JPH0627012B2 - 低損失単一モ−ド光フアイバの製造法 - Google Patents
低損失単一モ−ド光フアイバの製造法Info
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- JPH0627012B2 JPH0627012B2 JP61127253A JP12725386A JPH0627012B2 JP H0627012 B2 JPH0627012 B2 JP H0627012B2 JP 61127253 A JP61127253 A JP 61127253A JP 12725386 A JP12725386 A JP 12725386A JP H0627012 B2 JPH0627012 B2 JP H0627012B2
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
- C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
- C03B37/02—Manufacture of glass fibres or filaments by drawing or extruding, e.g. direct drawing of molten glass from nozzles; Cooling fins therefor
- C03B37/025—Manufacture of glass fibres or filaments by drawing or extruding, e.g. direct drawing of molten glass from nozzles; Cooling fins therefor from reheated softened tubes, rods, fibres or filaments, e.g. drawing fibres from preforms
- C03B37/0253—Controlling or regulating
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は低損失単一モード光ファィバの製造法に係り、
特に波長 1.5μｍ帯用の低損失光ファイバを製造する方
法に関するものである。
特に波長 1.5μｍ帯用の低損失光ファイバを製造する方
法に関するものである。
［従来の技術］ 光通信技術及び光計測技術等における光伝送路として光
ファイバが広く用いられているが、この光ファイバは主
にコアの外周部に低屈折率のクラッドが設けられ、さら
にクラッドの外周部にジャケットが設けられた構造を有
している。一般に、コア及びクラッドは伝送損失を低下
させるためにＶＡＤ法等により合成した石英から形成さ
れる、ジャケットは製造コストを低下させると共に製造
時間を短縮するために天然あるいは合成の石英管から形
成されることが多い。
ファイバが広く用いられているが、この光ファイバは主
にコアの外周部に低屈折率のクラッドが設けられ、さら
にクラッドの外周部にジャケットが設けられた構造を有
している。一般に、コア及びクラッドは伝送損失を低下
させるためにＶＡＤ法等により合成した石英から形成さ
れる、ジャケットは製造コストを低下させると共に製造
時間を短縮するために天然あるいは合成の石英管から形
成されることが多い。
すなわち、ＶＡＤ法等により形成したコアロッドを目標
のカットオフ波長となるように延伸し、これをジャケッ
ト用石英管内に挿入した後同時線引を行なって光ファイ
バを製造していた。
のカットオフ波長となるように延伸し、これをジャケッ
ト用石英管内に挿入した後同時線引を行なって光ファイ
バを製造していた。
ところが、市販の石英管には一般に水酸基や水素等の不
純物が含まれており、この石英管によりジャケットが形
成するとファイバの線引時に石英管から拡散された不純
物がクラッドやコアに浸透し、その結果伝送損失の増加
要因となる。この現象は、電磁界分布が本質的にコアか
らクラッドにまで拡がる単一モード光ファイバにおいて
特に顕著なものとなる。
純物が含まれており、この石英管によりジャケットが形
成するとファイバの線引時に石英管から拡散された不純
物がクラッドやコアに浸透し、その結果伝送損失の増加
要因となる。この現象は、電磁界分布が本質的にコアか
らクラッドにまで拡がる単一モード光ファイバにおいて
特に顕著なものとなる。
そこで、従来単一モード光ファイバを製造する際には、
ジャケットから拡散される不純物が電磁界分布に影響を
及ばさないようにクラッドを厚くする方法が採られてい
た ［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、水素等の不純物の拡散現象には線引速度
等も影響を及ぼすので、クラッドを厚くするだけでは十
分な低損失化を達成することができなかった。
ジャケットから拡散される不純物が電磁界分布に影響を
及ばさないようにクラッドを厚くする方法が採られてい
た ［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、水素等の不純物の拡散現象には線引速度
等も影響を及ぼすので、クラッドを厚くするだけでは十
分な低損失化を達成することができなかった。
また、例えば比屈折率差の大きいコアロッドを線引する
場合に線引温度が高過ぎると、ドーパントの輝散による
構造不整損が増加したりレーレ散乱損が大きくなるの
で、低損失化はさらに困難なものとなる。
