JP3026987B2 - 多成分ガラスファイバ - Google Patents
多成分ガラスファイバInfo
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- JP3026987B2 JP3026987B2 JP02002094A JP209490A JP3026987B2 JP 3026987 B2 JP3026987 B2 JP 3026987B2 JP 02002094 A JP02002094 A JP 02002094A JP 209490 A JP209490 A JP 209490A JP 3026987 B2 JP3026987 B2 JP 3026987B2
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- Japan
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- component glass
- glass fiber
- metal oxide
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-
- 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
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- Glass Compositions (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は光通信用の多成分ガラスファイバに係わ
り、特にシングルモードの多成分ガラスファイバに関す
る。
り、特にシングルモードの多成分ガラスファイバに関す
る。
［従来の技術及び発明が解決すべき課題］ 一般に、シングルモードファイバは、その殆どが石英
系のものであるが、石英系ファイバは大きな屈折率差が
作れないので、コア径を大きくしなければならない。
系のものであるが、石英系ファイバは大きな屈折率差が
作れないので、コア径を大きくしなければならない。
これに対し、多成分ガラスファイバは、SiO2、Na2O、
K2O等の酸化物を適当に配合して成り、石英に比べはる
かに低い軟化点を持ち、加工が容易で安価に製造でき
る、コアとクラッドの比屈折率差を大きくできるという
利点がある。しかしながら、従来の多成分ガラスファイ
バは、そのほとんどがマルチモードファイバであり、こ
のため伝送帯域が数10MHZ/Km程度と狭く、高速度通信が
できないという難点があった。しかも多成分ガラスファ
イバのコア及びクラッドの各多成分ガラスの条件とし
て、線引き作業時に失透を起こさないこと、線引き作業
温度（600〜1000℃）において両成分の粘性特性が類似
していて寸法安定性を有すること、各屈折率が所定範囲
にあること等が必要とされる。
K2O等の酸化物を適当に配合して成り、石英に比べはる
かに低い軟化点を持ち、加工が容易で安価に製造でき
る、コアとクラッドの比屈折率差を大きくできるという
利点がある。しかしながら、従来の多成分ガラスファイ
バは、そのほとんどがマルチモードファイバであり、こ
のため伝送帯域が数10MHZ/Km程度と狭く、高速度通信が
できないという難点があった。しかも多成分ガラスファ
イバのコア及びクラッドの各多成分ガラスの条件とし
て、線引き作業時に失透を起こさないこと、線引き作業
温度（600〜1000℃）において両成分の粘性特性が類似
していて寸法安定性を有すること、各屈折率が所定範囲
にあること等が必要とされる。
［発明の目的］ 本発明は、このような従来の問題点を解決し、シング
ルモードで伝送可能な多成分ガラスファイバを提供する
ことを目的とする。
ルモードで伝送可能な多成分ガラスファイバを提供する
ことを目的とする。
更に、本発明は作業時に失透を起こすことなく、寸法
安定性に優れ、しかも所定の比屈折率差を得られる成分
の特定された多成分ガラスファイバを提供することを目
的とする。
安定性に優れ、しかも所定の比屈折率差を得られる成分
の特定された多成分ガラスファイバを提供することを目
的とする。
［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成する本発明の多成分ガラスファイバ
は、コア用多成分ガラスが50〜70重量％のSiO2と、１〜
７重量％のＡ2O3と、15〜25重量％のアルカリ金属酸
