CN1537083A - 包括含氟区的光波导产品 - Google Patents
包括含氟区的光波导产品 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1537083A CN1537083A CNA028108116A CN02810811A CN1537083A CN 1537083 A CN1537083 A CN 1537083A CN A028108116 A CNA028108116 A CN A028108116A CN 02810811 A CN02810811 A CN 02810811A CN 1537083 A CN1537083 A CN 1537083A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- fluorine
- covering
- fibre core
- penetralia
- concentration
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 58
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 claims abstract description 202
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 claims abstract description 200
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 199
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 69
- 238000005253 cladding Methods 0.000 claims abstract description 21
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 16
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 133
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims description 65
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 45
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 claims description 40
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims description 35
- 229910001392 phosphorus oxide Inorganic materials 0.000 claims description 17
- VSAISIQCTGDGPU-UHFFFAOYSA-N tetraphosphorus hexaoxide Chemical compound O1P(O2)OP3OP1OP2O3 VSAISIQCTGDGPU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims description 14
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 12
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 9
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 claims description 8
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 claims description 8
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 7
- 239000005368 silicate glass Substances 0.000 claims description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 5
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 4
- 238000007669 thermal treatment Methods 0.000 claims 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 claims 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 37
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 28
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 24
- -1 rare earth ion Chemical class 0.000 description 21
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 17
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 17
- 125000001153 fluoro group Chemical group F* 0.000 description 15
- 230000000994 depressogenic effect Effects 0.000 description 13
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 13
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 12
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 description 10
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 description 9
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 8
- 230000008569 process Effects 0.000 description 8
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 7
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 7
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 7
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 7
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 6
- 229940104869 fluorosilicate Drugs 0.000 description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 6
- 229910052691 Erbium Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 5
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 5
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 5
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 5
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 5
- FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N lanthanum atom Chemical compound [La] FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 5
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 4
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 4
- UYAHIZSMUZPPFV-UHFFFAOYSA-N erbium Chemical compound [Er] UYAHIZSMUZPPFV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 4
- UJMWVICAENGCRF-UHFFFAOYSA-N oxygen difluoride Chemical compound FOF UJMWVICAENGCRF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910003902 SiCl 4 Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 3
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 description 3
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 3
- 239000000075 oxide glass Substances 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 3
- RLOWWWKZYUNIDI-UHFFFAOYSA-N phosphinic chloride Chemical compound ClP=O RLOWWWKZYUNIDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 3
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 3
- 230000003313 weakening effect Effects 0.000 description 3
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 229910005793 GeO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052765 Lutetium Inorganic materials 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 2
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- JIGDOBKZMULDHS-UHFFFAOYSA-N cyanogenosin-RR Natural products N1C(=O)C(CCCN=C(N)N)NC(=O)C(C)C(C(O)=O)NC(=O)C(CCCN=C(N)N)NC(=O)C(C)NC(=O)C(=C)N(C)C(=O)CCC(C(O)=O)NC(=O)C(C)C1C=CC(C)=CC(C)C(OC)CC1=CC=CC=C1 JIGDOBKZMULDHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000003682 fluorination reaction Methods 0.000 description 2
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 2
- 238000010574 gas phase reaction Methods 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- JIGDOBKZMULDHS-UUHBQKJESA-N microcystin RR Chemical compound C([C@H](OC)[C@@H](C)\C=C(/C)\C=C\[C@H]1[C@@H](C(=O)N[C@H](CCC(=O)N(C)C(=C)C(=O)N[C@H](C)C(=O)N[C@@H](CCCN=C(N)N)C(=O)N[C@H]([C@H](C)C(=O)N[C@@H](CCCN=C(N)N)C(=O)N1)C(O)=O)C(O)=O)C)C1=CC=CC=C1 JIGDOBKZMULDHS-UUHBQKJESA-N 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 239000012925 reference material Substances 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 230000011218 segmentation Effects 0.000 description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910017090 AlO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 description 1
