JP3270148B2 - アルカリでドーピングしたＳｉＯ▲２▼系光学ファイバー - Google Patents
アルカリでドーピングしたＳｉＯ▲２▼系光学ファイバーInfo
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- C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
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- 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
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＳｉＯ2 系光学通信フ
ァイバーに関する。
ァイバーに関する。
【０００２】
【従来の技術】過去数年間、光学ファイバー通信の分野
で目覚ましい進歩が見られている。例えば、現在最上の
伝達媒体である低損失（例えば約０．３db/km)シリカ系
光学ファイバーが今や日常的に製造されている。事実、
損失が理論的最小値より僅か数百db/km 高いだけという
シリカ系シングルモードファイバーも達成されている。
で目覚ましい進歩が見られている。例えば、現在最上の
伝達媒体である低損失（例えば約０．３db/km)シリカ系
光学ファイバーが今や日常的に製造されている。事実、
損失が理論的最小値より僅か数百db/km 高いだけという
シリカ系シングルモードファイバーも達成されている。
【０００３】ファイバー損失は、例えば与えられた伝達
経路中の増幅基または中継器間の最大距離を決定するの
で、経済的に非常に重要なパラメータである。したがっ
てできるだけ損失の少ないファイバーを得ることが望ま
しい。良く知られている様に、光学ファイバーは、屈折
率が比較的高いコアおよびその周囲を接触して取り囲ん
でいる屈折率が比較的低いクラッドからなる。
経路中の増幅基または中継器間の最大距離を決定するの
で、経済的に非常に重要なパラメータである。したがっ
てできるだけ損失の少ないファイバーを得ることが望ま
しい。良く知られている様に、光学ファイバーは、屈折
率が比較的高いコアおよびその周囲を接触して取り囲ん
でいる屈折率が比較的低いクラッドからなる。
【０００４】ある種の非ＳｉＯ2 系ガラス（例えばフッ
化物および高アルカリアルミノケイ酸塩ガラス）は、十
分な純度で製造できれば、損失がＳｉＯ2 より低下し得
ることが分かっている。しかし、現在までのところ、こ
れは不可能である。その上、その様なファイバーには、
現在この分野で確立された処理や方法と大きく異なった
処理や方法が必要となろう。
化物および高アルカリアルミノケイ酸塩ガラス）は、十
分な純度で製造できれば、損失がＳｉＯ2 より低下し得
ることが分かっている。しかし、現在までのところ、こ
れは不可能である。その上、その様なファイバーには、
現在この分野で確立された処理や方法と大きく異なった
処理や方法が必要となろう。
【０００５】この技術では一般的に、ガラス質ＳｉＯ2
に少量のアルカリ金属を添加することにより、得られた
ガラスの総固有減衰が純粋なＳｉＯ2 の総固有減衰（こ
れは現在、λ＝１．５５μm で約０．１５db/km である
ことが分かっている）より高くなることが認められてい
る。例えば、ＳｉＯ2 中の低濃度Ｋ2 Ｏに対して、ラン
ダウ−プラツェック比(Landau-Placzek ratio)において
大きなピークを示す、Ｙ．シュレーダーら、ジャーナル
オブ ザ アメリカン セラミック ソサエティー、
５６（１０）巻、５１０〜５１４頁(Y.Schroeder et a
l.,Journal of the American Ceramic Society,Vol.56
(10),pp.510-514)、特に図２を参照するとよい。また、
Ｋ−ドーピングした（図５）、およびＮａ−ドーピング
した（図６）ＳｉＯ2 に関する類似のデータを示す、
