KR100661766B1 - 싱글 모드 광 파이버 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

코어 영역(10) 및 클래드 영역(30)의 경계에 형성되고, 굴절률이 코어 영역(10)측으로부터 클래드 영역(30)을 향해서 감소해 가는 계면 영역(20)의 굴절률 변화에 대해서, 코어 영역(10)의 비굴절률차 △n에 대해 O.8 ×△n에서 0.3 ×△n까지 변화하는 영역에 대해서 구한, 코어 반경 r로 규격화된 비굴절률차 변화율 (0.5 ×△n)/(d/r)을 굴절률 변화의 평가를 위한 지표로서 사용하고, 그 값의 허용 범위를 하한치가 0.4%, 상한치가 4.O%로 함으로써, 끝부분 확장의 영향 및 광 파이버 내의 일그러짐을 각각 저감하고, 저 손실의 광 전송이 가능한 싱글 모드 광 파이버를 실현할 수 있다.
광 파이버, 굴절률, 코어 영역, 클래드 영역, 글래스 모재, 비굴절률차 변화율, 계면 영역

Description

싱글 모드 광 파이버 및 그 제조 방법{Single-mode optical fiber and its production method}
본 발명은 광 전송 시스템에 사용되는 싱글 모드 광 파이버 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
싱글 모드형 등의 광 파이버는 빛이 전송되는 영역인 코어 영역과, 그 외주에 형성되는 클래드 영역을 갖고 구성되고, 코어 영역의 굴절률이 클래드 영역의 굴절률보다 약간 큰 값으로 설정되어 광 파이버가 형성됨에 따라서, 코어 영역에 있어서의 광 전송이 실현된다. 특히, 싱글 모드 광 파이버에 있어서는 광 파워가 코어 영역 근방의 클래드 영역으로도 확대되어 빛이 전송된다.
여기서, 코어 영역 및 클래드 영역의 경계 부분인 계면 영역에 있어서는, 그 굴절률은 실제로는 불연속적으로 변화하는 것이 아니라, 코어 영역으로부터 클래드 영역을 향해서 굴절률이 감소해 가는 일정한 연속적인 굴절률 분포를 갖고, 굴절률이 변화한다. 이러한 경계면에 있어서의 굴절률의 변화에 대해서는, 예를 들면 일본 특개소49-17246호 공보에 경계면에 굴절률이 연속적으로 변화하는 층을 형성하는 것이 개시되어 있다.
한편, 예를 들면 일본 특개소57-27934호 공보 및 일본 특개평3-8737호 공보에는 이러한 계면 영역(끝부분 감소 또는 끝부분 확장)의 두께를 감소시키는 광 파이버용 글래스 모재(母材)의 제조 방법이 개시되어 있다.
이러한, 굴절률이 연속적으로 변화하는 계면 영역에 대해서는 굴절률의 변화율이 작고, 계면 영역의 두께가 커지면, 특히 싱글 모드 광 파이버에 있어서는 전송되는 광 파워가 굴절률의 끝부분 확장의 영향을 받고, 영분산 파장이 사용 파장 영역보다도 길어진다는 문제가 있다. 한편, 굴절률의 변화율이 크고, 계면 영역의 두께가 작아지면, 코어 영역 및 클래드 영역의 재질의 점도차(粘度差)에 의해서, 와이어 드로잉 후에 있어서 광 파이버 내부에 일그러짐·불균등한 부분이 남고, 이에 의해서 전송 손실의 증가를 초래하게 된다.
즉, 계면 영역에 대해서, 실용면의 끝부분 확장의 영향으로부터의 제한과, 제조면의 광 파이버 내부의 일그러짐의 발생으로부터의 제한은 트레이드 오프의 관계에 있어서 그 양립이 곤란하였다.
