JPH0146842B2 - - Google Patents
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- JPH0146842B2 JPH0146842B2 JP54155850A JP15585079A JPH0146842B2 JP H0146842 B2 JPH0146842 B2 JP H0146842B2 JP 54155850 A JP54155850 A JP 54155850A JP 15585079 A JP15585079 A JP 15585079A JP H0146842 B2 JPH0146842 B2 JP H0146842B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- glass
- deposited
- core
- quartz tube
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- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
- Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は集束型光フアイバの製造方法に関する
ものである。
ものである。
広帯域化を目的とする集束型光フアイバは、コ
アとクラツドの界面よりコアの中心に向かつて所
定の凾数に合致した形でなだらかな上昇をする屈
折率分布形状を有するものである。
アとクラツドの界面よりコアの中心に向かつて所
定の凾数に合致した形でなだらかな上昇をする屈
折率分布形状を有するものである。
即ち上記集束型光フアイバのコア中心より半径
方向の距離ｒにおける屈折率ｎ（ｒ）は一般に次
の第(1)式で示される。
方向の距離ｒにおける屈折率ｎ（ｒ）は一般に次
の第(1)式で示される。
ｎ（ｒ）＝n0｛１−2Δ（ｒ／ａ）〓｝1/2 ……(1)
この(1)式でａはコアの半径を示し、αは屈折率
分布形状を示す凾数で、n0はコアの中心の最大屈
折率値を示す。またクラツド層の屈折率をn1とす
れば Δ＝n2 0−n2 1／2n2 0 である。
分布形状を示す凾数で、n0はコアの中心の最大屈
折率値を示す。またクラツド層の屈折率をn1とす
れば Δ＝n2 0−n2 1／2n2 0 である。
一般にこのような集束型光フアイバを形成する
方法としては、石英管内にガラス形成用化合物の
主成分となる四塩化硅素（SiCl4）にコアとして
の所定の屈折率を付与するためのドーパントの四
塩化ゲルマニウム（GeCl4）を添加し、上記SiCl4
とGeCl4との混合ガスと酸素（O2）ガスを所定の
流量で導入し、上記石英管の外壁を加熱するバー
ナを所定の温度にしてかつ所定の速度で管軸方向
に沿つて移動させ、上記SiCl4の原料ガスとGeCl4
ドーパントとの混合ガスを気相化学反応によつて
酸化させ、ガラス形成層を順次石英管内に堆積し
たのち中実化し、その後加熱延伸して光フアイバ
を形成している。ここで上記コアガラスの半径方
向の屈折率分布を所定の分布形状に従うようにす
るため、ガラス形成層を一層形成する都度、上記
GeCl4のガス量を所定の値に変化させて光フアイ
バ用のガラス材料を形成していた。
方法としては、石英管内にガラス形成用化合物の
主成分となる四塩化硅素（SiCl4）にコアとして
の所定の屈折率を付与するためのドーパントの四
塩化ゲルマニウム（GeCl4）を添加し、上記SiCl4
とGeCl4との混合ガスと酸素（O2）ガスを所定の
流量で導入し、上記石英管の外壁を加熱するバー
ナを所定の温度にしてかつ所定の速度で管軸方向
に沿つて移動させ、上記SiCl4の原料ガスとGeCl4
ドーパントとの混合ガスを気相化学反応によつて
酸化させ、ガラス形成層を順次石英管内に堆積し
たのち中実化し、その後加熱延伸して光フアイバ
を形成している。ここで上記コアガラスの半径方
