JPH06329430A - 光ファイバ用プリフォームの製造方法 - Google Patents

光ファイバ用プリフォームの製造方法

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JPH06329430A
JPH06329430A JP14254393A JP14254393A JPH06329430A JP H06329430 A JPH06329430 A JP H06329430A JP 14254393 A JP14254393 A JP 14254393A JP 14254393 A JP14254393 A JP 14254393A JP H06329430 A JPH06329430 A JP H06329430A
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JP
Japan
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rod
refractive index
optical fiber
preform
sio2
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JP14254393A
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English (en)
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Kazuhiko Aikawa
和彦 愛川
Tetsuo Nozawa
哲郎 野澤
Akira Wada
朗 和田
Ryozo Yamauchi
良三 山内
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Fujikura Ltd
Original Assignee
Fujikura Ltd
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/01Manufacture of glass fibres or filaments
    • C03B37/012Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
    • C03B37/01205Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments starting from tubes, rods, fibres or filaments
    • C03B37/01211Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments starting from tubes, rods, fibres or filaments by inserting one or more rods or tubes into a tube
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B2201/00Type of glass produced
    • C03B2201/06Doped silica-based glasses
    • C03B2201/30Doped silica-based glasses doped with metals, e.g. Ga, Sn, Sb, Pb or Bi
    • C03B2201/31Doped silica-based glasses doped with metals, e.g. Ga, Sn, Sb, Pb or Bi doped with germanium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C03B2201/30Doped silica-based glasses doped with metals, e.g. Ga, Sn, Sb, Pb or Bi
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    • C03B2201/36Doped 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 doped with rare earth metals and aluminium, e.g. Er-Al co-doped

