(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
出発管の内壁にガラスを堆積し、コラプスして石英棒を製造する第１の工程と、第１の工程で得られた石英棒の外周に存在する出発管もしくは出発管と合成ガラスの一部を除去する第２の工程と、第２の工程で得られた除去石英棒の外周にガラスを付加する第３の工程を有し、前記第３の工程で付加するガラスの純粋石英ガラスに対する比屈折率差が−０．２０〜−０．３３％の範囲内であることを特徴とするノンゼロ分散シフト光ファイバ用光ファイバ母材の製法。
【請求項２】
第２の工程が、火炎研磨、プラズマエッチング、または機械的研磨で行われることを特徴とする請求項１記載のノンゼロ分散シフト光ファイバ用光ファイバ母材の製法。
【請求項３】
第１の工程でコア部となるガラス、もしくはコア部となるガラスとクラッド部の一部となるガラスとが堆積されることを特徴とする請求項１記載のノンゼロ分散シフト光ファイバ用光ファイバ母材の製法。
【請求項４】
第３の工程でクラッドとなるガラスが堆積されることを特徴とする請求項１記載のノンゼロ分散シフト光ファイバ用光ファイバ母材の製法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、光ファイバ母材の製法、光ファイバ母材および光ファイバに関し、特に、ＣＶＤ法を用いた製法において、出発管内にガラスを堆積して石英棒とした後、この出発管を除去する工程を設けることにより、光ファイバ母材の屈折率分布に対する出発管の影響を避けるようにしたものである。
【０００２】
【従来の技術】
光ファイバ母材の製造法としては、ＶＡＤ法、ＯＶＤ法、ＭＣＶＤ法、ＰＣＶＤ法などがある。このなかで、ＭＣＶＤ（Ｍodified Chemical Vapor Deposition）法、ＰＣＶＤ（Plasma Chemical Vapor Deposition）法（以下、まとめてＣＶＤ法と言うときがある。）は、石英管などの出発管内にＳｉＣｌ4、ＧｅＣｌ4などのガラス原料ガスを供給し、その軸周りに回転する出発管の外部から酸水素炎バーナー、プラズマなどの加熱源により加熱して、コア部あるいはコア部とクラッド部の一部または全部となるガラス微粒子あるいはガラス層を合成し、これを出発管内壁に堆積して、コラプスする工程を経て、光ファイバ母材の一部または全部を形成するものである。
また、必要に応じて、このようにして得られたガラス母材の外周にクラッド部の一部または全部となるガラスを外付け法やロッドインチューブ法で付加することが行われる。
【０００３】
この製法では、出発管内に供給するガラス原料ガスの種類、供給量を調整することで、堆積したガラスの屈折率を精密に制御することができるため、複雑な屈折率分布を要求される分散シフト光ファイバ、分散補償光ファイバなどの光ファイバ母材の製造方法に好適とされている。
【０００４】
しかしながら、このＣＶＤ法では、光ファイバ母材の屈折率分布の設計において、以下に説明するような種々の制約を生じることがある。
【０００５】
例えば、図１２に示すような屈折率分布を有するノンゼロ分散シフト光ファイバ用の光ファイバ母材を、上述のＣＶＤ法と外付け法によって製造する場合には、実際には図１３に示すような屈折率分布を有する光ファイバ母材となる。
すなわち、図１３においてクラッド部の外側に屈折率のやや高い領域Ａが生じる。このような屈折率分布を有する光ファイバ母材から得られる光ファイバでは、そのカットオフ波長に影響が出ることになる。
【０００６】
この影響を避けるためには、
（１）カットオフ波長に影響が出ないように屈折率分布を調整する。
（２）外付け法によって形成したクラッド部となるガラスの一部にドーパントを添加し、出発管と同一屈折率になるようにするなどの方法がとられている。
【０００７】
しかし、分散シフト光ファイバや分散補償光ファイバにおいては、光ファイバ母材の屈折率分布の設計上の余裕はさほど多くなく、（１）の方法を取ると、モードフィールド径、実効断面積、分散スロープ、曲げ損失などの他の特性の低下が避けられないことがある。また、（２）の方法は、製造性の観点からすべての品種に対して適用することが困難である。
【０００８】
また、別の例として、コア部が純粋石英からなる石英コア光ファイバ用母材をＣＶＤ法により作成する場合には、（１）出発管として石英の屈折率を有するガラス管を使う。（２）出発管としてフッ素を添加して屈折率を石英よりも低下させたガラスからなるガラス管を使うなどの方法がある。
