JP2721260B2 - 全フッ素ドープ光ファイバ - Google Patents
全フッ素ドープ光ファイバInfo
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- JP2721260B2 JP2721260B2 JP2044411A JP4441190A JP2721260B2 JP 2721260 B2 JP2721260 B2 JP 2721260B2 JP 2044411 A JP2044411 A JP 2044411A JP 4441190 A JP4441190 A JP 4441190A JP 2721260 B2 JP2721260 B2 JP 2721260B2
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- JP
- Japan
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- core
- optical fiber
- fluorine
- doped
- refractive index
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- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、コアとクラッドの双方にフッ素をドープし
た、いわゆる全フッ素ドープ光ファイバに関するもので
ある。
た、いわゆる全フッ素ドープ光ファイバに関するもので
ある。
今日、光通信システムの応用分野は非常に多岐にわた
っており、それに伴い光ファイバの特性、具体的には光
ファイバの伝送損失や強度に対する要求も益々多岐にわ
たり、かつ厳しいものになってきている。
っており、それに伴い光ファイバの特性、具体的には光
ファイバの伝送損失や強度に対する要求も益々多岐にわ
たり、かつ厳しいものになってきている。
例えば最も光ファイバの低損失性が求められる海底ケ
ーブルの分野では今日、単一モード光ファイバが使用さ
れており、この単一モード光ファイバにおいては急速な
低損失化が進んでいる。従来この分野ではコア／クラッ
ドの組成がSiO2‐GeO2/SiO2で、Δ（コアとクラッド間
の屈折率差）＝0.3％ものが主流であったが、最近では
これに代わってより低損失なSiO2/SiO2‐Ｆで、Δ＝0.3
％の、いわゆるフッ素ドープ光ファイバが導入されよう
としている。
ーブルの分野では今日、単一モード光ファイバが使用さ
れており、この単一モード光ファイバにおいては急速な
低損失化が進んでいる。従来この分野ではコア／クラッ
ドの組成がSiO2‐GeO2/SiO2で、Δ（コアとクラッド間
の屈折率差）＝0.3％ものが主流であったが、最近では
これに代わってより低損失なSiO2/SiO2‐Ｆで、Δ＝0.3
％の、いわゆるフッ素ドープ光ファイバが導入されよう
としている。
さらにまた、このフッ素ドープ光ファイバの一歩進ん
だものとして、クラッドだけでなくコアにもフッ素をド
ープした光ファイバも検討されている。これは図−１に
示すように、コア１、クラッド２が共にフッ素を含有
し、その結果、双方とも純粋石英ガラスの屈折率より低
い屈折率になっているものである。このようにコアにフ
ッ素をドープすると、コア部分の軟化温度が下がり、線
引時にコアに集中する応力（損失増を起こす）を軽減す
ることができる。
だものとして、クラッドだけでなくコアにもフッ素をド
ープした光ファイバも検討されている。これは図−１に
示すように、コア１、クラッド２が共にフッ素を含有
し、その結果、双方とも純粋石英ガラスの屈折率より低
い屈折率になっているものである。このようにコアにフ
ッ素をドープすると、コア部分の軟化温度が下がり、線