본 발명은 상기 문제점에 비추어 이루어진 것으로, 적합한 굴절률 변화를 갖는 계면 영역이 형성되어, 저 손실의 광 전송을 실현하는 싱글 모드 광 파이버 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
이러한 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 의한 싱글 모드 광 파이버는 굴절률이 n1인 코어 영역과, 상기 코어 영역의 외주에 형성된 굴절률이 n2<n1을 만족하는 n2인 클래드 영역을 구비하고, 각 부에 있어서의 비굴절률차를 상기 클래드 영역의 굴절률 n2를 기준으로 하여 상기 코어 영역의 비굴절률차를 △n으로 정의하고, 상기 코어 영역과 상기 클래드 영역의 경계 근방에서 굴절률이 연속적으로 변화하는 계면 영역 내에 있어서, 상기 비굴절률차가 0.8 ×△n에서 0.3 ×△n까지 변화하는 파이버 직경 방향의 두께가 d이고 상기 비굴절률차가 0.5 ×△n인 코어 반경 r로 규격화한 비굴절률차 변화율 (0.5 ×△n)/(d/r)이 0.4% 이상 4.0% 이하인 것을 특징으로 한다.
또한, 싱글 모드 광 파이버의 제조 방법은 굴절률이 n1인 코어 영역과, 상기 코어 영역의 외주에 형성된 굴절률이 n2<n1을 만족하는 n2인 클래드 영역을 구비하는 싱글 모드 광 파이버의 제조 방법으로서, 상기 코어 영역을 VAD법 또는 OVD법으로 형성하는 형성 공정과, 상기 코어 영역을 포함하는 싱글 모드 광 파이버의 투명 글래스 모재를 선별하는 선별 공정을 갖고, 상기 선별 공정에 있어서, 각 부에 있어서의 비굴절률차를 상기 클래드 영역의 굴절률 n2를 기준으로 하여 상기 코어 영역의 비굴절률차를 △n으로 정의하고, 상기 코어 영역과 상기 클래드 영역의 경계 근방에서 굴절률이 연속적으로 변화하는 계면 영역 내에 있어서, 상기 비굴절률차가 O.8 ×△n에서 0.3 ×△n까지 변화하는 파이버 직경 방향의 두께가 d이고 상기 비굴절률차가 0.5 ×△n인 코어 반경 r로 규격화한 비굴절률차 변화율 (0.5 ×△n)/(d/r)이 0.4% 이상 4.0% 이하인 상기 투명 글래스 모재를 선별하는 것을 특징으로 한다.
비굴절률차 △n의 코어 영역으로부터, 비굴절률차 0의 클래드 영역으로 굴절률이 감소해 가는 계면 영역 내의 굴절률 변화의 적합한 조건을 결정하는 것에 있어서, 그 평가의 기준을 비굴절률차가 O.8 ×△n에서 0.3 ×△n까지 변화하는 영역 범위에 대해서 정의되는 비굴절률차 변화율로 하고, 그 값에 대해서 허용 범위의 하한치를 0.4%, 상한치를 4.0%로 함으로써, 끝부분 확장의 영향 및 광 파이버 내의 일그러짐의 발생을 각각 저감하여, 적합한 여러 가지 특성을 갖는 저 전송 손실에 의한 광 전송이 가능한 싱글 모드 광 파이버 및 그 제조 방법을 실현할 수 있다.
즉, 저 손실에 의한 광 전송이 가능한 싱글 모드 광 파이버를 실현하기 위해서는 굴절률이 변화하는 영역인 계면 영역에 대해서, 굴절률 분포 및 두께와, 그에 의한 굴절률의 변화율에 대해서, 그 적합한 평가 및 선별 방법을 확립하고, 실용면 및 제조면에서 적합한 조건을 결정하는 것이 중요하다. 그러나, 상술한 경계면·끝부분 확장에 관한 각 문헌에 있어서는, 그와 같은 조건 등에 대해서는 명확하지 않고, 구체적인 기술이나 검토가 이루어져 있지 않다.
본 발명에 있어서, 평가 기준으로 사용되는 상기 영역 범위(△n의 80% 내지 30%)에 대해서는 후술하는 바와 같이, 실제의 측정 결과를 이용하여 발명자들이 행한 평가에 근거하여 변화율 평가에 가장 적합한 변화 범위로서 설정된 것이다. 이에 의한 평가 방법을 이용하여, 상술한 바와 같이 굴절률 변화의 적합한 조건을 결정하여 투명 글래스 모재를 선별함으로써, 저 손실의 싱글 모드 광 파이버를 확실하게 얻는 것이 가능해진다.
