JPH09203816A - 光ファイバ母材の製造方法 - Google Patents
光ファイバ母材の製造方法Info
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- JPH09203816A JPH09203816A JP8013244A JP1324496A JPH09203816A JP H09203816 A JPH09203816 A JP H09203816A JP 8013244 A JP8013244 A JP 8013244A JP 1324496 A JP1324496 A JP 1324496A JP H09203816 A JPH09203816 A JP H09203816A
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- 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
- C03B37/012—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
- C03B37/014—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments made entirely or partially by chemical means, e.g. vapour phase deposition of bulk porous glass either by outside vapour deposition [OVD], or by outside vapour phase oxidation [OVPO] or by vapour axial deposition [VAD]
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- C03B2201/08—Doped silica-based glasses doped with boron or fluorine or other refractive index decreasing dopant
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- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 紫外光照射により、反射率の十分大きなファ
イバ型回折格子を形成できる光ファイバの作製に好適な
光ファイバ母材の製造方法を提供する。 【解決手段】 酸化ゲルマニウムが添加された石英ガラ
スからなり、屈折率ｎ１を有する、コアとなるべきコア
ガラス部材１００の外周上に、酸化ゲルマニウムが添加
された石英ガラス微粒子２１０を、コアガラス部材１０
０の外径の６倍以上の外径となるまで堆積させる。次
に、石英ガラス微粒子２１０が堆積されたコアガラス部
材１００を、加熱、焼結してガラス化し、屈折率ｎ２
（＜ｎ１）を有する内層クラッドとなるべきクラッドガ
ラス部２２０を形成する。次いで、石英ガラス微粒子２
３０をガラス複合体２５０の外周面上に堆積させ、引き
続き、石英ガラス微粒子２３０を、加熱、焼結してガラ
ス化し、外層クラッドとなるべきクラッドガラス部２４
０を形成する。
イバ型回折格子を形成できる光ファイバの作製に好適な
光ファイバ母材の製造方法を提供する。 【解決手段】 酸化ゲルマニウムが添加された石英ガラ
スからなり、屈折率ｎ１を有する、コアとなるべきコア
ガラス部材１００の外周上に、酸化ゲルマニウムが添加
された石英ガラス微粒子２１０を、コアガラス部材１０
０の外径の６倍以上の外径となるまで堆積させる。次
に、石英ガラス微粒子２１０が堆積されたコアガラス部
材１００を、加熱、焼結してガラス化し、屈折率ｎ２
（＜ｎ１）を有する内層クラッドとなるべきクラッドガ
ラス部２２０を形成する。次いで、石英ガラス微粒子２
３０をガラス複合体２５０の外周面上に堆積させ、引き
続き、石英ガラス微粒子２３０を、加熱、焼結してガラ
ス化し、外層クラッドとなるべきクラッドガラス部２４
０を形成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、所定部位の屈折率
を周期的に変化させて回折格子を作り込む光ファイバの
作成に使用する光ファイバ母材の製造方法に関するもの
である。
を周期的に変化させて回折格子を作り込む光ファイバの
作成に使用する光ファイバ母材の製造方法に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】光学部品の一種として回折格子が作り込
まれたものには種々の態様のものがあるが、光通信シス
テム等に利用する場合には、特に、他の光ファイバとの
接続が容易で、かつ挿入損失を低くするために回折格子
が作り込まれた光ファイバ型のものが好適である。
まれたものには種々の態様のものがあるが、光通信シス
テム等に利用する場合には、特に、他の光ファイバとの
接続が容易で、かつ挿入損失を低くするために回折格子
が作り込まれた光ファイバ型のものが好適である。
【０００３】こうした回折格子を有する光ファイバの製
造方法としては、例えば特開昭６２−５０００５２号公
報に記載のものが知られている。これは、酸化ゲルマニ
ウムを添加して高屈折率のコアを形成した石英系光ファ
イバに強力な紫外光を照射することより、コアに周期的
な屈折率変化を生じさせ、回折格子を形成し、ファイバ
型回折格子を製造する方法である。
造方法としては、例えば特開昭６２−５０００５２号公
報に記載のものが知られている。これは、酸化ゲルマニ
