JPS60215541A - 定偏波フアイバの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は元ファイバの製造方法に関し、特に偏波特性を
有する定偏波ファイバの製造方法に関するものである。

（背景技術） 元の偏波状態を保持する定偏波ファイバ娘、例工ば元フ
ァイバセンサー、コヒーレント通信等への応用が可能な
ことから、その早急な開発が望まれている。

との定偏波ファイバは、光を伝搬するコアに複屈折性を
付加して、偏光状態を保持することを可能にしたもので
ある。従来知られている定偏波ファイバの製造方法とし
ては、■特開昭５８−１５０４１号公報に提案されてい
る、石英管の内側にまず石英ガラスより低軟化点のガラ
ス層を、次に高軟化点のガラス層を夫々堆積した後、減
圧して中実化し、低軟化点ガラス層を楕円化する方法や
、■特開昭５８−１０４０３５号公報に提案されている
、コア材の外周にクラツド材、ロッド及び応力付与母材
ロッドを配置して、ロッドインチューブ法により製造す
る方法がある。

しかしながら、本発明者らが実験したところ、上記■の
方法では石英管の内厚、堆積ガラス膜、厚、粘度および
減圧力、加熱温度等条件が複雑に相互作用するため、所
望の楕円クラッド層と円形コア層を有する定偏波ファイ
バを再現性良く得ることは困難である。

また上記■の方法では、多数のガラスロッド會組合せて
、ロッドインチューブするため、気泡発生が多く見られ
た。これＫついては、全てのロッド表面の清浄化前処理
を綿密に実施することにより、気泡発生を幾分減少する
ことが可能であるが、前処理に長時間を要し、経済性に
おいて劣る。さらに、ロッド−ロッド表面は、中実化時
において、微妙な温度差を有するため、微細な気泡を完
全になくすことは極めて困難である。

（発明の目的） 本発明は、上述の従来方法における欠点を解消し、円形
コアに異方性応力を付加する応力付加層を、クラッド層
の外周に再現性良く配量することができ、しかも気泡発
生等の製造上の問題を容易に抑止できる、偏波特性に優
れた低損失な定偏波ファイバの製造方法を提供すること
を目的とする。

（発明の構成） すなわち、本発明は、円形コアと楕円形状クラッドから
なるガラスロッドを、クラッドガラスと実質的に屈折率
が等しく、熱膨張率の異なるガラス層をその内部に被覆
堆積させた石英管に挿入して、加熱融着し一体化した後
線引きファイバ化することを特徴とする定偏波ファイバ
の製造方法を提供するものである。

以下、本発明を具体的に説明する。

まずコア１１とクラッド１２を有するガラスロッドを公
知の方法である肉付はロッド法（この場合は第１図（Ａ
）に示すように、石英管からなるジャケット層１３があ
って、３層構造となるのが普通である。）、あるいはＶ
ＡＤ法、外付は法、ロッドインチューブ法等で作成する
（第１図（Ｂ）に示す）。

この時に、クラッド１２と熱応力付与層との間に、大き
な熱応力を発生させる目的で、クラッド層は５ｔｏ２．
もしくは、５ｉＯ２−Ｆの組成のような熱膨張係数の小
さいガラス組成とすることが望ましい。屈折率の微調整
を行う目的で、Ｐ２Ｏ５５Ｇｅ０２　、　Ａ４２０３　
、　’Ｉ’１０２等のうちの少なくとも１つを添加剤と
して微量加えてもよい。コア１１はクラッド１２よシも
高屈折率となるようにガラス組成を適宜選択する。

このようにして得られた、第１図（ａ）又は第１図（Ｂ
）に示されるガラスロッドは、外周を研削して夫々第２
図（Ａ）又は第２図（Ｂ）に示されるような、その短径
がａ、長径がｂの、楕円形状とする。

