JPS636501B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は偏波面保存光フアイバに関する。

単一モード伝送用の光フアイバで、クラツドを
断面楕円形にし、コアに異方性歪を起こし、光弾
性効果によつて長軸、短軸方向の屈折率、従つて
伝搬定数の差を大きくし、偏波面を保存する光フ
アイバは、例えば特開昭56−99306号によつてす
でによく知られている。

この構造は、その断面が第１図に示すような３
層構造からなり、コア１１はSiO₃ガラス、SiO₂
＋B₂O₃ガラス、SiO₂＋GeO₂ガラスもしくはSiO₂
＋P₂O₅ガラスが採用できることが指摘されてい
る。また、断面楕円形のクラツド１２としては、
SiO₂＋B₂O₃ガラスもしくはSiO₂＋GeO₂＋B₂O₃
ガラスが採用できることが指摘されており、外側
クラツド１３（ジヤケツトとも称する）としては
石英管が採用できることが指摘されている。

楕円形クラツドにはB₂O₃含有ガラスを採用す
るのは、異方性歪を起こす材料としてB₂O₃が有
力であるためである。

ところが、B₂O₃は1.2μｍ帯以上の長波長帯で
大きな吸収損失を受けるため、従来偏波面保存光
フアイバの使用を短波長帯に限つていた。これを
解決し、長波長帯での使用を実現するために第２
図、あるいは第３図のような４層の構造が提案さ
れている。

第２図において、２１は例えばSiO₂及びGeO₂
ガラスからなるコア、２２は高純度SiO₂からな
るクラツド、２３はB₂O₃を含む楕円形内側ジヤ
ケツト、２４は外側ジヤケツトである。

また、第３図において３１はコア、３２は高純
度SiO₂からなるクラツド、３３はSiO₂、フツ素
及びP₂O₅ガラスからなる内側ジヤケツト、３４
は外側ジヤケツトである。

しかし、第２図の構造では第１クラツドをあま
り厚くすると偏波面保存性が悪くなり、さもなく
ばやはりB₂O₃の影響で長波長帯での損失増加は
まぬがれない。

また、第３図の構造ではB₂O₃による吸収損失
の問題は解消するが、有力な異方性歪付与材がな
いので偏波面保存性が劣つている。

しかも、これらに共通して耐放射線性が劣つて
いるという欠点がある。偏波面保存光フアイバは
重要な部所での測定系や高い信頼性を必要とする
部分に用いられることが多いため耐放射線性に優
れているということはひとつの重要なポイントと
なる。

本発明は斯かる状況に鑑み、長波長帯での吸収
損失を低減し、かつ偏波面保存性が優れており、
耐放射線性にも優れており、しかも製造が容易な
偏波面保存光フアイバを提供することを目的とす
る。

本発明の構成を、一実施例を示す第４図を参照
して具体的に説明する。

第４図において、４１はコアであり、４２はク
ラツド、４３は内側ジヤケツト、４４は外側ジヤ
ケツトである。

コア４１は高純度SiO₂からなり、実質的に添
加物を含まないガラスである。

クラツド４２はB₂O₃を含まず、SiO₂を主成分
としP₂O₅とフツ素とを含むガラスからなる。

内側ジヤケツト４３はSiO₂を主成分としP₂O₅
及びB₂O₃を含むガラスからなる。

ここで内側ジヤケツト４３が含むP₂O₅とB₂O₃
の合計量は以下に説明する製造上の理由から５〜
20モル％が適当である。また、このP₂O₅とB₂O₃
との相互の関係は、屈折率分布の理由からB₂O₃
の方が多くなければならず、P₂O₅に対するB₂O₃
の割合はモル％で1.0〜2.0倍であることが要求さ
れる。

従つて細かく分けると、内側ジヤケツト４３に
含まれるP₂O₅の量は1.7〜10モル％であり、B₂O₃
の量は2.5〜13モル％、SiO₂の量は80〜95モル％
ということになる。

クラツド４２はコア４１と内側ジヤケツト４３
の中間の粘度であることが望ましいので、クラツ
ド４２が含むSiO₂の割合は内側ジヤケツト４３
が含むSiO₂より大きい。

外側ジヤケツト４４の材質は粘度の高いガラス
であれば、格別制限はないが、石英ガラスが一般
的であり、概ねコア４１と同様の材質が用いられ
る。

このような構成の偏波面保存光フアイバを製造
する場合には次のような方法が採用できる。

まず、基本的には最もよく知られた内付CVD
法を利用したもので、外径18mm、厚さ1.5mmの透
明石英ガラス管を準備し、この内壁面に内側ジヤ
ケツトとなるガラス膜を添着する。このガラス膜
は前記の通りSiO₂を主成分としP₂O₅及びB₂O₃を
含むガラスであり、P₂O₅とB₂O₃との合計量は５
〜20モル％である。

