドで
、Ｇｅを約１０　ｍｏ１％ドープしたシリカ系ガラスか
らなり、ＶＡＤ法にて作成したものである。このガラス
ロッド８の対向位置の両側面を第１図（ｂ）に示すよう
にロッド軸方向に研削し、両側面を研磨して加工ロッド
９を形成する。９ａ、９ｂは研磨面である。

次に、この加工ロッド９に、外付けＣＶＤ法又はＶＡＤ
法にて、石英ガラス微粒子いわゆるスートを外付し、こ
れをガラス化して、その外付石英ガラス１５をクラッド
とする（第１図（Ｃ））。この焼結ガラス化工程により
、中心層の加工ロッド９はクラッド用ガラスとの粘性差
に基づき非円化し。

長方形に近い楕円形コア１６となる。

その後、中心層の長方形に近い楕円形コア１６とほぼ同
じ断面形状となるように、第１図［ｄ）に示す如く、外
付石英ガラス１５の両側面を研削。

研磨して、プリフォーム即ち光ファイバ母材とする。１
．５ａ、１５ｂは研磨面である。

次に、この光ファイバ母材を、線引張力５０〜６０ｇで
初期形状を保ちながら線引し、シリコーン、紫外線硬化
樹脂等をコーティングすることによって、光ＩＣとの結
合か容易な非円形断面の外形をもつ楕円コア型偏波面保
存光ファイバ素線が出来る。線引する場合には、基本モ
ードがシングルモード条件となるように外径調整を行う
。

なお、上記実施例において、外付石英ガラス１５にもＦ
等のドーパン１〜が含まれる構造としてもよい。

割族皿ス 第２図は、コア用ガラス層及びそれより軟化点の高いク
ラッド用ガラス層を有するガラスロッドを用いた実施例
であり、コア用ガラス層の楕円化の制御に重要な、Ｇｅ
Ｏ２，Ｆの添加量及びガラスロッドの研削量を限定する
ことによって、高いモード複屈折率を得る。

第２図において、まず、コア用バーナ１がらＧｅＯ２及
び５ｉ０２を、クラッド用バーナ２から５１０２を供給
し、ＶＡＤ法により、ガラス微粒子を堆積さぜてコア部
３及びクラッド部４からなる多孔質母材５を形成する（
第２図（ａ））。なお、コア部３のＧｅＯ２は比屈折率
差で１．２％分添加した。次に、この多孔質母材５をＦ
雰囲気中で焼結ガラス化し、コア用ガラス層６及びクラ
ッド用ガラス層７からなるガラスロット８を形成した（
第２図（ｂ））。このとき、Ｆの添加量はクラッド用ガ
ラス層７の比屈折率差か８１０２に対し０．３％低下す
るようにした。

また、ここではクラッド用ガラス層厚／コア用ガラス層
半径比δをδ−５としたが、低損失化を狙うにはδ≧３
とすることか望ましい。

さらに、ガラスロット８を直径２５ＴＩｍに延伸すると
共に、クラッド用ガラス層７の両側部を軸方向に並行研
削し、表面を鏡面仕上げした。研削後の加工ロッド９の
寸法は長径２５ｍｍ、短径８ｍｍとした（第２図（Ｃ）
）。その後、ＶＡＤ法により、この加工ロッド９の外周
部にサポート用の石英ガラス微粒子１０を外付けしく第
２図（ｄ））、これを焼結ガラス化するく第２図（ｅ）
）。かくして、第２図（ｅ）に示すようなコア１１．ク
ラッド１２及びすポート１３からなる光ファイバ母材１
４が形成された。ここで、石英ガラス微粒子１０の焼結
時にコア用ガラス層６及びクラッド用ガラス層７に収縮
力が作用し、コア１１及びクラッド１２は互いに直交す
る向きに楕円形状となり、コア１］の楕円度は０．８と
なった。

