JPH064490B2 - 定偏波光フアイバの製造方法 - Google Patents

定偏波光フアイバの製造方法

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JPH064490B2
JPH064490B2 JP62309385A JP30938587A JPH064490B2 JP H064490 B2 JPH064490 B2 JP H064490B2 JP 62309385 A JP62309385 A JP 62309385A JP 30938587 A JP30938587 A JP 30938587A JP H064490 B2 JPH064490 B2 JP H064490B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は偏波保持特性に優れた定偏波光フアイバの製造
方法に係わる。偏波面を保持したまま光を伝搬させる定
偏波光フアイバはコヒーレント光通信や光応用計測その
他の分野での利用が期待されるものである。
〔従来の技術〕
従来、定偏波フアイバとして、コアに異方性を応力を与
えてコアに複屈折性を持たせることにより、偏波面を保
持する方式のものが提案されている。第2図にこの種の
定偏波フアイバの構造の一例を示すが、1はコア、2は
クラツド、3は応力付与部であり、図では簡単に2本の
例を示し、31,32とした。コア1、クラツド2、応
力付与部31,32は一般に石英系ガラスからなり、コ
ア1はクラツド2よりも高い屈折率を有し、応力付与部
31,32にはコア、クラツドよりも熱膨張係数の大き
いガラス材例えばSiO2-B2O3等が用いられる。第2図の
構造と同様の構造のガラス母材を線引炉で加熱・溶融し
て張力をかけて線引してフアイバ化すると、線引時の冷
却過程において熱膨張係数差による応力が図中の矢印に
示すように生じ、この応力によりコア1に異方性応力が
与えられ、コアが複屈折性を持つのである。
第2図の定偏波フアイバの製法としては、コア部とクラ
ツド部を有する石英系ガラスロツドを用意し、コア部を
中心とした対称な位置に応力付与部材を挿入すべき孔を
あけ、この孔に応力付与部材を挿入した状態で高温に加
熱して軟化させ、線引してフアイバ化する方法(特開昭
59−92929号公報)がある。
また改良法として、クラツドとなる石英ガラス棒にコア
用材と応力付与部用材の形状に合せた孔を開け、次に石
英ガラス棒と同径の蓋で石英ガラス棒の一端を閉じてお
き、上記の孔にそれぞれコア用材、応力付与部用材を挿
入し、さらに応力付与部用材を入れた孔の上部にも蓋を
して閉じておく。この状態で石英ガラス棒内を真空に減
圧しながら加熱して各部を融着一体化し、線引きすると
いう方法が提案されており、この方法によれば線引時の
応力付与部の変形を抑制し、対称性が良く、界面での泡
発生も防止できて偏波特性の向上したフアイバが得られ
ると言われている(特公昭62−28098号公報)。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記の特公昭62−28098号公報に提案されるよう
な、クラツド用材の孔にコア用材,応力付与部用材を挿
入し、真空にて線引する方法は種々の利点を持つ方法で
ある反面、界面に水分が混入してOH基による吸収が増
加するという、伝送損失に係わる重大な欠点があること
が判明した。
本発明の上記の問題点を解決した、定偏波フアイバの製
造方法を提案することを目的としてなされたものであ
る。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明者らは上記の従来の真空にして線引きする方法に
ついて種々検討した結果、減圧時の気密が完全でない
と、大気のまま込みが起こり、この大気中の水分が母材
中で取り込まれ、OH基の吸収増加をきたしているこ
と、さらに母材の保管中に母材の孔内部に不純物が辷り
込むことが上記の問題点の原因となつていると気付き、
この点を改良して本発明に致つた。
すなわち本発明は主として光の伝送路となるコア、コア
より低屈折率のクラツドおよび応力付与部からなる定偏
波光フアイバの製造において、コア部とクラツド部から
なるガラス母材のコアの両側に軸方向に貫通する孔を開
けて、該孔に応力付与部用ガラスロツドを挿入した後、
該孔内に塩素系ガスを流しつつ孔内の温度が1500℃
を越えない範囲で外部より加熱して不純物除去および脱
水処理を行ない、続けて該孔内に塩素系ガスを流しなが
