JPH0742128B2 - Rare earth-doped fiber and method for manufacturing preform thereof - Google Patents
Rare earth-doped fiber and method for manufacturing preform thereofInfo
- Publication number
- JPH0742128B2 JPH0742128B2 JP641890A JP641890A JPH0742128B2 JP H0742128 B2 JPH0742128 B2 JP H0742128B2 JP 641890 A JP641890 A JP 641890A JP 641890 A JP641890 A JP 641890A JP H0742128 B2 JPH0742128 B2 JP H0742128B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rare earth
- reaction tube
- quartz reaction
- soot
- core glass
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
- H01S3/06—Construction or shape of active medium
- H01S3/063—Waveguide lasers, i.e. whereby the dimensions of the waveguide are of the order of the light wavelength
- H01S3/067—Fibre lasers
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)
- Lasers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 概要 希土類ドープファイバの製造方法及びそのプリフォーム
の製造方法に関し、 コア中心部の希土類元素濃度が極端に低下することがな
い上記方法の提供を目的とし、 プリフォームの製造方法にあっては、気相反応によって
生じた酸化物ガラス微粉末を石英反応管内に付着させて
第1のスート状コアガラスを形成する第1の工程と、上
記石英反応管を外側から加熱して、上記第1のスート状
コアガラスをガラス化すると共に、上記石英反応管を一
次コラプスする第2の工程と、上記ガラス化した第1の
コアガラス上に気相反応によって生じた酸化物ガラス微
粉末を付着させて第2のスート状コアガラスを形成する
第3の工程と、希土類元素化合物を溶質とする溶液を上
記第2のスート状コアガラスに含浸させる第4の工程
と、上記石英反応管を外側から上記第2の工程における
加熱温度よりも高い温度に加熱して、上記第2のスート
状コアガラスをガラス化すると共に、上記石英反応管を
最終コラプスする第5の工程とを備えて構成する。The present invention relates to a method for producing a rare-earth-doped fiber and a method for producing a preform thereof, for the purpose of providing the above-mentioned method in which the concentration of rare-earth elements in the central part of the core is not extremely lowered. According to the method, a first step of forming a first soot-shaped core glass by adhering oxide glass fine powder generated by a gas phase reaction into a quartz reaction tube, and heating the quartz reaction tube from the outside. Then, the second step of vitrifying the first soot-shaped core glass and the primary collapse of the quartz reaction tube, and the oxide glass produced by the gas phase reaction on the vitrified first core glass A third step of adhering fine powder to form a second soot-shaped core glass, and a fourth step of impregnating the second soot-shaped core glass with a solution containing a rare earth element compound as a solute. And a step of heating the quartz reaction tube from the outside to a temperature higher than the heating temperature in the second step to vitrify the second soot-shaped core glass and to finally collapse the quartz reaction tube. And 5 steps.
産業上の利用分野 本発明は希土類ドープファイバの製造方法及びそのプリ
フォームの製造方法に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for manufacturing a rare earth-doped fiber and a method for manufacturing a preform thereof.
光信号を電気信号に変換することなく光信号のままで直
接増幅する光増幅器は、事実上ビットレートフリーであ
り大容量化が容易であるという点及び多チャンネルの一
括増幅が可能であるという点から、今後の光通信システ
ムのキーデバイスの一つとして各研究機関で盛んに研究
されている。この種の光増幅器の一形態として、コにE
r,Nd,Yb等の希土類元素をドープした光ファイバ(本願
明細書等において「希土類ドープファイバ」と称す
る。)を用い、この希土類ドープファイバに増幅すべき
信号光と励起光(ポンピング光)とを同方向又は逆方向
に導き入れるようにしたものがある。この希土類ドープ
ファイバを用いた光ファイバ増幅器は、利得の偏光依存
性がないこと、低雑音であること、伝送路との結合損失
が小さいことといった優れた特長を有しており、希土類
ドープファイバ及びそのプリフォームの製造方法の最適
化が模索されている。An optical amplifier that directly amplifies an optical signal as it is without converting the optical signal into an electrical signal is virtually bit rate-free, and it is easy to increase the capacity, and it is possible to collectively amplify multiple channels. Therefore, it is actively studied by each research institute as one of the key devices for future optical communication systems. As one form of this kind of optical amplifier,
Using an optical fiber doped with a rare earth element such as r, Nd, or Yb (referred to as “rare earth-doped fiber” in the present specification etc.), a signal light to be amplified and a pumping light (pumping light) are supplied to the rare earth-doped fiber. There is one that is introduced in the same direction or in the opposite direction. An optical fiber amplifier using this rare earth-doped fiber has excellent features such as no polarization dependence of gain, low noise, and small coupling loss with a transmission line. The optimization of the manufacturing method of the preform is searched for.
