KR20020093106A - 광 파이버 및 그 제조 방법 - Google Patents

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사사오카에이수케
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스미토모덴키고교가부시키가이샤
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Abstract

소정 파장 대역에 있어서 파장 분산이 소정의 양의 값 x 이상이고 또한 파장 분산 슬로프가 음의 제 1 종 구간 A와, 동일 파장 대역에 있어서 파장 분산이 -x 이하 또한 파장 분산 슬로프가 양의 제 2 종구간 B를 갖는 광 파이버(10) 또는 소정 파장 대역에 있어서의 파장 분산이 소정 이상의 양의 값 x 이상으로, 파장 분산 슬로프가 음인 광 파이버가 제공된다.

Description

광 파이버 및 그 제조 방법{Optical fiber and method for manufacturing the same}
종래, 구간마다 파이버 특성이 다른 복수 종류의 파이버를 조합하여 광 전송로를 구성함으로써, 1종류의 파이버 특성만으로 이루어지는 광 파이버로서는 해결할 수 없었던 과제를 해결하는 분산 매니지먼트 파이버가 예를 들면, 미국 특허 제 5,894,537호에 개시되어 있다. 이 분산 매니지먼트 파이버에서는 양의 파장 분산을 갖는 구간과 음의 파장 분산을 갖는 구간을 조합하여 분산 매니지먼트 전송로가 구성되고, 파장이 다른 광 신호간에서의 비선형 광학 현상에 의한 전송 특성 열화와 누적 파장 분산에 의한 광 펄스의 확장을 동시에 저감시키는 것이 가능하게 되어 있다.
이러한 분산 매니지먼트 파이버의 제조 방법으로서, 예를 들면, 다음 2종류방법을 들 수 있다. 제 1 방법은 코어 영역의 굴절율을 파이버 축방향으로 변화시키는 방법이다. 예를 들면, 자외선 조사에 따라 굴절율을 변동시킬 수 있는 매체를 코어 영역에 미리 첨가해 둔다. 광 파이버는 와이어 드로잉(wire drawing) 후에 자외선을 조사하고, 소망의 굴절율을 얻는다. 제 2 방법은 코어 영역의 직경을파이버 축방향으로 변화시키는 방법이다.
그러나, 상기의 2종류 방법 모두, 이하에 제시하는 문제가 있다. 제 1 방법에서는 통상, 자외선 조사에 의한 굴절율 변화가 1O-3정도로 작고, 파장 분산의 파이버 축방향의 변화량을 크게 하는 것이 곤란하다. 이 때문에, 국소 파장 분산의 절대치를 크게 할 수 없고, 다른 파장을 갖는 광 신호간의 비선형 광학 현상을 충분하게 억제할 수 없다. 또한, 파장 분산 슬로프(slope)의 부호를 파이버 축방향으로 변화시키는 것도 곤란하고, 누적 파장 분산 슬로프가 증가한다. 그 결과, 누적 파장 분산이 충분히 작아지는 파장 대역이 좁아져서, 광 전송로의 전송 용량이 작아져 버린다.
또한, 제 2 방법에서는 단면 내의 굴절율 분포를 파이버 축방향으로 크게 변화시키는 것이 어렵다. 음의 파장 분산 슬로프를 얻기 위해서는, 디프 레스트부를 갖는 굴절율 분포, 즉, 고굴절율의 코어 영역과 저굴절율의 외측 클래드 영역의 사이에, 외측 클래드 영역보다도 낮은 굴절율을 갖는 내측 클래드 영역(디프 레스트부)이 존재하는 굴절율 분포가 적합하다. 한편, 양의 파장 분산 슬로프를 얻기 위해서는 디프 레스트부를 갖지 않는 굴절율 분포, 즉, 외측 클래드 영역에서 굴절율이 최소가 되는 굴절율 분포가 적합하다. 그러나, 디프 레스트부가 있는 굴절율 분포를 갖는 구간과 디프 레스트부가 없는 굴절율 분포를 갖는 다른 구간을 갖는 프리폼을 제작하는 것은 곤란하다. 그 때문에, 누적 파장 분산 슬로프의 절대치가 커져, 누적 파장 분산의 절대치가 충분히 작아지는 파장 대역이 좁아진다.
게다가, 파장 분산의 파이버 축방향의 변화가 급준하게 됨에 따라서 파이버의 제조가 보다 어려워진다. 예를 들면, 외경 50mm의 프리폼으로부터, 외경 125㎛의 광 파이버를 제조할 때, 파장 분산을 파이버 축방향으로 640m의 주기로 변화시키기 위해서는 프리폼에 있어서의 코어 직경을 축방향으로 4mm의 주기로 변화시킬 필요가 있다. 이 때문에, 코어 프리폼을 연삭하는 경우에는 미세 가공 기술이 필요하게 되고, 코어 프리폼을 연신하는 경우에는 정밀 국소 가열을 행하는 기술이 필요하게 된다. 더욱이, 파장 분산의 축방향의 변화 주기를 짧게 할수록 프리폼의 가공 장소는 증대하여, 제조의 노동력이 증대하여 버린다.
미국 특허 제 5,995,695호에 개시되어 있는 바와 같이, 종래부터, 양의 파장 분산과 양의 파장 분산 슬로프를 보상하기 위한 음의 파장 분산과 음의 파장 분산 슬로프를 갖는 분산 보상 파이버가 알려져 있다. 그러나, 양의 파장 분산과 음의 파장 분산 슬로프를 갖는 분산 파장 파이버는 알려져 있지 않고, 음의 파장 분산과 양의 파장 분산 슬로프의 보상은 곤란하였다. 더구나, 양의 파장 분산과 음의 파장 분산 슬로프를 갖는 구간과, 음의 파장 분산과 양의 파장 분산 슬로프를 갖는 구간을 갖는 분산 매니지먼트 파이버는 알려져 있지 않다. 그 때문에, 종래의 분산 보상 파이버로서는 사용 파장 대역의 단파장측에, 국소 파장 분산이 실질적으로 제로가 되는 국소 제로 분산 파장이 존재하고 있었다. 이 파장 근방의 대역은 4광파 혼합이나 교차 위상 변조에 의한 전송 품질 열화에 기인하여 파장 다중 전송에 적합하지 않기 때문에, 종래의 분산 매니지먼트 파이버로서는 사용 대역의 단파장측으로의 확장이 불가능하였다.
국소 파장 분산의 설정에 높은 자유도를 갖는 소위 미세 구조 광 파이버가 미국 특허 제 5,802,236호에 개시되어 있다. 이 미세 구조 광 파이버는 클래드 영역에 미세 구조(통상은 공기 구멍)를 갖고, 코어 영역과 클래드 영역 사이의 실효 굴절율차를 크게 하는 것이 가능하다. 이 결과, 절대치가 큰 파장 분산이나, 작은 모드 필드 직경을 실현할 수 있다.
이러한 미세 구조 광 파이버의 제조 방법은 미국 특허 제 5,802,236호에 개시되어 있고, 튜브(tube) 또는 로드(rod)를 묶어 미세 구조 파이버가 와이어 드로잉되는 프리폼을 형성하는 것이다. 다른 미세 구조 파이버의 제조 방법으로서, WO 00/16141 국제 공개 공보에 개시되어 있는 방법에서는 소정의 형상을 갖는 복수의 로드를 묶어 미세 구조 파이버가 와이어 드로잉되는 프리폼을 형성한다.
본 발명은 광 전송로로서 적합한 광 파이버 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 미세 구조 광 파이버를 도시하는 종단면도.
도 2 및 도 3은 각각 도 1의 II-II선, III-III선 단면도.
도 4a 및 도 4b는 각각 도 2, 도 3의 위치에 있어서의 굴절율 프로파일을 설명하는 도면.
도 5는 본 발명에 따른 미세 구조 광 파이버의 바람직한 실시예에 있어서의 파장 분산 특성 D의 수치 시뮬레이션 결과를 도시하는 도면.
도 6은 본 발명에 따른 미세 구조 광 파이버의 바람직한 실시예에 있어서의 평균 파장 분산 Davg의 수치 시뮬레이션 결과를 도시하는 도면.
도 7은 본 발명에 따른 미세 구조 광 파이버의 제조 방법에서 사용되는 프리폼의 단면도.
도 8은 도 7에 도시되는 프리폼의 천공 공정을 설명하는 도면.
도 9는 본 발명에 따른 미세 구조 광 파이버의 제조 방법의 제 1 실시예의 와이어 드로잉 방법을 설명하는 도면.
도 10은 본 발명에 따른 미세 구조 광 파이버의 제조 방법의 제 2 실시예의와이어 드로잉 방법을 설명하는 도면.
도 11은 본 발명에 따른 미세 구조 광 파이버의 제조 방법의 제 3 실시예에서 사용되는 천공 기구를 설명하는 도면.
도 12는 도 11의 천공 기구에 의한 프리폼의 천공 방법을 설명하는 도면.
도 13은 본 발명에 따른 미세 구조 광 파이버의 제조 방법의 제 4 실시예에 있어서의 부매질 형성 방법을 설명하는 도면.
도 14는 굴절율 조정 방법을 설명하는 도면.
도 15는 본 발명에 따른 미세 구조 광 파이버의 제조 방법의 제 4 실시예에 있어서의 공기 구멍 폐쇄 공정을 설명하는 도면.
미세 구조 광 파이버에 있어서, 파장 분산이나 모드 필드 직경에 관해서 소망의 특성을 얻기 위해서는 파이버 중의 공기 구멍 면적율, 파이버 단면에 있어서의 소정의 영역의 면적에 대한 공기 구멍이 차지하는 면적의 비율을 정확하게 제어하는 것이 중요하다.
