(57)【要約】  長波長（例えば、1550 nm）のシングルモード光伝送用の光ファイバが、純シリカ製コア領域と屈折率低減ドープしたクラッド層とを有して形成される。コア領域は直径ｄを有するとし、クラッド領域は外径Ｄを有するとする。本発明によると、Ｄ/ｄ＞8.5、好ましくは該比９〜10の範囲内にあるときに、シングルモード伝播が維持される。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直径ｄの純シリカ製コア領域と
該コア領域を取り囲む、外径Ｄのフッ素をドープされたクラッド領域とを有し、Ｄ/ｄ＞8.5であることを特徴とする、長波長信号のシングルモード伝送用光ファイバ。
【請求項２】
前記ファイバがその外側に管層をさらに有することを特徴とする、請求項１に記載の光ファイバ。
【請求項３】
前記外側の管層がシリカを含有することを特徴とする、請求項２に記載の光ファイバ。
【請求項４】
９＜Ｄ/ｄ＜10であることを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ。
【請求項５】
ガラス管を用意し、
b)MCVD工程を用いて該ガラス管の内壁にフッ素をドープしたシリカの複数の層を蒸着し、該複数の層がクラッド層の所望の厚さＤを得るように選択され、
c)蒸着されたフッ素をドープしたシリカの内壁にシリカ材を蒸着し、該シリカ材の量は所望のコア直径ｄを得るように選択され、及び
d)前記管を押し潰して、直径ｄのコア領域と該コア領域を取り囲む外径Ｄのクラッド層（但し、Ｄ/ｄ＞8.5）とを有する光ファイバプレフォームを形成する
ことを特徴とする、長波長信号のシングルモード伝送用光ファイバの形成方法。
【請求項６】
フッ素をドープした材料の複数の層を蒸着する前に、リンとフッ素とをドープしたシリカの比較的少ない数の層を蒸着することを特徴とする、請求項５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、長波長（例えば、λ＝1550 nm）用のシングルモードファイバに関し、より詳しくは、純シリカ製のコアと、比較的厚いクラッドであってコアの直径（ｄとする）に対する該クラッドの直径（Ｄとする）の割合が8.5よりも大きいクラッドとを有してなるシングルモードファイバに関する。
【背景技術】
【０００２】
シングルモード光ファイバにおいて、ガイドされるエネルギーの全量の内、かなりの部分がコアに閉じ込められず、パワー配分の「尾」がクラッド材中に無視し得ない距離まで入り込んでしまう。クラッドの外側にある基板（又はスリーブ）管材は、通常、クラッド材よりも純度が落ちる（それ故にもっとロスが多い）ので、全パワーに対して問題になるような量が基板又は管の材料中を伝播しないことを確実にする必要がある。
【０００３】
「低減クラッド」と称される、従来技術のシングルモードファイバのある型のものにおいては、クラッド材の有効屈折率は、コアの屈折率よりもかなり小さくなるように選択される。これらの低減クラッドの従来技術による設計の大部分においては、ファイバ全体の直径を小さく保ちつつ屈折率の差を最も大きくするために、コア領域は屈折率を大きくするように「アップドープ」され、クラッド領域は屈折率を小さくするように「ダウンドープ」される。コアの直径ｄに対するクラッドＤの直径の比は、プレフォームから作られた光ファイバの様々な性能のパラメータを決定するのに有用である。例えば、所望の透過性質を有する光ファイバを得るためには、Ｄ／ｄ比は、許容される比較的狭い値の範囲内にあるのがよい。Ｄ／ｄ値は延設されたファイバのカットオフ波長にも影響する。このカットオフ波長とは、それより長い波長では光ファイバがステップインデックスマルチモードファイバとして挙動し、それよりも短い波長では光ファイバがシングルモードファイバとして挙動する波長である。また、Ｄ／ｄ比は、シングルモードファイバにおいて光強度の幅の基準であるモードフィールド径（ＭＦＤ）（「スポットサイズ」とも称される）に影響する。殆どの場合において、Ｄ／ｄ比を2.5未満に維持するのが望ましい。この値は短波長の機器においては問題がないが、より長い波長（例えば、1550 nm）になると、この値では維持することができない。
【０００４】
屈折率低減クラッド／純シリカ製のコアが使用されている場合（即ち、シリカより低い屈折率を示すようにクラッドがドープされている場合）には、全電力の内の無視できない量がクラッドの外に漏出してしまう。クラッドの被覆の吸収損失が小さく、蒸着したクラッド材の吸収損失に匹敵する程度であったとしても、このように、光ファイバは比較的高い損失を有することになる。被覆中を伝播する放射はガイドされておらず、「漏れ」出てしまうので、この型の損失は「漏出モード損失」と称される。漏出モード損失は、かなり厚いクラッド層を蒸着させることによって避けることができる。
【０００５】
したがって、純シリカ製ファイバに対しては、光波のガイドに必要な屈折率の差を提供することのできる低減クラッドはシングルモードを含有するのに十分なほど厚くなくてはならず、その一方でファイバからエネルギーが漏出するのと、特定の波長で減衰が劇的に増加するのとを許してはならない。このように、プレフォームはシングルモードを十分に含有する操作波長に比較的近いカットオフ波長を有するように設計されなければならない。さらに、屈折率低減クラッド材は、巨大な折り曲げ損失を被ることなく、操作波長モードを含有するのに十分な厚さを有していなければならない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、従来技術で未解決の要求に取り組んでおり、長波長（例えば、λ＝1550 nm）用のシングルモードファイバに関する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
より詳しくは、本発明は純シリカのコアと、該コアの直径（ｄとする。）に対するクラッドの直径（Ｄとする。）が8.5よりも大きい、比較的厚いクラッドとを有するシングルモードファイバに関する。
【０００８】