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 製造中に破損のないGeO2 を多量に含むS
iO2 コアを有する光ファイバ用プリフォームを提供す
る。 【構成】 VAD法により、GeO2 を多量に含むSi
2 からなる高屈折率の中央部の周りにSiO2 らなる
部分を有するロッドを用意し、このロッドの中心部に孔
10を開け、この孔10にEr+GeO2 +SiO2
らなり、その屈折率がほぼGeO2 +SiO2 ロッドと
等しいロッドを挿入しプリフォームとする。このプリフ
ォームを延伸し、その周りにSiO2 層を付けて所定の
コア−クラッド径比とし、これを線引きすることによ
り、光ファイバ型増幅器とすることができる。この方法
によれば、外付け法のようにGeO2 を多量に含むSi
2 スートを作製することがないので、スート割れや脱
水、透明ガラス化時のロッド割れが防止される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、光ファイバ型増幅器
の構成に好適な光ファイバや、複雑な屈折率分布を必要
とする光ファイバ用プリフォームの製造方法に関するも
ので、製造中の破損防止を図ったものである。
【0002】
【従来の技術】例えば、光ファイバ型増幅器用の光ファ
イバの屈折率分布として図4のようなものが知られてい
る。同図において、1はEr+GeO2 +SiO2 から
なる中心コア、2はその周りに形成されたGeO2 +S
iO2 からなる外側コア、3は外側コア2のさらに周り
に形成されたSiO2 クラッドである。なお、中心コア
および外側コアのSiO2 に対する比屈折率差△は+
2.0%である。この種の光ファイバにおいては、利得
効率を向上させるためにコアとクラッドとの比屈折率差
を上記のように大きくとってモードフィールド径(MF
D)を小さくし、かつコア径を小さくすることによつて
コア径に対してMFDを大きくとり、励起光パワー密度
の高い部分にErが添加されたコアを効率良く配置する
ようにしている。従来、この種の光ファイバを作製する
方法として外付け法が採用されていた。この方法は、予
め作製されたEr+GeO2 +SiO2 からなる中心コ
アとなるロッドを用意し、これをその軸の周りに回転さ
せつつ、ロッド外周にGeO2 +SiO2 からなるスー
トを付着させていくという方法である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この方
法では屈折率を高めるためのGeO2 のデポジション量
を多くしようとするとデポジション温度の低下やスート
の急激なカサ密度の変化によりデポジション時にスート
割れが生じてしまう。また、この段階でのスート割れが
ない場合でも、その後の脱水、透明ガラス化操作におい
て均熱炉で非常にゆっくりと降温させないと同様にスー
ト割れが生じるということがあった。また、このように
して作製される光ファイバ用プリフォームはGeO2
積層法で外付けしているため脈理が大きくプリフォーム
アナライザによる屈折率分布測定が困難であり、光ファ
イバ自体の伝送損失も良くないということがあった。
【0004】
【課題を解決するための手段】この発明は、以上の観点
からスート割れを低減させて歩留りの向上を図ろうとす
るもので、その特徴とする請求項1記載の発明は、所定
の屈折率分布を有する第1の石英系ガラスロッドを用意
し、このロツドの中心部を除去して中空状のロッドとな
し、この中空部に所定の屈折率分布を有する第2の石英
系ガラスロッドを挿入して光ファイバ用プリフォームと
することにある。また、その特徴とする請求項2記載の
発明は、所定の屈折率分布を有する第1の石英系ガラス
ロッドがGeO2 +SiO2 ガラスであり、所定の屈折
率分布を有する第2の石英系ガラスロッドがEr+Ge
2 +SiO2 ガラスであることにある。さらにまた、
その特徴とする請求項3記載の発明は、所定の屈折率分
布を有する第1の石英系ガラスロッドがGeO2 +Si
2 ガラスであり、所定の屈折率分布を有する第2の石
英系ガラスロッドがEr+SiO2 ガラスであることに
ある。
【0005】
【作用】スートの作製が積層法である外付け法を用いる
ことなく、多量のGeO2 をドープした光ファイバ用プ
リフォームを作製できるので、プリフォームの破損をな
くして歩留りの向上を図ることができる。
【0006】
【実施例】図1(a)(b)(c)は、この発明による
光ファイバ用プリフォーム製造工程における屈折率分布
図である。図1(a)は、例えばVAD法によって作製
したロッドの屈折率分布図で、中央部はSiO2 に対す
る比屈折率差△が所定の値になされたGeO2 +SiO
2 で、その周りにSiO2 が形成されてなるもので、こ
のロッドを図1(b)に示すように中心部をくりぬいて
孔10をあける。次いで、図1(c)に示すようにくり
ぬかれた孔10に所定の屈折率のEr+GeO2 +Si
2 ロッド11を挿入して所望の光ファイバ用プリフォ
ームとする。なお、中心部に挿入されるロッドの組成と
してErとともにAlやPを適宜選択してドープするこ
ともできる。こうして得られるプリフォームは、従来作
製上の問題点であったスート割れ、ロッド割れ、透明ガ
ラス化炉における長時間の降温といったことがなくな
り、さらに脈理もないのでプリフォームアナライザによ
る屈折率分布の測定が容易にできる。
【0007】(具体例1)以下に示す方法で、光ファイ
バ型増幅器を作製した。まず、図1(a)に示される屈
折率分布のロッドを用意した。外側コアとなる中央部は
GeO2 +SiO2 からなり、そのサイズは14mm、
そのピークの比屈折率差△は+2.0%である。また、
この周りのクラッドとなる部分はSiO2 で、外径は3
8mmである。このロッドの中心部に図1(b)のよう
に直径8mmの孔10をあけ、この孔10に図1(c)
のようにSiO2 との比屈折率差△が+2.0%の中心
コアとなるEr+GeO2 +SiO2 ロッド11を挿入
して光ファイバ用プリフォームとした。この間、プリフ
ォームが破損することはなかった。また、プリフォーム
アナライザによる屈折率分布測定も容易にすることがで
きた。次いで、このプリフォームを延伸した後、その周
りに直径の10倍のSiO2 層を外付けした。最後に、
このロッドを線引きして直径125μmのファイバとし
た。この光ファイバのMFDは3.9μm、MFD/中
心コア径=2.2倍と大変良好な値を示した。また、こ
