JPH03228849A - 希土類ドープ多成分ガラスファイバ - Google Patents
希土類ドープ多成分ガラスファイバInfo
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- JPH03228849A JPH03228849A JP2103790A JP2103790A JPH03228849A JP H03228849 A JPH03228849 A JP H03228849A JP 2103790 A JP2103790 A JP 2103790A JP 2103790 A JP2103790 A JP 2103790A JP H03228849 A JPH03228849 A JP H03228849A
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Classifications
-
- 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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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】
［産業上の利用分野コ
この発明は光通信用のステップインデックス型（ＳＩ型
）多成分ガラスファイバに係わり、特に希土類をドープ
した多成分ガラスファイバに関する。
）多成分ガラスファイバに係わり、特に希土類をドープ
した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］近年、エルビ
ウム（Ｅｒ）、ネオジウム（Ｎｄ）等の希土類元素をド
ープした光ファイバが、特定の波長帯の光信号を増幅す
ることが見出され、例えばＮｄをドープした場合１３μ
ｍ帯に、Ｅｒをドープした場合１．５μｍ帯に各々光増
幅機能を有することが報告されている。このような希土
類ドープ光ファイバはファイバレーザ、光増幅器として
応用することができ光通信システムの高効率化、高品質
化を計ることが期待される。
ウム（Ｅｒ）、ネオジウム（Ｎｄ）等の希土類元素をド
ープした光ファイバが、特定の波長帯の光信号を増幅す
ることが見出され、例えばＮｄをドープした場合１３μ
ｍ帯に、Ｅｒをドープした場合１．５μｍ帯に各々光増
幅機能を有することが報告されている。このような希土
類ドープ光ファイバはファイバレーザ、光増幅器として
応用することができ光通信システムの高効率化、高品質
化を計ることが期待される。
ところでこれまで希土類ドープ光ファイバは主としてホ
ストガラスをＳｉＯ２で作成しているものが報告されて
いる。しかし、石英系ファイバは屈折率差が小さい、増
幅の波長特性がブロードでなく、信号光の波長を厳密に
調整する必要がある等の欠点がある。
ストガラスをＳｉＯ２で作成しているものが報告されて
いる。しかし、石英系ファイバは屈折率差が小さい、増
幅の波長特性がブロードでなく、信号光の波長を厳密に
調整する必要がある等の欠点がある。
一方、多成分ガラスファイバは、コアとクラッドの比屈
折率差を大きい光ファイバが得られるという利点がある
。但し、熱処理による失透がないこと、コア成分とクラ
ッド成分の熱膨張率が近似していることなどが要求され
る。このような条件を満たすものとして、種々のコア組
成、クラッド組成及びそれら組み合せが提案されている
が、５ｆｏｘ−Ｂｏｏｎ−ＮａａＯ−ＡＪｌｚＯ，等か
ら成っているものが一般的である。ここでＢｏｏ、は主
として失透を防止し、高温時の粘性を調整するために加
えられる。
折率差を大きい光ファイバが得られるという利点がある
。但し、熱処理による失透がないこと、コア成分とクラ
ッド成分の熱膨張率が近似していることなどが要求され
る。このような条件を満たすものとして、種々のコア組
成、クラッド組成及びそれら組み合せが提案されている
が、５ｆｏｘ−Ｂｏｏｎ−ＮａａＯ−ＡＪｌｚＯ，等か
ら成っているものが一般的である。ここでＢｏｏ、は主
として失透を防止し、高温時の粘性を調整するために加
えられる。
しかし、Ｂ２Ｏ３は１．２μｍより長波長側に吸収を持
っており、光通信で広く使用されている１゜３μｍ帯、
１．５μｍ帯での使用に適していない。
っており、光通信で広く使用されている１゜３μｍ帯、
１．５μｍ帯での使用に適していない。
特に希土類ドープファイバが増幅機能を発揮する波長域
での使用に適していない。
での使用に適していない。
［発明の目的コ
本発明は多成分ガラスファイバとしての利点を有し、し
かも長波長域での光増幅機能を有する特定成分の希土類
ドープ多成分ガラスファイバを提供することを目的とす
る。
かも長波長域での光増幅機能を有する特定成分の希土類
ドープ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希土類ドープ多成分ガラス
ファイバは、コア用多成分ガラスが５０〜７０重量％の
ＳｉＯ□と、１〜７重量％のＡ９２０８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Ｓｂ２０ｇ及び
／又はＡｓ２Ｏ３と、５重量％以下希土類酸化物とから
成り、クラッド用多成分ガラスが、５５〜８０重量％の
Ｓｉｎ。
ファイバは、コア用多成分ガラスが５０〜７０重量％の
ＳｉＯ□と、１〜７重量％のＡ９２０８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Ｓｂ２０ｇ及び
／又はＡｓ２Ｏ３と、５重量％以下希土類酸化物とから
成り、クラッド用多成分ガラスが、５５〜８０重量％の
Ｓｉｎ。
と、１〜７重量％のＡＪ）＊Ｏｓ、１５〜２７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５ｂ２０及び／又
はＡｓ２Ｏ５とから成るものである。
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５ｂ２０及び／又
はＡｓ２Ｏ５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、Ｓｉｎ、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５５〜６
９％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。
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５５〜６
９％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。
ＡｒＪ２０ｍ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
。
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
。
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，に＊Ｏが用いられるが
少なくともＮａ、Ｏ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ＫａＯ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。
るもので、Ｎａ２Ｏ、Ｌｉ２Ｏ，に＊Ｏが用いられるが
少なくともＮａ、Ｏ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ＫａＯ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
ＭｇＯが用いられるが両者の合計含有量を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。
有する。アルカリ土類金属酸化物としては、ＣａＯ及び
ＭｇＯが用いられるが両者の合計含有量を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、１
２％を越えると失透しやすくなる。
２％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。但し４％を越えると
失透しやすくなるので４％以下とする。
失透しやすくなるので４％以下とする。
Ｓｂ２０ｇあるいはＡｓ＝０３を加えることにより、コ
アの清澄度が高くなる。５ｂｉＯｓ及びＡｓ、Ｏａは何
れか一方ある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。
アの清澄度が高くなる。５ｂｉＯｓ及びＡｓ、Ｏａは何
れか一方ある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。
希土類酸化物としては、ＥｒｔＯａ又はＮ ｄ ２０３
が用いられる。ＥｒｔＯａ及びＮ ｄ ２０ ａはガラ
スマトリックス中で各々１．５μｍ帯、１．３μｍ帯で
蛍光、光増幅作用を示す。但し、希土類酸化物の含有量
が５％を越えるとコア中の光の散乱が増加するため、５
％以下、好ましくは３％以下とする。
が用いられる。ＥｒｔＯａ及びＮ ｄ ２０ ａはガラ
スマトリックス中で各々１．５μｍ帯、１．３μｍ帯で
蛍光、光増幅作用を示す。但し、希土類酸化物の含有量
が５％を越えるとコア中の光の散乱が増加するため、５
％以下、好ましくは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、Ｓｉｎ、
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。Ｓｉｎ、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。
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。Ｓｉｎ、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。
八９□０３はクラッドの耐水性を改善する。但し、Ａｌ
２Ｏ８の含有量が１％未満では所期の効果を得られす、
又、７％を越えると失透しやすくなる。
２Ｏ８の含有量が１％未満では所期の効果を得られす、
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、Ｌ＋２０．に２０が用いられるが、
少なくともＮａ２Ｏを５５％以上含み、残部をＬｉ、Ｏ
及び／又はに２０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、線弓きが困難となる。又、２３％を越えると耐水
性が低下し好ましくない。
るものでＮａ２Ｏ、Ｌ＋２０．に２０が用いられるが、
少なくともＮａ２Ｏを５５％以上含み、残部をＬｉ、Ｏ
及び／又はに２０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、線弓きが困難となる。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。
５ｂ２０３あるいはＡｓ２０ａを加えることにより、ク
ラッドの清澄度が高くなる。５ｂ２０ｓ及びＡｓ２ｏ８
は何れか一方ある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。
ラッドの清澄度が高くなる。５ｂ２０ｓ及びＡｓ２ｏ８
は何れか一方ある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。
更に、クラッドにはフッ素（Ｆ）を０〜３％含有しても
よい。
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。
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１５２０〜１５３０の範囲でクラッドの屈折
率は１．５００〜１５１５の範囲となり、比屈折率差（
△）大きいシングルモード光ファイバが得られる。
の屈折率が１５２０〜１５３０の範囲でクラッドの屈折
率は１．５００〜１５１５の範囲となり、比屈折率差（
△）大きいシングルモード光ファイバが得られる。
更に、本発明の希土類ドープ多成分ガラスファイバは、
Ｅｒ、Ｎｄ等希土類元素を含むので、特定波長帯の光信
号を増幅することができる。しかもその増幅の波長依存
性がブロードなので信号光の波長のチューニングが容易
である。
Ｅｒ、Ｎｄ等希土類元素を含むので、特定波長帯の光信
号を増幅することができる。しかもその増幅の波長依存
性がブロードなので信号光の波長のチューニングが容易
である。
［実施例］
表１及び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５〜１０μ
ｍ１クラツド径１２５μｍの多成分ガラスファイバを得
た。
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５〜１０μ
ｍ１クラツド径１２５μｍの多成分ガラスファイバを得
た。
尚、希土類酸化物は酸化物のまま使用した。又各成分の
量は表１の計算式により求めた。
量は表１の計算式により求めた。
表１
（但、し、ＸはＳＡ中のＡｌ２Ｏ３量の分析値）以下余
白 表 （単位−重量％） この多成分ガラスコア及びクラッドはそれぞれの紡糸温
度（８００’Ｃ〜１０００’Ｃ）における粘度特性が極
めて近似していた。
白 表 （単位−重量％） この多成分ガラスコア及びクラッドはそれぞれの紡糸温
度（８００’Ｃ〜１０００’Ｃ）における粘度特性が極
めて近似していた。
これら多成分ガラスファイバのコア及びクラッドの屈折
率は、それぞれ１５２７．１．５１０でその比屈折率差
（△）、カットオフ波長は各々△＝１．１％、０．９μ
ｍであり、シングルモード伝送が可能であった。この場
合、信号光は、１．５μｍ帯、励起光は１，４７μｍお
よび／又は０．９８μｍの波長のものを使用する。
率は、それぞれ１５２７．１．５１０でその比屈折率差
（△）、カットオフ波長は各々△＝１．１％、０．９μ
ｍであり、シングルモード伝送が可能であった。この場
合、信号光は、１．５μｍ帯、励起光は１，４７μｍお
よび／又は０．９８μｍの波長のものを使用する。
又、このようにして得られた多成分ガラスファイバの増
幅特性を測定し、Ｅｒドープした石英系ファイバの増幅
特性と比較した。その結果を図に示した。図からも明ら
かなように、多成分ガラスファイバの方が増幅の波長依
存性が石英系ファイバに比ベブロードであった。
幅特性を測定し、Ｅｒドープした石英系ファイバの増幅
特性と比較した。その結果を図に示した。図からも明ら
かなように、多成分ガラスファイバの方が増幅の波長依
存性が石英系ファイバに比ベブロードであった。
［発明の効果］
以上の実施例からも明らかなように、本発明の希土類ド
ープ多成分ガラスファイバによれは、コア成分とクラッ
、ド成分とを特定の成分比とし、更にコア成分に希土類
元素を添加したので、比屈折率差の大きいシングルモー
ドのファイバラ得ルことができる。更にに特定の励起光
を用いることにより特定波長の光増幅が可能である。こ
の際、光増幅依存性が石英系のファイバに比ベブロード
なので、信号光の波長のチューニングを容易にすること
ができる。
ープ多成分ガラスファイバによれは、コア成分とクラッ
、ド成分とを特定の成分比とし、更にコア成分に希土類
元素を添加したので、比屈折率差の大きいシングルモー
ドのファイバラ得ルことができる。更にに特定の励起光
を用いることにより特定波長の光増幅が可能である。こ
の際、光増幅依存性が石英系のファイバに比ベブロード
なので、信号光の波長のチューニングを容易にすること
ができる。
図は本発明に係る希土類ドープ多成分ガラスファイバ及
び石英系ファイバの各増幅特性を示す図である。
び石英系ファイバの各増幅特性を示す図である。
Claims (1)
- コア用多成分ガラスが５０〜７０重量％のＳｉＯ＿２と
、１〜７重量％のＡｌ＿２Ｏ＿３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Ｓｂ＿２Ｏ＿３及び／
又はＡｓ＿２Ｏ＿３と、５重量％以下の希土類酸化物と
から成り、クラッド用多成分ガラスが、５５〜８０重量
％のＳｉＯ＿２と、１〜７重量％のＡｌ＿２Ｏ＿３、１
５〜２７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
Ｓｂ＿２Ｏ＿３及び／又はＡｓ＿２Ｏ＿３とから成るこ
とを特徴とする希土類ドープ多成分ガラスファイバ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2021037A JP2746716B2 (ja) | 1990-01-31 | 1990-01-31 | 希土類ドープ多成分ガラスファイバ |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP2021037A JP2746716B2 (ja) | 1990-01-31 | 1990-01-31 | 希土類ドープ多成分ガラスファイバ |
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| JP2746716B2 JP2746716B2 (ja) | 1998-05-06 |
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ID=12043759
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2021037A Expired - Fee Related JP2746716B2 (ja) | 1990-01-31 | 1990-01-31 | 希土類ドープ多成分ガラスファイバ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2746716B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000051213A1 (fr) * | 1999-02-26 | 2000-08-31 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Fibre optique d'amplification optique et procede de fabrication d'un tel fibre |
| EP1270526A1 (en) * | 2001-06-21 | 2003-01-02 | Alcatel | Optical device with multicomponent oxide glass |
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-
1990
- 1990-01-31 JP JP2021037A patent/JP2746716B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| AU776142B2 (en) * | 1999-02-26 | 2004-08-26 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Optical fiber for optical amplifying and production method therefor |
| CN100448122C (zh) * | 1999-02-26 | 2008-12-31 | 住友电气工业株式会社 | 光放大用光纤及其制造方法 |
| EP1270526A1 (en) * | 2001-06-21 | 2003-01-02 | Alcatel | Optical device with multicomponent oxide glass |
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| US10035727B2 (en) | 2013-07-15 | 2018-07-31 | Ppg Industries Ohio, Inc. | Glass compositions, fiberizable glass compositions, and glass fibers made therefrom |
| US10065883B2 (en) | 2013-07-15 | 2018-09-04 | Ppg Industries Ohio, Inc. | Glass compositions, fiberizable glass compositions, and glass fibers and articles of manufacture made therefrom |
| US10906835B2 (en) | 2013-07-15 | 2021-02-02 | Electric Glass Fiber America, LLC | Glass compositions, fiberizable glass compositions, and glass fibers made therefrom |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2746716B2 (ja) | 1998-05-06 |
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