JPH04317431A - 光ファイバ伝送路の製造方法 - Google Patents
光ファイバ伝送路の製造方法Info
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- JPH04317431A JPH04317431A JP3020425A JP2042591A JPH04317431A JP H04317431 A JPH04317431 A JP H04317431A JP 3020425 A JP3020425 A JP 3020425A JP 2042591 A JP2042591 A JP 2042591A JP H04317431 A JPH04317431 A JP H04317431A
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- C03B2201/30—Doped silica-based glasses doped with metals, e.g. Ga, Sn, Sb, Pb or Bi
- C03B2201/34—Doped silica-based glasses doped with metals, e.g. Ga, Sn, Sb, Pb or Bi doped with rare earth metals, i.e. with Sc, Y or lanthanides, e.g. for laser-amplifiers
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- C03B2203/10—Internal structure or shape details
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S65/00—Glass manufacturing
- Y10S65/90—Drying, dehydration, minimizing oh groups
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。
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光ファイバプリフォー
ムとそれから得られる光ファイバ製造に関し、さらに詳
しくは、プリフォームとそれから得られる光ファイバが
ドーパント物質、例えば希土類ドーパントを含有する場
合の製造方法に関する。
ムとそれから得られる光ファイバ製造に関し、さらに詳
しくは、プリフォームとそれから得られる光ファイバが
ドーパント物質、例えば希土類ドーパントを含有する場
合の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】中間光レピータにおける光増幅器、受波
器における低ノイズ前置増幅器、及び送波器における大
電力後置増幅器は殆どの重要な光波通信伝送システムに
おける大切な要素である。このような増幅器の将来性の
ある有用な実施例はファイバ増幅器であって、これはド
ーパント物質例えば希土類イオンをホストファイバーに
導入することにより増幅を行うものである。
器における低ノイズ前置増幅器、及び送波器における大
電力後置増幅器は殆どの重要な光波通信伝送システムに
おける大切な要素である。このような増幅器の将来性の
ある有用な実施例はファイバ増幅器であって、これはド
ーパント物質例えば希土類イオンをホストファイバーに
導入することにより増幅を行うものである。
【０００３】現在、エルビウムは、次の理由によりシリ
カ系ファイバに対し、好ましいドーパント物質である。 それはポンプと信号の波長が比較的低い固有損失でホス
トファイバに支えられるためである。ファイバプリフォ
ームの形成中に反応堆積ゾーンへの希土類化学種の導入
は、修正（ｍｏｄｉｆｉｅｄ）化学気相成長法（ＭＣＶ
Ｄ）、気相軸付け法（ＶＡＤ）及び気相外付け法（ＯＶ
Ｄ）のような標準的技術に対し考案された。
カ系ファイバに対し、好ましいドーパント物質である。 それはポンプと信号の波長が比較的低い固有損失でホス
トファイバに支えられるためである。ファイバプリフォ
ームの形成中に反応堆積ゾーンへの希土類化学種の導入
は、修正（ｍｏｄｉｆｉｅｄ）化学気相成長法（ＭＣＶ
Ｄ）、気相軸付け法（ＶＡＤ）及び気相外付け法（ＯＶ
Ｄ）のような標準的技術に対し考案された。
【０００４】これらの導入方法では、希土類イオンを導
入するのに必要な化学反応を確実に開始するために、気
相の高度な正確さ及び温度制御が要求される。また上記
各方法により形成される高純度ファイバプリフォームに
ハロゲン化物として供給される低揮発性希土類イオンの
導入のために溶液ドーピング方法が提案された。このド
ーピング方法はまた希土類ドーパントの蒸気圧が低いた
めにかなりの制御を必要とする。
入するのに必要な化学反応を確実に開始するために、気
相の高度な正確さ及び温度制御が要求される。また上記
各方法により形成される高純度ファイバプリフォームに
ハロゲン化物として供給される低揮発性希土類イオンの
導入のために溶液ドーピング方法が提案された。このド
ーピング方法はまた希土類ドーパントの蒸気圧が低いた
めにかなりの制御を必要とする。
【０００５】光増幅のほとんどの応用例では、百万分の
数部から数百または数千部程度の高ドーパントレベルが
必要である。分布増幅の応用例に対しては、十億分の数
部程度の稀薄ドーパントレベルが要望される。上記ドー
ピング方法は比較的均一な高ドーパントレベル濃度のプ
リフォームを製造することができるが、分布増幅ファイ
バに必要な稀薄濃度の場合に同程度の均一性をこれらの
方法が与えられるかどうかは不明確である。分布増幅器
ファイバに対し、ファイバ長手方向の一端から他端まで
比較的均一な利得を与えることは重要である。
数部から数百または数千部程度の高ドーパントレベルが
必要である。分布増幅の応用例に対しては、十億分の数
部程度の稀薄ドーパントレベルが要望される。上記ドー
ピング方法は比較的均一な高ドーパントレベル濃度のプ
リフォームを製造することができるが、分布増幅ファイ
バに必要な稀薄濃度の場合に同程度の均一性をこれらの
方法が与えられるかどうかは不明確である。分布増幅器
ファイバに対し、ファイバ長手方向の一端から他端まで
比較的均一な利得を与えることは重要である。
【０００６】プリフォームにおける濃度レベルとその分
布の均一性に加うるに、プリフォーム及びファイバのコ
ア領域からドーパントの外部拡散を制御するために、プ
リフォーム及びファイバのコア領域にドーパントを集め
ることができ、そしてその量に関わらず所望の濃度レベ
ルを達成でき、かつこの所望の濃度レベルを１つのプリ
フォームから次のプリフォームに再現性よく実現できる
ことは同様に重要なことである。多くのドーピング方法
では、コア領域からの外部拡散を防止するためドーパン
トの制御を維持しようとする。
布の均一性に加うるに、プリフォーム及びファイバのコ
ア領域からドーパントの外部拡散を制御するために、プ
リフォーム及びファイバのコア領域にドーパントを集め
ることができ、そしてその量に関わらず所望の濃度レベ
ルを達成でき、かつこの所望の濃度レベルを１つのプリ
フォームから次のプリフォームに再現性よく実現できる
ことは同様に重要なことである。多くのドーピング方法
では、コア領域からの外部拡散を防止するためドーパン
トの制御を維持しようとする。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかし、殆どの方法は
コア領域にドーパント物質を集めるのに十分な正確さを
有するものではない。また、これらの方法はアプリオリ
に所望の濃度レベルを達成するのに十分に制御されてい
ないし、また制御され得るものではない。従って、これ
らの方法はプリフォーム間並びにファイバ間の再現性を
要求する製造環境に対し好適なものではない。
