WO2002074713A1 - Fibre optique et procede d'elaboration correspondant - Google Patents

Description

明糸田:

光フアイバ及ぴその製造方法

技術分野

本発明は、 偏波分散を効率よく補償することのできる光ファイバ、 及び、 その製 造方法に関する。

背景技術

近年、波長分割多重 (WDM)伝送及び光增幅技術の進歩に伴い、光ファイバの実効 コア断面積 (AefDの大径化が進む一方、 偏波分散特性のより一層の低減化が望まれ ている。 偏波分散特性は直交する偏波間の光信号の伝達速度差によって生じるもの であり、 光ファイバの屈折率分布の対称性に大きく依存する。 具体的には、 光の大 部分が伝搬するコア部 （光伝搬部） の屈折率分布の断面形状が真円に近いほど、 光 ファイバ単体で見た場合の偏波分散 (PMD)特性は良好になり、 逆に非円化すると偏 波分散特性は悪化する。 このため、 光ファイバの製造においては、 偏波分散特性を 良好なものとするためにコァ部の屈折率分布の断面形状の真円化を図る種々の工夫 がなされている。

発明の開示

し力、し、 光ファイバのコア部の屈折率分布の断面形状を真円に近づけることがで きても、 光ファイバに外部から力が加わり、 この外力に起因する応力が発生して複 屈折が生じてしまい、 結果として光伝搬部が非円化してしまい、 偏波分散特·生が悪 化するという問題がある。 光ファイバへの応力の付与は、 光ファイバの置かれた状 態 (例えば、 スプール卷 · リボン Zルースチューブ■ ドラム卷ケーブル ,敷設後ケ 一ブルなど） に依存する。

従って、 本発明の目的は、 このような、 光ファイバの偏波分散特性の悪化を抑制 し、 良好な偏波分散特性を得ることのできる光ファイバを提供することにある。 上記目的を達成するため、 本発明に係る光ファイバは、 コア及びクラッドを有す るガラス部と、 ガラス部の周囲に形成された一層以上の被覆層とを備えた光フアイ バにおいて、 長手方向に直角な断面上におけるガラス部に対する被覆層の配置形態 を、 長手方向に連続的に変化させている。

この配置形態の変化とは、 例えば、 光ファイバ自身の長手方向に直角な断面上に おけるガラス部の中心と被覆層の中心とを偏心させ、 断面上における偏心方向を光 ファイバ自身の長手方向で変化させることにより行われる。

この被覆層は、 内側被覆層及び外側被覆層からなる二層構造とされており、 内側 または外側の被覆層のいずれか一方または双方の中心がガラス部の中心から偏心さ れていてもよい。

ガラス部の中心と被覆層の中心との距離である偏心量は 12.5μηι以上とすること が好ましい。

あるいは、 この配置形態の変化は、 光ファイバ自身の長手方向に直角な断面上に おける被覆層の外側形状が非円化されており、 断面上における非円化された外形形 状配置を光フアイバ自身の長手方向で変化させていてもよい。

また、 被覆層が内側被覆層及び外側被覆層からなる二層構造とされている場合に は、 両被覆層の境界部分の横断面形状が非円化されていて、 断面上における非円化 された境界形状配置を光ファイバ自身の長手方向で変化させてもよい。

この場合、非円化されている被覆層の真円度を 5.0μπι以上とすることが好ましい。 この被覆層の配置形態の変化は、 長手方向で周期的に変化させていることが好ま しいく、 その周期は、 0 . 5 m以下であることが好ましく、 0 . 2 m以下であると さらに好ましい。 さらに、 周期自体を長手方向で変化させていてもよい。

こうした本 明に係る光ファイバは、 例えば、 プリフォームを回転させながら裸 光ファイバを線引きし、 線引された裸光ファイバが所定の微小円を描きながら回転 している状態でダイスに通してこのダイスにより裸光フアイバの外周上に樹脂を塗 布し、 塗布した樹脂を硬化させることで製造できる。

あるいは、 プリフォームから裸光ファイバを線引し、 線引された裸光ファイバを この光ファイバ中心から中心をずらして回転させているダイス内に通してこのダイ スにより裸光ファイバの外周上に樹脂を塗布し、塗布した樹脂を硬化させてもよい。 さらに、 プリフォームから裸光ファイバを線引し、 線引された裸光ファイバをこ の光ファイバ中心から中心をずらして配置したダイス内に通してこのダイスにより 樹脂を裸光ファィバの外周上に塗布し、 このダイスを通過した被覆光フアイバを摇 動させ、 上流のプリフォーム、 裸光ファイバをねじり、 塗布した樹脂を硬化させる ことでも製造できる。

これらのダイスの塗出孔形状は非円化されていてもよい。

本発明の光ファイバによれば、 ガラス部に対して被覆層を偏心させたり、 被覆層 を非円化させることで光ファイバに付与される応力べクトルの長手方向での連続性 を抑止することによって、 偏波分散特性の劣化を防止し、 光ファイバの長手方向の 全体での偏波分散特性を良好なものとすることができる。 また、 本発明の光フアイ バの製造方法によれば、 上述した光フアイバを好適に製造することができる。

図面の簡単な説明

図 1は、 本発明に係る光ファイバの側面図である。

図 2 A〜図 2 Eは、 本発明に係る光ファイバの第 1実施形態の横断面図である。 図 3 A〜図 3 Eは、 本発明に係る光ファイバの第 2実施形態の横断面図である。 図 4 A〜図 4 Eは、 本発明に係る光フアイバの第 3実施形態の横断面図である。 図 5 A〜図 5 Eは、 本発明に係る光ファイバの第 4実施形態の横断面図である。 図 6、 図 7は、 それぞれ本発明に係る光ファイバの第 5、 第 6実施形態の横断面 図である。

