JPH1062641A - 分散補償ファイバとその製造方法 - Google Patents
分散補償ファイバとその製造方法Info
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- JPH1062641A JPH1062641A JP9155873A JP15587397A JPH1062641A JP H1062641 A JPH1062641 A JP H1062641A JP 9155873 A JP9155873 A JP 9155873A JP 15587397 A JP15587397 A JP 15587397A JP H1062641 A JPH1062641 A JP H1062641A
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- Japan
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- core
- refractive index
- compensating fiber
- dispersion compensating
- germanium
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- Pending
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- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 コアのプロファイルを整えるためにコアロッ
ドの表面の研削工程を行って製造した分散補償ファイバ
であっても、紡糸した時に生じるコアの複屈折を低減す
ることができ、よってコアの複屈折に起因する偏波分散
値の増加を抑制することができる分散補償ファイバを提
供する。 【解決手段】 ゲルマニウムを添加した石英ガラスコア
１の外側にフッ素を添加した石英ガラス系クラッド２を
配する。コア１の外周の周方向のゲルマニウム濃度変化
量は比屈折率差の値である0.05％以下とする。
ドの表面の研削工程を行って製造した分散補償ファイバ
であっても、紡糸した時に生じるコアの複屈折を低減す
ることができ、よってコアの複屈折に起因する偏波分散
値の増加を抑制することができる分散補償ファイバを提
供する。 【解決手段】 ゲルマニウムを添加した石英ガラスコア
１の外側にフッ素を添加した石英ガラス系クラッド２を
配する。コア１の外周の周方向のゲルマニウム濃度変化
量は比屈折率差の値である0.05％以下とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、1.3μｍの波長帯
に零分散を持つ光ファイバを用いて1.55μｍ波長帯で光
通信を行った場合に生じる分散を補償するための分散補
償ファイバに関する。
に零分散を持つ光ファイバを用いて1.55μｍ波長帯で光
通信を行った場合に生じる分散を補償するための分散補
償ファイバに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、理論的に最も低損失伝送が可能で
あるとされる1.55μｍ波長帯の光信号を用いて長距離大
容量伝送を行うことが検討されている。現在布設されて
いる、すなわち既設の光伝送路は単一モード光ファイバ
により構築されている。該単一モード光ファイバの分散
波長特性は波長が1.3μｍ帯で分散が零となりこの波長
から離れるに従って分散が大きくなり、特に1.55μｍの
波長帯で正の大きな分散を生じる。よって、該単一モー
ド光ファイバによって構築されている既設の伝送路で1.
55μｍ帯の波長の光を伝送しようとすると波形が歪んで
しまうという問題が生じていた。そこで、この単一のモ
ード光ファイバの波長1.55μｍ帯での分散を補償するた
めに、波長1.55μｍ帯において前記分散とは逆符号の大
きな分散、すなわち負の大きな分散を有する分散補償フ
ァイバを前記伝送路に挿入することにより、分散を相殺
させることが試みられている。
あるとされる1.55μｍ波長帯の光信号を用いて長距離大
容量伝送を行うことが検討されている。現在布設されて
いる、すなわち既設の光伝送路は単一モード光ファイバ
により構築されている。該単一モード光ファイバの分散
波長特性は波長が1.3μｍ帯で分散が零となりこの波長
から離れるに従って分散が大きくなり、特に1.55μｍの
波長帯で正の大きな分散を生じる。よって、該単一モー
ド光ファイバによって構築されている既設の伝送路で1.
