JP2003020241A - Method for manufacturing optical fiber for conversion of mode field - Google Patents
Method for manufacturing optical fiber for conversion of mode fieldInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、大きなコア径を持
つ非円したコアを持つ主にモードフィールドのアスペク
ト比の変換に使用される光ファイバの製造に関するもの
である。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to manufacturing an optical fiber having a non-circular core having a large core diameter, which is mainly used for conversion of an aspect ratio of a mode field.
【０００２】[0002]
【従来の技術】データ通信の大容量化が進められている
中で、光ファイバを用いた光通信技術は益々脚光を浴び
てきている。光ファイバは通常、コアの外周部に、コア
より屈折率が低いクラッドが形成されている構成であ
る。2. Description of the Related Art As the capacity of data communication is being increased, optical communication technology using an optical fiber is in the spotlight. The optical fiber usually has a structure in which a clad having a refractive index lower than that of the core is formed on the outer peripheral portion of the core.
【０００３】光ファイバの製造方法としては、例えば、
ＶＡＤ（vapour-phase axial deposition ）法やＯＶＤ
（outside vapour deposition ）法で合成した光ファイ
バ用スート母材を、ガラス化炉で脱水および焼結して透
明な中間母材とし、その母材を燃焼火炎やプラズマ火炎
でもしくは電気炉で延伸し、コアとなるガラスロッドと
する。得られたガラスロッドに、さらにＯＶＤ法などに
よりクラッドとなるスートを堆積させ、ガラス化炉で脱
水および焼結を行い、プリフォームとする。得られたプ
リフォームを線引き用加熱炉で加熱溶融してプリフォー
ムの先端から線引きする線引き工程により、光ファイバ
とする。As a method of manufacturing an optical fiber, for example,
VAD (vapour-phase axial deposition) method and OVD
The soot base material for optical fiber synthesized by the (outside vapor deposition) method is dehydrated and sintered in a vitrification furnace to form a transparent intermediate base material, and the base material is drawn with a combustion flame or plasma flame or with an electric furnace. , And the glass rod that becomes the core. Soot is deposited on the obtained glass rod as a clad by the OVD method or the like, and dehydration and sintering are performed in a vitrification furnace to obtain a preform. An optical fiber is obtained by a drawing process in which the obtained preform is heated and melted in a drawing heating furnace and drawn from the tip of the preform.
【０００４】また、ＭＣＶＤ（modified chemical vapo
r deposition）法やプラズマ法では、直接ロッドを形成
することができ、この場合にはガラス化炉による熱処理
を行わずに、燃焼火炎などにより延伸し、コアとなるガ
ラスロッドとする。さらに、上述のようにＯＶＤ法によ
りクラッドとなるスートを堆積させ、ガラス化してプリ
フォームとし、線引き加工して光ファイバとする。In addition, MCVD (modified chemical vapo
The rod can be directly formed by the r deposition) method or the plasma method. In this case, the glass rod to be the core is drawn by a combustion flame or the like without performing the heat treatment in the vitrification furnace. Further, as described above, the soot to be the clad is deposited by the OVD method, vitrified into a preform, and drawn to form an optical fiber.
【０００５】上記の光ファイバにおいては、通常コアの
断面は円形となっているが、楕円などの非円形となって
いる光ファイバが開発されている。例えば、データ大容
量化と遠距離通信に対応可能なコヒーレント光通信技術
において使用され、光ファイバから放射された光の偏波
状態を安定に保つことが可能な偏波保持ファイバ、ある
いは、モードフィールドのアスペクト比の変換に使用さ
れる光ファイバである。In the above-mentioned optical fiber, the cross section of the core is usually circular, but an optical fiber having a non-circular shape such as an ellipse has been developed. For example, a polarization-maintaining fiber that is used in coherent optical communication technology that is compatible with large-capacity data and long-distance communication, and that can maintain a stable polarization state of light emitted from an optical fiber, or a mode field It is an optical fiber used to convert the aspect ratio of.
【０００６】偏波保持ファイバは、１０μｍ程度の径の
コアが楕円などの非対称性を持たせた形状となってお
り、これにより複屈折性を増大させた構成である。例え
ば、上記の構造の偏波面保持ファイバの製造方法とし
て、特開昭６３−３１０７４０号公報には、コア近傍の
クラッドを長方形や楕円などに研削し、それにガラス微
粒子を堆積させ、ガラス化させることによりコアを変形
させる方法が開示されている。The polarization-maintaining fiber has a shape in which a core having a diameter of about 10 μm has an asymmetry such as an ellipse, thereby increasing the birefringence. For example, as a method of manufacturing a polarization-maintaining fiber having the above structure, Japanese Patent Laid-Open No. 63-310740 discloses that a clad near a core is ground into a rectangle or an ellipse, and glass particles are deposited on the clad to vitrify it. Discloses a method of deforming a core.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、モード
フィールドのアスペクト比の変換に使用される光ファイ
バにおいては、例えばコアの形状が楕円形であるとする
と、その長径は大きいもので５０μｍ以上あり、コアが
偏波面保持ファイバに比べて非常に大きい構成となって
いることから、後述のように、上記の偏波面保持ファイ
バのと同じように製造することが困難となっている。However, in an optical fiber used to convert the aspect ratio of a mode field, for example, if the core has an elliptical shape, its major axis has a large diameter of 50 μm or more. Is much larger than the polarization-maintaining fiber, it is difficult to manufacture the same as the above-mentioned polarization-maintaining fiber, as described later.