尚、上記サポー１〜１３の外付工程は、２回に分けて行
ない、外径をほぼ３０ｆｆｌｌｎに仕上げたが、１凹こ
との外付量を減らし、数回に分けて行うことが好ましい
。

この光ファイバ母材］４（第６図）をファイバ外径１２
５μｍに加熱線引きして、条長４０ｋｍの偏波面保存光
ファイバを作成した。この光ファイバは母材と対応する
′！ＩＩｉ造のコア、クラッド、サポートの３層から成
り、それぞれの屈折率ｎｌ＋　ｎ　２ｎ３は、ｎ　１　
＞　ｎ　３　＞　ｎ　２の関係にあって、Ｗ型構造とな
っている。この光ファイバの波長１．５５μｍにおける
光損失は０．２５ｄＢ／ｌｕｎ　、消光比は一３５ｄＢ
／ｋｍ、モード複屈折率は２ｘ　１０−’であった。

このモード複屈折率Ｂは初期目標Ｂ＞５　ｘｌｏ−’を
満足している。

Ｋ狙■ユ 次に、屈折率分布をマツチドクラッド型とした偏波面保
存光ファイバ母材（第７図）を得る製造方法の一例を、
第８図を参照しながら説明する。

コア用バーナ１からＧｅＯ２及び５１０２、クラッド用
バーナ３５から５１０２を供給し、ＶＡＤ法によりガラ
ス微粒子を堆積させてコア部３及びクラッド部４からな
る多孔質母材５を形成する（第８図（ａ））。

なおコア部３のＧｅＯ２は比屈折率差てづ、０％分添加
しな。

この多孔質母材５をふっ素含有雰囲気中で焼結ガラス化
し、コア用ガラス層６及びクラッド用ガラス層７からな
るガラスロッド８を形成した（第８図（ｂ））、このと
き、ふっ素の流量はクラッド用ガラス層７の比屈折率差
が５ｉ（ｈに対して０．３％低下するような値としな。

また、クラッド用ガラス層径／コア用ガラス層径比は１
２とした。

このガラスロット８を直径３０ｍｍに延伸した後、クラ
ッド用ガラス層７の両側部７ａ、７ａを軸方向に機械的
に研削し、その表面を研磨及びファイアポリッシュする
（第８図（Ｃ））。研削後の加工ロッド９の短径は１（
ｈｎｍとした。

尚、この第８図（Ｃ）の研削加工は、エツジ部分を面取
りし丸めて、加工ロッド９の形状を小判状または楕円状
としても良い。

この加工ロッド９の外周に、サポート用の５１０２力ラ
ス微粒子２０を外付けしく第８図（ｄ））　、これを焼
結ガラス化することにより、楕円形のコア用ガラス層２
１、楕円形のクラッド用ガラス層２２、サポート用ガラ
ス層２３から成る３１！！Ａ遣のガラス母材２４を作製
した（第８図（ｅ））。

このガラス母材２４を周方向に再度研削し、完全にサポ
ート部２３を削り収り、楕円形のコア用ガラス層２１、
円形クラッド用ガラス層２２ａから成る２層構造のガラ
ス母材２５を作製した（第８図（ｆ））。ガラス母材２
５の外径は１５ｍｍとなった。

このガラス母材２５に、クラッド用ガラス層２２ａと同
一の組成のガラス層を、ＶＡＤ法に、するガラス微粒子
の外付けと焼結を繰返し行なうことで形成し、楕円コア
３１、円形クラッド３２の２層構造をもち、線引後の光
ファイバのカットオフ波長か１．４５μｍとなる光ファ
イバ母材３３を作製したく第８図（ｇ））。

この光ファイバ母材３３（第７図）をファイバ外径１２
５μｍにてファイバ長１０１ｕｎ線引し、得られた楕円
コア型偏波面光ファイバの特性を評価したところ、波長
１．５５μｎにおける損失は０．２５ｄＢ／ｆｕｎクロ
スト−ク−２０ｄＢを得た。

