JPH0281004A - 光ファイバおよびその製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、光ファイバおよびその製造方法に関するも
ので、特に低損失な光ファイバに関する９ （従来の技術） 光ファイバヘ一般的製法として、ＶＡＤや外付は法によ
ってコアークラッド型の母材を製造し、これを線引きし
てファイバ化するという方法がある。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら近年光ファイバの低損失化が進むにつれて
非常に微少な損失原因まで問題とされるようになってき
ている。そのうちの一つにファイバ中の線引きに依存し
た残留応力の問題がある。

例えば、ファイバ中に軟化温度の異なる部分があるとそ
の高い部分は線引き炉から引き出されてまず真っ先に固
化する。しかし軟化温度の低い部分はまだ粘度が低い状
態にある。その結果、軟化温度が高い部分のみに線引き
時の引張り応力が印加されることになり弾性歪を受ける
ことになる。

他の部分もファイバがしばらく走行するうちに固化する
が、先に弾性歪を受けていた軟化温度が高い部分は後か
ら固化した部分の粘性に妨げられて直ちに応力緩和する
ことができず、その応力のかなりの部分が残留すること
になる。もう一つの残留応力は熱膨張係数のミスマツチ
により起こる。

すなわち仮にファイバの全ての部分の軟化温度が等しい
としても、もし特定の部分の熱膨張係数が他の部分と比
べて大きいとすると、線引き炉からでて１４００℃程度
の温度から常温にまで至る間にこの部分は大きく収縮し
ようとする。具体的にはこの部分は通常のファイバでは
ゲルマニウムをドーパントとして多量に含むコア部であ
ることが多い、その結果この熱膨張係数が大きいコア部
分は線引き後に引張り歪を残留することになり、その結
果ガラスの屈折率ゆらぎが増大しファイバのロス増を生
じさせることになる。

以上の考察の結果、光ファイバが損失増加をおこすのは
コアガラスに非常に近いクラッド部のガラスかコアガラ
スに引張り歪が残留した場合であり、これらを生じさせ
ないためには理想的にはクラッドガラスを非常に均一に
作製してクラッドのどこか特定の局所領域に不要な線引
き時の引張り歪が残留しないようにするとともに、均一
なりラッド全体に発生した引張り歪が線引き後は消失す
ることを利用して、ドーパント添加に伴うコアの熱歪を
同時にキャンセルすることが考えられる。

しかしながら、非常に大きな断面積のクラッド部を完全
に一様にするのは製作上コスト的に必ずしも有利ではな
い。

（課題を解決するための手段） そこでこの発明では、 ＋１１　　コアガラスをドーパントを含み、軟化温度が
相対的に低いものにする。

（２）　　　コアガラスの周囲に少量で、かつガラスの
屈折率をほとんど変化させない程度のガラス組成の変化
により、その外側のクラッドよりも軟化温度が低いガラ
スをコア直近のクラッドガラスとして配置する。

（３）　　上記（２）のガラスよりも高い軟化温度を有
するガラスを第２のクラッドガラスとする。

このとき、第２のクラッドガラスの断面積を上記ｆｉｌ
　、　　＋２１　のそれよりも大きくする。

なお、必要に応じて第３、第４のクラッドガラスを設け
る。その場合順次外側に向けて軟化温度が高くなるよう
に すなわちこの発明は、ガラスの軟化温度が中心から外側
に向かって順次高くしてなる石英ガラス系母材を用意し
、これを線引きしてファイバ化するようにしたものであ
る１石英ガラスの軟化温度を調整する手段としては、ゲ
ルマニウム、リン、はう素等の金属酸化物、フッ素、塩
素等の陰イオン、酸素等があげられるが、導波炉を構成
する屈折率。調整という観点力、らコアにはゲ、′Ｐ、
ウニを主とする金属酸化物が、クラッドには陰イオン、
酸素が添加される。その場合クラッドの厚さが十分に厚
いので複数層にして添加される陰イオン、酸素の量を内
側から外側にもかつて順次減少するようにしてそれらの
軟化温度が内側から外側にむかって順次高くなるように
する。ただし屈折率についてはほとんど変わらない程度
、すなわち±０．０２％程度とされる。

（実施例） ＶＡＤ法により、ゲルマニアを５　ｗｔ％含む直径５１
、長さ　３０口ｆｆ１１１のコア用ＳｉＯ□ガラスロッ
ドを用意し、この周りに第１図に示す外付は法により３
２　ｒａｎ＋厚にＳｉＯ□多孔質ガラス微粒子を堆積さ
せた１図において、１はＧｅ０ｇがドープされたコア用
５１０２ガラスロツドでその軸の周りに４　Ｏｒｐｍで
回転される。２はコア用ロッド１の軸方向に２００１７
分の速度でトラバースされる４重管バーナで、中心から
外側に向けて順次５ｉＣ１４０，：ｌ！　７分。