向の屈折率分布を所定の分布形状に従うようにす
るため、ガラス形成層を一層形成する都度、上記
GeCl4のガス量を所定の値に変化させて光フアイ
バ用のガラス材料を形成していた。
ここで上記のように石英管内にコアガラス層を
堆積して形成したガラス材料を中実化する場合、
コアガラス層の最終堆積量のｍ層の中心部より第
ｉ層目の堆積ガラス層までの距離ｒ(i)と、第ｉ層
目の堆積ガラス層のガラス堆積量ｓ(i)との間に
は、変数ｘを介して第(2)式と第(3)式に示すような
関係がある。
堆積して形成したガラス材料を中実化する場合、
コアガラス層の最終堆積量のｍ層の中心部より第
ｉ層目の堆積ガラス層までの距離ｒ(i)と、第ｉ層
目の堆積ガラス層のガラス堆積量ｓ(i)との間に
は、変数ｘを介して第(2)式と第(3)式に示すような
関係がある。
ｓ(i)＝Ｋ（１／ｍ）2/x｛（ｍ−ｉ＋１）2/x
−（ｍ−ｉ）2/x｝ ……(2)
ｒ(i)＝ａ（ｍ−ｉ／ｍ）1/x ……(3)
ここでＫはSiCl4のガス量、または加熱バーナ
の温度、または加熱バーナの移動速度などによつ
て決まる定数であるが、主にガラスの堆積量に最
も関係の深い主成分のSiCl4ガス量によつて決定
する。
の温度、または加熱バーナの移動速度などによつ
て決まる定数であるが、主にガラスの堆積量に最
も関係の深い主成分のSiCl4ガス量によつて決定
する。
またｍはコアガラス層の堆積回数でａはコアガ
ラス層の半径である。ここで上記の方法で石英管
内にコアガラス層を堆積する場合、できるだけ薄
くガラス層を形成しかつ堆積回数をできるだけ多
くすることが上記したコアガラス層の屈折率分布
をなだらかに形成する上において必要であるが、
そのようにするとガラス層を堆積する時間がかか
りすぎるので通例50層程度ガラス層を堆積してい
た。
ラス層の半径である。ここで上記の方法で石英管
内にコアガラス層を堆積する場合、できるだけ薄
くガラス層を形成しかつ堆積回数をできるだけ多
くすることが上記したコアガラス層の屈折率分布
をなだらかに形成する上において必要であるが、
そのようにするとガラス層を堆積する時間がかか
りすぎるので通例50層程度ガラス層を堆積してい
た。
従来上記のようにして石英管内にガラス層を堆
積する場合、前記した(2)式と(3)式とでｘ＝２とな
る条件、すなわち(2)式でｓ(i)＝Ｋ（１／ｍ）の定数と なつてガラスの堆積量が各堆積層ごとにほぼ等し
い条件で石英管内にコアガラス層を形成してい
た。つまり上記した条件に合致するような方法と
しては、上記堆積量に最も影響を及ぼす主成分の
SiCl4ガス量を各堆積量を形成するごとに200c.c.／
分の値の一定値にして、一定の堆積量でガラス堆
積層を順次形成する方法がとられていた。
積する場合、前記した(2)式と(3)式とでｘ＝２とな
る条件、すなわち(2)式でｓ(i)＝Ｋ（１／ｍ）の定数と なつてガラスの堆積量が各堆積層ごとにほぼ等し
い条件で石英管内にコアガラス層を形成してい
た。つまり上記した条件に合致するような方法と
しては、上記堆積量に最も影響を及ぼす主成分の
SiCl4ガス量を各堆積量を形成するごとに200c.c.／
分の値の一定値にして、一定の堆積量でガラス堆
積層を順次形成する方法がとられていた。
このようにして石英管内に順次ガラス層を堆積
して形成したガラス材料を中実化した場合の長手
方向の断面図を第１図Ａに、径方向の断面図を第
１図Ｂに示す。
して形成したガラス材料を中実化した場合の長手
方向の断面図を第１図Ａに、径方向の断面図を第
１図Ｂに示す。
図において１０は石英管より形成されるクラツ
ド部分で、１１は上記石英管内に堆積された第１
層のコアガラス層で、１２，１３，…ｉ…ｍは、
それぞれ第２、第３、第４…第ｉ…第ｍ層の堆積
せるコアガラス層である。第ｍ層は最終堆積層
で、この場合50層である。また図示していない
が、第３層と第ｉ層、第ｉ層と第ｍ（50）層との
間には勿論堆積せるコアガラス層が形成されてい
る。
