JPS63199303A - 漏洩光フアイバとその製造方法 - Google Patents
漏洩光フアイバとその製造方法Info
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- JPS63199303A JPS63199303A JP3266187A JP3266187A JPS63199303A JP S63199303 A JPS63199303 A JP S63199303A JP 3266187 A JP3266187 A JP 3266187A JP 3266187 A JP3266187 A JP 3266187A JP S63199303 A JPS63199303 A JP S63199303A
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- 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]
- C03B37/01446—Thermal after-treatment of preforms, e.g. dehydrating, consolidating, sintering
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- C03B2201/06—Doped silica-based glasses
- C03B2201/08—Doped silica-based glasses doped with boron or fluorine or other refractive index decreasing dopant
- C03B2201/12—Doped silica-based glasses doped with boron or fluorine or other refractive index decreasing dopant doped with fluorine
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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Description
この発明は、漏洩光ファイバとその製造方法に関する。
従来では、導体を用いた信号伝送線路について、漏洩同
軸ケーフルが知られている。この漏洩同軸ケーブルは、
同軸線路の外側金属外被にケーブル全長にわたって間欠
的にスリット状の孔を設けたもので、この孔により′同
軸ケーブル中を伝播する信号を長さ方向に少しずつ漏ら
したり、外部からの信号を任意の箇所で同軸ケーブル中
に取り入れて伝播させたりすることかできるようにした
ものである。
軸ケーフルが知られている。この漏洩同軸ケーブルは、
同軸線路の外側金属外被にケーブル全長にわたって間欠
的にスリット状の孔を設けたもので、この孔により′同
軸ケーブル中を伝播する信号を長さ方向に少しずつ漏ら
したり、外部からの信号を任意の箇所で同軸ケーブル中
に取り入れて伝播させたりすることかできるようにした
ものである。
しかしながら、光信号の伝送路である光ファイバについ
ては、このような、光ファイバの□長さ方向の任意の位
置から、光ファイバ中を伝播している光を取り出したり
、外部からの光を伝播モードに結合したりするこ：、と
ができる漏洩光ファイバとして、有効なものが□確立さ
れていない。これは、従来においては、光ファイバは低
損失化の方向でしか研究がなされてこなかったからであ
る。すなわち、光ファイバ中を伝播する光信号は、その
伝播途中ではなるべく漏洩させず、送信端から受信端ま
で低損失で伝播させる８とができる光ファイバのみが主
に研究されてきたからである。 この発明は、光ファイバ中を伝播する光を光ファイバの
長さ方向の任意箇所で漏洩させたり外部の光を光ファイ
バの伝播モードに結合させたりできる、漏洩光ファイバ
を提供するとともに、そのような漏洩光ファイバを簡単
・確実に製造できる製造方法を提供することを目的とす
る。
ては、このような、光ファイバの□長さ方向の任意の位
置から、光ファイバ中を伝播している光を取り出したり
、外部からの光を伝播モードに結合したりするこ：、と
ができる漏洩光ファイバとして、有効なものが□確立さ
れていない。これは、従来においては、光ファイバは低
損失化の方向でしか研究がなされてこなかったからであ
る。すなわち、光ファイバ中を伝播する光信号は、その
伝播途中ではなるべく漏洩させず、送信端から受信端ま
で低損失で伝播させる８とができる光ファイバのみが主
に研究されてきたからである。 この発明は、光ファイバ中を伝播する光を光ファイバの