コア領域にドーパント物質を集めるのに十分な正確さを
有するものではない。また、これらの方法はアプリオリ
に所望の濃度レベルを達成するのに十分に制御されてい
ないし、また制御され得るものではない。従って、これ
らの方法はプリフォーム間並びにファイバ間の再現性を
要求する製造環境に対し好適なものではない。
【０００８】
【課題を解決するための手段】所定のドーパント濃度レ
ベルを有する再現性のあるドープした光ファイバプリフ
ォームは次の手段により製造される。即ち、それはドー
プしたフィラメントを実質的に完成したプリフォームに
挿入し、プリフォームをコラプス（ｃｏｌｌａｐｓｅ）
、即ち固化（ｃｏｎｓｏｌｉｄａｔｉｏｎ）する際にこ
のフィラメントがコア領域の中心に位置するように行う
ことである。
ベルを有する再現性のあるドープした光ファイバプリフ
ォームは次の手段により製造される。即ち、それはドー
プしたフィラメントを実質的に完成したプリフォームに
挿入し、プリフォームをコラプス（ｃｏｌｌａｐｓｅ）
、即ち固化（ｃｏｎｓｏｌｉｄａｔｉｏｎ）する際にこ
のフィラメントがコア領域の中心に位置するように行う
ことである。
【０００９】ドープしたフィラメントのドーパント濃度
レベルはそれをプリフォームに挿入する前にわかってい
るので、それから得られるファイバ中の所望の濃度を実
現するためにドーパントレベルを制御し補正することが
できる。ドーパント物質例えば希土類やその他の元素は
この方法を適用する場合に好適である。
レベルはそれをプリフォームに挿入する前にわかってい
るので、それから得られるファイバ中の所望の濃度を実
現するためにドーパントレベルを制御し補正することが
できる。ドーパント物質例えば希土類やその他の元素は
この方法を適用する場合に好適である。
【００１０】
【実施例】光ファイバ増幅器は、一般的にコアとクラッ
ドの領域を有し、コア領域に実質上ドーパント物質を含
有し、誘導放出経由で利得を与える標準的光ファイバで
実施される。ファイバ増幅器において誘導放出を実現す
るために好ましいドーパント物質は希土類またはランタ
ニドイオン例えばＮｄ３＋、Ｈｏ３＋、Ｅｕ３＋、Ｅｒ
３＋、Ｙｂ３＋、Ｔｂ３＋、及びＤｙ３＋である。
ドの領域を有し、コア領域に実質上ドーパント物質を含
有し、誘導放出経由で利得を与える標準的光ファイバで
実施される。ファイバ増幅器において誘導放出を実現す
るために好ましいドーパント物質は希土類またはランタ
ニドイオン例えばＮｄ３＋、Ｈｏ３＋、Ｅｕ３＋、Ｅｒ
３＋、Ｙｂ３＋、Ｔｂ３＋、及びＤｙ３＋である。
【００１１】殆どの標準的通信利用に対して、元素例え
ばＮｄ３＋とＥｒ３＋は次の理由から通常使用される。 それはシリカ系ファイバにおいて最小の損失でこれらの
物質に対するポンプ波長の適合性のためである。以下に
記載の実施例ではシリカ系ファイバにおける信号増幅を
実現するためにＥｒ３＋イオンを用いる。ここで特定の
ファイバと特定のドーパント物質を用いて説明するが、
これは説明のためだけの目的であって本発明を制限する
ためのものではない。
ばＮｄ３＋とＥｒ３＋は次の理由から通常使用される。 それはシリカ系ファイバにおいて最小の損失でこれらの
物質に対するポンプ波長の適合性のためである。以下に
記載の実施例ではシリカ系ファイバにおける信号増幅を
実現するためにＥｒ３＋イオンを用いる。ここで特定の
ファイバと特定のドーパント物質を用いて説明するが、
これは説明のためだけの目的であって本発明を制限する
ためのものではない。
【００１２】各種ファイバ構造体をファイバ増幅器に用
いることができる。即ち、当業者には既知の構造体、例
えばデプレスト・クラッド・ファイバ、分散シフト・フ
ァイバ、クワドループル・クラッド・ファイバ、偏波保
存ファイバ、ステップ・インデックス・コア・ファイバ
等を使用することができる。これらのファイバ構造体は
全て標準的方法例えば気相軸付け法に（ＶＡＤ）、気相
外付け法（ＯＶＤ）及び修正化学気相成長法（ＭＣＶＤ
）により製造することができる。ファイバ構造体はいず
れも全て本発明のプリフォームとファイバの製造に適用
することができる。
いることができる。即ち、当業者には既知の構造体、例
えばデプレスト・クラッド・ファイバ、分散シフト・フ
ァイバ、クワドループル・クラッド・ファイバ、偏波保
存ファイバ、ステップ・インデックス・コア・ファイバ
等を使用することができる。これらのファイバ構造体は
全て標準的方法例えば気相軸付け法に（ＶＡＤ）、気相
外付け法（ＯＶＤ）及び修正化学気相成長法（ＭＣＶＤ
）により製造することができる。ファイバ構造体はいず
れも全て本発明のプリフォームとファイバの製造に適用
することができる。
【００１３】本発明の原理によりドープされた光ファイ
バプリフォームと最終的にドープされた光ファイバは次
のステップからなる方法により製造される。
バプリフォームと最終的にドープされた光ファイバは次
のステップからなる方法により製造される。
【００１４】即ち、標準的成長法、例えばＭＣＶＤ、Ｖ
ＡＤ、ＯＶＤ等によりプリフォームに対するクラッドと
コアの領域を堆積するステップ、ドーパントイオン例え
ばＥｒ３＋等の補正量を有するフィラメントをそれがコ
アにより囲まれるような領域に挿入するステップ、ドー
プされたフィラメントの周囲のクラッドとコアを固化ま
たはコラプスして、そのフィラメントの埋め込んだコア
セクションを有するドープされたプリフォーム構造体を
形成するステップ、及びドープされたプリフォームから
標準的ファイバ線引き法によりドープされた光ファイバ
を線引きするステップからなる方法により製造される。 このフィラメントは標準的ファイバ製造法とドーピング
法により形成される。
ＡＤ、ＯＶＤ等によりプリフォームに対するクラッドと
コアの領域を堆積するステップ、ドーパントイオン例え
ばＥｒ３＋等の補正量を有するフィラメントをそれがコ
アにより囲まれるような領域に挿入するステップ、ドー
プされたフィラメントの周囲のクラッドとコアを固化ま
たはコラプスして、そのフィラメントの埋め込んだコア
セクションを有するドープされたプリフォーム構造体を
形成するステップ、及びドープされたプリフォームから
標準的ファイバ線引き法によりドープされた光ファイバ
を線引きするステップからなる方法により製造される。 このフィラメントは標準的ファイバ製造法とドーピング
法により形成される。
【００１５】次に１つの実施例を示すと、ＭＣＶＤ製造
による標準的シリカ系プリフォームで希土類イオンによ
る溶液ドーピングと次に乾燥とコラプスステップを含み
、次にファイバに線引きするステップが続き、そして予
め補正したドーパント濃度を有するドープしたフィラメ
ントを形成する。当業者にはこのフィラメントは“シー
ドファイバ（ｓｅｅｄ ｆｉｂｅｒ）”であることは明
白である。
による標準的シリカ系プリフォームで希土類イオンによ
る溶液ドーピングと次に乾燥とコラプスステップを含み
、次にファイバに線引きするステップが続き、そして予
め補正したドーパント濃度を有するドープしたフィラメ
ントを形成する。当業者にはこのフィラメントは“シー
ドファイバ（ｓｅｅｄ ｆｉｂｅｒ）”であることは明
白である。
【００１６】この用語はプリフォーム構造体にドーパン
ト物質でのフィラメントシードする操作であることを示
すのに用いる。しかし、混乱を避けるために、フィラメ
ントを挿入したドープ光ファイバプリフォームから線引
きして得られたドープ光ファイバと区別するように用語
フィラメントを用いている。
ト物質でのフィラメントシードする操作であることを示
すのに用いる。しかし、混乱を避けるために、フィラメ
ントを挿入したドープ光ファイバプリフォームから線引
きして得られたドープ光ファイバと区別するように用語
フィラメントを用いている。
【００１７】以下の記載は標準的成長法の例として修正
化学気相成長法とプリフォームにドーパント物質を導入
する方法の例として溶液ドーピング法を含むものである
。これらの方法の両者を用いてフィラメント例は形成さ
