JPS63189809A

JPS63189809A - 単一モ−ド光フアイバ

Info

Publication number: JPS63189809A
Application number: JP62022061A
Authority: JP
Inventors: Yoshinori Hibino; 善典日比野; Fumiaki Hanawa; 文明塙; Shuichi Shibata; 修一柴田
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1987-02-02
Filing date: 1987-02-02
Publication date: 1988-08-05

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】産業上の利用分野本発明は、伝送損失および曲げ損失の低い単一モード光
ファイバの構造に関するものである。

従来の技術従来より、５ｉｎ２ガラスをコアとする単一モード光フ
ァイバが、低損失分散シフト光ファイバとして用いられ
ているが、これらの光ファイバでは単一モードにするた
めにコア径を数μｍと細径にする必要がある。

このような従来の単一モード光ファイバの一例を第３図
および第４図を参照して説明する。第３図は従来のＳｉ
Ｏ□ガラス・コアの単一モード光ファイバの一例の断面
図であり、第４図はこの単一モード光ファイバの屈折率
分布を示す。第３図に示す単一モード光ファイバは、中
心にＳｉ○２ガラス・コア１と、その周囲にＦ　　５１
０２ガラス・クラッド２を備え、さらに外側が５ｉｎ２
ガラス層３にとり囲まれている。

さらに詳細には、第３図に示す単一モードファイバでは
、５ｉ０２ガラス・コア１の外側にコア径の１０倍程度
の外径を有する低屈折率のＦ　−３ｉ　０２ガラス・ク
ラッド層２があり、さらにその外側に５ｉ０２ガラス層
３が形成され、１２５μｍの外径に対してコア１を細径
化している。しかしながら、第２図に示す如き屈折率分
布を有する単一モード光ファイバでは、低損失になるほ
ど５１０２ガラス層３の影響を受け、またモード・ロス
が起きやすく曲げ損失が大きいという欠点があった。

このような問題を解決するため、第５図に示す構造と、
第６図に示す屈折率分布を有する単一モード光ファイバ
が開発された。すなわち、第５図に示す単一モード光フ
ァイバは、Ｓｉ○２ガラス・コア１ａと、該コアを取り
囲むＦ　−３ｉ　Ｏ２クラッド層２ａとからなる。すな
わち、この形の光ファイバではＦ　−３ｉ　Ｏ２ガラス
・クラッド層２ａがファイバの外側まで延在している。

このような断面の光ファイバでは曲げ損失は小さい。し
かしながら、Ｆ　　５１０２ガラス層２ａを厚く形成す
ることは労力を要し、コア径制御が困難であるなどの欠
点があった。

ｎ。

（ただし、ｎｏはコアの屈折率であり、ｎｌはクラッド
の屈折率を示す）が０．４５％のファイバでは、線引き工程において溶融
状態から固化する際に粘性の高い５１０２ガラス・コア
から先に固化し、細径のコア部分に線引き張力が負担さ
れ、残留応力が凍結される。このため、第７図に示すよ
うに、残留応力の影響で線引き張力の増加とともに伝送
損失が増加するという欠点もあった。

発明が解決しようとする問題点本発明の目的は、上記した従来技術の問題を解決するこ
とにあり、さらに詳細には低損失化が可能な５ｉｎ２ガ
ラス・コア単一モード光ファイバにおいて、曲げ損失特
性を改善し且つ伝送損失の線引き条件依存性のない単一
モード光ファイバを提供することにある。

問題点を解決するための手段本発明者等は、上記本発明の目的を達成するため種々の
実験、検討を繰り返した結果、本発明をなしたものであ
り、本発明に従うと、中心に８１０２コア、その周囲に
Ｆ　−３ｉ　Ｏ２クラッド、最外層にＳｉｎ、層が配置
された単一モード光ファイバであって、最外層の５Ｉ０
２の厚さが１〜１５μｍの範囲にあることを特徴とする
単一モード光ファイバが提供される。

