光部品用光ファイバの製造方法
【目的】 長さ方向にＭＦＤや分散値が変化する光部品用光ファイバの製造方法を提供する。
【構成】 ＶＡＤ法と外付け法の併用により、ＧｅＯ2 −ＳｉＯ2 コア−ＳｉＯ2 クラッドロッドを作製する。このロッドのクラッド外周部を切削して長さ方向にテーパ状のロッドとする。このテーパ状ロッドを延伸して外径が長さ方向に均一な光ファイバ母材とする。この母材のコア径は必然的に長さ方向に変化したものとなる。この母材を均一外径に線引きすることにより、長さ方向にコア径が変化した。ＭＦＤおよび分散値が長さ方向に徐々に変化した光ファイバが得られる。
【構成】 ＶＡＤ法と外付け法の併用により、ＧｅＯ2 −ＳｉＯ2 コア−ＳｉＯ2 クラッドロッドを作製する。このロッドのクラッド外周部を切削して長さ方向にテーパ状のロッドとする。このテーパ状ロッドを延伸して外径が長さ方向に均一な光ファイバ母材とする。この母材のコア径は必然的に長さ方向に変化したものとなる。この母材を均一外径に線引きすることにより、長さ方向にコア径が変化した。ＭＦＤおよび分散値が長さ方向に徐々に変化した光ファイバが得られる。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、光ファイバ型部品として使用される光ファイバの製造方法に関するもので、特に長さ方向に分散値やＭＦＤを変化させた特性を有するものを提供する。
【０００２】
【従来の技術】光ファイバ網が広がり、多くのところで光ファイバが使用されるようになるといろいろな用途の光ファイバが必要とされる。例えば、数百ｍ〜数百ｋｍのファイバの長さ方向に分散値やＭＦＤが徐々に変化する光ファイバ等である。従来この種の光ファイバは次のようにして作製していた。まず、ＶＡＤ法により所望の屈折率分布を持つようなＧｅＯ2 ドープＳｉＯ2多孔質ガラスプリフォームを作製する。この多孔質ガラスプリフォームをおよそ１０００℃のＨｅと塩素系ガス雰囲気で脱水処理し、その後、およそ１５００℃のＨｅ雰囲気で透明ガラス化する。このロッドを延伸してコア母材とし、その周りにクラッディング用の純粋ＳｉＯ2 からなる多孔質ガラス層を外付けして同様に脱水、透明ガラス化して光ファイバ母材とする。この光ファイバ母材はその長さ方向に構造的にも組成的にも均一に作製されているので、線引きの際に例えば光ファイバ母材の降下速度を変化させることで光ファイバ径を徐々に変化させる。こうして、長さ方向に分離値やＭＦＤが徐々に変化する光ファイバが得られる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、線引きの際に長尺にわたって光ファイバの外径を徐々に変えるために母材の降下速度を変化させるのは制御が困難ということがあった。また、光ファイバの外径が所定の１２５μｍから大きくずれることもあり、作製後の測定が困難であり、また所定の特性のものが得られないということがあった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】この発明は、以上の観点から比較的に簡単な方法で長さ方向に分散値やＭＦＤの変化した光部品用光ファイバを得ようとするもので、その特徴とする請求項１記載の発明は、コアとなる部分およびクラッドとなる部分の径が共に長さ方向に均一な石英系ガラスロッドを用意し、このロッドのクラッドとなる部分の外周部を切削してテーパ状のロッドとなし、このテーパ状のロッドを延伸して均一な外径の光ファイバ母材となし、しかる後均一な外径の光ファイバに線引きすることにある。なお、テーパ状のロッドを延伸して均一な外径の光ファイバ母材とするには、例えば次のようにすれば良い。すなわち、ロッドを垂直に位置させ、円筒状の加熱炉内を通過させる。その際、ロッドの上下両端部をチャックに把持させる。上部チャック、下部チャックともロッドの長さ方向にトラバース可能な移動チャックとし、ロッドの大径の方を上部チャックに、小径の方を下部チャックに把持させる。このような構成の下で、下部チャックの降下速度を上部チャックの降下速度よりも速くする。これにより、コア部がその長さ方向に変化し、クラッド部外径が長さ方向に均一な延伸母材となる。なお、コアの屈折率分布としては長さ方向に一定であれば良く、ステップ型、グレーテッド型を問わず、さらには任意のものでも良い。
【０００５】
【作用】ロッドの長さはせいぜい５０〜２００ｍｍと短いので、これをテーパ状に切削することは比較的簡単であり、また、テーパ状に切削されたロッドを均一な外径にすべく延伸速度を徐々に変えることも比較的簡単なため、容易に長さ方向に外径が均一な光ファイバ母材を得ることができる。かくして、コア部は長さ方向に直径が変化し、外径は均一な光ファイバ母材が容易に得られる。
【０００６】
【実施例】
