JPH0612364B2 - 偏波保持光フアイバ用応力付与母材 - Google Patents
偏波保持光フアイバ用応力付与母材Info
- Publication number
- JPH0612364B2 JPH0612364B2 JP58071426A JP7142683A JPH0612364B2 JP H0612364 B2 JPH0612364 B2 JP H0612364B2 JP 58071426 A JP58071426 A JP 58071426A JP 7142683 A JP7142683 A JP 7142683A JP H0612364 B2 JPH0612364 B2 JP H0612364B2
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- JP
- Japan
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- glass
- sio
- stress
- optical fiber
- base material
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Description
【発明の詳細な説明】 （技術分野） 本発明は、偏波保持光ファイバ用応力付与母材に関し、
特に直線偏波光を長距離かつ外乱に対して安定に伝ぱん
する偏波保持光ファイバを構成する応力付与部の材料に
関するものである。
特に直線偏波光を長距離かつ外乱に対して安定に伝ぱん
する偏波保持光ファイバを構成する応力付与部の材料に
関するものである。
（背景技術） 直線偏波光を安定に伝ぱんさせる応力付与形の偏波保持
光ファイバとして、従来は第１図および第２図に示す構
造が知られている。ここで、１は石英ガラス（SiO2ガラ
ス）を主成分とし、これにGeO2が0.3〜１％程度ドープ
されたコア、２はSiO2ガラスからなるバッファ層、３は
SiO2ガラスからなるクラッド、４はB2O3またはB2O3およ
びGeO2がSiO2ガラスにドープされてなる応力付与部であ
る。
光ファイバとして、従来は第１図および第２図に示す構
造が知られている。ここで、１は石英ガラス（SiO2ガラ
ス）を主成分とし、これにGeO2が0.3〜１％程度ドープ
されたコア、２はSiO2ガラスからなるバッファ層、３は
SiO2ガラスからなるクラッド、４はB2O3またはB2O3およ
びGeO2がSiO2ガラスにドープされてなる応力付与部であ
る。
ここで、第１図の例では、コア１の周囲に、コア１を取
り囲むバッファ層２を介して楕円状の応力付与部４を配
置している。なお、バッファ層２は設けずに、コア１を
楕円状応力付与部４で直接に取り囲んでもよい。
り囲むバッファ層２を介して楕円状の応力付与部４を配
置している。なお、バッファ層２は設けずに、コア１を
楕円状応力付与部４で直接に取り囲んでもよい。
第２図の例では、コア１の周囲、例えば両側に、このコ
ア１を中心として対称な位置に、偶数本、例えば２本の
応力付与部を配置する。
ア１を中心として対称な位置に、偶数本、例えば２本の
応力付与部を配置する。
第１図示の光ファイバは公知のMCVD法（例えば、T.Kats
uyama,H.Matsumura and T.Suganuma：“Low loss singl
e-polarization fiber”，Electron.Lett.Vol.17,p.473
(1981)参照）により作製される。
uyama,H.Matsumura and T.Suganuma：“Low loss singl
e-polarization fiber”，Electron.Lett.Vol.17,p.473
(1981)参照）により作製される。
第２図示の光ファイバは公知のジャケット法（例えば佐
々木、柴田、保坂、岡本：“偏波保持低損失光ファイバ
の作製および特性”、研究実用化報告、Vol.31,p.2265
(1982)参照）により作製される。
々木、柴田、保坂、岡本：“偏波保持低損失光ファイバ
の作製および特性”、研究実用化報告、Vol.31,p.2265
(1982)参照）により作製される。
ところで応力付与を大きくして偏波の安定化を図るため
には、応力付与部４におけるB2O3の濃度を高くしなけれ
ばならない。しかし、第３図に示すように、B2O3の添加
