JPH0717735A - 高分散光ファイバおよびその製造方法 - Google Patents

高分散光ファイバおよびその製造方法

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JPH0717735A
JPH0717735A JP5162936A JP16293693A JPH0717735A JP H0717735 A JPH0717735 A JP H0717735A JP 5162936 A JP5162936 A JP 5162936A JP 16293693 A JP16293693 A JP 16293693A JP H0717735 A JPH0717735 A JP H0717735A
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JP
Japan
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optical fiber
quartz
core
clad
refractive index
Prior art date
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Pending
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JP5162936A
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Kazuhiko Aikawa
和彦 愛川
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
    • C03B2203/00Fibre product details, e.g. structure, shape
    • C03B2203/10Internal structure or shape details
    • C03B2203/22Radial profile of refractive index, composition or softening point
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B2203/00Fibre product details, e.g. structure, shape
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  • Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)
  • Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 コア−クラッド比屈折率差が大きく、単位長
さ当りの分散が大きい高分散光ファイバを得る。 【構成】 ゲルマニア、シリカ、五酸化二燐、酸化ナト
リウムおよび酸化カルシウムの混合粉体を加熱溶融せし
めた後、急冷、固化せしめて、屈折率(Δ1)が石英の屈
折率と比較して5%以上高い、ロッド状のコア材を形成
する。これとは別に、臭素およびフッ素が添加された石
英からなり、屈折率(Δ2)が石英の屈折率と比較して
0.7%以上低い管状のクラッド材を形成する。コア材
をクラッド材内に挿入し、これらを加熱、溶融、一体化
して母材を得る。この母材を紡糸して光ファイバを得
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、1.55μm用光ファ
イバと1.3μm用光ファイバの間に接続される分散補
償用光ファイバとして好適に用いられる高分散光ファイ
バおよびその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、1.55μm用分散シフト光ファ
イバや、1.55μm用光増幅器等、1.55μmの波
長帯で用いられる光ファイバの開発が進み、汎用の1.
3μm用光ファイバと、これら1.55μm用光ファイ
バとを接続して用いることが多くなってきている。そし
て、1.55μm用光ファイバを1.3μm用光ファイ
バのシステムに使用する際には、NAが大きくて高い分
散値が得られる高分散光ファイバを、使用波長帯が異な
る光ファイバで生じる分散を打ち消すための分散補償用
光ファイバとして用いるられることがある。
【0003】そして、このような高分散光ファイバとし
ては、従来コアとクラッドとの比屈折率差(以下、コア
