JPH01298043A - アルミニウムおよびリン含有シリカ系ガラスを含む物品 - Google Patents
アルミニウムおよびリン含有シリカ系ガラスを含む物品Info
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- JPH01298043A JPH01298043A JP1027743A JP2774389A JPH01298043A JP H01298043 A JPH01298043 A JP H01298043A JP 1027743 A JP1027743 A JP 1027743A JP 2774389 A JP2774389 A JP 2774389A JP H01298043 A JPH01298043 A JP H01298043A
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- C03C2203/42—Gas-phase processes using silicon halides as starting materials
- C03C2203/44—Gas-phase processes using silicon halides as starting materials chlorine containing
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】
品、例えばシリカを基材とする偏波面保q光ファイバー
fpolarization−maintaining
opticalfiber)に関するものである。
fpolarization−maintaining
opticalfiber)に関するものである。
石英ガラスは,多くの応用分野において望ましい材料と
なり得る種々の性質を有している.これら性質のうち、
化学的不活性度が比較的大であること、屈折率が低いこ
とおよび熱膨張率が低いことがとくに挙げられる.しか
しながら石英ガラスは、約2. 000℃以上という作
業温度を有する耐火材料であるため,石英ガラスを含む
物体を製造することは困難であり高価となる原因となっ
ている.従って、石英ガラスの望ましい特性を少なくと
もほとんど全部保有して、しかも作業温度が十分に低い
ガラス組成物を得ることが望ましい.本発明はこのよう
なガラス組成物ならびにかかるガラスを含む物品を開示
するものである.このような物品の例としては光ファイ
バーを挙げることができる。
なり得る種々の性質を有している.これら性質のうち、
化学的不活性度が比較的大であること、屈折率が低いこ
とおよび熱膨張率が低いことがとくに挙げられる.しか
しながら石英ガラスは、約2. 000℃以上という作
業温度を有する耐火材料であるため,石英ガラスを含む
物体を製造することは困難であり高価となる原因となっ
ている.従って、石英ガラスの望ましい特性を少なくと
もほとんど全部保有して、しかも作業温度が十分に低い
ガラス組成物を得ることが望ましい.本発明はこのよう
なガラス組成物ならびにかかるガラスを含む物品を開示
するものである.このような物品の例としては光ファイ
バーを挙げることができる。
シリカを基材とする光ファイバーはテレコミュニケーシ
ョンに広範囲の用途が見出されており、またセンサーや
光ジヤイロスコープのような他の応用分野についても考
えられている.公知のとおり、光ファイバーは,屈折率
が比較的高い軸方向に配列されている中央類@(通常「
コア」と称せられる)と、これと密接して取り巻いてい
る屈折・トが比較的低い領域(通常「クラッド」と称せ
られる)とを含んでいる。
ョンに広範囲の用途が見出されており、またセンサーや
光ジヤイロスコープのような他の応用分野についても考
えられている.公知のとおり、光ファイバーは,屈折率
が比較的高い軸方向に配列されている中央類@(通常「
コア」と称せられる)と、これと密接して取り巻いてい
る屈折・トが比較的低い領域(通常「クラッド」と称せ
られる)とを含んでいる。
多くの化学元素が石英ガラスに添加した場合に、その屈
折率を上昇させることが知られている.このような元素
は、通常[アップードーバンt・tup−dopant
) J と称せられ、これにはGe.Ar1。
折率を上昇させることが知られている.このような元素
は、通常[アップードーバンt・tup−dopant
) J と称せられ、これにはGe.Ar1。
P,Ti.TaおよびLaが含まれる。化学元素にあっ
て,これを石英ガラスに添加した場合に、その屈折率を
ほぼ変化させないか,低下しても小さいという元素の数
は極めて少ない.とくにFとBのみが,シリカを基材と
する光ファイバーに対して[ダウン−ドーパント(do
wn−dopantl Jとして有効であることが知ら
れている.これらダウン−ドーパントのうち、Fは広く
使用されているが、Bについては、Bが光ファイバーの
コア中またはコアに近接して存在すると,約1.1μm
以上の波長において減衰を増加するという事実が、使用
を制限する少なくとも一部の原因となっており、Bの使
用は非常に限定されている.米国特許筒4、616.9
01号では、シリカを基材とする光ファイバーのコア中
にPと Alが同時に存在していると,コアを失透させ
ることなく比較的多量のAr1(約5%以上)でドーピ
ングできることを開示している。
て,これを石英ガラスに添加した場合に、その屈折率を
ほぼ変化させないか,低下しても小さいという元素の数
は極めて少ない.とくにFとBのみが,シリカを基材と
する光ファイバーに対して[ダウン−ドーパント(do
wn−dopantl Jとして有効であることが知ら
れている.これらダウン−ドーパントのうち、Fは広く
使用されているが、Bについては、Bが光ファイバーの
コア中またはコアに近接して存在すると,約1.1μm
以上の波長において減衰を増加するという事実が、使用
を制限する少なくとも一部の原因となっており、Bの使
用は非常に限定されている.米国特許筒4、616.9
01号では、シリカを基材とする光ファイバーのコア中
にPと Alが同時に存在していると,コアを失透させ
ることなく比較的多量のAr1(約5%以上)でドーピ
ングできることを開示している。
公知のように、いわゆる単一モード光ファイバーであっ
ても2実際上は直交状態にある基体モードについて、こ
の結合を消失させるために特別の配慮がない限り,直交
状態の基体モードが両方導光されることになる.これを
配慮したものが,いわゆる偏波面保r4(PM)ファイ
バーである。2Mファイバーは、通常その断面は円形対
称となっていないが,直交状態のうち一つのみが比較的
低い損失で導光されるような条件が設定されている.例
えば、米国特許筒4.515.43号および第4.52
9.426号を参考のこと。現在PMファイバーは主に
実験の目的に使用されているが,将来は、センサーや光
ジヤイロスコープ、およびコヒーレント光ファイバー伝
送システムへの使用の可能性など,より広範囲の用途が
見出されると思われる。
ても2実際上は直交状態にある基体モードについて、こ
の結合を消失させるために特別の配慮がない限り,直交
状態の基体モードが両方導光されることになる.これを
配慮したものが,いわゆる偏波面保r4(PM)ファイ
バーである。2Mファイバーは、通常その断面は円形対
称となっていないが,直交状態のうち一つのみが比較的
低い損失で導光されるような条件が設定されている.例
えば、米国特許筒4.515.43号および第4.52
9.426号を参考のこと。現在PMファイバーは主に
実験の目的に使用されているが,将来は、センサーや光
ジヤイロスコープ、およびコヒーレント光ファイバー伝
送システムへの使用の可能性など,より広範囲の用途が
見出されると思われる。
一般に2Mファイバーにおいては、非円形対称応力が、
コア領域に働いて、コア中で非円形対称屈折率となるよ
うに1個またはそれ以上の応力発生領域が設けられる.