長さ方向の任意箇所で漏洩させたり外部の光を光ファイ
バの伝播モードに結合させたりできる、漏洩光ファイバ
を提供するとともに、そのような漏洩光ファイバを簡単
・確実に製造できる製造方法を提供することを目的とす
る。
この発明による漏洩光ファイバは、コア、クラッド境界
付近にフッ素添加濃度の不均一な層が形成されているこ
とを特徴とする。 また、本発明の漏洩光ファイバの製造方法は、透明なガ
ラス棒上に粒径が０．５μｍ以上のガラス微粒子を含む
ガラス微粒子を堆積させる工程と、次にこの得られたガ
ラス棒及びガラス微粒子堆積層の複合プリフォームをフ
ッ素含有雰囲気下で熱処理する工程とを有することを特
徴とする。
付近にフッ素添加濃度の不均一な層が形成されているこ
とを特徴とする。 また、本発明の漏洩光ファイバの製造方法は、透明なガ
ラス棒上に粒径が０．５μｍ以上のガラス微粒子を含む
ガラス微粒子を堆積させる工程と、次にこの得られたガ
ラス棒及びガラス微粒子堆積層の複合プリフォームをフ
ッ素含有雰囲気下で熱処理する工程とを有することを特
徴とする。
光ファイバにおいて、コア・クラッド境界付近にフッ素
添加濃度の不均一な層が形成されていると、フッ素添加
濃度の不均一に起因する屈折率のゆらぎが残留し、散乱
損失が増加する。この散乱光は外部に漏洩し、また外部
の光は光ファイバ中の伝播モードと結合する。したがっ
て、このようなフッ素添加濃度の不均一な層が長さ方向
に形成されている光ファイバは、漏洩光ファイバとして
使用することができる。 クラッドにフッ素を添加した光ファイバ（もち−４〜 ろん、コアにもフッ素を添加することを妨げるものでは
なく、必要に応じてコアにもクラッドにもフッ素を添加
して構わない〉を作製する１つの有力な方法として、従
来より次のような方法が知られている。 まず第１に、コアとなるべき透明なガラス棒を準備する
。このガラス棒の材料としては、純粋な石英ガラス、あ
るいは、必要量の添加物（たとえば、ゲルマニウム、リ
ン、小量のフッ素など、一般に石英系ガラス光ファイバ
の作製に使用されているもの）を添加した石英ガラスを
使用できる。 次に、火炎加水分解法もしくは熱酸化法などによりガラ
ス微粒子を発生させ、これを上記のガラス棒の上に堆積
させる。 さらに、このようなガラス微粒子の堆積によって得た複
合プリフォーム（中心の透明なガラス棒の周囲にガラス
微粒子層を有するプリフォーム）を、高温のフッ素含有
雰囲気下で熱処理することによりガラス微粒子中にフッ
素を添加するとともに、次の工程で、さらに高温雰囲気
とし、全体に透明ガラス棒とし、これによって光ファイ
バプリフォームを得る。 本発明者らは、上記のような従来のフッ素添加光ファイ
バの製造方法の研究に従事するうち、数多くの実験の結
果、堆積するガラス微粒子の粒径と最終的な光ファイバ
の損失とが非常に大きな相関を有することを見いだした
。すなわち、ガラス微粒子の粒径を変えて堆積しガラス
棒及びガラス微粒子堆積層の複合プリフォームを作り、
この複合プリフォームを経由して光ファイバを作製し、
ガラス微粒子の粒径に対する損失を測定してみたところ
、第８図のような結果が得られた。この第８図から、光
ファイバの損失と堆積するガラス微粒子の粒径との間に
は相関が見られ、平均粒径０゜１５μｍ以上とすること
により、光ファイバの損失が急激に増大することが分か
った。 この理由として、次のような解釈をすることが可能であ
る。第９図のように透明なガラス棒８１の上にガラス微
粒子層８４が堆積されている場合を考えると、各ガラス
微粒子８５の大きさや、ガラス棒８１への接着もしくは
融着の仕方により、次工程であるフッ素添加工程てのフ
ッ素の拡散の様子が異なるものと思われる。たとえば、
第９図のようにガラス微粒子８５の大きさが異なる場合
、非常に大きい粒径のものについてはフッ素はその内部
にまで侵入することができず、フッ素濃度は斜線で示し
たような部分で高くなり、すなわち外側の部分で高く、
内部で低くなって、均一にならない。これは、石英ガラ
ス中のフッ素の拡散距離が、通常の加熱条件ではせいぜ
い０．１μｍ程度と推定されるからである。そのため、
粒径の大きなガラス微粒子が透明ガラス棒の表面に付着
した場合、最終的に得られる光ファイバのコア・クラッ
ド間の境界面にフッ素添加濃度の不均一による屈折率の
ゆらぎが残留してしまう。このようなコア・クラッド境
界での屈折率のゆらぎが残留すると、いわゆる散乱損失
増加が生じ、漏洩光ファイバとして使用できる。 このように本発明者らの実験（第８図）では、粒径の大
きいガラス微粒子を堆積させることにより光ファイバか
らの散乱光の量を増大させることかできるとの結論に至
った。ガラス棒のごく近傍に堆積したガラス微粒子を電
