JP2793944B2 - 光導波路ファイバおよびその製造方法 - Google Patents
光導波路ファイバおよびその製造方法Info
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- 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
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- 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
- C03B37/10—Non-chemical treatment
- C03B37/16—Cutting or severing
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- 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]
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- C03B2201/06—Doped silica-based glasses
- C03B2201/30—Doped silica-based glasses doped with metals, e.g. Ga, Sn, Sb, Pb or Bi
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、許容し得る添接性(spl
iceability)および割裂性(cleavability)を維持しなが
ら、延伸後と強度選別工程時に生ずる延伸用炉の耐火粒
子から生ずるファイバ破断の数を実質的に減少させる薄
いTiO2-SiO2外側クラッド層を有する光導波路ファイバ
を作成する方法、およびそれによって作成された光導波
路ファイバに関するものである。
iceability)および割裂性(cleavability)を維持しなが
ら、延伸後と強度選別工程時に生ずる延伸用炉の耐火粒
子から生ずるファイバ破断の数を実質的に減少させる薄
いTiO2-SiO2外側クラッド層を有する光導波路ファイバ
を作成する方法、およびそれによって作成された光導波
路ファイバに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】光導波路ファイバを製造する場合に使用
される延伸用炉は典型的にはジルコニアで作成されたマ
ッフルをもって構成される。光導波路ファイバが延伸さ
れるガラス母材はこのマッフルの内表面に露呈される。
例えば、米国特許第４０３０９０１号を参照されたい。
このマッフルからミクロン・サイズの粒子を粉砕するこ
とによって耐火粒子が形成される。これらの耐火粒子は
マッフル材料の製造に基因するマッフル材料の表面にお
ける欠陥および／または使用時に生ずるマッフル材料の
亀裂の結果である。
される延伸用炉は典型的にはジルコニアで作成されたマ
ッフルをもって構成される。光導波路ファイバが延伸さ
れるガラス母材はこのマッフルの内表面に露呈される。
例えば、米国特許第４０３０９０１号を参照されたい。
このマッフルからミクロン・サイズの粒子を粉砕するこ
とによって耐火粒子が形成される。これらの耐火粒子は
マッフル材料の製造に基因するマッフル材料の表面にお
ける欠陥および／または使用時に生ずるマッフル材料の
亀裂の結果である。
【０００３】延伸耐火粒子に基因する破断率を低下させ
るために他の方法が用いられている。米国特許第４７３
５８２６号は、マッフルからシルコニア粒子が形成され
るのを抑制するために延伸用炉のマッフルの内表面上に
シリカ被覆を使用することを開示している。米国特許第
４７４８３０７号はジルコニア・マッフルの内表面を溶
融させてジルコニア粒子の形成を抑制するためにレ−ザ
ビ−ムを用いることを開示している。
るために他の方法が用いられている。米国特許第４７３
５８２６号は、マッフルからシルコニア粒子が形成され
るのを抑制するために延伸用炉のマッフルの内表面上に
シリカ被覆を使用することを開示している。米国特許第
４７４８３０７号はジルコニア・マッフルの内表面を溶
融させてジルコニア粒子の形成を抑制するためにレ−ザ
ビ−ムを用いることを開示している。
【０００４】米国特許第４９８８３７４号は除去可能な
インサ−トを有する光ファイバ延伸用炉を開示してい
る。所定のプリフォ−ムについてファイバ延伸作業が終
了した時にそのインサ−トから汚染物質が除去される。
このインサ−トは延伸用炉とそれの動作を複雑にする。
インサ−トを有する光ファイバ延伸用炉を開示してい
る。所定のプリフォ−ムについてファイバ延伸作業が終
了した時にそのインサ−トから汚染物質が除去される。
このインサ−トは延伸用炉とそれの動作を複雑にする。
【０００５】光導波路ファイバにTiO2-SiO2外側クラッ
ド層を付加することによって有益な結果が得られること
が知られている。この従来技術の第１の焦点は、得られ
る光導波路ファイバの疲労耐性を向上させることであっ
た。この従来技術の多くが比較的大きい厚さのTiO2-SiO
2外側クラッド層を使用し、その層の最小の厚さを約1μ
mとすることに集中された。例えば、米国特許第４２４
２２９８号は1〜10μmの厚さの、好ましい範囲は1〜5μ
mのTiO2-SiO2外側クラッド層を使用することを開示して
いる。米国特許第４８７７３０６号は約2〜3μmの厚さ
のTiO2-SiO2外側クラッド層を開示している。他では2〜
5μmの範囲を特定している。米国特許第４９７５１０２
号、およびOh et al. "Increased Durability of Optic
al FiberThrough the Use of Compressive Cladding",
Optics Letters, vol. 7, no. 5, pp. 241-3, May 1982
を参照されたい。バッカ−ほか(Backer et al.)の米国
特許第５０６７９７５号は厚さが1〜3μmの範囲のTiO2-
SiO2外側クラッド層を使用することを開示したが、バッ
カ−ほか（Baccker et al.）は1μm以下の厚さの層の可
能性を示唆しているとも読取られうる（下記を参照され
たい）。
ド層を付加することによって有益な結果が得られること
が知られている。この従来技術の第１の焦点は、得られ
る光導波路ファイバの疲労耐性を向上させることであっ
た。この従来技術の多くが比較的大きい厚さのTiO2-SiO
2外側クラッド層を使用し、その層の最小の厚さを約1μ
mとすることに集中された。例えば、米国特許第４２４
２２９８号は1〜10μmの厚さの、好ましい範囲は1〜5μ
mのTiO2-SiO2外側クラッド層を使用することを開示して
いる。米国特許第４８７７３０６号は約2〜3μmの厚さ
のTiO2-SiO2外側クラッド層を開示している。他では2〜
5μmの範囲を特定している。米国特許第４９７５１０２
号、およびOh et al. "Increased Durability of Optic
al FiberThrough the Use of Compressive Cladding",
Optics Letters, vol. 7, no. 5, pp. 241-3, May 1982
を参照されたい。バッカ−ほか(Backer et al.)の米国
特許第５０６７９７５号は厚さが1〜3μmの範囲のTiO2-
SiO2外側クラッド層を使用することを開示したが、バッ
カ−ほか（Baccker et al.）は1μm以下の厚さの層の可
能性を示唆しているとも読取られうる（下記を参照され
たい）。
【０００６】バッカ−ほか（Baccker et al.）の米国特
許第５０６７９７５号は深さが0.07μmと2.5μmの間の
範囲の亀裂に対する耐力と亀裂の深さの間の計算結果を
開示している（表Ｉ、第１９欄参照）。これは、亀裂の
深さと層の厚さとの間の関係を考えるとともにファイバ
の使用寿命における亀裂成長の生じ得る割合を考慮し
て、1μm以下のTiO2-SiO2外側クラッド層の厚さに外挿
され得る。さらに、1989年12月22日に出願されたバッカ
−ほか(Backer et al.)米国特許出願第07/456,140号
（以下これをBacker et al. 2と呼ぶ）には2μm以下の
厚さを有する最外側クラッド層を含んだTiO2-SiO2外側
クラッド層を具備した光導波路ファイバを開示してお
り、またさらに1μm以下の最外側クラッド層厚を開示し
ている。Backer et al. 2の明細書はBacker et al.のそ
れと実質的に同一であるが、Backer et al. 2が物に関
するものであるのに対し、Backer et al.は方法に関す
るものである。
許第５０６７９７５号は深さが0.07μmと2.5μmの間の
範囲の亀裂に対する耐力と亀裂の深さの間の計算結果を
開示している（表Ｉ、第１９欄参照）。これは、亀裂の
深さと層の厚さとの間の関係を考えるとともにファイバ
の使用寿命における亀裂成長の生じ得る割合を考慮し
て、1μm以下のTiO2-SiO2外側クラッド層の厚さに外挿
され得る。さらに、1989年12月22日に出願されたバッカ
−ほか(Backer et al.)米国特許出願第07/456,140号
（以下これをBacker et al. 2と呼ぶ）には2μm以下の
厚さを有する最外側クラッド層を含んだTiO2-SiO2外側
クラッド層を具備した光導波路ファイバを開示してお
り、またさらに1μm以下の最外側クラッド層厚を開示し
ている。Backer et al. 2の明細書はBacker et al.のそ
れと実質的に同一であるが、Backer et al. 2が物に関
するものであるのに対し、Backer et al.は方法に関す
るものである。
【０００７】Backer et al.とBacker et al. 2は1μm以
下の厚さのTiO2-SiO2外側クラッド層を示唆していると
読むことができるが、他の先行技術は1μmより大きいか
あるいはそれに等しい厚さを必要としている。しかし、
Backer et alおよびBacker et al. 2は両方とも10.5重
量％以上のTiO2濃度を有するTiO2-SiO2外側クラッド層
に限定されている。Backer et alおよびBacker et al.
