JPH07230015A - 分散シフト型シングルモード光ファイバと分散シフト型シングルモード光ファイバ用母材と分散シフト型シングルモード光ファイバ用母材の製造方法 - Google Patents

分散シフト型シングルモード光ファイバと分散シフト型シングルモード光ファイバ用母材と分散シフト型シングルモード光ファイバ用母材の製造方法

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JPH07230015A
JPH07230015A JP6043249A JP4324994A JPH07230015A JP H07230015 A JPH07230015 A JP H07230015A JP 6043249 A JP6043249 A JP 6043249A JP 4324994 A JP4324994 A JP 4324994A JP H07230015 A JPH07230015 A JP H07230015A
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glass layer
optical fiber
core
refractive index
center core
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Kazuto Hirabayashi
和人 平林
Tadashi Takahashi
正 高橋
Taeko Shibuta
妙子 渋田
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Furukawa Electric Co Ltd
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Publication date
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    • G02B6/02276Dispersion shifted fibres, i.e. zero dispersion at 1550 nm

Abstract

(57)【要約】 【目的】 良好な分散特性と曲げ特性とを有する分散シ
フト型シングルモード光ファイバを得るための技術を提
供する。 【構成】 屈折率n1 、外径d1 のセンタコア21と、
屈折率n2 、外径d2 のサイドコア22と、屈折率n
3 、外径d3 のクラッドとが、n1 >n2 >n3 、d3
>d2 >d1 なる関係を満足させている分散シフト型シ
ングルモード光ファイバ20において、センタコア21
とサイドコア22とがd2 /d1 ≧3なる関係をも満足
させている。 【効果】 (サイドコア22の外径d2 )/(センタコ
ア21の外径d1 )≧3なる関係を満足させており、モ
ードフィールド径を示すサイドコア径およびコア有効断
面積が大きく、カットオフ波長も大きいから、分散特
性、曲げ特性が共に良好になる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光通信の分野で用いら
れる二重コア(デュアルコア)構造を備えた分散シフト
型シングルモード光ファイバとその母材、および、分散
シフト型シングルモード光ファイバ用母材の製造方法に
関する。
【0002】
【従来の技術】石英系シングルモード光ファイバにおい
て、その損失が波長1.55μm帯で最小になることを
利用して大容量かつ高速度の通信を行なうときは、周波
数(波長)に対して屈折率などの物理定数が変化する現
象、すなわち、分散についても1.55μm帯で最小に
するのがよいとされている。これを実現するために、既
存の分散シフト型シングルモード光ファイバでは、屈折
率の分布形状を変えることにより構造分散の値を調整し
て、ゼロ分散波長を1.55μm帯にしている。
【0003】分散シフト型シングルモード光ファイバの
代表例として、二重コア構造をもつものの断面構造と屈
折率分布とを図8の(a)(b)に示す。図8(a)
(b)に示された分散シフト型シングルモード光ファイ
バ10の場合は、屈折率n1 、外径d1 をもつセンタコ
ア11と、屈折率n2 、外径d2 をもつサイドコア12
と、屈折率n3 、外径d3 をもつクラッド13とからな
り、センタコア11の外周にサイドコア12が設けら
れ、サイドコア12の外周にクラッド13が設けられた
ものである。自明のとおり、センタコア11、サイドコ
ア12、クラッド13は、これらの屈折率、外径につい
て、n1 >n2 >n3 、d3 >d2 >d1 なる関係を満
足させている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】図8(a)(b)に例
示された分散シフト型シングルモード光ファイバ10に
おいて、光ファイバ1中を伝搬する光強度(光パワー)
が増大するときは、非線型分極による屈折率変化が不可
避的に生じ、これらの屈折率変化が、自己位相変調や相
互位相変調を通じて伝送特性の劣化をもたらす。こと
に、光ファイバ増幅器の発展にともない、波長1.55
μm帯での高出力が容易に得られる現状では、非線型分
極に起因した屈折率変化が大容量かつ高速度の通信を行
