JPS60103049A - Structure of optical glass - Google Patents

Structure of optical glass

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JPS60103049A
JPS60103049A JP59196514A JP19651484A JPS60103049A JP S60103049 A JPS60103049 A JP S60103049A JP 59196514 A JP59196514 A JP 59196514A JP 19651484 A JP19651484 A JP 19651484A JP S60103049 A JPS60103049 A JP S60103049A
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JP
Japan
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tube
core
glass
silica
phosphorus
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Application number
JP59196514A
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Japanese (ja)
Inventor
デヴイツド ネイル ペイン
ウイリアム アレクサンダー ガムブリング
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National Research Development Corp UK
National Research Development Corp of India
Original Assignee
National Research Development Corp UK
National Research Development Corp of India
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Filing date
Publication date
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Publication of JPS60103049A publication Critical patent/JPS60103049A/en
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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
    • C03C13/045Silica-containing oxide glass compositions
    • C03C13/046Multicomponent glass compositions
    • 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
    • C03C13/001Alkali-resistant fibres

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は光学ガラスの構造体、さらに詳細には、光波ガ
イド(Optical waveguides) K関
する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to optical glass structures, and more particularly to optical waveguides.

光波ガイドは、可視スペクトル範囲内またはその近傍の
波長の電磁エネルギー(すなわち、光の形態である)を
伝送せしめるために使用され、透明な材料の内部コアと
、それを取シ囲むコアよシ低い屈折率を有しコアからの
光の逸出を防止する役割をするクラツディングとから成
っている。コア中における減衰を最少限にすることが重
要であり、この目的のために多種類のコア用およびクラ
ツディング用の材料が提案されている。
Light waveguides are used to transmit electromagnetic energy (i.e., in the form of light) at wavelengths in or near the visible spectrum and include an inner core of transparent material and a surrounding core. The cladding has a refractive index and serves to prevent light from escaping from the core. It is important to minimize damping in the core, and a wide variety of core and cladding materials have been proposed for this purpose.

この明細書で使用する光学ガラスの構造体とは、以下述
べるようなりラツデイング光学繊維(すなわち光波ガイ
ド)および光学繊維用のクラツディンダロツド(予備成
形物ロッド)を意味するものである。この予備成形物ロ
ッドは以下で述べる方法に従って製造したチューブをつ
ぶして造られる比較的厚みのあるものであシ、光波ガイ
ドを製作するKは、このロッドを何倍にも引き伸ばして
直径を減少せしめることが必要である。
As used herein, optical glass structures refer to cladding rods for optical fibers and optical fibers, as described below. This preform rod is a relatively thick piece made by crushing a tube manufactured according to the method described below, and K, the manufacturer of the light waveguide, stretches this rod many times to reduce its diameter. It is necessary.

本発明の光波ガイドは、五酸化リンおよびシリカならび
に随意に追加の成分から形成されるガラスのコアと、コ
アより低い屈折率を有するガラスのクラツディングとを
有している光学ガラスの構造体であってかつクラツディ
ングのコアに対する屈折率の減少が、少くともその一部
分は、クラツディング中の五酸化リンの濃度がゼロであ
るか寸たはコア中の濃度より低いものであることによっ
て得られているような該光学ガラスの構造体である。こ
の屈折率減少の一部は、コア中に存在し得る任意の追加
成分の濃度を減少せしめることによっても達成され得る
The light waveguide of the present invention is an optical glass structure having a glass core formed from phosphorous pentoxide and silica and optionally additional components, and a glass cladding having a lower refractive index than the core. And it appears that the reduction in refractive index relative to the core of the cladding is obtained, at least in part, by the concentration of phosphorus pentoxide in the cladding being zero or less than the concentration in the core. This is a structure of the optical glass. Part of this index reduction may also be achieved by reducing the concentration of any additional components that may be present in the core.

