JPH06234537A - 光ファイバ・プリフォ−ムの作成方法 - Google Patents
光ファイバ・プリフォ−ムの作成方法Info
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- JPH06234537A JPH06234537A JP5341182A JP34118293A JPH06234537A JP H06234537 A JPH06234537 A JP H06234537A JP 5341182 A JP5341182 A JP 5341182A JP 34118293 A JP34118293 A JP 34118293A JP H06234537 A JPH06234537 A JP H06234537A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 蒸気流中における望ましくない粒子の形成を
回避して光導波路用のプリフォ−ムを作成する方法を提
供すること。 【構成】 光導波路ファイバを線引きするためのプリフ
ォ−ムを作成する蒸気沈積方法において、少なくとも第
１の前駆体化合物が１つの酸化領域でさんかされ、そし
てその第１の前駆体化合物とは異なる少なくとも第２の
前駆体化合物が第２の酸化領域で酸化される。この方法
は第１および第２の前駆体化合物が互いに化学的に共存
できない場合あるいは第２の前駆体化合物の流量が第１
の前駆体化合物の流量より実質的に低い場合に特に提供
可能である。
回避して光導波路用のプリフォ−ムを作成する方法を提
供すること。 【構成】 光導波路ファイバを線引きするためのプリフ
ォ−ムを作成する蒸気沈積方法において、少なくとも第
１の前駆体化合物が１つの酸化領域でさんかされ、そし
てその第１の前駆体化合物とは異なる少なくとも第２の
前駆体化合物が第２の酸化領域で酸化される。この方法
は第１および第２の前駆体化合物が互いに化学的に共存
できない場合あるいは第２の前駆体化合物の流量が第１
の前駆体化合物の流量より実質的に低い場合に特に提供
可能である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光導波通路ファイバを線
引きするための光導波通路プリフォ−ムを作成する方法
に関する。
引きするための光導波通路プリフォ−ムを作成する方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】光導波通路ファイバを線引きするための
光導波通路プリフォ−ムを作成する方法としては幾つか
の方法が公知である。それらの方法には、外付け気相沈
積法（ＯＶＤ）、修正化学気相沈積法（ＭＣＶＤ）、軸
付け気相沈積法（ＶＡＤ）、およびプラズマ・エンハン
スド化学気相沈積法（ＰＥＣＶＤ）がある。
光導波通路プリフォ−ムを作成する方法としては幾つか
の方法が公知である。それらの方法には、外付け気相沈
積法（ＯＶＤ）、修正化学気相沈積法（ＭＣＶＤ）、軸
付け気相沈積法（ＶＡＤ）、およびプラズマ・エンハン
スド化学気相沈積法（ＰＥＣＶＤ）がある。
【０００３】上記の方法はそれぞれ、i）ガラス形成前
駆体を含んだ蒸気流を例えばガス／酸素バ−ナの炎ある
いは沈積基体に隣接したまたは沈積チュ−ブの内側にお
けるホット・プラズマ・ゾ−ンのような酸化領域に輸送
すること、ii）その蒸気流を酸化させて粒状のまたはス
−ト状の酸化生成物を形成すること、およびiii）その
粒状またはス−ト状酸化生成物を基体またはチュ−ブ上
に集めてプリフォ−ムを形成することを含んでいる。
（ＰＥＣＶＤでは、中間のス−ト形成工程なしに、ガラ
スが気相から直接チュ−ブ上に沈積される。）ＯＶＤお
よびＶＡＤによって形成されたス−ト・プリフォ−ムは
焼結によってさらに処理されて、光導波通路ファイバが
線引きされる透明なガラスを形成する。ＭＣＶＤおよび
ＰＥＣＶＤによって生成されたプリフォ−ムは沈積段階
の後で一般的に透明であり、焼結工程なしに線引きして
ファイバを形成することができる。生成されるガラスの
屈折率や熱膨張係数のような種々の特性を修正するため
に蒸気流にド−パントを含ませうる。
駆体を含んだ蒸気流を例えばガス／酸素バ−ナの炎ある
いは沈積基体に隣接したまたは沈積チュ−ブの内側にお
けるホット・プラズマ・ゾ−ンのような酸化領域に輸送
すること、ii）その蒸気流を酸化させて粒状のまたはス
−ト状の酸化生成物を形成すること、およびiii）その
粒状またはス−ト状酸化生成物を基体またはチュ−ブ上
に集めてプリフォ−ムを形成することを含んでいる。
（ＰＥＣＶＤでは、中間のス−ト形成工程なしに、ガラ
スが気相から直接チュ−ブ上に沈積される。）ＯＶＤお
よびＶＡＤによって形成されたス−ト・プリフォ−ムは
焼結によってさらに処理されて、光導波通路ファイバが
線引きされる透明なガラスを形成する。ＭＣＶＤおよび
ＰＥＣＶＤによって生成されたプリフォ−ムは沈積段階
の後で一般的に透明であり、焼結工程なしに線引きして
ファイバを形成することができる。生成されるガラスの
屈折率や熱膨張係数のような種々の特性を修正するため
に蒸気流にド−パントを含ませうる。
【０００４】SiO2をベ−スとした光導波通路ファイバが
長い間商業的に好まれている。プリフォ−ムに半径方向
に変化する屈折率分布を与えることによって、所要の導
波特性を有する光導波通路ファイバをそのプリフォ−ム
が線引きすることができる。適当な導波特性を与えるた
めに、SiO2にそれの屈折率を変更するための種々の化合
物をド−プしている。それらの化合物としては、例えば
GeO2、TiO2およびP2O5がある。これらの化合物を含んだ