尚、上述の光ファイバ増幅器の具体的な利用態様として
は次のようなものがある。The following are specific modes of use of the above optical fiber amplifier.
送信側においては、光ファイバ増幅器を光パワーブー
スタとして用い、分岐・挿入損の補償や送信パワーの増
加を図る。On the transmission side, an optical fiber amplifier is used as an optical power booster to compensate for drop / insertion loss and increase transmission power.
受信側においては、光ファイバ増幅器を光プリアンプ
として用い、受信感度の改善を図る。On the receiving side, an optical fiber amplifier is used as an optical preamplifier to improve the receiving sensitivity.
光ファイバ増幅器を光中継器として用い、中継器の小
型化や高信頼化を図る。The optical fiber amplifier is used as an optical repeater to reduce the size and increase the reliability of the repeater.
従来の技術 第5図に希土類ドープファイバによる光増幅の原理を模
式的に示す。2はコア2a及びクラッド2bから構成された
希土類ドープファイバであり、コア2a中にエルビウム
(Er)等の希土類元素がドープされている。このような
希土類ドープファイバ2に励起光が入射すると、希土類
原子が高いエネルギー準位に励起される。希土類原子が
高いエネルギー準位に励起されている光ファイバ2に信
号光が入射すると、光の誘導放出が生じ、希土類原子が
低いエネルギー準位に遷移するが、この時信号光のパワ
ーが光ファイバに沿って次第に大きくなり、信号光の増
幅が行われる。ドープされた希土類元素がエルビウム
(Er)である場合において、波長が1.55μm帯の信号光
を増幅するときには、例えば波長が1.49μm帯のレーザ
光を励起光として用いる。又、ドープされた希土類元素
がネオジム(Nd)である場合において、波長が1.3μm
帯の信号光を増幅するときには、例えば波長が0.8μm
帯のレーザ光を励起光として用いる。2. Description of the Related Art FIG. 5 schematically shows the principle of optical amplification using a rare earth-doped fiber. Reference numeral 2 is a rare earth-doped fiber composed of a core 2a and a clad 2b, and the core 2a is doped with a rare earth element such as erbium (Er). When excitation light is incident on such a rare earth-doped fiber 2, the rare earth atoms are excited to a high energy level. When signal light enters the optical fiber 2 in which the rare earth atoms are excited to a high energy level, stimulated emission of light occurs and the rare earth atoms transition to a low energy level. At this time, the power of the signal light is increased. The signal light gradually increases along with the signal light being amplified. When the doped rare earth element is erbium (Er), when amplifying the signal light in the wavelength band of 1.55 μm, for example, laser light in the wavelength band of 1.49 μm is used as the excitation light. When the doped rare earth element is neodymium (Nd), the wavelength is 1.3 μm.
When amplifying the band signal light, for example, the wavelength is 0.8 μm
The band laser light is used as the excitation light.
上述した光増幅の原理に従うと、励起光は希土類ドープ
ファイバ内の希土類原子を高いエネルギー準位にする際
にエネルギーを消費するので、励起光が希土類ドープフ
ァイバ内を伝搬するに従って、励起光の吸収が生じるこ
とになる。一方、ある一定のしきい値レベルよりも小さ
い励起光パワーでは、光増幅が行われるのに十分な希土
類原子の励起が生じないことが知られている。従って、
コア中への希土類元素のドープ濃度が一様である希土類
ドープファイバを用いた光ファイバ増幅器にあっては、
伝搬光のモード分布が一般にはコア中心部の電界振幅が
最大となるガウス型の分布であることから、希土類元素
がドープされているこにとより却って信号光及び励起光
のパワーの損失を生じさせることがある。このような点
に鑑み、増幅効率を高めることを目的として、コア中心
部近傍の部分にのみ希土類元素をドープすることが提案
されている。According to the principle of optical amplification described above, the pumping light consumes energy when the rare earth atoms in the rare earth-doped fiber are brought to a high energy level, so that the pumping light is absorbed as the pumping light propagates in the rare earth-doped fiber. Will occur. On the other hand, it is known that pumping light power lower than a certain threshold level does not cause sufficient pumping of rare earth atoms for optical amplification. Therefore,
In an optical fiber amplifier using a rare earth-doped fiber in which the doping concentration of the rare earth element in the core is uniform,
Since the mode distribution of propagating light is generally a Gaussian distribution in which the electric field amplitude at the center of the core is maximum, rather than being doped with a rare earth element, the power loss of the signal light and pumping light occurs. There is something to do. In view of such a point, it has been proposed to dope only the portion near the center of the core with a rare earth element for the purpose of increasing the amplification efficiency.