ら該母材の一端を加熱して融着封止し、完全に融着した
のち孔内を不純物を含まない雰囲気に保ちながら孔内を
減圧にしてゆき、その後に母材のもう一方の端部を加熱
して融着封止することによりその内部が真空状に封止さ
れた光フアイバ用母材とし、その後該光フアイバ用母材
を線引くことを特徴とする定偏波光フアイバの製造方法
である。
以下図面を参照して本発明を詳細に説明する。第1図
(a)〜(h)は本発明の実施態様を工程順に示した説明図で
あつて、コア用材1′とクラツド用材2′からなるガラ
ス母材のコア用材1′の両側の対称位置に応力付与部用
材3′を挿入する孔41,42を開けてガラス母材パイ
プとする〔第1図(a)〕、開孔手段としては例えば超音
波開孔機等を用いる。また孔41,42の内面は光学研
磨を行なうか、またはフツ素系ガス例えばSF6を流しな
がら熱処理する等により平滑化することが好ましい。こ
の孔41,42の中に応力付与部用材31′,32′を
挿入する。〔第1図(b)〕。この工程までは従来法と同
じである。次にガラス母材パイプの両端に石英ガラス製
のダミー管5の取りつけておく。このダミー管5の取り
つけは必須ではないが、これを用いた方が母材の有効利
用長さが大きくとれて有利である。〔第1図(c)〕。次
に母材パイプもしくはダミー管5の一端をガス通路6に
連結した蓋7と融着し、この状態でガラス旋盤8に取り
つける。蓋7のガス通路6は図示されない雰囲気ガス供
給源及び真空ポンプ9に連通しており、通路6と真空ポ
ンプ9の間にはバルブ10が設けてある。まずバルブ1
0を閉じた状態で塩素系ガスを母材パイプ内つまり孔4
1,42の中空部分に導入して、移動する外部加熱源例
えば酸水素バーナ11等で母材パイプを1000℃程度
に加熱して、孔41,42の内面側から不純物除去と脱
水処理を行なう〔第1図(d)〕。次に塩素系ガスは流し
たままで、ダミー管5の一端A部分を酸水素バーナ11
で加熱融着させて、完全にパイプを封止する〔第1図
(e)〕。一端Aが完全に封止すると同時にバルブ10を
開いてポンプ9で減圧にしながら、塩素系ガスを流し続
ける〔第1図(f)〕。パイプ内を0.1〜20Torrに減圧で
きた時点で、もう一方のダミー管5のB部分を融着して
封止する〔第1図(g)〕。これにより、その内部の中空
部分がほぼ完全に真空となつたプリフオームが得られ
る。該プリフオームを線引炉12で加熱して線引きして
第2図の構造のフアイバ13を得る〔第1図(h)〕。
なお、本発明におけるコア及びクラツドからなるガラス
母材としては、コアの屈折率がクラツドのそれより高い
ガラス材を組合せた、例えば、コアがGeO2添加石英ガラ
スでクラツドが純粋石英のもの、コアが純粋石英でクラ
ツドがF添加石英ガラスのもの等の組合せが挙げられる
が、勿論これ以外の組合せであつてもよい。これらのコ
ア及びクラツドからなるガラス母材の製法は特に限定さ
れるところはなく、従来公知の例えばVAD法(気相軸
付法)、MCVD法(内付CVD法)、OVPO法(外
付法)、ロツドインチユーブ法等によればよい。
本発明に用いる応力付与部材としては、コア・クラツド
材より熱膨張係数の大きなガラスが好ましく、例えばB2
O3添加石英ガラス等が挙げられる。
また、本発明において不純物除去、脱水のために用いる
塩素系ガスとしては、Cl2,CCl4等が挙げられ、加熱温
度は1100〜1500℃程度である。1100℃未満
では充分な効果が得られず、1500℃を越えるとガラ
ス化するため好ましくない。
本発明においてプリフオームを線引きする条件は特に限
定されるところはないが、例えば温度1950〜210
0℃に加熱し、線引張力10〜30g、線引張度50〜
200m/min程度で行うのが一般的である。
〔作用〕
本発明の方法では応力付与部用ガラスロツドを挿入した
状態で加熱しつつ塩素系ガスを中空部分に流すことによ
り、不純物と水酸基が除去できるに加え、そのまま塩素
系ガスを流しながら減圧を行なうので、プリフオーム内
に水酸基が残留したりすることががなく、真空に保持し
て封止できる。これにより線引時に最早、リーク部分か
らの大気まき込み等を起こり得ず、気泡残留や水酸基残
留のない定偏波フアイバを得ることができる。また、従
来方法では、線引時の加熱一体化によつて応力付与部と
の界面に気泡ができやすく、これが構造不整によるロス
増や、構造不均一性によるクロストーク劣化の要因とな
つていた。これに対し、本発明では塩素系ガスを流しな
がら空焼きして、ゴミ、異物等を焼きとばす洗浄効果に
より、孔の表面と応力付与部材の表面が清浄化されるの
で、水酸基によるロスが従来のものより低減できるに加
え、構造不整によるロスやクロストーク劣下も抑えられ
て、良好な特性の定偏波フアイバが得られるのである。
なお以上の説明には応力付与部が2個の例を挙げたが、
より多数の応力付与部を有する場合についても本発明の
範囲に包含されることは、言うまでもない。
〔実施例〕
実施例 カツトオフ波長1.22μmに設計された、純石英コア
とF添加石英ガラス(F添加量0.9重量%,比屈折率差
0.3%)クラツドからなるシングルモードフアイバ用の
外径40mmφの母材のコアの両側に、超音波穿孔機で直
径12mmφの孔を2個あけた。この母材の両端にダミー
用石英管を接続した後、2個の孔のそれぞれに応力付与
部となる直径11mmφのB2O3添加石英ガラス(B2O3添加
量26重量%)ロツドを挿入した。
この状態で、第1図(d)のように、ガラス旋盤に取り付
け、ダミー管の一方にガス導入、排気口の付いた蓋を取
りつけ、バルブを閉じて母材の中空部内にCl2500cc
/分の流量で流しながら、外部より酸水素バーナで約1
000℃に加熱して、中空部内の不純物除去および脱水
処理を行つた。続けてCl2ガスを流しながら蓋とは反対
側のダミー管を加熱して融着一体化したが、完全に融着
すると同時にバルブを開いて、Cl2は流しながら減圧に
していつた。中空部内を10torr程度まで減圧にした
後、蓋側のダミー管を加熱一体化して、中空部内が真空
封止された定偏波フアイバ用母材(本発明品)を得た
〔第1図(e)〜(h)〕。
この母材を線引炉で2050℃に加熱し、15gの張力
で線引きして、外径1125μm,カツトオフ波長1.
22μm,応力付与部径34μmのシングルモード定偏
波フアイバが得られた。このフアイバの波長1.30μmで
の伝送損失は0.40dB/kmであり、波長1.38μmにおける
OH基による吸収損失は1.0dB/kmと非常に定損失な
定偏波フアイバが得られていた。また、1.30μmにおけ
るクロストークは−30dB(フアイバ長1000m)と
良好であつた。
比較例 実施例と同様の組成、サイズのコアとクラツドからなる
母材及び応力付与部用ロツドを用いて、コアの両側に開
けた穴内面のCl2ガスにより処理を行なわないまま、真
空引きにより孔内を10torr以下に減圧して該ロッドを
真空封止した。得られた定偏波フアイバ用母材(比較
品)を実施例と同様の条件で線引し、得られたフアイバ
の特性値を測定したところ、波長1.30μmでの伝送損失
が0.76dB/km、波長1.38μmにおけるOH基による吸収
損失は3.7dB/kmといずれも高く、クロストークは−2
5dB(フアイバ長1000m)と本発明フアイバより劣
つていた。
〔発明の効果〕
以上説明のように、本発明の定偏波光フアイバの製造方
法は応力付与部界面へのOH基の汚染を防ぐことができ
るので、伝送損失が低くクロストークも良好な定偏波光
フアイバを容易かつ安定に製造することができる優れた
方法である。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)〜(h)は本発明の実施態様を工程順に説明した
概略図であり、第2図は本発明に係わる定偏波光フアイ
バの一例の構造を示す断面図である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】主として光の伝送路となるコア、コアより
    低屈折率のクラツドおよび応力付与部からなる定偏波光
    フアイバの製造において、コア部とクラツド部からなる
    ガラス母材のコアの両側に軸方向に貫通する孔を開け
    て、該孔に応力付与部用ガラスロツドを挿入した後、該
    孔内に塩素系ガスを流しつつ孔内の温度が1500℃を
    越えない範囲で外部より加熱して不純物除去および脱水
    処理を行ない、続けて該孔内に塩素系ガスを流しながら
    該母材の一端を加熱して融着封止し、完全に融着したの
    ち孔内を不純物を含まない雰囲気に保ちながら孔内を減
    圧にしてゆき、その後に母材のもう一方の端部を加熱し
    て融着封止することによりその内部が真空状に封止され
    た光フアイバ用母材とし、その後該光フアイバ用母材を
    線引くことを特徴とする定偏波光フアイバの製造方法。
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