のファイバと1.48μmの励起用レーザを用いて光増
幅器を構成し、その利得効率を測定したところ、4.8
dB/mWと大変良好な特性を示した。
【0008】(具体例2)以下に示す方法で、分布型光
ファイバ増幅器を作製した。まず、図1(a)に示され
る屈折率分布のロッドを用意した。外側コアとなる中央
部はGeO2 +SiO2 からなり、そのサイズは10m
m、そのピークの比屈折率差△は+1.0%である。ま
た、この周りのクラッドとなる部分はSiO2 で、外径
は38mmである。このロッドの中心部に図1(b)の
ように直径6mmの孔10をあけ、この孔10に図1
(c)のようにSiO2 との比屈折率差△がほぼ0%の
中心コアとなるEr+SiO2 ロッド11を挿入して光
ファイバ用プリフォームとした。この間、プリフォーム
が破損することはなかった。また、プリフォームアナラ
イザによる屈折率分布測定も容易にできた。図2はこう
して得られたプリフォームの屈折率分布図である。次い
でこのプリフォームを延伸した後その周りに直径の6倍
のSiO2 層を外付けした。最後に、このロッドを線引
きして直径125μmのファイバとした。この光ファイ
バのMFDは7.0μm、MFD/中心コア径=1.2
倍と大変良好な値を示した。また、このファイバと1.
3μmにおける損失は0.5dB/kmであり、外付け
法により外側を作製した分布型光ファイバ増幅器に比べ
0.2dB/km近く低くすることができた。
【0009】(具体例3)以下に示す方法で1.55μ
m帯分散シフトファイバを作製した。図3(a)に示す
屈折率分布のロッドをVAD法で作製した。中央部は直
径12mm、SiO2 との比屈折率差△=0%のF+G
eO2 +SiO2 からなり、その周りに厚さ13mmの
SiO2 との比屈折率差△=−0.15%のF+SiO
2 が形成されたロッドである。このロッドの中心部に直
径6mmの孔を開けた。この孔にSiO2 との比屈折率
差△=0.8%の最高屈折率を有するロッドを挿入して
図3(b)に示すプリフォームとした。この間、ロッド
が割れることがなかった。このロッドを延伸した後その
周りに直径の4倍のF+SiO2 (SiO2 との比屈折
率差△=0.15%)層を外付けした。最後に線引きし
て直径125μmの1.55μm帯分散シフトファイバ
とした。
【0010】(比較例1)直径7mmのEr+Al+G
eO2 +SiO2 ロッドに外付け法により、SiO2
の比屈折率差△=2.0%のGeO2 +SiO2 スート
を付着させた。しかし、スート径が70mm付近におい
てスート割れを生じた。
【0011】(比較例2)直径7mmのEr+Al+G
eO2 +SiO2 ロッドに外付け法により、SiO2
の比屈折率差△=1.0%のGeO2 +SiO2 スート
を付着させて直径70mmとした。このあと、均熱炉に
より脱水、透明ガラス化を行い、1430℃から800
℃まで2℃/分の速度で降温させ、次いで800℃で4
時間歪み取りを行い、その後800℃から室温まで2℃
/分の速度で降温させた。ところが、これを炉から取出
して30分後にロッド割れをしてしまった。
【0012】
【発明の効果】この発明方法は、以上のようにGeO2
量の多い光ファイバ用プリフォームを外付け法を用いる
ことなく製作する方法であるので、スート割れやロッド
割れがなく、また屈折率測定も容易にできるという利点
を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)(b)(c)は、この発明による光ファ
イバ用プリフォーム製造工程における屈折率分布図であ
る。
【図2】この発明による他の例の光ファイバ用プリフォ
ームの屈折率分布図である。
【図3】(a)(b)は、この発明によるさらに他の例
の光ファイバ用プリフォーム製造工程における屈折率分
布図である。
【図4】光ファイバ型増幅器用の光ファイバの屈折率分
布である。
【符号の説明】
10 孔 11 中心コアとなるロッド
フロントページの続き (72)発明者 山内 良三 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 (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 所定の屈折率分布を有する第1の石英系
    ガラスロッドを用意し、このロツドの中心部を除去して
    中空状のロッドとなし、この中空部に所定の屈折率分布
    を有する第2の石英系ガラスロッドを挿入して光ファイ
    バ用プリフォームとすることを特徴とする光ファイバ用
    プリフォームの製造方法。
  2. 【請求項2】 所定の屈折率分布を有する第1の石英系
    ガラスロッドがGeO2 +SiO2 ガラスであり、所定
    の屈折率分布を有する第2の石英系ガラスロッドがEr
    +GeO2 +SiO2 ガラスであることを特徴とする請
    求項1記載の光ファイバ用プリフォームの製造方法。
  3. 【請求項3】 所定の屈折率分布を有する第1の石英系
    ガラスロッドがGeO2 +SiO2 ガラスであり、所定
    の屈折率分布を有する第2の石英系ガラスロッドがEr
    +SiO2 ガラスであることを特徴とする請求項1記載
    の光ファイバ用プリフォームの製造方法。
JP14254393A 1993-05-24 1993-05-24 光ファイバ用プリフォームの製造方法 Pending JPH06329430A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001040126A1 (de) * 1999-12-03 2001-06-07 Heraeus Tenevo Ag Quarzglas-vorform für eine lichtleitfaser und verfahren zu ihrer herstellung
JP2021155284A (ja) * 2020-03-27 2021-10-07 株式会社フジクラ 光ファイバ用母材、光ファイバ用母材の製造方法、及び光ファイバの製造方法

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JP2021155284A (ja) * 2020-03-27 2021-10-07 株式会社フジクラ 光ファイバ用母材、光ファイバ用母材の製造方法、及び光ファイバの製造方法

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