【０００８】上記の構成であることは、言い換えると、
モードフィールドのアスペクト比の変換に使用される光
ファイバは、偏波面保持ファイバに比べてクラッドの厚
さが薄いことを示している。このため、偏波保持ファイ
バの製造方法をそのまま適用する場合、クラッドの厚さ
に合わせてガラス微粒子の堆積量を少なくすると、コア
の変形量が少なくなって、モードフィールドのアスペク
ト比を変換する所定の特性が得られなくなってしまう。
逆に、コアの変形量に合わせてガラス微粒子の付着量を
調整すると、クラッドの厚さが厚くなってしまうので、
ガラス化後に所望のコア径になるようにクラッドを外周
表面から大量に研削する必要があった。In other words, having the above-mentioned structure,
The optical fiber used to convert the aspect ratio of the mode field has a thinner cladding than that of the polarization maintaining fiber. For this reason, when the polarization maintaining fiber manufacturing method is applied as it is, if the deposition amount of the glass particles is reduced according to the thickness of the cladding, the deformation amount of the core is reduced, and the aspect ratio of the mode field is converted to a predetermined value. The characteristics of will not be obtained.
On the contrary, if the amount of adhered glass particles is adjusted according to the amount of deformation of the core, the thickness of the clad becomes thicker.
It was necessary to grind a large amount of the clad from the outer peripheral surface so as to obtain a desired core diameter after vitrification.
【０００９】本発明は上記の状況に鑑みてなされたもの
であり、従って本発明の目的は、コア径が大きいモード
フィールドのアスペクト比の変換に使用される光ファイ
バにおいても、コアを軸方向に均一に変形させ、変形量
を確保して容易に製造することができる、モードフィー
ルドのアスペクト比の変換に使用される光ファイバの製
造方法を提供することである。The present invention has been made in view of the above situation, and therefore, an object of the present invention is to provide an optical fiber used for conversion of an aspect ratio of a mode field having a large core diameter with the core in the axial direction. It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing an optical fiber used for conversion of an aspect ratio of a mode field, which can be uniformly deformed and can be easily manufactured while securing a deformation amount.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明のモードフィールド変換用光ファイバの製造
方法は、断面が非円形のコアと、当該コアの外周部に形
成され、当該コアより屈折率が低いクラッドとを有し、
モードフィールドのアスペクト比の変換に使用される光
ファイバの製造方法であって、コアと第１クラッドを断
面が同心円状となるように形成する工程と、前記第１ク
ラッドの断面の外周が所定の形状になるように、前記第
１クラッドを加工する工程と、前記第１クラッドの外周
部に嵩密度０．５ｇ／ｃｍ3 以下のガラス微粒子を堆積
させる工程と、焼結により、前記ガラス微粒子の層を第
２クラッドとして、コア、第１クラッドおよび第２クラ
ッドからなるプリフォームを形成する工程と、前記プリ
フォームから線引きにより光ファイバを形成する工程と
を有する。In order to achieve the above object, a method of manufacturing an optical fiber for mode field conversion according to the present invention comprises a core having a non-circular cross section and an outer peripheral portion of the core. Having a cladding with a lower refractive index,
A method of manufacturing an optical fiber used for conversion of an aspect ratio of a mode field, which comprises a step of forming a core and a first clad so that their cross sections are concentric, and an outer periphery of a cross section of the first clad is predetermined. A step of processing the first clad into a shape; a step of depositing glass particles having a bulk density of 0.5 g / cm 3 or less on the outer peripheral portion of the first clad; The method includes a step of forming a preform including a core, a first clad, and a second clad with the layer serving as a second clad, and a step of forming an optical fiber from the preform by drawing.
【００１１】上記の本発明のモードフィールド変換用光
ファイバの製造方法は、好適には、前記ガラス微粒子を
堆積させる工程において、前記第１クラッドの外周部に
嵩密度０．３ｇ／ｃｍ3 以下のガラス微粒子を堆積させ
る。In the above method for producing an optical fiber for mode field conversion of the present invention, preferably, in the step of depositing the glass fine particles, a bulk density of 0.3 g / cm 3 or less is provided on the outer peripheral portion of the first cladding. Glass fine particles are deposited.
【００１２】上記の本発明のモードフィールド変換用光
ファイバの製造方法は、好適には、前記ガラス微粒子を
堆積させる工程において、前記第１クラッドと同じ成分
のガラス微粒子を堆積させる。In the method for producing an optical fiber for mode field conversion of the present invention, preferably, in the step of depositing the glass particles, glass particles having the same component as that of the first cladding are deposited.
【００１３】上記の本発明のモードフィールド変換用光
ファイバの製造方法は、好適には、前記第１クラッドを
加工する工程において、前記第１クラッドの断面の外周
が略矩形となるように、前記第１クラッドを加工する。
あるいは好適には、前記第１クラッドを加工する工程に
おいて、前記第１クラッドの断面の外周が曲線を含む略
矩形となるように、前記第１クラッドを加工する。ある
いは好適には、前記第１クラッドを加工する工程におい
て、前記第１クラッドの断面の外周が楕円形となるよう
に、前記第１クラッドを加工する。In the method for producing an optical fiber for mode field conversion of the present invention, preferably, in the step of processing the first cladding, the cross section of the first cladding has a substantially rectangular outer periphery. The first clad is processed.
Alternatively, preferably, in the step of processing the first clad, the first clad is processed so that the outer circumference of the cross section of the first clad is substantially rectangular including a curved line. Alternatively, preferably, in the step of processing the first clad, the first clad is processed so that the outer periphery of the cross section of the first clad has an elliptical shape.
【００１４】上記の本発明のモードフィールド変換用光
ファイバの製造方法は、好適には、前記ガラス微粒子を
堆積させる工程の後、前記焼結により前記ガラス微粒子
の層を第２クラッドとする工程の前に、前記ガラス微粒
子の層の外周を削る工程をさらに有する。あるいは好適
には、前記焼結により前記ガラス微粒子の層を第２クラ
ッドとする工程の後、前記プリフォームから線引きによ
り光ファイバを形成する工程の前に、前記第２クラッド
の外周を削る工程をさらに有する。In the above-described method of manufacturing an optical fiber for mode field conversion of the present invention, preferably, after the step of depositing the glass particles, the step of forming the layer of the glass particles as the second clad by the sintering. Previously, the method further includes a step of shaving the outer circumference of the glass fine particle layer. Alternatively, preferably, after the step of forming the layer of the glass fine particles into the second clad by the sintering, and before the step of forming the optical fiber by drawing from the preform, a step of cutting the outer periphery of the second clad is performed. Have more.