なう上でのネックとなる。
【0005】ちなみに、上述した非線型分極がもたらす
位相差は、つぎの一般式であらわすことができる。 Φ=(2πnx PL)/(λAeff ) 上記式中、Φは位相差、nx は非線型屈折率、Pは光パ
ワー、Lは光ファイバの長さ、λは波長、Aeff はコア
有効断面積である。
【0006】上記の式から理解できるように、非線型分
極がもたらす位相差をより小さくするためには、Aeff
をより大きくすることが必要である。これは、Aeff
モードフィールド径(MFD)とほぼ比例関係にあるか
ら、MFDを大きくした場合に既述の位相差も小さくな
る。
【0007】しかし、既存の分散シフト型シングルモー
ド光ファイバにおいてMFDを大きくした場合は、すで
に指摘されているように曲げ特性が悪くなり、光ファイ
バが曲げを受けたときに伝送ロスが増加する。
【0008】したがって、既存の分散シフト型シングル
モード光ファイバにおいては、非線型分極に起因した伝
送特性の劣化、曲げ特性に起因した伝送ロス増を同時に
解決することができない。
【0009】[発明の目的]本発明はこのような技術的
課題に鑑み、非線型分極がもたらす位相差を小さくする
ことができ、良好な曲げ特性をも確保することのできる
分散シフト型シングルモード光ファイバとその光ファイ
バ用母材、および、その光ファイバ用母材の製造方法を
提供しようとするものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明に係る分散シフト
型シングルモード光ファイバ、所期の目的を達成するた
めに、下記の手段を特徴とする。すなわち、センタコア
と、センタコア外周のサイドコアと、サイドコア外周の
クラッドとを備えており、センタコアの屈折率、外径を
1 、d1 、サイドコアの屈折率、外径をn2 、d2
クラッドの屈折率、外径をn3 、d3 とした場合に、セ
ンタコア、サイドコア、クラッド相互が、n1 >n2
3 、d3 >d2 >d1 なる関係を満足させている分散
シフト型シングルモード光ファイバにおいて、センタコ
アとサイドコアとがd2 /d1 ≧3なる関係をも満足さ
せていることを特徴とする。上記分散シフト型シングル
モード光ファイバのモードフィールド径は7〜10μm
φの範囲内に設定される。上記分散シフト型シングルモ
ード光ファイバにおいて、クラッドに対するセンタコア
の比屈折率差をΔ1 、クラッドに対するサイドコアの比
屈折率差をΔ2 とした場合に、これら比屈折率差Δ1
Δ2 は、0.8%<Δ1 <1.0%、および、0.05
<(Δ2 /Δ1 )<0.2なる関係を満足させている。
【0011】本発明に係る分散シフト型シングルモード
光ファイバ用母材は、所期の目的を達成するために、下
記の手段を特徴とする。すなわち、センタコア用ガラス
層と、センタコア用ガラス層の外周のサイドコア用ガラ
ス層と、サイドコア用ガラス層外周のクラッド用ガラス
層とを備えており、センタコア用ガラス層の屈折率、外
径をN1 、D1 、サイドコア用ガラス層の屈折率、外径
をN2 、D2 、クラッド用ガラス層の屈折率、外径をN
3 、D3 とした場合に、これら各ガラス層が、N1 >N
2 >N3 、D3 >D2 >D1 なる関係を満足させている
分散シフト型シングルモード光ファイバ用母材におい
て、センタコア用ガラス層とサイドコア用ガラス層とが
2 /D1 ≧3なる関係をも満足させていることを特徴
とする。
【0012】本発明に係る分散シフト型シングルモード
光ファイバ用母材の製造方法は、所期の目的を達成する
ために、下記の手段を特徴とする。すなわち、センタコ
ア用多孔質ガラス層とサイドコア用多孔質ガラス層とク
ラッド用多孔質ガラス層とを同心円状に堆積形成するた
めのガラス微粒子堆積工程と、センタコア用多孔質ガラ
ス層、サイドコア用多孔質ガラス層、クラッド用多孔質
ガラス層を透明ガラス化してこれら多孔質ガラス層をセ
ンタコア用ガラス層、サイドコア用ガラス層、クラッド
用ガラス層にするための透明ガラス化工程とを含み、セ
ンタコア用ガラス層の外径をD1 、サイドコア用ガラス
層の外径をD2 とした場合に、センタコア用ガラス層、
サイドコア用ガラス層がD2 /D1 ≧3なる関係を満足
するように各ガラス層を仕上げることを特徴とする。
【0013】
【作用】本発明に係る分散シフト型シングルモード光フ
ァイバは、センタコアとサイドコアとがd2 /d1 ≧3
なる関係を満足させている。このような関係を満足させ
ているシングルモード光ファイバは、モードフィールド
径(MFD)が大きく、これに比例にしてAeff (コア
有効断面積)も大きい。したがって、大きなAeff に依
存して非線型分極がもたらす位相差を低レベルに保持す
ることができ、自己位相変調や相互位相変調に起因した
伝送特性の劣化が起こりがたい。さらに、上記の関係を
満足させているシングルモード光ファイバは、カットオ
フ波長も大きいから、曲げ特性が悪くなることがない。
【0014】本発明に係る分散シフト型シングルモード
光ファイバ用母材は、センタコア用ガラス層とサイドコ
ア用ガラス層とがD2 /D1 ≧3なる関係を満足させて
いるから、これを常套手段(加熱延伸手段)で線引きす