コア近傍の部分にのみ希土類元素をドープする方法を第
6図により説明する。この方法は、石英反応管4の内壁
面に希土類元素がドープされていないガラス化されたコ
アガラス6を形成し、このコアガラス6を形成するより
も低い温度でMCVD法を実施することによってコアガラス
6上にスート状コアガラス8を付着させ、コアガラス6
及びスート状コアガラス8が付加された石英反応管4
を、希土類元素化合物を溶質とした溶液10に浸漬させて
この溶液をスート状コアガラス8に含浸させた後、溶液
を乾燥してコラプスを行うようにしたものである。A method of doping the rare earth element only in the vicinity of the core will be described with reference to FIG. In this method, a vitrified core glass 6 which is not doped with a rare earth element is formed on the inner wall surface of the quartz reaction tube 4, and the MCVD method is carried out at a temperature lower than the temperature at which the core glass 6 is formed. The soot-shaped core glass 8 is attached onto the glass 6 to form the core glass 6
And quartz reaction tube 4 with soot-shaped core glass 8 added
Is immersed in a solution 10 containing a rare earth element compound as a solute to impregnate the soot-shaped core glass 8 with the solution, and then the solution is dried for collapse.
得られたプリフォームを溶融紡(線引き)することによ
って、希土類ドープファイバを製造することができる。A rare earth-doped fiber can be manufactured by melt spinning (drawing) the obtained preform.
発明が解決しようとする課題 従来方法において、コアガラス6及びスート状コアガラ
ス8が付加された石英反応管4についてコラプスを行う
場合、加熱用のバーナの石英反応管長手方向への走査
は、プリフォーム断面の楕円化及びコア中への気泡の残
留を防止することを目的として、複数回行われるのが通
例である。しかし、コラプスは、石英反応管等が軟化す
るのに十分な高温下にて行われるから、加熱用のバーナ
の走査回数が増えるに従って、ドープされた希土類元素
のコアガラスからの蒸発量が増大し、第7図に示すよう
に、コア中心部の希土類元素濃度が極端に低下すること
になる。同図において、12,14はプリフォーム又は光フ
ァイバにおけるそれぞれクラッド、コアであり、14aは
コア14のうち希土類元素がドープされている部分、14b
は希土類元素がドープされていない部分である。また、
屈折率も同様にコア中心部が極端に低くなっている。こ
れは、屈折率調整用にドープされたGe等が希土類元素と
同様に蒸発するためである。コア中心部の希土類元素濃
度が極端に低下すると、伝搬光のコア中心部における電
界振幅が最大であることから、効率良い光増幅が行われ
なくなるという問題が生じる。Problems to be Solved by the Invention In the conventional method, when performing collapse on the quartz reaction tube 4 to which the core glass 6 and the soot-shaped core glass 8 are added, the heating burner is not scanned in the longitudinal direction of the quartz reaction tube. It is usually carried out a plurality of times for the purpose of making the reformed section oval and preventing bubbles from remaining in the core. However, since the collapse is performed at a temperature high enough to soften the quartz reaction tube and the like, the amount of evaporation of the doped rare earth element from the core glass increases as the number of scans of the heating burner increases. As shown in FIG. 7, the concentration of the rare earth element in the center of the core is extremely reduced. In the figure, 12 and 14 are a clad and a core in a preform or an optical fiber, respectively, and 14a is a portion of the core 14 doped with a rare earth element, and 14b.
Is a portion not doped with a rare earth element. Also,
Similarly, the refractive index is extremely low at the center of the core. This is because Ge or the like doped for adjusting the refractive index evaporates like the rare earth element. If the concentration of the rare earth element in the central portion of the core is extremely lowered, the electric field amplitude of the propagating light in the central portion of the core is maximum, which causes a problem that efficient optical amplification cannot be performed.
本発明はこのような技術的課題に鑑みて創作されたもの
で、コア中心部の希土類元素濃度が極端に低下すること
がない希土類ドープファイバ、そのプリフォームの製造
方法の提供を目的としている。The present invention was created in view of such technical problems, and an object of the present invention is to provide a rare earth-doped fiber in which the concentration of rare earth elements in the core center does not extremely decrease, and a method for producing a preform thereof.
