JPH0310204A - 非線形光ファイバおよびその製造法 - Google Patents

非線形光ファイバおよびその製造法

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JPH0310204A
JPH0310204A JP1144489A JP14448989A JPH0310204A JP H0310204 A JPH0310204 A JP H0310204A JP 1144489 A JP1144489 A JP 1144489A JP 14448989 A JP14448989 A JP 14448989A JP H0310204 A JPH0310204 A JP H0310204A
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diameter
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富夫 畔蒜
Ryozo Yamauchi
良三 山内
Suehiro Miyamoto
宮本 末広
Kazuo Sanada
和夫 真田
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Fujikura Ltd
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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、光高調波発生装置、パラメトリック波長変換
装置等に用いられる非線形光ファイバおよびその製造法
に関するものである。
「従来の技術」 非線形光学素子は光の周波数変調、光増幅、パルス圧縮
等に利用されている。この非線形光学素子のうち光ファ
イバ形のものとしては、通常のシングルモード形光ファ
イバをそのまま使用し、このコアに高エネルギー密度の
光、例えばレーザー光を強制的に入射せしめ、コア内に
この光を閉じ込めることによって非線形光学効果を生起
せしめていた。
「発明が解決しようとする課題」 しかしながら従来のシングルモード形光ファイバはコア
径が非常に細いため入射端からの光の結合効率が悪く、
十分に強い光をコアに入射することができなかった。ま
た強度の高い光を入射端に結合させてやっても入射端近
傍でラマン散乱が起こってしまい、長距離の伝送ができ
なかった。
本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、非線形光フ
ァイバの入射端に強度の高い光を結合できるようにして
、かつその非線形光ファイバにおいて光の長距離の伝送
を可能にすることを目的とする。
「課題を解決するための手段」 ファイバ径およびコア径の少なくともコア径か軸方向に
沿って一端から他端にむかって漸次減少するように形成
され、かつそのコアの屈折率かコア径が減少する方向に
向かって漸次増大する光ファイバを非線形光ファイバと
することで」1記の問題解決の手段とした。
「作用」 上記構成の非線形光ファイバによればコア径の太い方の
一端を入射端として使用することができるので、強度の
高い光を高い効率で結合することができる。さらにこの
非線形光ファイバは、コアが軸方向にそって細くなって
いるので、入射された光が伝播していくに従って誘導ラ
マン散乱の利得の高い領域に入っていき、より遠方まで
効率良く伝送することか可能となる。
以下、本発明の非線形光ファイバおよびその製造方法に
ついて図面を用いて詳しく説明する。
第1図ないし第8図は本発明の非線形光ファイバおよび
その製造方法の一例を説明するための図である。第1図
はこの非線形光ファイバ母材を製造するV A D法の
一例を示し、符号Iは非線形光ファイバ母材である。ま
た符号1aは出発基材で、何冊2.3.4.5は酸水素
バーナである。これらの酸水素バーナにはSiC]+、
G eC14、H2,02、Arなどのガラス形成用ガ
スが供給されるようになっている。また符号2に示す酸
水素ノく−ナはコア部作製用バーナてあり、符号3ない
し5はクラット部作製用バーナになっている。
第2図は、第1図の酸水素バーナ2〜5にドーパントを
供給する装置であり、符号11は加温容器を示している
。この加温容器11には熱媒12が満たされており、さ
らにその中にドーノくント13を入れたドーパント容器
I4がひたされている。
外部から容器14に注入管15からキャリアガス16を
送り込み、ドーパント13の取り出し管17からドーパ
ントガス(図示せず)を取り出せるようになっている。
第1図および第2図に示す装置を用いて軸方向に沿って
一方から他方へ向かってドーパント濃度が漸次増大する