ウムを添加して高屈折率のコアを形成した石英系光ファ
イバに強力な紫外光を照射することより、コアに周期的
な屈折率変化を生じさせ、回折格子を形成し、ファイバ
型回折格子を製造する方法である。
【０００４】そして、石英系光ファイバは、（i）酸化
ゲルマニウムを添加して高屈折率のコアとなるべき部分
と、（ii）酸化ゲルマニウムを実質的に含まない低屈折
率のクラッドなる部分とを備える光ファイバ母材を加熱
線引して作製される。そして、こうした光ファイバ母材
は、ＣＶＤ法、ＭＣＶＤ法、ＯＶＤ法、あるいは、ロッ
ドインチューブ法などの周知の方法によって製造され
る。
ゲルマニウムを添加して高屈折率のコアとなるべき部分
と、（ii）酸化ゲルマニウムを実質的に含まない低屈折
率のクラッドなる部分とを備える光ファイバ母材を加熱
線引して作製される。そして、こうした光ファイバ母材
は、ＣＶＤ法、ＭＣＶＤ法、ＯＶＤ法、あるいは、ロッ
ドインチューブ法などの周知の方法によって製造され
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】回折格子が作り込まれ
た光ファイバは、理想的には、反射率Ｒとして、 Ｒ＝ｔａｎｈ2（Ｌ・π・ΔｎUV／λ） …（１） ここで、Ｒ：反射率 Ｌ：コア内に作り込まれた回折格子長 ΔｎUV：紫外光に対する屈折率変化（光誘起屈折率変
化） λ：反射波長 のように、回折格子長（コア内において、屈折率が周期
的に変化している領域の長さ）と光誘起屈折率変化に依
存した反射率を備える。
た光ファイバは、理想的には、反射率Ｒとして、 Ｒ＝ｔａｎｈ2（Ｌ・π・ΔｎUV／λ） …（１） ここで、Ｒ：反射率 Ｌ：コア内に作り込まれた回折格子長 ΔｎUV：紫外光に対する屈折率変化（光誘起屈折率変
化） λ：反射波長 のように、回折格子長（コア内において、屈折率が周期
的に変化している領域の長さ）と光誘起屈折率変化に依
存した反射率を備える。
【０００６】しかし、紫外光の照射により生じたコアの
屈折率変化により、光ファイバの導波構造が変化し、ク
ラッドへの漏れ光が発生する。この漏れ光は、クラッド
を伝搬するので、従来から得られていたファイバ型回折
格子のように、回折格子がコア部のみに形成されている
のでは、クラッドへの漏れ光は反射されず、ファイバ型
回折格子としての反射率が（１）式から低減することと
なり充分な反射率を得ることができない。
屈折率変化により、光ファイバの導波構造が変化し、ク
ラッドへの漏れ光が発生する。この漏れ光は、クラッド
を伝搬するので、従来から得られていたファイバ型回折
格子のように、回折格子がコア部のみに形成されている
のでは、クラッドへの漏れ光は反射されず、ファイバ型
回折格子としての反射率が（１）式から低減することと
なり充分な反射率を得ることができない。
【０００７】本発明は、上記を鑑みてなされたものであ
り、紫外光照射により回折格子を書き込んで、反射率の
十分大きなファイバ型回折格子を形成できる光ファイバ
の作製に好適な光ファイバ母材の製造方法を提供するこ
とを目的とする。
り、紫外光照射により回折格子を書き込んで、反射率の
十分大きなファイバ型回折格子を形成できる光ファイバ
の作製に好適な光ファイバ母材の製造方法を提供するこ
とを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明者は、ファイバ型
回折格子の反射率の向上には、コアのみならずクラッド
のコア周辺部にも回折格子を形成することが有効である
ことを見出した。そして、石英系ガラスの所定部分に、
紫外光照射によって回折格子を形成するには、この所定
部分に酸化ゲルマニウムを添加することが有効であるの
で、クラッドのコア周辺部に酸化ゲルマニウムを添加し
た光ファイバに作製にあたって、コアとなるべきコアガ
ラスに酸化ゲルマニウムを添加するとともに、コアの周
辺部となるべきクラッド部にも酸化ゲルマニウムを添加
して光ファイバ母材を製造することとした。
回折格子の反射率の向上には、コアのみならずクラッド
のコア周辺部にも回折格子を形成することが有効である
ことを見出した。そして、石英系ガラスの所定部分に、
紫外光照射によって回折格子を形成するには、この所定
部分に酸化ゲルマニウムを添加することが有効であるの
で、クラッドのコア周辺部に酸化ゲルマニウムを添加し
た光ファイバに作製にあたって、コアとなるべきコアガ
ラスに酸化ゲルマニウムを添加するとともに、コアの周
辺部となるべきクラッド部にも酸化ゲルマニウムを添加
して光ファイバ母材を製造することとした。
【０００９】すなわち、請求項１の光ファイバ母材の製
造方法は、（ａ）酸化ゲルマニウムが添加された石英ガ
ラスからなり、第１の屈折率率を有する、円柱状のコア
となるべきコアガラス部材を用意し、コアガラス部材を
中心軸または中心軸の近傍の中心軸と略平行な軸を回転
軸として回転させながら、酸化ゲルマニウムが添加され
た第１の石英ガラス微粒子を発生するバーナを回転軸と
略平行にコアガラス部材に対して相対的に移動させて、
コアガラス部材の外周面上に第１の石英ガラス微粒子を
吹きつけ、第１の石英ガラス微粒子を堆積させる第１の
工程と、（ｂ）第１の石英ガラス微粒子を加熱して焼結
し、第１の屈折率よりも小さな第２の屈折率を有する内
層クラッドとなるべき、コアガラス部材の外径の６倍以
上の外径の第１のクラッドガラス部を形成する第２の工
程と、（ｃ）第１のクラッドガラス部の周囲に、石英ガ
ラスを主成分とする第２の石英ガラス微粒子を堆積させ
る第３の工程と、（ｄ）第２の石英ガラス微粒子を加熱
して焼結し、第３の屈折率を有する外層クラッドとなる
べき第２のクラッドガラス部を形成する第４の工程とを
備えることを特徴とする。