그러나, 미국 특허 제 5,802,236호의 종래 방법에서는 튜브간의 간극 때문에 공기 구멍 면적율의 정확한 제어가 곤란하였다. 와이어 드로잉 후의 광 파이버에 튜브간의 간극이 남지 않도록 하기 위해서는 튜브의 공기 구멍 내의 압력을 간극의 압력보다 높게 할 필요가 있다. 그러나, 그와 같은 조작은 프리폼 내의 압력의 선택적 조작을 필요로 하기 때문에 곤란하다. 한편, 튜브간의 간극을 파이버의 공기구멍으로서 남기도록 와이어 드로잉하면, 선택적 압력 조작을 할 필요는 없어진다. 그러나, 튜브끼리의 밀착성을 유지하는 것이 곤란하고, 프리폼의 단면 구조가 변형되기 쉽다. 동일한 문제는 상기의 W0 00/16141 국제 공개 공보에 개시되어 있는 방법에서도 마찬가지로 발생한다.
더욱이, 와이어 드로잉 후의 광 파이버의 강도 향상이나 와이어 드로잉 중의 파이버 단선의 방지를 위해서는 와이어 드로잉 온도를 높게 하는 것이 바람직하다. 그러나, 프리폼의 온도를 올리면 프리폼의 점도가 내려가 공기 구멍이 없어지기 쉬워져 버린다. 그 때문에, 와이어 드로잉 온도를 높게 하기 위해서는 공기 구멍 내 압력을 상승시킬 필요가 있다. 그러나, 상술한 바와 같이 튜브 및/또는 로드로 프리폼을 형성하는 종래 기술에서는 선택적인 압력 조작이 곤란하기 때문에, 공기 구멍 내 압력을 상승시키면 간극 내의 압력도 높아져서, 와이어 드로잉 후의 광 파이버에는 프리폼 중의 간극에 대응하는 의도하지 않는 공기 구멍이 발생하기 쉽고, 단면 내의 미세 구조도 일치하지 않게 되기 쉽다. 이 결과, 와이어 드로잉 온도를 높여 파이버 강도를 향상시키는 것은 실행 불가능하였다.
상술한 바와 같이, 종래는 국소 파장 분산이나 모드 필드 직경과 같은 광학특성을 자유롭게 설정한 미세 구조 광 파이버를 제조하는 것은 곤란하였다. 더구나 그 광학 특성을 축방향으로 고의로 변경한 분산 매니지먼트 파이버를 실현하는 것은 보다 곤란하였다.
본 발명은 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 누적 파장 분산 슬로프가 작고, 사용 파장 대역을 단파장측으로 확대하는 것이 가능한 분산 매니지먼트파이버, 음의 파장 분산과 양의 파장 분산 슬로프의 보상을 실현하는 분산 보상 파이버와 이들의 광 파이버를 용이하고 또한 확실하게 제조하는 방법을 제공하는 것을 과제로 한다.
즉, 본 발명에 따른 광 파이버는 소정 파장에 있어서 파장 분산이 소정의 양의 값 x 이상이고 또한 파장 분산 슬로프가 음의 제 1 종 구간과, 동일 파장에 있어서 파장 분산이 -x 이하 또한 파장 분산 슬로프가 양의 제 2 종 구간을 적어도 갖는 광 파이버이다.
이러한 구조에 의해, 누적 파장 분산에 의한 펄스 확장과 비선형 광학 효과에 의한 전송 품질 열화를 사용 파장 대역으로서 사용할 수 있는 넓은 파장 대역에 걸쳐서 억제할 수 있다. 더욱이, 단파장측의 사용 대역에 인접하는 파장 대역을 국소 파장 분산이 실질적으로 제로가 되는 국소 제로 분산 파장으로부터 분리할 수 있다. 국소 제로 분산 파장 근방의 파장 대역은 상술한 비선형 광학 현상에 따른 전송 품질 열화가 일어나기 쉽고, 파장 다중 전송에는 적합하지 않다. 그러나, 본 발명에 따른 광 파이버에 의하면, 사용 파장 대역의 단파장측의 파장 대역이 이 국소 제로 분산 파장으로부터 분리되어 있기 때문에, 사용 파장 대역을 필요에 따라서 단파장측으로 확대하는 것이 가능해진다.
이러한 광 파이버는 예를 들면, 코어와, 이 코어를 포위하며, 그 평균 굴절율이 코어보다도 낮은 클래드를 갖는 광 파이버로서, 코어 및 클래드의 적어도 한쪽에 광 파이버를 구성하는 주매질과는 다른 부매질로 이루어지는 영역이 단면 내에 간격을 두고 배치되어 있고, 이들 부매질로 이루어지는 영역의 단면적 및 굴절율의 적어도 한쪽을 축방향으로 변화시킴으로써 실현 가능하다.
여기서, 주매질이란 석영 유리와 같이 그 매질만으로 광 파이버를 구성하는 것이 현실적으로 가능한 매질을 말한다. 광 파이버는 주매질로 이루어지는 영역을 하나만 갖고 있지 않으면 안된다. 한편, 부매질은 주매질에 의해서 둘러싸인 영역에 존재하고, 기체와 같이 그 매질만으로서는 광 파이버를 구성하는 것이 현실적으로 불가능한 매질이라도 좋다. 진공도 또한 부매질로서 사용 가능하다.
이 부매질로 이루어지는 영역의 단면적 및 굴절율의 적어도 한쪽을 축방향으로 변화시킴으로써, 축방향의 파장 분산의 변화량을 크게 할 수 있고, 국소 파장 분산을 크게 할 수 있기 때문에, 다른 파장의 광 신호간의 비선형 광학 현상을 충분히 억제할 수 있다. 더욱이, 단면 내의 굴절율 분포를 파이버 축방향으로 크게 이상화시키는 것이 용이해진다. 이로써, 어떤 파이버 구간에서는 단면 내 굴절율 분포가 디프 레스트부를 갖고, 그 밖의 파이버 구간에서는 디프 레스트부를 갖지 않는 광 파이버를 용이하게 실현할 수 있다. 그 결과, 파장 분산 슬로프의 부호를 파이버 축방향으로 변화시키는 것이 가능해지기 때문에, 누적 파장 분산 슬로프를 충분히 작게 할 수 있다. 이로써, 누적 파장 분산이 충분히 작아지는 파장 대역을 확대할 수 있고, 그것에 의해서 전송 용량이 확대된다.
이 소정 파장에 있어서의 파장 분산이 제 1 종 구간에서는, 1ps/nm/km보다 크고, 제 2 종 구간에서는 -1ps/nm/km보다 작고, 또한, 파장 분산의 절대치가 1ps/nm/km을 하회하는 파이버 구간의 길이가 전체 길이의 1/10 미만인 것이 바람직하다.
이와 같이, 각 파이버 구간의 길이와 파장 분산치를 설정함으로써 국소 파장 분산의 절대치는 커지고, 누적 파장 분산의 절대치는 작아진다. 이 결과, 다른 파장의 광 신호간에서의 비선형 광학 현상에 의한 전송 품질 열화와, 누적 파장 분산에 의한 광 펄스 확장을 함께 감소시킨 광 파이버를 실현할 수 있다. 이러한 광 파이버는 대용량 광 통신을 위한 광 전송로로서 적합하게 사용할 수 있다.
여기서, 부매질을 포함하지 않는 구간이 축방향에 간격을 두고 배치되어 있는 것이 바람직하다. 이러한 광 파이버는 단면에 부매질을 포함하지 않는 구간에서 절단하며, 다른 광 파이버와 융착 접속할 수 있다. 종래의 미세 구조 광 파이버에 있어서는 미세 구조가 정합을 위한 코어의 관찰을 곤란하게 하는 것과, 미세 구조가 융착에 의해 변형, 붕괴하기 쉬우므로 접속이 곤란하고, 광 차폐 효과가 약해져, 광 감쇠가 증대하고 있었다. 이에 대하여, 본 발명의 광 파이버에서는 융착에 의한 미세 구조의 변형, 붕괴나 코어 관찰이 어렵다는 문제가 일어나지 않기 때문에, 용이하게 융착 접속을 할 수 있고, 접속부에서의 광 감쇠도 작게 할 수 있다.
이 부매질로 이루어지는 영역의 단면적 및 굴절율의 적어도 한쪽을 광 파이버의 축방향으로 소정의 주기로 변화시킴과 동시에, 다른쪽은 축방향으로 일정 또는 같은 주기로 변화시키고 있는 것이 바람직하다. 이 구성에 의해, 국소 파장 분산이 파이버 축방향으로 주기적으로 변화하는 광 파이버를 실현할 수 있다. 이러한 광 파이버에서는 파이버 길이를 분산 변화 주기의 정수배로 변화시키더라도, 누적 파장 분산이 제로가 되는 파장은 변화하지 않는다. 전송로 길이의 변화에 따른전송로의 파장 분산 특성의 변화를 저감할 수 있기 때문에, 전송 품질에 영향을 미치지 않고서 전송로 길이를 변경하는 것이 용이하게 된다. 이 주기는 1m를 상회하는 것이 바람직하다.
부매질로 이루어지는 영역의 단면적 및 굴절율의 적어도 한쪽이 광 파이버의 축방향으로 연속적으로 변화함과 동시에, 다른쪽은 일정 또는 연속적으로 변화하는 소정 이상의 길이의 천이 구간을 갖고 있는 것이 바람직하다. 이와 같이 구성하면, 단면적 또는 굴절율의 축방향에 따른 변화량을 충분히 완만하게 할 수 있기 때문에, 천이 파이버 구간에서의 모드간 결합에 의한 손실을 저감할 수 있다. 그 결과, 파이버 전체에서의 전송 손실의 저감이 가능해진다.
주매질은 석영 유리이고, 부매질은 공기인 구성을 해도 좋다. 이로써, 와이어 드로잉 시에 노내(爐內) 온도나 공기 구멍 내 압력을 조정함으로써, 공기 구멍 단면적을 파이버 축방향으로 용이하게 변화시킬 수 있다. 실리카 유리와 공기의 비굴절율차는 약 35%로 크기 때문에, 공기 구멍 단면적의 변화에 의해 파장 분산 특성을 크게 변화시키는 것이 가능하다. 이 결과, 종래의 분산 매니지먼트 파이버에 비하여, 파장 분산 특성을 파이버 축방향을 따라 크게 바꿀 수 있다. 또한, 실리카 유리와 공기의 투명도가 높기 때문에 광 파이버의 전송 손실을 억제할 수 있다.