「材料科学および技術に関する論文(Treatise on Mater
ials Science and Technology)」第１２巻、Ｍ．トモザ
ワ(Tomozawa)ら、編集、アカデミックプレス(Academic
Press)１９７７，特に１８３および１８４頁も参照する
とよい。
に少量のアルカリ金属を添加することにより、得られた
ガラスの総固有減衰が純粋なＳｉＯ2 の総固有減衰（こ
れは現在、λ＝１．５５μm で約０．１５db/km である
ことが分かっている）より高くなることが認められてい
る。例えば、ＳｉＯ2 中の低濃度Ｋ2 Ｏに対して、ラン
ダウ−プラツェック比(Landau-Placzek ratio)において
大きなピークを示す、Ｙ．シュレーダーら、ジャーナル
オブ ザ アメリカン セラミック ソサエティー、
５６（１０）巻、５１０〜５１４頁(Y.Schroeder et a
l.,Journal of the American Ceramic Society,Vol.56
(10),pp.510-514)、特に図２を参照するとよい。また、
Ｋ−ドーピングした（図５）、およびＮａ−ドーピング
した（図６）ＳｉＯ2 に関する類似のデータを示す、
「材料科学および技術に関する論文(Treatise on Mater
ials Science and Technology)」第１２巻、Ｍ．トモザ
ワ(Tomozawa)ら、編集、アカデミックプレス(Academic
Press)１９７７，特に１８３および１８４頁も参照する
とよい。
【０００６】米国特許第４，６６６，２４７号は、Ｌ
ｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、
Ｂａおよび希土類から選択された「変性剤(modifier)」
を含み、さらにＢ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｐ、Ａｓおよび
Ｓｂから選択された「均質化剤(homogenizer)」を含む
ＳｉＯ2系光学ファイバーを記載している。この特許
は、均質化剤の存在により、先行技術のファイバーでは
相分離や結晶化を引き起こす比較的高い変性剤濃度を達
成できることを開示している。Ｓ．Ｒ．ナゲル(Nagel)
ら（ジャーナル オブ ザ アメリカン セラミック
ソサエティー、５９（１〜２）巻、４７頁、１９７６）
は、ケイ酸カリウムコアおよびケイ酸塩クラッドを有
し、Ｋが屈折率を高めるドーピング剤として作用するフ
ァイバーの製造技術を記載している。これらのファイバ
ーは、約０．６５μm で最小損失（１０db/km)を有し、
比較的大きなコアサイズ（４０μm 直径まで）を有して
いる。したがって、これらのファイバーは、この文献に
記載されているすべての波長においてシングルモードフ
ァイバーではない。
ｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、
Ｂａおよび希土類から選択された「変性剤(modifier)」
を含み、さらにＢ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｐ、Ａｓおよび
Ｓｂから選択された「均質化剤(homogenizer)」を含む
ＳｉＯ2系光学ファイバーを記載している。この特許
は、均質化剤の存在により、先行技術のファイバーでは
相分離や結晶化を引き起こす比較的高い変性剤濃度を達
成できることを開示している。Ｓ．Ｒ．ナゲル(Nagel)
ら（ジャーナル オブ ザ アメリカン セラミック
ソサエティー、５９（１〜２）巻、４７頁、１９７６）
は、ケイ酸カリウムコアおよびケイ酸塩クラッドを有
し、Ｋが屈折率を高めるドーピング剤として作用するフ
ァイバーの製造技術を記載している。これらのファイバ
ーは、約０．６５μm で最小損失（１０db/km)を有し、
比較的大きなコアサイズ（４０μm 直径まで）を有して
いる。したがって、これらのファイバーは、この文献に
記載されているすべての波長においてシングルモードフ