上記実施例３の変形として、第８図（ａ）及び（ｂ）の
工程をくり返し行ない、クラッド用ガラス層の径／コア
用ガラス層の径比か４０程度のガラスロッド８を作製し
た後、第８図（Ｃ）から（ｆ）の工程を行ない、第８図
（ｆ）の研削により、光ファイバ母材３３の外径を、線
引後の光ファイバのカッ１へオフ波長が１．４５μｍに
なる寸法を得ることかできた。

上記実施例では、クランド用ガラス層７の加工（第８図
（Ｃ））及びサポート用ガラス層２３の除去（第８図（
ｆ））を研削て行っているが、研削の代りに、フッ化水
素酸の腐蝕作用を利用して行なっても良い。また、第８
図（ｇ）において外付けするガラス層３２は、クラッド
用ガラス層２２ａと屈折率が同等であればガラス組成か
異なったものでもかまわない。

また、この実施例３では、コア用ガラス層２１のガラス
組成をＧｅＯ２−５ｉ０２−　Ｆとしたか、Ｇ（３０２
Ｓ１０２でも、更にはＦ以外のドーパン１〜を加えても
良い。この形態であっても、得られる楕円コア型開波面
保存光ファイバ母材は第７図のごとく楕円コア３１及び
クラッド３２の２層構造であることから、光ファイバの
カッｌ−オフ波長の設計か容易となり、歩留りか向上す
る。また、構造不整の少ない光ファイバ母材が得られ、
低損失化及び低ス１−〇−り化できる。

尺曳■ユ 第９図に示す光ファイバ母材４４は、第２図と同様の第
１０図の製造方法によって得られるものであり、第６図
と同様にコア４１、第１クラッド４２、第２クラツド４
３の３層構造を持ち、各層の軟化温度はこの順序で高く
なっている。しかし、このような光ファイバ母材４４に
おいては、その線引き工程において、光ファイバ母材４
４の第２クラツド４３と、コア４１．第１クラツド４２
とのガラス間の軟化温度差か大きくなり、固化時に内部
歪みが生じる。

そこで、第１１図又は第１４図に示すように、この第１
クラッド用ガラス層と第２クラッド用ガラス層との間に
、これらに対して中間の軟化点を持つ中間ガラス層を設
けた構造の光ファイバ母料とする。

第１２図に、このような構造の光ファイバ母材６５（第
１１図）を得る製造方法の実施例を示す。

工程としては、ＶＡＤ法によりコア部（Ｇｅ０２Ｓｉ０
２）３とクラッド部（Ｓｉ０２）４の多孔質ガラス５を
製造しく第１２図（ａ）　）　、ふっ素を含むカス雰囲
気中で焼結し透明ガラス化する（第１２図（ｂ））。こ
の結果、コア用ガラス層６はＧｅ０２−ＦＳｉ０２．ク
ラッド用ガラス層７はＦ−３ｉ０２となる。

ここでクラッド用ガラス層７は、楕円コア型の偏波面保
存光ファイバとなったときに、第１クラツドとなる部分
である。

その後、中心からの距離が等しくなる様に両側から機械
的に研削、研磨しく第１２図（Ｃ）　）　、矩形の加工
ロッド９に第２クラツドとなる５ｉ０２多孔質ガラス５
０を外付しく第１２図（ｄ））、ふっ素を含むカス雰囲
気中で焼結、透明ガラス化し、［５１０２ガラスから成
る中間クラッド用ガラス層５３とするく第１２図（ｅ）
）。次に、得られたガラス母材５４に、第２クラツドと
なる５ｉ０２多孔質ガラス６０を外付けしく第１２図（
ｆ）　）　、焼結　透明ガラス化し、５ｉ０２ガラスか
ら成る第２クラッド用ガラス層６４とし、楕円コア型偏
波面保存光ファイバ母材６５（第１２図（ｑ））を得る
。