子顕微鏡で観察すると、０．５μｍ以上の粒径のガラス
微粒子が数多くコア・クラッド境界面付近に堆積するよ
うな製造条件で作製したプリフォームから紡糸した光フ
ァイバでは、かなり均一に伝播モードと外部光とが結合
し、しかも平均的な粒径は必ずしも大きくなくてもよく
粒径分布が広がっていてもよいことが分かった。もちろ
ん、このような粒径の大きい条件て作製した光ファイバ
の伝送損失は、コア・クラッド境界付近で屈折率のゆら
ぎが全くない光ファイバと比べて大きくなるが、これは
この光ファイバが漏洩光ファイバである以上当然のこと
である。 このような粒径の大きなガラス微粒子の堆積はガラス棒
の近傍のみで十分であり、堆積層の全体て粒径を大きく
する必要はない。たとえば最終的な光ファイバのコア径
が１２μｍの場合、粒径の大きなガラス微粒子の堆積層
から形成したクラッドガラス層の厚さがコア径の２分の
１ないしコア径と同程度の厚みとなっていればいればよ
い。クラッド部のこの厚みよりも外側のガラスは、通常
の条件により平均的な粒径が０．１μｒｎかそれ以下の
大きさのガラス微粒子堆積層から作製しても構わないの
である。
添加濃度の不均一な層が形成されていると、フッ素添加
濃度の不均一に起因する屈折率のゆらぎが残留し、散乱
損失が増加する。この散乱光は外部に漏洩し、また外部
の光は光ファイバ中の伝播モードと結合する。したがっ
て、このようなフッ素添加濃度の不均一な層が長さ方向
に形成されている光ファイバは、漏洩光ファイバとして
使用することができる。 クラッドにフッ素を添加した光ファイバ（もち−４〜 ろん、コアにもフッ素を添加することを妨げるものでは
なく、必要に応じてコアにもクラッドにもフッ素を添加
して構わない〉を作製する１つの有力な方法として、従
来より次のような方法が知られている。 まず第１に、コアとなるべき透明なガラス棒を準備する
。このガラス棒の材料としては、純粋な石英ガラス、あ
るいは、必要量の添加物（たとえば、ゲルマニウム、リ
ン、小量のフッ素など、一般に石英系ガラス光ファイバ
の作製に使用されているもの）を添加した石英ガラスを
使用できる。 次に、火炎加水分解法もしくは熱酸化法などによりガラ
ス微粒子を発生させ、これを上記のガラス棒の上に堆積
させる。 さらに、このようなガラス微粒子の堆積によって得た複
合プリフォーム（中心の透明なガラス棒の周囲にガラス
微粒子層を有するプリフォーム）を、高温のフッ素含有
雰囲気下で熱処理することによりガラス微粒子中にフッ
素を添加するとともに、次の工程で、さらに高温雰囲気
とし、全体に透明ガラス棒とし、これによって光ファイ
バプリフォームを得る。 本発明者らは、上記のような従来のフッ素添加光ファイ
バの製造方法の研究に従事するうち、数多くの実験の結
果、堆積するガラス微粒子の粒径と最終的な光ファイバ
の損失とが非常に大きな相関を有することを見いだした
。すなわち、ガラス微粒子の粒径を変えて堆積しガラス
棒及びガラス微粒子堆積層の複合プリフォームを作り、
この複合プリフォームを経由して光ファイバを作製し、
ガラス微粒子の粒径に対する損失を測定してみたところ
、第８図のような結果が得られた。この第８図から、光
ファイバの損失と堆積するガラス微粒子の粒径との間に
は相関が見られ、平均粒径０゜１５μｍ以上とすること
により、光ファイバの損失が急激に増大することが分か
った。 この理由として、次のような解釈をすることが可能であ
る。第９図のように透明なガラス棒８１の上にガラス微
粒子層８４が堆積されている場合を考えると、各ガラス
微粒子８５の大きさや、ガラス棒８１への接着もしくは
融着の仕方により、次工程であるフッ素添加工程てのフ
ッ素の拡散の様子が異なるものと思われる。たとえば、
第９図のようにガラス微粒子８５の大きさが異なる場合
、非常に大きい粒径のものについてはフッ素はその内部
にまで侵入することができず、フッ素濃度は斜線で示し
たような部分で高くなり、すなわち外側の部分で高く、
内部で低くなって、均一にならない。これは、石英ガラ
ス中のフッ素の拡散距離が、通常の加熱条件ではせいぜ
い０．１μｍ程度と推定されるからである。そのため、
粒径の大きなガラス微粒子が透明ガラス棒の表面に付着
した場合、最終的に得られる光ファイバのコア・クラッ
ド間の境界面にフッ素添加濃度の不均一による屈折率の
ゆらぎが残留してしまう。このようなコア・クラッド境
界での屈折率のゆらぎが残留すると、いわゆる散乱損失
増加が生じ、漏洩光ファイバとして使用できる。 このように本発明者らの実験（第８図）では、粒径の大
きいガラス微粒子を堆積させることにより光ファイバか
らの散乱光の量を増大させることかできるとの結論に至