- 244000287680 Garcinia dulcis Species 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000224016 Plasmodium Species 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 241000529895 Stercorarius Species 0.000 description 1
- YKTSYUJCYHOUJP-UHFFFAOYSA-N [O--].[Al+3].[Al+3].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] Chemical compound [O--].[Al+3].[Al+3].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] YKTSYUJCYHOUJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000002015 acyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 1
- 210000001367 artery Anatomy 0.000 description 1
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000003636 chemical group Chemical group 0.000 description 1
- 238000005660 chlorination reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 230000002939 deleterious effect Effects 0.000 description 1
- 238000009795 derivation Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 230000005281 excited state Effects 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 238000012681 fiber drawing Methods 0.000 description 1
- 229940085805 fiberall Drugs 0.000 description 1
- 239000005383 fluoride glass Substances 0.000 description 1
- 150000002221 fluorine Chemical class 0.000 description 1
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000005843 halogen group Chemical group 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical group [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 238000005554 pickling Methods 0.000 description 1
- 238000005268 plasma chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 229910052706 scandium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052711 selenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 229910052714 tellurium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 239000012745 toughening agent Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 description 1
- 210000003462 vein Anatomy 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/02—Optical fibres with cladding with or without a coating
- G02B6/036—Optical fibres with cladding with or without a coating core or cladding comprising multiple layers
- G02B6/03694—Multiple layers differing in properties other than the refractive index, e.g. attenuation, diffusion, stress properties
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
- C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
- C03B37/012—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
- C03B37/014—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments made entirely or partially by chemical means, e.g. vapour phase deposition of bulk porous glass either by outside vapour deposition [OVD], or by outside vapour phase oxidation [OVPO] or by vapour axial deposition [VAD]
- C03B37/018—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments made entirely or partially by chemical means, e.g. vapour phase deposition of bulk porous glass either by outside vapour deposition [OVD], or by outside vapour phase oxidation [OVPO] or by vapour axial deposition [VAD] by glass deposition on a glass substrate, e.g. by inside-, modified-, plasma-, or plasma modified- chemical vapour deposition [ICVD, MCVD, PCVD, PMCVD], i.e. by thin layer coating on the inside or outside of a glass tube or on a glass rod
- C03B37/01807—Reactant delivery systems, e.g. reactant deposition burners
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
- C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
- C03B37/012—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
- C03B37/014—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments made entirely or partially by chemical means, e.g. vapour phase deposition of bulk porous glass either by outside vapour deposition [OVD], or by outside vapour phase oxidation [OVPO] or by vapour axial deposition [VAD]
- C03B37/018—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments made entirely or partially by chemical means, e.g. vapour phase deposition of bulk porous glass either by outside vapour deposition [OVD], or by outside vapour phase oxidation [OVPO] or by vapour axial deposition [VAD] by glass deposition on a glass substrate, e.g. by inside-, modified-, plasma-, or plasma modified- chemical vapour deposition [ICVD, MCVD, PCVD, PMCVD], i.e. by thin layer coating on the inside or outside of a glass tube or on a glass rod
- C03B37/01853—Thermal after-treatment of preforms, e.g. dehydrating, consolidating, sintering
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C13/00—Fibre or filament compositions
- C03C13/04—Fibre optics, e.g. core and clad fibre compositions
- C03C13/045—Silica-containing oxide glass compositions
- C03C13/046—Multicomponent glass compositions
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C23/00—Other surface treatment of glass not in the form of fibres or filaments
- C03C23/0095—Solution impregnating; Solution doping; Molecular stuffing, e.g. of porous glass
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C25/00—Surface treatment of fibres or filaments made from glass, minerals or slags
- C03C25/60—Surface treatment of fibres or filaments made from glass, minerals or slags by diffusing ions or metals into the surface
- C03C25/608—Surface treatment of fibres or filaments made from glass, minerals or slags by diffusing ions or metals into the surface in the solid phase, e.g. using pastes or powders
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/02—Optical fibres with cladding with or without a coating
- G02B6/036—Optical fibres with cladding with or without a coating core or cladding comprising multiple layers
- G02B6/03616—Optical fibres characterised both by the number of different refractive index layers around the central core segment, i.e. around the innermost high index core layer, and their relative refractive index difference