2は疲労抵抗を改善するために10.5重量％より低いTiO2
濃度を有するより薄いTiO2-SiO2外側クラッド層からは
なれる方向の教示をしている。つまり、それらは、薄く
てより高い濃度の最外側層が、処理問題の軽減、脱水／
コンソリデ−ション時におけるTiO2の拡散の補償、より
多くのアナタ−ス結晶および微粉の形成、および低いTi
O2濃度と比較した場合のより高い疲労抵抗のような多数
の利点を提供することを開示している。（Backer et a
l.の第１６欄５４行目〜第１７欄１６行目）。これは層
の厚さが減少されるとTiO2濃度が10.5重量％より高くな
ることを示唆している。
下の厚さのTiO2-SiO2外側クラッド層を示唆していると
読むことができるが、他の先行技術は1μmより大きいか
あるいはそれに等しい厚さを必要としている。しかし、
Backer et alおよびBacker et al. 2は両方とも10.5重
量％以上のTiO2濃度を有するTiO2-SiO2外側クラッド層
に限定されている。Backer et alおよびBacker et al.
2は疲労抵抗を改善するために10.5重量％より低いTiO2
濃度を有するより薄いTiO2-SiO2外側クラッド層からは
なれる方向の教示をしている。つまり、それらは、薄く
てより高い濃度の最外側層が、処理問題の軽減、脱水／
コンソリデ−ション時におけるTiO2の拡散の補償、より
多くのアナタ−ス結晶および微粉の形成、および低いTi
O2濃度と比較した場合のより高い疲労抵抗のような多数
の利点を提供することを開示している。（Backer et a
l.の第１６欄５４行目〜第１７欄１６行目）。これは層
の厚さが減少されるとTiO2濃度が10.5重量％より高くな
ることを示唆している。
【０００８】Backer et al.およびBacker et al. 2はTi
O2-SiO2外側クラッド層全体の厚さが約1.0〜1.2μmで、
TiO2濃度が約15.8〜17.4重量％である１つの例を開示し
ている（Backer et al.、第２３欄、 ６０行目〜第２
４欄、７行目）。Backer etal.およびBacker et al.2は
最外側の層が1μmの厚さで、TiO2濃度が約11〜17,5重量
％の範囲であるTiO2-SiO2外側クラッド層の２層構造を
も開示している（Backer et al.、第１５欄、１２〜３
３行目）。したがって、1μm以下の厚さに対する示唆の
根拠をなすのはBacker et al.およびBacker et al. 2に
おける10.5重量％以上のTiO2濃度である。
O2-SiO2外側クラッド層全体の厚さが約1.0〜1.2μmで、
TiO2濃度が約15.8〜17.4重量％である１つの例を開示し
ている（Backer et al.、第２３欄、 ６０行目〜第２
４欄、７行目）。Backer etal.およびBacker et al.2は
最外側の層が1μmの厚さで、TiO2濃度が約11〜17,5重量
％の範囲であるTiO2-SiO2外側クラッド層の２層構造を
も開示している（Backer et al.、第１５欄、１２〜３
３行目）。したがって、1μm以下の厚さに対する示唆の
根拠をなすのはBacker et al.およびBacker et al. 2に
おける10.5重量％以上のTiO2濃度である。
【０００９】TiO2-SiO2外側クラッド層についての先行
技術による研究の多くの焦点は得られるファイバの疲労
抵抗であったが、破断性能に対する衝撃についてもある
程度注目がなされている。米国特許第４８７７３０６号
は厚さが約2〜3μmのTiO2-SiO2外側クラッド層を開示
し、かつTiO2-SiO2外側クラッド層を有しないファイバ
に比して約三分の一が破断性能が改善されたことに注目
してしる。米国特許第５０６７９７５号は、厚さが約1
〜3μmの範囲でかつ10.5重量％より大きいTiO2濃度を有
するTiO2-SiO2外側クラッド層では、外因性の傷に基因
する破断が大きく減少したことに注目している。この改
善に対して示唆された理由はTiO2-SiO2外側クラッド層
を有するファイバでは延伸用炉の粒子の取込みが減少す
ることであった。これらの米国特許はいずれも厚さが1
μmでTiO2濃度が10重量％以下のTiO2-SiO2外側クラッド
層で破断性能が改善されることについては開示も暗示も
していない。
技術による研究の多くの焦点は得られるファイバの疲労
抵抗であったが、破断性能に対する衝撃についてもある
程度注目がなされている。米国特許第４８７７３０６号
は厚さが約2〜3μmのTiO2-SiO2外側クラッド層を開示
し、かつTiO2-SiO2外側クラッド層を有しないファイバ
に比して約三分の一が破断性能が改善されたことに注目
してしる。米国特許第５０６７９７５号は、厚さが約1
〜3μmの範囲でかつ10.5重量％より大きいTiO2濃度を有
するTiO2-SiO2外側クラッド層では、外因性の傷に基因
する破断が大きく減少したことに注目している。この改
善に対して示唆された理由はTiO2-SiO2外側クラッド層
を有するファイバでは延伸用炉の粒子の取込みが減少す
ることであった。これらの米国特許はいずれも厚さが1
μmでTiO2濃度が10重量％以下のTiO2-SiO2外側クラッド
層で破断性能が改善されることについては開示も暗示も
していない。
【００１０】多結晶耐火性酸化物ファイバを製造する場
合には非常に薄い被覆が用いられていた。米国特許第３
８４９１８１号は多結晶耐火性酸化物ファイバの固有の
強度を増大させるために少なくとも50重量％のシリカガ
ラスを含んだ薄い（約0.01μmと1μmとの間の厚さ）被
覆を使用することを開示している。この米国特許におけ
る被覆の残部はベリリウム、ホウ素、ゲルマニウム、
鉛、りん、チタンまたは亜鉛の酸化物のような材料より
なりうる（第３欄、８〜１６行目および２１〜２９行
目）。多結晶耐火性ファイバに対するさらに好ましい組
成は本質的に全部がシリカであるガラス化した被覆であ
る（第３欄、４４〜４７行目）。これらの薄い被覆は、
ガラス形成材料の溶液または分散を含んだ浴に被覆され
ていないファイバを通してファイバが形成された後で、
多結晶耐火性酸化物ファイバに添着される。被覆された
ファイバはガラス被覆を形成するために加熱される。こ
の作業は多結晶耐火性酸化物ファイバにおける表面欠陥
を「治癒」(healing)させることに関する。この米国特
