JP2004284939A - 光ファイバプリフォームを製造する方法 - Google Patents

Abstract

【課題】中心部、内側クラッド、リング、および外側クラッドから成るコアを有する、分散シフト光ファイバまたは分散補償光ファイバのためのプリフォームを製造する際に、正確な屈折率分布形状を作り出し、かつ生産性も向上させる方法を提供する。
【解決手段】プリフォームを、層を堆積することにより製造するＦＣＶＤ法において、光ファイバの内側クラッドおよびリングに対応するプリフォームの層が、０．１重量％以下のリン含有量を有する。

Description

本出願は、参照によって本明細書にすべて組み込まれている、２００２年１２月５日出願の仏国特許出願第０２１５３３２号に基づいており、米国特許法第１１９条の優先権を主張するものである。

本発明は、化学気相成長方法（ＣＶＤ法）を用いた、層を堆積することによる光ファイバプリフォームの製造方法に関する。ここでＣＶＤ法とは、トーチを用いる内付け化学気相成長法（ＭＣＶＤ法）と、誘導炉または抵抗炉を用いる炉型化学気相成長法（ＦＣＶＤ法）とを含んでいる。

上記のいずれの方法においても課題の１つに、生産性の向上がある。ＣＶＤ法では、ガラス管内面に複数のガラス層を同心円状に連続して堆積することにより、光ファイバプリフォームの屈折率分布形状を作り出す。この堆積層が厚いほど、サイクルタイムは短く、生産性が高くなる。

リン濃度を高くしてガラスの粘度を下げ、ガラス化ステップを容易にし、それによって厚い膜の堆積が可能になり、したがって生産性が向上するＭＣＶＤ法が、当該技術分野で知られている。コアが少なくとも３層、すなわち、中心部、内側クラッド、およびリングからなり、このコアに外側クラッドが加わった構造の、特にノンゼロ分散シフトファイバ（ＮＺ−ＤＳＦ）プリフォームや分散補償ファイバ（ＤＣＦ）プリフォームのような、複雑な分散シフトファイバ（ＤＳＦ）型屈折率分布形状を有する光ファイバプリフォームを製造する際は、これらの内側クラッドおよびリングに対応するプリフォームの層におけるリン含有量は、０．２重量％から０．４重量％である。ただし、他の部分よりも高い屈折率を有するコアの中心部は、リンを含有させず、より薄い層から作られる。

厚い層の堆積により生産性を向上させるＦＣＶＤ法も、たとえば仏国特許出願第２７４２７４３号に見られるように、知られた技術である。炉加熱方式はトーチ方式より優れているが、この特許では、ガラス化向上のためのリンの使用についてはまったく指摘されておらず、また光ファイバプリフォームの複雑な屈折率分布形状に関する特有の問題についても記載がない。

複雑な屈折率分布形状を有する光ファイバプリフォームの場合、リンは、屈折率分布形状を不正確にし、ひいては光学幾何パラメータの制御を困難にするという短所を有する。特に屈折率分布形状が複雑な場合には、この問題は殆どすべての分散勾配に影響を及ぼすので、分散シフトファイバや分散補償ファイバでは大きな問題である。特に、屈折率分布形状が不正確であると、各堆積層と次の層の間に「波（ｗａｖｅｓ）」を生ずる。上述した最初の先行技術は、非常に高いリン濃度を用いるために、光ファイバプリフォームの屈折率分布形状が不正確になるという欠点を有する。上述した２番目の先行技術は、複雑な光屈折分布形状を有する光ファイバプリフォームに特有の問題については向けられておらず、またそのリン含有量に関しても明示していない。

米国特許出願公開第２００２／１５９７３５号明細書 米国特許第４３８５８０２号明細書 独国特許出願公開第３８２０２１７号明細書 仏国特許出願公開第２５７６６９３号明細書 仏国特許出願公開第２７４２７４３号明細書 米国特許第５３６４４２９号明細書

本発明の目的は、少なくとも１つの内側クラッドと１つのリングから構成される、ＤＳＦあるいはＤＣＦ型の複雑な屈折率分布形状を有する光ファイバプリフォームを製造する際に、正確な屈折率分布形状を作り出し、かつ生産性も向上させることにある。

このために、本発明では、加熱手段として炉を用いること、すなわちＦＣＶＤ法を採用することと、少なくとも光ファイバの内側クラッドおよびリングに対応するプリフォームの層に、０．１重量％以下のガラス化促進融剤としてのリン含有量を有することとを組合わせることを提案する。つまり、炉が、プリフォームの加熱で、効率がトーチ方式よりもはるかに優れ、リン含有量を低減することができるが、適正な生産性を維持するために適正なガラス化を保つＦＣＶＤ法を採用することである。トーチを用いる場合には、厚い層の堆積中に適正なガラス化を維持させるため、高いリン含有量を保持させる必要がある。つまりトーチを用いる場合、リンを含有しなければ薄い層しか堆積させられない。これは生産性にとって弊害になる。

本発明によれば、中心部、内側クラッド、リング、および外側クラッドから成るコアを有する、分散シフト光ファイバあるいは分散補償光ファイバ用プリフォームを、層を堆積することにより製造するＣＶＤ法であって、光ファイバの内側クラッドおよびリングに対応するプリフォームの層が、０．１重量％以下のリン含有量を有する、プリフォームを製造するＣＶＤ法が提供される。

好ましい実施形態においては、良好なガラス化を保持させ生産性を向上させるために、リン含有量のゼロではない低い値が選択される。リンの量が非常に少なくても、ガラス化をかなり改善し、それによって生産性をかなり向上させることは実際に可能である。また、リンの量が十分に低ければ、屈折率分布形状の鋭さに悪影響を及ぼさないか、及ぼすとしても無視しうる程度になる。これに対し、リンの存在を完全に無くすと、場合によってはガラス化に問題を生じることになる。鮮明な屈折率分布形状と、高い生産性につながる良好なガラス化とを適度に両立させることが、好ましくは、光ファイバの内側クラッドおよびリングに対応するプリフォームの層が、好ましくは０．０３重量％から０．１重量％のリン含有量を有しているときに達成される。

光ファイバの外側クラッドに対応するプリフォームの層は、光ファイバの内側クラッドおよびリングに対応するプリフォームの層と同一範囲の値のリン含有量、すなわち０％から０．１％まで、好ましくは０．０３％から０．１％までのリン含有量を有すると有利である。

これらの層は、低い圧力でもあるいは非常に低い圧力でもない、大気圧の２０％以内の圧力で、たとえば大気圧の１０分の１または１００分の１の圧力で堆積されると有利である。ドープ剤の分圧が高くなると使用可能な材料の量が増え、したがって堆積するスート粒子の径が大きくなる。

最終的な光ファイバにおけるリンの含有量が、排除されるかまたは大幅に低減される本発明による方法は、光ファイバが、特に海底ケーブルに組み込まれることが意図された場合に有利である。なぜなら、高いリン含有量は、深海で発せられるガンマ線に対する光ファイバの感度を増大し、またガンマ線が、光ファイバの減衰を徐々に増大させるからである。

Claims (5)

1. 中心部、内側クラッド、リング、および外側クラッドからなるコアを有する、分散シフト光ファイバまたは分散補償光ファイバのためのプリフォームを、層を堆積することにより製造する化学気相成長方法であって、前記光ファイバの前記内側クラッドおよび前記リングに対応する前記プリフォームの層が、０．１重量％以下のリン含有量を有する、光ファイバプリフォームを製造する方法。
2. 前記光ファイバの前記内側クラッドおよび前記リングに対応する前記プリフォームの前記層が、０．０３重量％から０．１重量％のリン含有量を有する、請求項１に記載の光ファイバプリフォームを製造する方法。
3. 前記光ファイバの前記外側クラッドに対応する前記プリフォームの前記層が、前記光ファイバの前記内側クラッドおよび前記リングに対応する前記プリフォームの層と同一の範囲の値のリン含有量を有する、請求項１に記載の光ファイバプリフォームを製造する方法。
4. 前記層が、大気圧の２０％以内の圧力で堆積される、請求項１に記載の光ファイバプリフォームを製造する方法。
5. 前記光ファイバが、海底ケーブルに組み込んで用いられるように意図された、請求項１に記載の光ファイバプリフォームを製造する方法。