55μｍ帯の波長の光を伝送しようとすると波形が歪んで
しまうという問題が生じていた。そこで、この単一のモ
ード光ファイバの波長1.55μｍ帯での分散を補償するた
めに、波長1.55μｍ帯において前記分散とは逆符号の大
きな分散、すなわち負の大きな分散を有する分散補償フ
ァイバを前記伝送路に挿入することにより、分散を相殺
させることが試みられている。
【０００３】負の大きな分散を得るためには、通常の単
一モード光ファイバに比べて、コアとクラッドの屈折率
差を極端に大きくするか、コア径を極端に小さくする必
要がある。コア径を極端に小さくすると、単一モード光
ファイバとの接続位置でコア径の大小による段差が生
じ、接続損失が大きくなるなどの問題が生じることか
ら、通常はコアとクラッドの屈折率差を極端に大きくし
たハイ（High）屈折率差構造のプロファイルを有する分
散補償ファイバが用いられている。
一モード光ファイバに比べて、コアとクラッドの屈折率
差を極端に大きくするか、コア径を極端に小さくする必
要がある。コア径を極端に小さくすると、単一モード光
ファイバとの接続位置でコア径の大小による段差が生
じ、接続損失が大きくなるなどの問題が生じることか
ら、通常はコアとクラッドの屈折率差を極端に大きくし
たハイ（High）屈折率差構造のプロファイルを有する分
散補償ファイバが用いられている。
【０００４】このようなハイ屈折率差構造の分散補償フ
ァイバにおいては、コアの屈折率を大きくするための屈
折率調整剤（ＧｅＣｌ4）はガラス原料（ＳｉＣｌ4）ガ
スとともに火炎加水分解させることによりドープされ、
クラッドの屈折率を小さくするためのフッ素はフッ素含
有雰囲気中で多孔質クラッド母材をガラス化させること
によりドープされている。そのため、単一モード光ファ
イバのようにコアとクラッドを同時に合成すると、ガラ
ス化時にクラッドだけでなくコアにもフッ素がドープさ
れてしまい、ハイ屈折率差構造のプロファイルを得るこ
とができない。よって、前記分散補償ファイバは、コア
とクラッドを同時に合成することはできない（通常、単
一モード光ファイバは、コアとクラッドの一部を同時に
ＶＡＤ法で製造している）。
ァイバにおいては、コアの屈折率を大きくするための屈
折率調整剤（ＧｅＣｌ4）はガラス原料（ＳｉＣｌ4）ガ
スとともに火炎加水分解させることによりドープされ、
クラッドの屈折率を小さくするためのフッ素はフッ素含
有雰囲気中で多孔質クラッド母材をガラス化させること
によりドープされている。そのため、単一モード光ファ
イバのようにコアとクラッドを同時に合成すると、ガラ
ス化時にクラッドだけでなくコアにもフッ素がドープさ
れてしまい、ハイ屈折率差構造のプロファイルを得るこ
とができない。よって、前記分散補償ファイバは、コア
とクラッドを同時に合成することはできない（通常、単
一モード光ファイバは、コアとクラッドの一部を同時に
ＶＡＤ法で製造している）。
【０００５】そこで、前記分散補償ファイバは次のよう
にして製造されている。まず、ゲルマニウムを添加した
石英ガラス（コア組成）のみからなる石英系多孔質コア
母材を周知の方法、例えばＶＡＤ法で合成した後、脱水
・焼結してコアロッド母材が形成される。次いで該コア
ロッド母材は所定径になるよう延伸されコアロッドとさ
れた上で、その外面に石英系多孔質クラッド層が堆積さ
れる。次いでフッ素含有雰囲気下で脱水・焼結してガラ
ス母材が得られ、このガラス母材を溶融紡糸して分散補
償ファイバが得られている。
にして製造されている。まず、ゲルマニウムを添加した
石英ガラス（コア組成）のみからなる石英系多孔質コア
母材を周知の方法、例えばＶＡＤ法で合成した後、脱水
・焼結してコアロッド母材が形成される。次いで該コア
ロッド母材は所定径になるよう延伸されコアロッドとさ
れた上で、その外面に石英系多孔質クラッド層が堆積さ
れる。次いでフッ素含有雰囲気下で脱水・焼結してガラ
ス母材が得られ、このガラス母材を溶融紡糸して分散補
償ファイバが得られている。
【０００６】このような分散補償ファイバの製造方法で
は、コアロッド上にクラッドとなる石英系多孔質クラッ
ド層が堆積されるのに先立ち、前記コアロッド表面に延
伸工程で付着したＯＨ基等を化学的手法または物理的手
法による研削によって除去する作業が行われている。ま
た、分散補償ファイバには偏波分散（PMD=Polarization
mode dispersion)抑制のために、その断面構造のプロ
ファイルが対称形となっていることが要求され、特にコ
アのプロファイルはほぼ完全に対称となることが望まれ
る。そのため、コアのプロファイルを整える目的で、前
記コアロッドの外周が先のＯＨ基等の除去を目的とした
研削よりも大量に研削されることもある。
は、コアロッド上にクラッドとなる石英系多孔質クラッ
ド層が堆積されるのに先立ち、前記コアロッド表面に延
伸工程で付着したＯＨ基等を化学的手法または物理的手
法による研削によって除去する作業が行われている。ま
た、分散補償ファイバには偏波分散（PMD=Polarization
mode dispersion)抑制のために、その断面構造のプロ
