ホーリーファイバおよびホーリーファイバの製造方法
【課題】高い機械的強度を保ちながらきわめて低い接続損失で容易に融着接続ができるホーリーファイバおよびホーリーファイバの製造方法を提供すること。
【解決手段】長手方向に対し垂直断面の中心に位置するコア部と、前記コア部の外周に位置し該コア部の周囲に層状に形成された空孔を有するクラッド部とを備えるホーリーファイバであって、少なくとも一方の端部から所定の長さにわたって接続部が形成され、前記接続部におけるコア部の屈折率が、該接続部における空孔以外のクラッド部の屈折率よりも高い。
【解決手段】長手方向に対し垂直断面の中心に位置するコア部と、前記コア部の外周に位置し該コア部の周囲に層状に形成された空孔を有するクラッド部とを備えるホーリーファイバであって、少なくとも一方の端部から所定の長さにわたって接続部が形成され、前記接続部におけるコア部の屈折率が、該接続部における空孔以外のクラッド部の屈折率よりも高い。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホーリーファイバおよびホーリーファイバの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ホーリーファイバ（Ｈｏｌｙ Ｆｉｂｅｒ）は、中心に位置するコア部と、コア部の外周に位置し、コア部の周囲に周期的に配置した複数の空孔を有するクラッド部とを備え、空孔によってクラッド部の平均屈折率を下げ、光の全反射の原理を利用してコア部に光を閉じ込めて伝搬させる新しいタイプの光ファイバである。このホーリーファイバは、空孔を用いて屈折率を制御することによって、従来の光ファイバでは実現不可能なＥｎｄｌｅｓｓｌｙ Ｓｉｎｇｌｅ Ｍｏｄｅ（ＥＳＭ）や、短波長側での異常分散等の特異な特性を実現可能である。なお、ＥＳＭとは、カットオフ波長が存在せず、全ての波長の光がシングルモードで伝送することを意味し、広帯域にわたって伝送速度の速い光伝送を可能にする特性である。
【０００３】
このホーリーファイバを用いた長距離伝送を実現するため、ホーリーファイバの伝送損失の低減について盛んに検討されている。たとえば、非特許文献１においては、０．２８ｄＢ／ｋｍという低い伝送損失を有するホーリーファイバが報告されている。
【０００４】
【非特許文献１】K. Tajima, et al.,“Low water peak photonic crystal fibers.", ECOC’03 PD Th4.16(2003)
【特許文献１】特開２００６−８３００３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、一般に光ファイバ同士の融着接続は、接続すべき光ファイバの端面同士を近接させ、その近傍でアーク放電を発生させ、アーク放電の熱によって光ファイバの端面を溶融しながら突き合わせて接続を行う。
【０００６】
ところが、従来のホーリーファイバは、端面を溶融すると、溶融した箇所の空孔が塞がれて消失し、孔構造がなくなってしまうため、光をコア部に閉じ込めて伝搬させることができなくなる。その結果、他の光ファイバと融着接続すると、接続箇所において漏れ損失が増大してしまうという問題があった。一方、空孔が塞がれないような放電強度で短時間の放電を何度もおこない、孔構造を維持しながら融着接続を行う方法も考えられるが、接続に時間や労力がかかったり、融着接続後の接続箇所の機械的強度が弱いなどの問題がある。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、高い機械的強度を保ちながらきわめて低い接続損失で容易に融着接続ができるホーリーファイバおよびホーリーファイバの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るホーリーファイバは、長手方向に対し垂直断面の中心に位置するコア部と、前記コア部の外周に位置し該コア部の周囲に層状に形成された空孔を有するクラッド部とを備えるホーリーファイバであって、少なくとも一方の端部から所定の長さにわたって接続部が形成され、前記接続部におけるコア部の屈折率が、該接続部における空孔以外のクラッド部の屈折率よりも高いことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係るホーリーファイバは、上記の発明において、前記接続部におけるコア部の空孔以外のクラッド部に対する比屈折率差が０．１％よりも大きいことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明に係るホーリーファイバは、上記の発明において、前記接続部におけるコア部は、ＧｅＯ２が添加されていることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係るホーリーファイバは、上記の発明において、前記接続部における空孔以外のクラッド部は、純シリカガラスからなることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明に係るホーリーファイバは、上記の発明において、前記接続部の長さは、該接続部を含めた全長に対して５％以下であることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明に係るホーリーファイバの製造方法は、長手方向に対し垂直断面の中心に位置するコア部と、前記コア部の外周に位置し該コア部の周囲に層状に形成した空孔を有するクラッド部とを備えるホーリーファイバの製造方法であって、ジャケット管内の中心に、主光伝送部形成用コアロッドと接続部形成用コアロッドとを縦列するように配置し、前記配置した各コアロッドの周囲にキャピラリー管を配置して母材を形成する母材形成工程と、前記形成した母材を線引きする線引き工程と、を含み、前記母材形成工程は、前記キャピラリー管よりも屈折率が高い前記接続部形成用コアロッドを、前記形成する母材の長手方向の端部に配置することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、ホーリーファイバの融着接続の際に、端面の溶融によって空孔が塞がれても、光を閉じ込めて伝搬する構造が残るため、高い機械的強度を保ちながらきわめて低い接続損失で容易に融着接続ができるホーリーファイバが実現できるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に、図面を参照して本発明に係るホーリーファイバおよびホーリーファイバの製造方法の実施の形態を詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、以下ではホーリーファイバをＨＦと記載する。また、本明細書においては、曲げ損失とは、光ファイバを直径２０ｍｍで１６周巻いた条件での曲げ損失を意味する。また、カットオフ波長λｃとは、ＩＴＵ−Ｔ（国際電気通信連合）Ｇ．６５０．１で定義するファイバカットオフ波長をいう。その他、本明細書で特に定義しない用語についてはＩＴＵ−Ｔ Ｇ．６５０．１における定義、測定方法に従うものとする。
【００１６】
また、以下では、屈折率を変化させるためのドーパントを何も添加していないシリカガラスを純シリカガラスとし、たとえば、微少量（比屈折率差を０．０５％より小さく上昇させる程度）の塩素が含まれているシリカガラスについても、純シリカガラスに含むものとする。
【００１７】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係るＨＦを長手方向に沿って切断した断面概略図である。図１に示すように、このＨＦ１０は、主光伝送部１０ａと、端部から所定の長さにわたって形成されている接続部１０ｂ、１０ｃとを有する。図２、３は、本実施の形態１に係るＨＦを、それぞれ主光伝送部１０ａ、接続部１０ｃにおいて長手方向に垂直な面に沿って切断した断面概略図である。以下、図１〜３を参照して、ＨＦ１０の構造について説明する。
【００１８】
はじめに、ＨＦ１０の主光伝送部１０ａについて説明する。図１、２に示すように、主光伝送部１０ａは、中心に位置するコア部１１ａと、コア部１１ａの外周に位置するクラッド部１２とを備える。クラッド部１２には、空孔１３がコア部１１ａの周囲に層状に形成されている。空孔１３は、層状に形成されるとともに、三角格子Ｌを形成するように配置されている。空孔１３の直径はｄであり、三角格子Ｌの格子定数、すなわち空孔１３の中心間距離はΛである。なお、Λ、およびｄ／Λの値は適宜設計されており、主光伝送部１０ａにおいては、ＥＳＭ特性などのＨＦ特有の特性を含めた所望の光学特性が実現されている。なお、コア部１１ａ、空孔１３以外のクラッド部１２は、いずれも純シリカガラスからなる。
【００１９】
つぎに、ＨＦ１０の接続部１０ｃについて説明する。図１、３に示すように、接続部１０ｃは、中心に位置するコア部１１ｃと、コア部１１ｃの外周に位置し、主光伝送部１０ａから連続的に形成されているクラッド部１２とを備える。主光伝送部１０ａと同様に、クラッド部１２には、空孔１３がコア部１１ｃの周囲に層状に形成されている。空孔１３の配置、直径、中心間距離は主光伝送部１０ａのものと同一である。また、接続部１０ｂは、接続部１０ｃと同様の構造を有している。なお、コア部１１ｃは、ＧｅＯ２が添加されており、空孔１３以外のクラッド部１２よりも屈折率が高くなっている。
【００２０】
つぎに、このＨＦ１０を他の光ファイバと融着接続する場合について説明する。図４は、他の光ファイバを接続するために、ＨＦ１０の接続部１０ｃ側の端面にアーク放電を加えて溶融した状態を示す断面概略図である。図４に示すように、溶融した接続部１０ｄは、空孔１３が塞がれてしまい、コア部１１ｃと、空孔１３が消失した溶融したクラッド部１２ｄとを備える通常の光ファイバと同様の構造を有するものとなる。
【００２１】
ここで、上述したように、コア部１１ｃは溶融したクラッド部１２ｄよりも屈折率が高くなっているので、主光伝送部１０ａを伝搬してきた光は、溶融した接続部１０ｄにおいては通常の光ファイバと同様に、コア部１１ｃと同様にコア部１１ｃと溶融したクラッド部１２ｄとの屈折率差によってコア部１１ｃに閉じ込められ伝搬する。その結果、溶融して空孔１３が消失した部分において漏れ損失の発生がきわめて抑制されるので、接続損失が極めて小さくなる。
【００２２】
また、融着接続の際の放電を十分に行うことができるので、接続が容易であり、融着接続後の接続部の機械的強度も強いものとなる。
【００２３】
なお、上述したように、接続部１０ｂは接続部１０ｃと同様の構造を有しているので、接続部１０ｂ側の端面に他の光ファイバを接続する際にも、上記と同様の作用により接続損失は極めて小さくなる。
【００２４】
以上説明したように、本実施の形態１に係るＨＦ１０は、融着接続の際に、端面の溶融によって空孔が塞がれても、光を閉じ込めて伝搬する構造が残るため、高い機械的強度を保ちながらきわめて低い接続損失で容易に融着接続ができる。
【００２５】
なお、ＨＦ１０において、コア部１１ｂ、１１ｃは、クラッド部１２に対する比屈折率差が０．１％であれば、接続損失が極めて小さくなるので好ましく、特に比屈折率差が０．４％程度であれば、同程度の比屈折率差を有する標準のシングルモード光ファイバ（ＳＭＦ）との接続損失が小さくなるので好ましい。
【００２６】
また、接続部１０ｂ、１０ｃにおいては、光はコア部１１ｂ、１１ｃとクラッド部１２との屈折率差によって閉じ込められるので、ＥＳＭ特性などのＨＦ特有の特性が実現できなくなる。したがって、接続部１０ｂ、１０ｃの合計の長さは、ＨＦ１０の全長に対してなるべく短いことが好ましい。ＨＦ１０の全長に対して５％以下であれば、ＨＦ１０の特性は主光伝送部１０ａの特性によって定まり、接続部１０ｂ、１０ｃがＨＦ１０の特性に与える影響はほとんどなくなるので好ましい。
【００２７】
（実施の形態２）
つぎに、本発明の実施の形態２として、スタック＆ドロー法を用いて実施の形態１に係るＨＦ１０を製造する場合について、図５〜７を用いて説明する。
【００２８】
はじめに、ＨＦ１０を製造するための母材を形成する。図５は、ＨＦ１０を製造するための母材２０を長手方向からみた正面概略図である。また、図６は、図５に示す母材２０の斜視概略図である。なお、図６においては、説明のためにキャピラリー管２２を省略している。
【００２９】
この母材２０は以下のように形成する。はじめに、純シリカガラスからなる中実の主光伝送部形成用コアロッド２１ａと、ＧｅＯ２を添加したシリカガラスからなる中実の接続部形成用コアロッド２１ｂ、２１ｃとを準備し、接続部形成用コアロッド２１ｂ、主光伝送部形成用コアロッド２１ａ、接続部形成用コアロッド２１ｃをこの順番で縦列するように配置する。そして、配置した各コアロッド２１ｂ、２１ａ、２１ｃの周囲に、純シリカガラスからなる中空のキャピラリー管２２を配置した束を形成する。そして、この束を、純シリカガラスからなる中空のジャケット管２４内に収容し、母材２０を形成する。なお、接続部形成用コアロッド２１ｂ、２１ｃは、キャピラリー管２２よりも屈折率が高くなっており、母材２０の長手方向の端部に配置されている。また、各コアロッド２１ｂ、２１ａ、２１ｃ、キャピラリー管２２、ジャケット管２４の直径または内径、およびキャピラリー管２２の数は、形成すべき空孔１３の直径、および中心間距離、および数に応じて決定する。
【００３０】
つぎに、接続部形成用コアロッド２１ｃ側を下にして母材２０の下端を溶融して先端を封鎖したものを、図７に示す線引き炉４に設置する。そして、母材２０の封鎖されていない上端にガス加圧装置３を接続する。
【００３１】
つぎに、ガス加圧装置３によって、空孔形状を維持するためにキャピラリー管２２の孔内を加圧しながら、母材２０の下端をヒータ４ａで加熱溶融することによって、ＨＦ１０を線引きする。各コアロッド２１ａ、２１ｂ、２１ｃは、線引きしたＨＦ１０において主光伝送部１０ａ、接続部１０ｂ、１０ｃの各コア部１１ａ、１１ｂ、１１ｃをそれぞれ構成することとなる。
【００３２】
ところで、上述した線引きを行う際には、線引きの開始時に、母材２０の加熱温度や線引き速度などの線引き条件を、ある程度の長さのＨＦ１０を実際に線引きしながら調整する。調整に用いた部分のＨＦ１０は特性が不安定なので最終的には切除する。この場合、接続部形成用コアロッド２１ｃがあまり短いと、条件調整の段階で接続部形成用コアロッド２１ｃがほとんど線引きされてしまい、最終的に製造されるＨＦ１０において接続部１０ｃが十分に形成されない場合がある。一方、線引きの終了時においても、母材２０の上端に線引きされない残余部が残るので、接続部形成用コアロッド２１ｂがあまり短いと、接続部形成用コアロッド２１ｂが十分に線引きされず、最終的に製造するＨＦ１０において接続部１０ｂが十分に形成されない場合がある。
【００３３】
したがって、ＨＦ１０を製造する際には、線引き条件調整に消費されるＨＦ１０の長さ、および線引きされない残余部の長さを考慮して、比較的長めの接続部形成用コアロッド２１ｂ、２１ｃを用い、ＨＦ１０を線引きする際に接続部１０ｂ、１０ｃを確実に形成し、線引きした後で、形成された接続部１０ｂ、１０ｃを必要に応じて適当な長さに切断することが好ましい。
【００３４】
（変形例）
なお、実施の形態２に係る製造方法は、母材の両端に接続部形成用コアロッドを配置したが、この変形例として、母材の長手方向の中央部付近にも接続部形成用コアロッドを配置し、接続部を形成してもよい。
【００３５】
図８は、実施の形態２の変形例に係る製造方法に用いる母材３０を長手方向からみた正面概略図である。なお、図８においては、説明のためにキャピラリー管を省略している。
【００３６】
この母材３０は以下のように形成する。はじめに、純シリカガラスからなる中実の主光伝送部形成用コアロッド３１ａ、３１ｄと、ＧｅＯ２を添加したシリカガラスからなる中実の接続部形成用コアロッド３１ｂ、３１ｃ、３１ｅとを準備し、接続部形成用コアロッド３１ｃ、主光伝送部形成用コアロッド３１ａ、接続部形成用コアロッド３１ｂ、主光伝送部形成用コアロッド３１ｄ、接続部形成用コアロッド３１ｅをこの順番で縦列するように配置する。そして、配置した各コアロッド３１ｃ、３１ａ、３１ｂ、３１ｄ、３１ｅの周囲に、純シリカガラスからなる中空のキャピラリー管を配置した束を形成する。そして、この束を、純シリカガラスからなる中空のジャケット管３４内に収容し、母材３０を形成する。なお、接続部形成用コアロッド３１ｂ、３１ｃ、３１ｅは、キャピラリー管よりも屈折率が高くなっており、それぞれ母材３０の長手方向の両端、および中央部付近に配置されている。
【００３７】
この母材３０を用いて、実施の形態２に係る製造方法と同様にＨＦを線引きすると、コア部の屈折率がクラッド部の屈折率よりも高くなっている接続部が、ＨＦの長手方向の両端および中央部に形成される。その後、ＨＦを中央部の接続部において切断すれば、両端に接続部が形成されたＨＦが２本得られることになる。すなわち、本変形例に係る製造方法によれば、１回の線引き工程で２本のＨＦが得られるので、本発明に係るＨＦを生産性高く製造できる。
【００３８】
なお、上記変形例では、接続部形成用コアロッドを母材の両端および中央部付近に配置し、２本のＨＦを得るものであったが、母材の内側に配置する接続部形成用コアロッドをさらに増やすことで、３本以上のＨＦを得ることができる。
【００３９】
（実施例および比較例）
本発明の実施例１として、実施の形態１と同様の構造を有するＨＦを、実施の形態２の製造方法によって製造した。なお、母材を形成する際には、主光伝送部形成用コアロッド、キャピラリー管、およびジャケット管として、純シリカガラスからなるものを使用した。一方、接続領域形成用コアロッドとして、ＧｅＯ２が添加され、純シリカガラスに対する比屈折率差が０．４％のシリカガラスからなるものを使用した。また、主光伝送部形成用コアロッドは、線引き後に長さ１０ｋｍのＨＦになるような長さとし、接続領域形成用コアロッドは、それぞれ線引き後に長さ５００ｍのＨＦになるような長さとした。実際に線引きされたＨＦは、長さ１０ｋｍの主光伝送部の両端に長さ５００ｍの接続部が形成されたものとなっていた。さらに、各接続部の長さが５０ｍになるようにＨＦの両端を切断して、実施例１のＨＦを得た。
【００４０】
また、本発明の実施例２−１、２−２として、実施の形態１と同様の構造を有するＨＦを、実施の形態２の変形例の製造方法によって製造した。なお、母材を形成する際には、主光伝送部形成用コアロッド、キャピラリー管、およびジャケット管として、純シリカガラスからなるものを使用した。一方、接続領域形成用コアロッドとして、ＧｅＯ２が添加され、純シリカガラスに対する比屈折率差が０．４％のシリカガラスからなるものを使用した。また、２本の主光伝送部形成用コアロッドは、それぞれ線引き後に長さ１０ｋｍのＨＦになるような長さとし、３本の接続領域形成用コアロッドは、それぞれ、中央部は線引き後に長さ１ｋｍのＨＦに、両端は線引き後に長さ５００ｍのＨＦになるような長さとした。実施例１と同様に、実際に線引きされたＨＦは、中央部に長さ１ｋｍの接続部が形成され、その両端に長さ１０ｋｍの主光伝送部が形成され、さらに両端に長さ５００ｍの接続部が形成されたものとなっていた。さらに、各接続部の長さが５０ｍになるようにＨＦを切断し、長さ１０ｋｍの主光伝送部の両端に長さ５０ｍの接続部が形成されたＨＦを実施例２−１、２−２のＨＦとして得た。
【００４１】
また、比較例１として、実施の形態１と同様の構造を有するが、接続部が形成されていないＨＦを、実施の形態２の製造方法によって製造した。なお、母材を形成する際には、主光伝送部形成用コアロッド、キャピラリー管、およびジャケット管として、純シリカガラスからなるものを使用した。また、主光伝送部形成用コアロッドは、線引き後に長さ１０ｋｍのＨＦになるような長さとした。実際に線引きして得られた比較例１のＨＦは、長さ１０ｋｍの主光伝送部のみからなるものとなった。
【００４２】
ここで、実施例１、実施例２−１、２−２に係るＨＦにおいては、主光伝送部形成用コアロッドと接続部形成用コアロッドとの境界部は、単に突き合わされているだけであるが、高温の線引き炉の中で熱融着されるので、境界部における接続損失はほとんど問題にならない。実際に、実施例１、実施例２−１、２−２に係るＨＦの長手方向の損失分布をＯＴＤＲで測定したところ、上記境界部における光損失は０．１ｄＢ程度とわずかであり、問題とならないものであった。
【００４３】
なお、各実施例、比較例のＨＦの空孔の直径ｄ、中心間距離Λについては、ｄ／Λを０．５０、Λを１０μｍに設定した。図９は、図２に示す構造を有し、ｄ／Λが０．５０、Λが１０μｍのＨＦの波長１５５０ｎｍにおける特性を、Ｆｉｎｉｔｅ Ｅｌｅｍｅｎｔ Ｍｅｔｈｏｄ（ＦＥＭ）シミュレーションを用いて算出した結果を示す図である。図９中の各特性は、波長１５５０ｎｍにおける特性である。また、Ａｅｆｆとは、有効コア断面積を意味する。図９に示すように、このＨＦは、２８ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ程度の比較的抑制された波長分散値と、１１５μｍ２程度の大きい有効コア断面積とを有し、かつ曲げ損失も十分に小さいので、伝送路を構成する光ファイバとして十分に用いることができる。また、図１０は、図９に示したものと同じＨＦの波長分散特性を示す図であるが、標準のシングルモード光ファイバと類似の波長分散特性となっている。また、図１１は、図９に示したものと同じＨＦの断面内での光のフィールド分布（Ｅｘ分布）を示す図であるが、コア部を中心としたガウシアン形状のフィールド分布となっている。
【００４４】
つぎに、実際に製造した各実施例、比較例のＨＦの特性について説明する。図１２は、各実施例、比較例のＨＦについて測定した特性を示す図である。なお、図１２に示した特性は、波長１５５０ｎｍにおける特性である。図１２に示すように、実施例１、２−１、２−２のいずれのＨＦについても、コア部の屈折率がクラッド部の屈折率よりも高い接続部が形成されているにもかかわらず、その特性は接続部のない比較例１とほぼ同等であるとともに、図９に示す計算から得られた特性ともほぼ同等であった。
【００４５】
つぎに、各実施例、比較例のＨＦを標準のＳＭＦと融着接続した場合の接続損失の測定結果について説明する。なお、接続損失は、各実施例、比較例ともにＳＭＦとの接続を１０回行い、その平均値を算出したものである。また、接続には、通常の融着接続機を用いるとともに、その接続条件は、標準のＳＭＦ同士を接続するような比較的放電強度の強い条件とした。その結果、比較例１のＨＦについては、接続損失は１．６４ｄＢと大きかった。これに対して、実施例１のＨＦについては、接続損失が０．２１ｄＢであり、実施例２−１、２−２のＨＦについては、接続損失がそれぞれ０．１８ｄＢ、０．１９ｄＢであった。すなわち、本発明に係るＨＦは、接続部が形成されていることにより、他の光ファイバときわめて低い接続損失で融着接続できることが確認された。また、接続部の機械的強度についても、各実施例のＨＦについては、ＳＭＦ同士の融着接続と同等の十分な強度であることが確認された。
【００４６】
なお、上記実施の形態においては、接続部におけるコア部にＧｅＯ２を添加してクラッド部よりも屈折率を高くしたが、屈折率を上げる他のドーパントを添加して屈折率を高くしてもよい。また、たとえばコア部にはドーパントを添加せず、クラッド部にフッ素などの屈折率を下げるドーパントを添加して、コア部の屈折率をクラッド部の屈折率よりも高くしてもよい。
【００４７】
また、上記実施の形態では、スタック＆ドロー法を用いて母材を形成するＨＦの製造方法について説明したが、ドリル法やゾルゲル法などを用いて母材を形成してもよい。たとえば、ドリル法を用いる場合、一様な屈折率を有する主光伝送部形成用のガラスロッドの両端に、コア部とクラッド部とを有し、コア部の屈折率がクラッド部の屈折率よりも高い接続部形成用のガラスロッドを接合して一体化し、一体化したガラスロッドのコア部となる部分を除いた部分にドリルを用いて層状に空孔を形成して、母材を形成すればよい。あるいは、一様な屈折率を有する主光伝送部形成用のコアロッドの両端に、主光伝送部形成用コアロッドよりも屈折率が高い接続部形成用のコアロッドを接合して一体化し、一体化したコアロッドの外周に主光伝送部形成用コアロッドと同一の屈折率を有するクラッド形成部を外付け法等によって形成し、形成したクラッド形成部にドリルを用いて層状に空孔を形成して、母材を形成すればよい。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】実施の形態１に係るＨＦを長手方向に沿って切断した断面概略図である。
【図２】実施の形態１に係るＨＦを主光伝送部において長手方向に垂直な面に沿って切断した断面概略図である。
【図３】実施の形態１に係るＨＦを接続部において長手方向に垂直な面に沿って切断した断面概略図である。
【図４】実施の形態１に係るＨＦの一方の端面にアーク放電を加えて溶融した状態を示す断面概略図である。
【図５】実施の形態１に係るＨＦを製造するための母材を長手方向からみた正面概略図である。
【図６】図５に示す母材の斜視概略図である。
【図７】実施の形態２において使用する線引き炉の概略図である。
【図８】実施の形態２の変形例に係る製造方法に用いる母材を長手方向からみた正面概略図である。
【図９】図２に示す構造を有し、ｄ／Λが０．５０、Λが１０μｍのＨＦの波長１５５０ｎｍにおける特性を、ＦＥＭシミュレーションを用いて算出した結果を示す図である。
【図１０】図９に示したものと同じＨＦの波長分散特性を示す図である。
【図１１】図９に示したものと同じＨＦの断面内での光のフィールド分布を示す図である。
【図１２】各実施例、比較例のＨＦについて測定した特性を示す図である。
【符号の説明】
【００４９】
３ ガス加圧装置
４ 線引き炉
４ａ ヒータ
１０ ＨＦ
１０ａ 主光伝送部
１０ｂ、１０ｃ 接続部
１０ｄ 溶融した接続部
１１ａ〜１１ｃ コア部
１２ クラッド部
１２ｄ 溶融したクラッド部
１３ 空孔
２０、３０ 母材
２１ａ、３１ａ、３１ｄ 主光伝送部形成用コアロッド
２１ｂ、２１ｃ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｅ 接続部形成用コアロッド
２２ キャピラリー管
２４、３４ ジャケット管
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホーリーファイバおよびホーリーファイバの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ホーリーファイバ（Ｈｏｌｙ Ｆｉｂｅｒ）は、中心に位置するコア部と、コア部の外周に位置し、コア部の周囲に周期的に配置した複数の空孔を有するクラッド部とを備え、空孔によってクラッド部の平均屈折率を下げ、光の全反射の原理を利用してコア部に光を閉じ込めて伝搬させる新しいタイプの光ファイバである。このホーリーファイバは、空孔を用いて屈折率を制御することによって、従来の光ファイバでは実現不可能なＥｎｄｌｅｓｓｌｙ Ｓｉｎｇｌｅ Ｍｏｄｅ（ＥＳＭ）や、短波長側での異常分散等の特異な特性を実現可能である。なお、ＥＳＭとは、カットオフ波長が存在せず、全ての波長の光がシングルモードで伝送することを意味し、広帯域にわたって伝送速度の速い光伝送を可能にする特性である。
【０００３】
このホーリーファイバを用いた長距離伝送を実現するため、ホーリーファイバの伝送損失の低減について盛んに検討されている。たとえば、非特許文献１においては、０．２８ｄＢ／ｋｍという低い伝送損失を有するホーリーファイバが報告されている。
【０００４】
【非特許文献１】K. Tajima, et al.,“Low water peak photonic crystal fibers.", ECOC’03 PD Th4.16(2003)
【特許文献１】特開２００６−８３００３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、一般に光ファイバ同士の融着接続は、接続すべき光ファイバの端面同士を近接させ、その近傍でアーク放電を発生させ、アーク放電の熱によって光ファイバの端面を溶融しながら突き合わせて接続を行う。
【０００６】
ところが、従来のホーリーファイバは、端面を溶融すると、溶融した箇所の空孔が塞がれて消失し、孔構造がなくなってしまうため、光をコア部に閉じ込めて伝搬させることができなくなる。その結果、他の光ファイバと融着接続すると、接続箇所において漏れ損失が増大してしまうという問題があった。一方、空孔が塞がれないような放電強度で短時間の放電を何度もおこない、孔構造を維持しながら融着接続を行う方法も考えられるが、接続に時間や労力がかかったり、融着接続後の接続箇所の機械的強度が弱いなどの問題がある。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、高い機械的強度を保ちながらきわめて低い接続損失で容易に融着接続ができるホーリーファイバおよびホーリーファイバの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るホーリーファイバは、長手方向に対し垂直断面の中心に位置するコア部と、前記コア部の外周に位置し該コア部の周囲に層状に形成された空孔を有するクラッド部とを備えるホーリーファイバであって、少なくとも一方の端部から所定の長さにわたって接続部が形成され、前記接続部におけるコア部の屈折率が、該接続部における空孔以外のクラッド部の屈折率よりも高いことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係るホーリーファイバは、上記の発明において、前記接続部におけるコア部の空孔以外のクラッド部に対する比屈折率差が０．１％よりも大きいことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明に係るホーリーファイバは、上記の発明において、前記接続部におけるコア部は、ＧｅＯ２が添加されていることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係るホーリーファイバは、上記の発明において、前記接続部における空孔以外のクラッド部は、純シリカガラスからなることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明に係るホーリーファイバは、上記の発明において、前記接続部の長さは、該接続部を含めた全長に対して５％以下であることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明に係るホーリーファイバの製造方法は、長手方向に対し垂直断面の中心に位置するコア部と、前記コア部の外周に位置し該コア部の周囲に層状に形成した空孔を有するクラッド部とを備えるホーリーファイバの製造方法であって、ジャケット管内の中心に、主光伝送部形成用コアロッドと接続部形成用コアロッドとを縦列するように配置し、前記配置した各コアロッドの周囲にキャピラリー管を配置して母材を形成する母材形成工程と、前記形成した母材を線引きする線引き工程と、を含み、前記母材形成工程は、前記キャピラリー管よりも屈折率が高い前記接続部形成用コアロッドを、前記形成する母材の長手方向の端部に配置することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、ホーリーファイバの融着接続の際に、端面の溶融によって空孔が塞がれても、光を閉じ込めて伝搬する構造が残るため、高い機械的強度を保ちながらきわめて低い接続損失で容易に融着接続ができるホーリーファイバが実現できるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に、図面を参照して本発明に係るホーリーファイバおよびホーリーファイバの製造方法の実施の形態を詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、以下ではホーリーファイバをＨＦと記載する。また、本明細書においては、曲げ損失とは、光ファイバを直径２０ｍｍで１６周巻いた条件での曲げ損失を意味する。また、カットオフ波長λｃとは、ＩＴＵ−Ｔ（国際電気通信連合）Ｇ．６５０．１で定義するファイバカットオフ波長をいう。その他、本明細書で特に定義しない用語についてはＩＴＵ−Ｔ Ｇ．６５０．１における定義、測定方法に従うものとする。
【００１６】
また、以下では、屈折率を変化させるためのドーパントを何も添加していないシリカガラスを純シリカガラスとし、たとえば、微少量（比屈折率差を０．０５％より小さく上昇させる程度）の塩素が含まれているシリカガラスについても、純シリカガラスに含むものとする。
【００１７】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係るＨＦを長手方向に沿って切断した断面概略図である。図１に示すように、このＨＦ１０は、主光伝送部１０ａと、端部から所定の長さにわたって形成されている接続部１０ｂ、１０ｃとを有する。図２、３は、本実施の形態１に係るＨＦを、それぞれ主光伝送部１０ａ、接続部１０ｃにおいて長手方向に垂直な面に沿って切断した断面概略図である。以下、図１〜３を参照して、ＨＦ１０の構造について説明する。
【００１８】
はじめに、ＨＦ１０の主光伝送部１０ａについて説明する。図１、２に示すように、主光伝送部１０ａは、中心に位置するコア部１１ａと、コア部１１ａの外周に位置するクラッド部１２とを備える。クラッド部１２には、空孔１３がコア部１１ａの周囲に層状に形成されている。空孔１３は、層状に形成されるとともに、三角格子Ｌを形成するように配置されている。空孔１３の直径はｄであり、三角格子Ｌの格子定数、すなわち空孔１３の中心間距離はΛである。なお、Λ、およびｄ／Λの値は適宜設計されており、主光伝送部１０ａにおいては、ＥＳＭ特性などのＨＦ特有の特性を含めた所望の光学特性が実現されている。なお、コア部１１ａ、空孔１３以外のクラッド部１２は、いずれも純シリカガラスからなる。
【００１９】
つぎに、ＨＦ１０の接続部１０ｃについて説明する。図１、３に示すように、接続部１０ｃは、中心に位置するコア部１１ｃと、コア部１１ｃの外周に位置し、主光伝送部１０ａから連続的に形成されているクラッド部１２とを備える。主光伝送部１０ａと同様に、クラッド部１２には、空孔１３がコア部１１ｃの周囲に層状に形成されている。空孔１３の配置、直径、中心間距離は主光伝送部１０ａのものと同一である。また、接続部１０ｂは、接続部１０ｃと同様の構造を有している。なお、コア部１１ｃは、ＧｅＯ２が添加されており、空孔１３以外のクラッド部１２よりも屈折率が高くなっている。
【００２０】
つぎに、このＨＦ１０を他の光ファイバと融着接続する場合について説明する。図４は、他の光ファイバを接続するために、ＨＦ１０の接続部１０ｃ側の端面にアーク放電を加えて溶融した状態を示す断面概略図である。図４に示すように、溶融した接続部１０ｄは、空孔１３が塞がれてしまい、コア部１１ｃと、空孔１３が消失した溶融したクラッド部１２ｄとを備える通常の光ファイバと同様の構造を有するものとなる。
【００２１】
ここで、上述したように、コア部１１ｃは溶融したクラッド部１２ｄよりも屈折率が高くなっているので、主光伝送部１０ａを伝搬してきた光は、溶融した接続部１０ｄにおいては通常の光ファイバと同様に、コア部１１ｃと同様にコア部１１ｃと溶融したクラッド部１２ｄとの屈折率差によってコア部１１ｃに閉じ込められ伝搬する。その結果、溶融して空孔１３が消失した部分において漏れ損失の発生がきわめて抑制されるので、接続損失が極めて小さくなる。
【００２２】
また、融着接続の際の放電を十分に行うことができるので、接続が容易であり、融着接続後の接続部の機械的強度も強いものとなる。
【００２３】
なお、上述したように、接続部１０ｂは接続部１０ｃと同様の構造を有しているので、接続部１０ｂ側の端面に他の光ファイバを接続する際にも、上記と同様の作用により接続損失は極めて小さくなる。
【００２４】
以上説明したように、本実施の形態１に係るＨＦ１０は、融着接続の際に、端面の溶融によって空孔が塞がれても、光を閉じ込めて伝搬する構造が残るため、高い機械的強度を保ちながらきわめて低い接続損失で容易に融着接続ができる。
【００２５】
なお、ＨＦ１０において、コア部１１ｂ、１１ｃは、クラッド部１２に対する比屈折率差が０．１％であれば、接続損失が極めて小さくなるので好ましく、特に比屈折率差が０．４％程度であれば、同程度の比屈折率差を有する標準のシングルモード光ファイバ（ＳＭＦ）との接続損失が小さくなるので好ましい。
【００２６】
また、接続部１０ｂ、１０ｃにおいては、光はコア部１１ｂ、１１ｃとクラッド部１２との屈折率差によって閉じ込められるので、ＥＳＭ特性などのＨＦ特有の特性が実現できなくなる。したがって、接続部１０ｂ、１０ｃの合計の長さは、ＨＦ１０の全長に対してなるべく短いことが好ましい。ＨＦ１０の全長に対して５％以下であれば、ＨＦ１０の特性は主光伝送部１０ａの特性によって定まり、接続部１０ｂ、１０ｃがＨＦ１０の特性に与える影響はほとんどなくなるので好ましい。
【００２７】
（実施の形態２）
つぎに、本発明の実施の形態２として、スタック＆ドロー法を用いて実施の形態１に係るＨＦ１０を製造する場合について、図５〜７を用いて説明する。
【００２８】
はじめに、ＨＦ１０を製造するための母材を形成する。図５は、ＨＦ１０を製造するための母材２０を長手方向からみた正面概略図である。また、図６は、図５に示す母材２０の斜視概略図である。なお、図６においては、説明のためにキャピラリー管２２を省略している。
【００２９】
この母材２０は以下のように形成する。はじめに、純シリカガラスからなる中実の主光伝送部形成用コアロッド２１ａと、ＧｅＯ２を添加したシリカガラスからなる中実の接続部形成用コアロッド２１ｂ、２１ｃとを準備し、接続部形成用コアロッド２１ｂ、主光伝送部形成用コアロッド２１ａ、接続部形成用コアロッド２１ｃをこの順番で縦列するように配置する。そして、配置した各コアロッド２１ｂ、２１ａ、２１ｃの周囲に、純シリカガラスからなる中空のキャピラリー管２２を配置した束を形成する。そして、この束を、純シリカガラスからなる中空のジャケット管２４内に収容し、母材２０を形成する。なお、接続部形成用コアロッド２１ｂ、２１ｃは、キャピラリー管２２よりも屈折率が高くなっており、母材２０の長手方向の端部に配置されている。また、各コアロッド２１ｂ、２１ａ、２１ｃ、キャピラリー管２２、ジャケット管２４の直径または内径、およびキャピラリー管２２の数は、形成すべき空孔１３の直径、および中心間距離、および数に応じて決定する。
【００３０】
つぎに、接続部形成用コアロッド２１ｃ側を下にして母材２０の下端を溶融して先端を封鎖したものを、図７に示す線引き炉４に設置する。そして、母材２０の封鎖されていない上端にガス加圧装置３を接続する。
【００３１】
つぎに、ガス加圧装置３によって、空孔形状を維持するためにキャピラリー管２２の孔内を加圧しながら、母材２０の下端をヒータ４ａで加熱溶融することによって、ＨＦ１０を線引きする。各コアロッド２１ａ、２１ｂ、２１ｃは、線引きしたＨＦ１０において主光伝送部１０ａ、接続部１０ｂ、１０ｃの各コア部１１ａ、１１ｂ、１１ｃをそれぞれ構成することとなる。
【００３２】
ところで、上述した線引きを行う際には、線引きの開始時に、母材２０の加熱温度や線引き速度などの線引き条件を、ある程度の長さのＨＦ１０を実際に線引きしながら調整する。調整に用いた部分のＨＦ１０は特性が不安定なので最終的には切除する。この場合、接続部形成用コアロッド２１ｃがあまり短いと、条件調整の段階で接続部形成用コアロッド２１ｃがほとんど線引きされてしまい、最終的に製造されるＨＦ１０において接続部１０ｃが十分に形成されない場合がある。一方、線引きの終了時においても、母材２０の上端に線引きされない残余部が残るので、接続部形成用コアロッド２１ｂがあまり短いと、接続部形成用コアロッド２１ｂが十分に線引きされず、最終的に製造するＨＦ１０において接続部１０ｂが十分に形成されない場合がある。
【００３３】
したがって、ＨＦ１０を製造する際には、線引き条件調整に消費されるＨＦ１０の長さ、および線引きされない残余部の長さを考慮して、比較的長めの接続部形成用コアロッド２１ｂ、２１ｃを用い、ＨＦ１０を線引きする際に接続部１０ｂ、１０ｃを確実に形成し、線引きした後で、形成された接続部１０ｂ、１０ｃを必要に応じて適当な長さに切断することが好ましい。
【００３４】
（変形例）
なお、実施の形態２に係る製造方法は、母材の両端に接続部形成用コアロッドを配置したが、この変形例として、母材の長手方向の中央部付近にも接続部形成用コアロッドを配置し、接続部を形成してもよい。
【００３５】
図８は、実施の形態２の変形例に係る製造方法に用いる母材３０を長手方向からみた正面概略図である。なお、図８においては、説明のためにキャピラリー管を省略している。
【００３６】
この母材３０は以下のように形成する。はじめに、純シリカガラスからなる中実の主光伝送部形成用コアロッド３１ａ、３１ｄと、ＧｅＯ２を添加したシリカガラスからなる中実の接続部形成用コアロッド３１ｂ、３１ｃ、３１ｅとを準備し、接続部形成用コアロッド３１ｃ、主光伝送部形成用コアロッド３１ａ、接続部形成用コアロッド３１ｂ、主光伝送部形成用コアロッド３１ｄ、接続部形成用コアロッド３１ｅをこの順番で縦列するように配置する。そして、配置した各コアロッド３１ｃ、３１ａ、３１ｂ、３１ｄ、３１ｅの周囲に、純シリカガラスからなる中空のキャピラリー管を配置した束を形成する。そして、この束を、純シリカガラスからなる中空のジャケット管３４内に収容し、母材３０を形成する。なお、接続部形成用コアロッド３１ｂ、３１ｃ、３１ｅは、キャピラリー管よりも屈折率が高くなっており、それぞれ母材３０の長手方向の両端、および中央部付近に配置されている。
【００３７】
この母材３０を用いて、実施の形態２に係る製造方法と同様にＨＦを線引きすると、コア部の屈折率がクラッド部の屈折率よりも高くなっている接続部が、ＨＦの長手方向の両端および中央部に形成される。その後、ＨＦを中央部の接続部において切断すれば、両端に接続部が形成されたＨＦが２本得られることになる。すなわち、本変形例に係る製造方法によれば、１回の線引き工程で２本のＨＦが得られるので、本発明に係るＨＦを生産性高く製造できる。
【００３８】
なお、上記変形例では、接続部形成用コアロッドを母材の両端および中央部付近に配置し、２本のＨＦを得るものであったが、母材の内側に配置する接続部形成用コアロッドをさらに増やすことで、３本以上のＨＦを得ることができる。
【００３９】
（実施例および比較例）
本発明の実施例１として、実施の形態１と同様の構造を有するＨＦを、実施の形態２の製造方法によって製造した。なお、母材を形成する際には、主光伝送部形成用コアロッド、キャピラリー管、およびジャケット管として、純シリカガラスからなるものを使用した。一方、接続領域形成用コアロッドとして、ＧｅＯ２が添加され、純シリカガラスに対する比屈折率差が０．４％のシリカガラスからなるものを使用した。また、主光伝送部形成用コアロッドは、線引き後に長さ１０ｋｍのＨＦになるような長さとし、接続領域形成用コアロッドは、それぞれ線引き後に長さ５００ｍのＨＦになるような長さとした。実際に線引きされたＨＦは、長さ１０ｋｍの主光伝送部の両端に長さ５００ｍの接続部が形成されたものとなっていた。さらに、各接続部の長さが５０ｍになるようにＨＦの両端を切断して、実施例１のＨＦを得た。
【００４０】
また、本発明の実施例２−１、２−２として、実施の形態１と同様の構造を有するＨＦを、実施の形態２の変形例の製造方法によって製造した。なお、母材を形成する際には、主光伝送部形成用コアロッド、キャピラリー管、およびジャケット管として、純シリカガラスからなるものを使用した。一方、接続領域形成用コアロッドとして、ＧｅＯ２が添加され、純シリカガラスに対する比屈折率差が０．４％のシリカガラスからなるものを使用した。また、２本の主光伝送部形成用コアロッドは、それぞれ線引き後に長さ１０ｋｍのＨＦになるような長さとし、３本の接続領域形成用コアロッドは、それぞれ、中央部は線引き後に長さ１ｋｍのＨＦに、両端は線引き後に長さ５００ｍのＨＦになるような長さとした。実施例１と同様に、実際に線引きされたＨＦは、中央部に長さ１ｋｍの接続部が形成され、その両端に長さ１０ｋｍの主光伝送部が形成され、さらに両端に長さ５００ｍの接続部が形成されたものとなっていた。さらに、各接続部の長さが５０ｍになるようにＨＦを切断し、長さ１０ｋｍの主光伝送部の両端に長さ５０ｍの接続部が形成されたＨＦを実施例２−１、２−２のＨＦとして得た。
【００４１】
また、比較例１として、実施の形態１と同様の構造を有するが、接続部が形成されていないＨＦを、実施の形態２の製造方法によって製造した。なお、母材を形成する際には、主光伝送部形成用コアロッド、キャピラリー管、およびジャケット管として、純シリカガラスからなるものを使用した。また、主光伝送部形成用コアロッドは、線引き後に長さ１０ｋｍのＨＦになるような長さとした。実際に線引きして得られた比較例１のＨＦは、長さ１０ｋｍの主光伝送部のみからなるものとなった。
【００４２】
ここで、実施例１、実施例２−１、２−２に係るＨＦにおいては、主光伝送部形成用コアロッドと接続部形成用コアロッドとの境界部は、単に突き合わされているだけであるが、高温の線引き炉の中で熱融着されるので、境界部における接続損失はほとんど問題にならない。実際に、実施例１、実施例２−１、２−２に係るＨＦの長手方向の損失分布をＯＴＤＲで測定したところ、上記境界部における光損失は０．１ｄＢ程度とわずかであり、問題とならないものであった。
【００４３】
なお、各実施例、比較例のＨＦの空孔の直径ｄ、中心間距離Λについては、ｄ／Λを０．５０、Λを１０μｍに設定した。図９は、図２に示す構造を有し、ｄ／Λが０．５０、Λが１０μｍのＨＦの波長１５５０ｎｍにおける特性を、Ｆｉｎｉｔｅ Ｅｌｅｍｅｎｔ Ｍｅｔｈｏｄ（ＦＥＭ）シミュレーションを用いて算出した結果を示す図である。図９中の各特性は、波長１５５０ｎｍにおける特性である。また、Ａｅｆｆとは、有効コア断面積を意味する。図９に示すように、このＨＦは、２８ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ程度の比較的抑制された波長分散値と、１１５μｍ２程度の大きい有効コア断面積とを有し、かつ曲げ損失も十分に小さいので、伝送路を構成する光ファイバとして十分に用いることができる。また、図１０は、図９に示したものと同じＨＦの波長分散特性を示す図であるが、標準のシングルモード光ファイバと類似の波長分散特性となっている。また、図１１は、図９に示したものと同じＨＦの断面内での光のフィールド分布（Ｅｘ分布）を示す図であるが、コア部を中心としたガウシアン形状のフィールド分布となっている。
【００４４】
つぎに、実際に製造した各実施例、比較例のＨＦの特性について説明する。図１２は、各実施例、比較例のＨＦについて測定した特性を示す図である。なお、図１２に示した特性は、波長１５５０ｎｍにおける特性である。図１２に示すように、実施例１、２−１、２−２のいずれのＨＦについても、コア部の屈折率がクラッド部の屈折率よりも高い接続部が形成されているにもかかわらず、その特性は接続部のない比較例１とほぼ同等であるとともに、図９に示す計算から得られた特性ともほぼ同等であった。
【００４５】
つぎに、各実施例、比較例のＨＦを標準のＳＭＦと融着接続した場合の接続損失の測定結果について説明する。なお、接続損失は、各実施例、比較例ともにＳＭＦとの接続を１０回行い、その平均値を算出したものである。また、接続には、通常の融着接続機を用いるとともに、その接続条件は、標準のＳＭＦ同士を接続するような比較的放電強度の強い条件とした。その結果、比較例１のＨＦについては、接続損失は１．６４ｄＢと大きかった。これに対して、実施例１のＨＦについては、接続損失が０．２１ｄＢであり、実施例２−１、２−２のＨＦについては、接続損失がそれぞれ０．１８ｄＢ、０．１９ｄＢであった。すなわち、本発明に係るＨＦは、接続部が形成されていることにより、他の光ファイバときわめて低い接続損失で融着接続できることが確認された。また、接続部の機械的強度についても、各実施例のＨＦについては、ＳＭＦ同士の融着接続と同等の十分な強度であることが確認された。
【００４６】
なお、上記実施の形態においては、接続部におけるコア部にＧｅＯ２を添加してクラッド部よりも屈折率を高くしたが、屈折率を上げる他のドーパントを添加して屈折率を高くしてもよい。また、たとえばコア部にはドーパントを添加せず、クラッド部にフッ素などの屈折率を下げるドーパントを添加して、コア部の屈折率をクラッド部の屈折率よりも高くしてもよい。
【００４７】
また、上記実施の形態では、スタック＆ドロー法を用いて母材を形成するＨＦの製造方法について説明したが、ドリル法やゾルゲル法などを用いて母材を形成してもよい。たとえば、ドリル法を用いる場合、一様な屈折率を有する主光伝送部形成用のガラスロッドの両端に、コア部とクラッド部とを有し、コア部の屈折率がクラッド部の屈折率よりも高い接続部形成用のガラスロッドを接合して一体化し、一体化したガラスロッドのコア部となる部分を除いた部分にドリルを用いて層状に空孔を形成して、母材を形成すればよい。あるいは、一様な屈折率を有する主光伝送部形成用のコアロッドの両端に、主光伝送部形成用コアロッドよりも屈折率が高い接続部形成用のコアロッドを接合して一体化し、一体化したコアロッドの外周に主光伝送部形成用コアロッドと同一の屈折率を有するクラッド形成部を外付け法等によって形成し、形成したクラッド形成部にドリルを用いて層状に空孔を形成して、母材を形成すればよい。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】実施の形態１に係るＨＦを長手方向に沿って切断した断面概略図である。
