特許 5993456 制御された屈折率摂動を有する光ファイバーの製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5993456

(24)【登録日】2016年8月26日

(45)【発行日】2016年9月14日

(54)【発明の名称】制御された屈折率摂動を有する光ファイバーの製造方法

(51)【国際特許分類】

   C03B 37/027 20060101AFI20160901BHJP

   G02B 6/02 20060101ALI20160901BHJP

【ＦＩ】

   C03B37/027 A

   G02B6/02 356A

   G02B6/02 411

【請求項の数】6

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2014-527187(P2014-527187)

(86)(22)【出願日】2012年8月16日

(65)【公表番号】特表2014-529569(P2014-529569A)

(43)【公表日】2014年11月13日

(86)【国際出願番号】US2012051016

(87)【国際公開番号】WO2013028439

(87)【国際公開日】20130228

【審査請求日】2015年6月29日

(31)【優先権主張番号】61/526,007

(32)【優先日】2011年8月22日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】397068274

【氏名又は名称】コーニング インコーポレイテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100073184

【弁理士】

【氏名又は名称】柳田 征史

(74)【代理人】

【識別番号】100090468

【弁理士】

【氏名又は名称】佐久間 剛

(72)【発明者】

【氏名】チェン，シン

(72)【発明者】

【氏名】レイン，チャールズ フレデリック

(72)【発明者】

【氏名】リー，ミン−ジュン

(72)【発明者】

【氏名】リウ，アンピン

(72)【発明者】

【氏名】モズディ，エリック ジョン

(72)【発明者】

【氏名】ターラー，ジョセフ ディー

【審査官】 立木 林

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許出願公開第２００４／０１９４５１２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許第０４０３８０６２（ＵＳ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００６／００９３２９４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２００５／０２３８３０６（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ０３Ｂ ３７／０１２−３７／１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

加熱炉内の加熱ガラス源から光ファイバーを線引きする工程、及び
異なる方位位置に配置された複数の摂動源によって、前記光ファイバーに屈折率摂動を与える工程であって、前記屈折率摂動が、周波数の異なる前記複数の摂動源によって、前記光ファイバーに応力を発生させることにより与えられる工程、
を有してなり、
前記屈折率摂動を与える工程が、複数のガス源を用いて前記線引きされたファイバーの外表面にガスを吹き付ける工程を含んで成ることを特徴とする光ファイバーの製造方法。

【請求項2】

加熱炉内の加熱ガラス源から光ファイバーを線引きする工程、及び
異なる方位位置に配置された複数の摂動源によって、前記光ファイバーに屈折率摂動を与える工程であって、前記屈折率摂動が、周波数の異なる前記複数の摂動源によって、前記光ファイバーに応力を発生させることにより与えられる工程、
を有してなり、
前記屈折率摂動を与える工程が、複数のレーザー出力を用いて前記線引きされたファイバーを加熱する工程を含んで成ることを特徴とする光ファイバーの製造方法。

【請求項3】

前記屈折率摂動が、前記光ファイバーの軸長に沿った異なる位置に与えられることを特徴とする請求項１または２に記載の光ファイバーの製造方法。

【請求項4】

加熱炉内の加熱ガラス源から光ファイバーを線引きする工程、及び
複数の異なる方位位置に配置された複数の摂動源によって、前記光ファイバーに屈折率摂動を与える工程であって、前記屈折率摂動が、前記複数の摂動源によって前記ファイバーに応力を発生させることにより、該ファイバーの軸長に沿った異なる位置の外表面に略螺旋状に同期して与えられる工程、
を有してなり、
前記屈折率摂動を与える工程が、複数のガス源を用いて前記線引きされたファイバーの外表面にガスを吹き付ける工程を含んで成ることを特徴とする光ファイバーの製造方法。

【請求項5】

前記ガスを吹き付ける工程が、対応するチョッパーと共に配置された前記複数のガス源を用いてガスを吹き付ける工程を含んで成り、前記チョッパーが前記光ファイバーに吹き付けられる前記ガス源からの空気出力を制御するものであることを特徴とする請求項４記載の光ファイバーの製造方法。