化物と、５〜16重量％のアルカリ土類金属酸化物と、０
〜３重量％のSb2O3及び／又はAs2O3とから成り、クラッ
ド用多成分ガラスが、（１）55〜80重量％のSiO2と、１
〜７重量％のＡ2O3と、15〜27重量％のアルカリ金属
酸化物と、０〜７重量％のZnOと、０〜３重量％のSb2O3
及び／又はAs2O3、或いは（２）60〜70重量％のSiO
2と、１〜７重量％のＡ2O3と、０〜14重量％のB2O
3と、15〜25重量％のアルカリ金属酸化物と、０〜３重
量％のフッ素と、０〜７重量％のZnOと、０〜３重量％
のSb2O3及び／又はAs2O3とから成るものである。
は、コア用多成分ガラスが50〜70重量％のSiO2と、１〜
７重量％のＡ2O3と、15〜25重量％のアルカリ金属酸
化物と、５〜16重量％のアルカリ土類金属酸化物と、０
〜３重量％のSb2O3及び／又はAs2O3とから成り、クラッ
ド用多成分ガラスが、（１）55〜80重量％のSiO2と、１
〜７重量％のＡ2O3と、15〜27重量％のアルカリ金属
酸化物と、０〜７重量％のZnOと、０〜３重量％のSb2O3
及び／又はAs2O3、或いは（２）60〜70重量％のSiO
2と、１〜７重量％のＡ2O3と、０〜14重量％のB2O
3と、15〜25重量％のアルカリ金属酸化物と、０〜３重
量％のフッ素と、０〜７重量％のZnOと、０〜３重量％
のSb2O3及び／又はAs2O3とから成るものである。
ここで、コア用多成分ガラスの成分として、SiO2はコ
アの透明性を与えるのに不可欠の成分であり、50〜70％
（重量％を示す。以下同様）好ましくは55〜69％含むも
のとする。含有量が50％未満では耐酸化性が低下し、70
％を越えると屈折率が低くなり過ぎる。
アの透明性を与えるのに不可欠の成分であり、50〜70％
（重量％を示す。以下同様）好ましくは55〜69％含むも
のとする。含有量が50％未満では耐酸化性が低下し、70
％を越えると屈折率が低くなり過ぎる。
Ａ2O3はコアの耐水性を改善する。含有量は１〜７
％、好ましくは３〜６％である。１％未満では耐水性の
効果が期待できず、７％を越えると失透しやすくなる。
％、好ましくは３〜６％である。１％未満では耐水性の
効果が期待できず、７％を越えると失透しやすくなる。
アルカリ金属酸化物は、粘性を低下させ作業性を良く
するもので、Na2O、Li2O、K2Oが用いられるが少なくと
もNa2Oをアルカリ金属酸化物全体の55％以上とし、残部
をLi2O及び／又はK2Oとする。アルカリ金属酸化物の含
有量は、15〜25％、好ましくは17〜23％とする。アルカ
リ金属酸化物の含有量が17％未満では高温粘性が高く、
線引きが困難となる。又、23％を越えると耐水性が低下
し好ましくない。
するもので、Na2O、Li2O、K2Oが用いられるが少なくと
もNa2Oをアルカリ金属酸化物全体の55％以上とし、残部
をLi2O及び／又はK2Oとする。アルカリ金属酸化物の含
有量は、15〜25％、好ましくは17〜23％とする。アルカ
リ金属酸化物の含有量が17％未満では高温粘性が高く、
線引きが困難となる。又、23％を越えると耐水性が低下
し好ましくない。
アルカリ土類金属酸化物はコアの屈折率を上げる効果
を有する。アルカリ土類金属酸化物としては、CaO及びM
gOが用いられ両者の合計含有量は16％以下とする。CaO
を加えるとことにより屈折率が増加するとともに耐水性
を向上させることができる。CaOの含有量は５〜12％、
好ましくは5.5〜８％である。CaOが５％未満では上記所
期の効果を期待できず、12％を越えると失透しやすくな
る。
を有する。アルカリ土類金属酸化物としては、CaO及びM
gOが用いられ両者の合計含有量は16％以下とする。CaO
を加えるとことにより屈折率が増加するとともに耐水性
を向上させることができる。CaOの含有量は５〜12％、
好ましくは5.5〜８％である。CaOが５％未満では上記所
期の効果を期待できず、12％を越えると失透しやすくな
る。
MgOは更に耐風化性を改善する効果を有する。但し含
有量が４％を越えると失透しやすくなるので４％以下と
する。
有量が４％を越えると失透しやすくなるので４％以下と
する。
Sb2O3或いはAs2O3を加えることにより、コアの清澄度
が高くなる。Sb2O3及びAs2O3は何れか一方或いは両方を
併せて用いることができ、含有量はそれらの合計が３％
以下とする。