ここでその楕円率をηとすると、η＝２ｕ÷である。研
削後は、ロッド表面を清浄、平滑にするために、ＨＦエ
ツチングし、さらに火炎研摩を施すことが有効である。

火炎研摩にかえてプラズマ研摩を施してもよい。

一万、別途用意した石英管１５の内側に、第３図に示す
ように内封法によって応力付与層１４を堆積被覆させる
。該応力付与層は、太き表熱応力を発生させることを目
的として設置される層であるので、クラッド１２とはそ
の熱膨張係数を異とすることが必須条件である。しかも
、伝送特性上、クラッドモードを発生させないためＫは
、該熱応力付与層の屈折率はクラッド１２の屈折率と実
質的に等しいことが要求される。

上記の目的に合致する組成としては、石英ガラスの屈折
率を下げかつ熱膨張係数を変えるための添加剤である、
Ｂ２Ｏ３，Ｆ′のうち少々くとも１種以上を含有し、同
時に石英ガラスの屈折率を高める添加剤であるＧｅＯ２
、Ｐ２Ｏ５、Ａｔ２Ｃ１３、ＴｌＯ２等のうち少なくと
も１種以上を含有する組成が適当である。このような組
成としては、例えば、５ｉ０２−Ｂ２０３−’ＧｅＯ２
、Ｅ１１０２−Ｆ−Ｇｅ０２　、５ｉ０２−Ｂ２０ｇ−
Ｇｅ０２−　Ｆ、　Ｓｉ　０２−　Ｂ２０Ｂ　−Ａｔ２
０３　、８１０２−　Ｂ２０ｇ−ＴｉＯ２８１０、−Ｆ
−ＴｉＯ２等が挙げられるが、勿論これに駆足されるも
のではなく、上述の条件を満す組成であれば、いずれで
もよい。

次に該応力付与層１４が被覆された石英管１５の内側に
、すでにその外周を研削された楕円電入する。この状態
を第４図（荀及び（Ｂ）に夫々示す。

図中の符番は第１〜３図と同じを意味する。さらに石英
管の外側から加熱中実化した後線引きして、ファイバ化
する。

得られたファイバの断面を、第１〜４図と同じ意味の符
番によって、第５図（Ａ）及び（Ｂ）に示すが、第５図
（Ａ）及び（Ｂ）において、コア１１に伺与される熱応
力は、クラッド１２が短径ａ１長径すの非円であるため
、短径、長径方向に異方性が生ずる。この異方性熱応力
により、コア１１に複屈折性が得られ、伝搬する元の偏
光状態を保持することが可能となる。

以下に実施例により本発明を説明する。

（実施例） 実施例１ ＶＡＤ法により、−ｙ７が８１０２−ＧｅＯｌ　、クラ
ッドが８１０２からなる第１図（１））の構造のシング
ルモードファイバ用母材（長さ２００＋ｍ、コア径３鱈
φ、クラツド径１８謹φ）ｔｌ−製造した。この時のコ
アークラッド間の屈折率差は１３％であった。該母材を
短径２　ａ　’＝　６　Ｍ、長径２ｔ）＝１８−となる
ように楕円形に研削加工し、第２図（Ｂ）の構造とした
。該外周研削加工されたガラスロッド全、１０％ＨＦ液
でエツチングした後、酸水素炎により火炎研摩した。

一方、外径２６ｗｍφ、内径１９ＩＩＩｌｌφ、長さ２
５０簡の天然溶融石英管の内側に、ＥＩｉＯｔ４１８０
αし２分、ＢＦ３２００ＣＣ／分、Ｇ　ｅ　Ｏｔ４５０
　ＣＣ／分を送シ込み、酸水素炎で１０５０℃（光高温
計により測定）に加熱してトラバースし、５ｉ０２−Ｂ
２０３−Ｇｅ０２−Ｆ組成ガラス膜を６０回堆積し、熱
応力付与層を第３図のように形成した。

この石英管の内側に、上述の外周研削した楕円形ロッド
を第４図（Ｂ）のように挿入し、酸水素炎の加熱温度を
１９００℃に高め、管内圧力は４００ｍＨｆに減圧して
、中実化した。