非線形光ファイバ母材を作製するには、出発基+AI 
aを回転させながら酸水素バーナ2〜5から5i02、
GeO7等のスートを堆積させつつ」1方へ引き」二げ
ていく。この時、軸方向に沿ってコアの屈折率を増大さ
せるためにコア部作製用酸水素バーナ2に供給するドー
パントの里を漸次増大させる。このドーパント供給量を
増大させる方法としては、ドーパント供給装置において
キャリアガス16の量を増大させる方法と、ドーパント
供給装置の温度を」二げる方法が考えられるが、ここで
はドーパント供給装置の温度を上げる方法を用いる。第
2図に示した加温容器11の温度を段階的に」二げると
熱媒12における熱伝導の遅延効果により、ドーパント
容器I4の温度が連続的に」二かり、ドーパント13か
ら蒸発するドーパン!・の気化量が連続的に増加して、
キャリアガスの供給mを一定に保っておいても取り出し
管17から出ていくドーパントガスの供給量を連続的に
増加させることができる。さらに、このドーパントの取
り出し管17から出てきたドーパントガスを第1図のコ
ア作製用酸水素ノく−ナ2に供給することによって、非
線形光ファイバ母材製造時にその軸方向にドーパント濃
度を連続的に増大させながらスート付を行うことができ
る。第3図は第2図に示した加温容器11の温度変化と
、第1図に示した非線形光コアイノく母材1に供給され
るドーパントガスの流屯との関係を時間軸をそろえて示
したものである。
以上のようにして製造された母材は、第4図に示すよう
に、コア部22とクランド部23とからなる円柱状のも
のであって、その外径およびコア部の径は軸方向に不変
となっているが、コア部の屈折率は軸方向に沿ってその
一端から他端にかけて漸次大きく(小さく)なっている
このようにして得られた非線形光コアイノく母材1を第
5図に示した装置によりその軸方向に沿つて少なくとも
コア径か、コアの屈折率が増大する方向へ向かって漸次
細くなるように線引きをt−jい、さらにこの線引きを
行った光ファイバ裸線に被覆を施して光ファイバにする
。第5図において、非線形光ファイバ母材1は母材送り
装置31によって徐々に紡糸炉32へ送られ紡糸される
。この紡糸された光ファイバ裸線33は、この紡糸炉3
2の下段に順次設けられたファイバ外径測定器34と、
樹脂塗布装置35および硬化装置36とからなるコーテ
ィング装置37へ送られ、これらの中心軸上を引き取り
装置38および母材送り装置31によって制御される速
度で走行して供給されて、巻取り装置39により巻き取
られる。ここで軸方向に沿ってファイバ径を変化させる
には、ファイバ外径測定器34でファイバ径を監視しつ
つ、母材送り装置31および引き取り装置38によって
ファイバの紡糸速度を変化することによって行なう。そ
してファイバ径を太くする場合はこの速度を下げ、細く
する場合はこの速度を」―げる1、さらにこの時、コア
径はファイバ径と相似の関係にあるので、軸方向にそっ
てコア径も変化させることかできる。軸方向にそってコ
アの屈折率が増大する方向へ向かってファイバ径および
コア径が漸次細くなるように紡糸された光ファイバ母材
1に樹脂塗布装置35において樹脂を塗布し、さらに硬
化装置36においてその樹脂を硬化して目的の非線形光
ファイバとする。
以上のようにして作製した非線形光ファイバの概略構成
図を第6図に示した。第6図において非線形光ファイバ
41はコア42およびクラッド43から構成されていて
、そのファイバ径およびコア径が軸方向に沿って一端か
ら他端に向がって漸次細くなっており、さらにこのコア
の屈折率は径が減少する方向に向かって漸次増大してい
る。
「実施例」 第1図、第2図に示したのと同様の装置を用いて、軸方
向に沿ってコアの屈折率が漸次増大する光ファイバ母材
を作製した後に、この光ファイバ母材を第5図に示した
のと同様の装置を用いて、ファイバ径およびコア径が軸
方向に沿ってコアの屈折率が増大する方向に向かって漸
次細くなる非線形光ファイバを作製した。光ファイバ母
材を作製する際、ドーパント供給装置の温度を第3図に
示したように一12℃から20℃まで200分間で段階
的に変化させてスー1− (=I’ iJを行った。こ
のとき供給したドーパントはG eC14で、このドー
パントガスの流量は第3図に示したように200分間で
0 、 8 X I O−3mol/ minから5 
X I O−3m。
1/minまで連続的に変化させた。このようにして得
られた光ファイバ母材は外径が39mmで全長は113
mmである。
かくして得られた光ファイバ母材のコア部の比屈折率差
の変化を第4図を利用して示すと、第4図中Aは母材の
左端(X=O)、Bはこの母材の左端から30mmの点