った。ガラス棒のごく近傍に堆積したガラス微粒子を電
子顕微鏡で観察すると、０．５μｍ以上の粒径のガラス
微粒子が数多くコア・クラッド境界面付近に堆積するよ
うな製造条件で作製したプリフォームから紡糸した光フ
ァイバでは、かなり均一に伝播モードと外部光とが結合
し、しかも平均的な粒径は必ずしも大きくなくてもよく
粒径分布が広がっていてもよいことが分かった。もちろ
ん、このような粒径の大きい条件て作製した光ファイバ
の伝送損失は、コア・クラッド境界付近で屈折率のゆら
ぎが全くない光ファイバと比べて大きくなるが、これは
この光ファイバが漏洩光ファイバである以上当然のこと
である。 このような粒径の大きなガラス微粒子の堆積はガラス棒
の近傍のみで十分であり、堆積層の全体て粒径を大きく
する必要はない。たとえば最終的な光ファイバのコア径
が１２μｍの場合、粒径の大きなガラス微粒子の堆積層
から形成したクラッドガラス層の厚さがコア径の２分の
１ないしコア径と同程度の厚みとなっていればいればよ
い。クラッド部のこの厚みよりも外側のガラスは、通常
の条件により平均的な粒径が０．１μｒｎかそれ以下の
大きさのガラス微粒子堆積層から作製しても構わないの
である。
【実 施 例】
第１図はこの発明の一実施例にかかる漏洩光ファイバ１
を示すもので、この図に示すように、コア１１とクラッ
ド１２との境界付近にフッ素の添加物濃度が不均一にさ
れた層１３が設けられている。このような添加物濃度不
均一層１３では屈折率のゆらぎが生じ、これによって損
失が増大し、光ファイバ１のコア１１中を伝播する光が
漏れることになる。また、逆に外部の光はこの添加物濃
度不均一層１３を介して光ファイバ１中の伝播モードと
結合することができる。 そこで、このような漏洩光ファイバ１は、第２図に示す
ように光ファイバ長さ方向の任意箇所で光を取り出すこ
とができる。すなわち、この第２図で、漏洩光ファイバ
１の一端に光源２からの光一つ− をレンズ３を介して入射すれば、この光ファイバ１中を
伝播する光は光ファイバ１の長さ方向にわたって漏洩す
るので、その任意位置からレンズ４などを介して漏洩光
を集束し、受光器５に導いて信号を受光回路６に送るこ
とができる。 また、逆に、第３図に示すように送信回路７に接続され
た光源２を漏洩光ファイバ１の長さ方向任意箇所に置き
、レンズ３などを介して光ファイバｌの周囲から光を入
射させて、光ファイバ１中の伝播モードに結合すること
もできる。こうして光ファイバ１中を伝播した光は一端
より出射し、レンズ４を介して受光器５に導かれる。 なお、漏洩光ファイバ１の全周において光が漏洩するの
で、第４図に示すように、円筒型の受光器５１を用いる
ようにすれば効率よく受光できる。 図示しないが第３図のような場合において円筒型の光源
を用いた場合も同様である。 また、第１図の漏洩光ファイバ１では、フッ素添加物濃
度の不均一な層１３は光ファイバ１の全周に形成されて
いるが、第５図のように周囲方向の一部に形成するよう
にしてもよい。この場合、その濃度不均一層１３が形成
されている方向でのみ光結合が可能であるから、その方
向に受光器または光源を配置することにより効率のよい
光結合ができる。 このような漏洩光ファイバにおいて伝送損失が大きいも
のほど外部への漏れ光景が大きいので、その分伝播途中
での光の減衰が大きいことになり、伝送距離は短くなる
。そこで、どの程度の光を外部に漏洩させるかは、伝送
距離と光ファイバ外部の受光器の受信能力によって決定
する。非常に簡単な近似では、光ファイバの伝送損失の
大部分がこのコア・クラッド境界付近での散乱損失によ
るとして、 Ｐｏ＞ＰｉＸｅｘｐ（−αＬ）Ｘ ａ−ΔＬＸＣでなけ
ればならない。ここで、ＰＯは最低受信電力、Ｐｉは入
射電力、αは光ファイバの伝送損失係数（ｎｅｐｅｒ／
ｍ）、Ｌは入射端からの距離、ΔＬは光の受信に寄与し
ている光ファイバの長さ、Ｃは実際に受光器に結合して
いる光の割合である。たとえは、第２図の例で、入射電
力Ｐｉ＝ １ ｍＷ、漏洩光ファイバ１のａ ＝ ２０
ｎｅｐｅｒ／ｋｍ、 Ｌ ＝ ０．１ｋｍ、ΔＬ＝０．
０００１に＋ｎ、 Ｃ＝ ０．１とした場合、受光器５
の受信できる最低電力Ｐｏ＝ −４５ｄＢｍが必要とな
る。 つぎにこのような漏洩光ファイバの製造方法について説
明する。まず第６図のように、透明なガラス棒８１の周
囲に、バーナ８２の火炎８３中で生成されたガラス微粒
子を付着して、ガラス・微粒子堆積層８４を形成する。 この実施例では、ガラス棒８１として、透明でかつ滑ら
かな表面を有する直径］、Ｏｍｍの純粋石英ガラス棒を
用いた。バーナ８２に水素、酸素、四塩化珪素、アルゴ
ンを送り込み、このバーナ８２をガラス棒８１の軸に平
行に複数回往復トラバースさせて、厚さが１５１ｎｍに
