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JP6136164B2 - Optical fiber and manufacturing method thereof - Google Patents

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JP6136164B2
JP6136164B2 JP2012214860A JP2012214860A JP6136164B2 JP 6136164 B2 JP6136164 B2 JP 6136164B2 JP 2012214860 A JP2012214860 A JP 2012214860A JP 2012214860 A JP2012214860 A JP 2012214860A JP 6136164 B2 JP6136164 B2 JP 6136164B2
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  • Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
  • Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)

Description

本発明は、光ファイバおよび光ファイバの製造方法に関する。   The present invention relates to an optical fiber and an optical fiber manufacturing method.

コア領域が純シリカガラスで構成され、クラッド領域に添加されるフッ素量を調節することによりコア領域とクラッド領域との間に所望の屈折率差を生じさせた光ファイバが知られている(特許文献1参照)。このような光ファイバにおいて、クラッド領域に、コア領域に隣接するディプレスト層と、ディプレスト層の外周にジャケット層を設けたものが知られている。ディプレスト層の屈折率をコア領域およびジャケット層の屈折率よりも低く設定することにより、所望の光学特性を得ることができる。   An optical fiber in which a core region is made of pure silica glass and a desired refractive index difference is generated between the core region and the cladding region by adjusting the amount of fluorine added to the cladding region is known (patent) Reference 1). In such an optical fiber, a clad region having a depressed layer adjacent to the core region and a jacket layer on the outer periphery of the depressed layer is known. Desired optical characteristics can be obtained by setting the refractive index of the depressed layer to be lower than the refractive indexes of the core region and the jacket layer.

特許第4080164号公報Japanese Patent No. 4080164

ところで、このような光ファイバにおいては、ジャケット層は、シリカの屈折率を低下させるフッ素などの添加物をシリカに添加することにより、ジャケット層の屈折率を低下させている。   By the way, in such an optical fiber, the jacket layer lowers the refractive index of the jacket layer by adding an additive such as fluorine that lowers the refractive index of silica to the silica.

ところが、この添加物の量が製造誤差によってばらついてしまうことがあり、ジャケット層の屈折率がばらついてしまうことがある。すると、ディプレスト層とジャケット層との屈折率がほとんど変わらず、ディプレスト層を設けても、所望の光学的特性を有する光ファイバが得られないことがある。   However, the amount of the additive may vary due to manufacturing errors, and the refractive index of the jacket layer may vary. Then, the refractive index of the depressed layer and the jacket layer hardly change, and even if the depressed layer is provided, an optical fiber having desired optical characteristics may not be obtained.

そこで本発明の目的は、製造が容易で、安定して優れた光学特性を示す光ファイバ、およびその製造方法を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide an optical fiber that is easy to manufacture and stably exhibits excellent optical characteristics, and a method for manufacturing the optical fiber.

上記課題を解決することのできる本発明の光ファイバは、
純シリカからなるコア領域と、
前記コア領域の周囲に設けられ、前記コア領域よりも低い屈折率を有するクラッド領域と、を有し、
前記クラッド領域は、前記コア領域と隣接するディプレスト層と、前記ディプレスト層の外周に設けられたジャケット層と、を備え、
前記ディプレスト層は、前記ジャケット層よりも屈折率が低く、
前記ディプレスト層の最内周部の比屈折率差をΔn3a、前記ディプレスト層の最外周部の比屈折率差をΔn3bとしたとき、
A=Δn3a−Δn3b
で表される前記ディプレスト層における前記比屈折率差の差分A[%]が、−0.02≦A<0を満たすことを特徴とする。
なお、「純シリカ」とは、ゲルマニウムを含まない石英ガラス(その他の元素(K,Cl,Fなど)が微量含まれていても良い)を指す。
The optical fiber of the present invention capable of solving the above problems is
A core region made of pure silica;
A cladding region provided around the core region and having a lower refractive index than the core region;
The cladding region comprises a depressed layer adjacent to the core region, and a jacket layer provided on the outer periphery of the depressed layer,
The depressed layer has a lower refractive index than the jacket layer,
When the relative refractive index difference of the innermost peripheral portion of the depressed layer is Δn3a and the relative refractive index difference of the outermost peripheral portion of the depressed layer is Δn3b,
A = Δn3a−Δn3b
The difference A [%] of the relative refractive index difference in the depressed layer represented by the formula satisfies −0.02 ≦ A <0.
“Pure silica” refers to quartz glass that does not contain germanium (it may contain a small amount of other elements (K, Cl, F, etc.)).

