JPH01109307A - 石英系光ファイバ - Google Patents
石英系光ファイバInfo
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- JPH01109307A JPH01109307A JP62266514A JP26651487A JPH01109307A JP H01109307 A JPH01109307 A JP H01109307A JP 62266514 A JP62266514 A JP 62266514A JP 26651487 A JP26651487 A JP 26651487A JP H01109307 A JPH01109307 A JP H01109307A
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Classifications
-
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- 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
-
- 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
-
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- 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
-
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- C03B2201/20—Doped silica-based glasses doped with non-metals other than boron or fluorine
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- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は石英系光ファイバに関するものである。
［従来の技術］
−ａに、石英系光ファイバは、コアにゲルマニウムＧｅ
、リンＰ、チタンＴｉ等の酸化物を添加して屈折率を上
げ、゛クラ゛ツドは純粋石英としたものか、又は、コア
を純粋石英としクラッドにフッ素を添加して屈折率を下
げたものから成る。これらの石英系光コア・イバにおけ
るガラス材料固有の損失要因としては、レーリ散乱損失
、紫外吸収損失、赤外吸収損失があり、それぞれ強い波
長依存性を示す、従って、石英系光ファイバの低損失化
には、これらの固有損失を低減することが課麗となる。
、リンＰ、チタンＴｉ等の酸化物を添加して屈折率を上
げ、゛クラ゛ツドは純粋石英としたものか、又は、コア
を純粋石英としクラッドにフッ素を添加して屈折率を下
げたものから成る。これらの石英系光コア・イバにおけ
るガラス材料固有の損失要因としては、レーリ散乱損失
、紫外吸収損失、赤外吸収損失があり、それぞれ強い波
長依存性を示す、従って、石英系光ファイバの低損失化
には、これらの固有損失を低減することが課麗となる。
現在のところ、石英系光ファイバが最低損失となる波長
域は、１．５μｍ帯であり、それより短波長側ではレー
リ散乱損失が、長波長側では赤外吸収損失が支配的要因
となる。具体的には、主材料である５ｉ−０，結合は、
５ｉｎ４の分子振動の基本振動が、波長９．１μｍ、１
２．５μｍ、２１μｍに大きな１０９〜１０１０ｄＢ／
に−の吸収をもち、その第１の吸収スペクトルの「すそ
」が最低損失の１．５５μｍに影響を与えて、０．０２
ｄＢ／に−の損失増加をもたらす。
域は、１．５μｍ帯であり、それより短波長側ではレー
リ散乱損失が、長波長側では赤外吸収損失が支配的要因
となる。具体的には、主材料である５ｉ−０，結合は、
５ｉｎ４の分子振動の基本振動が、波長９．１μｍ、１
２．５μｍ、２１μｍに大きな１０９〜１０１０ｄＢ／
に−の吸収をもち、その第１の吸収スペクトルの「すそ
」が最低損失の１．５５μｍに影響を与えて、０．０２
ｄＢ／に−の損失増加をもたらす。
従来、コア材を構成するドーパント材料によってガラス
化温度が異なることから、Ｐｓｉｓを使用すると他の材
料に比べて低温（約１４００度）でガラス化するため、
レーリ散乱による損失が少ないとされる。また、赤外吸