引時にコアに集中する応力（損失増を起こす）を軽減す
ることができる。
しかし従来、全フッ素ドープ光ファイバにおいて検討
されているコアへのフッ素ドープ量は、純粋石英ガラス
との屈折率差Δ-で0.07％程度である。コアの屈折率が
この程度とすると、単一モード光ファイバの場合、コア
とクラッドの屈折率差Δを0.30％以上とる必要があるか
ら、必然的にクラッドのΔ-は0.37％以上にすることが
必要となり、その結果としてフッ素の使用量が増大し、
コスト高になるという問題があった。コストの面を詳述
すると、フッ素のドープ量はフッ化物ガス分圧の1/4乗
に比例するため、例えばΔ-を0.32から0.37に下げよう
とすると、ドープガスとして使用されるSiF2等の高価な
フッ化物ガスの使用量が２倍も多く必要となるのであ
る。
されているコアへのフッ素ドープ量は、純粋石英ガラス
との屈折率差Δ-で0.07％程度である。コアの屈折率が
この程度とすると、単一モード光ファイバの場合、コア
とクラッドの屈折率差Δを0.30％以上とる必要があるか
ら、必然的にクラッドのΔ-は0.37％以上にすることが
必要となり、その結果としてフッ素の使用量が増大し、
コスト高になるという問題があった。コストの面を詳述
すると、フッ素のドープ量はフッ化物ガス分圧の1/4乗
に比例するため、例えばΔ-を0.32から0.37に下げよう
とすると、ドープガスとして使用されるSiF2等の高価な
フッ化物ガスの使用量が２倍も多く必要となるのであ
る。
そこで本発明者等は、コアへのフッ素ドープ量を種々
検討した結果、フッ素ドープ量をかなり低くしても良好
な伝送特性を有する光ファイバが得られることを見出し
た。
検討した結果、フッ素ドープ量をかなり低くしても良好
な伝送特性を有する光ファイバが得られることを見出し
た。
すなわち本発明は、コアとクラッドの双方にフッ素を
ドープしてなる光ファイバにおいて、コアのフッ素濃度
を0.1原子％以下にし、かつそのコアに、フッ素と共に
0.1分子％以下のGeO2又はP2O5をドープしたことを特徴
とするものである。
ドープしてなる光ファイバにおいて、コアのフッ素濃度
を0.1原子％以下にし、かつそのコアに、フッ素と共に
0.1分子％以下のGeO2又はP2O5をドープしたことを特徴
とするものである。
フッ素濃度0.1原子％以下は純粋石英ガラスとの屈折
率差Δ-で0.03％以下になる。コアの屈折率をこの程度
とすると、クラッドの屈折率はΔ-で0.33％以上でよ
く、高価なフッ化物ガスの使用量が少なくて済む。また
フッ素濃度を0.1原子％より高くすると、コア中に気泡
が残存する場合があり、このため波長に依存しないロス
増が見出される場合のあることも分かった。
率差Δ-で0.03％以下になる。コアの屈折率をこの程度
とすると、クラッドの屈折率はΔ-で0.33％以上でよ
く、高価なフッ化物ガスの使用量が少なくて済む。また
フッ素濃度を0.1原子％より高くすると、コア中に気泡
が残存する場合があり、このため波長に依存しないロス
増が見出される場合のあることも分かった。
また、コアにフッ素と共に0.1分子％以下のGeO2又はP
2O5をドープすると室温における水素ロス増に関連した
欠陥の発生を防止できる。
2O5をドープすると室温における水素ロス増に関連した
欠陥の発生を防止できる。
以下、本発明の実施例と比較例を説明する。
比較例１ コア／クラッドの組成がSiO2‐F/SiO2‐Ｆで、コアの
Ｆ濃度0.1原子％の単一モード光ファイバを製造した。
コアの屈折率はΔ-で0.03％、クラッドの屈折率はΔ-で
0.33％であった。
Ｆ濃度0.1原子％の単一モード光ファイバを製造した。
コアの屈折率はΔ-で0.03％、クラッドの屈折率はΔ-で
0.33％であった。
なお、この光ファイバのしゃ断波長λｃは1.45μｍ、