れる。即ち、気相ドーピング法と共にＭＣＶＤ法を用い
てドープされたプリフォームを製造し、次に標準的ファ
イバ線引き法によりドープしたフィラメントを形成する
。ドープしたフィラメントを線引きした後、そのドーパ
ント濃度を測定する。そしてプリフォームを構成する堆
積物質のコア領域に形成された円筒孔に挿入するための
フィラメントは調整される。
化学気相成長法とプリフォームにドーパント物質を導入
する方法の例として溶液ドーピング法を含むものである
。これらの方法の両者を用いてフィラメント例は形成さ
れる。即ち、気相ドーピング法と共にＭＣＶＤ法を用い
てドープされたプリフォームを製造し、次に標準的ファ
イバ線引き法によりドープしたフィラメントを形成する
。ドープしたフィラメントを線引きした後、そのドーパ
ント濃度を測定する。そしてプリフォームを構成する堆
積物質のコア領域に形成された円筒孔に挿入するための
フィラメントは調整される。
【００１８】［ＭＣＶＤ処理］ＭＣＶＤは最も単純で恐
らく最も柔軟性のある製造法である。その製造行程は、
まず通常市販シリカのチューブから出発する。このチュ
ーブは光ガイド構造体のクラッドの一部となり、かつ成
長プロセスにおける格納容器の役目をも果たす。このチ
ューブは、寸法、サイディング、断面積と均一性の点か
ら選択し、使用前に洗浄する。堆積ステーションはガラ
ス作業用レース（旋盤）、化学物質導入システム及びコ
ンピュータ制御コンソールから成る。
らく最も柔軟性のある製造法である。その製造行程は、
まず通常市販シリカのチューブから出発する。このチュ
ーブは光ガイド構造体のクラッドの一部となり、かつ成
長プロセスにおける格納容器の役目をも果たす。このチ
ューブは、寸法、サイディング、断面積と均一性の点か
ら選択し、使用前に洗浄する。堆積ステーションはガラ
ス作業用レース（旋盤）、化学物質導入システム及びコ
ンピュータ制御コンソールから成る。
【００１９】チューブの入口端を旋盤の２つの同期回転
チャックの１つに取り付け、回転ジョイントを経由して
化学物質導入システムに結合する。チューブの他端は炎
で燃やし、第２のチャックに取り付けられたより大きい
チューブに融合させる。この大きいチューブは堆積法か
ら得られる導入されなかった物質を集める役目をし、化
学洗浄システムに連結される。チューブのセットアップ
の後、それを回転し、横移動する熱源を用いて火で仕上
げる。次に製造プロセスの堆積段階が始まる。
チャックの１つに取り付け、回転ジョイントを経由して
化学物質導入システムに結合する。チューブの他端は炎
で燃やし、第２のチャックに取り付けられたより大きい
チューブに融合させる。この大きいチューブは堆積法か
ら得られる導入されなかった物質を集める役目をし、化
学洗浄システムに連結される。チューブのセットアップ
の後、それを回転し、横移動する熱源を用いて火で仕上
げる。次に製造プロセスの堆積段階が始まる。
【００２０】堆積プロセスは基本的に主として導入化合
物の揮発蒸気の高温均一気相酸化反応であって、この化
合物がサーモフォレシスを経てサブミクロン粒子となっ
て堆積し溶融して透明ガラスフィルムとなる。堆積プロ
セスでは化学反応物量が制御されるが、それは液状ドー
パントソース例えばＳｉＣｌ４、ＧｅＣｌ４、またはＰ
ＯＣｌ３にキャリアガス例えばＯ２もしくはＨｅを通し
て得られたガス流に飛沫同伴させた化学反応物または気
体ドーパント例えばＳｉＦ４、ＢＣｌ３、及びＣＣｌ２
の直接不均化反応が用いられる。
物の揮発蒸気の高温均一気相酸化反応であって、この化
合物がサーモフォレシスを経てサブミクロン粒子となっ
て堆積し溶融して透明ガラスフィルムとなる。堆積プロ
セスでは化学反応物量が制御されるが、それは液状ドー
パントソース例えばＳｉＣｌ４、ＧｅＣｌ４、またはＰ
ＯＣｌ３にキャリアガス例えばＯ２もしくはＨｅを通し
て得られたガス流に飛沫同伴させた化学反応物または気
体ドーパント例えばＳｉＦ４、ＢＣｌ３、及びＣＣｌ２
の直接不均化反応が用いられる。
【００２１】いずれの形の気相プロセスでも認められる
ように、この導入法は遷移金属不純物に対する精製ステ
ップの役目をも果たすものであるが、この遷移金属不純
物は原料物質に含まれる可能性のあるもので、蒸気圧が
かなり低い特徴を有する。この化学ガス混合物は回転す
るチューブに注入されるが、チューブではホットゾーン
は外部移動熱源、一般的には酸水素バーナによりチュー
ブの長手方向に沿って横移動する。
ように、この導入法は遷移金属不純物に対する精製ステ
ップの役目をも果たすものであるが、この遷移金属不純
物は原料物質に含まれる可能性のあるもので、蒸気圧が
かなり低い特徴を有する。この化学ガス混合物は回転す
るチューブに注入されるが、チューブではホットゾーン
は外部移動熱源、一般的には酸水素バーナによりチュー
ブの長手方向に沿って横移動する。
【００２２】ホットゾーンの温度は光高温測定モニタと
火炎温度コントローラへのフィードバックを経て制御さ
れる。一層ずつ物質の堆積が行われ、ホットゾーンの通
過により移動熱源からの十分な熱のため堆積物が焼結す
る結果となる。
火炎温度コントローラへのフィードバックを経て制御さ
れる。一層ずつ物質の堆積が行われ、ホットゾーンの通
過により移動熱源からの十分な熱のため堆積物が焼結す
る結果となる。
【００２３】ＭＣＶＤでは、まず高純度クラッドが堆積
しその次にコアとなる。このクラッドは次のように多く
の機能を有する。即ち、不純物、特にＯＨ、の光ガイド
の活性領域への内部拡散に対する障壁として働く。クラ
ッドにおいて伝搬するいずれのパワーに対しても低いク
ラッド損失を保証する。最後に、チューブ欠陥またはチ
ューブ内面における界面の不整により起こりうる散乱損
失を最小にすることである。
しその次にコアとなる。このクラッドは次のように多く
の機能を有する。即ち、不純物、特にＯＨ、の光ガイド
の活性領域への内部拡散に対する障壁として働く。クラ
ッドにおいて伝搬するいずれのパワーに対しても低いク
ラッド損失を保証する。最後に、チューブ欠陥またはチ
ューブ内面における界面の不整により起こりうる散乱損
失を最小にすることである。
【００２４】シングル・モード・ファイバに対しては、
堆積クラッドはまた次の機能をさらに行う。即ち、クラ
ッド・インデックス・プロフィールを適合させることに
より、さらに複雑な分散最適化設計を可能とする役割を
持つ。コア堆積が次に続き、マルチモード構造体の場合
は３０ないし７０層を有するのに対しシングルモード構
造体の場合は１ないし数層を有する。
堆積クラッドはまた次の機能をさらに行う。即ち、クラ
ッド・インデックス・プロフィールを適合させることに
より、さらに複雑な分散最適化設計を可能とする役割を
持つ。コア堆積が次に続き、マルチモード構造体の場合
は３０ないし７０層を有するのに対しシングルモード構
造体の場合は１ないし数層を有する。
【００２５】堆積クラッドはＦ−ＳｉＯ２−ＧｅＯ２−
Ｐ２Ｏ５系において色々なインデックス・マッチドまた
はディプレスド組成をとることができ、ここでは時には
少量のＰ２Ｏ５を用いて主として堆積温度を低くするこ
とが行われる。コア組成は一般にＧｅＯ２−ＳｉＯ２で
あるが、ここでグレーテッドインデックス・マルチモー
ド・ファイバに対し少量のＰ２Ｏ５が用いられる。
Ｐ２Ｏ５系において色々なインデックス・マッチドまた
はディプレスド組成をとることができ、ここでは時には
少量のＰ２Ｏ５を用いて主として堆積温度を低くするこ
とが行われる。コア組成は一般にＧｅＯ２−ＳｉＯ２で
あるが、ここでグレーテッドインデックス・マルチモー
ド・ファイバに対し少量のＰ２Ｏ５が用いられる。
【００２６】最終的ファイバ構造体の寸法と屈折率プロ
フィールは組成を制御した連続堆積層を所望の厚さまで
積層することにより得られ、次にこのチューブ＋堆積物
の複合体をコラプスして固体プリフォーム・ロッドとす
る。堆積層の総数は出発チューブの寸法、堆積速度、プ