또한, 광 파이버는 소정 파장에 있어서의 파장 분산이 소정의 양의 값 x 이상이고, 파장 분산 슬로프가 음이라도 좋다. 이 구성에 의해, 음의 파장 분산과 양의 파장 분산 슬로프의 보상이 가능해진다.
이러한 광 파이버는 코어와, 이 코어를 포위하며, 그 평균 굴절율이 코어보다도 낮은 클래드를 갖는 광 파이버로서, 코어 및 클래드의 적어도 한쪽에 코어 및 클래드를 구성하는 주매질과는 다른 부매질로 이루어지는 영역이 간격을 두고 배치되어 있는 광 파이버에 의해 실현 가능하다.
이 구성에 의하면, 큰 구조 분산을 실현할 수 있고, 양의 파장 분산과 음의 파장 분산 슬로프를 갖는 광 파이버를 실현할 수 있다. 더욱이 파장 분산과 파장 분산 슬로프의 절대치를 크게 할 수 있고, 분산과 분산 슬로프를 보상하기 위해서 필요한 파이버 길이를 짧게 할 수 있다.
본 발명에 따른 광 파이버는 파이버 축방향으로 신장하는 공기 구멍을 갖는 광 파이버의 제조 방법으로서, 축방향을 따라서 단면적이 일정한 복수의 공기 구멍을 갖는 프리폼을 준비하고, 이 광 파이버로부터 광 파이버를 와이어 드로잉하는 각 공정을 구비하는 제조 방법으로서, 와이어 드로잉 후의 광 파이버의 공기 구멍 면적율을 구하는 수단과, 프리폼의 공기 구멍 내 압력을 조정하는 수단과, 조정 수단에 측정한 공기 구멍 면적율을 피드백하는 수단을 포함한다.
와이어 드로잉 후의 광 파이버에 있어서의 공기 구멍의 단면적은 와이어 드로잉 중의 공기 구멍 내 압력에 의존한다. 그 때문에, 와이어 드로잉 중의 공기 구멍 내 압력을 조정함으로써, 와이어 드로잉 후의 광 파이버에 있어서의 공기 구멍의 단면적을 소망의 면적으로 바꿀 수 있다. 더욱이, 프리폼의 형상을 파이버 축방향으로 변화시킬 필요가 없기 때문에, 종래에 비하여 광 파이버를 용이하게 제조할 수 있다. 또한, 공기 구멍 내 압력은 신속하게 변화시킬 수 있기 때문에, 파이버의 단면 내 굴절율 분포가 파이버 축방향으로 급준하게 변화하는 구조를 용이하게 제조할 수 있다. 그 결과, 이 방법은 상술한 본 발명에 따른 광 파이버의 제조 방법으로서 적합하다. 더욱이, 와이어 드로잉 후의 광 파이버의 공기 구멍 면적율을 측정하고, 그 결과를 압력 조정 수단에 피드백함으로써, 프리폼의 길이 방향의 구조 변동이나, 파이버 와이어 드로잉 환경의 시간 변동에 기인하는, 광 파이버의 길이 방향의 구조 변동을 억제하고, 소망의 광학 특성을 갖는 광 파이버를 높은 수율(收率)로 제조할 수 있다. 공기 구멍의 면적율은 프리폼 또는 파이버의 단면 내에서 그 단면의 면적과 공기 구멍의 전체 면적의 비로서 정의된다.
또는, 본 발명에 따른 광 파이버의 제조 방법은 광 파이버를 구성하는 주매질과는 다른 부매질로 이루어지는 영역을 복수 포함하는 광 파이버의 제조 방법으로서, 축방향으로 그 단면적이 일정한 복수의 부매질로 이루어지는 영역을 갖고 있는 프리폼을 준비하고, 프리폼으로부터 광 파이버를 와이어 드로잉하는 방법으로서, 프리폼을 가열하는 와이어 드로잉로 내의 온도와 프리폼이 와이어 드로잉로를 통과하는데 요하는 시간의 적어도 한쪽을 바꿈으로써 가열 조건을 조정하는 수단을 포함한다.
와이어 드로잉 중의 부매질 영역의 단면적의 변화는 와이어 드로잉로 내의 온도와 프리폼의 가열 시간에 의존한다. 와이어 드로잉로 내의 온도와 프리폼의 가열 시간의 적어도 한쪽을 변화시킴으로써, 와이어 드로잉 후의 광 파이버 중의 부매질의 단면적을 파이버 축방향으로 변화시키는 것이 가능해진다. 이 결과, 상술한 본 발명에 따른 광 파이버를 적합하게 제조할 수 있다.
여기서, 와이어 드로잉 후의 광 파이버의 공기 구멍 또는 부매질 영역의 면적율을 측정하고, 측정한 공기 구멍 또는 부매질 영역의 면적율에 의해서 와이어 드로잉로 내의 온도 및/또는 프리폼의 가열 시간을 피드백 제어하는 것이 바람직하다. 이 조작에 의해, 프리폼의 길이 방향의 구조 변동이나, 와이어 드로잉 환경의 시간 변동에 기인하는, 광 파이버의 길이 방향의 구조 변동을 억제하여, 소망의 광학 특성을 갖는 광 파이버를 높은 수율로 제조할 수 있다.
와이어 드로잉 후의 광 파이버에 있어서의 공기 구멍 또는 부매질 영역의 면적율을 구하기 위해서는 이하의 수단을 사용할 수 있다. 제 1 수단은 와이어 드로잉 중의 프리폼의 공급 속도, 파이버를 와이어 드로잉하는 속도, 파이버 직경을 측정하고, 이들의 측정치와 프리폼 직경과 프리폼의 공기 구멍(또는 부매질 영역)의 면적율, 후자 2개는 와이어 드로잉 전에 측정되는 것을 사용하여 와이어 드로잉 후의 광 파이버에 있어서의 공기 구멍(또는 부매질 영역)의 면적율을 구하는 것이다. 소정의 기간 내에 와이어 드로잉되는 파이버의 유리 용적은 같은 기간 내에 공급되는 프리폼의 유리 용적과 같으므로, 와이어 드로잉 후의 파이버에 있어서의 공기 구멍(또는 부매질 영역)의 면적율은 상술한 값을 측정함으로써 구할 수 있다. 제 2 수단은 와이어 드로잉 중의 파이버를 와이어 드로잉하는 속도, 파이버 직경, 와이어 드로잉 장력, 와이어 드로잉로 내의 온도를 측정하고, 이들의 측정치로부터 와이어 드로잉 후의 광 파이버에 있어서의 공기 구멍(또는 부매질 영역)의 면적율을 계산하는 것이다. 와이어 드로잉 장력은 공기 구멍(아직은 부매질 영역)의 면적율, 와이어 드로잉 속도, 노의 온도에 관계하므로, 면적율은 상술한 값을 측정함으로써 구할 수 있다. 상기 기술에 의해서 와이어 드로잉 중의 광 파이버의 공기 구멍(또는 부매질 영역)의 면적율을 파악할 수 있기 때문에, 이들을 와이어 드로잉 조건으로 피드백함으로써, 소망의 광학 특성을 갖는 광 파이버를 높은 수율로 제조할 수 있다.
더욱이, 본 발명에 따른 방법은 일체 구조의 프리폼을 형성하며, 이 프리폼의 축방향을 따라 3개 이상의 공기 구멍을 천공하고, 프리폼의 공기 구멍 표면을 청정화하는 전처리 공정을 또한 포함하며, 와이어 드로잉 공정은 공기 구멍 내로의 오염 물질의 침입을 방지하는 수단을 포함하는 것이 바람직하다.
이렇게 하여 제조되는 프리폼은 튜브 및/또는 로드를 묶는 종래 방법에 의해서 만들어지는 프리폼과 달리, 튜브 및/또는 로드 사이의 간극에 의해서 형성되는 공기 구멍을 갖지 않는다. 그 때문에, 와이어 드로잉 후의 광 파이버에 있어서의 공기 구멍 면적율을 소망의 값으로 제어하는 것이 용이하고, 소망의 광학 특성을 갖는 광 파이버를 수율 좋게 제조할 수 있다. 더욱이, 공기 구멍 표면의 청정화가 용이하기 때문에, 낮은 전송 손실을 갖는 광 파이버를 제조할 수 있다. 또한, 프리폼이 일체화되어 있기 때문에, 제조의 재현성도 또한 향상된다.
프리폼에 공기 구멍을 천공하기 위해서는 유리 연화점보다 고온하에서 천공 기구를 프리폼에 삽입하고, 프리폼의 온도가 저하하기 직전 내지 직후에 이 천공 기구를 프리폼으로부터 선택하는 것이 바람직하다. 천공할 때의 프리폼의 점도가 낮기 때문에, 천공에 필요한 에너지를 저감할 수 있고, 가늘고 깊은 균일한 직경의 공기 구멍을 용이하게 형성할 수 있으므로, 얻어지는 광 파이버의 수율을 향상시킬수 있다.
또한, 본 발명에 따른 광 파이버의 제조 방법은 코어 및 클래드를 형성하는 주매질과는 다른 부매질로 이루어지는 영역을 복수 포함하는 광 파이버의 제조 방법으로서, 광 파이버의 소정의 영역에 방사선 조사로 굴절율이 변화하는 매질을 주입하여, 파이버에 방사선을 조사함으로써 주입한 매질의 굴절율을 파이버 축방향으로 변화시키는 것이다.