ド部分で、１１は上記石英管内に堆積された第１
層のコアガラス層で、１２，１３，…ｉ…ｍは、
それぞれ第２、第３、第４…第ｉ…第ｍ層の堆積
せるコアガラス層である。第ｍ層は最終堆積層
で、この場合50層である。また図示していない
が、第３層と第ｉ層、第ｉ層と第ｍ（50）層との
間には勿論堆積せるコアガラス層が形成されてい
る。
第１図Ａ，Ｂに示すように各コアガラスの堆積
層１１，１２，１３，…ｉ…ｍは１層堆積するご
とに順次その上にガラス形成層を堆積するので、
各堆積層によつて中実化したコアガラス層は年輪
に類似した構造を有するようになり、これ等の年
輪構造１１Ａ，１２Ａ，１３Ａ，…を通常リツプ
ルと称している。このようにして形成した光フア
イバのガラス材料の屈折率分布形状の模式図を第
２図に示す。図でn0はコアガラス層の中心部の屈
折率値を示し、ｏはコアガラス層の中心を示す。
ａはコアガラス層の半径を示し、r1，r2，r3……
riはコアガラス層の中心部より第１層、第２層、
第３層……第ｉ層までの堆積層の距離、l1は第一
層と第２層の間のリツプル間隔、l2は第２層と第
３層の、l3は第３層と第４層のガラス層間のリツ
プル間隔を示す。
層１１，１２，１３，…ｉ…ｍは１層堆積するご
とに順次その上にガラス形成層を堆積するので、
各堆積層によつて中実化したコアガラス層は年輪
に類似した構造を有するようになり、これ等の年
輪構造１１Ａ，１２Ａ，１３Ａ，…を通常リツプ
ルと称している。このようにして形成した光フア
イバのガラス材料の屈折率分布形状の模式図を第
２図に示す。図でn0はコアガラス層の中心部の屈
折率値を示し、ｏはコアガラス層の中心を示す。
ａはコアガラス層の半径を示し、r1，r2，r3……
riはコアガラス層の中心部より第１層、第２層、
第３層……第ｉ層までの堆積層の距離、l1は第一
層と第２層の間のリツプル間隔、l2は第２層と第
３層の、l3は第３層と第４層のガラス層間のリツ
プル間隔を示す。
図で解るごとく上記のようにして形成した光フ
アイバ形成用ガラス材料は主成分SiCl4のガス流
量を一定としているため各層に形成される堆積ガ
ラス量はほぼ一定となり、したがつて石英管の内
壁に最初に形成される第一層目の堆積ガラス層は
極めて薄いがこれが順次堆積されて第ｍ層に到る
ほど堆積ガラス層の厚さは厚くなり、このように
してガラス層を堆積したのち中実化すれば更にリ
ツプル間隔がl1，l2，l3のように順次大きくなる。
このようなガラス材料を用いてコア径が50μmと
なる光フアイバを形成した場合、第ｍ層（50層）
と第ｍ−１層（49）との間に形成されるリツプル
は約3.5μmとなり、このようにして形成した集束
型光フアイバは、1.5GHz・Km以下の狭い帯域幅
のものしか得られなかつた。
アイバ形成用ガラス材料は主成分SiCl4のガス流
量を一定としているため各層に形成される堆積ガ
ラス量はほぼ一定となり、したがつて石英管の内
壁に最初に形成される第一層目の堆積ガラス層は
極めて薄いがこれが順次堆積されて第ｍ層に到る
ほど堆積ガラス層の厚さは厚くなり、このように
してガラス層を堆積したのち中実化すれば更にリ
ツプル間隔がl1，l2，l3のように順次大きくなる。
このようなガラス材料を用いてコア径が50μmと
なる光フアイバを形成した場合、第ｍ層（50層）
と第ｍ−１層（49）との間に形成されるリツプル
は約3.5μmとなり、このようにして形成した集束
型光フアイバは、1.5GHz・Km以下の狭い帯域幅
のものしか得られなかつた。
ここで一般の集束型光フアイバにおいては、上
記リツプル間隔を伝送光の波長オーバにしないと
屈折率分布が所望の理論値に近づかずしたがつて
広帯域化が図れないとされている。
記リツプル間隔を伝送光の波長オーバにしないと
屈折率分布が所望の理論値に近づかずしたがつて
広帯域化が図れないとされている。
そこで本発明者等は第(2)式と第(3)式において変
数ｘ＝１となる条件、すなわち(3)式においてｒ(i)
