專利名稱：多芯光纖的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種多芯光纖。
背景技術(shù)：
近幾年 ，提出了將具有多個纖芯的光纖即多芯光纖用作傳輸用光纖的技術(shù)方案。通過使用多芯光纖，能夠使傳輸容量比使用具有一個纖芯的光纖的情況還大。另外，公知的有如下單芯光纖在包層內(nèi)的纖芯的周圍，具有氣孔的集合體(例如，參照專利文獻I)。該專利文獻I所述的單芯光纖與多孔光纖(HF Holey Fiber)等的光纖不同，不存在起因于制造方法的光纖內(nèi)的殘留應(yīng)力，該多孔光纖在包層內(nèi)具有在光纖的長度方向上無間歇地連續(xù)的空孔。由此，不存在向纖芯的各向異性應(yīng)力的集中，具有優(yōu)異的PMD (偏振模色散)特性?，F(xiàn)有技術(shù)文獻專利文獻I :日本特開2004-20836號公報在現(xiàn)有的多芯光纖中，位于包層的中心以外的纖芯比位于包層的中心的纖芯更容易受外力的影響，由于纖芯的光軸由于外部應(yīng)力而容易變位，因此光損耗(微彎曲損耗)變大。另外，作用于位于包層的中心以外的纖芯的外部應(yīng)力是各向異性應(yīng)力，因此在其纖芯上容易發(fā)生各向異性歪斜。由此，其纖芯的折射率分布并不軸對稱，PMD特性降低。另外，在纖芯的外周的包層具有一定的折射率的現(xiàn)有的多芯光纖中，從纖芯漏出的光電磁波一樣地傳輸而發(fā)生泄漏光電磁場，容易對鄰近的纖芯泄漏信號，即容易發(fā)生纖芯之間的串?dāng)_。

實用新型內(nèi)容從而，本實用新型的目的之一在于提供一種多芯光纖，能夠抑制由外部應(yīng)力引起的特性的降低及串?dāng)_的發(fā)生。在本實用新型的一個方案中，提供一種多芯光纖，該多芯光纖包括包層；位于上述包層的中心以外的多個纖芯；以及以包圍上述纖芯的方式形成且由多個氣孔構(gòu)成的氣孔層。在上述多芯光纖中，在位于上述纖芯的周圍的上述氣孔層之中，位于一部分的上述纖芯的周圍的上述氣孔層具有與位于其他的上述纖芯的周圍的上述氣孔層不同的厚度，從而用作識別用標(biāo)識。另外，在上述多芯光纖中，上述氣孔層還可以具有氣孔的密度不同的多個層在其厚度方向上層疊的結(jié)構(gòu)。另外，在上述多芯光纖中，在位于上述纖芯的周圍的上述氣孔層之中，位于一部分的上述纖芯的周圍的上述氣孔層與位于其他的上述纖芯的周圍的上述氣孔層相比，氣孔的密度不同，用作識別用標(biāo)識。[0014]本實用新型的效果如下。根據(jù)本實用新型，能夠提供如下多芯光纖能夠抑制由外部應(yīng)力引起的特性的降低及串?dāng)_的發(fā)生。

圖I是本實用新型的第一實施方式的多芯光纖的剖視圖。圖2是本實用新型的第二實施方式的多芯光纖的剖視圖。圖3(a)是本實用新型的第三實施方式的多芯光纖的剖視圖。圖3(b)包含氣孔層的放大圖及表示氣孔層的折射率分布的圖表。圖4是比較例的多芯光纖的剖視圖。圖5是表示多芯光纖的測定結(jié)果的圖表。圖6是表示多芯光纖的測定結(jié)果的圖表。圖中I、2、3_多芯光纖，11-第一纖芯，12-第二纖芯，13、14、24、33、34-氣孔層，15-氣孔，16—包層。
具體實施方式