【０００９】
（１）の方法では、図１４に示す屈折率分布にあるように、コア部１の外径の７倍程度離れた領域に出発管２を配置する構造をとらなければならず、１本の光ファイバ母材から紡糸できる光ファイバの長さが短くなると言う欠点がある。例えば、外径２０ｍｍ、長さ１０００ｍｍの光ファイバ母材を上の方法で作成すると、光ファイバ長さは２６ｋｍ程度にすぎず、量産性に欠ける。
【００１０】
また、（２）の方法では、図１５に示すように、設定されるコア部１の比屈折率差に応じて異なった屈折率の出発管２を用意する必要があり、製造上の負荷になるとともに所望の屈折率の出発管が得られない場合には、光ファイバ母材の屈折率分布の設計に制約を受けることになる。
【００１１】
また、さらに他の例として、分散シフト光ファイバや分散補償光ファイバにおいては、コアに添加されるゲルマニウムなどのドーパントに起因するRayleigh散乱により、伝送損失の低減が困難であると言う問題がある。このRayleigh散乱を抑制するため、コアのゲルマニウムのドーパント量を減らした場合、クラッドの屈折率を小さくしないならば、屈折率分布およびコアとクラッドの比屈折率差が不適切になり、所望の分散特性を得ることができない。逆に、コアの屈折率を小さくするのに合わせて、クラッドの屈折率を小さくしようとすると、上述の石英コア光ファイバ用母材と同様の問題が発生する。このように、従来の製法では、分散シフト光ファイバや分散補償光ファイバの伝送損失を低減するのには限界がある。
【００１２】
このように、従来のＣＶＤ法あるいはＣＶＤ法と外付け法との組み合わせによって、光ファイバ母材を製造する場合には、種々の不都合がある。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
よって、本発明における課題は、出発管の内壁にガラスを合成堆積して、光ファイバ母材の一部または全部を作成する際に、かかる種々の不都合が生じないようにすることにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため、種々の検討を行った結果、上述のＣＶＤ法における不都合は、製造された光ファイバ母材をなすガラス中に出発管由来のガラスが存在することによって生ずるものであることが判明した。
したがって、上記課題を解決するためには、ＣＶＤ法によって光ファイバ母材を製造する際に、出発管由来のガラスを研削などで除去する工程を設ければよいことになる。
【００１５】
本発明は、かかる知見に基づいてなされたものである。
【００１６】
請求項１の発明は、出発管の内壁にガラスを堆積し、コラプスして石英棒を製造する第１の工程と、第１の工程で得られた石英棒の外周に存在する出発管もしくは出発管と合成ガラスの一部を除去する第２の工程と、第２の工程で得られた除去石英棒の外周にガラスを付加する第３の工程を有し、前記第３の工程で付加するガラスの純粋石英ガラスに対する比屈折率差が−０．２０〜−０．３３％の範囲内であるノンゼロ分散シフト光ファイバ用光ファイバ母材の製法である。
【００１７】
また、請求項２の発明は、第２の工程が、火炎研磨、プラズマエッチング、または機械的研磨で行われる請求項１記載のノンゼロ分散シフト光ファイバ用光ファイバ母材の製法である。
【００１８】
請求項３の発明は、第１の工程でコア部となるガラス、もしくはコア部となるガラスとクラッド部の一部となるガラスとが堆積される請求項１記載のノンゼロ分散シフト光ファイバ用光ファイバ母材の製法である。
請求項４の発明は、第３の工程でクラッドとなるガラスが堆積される請求項１記載のノンゼロ分散シフト光ファイバ用光ファイバ母材の製法である。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をその実施形態に基づいて詳しく説明する。
「光ファイバ母材の製法」
参考例にかかる光ファイバ母材の製法における第１の工程は、石英管などの出発管内にＳｉＣｌ4、ＧｅＣｌ4などのガラス原料ガスを供給し、出発管の外部から酸水素炎バーナー、プラズマなどの加熱源により加熱しつつ、出発管をその軸回りに回転させて、コア部あるいはコア部およびクラッド部の全部となるガラス微粒子を合成し、これを出発管内壁に堆積していくＭＣＶＤ法あるいはプラズマを加熱源とするＰＣＶＤ法によって行われる。この際、ガラス原料ガスの種類、供給量等を調整して、屈折率を制御することは、言うまでもない。