−クラッド比屈折率差と記載する)が2.5〜3.0%
程度に形成された光ファイバが用いられ、ゲルマニア添
加石英コア−純石英クラッド構造のものが開発されてい
る。このような従来の高分散光ファイバを製造する方法
としては、VAD法により石英系光ファイバを形成する
際に、コアの部分にゲルマニア(GeO2)を多量に添
加して、コア−クラッド比屈折率差が2.5〜3.0%
となるように形成する方法が行われている。
【0004】例えば、図2に示すような一般のVAD用
装置を用いて、以下のような手順で行われる。排気管
4を備えたチャンバ3内で、コア用バーナー1aによ
り、GeO2が多量に添加されたシリカ(SiO2)から
なるコア用多孔質ガラス微粒子体を堆積させ、またクラ
ッド用バーナー1b,1cによりコア用多孔質ガラス微
粒子体の外周上にSiO2からなるクラッドの一部をな
す多孔質ガラス微粒子層を堆積させて、多孔質ガラスプ
リフォーム2を形成する。これを脱水、焼結後、降温さ
せて中心材を得る。得られた中心材の周上にSiO2
ガラス微粒子を外付けし、脱水、焼結、延伸後、さらに
この工程を繰り返して純石英からなるクラッド層を形成
し、適宜のコア/クラッド径比を有するプリフォームを
得る。得られたプリフォームを高張力で溶融紡糸し
て、GeO2添加石英コア−純石英クラッド構造の高分
散光ファイバを得る。
【0005】しかしながら、このような構造の従来の高
分散光ファイバでは、これをVAD法で製造する際に、
コア−クラッド比屈折率差をさらに大きくしようとして
も、GeO2の反応率や歪等の問題から、コア−クラッ
ド比屈折率差を約4%程度にするのが限界であった。ま
た現在使用されている高分散光ファイバは、その分散値
が70〜110ps/km/nm程度である。このた
め、例えば、1.3μm用光ファイバで生じる分散が、
波長1,55μmで17ps/km/nmであるとする
と、この1.3μm用光ファイバ100kmで生じる分
散を、分散値が100ps/km/nmの高分散光ファ
イバを用いて補償するためには、約17kmという長尺
の高分散光ファイバが必要になるという問題があった。
【0006】このように、現在使用されている高分散光
ファイバは、コア−クラッド比屈折率差の大きさに限界
があることから、単位当りの分散をさらに増大させるこ
とができないという不満があり、単位長さ当りの分散を
より大きくできるような高分散光ファイバの開発が望ま
れていた。
【0007】本発明は前記事情に鑑みてなされたもの
で、コア−クラッド比屈折率差を大きくして、単位長さ
当りの分散をより大きくできるようにした高分散光ファ
イバ、およびその製造方法を提供するものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明の請求項1に記載の高分散光ファイバは、ゲ
ルマニアと、シリカ、五酸化二燐、酸化ナトリウムおよ
び酸化カルシウムからなる群から選ばれる少なくとも1
種とを含有してなり、屈折率が石英の屈折率と比較して
少なくとも5%高いコアと、臭素およびフッ素が添加さ
れた石英からなり、屈折率が石英の屈折率と比較して少
なくとも0.7%低いクラッドとからなるものである。
また、請求項2に記載の高分散光ファイバは、ゲルマニ
アからなるコアと、臭素およびフッ素が添加された石英
からなり、屈折率が石英の屈折率と比較して少なくとも
0.7%低いクラッドとからなるものである。また、請
求項3に記載の高分散光ファイバの製造方法は、コア材
料粉体を加熱溶融せしめた後、急冷、固化せしめてロッ
ド状のコア材を形成し、これとは別に、臭素およびフッ
素が添加された石英からなる管状のクラッド材を形成
し、上記コア材を上記クラッド材内に挿入し、これらを
加熱、溶融、一体化して母材を得、該母材を紡糸して光
ファイバを得るものである。
【0009】
【実施例】以下、本発明を詳しく説明する。図1は本発
明の高分散光ファイバの屈折率分布の例を示したもので
ある。本発明の高分散光ファイバは、コアを形成する材
料としてGeO2、SiO2、五酸化二燐(P25)、酸
化ナトリウム(Na2O)および酸化カルシウム(Ca
O)等を用い、コアの屈折率(Δ1)が石英の屈折率と
比較して5%以上、好ましくは5〜11%高くなるよう
に形成される。本発明の高分散光ファイバにおいて、コ
アは少なくともGeO2を10重量%以上含有し、Ge
2以外の構成成分として、極めて高純度のSiO2を6
0重量%以下、P25を50重量%以下、Na2Oを2