- G02B6/03622—Optical fibres characterised both by the number of different refractive index layers around the central core segment, i.e. around the innermost high index core layer, and their relative refractive index difference having 2 layers only
- G02B6/03627—Optical fibres characterised both by the number of different refractive index layers around the central core segment, i.e. around the innermost high index core layer, and their relative refractive index difference having 2 layers only arranged - +
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/02—Optical fibres with cladding with or without a coating
- G02B6/036—Optical fibres with cladding with or without a coating core or cladding comprising multiple layers
- G02B6/03616—Optical fibres characterised both by the number of different refractive index layers around the central core segment, i.e. around the innermost high index core layer, and their relative refractive index difference
- G02B6/03622—Optical fibres characterised both by the number of different refractive index layers around the central core segment, i.e. around the innermost high index core layer, and their relative refractive index difference having 2 layers only
- G02B6/03633—Optical fibres characterised both by the number of different refractive index layers around the central core segment, i.e. around the innermost high index core layer, and their relative refractive index difference having 2 layers only arranged - -
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/02—Optical fibres with cladding with or without a coating
- G02B6/036—Optical fibres with cladding with or without a coating core or cladding comprising multiple layers
- G02B6/03616—Optical fibres characterised both by the number of different refractive index layers around the central core segment, i.e. around the innermost high index core layer, and their relative refractive index difference
- G02B6/03638—Optical fibres characterised both by the number of different refractive index layers around the central core segment, i.e. around the innermost high index core layer, and their relative refractive index difference having 3 layers only
- G02B6/0365—Optical fibres characterised both by the number of different refractive index layers around the central core segment, i.e. around the innermost high index core layer, and their relative refractive index difference having 3 layers only arranged - - +
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/02—Optical fibres with cladding with or without a coating
- G02B6/036—Optical fibres with cladding with or without a coating core or cladding comprising multiple layers
- G02B6/03616—Optical fibres characterised both by the number of different refractive index layers around the central core segment, i.e. around the innermost high index core layer, and their relative refractive index difference
- G02B6/03638—Optical fibres characterised both by the number of different refractive index layers around the central core segment, i.e. around the innermost high index core layer, and their relative refractive index difference having 3 layers only
- G02B6/03655—Optical fibres characterised both by the number of different refractive index layers around the central core segment, i.e. around the innermost high index core layer, and their relative refractive index difference having 3 layers only arranged - + +
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B2201/00—Type of glass produced
- C03B2201/06—Doped silica-based glasses
- C03B2201/08—Doped silica-based glasses doped with boron or fluorine or other refractive index decreasing dopant
- C03B2201/12—Doped silica-based glasses doped with boron or fluorine or other refractive index decreasing dopant doped with fluorine
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B2201/00—Type of glass produced
- C03B2201/06—Doped silica-based glasses
- C03B2201/20—Doped silica-based glasses doped with non-metals other than boron or fluorine
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B2201/00—Type of glass produced
- C03B2201/06—Doped silica-based glasses
- C03B2201/20—Doped silica-based glasses doped with non-metals other than boron or fluorine
- C03B2201/28—Doped silica-based glasses doped with non-metals other than boron or fluorine doped with phosphorus
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B2201/00—Type of glass produced
- C03B2201/06—Doped silica-based glasses
- C03B2201/30—Doped silica-based glasses doped with metals, e.g. Ga, Sn, Sb, Pb or Bi
- C03B2201/34—Doped silica-based glasses doped with metals, e.g. Ga, Sn, Sb, Pb or Bi doped with rare earth metals, i.e. with Sc, Y or lanthanides, e.g. for laser-amplifiers
- C03B2201/36—Doped silica-based glasses doped with metals, e.g. Ga, Sn, Sb, Pb or Bi doped with rare earth metals, i.e. with Sc, Y or lanthanides, e.g. for laser-amplifiers doped with rare earth metals and aluminium, e.g. Er-Al co-doped
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C2201/00—Glass compositions
- C03C2201/06—Doped silica-based glasses
- C03C2201/08—Doped silica-based glasses containing boron or halide
- C03C2201/11—Doped silica-based glasses containing boron or halide containing chlorine
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C2201/00—Glass compositions
- C03C2201/06—Doped silica-based glasses
- C03C2201/08—Doped silica-based glasses containing boron or halide
- C03C2201/12—Doped silica-based glasses containing boron or halide containing fluorine
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C2201/00—Glass compositions
- C03C2201/06—Doped silica-based glasses
- C03C2201/30—Doped silica-based glasses containing metals
- C03C2201/34—Doped silica-based glasses containing metals containing rare earth metals
- C03C2201/3417—Lanthanum
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C2201/00—Glass compositions