【００２４】
ついで、この状態の出発管を２０００℃程度に強熱してコラプス化（中実化）して石英棒とする。第２の工程は、この石英棒を研削などして、その外周に存在する出発管部分を除去する工程である。ここでの研削は、フッ化水素などの溶剤によるもの、火炎研磨、プラズマエッチング、機械的研磨などにより行われるが、なかでも火炎研磨あるいはプラズマエッチングが清浄性、生産性などの点で好ましい。この研削に際して、出発管部分のみならず、これとこれの内方に存在するガラスの一部を研削してもよい。
このようにして得られた光ファイバ母材は、常法に従って光ファイバに線引き（溶融紡糸）される。
【００２５】
請求項１にかかるノンゼロ分散シフト光ファイバ用光ファイバ母材の製法は、参考例の製法における第２の工程の後段に、第３の工程として石英棒の上にクラッド部の一部または全部となるガラスを付加する工程を設けたものである。
この第３の工程は、石英棒の上にガラス原料ガスを供給した酸水素バーナーからの火炎を吹き付け、火炎中で合成されたガラス微粒子を堆積し、これを加熱して透明ガラス化する外付け法、石英管などのパイプの内部に上記除去石英棒を挿入して加熱し一体化するロッドインチューブ法などによって行われる。
【００２６】
この製法における第１の工程では、コア部あるいはコア部とクラッド部の一部とを合成堆積するものとなる。
以上のようにして得られた光ファイバ母材は、常法に従って光ファイバに線引きされる。
【００２７】
「光ファイバ母材」
参考例にかかる光ファイバ母材は、上述の参考例の製法で得られたものである。この光ファイバ母材は、コア部とクラッド部とが上記製法の第１の工程で形成されたものであり、出発管に由来するガラス部分が研削されて存在しないものである。したがって、この光ファイバ母材から得られた光ファイバは、その屈折率分布に不都合な変化がなく、設計通りの屈折率分布を持つものとなる。
【００２８】
また、請求項１にかかるノンゼロ分散シフト光ファイバ用光ファイバ母材の製法で得られたノンゼロ分散シフト光ファイバ用光ファイバ母材は、コア部とクラッド部の一部が第１の工程で形成され、クラッド部の残部が第３の工程で形成されたものであり、出発管に由来するガラス部分あるいはこれと第１の工程で形成されたクラッド部の一部が第２の工程で研削されて除去されたものとなる。
【００２９】
また、この光ファイバ母材では、第３の工程が外付け法で行われ、この外付け法で形成されたクラッド部の残部の屈折率が純粋石英の屈折率とほぼ等しいものであっても良い。この光ファイバ母材では、外付け法により堆積したスートをガラス化するのみで得られるため量産性に優れる効果がある。
【００３０】
さらに、この光ファイバ母材では、第３の工程が外付け法で行われ、この外付け法で形成されたクラッド部の残部の屈折率が純粋石英の屈折率よりも低いものであっても良く、このような光ファイバ母材ではコア部の酸化ゲルマニウムなどのドーパントの添加量を低減することが可能となり、低損失の光ファイバが得られる効果がある。
【００３１】
このような光ファイバ母材の製法では、得られる光ファイバ母材は、いずれも出発管に由来するガラス部分が第２の工程で除去されて存在しないので、これが光ファイバ母材の屈折率分布に影響を与えることがなく、屈折率分布の設計の自由度が高まり、また特別の出発管を用意せねばならないなどの面倒もなく、生産性が高くなり製造時の融通性も高くなる。
また、出発管に由来するガラス部分からの不純物の影響もなくなり、光学的特性の優れた光ファイバを得ることができる。
【００３２】
「光ファイバ」
上述の光ファイバ母材を溶融紡糸して得られた光ファイバは、同様に出発管の残存に起因する不都合がなく、優れた光学的特性を有するものとなる。
【００３３】
上述の光ファイバであって、１４６０〜１６２５ｎｍの波長帯から選択される領域において、波長分散値の絶対値が１〜１５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、分散スロープの絶対値が０．１ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ以下であり、かつ、１５５０ｎｍにおける伝送損失が０．１９５ｄＢ／ｋｍ以下である光ファイバは、ノンゼロ分散シフト光ファイバ（ＮＺＤＳＦ）として好適に使用することができる。