【００１５】上記の本発明のモードフィールド変換用光
ファイバの製造方法は、好適には、前記第１クラッドを
加工する工程において、研削加工、研削および研磨加
工、ウォータージェット加工、レーザ加工から選択され
た加工方法を少なくとも用いる。さらに好適には、前記
第１クラッドを加工する工程の後、前記ガラス微粒子を
堆積させる工程の前に、前記コアおよび第１クラッドか
らなる母材の表面をフッ酸あるいはフッ酸と硝酸でエッ
チングする工程をさらに有する。In the method for producing an optical fiber for mode field conversion of the present invention described above, preferably, in the step of processing the first cladding, grinding, grinding and polishing, water jet processing, and laser processing are selected. At least the above processing method is used. More preferably, after the step of processing the first clad and before the step of depositing the glass fine particles, the surface of the base material composed of the core and the first clad is etched with hydrofluoric acid or hydrofluoric acid and nitric acid. It further has a process.
【００１６】上記の本発明のモードフィールド変換用光
ファイバの製造方法は、好適には、前記第１クラッドを
加工したときの断面の外周の形状が、第１の方向の長さ
ａと、前記第１の方向と直交する第２の方向の長さｂに
ついて、１．２＜ｂ／ａ＜２０である。In the above-described method for producing an optical fiber for mode field conversion of the present invention, preferably, the shape of the outer periphery of the cross section when the first cladding is processed is the length a in the first direction, and For the length b in the second direction orthogonal to the first direction, 1.2 <b / a <20.
【００１７】上記の本発明のモードフィールド変換用光
ファイバの製造方法は、コアと第１クラッドを断面が同
心円状となるように形成し、次に、第１クラッドの断面
の外周が所定の形状になるように、第１クラッドを加工
する。次に、第１クラッドの外周部に嵩密度０．５ｇ／
ｃｍ3 以下のガラス微粒子を堆積させ、焼結により、ガ
ラス微粒子の層を第２クラッドとして、コア、第１クラ
ッドおよび第２クラッドからなるプリフォームを形成す
る。次に、プリフォームから線引きにより光ファイバを
形成する。In the above-described method of manufacturing an optical fiber for mode field conversion of the present invention, the core and the first cladding are formed so that their cross sections are concentric, and then the outer circumference of the cross section of the first cladding has a predetermined shape. The first cladding is processed so that Next, a bulk density of 0.5 g /
Glass fine particles having a size of 3 cm 3 or less are deposited and sintered to form a preform including a core, a first clad and a second clad with the glass fine particle layer as a second clad. Next, an optical fiber is formed by drawing from the preform.
【００１８】上記の本発明のモードフィールド変換用光
ファイバの製造方法によれば、第２クラッドとなるガラ
ス微粒子をの嵩密度を０．５ｇ／ｃｍ3 以下とすること
により、焼結時のコアと第１クラッドが受ける圧縮力が
高いので、コア径が大きい、即ち、第２クラッドが薄い
構成であっても、コアを軸方向に均一に変形させ、変形
量を確保して容易に製造することができる。According to the method for producing an optical fiber for mode field conversion of the present invention, the bulk density of the glass fine particles to be the second clad is set to 0.5 g / cm 3 or less, so that the core at the time of sintering is Since the compressive force received by the first clad is high, even if the core diameter is large, that is, even if the second clad is thin, the core is uniformly deformed in the axial direction, and the amount of deformation is secured to facilitate manufacturing. be able to.
【００１９】[0019]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を用いて詳しく説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
【００２０】図１は、本実施形態に係る光ファイバを形
成するためのプリフォームの断面図である。断面が略矩
形形状の第１クラッド１の内部に、断面が楕円形で、第
１クラッドよりも屈折率の高いコア２が形成されてい
る。さらに、第１クラッドの外周部に、第１クラッドと
同一成分から構成される第２クラッド４が形成されてい
る。上記のプリフォームから、線引きすることで、本実
施形態に係るモードフィールド変換用光ファイバを製造
することができる。線引きで得られる光ファイバの断面
では、上記のプリフォームと同様にコアの断面が楕円形
などの非円形に変形されており、コアの長径は大きいも
ので５０μｍ以上となっている。このような構成の光フ
ァイバは、モードフィールドのアスペクト比を変換する
ための光ファイバとして用いることができる。FIG. 1 is a sectional view of a preform for forming an optical fiber according to this embodiment. Inside the first clad 1 having a substantially rectangular cross section, a core 2 having an elliptical cross section and having a higher refractive index than the first clad is formed. Further, a second clad 4 composed of the same component as the first clad is formed on the outer periphery of the first clad. The optical fiber for mode field conversion according to the present embodiment can be manufactured by drawing from the above preform. In the cross section of the optical fiber obtained by drawing, the cross section of the core is deformed into a non-circular shape such as an ellipse like the above-mentioned preform, and the major axis of the core is 50 μm or more. The optical fiber having such a configuration can be used as an optical fiber for converting the aspect ratio of the mode field.