造方法は、（ａ）酸化ゲルマニウムが添加された石英ガ
ラスからなり、第１の屈折率率を有する、円柱状のコア
となるべきコアガラス部材を用意し、コアガラス部材を
中心軸または中心軸の近傍の中心軸と略平行な軸を回転
軸として回転させながら、酸化ゲルマニウムが添加され
た第１の石英ガラス微粒子を発生するバーナを回転軸と
略平行にコアガラス部材に対して相対的に移動させて、
コアガラス部材の外周面上に第１の石英ガラス微粒子を
吹きつけ、第１の石英ガラス微粒子を堆積させる第１の
工程と、（ｂ）第１の石英ガラス微粒子を加熱して焼結
し、第１の屈折率よりも小さな第２の屈折率を有する内
層クラッドとなるべき、コアガラス部材の外径の６倍以
上の外径の第１のクラッドガラス部を形成する第２の工
程と、（ｃ）第１のクラッドガラス部の周囲に、石英ガ
ラスを主成分とする第２の石英ガラス微粒子を堆積させ
る第３の工程と、（ｄ）第２の石英ガラス微粒子を加熱
して焼結し、第３の屈折率を有する外層クラッドとなる
べき第２のクラッドガラス部を形成する第４の工程とを
備えることを特徴とする。
【００１０】ここで、第３の工程は、コアガラス部材と
第１のクラッドガラス部とから成るガラス複合体を回転
軸を中心として回転させながら、ガラス複合体の外周部
に第２の石英ガラス微粒子を吹きつけ、第２の石英ガラ
ス微粒子を堆積する工程であることとすることが可能で
あり、更に、ガラス複合体を回転軸を中心として回転さ
せながら、第２の石英ガラス微粒子を発生するバーナを
回転軸と略平行にガラス複合体に対して相対的に移動さ
せて、ガラス複合体の外周面上に第２の石英ガラス微粒
子を吹きつけ、第２の石英ガラス微粒子を堆積させる工
程であることとすることが好適である。
第１のクラッドガラス部とから成るガラス複合体を回転
軸を中心として回転させながら、ガラス複合体の外周部
に第２の石英ガラス微粒子を吹きつけ、第２の石英ガラ
ス微粒子を堆積する工程であることとすることが可能で
あり、更に、ガラス複合体を回転軸を中心として回転さ
せながら、第２の石英ガラス微粒子を発生するバーナを
回転軸と略平行にガラス複合体に対して相対的に移動さ
せて、ガラス複合体の外周面上に第２の石英ガラス微粒
子を吹きつけ、第２の石英ガラス微粒子を堆積させる工
程であることとすることが好適である。
【００１１】請求項１の光ファイバ母材の製造方法で
は、まず、酸化ゲルマニウムが添加された石英ガラスか
らなり、第１の屈折率率を有する、円柱状のコアとなる
べきコアガラス部材を用意する。
は、まず、酸化ゲルマニウムが添加された石英ガラスか
らなり、第１の屈折率率を有する、円柱状のコアとなる
べきコアガラス部材を用意する。
【００１２】引き続き、コアガラス部材を中心軸または
中心軸の近傍の中心軸と略平行な軸を回転軸として回転
させながら、酸化ゲルマニウムが添加された第１の石英
ガラス微粒子を発生するバーナを回転軸と略平行にコア
ガラス部材に対して相対的に移動させて、コアガラス部
材の外周面上に第１の石英ガラス微粒子を吹きつけ堆積
させる（以上、第１の工程）。こうして、コアガラス部
材の外周上に第１の石英ガラス微粒子を重ねていくの
で、外径の制御が容易にできる。
中心軸の近傍の中心軸と略平行な軸を回転軸として回転
させながら、酸化ゲルマニウムが添加された第１の石英
ガラス微粒子を発生するバーナを回転軸と略平行にコア
ガラス部材に対して相対的に移動させて、コアガラス部
材の外周面上に第１の石英ガラス微粒子を吹きつけ堆積
させる（以上、第１の工程）。こうして、コアガラス部
材の外周上に第１の石英ガラス微粒子を重ねていくの
で、外径の制御が容易にできる。
【００１３】次に、第１の石英ガラス微粒子を加熱して
焼結してガラス化して、第１の屈折率よりも小さな第２
の屈折率を有する内層クラッドとなるべき、コアガラス
部材の外径の６倍以上の外径の第１のクラッドガラス部
を形成する（第２の工程）。
焼結してガラス化して、第１の屈折率よりも小さな第２
の屈折率を有する内層クラッドとなるべき、コアガラス
部材の外径の６倍以上の外径の第１のクラッドガラス部
を形成する（第２の工程）。
【００１４】この結果、回折格子が形成されるべき、コ
アおよび内層クラッドとなるべきコアガラス部および第
１のクラッドガラス部のガラス複合体が形成される。
アおよび内層クラッドとなるべきコアガラス部および第
１のクラッドガラス部のガラス複合体が形成される。
【００１５】第１のクラッドガラス部の外径をコアガラ
ス部材の外径の６倍以上とするのは、ファイバ型回折格
子とした場合に、回折格子のクラッド部を伝搬した微弱
光がコアを伝搬した光と再結合し漏れ光となるメカニズ
ムに対して、回折格子が形成されたクラッド部の外径が
コア径の６倍以上であれば、クラッドからコアへの結合
が無視できるほど小さくなるからである。
ス部材の外径の６倍以上とするのは、ファイバ型回折格
子とした場合に、回折格子のクラッド部を伝搬した微弱
光がコアを伝搬した光と再結合し漏れ光となるメカニズ
ムに対して、回折格子が形成されたクラッド部の外径が
コア径の６倍以上であれば、クラッドからコアへの結合
が無視できるほど小さくなるからである。
【００１６】次いで、第１のクラッドガラス部の周囲
に、石英ガラスを主成分とする第２の石英ガラス微粒子
を堆積させ（第３の工程）、引き続き、第２の石英ガラ
ス微粒子を加熱して焼結し、第３の屈折率を有する外層
クラッドとなるべき第２のクラッドガラス部を形成する
（第４の工程）。
に、石英ガラスを主成分とする第２の石英ガラス微粒子
を堆積させ（第３の工程）、引き続き、第２の石英ガラ
ス微粒子を加熱して焼結し、第３の屈折率を有する外層
クラッドとなるべき第２のクラッドガラス部を形成する
