JPS596257B2 - 光伝送繊維の製造方法 - Google Patents

光伝送繊維の製造方法

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JPS596257B2
JPS596257B2 JP8463476A JP8463476A JPS596257B2 JP S596257 B2 JPS596257 B2 JP S596257B2 JP 8463476 A JP8463476 A JP 8463476A JP 8463476 A JP8463476 A JP 8463476A JP S596257 B2 JPS596257 B2 JP S596257B2
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JP
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optical transmission
transmission fiber
optical path
quartz
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JP8463476A
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JPS5310443A (en
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久夫 高田
和昭 吉田
敏明 黒羽
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Furukawa Electric Co Ltd
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Furukawa Electric Co Ltd
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
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    • 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
    • C03B37/014Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments made entirely or partially by chemical means, e.g. vapour phase deposition of bulk porous glass either by outside vapour deposition [OVD], or by outside vapour phase oxidation [OVPO] or by vapour axial deposition [VAD]
    • C03B37/018Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments made entirely or partially by chemical means, e.g. vapour phase deposition of bulk porous glass either by outside vapour deposition [OVD], or by outside vapour phase oxidation [OVPO] or by vapour axial deposition [VAD] by glass deposition on a glass substrate, e.g. by inside-, modified-, plasma-, or plasma modified- chemical vapour deposition [ICVD, MCVD, PCVD, PMCVD], i.e. by thin layer coating on the inside or outside of a glass tube or on a glass rod
    • C03B37/01807Reactant delivery systems, e.g. reactant deposition burners

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は光通信用光伝送繊維の製造方法に関する。
光通信の線路とする光伝送繊維に要求される特性は、光
の伝送損失が4〜5dB/km以下となることが望まれ
ているが、これとともに重要な特性は伝送帯域幅である
本発明の目的の一つは、伝送帯域の広い光伝送帯域の広
い光伝送繊維を容易に製造し得る製造方法を提供するこ
とにある。
光伝送繊維の伝送帯域を広くするためには第1図に示す
ような屈折率分布をもつたグレーデツト型の光伝送繊維
が良いとされている。しかし現在低い光伝送損失を持つ
光伝送繊維の製造方法は、特開昭46−5788号、特
開昭48−73522、73523号などに開示されて
いる如き火炎加水分解法や、特開昭50一120352
号に開示されている如き内付CVD法(MCVD法)な
どによつて、内壁部に酸化物をドープした管状の複合石
英ガラス管を構成し、次にこの複合ガラス管を密につぶ
して棒状にしたものを紡糸し、光伝送繊維を製造してい
るが、屈折率を高めるためにSiO2よりも高蒸気圧の
ドープ材が複合ガラス管の最内壁部に使用されていると
、複合石英ガラス管を加熱して中心の密な棒状にする際
に、複合石英ガラス管の最内壁部に含まれたドープ材が
加熱により蒸発してしまい、出来上つた光伝送繊維は第
2図に示すように中心部の屈折率が低下するものとなり
、伝送帯域の狭いものとなる。
このため中心を純SiO2としたB2O3−SiO2光
路のグレーデツドインデツクス型光伝送繊維が作られて
いる。しかしこの繊維は中心に行ぐほどB2O3濃度を
低くして行かねはならず、このため光路材料のガラス化
温度が中心から外側1:−に向けて変化することになり
、光伝送繊維の製造上種々の不都合が生じる。
特に光路の中心部に高温が必要なため、第5図のような
光伝送繊維ができてしまう欠点がある。本発明のもう一
つの目的は、光源と光伝送繊維、光伝送繊維相互の結合
効率の良好なステツプインデツクス型光伝送繊維を容易
に製造することのできる製造法を提供することにある。
複合ガラス管の最内壁部にSiO2よりも高蒸気圧のド
ープ材が含まれていると、グレーデツトインデツクス型
光伝送繊維の製造に於けると同様の理由からステツプイ
ンデツクス型光伝送繊維に於いても光路の中央部に屈折
率の低い第3図に示すような光伝送繊維ができる。この
ような屈折率分布を持つた光伝送繊維では、光源と光伝
送繊維、光伝送繊維相互の結合効率が悪く、これを改善
するためには、第4図に示すような屈折率分布にしなけ
れはならない。第4図に示すような屈折率分布を持つた
光伝送繊維としてすでに知られているのは、B2O3−
SiO2を反射層として、SiO2を光路とするもので
ある。しかしこのような光伝送繊維では光路が純石英の
ためガラス化温度が高くなるため、製造時に高温が要求
され、種々の点から製造が難しくなる。本発明はかかる
点に鑑みなされたもので、帯域が広く、光源と光伝送繊
維、光伝送繊維相互の結合効率の良好な第1図や第4図
に示すような屈折率分布を持つた光伝送繊維を、容易に
製造し得る方法を提供するものである。
即ち本発明の特徴とするところは、径方向に屈折率が異
なる石英ガラス膜を有し、かつ少なくとも最内壁部には
SiO2よりも高蒸気圧の酸化物とB2O3とのドープ
材を含む石英ガラスが配された石英ガラス製の複合ガラ
ス管を加熱し、中心が密の複合ガラス棒を構成すると共
に、この複合ガラス棒を紡糸して、中心部に高屈折率の
光路、その周りに低屈折率の反射層を有する光伝送繊維
の製造方法において、該SiO,より高蒸気圧の酸化物
としてGeO2或はGeO2」P2O,の如き酸化物を
用い、GeO2或はGeO2−P2O5とB2O3をド
ープした石英ガラスの屈折率が、それらが蒸発したあと
の石英ガラスの屈折率と同じになるように該GeO2或
はGeO2−P,O,とB2O,をドープすることを特
徴とする光伝送繊維の製造方法である。本発明の製造方
法では光路が純石英ではなく、ドープ材入りの石英であ
るため、ガラス化温度が低くすみ、容易に製造し得ると
いう利点がある。また光路材料をつぶす工程で従来のよ
うにドープ材が蒸発することがあつても、屈折率を高め
るドープ材と屈折率を低めるB2O3ドープ材とが相対
的に蒸発するので、屈折率分布が第2図や、第3図に示
すように中心部が低下する分布にはならず、第1図や第
4図に示すように理想的な屈折率分布にすることができ
る。即ち、光路の中央部が純SlO2ガラスの屈折率と
なるように屈折率分布を付与するものである。
尚、光路の中央部にTiO2やAt2O3のような難揮
発性のドーパントをドープした場合には、SlO2−T
iO2と或はSiO2−At2O3の屈折率となるよう
に屈折率分布を付与することも有効である。従つて本発
明で石英ガラスと称するのは純石英ガラスはもちろん、
難揮発性のTiO2やAt2O3をドープした石英ガラ
スをも含むものである。本発明の製造方法は管状の複合
ガラス管を密につぶして光伝送繊維にするのであるが、
複合ガラス管を一旦、中心が密の棒状の複合ガラス棒に
構成し、その後に紡糸して構成しても良く、また複合ガ
ラス管をつぶしながら紡糸して構成しても良い。
管内壁部に酸化物をドープした石英ガラス膜を、この膜
の径増大側の周りにこの膜よりも低屈折率の石英ガラス
膜をそれぞれ配した複合ガラス管を構成するには、従来
法と同様に、CVD法や火炎加水分解法などのように石
英製ガラス管の内壁や、棒(後に除く)の外壁に前記ガ
ラス膜を付けることによつて行なわれる。
SiO2よりも高蒸気圧のドープ材は高純度のものが望
まれるので、P2O5あるいはGeO2が好ましく、こ
の場合2種以上のドープ材を同時に使用するようにして
も良い。
光路の屈折率を所定の屈折率とするため、あらかじめ実
験して、P2O,あるいはGeO2を何?とB2O3を
何%ドープすれは良いかを調べておけは良いが、熱膨張
率が光路と反射層あるいはジヤケツトのガラス間で差が
大きいのは好ましくないので、ドープ量の合計が高々3
0%以内にするのが好ましい。ドープ量は屈折率を高め
るドープ材(GeO2あるいはGeO2とP2O5)と
低めるドープ材(B2O3)とが蒸発して、屈折率変化
を打ち消すようにドープさせる。本発明で複合ガラス管
の最内壁部というのは、従来の製造方法で屈折率が低下
する部分を指すが、通常光伝送繊維の光路が40〜10
0Itmの直径を有しているとすれば、Oから4〜20
μmに相当する部分を指す。従つて通常の光伝送繊維で
は高々0から25〜30μmに相当する部分までを指す
。実施例 1 内径11mm、外径14m1Lの石英管を洗浄し、ガラ
ス旋盤にとりつけ回転させる。
次の原料ガス囚を石英管内に流し、石英管内の原料ガス
の流れと同方向に石英管の長さ方向に沿つて6CrIL
/Mi!1t動く酸水素炎を用いて石英管を局部的に加
熱する。加熱の最高温度は1230℃であつた。加熱長
さ36c!nを、このようにして12回加熱し、SiO
2一B2O3の石英ガラス膜を石英管内壁に付着させた
。次に、原料ガス(B)から同様にしてSiO2−B2
O3−P2O5の光路材を前記石英ガラス膜の内壁に付
着させた。
このときの最高温度は1460のであり、サイクル数は
24回であつた。1????0 このようにしてガラス膜を付着させて複合ガラス管を構
成したのち、複合ガラス管をさらに高温に加熱して中心
が密の複合ガラス棒を構成した。
この複合ガラス棒を紡糸して構成した光伝送繊維は外径
150μm、光路径60μM,反射層厚10μmであつ
た。この光伝送繊維の断面の屈折率は光路が石英と同じ
であり、はぼ一様の屑折率であつた。又この光伝送繊維
の光路と反射層との屈折率差は0.009であつた。実
施例 2 内径12V1L1外径1411の石英管を実施例1と同
様にして原料ガス(C)を石英ガラス管内に流しながら
バーナを13回サイクルさせ、石英ガラス管内壁に反射
層を付着させた。
次に、バーナーの移動サイクルごとに第1表に示す原料
ガス(0を流しながら、光路となるガラス層を形成し、
複合ガラス管を構成した。
温度ははじめ1210℃から最も高温のサイクルで14
80℃であつた。
このように構成した複合ガラス管を紡糸して光伝送繊維
を構成したところ、外径130μM,反射層厚15μM
,光路径50μmのグレーデツドインデツクス型光伝送
繊維を得た。
この光伝送繊維では光路中央部に屈折率の凹凸の欠陥は
見られなかつた。比較例 1 実施例1と同様にして石英管内壁に後に反射層となる石
英ガラス膜を形成し、次の原料ガス(E)から光路とし
て純石英を形成させた。
しかし、原料ガス(E)から純石英ガラスを形成させる
には、最高温度1760℃が必要であり、石英管がはな
はだしく収縮するためバーナーの移動サイクル10回で
形成はきわめて困難になり、中止せざるを得なかつた。
従つて、この方法では、光路径の小さいものしか得られ
ない。
比較例 2 実施例2と同様にして石英ガラス管に反射層を形成させ
、第1表に示す原料ガス(0により光路を形成させた。
最高温度のサイクルは、最終2サイクルであり、173
0℃が必要であつた。このような方法では、光路中央部
の形成には高温が必要であり、出来た光伝送繊維の屈折
率も中央部が平になり第5図に示すような不都合なもの
であつた。
本発明は上述のように、径方向に屈折率が異なる石英ガ
ラス膜を有し、かつすくなくとも最内壁部にはSiO2
よりも高蒸気圧の酸化物とB2O3とのドープ材を含む
石英ガラスが配された石英ガラス製の複合ガラス管を加
熱し、中心が密の複合ガラス棒を構成すると共に、この
複合ガラス棒を紡糸して、中心部に高屈折率の光路、そ
の周りに低屈折率の反射層を有する光伝送繊維を製造す
ることを特徴とする光伝送繊維の製造方法である。
このため複合ガラス管を加熱して中心が密な棒状の複合
ガラス棒にする際、複合ガラス管の最内壁部に含まれる
ドープ材は従来と同様に蒸発することとなるが、本発明
では屈折率を高めるドープ材と屈折率を低めるB2O3
ドープ材とがほぼ相対的に等しく蒸発することとなるの
で、屈折率はほとんど変化することがなく、出来上つた
光伝送繊維は第1図あるいは第4図に示すように、中央
部の屈折率低下のない光伝送繊維を得ることができる。
また本発明は複合ガラス管の内壁部にドープ材を含んで
いるので、複合ガラス管を構成する際や、複合ガラス棒
を構成する際に加熱温度が低く済み、容易に構成するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
図はいずれも光伝送繊維径方向の屈折率分布を示す屈折
率分布図で、第1図、第4図に示したものはそれぞれ理
想的なグレイデツドインデツクス型およびステツプイン
デツクス型の光伝送繊維、第2図、第3図はそれぞれ従
来の欠陥のあるグレイデツドインデツクス型およびステ
ツプインデツクス型光伝送繊維、第5図は従来のグレイ
デツドインデツクス型光伝送繊維の屈折率分布をそれぞ
れ示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 径方向に屈折率が異なる石英ガラス膜を有し、かつ
    すくなくとも最内壁部にはSiO_2よりも高蒸気圧の
    酸化物とB_2O_3とのドープ材を含む石英ガラスが
    配された石英ガラス製の複合ガラス管を加熱し、中心が
    密の複合ガラス棒を構成すると共に、この複合ガラス棒
    を紡糸して、中心部に高屈折率の光路、その周りに低屈
    折率の反射層を有する光伝送繊維の製造方法において、
    該SiO_2よりも高蒸気圧の酸化物としてGeO_2
    或はGeO_2−P_2O_5の如き酸化物を用い、G
    eO_2或はGeO_2−P_2O_5、とB_2O_
    3をドープした石英ガラスの屈折率がそれらが蒸発した
    あとの石英ガラスの屈折率と同じになるように該GeO
    _2或はGeO_2−P_2O_5とB_2O_3をド
    ープすることを特徴とする光伝送繊維の製造方法。
JP8463476A 1976-07-16 1976-07-16 光伝送繊維の製造方法 Expired JPS596257B2 (ja)

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