또한, 비굴절률차는 통상 백분율로 표시되기 때문에(싱글 모드 광 파이버에서는 예를 들면 0.3% 정도), 비굴절률차 변화율에 대해서도 마찬가지로 백분율로 표시하고 있다. 또한, 코어 반경 r 및 두께 d에 대해서는 광 파이버의 투명 글래스 모재에 대해서 측정이 행하여지지만, 그 측정 결과에 의해서 단위(㎜)로 표시하거나, 또는 와이어 드로잉 후의 광 파이버로 환산하여 단위(㎛)로 표시한다.
이러한 굴절률 변화를 갖는 싱글 모드 광 파이버는 단일의 코어 영역 및 클래드 영역으로 이루어지는 것에 한정되지 않는다. 즉, 본 발명에 의한 싱글 모드 광 파이버는 굴절률이 n1인 내(內)코어 영역과, 상기 내코어 영역의 외주에 형성된 굴절률이 n2<n1을 만족하는 n2인 외(外)코어 영역과, 상기 외코어 영역의 외주에 형성된 클래드 영역을 구비하고, 각 부에 있어서의 비굴절률차를 상기 외코어 영역의 굴절률 n2를 기준으로 하여 상기 내코어 영역의 비굴절률차를 △n으로 정의하고, 상기 내코어 영역과 상기 외코어 영역의 경계 근방에서 굴절률이 연속적으로 변화하는 계면 영역 내에 있어서, 상기 비굴절률차가 0.8 ×△n에서 0.3 ×△n까지 변화하는 파이버 직경 방향의 두께가 d이고 상기 비굴절률차가 0.5 ×△n인 내코어 반경 r로 규격화한 비굴절률차 변화율 (0.5 ×△n)/(d/r)이 0.4% 이상 4.0% 이하인 것을 특징으로 하여도 좋다.
또한, 싱글 모드 광 파이버의 제조 방법은 굴절률이 n1인 내코어 영역과, 상기 내코어 영역의 외주에 형성된 굴절률이 n2<n1을 만족하는 n2인 외코어 영역과, 상기 외코어 영역의 외주에 형성된 클래드 영역을 구비하는 싱글 모드 광 파이버의 제조 방법으로서, 상기 내코어 영역을 VAD법 또는 OVD법으로 형성하는 형성 공정과, 상기 내코어 영역을 포함하는 싱글 모드 광 파이버의 투명 글래스 모재를 선별하는 선별 공정을 갖고, 상기 선별 공정에 있어서 각 부에 있어서의 비굴절률차를 상기 외코어 영역의 굴절률 n2를 기준으로 하여 상기 내코어 영역의 비굴절률차를 △n으로 정의하고, 상기 내코어 영역과 상기 외코어 영역의 경계 근방에서 굴절률이 연속적으로 변화하는 계면 영역 내에 있어서, 상기 비굴절률차가 0.8 ×△n에서 0.3 ×△n까지 변화하는 파이버 직경 방향의 두께가 d이고 상기 비굴절률차가 0.5 ×△n인 내코어 반경 r로 규격화한 비굴절률차 변화율 (0.5 ×△n)/(d/r)이 0.4% 이상 4.0% 이하인 상기 투명 글래스 모재를 선별하는 것을 특징으로 하여도 좋다.
이러한 싱글 모드 광 파이버 및 그 제조 방법에 의해서도, 마찬가지로 저 손실의 싱글 모드 광 파이버를 얻을 수 있다.
도 1은 싱글 모드 광 파이버의 일 실시예의 단면 구조 및 굴절률 프로파일을 도시하는 모식도.
도 2는 비굴절률차 변화율에 의한 영분산 파장의 변화를 도시하는 그래프.
도 3은 싱글 모드 광 파이버의 다른 실시예의 단면 구조 및 굴절률 프로파일을 도시하는 모식도.
이하, 도면과 함께 본 발명에 의한 싱글 모드 광 파이버 및 그 제조 방법의 적합한 실시예에 대해서 상세하게 설명한다. 또한, 도면에 있어서는 그 치수 비율은 설명한 것과 반드시 일치하지는 않는다.