＝ａ（ｍ−ｉ／ｍ）となつてリツプル間隔が一定とな るような条件でコアガラス層を堆積することを試
みた。
数ｘ＝１となる条件、すなわち(3)式においてｒ(i)
＝ａ（ｍ−ｉ／ｍ）となつてリツプル間隔が一定とな るような条件でコアガラス層を堆積することを試
みた。
ここで第３図は上記したようなリツプル間隔を
一定にするために、石英管内に第１層、第２層、
第３層…のガラス層を順次堆積する場合における
主成分たるSiCl4のガス流量の変化を示すグラフ
である。
一定にするために、石英管内に第１層、第２層、
第３層…のガラス層を順次堆積する場合における
主成分たるSiCl4のガス流量の変化を示すグラフ
である。
図で横軸はガラス層の堆積回路を示し縦軸は
SiCl4のガス流量を示す。図示するようにこの堆
積条件においては、第一層のガラス層を堆積する
場合には約400c.c.／分のSiCl4のガス流量を必要と
し、最終層の50層目のガラス層を堆積する場合に
は、約0.1c.c.／分の流量を必要とする。
SiCl4のガス流量を示す。図示するようにこの堆
積条件においては、第一層のガラス層を堆積する
場合には約400c.c.／分のSiCl4のガス流量を必要と
し、最終層の50層目のガラス層を堆積する場合に
は、約0.1c.c.／分の流量を必要とする。
しかし上記した400c.c.／分の流量ではガス流量
が多いので気相化学反応が充分行われず、そのた
めガラス化が困難であり、また0.1c.c.／分の流量
ではガス流量が微少なため、流量を正確に制御で
きないといつた難点があるため、上記の方法では
所望のガラス材料が得られなかつた。
が多いので気相化学反応が充分行われず、そのた
めガラス化が困難であり、また0.1c.c.／分の流量
ではガス流量が微少なため、流量を正確に制御で
きないといつた難点があるため、上記の方法では
所望のガラス材料が得られなかつた。
そこで本発明者等は上記ガラスの堆積条件を決
定する(2)式と(3)式において、変数ｘの範囲を１＜
ｘ＜２となるような条件でSiCl4ガス流量を設定
し、ガラス層を一層堆積するたびに原料ガスの
SiCl4のガス流量を所定の割合で減少させ、各層
ごとにガラスの堆積量が減少しているガラス材料
を得た。
定する(2)式と(3)式において、変数ｘの範囲を１＜
ｘ＜２となるような条件でSiCl4ガス流量を設定
し、ガラス層を一層堆積するたびに原料ガスの
SiCl4のガス流量を所定の割合で減少させ、各層
ごとにガラスの堆積量が減少しているガラス材料
を得た。
第４図は上記したように石英管内に堆積ガラス
層を一層堆積するたびにガラスの堆積量を所定の
割合で減少させたガラス材料を形成する場合にお
いて第１層、第２層、第３層…第ｍ（50）層のガ
ラス層をそれぞれ形成する場合の原料ガスSiCl4
のガス流量の変化量を示すグラフである。
層を一層堆積するたびにガラスの堆積量を所定の
割合で減少させたガラス材料を形成する場合にお
いて第１層、第２層、第３層…第ｍ（50）層のガ
ラス層をそれぞれ形成する場合の原料ガスSiCl4
のガス流量の変化量を示すグラフである。
ここで横軸は堆積ガラス層の積層回数を示し、
縦軸は原料ガスSiCl4のガスの流量を示す。本実
施例においては図示するように第１層のガラス層
を形成する場合には原料ガスSiCl4のガス流量は
300c.c.／分とし、第50層目のガラス層を形成する
場合には原料ガスSiCl4のガス流量は１c.c.／分と
する。そして第１層と第50層の間のガラス層を堆
積させる場合は図示するように所定の割合で原料
ガスSiCl4のガス流量を減少させる。
縦軸は原料ガスSiCl4のガスの流量を示す。本実
施例においては図示するように第１層のガラス層
を形成する場合には原料ガスSiCl4のガス流量は
300c.c.／分とし、第50層目のガラス層を形成する
場合には原料ガスSiCl4のガス流量は１c.c.／分と
する。そして第１層と第50層の間のガラス層を堆
積させる場合は図示するように所定の割合で原料
ガスSiCl4のガス流量を減少させる。
このようにすれば原料ガスSiCl4のガス流量が
最も多い300c.c.／分の場合でもガラス化は充分可
能で、また原料ガスSiCl4のガス流量が最も少な
い１c.c.／分の場合においても流量制御は充分可能
となる。
最も多い300c.c.／分の場合でもガラス化は充分可
能で、また原料ガスSiCl4のガス流量が最も少な
い１c.c.／分の場合においても流量制御は充分可能
となる。
上記のようにして石英管内に堆積ガラス層を１
層形成するたびに順次主成分たるSiCl4のガス流
量を所定の割合で減少するようにして導入し、か
つガラス層を１層形成するたびに、所定の屈折率
分布をガラス層が得るように、前記したGeCl4の
ガスを導入しガラス材料を形成して、上記ガラス
材料を中実化しその後紡糸して光フアイバを形成
する。ここで上記のようにして例えば50μmのコ
アガラス層を有する光フアイバを形成すれば、第
ｍ層（50層）と第ｍ−１層（49層）との間に形成
されるリツプル間隔は1.2μmとなりこのようにし
て形成した光フアイバは3.0GHz・Kmの広帯域の
光フアイバが得られるといつた効果を生じる。
層形成するたびに順次主成分たるSiCl4のガス流
量を所定の割合で減少するようにして導入し、か
つガラス層を１層形成するたびに、所定の屈折率
分布をガラス層が得るように、前記したGeCl4の
ガスを導入しガラス材料を形成して、上記ガラス
材料を中実化しその後紡糸して光フアイバを形成
する。ここで上記のようにして例えば50μmのコ
アガラス層を有する光フアイバを形成すれば、第
ｍ層（50層）と第ｍ−１層（49層）との間に形成
されるリツプル間隔は1.2μmとなりこのようにし
て形成した光フアイバは3.0GHz・Kmの広帯域の
光フアイバが得られるといつた効果を生じる。
以上述べたように本発明の方法によれば、コア
ガラス層の中心部に到るほど、堆積ガラス量の減
少した光フアイバ用ガラス材料が得られる。
ガラス層の中心部に到るほど、堆積ガラス量の減
少した光フアイバ用ガラス材料が得られる。
このようなガラス材料から光フアイバを形成す
れば、上記光フアイバもコアガラス層の中心部に
至るほど、堆積ガラス量の減少した光フアイバが
得られ、そのため形成される光フアイバのリツプ
ル間隔も、ほぼ均一となつて広帯域の集束型光フ
アイバが得られるといつた利点を生じる。
れば、上記光フアイバもコアガラス層の中心部に
至るほど、堆積ガラス量の減少した光フアイバが
得られ、そのため形成される光フアイバのリツプ
ル間隔も、ほぼ均一となつて広帯域の集束型光フ
アイバが得られるといつた利点を生じる。
第１図は従来の方法で形成した光フアイバ形成
用ガラス材料の断面図で、第２図は上記ガラス材
料の屈折率分布を示す図で、第３図はガラス形成
原料の主成分となるSiCl4ガスの変化量を示すグ
ラフで、第４図は本発明の方法によるSiCl4ガス
の変化量を示すグラフである。 １０：クラツド層、１１，１２，１３，…ｉ…
ｍ：第１、第２、第３…第ｉ…第ｍ層のコアガラ
ス層、１１Ａ，１２Ａ，１３Ａ，：リツプル、
ａ：コア半径、ｏ：コア中心、n0：コア中心の最
大屈折率値、l1，l2，l3…，ln…：リツプル間隔、
r1，r2，r3…ri：コア中心と各堆積層間の距離。
用ガラス材料の断面図で、第２図は上記ガラス材
料の屈折率分布を示す図で、第３図はガラス形成
原料の主成分となるSiCl4ガスの変化量を示すグ
ラフで、第４図は本発明の方法によるSiCl4ガス
の変化量を示すグラフである。 １０：クラツド層、１１，１２，１３，…ｉ…
ｍ：第１、第２、第３…第ｉ…第ｍ層のコアガラ
ス層、１１Ａ，１２Ａ，１３Ａ，：リツプル、
ａ：コア半径、ｏ：コア中心、n0：コア中心の最
大屈折率値、l1，l2，l3…，ln…：リツプル間隔、
r1，r2，r3…ri：コア中心と各堆積層間の距離。
Claims (1)