【００３４】
ここで、伝送波長帯における波長分散値を非零の所定の値に設定する理由は、零分散波長を伝送波長帯からずらし、非線形光学効果を低減するためである。これによって、４波混合などの現象による信号の劣化を抑制することができる。伝送波長帯および波長分散値は、上述の範囲内から、目的に応じて適宜選択することができる。
また、分散スロープの絶対値を０．１ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍ以下とすることにより、波長に対する分散特性の差が小さくなるので、伝送波長帯を広く取り、ＷＤＭの波長多重度を高くすることができる。
上述のような分散特性は、屈折率分布形状を、例えば、図１に示すようなものとすることによって得ることができる。この屈折率分布形状は、コア部が二重構造を取り、中心コア部１１の周囲にリングコア部１２を有するものである。
【００３５】
そして、本実施の形態の光ファイバは、１５５０ｎｍにおける伝送損失が０．１９５ｄＢ／ｋｍ以下である。このため、信号の劣化が著しく抑制される。また、伝送距離を長くし、波長多重度を上げることもできる。
上述のように伝送損失を低減するためには、例えば、中心コア部１１およびリングコア部１２などのコア部にドープするゲルマニウムの量を減少させ、この減少量に応じて、上記請求項１に記載の光ファイバ母材の製法を用いるなどして、サイドコア部１６およびクラッド部１５の屈折率を低下させる方法を取ることができる。これによって、ノンゼロ分散シフト光ファイバの分散特性を劣化させることなく、伝送損失を大幅に低減することができる。
【００３６】
本実施形態のノンゼロ分散シフト光ファイバは、例えば、以下の手順によって製造することができる。
まず、第１の工程で、中心コア部１１およびリングコア部１２と、クラッド部１５の一部１３をＣＶＤ法により形成し、第２の工程で、出発管部分のガラスを研削などにより除去したのち、第３の工程で、クラッド部１５の残部１９を外付け法などにより形成する。
【００３７】
この第３の工程で、クラッド部１５の残部１９にフッ素をドープするためには、例えば、原料ガスにフッ素系ガスを添加して、フッ素を含むスートを堆積させたのちガラス化する方法をとることもできる。または、まず、フッ素を含まないスートを堆積させたのち、ガラス化する際に、フッ素系ガスを添加してフッ素ドープガラスとする方法を用いてもよい。
さらに、ガラス化後の光ファイバ母材を溶融紡糸することにより、本実施形態の光ファイバを得ることができる。
【００３８】
他の参考例にかかる光ファイバは、１４６０〜１６２５ｎｍの波長帯から選択される領域において、波長分散値が負の値をとり、クラッドの屈折率が純粋石英ガラスの屈折率よりも小さく、かつ、該光ファイバの１５５０ｎｍにおける伝送損失が、下記の条件（イ）および（ロ）：
（イ）クラッドの屈折率が純粋石英ガラスの屈折率に等しい。
（ロ）クラッドの屈折率を基準とした比屈折率分布が、比較されるべき光ファイバのそれと同一である。
を満足する光ファイバに比して、０．０１ｄＢ／ｋｍ以上低いことを特徴とする光ファイバである。
【００３９】
ここで、比屈折率分布とは、クラッドの屈折率を基準とした、光ファイバ内の各部の比屈折率差の分布である。比屈折率分布が同一である２本の光ファイバでは、屈折率分布の形状は同一であり、コアやクラッド等、光ファイバ内の対応する各部の屈折率の差が一定になる。
【００４０】
本実施の形態の光ファイバでは、クラッドの屈折率を純粋石英ガラスの屈折率より小さくすることによって、コアにドープするゲルマニウム等のドーパントの量を減少し、伝送損失を低減することができる。そして、該光ファイバの比屈折率分布を、クラッドの屈折率が純粋石英ガラスの屈折率に等しい光ファイバの場合と同一にすることにより、分散特性やカットオフ波長などの光学特性に大きな影響を与えることなく、従来の光ファイバと遜色ない優れた特性を有する光ファイバを得ることができる。
【００４１】
このような光ファイバは、分散スロープ／分散補償光ファイバ（ＳＣ−ＤＣＦ）等の分散補償光ファイバとして好適に使用することができる。
ここで、伝送波長帯における波長分散値を負の値に設定することにより、伝送路の累積波長分散を補償し、波長の異なる複数の信号光に到達時間差が生じることを抑制することができる。波長分散値の大きさは、伝送路に用いられる光ファイバの種類および累積波長分散の大きさに応じて、適宜選択される。