図 8〜図 1 4は、 それぞれ本発明に係る光ファイバの製造方法を実施する製造装 置の構成図である。

発明を実施するための最良の形態

本発明の光ファイバの実施形態について図面を参照しつつ説明する。 説明の理解 を容易にするため、 各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の参 照番号を附し、 重複する説明は省略する。 図 1は、本発明に係る光ファイバ 1の外形図である。本発明に係る光ファイバは、 その横断面形状およびその長手方向における変化に特徴がある。 そこで、 長手方向 の異なる位置を図に示すようにそれぞれ A、 B、 C、 D、 Eの符号で表し、 以下に 述べる各実施形態では、 この各位置における断面図を参照しつつ説明する。 図番の 最後に付された符号 A、 B、 C、 D、 Eはそれぞれ位置 A、 B、 C、 D、 Eにおけ る横断面図 （光ファイバ 1自身の長手方向に直交する断面の断面図） であることを 示す。

(第 1の実施形態）

本実施形態の光ファイバ 1は、 図 2 A〜図 2 Eに示されるように、 屈折率の高い コア 2 a及びコア 2 aの周囲に形成された屈折率の低いクラッド 2 bを有するガラ ス部 2と、 低ヤング率を有する内側被覆層 3 a及ぴ高ヤング率を有する外側被覆層 3 bからなる被覆層 3とを備えている。 ガラス部 2の外径は 125μιη、 内側被覆層 3 aの外径は 170〜200μιη、 外側被覆層 3 bの外径は 235〜265μιηである。 内側被覆 層 3 a及び外側被覆層 3 bは、何れも紫外線硬化型樹脂を用いた樹脂被覆層である。 そして、 ガラス部 2、 内側被覆層 3 a及び外側被覆層 3 bは、 光ファイバ 1の長手 方向 （延在方向） に対して直角な断面 （横断面） 上において真円度がほぼゼロの円 である。

さらに、ガラス部 2の中心と外側被覆層 3 bの外表面の各中心は中心 Oiとしてほ ぼ一致しており、これに対して内側被覆層 3 aと外側被覆層 3 bの境界面の中心 0₂ は中心 O iに対して偏心されている。 図 2 A〜図 2 Eでは、 この〇2の〇ιに対する偏 心方向を から延びる矢印で示している力 偏心方向は、光ファイバ 1の長手方向 で変化させていることがわかる。 本実施形態では、 偏心方向は光ファイバ 1の長手 方向 （図 1における矢印 L方向） に沿って一定の方向 （図 2 A〜図 2 Eでは時計回 り） に回転させている。

上述したように、 一般に光ファイバは、 それ自身の設置状態によって、 光フアイ バの外部からも一定の側圧を受ける場合が多い。 この外部からの側圧は、 光： バに対して一定の方向から作用するのがほとんどである。 例えば、 光ファイバがス プールに卷かれている状態では、 スプールの胴面に垂直な方向に作用するし、 光フ アイバがテープ化されてスロット内に収納されている場合は、 スロットの底面に垂 直な方向に作用する。

このような光ファイバの外部から作用する側圧は、 被覆層を介してガラス部に応 力を作用させ、 複屈折を発生させる。 このとき、 応力が長手方向で一定の方向から 作用する場合には、 複屈折の結果として光ファイバの光伝搬部 （コア部） の屈折率 分布が非円化した状態となり、 偏波分散が発生する。 これは、 外部からの側圧に起 因するものであるため、 たとえ光ファイバ自体が偏波分散を生じさせない構造を有 していても、 結果的に偏波分散が生じてしまう。

ここで、 本実施形態の光ファイノ 1は、 ガラス部 2と内側被覆層 3 aとが儒心さ れているので、 光ファイバ 1に付与される応力べクトルの長手方向での連続性を抑 止して、 偏波分散特性の劣化を防止することができる。

(第 2実施形態）

本実施形態においては、 図 3 A〜図 3 Eに示されるように、 ガラス部 2の中心と 内側被覆層 3 aの各中心は中心 としてほぼ一致しており、これに対して外側被覆 層 3 bの中心 0₂は中心 に対して偏心されている。 そして、 この偏心方向 （図 3 A〜図 3 Eにおける矢印方向） は、 光ファイバ 1の長手方向で変化されている。 特 に、 本実施形態では、 偏心方向は光ファイバ 1の長手方向 （図 1における矢印 L方 向） に沿って一定の方向 （図 3 A〜図 3 Eでは時計回り） に回転させている。 本実施形態の光ファイバ 1においては、 ガラス部 2と外側被覆層 3 bとが偏心さ れているので、 光ファイバ 1に付与される応力べクトルの長手方向での連続性を抑 止することになる。 このようにしても、 上述した第 1実施形態と同様に、 光フアイ バ 1に付与される応力べクトルの長手方向での連続性を抑止することによって、 偏 波分散特性の劣化を防止し、 光ファイバ 1の長手方向の全体での偏波分散特性を良 好なものとすることができる。 なお、 上述した第 1実施形態及び第 2実施形態において、 偏心方向は光： 1の長手方向に沿って一定の方向に回転するように変化させたが、 変化の形態はこ れに限定されない。 例えば、 回転方向が交互に反転するようにしてもよい。 また、 いずれの場合においても、 その回転や反転は一定間隔ごとに行われなくてはならな いという必要はなく、 不定間隔ごとに行われてもよい。