本實用新型的一個實施方式提供一種多芯光纖，該多芯光纖具有多個纖芯，且包括包層；位于上述包層的中心以外的多個纖芯；以包圍上述纖芯的方式形成的由多個氣孔構(gòu)成的氣孔層。以下，詳細說明該多芯光纖的例子。第一實施方式多芯光纖的結(jié)構(gòu)圖I是本實用新型的第一實施方式的多芯光纖I的剖視圖。多芯光纖I包括包層16 ;位于包層16的中心的第一纖芯11 ;位于包層16的中心以外的第二纖芯12 ;位于第一纖芯11的周圍的氣孔層13 ;以及位于第二纖芯12的周圍的氣孔層14。第一纖芯11、第二纖芯12、氣孔層13、14及包層16由石英玻璃等構(gòu)成。第一纖芯11及第二纖芯12還可以包含Ge等的用于提高折射率的雜質(zhì)。包層16還可以包含F(xiàn)等的用于降低折射率的雜質(zhì)。氣孔層13、14由于包含多個氣孔15，因此折射率比第一纖芯11及第二纖芯12還低。第一纖芯11和氣孔層13的折射率差、以及第二纖芯12和氣孔層14的折射率差例如是 0. 86%。第一纖芯11及第二纖芯12在由單模光纖(SMF)構(gòu)成的情況下,例如直徑為9 ii m,具有與包層16的折射率差為0. 3 0. 8%的階梯折射率分布。在該情況下，例如包層16的外徑為125iim，第一纖芯11的中心與第二纖芯12的中心的距離為33iim。另外,第一纖芯11及第二纖芯12在由多模光纖(MMF)構(gòu)成的情況下,例如直徑為50iim，具有與包層16的最大折射率差為I %的漸變折射率分布。在該情況下，例如包層16的外徑為300iim，第一纖芯11的中心與第二纖芯12的中心的距離為100 iim。圖I作為一個例子而表示在第一纖芯11的周圍以等間隔配置的六個第二纖芯12。但是，第二纖芯12的數(shù)量及配置不限于圖I所示。另外，多芯光纖I也可以不包括第一纖芯11、即位于包層16的中心的纖芯。氣孔層13、14的厚度根據(jù)想要得到的光纖的折射率分布、色散特性等，例如設(shè)定在5 30iim的范圍內(nèi)。包含于氣孔層13、14的氣孔15的形狀是向第一纖芯11及第二纖芯12的長度方向延伸的橢圓體。氣孔15的直徑(與第一纖芯11及第二纖芯12的長度方向垂直的剖面的直徑)例如是4 以下。另外，氣孔層13、14的空隙率(氣孔15所占的體積的比例)例如是30%。氣孔層13、14能夠分別緩和作用于第一纖芯11及第二纖芯12上的外部應(yīng)力，抑制第一纖芯11及第二纖芯12的光軸的變位，能夠使耐微彎曲性能提高。尤其，由于在位于包層16的中心以外的第二纖芯12上容易發(fā)生外部應(yīng)力，光軸容易變位，因此由氣孔層14 引起的效果非常重要。另外，通過由氣孔層14緩和作用于第二纖芯12上的各向異性的外部應(yīng)力，能夠抑制第二纖芯12的各向異性歪斜。由此，第二纖芯12的折射率分布成為大致軸對稱，改善PMD性能。并且，由于氣孔層13、14具有非常低的折射率，因此使從第一纖芯11及第二纖芯12漏出的光電磁波衰減，防止向包層16傳輸。由此，能夠抑制纖芯之間的串?dāng)_。此外，位于包層16的中心的第一纖芯11，比位于中心以外的第二纖芯12還難以受到外力的影響，因此第一纖芯11的周圍的氣孔層13也可以不形成。多芯光纖的制造方法以下，表示利用套管法(Rod in tube)的本實施方式的多芯光纖I的制造方法的一個例子。首先，在成為第一纖芯11或第二纖芯12的透明玻璃母材的外周，利用CVD(化學(xué)汽相沉積)法沉積成為氣孔層13或氣孔層14的煙灰(soot)層，得到纖芯母材。然后，通過在擴散系數(shù)小的惰性氣體、例如氬氣或氮氣的氛圍中，對纖芯母材以1600°C進行加熱處理，使氣孔15包含于纖芯母材的外側(cè)的層。然后，將得到的直徑50mm的纖芯母材延伸至直徑成為30mm為止。形成七個該纖芯母材。其次，根據(jù)另外工序的VAD(Vapor phase axial deposition method,軸向汽相沉積)法，制造成為包層16的不含摻雜劑的直徑120mm的實心的玻璃母材，在該玻璃母材的中心和外周6個部位通過磨削而開設(shè)直徑33_的孔。然后，在這些孔中插入(棒插入)七個纖芯母材之后，使用電爐延伸裝置將玻璃母材和纖芯母材延伸并一體化，得到預(yù)制件。然后，利用一般的拉絲法，將預(yù)制件拉拔至包層的外徑成為125 U m為止，得到多芯光纖I。此外，氣孔15的形狀在拉絲前是大致球形，但是通過拉絲變形成橢圓形。得到的多芯光纖I的第一纖芯11及第二纖芯12的直徑為8 ii m,氣孔層13、14的厚度為11 U m,氣孔15的直徑為I 3 ii m。第二實施方式第二實施方式與第一實施方式的不同點在于，為了具有作為識別用標(biāo)識的功能，使一部分的第二纖芯的周圍的氣孔層的厚度或密度不同。對于與第一實施方式相同的內(nèi)容，省略或簡化說明。多芯光纖的結(jié)構(gòu)[0047]圖2是本實用新型的第二實施方式的多芯光纖2的剖視圖。多芯光纖2包含包層16 ;位于包層16的中心的第一纖芯11 ;位于包層16的中心以外的第二纖芯12 ;位于第一纖芯11的周圍的氣孔層13 ;以及位于第二纖芯12的周圍的氣孔層14、24。氣孔層24比氣孔層14還厚。由此，通過目視能夠從氣孔層14識別氣孔層24，能夠?qū)饪讓?4作為識別用標(biāo)識而使用。此外，氣孔層24的數(shù)量不特別限定，例如也可以是一個。在形成多個氣孔層24的情況下，為了發(fā)揮作為識別用標(biāo)識的功能而鄰接配置。氣孔層14、24的厚度例如分別是611111、1311111。另外，也可以通過使氣孔層24中的氣孔15的密度與氣孔層14中的氣孔15的密度不同，將氣孔層24作為識別用標(biāo)識而使用。并且，氣孔層24也 可以在厚度和氣孔15的密度兩方面與氣孔層14不同。第三實施方式第三實施方式與第一實施方式的不同點在于，氣孔層具有氣孔的密度不同的多個層。對于與第一實施方式相同的內(nèi)容，省略或簡化說明。多芯光纖的結(jié)構(gòu)圖3 (a)是本實用新型的第三實施方式的多芯光纖3的剖視圖。多芯光纖3包含包層16 ;位于包層16的中心的第一纖芯11 ;位于包層16的中心以外的第二纖芯12 ;位于第一纖芯11的周圍的氣孔層33 ;以及位于第二纖芯12的周圍的氣孔層34。圖3(b)包含氣孔層34的放大圖及表示氣孔層34的折射率分布的圖表。氣孔層34包括第一纖芯11或第二纖芯12的周圍的高密度層34a ;高密度層34a的外側(cè)的低密度層34b ;以及低密度層34b的外側(cè)的中密度層34c。高密度層34a、低密度層34b以及中密度層34c層疊于氣孔層34的厚度方向(第一纖芯11或第二纖芯12的徑向)。中密度層34c與低密度層34b相比，氣孔15的密度高，且折射率低。高密度層34a與中密度層34c相比，氣孔15的密度高，且折射率低。另外，第一纖芯11及第二纖芯12的折射率比低密度層34b高。此外，包含于氣孔層34的、氣孔15的密度不同的多個層的數(shù)量不限定，而且，這些層的層疊的順序也不限定。另外，氣孔層33具有與氣孔層34相同的結(jié)構(gòu)。由于氣孔層34在其厚度方向具有多階段的等效折射率，因此能夠細微地控制多芯光纖I的結(jié)構(gòu)分散。在此，氣孔15的外徑能夠用以下的兩個方法控制。一個是使沉積在纖芯母材的周圍的石英玻璃煙灰層的假密度變化的方法。當(dāng)通過加熱(燒結(jié))使煙灰玻璃化時，煙灰的假密度越高，氣體逃脫的間隙越小，因此大的氣孔15殘留的比例變高，煙灰層的假密度越低，小的氣孔15殘留的比例越聞。另一個是改變燒結(jié)時的爐內(nèi)氣體氣氛中的氦氣和惰性氣體的比例的方法。氦氣的比例越高，氣孔15越容易變小，氦氣的比例越低，氣孔15越容易變大。此外，存在如下傾向氣孔15越大氣孔15的密度越高，氣孔15越小氣孔15的密度越低。