クラッド外径は125μｍ、プラスチック被覆（ウレタン
アクリレート）外径は250μｍ、条長は８〜9kmであり、
製造時の線引速度は180m/分とした。
クラッド外径は125μｍ、プラスチック被覆（ウレタン
アクリレート）外径は250μｍ、条長は８〜9kmであり、
製造時の線引速度は180m/分とした。
この光ファイバの特性は表−１のとおりである。
実施例１ コア／クラッドの組成がSiO2‐F-GeO2/SiO2‐Ｆで、
コアのＦ濃度0.1原子％、GeO2濃度0.1分子％の単一モー
ド光ファイバを製造した。コアの屈折率はΔ-で0.02
％、クラッドの屈折率はΔ-で0.33％であった。
コアのＦ濃度0.1原子％、GeO2濃度0.1分子％の単一モー
ド光ファイバを製造した。コアの屈折率はΔ-で0.02
％、クラッドの屈折率はΔ-で0.33％であった。
λｃ以下は比較例１と同じである。この光ファイバの
特性は表−１のとおりである。
特性は表−１のとおりである。
実施例２ コア／クラッドの組成がSiO2‐F-P2O5/SiO2‐Ｆで、
コアのＦ濃度0.1原子％、P2O5濃度0.1分子％の単一モー
ド光ファイバを製造した。コアの屈折率はΔ-で0.02
％、クラッドの屈折率はΔ-で0.33％であった。
コアのＦ濃度0.1原子％、P2O5濃度0.1分子％の単一モー
ド光ファイバを製造した。コアの屈折率はΔ-で0.02
％、クラッドの屈折率はΔ-で0.33％であった。
λｃ以下は比較例１と同じである。この光ファイバの
特性は表−１のとおりである。
特性は表−１のとおりである。
表−１に示すように、0.63μｍの光吸収ピーク高さが
大きいと、室温におけるH2処理後、1.52μｍに吸収ピー
ク（H2ロス増）が現れる。これに対しGeO2またはP2O5を
ドープすると、0.63μｍに光吸収ピークを持つ構造欠陥
の生成を抑制できることが分かる。これは、線引時に発
生する構造欠陥をGeO2またはP2O5の微量ドープにより抑
制できることを示している。
大きいと、室温におけるH2処理後、1.52μｍに吸収ピー
ク（H2ロス増）が現れる。これに対しGeO2またはP2O5を
ドープすると、0.63μｍに光吸収ピークを持つ構造欠陥
の生成を抑制できることが分かる。これは、線引時に発
生する構造欠陥をGeO2またはP2O5の微量ドープにより抑
制できることを示している。
GeO2またはP2O5の濃度はＦ濃度0.1原子％に対して0.1
分子％の割合である。Ｆは0.1原子％ドープすると屈折
率を0.03％低くする作用があり、GeO2またはP2O5は0.1
分子％ドープすると屈折率を0.01％高める作用があるこ
とも分かった。
分子％の割合である。Ｆは0.1原子％ドープすると屈折
率を0.03％低くする作用があり、GeO2またはP2O5は0.1
分子％ドープすると屈折率を0.01％高める作用があるこ
とも分かった。
これらの原子または分子は、濃度が0.1原子または分
子％以下であっても、構造欠陥濃度（ppmのオーダーと
推定されている）に対しては大過剰であるので、添加効
果がある。Ｆ、GeO2またはP2O5の濃度の最小値は、構造
欠陥濃度の10倍必要とすれば、各々約100ppm（0.01原子
または分子％）である。よって水素ロス増に関連した構
造欠陥の発生を防止するには、Ｆ、GeO2またはP2O5が0.
1原子または分子％未満であっても十分である。
子％以下であっても、構造欠陥濃度（ppmのオーダーと
推定されている）に対しては大過剰であるので、添加効
果がある。Ｆ、GeO2またはP2O5の濃度の最小値は、構造
欠陥濃度の10倍必要とすれば、各々約100ppm（0.01原子
または分子％）である。よって水素ロス増に関連した構
造欠陥の発生を防止するには、Ｆ、GeO2またはP2O5が0.