여기서, 전자파나 전자선과 같은 방사선 조사에 의한 굴절율 변화의 감도가 큰 매질을 주입하고, 이 광 파이버에 방사선을 조사함으로써, 소망의 굴절율 프로파일이 얻어지기 때문에, 석영계 유리만으로 광 파이버를 구성한 경우와 비교하여, 단면 내 굴절율 분포의 파이버 축방향의 변화를 크게 하는 것이 가능해진다. 또한, 굴절율 변화를 프리폼이 아닌 파이버에 있어서 행함으로써, 단면 내 굴절율 분포의 파이버 축방향에서의 변화의 급준한 구조라도 용이하게 제조하는 것이 가능해진다.
또는, 본 발명에 따른 광 파이버의 제조 방법은 복수의 공기 구멍을 갖는 광 파이버의 제조 방법으로서, 와이어 드로잉 후의 광 파이버의 축방향으로 간격을 두고 복수 장소를 선택적으로 가열·용융함으로써 공기 구멍을 폐쇄하는 공정을 구비하는 것이다.
이 구성에 의해, 광 파이버 와이어 드로잉 후에, 파이버 축방향의 공기 구멍 단면적을 변화시킬 수 있다. 본 발명에 따르면, 파이버 축방향에서의 공기 구멍 단면적의 변화를 형성하기 위해서 와이어 드로잉 환경을 와이어 드로잉 중에 변화시킬 필요가 없기 때문에, 광 파이버를 용이하게 제조할 수 있다. 또한, 굴절율 변화를 프리폼이 아닌 파이버에 대하여 행하기 때문에, 단면 내 굴절율 분포의 파이버 축방향에서의 변화가 급준한 광 파이버 구조라도 용이하게 제조하는 것이 가능해진다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명한다. 설명의 이해를 쉽게 하기 위해서, 각 도면에 있어서 동일한 구성 요소에 대해서는 가능한 한 동일한 참조 번호를 붙이고, 중복하는 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명에 따른 광 파이버(10)의 파이버 축방향 단면도(종단면도)이다. 또한, 도 2 및 도 3은 이 광 파이버(10)의 도 1에 있어서의 II-II선, III-III선의 각각에 있어서의 횡단면도이다.
상기 광 파이버(10)는 코어 영역(1)과, 이 코어 영역(1)을 포위하는 클래드 영역(2)을 구비하고 있다. 코어 영역(1)은 Ge가 첨가된 실리카 유리로 형성된다. 클래드 영역(2)에는 복수(N개)의 공기 구멍(3)이 주매질인 순수 실리카 유리의 단면 내에 배치되어 있고, 각 공기 구멍(3)은 후술하는 구간 A와 그것을 축방향으로끼우는 천이 구간 C 부분에 있어서 개방되어 있다. 공기 구멍(3)내의 매질(이하, 부매질이라고 칭한다)은 공기이다.
도 1에 도시되는 바와 같이, 제 1 실시예에 있어서의 광 파이버(10)에 있어서는, 구간 A과 구간 B가 파이버 축방향으로 교대로 배치되어 있고, 구간 A의 클래드 영역(2)은 공기 구멍(3)을 포위하고 있지만, 구간 B의 클래드 영역(2)은 주매질만으로 이루어지고, 공기 구멍(3)을 포함하지 않는다. 구간 A와 구간 B의 사이에는, 천이 구간 C가 존재하고, 천이 구간 C에서의 공기 구멍 단면적은 파이버축에 따라 구간 B측으로 향함에 따라서 점차 감소하고 있다. 구간 A와 구간 B의 길이는 전형적으로는 100m 이상이다. 한편, 천이 구간 C의 길이는 1m 이하로 하는 것이 바람직하다. 이와 같이 천이 구간 C의 길이를 구간 A, 구간 B의 길이에 비하여 짧게 함으로써, 천이 구간 C의 광학 특성이 광 파이버(10) 전체의 광학 특성에 미치는 영향을 무시할 수 있다.
코어 영역(1)의 지름은 2a(예를 들면, a=1.74㎛)이고, 구간 A 및 구간 B에서 동일한 값이다. 도 2에 도시되는 바와 같이, 구간 A에서는 파이버축을 중심으로 하는 반경(b; 예를 들면, b=2.81㎛)의 원주 상에 8개의 반경 r(예를 들면, r=0.39㎛)의 공기 구멍(3)이 등간격으로 배치되어 있다. 공기 구멍(3)의 직경은 파이버의 치수에 비하여 작기 때문에 미세 구조 광 파이버라고 불린다. 코어 영역(1), 클래드 영역(2)의 주매질, 및 공기 구멍(3)의 각각의 굴절율 n0, n1, n2는 예를 들면 n0=1.465(Ge 첨가량 14mol%), n1=1.444, n2=1.0이다. 구간 A에서의 횡단면의 굴절율분포는 공기 구멍(3)을 포함하는 둥근 고리 영역(반경 2c)을 디프 레스트부로 하는 굴절율 프로파일에 상당하고(도 4a 참조), 구간 B에서의 횡단면의 굴절율 분포는 공기 구멍(3)을 갖지 않기 때문에 디프 레스트부를 갖지 않는 굴절율 프로파일에 상당한다(도 4b 참조). 디프 레스트부의 평균 굴절율은,
에 의해서 정의되고, c=2b-a로 하면, n3=1.405가 된다.
도 5는 이 광 파이버(10)의 구간 A 및 구간 B의 파장 분산 특성의 수치 시뮬레이션 결과를 도시하는 도면이다. 여기서, 도 5는 파장 범위 1510nm로부터 1600nm에 대한 결과를 도시하고 있다. 도면에서 분명한 바와 같이 구간 A에서는, 양의 파장 분산 D와 음의 파장 분산 슬로프 S=dD/dλ를 갖고, 구간 B에서는 음의 파장 분산 D와 양의 파장 분산 슬로프 S를 갖는다. 상세하게는 파장 1550nm에서의 파장 분산 D와 파장 분산 슬로프 S는 이하와 같다. 구간 A에서는 D=+29.7ps/nm /km, S=-0.079ps/nm2/km이고, 구간 B에서는 D=-12.4ps/nm/km, S=+0.O33ps/nm2/km이다. 그리고, 국소 영분산 파장이 사용 파장 대역 1510nm 내지 1600nm의 장파장측에 존재하기 때문에, 사용 파장 대역의 단파장측으로의 확장이 가능하다.
도 6은 길이 1의 구간 B에 대하여, 길이 0.42의 구간 A를 조합한 경우의 평균 파장 분산 Davg을 도시하는 도면이다. 평균 파장 분산 Davg및 평균 파장 분산 슬로프 Savg는 파장 1550nm에서 실질적으로 제로가 된다. 여기서, 평균 파장 분산과 평균 파장 분산 슬로프는 파이버 전체의 파장 분산과 파장 분산 슬로프를 파이버의 길이로 나눈 값으로서 각각 정의된다. 그리고, 상기의 비율로 구간 A 및 구간 B를 갖는 광 파이버 전송로에서는 1510nm에서 1600nm의 넓은 파장 대역에 있어서 평균 파장 분산의 절대치가 1ps/nm/km 이하가 된다. 한편, 도 5에 도시되는 바와 같이 국소 파장 분산의 절대치는 10mps/nm/km 이상으로 크다. 또한, 천이 구간 C에 상당하는 일부의 파이버 구간에서는 국소 파장 분산의 절대치가 작지만(예를 들면, 1ps/nm/km 이하), 이러한 파이버 구간의 길이를 구간 A 및 B의 길이(전형적으로는 100m 이상)에 비하여 짧게(예를 들면, 1m 이하) 할 수 있기 때문에, 천이 구간 C에서의 비선형 광학 현상의 영향은 무시할 수 있다. 따라서, 누적 분산에 의한 광 펄스 확장과, 다른 파장의 광 신호간의 비선형 광학 현상에 의한 전송 품질 열화를 동시에 억제할 수 있다.
이와 같이, 본 실시예의 광 파이버(10)에서는 파이버 단면 내의 굴절율 분포를 파이버 축방향으로 크게 변화시킬 수 있기 때문에, 파장 분산과 그 파장 의존성을 파이버 축방향으로 크게 변화시킬 수 있다. 그 때문에, 1종류의 파이버 구간으로 이루어지는 광 파이버에서는 실현이 곤란하거나 또는 불가능한 파장 분산 특성을 실현할 수 있다. 특히, 국소 파장 분산의 절대치가 크고, 누적 파장 분산의 절대치가 작다는 특성을 실현할 수 있다.
또한, 파장 분산과 그 파장 의존성의 파이버 축방향에서의 변화를 적절하게설계함으로써, 1510nm 내지 1600nm의 파장대에서의 파장 분산이 10ps/nm/km보다 큰 파이버 구간 A와, 그 파장대에서의 파장 분산이 -10ps/nm/km보다 작은 파이버 구간 B를 갖고, 그 파장대에서의 평균 파장 분산의 절대치가 1ps/nm/km보다도 작아지는 광 파이버를 실현할 수 있다. 본 실시예의 광 파이버(10)에서는 종래의 분산 매니지먼트 파이버에 비하여 파이버 단면 내의 굴절율 분포를 파이버 축방향으로 크게 변화시킴으로써, 파장 분산과 그 파장 의존성을 파이버 축방향으로 크게 변화시킬 수 있기 때문에, 각 구간에서의 국소 파장 분산의 절대치를 종래 기술보다도 크게 할 수 있다. 그 결과, 누적 파장 분산에 의한 광 펄스 확장을 억제하는 동시에, 다른 파장의 광 신호간에서의 비선형 광학 현상에 의한 전송 품질 열화를 종래 기술보다도 작게 할 수 있다.