ファイルが対称形となっていることが要求され、特にコ
アのプロファイルはほぼ完全に対称となることが望まれ
る。そのため、コアのプロファイルを整える目的で、前
記コアロッドの外周が先のＯＨ基等の除去を目的とした
研削よりも大量に研削されることもある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところが、このように
前記コアロッド表面の研削工程を経て製造された分散補
償ファイバはコアロッド表面の研削を行わないで製造し
た分散補償ファイバに比べてコアの複屈折による非常に
大きな偏波分散が生じていることがわかった。該偏波分
散は長距離光通信システムの高速化の実現において大き
な障害となる。
前記コアロッド表面の研削工程を経て製造された分散補
償ファイバはコアロッド表面の研削を行わないで製造し
た分散補償ファイバに比べてコアの複屈折による非常に
大きな偏波分散が生じていることがわかった。該偏波分
散は長距離光通信システムの高速化の実現において大き
な障害となる。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本願発明の目的は、以上
のような問題点に鑑み、偏波分散の発生を抑制すること
ができる分散補償ファイバの構造とその製造方法を提供
することにある。
のような問題点に鑑み、偏波分散の発生を抑制すること
ができる分散補償ファイバの構造とその製造方法を提供
することにある。
【０００９】本願第１の発明は、ゲルマニウムを添加し
た石英ガラス系コアと同コアの外側のフッ素を添加した
石英ガラス系クラッドにより構成される分散補償ファイ
バにおいて、前記石英ガラス系コアの中心部に位置する
センタコア外周の周方向におけるゲルマニウム濃度変化
量が比屈折率差の値で0.05％以下であることを特徴とす
る。
た石英ガラス系コアと同コアの外側のフッ素を添加した
石英ガラス系クラッドにより構成される分散補償ファイ
バにおいて、前記石英ガラス系コアの中心部に位置する
センタコア外周の周方向におけるゲルマニウム濃度変化
量が比屈折率差の値で0.05％以下であることを特徴とす
る。
【００１０】本願第２の発明は、ゲルマニウムを添加し
た石英ガラス系センタコアと同センタコアの外側のフッ
素を添加した石英ガラス系サイドコアと同サイドコアの
外側の石英ガラス系クラッドにより構成される分散補償
ファイバにおいて、前記石英ガラス系コアの中心部に位
置するセンタコア外周の周方向におけるゲルマニウム濃
度変化量が比屈折率差の値で0.05％以下であることを特
徴とする。
た石英ガラス系センタコアと同センタコアの外側のフッ
素を添加した石英ガラス系サイドコアと同サイドコアの
外側の石英ガラス系クラッドにより構成される分散補償
ファイバにおいて、前記石英ガラス系コアの中心部に位
置するセンタコア外周の周方向におけるゲルマニウム濃
度変化量が比屈折率差の値で0.05％以下であることを特
徴とする。
【００１１】本願第３の発明は、ゲルマニウムを添加し
た石英系多孔質コア母材を脱水・焼結して得たコアロッ
ド外周の周方向におけるゲルマニウム濃度変化量を比屈
折率差の値で0.05％以下とした後、コアロッドの外側に
フッ素を添加した石英系多孔質クラッド層を堆積させ、
次いで脱水・焼結して得たガラス母材を溶融紡糸するこ
とを特徴とする。
た石英系多孔質コア母材を脱水・焼結して得たコアロッ
ド外周の周方向におけるゲルマニウム濃度変化量を比屈
折率差の値で0.05％以下とした後、コアロッドの外側に
フッ素を添加した石英系多孔質クラッド層を堆積させ、
次いで脱水・焼結して得たガラス母材を溶融紡糸するこ
とを特徴とする。
【００１２】本願第１および第２の発明に関わる分散補
償ファイバは、センタコア外周の周方向におけるゲルマ
ニウム濃度変化量が比屈折率差の値で0.05％以下となる
ように製造されているので、紡糸した時に生じるコアの
複屈折を低減することができ、よってコアの複屈折に起
因する偏波分散値を0.1ps/(km)(-1/2)以下に低減して品
質の高い大容量光伝送が可能となる。
償ファイバは、センタコア外周の周方向におけるゲルマ
ニウム濃度変化量が比屈折率差の値で0.05％以下となる
ように製造されているので、紡糸した時に生じるコアの
複屈折を低減することができ、よってコアの複屈折に起
因する偏波分散値を0.1ps/(km)(-1/2)以下に低減して品
質の高い大容量光伝送が可能となる。
【００１３】本願第３の発明によれば、石英系多孔質コ
ア母材を脱水・焼結して得たコアロッド外周の周方向に
おけるゲルマニウム濃度変化量を比屈折率差の値で0.05
％以下とした後、クラッド層を形成しているので、ガラ
ス母材を線引きして得た分散補償ファイバの温度が溶融
の線引（紡糸）温度から常温に変化する際に、クラッド
近傍のコアの周方向の粘度の違いにより生じる膨張係数
の差に起因する残留応力はほぼ０に等しくなる。よっ
て、熱歪みによりコア、特にクラッド近傍のコアの周方
向に不均一な張力が付与されることを避けることができ