第１１図に、得られた光ファイバ母材３４の断面及び屈
折率分布を示す。コア６１．第１クラッド６２．中間ク
ラッド６３．第２クラツド６４の４層構造をもち、各層
の第２クラツド６４（Ｓｉ０２）に対する比屈折率差は
、それぞれコア６１の比屈折率差Δか０．８％、第１ク
ラツド６２の比屈折率差乙１が０．３％、中間クラッド
６３の比屈折率差Δ２が０．１５％で、このような値に
なる様、Ｇｅ０２Ｆの量を調節している。また、コア６
１の楕円度は０．９であった。

さらに、この光ファイバ母材３４を加熱線引して、外径
１５０μｍの偏波面保存光ファイバを作成した。この光
ファイバを長さ１０００ｍでザンプリンクして、その損
失波長特性を測定したところ、第１３図に示す様な特性
が得られた。即ち、カットオフ波長か１．４０μｍ、波
長１，５４μｍにおいて伝送損失０．２４ｄＢ／ｆｕｎ
　、消光比−３０ｄＢ／ｌｕｎ　、モード複屈折率３．
０ｘ１０伺であった。

第１２図の実施例では、ドーパントとしてＦを用いて軟
化温度を変えたか、波長１．５４μｍにおいて吸収ピー
クのないＧｅＯ２やＰ　２０　ｓを用いてもよい。この
変形例によって得られる光ファイバ母材６５の屈折率分
布は、例えば第１４図の様になる。

この実施例４によれば第２クラツドか、線引工程で軟化
後固化する際に生ずる内部歪のＭＪｒＭの鋤きをして、
コアに加わる内部歪が低減され、レーり散乱損失、構造
不整損失か低くなる。また、従来のものと同じ線引温度
で線引しても、ドーパントを多く含むため、低張力にな
る。従って、母材の欠陥か覆われてファイバの強度か充
分に保たれる。

割腹■ｊ 次に、Ｗｉ造不整損をなくし、楕円度を０．８以上とす
ることを可能にした楕円コア型鋼波面保存光ファイバの
製造方法について説明する。

第１５図にこの製造工程の概略を示す。

まず、ＶＡＤ　６：１ｍよりコア部（Ｇｅ０２−３ｉ０
２）　３とクラッド部（Ｓｉ０２）４の多孔質母材５を
作り、これをフッ素雰囲気で焼結する（第１５図（ａＨ
ｂ））。

これにより、コア用ガラス層６かＧｅ０２−Ｆ　−Ｓ　
ｉ０２、クラッド用ガラス層７がｒ　−３ｉ０２である
るガラスロッド８か得られる。このガラスロット８の外
径は２５ｍ１で、クラッド用ガラス層７に対するコア用
ガラス層６の比屈折率差乙１は１％、クラッドの石英サ
ボー１−に対する比屈折率差は＋０．１％である。

次に、このガラスロット８の両側を、軸方向に平行に研
削し加工ロッド７つとする（第１５図（Ｃ））。寸法は
２５＋ｎｍｘ　１０ｎｍとした。この１回目の研削寸法
の目安は、短軸のクラッド厚が楕遣不整損を低減させる
に十分な幅がとれるように、楕円率を落としたものとす
る点にある。

この研削後、サポートとなる石英ガラス微粒子８０をＶ
ＡＤ法により外付した後、これを焼結する（第１５図（
ｄ）（ｅ））。この時、ガラスロッド７９とザボート石
英ガラス８３の粘性差により、コア用ガラス層８１とク
ラッド用ガラス層８２は両方とも楕円形状となる。焼結
後のガラス母材は、コア用ガラス層８１の楕円度か約０
．６で、母材外径は４０１１ｍである。このガラス母材
８４を外径２５１′Ｉｍのガラス母材８５に延伸する（
第１５図（ｆ））。