収に対しては、Ｇｅ Ｏ，をコア材に用いるのが有利と
されている。
化温度が異なることから、Ｐｓｉｓを使用すると他の材
料に比べて低温（約１４００度）でガラス化するため、
レーリ散乱による損失が少ないとされる。また、赤外吸
収に対しては、Ｇｅ Ｏ，をコア材に用いるのが有利と
されている。
［発明が解決しようとする問題点］
しかし、赤外吸収損失の影響を低減することを目的とし
て、Ｇｅをドニプすると、基本吸収帯は長波側に１ｉ動
して影響の度合は小さくなるが、レーリ散乱が増加する
。また、ドーパント見としてチタンＴｊを用いた場合に
は、Ｔｉ”、Ｔｉ’＋の価数変化で、Ｔ ｉ ’＋がｐ
ｐｂオーダで大きな吸収帯を生じる。リンＰやボロンＢ
については３μｍ付近の吸収が増加し、Ｂは１．２μｍ
付近から吸収帯の「すそ」の影響が生じる。
て、Ｇｅをドニプすると、基本吸収帯は長波側に１ｉ動
して影響の度合は小さくなるが、レーリ散乱が増加する
。また、ドーパント見としてチタンＴｊを用いた場合に
は、Ｔｉ”、Ｔｉ’＋の価数変化で、Ｔ ｉ ’＋がｐ
ｐｂオーダで大きな吸収帯を生じる。リンＰやボロンＢ
については３μｍ付近の吸収が増加し、Ｂは１．２μｍ
付近から吸収帯の「すそ」の影響が生じる。
本発明の目的は、屈折率をＳ ｉ Ｏ，より高くでき且
つ固有損失を増加させないドーパント材料を用いた低損
失の光ファイバを提供することにある。
つ固有損失を増加させないドーパント材料を用いた低損
失の光ファイバを提供することにある。
［問題点を解決するための手段］
本発明の石英系光ファイバは、゛ヨウ素が添加されてい
るコアと、フッ素若しくはボロンが添加されたクラッド
とを備えていることを特徴とするものである。
るコアと、フッ素若しくはボロンが添加されたクラッド
とを備えていることを特徴とするものである。
［作用］
コアにヨウ素を含ませることにより、レーリ散乱損失を
増加させることなく、コアの屈折率を上げることができ
、しかも赤外吸収帯を従来のドーパント材料より長波長
側に移行させることができる。このため、長波長ｔｆｉ
（１，３μｍ〜１．６μｍ）で低損失の光ファイバが得
られる。
増加させることなく、コアの屈折率を上げることができ
、しかも赤外吸収帯を従来のドーパント材料より長波長
側に移行させることができる。このため、長波長ｔｆｉ
（１，３μｍ〜１．６μｍ）で低損失の光ファイバが得
られる。
［実施例］
以下図示の実施例について本発明を説明する。
本発明の石英系光ファイバは、通常の光ファイバと同じ
くコア１とクラッド２とを有する。
くコア１とクラッド２とを有する。
コア１とクラッド２間に屈折率差を０．３％程度持たせ
るために、ドーパントとして、コア１にはハロゲン元素
のヨウ素Ｉを、クラッド２にはフッ素Ｆを混入させてい
る。コア１に添加されているドーパントＴは、公知のＧ
ｅ、Ｔｉ、Ｐ、Ｂ等と同じく、コア１の屈折率を上げる
働きがあり、フッ素Ｆはクラッド２の屈折率を下げる働
きがある。従って、コア１にヨウ素Ｉを添加し、クラッ
ド２にフッ素Ｆを添加した光ファイバは、容易に所望の
屈折率差を得ることができ、■添加量を少なくして低損
失化を図ることができる。
るために、ドーパントとして、コア１にはハロゲン元素
のヨウ素Ｉを、クラッド２にはフッ素Ｆを混入させてい
る。コア１に添加されているドーパントＴは、公知のＧ
ｅ、Ｔｉ、Ｐ、Ｂ等と同じく、コア１の屈折率を上げる
働きがあり、フッ素Ｆはクラッド２の屈折率を下げる働
きがある。従って、コア１にヨウ素Ｉを添加し、クラッ
ド２にフッ素Ｆを添加した光ファイバは、容易に所望の
屈折率差を得ることができ、■添加量を少なくして低損
失化を図ることができる。
上記ドーパントＩが屈折率を上げる働きをなす理由につ
いては、次のように考え、られる。
いては、次のように考え、られる。
まず、既に知られているように、周期表第■族の同じハ
ロゲン元素（Ｆ、ＣＩ、Ｂｒ、Ｉ）でありながら、Ｆを
ドープした“場合にはＳｉＯ３より屈折率が低下し、塩
素Ｃｔをドープした場合には屈折率が増加する事実があ
る。ちなみにＦの原子番号は“９”、’−ＣＩの原子番
号は“１７″であり、原子番号“１４”の硅素Ｓｉの両
側に位置している。一方、屈折率は分極率と関係があり
、原子半径が大きいほうが分極率が大きくなる。従って
、硅素Ｓｉを境として、これより原子半径の小さいフッ
素Ｆについては屈折率を減少させ、Ｓｉより原子半径の
大きい塩素ＣＩについては屈折率を増加させるのであり
、塩素ＣＩより更に原子半径の大きい臭素Ｂｒ、ヨウ素
■についても、屈折率を増加させるものであると考えら
れる。
ロゲン元素（Ｆ、ＣＩ、Ｂｒ、Ｉ）でありながら、Ｆを
ドープした“場合にはＳｉＯ３より屈折率が低下し、塩
素Ｃｔをドープした場合には屈折率が増加する事実があ
る。ちなみにＦの原子番号は“９”、’−ＣＩの原子番
号は“１７″であり、原子番号“１４”の硅素Ｓｉの両
側に位置している。一方、屈折率は分極率と関係があり
、原子半径が大きいほうが分極率が大きくなる。従って
、硅素Ｓｉを境として、これより原子半径の小さいフッ
素Ｆについては屈折率を減少させ、Ｓｉより原子半径の
大きい塩素ＣＩについては屈折率を増加させるのであり
、塩素ＣＩより更に原子半径の大きい臭素Ｂｒ、ヨウ素
■についても、屈折率を増加させるものであると考えら
れる。
次に、ヨウ素■の働きは、上記の屈折率の増大作用だけ
に止どまらず、光ファイバを極めて低損失とする働きも
なす。
に止どまらず、光ファイバを極めて低損失とする働きも
なす。
即ち、ＳｉＸ、（Ｘ＝Ｆ、Ｃ１，Ｂｒ、Ｉ）において、
赤外吸収帯の基本吸収を比較すると、原子量が大きくな
ると更に長波長帯に移行する。
赤外吸収帯の基本吸収を比較すると、原子量が大きくな
ると更に長波長帯に移行する。
例えば、ν１′＆動を例にとれば、Ｆの基本吸収は４．
６μｍ、ＣＩは１２．５．ｕｍ、Ｂｒは４０．２．ｃｚ
ｍ、■は更に長波長になる。従って、コア１にヨウ素■
を添加し、クラッド２にフッ素Ｆを添加した光ファイバ
は、赤外吸収の「すそ」の影響が極めて小さくなる。
６μｍ、ＣＩは１２．５．ｕｍ、Ｂｒは４０．２．ｃｚ
ｍ、■は更に長波長になる。従って、コア１にヨウ素■
を添加し、クラッド２にフッ素Ｆを添加した光ファイバ
は、赤外吸収の「すそ」の影響が極めて小さくなる。
上記光ファイバを作るには、公知の母材製造方法が応用
できるものであるが、その−例として、第２図に内付Ｃ
ＶＤ法による場合を示す。
できるものであるが、その−例として、第２図に内付Ｃ
ＶＤ法による場合を示す。
真空引きした回転する石英ガラス菅３の中に、四塩化硅
素ガス５ｉＣ１４及びフッ素Ｆを酸素ガス０．とともに
送りながら、酸水素バー゛す６で加熱する。バーナ６を
左右に満遍なく移動させ、送り込まれた気体の反応によ
って、内壁全体にクラッド材料となるＦを含んだＳｉｏ
２膜４を生成する０次に、・第２図に示すように、Ｉ２
単体７を電気炉５で加熱しつつ、５ｉＣ１４，０２に工
２を加えて、同様の作業を繰り返し、コア材料となるＩ
ドープ５ｉｎｓ膜８を生成させる。最ｉに、コラプス工
程、線引工程を経て、光ファイバを得る。この実施例で
はＩ２単体を用いたが、ＳｉＩ４を用いることもできる
。
素ガス５ｉＣ１４及びフッ素Ｆを酸素ガス０．とともに
送りながら、酸水素バー゛す６で加熱する。バーナ６を
左右に満遍なく移動させ、送り込まれた気体の反応によ
って、内壁全体にクラッド材料となるＦを含んだＳｉｏ
２膜４を生成する０次に、・第２図に示すように、Ｉ２
単体７を電気炉５で加熱しつつ、５ｉＣ１４，０２に工
２を加えて、同様の作業を繰り返し、コア材料となるＩ
ドープ５ｉｎｓ膜８を生成させる。最ｉに、コラプス工
程、線引工程を経て、光ファイバを得る。この実施例で
はＩ２単体を用いたが、ＳｉＩ４を用いることもできる
。
かくして、試作した単一モード光ファイバの比屈折率差
Δｎは０．３％で、コア部（Ｉドープ部）のΔｎは５ｉ
Ｏｚに比べ０．０５％である。
Δｎは０．３％で、コア部（Ｉドープ部）のΔｎは５ｉ
Ｏｚに比べ０．０５％である。
上記ファイバの伝達損失−波長特性を測定し、損失解析
を行った結果、１．５μｍ帯の赤外吸収損は、０．０１
７ ｄＢ／に、となった。
を行った結果、１．５μｍ帯の赤外吸収損は、０．０１
７ ｄＢ／に、となった。
尚、実施例ではクラッドにＦを添加したが、Ｂを添加し
てもよい、 。
てもよい、 。
［発明の効果］
本発明の石英系光ファイバは、そのコアにドーパントと
してヨウ素を適用しているため、レーリ散乱損失を増加
させることなく、コアの屈折率を上げることができ、し
かも赤外吸収帯は従来のドーパント材料より長波長側に
移行される。また、クラッドにフッ素若しくはボロンを
添加したものであるため、コアの添加量を上げることな
く容易に所望の比屈折率差かえられる。