なるまで粒径のおおきなガラス微粒子を堆積させた。こ
のときの各ガスの流量条件は、水素；８リットル／分、
酸素；１５リットル／分、四塩化珪素１００ｃｃ／分、
アルゴン； ５００ｃＣＺ分とした。水素は燃焼のため
の燃料であり、酸素は助燃剤、四塩化珪素はガラスとな
る原料ガスである。この堆積中のガラス微粒子堆積層の
最高表面温度を測定したところ、１３２０℃であった。 つぎに、原料ガス流量とともは酸素及び水素の流量も減
少させて引き続いてガラス微粒子の堆積を行い、最終的
に、直径１００ｍｍの（ガラス棒８１及びその上のガラ
ス微粒子堆積層８４からなる）複合プリフォームを作製
した。 この複合プリフォームを、炉温度１０００℃の加熱炉内
で、フッ素含有ガスである六フッ化硫黄とヘリウムガス
の混合ガス雰囲気下で熱処理した。熱処理時間は約２時
間とした。この熱処理は第１段階のもので、その作用は
、フッ素をクラッド内に添加するために多孔質ガラス部
分にフッ素含有ガスを浸透させることにある。また、こ
の第１段階の温度下では、六フッ化硫黄等のフッ素含有
ガスはそのかなりの部分が分解しており、ある程度活性
化されたフッ素原子が生成されていると考えられ、その
フッ素によりガラス中に残留しているＯＨ基を除去する
効果もある。 ＝１３＝ つぎの第２段階では、加熱炉の温度を約１５２０℃に上
昇させ、上記のように第１段階の熱処理の終った複合プ
リフォームを透明ガラス化する。このときも望ましくは
、フッ素含有雰囲気、具体的にはたとえばヘリウム９０
部に対して六フッ化硫黄１０部に設定された雰囲気とす
る。 このようにして作製したプリフォームから光ファイバを
紡糸したところ、その伝送損失波長特性は第７図のよう
になった。 なお、ガラス微粒子の堆積方法としてはいくつかの方法
が知られているが、上記では、水素や天然ガスを燃焼さ
せて得られるような火炎中に、酸化反応もしくは加水分
解反応により酸化物微粒子を生じるような原料を気体と
して送り込み、これによりガラス微粒子を発生させる方
法を採用したわけである。この場合、ガラス原料ガスと
しては、他に三塩化シラン、四塩化ゲルマニウム、オキ
シ塩化リン、三臭化ホウ素等の、■属、■属、■属の金
属ハロゲン化物、一部水素化物等を使用することができ
る。このようなガラス微粒子堆積方法の場合、一般的に
は、発生するガラス微粒子の粒径とバーナの条件との間
に、■バーナの温度を高くするほど粒径が大きくなる傾
向がある、■酸化物を発生させる原料ガスの濃度を濃く
するほど粒径が大きくなる傾向がある、■堆積ターゲッ
トである成長中の複合プリフォームの表面までの距離が
短いほど粒径が小さくなる傾向がある、■バーナで発生
したガラス微粒子の流速が速いはど粒径が小さくなる傾
向がある、というような関係があるので、これを利用す
ることによって、堆積するガラス微粒子の粒径を制御す
ることができる。
を示すもので、この図に示すように、コア１１とクラッ
ド１２との境界付近にフッ素の添加物濃度が不均一にさ
れた層１３が設けられている。このような添加物濃度不
均一層１３では屈折率のゆらぎが生じ、これによって損
失が増大し、光ファイバ１のコア１１中を伝播する光が
漏れることになる。また、逆に外部の光はこの添加物濃
度不均一層１３を介して光ファイバ１中の伝播モードと
結合することができる。 そこで、このような漏洩光ファイバ１は、第２図に示す
ように光ファイバ長さ方向の任意箇所で光を取り出すこ
とができる。すなわち、この第２図で、漏洩光ファイバ
１の一端に光源２からの光一つ− をレンズ３を介して入射すれば、この光ファイバ１中を
伝播する光は光ファイバ１の長さ方向にわたって漏洩す
るので、その任意位置からレンズ４などを介して漏洩光
を集束し、受光器５に導いて信号を受光回路６に送るこ
とができる。 また、逆に、第３図に示すように送信回路７に接続され
た光源２を漏洩光ファイバ１の長さ方向任意箇所に置き
、レンズ３などを介して光ファイバｌの周囲から光を入
射させて、光ファイバ１中の伝播モードに結合すること
もできる。こうして光ファイバ１中を伝播した光は一端
より出射し、レンズ４を介して受光器５に導かれる。 なお、漏洩光ファイバ１の全周において光が漏洩するの
で、第４図に示すように、円筒型の受光器５１を用いる
ようにすれば効率よく受光できる。 図示しないが第３図のような場合において円筒型の光源
を用いた場合も同様である。 また、第１図の漏洩光ファイバ１では、フッ素添加物濃
度の不均一な層１３は光ファイバ１の全周に形成されて
いるが、第５図のように周囲方向の一部に形成するよう
にしてもよい。この場合、その濃度不均一層１３が形成
されている方向でのみ光結合が可能であるから、その方