ただし、 偏心方向を光ファイバ 1の長手方向に沿って回転させる場合、 2回転 Z m以上とすることが好ましく、 5回転/ m以上とすることが特に好ましい。つまり、 偏心の回転周期は、 0 . 5 m以下とすることが好ましく、 0 . 2 m以下とすること がさらに好ましい。 0 . 5 mを超える場合、長手方向の偏心量変化が不十分であり、 良好な偏波分散特性を得ることができない。 また、 特に 0 . 2 m以下とすることに よって、 長手方向で十分な偏心量変化が得られ、 良好な偏波分散を得るという効果 が十分に得られるからである。

さらに、 上述した偏心量 （図 2 A、 図 3 Aにおける距離 X) は、 12.5μιη以上とさ れることが好ましい。 この偏心量が 12.5μιη未満であると、長手方向の偏心量変化が 不十分であり、 良好な偏波分散特性を得ることができない。

(第 3実施形態）

本実施形態においては、 図 4 Α〜図 4 Εに示されるように、 内側被覆層 3 aの外 側の横断面 （光ファイバ 1の長手方向に対して直角な断面） 形状、 つまり横断面に おける内側被覆層 3 aと外側被覆層 3 bとの境界線形状が、 非円化されている。 非 円化とは、 意図的に真円とならないようにすることである。 すなわち、 光ファイバ 1の長手方向に対して直角な断面上において、 内側被覆層 3 aの横断面における外 面の真円度が意図的に大きくされている。 ここで、 真円度とは、 内接する最大の円 の径と外接する最小の円の径の差として定義される。 本実施形態においては、 非円 化の一形態として楕円化されている。

そして、 この楕円化された形状が、 光ファイバ 1の長手方向で変化されている。 具体的には、 本実施形態では、 楕円の長軸方向が光ファイバ 1の長手方向に沿って 一定方向 （図 4 A〜図 4 Eでは時計回り） に回転している。 このように、 本実施形 態の光ファイバ 1は、 内側被覆層 3 aが非円化されているので、 光ファイバ 1に付 与される応力べクトルの長手方向での連続性を抑止して偏波分散特性の劣化を防止 し、 光ファイバ 1の長手方向の全体での偏波分散特性を良好なものとすることがで さる。

(第 4実施形態）

本実施形態においては、 図 5に示されるように、 外側被覆層 3 bの外面が、 光フ アイバ 1の長手方向 （延在方向） に対して直角な断面上 （図 5 A〜図 5 Eの各断面 上）において非円化されている。、光ファイバ 1の長手方向に対して直角な断面上に おいて、 外側被覆層 3 bの真円度が大きくされている。 本実施形態においては、 非 円化の一形態として楕円化されている。

そして、 この楕円化された形状が、 光ファイバ 1の長手方向で変化されている。 特に、 本実施形態では、 楕円の長軸方向が光ファイバ 1の長手方向に沿って一定方 向 （図 5では時計回り） に回転している。 このように、 本実施形態の光ファイバ 1 は、 外側被覆層 3 bが非円化されているので、 光ファイバ 1に付与される応力べク トルの長手方向での連続性を抑止して偏波分散特性の劣化を防止し、 光ファイバ 1 の長手方向の全体での偏波分散特性を良好なものとすることができる。

なお、 上述した第 3実施形態及び第 4実施形態において、 非円化した形状が光フ アイバ 1の長手方向に沿ってその形状を変形させずに一定方向に回転するように変 化させたが、 変化の形態はこれに限定されない。 例えば、 回転方向が交互に反転す るようにしてもよい。 また、 いずれの場合においても、 その回転や反転は一定間隔 ごとに行われなくてはならないという必要はなく、不定間隔ごとに行われてもよい。 非円化の形状も、 楕円化に限定されず、 卵形などの他の形態によって非円化しても よい。 さらに、 形状を回転によって変化させるのではなく、 楕円から卵形への変形 による変化などでもよい。 あるいは、 楕円の長軸と短軸の比を変化させるなどの手 法も考えられる。 ただし、 非円化した形状を光ファイバ 1の長手方向に回転させる場合、 2回転 Z m以上 （周期 0 . 5 m以下） とすることが好ましく、 5回転/ m以上 （周期 0 . 2 m以下） とすることが特に好ましい。 2回転 Zm未満の （周期が 0 . 5 mを超える） 場合、 長手方向での非円化された状態の変化が不十分であり、 良好な偏波分散特性 を得ることができない。 また、 特に 5回転 Zm以上 （周期 0 . 2 m以下） とするこ とによって、 長手方向で非円化された状態が十分変化するので、 良好な偏波分散を 得るという効果が十分に得られるからである。

さらに、 上述した非円化に伴う真円度は、 5.0μιη以上とすることが好ましい。 こ の真円度が 5.0μπι未満であると、 長手方向の非円化された状態の変化が不十分であ り、 良好な偏波分散特性を得ることができない。

(第 5実施形態）

この実施形態は、 上述した被覆層 3の偏心による偏波分散特性の改善と、 被覆層 3の非円化による偏波分散特性の改善とを併用したものである。 図 6に示される第 五実施形態では、 光ファイバ 1の長手方向に対して直角な断面において、 ガラス部 2及び内側被覆部 3 aの中心が中心〇iとしてほぼ一致しており、これに対して外側 被覆層 3 bの中心〇₂は中心 に対して偏心されている。 さらに、 光ファイバ 1の 長手方向に対して直角な断面において、 内側被覆層 3 aの外側形状 （内側被覆層 3 aと外側被覆層 3 bとの境界線） は非円化されている。 このようにしても、 上述し た第 1実施形態などと同様に、 光ファイバ 1に付与される応力べクトルの長手方向 での連続性を抑止することによって、 偏波分散特性の劣化を防止し、 光ファイバ 1 の長手方向の全体での偏波分散特性を良好なものとすることができる。