ＡｒＯ，５ｊ２／分、Ｈ，６Ｊ２／分、０１ｌＯＩ２／
分が供給されて火炎３により５ｉｆｔガラス微粒子を生
成させる。４はロッドｌの周りに堆積された５ｉｆｔガ
ラス微粒子層である６次にこのＳｉＯ□多孔質ガラス粒
子が堆積されたロッドを第２図に示す最高温度が１６２
０℃、Ｃ１２の濃度が０．５％、ヘリウム９９．５％の
雰囲気炉内に１０１１ＩＩ！ｌ／分の速度で導入して透
明ガラス化させて、Ｃ１，を０．３％含む厚さ１０　ｍ
ｍの第１のクラッドガラスを有する外径２５ｆｏｏｌの
ロッドを得た。第２図において５は石英マツフルチュー
ブ、６はこの石英マツフルチューブ５の底部に設けられ
た雰囲気ガス供給口である。

７はガス排出口、８はヒータである０次にこの第１のク
ラッド層が形成されたロッド上に第１図に示した外付は
法により再度８０１１１１ｔ＋厚にＳｉＯ□多孔質ガラ
ス微粒子を堆積させた。このときの条件は第１のクラッ
ドガラスを得るときと同一とした。

次にＳｉＯ□多孔質ガラス微粒子が堆積されたロッドを
第２図に示す炉を用いて透明ガラス化させて０□を１％
含む厚さ１７．５ｍｍの第２のクラッドガラスを有する
外径６０　ｍｍのロッドとした。このときの条件は第１
のクラッドガラスを得るときと比較して炉内の雰囲気ガ
スの種類をヘリウム９９％、０□１％に変えた以外は同
じとした。得られたこのロッドを２０５０℃で線引きし
、コア径　１０．５ｕ、ｍ、第１のクラツド径６５μｍ
、第２のクラツド径１２５μｍのファイバを得た。

なお、補強のためにこのファイバ化の直後に紫外線硬化
型の樹脂を６２ｕ＋＋＋厚に施した。第３図は得られた
ファイバの温度１２００℃における粘度の推定値を示し
たもので、コアが約１０７ポアズ、第１のクラッドが約
５　ｘ　　ｌ　Ｑ　ｌ（ｌポアズ、第２のクラッドが約
ｌＯ目ポアズであり中心から外側に向かって順次粘度が
高くなっている。またその屈折率は、コアは１．４６３
．第１のクラッドは１，４５９、第２のクラッドは１．
４５８　　となっている、さらに第４図はファイバの損
失波長特性を調べたものである。同図中（イ）はこの発
明のファイバ、（ロ）はクラッドガラスの軟化温度調整
を行っていない従来法によるファイバの損失波長特性を
示している。

低損失のものである。

以上この発明の実施例では、クラッドを複数層になし、
その中の塩素と酸素の残留量を調整した例を示したが、
これに限定されるものでなくフッ素やリン、ゲルマニウ
ムをドープさせても同様の効果を得ることができる。

（発明の効果） この発明は、以上のように光フアイバ用のロッドを中心
から外側に向かって順次軟化温度が高くなるようにした
ので、このロッドをファイバ化する際に内部に応力が残
留することがなく、以って低損失のファイバを得ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１、第２図は、この発明の実施例における一工程を示
す説明図、第３図は、この発明によるファイバの断面方
向の粘度を示す説明図、第４図は、この発明によるファ
イバと従来のファイバの損失波長特性を示すグラフであ
る。 図において、ｌニゲルマニアドープコア用ロッド、４　
：　５ｉ０２ガラス微粒子層、５：石英マツフルチュー
ブ、６：雰囲気ガス供給口。 第１図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）石英ガラスを主成分としてなる光ファイバであっ
   て、少なくとも１種類の金属酸化物をドーパントとして
   含む、石英ガラスよりも屈折率が高くされてなるコアと
   、このコアよりも軟化温度が高く、その屈折率が石英ガ
   ラスのそれにほぼ等しい第１のクラッドと、この第１の
   クラッドよりも軟化温度が高く、その屈折率が石英ガラ
   スのそれにほぼ等しい第２のクラッドとからなることを
   特徴とする光ファイバ。
2. （２）ゲルマニアがドープされたコア用石英ガラスロッ
   ドの周りにＳｉＯ＿２ガラス微粒子を堆積させ、次いで
   これを陰イオンもしくは酸素雰囲気で透明ガラス化させ
   て第１のクラッド層を形成し、さらにその上にＳｉＯ＿
   ２ガラス微粒子を堆積させた後陰イオンもしくは酸素雰
   囲気で透明ガラス化させて前記第１のクラッド層よりも
   陰イオンもしくは酸素を多量に含む第２のクラッド層と
   なし、得られたこの第１、第２のクラッド層を有するロ
   ッドを線引きすることを特徴とする光ファイバの製造方
   法。