次に、このガラス母材８５をまた平行研削し加工ロッド
８つとする（第１５図（ｇ））。寸法は２５ｘ１０ｍ＋
ｎとした。この２回目の研削は、上記１回目の研削で楕
円率を落としたので、当該２回目の研削で、更に楕円率
を上げるためのものである。研剛接の加工ロッド８９に
、サボーＩ〜となる石英ガラス微粒子９０をＶＡＤ法に
より外付けし、焼結する（第１５図（ｈ）（ｉ））。こ
れにより、第１５図に示すように、楕円コア９１．楕円
の第１クラツド９２、楕円の第２クラッド９３２円形の
サポート９４から成る光ファイバ母材９５か得られる。

このようにして得られた光ファイバ母材９５は、コア９
１の楕円度か０．９で、母材外径は４０ｍｍであった。

本光ファイバ母材９５を、カットオフ波長か１．４５μ
ｍとなるよう、更に外付けあるいは外径調整し線引した
後、得られた光ファイバの特性を評価したところ、損失
は０．２５ｄＢ／ｋｎ　、モード複屈折率は５Ｘ１０−
’であった。なお損失値は最初のガラスロットをＳＮフ
ァイバ化して得られた値と同じであった。すなわち、研
削によるＷＩ造不整損を零にすることかでき、同時にコ
アの楕円度０．９でモード複屈折率５ｘ１０−’を達成
した。

このように、上部実施例５の製造方法においては、１回
目の研削では短軸のクラッド厚が構造不整損を低減させ
るに十分な幅がとれるように、楕円率を落とし、２回目
の研削で更に楕円率を上げるものであるなめ、低損失て
高複屈折率を有する楕円コア型偏波面保存光ファイバが
得られる。従って、この光ファイバを用いることにより
、回転角速度センサやコヒーレフ１ル通信システムの大
幅な性能向上か期待できる。

［発明の効果］ 本発明は上述のとおり構成されているのて、次に記載す
る効果を奏する。

請求項１の製造方法においては、光）Ｃ間の伝送路とし
て適した光ファイバが容易に得られる。

請求項２，３，５．６の製造方法においては、コア及び
クラッドが非円の断面形状の偏波面保存光ファイバが容
易かつ安定に製造出来る。また、ＶＡＤ法等の化学蒸着
法と機械加工法を併用しているため、母材の大型化か出
来、その結果、低コス１〜化が可能であり、さらに、機
械加工による手段を用いていることからコアの楕円率を
非常に大きくとれるため、複屈折率が大きく（モードヒ
−１〜長が長く）出来、その結果良好な偏波面保存性か
期待できる。

請求項３の製造方法においては、コア楕円率を再現性よ
く制御できる製造条件を設定しているため、高いモード
複屈折率を持つ消光比の高い１０波面保存光ファイバが
得られる。

請求項４の製造方法においては、楕円コア及びクラッド
の２層構造の楕円コア型偏波面保存光ファイバ母材か得
られることから、カッ１〜オフ波長の設計が容易となり
、歩留りが向上する。また、構造不整の少ないＨ材を得
られ、低損失化及び低スｌ−ローク化できる。

請求項５の製造方法においては、第１３第２のクラッド
用ガラス層の間に中間クラッド用ガラス層が存在する４
層構造の楕円コア型偏波面保存光ファイバ母材が得られ
ることから、中間クラッド用ガラス層が、線引工程で軟
化後固化する際に生ずる内部歪の緩衝層の働きをし、コ
ア用ガラス層に加わる内部歪が低減され、レーり散乱損
失、構造不整損失か低くなる。また、従来のものと同じ
線引温度て線引しても、ドーパントを多く含むため低張
力になる。従って、光ファイバ母材の欠陥が覆われて光
ファイバの強度が充分に保たれる。

