JPH06316429A - 分散シフト光ファイバ用母材の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 屈折率プロファイルのサイドコア領域に突起
状の不整部分が生じることを低減することが可能な分散
シフト光ファイバ用母材の製造方法の提供。 【構成】 加熱用バーナ７ｂを、第一サイドスート層７
に向けてＨ₂／Ｏ₂による火炎が放射されるように第一サ
イドコア用バーナ７ａと第二サイドコア用バーナ８ａ間
に配置した後、この加熱用バーナ７ｂにＧｅＯ₂生成用
ガスを供給することなく微量のＳｉＯ₂原料ガスを供給
し、この加熱用バーナ７ｂの火炎より下層側に位置する
第一サイドスート層７の表面上にスートを堆積する。 【効果】 本発明の製造方法によって得られる分散シフ
ト光ファイバ用母材を用いて分散シフト光ファイバを製
造すると、光学特性が安定したものを提供できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は分散シフト光ファイバを
製造するための光ファイバ母材の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に分散シフト光ファイバにおいて
は、零分散波長を１．５５μｍ帯にシフトし、さらにモ
ードフィールド径（ＭＦＤ）、曲げ損失等の性能を低下
させないために屈折率分布形状（以下、分布形状をプロ
ファイルと言う。）が変えられ、構造分散が変えられて
いる。このような屈折率プロファイルの一つとして、階
段型プロファイルがある。

【０００３】この階段型プロファイルは、分散シフト光
ファイバ用母材を、最中心部のセンターコアと、これの
周上のサイドコアと、さらにこれの周上のクラッドとか
ら構成し、かつセンターコアの屈折率（ｎ₁）とサイド
コアの屈折率（ｎ₂）とクラッドの屈折率（ｎ₃）との関
係をｎ₁＞ｎ₂＞ｎ₃とすることによってなされていた。
ここで屈折率を上げるためのドーパントとしては、ゲル
マニア（ＧｅＯ₂）が好適に用いられていた。

【０００４】図４は、このような分散シフト光ファイバ
用母材をＶＡＤ法により製造する方法を説明するための
図であり、図４中、符号１０はスート体である。このス
ート体１０は、センターコアとなるセンタースート層
１、サイドコアとなるサイドスート層２、クラッドとな
るクラッドスート層３とから構成されている。また、ク
ラッドスート層３は、第一クラッドとなる第一クラッド
スート層４、第二クラッドとなる第二クラッドスート層
５とから構成されている。

【０００５】上記センタースート層１の形成は、センタ
ーコア用バーナを出発基材上に向けて火炎が放射される
ように配置し、このセンターコア用バーナにＳｉＯ₂原
料ガスとともにＧｅＯ₂生成用ガスを供給し、出発基材
上にスートを堆積することによってなされる。

【０００６】上記サイドスート層２の形成は、サイドコ
ア用バーナ２ａを上記センタースート層１に向けて火炎
が放射されるようにセンタースート層１の側方に配置
し、このサイドコア用バーナ２ａにＳｉＯ₂原料ガスと
ともにＧｅＯ₂生成用ガスを供給し、上記センタースー
ト層１上にスートを堆積することによってなされる。

【０００７】第一クラッドスート層４の形成は、第一ク
ラッド用バーナ４ａを上記サイドスート層２に向けて火
炎が放射されるようにサイドスート層２の側方に配置
し、上記サイドスート層２上にスートを堆積することに
よってなされる。第二クラッドスート層５の形成は、第
二クラッド用バーナ５ａを上記第一クラッドスート層４
に向けて火炎が放射されるように第一クラッドスート層
４の側方に配置し、上記第一クラッドスート層４上にス
ートを堆積することによってなされる。ここで所定位置
に配置された第一クラッド用バーナ４ａ、第二クラッド
用バーナ５ａには、それぞれＳｉＯ₂原料ガスが供給さ
れている。

【０００８】このようなスート体１０から分散シフト光
ファイバ用母材を得るには、スート体１０を脱水焼結炉
に入れ、塩素ガスなどの塩素含有ガスの雰囲気下で加熱
し脱水処理する。この後、このスート体１０を不活性ガ
スの雰囲気下で焼結し、透明ガラス化すればよい。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ＭＦＤを大
きくしたり、曲げに対する損失等の光学特性をさらに向
上させるために、センターコアの径に対するサイドコア
の外径をより大きな比率にした分散シフト光ファイバ用
母材が要求される場合がある。その場合の分散シフト光
ファイバ用母材をＶＡＤ法により製造する方法として
は、サイドスート層を２本以上のサイドコア用バーナを
用いて形成する以外は上記方法と同様にして製造してい
た。