上記課題を解決することのできる本発明の光ファイバの製造方法は、
前記コア領域となるコア材を、前記ディプレスト層となるガラスパイプ内に挿入してコラプスし、その外側に前記ジャケット層をスス付けて焼結し、その後線引することによって請求項1に記載の光ファイバを製造する方法であって、
前記ガラスパイプとなるガラス体を焼結する工程において、フッ素を含む雰囲気下で、前記ガラス体の軸方向の一部分を加熱可能なヒータを、前記ガラス体の軸方向に相対移動させながら焼結させる際、前記ヒータの前記ガラス体に対する相対移動速度を3.0mm/min以下とすることを特徴とする
The method for producing an optical fiber of the present invention capable of solving the above problems
The core material to be the core region is inserted and collapsed into a glass pipe to be the depressed layer, and the jacket layer is sooted and sintered on the outside, and then drawn. A method of manufacturing the optical fiber of
In the step of sintering the glass body to be the glass pipe, a heater capable of heating a part of the glass body in the axial direction is sintered while relatively moving in the axial direction of the glass body in an atmosphere containing fluorine. The relative movement speed of the heater with respect to the glass body is 3.0 mm / min or less.

本発明に係る光ファイバによれば、ディプレスト層の最内周部と最外周部との比屈折率差の差分Aが−0.02%以上0%未満となるようにディプレスト層の屈折率が外周側に向かって低くなるように傾斜されている。これにより、ジャケット層の屈折率が多少ばらついた場合でも、ディプレスト層の最外周の屈折率をジャケット層の屈折率よりも低くすることができ、優れた特性を有する光ファイバを安定して提供することができる。   According to the optical fiber of the present invention, the refractive of the depressed layer is such that the difference A of the relative refractive index difference between the innermost peripheral portion and the outermost peripheral portion of the depressed layer is −0.02% or more and less than 0%. It is inclined so that the rate decreases toward the outer peripheral side. As a result, even when the refractive index of the jacket layer varies somewhat, the refractive index of the outermost periphery of the depressed layer can be made lower than the refractive index of the jacket layer, and an optical fiber having excellent characteristics can be stably provided. can do.

また、本発明に係る光ファイバの製造方法によれば、ディプレスト層となるガラス体を焼結する工程において、ヒータのガラス体に対する相対移動速度が3.0mm/min以下とされている。このため、ディプレスト層の比屈折率差の差分Aが−0.02%以上0%未満となるように、ガラス体を焼結することができる。   Moreover, according to the manufacturing method of the optical fiber which concerns on this invention, the relative moving speed with respect to the glass body of a heater shall be 3.0 mm / min or less in the process of sintering the glass body used as a depressed layer. For this reason, the glass body can be sintered so that the difference A in the relative refractive index difference of the depressed layer is −0.02% or more and less than 0%.

(a)は本発明の一実施形態に係る光ファイバの断面図であり、(b)は光ファイバの屈折率分布を示す図である。(A) is sectional drawing of the optical fiber which concerns on one Embodiment of this invention, (b) is a figure which shows the refractive index distribution of an optical fiber. 本発明の一実施形態に係る光ファイバの製造方法を説明する図である。It is a figure explaining the manufacturing method of the optical fiber which concerns on one Embodiment of this invention. ガラス微粒子堆積体とヒータとの相対移動速度と、ディプレスト層の最内周部と最外周部との比屈折率差の差分、との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the relative moving speed of a glass fine particle deposition body and a heater, and the difference of the relative refractive index difference of the innermost peripheral part and outermost peripheral part of a depressed layer.

以下、本発明に係る光ファイバの実施の形態の例を、図面を参照して説明する。
図1の(a)は、本発明の一実施形態に係る光ファイバ1の断面図である。図1の(a)に示すように、光ファイバ1は、中心にコア領域2を有し、その外周にクラッド領域5を有する。クラッド領域5は、コア領域2の外周に位置するディプレスト層3と、ディプレスト層3の外周に位置するジャケット層4を有する。
Hereinafter, an example of an embodiment of an optical fiber according to the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1A is a cross-sectional view of an optical fiber 1 according to an embodiment of the present invention. As shown to (a) of FIG. 1, the optical fiber 1 has the core area | region 2 in the center, and has the clad area | region 5 in the outer periphery. The clad region 5 has a depressed layer 3 positioned on the outer periphery of the core region 2 and a jacket layer 4 positioned on the outer periphery of the depressed layer 3.

コア領域2は、ゲルマニウムを含まない石英ガラスであり、実質的に純石英であるが、製造の過程で塩素やカリウム、フッ素等が微量に含まれていてもよい。クラッド領域5は、フッ素が添加された石英ガラスであり、コア領域2よりも低い屈折率を有している。   The core region 2 is quartz glass that does not contain germanium, and is substantially pure quartz, but may contain trace amounts of chlorine, potassium, fluorine, and the like during the manufacturing process. The cladding region 5 is quartz glass to which fluorine is added, and has a refractive index lower than that of the core region 2.

また、各部の具体的な大きさの一例として、コア領域2の直径d1は9.6μm、ディプレスト層3の直径d2は48μm、ジャケット層4の直径d3は125μmとすることができる。   As an example of the specific size of each part, the diameter d1 of the core region 2 can be 9.6 μm, the diameter d2 of the depressed layer 3 can be 48 μm, and the diameter d3 of the jacket layer 4 can be 125 μm.