【００４２】
上述のような分散特性は、例えば、屈折率分布形状を図２に示すようなものとすることにより得ることができる。この屈折率分布形状は、中心コア部１１と、該中心コア部１１の外周上に設けられてこれより低屈折率のサイドコア部１６と、該サイドコア部１６の外周上に設けられてこれよりも高屈折率かつ前記中心コア部１１よりも低屈折率のリングコア部１２と、該リングコア部１２の外周上に設けられて前記中心コア部１１と前記リングコア部１２よりも低屈折率かつ前記サイドコア部１６よりも高屈折率のクラッド部１５とを備えるものである。
【００４３】
そして、Rayleigh散乱を抑制するため、中心コア部１１とリングコア部１２にドープするゲルマニウムの量を減少させる。そして、その減少量に応じて、上記請求項１に記載の光ファイバ母材の製法を用いるなどして、サイドコア部１６およびクラッド部１５にフッ素をドープし、屈折率を低下させる。
この際、所望の分散特性を得るためには、クラッド部１５に対する中心コア部１１、リングコア部１２、およびサイドコア部１６の屈折率差、すなわちクラッド部１５を基準にした比屈折率分布の形状を、フッ素の添加量によらず、所定の形状とする。これによって、ノンゼロ分散シフト光ファイバの分散特性を劣化させることなく、伝送損失を大幅に低減することができる。
【００４４】
ここで、分散補償光ファイバの屈折率分布の屈折率を小さくする程度について考察する。
一般に、分散補償光ファイバにおいては、波長分散値と伝送損失の間に一定の相関関係がある。図３は、この関係の一例を示す。図３には、ＲＤＳ（Relative Dispersion Slope：分散スロープと波長分散値との比）が０．００３０〜０．００３５ｎｍ-1程度であるシングルモード光ファイバ用分散補償光ファイバについてのデータを集めている。
【００４５】
図３に示すように、一般に、分散補償光ファイバの伝送損失は、該分散補償光ファイバの分散補償特性に強く依存する。しかも、ＲＤＳの値が異なっても、波長分散値と伝送損失の間の相関関係は変化しうる。このため、本発明の光ファイバの製法を用いることにより、光ファイバの伝送損失を低減することができるという効果は、分散補償光ファイバの場合、その伝送損失が、ある特定の値以下になるものとして記述することが困難である。
【００４６】
後述する具体例に示すように、上述の光ファイバの製法を用いて、クラッド部となるガラスの屈折率が、純粋石英ガラスよりも小さくなるように分散補償光ファイバを製造することにより、分散補償光ファイバの伝送損失を低減することができることは明らかである。
従って、この参考例の分散補償光ファイバにおいては、伝送損失を低減する効果を表現するために、クラッドの屈折率が純粋石英ガラスにほぼ等しい場合に比較して、伝送損失が０．０１ｄＢ／ｋｍ以上低くなるようにクラッド部の屈折率を低下させるという要件を用いた。このように伝送損失を大幅に低減させた分散補償光ファイバを用いることにより、極めて良好な光伝送を行うことができる。
さらに、分散スロープを負とすることにより、分散スロープ／分散補償光ファイバとして好適に用いることができるようになる。
【００４７】
参考例の分散補償光ファイバは、上述のノンゼロ分散シフト光ファイバと同様の手法を用いて、クラッド部１５の屈折率が純粋石英ガラスよりも小さくした光ファイバ母材を製造したのち、適切な方法により線引きすることによって得ることができる。この際、第１の工程において形成されるコア部の屈折率分布の形状を、分散補償光ファイバにとって適切なものとすることは言うまでもない。
【００４８】
以下、具体例を示す。
（例１）
この例は、図４に示す屈折率分布を有するノンゼロ分散シフト光ファイバの製造例である。ＰＣＶＤ法により、石英管の内壁にガラスを堆積させ、コラプス工程を経ることにより所望の屈折率分布を持つ石英棒を合成した。合成された石英棒の屈折率分布をプリフォームアナライザーで測定した結果を図５に示す。
【００４９】
石英管１４の内側に中心コア部１１からリングコア部１２、ＣＶＤ合成クラッド部１３が合成される。中心コア部１１からリングコア部１２に至る領域およびリングコア部１２に隣接するＣＶＤ合成クラッド部１３の一部の領域（内側クラッド）はゲルマニウムとフッ素が共添加されている。また、上記内側クラッドと石英管１４の間に位置するＣＶＤ合成クラッド部１３の領域（内側クラッド）は、シリカからなる。