【００１０】例えば、図５に示すように、第一サイドス
ート層７は、第一サイドコア用バーナ７ａを上記センタ
ースート層１に向けて火炎が放射されるようにセンター
スート層１の側方に配置し、上記センタースート層１上
にスートを堆積することによって形成されている。第二
サイドスート層８は、第二サイドコア用バーナ８ａを第
一のサイドスート層７に向けて火炎が放射されるように
第一サイドスート層７の側方に配置し、上記第一サイド
スート層７上にスートを堆積することによって形成され
ている。所定位置に配置された第一のサイドスート層
７、第二のサイドスート層８には、それぞれＳｉＯ₂原
料ガスとともにＧｅＯ₂生成用ガスが供給されている。

【００１１】図６は、このようにして製造された分散シ
フト光ファイバ用母材の屈折率プロファイルであり、符
号１１はセンターコア１の領域であり、符号１２はサイ
ドコア２の領域である。ところが、この屈折率プロファ
イルには、突起状の不整部分１３が生じていた。この不
整部分１３は、第一サイドコア用バーナ７ａと第二サイ
ドコア用バーナ８ａとによって形成されるサイドスート
層２の第一サイドスート層７と第二サイドスート層８と
の境界部分に位置している。このような突起状の不整部
分１３が大きくなる程、分散シフト光ファイバ用母材を
用いて製造される分散シフト光ファイバへの光学特性の
影響も大きくなり、光学特性の安定した分散シフト光フ
ァイバが得られないという欠点があった。

【００１２】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、屈折率プロファイルのサイドコア領域に突起状の不
整部分が生じることを低減することが可能な分散シフト
光ファイバ用母材の製造方法を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】かかる課題は、加熱用バ
ーナをサイドスート層に向けて火炎が放射されるように
サイドコア用バーナ間に配置し、該加熱用バーナにドー
パント生成用ガスを供給することなく微量の石英原料ガ
スを供給し、この加熱用バーナの火炎より下層側に位置
するサイドスート層の表面上にスートを堆積することで
解決される。

【００１４】

【作用】本願発明者は、屈折率プロファイルのサイドコ
ア領域に突起状の不整部分が生じる原因を究明すべく、
種々の検討および実験を重ねた結果、その原因は３つあ
り、すなわち一つはスート体形成時（デポジション中）
に起きる現象であり、他の二つは脱水・焼結中に起きる
現象であるとの推定に至った。

【００１５】ここでのスート体形成時に起きる現象と
は、気相（ガス）のＧｅＯ₂がスート体の内部まで拡散
し、そこで始めて結晶性ＧｅＯ₂（ＧｅＯ₂の単体微粒
子）になることである。また、脱水・焼結中に起きる現
象とは、一つ目は、結晶性ＧｅＯ₂が下記反応（Ｉ） ２ＧｅＯ₂→２ＧｅＯ＋Ｏ₂ ・・・（Ｉ） によって分解され揮散し、移行した後、これの逆反応
（II） ２ＧｅＯ＋Ｏ₂→２ＧｅＯ₂ ・・・（II） によって、ドープされることである。

【００１６】また、二つ目は、結晶性ＧｅＯ₂は脱水用
ガス、例えば塩素ガスとの反応（III） ＧｅＯ₂＋２Ｃｌ₂→ＧｅＣｌ₄＋Ｏ₂ ・・・（III） によって揮散し、移行した後、これの逆反応（IV） ＧｅＣｌ₄＋Ｏ₂→ＧｅＯ₂＋２Ｃｌ₂ ・・・（IV） によってドープされることである。

【００１７】そこで、本願発明者は、加熱用バーナをサ
イドスート層に向けて火炎が放射されるようにサイドコ
ア用バーナ間に配置し、該加熱用バーナにＧｅＯ₂生成
用ガスを供給することなく微量のＳｉＯ₂原料ガスを供
給し、この加熱用バーナの火炎より下層側に位置するサ
イドスート層の表面上にスートを堆積することによっ
て、異なるサイドコア用バーナによって形成される隣合
うサイドスート層間に、ＧｅＯ₂が含有されていないガ
ラス微粒子薄層が形成される。これにより、ＧｅＯ₂が
揮散するにも上記ガラス微粒子薄層が障壁となり、異な
るサイドコア用バーナによって形成された隣のサイドス
ート層側にＧｅＯ₂が移行することを防止できることを
見いだしたのである。