量の増加と共にSiO2＋B2O3ガラスの粘性は低下する。第
３図におけるΔＴの定義は、粘性ηがη＝1014.5ポアズ
となる温度と室温との温度差としている。
には、応力付与部４におけるB2O3の濃度を高くしなけれ
ばならない。しかし、第３図に示すように、B2O3の添加
量の増加と共にSiO2＋B2O3ガラスの粘性は低下する。第
３図におけるΔＴの定義は、粘性ηがη＝1014.5ポアズ
となる温度と室温との温度差としている。
このため、光ファイバ母材を線引くときに、応力付与部
４のみが他のコアあるいはクラッド母材に比べて大幅に
軟化してしまい、応力付与部の対称性がくずれてしまう
という重大な問題があった。
４のみが他のコアあるいはクラッド母材に比べて大幅に
軟化してしまい、応力付与部の対称性がくずれてしまう
という重大な問題があった。
またB2O3を多量にドープすると、SiO2ガラス固有の赤外
吸収波長が短波長側にシフトする。この点を考慮して、
応力付与の効果を強くするために、応力付与部をコアに
近ずけると、SiO2＋B2O3ガラスの場合には、B2O3をドー
プしたことによる吸収波長シフトに起因して損失増加の
影響を受ける欠点もあった（中原、枝広、稲垣：“光フ
ァイバの低損失化”応用物理Vol.50,No.10,p.1006(198
1)参照）。
吸収波長が短波長側にシフトする。この点を考慮して、
応力付与の効果を強くするために、応力付与部をコアに
近ずけると、SiO2＋B2O3ガラスの場合には、B2O3をドー
プしたことによる吸収波長シフトに起因して損失増加の
影響を受ける欠点もあった（中原、枝広、稲垣：“光フ
ァイバの低損失化”応用物理Vol.50,No.10,p.1006(198
1)参照）。
（目的） そこで、本発明の目的は、これらの問題を解決して応力
付与部を形成するために、B2O3添加SiO2ガラスに代る適
切な材料組成をもつ偏波保持光ファイバ用応力付与母材
を提供することにある。
付与部を形成するために、B2O3添加SiO2ガラスに代る適
切な材料組成をもつ偏波保持光ファイバ用応力付与母材
を提供することにある。
（発明の構成） かかる目的を達成するために、本発明では、石英ガラス
を主成分とするコアと、石英ガラスからなるクラッド
と、前記コアの周囲に配置され、石英ガラスを主成分と
する応力付与部とを有する偏波保持光ファイバに用いる
応力付与母材において、SiO2ガラス中にGeO2およびSiF4
を、SiO2ガラスの屈折率と等しいかもしくは小さくなる
ように添加した材料組成で応力付与部を構成する。
を主成分とするコアと、石英ガラスからなるクラッド
と、前記コアの周囲に配置され、石英ガラスを主成分と
する応力付与部とを有する偏波保持光ファイバに用いる
応力付与母材において、SiO2ガラス中にGeO2およびSiF4
を、SiO2ガラスの屈折率と等しいかもしくは小さくなる
ように添加した材料組成で応力付与部を構成する。
（実施例） 第４図は本発明応力付与母材に用いるGeO2およびSiF4の
添加物濃度と添加されたSiO2ガラスの屈折率との関係を
B2O3添加ガラスの場合と共に示す図であり、第５図はGe
O2およびSiF4の添加物濃度と熱膨張係数との関係をB2O3
添加ガラスの場合と共に示す図である。
添加物濃度と添加されたSiO2ガラスの屈折率との関係を
B2O3添加ガラスの場合と共に示す図であり、第５図はGe
O2およびSiF4の添加物濃度と熱膨張係数との関係をB2O3
添加ガラスの場合と共に示す図である。
GeO2添加SiO2ガラスは、第５図に示すように、B2O3添加
ガラスとほぼ同じ熱膨張係数を有するにも拘らず、第３
図に示すように、GeO2の添加量が増加しても粘性の低下
はB2O3添加に比べてはるかに小さい。
ガラスとほぼ同じ熱膨張係数を有するにも拘らず、第３
図に示すように、GeO2の添加量が増加しても粘性の低下
はB2O3添加に比べてはるかに小さい。
しかし、第４図から明らかなように、GeO2添加SiO2ガラ
スはSiO2ガラスの屈折率よりも大きいため、GeO2添加ガ
ラスを応力付与部の材質として用いても応力付与部にも
光が伝ぱんすることになり、特に短尺の偏波保持光ファ
イバとしては適用できない欠点がある。
スはSiO2ガラスの屈折率よりも大きいため、GeO2添加ガ
ラスを応力付与部の材質として用いても応力付与部にも