- C03C2201/06—Doped silica-based glasses
- C03C2201/30—Doped silica-based glasses containing metals
- C03C2201/34—Doped silica-based glasses containing metals containing rare earth metals
- C03C2201/3476—Erbium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C2201/00—Glass compositions
- C03C2201/06—Doped silica-based glasses
- C03C2201/30—Doped silica-based glasses containing metals
- C03C2201/34—Doped silica-based glasses containing metals containing rare earth metals
- C03C2201/36—Doped silica-based glasses containing metals containing rare earth metals containing rare earth metals and aluminium, e.g. Er-Al co-doped
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C2203/00—Production processes
- C03C2203/50—After-treatment
- C03C2203/52—Heat-treatment
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
- H01S3/06—Construction or shape of active medium
- H01S3/063—Waveguide lasers, i.e. whereby the dimensions of the waveguide are of the order of the light wavelength
- H01S3/067—Fibre lasers
- H01S3/06708—Constructional details of the fibre, e.g. compositions, cross-section, shape or tapering
- H01S3/06716—Fibre compositions or doping with active elements
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/14—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range characterised by the material used as the active medium
- H01S3/16—Solid materials
- H01S3/17—Solid materials amorphous, e.g. glass
- H01S3/173—Solid materials amorphous, e.g. glass fluoride glass, e.g. fluorozirconate or ZBLAN [ ZrF4-BaF2-LaF3-AlF3-NaF]
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
- Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)
Abstract
一种光学产品,它包括纤芯,至少一层包层薄层,和在纤芯和包层之间的窄的氟储存器。该储存器具有的氟浓度不是比包层薄层的氟浓度高就是比纤芯的氟浓度高。一种特殊的实施例包括纤芯,它包括掺卤素元素的硅酸盐玻璃,该玻璃大约包括按阳离子加卤素元素摩尔百分比计的下列化合物:0.25-5mos%的Al2O3,0.05-1.5mo%的La2O3,0.0005-0.75mol%的Er2O3,0.5-6mol%的F,0-1mol%的Cl。
Description
发明背景
本发明涉及具有新型光学设计并涉及其制作的波导。尤其是,本发明涉及一种新型光纤和包括高氟浓度的圆环的预制棒及制造该产品的方法,且涉及纤芯玻璃的组成成分。
术语光波导产品指的是包括光预制棒(在产品的任何阶段),光纤及其它光波导。通常,通过首先形成玻璃预制棒来制作光纤。有几种制备预制棒的方法,其中包括改进的化学气相沉积(MCVD),外部气相沉积(OVD),和气相轴向沉积(VAD)。玻璃预制棒包括一根硅石的管子。在MCVD中在管子内部沉积各种材料的薄层;在OVD和VAD中在芯轴外部沉积各种薄层。一般,该结构然后被强化并压制成预制棒,这预制棒集装成玻璃杆。在预制棒中薄层的排列,通常模拟成品光纤中所要的薄层排列。然后把预制棒悬挂在塔中并对它加热来拉成极细的成为光纤的细丝。
通常,光波导包括传输光的纤芯和一层或多层围绕该纤芯的包层。这种纤芯和包层一般都由掺了各种化合物的硅石玻璃制成。光波导产品的各种薄层的化学组份影响导引光的性质。对某些应用来说,已经发现需在纤芯和/或包层中掺以稀土材料。不过,在高硅石玻璃中,由于稀土离子有集积成集成的倾向,所以在掺稀土元素的硅酸盐中难以同时得到稀土离子的高溶解度,良好的光发射效率(即,功率转换效率)和低的背景衰减。
把高浓度的氟引起纤芯玻璃可以降低损伤耗并改善稀土元素的溶解度。在光纤的纤芯中所使用的氟从纤芯扩散出来会提升纤芯的折射率或提供光耦合均匀度或模式场的直径转换。
有几种把氟引入光纤纤芯的方法:(1)化学气相沉积(CVD),它包括改进的化学气相沉积(MCVD),外部气相沉积(OVD),气相轴向沉积(VAD),以及表面等离子体化学气相沉积(SPCVD);(2)用氟化物粒子溶液掺杂由CVD获得的碳黑或用阳离子溶液掺杂并提供一种氟化物源(气体或HF溶液);(3)包含纤芯薄层的氟的溶液—凝胶沉积;(4)用氟化物盐类直接熔化技术,以及(5)在压扁过程中或之前把氟的气相扩散进入纤芯薄层中。
每种方法都有缺点。例如,方法(1),除非采用等离子体CVD,通过CVD方法直接把氟结合进去,目前限于约<2wt%的氟。一般,在每次更换氟的相对量时,必须重建沉积条件。在溶液掺杂的实施例中,碳黑多孔率与掺杂溶液浓度一起决定最后的玻璃组份。对溶液掺杂,经常的重建是格外成问题的,在这种情况下,玻璃的熔点和粘滞度,因此碳黑多孔率随着氟的浓度急速改变。
在方法(2)中,用氟化物粒子的溶液掺杂,在接触的过程中,从粒子沉积出溶液可能导致不均匀性。把掺阳离子的碳黑暴露到含溶液的氟化物中,由于在含液体的氟化物中的再溶解可以导致正离子的部分除去。在采用氟化物源是气体的场合下,该气体可能腐蚀多孔的碳黑并改变硅石对金属离子的比率。
对于方法(3),溶胶—凝胶沉积的缺点包括由溶胶—凝胶得到的薄层破裂倾向而成片剥落。如果,要想使所用薄层避免这些问题,就要产生多层镀膜并干燥通道的需要。
对于(4),直接熔化技术的缺点包括吸水金属盐的处理,多种金属盐呈现接触危害。另外,在管子内部均匀地镀—层熔化物是有困难的。
最后,对于方法(5),气相反应,该气体可能腐蚀一些硅石,并把硅石改变为掺杂剂的离子浓度。
氟(在氟离子形式)在氧化物玻璃中有高的扩散系数。氟将从较高浓度区迅速地扩散到较低浓度处。利用氟迅速扩展的本领来模式匹配不相似物理纤芯尺寸的光纤。氟扩散出纤芯到包层薄层被用于光纤光耦合器和分离器的产品中来改进光耦合的均匀性。氟扩散出纤芯也被用作模场直径转换光纤。
光纤纤芯的直接氟化作用以提供分级的热膨胀系数(CTE)和粘滞度,可能对诸如在减少受激的布里渊散射是有好处的。
同时,人们还认识到在氟氧化物玻璃中出现大量的氟对防止相分离和稀土元素的集成一团是有好处的,而同时诸如Er3+的发荧光稀土离子的集团对光放大器的光谱宽度,激发态寿命,放大阀值(翻转光放大器所需的泵功率),以光放大器的功率转换效率具有有害的效应。已经用氟掺到掺稀土元素的铝硅酸盐玻璃。例如,已经报导了用氟掺杂的掺有稀土元素的铝硅酸玻璃呈现出值得注意的光发射特性,其中包括高增益放大和宽的光谱宽度。
也可把氟掺入光纤预制棒的包层中。在单模光纤中,被压低折射率的包层,例如,能压抑有裂缝的模式损耗。被压低折射率的包层设计已被用于控制色散现象,而在这些设计中削弱折射率的诸如F(氟)和B(硼)的掺杂剂离子是在包层中。
预制棒可能由含氟的基度底管子做成。这样一种管子可以通过诸如氟的削弱折射率的物质在压扁之前扩散出管子的内部部分用来形成硅石纤芯的波导。在被压低折射率的基底管子中,在这基底管子中有氟来提供良好的波导性质或全部扩散出管子来提高最内部区域的局部折射率。
附图简述
图1图示了根据本发明第一实施例具有匹配包层压低环(MCDR)设计的一种光波导产品的折射率分布图和对应的示意截面图。
图2图示了根据本发明第二实施例具有匹配层匹配环(MCMR)设计的一种光波导产品的折射率分布图和对应的示意横截面图。
图3图示了根据本发明第三实施例具有压低包层削弱环(DCLR)设计的一种光波导产品的折射率分布图和对应的示意横截面图。
图4图示了根据本发明第四实施例具有压低包层压低环(DCDR)设计的一种光波导产品的折射率分布图和对应的示意截面图。
图5图出了根据本发明第五实施例具有匹配包层提升环(MCRR)设计的一种光波导产品的折射率分布图和对应的示意截面图。
图6图示了根据本发明第六实施例具有压低包层提升环(DCRR)设计的一种先波导产品的折射率分布图和对应的示意截面图。
图7图示了根据本发明第七实施例具有阻挡层设计的一种光波导产品的示意截面图。
图8图示了根据本发明第八实施例具有双阻挡层设计的一种光波导产品的示意截面图。
图9是氟浓度对矢径位置的关系曲线图。矢径位置从预制棒纤芯的中心开始。这预制模在纤芯有初始的均匀氟浓度。
图10是氟浓度对矢径位置的关系曲线图。矢径位置从预制棒纤芯的中心开始。这预制棒具有如在本发明中描述的高氟浓度。
发明内容
图1示出根据本发明第一实施例的一种光波导产品100的折射率分布图和示意横截面图。图2-6类似地分别示出根据本发明第二、第三、第四、第五和六实施例的折射率分布图和横截面图。类似的元件采用具有相同的最后两个数字的参数来指出。图1-6的折射率分布图的两根轴是从离中心距离(r)对折射率(n)。这两根轴是没有单位的,且n-轴并不需要与r轴相交于零点,因为这些图的目的是要示出分布形状与折射率关系而不是对特定的光学产品的分布。请注意这些附图仅作说明的目的,因而是不需要按比例的。在本领域中的技术人员将容易地懂得通过本发明所拥有的其它各种设计。
术语:光波导产品,包括光学预制棒(在产品的任何阶段中)、光纤和其它光波导。图1包括根据本发明第一实施例具有匹配包层压低环(MCDR)设计的一种光波导产品100的对应的示意截面图。产品100包括具有半径为r1的纤芯110,围绕纤芯并具有半径r2且与纤芯同心的含氟区即120,一层或多层、具有半径r3、与环120邻接、且与纤芯同心的包层130,以及围绕包层薄层130的基底管子140。包层130是与纤芯110同心的高纯度玻璃薄层。包层130可以是圆的,椭圆的,正方的,矩形的或横截面为其它形状的。在光学预制棒中,基底管子140是高硅石管子,它在形成内层和压扁之前是中空的。纤芯110的基本部分,区域120,和包层薄层130通常也是硅石的,对所需要的光学特性掺以不同的化合物。在另一个实施例中,包层薄层130可包括多于一层的包层薄层。
正如在下面要较详细讨论制作方法所解释的那样,光纤是从光学预制棒抽出的。光纤保留了预制棒的纤芯和包层的配置。所以,图1-6也可说明对一根由相似的光学预制棒形成的光纤的横截面折射率分布。不过,氟区域一般扩散到纤芯和/或包层,产生一个氟“区域”而不是储存器。在本实施例和下面的诸实施例中,必须理解,当氟已经扩散时,相对于光学性能,氟浓度区在功能上不是包层的一部分就是纤芯的一部分。
当光学产品是预制棒时,含氟区120起着在纤芯外的‘储存器’作用,从这“储存器”氟在接着的工艺步骤中扩散到纤芯去。在区域120中氟浓度大于在包层130最内部和纤芯110的氟浓度。可选择地,区域120也类似于包层折射率的折射率。在本发明中,区域120允许氟从周围的玻璃扩散到纤芯,而不允许从纤芯扩散到周围的玻璃去。
区域120也可是“光学地窄的”。术语光学地窄的是这样来定义的,即氟环的宽度差(氟环的外半径减去氟环的内半径)约小于纤芯直径的1/4,而氟环的存在不会显著地、消极地影响成品光纤的波导特性。本发明的产品是要想与称之为标准的没有氟环的相似设计产品具有基本上相同的光学特性。具有相似设计被定度为发生在当光纤纤芯在的Δ(Δ是纤芯折射率减去硅折射率)中差异小于5%;纤芯直径为2%以内,而包层直径(在氟环的场合下,减去氟环的差异宽度)在2%以内。
消极影响被定义为:与在没有氟储存器的情况下相似设计的标准光纤相比,本发明的光纤不可能同时满足下面的技术规格:基本模式可在工作波长传输,模场直径为4.5到6微米,在工作波长的背景损耗<15dB/km,以及(第二模式)截止波长小于放大器泵波长(例如,根据用于放大器的泵波长,对铒或是850-950nm或是<1480nm)。
本发明包括制作具有低损耗和稀土离子均匀分布的光纤的方法。这种光纤在光放大应用中特别有用,尤其是在密集波分复用(DWDM)系统中。
把氟引入铝硅酸盐或锗—铝硅酸盐能提供高增益、较宽带宽,和易于熔接到硅石玻璃。本发明提出具有高的全部稀土离子浓度(例如La+Er)的设计,在这些设计中,令人惊奇的是低的氟浓度(>~0.5wt%(>0.5mol%))。另外,在溶液掺杂/MCVD方法中,纤芯的直接氟化需要重建碳墨沉积和溶液掺杂工艺。因此,本发明在与标准溶液掺杂/MCVD相容的制作过程中,意想不到地提供低损耗掺稀土元素的玻璃。
