JPH03218938A - 楕円コア型偏波面保存光ファイバの製造方法 - Google Patents

楕円コア型偏波面保存光ファイバの製造方法

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JPH03218938A
JPH03218938A JP2014473A JP1447390A JPH03218938A JP H03218938 A JPH03218938 A JP H03218938A JP 2014473 A JP2014473 A JP 2014473A JP 1447390 A JP1447390 A JP 1447390A JP H03218938 A JPH03218938 A JP H03218938A
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山田 公道
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託摩 勇悦
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正志 中村
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    • C03B37/01Manufacture of glass fibres or filaments
    • C03B37/012Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
    • C03B37/014Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments made entirely or partially by chemical means, e.g. vapour phase deposition of bulk porous glass either by outside vapour deposition [OVD], or by outside vapour phase oxidation [OVPO] or by vapour axial deposition [VAD]
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    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B2203/00Fibre product details, e.g. structure, shape
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  • Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
  • Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)

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、様々な構成方法のある偏波面保存光ファイバ
のうち、コアを楕円形状に構成してなる傭波面保存光フ
ァイバの製造方法に関し、とくにOH基による吸収損失
の影響を最小限に止めることを可能にする楕円コア型偏
波面保存光ファイバの新規な製造方法に関するものであ
る.[従来の技術] 偏波面保存光ファイバは、光の強弱情報の他に位相や偏
波面の情報をも安定に長尺伝送できるため、干渉や偏波
を利用した計測、光IC(光集積回路)間の伝送、偏波
多重通信、コヒーレント通信など広い範囲における応用
が期待されており、その構造にも、コアの形状を変える
もの、周方向の屈折率を変えるもの、ストレスを加える
もの、ねじりを加えるものなど様々な構成のものが提案
されている。
その中で、コアの形状を楕円形状とした楕円コア型のも
のは、従来工業的規模での製造が困難であると考えられ
ており、これまでに一般には円形のコアとクラッドの外
周に楕円ジャケットを設けたものが活用されてきた。
しかし、最近になり光ICの研究が進むにつれ、楕円コ
ア型のものが光ICとの結合性の上で有利であることか
わかり、改めて楕円コア型偏波面保存光ファイバが注目
されるようになった。
そこで、出願人は、先に、このような楕円コア型偏波面
保存光ファイバを工業的規模で製造することのできる製
造方法について提案した。(特開平1−252545) この方法は、具体的には、GeOz(酸化ゲルマニウム
)を含有するコアガラス層及びこれを囲むF(ふっ素)
を含有するクラッドガラス層からなるコアロッドの両側
面を軸方向に沿って機械加工により研削除去して断面非
円形の研削コアロッドを形成し、次にこの研削コアロッ
ドの外周にSiOz(石英)カラススートを外付けし、
焼結してサポートガラス層を形成した後、このカラス母
材を光ファイバ母材として線引きするという工程により
楕円コア光ファイバを製造するものである. し発明が解決しようとする課題] 上述した製造方法を用い、そのコアロツドの構造パラメ
ータを種々に変えて楕円コア型光ファイバを試作したと
ころ、その伝送損失特性に大きなバラツキが生ずること
がわかった。
すなわち、偏波面保存光ファイバはその性質上単一モー
ド光ファイバであり、使用波長として通常1.5μm帯
が使用される。ところが、上記コアロッドの構造パラメ
ータの違いにより1.5μm帯に近接する波長1.38
μmにピークを持つOH基による吸収損失(以下OH損
失という)の影響を受け易くなり、それが上記バラツキ
となって現れる。
このOH基のコア中への混入を皆無とすることはできず
、このOH基には波長2.73μmに基本吸収振動があ
って、この振動の高調波振動による吸収が1.38μm
、0,95μmなどに現れる。すなわち、第3図に示す
ように、コア中に1ρp1のOH基が存在すると、0.