【００５０】
ついで、第２の工程で火炎研磨により石英管１４を研削して除去した。引き続き第３の工程で外付け法によりシリカからなるクラッド部１９を堆積しガラス化することにより光ファイバ母材を作製した。
第３の工程で得られた光ファイバ母材をプリフォームアナライザ−で測定した結果を図４に示す。各層の比屈折率差は、外付けクラッド部１９を基準とした値である。
【００５１】
この製造方法を用いることによりＣＶＤ合成クラッド部１３と外付けのクラッド部１９の屈折率がほぼ等しい屈折率分布を持つ光ファイバ母材が得られた。
この光ファイバ母材から得られたノンゼロ分散シフト光ファイバの特性を表１に示す。表１には併せて従来の石英管を除去しない方法で得られた光ファイバ母材から得られたノンゼロ分散シフト光ファイバの特性をも示した。
【００５２】
【表１】
0003986842.tif 000002
【００５３】
表１から、本発明の方法によって得られたノンゼロ分散シフト光ファイバでは、カットオフ波長が７０ｎｍ短くなり、曲げ損失が大きく低下していることがわかる。
【００５４】
（例２）
この例は、図６に示すように、コア部１１の屈折率が純粋シリカとほぼ等しい１．３μｍ用シングルモード光ファイバの製造例である。各層の比屈折率差は、外付けクラッド部１９を基準とした値である。
まず、第１の工程によりＭＣＶＤ法を用いて石英管１４の内壁にスートを堆積し、ガラス化、コラプス工程の工程を経ることにより所望の屈折率分布を有する石英棒を製造する。第１の工程により得られた石英棒をプリフォームアナライザーで測定した結果を図７に示す。
【００５５】
石英管１４の内側にほぼ純粋シリカと等しい屈折率を持つコア部１１とフッ素を添加することによりシリカより低い屈折率をとるＣＶＤ合成クラッド部１３が生成された。
ついで、第２の工程で火炎研磨により石英管１４部分を研削し除去する。引き続いて、第３の工程で外付け法によりシリカからなるクラッド部１９を堆積し、ガラス化をすることにより光ファイバ母材を作成した。
【００５６】
ガラス化の工程において、ガラス化を行う前に、フッ素ガスを添加する工程を追加することにより、外付けクラッド部１９の屈折率を純粋シリカレベルより低くした。第３の工程により得られた光ファイバ母材をプリフォームアナライザーを用いて測定した結果を図６に示す。
外付けによるクラッド部１９の屈折率はＣＶＤ合成クラッド部１３よりも約０．０１％程度比屈折率差を高くしてＷ型の屈折率分布とした。
この光ファイバ母材を線引きして得られたシングルモード光ファイバの特性を表２に示す。
【００５７】
【表２】
0003986842.tif 000003
【００５８】
表２から、上述の製造法でも、純粋シリカからなるコアを有する純粋石英コア型光ファイバに特徴である非常に低い伝送損失を実現できることがわかる。
【００５９】
（例３）
この例は、図８に示す屈折率分布を有し、実効断面積Ａeffを拡大したシングルモード光ファイバで、コア部１１の屈折率がほぼ純粋シリカに等しいものの製造例である。各層の比屈折率差は、外付けクラッド部１９を基準とした値である。
まず、第１の工程でＭＣＶＤ法により、石英管１４の内壁にスートを堆積させ、ガラス化、コラプスの工程を経ることにより所望の屈折率分布を有する母材を製造する。
【００６０】
第１の工程で得られた石英棒をプリフォームアナライザーで測定した結果を図９に示す。石英管１４の内側にほぼ純粋シリカと等しい屈折率を有するコア部１１とフッ素を添加することによってシリカより低い屈折率をとるＣＶＤ合成クラッド部１３が生成された。
【００６１】
ついで、クラッド部１３の一部をＭＣＶＤ法で合成堆積し、図９に示す屈折率分布を形成した。コア部１１は純粋シリカからなり、クラッド部１３はフッ素ドープシリカからなる。
【００６２】
次いで、第２の工程で火炎研磨により石英管１４部分を研削し除去した。引き続いて、第３の工程で外付け法によりシリカからなるクラッド部１９を堆積し、ガラス化をすることにより光ファイバ母材を作成した。
【００６３】
ガラス化の工程において、ガラス化を行う前に、フッ素ガスを添加する工程を追加することにより、外付けによるクラッド部１９の屈折率を純粋シリカレベルより低くした。第３の工程により得られた光ファイバ母材をプリフォームアナライザーを用いて測定した結果を図８に示す。外付けのクラッド部１９の屈折率はＣＶＤ合成クラッド部１３よりも約０．０６％程度比屈折率差を高くしてＷ型の屈折率分布とした。