ることにより、上述した有用かつ有益な分散シフト型シ
ングルモード光ファイバが得られる。
【0015】本発明に係る分散シフト型シングルモード
光ファイバ用母材の製造方法は、ガラス微粒子堆積工
程、透明ガラス化工程を主体にして所定の光ファイバ用
母材を作製するときに、センタコア用ガラス層、サイド
コア用ガラス層がD2 /D1 ≧3なる関係を満足するよ
うに各ガラス層を仕上げるから、既存の設備をそのまま
利用して、上述した分散シフト型シングルモード光ファ
イバを得るための母材を簡易につくることができる。
【0016】
【実施例】はじめに、本発明に係る分散シフト型シング
ルモード光ファイバの実施例について、図1を参照して
説明する。図1(a)(b)において、20は石英系か
らなる分散シフト型シングルモード光ファイバ、21は
光ファバイ20のセンタコア、22は光ファバイ20の
サイドコア、23は光ファバイ20のクラッドをそれぞ
れ示す。図1(a)(b)において、n1 はセンタコア
21の屈折率、n2 はサイドコア22の屈折率、n3
クラッド23の屈折率をそれぞれ示し、d1 はセンタコ
ア21の外径、d2 はサイドコア22の外径、d3 はク
ラッド23の外径をそれぞれ示す。
【0017】図1の(a)(b)を参照して明らかなよ
うに、センタコア21、サイドコア22、クラッド23
の相対関係では、これらの屈折率および外径が、n1
2>n3 、d3 >d2 >d1 のようになっており、か
つ、センタコア21とサイドコア22については、d2
/d1 ≧3なる関係をも満足させている。d2 /d1
上限については、光ファイバ20の仕様などを考慮して
適切に設定され、たとえば、d2 /d1 ≦5のように設
定される。ここで、図1(b)のd1 は、センタコア2
1の屈折率分布形状における変曲点A、Aからの延長線
と、クラッド23の屈折率レベルを示す水平線の交点と
をB、Bとしたときに、B−B間の長さとする。通常、
1 は5〜20μmφの範囲内に設定され、d2 は15
〜100μmφの範囲内に設定され、d3 は100〜2
00μmφの範囲内に設定される。その具体的一例とし
て、d1 =5μmφ、d2 =15μmφ、d3 =125
μmφに設定される。この場合における光ファイバ20
のモードフィールド径(MFD)は、8.0μmφであ
る。センタコア21、サイドコア22、クラッド23の
各屈折率に関しては、前述したn1 >n2 >n3 におい
て、クラッド23に対するセンタコア21の比屈折率差
Δ1 が0.8%<Δ1 <1.0%を満足するように、か
つ、クラッド23に対するサイドコア22の比屈折率差
Δ2 が0.05<(Δ2 /Δ1 )<0.2を満足するよ
うに設定される。
【0018】上述した条件を満足させている光ファバイ
20のセンタコア21、サイドコア22、クラッド23
は、高純度の石英(SiO2 )を主成分とし、これらの
一部または全部に、屈折率高上用のドーパント、屈折率
低下用のドーパントが添加されたものからなる。屈折率
高上用ドーパントとして、GeO2 、TiO2 、SnO
2 、ZrO2 、Nb25 、Ta25 、Yb23
La23 、Al23 などをあげることができ、屈折
率低下用ドーパントとして、B23 、Fなどをあげる
ことができる。その他、ガラス(SiO2 )の軟化点、
熱膨張係数、化学的耐久性、転移点、散乱損失増を改善
するために、上記各ドーパントやP25 のうちからそ
のような効果のあるものがSiO2 に添加され、および
/または、それ以外のドーパント(公知ないし周知のも
の)がSiO2 に添加される。光ファバイ20の各組成
に関するより具体的な一例として、センタコア21がS
iO2 −GeO2 からなり、サイドコア22がSiO2
−GeO2 からなり、クラッド23がSiO2 からなる
ものをあげることができる。この場合におけるセンタコ
ア21、サイドコア22の相対関係では、センタコア2
1のGeO2 含有量が、サイドコア22のGeO2 含有
量を上回る。
【0019】図示されていないが、光ファバイ20の外
周には、熱硬化性樹脂被膜、光(紫外線)硬化性樹脂被
膜、熱可塑性樹脂被膜、金属被膜、ハーメチック被膜な
どのうちから選択される一層以上の被覆層が形成され
る。その一例として、光ファバイ20がプラスチック系
の被膜により二次被覆されるときは、一次被膜としてシ
リコーン樹脂(ゴム)被膜またはUV樹脂被膜が採用さ
れ、二次被膜としてポリイミド樹脂被膜またはポリエチ
レン樹脂被膜が採用される。他の一例として、光ファバ
イ20が非プラスチック系被膜とプラスチック系被膜と
で二次被覆されるときは、一次被膜として金属被膜(ス
パッタ被膜、蒸着被膜、イオンプレーティング被膜な
ど)が採用され、二次被膜としてポリイミド樹脂被膜ま
たはポリエチレン樹脂被膜が採用される。別の一例とし
て、光ファバイ20が非プラスチック系被膜とプラスチ
ック系被膜とで二次被覆されるときは、一次被膜として
ハーメチック被膜(炭素系ハーメチック被膜、金属系ハ
ーメチック被膜など)が採用され、二次被膜としてポリ
イミド樹脂被膜またはポリエチレン樹脂被膜が採用され
る。
【0020】分散シフト型シングルモード光ファイバ2
0は、伝送損失を最も小さくすることのできる波長1.
