JPH0557215B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、コアが楕円断面形状の偏波面保存光
フアイバの製造方法に関するものである。

［従来の技術］ コヒーレント光通信用の伝送路として偏波面保
存光フアイバの利用が考えられている。

偏波面保存光フアイバは直交する２つの主軸方
向に偏光したHE₁₁モードの光を伝播し、曲げや
圧力等の外乱によつて偏光状態が保たれる様に２
つのHE₁₁モード間の伝搬定数差を大きくし、モ
ード結合を抑えている。伝搬定数差を与えるに
は、コア形状を非円形にする、コアの周囲に
応力付与部を設けるの２種類の方法が代表的であ
る。

第１６図に従来の各種の偏波面保存光フアイバ
を示す。同図１はパンダ型、２は蝶タイ型、３は
楕円ジヤケツト型、４はサイドトンネル型、５，
６はフラツトクラツド型、７は楕円コア型であ
る。現在は、コアが真円でストレス付加形のもの
（第１６図１〜６が最も多く実用化され、光ICと
の結合性を改善したものとして、クラツドを偏平
にした第１６図５，６が考えられている。

楕円コア型の偏波面保存光フアイバ（第１６図
７）は、の方法を用いているため、母材の大型
化が可能であり長尺で良好な偏光特性が得られる
ものであるが、現在は余り検討されていない。そ
の理由は、楕円コア型のものは低損失性を保持し
たままで非円形状を実現することが工業的に困難
であるためである。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、第１６図５，６の偏波面保存光フアイ
バにおいても、外径をフラツトに加工するだけで
なく、コアにストレスを付加する工程があるた
め、一般に製造工程が複雑でかつ、製造装置が大
掛りとなり、偏波面保存光フアイバの低コスト化
に難点がある。従つて、母材の大型化が可能で長
尺で良好な偏光特性の偏波面保存光フアイバが得
られる楕円コア型のものの容易な製造方法の提供
が望まれる。

本発明の目的は、前記した従来技術の欠点を解
消し、楕円コア型の偏波面保存光フアイバを比較
的容易に製造でき、量産性に優れた偏波面保存光
フアイバの製造方法を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明の偏波面保存光フアイバの製造方法のう
ち、特に３層構造の光フアイバを得る製造方法と
しては、コア用ガラス層の外周囲にそれより軟化
点の高いクラツド用ガラス層を有するガラスロツ
ドを形成し、このガラスロツドの両側面を軸方向
に沿つて機械加工により除去して断面非円形の加
工ロツドを形成し、この加工ロツドの外周に石英
ガラス微粒子を外付けし焼結して上記クラツド用
ガラス層より軟化点の高いサポート用ガラス層を
形成し、得られたガラス母材を光フアイバ母材と
して線引きする。

２層構造の光フアイバを得る場合、酸化ゲルマ
ニウムを含有するコア用ガラス層及びこれを囲む
ふつ素を含むクラツド用ガラス層から成るガラス
ロツドを形成し、このガラスロツドの両側面を軸
方向に沿つて機械加工により除去して断面非円形
の加工ロツドを形成し、この加工ロツドの外周部
にクラツド用ガラス層より粘化温度の高いガラス
組成のガラス微粒子を堆積させると共にこれを焼
結してサポートガラス層を形成した後、このサポ
ートガラス層を削り取ることにより断面円形状の
ガラス母材を作製し、このガラス母材の外周囲に
上記クラツド用ガラス層と同一組成のガラス層を
形成し、得られたガラス母材を光フアイバ母材と
して線引きすることで得られる。

また、線引時の内部歪を低減させるには、コア
用ガラス層の外周囲にそれより軟化点の高い第１
クラツド用ガラス層を有するガラスロツドを形成
し、このガラスロツドの両側面を軸方向に沿つて
機械加工により除去して断面非円形の加工ロツド
を形成し、この加工ロツドの外周に石英ガラス微
粒子を外付けし焼結して第１クラツド用ガラス層
より軟化点の高い中間クラツド用ガラス層を形成
し、中間クラツド用ガラス層の外周に石英ガラス
微粒子を外付けし焼結して中間クラツド用ガラス
層より軟化点の高い第２クラツド用ガラス層を形
成し、得られた４層構造のガラス母材を光フアイ
バ母材として線引きする方法によるのが好まし
い。

更に、楕円度を上げる方法としては、酸化ゲル
マニウムを含有するコア用ガラス層及びフツ素を
含有するクラツド用ガラス層からなる断面円形状
のガラスロツドの両側面部を軸方向に研削した
後、該ガラスロツドの外周部にサポートとなる石
英ガラス微粒子を堆積させると共にこれを焼結し
てガラス母材を形成し、このガラス母材に対し上
記研削から焼結の工程を少なくとも１回繰返し、
得られたガラス母材を光フアイバ母材として線引
きすることによる。