0重量%以下、およびCaOを20重量%以下の範囲で
含有するように形成される。これらGeO2以外の構成
成分は1種またはそれ以上を適宜選択することができ、
その構成比も所望の屈折率等に応じて適宜設定すること
ができる。あるいは、GeO2以外の成分を用いず、G
eO2だけを用いてコアを形成することもできる。また
本発明の高分散光ファイバは、クラッドが臭素(Br)
およびフッ素(F)が添加された石英からなり、クラッ
ドの屈折率(Δ2)が石英の屈折率と比較して0.7%
以上、好ましくは0.7〜1.5%低くなるように形成
される。
【0010】本発明の高分散光ファイバは、例えば、以
下のようにして製造することができる。まず、Ge
2、SiO2、P25、Na2OおよびCaO等のコア
材料を用いて、ロッド状のコア材を形成する。すなわ
ち、コア材料の粉体をそれぞれ所要量用意し、それらを
混合する。得られた混合粉体を純粋石英るつぼ内で13
00〜1600℃に加熱して、溶融させた後、急冷、固
化させてロッド状のコア材を形成する。このコア材の外
径は適宜設定することができるが、例えば10mmφ〜
20mmφ程度とすることができる。
【0011】これとは別に管状のクラッド材を形成す
る。すなわち、通常のVAD法によりBr添加石英スー
トを形成し、これを焼結炉内で焼結する際にFを添加す
る。得られたBr・F添加石英ガラスを、上記コア材の
外径より若干大きな内径を有する管状に加工し、クラッ
ド材とする。この管状のクラッド材の径は、所望のコア
/クラッド径比等に応じて適宜設定することができる
が、例えば内径5mmφ〜25mmφ、外径30mmφ
〜45mmφ程度に形成することができる。このように
して得られた管状のクラッド材内に、上記で得られたロ
ッド状のコア材を挿入した後、加熱、溶融してこれらを
一体化し、母材とする。さらに、この母材を通常の手法
により紡糸することによって、高分散光ファイバを得
る。
【0012】このようにして、石英の屈折率を基準とし
て、コアの屈折率が5%以上高く、クラッドの屈折率が
0.7%以上低い光ファイバが得られる。すなわちコア
−クラッド比屈折率差が5.7%以上と非常に大きく、
従って、単位長さ当りの分散が大きい高分散光ファイバ
を得ることができる。
【0013】(実施例1)まず、GeO2の粉体10.
5重量%と、SiO2の粉体10.8重量%と、P25
の粉体20.0重量%と、Na2Oの粉体20.0重量
%と、CaOの粉体38.7重量%を混合した。得られ
た混合粉体を純粋石英るつぼ内で1550℃に加熱して
溶融させた。これを急冷、固化させて外径が10mmφ
のロッド状ガラス体を形成し、コア材とした。このコア
材の比屈折率差(石英基準)は6.2%であった。一
方、VAD法によりBr添加石英スートを形成し、これ
を焼結炉内でFを添加しつつ焼結した。このときのBr
の添加量は1.0wt%、Fの添加量は2.8wt%と
した。得られたBr・F添加石英ガラスを外径40mm
φ、内径11mmφの管状に加工し、クラッド材とし
た。このクラッド材の比屈折率差(石英基準)は1.0
%であった。クラッド材内にコア材を挿入した後、加
熱、溶融させてこれらを一体化し、母材を形成した。こ
の母材に所望の外付けを行い、紡糸して外径が125μ
mの高分散光ファイバを得た。このようにして得られた
高分散光ファイバは、コア径が2.0μm、クラッド径
が125μm、コア−クラッド比屈折率差(石英基準)
が約7.2%であった。また、得られた高分散ファイバ
は1.55μmの波長における分散値が250ps/n
m/kmであり、良好な高分散特性を示した。
【0014】(実施例2)まず、GeO2の粉体を純粋
石英るつぼ内で1600℃に加熱して溶融させた。これ
を急冷、固化させて外径が10mmφのロッド状ガラス
体を形成し、コア材とした。このコア材の比屈折率差
(石英基準)は9.9%であった。一方、VAD法によ
りBr添加石英スートを形成し、これを焼結炉内でFを
添加しつつ焼結した。このときのBrの添加量は1.0
wt%、Fの添加量は2.8wt%とした。得られたB
r・F添加石英ガラスを外径40mmφ、内径11mm
φの管状に加工し、クラッド材とした。このクラッド材
の比屈折率差(石英基準)は1.0%であった。クラッ
ド材内にコア材を挿入した後、加熱、溶融させてこれら
を一体化し、母材を形成した。この母材に所望の外付け
を行い、紡糸して外径が125μmの高分散光ファイバ
を得た。このようにして得られた高分散光ファイバは、