【００２１】本実施形態は光ファイバの製造方法に係
り、以下に示す工程により行う。まず、例えばＶＡＤ
（vapour-phase axial deposition ）法やＯＶＤ（outs
ide vapour deposition ）法で合成した光ファイバ用ス
ート母材を、ガラス化炉で脱水および焼結して透明な中
間母材とし、その母材を燃焼火炎などにより延伸し、コ
アとなるガラスロッドとする。得られたガラスロッド
に、さらにＯＶＤ法などにより第１クラッドとなるスー
トを堆積させ、ガラス化炉で脱水および焼結を行う。以
上で、図２（Ａ）に示すような、コア２の外周に第１ク
ラッド１が形成された母材を形成することができる。The present embodiment relates to a method for manufacturing an optical fiber, which is performed by the following steps. First, for example, VAD
(Vapour-phase axial deposition) method and OVD (outs
ide vapor deposition) optical fiber soot base material is dehydrated and sintered in a vitrification furnace to form a transparent intermediate base material, and the base material is stretched by a combustion flame to form a glass rod to be the core. To do. Soot, which will be the first cladding, is further deposited on the obtained glass rod by the OVD method or the like, and dehydration and sintering are performed in a vitrification furnace. As described above, the base material having the first cladding 1 formed on the outer periphery of the core 2 as shown in FIG. 2A can be formed.
【００２２】次に、図２（Ｂ）に示すように、コア２の
外周に第１クラッド１が形成された母材について、第１
クラッド１の断面の外周形状が長方形あるいは楕円など
の縦と横の比の異なる形となるように加工する。ここ
で、第１クラッド１の断面の外周の第１の方向の長さａ
と、第１の方向と直交する第２の方向の長さｂについて
ａとｂが異なる値を取り、１．２＜ｂ／ａ＜２０、さら
には、２＜ｂ／ａ＜１０の範囲とすることが好ましい。
図２（Ｂ）では、第１クラッド１の断面の外周形状が長
方形であり、ａが短辺、ｂが長辺となっている。加工方
法は、フッ酸などを使用する化学的方法、研磨剤を使用
する物理的な方法、レーザ加工、ウォータージェット方
式などを用いることができる。これらの加工の後、第１
クラッド１の表面をフッ酸あるいはフッ酸と硝酸でエッ
チングしてもよい。Next, as shown in FIG. 2B, regarding the base material in which the first cladding 1 is formed on the outer periphery of the core 2,
The clad 1 is processed so that the outer peripheral shape of the cross section of the clad 1 is a shape such as a rectangle or an ellipse having a different ratio of length to width. Here, the length a in the first direction of the outer periphery of the cross section of the first cladding 1
A and b take different values for the length b in the second direction orthogonal to the first direction, and the range of 1.2 <b / a <20 and further 2 <b / a <10 Preferably.
In FIG. 2B, the outer peripheral shape of the cross section of the first cladding 1 is a rectangle, where a is the short side and b is the long side. As a processing method, a chemical method using hydrofluoric acid or the like, a physical method using an abrasive, laser processing, a water jet method, or the like can be used. After these processing, first
The surface of the clad 1 may be etched with hydrofluoric acid or hydrofluoric acid and nitric acid.
【００２３】次に、図３（Ａ）に示すように、形状を加
工した第１クラッド１の外周表面に、ガラス微粒子３を
堆積させる。ガラス微粒子３の層は、ガラス化処理で第
２クラッドとなる層であり、第２クラッドに必要な特性
を有する材料および堆積厚が選択され、純粋石英や石英
にゲルマニウムやフッ素をドープしたものや多成分のも
のでもよいが、通常は第１クラッド１と同一の材料が選
択される。ここで、ガラス微粒子の嵩密度は０．５ｇ／
ｃｍ3 以下、望ましくは０．３ｇ／ｃｍ3 以下である必
要がある。嵩密度は、堆積させる方法により制御可能で
あり、軸方向の嵩密度が均一になり、しかも変形させる
コアおよび第１クラッドの母材の軸とそれに堆積させた
ガラス微粒子の集合体の軸が一致していればどのような
方法でもよい。Next, as shown in FIG. 3A, glass particles 3 are deposited on the outer peripheral surface of the first clad 1 whose shape has been processed. The layer of the glass fine particles 3 is a layer that becomes the second clad in the vitrification treatment, and the material having the characteristics required for the second clad and the deposition thickness are selected, and pure quartz or quartz doped with germanium or fluorine or Although it may be a multi-component material, the same material as that of the first cladding 1 is usually selected. Here, the bulk density of the glass particles is 0.5 g /
It is required to be less than or equal to 3 cm 3 , preferably less than or equal to 0.3 g / cm 3 . The bulk density can be controlled by the deposition method, and the bulk density in the axial direction becomes uniform, and the axis of the base material of the core and the first cladding to be deformed and the axis of the aggregate of glass fine particles deposited on the axis are uniform. Any method will do as long as it is done.
【００２４】次に、図３（Ｂ）に示すように、ガラス微
粒子３を堆積させた母材を加熱炉に投入する。この熱処
理で、ガラス微粒子３の層はバルクガラスの第２クラッ
ド４となる。ガラス微粒子３の層がバルクガラスとなる
ときに生じる圧縮力を利用して、コア２および第１クラ
ッド１を、上記の第２の方向（長辺である長さｂの方
向）に圧縮させ、図３（Ｂ）に示す変形させる。加熱炉
および加熱条件はガラス微粒子がバルクガラスに均一に
変化し透明になればどのような方法でも構わない。ただ
し、ガラス微粒子３の部分が第１クラッド１の表面を上
滑りしたような形でバルクガラスになる場合は、コア２
および第１クラッド１に十分な圧縮力がかからない場合
があり、好ましくない。Next, as shown in FIG. 3B, the base material on which the glass particles 3 are deposited is put into a heating furnace. By this heat treatment, the layer of glass particles 3 becomes the second cladding 4 of bulk glass. The core 2 and the first clad 1 are compressed in the second direction (the direction of the length b, which is the long side) using the compressive force generated when the layer of the glass fine particles 3 becomes bulk glass. The deformation shown in FIG. Any method may be used as the heating furnace and heating conditions as long as the glass particles are uniformly changed to bulk glass and become transparent. However, in the case where the glass fine particles 3 become bulk glass in a form where the surface of the first clad 1 is slipped over, the core 2
In addition, a sufficient compressive force may not be applied to the first clad 1, which is not preferable.
