JPS5822722B2 - 多芯オプチカルフアイバ−の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、光パルスの伝送に使用されるオプチカルファ
イバーの製造方法に関するものであり、特に多芯オプチ
カルコアプレフォームおよびファイバーの製造方法に関
するものである。

グラスファイバーは通常「プレフォーム （ｐｒｅｆｏｒｍｓ ） ｊとして知られている高シリ
カ含有率のガラス棒を軟化さぜ引伸はしで形成される。

ブＬ、 ７オー、２−、の中心部（１フア・イバーの芯
として所望される力云・ス糺成で作られている３−１通
常（１数係の添加ｌ吻を力［［えた純粋に奸いシリカ７
である。

、ゴ′Ｌ・フォーｌ、の外側部分（ｉクラッド加工（こ
適し、］５ニカ゛→ス糾成とされる１、：、塩化硼素な
どの適当な添υ［１物がクラッドＬ泪寸を容易にするた
めに四塩化うリカ中に添加される。

変形化学付着ブ［１セスが高シリカプレフォームの製、
造においては最も有利であること力蝋忍められた。

、それ（１比１咬１灼簡申でか−）Ｌし咬的高い比率で
添加物を添加できる。

ぞれによって製造された製品６ｔＣＶＤプレフオームと
して知られている３゜ 芯材料とクラッド材料に多少異なった２種類のガラスを
使用し、芯部をクラッド部より佑干高い屈折率にすると
、屈折率の差によって光（１オプチカル硝子フアイバー
の全長に沿って反射するよ・うになる。

しばしは、同時にケーブルの両方向に信号を伝送できる
ようにすることが要求される。

その場合従来の技術ではオプチカルケーブルに結合した
両方向にト結合器か心安とされる。

又、ケーブルの−「渉を決定するだめの多くの周囲条件
が必要である３、芯材料とクラッド材料をそれぞれ同心
の層状に形成した耐干渉囲ケーブルが提案された。

信号は第１のクラッド層で囲まれた中上・の芯部を通っ
て伝送される。

モニター信号は第１のクラッド層の外側を取囲むように
配置された芯材料の層を通して伝送される。

この第２の芯部も又クラッド材料で覆われている。

もし、干渉が生じれは、モニター信−弓は中断又は減衰
されるので、干渉の検出が可能である。

本発明は、光パルス伝送用の多芯オプナカルファイバー
の製造方法に関するものであり、耐干渉囲で両方向訃結
合器の必要なく両方向に信号を伝送することのできる多
芯オプチカルファイバーを高品質で得ることができる。

本発明による製造方法は複数のプレフォームの融着によ
って開始きれる。

プレフォームは化学蒸気付着ブ［コセスにより製造され
てよく、したかってＣＶＤプレフォームと呼ばれる。

プレフォームの融着には水素−酸素１・−チが使用でき
る。

プレフォームはその後酸でエツチングされて外表面を清
浄にされ、水及びメタノールでそれぞれ（ＪＬ／條４″
５れ、乾燥される。

中空溶融シリカ管が内面をエツチングされた後、改装ガ
ラス旋盤（ご取付けＣ１れる６ｏ取イ・１けに先立（−
１）で、中空管３」−二り径の大きい管と小さい管が両
端（ζ。

固着される。

、これ等３個の管の内部は互に連１通１，７ている。

、一番細い管が旋盤の・＼ラドストック・＼、一番太い
管がテールストックへそれぞれ取付けられる。

続いて、細い管の側の端部から中空構体内にガスが送Ｃ
０れる。

太い管の端部は名士の漏洩を何する行印装置に連結され
、管構体内部を高純度酸素ガスのａ＝カードに保持する
。

水素−酸素１・−チが中央の管に沿って移動され、ガス
圧によって管をｒＩ−才膨張させる６、その後、背圧と
１ヘーチは除去される。

ＣＶＤプレフォームが太い管を介して中央の管内に挿入
され、再び１−一チが近付けられてプレフォームの周囲
の中央の管をつぶして複数の光学的導波芯体を有する殆
ど固体のガラス棒を形成する。

多芯プレフォームはその後で太い管とつぶれた構体の間
の接続部分で切断され、プレフォームのこの端部に溶融
シリカ棒が連結される。

細い管も同様に除去される。

溶融シリカ棒（１ファイバー引伸し装置に固着され７、
引伸し工程により多芯オプナカルファイバーか形成きれ
る。

このような本発明の製造方法によれはプレフォームの融
着による多芯プレフォームの束をモめ形成することによ
ってｉ［確な多芯オプチカルファイバーが得られると共
に、それを挿入するシリカ管の膨張過程が酸素と熱によ
る清浄化過程さして作用し、管内の汚染不純物が焼けて
除去されるために簡単な工程で高品質のものを得ること
ができる。

もしも、少くとも３個のプレフォー）、が構体内に具備
されて３芯プレフオームが形成されれば、耐干渉団ケー
ブルを形成することができ、それは又、両方向ヒＬ結合
器を必要とぜずに両方向に信号を同時に伝送することが
川“能となる。

信号は第１の芯体を通って１方向に、第２の芯体を通っ
て他方向にそれぞれ伝送され、モニター信号は第３の芯
体を通って伝送されるようにすることができる。

多芯プレフォームは光エネルギー伝送用の２個以上の光
学的芯体から構成されている。

３本の光学的芯体を有するファイバーは多くの利点があ
るため、本発明をこのような構成のものについて説明す
る。

しかしながら、意図されたファイバーの使用に応じて異
なる数の光学的芯体が希望されることもあることに注意
しなければならない。

その他のパラメータも又等価的な工程或いは材料を使用
することによって本発明による方法の範囲内で変更し得
るものである。

本発明の効果的な実施例によれば３段階屈折率（化学蒸
気付着）型プレフォーム１０が使用されている。

プレフォームは当業者に既知の如く内側芯部１２と外側
クラッド部１４から構成されている。

それ等は束にされ、テープによって一体に保持されてい
る。

水素−酸素トーチ３６がそれ等を融着させるために端部
に近付けられる（第１図参照）。

融着した束１６は５０％弗酸、５０ｏ；ｂ硝酸の溶液中
で３０分間エツチングされ、外表面が清浄にされる。

プレフォームはそれから水、次いでメタノールで洗滌さ
れ、続いて乾燥される。

溶融シリカ管１８（長さ約２０インチ、外径２０ミリメ
ートル、内径１８ミリメートル）がプレフォームに対し
てと同様の溶液及び方法で内部をエツチングされた後、
改装ガラス旋盤（図示せず）上に取付けられる。

管はまず２０ミリメートル径の管の一端に８ミリメート
ル径（外径）の溶融シリカ管２０を取付けることによっ
て設置され、この間、この管を通してガスが送られる。

このようにして、これ等の管は相互に流体の連通ずる中
空の内部を有した状態で一体に融合する。

同様の方法で他端に３８ミリメートル径の溶融シリカ管
２２が連結される。

その結果得られた構造が第２図に示されている。

８ミリメートル径と３８ミリメートル径の管はそれぞれ
旋盤のヘッドストック及びテールストックに連結される
。

高純度酸素ガスが８ミリメートル径の管の側から中空構
体内へ送られ、一方、太い方の端部は内部即ち管構体を
圧力下に維持するための若干の漏洩を有する背圧装置（
図示せず）に連結される。

水素−酸素トーチは２０ミリメートル径の管に沿って移
動され、その結果ガス圧力によって管は多少膨張する。

（管の膨張は図においては判り易くするため誇張して示
している）。

トーチと背圧はその後除去される。

管の膨張に加えてこの過程は又酸素と熱による清浄化過
程としても作用し、管内の不純物は焼けて除去される。

次にＣＶＤプレフォームが第３図に示す如く３８ミリメ
ートル径の管を通って２０ミリメートル径の管内に挿入
される。

横移動する水素−酸素トーチが再び使用されプレフォー
ムの周囲の２０ミリメートル径の管をつぶし、その結果
得られた構造は３本の光学的導波芯体が貫通する殆ど固
体のガラス棒或いはプレフォーム２４である。