도 1은 본 발명에 따른 싱글 모드 광 파이버의 일 실시예의 단면 구조 및 파이버 직경 방향(도면 중의 선(L)으로 도시된 방향)의 굴절률 프로파일을 모식적으로 도시하는 도면이다. 또한, 도 1에 도시된 굴절률 프로파일의 가로 축은 스케일은 다르지만, 도면 중의 단면 구조에 도시된 선(L)에 따른 코어부(1)의 중심 축에 대해서 수직 단면상의 각 위치에 상당하고 있다. 따라서, 도면 중의 굴절률 프로파일에 있어서, 코어 영역(10)은 코어부(1)의 선(L)상의 영역, 계면 영역(20)은 계면부(2)의 선(L)상의 영역, 클래드 영역(30)은 클래드부(3)의 선(L)상의 영역에 각각 대응하고 있다. 또한, 굴절률 프로파일의 세로 축은 클래드 영역(30)의 굴절률을 기준으로 한 비굴절률차를 나타낸다.
또한, 코어 영역(10) 및 클래드 영역(30)의 경계에 존재하는 계면 영역(20)은 실제로는 코어 영역(10) 및 클래드 영역(30)에 대해서 별도로 형성되는 것이 아니라, 광 파이버의 제조시에 있어서, 그들의 경계에 끝부분 확장으로서 형성되는 것이다. 따라서, 명확한 영역 구분은 없고, 도면에 도시한 바와 같은 계면부(2) 및 계면 영역(20)의 영역 범위 및 그 구분 위치는 굴절률이 변화하는 영역을 구별하여 그와 같은 영역의 존재를 명시하기 위해서 설정·정의한 것으로서, 그 정량적인 평가 등에 대해서는, 후술하는 바와 같이 이 계면 영역(20) 내의 부분인 비굴절률차의 특정한 변화 범위에 대해서 행하여진다.
도 1에 도시한 싱글 모드 광 파이버의 광 전송로로서의 여러 가지 특성은 굴절률 프로파일 중에 도시되어 있는 각 영역의 굴절률 및 외경 등에 의해서 결정·제어된다. 도면 중에 도시하는 △n은 클래드 영역(30)의 굴절률을 기준으로 한 코 어 영역(10)의 비굴절률차를 도시하고, △n=(n1-n2)/n2에 의해서 정의된다. 단, n1은 코어 영역(10)의 굴절률, n2는 클래드 영역(30)의 굴절률이다. 또한, 코어 영역(10) 내에 있어서 굴절률에 분포가 있는 경우에는 최대 굴절률을 n1로 한다.
이들 2개의 영역의 경계에 형성되는 계면 영역(20)의 굴절률은 코어 영역(10)측으로부터 클래드 영역(30)측을 향해서 굴절률 n1에서 n2로 연속적으로 변화·감소한다. 여기서, 상술한 바와 같이, 이러한 굴절률이 변화하는 영역의 특성을 정량적으로 평가하고, 제조 공정에 있어서 광 파이버를 선별하기 위해서는, 기준이 되는 비굴절률차의 변화 범위 등, 확실하고 또한 구체적인 평가 방법을 설정할 필요가 있다. 발명자들은 여러 가지의 광 파이버에 대한 실제의 측정 결과에 근거하여 검토한 결과, 평가에 사용하는 비굴절률차의 변화 범위를 0.8 ×△n에서 0.3 ×△n까지 변화하는 영역 범위(코어 영역(10)의 비굴절률차를 100%로 하였을 때, 80%에서 30%까지의 범위)로 설정하였다.
이러한 계면 영역(20)에 있어서의 굴절률 변화의 평가 및 그에 근거하는 광 파이버의 선별은 광 파이버의 투명 글래스 모재(preform)에 대해서 굴절률 분포 측정장치(preform·analyzer)를 사용하여 행한다. 단, 모재가 와이어 드로잉되어 광 파이버화될 때의 축척율은 모재마다 다른 경우가 있기 때문에, 필요하다면 간이 스텝 근사법(ESI법) 등을 이용하여 보정을 행하고, 와이어 드로잉 후의 광 파이버의 굴절률 변화를 구하여도 좋다.