コア径が2μm、クラッド径が125μm、コア−クラ
ッド比屈折率差(石英基準)が約10.9%であった。
また、得られた高分散ファイバは1.55μmの波長に
おける分散値が300ps/nm/kmであり、良好な
高分散特性を示した。
【0015】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の高分散光
ファイバは、ゲルマニアと、シリカ、五酸化二燐、酸化
ナトリウムおよび酸化カルシウムからなる群から選ばれ
る少なくとも1種とを含有してなり、屈折率が石英の屈
折率と比較して少なくとも5%高いコアと、臭素および
フッ素が添加された石英からなり、屈折率が石英の屈折
率と比較して少なくとも0.7%低いクラッドとからな
るものである。あるいは、ゲルマニアからなるコアと、
臭素およびフッ素が添加された石英からなり、屈折率が
石英の屈折率と比較して少なくとも0.7%低いクラッ
ドとからなるものである。また、本発明の高分散光ファ
イバの製造方法は、コア材料粉体を加熱溶融せしめた
後、急冷、固化せしめてロッド状のコア材を形成し、こ
れとは別に、臭素およびフッ素が添加された石英からな
る管状のクラッド材を形成し、上記コア材を上記クラッ
ド材内に挿入し、これらを加熱、溶融、一体化して母材
を得、該母材を紡糸して光ファイバを得るものである。
【0016】したがって、コア−クラッド比屈折率差が
非常に大きく、単位長さ当りの分散が大きな高分散光フ
ァイバが得られる。よって、本発明の高分散光ファイバ
を用いて分散補償を行う場合にも、使用する高分散光フ
ァイバの長さを短くすることができる。さらに、コア−
クラッド比屈折率差を大きくすることによって、曲げ損
失を低減させることができ、高分散光ファイバをコンパ
クトに巻いて使用することができ、省スペース化を図る
ことができる。また、本発明の高分散光ファイバは、レ
ーザとの接続効率も良いので、これらの利点を生かし
て、各種光デバイス等に有効に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の高分散光ファイバの屈折率分布の例
を示した図である。
【図2】 VAD装置の例を示した説明図である。
【符号の説明】
1a、1b、1c…バーナー、2…多孔質ガラスプリフ
ォーム、3…チャンバ、4…排気管

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ゲルマニアと、シリカ、五酸化二燐、酸
    化ナトリウムおよび酸化カルシウムからなる群から選ば
    れる少なくとも1種とを含有してなり、屈折率が石英の
    屈折率と比較して少なくとも5%高いコアと、臭素およ
    びフッ素が添加された石英からなり、屈折率が石英の屈
    折率と比較して少なくとも0.7%低いクラッドとから
    なることを特徴とする高分散光ファイバ。
  2. 【請求項2】 ゲルマニアからなるコアと、臭素および
    フッ素が添加された石英からなり、屈折率が石英の屈折
    率と比較して少なくとも0.7%低いクラッドとからな
    ることを特徴とする高分散光ファイバ。
  3. 【請求項3】 コア材料粉体を加熱溶融せしめた後、急
    冷、固化せしめてロッド状のコア材を形成し、これとは
    別に、臭素およびフッ素が添加された石英からなる管状
    のクラッド材を形成し、上記コア材を上記クラッド材内
    に挿入し、これらを加熱、溶融、一体化して母材を得、
    該母材を紡糸して光ファイバを得ることを特徴とする請
    求項1または2のいずれかに記載の高分散光ファイバの
    製造方法。
JP5162936A 1993-06-30 1993-06-30 高分散光ファイバおよびその製造方法 Pending JPH0717735A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019085693A1 (zh) * 2017-11-01 2019-05-09 江苏亨通光导新材料有限公司 轴向气相沉积法制备超低损耗光纤预制棒及光纤

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WO2019085693A1 (zh) * 2017-11-01 2019-05-09 江苏亨通光导新材料有限公司 轴向气相沉积法制备超低损耗光纤预制棒及光纤

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