課題を解決するための手段 本発明の希土類ドープファイバ用プリフォームの製造方
法は、気相反応によって生じた酸化物ガラス微粉末を石
英反応管内に付着させて第1のスート状コガラスを形成
する第1の工程と、上記石英反応管を外側から加熱し
て、上記第1のスート状コアガラスをガラス化すると共
に、上記石英反応管を一次コラプスする第2の工程と、
上記ガラス化した第1のコアガラス上に気相反応によっ
て生じた酸化物ガラス微粉末を付着させて第2のスート
状コアガラスを形成する第3の工程と、希土類元素化合
物を溶質とする溶液を上記第2のスート状コアガラスに
含浸させる第4の工程と、上記石英反応管を外側から上
記第2の工程における加熱温度よりも高い温度に加熱し
て、上記第2のスート状コアガラスをガラス化すると共
に、上記石英反応管を最終コラプスする第5の工程とを
備えたものである。Means for Solving the Problems In the method for producing a preform for rare earth-doped fiber of the present invention, a first soot-like glass is formed by depositing oxide glass fine powder generated by a gas phase reaction in a quartz reaction tube. A first step, and a second step of heating the quartz reaction tube from the outside to vitrify the first soot-shaped core glass and to perform a primary collapse of the quartz reaction tube.
Third step of forming a second soot-shaped core glass by adhering oxide glass fine powder generated by a gas phase reaction onto the vitrified first core glass, and a solution containing a rare earth element compound as a solute A fourth step of impregnating the second soot-shaped core glass with the second soot-shaped core glass, and heating the quartz reaction tube from the outside to a temperature higher than the heating temperature in the second step so as to obtain the second soot-shaped core glass. And a fifth step of finally collapsing the quartz reaction tube.
本発明の希土類ドープファイバの製造方法は、上記方法
により製造されたプリフォームを溶融紡糸するようにし
たものである。The method for producing a rare earth-doped fiber of the present invention is one in which the preform produced by the above method is melt-spun.
作用 本発明方法によれば、希土類元素がドープされていない
第1のコアガラスを形成して一次コラプスを行ったの
ち、希土類元素がドープされた第2のスート状コアガラ
スを形成して、最終コラプスを行うようにしているの
で、一次コラプスを行わない従来方法と比較して、最終
コラプス工程における加熱用のバーナの走査回数が一回
で済むようになり、或いは、バーナの走査回数が少なく
て済むようになる。その結果、コラプス工程における希
土類元素及び屈折率調整用のドーパントのコアガラスか
らの蒸発が抑制され、コア中心部の希土類元素濃度が極
端に低下すること及び、コア中心部の屈折率が極端に低
下することが防止される。本発明方法において、第5の
工程の最終コラプスでの加熱温度を第2の工程の一次コ
ラプスの加熱温度よりも高くしているのは、石英反応管
内部の中空部を除去するための最終コラプスにおいて
は、石英反応管内部の中空部を除去しない一次コラプス
における加熱温度よりも高い加熱温度が必要とされるか
らである。Effect According to the method of the present invention, the first core glass not doped with a rare earth element is formed and the primary collapse is performed, and then the second soot-shaped core glass doped with a rare earth element is formed, and finally, Since the collapse is performed, the number of scans of the burner for heating in the final collapse process is only one compared to the conventional method in which the primary collapse is not performed, or the number of scans of the burner is small. I will be done. As a result, the evaporation of the rare earth element and the dopant for adjusting the refractive index from the core glass in the collapse process is suppressed, the concentration of the rare earth element in the core center is extremely lowered, and the refractive index of the core center is extremely lowered. Is prevented. In the method of the present invention, the heating temperature in the final collapse of the fifth step is set higher than the heating temperature of the primary collapse in the second step is that the final collapse for removing the hollow portion inside the quartz reaction tube is performed. In (1), a heating temperature higher than the heating temperature in the primary collapse that does not remove the hollow portion inside the quartz reaction tube is required.