図1の(b)は、光ファイバ1の断面における屈折率分布を示す模式図である。図1の(b)に示したように、光ファイバ1において中心のコア領域2の屈折率n2が最も高く、その周囲のクラッド領域5の屈折率は、コア領域2の屈折率n2よりも低い。また、コア領域2の屈折率n2は径方向によらず略一様である。   FIG. 1B is a schematic diagram showing a refractive index distribution in a cross section of the optical fiber 1. As shown in FIG. 1B, the refractive index n2 of the central core region 2 is the highest in the optical fiber 1, and the refractive index of the surrounding cladding region 5 is lower than the refractive index n2 of the core region 2. . The refractive index n2 of the core region 2 is substantially uniform regardless of the radial direction.

また、クラッド領域5におけるジャケット層4の屈折率n4は、コア領域2の屈折率n2よりも小さい。また、ジャケット層4の屈折率n4は径方向によらず略一様である。   Further, the refractive index n 4 of the jacket layer 4 in the cladding region 5 is smaller than the refractive index n 2 of the core region 2. The refractive index n4 of the jacket layer 4 is substantially uniform regardless of the radial direction.

クラッド領域5におけるディプレスト層3の屈折率は、コア領域2に隣接するディプレスト層3の最内周における屈折率n3aから、ジャケット層4に隣接するディプレスト層3の最外周における屈折率n3bにかけて、略一様に低下するように傾斜されている。   The refractive index of the depressed layer 3 in the cladding region 5 varies from the refractive index n3a in the innermost periphery of the depressed layer 3 adjacent to the core region 2 to the refractive index n3b in the outermost periphery of the depressed layer 3 adjacent to the jacket layer 4. Is inclined so as to decrease substantially uniformly.

ディプレスト層3の最外周における屈折率n3bは、ディプレスト層3の最内周における屈折率n3aよりも小さく、ジャケット層4の屈折率n4よりも小さい。   The refractive index n3b at the outermost periphery of the depressed layer 3 is smaller than the refractive index n3a at the innermost periphery of the depressed layer 3, and smaller than the refractive index n4 of the jacket layer 4.

ここで、ディプレスト層3における最内周の比屈折率差をΔn3a、最外周の比屈折率差をΔn3bとして、比屈折率差の差分A[%]を、
A=Δn3a−Δn3b
と表したとき、−0.02≦A<0を満たすように、ディプレスト層の最内周の屈折率n3aとディプレスト層3の最外周の屈折率n3bが設定されている。
Here, the relative refractive index difference of the innermost circumference in the depressed layer 3 is Δn3a, the relative refractive index difference of the outermost circumference is Δn3b, and the difference A [%] of the relative refractive index difference is
A = Δn3a−Δn3b
The refractive index n3a of the innermost periphery of the depressed layer and the refractive index n3b of the outermost periphery of the depressed layer 3 are set so as to satisfy −0.02 ≦ A <0.

各部の屈折率として、例えば、コア領域2の屈折率n2に対して、ディプレスト層3の最内周における屈折率n3aの比屈折率差Δn3aは0.295%、ディプレスト層3の最外周における屈折率n3bの比屈折率差Δn3bは0.315%、ジャケット層4の屈折率n4の比屈折率差Δn4は0.292%とすることができる。   As the refractive index of each part, for example, the relative refractive index difference Δn3a of the refractive index n3a in the innermost circumference of the depressed layer 3 is 0.295% with respect to the refractive index n2 of the core region 2, and the outermost circumference of the depressed layer 3 The relative refractive index difference Δn3b of the refractive index n3b can be 0.315%, and the relative refractive index difference Δn4 of the refractive index n4 of the jacket layer 4 can be 0.292%.

一般に光ファイバの光学特性として、モードフィールド径MFD(Mode Field Diameter)、カットオフ波長λc、MAC値、ゼロ分散波長λ0のそれぞれを、所望の値の範囲内とすることが要求される。本実施形態に係る光ファイバ1は、屈折率分布の形状を精度良く調節することによりその要求を満たそうとするものである。   In general, as optical characteristics of an optical fiber, each of a mode field diameter MFD (Mode Field Diameter), a cutoff wavelength λc, a MAC value, and a zero dispersion wavelength λ0 is required to be within a desired range. The optical fiber 1 according to the present embodiment is intended to satisfy the requirement by adjusting the shape of the refractive index distribution with high accuracy.