（第４の工程）。
【００１７】こうして、回折格子が形成されるべき、コ
アおよび内層クラッドとなるべきコアガラス部および第
１のクラッドガラス部と外層クラッドとなるべき第２の
クラッドガラス部とから成るの光ファイバ母材が製造さ
れる。
アおよび内層クラッドとなるべきコアガラス部および第
１のクラッドガラス部と外層クラッドとなるべき第２の
クラッドガラス部とから成るの光ファイバ母材が製造さ
れる。
【００１８】なお、第２の石英ガラス微粒子は、焼結後
の外層コアとなるべき第２のクラッドガラス部の耐候性
などのガラスの安定性の観点から、実質的に石英ガラス
のみから成ることが好ましい。
の外層コアとなるべき第２のクラッドガラス部の耐候性
などのガラスの安定性の観点から、実質的に石英ガラス
のみから成ることが好ましい。
【００１９】請求項２の光ファイバ母材の製造方法は、
請求項１の光ファイバ母材の製造方法において、第２の
工程を、フッ素を含む雰囲気中で加熱して、第１の石英
ガラス微粒子を焼結させる工程としたことを特徴とす
る。
請求項１の光ファイバ母材の製造方法において、第２の
工程を、フッ素を含む雰囲気中で加熱して、第１の石英
ガラス微粒子を焼結させる工程としたことを特徴とす
る。
【００２０】請求項２の光ファイバ母材の製造方法によ
れば、フッ素を含む雰囲気下で、酸化ゲルマニウムが添
加された第１の石英ガラス微粒子を焼結するので、内層
クラッドとなるべき第１のクラッドガラス体には酸化ゲ
ルマニウムとともにフッ素が添加される。
れば、フッ素を含む雰囲気下で、酸化ゲルマニウムが添
加された第１の石英ガラス微粒子を焼結するので、内層
クラッドとなるべき第１のクラッドガラス体には酸化ゲ
ルマニウムとともにフッ素が添加される。
【００２１】石英系ガラスでは、紫外光照射による屈折
率の変化は、酸化ゲルマニウムの添加量が多いほど大き
い。しかし、大きな屈折率変化のため、内層クラッドに
高濃度のゲルマニウムを添加すると、コアの屈折率との
関係で所望の屈折率プロファイルを実現できない事態が
生じる。
率の変化は、酸化ゲルマニウムの添加量が多いほど大き
い。しかし、大きな屈折率変化のため、内層クラッドに
高濃度のゲルマニウムを添加すると、コアの屈折率との
関係で所望の屈折率プロファイルを実現できない事態が
生じる。
【００２２】一方、石英系ガラスではフッ素の添加によ
って屈折率が低減する。
って屈折率が低減する。
【００２３】したがって、内層クラッドに比較的高濃度
の酸化ゲルマニウムと添加しても、請求項２の光ファイ
バ母材の製造方法のようにフッ素を添加すれば、所望の
屈折率を得ることができる。
の酸化ゲルマニウムと添加しても、請求項２の光ファイ
バ母材の製造方法のようにフッ素を添加すれば、所望の
屈折率を得ることができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の光ファイバ母材の製造方法の実施の形態を説明する。
なお、図面の説明にあたって同一の要素には同一の符号
を付し、重複する説明を省略する。
の光ファイバ母材の製造方法の実施の形態を説明する。
なお、図面の説明にあたって同一の要素には同一の符号
を付し、重複する説明を省略する。
【００２５】図１は、本発明の光ファイバ母材の製造方
法の一実施形態の工程図である。図１に示すように、本
実施形態では、まず、酸化ゲルマニウムが添加された石
英ガラスからなり、屈折率ｎ１を有する、円柱状のコア
となるべきコアガラス部材１００を用意する。
法の一実施形態の工程図である。図１に示すように、本
実施形態では、まず、酸化ゲルマニウムが添加された石
英ガラスからなり、屈折率ｎ１を有する、円柱状のコア
となるべきコアガラス部材１００を用意する。
【００２６】引き続き、コアガラス部材１００の略中心
軸を回転軸Ｌとして回転させながら、酸化ゲルマニウム
が添加された石英ガラス微粒子を発生するバーナ３１０
を回転軸Ｌと略平行にコアガラス部材１００に対して相
対的に移動させて、コアガラス部材１００の外周面上に
石英ガラス微粒子２１０を吹きつけ堆積させる（図１
（ａ）参照）。
軸を回転軸Ｌとして回転させながら、酸化ゲルマニウム
が添加された石英ガラス微粒子を発生するバーナ３１０
を回転軸Ｌと略平行にコアガラス部材１００に対して相
対的に移動させて、コアガラス部材１００の外周面上に
石英ガラス微粒子２１０を吹きつけ堆積させる（図１
（ａ）参照）。
【００２７】次に、石英ガラス微粒子２１０が堆積され
たコアガラス部材１００をフッ素を含む内部雰囲気の加
熱炉４００内に設置して、加熱、焼結してガラス化し、
屈折率ｎ２（＜ｎ１）を有する内層クラッドとなるべき
クラッドガラス部２２０を形成する（図１（ｂ）参
照）。
たコアガラス部材１００をフッ素を含む内部雰囲気の加
熱炉４００内に設置して、加熱、焼結してガラス化し、
屈折率ｎ２（＜ｎ１）を有する内層クラッドとなるべき
クラッドガラス部２２０を形成する（図１（ｂ）参
照）。
【００２８】この結果、共に酸化ゲルマニウムが添加さ
れた、コアおよび内層クラッドとなるべき、コアガラス
部材１００の外径の６倍以上の外径のコアガラス部１０
０およびクラッドガラス部２２０のガラス複合体２５０
が形成される。また、クラッドガラス部２２０は、酸化
ゲルマニムの添加による屈折率の増加が、フッ素の添加
により抑制されている。
れた、コアおよび内層クラッドとなるべき、コアガラス
部材１００の外径の６倍以上の外径のコアガラス部１０
０およびクラッドガラス部２２０のガラス複合体２５０
が形成される。また、クラッドガラス部２２０は、酸化
ゲルマニムの添加による屈折率の増加が、フッ素の添加
により抑制されている。