好ましくは、このコアは五酸化リンとシリカとから形成
されるフォスフオシリケードガラスである。
Preferably, the core is a phosphosilicate glass formed from phosphorus pentoxide and silica.

このクラツディングは、純粋なシリカ、高シリカ含量ガ
ラスまたはコア中の五酸化リン含量よ)も低い比率の五
酸化リンを含有するシリカから成ることができる。
This cladding can consist of pure silica, high silica content glass or silica containing a lower proportion of phosphorus pentoxide (than the phosphorus pentoxide content in the core).

クラツディングとして純粋なシリカまたはコアよシも低
い五酸化リン濃度を有するフォスフオシリケードガラス
を使用する代シに、ボロシリケートガラスを使用するこ
とができる。
As an alternative to using pure silica as a cladding or a phosphorus silicate glass having a lower concentration of phosphorus pentoxide than the core, a borosilicate glass can be used.

コアからクラツディングへの屈折率の段階的な変化は、
五酸化リンの濃度に段階的な変化を設けることによって
与えることができる。
The gradual change in refractive index from the core to the cluttering is
This can be achieved by providing stepwise changes in the concentration of phosphorus pentoxide.

コア中に含まれる五酸化リンおよびシリカ忙加えて、追
加の成分たとえばダルマニア、またはホウ素、アルミニ
ウムおよびアンチモンの酸化物からえらんだ3価の酸化
物を加えることができる。
In addition to the phosphorus pentoxide and silica contained in the core, additional components can be added, such as dalmania, or a trivalent oxide selected from the oxides of boron, aluminum and antimony.

本発明の光波ガイドを製作する方法は1、酸素と、適当
なケイ素化合物および随意適当なリン化合物の蒸気との
混合物をチューブ中に通す工程、このチューブを加熱し
て、該化合物lを酸化しかつチューブの内面に融着せし
める工程、そしてこれらの工程を、酸素とケイ素および
リンの両方の該化合物の蒸気との混合物を用いて繰り返
す工程であってそのリン化合物の割合が初めの工程にお
けるよシも高い工程を包含している。
The method of fabricating the light waveguide of the present invention is as follows: 1. Passing a mixture of oxygen and vapors of a suitable silicon compound and optionally a suitable phosphorus compound into a tube; heating the tube to oxidize the compound l; and repeating these steps using a mixture of oxygen and vapors of said compounds of both silicon and phosphorous, such that the proportion of said phosphorus compounds is equal to that in the first step. This also includes high-level processes.

ガラス中の不純物の息影響を低減させるために、出発原
料は液状であってたとえば蒸留によって容易に精製でき
るものであることが畳ましい。適当な化合物は、四塩化
ケイ素および三塩化リンまたはオキシ塩化リンである。
In order to reduce the impact of impurities in the glass, the starting materials are preferably liquid and easily purified, for example by distillation. Suitable compounds are silicon tetrachloride and phosphorus trichloride or phosphorus oxychloride.

この−柚の液体中に酸素をバブリングさせ、四塩化ケイ
素蒸気およびオキシ塩化リン蒸気を運ぶ酸素の流れを混
合し、ガラス中に五酸化リンおよびシリカの所望の相対
的濃度を与える比率となるように5さらに酸素を加える
。混合蒸気は次に適切に高められた温度において酸化さ
れ、同時にフォスフオシリケードガラスの融M層として
シリカチューブの内面上に蒸着(沈着)される。次にこ
の内面被法チューブをつぶしてロッドとし、ロッドを引
きのばしてファイバーにする。
Oxygen is bubbled through this yuzu liquid and the oxygen streams carrying silicon tetrachloride vapor and phosphorus oxychloride vapor are mixed in a ratio that provides the desired relative concentrations of phosphorus pentoxide and silica in the glass. Add 5 more oxygen to. The mixed vapor is then oxidized at a suitably elevated temperature and simultaneously deposited as a fused M layer of phosphosilicate glass on the inner surface of the silica tube. This internally coated tube is then crushed to form a rod, and the rod is stretched to form a fiber.