〔実施例１〕ＶＡＤ法と外付け法の併用によって、コアとなる部分１０およびクラッドとなる部分１２の径が長さ方向に均一な石英系ロッド１を作製した。このロッド１のクラッド部１２の外周を機械的に切削して、図１に示す一端は当初の外径のままで他端は小径のテーパ状ロッド１とした。次に、このテーパ状ロッド１を延伸して図２に示すように、長さ方向に均一な外径の光ファイバ母材２０とした。ロッド１の延伸は図３に示す装置を用いた。図において、１は垂直に支持されたテーパ状ロッドで、その両端にはダミーのロッド２が取付けられている。３、４はテーパ状ロッド１を把持する上下移動チャックで、上部チャック３はロッド１の上部大径側のダミーロッド２を把持し、下部チャック４はロッド１の下端の小径側のダミーロッド２を把持する。５は円筒状の抵抗加熱炉で、６はその内部に配置された炉心管である。
【０００７】以上の構成において、加熱炉５に通電して炉心管６内温度を１８００℃程度に維持する。ロッド１の下端部が軟化しはじめたところで上下チャック３、４を下方に向けて降下させる。この両チャック部の降下速度は、下部チャック４の速度を上部チャック３の速度よりも速い速度で降下させるが、炉心管６内に導かれるロッド１の径が次第に大になるにつれて下部チャック４の速度を次第に速める。両チャック３、４の降下速度は、炉心管６内温度およびロッド１のテーパーの程度を勘案して設定される。かくして、図２に示すように外径が均一な光ファイバ母材が得られる。この光ファイバ母材を一端から線引きし外径が均一で、コア径が長さ方向に次第に変化する光ファイバが得られる。なお、ロッド１の両端にダミーのロッド２を取付けるのは、ロッド１の全長を極力製品とするためである。
【０００８】〔具体例１〕ＶＡＤ法と外付け法の併用により、コア部が直径４．６ｍｍφのＧｅＯ2 −ＳｉＯ2 （純粋ＳｉＯ2 との比屈折率差０．８％）、クラッド部外径が３３ｍｍφのＳｉＯ2 からなり、長さが１００ｍｍＬの光ファイバ用ロッドを作製した。このロッドは、ファイバ径が１２５．０μｍになるように線引きすると、波長１．５５μｍにおける分散値が０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ、ファイバ径が１３７．５μｍになるように線引きすると波長１．５５μｍにおける分散値が＋５．０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍという１．５５μｍ帯分散シフトファイバとなるものである。このロッド外周部を一端はそのままで、他端が３０ｍｍφとなるようにテーパ状に切削した後延伸し３０ｍｍφの外径が均一な光ファイバ母材とした。この母材をファイバ径１２５．０μｍで線引きした。得られた光ファイバは、一端における分散値が波長１．５５μｍにおいて０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、他端における分散値が波長１．５５μｍにおいて＋５．０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍというものであった。
【０００９】〔比較例１〕実施例１と同じように、ＶＡＤ法と外付け法の併用により、コア部が直径４．２ｍｍφのＧｅＯ2 −ＳｉＯ2 （純粋ＳｉＯ2 との比屈折率差Δ＝０．８％）、クラッド部外径が３０ｍｍφのＳｉＯ2 からなり、長さが１００ｍｍＬの光ファイバ用ロッドを作製した。このロッドの分散特性は、実施例１と同一であり、ファイバ径が１２５．０μｍになるように線引きすると、波長１．５５μｍにおける分散値が０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ、ファイバ径が１３７．５μｍになるように線引きすると波長１．５５μｍにおける分散値が＋５．０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍという１．５５μｍ帯分散シフトファイバとなるものである。この母材を線引きするに際して、母材の降下速度を次第に変化させることによって、先端が１２５．０μｍ、後端が１３７．５μｍの光ファイバとした。この光ファイバ作製においてはロッドを切削するという工程はなくてすむものの、線引きに際してファイバ径を徐々に変動させるのに極めて困難をともなった。
【００１０】
【発明の効果】この発明方法によれば、ＭＦＤや分散値がその長さ方向に変化する光ファイバを得るに際して、ロッドの段階でクラッドとなる部分の径を長さ方向に均一になすとともに、コアとなる部分の径を長さ方向に変化させたものを得、これを線引きする方法であるので、極めて簡単に所望の特性のものが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一工程におけるテーパ状ロッドの説明図。
【図２】この発明方法により得られた延伸母材の説明図。
【図３】この発明方法に用いられる延伸装置の概略説明図。
【符号の説明】
１ 石英系ガラスロッド
２ ダミーのロッド
３ 上部チャック
４ 下部チャック
５ 加熱炉
６ 炉心管
１０ コアとなる部分
１２ クラッドとなる部分
２０ 光ファイバ母材
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、光ファイバ型部品として使用される光ファイバの製造方法に関するもので、特に長さ方向に分散値やＭＦＤを変化させた特性を有するものを提供する。