実 施 例 以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。EXAMPLES Examples of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第3図は本発明方法の実施に使用することができるプリ
フォーム製造装置の構成図である。36は石英反応管22を
回転可能に支持するガラス旋盤、38はガラス旋盤36上を
石英反応管22の軸方向に往復動して石英反応管22を外部
から加熱するバーナ、40はバーナ38に供給するO2及びH2
の流量等を調整してバーナ38の燃焼状態を制御する温度
制御部である。石英反応管22の端部に接続されたコネク
タ422にはガス供給管44が接続されており、このガス供
給管44を介して原料ガスやO2等の気体を石英反応管22の
内部に送り込むようにしている。46はSiCl4,GeCl4等の
原料ガス供給器であり、その供給量は、マスフローメー
タ48を介して送り込まれるキャリアガス(O2)の流量に
よって制御される。コネクタ42にはガス供給管44と並ん
で溶液供給管50が接続されており、この溶液供給管50は
バルブ52を介して溶液タンク54に接続されている。バル
ブ52を開くことによって、溶液タンク54内の溶液を石英
反応管22内部に送り込むことができる。尚、コネクタ2
を介したガス供給管44及び溶液供給管50と石英反応管22
との接続部は、通常の方法によりシーリングが施されて
おり、これにより、石英反応管22内部に閉じた系が確保
されるようになっている。FIG. 3 is a block diagram of a preform manufacturing apparatus that can be used for carrying out the method of the present invention. 36 is a glass lathe that rotatably supports the quartz reaction tube 22, 38 is a burner that reciprocates on the glass lathe 36 in the axial direction of the quartz reaction tube 22 to heat the quartz reaction tube 22 from the outside, and 40 is a burner 38. Supply O 2 and H 2
Is a temperature control unit that controls the combustion state of the burner 38 by adjusting the flow rate and the like. A gas supply pipe 44 is connected to a connector 422 connected to an end of the quartz reaction tube 22, and a raw material gas or a gas such as O 2 is fed into the quartz reaction tube 22 through the gas supply pipe 44. I am trying. 46 is a source gas supply device for SiCl 4 , GeCl 4, etc., and the supply amount thereof is controlled by the flow rate of the carrier gas (O 2 ) sent through the mass flow meter 48. A solution supply pipe 50 is connected to the connector 42 side by side with the gas supply pipe 44, and the solution supply pipe 50 is connected to a solution tank 54 via a valve 52. By opening the valve 52, the solution in the solution tank 54 can be fed into the quartz reaction tube 22. The connector 2
Gas supply pipe 44 and solution supply pipe 50 and quartz reaction pipe 22 through
The connecting portion with and is sealed by a usual method, so that a closed system is secured inside the quartz reaction tube 22.
第1図は本発明の実施例を示すプリフォームの製造工程
図である。FIG. 1 is a manufacturing process diagram of a preform showing an embodiment of the present invention.
まず、原料ガス及びO2が送りこまれている石英反応管22
を回転させながら、例えば第3図中の左から右方向に等
速度で移動しているバーナ38により石英反応管22を外部
から加熱すると、石英反応管22内にはコアとなる酸化物
がガラス微粉末が堆積し、この酸化物ガラス微粉末は、
第1図(a)に示すように、バーナ38による加熱によっ
て第1のスート状コアガラス24として石英反応管22の内
壁面上に付着する。バーナ38による走査は複数回行って
も良い。石英反応管22の外径、内径、長さは例えばそれ
ぞれ22mm,18mm,700mmである。First, the quartz reaction tube 22 into which the source gas and O 2 are sent
When the quartz reaction tube 22 is externally heated by the burner 38 moving at a constant speed from the left to the right in FIG. Fine powder is deposited, and this oxide glass fine powder is
As shown in FIG. 1A, the first soot-shaped core glass 24 is attached to the inner wall surface of the quartz reaction tube 22 by heating by the burner 38. The scanning by the burner 38 may be performed multiple times. The outer diameter, inner diameter, and length of the quartz reaction tube 22 are, for example, 22 mm, 18 mm, and 700 mm, respectively.
次いで、第1図(b)に示すように、バーナ38を左から
右方向に移動させながら石英反応管22をその外側から加
熱して、第1のスート状コアガラス24をガラス化させる
と共に、石英反応管22の一次コラプスを行う。24′はガ
ラス化した第1のコアガラスである。このときの石英反
応管の外径、内径は例えばそれぞれ約15mm、4〜5mmで
ある。Then, as shown in FIG. 1 (b), the quartz reaction tube 22 is heated from the outside while moving the burner 38 from the left to the right to vitrify the first soot-shaped core glass 24, and Perform a primary collapse of the quartz reaction tube 22. 24 'is a vitrified first core glass. The outer and inner diameters of the quartz reaction tube at this time are, for example, about 15 mm and 4 to 5 mm, respectively.
そして、第1図(c)に示すように、第1のスート状コ
アガラス24を形成したのと同様にして、ガラス化した第
1のコアガラス2′上に第2のスート状コアガラス26を
付着させる。Then, as shown in FIG. 1 (c), the second soot-shaped core glass 26 is formed on the vitrified first core glass 2'in the same manner as the first soot-shaped core glass 24 is formed. Attach.
その後、石英反応管22の両端部近傍に図示しないくびれ
部を形成し、第1図(d)に示すように、溶液供給管50
を介して希土類元素化合物を溶質とした溶液を石英反応
管22内に注入する。注入された溶液はこの時点で多孔質
な第2のスート状コアガラス26にのみ含浸する。希土類
元素化合物を溶質とした溶液としては、塩化エルビウム
六水塩(ErCl3・6H2O)のアルコール溶液を用いること
ができる。この場合、溶液濃度は例えば0.001〜1重量
%であり、溶液注入量は例えば5〜20mlである。Then, a constricted portion (not shown) is formed in the vicinity of both ends of the quartz reaction tube 22, and as shown in FIG.
A solution containing a rare earth element compound as a solute is injected into the quartz reaction tube 22 via the. The injected solution at this point impregnates only the porous second soot-shaped core glass 26. As the solution containing the rare earth element compound as a solute, an alcohol solution of erbium chloride hexahydrate (ErCl 3 .6H 2 O) can be used. In this case, the solution concentration is, for example, 0.001 to 1% by weight, and the solution injection amount is, for example, 5 to 20 ml.
次いで、溶液供給管50を後退させた後、乾燥N2を送り込
んでアルコール分及び水分を蒸発させ、残留した水分に
ついては、Cl2,O2を石英反応管22内に送り込むと共にバ
ーナ38による加熱を行って十分に除去する。Next, after retracting the solution supply pipe 50, dry N 2 is fed to evaporate the alcohol content and water, and for residual water, Cl 2 and O 2 are fed into the quartz reaction tube 22 and heated by the burner 38. To remove enough.
最後に、バーナ38の加熱条件を変更して、第1図(e)
に示すように、バーナ38を左から右方向に走査して、第
2のスート状コアガラス26をガラス化すると共に、最終
コラプスを行ってプリフォーム34を得る。26′はガラス
化した第2のコアガラスであり、この第2のコアガラス
26′はプリフォーム34における中心部に位置している。
この最終コラプスにおいては、石英反応管22内の中空部
が図中左側から徐々に除去されてゆくので、残留してい
る同中空部においては気体の流通は全くなく、希土類元
素等の蒸発は著しく少ない。Finally, the heating conditions of the burner 38 were changed, and FIG. 1 (e)
As shown in FIG. 5, the burner 38 is scanned from the left to the right to vitrify the second soot-shaped core glass 26, and the final collapse is performed to obtain the preform 34. 26 'is a vitrified second core glass.
26 'is located at the center of the preform 34.
In this final collapse, the hollow portion in the quartz reaction tube 22 is gradually removed from the left side in the figure, so there is no gas flow in the remaining hollow portion, and evaporation of rare earth elements etc. is remarkable. Few.
得られたプリフォーム34における屈折率分布及び希土類
元素濃度分布を第2図により説明する。プリフォーム34
において、石英反応管22は低屈折率なクラッドに相当
し、第1のコアガラス24′及び第2のコアガラス26′は
高屈折率なコアに相当する。また、第1のコアガラス2
4′はコアのうち希土類元素がドープされていない部分
に相当し、第2のコアガラス26′はコアのうち希土類元
素がドープされている部分に相当する。この実施例で
は、最終コラプスにおける希土類元素、屈折率調整用の
ドーパントの蒸発が著しく少ないから、コア中心部の屈
折率が極端に低下することがなく、また、コア中心部の
希土類元素濃度が極端に低下することがない。The refractive index distribution and rare earth element concentration distribution in the obtained preform 34 will be described with reference to FIG. Preform 34
In, the quartz reaction tube 22 corresponds to a low refractive index clad, and the first core glass 24 'and the second core glass 26' correspond to a high refractive index core. Also, the first core glass 2
4'corresponds to a portion of the core not doped with a rare earth element, and the second core glass 26 'corresponds to a portion of the core doped with a rare earth element. In this example, since the evaporation of the rare earth element and the dopant for adjusting the refractive index in the final collapse is extremely small, the refractive index of the core center is not extremely lowered, and the rare earth element concentration of the core center is extremely low. Never falls.
第4図は本発明方法の実施に使用することができる溶媒
紡糸装置(線引き装置)の説明図である。56は支持した
プリフォーム34を徐々に下方向に送り出すプリフォーム
送り部、58はプリフォーム34の下端部を加熱して溶融さ
せる加熱炉、2は溶融紡糸された希土類ドープファイ
バ、60は希土類ドープファイバ2の線径を非接触で測定
する線径測定部、62は一次被覆装置、64は制御された速
度で回転するキャプスタンローラ、66はキャプスタンロ
ーラ64によりたぐられた希土類ドープファイバ2を巻き
取るファイバ巻取部、68は線径測定部60により測定され
た線径が一定に保たれるようにキャプスタンローラ64の
回転速度をフィードバック制御する線径制御部である。FIG. 4 is an explanatory view of a solvent spinning device (drawing device) that can be used for carrying out the method of the present invention. Reference numeral 56 is a preform feeding portion for gradually feeding the supported preform 34 downward, 58 is a heating furnace for heating and melting the lower end portion of the preform 34, 2 is a melt-spun rare earth-doped fiber, and 60 is a rare earth-doped fiber. A wire diameter measuring unit for measuring the wire diameter of the fiber 2 in a non-contact manner, 62 is a primary coating device, 64 is a capstan roller rotating at a controlled speed, and 66 is a rare-earth-doped fiber 2 struck by the capstan roller 64. A fiber winding unit 68 that winds the fiber is a wire diameter control unit that feedback-controls the rotation speed of the capstan roller 64 so that the wire diameter measured by the wire diameter measuring unit 60 is kept constant.