［作用］ 請求項１の製造方法は、コア、クラツド及びサ
ポートの３層構造から成る楕円コア型偏波面保存
光フアイバを得る方法であり、上記のように特に
光フアイバの外形を限定したものではない。軟化
点は、コア用ガラス層、クラツド用ガラス層、ク
ラツド用ガラス層の順に高くなつている。このた
め、加工ロツドの外周に外付けした石英ガラス微
粒子を焼結する工程において、クラツド用ガラス
層が溶融して外側の粘性の高いクラツド用ガラス
層に抗して円形化しようとする際、既に溶融して
いるコア用ガラス層が一緒に引張られて偏平化す
る。従つて、コア用ガラス層及びクラツド用ガラ
ス層はそれぞれ楕円断面となり、それらの長軸が
互いに直交する形状（第２図ｅ、第６図、第９
図）となる。このガラス母材を線引きすると、そ
の断面構造と相似の断面構造の光フアイバが容易
に実現できる。

一般に、楕円コア型偏波面保存光フアイバのモ
ード複屈折率Ｂは導波構造性複屈折率Bgと応力
誘起複屈折率Bsの和で表わされ、それぞれ第３
図、第４図に示すようにコアの比屈折率差Δ及び
楕円度εに依存することが知られている。このた
め、高いモード複屈折率Ｂを得るためには、コア
楕円率を制御するための製造条件を限定する必要
がある。

詳述するに、上記した如くコア用ガラス層の楕
円化はロツドガラスと外付けした石英ガラスの粘
度差によつて起こるため、コアロツドの粘性、す
なわちGeO₂及びＦの添加量は重要な因子である。
ガラスロツドのＦ添加量が少なく、クラツド用ガ
ラス層の石英に対する比屈折率差Δ^-が−0.1％以
上の場合はコア用ガラス層はほとんど楕円化しな
い。コアのGeO2の添加量が少なく、コア用ガラ
ス層のクラツド用ガラス層に対する比屈折率差
Δ⁺が0.4％以下の場合も同様に楕円化しない。ま
た、GeO₂の添加量は大きなほどモード複屈折率
は高まるが、Δ⁺＞４％では、ガラスロツド研削
時にクラツクが発生し易くなる。

種々の寸法の加工ロツド、即ち研削ロツドを用
いて試作を行つた結果、光フアイバ化後のコア楕
円度ε_cpreは、研削ロツドのクラツド用ガラス層の
楕円度ε_clad及び研削ロツドの大きさに依存するこ
とが分つた。さらに、研削後のガラスロツドの短
径が５mm以下では、外付け石英スート焼結時にガ
ラスロツドがねじれ、またε_clad＞0.8では焼結後
ガラスロツドと外付け石英ガラス界面に気泡が発
生するという問題がある。更に、光フアイバのレ
ーリ散乱損失を考慮した上でＢ＞５×10^-5を得る
ためには、第５図からε_cpreは0.4以上が望ましい。

なお、前記したクラツド用ガラス層の楕円度及
びガラスロツドの長径は研削直後の形状を示し、
このような形状の研削ロツドを延伸外径調整した
後次工程に進めるようにしてもよい。

次に、請求項２の製造方法について述べる。

これは、製造歩留り、損失及びクロストークを
大幅に向上させることができる楕円コア型偏波面
保存光フアイバの製造方法である。

上記請求項１の代表的な製造方法は、例えば、
GeO₂及びＦを添加したコア用ガラス層、Ｆを添
加したクラツド用ガラス層からなる断面円形状の
ガラスロツドの両側面を平行研削し断面矩形状と
した後、その外周部に石英ガスラ微粒子をVAD
法により外付け焼結しサポート用ガラス層を形成
するという工程から光フアイバ母材を得る方法で
あり、コア用ガラス層の楕円形状は、外付けガラ
ス微粒子の焼結時にコア用ガラス層、クラツド用
ガラス層とサポート用ガラス層の粘性差によつて
形成される。

ここに得られる楕円コア型偏波面保存光フアイ
バ母材は第６図に示すように、コア１１、クラツ
ド１２及びサポート１３の３層構造をなし（第６
図）、それぞれの屈折率n₁、n₂及びn₃は、n₁＞n₃
＞n₂の関係にあり、Ｗ型構造となる。このＷ型構
造は、楕円コアの長軸側と短軸側とで異なつてい
るため、カツトオフ波長の設計が難しく歩留りが
悪いという問題がある。また、クラツド１２とサ
ポート１３は粘性が大きく異なることや、矩形状
ロツドに外付けを行なうことから、クラツド・サ
ポート界面に不整が発生しやすく、その結果、構
造不整損失の増加、クロストークの劣化が起こ
る。