【００２９】次いで、ガラス複合体２５０を回転軸Ｌを
中心として回転させながら、実質的に石英ガラスのみか
ら成る石英ガラス微粒子２３０を発生するバーナ３２０
を、回転軸Ｌと略平行にガラス複合体２５０に対して相
対的に移動させて、ガラス複合体２５０の外周面上に石
英ガラス微粒子２３０を吹きつけ、石英ガラス微粒子２
３０を堆積させる（図１（ｃ）参照）。
中心として回転させながら、実質的に石英ガラスのみか
ら成る石英ガラス微粒子２３０を発生するバーナ３２０
を、回転軸Ｌと略平行にガラス複合体２５０に対して相
対的に移動させて、ガラス複合体２５０の外周面上に石
英ガラス微粒子２３０を吹きつけ、石英ガラス微粒子２
３０を堆積させる（図１（ｃ）参照）。
【００３０】引き続き、石英ガラス微粒子２３０が堆積
されたガラス複合体２５０を加熱炉４００内に設置し
て、加熱、焼結してガラス化し、外層クラッドとなるべ
きクラッドガラス部２４０を形成する（図１（ｄ）参
照）。
されたガラス複合体２５０を加熱炉４００内に設置し
て、加熱、焼結してガラス化し、外層クラッドとなるべ
きクラッドガラス部２４０を形成する（図１（ｄ）参
照）。
【００３１】こうして、回折格子が形成されるべき、コ
アおよび内層クラッドとなるべきコアガラス部１００お
よびクラッドガラス部２２０と外層クラッドとなるべき
クラッドガラス部２４０とから成る光ファイバ母材５０
０が製造される。
アおよび内層クラッドとなるべきコアガラス部１００お
よびクラッドガラス部２２０と外層クラッドとなるべき
クラッドガラス部２４０とから成る光ファイバ母材５０
０が製造される。
【００３２】以上の本実施形態の方法で製造された光フ
ァイバ母材５００が加熱線引されて、（ａ）酸化ゲルマ
ニムが添加された石英ガラスから成る、屈折率ｎ１のコ
ア１９０と、（ｂ）酸化ゲルマニウムとフッ素とが添加
された石英ガラスから成る、屈折率ｎ２（＜ｎ１）の内
層クラッド２９１と、（ｃ）実質的に石英ガラスのみか
ら成る外層クラッド２９２とから構成される光ファイバ
６００が作製される（図２参照）。
ァイバ母材５００が加熱線引されて、（ａ）酸化ゲルマ
ニムが添加された石英ガラスから成る、屈折率ｎ１のコ
ア１９０と、（ｂ）酸化ゲルマニウムとフッ素とが添加
された石英ガラスから成る、屈折率ｎ２（＜ｎ１）の内
層クラッド２９１と、（ｃ）実質的に石英ガラスのみか
ら成る外層クラッド２９２とから構成される光ファイバ
６００が作製される（図２参照）。
【００３３】引き続き、光ファイバ６００の所定領域に
紫外光が照射されて、回折格子が形成され、ファイバ型
回折格子が得られる。
紫外光が照射されて、回折格子が形成され、ファイバ型
回折格子が得られる。
【００３４】図３は、ホログラフィック法による回折格
子の形成の説明図である。図３に示すように、干渉機構
７４０を用いて干渉空間７５０を生成するように、光源
７３０から出射された紫外光を干渉させ、この干渉空間
７５０に光ファイバ６００を設置する。光源７３０は、
ＳＨＧ（高調波発生器）アルゴンレーザやＫｒＦエキシ
マレーザ等であり、所定波長を有するコヒーレントな紫
外光を出射する。干渉機構７４０は、ビームスプリッタ
７４１及びミラー７４２，７４３で構成されている。ビ
ームスプリッタ７４１は、光源７３０からの紫外光を二
つの分岐光に二分岐させる。ミラー７４２及び７４３
は、ビームスプリッタ７４１からの分岐光をそれぞれ反
射し、光ファイバ６００の軸方向に対して所定角度θ
1 ，θ2 でそれぞれ入射して共面ビームとして相互に干
渉させる。コア１９０および内層クラッド２９１は、上
述したように酸化ゲルマニウムがドープされており、紫
外光の照射により屈折率が変化する。なお、二つの分岐
光の入射角度θ1 及びθ2 は相互に補角であり、これら
の和（θ1 ＋θ2 ）は１８０°になる。
子の形成の説明図である。図３に示すように、干渉機構
７４０を用いて干渉空間７５０を生成するように、光源
７３０から出射された紫外光を干渉させ、この干渉空間
７５０に光ファイバ６００を設置する。光源７３０は、
ＳＨＧ（高調波発生器）アルゴンレーザやＫｒＦエキシ
マレーザ等であり、所定波長を有するコヒーレントな紫
外光を出射する。干渉機構７４０は、ビームスプリッタ
７４１及びミラー７４２，７４３で構成されている。ビ
ームスプリッタ７４１は、光源７３０からの紫外光を二
つの分岐光に二分岐させる。ミラー７４２及び７４３
は、ビームスプリッタ７４１からの分岐光をそれぞれ反
射し、光ファイバ６００の軸方向に対して所定角度θ
1 ，θ2 でそれぞれ入射して共面ビームとして相互に干
渉させる。コア１９０および内層クラッド２９１は、上
述したように酸化ゲルマニウムがドープされており、紫
外光の照射により屈折率が変化する。なお、二つの分岐
光の入射角度θ1 及びθ2 は相互に補角であり、これら
の和（θ1 ＋θ2 ）は１８０°になる。
【００３５】図４は、位相格子法による回折格子の形成
の説明図である。図４に示すように、光ファイバ６００
を位相格子７６０に隣接して設置し、光源７３０から出
射された紫外光を位相格子７６０表面の法線方向に対し
て所定角度θで入射させる。光源７３０は、ＳＨＧアル
ゴンレーザやＫｒＦエキシマレーザ等であり、これらは
所定波長を有するコヒーレントな紫外光を出射する。位
相格子７６０は、所定周期で格子を配列して形成されて
いる。コア１９０および内層クラッド２９１は、上述し
たように酸化ゲルマニウムがドープされており、紫外光
の照射により屈折率が変化する。
の説明図である。図４に示すように、光ファイバ６００
を位相格子７６０に隣接して設置し、光源７３０から出
射された紫外光を位相格子７６０表面の法線方向に対し