55μm帯付近にゼロ分散波長をもつ点で、図2〜図4
を参照して述べる下記の優位性がみられる。図2は、Δ
1 =0.861、Δ2 /Δ1 =0.08の光ファイバ2
0におけるd2 /d1 、MFD、カットオフ波長λc
関係を示し、図3は、当該光ファイバ20におけるd2
/d1 と曲げによるロスとの関係を示し、さらに、図4
は、当該光ファイバ20におけるd2 /d1 とゼロ分散
波長との関係を示している。なお、図3における曲げロ
スは、長さ=1m、MFD=8μmφの光ファイバ20
を外径20mmφのマンドレルに巻つけて測定したもの
である。MFD=8μmφにおけるカットオフ波長λc
は、図2を参照して明らかなように、d2 /d1 が大き
くなるにしたがい大きくなる。曲げによるロスは、図3
を参照して明らかなように、d2 /d1 =3となるあた
りからほぼ一定になる。一般に、曲げによる光ファイバ
20のロスに関しては、MFDをλc で除した値Q、す
なわち、MFD/λc =Qにより一義的に決まることが
知られており、これはQ値が小さいほど曲げロスが小さ
いことを意味する。このように、d2 /d1 が大きくな
るにつれてλc が増大するのであれば、MFDを小さく
することなしにQ値を小さくできる。逆説的には、比較
的良好な曲げ特性を保持したままMFDを大きくできる
こととなる。前述した図3においても、光ファイバ20
の曲げロスは、比較的良好なほぼ一定の値を示してい
る。さらに、光ファイバ20のMFD=8μmφを示す
ゼロ分散波長は、図4を参照して明らかなように、d2
/d1 ≧2.5を満足させたときに、波長1550nm
付近で安定している。
【0021】図2〜図4に示した各測定データは、MF
D=8μmφ、Δ1 =0.861、Δ2 /Δ1 =0.0
8など、汎用領域のものについて代表的にプロットした
ものであるが、MFDが8μmφの付近にあり、0.8
<Δ1 <1.0、0.05<(Δ2 /Δ1 )<0.2を
満足させる光ファイバであれば、これらも図2〜図4に
示したと同様の傾向を示す。
【0022】つぎに、本発明に係る分散シフト型シング
ルモード光ファイバの具体例とその比較例(従来品)に
ついて評価した結果を表1、表2に示す。具体例1〜5
の各光ファイバは、後述する製造方法から得られる同一
仕様の各光ファイバ用母材(5本)を同一条件で線引し
て得たものであり、比較例1〜5の各光ファイバも、一
部の仕様の除き各具体例に準じて作製したものである。
【0023】 表 1 Δ1 Δ2 d2/d1 MDF 曲げ特性 ゼロ分散波長 % % μmφ dB/m nm 具体例1 0.882 0.148 3.451 8.0 0.51 1564.3 具体例2 0.891 0.151 3.512 8.0 0.12 1580.6 具体例3 0.874 0.139 3.412 8.0 0.88 1558.6 具体例4 0.880 0.142 3.591 8.0 0.06 1575.4 具体例5 0.887 0.144 3.443 8.0 0.41 1578.2 表 2 Δ1 Δ2 d2/d1 MDF 曲げ特性 ゼロ分散波長 % % μmφ dB/m nm 比較例1 0.875 0.137 2.878 8.0 7.62 1588.2 比較例2 0.882 0.141 2.914 8.0 4.38 1596.1 比較例3 0.891 0.144 2.942 8.0 3.35 1602.2 比較例4 0.886 0.138 2.933 8.0 5.12 1591.4 比較例5 0.871 0.133 2.861 8.0 10.15 1579.3 表1、表2中の曲げ特性は、長さ1mの光ファイバを外
径20mmφのマンドレルに巻つけて測定したときのロ
ス(伝送損失増加量)を示す。
【0024】具体例1〜5の分散シフト型シングルモー
ド光ファイバは、表1を参照して明らかなように、MF
D=8μmφにおいて良好な曲げ特性を示している。し
たがって、これらの結果から、本発明に係る分散シフト
型シングルモード光ファイバ20の有効性が窺える。そ
れに対し、比較例1〜5の分散シフト型シングルモード
光ファイバは、表2を参照して明らかなように、MFD
=8μmφにおける曲げ特性が悪く、実用性が殆どみら
れない。
【0025】つぎに、本発明に係る分散シフト型シング
ルモード光ファイバ用母材の実施例について、図5を参
照して説明する。図5(a)(b)において、30は分
散シフト型シングルモード光ファイバ用母材(光ファイ
バ20と同一の石英系)、31は光ファイバ用母材30