95μmで約1dB/km、1.38μmでは約40d
B/kmもの吸収損失をもたらし、伝送損失をもたらす
大きな要因となるのである。そして、この 1.38μmのピークの裾引きの影響によって、近接し
ている1.5μm帯の損失に変動をもたらすことか−判
明したのである。
第6図は、楕円コア光ファイバの波長1.39μmのO
 H損失と1.54μmの損失値との関係をプロットし
た線図である。図より明らかなように、1.5μm帯で
の損失がQ.3d8/ki+以下の低損失な楕円コア光
ファイバを得るには、OH損失が5dB/ha以下とな
るように構成する必要のあることがわかる。
本発明の目的は、上記したような実情にかんがみ、とく
にOH損失に起因する伝送損失を適切に低減させ、低損
失な楕円コア型偏波面保存光ファイバを入手することの
できる新規な製造方法を提供しようとするものである。
[課題を解決するための手段] 本発明は、コアおよびクラッドからなる丸棒状コアロッ
ドの両側面を中心軸方向に平行に研削して断面非円形化
し、当該研削コアロツドの外周にサポートを形成するた
めのガラス微粒子を堆積させ、これを焼結してプリフォ
ームを製造するに当り、このプリフォームの焼結過程に
おいて前記軟質な研削コアロッドが粘性の差によりほぼ
断面円形に近い形状に変形する作用を利用してコア形状
を楕円形に形成させ、その外周にほぼ円形よりなるクラ
ッドを有しその外周に円形サポートを有するプリフォー
ムを得ると共に、これを加熱線引きして光ファイバとし
た際に、サポートを基準とするクラッドの比屈折率差N
が−0.3%以上であって、楕円コア長軸方向のクラッ
ド径/コア径の比t / aが1.5以上となるように
するものである。
[作用] 研削コアロッドの楕遣のパラメータを変えて楕円コアフ
ァイバを試作し損失の評価を行なった結果、OH損失は
クラッドとサポートとの比屈折率差か、および楕円コア
のクラッド径しとコアの長軸方向のコア径aとの比t 
/ aとの間に密接な関係があることがわかった6 低損失な楕円コア型偏波面保存光ファイバを得るには、
クラッドとサポートの比屈折率差Δ−を0,3%以上と
するようにすればよいことが実験により判明すると共に
、t / aが1.5以上となるようにすること、すな
わちクラッドを厚くすることで解決できることが判明し
た。
[実施例] 以下に、本発明について実施例を参照し説明する。
第1図(a)から(e)は本発明に係る方法により本発
明に係る楕円コア型偏波面保存光ファイバを製造する工
程を示すそれぞれ説明断面図である。
第1図(a)は多孔質母材4を形成している様子を示す
説明図である。コアバーナー20からはG e O 2
およびS i 02を、そしてクラッドバーナー30か
らはSi02をそれぞれ供給し、VAD (軸付け)法
によりコアスートIAおよびその外周にクラッドスー}
2Aを堆積させ、多孔質母材4を製造する。なお、この
場合、コアスートIAを形成するに当り、GeO2を焼
結後の円形クラッド2aに対し焼結後の円形コア1aの
屈折率差が所定量だけ増加するように添加する。
このようにして製造した多孔質母材4を焼結してカラス
化し、同図(b)に示す円形コアロッド5を得る。なお
、第1図(b)はクラッドスートを1回だけでなく、焼
結したのちにそれぞれ延伸堆積を2回繰返し、3層に積
層した2a,2b,2Cよりなるクラッド2−を形成し
た例を示したが、このように積層構造とせずはじめから
1層のクラッド2−を形成しても差支えないことは勿論
である。
つぎに、同図(c)に点線で示した研削除去部2−Bを