特に本発明は、外径１２５μｍのＳｉ　０２ガラス・コ
ア／　Ｆ　−３ｉ　０２ガラス・クラツド光ファイバに
適用されるものであって、Ｆ　　５ＬＯ２ガラス・クラ
ッド層を十分厚くし、クラッド層の外側に比較的薄いＳ
ｉＯ□ガラス層を形成することを最も主要な特徴とする
。

このような本発明に従う単一モード光ファイバは、中心
に８１０２コア、その周囲にＦ’５Ｉ０２　クラッドが
配置されたファイバ用母材を作製し、その外周にＳｉＯ
□ガラス微粒子を堆積させて、前記母材外周に５ｉＣｈ
多孔質層を形成せしめ、その後加熱して透明化し、得ら
れた光フアイバ用母材を線引きすることによって製造可
能である。

あるいは、本発明に従う単一モード光ファイバは、中心
にＳｉ○２コア、その周囲にＦ　　５Ｉ０２　クラッド
が配置された光フアイバ用母材の外周に、火炎加水分解
によって直接Ｓｉ○２ガラス層を形成し、該母材を線引
きすることによっても製造可能である。

作用上述したように本発明の特徴は、５１０２ガラス・コア
／Ｆ　　５１０２ガラス・クラツド光ファイバの外側に
５ＬＯ２ガラス層を有し、このＳｉ○２ガラス層の厚さ
を１〜１５μｍの範囲としたことにある。

すなわち、本発明では、５ＬＯ２ガラス層を設けたこと
によって線引き引張り力をこのＳｉＯ□ガラス層に負担
せしめて線引き工程における残留応力による伝送損失の
増加をなくし、しかもＳｉＯ□ガラス層の厚さは１〜１
５μｍと比較的薄いためＦ−ｓ１０２　クラッド層を充
分厚くできるので曲げ損失特性も良好である。

従って本発明の単一モード光ファイバでは伝送損失およ
び曲げ損失うともに低くすることができる。

以下、本発明を実施例により説明するが本発明の術的範
囲はこの実施例によって何等制限されるものではない。

実施例第１図は本発明の１実施例の単一モード光ファイバの断
面図であり、第２図はその屈折率分布を示す。図示の光
ファイバは、中心にＳｉ○２ガラス・コア１ｂを備え、
その周囲にＦ　　５１０２ガラス・クラッド２ｂが形成
され、最外層に５１０２ガラス層３ａを有する。

この光フアイバ用の母材萎作製するには、例えばＳｉ○
２ガラス・コア／Ｆ　　５１０２・ガラスクラッドのガ
ラス母材に外付は法によって５ｉ０２ガラス微粒子を薄
く堆積させ、その後電気炉で加熱して透明ガラス化し、
これを線引き工程により単一モード光ファイバとする。

この方法によれば、薄いＳｉＯ□ガラス層を容易に形成
することができる。

本実施例では外径１２５μｍのファイバに対し、５ｉ０
２ガラス・コア１ｂの直径を８μｍ、外側のＳｉＯ□ガ
ラス層３ａの厚さを４μｍとした。このファイバでは、
線引き張力Ｆを先に固化するコア１ｂと最外層３ａとが
分担する。

コア１ｂと最外層３ａの断面積比を考慮して、コアに残
留する応力Ｒを計算すると次のようになる。

すなわち、残留応力Ｒは線引き張力Ｆの約３０分の１で
あり、コア１ｂが線引き張力Ｆを分担することによる残
留応力の影響はほとんど無視することができる。

実際、線引き張力を変えて作製したこのタイプの光ファ
イバではほとんど伝送損失の線引き張力依存性が観測さ
れなかった。また、Ｆ−３ｉＯ□クラッド層２ｂが充分
厚いので曲げ損失特性も良好であった。