이와 같이 하여 구해진 굴절률 프로파일에 대해서, 코어 영역(10)의 비굴절률차 △n을 기준으로 하여 평가에 사용되는 굴절률의 변화 범위의 상한치 및 하한치를 설정하고, 그 변화 범위에 대해서 구해진 변화율을 굴절률 변화의 평가의 지표로서 사용한다. 이때, 실제로 사용되는 여러 가지 광 파이버의 특성과 가장 잘 대응하고, 또한 변화율 평가가 정밀도 좋게 행할 수 있는 변화 범위를 설정하는 것이 필요하다. 측정 결과에 근거하는 검토 결과, 발명자들은 상술한 80% 내지 30%의 변화 범위를 평가 및 선별에 적합한 범위로서 선택·설정하였다.
변화율의 평가는 도 1에 도시한 코어 반경 r 및 상술한 변화 범위에 대응하는 영역 범위의 파이버 직경 방향의 두께 d를 사용하여 행하여진다. 여기서, 코어 반경 r은 비굴절률차가 △n의 1/e가 되는 위치까지의 반경에 의해서 정의된다. 그 위치는 계면 영역(20)의 비굴절률차가 약 O.37 ×△n이 되는 위치이고, 따라서, 코어 반경 r은 코어 영역(10)의 외경과는 다르다. 변화율은 이 코어 반경 r을 1로 하였을 때, 즉 코어 반경에 의해서 규격화하였을 때의 비굴절률차 변화율에 의해서 평가되고, 그 값은 (O.5 ×△n)/(d/r)로 정의된다.
또한, 상술한 방법에서는 비굴절률차가 0.8 ×△n이 되는 위치에서 O.3 ×△n이 되는 위치까지의 두께 d와, 그 사이에 있어서의 비굴절률차의 변화 O.5 ×△n으로부터 비굴절률차 변화율을 구하였지만, 그 외의 계산 방법을 이용하여도 좋다. 예를 들면 O.8 ×△n에서 0.3 ×△n까지의 범위의 복수의 굴절률 측정점에 대해서, 예를 들면 최소 제곱법 등의 근사법을 이용하여 직선 근사를 행하여, 그 직선의 경사로부터 상당하는 두께 d 및 비굴절률차 변화율을 구할 수 있다. 단, 각각의 광 파이버에 대해서 요구되는 비굴절률차 변화율을 비교하는 경우에 있어서는 그 변화율의 계산 방법이 동일한 것이 바람직하다.
또한, 상술한 굴절률 분포의 측정은 코어 반경에 규격화하는 것이기 때문에, 코어 부분이 글래스화되어 있으면 평가가 가능하다. 일반적으로, 코어부와 클래드부를 합성한 후에, 적합한 재킷층을 부가하여 광 파이버 모재로 하는 방법이 이용되지만, 이 굴절률 분포 측정은 재킷층 부가 전후의 모든 투명 글래스 모재에 있어서 행하여도 좋다. 또한, 재킷층 부가를 행하지 않는 경우의 투명 글래스 모재 등에 있어서도, 마찬가지로 굴절률 분포 측정을 행할 수 있다.
상술한 평가법을 이용하여, VAD법에 의해서 제작된 외경 70㎜의 싱글 모드 광 파이버의 투명 글래스 모재로부터 싱글 모드 광 파이버의 비굴절률차 변화율을 구하여, 본 발명에 따른 비굴절률차 변화율이 0.4% 이상 4.O% 이하인 싱글 모드 광 파이버에 대해서, 그 여러 가지 특성의 대비를 행하였다. 평가를 행한 실시예인 광 파이버는 △n=0.346%, r=4.44㎜, d=O.239㎜이고, 이 때의 비굴절률차 변화율은 3.21%이다. 단 여기서는, r 및 d는 모두 와이어 드로잉 전의 모재에 있어서의 수치이고, 이것은 와이어 드로잉 후의 파이버 직경을 125㎛로 하였을 때 코어 반경 r=7.93㎛, d=O.427㎛에 상당한다. 이 모재를 와이어 드로잉하여 얻어진 광 파이버의 여러 가지 특성은 컷오프 파장 1262㎚, 모드 필드 직경 9.28㎛, 영분산 파장 1316㎚로, 1.3㎛대의 광전송에 대해서 양호한 특성을 얻을 수 있다. 또한, 1310㎚ 및 1550㎚에 있어서의 전송 손실은 각각 0.331dB/㎞ 및 O.192dB/㎞가 되어 전송 손실의 악화는 볼 수 없고, 상술한 비굴절률차 변화율의 허용 범위 내에서, 저 전송 손실이 실현되는 것이 확인되었다.