る。このことにより、コアのプロファイルを整える研削
が行われた場合においても、紡糸時に生じるコアの複屈
折を大幅に低減することができることとなり、この複屈
折に起因する偏波分散を低減させることができ、前記の
如く品質の高い大容量光伝送が可能となるものである。
ア母材を脱水・焼結して得たコアロッド外周の周方向に
おけるゲルマニウム濃度変化量を比屈折率差の値で0.05
％以下とした後、クラッド層を形成しているので、ガラ
ス母材を線引きして得た分散補償ファイバの温度が溶融
の線引（紡糸）温度から常温に変化する際に、クラッド
近傍のコアの周方向の粘度の違いにより生じる膨張係数
の差に起因する残留応力はほぼ０に等しくなる。よっ
て、熱歪みによりコア、特にクラッド近傍のコアの周方
向に不均一な張力が付与されることを避けることができ
る。このことにより、コアのプロファイルを整える研削
が行われた場合においても、紡糸時に生じるコアの複屈
折を大幅に低減することができることとなり、この複屈
折に起因する偏波分散を低減させることができ、前記の
如く品質の高い大容量光伝送が可能となるものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下に、本願発明の実施の形態を
図面を参照して詳細に述べる。
図面を参照して詳細に述べる。
【００１５】図２は、本願発明に関わる分散補償ファイ
バの屈折率分布のプロファイルの一例を示している。図
２に示す屈折率分布は単峰型のものであり、屈折率が最
も高いコア（センタコア）１の周りを屈折率の低いクラ
ッド２が囲んだ構造となっている。石英（シリカ）の屈
折率をｎ0としたとき屈折率ｎの部分の石英（ＳｉＯ2）
に対する比屈折率差ΔはΔ＝｛（ｎ2−ｎ0 2）／２ｎ2｝
×100の演算により求められるものであり、図２の縦軸
は石英に対する比屈折率差を示している。
バの屈折率分布のプロファイルの一例を示している。図
２に示す屈折率分布は単峰型のものであり、屈折率が最
も高いコア（センタコア）１の周りを屈折率の低いクラ
ッド２が囲んだ構造となっている。石英（シリカ）の屈
折率をｎ0としたとき屈折率ｎの部分の石英（ＳｉＯ2）
に対する比屈折率差ΔはΔ＝｛（ｎ2−ｎ0 2）／２ｎ2｝
×100の演算により求められるものであり、図２の縦軸
は石英に対する比屈折率差を示している。
【００１６】センタコア１の屈折率分布形状を表す係数
αはα＝２でかつセンタコアの頂部の比屈折率差がΔ
top＝1.5％、センタコアの外周部の比屈折率差がΔ
bottom＝0.75％（周方向の平均値）となるようにゲルマ
ニウムがコア形成領域に添加されている。また、クラッ
ド２には石英に対する比屈折率差ΔＦがΔＦ＝−0.2％
となるようにフッ素が均一に添加されている。
αはα＝２でかつセンタコアの頂部の比屈折率差がΔ
top＝1.5％、センタコアの外周部の比屈折率差がΔ
bottom＝0.75％（周方向の平均値）となるようにゲルマ
ニウムがコア形成領域に添加されている。また、クラッ
ド２には石英に対する比屈折率差ΔＦがΔＦ＝−0.2％
となるようにフッ素が均一に添加されている。
【００１７】発明者は、このような分散補償ファイバに
おいて、光信号の伝送時に生じる偏波分散の大きさはコ
ア１外周の周方向における比屈折率差の変動に関係があ
るのではないかと考えた。そこで発明者は、ＶＡＤ法に
よりゲルマニウムを添加して製造した石英系多孔質コア
母材を、脱水・焼結してコアロッドを形成し、次に、こ
のコアロッド外周を条件を変えて研削し、コアロッド外
周近傍の周方向におけるゲルマニウム濃度を調整し、次
いで外付け法でクラッド層を形成させた後、脱水・焼結
させて得たガラス母材を周知の方法で線引きしてコア１
外周の周方向に比屈折率差の変動を様々の大きさで与え
た多数の分散補償ファイバを試料として作製した。
おいて、光信号の伝送時に生じる偏波分散の大きさはコ
ア１外周の周方向における比屈折率差の変動に関係があ
るのではないかと考えた。そこで発明者は、ＶＡＤ法に
よりゲルマニウムを添加して製造した石英系多孔質コア
母材を、脱水・焼結してコアロッドを形成し、次に、こ
のコアロッド外周を条件を変えて研削し、コアロッド外
周近傍の周方向におけるゲルマニウム濃度を調整し、次
いで外付け法でクラッド層を形成させた後、脱水・焼結
させて得たガラス母材を周知の方法で線引きしてコア１
外周の周方向に比屈折率差の変動を様々の大きさで与え
た多数の分散補償ファイバを試料として作製した。
【００１８】そして、各試料の分散補償ファイバについ
て偏波分散を測定したところ、図１のような関係を得る
ことができた。この図１の横軸はコア１の外周方向にお
ける比屈折率差の最大値と最小値の差を屈折率差変化量
として表しており、縦軸は偏波分散を表している。図１
から明らかなように、分散補償ファイバのコア外周の周
方向におけるゲルマニウム濃度の変化量（コア外周の周
方向におけるゲルマニウム濃度の最大値と最小値の差）
が比屈折率差の値で0.05％より大きくなると、急激に偏
波分散は増大して大容量光伝送を良好に確保する品質保