第５図に示す如くプレフォームの中心部に若干のつぶノ
れない領域２８が残る可能性がある。

３個の芯体を有するプレフォーム２４は次につぶれた構
造体と３８ミリメートル径の管との間のガラス連結部で
水素−酸素トーチにより切断される。

これは線Ｂ−Ｂで示される。この端部に８ミｉリメート
ル径の溶融シリカ棒の小片３０が接着される。

それからプレフォームは図の線Ａ−Ａに沿って８ミリメ
ートル径の管との連結部において同じように切断される
。

次いで、旋盤から取外されて、３本の芯体を有するオプ
チカルファイバーをン形成するために使用される。

第４図と第５図はこの時点において得られた構造を示し
ている。

プレフォーム２４はＣＶＤプレフォームとつぶれた管の
溶融シリカガラスの外部マトリックス３２を有している
。

溶融シリカ棒１３０がプレフォームの一端に取付けられ
ている。

３本の光学的導波芯部１２は適当なりラッド材料１４に
より囲まれた構造を通っている。

つぶされず若干残った領域は２８で示されている。

棒３０はファイバー引伸し装置に取付けられ、νそれに
よりプレフォームの全長をオプチカルファイバーの形成
に利用できる。

プレフォームは一般に所望のファイバーの寸法を拡大し
たモデルで示されており、得られたファイバー３４は第
６図に示されている。

この図からつぶれない領域２８が１引伸し過程で消失し
ていることが判る。

ファイバー３４はクラッド材料１４に囲まれた光学的導
波芯部２６とつぶれた管とＣＶＤプレフォームの溶融シ
リカ３２を含んでいる。

これに続いてポリマー被覆（図示せず）がファイバーに
適用されてもンよい。

３芯オプチカルフアイバーは２重動作（例えば両方向に
おける同時信号の伝送）に使用できる。

２本の別の芯体が両方向へ光波を伝送するために使用さ
れるから、両方向性結合器は必要ない。

第３の芯体は定常的又はモニター用信号の伝送に使用で
きる。

もしこの信号が遮断されればファイバー「線−１は損傷
されたか干渉を生じたかの何れかであることが判る。

当業者は多芯オプチカルファイバーの他の利用について
も同様に発見するであろう。

このようなファイバーの構成を得るための等制約な階程
も予期されるところである。

従って、上記記述は単なる説明のためのものであって本
発明を限定するものではなく、本発明の範囲は特許請求
の範囲の記載により解釈されるべきものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、相互に融着された３個のプレフォームを示し
、第２図は、３個の溶融シリカ管の相互にガスが流通す
る状態における断面図を、中央の管に熱処理が行われ、
内部に圧力が供給されている状態と共に示し、第３図は
、溶融シリカ管が３個の溶融プレフォームの周囲につぶ
される過程の断面図を示し、第４図は、棒を取付けたプ
レフォームの側面図を示し、第５図は、第４図に示され
た多芯プレフォームの断面図を示し、第６図は、多芯牙
ブナカルファイバーの断面図を示す。 １０・・・・・・プレフォーム、１２・・・・・・プレ
フォーム芯部、１４・・・・・・プレフォームクラッド
部、１６・・・・・・プレフォームの束、１８，２０，
２２・・・・・・溶融シリカ管、３２・・・・・・ガラ
スマトリックス、３４・・・・・・オプチカルファイバ
ー、３６・・・・・・トーチ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ それぞれ内側の芯部１２と外側のクラッド部１４と
   を有する複数のプレフォームを束にし、それ等を端部で
   相互に融着し、エツチングによって該融着されたプレフ
   ォームの束の外側を清浄にする工程と、第１および第２
   の開放端部を有する中央の管となる溶融シリカの管１８
   を準備し、該中央の溶融シリカの管１８の前記第１の開
   放端部にそれよりも小さい清掻の第１のシリカ管２０を
   取り付け、前記第２の開放端部にそれよりも大きな直径
   の第２のシリカ管２２を取り付けて相互に連通ずる共通
   の中空孔を有するようにこれ等の管１８．２０．２２を
   合体させる工程と、前記第１および第２の管２０．２２
   をそれぞれ旋盤に、一方の管がヘッドストックに、他方
   の管がテールストックに連結するように回転可能に連結
   し、高純度の酸素を含むガスを前記第１の管２０に導入
   し、＠記中空孔を通って第２の管２２に導いて中央の管
   １８の内側の中空孔内に加圧状態を保持させ、前記中央
   の管１８の部分だけに沿ってトーチを通過させてこの中
   央の管１８を膨張させる工程と、膨張させた中央の管１
   ８中にそれより直径の大きい第２の管２２を通って前記
   融着されたプレフォームの束を挿入し、再びトーチを中
   央の管２２の部分だけに沿って通過させて中央の管２２
   をプレフォームの束の周囲に押しつぶして多芯光学プレ
   フォームを形成する工程と、前記第１および第２の管２
   ０．２２を除去し、多芯光学プレフォームを多芯オプチ
   カルファイバーに線引きする工程とを具備している多芯
   オプチカルファイバーの製造方法。 ２ 線引き装置に棺持されることができるように多芯光
   学プレフォームの一端に棒が取り付けられる特許請求の
   範囲第１項記載の製造方法。 ３ 前記トーチは酸−水素トーチである特許請求の範囲
   第１項記載の製造方法。 ４ 前記複数の光学プレフォームは化学蒸気沈積法（Ｃ
   ＶＤ ）によって形成された階段状屈折分布のプレフォ
   ームである特許請求の範囲第１項記載の製造方法。