そこで、請求項２の方法では、コア楕円化のた
めにクラツド用ガラス層の外周に１度形成したサ
ポートガラスを研削により取り除き、それによつ
て屈折率分布をマツチドクラツド型としてカツト
オフ波長の設計を容易にし、かつ、製造不整の大
きなクラツド・サポート界面を無くし、損失及び
クロストーク特性を向上させる。

次に、請求項３の製造方法について説明する。

得ようとする楕円コア型偏波面保存光フアイバ
母材は、例えば第９図に示す様に、中心より楕円
のコア４１、コアの楕円方向と直交する方向の楕
円をもつ第１クラツド４２、外周が円形の第２ク
ラツド４３の３層構造である。

製造方法は、上述した請求項１の方法に従え
ば、第１０図に示す様に、VAD法で作成したガ
ラスロツド８（第１０図ａ，ｂ）を機械的に研
削、研磨する（第１０図ｃ）。その後この矩形の
加工ロツド９の外周に第２クラツドとなるSiO₂
ガラス微粒子１０を必要に応じて１回又は２回以
上外付し（第１０図ｄ）、焼結（第１０図ｅ）し
て楕円コア型の偏波面保存光フアイバ母材１４を
得る。外付後の焼結時にガラスの粘性差つまり軟
化温度差を利用して、コア４１、第１クラツド４
２が互いに直交する様な楕円となる。

従つて、各ガラス層の軟化温度はコア４１、第
１クラツド４２、第２クラツド４３の順に高くな
つている。この結果、図示していないが次の線引
工程では、加熱により加熱、延伸されてフアイバ
となる際、軟化温度の高い第２クラツド４３、第
１クラツド４２、コア４１の順にガラス層が固化
されていくことになる。

しかしながら、上記の方法では、ドーパントを
含まない第２クラツド用ガラス層と、ドーパント
を含む第１クラツド、コア用ガラス層との間の軟
化温度差が大きくなつていまい、固化時に内部歪
が生じ、レーリ散乱損失や構造不整損失の増加に
より伝送損失が大きくなつてしまう。

この対策として線引温度を下げ高張力でガラス
母材を線引きすることで、レーリ散乱損失や構造
不整損失を低減できる。しかしこの様な条件では
ガラス母材を無理に引つ張つてフアイバ化するた
め、母材のキズ等の欠陥が加熱により充分埋めら
れないまま光フアイバになつてしまい、十分な強
度が保障されない。

そこで、請求項３の製造方法では、第１クラツ
ド用ガラス層と第２クラツド用ガラス層との間に
これらのガラスに対して中間の軟化温度をもつ中
間ガラス層を設け、それによつて線引時に生ずる
内部歪を低減させる。これにより、低損失、低消
光比の楕円コア型の偏波面保存光フアイバが提供
される。

次に、請求項４の製造方法について述べる。

上記請求項１の方法は、例えば、GeO₂及びＦ
をドープしたコア用ガラス層、Ｆをドープしたク
ラツド用ガラス層からなる断面円形状のガラスロ
ツドの両側面を平行研削し断面矩形状とした後、
その外周部に石英ガラス微粒子をVAD法により
外付け後、焼結することにより楕円コア型偏波面
保存光フアイバ母材を得るものであり、コア用ガ
ラス層の楕円形状は、焼結時におけるガラスロツ
ドと外付けしたサポート用ガラス層の粘性差によ
つて形成される。

そしてコア用ガラス層のクラツド用ガラス層に
対する比屈折率差は0.4％〜４％、サポート用ガ
ラス層のクラツド用ガラス層に対する比屈折率差
は0.1％以下、研削ロツドの長径は18mm以上、研
削ロツドの楕円度（１−短軸／長軸）は0.5〜0.8
となる。

しかし、楕円コア型偏波面保存光フアイバのモ
ード複屈折率を３×10^-4以上とするためには、コ
ア用ガラス層とフラツド用ガラス層の比屈折率差
を１％とした時、コア用ガラス層の楕円度は0.8
以上必要である。

コア用ガラス層の楕円度と研削ロツドの楕円度
は一致することが実験的に確められている。コア
用ガラス層とクラツド用ガラス層の比屈折率差
は、１％以上にすると、レーリ散乱損が増え低損
失化が難しい。現状ではコア用ガラス層のクラツ
ド用ガラス層に対する比屈折率差を約１％、コア
用ガラス層の楕円度を0.8としているが、コア用
ガラス層近くまで研削するため、構造不整損が生
じ、同じガラス母材を研削せずにSM光フアイバ
化した時よりも、5/100dB／Km程度の損失増とな
つている。従つて、モード複屈折率を大きくする
ため楕円度を0.8以上とすると、損失が増えると
いう問題があつた。

そこで、請求項４の製造方法は、ガラスロツド
の研削、焼結の工程を２回以上とし、それによつ
て構造不整損をなくし、楕円度を0.8以上とする
ことを可能としたものである。従つて、低損失で
偏波保存特性が良好な楕円コア型偏波面保存光フ
アイバが提供される。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面により説明する。

実施例 １ 第１図は低損失性を保持したままで非円形状を
実現する本発明の偏波面保存光フアイバの製造工
程例を示す。

第１図ａにおいて、８はコアとなるガラスロツ
ドで、Geを約10mol％ドープしたシリカ系ガラ
スからなり、VAD法にて作成したものである。
このガラスロツド８の対向位置の両側面を第１図
ｂに示すようにロツド軸方向に研削し、両側面を
研磨して加工ロツド９を形成する。９ａ，９ｂは
研磨面である。

次に、この加工ロツド９に、外付けCVD法又
はVAD法にて、石英ガラス微粒子いわゆるスー
トを外付し、これをガラス化して、その外付石英
ガラス１５をクラツドとする（第１図ｃ）。この
焼結ガラス化工程により、中心層の加工ロツド９
はクラツド用ガラスとの粘性差に基づき非円化
し、長方形に近い楕円形コア１６となる。

その後、中心層の長方形に近い楕円形コア１６
とほぼ同じ断面形状となるように、第１図ｄに示
す如く、外付石英ガラス１５の両側面を研削、研
磨して、プリフオーム即ち光フアイバ母材とす
る。１５ａ，１５ｂは研磨面である。

次に、この光フアイバ母材を、線引張力50〜60
ｇで初期形状を保ちながら線引し、シリコーン、
紫外線硬化樹脂等をコーテイングすることによつ
て、光ICとの結合が容易な非円形断面の外形を
もつ楕円コア型偏波面保存光フアイバ素線が出来
る。線引する場合には、基本モードがシングルモ
ード条件となるように外径調整を行う。

なお、上記実施例において、外付石英ガラス１
５にもＦ等のドーパントが含まれる構造としても
よい。

実施例 ２ 第２図は、コア用ガラス層及びそれより軟化点
の高いクラツド用ガラス層を有するガラスロツド
を用いた実施例であり、コア用ガラス層の楕円化
の制御に重要な、GeO₂、Ｆの添加量及びガラス
ロツドの研削量を限定することによつて、高いモ
ード複屈折率を得る。

第２図において、まず、コア用バーナ１から
GeO₂及びSiO₂を、クラツド用バーナ２からSiO₂
を供給し、VAD法により、ガラス微粒子を堆積
させてコア部３及びクラツド部４からなる多孔質
母材５を形成する（第２図ａ）。なお、コア部３
のGeO₂は比屈折率差で1.2％分添加した。次に、
この多孔質母材５をＦ雰囲気中で焼結ガラス化
し、コア用ガラス層６及びクラツド用ガラス層７
からなるガラスロツド８を形成した（第２図ｂ）。
このとき、Ｆの添加量はクラツド用ガラス層７の
比屈折率差がSiO₂に対し0.3％低下するようにし
た。また、ここではクラツド用ガラス層厚／コア
用ガラス層半径比δをδ＝５としたが、低損失化
を狙うにはδ≧３とすることが望ましい。

さらに、ガラスロツド８を直径25mmに延伸する
と共に、クラツド用ガラス層７の両側部を軸方向
に並行研削し、表面を鏡面仕上げした。研削後の
加工ロツド９の寸法は長径25mm、短径８mmとした
（第２図ｃ）。その後、VAD法により、この加工
ロツド９の外周部にサポート用の石英ガラス微粒
子１０を外付けし（第２図ｄ）、これを焼結ガラ
ス化する（第２図ｅ）。かくして、第２図ｅに示
すようなコア１１、クラツド１２及びサポート１
３からなる光フアイバ母材１４が形成された。こ
こで、石英ガラス微粒子１０の焼結時にコア用ガ
ラス層６及びクラツド用ガラス層７に収縮力が作
用し、コア１１及びクラツド１２は互いに直交す
る向きに楕円形状となり、コア１１の楕円度は
0.8となつた。

尚、上記サポート１３の外付工程は、２回に分
けて行ない、外径をほぼ30mmに仕上げたが、１回
ごとの外付量を減らし、数回に分けて行うことが
好ましい。

この光フアイバ母材１４（第６図）をフアイバ
外径125μｍに加熱線引きして、条長40Kmの偏波
面保存光フアイバを作成した。この光フアイバは
母材と対応する構造のコア、クラツド、サポート
の３層から成り、それぞれの屈折率n₁、n₂、n₃
は、n₁＞n₃＞n₂の関係にあつて、Ｗ型構造となつ
ている。この光フアイバの波長1.55μｍにおける
光損失は0.25dB／Km、消光比は−35dB／Km、モ
ード複屈折率は２×10^-4であつた。このモード複
屈折率Ｂは初期目標Ｂ＞５×10^-5を満足してい
る。

実施例 ３ 次に、屈折率分布をマツチドクラツド型とした
偏波面保存光フアイバ母材（第７図）を得る製造
方法の一例を、第８図を参照しながら説明する。

コア用バーナ１からGeO₂及びSiO₂、クラツド
用バーナ３５からSiO₂を供給し、VAD法により
ガラス微粒子を堆積させてコア部３及びクラツド
部４からなる多孔質母材５を形成する（第８図
ａ）。なおコア部３のGeO₂は比屈折率差で1.0％
分添加した。

この多孔質母材５ふつ素含有雰囲気中で焼結ガ
ラス化し、コア用ガラス層６及びクラツド用ガラ
ス層７からなるガラスロツド８を形成した（第８
図ｂ）。このとき、ふつ素の流量はクラツド用ガ
ラス層７の比屈折率差がSiO₂に対して0.3％低下
するような値とした。また、クラツド用ガラス層
径／コア用ガラス層径比は12とした。

このガラスロツド８を直径30mmに延伸した後、
クラツド用ガラス層７の両側部７ａ，７ａを軸方
向に機械的に研削し、その表面を研磨及びフアイ
アポリツシユする（第８図ｃ）。研削後の加工ロ
ツド９の短径は10mmとした。

尚、この第８図ｃの研削加工は、エツジ部分を
面取りし丸めて、加工ロツド９の形状を小判状ま
たは楕円状としても良い。

この加工ロツド９の外周に、サポート用の
SiO₂ガラス微粒子２０を外付けし（第８図ｄ）、
これを焼結ガラス化することにより、楕円形のコ
ア用ガラス層２１、楕円形のクラツド用ガラス層
２２、サポート用ガラス層２３から成る３層構造
のガラス母材２４を作製した（第８図ｅ）。

このガラス母材２４を周方向に再度研削し、完
全にサポート部２３を削り取り、楕円形のコア用
ガラス層２１、円形クラツド用ガラス層２２ａか
ら成る２層構造のガラス母材２５を作製した（第
８図ｆ）。ガラス母材２５の外径は15mmとなつた。

このガラス母材２５に、クラツド用ガラス層２
２ａと同一の組成のガラス層を、VAD法による
ガラス微粒子の外付けと焼結を繰返し行なうこと
で形成し、楕円コア３１、円形クラツド３２の２
層構造をもち、線引後の光フアイバのカツトオフ
波長が1.45μｍとな光フアイバ母材３３を作製し
た（第８図ｇ）。

この光フアイバ母材３３（第７図）をフアイバ
外径125μｍにてフアイバ長10Km線引し、得られ
た楕円コア型偏波面光フアイバの特性を評価した
ところ、波長1.55μｍにおける損失は0.25dB／Km、
クロストーク−20dBを得た。

上記実施例３の変形として、第８図ａ及びｂの
工程をくり返し行ない、クラツド用ガラス層の
径／コア用ガラス層の径比が40程度のガラスロツ
ド８を作製した後、第８図ｃからｆの工程を行な
い、第８図ｆの研削により、光フアイバ母材３３
の外径を、線引後の光フアイバのカツトオフ波長
が1.45μｍになる寸法を得ることができた。

上記実施例では、クラツド用ガラス層７の加工
（第８図ｃ）及びサポート用ガラス層２３の除去
（第８図ｆ）を研削で行つているが、研削の代り
に、フツ化水素酸の腐蝕作用を利用して行なつて
も良い。また、第８図ｇにおいて外付けするガラ
ス層３２は、クラツド用ガラス層２２ａと屈折率
が同等であればガラス組成が異なつたものでもか
まわない。

また、この実施例３では、コア用ガラス層２１
のガラス組成をGeO₂−SiO₂−Ｆとしたが、GeO₂
−SiO₂でも、更にはＦ以外のドーパントを加え
ても良い。この形態であつても、得られる楕円コ
ア型偏波面保存光フアイバ母材は第７図のごとく
楕円コア３１及びクラツド３２の２層構造である
ことから、光フアイバのカツトオフ波長の設計が
容易となり、歩留りが向上する。また、構造不整
の少ない光フアイバ母材が得られ、低損失化及び
低ストローク化できる。

実施例 ４ 第９図に示す光フアイバ母材４４は、第２図と
同様の第１０図の製造方法によつて得られるもの
であり、第６図と同様にコア４１、第１クラツド
４２、第２クラツド４３の３層構造を持ち、各層
の軟化温度はこの順序で高くなつている。しか
し、このような光フアイバ母材４４においては、
その線引き工程において、光フアイバ母材４４の
第２クラツド４３と、コア４１、第１クラツド４
２とのガラス間の軟化温度差が大きくなり、固化
時に内部歪みが生じる。

そこで、第１１図又は第１４図に示すように、
この第１クラツド用ガラス層と第２クラツド用ガ
ラス層との間に、これらに対して中間の軟化点を
持つ中間ガラス層を設けた構造の光フアイバ母材
とする。