許は外因性の粒子から生ずる破壊からファイバを保護す
ることについては開示も暗示もしていない。
合には非常に薄い被覆が用いられていた。米国特許第３
８４９１８１号は多結晶耐火性酸化物ファイバの固有の
強度を増大させるために少なくとも50重量％のシリカガ
ラスを含んだ薄い（約0.01μmと1μmとの間の厚さ）被
覆を使用することを開示している。この米国特許におけ
る被覆の残部はベリリウム、ホウ素、ゲルマニウム、
鉛、りん、チタンまたは亜鉛の酸化物のような材料より
なりうる（第３欄、８〜１６行目および２１〜２９行
目）。多結晶耐火性ファイバに対するさらに好ましい組
成は本質的に全部がシリカであるガラス化した被覆であ
る（第３欄、４４〜４７行目）。これらの薄い被覆は、
ガラス形成材料の溶液または分散を含んだ浴に被覆され
ていないファイバを通してファイバが形成された後で、
多結晶耐火性酸化物ファイバに添着される。被覆された
ファイバはガラス被覆を形成するために加熱される。こ
の作業は多結晶耐火性酸化物ファイバにおける表面欠陥
を「治癒」(healing)させることに関する。この米国特
許は外因性の粒子から生ずる破壊からファイバを保護す
ることについては開示も暗示もしていない。
【００１１】TiO2濃度のより高いTiO2-SiO2外側クラッ
ド層またはより厚いTiO2-SiO2外側クラッド層を使用し
た結果として幾つかの問題が生ずる。TiO2濃度が高すぎ
ると、得られるファイバは裂くのがむつかしい。また、
外側クラッド層におけるTiO2濃度が高くなるにつれて、
ファイバの中心に向うTiO2の移動が多くなる。このファ
イバの中心に向うTiO2の移動は、その中心に向って移動
したTiO2のためにスプライス・アラインメント用具がフ
ァイバのコアを誤って識別するおそれがあるので、２本
のファイバをスプライスする場合に困難を生じさせるお
それがある。スプライスの困難性はより厚いTiO2-SiO2
外側クラッド層を用いた場合にも生ずる。なぜなら、ス
プライス・アラインメント用具がそのより厚いTiO2-SiO
2外側クラッド層をファイバコアと間違うおそれがある
からである。この問題はコアの直径が6〜10μmの範囲の
単一モ−ド光導波路ファイバの場合に特に顕著である。
この問題を補正するためには、スプライス・アラインメ
ント用具がTiO2-SiO2外側クラッド層をファイバコアと
混同しないように、TiO2-SiO2外側クラッド層が実質的
に光学的に透明でなければならない。実質的に光学的に
透明というのは、ファイバのTiO2-SiO2外側クラッド層
がスプライス用具のファイバ・アラインメント機構と著
しく干渉しないことを意味する。
ド層またはより厚いTiO2-SiO2外側クラッド層を使用し
た結果として幾つかの問題が生ずる。TiO2濃度が高すぎ
ると、得られるファイバは裂くのがむつかしい。また、
外側クラッド層におけるTiO2濃度が高くなるにつれて、
ファイバの中心に向うTiO2の移動が多くなる。このファ
イバの中心に向うTiO2の移動は、その中心に向って移動
したTiO2のためにスプライス・アラインメント用具がフ
ァイバのコアを誤って識別するおそれがあるので、２本
のファイバをスプライスする場合に困難を生じさせるお
それがある。スプライスの困難性はより厚いTiO2-SiO2
外側クラッド層を用いた場合にも生ずる。なぜなら、ス
プライス・アラインメント用具がそのより厚いTiO2-SiO
2外側クラッド層をファイバコアと間違うおそれがある
からである。この問題はコアの直径が6〜10μmの範囲の
単一モ−ド光導波路ファイバの場合に特に顕著である。
この問題を補正するためには、スプライス・アラインメ
ント用具がTiO2-SiO2外側クラッド層をファイバコアと
混同しないように、TiO2-SiO2外側クラッド層が実質的
に光学的に透明でなければならない。実質的に光学的に
透明というのは、ファイバのTiO2-SiO2外側クラッド層
がスプライス用具のファイバ・アラインメント機構と著
しく干渉しないことを意味する。
【００１２】
【本発明が解決しようとする課題】本発明の１つの目的
は光導波路ファイバと、そのファイバがファイバ延伸処
理によって生ずる破断の数を実質的に減少させるのに十
分なだけ厚くかつ十分な濃度のTiO2を含有しているとと
もに、ファイバのクリ−ビング(cleaving)およびスプラ
イシング(splicing)における問題を回避するのに十分な
だけ薄くかつ十分なだけ低い濃度のTiO2を含有したTiO2
-SiO2外側クラッド層を有するようにする光導波路ファ
イバの製造方法を提供することである。
は光導波路ファイバと、そのファイバがファイバ延伸処
理によって生ずる破断の数を実質的に減少させるのに十
分なだけ厚くかつ十分な濃度のTiO2を含有しているとと
もに、ファイバのクリ−ビング(cleaving)およびスプラ
イシング(splicing)における問題を回避するのに十分な
だけ薄くかつ十分なだけ低い濃度のTiO2を含有したTiO2
-SiO2外側クラッド層を有するようにする光導波路ファ
イバの製造方法を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明は破断性能を大き
く改善するとともに、ファイバのクリ−ビングおよびス
プライシングに対する悪影響を最少限に抑えた光導波路
ファイバを製造する方法、およびそれによって得られた
ファイバに関する。
く改善するとともに、ファイバのクリ−ビングおよびス
プライシングに対する悪影響を最少限に抑えた光導波路
ファイバを製造する方法、およびそれによって得られた
ファイバに関する。
【００１４】本発明の１つの態様によれば、延伸された
ファイバが厚さ1μm以下のTiO2-SiO 2外側クラッド層を
有するようにTiO2-SiO2の外側クラッド層を有するプリ
フォ−ム状にガラスス−トを沈積させ、そのプリフォ−
ムをコンソリデ−トさせてガラス母材を形成し、そして
そのガラス母材を延伸して厚さが1μm以下で約10重量％
より少ないかあるいはそれに等しいTiO2濃度を有するTi
O2-SiO2の外側クラッド層を具備した光導波路ファイバ
とする。
ファイバが厚さ1μm以下のTiO2-SiO 2外側クラッド層を
有するようにTiO2-SiO2の外側クラッド層を有するプリ
フォ−ム状にガラスス−トを沈積させ、そのプリフォ−
ムをコンソリデ−トさせてガラス母材を形成し、そして
そのガラス母材を延伸して厚さが1μm以下で約10重量％