本発明をよシ完全に理解できるよう、添付図面を参照し
て説明を加える。
In order that the invention may be more fully understood, reference will now be made to the accompanying drawings.

第1図は、本発明の光波ガイドを製作するために使用す
る装置を示す。
FIG. 1 shows the apparatus used to fabricate the light waveguide of the invention.

第一図は、本発明の光波ガイドを示す。Figure 1 shows a light waveguide of the invention.

第1図をみると、シリカチューブ中に適当な原料化学薬
品の蒸気を沈着させる装置が示しである。・この沈着プ
ロセスのだめの出発原料は、所要の成分を含んだ揮発性
の化合物である。便宜的にはオキシ塩化リンおよび四塩
化ケイ素が使用され、これらは容器1および2に収容さ
れている。クラツディングとしてボロシリケートガラス
を組み合わせようとする場合は、三塩化ホウ素を収容し
た類似の追加の容器を用意する。容器]内のオキシ塩化
リンは、その純度を一部めるために蒸留することができ
る。供給源3からの酸素は、各ライン4゜5および6を
、これらのライレ中に゛設けたフローメータ7.8およ
び9によって制御された速度で通過する。容器lおよび
2中を通過する酸素は、それぞれオキシ塩化リンおよび
四塩化ケイ素の蒸気を運び、これら二つの蒸気の流れは
混合され、もし必要ならばライン6からの追加の酸素で
うすめられ、ガラス沈着チューブ10へ通って行く。
Referring to FIG. 1, an apparatus is shown for depositing vapor of a suitable feed chemical into a silica tube. - The starting material for this deposition process is a volatile compound containing the required components. Conveniently phosphorus oxychloride and silicon tetrachloride are used, which are contained in containers 1 and 2. If borosilicate glass is to be combined as a cladding, a similar additional container containing boron trichloride is provided. The phosphorus oxychloride in the phosphorus oxychloride container can be distilled to partially improve its purity. Oxygen from source 3 passes through each line 4.5 and 6 at a rate controlled by flow meters 7.8 and 9 installed in these lines. The oxygen passing through vessels l and 2 carries vapors of phosphorous oxychloride and silicon tetrachloride, respectively, and these two vapor streams are mixed and diluted with additional oxygen from line 6 if necessary, and the glass It passes through the deposition tube 10.

短い炉11をチューブ10に対して相対的に動かし、塩
化物を酸化して適切な酸化物の生成が行われるよう処す
る。別法として、炉11は固定しておいてシリカチュー
ブ10を炉を横切るように移動させてもよい。
The short furnace 11 is moved relative to the tube 10 to oxidize the chloride and produce the appropriate oxide. Alternatively, the furnace 11 may be fixed and the silica tube 10 moved across the furnace.

ケイ素およびリンの塩化物の酸化反応は、おおよそ13
θOOCという比較的低い温度において気相で自然発生
的に起シ、微細なガラス粒子の密な霧が生成する。なお
、十分な五酸化リン(または他の適当な成分)を加える
ことによってガラスの粘度を実質的に低下させるならば
、ガラス粒子は容器の壁土に付着して透明で均一かつ均
質なフォスフオシリケードガラスの層を形成する。この
ようにして、反応をおそくするためのガス稀釈剤は必要
がないので高い沈着速度を得ることができ、またガラス
の沈着はシリカチューブの壁上忙直接起り、比較的低温
度のため、変形の問題はない。
The oxidation reaction of silicon and phosphorus chlorides is approximately 13
It occurs spontaneously in the gas phase at a relatively low temperature of θOOC, producing a dense mist of fine glass particles. Note that if enough phosphorus pentoxide (or other suitable ingredient) is added to substantially reduce the viscosity of the glass, the glass particles will adhere to the walls of the container and form a clear, uniform, and homogeneous phosphorous silica. Form a layer of cade glass. In this way, high deposition rates can be obtained as there is no need for gas diluents to slow down the reaction, and the deposition of glass occurs directly on the walls of the silica tube, and due to the relatively low temperature, deformation occurs. There is no problem.