第１２図に、このような構造の光フアイバ母材
６５（第１１図）を得る製造方法の実施例を示
す。

工程としては、VAD法によりコア部（GeO₂−
SiO₂）３とクラツド部（SiO₂）４の多孔質ガラ
ス５を製造し（第１２図ａ）、ふつ素を含むガス
雰囲気中で焼結し透明ガラス化する（第１２図
ｂ）。この結果、コア用ガラス層６はGeO₂−Ｆ−
SiO₂、クラツド用ガラス層７はＦ−SiO₂となる。
ここでクラツド用ガラス層７は、楕円コア型の偏
波面保存光フアイバとなつたときに、第１クラツ
ドとなる部分である。

その後、中心からの距離が等しくなる様に両側
から機械的に研削、研磨し（第１２図ｃ）、矩形
の加工ロツド９に第２クラツドとなるSiO₂多孔
質ガラス５０を外付し（第１２図ｄ）、ふつ素を
含むガス雰囲気中で焼結、透明ガラス化し、Ｆ−
SiO₂ガラスから成る中間クラツド用ガラス層５
３とする（第１２図ｅ）。次に、得られたガラス
母材５４に、第２クラツドとなるSiO₂多孔質ガ
ラス６０を外付けし（第１２図ｆ）、焼結、透明
ガラス化し、SiO₂ガラスから成る第２クラツド
用ガラス層６４とし、楕円コア型偏波面保存光フ
アイバ母材６５（第１２図ｇ）を得る。

第１１図に、得られた光フアイバ母材３４の断
面及び屈折率分布を示す。コア６１、第１クラツ
ド６２、中間クラツド６３、第２クラツド６４の
４層構造をもち、各層の第２クラツド６４
（SiO₂）に対する比屈折率差は、それぞれコア６
１の比屈折率差Δが0.8％、第１クラツド６２の
比屈折率差Δ1が0.3％、中間クラツド６３の比屈
折率差Δ2が0.15％で、このような値になる様、
GeO₂、Ｆの量を調節している。また、コア６１
の楕円度は0.9であつた。

さらに、この光フアイバ母材３４を加熱線引し
て、外径150μｍの偏波面保存光フアイバを作成
した。この光フアイバを長さ1000ｍでサンプリン
グして、その損失波長特性を測定したところ、第
１３図に示す様な特性が得られた。即ち、カツト
オフ波長が1.40μｍ、波長1.54μｍにおいて伝送損
失0.24dB／Km、消光比−30dB／Km、モード複屈
折率3.0×10^-4であつた。

第１２図の実施例では、ドーパントとしてＦを
用いて軟化温度を変えたが、波長1.54μｍにおい
て吸収ピークのないGeO₂やP₂O₅を用いてもよ
い。この変形例によつて得られる光フアイバ母材
６５の屈折率分布は、例えば第１４図の様にな
る。

この実施例４によれば第２クラツドが、線引工
程で軟化後固化する際に生ずる内部歪の緩衝層の
働きをして、コアに加わる内部歪が低減され、レ
ーリ散乱損失、構造不整損失が低くなる。また、
従来のものと同じ線引温度で線引しても、ドーパ
ントを多く含むため、低張力になる。従つて、母
材の欠陥が覆われてフアイバの強度が充分に保た
れる。

実施例 ５ 次に、構造不整損をなくし、楕円度を0.8以上
とすることを可能にした楕円コア型偏波面保存光
フアイバの製造方法について説明する。

第１５図にこの製造工程の概略を示す。

まず、VADによりコア部（GeO₂−SiO₂）３と
クラツド部（SiO₂）４の多孔質母材５を作り、
これをフツ素雰囲気で焼結する（第１５図ａ，
ｂ）。これにより、コア用ガラス層６がGeO₂−Ｆ
−SiO₂、クラツド用ガラス層７がＦ−SiO₂であ
るガラスロツド８が得られる。このガラスロツド
８の外径は25mmで、クラツド用ガラス層７に対す
るコア用ガラス層６の比屈折率差Δ⁺は１％、ク
ラツドの石英サポートに対する比屈折率差は＋
0.1％である。

次に、このガラスロツド８の両側を、軸方向に
平行に研削し加工ロツド７９とする（第１５図
ｃ）。寸法は25mm×10mmとした。この１回目の研
削寸法の目安は、短軸のクラツド厚が構造不整損
を低減させるには十分な幅がとれるように、楕円
率を落としたものとする点にある。

この研削後、サポートとなる石英ガラス微粒子
８０をVAD法により外付した後、これを焼結す
る（第１５図ｄ，ｅ）。この時、ガラスロツド７
９とサポート石英ガラス８３の粘性差により、コ
ア用ガラス層８１とクラツド用ガラス層８２は両
方とも楕円形状となる。焼結後のガラス母材は、
コア用ガラス層８１の楕円度が約0.6で、母材外
径は40mmである。このガラス母材８４を外径25mm
のガラス母材８５に延伸する（第１５図ｆ）。