より少ないかあるいはそれに等しいTiO2濃度を有するTi
O2-SiO2の外側クラッド層を具備した光導波路ファイバ
とする。
【００１５】本発明の他の態様はファイバ延伸処理によ
って生ずる破断の数を実質的に減少させるのに十分なだ
け厚くかつ十分な濃度のTiO2を含有したTiO2-SiO2の外
側クラッド層を具備しており、このTiO2-SiO2の外側ク
ラッド層の厚さを1μm以下とし、かつ約10重量％より小
さいかあるいはそれに等しいTiO2濃度を有する光導波路
ファイバに関する。
って生ずる破断の数を実質的に減少させるのに十分なだ
け厚くかつ十分な濃度のTiO2を含有したTiO2-SiO2の外
側クラッド層を具備しており、このTiO2-SiO2の外側ク
ラッド層の厚さを1μm以下とし、かつ約10重量％より小
さいかあるいはそれに等しいTiO2濃度を有する光導波路
ファイバに関する。
【００１６】
【実施例】図１は本発明に従って作成されたファイバの
断面図である。このファイバはコア領域１、クラッド領
域２、および外側クラッド層３よりなっている。コア領
域１とクラッド領域２は所望の光学的特性を得るために
適当な屈折率差を有する材料で構成されている。クラッ
ド領域２はコア領域１の外側におけるファイバのすべて
のガラス部分を含み、光学的に機能するコア領域１の外
側におけるファイバのガラス部分に限定されるものでは
ない。外側クラッド層３はTiO2-SiO2で構成されてい
る。コア領域１、クラッド領域２および外側クラッド層
３のための材料を含んだプリフォ−ムはＯＶＤおよびＶ
ＡＤを含む公知の多くの技術を用いて作成することがで
きる。ＯＶＤについては、例えば、米国特許第４１２５
３８８号、第４２９８３６５号、第４４８６２１２号、
および第５０６７９７５号を参照されたい。ＶＡＤにつ
いては、例えば、米国特許第４０６２６６５号、第４２
２４０４６号、および第４３６７０８５号を参照された
い。このようにして得られたプリフォ−ムはコンソリデ
−トしてガラス母材となされる。その後でガラス母材が
延伸されて厚さが1μm以下のTiO2-SiO2外側クラッド層
を有するファイバとなされる。
断面図である。このファイバはコア領域１、クラッド領
域２、および外側クラッド層３よりなっている。コア領
域１とクラッド領域２は所望の光学的特性を得るために
適当な屈折率差を有する材料で構成されている。クラッ
ド領域２はコア領域１の外側におけるファイバのすべて
のガラス部分を含み、光学的に機能するコア領域１の外
側におけるファイバのガラス部分に限定されるものでは
ない。外側クラッド層３はTiO2-SiO2で構成されてい
る。コア領域１、クラッド領域２および外側クラッド層
３のための材料を含んだプリフォ−ムはＯＶＤおよびＶ
ＡＤを含む公知の多くの技術を用いて作成することがで
きる。ＯＶＤについては、例えば、米国特許第４１２５
３８８号、第４２９８３６５号、第４４８６２１２号、
および第５０６７９７５号を参照されたい。ＶＡＤにつ
いては、例えば、米国特許第４０６２６６５号、第４２
２４０４６号、および第４３６７０８５号を参照された
い。このようにして得られたプリフォ−ムはコンソリデ
−トしてガラス母材となされる。その後でガラス母材が
延伸されて厚さが1μm以下のTiO2-SiO2外側クラッド層
を有するファイバとなされる。
【００１７】耐久試験でファイバの破壊の原因となる延
伸用炉の耐火粒子によって生ずる欠陥の機構は完全には
理解されていない。欠陥を生ずるためには、粒子がi)形
成され、ii)母材の表面に輸送され、iii)母材の表面に
付着し、そしてiv)ファイバが形成されるにつれてファ
イバの表面に部分的に沈下される。延伸用炉は典型的に
はジルコニアで作成されたマッフルをもって構成さてい
るから、延伸用炉の耐火粒子は典型的にはジルコニアよ
りなる。
伸用炉の耐火粒子によって生ずる欠陥の機構は完全には
理解されていない。欠陥を生ずるためには、粒子がi)形
成され、ii)母材の表面に輸送され、iii)母材の表面に
付着し、そしてiv)ファイバが形成されるにつれてファ
イバの表面に部分的に沈下される。延伸用炉は典型的に
はジルコニアで作成されたマッフルをもって構成さてい
るから、延伸用炉の耐火粒子は典型的にはジルコニアよ
りなる。
【００１８】ジルコニア粒子の形成速度は処理されてい
る母材の組成によっては影響されないことがありうる。
ジルコニア粒子の形成速度は第一には延伸用炉の耐火材
料の内表面の状態の関数である。例えば、延伸用炉の耐
火材料の内表面に亀裂が存在すると、ファイバ形成領域
における延伸用炉の耐火材料粒子の数が減少する。ま
た、比較的冷たいプリフォ−ムを加熱された延伸用炉内
に装填すること、延伸を動作速度まで上げること、およ
び延伸用炉の温度を調節することのようなル−チンの製
造工程によって、もろい耐火材料からジルコニア粒子を
剥離させる傾向のある温度勾配を生ずる。
る母材の組成によっては影響されないことがありうる。
ジルコニア粒子の形成速度は第一には延伸用炉の耐火材
料の内表面の状態の関数である。例えば、延伸用炉の耐
火材料の内表面に亀裂が存在すると、ファイバ形成領域
における延伸用炉の耐火材料粒子の数が減少する。ま
た、比較的冷たいプリフォ−ムを加熱された延伸用炉内
に装填すること、延伸を動作速度まで上げること、およ
び延伸用炉の温度を調節することのようなル−チンの製
造工程によって、もろい耐火材料からジルコニア粒子を
剥離させる傾向のある温度勾配を生ずる。
【００１９】シリカ母材に対するジルコニア粒子の付着
と比較してチタニア・シリカ母材に対するジルコニア粒
子の付着は実質的に同様であることもありうる。
と比較してチタニア・シリカ母材に対するジルコニア粒
子の付着は実質的に同様であることもありうる。
【００２０】本発明は主として上記のチエ−ンにおける
第２および第４の事象、すなわち輸送および沈下／溶解
に影響するものと考えられる。
第２および第４の事象、すなわち輸送および沈下／溶解
に影響するものと考えられる。
【００２１】ジルコニア粒子は母材の外側クラッド層に
チタニアば存在している場合には、母材の表面に輸送さ
れないと考えられる。外側クラッド層にチタニアを有す
る母材のファイバ形成領域には、外側クラッド層にチタ
ニアを有しない母材のファイバ形成領域と比較して、温
度差が存在する。これらの温度差はガラス組成の関数と
しての赤外線吸収と熱伝導度の差に基因する熱的特性の
差の結果である。ファイバ形成領域におけるこれらの温
度差はサ−モフォレティック・トランスポ−ト(thermop
horetic transport)に実質的な差を生ずるのに十分であ
るように思われる。
チタニアば存在している場合には、母材の表面に輸送さ
れないと考えられる。外側クラッド層にチタニアを有す
る母材のファイバ形成領域には、外側クラッド層にチタ
ニアを有しない母材のファイバ形成領域と比較して、温
度差が存在する。これらの温度差はガラス組成の関数と
しての赤外線吸収と熱伝導度の差に基因する熱的特性の
差の結果である。ファイバ形成領域におけるこれらの温
度差はサ−モフォレティック・トランスポ−ト(thermop
horetic transport)に実質的な差を生ずるのに十分であ
るように思われる。
【００２２】外側クラッド層にチタニアを有する母材内
での延伸用炉の耐火粒子の沈下および溶解が増大しする
ことが決定的な要因と思われる。TiO2-SiO2外側クラッ
ド層を有する母材中での延伸用炉の耐火粒子の沈下と溶
解は外側クラッド層にSiO2だけを含んだ母材よりも速い
速度で進行するものと考えられる。
での延伸用炉の耐火粒子の沈下および溶解が増大しする
ことが決定的な要因と思われる。TiO2-SiO2外側クラッ
ド層を有する母材中での延伸用炉の耐火粒子の沈下と溶
解は外側クラッド層にSiO2だけを含んだ母材よりも速い
速度で進行するものと考えられる。
【００２３】溶解の速度は温度に対する依存度が大であ
る。温度の上昇にともなって拡散速度が上昇する。ま
た、ZrO2-SiO2の二相系の場合には約2250℃であるのに
比較して、ZrO2-TiO2-SiO2の三相系では、それより遥か
に低い約1850℃の温度で完全液体状態が存在するであろ
う。このことは、外側クラッド層にTiO2を含んだ母材で
は、外側クラッド層にSiO2だけを含んだ母材における全
液体状態に対して必要とされる温度よりはるかに低い温
度で全液体状態が存在するであろうから、より高い溶解
速度が可能であることを示唆している。ZrO2-TiO2-SiO2
およびZrO2-SiO2系に関する付加的な情報については、M
cTaggart et al.,"Immiscibility Area in the System
TiO2-ZrO2-SiO2", Journal of the American Ceramic S
ociety, Vol. 40, No. 5, pp. 167-70,May, 1957、およ
びButterman et al., "Zircon Stability and the ZrO2
-SiO2 Phase Diagram", American Mineralogist, Vol.
52,pp. 880-885, May-June, 1967を参照されたい。
る。温度の上昇にともなって拡散速度が上昇する。ま
た、ZrO2-SiO2の二相系の場合には約2250℃であるのに
比較して、ZrO2-TiO2-SiO2の三相系では、それより遥か
に低い約1850℃の温度で完全液体状態が存在するであろ
う。このことは、外側クラッド層にTiO2を含んだ母材で
は、外側クラッド層にSiO2だけを含んだ母材における全
液体状態に対して必要とされる温度よりはるかに低い温
度で全液体状態が存在するであろうから、より高い溶解
速度が可能であることを示唆している。ZrO2-TiO2-SiO2
およびZrO2-SiO2系に関する付加的な情報については、M
cTaggart et al.,"Immiscibility Area in the System
TiO2-ZrO2-SiO2", Journal of the American Ceramic S
ociety, Vol. 40, No. 5, pp. 167-70,May, 1957、およ
びButterman et al., "Zircon Stability and the ZrO2
-SiO2 Phase Diagram", American Mineralogist, Vol.
52,pp. 880-885, May-June, 1967を参照されたい。
【００２４】外側クラッド層にTiO2が存在することによ
り表面ZrO2粒子の沈下を改善する。沈下速度の改善は、
外側クラッド層にSiO2だけを含んだ母材と比較して外側
クラッド層にTiO2を含んだ母材でははるかに低い温度で
全液体状態が存在することに基因しうる。
り表面ZrO2粒子の沈下を改善する。沈下速度の改善は、
外側クラッド層にSiO2だけを含んだ母材と比較して外側
クラッド層にTiO2を含んだ母材でははるかに低い温度で
全液体状態が存在することに基因しうる。
【００２５】本発明の経済的なインパクトは主として延
伸用炉の耐火粒子から生ずる過剰な数のファイバ破断を
回避するために必要とされる延伸用炉再建築の回数を減
少させることにある。延伸用炉の有効寿命の間、耐火材
料に亀裂が発生する。これらの亀裂が延伸用炉のファイ
バ形成領域に存在する延伸用炉の耐火粒子の数を増大さ
せる。現在では、延伸耐火粒子によって生ずる破断を少
なくするための主な方法は、延伸用炉再構築時に耐火材
料を入れ代えることであり、その結果、延伸用炉粒子の
発生が少なくなる。外側クラッド層にチタニア・シリカ
ガラスの薄い層を有して作成された母材は過剰なファイ
バ破断を生ずることなしにより多くの延伸用炉耐火粒子
に露呈され得る。外側クラッド層にチタニア・シリカガ
ラスの薄い層を有する母材を用いることによって、これ
らの延伸用炉の再構築の回数と頻度が実質的に減少され
得る。延伸用炉の再構成が少なければ、装置の費用を軽
減しかつ延伸用炉の休止時間を短縮することによって光
導波路ファイバの製造費が低下する。
伸用炉の耐火粒子から生ずる過剰な数のファイバ破断を
回避するために必要とされる延伸用炉再建築の回数を減
少させることにある。延伸用炉の有効寿命の間、耐火材
料に亀裂が発生する。これらの亀裂が延伸用炉のファイ
バ形成領域に存在する延伸用炉の耐火粒子の数を増大さ
せる。現在では、延伸耐火粒子によって生ずる破断を少
なくするための主な方法は、延伸用炉再構築時に耐火材
料を入れ代えることであり、その結果、延伸用炉粒子の
発生が少なくなる。外側クラッド層にチタニア・シリカ
ガラスの薄い層を有して作成された母材は過剰なファイ
バ破断を生ずることなしにより多くの延伸用炉耐火粒子
に露呈され得る。外側クラッド層にチタニア・シリカガ