【００１８】以下、本発明の分散シフト光ファイバ用母
材の製造方法の一例を図１を用いて説明する。図１に示
した分散シフト光ファイバ用母材の製造方法が図５に示
した従来の分散シフト光ファイバ用母材の製造方法と異
なるところは、加熱用バーナ７ｂを、第一サイドスート
層７に向けてＨ₂／Ｏ₂による火炎が放射されるように第
一サイドコア用バーナ７ａと第二サイドコア用バーナ８
ａ間に配置した後、この加熱用バーナ７ｂにＧｅＯ₂生
成用ガスを供給することなく微量のＳｉＯ₂原料ガスを
供給し、加熱用バーナ７ｂの火炎より下層側に位置する
第一サイドスート層７の表面上にスートを堆積する点で
ある。

【００１９】このようにすると第一サイドコア用バーナ
７ａ、第二サイドコア用バーナ８ａによって形成される
隣合う第一サイドスート層７と第二サイドスート層８と
の間にＧｅＯ₂が含有されていないガラス微粒子薄層が
形成される。

【００２０】このガラス微粒子薄層の厚みは、異なるサ
イドコア用バーナによって形成される隣のサイドスート
層側にＧｅＯ₂が移行することを防止できる厚みである
ことが好ましく、例えば、センタスート層１の径約２０
ｍｍ、サイドスート層２の外径約９０ｍｍ、クラッドス
ート層３の外径約１６０ｍｍであるスート体１０の場
合、２〜５ｍｍ程度とされる。ガラス微粒子薄層の厚み
が２ｍｍ未満であると、異なるサイドコア用バーナによ
って形成される隣のサイドスート層側にＧｅＯ₂が移行
してしまい、得られる分散シフト光ファイバ用母材の屈
折率プロファイルのサイドコア領域に突起状の不整部分
が生じる恐れがある。一方、ガラス微粒子薄層の厚みが
５ｍｍを超えると、プロファイルのサイドコア領域にＧ
ｅＯ₂のドープ量不足によるくぼみ状の不整部分が生じ
るため好ましくないからである。

【００２１】上記加熱用バーナ７ｂに供給するＳｉＯ₂
原料ガスの流量は、ガラス微粒子薄層の厚みを上記範囲
にする場合、０．１〜０．３リットル／分程度の微量と
される。ＳｉＯ₂原料ガスの流量が０．１リットル／分
未満であると、ガラス微粒子薄層の形成に時間がかか
り、また、形成されるガラス微粒子薄層が薄すぎて、異
なるサイドコア用バーナによって形成される隣のサイド
スート層側にＧｅＯ₂が移行することを防止できない。
一方、ＳｉＯ₂原料ガスの流量が０．３リットル／分を
超えると、ガラス微粒子薄層中にＧｅＯ₂のドープ量が
不足する部分が生じるため好ましくないからである。

【００２２】このような分散シフト光ファイバ用母材の
製造方法においては、隣合う第一サイドスート層７と第
二サイドスート層８との間にＧｅＯ₂が含有されていな
いガラス微粒子薄層が形成されるので、ＧｅＯ₂が揮散
しても上記ガラス微粒子薄層が障壁となり、異なるサイ
ドコア用バーナによって形成された隣のサイドスート層
側にＧｅＯ₂が移行することを防止でき、屈折率プロフ
ァイルのサイドコア領域に突起状の不整部分が生じるこ
とを低減できる。従って、この分散シフト光ファイバ用
母材の製造方法によって得られる分散シフト光ファイバ
用母材を用いて分散シフト光ファイバを製造すると、光
学特性が安定したものを提供できるという利点がある。

【００２３】また、この例においては２本のサイドコア
用バーナを用いてサイドコア層を形成する場合について
説明したが、３本以上のサイドコア用バーナを用いてサ
イドコア層を形成する場合には、加熱用バーナを各サイ
ドコア用バーナ間にサイドスート層に向けて火炎が放射
されるように配置した後、各加熱用バーナにＧｅＯ₂生
成用ガスを供給することなく微量のＳｉＯ₂原料ガスを
供給し、各加熱用バーナの火炎より下層側に位置するサ
イドスート層の表面上にスートを堆積することによって
同様になし得る。

【００２４】

【実施例】以下、実施例および比較例に基づいて本発明
を更に説明するが、本発明はかかる実施例に限定される
ものではない。 （実施例）図１を用いて説明した分散シフト光ファイバ
用母材の製造方法と同様にして分散シフト光ファイバ用
母材を得た。このとき第一サイドコア用バーナ７ａ、加
熱用バーナ７ｂ、第二サイドコア用バーナ８ａには下記
表１に示す流量のガスを供給した。この分散シフト光フ
ァイバ用母材の製造工程途中で得られるスート体１０
は、センタスート層１の径約２０ｍｍ、サイドスート層
２の外径約９０ｍｍ、クラッドスート層３の外径約１６
０ｍｍであり、ガラス微粒子薄層厚は約４ｍｍ程度であ
った。このようにして得られた分散シフト光ファイバ用
母材は、センターコア径８ｍｍ、サイドコア外径３５ｍ
ｍ、クラッド外径６５ｍｍであった。次いで、この分散
シフト光ファイバ用母材の屈折率プロファイルを調べ
た。その結果を図２に示す。

