JPH054832A - 光フアイバ母材の製造方法 - Google Patents

光フアイバ母材の製造方法

Info

Publication number
JPH054832A
JPH054832A JP3151751A JP15175191A JPH054832A JP H054832 A JPH054832 A JP H054832A JP 3151751 A JP3151751 A JP 3151751A JP 15175191 A JP15175191 A JP 15175191A JP H054832 A JPH054832 A JP H054832A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
core
glass
optical fiber
dopant compound
fiber preform
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP3151751A
Other languages
English (en)
Inventor
Masumi Ito
真澄 伊藤
Sumio Hoshino
寿美夫 星野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Electric Industries Ltd filed Critical Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority to JP3151751A priority Critical patent/JPH054832A/ja
Priority to AU18433/92A priority patent/AU649845B2/en
Priority to US07/902,821 priority patent/US5314518A/en
Priority to KR1019920010897A priority patent/KR950004059B1/ko
Priority to TW081104914A priority patent/TW260654B/zh
Priority to EP92110629A priority patent/EP0520402B1/en
Priority to EP94112767A priority patent/EP0626352B1/en
Priority to DE69215901T priority patent/DE69215901T2/de
Priority to DE69219677T priority patent/DE69219677D1/de
Publication of JPH054832A publication Critical patent/JPH054832A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/01Manufacture of glass fibres or filaments
    • C03B37/012Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
    • C03B37/01205Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments starting from tubes, rods, fibres or filaments
    • C03B37/01211Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments starting from tubes, rods, fibres or filaments by inserting one or more rods or tubes into a tube
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/01Manufacture of glass fibres or filaments
    • C03B37/012Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
    • C03B37/014Manufacture 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]
    • C03B37/018Manufacture 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
    • C03B37/01807Reactant delivery systems, e.g. reactant deposition burners
    • C03B37/01838Reactant delivery systems, e.g. reactant deposition burners for delivering and depositing additional reactants as liquids or solutions, e.g. for solution doping of the deposited glass
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B2201/00Type of glass produced
    • C03B2201/06Doped silica-based glasses
    • C03B2201/30Doped silica-based glasses doped with metals, e.g. Ga, Sn, Sb, Pb or Bi
    • C03B2201/34Doped silica-based glasses doped with metals, e.g. Ga, Sn, Sb, Pb or Bi doped with rare earth metals, i.e. with Sc, Y or lanthanides, e.g. for laser-amplifiers

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Glass Melting And Manufacturing (AREA)
  • Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は例えば光ファイバレーザー、光増幅
用ファイバ等に用いられる光ファイバ母材の製造方法に
関する。 【構成】 ドーパント化合物をコアの中心部にのみドー
プする光ファイバ母材の製造方法において、コアを形成
するガラス管の内壁にドーパント化合物を含むSiO2
を主成分とするゾルゲル溶液のコーティング膜を形成
し、これを透明ガラス化及びコラップスしたガラス材を
コアロッドとする。ドーパント化合物を多量に添加して
も会合や結晶化を起こさず、コア中心部にイオン状態で
均一に分散して添加できる。上記コアロッドを用いてロ
ッドインチューブ法より光ファイバ母材を作製できる。
例えば希土類元素等をドーパント化合物としてコアの中
心に大量に添加することを可能とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は例えば光ファイバレーザ
ー、光増幅用ファイバ等に用いられる光ファイバ母材の
製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、光ファイバのコアにEr,Nd等
の希土類元素をドープしたものは、主として光増幅を目
的として使用されている。石英系ファイバへの希土類元
素の添加方法には次のようなものがある。a)MCVD
法により、純シリカ等のパイプの内面にシリカを主成分
としたガラス層を形成し、Er等のドーパント化合物溶
液を含浸させ、次に乾燥・透明化及びコラップスして光
ファイバ母材を得る方法、VAD法を用いた方法とし
て、b)VAD法で作製した多孔質ガラスにドーパント
化合物溶液を含浸させ、乾燥・焼結する方法や、c)V
AD法の作製した多孔質ガラスを希土類元素の雰囲気下
で透明化させる方法、等が知られている。希土類元素を
ガラス中にドープする方法としては、気相法、溶液含浸
法が知られている。気相法はシリカガラスの多孔質体を
気相法により合成し、該多孔質体の透明ガラス化を希土
類元素雰囲気下で行う方法である。また、溶液含浸法
は、やはり気相法により合成したシリカガラスの多孔質
体に希土類元素を含んだ溶液を吸収させ、乾燥後、透明
ガラス化させる。これらの方法では、多孔質状のシリカ
ガラスを経由するため、透明化温度は1500℃以上を
必要とする。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、光増幅用フ
ァイバとして用いるためには、希土類元素がガラス中に
おいてイオン状態で分散していることが望ましい。増幅
効率の向上や、レーザ出力向上のためには希土類元素を
高濃度に添加することが求められる。しかしながら、ガ
ラス中に希土類元素を大量に添加しようとすると、希土
類元素同士が会合し、微結晶を形成しやすい。この傾向
は、高温になるほど著しくなる。前述した従来法では、
多孔質状のシリカガラス(ガラス多孔質母材)を経由し
て該ガラス多孔質母材にドーパント化合物を含浸させ、
焼結することにより透明ガラスを得ている。この方法で
は透明化温度が1500℃以上必要なため、高濃度に添
加しようとすると、希土類元素が結晶化し、均一に添加
したガラスが得られないという問題がある。一方、光増
幅、レーザに応用する場合、利得を増大させるために添
加濃度の向上が望まれている。本発明はこのような要望
を満たし得る、高濃度に且つ均一に希土類元素をドープ
したガラス母材を製造できる方法を課題としてなされた
ものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、いわゆる
ゾルゲル法を利用して高濃度に希土類元素をドープした
ガラス膜を形成し、これを光ファイバ母材のコア材作製
に利用する方法を考えつき、本発明に至った。すなわ
ち、ドーパント化合物をコアの中心部にのみドープする
光ファイバ母材の製造方法において、コアを形成するガ
ラス管の内壁にドーパント化合物を含むSiO2 を主成
分とするゾルゲル溶液のコーティング膜を形成し、これ
を透明ガラス化及びコラップスして得られたガラス材を
コアロッドとすることを特徴とするガラス母材の製造方
法を提供する。更に、本発明は上記で得られたコアロッ
ドを、該コアロッドより低い屈折率を有するガラス管内
に該コアロッドを挿入し、融着一体化することを特徴と
するガラス母材の製造方法をも提供する。本発明におい
て特に好ましい実施態様として、金属アルコキシド、
水、アルコールの混合溶液にドーパント化合物を溶解さ
せた混合溶液を、コア形成用ガラス管内壁にコーティン
グした後、乾燥し次に焼成することにより上記コーティ
ング膜が作成されることが挙げられる。本発明の上記ド
ーパント化合物としては希土類元素であることが特に好
ましい。本発明において、上記金属アルコキシドとして
特に好ましいものとして、シリコンアルコキシド、ゲル
マニウムアルコキシド、アルミニウムアルコキシドから
選ばれる1以上であることが挙げられる。
【0005】
【作用】前記したように、ガラス化温度が高温になるほ
ど、希土類元素がガラス中で会合するため、大量の希土
類元素がイオン状態でガラス中に分散したガラスを得る
ためには、ガラス化温度の低い製法が望まれる。ゾルゲ
ル法は、金属アルコキシドをガラス原料として、アルコ
ール溶液中で水と加水分解反応し、1000℃程度の比
較的低い温度でガラス化してシリカガラスを得られる方
法である。この方法によれば、溶液内に希土類元素を溶
解させることにより、希土類元素を高濃度に且つ均一に
添加したガラスが得られる。従来の多孔質体を用いた方
法では希土類元素の添加量は1重量%が限界であった
が、本発明者等の実験ではゾルゲル法により5重量%ま
で添加可能であった。
【0006】このゾルゲル法によりコアを形成するガラ
ス管の内壁に希土類元素を添加したガラス膜を形成し、
このガラス管を加熱焼結して中実とし、コア用ガラスロ
ッドを得る。この手法によれば、中心部に特に希土類元
素が多量に存在するガラス材とすることができる。
【0007】本発明にいうゾルゲル法の加水分解溶液に
用いる金属アルコキシドの金属としては各種の金属アル
コキシドを用いることができるが、特に好ましいものと
しては例えばシリコン、ゲルマニウム、アルミニウム等
が挙げられ、これらのメトキシド、エトキシド、プロポ
キシド、ブトキシド等が好ましいアルコキシドとして挙
げられる。本発明のゾルゲル法で使用されるアルコール
としては、例えばメタノール、エタノールである。金属
アルコキシド、水、アルコールの混合溶液は一例を挙げ
るとモル比5:53:42といった割合のものを使用す
るが、これらの範囲は当該技術分野で通常行われる範囲
のものでよい。触媒として酸又はアルカリを加えること
もできる。酸としては例えば塩酸、硝酸等を、アルカリ
としてはアンモニア水等を使用できる。本発明のドーパ
ント化合物としては、例えばランタノイド系希土類が挙
げられ、特に好ましくはEr,Nd,pr等の希土類元
素が挙げられる。これらの希土類元素は塩化物、硝酸塩
等の形でゾルゲル溶液(加水分解溶液)に添加すればよ
い。管内壁にゾルゲル溶液を付着させる方法としては、
ディッピング法がある。付着後はこの種分野で公知の技
術により乾燥、ゲル化するが、例えば温度150℃で乾
燥後、1000℃程度で加熱する方法等がある。以上で
ガラス管内にドーパント化合物を含むSiO2 を主成分
とするコーティング膜が形成できる。続いて、例えば温
度1500℃〜1800℃で焼結・中実化してガラスロ
ッドを得る。これにより、コアの中心にドーパント化合
物を添加したコアロッドが得られる。
【0008】この後の工程は従来公知の光ファイバ母材
製造工程を適用すればよい。すなわち、該ガラスロッド
は必要に応じて公知の手段による延伸等により、所定の
サイズに加工される。外部の洗浄等も必要に応じて行
う。このようにして作成したコア用ガラスロッドを、該
コア用ガラスロッドより低屈折率のクラッド用ガラス管
内に挿入し、いわゆるロッドインチューブ法で両者を溶
融一体化して、コア−クラッド構造を有する光ファイバ
母材とする方法は、簡単な工程で光ファイバ母材を製造
できる。
【0009】後記する実施例1の手法を用いて、本発明
によるErドープファイバを作成した。すなわち、Er
を中心に添加したコアロッドを得、これをロッドインチ
ューブ法によりファイバ母材として線引した。添加濃度
を変化させて数種のファイバを得た。また別途、従来の
溶液含浸法によりErを添加したファイバを作成した。
これらのErドープファイバの蛍光寿命を測定した。励
起光源としてNd・YAGレーザの2倍液を用い、1.
55μmの蛍光をサンプリングオシログラフで観測し
た。蛍光寿命のEr濃度依存性を調べ、従来法と本発明
を比較した結果を図1のグラフに示す。図1中○印は本
発明、×印は従来法によるものを意味する。図1から明
らかなように、本発明によれば高濃度まで蛍光寿命が高
い。蛍光寿命が高いほどレーザや光アンプなどへの応用
には適している。
【0010】
【実施例】
実施例1 ゾルゲル法によりコーティング溶液を作成する。ガラス
原料としてシリコンエトキシド10mlを水10ml、
エタノール20mlとビーカ中で混合し、該混合溶液中
に、希土類元素化合物として塩化エルビウム0.93g
を添加し、均一溶液になるまで混合する。コアロッドと
なるガラス管は、VAD法によりシリカガラスを合成
し、中心を開孔することにより得た、外径10mmφ、
開孔径6mmφのものを用いた。この開孔部の内壁に上
記で調製したコーティング溶液を流し、内壁に付着さ
せ、乾燥させることにより、内壁にコーティング膜を形
成した。乾燥は100℃で24時間放置することにより
行った。さらに該ガラス管を1000℃に加熱すること
により、コーティング膜を完全にガラス化させる。次に
このガラス管を酸水素バーナで加熱し、閉孔させる。こ
の際、ガラス管内には、He,Cl2 ,O2 の混合ガス
を流した。さらに、2mmφに延伸することにより、コ
アロッドを得た。次に、VAD法で作製したフッ素ドー
プシリカガラス管に上記で得たコアロッドを挿入した。
このフッ素ドープシリカガラス管は、屈折率が純シリカ
ガラスよりも0.34%低くなるようにフッ素を添加し
てあり、外径25mmφの管の中心に2mmφの孔を開
孔したものを用いた。このコアロッドが挿入されたフッ
素ドープシリカガラス管を酸水素火炎でコラップスする
ことにより、光ファイバ母材を得た。この母材を線引し
て得たファイバをEPMAにより分析したところ、次の
ことが判った。クラッド径は125μm、コア径は10
μm、コアの中心にErを含んだ部分があり、その径は
0.3μmであった。このEr含有部分でのEr濃度は
5重量%で、イオンが分散していることを確認した。す
なわち、本発明によれば、コアの中心部分にErが高濃
度にしかもイオンが均一に分散して添加されたファイバ
が得られる。
【0011】実施例2 ゾルゲル法によりシリコンメトキシド10ml,水10
ml,エタノール20mlをビーカ内で混合し、該混合
溶液中に希土類元素化として、塩化ネオジウム0.85
2gを添加し、均一溶液になるまで混合する。以下実施
例1と同様に操作してコアロッドを得た。更に実施例1
と同様に操作して光ファイバ母材を得、該光ファイバ母
材から光ファイバのクラッドは125μm、コア径は1
0μm、コアの中心にネオジウムを含む部分があり、そ
の径は0.3μmであった。このネオジウム含有部分で
のネオジウム濃度は5重量%で、イオンが分散している
ことを確認した。
【0012】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
希土類化を高濃度にしかもイオン状態で均一に分散して
添加された光ファイバファイバ母材を製造することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるErドープファイバと、従来法に
よるErドープファイバの蛍光寿命のEr濃度依存性を
測定した結果を示すグラフ図である。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ドーパント化合物をコアの中心部にのみ
    ドープする光ファイバ母材の製造方法において、コアを
    形成するガラス管の内壁にドーパント化合物を含むSi
    2 を主成分とするゾルゲル溶液のコーティング膜を形
    成し、これを透明ガラス化及びコラップスして得られた
    ガラス材をコアロッドとすることを特徴とするガラス母
    材の製造方法。
  2. 【請求項2】 ドーパント化合物をコアの中心部にのみ
    ドープする光ファイバ母材の製造方法において、コアを
    形成するガラス管の内壁にドーパント化合物を含むSi
    2 を主成分とするゾルゲル溶液のコーティング膜を形
    成し、これを透明ガラス化及びコラップスして得られた
    ガラス材をコアロッドとし、該コアロッドより低い屈折
    率を有するガラス管内に該コアロッドを挿入して融着一
    体化することを特徴とするガラス母材の製造方法。
  3. 【請求項3】 上記コーティング膜は、金属アルコキシ
    ド、水、アルコールの混合溶液にドーパント化合物を溶
    解させた混合溶液を、コア形成用ガラス管内壁にコーテ
    ィングした後、乾燥し次に焼成することにより作成され
    ることを特徴とする請求項1または2のガラス母材の製
    造方法。
  4. 【請求項4】 上記ドーパント化合物が希土類元素であ
    ることを特徴とする請求項1ないし3のいずれかのガラ
    ス母材の製造方法。
  5. 【請求項5】 上記金属アルコキシドが、シリコンアル
    コキシド、ゲルマニウムアルコキシド、アルミニウムア
    ルコキシドから選ばれる1以上であることを特徴とする
    請求項2または3のいずれかのガラス母材の製造方法。
JP3151751A 1991-06-24 1991-06-24 光フアイバ母材の製造方法 Pending JPH054832A (ja)

Priority Applications (9)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3151751A JPH054832A (ja) 1991-06-24 1991-06-24 光フアイバ母材の製造方法
AU18433/92A AU649845B2 (en) 1991-06-24 1992-06-22 Method for producing glass preform for optical fiber
US07/902,821 US5314518A (en) 1991-06-24 1992-06-23 Method for producing glass preform for optical fiber
KR1019920010897A KR950004059B1 (ko) 1991-06-24 1992-06-23 광파이버모재의 제조법
TW081104914A TW260654B (ja) 1991-06-24 1992-06-23
EP92110629A EP0520402B1 (en) 1991-06-24 1992-06-24 Method for producing glass preform for optical fiber
EP94112767A EP0626352B1 (en) 1991-06-24 1992-06-24 Method for producing glass preform for optical fiber
DE69215901T DE69215901T2 (de) 1991-06-24 1992-06-24 Verfahren zum Herstellen einer Glasvorform für optische Fasern
DE69219677T DE69219677D1 (de) 1991-06-24 1992-06-24 Verfahren zum Herstellen einer Glasvorform für optische Faser

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3151751A JPH054832A (ja) 1991-06-24 1991-06-24 光フアイバ母材の製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH054832A true JPH054832A (ja) 1993-01-14

Family

ID=15525496

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3151751A Pending JPH054832A (ja) 1991-06-24 1991-06-24 光フアイバ母材の製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH054832A (ja)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5314518A (en) Method for producing glass preform for optical fiber
AU652351B2 (en) Quartz glass doped with rare earth element and production thereof
US5123940A (en) Sol-gel doping of optical fiber preform
KR940004209B1 (ko) 활성원소첨가 광파이버부품의 제조방법
EP2411340B1 (en) An improved method for fabricating rare earth (re) doped optical fiber using a new codopant and fiber produced thererby with corresponding use
JP2931026B2 (ja) 希土類元素ドープガラスの製造方法
Shibata Sol-gel-derived silica preforms for optical fibers
JPH054832A (ja) 光フアイバ母材の製造方法
JP3475109B2 (ja) 希土類元素ドープガラス
JPH05105467A (ja) 光フアイバ母材の製造方法
JPH05105466A (ja) 光フアイバ母材の製造方法
JP3188309B2 (ja) 光増幅器用光ファイバ母材の製造方法
JP3157000B2 (ja) 光導波路
JP3315786B2 (ja) 光増幅器型光ファイバ
JPH038744A (ja) 希土類元素ドープ石英ガラス系光ファイバ用母材およびその製造方法
JPH0558664A (ja) 光フアイバ母材の製造方法
JPH05279066A (ja) 希土類元素ド−プ石英ガラス系光ファイバ用母材およびその製造方法
JPH02293332A (ja) 希土類元素ドープ石英ガラスの製造方法
JPH06263469A (ja) 光部品の製造方法
JPH0791072B2 (ja) 希土類元素ド−プガラスの製造方法
JPH03177328A (ja) 光ファイバ用母材の製造方法
JPH0585759A (ja) 希土類元素ド−プ石英ガラスの製造方法
JP2628944B2 (ja) 希土類元素添加光ファイバの製法
JPH0450131A (ja) 希土類元素含有ガラス多孔質体
JPH05294670A (ja) 希土類ドープコアファイバの製造方法