光が伝ぱんすることになり、特に短尺の偏波保持光ファ
イバとしては適用できない欠点がある。
この点を解決する方法として、SiF4添加が有効である。
すなわち、SiO2ガラスの屈折率と同等もしくはそれ以下
になるようにGeO2とSiF4の添加量を考えればよい。な
お、SiF4の添加はSiO2の粘性に大きな影響を与えること
はない。そこで、GeO2のみおよびSiF4のみを添加したSi
O2ガラスのモル％あたりの熱膨張係数の変化量をそれぞ
れα１およびα２、およびGeO2のみおよびSiF4のみを添
加したSiO2ガラスのモル％あたりの屈折率変化分をそれ
ぞれΔn1およびΔn2とし、GeO2およびSiF4の添加量をそ
れぞれM1（モル％）およびM2（モル％）とすれば、GeO2
とSiF4を添加したSiO2ガラスの屈折率がSiO2ガラスの屈
折率に等しくなるようにするときには、次式が成り立
つ。
すなわち、SiO2ガラスの屈折率と同等もしくはそれ以下
になるようにGeO2とSiF4の添加量を考えればよい。な
お、SiF4の添加はSiO2の粘性に大きな影響を与えること
はない。そこで、GeO2のみおよびSiF4のみを添加したSi
O2ガラスのモル％あたりの熱膨張係数の変化量をそれぞ
れα１およびα２、およびGeO2のみおよびSiF4のみを添
加したSiO2ガラスのモル％あたりの屈折率変化分をそれ
ぞれΔn1およびΔn2とし、GeO2およびSiF4の添加量をそ
れぞれM1（モル％）およびM2（モル％）とすれば、GeO2
とSiF4を添加したSiO2ガラスの屈折率がSiO2ガラスの屈
折率に等しくなるようにするときには、次式が成り立
つ。
(1)式が成り立つ条件で、GeO2とSiF4の同時添加によ
り、GeO2がM0（モル％）単独添加されたのと同程度の熱
膨張係数を実現するためには、次の(2)式が成り立てば
よい。
り、GeO2がM0（モル％）単独添加されたのと同程度の熱
膨張係数を実現するためには、次の(2)式が成り立てば
よい。
ここで、α１＝1.04×10-7／℃／M1 α２＝−0.34×10-7／℃／M2 Δn1＝0.0015/M1 Δn2＝−0.0048/M2 SiO2ガラスの屈折率n0＝1.45845（λ＝0.589μｍ）であ
るから、M0＝15（モル％）の時には、M1＝17.1（モル
％）、およびM2＝5.2（モル％）となる。
るから、M0＝15（モル％）の時には、M1＝17.1（モル
％）、およびM2＝5.2（モル％）となる。
したがって、GeO2の添加量は単独の場合と、SiF4と混合
した場合と大差なく、SiF4の添加量は主に屈折率制御に
着目して決めればよいことがわかる。SiF4のSiO2ガラス
への添加はMCVD法では難しいが、C2F6を用いたプラズマ
CVD法（PCVD法）によれば６モル％以上の添加は可能で
ある。
した場合と大差なく、SiF4の添加量は主に屈折率制御に
着目して決めればよいことがわかる。SiF4のSiO2ガラス
への添加はMCVD法では難しいが、C2F6を用いたプラズマ
CVD法（PCVD法）によれば６モル％以上の添加は可能で
ある。
PCVD法については、P.Bachmann,H.Hber,M.Leunartz,
E.Steinbech and J.Ungelenk（“Fluorinedoped single
mode and step index fibers prepared by the low pr
essure PCVD-process”，European Conference on Opti
cal Communication,AIII-2,1982）によって提案されて
いる。
E.Steinbech and J.Ungelenk（“Fluorinedoped single
mode and step index fibers prepared by the low pr
essure PCVD-process”，European Conference on Opti
cal Communication,AIII-2,1982）によって提案されて
いる。
次に本発明の実施例について述べる。GeO2を17モル％、
SiF4を５モル％ドープしたSiO2ガラスをプラズマCVD法
によって作製して応力付与母材とし、VAD法によって作
製したコア母材を用いて偏波保持光ファイバを作製し