ラスの薄い層を有する母材を用いることによって、これ
らの延伸用炉の再構築の回数と頻度が実質的に減少され
得る。延伸用炉の再構成が少なければ、装置の費用を軽
減しかつ延伸用炉の休止時間を短縮することによって光
導波路ファイバの製造費が低下する。
【００２６】TiO2-SiO2外側クラッド層を有して作成さ
れたプリフォ−ム延伸する場合に加熱要件の点で驚くべ
き利益があることを本発明者等は見出した。TiO2-SiO2
外側クラッド層を有するプリフォ−ムは外観が不透明で
あるが、TiO2-SiO2外側クラッド層を有しないプリフォ
−ムはプリフォ−ムの上端部における小さい部分を除い
て本質的に透明である。透明なプリフォ−ムは延伸用炉
のホットゾ−ンからプリフォ−ムの頂部に多量の放射エ
ネルギ−を伝導する。この放射エネルギ−が不透明でか
つ延伸作業の殆どの間炉の絶縁された部分の外側にある
母材の頂部に到達すると、放射エネルギ−が延伸用炉の
まわりの雰囲気中に分散される。TiO2-SiO2外側クラッ
ド層を有するプリフォ−ムは、そのプリフォ−ムの長さ
全体にわたって不透明であるから、炉のホットゾ−ンか
ら放射エネルギ−を伝導することはない。したがって、
TiO2-SiO2外側クラッド層を有するプリフォ−ムの長さ
に沿って伝送される放射エネルギ−が延伸用炉内に分散
され、それによりTiO2-SiO 2外側クラッド層を有しない
プリフォ−ムと比較して所定の炉温度を維持するするの
に少ない電力ですむものと考えられる。また、延伸用炉
の絶縁された部分内に放射エネルギ−が分散されること
によって、所定の電力レベルに対してより高い温度を生
ずる。このより高い温度は、延伸処理時にプリフォ−ム
中へのジルコニア粒子のより高い速度の沈下および溶融
またはプリフォ−ムのファイバ形成領域へのジルコニア
粒子のサ−モフォレティック輸送(thermophoretic tran
sport)における実質的な差を生じうる。
れたプリフォ−ム延伸する場合に加熱要件の点で驚くべ
き利益があることを本発明者等は見出した。TiO2-SiO2
外側クラッド層を有するプリフォ−ムは外観が不透明で
あるが、TiO2-SiO2外側クラッド層を有しないプリフォ
−ムはプリフォ−ムの上端部における小さい部分を除い
て本質的に透明である。透明なプリフォ−ムは延伸用炉
のホットゾ−ンからプリフォ−ムの頂部に多量の放射エ
ネルギ−を伝導する。この放射エネルギ−が不透明でか
つ延伸作業の殆どの間炉の絶縁された部分の外側にある
母材の頂部に到達すると、放射エネルギ−が延伸用炉の
まわりの雰囲気中に分散される。TiO2-SiO2外側クラッ
ド層を有するプリフォ−ムは、そのプリフォ−ムの長さ
全体にわたって不透明であるから、炉のホットゾ−ンか
ら放射エネルギ−を伝導することはない。したがって、
TiO2-SiO2外側クラッド層を有するプリフォ−ムの長さ
に沿って伝送される放射エネルギ−が延伸用炉内に分散
され、それによりTiO2-SiO 2外側クラッド層を有しない
プリフォ−ムと比較して所定の炉温度を維持するするの
に少ない電力ですむものと考えられる。また、延伸用炉
の絶縁された部分内に放射エネルギ−が分散されること
によって、所定の電力レベルに対してより高い温度を生
ずる。このより高い温度は、延伸処理時にプリフォ−ム
中へのジルコニア粒子のより高い速度の沈下および溶融
またはプリフォ−ムのファイバ形成領域へのジルコニア
粒子のサ−モフォレティック輸送(thermophoretic tran
sport)における実質的な差を生じうる。
【００２７】本発明の１つの実施例では、標準的な外付
け技術（米国特許第４１２５３８８号、第４２９８３６
５号、および第４４８６２１２号を参照されたい）を用
いて３つの光導波路母材が１つを除いて作成された。ス
−ト沈積工程時に、0.2μm、8〜10重量％TiO2外側クラ
ッド層を有するファイバを作成するのに十分なTiO2を含
んだス−トが２回の通過によって添着された。これらの
母材は米国特許第５０６７９７５号に記載された態様で
コンソリデ−トされた。
け技術（米国特許第４１２５３８８号、第４２９８３６
５号、および第４４８６２１２号を参照されたい）を用
いて３つの光導波路母材が１つを除いて作成された。ス
−ト沈積工程時に、0.2μm、8〜10重量％TiO2外側クラ
ッド層を有するファイバを作成するのに十分なTiO2を含
んだス−トが２回の通過によって添着された。これらの
母材は米国特許第５０６７９７５号に記載された態様で
コンソリデ−トされた。
【００２８】このコンソリデートされた母材が延伸され
て全体の直径が１２５μｍのファイバとなされ、そして
１００ｋｐｓｉで耐久試験にかけられた。これら３つの
母材からのファイバの耐久試験時に１回の破断しか生じ
なかった。その１回の破断は曲げ型の破断であり、延伸
用炉の耐火粒子によって生じたものではないことが認め
られた。同じ延伸用炉を通された先行の２２箇のシリカ
のみの外側クラッド層母材は１つの母材当り約８．４の
破断という耐久試験の破断率を有していた。破断源の分
析によってこれらの破断の大部分が延伸用炉の耐火粒子
によって生ずることが明らかとなった。
て全体の直径が１２５μｍのファイバとなされ、そして
１００ｋｐｓｉで耐久試験にかけられた。これら３つの
母材からのファイバの耐久試験時に１回の破断しか生じ
なかった。その１回の破断は曲げ型の破断であり、延伸
用炉の耐火粒子によって生じたものではないことが認め
られた。同じ延伸用炉を通された先行の２２箇のシリカ
のみの外側クラッド層母材は１つの母材当り約８．４の
破断という耐久試験の破断率を有していた。破断源の分
析によってこれらの破断の大部分が延伸用炉の耐火粒子
によって生ずることが明らかとなった。
【００２９】本発明の他の実施例では、上述のようにし
てさらに２つの母材が作成された。このようにして得ら
れたファイバのＴｉＯ２−ＳｉＯ２外側クラッド層は厚
さが約０．２μｍでありかつ約１０重量％のＴｉＯ２を
含んでいた。これは、延伸用炉の耐火粒子によって生ず
る破断が実質的に減少するのに十分なＴｉＯ２を外側ク
ラッド層の周辺のまわりに設けるためにＴｉＯ２−Ｓｉ
Ｏ２外側クラッド層の厚さの範囲の下限の近くであると
考えられる。ＴｉＯ２−ＳｉＯ２外側クラッド層は、そ
のような層の作成が実施可能でありかつ矛盾がなけれ
ば、本発明によってさらに０．１μｍまたは０．０５μ
ｍ厚さまで減寸されうる。