て所定角度θで入射させる。光源７３０は、ＳＨＧアル
ゴンレーザやＫｒＦエキシマレーザ等であり、これらは
所定波長を有するコヒーレントな紫外光を出射する。位
相格子７６０は、所定周期で格子を配列して形成されて
いる。コア１９０および内層クラッド２９１は、上述し
たように酸化ゲルマニウムがドープされており、紫外光
の照射により屈折率が変化する。
【００３６】以上のようにして製造されたファイバ型回
折格子は、入力した所定波長の光を回折格子部で反射す
るが、クラッドガラス部２２０の外径をコアガラス部材
１００の外径の６倍以上としたので、回折格子のクラッ
ド部を伝搬した微弱光とコアを伝搬した光と再結合は無
視できるほど小さくなり、反射率が向上する。
折格子は、入力した所定波長の光を回折格子部で反射す
るが、クラッドガラス部２２０の外径をコアガラス部材
１００の外径の６倍以上としたので、回折格子のクラッ
ド部を伝搬した微弱光とコアを伝搬した光と再結合は無
視できるほど小さくなり、反射率が向上する。
【００３７】
【実施例】本発明者は、上記の実施形態に基づいて、以
下のようにして、光ファイバ母材を製造し、この光ファ
イバ母材を使用してファイバ型回折格子の製造を実施
し、反射率を測定した。
下のようにして、光ファイバ母材を製造し、この光ファ
イバ母材を使用してファイバ型回折格子の製造を実施
し、反射率を測定した。
【００３８】まず、ゲルマニウムが６重量％添加された
石英ガラスからなる、円柱状のコアとなるべきコアガラ
ス部材を用意し、コアガラス部材の略中心軸を回転軸と
して回転させながら、バーナに四塩化ケイ素と四塩化ゲ
ルマニウムと燃焼用ガスを送り込み、酸化ゲルマニウム
が添加された石英ガラス微粒子を、バーナを平行に移動
させながらコアガラス部材に吹きつけ、略均一に堆積さ
せた。
石英ガラスからなる、円柱状のコアとなるべきコアガラ
ス部材を用意し、コアガラス部材の略中心軸を回転軸と
して回転させながら、バーナに四塩化ケイ素と四塩化ゲ
ルマニウムと燃焼用ガスを送り込み、酸化ゲルマニウム
が添加された石英ガラス微粒子を、バーナを平行に移動
させながらコアガラス部材に吹きつけ、略均一に堆積さ
せた。
【００３９】次に、石英ガラス微粒子が堆積されたコア
ガラス部材を加熱炉内に設置して、加熱炉中に四フッ化
ケイ素を流しながら、加熱、焼結して石英ガラス微粒子
を透明ガラス化、コアガラス部材と内層クラッドとなる
べき、外径がコアガラス部材の略１５倍のクラッドガラ
ス部とのガラス複合体を形成した。
ガラス部材を加熱炉内に設置して、加熱炉中に四フッ化
ケイ素を流しながら、加熱、焼結して石英ガラス微粒子
を透明ガラス化、コアガラス部材と内層クラッドとなる
べき、外径がコアガラス部材の略１５倍のクラッドガラ
ス部とのガラス複合体を形成した。
【００４０】酸化ゲルマニウムとフッ素の添加量は、得
られる内層クラッドとなるべきクラッドガラス部に、ゲ
ルマニウムが４重量％、フッ素が０．６８％添加され、
屈折率が石英ガラスと略同一となるように設定した。
られる内層クラッドとなるべきクラッドガラス部に、ゲ
ルマニウムが４重量％、フッ素が０．６８％添加され、
屈折率が石英ガラスと略同一となるように設定した。
【００４１】次いで、ガラス複合体を回転軸を中心とし
て回転させながら、バーナに四塩化ケイ素と燃焼用ガス
を送り込み、実質的に石英ガラスのみから成る石英ガラ
ス微粒子を、バーナを平行に移動させながらガラス複合
体に吹きつけ、略均一に堆積させた。
て回転させながら、バーナに四塩化ケイ素と燃焼用ガス
を送り込み、実質的に石英ガラスのみから成る石英ガラ
ス微粒子を、バーナを平行に移動させながらガラス複合
体に吹きつけ、略均一に堆積させた。
【００４２】引き続き、石英ガラス微粒子が堆積された
ガラス複合体を加熱炉内に設置して、加熱、焼結して石
英ガラス微粒子を透明ガラス化し、光ファイバ母材を得
た。
ガラス複合体を加熱炉内に設置して、加熱、焼結して石
英ガラス微粒子を透明ガラス化し、光ファイバ母材を得
た。
【００４３】こうして製造された光ファイバ母材を加熱
線引して光ファイバを作製後、図３に示したホログラフ
ィック法により紫外光の干渉縞を照射し、ファイバ型回
折格子を製造して、反射率を測定した。
線引して光ファイバを作製後、図３に示したホログラフ
ィック法により紫外光の干渉縞を照射し、ファイバ型回
折格子を製造して、反射率を測定した。
【００４４】この結果、ファイバ型回折格子の反射率
は、略１００％であった。
は、略１００％であった。
【００４５】本発明者は、上記の実施例と比較するた
め、以下のような比較例のファイバ型回折格子を製造
し、反射率を測定した。
め、以下のような比較例のファイバ型回折格子を製造
し、反射率を測定した。
【００４６】（比較例）まず、ゲルマニウムが６重量％
添加された石英ガラスからなる、円柱状のコアとなるべ
きコアガラス部材を用意し、コアガラス部材の略中心軸
を回転軸として回転させながら、バーナに四塩化ケイ素
と燃焼用ガスを送り込み、実質的に石英ガラスのみから
成る石英ガラス微粒子を、バーナを平行に移動させなが
らコアガラス部材に吹きつけ、略均一に堆積させた。
添加された石英ガラスからなる、円柱状のコアとなるべ
きコアガラス部材を用意し、コアガラス部材の略中心軸
を回転軸として回転させながら、バーナに四塩化ケイ素
と燃焼用ガスを送り込み、実質的に石英ガラスのみから
成る石英ガラス微粒子を、バーナを平行に移動させなが
らコアガラス部材に吹きつけ、略均一に堆積させた。
【００４７】次に、石英ガラス微粒子が堆積されたコア
ガラス部材を加熱炉内に設置して、加熱炉中にフッ素を
含まない雰囲気下で、加熱、焼結して石英ガラス微粒子