(第 6実施形態）

この実施形態も第 5実施形態と同様に、 上述した被覆層 3の偏心による偏波分散 特ゃ生の改善と、 被覆層 3の非円化による偏波分散特性の改善とを併用したものであ る。図 7に示されるように、光ファイバ 1の長手方向に対して直角な断面において、 ガラス部 2及び外側被覆部 3 bの中心が中心 O iとしてほぼ一致しており、これに対 して内側被覆層 3 aの中心 0₂は中心 O iに対して偏心されている。 さらに、 光ファ ィバ 1の長手方向に対して直角な断面において、 外側被覆層 3 bの外形形状は非円 化されている。 このようにしても、 上述した第 1実施形態などと同様に、 光フアイ パ 1に付与される応力べクトルの長手方向での連続性を抑止することによって、 偏 波分散特性の劣化を防止し、 光ファイバ 1の長手方向の全体での偏波分散特 '性を良 好なものとすることができる。

次に、 上述した光ファイバ 1を製造する製造方法について製造装置を参照しつつ 説明する。 まず、 被覆層 3を偏心させる場合について説明する。

図 8に、 上述した図 2や図 3に示される光ファイバ 1の製造装置を示す。 製造装 置の概要は、 通常の光ファイバ製造装置に準じている。 即ち、 装置には光ファイバ 母材 (プリフォーム) 1 0が取り付けられており、 装置自体は、 母材 1 0の下端を 加熱するヒータ 1 1と、 母材 1 0から線引きされたガラスファイバ 1 0 aに対して 内側被覆層 3 aとなる紫外線硬化型樹脂を塗布する第一塗布装置 1 2と、 第一塗布 装置 1 2によって塗布された樹脂を硬化させる第一紫外線照射炉 1 3と、 内側被覆 層 3 aが形成されたガラスファイバ 1 0 aに対して外側被覆層 3 bとなる紫外線硬 化型樹脂を塗布する第二塗布装置 1 4と、 第二塗布装置 1 4によって塗布された樹 脂を硬化させる第二紫外線照射炉 1 5と、 二層の被覆層が形成された光ファイバ 1 を巻き取るリーノレ 1 6とを有している。

ヒータ 1 1、 第一塗布装置 1 2、 第一紫外線照射炉 1 3、 第二塗布装置 1 4、 第 二紫外線照射炉 1 5、 リーノレ 1 6は、 光ファイバ 1の線弓 Iき径路上の上流側から下 流側にかけて順番に設置されている。 そして、 ここでは、 被覆層 3 (内側被覆層 3 a又は外側被覆層 3 b ) を偏心させるために、 母材 1 0の取り付け部に母材を回転 させるための駆動装置 1 7が配設されている。 この駆動装置 1 7によって、 線引き 中の母材 1 0を、 線引きされている光ファイバ （ガラスファイバ 1 0 a ) の軸中心 が微小円を描くように回転させる。 この結果、 ガラスファイバ 1 0 aの軸中心が、 第一塗布装置 1 2や第二塗布装置 1 4において、 その塗出孔の中心とずれるので、 被覆層 3 (内側被覆層 3 a又は外側被覆層 3 b ) を偏心させ、 これを光ファイバ 1 の長手方向で変化させることができる。

図 9に、上述した図 8の製造装置の変形例を示す。図 9に示される製造装置では、 内側被覆層 3 aを形成する紫外線硬化型樹脂と外側被覆層 3 bを形成する紫外線硬 化型樹脂とが、 塗布装置 1 2 aの内部でほぼ同時にガラスファイバ 1 0 aに対して 塗布される。 塗布装置 1 2 aは複数層を同時に塗布できるものである。 その後、 紫 外線照射炉 1 3 aにおいて、 内側被覆層 3 aを形成する紫外線硬化型樹脂と外側被 覆層 3 bを形成する紫外線硬化型樹脂とがほぼ同時に硬化される。

ここでも、被覆層 3 (内側被覆層 3 a又は外側被覆層 3 b )を偏心させるために、 母材 1◦の取り付け部に母材を回転させるために駆動装置 1 7が配設されている。 この駆動装置 1 7によって、 線引き中の母材 1 0を、 線引きされている光ファイバ

(ガラスファイバ 1 0 a ) の軸中心が微小円を描くように回転させる。 この結果、 ガラスファイバ 1 0 a力 塗布装置 1 2 aにおいて、 その塗出孔の中心とずれるの で、 被覆層 3 (内側被覆層 3 a又は外側被覆層 3 b ) を偏心させ、 これを光フアイ バ 1の長手方向で変化させることができる。

図 1 0に、 図 2に示される光ファイバ 1を製造するための製造装置を示す。 本実 施形態においては、 内側被覆層 3 aを形成する樹脂を塗布する第一塗布装置 1 2に おけるダイスの塗出孔の中心が、線引きされる光ファイバ（ガラスファイバ 1 0 a ) の軸中心と僅かにずれるように調整されている。 また、 第一塗布装置 1 2に付随し て、 線引きされる光ファイバ （ガラスファイバ 1 0 a ) の線引き方向に対して直角 な平面内でダイスを回転させる駆動装置 1 8も配設されている。

この駆動装置 1 8によって、 光ファイバ （ガラスファイバ 1 0 a ) を線引きして いる間に、 第一塗布装置 1 2のダイス、 即ち、 塗出孔を回転させる。 この結果、 第 一塗布装置 1 2において塗布される紫外線硬化型樹脂の中心が偏心するので、 内側 被覆層 3 aを偏心させ、これを光ファイバ 1の長手方向で変化させることができる。 図 1 1に、 上述した図 1 0の製造装置の変形例を示す。 図 1 1に示される製造装 置では、 内側被覆層 3 aを形成する紫外線硬化型樹脂と外側被覆層 3 bを形成する 紫外線硬化型樹脂とが、 塗布装置 1 2 aの内部でほぼ同時にガラスファイバ 1 0 a に対して塗布される。 塗布装置 1 2 aは複数層を同時に塗布できるものである。 そ の後、 紫外 f泉照射炉 1 3 aにおいて、 内側被覆層 3 aを形成する紫外線硬化型樹脂 と外側被覆層 3 bを形成する紫外線硬化型樹脂とがほぼ同時に硬化される。

ここでも、 塗布装置 1 2 a内部の内側被覆層 3 aを形成する樹脂を塗布するダイ スの塗出孔の中心が、 線引きされる光ファイバ （ガラスファイバ 1 0 a ) の軸中心 と僅かにずれるように調整されている。 また、 塗布装置 1 2 aに付随して、 線引き される光ファイバ （ガラスファイバ 1 0 a ) の線引き方向に対して直角な平面内で 内側被覆層 3 aを形成する樹脂を塗布するダイスを回転させる駆動装置 1 8も配設 されている。

この駆動装置 1 8によって、 光ファイバ （ガラスファイバ 1 0 a ) を線引きして いる間に、 塗布装置 1 2 aの内側被覆層 3 aを形成する樹脂を塗布するダイス、 即 ち、 塗出孔を回転させる。 この結果、 塗布装置 1 2 aにおいて塗布される内側被覆 層 3 aを形成する紫外線硬化型樹脂の中心が偏心する （外側被覆層 3 bを形成する 紫外線硬ィ匕型樹脂の中心は偏心しない） ので、 内側被覆層 3 aを偏心させ、 これを 光ファイバ 1の長手方向で変化させることができる。

図 1 2に、 図 3に示される光ファイバ 1を製造するための製造装置を示す。 本実 施形態においては、 外側被覆層 3 bを形成する樹脂を塗布する第二塗布装置 1 4に おけるダイスの塗出孔の中心が、 線引きされる光ファイバ （内側被覆層 3 aが形成 されたガラスファイバ 1 0 a ) の軸中心と僅かにずれるように調整されている。 ま た、 第二塗布装置 1 4に付随して、 線引きされる光ファイバ （ガラスファイバ 1 0 a ) の線引き方向に対して直角な平面内でダイスを回転させる,駆動装置 1 9も配設 されている。

この駆動装置 1 9によって、 光ファイバ （内側被覆層 3 aが形成されたガラスフ アイバ 1 0 a ) を線引きしている間に、 第二塗布装置 1 4のダイス、 即ち、 塗出孔 を回転させる。 この結果、 第二塗布装置 1 4において塗布される紫外線硬化型樹脂 の中心が偏心するので、 外側被覆層 3 bを偏心させ、 これを光ファイバ 1の長手方 向で変化させることができる。

なお、 図 1 1に示される製造装置において、 駆動装置 1 8を、 線引きされる光フ アイバ (ガラスファイバ 1 0 a ) の線引き方向に対して直角な平面内で、 外側被覆 層 3 bを形成する樹脂を塗布するダイスを回転させるものとすれば、 このような製 造装置によって、 図 3に示される光ファイバ 1を製造することもできる。

図 1 3に、 図 3に示される光ファイバ 1を製造するための製造装置の別の例を示 す。 本実施形態においても、 外側被覆層 3 bを形成する樹脂を塗布する第二塗布装 置 1 4におけるダイスの塗出孔の中心が、 線引きされる光ファイバ （内側被覆層 3 aが形成されたガラスファイバ 1 0 a ) の中心と僅かにずれるように調整されてい る。 し力 し、 第二塗布装置 1 4のダイスを回転させる機構はなく、 その代わりに揺 動するローラー 2 0を有している。 ローラー 2 0を揺動させる,駆動装置 2 1がロー ラー 2 0に付随して配設されている。

ローラー 2 0は第二紫外線照射炉 1 5とリール 1 6との間に位置し、 線引きされ た光ファイバ 1はローラー 2 0の周面上に接触する。 ここで、 ローラー 2 0を揺動 させると、 'これに接触する光ファイバ 1はローラー 2 0の周面上を転がるように移 動し、 光ファイバ 1には捻りが加えられる。 加えられた捻りは、 線引きされている 光ファイバ 1の上流側にも伝わり、 第二塗布装置 1 4での紫外線硬化型樹脂の塗布 部分にまで達する。

このため、 第二塗布装置 1 4ではダイスの塗出孔が偏心されているので外側被覆 層 3 aが偏心されるが、 この偏心方向が上述した捻りによって光ファイバ 1の長手 方向で変化されることになる。 なお、 ここでは、 上述した捻りは交互に反転して加 えられるので、 偏心方向も交互に反転することになる。 このようにしても、 外側被 覆層 3 bを偏心させ、 これを光ファイバ 1の長手方向で変ィ匕させることができる。 図 1 4に、 上述した図 1 3の製造装置の変形例を示す。 図 1 4に示される製造装 置では、 内側被覆層 3 aを形成する紫外線硬ィ匕型樹脂と外側被覆層 3 bを形成する 紫外線硬化型樹脂と力 塗布装置 1 2 aの内部でほぼ同時にガラスファイバ 1 0 a に対して塗布される。 塗布装置 1 2 aは複数層を同時に塗布できるものである。 そ の後、 紫外線照射炉 1 3 aにおいて、 内側被覆層 3 aを形成する紫外線硬化型樹月旨 と外側被覆層 3 bを形成する紫外線硬化型樹脂とがほぼ同時に硬化される。

ここでも、 塗布装置 1 2 a内部の外側被覆層 3 bを形成する樹脂を塗布するダイ スの塗出孔の中心が、 線引きされる光ファイバ （内側被覆層 3 aが形成されたガラ スファイバ 1 0 a ) の中心と僅かにずれるように調整されている。 また、 塗布装置 1 2 aには、 外側被覆層 3 bを形成する樹脂を塗布するダイスを回転させる機構は なく、 その代わりに揺動するローラー 2 0が配設されている。 また、 ローラー 2 0 に付随して、 このローラー 2 0を摇動させる駆動装置 2 1も配設されている。

ローラー 2 0は紫外線照射炉 1 3 aとリール 1 6との間に位置し、 線引きされた 光ファイバ 1はローラー 2 0の周面上に接触する。 ここで、 ローラー 2 0を揺動さ せると、 これに接触する光ファイバ 1はローラー 2 0の周面上を転がるように移動 し、 光ファイバ 1には捻りが加えられる。 加えられた捻りは、 線引きされている光 ファイバ 1の上流側にも伝わり、 塗布装置 1 2 aでの外側被覆層 3 bを形成する紫 外線硬化型樹脂の塗布部分にまで達する。

このため、 塗布装置 1 2 aでは外側被覆層 3 bを形成する樹脂を塗布するダイス の塗出孔が偏心されているので外側被覆層 3 aが偏心されるが、 この偏心方向が上 述した捻りによって光ファイバ 1の長手方向で変化されることになる。 なお、 ここ では、 上述した捻りは交互に反転して加えられるので、 偏心方向も交互に反転する ことになる。 このようにしても、 外側被覆層 3 bを偏心させ、 これを光ファイバ 1 の長手方向で変化させることができる。

次に、 被覆層 3の横断面形状を非円化させる場合について説明する。

まず最初の例は、 製造装置自体は図 8に示した製造装置とほぼ同様である。 ただ し、 の外形の横断面形状を非円化しようとする内側被覆層 3 a又は外側被覆層 3 b に応じて、 第一塗布装置 1 2又は第二塗布装置 1 4のダイスの塗出孔の形状が非円 化 (ここでは楕円化） されている。 このため、 内側被覆層 3 a又は外側被覆層 3 bの の外形の横断面形状は非円化され、 さらに、 母材 1 0の取り付け部に位置する駆動 装置 1 7によって、 線引き中の母材 1 0を回転させることによって、 非円化した形 状を光ファイバ 1の長手方向で変化させることができる。 この結果、 被覆層 3 (内 側被覆層 3 a又は外側被覆層 3 b ) の外形の横断面形状を非円化させ、 これを光フ アイバ 1の長手方向で変化させることができる。

あるいは、 図 9に示される製造装置とほぼ同様の装置によっても、 被覆層 3 (内 側被覆層 3 a又は外側被覆層 3 b ) の横断面形状を非円化させ、 これを光ファイバ 1の長手方向で変化させることができる。 この装置では、 内側被覆層 3 aを形成す る紫外線硬化型樹月旨と外側被覆層 3 bを形成する紫外線硬化型樹脂とが、 塗布装置 1 2 aの内部でほぼ同時にガ スファイバ 1 0 aに対して塗布される。 塗布装置 1 2 aは複数層を同時に塗布できるものである。 その後、 紫外線照射炉 1 3 aにおい て、 内側被覆層 3 aを形成する紫外 H硬化型樹脂と外側被覆層 3 bを形成する紫外 線硬化型樹脂とがほぼ同時に硬化される。

ここでは、 外形の横断面形状を非円化しようとする内側被覆層 3 a又は外側被覆 層 3 bに応じて、 塗布装置 1 2 aの内側被覆層 3 a用のダイス又は外側被覆層 3 b 用のダイスの何れかの塗出孔の形状が非円化 (ここでは楕円化）されている。さらに、 母材 1 0の取り付け部に位置する駆動装置 1 7によって、 線引き中の母材 1 0を回 転させることによって、 非円化した形状を光ファイバ 1の長手方向で変化させるこ とができる。 この結果、 被覆層 3 (内側被覆層 3 a又は外側被覆層 3 b ) の横断面 形状を非円化させ、 これを光フアイバ 1の長手方向で変化させることができる。 次に、図 4に示される光ファイバ 1を製造するため製造方法について説明するが、 この製造方法に用いる製造装置の基本的構成は上述した図 1 0の装置とほぼ同様で ある。 ただし、 外形の横断面形状外を非円化しょうとする内側被覆層 3 aを形成さ せる第一塗布装置 1 2のダイスの塗出孔の形状が非円化 (ここでは楕円化）されてい る。 このため、 内側被覆層 3 aの外形の横断面形状は非円化され、 さらに、 第一塗 布装置 1 2に付随して配設された駆動装置 1 8によって、 第一塗布装置 1 2のダイ ス （即ち塗出孔） を回転させることによって、 非円化した形状を光ファイバ 1の長 手方向で変化させることができる。 この結果、 内側被覆層 3 aの外形の横断面形状 を非円化させ、 これを光ファイバ 1の長手方向で変化させることができる。

あるいは、 図 1 1に示される製造装置とほぼ同様の装置によっても、 内側被覆層 3 aの外形の横断面形状を非円化させ、 これを光ファイバ 1の長手方向で変化させ ることができる。 この装置では、 内側被覆層 3 aを形成する紫外線硬化型樹脂と外 側被覆層 3 bを形成する紫外線硬化型樹脂とが、 塗布装置 1 2 aの内部でほぼ同時 にガラスファイバ 1 0 aに対して塗布される。 塗布装置 1 2 aは複数層を同時に塗 布できるものである。 その後、 紫外線照射炉 1 3 aにおいて、 内側被覆層 3 aを形 成する紫外線硬化型樹脂と外側被覆層 3 bを形成する紫外泉硬化型樹脂とがほぼ同 時に硬化される。