另外,除在无限时间/温度极限之外,纤芯的直接氟化作用比氟环设计在跨越光纤上给出不同的氟浓度分布。它显得对光学性质(特别是损耗)和在纤芯中和在纤芯与包含之间的区域中具有高的氟浓度的可溶性十分有好处。这是在本氟环方法和列于上面的方法(2)-(5)(就是液体掺杂,溶胶—凝胶,直接熔化,或在压扁时气相反应)之间的主要差别。
本发明在制备,例如,没有氟储存器的掺铒化物光纤时的好处是,在1200nm上测试背景损耗时为<~3dB/km的减小。在MCVD/溶液掺杂制作工艺中,在纤芯中直接氟化的氟储存器方法的主要好处是,不需要再建硅石碳黑来包含氟。
根据本发明的光纤易于熔接,并按照所需的基本模式截止波长,可接受的色散和模场直径,以及低的偏振模式色散来制备。本发明的方法和产品也提供接近纤芯玻璃的低粘滞性,且比在没有氟环的、压低井(well)的掺铒光纤中能有较低的背景衰减。本发明也提供一种在矢径上调节氟分布的方法。因为氟离子的扩散率比稀土离子的扩散率大许多,所以本发明也使在氟氧化合物玻璃(即,可被氟化的富稀土区域)具有稀土离子不平衡分布的实施例不从均质的氟氧化物熔体中形成。这样,能在玻璃中形成各种各样的稀土离子的位置,这样有助于得到较宽的增益谱。较宽的增益谱对DWDM光放大器十分有利。
回过来参考图1,区域120在接近纤芯110处包括高的氟含量玻璃。在区域120中氟的浓度不是大于纤芯110就是大于包层130的氟的浓度。可使用波长色散X-射线分析仪(WDX)或二次离子质谱仪(SIMS)用摩尔百分比来测量浓度。通常,区域120不是比纤芯110窄就是比包层130窄,且被设计得或是与纤芯110中的光不干涉,或是与包层130中的光不干涉。
在图1的光学产品的实施例中,光学产品100是单模光学预制棒,它具有折射率匹配的包层设计(r3),在纤芯(r1)周围具有薄折射率(d1)的高的氟含量环(r2)。d1是在环120和包层130之间的折射率分布之差。一般,它是要使氟环(储存器)基本上不影响光纤的波导特性。例如,基本模式截止波长仍使单模能在1500-1650nm区域中运行,且光纤的色散分布相对于没有氟储存器区域的控制光纤基本上不会被改变。
高的氟浓度区域120与包层130相比有不同的化学组份。但是,储存器区域120仍将与传输光相互作用,且在光学上起着部分包层130的作用,特别是在氟扩散出现之后确定的光纤中。
在示于图1实施例的一个特别的变形体中,这光纤具有这些性质:(1)NA>0.2,较佳为>0.25,(2)模场直径<6μm,较佳为<5.5μm,(3)在1200nm测的背景衰减<20dB/km,较佳为<15dB/km,更佳为<10dB/km,(4)基本模式截止波长大于1800nm,(5)第二模式截止波长<1480nm,较佳<980nm,这些相同的光纤技术规格也可用在图2-8设计的实施例中。
图2是根据本发明第二实施例具有区配包层匹配环(MCMR)设计的一种光波导产品200的折射率分布202和对应的示意横截面图示。在一示例性实施例中,光学产品200是单模光学预制棒,且有一折射率匹配的包层230(r3),它带有围绕纤芯210(r1)的薄折射率匹配的、高的氟含量环220(r2)。
图3是根据本发明第三实施例具有被压低的包层,削弱环(DCLR)设计一种光波导产品300的折射率分布302和对应的示意横截面图示。在一示例性实施例中,该产品300是单模光学预制棒,且有一被压低折射率(d1)的内包层330(r3)和外围层350设计,它带有围绕纤芯310(r1)的薄的进一步被压低折射率(d2)、高氟含量的环320(r2)。d1是“井深度”,即,内包层相对于外包层的被压低折射率的折射率之差。d2是环相对于外包层的折射率的折射率之差。图4是根据本发明第四实施例具有被压包层的、被压低环(DCDR)设计的一种光波导产品400的折射率分布402和对应的示意横截面图。在一示例性实施例中,该产品400是单模光纤,且有被压低折射率的内包层430和匹配折射率的外包层450设计(r3),它带有围绕纤芯410(r1)的薄的被压低折射率(d2)的、高氟含量环420(r2)。
图5是根据本发明第五实施例具有匹配包层提升环(MCRR)设计的一种光波导产品500的折射率分布502和对应的示意横截面图示。本示例性产品500是单模光学预制棒,且有一匹配折射率的包层530设计(r3),它大约在纤芯510/包层530的交界面(r1)处带有薄提升折射率的高氟含量环520(r2)。该纤芯/包层交界面被定义为矢径位置,在该位置上所测的折射率等于纤芯的等价台阶折射率(ESI)和包层的ESI值的平均。
图6是根据本发明第六实施例具有被压低的包层,提升环(DCRR)设计的一种光波导产品600的折射率分布602和对应的示意横截面图示。该示例性产品600是单模光学预制棒,且有压低折射率的内包层630和折射率匹配的外包层650(r3),大约在纤芯/包层交界610(r1)处,带有薄的折射率提升(d1)的、高氟含量环620(r2)。压低了的包层630和氟环620的折射率基本上匹配。
在另一个示于图7的光学预制棒700的实施例中,诸如高硅石环的扩散阻挡层760被设置在从纤芯710大于接近氟环720的距离上。扩散阻档层760一般是高硅石或其它能减小与在包层中氟的扩散率相比的氟扩散率的材料。其目的是减小氟到包层730去的扩散,从而使在储存器720中有更多的氟最终能扩散到纤芯710。扩散阻挡层760基本上不影响光纤的波导性质。
与参考材料相比,在这些参考材料中阻挡层已被结合进光纤来防止提升损耗的杂质扩散到靠近纤芯的区域中去,而本实施例则采用阻挡层来防止氟从靠近纤芯的区域中扩散出去,从而增加了在纤芯中的氟的数量。扩散阻挡层760减少氟从纤芯扩散出去并使更多的氟最终能扩散到纤芯。
本发明的阻挡层和储存器概念的使用,为具有氟扩散区的新型实施例的精巧制作创造条件。在另一示于图8的实施例800中,可把第一阻挡层860放置在纤芯区810中或靠近纤芯区810,示范性地靠近带有高氟浓度820的区域的边界。第一阻挡层860减小进入纤芯810内侧部分的氟的扩散率。可把第二阻挡层862放置在包层区830中或靠近包层区830来减小跨越包层外侧部分或在包层间的氟的扩散率。
参考示于图1-8的实施例,本发明对形成具有氟硅酸盐纤芯玻璃的光学产品特别有用。在我们的发明中可获得的在具有氟浓度的氟铝硅酸盐或氟铝锗硅酸盐基质中的含有无源稀土元素的掺有源稀土元素的化合物相信是新型的。在一实施例中,其纤芯玻璃是含有稀土离子的氟硅酸盐。更佳的是,该纤芯玻璃是含有一种或多种有源稀土离子的氟硅酸盐。有源稀土离子被定义为在近红外呈现为一种有用的荧光体(例如,Yb3+,Nd3+,Pr3+,Tm3+,和/或Er3+)。在其它实施例中,氟硅酸盐玻璃包含额外的玻璃形成掺杂剂(例如,Al,Ge,Sb和/或Sn)以及一种或多种有源稀土离子。在另一实施例中,氟硅酸盐玻璃含有额外的玻璃改良剂离子(例如,Na,Ca,Ti,Zr和/或稀土元素)以及一种或多种有源稀土离子。
根据本发明的一特殊光学产品包括纤芯和同心的包层,在这产品中,其纤芯包括掺卤素元素的硅酸盐玻璃,这玻璃大约包括下列按正离子加卤素元素的摩尔百分比标出的化合物:85-99mol%的SiO2,0.25-5mol%的Al2O3,0.05-1.5mol%的La2O3,0.0005-0.75mol%Er2O3,0.5-6mol%的F,0-1mol%的Cl。在另一实施例中该玻璃包括;93-98mol的SiO2,1.5-3.5mol%的Al2O3,0.25-1.0mol%的La2O3,0.0005-0.075mol%的Er2O3,0.5-2mol%的F,0-0.5mol%的Cl。
术语阳离子加卤素原子摩尔百分比(后面简称为mol%)被定义为当由波长色散X-射线分析仪或其它合适的技术测定时,用指定的原子数被非氧原子的总数除再乘以100。例如,为测定硅原子在卤氧化合物玻璃中的相对数,就要把硅原子数被硅加铝加镧加铒加氟加氯原子的数除再把该结果乘以100。为避免任何不明确,我们也标出上面第一个组份范围,接近似的重量百分比为:78.2-99.1wt%的SiO2,0.4-7.7wt%的Al2O3,0.3-7.4wt%的La2O3,0.003-4.35wt%的Er2O3,0.16-1.7wt%的F,0.5wt%的Cl。该玻璃包含必不可少数量的氧以保持电中性。该玻璃可额外地包含主要以氢氧基离子形式的少量的氢,例如少于1ppm,还可包含以离子或中性类的形式,来自源材料的少量的其它元素,例如浓度少于100ppb。
在又一个实施例中,氟硅酸盐玻璃包含玻璃形成掺杂剂和玻璃改良剂离子和一种有源稀土离子(例如,Yb3+,Nd3+,Pr3+,Tm3+,和/或Er3+)。在其它实施例中,氟硅酸盐玻璃可包含非有源稀土改良剂离子(例如,La,Lu,Y,Sc,Gd或Ce),有源稀土离子和诸。在另一实施例中,氟硅酸盐玻璃包含非有源稀土改良剂离子,有源稀土离子,和铝。氟硅酸盐玻璃也可包含铝,镧和铒。
在一用于光放大的专用实施例中,其纤芯包括掺卤素元素的硅酸盐玻璃,在大约包括1.5-3.5mol%的Al2O3,0.25-1mol的La2O3,5-750ppm的Er2O3,0.5-6.0mol%的F,和0-0.5mol的Cl。一特殊的示例性实施例也还可包括0-15mol%的GeO2。在另一特殊的实施例中,其纤芯包括硅酸盐(SiO2)玻璃,在大约包括下列按阳离子加卤素元素摩尔百分比计的化合物:1.5-3.5%的Al2O3,0.25-1.0%的La2O3,5-750ppm的Er2O3,0.5-2.0%的F,0-0.5%的Cl。
掺铒的SiO2-Al2O3;SiO2-Al2O3-La2O3;SiO2-Al2O3-GeO2;和SiO2-Al2O3-La2O3-GeO2诸种玻璃在光放大中是有用的。例如,含有高氟浓度的(例如,至少2wt%)由SPCVD制作的第一类氟氧化合物提供宽的Er3+发射光谱和低的衰减。根据本发明的光放大器光纤,从在纤芯中结合了相当低的氟浓度>0.5mol%(~0.15wt%)在镧铝硅酸盐型玻璃中显示了意想不到的好处,即,在维持小的模场直径,基本模式截止波长小于980nm,且可熔接到其它光纤下,在背景衰减上有所减小。由于氟的扩散速率远比稀土离子的扩散速率大,所以根据本发明的光纤,使在氟氧化合物玻璃(即,铒和氟的富区域)中稀土离子能有非平衡的分布,这样使光纤不从均匀的氟氧化合物熔体中形成。这可能在玻璃中导致各种各样的稀土离子的位置,这情况对产生较宽的增益谱有影响,对用于DWDM光放大器时有很大的优点。
制作方法
本发明还涉及制作光波导产品的方法,包括通过扩散把氟引进到光纤纤芯来改良光纤的光学和物理性质的诸方法。更准确地说,本发明揭示了在光纤预制棒中靠近纤芯的区域中沉积含高浓度氟的玻璃的方法。
根据本发明来制作光波导产品,首先要提供诸如管子140,240,340,440,540和640的基底管。一般,该基底管是一种中空的合成硅石杆,如从美国通用电子公司(General Electric,USA)购得的管子。这管子通过诸如酸洗来清洁以除去所有外来的物质并把它装在车床上以备沉积内层薄层。
沉积内层薄层的方法是众所周知的,诸如MCVD,浓胶—凝胶,玻璃熔融和镀膜。形成一层或多层包层薄层。在一特殊的实施例中,把管子放在CVD车床上。可以制作一根或多根清洗通道来清洁和腐蚀管子的内部。把气体传递进玻璃管的内部。在清洁通道时,诸如氢/氧火焰的一种火焰沿着管子径向横越。根据所制作产品的所需化学组份,由计算机控制气体的流速,火焰温度和携带火焰的小车速度。
示于图3和图4的这些实施例包括一层外包层薄层和一层内包含薄层。在清洗通道之后,用改良的化学气相沉积(MCVD)来沉积外包层。在这工艺中通过在燃烧器下流的热致电脉把多孔玻璃沉积在基底管子的内壁上。在火焰中心该燃烧器加固沉积的玻璃。采用若干根通道来沉积内包层。包层薄层的折射率由在每根通道中的化学组分来控制。在一特殊的实施例中,最内层的包层包括98.5mol%的硅石,0.8mol%的氟和0.7mol%的氧化磷(全部为PO2.5)。
在引入所需的较高氟浓度时,用一根或多根火焰通道来涂敷氟环。氟储存器区域也可包含相当高含量的提升折射率的掺杂剂(例如P)以保持匹配的折射率。沉积氟存储器的方法包括但并不限于:MCVD、等离子体增强的CVD(PECVD)、溶胶—凝胶掺杂以及用溶融的氟化物玻璃镀膜该管子。
在存储器中的化学材料和这些材料的浓度,对各种应用和各种所需的扩散区作调节。在纤芯和包层中的氟浓度也可影响在存储器中所需的氟浓度。例如,通过在储存器中保持足够高的氟浓度,则已氟化过的包层将增加氟从储存器向纤芯的净的内向扩散。某些扩散出进入包层的氟将被从包层扩散到储存器的氟所替代(在储存器外侧的浓度梯度比在内侧的浓度梯度陡得较小,所以在储存虽外侧的净扩散率将比在内侧的扩散率低)。另外,人们在可添加诸如氧化磷的扩散增强剂到在氟储存器内侧的纤芯区,来产生氟优先向的扩散。
氟的浓度是通过氟的前体与其它组分的相对流量的关系来确定的。在一示例性实施例中,在氟储存器中的氟浓度至少还是比在纤芯就是比在包层薄层的最内部中的氟浓度高出30%。在另一设计中,在氟储存室中的氟浓度至少不是比在纤芯中就是比在包层薄层的最内部中的氟浓度高出50%。最后,在另一个设计中,在氟储存室中的氟浓度至少不是比在纤芯就是比在包层薄层中的最内部中的氟浓度高出100%。
一些示例性实施例在氟储存器中包括氟浓度在至少0.7mol%到至少4.0mol之间。其它一些示例性实施例包括从大于80mol%的硅石和少于20%mol%的氟,到少于5mol%的氟的范围内的甚至更高的氟浓度。
氟储存器也可包括氧化磷。氧化磷浓度可以大约是等于,少于或大于氟的浓度。一示例性实施例包括在少于1%氧化磷到少于20%氧化磷之间。在另一折射率匹配的示例性实施例中,其储存器包括约95.7-99.7mol%的硅石,约0.3-4mol%的氟和约0-0.3mol%氧化磷。