【０００２】
【従来の技術】光ファイバ網が広がり、多くのところで光ファイバが使用されるようになるといろいろな用途の光ファイバが必要とされる。例えば、数百ｍ〜数百ｋｍのファイバの長さ方向に分散値やＭＦＤが徐々に変化する光ファイバ等である。従来この種の光ファイバは次のようにして作製していた。まず、ＶＡＤ法により所望の屈折率分布を持つようなＧｅＯ2 ドープＳｉＯ2多孔質ガラスプリフォームを作製する。この多孔質ガラスプリフォームをおよそ１０００℃のＨｅと塩素系ガス雰囲気で脱水処理し、その後、およそ１５００℃のＨｅ雰囲気で透明ガラス化する。このロッドを延伸してコア母材とし、その周りにクラッディング用の純粋ＳｉＯ2 からなる多孔質ガラス層を外付けして同様に脱水、透明ガラス化して光ファイバ母材とする。この光ファイバ母材はその長さ方向に構造的にも組成的にも均一に作製されているので、線引きの際に例えば光ファイバ母材の降下速度を変化させることで光ファイバ径を徐々に変化させる。こうして、長さ方向に分離値やＭＦＤが徐々に変化する光ファイバが得られる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、線引きの際に長尺にわたって光ファイバの外径を徐々に変えるために母材の降下速度を変化させるのは制御が困難ということがあった。また、光ファイバの外径が所定の１２５μｍから大きくずれることもあり、作製後の測定が困難であり、また所定の特性のものが得られないということがあった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】この発明は、以上の観点から比較的に簡単な方法で長さ方向に分散値やＭＦＤの変化した光部品用光ファイバを得ようとするもので、その特徴とする請求項１記載の発明は、コアとなる部分およびクラッドとなる部分の径が共に長さ方向に均一な石英系ガラスロッドを用意し、このロッドのクラッドとなる部分の外周部を切削してテーパ状のロッドとなし、このテーパ状のロッドを延伸して均一な外径の光ファイバ母材となし、しかる後均一な外径の光ファイバに線引きすることにある。なお、テーパ状のロッドを延伸して均一な外径の光ファイバ母材とするには、例えば次のようにすれば良い。すなわち、ロッドを垂直に位置させ、円筒状の加熱炉内を通過させる。その際、ロッドの上下両端部をチャックに把持させる。上部チャック、下部チャックともロッドの長さ方向にトラバース可能な移動チャックとし、ロッドの大径の方を上部チャックに、小径の方を下部チャックに把持させる。このような構成の下で、下部チャックの降下速度を上部チャックの降下速度よりも速くする。これにより、コア部がその長さ方向に変化し、クラッド部外径が長さ方向に均一な延伸母材となる。なお、コアの屈折率分布としては長さ方向に一定であれば良く、ステップ型、グレーテッド型を問わず、さらには任意のものでも良い。
【０００５】
【作用】ロッドの長さはせいぜい５０〜２００ｍｍと短いので、これをテーパ状に切削することは比較的簡単であり、また、テーパ状に切削されたロッドを均一な外径にすべく延伸速度を徐々に変えることも比較的簡単なため、容易に長さ方向に外径が均一な光ファイバ母材を得ることができる。かくして、コア部は長さ方向に直径が変化し、外径は均一な光ファイバ母材が容易に得られる。
【０００６】
【実施例】
〔実施例１〕ＶＡＤ法と外付け法の併用によって、コアとなる部分１０およびクラッドとなる部分１２の径が長さ方向に均一な石英系ロッド１を作製した。このロッド１のクラッド部１２の外周を機械的に切削して、図１に示す一端は当初の外径のままで他端は小径のテーパ状ロッド１とした。次に、このテーパ状ロッド１を延伸して図２に示すように、長さ方向に均一な外径の光ファイバ母材２０とした。ロッド１の延伸は図３に示す装置を用いた。図において、１は垂直に支持されたテーパ状ロッドで、その両端にはダミーのロッド２が取付けられている。３、４はテーパ状ロッド１を把持する上下移動チャックで、上部チャック３はロッド１の上部大径側のダミーロッド２を把持し、下部チャック４はロッド１の下端の小径側のダミーロッド２を把持する。５は円筒状の抵抗加熱炉で、６はその内部に配置された炉心管である。
【０００７】以上の構成において、加熱炉５に通電して炉心管６内温度を１８００℃程度に維持する。ロッド１の下端部が軟化しはじめたところで上下チャック３、４を下方に向けて降下させる。この両チャック部の降下速度は、下部チャック４の速度を上部チャック３の速度よりも速い速度で降下させるが、炉心管６内に導かれるロッド１の径が次第に大になるにつれて下部チャック４の速度を次第に速める。両チャック３、４の降下速度は、炉心管６内温度およびロッド１のテーパーの程度を勘案して設定される。かくして、図２に示すように外径が均一な光ファイバ母材が得られる。この光ファイバ母材を一端から線引きし外径が均一で、コア径が長さ方向に次第に変化する光ファイバが得られる。なお、ロッド１の両端にダミーのロッド２を取付けるのは、ロッド１の全長を極力製品とするためである。