向に受光器または光源を配置することにより効率のよい
光結合ができる。 このような漏洩光ファイバにおいて伝送損失が大きいも
のほど外部への漏れ光景が大きいので、その分伝播途中
での光の減衰が大きいことになり、伝送距離は短くなる
。そこで、どの程度の光を外部に漏洩させるかは、伝送
距離と光ファイバ外部の受光器の受信能力によって決定
する。非常に簡単な近似では、光ファイバの伝送損失の
大部分がこのコア・クラッド境界付近での散乱損失によ
るとして、 Ｐｏ＞ＰｉＸｅｘｐ（−αＬ）Ｘ ａ−ΔＬＸＣでなけ
ればならない。ここで、ＰＯは最低受信電力、Ｐｉは入
射電力、αは光ファイバの伝送損失係数（ｎｅｐｅｒ／
ｍ）、Ｌは入射端からの距離、ΔＬは光の受信に寄与し
ている光ファイバの長さ、Ｃは実際に受光器に結合して
いる光の割合である。たとえは、第２図の例で、入射電
力Ｐｉ＝ １ ｍＷ、漏洩光ファイバ１のａ ＝ ２０
ｎｅｐｅｒ／ｋｍ、 Ｌ ＝ ０．１ｋｍ、ΔＬ＝０．
０００１に＋ｎ、 Ｃ＝ ０．１とした場合、受光器５
の受信できる最低電力Ｐｏ＝ −４５ｄＢｍが必要とな
る。 つぎにこのような漏洩光ファイバの製造方法について説
明する。まず第６図のように、透明なガラス棒８１の周
囲に、バーナ８２の火炎８３中で生成されたガラス微粒
子を付着して、ガラス・微粒子堆積層８４を形成する。 この実施例では、ガラス棒８１として、透明でかつ滑ら
かな表面を有する直径］、Ｏｍｍの純粋石英ガラス棒を
用いた。バーナ８２に水素、酸素、四塩化珪素、アルゴ
ンを送り込み、このバーナ８２をガラス棒８１の軸に平
行に複数回往復トラバースさせて、厚さが１５１ｎｍに
なるまで粒径のおおきなガラス微粒子を堆積させた。こ
のときの各ガスの流量条件は、水素；８リットル／分、
酸素；１５リットル／分、四塩化珪素１００ｃｃ／分、
アルゴン； ５００ｃＣＺ分とした。水素は燃焼のため
の燃料であり、酸素は助燃剤、四塩化珪素はガラスとな
る原料ガスである。この堆積中のガラス微粒子堆積層の
最高表面温度を測定したところ、１３２０℃であった。 つぎに、原料ガス流量とともは酸素及び水素の流量も減
少させて引き続いてガラス微粒子の堆積を行い、最終的
に、直径１００ｍｍの（ガラス棒８１及びその上のガラ
ス微粒子堆積層８４からなる）複合プリフォームを作製
した。 この複合プリフォームを、炉温度１０００℃の加熱炉内
で、フッ素含有ガスである六フッ化硫黄とヘリウムガス
の混合ガス雰囲気下で熱処理した。熱処理時間は約２時
間とした。この熱処理は第１段階のもので、その作用は
、フッ素をクラッド内に添加するために多孔質ガラス部
分にフッ素含有ガスを浸透させることにある。また、こ
の第１段階の温度下では、六フッ化硫黄等のフッ素含有
ガスはそのかなりの部分が分解しており、ある程度活性
化されたフッ素原子が生成されていると考えられ、その
フッ素によりガラス中に残留しているＯＨ基を除去する
効果もある。 ＝１３＝ つぎの第２段階では、加熱炉の温度を約１５２０℃に上
昇させ、上記のように第１段階の熱処理の終った複合プ
リフォームを透明ガラス化する。このときも望ましくは
、フッ素含有雰囲気、具体的にはたとえばヘリウム９０
部に対して六フッ化硫黄１０部に設定された雰囲気とす
る。 このようにして作製したプリフォームから光ファイバを
紡糸したところ、その伝送損失波長特性は第７図のよう
になった。 なお、ガラス微粒子の堆積方法としてはいくつかの方法
が知られているが、上記では、水素や天然ガスを燃焼さ
せて得られるような火炎中に、酸化反応もしくは加水分
解反応により酸化物微粒子を生じるような原料を気体と
して送り込み、これによりガラス微粒子を発生させる方
法を採用したわけである。この場合、ガラス原料ガスと
しては、他に三塩化シラン、四塩化ゲルマニウム、オキ
シ塩化リン、三臭化ホウ素等の、■属、■属、■属の金
属ハロゲン化物、一部水素化物等を使用することができ
る。このようなガラス微粒子堆積方法の場合、一般的に
は、発生するガラス微粒子の粒径とバーナの条件との間
に、■バーナの温度を高くするほど粒径が大きくなる傾
向がある、■酸化物を発生させる原料ガスの濃度を濃く
するほど粒径が大きくなる傾向がある、■堆積ターゲッ
トである成長中の複合プリフォームの表面までの距離が
短いほど粒径が小さくなる傾向がある、■バーナで発生
したガラス微粒子の流速が速いはど粒径が小さくなる傾
向がある、というような関係があるので、これを利用す
ることによって、堆積するガラス微粒子の粒径を制御す
ることができる。
この発明の漏洩光ファイバによれば、光ファイバ中を伝
播する光を光ファイバの長さ方向の任意箇所で漏洩させ
たり外部の光を光ファイバの伝播モードに結合させたり