【請求項6】

加熱炉内の加熱ガラス源から光ファイバーを線引きする工程、及び
複数の異なる方位位置に配置された複数の摂動源によって、前記光ファイバーに屈折率摂動を与える工程であって、前記屈折率摂動が、前記複数の摂動源によって前記ファイバーに応力を発生させることにより、該ファイバーの軸長に沿った異なる位置の外表面に略螺旋状に同期して与えられる工程、
を有してなり、
前記屈折率摂動を与える工程が、複数のレーザー出力によって前記線引きされたファイバーの表面を加熱する工程を含んで成ることを特徴とする光ファイバーの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【関連出願の相互参照】

【0001】

本願は、米国法典第３５巻第１１９条に基づき、２０１１年８月２２日出願の米国仮特許出願第６１／５２６００７号を優先権主張するものであり、その内容は信頼のおけるものであり本引用により全体がそのまま本願に組み込まれたものとする。

【技術分野】

【0002】

本発明は光ファイバーの製造方法に関し、特には、光ファイバーの線引き過程においてファイバーに摂動を与える方法に関するものである。

【背景技術】

【0003】

従来の光ファイバーの製造工程には、一般に、線引き加熱炉内の光ファイバー母材から光ファイバーを線引きする工程、線引きしたファイバーを冷却する工程、及びファイバーが十分冷えた後に行われる被覆工程がある。多モードファイバーの帯域幅を向上させ、ファイバーの製造歩留まりを高めるために多くの努力がなされている。屈折率分布の正確性を高めようとする努力もなされている。帯域幅を向上させる１つの方法に、多モードファイバーにモード結合を生じさせる方法がある。一部の試みにおいて、ファイバーを紡糸又は撚糸することによりモード混在が生じる短い範囲の屈折率変動又は摂動を与え、多モードの帯域幅を向上させることが提案されている。しかし、ファイバーの紡糸はガラス及び被覆の両方に複雑な影響を及ぼし、被覆が損傷し減衰が生じる恐れがある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

従って、従来の方法の欠点を伴わずに光ファイバーに摂動を与える光ファイバーの製造方法の提供が望まれている。

【課題を解決するための手段】

【0005】

１つの実施の形態によれば、光ファイバーの製造方法が提供される。この方法は加熱炉内の加熱ガラス源から光ファイバーを線引きする工程を含んでいる。また、この方法は異なる方位位置に配置された複数の摂動源によって、光ファイバーに屈折率摂動を与える工程も含み、屈折率摂動が、周波数の異なる複数の摂動源によって、光ファイバーに応力を発生させることにより与えられることを特徴とするものである。

【0006】

別の実施の形態によれば、光ファイバーの製造方法が提供される。この方法は加熱炉内の加熱ガラス源から光ファイバーを線引きする工程を含んでいる。また、この方法は複数の異なる方位位置、且つ光ファイバーの軸長に沿った異なる位置に配置された複数の摂動源によって、光ファイバーに屈折率摂動を与える工程も含み、屈折率摂動が、複数の摂動源によってファイバーに応力を発生させることにより、ファイバーの軸長に沿った異なる位置の外表面に略螺旋状に同期して与えられることを特徴とするものである。

【0007】

更なる特徴及び効果は以下の詳細な説明に述べてあり、当業者にとってそれ等の説明によりある程度明らかであり、またこれに続く詳細な説明、特許請求の範囲、及び添付図面を含む、本明細書に記載の実施の形態を実施することにより認識することができる。

【0008】

前記概要説明及び以下の詳細な説明は単なる例示に過ぎず、特許請求の範囲の本質及び特徴を理解するための要旨及び骨格の提供を意図したものである。添付図面は理解を深めるためのものであり、本明細書に組み込まれ本明細書の一部を構成するものである。図面には１つ以上の実施の形態が示してあり、説明と併せそれぞれの実施の形態の原理及び作用を説明するためのものである。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】第１の実施の形態に係る、屈折率摂動組立体を備えた光ファイバー製造システムの概略図。