ロフィールの複雑さ及びファイバ設計に基づいて選択さ
れる。
フィールは組成を制御した連続堆積層を所望の厚さまで
積層することにより得られ、次にこのチューブ＋堆積物
の複合体をコラプスして固体プリフォーム・ロッドとす
る。堆積層の総数は出発チューブの寸法、堆積速度、プ
ロフィールの複雑さ及びファイバ設計に基づいて選択さ
れる。
【００２７】ＭＣＶＤプロセスについて説明すると、図
１において、旋盤１に基材チューブ２を取り付け、その
中でホットゾーン３は加熱手段４により形成される。チ
ューブ２は、例えば回転手段は図示していないが、矢印
５ａで示された方向に回転され、ホットゾーン３は、例
えばねじ付送り部材６により模式的に両矢印５ｂに示さ
れる方向に加熱手段４の移動によりチューブ２に沿って
横方向に移動される。
１において、旋盤１に基材チューブ２を取り付け、その
中でホットゾーン３は加熱手段４により形成される。チ
ューブ２は、例えば回転手段は図示していないが、矢印
５ａで示された方向に回転され、ホットゾーン３は、例
えばねじ付送り部材６により模式的に両矢印５ｂに示さ
れる方向に加熱手段４の移動によりチューブ２に沿って
横方向に移動される。
【００２８】ガス状物質はチューブ２に導入口７を経て
導入されるが、次にこれは原料物質貯蔵器８に連結され
る。このような貯蔵器は酸素入口９を有するが、これよ
り先に連結する手段は図示せず省略する。図からわかる
ように、ガス状物質はまた図示されていない手段により
入口１０と１１並びに貯蔵器１３からの入口１２を経て
導入される。
導入されるが、次にこれは原料物質貯蔵器８に連結され
る。このような貯蔵器は酸素入口９を有するが、これよ
り先に連結する手段は図示せず省略する。図からわかる
ように、ガス状物質はまた図示されていない手段により
入口１０と１１並びに貯蔵器１３からの入口１２を経て
導入される。
【００２９】貯蔵器１４と１５は一般に液状反応物質を
含み、これは入口１０と１１から送られるキャリアガス
がこの液体１６と１７をバブルし、そしてキャリアガス
によりチューブ２に導入される。排出物質は出口１８か
ら出される。混合弁や閉止弁は図示されていないが、こ
れらにより流れを調整したり他の組成の必要な調節を行
う。図１に示す装置は一般に水平的に配置される。
含み、これは入口１０と１１から送られるキャリアガス
がこの液体１６と１７をバブルし、そしてキャリアガス
によりチューブ２に導入される。排出物質は出口１８か
ら出される。混合弁や閉止弁は図示されていないが、こ
れらにより流れを調整したり他の組成の必要な調節を行
う。図１に示す装置は一般に水平的に配置される。
【００３０】図１に示す装置は僅かな修正を加えて垂直
的に配置することもできるが、その操作上の特性は図１
に示す場合と変わらない。しかし、基材チューブの垂直
配置はホットゾーン内のチューブ部分に安定性を加え、
好ましくない歪みを与えることなく、より高い温度と横
断方向のより長いホットゾーンを与えることになる。
的に配置することもできるが、その操作上の特性は図１
に示す場合と変わらない。しかし、基材チューブの垂直
配置はホットゾーン内のチューブ部分に安定性を加え、
好ましくない歪みを与えることなく、より高い温度と横
断方向のより長いホットゾーンを与えることになる。
【００３１】図２は堆積中に見られる基材チューブ３０
の一部の正面図である。図示する加熱手段３１はホット
ゾーン３２を形成し、これは図示しない手段により矢印
３３の方向にチューブ３０に沿って横方向に移動する。 ガス状物質はチューブ３０の左端に導入され矢印３４に
より示される方向に管壁を壊して内部を示す図の部分を
流れる。
の一部の正面図である。図示する加熱手段３１はホット
ゾーン３２を形成し、これは図示しない手段により矢印
３３の方向にチューブ３０に沿って横方向に移動する。 ガス状物質はチューブ３０の左端に導入され矢印３４に
より示される方向に管壁を壊して内部を示す図の部分を
流れる。
【００３２】処理状態について、２つの領域が明らかに
観察され得る。ホットゾーン３２の下流のゾーン３５は
特定酸化物物質の運動する懸濁粒子で満たされているの
に対し、ゾーン３６ではそのような微粒は全くなく堆積
物質の融合が起こっている領域といえる。
観察され得る。ホットゾーン３２の下流のゾーン３５は
特定酸化物物質の運動する懸濁粒子で満たされているの
に対し、ゾーン３６ではそのような微粒は全くなく堆積
物質の融合が起こっている領域といえる。
【００３３】堆積物質の固化がプリフォーム構造体を形
成するために必要である。チューブ３０はチューブの長
手方向に沿ってゆっくり酸水素トーチ３１移動して高温
度に加熱される。トーチがチューブに沿って横方向に移
動すると共にガラスの温度はその軟化点に達する。軟化
点に達するとその表面張力により堆積ガラス層を有する
チューブは均一に潰されてプリフォームと呼ばれる固体
ロッドとなる。
成するために必要である。チューブ３０はチューブの長
手方向に沿ってゆっくり酸水素トーチ３１移動して高温
度に加熱される。トーチがチューブに沿って横方向に移
動すると共にガラスの温度はその軟化点に達する。軟化
点に達するとその表面張力により堆積ガラス層を有する
チューブは均一に潰されてプリフォームと呼ばれる固体
ロッドとなる。
【００３４】光ファイバ製造プロセスの最終ステップは
プリフォームからファイバの線引きである。線引きはプ
リフォーム送り機構により高温炉にプリフォーム構造体
を挿入することにより行われる。炉についてはプリフォ
ームの配列と心合せが重要である。これは当業者にはよ
く知られた手動または自動アライメント法により行われ
る。シリカ系ファイバの線引きでは、ガラス粘度に対す
る考慮から１９００ないし２３００℃の範囲の線引きを
必要とする。
プリフォームからファイバの線引きである。線引きはプ
リフォーム送り機構により高温炉にプリフォーム構造体
を挿入することにより行われる。炉についてはプリフォ
ームの配列と心合せが重要である。これは当業者にはよ
く知られた手動または自動アライメント法により行われ
る。シリカ系ファイバの線引きでは、ガラス粘度に対す
る考慮から１９００ないし２３００℃の範囲の線引きを
必要とする。
【００３５】プリフォームの先端が高温炉に送られると
それは軟化する。自重と加えられた引っ張り力によりガ
ラスは“ネックダウン”して径の細いファイバとなる。 ネックダウン領域の形は色々な因子が決まるが、それに
は炉中の熱勾配や加えられる引張り力が含まれる。制御
引張り力は線引きキャプスタンやその他の引張りソース
を用いて維持される。プリフォーム送り速度とキャプス
タン回転速度がプリフォームからファイバへのドローダ
ウン比を決める。
それは軟化する。自重と加えられた引っ張り力によりガ
ラスは“ネックダウン”して径の細いファイバとなる。 ネックダウン領域の形は色々な因子が決まるが、それに
は炉中の熱勾配や加えられる引張り力が含まれる。制御
引張り力は線引きキャプスタンやその他の引張りソース
を用いて維持される。プリフォーム送り速度とキャプス
タン回転速度がプリフォームからファイバへのドローダ
ウン比を決める。
【００３６】一般に、１０ないし７０ｍｍの範囲のプリ
フォームは１００ないし２２５μｍの範囲のファイバに
線引きされる。ファイバ直径制御は最も一般的には引取
り速度を変え、プリフォーム送り速度は一定にし、熱源
温度は一定にして行われる。ファイバを引取りながらガ
ラスファイバの被覆保護を当業者には知られたインライ
ンのプロセスで行う。
フォームは１００ないし２２５μｍの範囲のファイバに
線引きされる。ファイバ直径制御は最も一般的には引取
り速度を変え、プリフォーム送り速度は一定にし、熱源
温度は一定にして行われる。ファイバを引取りながらガ
ラスファイバの被覆保護を当業者には知られたインライ
ンのプロセスで行う。
【００３７】修正化学気相成長法のさらに詳しい説明は
米国特許第４，２１７，０２７号及びその関連再審査証