この複屈折を生ずるのに効果が上がるように、応力領域
はファイバーのコアに密接していることが望ましい.コ
アに密接している材料が比較的高い屈折率を有している
と、ファイバーの導光性に悪影響を与えるため、応力発
生領域の屈折率はクラッドの屈折率以下であることが一
般に有利である.さらに応力発生領域中のガラスは,応
力発生体として効果的にするため、シリカの熱膨張率と
は実質的な差のあるものでなければならない。シリカの
屈折率を低下させ、熱膨張率を増大させる両方に有効な
ドーパントとじては、これまでホウ素しか知られていな
かった。従って従来のPMファイバーにおける応力発生
領域は、一般にBをドーピングしたシリカからなってい
る。しかしながらBでドーピングしたシリカは、約1.
1um以上の波長を減衰するので、このような波長で操
作するように設計されたファイバーに対しては、応力を
コアに対し効果的に与えるため応力領域をコアに密接し
て置くということと、余分な減衰が起らないようにBで
ドーピングしたシリカ領域をコアから遠去けて置くとい
う矛盾した要求の間に、少なくとも、約1.1am以上
の波長における使用を意図したファイバーについては妥
協が必要となる。公知のように、現在テレコミュニケー
ションの目的に対して好ましい波長は約1.3μmであ
り、将来は約1.55g1llがより好ましい操作波長
となるように思われる。
コア領域に働いて、コア中で非円形対称屈折率となるよ
うに1個またはそれ以上の応力発生領域が設けられる.
この複屈折を生ずるのに効果が上がるように、応力領域
はファイバーのコアに密接していることが望ましい.コ
アに密接している材料が比較的高い屈折率を有している
と、ファイバーの導光性に悪影響を与えるため、応力発
生領域の屈折率はクラッドの屈折率以下であることが一
般に有利である.さらに応力発生領域中のガラスは,応
力発生体として効果的にするため、シリカの熱膨張率と
は実質的な差のあるものでなければならない。シリカの
屈折率を低下させ、熱膨張率を増大させる両方に有効な
ドーパントとじては、これまでホウ素しか知られていな
かった。従って従来のPMファイバーにおける応力発生
領域は、一般にBをドーピングしたシリカからなってい
る。しかしながらBでドーピングしたシリカは、約1.
1um以上の波長を減衰するので、このような波長で操
作するように設計されたファイバーに対しては、応力を
コアに対し効果的に与えるため応力領域をコアに密接し
て置くということと、余分な減衰が起らないようにBで
ドーピングしたシリカ領域をコアから遠去けて置くとい
う矛盾した要求の間に、少なくとも、約1.1am以上
の波長における使用を意図したファイバーについては妥
協が必要となる。公知のように、現在テレコミュニケー
ションの目的に対して好ましい波長は約1.3μmであ
り、将来は約1.55g1llがより好ましい操作波長
となるように思われる。
シリカを基材とするPM光ファイバーが今後重要になる
ことに鑑みると、シリカの屈折率より実質的に大きくな
い屈折率を有しかつ光通信やその他の関連用途に対して
対象となる波長範囲、−船釣には約0.5gmないし約
1.7umの波長において放射吸収が実質上増加しない
ような、応力発生領域を形成する手段を(することか強
く要望されている。本発明はかかる手段とかかる手段を
含む光ファイバーとを開示するものである。
ことに鑑みると、シリカの屈折率より実質的に大きくな
い屈折率を有しかつ光通信やその他の関連用途に対して
対象となる波長範囲、−船釣には約0.5gmないし約
1.7umの波長において放射吸収が実質上増加しない
ような、応力発生領域を形成する手段を(することか強
く要望されている。本発明はかかる手段とかかる手段を
含む光ファイバーとを開示するものである。
+lおよびPは個別的にはシリカのアップ−ドーパント
であることは公知であるが、^eとPとをほぼ等モル量
でコ・ドーピングした石英ガラスは、シリカの屈折率を
ほぼ不変のままとするか。
であることは公知であるが、^eとPとをほぼ等モル量
でコ・ドーピングした石英ガラスは、シリカの屈折率を
ほぼ不変のままとするか。
屈折率を低下さえさせることができることを見出した。
さらにこのようなドーピングにより、ガラスの作業温度
は、ドーピングしない石英ガラスに比較して十分下げる
ことができる。ARPO,を30モル%という多量でド
ーピングしたシリカは結晶化を避けるためのクエンチン
グが不要であり、しかもこのような比較的多量のドーパ
ントを加えても、石英ガラスの望ましい多くの性質に大
きな変化を起さず、品質的に受は入れられなくなること
もない0例えば、本発明によりドーピングしたシリカは
、純粋の石英ガラスと比較して熱膨張率が高いが、通常
の多くのガラスの熱膨張率に比較すると依然率さいもの
である。Al1とPをほぼ等モル量でドーピングしたシ
リカを、以下f1.Pl −ドープトシリカと称する。
は、ドーピングしない石英ガラスに比較して十分下げる
ことができる。ARPO,を30モル%という多量でド
ーピングしたシリカは結晶化を避けるためのクエンチン
グが不要であり、しかもこのような比較的多量のドーパ
ントを加えても、石英ガラスの望ましい多くの性質に大
きな変化を起さず、品質的に受は入れられなくなること
もない0例えば、本発明によりドーピングしたシリカは
、純粋の石英ガラスと比較して熱膨張率が高いが、通常
の多くのガラスの熱膨張率に比較すると依然率さいもの
である。Al1とPをほぼ等モル量でドーピングしたシ
リカを、以下f1.Pl −ドープトシリカと称する。
AlとPとでドーピングした石英ガラスの作業温度を十
分低下させて実用上有意義なものとするため、材料はA
l1およびPをそれぞれ少なくとも約2原子%(ato
mic%)含むことが望ましい、さらに本発明のガラス
はその屈折率が1石英ガラスの屈折率口。を超えてもせ
いぜい約0.001である屈折率0を有し、そのTgは
、純粋石英ガラスのTg(〜1.170℃)より十分(
一般に少なくとも100℃)低いTgを有するものであ
る。公知のとおり。
分低下させて実用上有意義なものとするため、材料はA
l1およびPをそれぞれ少なくとも約2原子%(ato
mic%)含むことが望ましい、さらに本発明のガラス
はその屈折率が1石英ガラスの屈折率口。を超えてもせ
いぜい約0.001である屈折率0を有し、そのTgは
、純粋石英ガラスのTg(〜1.170℃)より十分(
一般に少なくとも100℃)低いTgを有するものであ
る。公知のとおり。
Tgはガラスの粘度が10′!4ポアズとなる温度とし
て通常定義されているものである。
て通常定義されているものである。
本発明のガラスは、光ファイバーを含めた各種の物品に
組み込むことができ、とくにガラスの屈折率が思いがけ
なく低いことにより有利に使用できる。このことにより
、例えばほぼ等モル量のAl1とPとを光ファイバーの
クラッド領域におけるダウン−ドーパントとして使用す
ることが可能になる1本発明による物品は、八2とPと
でコ・ドーピングされたシリカを基材とするガラスを含
んでいる。コ・ドーピングしたガラス中のへ2対Siの
原子比は、約0.02より大であり、Aj2対Pの比は
、コ・ドーピングしたガラスの屈折率が、純粋の石英ガ
ラスの屈折率n。を超えてもせいぜい約0.001にな
るように選択されたものである。
組み込むことができ、とくにガラスの屈折率が思いがけ
なく低いことにより有利に使用できる。このことにより
、例えばほぼ等モル量のAl1とPとを光ファイバーの
クラッド領域におけるダウン−ドーパントとして使用す
ることが可能になる1本発明による物品は、八2とPと
でコ・ドーピングされたシリカを基材とするガラスを含
んでいる。コ・ドーピングしたガラス中のへ2対Siの
原子比は、約0.02より大であり、Aj2対Pの比は
、コ・ドーピングしたガラスの屈折率が、純粋の石英ガ
ラスの屈折率n。を超えてもせいぜい約0.001にな
るように選択されたものである。
本発明による現在好ましいとされている光ファイバーに
おいては、コ・ドーピングしたクラッド領域をPMファ
イバー中の応力発生領域としている。このようなPMフ
ァイバーにおいては、応力発生領域が、対象としている
波長の電磁放射を実質上吸収しないため、応力発生領域
をコアに密接して配置することができる。
おいては、コ・ドーピングしたクラッド領域をPMファ
イバー中の応力発生領域としている。このようなPMフ
ァイバーにおいては、応力発生領域が、対象としている
波長の電磁放射を実質上吸収しないため、応力発生領域
をコアに密接して配置することができる。
本発明によるPMファイバーにおいて、(八β、 Pl
〜ドープトシリカ領域の屈折率は、純粋の石英ガラスの
屈折率と比較して実質的に高くなく (一般に高くとも
せいぜい約0.0011、好ましくは等しいかより低い
ものであり、その熱膨張率は純粋の石英ガラスと比較し
て(−数的に少なくとも約5oz)大きい。
〜ドープトシリカ領域の屈折率は、純粋の石英ガラスの
屈折率と比較して実質的に高くなく (一般に高くとも
せいぜい約0.0011、好ましくは等しいかより低い
ものであり、その熱膨張率は純粋の石英ガラスと比較し
て(−数的に少なくとも約5oz)大きい。
本発明によるファイバーは、必ずしもPMファイバーで
ある必要はなく、偏波面の直交モード間の結合が実質上
越らないファイバーであってもよい。後者の場合は、コ
・ドーピングはシリカの屈折率に等しいかまたは小さい
屈折率のクラッド領域を作るか、および/またはプリフ
ォームのコラップス温度を低下させるために使用される
。さらにコ・ドーピングしたクラツデイング領域は、必
ずしもコアを取り巻く必要がなく、クラツデイングの隔
離部分、例えばいわゆるPANDA PMファイバー中
の応力ロットから作られた材料であってもよい。
ある必要はなく、偏波面の直交モード間の結合が実質上
越らないファイバーであってもよい。後者の場合は、コ
・ドーピングはシリカの屈折率に等しいかまたは小さい
屈折率のクラッド領域を作るか、および/またはプリフ
ォームのコラップス温度を低下させるために使用される
。さらにコ・ドーピングしたクラツデイング領域は、必
ずしもコアを取り巻く必要がなく、クラツデイングの隔
離部分、例えばいわゆるPANDA PMファイバー中
の応力ロットから作られた材料であってもよい。
本発明によるガラスの用途は、光ファイバーにのみ限ら
れるものではない。別の用途としては、屈折率と熱膨張
が比較的低く、相対的に伏字的不活性な純粋なガラスを
必要とするあらゆる応用分野に本質的に使用できるもの
である。このような応用分野の具体例としては、半導体
加工、電子包!1i;(elecl、ronic pa
ckaginglおよび蒸気光線(vaporligh
tlが挙げられる。本発明によるガラスは、例えば受動
光装置(passive optical devic
elまたは集積化電子/光子装置用の平面導波路として
も有利に使用することができる。これら後者の用途にお
いても、本発明のガラスの作業温度が比較的低いことが
重要であると思われる。前記のように。
れるものではない。別の用途としては、屈折率と熱膨張
が比較的低く、相対的に伏字的不活性な純粋なガラスを
必要とするあらゆる応用分野に本質的に使用できるもの
である。このような応用分野の具体例としては、半導体
加工、電子包!1i;(elecl、ronic pa
ckaginglおよび蒸気光線(vaporligh
tlが挙げられる。本発明によるガラスは、例えば受動
光装置(passive optical devic
elまたは集積化電子/光子装置用の平面導波路として
も有利に使用することができる。これら後者の用途にお
いても、本発明のガラスの作業温度が比較的低いことが
重要であると思われる。前記のように。
本発明によるガラスの作業温度は比較的低い、従って、
工業的に有用な物品を製作し加工する場合に、石英ガラ
スに比較して屡/Z容易となり、安価となる。
工業的に有用な物品を製作し加工する場合に、石英ガラ
スに比較して屡/Z容易となり、安価となる。
本発明の重要な特徴は、Al2とPとでコ・ドーピング
した石英ガラスの屈折率が、純粋の石英ガラスの屈折率
と比較して等しくできるか、低くできることを思いがけ
ず見い出したことである(2種類の材料の屈折率は同一
波長、例えば光ファイバーの設計または操作波長で比較
すべきことは理解されるであろう)。
した石英ガラスの屈折率が、純粋の石英ガラスの屈折率
と比較して等しくできるか、低くできることを思いがけ
ず見い出したことである(2種類の材料の屈折率は同一
波長、例えば光ファイバーの設計または操作波長で比較
すべきことは理解されるであろう)。
本発明の別の特徴は、 (Al2. Pl−ドープトシ
リカの熱膨張率は、他の多(のガラスと比較すると小さ
いが、純粋のシリカの熱膨張率とは明らかに差があり、
その差は(Aff、P)−ドープトシリカを、シリカを
基材とするPMフ7才バーにおける応力発生材料として
有利に使用することができるような程度のものであるこ
とを見い出したことである。 fAl. Pi−ドー
プトクラッド材料は、PMファイバー以外にも使用でき
る[例えば整合 (matchedl クラツデイングまたは扁平(de
pressedl クラツデイング設計の単一モードの
光ファイバーに1か、主としてPMファイバーについて
以下記載する。
リカの熱膨張率は、他の多(のガラスと比較すると小さ
いが、純粋のシリカの熱膨張率とは明らかに差があり、
その差は(Aff、P)−ドープトシリカを、シリカを
基材とするPMフ7才バーにおける応力発生材料として
有利に使用することができるような程度のものであるこ
とを見い出したことである。 fAl. Pi−ドー
プトクラッド材料は、PMファイバー以外にも使用でき
る[例えば整合 (matchedl クラツデイングまたは扁平(de
pressedl クラツデイング設計の単一モードの
光ファイバーに1か、主としてPMファイバーについて
以下記載する。
応力発生材料がPMファイバーに使用されている場合に
は、一般に従来の応力発生材料(例えばBまたはAl2
−ドープトシリカ)に代えて(1,Pl−ドープトシリ
カを使用することができる。例えば、fAR,P)−ド
ープトシリカロッドは、従来使用されているB−ドープ
トシリカロッドに代えてPANDAプリフォームのクラ
ッド領域に挿入することができ(例えばT、 Ho5a
ka等の、 ElectronicsLetter、V
ol、21.p、920−92109851 ) 、あ
るいは他の従来技術のファイバーのアルミノケイ酸塩応
力ロットと置き換えることができるfu、 J、 ua
rro口等、 、Journal of Lightw
ave Technology、Vol、1.T−2、
p、155参照のこと)。
は、一般に従来の応力発生材料(例えばBまたはAl2
−ドープトシリカ)に代えて(1,Pl−ドープトシリ
カを使用することができる。例えば、fAR,P)−ド
ープトシリカロッドは、従来使用されているB−ドープ
トシリカロッドに代えてPANDAプリフォームのクラ
ッド領域に挿入することができ(例えばT、 Ho5a
ka等の、 ElectronicsLetter、V
ol、21.p、920−92109851 ) 、あ
るいは他の従来技術のファイバーのアルミノケイ酸塩応
力ロットと置き換えることができるfu、 J、 ua
rro口等、 、Journal of Lightw
ave Technology、Vol、1.T−2、
p、155参照のこと)。
第1図は、 5in2ガラスなAl2でドーピングした
もの(曲線10)と同じくPでドーピングしたもの(曲
線11)とについて得た屈折率の既知の変化(△n”n
−no、式中n。は石英ガラスの屈折率)を。
もの(曲線10)と同じくPでドーピングしたもの(曲
線11)とについて得た屈折率の既知の変化(△n”n
−no、式中n。は石英ガラスの屈折率)を。
ドーパントの酸化物の濃度の関数として表わしたもので
ある0両方の曲線ともドーパントの濃度増加とともに急
勾配で」1昇している。第tgはまた本質的に等モル量
のAg、とPとで5te2をドーピングして生じた八〇
の予備的な測定値を、同じくドーパントの酸化物濃度の
関数として表わした曲線12も示しである。さらなる実
験の結果1曲線12は若干修正される可能性はあるが、
ARとPでドーピングした5iOzは屈折率が低下する
という驚ろくべき結果が明らかとなっている。
ある0両方の曲線ともドーパントの濃度増加とともに急
勾配で」1昇している。第tgはまた本質的に等モル量
のAg、とPとで5te2をドーピングして生じた八〇
の予備的な測定値を、同じくドーパントの酸化物濃度の
関数として表わした曲線12も示しである。さらなる実
験の結果1曲線12は若干修正される可能性はあるが、
ARとPでドーピングした5iOzは屈折率が低下する
という驚ろくべき結果が明らかとなっている。
本発明によるPMファイバーを形成するための具体的な
技術としては、MCVD法により円形対称ブリフ↑−ム
を作製し、米国特許第4.529.426号の教示にほ
ぼ従ってこのプリフォームを変形(偏平)し、この偏・
[ブリフ4−1いから断面を維持するようにして九ファ
イバーに線引する工程が含まれる。このファイバーは一
暇に既知の小合体により既知の方法で被覆される9 1↑1記の肛VDに基づいた方法の代表的な実施態様i
、=おいては、Aff2G[6j3よびpocg、ノヨ
’+な気体状のAシ含イーT +iii駆ガスならびに
P含有前駆ガスを気体状5iCf24とともに反応帯に
供給し、約1.800℃にJjいて02と反応させて、
石英ガラス基体チューブの内面のような基体にに反応生
成物を堆積させるようにする。気体状Ag、1.は、米
国特許第4.616.901 号に開示されているよう
に、加熱されたアルミニウム線にをC!2ガスを通過さ
せてTA造することができる。
技術としては、MCVD法により円形対称ブリフ↑−ム
を作製し、米国特許第4.529.426号の教示にほ
ぼ従ってこのプリフォームを変形(偏平)し、この偏・
[ブリフ4−1いから断面を維持するようにして九ファ
イバーに線引する工程が含まれる。このファイバーは一
暇に既知の小合体により既知の方法で被覆される9 1↑1記の肛VDに基づいた方法の代表的な実施態様i
、=おいては、Aff2G[6j3よびpocg、ノヨ
’+な気体状のAシ含イーT +iii駆ガスならびに
P含有前駆ガスを気体状5iCf24とともに反応帯に
供給し、約1.800℃にJjいて02と反応させて、
石英ガラス基体チューブの内面のような基体にに反応生
成物を堆積させるようにする。気体状Ag、1.は、米
国特許第4.616.901 号に開示されているよう
に、加熱されたアルミニウム線にをC!2ガスを通過さ
せてTA造することができる。
ト分な厚さのil、P)−ドープトシリカを堆積させた
後、AQおよびP含有前駆体ガスの供給を停+J= L
、適当な屈折率に井ドーパントの前駆体(−射的には
GeにQ、1をガス?A中に導入して、最終的に光ファ
イバーのコアとなるアップ−ドーピングされたシリカを
生成させ、これを(Ag、Pl−ドープトガラス上に堆
積させる。内面に物質を堆積させたガラスチューブを次
いで既知方法でコラップスして、円形の断面を有するプ
リフォームを作る。
後、AQおよびP含有前駆体ガスの供給を停+J= L
、適当な屈折率に井ドーパントの前駆体(−射的には
GeにQ、1をガス?A中に導入して、最終的に光ファ
イバーのコアとなるアップ−ドーピングされたシリカを
生成させ、これを(Ag、Pl−ドープトガラス上に堆
積させる。内面に物質を堆積させたガラスチューブを次
いで既知方法でコラップスして、円形の断面を有するプ
リフォームを作る。
本発明による光ファイバーにおいては、AQおよびPの
各濃度は、コ・ドーピング領域において、得られたガラ
スの八〇がせいぜい約0.001 となるようにそれぞ
れが選択される。−射的にいってこのことは八2および
Pがほぼ等モル濃度で存在していることを意味している
。そのためにはAl1.、PおよびSiの塩化物から、
それぞれの酸化物fl□03.PJsおよびSiO□)
が適当な速度で生成して、正しいドーパント濃度になる
必要がある。
各濃度は、コ・ドーピング領域において、得られたガラ
スの八〇がせいぜい約0.001 となるようにそれぞ
れが選択される。−射的にいってこのことは八2および
Pがほぼ等モル濃度で存在していることを意味している
。そのためにはAl1.、PおよびSiの塩化物から、
それぞれの酸化物fl□03.PJsおよびSiO□)
が適当な速度で生成して、正しいドーパント濃度になる
必要がある。
1)?i記の酸化物は同一の揮発度を有しておらず(酸
化リンは、アルミナおよびシリカのいずれよりも、極め
て容易に堆積物から揮発する)またそれらの1p化物/
酸化物平衡は必ずしも当量的ではないために、このよう
な影響を相殺するための各前駆体の供給を調整すること
が一般的に必要である。例えは、発明者はガス流中のp
ocp 、のLfLNは、AlC9゜のlff1 Nよ
り約IO%大きい(約1.800℃の堆積温度について
、モル基準で)ことが望ましいことを見い出した。いわ
ゆる空乏tdep l et 1onl効果は温度依存
・hのため、−射的に流iit条件は堆積温度により選
ばれ、全般的に妥当な限界を与えることができない、し
かしながら、−射的に少竜の実験を行えば、適当な条件
を十分決定することができる。具体的な流量(反応温度
的1.8F10℃)を第1表に示す。
化リンは、アルミナおよびシリカのいずれよりも、極め