【００２５】ガラス微粒子の集合体を加熱炉内でバルク
ガラスにするときには、体積が約１／４〜１／１０に減
少する。本発明はこの性質を利用している。変形させた
い加工された母材にガラス微粒子を堆積させ、加熱炉に
投入し、ガラス微粒子をバルクガラスに変化させると
き、温度が高くなっているために対象となる母材も軟化
する。この状態でガラス微粒子集合体がバルクガラスに
なるとすると、その体積が減少するために径方向および
軸方向に収縮が起きる。このうち径方向に収縮する力
は、光ファイバ母材の断面が円であれば均一にかかる
が、本実施形態では、長方形あるいは楕円などの縦と横
の比の異なる形の断面といているので、表面張力で丸く
なろうとする力もかかり、長い側により大きな圧縮力が
発生し、断面が変形する。一方、ガラス微粒子３は母材
の軸方向には均一に堆積されるので、軸方向に均一に変
形させることができる。When the aggregate of glass particles is made into bulk glass in a heating furnace, the volume is reduced to about 1/4 to 1/10. The present invention utilizes this property. When glass particles are deposited on the processed base material to be deformed and put into a heating furnace to change the glass particles into bulk glass, the target base material is also softened because the temperature is high. If the glass fine particle aggregate becomes bulk glass in this state, the volume of the glass fine particle aggregate decreases, so that shrinkage occurs in the radial direction and the axial direction. Of these, the force that contracts in the radial direction is evenly applied if the cross section of the optical fiber preform is circular, but in the present embodiment, since the cross section has a shape with a different vertical to horizontal ratio, such as a rectangle or an ellipse. The surface tension also applies a force to round the surface, and a large compressive force is generated on the long side, which deforms the cross section. On the other hand, since the glass fine particles 3 are uniformly deposited in the axial direction of the base material, they can be uniformly deformed in the axial direction.
【００２６】ここで、本実施形態に係るコアの長径が大
きいもので５０μｍ以上であるモードフィールドのアス
ペクト比を変換するための光ファイバの場合、第２クラ
ッドとなるガラス微粒子の堆積厚を過度に厚くすること
ができないため、効果的に母材を変形させるためには、
ガラス微粒子の嵩密度が０．５ｇ／ｃｍ3 以下とする必
要がある。これにより焼結時のコアと第１クラッドが受
ける圧縮力が高くなって、効果的に変形させることがで
きる。さらに好ましくは、ガラス微粒子の嵩密度０．３
ｇ／ｃｍ3 以下である。Here, in the case of the optical fiber for converting the aspect ratio of the mode field in which the major axis of the core is large according to the present embodiment and is 50 μm or more, the deposition thickness of the glass fine particles to be the second cladding is excessively increased. Since it cannot be thickened, in order to effectively deform the base material,
The bulk density of the glass particles needs to be 0.5 g / cm 3 or less. As a result, the compressive force applied to the core and the first clad at the time of sintering increases, and the core can be effectively deformed. More preferably, the glass fine particles have a bulk density of 0.3.
It is g / cm 3 or less.
【００２７】また、変形の対象となる母材（コアおよび
第１クラッド）の形状としては、第１クラッド１の断面
の外周の第１の方向の長さａと、第１の方向と直交する
第２の方向の長さｂについて、１．２＜ｂ／ａ＜２０、
さらには、２＜ｂ／ａ＜１０の範囲とすることが好まし
い。１．２より小さいと変形量が乏しくて実質的に変形
せず、２０を越えると変形が安定せず再現性が取れな
い。As for the shape of the base material (core and first clad) to be deformed, the length a in the first direction of the outer periphery of the cross section of the first clad 1 is orthogonal to the first direction. For the length b in the second direction, 1.2 <b / a <20,
Furthermore, it is preferable to set the range of 2 <b / a <10. If it is less than 1.2, the amount of deformation is scarce and it does not substantially deform, and if it exceeds 20, the deformation is not stable and reproducibility cannot be obtained.
【００２８】上記のようにして得られたコア２、第１ク
ラッド１および第２クラッド４からなるプリフォーム
は、第２クラッド４の外周を削りだし、断面を円形にし
て、図１に示すプリフォームとすることができる。ま
た、ガラス微粒子の層３を第２クラッドにガラス化する
熱処理の前に、予めガラス微粒子の層３の外周を削りだ
して厚さを調整してもよい。得られたプリフォームを線
引き用加熱炉で加熱溶融し、プリフォームの先端から線
引きする線引き工程により、光ファイバとすることがで
きる。コア２、第１クラッド１および第２クラッド４か
らなるプリフォームは、外径の縦と横の比が大きく違わ
ない場合、第２クラッド４の外周を削りだし、断面を円
形にすることなく、そのまま線引をして表面張力で断面
を丸くすることができる。The preform composed of the core 2, the first clad 1 and the second clad 4 obtained as described above is carved out from the outer circumference of the second clad 4 to have a circular cross section, and the preform shown in FIG. It can be a reform. Further, before the heat treatment for vitrifying the glass fine particle layer 3 into the second clad, the outer circumference of the glass fine particle layer 3 may be cut in advance to adjust the thickness. An optical fiber can be obtained by a drawing process in which the obtained preform is heated and melted in a drawing heating furnace and drawn from the tip of the preform. The preform composed of the core 2, the first clad 1 and the second clad 4 does not have to cut the outer circumference of the second clad 4 to make the cross section circular if the vertical and horizontal ratios of the outer diameter are not significantly different. The wire can be drawn as it is to make the cross section round by the surface tension.
【００２９】本実施形態のモードフィールド変換用光フ
ァイバの製造方法によれば、第２クラッドとなるガラス
微粒子をの嵩密度を０．５ｇ／ｃｍ3 以下とすることに
より、焼結時のコアと第１クラッドが受ける圧縮力が高
いので、コア径が大きい、即ち、第２クラッドが薄い構
成であっても、コアを軸方向に均一に変形させ、変形量
を確保して容易に製造することができる。According to the method for producing an optical fiber for mode field conversion of this embodiment, the bulk density of the glass fine particles to be the second clad is set to 0.5 g / cm 3 or less so that the core can be used for sintering. Since the first clad receives a high compressive force, even if the core diameter is large, that is, even if the second clad is thin, the core can be uniformly deformed in the axial direction, and the amount of deformation can be secured to easily manufacture the core. You can
【００３０】上記の変形の対象となる母材（コアおよび
第１クラッド）の形状としては、長方形以外の形状とす
ることも可能であり、例えば図４（Ａ）に示す長方形の
角部が曲線形状ｒとなっている形状、図４（Ｂ）に示す
長方形の一辺が外方に凸に出ている曲線になっている形
状、図５（Ａ）に示す長方形の一辺が内方に凹んでいる
曲線になっている形状、図５（Ｂ）に示す楕円形状な
ど、変形させる形により選択することが可能である。The shape of the base material (core and first clad) to be deformed may be a shape other than a rectangle. For example, the corners of the rectangle shown in FIG. 4A are curved. The shape is the shape r, the shape in which one side of the rectangle shown in FIG. 4 (B) is a curve protruding outward, and the side in which the rectangle shown in FIG. 5 (A) is recessed inward. The shape can be selected according to the shape to be deformed, such as a curved shape, an elliptical shape shown in FIG.
【００３１】（実施例１）直径１０ｍｍのコアの外周部
に直径４５ｍｍの第１クラッドが形成されている光ファ
イバ母材を以下のようにして変形させた。この光ファイ
バ母材を断面が１２ｍｍ×３０ｍｍの長方形となるよう
に研削し、この第１クラッドの表面に、嵩密度０．２ｇ
／ｃｍ3 のガラス微粒子を堆積させ、断面の大きさを５
０ｍｍ×６８ｍｍとした。上記のようにガラス微粒子を
堆積させた光ファイバ母材を、１４００度に加熱してガ
ラス微粒子を焼結させた。このときに母材に圧縮力がか
かり、コアは長径１２ｍｍ×短径９ｍｍの楕円に近い形
に変形した。また、第２クラッド外周における径は、コ
アの長径方向で２２ｍｍ、短径方向で３０ｍｍとなっ
た。次に、これからコアの中心とクラッドの中心が一致
するようにクラッドを直径２２ｍｍの円に研削し、外径
を１２５μｍになるように線引した。このときの長径は
６８μｍ、短径は５０μｍとなった。(Example 1) An optical fiber preform in which a first cladding having a diameter of 45 mm was formed on the outer peripheral portion of a core having a diameter of 10 mm was deformed as follows. This optical fiber preform was ground so that the cross section became a rectangle of 12 mm × 30 mm, and the bulk density of 0.2 g was formed on the surface of the first clad.
/ Cm 3 glass particles are deposited and the cross-sectional size is 5
It was set to 0 mm × 68 mm. The optical fiber preform on which glass particles were deposited as described above was heated to 1400 degrees to sinter the glass particles. At this time, a compressive force was applied to the base material, and the core was deformed into a shape close to an ellipse with a major axis of 12 mm and a minor axis of 9 mm. The diameter of the outer circumference of the second cladding was 22 mm in the major axis direction of the core and 30 mm in the minor axis direction. Next, the clad was ground into a circle having a diameter of 22 mm so that the center of the core coincided with the center of the clad, and the outer diameter was drawn to 125 μm. At this time, the major axis was 68 μm and the minor axis was 50 μm.
【００３２】（実施例２）上記の実施例１の母材につい
て、母材（コアと第１クラッド）を研削する形の長辺を
３０ｍｍに固定し、短辺の値を変化させ、実施例１と同
様にして変形させた光ファイバ母材のコアの長径と短径
の比を調べた。結果を図６に示す。図６から、母材（コ
アと第１クラッド）の短辺の値と長辺の３０ｍｍとの差
を大きくするにつれて、得られるコアの長径と短径の比
が大きくなることがわかった。(Embodiment 2) With respect to the base material of the above-mentioned Embodiment 1, the long side of the shape for grinding the base material (core and first clad) is fixed to 30 mm, and the value of the short side is changed. The ratio of the major axis to the minor axis of the core of the optical fiber preform deformed in the same manner as 1 was examined. Results are shown in FIG. From FIG. 6, it was found that as the difference between the short side value of the base material (core and the first cladding) and the long side value of 30 mm was increased, the ratio of the major axis to the minor axis of the obtained core was increased.
【００３３】（実施例３）上記の実施例１の母材につい
て、１２ｍｍ×３０ｍｍの長方形に研削した母材（コア
と第１クラッド）に２０ｍｍの厚さで堆積させるガラス
微粒子の嵩密度の値を変化させ、実施例１と同様にして
変形させた光ファイバ母材のコアの長径と短径の比を調
べた。結果を図７に示す。図７から、ガラス微粒子の嵩
密度が０．５ｇ／ｃｍ3 でコアの変形が起き始め、０．
３ｇ／ｃｍ3 以下でコアの長径／短径比が１．１以上に
変形することがわかった。(Embodiment 3) Regarding the base material of the above-mentioned Embodiment 1, the value of the bulk density of the glass fine particles deposited in a thickness of 20 mm on the base material (core and first clad) ground into a rectangle of 12 mm × 30 mm. Was changed and the ratio of the major axis to the minor axis of the core of the optical fiber preform deformed in the same manner as in Example 1 was examined. The results are shown in Fig. 7. From FIG. 7, when the bulk density of the glass particles is 0.5 g / cm 3 , the deformation of the core begins to occur, and
It was found that the core major axis / minor axis ratio was deformed to 1.1 or more at 3 g / cm 3 or less.