由此，通過調(diào)整石英玻璃煙灰層的假密度、和燒結(jié)時的爐內(nèi)氣體氣氛中的氦氣與惰性氣體的比例，能夠控制氣孔15的直徑及氣孔15的密度這雙方。另外，若控制氣孔15的大小及形成位置，而將氣孔15的間隔調(diào)整為傳輸?shù)男盘柟獾牟ㄩL的二分之一，則在本實施方式的多芯光纖3中，能夠?qū)崿F(xiàn)光子帶隙結(jié)構(gòu)。[0062]實施方式的效果根據(jù)上述實施方式，能夠由氣孔層緩和作用于纖芯的外部應(yīng)力，抑制纖芯的光軸的變位，能夠使耐微彎曲性能提高。尤其，由于位于包層的中心以外的纖芯容易受外力的影響，光軸容易變位，因此由氣孔層引起的效果非常重要。另外，通過由氣孔層緩和作用于位于包層的中心以外的纖芯上的各向異性的外部應(yīng)力，能夠抑制發(fā)生于該纖芯的各向異性歪斜。由此，該纖芯的折射率分布成為大致軸對稱，改善PMD性能。并且，由于氣孔層具有非常低的折射率，因此使從纖芯漏出的光電磁波衰減，防止向包層傳輸。由此，能夠抑制纖芯之間的串?dāng)_。此外，本實用新型不限定于上述實施方式，在不脫離實用新型的主旨的范圍內(nèi)能夠進行各種變形實施。另外，在不脫離實用新型的主旨的范圍內(nèi)，能夠任意組合上述實施方 式的結(jié)構(gòu)要素。
實施例對第一實施方式的多芯光纖I和作為比較例的不包含氣孔層的多芯光纖4進行試驗，驗證了耐微彎曲損耗性能、耐宏觀彎曲損耗性能、PMD性能以及串?dāng)_性能。圖4是比較例的多芯光纖4的剖視圖。多芯光纖4包含包層46 ;位于包層46內(nèi)的中心的第一纖芯41 ;及位于包層46內(nèi)的中心以外的第二纖芯42。第一纖芯41、第二纖芯42以及包層46分別由與第一實施方式的多芯光纖I的第一纖芯11、第二纖芯12以及包層16相同的材料構(gòu)成。多芯光纖4的結(jié)構(gòu)不包含氣孔層，除了這一點以外與多芯光纖I的結(jié)構(gòu)相同。在本實施方式中，多芯光纖I的第一纖芯11及第二纖芯12、以及多芯光纖4的第一纖芯41及第二纖芯42是單模光纖。另外，六個第二纖芯12、42分別包含于多芯光纖I、4。以下說明本實施例的多芯光纖1、4的具體的規(guī)格。第一纖芯11、41及第二纖芯12,42的直徑為9 iim，第一纖芯11與包層16的折射率差、第二纖芯12與包層16的折射率差、第一纖芯41與包層46的折射率差、以及第二纖芯42與包層46的折射率差為0. 36%，包層16、45的外徑為125 u m、第一纖芯11的中心與第二纖芯12的中心的距離、以及第一纖芯41的中心與第二纖芯42的中心的距離為33 u m。另外，在多芯光纖中，第一纖芯11與氣孔層13的折射率差、第二纖芯12與氣孔層14的折射率差為0. 86%，氣孔層13、14的空隙率為30%，氣孔層13、14的厚度為6 y m。耐微彎曲損耗性能的驗證本實施例的微彎曲損耗如下定義在將JIS#150的砂紙鋪于表面的圓筒直徑300mm的繞線筒上，以張力150g卷繞長度400m的光纖時的每Ikm的損耗增加量。圖5是表示多芯光纖I的第一纖芯11及第二纖芯12、以及多芯光纖4的第一纖芯41及第二纖芯42的微彎曲損耗的測定結(jié)果的圖表。在第一實施方式的多芯光纖I中，氣孔層13、14作為緩沖層而起作用，從而抑制外力對第一纖芯11及第二纖芯12的影響。由此,如圖5所不,第一纖芯11和第二纖芯12具有優(yōu)越的耐微彎曲性能。另外，第一纖芯11和第二纖芯12具有大致相同的耐微彎曲性能。這表示能夠有效地抑制容易受外力影響的第二纖芯12的光軸的變化。另一方面，在比較例的多芯光纖4中，由于不存在緩和外力影響的氣孔層，因此第一纖芯41及第二纖芯42的耐微彎曲性能比第一纖芯11及第二纖芯12的微彎曲性能還低。