できる。また、この発明の製造方法によれば、このよう
な漏洩光ファイバを簡単・確実に製造できる。
播する光を光ファイバの長さ方向の任意箇所で漏洩させ
たり外部の光を光ファイバの伝播モードに結合させたり
できる。また、この発明の製造方法によれば、このよう
な漏洩光ファイバを簡単・確実に製造できる。
第１図はこの発明にかかる漏洩光ファイバの一実施例の
断面図、第２図、第３図及び第４図はこの”漏洩光ファ
イバの使用例を示す模式的な斜視図、第５図は他の実施
例の断面図、第６図はこの発明にかかる製造法の一実施
例の模式的な斜視図、第７図は同実施例で得られた光フ
ァイバの損失波長特性を示すグラフ、第８図は堆積した
ガラス微粒子の粒径と損失との相関関係を示すグラフ、
第９図はフッ素濃度分布を表す拡大断面図である。 １・・・漏洩光ファイバ、２・・・光源、３．４・・・
レンズ、５・・・受光器１，６・・・受光回路、１１・
・・コア、１２・・・クラッド、１３・・・フッ素添加
物濃度不均一層、８１・・・ガラス棒、８２・・・バー
ナ、８３・・・火炎、８４・・・ガラス微粒子堆積層、
８５・・・ガラス微粒子。
断面図、第２図、第３図及び第４図はこの”漏洩光ファ
イバの使用例を示す模式的な斜視図、第５図は他の実施
例の断面図、第６図はこの発明にかかる製造法の一実施
例の模式的な斜視図、第７図は同実施例で得られた光フ
ァイバの損失波長特性を示すグラフ、第８図は堆積した
ガラス微粒子の粒径と損失との相関関係を示すグラフ、
第９図はフッ素濃度分布を表す拡大断面図である。 １・・・漏洩光ファイバ、２・・・光源、３．４・・・
レンズ、５・・・受光器１，６・・・受光回路、１１・
・・コア、１２・・・クラッド、１３・・・フッ素添加
物濃度不均一層、８１・・・ガラス棒、８２・・・バー
ナ、８３・・・火炎、８４・・・ガラス微粒子堆積層、
８５・・・ガラス微粒子。
Claims (5)
- （１）コア・クラッド境界付近にフッ素添加濃度の不均
一な層が形成されていることを特徴とする漏洩光ファイ
バ。 - （２）コア・クラッド境界付近のフッ素添加濃度の不均
一な層は、光ファイバ周囲方向の全部に設けられている
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の漏洩光フ
ァイバ。 - （３）コア・クラッド境界付近のフッ素添加濃度の不均
一な層は、光ファイバ周囲方向の一部に設けられている
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の漏洩光フ
ァイバ。 - （４）透明なガラス棒上に粒径が０．５μｍ以上のガラ
ス微粒子を含むガラス微粒子を堆積させる工程と、次に
この得られたガラス棒及びガラス微粒子堆積層の複合プ
リフォームをフッ素含有雰囲気下で熱処理する工程とを
有することを特徴とする漏洩光ファイバの製造方法。 - （５）透明なガラス棒は、純粋な石英ガラスに対して０
．１％の屈折率差を与える添加物濃度以下の濃度で添加
物を含む石英系ガラスまたは純粋石英ガラスであること
を特徴とする特許請求の範囲第４項記載の漏洩光ファイ
バの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3266187A JPH087284B2 (ja) | 1987-02-16 | 1987-02-16 | 漏洩光フアイバとその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3266187A JPH087284B2 (ja) | 1987-02-16 | 1987-02-16 | 漏洩光フアイバとその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63199303A true JPS63199303A (ja) | 1988-08-17 |
| JPH087284B2 JPH087284B2 (ja) | 1996-01-29 |
Family
ID=12365046
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3266187A Expired - Lifetime JPH087284B2 (ja) | 1987-02-16 | 1987-02-16 | 漏洩光フアイバとその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH087284B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02126203A (ja) * | 1988-10-12 | 1990-05-15 | Sci & Technol Inc | 線状発光体 |