ここでは、 塗布装置 1 2 a内部の、 外形の横断面形状を非円化しようとする内側 被覆層 3 aを形成する紫外線硬化型樹脂のダイスの塗出孔の形状が非円化 (ここで は楕円化） されている。 さらに、 塗布装置 1 2 aに付随して、 線引きされる光ファ ィバ （ガラスファイバ 1 0 a ) の線引き方向に対して直角な平面内で、 内側被覆層 3 aを形成する紫外線硬化型樹脂を塗布するダイスを回転させる駆動装置 1 8も配 設されている。

この駆動装置 1 8によって、 光ファイバ (ガラスファイバ 1 0 a ) を線引きして いる間に、 塗布装置 1 2 aの内側被覆層 3 aを形成する紫外線硬化型樹脂を塗布す るダイス、 即ち、 塗出孔を回転させる。 この結果、 塗布装置 1 2 aにおいて塗布さ れる内側被覆層 3 aを形成する紫外線硬化型樹脂の表面の横断面形状が非円化する ので、 内側被覆層 3 aの外形の横断面形状を非円化させ、 これを光ファイノ 1の長 手方向で変化させることができる。

次に、図 5に示される光ファイバ 1を製造するため製造方法について説明するが、 この製造方法に用いる製造装置の基本的構成は上述した図 1 2の装置とほぼ同様で ある。 ただし、 外形の横断面形状を非円化しようとする外側被覆層 3 bを形成させ る第二塗布装置 1 4のダイスの塗出孔の形状が非円化 (ここでは楕円化）されている。 このため、 外側被覆層 3 bの外形の横断面形状は非円化され、 さらに、 第二塗布装 置 1 4に付随して配設された駆動装置 1 9によって、第二塗布装置 1 4のダイス（即 ち塗出孔） を回転させることによって、 非円化した形状を光ファイバ 1の長手方向 で変化させることができる。 この結果、 外側被覆層 3 bの外形の横断面形状を非円 化させ、 これを光ファイバ 1の長手方向で変ィヒさせることができる。

なお、 図 1 1に示される製造装置において、 駆動装置 1 8を、 線引きされる光フ アイバ （ガラスファイバ 1 0 a ) の锒引き方向に対して直角な平面内で、 外側被覆 層 3 bを形成する樹脂を塗布するダイスを回転させるものとすれば、 このような製 造装置によって、 図 5に示される光ファイバ 1を製造することもできる。

次に、 図 5に示される光ファイバ 1を製造するため製造方法の別の例について説 明するが、 この製造方法に用いる製造装置の基本的構成は上述した図 1 3の装置と ほぼ同様である。 ただし、 本実施形態においても、 外形の横断面形状を非円化しよ うとする外側被覆層 3 bを形成させる第二塗布装置 1 4のダイスの塗出孔の形状が 非円化 (ここでは楕円化） されている。 し力 し、 第二塗布装置 1 4のダイスを回転さ せる機構はなく、 その代わりに揺動するローラー 2 0を有している。 ローラー 2 0 を揺動させる駆動装置 2 1がローラー 2 0に付随して配設されている。

ローラー 2 0は第二紫外線照射炉 1 5とリール 1 6との間に位置し、 線引きされ た光ファイバ 1はローラー 2 0の周面上に接触する。 ここで、 ローラー 2 0を揺動 させると、 これに接触する光ファイバ 1はローラー 2 0の周面上を転がるように移 動し、 光ファイバ 1には捻りが加えられる。 加えられた捻りは、 線引きされている 光ファイバ 1の上流側にも伝わり、 第二塗布装置 1 4での紫外線硬化型樹脂の塗布 部分にまで達する。

このため、第二塗布装置 1 4ではダイスの塗出孔が非円化 (楕円化） されているの で外側被覆層 3 aの外形の横断面形状が非円化されるが、 この非円化された状態が 上述した捻りによって光ファイバ 1の長手方向で変化されることになる。 なお、 こ こでは、 上述した捻りは交互に反転して加えられるので、 上述した例では楕円の長 軸方向も交互に反転することになる。 このようにしても、 外側被覆層 3 bの外形の 横断面形状を非円化させ、 これを光ファイバ 1の長手方向で変化させることができ る。

あるいは、 図 1 4に示される製造装置と同様の装置によっても、 被覆層 3 (内側 被覆層 3 a又は外側被覆層 3 bの外形） の横断面形状を非円化させ、 これを光ファ ィバ 1の長手方向で変化させることができる。 この装置では、 内側被覆層 3 aを形 成する紫外線硬化型榭脂と外側被覆層 3 bを形成する紫外線硬化型樹脂とが、 塗布 装置 1 2 aの内部でほぼ同時にガラスファイバ 1 0 aに対して塗布される。 塗布装 置 1 2 aは複数層を同時に塗布できるものである。 その後、 紫外線照射炉 1 3 aに おいて、 内側被覆層 3 aを形成する紫外線硬化型樹脂と外側被覆層 3 bを形成する 紫外線硬化型樹脂とがほぼ同時に硬化される。

ここでも、 塗布装置 1 2 a内部の外側被覆層 3 bを形成する樹脂を塗布するダイ スの塗出孔が非円化されている。 また、 塗布装置 1 2 aには、 外側被覆層 3 bを形 成する樹脂を塗布するダイスを回転させる機構はなく、 その代わりに揺動するロー ラー 2 0が配設されている。 また、 ローラー 2 0に付随して、 このローラー 2 0を 揺動させる駆動装置 2 1も配設されている。

ローラー 2 0は紫外線照射炉 1 3 aとリール 1 6との間に位置し、 線引きされた 光ファイバ 1はローラー 2 0の周面上に接触する。 ここで、 ローラー 2 0を揺動さ せると、 これに接触する光ファイバ 1はローラー 2 0の周面上を転がるように移動 し、 光ファイバ 1には捻りが加えられる。 加えられた捻りは、 線引きされている光 ファイノく 1の上流側にも伝わり、 塗布装置 1 2 aでの外側被覆層 3 bを形成する紫 外線硬化型樹脂の塗布部分にまで達する。

このため、 塗布装置 1 2 aでは外側被覆層 3 bを形成する樹脂を塗布するダイス の塗出孔が非円化されているので外側被覆層 3 aの外形の横断面形状が非円化され るが、 この非円化された状態が上述した捻りによって光ファイバ 1の長手方向で変 化されることになる。 なお、 ここでは、 上述した捻りは交互に反転して加えられる ので、 非円化された状態も交互に反転することになる。 このようにしても、 外側被 覆層 3 bの外形の横断面形状を非円化させ、 これを光ファイバ 1の長手方向で変化 させることができる。

なお、 内側被覆層 3 a及び外側被覆層 3 bの双方の外形の横断面形状を楕円化す る際には、 第一塗布装置 1 2の塗出孔の楕円の長軸方向と第二塗布装置 1 4の塗出 孔の楕円の長軸方向とは、一致させずに所定の角度を設けた方が好ましい。さらに、 非円化した状態を長手方向に変化させる際に、 長手方向に被覆層 3 (内側被覆層 3 や外側被覆層 3 bの外形） の横断面形状を変形させるような場合は、 ダイスの塗出 孔の形状を変形できるような機構としてもよい。 産業上の利用可能性

本発明は、 WDM伝送等に好適に用いることのできる光ファイバおよびその製造方法 を提供する。

Claims

請求の範面

1 . コア及びクラッドを有するガラス部と、 前記ガラス部の周囲に形成された一 層以上の被覆層とを備えた光ファイバにおいて、

長手方向に直角な断面上における前記ガラス部に対する前記被覆層の配置形態を、 長手方向に連続的に変化させていることを特徴とする光ファイバ。

2 . 前記光フアイバ自身の長手方向に直角な断面上における前記ガラス部の中心 と前記被覆層の中心とが偏心されており、 断面上における偏心方向を前記光： バ自身の長手方向で変化させていることを特徴とする請求項 1に記載の光：

3 . 前記被覆層は、 内側被覆層及び外側被覆層からなる二層構造とされており、 內側または外側の被覆層のいずれか一方または双方の中心が前記ガラス部の中心か ら偏心されていることを特徴とする請求項 2に記載の光ファイバ。

4 . 前記ガラス部の中心と前記被覆層の中心との距離である偏心量が 12.5μηι以上 である請求項 2または 3のいずれかに記載の光フアイバ。

5 . 前記光ファイバ自身の長手方向に直角な断面上における前記被覆層の外側横 断面形状が非円化されており、 断面上における非円化された外形形状配置を前記光 ファイバ自身の長手方向で変化させていることを特徴とする請求項 1または 2に記 载の光ファイバ。

6 . 前記被覆層が内側被覆層及び外側被覆層からなる二層構造とされており、 両 被覆層の境界部分の横断面形状が非円化されていて、 断面上における非円化された 境界形状配置を前記光ファイバ自身の長手方向で変化させていることを特徴とする 請求項 1、 2または 5に記載の光フ了ィバ。

7. 前記被覆層の真円度を 5.0μιη以上としたことを特徴とした請求項 5、 6のい ずれかに記載の光ファィパ。

8 . 前記被覆層の配置形態を前記光ファイノ 自身の長手方向で周期的に変化させ ていることを特徴とする請求項 1〜 7のいずれかに記載の光：

9 . 前記周期は 0 . 5 m以下である請求項 8記載の光：

1 0 . 前記周期は 0 . 2 m以下である請求項 9記載の光：

1 1 . 前記被覆層の配置形態の周期自体を長手方向で変化させていることを特徴 とする請求項 8〜1 0のいずれかに記載の光ファイバ。

1 2 . プリフォームを回転させながら裸光ファイバを線引きし、

線引された裸光ファィバが所定の微小円を描きながら回転している状態でダイス に通してこのダイスにより裸光ファイバの外周上に樹脂を塗布し、

塗布した樹脂を硬化させる

工程を備えている光ファイバの製造方法。

1 3 . プリフォームから裸光ファイバを線引し、

線引された裸光ファイバをこの光ファイバ中心から中心をずらして回転させてい るダイス内に通してこのダイスにより裸光ファィバの外周上に樹脂を塗布し、 塗布した樹脂を硬化させる

工程を備えている光ファイバの製造方法。

1 4 . プリフォームから裸光ファイバを線引し、

線引された裸光ファイバをこの光ファイバ中心から中心をずらして配置したダイ ス内に通してこのダイスにより樹脂を裸光ファィバの外周上に塗布し、

前記ダイスを通過した被覆光ファイバを揺動させ、 上流のプリフォーム、 裸光フ アイバをねじり、

塗布した樹脂を硬化させる、

工程を備えている光ファイバの製造方法。

1 5 . 前記ダイスの塗出孔形状は非円化されている請求項 1 2〜1 4のいずれか に記載の光ファィバの製造方法。