【００３４】（実施例４）上記の実施例１の母材につい
て、１２ｍｍ×３０ｍｍの長方形に研削した母材（コア
と第１クラッド）に嵩密度０．２ｇ／ｃｍ3 のガラス微
粒子の堆積厚さの値を変化させ、実施例１と同様にして
変形させた光ファイバ母材のコアの長径と短径の比を調
べた。結果を図８に示す。図８から、堆積厚さを厚くす
るほど変形が大きくなることがわかった。ガラス微粒子
は、クラッドの一部である第２クラッドとなるため、ク
ラッドとコアの比に関する制約を受け、あまり厚くする
ことはできない。(Embodiment 4) With respect to the base material of the above-mentioned Embodiment 1, a base material (core and first cladding) ground into a rectangle of 12 mm × 30 mm (core and first clad) has a deposition thickness of glass fine particles having a bulk density of 0.2 g / cm 3. The value of the length was changed and the ratio of the major axis to the minor axis of the core of the optical fiber preform deformed in the same manner as in Example 1 was examined. The results are shown in Fig. 8. From FIG. 8, it was found that the deformation increases as the deposition thickness increases. Since the glass fine particles are the second clad which is a part of the clad, they cannot be made too thick due to the restriction on the ratio of the clad to the core.
【００３５】これらの、実施例から、コアの長径／短径
を１．１以上に変形するには、第２クラッドとなるガラ
ス微粒子の嵩密度を０．３ｇ／ｃｍ3 以下、堆積厚さを
５ｍｍ以上、研削した母材（コアと第１クラッド）の断
面の長径／短径を１．２５以上にすることが望ましい。From these examples, in order to change the major axis / minor axis of the core to 1.1 or more, the bulk density of the glass fine particles to be the second clad is 0.3 g / cm 3 or less and the deposition thickness is It is desirable that the major axis / minor axis of the cross section of the ground base material (core and first clad) be 5 mm or more and 1.25 or more.
【００３６】[0036]
【発明の効果】本発明によれば、第２クラッドとなるガ
ラス微粒子をの嵩密度を０．５ｇ／ｃｍ3 以下とするこ
とにより、焼結時のコアと第１クラッドが受ける圧縮力
が高いので、コア径が大きい、即ち、第２クラッドが薄
い構成であっても、コアを軸方向に均一に変形させ、変
形量を確保して容易に製造することができる。According to the present invention, by setting the bulk density of the glass fine particles to be the second clad to 0.5 g / cm 3 or less, the compressive force received by the core and the first clad during sintering is high. Therefore, even if the core diameter is large, that is, the second cladding is thin, the core can be uniformly deformed in the axial direction, the amount of deformation can be secured, and the core can be easily manufactured.
【図１】図１は、本発明の実施形態に係る光ファイバを
製造するための光ファイバプリフォームの断面図であ
る。FIG. 1 is a cross-sectional view of an optical fiber preform for manufacturing an optical fiber according to an embodiment of the present invention.
【図２】図２は、本発明の実施形態に係るモードフィー
ルド変換用光ファイバの製造方法の製造工程を示す断面
図であり、（Ａ）はコアと第１クラッドを形成する工程
まで、（Ｂ）は第１クラッドの外周を研削する工程まで
を示す。FIG. 2 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of a method for manufacturing an optical fiber for mode field conversion according to an embodiment of the present invention, in which (A) is a process for forming a core and a first cladding, B) shows up to the step of grinding the outer periphery of the first cladding.
【図３】図３は図２の続きの工程を示し、（Ａ）は第１
クラッドの外周部に第２クラッドとなるガラス微粒子を
堆積させる工程まで、（Ｂ）は焼結工程までを示す。FIG. 3 shows a step that follows FIG. 2, in which (A) shows the first step.
Up to the step of depositing glass fine particles to be the second clad on the outer periphery of the clad, (B) shows the step of sintering.
【図４】図４（Ａ）および（Ｂ）は、第１クラッドの外
周を研削するときの形状の例を示す断面図である。FIG. 4A and FIG. 4B are cross-sectional views showing an example of a shape when the outer periphery of the first cladding is ground.
【図５】図５（Ａ）および（Ｂ）は、第１クラッドの外
周を研削するときの形状の例を示す断面図である。5 (A) and 5 (B) are cross-sectional views showing an example of a shape when the outer periphery of the first cladding is ground.
【図６】図６は、第１クラッドの外周部の研削時の短辺
の長さと変形後のコアの長径／短径比の値の関係を示す
グラフである。FIG. 6 is a graph showing the relationship between the length of the short side during grinding of the outer peripheral portion of the first cladding and the value of the long diameter / short diameter ratio of the core after deformation.
【図７】図７は、第２クラッドとなるガラス微粒子の嵩
密度と変形後のコアの長径／短径比の値の関係を示すグ
ラフである。FIG. 7 is a graph showing the relationship between the bulk density of the glass fine particles forming the second cladding and the value of the major axis / minor axis ratio of the deformed core.
【図８】図８は、第２クラッドとなる嵩密度０．２ｇ／
ｃｍ3 のガラス微粒子の厚さを変えて堆積させたときの
変形後のコアの長径／短径比の値の関係を示すグラフで
ある。FIG. 8 is a bulk density of 0.2 g / second cladding.
is a graph showing the relationship between the value of long diameter / short diameter ratio of the core after deformation when deposited by changing the thickness of the glass particles of cm 3.