してヨウ素を適用しているため、レーリ散乱損失を増加
させることなく、コアの屈折率を上げることができ、し
かも赤外吸収帯は従来のドーパント材料より長波長側に
移行される。また、クラッドにフッ素若しくはボロンを
添加したものであるため、コアの添加量を上げることな
く容易に所望の比屈折率差かえられる。
従って、長波長域（１，３μｍ〜１．６μｍ）で低損失
の光ファイバが得られる。
の光ファイバが得られる。
第１図は本発明の■ドープ光ファイバの横断面図、第２
図は本発明の■ドープ光ファイバ母材の製造方法を示す
図である。 図中、３は石英ガラス菅、４はＦを含んだＳｉｏ２膜、
５は電気炉、６は酸水素バーナ、７はＩ２単体、８はＩ
ドー７ Ｓ ｉ Ｏ２膜を示す。 特許出願人 日立電線株式会社 代理人弁理士 絹 谷 信 雄
図は本発明の■ドープ光ファイバ母材の製造方法を示す
図である。 図中、３は石英ガラス菅、４はＦを含んだＳｉｏ２膜、
５は電気炉、６は酸水素バーナ、７はＩ２単体、８はＩ
ドー７ Ｓ ｉ Ｏ２膜を示す。 特許出願人 日立電線株式会社 代理人弁理士 絹 谷 信 雄
Claims (1)
- ヨウ素が添加されているコアと、フッ素若しくはボロン
が添加されたクラッドとを備えていることを特徴とする
石英系光ファイバ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62266514A JPH0718963B2 (ja) | 1987-10-23 | 1987-10-23 | 石英系光ファイバ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62266514A JPH0718963B2 (ja) | 1987-10-23 | 1987-10-23 | 石英系光ファイバ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01109307A true JPH01109307A (ja) | 1989-04-26 |
| JPH0718963B2 JPH0718963B2 (ja) | 1995-03-06 |
Family
ID=17431961
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62266514A Expired - Fee Related JPH0718963B2 (ja) | 1987-10-23 | 1987-10-23 | 石英系光ファイバ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0718963B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05229841A (ja) * | 1991-11-22 | 1993-09-07 | Fujikura Ltd | イメージファイバ |
| WO2001092173A1 (de) * | 2000-05-31 | 2001-12-06 | Schneider Laser Technologies Ag | LICHTLEITFASER AUF SiO2-BASIS ZUR ÜBERTRAGUNG EINER HOHEN LICHTLEISTUNGSDICHTE SOWIE HERSTELLUNGSVERFAHREN DAZU |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5551727A (en) * | 1978-10-09 | 1980-04-15 | Furukawa Electric Co Ltd:The | Production of glass body for light transmission |
| JPS60230104A (ja) * | 1984-04-27 | 1985-11-15 | Dainichi Nippon Cables Ltd | 光フアイバ |
-
1987
- 1987-10-23 JP JP62266514A patent/JPH0718963B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0718963B2 (ja) | 1995-03-06 |
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