JPS593420B2 - 光伝送線 - Google Patents

光伝送線

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Publication number
JPS593420B2
JPS593420B2 JP55120363A JP12036380A JPS593420B2 JP S593420 B2 JPS593420 B2 JP S593420B2 JP 55120363 A JP55120363 A JP 55120363A JP 12036380 A JP12036380 A JP 12036380A JP S593420 B2 JPS593420 B2 JP S593420B2
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JP
Japan
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glass
optical transmission
ga2o3
transmission line
refractive index
Prior art date
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Expired
Application number
JP55120363A
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English (en)
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JPS5663841A (en
Inventor
浩蔵 井上
純二郎 後藤
良雄 川端
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
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Publication of JPS5663841A publication Critical patent/JPS5663841A/ja
Publication of JPS593420B2 publication Critical patent/JPS593420B2/ja
Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C13/00Fibre or filament compositions
    • C03C13/04Fibre optics, e.g. core and clad fibre compositions
    • C03C13/048Silica-free oxide glass compositions

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は光伝送線、とくにアルカリ金属を含ま5ない光
伝送線用ガラスを使用した光伝送線に関するものである
光伝送線とくに高品質の光学繊維に用いるガラスは高純
度であることが要求される。
ただし、ここに高純度というのは意図せざる不純物の含
有量5がきわめて少ないことを意味する。上述のような
高純度のガラスを得る方法としてガラス形成酸化物とな
る元素のハロゲン化物、たとえばSiCl4、GeC1
4、TiCl4等を出発原料として用い、この原料を気
相で酸化せしめてガラス形成酸化物とする方法はすでに
周知である。
5 この方法によれば出発原料がすでに相当に高純度な
ものが得られるので、他の反応、ガス(H2、O2等)
の純度に注意すればきわめて高純度のガラス形成酸化物
を生成させることができる。
しかしながら従来の光伝送線用ガラスはSiO2″0
を主成分とする硅酸系のものが主流であつたため、スー
トのガラス化と溶融に要する濃度が高く、石英るつぼに
よる溶融が困難であり、溶融濃度を低くするためにアル
カリ(たとえばNa2O等)を添加すれば加熱状態にお
いて石英容器が侵食される−5不都合がある。
石英(SiO2)は元来微弱ながら酸性を有しており、
アルカリには侵されやすいが弱酸性の物質には侵され難
い。
酸性を有するガラス形成化合物てして五酸化燐(P2O
5)が周知であるが、P2O5・0 自体は化学的に活
性が強く、とくに空気中の水分をよく吸収する。しかる
にp2o5−Geo2スートを気相化学反応によつて製
作する際ガリウムイ袷物たとえぱ三塩化ガリウム(qa
Cl3庭混合して作成したスート、05または上記スー
トに別個にGa2o3を固相で添刀口した場合には14
00℃の溶融濃度で透明かつ均質なガラス材料が得られ
た。
本発明者らは上記3成分の混合蒸気から火炎加水分解に
よつて析出させた粉末状酸化物をX線回折法により解析
した結0 果、結晶状態が消失し、全体にわたり無定形
状態となつていることが判明した。そして、このGa2
o3を含むリン酸系のガラスは良好な耐水性を示した。
またp2o5−Geo2−Ga2o3の3成分系ガラス
を石英製容器中でガラス化し14005℃まで濃度を上
昇させてのち内容ガラス中のSiの存否を発光分析法に
より調べたところ、Siの存在はほとんど検出不可能で
あつた。このことから上記3成分系ガラスは実質的に石
英製容器を全く,侵食しないということができる。さら
にP2O5−GeO2−Ga2O3の3成分系ガラスは
、その成分中のGa2O3が、前述した耐水性の改善の
みならず、ガラスの屈折率制御用のドーパントとしても
作用することを見出した。それゆえこの3成分系ガラス
は光伝送線を構成するのに都合が良い。本発明は前述の
点に鑑みなされたもので、その目的は低い温度で加工が
可能でかつ非アルカリ性のガラスから成る光伝送線を提
供することにある。また本発明の別の目的は、Ga2O
3の含有量によつて屈折率差をつけられたリン酸系ガラ
スよりなる新しい光伝線を提供するにある。以下本発明
の実施例について説明する。
P2O,;GeO2の比があらかじめ定められた重量比
になるようPOCl3,GeCl4の混合蒸気を形成後
火炎加水分解によつて下記第1表に記載した成分割合の
酸化物スートを生成せしめ、これにGa3O3粉杢を下
記の所定量混合し、上記反応容器を兼ねた石英ガラスの
るつぼ中で約1400℃で2時間溶融しガラス化した。
この方法により泡のない均質で透明なガラスが得られた
。上記Ga2O3は別途GaCl3の火炎加水分解法に
より作成したものである。またP2O5とGeO2の割
合はPOCl3とGeCl4のキヤリアガス例えばAr
の流量によつて制御され、例えば40℃のPOCl3を
2L/Minの流量で供給した場合、同じく40℃のG
eCl4の流量を0.75L/Minとした時4対6の
重量比を持つたスートを得ることができる。
このようにして形成したスートには、PはGe(HPO
4)2の形で存在しており、ガラス化に際して燐の蒸発
に伴う成分変化は極めてわずかにおさえられる。第1図
は上記の手法によつて製したガラス化領域を3角座標に
よつて示したもので、斜線を施した領域内が実験により
確認されたガラス化可能範囲であり、それぞれ重量比で
P2O,は、5〜58%、GeO2は15〜95%、G
a2O3はO〜40%の範囲である。
ただし、この成分比は第1表と同様ガラスの定量分析に
より陽性元素の含有量を知り、さらに各陽性元素をそれ
らの酸化物に換算したものである。他方、この3成分ガ
ラスにおいては、Ga2O3の量によつて屈折率が変化
する。
すなわち第2図はP2O5とGeO2の割合を40対6
0とした前記第1表中3のガラスにおけるGa2O3の
含有量と屈折率との関係を示しており、Ga2O,の含
有率が増大するに伴い、屈折率はほぼ直線的に単調に減
少している。従つてGa2O3の含有量を制御すること
により所要の屈折率差をもつたコア用ガラスとクラツド
用ガラスを得ることができる。例えばコア用ガラスとし
ては、10%以下のGa2O,を添加したものが適し、
クラツド用ガラスとしてはそれより7も多量の例えば1
5%以上のGa2O3を添加したガラスが適することが
わかる。またこの系のガラスにおいてはP2O5とGe
O2との成分比を変えても屈折率は特に変化しなかつた
。また本発明者らは上記3成分系ガラスについての耐水
性に関する試験を行なつた。試験方法としては35〜6
0メツシユに粉砕したA−Dの各ガラス試料を蒸溜水と
アルコールとで洗浄乾燥後、試料10gを採取して蒸溜
水50m!中で3時間加熱し、放冷後この蒸溜水の比抵
抗をイオン伝導度計で測定した。なお正確を期するため
同操作を蒸溜水のみで行なつて空試験値として補正を行
なつた。その結果Ga2O22O%を含むものはきわめ
て良好な耐水性を示し、SiO2を主成分としてNa2
2含有するガラスよりも良好な成績を示した。ここで、
Ga2O3の添加量がO%、つまりP2O5とGeO2
のみでも前述のように透明で均質なガラスを構成できる
のであるが、光伝送線としての製造工程中および使用中
の環境条件に耐水性を付与するためには、少なくとも5
重量%以上好ましくは10重量%以上のGa,O3を添
加する必要がある。
またこのGa2O3は、耐水性の改善のみならず、前述
のように屈折率の制御作用を有するる点でこの種光伝送
線用ガラスとして好ましいのであるが、単に耐水性の向
±を達成する目的であれば、Ga2O3の代りに、また
は一緒にAl2O3やB2O3またはCaOを用いても
良い。これらの付加的酸化物を共に含有する場合でも、
透明で均質なガラスを構成するためにはP2O5とGe
O2の総量がガラス主成分として50重量%以上あるべ
きである。
1例として、P2O5とGeO2およびGa2O3が3
0:50:20の重量比で含み、さらにO〜20重量%
の範囲でB2O3を含有する透明で均質なガラスを得る
ことができる。
一方、本発明者らはP2O5、GeO2、Ga2O3の
13成分系ガラスを用いてクラツド型光フアイバを試作
した。その製造工程としては2重るつぼ法により、また
紡糸に先立ち溶融ガラス中に乾燥した酸素ガス(027
吹込み、バブリングを行なつて水分を除去した。このよ
うにして外径180μRn.lコア径65μmのクラツ
ド型光フアイバを引出した。このフアイバは波長0.8
3μmの光に対し伝送損失11dB/Kmという高性能
を示した。またこのフアイバの開口数は0.20であつ
た。このフアイバのコアの屈折率は1.612、クラツ
ドの屈2折率は1.591であつた。またコアガラスの
膨張係数は、64,8×10であり、クラツドガラスの
それぞれは64,9×10で、被覆工程上、全く問題を
生じなかつた。なお、以上の実施例においては、P2O
5GeO2−Ga2O3の3成分系ガラスのみについて
その成分と製法ならびに該ガラスで構成したクラツド型
光フアイバを説明したのであるが、本発明の本質を逸脱
しない範囲で種々の変形が可能である。
例えばP2O5と気相において化合物を形成する他の酸
化物としてSiO2を用いることができる。また、この
ガラスは上記3成分以外の付加的共融性酸化物として、
BeO,.MgへCaへSrへBaOlznOlcdO
SB2へ、Al2O2、PbOおよびAS2O3から選
ばれた1種またはそれ以上の酸化物を含んでもよい。要
は耐水性の問題と、製造工程中におけるP2O5の易蒸
発性の観点から従来実用化が困難視されていたリン酸系
ガラスを用い、ガラス中にGa2O3の添加と、工程の
改善によつて光伝送線を構成したとことに本発明の特徴
が存するのである。本発明に係る光伝送線用は材料とし
て少なくとも主成分が中性および酸性の酸化物から成り
、かつ低融点であるため石英容器を実質上全く侵食しな
いガラスを使用する。
ゆえに比較的低温でるつぼから連続紡糸ができるため量
産に適する。さらに、成分の一つであるGa2O3はガ
ラスの耐水性を向上せしめるだけでなく屈折率制御用ド
ーパントとしても役立ち、しかも石英ガラスに添加した
ときと逆に燐−ゲルマニウム系ガラスに対しては屈折率
を低下せしめるため、クラツドの屈折率制御と防湿と0
52役を兼用させることができてきわめて好都合である
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る光伝送線の材料として用いるガラ
スの一例の組成範囲を示す図、第2図は上記ガラスにお
けるGa2O3の濃度と屈折率との関係を示す線図であ
る。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 コアガラスと、該コアガラスよりも低い屈折率を有
    するクラッドガラスよりなる光伝送線において、前記コ
    アガラスとクラッドガラスは共に重量比でP_2O_5
    が5〜58%、GeO_2が15〜95%、Ga_2O
    _3が0〜40%からなり、かつクラッドガラスのGa
    _2O_3濃度がコアガラス中のGa_2O_3濃度よ
    りも高いことを特徴とする光伝送線。
JP55120363A 1980-08-29 1980-08-29 光伝送線 Expired JPS593420B2 (ja)

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JP55120363A JPS593420B2 (ja) 1980-08-29 1980-08-29 光伝送線

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JPS5663841A JPS5663841A (en) 1981-05-30
JPS593420B2 true JPS593420B2 (ja) 1984-01-24

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61121201A (ja) * 1984-11-19 1986-06-09 松下電器産業株式会社 テレビ会議室の照明装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS61121201A (ja) * 1984-11-19 1986-06-09 松下電器産業株式会社 テレビ会議室の照明装置

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