研削除去し、ほぼ断面矩形状の研削コアロッド6を形成
する。
然る後、同図(d)に示すように研削コアロッド6の外
周にスート堆槓法によりサポートスート3Aを外付けし
、これを焼結してカラス化し、同図(e)に示すような
プリフォーム10を製造する。
このプリフォーム10を焼結する過程において、サポー
ト3よりも軟質な材料によって構成されている研削コア
ロッド6は、その粘性の差によって断面か第1図(d)
に示すほぼ矩形状から第1図(e)に示すように円形化
する。このようにして、同図(c)において断面円形か
ら断面矩形状に研削された前記クラッド2−は再び円形
状のクラッド2に変形し、それに伴ってそれまで円形で
あった円形コア1aか楕円コア1に変形し、その周囲に
断面ほぼ円形のサポート3を有する本発明に係るプリフ
ォーム10を得ることができる。
その後は、通常の製造方法に従い、プリフォーム10を
加熱線引きすることにより、断面構成が第1図(e)に
示した状態の楕円コア型偏波面保存光ファイバを製造す
ることができる。
実施例1 第1図(a)に示すVAD法により、コアバーナー20
からGeO2およびS i 02を、そしてクラッドバ
ーナー30からSiOzを供給し、スート堆積させた。
この場合、コアスー}IAには焼結後にクラッドに対す
る比屈折率差Δが1.2%分増加するようにG e O
 2を添加した.得られた多孔質母材をふっ素含有ヘリ
ウム雰囲気中で焼結ガラス化し、GeO2およびふっ素
ドープコアの外周にふっ素ドープのクラッドを有する円
形断面のコアロツドを得た。なお、この際のふっ素の流
量はSiOzを基準とした比屈折率差Nか−0.2%と
なる値に設定した。
上記のようにして得たコアロツドを外径20關に延伸し
た後、この延伸コアロッドの外周に再度ふっ素含有ヘリ
ウム雰囲気中でクラッドスートを堆積させ、焼結して第
2層目のクラッド(第1図(b)の2b)を形成した。
これをさらに再度同様の延伸を行ない、スート堆積およ
び焼結をすることにより第3層目のクラッド(第1図(
b)の2c)を形成し、外径30mに延伸して第1図(
b)に示すような3層クラッド2゛を有するコアロッド
を得た.このときの外径Tとコア径aの比T / aは
10であった。クラッドについては、上記のように3層
梢造に形成せず、はじめから必要な外径を有するクラッ
ドに形成してもよいことは先に説明した通りである。
上記のようにして得られたコアロッドの軸方向両側を第
1図(c)に示すように研削し、研削比(短径/長径)
一0.32となるように研削除去し、第1図(c)に示
すようなほぼ矩形状の研削コアロッドを形成した。続い
て、この研削コアロッドの外周に第1図(d)に示すよ
うにサポートスートを外付けし、これを焼結ガラス化し
て石英ガラス層をサポート層として形成した。この焼結
の際に、純粋石英ガラスよりなるサポートよりも軟質な
研削コアロッドは、その粘性の差により、焼結中にほぼ
断面円形に変形され、第1図(d)に示すようにほぼ矩
形断面であったクラッドが同図(e)に示すように断面
ほぼ円形のクラッドに変形され、それに伴ってそれまで
断面円形であった円形コア1aは楕円コア1に変形され
、本発明に係るガラス母材を得な. なお、本実施例においては、サポートをさらに厚くする
ために、上記のようにして得たガラス母材にさらにスー
ト外付けと焼結ガラス化工程を2回繰返し、第1図(e
)に示すような外径30鰭よりなるプリフォームを得た
. このプリフォームの楕円コア長軸方向のクラッド径tと
同じく長軸方向のコア径aの比t / aは2、2であ
り、コアの楕円度ε(1−(短軸径/長軸径》》は0.