| US6606431B2 (en) * | 2000-08-22 | 2003-08-12 | John D. Unsworth | Method for creating side firing or leaky optical fibers |
| WO2005086389A1 (ja) * | 2004-03-04 | 2005-09-15 | Nakagawa Laboratories, Inc. | 通信システム及び漏洩光ファイバ |
| US7583901B2 (en) | 2002-10-24 | 2009-09-01 | Nakagawa Laboratories, Inc. | Illuminative light communication device |
| JPWO2008018281A1 (ja) * | 2006-08-07 | 2009-12-24 | 浜松ホトニクス株式会社 | 移動体光通信システム及び移動体光通信方法 |
| JP2011514551A (ja) * | 2008-02-14 | 2011-05-06 | ショット アクチエンゲゼルシャフト | 側面光放射ステップ・インデックス型ファイバ |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102008034791B4 (de) | 2008-07-25 | 2022-01-20 | Schott Ag | Preformen und Verfahren zur Herstellung von seitenemittierenden Stufenindexfasern |
-
1987
- 1987-02-16 JP JP3266187A patent/JPH087284B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02126203A (ja) * | 1988-10-12 | 1990-05-15 | Sci & Technol Inc | 線状発光体 |
| US6606431B2 (en) * | 2000-08-22 | 2003-08-12 | John D. Unsworth | Method for creating side firing or leaky optical fibers |
| US7583901B2 (en) | 2002-10-24 | 2009-09-01 | Nakagawa Laboratories, Inc. | Illuminative light communication device |
| US7929867B2 (en) | 2002-10-24 | 2011-04-19 | Nakagawa Laboratories, Inc. | Emergency lamp and wireless emergency lamp data transmission system |
| WO2005086389A1 (ja) * | 2004-03-04 | 2005-09-15 | Nakagawa Laboratories, Inc. | 通信システム及び漏洩光ファイバ |
| JPWO2008018281A1 (ja) * | 2006-08-07 | 2009-12-24 | 浜松ホトニクス株式会社 | 移動体光通信システム及び移動体光通信方法 |
| JP4863406B2 (ja) * | 2006-08-07 | 2012-01-25 | 浜松ホトニクス株式会社 | 移動体光通信システム及び移動体光通信方法 |
| JP2011514551A (ja) * | 2008-02-14 | 2011-05-06 | ショット アクチエンゲゼルシャフト | 側面光放射ステップ・インデックス型ファイバ |
| US8582943B2 (en) | 2008-02-14 | 2013-11-12 | Schott Ag | Side-emitting step index fiber |
| EP2243048B1 (de) * | 2008-02-14 | 2019-04-24 | Schott AG | Seitenemittierende stufenindexfaser, methode der herstellung, und verwendung selbiger |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH087284B2 (ja) | 1996-01-29 |
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