明書Ｂ１第４，２１７，０２７号にあり、ここで両者を
引用し参照する。また他の標準的堆積方法については、
気相軸付け法と気相外付け法の詳しい説明は、米国特許
第３，９６６，４４６号（ＶＡＤ）；第３，７３７，２
９２号（ＯＶＤ）；及び第３，７３７，２９３号（ＯＶ
Ｄ）にあり、ここでこれらを引用し参照する。
米国特許第４，２１７，０２７号及びその関連再審査証
明書Ｂ１第４，２１７，０２７号にあり、ここで両者を
引用し参照する。また他の標準的堆積方法については、
気相軸付け法と気相外付け法の詳しい説明は、米国特許
第３，９６６，４４６号（ＶＡＤ）；第３，７３７，２
９２号（ＯＶＤ）；及び第３，７３７，２９３号（ＯＶ
Ｄ）にあり、ここでこれらを引用し参照する。
【００３８】上述のように、ドープしたフィラメントは
標準的光ファイバ製造プロセスにより製造されるが、こ
のプロセスではプリフォーム中にドーパントを取り込む
ために標準的なドーパント物質導入法を用いている。こ
のプリフォームは最終的にはフィラメントに線引きされ
る。ＭＣＶＤとＶＡＤまたはＯＶＤの方法によるプリフ
ォーム製造中、反応と堆積ゾーンにドーパントを導入す
る方法が考案された。これらの方法には、気相導入法と
液相導入法の両者がある。
標準的光ファイバ製造プロセスにより製造されるが、こ
のプロセスではプリフォーム中にドーパントを取り込む
ために標準的なドーパント物質導入法を用いている。こ
のプリフォームは最終的にはフィラメントに線引きされ
る。ＭＣＶＤとＶＡＤまたはＯＶＤの方法によるプリフ
ォーム製造中、反応と堆積ゾーンにドーパントを導入す
る方法が考案された。これらの方法には、気相導入法と
液相導入法の両者がある。
【００３９】ＭＣＶＤプロセスにおけるドーパント物質
の気相導入法では、加熱スポンジ、加熱ソース及び加熱
ソースインジェクトがドーパント物質例えば希土類塩化
物蒸気を供給し、他の標準的リアクターと共に下流の酸
化反応を行う。これらの方法では全て低圧反応物は反応
ゾーンに蒸気ソースを接近させ、直ちにこのソースを他
の反応物と混合することにより希釈するようにして加え
られる。
の気相導入法では、加熱スポンジ、加熱ソース及び加熱
ソースインジェクトがドーパント物質例えば希土類塩化
物蒸気を供給し、他の標準的リアクターと共に下流の酸
化反応を行う。これらの方法では全て低圧反応物は反応
ゾーンに蒸気ソースを接近させ、直ちにこのソースを他
の反応物と混合することにより希釈するようにして加え
られる。
【００４０】加熱スポンジソースはＭＣＶＤチューブの
上流内壁上に堆積した多孔性スート領域を希土類塩化物
溶液を用いて浸漬することにより作られる。加熱して脱
水後、このスポンジは希土類ドーパントのソースとなる
。他の両方法は直接塩化物を脱水後のソースとして用い
る。
上流内壁上に堆積した多孔性スート領域を希土類塩化物
溶液を用いて浸漬することにより作られる。加熱して脱
水後、このスポンジは希土類ドーパントのソースとなる
。他の両方法は直接塩化物を脱水後のソースとして用い
る。
【００４１】さらにＭＣＶＤプロセスにおける別の気相
ドーパント導入法にはエーロゾル導入法がある。この方
法は加熱ソース化合物に対し蒸気が反応サイトで発生す
る要求に応えるものである。エーロゾル導入法は色々な
ドーパントの導入手段となるがキャリア液体生成物例え
ばＯＨの反応もしくは除去を考慮する必要がある。
ドーパント導入法にはエーロゾル導入法がある。この方
法は加熱ソース化合物に対し蒸気が反応サイトで発生す
る要求に応えるものである。エーロゾル導入法は色々な
ドーパントの導入手段となるがキャリア液体生成物例え
ばＯＨの反応もしくは除去を考慮する必要がある。
【００４２】同様の気相ドーパント導入法がＯＶＤとＶ
ＡＤについて考案された。ＭＣＶＤプロセスにおけるド
ーパント物質の気相導入法についてさらに詳しい説明は
、米国特許第４，６１６，９０１号と第４，７８７，９
２７号に与えられており、ここでこれらを引用し参照す
る。
ＡＤについて考案された。ＭＣＶＤプロセスにおけるド
ーパント物質の気相導入法についてさらに詳しい説明は
、米国特許第４，６１６，９０１号と第４，７８７，９
２７号に与えられており、ここでこれらを引用し参照す
る。
【００４３】ＭＣＶＤプロセスに使用される液相法もま
た考案された。これらの方法にはスート含浸法、分子ス
タフィング法及び溶液ドーピング法がある。最後の方法
では、未焼結または多孔性シリカ層がＭＣＶＤプロセス
によりチューブ内にまず堆積される。ドーピングはこの
チューブを希土類塩化物水溶液で満たすことにより起こ
る。この溶液で約１時間未焼結層を浸漬して排液する。
た考案された。これらの方法にはスート含浸法、分子ス
タフィング法及び溶液ドーピング法がある。最後の方法
では、未焼結または多孔性シリカ層がＭＣＶＤプロセス
によりチューブ内にまず堆積される。ドーピングはこの
チューブを希土類塩化物水溶液で満たすことにより起こ
る。この溶液で約１時間未焼結層を浸漬して排液する。
【００４４】次にこの含浸層をＣｌ２とＯ２の混合物を
流しながら高温で乾燥する。溶液ドーピング法は「エレ
クトロニクス・レタース（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｌ
ｅｔｔｅｒｓ ）」、第２３巻、第７号、３２９−３３
１頁にさらに詳しく説明されている。この論文をここに
引用し参照する。
流しながら高温で乾燥する。溶液ドーピング法は「エレ
クトロニクス・レタース（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｌ
ｅｔｔｅｒｓ ）」、第２３巻、第７号、３２９−３３
１頁にさらに詳しく説明されている。この論文をここに
引用し参照する。
【００４５】［ドープしたプリフォームの製造］ドープ
した光ファイバプリフォームの製造を図３ないし図５の
図を連続参照して説明する。
した光ファイバプリフォームの製造を図３ないし図５の
図を連続参照して説明する。
【００４６】図３の基材チューブ４０の断面図において
、図１と図２に示したものと同様のＭＣＶＤプロセスが
行われる。符号４１で示される領域で最も外側から最も
内側間で連続するクラッドとコアセクションを表わす。 クラッドとコアセクションの組合せ、組成、及びインデ
ックス・プロフィールにより製造するドープしたファイ
バのタイプが決まる。酸水素トーチ３１は矢印４４で示
される方向にチューブに沿って横に移動して基材２を加
熱する。累積スート４２と未堆積領域４３を理解を完全
にするために図示する。
、図１と図２に示したものと同様のＭＣＶＤプロセスが
行われる。符号４１で示される領域で最も外側から最も
内側間で連続するクラッドとコアセクションを表わす。 クラッドとコアセクションの組合せ、組成、及びインデ
ックス・プロフィールにより製造するドープしたファイ
バのタイプが決まる。酸水素トーチ３１は矢印４４で示
される方向にチューブに沿って横に移動して基材２を加
熱する。累積スート４２と未堆積領域４３を理解を完全
にするために図示する。
【００４７】色々なクラッド層とコアセクションの堆積
の後、実質的に円筒孔４７はコアセクションの実質的に
中心にかつ長手方向軸に沿って形成された。望ましくは
この点においてチューブの長手方向に沿ってトーチ３１
からの熱を加えチューブ４０内の堆積物質のを開始し、
そしてガラス物質の軟化とコラプスを行う。初めに計画
すれば、コラプスはドープしたフィラメント４５の挿入
のために十分なクリアランスを有する点まで進める。円
筒孔は初期コラプス後実質的に円筒形を通常保持してい
るが、既知の減圧法を用いて孔が楕円系に変形される場
合もある。
の後、実質的に円筒孔４７はコアセクションの実質的に
中心にかつ長手方向軸に沿って形成された。望ましくは
この点においてチューブの長手方向に沿ってトーチ３１
からの熱を加えチューブ４０内の堆積物質のを開始し、
そしてガラス物質の軟化とコラプスを行う。初めに計画