次に、このガラス母材８５をまた平行研削し加
工ロツド８９とする（第１５図ｇ）。寸法は25×
10mmとした。この２回目の研削は、上記１回目の
研削で楕円率を落としたので、当該２回目の研削
で、更に楕円率を上げるためのものである。研削
後の加工ロツド８９に、サポートとなる石英ガラ
ス微粒子９０をVAD法により外付けし、焼結す
る（第１５図ｈ，ｉ）。これにより、第１５図に
示すように、楕円コア９１、楕円の第１クラツド
９２、楕円の第２クラツド９３、円形のサポート
９４から成る光フアイバ母材９５が得られる。

このようにして得られた光フアイバ母材９５
は、コア９１の楕円度が0.9で、母材外径は40mm
であつた。

本光フアイバ母材９５を、カツトオフ波長が
1.45μｍとなるよう、更に外付けあるいは外径調
整し線引した後、得られた光フアイバの特性を評
価したところ、損失は0.25dB／Km、モード複屈
折率は５×10^-4であつた。なお損失値は最初のガ
ラスロツドをSMフアイバ化して得られた値と同
じであつた。すなわち、研削による構造不整損を
零にすることができ、同時にコアの楕円度0.9で
モード複屈折率５×10^-4を達成した。

このように、上部実施例５の製造方法において
は、１回目の研削では短軸のクラツド厚が構造不
整損を低減させるに十分な幅がとれるように、楕
円率を落とし、２回目の研削で更に楕円率を上げ
るものであるため、低損失で高複屈折率を有する
楕円コア型偏波面保存光フアイバが得られる。従
つて、この光フアイバを用いることにより、回転
角速度センサやコヒーレント通信システムの大幅
な性能向上が期待できる。

［発明の効果］ 本発明は上述のとおり構成されているので、次
に記載する効果を奏する。

請求項１、３、４の製造方法においては、コア
及びクラツドが非円の断面形状の偏波面保存光フ
アイバが容易かつ安定に製造出来る。また、
VAD法等の化学蒸着法と機械加工法を併用して
いるため、母材の大型化が出来、その結果、低コ
スト化が可能であり、さらに、機械加工による手
段を用いていることからコアの楕円率を非常に大
きくとれるため、複屈折率が大きく（モードビー
ト長が長く）出来、その結果良好な偏波面保存性
が期待できる。

請求項２の製造方法においては、楕円コア及び
クラツドの２層構造の楕円コア型偏波面保存光フ
アイバ母材が得られることから、カツトオフ波長
の設計が容易となり、歩留りが向上する。また、
構造不整の少ない母材を得られ、低損失化及び低
ストローク化できる。

請求項３の製造方法においては、第１、第２の
クラツド用ガラス層の間に中間クラツド用ガラス
層が存在する４層構造の楕円コア型偏波面保存光
フアイバ母材が得られることから、中間クラツド
用ガラス層が、線引工程で軟化後固化する際に生
ずる内部歪の緩衝層の働きをし、コア用ガラス層
に加わる内部歪が低減され、レーリ散乱損失、構
造不整損失が低くなる。また、従来のものと同じ
線引温度で線引しても、ドーパントを多く含むた
め低張力になる。従つて、光フアイバ母材の欠陥
が覆われて光フアイバの強度が充分に保たれる。