本発明によると、コアは純シリカで形成されており、フッ素をドープしたシリカを含有する比較的厚いクラッドを有する。フッ素種を添加することにより、純シリカコア材料に対してクラッドの有効屈折率を低減させることができる。従来技術のMCVD工程を用いることにより、約30〜90層のフッ素添加シリカがガラス製のプレフォーム管内に堆積される。コア材料は、後から、フッ素添加シリカの堆積層の上に堆積される。
【発明の効果】
【０００９】
このようなＤ／ｄ比を有するファイバを形成すると、得られたファイバは耐放射線性（ある使用目的には必要な特徴である）になり、都合がよい。得られたファイバは、また、耐水素性である（即ち、水素環境下で十分に機能する）ことが実証されており、それ故に、厳しい環境化（例えば、「坑井内用」ファイバ）で典型的に見られる水素誘起性の損失への向上した抵抗性を示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の他の更なる特徴は、以下の検討の過程で、及び添付の図面を参照することによって明らかになるであろう。
【００１１】
図１は、本発明に従って形成された長波長用シングルモードファイバ10の断面図（図１(a)）と、該ファイバの関連する屈折率プロファイル（図１(b)）とを示している。このファイバは、比較的小さい直径の純シリカ製コア領域12（図中、コア領域12の直径は「ｄ」という参照符号が付されている。）を有している。このコア領域12を比較的厚いクラッド層14が取り囲んでいる（図中、クラッド層14の直径は「Ｄ」とされている。）。本発明によると、クラッド層14はフッ素をドープされており、このフッ素は、材料の有効屈折率を低下させるように機能し、伝播する信号の大部分がコア領域Ａ内に残ることを確実にしている。「管」層16がクラッド層14を取り囲むものとして示されており、この管層16も純シリカ製であってもよい。図１(b)は、ファイバ10についての屈折率プロファイルを示しており、コアの屈折率（ｎ12とする）とクラッドの屈折率（ｎ14とする）との差が「Δ」として示されている。クラッド層にフッ素を含有させることによりクラッドの屈折率を「低減」させるので、伝播するシングルモードの光信号の殆どはコア領域12の中に保持される。本発明によると、そして従来のファイバ製造パラメータとは反対に、Ｄ／ｄは、8.5より大きく、好ましくは９〜10の範囲内であり、かなり大きいものに制御されている。例えば、10ミクロンファイバの純シリカ製コアに対して、フッ素ドープクラッドはその外径が85ミクロンよりも大きい、好ましくは90〜100ミクロンの間にある必要がある。
【００１２】
図２〜５は、本発明の長波長用シングルモードファイバを形成するのに使用することのできる好適な一連の工程を示している。図２に示されているように、このプロセスは、よく知られている「調整化学蒸着法（modified chemical vapor deposition）」技法を用いて光ファイバプレフォームを作るのに使用される好適なガラス管20から始まる。次いで、図３に示されるように、クラッド材22が管22の内壁24に蒸着される。クラッドは、所望の厚さの最終的なプレフォーム構造体になるまで何層にも蒸着される。厚いクラッド領域を形成するのに30〜90もの別々の層のフッ素をドープしたシリカを蒸着する必要がある場合もある。特に、所望のＤ／ｄ比を得るために、層の数は、コア領域の予め定められた直径ｄ関して（様々な工程パラメータと組み合わせて）制御される。製造中にクラッドが厚過ぎることが発見されれば、蒸着したクラッド材の一部を除去するためにＨＦエッチングを用いることができる。ガラス管20の長さに応じて、蒸着温度は約1920〜2020℃の範囲内であるのが好ましい。フッ素ドープクラッドは、ＳｉＦ、Ｏ２、ＳｉＣｌ４、及びＨｅの前駆体から形成される。使用される機器に応じて、半数の層は一方向（例えば、左から右）に蒸着し、残りの半数の層は反対方向（例えば、右から左）に蒸着して、比較的厚く蒸着されるクラッド材の形状における非平坦部分を均衡化することができる。
【００１３】
十分な量のフッ素ドープクラッド材22が蒸着されたら、図４に示すように、クラッド材22の内壁26上にシリカコア材24を蒸着させる。コア材24が蒸着されたら、図５に示すように、管を押し潰す。本発明によると、クラッド材22の厚さ（Ｄ）とコア材24の厚さ（ｄ）との厚さは、Ｄ／ｄ＞8.5 となるように制御される。したがって、比較的小さい直径のシリカコア領域とそれを取り囲む比較的厚いクラッドとを用いることによって、シングルモード長波長信号（例えば、λ＝1550 nm）を維持することができる。
【００１４】
別の態様において、蒸着された第一セットのクラッド層（例えば、20〜30層）は、フッ素と共にリンを含有していてもよく、この第一セットのクラッド層に続いて「フッ素のみを添加した」層が蒸着されてもよい。フッ素のみが添加された層があることによって、先に記述したように、水素の安定性が維持される。さらに、MCVDはファイバプレフォームを形成する好適な技法ではあるが、所望のＤ／ｄ比を有するファイバをやはり形成することのできる、他のいかなる技法を使用することもできる。
【００１５】
実際、この発明は、本明細書に添付の請求項によってのみその範囲が制限されることを意図している。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、本発明に従って形成されたシングルモード、長波長用ファイバの断面図と関連する屈折率の高低の様子を示している。
【図２】図２は、本発明のシングルモード、長波長用ファイバを形成する好適な工程を示している。
【図３】図３は、本発明のシングルモード、長波長用ファイバを形成する好適な工程を示している。
【図４】図４は、本発明のシングルモード、長波長用ファイバを形成する好適な工程を示している。
【図５】図５は、本発明のシングルモード、長波長用ファイバを形成する好適な工程を示している。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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