すれば、コラプスはドープしたフィラメント４５の挿入
のために十分なクリアランスを有する点まで進める。円
筒孔は初期コラプス後実質的に円筒形を通常保持してい
るが、既知の減圧法を用いて孔が楕円系に変形される場
合もある。
【００４８】実験実施例として、ドープしたフィラメン
トは一般に約数百ミクロンの外径を有するように製造さ
れる。このフィラメントは５００μｍ以下の外径を有す
ると考えられる。ドープしたフィラメント４５はコアセ
クションに形成された孔に初期コラプス前または初期コ
ラプスの後のいずれかにおいて挿入される。挿入はＭＣ
ＶＤリアクタの集じん器末端からコア孔にフィラメント
を圧入することにより開始する。
トは一般に約数百ミクロンの外径を有するように製造さ
れる。このフィラメントは５００μｍ以下の外径を有す
ると考えられる。ドープしたフィラメント４５はコアセ
クションに形成された孔に初期コラプス前または初期コ
ラプスの後のいずれかにおいて挿入される。挿入はＭＣ
ＶＤリアクタの集じん器末端からコア孔にフィラメント
を圧入することにより開始する。
【００４９】この孔は１ｍｍ程度の直径を有すると考え
られる。ドープしたフィラメントの挿入を容易にするた
めに、一般に挿入前及び／または挿入中に全基材チュー
ブを酸水素トーチ３１を用いて加熱する。さらに、汚染
物質例えばＯＨの除去に考慮を払わねばならない。汚染
物質の除去については、Ｏ２とＣｌ２とからなる群から
の少なくとも一種を含むガス混合物の移動流挿入を開始
する末端の反対側の末端、即ち集じん器の末端の反対側
の末端から円筒孔に送る。図４において、挿入は右から
左に行われる。従って、ガス移動流は反対方向、即ち左
から右に送られる。
られる。ドープしたフィラメントの挿入を容易にするた
めに、一般に挿入前及び／または挿入中に全基材チュー
ブを酸水素トーチ３１を用いて加熱する。さらに、汚染
物質例えばＯＨの除去に考慮を払わねばならない。汚染
物質の除去については、Ｏ２とＣｌ２とからなる群から
の少なくとも一種を含むガス混合物の移動流挿入を開始
する末端の反対側の末端、即ち集じん器の末端の反対側
の末端から円筒孔に送る。図４において、挿入は右から
左に行われる。従って、ガス移動流は反対方向、即ち左
から右に送られる。
【００５０】フィラメントをコアセクション孔に取り付
けた後、トーチ３１からの熱をクラッドとコアセクショ
ンとフィラメントを含むチューブに加えてこれらエレメ
ントを固化しコラプスその結果、コアセクションはドー
プしたフィラメントを埋め込む。一般にトーチは、矢印
４６の方向にチューブに沿って横に移動する。このプロ
セスの結果、ドープした光ファイバプリフォームが製造
される。このプリフォームを標準的方法を用いて線引き
してドープした光ファイバを得る。
けた後、トーチ３１からの熱をクラッドとコアセクショ
ンとフィラメントを含むチューブに加えてこれらエレメ
ントを固化しコラプスその結果、コアセクションはドー
プしたフィラメントを埋め込む。一般にトーチは、矢印
４６の方向にチューブに沿って横に移動する。このプロ
セスの結果、ドープした光ファイバプリフォームが製造
される。このプリフォームを標準的方法を用いて線引き
してドープした光ファイバを得る。
【００５１】本発明の原理により製造されたドープ・プ
リフォームを線引きして得られたドープ・光ファイバは
次の独特の性質を有する。即ち、揮発性の大きいドーパ
ント物質を実質的にファイバのコアセクションの中心軸
に沿って集め、ファイバ中の所望の濃度となるように補
正された量のドーパント物質を導入でき、かつそれらは
ドーパント物質と堆積したコア物質との間の化学反応を
行うことなく行うことができる。
リフォームを線引きして得られたドープ・光ファイバは
次の独特の性質を有する。即ち、揮発性の大きいドーパ
ント物質を実質的にファイバのコアセクションの中心軸
に沿って集め、ファイバ中の所望の濃度となるように補
正された量のドーパント物質を導入でき、かつそれらは
ドーパント物質と堆積したコア物質との間の化学反応を
行うことなく行うことができる。
【００５２】コアにドーパント物質を集めることはこの
ようなドーパント位置がポンプ効率を最適にする理由か
ら好ましい。フィラメント中のそして最終的には尺度を
変えてドープしたファイバ中のドーパント濃度の補正は
、挿入に先立ってフィラメントにおける損失を測定して
行われ、ファイバにおける推定可能かつ均等な端から端
のドーパント濃度を保証する。
ようなドーパント位置がポンプ効率を最適にする理由か
ら好ましい。フィラメント中のそして最終的には尺度を
変えてドープしたファイバ中のドーパント濃度の補正は
、挿入に先立ってフィラメントにおける損失を測定して
行われ、ファイバにおける推定可能かつ均等な端から端
のドーパント濃度を保証する。
【００５３】フィラメント長さにおける損失がわかって
いるので、そのフィラメントの延伸またはさらなる線引
きを損失を調節するために始めることができ、それによ
って高い正確でさらに所望のレベルにドーパント濃度を
調整することができる。このプリフォームとファイバ間
の尺度構成を次のように考えることができる。即ち、
いるので、そのフィラメントの延伸またはさらなる線引
きを損失を調節するために始めることができ、それによ
って高い正確でさらに所望のレベルにドーパント濃度を
調整することができる。このプリフォームとファイバ間
の尺度構成を次のように考えることができる。即ち、
【
００５４】プリフォーム中（つまりフィラメント）の濃
度対ドープしたファイバ中の濃度はプリフオームの長さ
対そのプリフォームから線引きされたドープしたファイ
バの長さから尺度を変換することができる。その結果、
本発明の方法の原理からファイバのドーピングは従来の
方法に比べ非常に高度に正確に制御することができる。
００５４】プリフォーム中（つまりフィラメント）の濃
度対ドープしたファイバ中の濃度はプリフオームの長さ
対そのプリフォームから線引きされたドープしたファイ
バの長さから尺度を変換することができる。その結果、
本発明の方法の原理からファイバのドーピングは従来の
方法に比べ非常に高度に正確に制御することができる。
【００５５】［実験例］実験例として、内径と外径の各
寸法が１９ｍｍ×２５ｍｍの低ＯＨ（５重量ｐｐｍＯＨ
）Ｆ３０００アマシル（Ａｍｅｒｓｉｌ）サポートチュ
ーブを用いてＭＣＶＤ法によりフィラメントを製造した
。気相ドーパント導入法を用いてサポートチューブにエ
ルビウム・ドープ・アルミノシリケート・コアを堆積し
、これは開口数０．１５でアルミナ約３．３．モル％の
組成を与えた。サポートチューブ（ゼロベースライン）
に対しコアセクションの屈折率プロフィールを図６に示
す。このドープした構造体を固化しコラプスてプリフォ
ームを形成した後、当業者に既知の標準的方法を用いて
ドープしたフィラメントの線引きを行った。次の２種類
の異なる寸法を有するフィラメントの線引きを行った。 即ち、コア直径３４μｍと外径１５０μｍを有するフィ
ラメント及びコア直径７．４μｍと外径１００μｍを有
するフィラメントであった。このフィラメントの損失ス
ペクトルを図７に示す。ここで１．５３μｍで３８ｄＢ
／ｍの吸収ピークが見られ、これはエルビウムオキシド
濃度約１４００ｐｐｍであることを示す。
寸法が１９ｍｍ×２５ｍｍの低ＯＨ（５重量ｐｐｍＯＨ
）Ｆ３０００アマシル（Ａｍｅｒｓｉｌ）サポートチュ
ーブを用いてＭＣＶＤ法によりフィラメントを製造した
。気相ドーパント導入法を用いてサポートチューブにエ
ルビウム・ドープ・アルミノシリケート・コアを堆積し
、これは開口数０．１５でアルミナ約３．３．モル％の
組成を与えた。サポートチューブ（ゼロベースライン）
に対しコアセクションの屈折率プロフィールを図６に示
す。このドープした構造体を固化しコラプスてプリフォ
ームを形成した後、当業者に既知の標準的方法を用いて
ドープしたフィラメントの線引きを行った。次の２種類