を透明ガラス化、コアガラス部材と内層クラッドとなる
べき、外径がコアガラス部材の略１５倍のクラッドガラ
ス部とのガラス複合体を形成した。
ガラス部材を加熱炉内に設置して、加熱炉中にフッ素を
含まない雰囲気下で、加熱、焼結して石英ガラス微粒子
を透明ガラス化、コアガラス部材と内層クラッドとなる
べき、外径がコアガラス部材の略１５倍のクラッドガラ
ス部とのガラス複合体を形成した。
【００４８】次いで、ガラス複合体を回転軸を中心とし
て回転させながら、バーナに四塩化ケイ素と燃焼用ガス
を送り込み、実質的に石英ガラスのみから成る石英ガラ
ス微粒子を、バーナを平行に移動させながらガラス複合
体に吹きつけ、略均一に堆積させた。
て回転させながら、バーナに四塩化ケイ素と燃焼用ガス
を送り込み、実質的に石英ガラスのみから成る石英ガラ
ス微粒子を、バーナを平行に移動させながらガラス複合
体に吹きつけ、略均一に堆積させた。
【００４９】引き続き、石英ガラス微粒子が堆積された
ガラス複合体を加熱炉内に設置して、加熱、焼結して石
英ガラス微粒子を透明ガラス化し、光ファイバ母材を得
た。
ガラス複合体を加熱炉内に設置して、加熱、焼結して石
英ガラス微粒子を透明ガラス化し、光ファイバ母材を得
た。
【００５０】こうして製造された光ファイバ母材を加熱
線引して光ファイバを作製後、図３に示したホログラフ
ィック法により紫外光の干渉縞を照射し、ファイバ型回
折格子を製造して、反射率を測定した。
線引して光ファイバを作製後、図３に示したホログラフ
ィック法により紫外光の干渉縞を照射し、ファイバ型回
折格子を製造して、反射率を測定した。
【００５１】この結果、ファイバ型回折格子の反射率
は、略７０％であった。実施例よりも反射率が低下した
のは、クラッド部に回折格子が形成されていないためで
あると推察される。
は、略７０％であった。実施例よりも反射率が低下した
のは、クラッド部に回折格子が形成されていないためで
あると推察される。
【００５２】本発明は、上記の実施形態に限定されるも
のではなく変形が可能である。例えば、上記の実施形態
では、加熱・焼結による内層クラッドとなるべきクラッ
ドガラス部の形成は、フッ素を含む雰囲気下で行った
が、石英ガラス微粒子に屈折率低下用添加物を添加する
ことも可能であるし、また、実現しようとする屈折プロ
ファイルによっては、フッ素を含まない雰囲気下で加熱
・焼結し、内層クラッドとなるべきクラッドガラス部を
形成してもよい。
のではなく変形が可能である。例えば、上記の実施形態
では、加熱・焼結による内層クラッドとなるべきクラッ
ドガラス部の形成は、フッ素を含む雰囲気下で行った
が、石英ガラス微粒子に屈折率低下用添加物を添加する
ことも可能であるし、また、実現しようとする屈折プロ
ファイルによっては、フッ素を含まない雰囲気下で加熱
・焼結し、内層クラッドとなるべきクラッドガラス部を
形成してもよい。
【００５３】また、外層クラッドとなるべきクラッドガ
ラス部の組成は、実質的に石英ガラスのみであることに
限定されず、所望の添加物を添加することが可能であ
る。
ラス部の組成は、実質的に石英ガラスのみであることに
限定されず、所望の添加物を添加することが可能であ
る。
【００５４】
【発明の効果】以上、詳細に説明した通り、請求項１の
光ファイバ母材の製造方法は、酸化ゲルマニウムが添加
されたコアとなるべき石英ガラス部の周囲に、外径がコ
アとなるべき石英ガラス部の６倍以上の範囲で酸化ゲル
マニウムを添加して内層コアとなるべき石英ガラス部を
形成するので、紫外光の照射によりコアと内層クラッド
とに回折格子が形成される光ファイバの作製に好適な光
ファイバ母材を製造できる。
光ファイバ母材の製造方法は、酸化ゲルマニウムが添加
されたコアとなるべき石英ガラス部の周囲に、外径がコ
アとなるべき石英ガラス部の６倍以上の範囲で酸化ゲル
マニウムを添加して内層コアとなるべき石英ガラス部を
形成するので、紫外光の照射によりコアと内層クラッド
とに回折格子が形成される光ファイバの作製に好適な光
ファイバ母材を製造できる。
【００５５】また、請求項２の光ファイバ母材の製造方
法によれば、内層コアとなるべきクラッドガラス部の形
成にあたって、酸化ゲルマニムが添加された石英ガラス
微粒子をフッ素を含む雰囲気下で加熱・焼結して透明ガ
ラス化するので、内層クラッドなるべきクラッドガラス
部にフッ素を添加することが可能となり、石英ガラス微
粒子に酸化ゲルマニウムが高濃度で添加されていても所
望の屈折率の内層クラッドなるべきクラッドガラス部を
形成することができる。
法によれば、内層コアとなるべきクラッドガラス部の形
成にあたって、酸化ゲルマニムが添加された石英ガラス
微粒子をフッ素を含む雰囲気下で加熱・焼結して透明ガ
ラス化するので、内層クラッドなるべきクラッドガラス
部にフッ素を添加することが可能となり、石英ガラス微
粒子に酸化ゲルマニウムが高濃度で添加されていても所
望の屈折率の内層クラッドなるべきクラッドガラス部を
形成することができる。
【図１】本発明の実施形態の光ファイバ母材の製造方法
の工程図である。
の工程図である。
【図２】本発明の実施形態の光ファイバ母材の製造方法
で製造された光ファイバ母材を線引して得た光ファイバ
の構成図である。
で製造された光ファイバ母材を線引して得た光ファイバ
の構成図である。
【図３】ホログラフィック法による回折格子書き込みの
説明図である。
説明図である。
【図４】位相格子法による回折格子書き込みの説明図で
ある。
ある。
１００…コアガラス部材、１９０…コア、２１０，２３
０…石英ガラス微粒子、２２０，２４０…クラッドガラ
ス部、２５０…ガラス複合体、２９１…内層クラッド、
２９２…外層クラッド、３１０，３２０…バーナ、４０
