JPH08239247A - Optical fiber and its production - Google Patents

Optical fiber and its production

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Publication number
JPH08239247A
JPH08239247A JP7043763A JP4376395A JPH08239247A JP H08239247 A JPH08239247 A JP H08239247A JP 7043763 A JP7043763 A JP 7043763A JP 4376395 A JP4376395 A JP 4376395A JP H08239247 A JPH08239247 A JP H08239247A
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JP
Japan
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optical fiber
glass
group
base material
periodic table
Prior art date
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Application number
JP7043763A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Motonori Nakamura
元宣 中村
Shinji Ishikawa
真二 石川
Toshio Danzuka
俊雄 彈塚
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
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Publication date
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Publication of JPH08239247A publication Critical patent/JPH08239247A/en
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Abstract

PURPOSE: To obtain an optical fiber restrained from increasing transmission loss over a long period due to hydrogen diffusion by providing a specific silica glass layer as the outermost layer of the clad portion of a quartz-based single mode fiber followed by forming a carbon film thereon. CONSTITUTION: This optical fiber has a silica glass layer as the outermost layer of the clad portion and a carbon film outside the layer. The silica glass layer contains at least one element, except Si and O, selected from Al, B and P, each belonging to groups other than group XIV in the periodic table and differing in valence from Si and has a thickness >=0.5 times the radius of the fiber. This optical fiber is obtained by using a glass preformed material which is made by sintering a glass fine particle build-up body 4 with a diameter of 100mm prepared by depositing glass fine particles on a starting rod composed of chore portion consisting of GeO2 -contg. SiO2 and clad portion of SiO2 so as to be 1mmHg in the partial pressure of AlCl3 as an additive element (compound) in a sintering oven where a heater 1 having the AlCl3 inside is brought to 100 deg.C.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は光ファイバ及びその製造
方法に関し、特に石英シングルモード光ファイバ及びそ
の製造方法に好適なものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical fiber and a method for manufacturing the same, and particularly to a quartz single mode optical fiber and a method for manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】石英系光ファイバは水素との接触により
水素が光ファイバ内に拡散し、その水素分子による吸収
や、さらに水素が反応して生成した水酸基の吸収等によ
り、伝送損失が大きくなってしまうことが知られてい
る。水素分子の吸収のピークは波長1.24μm、水酸
基の吸収ピークは波長1.38μmにそれぞれ現れる。
このような吸収ピークは、通常の光ファイバの通信波長
である1.30μm,1.55μmでの吸収を増大させ
てしまうので好ましくない。そのため、特開平3−15
3549号公報に提案されているように化学気相成長法
(CVD法)により光ファイバ表面にカーボン膜をコー
ティングし、光ファイバ中への水素を拡散を抑制する方
法が採られてきた。この方法で得られる光ファイバは、
水素のファイバ中への拡散を抑えることが可能である。
2. Description of the Related Art In a silica-based optical fiber, hydrogen is diffused into the optical fiber by contact with hydrogen, and the transmission loss increases due to absorption by hydrogen molecules and absorption of hydroxyl groups generated by the reaction of hydrogen. It is known to end up. The absorption peak of the hydrogen molecule appears at a wavelength of 1.24 μm, and the absorption peak of the hydroxyl group appears at a wavelength of 1.38 μm.
Such an absorption peak is not preferable because it increases absorption at 1.30 μm and 1.55 μm, which are communication wavelengths of a normal optical fiber. Therefore, JP-A-3-15
As proposed in Japanese Patent No. 3549, there has been adopted a method of coating a carbon film on the surface of an optical fiber by a chemical vapor deposition method (CVD method) to suppress the diffusion of hydrogen into the optical fiber. The optical fiber obtained by this method is
It is possible to suppress the diffusion of hydrogen into the fiber.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の方法で
製造されたカーボンコート光ファイバは、そのカーボン
膜への水素の拡散係数が石英ガラスのものより小さいな
がらも零ではなく、ある値を有しているので、時間と共
に水素はカーボン膜を通り抜け、ガラス中を拡散してコ
ア部にまで到達し、その水素分子そのものの吸収や、S
iO2 との反応により生成する水酸基の吸収により徐々
に伝送損失が大きくなるという欠点があった。そこで、
本発明の目的は上記の従来品の欠点を解消し、水素の拡
散による伝送損失増を長期にわたり抑えることのできる
新規な構造の光ファイバ及びその製造方法を提供するこ
とにある。
However, the carbon-coated optical fiber manufactured by the conventional method has a certain diffusion coefficient of hydrogen into the carbon film, which is not zero but smaller than that of silica glass. Therefore, with time, hydrogen passes through the carbon film, diffuses in the glass, and reaches the core part.
There is a drawback that the transmission loss gradually increases due to absorption of hydroxyl groups generated by the reaction with iO 2 . Therefore,
It is an object of the present invention to provide an optical fiber having a novel structure and a method for manufacturing the same, which can solve the above-mentioned drawbacks of conventional products and can suppress an increase in transmission loss due to diffusion of hydrogen for a long period of time.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する手段
として、本発明者らはカーボン膜内に侵入した水素分子
を捕獲できる層を設けることを考えつき、さらにこの構
造を実現できる光ファイバの製造方法も開発できた。す
なわち、本発明は石英系シングルモードファイバにおい
て、クラッド部分の最外層としてSi,O以外であって
周期律表の14族以外の族に属し且つSiとは原子価の
異なる元素を含む石英ガラス層を有し、さらにその外側
にカーボン膜を有することを特徴とする光ファイバを提
供する。本発明の上記光ファイバにおいては、上記クラ
ッド部分の最外層としてSi,O以外であって周期律表
の14族以外の族に属し且つSiとは原子価の異なる元
素を含む石英ガラス層の厚さが光ファイバ半径の0.5
倍以下であることが特に好ましい実施態様として挙げら
れる。また、本発明の上記光ファイバにおいては、上記
Si,O以外であって周期律表の14族以外の族に属し
且つSiとは原子価の異なる元素がAl,B及びPから
選ばれる1つ又は複数であることが特に好ましい実施態
様として挙げられる。さらに本発明は、屈折率調整用ド
ーパントを含むSiO2 からなるコア部と、SiO2
らなるクラッド部を有する出発ロッド外周にガラス微粒
子を堆積させた後、該ガラス微粒子堆積部を焼結してガ
ラス母材とし、該ガラス母材を延伸した後線引する際に
熱CVD反応により光ファイバ表面にカーボン膜をコー
ティングする光ファイバの製造方法において、該ガラス
微粒子堆積部の焼結工程において焼結炉雰囲気ガスにS
i,O以外であって周期律表の14族以外の族に属し且
つSiとは原子価の異なる元素の化合物を導入すること
を特徴とする上記光ファイバの製造方法を提供するもの
である。またさらに本発明は、屈折率調整用ドーパント
を含むSiO2 からなるコア部と、SiO2 からなるク
ラッド部を有する出発ロッド外周にガラス微粒子を堆積
させた後、該ガラス微粒子堆積部を焼結してガラス母材
とし、該ガラス母材を延伸した後、該延伸体の外側にガ
ラスロッドの内側をくり抜いて作成したパイプを被せて
コラプスすることによりガラス母材とし、該ガラス母材
を線引する際に熱CVD反応により光ファイバ表面にカ
ーボン膜をコーティングする光ファイバの製造方法にお
いて、該ガラス微粒子堆積部の焼結工程において焼結炉
雰囲気ガスにSi,O以外であって周期律表の14族以
外の族に属し且つSiとは原子価の異なる元素の化合物
を導入することを特徴とする上記光ファイバの製造方法
を提供するものである。本発明の上記製造方法におい
て、上記焼結炉雰囲気ガスに導入されるSi,O以外で
あって周期律表の14族以外の族に属し且つSiとは原
子価の異なる元素の化合物がAl,B又はPの化合物か
ら選ばれる1つ又は複数であることが特に好ましい実施
態様として挙げられる。
As a means for solving the above problems, the present inventors have thought of providing a layer capable of trapping hydrogen molecules that have penetrated into a carbon film, and further manufacturing an optical fiber capable of realizing this structure. I was able to develop a method. That is, the present invention relates to a silica-based single-mode fiber, in which the outermost layer of the cladding portion is a silica glass layer containing an element other than Si and O and belonging to a group other than Group 14 of the periodic table and having a valence different from Si. And a carbon film on the outside thereof. In the above optical fiber of the present invention, the thickness of the quartz glass layer as an outermost layer of the clad portion is a layer other than Si and O, which belongs to a group other than Group 14 of the periodic table and contains an element having a valence different from Si. Is the optical fiber radius of 0.5
It is mentioned as a particularly preferable embodiment that it is not more than double. Further, in the optical fiber of the present invention, one element selected from Al, B and P other than Si and O and belonging to a group other than Group 14 of the periodic table and having a valence different from Si is selected. Alternatively, a plurality thereof is mentioned as a particularly preferred embodiment. Further, according to the present invention, glass particles are deposited on the outer circumference of a starting rod having a core portion made of SiO 2 containing a refractive index adjusting dopant and a cladding portion made of SiO 2 , and then the glass particle deposition portion is sintered. In a method for producing an optical fiber in which a glass base material is coated and a carbon film is coated on the surface of the optical fiber by a thermal CVD reaction when the glass base material is drawn and then drawn, sintering is performed in the sintering step of the glass fine particle deposition portion. S for furnace atmosphere gas
There is provided a method for producing the above optical fiber, which is characterized by introducing a compound of an element other than i and O, which belongs to a group other than Group 14 of the periodic table and has a valence different from Si. Still further, according to the present invention, glass fine particles are deposited on the outer periphery of a starting rod having a core portion made of SiO 2 containing a refractive index adjusting dopant and a clad portion made of SiO 2 , and then the glass fine particle deposition portion is sintered. As a glass base material, and after stretching the glass base material, the outside of the stretched body is covered with a pipe made by hollowing out the inside of the glass rod to make a glass base material by collapsing, and the glass base material is drawn. In the method of manufacturing an optical fiber in which a carbon film is coated on the surface of the optical fiber by a thermal CVD reaction, the sintering furnace atmosphere gas other than Si and O in the periodic table is used. The present invention provides a method for producing an optical fiber, which comprises introducing a compound of an element belonging to a group other than Group 14 and having a different valence from Si. In the manufacturing method of the present invention, a compound of an element other than Si and O introduced into the sintering furnace atmosphere gas, which belongs to a group other than Group 14 of the periodic table and has a valence different from Si, is Al, One or more selected from the compounds of B or P is mentioned as a particularly preferred embodiment.

【0005】光ファイバ中を水素分子が拡散できるのは
そのガラスを構成するSi(珪素)およびO(酸素)の
結合距離が長いことに起因するので、ガラス中の拡散係
数そのものを下げることは困難である。しかし、本発明
のファイバではクラッド層の最外層にSi,O以外の元
素が存在し、ファイバ内に侵入した水素をガラス中に存
在する該元素が反応して吸着することによりコア部への
拡散を抑えることができる。つまり、VAD法またはO
VD法で合成したガラス微粒子堆積体に目的のSiおよ
びOとは異なる元素を添加することにより、不必要な不
純物を入れないようにすることができ、この結果、カー
ボン膜内に侵入した水素分子を捕獲できる層を有する光
ファイバを得ることができる。
The reason why hydrogen molecules can diffuse in the optical fiber is due to the long bond distance between Si (silicon) and O (oxygen) which compose the glass, so it is difficult to lower the diffusion coefficient itself in the glass. Is. However, in the fiber of the present invention, elements other than Si and O are present in the outermost layer of the clad layer, and hydrogen that has penetrated into the fiber reacts with and is adsorbed by the elements present in the glass to diffuse into the core. Can be suppressed. That is, the VAD method or O
By adding an element different from the intended Si and O to the glass particulate deposit synthesized by the VD method, unnecessary impurities can be prevented from entering, and as a result, hydrogen molecules that have penetrated into the carbon film can be prevented. It is possible to obtain an optical fiber having a layer capable of trapping.

【0006】導入する元素はOを除き、またSiとは周
期表上で異なる族に属し且つSiと原子価の異なる元素
であることが必須であり、特に好ましくは13族または
15族の元素が挙げられ、具体的にはAl,B又はPか
ら選ばれる1以上であることが特に望ましい。この理由
は、これらの元素はガラス中に侵入してきた水素と結合
を作りやすいので、わずかに入ってきた水素についても
ファイバ中のコアまで拡散するのを抑えることができる
からである。カーボンコートだけを施すことにより水素
の浸入を抑えることが出来るが、カーボンコート内の水
素の拡散係数は0ではないので、徐々に水素がファイバ
内に浸入していく。本発明によるファイバはカーボン膜
の内側に水素分子を捕獲できる層が存在するので、カー
ボン膜を通り抜けた微量の水素分子はそこで捕獲される
ので、従来のカーボンコート光ファイバに比べて水素の
拡散による伝送損失増を長期に渡り抑えることができ
る。
It is essential that the element to be introduced is an element other than O, and belongs to a group different from Si in the periodic table and has a valence different from Si, and particularly preferably an element of Group 13 or Group 15 is preferable. More specifically, it is particularly desirable that one or more selected from Al, B or P be used. The reason for this is that these elements are likely to form bonds with hydrogen that has entered the glass, so that even a small amount of entered hydrogen can be suppressed from diffusing to the core in the fiber. Hydrogen can be suppressed by applying only the carbon coat, but since the diffusion coefficient of hydrogen in the carbon coat is not 0, hydrogen gradually penetrates into the fiber. Since the fiber according to the present invention has a layer capable of trapping hydrogen molecules inside the carbon film, a small amount of hydrogen molecules passing through the carbon film are trapped there, so that hydrogen is diffused as compared with the conventional carbon-coated optical fiber. The increase in transmission loss can be suppressed for a long time.

【0007】本発明に係る添加する元素の化合物として
具体的には、例えばハロゲン化アルミニウム、ハロゲン
化ホウ素、ハロゲン化リン、ハロゲン化アルカリ等があ
るが、特にハロゲン化物である必要はなく、酸化物、窒
化物等でも良い。しかし、後記するように焼結工程でこ
れらの元素をクラツド最外層に導入する製法の場合、焼
結炉雰囲気内である程度の蒸気圧になる必要があるので
ハロゲン化物が特に望ましい。
Specific examples of the compound of the element to be added according to the present invention include aluminum halides, boron halides, phosphorus halides, alkali halides and the like, but it is not necessary to be a halide, and an oxide is required. , Nitride, etc. may be used. However, as will be described later, in the case of a manufacturing method in which these elements are introduced into the outermost layer of the cladding in the sintering step, a halide pressure is particularly desirable because it requires a vapor pressure to some extent in the atmosphere of the sintering furnace.

【0008】該周期律表の14族以外の族に属し且つS
iとは原子価の異なる元素(Oを除く)の添加量は50
〜2000ppmが望ましく、2000ppmを超える
とガラスの結晶化もしくは強度の劣化が起こるため好ま
しくなく、また50ppm未満では捕獲できる水素の量
が少ないので好ましくない。
Belongs to a group other than group 14 of the periodic table and has S
The amount of addition of elements (excluding O) whose valence is different from i is 50
˜2000 ppm is desirable, and if it exceeds 2000 ppm, it is not preferable because crystallization of glass or the deterioration of strength occurs, and if it is less than 50 ppm, the amount of hydrogen that can be trapped is small, which is not preferable.

【0009】また、Si又はO以外の該添加元素を含む
クラツド最外層の厚さは、ファイバ半径の0.5倍以下
であることが好ましく、この理由は0.5倍を超えると
ファイバ中を伝送する光の損失を引き起こしたり、ファ
イバ強度の低下を起こすからである。一方、厚さの下限
値としては0.05倍であり、0.05倍未満では捕獲
できる水素の量が少なく不都合がある。
The thickness of the cladding outermost layer containing the additive element other than Si or O is preferably 0.5 times or less the fiber radius. This is because it causes a loss of transmitted light and a decrease in fiber strength. On the other hand, the lower limit of the thickness is 0.05 times, and if it is less than 0.05 times, the amount of hydrogen that can be captured is small, which is disadvantageous.

【0010】該クラッド最外層に元素を添加するには、
ガラス微粒子堆積体の焼結時に目的の元素を含む化合物
を焼結炉雰囲気内に導入することにより、該元素をガラ
ス表層内に導入できる。この方法によれば、目的とする
元素のみを必要な量だけ添加することができる。つま
り、焼結炉雰囲気中の添加したい元素の化合物の分圧や
焼結の条件を変えることにより、ガラス中の元素の添加
量をコントロールすることができる。
To add an element to the outermost clad layer,
By introducing a compound containing the target element into the atmosphere of the sintering furnace during the sintering of the glass particle deposit, the element can be introduced into the glass surface layer. According to this method, only the desired element can be added in a necessary amount. That is, the amount of addition of the element in the glass can be controlled by changing the partial pressure of the compound of the element to be added in the sintering furnace atmosphere or the sintering conditions.

【0011】さらに具体的には、SiO2 にGeO2
どの屈折率調整用ドーパントを含んだコア部とSiO2
からなるクラッド部を有する出発ロッドにガラス微粒子
を堆積させたガラス微粒子堆積体を焼結する際に所望の
元素(元素の化合物)を添加して光ファイバ用母材を得
ることができる。また、従来の焼結炉で焼結した母材に
ついても、必要に応じて光ファイバ用母材の外周を削り
取り外径を減らし、その外側に珪素、酸素以外の元素
(又は元素化合物)を導入して焼結したガラス材を用い
て作ったガラスパイプをコラプスすることによっても光
ファイバ用母材を得ることができる。
[0011] More specifically, the core unit and SiO 2 containing the refractive index adjusting dopants such as GeO 2 in SiO 2
A desired element (compound of the element) can be added to obtain a preform for an optical fiber when the glass particle deposit body in which glass particles are deposited on a starting rod having a clad portion made of is sintered. Also for the base material sintered in the conventional sintering furnace, the outer circumference of the base material for optical fiber is shaved off to reduce the outer diameter as necessary, and elements (or elemental compounds) other than silicon and oxygen are introduced to the outside. The optical fiber preform can also be obtained by collapsing a glass pipe made of the sintered and sintered glass material.

【0012】以下、実施例により本発明を具体的に説明
するが、本発明はこれに限定されるところはない。
The present invention will be specifically described below with reference to examples, but the present invention is not limited thereto.

【実施例】【Example】

〔実施例1〕GeO2 含有SiO2 からなるコア部とS
iO2 からなるクラッド部とを有する出発ロッドにガラ
ス微粒子を堆積させた直径100mmのガラス微粒子堆
積体を、図1に示す装置を用いて焼結した。添加する物
質としては塩化アルミニウム(AlCl3 )を用いた。
添加元素(化合物)2をヒータ1の内部に置き、通常の
焼結プロセスを行っている際に、ヒータ1を100℃に
加熱して焼結炉内のAlCl3 の分圧が1mmHgとな
るようにして焼結を行った。図1中、3はテープヒー
タ、4はガラス微粒子堆積体、5はヒータ、6はパージ
ガス供給装置である。パージガスとしてN2 を用いた。
このようにして得られた焼結体を延伸し、表面を火炎研
磨した後、図2に示すような装置を用いて線引した。光
ファイバ用母材7はヒータ8で溶融して外径125μm
のファイバに紡糸され、反応管9に導かれる。反応管9
にはカーボンコート原料供給装置10からカーボンコー
ト用原料のクロロホルム(CHCl3 )が0.15リッ
トル/分の流量で供給されており、ファイバそのものの
有する熱により反応し、光ファイバ上に厚さ40μmの
カーボン膜が形成される。11は排気系である。その
後、コーティングダイ12により樹脂を被覆し、光ファ
イバ13を得た。この光ファイバの波長1.55μmで
の初期の伝送損失は0.20dB/kmであり良好であ
った。また、この光ファイバを80℃、水素分圧1気圧
の雰囲気下で保持し、20時間おきに波長1.24μm
の伝送損失変化(Δα)を測定した。その結果を図3に
示す。この結果から線引直後から最初の20時間までは
水素に起因する伝送損失増は全く見られず、水素がコア
部にまで達していないことが確認できた。
[Example 1] Core part made of GeO 2 -containing SiO 2 and S
A glass particle deposit body having a diameter of 100 mm, in which glass particles were deposited on a starting rod having a cladding portion made of iO 2, was sintered using the apparatus shown in FIG. Aluminum chloride (AlCl 3 ) was used as the substance to be added.
The additive element (compound) 2 is placed inside the heater 1 and the heater 1 is heated to 100 ° C. during the normal sintering process so that the partial pressure of AlCl 3 in the sintering furnace becomes 1 mmHg. And sintered. In FIG. 1, 3 is a tape heater, 4 is a glass particle deposit, 5 is a heater, and 6 is a purge gas supply device. N 2 was used as a purge gas.
The thus-obtained sintered body was stretched, the surface was flame-polished, and then the wire was drawn using an apparatus as shown in FIG. The optical fiber preform 7 is melted by the heater 8 and has an outer diameter of 125 μm.
The fiber is spun into the reaction tube 9. Reaction tube 9
Is supplied with chloroform (CHCl 3 ) as a carbon coating raw material at a flow rate of 0.15 liter / min from the carbon coating raw material supply device 10, reacts with heat of the fiber itself, and has a thickness of 40 μm on the optical fiber. Carbon film is formed. Reference numeral 11 is an exhaust system. Then, the coating die 12 covered the resin to obtain the optical fiber 13. The initial transmission loss of this optical fiber at a wavelength of 1.55 μm was 0.20 dB / km, which was good. Further, this optical fiber was kept in an atmosphere of 80 ° C. and a hydrogen partial pressure of 1 atm, and the wavelength was 1.24 μm every 20 hours.
The change in transmission loss (Δα) was measured. The result is shown in FIG. From these results, no increase in transmission loss due to hydrogen was observed from immediately after drawing until the first 20 hours, and it was confirmed that hydrogen did not reach the core.

【0013】〔実施例2〕ダミーロッドであるSiO2
からなるガラス棒(直径10mm、長さ400mm)に
ガラス微粒子を堆積させた直径100mmのガラス微粒
子堆積体を図1に示す装置を用いて焼結した。添加する
物質としてはAlCl3 を用いた。添加する物質2をヒ
ータ1の内部に置き、通常の焼結プロセスを行っている
ときに、ヒータ1を110℃に加熱して焼結炉内のAl
Cl3 の分圧が3mmHgとなるようにして焼結を行っ
た。このようにして得られた焼結体を延伸後穴開けし、
GeO2 含有SiO2 からなるコア部とSiO2 からな
るクラッド部とを有するロッドを内側に挿入し、コラプ
スすることにより光ファイバ用母材を作った。この際、
アルミニウムが200ppm添加された層の厚みが6.
25mmと光ファイバ用母材の半径(12.5mm)の
1/2となるようにした。この母材を延伸し火炎研磨し
た後、以下実施例1と同じ条件で外径125μmの光フ
ァイバに線引しカーボンコート及び樹脂被覆した。得ら
れた光ファイバの波長1.55μmでの初期の伝送損失
は0.21dB/kmであり良好であった。また、実施
例1と同様に水素処理を行い、波長1.24μmの伝送
損失変化(Δα)を調べた。その結果を図3に示す。こ
の結果から最初の40時間までは全くロス増がみられ
ず、この間に浸入した水素はそのガラス層に吸着されて
いることが分かった。
[Embodiment 2] SiO 2 which is a dummy rod
A glass fine particle deposit having a diameter of 100 mm, obtained by depositing glass fine particles on a glass rod (diameter: 10 mm, length: 400 mm), was sintered using the apparatus shown in FIG. AlCl 3 was used as the substance to be added. When the substance 2 to be added is placed inside the heater 1 and the normal sintering process is performed, the heater 1 is heated to 110 ° C. to heat the Al in the sintering furnace.
Sintering was performed so that the partial pressure of Cl 3 was 3 mmHg. After stretching the sintered body thus obtained, punching,
A rod having a core part made of GeO 2 -containing SiO 2 and a clad part made of SiO 2 was inserted into the inside and collapsed to prepare a preform for an optical fiber. On this occasion,
The thickness of the layer added with 200 ppm of aluminum is 6.
It was set to 25 mm, which is 1/2 of the radius (12.5 mm) of the optical fiber preform. This base material was stretched and flame-polished, and then an optical fiber having an outer diameter of 125 μm was drawn under the same conditions as in Example 1 and carbon-coated and resin-coated. The initial transmission loss of the obtained optical fiber at a wavelength of 1.55 μm was 0.21 dB / km, which was good. Further, hydrogen treatment was performed in the same manner as in Example 1, and the change in transmission loss (Δα) at a wavelength of 1.24 μm was examined. The result is shown in FIG. From this result, it was found that the loss did not increase at all during the first 40 hours, and the hydrogen that had infiltrated during this period was adsorbed by the glass layer.

【0014】〔比較例1〕Alの添加をいっさい行わず
製造した光ファイバ用母材(アルミニウム無添加以外は
実施例1と同様に行った)を実施例1、2と同じ装置と
条件で線引、カーボンコート、樹脂被覆し、光ファイバ
を作成した。得られた光ファイバの波長1.55μmで
の初期の伝送損失は0.21dB/kmであり良好であ
った。この光ファイバも実施例1と同じ条件で水素処理
を行いその伝送損失変化を調べた。その結果も図3に示
す。この結果から、ファイバ内に水素の吸着できる層が
存在しない本比較例の場合、20時間でも伝送損失の増
加がみられ、ほぼ一定のペースで伝送損失が増加してい
る。
[Comparative Example 1] An optical fiber preform manufactured without any addition of Al (the same as in Example 1 except that aluminum was not added) was used to wire under the same apparatus and conditions as in Examples 1 and 2. An optical fiber was prepared by coating, carbon coating, and resin coating. The initial transmission loss of the obtained optical fiber at a wavelength of 1.55 μm was 0.21 dB / km, which was good. This optical fiber was also subjected to hydrogen treatment under the same conditions as in Example 1, and the change in transmission loss was examined. The results are also shown in FIG. From this result, in the case of this comparative example in which there is no layer capable of adsorbing hydrogen in the fiber, the transmission loss increases even after 20 hours, and the transmission loss increases at a substantially constant pace.

【0015】〔実施例3〕実施例2と同様にAl添加の
パイプとコア、クラッド部を有するロッドから、コラプ
スにより光ファイバ用母材を作った。ただし、Al添加
のパイプの厚みが光ファイバ用母材半径の2/3となる
ようにした。この母材を延伸し火炎研磨した後、実施例
1と同じ装置と条件で同様に線引、カーボンコート、樹
脂被覆し、光ファイバを作成した。得られた光ファイバ
について実施例1と同様に水素処理を行い、波長1.2
4μmの伝送損失変化(Δα)を調べた。その結果を図
3に示す。この結果から最初の60時間までは全くロス
増がみられず、この間に浸入した水素はそのガラス層に
吸着されているが、この光ファイバの波長1.55μm
での初期の伝送損失は0.20dB/kmであり、他の
例に比べ0.1dB/km高いことがわかる。
[Embodiment 3] As in Embodiment 2, an optical fiber preform is made from a rod having an Al-added pipe, a core and a clad by collapsing. However, the thickness of the Al-added pipe was set to be 2/3 of the radius of the base material for optical fiber. The base material was stretched and flame-polished, and then the same apparatus and conditions as in Example 1 were used to perform drawing, carbon coating and resin coating in the same manner to prepare an optical fiber. The obtained optical fiber was subjected to hydrogen treatment in the same manner as in Example 1 to give a wavelength of 1.2.
The transmission loss change (Δα) of 4 μm was examined. The result is shown in FIG. From this result, no increase in loss was observed during the first 60 hours, and the hydrogen that had infiltrated during this period was adsorbed by the glass layer, but the wavelength of this optical fiber was 1.55 μm.
The initial transmission loss at 0.20 dB / km is 0.10 dB / km higher than the other examples.

【0016】表1に上記実施例1〜3および比較例1で
得られた光ファイバの波長1.55μmにおける初期ロ
スをまとめて示す。表1と図3に示すこの結果から、フ
ァイバ半径の1/2以下の厚みのクラッド最外層(水素
吸着層)を有する光ファイバが低損失でかつその低損失
を持続することができる点でとりわけ好ましいことが判
る。
Table 1 collectively shows the initial loss at the wavelength of 1.55 μm of the optical fibers obtained in Examples 1 to 3 and Comparative Example 1. From the results shown in Table 1 and FIG. 3, the optical fiber having the clad outermost layer (hydrogen adsorption layer) having a thickness of ½ or less of the fiber radius has a low loss and can maintain the low loss. It turns out to be preferable.

【0017】[0017]

【表1】 [Table 1]

【0018】〔実施例4〕実施例1と同様に、GeO2
含有SiO2 からなるコア部とSiO2 からなるクラッ
ド部とを有する出発ロッドにガラス微粒子を堆積させた
直径100mmのガラス微粒子堆積体を、図1に示す装
置を用いて焼結した。添加する物質としては五塩化リン
(PCl5 )を用いた。添加でんそ(化合物)2をヒー
タ1の内部に設置し、通常の焼結プロセスを行っている
際に、ヒータ1を170℃に加熱して焼結炉内のPCl
5 の分圧が0.5mmHgとなるようにして焼結を行っ
た。このようにして得られた焼結体を延伸、火炎研磨
後、図2に示すような装置を用いて実施例1と同様にし
て線引した。光ファイバ用母材7はヒータ8で溶融され
て外径125μmに紡糸され、反応管9に導かれる。反
応管9には原料供給装置10からカーボンコート用の原
料が供給されており、ファイバそのものの有する熱によ
り、反応し、ファイバ上に40μm厚さのカーボン膜が
形成される。その後、樹脂を被覆し光ファイバ13を得
た。この光ファイバの波長1.55μmでの初期の伝送
損失は0.21dB/km であり良好であった。ま
た、この光ファイバを80℃、水素分圧1気圧の雰囲気
下で保持して、20時間おきに波長1.24μmでの伝
送損失変化(△α)を測定した。その結果を図3に示
す。この結果から最初の20時間までは水素に起因する
伝送損失増は全く見られず、水素がコア部にまで達して
いないことが確認できた。
[Embodiment 4] As in Embodiment 1, GeO 2
The glass particles deposit 100mm in diameter deposited glass particles on the starting rod having a cladding portion comprising a core portion and SiO 2 comprising a containing SiO 2, and sintered using the apparatus shown in FIG. Phosphorus pentachloride (PCl 5 ) was used as the substance to be added. When the added starch (compound) 2 is installed inside the heater 1 and the normal sintering process is performed, the heater 1 is heated to 170 ° C. and PCl in the sintering furnace is heated.
Sintering was performed such that the partial pressure of 5 was 0.5 mmHg. The thus-obtained sintered body was stretched and flame-polished, and then drawn in the same manner as in Example 1 using an apparatus as shown in FIG. The optical fiber preform 7 is melted by the heater 8, spun into an outer diameter of 125 μm, and guided to the reaction tube 9. Raw material for carbon coating is supplied from the raw material supply device 10 to the reaction tube 9, and the reaction is caused by the heat of the fiber itself to form a carbon film having a thickness of 40 μm on the fiber. Then, the resin was coated to obtain the optical fiber 13. The initial transmission loss of this optical fiber at a wavelength of 1.55 μm was 0.21 dB / km 2, which was good. Further, this optical fiber was kept in an atmosphere of 80 ° C. and a partial pressure of hydrogen of 1 atm, and a change in transmission loss (Δα) at a wavelength of 1.24 μm was measured every 20 hours. The result is shown in FIG. From this result, no increase in transmission loss due to hydrogen was observed at all in the first 20 hours, and it was confirmed that hydrogen did not reach the core portion.

【0019】〔実施例5〕実施例1と同様に、GeO2
含有SiO2 からなるコア部とSiO2 からなるクラッ
ド部とを有する出発ロッドにガラス微粒子を堆積させた
直径100mmのガラス微粒子堆積体を、図1に示す装
置を用いて焼結した。添加する物質としては、三塩化ホ
ウ素(BCl3 )を用いた。BCl3 は12.5℃以上
では気体であるので、ヒータ1から直接BCl3 ガスを
供給した。通常の焼結プロセスを行っているときに、焼
結炉内のBCl3 の分圧が0.1mmHgとなるように
して焼結を行った。このようにして得られた焼結体を延
伸、火炎研磨後、図2に示すような装置を用いて実施例
1と同様に線引きした。光ファイバ用母材7はヒータ8
で溶融されて外径125μmに紡糸され、反応管9に導
かれる。反応管9には原料供給装置10からのカーボン
コート用の原料が供給されており、ファイバそのものの
有する熱により反応し、ファイバ上に40μm厚さのカ
ーボン膜が形成される。その後、樹脂を被覆し光ファイ
バ13を得た。この光ファイバの波長1.55μmでの
初期の伝送損失は0.20dB/kmであり良好であっ
た。また、この光ファイバを80℃、水素分圧1気圧の
雰囲気下で保持し、20時間おきに波長1.24μmで
の伝送損失変化(△α)を測定した。その結果を図3に
示す。この結果から最初の40時間までは水素に起因す
る伝送損失増は全く見られず、水素がコア部にまで達し
ていないことが確認された。
[Embodiment 5] As in Embodiment 1, GeO 2
The glass particles deposit 100mm in diameter deposited glass particles on the starting rod having a cladding portion comprising a core portion and SiO 2 comprising a containing SiO 2, and sintered using the apparatus shown in FIG. Boron trichloride (BCl 3 ) was used as the substance to be added. Since BCl 3 is a gas at 12.5 ° C. or higher, BCl 3 gas was directly supplied from the heater 1. During the normal sintering process, sintering was performed so that the partial pressure of BCl 3 in the sintering furnace was 0.1 mmHg. The thus-obtained sintered body was stretched and flame-polished, and then drawn in the same manner as in Example 1 using an apparatus as shown in FIG. The optical fiber preform 7 is a heater 8
Is melted, spun into an outer diameter of 125 μm, and introduced into the reaction tube 9. A raw material for carbon coating is supplied from the raw material supply device 10 to the reaction tube 9, and the reaction is caused by the heat of the fiber itself to form a carbon film having a thickness of 40 μm on the fiber. Then, the resin was coated to obtain the optical fiber 13. The initial transmission loss of this optical fiber at a wavelength of 1.55 μm was 0.20 dB / km, which was good. Further, this optical fiber was held in an atmosphere of 80 ° C. and a hydrogen partial pressure of 1 atm, and the change in transmission loss (Δα) at a wavelength of 1.24 μm was measured every 20 hours. The result is shown in FIG. From this result, no increase in transmission loss due to hydrogen was observed at all in the first 40 hours, and it was confirmed that hydrogen did not reach the core portion.

【0020】〔実施例6〕実施例1と同様に、GeO2
含有SiO2 からなるコア部とSiO2 からなるクラッ
ド部とを有する出発ロッドにガラス微粒子を堆積させた
直径100mmのガラス微粒子堆積体を、図1に示す装
置を用いて焼結した。添加する物質としては、AlCl
3 およびPCl5 を用いた。これらの添加物質を混合
し、ヒータ1の内部に設置し、通常の焼結プロセスを行
っているときに、ヒータ1を100℃に加熱して焼結炉
内のAlCl3 とPCl5 の分圧の和が1.0mmHg
となるようにして焼結を行った。このようにして得られ
た焼結体を延伸、火炎研磨後、図2に示すような装置を
用いて実施例1と同様に線引きした。光ファイバ用母材
7はヒータ8で溶融、外径125μmに紡糸され、反応
管9に導かれる。反応管9には原料供給装置10からの
カーボンコート用の原料が供給されており、ファイバそ
のものの有する熱により反応し、ファイバ上にカーボン
膜が形成される。その後、樹脂を被覆し光ファイバ13
を得た。この光ファイバの波長1.55μmでの初期の
伝送損失は0.21dB/kmであり良好であった。ま
た、この光ファイバを80℃、水素分圧1気圧の雰囲気
下で保持し、20時間おきに波長1.24μmでの伝送
損失変化(△α)を測定した。その結果を図3に示す。
この結果から最初の40時間までは水素に起因する伝送
損失増は全く見られず、水素がコア部にまで達していな
いことが確認された。
[Sixth Embodiment] As in the first embodiment, GeO 2
The glass particles deposit 100mm in diameter deposited glass particles on the starting rod having a cladding portion comprising a core portion and SiO 2 comprising a containing SiO 2, and sintered using the apparatus shown in FIG. As the substance to be added, AlCl
3 and PCl 5 were used. These additive substances are mixed and installed inside the heater 1, and during the normal sintering process, the heater 1 is heated to 100 ° C. and the partial pressure of AlCl 3 and PCl 5 in the sintering furnace is increased. Sum of 1.0mmHg
Sintering was performed so that The thus-obtained sintered body was stretched and flame-polished, and then drawn in the same manner as in Example 1 using an apparatus as shown in FIG. The optical fiber preform 7 is melted by the heater 8, spun into an outer diameter of 125 μm, and guided to the reaction tube 9. Raw material for carbon coating is supplied from the raw material supply device 10 to the reaction tube 9, and the reaction is performed by the heat of the fiber itself to form a carbon film on the fiber. Then, the optical fiber 13 is coated with resin.
I got The initial transmission loss of this optical fiber at a wavelength of 1.55 μm was 0.21 dB / km, which was good. Further, this optical fiber was held in an atmosphere of 80 ° C. and a hydrogen partial pressure of 1 atm, and the change in transmission loss (Δα) at a wavelength of 1.24 μm was measured every 20 hours. The result is shown in FIG.
From this result, no increase in transmission loss due to hydrogen was observed at all in the first 40 hours, and it was confirmed that hydrogen did not reach the core portion.

【0021】[0021]

【発明の効果】以上の説明および実施例の結果より明ら
かなように、本発明は気泡や、異物が少なく、ファイバ
強度に優れ外的環境からの水素の拡散による伝送損失の
増加を抑制できる優れた光ファイバであり、本発明の製
造方法は該光ファイバを実現できるものである。
As is clear from the above description and the results of the examples, the present invention is excellent in that it has few bubbles and foreign substances, is excellent in fiber strength, and can suppress an increase in transmission loss due to diffusion of hydrogen from an external environment. Optical fiber, and the manufacturing method of the present invention can realize the optical fiber.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明におけるガラス微粒子堆積体の焼結装置
の概略図である。
FIG. 1 is a schematic view of a sintering apparatus for glass particulate deposits according to the present invention.

【図2】本発明における線引装置の概略図である。FIG. 2 is a schematic view of a drawing device according to the present invention.

【図3】実施例1〜実施例5及び比較例1で得られた光
ファイバの、水素処理時間(hr)による波長1.24
μmでの伝送損失変化を表すグラフ図である。
FIG. 3 shows a wavelength of 1.24 depending on the hydrogen treatment time (hr) of the optical fibers obtained in Examples 1 to 5 and Comparative Example 1.
It is a graph showing the change of transmission loss in μm.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 石英系シングルモードファイバにおい
て、クラッド部分の最外層としてSi,O以外であって
周期律表の14族以外の族に属し且つSiとは原子価の
異なる元素を含む石英ガラス層を有し、さらにその外側
にカーボン膜を有することを特徴とする光ファイバ。
1. In a silica-based single-mode fiber, a silica glass layer containing an element other than Si and O, which belongs to a group other than Group 14 of the periodic table and has a valence different from Si, as an outermost layer of a cladding portion. And an carbon fiber on the outside thereof.
【請求項2】 上記クラッド部分の最外層としてSi,
O以外であって周期律表においてSiの属する14族以
外の族に属し且つSiとは原子価の異なる元素を含む石
英ガラス層の厚さが光ファイバ半径の0.5倍以下であ
ることを特徴とする請求項1記載の光ファイバ。
2. The outermost layer of the cladding portion is made of Si,
The thickness of the silica glass layer other than O and belonging to a group other than Group 14 of Si in the periodic table and having a valence different from Si is 0.5 times or less the radius of the optical fiber. The optical fiber according to claim 1, which is characterized in that.
【請求項3】 上記Si,O以外であって周期律表にお
いてSiの属する14族以外の族に属し且つSiとは原
子価の異なる元素がAl,B及びPから選ばれる1つ又
は複数であることを特徴とする請求項1又は請求項2記
載の光ファイバ。
3. An element other than Si and O, which belongs to a group other than Group 14 to which Si belongs in the periodic table and has a valence different from Si, is one or more selected from Al, B and P. The optical fiber according to claim 1, wherein the optical fiber is provided.
【請求項4】 屈折率調整用ドーパントを含むSiO2
からなるコア部と、SiO2 からなるクラッド部を有す
る出発ロッド外周にガラス微粒子を堆積させた後、該ガ
ラス微粒子堆積部を焼結してガラス母材とし、該ガラス
母材を延伸した後線引する際に熱CVD反応により光フ
ァイバ表面にカーボン膜をコーティングする光ファイバ
の製造方法において、該ガラス微粒子堆積部の焼結工程
において焼結炉雰囲気ガスにSi,O以外であって周期
律表の14族以外の族に属し且つSiとは原子価の異な
る元素の化合物を導入することを特徴とする請求項1な
いし請求項3のいずれかに記載の光ファイバの製造方
法。
4. SiO 2 containing a dopant for adjusting the refractive index
After depositing glass fine particles on the outer periphery of the starting rod having a core part made of and a cladding part made of SiO 2 , the glass fine particle deposition part is sintered to form a glass base material, and the glass base material is stretched and then drawn. In a method of manufacturing an optical fiber in which a carbon film is coated on the surface of the optical fiber by a thermal CVD reaction when the glass fiber is pulled, a periodic table other than Si and O is used as a sintering furnace atmosphere gas in the sintering step of the glass particle deposition portion 4. The method for producing an optical fiber according to claim 1, wherein a compound of an element belonging to a group other than Group 14 and having a valence different from Si is introduced.
【請求項5】 屈折率調整用ドーパントを含むSiO2
からなるコア部と、SiO2 からなるクラッド部を有す
る出発ロッド外周にガラス微粒子を堆積させた後、該ガ
ラス微粒子堆積部を焼結してガラス母材とし、該ガラス
母材を延伸した後、該延伸体の外側にガラスロッドの内
側をくり抜いて作成したパイプを被せてコラプスするこ
とによりガラス母材とし、該ガラス母材を線引する際に
熱CVD反応により光ファイバ表面にカーボン膜をコー
ティングする光ファイバの製造方法において、該ガラス
微粒子堆積部の焼結工程において焼結炉雰囲気ガスにS
i,O以外であって周期律表の14族以外の族に属し且
つSiとは原子価の異なる元素の化合物を導入すること
を特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれかに記載
の光ファイバの製造方法。
5. SiO 2 containing a refractive index adjusting dopant
After depositing glass particles on the outer periphery of the starting rod having a core part made of and a cladding part made of SiO 2 , the glass particle deposition part is sintered to form a glass base material, and the glass base material is stretched, A glass base material is obtained by covering the outside of the stretched body with a pipe made by hollowing out the inside of a glass rod to form a glass base material, and a carbon film is coated on the optical fiber surface by a thermal CVD reaction when the glass base material is drawn. In the method for producing an optical fiber, the sintering furnace atmosphere gas is changed to S
4. A compound of an element other than i and O, which belongs to a group other than Group 14 of the periodic table and has a different valence from Si is introduced. Optical fiber manufacturing method.
【請求項6】 上記焼結炉雰囲気ガスに導入されるS
i,O以外であって周期律表の14族以外の族に属し且
つSiとは原子価の異なる元素の化合物がAl,B又は
Pの化合物から選ばれる1つ又は複数であることを特徴
とする請求項4又は請求項5記載の光ファイバの製造方
法。
6. The S introduced into the atmosphere gas of the sintering furnace.
a compound of an element other than i and O, which belongs to a group other than Group 14 of the periodic table and has a different valence from Si, is one or more selected from the compounds of Al, B or P. The method for manufacturing an optical fiber according to claim 4 or 5.
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