さらにこの中実化ロッド？［径１０１ｃｎφに延伸した
後、外径／コア径の比を調整するために、外径２４ｍφ
の石英管に挿入し、中実化した後延伸して、外径１００
μｍのファイバを製造した。

得られたファイバの偏波特性を評価したところ、波長λ
＝　１．１５μｍのレーザー光で、ビート長Ｌｂが３１
ｔｌｌの良好な偏波特性が達成されていた。また該ファ
イバの伝送損失も、１　ｄＢ／ｋｍと良好な値であった
。

以上の方法で、５本のＷＡＤ母材について同様に加工し
てファイバ化したところ、いずれのファイバもビート長
３ｍ士０．５−の値が得うれ、本発明方法により極めて
安定して再現性良く、優れた偏波特性と伝送損失特性を
有する定偏波ファイバを製造できることがわかった。

実施例２ 内封は法によシ、コアがＥ］１０□−Ｇｅ”２、クラッ
ドが８１０．からなる第１図（ａ）の構造の、シングル
モードファイバ用母材（長さ２００ｍ、アコ径１５ｍφ
、クラツド径９■φ、ジャケット径１２閤φ）を製造し
た。この時のコアークラッド間の屈折率差は０．３２％
であった。該母材を、短径２　ｍ　ｍｍ　５　ｗａφ、
長径２２ｂ−１１＋φと表るように非円研削加工し、第
２図（Ａ）の構造とした。

以下外周研削後の表面処理及び熱応力層の作成等実施例
１と同様に行ってファイバ化し、外１！　１０　ｐ惰の
定偏波ファイバを得た。

得られたファイバの偏波特性は、波長λ＝１．１５μｍ
において、ビート長Ｌｂ−２，５−であシ、また伝送損
失は１．２　ｄＢ／ｋｍと、いずれも良好であった。

この場合も同じ方法で作製した５本のプリフォームにつ
いて、同様にファイバ化してその再現性を調査したとこ
ろ、いずれのプリフォームから作製したファイバも、ビ
ート長Ｌｌ）＝２．５±ａ５ｍ＋以内であ夛、きわめて
再現性良く製造できた。

（発明の効果） 以上の実施例からも明らかなように、本発明方法は、複
屈折率を決定する熱応力異方性を、石英管に挿入する外
周研削ロッドの楕円率η＝性良く製造できる上に、得ら
れたファイバの偏波保持特性が得られる。この良好な再
現性は、ガラスロッドの外周研削加工が精度高くかつ容
易にできることによる。しかも、本発明の方法では、石
英管中に挿入されるガラスロッドは１本のみなので、気
泡の発生が、ＨＰ液エツチングと火炎研摩により短時間
処理で抑止できるし、従来法のような多数ロッドの組み
合せの場合に発生する、ロッド−ロッド間の表面の微細
気泡の発生は見られ表い。

これらの効果を奏する本発明の方法は、優れた偏波特性
を有する低損失定偏波ファイバを再現性よく、シかも経
済的に製造できる、非常に有利な方法である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のコア・クラッドを有するロッドを説明
するもので、第１図（Ａ）は内封は法によるもの、第１
図（Ｂ）はＶＡＤ法又は外付は法によるものである。 第２図（Ａ）及び（１３）は第１図（Ａ）及び（１う）
のロッドを夫々非円研削加工したものの説明図、 第３図はジャケット管に応力付与層を形成したものの説
明図、 第４図（ム）及び（Ｂ）は、第５図の石英管に第２図（
４）及び（Ｂ）の非円加工されたロッドを夫々挿入した
ものの説明図、 第５図（〜及び（Ｂ）　ｔｉ、第４図（Ａ）及び（Ｂ）
を中実化した後得られた夫々のファイバの断面図を示す
。 代理人　内１）　明 代理人　萩原亮−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 円形コアと楕円形状クラッドからなるガラスロッド全、
   クラッドガラスと実質的に屈折率が等しく、熱膨張率の
   異なるガラス層をその内部に被覆堆積させた石英管に挿
   入して、加熱融着し一体化した後線引きファイバ化する
   ことを特徴とする定偏波ファイバの製造方法。