ァイバーではない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上記の、および他の理
由から、約１．３１および１．５５μm の重要な通信波
長において先行技術のＳｉＯ2 系ファイバーよりも固有
損失が低いが、その他の点に関しては先行技術のファイ
バーと実質的に同じ様に作用する光学ファイバーが非常
に望ましい。本出願はこれらの必要条件を満たすことが
できるファイバーを開示する。特に、このファイバーは
望ましい作動波長においてシングルモードファイバーで
ある。
由から、約１．３１および１．５５μm の重要な通信波
長において先行技術のＳｉＯ2 系ファイバーよりも固有
損失が低いが、その他の点に関しては先行技術のファイ
バーと実質的に同じ様に作用する光学ファイバーが非常
に望ましい。本出願はこれらの必要条件を満たすことが
できるファイバーを開示する。特に、このファイバーは
望ましい作動波長においてシングルモードファイバーで
ある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】当業者の予想に反して驚
くべきことに、ある種の低アルカリ濃度ガラス質ＳｉＯ
2 は、比較的狭い、重量にして０．００１−０．０７％
のアルカリ含有量の範囲にわたって、光学通信で重要な
波長、例えば１．３１および／または１．５５μm にお
いて、純粋ガラス質ＳｉＯ2よりも固有損失が低いとい
うことが見出された。ここで「固有損失」とは、原理的
にも減じられない、理想的に純粋な材料における光学損
失を意味する。その様な損失低下を起こすことができる
アルカリはＮａ、ＫおよびＲｂである。また、Ｆで共ド
ーピングすることにより、ＫおよびＲｂによるドーピン
グで損失低下できる濃度範囲を著しく拡張できることも
見出された。関連する組成のガラスは、例えばＭＣＶＤ
（例えば上記の’２４７号特許参照）により製造するこ
とができ、光学ファイバー、特にファイバーコアに効果
的に使用することができる。
くべきことに、ある種の低アルカリ濃度ガラス質ＳｉＯ
2 は、比較的狭い、重量にして０．００１−０．０７％
のアルカリ含有量の範囲にわたって、光学通信で重要な
波長、例えば１．３１および／または１．５５μm にお
いて、純粋ガラス質ＳｉＯ2よりも固有損失が低いとい
うことが見出された。ここで「固有損失」とは、原理的
にも減じられない、理想的に純粋な材料における光学損
失を意味する。その様な損失低下を起こすことができる
アルカリはＮａ、ＫおよびＲｂである。また、Ｆで共ド
ーピングすることにより、ＫおよびＲｂによるドーピン
グで損失低下できる濃度範囲を著しく拡張できることも
見出された。関連する組成のガラスは、例えばＭＣＶＤ
（例えば上記の’２４７号特許参照）により製造するこ
とができ、光学ファイバー、特にファイバーコアに効果
的に使用することができる。
【０００９】ＳｉＯ2 を少量の好適な一つまたは複数の
アルカリで「ドーピング」することにより生じる、予期
せぬ最小固有減衰の低下は、そのガラス中の２つの主な
散乱損失機構間の競合によるものと考えられる。これら
の機構は、密度および濃度変動に関連し、それぞれ減衰
定数αp およびαc を与えるが、これらの定数はどちら
もアルカリ濃度、低アルカリ濃度に対しての敏感な関数
である。固有散乱損失に寄与する他の要因は、ブリュア
ン(Brillouin)散乱、ラマン(Raman)散乱、およびマルチ
フォノンエッジ(multiphonon edge)からの吸収損失であ
る。しかし、これらの要因は、関連する波長における低
アルカリドーピング剤濃度にはあまり感応しないので、
これ以上考慮しない。
アルカリで「ドーピング」することにより生じる、予期
せぬ最小固有減衰の低下は、そのガラス中の２つの主な
散乱損失機構間の競合によるものと考えられる。これら
の機構は、密度および濃度変動に関連し、それぞれ減衰
定数αp およびαc を与えるが、これらの定数はどちら
もアルカリ濃度、低アルカリ濃度に対しての敏感な関数