証基準として発明者が考えている0.1ps/(km)(-1/2)を越
えてしまう。したがって、良品質の分散補償ファイバを
得るには、コア外周の周方向におけるゲルマニウム濃度
の変化量を比屈折率差の値で0.05％以下とする必要があ
ることが分かった。
て偏波分散を測定したところ、図１のような関係を得る
ことができた。この図１の横軸はコア１の外周方向にお
ける比屈折率差の最大値と最小値の差を屈折率差変化量
として表しており、縦軸は偏波分散を表している。図１
から明らかなように、分散補償ファイバのコア外周の周
方向におけるゲルマニウム濃度の変化量（コア外周の周
方向におけるゲルマニウム濃度の最大値と最小値の差）
が比屈折率差の値で0.05％より大きくなると、急激に偏
波分散は増大して大容量光伝送を良好に確保する品質保
証基準として発明者が考えている0.1ps/(km)(-1/2)を越
えてしまう。したがって、良品質の分散補償ファイバを
得るには、コア外周の周方向におけるゲルマニウム濃度
の変化量を比屈折率差の値で0.05％以下とする必要があ
ることが分かった。
【００１９】上記分散補償ファイバの試料を作製する際
の化学的手法の研削は、ゲルマニウムを添加した石英系
多孔質コア母材を脱水・焼結して得たコアロッドを垂直
方向に立てて保持し、エッチング溶液（ＨＦ水溶液）を
その周囲に循環させながら行った。なお、この際に、コ
アロッドを水平方向に寝かせて保持し、エッチング液を
循環させない状態で研削を行うと前記コアロッドの周方
向に対する研削が不均一となり、コア外周部の比屈折率
差変化量を0.05％以下とすることができないことが分か
った。
の化学的手法の研削は、ゲルマニウムを添加した石英系
多孔質コア母材を脱水・焼結して得たコアロッドを垂直
方向に立てて保持し、エッチング溶液（ＨＦ水溶液）を
その周囲に循環させながら行った。なお、この際に、コ
アロッドを水平方向に寝かせて保持し、エッチング液を
循環させない状態で研削を行うと前記コアロッドの周方
向に対する研削が不均一となり、コア外周部の比屈折率
差変化量を0.05％以下とすることができないことが分か
った。
【００２０】さらに上記研削は、線引（紡糸）の溶融温
度においてコア外周の粘度がクラッドの粘度よりも小さ
くなるように行うことが必要である。この研削によるコ
ア外周の粘度の調整は、例えば、コアの中心から外端に
至るゲルマニウム濃度の分布データをコンピュータ等に
入力しておき（コアのゲルマニウムドーパント濃度は中
心が最も高く、外端に向かうにつれ濃度が低くなる）、
クラッド２に添加するフッ素の量ｑFとコアに添加する
ゲルマニウムの量ｑGの比がほぼｑF：ｑG＝１：３とな
るときにコアとクラッドの線引き温度での粘度の柔らか
さが同じになることを利用し（フッ素とゲルマニウムは
共に添加量が大きくなるほど粘度の柔らかさが大とな
る）、クラッドへのフッ素の添加量のデータに基づきコ
ア外周の粘度がクラッドの粘度よりも最適値だけ小さく
なるコアの直径を演算し、その演算により求められたコ
ア直径となるようにコア外径を研削することによりコア
外周の粘度の調整を自動的に行うことが可能となるもの
である。また、線引温度における粘度を調節するため
に、予めコアに粘度を柔らかくする微量のフッ素やリン
を添加する方法も有効である。
度においてコア外周の粘度がクラッドの粘度よりも小さ
くなるように行うことが必要である。この研削によるコ
ア外周の粘度の調整は、例えば、コアの中心から外端に
至るゲルマニウム濃度の分布データをコンピュータ等に
入力しておき（コアのゲルマニウムドーパント濃度は中
心が最も高く、外端に向かうにつれ濃度が低くなる）、
クラッド２に添加するフッ素の量ｑFとコアに添加する
ゲルマニウムの量ｑGの比がほぼｑF：ｑG＝１：３とな
るときにコアとクラッドの線引き温度での粘度の柔らか
さが同じになることを利用し（フッ素とゲルマニウムは
共に添加量が大きくなるほど粘度の柔らかさが大とな
る）、クラッドへのフッ素の添加量のデータに基づきコ
ア外周の粘度がクラッドの粘度よりも最適値だけ小さく
なるコアの直径を演算し、その演算により求められたコ
ア直径となるようにコア外径を研削することによりコア
外周の粘度の調整を自動的に行うことが可能となるもの
である。また、線引温度における粘度を調節するため
に、予めコアに粘度を柔らかくする微量のフッ素やリン
を添加する方法も有効である。
【００２１】上記実施の形態例において、コアロッドの
最外層の周方向におけるゲルマニウム濃度の測定、すな
わち比屈折率差の測定は、コアロッドの直径上の屈折率
分布（ゲルマニウムの濃度分布）を測定するプリフォー
ムアナライザ（PA=preform analizer)によって行う。具
体的には、コアロッドの断面の０度面、45度面、90度
面、135度面の４箇所の屈折率分布をそれぞれ４回測定
し、コアロッド最外層の各位置での比屈折率差を求め
た。そして、４箇所位置での比屈折率差の測定値の最大
と最小の差を比屈折率差で表したゲルマニウム濃度の変
化量とした。周方向のゲルマニウム濃度の測定方法とし
ては他に、電子プローブＸ線マイクロアナライザー（EP