또한, 본 실시예의 광 파이버(10)에서는 종래의 분산 매니지먼트 파이버에 비하여, 파이버 단면 내의 굴절율 분포를 파이버 축방향으로 크게 변화시킴으로써, 파장 분산과 그 파장 의존성을 파이버 축방향으로 크게 변화시킬 수 있다. 그 때문에, 후술하는 구성의 광 파이버를 용이하게 실현할 수 있다. 즉, 1510nm 내지 1600nm의 파장대에서의 파장 분산이 10ps/nm/km보다 큰 파이버 구간 A와, 그 파장대에서의 파장 분산이 -10ps/nm/km보다 작은 파이버 구간 B를 갖고, 그 파장대에서의 평균 파장 분산의 절대치가 1ps/nm/km보다도 작은 광 파이버이다. 더욱이, 그 파장대에서 파이버 구간 A의 파장 분산 슬로프가 음인 동시에 파이버 구간 B의 파장 분산 슬로프가 양이다. 그 결과, 종래 기술에 비하여, 누적 파장 분산의 절대치가 소정의 값보다도 작아지는 파장 범위를 확대하여, 전송 용량을 확대할 수 있다.
또한, 본 실시예의 광 파이버(10)는 주매질만으로 이루어지고 공기 구멍을 포함하지 않는 복수의 구간 B가 파이버 축방향으로 간격을 두고 배치되어 있다. 그 때문에, 구간 B에서 광 파이버를 절단하고, 다른 광 파이버와 융착 접속할 수 있다. 이 때, 종래의 미세 구조광 파이버와 달리, 융해에 의한 미세 구조의 변형·붕괴나, 미세 구조에 의해 정합을 위한 코어의 인식이 곤란하게 되는 문제가 일어나지 않기 때문에, 종래의 미세 구조 광 파이버에 비하여 융착 접속이 용이하게 된다. 또한, 단면에서 외기에 대하여 열린 공기 구멍이 없고, 오염 물질이 공기 구멍 내에 침입하지 않는다. 그 때문에, 굴절율 매칭액을 사용하여 저손실의 기계적 접속을 실현할 수 있다. 더욱이, 일부의 파이버 구간 A에서 측면이 손상하여, 공기 구멍 내에 물 등의 오염 물질이 침입한 경우도 오염 물질은 파이버 전체에는 널리 퍼지지 않기 때문에, 손상에 대한 내성이 종래의 미세 구조 광 파이버에 비하여 높다.
더욱이, 본 실시예의 광 파이버에 있어서는 구간 A, 천이 구간 C, 구간 B, 및 또 하나의 천이 구간 C가 이 순서로 나란히 배열되어 구성하는 단위 파이버 구간이 파이버 축방향으로 복수개 나란히 배열된 구성을 채용할 수 있다. 이 구성에 있어서는 공기 구멍의 굴절율은 파이버 축방향으로 일정하고, 그 단면적은 파이버 축방향으로 주기적으로 변화한다. 그 결과, 국소 파장 분산이 파이버 축방향으로 주기적으로 변화하는 광 파이버를 실현할 수 있다. 이러한 광 파이버에서는 단위 파이버 구간의 길이의 정수배의 길이로 파이버 길이를 변화시키더라도, 광 파이버전체에서의 누적 파장 분산이 제로가 되는 파장은 변화하지 않는다. 그 때문에, 전송로 길이의 변화에 따른 전송로의 파장 분산 특성의 변화를 저감할 수 있기 때문에, 전송로 길이의 변경이 용이하게 된다.
이 단위 파이버 구간의 길이를 1m 이상으로 하면, 전파 모드와 방사 모드의 결합에 의해서 생기는 과잉된 전송 손실을 저감할 수 있는 동시에, 단위 길이의 광 파이버에 포함되는 모드간 결합이 생기는 파이버 구간의 개수를 감소시키기 때문에, 전송 손실을 저감할 수 있다.
또한, 천이 구간 C의 길이를 0.5m 이상으로 한 경우, 공기 구멍의 굴절율은 파이버 축방향으로 일정하고, 그 단면적은 파이버 축방향으로 연속적으로 변화하고 있지만, 그 변화는 광파장(통상 1550nm)에 비하여 충분히 완만하다. 그 결과, 천이 구간에 있어서의 모드 결합에 의한 손실을 저감하고, 광 파이버의 전송 손실을 저감할 수 있다.
또한, 본 실시예의 광 파이버(10)는 실리카 유리를 주매질로 하여, 공기를 부매질로 한다. 그 때문에, 와이어 드로잉 시에 있어서, 노내 온도나 공기 구멍 내 압력을 조정함으로써, 공기 구멍 단면적을 파이버 축방향으로 용이하게 변화시킬 수 있다. 그리고, 실리카 유리와 공기의 비굴절율차가 약 35%로 크기 때문에, 공기 구멍 단면적을 약간 변화시킬 뿐이며, 파장 분산 특성을 크게 바꿀 수 있다. 이 결과, 종래의 분산 매니지먼트 파이버에 비하여, 파장 분산 특성을 파이버 축방향에 따라 크게 바꿀 수 있다. 또한, 실리카 유리와 공기의 투명도가 높기 때문에, 광 파이버의 전송 손실을 낮게 억제하는 것도 가능하다.
본 실시예의 광 파이버(10)의 변형 형태로서, 구간 A만으로 이루어지는 광 파이버를 구성하는 것도 가능하다. 이 광 파이버는 소정 파장에 있어서 양의 파장 분산과 음의 파장 분산 슬로프를 갖는 광 파이버를 실현할 수 있다.
이러한 광 파이버는 이 소정 파장에 있어서 음의 파장 분산과 양의 파장 분산 슬로프를 갖는 광 파이버의 파장 분산과 파장 분산 슬로프를 보상하기 때문에 적합하다. 불소 등을 도핑하여 굴절율을 변조하는 종래 기술에 있어서는 굴절율 변화량이 작기 때문에, 본 실시예와 같이 양의 파장 분산과 음의 파장 분산 슬로프를 갖는 광 파이버를 실현하는 것은 곤란하였다. 본 발명에 따르면, 부매질의 도입에 의해서 큰 굴절율 변화를 등가적으로 형성하는 것이 가능하고, 이러한 광 파이버를 용이하게 실현할 수 있기 때문에, 광대역의 광 전송로를 실현할 수 있다.
더욱이, 이러한 광 파이버는 브릴루인(Brillouin) 주파수 시프트를 파이버 축방향에서 바꾸고 있기 때문에, 광 전송로로서 적합하게 사용할 수 있다. 전송 신호의 광 파워가 임계치를 넘는 경우, 누적 브릴루인 산란이 발생하고, 전송 품질을 저하시키는 것은 잘 알려져 있다. 그러나, 본 발명의 광 파이버에서는 브릴루인 주파수 시프트를 길이 방향에서 변화시킴으로써 전체 파이버 길이에서의 브릴루인 이득 스펙트럼이 넓어지고, 누적 브릴루인 산란의 임계치가 증대한다. 이 결과, 본 발명의 광 파이버는 길이 방향으로 일정한 브릴루인 주파수 시프트를 갖는 종래의 광 파이버보다 높은 광 파워를 전송할 수 있다. 본 발명의 광 파이버에 의하면, 각 구간이 10km 이상의 길이를 갖고, 인접하는 구간 사이에서의 브릴루인 주파수 시프트의 차가 50mHz 이상인 복수의 파이버 구간을 갖는 광 파이버를 구성할 수 있다. 이러한 구성은 특히 누적 브릴루인 산란을 억제하는데 효과적이다. 상술한 실시예에서는 주매질에 석영 유리, 부매질에 공기를 사용하는 예를 설명하여 왔지만, 주매질, 부매질은 이들에 한정되는 것이 아니다. 주매질에는 유리 외에, 플라스틱 등도 이용 가능하고, 부매질에는 각종 기체나 액체, 주매질과 다른 광학 특성을 갖는 고체를 이용할 수 있고, 더욱이 공기 구멍 내를 진공 상태로 하여도 좋다.
이하, 본 발명에 따른 광 파이버를 제조하는 방법의 몇 개의 실시예에 대하여 구체적으로 설명한다.
제 1 실시예의 광 파이버 제조 방법은 본 발명에 따른 미세 구조 광 파이버를 제조하는 것이다.
도 7은 본 실시예의 제조 방법에 있어서 사용되는 프리폼(50)의 단면도이다. 이 프리폼(50)은 원주형으로 형성되고, 축방향으로 동일한 구조를 갖고 있다. 프리폼(50)은 Ge가 첨가된 실리카 유리로 이루어지는 코어(11)와, 이것을 포위하는 순수한 실리카 유리로 이루어지는 클래드(12)로 이루어진다. 그리고, 클래드(12) 내에 축방향을 따라서 연장되는 원통형의 3개 이상(도면에서는 4개)의 공기 구멍(13)을 갖는다. 여기서 프리폼의 굴절율 프로파일은 코어(11)측이 클래드(12)측보다 고굴절율의 스텝 인덱스형이고, 코어(10)의 비굴절율차는 예를 들면, 0.323%이다.
이 프리폼(50)의 모재는 VAD법, MCVD 법 또는 OVD 법에 의해 소정의 직경(예를 들면, 2.2mm)의 코어(10)의 주위에 클래드(12)를 소정의 외경(예를 들면, 36mm)까지 형성하는 것으로 형성된다.
다음에, 이렇게 해서 형성한 모재의 클래드(12)중에 도 8에 도시되는 바와 같은 천공 수단(40)을 사용하여 공기 구멍(13)을 형성함으로써, 프리폼(50)을 형성한다. 이 천공 수단은 막대형의 돌기부(41)를 갖고, 돌기부(41)의 선단에는 다이아몬드 또는 초경합금으로 이루어지는 선단부(42)가 설치되어 있다. 공기 구멍(13)의 형성에 있어서는 모재(50a)를 고정 수단(45)에 의해서 고정하고, 모재(50a)의 단면에 천공 수단(40)의 선단부(42)를 접촉시킨 후, 선단부(42)를 모재(50a)의 축방향과 평행한 축을 중심축으로서 회전시키면서, 소정의 속도로 이 회전축을 따라 모재(50a) 내로 침입시켜감으로써 모재(50a)의 축방향을 따라 관통하는 공기 구멍(13)을 형성한다. 프리폼(50)은 이 방법으로 공기 구멍(13)을 반복하여 형성함으로써 형성된다. 이 공기 구멍(13)은 예를 들면, 직경 3mm이고, 그 중심은 프리폼(50)의 중심에서 반경 3.1mm의 원주형으로 등 간격(90도 간격)으로 배치되어 있다.