이에 대해서, 비교를 위해서 비굴절률차 변화율이 0.4% 이하이고 상기 허용 범위 외인 0.37%의 싱글 모드 광 파이버에 대해서 여러 가지 특성을 구하였다. 이와 같이 변화율이 작은 경우에는 광전송에 대한 끝부분 확장의 영향이 증대되지만, 구해진 여러 특성은 컷오프 파장 1265㎚, 모드 필드 직경 9.30㎛, 영분산 파장 1324㎚이었다. 이것은 장파장측으로 크게 시프트하고 있어, 1.3㎛대의 광전송에는 바람직하지 못한 것이다. 또한, 비굴절률차 변화율이 4.O% 이상으로 마찬가지로 상기 허용 범위 외인 5.15%의 싱글 모드 광 파이버에 대해서 전송 손실을 구하였다. 이와 같이 변화율이 큰 경우에는 광 파이버의 내부의 일그러짐이 생기지만, 구해진 전송 손실은 1310㎚ 및 1550㎚에 대해서 각각 0.338dB/㎞ 및 O.205dB/㎞가 되어, 계면 영역에 있어서의 급격한 굴절률 변화에 의한 전송 손실의 증가가 확인되었다.
이상으로부터, 비굴절률차 변화율이 0.4% 이상 4.0% 이하의 범위가 저 손실로 적합한 여러 특성을 갖는 싱글 모드 광 파이버를 실현하는 데에 있어서 바람직하다.
여기서, 비굴절률차 변화율을 변화시킴으로써, 전송 손실과 함께 영분산 파장이 변화한다. 도 2는 비굴절률차 변화율에 대한 영분산 파장 λ0의 변화에 대해서 도시하는 그래프이다. 그래프 중에 점선으로 도시하는 영분산 파장 λs은 완전한 스텝 형상을 가정한 경우의 영분산 파장을 도시하고 있다.
도 2에 도시한 바와 같이, 비굴절률차 변화율의 값이 작아지면, 싱글 모드 광 파이버의 영분산 파장 λ0은 커진다. 따라서, 상기 비굴절률차 변화율의 하한치 0.4%는 이 영분산 파장을 적합한 범위로 유지하는 것에도 유효하다. 안정된 영분산 파장을 얻기 위해서는, 비굴절률차 변화율의 범위를 상한측의 2.O% 이상 4.O% 이하의 값으로 하는 것이 더욱 바람직하다.
또한, 상술한 구성의 싱글 모드 광 파이버를 얻을 수 있는 제조 방법은 코어 영역을 VAD법 또는 OVD법으로 형성하는 형성 공정과, 코어 영역을 포함하는 싱글 모드 광 파이버의 투명 글래스 모재를 선별하는 선별 공정을 갖는 것이 바람직하다. 이 선별 공정에 있어서, 투명 글래스 모재에 대해서 상술한 바와 같이 비굴절률차 변화율에 의한 평가를 행하고, 상술한 0.4% 이상 4.0% 이하의 적합한 범위, 또는 더욱이 2.0% 이상 4.0% 이하의 적합한 범위를 적용하여 광 파이버의 선별을 행한다. 이로서 저 손실의 싱글 모드 광 파이버를 확실하게 얻을 수 있다.
또한, 이 평가 및 선별의 결과에 근거하여, 투명 글래스 모재의 제조 조건에 대해서 조정 등을 행하는 것도 가능하다. 예를 들면 VAD법의 경우, 코어부 측면의 온도를 올려서 비굴절률차 변화율을 크게 하기 때문에, 연소 가스의 유량을 늘리거나, 각 버너의 위치 관계를 조정하는 등의 방법에 의해서, 얻어지는 광 파이버의 비굴절률차 변화율을 조정할 수 있다.