である。固有散乱損失に寄与する他の要因は、ブリュア
ン(Brillouin)散乱、ラマン(Raman)散乱、およびマルチ
フォノンエッジ(multiphonon edge)からの吸収損失であ
る。しかし、これらの要因は、関連する波長における低
アルカリドーピング剤濃度にはあまり感応しないので、
これ以上考慮しない。
【００１０】低アルカリドーピング剤濃度では、αp が
ガラス転移温度Ｔg （溶融物粘度が１０13ポアズである
温度として定義され、この粘度水準で、溶融物中の密度
変動が「凍結する(freeze in) 」）に密接に比例し、そ
の温度は、約１モル％（〜1mole％）のアルカリ酸化物
に対して、その純粋シリカ値の約１４５０Ｋから１００
０Ｋ未満に急激に下降する。その効果はアルカリ金属種
にほぼ依存すると考えられる。
ガラス転移温度Ｔg （溶融物粘度が１０13ポアズである
温度として定義され、この粘度水準で、溶融物中の密度
変動が「凍結する(freeze in) 」）に密接に比例し、そ
の温度は、約１モル％（〜1mole％）のアルカリ酸化物
に対して、その純粋シリカ値の約１４５０Ｋから１００
０Ｋ未満に急激に下降する。その効果はアルカリ金属種
にほぼ依存すると考えられる。
【００１１】他方、低ドーピング剤濃度に対して、αc
はドーピング剤濃度の急速に増加する関数であり、その
増加はアルカリ金属物質に敏感である。小さなｘに対し
て、αc はｘ（ｄｎo/ｄｘ)2 に比例し、ここでｘはＳ
ｉＯ2 系ガラスにおけるアルカリ酸化物のモル分率であ
り、ｎo はガラスの屈折率である。
はドーピング剤濃度の急速に増加する関数であり、その
増加はアルカリ金属物質に敏感である。小さなｘに対し
て、αc はｘ（ｄｎo/ｄｘ)2 に比例し、ここでｘはＳ
ｉＯ2 系ガラスにおけるアルカリ酸化物のモル分率であ
り、ｎo はガラスの屈折率である。
【００１２】これらの２つの固有損失機構の競合が、Ｍ
ドーピングしたＳｉＯ2 に対するｘ〜０．０１に近い最
小総固有損失の低下を引き起こすと考えられ、ここでｘ
はアルカリ酸化物モル分率であり、ＭはＮａ、Ｋまたは
Ｒｂである。これを、λ＝１．５５μm について総固有
減衰（α）とｘの関係を図１に示す。番号１１はＭ＝Ｎ
ａ、ＫおよびＲｂについてαp であり、番号１２、１３
および１４はそれぞれＮａ、ＫおよびＲｂについてαc
を示す。番号１５、１６および１７はそれぞれＮａ、Ｋ
およびＲｂについて総固有減衰αを表わすが、これは、
αp およびαcの合計に加えて、ブリュアン、ラマンお
よびマルチフォノン損失に関する約０．０３５db/km
の、実質的にｘに無関係な寄与を含む。図１が示す様
に、ｘＭ2 Ｏ・（１−ｘ）ＳｉＯ2 の総散乱損失は、Ｍ
がＫである場合には
ドーピングしたＳｉＯ2 に対するｘ〜０．０１に近い最
小総固有損失の低下を引き起こすと考えられ、ここでｘ
はアルカリ酸化物モル分率であり、ＭはＮａ、Ｋまたは
Ｒｂである。これを、λ＝１．５５μm について総固有
減衰（α）とｘの関係を図１に示す。番号１１はＭ＝Ｎ
ａ、ＫおよびＲｂについてαp であり、番号１２、１３
および１４はそれぞれＮａ、ＫおよびＲｂについてαc
を示す。番号１５、１６および１７はそれぞれＮａ、Ｋ
およびＲｂについて総固有減衰αを表わすが、これは、
αp およびαcの合計に加えて、ブリュアン、ラマンお
よびマルチフォノン損失に関する約０．０３５db/km
の、実質的にｘに無関係な寄与を含む。図１が示す様
に、ｘＭ2 Ｏ・（１−ｘ）ＳｉＯ2 の総散乱損失は、Ｍ
がＫである場合には
【数３】 についてそしてＭがＮａまたはＲｂである場合には幾分
小さなｘについて、純粋ＳｉＯ2 についての総散乱損失
よりも少ないことがある。
小さなｘについて、純粋ＳｉＯ2 についての総散乱損失
よりも少ないことがある。
【００１３】また、ガラス質シリカをＦおよびＫおよび
／またはＲｂで共ドーピングすることにより、有利な結
果が得られることを見出された。特に、フッ素で共ドー
ピングすることにより、総散乱損失が純粋なＳｉＯ2 の