てさらに２つの母材が作成された。このようにして得ら
れたファイバのＴｉＯ２−ＳｉＯ２外側クラッド層は厚
さが約０．２μｍでありかつ約１０重量％のＴｉＯ２を
含んでいた。これは、延伸用炉の耐火粒子によって生ず
る破断が実質的に減少するのに十分なＴｉＯ２を外側ク
ラッド層の周辺のまわりに設けるためにＴｉＯ２−Ｓｉ
Ｏ２外側クラッド層の厚さの範囲の下限の近くであると
考えられる。ＴｉＯ２−ＳｉＯ２外側クラッド層は、そ
のような層の作成が実施可能でありかつ矛盾がなけれ
ば、本発明によってさらに０．１μｍまたは０．０５μ
ｍ厚さまで減寸されうる。
【００３０】これら２つの母材が延伸用炉の耐火粒子に
基因する破断の可能性を最大にするように冷たい延伸用
炉内に装填された。この母材から延伸されたファイバは
100kpsiでの耐久試験にかけられた。これらの母材から
延伸されたファイバに対する耐久試験時に１つの破断が
生じた。この破断の源については知ることができなかっ
た。TiO2-SiO2外側クラッド層を有しない２つの制御母
材が同じ延伸用炉内で延伸された。これらの制御母材か
ら延伸されたファイバの耐久試験時に５つの破断が生じ
た（１つの母材につき2.5の破断）。５つの破断はぜん
ぶ延伸用炉の耐火粒子によって生じた。
基因する破断の可能性を最大にするように冷たい延伸用
炉内に装填された。この母材から延伸されたファイバは
100kpsiでの耐久試験にかけられた。これらの母材から
延伸されたファイバに対する耐久試験時に１つの破断が
生じた。この破断の源については知ることができなかっ
た。TiO2-SiO2外側クラッド層を有しない２つの制御母
材が同じ延伸用炉内で延伸された。これらの制御母材か
ら延伸されたファイバの耐久試験時に５つの破断が生じ
た（１つの母材につき2.5の破断）。５つの破断はぜん
ぶ延伸用炉の耐火粒子によって生じた。
【００３１】本発明の他の実施例では、上述のようにし
て、６つの光導波路母材が作成された。これらの母材か
ら延伸されたファイバの厚さと重量％TiO2は表Ｉに示さ
れている通りであった。各ケ−スにつき２つの母材が作
成された。
て、６つの光導波路母材が作成された。これらの母材か
ら延伸されたファイバの厚さと重量％TiO2は表Ｉに示さ
れている通りであった。各ケ−スにつき２つの母材が作
成された。
【００３２】表Ｉ厚さ、チタニア濃度、および母材当りの破断 ケ−ス 厚み(μm) チタニア（重量％） 1 0.2 3.0 2 0.2 4.0 3 1.0 8.0
【００３３】これらのファイバは100kpsiで耐久試験に
かけられた。厚さ1.0μmおよび8重量％のTiO2-SiO2外側
クラッド層を有する２つの母材からのファイバはジルコ
ニアに関係した破断を呈示しなかった。ケ−ス１（厚さ
0.2μm、3.0重量％）からの１つの母材およびケ−ス２
（厚さ0.2μm、4.0重量％）からの１つの母材は少なく
とも１つのジルコニア関係の破断を呈示した。８９のTi
O2-SiO2外側クラッド層を有しない母材がこれら６つの
母材と同時に延伸され、１つの母材につき約４つの破断
という平均破断率を呈示した。TiO2-SiO2外側クラッド
層を有しない母材については破断源解析は行なわれなか
ったが、典型的には、それらの破断の半分以上がジルコ
ニア粒子によるものと予想されるであろう。
かけられた。厚さ1.0μmおよび8重量％のTiO2-SiO2外側
クラッド層を有する２つの母材からのファイバはジルコ
ニアに関係した破断を呈示しなかった。ケ−ス１（厚さ
0.2μm、3.0重量％）からの１つの母材およびケ−ス２
（厚さ0.2μm、4.0重量％）からの１つの母材は少なく
とも１つのジルコニア関係の破断を呈示した。８９のTi
O2-SiO2外側クラッド層を有しない母材がこれら６つの
母材と同時に延伸され、１つの母材につき約４つの破断
という平均破断率を呈示した。TiO2-SiO2外側クラッド
層を有しない母材については破断源解析は行なわれなか
ったが、典型的には、それらの破断の半分以上がジルコ
ニア粒子によるものと予想されるであろう。
【００３４】TiO2-SiO2外側クラッド層を有する光ファ
イバのクリ−ビングおよびスプラシングに対するTiO2-S
iO2外側クラッド層の厚さTiO2濃度の相対的なインパク
トを決定するために、変化する厚さのTiO2-SiO2外側ク
ラッド層および変化するTiO2濃度を有するファイバに対
してテストが行なわれた。これらの実験の結果は、割裂
性(cleavability)の目安である端面の質は、厚いTiO2-S
iO2外側クラッド層を有するファイバよりも薄いTiO2-Si
O2外側クラッド層を有するファイバのほうが良好である
ことを示した。割裂性の他の目安であるポスト・スクラ
イブ強度(post scribe strength)も同様の結果を生じ、
厚さが小さく、濃度が低い場合のほうが厚さが大きく、
濃度が高い場合より優れていた。最後に、この実験時に
作成されたファイバについてスプライス・ロス(splice
loss)が測定された。スプライス・ロスはオペレ−タの
影響や、スプライス・アタインメント用具がTiO2-SiO2
外側クラッド層を誤ってファイバのコアと認識したこと
によって生ずるファイバのミスアラインメントを含む幾
つかの要因に基因しうる。このことを銘記して、スプラ
イス・ロスはTiO2-SiO2外側クラッド層の厚さとともに
増大することが結果的に明らかとなった。外側クラッド
層におけるTiO2の濃度は濃度と厚さが大きくなるに伴っ
てスプライス・ロスが大きくなるように厚さと相互作用
をなした。
イバのクリ−ビングおよびスプラシングに対するTiO2-S
iO2外側クラッド層の厚さTiO2濃度の相対的なインパク
トを決定するために、変化する厚さのTiO2-SiO2外側ク
ラッド層および変化するTiO2濃度を有するファイバに対
してテストが行なわれた。これらの実験の結果は、割裂
性(cleavability)の目安である端面の質は、厚いTiO2-S
iO2外側クラッド層を有するファイバよりも薄いTiO2-Si
O2外側クラッド層を有するファイバのほうが良好である
ことを示した。割裂性の他の目安であるポスト・スクラ
イブ強度(post scribe strength)も同様の結果を生じ、
厚さが小さく、濃度が低い場合のほうが厚さが大きく、
濃度が高い場合より優れていた。最後に、この実験時に
作成されたファイバについてスプライス・ロス(splice
loss)が測定された。スプライス・ロスはオペレ−タの