- １ 石英管内に屈折率制御用のドーパントを含む
主成分ガラス原料の蒸気を導入し、上記石英管の
外壁を加熱して、管内で気相化学反応を行わせ、
上記ドーパント量の変化に依存して屈折率の異な
る複数のコアガラス層を順次堆積させたのち、該
石英管を中実化してその後加熱延伸して集束型光
フアイバを形成する方法において、前記コアガラ
ス層を１層ずつ堆積するたびに前記主成分ガラス
原料の蒸気を所定量減少させて、中実化した場合
の各ガラス層の厚さがほぼ同一となるように１層
ごとのガラス堆積量を減少させることを特徴とす
る集束型光フアイバの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15585079A JPS5678804A (en) | 1979-11-30 | 1979-11-30 | Focusing optical fiber and its production |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15585079A JPS5678804A (en) | 1979-11-30 | 1979-11-30 | Focusing optical fiber and its production |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5678804A JPS5678804A (en) | 1981-06-29 |
| JPH0146842B2 true JPH0146842B2 (ja) | 1989-10-11 |
Family
ID=15614860
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15585079A Granted JPS5678804A (en) | 1979-11-30 | 1979-11-30 | Focusing optical fiber and its production |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5678804A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IT1157146B (it) * | 1982-12-16 | 1987-02-11 | Cselt Centro Studi Lab Telecom | Metodo per la compensazione del profilo di indice di rifrazione di fibre ottiche |
| JP4226497B2 (ja) | 2004-03-08 | 2009-02-18 | 富士フイルム株式会社 | マルチステップインデックス光ファイバ |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3823995A (en) * | 1972-03-30 | 1974-07-16 | Corning Glass Works | Method of forming light focusing fiber waveguide |
| US4053204A (en) * | 1976-07-30 | 1977-10-11 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Optical fiber having reduced dispersion |
-
1979
- 1979-11-30 JP JP15585079A patent/JPS5678804A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5678804A (en) | 1981-06-29 |
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