このような溶融紡糸装置及び上述のプリフォーム34を用
いることによって、コア中心部の希土類元素濃度が極端
に低くない希土類ドープファイバを製造することができ
るようになり、増幅効率が高い光ファイバ増幅器の提供
が可能になる。By using such a melt spinning apparatus and the above-mentioned preform 34, it becomes possible to manufacture a rare earth-doped fiber in which the rare earth element concentration in the core central portion is not extremely low, and to obtain an optical fiber amplifier with high amplification efficiency. It becomes possible to provide.
この実施例では、石英反応管22にくびれ部を形成し、く
びれ部間に溶液を注入するようにしているので、石英反
応管22をガラス旋盤36に装着したままの状態でプリフォ
ームを製造するための全ての工程を実施することがで
き、製造作業性が向上すると共に、コアへの不純物の混
入や欠陥の発生を防止することができる。In this embodiment, a constriction is formed in the quartz reaction tube 22 and a solution is injected between the constrictions, so that the preform is manufactured with the quartz reaction tube 22 still attached to the glass lathe 36. It is possible to carry out all the steps for improving manufacturing workability, and to prevent impurities from entering the core and generation of defects.
尚、スート状コアガラスへの溶液の含浸は、従来方法の
ように石英反応管を溶液中へ浸漬することによって行っ
ても良い。The soot-shaped core glass may be impregnated with the solution by immersing the quartz reaction tube in the solution as in the conventional method.
また、この実施例では、石英反応管にスート状コアガラ
スを直接形成しているが、石英反応管内にクラッドガラ
スを形成し、このクラッドガラス上にスート状コアガラ
スを形成しても良い。この場合、石英反応管及びクラッ
ドガラスがクラッドとなる。Further, in this embodiment, the soot-shaped core glass is directly formed on the quartz reaction tube, but a clad glass may be formed in the quartz reaction tube and the soot-shaped core glass may be formed on the clad glass. In this case, the quartz reaction tube and the clad glass serve as a clad.
発明の効果 以上説明したように、本発明の希土類ドープファイバ又
はそのプリフォームの製造方法によれば、コア中心部の
希土類元素濃度が極端に低下することがなくなるという
効果を奏する。その結果、増幅効率が高い光ファイバ増
幅器の提供が可能になり、光ファイバ通信技術の発展に
寄与するところが大きい。EFFECTS OF THE INVENTION As described above, according to the method for producing a rare earth-doped fiber or a preform thereof of the present invention, there is an effect that the rare earth element concentration in the central portion of the core does not drop extremely. As a result, it becomes possible to provide an optical fiber amplifier with high amplification efficiency, which greatly contributes to the development of optical fiber communication technology.
第1図は本発明の実施例を示すプリフォームの製造工程
図、 第2図は本発明の実施例における屈折率分布及び希土類
元素濃度分布の説明図、 第3図は本発明方法の実施に使用することができるプリ
フォーム製造装置の構成図、 第4図は本発明方法の実施に使用することができる溶融
紡糸(線引き)装置の説明図、 第5図は希土類ドープファイバによる光増幅の原理を示
す模式図、 第6図は従来方法の説明図、 第7図は従来例における屈折率分布及び希土類元素濃度
分布の説明図である。 22……石英反応管、 24……第1のスート状コアガラス、 26……第2のスート状コアガラス。FIG. 1 is a manufacturing process diagram of a preform showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an explanatory view of a refractive index distribution and a rare earth element concentration distribution in the embodiment of the present invention, and FIG. 3 is an embodiment of the present invention method. FIG. 4 is a configuration diagram of a preform manufacturing apparatus that can be used, FIG. 4 is an explanatory view of a melt spinning (drawing) apparatus that can be used for carrying out the method of the present invention, and FIG. 5 is a principle of optical amplification by a rare earth-doped fiber 6 is an explanatory view of a conventional method, and FIG. 7 is an explanatory view of a refractive index distribution and a rare earth element concentration distribution in a conventional example. 22 …… Quartz reaction tube, 24 …… First soot-shaped core glass, 26 …… Second soot-shaped core glass.