MA=electron probe X-ray microanalyzer)、屈折ニアフ
ィールド法(RNF=refrected near field technique)等が
あるが、測定精度から本実施例で採用したプリフォーム
アナライザによる測定方法が最も好ましい。
最外層の周方向におけるゲルマニウム濃度の測定、すな
わち比屈折率差の測定は、コアロッドの直径上の屈折率
分布（ゲルマニウムの濃度分布）を測定するプリフォー
ムアナライザ（PA=preform analizer)によって行う。具
体的には、コアロッドの断面の０度面、45度面、90度
面、135度面の４箇所の屈折率分布をそれぞれ４回測定
し、コアロッド最外層の各位置での比屈折率差を求め
た。そして、４箇所位置での比屈折率差の測定値の最大
と最小の差を比屈折率差で表したゲルマニウム濃度の変
化量とした。周方向のゲルマニウム濃度の測定方法とし
ては他に、電子プローブＸ線マイクロアナライザー（EP
MA=electron probe X-ray microanalyzer)、屈折ニアフ
ィールド法(RNF=refrected near field technique)等が
あるが、測定精度から本実施例で採用したプリフォーム
アナライザによる測定方法が最も好ましい。
【００２２】光伝送に悪影響を与える偏波分散は、主
に、分散補償光ファイバのコアの断面構造の非対称性
（非円性）とコア外周の周方向のゲルマニウム濃度の変
動に起因して生じる。前記コアの非円性はガラス母材を
溶融紡糸してファイバ化する際に生じ、その要因として
は線引き時の軸ずれや、コア頂部の比屈折率差Δtopの
分布形状の非対称性（例えば、ＭＣＶＤで作成したファ
イバのように軸対称でなくギザギザになる場合や、α乗
プロファイルのコア頂部近傍での軸対称性からずれて非
対称となる場合がある）が考えられる。
に、分散補償光ファイバのコアの断面構造の非対称性
（非円性）とコア外周の周方向のゲルマニウム濃度の変
動に起因して生じる。前記コアの非円性はガラス母材を
溶融紡糸してファイバ化する際に生じ、その要因として
は線引き時の軸ずれや、コア頂部の比屈折率差Δtopの
分布形状の非対称性（例えば、ＭＣＶＤで作成したファ
イバのように軸対称でなくギザギザになる場合や、α乗
プロファイルのコア頂部近傍での軸対称性からずれて非
対称となる場合がある）が考えられる。
【００２３】偏波分散を抑止するためには、非円性を修
正する方法とコア外周の周方向の非屈折率差の変動（ゲ
ルマニウム濃度の変動）を抑制する方法とがあるが、本
発明者の検討によれば、比屈折率差の変動を抑制する方
法が格段に効果があることが確認された。すなわち、非
円性がある程度残存していても、コア近傍の比屈折率差
の差を小さく抑えることで、つまり、コア外周の周方向
の比屈折率差の差を小さく抑えることにより、偏波分散
（ＰＭＤ）の増加を十分に小さく抑制できることを実証
することができた。
正する方法とコア外周の周方向の非屈折率差の変動（ゲ
ルマニウム濃度の変動）を抑制する方法とがあるが、本
発明者の検討によれば、比屈折率差の変動を抑制する方
法が格段に効果があることが確認された。すなわち、非
円性がある程度残存していても、コア近傍の比屈折率差
の差を小さく抑えることで、つまり、コア外周の周方向
の比屈折率差の差を小さく抑えることにより、偏波分散
（ＰＭＤ）の増加を十分に小さく抑制できることを実証
することができた。
【００２４】本実施形態例ではコア外周の周方向のゲル
マニウム濃度変化量を比屈折率差の値で0.05％以下にし
ているので、ゲルマニウム濃度の変動に伴う溶融紡糸時
の粘度の変動が抑えられる。したがって、紡糸時におけ
るコア外周の各位置での張力分布を均一化でき、これに
より線引き（紡糸）時の張力差によって生じていると推
測される残留応力に起因する複屈折を抑止し光伝送時の
偏波分散の増加を防止できるという効果が得られるので
ある。
マニウム濃度変化量を比屈折率差の値で0.05％以下にし
ているので、ゲルマニウム濃度の変動に伴う溶融紡糸時
の粘度の変動が抑えられる。したがって、紡糸時におけ
るコア外周の各位置での張力分布を均一化でき、これに
より線引き（紡糸）時の張力差によって生じていると推
測される残留応力に起因する複屈折を抑止し光伝送時の
偏波分散の増加を防止できるという効果が得られるので
ある。
【００２５】なお、本発明は上記実施の形態例に限定さ
れるものではなく、様々な実施の形態を採り得る。例え
ば、上記例では分散補償ファイバの屈折率分布のプロフ
ァイルを単峰型としたが、屈折率分布のプロファイルは
図３に示す如く階段型のものでもよく、図４に示す如く
Ｗ型のものでもよい。図３に示す階段型のプロファイル
はコアをセンタコア１ａとサイドコア１ｂによって形成
し、センタコア１ａの屈折率ｎCとサイドコアの屈折率
ｎSとクラッドの屈折率ｎLの関係がｎC＞ｎS＞ｎLに設
定されているものである。
れるものではなく、様々な実施の形態を採り得る。例え
ば、上記例では分散補償ファイバの屈折率分布のプロフ