請求項６の製造方法においては、１回目の研削では短軸
のクラッド厚か梢造不整損を低減させるに十分な幅がと
れるように楕円率を落とし、２回目の研削で更に楕円率
を上げるため、低損失で高複屈折率を有する楕円コア型
偏波面保存光ファイバが得られる。従って、このファイ
バを用いた回転角速度センサやコヒーレンｈ通信システ
ムの大幅な性能向上が期待できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例に係る楕円コア型偏波面保
存光ファイバの製造工程を示す断面図、 第２図は本発明の第２実施例に係る３層構造の楕円コア
型偏波面保存光ファイバの製造工程を示す断面図、 第３図及び第４図はそれぞれ楕円コア型痢波面保存光フ
ァイバのＢｇ及びＢＳの計算値を示す特性図、 第５図は研削ガラスロットのクラッド楕円度とファイバ
化した後のコア楕円度の関係を示す特性図、 第６図は第２実施例で得られる３層構造の楕円コア型偏
波面保存光ファイバ母材の屈折率分布の形状を示す説明
図、 第７図は本発明の第３実施例で得られる楕円コア型鋼波
面保存光ファイバ母材の屈折率分布の形状を示す説明図
、 第８図は本発明の第３実施例に係る２層′！１４造の楕
円コア型偏波面保存光ファイバの製造工程を示す断面図
、 第９図は第１０図の製造方法により得られる３層構造の
偏波面保存光ファイバ母材の断面図、第１０図は第２図
と同様の製造工程を示す断面図、 第１１図は本発明の製造方法の第４の実施例により得ら
れる４層構造の面波面保存光ファイバＨ材の屈折率分布
の形状を示す説明図、 第１２図は本発明の第４の実施例に係る偏波面保存光フ
ァイバ母材の製造工程を示す断面図、第１３図は第４の
実施例で得られる偏波面保存光ファイバの損失波長特性
図、 第１４図は本発明の第４の実施例で得られる他の偏波面
保存光ファイバ母材の屈折率分布の形状を示す説明図、 第１５図は本発明の第５の実施例に係る楕円コア型開波
面保存光ファイバ母材の製造工程を示す図、 第１６図は従来の各種偏波面保存光ファイバの断面図で
ある。 図中、５は多孔質母材、６はコア用ガラス層、７はクラ
ッド用ガラス層、８はガラスロット、９は加工ロッド、
１０は石英ガラス微粒子、１１はコア、１２はクラッド
、］３はサボーＩ〜、１４は光ファイバ母材、１５は外
付は石英ガラス、１６は楕円形コア、２０はガラス微粒
子、２１はコア用ガラス層、２２はクラッド用ガラス層
、２３はサポート用ガラス層、２４は３層構造のガラス
母材、２５は２層構造のガラス母材、３１は楕円コア、
３２は円形クラッド、３３は光ファイバ母材、５０は多
孔質ガラス、５３はクラッド用ガラス層、５４はガラス
母材、６０は多孔質ガラス、６１はコア、６２は第１ク
ラツド、６３は中間クラッド、６４は第２クラツド、６
５は光ファイバ母材、７９は加工ロッド、８０は石英ガ
ラス微粒子、８１はコア用ガラス層、８２はクラッド用
ガラス層、８３はサポート石英ガラス、８４はガラス母
材、８５はガラス母材、８つは加工ロッド、９゜は石英
ガラス微粒子、９１は楕円コア、９２は第１クラツド、
９３は第２クラツド、９４はサポート、９５は光ファイ
バ母材である。 特許出願人　　日立電線株式会社 代理人弁理士　　絹　谷　信　雄 図面の浄書（内容に変更なし） ８　・力゛′う又０・リド。 △（％） 第３図 △（％） 第４図 万゛ラスロヅドのフラット碍円バ仁εｃＬａｄ第５図 第６図 の 第１４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、コアとなる石英ガラスロッドの両側面を軸方向に沿
   って機械加工により除去し、得られた断面非円形の加工
   ロッドの外周に、加工ロッドより軟化点の高い石英ガラ
   スを加工ロッドとほぼ相似の断面形状に外付けした後、
   初期の断面形状が保てる範囲の線引張力で線引きするこ
   とを特徴とする楕円コア型偏波面保存光ファイバの製造
   方法。 ２、コア用ガラス層の外周囲にそれより軟化点の高いク
   ラッド用ガラス層を有するガラスロッドを形成し、この
   ガラスロッドの両側面を軸方向に沿って機械加工により
   除去して断面非円形の加工ロッドを形成し、この加工ロ
   ッドの外周に石英ガラス微粒子を外付けし焼結して上記
   クラッド用ガラス層より軟化点の高いサポート用ガラス
   層を形成し、得られたガラス母材を光ファイバ母材とし
   て線引きすることを特徴とする楕円コア型偏波面保存光
   ファイバの製造方法。 ３、クラッド用ガラス層を基準としたコア用ガラス層の
   比屈折率差Δ＾＋、石英を基準としたクラッド用ガラス
   層の比屈折率差Δ＾−、加工ロッドの長径ｌ、加工ロッ
   ドのクラッド用ガラス層の楕円度ε＿ｃ＿ｌ＿ａ＿ｄが
   、それぞれ下式を満たすことを特徴とする請求項２記載
   の楕円コア型偏波面保存光ファイバの製造方法。 ０．４％≦Δ＾＋≦４％ Δ＾−≦−０．１％ １８ｍｍ≦ｌ ０．５≦ε＿ｃ＿ｌ＿ａ＿ｄ≦０．８ ４、酸化ゲルマニウムを含有するコア用ガラス層及びこ
   れを囲むふっ素を含むクラッド用ガラス層から成るガラ
   スロッドを形成し、このガラスロッドの両側面を軸方向
   に沿って機械加工により除去して断面非円形の加工ロッ
   ドを形成し、この加工ロッドの外周部にクラッド用ガラ
   ス層より粘化温度の高いガラス組成のガラス微粒子を堆
   積させると共にこれを焼結してサポートガラス層を形成
   した後、このサポートガラス層を削り取ることにより断
   面円形状のガラス母材を作製し、このガラス母材の外周
   囲に上記クラッド用ガラス層と同一組成のガラス層を形
   成し、得られたガラス母材を光ファイバ母材として線引
   きすることを特徴とする楕円コア型偏波面保存光ファイ
   バの製造方法。 ５、コア用ガラス層の外周囲にそれより軟化点の高い第
   １クラッド用ガラス層を有するガラスロッドを形成し、
   このガラスロッドの両側面を軸方向に沿って機械加工に
   より除去して断面非円形の加工ロッドを形成し、この加
   工ロッドの外周に石英ガラス微粒子を外付けし焼結して
   第１クラッド用ガラス層より軟化点の高い中間クラッド
   用ガラス層を形成し、中間クラッド用ガラス層の外周に
   石英ガラス微粒子を外付けし焼結して中間クラッド用ガ
   ラス層より軟化点の高い第２クラッド用ガラス層を形成
   し、得られたガラス母材を光ファイバ母材として線引き
   することを特徴とする楕円コア型偏波面保存光ファイバ
   の製造方法。 ６、酸化ゲルマニウムを含有するコア用ガラス層及びフ
   ッ素を含有するクラッド用ガラス層からなる断面円形状
   のガラスロッドの両側面部を軸方向に研削した後、該ガ
   ラスロッドの外周部にサポートとなる石英ガラス微粒子
   を堆積させると共にこれを焼結してガラス母材を形成し
   、このガラス母材に対し上記研削から焼結の工程を少な
   くとも１回繰返し、得られたガラス母材を光ファイバ母
   材として線引きすることを特徴とする楕円コア型偏波面
   保存光ファイバの製造方法。