(57)【要約】【課題】伝送損失の小さいサイドトンネル型偏波保持ファイバの製造方法を提供する。【解決手段】コア４となるコア形成部１ａがロッド１軸方向に延びるように形成されていると共にロッド１横断面においてコア形成部１ａを挟むように配設された一対のホール８となる一対のホール形成孔２がコア形成部１ａに沿って延びるように形成されたロッド材を準備する工程と、ロッド材を加熱及び延伸することによりホール形成孔２内の表面を平滑化したロッド母材１’を作製する工程と、ロッド母材１’のホール形成孔２内の表面にホール形成孔２がコア形成部１ａに接することのないようにエッチング処理を施す工程と、ロッド母材１’のホール形成孔２内の表面に脱水処理を施す工程と、ロッド母材１’のホール形成孔２内への大気の進入を阻止する手段を講ずる工程と、ロッド母材１’を加熱及び延伸してファイバ状に線引きする工程と、を備える。【選択図】図１
2004264536.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コアと、該コアを被覆するように設けられたクラッドとを備え、該クラッドにファイバ横断面において該コアを挟むように配設された一対のホールが該コアに沿って延びるように形成されたサイドトンネル型偏波保持ファイバの製造方法であって、
上記コアとなるコア形成部がロッド軸方向に延びるように形成されていると共にロッド横断面において該コア形成部を挟むように配設された上記一対のホールとなる一対のホール形成孔が該コア形成部に沿って延びるように形成されたロッド材を準備する工程と、
上記ロッド材を加熱及び延伸することにより上記ホール形成孔内の表面を平滑化したロッド母材を作製する工程と、
上記ロッド母材の上記ホール形成孔内の表面に該ホール形成孔が上記コア形成部に接することのないようにエッチング処理を施す工程と、
上記ロッド母材の上記ホール形成孔内の表面に脱水処理を施す工程と、
上記ロッド母材の上記ホール形成孔内への大気の進入を阻止する手段を講ずる工程と、
上記ロッド母材を加熱及び延伸してファイバ状に線引きする工程と、
を備えたことを特徴とするサイドトンネル型偏波保持ファイバの製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載されたサイドトンネル型偏波保持ファイバの製造方法において、
上記線引き工程の前に、上記ロッド母材を覆うようにその外側にサポート管を配置することを特徴とするサイドトンネル型偏波保持ファイバの製造方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載されたサイドトンネル型偏波保持ファイバの製造方法において、
上記線引き工程での上記ホール形成孔の内圧が大気圧より高くなるように調整することを特徴とするサイドトンネル型偏波保持ファイバの製造方法。
【請求項４】
請求項１に記載されたサイドトンネル型偏波保持ファイバの製造方法において、
上記一対のホール形成孔が、複数個であることを特徴とするサイドトンネル型偏波保持ファイバの製造方法。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載されたサイドトンネル型偏波保持ファイバの製造方法において、
上記コア形成部は希土類元素がドープされていることを特徴とするサイドトンネル型偏波保持ファイバの製造方法。
【請求項６】
請求項２に記載されたサイドトンネル型偏波保持ファイバの製造方法において、
上記ロッド母材と上記サポート管との間に、複数のキャピラリを充填することを特徴とするサイドトンネル型偏波保持ファイバの製造方法。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかに記載されたサイドトンネル型偏波保持ファイバの製造方法で製造されたサイドトンネル型偏波保持ファイバであって、
上記サイドトンネル型偏波保持ファイバのモード複屈折率が１×１０−５以上で、且つ上記ホール内の水酸基含有量が３５０ｐｐｂ以下であることを特徴とするサイドトンネル型偏波保持ファイバ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、偏波保持ファイバに関し、特にサイドトンネル型偏波保持ファイバの製造方法に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
光ファイバの１種である偏波保持ファイバは、ファイバ断面のＸ軸方向とＹ軸方向との伝搬定数差を意図的に大きくして偏波安定性を向上させたものであり、偏光や干渉を利用した光ファイバセンサやコヒーレント光ファイバ通信等に利用されている。
【０００３】
この偏波保持ファイバにおいて、サイドトンネル型偏波保持ファイバは、現在主流であるＰＡＮＤＡファイバ等の応力付与ファイバと比較して、製造工程が単純であり、比較的安価で製造可能であるという利点を持っている。
【０００４】
ところで、偏波保持ファイバの偏波保持特性を表す指標として、モード複屈折率がある。このモード複屈折率の値が大きいほど、偏波保持特性に優れているといえる。また、ファイバ断面のＸ軸方向の光がＹ軸方向に漏れる量を示すクロストークも偏波保持特性の指標となる。このクロストークの値が小さい（絶対値が大きい）ほど偏波保持特性に優れているといえる。
【０００５】
一般に、サイドトンネル型偏波保持ファイバのモード複屈折率は、１×１０−５程度であり、ＰＡＮＤＡファイバのモード複屈折率の約１／１０である。しかしながら、ピグテールや希土類増幅ファイバ等のような数ｍ程度の短い長さの使用においては、クロストークが小さいので、サイドトンネル型偏波保持ファイバが、好適に用いられる。
【０００６】
このサイドトンネル型偏波保持ファイバは、特許文献１に開示されているようなプリフォームを線引き加工することにより製造される。特許文献１では、石英パイプ内に、ロッドをその両側に空隙部を保持するように配設する方法や、四角形状に研削したロッドに石英パイプを被せる方法によりプリフォームを作製する製造方法が示されている。
【０００７】
また、他のサイドトンネル型偏波保持ファイバ製造方法としては、特許文献２に開示されているように、コア用ガラスロッドに、コアの両側にコアに接するようなホールを設けて、そのガラスロッドを線引きする製造方法がある。特許文献２では、得られた光ファイバの偏波保持特性を表すモード複屈折率の値が示されているが、伝送損失の値の記載がない。そこで、本発明者らは、特許文献２の内容に従ってサイドトンネル型偏波保持ファイバを試作し、得られたファイバの伝送損失を測定したところ、伝送損失が大きい結果となった。これは、モード複屈折率を大きくするために、コアに接するまでホールを設けているので、そのホールによってコア内を伝搬する光が散乱され、さらにホール内面に脱水処理を施していないため、ホールでの伝送損失が大きくなったことが原因と考えられる。
【０００８】
【特許文献１】
特開昭５９−１５６９２９号公報
【特許文献２】
特公平５−１２１９号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、伝送損失の小さいサイドトンネル型偏波保持ファイバの製造方法を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明のサイドトンネル型偏波保持ファイバの製造方法は、コアと、該コアを被覆するように設けられたクラッドとを備え、該クラッドにファイバ横断面において該コアを挟むように配設された一対のホールが該コアに沿って延びるように形成されたサイドトンネル型偏波保持ファイバの製造方法であって、上記コアとなるコア形成部がロッド軸方向に延びるように形成されていると共にロッド横断面において該コア形成部を挟むように配設された上記一対のホールとなる一対のホール形成孔が該コア形成部に沿って延びるように形成されたロッド材を準備する工程と、上記ロッド材を加熱及び延伸することにより上記ホール形成孔内の表面を平滑化したロッド母材を作製する工程と、上記ロッド母材の上記ホール形成孔内の表面に該ホール形成孔が上記コア形成部に接することのないようにエッチング処理を施す工程と、上記ロッド母材の上記ホール形成孔内の表面に脱水処理を施す工程と、上記ロッド母材の上記ホール形成孔内への大気の進入を阻止する手段を講ずる工程と、上記ロッド母材を加熱及び延伸してファイバ状に線引きする工程と、を備えたことを特徴とする。
【００１１】
上記の方法によれば、ホール形成孔がコア形成部に接することなく設けられることになる。また、ホール形成孔を有するロッド材を加熱及び延伸しているので、ホール形成孔の径が小さくなり、且つホール形成孔内の表面の一部が融けることによりホール形成孔内の表面が平滑になる。さらに、ホール形成孔内の表面のエッチング処理によりホール形成孔内の表面の不純物を除去し、脱水処理によりホール形成孔内の表面の水酸基を除去し、合わせてホール形成孔内への大気の進入を阻止することになる。これらのことより、伝送損失の原因となるホール形成孔内の水酸基を排除することができ、また、ホール形成孔がコア形成部に接することもないため、伝送損失の小さいサイドトンネル型偏波保持ファイバを製造することができる。