の異なる寸法を有するフィラメントの線引きを行った。 即ち、コア直径３４μｍと外径１５０μｍを有するフィ
ラメント及びコア直径７．４μｍと外径１００μｍを有
するフィラメントであった。このフィラメントの損失ス
ペクトルを図７に示す。ここで１．５３μｍで３８ｄＢ
／ｍの吸収ピークが見られ、これはエルビウムオキシド
濃度約１４００ｐｐｍであることを示す。
【００５６】実験例として、ドープ光ファイバプリフォ
ームとそれから得られたドープ光ファイバをＭＣＶＤ法
により製造した。フッ素・リンをドープしたクラッド層
を標準的ＴＯ８アマシル１９×２５サポートチューブに
まず堆積した。クラッドの堆積に続き、ゲルマニウム・
シリケート・コアを堆積した。フィラメントの挿入後サ
ポートチューブをコラプス、プリフォーム構造体の製造
を完了するのにトーチの横移動を必要としたのは唯１回
を加えたのみであった。
ームとそれから得られたドープ光ファイバをＭＣＶＤ法
により製造した。フッ素・リンをドープしたクラッド層
を標準的ＴＯ８アマシル１９×２５サポートチューブに
まず堆積した。クラッドの堆積に続き、ゲルマニウム・
シリケート・コアを堆積した。フィラメントの挿入後サ
ポートチューブをコラプス、プリフォーム構造体の製造
を完了するのにトーチの横移動を必要としたのは唯１回
を加えたのみであった。
【００５７】第２のプリフォーム例の屈折率プロフィー
ルを図８に示した。このプリフォームから線引きしたフ
ァイバの対応損失スペクトルを図９に示す。図９に見ら
れる２つの大きい損失ピークはＯＨとＥｒ３＋の吸収に
よる。
ルを図８に示した。このプリフォームから線引きしたフ
ァイバの対応損失スペクトルを図９に示す。図９に見ら
れる２つの大きい損失ピークはＯＨとＥｒ３＋の吸収に
よる。
【００５８】図８と図９に示す特性を有するドープファ
イバは９．５Ｋｍの長さの線引きを行った。１．４７ミ
クロンの広帯域レーザを用いて双方向にポンプした場合
、ドープしたファイバは透明性を達成するのに十分な損
失補償を示した。
イバは９．５Ｋｍの長さの線引きを行った。１．４７ミ
クロンの広帯域レーザを用いて双方向にポンプした場合
、ドープしたファイバは透明性を達成するのに十分な損
失補償を示した。
【００５９】上記例では単純なコア／クラッド構造体を
フィラメントに対して示した。もっと複雑な構造体をド
ープファイバの基本的な光導波路としての性質に影響を
与えることなく用いることができると考えられる。例え
ば、フィラメントとして、ドープ分散シフトファイバ構
造体、ドープ偏波保存ファイバ構造体などあげることが
できる。
フィラメントに対して示した。もっと複雑な構造体をド
ープファイバの基本的な光導波路としての性質に影響を
与えることなく用いることができると考えられる。例え
ば、フィラメントとして、ドープ分散シフトファイバ構
造体、ドープ偏波保存ファイバ構造体などあげることが
できる。
【００６０】さらに保護ジャケットを有するフィラメン
トを使ってもよい。Ｏ２の雰囲気中におけるこのような
フィラメントの挿入の結果、ジャケットの熱分解のため
検知できるように残渣を後に残さないことが期待される
。フィラメントの寸法と強度のために、コア中の孔のフ
イラメントの挿入が困難な場合が考えられる。フィラメ
ントの末端に剛体部材を結合または付加し、それを孔に
挿入してコアを通るフイラメントを引張るのに用いるこ
とができる。
トを使ってもよい。Ｏ２の雰囲気中におけるこのような
フィラメントの挿入の結果、ジャケットの熱分解のため
検知できるように残渣を後に残さないことが期待される
。フィラメントの寸法と強度のために、コア中の孔のフ
イラメントの挿入が困難な場合が考えられる。フィラメ
ントの末端に剛体部材を結合または付加し、それを孔に
挿入してコアを通るフイラメントを引張るのに用いるこ
とができる。
【００６１】上記のように、本発明によるドープしたプ
リフォームの製造方法は、堆積したコア物質とドーパン
ト物質との化学反応を必要としない。結局、ドーパント
物質はフィラメントにロックされそれにより安定化され
る。標準的なロッドとチューブ法と逆に、本発明の方法
は、ドーパント物質の揮発を必要としない。本発明の方
法により通常のドーパント物質の導入はもとより、標準
的な気相導入法で堆積することのできなかったドーパン
ト物質を導入することが可能である。
リフォームの製造方法は、堆積したコア物質とドーパン
ト物質との化学反応を必要としない。結局、ドーパント
物質はフィラメントにロックされそれにより安定化され
る。標準的なロッドとチューブ法と逆に、本発明の方法
は、ドーパント物質の揮発を必要としない。本発明の方
法により通常のドーパント物質の導入はもとより、標準
的な気相導入法で堆積することのできなかったドーパン
ト物質を導入することが可能である。
【００６２】以上の説明は、本発明の一実施例に関する
もので、この技術分野の当業者であれば、本発明の種々
の変形例が考え得るが、それらは、いずれも本発明の技
術範囲に包含される。
もので、この技術分野の当業者であれば、本発明の種々
の変形例が考え得るが、それらは、いずれも本発明の技
術範囲に包含される。
【００６３】
【発明の効果】以上述べたごとく、本発明によれば、フ
ァイバのドーピングは従来の方法に比べ非常に高度に正
確かつ再現性よく実施することができる。
ァイバのドーピングは従来の方法に比べ非常に高度に正
確かつ再現性よく実施することができる。
【図１】本発明の修正化学気相成長法を用いるプリフォ
ーム製造の実施に好適な装置の正面図である。
ーム製造の実施に好適な装置の正面図である。
【図２】修正化学気相成長法を用いるプリフォーム製造
プロセス中のチューブ内物質の観察状態を示す部分正面
図である。
プロセス中のチューブ内物質の観察状態を示す部分正面
図である。
【図３】プリフォーム製造のための修正化学気相成長法
と一部コラプスの後のチューブ内物質の簡略化断面図で
ある。
と一部コラプスの後のチューブ内物質の簡略化断面図で
ある。
【図４】本発明の原理によりドープしたフィラメントの
挿入後の図３に示すチューブ内物質の簡略化断面図であ
る。
挿入後の図３に示すチューブ内物質の簡略化断面図であ
る。
【図５】プリフォーム製造におけるコラプスプロセス中
の図４に示すチューブ内物質の簡略化断面図である。
の図４に示すチューブ内物質の簡略化断面図である。
【図６】エルビウム・ドープ・フィラメント例の屈折率
プロフィールを示す図である。
プロフィールを示す図である。
【図７】エルビウム・ドープ・フィラメント例の吸収ス
ペクトルを示す図である。
ペクトルを示す図である。
【図８】本発明の原理により製造されたプリフォームの
線引きによるエルビウム・ドープ・ファイバ例の屈折率
プロフィールを示す図である。
線引きによるエルビウム・ドープ・ファイバ例の屈折率
プロフィールを示す図である。
【図９】本発明の原理により製造されたプリフォームの
線引きによるエルビウム・ドープ・ファイバ例の吸収ス
ペクトルを示す図である。
線引きによるエルビウム・ドープ・ファイバ例の吸収ス
ペクトルを示す図である。
１ 旋盤
２ （基材）チューブ
３ ホットゾーン
４ 加熱手段（酸水素トーチ）
５（５ａ、５ｂ） （矢印）方向
６ 送り部材
７ （導入口）チューブ
８ 貯蔵器
９ 入口
１０ 入口
１１ 入口
１２ 入口
１３ 貯蔵器
１４ 貯蔵器
１５ 貯蔵器
１６ 液体
１７ 液体
１８ 出口
３０ （基材）チューブ
３１ 加熱手段（酸水素トーチ）
３２ ホットゾーン
３３ （矢印）方向
３４ （矢印）方向
３５ ゾーン
３６ ゾーン
４０ （基材）チューブ
４１ （クラッドとコアの）領域
４２ スート
４３ （未堆積）領域
４４ （矢印）方向
４５ フィラメント
４６ （矢印）方向
４７ 円筒孔
Claims (19)
- 【請求項１】 コアセクションとクラッドとを有し、
クラッドが伝送される波長のエネルギーに対しコアセク