【図2】図１のファイバー及び屈折率摂動組立体の拡大図。

【図3A】各種実施の形態に係る、開放窓を備えたガスチョッパー又はシャッターの概略図。

【図3B】各種実施の形態に係る、開放窓を備えたガスチョッパー又はシャッターの概略図。

【図3C】各種実施の形態に係る、開放窓を備えたガスチョッパー又はシャッターの概略図。

【図4】チョッパー同期制御方式における、ファイバー位置に応じたチョッパーの開閉状態を示すタイミング図。

【図5】チョッパー非同期制御方式における、ファイバー位置に応じたチョッパーの開閉状態を示すタイミング図。

【図6A】第２の実施の形態に係る、摂動源としてレーザービームを用いた屈折率摂動組立体を示す図。

【図6B】第２の実施の形態に係る、摂動源としてレーザービームを用いた屈折率摂動組立体を示す図。

【図6C】第２の実施の形態に係る、摂動源としてレーザービームを用いた屈折率摂動組立体を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0010】

添付図面に例を示す、本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。図面全体を通し、同一又は同様の部品には可能な限り同一の参照番号が付してある。

【0011】

光ファイバーの製造システム及び方法において、線引き工程により光ファイバーが製造され、ガラスの段階でモード結合が生じ、多モードファイバー（ＭＭＦ）の帯域が改善されるよう光ファイバーに摂動が与えられる。以下、図１〜６Ｃを用いて、本光ファイバーの製造システム及び方法について説明する。図１〜６Ｃにおいて、同様の参照番号は同一又は対応する要素を示す。本明細書において「裸光ファイバー」とは母材から直接線引きされ、外表面に保護被覆層が施される前（例えば、ポリマーを主成分とする材料で被覆される前）の光ファイバーを意味する。また、本明細書において「屈折率摂動」とは、ファイバーにおける屈折率の局所的変化を意味する。本光ファイバーの製造システム及び方法によれば、特に多モードファイバーに対し、屈折率摂動を与えて光ファイバーを形成することができ、かかる摂動は、以下に開示するように、ファイバーの長さに沿って様々な方向に分布させることができる。

【0012】

図１は、１つの実施の形態に係る、ファイバーの製造方法に従ってファイバーを製造する光ファイバーの製造システム１０を示す概略図である。システム１０は、１つの例によれば、約２０００℃まで加熱できる加熱炉１２を有している。一般に光ファイバー母材１４と呼ばれる加熱ガラス源が加熱炉内にセットされ、そこからファイバーが線引きされて裸光ファイバー１８が製造される。母材１４は如何なるガラス又は材料から成っていてもよく、光ファイバーの製造に適したドーピングが施されていてもよい。母材１４から線引きされた後、裸光ファイバー１８は、加熱炉１２の出口１６から出る際に所望の温度範囲となるよう既存の方法、例えば、除冷処理装置（図示せず）又はその他の方法によって所望の温度に冷却される。加熱炉１２の出口１６から出る光ファイバー１８は、一定の線引き速度で線引きされ、一定のファイバー径を有し、部分的に凝固し、冷却されるに従い更に凝固する融解状態となるファイバー温度を有している。１つ以上のセンタリング装置を用いて、出口１６から出る裸光ファイバー１８をその中心に位置させることができる。

【0013】

図１の実施の形態において、屈折率摂動組立体２０が出口１６の下流に配置され、光ファイバー１８に屈折率摂動を与えるよう構成されている。図１の実施の形態において、屈折率摂動組立体２０は、裸光ファイバー１８の外表面に制御された屈折率摂動を与える、異なる方位位置に異なる角度で配置された複数の摂動源を有している。本実施の形態において、摂動源は各々が光ファイバー１８の外表面にガスを吹き付け局所的に冷却することにより、光ファイバー１８の外表面に屈折率摂動を与えるよう構成されて成る複数の制御されたガス吹き付け装置３０Ａ〜３０Ｃを有している。ガラス転移温度の前後（ファイバーの根元付近又は加熱炉から出るファイバー部分の近傍）又はガラス転移温度と仮想温度との間の温度となる、ファイバー１８の位置にガスが吹き付けられる。加熱炉１２から出てくる熱く融解したファイバーに空気のような冷たいガスを吹き付けると、ファイバー１８の応力によって固有非対称屈折率分布又はファイバーの複屈折が生じる。屈折率摂動は光ファイバー１８の軸長に沿ってファイバーの様々な方向に分布する。屈折率摂動を制御された方法によって与えることにより、多モード光ファイバーの帯域が向上すると共に、ファイバーの紡糸又は撚糸の必要がなくなるか又は必要性が低下するという利点が得られる。屈折率摂動を異なる方向に分布させるため、幾つかの異なる方位位置から屈折率摂動が与えられ、各々の摂動装置３０Ａ〜３０Ｃは光ファイバー１８の軸長に沿った異なる位置（即ち、異なる軸長位置）に配置することができる。本明細書に開示した方法によって、所望の高周波数で所望の方向に屈折率摂動を与えることができるため、モード結合がより効果的となり、短距離方式において帯域幅が向上する。各種実施の形態によれば、この屈折率摂動を与える方法によってファイバーの紡糸を廃止するか又は本方法と組み合わせて紡糸を軽減することができる。

