JPH0416427B2 - - Google Patents
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- JPH0416427B2 JPH0416427B2 JP61014866A JP1486686A JPH0416427B2 JP H0416427 B2 JPH0416427 B2 JP H0416427B2 JP 61014866 A JP61014866 A JP 61014866A JP 1486686 A JP1486686 A JP 1486686A JP H0416427 B2 JPH0416427 B2 JP H0416427B2
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- Japan
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- core
- cladding
- chlorine
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- ppm
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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
-
- 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
- C03C3/00—Glass compositions
- C03C3/04—Glass compositions containing silica
- C03C3/06—Glass compositions containing silica with more than 90% silica by weight, e.g. quartz
-
- 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
- C03C2201/00—Glass compositions
- C03C2201/06—Doped silica-based glasses
- C03C2201/08—Doped silica-based glasses containing boron or halide
- C03C2201/11—Doped silica-based glasses containing boron or halide containing chlorine
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- 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
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- C03C2201/08—Doped silica-based glasses containing boron or halide
- C03C2201/12—Doped silica-based glasses containing boron or halide containing fluorine
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- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
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- General Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は光フアイバの構成に関し、詳しくは水
酸基濃度が低く、かつガラス中の欠陥の少ない信
頼性の高い光フアイバであつて、特に放射線環境
下で初期損失および伝送損失増加の極めて小さ
い、マルチモード又はシングルモード光フアイバ
の構成に関する。
酸基濃度が低く、かつガラス中の欠陥の少ない信
頼性の高い光フアイバであつて、特に放射線環境
下で初期損失および伝送損失増加の極めて小さ
い、マルチモード又はシングルモード光フアイバ
の構成に関する。
放射線照射あるいは水素雰囲気における光フア
イバの損失増の一因としてガラス中の欠陥の存在
が考えられている。このような損失増を少なくす
るために、欠陥の少ない光フアイバの検出が進め
られており、現在、SiO2をコアとする光フアイ
バが最も欠陥が少ないフアイバとして多用されて
いる。また、従来このようなSiO2コアとしては、
塩素を含まず、水酸基を多量に含むものが、欠陥
が最も少なく、耐放射線特性に優れるとされてい
た。
イバの損失増の一因としてガラス中の欠陥の存在
が考えられている。このような損失増を少なくす
るために、欠陥の少ない光フアイバの検出が進め
られており、現在、SiO2をコアとする光フアイ
バが最も欠陥が少ないフアイバとして多用されて
いる。また、従来このようなSiO2コアとしては、
塩素を含まず、水酸基を多量に含むものが、欠陥
が最も少なく、耐放射線特性に優れるとされてい
た。
しかしながら、従来のSiO2をコアとする耐放
射線光フアイバは、水酸基を多量に含有するた
め、伝送損失増加量の小さい波長1.3μｍにおい
て、その初期の伝送損失が10db／Km以上と大き
いため、実質的に使えないという欠点があつた。
射線光フアイバは、水酸基を多量に含有するた
め、伝送損失増加量の小さい波長1.3μｍにおい
て、その初期の伝送損失が10db／Km以上と大き
いため、実質的に使えないという欠点があつた。
本発明はこの欠点を解消し、低水酸基濃度でガ
ラス中の欠陥が少なく、高信頼性で、放射線環境
下でも初期損失、伝送損失増加の極めて少ない、
新規な構成の光フアイバを目的とするものであ
る。
ラス中の欠陥が少なく、高信頼性で、放射線環境
下でも初期損失、伝送損失増加の極めて少ない、
新規な構成の光フアイバを目的とするものであ
る。
本発明はコアおよびグラツドを有してなる光フ
アイバにおいて、コアが水酸基を1ppm以下（０
を含む）、塩素を50〜500ppmを含有する石英ガラ
スからなり、クラツドがフツ素を含有する石英ガ
ラスからなることを特徴とする光フアイバであ
り、これにより上記の目的を達成する。
アイバにおいて、コアが水酸基を1ppm以下（０
を含む）、塩素を50〜500ppmを含有する石英ガラ
スからなり、クラツドがフツ素を含有する石英ガ
ラスからなることを特徴とする光フアイバであ
り、これにより上記の目的を達成する。
光フアイバの耐放射線特性はガラス内の欠陥の
少ないものが優れていることは、よく知られてお
り、最もガラス内の欠陥濃度が少ないのは石英ガ
ラスであるが、この石英ガラスに不純物が含まれ
ると欠陥濃度が増加し、特に塩素はその欠陥量を
著しく増大させるが、水酸基は欠陥量を低減する
と従来考えられていたことは、すでに前項にて説
明した。そこで、コアの石英ガラスに100ppm以
上の水酸基を添加した光フアイバが、耐放射線フ
アイバとして使われていたのである。
少ないものが優れていることは、よく知られてお
り、最もガラス内の欠陥濃度が少ないのは石英ガ
ラスであるが、この石英ガラスに不純物が含まれ
ると欠陥濃度が増加し、特に塩素はその欠陥量を
著しく増大させるが、水酸基は欠陥量を低減する
と従来考えられていたことは、すでに前項にて説
明した。そこで、コアの石英ガラスに100ppm以
上の水酸基を添加した光フアイバが、耐放射線フ
アイバとして使われていたのである。
しかしながら、本発明者らの研究の結果によれ
ば、90％以上のパワーがコアを伝搬するマルチモ
ードフアイバにおいてさえも、クラツドのガラス
の材質が放射線の影響を強く受けることが明らか
になつた。この事実は、コアガラスの内部のみな
らず、コア−クラツド界面の欠陥濃度が、コア−
クラツドガラスの組合せによつて変化することを
示している。本発明者らはさらに詳細な実験を行
つた結果、コアに全く塩素を含まないフアイバの
場合よりも、塩素を含むフアイバの方が、放射線
による伝送損失が小さいという驚くべき知見を得
て、本発明に到達したのである。
ば、90％以上のパワーがコアを伝搬するマルチモ
ードフアイバにおいてさえも、クラツドのガラス
の材質が放射線の影響を強く受けることが明らか
になつた。この事実は、コアガラスの内部のみな
らず、コア−クラツド界面の欠陥濃度が、コア−
クラツドガラスの組合せによつて変化することを
示している。本発明者らはさらに詳細な実験を行
つた結果、コアに全く塩素を含まないフアイバの
場合よりも、塩素を含むフアイバの方が、放射線
による伝送損失が小さいという驚くべき知見を得
て、本発明に到達したのである。
従来の検討はそのほとんどが、クラツドはプラ
スチツクのものについてであり、フツ素添加石英
クラツドでの塩素の効果については行われていな
かつた。メカニズムは不明であるが、コア／クラ
ツド界面では、クラツドはネツトワークの端にフ
ツ素が結合して安定しているのに対し、コアにこ
のようなネツトワークの端に結合して安定させる
原子（これをネツトワークターミネータという、
例えば水素、ハロゲン等）が存在しない場合には
欠陥濃度が高くなり、耐放射線特性が悪くなる。
これに対し、コアにも塩素などのネツトワークタ
ーミネーターが添加されていれば、コアのネツト
ワーク端にも塩素が結合して安定化し、界面の欠
陥濃度は低く、耐放射線特性も改善されると考え
られる。
スチツクのものについてであり、フツ素添加石英
クラツドでの塩素の効果については行われていな
かつた。メカニズムは不明であるが、コア／クラ
ツド界面では、クラツドはネツトワークの端にフ
ツ素が結合して安定しているのに対し、コアにこ
のようなネツトワークの端に結合して安定させる
原子（これをネツトワークターミネータという、
例えば水素、ハロゲン等）が存在しない場合には
欠陥濃度が高くなり、耐放射線特性が悪くなる。
これに対し、コアにも塩素などのネツトワークタ
ーミネーターが添加されていれば、コアのネツト
ワーク端にも塩素が結合して安定化し、界面の欠
陥濃度は低く、耐放射線特性も改善されると考え
られる。
本発明の光フアイバのコアは、金属酸化物とし
ては実質的にSiO2のみを含むもので、含有する
水酸基は1ppm以下であり、その塩素濃度が好ま
しくは50〜500ppm、特に好ましくは50〜400ppm
である。また本発明の光フアイバのクラツドは、
弗素を添加したSiO2で、弗素添加によりコアよ
りも低屈折率のものが好ましい。
ては実質的にSiO2のみを含むもので、含有する
水酸基は1ppm以下であり、その塩素濃度が好ま
しくは50〜500ppm、特に好ましくは50〜400ppm
である。また本発明の光フアイバのクラツドは、
弗素を添加したSiO2で、弗素添加によりコアよ
りも低屈折率のものが好ましい。
本発明においては、クラツドのハロゲン元素の
濃度と、コアの塩素濃度はバランスしていること
が好ましい。
濃度と、コアの塩素濃度はバランスしていること
が好ましい。
先に述べたメカニズムにおいて、界面でのネツ
トワークターミネーターが存在しない、ネツトワ
ークの切れた部分（ダングリングボンド）の濃度
がコアとクラツドで等しい（バランスしている）
場合には、コアとクラツドのダングリングボンド
が結合し、ネツトワークを形成して安定化する
が、バランスしていない場合にはダングリングボ
ンドがコア・クラツド界面に残留し、放射線特性
が劣化する。
トワークターミネーターが存在しない、ネツトワ
ークの切れた部分（ダングリングボンド）の濃度
がコアとクラツドで等しい（バランスしている）
場合には、コアとクラツドのダングリングボンド
が結合し、ネツトワークを形成して安定化する
が、バランスしていない場合にはダングリングボ
ンドがコア・クラツド界面に残留し、放射線特性
が劣化する。
なお、本発明においては、水酸基濃度は波長
1.39μｍ付近の吸収ピーク60dB／Kmの場合の
1ppmとし、また塩素濃度についてはEPMA
（XMA）により定量した。
1.39μｍ付近の吸収ピーク60dB／Kmの場合の
1ppmとし、また塩素濃度についてはEPMA
（XMA）により定量した。
実施例 １
クラツドがフツ素を0.9重量％含有するシリカ
（比屈折率差−0.3％）でありコアが純シリカであ
るシングルモードフアイバで、コア径8μｍ、ク
ラツド径（外径）125μｍのものにおいて、コア
の塩素含有量を10〜1200ppmの範囲で変化させ
た。この塩素含有量の調節は、VAD法によりス
ートを作製し、脱水工程における塩素濃度を変え
ることにより行つた。また該コアの水酸基含有量
は10ppb以下であつた。
（比屈折率差−0.3％）でありコアが純シリカであ
るシングルモードフアイバで、コア径8μｍ、ク
ラツド径（外径）125μｍのものにおいて、コア
の塩素含有量を10〜1200ppmの範囲で変化させ
た。この塩素含有量の調節は、VAD法によりス
ートを作製し、脱水工程における塩素濃度を変え
ることにより行つた。また該コアの水酸基含有量
は10ppb以下であつた。
これ等のフアイバを105R／Ｈのγ線（線源：
60Co）環境下に１時間置き、その後波長1.3μｍに
おける伝送損失の増加量（dB／Km）を測定した
ところ、第１図に示すようなコア中塩素濃度
（ppm）と損失増加（dB／Km）の関係が得られ
た。なお、初期の伝送損失は、波長1.3μｍにおい
ても0.35dB／Kmと極めて低い値であつた。
60Co）環境下に１時間置き、その後波長1.3μｍに
おける伝送損失の増加量（dB／Km）を測定した
ところ、第１図に示すようなコア中塩素濃度
（ppm）と損失増加（dB／Km）の関係が得られ
た。なお、初期の伝送損失は、波長1.3μｍにおい
ても0.35dB／Kmと極めて低い値であつた。
実施例 ２
クラツドがフツ素を３重量％含有するシリカ
（比屈折率差−１％）であり、コアかシリカであ
り、クラツド径80μｍ、コア径50μｍ、外径125μ
ｍのステツプ型マルチモードフアイバを作製し
た。
（比屈折率差−１％）であり、コアかシリカであ
り、クラツド径80μｍ、コア径50μｍ、外径125μ
ｍのステツプ型マルチモードフアイバを作製し
た。
該コアはVAD法により、SiCl4のみを原料とし
て５本の同サイズのスートを作製し、次の電気炉
中にて塩素で脱水処理を施したが、このときの塩
素量は500c.c.／分〜１／分の範囲で変えた。次
いで電気炉中にて透明化し、５本のコア材を得
た。
て５本の同サイズのスートを作製し、次の電気炉
中にて塩素で脱水処理を施したが、このときの塩
素量は500c.c.／分〜１／分の範囲で変えた。次
いで電気炉中にて透明化し、５本のコア材を得
た。
５本のコア材の各々について、その外側にプラ
ズマトーチから吹き出させたSiCl4とO2および
CCl2F2とを反応させ、フツ素を添加したSiO2を
直接ガラス化しながら堆積させて、比屈折率差−
１％としたクラツドを形成しプリフオームとし
た。
ズマトーチから吹き出させたSiCl4とO2および
CCl2F2とを反応させ、フツ素を添加したSiO2を
直接ガラス化しながら堆積させて、比屈折率差−
１％としたクラツドを形成しプリフオームとし
た。
該プリフオームを線引きして外径125μｍのフ
アイバとし、得られた５本のフアイバについてい
ずれも105R／Ｈ線量率のγ線にて１時間照射し
たところ、その波長1.3μｍにおける伝送損失増加
量は第２図に示すとおりであつた。なお初期の伝
送損失は、いずれのフアイバも波長1.3μｍにおい
て1.5dB以下と低い値であつた。また水酸基は、
いずれのフアイバも1.39μｍ付近のピークで
6dB／Km以下であり、これは0.1ppm以下に相当
する。
アイバとし、得られた５本のフアイバについてい
ずれも105R／Ｈ線量率のγ線にて１時間照射し
たところ、その波長1.3μｍにおける伝送損失増加
量は第２図に示すとおりであつた。なお初期の伝
送損失は、いずれのフアイバも波長1.3μｍにおい
て1.5dB以下と低い値であつた。また水酸基は、
いずれのフアイバも1.39μｍ付近のピークで
6dB／Km以下であり、これは0.1ppm以下に相当
する。
本発明のコアのOHが1ppm以下、塩素が
50ppmから500ppmまでの石英ガラスから成り、
クラツドがフツ素を添加した石英ガラスから成る
フアイバであつて、そのコア、クラツド、および
界面の欠陥濃度が低いため、放射線による損失増
が極めて小さく、OH濃度が低いため、1.3μｍに
おける初期損失も1dB／Kmと低く、放射線環境下
で使用可能なフアイバが得られる。
50ppmから500ppmまでの石英ガラスから成り、
クラツドがフツ素を添加した石英ガラスから成る
フアイバであつて、そのコア、クラツド、および
界面の欠陥濃度が低いため、放射線による損失増
が極めて小さく、OH濃度が低いため、1.3μｍに
おける初期損失も1dB／Kmと低く、放射線環境下
で使用可能なフアイバが得られる。
第１図は、コアの水酸基量10ppb以下、クラツ
ドの比屈折率差−0.3％であるシングルモードフ
アイバの、コア中の塩素濃度（ppm）と、γ線
105R照射後の伝送損失増加の関係を示すグラフ
である。 第２図は、コアの水酸基量0.1ppm以下、クラ
ツドの比屈折率差−１％のステツプ型マルチモー
ドフアイバの、コア中の塩素濃度（ppm）と、γ
線105R照射後の伝送損失増加の関係を示すグラ
フである。
ドの比屈折率差−0.3％であるシングルモードフ
アイバの、コア中の塩素濃度（ppm）と、γ線
105R照射後の伝送損失増加の関係を示すグラフ
である。 第２図は、コアの水酸基量0.1ppm以下、クラ
ツドの比屈折率差−１％のステツプ型マルチモー
ドフアイバの、コア中の塩素濃度（ppm）と、γ
線105R照射後の伝送損失増加の関係を示すグラ
フである。
Claims (1)
- １ コアおよびクラツドを有してなる光フアイバ
において、コアが水酸基を1ppm以下（０を含
む）、塩素を50〜500ppmを含有する石英ガラスか
らなり、クラツドがフツ素を含有する石英ガラス
からなることを特徴とする光フアイバ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61014866A JPS62176941A (ja) | 1986-01-28 | 1986-01-28 | 光フアイバ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61014866A JPS62176941A (ja) | 1986-01-28 | 1986-01-28 | 光フアイバ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62176941A JPS62176941A (ja) | 1987-08-03 |
| JPH0416427B2 true JPH0416427B2 (ja) | 1992-03-24 |
Family
ID=11872943
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61014866A Granted JPS62176941A (ja) | 1986-01-28 | 1986-01-28 | 光フアイバ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62176941A (ja) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0731201B2 (ja) * | 1987-12-31 | 1995-04-10 | トロピックス・インコーポレーテッド | 化学発光による測定法 |
| JPH0684254B2 (ja) * | 1988-06-29 | 1994-10-26 | 三菱電線工業株式会社 | 耐放射線性マルチプルファイバ |
| WO2000042458A1 (fr) | 1999-01-18 | 2000-07-20 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Fibre optique et son procede de fabrication |
| DE10027263B4 (de) * | 2000-05-31 | 2011-11-24 | Jenoptik Laser Gmbh | Verfahren zur Herstellung einer Lichtleitfaser auf SiO2-Basis zur Übertragung einer hohen Lichtleistungsdichte |
| US7382956B2 (en) | 2003-08-04 | 2008-06-03 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Optical fibers |
| KR20060132782A (ko) | 2003-08-04 | 2006-12-22 | 스미토모 덴키 고교 가부시키가이샤 | 광 전송로 구성 방법, 광 전송로, 및 광 파이버 |
| JP2011022205A (ja) * | 2009-07-13 | 2011-02-03 | Fujikura Ltd | 光ファイバ及び油井用センサ |
| US8565566B2 (en) | 2011-10-05 | 2013-10-22 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Multi-mode optical fiber |
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-
1986
- 1986-01-28 JP JP61014866A patent/JPS62176941A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62176941A (ja) | 1987-08-03 |
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