ジャケット層4の屈折率n4とディプレスト層3の屈折率との差により、カットオフ波長λcは変化する。このため、所望のカットオフ波長λcを満たすように屈折率分布を設計するためには、ジャケット層4の屈折率n4をディプレスト層3の最外層の屈折率n3bに対して十分な差が取れるようにする必要がある。つまり、ジャケット層4の屈折率n4をディプレスト層3の最外層の屈折率n3bに対して十分な差が取れるようにすれば、カットオフ波長λcの調整幅が広がることになる。   The cutoff wavelength λc changes due to the difference between the refractive index n4 of the jacket layer 4 and the refractive index of the depressed layer 3. Therefore, in order to design the refractive index distribution so as to satisfy the desired cutoff wavelength λc, a sufficient difference can be taken between the refractive index n4 of the jacket layer 4 and the refractive index n3b of the outermost layer of the depressed layer 3. It is necessary to do so. That is, if the refractive index n4 of the jacket layer 4 is sufficiently different from the refractive index n3b of the outermost layer of the depressed layer 3, the adjustment range of the cutoff wavelength λc is widened.

また、光ファイバ1の伝送特性の一つである曲げ損失は、光ファイバのモードフィールド径MFDを光ファイバのカットオフ波長λcで除した値であるMAC値を指標として管理できる。このMAC値が小さいほど曲げ損失が小さくなりやすい。MFDはコアの構造である程度決まってしまうため、MAC値を所望の値以下にするためには、カットオフ波長λcを精度良く調整する必要がある。   In addition, the bending loss, which is one of the transmission characteristics of the optical fiber 1, can be managed using as an index the MAC value that is a value obtained by dividing the mode field diameter MFD of the optical fiber by the cutoff wavelength λc of the optical fiber. The smaller the MAC value, the smaller the bending loss. Since the MFD is determined to some extent by the structure of the core, it is necessary to adjust the cutoff wavelength λc with high accuracy in order to set the MAC value to a desired value or less.

上記したように、カットオフ波長λcは、ディプレスト層3の最外周における屈折率n3bとジャケット層4の屈折率n4との屈折率差によって変化する。ディプレスト層3の効果を得るためには、ジャケット層4よりディプレスト層3の屈折率を下げる必要があるため、所望のカットオフ波長λcを満たすためにジャケット層4の屈折率n4を大幅に低くしようとしても、低くできない場合が出てくる。   As described above, the cutoff wavelength λc varies depending on the difference in refractive index between the refractive index n3b at the outermost periphery of the depressed layer 3 and the refractive index n4 of the jacket layer 4. In order to obtain the effect of the depressed layer 3, it is necessary to lower the refractive index of the depressed layer 3 than the jacket layer 4, so that the refractive index n4 of the jacket layer 4 is greatly increased to satisfy the desired cutoff wavelength λc. Even if you try to lower it, there are cases where it cannot be lowered.

そこで本実施形態では、ディプレスト層3の屈折率分布を内周側から外周側へ下がるように傾斜させることにより、ディプレスト層3とジャケット層4との屈折率差をつけやすくし、カットオフ波長λcを精度良く調整しやすくしている。   Therefore, in the present embodiment, the refractive index distribution of the depressed layer 3 is inclined so as to be lowered from the inner peripheral side to the outer peripheral side, thereby making it easy to make a refractive index difference between the depressed layer 3 and the jacket layer 4, thereby reducing the cutoff. The wavelength λc is easily adjusted with high accuracy.

これにより、ジャケット層4の屈折率n4が多少ばらついたとしても、上記傾斜がない場合と比較して、ディプレスト層3の最外周の屈折率n3bをジャケット層4の屈折率n4よりも低くすることができ、モードフィールド径MFD、カットオフ波長λc、MAC値、ゼロ分散波長λ0のそれぞれを所望の値の範囲内で製造することが容易となる。   As a result, even if the refractive index n4 of the jacket layer 4 varies somewhat, the outermost refractive index n3b of the depressed layer 3 is made lower than the refractive index n4 of the jacket layer 4 as compared with the case where there is no inclination. Therefore, it becomes easy to manufacture each of the mode field diameter MFD, the cutoff wavelength λc, the MAC value, and the zero dispersion wavelength λ0 within a desired value range.

このように本実施形態に係る光ファイバ1によれば、ディプレスト層3の比屈折率差の差分Aが−0.02%以上0%未満となるようにディプレスト層3の屈折率が外周側に向かって低くなるように傾斜されている。これにより、ジャケット層4の屈折率n4を、ディプレスト層3の最外周の屈折率n3bと大きく異なる値に設定することができる。このため、製造誤差などによってジャケット層4の屈折率n4がばらついた場合でも、ディプレスト層3の最外周の屈折率n3bがジャケット層4の屈折率n4よりも低くなりやすく、優れた特性を有する光ファイバを安定して提供することができる。   Thus, according to the optical fiber 1 according to the present embodiment, the refractive index of the depressed layer 3 is such that the difference A of the relative refractive index difference of the depressed layer 3 is not less than −0.02% and less than 0%. It is inclined so as to become lower toward the side. Thereby, the refractive index n4 of the jacket layer 4 can be set to a value greatly different from the refractive index n3b of the outermost periphery of the depressed layer 3. For this reason, even when the refractive index n4 of the jacket layer 4 varies due to a manufacturing error or the like, the refractive index n3b of the outermost periphery of the depressed layer 3 tends to be lower than the refractive index n4 of the jacket layer 4 and has excellent characteristics. An optical fiber can be provided stably.