のセンタコア用ガラス層、32は光ファイバ用母材30
のサイドコア用ガラス層、33は光ファイバ用母材30
のクラッド用ガラス層をそれぞれ示す。さらに、図5
(a)(b)において、N1 はセンタコア用ガラス層3
1の屈折率、N2 はサイドコア用ガラス層32の屈折
率、N3 はクラッド33の屈折率をそれぞれ示し、D1
はセンタコア用ガラス層31の外径、D2 はサイドコア
用ガラス層32の外径、D3 はクラッド用ガラス層33
の外径をそれぞれ示す。
【0026】図5(a)(b)を参照して明らかなよう
に、センタコア用ガラス層31、サイドコア用ガラス層
32、クラッド用ガラス層33の相対関係では、これら
の屈折率および外径が、N1 >N2 >N3 、D3 >D2
>D1 のようになっているほか、センタコア用ガラス層
31とサイドコア用ガラス層32については、既述の光
ファイバ20を得るために、5≧(D2 /D1 )≧3な
る関係をも満足させている。ここで、図5(b)に示す
A、Bは、図1(b)におけるA、Bと同じ意味をもっ
ている。センタコア用ガラス層31、サイドコア用ガラ
ス層32、クラッド用ガラス層33の各屈折率に関して
も、既述の光ファイバ20を得るために、N1 >N2
3 において、クラッド用ガラス層33に対するセンタ
コア用ガラス層31の比屈折率差Δ1 が0.8<Δ1
1.0を、クラッド用ガラス層33に対するサイドコア
用ガラス層32の比屈折率差Δ2 が0.05<(Δ2
Δ1 )<0.2をそれぞれ満足するように設定される。
ちなみに、前記表1の光ファイバを得るための光ファイ
バ用母材30は、MFDが7.95〜8.05μmφと
なるように、N1 〜N3 、D1 〜D3 、Δ1 、Δ2 など
に関する仕様が定められている。図5(a)(b)の光
ファイバ用母材30は、これを周知の線引炉(電気加熱
炉)にかけて線引きすることにより、図1(a)(b)
で述べた光ファイバ20になる。
【0027】つぎに、上述した分散シフト型シングルモ
ード光ファイバ用母材30を製造するための方法につい
て、図6、図7を参照して説明する。図6において、5
1は高純度石英からなる反応容器、52は反応容器51
の排気管、53は純粋石英からなる棒状のターゲット、
54はターゲット53用の回転式昇降機構、55は光ビ
ーム照射器56と受光器57と制御器58とを含む回転
式昇降機構54用の制御機構、59、60、61は多重
管構造からなるガラス微粒子合成用のバーナ(=トー
チ)、62、63、64はマスフローコントローラ6
5、66、67を備えたガラス原料供給系をそれぞれ示
す。周知のとおり、回転式昇降機構54は、当該機構5
4を介して垂直に保持したターゲット53を回転させな
がら反応容器51内外に昇降させるためのものであり、
これは反応容器51の上部開口側に配置されている。制
御機構55の光ビーム照射器56、受光器57は互いに
対をなしており、反応容器51の両側部において、光ビ
ーム照射器56が反応容器51の側壁に装着されている
とともに、受光器57が反応容器51外に保持されてい
る。この場合において、光ビーム照射器56と受光器5
7とを結ぶ線分が、これら両器による検知ライン、すな
わち、後述する光ファイバ用多孔質ガラス母材の引き上
げ速度をコントロールするための基準線Lとなる。制御
機構55において、光電変換器、電気的/電子的な演算
処理部などを含む制御器58は、受光器57と回転式昇
降機構54とにわたって接続されている。多重管構造の
バーナ59、60、61は、主原料ガス(SiCl4
および副原料ガス(GeCl4 のごときドープ原料ガ
ス)の供給を受ける流路、燃料ガス(H2 )用の流路、
助燃ガス(O2 )用の流路、緩衝ガス(Ar)用の流路
などが同心円状に並んだ周知のものであり、これらのガ
ラス原料供給系62、63、64には、前記マスフロー
コントローラ65、66、67のほか、液化原料タン
ク、キャリアガス供給タンク、原料ガスを発生させるた
めのバブリング槽などが備えられている。上述した各バ
ーナ59、60、61は、反応容器51の下部から一側
部にわたる壁面を貫通してここに取りつけられていると
ともに、該各バーナ59、60、61の先端が、回転式
昇降機構54を介して前記基準線L付近まで下降したタ
ーゲット53の下端に向けられている。
【0028】図7において、70は透明ガラス化用の加
熱炉、71は加熱炉70の炉心管、74は加熱炉70の
リング状をなす電気ヒータをそれぞれ示す。炉心管71
は純粋石英からなり、これの下部に雰囲気ガスの導入口
72、これの上部に排気口73を有する。電気ヒータ7