が高くなる。Sb2O3及びAs2O3は何れか一方或いは両方を
併せて用いることができ、含有量はそれらの合計が３％
以下とする。
次に、クラッド用多成分ガラスの成分として、SiO2は
クラッドに透明性を与える主成分でその含有量は55〜80
％、好ましくは65〜75％とする。特にクラッド用成分と
して後述するB2O3を含有する場合には60〜70％の範囲と
する。SiO2の含有量が55％未満では耐酸化性が低下し、
80％を越えると高温粘性が増加する。
クラッドに透明性を与える主成分でその含有量は55〜80
％、好ましくは65〜75％とする。特にクラッド用成分と
して後述するB2O3を含有する場合には60〜70％の範囲と
する。SiO2の含有量が55％未満では耐酸化性が低下し、
80％を越えると高温粘性が増加する。
Ａ2O3はクラッドの耐水性を改善する。但し、Ａ2
O3の含有量が１％未満では所期の効果を得られず、又、
７％を越えると失透しやすくなる。
O3の含有量が１％未満では所期の効果を得られず、又、
７％を越えると失透しやすくなる。
アルカリ金属酸化物は、粘性を低下させ作業性を良く
するものでNa2O、Li2O、K2Oが用いられるが、少なくと
もNa2Oを55％以上含み、残部をLi2O及び／又はK2Oとす
る。アルカリ金属酸化物の含有量は、15〜27％、好まし
くは17〜23％とする。アルカリ金属酸化物の含有量が17
％未満では高温粘性が高く、線引きが困難となる。又、
23％を越えると耐水性が低下し好ましくない。
するものでNa2O、Li2O、K2Oが用いられるが、少なくと
もNa2Oを55％以上含み、残部をLi2O及び／又はK2Oとす
る。アルカリ金属酸化物の含有量は、15〜27％、好まし
くは17〜23％とする。アルカリ金属酸化物の含有量が17
％未満では高温粘性が高く、線引きが困難となる。又、
23％を越えると耐水性が低下し好ましくない。
ZnOは耐水性を改善する。但し、７％をこえると脈離
が生じやすくなるので、７％以下とする。
が生じやすくなるので、７％以下とする。
Sb2O3或いはAs2O3を加えることにより、クラッドの清
澄度が高くなる。Sb2O3及びAs2O3は何れか一方或いは両
方を併せて用いることができ、含有量はそれらの合計が
３％以下とする。
澄度が高くなる。Sb2O3及びAs2O3は何れか一方或いは両
方を併せて用いることができ、含有量はそれらの合計が
３％以下とする。
この他、クラッドにはB2O3を10％未満の範囲で加えて
もよい。B2O3は失透を防止すると共に、高温粘性を調整
することができる。
もよい。B2O3は失透を防止すると共に、高温粘性を調整
することができる。
更に、クラッドにはフッ素（Ｆ）を０〜３％含有して
もよい。
もよい。
以上のコア及びクラッド用の各多成分ガラスは、常法
により線引きし、多成分ガラスファイバとする。これら
コア及びクラッド用多成分ガラスは、線引き作業温度に
おける粘性特性が類似しているので、優れた寸法安定性
を有し、又、作業時失透を起こすこともない。
により線引きし、多成分ガラスファイバとする。これら
コア及びクラッド用多成分ガラスは、線引き作業温度に
おける粘性特性が類似しているので、優れた寸法安定性
を有し、又、作業時失透を起こすこともない。
このようにして得られた多成分ガラスファイバは、コ
アの屈折率が1.520〜1.530の範囲でクラッドの屈折率は
1.500〜1.515の範囲となり、比屈折率差の大きいファイ
バが得られる。
アの屈折率が1.520〜1.530の範囲でクラッドの屈折率は
1.500〜1.515の範囲となり、比屈折率差の大きいファイ
バが得られる。
［実施例］ 表１及び表２に示すような材料及び成分比でコア用多
成分ガラス及びクラッド用多成分ガラスの各高純度試薬
を混合、溶融し、引上げ法により各ガラスロッドを作成
し、これを二重ルツボ法により線引きし、コア径５〜10
μｍ、クラッド径125μｍの多成分ガラスファイバを得
た。
成分ガラス及びクラッド用多成分ガラスの各高純度試薬
を混合、溶融し、引上げ法により各ガラスロッドを作成
し、これを二重ルツボ法により線引きし、コア径５〜10
μｍ、クラッド径125μｍの多成分ガラスファイバを得
た。
（但し、ｘはSA中のＡ2O3量の分析値） 各成分の量は表１の計算式により求めた。
B2O3、ZnOおよびSb2O3は酸化物をそのまま添加した。
これら多成分ガラスのコア及びクラッドの屈折率は実
施例１がそれぞれ1.527、1.510、実施例２がそれぞれ1.