それよりも小さいｘの範囲を増加させることができる。
そこで、本発明の好ましい実施形態は、シリカ系（すな
わち０．８またはさらに０．９より大きなモル分率のＳ
ｉＯ2 ）の低損失光学ファイバーであり、そのコアはＳ
ｉＯ2 、ＦおよびＫおよび／またはＲｂを含み、コア材
料が、実質的にアルカリを含まないこと以外の点では同
等の対照ファイバーのαよりも小さいαを有する様に、
Ｆおよびアルカリ濃度を選択する。
／またはＲｂで共ドーピングすることにより、有利な結
果が得られることを見出された。特に、フッ素で共ドー
ピングすることにより、総散乱損失が純粋なＳｉＯ2 の
それよりも小さいｘの範囲を増加させることができる。
そこで、本発明の好ましい実施形態は、シリカ系（すな
わち０．８またはさらに０．９より大きなモル分率のＳ
ｉＯ2 ）の低損失光学ファイバーであり、そのコアはＳ
ｉＯ2 、ＦおよびＫおよび／またはＲｂを含み、コア材
料が、実質的にアルカリを含まないこと以外の点では同
等の対照ファイバーのαよりも小さいαを有する様に、
Ｆおよびアルカリ濃度を選択する。
【００１４】αに対するＦの主な影響は、αc に対する
その影響による、特にｄｎo ／ｄｘに対するその影響に
よると考えられている。図２は、Ｆを含まない材料（２
０）および代表的なＦでドーピングした材料（２１）に
ついて、どちらも可視光線に対する、屈折率ｎo とＫ2
Ｏ濃度ｘとの関係の代表的なデータを示す。Ｆドーピン
グした材料の組成はｘＫ2 Ｏ・（１−ｘ）［ＳｉＯ
2-0.5yＦy]である。本発明の好ましい実施形態では、Ｆ
濃度は少なくとも大体（例えば±２５％以内）ｙ＝２ｘ
の関係を満足する。
その影響による、特にｄｎo ／ｄｘに対するその影響に
よると考えられている。図２は、Ｆを含まない材料（２
０）および代表的なＦでドーピングした材料（２１）に
ついて、どちらも可視光線に対する、屈折率ｎo とＫ2
Ｏ濃度ｘとの関係の代表的なデータを示す。Ｆドーピン
グした材料の組成はｘＫ2 Ｏ・（１−ｘ）［ＳｉＯ
2-0.5yＦy]である。本発明の好ましい実施形態では、Ｆ
濃度は少なくとも大体（例えば±２５％以内）ｙ＝２ｘ
の関係を満足する。
【００１５】上記の理論的考察は説明のためにのみ記載
したのであって、本発明は、その理論的説明の正確さに
依存するものではない。
したのであって、本発明は、その理論的説明の正確さに
依存するものではない。
【００１６】図３は総固有損失とＫおよびＦの含有量と
の関係を示す。図３から分かる様に、アルカリ含有Ｓｉ
Ｏ2 系ガラスを約４重量％を超えるＦでドーピングする
のは一般的に有利ではない。その上、ＳｉＯ2 を０．０
７モル分率を超える関連アルカリ酸化物でドーピングす
るのは一般的に有利ではなく、０．０６未満、あるいは
さらに０．０５未満でも好ましい場合が多い。
の関係を示す。図３から分かる様に、アルカリ含有Ｓｉ
Ｏ2 系ガラスを約４重量％を超えるＦでドーピングする
のは一般的に有利ではない。その上、ＳｉＯ2 を０．０
７モル分率を超える関連アルカリ酸化物でドーピングす
るのは一般的に有利ではなく、０．０６未満、あるいは
さらに０．０５未満でも好ましい場合が多い。
【００１７】当業者には、本発明のファイバーのアルカ
リドーピング区域（一般的にコア）は、ＳｉＯ2 、一つ
以上のアルカリおよび所望によりＦに加えて、望ましい
材料パラメータ、例えば予め決められたコア屈折率の値
を達成するのに必要とされるときに、ＧｅまたはＡｌの
様な他のドーピング剤をも含むことができる、というこ
とが理解されるであろう。しかし、本発明の現在最も好
ましい態様では、コアはＦ、Ｋおよび／またはＲｂのみ
でドーピングし、望ましい屈折率の差を得るためにクラ
ッドは十分なＦでドーピングする。
リドーピング区域（一般的にコア）は、ＳｉＯ2 、一つ
以上のアルカリおよび所望によりＦに加えて、望ましい
材料パラメータ、例えば予め決められたコア屈折率の値
を達成するのに必要とされるときに、ＧｅまたはＡｌの
様な他のドーピング剤をも含むことができる、というこ