０…加熱炉、５００…光ファイバ母材、６００…光ファ
イバ。
０…石英ガラス微粒子、２２０，２４０…クラッドガラ
ス部、２５０…ガラス複合体、２９１…内層クラッド、
２９２…外層クラッド、３１０，３２０…バーナ、４０
０…加熱炉、５００…光ファイバ母材、６００…光ファ
イバ。
Claims (4)
- 【請求項１】 酸化ゲルマニウムが添加された石英ガラ
スからなり、第１の屈折率率を有する、円柱状のコアと
なるべきコアガラス部材を用意し、前記コアガラス部材
を中心軸または前記中心軸の近傍の前記中心軸と略平行
な軸を回転軸として回転させながら、酸化ゲルマニウム
が添加された第１の石英ガラス微粒子を発生するバーナ
を前記回転軸と略平行に前記コアガラス部材に対して相
対的に移動させて、前記コアガラス部材の外周面上に前
記第１の石英ガラス微粒子を吹きつけ、前記第１の石英
ガラス微粒子を堆積させる第１の工程と、 前記第１の石英ガラス微粒子を加熱して焼結し、前記第
１の屈折率よりも小さな第２の屈折率を有する内層クラ
ッドとなるべき、前記コアガラス部材の外径の６倍以上
の外径の第１のクラッドガラス部を形成する第２の工程
と、 前記第１のクラッドガラス部の周囲に、石英ガラスを主
成分とする第２の石英ガラス微粒子を堆積させる第３の
工程と、 前記第２の石英ガラス微粒子を加熱して焼結し、第３の
屈折率を有する外層クラッドとなるべき第２のクラッド
ガラス部を形成する第４の工程と、 を備えることを特徴とする光ファイバ母材の製造方法。 - 【請求項２】 前記第２の工程は、フッ素を含む雰囲気
中で加熱して、前記第１の石英ガラス微粒子を焼結させ
る工程である、ことを特徴とする請求項１記載の光ファ
イバ母材の製造方法。 - 【請求項３】 前記第３の工程は、前記コアガラス部材
と前記第１のクラッドガラス部とから成るガラス複合体
を前記回転軸を中心として回転させながら、前記ガラス
複合体の外周部に前記第２の石英ガラス微粒子を吹きつ
け、前記第２の石英ガラス微粒子を堆積する工程であ
る、ことを特徴とする請求項１記載の光ファイバ母材の
製造方法。 - 【請求項４】 前記第３の工程は、前記コアガラス部材
と前記第１のクラッドガラス部とから成るガラス複合体
を前記回転軸を中心として回転させながら、第２の石英
ガラス微粒子を発生するバーナを前記回転軸と略平行に
前記ガラス複合体に対して相対的に移動させて、前記ガ
ラス複合体の外周面上に前記第２の石英ガラス微粒子を
吹きつけ、前記第２の石英ガラス微粒子を堆積させる工
程である、ことを特徴とする請求項１記載の光ファイバ
母材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8013244A JPH09203816A (ja) | 1996-01-29 | 1996-01-29 | 光ファイバ母材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8013244A JPH09203816A (ja) | 1996-01-29 | 1996-01-29 | 光ファイバ母材の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09203816A true JPH09203816A (ja) | 1997-08-05 |
Family
ID=11827798
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8013244A Pending JPH09203816A (ja) | 1996-01-29 | 1996-01-29 | 光ファイバ母材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09203816A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2774179A1 (fr) * | 1998-01-28 | 1999-07-30 | Showa Electric Wire & Cable Co | Fibre photosensible |
| WO2002033460A1 (fr) * | 2000-09-04 | 2002-04-25 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Dispositif de réseau à fibre optique |
-
1996
- 1996-01-29 JP JP8013244A patent/JPH09203816A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2774179A1 (fr) * | 1998-01-28 | 1999-07-30 | Showa Electric Wire & Cable Co | Fibre photosensible |
| WO2002033460A1 (fr) * | 2000-09-04 | 2002-04-25 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Dispositif de réseau à fibre optique |
| US6785444B2 (en) | 2000-09-04 | 2004-08-31 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Optical fiber grating device |
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