この光ファイバ母材を線引きして得られたシングルモード光ファイバの特性を表３に示す。
【００６４】
【表３】
0003986842.tif 000004
【００６５】
表３から、上述の製法によっても、実効断面積Ａeffの拡大した超長距離伝送システム用の光ファイバ母材を製造することができることがわかる。
【００６６】
（例４）
この例は、図１に示すように、クラッド部１５の屈折率が純粋石英ガラスより小さいノンゼロ分散シフト光ファイバの製造例である。各層の比屈折率差は、外付けクラッド部１９を基準とした値である。
まず、第１の工程で、ＣＶＤ法を用いて、図示しない石英管の内壁にガラスを堆積させ、コラプス工程を経ることにより所望の屈折率分布を有する石英棒を合成した。中心コア部１１からリングコア部１２に至る領域には、ゲルマニウムとフッ素が共添加されている。また、リングコア部１２に隣接するＣＶＤ合成クラッド部１３は、シリカにフッ素が添加されたガラスからなる。
【００６７】
ついで、第２の工程で、プラズマエッチングにより、前記石英管を除去した。引き続き、第３の工程で外付け法によりシリカからなるスートを堆積させた。さらに、スートをガラス化するに際し、フッ素系ガスとして、ＳｉＦ４を添加することによって、外付けクラッド部１９の屈折率を純粋石英より小さくした。第３の工程により得られた光ファイバ母材の屈折率分布をプリフォームアナライザーを用いて測定した結果を図１に示す。この例では、外付けクラッド部１９の屈折率は、ＣＶＤ合成クラッド部１３の屈折率に一致させられている。
この光ファイバ母材を線引きして得られたノンゼロ分散シフト光ファイバの特性を表表４に示す。
表４には併せて従来の石英管１４を除去しない方法で得られたノンゼロ分散シフト光ファイバの特性も示した。この従来例の光ファイバの屈折率分布形状は、図１０に示すように、クラッド部１５が、石英管１４に由来する部分を含み、クラッド部１５の屈折率が純粋石英ガラスにほぼ等しいものであり、図１に示す本発明の手法を用いて製造された光ファイバと同一の比屈折率分布を有する。
【００６８】
【表４】
0003986842.tif 000005
【００６９】
表４から明らかなように、本発明の方法によって得られたノンゼロ分散シフト光ファイバでは、伝送損失が０．１８８ｄＢ／ｋｍであり、従来例のものに比して０．０１ｄＢ／ｋｍ以上低減されている。この０．１８８ｄＢ／ｋｍという伝送損失の値は、１．５５μｍ帯用ノンゼロ分散シフト光ファイバとしては、従来の製造方法では実現できない値である。付言すれば、コアとクラッドとの比屈折率差Δが０．３％程度に過ぎない１．３μｍ帯用シングルモード光ファイバの伝送損失の値に匹敵する。
【００７０】
（例５）
この例は、図２に示すように、クラッド部１５の屈折率が純粋石英ガラスより小さい分散スロープ／分散補償光ファイバの製造例である。各層の比屈折率差は、外付けクラッド部１９を基準とした値である。
まず、第１の工程で、ＣＶＤ法を用いて、図示しない石英管の内壁にガラスを堆積させ、コラプス工程を経ることにより所望の屈折率分布を有する石英棒を合成した。中心コア部１１およびリングコア部１２には、ゲルマニウムとフッ素が共添加されている。また、サイドコア部１６、およびＣＶＤ合成クラッド部１３は、シリカにフッ素が添加されたガラスからなる。
【００７１】
ついで、第２の工程で、プラズマエッチングにより、前記石英管を除去した。引き続き、第３の工程で外付け法によりシリカからなるスートを堆積させた。さらに、スートをガラス化するに際し、フッ素系ガスとして、ＳｉＦ4を添加することによって、外付けクラッド部１９の屈折率を純粋石英ガラスより小さくした。第３の工程により得られた光ファイバ母材の屈折率分布をプリフォームアナライザーを用いて測定した結果を図２に示す。外付けクラッド部１９の屈折率は、ＣＶＤ合成クラッド部１３の屈折率に一致させられている。
この光ファイバ母材を線引きして得られた分散スロープ／分散補償光ファイバの特性を表５に示す。
表５には併せて従来の石英管１４を除去しない方法で得られた分散スロープ／分散補償光ファイバの特性も示した。この従来例の光ファイバの屈折率分布形状は、図１１に示すように、クラッド部１５が、石英管１４に由来する部分を含み、クラッド部１５の屈折率が純粋石英ガラスにほぼ等しいものであり、図２に示す本発明の手法を用いて製造された光ファイバと同一の比屈折率分布を有する。