【００２５】

【表１】

【００２６】（比較例）加熱用バーナ７ｂを使用しない
以外は上記実施例と同様にして分散シフト光ファイバ用
母材を得た。次いで、この分散シフト光ファイバ用母材
の屈折率プロファイルを調べた。その結果を図３に示
す。

【００２７】図２と図３に示した結果から明らかなよう
に、比較例の製造方法によって得られる分散シフト光フ
ァイバ用母材の屈折率プロファイルには、サイドコア領
域１２に突起状の不整部分１３が生じていることが分
る。これに比べて実施例の製造方法は、加熱用バーナ７
ｂにＧｅＯ₂生成用ガスを供給することなく微量のＳｉ
Ｏ₂原料ガスを供給し、この加熱用バーナ７ｂの火炎よ
り下層側に位置する第一サイドスート層７の表面上にス
ートを堆積することより、得られる分散シフト光ファイ
バ用母材の屈折率プロファイルにはサイドコア領域１２
に突起状の不整部分が生じていないことが分る。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように本発明の分散シフト
光ファイバ用母材の製造方法にあっては、加熱用バーナ
にドーパント生成用ガスを供給することなく微量の石英
原料ガスを供給し、この加熱用バーナの火炎より下層側
に位置するサイドスート層の表面上にスートを堆積する
ことによって、異なるサイドコア用バーナによって形成
される隣合うサイドスート層間にドーパントが含有され
ていないガラス微粒子薄層が形成される。これにより、
ドーパントが揮散してもガラス微粒子薄層が障壁とな
り、異なるサイドコア用バーナによって形成された隣の
サイドスート層側にドーパントが移行することを防止で
きるので、屈折率プロファイルのサイドコア領域に突起
状の不整部分が生じることを低減できる。従って、本発
明の分散シフト光ファイバ用母材の製造方法によって得
られる分散シフト光ファイバ用母材を用いて分散シフト
光ファイバを製造すると、光学特性が安定したものを提
供できるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の分散シフト光ファイバ用母材の製造
方法の一例を説明するための概略図である。

【図２】 実施例の分散シフト光ファイバ用母材の製造
方法によって得られた分散シフト光ファイバ用母材の屈
折率プロファイルを示したグラフである。

【図３】 比較例の分散シフト光ファイバ用母材の製造
方法によって得られた分散シフト光ファイバ用母材の屈
折率プロファイルを示したグラフである。

【図４】 従来の分散シフト光ファイバ用母材の製造方
法の一例を説明するための概略図である。

【図５】 従来の分散シフト光ファイバ用母材の製造方
法の一例を説明するための概略図である。

【図６】 従来の分散シフト光ファイバ用母材の製造方
法によって得られる分散シフト光ファイバ用母材の屈折
率プロファイルを示したグラフである。

【符号の説明】

２・・・サイドスート層、７・・・第一サイドスート層、７ａ
・・・第一サイドコア用バーナ、７ｂ・・・加熱用バーナ、８
・・・第二サイドスート層、８ａ・・・第二サイドコア用バー
ナ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 浩一 千葉県佐倉市六崎1440番地 株式会社フジ クラ佐倉工場内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 センターコアと、これの周上のサイドコ
   アと、さらにこれの周上のクラッドとからなり、センタ
   ーコアの屈折率（ｎ₁）とサイドコアの屈折率（ｎ₂）と
   クラッドの屈折率（ｎ₃）との関係がｎ₁＞ｎ₂＞ｎ₃であ
   る、分散シフト光ファイバ用母材をＶＡＤ法により製造
   する方法において、 複数本のサイドコア用バーナをセンターコアとなるセン
   タースート層に向けて火炎が放射されるようにセンター
   スート層の側方に配置し、これらサイドコア用バーナに
   石英原料ガスとともに屈折率を上げるためのドーパント
   生成用ガスを供給し、前記センタースート層上にスート
   を堆積させてサイドコアとなるサイドスート層を形成す
   るに際し、 加熱用バーナをサイドスート層に向けて火炎が放射され
   るように前記サイドコア用バーナ間に配置し、該加熱用
   バーナにドーパント生成用ガスを供給することなく微量
   の石英原料ガスを供給し、この加熱用バーナの火炎より
   下層側に位置するサイドスート層の表面上にスートを堆
   積することを特徴とする分散シフト光ファイバ用母材の
   製造方法。