このときP₂O₅とB₂O₃との合計量が20モル％よ
り大きいと、粘度が低くなり過ぎ、これより内側
に高融点ガラス層の形成をすることが難しくなる
ので20モル％以下とすることが製造上望ましい。

次いで、内側ジヤケツトとなるガラス膜の内周
面上にクラツドとなるガラス膜を添着し、さらに
コアとなるガラス膜を添着する。クラツドとなる
ガラス膜は前記の通り主成分がSiO₂であり、
P₂O₅とフツ素とを含むガラスである。ここでフ
ツ素は屈折率調整剤として働き、P₂O₅は主に粘
度調整剤として働く。

これらの膜を形成した後、ガラス管の一端を封
じ、他端より減圧器により管内の圧力を−５mm
H₂Oにし、酸水素バーナーで約1900℃に加熱し、
バーナーの移動速度を５mm／minとしてガラス管
を中実にする。

この中実の過程で、減圧の影響によつて最も粘
度の低い内側ジヤケツトが楕円形となり、第４図
に示したような断面の中実母材となる。

このようにして得られた中実母材を加熱線引き
して偏波面保存光フアイバを得る。

なお、必要に応じてこの外側に樹脂組成物のコ
ーテイングを施すことができる。

ここで、重要なことは内側ジヤケツトの組成で
あるが、P₂O₅とB₂O₃との合計量が５モル％より
小さいと粘度が十分に低くないため、相当減圧量
を大きくしても容易に楕円形状とならない。従つ
てP₂O₅とB₂O₃の合計量は５モル％以上であるこ
とが必要である。

また、クラツドはその組成と減圧量との関係で
円形にも楕円形にもなり得るが、異方性歪付与材
を含む内側ジヤケツトが十分楕円形にならず、ク
ラツドが楕円形となつても良好な特性は得られな
い。

従つてクラツドは内側ジヤケツトより粘度が高
い方が偏波面保存性を十分に発揮するためには有
効である。前記のようにクラツドの含むSiO₂の
量の割合を内側ジヤケツトの含むSiO₂の量の割
合より大きくしたのはこのためである。

当然のことながら、クラツド及び内側ジヤケツ
トの屈折率はコアより低くなければならないの
で、それぞれフツ素とP₂O₅の量、B₂O₃とP₂O₅の
量を加減する必要がある。

また、本発明の偏波面保存光フアイバは内付
CVD法でのみ製造され得るものではなく、各部
材をVAD法によつて製造し、ロツドインチユー
ブ法によつて減圧しながら一体化するような方法
でも製造することができる。

以上説明したような本発明の偏波面保存光フア
イバであれば次のような顕著な効果を奏する。

(1) コアは高純度SiO₂で形成されているため、
耐放射性線性が良好であり、伝送損失が小さ
く、しかも粘度が高いので製造過程で形くずれ
することがなく、信頼性が高い。

(2) 楕円形内側ジヤケツトにはB₂O₃を含み、コ
アに接するクラツドはB₂O₃を含まないので、
偏波面保存性が優れており、しかも長波長帯に
おける吸収損失がほとんどない。

(3) 内側ジヤケツトに含まれるP₂O₅とB₂O₃の量
が厳選された範囲に設定されているので、内付
CVD法等一般的な製法によつて容易にしかも
再現性良く優れた特性が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図及び第３図は従来の偏波面保存
光フアイバを示す断面図であり、第４図は本発明
の一実施例を示す断面図である。 ４１：コア、４２：クラツド、４３：内側ジヤ
ケツト、４４：外側ジヤケツト。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 断面が円形のコアと、その外周に設けられた
   クラツドと、その外周に設けられた断面が楕円形
   の内側ジヤケツトと、さらにその外周に設けられ
   た外側ジヤケツトとを有する偏波面保存光フアイ
   バにおいて、前記コアは高純度SiO₂からなり、
   前記クラツドはSiO₂を主成分としP₂O₅及びフツ
   素を含有するガラスからなり、前記内側ジヤケツ
   トはSiO₂を主成分としP₂O₅及びB₂O₃を含有する
   ガラスからなり、前記内側ジヤケツトのSiO₂の
   割合より前記クラツドのSiO₂の割合の方が大き
   く、前記内側ジヤケツトにおけるP₂O₅とB₂O₃と
   の合計量が５〜20モル％であり、かつP₂O₅に対
   するB₂O₃の割合がモル％で1.0〜2.0倍であること
   を特徴とする偏波面保存光フアイバ。