代表的な操作条件は次のとおシである。10tunの孔
を有するシリカチューブに対重酸素および四塩化ケイ素
蒸気の流量を、それぞれ6oθおよび33ml1分に維
持し、一方オキシ塩化リンの流量Vi/−/3m11分
の範囲で変化させた。/2左。。
Typical operating conditions are as follows. The flow rates of heavy oxygen and silicon tetrachloride vapor in a 10 tun pore silica tube were maintained at 6 o θ and 33 ml 1 min, respectively, while the phosphorus oxychloride flow rate was varied in the range Vi/−/3 ml 1 min. /2 left. .

−/タタθ0Cの間の炉温で、チューブを炉中に通すに
つれてその内面にフォスフオシリケードガラス層が沈着
した。
A layer of phosphoosilicate glass was deposited on the inner surface of the tube as it passed through the furnace, at a furnace temperature of between -/tat θ0C.

チューブ10を何回も炉11中を通したところ、毎回ガ
ラスの層がチューブ1oの内側表面に沈着した。各成分
の比率はクシツディングおよびコア用に必要とされるガ
ラスを製造するために、適当な敬の層が付着した後は変
化させた。屈折率に段階をつけた光波ガイドをつくるた
めには、適当な層の間で各成分の比率を徐々に変化させ
る。
The tube 10 was passed through the furnace 11 a number of times, each time a layer of glass was deposited on the inside surface of the tube 1o. The proportions of each component were varied after the appropriate layers were deposited to produce the glass needed for the shaving and core. To create a light waveguide with graded refractive index, the proportions of each component are gradually varied between the appropriate layers.

各層の沈着時間は、代表的な長さ50cmのチューブに
ついて約3分間であり、五酸化リンのf卆度は弘−4t
θ重@%の間であって、これはオキシ塩化リンの流量に
よって異なる。前記のような流t「;およびi度の場合
、チューブ10の速い方の端な通過する下降流のススの
形成はわずかである。それぞれが約72ミクロンの厚さ
である積み重なった各層の屈折率は正確に調節すること
ができJ均一なものから段階を設けた1屈折率丑で、広
い範囲 ゛で変化する断面をつくることができる。
The deposition time for each layer is approximately 3 minutes for a typical 50 cm length of tube, and the phosphorus pentoxide strength is approximately 400 kg.
θ weight@%, which varies depending on the flow rate of phosphorus oxychloride. For a flow t'' as described above; The refractive index can be precisely adjusted, and a cross section that varies over a wide range can be created with a refractive index that is stepped from a uniform one.

?ロシリケートガラスのタラツデイングを形成するため
には、第1図に示した装置と類似であるが三塩化ホウ素
ガスのための追加の供給源を備えたものを使用する。三
塩化ホウ素および四塩化ケイ素の流量は、代表的にはそ
れぞれgおよび35m1/分であり、4t5θml 7
分の酸素をこれとともに用いる。はじめの3層は一定の
成分であるが、次の3層は三塩化ホウ素の流量を段階的
にゼロに寸で減少させて形成する。オキシ塩化リンの量
は次のlt層にわたってゼロから9−7分まで徐々に増
加させ、全体で、2ONを形成する。このようにして形
成した最初のチューブ内の各層ではフォスフオシリケー
ドガラスの岱み重なった沈着層は明らかに異なっている
が、これに続くチューブをつぶしてファイバーに延伸す
る段階である8度の拡散が起り、9度勾配は平滑になる
。ボロシリケートのタラツデイング中に段階をもった屈
折率のコアがあるファイバーが、このようKして製作さ
れる。
? To form a tarading of rosilicate glass, an apparatus similar to that shown in FIG. 1 is used, but with an additional source of boron trichloride gas. The flow rates of boron trichloride and silicon tetrachloride are typically g and 35 ml/min, respectively, and 4t5θml 7
of oxygen is used with this. The first three layers are of constant composition, while the next three layers are formed by decreasing the flow rate of boron trichloride stepwise to zero. The amount of phosphorus oxychloride is gradually increased from zero to 9-7 minutes over the next lt layer, forming 2ON in total. The stacked deposited layers of phosphosilicate glass in each layer of the first tube formed in this way are clearly different, but the subsequent 8 degrees of collapsing and drawing of the tube into fibres. Diffusion occurs and the 9 degree slope becomes smooth. Fibers with a graded refractive index core during the borosilicate polymerization are thus fabricated.