可用各种各样的方法形成纤芯,包括MCVD,溶液掺杂,溶胶—凝胶掺杂,或PECVD。
在各种实施例中,纤芯包括硅石,一种有源稀土掺杂剂,以及至少一种附加的组份。附加的组份可包括F和Cl。纤芯的附加组份也可包括一种或多种玻璃形成剂或附有条件的玻璃形成剂,诸如Ge,P,B,Cl,Al,Ga,Ge,Bi,Se和Te。附加组份也可包括一种或多种改良剂,诸如Zr,Ti,稀土元素,碱金属元素和碱土金属元素。
有源稀土掺杂剂可包括在近红外发出荧光的稀土离子(例如Yb3+,Nd3+,Pr3+,Tm3+或Er3+)。除活性稀土掺杂剂之外,纤芯也可包括一个或多个La,Al和Ge。在一特殊的实施例中,Al少于10mol%。在一甚至更为特殊的实施例中,Al浓度少于7mol%。在一特殊的实施例中,掺杂剂包括La,在该实施例中La少于3.5mol%。在一特殊的实施例中,掺杂剂包括Ge,在该实施例中Ge少于25mol%。
纤芯也可包括一种或多种非有源稀土离子(RE),诸如La,Y,Lu,Sc。在一实施例中,非有源稀土元素浓度小于5mol%。在特殊实施例中,其纤芯的组份具有摩尔组份为SiO2 75-99%,AlO2O3 0-10%,RE2O3 0-5%。
在纤芯的沉积后,然后加固管子并压扁为籽种(seed)预制棒。
在一实施例中用其后的热加工来调节纤芯对包层之比以在完工的光纤中获得所需的纤芯直径。这样一种随后的加工可能牵涉到多次拉长和过压扁步骤。然后,这精加工过的预制棒被拉成光纤。在一特殊的实施例中,把预制棒挂在拉丝塔中。拉丝塔包括熔融预制棒的火焰即炉子,以及若干个诸如用于涂膜,固化和退火的加工平台。
制备好的预制棒,诸如通过加热来加工,使得在高氟浓度层附近的部分氟扩散到纤芯和/或包层。作为一次独立的步骤,在压扁过程中,在预制棒的热处理过程中,在拉伸/压扁加工过程中,在最后的光纤拉伸过程中,在光纤的后期处理过程中,氟可从储存器扩散到纤芯和/或包层去。尽管在前面已讨论过,氟从(诸如)纤芯扩散到包层,但是相们在本发明中提供了一种新型方法,在掺稀土元素的光纤中,为减少耗损并改良掺杂剂离子分布的控制之前,在拉制过程中,或在拉制之后将氟从储存器扩散到纤芯和/或包层去的。
预制棒的热加工,除了上面描述之外,诸如在管式炉中的等温加热可用来进一步提高在光纤纤芯中的氟含量或改良氟的径向分布。在储存器中的不同化学品,例如F和P,以不同的扩散率扩散,所以诸组份可形成截然不同的“浓度区”。
图9和图10示出对一个已加工过使氟从氟储存器扩散的光学产品,预制棒,或光纤的作为离纤芯距离的函数的氟浓度。完工的光学产品包括纤芯和同心包层。如上所述,纤芯和包层彼此接近并有纤芯/包层交界面。氟浓度区至少与纤芯和包层的一部分交叠。当氟已被扩散时,从光的功能上的观点出发,氟浓度区的物理分布将是包层和/或纤芯的部分。
图9在扩散时间—扩散率乘积的各种值时的氟浓度对从预制棒的纤芯中心开始的矢径位置的关系曲线图,该预制棒在纤芯中有起始均匀的氟浓度(在包层中无氟)。这些曲线代表在扩散率—扩散时间乘积的各种值时的浓度分布:(1)Dt=0.001,(2)Dt=0.01,(3)Dt=0.1,(4)Dt=1。在直接用氟处理的场合下,图9(均匀分布的纤芯掺杂剂)中氟的最大浓度总是在纤芯中心。
图10是扩散时间—扩散率乘积的各值时的氟浓度对从预制棒的纤芯中心开始的矢径位置的关系曲线图,如本发明所述,该预制棒具有氟的高浓度环。这些曲线再一次代表在扩散率—扩散的时间乘积的各种值时的浓度分布:(1)Dt=0.001,(2)Dt=0.01,(3)Dt=0.1,(4)Dt=1。在图10的氟储存器扩散设计中,可把最大值浓度从纤芯/包层交界面调节到纤芯的中心。这样,能使在控制条件中和光纤最后的应力状态有很大程度的灵活性。
根据本发明,在预处理预制棒中的氟储存器一般被放在纤芯/包层交界面处。因此,在大多数场合下,在扩散处理的光学产品中,氟的最高浓度将在交界面处。不过,如图9和10所示,当扩散时间增加时,氟的分布变得更为正规。因此,会有受处理的光学产品的实施例,在这些实施例中,氟浓度在跨越纤芯和/或包层上会更均匀地分布。换句话说,人们可利用纤芯的同心几何的优点和采用径向扩散梯度的交叠,在纤芯的中心或靠近纤芯的中心来建立较高氟浓度的区域。相似地,除了根据扩散处理步骤之外,根据不同区域的掺杂和材料,在纤芯和包层之内的扩散速度可以是不同的。而且,可把扩散阻挡层放在纤芯和包层之内来调节氟的径向浓度发布。
采用通过本发明所描述的各种工具,可以获得许多氟浓度分布。在一特殊的实施例中,靠近纤芯中心的氟浓度高于在包层外边缘的氟浓度。在另一实施例中,情况又反过来了,在包层中的氟浓度高于在纤芯中的氟浓度。
示例
根据下面的例子可更好地理解本发明:
示例1-控制
具有折射率被压低的包层用MCVD技术制作。用SiF4(流速为30sccm),POCl3(100sccm)和SiCl4(950sccm)制作了五个沉积通道来准备内包层。纤芯是掺铒的镧铝硅酸盐。已压扁的预制棒为了拉制而分段,拉长,和过压扁。从这种预制棒柱制光纤,对模场直径,截止波长和在1220nm时的损耗作出测量。极小量预制棒的波长色散X-射线分析给出在纤芯中~0.3mol%的氟,和在折射率被压低的内包层薄层中~2.1mol%的氟<0.3mol%的磷。
例2-氟储存器
具有类似于图3所示分布的DCLR预制棒由MCVD技术制作。用SiF4(30sccm),POCl3(100sccm)和SiCl4(950sccm)制作了五个沉积通道来准备内包层,并用SiF4(流速为350sccm),POCl3(100sccm),和SiCl4(350sccm)制作了第六沉积通道以给出具有~4mol%氟的氟硅酸盐储存器区域。其纤芯是掺铒的镧铝硅酸盐。将已扁的预制棒为拉制并分段,拉长,和过压扁。拉制了光纤,并在如例一中的相同方式下表示其特征。极小量预制棒的波长色散X-射线分析给出一在光纤中具有>0.5mol%(>0.15wt%)氟的光纤,具有~4mol%氟环和具有~2.1mol%氟的内包层。
表1-在示例1和2中的光纤比较
光纤类型 | Fcore(在极小量预制棒的纤芯中的氟) | Fring(在极小量预制棒的环中的氟) | Mfd(光纤的模场直径) | 截止波长 | 在1200nm的背景损耗 |
控制 | ~0.3mol% | N.A. | 5.1μm | 890nm | 10.0dB/km |
DCLR | >0.5mol% | ~4mol% | 5.3μm | 920nm | 7.0dB/km |
DCLR(具有氟环)光纤的增益形状,在C-波段示出对大信号增益稍有增加。在L-波段的增益形状实际上是相同的。
示例3-具有和不具有氟储存器的L-波段光纤
适用于L-波段的光纤如示例1和2一样制作。两种光纤都有额定的掺杂剂和改良剂阳离子浓度。在下面示出关于预制棒和光纤的数据:
表2-在示例3中光纤的比较
光纤类型 | Fcore(在极小量预制棒的纤芯中的氟) | Fring(在极小量预制棒的环中的氟) | Mfd(光纤的模场直径) | 截止波长 | 在1160nm的背景损耗 |
控制 | ~0.3mol% | N.A. | 5.2μm | 922nm | 13.7dB/km |
DCLR | >0.5mol% | ~4mol% | 5.2μm | 890nm | 5.9dB/km |
例4-关于直接掺杂热处理效应对氟储存器设计光纤的比较
本发明也提供一种在矢径上调节氟分布的方法。在本发明中提供热膨胀系数(CTE)的径向分布和通过氟从纤芯外部区域扩散到纤芯的粘滞度。
扩散方程可在圆柱坐标中从分布源的扩散情况下求解。矢径坐标为r,时间为t,而浓度分布为C(r,Dt)。初始浓度Co是分布在矢径r1和r2的外壳上。假设扩散系数D与浓度无关。这方程的推导可在Carslaw and Jaeger著《固体中的热传导》(1948年)一书中找到。
示例5-关于无环和DCLR设计的压低的包层的光纤CAD计算
采用模拟软件(诸如加拿大OPTIWAVE CORPORATION的光纤CAD),与光纤尺寸成比例的输入预制棒分布,从而两根预制棒计算了光纤的光学性质。第一根光纤预制纤是掺铒的压低井的分布。而第二根是带氟环(DCLR)掺铒压低井的分布。
纤芯直径(μm) | 测量的MFD(μm) | 计算的MFD(μm) | 测量的截止波长(nm) | 计算的截止波长(nm) | 计算的基本模式截止波长(nm) |
3.21 | 5.21 | 5.24 | 919 | 780 | 1837 |
3.46 | 5.3 | 5.3 | 919 | 790 | 1804 |
Peterman II型模场直径预测是好的,但对LP(1,1)模式的截止波长是不好的。因为这些光纤的压低井设计,有基本模式截止波长出现,而计算值在上面给出。因为氟通道的较深井,对来自氟环预制棒的光纤预测到有略为较短的截止波长。计算示出DCLR设计并不在工作波长范围显著地改变光纤的模场直径。
在本领域中的技术人员会认识到本发明可用于各种光学产品设计。尽管本发明已用对示例性较佳实施例的引用作了描述,但在不背离本发明的范围下可用其它专门的形式来具体实施本发明。因此,可这样来理解,在本说明书中描述和图示说明的诸实施例仅是示例性的,不应认为是对本发明范围的限制。可根据本发明的精神实质和范围作出其它的变化和修改。
Claims (33)
1.一种制作光学产品的方法,其特征在于,包括步骤:
a)提供基底管子(140);
b)在基底管子内侧形成一个或多个包层薄层(130),一个或多个包层薄层包括最内部包层;
c)邻近最内部包层形成同心氟储存器(120) 及
d)邻近氟储存器形成纤芯(110),并使纤芯与一个或多个外部包层同心;
e)其中在氟储存器中的氟浓度高于纤芯或最内部包层之一的氟浓度。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,在氟储存器中的氟浓度比纤芯或最内部包层之一的氟浓度至少高30%。
3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,在氟储存器中的氟浓度比纤芯或最内部包层之一的氟浓度至少高50%。
4.如权利要求1所述的方法,其特征在于,在氟储存器中的氟浓度比纤芯或最内部包层之一的氟浓度至少高100%。
5.如权利要求1所述的方法,其特征在于,形成的步骤包括实施MCVD、溶胶—凝胶掺杂、渡膜、PCVD方法中的一个或多个的步骤。
6.如权利要求1所述的方法,其特征在于,还包括在包层中设置扩散阻挡层(862)的步骤。
7.如权利要求1所述的方法,其特征在于,还包括在纤芯中设置扩散阻挡层(860)的步骤。
8.如权利要求1所述的方法,其特征在于,氟储存器的氟浓度在0.7和4.0mol%之间。
9.如权利要求1所述的方法,其特征在于,纤芯包括硅和有源稀土杂质。
10.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述纤芯包括掺卤素元素的硅酸盐玻璃,该玻璃近似地包括按阳离子加卤素元素摩尔百分比计的下列化合物:85-99mol%SiO2,0.25-5mol%的Al2O3,0.05-1.5mol%的La2O3,0.0005-0.75mol%的Er2O3,0.5-6mol%的F,0-1mol%的Cl。
11.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述纤芯包括掺卤素元素的硅酸盐玻璃,该玻璃近似地包括按阳离子加卤素元素摩尔百分比计的下列化合物:93-98mol%SiO2,1.5-3.5mol%的Al2O3,0.25-1.0mol%的La2O3,0.0005-0.075mol%的Er2O3,0.5-2mol%的F,0-0.5mol%的Cl。
12.如权利要求1所述的方法,其特征在于,纤芯还包括氟。
13.如权利要求1所述的方法,其特征在于,氟存储器还包括硅和氧化磷。
14.如权利要求13所述的方法,其特征在于,存储器包括大约相等浓度的氧化磷和氟。
15.如权利要求13所述的方法,其特征在于,存储器包括的氟浓度远大于氧化磷浓度。
16.如权利要求1所述的方法,其特征在于,存储器包括大约95.7-99.7mol%硅、大约0.3-4mol%氟,及大约0-0.4mol%氧化磷。
17.如权利要求1所述的方法,其特征在于,最内部的包层包括硅、氟和氧化磷、其中包层包括至少95mol%硅。
18.如权利要求1所述的方法,其特征在于,最内部包层包括硅、氟和氧化磷,其中最内部包层的折射率与硅基底管子的折射率匹配。
19.如权利要求1所述的方法,其特征在于,最内部包层包括硅、氟和氧化磷、其中最外部包层的折射率与硅基底管子的折射率匹配,且最内部包层的折射率比最外部包层或硅基底管子的折射率低。
20.如权利要求1所述的方法,其特征在于,最内部包层包括侍。氟和氧化磷、其中存在的氟和氧化磷的mol%分别大约为0.8和0.7%。
21.如权利要求1所述的方法,其特征在于,最内部包层的折射率小于基底管子的折射率,其中最内部包层包括大约0.3mol%的氧化磷和至少2.0mol%的氟。
22.采用权利要求1或25的方法制作的光纤。
23.采用权利要求1或25的方法制作的光学预制棒。
24.从权利要求22的光学预制棒制作的光纤。
25.如权利要求1所述的方法,其特征在于,还包括在存储器中扩散至少一部分氟以形成氟浓度区域的步骤。
26.如权利要求25所述的方法,其特征在于,扩散氟的步骤包括通过加热存储器以取得所需氟分布的步骤。
27.如权利要求25所述的方法,其特征在于,加热步骤包括加热基底管子以缩陷该管子形成预制棒的步骤。
28.如权利要求26所述的方法,其特征在于,还包括对基底管子进行热处理以在缩陷管子的步骤前扩散氟的步骤。
29.如权利要求25所述的方法,其特征在于,还包括缩陷基底管子形成预制棒的步骤和从预制棒中拉光纤的步骤,其中扩散的步骤包括拉光纤。
30.如权利要求25所述的方法,其特征在于,对预制棒执行额外的热处理以提高氟的扩散。