次に、このような光ファイバの製造方法を説明する。
まず、光ファイバ1のコア領域2となるコア材を用意する。コア材を作製するには、例えばVAD法により純シリカのガラス微粒子堆積体を作製し、これを塩素雰囲気下で脱水および焼結し、透明化した後、所望の外径となるように延伸する。なお、コア材は、純シリカからなるが、ごく微量の塩素などの不純物を含んでいてもよい。
Next, a method for manufacturing such an optical fiber will be described.
First, a core material that becomes the core region 2 of the optical fiber 1 is prepared. In order to produce the core material, for example, a glass fine particle deposit of pure silica is produced by, for example, the VAD method, dehydrated and sintered in a chlorine atmosphere, transparentized, and then stretched to have a desired outer diameter. . The core material is made of pure silica, but may contain a very small amount of impurities such as chlorine.

また、光ファイバ1のディプレスト層3となる中心に軸方向に貫通する孔を有する円筒状のディプレストパイプ材を用意する。ディプレストパイプ材の作製方法については後述する。   Also, a cylindrical depressed pipe material having a hole penetrating in the axial direction at the center of the optical fiber 1 serving as the depressed layer 3 is prepared. A method for producing the depressed pipe material will be described later.

さらに、このディプレストパイプ材の中心の孔にコア材を挿入する。この状態で、ディプレストパイプ材を加熱してコラプスすることによりコア材とディプレストパイプ材を一体化する。これにより、光ファイバのコア領域2となる部分とディプレスト層3となる部分を有する一次中間体が形成される。   Further, the core material is inserted into the central hole of the depressed pipe material. In this state, the core material and the depressed pipe material are integrated by heating and collapsing the depressed pipe material. Thereby, the primary intermediate body which has the part used as the core area | region 2 and the part used as the depressed layer 3 of an optical fiber is formed.

そして、この一次中間体の外周に、光ファイバ1のジャケット層4となる部分のガラスを形成して二次中間体とする。例えば、OVD法により純シリカのガラス微粒子を一次中間体の外周に堆積させ、径方向に堆積体を成長させる。   And the glass of the part used as the jacket layer 4 of the optical fiber 1 is formed in the outer periphery of this primary intermediate body, and it is set as a secondary intermediate body. For example, glass particles of pure silica are deposited on the outer periphery of the primary intermediate by the OVD method, and the deposit is grown in the radial direction.

さらに、この二次中間体を加熱炉内で脱水処理を施す。脱水処理は、塩素を含むガスと不活性ガスの雰囲気とされた加熱炉で、二次中間体を加熱することにより行う。これにより、二次中間体に付着しているOH基を脱離させる。   Further, the secondary intermediate is subjected to dehydration treatment in a heating furnace. The dehydration treatment is performed by heating the secondary intermediate in a heating furnace having a chlorine-containing gas and an inert gas atmosphere. Thereby, the OH group adhering to the secondary intermediate is eliminated.

次に、加熱炉内をフッ化珪素(SiF)と不活性ガスの雰囲気とされた加熱炉で、二次中間体を焼結する。このとき、フッ素が二次中間体の外周に浸透し、ジャケット層となる部分のガラスにフッ素が混入しながらジャケット層4となる部分のガラスが焼結される。これにより、ジャケット層4となる部分のガラスの屈折率が低下する。   Next, the secondary intermediate is sintered in a heating furnace having an atmosphere of silicon fluoride (SiF) and an inert gas inside the heating furnace. At this time, fluorine permeates the outer periphery of the secondary intermediate, and the glass of the portion that becomes the jacket layer 4 is sintered while fluorine is mixed into the glass of the portion that becomes the jacket layer. Thereby, the refractive index of the glass of the part used as the jacket layer 4 falls.

以上の工程により、光ファイバ1のジャケット層4となる部分、ディプレスト層3となる部分、コア領域2となる部分を有する光ファイバ用ガラス母材が得られる。この光ファイバ用ガラス母材を、線引き装置によって線引きすることにより、光ファイバ1が得られる。   Through the above steps, an optical fiber glass preform having a portion that becomes the jacket layer 4, a portion that becomes the depressed layer 3, and a portion that becomes the core region 2 of the optical fiber 1 is obtained. The optical fiber 1 is obtained by drawing this glass preform for an optical fiber with a drawing device.

次に、ディプレスト層3となるディプレストパイプ材の作製方法について、図2を用いて詳述する。図2は、ディプレストパイプ材を焼結するための焼結炉を示している。   Next, the manufacturing method of the depressed pipe material used as the depressed layer 3 is explained in full detail using FIG. FIG. 2 shows a sintering furnace for sintering the depressed pipe material.

まず、ディプレストパイプ材の出発材料として、例えばVAD法により純シリカのガラス微粒子堆積体20を作製する。VAD法では、反応容器内に吊り下げた出発棒に対してガラス微粒子生成用バーナによりガラス微粒子を堆積させる。例えば、ガラス微粒子の堆積面を検出しながら、堆積面の位置が一定になるように出発棒を引き上げていくことにより、出発棒の軸方向にガラス微粒子堆積体20を成長させることができる。   First, as a starting material for a depressed pipe material, a glass fine particle deposit 20 of pure silica is produced by, for example, the VAD method. In the VAD method, glass particles are deposited on a starting rod suspended in a reaction vessel by a glass particle generating burner. For example, the glass particulate deposit 20 can be grown in the axial direction of the starting rod by pulling up the starting rod so that the position of the deposition surface is constant while detecting the deposition surface of the glass particulate.

このようにして作製したガラス微粒子堆積体20に、図2に示すような加熱炉10内で脱水処理および焼結処理を施す。加熱炉10は、ガラス微粒子堆積体20の軸方向Axの一部分を加熱可能な固定式のヒータ11と、加熱炉10内にフッ化珪素を供給するガス供給管12とを備えている。   The glass fine particle deposit 20 thus produced is subjected to dehydration and sintering in a heating furnace 10 as shown in FIG. The heating furnace 10 includes a fixed heater 11 that can heat a part of the glass particulate deposit 20 in the axial direction Ax, and a gas supply pipe 12 that supplies silicon fluoride into the heating furnace 10.

脱水処理は、加熱炉10の内部を、塩素ガスと不活性ガスとを含む雰囲気とし、ヒータ11でガラス微粒子堆積体20を加熱することにより行う。ヒータ11で加熱することにより、ガラス微粒子堆積体20を構成するガラス微粒子に付着しているOH基が脱離される。   The dehydration process is performed by setting the inside of the heating furnace 10 to an atmosphere containing chlorine gas and inert gas, and heating the glass particulate deposit 20 with the heater 11. By heating with the heater 11, the OH group adhering to the glass fine particles constituting the glass fine particle deposit 20 is desorbed.

続いて、ガラス微粒子堆積体20に焼結処理を施す。この焼結処理は、加熱炉10の内部の雰囲気を、フッ化珪素(SiF)のガスと不活性ガス(ヘリウム等)の雰囲気に置換してから実行する。   Subsequently, the glass fine particle deposit 20 is subjected to a sintering process. This sintering process is performed after replacing the atmosphere inside the heating furnace 10 with an atmosphere of a silicon fluoride (SiF) gas and an inert gas (such as helium).

焼結処理は、出発棒21を上下に移動させてガラス微粒子堆積体20を軸方向に移動させながら、ヒータ11でガラス微粒子堆積体20の軸方向の一部分を加熱する。すると、加熱された部分において、多数のガラス微粒子が緻密化して透明なガラス体となる。また、加熱された部分のガラス微粒子間に雰囲気中のフッ素がガラス微粒子堆積体20に混入する。   In the sintering process, the heater 11 heats a part of the glass particulate deposit 20 in the axial direction while moving the glass particulate deposit 20 in the axial direction by moving the starting bar 21 up and down. Then, in the heated part, many glass fine particles are densified and it becomes a transparent glass body. In addition, fluorine in the atmosphere is mixed into the glass fine particle deposit 20 between the heated glass fine particles.

焼結処理によってガラス微粒子堆積体20が透明なガラス体となり、この透明なガラス体の中心軸の部分を穿孔して、ディプレストパイプ材とする。   By the sintering process, the glass fine particle deposit 20 becomes a transparent glass body, and a portion of the central axis of the transparent glass body is perforated to obtain a depressed pipe material.

ディプレストパイプ材を焼結する工程において、ガラス微粒子堆積体20とヒータ11の相対移動速度を調整することにより、ディプレスト層3となる部分の屈折率分布を調節することができる。ディプレスト層3となる部分の屈折率分布として、上述した比屈折率差の差分Aを、焼結時の相対移動速度により調節することができる。図3は、ガラス微粒子堆積体20とヒータ11との相対移動速度と光ファイバ1のディプレスト層3の比屈折率差の差分Aの関係を示すグラフである。   In the step of sintering the depressed pipe material, the refractive index distribution of the portion that becomes the depressed layer 3 can be adjusted by adjusting the relative moving speed of the glass fine particle deposit 20 and the heater 11. As the refractive index distribution of the portion that becomes the depressed layer 3, the above-described difference A of the relative refractive index difference can be adjusted by the relative movement speed during sintering. FIG. 3 is a graph showing the relationship between the relative movement speed of the glass particulate deposit 20 and the heater 11 and the difference A of the relative refractive index difference of the depressed layer 3 of the optical fiber 1.

図3に示したように、ガラス微粒子堆積体20とヒータ11との相対移動速度を低速に設定すると、ディプレスト層3の比屈折率差の差分Aが小さくなる。これは、相対移動速度が小さくなると、ヒータ11によって軸方向の同一位置近傍を加熱する時間が長くなり、ディプレスト層3となる部分の内周端までフッ素が十分に浸透して焼結され、内周側と外周側とのフッ素濃度の差が小さくなるからであると考えられる。   As shown in FIG. 3, when the relative movement speed between the glass fine particle deposit 20 and the heater 11 is set to a low speed, the difference A in the relative refractive index difference of the depressed layer 3 becomes small. When the relative movement speed is reduced, the time for heating the vicinity of the same position in the axial direction by the heater 11 is increased, and fluorine sufficiently penetrates and sinters to the inner peripheral end of the portion that becomes the depressed layer 3, This is considered to be because the difference in fluorine concentration between the inner peripheral side and the outer peripheral side becomes small.

一方、相対移動速度を高速に設定すると、ディプレスト層3の比屈折率差の差分Aが大きくなる。これは、相対移動速度が大きくなると、ヒータ11によって軸方向の同一位置近傍を加熱する時間が短くなり、ディプレスト層3となる部分の内周端までフッ素が十分に浸透せずに焼結され、内周側と外周側とのフッ素濃度の差が大きくなるからであると考えられる。   On the other hand, when the relative movement speed is set to a high speed, the difference A in the relative refractive index difference of the depressed layer 3 increases. This is because when the relative movement speed is increased, the time for heating the vicinity of the same position in the axial direction by the heater 11 is shortened, and the fluorine is not sufficiently permeated to the inner peripheral end of the depressed layer 3 and sintered. It is considered that this is because the difference in fluorine concentration between the inner peripheral side and the outer peripheral side becomes large.

本実施形態では、ガラス微粒子堆積体20とヒータ11との相対移動速度を3.0mm/min以下に設定する。これにより、光ファイバ1のディプレスト層3の内外周部の比屈折率差の差分Aを−0.02以上0未満として、ディプレスト層3の屈折率が内周側から外周側へ向かって低くなるように傾斜させることができる。   In the present embodiment, the relative movement speed between the glass fine particle deposit 20 and the heater 11 is set to 3.0 mm / min or less. Thereby, the difference A of the relative refractive index difference between the inner and outer peripheral portions of the depressed layer 3 of the optical fiber 1 is set to −0.02 or more and less than 0, and the refractive index of the depressed layer 3 is increased from the inner peripheral side toward the outer peripheral side. It can be tilted down.

相対移動速度を3.0mm/minより大きく設定すると、ディプレスト層3の内外周部の比屈折率差の差分Aをさらに大きくすることができるが、焼結時のフッ素のディプレスト層3への混入に大きなばらつきが生じてしまう。このため、ディプレスト層3の屈折率を外周側に向かって略一様に低下するように形成することが難しい。   If the relative movement speed is set to be larger than 3.0 mm / min, the difference A in the relative refractive index difference between the inner and outer peripheral portions of the depressed layer 3 can be further increased, but to the fluorine depressed layer 3 during sintering. There will be a large variation in the mixing of the. For this reason, it is difficult to form the depressed layer 3 so that the refractive index decreases substantially uniformly toward the outer peripheral side.

また、好ましくは、この相対移動速度を1.5mm/min以上に設定する。相対移動速度が1.5mm/minよりも小さいと、フッ素がディプレスト層3となる部分の内周端まで浸透し過ぎてしまう。このため、ディプレスト層3の屈折率が内周側から外周側にかけて一様となってしまい、屈折率分布を傾斜させることができない。   Preferably, the relative movement speed is set to 1.5 mm / min or more. If the relative moving speed is lower than 1.5 mm / min, fluorine will permeate too much to the inner peripheral edge of the portion that becomes the depressed layer 3. For this reason, the refractive index of the depressed layer 3 becomes uniform from the inner peripheral side to the outer peripheral side, and the refractive index distribution cannot be tilted.

このような本実施形態に係る光ファイバ1の製造方法によれば、1550nmのモードフィールド径MFDが10.0〜11.0μm、カットオフ波長λcが1250nm以下、MAC値が9.2以下、零分散波長λ0が1300〜1324nmの、特性に優れた光ファイバ1を提供することができる。   According to the method of manufacturing the optical fiber 1 according to this embodiment, the mode field diameter MFD of 1550 nm is 10.0 to 11.0 μm, the cutoff wavelength λc is 1250 nm or less, the MAC value is 9.2 or less, and zero An optical fiber 1 having excellent dispersion characteristics with a dispersion wavelength λ0 of 1300 to 1324 nm can be provided.

なお、ディプレストパイプ材の焼結時の相対移動速度を考慮せず、ディプレスト層3における内外周部の比屈折率差の差分Aが0又は正の値になった場合の検査歩留まり(上記特性を満たすファイバが得られる割合)は、0%であった。一方、ディプレストパイプ材の焼結時の相対移動速度を3.0mm/min以下とし、ディプレスト層3における内外周部の比屈折率差の差分Aを−0.2以上0未満としたときの検査歩留まりは、71.6%であった。ディプレストパイプ材の焼結時の相対移動速度を3.0mm/minより大きくし、ディプレスト層3における内外周部の比屈折率差の差分Aを−0.2より小さくしたときは、ディプレスト層3の屈折率変化を略一様にすることが難しく、最外層の屈折率n3bがばらついてしまうため、検査歩留まりは62.3%であった。 It should be noted that the inspection yield when the difference A in the relative refractive index difference between the inner and outer peripheral portions of the depressed layer 3 becomes 0 or a positive value without considering the relative moving speed during sintering of the depressed pipe material (above The ratio at which a fiber satisfying the characteristics was obtained was 0%. On the other hand, the relative moving speed during sintering of the depressed pipe material is set to 3.0 mm / min or less, and the difference A of the relative refractive index difference between the inner and outer peripheral portions in the depressed layer 3 is set to −0. Inspection yield when the 0 2 or less than 0, was 71.6%. The relative moving speed during sintering of the depressed pipe material is made larger than 3.0 mm / min, and the difference A in the relative refractive index difference between the inner and outer peripheral portions in the depressed layer 3 is set to −0. 0 2 than when smaller, it is difficult to substantially uniform refractive index change of the depressed layer 3, for thereby variations in the outermost layer of the refractive index n3b, inspection yield was 62.3%.

なお、本発明の光ファイバ1およびその製造方法は、前述した実施形態に限定されるものでなく、適宜な変形,改良等が可能である。   The optical fiber 1 and the manufacturing method thereof according to the present invention are not limited to the above-described embodiments, and appropriate modifications and improvements can be made.

1:光ファイバ、2:コア領域、3:ディプレスト層、4:ジャケット層、5:クラッド領域、10:焼結炉、11:ヒータ、20:ガラス微粒子堆積体、n2,n3a,n3b,n4:屈折率、A:比屈折率差の差分 1: optical fiber, 2: core region, 3: depressed layer, 4: jacket layer, 5: clad region, 10: sintering furnace, 11: heater, 20: glass fine particle deposit, n2, n3a, n3b, n4 : Refractive index, A: Difference in specific refractive index difference

Claims (1)

純シリカからなるコア領域と、
前記コア領域の周囲に設けられ、前記コア領域よりも低い屈折率を有するクラッド領域と、を有し、
前記クラッド領域は、前記コア領域と隣接するディプレスト層と、前記ディプレスト層の外周に設けられたジャケット層と、を備え、
前記ディプレスト層は、前記ジャケット層よりも屈折率が低く、
前記ディプレスト層の屈折率は、前記ディプレスト層の最内周における屈折率から、前記ディプレスト層の最外周における屈折率にかけて、略一様に低下するように傾斜しており、
前記ディプレスト層の最内周部の比屈折率差をΔn3a、前記ディプレスト層の最外周部の比屈折率差をΔn3bとしたとき、A=Δn3a−Δn3bで表される前記ディプレスト層における前記比屈折率差の差分A[%]が、−0.02≦A<0を満たすことを特徴とする光ファイバを製造する方法であって、
前記コア領域となるコア材を、前記ディプレスト層となるガラスパイプ内に挿入してコラプスし、その外側に前記ジャケット層をスス付けて焼結し、その後線引することによって前記光ファイバを製造する方法であって、
前記ガラスパイプとなるガラス体を焼結する工程において、フッ素を含む雰囲気下で、前記ガラス体の軸方向の一部分を加熱可能なヒータを、前記ガラス体の軸方向に相対移動させながら焼結させる際、前記ヒータの前記ガラス体に対する相対移動速度を3.0mm/min以下とすることを特徴とする光ファイバの製造方法。
A core region made of pure silica;
A cladding region provided around the core region and having a lower refractive index than the core region;
The cladding region comprises a depressed layer adjacent to the core region, and a jacket layer provided on the outer periphery of the depressed layer,
The depressed layer has a lower refractive index than the jacket layer,
The refractive index of the depressed layer is inclined so as to decrease substantially uniformly from the refractive index in the innermost circumference of the depressed layer to the refractive index in the outermost circumference of the depressed layer,
In the depressed layer represented by A = Δn3a−Δn3b, where Δn3a is the relative refractive index difference of the innermost peripheral portion of the depressed layer and Δn3b is the relative refractive index difference of the outermost peripheral portion of the depressed layer. The difference A [%] of the relative refractive index difference satisfies −0.02 ≦ A <0, and is a method of manufacturing an optical fiber ,
The core material to be the core region is inserted and collapsed into the glass pipe to be the depressed layer, and the jacket layer is sooted and sintered on the outside, and then the optical fiber is manufactured by drawing. A way to
In the step of sintering the glass body to be the glass pipe, a heater capable of heating a part of the glass body in the axial direction is sintered while relatively moving in the axial direction of the glass body in an atmosphere containing fluorine. At the time, the relative movement speed of the heater with respect to the glass body is set to 3.0 mm / min or less.
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