層状の支持チューブ10・をつぶしてロッドの形にする
ことは、チューブ1oを回転させ酸化水素焔中で注意深
く加熱することによって実施できる。
Collapsing of the layered support tube 10 into a rod can be carried out by rotating and carefully heating the tube 1o in a hydrogen oxide flame.

酸水素焔をチューブの長さに沿って移動させて十分な高
温に加熱し、チューブのっぷれをひきおこさせる。
An oxyhydrogen flame is moved along the length of the tube and heated to a high enough temperature to cause the tube to bulge.

チューブをつぶすときは、その断面の円さを維持するこ
とが重要である。というのは、多少とも円宮が崩れると
最終的に延伸されfc、7アイパーの円さが植われるこ
とになり、従って光学的なエネルギー移動特性に悪影響
があるからである。チューブをつぶす際に円はを維持す
るためには、チューブ内にわずかに過f11の圧力を保
つ。この1E力の大きさiqt 、中央の孔の直径の関
数である。なお、この中央の孔が閉じた後に円きをMf
持するため、つぶれたチューブに?1)つて加熱’I’
jおよび七の直後に冷却帯を通過させろ。
When crushing the tube, it is important to maintain the circularity of its cross section. This is because, if the circle is distorted to some extent, it will eventually be stretched and a circle of fc, 7 eyes will be planted, which will have an adverse effect on the optical energy transfer characteristics. To maintain a circle when collapsing the tube, keep a slight excess of pressure in the tube. The magnitude of this 1E force, iqt, is a function of the diameter of the central hole. In addition, after this central hole is closed, the circular shape is Mf.
In a crushed tube to hold it? 1) Heat 'I'
Pass through the cooling zone immediately after j and 7.

チューブは、ガスのjfUれな制限オリフィスを仙して
空気中へ放出することによって好都合に加圧できる。こ
のガスの流れははじめの反応剤、すなわち四塩化ケイ素
およびオキシ塩化リン蒸気を11;・ぶ酸素から成るこ
とができる。オキシ塩化リンの含量の高い流れは、より
揮発性の五酸化リンの1ii失を防止する。チューブの
一端をオリフィスの流入側に接続し、他端をシールする
。この方法は、チューブ中のガスが加熱され膨張した際
にも内部の圧力はあ′=1ニジ変化しないという利益が
ある。MiJ記の加熱帯をチューブに沿って、シールし
た端カら適当な速度で移動させる。冷却帯はガスバーナ
−の直後に位置したノズルの列から成り、加圧空気を供
給され、それをエアブラストにして加熱されたつぶれた
チューブに吹きつける。エアブラストを謳1節すること
により、チューブのりぶれを多少調節することができ、
このエアブラスト(ハつぶれる個所が急冷エアブラスト
領域にごく近くになるように好都合に調節できる。この
手段によって、内部加圧は最後の可能な瞬間まで行うこ
とができ、その時点で中央の孔は消失し、ガラスは完全
に円い形状を持つfctま直ちに急冷される。加熱帯お
よび冷却帯はチューブに沿って数回移動させ、段階的に
つぶれるようKしてもよい。
The tube can be conveniently pressurized by venting the gas through a restricted orifice into the air. This gas stream can consist of the initial reactants, silicon tetrachloride and phosphorous oxychloride vapor, and oxygen. A stream with a high content of phosphorus oxychloride prevents the loss of the more volatile phosphorus pentoxide. Connect one end of the tube to the inlet side of the orifice and seal the other end. This method has the advantage that the internal pressure does not change by A'=1 even when the gas in the tube is heated and expanded. The heating zone described in MiJ is moved along the tube from the sealed end at a suitable speed. The cooling zone consists of a row of nozzles located immediately after the gas burner and is supplied with pressurized air which is used as an air blast to blow onto the heated collapsed tube. By using air blast, the tube runout can be adjusted to some extent.
This air blast can be conveniently adjusted so that the point of collapse is very close to the quenching air blast area. By this means, internal pressurization can be carried out until the last possible moment, at which point the central hole is closed. The glass is immediately quenched until it has a completely circular shape. The heating and cooling zones may be moved several times along the tube to cause it to collapse in stages.

チューブをつぶす別の方法は、それを加熱ダイ中を通す
ことである。ダイの寸法はチューブの孔が完全に閉じて
ロッドな形成するようなものとするか、またはチューブ
の中央に小さな孔が残るようにえらぶ。この孔はファイ
バーを伸長する操作中に除かれる。チューブをつぶすい
1一つの方法は、チューブに沿って高熱帯を通過させ、
チューブを回転させるとともにその側面に対してグラフ
ァイト製工具をあて、この工具を高熱帯の後にチューブ
に沿ってゆっくりと移動キせる。
Another way to collapse the tube is to pass it through a heated die. The dimensions of the die are such that either the tube hole is completely closed to form a rod, or a small hole is left in the center of the tube. This hole is removed during the fiber stretching operation. One way to crush the tube is to pass a high temperature along the tube,
The tube is rotated and a graphite tool is placed against the side of the tube and the tool is moved slowly along the tube after the heat is applied.

つぶれたチューブからロッドが形成されたら、次にこれ
を繊維延伸機械でファイ/ぐ−に延伸する。
Once the rod is formed from the collapsed tube, it is then fi/wire drawn in a fiber drawing machine.

Sθ鑞の長さのチューブ10から得られた対応する長さ
のロッドは、八、2 ’Km の長さのファイツク−に
延伸することができる。
A rod of corresponding length obtained from a tube 10 of length Sθ can be drawn to a length of 8.2' Km.

シリカに五酸化リンを加えることは得られるフォスフオ
シリケードガラスの若干の物理的性質に著しい影響を与
えるので、所要の光学的性質を得るためにはできるだけ
高い濃度であることが望ましいが、ガラスに金種せられ
る五酸化リンのNtには限界がある。影響を受ける一つ
の物理的性質は膨張係数である。純粋なシリカの膨張係
数は五酸化リンのそれよりもはるかに低いので、フォス
フオシリケードガラス中の五酸化リンの比嶌が高壕ると
それに対応して膨張係数が増大し、シリカのクラツディ
ングと7オスフオクリケートのコアとの間の不適合が増
大する。フォスフオシリケードガラスの若干低い強度と
関連して、五酸化リンの比率が高過ぎる場合には、コア
の自然発生的な破砕が起ることがある。影響を受ける他
の物理的性質は粘度および揮発性であって、これは光波
ガイドの製作上の諸問題を与える。
The addition of phosphorus pentoxide to silica has a significant effect on some of the physical properties of the resulting phosphosilicate glasses, so a concentration as high as possible is desirable to obtain the desired optical properties; There is a limit to the Nt of phosphorus pentoxide that can be denominated in gold. One physical property that is affected is the coefficient of expansion. Since the coefficient of expansion of pure silica is much lower than that of phosphorus pentoxide, a higher density of phosphorus pentoxide in the phosphosilicate glass results in a corresponding increase in the coefficient of expansion, leading to the cluttering of the silica. and the 7-osulfocrylate core increases. In conjunction with the somewhat lower strength of phosphosilicate glasses, if the proportion of phosphorus pentoxide is too high, spontaneous fracture of the core can occur. Other physical properties that are affected are viscosity and volatility, which present fabrication problems for light waveguides.

コアとクラツディングとの物理的な適合を改善するため
、ゲルマニア、′!、たけホウ素、アルミニウム、アン
チモン、ヒ素およびビスマスの酸化物の一種または二種
以上からえらんだ3価の酸化物から成る追加の成分を加
えることができる。
To improve the physical fit between the core and the clutsding, Germania, ′! An additional component consisting of a trivalent oxide selected from one or more of the oxides of , bamboo boron, aluminum, antimony, arsenic and bismuth can be added.

この追加の成分はえらばれた元素の揮発性の化合物の蒸
気をケイ素およびリンの適切な揮発性の化合物の蒸気を
運ぶガス状の流nに加え、その蒸気を上述したようにシ
リカチューブの内側表面上に沈漬させることによって、
ガラスコア中に一体化することができる。
This additional component adds vapors of volatile compounds of the selected elements to a gaseous stream carrying vapors of appropriate volatile compounds of silicon and phosphorus, and transfers the vapors inside the silica tube as described above. By submerging it onto the surface,
It can be integrated into the glass core.

別法として、二成分フォスフオシリケードガラスの層を
上述したように中空のチューブの内側表面上に形成し、
七の層の中へ第三の成分をチューブ内部から高温で拡散
させることもできる。拡散の源は蒸気であっても、液体
であっても、また固体であってもよく、かつ拡散工程は
チューブをつぶす前でも中央に小孔をタ、碌すように部
分的につぶした後でも行うことができる。チューブを高
i島にさらしfc場合は別個の拡散工程が必弗であろう
Alternatively, a layer of two-component phosphoosilicate glass is formed on the inner surface of the hollow tube as described above;
A third component can also be diffused into the seven layers from inside the tube at high temperatures. The source of diffusion may be vapor, liquid, or solid, and the diffusion process may be performed either before collapsing the tube or after partially collapsing it by making a small hole in the center. But it can be done. A separate diffusion step may be necessary if the tube is exposed to high ionic acid fc.

また別法として、高い?1.1度と七の結果である低い
粘度が延伸と拡散が同時に起ることを可能にするほど十
分な場合は、拡散をチューブなつぶ1−た?糸であって
ロッドをコアイノ4−の形態に延伸する際に行わせるこ
とができる。
Alternatively, is it expensive? 1. If the resulting low viscosity of 1 degree and 7 is sufficient to allow stretching and diffusion to occur simultaneously, then diffusion can be caused by tube collapse. This can be done when the rod is drawn into a core shape.

上述したような方法で製作した代表的なファイバーの例
について、第2図にそのIUT而を示す。このファイバ
ーはフォスフオシリケードガラス力)ら成る中心のコア
31を有しており、もしオキシilk化リン容器1中の
酸素、Sブリングの流量を次第に変化させた場合は、コ
ア31は段階的に異なる屈折率を有するはずである。コ
ア31σ)周171j f’J: 7I; aシリケー
トガラスのクラツディングでおる。Jυも外側の環状リ
ング33ははじめに用いたソリ力支持チューブカラ成っ
ており、ファイ/ぐ−σ〕光学光学性質に関しては何の
役割もしないが、機才戒的な支特休および保護として役
立つ。第一図に示した種類の光学ファイバー中における
減衰の程度を測定した結果では、0.75− /、、2
!;ミクロンの波長にわたって損失はわずか、7dB/
Kmの低さであり、しかも上記の範囲内で一定している
。ファイバー中のヒドロキシル不純物の含量は極めて低
く、これは五酸化リンの強い吸湿性によるものと考えら
れる。すなわち、沈着装置中に残存していた水は接触と
同時に不揮発性のリン酸に転化し、沈着帯へは運ばれな
い。
FIG. 2 shows the IUT of a typical fiber manufactured by the method described above. This fiber has a central core 31 consisting of phosphorus silicide glass, and if the flow rate of the oxygen, S ring in the phosphorus oxysilk vessel 1 is gradually changed, the core 31 will gradually change. should have different refractive indices. Core 31σ) Circumference 171j f'J: 7I; a Covered with silicate glass cladding. The outer annular ring 33 of Jυ also consists of the warping force support tube collar used at the beginning, and although it does not play any role in terms of optical properties, it serves as a resourceful support and protection. . According to the results of measuring the degree of attenuation in the type of optical fiber shown in Figure 1, it is 0.75-/, 2
! ; only 7 dB/loss over micron wavelength;
Km is low and is constant within the above range. The content of hydroxyl impurities in the fibers is very low, which is believed to be due to the strong hygroscopicity of phosphorus pentoxide. That is, water remaining in the deposition apparatus is converted into non-volatile phosphoric acid upon contact and is not transported to the deposition zone.

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

WJ1図は本発明の構造体を製作するための装置の概念
的な図である。 第2図は本発明の光波ガイド(光学ファイバー)の拡大
断面図である。 1・・・・・・・・・オキシ塩化リン容器2・・・・・
・・・・四塩化ケイ素容器3・・・・・・・・・酸素供
給源 4.5.6・・・・・・・・・ライン 7.8.9・・・・・・・・・ フローメータ10・・
・・・川・チューブ 11・・・・・・・・・炉 31、・・・・・・・・・ コア − 32・・・・・・・・・タラッデイング33・・・・・
・・・・環状リング(保護)第1頁の続き 優先権主張 019748月7日[相]イギ■197群
12月30日[相]イギ
Figure WJ1 is a conceptual diagram of an apparatus for manufacturing the structure of the present invention. FIG. 2 is an enlarged sectional view of the light waveguide (optical fiber) of the present invention. 1... Phosphorus oxychloride container 2...
...Silicon tetrachloride container 3...Oxygen supply source 4.5.6...Line 7.8.9... Flow meter 10...
...River/Tube 11...Furnace 31, Core - 32...Tallarding 33...
... Annular ring (protection) Continuation of page 1 Priority claim 01974 August 7th [Phase] Igi■ Group 197 December 30th [Phase] Igi

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)五酸化リンおよびシリカならびに随意に追加の成
分から形成されるガラスのコアと、コアより低い屈折率
を有するシリカガラスのクラツディングとを有している
光学ガラスの構造体であってかつクラツディングのコア
に対する屈折率の減少が、少くとも一部分は、クラツデ
ィング中の五酸化リンの濃度がゼロであるかまたはコア
中の濃度よシ低いものであることによって得られている
ような該光学ガラスの構造体。
(1) An optical glass structure having a core of glass formed from phosphorus pentoxide and silica and optionally additional components, and a cladding of silica glass having a lower refractive index than the core; of the optical glass, wherein the reduction in refractive index relative to the core is obtained at least in part by the concentration of phosphorus pentoxide in the cladding being zero or less than the concentration in the core. Structure.
JP59196514A 1974-05-31 1984-09-19 Structure of optical glass Pending JPS60103049A (en)

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GB34813/74 1974-08-07
GB55999/74 1974-12-30

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US4298364A (en) * 1980-03-17 1981-11-03 Corning Glass Works Method of making optical fibers having improved core roundness
CN113204071A (en) * 2021-03-25 2021-08-03 连云港泰科复合材料有限公司 Preparation process of high-weather-resistance sheath-core structure conductive optical fiber for wind power

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JPS5023239A (en) * 1973-06-29 1975-03-12
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