【0014】

屈折率摂動を与える工程に続き、裸光ファイバー１８が被覆装置２２に導かれそこで裸光ファイバー１８の外表面に一次保護被覆層が施される。次に、被覆されたファイバーが紫外線ランプを備えた硬化装置２４に通され被覆が硬化される。硬化装置２４を出た保護層付き光ファイバー１８は、例えば１つ以上のローラ２６やトラクター２８のような製造システム１０内の様々な処理段階を通過することができる。トラクター２８によって、ファイバー製造システム全体を通して線引きされ、最終的に保存スプールに巻設される光ファイバー１８に必要な張力を与えることができる。トラクター２８を制御することにより、ファイバー１８の線引き速度が制御可能であることは勿論である。

【0015】

図２は図１に示す第１の実施の形態に係る屈折率摂動組立体２０を更に示す図である。本実施の形態において、組立体２０は光ファイバー１８の外表面の周囲に等方位角度間隔１２０°で配置されたガス吹き付け装置３０Ａ〜３０Ｃとして示す３つの屈折率摂動源を備えている。図示の実施の形態において、ガス吹き付け装置３０Ａ〜３０Ｃは、それぞれ光ファイバーの軸長に沿って互いに異なる位置に配置され、光ファイバー１８の外表面に対し、制御された方法によって、所望の入射角度でガスを吹き付ける。ガス吹き付け装置３０Ａ〜３０Ｃの各々は、光ファイバー１８の外表面に向けて加圧ガスが照射されるよう配向されたガス吹き付け針３２Ａ〜３２Ｃを有している。１つの実施の形態によれば、ガス吹き付け針３２Ａ〜３２Ｃは、ガス源から供給される加圧冷却ガス流を連続的に出力する。このガスは、窒素、ヘリウム、酸素、又は空気を含むガス混合物等の任意の適切な冷却ガスであってよい。また、ガス吹き付け装置３０Ａ〜３０Ｃの各々は、１つ以上の開口部３６Ａ〜３６Ｃによって画成される開放窓パターンを有する円盤として示す、光学チョッパー又はシャッター３４Ａ〜３４Ｃも備えている。光学チョッパー又はシャッター３４Ａ〜３４Ｃの各々は、ガスが通過しファイバー１８に到達することができる１つ以上の窓開口部及びファイバー１８対するガスの通路を遮断する隙間のない領域を有している。チョッパー３４Ａ〜３４Ｃの各々が対応するガス吹き付け針３２Ａ〜３２Ｃと連携することにより、光ファイバー１８の外表面に対する針３２Ａ〜３２Ｃからの加圧ガスの吹き付けが制御される。光学チョッパー又はシャッター３４Ａ〜３４Ｃは、各々がマイクロプロセッサ４０として示すモータ制御回路によって制御される、対応するモータ３８Ａ〜３８Ｃによって回転する。従って、チョッパー又はシャッター３４Ａ〜３４Ｃは、対応する針３２Ａ〜３２Ｃからの加圧ガス流出力を切り刻む又は開閉するように動作する。

【0016】

チョッパー３４Ａ〜３４Ｃの各々は所望の形状を有する開放窓を備え、モータ３８Ａ〜３８Ｃが制御され、チョッパー３４Ａ〜３４Ｃが回転することによって、光ファイバー１８の外表面に対し所望のガス噴射が行われる。チョッパー３４Ａ〜３４Ｃの各々は対応するモータ３８Ａ〜３８Ｃによって、角周波数ω（ラジアン／秒）又は周波数Ｆ（ヘルツ）で回転し、１完全回転のうち規定された時間、ファイバーに対しガスが吹きつけられる。１つの実施の形態によれば、複数の摂動源３０Ａ〜３０Ｃによって、非同期的にファイバー１８の軸長に沿った異なる位置の外表面に略螺旋状に屈折率摂動が与えられる。その際、制御された位相及び同期周波数でモータ３８Ａ〜３８Ｃが動作する。任意の空気吹き付け針３２Ａ〜３２Ｃの空気吹き付け作用は以下の関数で表すことができる。

【0017】

【数1】

【0018】

ここで、Ｚｉはｉ番目の摂動装置の初期位置、

【0019】

はチョッパー窓の初期位相、ｖは線引き速度、ωｉはチョッパーの回転角周波数である。チョッパー３４Ａ〜３４Ｃ及び空気吹き付け装置３２Ａ〜３２Ｃを設置し、各々のチョッパー３４Ａ〜３４Ｃの開放窓３６Ａ〜３６Ｃが互いに同期して開き加圧ガスが通過するよう制御することができる。

【0020】

１つの例によれば、３つの摂動装置３０Ａ〜３０Ｃを用い、第１の摂動装置３０Ａをファイバーに対し軸長０メートルの位置、第２の摂動装置３０Ｂをファイバーに対し軸長０．１メートルの位置、第３の摂動装置３０Ｃをファイバーに対し軸長０．２メートルの位置にそれぞれ配置される。本例において、ファイバーの線引き速度は毎秒１０メートルに設定される。光学チョッパー３４Ａ〜３４Ｃは同じ周波数、例えば、１００Ｈｚで回転する。各々のチョッパーの位相は０、π／３、及び２π／３ラジアンに設定される。ガス吹き付け針３２Ａ〜３２Ｃがそれぞれ０、π／３、及び２π／３ラジアンの角度から光ファイバーに作用するよう配向される。同期制御の１つの実施の形態において、チョッパー３４Ａ〜３４Ｃの回転に伴う、チョッパー３４Ａ〜３４Ｃの窓３６Ａ〜３６Ｃの開閉状態を図４に示す。ファイバー長０．１メートル毎に、１つのチョッパーのみの窓３６Ａ〜３６Ｃが開き、空気のような冷却ガスが対応する窓を通して光ファイバー１８の外表面に吹き付けられる。この処理が各々のチョッパー３４Ａ〜３４Ｃによって順に行われ、無期限に繰り返すことができる。モード結合のための所望の周波数が発生するようチョッパー３４Ａ〜３４Ｃを駆動するモータの速度を制御することができる。別の実施の形態によれば、１つ以上のチョッパー３４Ａ〜３４Ｃに多数の開放位置及び閉鎖位置を設けることにより、空間周波数を増大させることができる。

【0021】

図３Ａ〜３Ｃは、ガス吹き付け装置３０Ａ〜３０Ｃの各々に用いることができる、光学チョッパーの３つの例を示す図である。図３Ａに示す光学チョッパー３０Ａは１８０°の広がりを持つ開放窓３６Ａを備え、１／２回転の間又は１回転の１／２時間、加圧ガス流を通過させることができる。図３Ｂに示す光学チョッパー３０Ａは１２０°の広がりを持つ開放窓３６Ａを備え、１／３回転毎又は１回転の１／３時間毎に、加圧ガス流を通過させることができる。図３Ｃに示す光学チョッパー３０Ａは、異なる周波数成分を混合できる２つの窓３６Ａを備えた複雑な窓構成を有している。各々のチョッパー３４Ａ〜３４Ｃの窓の数をチョッパー乗数と定義する。図２に示す例では、チョッパー乗数３において、０．０３メートル、即ち３センチメートルのモード結合パターンの空間的周期を得ることができる。モータ３８Ａ〜３８Ｃ及びチョッパー３４Ａ〜３４Ｃの性能により、必要があれば、１ミリメートル以下の空間的周期を得ることができる。別の例によれば、各々のチョッパーの一周に等角度に配置された１０個の開放窓３６Ａを設けることができ、ファイバー１８に対する吹き付けパターンの空間周波数を１０倍にすることができる。このように、別の方法では困難な空間周波数を得ることができる。

【0022】

別の実施の形態によれば、光ファイバーの製造方法により、異なる方位位置に配置された、周波数の異なる複数の摂動源によって、光ファイバーに屈折率摂動を与えることができる。本実施の形態において、駆動モータの周波数を互いに僅かに異なる値に設定し、異なる周波数間の脈動によってチョッパー３４Ａ〜３４Ｃを異なる時間に開放させ、結果としてファイバーに沿って高周波にて分布するファイバーの応力を非対称とすることによって、非同期摂動を与える方法を実施することができる。このことは、個々のモータの周波数を制御して互いに異なる所望の回転速度を得るマイクロプロセッサ４０のような制御回路によって達成できる。１つの例において、毎秒１０メートルの線引き速度、各々がランダムに選択された位相の同一位置、且つ軸方向変位量０メートル、０．１メートル、及び０．２メートルのチョッパーにおいて、第１のチョッパー３４Ａが８５Ｈｚの周波数で回転し、第２のチョッパー３４Ｂが１００Ｈｚの周波数で回転し、第３のチョッパー３４Ｃが１１５Ｈｚの周波数で回転するようチョッパーの周波数を選択することができる。本例のチョッパーの状態を図５に示す。ファイバー位置の任意の時点において、１つ以上のチョッパーが開放され、冷却ガスが開放窓を通して光ファイバー１８の外表面に吹き付けられる。各々のチョッパーに対応するモータ速度の違いに起因する脈動により、ファイバー１８の位置に応じて非常に異なる周波数成分が混合された複雑なパターンが見られ、これによって多モードファイバーのモード結合が促進される。

【0023】

３つの摂動源３０Ａ〜３０Ｃを用いた摂動組立体２０を示したが、より多くの屈折率摂動装置が使用可能であることは勿論である。１つの実施の形態によれば、屈折率摂動装置の数が３〜２０であり、３〜６とすることができる。チョッパーの間隔を等角度として示したが、間隔は均一でも不均一でもよいことは勿論である。摂動装置３０Ａ〜３０Ｃの軸方向の配置を光ファイバー１８の長さに沿った異なる軸位置として示したが、摂動装置を同じ軸位置又はファイバー１８の同じ長さ位置に配置できることは勿論である。チョッパー３４Ａ〜３４Ｃに多数の窓を設けた場合、窓は等角度間隔又は非等角度間隔に設けることができることは勿論である。別の実施の形態によれば、モータを変調することにより、チョッパー３４Ａ〜３４Ｃの速度が同じにならないようにすることができる。更に別の実施の形態よれば、これ等のチョッパー３４を空気が通る開放窓を備えたリングモータに置き換えることができる。また、屈折率摂動を与える方法を用いることにより、ファイバー紡糸の廃止又は軽減が可能である一方、各種実施の形態によれば、光ファイバーの製造方法と組み合わせてファイバー紡糸を実施することもできる。

【0024】

図６Ａ〜６Ｃは第２の実施の形態に係る屈折率摂動組立体１２０を示す図である。本実施の形態においては、光ファイバー１８に対し、異なる方位位置に配置されたレーザービームから成る複数の摂動源によって屈折率摂動が与えられる。第１の実施の形態で説明した冷却空気を吹き付けて加熱炉から出てくる光ファイバーを冷却するのに対し、本実施の形態では光ファイバー１８の選択された位置を加熱することにより屈折率摂動が与えられる。従って、レーザービームが、ファイバー１８内部の応力により屈折率摂動が誘起されるよう光ファイバー１８の温度分布を変える加熱源となる。図示のように、摂動組立体１２０は、レーザー出力を発生するレーザー源１３０、及びレーザー出力又はビームを異なる方位位置及び裸ファイバー１８の外表面に向けるための３つのミラー１３６Ａ〜１３６Ｃを備えている。ミラー１３６Ａはマイクロプロセッサ１４０のような制御回路によって制御されるモータ１３８に接続されている。マイクロプロセッサ１４０からの制御信号によって動作するモータ１３８によってビーム誘導ミラー１３６が操作され、所望のビーム方向が得られる。図６Ａに示すように、レーザー源１３０で発生したレーザー出力が第１のレーザービームに対し第１の位置又は角度にあるミラー１３６Ａによって第１の角度からファイバー１８に向けて反射される。次いで、ミラー１３６Ａが第２の位置又は角度に移動し、第１のミラーからのレーザー出力を第２のミラー１３６Ｂに向けて照射し、第２のミラー１３６Ｂは、第１の角度と異なる第２の角度、即ち図６Ａに示す第１のレーザービームに対して１２０°の角度で第２のレーザービームを光ファイバー１８０の別の位置に照射する。図６Ｃにおいて、ミラー１３６Ａが更に第３の位置又は角度に移動し、レーザー出力の方向を変えて第３のミラー１３６Ｃに向けて照射し、第３のミラー１３６Ｃは第１及び第２の角度と異なる第３の角度、即ち図６Ａに示す第１のレーザービームに対して２４０°の角度で第３のレーザービームをファイバー１８の外表面に向けて照射する。

【0025】

レーザービームをファイバー１８に向けて直接反射させることや、ここに示し説明した方向とは異なる方向に誘導できることは勿論である。更に、ここで説明したミラー構成に代えて、多数のレーザー源を採用できることも勿論である。本明細書に述べた様々な実施の形態により、光ファイバーの非同期加熱又は異なる周波数による作用が可能なようにレーザービームを制御することができる。更に、軸長に沿った光ファイバーの異なる位置又は同じ軸長にレーザービームを作用させることが可能であることも勿論である。レーザーの照射期間及び向きの両方をマイクロプロセッサ１４０で制御することにより、所望の温度分布を得ることができる。最適な結果が得られるようレーザーの出力を変えることができる。約１０マイクロメートルで動作する炭酸ガスレーザー、１〜２マイクロメートで動作するＹＡＧレーザー又はファイバーレーザー、及びファイバーの吸収スペクトル近傍の波長で動作するその他のレーザーを含み、これに限定されないレーザーによって温度分布を変えることができる。ビームホモジナイザー及び／又は光学レンズのような光学素子を用いて、加熱プロファイル及び強度分布を変化させることができる。ビームホモジナイザーはレーザービームの強度分布を変化させ、レンズはファイバー上におけるビームサイズを変化させる。これらを単独で使用することも組み合わせて使用することも可能である。

【0026】

線引き速度に対し所望に摂動周波数で脈動する２つ以上の独立したレーザー源によってレーザー加熱の実施の形態を実現することができる。Ｑスイッチレーザーのようなパルスレーザーは、１ＫＨｚを超える周波数を有し高出力であることが知られていると共に、動作を同期させることにより複雑な摂動パターンを得ることができる。周波数の非常に高い摂動の実施により、可動光学素子の使用を抑制することができる。

【0027】

このように、本光ファイバーの製造方法は、光ファイバー、特に多モードファイバーに屈折率摂動を与え、ガラスの段階でモード結合を生じさせることができ有益である。異なる角度からのモード結合がより効果的となり、短距離方式において帯域幅が向上するよう異なる方向に摂動が分布される。

【0028】

本発明の精神又は特許請求の範囲を逸脱することなく、様々な改良及び変形が可能であることは当業者にとって明らかである。

【符号の説明】

【0029】

１０ 光ファイバーの製造システム
１２ 加熱炉
１４ 母材
１６ 出口
１８ 裸光ファーバー
２０、１２０ 屈折率摂動組立体
２２ 被覆装置
２４ 硬化装置
２６ ローラ
２８ トラクター
３０Ａ〜３０Ｃ ガス吹き付け装置／摂動装置／摂動源
３２Ａ〜３２Ｃ ガス吹き付け針
３４Ａ〜３４Ｃ 光学チョッパー／シャッター
３６Ａ〜３６Ｃ 開放窓
３８Ａ〜３８Ｃ、１３８ モータ
４０、１４０ マイクロプロセッサ
１３０ レーザー源
１３６Ａ〜１３６Ｃ ミラー

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図4】

【図5】

【図6A】

【図6B】

【図6C】