【００１２】
本発明のサイドトンネル型偏波保持ファイバの製造方法は、上記線引き工程の前に、上記ロッド母材を覆うようにその外側にサポート管を配置してもよい。
【００１３】
上記の方法によれば、サポート管内にロッド母材を配置して、それを線引き加工することになる。サポート管を配置する場合は、サポート管を配置しない場合と比較して線引き加工によるホールの細径化の比率が大きくなるため、ロッドに同じ大きさのホール形成孔を開孔して線引きすると、得られるファイバのホールの径がサポート管を配置しない場合よりも小さくなる。これにより、小さなホール径のサイドトンネルファイバを製造することができる。さらに、ファイバに線引きする前に、ロッド材の状態で加熱及び延伸することになるため、ロッド材のホール形成孔内の表面を平滑化することができる。
【００１４】
本発明のサイドトンネル型偏波保持ファイバの製造方法は、上記線引き工程での上記ホール形成孔の内圧が大気圧より高くなるように調整してもよい。
【００１５】
上記の方法によれば、線引き加工時にホール形成孔の内圧が大気圧より高くなるため、コアを楕円にすることができる。これにより、モード屈折率が高くなり偏波保持特性を向上させることができる。
【００１６】
本発明のサイドトンネル型偏波保持ファイバの製造方法は、上記一対のホール形成孔が、複数個であってもよい。
【００１７】
モード複屈折率を高くするために、ホール形成孔の径を大きくしようとする場合、開孔時にロッドの歪みが大きくなり、ロッドに割れが発生する。上記の方法によれば、コア形成部の両側に設けられた一対のホール形成孔を複数個にすることによって、ロッドの歪みを解消しロッドの割れを防止でき、サイドトンネル型偏波保持ファイバの設計の自由度も広げることができる。
【００１８】
本発明のサイドトンネル型偏波保持ファイバの製造方法は、上記コアが希土類元素がドープされていてもよい。
【００１９】
上記の方法によれば、コアに希土類をドープすることにより、偏波保持機能を有したファイバレーザーや光アンプを作製することができる。
【００２０】
本発明のサイドトンネル型偏波保持ファイバの製造方法は、上記ロッド母材と上記サポート管との間に、複数のキャピラリを充填してもよい。
【００２１】
上記の方法によれば、ロッド母材のコア形成部の外側に内側クラッドが形成され、ロッド母材とサポート管との間、すなわち内側クラッドの外側に、キャピラリからなる外側クラッドが形成されることになる。これにより、サイドトンネル型偏波保持ダブルクラッドファイバを製造することができる。
【００２２】
本発明のサイドトンネル型偏波保持ファイバは、請求項１乃至５のいずれかに記載のサイドトンネル型偏波保持ファイバの製造方法で製造され、上記サイドトンネル型偏波保持ファイバのモード複屈折率が１×１０−５以上で、且つ上記ホール内の水酸基含有量が３５０ｐｐｂ以下であることを特徴とする。
【００２３】
上記の構成によれば、水酸基濃度が極めて低く、伝送損失の原因となるホール内の水酸基の影響がほとんどなくなり、また、モード複屈折率の値も１×１０−５以上であるため、偏波保持特性を保持したまま伝送損失を小さくすることができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態に係るサイドトンネル型偏波保持ファイバの製造方法について図面に基づいて詳細に説明する。
【００２５】
図６は、本発明に用いられるサイドトンネル型偏波保持ファイバ製造装置１００の概略構成図を示す。
【００２６】
このサイドトンネル型偏波保持ファイバ製造装置１００は、サポート管内吸引用チャンバー１５、ホール形成孔用チャンバー１６、プリフォーム送り出し装置１１、溶融炉１２、線径制御部１３及び巻き取り部１４を備えている。
【００２７】
プリフォーム送り出し装置１１は、上下方向に延びる支柱部１１ａ、支柱部１１ａに上下移動可能に設けられた移動部１１ｂ、移動部１１ｂから側方に延びるように設けられたプリフォーム保持部１１ｃを有する。このプリフォーム送り出し装置１１では、プリフォーム保持部１１ｃによりプリフォーム１０を鉛直状態に保持し、移動部１１ｂが支柱部１１ａ上を上から下へ移動して、プリフォーム１０をその溶融炉１２に所定の速度で送るようになっている。
【００２８】