더욱이, 선단부(42)와 모재(50a) 모두를 회전시키는 것이 모재(50a)의 축에 대하여 공기 구멍(13)이 굴곡을 억제하기 위해서는 바람직하다. 공기 구멍(13)이 굴곡되어 있으면, 광 파이버 단면내에서 공기 구멍 위치의 어긋남, 파장 분산이나 복굴절 등의 광학 특성의 변동을 초래한다. 이러한 광학 특성의 변동은 선단부(42)와 모재(50a)의 쌍방을 회전시킴으로써 확실하게 방지할 수 있다.
더욱이, 바람직하게는 모재(50a)에 공기 구멍(13)을 형성하는데 자동 기계를 사용하는 것도 가능하다. 이러한 자동 기계는 천공 기구와 공기 구멍이 형성되는프리폼을 이동시키는 방법에 관한 정보를 격납하는 수단과, 격납된 정보에 기초하여 실제로 이동시키는 수단을 갖고 있다. 자동 기계를 사용함으로써 공기 구멍을 높은 재현성으로 형성할 수 있고, 광 파이버를 높은 수율로 제조할 수 있다. 한편, 높은 재현성을 얻을 수 있는 자동 기계의 사용은 튜브 및/또는 로드를 묶는 종래의 미세 구조광 파이버의 제조 방법에 있어서는 묶는 공정이 튜브 및/또는 로드가 섬세한 취급을 요구하기 때문에 곤란하다.
상술한 방법에 의해 형성된 프리폼(50)은 농도 10%로 버블링되어 있는 불산 중에 2시간 담그고, 공기 구멍(13) 내면에 부착되어 있는 오염 물질이나 공기 구멍(13) 내면의 요철이 제거된다(청정화 공정). 이 청정화 공정을 거친 후, 공기 구멍(13)의 한쪽의 단부가 밀봉되고, 후술하는 와이어 드로잉 공정으로 보내진다.
도 9는 이 와이어 드로잉 공정을 설명하는 도면이다. 프리폼(50)의 개구 단부(50)측을 프리폼 공급 수단(71)에 의해서 파지하면서, 그 밀봉 단부측으로부터 와이어 드로잉로(60)의 노심 내로 도입한다. 여기서, 프리폼 공급 수단(71)내의 공간(71a)은 프리폼(50)내의 공기 구멍(13)과 연통시켜, 연통관(72)을 통하여 압력 조정 수단(73)으로부터 공급되는 불활성 기체, 예를 들면, 질소에 의해 공간(71a)을 개재하여 공기 구멍(13)내의 압력을 소정의 압력으로 조정하고 있다. 본 실시예에서는 공기 구멍(13)내의 압력은 대기압 10.4kPa로 유지된다. 이렇게 해서 프리폼(50)을 그 밀봉 단부측으로부터 와이어 드로잉로(60)에 의해 가열함으로써, 프리폼(50)의 용융 하단(50b) 내지 용융 하단(50c)간에서 용융시켜, 와이어 드로잉로(60)의 하단측에서 프리폼 공급 수단(71)에 의한 와이어 드로잉로(60)로의공급 속도 Va보다 빠른 와이어 드로잉 속도 Vb로 인발함으로써, 10㎛ 정도의 내경의 공기 구멍(3)을 갖는 광 파이버(10)를 제조할 수 있다. 광 파이버(10)의 단부(10e)에서는 공기 구멍(3)은 밀봉되어 있기 때문에, 공기 구멍(3)과 이것에 연결되는 공기 구멍(13)은 공간(71a)과 거의 동일한 압력으로 유지된다. 이 인발은 견인 수단(81)에 의해서 행해지고, 견인 수단(81)과 와이어 드로잉로(60)의 사이에는 제조되는 광 파이버의 외경을 측정하는 측정 수단(80)이 배치되어 있다. 이 측정 수단(80)의 출력은 와이어 드로잉 공정 전체를 제어하는 컨트롤러(65)에 공급되어 있고, 컨트롤러(65)는 와이어 드로잉로(60), 프리폼 공급 수단(71), 압력 조정 수단(73), 견인 수단(81)의 동작을 제어함으로써 소망의 특성을 갖는 광 파이버(10)를 제조한다.
본 발명자들은 광 파이버(10)중의 공기 구멍 면적율(클래드의 단면적에 대한 공기 구멍이 차지하는 전체 면적의 비율)은 프리폼(50) 중의 공기 구멍 면적율에 주로 의존하지만, 와이어 드로잉 공정에서도 공기 구멍 면적율을 조정하는 것이 가능한 것을 발견하였다. 공기 구멍 면적율을 감소시키기 위해서는, 이하의 기술의 하나 또는 조합을 사용할 수 있다. (1) 압력 조정 수단(73)에 의해, 공기 구멍(13)내의 압력을 감소시키는 기술, (2) 와이어 드로잉로(60)내의 온도를 상승시키는 기술, (3) 프리폼 공급 수단(71)에 의한 공급 속도 Va또는 견인 수단(81)에 의한 와이어 드로잉 속도 Vb를 저하시키고, 와이어 드로잉로(60)내를 프리폼이 통과하는데 요하는 시간(가열 시간)을 증가시킨다. 공기 구멍 면적율을 증가시키기 위해서는 상술한 기술의 반대를 하면 된다.
컨트롤러(65)를 통하여 와이어 드로잉 중에 이들의 파라미터를 변화시킴으로써, 공기 구멍 면적율을 축방향에서 변화시킨 광 파이버를 제조하는 것이 가능해지고, 파장 분산이 파이버 축방향으로서 변화하는 구조의 광 파이버를 용이하게 제작할 수 있다. 이러한 광 파이버는 전송 품질 열화 요인인 누적 파장 분산과 4광파 혼합을 함께 억제하는데 효과적이다. 더욱이, 횡단면 내에 공기 구멍이 없는 구간을 갖는 광 파이버도 제조하는 것이 가능해진다. 이 구조는 개별의 미세 구조(공기 구멍)를 외부에서 격리하는 것이 가능해지기 때문에, 공기 구멍이 없는 부분을 접속에 이용함으로써, 접속 작업 시의 공기 구멍 내 오염과 그것에 따른 손실 증가의 방지에 효과적이다.
광 파이버(10)의 공기 구멍 면적율을 와이어 드로잉 중의 측정으로부터 구하고, 공기 구멍(13)내의 압력, 와이어 드로잉로(60)의 노내 온도, 파이버가 노를 통과하는데 요하는 시간을 얻을 수 있는 결과를 바탕으로 컨트롤러(65)에 의해서 피드백 제어함으로써, 소망의 공기 구멍 면적율의 축방향 분포를 갖는 광 파이버(10)를 정밀도 좋게 제조하는 것이 가능해진다.
미리 프리폼(50)의 직경 dp과 그 공기 구멍 면적율 fp를 측정해 두면, 광 파이버(10)의 공기 구멍 면적율 ff는 측정 수단(80)에서 측정한 광 파이버(10)의 외경 df와, 공급 수단(71)에서 측정한 프리폼(50)의 공급 속도 Va, 견인 수단(81)에서 측정한 광 파이버(10)의 와이어 드로잉 속도 Vb로부터 다음 식,
에 의해 구할 수 있다.
도 10은 이 제 1 실시예의 변형예가 되는 제 2 실시예의 와이어 드로잉 방법을 설명하는 도면이다. 이 도면에 도시되는 와이어 드로잉 장치는 도 9에 도시되는 와이어 드로잉 장치에 와이어 드로잉로(60)의 노내 온도{실제로는 프리폼(50)의 용융 하단(50b)에서의 온도}를 측정하는 방사 온도계(82)와, 제조되는 광 파이버(10)에 부여되어 있는 장력을 측정하는 장력계(83)를 추가한 것이다. 방사 온도계(82)와 장력계(83)의 출력은 컨트롤러(65)에 입력되고 있다. 이 장치를 사용한 제 2 실시예에서는, 제 1 실시예와는 다른 방법으로 공기 구멍 면적율 ff를 구하고, 피드백 제어에 이용한다.
프리폼(50)을 구성하는 유리의 점도는 온도의 함수로서 부여할 수 있기 때문에, 노내 온도로부터 프리폼(50)의 용융 하단(50c)에서의 점도 ηf가 얻어진다. 한편, 장력계(83)로부터는 광 파이버(10)에 부여되어 있는 장력 Tf가 얻어진다. 여기서, 소정의 점도 ηf, 소정의 파이버 직경 df에서 소정의 파이버 와이어 드로잉 속도 Vb를 달성하기 위해서 필요한 장력 Tf는 광 파이버(10)중의 공기 구멍 면적율 ff의 증가에 따라 감소한다. 여기서, 공기 구멍 면적율 ff이외는 이미 알고 있으므로, 이 관계로부터 공기 구멍 면적율 ff를 구하는 것이 가능하다.
이들 어느 쪽의 실시예에 있어서도, 공기 구멍 면적율을 파이버 축방향으로 변화시킨 미세 구조 광 파이버를 용이하게 형성할 수 있다. 또한, 종래의 제조 방법과 같이 다수의 튜브 또는 로드를 소정의 배치로 조합하는 작업이 필요하지 않게 되기 때문에, 에너지 절약화를 도모할 수 있는 동시에 작업의 재현성을 향상시켜, 안정된 품질의 제품을 제조할 수 있다. 게다가, 프리폼에 조합한 튜브 및/또는 로드 사이의 간극이 없기 때문에, 오염 물질의 제거나 와이어 드로잉 시의 압력 제어를 효과적으로 행할 수 있다.