ションの最大屈折率より低い屈折率を有するガラスフフ
ァイバ光伝送路の製造方法において、標準的堆積法によ
りコアセクションとクラッドを堆積し、該コアセクショ
ンの長手方向の軸に沿って、該コアセクションの第１の
末端から該コアセクションの第２の末端に亘る円筒孔を
有するように少なくともコアセクションを処理し、少な
くとも該第２の末端からフィラメントが出てくるまで該
第１の末端の該円筒孔にフィラメントを挿入し、該フィ
ラメントは所定の濃度のドーパント物質を含有し、及び
フィラメントを囲むコアセクションとクラッドを加熱し
てコラプスしてフィラメントをその中に埋め込み、そし
て固体のプリフォーム構造体を製造することから成るを
特徴とするガラスファイバ光伝送路の製造方法。 - 【請求項２】 標準的堆積法は修正化学気相成長（Ｍ
ＣＶＤ）法を含むことを特徴とする請求項１記載の方法
。 - 【請求項３】 フィラメントは５００μｍ以下の直径
を有することを特徴とする請求項２記載の方法。 - 【請求項４】 コアとクラッドとフィラメントはケイ
素含有化合物からなる群から選択されたガラス物質から
構成されることを特徴とする請求項２記載の方法。 - 【請求項５】 ドーパント物質は希土類イオン例えば
Ｎｄ３＋、Ｈｏ３＋、Ｅｕ３＋、Ｅｒ３＋、Ｙｂ３＋、
Ｔｂ３＋、及びＤｙ３＋からなる群から選択されること
を特徴とする請求項４記載の方法。 - 【請求項６】 フィラメントの挿入の前に、挿入を容
易にするために、コアセクションを融点未満の所定の温
度に加熱することを特徴とする請求項２記載の方法。 - 【請求項７】 フィラメントの挿入中に、挿入を容易
にするために、コアセクションを融点未満の所定の温度
に加熱することを含むを特徴とする請求項２記載の方法
。 - 【請求項８】 堆積及び加熱中、コアを軸性回転する
ことを含むを特徴とする請求項２記載の方法。 - 【請求項９】 フィラメント挿入中、該円筒孔に、第
２の末端から第１の末端に、Ｏ２とＣｌ２からなる群か
らの少なくとも１種を含むガス混合物の移動流を供給す
ることを特徴とする請求項２記載の方法。 - 【請求項１０】 クラッドとコアセクションの移動外
部熱源により加熱を行うことを特徴とする請求項２記載
の方法。 - 【請求項１１】 ドープしたファイバを製造するため
に、固体プリフォーム構造体を線引きすること、但しこ
こでドーパント物質は実質上コアの中心軸に沿って集ま
っていることを特徴とする請求項１記載の方法。 - 【請求項１２】 標準的堆積方法は、気相軸付け法及
び気相外付け法からなる群から選択されることを特徴と
する請求項１記載の方法。 - 【請求項１３】 フィラメントは５００μｍ以下の直
径を有することを特徴とする請求項１２記載の方法。 - 【請求項１４】 コアとクラッドとフィラメントはケ
イ素含有化合物からなる群から選択されたガラス物質か
ら構成されることを特徴とする請求項１２記載の方法。 - 【請求項１５】 ドーパント物質は希土類イオン、例
えばＮｄ３＋、Ｈｏ３＋、Ｅｕ３＋、Ｅｒ３＋、Ｙｂ３
＋、Ｔｂ３＋、及びＤｙ３＋からなる群から選択される
ことを特徴とする請求項１４記載の方法。 - 【請求項１６】 フィラメントの挿入の前に、挿入を
容易にするために、コアセクションを融点未満の所定の
温度に加熱することを含むを特徴とする請求項１２記載
の方法。 - 【請求項１７】 フィラメントの挿入中に、挿入を容
易にするために、コアセクションを融点未満の所定の温
度に加熱することを含むを特徴とする請求項１２記載の
方法。 - 【請求項１８】 フィラメント挿入中、該円筒孔に、
第２の末端から第１の末端に、Ｏ２とＣｌ２からなる群
からの少なくとも一種を含むガス混合物の移動流を供給
することを含むを特徴とする請求項１２記載の方法。 - 【請求項１９】 コアセクションに円筒孔を形成する
ためにコアセクションに孔を開けることを含むを特徴と
する請求項１２記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/468,433 US5059230A (en) | 1990-01-22 | 1990-01-22 | Fabrication of doped filament optical fibers |
| US468433 | 1995-06-06 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04317431A true JPH04317431A (ja) | 1992-11-09 |
| JP2527849B2 JP2527849B2 (ja) | 1996-08-28 |
Family
ID=23859794
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3020425A Expired - Fee Related JP2527849B2 (ja) | 1990-01-22 | 1991-01-22 | 光ファイバ伝送路の製造方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5059230A (ja) |
| EP (1) | EP0438876B1 (ja) |
| JP (1) | JP2527849B2 (ja) |
| DE (1) | DE69021709T2 (ja) |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04270132A (ja) * | 1991-02-25 | 1992-09-25 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光ファイバ用ガラス母材の製造方法 |
| US6109065A (en) * | 1998-04-22 | 2000-08-29 | Lucent Technologies, Inc. | Method of making optical waveguide devices using perchloryl fluoride to make soot |
| US6105396A (en) * | 1998-07-14 | 2000-08-22 | Lucent Technologies Inc. | Method of making a large MCVD single mode fiber preform by varying internal pressure to control preform straightness |
| US20020186942A1 (en) * | 2001-05-01 | 2002-12-12 | Bubnov Mikhail M. | Low-loss highly phosphorus-doped fibers for Raman amplification |
| GB0111055D0 (en) | 2001-05-04 | 2001-06-27 | Blazephotonics Ltd | A method and apparatus relating to optical fibres |
| US6574994B2 (en) | 2001-06-18 | 2003-06-10 | Corning Incorporated | Method of manufacturing multi-segmented optical fiber and preform |
| US6909538B2 (en) | 2002-03-08 | 2005-06-21 | Lightwave Electronics | Fiber amplifiers with depressed cladding and their uses in Er-doped fiber amplifiers for the S-band |
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