溶融炉１２は、ヒーター１２ａを備えており、プリフォーム送り出し装置１１より送られてくるプリフォーム１０の下部をその内部に取り込み、プリフォーム１０を加熱溶融するものである。
【００２９】
線径制御ユニット１３は、線径測定器１３ａ、線径制御部１３ｂ及びキャプスタン１３ｃを備えており、線径測定器１３ａにより非接触で溶融炉１２から排出されるサイドトンネル型偏波保持ファイバ２０の外径を測定し、線径制御部１３ｂを介して、プリフォーム送り出し装置１１のプリフォーム１０の送り速度や、キャプスタン１３ｃの回転速度にフィードバックして、サイドトンネル型偏波保持ファイバ２０の外径を所定値に合わせるものである。
【００３０】
巻き取り部１４は、ボビン１４ａ、ローラー１４ｂ及びダンサーローラー１４ｃを備えており、得られたサイドトンネル型偏波保持ファイバ２０の張力を一定に保持しながらサイドトンネル型偏波保持ファイバ２０をボビン１４ａに巻き取るものである。
【００３１】
サポート管内吸引用チャンバー１５は、上面を有する円筒状に形成されており、後述のプリフォーム１０のサポート管３の上側から外嵌めするように設けられている。サポート管内吸引用チャンバー１５の側面からは排気系配管が延び、真空ポンプに接続されている。そして、真空ポンプによって吸引用チャンバー１０及びサポート管２内、つまり、ロッド母材１とサポート管３との間を減圧するようになっている。
【００３２】
ホール形成孔用チャンバー１６は、上面を有する円筒状に形成されており、サポート管内吸引用チャンバー１５の上面を貫通して後述のプリフォーム１０のロッド母材１の上側から外嵌めするように設けられている。ホール形成孔用チャンバー１６の側面からは排気系配管が延び、圧力調整が可能である。そして、ホール形成孔用チャンバー１６内、つまり、ロッド母材１内のホール形成孔２の圧力を調整するようになっている。
【００３３】
次に、上述のサイドトンネル型偏波保持ファイバ製造装置１００を用いて、本発明の製造方法を工程を追って説明する。
【００３４】
（実施形態１）
以下に、本発明の実施形態１に係るサイドトンネル型偏波保持ファイバ２０の製造方法について工程を追って説明する。
【００３５】
図１は、本発明の実施形態１に係るプリフォーム１０の斜視図である。
【００３６】
＜準備工程＞
石英製で円筒状のサポート管３と、石英製でコア形成部１ａとクラッド形成部１ｂとを同心円状に配設し所定の比屈折率差Δを持つ円柱状のロッド１と、を準備する。
【００３７】
なお、ロッド１は、ＶＡＤ法等の公知の光ファイバ用プリフォームの製造方法によって作製される。
【００３８】
また、比屈折率差Δは、本実施形態では、コア形成部１ａの屈折率に対するコア形成部１ａとクラッド形成部１ｂとの屈折率差の比を百分率で表したものである。例えば、コア形成部１ａにゲルマニウム（Ｇｅ）をドープすることにより、コア形成部１ａの屈折率を高めることができる。
【００３９】
さらに、コア形成部１ａに、エルビウム（Ｅｒ）、イッテルビウム（Ｙｂ）及びネオジム（Ｎｄ）等の希土類元素をドープすることにより、偏波保持機能を有したファイバレーザーや光アンプを作製することができる。
【００４０】
＜ロッド材準備工程＞
円柱状のロッド１のコア形成部１ａの両側にコア形成部１ａの外周から離れて、且つ軸対称の位置にホール形成孔２を形成するようにロッド１を長さ方向に開孔しロッド材を作製する。
【００４１】
＜ロッド母材作製工程＞
ロッド材を加熱及び延伸して所定の径のロッド母材１’を作製する。このとき、ロッド母材１’内のホール形成孔２は、その内径が小さくなり、且つホール形成孔２内の表面の一部が融けることにより平滑になる。
【００４２】
＜エッチング工程＞
ホール形成孔２内に、ＨＦ等のエッチングガスを流し、ホール形成孔２内の表面の不純物を除去する。
【００４３】
＜脱水処理工程＞
エッチング処理を施したホール形成孔２内に、流量３０ｓｃｃｍ程度でＣｌ２等の乾燥性ガスを流しながら、１０００℃で加熱処理を行い、ホール形成孔２内の表面の水酸基を除去する。
【００４４】
ここで、ｓｃｃｍは、「ｓｔａｎｄａｒｄ  ｃｃ／ｍｉｎ」のことであり、大気圧（１．０１３ｈＰａ）で０℃における流量の単位である。
【００４５】
＜空気進入防止工程＞
ホール形成孔２内に、外部の空気が入らないように、ロッド母材１’の両端を加熱して封止する。又は、以後の工程を外部の空気と遮断されたチャンバー内で行う。
【００４６】
＜線引き加工工程＞