とが理解されるであろう。しかし、本発明の現在最も好
ましい態様では、コアはＦ、Ｋおよび／またはＲｂのみ
でドーピングし、望ましい屈折率の差を得るためにクラ
ッドは十分なＦでドーピングする。
【００１８】無論、上記の説明は固有減衰にのみ関連す
ること、および総損失が関連する先行技術のファイバー
により達成される総損失よりも少ない光学ファイバーを
製造するには、実質的にすべての放射吸収性不純物およ
び他の非固有損失機構を排除するための通常の十分な注
意が必要である。
ること、および総損失が関連する先行技術のファイバー
により達成される総損失よりも少ない光学ファイバーを
製造するには、実質的にすべての放射吸収性不純物およ
び他の非固有損失機構を排除するための通常の十分な注
意が必要である。
【００１９】
【実施例】１９／２５mmのＳｉＯ2 管を通常のＭＣＶＤ
装置に取り付ける。ある量の予め溶融した高純度ＫＣｌ
を管の内側で、入り口の近くに、回転シールを含む手段
により装置に対して固定したＳｉＯ2 スプーンを使用し
て配置する。基材管の内側表面は、ＣＦ4 （１２０cm3/
min)およびＯ2 （３l/min)および約０．５６トル（約７
５Pa) の背圧を使用して約２１００oCで通常通りにエッ
チングする。エッチングに続いて、管を約２１００oCお
よび大体同じ背圧（Ｏ2 を３l/min で）で火炎研磨す
る。続いて、約２１００oC、背圧約０．７５トル（約１
００Pa) で、ＳｉＣｌ4 （４．３g/min)、ＣＦ4 （１２
５cm3/min)、ＰＯＣｌ3 （０．１g/min)、Ｏ2 （２．１
l/min)およびＨｅ（４．３l/min)を管中に流すことによ
り、１０層のダウンドーピングした（Δ- ＝０．０８
％）クラッド形成ガラスを堆積させる。クラッドと堆積
に続いて、約２１５０oC、背圧約０．７５トル（約１０
０Pa) で、ＳｉＣｌ4 （０．７g/min)、ＧｅＣｌ4
（０．３g /min) 、Ｏ2 （６３０cm3 /min) およびＨｅ
（８２５cm3/min)を管中に流すことにより、単層のアッ
プドーピングした（Δ+ ＝０．２５％）コアガラスを堆
積させる。コアガラスの堆積に続いて、管中へのガス流
をＯ2 およびＣｌ2 に変え、ＫＣｌを入れたＳｉＯ2 ス
プーンをさらに管の中に移動させ、７７０oCを超える温
度に加熱し、コアガラス中の望ましいＫドーピング水準
が得られる様に温度および流量を選択する。これらの調
節の後、管の下流部分を通常の方法でつぶす。この様に
して製造した固体の半製品棒からファイバーを引き出
す。このファイバーは１．３１および１．５５μm でシ
ングルモードであり、結晶化または相分離の兆候を示さ
ず、コア中の酸化カリウムモル分率が０．０３未満であ
り、そのコアの固有損失は、アルカリを含まないこと以
外は実質的に同等のファイバーのそれよりも小さい。
装置に取り付ける。ある量の予め溶融した高純度ＫＣｌ
を管の内側で、入り口の近くに、回転シールを含む手段
により装置に対して固定したＳｉＯ2 スプーンを使用し
て配置する。基材管の内側表面は、ＣＦ4 （１２０cm3/
min)およびＯ2 （３l/min)および約０．５６トル（約７
５Pa) の背圧を使用して約２１００oCで通常通りにエッ
チングする。エッチングに続いて、管を約２１００oCお
よび大体同じ背圧（Ｏ2 を３l/min で）で火炎研磨す
る。続いて、約２１００oC、背圧約０．７５トル（約１
００Pa) で、ＳｉＣｌ4 （４．３g/min)、ＣＦ4 （１２
５cm3/min)、ＰＯＣｌ3 （０．１g/min)、Ｏ2 （２．１
l/min)およびＨｅ（４．３l/min)を管中に流すことによ
り、１０層のダウンドーピングした（Δ- ＝０．０８
％）クラッド形成ガラスを堆積させる。クラッドと堆積
に続いて、約２１５０oC、背圧約０．７５トル（約１０
０Pa) で、ＳｉＣｌ4 （０．７g/min)、ＧｅＣｌ4
（０．３g /min) 、Ｏ2 （６３０cm3 /min) およびＨｅ
（８２５cm3/min)を管中に流すことにより、単層のアッ