1原子または分子％未満であっても十分である。
なお前記のようなフッ素ドープ量のきわめて少ないコ
アを製造するには、例えば次のような方法を採用すると
よい。すなわち、石英ガラス微粒子を主成分とする光フ
ァイバ用多孔質体を、少なくとも塩素と不活性ガスとを
含む雰囲気中で、かつ前記光ファイバ用多孔質体が完全
にガラス化しない温度（例えば約1100℃）にて加熱して
脱水処理を施した後、前記脱水処理温度より低い温度
（例えば約900℃）で、少なくとも塩素と不活性ガスと
フッ化物ガスとを含む雰囲気中に晒して前記光ファイバ
用多孔質体内にフッ素をトープし、しかる後少なくとも
塩素と不活性ガスとを含む雰囲気中で加熱して透明ガラ
ス化するという方法である。
アを製造するには、例えば次のような方法を採用すると
よい。すなわち、石英ガラス微粒子を主成分とする光フ
ァイバ用多孔質体を、少なくとも塩素と不活性ガスとを
含む雰囲気中で、かつ前記光ファイバ用多孔質体が完全
にガラス化しない温度（例えば約1100℃）にて加熱して
脱水処理を施した後、前記脱水処理温度より低い温度
（例えば約900℃）で、少なくとも塩素と不活性ガスと
フッ化物ガスとを含む雰囲気中に晒して前記光ファイバ
用多孔質体内にフッ素をトープし、しかる後少なくとも
塩素と不活性ガスとを含む雰囲気中で加熱して透明ガラ
ス化するという方法である。
また以上の実施例では1.3μｍ帯用単一モード光ファ
イバを試作したが、1.55μｍ帯へ分散をシフトしたもの
も本発明によるコアの組成で作ることができる。
イバを試作したが、1.55μｍ帯へ分散をシフトしたもの
も本発明によるコアの組成で作ることができる。
〔発明の効果〕 以上説明したように本発明に係る全フッ素ドープ光フ
ァイバは、コアのフッ素ドープ量が少ないためクラッド
のフッ素ドープ量が少なくて済み、低コストであると共
に、伝送特性にも優れているという利点がある。
ァイバは、コアのフッ素ドープ量が少ないためクラッド
のフッ素ドープ量が少なくて済み、低コストであると共
に、伝送特性にも優れているという利点がある。
図−１は全フッ素ドープ光ファイバの屈折率分布を示す
説明図である。 1:コア、2:屈折率
説明図である。 1:コア、2:屈折率
Claims (1)
- 【請求項１】コアとクラッドの双方にフッ素をドープし
てなる光ファイバにおいて、コアのフッ素濃度を0.1原
子％以下にし、そのコアに、フッ素と共に0.1分子％以
下のGeO2又はP2O5をドープしたことを特徴とする全フッ
素ドープ光ファイバ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2044411A JP2721260B2 (ja) | 1990-02-27 | 1990-02-27 | 全フッ素ドープ光ファイバ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2044411A JP2721260B2 (ja) | 1990-02-27 | 1990-02-27 | 全フッ素ドープ光ファイバ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03247536A JPH03247536A (ja) | 1991-11-05 |
| JP2721260B2 true JP2721260B2 (ja) | 1998-03-04 |
Family
ID=12690767
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2044411A Expired - Lifetime JP2721260B2 (ja) | 1990-02-27 | 1990-02-27 | 全フッ素ドープ光ファイバ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2721260B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4699267B2 (ja) | 2006-04-14 | 2011-06-08 | 株式会社フジクラ | 耐放射線性光ファイバ及びその製造方法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6131328A (ja) * | 1984-07-23 | 1986-02-13 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 光フアイバ |
| JPS6163543A (ja) * | 1984-09-01 | 1986-04-01 | Showa Electric Wire & Cable Co Ltd | 石英系光フアイバ |
| JPS61222940A (ja) * | 1985-03-29 | 1986-10-03 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 光フアイバ |
| JPS61281046A (ja) * | 1985-06-03 | 1986-12-11 | Fujikura Ltd | 光フアイバ |
-
1990
- 1990-02-27 JP JP2044411A patent/JP2721260B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03247536A (ja) | 1991-11-05 |
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