サポート管３内にロッド母材１’を挿入しプリフォーム１０を作製する。そのプリフォーム１０を上述のプリフォーム送り出し装置１１のプリフォーム保持部１１ｃにセットする。そして、プリフォーム１０のサポート管３の上端に、サポート管内吸引用チャンバー１５を嵌め込み、サポート管内吸引用チャンバー１５内及びサポート管３とロッド母材１’との間を減圧する。さらに、プリフォーム１０のロッド母材１’の上端に、ホール形成孔用チャンバー１６を嵌め込み、ホール形成孔用チャンバー１６内を調整し、ホール形成孔２の内圧を所定の圧力に設定する。
【００４７】
次いで、プリフォーム送り出し装置１１を作動させ、プリフォーム１０の下部を溶融炉１２によって加熱し、プリフォーム１０の下側からファイバ状に線引きする。このとき、ロッド母材１’とサポート管３とは相互に融着一体化することとなる。このようにして、図３に示すような中実に形成されたコア４と、コア４を囲うように設けられ且つコア４に沿って延びるクラッド５と、クラッド５にコア４を挟むように設けられた一対のホール８と、これらを被覆するように設けられたサポート部６とを有するサイドトンネル型偏波保持ファイバ２０が得られる。
【００４８】
次いで、線径制御ユニット１３の線径測定器１３ａによって線引き直後のサイドトンネル型偏波保持ファイバ２０の外径を測定し、線径制御部１３ｂによってその外径測定値を基にプリフォーム送り出し装置１１のプリフォーム３の送り速度及びキャプスタン１３ｃの回転速度を制御し、サイドトンネル型偏波保持ファイバ２０の外径を所定値に調整する。
【００４９】
次いで、外径が所定値に調整されたサイドトンネル型偏波保持ファイバ２０を巻き取り部１４のローラー１４ｂ及びダンサーローラー１４ｃを経由させ、同時にダンサーローラー１４ｃによって一定の張力をかけながら、ボビン１４ａに巻き取る。
【００５０】
次に、具体的に行った実験について説明する。
【００５１】
本発明の実施形態１の実施例として、上記実施形態１と同一の方法で、サイドトンネル型偏波保持ファイバ２０を作製した。
【００５２】
実施例１は、石英製で円筒状のφ２５ｍｍ×φ８ｍｍのサポート管３と、石英製でクラッド形成部１ｂ／コア形成部１ａの比が４でイッテルビウム（Ｙｂ）をドープした比屈折率差Δ０．３％の円柱状のφ５０ｍｍのロッド１と、を準備して、コア形成部１ａ外周から外周側に２ｍｍの位置にφ４．２ｍｍのホール形成孔２を開孔することによりロッド材を作製し、そのロッド材を加熱及び延伸してφ６．０ｍｍに細径化を行いロッド母材１’を作製し、サポート管３内に細径化したロッド母材１’を挿入してプリフォーム１０を作製し、線引き加工時のホール形成孔２の内圧が略大気圧になるように設定し、プリフォーム１０を線引き加工することにより、外径１２５μｍのサイドトンネル型偏波保持ファイバ２０を作製した。
【００５３】
得られたサイドトンネル型偏波保持ファイバ２０は、ホール８がφ３．１μｍで、コア４がほぼ円形であった。その波長１．３８μｍの光の損失は３ｄＢ／ｋｍであり、波長１．５５μｍの光の損失は０．５ｄＢ／ｋｍであった。その波長１．５５μｍの光のモード複屈折率は２×１０−５であった。１０ｍでの偏波間のクロストークは−３０ｄＢであった。
【００５４】
実施例２は、ロッド母材１’の両端を封止し線引き加工時のホール形成孔２の内圧が正圧になるように、プリフォーム１０を線引き加工すること以外は、実施例１と同一の方法により、外径１２５μｍのサイドトンネル型偏波保持ファイバ２０を作製した。
【００５５】
得られたサイドトンネル型偏波保持ファイバ２０は、ホール８がφ３．９μｍで、コア４が楕円であった。その波長１．３８μｍの光の損失は３ｄＢ／ｋｍであり、波長１．５５μｍの光の損失は０．５ｄＢ／ｋｍであった。その波長１．５５μｍの光のモード複屈折率は３×１０−５であった。１０ｍでの偏波間のクロストークは−３０ｄＢであった。
【００５６】
実施例３は、ロッド１のコア形成部１ａの外周から外周側に２ｍｍの位置にφ４．２ｍｍのホール形成孔２を開孔する際に、コア形成部１ａの両側にそれぞれ２個ずつの計４個のホール形成孔２を設けること以外は、実施例１と同一の方法により、図４に示すような外径１２５μｍのサイドトンネル型偏波保持ファイバ２０を作製した。
【００５７】
得られたサイドトンネル型偏波保持ファイバ２０は、ホール８がφ３．１μｍで、コア４がほぼ円形であった。その波長１．３８μｍの光の損失は３ｄＢ／ｋｍであり、波長１．５５μｍの光の損失は０．７ｄＢ／ｋｍであった。その波長１．５５μｍの光のモード複屈折率は３×１０−５であった。１０ｍでの偏波間のクロストークは−３０ｄＢであった。