【図２】実施の形態１に係るＨＦを主光伝送部において長手方向に垂直な面に沿って切断した断面概略図である。
【図３】実施の形態１に係るＨＦを接続部において長手方向に垂直な面に沿って切断した断面概略図である。
【図４】実施の形態１に係るＨＦの一方の端面にアーク放電を加えて溶融した状態を示す断面概略図である。
【図５】実施の形態１に係るＨＦを製造するための母材を長手方向からみた正面概略図である。
【図６】図５に示す母材の斜視概略図である。
【図７】実施の形態２において使用する線引き炉の概略図である。
【図８】実施の形態２の変形例に係る製造方法に用いる母材を長手方向からみた正面概略図である。
【図９】図２に示す構造を有し、ｄ／Λが０．５０、Λが１０μｍのＨＦの波長１５５０ｎｍにおける特性を、ＦＥＭシミュレーションを用いて算出した結果を示す図である。
【図１０】図９に示したものと同じＨＦの波長分散特性を示す図である。
【図１１】図９に示したものと同じＨＦの断面内での光のフィールド分布を示す図である。
【図１２】各実施例、比較例のＨＦについて測定した特性を示す図である。
【符号の説明】
【００４９】
３ ガス加圧装置
４ 線引き炉
４ａ ヒータ
１０ ＨＦ
１０ａ 主光伝送部
１０ｂ、１０ｃ 接続部
１０ｄ 溶融した接続部
１１ａ〜１１ｃ コア部
１２ クラッド部
１２ｄ 溶融したクラッド部
１３ 空孔
２０、３０ 母材
２１ａ、３１ａ、３１ｄ 主光伝送部形成用コアロッド
２１ｂ、２１ｃ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｅ 接続部形成用コアロッド
２２ キャピラリー管
２４、３４ ジャケット管
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長手方向に対し垂直断面の中心に位置するコア部と、前記コア部の外周に位置し該コア部の周囲に層状に形成された空孔を有するクラッド部とを備えるホーリーファイバであって、
少なくとも一方の端部から所定の長さにわたって接続部が形成され、前記接続部におけるコア部の屈折率が、該接続部における空孔以外のクラッド部の屈折率よりも高いことを特徴とするホーリーファイバ。
【請求項２】
前記接続部におけるコア部の空孔以外のクラッド部に対する比屈折率差が０．１％よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載のホーリーファイバ。
【請求項３】
前記接続部におけるコア部は、ＧｅＯ２が添加されていることを特徴とする請求項１または２に記載のホーリーファイバ。
【請求項４】
前記接続部における空孔以外のクラッド部は、純シリカガラスからなることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のホーリーファイバ。
【請求項５】
前記接続部の長さは、該接続部を含めた全長に対して５％以下であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載のホーリーファイバ。
【請求項６】
長手方向に対し垂直断面の中心に位置するコア部と、前記コア部の外周に位置し該コア部の周囲に層状に形成した空孔を有するクラッド部とを備えるホーリーファイバの製造方法であって、
ジャケット管内の中心に、主光伝送部形成用コアロッドと接続部形成用コアロッドとを縦列するように配置し、前記配置した各コアロッドの周囲にキャピラリー管を配置して母材を形成する母材形成工程と、
前記形成した母材を線引きする線引き工程と、
を含み、前記母材形成工程は、前記キャピラリー管よりも屈折率が高い前記接続部形成用コアロッドを、前記形成する母材の長手方向の端部に配置することを特徴とするホーリーファイバの製造方法。
【請求項１】
長手方向に対し垂直断面の中心に位置するコア部と、前記コア部の外周に位置し該コア部の周囲に層状に形成された空孔を有するクラッド部とを備えるホーリーファイバであって、
少なくとも一方の端部から所定の長さにわたって接続部が形成され、前記接続部におけるコア部の屈折率が、該接続部における空孔以外のクラッド部の屈折率よりも高いことを特徴とするホーリーファイバ。
【請求項２】
前記接続部におけるコア部の空孔以外のクラッド部に対する比屈折率差が０．１％よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載のホーリーファイバ。
【請求項３】
前記接続部におけるコア部は、ＧｅＯ２が添加されていることを特徴とする請求項１または２に記載のホーリーファイバ。
【請求項４】
前記接続部における空孔以外のクラッド部は、純シリカガラスからなることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のホーリーファイバ。
【請求項５】
前記接続部の長さは、該接続部を含めた全長に対して５％以下であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載のホーリーファイバ。
【請求項６】
長手方向に対し垂直断面の中心に位置するコア部と、前記コア部の外周に位置し該コア部の周囲に層状に形成した空孔を有するクラッド部とを備えるホーリーファイバの製造方法であって、
ジャケット管内の中心に、主光伝送部形成用コアロッドと接続部形成用コアロッドとを縦列するように配置し、前記配置した各コアロッドの周囲にキャピラリー管を配置して母材を形成する母材形成工程と、
前記形成した母材を線引きする線引き工程と、
を含み、前記母材形成工程は、前記キャピラリー管よりも屈折率が高い前記接続部形成用コアロッドを、前記形成する母材の長手方向の端部に配置することを特徴とするホーリーファイバの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００９−２５５３１（Ｐ２００９−２５５３１Ａ）
【公開日】平成２１年２月５日（２００９．２．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１８８２００（Ｐ２００７−１８８２００）
【出願日】平成１９年７月１９日（２００７．７．１９）
【出願人】（０００００５２９０）古河電気工業株式会社 (4,457)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年２月５日（２００９．２．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年７月１９日（２００７．７．１９）
【出願人】（０００００５２９０）古河電気工業株式会社 (4,457)
【Ｆターム（参考）】
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