１…第１クラッド ２…コア ３…ガラス微粒子 ４…第２クラッド 1 ... 1st clad 2 ... Core 3 ... Glass fine particles 4 ... Second clad
Claims (11)
に形成され、当該コアより屈折率が低いクラッドとを有
し、モードフィールドのアスペクト比の変換に使用され
る光ファイバの製造方法であって、 コアと第１クラッドを断面が同心円状となるように形成
する工程と、 前記第１クラッドの断面の外周が所定の形状になるよう
に、前記第１クラッドを加工する工程と、 前記第１クラッドの外周部に嵩密度０．５ｇ／ｃｍ3 以
下のガラス微粒子を堆積させる工程と、 焼結により、前記ガラス微粒子の層を第２クラッドとし
て、コア、第１クラッドおよび第２クラッドからなるプ
リフォームを形成する工程と、 前記プリフォームから線引きにより光ファイバを形成す
る工程とを有するモードフィールド変換用光ファイバの
製造方法。1. A method of manufacturing an optical fiber having a core having a non-circular cross section and a clad formed on an outer peripheral portion of the core and having a refractive index lower than that of the core, the optical fiber being used for conversion of an aspect ratio of a mode field. A method of forming the core and the first cladding so that their cross sections are concentric, and processing the first cladding so that the outer circumference of the cross section of the first cladding has a predetermined shape. A step of depositing glass fine particles having a bulk density of 0.5 g / cm 3 or less on an outer peripheral portion of the first clad, and a layer of the glass fine particles serving as a second clad by sintering, the core, the first clad and the second clad. A method of manufacturing an optical fiber for mode field conversion, comprising: a step of forming a preform made of a clad; and a step of forming an optical fiber from the preform by drawing.
て、前記第１クラッドの外周部に嵩密度０．３ｇ／ｃｍ
3 以下のガラス微粒子を堆積させる請求項１に記載のモ
ードフィールド変換用光ファイバの製造方法。2. A bulk density of 0.3 g / cm on the outer peripheral portion of the first cladding in the step of depositing the glass fine particles.
The method for producing an optical fiber for mode field conversion according to claim 1, wherein glass particles of 3 or less are deposited.
て、前記第１クラッドと同じ成分のガラス微粒子を堆積
させる請求項１または２に記載のモードフィールド変換
用光ファイバの製造方法。3. The method for producing an optical fiber for mode field conversion according to claim 1, wherein in the step of depositing the glass fine particles, glass fine particles having the same component as that of the first cladding are deposited.
て、前記第１クラッドの断面の外周が略矩形となるよう
に、前記第１クラッドを加工する請求項１〜３のいずれ
かに記載のモードフィールド変換用光ファイバの製造方
法。4. The mode according to claim 1, wherein in the step of processing the first clad, the first clad is processed so that an outer periphery of a cross section of the first clad is substantially rectangular. Manufacturing method of optical fiber for field conversion.
て、前記第１クラッドの断面の外周が曲線を含む略矩形
となるように、前記第１クラッドを加工する請求項１〜
３のいずれかに記載のモードフィールド変換用光ファイ
バの製造方法。5. The step of processing the first clad, wherein the first clad is processed so that the outer circumference of the cross section of the first clad is substantially rectangular including a curved line.
4. The method for manufacturing an optical fiber for mode field conversion according to any one of 3 above.
て、前記第１クラッドの断面の外周が楕円形となるよう
に、前記第１クラッドを加工する請求項１〜３のいずれ
かに記載のモードフィールド変換用光ファイバの製造方
法。6. The mode according to claim 1, wherein, in the step of processing the first clad, the first clad is processed so that an outer periphery of a cross section of the first clad has an elliptical shape. Manufacturing method of optical fiber for field conversion.
前記焼結により前記ガラス微粒子の層を第２クラッドと
する工程の前に、前記ガラス微粒子の層の外周を削る工
程をさらに有する請求項１〜６のいずれかに記載のモー
ドフィールド変換用光ファイバの製造方法。7. After the step of depositing the glass particles,
The optical fiber for mode field conversion according to any one of claims 1 to 6, further comprising a step of shaving the outer periphery of the layer of the glass fine particles before the step of forming the layer of the glass fine particles into the second clad by the sintering. Manufacturing method.
２クラッドとする工程の後、前記プリフォームから線引
きにより光ファイバを形成する工程の前に、前記第２ク
ラッドの外周を削る工程をさらに有する請求項１〜６の
いずれかに記載のモードフィールド変換用光ファイバの
製造方法。8. A step of scraping the outer periphery of the second clad after the step of forming the layer of glass fine particles into the second clad by the sintering and before the step of forming an optical fiber by drawing from the preform. The method for manufacturing an optical fiber for mode field conversion according to any one of claims 1 to 6, further comprising.
て、研削加工、研削および研磨加工、ウォータージェッ
ト加工、レーザ加工から選択された加工方法を少なくと
も用いる請求項１〜８のいずれかに記載のモードフィー
ルド変換用光ファイバの製造方法。9. The mode according to claim 1, wherein at least a processing method selected from grinding, grinding and polishing, water jet processing, and laser processing is used in the step of processing the first cladding. Manufacturing method of optical fiber for field conversion.
前記ガラス微粒子を堆積させる工程の前に、前記コアお
よび第１クラッドからなる母材の表面をフッ酸あるいは
フッ酸と硝酸でエッチングする工程をさらに有する請求
項９に記載のモードフィールド変換用光ファイバの製造
方法。10. After the step of processing the first cladding,
The mode-field converting optical fiber according to claim 9, further comprising a step of etching the surface of the base material composed of the core and the first cladding with hydrofluoric acid or hydrofluoric acid and nitric acid before the step of depositing the glass particles. Manufacturing method.
の外周の形状が、第１の方向の長さａと、前記第１の方
向と直交する第２の方向の長さｂについて、１．２＜ｂ
／ａ＜２０である請求項１〜１０のいずれかに記載のモ
ードフィールド変換用光ファイバの製造方法。11. The shape of the outer periphery of the cross section when the first cladding is processed has a length a in a first direction and a length b in a second direction orthogonal to the first direction, which is 1 .2 <b
/ A <20, The manufacturing method of the optical fiber for mode field conversion in any one of Claims 1-10.
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