【０００８】〔具体例１〕ＶＡＤ法と外付け法の併用により、コア部が直径４．６ｍｍφのＧｅＯ2 −ＳｉＯ2 （純粋ＳｉＯ2 との比屈折率差０．８％）、クラッド部外径が３３ｍｍφのＳｉＯ2 からなり、長さが１００ｍｍＬの光ファイバ用ロッドを作製した。このロッドは、ファイバ径が１２５．０μｍになるように線引きすると、波長１．５５μｍにおける分散値が０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ、ファイバ径が１３７．５μｍになるように線引きすると波長１．５５μｍにおける分散値が＋５．０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍという１．５５μｍ帯分散シフトファイバとなるものである。このロッド外周部を一端はそのままで、他端が３０ｍｍφとなるようにテーパ状に切削した後延伸し３０ｍｍφの外径が均一な光ファイバ母材とした。この母材をファイバ径１２５．０μｍで線引きした。得られた光ファイバは、一端における分散値が波長１．５５μｍにおいて０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、他端における分散値が波長１．５５μｍにおいて＋５．０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍというものであった。
【０００９】〔比較例１〕実施例１と同じように、ＶＡＤ法と外付け法の併用により、コア部が直径４．２ｍｍφのＧｅＯ2 −ＳｉＯ2 （純粋ＳｉＯ2 との比屈折率差Δ＝０．８％）、クラッド部外径が３０ｍｍφのＳｉＯ2 からなり、長さが１００ｍｍＬの光ファイバ用ロッドを作製した。このロッドの分散特性は、実施例１と同一であり、ファイバ径が１２５．０μｍになるように線引きすると、波長１．５５μｍにおける分散値が０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ、ファイバ径が１３７．５μｍになるように線引きすると波長１．５５μｍにおける分散値が＋５．０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍという１．５５μｍ帯分散シフトファイバとなるものである。この母材を線引きするに際して、母材の降下速度を次第に変化させることによって、先端が１２５．０μｍ、後端が１３７．５μｍの光ファイバとした。この光ファイバ作製においてはロッドを切削するという工程はなくてすむものの、線引きに際してファイバ径を徐々に変動させるのに極めて困難をともなった。
【００１０】
【発明の効果】この発明方法によれば、ＭＦＤや分散値がその長さ方向に変化する光ファイバを得るに際して、ロッドの段階でクラッドとなる部分の径を長さ方向に均一になすとともに、コアとなる部分の径を長さ方向に変化させたものを得、これを線引きする方法であるので、極めて簡単に所望の特性のものが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一工程におけるテーパ状ロッドの説明図。
【図２】この発明方法により得られた延伸母材の説明図。
【図３】この発明方法に用いられる延伸装置の概略説明図。
【符号の説明】
１ 石英系ガラスロッド
２ ダミーのロッド
３ 上部チャック
４ 下部チャック
５ 加熱炉
６ 炉心管
１０ コアとなる部分
１２ クラッドとなる部分
２０ 光ファイバ母材
【特許請求の範囲】
【請求項１】 コアとなる部分およびクラッドとなる部分の径が共に長さ方向に均一な石英系ガラスロッドを用意し、このロッドのクラッドとなる部分の外周部を切削してテーパ状のロッドとなし、このテーパ状のロッドを延伸して均一な外径の光ファイバ母材となし、しかるのち均一な外径の光ファイバに線引きすることを特徴とする光部品用光ファイバの製造方法。
【請求項１】 コアとなる部分およびクラッドとなる部分の径が共に長さ方向に均一な石英系ガラスロッドを用意し、このロッドのクラッドとなる部分の外周部を切削してテーパ状のロッドとなし、このテーパ状のロッドを延伸して均一な外径の光ファイバ母材となし、しかるのち均一な外径の光ファイバに線引きすることを特徴とする光部品用光ファイバの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開平７−１５７３２４
【公開日】平成７年（１９９５）６月２０日
【国際特許分類】
【出願番号】特願平５−３４０１９５
【出願日】平成５年（１９９３）１２月８日
【出願人】（０００００５１８６）株式会社フジクラ (4,463)
【公開日】平成７年（１９９５）６月２０日
【国際特許分類】
【出願日】平成５年（１９９３）１２月８日
【出願人】（０００００５１８６）株式会社フジクラ (4,463)
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