Claims (2)
末を石英反応管(22)内に付着させて第1のスート状コ
アガラス(24)を形成する第1の工程と、 上記石英反応管(22)を外側から加熱して、上記第1の
スート状コアガラス(24)をガラス化すると共に、上記
石英反応管(22)を一次コラプスする第2の工程と、 上記ガラス化した第1のコアガラス(24′)上に気相反
応によって生じた酸化物ガラス微粉末を付着させて第2
のスート状コアガラス(26)を形成する第3の工程と、 希土類元素化合物を溶質とする溶液を上記第2のスート
状コアガラス(26)に含浸させる第4の工程と、 上記石英反応管(22)を外側から上記第2の工程におけ
る加熱温度よりも高い温度に加熱して、上記第2のスー
ト状コアガラス(26)をガラス化すると共に、上記石英
反応管(22)を最終コラプスする第5の工程とを備えた
ことを特徴とする希土類ドープファイバ用プリフォーム
の製造方法。1. A first step of forming a first soot-shaped core glass (24) by adhering oxide glass fine powder generated by a gas phase reaction into a quartz reaction tube (22), and the quartz reaction. The second step of heating the tube (22) from the outside to vitrify the first soot-shaped core glass (24) and the primary collapse of the quartz reaction tube (22), and the vitrification first step. Second, by attaching oxide glass fine powder generated by the gas phase reaction onto the core glass (24 ') of No. 1
Third step of forming the soot-shaped core glass (26), a fourth step of impregnating the second soot-shaped core glass (26) with a solution containing a rare earth element compound as a solute, and the quartz reaction tube. (22) is heated from the outside to a temperature higher than the heating temperature in the second step to vitrify the second soot-shaped core glass (26), and the quartz reaction tube (22) is finally collapsed. The method for producing a preform for a rare earth-doped fiber, comprising:
リフォームを溶融紡糸することを特徴とする希土類ドー
プファイバの製造方法。2. A method for producing a rare earth-doped fiber, characterized in that the preform produced by the method according to claim 1 is melt-spun.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP641890A JPH0742128B2 (en) | 1990-01-17 | 1990-01-17 | Rare earth-doped fiber and method for manufacturing preform thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP641890A JPH0742128B2 (en) | 1990-01-17 | 1990-01-17 | Rare earth-doped fiber and method for manufacturing preform thereof |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03211504A JPH03211504A (en) | 1991-09-17 |
| JPH0742128B2 true JPH0742128B2 (en) | 1995-05-10 |
Family
ID=11637825
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP641890A Expired - Fee Related JPH0742128B2 (en) | 1990-01-17 | 1990-01-17 | Rare earth-doped fiber and method for manufacturing preform thereof |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0742128B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5384123B2 (en) * | 2009-01-16 | 2014-01-08 | 三菱電線工業株式会社 | Rare earth element-doped optical fiber preform manufacturing method |
-
1990
- 1990-01-17 JP JP641890A patent/JPH0742128B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03211504A (en) | 1991-09-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3622816B2 (en) | Optical amplification fiber and manufacturing method thereof | |
| JP3773575B2 (en) | Doped fiber, splicing method thereof, and optical amplifier | |
| JP2766420B2 (en) | Method for producing erbium-doped quartz | |
| CN101762843B (en) | Amplifying optical fibre and production method | |
| JP3439892B2 (en) | Rare earth element-doped multi-core fiber and method for producing the same | |
| EP2463970B1 (en) | Rare-earth-doped optical fiber | |
| US20100276822A1 (en) | Rare earth-doped core optical fiber and manufacturing method thereof | |
| JP2013147421A (en) | Rare earth doped optical fiber | |
| US6751990B2 (en) | Process for making rare earth doped optical fiber | |
| CN115032735B (en) | Active optical fiber for reducing C + band noise coefficient and preparation method thereof | |
| JPH05345632A (en) | Rare earth element-doped multi-core fiber and method for manufacturing the same | |
| AU2001242728A1 (en) | A process for making rare earth doped optical fibre | |
| JPH09139534A (en) | Rare earth element doped fiber amplifier | |
| JPH05119222A (en) | Optical fiber, method for manufacturing the same, and method for manufacturing preform of the optical fiber | |
| JP2591529B2 (en) | Manufacturing method of rare earth doped fiber and preform thereof | |
| JPH0742128B2 (en) | Rare earth-doped fiber and method for manufacturing preform thereof | |
| JPH0990143A (en) | Method for manufacturing multi-core optical fiber | |
| JP3075583B2 (en) | Manufacturing method of rare earth doped optical fiber | |
| JPH04260632A (en) | Production of optical fiber containing rare earths added thereto | |
| JP2972366B2 (en) | Partial erbium-doped optical fiber coupler and method of manufacturing the same | |
| DiGiovanni | Fabrication of rare-earth-doped optical fiber | |
| JP3379647B2 (en) | Optical fiber manufacturing method | |
| JPH0769666A (en) | Manufacturing method of rare-earth element-doped optical fiber | |
| JP2003204097A (en) | Optical amplification fiber and method of manufacturing the same | |
| JP7496100B2 (en) | Rare earth doped optical fiber |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |