JPH0688806B2 - 低損失単一モ−ド光フアイバの製造法 - Google Patents
低損失単一モ−ド光フアイバの製造法Info
- Publication number
- JPH0688806B2 JPH0688806B2 JP61127252A JP12725286A JPH0688806B2 JP H0688806 B2 JPH0688806 B2 JP H0688806B2 JP 61127252 A JP61127252 A JP 61127252A JP 12725286 A JP12725286 A JP 12725286A JP H0688806 B2 JPH0688806 B2 JP H0688806B2
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- Japan
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- mode optical
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
- C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
- C03B37/02—Manufacture of glass fibres or filaments by drawing or extruding, e.g. direct drawing of molten glass from nozzles; Cooling fins therefor
- C03B37/025—Manufacture of glass fibres or filaments by drawing or extruding, e.g. direct drawing of molten glass from nozzles; Cooling fins therefor from reheated softened tubes, rods, fibres or filaments, e.g. drawing fibres from preforms
- C03B37/0253—Controlling or regulating
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B2205/00—Fibre drawing or extruding details
- C03B2205/44—Monotoring or regulating the preform feed rate
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
- Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は低損失単一モード光ファイバの製造法に係り、
特に波長1.5μｍ帯用の低損失光ファイバを製造する方
法に関するものである。
特に波長1.5μｍ帯用の低損失光ファイバを製造する方
法に関するものである。
［従来の技術］ 光通信技術及び光計測技術等における光伝送路として光
ファイバが広く用いられているが、この光ファイバは主
にコアの外周部に低屈折率のクラッドが設けられ、さら
にクラッドの外周部にジャケットが設けられた構造を有
している。一般に、コア及びクラッドは伝送損失を低下
させるためにVAD法等により合成した石英から形成され
るが、ジャケットは製造コストを低下させると共に製造
時間を短縮するために天然あるいは合成の石英管から形
成されることが多い。
ファイバが広く用いられているが、この光ファイバは主
にコアの外周部に低屈折率のクラッドが設けられ、さら
にクラッドの外周部にジャケットが設けられた構造を有
している。一般に、コア及びクラッドは伝送損失を低下
させるためにVAD法等により合成した石英から形成され
るが、ジャケットは製造コストを低下させると共に製造
時間を短縮するために天然あるいは合成の石英管から形
成されることが多い。
すなわち、VAD法等により形成したコアロッドを目標の
カットオフ波長となるように延伸し、これをジャケット
用石英管内に挿入した後同時線引を行なって光ファイバ
を製造していた。
カットオフ波長となるように延伸し、これをジャケット
用石英管内に挿入した後同時線引を行なって光ファイバ
を製造していた。
ところが、市販の石英管には一般に水酸基や水素等の不
純物が含まれており、この石英管によりジャケットを形
成するとファイバの線引時に石英管から拡散された不純
物がクラッドやコアに浸透し、その結果伝送損失の増加
要因となる。この現象は、電磁界分布が本質的にコアか
らクラッドにまで拡がる単一モード光ファイバにおいて
特に顕著なものとなる。
純物が含まれており、この石英管によりジャケットを形
成するとファイバの線引時に石英管から拡散された不純
物がクラッドやコアに浸透し、その結果伝送損失の増加
要因となる。この現象は、電磁界分布が本質的にコアか
らクラッドにまで拡がる単一モード光ファイバにおいて
特に顕著なものとなる。
そこで、従来単一モード光ファイバを製造する際には、
ジャケットから拡散される不純物が電磁界分布に影響を
及ぼさないようにクラッドを厚くする方法が採られてい
た。
ジャケットから拡散される不純物が電磁界分布に影響を
及ぼさないようにクラッドを厚くする方法が採られてい
た。
［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、水素等の不純物の拡散現象には線引速度
等も影響を及ぼすので、クラッドを厚くするだけでは十
分な低損失化を達成することができなかった。
等も影響を及ぼすので、クラッドを厚くするだけでは十
分な低損失化を達成することができなかった。
また、例えば比屈折率差の大きいコアロッドを線引する
場合に線引温度が高過ぎると、ドーパントの輝散による
構造不整損が増加したりレーレ散乱損が大きくなるの
で、低損失化はさらに困難なものとなる。
場合に線引温度が高過ぎると、ドーパントの輝散による
構造不整損が増加したりレーレ散乱損が大きくなるの
で、低損失化はさらに困難なものとなる。
かくして、本発明の目的は上記従来技術の問題点を解消
し、水素等の不純物の影響を受けない条件及びドーパン
トが輝散せず低レーレ散乱損となる条件を規定して低損
失の単一モード光ファイバを製造することができる製造
法を提供することにある。
し、水素等の不純物の影響を受けない条件及びドーパン
トが輝散せず低レーレ散乱損となる条件を規定して低損
失の単一モード光ファイバを製造することができる製造
法を提供することにある。
［問題点を解決するための手段］ 本発明の低損失単一モード光ファイバの製造法は上記目
的を達成するために、コア部とクラッド部からなるコア
ロッドをジャケット用石英管内に挿入してこれを母材と
すると共にこの母材を加熱線引きしてコア，クラッド及
びジャケットからなる単一モード光ファイバを製造する
方法において、上記母材を線引きする際の母材送り速度
をＶ［mm/分］、上記クラッドの外径をｄ［μｍ］及び
モードフィールド径を２ω［μｍ］として を14以上とすると共に線引張力を20［ｇ］以上としたも
のである。
的を達成するために、コア部とクラッド部からなるコア
ロッドをジャケット用石英管内に挿入してこれを母材と
すると共にこの母材を加熱線引きしてコア，クラッド及
びジャケットからなる単一モード光ファイバを製造する
方法において、上記母材を線引きする際の母材送り速度
をＶ［mm/分］、上記クラッドの外径をｄ［μｍ］及び
モードフィールド径を２ω［μｍ］として を14以上とすると共に線引張力を20［ｇ］以上としたも
のである。
［作 用］ 単一モード光ファイバの損失要因として、材料固有
損、水酸基吸収損、構造不整損、ジャケット石英
管から拡散される水素による損失を挙げることができ
る。
損、水酸基吸収損、構造不整損、ジャケット石英
管から拡散される水素による損失を挙げることができ
る。
の材料固有損はレーレ散乱損，赤外吸収損，紫外吸収
損の和で求められるが、これらの中でレーレ散乱損が線
引時におけるガラスの固化温度に比例するため、特に低
レーレ散乱損となる線引条件を検討する必要がある。そ
こで、本発明においては線引速度及び線引テンションの
規制を行なった。
損の和で求められるが、これらの中でレーレ散乱損が線
引時におけるガラスの固化温度に比例するため、特に低
レーレ散乱損となる線引条件を検討する必要がある。そ
こで、本発明においては線引速度及び線引テンションの
規制を行なった。
また、の水酸基吸収損は近年の製造技術の向上により
ほとんど無視し得るレベルとなっている。さらに、の
構造不整損は線引温度が高い場合にドーパントが輝散す
ることにより生じるので、線引温度を所定値以上に上げ
ないように規制すればよい。
ほとんど無視し得るレベルとなっている。さらに、の
構造不整損は線引温度が高い場合にドーパントが輝散す
ることにより生じるので、線引温度を所定値以上に上げ
ないように規制すればよい。
次に、の水素による損失については水素の拡散モデル
を考えて説明する。
を考えて説明する。
まず、石英管からの水素の拡散を考えると、光ファイバ
の中心から半径ｒの位置における水素濃度ｃ（ｒ）は次
式で表わされる。
の中心から半径ｒの位置における水素濃度ｃ（ｒ）は次
式で表わされる。
ｃ（ｒ）＝C0［１−erf｛（r0 2−r2）/aL｝］ ただし、C0:石英管に含有されている水素濃度 r0:溶着後のクラッド半径 L:水素の拡散距離 a:定数 であり、水素の拡散距離Ｌは拡散係数をDH、拡散時間を
ｔとして と表わされる。
ｔとして と表わされる。
さらに、温度Ｔ［Ｋ］における水素の拡散係数DH［cm2/
sec］は DH＝D0Texp（−E/RT） ただし、E:8.83［Kcal/mol］ D0:2.03×10-7［cm2/sec］ R:1.99［cal/mol/K］ で与えられる。
sec］は DH＝D0Texp（−E/RT） ただし、E:8.83［Kcal/mol］ D0:2.03×10-7［cm2/sec］ R:1.99［cal/mol/K］ で与えられる。
ところで、線引温度が一定であり線引速度のみを変化さ
せて光ファイバを製造する場合、拡散時間ｔは炉内への
母材の送り速度Ｖの逆数1/Vに比例するものと考えるこ
とができる。すると、（１）式より となる。
せて光ファイバを製造する場合、拡散時間ｔは炉内への
母材の送り速度Ｖの逆数1/Vに比例するものと考えるこ
とができる。すると、（１）式より となる。
ここで、水素の拡散による損失を考えるに当たり、拡散
距離Ｌとファイバのクラッド径ｄ及びモードフィールド
径２ωの大小関係が問題となるので、 なる量ηを定義する。
距離Ｌとファイバのクラッド径ｄ及びモードフィールド
径２ωの大小関係が問題となるので、 なる量ηを定義する。
（２）式より、 となるので、 が大きい程正規化拡散距離L/dは小さいことがわかる。
すなわち、量ηが大きい程モードフィールド径２ωに対
する正規化拡散距離L/dは小さく、水素による損失の影
響が小さいものとなる。
すなわち、量ηが大きい程モードフィールド径２ωに対
する正規化拡散距離L/dは小さく、水素による損失の影
響が小さいものとなる。
［実施例］ 以下、本発明の実施例を添付図面に従って説明する。
上記の量ηは使用するジャケット石英管の断面積s,コア
ロッドの延伸径D,線引速度v,光ファイバの構造パラメー
タ特にクラッド厚／コア半径δ及びカットオフ波長λｃ
に関係しており、クラッド厚／コア半径δとカットオフ
波長λｃが与えられたときに断面積s,延伸径Ｄ及び線引
速度ｖを決定するものである。
ロッドの延伸径D,線引速度v,光ファイバの構造パラメー
タ特にクラッド厚／コア半径δ及びカットオフ波長λｃ
に関係しており、クラッド厚／コア半径δとカットオフ
波長λｃが与えられたときに断面積s,延伸径Ｄ及び線引
速度ｖを決定するものである。
これら各量を以下の表−１に示すように設定して複数の
単一モード光ファイバF1〜F9を製造した。
単一モード光ファイバF1〜F9を製造した。
そして、これらファイバF1〜F9の波長1.55μｍ帯におけ
る伝送損失αを測定し、その測定結果を上記表−１に記
載した。
る伝送損失αを測定し、その測定結果を上記表−１に記
載した。
さらに、各ファイバの量ηと伝送損失αとの関係を第１
図に示した。この第１図からわかるように、量ηが大き
い程ファイバの損失αが小さく、量ηを約14（mm/分）
1/2以上とすることにより波長1.55μｍ帯における伝送
損失αを0.3dB/Km以下とすることができる。
図に示した。この第１図からわかるように、量ηが大き
い程ファイバの損失αが小さく、量ηを約14（mm/分）
1/2以上とすることにより波長1.55μｍ帯における伝送
損失αを0.3dB/Km以下とすることができる。
そこで、今度はη＞14（mm/分）1/2で且つ線引速度ｖ＝
40m/分に設定し、線引テンションを変化させて複数の単
一モード光ファイバを製造した。そして、これらファイ
バの波長1.55μｍ帯における伝送損失αを測定したとこ
ろ、第２図のような結果が得られた。
40m/分に設定し、線引テンションを変化させて複数の単
一モード光ファイバを製造した。そして、これらファイ
バの波長1.55μｍ帯における伝送損失αを測定したとこ
ろ、第２図のような結果が得られた。
すなわち、線引テンションを約20g以上とすることによ
り、ドーパントの輝散を無くしてレーレ散乱損を減少さ
せ、伝送損失αを0.25dB/Km以下にまで低減させ得るこ
とがわかった。
り、ドーパントの輝散を無くしてレーレ散乱損を減少さ
せ、伝送損失αを0.25dB/Km以下にまで低減させ得るこ
とがわかった。
第３図に上記表−１ファイバF3の製造条件で且つ線引テ
ンションを20g以上として製造した単一モード光ファイ
バの損失波長特性を示す。このファイバでは波長1.55μ
ｍにおける損失αが0.227dB/Kmと極めて小さく、低損失
化が良好になされていることが確認された。
ンションを20g以上として製造した単一モード光ファイ
バの損失波長特性を示す。このファイバでは波長1.55μ
ｍにおける損失αが0.227dB/Kmと極めて小さく、低損失
化が良好になされていることが確認された。
［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、次の如き優れた効
果を発揮する。
果を発揮する。
（１） 及び線引テンションをそれぞれ所定値以上に規定するこ
とにより、極めて低損失の単一モード光ファイバを製造
することができる。
とにより、極めて低損失の単一モード光ファイバを製造
することができる。
（２） 従って、本発明は長距離光伝送システムや高精
度光計測システム等において極めて有用なものとなる。
度光計測システム等において極めて有用なものとなる。
第１図は本発明の作用を調べるために製造した複数の単
一モード光ファイバの量ηと波長1.55μｍ帯における損
失αとの関係を示すグラフ、第２図は量ηを14（mm/
分）1/2以上に設定して製造した複数の単一モード光フ
ァイバの線引テンションと波長1.55μｍ帯における損失
αとの関係を示すグラフ、第３図は本発明の一実施例に
係る製造方法で製造した低損失単一モード光ファイバの
損失波長特性図である。
一モード光ファイバの量ηと波長1.55μｍ帯における損
失αとの関係を示すグラフ、第２図は量ηを14（mm/
分）1/2以上に設定して製造した複数の単一モード光フ
ァイバの線引テンションと波長1.55μｍ帯における損失
αとの関係を示すグラフ、第３図は本発明の一実施例に
係る製造方法で製造した低損失単一モード光ファイバの
損失波長特性図である。
Claims (1)
- 【請求項１】コア部とクラッド部からなるコアロッドを
ジャケット用石英管内に挿入してこれを母材とすると共
にこの母材を加熱線引きしてコア，クラッド及びジャケ
ットからなる単一モード光ファイバを製造する方法にお
いて、上記母材を線引きする際の母材送り速度をＶ［mm
/分］、上記クラッドの外径をｄ［μｍ］及びモードフ
ィールド径を２ω［μｍ］として を14以上とすると共に線引張力を20［ｇ］以上としたこ
とを特徴とする低損失単一モード光ファイバの製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61127252A JPH0688806B2 (ja) | 1986-06-03 | 1986-06-03 | 低損失単一モ−ド光フアイバの製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61127252A JPH0688806B2 (ja) | 1986-06-03 | 1986-06-03 | 低損失単一モ−ド光フアイバの製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62283842A JPS62283842A (ja) | 1987-12-09 |
| JPH0688806B2 true JPH0688806B2 (ja) | 1994-11-09 |
Family
ID=14955450
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61127252A Expired - Lifetime JPH0688806B2 (ja) | 1986-06-03 | 1986-06-03 | 低損失単一モ−ド光フアイバの製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0688806B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3438775B2 (ja) * | 2000-02-01 | 2003-08-18 | 住友電気工業株式会社 | 光ファイバ製造方法 |
| CN114265149A (zh) * | 2021-12-22 | 2022-04-01 | 长飞（武汉）光系统股份有限公司 | 一种合束器制作方法 |
-
1986
- 1986-06-03 JP JP61127252A patent/JPH0688806B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62283842A (ja) | 1987-12-09 |
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