8であった. 上記プリフォームを加熱線引きし、外径125μmの楕
円コア光ファイバを製造した.第2図は、上記のように
して得られた楕円コア型清波面保存光ファイバを長さ1
000mサンプリグし、その波長一損失特性を測定した
結果を示す線図である。この場合、カットオフ波長は1
.35,czm、波長1.39μmのOH損失は3dB
/klI、1.54μmの損失は0 . 2 5 dB
 /kmであった.また、消光比は−31dBであった
. 実施例2 コアのクラッドに対する比屈折率差Δ=1.2%、S 
i 02を基準としたクラッドのサポートに対する比屈
折率差A−=0%(ふっ素無添加)、T/a=10のコ
アロツドを用いて実施例1と同一の製造条件で楕円コア
ファイバを試作した。
t/a=1.7、ε−0.6であった、OH損失は2d
B/kmであり、1.54μmの損失は0.23dB/
k+n、消光比は−25dBであって、ふっ素無添加の
場合でも良好な結果が得られることがわかった。
比較例1 Δ=1.2%、A−=−0.4%、T/a=10のコア
ロッドを用いて実施例1と同一の製造条件で楕円コアフ
ァイバを試作した。t / aは2,2、εは0.8で
あった.Nがマイナス側に太きくなったためにOH損失
は8dB/ki+に増加し、1.54μmの損失は0 
. 3 5 dB /k+nになった.消光比は−30
dBであった. 比較例2 Δ=1,2%、Δ−=−0.2%、T/a=7のコアロ
ツドを用いて実施例1と同一の製造条件で楕円コアファ
イバを試作した.t/aは1.3、εは0,8であった
。t / aが小さかったためにOH損失は10dB/
kg+に増加し、1.54μmの損失は0.4dB/k
s+になった。消光比は30dBであった。
第4図は上記した実施例および比較例以外にも試料を作
成し、クラッドと純粋石英ガラスよりなるサポートとの
比屈折率差Δ−とOH損失との関係をプロットした線図
であり、また、第5図は上記t / aとOH損大の関
係を同様にプロットした線図である。
第4図より、OH損失を5dB/ha以下に止めるには
、比屈折率差Nが−0.3以上である必要があり、また
、第5図よりt / aが1.5以上となるように梢成
する必要のあることがわかる.[発明の効果] 以上詳記した通り、本発明に係る製造方法をもってすれ
ば、楕円コア型痢波面保存光ファイバを工業的規模にお
いて生産することができる上に、とくにOH損失に起因
する伝送損失を適切に低減させ、低損失な楕円コア型偏
波面保存光ファイバを入手することができるものである
【図面の簡単な説明】
第1図(a>から(e)は本発明に係る製造過程を示ず
それぞれ説明断面図、第2図は本発明により製造した実
施例光ファイバの波長一損失特性線図、第3図はOH基
吸収の様子を示す波長一吸収損失特性線図、第4図は実
施例及び比較例におけるクラッドのサポートに対する比
屈折率差Δ−と0}1損失の関係をプロットした線図、
第5図は同じく楕円コアの長軸方向のクラッド径tと同
じくコアの長軸方向径aとの比t / aとOH損失と
の関係をプロットした線図、第6図は 1.39μmにおけるO}{損失とそのときの1.54
μmの損失との関係をプロットした線図である. 1:楕円コア、 IA:コアスート、 1a:円形コア、 2:クラッド、 2−:円形クラッド、 2A:クラッドスート、 2−B:研削除去部、 3:サポート、 3A:サポートスート、 4:多孔質母材、 5:円形コアロッド、 6:研削コアロッド、 10:フ゜リフォーム. 出顯人 日立T&線株式会社

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)コアおよびクラッドからなる丸棒状コアロッドの
    両側面を中心軸方向に平行に研削して断面非円形化し、
    当該研削コアロッドの外周にサポートを形成するための
    ガラス微粒子を堆積させ、これを焼結してプリフォーム
    を製造するに当り、このプリフォームの焼結過程におい
    て前記軟質な研削コアロッドが粘性の差によりほぼ断面
    円形に近い形状に変形する作用を利用してコア形状を楕
    円形に形成させ、その外周にほぼ円形よりなるクラッド
    を有しその外周に円形サポートを有するプリフォームを
    得ると共に、これを加熱線引きして光ファイバとした際
    に、サポートを基準とするクラッドの比屈折率差Δ^−
    が−0.3%以上であつて、楕円コア長軸方向のクラッ
    ド径/コア径の比t/aが1.5以上となるようにする
    楕円コア型偏波面保存光ファイバの製造方法。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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