另外，位于包層46的中心以外的第二纖芯42尤其容易受外力的影響，因此第二纖芯42的耐微彎曲性能比第一纖芯41的微彎曲性能低。耐宏觀彎曲損耗性能的驗證本實施例的宏觀彎曲損耗定義成在一定直徑的心軸上卷繞光纖時的損耗增加量。在本實施例中，對第二纖芯12之中在卷繞于心軸上的狀態(tài)下位于最內(nèi)周側(cè)的纖芯(與心軸最近的纖芯)進行了驗證。對第二纖芯42也相同。但是，實際上，在卷繞于心軸上的狀態(tài)下位于最內(nèi)周側(cè)的第二纖芯12 (第二纖芯42)和位于最外周側(cè)的第二纖芯12 (第二纖芯42)，在耐宏觀彎曲損耗性能上無太大的差異。這是因為，位于最內(nèi)周側(cè)的第二纖芯12(第二纖芯42)與位于最外周側(cè)的第二纖芯12 (第二纖芯42)的卷繞直徑的差為100 左右，若與心軸的直徑比較則非常小。圖6是表示多芯光纖I的第一纖芯11及第二纖芯12、以及多芯光纖4的第一纖芯41及第二纖芯42的宏觀彎曲損耗的測定結(jié)果的圖表。如圖6所示，第一纖芯11及第二纖芯12的宏觀彎曲損耗是第一纖芯41及第二纖芯42的宏觀彎曲損耗的1/10左右，第一纖芯11及第二纖芯12具有優(yōu)越的耐宏觀彎曲損耗性能。這是因為，由于氣孔層13、14的折射率非常低，因此第一纖芯11及第二纖芯12的折射率差變大，光模式的關(guān)入性能提高。PMD性能的驗證PMD性能利用測定法規(guī)格ITU-T Rec. G650. 3 (07/2007)、5. I. 2項中任何一個方法來測定，并以表示距離依存性的PMD系數(shù)測定值來進行評價。以下的表I表不多芯光纖I的第一纖芯11及第二纖芯12、以及多芯光纖4的第一纖芯41及第二纖芯42的PMD系數(shù)測定值的測定結(jié)果。表I
權(quán)利要求1.一種多芯光纖，其特征在于，包括 包層； 位于上述包層的中心以外的多個纖芯；以及 以包圍上述纖芯的方式形成且由多個氣孔構(gòu)成的氣孔層。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多芯光纖，其特征在于， 在位于上述纖芯的周圍的上述氣孔層之中，位于一部分的上述纖芯的周圍的上述氣孔層具有與位于其他的上述纖芯的周圍的上述氣孔層不同的厚度，從而用作識別用標(biāo)識。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的多芯光纖，其特征在于， 上述氣孔層具有氣孔的密度不同的多個層在其厚度方向上層疊的結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多芯光纖，其特征在于， 在位于上述纖芯的周圍的上述氣孔層之中，位于一部分的上述纖芯的周圍的上述氣孔層與位于其他的上述纖芯的周圍的上述氣孔層相比，氣孔的密度不同，從而用作識別用標(biāo)識。
專利摘要本實用新型提供一種多芯光纖，該多芯光纖能夠抑制由外部應(yīng)力引起的特性的降低及串?dāng)_的發(fā)生。在本實用新型的一個方案中，提供一種多芯光纖(1)，該多芯光纖(1)包括包層(16)；位于包層(16)的中心以外的多個第二纖芯(12)；以及位于第二纖芯(12)的周圍的氣孔層(14)。
文檔編號G02B6/02GK202433554SQ20122004169
公開日2012年9月12日 申請日期2012年2月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月14日
發(fā)明者日下真二, 檜山智一 申請人:日立電線株式會社