4は、炉心管71の外周に嵌めこまれて炉心管71の上
下方向中間部に保持されている。炉心管71の上面側に
は、図示されていないが、回転式昇降機構54と同様の
機構が配置される。その他、図7に例示された光ファイ
バ用多孔質ガラス母材の透明ガラス化手段も、図示しな
いケーシングで覆われている。
【0029】図6の手段(VAD法)を用いて分散シフ
ト型シングルモード光ファイバ用母材30の前駆体とな
る多孔質ガラス母材40をつくるとき、すなわち、セン
タコア用多孔質ガラス層41、サイドコア用多孔質ガラ
ス層42、クラッド用多孔質ガラス層43を有する多孔
質ガラス母材40をつくるときは、以下に例示するよう
になる。
【0030】ターゲット53は、回転式昇降機構54を
介して反応容器50の内部へ降下され、その下端が基準
線L付近に達した状態で一定方向へ回転している。各バ
ーナ59、60、61のうち、センタコア用バーナ59
およびサイドコア用バーナ60の各流路には、SiCl
4 、GeCl4 、H2 、O2 、Arが供給され、クラッ
ド用バーナ61の各流路には、SiCl4 、H2 、O
2 、Arが供給され、これらバーナ59、60、61が
燃焼状態に保持される。
【0031】こうして燃焼状態に保持された各バーナ5
9、60、61は、周知の火炎加水分解反応を起こして
スート状のガラス微粒子をそれぞれ生成し、これらガラ
ス微粒子を各バーナ先端からターゲット53の下端に向
けて噴射かつ堆積させる。より具体的には、バーナ59
から噴射されるSiO2 微粒子、GeO2 微粒子がター
ゲット53の下端中心部に堆積され、同じく、バーナ6
0から噴射されるSiO2 微粒子、GeO2 微粒子がそ
の外周に堆積され、同じく、バーナ61から噴射される
SiO2 微粒子がその外周に堆積される。かくて、ター
ゲット53の下端には、同心円状に一体化されたセンタ
コア用多孔質ガラス層41、サイドコア用多孔質ガラス
層42、クラッド用多孔質ガラス層43をもつ多孔質ガ
ラス母材40がつくられる。
【0032】多孔質ガラス母材40がこれの軸線方向沿
いに成長するにしたがい、ターゲット53が回転式昇降
機構54を介して引き上げられるが、これに際しては、
ターゲット53の引上速度を母材成長速度とマッチング
させるべく、回転式昇降機構54が制御機構55を介し
てつぎのように制御される。
【0033】制御機構55は、反応容器51内において
多孔質ガラス母材40を作製しているときに、光ビーム
照射器56から受光器57に向けて基準線Lに一致する
レーザビームを定常的に照射している。上記において、
ターゲット53の下端に堆積形成される多孔質ガラス母
材40が基準線Lまで成長していないとき、すなわち、
光ビーム照射器56からのレーザビームがそのまま受光
器57に到達するときは、回転式昇降機構54が昇降系
統が駆動しないために、ターゲット53の引き上げが行
なわれない。上記において、多孔質ガラス母材40が基
準線Lを越える成長状態になり、その母材下端がレーザ
ビームが遮るとき、すなわち、レーザビームが受光器5
7まで到達しないときは、受光器57→制御器58→回
転式昇降機構54のように送られる出力信号を受けて回
転式昇降機構54の昇降系統が駆動するために、ターゲ
ット53が引き上げられる。さらに、ターゲット53が
所定量引き上げられて、光ビーム照射器56からのレー
ザビームが再度受光器57に到達すると、回転式昇降機
構54が昇降系統が停止する。以下、光ビーム照射器5
6から受光器57にわたるレーザビームの断続により回
転式昇降機構54の昇降系統が適時駆動するので、多孔
質ガラス母材40の作製が完了するまでの間、ターゲッ
ト53はその母材の成長速度に応じて引き上げられる。
【0034】図7の加熱炉70を用いて多孔質ガラス母
材40を透明ガラス化するときは、当該母材40を以下
に例示するように熱処理する。先行する熱処理において
は、多孔質ガラス母材40のセンタコア用多孔質ガラス
層41、サイドコア用多孔質ガラス層42、クラッド用
多孔質ガラス層43を精製(不純物の除去と脱水)する
ために、約1200℃のCl2 、He雰囲気に保持され
た炉心管71内に多孔質ガラス母材40を入れ、これを
電気ヒータ74で高温に加熱する。後続する熱処理にお
いては、多孔質ガラス母材40の各多孔質ガラス層4
1、43、43を透明ガラス化するために、炉心管71
内を約1600℃のHe雰囲気に保持し、電気ヒータ7
4を介して多孔質ガラス母材40を前記よりも高温に加
熱する。かくて、多孔質ガラス母材40の各多孔質ガラ