た。応力付与母材の外径は11mm、長さ20mmで、その外側
は研磨されている。この応力付与母材の外側の肉厚１mm
の部分はSiO2ガラスであり、内径９mmの部分にはGeO2＋
SiF4＋SiO2ガラスがある。また、VAD法によって作製し
た直径1.5mmでΔ＝0.6％のコア母材をSiO2管でジャケッ
トして外径40mmとなし、このジャケット管のうち、コア
の両側に応力付与母材の外径に合わせ超音波加工した孔
を２個形成し、その孔を研磨した。これらの孔に応力付
与母材を挿入して線引いて光ファイバを形成した。得ら
れた光ファイバの長さは11kmで、波長1.3μｍで、損失
0.8dB/km、クロストーク-22dB、ビート長2.3mmであっ
た。
SiF4を５モル％ドープしたSiO2ガラスをプラズマCVD法
によって作製して応力付与母材とし、VAD法によって作
製したコア母材を用いて偏波保持光ファイバを作製し
た。応力付与母材の外径は11mm、長さ20mmで、その外側
は研磨されている。この応力付与母材の外側の肉厚１mm
の部分はSiO2ガラスであり、内径９mmの部分にはGeO2＋
SiF4＋SiO2ガラスがある。また、VAD法によって作製し
た直径1.5mmでΔ＝0.6％のコア母材をSiO2管でジャケッ
トして外径40mmとなし、このジャケット管のうち、コア
の両側に応力付与母材の外径に合わせ超音波加工した孔
を２個形成し、その孔を研磨した。これらの孔に応力付
与母材を挿入して線引いて光ファイバを形成した。得ら
れた光ファイバの長さは11kmで、波長1.3μｍで、損失
0.8dB/km、クロストーク-22dB、ビート長2.3mmであっ
た。
一方、同じような条件でB2O3(15モル％）＋SiO2ガラス
を応力付与母材として線引いて得られた偏波保持光ファ
イバは、長さが10kmで、波長1.3μｍ、損失1.1dB/km、
クロストーク-17dB、ビート長4.2mmであった。
を応力付与母材として線引いて得られた偏波保持光ファ
イバは、長さが10kmで、波長1.3μｍ、損失1.1dB/km、
クロストーク-17dB、ビート長4.2mmであった。
光ファイバパラメータを同じように定めたにも拘らず、
B2O3＋SiO2ガラスを応力付与母材として用いた場合に
は、GeO2＋SiF4＋SiO2ガラスを応力付与母材として用い
た場合よりも損失、クロストークとも高く、またビート
長も大きかった。
B2O3＋SiO2ガラスを応力付与母材として用いた場合に
は、GeO2＋SiF4＋SiO2ガラスを応力付与母材として用い
た場合よりも損失、クロストークとも高く、またビート
長も大きかった。
さらに線引終了時に応力付与部の変形についてみると、
GeO2＋SiF4＋SiO2ガラス応力付与部の面積は線引開始時
に比べて、３％程度の減少であるのに対して、B2O3＋Si
O2ガラス応力付与部の場合の面積の減少は15％にも達し
ていた。これからも分るように、本発明によれば、応力
付与部の変形を大幅に抑制できる。
GeO2＋SiF4＋SiO2ガラス応力付与部の面積は線引開始時
に比べて、３％程度の減少であるのに対して、B2O3＋Si
O2ガラス応力付与部の場合の面積の減少は15％にも達し
ていた。これからも分るように、本発明によれば、応力
付与部の変形を大幅に抑制できる。
（効果） 以上説明したように、本発明によれば、偏波保持光ファ
イバの応力付与部の粘性をSiO2ガラスに近くすることが
できるので、線引時の応力付与部の変形が解決され、対
称性のよい応力付与部の構成が可能になる。また、本発
明には、従来用いられているB2O3添加SiO2ガスに見られ
る波長1.5μｍにおけるB2O3による損失増の影響が解決
される利点もある。
イバの応力付与部の粘性をSiO2ガラスに近くすることが
できるので、線引時の応力付与部の変形が解決され、対
称性のよい応力付与部の構成が可能になる。また、本発
明には、従来用いられているB2O3添加SiO2ガスに見られ
る波長1.5μｍにおけるB2O3による損失増の影響が解決
される利点もある。
第１図および第２図は応力付与形の偏波保持光ファイバ
の構造を、それぞれ、MCVD法によって作製する光ファイ
バおよびジャケット法によって作製する光ファイバの２
例について示す図、第３図はB2O3添加SiO2ガラスおよび
GeO2添加SiO2ガラスのB2O3およびGeO2添加量に対するガ