ァイルを単峰型としたが、屈折率分布のプロファイルは
図３に示す如く階段型のものでもよく、図４に示す如く
Ｗ型のものでもよい。図３に示す階段型のプロファイル
はコアをセンタコア１ａとサイドコア１ｂによって形成
し、センタコア１ａの屈折率ｎCとサイドコアの屈折率
ｎSとクラッドの屈折率ｎLの関係がｎC＞ｎS＞ｎLに設
定されているものである。
【００２６】また、図４に示すＷ型のプロファイルは最
も屈折率が大きいセンタコア１ａの周りを囲んで屈折率
の低いサイドコア１ｂが設けられ、このサイドコア１ｂ
の周りを囲んで該サイドコア１ｂよりも屈折率が大きい
クラッド２が配されて成るものである。なお、Ｗ型のプ
ロファイルの光ファイバにおいては、必要に応じてサイ
ドコアとクラッドの間にセグメント層を設けることもあ
る。この際、セグメント層をゲルマニウムを添加した石
英ガラスにより構成すると曲げ損失特性を改善すること
ができる効果がある。
も屈折率が大きいセンタコア１ａの周りを囲んで屈折率
の低いサイドコア１ｂが設けられ、このサイドコア１ｂ
の周りを囲んで該サイドコア１ｂよりも屈折率が大きい
クラッド２が配されて成るものである。なお、Ｗ型のプ
ロファイルの光ファイバにおいては、必要に応じてサイ
ドコアとクラッドの間にセグメント層を設けることもあ
る。この際、セグメント層をゲルマニウムを添加した石
英ガラスにより構成すると曲げ損失特性を改善すること
ができる効果がある。
【００２７】これら、図３、図４に示すプロファイルの
ものにあっても、センタコア１ａの外周の周方向におけ
るゲルマニウム濃度変化量が比屈折率差の値で0.05％以
下に設定されることで、前記した単峰型の分散補償光フ
ァイバの場合と同様に偏波分散の増加を抑制して大容量
光伝送が可能となるものである。
ものにあっても、センタコア１ａの外周の周方向におけ
るゲルマニウム濃度変化量が比屈折率差の値で0.05％以
下に設定されることで、前記した単峰型の分散補償光フ
ァイバの場合と同様に偏波分散の増加を抑制して大容量
光伝送が可能となるものである。
【００２８】
【発明の効果】本願第１および第２の発明に関わる分散
補償ファイバは、センタコア外周の周方向におけるゲル
マニウム濃度変化量が比屈折率差の値で0.05％以下とな
るように製造されているので、紡糸した時に生じるコア
の複屈折を低減することができ、よってコアの複屈折に
起因する偏波分散値を0.1ps/(km)(-1/2)以下に低減して
品質の高い大容量光伝送が可能となる。
補償ファイバは、センタコア外周の周方向におけるゲル
マニウム濃度変化量が比屈折率差の値で0.05％以下とな
るように製造されているので、紡糸した時に生じるコア
の複屈折を低減することができ、よってコアの複屈折に
起因する偏波分散値を0.1ps/(km)(-1/2)以下に低減して
品質の高い大容量光伝送が可能となる。
【００２９】本願第３の発明によれば、石英系多孔質コ
ア母材を脱水・焼結して得たコアロッド外周の周方向に
おけるゲルマニウム濃度変化量を比屈折率差の値で0.05
％以下とした後、クラッド層を形成しているので、ガラ
ス母材を線引きして得た分散補償ファイバの温度が溶融
の線引（紡糸）温度から常温に変化する際に、クラッド
近傍のコアの周方向の粘度の違いにより生じる膨張係数
の差に起因する残留応力はほぼ０に等しくなる。よっ
て、熱歪みによりコア、特にクラッド近傍のコアの周方
向に不均一な張力が付与されることを避けることができ
る。このことにより、コアのプロファイルを整える研削
が行われた場合においても、紡糸時に生じるコアの複屈
折を大幅に低減することができることとなり、この複屈
折に起因する偏波分散を低減させることができ、前記の
如く品質の高い大容量光伝送が可能となるものである。
ア母材を脱水・焼結して得たコアロッド外周の周方向に
おけるゲルマニウム濃度変化量を比屈折率差の値で0.05
％以下とした後、クラッド層を形成しているので、ガラ
ス母材を線引きして得た分散補償ファイバの温度が溶融
の線引（紡糸）温度から常温に変化する際に、クラッド
近傍のコアの周方向の粘度の違いにより生じる膨張係数
の差に起因する残留応力はほぼ０に等しくなる。よっ
て、熱歪みによりコア、特にクラッド近傍のコアの周方
向に不均一な張力が付与されることを避けることができ
る。このことにより、コアのプロファイルを整える研削
が行われた場合においても、紡糸時に生じるコアの複屈
折を大幅に低減することができることとなり、この複屈
折に起因する偏波分散を低減させることができ、前記の
如く品質の高い大容量光伝送が可能となるものである。
【図１】図１は、コア外周部の比屈折率差の変化量と偏
波分散の大きさの関係を示したグラフである。
波分散の大きさの関係を示したグラフである。
【図２】図２は、本発明に関わる分散補償ファイバの屈
折率分布のプロファイルを示す概略図である。
折率分布のプロファイルを示す概略図である。
【図３】図３は、本発明に関わる分散補償ファイバの階
段型屈折率分布のプロファイルを示す図である。
段型屈折率分布のプロファイルを示す図である。
【図４】図４は、本発明に関わる分散補償ファイバのＷ