なお、本実施例では、最外層のＳｉ○２ガラス層の厚さ
を４μｍとしたが、今、標準の線引き張力を４０ｇとし
て、最外層３ａの厚さの許容範囲を検討する。

外側の５ｉ０２ガラス層３ａがないファイバでは第５図
で示したように１．５５μｍでの伝送損失は約１ｄＢ／
Ｋｍになる。伝送損失を０．２ｄＢ／Ｋｍ以下にするに
は直径８μｍのコアが分担する張力は５ｇ程度以下であ
ることが必要である。線引き張力が４０ｇであり、これ
をコアと最外層の断面積比で分担するものとすれば、最
外層５ｉ０２ガラス層３ａの必要厚さｄは、次式で与え
られる。

５＝４０Ｘ□ ６２．５”−（６２，５−ｄ）２従って、ｄ＝１．０μｍとなる。

すなわち、最外層３ａの厚さを少なくとも１μｍ程度に
すればよいことがわかる。

一方、最外層５１０２ガラス層３ａの厚さをこれ以上大
きくしても、線引き張力を負担することによる効果は同
じである。さらに最外層５ｉｎ２ガラス層３ａの厚さを
太き（していくと製造コストが増加し、厚さが１５μｍ
以上となると曲げ損失特性が劣化する。従って、最外層
ＳｉＯ□ガラス層３ａの厚さは１５μｍ程度が上限であ
る。

さらに、本実施例ではＳｉＯ□ガラス微粒子堆積後、電
気炉で透明ガラス化したが、外側のＳｉ○２ガラス層は
伝送特性に影響しないので、火炎加水分解によって直接
Ｓｉ○２ガラス層を形成させることも可能である。

発明の詳細な説明したように、本発明では５ｉＯｚガラス・コア単
一モード光ファイバにおいて、ＦＳ１０２ガラス・クラ
ッドの外側の最外層に５ｉｎ２ガラス層を１〜１５μｍ
の厚さで薄く形成し、線引き張力のために残留する応力
をその最外層でほとんど分担させるものである。このた
め、線引き張力を主とする線引き条件の相違による伝送
損失の変化がほとんど起きなくなり、また、薄い最外層
であるから伝送損失に影響しないばかりか、曲げ損失特
性も劣化させない、という利点がある。さらに、最外層
の厚さを１〜１５μｍの範囲で変化させることによって
コア径を容易に制御できるという利点もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の光ファイバの断面図であり、第２図は
第１図の光ファイバの屈折率分布を示すグラフであり、第３図は従来の単一モード光ファイバの断面図であり、第４図は第３図の光ファイバの屈折率分布を示すグラフ
であり、第５図は従来の単一モード光ファイバの断面図であり、第６図は第５図の光ファイバの屈折率分布を示すグラフ
であり、第７図は１．５５μｍにおけるロスと線引き張力の関係
を示すグラフである。（主な参照番号）１．１ａ１　ｌｂ・・５ｉ０２ガラス・コア、２．２ａ
、　２ｂ　−−Ｆ−３ｉＯ２ガラス・クラット、３．３
ａ・・ＳｉＯ２ガラス層特許出願人　日本電信電話株式会社代　理　人　弁理士　新居正彦第１図第２図１ｂ・・・・・・５ｉＯｚ力°ラス・コア２ｂ・・・・
・・巳う；０２がラスクラッド３ａ・・・・・・５ｉＯ
２ガラス層第３図第４図１・・・・・５ｉ０２力゛ラス・コア２・・・・・　Ｆ−ＳｉＯｚ力゛ラス・クラッド３・・
・・・５ｉＯ２ガラス層第５図第６図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）中心にＳｉＯ＿２コア、その周囲にＦ−ＳｉＯ＿
２クラッド、最外層にＳｉＯ＿２層が配置された単一モ
ード光ファイバにおいて、最外層のＳｉＯ＿２の厚さが
１〜１５μｍの範囲にあることを特徴とする単一モード
光ファイバ。