상술한 바와 같은 조건에 의한 굴절률 변화를 갖는 싱글 모드 광 파이버는 상술한 단일의 코어 영역 및 클래드 영역으로 이루어지는 것에 한정되지 않는다. 도 3은 본 발명에 따른 싱글 모드 광 파이버의 다른 실시예의 단면 구조 및 파이버 직경 방향(도면 중 선 L로 도시된 방향)의 굴절률 프로파일을 모식적으로 도시하는 도면이다. 이 광 파이버는 내코어부(1a)(내코어 영역(10a)), 외코어부(1b)(외코어 영역(10b)) 및 클래드부(3)(클래드 영역(30))를 갖고, 계면부(2)(계면 영역(20))는 내코어부(1a)(내코어 영역(10a)) 및 외코어부(1b)(외코어 영역(10b))의 경계에 형성된다. 또한, 도면 중에 도시하는 △n은 외코어 영역(10b)의 굴절률을 기준으로 한 내코어 영역(10a)의 비굴절률차 (△n)=(n1-n2)/n2를 나타낸다. 단, 여기서 n1은 내코어 영역(10a)의 굴절률, n2는 외코어 영역(10b)의 굴절률이다.
이러한 굴절률 프로파일 구조에 의한, 내코어 영역(10a) 및 외코어 영역(10b)을 갖는 싱글 모드 광 파이버에 있어서도, 상술한 바와 같이 정의된 비굴절률차 △n, 내코어에 대해서 도 1에 있어서의 코어 반경과 같이 정의된 내코어 반경 r 및 비굴절률차가 0.8 ×△n이 되는 위치에서 0.3 ×△n이 되는 위치까지의 두께 d로 정의되는 비굴절률차 변화율 (O.5 ×△n)/(d/r)에 대해서, 마찬가지로 0.4% 이상 4.0% 이하의 범위, 더욱이 2.0% 이상 4.0% 이하의 범위를 그 허용 범위로 함으로써, 적합한 여러 가지 특성을 갖는 싱글 모드 광 파이버로 할 수 있다.
또한, 이 외에도 코어 영역의 외측에 링 형상의 링 코어 영역이 형성되어 있는 세그먼트형의 코어 구성을 갖는 싱글 모드 광 파이버에 있어서도, 내측의 코어 영역에 대해서 상술한 비굴절률차 변화율에 의한 조건을 마찬가지로 적용할 수 있다.
본 발명은 적합한 굴절률 변화를 갖는 계면 영역이 형성되어, 저 손실의 광전송을 실현하는 싱글 모드 광 파이버 및 그와 같은 싱글 모드 광 파이버를 얻을 수 있는 제조 방법으로서 이용 가능하다. 특히, 비굴절률차가 0.8 ×△n에서 0.3 ×△n까지 변화하는 영역 범위에 대해서 구해진 비굴절률차 변화율을 굴절률 변화의 평가의 지표로서 사용하고, 그 변화율의 값의 허용 범위를 0.4% 이상 4.0% 이하로 하여 광 파이버를 선별함으로써, 끝부분 확장의 영향 및 광 파이버 내의 일그러짐을 저감시켜서, 적합한 여러 가지 특성을 갖는 저 전송 손실의 싱글 모드 광 파이버를 실현할 수 있는 점에서 유용하다.

Claims (6)

  1. 삭제
  2. 굴절률이 n1인 내코어 영역과, 상기 내코어 영역의 외주에 형성된 굴절률이 n2<n1을 만족하는 n2인 외코어 영역과, 상기 외코어 영역의 외주에 형성된 클래드 영역을 구비하며,
    각 부에 있어서의 비굴절률차를 상기 외코어 영역의 굴절률 n2를 기준으로 하여 상기 내코어 영역의 비굴절률차를 △n으로 정의하고,
    상기 내코어 영역과 상기 외코어 영역의 경계 근방에서 굴절률이 연속적으로 변화하는 계면 영역 내에 있어서, 상기 비굴절률차가 O.8 ×△n에서 0.3 ×△n까지 변화하는 파이버 직경 방향의 두께가 d이고, 상기 비굴절률차가 △n의 1/e이 되는 위치까지의 반경에 의해서 내코어 반경 r이 정의되고, 상기 비굴절률차가 0.5 ×△n인 내코어 반경 r로 규격화한 비굴절률차 변화율 (O.5 ×△n)/(d/r)이 2.0% 이상 4.0% 이하인 것을 특징으로 하는 싱글 모드 광 파이버.