請求項４の製造方法においては、１回目の研削
では短軸のクラツド厚が構造不整損を低減させる
に十分な幅がとれるように楕円率を落とし、２回
目の研削で更に楕円率を上げるため、低損失で高
複屈折率を有する楕円コア型偏波面保存光フアイ
バが得られる。従つて、このフアイバを用いた回
転角速度センサやコヒーレント通信システムの大
幅な性能向上が期待できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例に係る楕円コア型
偏波面保存光フアイバの製造工程を示す断面図、
第２図は本発明の第２実施例に係る３層構造の楕
円コア型偏波面保存光フアイバの製造工程を示す
断面図、第３図及び第４図はそれぞれ楕円コア型
偏波面保存光フアイバのBg及びBsの計算値を示
す特性図、第５図は研削ガラスロツドのクラツド
楕円度とフアイバ化した後のコア楕円度の関係を
示す特性図、第６図は第２実施例で得られる３層
構造の楕円コア型偏波面保存光フアイバ母材の屈
折率分布の形状を示す説明図、第７図は本発明の
第３実施例で得られる楕円コア型偏波面保存光フ
アイバ母材の屈折率分布の形状を示す説明図、第
８図は本発明の第３実施例に係る２層構造の楕円
コア型偏波面保存光フアイバの製造工程を示す断
面図、第９図は第１０図の製造方法により得られ
る３層構造の偏波面保存光フアイバ母材の断面
図、第１０図は第２図と同様の製造工程を示す断
面図、第１１図は本発明の製造方法の第４の実施
例により得られる４層構造の偏波面保存光フアイ
バ母材の屈折率分布の形状を示す説明図、第１２
図は本発明の第４の実施例に係る偏波面保存光フ
アイバ母材の製造工程を示す断面図、第１３図は
第４の実施例で得られる偏波面保存光フアイバの
損失波長特性図、第１４図は本発明の第４の実施
例で得られる他の偏波面保存光フアイバ母材の屈
折率分布の形状を示す説明図、第１５図は本発明
の第５の実施例に係る楕円コア型偏波面保存光フ
アイバ母材の製造工程を示す図、第１６図は従来
の各種偏波面保存光フアイバの断面図である。 図中、５は多孔質母材、６はコア用ガラス層、
７はクラツド用ガラス層、８はガラスロツド、９
は加工ロツド、１０は石英ガラス微粒子、１１は
コア、１２はクラツド、１３はサポート、１４は
光フアイバ母材、１５は外付け石英ガラス、１６
は楕円形コア、２０はガラス微粒子、２１はコア
用ガラス層、２２はクラツド用ガラス層、２３は
サポート用ガラス層、２４は３層構造のガラス母
材、２５は２層構造のガラス母材、３１は楕円コ
ア、３２は円形クラツド、３３は光フアイバ母
材、５０は多孔質ガラス、５３はクラツド用ガラ
ス層、５４はガラス母材、６０は多孔質ガラス、
６１はコア、６２は第１クラツド、６３は中間ク
ラツド、６４は第２クラツド、６５は光フアイバ
母材、７９は加工ロツド、８０は石英ガラス微粒
子、８１はコア用ガラス層、８２はクラツド用ガ
ラス層、８３はサポート石英ガラス、８４はガラ
ス母材、８５はガラス母材、８９は加工ロツド、
９０は石英ガラス微粒子、９１は楕円コア、９２
は第１クラツド、９３は第２クラツド、９４はサ
ポート、９５は光フアイバ母材である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ コア用ガラス層の外周囲にそれより軟化点の
   高いクラツド用ガラス層を有するガラスロツドを
   形成し、このガラスロツドの両側面を軸方向に沿
   つて機械加工により除去して断面非円形の加工ロ
   ツドを形成し、この加工ロツドの外周に石英ガラ
   ス微粒子を外付けし焼結して上記クラツド用ガラ
   ス層より軟化点の高いサポート用ガラス層を形成
   し、得られたガラス母材を光フアイバ母材として
   線引きすることを特徴とする楕円コア型偏波面保
   存光フアイバの製造方法。 ２ 酸化ゲルマニウムを含有するコア用ガラス層
   及びこれを囲むふつ素を含むクラツド用ガラス層
   から成るガラスロツドを形成し、このガラスロツ
   ドの両側面を軸方向に沿つて機械加工により除去
   して断面非円形の加工ロツドを形成し、この加工
   ロツドの外周部にクラツド用ガラス層より粘化温
   度の高いガラス組成のガラス微粒子を堆積させる
   と共にこれを焼結してサポートガラス層を形成し
   た後、このサポートガラス層を削り取ることによ
   り断面円形状のガラス母材を作製し、このガラス
   母材の外周囲に上記クラツド用ガラス層と同一組
   成のガラス層を形成し、得られたガラス母材を光
   フアイバ母材として線引きすることを特徴とする
   楕円コア型偏波面保存光フアイバの製造方法。 ３ コア用ガラス層の外周囲にそれより軟化点の
   高い第１クラツド用ガラス層を有するガラスロツ
   ドを形成し、このガラスロツドの両側面を軸方向
   に沿つて機械加工により除去して断面非円形の加
   工ロツドを形成し、この加工ロツドの外周に石英
   ガラス微粒子を外付けし焼結して第１クラツド用
   ガラス層より軟化点の高い中間クラツド用ガラス
   層を形成し、中間クラツド用ガラス層の外周に石
   英ガラス微粒子を外付けし焼結して中間クラツド
   用ガラス層より軟化点の高い第２クラツド用ガラ
   ス層を形成し、得られたガラス母材を光フアイバ
   母材として線引きすることを特徴とする楕円コア
   型偏波面保存光フアイバの製造方法。 ４ 酸化ゲルマニウムを含有するコア用ガラス層
   及びフツ素を含有するクラツド用ガラス層からな
   る断面円形状のガラスロツドの両側面部を軸方向
   に研削した後、該ガラスロツドの外周部にサポー
   トとなる石英ガラス微粒子を堆積させると共にこ
   れを焼結してガラス母材を形成し、このガラス母
   材に対し上記研削から焼結の工程を少なくとも１
   回繰返し、得られたガラス母材を光フアイバ母材
   として線引きすることを特徴とする楕円コア型偏
   波面保存光フアイバの製造方法。