【００５８】
次に、本発明の実施形態１の比較例について説明する。
【００５９】
比較例１は、コア形成部１ａの外周から１ｍｍの位置にφ４．２ｍｍのホール形成孔２を開孔することによりロッド材を作製し、そのロッド材を加熱及び延伸してφ６．０ｍｍに細径化を行ってロッド母材１’を作製し、そのロッド母材１’のホール形成孔２内のエッチング処理を行い、ホール形成孔２を拡径させコア形成部１ａとホール形成孔２とを接するようにすること以外は、実施例１と同一の方法により、外径１２５μｍのサイドトンネル型偏波保持ファイバ２０を作製した。
【００６０】
得られたサイドトンネル型偏波保持ファイバ２０は、ホール８がφ３．１μｍで、コア４がほぼ円形であった。その波長１．３８μｍの光の損失は１００ｄＢ／ｋｍであり、波長１．５５μｍの光の損失は９．０ｄＢ／ｋｍであった。その波長１．５５μｍの光のモード複屈折率は５×１０−５であった。１０ｍでの偏波間のクロストークは−１７ｄＢであった。
【００６１】
比較例２は、エッチング処理及び脱水処理を行わないこと以外は、実施例１と同一の方法により、外径１２５μｍのサイドトンネル型偏波保持ファイバ２０を作製した。
【００６２】
得られたサイドトンネル型偏波保持ファイバ２０は、ホール８がφ３．１μｍで、コア４がほぼ円形であった。その波長１．３８μｍの光の損失は８０ｄＢ／ｋｍであり、波長１．５５μｍの光の損失は５．０ｄＢ／ｋｍであった。その波長１．５５μｍの光のモード複屈折率は２×１０−５であった。１０ｍでの偏波間のクロストークは−１５ｄＢであった。
【００６３】
比較例３は、エッチング処理を行わないこと以外は、実施例１と同一の方法により、外径１２５μｍのサイドトンネル型偏波保持ファイバ２０を作製した。
【００６４】
得られたサイドトンネル型偏波保持ファイバ２０は、ホール８がφ３．１μｍで、コア４がほぼ円形であった。その波長１．３８μｍの光の損失は５０ｄＢ／ｋｍであり、波長１．５５μｍの光の損失は２．０ｄＢ／ｋｍであった。その波長１．５５μｍの光のモード複屈折率は２×１０−５であった。１０ｍでの偏波間のクロストークは−２０ｄＢであった。
【００６５】
（実施形態２）
以下に、本発明の実施形態２に係るサイドトンネル型偏波保持ダブルクラッドファイバ２５の製造方法について工程を追って説明する。
【００６６】
図２は、本発明の実施形態２に係るプリフォーム１０の斜視図である。
【００６７】
＜準備工程＞
石英製で円筒状のサポート管３と、石英製でコア形成部１ａとクラッド形成部１ｂとを同心円状に配設し所定の比屈折率差Δを持つ円柱状のロッド１と、石英製で円筒状のキャピラリ７を複数本と、を準備する。さらに、キャピラリ７については、その両端を加熱して封止する。
【００６８】
なお、ロッド１は、ＶＡＤ法等の公知の光ファイバ用プリフォームの製造方法によって作製される。
【００６９】
さらに、コア形成部１ａに、エルビウム（Ｅｒ）、イッテルビウム（Ｙｂ）及びネオジム（Ｎｄ）等の希土類元素をドープすることにより、偏波保持機能を有したファイバレーザーや光アンプを作製することができる。
【００７０】
以下のロッド材準備工程、ロッド母材作製工程、エッチング工程、脱水処理工程及び空気進入防止工程は、実施形態１と実質的に同じであるため、その説明を省略する。
【００７１】
＜線引き加工工程＞
複数本のキャピラリ７及びロッド母材１’を貫通状態にサポート管３内に充填する。このとき、サポート管３内に複数本のキャピラリ７が充填されると共に、ロッド母材１’がサポート管３の中心軸の位置に配置されるようにする。これにより、プリフォーム１０が作製される。そのプリフォーム１０を上述のプリフォーム送り出し装置１１のプリフォーム保持部１１ｃにセットする。そして、プリフォーム１０のサポート管３の上端に、サポート管内吸引用チャンバー１５を嵌め込み、サポート管内吸引用チャンバー１５内及びサポート管３とロッド母材１’との間及びキャピラリ７の間を減圧する。さらに、プリフォーム１０のロッド母材１の上端に、ホール形成孔用チャンバー１６を嵌め込み、ホール形成孔用チャンバー１６内を調整し、ホール形成孔２の内圧を所定の圧力に設定する。
【００７２】