518、1.511であった。またこれらコア及びクラッドの紡
糸温度（800℃〜1000℃）における粘土特性は極めて近
似していた。
施例１がそれぞれ1.527、1.510、実施例２がそれぞれ1.
518、1.511であった。またこれらコア及びクラッドの紡
糸温度（800℃〜1000℃）における粘土特性は極めて近
似していた。
これら多成分ガラスファイバは、比屈折率差（△）が
それぞれ△＝1.1％、0.46％であり、シングルモード伝
送が可能であった。
それぞれ△＝1.1％、0.46％であり、シングルモード伝
送が可能であった。
［発明の効果］ 以上の実施例からも明らかなように、本発明の多成分
ガラスファイバによれば、コア成分とクラッド成分とを
特定の成分比とすることにより、比屈折率差の大きいシ
ングルモードのファイバを得ることができる。
ガラスファイバによれば、コア成分とクラッド成分とを
特定の成分比とすることにより、比屈折率差の大きいシ
ングルモードのファイバを得ることができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭54−148809（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−154342（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−100238（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C03C 1/00 - 14/00
Claims (2)
- 【請求項１】コア用多成分ガラスが50〜70重量％のSiO2
と、１〜７重量％のAl2O3と、15〜25重量％のアルカリ
金属酸化物と、５〜16重量％のアルカリ土類金属酸化物
と、０〜３重量％のSb2O3及び／又はAs2O3とから成り、
クラッド用多成分ガラスが、55〜80重量％のSiO2と、１
〜７重量％のAl2O3と、15〜27重量％のアルカリ金属酸
化物と、０〜３重量％のZnOと、０〜３重量％のSb2O3及
び／又はAs2O3とから成ることを特徴とする多成分ガラ
スファイバ。 - 【請求項２】コア用多成分ガラスが50〜70重量％のSiO2
と、１〜７重量％のAl2O3と、15〜25重量％のアルカリ
金属酸化物と、５〜16重量％のアルカリ土類金属酸化物
と、０〜３重量％のSb2O3及び／又はAs2O3とから成り、
クラッド用多成分ガラスが、60〜70重量％のSiO2と、１
〜７重量％のAl2O3と、10重量％未満のB2O3と、15〜25
重量％のアルカリ金属酸化物と、０〜３重量％のフッ素
と、０〜３重量％のZnOと、０〜３重量％のSb2O3及び／
又はAs2O3とから成ることを特徴とする多成分ガラスフ
ァイバ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02002094A JP3026987B2 (ja) | 1990-01-09 | 1990-01-09 | 多成分ガラスファイバ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02002094A JP3026987B2 (ja) | 1990-01-09 | 1990-01-09 | 多成分ガラスファイバ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03208836A JPH03208836A (ja) | 1991-09-12 |
| JP3026987B2 true JP3026987B2 (ja) | 2000-03-27 |
Family
ID=11519765
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02002094A Expired - Fee Related JP3026987B2 (ja) | 1990-01-09 | 1990-01-09 | 多成分ガラスファイバ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3026987B2 (ja) |
-
1990
- 1990-01-09 JP JP02002094A patent/JP3026987B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03208836A (ja) | 1991-09-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |