JPH1087341A - 光ファイバ - Google Patents
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- JPH1087341A JPH1087341A JP8242278A JP24227896A JPH1087341A JP H1087341 A JPH1087341 A JP H1087341A JP 8242278 A JP8242278 A JP 8242278A JP 24227896 A JP24227896 A JP 24227896A JP H1087341 A JPH1087341 A JP H1087341A
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Landscapes
- Glass Compositions (AREA)
- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 広帯域性を有するとともに、放射線環境下に
おける伝送損失の少ない光ファイバを提供する。 【解決手段】 コアに、石英を主成分とし、ゲルマニウ
ムを含み屈折率分布を制御されたをものを用いることに
より、広帯域化を図り、さらに、コアに、少なくとも塩
素を１０重量％以上含ませることにより、Ｇｅ誘起欠陥
を抑制し、放射線環境下における伝送損失を低減する。
おける伝送損失の少ない光ファイバを提供する。 【解決手段】 コアに、石英を主成分とし、ゲルマニウ
ムを含み屈折率分布を制御されたをものを用いることに
より、広帯域化を図り、さらに、コアに、少なくとも塩
素を１０重量％以上含ませることにより、Ｇｅ誘起欠陥
を抑制し、放射線環境下における伝送損失を低減する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバに係
り、特に原子力関連プラント等の放射線照射を受ける環
境において使用するのに好適な光ファイバに関する。
り、特に原子力関連プラント等の放射線照射を受ける環
境において使用するのに好適な光ファイバに関する。
【０００２】
【従来の技術】原子力発電所に代表される原子力関連プ
ラントでは、最近、計測制御系の性能、信頼性の向上に
伴って、それらの情報の伝送路となるケーブル量が大幅
に増大している。そのため、プラント内に相当量のケー
ブルを布設する場合、ケーブルの物量の低減といった布
設上の物理的な要求、更に低損失、広帯域、無誘導とい
った信号自体の信頼性を高める特性要求が生まれてく
る。
ラントでは、最近、計測制御系の性能、信頼性の向上に
伴って、それらの情報の伝送路となるケーブル量が大幅
に増大している。そのため、プラント内に相当量のケー
ブルを布設する場合、ケーブルの物量の低減といった布
設上の物理的な要求、更に低損失、広帯域、無誘導とい
った信号自体の信頼性を高める特性要求が生まれてく
る。
【０００３】これらの要求条件に適合する伝送媒体とし
て、光ファイバが有効であり、その利用法の検討が各方
面にて研究、開発されている。たとえば、光ファイバ自
体の放射線特性は、純石英ガラスをコアに用い、硼素あ
るいはフッ素をドープしたクラッドを用いたステップイ
ンデックス（ＳＩ）型光ファイバが優れているというこ
とは良く知られており、確認されている。
て、光ファイバが有効であり、その利用法の検討が各方
面にて研究、開発されている。たとえば、光ファイバ自
体の放射線特性は、純石英ガラスをコアに用い、硼素あ
るいはフッ素をドープしたクラッドを用いたステップイ
ンデックス（ＳＩ）型光ファイバが優れているというこ
とは良く知られており、確認されている。
【０００４】また、最近では、プラントへのディジタ
ル、光多重伝送技術の適用が拡大されつつあり、それに
伴い情報量の増大が進み、大容量伝送を可能とする光フ
ァイバの必要性が高まってきている。即ち、ＳＩ型光フ
ァイバは、その構造自体から伝送帯域が制限されるた
め、たとえば、４００ＭＨｚ等の伝送に対応できないた
め、より広帯域性を有した光ファイバが要求されるよう
になってきている。
ル、光多重伝送技術の適用が拡大されつつあり、それに
伴い情報量の増大が進み、大容量伝送を可能とする光フ
ァイバの必要性が高まってきている。即ち、ＳＩ型光フ
ァイバは、その構造自体から伝送帯域が制限されるた
め、たとえば、４００ＭＨｚ等の伝送に対応できないた
め、より広帯域性を有した光ファイバが要求されるよう
になってきている。
【０００５】従来、広帯域化を図るためには、光ファイ
バのコア内部にゲルマニウム（Ｇｅ）等を添加し、コア
の屈折率分布を２乗分布としＧＩ（グレーデッドインデ
ックス）型となるように形成している。これらは、通常
公衆通信網に使用されているＧＩ型光ファイバであり、
放射線照射（ガンマ線照射）による伝送損失の増加が著
しく、放射線環境下での実用には耐えない。
バのコア内部にゲルマニウム（Ｇｅ）等を添加し、コア
の屈折率分布を２乗分布としＧＩ（グレーデッドインデ
ックス）型となるように形成している。これらは、通常
公衆通信網に使用されているＧＩ型光ファイバであり、
放射線照射（ガンマ線照射）による伝送損失の増加が著
しく、放射線環境下での実用には耐えない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
においては、広帯域性を有し、かつ、原子力関連プラン
ト等の放射線照射を受ける環境において使用することの
できる光ファイバの開発が望まれていた。
においては、広帯域性を有し、かつ、原子力関連プラン
ト等の放射線照射を受ける環境において使用することの
できる光ファイバの開発が望まれていた。
【０００７】本発明はかかる従来の事情に対処してなさ
れたもので、広帯域性を有するとともに、放射線環境下
における伝送損失の少ない光ファイバを提供しようとす
るものである。
れたもので、広帯域性を有するとともに、放射線環境下
における伝送損失の少ない光ファイバを提供しようとす
るものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
石英を主成分とし、ゲルマニウムを含み屈折率分布を制
御されたコアを有する光ファイバであって、前記コア
に、少なくとも塩素を１０重量％以上含むことを特徴と
する。
石英を主成分とし、ゲルマニウムを含み屈折率分布を制
御されたコアを有する光ファイバであって、前記コア
に、少なくとも塩素を１０重量％以上含むことを特徴と
する。
【０００９】請求項２の発明は、石英を主成分とし、ゲ
ルマニウムを含み屈折率分布を制御されたコアを有する
光ファイバであって、Δｎ＝１〜２％であり、前記コア
に、塩素を１０〜３０重量％含むことを特徴とする。
ルマニウムを含み屈折率分布を制御されたコアを有する
光ファイバであって、Δｎ＝１〜２％であり、前記コア
に、塩素を１０〜３０重量％含むことを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】図１に、縦軸を誘起損失（ｄＢ／
Ｋｍ）、横軸をガンマ線照射時間として、ゲルマニウム
ドープ光ファイバのガンマ線照射による誘起損失変化の
様子を示す。同図に示すように、ゲルマニウムドープ光
ファイバにおけるガンマ線照射による誘起損失変化は、
時間に対して線形ではない。これは、ガンマ線により誘
起される欠陥に回復速度の速いものと遅いものがるため
である。
Ｋｍ）、横軸をガンマ線照射時間として、ゲルマニウム
ドープ光ファイバのガンマ線照射による誘起損失変化の
様子を示す。同図に示すように、ゲルマニウムドープ光
ファイバにおけるガンマ線照射による誘起損失変化は、
時間に対して線形ではない。これは、ガンマ線により誘
起される欠陥に回復速度の速いものと遅いものがるため
である。
【００１１】ところで、ガラス中に生成される欠陥とし
ては、以下に示すものがある。
ては、以下に示すものがある。
【００１２】
【化１】 なお、上記のうち、 ＯＨＣ：酸素関連ホールセンター Ｅ´ ：Ｅ´センター ＥＣ ：エレクトロンセンター である。
【００１３】上記した欠陥の発生状況を詳査するため、
本発明者等が、ＥＳＲ（電子共鳴スピン）にて、Ｇｅ中
の欠陥を同定したところ、上記した欠陥のうち、回復速
度の速いものはＯＨＣであり、損失増の主要因はＧｅＥ
Ｃ（エレクトロンセンター）であることが判明した。
本発明者等が、ＥＳＲ（電子共鳴スピン）にて、Ｇｅ中
の欠陥を同定したところ、上記した欠陥のうち、回復速
度の速いものはＯＨＣであり、損失増の主要因はＧｅＥ
Ｃ（エレクトロンセンター）であることが判明した。
【００１４】そこで、本発明では、石英を主成分とし、
ゲルマニウムを含み屈折率分布を制御されたコア（たと
えば２乗分布とされたコア）を用いることによって広帯
域化を図り、これとともに、コア中に塩素を多量（１０
重量％以上）に残存させることにより、Ｇｅと塩素で電
子を捕獲する競争反応により、Ｇｅ誘起欠陥を抑制する
ものである。
ゲルマニウムを含み屈折率分布を制御されたコア（たと
えば２乗分布とされたコア）を用いることによって広帯
域化を図り、これとともに、コア中に塩素を多量（１０
重量％以上）に残存させることにより、Ｇｅと塩素で電
子を捕獲する競争反応により、Ｇｅ誘起欠陥を抑制する
ものである。
【００１５】ガラス中に塩素を多量に残存させる方法と
しては、たとえば、焼結時（ガラス化時）において、不
活性ガス中に、塩素系ガス（たとえば、Ｃｌ2 、ＣＣｌ
4 、ＳｉＣｌ4 、ＳＯＣｌ2 、ＳＣｌ2 等）を高濃度で
添加することにより実現することができる。
しては、たとえば、焼結時（ガラス化時）において、不
活性ガス中に、塩素系ガス（たとえば、Ｃｌ2 、ＣＣｌ
4 、ＳｉＣｌ4 、ＳＯＣｌ2 、ＳＣｌ2 等）を高濃度で
添加することにより実現することができる。
【００１６】なお、従来から、塩素は脱水剤として用い
られており、多孔質母材のガラス化時等に、多孔質母材
を塩素系ガスを添加した不活性ガス雰囲気中で高温加熱
処理することが行われており、このため、ガラス中に残
存する塩素を３〜５重量％程度含む光ファイバは知られ
ている。しかしながら、従来、塩素は、放射線特性に関
しては、劣化させるものとして認識されており、本発明
のように高濃度の塩素により、放射線照射に伴うＧｅ誘
起欠陥を抑制することは行われていない。
られており、多孔質母材のガラス化時等に、多孔質母材
を塩素系ガスを添加した不活性ガス雰囲気中で高温加熱
処理することが行われており、このため、ガラス中に残
存する塩素を３〜５重量％程度含む光ファイバは知られ
ている。しかしながら、従来、塩素は、放射線特性に関
しては、劣化させるものとして認識されており、本発明
のように高濃度の塩素により、放射線照射に伴うＧｅ誘
起欠陥を抑制することは行われていない。
【００１７】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。
【００１８】［実施例１］焼結時（ガラス化時）の塩素
ガス（Ｃｌ2 ）の濃度を、不活性ガス（本実施例ではＨ
ｅ）との比（流量比（容量比））で、 Ｈｅ／Ｃｌ＝９．１〜１０ とし、その他の工程は、従来と同様にして、比屈折率差
がΔｎ＝１％、コア径／外径が５０／１２５μｍ用の光
ファイバを作製した。
ガス（Ｃｌ2 ）の濃度を、不活性ガス（本実施例ではＨ
ｅ）との比（流量比（容量比））で、 Ｈｅ／Ｃｌ＝９．１〜１０ とし、その他の工程は、従来と同様にして、比屈折率差
がΔｎ＝１％、コア径／外径が５０／１２５μｍ用の光
ファイバを作製した。
【００１９】この光ファイバのガラス中に残存する塩素
濃度は、１１重量％であり、性能試験を行ったところ、
０．８５μｍの測定波長で、伝送損失３．０ｄＢ／Ｋｍ
以下、伝送帯域４００ＭＨｚ以上を満足し、かつ、−２
０〜＋５０℃のヒートサイクルの損失増加量が、０．２
ｄＢ／Ｋｍ以下であった。
濃度は、１１重量％であり、性能試験を行ったところ、
０．８５μｍの測定波長で、伝送損失３．０ｄＢ／Ｋｍ
以下、伝送帯域４００ＭＨｚ以上を満足し、かつ、−２
０〜＋５０℃のヒートサイクルの損失増加量が、０．２
ｄＢ／Ｋｍ以下であった。
【００２０】また、環境試験を行ったところ、原子力発
電所プラントの通常の設計寿命に相当する加速劣化条
件、すなわち、１２１℃×７日間相当の加熱後の損失増
加量、及びガンマ線の積算線量１×１０4 ｒａｄの時の
損失増加量が、それぞれ０．５ｄＢ／Ｋｍ以下、２．５
ｄＢ／Ｋｍ以下であった。
電所プラントの通常の設計寿命に相当する加速劣化条
件、すなわち、１２１℃×７日間相当の加熱後の損失増
加量、及びガンマ線の積算線量１×１０4 ｒａｄの時の
損失増加量が、それぞれ０．５ｄＢ／Ｋｍ以下、２．５
ｄＢ／Ｋｍ以下であった。
【００２１】なお、焼結時の塩素濃度を上記した範囲よ
り低くし、ガラス中に残存する塩素の濃度を低下させる
と、上記した放射線特性を得ることができなかった。一
方、焼結時の塩素濃度を上記した範囲より高くすると、
焼結時に発泡してしまい、また、屈折率分布の制御が困
難となり、上記した帯域特性を得ることができなかっ
た。
り低くし、ガラス中に残存する塩素の濃度を低下させる
と、上記した放射線特性を得ることができなかった。一
方、焼結時の塩素濃度を上記した範囲より高くすると、
焼結時に発泡してしまい、また、屈折率分布の制御が困
難となり、上記した帯域特性を得ることができなかっ
た。
【００２２】［実施例２］焼結時（ガラス化時）の塩素
ガス（Ｃｌ2 ）の濃度を、不活性ガス（本実施例ではＨ
ｅ）との比（流量比（容量比））で、 Ｈｅ／Ｃｌ＝３．０〜３．３ とし、その他の工程は、従来と同様にして、比屈折率差
がΔｎ＝２％、コア径／外径が５０／１２５μｍ用の光
ファイバを作製した。
ガス（Ｃｌ2 ）の濃度を、不活性ガス（本実施例ではＨ
ｅ）との比（流量比（容量比））で、 Ｈｅ／Ｃｌ＝３．０〜３．３ とし、その他の工程は、従来と同様にして、比屈折率差
がΔｎ＝２％、コア径／外径が５０／１２５μｍ用の光
ファイバを作製した。
【００２３】この光ファイバの塩素濃度は、３０重量％
であり、性能試験を行ったところ、０．８５μｍの測定
波長で、伝送損失３．０ｄＢ／Ｋｍ以下、伝送帯域４０
０ＭＨｚ以上を満足し、かつ、−２０〜＋５０℃のヒー
トサイクルの損失増加量が、０．２ｄＢ／Ｋｍ以下であ
った。
であり、性能試験を行ったところ、０．８５μｍの測定
波長で、伝送損失３．０ｄＢ／Ｋｍ以下、伝送帯域４０
０ＭＨｚ以上を満足し、かつ、−２０〜＋５０℃のヒー
トサイクルの損失増加量が、０．２ｄＢ／Ｋｍ以下であ
った。
【００２４】また、環境試験を行ったところ、原子力発
電所プラントの通常の設計寿命に相当する加速劣化条
件、すなわち、１２１℃×７日間相当の加熱後の損失増
加量、及びガンマ線の積算線量１×１０4 ｒａｄの時の
損失増加量が、それぞれ０．５ｄＢ／Ｋｍ以下、２．５
ｄＢ／Ｋｍ以下であった。
電所プラントの通常の設計寿命に相当する加速劣化条
件、すなわち、１２１℃×７日間相当の加熱後の損失増
加量、及びガンマ線の積算線量１×１０4 ｒａｄの時の
損失増加量が、それぞれ０．５ｄＢ／Ｋｍ以下、２．５
ｄＢ／Ｋｍ以下であった。
【００２５】なお、焼結時の塩素濃度を上記した範囲よ
り低くし、ガラス中に残存する塩素の濃度を低下させる
と、上記した放射線特性を得ることができなかった。一
方、焼結時の塩素濃度を上記した範囲より高くすると、
焼結時に発泡してしまい、また、屈折率分布の制御が困
難となり、上記した帯域特性を得ることができなかっ
た。
り低くし、ガラス中に残存する塩素の濃度を低下させる
と、上記した放射線特性を得ることができなかった。一
方、焼結時の塩素濃度を上記した範囲より高くすると、
焼結時に発泡してしまい、また、屈折率分布の制御が困
難となり、上記した帯域特性を得ることができなかっ
た。
【００２６】ところで、上記実施例では、塩素ガスを用
いた場合について説明したが、塩素ガス以外の他の塩素
系ガスを使用する場合、塩素ガスを用いた場合の塩素量
に換算した量の塩素が含まれるよう、ガスの流量を設定
する必要がある。
いた場合について説明したが、塩素ガス以外の他の塩素
系ガスを使用する場合、塩素ガスを用いた場合の塩素量
に換算した量の塩素が含まれるよう、ガスの流量を設定
する必要がある。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
広帯域性を有するとともに、放射線環境下における伝送
損失の少ない光ファイバを提供することができる。
広帯域性を有するとともに、放射線環境下における伝送
損失の少ない光ファイバを提供することができる。
【図１】ガンマ線照射による誘起損失変化の様子を示す
図。
図。
Claims (2)
- 【請求項１】 石英を主成分とし、ゲルマニウムを含み
屈折率分布を制御されたコアを有する光ファイバであっ
て、 前記コアに、少なくとも塩素を１０重量％以上含むこと
を特徴とする光ファイバ。 - 【請求項２】 石英を主成分とし、ゲルマニウムを含み
屈折率分布を制御されたコアを有する光ファイバであっ
て、 Δｎ＝１〜２％であり、前記コアに、塩素を１０〜３０
重量％含むことを特徴とする光ファイバ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24227896A JP3300233B2 (ja) | 1996-09-12 | 1996-09-12 | 光ファイバ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24227896A JP3300233B2 (ja) | 1996-09-12 | 1996-09-12 | 光ファイバ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1087341A true JPH1087341A (ja) | 1998-04-07 |
| JP3300233B2 JP3300233B2 (ja) | 2002-07-08 |
Family
ID=17086890
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24227896A Expired - Fee Related JP3300233B2 (ja) | 1996-09-12 | 1996-09-12 | 光ファイバ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3300233B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000042458A1 (fr) * | 1999-01-18 | 2000-07-20 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Fibre optique et son procede de fabrication |
-
1996
- 1996-09-12 JP JP24227896A patent/JP3300233B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000042458A1 (fr) * | 1999-01-18 | 2000-07-20 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Fibre optique et son procede de fabrication |
| US6343175B1 (en) | 1999-01-18 | 2002-01-29 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Optical fiber with core containing chlorine and cladding containing fluorine and a method of manufacturing the same |
| US6449415B1 (en) | 1999-01-18 | 2002-09-10 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Optical fiber and method of manufacturing the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3300233B2 (ja) | 2002-07-08 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20020409 |
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