ラス粘性1014.5ポアズ時の温度と室温との温度差の関係
を示す図、第４図はGeO2,B2O3,SiF4添加量に対するそれ
ぞれ添加SiO2ガラスの屈折率変化を示す図、第５図はGe
O2,B2O3,SiF4添加量に対するそれぞれ添加SiO2ガラスの
熱膨張係数変化を示す図である。 １……コア、 ２……バッファ層、 ３……クラッド、 ４……応力付与部。
の構造を、それぞれ、MCVD法によって作製する光ファイ
バおよびジャケット法によって作製する光ファイバの２
例について示す図、第３図はB2O3添加SiO2ガラスおよび
GeO2添加SiO2ガラスのB2O3およびGeO2添加量に対するガ
ラス粘性1014.5ポアズ時の温度と室温との温度差の関係
を示す図、第４図はGeO2,B2O3,SiF4添加量に対するそれ
ぞれ添加SiO2ガラスの屈折率変化を示す図、第５図はGe
O2,B2O3,SiF4添加量に対するそれぞれ添加SiO2ガラスの
熱膨張係数変化を示す図である。 １……コア、 ２……バッファ層、 ３……クラッド、 ４……応力付与部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐々木 豊 茨城県那珂郡東海村大字白方字白根162番 地 日本電信電話公社茨城電気通信研究所 内 (72)発明者 保坂 敏人 茨城県那珂郡東海村大字白方字白根162番 地 日本電信電話公社茨城電気通信研究所 内
Claims (1)
- 【請求項１】石英ガラスを主成分とするコアと、石英ガ
ラスからなるクラッドと、前記コアの周囲に配置され、
石英ガラスを主成分とする応力付与部とを有する偏波保
持光ファイバに用いる応力付与母材において、SiO2ガラ
ス中にGeO2およびSiF4を、SiO2ガラスの屈折率と等しい
かもしくは小さくなるように添加したことを特徴とする
偏波保持光ファイバ用応力付与母材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58071426A JPH0612364B2 (ja) | 1983-04-25 | 1983-04-25 | 偏波保持光フアイバ用応力付与母材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58071426A JPH0612364B2 (ja) | 1983-04-25 | 1983-04-25 | 偏波保持光フアイバ用応力付与母材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59197001A JPS59197001A (ja) | 1984-11-08 |
| JPH0612364B2 true JPH0612364B2 (ja) | 1994-02-16 |
Family
ID=13460168
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58071426A Expired - Lifetime JPH0612364B2 (ja) | 1983-04-25 | 1983-04-25 | 偏波保持光フアイバ用応力付与母材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0612364B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2827231B2 (ja) * | 1988-11-01 | 1998-11-25 | 住友電気工業株式会社 | 偏波保持型光ファイバ結合子の製造方法 |
| US11577982B2 (en) * | 2015-10-07 | 2023-02-14 | Corning Incorporated | Method to prevent cracks in optical fiber preforms |
-
1983
- 1983-04-25 JP JP58071426A patent/JPH0612364B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59197001A (ja) | 1984-11-08 |
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