次いで、プリフォーム送り出し装置１１を作動させ、プリフォーム１０の下部を溶融炉１２によって加熱し、プリフォーム１０の下側からファイバ状に線引きする。このとき、隣接するキャピラリ７同士、ロッド母材１’とキャピラリ７、キャピラリ７とサポート管３とは相互に融着一体化することとなる。このようにして、図５に示すような中実に形成されたコア４と、コア４を囲うように設けられ且つコア４に沿って延びる第１クラッド５ａと、第１クラッド５ａを囲うように設けられ且つコア４に沿って延びる第２クラッド５ｂと、第１クラッド５ａにコア４を挟むように設けられた一対のホール８と、これらを被覆するように設けられたサポート部６とを有するサイドトンネル型偏波保持ダブルクラッドファイバ２５が得られる。次いで、線径制御の工程が続くが、実施形態１のものと実質的に同じであるため、その説明は省略する。
【００７３】
次に、具体的に行った実験について説明する。
【００７４】
本発明の実施形態２の実施例として、上記実施形態２と同一の方法で、サイドトンネル型偏波保持ダブルクラッドファイバ２５を作製した。
【００７５】
実施例４は、石英製で円筒状のφ３０ｍｍ×φ１６ｍｍのサポート管３と、石英製でクラッド形成部１ｂ／コア形成部１ａの比が７．５でイッテルビウム（Ｙｂ）をドープした比屈折率差Δ０．３％の円柱状のφ５０ｍｍのロッド１と、石英製で円筒状のφ３００μｍ×φ２５０μｍのキャピラリ７と、を準備して、コア形成部１ａ外周から外周側に１．１ｍｍの位置にφ２．２ｍｍのホール２を開孔することによりロッド材を作製し、そのロッド材をロッドインチューブ法によりφ２４ｍｍにしクラッド形成部１ｂ／コア形成部１ａの比を１５．０に調整し、さらに加熱及び延伸しφ１２ｍｍに細径化し、その後エッチング処理及び脱水処理を行い、ロッド材の両端を封止してロッド母材１’を作製し、サポート管３内にロッド母材１’及び複数本のキャピラリ７を充填してプリフォーム１０を作製し、プリフォーム１０を線引き加工することにより、外径２５０μｍのサイドトンネル型偏波保持ダブルクラッドファイバ２５を作製した。
【００７６】
得られたサイドトンネル型偏波保持ダブルクラッドファイバ２５は、ホール８がφ２．２μｍで、第１クラッド５ａの径が１００μｍであった。その波長１．１０μｍの光の損失は３ｄＢ／ｋｍであり、その波長１．１０μｍの光のモード複屈折率は３×１０−５であった。１０ｍでの偏波間のクロストークは−３０ｄＢであった。
【００７７】
次に、本発明の実施形態２の比較例について説明する。
【００７８】
比較例４は、エッチング処理及び脱水処理を行わないこと以外は、実施例４と同一の方法により、外径２５０μｍのサイドトンネル型偏波保持ダブルクラッドファイバ２５を作製した。
【００７９】
得られたサイドトンネル型偏波保持ダブルクラッドファイバ２５は、ホール８がφ２．２μｍで、第１クラッド５ａの径が１００μｍであった。その波長１．１０μｍの光の損失は３０ｄＢ／ｋｍであり、その波長１．１０μｍの光のモード複屈折率は３×１０−５であった。１０ｍでの偏波間のクロストークは−１５ｄＢであった。
【００８０】
比較例５は、エッチング処理を行わないこと以外は、実施例４と同一の方法により、外径２５０μｍのサイドトンネル型偏波保持ダブルクラッドファイバ２５を作製した。
【００８１】
得られたサイドトンネル型偏波保持ダブルクラッドファイバ２５は、ホール８がφ２．２μｍで、第１クラッド５ａの径が１００μｍであった。その波長１．１０μｍの光の損失は９ｄＢ／ｋｍであり、その波長１．１０μｍの光のモード複屈折率は３×１０−５であった。１０ｍでの偏波間のクロストークは−２３ｄＢであった。
【００８２】
以上の実施形態１及び２において具体的に行った実施例及び比較例の結果を表１にまとめて説明する。
【００８３】
【表１】
2004264536.tif 000003
【００８４】
表１によれば、波長１．３８μｍの光の伝送損失について、実施例１と比較例１、２及び３の伝送損失を比較すると、比較例１、２及び３での伝送損失が５０〜１００ｄＢ／ｋｍであるのに対して、実施例１では３ｄＢ／ｋｍとなり、伝送損失が１／１７〜１／３３に小さくなっている。波長１．５５μｍの光の伝送損失についても、比較例１、２及び３での伝送損失が２〜９ｄＢ／ｋｍであるのに対して、実施例１では０．５ｄＢ／ｋｍとなり、伝送損失が１／４〜１／１８に小さくなっている。上述の結果から、コア形成部１ａとホール形成孔２が接しないようにホール形成孔２を設け、ホール形成孔２内のエッチング及び脱水処理を施すことにより、効果的に伝送損失が小さくなっていることが分かる。また、比較例１ではホール形成孔２がコア形成部１ａと接するため、モード複屈折率が２×１０−５から５×１０−５と高くなっているが、伝送損失（波長１．３８μｍ）が３ｄＢ／ｋｍから１００ｄＢ／ｋｍと増大しており、それに伴いクロストークも−３０ｄＢから−１７ｄＢと悪化している。
