JPH0753591B2 - 光フアイバ用母材の製造方法 - Google Patents

光フアイバ用母材の製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は光フアイバ用母材の製造方法に関し、特に詳し
くは、少なくとも1.5μｍ帯に零分散波長を持つような
シングルモードフアイバ用ガラス母材の製造方法に関す
るものである。
〔従来の技術〕
石英系ガラスフアイバは、光の波長が1.5〜1.6μｍの領
域において、伝送損失が最小となる。したがつて、光フ
アイバを用いた伝送システムにおいて、中継間隔を最大
にしようとすれば、その波長が上記の1.5μｍ帯の光を
用いる必要がある。
この場合に、高い伝送速度で情報を送ろうとすれば、マ
ルチモードフアイバよりもはるかに広い伝送帯域を持
つ、シングルモードフアイバが用いられる。そして、非
常に高い伝送速度で情報を送ろうとすれば、使用する光
の波長において、フアイバの分散効果を最小にする必要
がある。
現在、通常に用いられている波長が1.3μｍ用のシング
ルモードフアイバは、波長1.3μｍ付近で材料分散と構
造分散が相殺され、分散和が零となるように設計されて
いる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
1.5μｍ帯でシングルモードフアイバを使用し、かつこ
の波長において分散を小さくするには、二つの方法があ
る。その一つは、フアイバ構造を1.5μｍ帯で零分散と
なるように設計することであり、もう一つの方法は1.5
μｍ帯の使用波長で、非常に狭いスペクトル巾を持つ光
源を用いることである。
本発明は前者に関するものであり、少なくとも1.5μｍ
帯で零分散となるように設計されたフアイバ構造の製法
に関するものであり、このような構造の代表的な屈折率
分布の例を第１図（ａ）（ｂ）及び（ｃ）に示す。第１
図（ａ）及び（ｃ）は、1.5μｍ帯及びその近傍のより
広い波長域で低分散となる例である。この場合には他の
波長でも有利に用いることができ、波長多重伝送等の面
でさらに利点がある。
第１図のような屈折率分布を有するフアイバを作成する
方法としては、従来MCVD法（Modified Chemical Vapor
Deposition Method内付けCVD法）、OVD法（Outside Vap
or Deposition Method外付けCVD法）が知られている。
これらの方法は、出発材の内壁或いは外壁の径方向に、
屈折率の異なる多数のガラス微粒子堆積層を順次合成し
てゆき、所定の屈折率分布を形成した後、得られた管状
プリフオームをコラツプスすることにより円柱棒プリフ
オームに加工して、線引用ガラス母材を作成している。
これらの従来法により、比較的特性の良いフアイバを得
ることができるが、一般に125μｍ程度のフアイバ外径
に対して、屈折率を変える必要のある層は中心部の径約
10μｍと、その領域が狭く、このため屈折率分布を精度
よく形成することは比較的難しかつた。また以上の方法
は屈折率分布を形成した管状プリフオームをコラツプス
して円柱棒状プリフオームに加工する時に、屈折率調整
用添加剤（ドーパント）が管内壁より揮散し易く、これ
により円柱棒状プリフオーム中心部の屈折率分布がゆが
められるという欠点があつた。
また、従来のVAD法（Vapor Axial Deposition Method気
相軸付け法）では、第１図（ａ）〜（ｃ）のように屈折
率分布の極大点，極小点を複数個もつフアイバプリフオ
ームを合成することは比較的困難であつた。
本発明は、第１図（ａ）〜（ｃ）に示したような屈折率
分布をもつ光フアイバ母材を、上記した従来法のような
欠点なく、製造する方法を提供せんとするものである。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明はコアの半径方向の屈折率分布が少なくとも極大
値を２カ所以上、極小値を１カ所以上持つ光フアイバ用
母材を製造する方法において、VAD法により半径方向に
軸対称な屈折率分布を有する円柱状ガラス母材を合成
し、透明ガラス化した後、得られた円柱状ガラス体の中
心軸を中心として穴開け加工を施し、半径方向に軸対称
に形成された屈折率分布を有する円管状ガラス体を作成
する第一の工程、VAD法により半径方向に軸対称な屈折
率分布を有する円柱状ガラス母材を合成し、透明ガラス
化した後、延伸加工して延伸棒とする第二の工程、上記
第一の工程で作成した円管状ガラス体内に上記第二の工
程で作成した延伸棒を挿入して加熱溶着して一体化する
第三の工程を含むことを特徴とする光フアイバ用母材の
製造方法である。本願発明においては通常のVAD法（Vap
or−phase Deposition Method気相軸付け法）により第
２図（ａ）に示す様な屈折率分布を有するガラス棒を作
成し、中心軸のまわりに穴開け加工をすることにより、
第２図（ｂ）に示すような屈折率分布を有するガラス管
を作成する。屈折率の分布をつけるための添加剤として
はGeO2、弗素等を用いることができる。
ここで通常のVAD法としては、第８図に示すようにガラ
ス原料ガスを酸水素炎又はプラズマ炎等の火炎3,3′中
に導入して、ガラス微粒子を生成させ、該ガラス微粒子
を矢印のように回転しつつ上方へ移動する出発材１の周
囲に堆積させて、ガラス微粒子堆積体を得る方法があ
る。該堆積体は次いで加熱焼結して透明ガラス母材とす
る。なお、第８図は２本のバーナ4,4′を用いる例を示
している。
本発明においては、フアイバの中心部を構成する部分
（円柱棒）を、VAD法によつて作成するため、フアイバ
中心部の屈折率分布がコラツプス工程の揮散による影響
を受けず、したがつてこれにより屈折率分布がゆがめら
れることはない。また、所定の屈折率分布を形成したガ
ラス母材を延伸加工して細径ガラスロツドとして使用す
るために、シングルモードフアイバのコア部という小領
域での屈折率分布が、VAD法により得たガラス体の延伸
前の分布精度で得られ、極めて高精度につけることがで
きる。
したがつて、本発明によれば径方向で複雑な屈折率分布
形状、例えば極大点，極小点が複数個あるような構造
を、比較的単純な工程を組合せで、かつ少ない工程数に
て、形成することが可能となる。よつて従来法で精密に
作成することが困難であつた例えば第１図（ａ）〜
（ｃ）のような構造等も容易に実現でき、少なくとも1.
5μｍ帯で零分散のシングルモードフアイバ用ガラス母
材を有利に製造できる。
以下本発明を実施例により具体的に説明する。
〔実施例〕
実施例１ 第８図に示すような２本バーナ方式のVAD法によりガラ
ス微粒子を合成し、これを焼結することで第２図（ａ）
に示すような径方向屈折率分布を有し、また表１の
（１）に示す諸元をもつガラス棒を作成した。
このガラス棒の中心部に、超音波穴開け後で内径6mmの
穴を開け、内壁を洗浄した後このガラス管を加熱しなが
ら管内にSF6を流すことで気相エツチング処理を行つ
た。このガラス管の径方向の屈折率分布を第２図（ｂ）
に示す。
一方、上記と同様な２本バーナ方式のVAD法により、第
３図に示すような径方向屈折率分布を有し、また表１の
（２）に示す諸元をもつガラス棒を作成した。
得られたガラス棒を抵抗炉加熱により外径6mmに延伸加
工し、前記で得られたガラス管の中にこの延伸ガラス棒
を挿入し、管外部より加熱しながら、管内に気相エツチ
ング剤及び脱水剤を流して界面を清浄な状態に保持しつ
つ加熱溶着した。
以上により第４図に示すような屈折率分布を有するガラ
ス棒が得られた。これをさらに加熱延伸し、石英ガラス
管を被せて光フアイバ用母材とし、線引機にて光フアイ
バに線引した。
得られたシングルモードフアイバの特性は、スポツトサ
イズが10μｍ、カツトオフ波長が1.20μｍ、零分散波長
が1.548μｍであり、また波長1.55μｍにおける伝送損
失は0.25dB/kmと、優れた特性を示した。
実施例２ ２本バーナ方式のVAD法により、コア組成がGeO2−Si
O2、クラツド組成がSiO2のスート体を作成し、これを焼
結炉に入れて加熱処理する際にフレオンガスを導入する
ことにより表１の（３）に示すガラス棒を作成した。以
上に述べたガラス棒以外は実施例１と同様な方法により
ガラス管を作成し、これらを用いて光フアイバを作成し
た。VADで作成したガラス棒及びガラス管の加熱溶着後
のガラス棒の屈折率分布を第５図に示す。得られたフア
イバの特性は、スポツトサイズが10μｍ、カツトオフ波
長が1.20μｍ、零分散波長が1.545μｍであり、又、1.5
5μｍでの伝送損失は、0.23dB/kmと極めて優れた特性を
示した。
実施例３ ２本バーナ方式のVAD法により、コア組成がGeO2−Si
O2、クラツド組成がSiO2のスート体を作成し、これを焼
結炉に入れて加熱処理する際にフツ素添加剤としてSiF4
ガスを導入することにより、表１の（４）に示す諸元を
もつガラス棒を作成した。該ガラス棒の中心部に超音波
穴開け機で内径15mmの穴を開け、内壁を洗浄した後、SF
6ガスにより気相エツチング処理を行い、さらに外径16m
mに加熱延伸した。得られたガラス管の径方向屈折率分
布を第６図に示す。
一方、以上に述べたVAD法でコア・クラツド比を変え、
また焼結時のSiF4ガスの導入条件を変えることで、表１
の（５）に示す諸元をもつガラス棒を作成し、外径7mm
に延伸し、前記で得られたガラス管中にこの延伸ガラス
棒を挿入し、実施例１の場合と同様の方法で加熱溶着し
てガラス棒とした。以上で得られたガラス棒に石英ガラ
ス管を被せて光フアイバ用母材とし、線引機にて光フア
イバに線引した。
得られたシングルモードフアイバの屈折率分布及びその
諸元を第７図及び表２に示すが、△1 +,△1 -,△2 +,△2 -
はそれぞれ外側クラツド層の屈折率値に対する比屈折率
を示す。
またこのフアイバの零分散波長は1.32μｍと1.58μｍで
あり、その間の広い波長域で分散値が5ps/km nm以下と
いう良好な特性を示した。
〔発明の効果〕 本発明は、少なくとも1.5μｍ帯で使用しうるシングル
モードフアイバ用母材を、屈折率分布の精度良く、また
複雑な屈折率構造のものを比較的単純で少ない工程数で
製造できるものであり、これにより伝送損失のきわめて
小さい、少なくとも1.5μｍにおいて零分散となる優れ
たシングルモードフアイバを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第１図（ａ）（ｂ）及び（ｃ）は本発明により得ること
のできるシングルモードフアイバの径方向における屈折
率分布のグラフ、 第２図（ａ）及び（ｂ）は本発明の実施例１の表１の
（１）に示されるガラス棒、及び該ガラス棒を穴開け加
工して得られたガラス管の、径方向における屈折率分布
のグラフ、 第３図は上記実施例１の表１の（２）に示されるガラス
棒の径方向屈折率分布のグラフ、 第４図は上記実施例１のガラス管と延伸ガラス棒を加熱
溶着して得たガラス棒の径方向屈折率分布のグラフ、 第５図は本発明の実施例２のガラス管とガラス棒を加熱
溶着して得たガラス棒の径方向の屈折率分布のグラフ、 第６図は本発明の実施例３の表１の（４）に示されるガ
ラス棒より加工して得られたガラス管の径方向屈折率分
布のグラフ、 第７図は本発明の実施例３より得られた光フアイバ断面
の屈折率分布のグラフ、 第８図は通常のVAD法の模式的説明図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 金森 弘雄 神奈川県横浜市戸塚区田谷町１番地 住友 電気工業株式会社横浜製作所内 (72)発明者 菅沼 寛 神奈川県横浜市戸塚区田谷町１番地 住友 電気工業株式会社横浜製作所内 (56)参考文献 特開 昭54−15759（ＪＰ，Ａ) 特公 昭59−24092（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】コアの半径方向の屈折率分布が少なくとも
    極大値を２カ所以上、極小値を１カ所以上持つ光フアイ
    バ用母材を製造する方法において、VAD法により半径方
    向に軸対称な屈折率分布を有する円柱状ガラス母材を合
    成し、透明ガラス化した後、得られた円柱状ガラス体の
    中心軸を中心として穴開け加工を施し、半径方向に軸対
    称に形成された屈折率分布を有する円管状ガラス体を作
    成する第一の工程、VAD法により半径方向に軸対称な屈
    折率分布を有する円柱状ガラス母材を合成し、透明ガラ
    ス化した後、延伸加工して延伸棒とする第二の工程、上
    記第一の工程で作成した円管状ガラス体内に上記第二の
    工程で作成した延伸棒を挿入して加熱溶着して一体化す
    る第三の工程を含むことを特徴とする光フアイバ用母材
    の製造方法。
JP61133761A 1985-08-14 1986-06-11 光フアイバ用母材の製造方法 Expired - Fee Related JPH0753591B2 (ja)

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