場合に線引温度が高過ぎると、ドーパントの輝散による
構造不整損が増加したりレーレ散乱損が大きくなるの
で、低損失化はさらに困難なものとなる。
かくして、本発明の目的は上記従来技術の問題点を解消
し、水素等の不純物の影響を受けない条件及びドーパン
トが輝散せず低レーレ散乱損となる条件を規定して低損
失の単一モード光ファイバを製造することができる製造
法を提供することにある。
し、水素等の不純物の影響を受けない条件及びドーパン
トが輝散せず低レーレ散乱損となる条件を規定して低損
失の単一モード光ファイバを製造することができる製造
法を提供することにある。
［問題点を解決するための手段］ 本発明の低損失単一モード光ファイバの製造法は上記目
的を達成するために、コア部とクラッド部からなるコア
ロッドをジャケット用石英管内に挿入してこれを母材と
すると共にこの母材を加熱線引きしてコア，クラッド及
びジャケットからなる単一モード光ファイバを製造する
方法において、上記母材を線引きする際の母材送り速度
をＶ［mm／分］、上記クラッドの外径をｄ［μｍ］及び
モードフィールド径を２ω［μｍ］として を14以上としたものである。
的を達成するために、コア部とクラッド部からなるコア
ロッドをジャケット用石英管内に挿入してこれを母材と
すると共にこの母材を加熱線引きしてコア，クラッド及
びジャケットからなる単一モード光ファイバを製造する
方法において、上記母材を線引きする際の母材送り速度
をＶ［mm／分］、上記クラッドの外径をｄ［μｍ］及び
モードフィールド径を２ω［μｍ］として を14以上としたものである。
［作 用］ 単一モード光ファイバの損失要因として、材料固有
損、水酸基吸収損、構造不整損、ジャケット石英
管から拡散される水素による損失を挙げることができ
る。
損、水酸基吸収損、構造不整損、ジャケット石英
管から拡散される水素による損失を挙げることができ
る。
の材料固有損はレーレ散乱損，赤外吸収損，紫外吸収
損の和で求められるが、これらの中でレーレ散乱損が線
引時におけるガラスの固有温度に比例するため、特に低
レーレ散乱損となる線引条件を検討する必要がある。そ
こで、本発明においては線引速度の規制を行なった。
損の和で求められるが、これらの中でレーレ散乱損が線
引時におけるガラスの固有温度に比例するため、特に低
レーレ散乱損となる線引条件を検討する必要がある。そ
こで、本発明においては線引速度の規制を行なった。
また、の水酸基吸収損は近年の製造技術の向上により
ほとんど無視し得るレベルとなっている。さらに、の
構造不整損は線引温度が高い場合にドーパントが輝散す
ることにより生じるので、線引温度を所定値以上に上げ
ないように規制すればよい。
ほとんど無視し得るレベルとなっている。さらに、の
構造不整損は線引温度が高い場合にドーパントが輝散す
ることにより生じるので、線引温度を所定値以上に上げ
ないように規制すればよい。
次に、の水素による損失について水素の拡散モデルを
考えて説明する。
考えて説明する。
まず、石英管からの水素の拡散を考えると、光ファイバ
の中心から半径ｒの位置における水素濃度ｃ(r) は次式
で表わされる。
の中心から半径ｒの位置における水素濃度ｃ(r) は次式
で表わされる。
ｃ(r) ＝ｃ０［１−erf{（ｒ0 2−ｒ２）／ａＬ}］ ただし、Ｃ０：石英管に含有されている水素濃度 ｒ０：溶着後のクラッド半径 Ｌ：水素の拡散距離 ａ：定数 であり、水素の拡散距離Ｌは拡散係数をＤＨ、拡散時間
をｔとして と表わされる。
をｔとして と表わされる。
さらに、温度Ｔ［Ｋ］における水素の拡散係数ＤＨ［cm
２/sec］は ＤＨ＝Ｄ０Ｔexp(−Ｅ／ＲＴ) ただし、Ｅ： 8.83 ［Kcal/mol］ Ｄ０： 2.03 ×10-7［cm２/sec］ Ｒ： 1.99 ［cal/mol/Ｋ］ で与えられる。
２/sec］は ＤＨ＝Ｄ０Ｔexp(−Ｅ／ＲＴ) ただし、Ｅ： 8.83 ［Kcal/mol］ Ｄ０： 2.03 ×10-7［cm２/sec］ Ｒ： 1.99 ［cal/mol/Ｋ］ で与えられる。
ところで、線引温度が一定であり線引速度のみを変化さ
せて光ファイバを製造する場合、拡散時間ｔは炉内への
母材の送り速度Ｖの逆数1/Ｖに比例するものと考えるこ
とができる。すると、(1)式より となる。
せて光ファイバを製造する場合、拡散時間ｔは炉内への
母材の送り速度Ｖの逆数1/Ｖに比例するものと考えるこ
とができる。すると、(1)式より となる。
ここで、水素の拡散による損失を考えるに当たり、拡散
距離Ｌとファイバのクラッド径ｄ及びモードフィールド
径２ωの大小関係が問題となるので、 なる量ηを定義する。
距離Ｌとファイバのクラッド径ｄ及びモードフィールド
径２ωの大小関係が問題となるので、 なる量ηを定義する。
(2)式より、 となるので、 が大きい程正規化拡散距離Ｌ／ｄは小さいことがわか
る。すなわち、量ηが大きい程モールドフィールド径２
ωに対する正規化拡散距離Ｌ／ｄは小さく、水素による
損失の影響が小さいものとなる。
る。すなわち、量ηが大きい程モールドフィールド径２
ωに対する正規化拡散距離Ｌ／ｄは小さく、水素による
損失の影響が小さいものとなる。
［実施例］ 以下、本発明の実施例を添付図面に従って説明する。
上記の量ηは使用するジャケット石英管の断面積ｓ，コ
アロッドの延伸径Ｄ，線引速度ｖ，光ファイバの構造パ
ラメータ特にクラッド厚／コア半径δ及びカットオフ波
長λｃに関係しており、クラッド厚／コア半径δとカッ