ス層41、43、43が透明ガラス化されると、前記図
5(a)(b)を参照して述べたセンタコア用ガラス層
31、サイドコア用ガラス層32、クラッド用ガラス層
33をもつ光ファイバ用母材30が得られる。
【0035】こうして光ファイバ用母材30をつくると
きは、既述の各条件を満足するように各ガラス層31、
32、33を仕上げる。したがって、図6、図7の手段
を介して作製された光ファイバ用母材30を周知の線引
炉にかけて線引きしたときに、前記図1(a)(b)で
述べた光ファイバ20が得られる。この際の線引工程と
同期して、線引直後の光ファイバ20の外周に既述の一
次被膜、二次被膜などが形成されるので、光ファイバ2
0は、いわゆる、光ファイバ心線になる。
【0036】本発明において分散シフト型シングルモー
ド光ファイバ用母材30を製造するときに、つぎのよう
な実施例も採用することができる。その一つは、はじめ
に、図6の手段(VAD法)を用いてセンタコア用多孔
質ガラス層41のみを形成し、かつ、これを図7の透明
ガラス化手段で精製ならびにガラス化してセンタコア用
ガラス層31をつくり、つぎに、公知ないし周知のOV
D法を介してセンタコア用ガラス層31の外周にサイド
コア用多孔質ガラス層42を形成し、かつ、これを図7
の透明ガラス化手段で精製ならびにガラス化してサイド
コア用ガラス層32をつくり、その後も同じく、OVD
法を介してサイドコア用ガラス層32の外周にクラッド
用多孔質ガラス層42形成するとともに、これを図7の
透明ガラス化手段で精製ならびにガラス化してクラッド
用ガラス層33をつくる。他の一つは、はじめに、図6
の手段(VAD法)を用いてセンタコア用多孔質ガラス
層41とサイドコア用多孔質ガラス層42とを形成し、
かつ、これらを図7の透明ガラス化手段で精製ならびに
ガラス化してセンタコア用ガラス層31、サイドコア用
ガラス層32をつくり、その後、前記と同様に、OVD
法を介してサイドコア用ガラス層32の外周にクラッド
用多孔質ガラス層42形成するとともに、これを図7の
透明ガラス化手段で精製ならびにガラス化してクラッド
用ガラス層33をつくる。さらに、他の一つは、はじめ
に、図6の手段(VAD法)を用いてセンタコア用多孔
質ガラス層41とサイドコア用多孔質ガラス層42と一
部のクラッド用多孔質ガラス層とを形成し、かつ、これ
らを図7の透明ガラス化手段で精製ならびにガラス化し
てセンタコア用ガラス層31、サイドコア用ガラス層3
2、一部のクラッド用ガラス層33をつくり、その後、
前記と同様に、OVD法を介して一部のクラッド用ガラ
ス層外周に残部のクラッド用多孔質ガラス層を形成する
とともに、これを図7の透明ガラス化手段で精製ならび
にガラス化してクラッド用ガラス層33をつくる。こう
して光ファイバ用母材30をつくるときも、既述の各条
件を満足するように各ガラス層31、32、33を仕上
げる。
【0037】
【発明の効果】本発明に係る分散シフト型シングルモー
ド光ファイバは、センタコア外径/サイドコア外径≧3
なる関係を満足させており、モードフィールド径を示す
サイドコア径およびコア有効断面積が大きく、かつ、カ
ットオフ波長も大きいから、分散特性、曲げ特性が共に
良好になる。
【0038】本発明に係る分散シフト型シングルモード
光ファイバ用母材は、センタコア用ガラス層外径/サイ
ドコア用ガラス層外径≧3なる関係を満足させているか
ら、これを常套手段(加熱延伸手段)で線引きすること
により、上述した有用かつ有益な分散シフト型シングル
モード光ファイバが得られる。
【0039】本発明に係る分散シフト型シングルモード
光ファイバ用母材の製造方法は、ガラス微粒子堆積工
程、透明ガラス化工程を主体にして所定の光ファイバ用
母材を作製するときに、センタコア用ガラス層/サイド
コア用ガラス層≧3なる関係を満足するように各ガラス
層を仕上げるから、既存の設備を利用して、上述した分
散シフト型シングルモード光ファイバを得るための母材
を簡易につくることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る分散シフト型シングルモード光フ
ァイバの一実施例を略示した断面図と屈折率分布図であ
る。
【図2】分散シフト型シングルモード光ファイバにおけ
るd2 /d1 、MFD、λc の関係を示した説明図であ
る。
【図3】分散シフト型シングルモード光ファイバにおけ
るd2 /d1 と曲げによるロスとの関係を示した説明図
である。
【図4】分散シフト型シングルモード光ファイバにおけ
るd2 /d1 とゼロ分散波長との関係を示した説明図で
ある。
【図5】本発明に係る分散シフト型シングルモード光フ
ァイバ用母材の一実施例を略示した断面図と屈折率分布
図である。
【図6】本発明方法における光ファイバ用多孔質ガラス
母材の作製手段についてその一例を略示した断面図であ
る。
【図7】本発明方法における光ファイバ用多孔質ガラス
母材の透明ガラス化手段についてその一例を略示した断
面図である。
【図8】従来の分散シフト型シングルモード光ファイバ
に関する断面図と屈折率分布図である。
【符号の説明】
20 分散シフト型シングルモード光ファイバ 21 センタコア(屈折率n1 、外径n1 ) 22 サイドコア(屈折率n2 、外径n2 ) 23 クラッド(屈折率n3 、外径n3 ) 30 分散シフト型シングルモード光ファイバ用母材 31 センタコア用ガラス層(屈折率N1 、外径D1 ) 32 サイドコア用ガラス層(屈折率N2 、外径D2 ) 33 クラッド用ガラス層(屈折率N3 、外径D3 ) 40 光ファイバ用多孔質ガラス母材 41 センタコア用多孔質ガラス層 42 サイドコア用多孔質ガラス層 43 クラッド用多孔質ガラス層 51 反応容器 53 ターゲット 54 回転式昇降機構 59 ガラス微粒子合成用バーナ 60 ガラス微粒子合成用バーナ 61 ガラス微粒子合成用バーナ 70 透明ガラス化用の加熱炉 71 炉心管 74 電気ヒータ

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 センタコアと、センタコア外周のサイド
    コアと、サイドコア外周のクラッドとを備えており、セ
    ンタコアの屈折率、外径をn1 、d1 、サイドコアの屈
    折率、外径をn2 、d2 、クラッドの屈折率、外径をn
    3 、d3 とした場合に、センタコア、サイドコア、クラ
    ッド相互が、n1 >n2 >n3 、d3>d2 >d1 なる
    関係を満足させている分散シフト型シングルモード光フ
    ァイバにおいて、センタコアとサイドコアとがd2 /d
    1 ≧3なる関係をも満足させていることを特徴とする分
    散シフト型シングルモード光ファイバ。
  2. 【請求項2】 モードフィールド径が7〜10μmφの
    範囲内にある請求項1記載の分散シフト型シングルモー
    ド光ファイバ。
  3. 【請求項3】 クラッドに対するセンタコアの比屈折率
    差をΔ1 、クラッドに対するサイドコアの比屈折率差を
    Δ2 とした場合に、これら比屈折率差Δ1 、Δ2 が0.
    8%<Δ1 <1.0%および0.05<(Δ2 /Δ1
    <0.2なる関係を満足させている請求項1記載の分散
    シフト型シングルモード光ファイバ。
  4. 【請求項4】 センタコア用ガラス層と、センタコア用
    ガラス層外周のサイドコア用ガラス層と、サイドコア用
    ガラス層外周のクラッド用ガラス層とを備えており、セ
    ンタコア用ガラス層の屈折率、外径をN1 、D1 、サイ
    ドコア用ガラス層の屈折率、外径をN2 、D2 、クラッ
    ド用ガラス層の屈折率、外径をN3 、D3 とした場合
    に、これら各ガラス層が、N1 >N2 >N3 、D3 >D
    2 >D1なる関係を満足させている分散シフト型シング
    ルモード光ファイバ用母材において、センタコア用ガラ
    ス層とサイドコア用ガラス層とがD2 /D1 ≧3なる関
    係をも満足させていることを特徴とする分散シフト型シ
    ングルモード光ファイバ用母材。
  5. 【請求項5】 センタコア用多孔質ガラス層とサイドコ
    ア用多孔質ガラス層とクラッド用多孔質ガラス層とを同
    心円状に堆積形成するためのガラス微粒子堆積工程と、
    センタコア用多孔質ガラス層、サイドコア用多孔質ガラ
    ス層、クラッド用多孔質ガラス層を透明ガラス化してこ
    れら多孔質ガラス層をセンタコア用ガラス層、サイドコ
    ア用ガラス層、クラッド用ガラス層にするための透明ガ
    ラス化工程とを含み、センタコア用ガラス層の外径をD
    1 、サイドコア用ガラス層の外径をD2 とした場合に、
    センタコア用ガラス層、サイドコア用ガラス層がD2
    1 ≧3なる関係を満足するように各ガラス層を仕上げ
    ることを特徴とする分散シフト型シングルモード光ファ
    イバ用母材の製造方法。
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