蒸気は、従来では、GeCl4、TiCl4およびPOCl3のような
金属ハロゲン化物を用いて得られている。例えば、米国
特許第４３１４８３７号を参照されたい。
長い間商業的に好まれている。プリフォ−ムに半径方向
に変化する屈折率分布を与えることによって、所要の導
波特性を有する光導波通路ファイバをそのプリフォ−ム
が線引きすることができる。適当な導波特性を与えるた
めに、SiO2にそれの屈折率を変更するための種々の化合
物をド−プしている。それらの化合物としては、例えば
GeO2、TiO2およびP2O5がある。これらの化合物を含んだ
蒸気は、従来では、GeCl4、TiCl4およびPOCl3のような
金属ハロゲン化物を用いて得られている。例えば、米国
特許第４３１４８３７号を参照されたい。
【０００５】レ−ジング（lasing）および信号増幅を含
む他の光学的機能を与えるためにには、希土類元素のよ
うなある種の成分をガラス構造に混入させることができ
ることも知られている。例えば、ヨ−ロッパ特許出願第
０４６９７９５号を参照されたい。容易に気化し得る形
式でこれらの元素を含んだ、βジケトネ−ト錯体を含む
化合物が入手可能であることも知られている。例えば米
国特許第４５０１６０２号を参照されたい。ErO2前駆体
を供給するための実施例材料はエルビウム・ヘプトフル
オロメチルオクタネジオン、Er(fod)3である。
む他の光学的機能を与えるためにには、希土類元素のよ
うなある種の成分をガラス構造に混入させることができ
ることも知られている。例えば、ヨ−ロッパ特許出願第
０４６９７９５号を参照されたい。容易に気化し得る形
式でこれらの元素を含んだ、βジケトネ−ト錯体を含む
化合物が入手可能であることも知られている。例えば米
国特許第４５０１６０２号を参照されたい。ErO2前駆体
を供給するための実施例材料はエルビウム・ヘプトフル
オロメチルオクタネジオン、Er(fod)3である。
【０００６】希土類ド−パントを含有したプリフォ−ム
を作成する他の方法としては、ゾル・ゲル（sol-gel）
（例えば米国特許第５１２３９４０号を参照されたい）
および溶体ド−ピング（solution doping）（例えば米
国特許第４９２３２７９号を参照されたい）がある。こ
れらの方法は余分な処理工程を含んでおりかつ得られる
プリフォ−ムにおける希土類ド−パント濃度のコントロ
−ルの点で難点がある。
を作成する他の方法としては、ゾル・ゲル（sol-gel）
（例えば米国特許第５１２３９４０号を参照されたい）
および溶体ド−ピング（solution doping）（例えば米
国特許第４９２３２７９号を参照されたい）がある。こ
れらの方法は余分な処理工程を含んでおりかつ得られる
プリフォ−ムにおける希土類ド−パント濃度のコントロ
−ルの点で難点がある。
【０００７】蒸気流を酸化領域に輸送するための従来の
方法は酸化が生ずる前にSiO2前駆体をド−パント前駆体
と混合させることを含んでいた。例えば米国特許第４８
２６２８８号（希土類化合物、アルミニウム化合物およ
びガラス形成元素を含んだ蒸気が反応領域すなわち酸化
領域に入る直前に混合されるＭＣＶＤ法）、米国特許第
５１４１５４９号（希土類化合物、アルミニウム化合物
およびSiO2化合物を含んだ蒸気が酸化バ−ナで混合され
てSiO2ス−ト全体にわたって希土類元素とアルミニウム
元素の均一な分布を生じさせるプレ−ナ光導波通路の作
成方法）を参照されたい。
方法は酸化が生ずる前にSiO2前駆体をド−パント前駆体
と混合させることを含んでいた。例えば米国特許第４８
２６２８８号（希土類化合物、アルミニウム化合物およ
びガラス形成元素を含んだ蒸気が反応領域すなわち酸化
領域に入る直前に混合されるＭＣＶＤ法）、米国特許第
５１４１５４９号（希土類化合物、アルミニウム化合物
およびSiO2化合物を含んだ蒸気が酸化バ−ナで混合され
てSiO2ス−ト全体にわたって希土類元素とアルミニウム
元素の均一な分布を生じさせるプレ−ナ光導波通路の作
成方法）を参照されたい。
【０００８】米国特許第４６３９０７９号はコア領域が
円錐形状の層として形成された光ファイバ・プリフォ−
ムを作成するためのＶＡＤ法を開示している。この円錐
形状の層は２つの部分層（sublayers）を含んでいる。
１つの部分層はド−パント濃度が高く、そして他の部分
層はド−パント濃度が低いかあるいはそれを有していな
い。これらの部分層はそのようにして作成されるプリフ
ォ−ムの１つの部分に沿って移動する多数のバ−ナによ
って生成される。各バ−ナは少なくともSiO2を含んでお
あり、かつまたド−パント前駆体（例えばGeO2）を異な
るレベルで含んでいる。
円錐形状の層として形成された光ファイバ・プリフォ−
ムを作成するためのＶＡＤ法を開示している。この円錐
形状の層は２つの部分層（sublayers）を含んでいる。
１つの部分層はド−パント濃度が高く、そして他の部分
層はド−パント濃度が低いかあるいはそれを有していな
い。これらの部分層はそのようにして作成されるプリフ
ォ−ムの１つの部分に沿って移動する多数のバ−ナによ
って生成される。各バ−ナは少なくともSiO2を含んでお
あり、かつまたド−パント前駆体（例えばGeO2）を異な
るレベルで含んでいる。
【０００９】
【本発明が解決しようとする課題】しかし、βジケトネ
−ト錯体で形成された希土類化合物を含んだ蒸気は金属
ハロゲン化物で形成された蒸気とは化学的に共存し得な
いことが認められた。これらの化学的に共存し得ないを
酸化の前に混合することによって蒸気流内で反応を生じ
させることができる。これらの気相反応は蒸気流中に不
必要な粒子を形成させることになり、その粒子が酸化ス
−ト生成物を不均一に沈積させるとともに、バ−ナオリ
フィスの詰りやそれに続いて作成されるプリフォ−ムの
汚染のような装置上の問題を惹起させることになる。
−ト錯体で形成された希土類化合物を含んだ蒸気は金属
ハロゲン化物で形成された蒸気とは化学的に共存し得な
いことが認められた。これらの化学的に共存し得ないを
酸化の前に混合することによって蒸気流内で反応を生じ
させることができる。これらの気相反応は蒸気流中に不
必要な粒子を形成させることになり、その粒子が酸化ス
−ト生成物を不均一に沈積させるとともに、バ−ナオリ
フィスの詰りやそれに続いて作成されるプリフォ−ムの
汚染のような装置上の問題を惹起させることになる。
【００１０】本発明の１つの目的は、光導波通路ファイ
バが線引きされるプリフォ−ムを作成する蒸気沈積方法
であって、ベ−スガラス前駆体を含んだ蒸気の酸化とは
別個に、ド−パントを含んだ蒸気を酸化させることによ
って、そのベ−スガラスにド−パントが添加される方法
を提供することである。
バが線引きされるプリフォ−ムを作成する蒸気沈積方法
であって、ベ−スガラス前駆体を含んだ蒸気の酸化とは
別個に、ド−パントを含んだ蒸気を酸化させることによ
って、そのベ−スガラスにド−パントが添加される方法
を提供することである。
【００１１】本発明の他の目的は10,000ppm以下、そし
てある場合には1ppmのように低い濃度のド−パントをプ
リフォ−ムに正確にかつ反復可能に添加することができ
る方法を提供することである。
てある場合には1ppmのように低い濃度のド−パントをプ
リフォ−ムに正確にかつ反復可能に添加することができ
る方法を提供することである。
【００１２】本発明の他の目的は光導波通路ファイバが
線引きされるプリフォ−ムを作成するための蒸気沈積方
法であって、そのプリフォ−ム中の種々の成分の前駆体
を含んだ蒸気のうちの少なくとも幾つかが酸化の前に互
いに化学的に共存し得ない方法を提供することである。
線引きされるプリフォ−ムを作成するための蒸気沈積方
法であって、そのプリフォ−ム中の種々の成分の前駆体
を含んだ蒸気のうちの少なくとも幾つかが酸化の前に互
いに化学的に共存し得ない方法を提供することである。
【００１３】本発明の他の目的は光導波通路ファイバが
線引きされるプリフォ−ムを作成するための蒸気沈積方
法であって、そのプリフォ−ム中の種々の成分の前駆体
を含んだ蒸気に対する酸化条件が蒸気流中の反応物の量
に対して最適化される方法を提供することである。
線引きされるプリフォ−ムを作成するための蒸気沈積方
法であって、そのプリフォ−ム中の種々の成分の前駆体
を含んだ蒸気に対する酸化条件が蒸気流中の反応物の量
に対して最適化される方法を提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】図１に示されているよう
に、バ−ナ１および２がそれぞれタ−ゲット・マンドレ
ル３に向けて粒状酸化生成物の個別の流れを放射する。
マンドレル３はそれの周面における粒状酸化生成物の沈
積を許容するように回転される。バ−ナ１、２とマンド
レル３と間の相対的な軸線方向移動によってマンドレル
３の長さに沿った沈積を生じさせる。マンドレル３上に
おける粒状酸化物生成物の蓄積によって蓄積されたス−
ト４が生ずる。
に、バ−ナ１および２がそれぞれタ−ゲット・マンドレ
ル３に向けて粒状酸化生成物の個別の流れを放射する。
マンドレル３はそれの周面における粒状酸化生成物の沈
積を許容するように回転される。バ−ナ１、２とマンド
レル３と間の相対的な軸線方向移動によってマンドレル
３の長さに沿った沈積を生じさせる。マンドレル３上に
おける粒状酸化物生成物の蓄積によって蓄積されたス−
ト４が生ずる。
【００１５】蒸気給送系統は米国特許第４３１４８３７
号に開示されたのもと同様である。酸化生成物前駆体を
含んだ蒸気がそれぞれ給送系統５および６で示された別
個の系統によってバ−ナ１および２に送られる。バ−ナ
１にはSiO2前駆体蒸気が与えられる。好ましい実施例で
は、バ−ナ１にはGeO2前駆体蒸気も供給される。蒸気、
バ−ナ燃料および酸素のソ−スと、流れ制御系統および
混合要素は示されていない。ハロゲン化物蒸気に露呈さ
れる系統の部分はは蒸気の凝縮を防止するのに十分な温
度に維持される。
号に開示されたのもと同様である。酸化生成物前駆体を
含んだ蒸気がそれぞれ給送系統５および６で示された別
個の系統によってバ−ナ１および２に送られる。バ−ナ
１にはSiO2前駆体蒸気が与えられる。好ましい実施例で
は、バ−ナ１にはGeO2前駆体蒸気も供給される。蒸気、
バ−ナ燃料および酸素のソ−スと、流れ制御系統および
混合要素は示されていない。ハロゲン化物蒸気に露呈さ
れる系統の部分はは蒸気の凝縮を防止するのに十分な温
度に維持される。
【００１６】バ−ナ２には給送系統６で示された同様の
系統から蒸気が供給されるが、バ−ナ２に与えられる成
分はSiO2前駆体以外の物質よりなるであろう。適当な場
合には、バ−ナ２に蒸気を供給するために多ド−パント
・ソ−スが使用されうる。また、図２は２つのバ−ナし
か示していないが、２つより多いバ−ナを使用してもよ
く、その場合には、少なくとも１つのバ−ナが、酸化生
成物または他のバ−ナのうちの少なくとも１つによって
供給されるものとは異なる酸化生成物の異なる組合せを
供給するようになされうる。
系統から蒸気が供給されるが、バ−ナ２に与えられる成
分はSiO2前駆体以外の物質よりなるであろう。適当な場
合には、バ−ナ２に蒸気を供給するために多ド−パント
・ソ−スが使用されうる。また、図２は２つのバ−ナし
か示していないが、２つより多いバ−ナを使用してもよ
く、その場合には、少なくとも１つのバ−ナが、酸化生
成物または他のバ−ナのうちの少なくとも１つによって
供給されるものとは異なる酸化生成物の異なる組合せを
供給するようになされうる。
【００１７】図１に示されているように、バ−ナ２から
の粒子流８は、バ−ナ１からの粒子流７が蓄積ス−ト４
に接触する点から変位した点において蓄積ス−ト４に接
触する。言換えると、バ−ナ１が１回通過すると、SiO2
と粒子流７に含まれた任意の成分を含んだ蓄積ス−トの
１つの層を生じ、バ−ナ２が１回通過すると、粒子流８
中の成分を含んだ蓄積ス−トの１つの層を生ずる。
の粒子流８は、バ−ナ１からの粒子流７が蓄積ス−ト４
に接触する点から変位した点において蓄積ス−ト４に接
触する。言換えると、バ−ナ１が１回通過すると、SiO2
と粒子流７に含まれた任意の成分を含んだ蓄積ス−トの
１つの層を生じ、バ−ナ２が１回通過すると、粒子流８
中の成分を含んだ蓄積ス−トの１つの層を生ずる。
【００１８】２つの粒子流中の成分は異なっているか
ら、交互の層は種々の酸化生成物の均質な混合物を含ま
ない。上述した従来技術では、種々の酸化物の均質混合
物を含んだプリフォ−ムを作成することを１つの目的と
していた。ド−パント濃度が非常に低いレベルの場合に
は、交互の層の不均質性は得られる光導波通路ファイバ
の光学的特性には悪影響を及ぼさないことを認めた。こ
れに対する１つの理由は、バ−ナ２に流入するド−パン
トの流量がバ−ナ１に流入するSiO2前駆体の流量より著
しく少ないから、バ−ナ２によって沈積されるス−ト層
が一般にバ−ナ１によって沈積されるス−ト層よりはる
かに薄いためである。
ら、交互の層は種々の酸化生成物の均質な混合物を含ま
ない。上述した従来技術では、種々の酸化物の均質混合
物を含んだプリフォ−ムを作成することを１つの目的と
していた。ド−パント濃度が非常に低いレベルの場合に
は、交互の層の不均質性は得られる光導波通路ファイバ
の光学的特性には悪影響を及ぼさないことを認めた。こ
れに対する１つの理由は、バ−ナ２に流入するド−パン
トの流量がバ−ナ１に流入するSiO2前駆体の流量より著
しく少ないから、バ−ナ２によって沈積されるス−ト層
が一般にバ−ナ１によって沈積されるス−ト層よりはる
かに薄いためである。
【００１９】バ−ナ２に流入する前駆体蒸気の流量がバ
−ナ１に流入する前駆体蒸気の流量より著しく少ない場
合には、前駆体蒸気の分離も重要である。それは、他の
バ−ナガスの流れを前駆体蒸気のレベルに対して最適化
できるようにする。これによって、各成分の適切な酸化
と、より効率的な沈積が得られる。
−ナ１に流入する前駆体蒸気の流量より著しく少ない場
合には、前駆体蒸気の分離も重要である。それは、他の
バ−ナガスの流れを前駆体蒸気のレベルに対して最適化
できるようにする。これによって、各成分の適切な酸化
と、より効率的な沈積が得られる。
【００２０】前駆体蒸気の分離から得られる利点は下記
のとおりである。 １．必要とされる蒸気に対してのみ蒸気給送ラインの熱
的要件が高い、 ２．蒸気給送ライン内の濃度が低い、 ３．蒸気給送ライン内およびバ−ナのフェ−スに粒子を
形成する塩化物および有機金属化合物のような共存し得
ない蒸気間の反応が減少する、 ４．すべてのド−パント反応に対して酸化条件が最適化
されるので、すべてのド−パントの酸化がより完全とな
りかつ沈積効率がより高くなる、 ５．蒸気生成物が分離されているために蒸気給送ライン
の汚染が軽減される（１つの組のド−パントから他の組
に変更する場合の柔軟性をより高くすることができ
る）、 ６．変化する形状のド−パント分布を容易に生じさせる
ことができる。
のとおりである。 １．必要とされる蒸気に対してのみ蒸気給送ラインの熱
的要件が高い、 ２．蒸気給送ライン内の濃度が低い、 ３．蒸気給送ライン内およびバ−ナのフェ−スに粒子を
形成する塩化物および有機金属化合物のような共存し得
ない蒸気間の反応が減少する、 ４．すべてのド−パント反応に対して酸化条件が最適化
されるので、すべてのド−パントの酸化がより完全とな
りかつ沈積効率がより高くなる、 ５．蒸気生成物が分離されているために蒸気給送ライン
の汚染が軽減される（１つの組のド−パントから他の組
に変更する場合の柔軟性をより高くすることができ
る）、 ６．変化する形状のド−パント分布を容易に生じさせる
ことができる。
【００２１】本発明はド−パント濃度のレベルが10,000
ppmより著しく高い状況で適用可能であることも意図さ
れている。これは、所要の屈折率分布を得るためにGeO2
をド−プされた従来のSiO2をベ−スとした単一モ−ド光
導波通路ファイバが線引きされるプリフォ−ムを作成す
る場合であろう。本発明のの方法による沈積の不均質特
性が、得られる単一モ−ド・プリフォ−ムにおけるド−
パント分布についての十分な制御を与える。
ppmより著しく高い状況で適用可能であることも意図さ
れている。これは、所要の屈折率分布を得るためにGeO2
をド−プされた従来のSiO2をベ−スとした単一モ−ド光
導波通路ファイバが線引きされるプリフォ−ムを作成す
る場合であろう。本発明のの方法による沈積の不均質特
性が、得られる単一モ−ド・プリフォ−ムにおけるド−
パント分布についての十分な制御を与える。
【００２２】本発明の他の実施例は酸化の後まで前駆体
蒸気流の分離を維持するが、この実施例では、ス−トの
流れは、それらがマンドレルにおいてまたはそれの近傍
において相互に作用するようにようにタ−ゲット・マン
ドレル上の実質的に同じ点に放射される。この実施例は
ス−トのより均質な混合を与えるものと考えられる。こ
の実施例はス−ト流の相互作用のために沈積効率の低下
を生ずることになりやすい。また、このようにして沈積
されるス−トの組成を制御する能力にある程度の悪影響
が及ぼされうる。
蒸気流の分離を維持するが、この実施例では、ス−トの
流れは、それらがマンドレルにおいてまたはそれの近傍
において相互に作用するようにようにタ−ゲット・マン
ドレル上の実質的に同じ点に放射される。この実施例は
ス−トのより均質な混合を与えるものと考えられる。こ
の実施例はス−ト流の相互作用のために沈積効率の低下
を生ずることになりやすい。また、このようにして沈積
されるス−トの組成を制御する能力にある程度の悪影響
が及ぼされうる。
【００２３】本発明はSiO2-GeO2をベ−スとした光導波
通路ファイバがファイバ増幅器の用途で使用されるため
にErO2をド−プされる場合に有用である。ErO2の好まし
い前駆体はβ−ジケトネ−トのうちの１つである。β−
ジケトネ−トソ−スからの蒸気はSiO2またはGeO2を与え
るために一般に用いられる蒸気とは共存し得ないkaある
いは給送系統内における粒子形成の原因となりうる。こ
のような粒子形成を防止するためには蒸気の分離が必要
である。
通路ファイバがファイバ増幅器の用途で使用されるため
にErO2をド−プされる場合に有用である。ErO2の好まし
い前駆体はβ−ジケトネ−トのうちの１つである。β−
ジケトネ−トソ−スからの蒸気はSiO2またはGeO2を与え
るために一般に用いられる蒸気とは共存し得ないkaある
いは給送系統内における粒子形成の原因となりうる。こ
のような粒子形成を防止するためには蒸気の分離が必要
である。
【００２４】本発明の１つの実施例では、SiO2の前駆体
は米国特許第５０４３００２号に開示されているように
オクタメチルシクロテトラシロキサン（ＯＭＣＴＳ）ま
たは同様の化合物である。これらの前駆体は気相では互
いに化学的に共存しず、かつもし酸化の前に混合される
と蒸気給送系統内に粒子を形成することになり得る。し
たがって、酸化の後まで蒸気の流れを分離した状態に維
持することが望ましい。本発明の多バ−ナ法はこの目的
に特に適している。上述のように、本発明の方法は、バ
−ナ１に対するSiO2前駆体の流量とバ−ナ２に対するGe
O2前駆体の流量に対して酸化条件を別々に最適化させる
こともできる。もちろん、GeO2前駆体以外のド−パント
材料をバ−ナ２に給送することも可能であろう。
は米国特許第５０４３００２号に開示されているように
オクタメチルシクロテトラシロキサン（ＯＭＣＴＳ）ま
たは同様の化合物である。これらの前駆体は気相では互
いに化学的に共存しず、かつもし酸化の前に混合される
と蒸気給送系統内に粒子を形成することになり得る。し
たがって、酸化の後まで蒸気の流れを分離した状態に維
持することが望ましい。本発明の多バ−ナ法はこの目的
に特に適している。上述のように、本発明の方法は、バ
−ナ１に対するSiO2前駆体の流量とバ−ナ２に対するGe
O2前駆体の流量に対して酸化条件を別々に最適化させる
こともできる。もちろん、GeO2前駆体以外のド−パント
材料をバ−ナ２に給送することも可能であろう。
【００２５】下記の実施例は例示のためのものであっ
て、本発明の範囲を限定するものではない。下記の実施
例で用いられている反応物給送系統は米国特許第４３１
４８３７号に開示されているものと同様である。バ−ナ
は米国特許第４３１４８３７号および第５１４０６６５
号に開示されているものと同様であり、図２に示されて
いる。図２は中央のフュ−ム・チュ−ブ（central fume
tube）２２、内側シ−ルド環状部(inner shield annul
us）２３、燃料予備混合オリフィス２４、および外側シ
−ルド・オリフィス（outer shield orifices）２５を
有するバ−ナフェ−ス２１を示している。ス−ト・プリ
フォ−ムを透明なガラスに変換するために用いられる脱
水およびコンソリデ−ション処理は米国特許第３９３３
４５４号および第４１２５３８８号に開示されているも
のと同様である。
て、本発明の範囲を限定するものではない。下記の実施
例で用いられている反応物給送系統は米国特許第４３１
４８３７号に開示されているものと同様である。バ−ナ
は米国特許第４３１４８３７号および第５１４０６６５
号に開示されているものと同様であり、図２に示されて
いる。図２は中央のフュ−ム・チュ−ブ（central fume
tube）２２、内側シ−ルド環状部(inner shield annul
us）２３、燃料予備混合オリフィス２４、および外側シ
−ルド・オリフィス（outer shield orifices）２５を
有するバ−ナフェ−ス２１を示している。ス−ト・プリ
フォ−ムを透明なガラスに変換するために用いられる脱
水およびコンソリデ−ション処理は米国特許第３９３３
４５４号および第４１２５３８８号に開示されているも
のと同様である。
【００２６】
【実施例】実施例１ プリフォ−ムが作成され、それから個別増幅器アイバが
線引きされた。そのファイバは、約1.0％の屈折率デル
タを与えるようにGeO2をド−プされたSiO2コアと、約1.
453の屈折率を有するSiO2のクラッドよりなっていた。G
eO2をド−プされたSiO2コアは300ppmのErO2をも含んで
いた。このようにして得られたファイバは15mの長さに
わたって980nmの光でポンピングされた場合に15dBm以上
の出力パワ−を生じた。
線引きされた。そのファイバは、約1.0％の屈折率デル
タを与えるようにGeO2をド−プされたSiO2コアと、約1.
453の屈折率を有するSiO2のクラッドよりなっていた。G
eO2をド−プされたSiO2コアは300ppmのErO2をも含んで
いた。このようにして得られたファイバは15mの長さに
わたって980nmの光でポンピングされた場合に15dBm以上
の出力パワ−を生じた。
【００２７】SiO2およびGeO2の前駆体が図２に示された
バ−ナとデザイン的に類似したバ−ナ１に給送された。
これらの蒸気のソ−スはそれぞれSiCl4およびGeCl4であ
った。これらのバ−ナ１のガス／酸素炎中に導入される
前に混合された。
バ−ナとデザイン的に類似したバ−ナ１に給送された。
これらの蒸気のソ−スはそれぞれSiCl4およびGeCl4であ
った。これらのバ−ナ１のガス／酸素炎中に導入される
前に混合された。
【００２８】ErO2の前駆体はコアの沈積時にのみバ−ナ
２に給送された。この実施例では、バ−ナ２も図２に示
されたバ−ナとデザイン的に類似していた。この蒸気の
ソ−スはEr(fod)3であった。この蒸気を給送するため
に、アルゴンが約165℃のEr(fod)3中で泡だてられた。
２に給送された。この実施例では、バ−ナ２も図２に示
されたバ−ナとデザイン的に類似していた。この蒸気の
ソ−スはEr(fod)3であった。この蒸気を給送するため
に、アルゴンが約165℃のEr(fod)3中で泡だてられた。
【００２９】２つの静止したバ−ナの正面でマンドレル
が前後に移動する旋盤上で沈積が行なわれた。マンドレ
ルは約168rpmで回転された。プリフォ−ムは１つの方向
に23mm/secの速度でバ−ナの正面を移動された。プリフ
ォ−ムは1282mm/secの速度で初期位置に戻された。
が前後に移動する旋盤上で沈積が行なわれた。マンドレ
ルは約168rpmで回転された。プリフォ−ムは１つの方向
に23mm/secの速度でバ−ナの正面を移動された。プリフ
ォ−ムは1282mm/secの速度で初期位置に戻された。
【００３０】この実施例では二方向沈積が用いられた
が、一方向だけの沈積も用いることができる。一方向の
みの沈積は、バ−ナから出たス−ト流がプリフォ−ムに
当っている状態で、プリフォ−ムに関して一方向にバ−
ナを移動することによって実現され得る。プリフォ−ム
の全軸線方向長にわたってバ−ナが移動されると、バ−
ナはス−ト流がプリフォ−ムに当らなくなるように傾斜
され得る。バ−ナとプリフォ−ムはバ−ナが初期位置に
戻るように互いに関して移動され得る。バ−ナはス−ト
流がプリフォ−ムに当るように再度傾斜され、そして所
望のサイズ・プリフォ−ムを得るのに必要なだけ、この
サイクルが反復される。本発明の方法によるErO2（およ
び含まれる場合にはAl2O3）の一方向沈積は二方向沈積
に匹敵することが認められた。
が、一方向だけの沈積も用いることができる。一方向の
みの沈積は、バ−ナから出たス−ト流がプリフォ−ムに
当っている状態で、プリフォ−ムに関して一方向にバ−
ナを移動することによって実現され得る。プリフォ−ム
の全軸線方向長にわたってバ−ナが移動されると、バ−
ナはス−ト流がプリフォ−ムに当らなくなるように傾斜
され得る。バ−ナとプリフォ−ムはバ−ナが初期位置に
戻るように互いに関して移動され得る。バ−ナはス−ト
流がプリフォ−ムに当るように再度傾斜され、そして所
望のサイズ・プリフォ−ムを得るのに必要なだけ、この
サイクルが反復される。本発明の方法によるErO2（およ
び含まれる場合にはAl2O3）の一方向沈積は二方向沈積
に匹敵することが認められた。
【００３１】実施例２ 本発明の他の実施例では、バ−ナ２のデザインが若干修
正されかつプリフォ−ムにAl2O3が添加されたことを除
き、実施例１に説明したのと同様にしてプリフォ−ムが
作成された。このようにして得られたファイバは約1.0
％の屈折率差を与えるためにGeO2をド−プされたSiO2コ
アと、約1.453の屈折率を有するSiO2のクラッドで構成
された。GeO2をド−プされたコアは約300ppmのErO2と約
0.8重量％のAl2O3を含有していた。図３に示されている
ように、バ−ナ・デザインは３つの同心状フュ−ム・チ
ュ−ブ３１、３２および３３を含んでいた。内側のフュ
−ム・チュ−ブ３１はErO2前駆体を酸化領域に送るため
に用いられた。外側フュ−ム・チュ−ブ３３はAl2O3前
駆体を酸化領域に送るために用いられた。中間のフュ−
ム・チュ−ブ３２は内側のフュ−ム・チュ−ブ３１と外
側のフュ−ム・チュ−ブ３３の間に酸素シ−ルドを与え
るために用いられた。内側シ−ルド環状体３４、燃料予
備混合オリフィス３５、および外側シ−ルド・オリフィ
ス３６は図のものと同様であった。
正されかつプリフォ−ムにAl2O3が添加されたことを除
き、実施例１に説明したのと同様にしてプリフォ−ムが
作成された。このようにして得られたファイバは約1.0
％の屈折率差を与えるためにGeO2をド−プされたSiO2コ
アと、約1.453の屈折率を有するSiO2のクラッドで構成
された。GeO2をド−プされたコアは約300ppmのErO2と約
0.8重量％のAl2O3を含有していた。図３に示されている
ように、バ−ナ・デザインは３つの同心状フュ−ム・チ
ュ−ブ３１、３２および３３を含んでいた。内側のフュ
−ム・チュ−ブ３１はErO2前駆体を酸化領域に送るため
に用いられた。外側フュ−ム・チュ−ブ３３はAl2O3前
駆体を酸化領域に送るために用いられた。中間のフュ−
ム・チュ−ブ３２は内側のフュ−ム・チュ−ブ３１と外
側のフュ−ム・チュ−ブ３３の間に酸素シ−ルドを与え
るために用いられた。内側シ−ルド環状体３４、燃料予
備混合オリフィス３５、および外側シ−ルド・オリフィ
ス３６は図のものと同様であった。
【００３２】SiO2、GeO2、ErO2およびAl2O3前駆体はそ
れぞれSiCl4、GeCl4、Er(fod)3およびAlCl3であった。E
rO2およびAl2O3前駆体はコア沈積時にだけバ−ナ２に給
送された。ErO2前駆体は約165℃のEr(fod)3中でアルゴ
ンを泡立たせること（bubbling）によって給送された。
Al2O3前駆体は約105℃のAlCl3中で酸素を泡立たせるこ
と（bubbling）によって給送された。
れぞれSiCl4、GeCl4、Er(fod)3およびAlCl3であった。E
rO2およびAl2O3前駆体はコア沈積時にだけバ−ナ２に給
送された。ErO2前駆体は約165℃のEr(fod)3中でアルゴ
ンを泡立たせること（bubbling）によって給送された。
Al2O3前駆体は約105℃のAlCl3中で酸素を泡立たせるこ
と（bubbling）によって給送された。
【００３３】実施例３ プリフォ−ムが作成され、それから分布増幅器ファイバ
が線引きされた。このファイバは米国特許第４７１５６
７９号に記載されているようにセグメント・コア（segm
ented core）とともに分散シフト分布（dispersion-shi
fted profile）を生ずるようにGeO2をド−プしたSiO2コ
アを具備していた。内側のコアは三角形状を有しかつ約
１％の最大屈折率差を得るために最大約20重量％のGeO2
を含有しており、コアの凹部領域（depressed region）
はSiO2で構成されており、かつコアの外側領域は約0.25
％の屈折率差を得るために約6重量％のGeO2を含有して
いた。GeO2をド−プされたSiO2よりなる内側コアは1ppm
のErO2と0.25重量％のAl2O 3を含んだたいた。クラッド
はSiO2よりなり、約1.453の屈折率を有していた。この
ようにして得られたファイバは0.5mW/kmのトランスペア
レンシ−・パワ−（transparency power）（全長にわた
ってゼロ損失を実現するために必要とされるポンプ・パ
ワ−（pump power）の大きさ）を有していた。
が線引きされた。このファイバは米国特許第４７１５６
７９号に記載されているようにセグメント・コア（segm
ented core）とともに分散シフト分布（dispersion-shi
fted profile）を生ずるようにGeO2をド−プしたSiO2コ
アを具備していた。内側のコアは三角形状を有しかつ約
１％の最大屈折率差を得るために最大約20重量％のGeO2
を含有しており、コアの凹部領域（depressed region）
はSiO2で構成されており、かつコアの外側領域は約0.25
％の屈折率差を得るために約6重量％のGeO2を含有して
いた。GeO2をド−プされたSiO2よりなる内側コアは1ppm
のErO2と0.25重量％のAl2O 3を含んだたいた。クラッド
はSiO2よりなり、約1.453の屈折率を有していた。この
ようにして得られたファイバは0.5mW/kmのトランスペア
レンシ−・パワ−（transparency power）（全長にわた
ってゼロ損失を実現するために必要とされるポンプ・パ
ワ−（pump power）の大きさ）を有していた。
【００３４】SiO2およびGeO2前駆体がバ−ナ１に給送さ
れた。バ−ナ１は図２に示されたデザインと同様であっ
た。これらの蒸気のソ−スはそれぞれSiCl4およびGeCl4
であった。
れた。バ−ナ１は図２に示されたデザインと同様であっ
た。これらの蒸気のソ−スはそれぞれSiCl4およびGeCl4
であった。
【００３５】ErO2およびAl2O3前駆体はコア沈積時にの
みバ−ナ２に給送された。バ−ナ２のデザインは図３に
示されているバ−ナと同様であった。ErO2前駆体は約11
0℃のEr(fod)3中でアルゴンを泡立てることによって給
送された。Al2O3前駆体は約105℃のAlCl3中で酸素を泡
立てることによって給送された。
みバ−ナ２に給送された。バ−ナ２のデザインは図３に
示されているバ−ナと同様であった。ErO2前駆体は約11
0℃のEr(fod)3中でアルゴンを泡立てることによって給
送された。Al2O3前駆体は約105℃のAlCl3中で酸素を泡
立てることによって給送された。
【００３６】本発明がそれの好ましい実施例に関して詳
細に図示されかつ説明された。しかし、これらの実施例
の形式および詳細については、特許請求の範囲に定義さ
れた本発明の真の精神および範囲から逸脱することなし
に種々の変更がなされうることが当業者には理解される
であろう。例えば、本発明は主として増幅器ファイバに
関して記述されたが、本発明は他のファイバ用途および
プレ−ナ光導波路の蒸気沈積にも適用し得るものであ
る。また、本発明はSiO2をベ−スとした光導波路ファイ
バに関して記述されたが、本発明は他のベ−スガラス組
成よりなる光導波路ファイバにも適用できるものであ
る。
細に図示されかつ説明された。しかし、これらの実施例
の形式および詳細については、特許請求の範囲に定義さ
れた本発明の真の精神および範囲から逸脱することなし
に種々の変更がなされうることが当業者には理解される
であろう。例えば、本発明は主として増幅器ファイバに
関して記述されたが、本発明は他のファイバ用途および
プレ−ナ光導波路の蒸気沈積にも適用し得るものであ
る。また、本発明はSiO2をベ−スとした光導波路ファイ
バに関して記述されたが、本発明は他のベ−スガラス組
成よりなる光導波路ファイバにも適用できるものであ
る。
【図１】本発明の方法で用いられる多バ−ナＯＶＤ装置
の概略図である。
の概略図である。
【図２】本発明の方法で用いられるバ−ナの図である。
【図３】本発明の方法で用いられるバ−ナの図である。
１、２ バ−ナ ３ マンドレル ４ 蓄積されたス−ト ５、６ 給送系統 ７、８ 粒子流 ２１ バ−ナフェ−ス ２２ 中央のフュ−ム・チュ−ブ ２３ 内側シ−ルド環状部 ２４ 燃料予備混合オリフィス ３１、３２、３３ 同心状フュ−ム・チュ−ブ ３４ 内側シ−ルド環状体 ３５ 燃料予備混合オリフィス ３６ 外側シ−ルド・オリフィス
Claims (20)
- 【請求項１】 光導波路ファイバを線引きするためのプ
リフォ−ムを作成する方法において、 ａ．少なくとも第１の前駆体を含んだ第１の蒸気流を発
生し、 ｂ．前記第１の蒸気流を第１の酸化領域に給送し、 ｃ．前記第の蒸気流を酸化して第１のス−ト流を生じさ
せ、 ｄ．前記第１のス−ト流をマンドレルに向けて放射し、 ｅ．前記第１のス−ト流の少なくとも一部分を前記マン
ドレル上に集め、 ｆ．前記第１の前駆体を含んでおらず、少なくとも第２
の前駆体を含んだ第２の蒸気流を発生し、 ｇ．前記第２の蒸気流だいを第２の酸化領域に放射し、 ｈ．前記第２の蒸気流を酸化して第２のス−ト流を生じ
させ、 ｉ．前記第２の蒸気流を前記マンドレルに向けて放射
し、 ｊ．前記第２のス−ト流の少なくとも一部分を前記マン
ドレル上に集めることよりなるプリフォ−ムの作成方
法。 - 【請求項２】 前記少なくとも第１の前駆体は前記第１
の蒸気流が酸化された後でSiO2を形成する化合物よりな
る請求項１の方法。 - 【請求項３】 前記第１の蒸気流を発生する工程が前記
第１の蒸気流を発生させるためにSiCl4のような金属ハ
ロゲン化物を用いることをさらに含んだ請求項２の方
法。 - 【請求項４】 前記第１の蒸気流を発生する工程が前記
第１の蒸気流を発生させるためにOMCTSのような有機金
属化合物を用いることをさらに含んだ請求項２の方法。 - 【請求項５】 前記第１の蒸気流を発生する工程がSiO2
およびGeO2前駆体を発生させかつ前記第１の酸化領域に
前記第１の蒸気流を給送する前に前記前駆体を結合させ
ることをさらに含んだ請求項２の方法。 - 【請求項６】 前記第２の蒸気流が希土類酸化物GeO2、
TiO2または他の金属酸化物のうちの少なくとも１つの前
駆体を含んでいる請求項１の方法。 - 【請求項７】 前記第２の蒸気流を発生する工程がβジ
ケトネ−ト錯体のグル−プから選択された化合物を用い
ることをさらに含む請求項６の方法。 - 【請求項８】 少なくとも第３の蒸気流を発生させそし
て前記少なくとも第３の蒸気流を酸化して少なくとも第
３のス−ト流を発生させることをさらに含んだ請求項１
の方法。 - 【請求項９】 前記第１のス−ト流は前記マンドレル上
の第１の点に向けて放射されかつ前記第２のス−ト流は
前記第１の点から変位された前記マンドレル上の第２の
点に向けて放射される請求項１の方法。 - 【請求項１０】 前記第１および第２のス−ト流が前記
マンドレル上の実質的に同じ点に向けて放射される請求
項１の方法。 - 【請求項１１】 少なくとも第１の前駆体化合物および
その第１の前駆体化合物とは異なる第２の前駆体化合物
で光ファイバ・プリフォ−ムを作成する方法であって、
少なくとも前記第１の前駆体化合物を含んだ第１の蒸気
流が第２の蒸気流から、それら第１および第２の蒸気流
が酸化されてそれぞれ第１および第２のス−ト粒子流と
なされるまで、隔離され、前記第２の蒸気流は前記第１
の前駆体化合物を含んでいないが少なくとも前記第２の
前駆体化合物を含んでいる光ファイバ・プリフォ−ムの
作成方法。 - 【請求項１２】 前記第１の前駆体化合物が前記第１の
蒸気流を酸化した後でSiO2を形成する請求項１１の方
法。 - 【請求項１３】 前記第１の蒸気流がSiCl4のような金
属ハロゲン化物よりなる請求項１２の方法。 - 【請求項１４】 前記第１の蒸気流がOMCTSのような有
機金属化合物よりなる請求項１２の方法。 - 【請求項１５】 前記第１の蒸気流がSiO2およびGeO2前
駆体化合物をさらに含んでいる請求項１２の方法。 - 【請求項１６】 前記第２の蒸気流が希土類酸化物Ge
O2、TiO2または他の金属酸化物のうちの少なくとも１つ
の前駆体を含んでいる請求項１１の方法。 - 【請求項１７】 前記第２の蒸気流がβジケトネ−ト錯
体のグル−プから選択された化合物から発生される請求
項１６の方法。 - 【請求項１８】 少なくとも第３の蒸気流をさらに含
み、この少なくとも第３の蒸気流は、前記第１、第２お
よび少なくとも第３の蒸気流が酸化されてそれぞれ第
１、第２および少なくとも第３のス−ト流を生ずるま
で、前記第１および第２の蒸気流から隔離される請求項
１１の方法。 - 【請求項１９】 前記第１のス−ト流は前記マンドレル
上の第１の点に向けて放射されかつ前記第２のス−ト流
は前記第１の点から変位された前記マンドレル上の第２
の点に向けて放射される請求項１１の方法。 - 【請求項２０】 前記第１および第２のス−ト流が前記
マンドレル上の実質的に同じ点に向けて放射される請求
項１１の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/997,204 US5296012A (en) | 1992-12-28 | 1992-12-28 | Method of making optical waveguide preforms |
| US997204 | 1992-12-28 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06234537A true JPH06234537A (ja) | 1994-08-23 |
Family
ID=25543748
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5341182A Pending JPH06234537A (ja) | 1992-12-28 | 1993-12-13 | 光ファイバ・プリフォ−ムの作成方法 |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5296012A (ja) |
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