【００８５】
さらに、実施例２のようにコア４の形状を楕円にしたり、実施例３のようにホール８の個数を４個に増やしたりすることにより、伝送損失はほとんど低下させずに、モード複屈折率を２×１０−５から３×１０−５となっているように１．５倍にすることができる。
【００８６】
一方、ダブルクラッドファイバにおいては、実施例４と比較例４及び５の伝送損失を比較すると、比較例１、２及び３での伝送損失が９〜３０ｄＢ／ｋｍであるのに対して、実施例４では３ｄＢ／ｋｍとなり、伝送損失が１／３〜１／１０に小さくなっている。この結果から、ダブルクラッドファイバにおいても、ホール形成孔２内のエッチング及び脱水処理を施すことにより、効果的に伝送損失が小さくなっていることが分かる。
【００８７】
以上の製造方法によれば、ホール形成孔２がコア形成部１ａに接することなく設けられる。また、ホール形成孔２を研削してできたロッド材を加熱及び延伸しているので、ホール形成孔２の径が小さくなり、ホール形成孔２内の表面の一部が融けることによりホール形成孔２の内面が平滑になる。さらに、ホール形成孔２内の表面のエッチング処理によりホール形成孔２の表面の不純物を除去し、脱水処理によりホール形成孔２の表面の水酸基を除去し、合わせてホール形成孔２内への大気の進入を阻止することになる。これらのことより、伝送損失の原因となるホール形成孔２内の水酸基を排除することができ、また、ホール形成孔２がコア形成部１ａに接していないため、伝送損失の小さいサイドトンネル型偏波保持ファイバ２０を製造することができる。さらに、ホール形成孔２の内圧を調整してコア４の形状を楕円にしたり、ホール形成孔２の個数を増やしたりすることにより、伝送損失は維持させたまま、モード複屈折率を向上させることができる。さらに加えて、サポート管３とロッド母材１’との間に複数本のキャピラリ７を充填させることにより、伝送損失の小さいサイドトンネル型偏波保持ダブルクラッドファイバ２５も製造することができる。
【００８８】
【発明の効果】
本発明の製造方法によれば、伝送損失の小さいサイドトンネル型偏波保持ファイバを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１に係るプリフォームの斜視図である。
【図２】本発明の実施形態２に係るプリフォームの斜視図である。
【図３】本発明の実施形態１の実施例１に係るサイドトンネル型偏波保持ファイバの斜視図である
【図４】本発明の実施形態１の実施例３に係るサイドトンネル型偏波保持ファイバの斜視図である。
【図５】本発明の実施形態２に係るサイドトンネル型偏波保持ダブルクラッドファイバの斜視図である
【図６】本発明に実施形態に係るサイドトンネル型偏波保持ファイバ製造装置の概略構成図である。
【符号の説明】
１      ロッド
１ａ    コア形成部
１ｂ        クラッド形成部
１’    ロッド母材
２            ホール形成孔
３            サポート管
４      コア
５            クラッド
５ａ        第１クラッド
５ｂ      第２クラッド
６          サポート部
７            キャピラリ
８      ホール
１０        プリフォーム
１１    プリフォーム送り出し装置
１１ａ  支柱部
１１ｂ  移動部
１１ｃ  プリフォーム保持部
１２        溶融炉
１２ａ  ヒーター
１３        線径制御ユニット
１３ａ  線径測定器
１３ｂ    線径制御部
１３ｃ  キャプスタン
１４    巻き取り部
１４ａ  ボビン
１４ｂ  ローラー
１４ｃ  ダンサーローラー
１５    サポート管内吸引用チャンバー
１６    ホール形成孔用チャンバー
２０    サイドトンネル型偏波保持ファイバ
２５        サイドトンネル型偏波保持ダブルクラッドファイバ
１００  サイドトンネル型偏波保持ファイバ製造装置
【図１】
2004264536.tif 000004
【図２】
2004264536.tif 000005
【図３】
2004264536.tif 000006
【図４】
2004264536.tif 000007
【図５】
2004264536.tif 000008
【図６】
2004264536.tif 000009