型屈折率分布のプロファイルを示す図である。
型屈折率分布のプロファイルを示す図である。
１ コア ２ クラッド
Claims (3)
- 【請求項１】 ゲルマニウムを添加した石英ガラス系コ
アと同コアの外側のフッ素を添加した石英ガラス系クラ
ッドにより構成される分散補償ファイバにおいて、前記
石英ガラス系コアの中心部に位置するセンタコア外周の
周方向におけるゲルマニウム濃度変化量が比屈折率差の
値で0.05％以下であることを特徴とする分散補償ファイ
バ。 - 【請求項２】 ゲルマニウムを添加した石英ガラス系セ
ンタコアと同センタコアの外側のフッ素を添加した石英
ガラス系サイドコアと同サイドコアの外側の石英ガラス
系クラッドにより構成される分散補償ファイバにおい
て、前記石英ガラス系コアの中心部に位置するセンタコ
ア外周の周方向におけるゲルマニウム濃度変化量が比屈
折率差の値で0.05％以下であることを特徴とする分散補
償ファイバ。 - 【請求項３】 ゲルマニウムを添加した石英系多孔質コ
ア母材を脱水・焼結して得たコアロッド外周の周方向に
おけるゲルマニウム濃度変化量を比屈折率差の値で0.05
％以下とした後、コアロッドの外側にフッ素を添加した
石英系多孔質クラッド層を堆積させ、次いで脱水・焼結
して得たガラス母材を溶融紡糸することを特徴とする分
散補償ファイバの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9155873A JPH1062641A (ja) | 1996-06-10 | 1997-05-29 | 分散補償ファイバとその製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8-147619 | 1996-06-10 | ||
| JP14761996 | 1996-06-10 | ||
| JP9155873A JPH1062641A (ja) | 1996-06-10 | 1997-05-29 | 分散補償ファイバとその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1062641A true JPH1062641A (ja) | 1998-03-06 |
Family
ID=26478104
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9155873A Pending JPH1062641A (ja) | 1996-06-10 | 1997-05-29 | 分散補償ファイバとその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1062641A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000025158A1 (en) * | 1998-10-23 | 2000-05-04 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Dispersion compensation optical fiber and wavelength multiplex optical transmission line comprising dispersion compensation optical fiber |
| JP2000356723A (ja) * | 1999-06-16 | 2000-12-26 | Fujikura Ltd | 伝搬モード変換素子およびその製造方法 |
| CN114485987A (zh) * | 2021-12-08 | 2022-05-13 | 广东工业大学 | 一种弯曲不敏感的分布式布里渊双参量光纤传感器 |
-
1997
- 1997-05-29 JP JP9155873A patent/JPH1062641A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000025158A1 (en) * | 1998-10-23 | 2000-05-04 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Dispersion compensation optical fiber and wavelength multiplex optical transmission line comprising dispersion compensation optical fiber |
| JP2000356723A (ja) * | 1999-06-16 | 2000-12-26 | Fujikura Ltd | 伝搬モード変換素子およびその製造方法 |
| CN114485987A (zh) * | 2021-12-08 | 2022-05-13 | 广东工业大学 | 一种弯曲不敏感的分布式布里渊双参量光纤传感器 |
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