て容易に堆積物から揮発する)またそれらの1p化物/
酸化物平衡は必ずしも当量的ではないために、このよう
な影響を相殺するための各前駆体の供給を調整すること
が一般的に必要である。例えは、発明者はガス流中のp
ocp 、のLfLNは、AlC9゜のlff1 Nよ
り約IO%大きい(約1.800℃の堆積温度について
、モル基準で)ことが望ましいことを見い出した。いわ
ゆる空乏tdep l et 1onl効果は温度依存
・hのため、−射的に流iit条件は堆積温度により選
ばれ、全般的に妥当な限界を与えることができない、し
かしながら、−射的に少竜の実験を行えば、適当な条件
を十分決定することができる。具体的な流量(反応温度
的1.8F10℃)を第1表に示す。
本発明による具体的な光ファイバープリフォームの関連
部分の屈折率の分布状態を第2図に示す1図中20はコ
ア領域、21は(Al1.Plでドープした堆積クラッ
ド領域、22はチューブから得たSiO□クラッド領域
である。第2図から明らかなように領域21の屈折率は
n。より小さい。
部分の屈折率の分布状態を第2図に示す1図中20はコ
ア領域、21は(Al1.Plでドープした堆積クラッ
ド領域、22はチューブから得たSiO□クラッド領域
である。第2図から明らかなように領域21の屈折率は
n。より小さい。
第3図は、第2図のプリフォームを線引して得た光ファ
イバーの屈折率分布を示す。プリフォームの場合と同様
に、30は光ファイバーのコア、 31はfl、Plド
ーピング堆積クラッド領域、32はチューブからのシリ
カクラッドを示している。図で明らかなように、クラッ
ド領td31の屈折率は、ドーピングしていない5if
2の屈折率と実質的に等しいが、プリフォームの場合は
、それに相当する領域21の屈折率は、5102領域よ
り十分低くなっている。このような屈折率の変化はしば
しば観察されるところで、プリフォームから線引した光
ファイバーに関連するものと考えられる。とくに非円形
プリフォームの断面を保持する場合に一般に採用されて
いるような比較的高い引張り強さで線引した際に付随す
ると考えられる。
イバーの屈折率分布を示す。プリフォームの場合と同様
に、30は光ファイバーのコア、 31はfl、Plド
ーピング堆積クラッド領域、32はチューブからのシリ
カクラッドを示している。図で明らかなように、クラッ
ド領td31の屈折率は、ドーピングしていない5if
2の屈折率と実質的に等しいが、プリフォームの場合は
、それに相当する領域21の屈折率は、5102領域よ
り十分低くなっている。このような屈折率の変化はしば
しば観察されるところで、プリフォームから線引した光
ファイバーに関連するものと考えられる。とくに非円形
プリフォームの断面を保持する場合に一般に採用されて
いるような比較的高い引張り強さで線引した際に付随す
ると考えられる。
観察された(Al、P)−ドープトシリカの屈折率の変
化が、どのような機構で生じたかには関係なく、光フア
イバー中に望ましい屈折率分布が得られるように堆積条
件(前駆体流量を含め)を設定するのがよい。屈折率の
変化は、とくに線引温度および/または引張り強さに依
存するため、全般的に妥当な条件を特定することはでき
ない、しかしながら、少量の実験を行えば、適当な堆積
条件を一般には十分設定することができる。
化が、どのような機構で生じたかには関係なく、光フア
イバー中に望ましい屈折率分布が得られるように堆積条
件(前駆体流量を含め)を設定するのがよい。屈折率の
変化は、とくに線引温度および/または引張り強さに依
存するため、全般的に妥当な条件を特定することはでき
ない、しかしながら、少量の実験を行えば、適当な堆積
条件を一般には十分設定することができる。
第4図は、屈折率の5in2中のへ2対P比への依存性
を予備的試験で具体的に示すものであって、図中曲線4
1は、Aff/Siの原子比が7.2%であるようなA
J2a度を有するガラスの屈折率であり、曲線42は前
記の比が12%であるようなガラスの屈折率である。横
座標は、 P/Siの原子比を百分率で与えたものであ
る。この予備的試験結果でわかるように、 fAg、
、 Pl−ドープトシリカの最小屈折率は、ドーパント
が等モル濃度かそれに近いときに起る。
を予備的試験で具体的に示すものであって、図中曲線4
1は、Aff/Siの原子比が7.2%であるようなA
J2a度を有するガラスの屈折率であり、曲線42は前
記の比が12%であるようなガラスの屈折率である。横
座標は、 P/Siの原子比を百分率で与えたものであ
る。この予備的試験結果でわかるように、 fAg、
、 Pl−ドープトシリカの最小屈折率は、ドーパント
が等モル濃度かそれに近いときに起る。
実」1江↓
W準の+6X 19mm石英ガラスチューブの内面に肛
VD法で(Al2.Pl−ドープトシリカを析出さゼた
。各前駆体ガスおよび希釈ガス(Helの流1は第1表
中、実施例1の欄に示したとおりであり、反応温度は約
1.800℃であった。AR,1,は、米国特許第4.
616.901号に開示されたようにして、加熱Aj2
ワイヤー上にCl22ガスを通過させて製造した。20
回の堆積の後、AffaCj2sとpocg。
VD法で(Al2.Pl−ドープトシリカを析出さゼた
。各前駆体ガスおよび希釈ガス(Helの流1は第1表
中、実施例1の欄に示したとおりであり、反応温度は約
1.800℃であった。AR,1,は、米国特許第4.
616.901号に開示されたようにして、加熱Aj2
ワイヤー上にCl22ガスを通過させて製造した。20
回の堆積の後、AffaCj2sとpocg。
の流れを止め、その代りにガス流にGeCR<をIg/
分導入した。堆積1回後チユーブを既知のような方法で
コラップスして、1AJ2.Pl−ドープトクラッド領
域の屈折率が実質的にn。に等しい円形のプリフォーム
ロッドを得た。このプリフォームから既知の方式で線引
してfAff、Pl−ドープトクラッド領域の屈折率が
n。よりわずかに大きい(約0、001だけ)か、コア
の屈折率よりは小さい光ファイバーを得た。
分導入した。堆積1回後チユーブを既知のような方法で
コラップスして、1AJ2.Pl−ドープトクラッド領
域の屈折率が実質的にn。に等しい円形のプリフォーム
ロッドを得た。このプリフォームから既知の方式で線引
してfAff、Pl−ドープトクラッド領域の屈折率が
n。よりわずかに大きい(約0、001だけ)か、コア
の屈折率よりは小さい光ファイバーを得た。
1血廻ユ
(Al1.P)−ドープトクラッド材享4を堆積するた
めの流量を第1表の実施例2の欄に示したようにし、2
2回の堆積を行った以外は実施例1に記載した方法とほ
ぼ同様にして光ファイバープリフォームを作製した。得
られたプリフォームの屈折率分布状態は第2図に示した
ものとほぼ同じである。
めの流量を第1表の実施例2の欄に示したようにし、2
2回の堆積を行った以外は実施例1に記載した方法とほ
ぼ同様にして光ファイバープリフォームを作製した。得
られたプリフォームの屈折率分布状態は第2図に示した
ものとほぼ同じである。
このプリフォームから既知の方法で線引して、第3図と
ほぼ同様の屈折率分布にある光ファイバーを得る。光フ
ァイバーのコア、堆積したクラッドおよび全体の直径は
、それぞれ約6.40および125μmであり、遮断波
長は約1.15μIII:波長1.55μIでの損失は
約0.5dB/Kmである。
ほぼ同様の屈折率分布にある光ファイバーを得る。光フ
ァイバーのコア、堆積したクラッドおよび全体の直径は
、それぞれ約6.40および125μmであり、遮断波
長は約1.15μIII:波長1.55μIでの損失は
約0.5dB/Kmである。
X胤炭J
実施例2とほぼ同様にしてプリフォームを作製した。こ
のプリフォームを、米国特許第4.529.426号に
記載された方法に従って、加熱し押しつぶして、縦横比
が約1・2であるほぼ長方形断面を有するプリフォーム
とした。このプリフォームを既知の方法で線引して(約
40gの引張り強さで)、プリフォームと実質的に同一
の断面形状を有する光ファイバーを得た。この先ファイ
バーの長軸に沿ったファイバーの屈折率は第3図に示し
たものとほぼ同じであった。この光ファイバーは、13
μmの波長で、lOmの長さに対して42.5dB、
500mにダ1して22d[lの消光比をイ]するPM
ファイバーであり、相当するパラメータは1、:l X
In−5/m−’であった。 0.488 a mに
おけるビート長は約9mmで、モード複屈折5.3 X
l0−’に相Yうする。 16 μtoにおける減衰は
約0.5dB/Km。
のプリフォームを、米国特許第4.529.426号に
記載された方法に従って、加熱し押しつぶして、縦横比
が約1・2であるほぼ長方形断面を有するプリフォーム
とした。このプリフォームを既知の方法で線引して(約
40gの引張り強さで)、プリフォームと実質的に同一
の断面形状を有する光ファイバーを得た。この先ファイ
バーの長軸に沿ったファイバーの屈折率は第3図に示し
たものとほぼ同じであった。この光ファイバーは、13
μmの波長で、lOmの長さに対して42.5dB、
500mにダ1して22d[lの消光比をイ]するPM
ファイバーであり、相当するパラメータは1、:l X
In−5/m−’であった。 0.488 a mに
おけるビート長は約9mmで、モード複屈折5.3 X
l0−’に相Yうする。 16 μtoにおける減衰は
約0.5dB/Km。
1.3gnでは約1 、5dll/Kmであった。
fil、 PI−ドープ]・クラッド領域の熱膨張率は
約 1.4 Xl0−’°c−’で、これは純粋のシリカの
約3倍である。
fil、 PI−ドープ]・クラッド領域の熱膨張率は
約 1.4 Xl0−’°c−’で、これは純粋のシリカの
約3倍である。
第1図は、ドーパントの濃度を関数としてのAQドープ
シリカとP−ドープシリカの屈折率と。 (1,Plドープトシリカの屈折率についての予備的デ
ータを表わしたものであり。 第2図および第3図は、本発明を具体化したプリフォー
ムと、このプリフォームな線弓1したファイバーの関連
部分のそれぞれの屈折率を示すものであり、 第4図は、A g/ P比の関数としての屈折率につい
ての予備的データを示すものである。 圧折呈差(Δn) FIG、 4 P/St (%) 手続ネ市正書(方式) 平成 1年 4月27日 特許庁長官 吉 ln 文 毅 殿1、%件の表示 平成 1年特許願第 27743号 2、発明の名称 アルミニウムおよびリン含有シリカ系 ガラスを含む物品 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 デレクラフ カムバニー 4、代理人 5、補正命令の日付 6、補正の対象 「明 細 書」別紙の通り
浄書した明m書を14提出致します。
シリカとP−ドープシリカの屈折率と。 (1,Plドープトシリカの屈折率についての予備的デ
ータを表わしたものであり。 第2図および第3図は、本発明を具体化したプリフォー
ムと、このプリフォームな線弓1したファイバーの関連
部分のそれぞれの屈折率を示すものであり、 第4図は、A g/ P比の関数としての屈折率につい
ての予備的データを示すものである。 圧折呈差(Δn) FIG、 4 P/St (%) 手続ネ市正書(方式) 平成 1年 4月27日 特許庁長官 吉 ln 文 毅 殿1、%件の表示 平成 1年特許願第 27743号 2、発明の名称 アルミニウムおよびリン含有シリカ系 ガラスを含む物品 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 デレクラフ カムバニー 4、代理人 5、補正命令の日付 6、補正の対象 「明 細 書」別紙の通り
浄書した明m書を14提出致します。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、AlとPとでコ・ドーピングしたシリカを基材とす
るガラスを含む物品であって、コ・ドーピングしたガラ
ス中のAl対Siの原子比が約0.02より大である物
品において、前記のコ・ドーピングしたガラスの屈折率
が、純粋の石英ガラスの屈折率n_0を超えてもたかだ
か約0.001であるようにAl対Pの比が選択されて
いることを特徴とする物品。 2 前記の物品が、コアと、コアを取り囲むクラッドと
からなり、該クラッドがコ・ドーピングしたガラスから
なる光ファイバーまたは光ファイバープリフオームであ
る請求項1記載の物品。 3、前記光ファイバーが、コ・ドーピングしたガラスか
らなる少なくとも1つの応力発生領域を含む偏波面保存
ファイバーである請求項2記載の物品。 4、前記のコ・ドーピングしたガラスの屈折率がn_0
以下である請求項3記載の偏波面保存ファイバー。 5、前記のコ・ドーピングしたガラスがほぼ等モル量の
AlとPとを含んでいる請求項1ないし4のいずれかに
記載の物品。 6 前記のコ・ドーピングしたガラスが、Al含有前駆
体ガス、P含有前駆体ガスおよびSi含有前駆体ガスを
反応帯に導入して、該前駆体ガスを酸素と反応させ、A
lとPとでドーピングしたシリカを基材とする反応生成
物を基体上に堆積させる工程を含む方法により製造され
る請求項1ないし5のいずれかに記載の物品。 7、前記の物品が、基体上に設けられた平板光導波路か
らなり、該導波路がコ・ドーピングしたガラスからなる
請求項1記載の物品。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US153,746 | 1988-02-08 | ||
US07/153,746 US4830463A (en) | 1988-02-08 | 1988-02-08 | Article comprising silica-based glass containing aluminum and phorphorus |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01298043A true JPH01298043A (ja) | 1989-12-01 |
Family
ID=22548569
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1027743A Pending JPH01298043A (ja) | 1988-02-08 | 1989-02-08 | アルミニウムおよびリン含有シリカ系ガラスを含む物品 |