31.如权利要求25所述的方法,其特征在于,对光纤提供额外的热处理以提高氟的扩散。
32.如权利要求25所述的方法,其特征在于,还包括在包层和氟存储器间形成扩散阻挡层的步骤。
33.如权利要求1所述的方法,其特征在于,光学产品是光纤。
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US29474101P | 2001-05-30 | 2001-05-30 | |
US60/294,741 | 2001-05-30 | ||
US09/934,361 | 2001-08-21 | ||
US09/934,361 US20030024276A1 (en) | 2001-05-30 | 2001-08-21 | Method of manufacture of an optical waveguide article including a fluorine-containing zone |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN1537083A true CN1537083A (zh) | 2004-10-13 |
Family
ID=26968703
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CNA028108116A Pending CN1537083A (zh) | 2001-05-30 | 2002-05-14 | 包括含氟区的光波导产品 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20030024276A1 (zh) |
EP (1) | EP1404624A1 (zh) |
JP (1) | JP2004530621A (zh) |
CN (1) | CN1537083A (zh) |
TW (1) | TW552437B (zh) |
WO (1) | WO2002096817A1 (zh) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104570199A (zh) * | 2014-12-31 | 2015-04-29 | 华南理工大学 | 一种硒碲单晶复合光纤及其制备方法 |
CN107001108A (zh) * | 2014-09-16 | 2017-08-01 | 康宁股份有限公司 | 具有单步氟凹槽与外包覆的光纤预成形件的制造方法 |
CN109154699A (zh) * | 2016-05-25 | 2019-01-04 | 司浦爱激光技术英国有限公司 | 光纤和光纤器件 |
CN112955792A (zh) * | 2018-12-13 | 2021-06-11 | 住友电气工业株式会社 | 光纤 |
CN114057388A (zh) * | 2020-08-05 | 2022-02-18 | 中天科技精密材料有限公司 | 光纤预制棒的制造方法、光纤预制棒及光纤 |
Families Citing this family (31)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4093553B2 (ja) * | 2002-08-07 | 2008-06-04 | 信越化学工業株式会社 | 光ファイバプリフォームとその製造方法、及びこれを線引きして得られる光ファイバ |
KR100433905B1 (ko) * | 2002-08-26 | 2004-06-04 | 삼성전자주식회사 | 플라스틱 광섬유 및 그 제조방법 |
NL1024015C2 (nl) * | 2003-07-28 | 2005-02-01 | Draka Fibre Technology Bv | Multimode optische vezel voorzien van een brekingsindexprofiel, optisch communicatiesysteem onder toepassing daarvan en werkwijze ter vervaardiging van een dergelijke vezel. |
US11324553B2 (en) * | 2005-11-10 | 2022-05-10 | Biolitec Unternehmensbeteilgungs II AG | Side fire optical fiber for high power applications |
JP2008177434A (ja) * | 2007-01-19 | 2008-07-31 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 増幅用光ファイバおよび光ファイバ増幅器 |
WO2009031154A2 (en) * | 2007-09-07 | 2009-03-12 | Beta O2 Technologies Ltd. | Air gap for supporting cells |
FR2922657B1 (fr) * | 2007-10-23 | 2010-02-12 | Draka Comteq France | Fibre multimode. |
FR2932932B1 (fr) * | 2008-06-23 | 2010-08-13 | Draka Comteq France Sa | Systeme optique multiplexe en longueur d'ondes avec fibres optiques multimodes |
FR2933779B1 (fr) * | 2008-07-08 | 2010-08-27 | Draka Comteq France | Fibres optiques multimodes |
FR2940839B1 (fr) | 2009-01-08 | 2012-09-14 | Draka Comteq France | Fibre optique multimodale a gradient d'indice, procedes de caracterisation et de fabrication d'une telle fibre |
KR101290091B1 (ko) * | 2009-03-30 | 2013-08-05 | 도요세이칸 그룹 홀딩스 가부시키가이샤 | Grin 렌즈·파이버의 선직경 제어 방법 및 인선 장치 |
FR2946436B1 (fr) | 2009-06-05 | 2011-12-09 | Draka Comteq France | Fibre optique multimode a tres large bande passante avec une interface coeur-gaine optimisee |
FR2953605B1 (fr) * | 2009-12-03 | 2011-12-16 | Draka Comteq France | Fibre optique multimode a large bande passante et a faibles pertes par courbure |
FR2949870B1 (fr) * | 2009-09-09 | 2011-12-16 | Draka Compteq France | Fibre optique multimode presentant des pertes en courbure ameliorees |
US9014525B2 (en) | 2009-09-09 | 2015-04-21 | Draka Comteq, B.V. | Trench-assisted multimode optical fiber |
FR2953606B1 (fr) * | 2009-12-03 | 2012-04-27 | Draka Comteq France | Fibre optique multimode a large bande passante et a faibles pertes par courbure |
FR2953029B1 (fr) * | 2009-11-25 | 2011-11-18 | Draka Comteq France | Fibre optique multimode a tres large bande passante avec une interface coeur-gaine optimisee |
FR2953030B1 (fr) * | 2009-11-25 | 2011-11-18 | Draka Comteq France | Fibre optique multimode a tres large bande passante avec une interface coeur-gaine optimisee |
FR2957153B1 (fr) * | 2010-03-02 | 2012-08-10 | Draka Comteq France | Fibre optique multimode a large bande passante et a faibles pertes par courbure |
FR2950156B1 (fr) * | 2009-09-17 | 2011-11-18 | Draka Comteq France | Fibre optique multimode |
FR2966256B1 (fr) | 2010-10-18 | 2012-11-16 | Draka Comteq France | Fibre optique multimode insensible aux pertes par |
ES2494640T3 (es) | 2011-01-31 | 2014-09-15 | Draka Comteq B.V. | Fibra multimodo |
FR2971061B1 (fr) | 2011-01-31 | 2013-02-08 | Draka Comteq France | Fibre optique a large bande passante et a faibles pertes par courbure |
EP2503368A1 (en) | 2011-03-24 | 2012-09-26 | Draka Comteq B.V. | Multimode optical fiber with improved bend resistance |
EP2506044A1 (en) | 2011-03-29 | 2012-10-03 | Draka Comteq B.V. | Multimode optical fiber |
EP2518546B1 (en) | 2011-04-27 | 2018-06-20 | Draka Comteq B.V. | High-bandwidth, radiation-resistant multimode optical fiber |
DK2541292T3 (en) | 2011-07-01 | 2014-12-01 | Draka Comteq Bv | A multimode optical fiber |
CN102654602B (zh) * | 2012-05-08 | 2014-02-26 | 长飞光纤光缆有限公司 | 一种光纤及其制造方法 |
US9093815B2 (en) * | 2012-08-29 | 2015-07-28 | Ofs Fitel, Llc | Optical fiber amplifier including rare-earth-doped cladding region |
BR112022010756A2 (pt) | 2019-12-04 | 2022-08-23 | Alcon Inc | Fibra óptica multinúcleos com formação de bolha reduzida |
EP4317066A1 (en) * | 2021-03-31 | 2024-02-07 | Mitsubishi Chemical Corporation | Fluorine-containing silica glass powder and method for producing fluorine-containing silica glass powder |
Family Cites Families (32)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4082420A (en) * | 1972-11-25 | 1978-04-04 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | An optical transmission fiber containing fluorine |
US3981707A (en) * | 1975-04-23 | 1976-09-21 | Corning Glass Works | Method of making fluorine out-diffused optical device |
JPS5395649A (en) * | 1977-02-02 | 1978-08-22 | Hitachi Ltd | Production of optical fiber |
US4230396A (en) * | 1978-07-31 | 1980-10-28 | Corning Glass Works | High bandwidth optical waveguides and method of fabrication |
US4199337A (en) * | 1978-10-06 | 1980-04-22 | International Telephone And Telegraph Corporation | Method of fabricating high strength optical preforms |
US4435040A (en) * | 1981-09-03 | 1984-03-06 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Double-clad optical fiberguide |
US5221309A (en) * | 1984-05-15 | 1993-06-22 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Method for producing glass preform for optical fiber |
CA1271316A (en) * | 1984-12-21 | 1990-07-10 | Koichi Abe | Optical waveguide manufacture |
US5203899A (en) * | 1985-03-18 | 1993-04-20 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Method for producing glass preform for optical fiber |
JPS61247633A (ja) * | 1985-04-25 | 1986-11-04 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光フアイバ−用ガラス母材の製造方法 |
JPH0753591B2 (ja) * | 1985-08-14 | 1995-06-07 | 住友電気工業株式会社 | 光フアイバ用母材の製造方法 |
US4852968A (en) * | 1986-08-08 | 1989-08-01 | American Telephone And Telegraph Company, At&T Bell Laboratories | Optical fiber comprising a refractive index trench |
DE3733880A1 (de) * | 1987-10-07 | 1989-04-20 | Schott Glaswerke | Verfahren zur herstellung eines lichtwellenleiters |
US5235666A (en) * | 1989-06-13 | 1993-08-10 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Production of a hermetically coated optical fiber |
CA2051104C (en) * | 1990-02-05 | 1996-05-14 | Akira Oyobe | Quartz glass doped with rare earth element and production thereof |
EP0443781A1 (en) * | 1990-02-23 | 1991-08-28 | AT&T Corp. | Method for doping optical fibers |
US5058976A (en) * | 1990-08-03 | 1991-10-22 | At&T Bell Laboratories | System comprising Er-doped optical fiber |
FR2679548B1 (fr) * | 1991-07-25 | 1994-10-21 | Alsthom Cge Alcatel | Procede de fabrication de fibres optiques actives. |
EP0585533B1 (en) * | 1992-08-19 | 1998-08-05 | Sumitomo Electric Industries, Limited | Mode field diameter conversion fiber |
US5355429A (en) * | 1992-12-30 | 1994-10-11 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Optical fiber strain relief apparatus |
US5809189A (en) * | 1993-08-12 | 1998-09-15 | Virginia Tech Intellectual Properties, Inc. | Controlled dopant diffusion for fiber optic coupler |
JP3773575B2 (ja) * | 1996-01-12 | 2006-05-10 | 富士通株式会社 | ドープファイバ、そのスプライシング方法及び光増幅器 |
CA2201576A1 (en) * | 1996-04-17 | 1997-10-17 | James Edward Dickinson, Jr. | Rare earth doped oxyhalide laser glass |
JP3622816B2 (ja) * | 1996-12-27 | 2005-02-23 | 富士通株式会社 | 光増幅用ファイバ及びその製造方法 |
US5955388A (en) * | 1997-01-02 | 1999-09-21 | Corning Incorporated | Transparent oxyflouride glass-ceramic composition and process of making |
GB9703078D0 (en) * | 1997-02-14 | 1997-04-02 | Univ Southampton | Optical fibre and optical fibre device |
WO1998058884A1 (en) * | 1997-06-23 | 1998-12-30 | Corning Incorporated | Composition for optical waveguide article and method for making continuous clad filament |
US6109065A (en) * | 1998-04-22 | 2000-08-29 | Lucent Technologies, Inc. | Method of making optical waveguide devices using perchloryl fluoride to make soot |
US6077799A (en) * | 1999-03-12 | 2000-06-20 | Corning Inc. | SPCVD silicate glasses |
DE10027263B4 (de) * | 2000-05-31 | 2011-11-24 | Jenoptik Laser Gmbh | Verfahren zur Herstellung einer Lichtleitfaser auf SiO2-Basis zur Übertragung einer hohen Lichtleistungsdichte |
US6603914B2 (en) * | 2001-02-07 | 2003-08-05 | Fitel Usa Corp. | Dispersion compensating fiber with reduced splice loss and methods for making same |
US6571582B2 (en) * | 2001-04-19 | 2003-06-03 | Fitel Usa Corp. | Manufacture of silica bodies using sol-gel techniques |
-
2001
- 2001-08-21 US US09/934,361 patent/US20030024276A1/en not_active Abandoned
-
2002
- 2002-05-14 EP EP02734413A patent/EP1404624A1/en not_active Withdrawn
- 2002-05-14 JP JP2002593298A patent/JP2004530621A/ja active Pending
- 2002-05-14 WO PCT/US2002/015243 patent/WO2002096817A1/en not_active Application Discontinuation
- 2002-05-14 CN CNA028108116A patent/CN1537083A/zh active Pending
- 2002-05-29 TW TW091111470A patent/TW552437B/zh not_active IP Right Cessation
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107001108A (zh) * | 2014-09-16 | 2017-08-01 | 康宁股份有限公司 | 具有单步氟凹槽与外包覆的光纤预成形件的制造方法 |
CN104570199A (zh) * | 2014-12-31 | 2015-04-29 | 华南理工大学 | 一种硒碲单晶复合光纤及其制备方法 |
CN104570199B (zh) * | 2014-12-31 | 2017-12-01 | 华南理工大学 | 一种硒碲单晶复合光纤及其制备方法 |
CN109154699A (zh) * | 2016-05-25 | 2019-01-04 | 司浦爱激光技术英国有限公司 | 光纤和光纤器件 |
CN109154699B (zh) * | 2016-05-25 | 2021-03-09 | 司浦爱激光技术英国有限公司 | 光纤和光纤器件 |
CN112955792A (zh) * | 2018-12-13 | 2021-06-11 | 住友电气工业株式会社 | 光纤 |
CN114057388A (zh) * | 2020-08-05 | 2022-02-18 | 中天科技精密材料有限公司 | 光纤预制棒的制造方法、光纤预制棒及光纤 |
CN114057388B (zh) * | 2020-08-05 | 2023-08-08 | 中天科技精密材料有限公司 | 光纤预制棒的制造方法、光纤预制棒及光纤 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP1404624A1 (en) | 2004-04-07 |
JP2004530621A (ja) | 2004-10-07 |
TW552437B (en) | 2003-09-11 |
US20030024276A1 (en) | 2003-02-06 |
WO2002096817A1 (en) | 2002-12-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN1537083A (zh) | 包括含氟区的光波导产品 | |
CN1628080A (zh) | 包括含氟区的光波导产品 | |
US7382957B2 (en) | Rare earth doped double clad optical fiber with plurality of air holes and stress rods | |
US7313312B2 (en) | Optical fiber and method for making such fiber | |
EP2067218B1 (en) | Rare earth doped optical fiber | |
US7536076B2 (en) | Optical fiber containing alkali metal oxide | |
US7203407B2 (en) | Rare earth doped single polarization double clad optical fiber and a method for making such fiber | |
JP5706374B2 (ja) | アルカリ金属酸化物を含有する光ファイバ | |
JP5873171B2 (ja) | 低屈折率のトレンチを有する光ファイバープリフォームの製造方法 | |
WO2006135433A2 (en) | Rare earth doped single polarization double clad optical fiber with plurality of air holes | |
CN109502961B (zh) | 一种抗光暗化的掺镱石英光纤及其制备方法 | |
EP1921047A1 (en) | Process for producing glass material and process for producing optical fiber |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |