JPH06263469A - 光部品の製造方法 - Google Patents

光部品の製造方法

Info

Publication number
JPH06263469A
JPH06263469A JP4546493A JP4546493A JPH06263469A JP H06263469 A JPH06263469 A JP H06263469A JP 4546493 A JP4546493 A JP 4546493A JP 4546493 A JP4546493 A JP 4546493A JP H06263469 A JPH06263469 A JP H06263469A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
doped
glass tube
core
optical component
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
JP4546493A
Other languages
English (en)
Inventor
Sumio Hoshino
寿美夫 星野
Masumi Ito
真澄 伊藤
Yoshiki Chigusa
佳樹 千種
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 JP4546493A priority Critical patent/JPH06263469A/ja
Publication of JPH06263469A publication Critical patent/JPH06263469A/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
    • C03B37/01262Depositing additional preform material as liquids or solutions, e.g. solution doping of preform tubes or rods

Landscapes

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

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高濃度の機能性物質をドープした光部品の製
造方法を提供することを目的とする。 【構成】 クラッド部となるガラス管1aのコア形成領
域2aの壁に、ゾルゲル法により、希土類元素をドープ
した加水分解溶液でコーティングした後に透明ガラス化
してコア材料2bを形成し、このガラス管1aをコラッ
プスして希土類元素がドープされたコア部を有するプリ
フォーム1bを形成し、さらにプリフォーム1bを長手
方向に延伸することを特徴としており、特に、上記透明
ガラス化及びコラップスの際、コア形成領域2aに塩素
と酸素の混合気体を流すことを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、光増幅等の機能を持
つ光部品の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、光増幅等の機能を有する光部品と
しては、例えば“光ファイバによる光増幅“、光学第1
8巻第6号、1989年6月、pp.291−296に
示されているように、コア領域に希土類元素をドープし
た光ファイバアンプがある。
【0003】特に、上記光ファイバアンプの製造方法
は、希土類元素をドープする方法として、シリカガラス
等の多孔質母材を、希土類(例えばEr)の塩化物等を
溶かした水溶液あるいはアルコール溶液に含浸させ、1
500℃以上の高温で透明ガラス化する溶液含浸法を用
いるか、又は上記希土類の塩化物等の蒸気あるいは上記
溶液(水溶液、アルコール溶液)を拡散させた後、15
00℃以上の高温で透明ガラス化する気相法を用いてい
た。
【0004】そして、以上の方法により得られたプリフ
ォームをコラップスした後、線引きし、ファイバ化して
いた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来の光部品の製造方
法は以上のように、希土類元素を多孔質体にコーティン
グした後、高温で透明ガラス化していたので、多孔質体
内に添加された希土類元素は低濃度の場合は均一に分散
しているが、高濃度に添加しようとした場合、結晶化し
やすくなるため(この傾向は高温ほど著しい)、均一に
分散しにくくなり高濃度添加ガラスの作製が困難になっ
ているなどの課題があった。
【0006】特に、上述した従来の光部品(光ファイバ
アンプ)の製造方法では、ドープできる希土類元素の濃
度は最高でも1wt%程度であるため、ファイバの長さ
を数m程度にまで延ばさなければ、所望の増幅機能が得
られず、小型化が実現できないという課題があった。
【0007】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、高濃度の機能性物質をドープした
光部品の製造方法を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】この発明に係る光部品の
製造方法は、クラッド部となるガラス管の内壁に、ゾル
ゲル法により、希土類元素をドープした加水分解溶液で
コーティングした後に透明ガラス化し、このガラス管を
コラップスして上記希土類元素がドープされたコア部を
有するプリフォームを形成し、さらにこのプリフォーム
を長手方向に延伸して光部品を製造することを特徴と
し、特に、上記コーティング膜の透明ガラス化及びガラ
ス管のコラップスの際、このガラス管内に塩素と酸素の
混合気体を流すことを特徴としている。
【0009】また、クラッド部とコラップス後に形成さ
れるコア部との屈折率を変えるため、予めクラッド部と
なるガラス管にフッ素等をドープし、クラッド部の屈折
率をコア部の屈折率よりも低くするか、あるいはガラス
管の内壁にコーティングする加水分解溶液に予めチタ
ン、GeO2 等をドープし、プリフォームに形成される
コア部の屈折率をクラッド部の屈折率よりも高くする。
【0010】なお、この発明におけるゾルゲル法でドー
プされる不純物としては、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等が挙げ
られる。そして、これらの希土類元素は塩化物、硝酸塩
等の形で加水分解溶液に添加すればよい。
【0011】また、この発明におけるゾルゲル法で使用
される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。
【0012】また、この発明におけるゾルゲル法で使用
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、イソプロピルアルコール、ブタノール等である。
【0013】さらに、この発明におけるゾルゲル法で
は、触媒として酸又はアルカリを加えることもでき、具
体的に酸として塩酸、硝酸、硫酸、リン酸等を、アルカ
リとしてアンモニア水等を使用する。
【0014】ゾルゲル溶液(加水分解溶液)の組成比は
この種の技術分野で通常行われる範囲のものでよく、例
えばアルコールと水との割合はモル比で0.5〜5倍程
度、加水分解溶液中に加える水は金属アルコキシドに対
してモル比で2〜5倍程度、触媒としての酸はpH1〜
5程度となる量が一般的である。
【0015】
【作用】この発明における光部品の製造方法では、上述
したように、コア部への機能性物質のドープ方法とし
て、ゾルゲル法を利用することを特徴としている。
【0016】ここで、ゾルゲル法は、ガラス原料として
シリコンアルコキシド等の金属アルコキシドを用い、1
000℃程度の比較的低温の製造プロセスでガラスが得
られるという特徴を有しており、この方法によれば、加
工温度を低くできるので3wt%程度まで不純物をドー
プすることができ、しかも均一にドープできるので、従
来の方法よりもはるかに高い濃度の不純物をドープした
ガラスの合成が可能である。
【0017】そこで、発明者らは、従来では数m程度必
要とされてきた光ファイバアンプを小型化するため、上
記ゾルゲル法を用いて機能性物質をコアにドープするこ
とに着目した。
【0018】すなわち、ゾルゲル法により、ガラス管の
内壁にコアとなる透明ガラス膜(コア材料)を形成した
後、コラップスすることでコア部に高濃度の希土類元素
が添加されたプリフォームを形成し、さらにこのプリフ
ォームを延伸して光部品を製造することができ、またそ
の際、クラッド径のコア径に対する比率を100倍以上
とすることで、線引きしてファイバ化しなくとも延伸の
みで外径数mmの円柱型光部品を得ることが可能にな
る。
【0019】また、光部品の製造工程において、ガラス
管の内壁に形成したコーティング膜の透明ガラス化、及
びガラス管のコラップスの際、このガラス管内に塩素と
酸素の混合気体を流している。塩素ガスを流すのは、上
記コーティング膜の水分を除去し、伝送損失の低い光部
品を得ることができるからであり、また酸素ガスを流す
のは、ガラス管内に形成するコア材料中の機能性物質が
気化するのを防ぎ、コア材料中の不純物濃度を安定にす
ることができるからである。
【0020】また、クラッド部となるガラス管に予めフ
ッ素(F)等の不純物をドープし、このクラッド部の屈
折率をコア部の屈折率よりも低くするか、あるいはガラ
ス管の内壁にコーティングする加水分解溶液に予めチタ
ン、GeO2 等の不純物をドープし、プリフォームに形
成されるコア部の屈折率をクラッド部の屈折率よりも高
くすることにより、光導波路としての機能を保証する。
【0021】
【実施例】以下、この発明の一実施例を図1を用いて説
明する。なお、図中同一部分には同一符号を付して説明
を省略する。
【0022】まず、クラッド部となるガラス管として
は、図1(a)に示すように外径が20mmであって、
中心に直径4mmの貫通穴2aをあけた石英ガラスパイ
プ1aを用いることとした。ここで、この石英ガラスパ
イプ1aは予めフッ素(F)をドープし、純シリカに対
して約3%屈折率を低下させたものである。
【0023】なお、この実施例において、クラッド部と
する石英ガラス管1aは、コア部より屈折率が低いもの
であればよく、上述したように不純物としてフッ素
(F)をドープして屈折率を下げる以外に、例えばコア
材料2bにチタン、GeO2 等をドープして屈折率を上
げることで、石英ガラスパイプ1aにはフッ素をドープ
したものを用いるか、あるいは不純物をドープしていな
いものを用いるようにしてもよい。
【0024】次に、上記石英ガラスパイプ1aの内壁
に、ゾルゲル法を用い、機能性物質である希土類元素と
してエルビウム(Er)を3wt%ドープした加水分解
溶液のコーティング膜をディップコーティングし、さら
に透明ガラス化してコア材料2bを形成する。
【0025】具体的には、シリコンアルコキシドを50
ml、エタノールを20ml、1N−HClを20ml
の混合溶液にErCl3 ・6H2 Oを所定量溶解させ攪
拌して加水分解溶液を調製する。そして、ディップコー
ティング法により、石英ガラスパイプ1aを調製された
上記加水分解溶液に浸漬して一定速度で引き上げるよう
にするか、あるいは石英ガラスパイプ1a内を上記加水
分解溶液で満たして一定速度で抜くなどしてコーティン
グする。
【0026】さらに、ディップコーティング(この時の
コーティング膜の膜厚は0.8μm)後は150℃程度
で乾燥し、1000℃程度で加熱することで、透明ガラ
ス化してコア材料2bを上記石英ガラスパイプ1aの内
壁に形成する。
【0027】なお、上記実施例において、加水分解溶液
にドープする機能性物質である希土類元素としては、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
上記Erのほか、Nd、Pr等が挙げられ、これらの希
土類元素は塩化物、硝酸塩等の形で加水分解溶液に添加
すればよい。
【0028】続いて、この内壁にコア材料2bが形成さ
れた石英ガラスパイプ1aを酸水素バーナで加熱するこ
とで、図1(b)に示すようにコラップスし、プリフォ
ーム1bを形成する。
【0029】なお、上記ゾルゲル法におけるコーティン
グ膜の透明ガラス化、及びガラス管のコラップスの際に
は、塩素と酸素の混合ガスを流すことが好ましい(混合
ガス中の酸素ガス濃度は10〜60%とすることが好ま
しい)。塩素ガスを流すのは、上記コーティング膜の水
分を除去し、伝送損失の低い光部品を得ることができる
からであり、また酸素ガスを流すのは、ガラス管内に形
成するコア材料中の機能性物質が気化するのを防ぎ、コ
ア材料中の不純物濃度を安定にすることができるからで
ある。
【0030】以上の製造工程を経ることで、上記プリフ
ォーム1bは機能性物質が均一にドープされたコア部と
クラッド部を有するガラス母材となり、このプリフォー
ム1bを、図1(c)に示すように、延伸することで外
径が1.6mm、コア径が約10μmの光部品が得られ
る(図1(d))。
【0031】なお、発明者らは、この延伸された光部品
(図1(d))の断面をEPMAで分析したところ、コ
ア部に3wt%のエルビウム(Er)がドープされてい
ることを確認した。
【0032】一方、この発明では、コア材料の形成方法
としてゾルゲル法を用いたが、このゾルゲル法では、1
度のコーティングにより1μm程度のコーティング膜し
か得られないため、クラッド部の外径はコア径の100
倍以下とするためには、多数回、コーティングを繰り返
さなければならない。しかし、このゾルゲル法を用いる
結果、クラッド部の外径をコア径の100倍以上にする
ことができるので(延伸後のコア径を10μm程度にす
るとクラッド部の外径が1mm程度になる)、円柱状光
部品として扱いやすいサイズとなる。
【0033】
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、ゾルゲ
ル法を用いてコア部に希土類元素をドープした光部品を
製造するようにしたので、高濃度の希土類元素がドープ
できるという効果がある。
【0034】また、ゾルゲル法の特徴として厚いガラス
膜を形成することができないことから、クラッド径に対
してコア径が非常に小さくなるとともに(約100
倍)、高濃度の希土類元素がドープでき、従来のように
線引きしてファイバ化しなくとも延伸のみでよく、円柱
状の光部品として取扱いサイズにすることができるとい
う効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に係る光部品の製造方法を説明するた
めの各製造工程を示す図である。
【符号の説明】
1a…ガラス管、1b…プリフォーム、2a…コア形成
領域(貫通穴)、2b…コア材料。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 クラッド部となるガラス管の内壁に、ゾ
    ルゲル法により、機能性物質をドープした加水分解溶液
    でコーティングした後に透明ガラス化してコア材料を形
    成し、 前記内壁にコア材料が形成されたガラス管をコラップス
    して、前記機能性物質がドープされたコア部を有するプ
    リフォームを形成し、 前記プリフォームを長手方向に延伸する光部品の製造方
    法。
  2. 【請求項2】 前記ガラス管の内壁にコーティングされ
    る加水分解溶液に、機能性物質として希土類元素をドー
    プすることを特徴とする請求項1記載の光部品の製造方
    法。
  3. 【請求項3】 前記コーティング膜の透明ガラス化及び
    前記ガラス管のコラップスの際、該ガラス管内に塩素と
    酸素の混合気体を流すことを特徴とする請求項1又は2
    記載の光部品の製造方法。
  4. 【請求項4】 前記クラッド部となるガラス管に予め不
    純物をドープし、該クラッド部の屈折率を前記コア部の
    屈折率よりも低くすることを特徴とする請求項1、2又
    は3のいずれか一項記載の光部品の製造方法。
  5. 【請求項5】 前記ガラス管の内壁にコーティングする
    加水分解溶液に予め不純物をドープし、前記プリフォー
    ムに形成されるコア部の屈折率を前記クラッド部の屈折
    率よりも高くすることを特徴とする請求項1、2又は3
    のいずれか一項記載の光部品の製造方法。
JP4546493A 1993-03-05 1993-03-05 光部品の製造方法 Pending JPH06263469A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4546493A JPH06263469A (ja) 1993-03-05 1993-03-05 光部品の製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4546493A JPH06263469A (ja) 1993-03-05 1993-03-05 光部品の製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH06263469A true JPH06263469A (ja) 1994-09-20

Family

ID=12720099

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4546493A Pending JPH06263469A (ja) 1993-03-05 1993-03-05 光部品の製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH06263469A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003505321A (ja) * 1999-07-16 2003-02-12 ドゥラカ ファイバー テクノロジー ベー ヴェー ガラスプリフォームを製造するための方法、及び前記プリフォームから得られた光ファイバー

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003505321A (ja) * 1999-07-16 2003-02-12 ドゥラカ ファイバー テクノロジー ベー ヴェー ガラスプリフォームを製造するための方法、及び前記プリフォームから得られた光ファイバー
JP4885392B2 (ja) * 1999-07-16 2012-02-29 ドゥラカ ファイバー テクノロジー ベー ヴェー ガラスプリフォームを製造するための方法、及び前記プリフォームから得られた光ファイバー

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5314518A (en) Method for producing glass preform for optical fiber
US5123940A (en) Sol-gel doping of optical fiber preform
US4468413A (en) Method of manufacturing fluorine-doped optical fibers
US3868170A (en) Method of removing entrapped gas and/or residual water from glass
CN100509672C (zh) 纳米量子点光纤及其制造方法
US5068208A (en) Sol-gel method for making gradient index optical elements
EP0243010B1 (en) Preparation of glass fibre
JPH10190113A (ja) 光増幅用ファイバ及びその製造方法
US4410345A (en) Method of producing optical waveguide
JPS6022652B2 (ja) 光伝送用ガラスフアイバ−の製造方法
KR940004209B1 (ko) 활성원소첨가 광파이버부품의 제조방법
JPH06263469A (ja) 光部品の製造方法
Shibata Sol-gel-derived silica preforms for optical fibers
KR100430704B1 (ko) 불소 도핑된 졸-겔 제품의 제조방법
JPH05105466A (ja) 光フアイバ母材の製造方法
JP2000203859A (ja) 光ファイバ母材用石英ガラス管及び該母材用石英ガラス管を用いた光ファイバ用母材
JPS61191544A (ja) 石英系光フアイバ
JPH05119222A (ja) 光フアイバ及びその製造方法並びに該光フアイバのプリフオームの製造方法
CA2481204A1 (en) A method of fabricating rare earth doped optical fibre
JPH05105467A (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
JPH0558664A (ja) 光フアイバ母材の製造方法
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
JPH0582332B2 (ja)