【００７２】
【表５】
0003986842.tif 000006
【００７３】
表５から明らかなように、上述の手法を用いることにより分散スロープ／分散補償光ファイバの伝送損失を、従来例のものに比して０．０３ｄＢ／ｋｍ低減することができた。
【００７５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のノンゼロ分散シフト光ファイバ用光ファイバ母材の製法によれば、得られるノンゼロ分散シフト光ファイバ用光ファイバ母材は、いずれも出発管に由来するガラス部分が研削され除去されて存在しないので、これが得られるノンゼロ分散シフト光ファイバ用光ファイバ母材の屈折率分布に影響を与えることがなく、屈折率分布の設計の自由度が高まり、また特別の出発管を用意せねばならないなどの面倒もなく、生産性が高くなり製造時の融通性も高くなる。
また、出発管に由来するガラス部分からの不純物の影響もなくなり、光学的特性の優れたノンゼロ分散シフト光ファイバを得ることができるなどの優れた効果を得ることができる。
【００７６】
また、本発明の手法を用いることにより、クラッドの屈折率が純粋石英のそれより小さい光ファイバを容易に製造することができ、屈折率分布の制御も高精度にて実施することができるので、コアに添加されたドーパントに基づくレイリー散乱を低減し、伝送損失が極めて低い光ファイバを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によって製造されたノンゼロ分散シフト光ファイバ用光ファイバ母材から得られるノンゼロ分散シフト光ファイバの屈折率分布を示す図面である。
【図２】参考例の光ファイバ母材から得られる分散スロープ／分散シフト光ファイバの屈折率分布を示す図面である。
【図３】分散補償光ファイバの波長分散値と伝送損失との関係の一例を示す図面である。
【図４】具体例の例１における光ファイバ母材の屈折率分布を示す図面である。
【図５】具体例の例１における中間工程での光ファイバ母材の屈折率分布を示す図面である。
【図６】具体例の例２における光ファイバ母材の屈折率分布を示す図面である。
【図７】具体例の例２における中間工程での光ファイバ母材の屈折率分布を示す図面である。
【図８】具体例の例３における光ファイバ母材の屈折率分布を示す図面である。
【図９】具体例の例３における中間工程での光ファイバ母材の屈折率分布を示す図面である。
【図１０】従来の方法で得られたクラッドの屈折率が純粋石英にほぼ等しいノンゼロ分散シフト光ファイバの屈折率分布を示す図面である。
【図１１】従来の方法で得られたクラッドの屈折率が純粋石英にほぼ等しい分散スロープ／分散補償光ファイバの屈折率分布を示す図面である。
【図１２】ノンゼロ分散シフト光ファイバ用の光ファイバ母材の屈折率分布を示す図面である。
【図１３】従来の方法で得られたノンゼロ分散シフト光ファイバの屈折率分布を示す図面である。
【図１４】従来の方法で得られた純粋シリカからなるコア部を有する光ファイバ母材の例の屈折率分布を示す図面である。
【図１５】従来の方法で得られた純粋シリカからなるコア部を有する光ファイバ母材の他の例の屈折率分布を示す図面である。
【符号の説明】
１１…コア部、１３…ＣＶＤ合成クラッド部、１４…石英管、１９…外付けクラッド部
【図１】
0003986842.tif 000007
【図２】
0003986842.tif 000008
【図３】
0003986842.tif 000009
【図４】
0003986842.tif 000010
【図５】
0003986842.tif 000011
【図６】
0003986842.tif 000012
【図７】
0003986842.tif 000013
【図８】
0003986842.tif 000014
【図９】
0003986842.tif 000015
【図１０】
0003986842.tif 000016
【図１１】
0003986842.tif 000017
【図１２】
0003986842.tif 000018
【図１３】
0003986842.tif 000019
【図１４】
0003986842.tif 000020
【図１５】
0003986842.tif 000021