Country Status (5)
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---|---|
US (1) | US4830463A (ja) |
EP (1) | EP0328315A1 (ja) |
JP (1) | JPH01298043A (ja) |
KR (1) | KR890012897A (ja) |
DK (1) | DK54789A (ja) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2010016245A1 (ja) * | 2008-08-04 | 2010-02-11 | 株式会社フジクラ | イッテルビウム添加光ファイバ、ファイバレーザ及びファイバアンプ |
WO2010016287A1 (ja) * | 2008-08-04 | 2010-02-11 | 株式会社フジクラ | イッテルビウム添加光ファイバ、ファイバレーザ及びファイバアンプ |
WO2010052940A1 (ja) * | 2008-11-04 | 2010-05-14 | 株式会社フジクラ | イッテルビウム添加光ファイバ |
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WO2010055696A1 (ja) * | 2008-11-14 | 2010-05-20 | 株式会社フジクラ | イッテルビウム添加光ファイバ、ファイバレーザ及びファイバアンプ |
WO2010055700A1 (ja) * | 2008-11-14 | 2010-05-20 | 株式会社フジクラ | イッテルビウム添加光ファイバ、ファイバレーザ及びファイバアンプ |
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US5903696A (en) * | 1995-04-21 | 1999-05-11 | Ceramoptec Industries Inc | Multimode optical waveguides, waveguide components and sensors |
JP3622816B2 (ja) * | 1996-12-27 | 2005-02-23 | 富士通株式会社 | 光増幅用ファイバ及びその製造方法 |
DE10025694C2 (de) | 2000-05-24 | 2003-06-05 | Zeiss Carl | Verwendung eines Beugungsgitters |
JP2008177434A (ja) * | 2007-01-19 | 2008-07-31 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 増幅用光ファイバおよび光ファイバ増幅器 |
US7697809B2 (en) * | 2007-07-31 | 2010-04-13 | Corning Incorporated | Polarization maintaining and single polarization optical fiber |
US20120252924A1 (en) * | 2011-03-29 | 2012-10-04 | Cassandra Ann Mahoney | Flavored silicone products |
US9834473B2 (en) * | 2014-02-20 | 2017-12-05 | Corning Incorporated | UV photobleaching of glass having UV-induced colorization |
US20160033720A1 (en) * | 2014-07-29 | 2016-02-04 | Ofs Fitel, Llc | Polarization-maintaining (pm) double-clad (dc) optical fiber |
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US4264350A (en) * | 1979-10-09 | 1981-04-28 | Owens-Illinois, Inc. | Method of treating glass forming molds and the like |
US4362819A (en) * | 1980-02-26 | 1982-12-07 | Corning Glass Works | Moldable fluoroaluminophosphate glasses |
US4478489A (en) * | 1981-04-13 | 1984-10-23 | Corning Glass Works | Polarization retaining single-mode optical waveguide |
JPH0247421B2 (ja) * | 1982-04-09 | 1990-10-19 | Ei Teii Ando Teii Tekunorojiizu Inc | Doopushorihikarifuaiba |
US4616901A (en) * | 1982-04-09 | 1986-10-14 | At&T Bell Laboratories | Doped optical fiber |
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-
1988
- 1988-02-08 US US07/153,746 patent/US4830463A/en not_active Expired - Lifetime
-
1989
- 1989-02-03 EP EP89301055A patent/EP0328315A1/en not_active Withdrawn
- 1989-02-04 KR KR1019890001365A patent/KR890012897A/ko not_active Application Discontinuation
- 1989-02-07 DK DK054789A patent/DK54789A/da unknown
- 1989-02-08 JP JP1027743A patent/JPH01298043A/ja active Pending
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---|---|---|---|---|
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US8941912B2 (en) | 2008-08-04 | 2015-01-27 | Fujikura Ltd. | Ytterbium-doped optical fiber, fiber laser and fiber amplifier |
WO2010052940A1 (ja) * | 2008-11-04 | 2010-05-14 | 株式会社フジクラ | イッテルビウム添加光ファイバ |
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US8774590B2 (en) | 2008-11-04 | 2014-07-08 | Fujikura Ltd. | Ytterbium-doped optical fiber |
WO2010055696A1 (ja) * | 2008-11-14 | 2010-05-20 | 株式会社フジクラ | イッテルビウム添加光ファイバ、ファイバレーザ及びファイバアンプ |
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US8363313B2 (en) | 2008-11-14 | 2013-01-29 | Fujikura Ltd. | Ytterbium-doped optical fiber, fiber laser, and fiber amplifier |
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US4830463A (en) | 1989-05-16 |
EP0328315A1 (en) | 1989-08-16 |
DK54789A (da) | 1989-08-09 |
DK54789D0 (da) | 1989-02-07 |
KR890012897A (ko) | 1989-09-20 |
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