(X=30)、Cは6.0 mmの点(X−60)、D
は90mmの点(X=90)、Eはこの母材の右端(X
=]I3)を示している。この光ファイバ母材のASB
、C,D、Eのそれぞれの位置における比屈折率差を第
1表に示した。
以下余白 第1表 この軸方向に比屈折率差が漸次増加する光ファイバ母材
を第5図の装置を用いて、シングルモード条件を満たし
つつ、軸方向に沿ってコアの屈折率が増大する方向に向
かってファイバ径が漸次細くなるように線引き速度の制
御を行って光ファイバ裸線を作製し、さらに樹脂塗布装
置および硬化装置からなるコーティング装置でこの光フ
ァイバ裸線にUV樹脂からなる被覆を施して非線形光フ
ァイバを作製した。この時、コア径がファイバ径と相似
の関係にあるので、コア径もファイバ径と共に軸方向に
徐々に細くなっている。この非線形光ファイバ4Iの一
端44の外径は2098μmで、コア径は157μmで
あり、他端45の外径は903μmで、コア径iJ: 
6 、 771mであった。また条長は5914mであ
った。さらに、この光ファイバのコアの大径側での結合
効率は47%であった。この非線形光ファイバの条長と
外径との関係を第7図に示した。以」二のように作製し
た非線形光ファイバの伝送損失を測定して第8図に示し
た。
第8図かられかるように、波長1 、55 l1mにお
(プる伝送損失は0.22dB/kmと小さく、長距離
の伝送が可能である。
「発明の効果」 以上説明したように、本発明の非線形光ファイバは、フ
ァイバ径およびコア径の少なくともコア径が軸方向に沿
って一端から他端にむかって漸次減少するように形成さ
れ、かつそのコアの屈折率がコア径が減少する方向に向
かって漸次増大するように形成されたものであるので、
コア径の太い方の一端を入射端として使用することがで
きるため、強度の高い光が結合しやすくなる。さらにこ
の非線形光ファイバは、コアが軸方向にそって細くなっ
ているので、入射された光が伝播1.ていくに従って誘
導ラマン散乱の利得の高い領域に入っていき、より遠方
まで効率良く伝送することが可能となる。また、ドーパ
ント濃度を漸次増大させながらスートイ」けを行って軸
方向に沿ってコアの屈折率が一方から他方へ向かって漸
次増大する光ファイバ母材を作製し、該光ファイバ母材
を軸方向に沿ってコアの屈折率が増大する方向へ向かっ
てファイバ径およびコア径の少なくともコア径が漸次細
くなるように線引きを行えば、本発明の非線形光ファイ
バを効率良く製造することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図ないし第8図は本発明の非線形光ファイバおよび
その製造方法の一実施例を示す図であって、第1図は本
発明の非線形光ファイバ母材を作製する装置の概略構成
図である。第2図はドーパント供給装置の概略構成図で
ある。第3図はこのドーパント供給装置の温度とドーパ
ントガスの供給量との関係を示すグラフである。第4図
は本発明の光ファイバ母材の概略構成図である。第5図
は本発明の非線形光ファイバ母材を線引きして、1 さらに被覆を施す装置の概略構成図である。156図は
本発明の非線形光ファイン\の概略(構成図で乞5す、
第7図はこの非線形光ファイン1の条長とファイバ径と
の関係を示すグラフである。ゴS8図(ま本発明の実施
例で得られた非線形光ファインくの(云送損失を示すグ
ラフである。 1・・・光ファイバ母材、13・・・トーノクント、2
2・・・コア部、23・・・クラ・ソト部、31・・・
1]+副送り装置、32・・・紡糸炉、34・・・ファ
インく夕’p il Ill定器、38・・・引き取り
装置、41・・・シ1ニ線j[ニ光ファイバ、42・・
・コア、43・・・クラ・ソト′。 2

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)ファイバ径およびコア径の少なくともコア径が軸
    方向に沿って一端から他端に向かって漸次減少するよう
    に形成され、かつそのコアの屈折率がコア径が減少する
    方向に向かって漸次増大するように形成されたことを特
    徴とする非線形光ファイバ。
  2. (2)ドーパント濃度を漸次増大させながらスート付け
    を行って軸方向に沿ってコアの屈折率が一方から他方へ
    向かって漸次増大する光ファイバ母材を作製し、該光フ
    ァイバ母材を軸方向に沿ってコアの屈折率が増大する方
    向へ向かってファイバ径およびコア径の少なくともコア
    径が漸次細くなるように線引きすることを特徴とする非
    線形光ファイバの製造法。
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