이들의 실시예는 공기 구멍 면적율을 파이버 축방향으로 변화시킨 미세 구조 광 파이버를 제조하는 경우에만 한정되지 않고, 똑같은 공기 구멍을 갖는 미세 구조 광 파이버를 제조하는 경우에도 적합하다. 공기 구멍 면적율을 피드백 제어함으로써, 공기 구멍의 균일성의 정밀도를 종래보다 향상시키는 것이 가능하다.
또한, 프리폼의 공기 구멍의 표면을 청정화하는 청정화 공정에서, 불산에 의한 청정화에 더하여 이하의 공정의 적어도 하나를 행하는 것도 가능하다. (1) SF6가스 에칭에 의해서 공기 구멍(13)의 내면을 평활화하는 공정, (2) 공기 구멍(13)내의 기체 배출과 공기 구멍(13)내로의 청정한 불활성 가스 충전을 반복하여 공기 구멍(13)내의 오염 물질을 제거하는 공정. 더욱이, 공기 구멍(13)내에 염소 가스를 충전하여 와이어 드로잉함으로써 제조되는 광 파이버(10)의 공기 구멍(3)의 표면 및 내부에 있어서의 오염 물질의 양을 저감하고 전송 손실을 더욱 저감하는 것이가능하다.
또한, 이들의 실시예는 프리폼(50)의 공기 구멍(13)내에 기체 이외의 부매질을 충전한 경우에도 마찬가지로 적합하게 사용할 수 있다. 이 경우, 미리 공기 구멍(13)내에 부매질을 충전한 프리폼(50)을 제조해 두고, 도 9 또는 도 10에 도시되는 와이어 드로잉 장치에 의해 와이어 드로잉을 행하는 것으로 하고, 부매질 영역의 면적율을 조정하기 위해서는 와이어 드로잉로(60)의 노내 온도 또는 프리폼의 가열 시간을 조정하면 좋다. 또한, 부매질이 액체인 경우에는 부매질 내의 압력을 조정하는 방법을 사용하여도 좋다. 부매질 영역의 면적율을 구하는 방법에 대해서는 공기 구멍 면적율을 구하는 방법에 대하여 설명한 것이 적합하기 때문에 그 상세한 것은 생략한다.
다음에, 제 3 실시예의 광 파이버 제조 방법에 관해서 설명한다. 이 제 3 실시예에 있어서는 프리폼의 제조 공정, 보다 상세하게는 공기 구멍의 형성 공정에 특징을 갖는다.
도 11은 이 제 3 실시예에서 사용하는 천공 기구(40c)를 도시하는 도면이다. 이 천공 기구(40c)는 프리폼(50)을 구성하는 실리카 유리의 연화점보다 융점이 높은 카본으로 이루어지는 막대형의 돌기부(41c)를 3개 이상(도면에 있어서는 6개) 갖고 있다.
도 12는 본 실시예에 있어서의 공기 구멍의 형성 공정(천공 공정)을 설명하는 도면이다. 실리카 유리를 주 구성 부재로 하는 모재(50a)를 고정 수단(45)에 의해 고정하고, 히터(48)에 의해서 모재(50a)를 그 연화점보다 높고, 카본의 융점보다는 낮은 온도까지 가열한다. 가열에 의해서 모재(50a)를 구성하는 실리카 유리의 점도가 저하한 후, 천공 기구(40c)의 돌기부(41c)를 모재(50a)의 상단면에 접촉시켜, 돌기부(41c)의 축을 모재(50a)의 중심축과 평행하게 유지한 상태에서 소정의 속도로 모재(50a)의 중심축을 따라 이동시켜, 돌기부(41c)의 선단을 모재(50a)의 하단이 관통시킨다. 그 후에, 돌기부(41c)를 역방향으로 이동시켜서, 모재(50a)에서 선택함으로써, 모재(50a)에 축방향을 따라 연장되는 6개의 공기 구멍(13)을 형성하고, 공기 구멍(13)을 갖는 프리폼(50)을 제조한다.
모재(50a)의 온도가 그 연화점보다 높은 상태이면, 모재(50a)의 점성이 저하하기 때문에, 공기 구멍(13)이 변형되어 버리기 때문에, 천공 기구(40c)의 돌기부(41c)를 인발하기 전, 또는 인발한 직후에, 히터(48)에 의한 가열을 억제하고 모재(50a)의 온도를 그 연화점보다 낮은 온도까지 냉각함으로써, 공기 구멍(13)의 변형을 억제하는 것이 바람직하다.
이 천공 공정에서는 천공 기구(40c)에서의 돌기부(41c)의 배치를 변경함으로써, 프리폼(50)내의 공기 구멍(13)의 배치를 용이하게 변경하는 것이 가능하고, 특히, 공기 구멍(13)의 수, 종류가 많은 경우나 배치가 복잡한 경우에도 동종의 프리폼(50)을 재현성 좋게 다수 제조하는 것이 가능하고, 와이어 드로잉 후에 얻어지는 광 파이버의 수율도 향상된다.
이렇게 해서 형성된 프리폼을 사용하여, 도 9, 도 10에 도시되는 바와 같은 제조 장치에 의해 와이어 드로잉함으로써 광 파이버를 얻을 수 있고, 제 1, 제 2 실시예와 동일한 효과가 얻어진다.
계속해서 설명하는 제 4 및 제 5 실시예는 모두 제 1 내지 제 3 실시예에 의해 제조된 광 파이버를 더 가공하여 축방향으로 굴절율 분포가 변화하는 광 파이버를 제조하는 방법에 관한 것이다.
우선, 제 4 실시예는 제 1 내지 제 3 실시예에서 제조한 광 파이버(1Od)의 공기 구멍(3d)에 부매질(5)을 충전하여, 그 굴절율을 축방향에서 변화시킴으로써 축방향으로 굴절율 분포가 변화하는 광 파이버를 제조하는 방법이다.
도 13은 이 실시예에 있어서의 부매질 형성 공정을 도시하고, 도 14는 굴절율 조정 공정을 도시한다. 도 13에 도시되는 바와 같이 축방향으로 연장되는 공기 구멍(3d)을 갖는 광 파이버(10d)의 일단을, 저장조(90)내에 저류되어 있는 액체(5)중에 담근다. 이 액체(5)는 각종의 방사선(자외선, 가시광, 적외선을 포함하는 전자파, 전자선, α선 등)을 조사함으로써 상 변화나 분자 구조 변화를 일으켜 굴절율이 변하는 재료를 선택할 수 있다. 흡인 수단(91)을 사용하여, 광 파이버(90)의 다른 한쪽 끝의 부근에서의 기압을 낮춤으로써, 공기 구멍(3d) 내를 이 액체(5)에 의해서 채울 수 있다. 그 후, 광 파이버의 양단을 밀봉한다. 이상의 공정에 의해, 파이버 축방향으로 신장하는 부매질{액체(5)}로 이루어지는 미세 구조 영역을 갖는 광 파이버를 형성한다. 도면에서는 도시되어 있지 않지만, 광 파이버(1Od)는 드럼 등에 감겨 있어도 좋다.
계속해서, 굴절율 조정 공정에서는 도 14에 도시되는 바와 같이, 이렇게 해서 부매질로서 액체(5)가 충전된 광 파이버(10d)는 공급 드럼(10Y)으로부터 권취 드럼(10X)으로 소정의 속도로 공급된다. 그리고, 그 사이의 위치(W)에서 광 파이버(10d)의 측면으로부터 방사선 조사 수단(92)에 의해 이 액체(5)가 감응성을 갖는(조사에 의해 굴절율이 변화한다) 방사선을 조사함으로써 액체(5), 결국 부매질의 굴절율을 소망의 값으로 바꾼다. 자외선 조사 후에, 피복 수단(93)에 의해서 광 파이버(10d)를 적절하게 피복함으로써 광 파이버(1Od)의 강도 향상을 도모할 수 있다. 이렇게 해서 형성된 피복 광 파이버(1Oe)는 권취 드럼(1OX)에 권취된다.
본 실시예의 광 파이버 제조 방법에서는 종래의 분산 매니지먼트 파이버와 달리, 폭넓은 방사선 감응성 재료를 부매질로서 채용할 수 있기 때문에, 부매질의 소영역의 굴절율이 파이버 축방향에서 크게 변화하는 광 파이버를 제조하는 것이 가능해진다. 또한, 굴절율 변화의 형성은 프리폼이 아니라 파이버에 있어서 행해지기 때문에, 부매질의 소영역의 굴절율이 파이버 축방향으로 급준하게 변화하는 광 파이버를 제조할 수 있다.
제 5 실시예는 와이어 드로잉에 의해 제조된 광 파이버(10e)의 공기 구멍(3e)을 선택적으로 폐쇄하는 방법에 관한 것이다. 도 15는 이 폐쇄 가공 공정을 설명하는 도면이다. 이 폐쇄 가공 공정은 도 9 및 도 10에 도시되는 와이어 드로잉 장치에 있어서 견인 장치(81)의 직전 또는 직후에 행해지는 것이 바람직하다(도면에서는 직전에서 가공하는 예를 도시하고 있다). 견인 장치(81)로부터 프리폼측에는 히터(85)가 배치되어 있고, 컨트롤러(65)의 지시에 의해 선택적으로 광 파이버(10e)의 가열을 행한다. 광 파이버(10e)에는, 제 1 내지 제 3 실시예의 제조 방법에 의해서 소정의 공기 구멍(3e)이 형성되어 있지만, 히터(85)에서 선택적으로 가열한 장소에서는, 광 파이버(10e)의 주 매질인 실리카 유리가 융해되고, 그 결과, 그 부분에 있어서의 공기 구멍(3e)이 폐쇄됨으로써, 도 1에 도시되는 구간 B를 형성할 수 있다.
본 실시예에서는 와이어 드로잉 공정과 공기 구멍 폐쇄 가공 공정이 분리되어 있기 때문에, 공기 구멍 단면적의 파이버 축방향으로서의 변화를 형성하기 때문에 와이어 드로잉 환경을 와이어 드로잉 중에 변화시킬 필요가 없다. 그 때문에, 제조가 용이하다. 또한, 공기 구멍 단면적의 파이버 축방향으로서의 변화의 형성은 프리폼이 아닌 파이버에 있어서 행해지기 때문에, 공기 구멍 단면적이 파이버 축방향으로 급준하게 변화하는 광 파이버를 제조할 수 있다.
본 발명에 따른 광 파이버 및 그 제조 방법은 파장 다중 전송에 적합한 분산 매니지먼트 파이버와 그 제조 방법에 적합하다.

Claims (23)

  1. 적어도 소정 파장에 있어서 파장 분산이 소정의 양의 값 x 이상이고 또한 파장 분산 슬로프가 음인 제 1 종 구간과, 적어도 동일 파장에 있어서 파장 분산이 -x 이하이며 또한 파장 분산 슬로프가 양인 제 2 종 구간을 갖는 광 파이버.
  2. 제 1 항에 있어서, 코어와, 상기 코어를 포위하며, 그 평균 굴절율이 코어의 평균 굴절율보다도 낮은 클래드를 갖고, 코어 및 클래드의 적어도 한쪽에는 광 파이버를 구성하는 주매질과는 다른 부매질로 이루어지는 복수의 영역이 소정의 횡단면 내에 간격을 두고 배치되어 있고, 상기 부매질로 이루어지는 영역의 단면적 및 굴절율의 적어도 한쪽을 축방향에서 변화시키고 있는 광 파이버.
  3. 제 2 항에 있어서, 소정 파장에 있어서의 파장 분산이 상기 제 1 종 구간에서는, 1ps/nm/km보다 크고, 상기 제 2 종 구간에서는 -1ps/nm/km보다 작고, 또한, 파장 분산의 절대치가 1ps/nm/km를 하회하는 파이버 구간의 길이가 전체 길이의 1/10 미만인 광 파이버.
  4. 재 2 항에 있어서, 상기 부매질로 이루어지는 영역을 포함하지 않은 구간이 축방향에 간격을 두고 배치되어 있는 광 파이버.
  5. 제 2 항에 있어서, 상기 부매질로 이루어지는 영역의 단면적 및 굴절율의 적어도 한쪽이 상기 광 파이버의 축방향으로 소정의 주기로 변화함과 동시에, 다른쪽은 일정하거나 또는 같은 주기로 상기 광 파이버의 축방향으로 변화하고 있는 광 파이버.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 소정의 주기는 1m를 상회하는 광 파이버.
  7. 제 2 항에 있어서, 상기 부매질로 이루어지는 영역의 단면적 및 굴절율의 적어도 한쪽이 상기 광 파이버의 축방향으로 연속적으로 변화함과 동시에, 다른쪽은 상 광 파이버의 축방향으로 일정하거나 또는 연속적으로 변화하는 소정 이상이 길이의 천이 구간을 갖고 있는 광 파이버.
  8. 제 2 항에 있어서, 상기 광 파이버의 주매질은 석영 유리이고, 상기 부매질은 공기인 광 파이버.
  9. 소정 파장에 있어서의 파장 분산이 소정 이상의 양의 값 x 이상이며, 파장 분산 슬로프가 음인 광 파이버.
  10. 제 9 항에 있어서, 코어와, 상기 코어를 포위하며, 그 평균 굴절율이 코어의 평균 굴절율보다도 낮은 클래드를 갖고, 코어 및 클래드의 적어도 한쪽에는 코어및 클래드를 구성하는 주매질과는 다른 부매질로 이루어지는 영역이 횡단면 내에 간격을 두고 배치되어 있는 광 파이버.
  11. 복수의 공기 구멍이 축방향으로 연장되는 광 파이버를 제조하는 광 파이버 제조 방법에 있어서,
    단면적이 축방향에 일정한 복수의 공기 구멍을 갖고 있는 프리폼을 준비하는 공정과,
    상기 프리폼으로부터 광 파이버를 와이어 드로잉하는 공정으로서, 와이어 드로잉 후의 광 파이버의 공기 구멍 면적율을 측정하는 수단과, 프리폼의 상기 공기 구멍 내의 압력을 조정하는 수단과, 측정한 공기 구멍 면적율을 상기 압력 조정 수단에 피드백하는 수단을 포함하는 공정을 포함하는 광 파이버 제조 방법.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 공기 구멍 면적율을 측정하는 수단은,
    와이어 드로잉 중에 프리폼을 공급하는 속도, 파이버를 와이어 드로잉하는 속도, 파이버 직경을 측정하는 공정과,
    이들의 측정치와, 와이어 드로잉 전에 측정해 두는 프리폼 직경, 프리폼의 공기 구멍 면적율을 사용하여 와이어 드로잉 후의 광 파이버의 공기 구멍 면적율을 계산하는 공정을 포함하는 광 파이버 제조 방법.
  13. 제 11 항에 있어서, 상기 공기 구멍 면적율을 측정하는 수단은,
    와이어 드로잉 중에 파이버를 와이어 드로잉하는 속도, 파이버 직경, 와이어 드로잉 장력, 와이어 드로잉로 내의 온도를 측정하는 공정과,
    이들의 측정치로부터 와이어 드로잉 후의 광 파이버의 공기 구멍 면적율을 계산하는 공정을 포함하고 있는 광 파이버 제조 방법.
  14. 제 11 항에 있어서, 일체 구조의 프리폼을 형성하고,
    상기 프리폼의 축방향을 따라서 3개 이상의 공기 구멍을 천공하고,
    상기 프리폼의 공기 구멍 표면을 청정화하는 전처리 공정을 또한 포함하고 있으며,
    상기 와이어 드로잉 공정은 공기 구멍 내로의 오염 물질의 침입을 방지하는 수단을 포함하는 광 파이버 제조 방법.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 천공 공정은,
    유리 연화점보다 고온하에서 천공 기구를 상기 프리폼에 삽입하는 공정과,
    유리 온도를 저하시키기 직전 내지 직후에 상기 천공 기구를 프리폼으로부터 인발하는 공정을 구비하고 있는 광 파이버 제조 방법.
  16. 광 파이버를 구성하는 주매질과 다른 굴절율을 갖는 부매질로 이루어지는 복수의 영역을 갖는 광 파이버를 제조하는 광 파이버 제조 방법에 있어서,
    축방향에 단면적이 일정한 복수의 부매질로 이루어지는 영역을 갖고 있는 프리폼을 준비하는 공정과,
    상기 프리폼을 와이어 드로잉하는 공정으로서, 상기 프리폼을 가열하는 와이어 드로잉로의 노내 온도 및 프리폼이 와이어 드로잉로를 통과하는데 요하는 시간의 적어도 한쪽을 변경함으로써 가열 조건을 조정하는 수단을 포함하는 공정을 포함하고 있는 광 파이버 제조 방법.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 와이어 드로잉 공정은 와이어 드로잉 후의 광 파이버의 부매질 영역의 면적율을 측정하는 수단과, 측정한 와이어 드로잉 후의 광 파이버의 부매질 영역의 면적율을 상기 조정 수단에 피드백하는 수단을 또한 포함하는 광 파이버 제조 방법.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 부매질 영역의 면적율을 측정하는 수단은,
    와이어 드로잉 중에 프리폼을 공급하는 속도, 파이버를 와이어 드로잉하는 속도, 파이버 직경을 측정하는 공정과,
    이들의 측정치와 와이어 드로잉전에 측정해 두는 프리폼의 직경과 프리폼 중의 부매질 영역의 면적율을 사용하여, 와이어 드로잉 후의 광 파이버에 있어서의 부매질의 면적율을 계산하는 공정을 포함하는 광 파이버 제조 방법.
  19. 제 17 항에 있어서, 상기 부매질 영역의 면적율을 측정하는 수단은,
    와이어 드로잉 중에 파이버를 와이어 드로잉하는 속도, 파이버 직경, 와이어드로잉 장력, 와이어 드로잉로 내의 온도를 측정하는 공정과,
    이들의 측정치로부터 와이어 드로잉 후의 광 파이버의 부매질 영역의 면적율을 계산하는 공정을 포함하고 있는 광 파이버 제조 방법.
  20. 제 16 항에 있어서, 일체 구조의 프리폼을 형성하고,
    상기 프리폼의 축방향을 따라서 3개 이상의 공기 구멍을 천공하고,
    천공된 공기 구멍 표면을 청정화하는 전처리 공정을 또한 포함하고 있으며,
    상기 와이어 드로잉 공정은 공기 구멍 내로의 오염 물질의 침입을 방지하는 수단을 포함하는 광 파이버 제조 방법.
  21. 제 20 항에 있어서, 상기 천공 공정은,
    유리 연화점보다 고온 하에서 천공 기구를 상기 프리폼에 삽입하는 공정과,
    유리 온도를 저하시키기 직전 내지 직후에 상기 천공 기구를 프리폼으로부터 인발하는 공정을 포함하고 있는 광 파이버 제조 방법.
  22. 코어 또는 클래드를 구성하는 주매질과 다른 굴절율을 갖는 복수의 영역을 갖는 광 파이버 제조 방법에 있어서,
    광 파이버의 소정의 영역에 방사선 조사로 굴절율이 변화하는 매질을 주입하는 공정과,
    광 파이버에 방사선을 조사하여 주입한 매질의 굴절율을 축방향에서 변화시키는 공정을 포함하는 광 파이버 제조 방법.
  23. 복수의 공기 구멍을 갖는 광 파이버 제조 방법에 있어서,
    와이어 드로잉 후의 광 파이버의 축방향에 간격을 있는 복수 장소를 선택적으로 가열, 융해함으로써 상기 공기 구멍을 폐쇄하는 공정을 포함하는 광 파이버 제조 방법.
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