  3. 굴절률이 n1인 코어 영역과, 상기 코어 영역의 외주에 형성된 굴절률이 n2<n1을 만족하는 n2인 클래드 영역을 구비하며,
    각 부에 있어서의 비굴절률차를 상기 클래드 영역의 굴절률 n2를 기준으로 하여 상기 코어 영역의 비굴절률차를 △n으로 정의하고,
    상기 코어 영역과 상기 클래드 영역의 경계 근방에서 굴절률이 연속적으로 변화하는 계면 영역 내에 있어서, 상기 비굴절률차가 O.8 ×△n에서 0.3 ×△n까지 변화하는 파이버 직경 방향의 두께가 d이고, 상기 비굴절률차가 △n의 1/e이 되는 위치까지의 반경에 의해서 코어 반경 r이 정의되고, 상기 비굴절률차가 0.5 ×△n인 코어 반경 r로 규격화한 비굴절률차 변화율 (0.5 ×△n)/(d/r)이 2.0% 이상 4.0% 이하인 것을 특징으로 하는 싱글 모드 광 파이버.
  4. 삭제
  5. 굴절률이 n1인 내코어 영역과, 상기 내코어 영역의 외주에 형성된 굴절률이 n2<n1을 만족하는 n2인 외코어 영역과, 상기 외코어 영역의 외주에 형성된 클래드 영역을 구비하는 싱글 모드 광 파이버 제조 방법으로서,
    상기 내코어 영역을 VAD법 또는 OVD법으로 형성하는 형성 공정과,
    상기 내코어 영역을 포함하는 싱글 모드 광 파이버의 투명 글래스 모재를 선별하는 선별 공정을 갖고,
    상기 선별 공정에 있어서,
    각 부에 있어서의 비굴절률차를 상기 외코어 영역의 굴절률 n2를 기준으로 하여 상기 내코어 영역의 비굴절률차를 △n으로 정의하고,
    상기 내코어 영역과 상기 외코어 영역의 경계 근방에서 굴절률이 연속적으로 변화하는 계면 영역 내에 있어서, 상기 비굴절률차가 0.8 ×△n에서 0.3 ×△n까지 변화하는 파이버 직경 방향의 두께가 d이고, 상기 비굴절률차가 △n의 1/e이 되는 위치까지의 반경에 의해서 내코어 반경 r이 정의되고, 상기 비굴절률차가 0.5 ×△n인 내코어 반경 r로 규격화한 비굴절률차 변화율 (0.5 ×△n)/(d/r)이 2.0% 이상 4.0% 이하인 상기 투명 글래스 모재를 선별하는 것을 특징으로 하는 싱글 모드 광 파이버 제조 방법.
  6. 굴절률이 n1인 코어 영역과, 상기 코어 영역의 외주에 형성된 굴절률이 n2<n1을 만족하는 n2인 클래드 영역을 구비하는 싱글 모드 광 파이버 제조 방법으로서,
    상기 코어 영역을 VAD법 또는 OVD법으로 형성하는 형성 공정과,
    상기 코어 영역을 포함하는 싱글 모드 광 파이버의 투명 글래스 모재를 선별하는 선별 공정을 갖고,
    상기 선별 공정에 있어서,
    각 부에 있어서의 비굴절률차를 상기 클래드 영역의 굴절률 n2를 기준으로 하여 상기 코어 영역의 비굴절률차를 △n으로 정의하고,
    상기 코어 영역과 상기 클래드 영역의 경계 근방에서 굴절률이 연속적으로 변화하는 계면 영역 내에 있어서, 상기 비굴절률차가 O.8 ×△n에서 0.3 ×△n까지 변화하는 파이버 직경 방향의 두께가 d이고, 상기 비굴절률차가 △n의 1/e이 되는 위치까지의 반경에 의해서 코어 반경 r이 정의되고, 상기 비굴절률차가 0.5 ×△n인 코어 반경 r로 규격화한 비굴절률차 변화율 (0.5 ×△n)/(d/r)이 2.0% 이상 4.O% 이하인 상기 투명 글래스 모재를 선별하는 것을 특징으로 하는 싱글 모드 광 파이버 제조 방법.
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