影響や、スプライス・アタインメント用具がTiO2-SiO2
外側クラッド層を誤ってファイバのコアと認識したこと
によって生ずるファイバのミスアラインメントを含む幾
つかの要因に基因しうる。このことを銘記して、スプラ
イス・ロスはTiO2-SiO2外側クラッド層の厚さとともに
増大することが結果的に明らかとなった。外側クラッド
層におけるTiO2の濃度は濃度と厚さが大きくなるに伴っ
てスプライス・ロスが大きくなるように厚さと相互作用
をなした。
【００３５】これらのテストは、1.0μm以下のTiO2-SiO
2外側クラッド層の厚さにおいて、2.0μm以上のTiO2-Si
O2外側クラッド層の厚さより良好なクリ−ビングおよび
スプライシング特性を有することを明らかに示してい
る。同様に、これらのテストは10重量％以下のTiO2濃度
が約10重量％より高い濃度より良好なクリ−ビングおよ
びスプライシング特性を有することを示している。
2外側クラッド層の厚さにおいて、2.0μm以上のTiO2-Si
O2外側クラッド層の厚さより良好なクリ−ビングおよび
スプライシング特性を有することを明らかに示してい
る。同様に、これらのテストは10重量％以下のTiO2濃度
が約10重量％より高い濃度より良好なクリ−ビングおよ
びスプライシング特性を有することを示している。
【００３６】本発明はコンソリデ−トされた光導波路プ
リフォ−ムに適当な厚さとTiO2濃度のTiO2-SiO2ス−ト
の層を添着することによっても実施されうる。その後
で、TiO 2-SiO2ス−ト層がコンソリデ−トされる。TiO2-
SiO2外側層を有するコンソリデ−トされたプリフォ−ム
が延伸されて上述の特性を有する光導波路ファイバとな
される。
リフォ−ムに適当な厚さとTiO2濃度のTiO2-SiO2ス−ト
の層を添着することによっても実施されうる。その後
で、TiO 2-SiO2ス−ト層がコンソリデ−トされる。TiO2-
SiO2外側層を有するコンソリデ−トされたプリフォ−ム
が延伸されて上述の特性を有する光導波路ファイバとな
される。
【図１】本発明に従って作成されたファイバの概略断面
図である。
図である。
１ コア領域 ２ クラッド領域 ３ 外側クラッド層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−65327（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C03B 37/00 - 37/16
Claims (11)
- 【請求項１】 光導波路ファイバを製造する方法であっ
て、 ａ．コア部分とクラッド部分を有するドープされたＳｉ
Ｏ２プリフォームを形成し、 ｂ．気相沈積法によって前記クラッド部分の外側にＴｉ
Ｏ２−ＳｉＯ２スートの薄い層を沈積させて増大された
プリフォームを形成し、前記ＴｉＯ２−ＳｉＯ２スート
の層が予め定められた厚さおよびＴｉＯ２濃度を有し
て、前記プリフォームから延伸されるファイバが１μｍ
より小さい厚さを有しかつ１０重量％以下のＴｉＯ２濃
度を有するＴｉＯ２−ＳｉＯ２外側クラッド層を具備す
るようになし、 ｃ．前記増大されたプリフォームをコンソリデートして
ＴｉＯ２−ＳｉＯ２外側クラッド層を有するガラス母材
となし、 ｄ．前記ガラス母材を延伸して、厚さが１μｍより小さ
くかつ１０重量％以下のＴｉＯ２濃度を有するＴｉＯ２
−ＳｉＯ２外側クラッド層を具備した光導波路ファイバ
となす、ことを特徴とする光導波路ファイバを製造する
方法。 - 【請求項２】 前記光導波路ファイバの前記ＴｉＯ２−
ＳｉＯ２外側クラッド層が０．０５μｍと１．０μｍの
間の厚さを有する請求項１記載の方法。 - 【請求項３】 前記光導波路ファイバの前記ＴｉＯ２−
ＳｉＯ２外側クラッド層が０．２μｍの厚さを有する請
求項２記載の方法。 - 【請求項４】 前記ドープされたＳｉＯ２プリフォーム
が前記沈積工程より前にコンソリデートされる請求項１
記載の方法。 - 【請求項５】 前記ＴｉＯ２−ＳｉＯ２外側クラッド層
は、ファイバが十分な割裂性および添接性を呈示する厚
さおよびＴｉＯ２の濃度を有している請求項１記載の方
法。 - 【請求項６】 請求項１の方法によって製造された光導
波路ファイバであって、 ａ．コア領域と、 ｂ．クラッド領域を具備しており、 前記クラッド領域がＴｉＯ２−ＳｉＯ２ガラスの外側ク
ラッド層を含んでおり、前記ＴｉＯ２−ＳｉＯ２ガラス
の外側クラッド層の厚さが１μｍより小さく、かつ前記
外側クラッド層におけるＴｉＯ２の濃度が１０重量％以
下であることを特徴とする光導波路ファイバ。 - 【請求項７】 前記ＴｉＯ２−ＳｉＯ２ガラスの外側ク
ラッド層が、前記ファイバが十分な割裂性および添接性
を呈示する厚さおよびＴｉＯ２の濃度を有している請求
項６記載の光導波路ファイバ。 - 【請求項８】 前記外側クラッド層がＴｉＯ２−ＳｉＯ
２ガラスであり、０．２μｍの厚さ、または０．０５μ
ｍ〜１．０μｍの範囲から選択された厚さを有する請求
項６記載の光導波路ファイバ。 - 【請求項９】 増大された光導波路プリフォームであっ
て、 コア部分とクラッド部分を有するドープされたＳｉＯ２
プリフォームと、 前記クラッド部分を包囲してそれに接触している外側Ｔ
ｉＯ２−ＳｉＯ２層を具備しており、 前記プリフォームの少なくともクラッド部分が気相沈積
法によって作成され、前記ＴｉＯ２−ＳｉＯ２層は、１
０重量％以下のＴｉＯ２濃度を有し、かつ前記増大され
たプリフォームから作成された光導波路ファイバ上に１
μｍ以下の厚さのＴｉＯ２−ＳｉＯ２ガラスの外側層を
設けるように選定された予め定められた厚さを有してお
り、導波路ファイバにおける延伸に関係した破断につき
９倍の改善を与えるようになされたことを特徴とする増
大された光導波路プリフォーム。 - 【請求項１０】 前記外側ＴｉＯ２−ＳｉＯ２層は、前
記増大されたプリフォームから作成される導波路ファイ
バの強度試験時に延伸炉の耐火粒子によって生ずる損失
を実質的に軽減させるのに十分な厚さを有している請求
項９記載の増大された光導波路プリフォーム。 - 【請求項１１】 前記ＴｉＯ２−ＳｉＯ２ガラスの外側
層が０．２０μｍの厚さまたは０．０５μｍ〜１．０μ
ｍから選択された厚さを有している請求項９記載の増大
された光導波路プリフォーム。
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