プドーピングした（Δ+ ＝０．２５％）コアガラスを堆
積させる。コアガラスの堆積に続いて、管中へのガス流
をＯ2 およびＣｌ2 に変え、ＫＣｌを入れたＳｉＯ2 ス
プーンをさらに管の中に移動させ、７７０oCを超える温
度に加熱し、コアガラス中の望ましいＫドーピング水準
が得られる様に温度および流量を選択する。これらの調
節の後、管の下流部分を通常の方法でつぶす。この様に
して製造した固体の半製品棒からファイバーを引き出
す。このファイバーは１．３１および１．５５μm でシ
ングルモードであり、結晶化または相分離の兆候を示さ
ず、コア中の酸化カリウムモル分率が０．０３未満であ
り、そのコアの固有損失は、アルカリを含まないこと以
外は実質的に同等のファイバーのそれよりも小さい。
【図１】アルカリドーピングしたガラス質シリカに対す
る、１．５５μm における減衰とアルカリ金属のモル分
率との関係を示すグラフである。
る、１．５５μm における減衰とアルカリ金属のモル分
率との関係を示すグラフである。
【図２】Ｆを含まない、Ｋドーピングしたガラス質シリ
カおよび例としてＦおよびＫドーピングしたガラス質シ
リカに対する、屈折率とアルカリ金属のモル分率との関
係を示すグラフである。
カおよび例としてＦおよびＫドーピングしたガラス質シ
リカに対する、屈折率とアルカリ金属のモル分率との関
係を示すグラフである。
【図３】固有損失のＫおよびＦ濃度への依存性を概略的
に示すグラフである。
に示すグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−195147（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−283845（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−40744（ＪＰ，Ａ) 大久保勝彦著，「ＩＳＤＮ時代のファ イバ技術」，第１版，理工学社，1989年 ６月 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C03C 13/04 C03C 3/06 G02B 6/00 G02B 6/16
Claims (8)
- 【請求項１】 コアおよび該コアに接触して該コアを取
り囲むクラッドからなり、該コアが少なくとも０．８モ
ル分率のＳｉＯ２ を含む、予め決められた作動波長に
おいてシングルモードファイバーであるシリカ系光学フ
ァイバーであって、 ａ）該コアがさらにｘモル分率のＭ２Ｏを含み、Ｍが
Ｋ、Ｒｂおよびそれらの組合わせからなるグループから
選択され、 【数１】 であること、および ｂ）該コアに関連する作動波長における固有損失が、コ
アが実質にＭを含まないこと以外の点では同等の対照フ
ァイバーのコアに関連する固有損失よりも低いことを特
徴とする光学ファイバー。 - 【請求項２】 ＭがＫ、Ｒｂ、ＫおよびＲｂからなるグ
ループから選択されること、およびコアがさらにＦを含
むことを特徴とする請求項１の光学ファイバー。 - 【請求項３】 Ｆのモル分率が１．５ｘ〜２．５ｘの範
囲内であることを特徴とする請求項２の光学ファイバ
ー。 - 【請求項４】 【数２】 であること、およびコアが実質的にＦを含まないことを
特徴とする請求項１の光学ファイバー。 - 【請求項５】 クラッドがＦを含むことを特徴とする請
求項１の光学ファイバー。 - 【請求項６】 ＭがＫ、Ｒｂ、およびＫおよびＲｂから
なるグループから選択されること、コアが実質的にＳ
ｉ、Ｍ、酸素およびフッ素からなり、クラッドが実質的
にＳｉ、酸素およびフッ素からなることを特徴とする請
求項５の光学ファイバー。 - 【請求項７】 作動波長が約１．３μm であることを特
徴とする請求項１の光学ファイバー。 - 【請求項８】 作動波長が約１．５μm であることを特
徴とする請求項１の光学ファイバー。
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