トオフ波長λｃが与えられたときに断面積ｓ，延伸径Ｄ
及び線引速度ｖを決定するものである。
アロッドの延伸径Ｄ，線引速度ｖ，光ファイバの構造パ
ラメータ特にクラッド厚／コア半径δ及びカットオフ波
長λｃに関係しており、クラッド厚／コア半径δとカッ
トオフ波長λｃが与えられたときに断面積ｓ，延伸径Ｄ
及び線引速度ｖを決定するものである。
これら各量を以下の表−１に示すように設定して複数の
単一モード光ファイバＦ１〜Ｆ９を製造した。
単一モード光ファイバＦ１〜Ｆ９を製造した。
そして、これらファイバＦ１〜Ｆ９の波長 1.55 μｍ帯
における伝送損失αを測定し、その測定結果を上記表−
１に記載した。
における伝送損失αを測定し、その測定結果を上記表−
１に記載した。
さらに、各ファイバの量ηと伝送損失αとの関係を第１
図に示した。この第１図からわかるように、量ηが大き
い程ファイバの損失αが小さく、量ηを約14（mm／分）
1/2以上とすることにより波長 1.55 μｍ帯における伝
送損失αを 0.3dB／km以下とすることができる。
図に示した。この第１図からわかるように、量ηが大き
い程ファイバの損失αが小さく、量ηを約14（mm／分）
1/2以上とすることにより波長 1.55 μｍ帯における伝
送損失αを 0.3dB／km以下とすることができる。
また、上記のファイバのうちη＝16.5（mm／分）1/2と
設定して製造した単一モード光ファイバＦ３の損失波長
特性を第２図に示す。このファイバでは波長 1.55 μｍ
における損失αが 0.227dB／Kmと極めて小さく、低損失
化が良好になされていることがわかる。
設定して製造した単一モード光ファイバＦ３の損失波長
特性を第２図に示す。このファイバでは波長 1.55 μｍ
における損失αが 0.227dB／Kmと極めて小さく、低損失
化が良好になされていることがわかる。
［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、次の如き優れた効
果を発揮する。
果を発揮する。
(1) 量 を所定値以上に規定することにより、極めて低損失の単
一モード光ファイバを製造することができる。
一モード光ファイバを製造することができる。
(2) 従って、本発明は長距離光伝送システムや高精度
光計測システム等において極めて有用なものとなる。
光計測システム等において極めて有用なものとなる。
第１図は本発明の作用を調べるために製造した複数の単
一モード光ファイバの量ηと波長 1.55 μｍ帯における
損失αとの関係を示すグラフ、第２図は本発明の一実施
例に係る製造方法で製造した低損失単一モード光ファイ
バの損失波長特性図である。
一モード光ファイバの量ηと波長 1.55 μｍ帯における
損失αとの関係を示すグラフ、第２図は本発明の一実施
例に係る製造方法で製造した低損失単一モード光ファイ
バの損失波長特性図である。
Claims (1)
- 【請求項１】コア部とクラッド部からなるコアロッドを
ジャケット用石英管内に挿入してこれを母材とすると共
にこの母材を加熱線引きしてコア，クラッド及びジャケ
ットからなる単一モード光ファイバを製造する方法にお
いて、上記母材を線引きする際の母材送り速度をＶ［mm
／分］、上記クラッドの外径をｄ［μｍ］及びモードフ
ィールド径を２ω［μｍ］として を14以上としたことを特徴とする低損失単一モード光フ
ァイバの製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61127253A JPH0627012B2 (ja) | 1986-06-03 | 1986-06-03 | 低損失単一モ−ド光フアイバの製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61127253A JPH0627012B2 (ja) | 1986-06-03 | 1986-06-03 | 低損失単一モ−ド光フアイバの製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62283843A JPS62283843A (ja) | 1987-12-09 |
| JPH0627012B2 true JPH0627012B2 (ja) | 1994-04-13 |
Family
ID=14955472
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61127253A Expired - Fee Related JPH0627012B2 (ja) | 1986-06-03 | 1986-06-03 | 低損失単一モ−ド光フアイバの製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0627012B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3438775B2 (ja) * | 2000-02-01 | 2003-08-18 | 住友電気工業株式会社 | 光ファイバ製造方法 |
-
1986
- 1986-06-03 JP JP61127253A patent/JPH0627012B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62283843A (ja) | 1987-12-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |