JPS602642B2 - 多モード光学繊維 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は光学繊維で、半径方向に減少する屈折率を示し
、外側クラッドにより取り巻かれた内側コアー領域から
成るものに関する。

さらに詳しくは、このものはコアー領域が主としてＳｉ
０２および酸化棚素、＆０３のごとき少なくとも一の屈
折率調節成分からなり該成分の濃度が半径方向に増加し
、１０から２０モルパーセントの間のＢ０３を含む本質
的棚珪酸塩（めｒｏｓｍｃａｔｅ）である最終的周囲コ
アー組成に到達するごとき繊維に関する。今日一般に研
究されている光通信装置は硝子繊維伝送路を使用してい
る。中距離と遠距離の使用に対して設計された、一般に
研究されている特定の型は、基本モ−ド‘こ加え沢山の
高次モードを収容するように充分大きな寸法の伝送路を
利用している。これらの所謂「多モード」伝送路はエネ
ルギー保存の利点があるので、現在利用し得る多モード
の放射線源に対して特に重要なものである。しかしなが
ら早朝に認識されている多モード伝送の欠点は伝搬する
波の群速度のモード依存によっておこるエネルギー散乱
である。この“モード散乱”現象の結果装置における利
用可能な帯城中が減少する。このことはパルス装置につ
いて最も容易に視覚化され、この場その組成に入る沢山
のモードの異なる伝送の度に伝送中にパルスが広がる。
最終的帯城中制限は伝送路の長さが順次の情報パルスが
完全に不鮮明になる程度のものであるときに現れる。作
業者はモード依存群速度変化を最小にするような屈折率
変化を与えることによりモードの散乱は減少され得るこ
とを特に認識している。

簡単に言えば、この方法はコアーの外側の部分に、単に
より低い屈折率、従ってより速い媒体を与え、そこを通
って高次モードエネルギーの統計的により多くの部分が
伝送される。一次、放物線的に変化する屈折率がモード
散乱を最小によるものと信じられていた。

この当初の単純な考は所望の屈折率分布を得るために導
入された屈折率調節用ドーパントによる、以前には無視
していた散乱効果を考慮に入れた幾らか複雑な勾配（変
化度）関数へと発展して来た。このことはＲｏｂｅ比０
１ｓｈａｎｓｋｙとＤｏｎａｉｄＢ．Ｋｅｃｋの論文で
光学繊維伝送技術ダイジェストの（ＴｏｐｉｃａｌＭｅ
ｅｔｉｎｇ ｏｎ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｆｉｂｅｒ
Ｔｒａ瓜ＷーＳＳ，ｏｎＪａｎｕａひ ７〜９、１９
７５ Ｗｉｌｌｉａｍｓｂｍｇ，Ｖｉｒｇｉｎｉａに提
出の技術論文のダイジェスト）ＴｕＣ５一１ページ以下
に記載のものに於て極点に達した。最小モード散乱は次
の方程式によって定義される屈折率勾配（変化度）に於
て得られることは早く認識されていた。ｎ＝ｎｌ〔１−
２△もｊｌ／２ ■ （校１１ Ｓｙｓｔｅｍ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｊｏｕ
ｍａｌ，Ｐ１５６３（１９７３）参照）こ）でｎ，はコ
ァー軸線に添っての屈折率、ｒは繊維の軸線からの距離
、ａはコアーの半径、Ａはコアー軸線に添ってとクラッ
ドとの間の屈折率の分数的屈折率差であり、又Ｑは該形
態を特徴づける農法則指数である。

前の０１ｓｈａｎｓｋｙ及びＫｅｃｋによれば、ＱはＱ
＝２十ｙ−△（午等（菱夫ｙ） ■として定義され、 こ）に ｙ＝符．今・器 ■ △＝ｎ凸二塁 ■ｎｌＮ，
＝ｎ，−入鰐 ■ そして入は波長である。

これらのすべての関係において、パラメー外まバルク硝
子のサンプルについて為された側定から求められる。

０１ｓｈａｎｓｋｙとＫｅｃｋによって研究された特定
装置（すなわち、Ｔｉ０２をドーブしＳｉ０２逓減形繊
維）に就き、単純放物線関数からの予期した偏崎は顕著
であった。

そして改良された伝送特性が得られた。Ｔｉ０２をドー
プしたシリカの繊維のかわりの導波路では高シリカ硝子
繊維における屈折率は酸化側素、墨０３の添加によって
半径方向で減少せしめられる。

この仕事は、たとれギ米国特許第３，７７８，１３２号
‘こ記述されている。しかしながら、予備的研究は棚叢
酸塩のバルク硝子サンプルによって為された測定を使用
する０１ｓｈａｎｓｋｙ−Ｋｅｃｋの開発した方法に随
うならばモードの散乱は改良されていないことを示して
いる。事実、モードの散乱は単純な放物線形屈折率勾配
を使用する繊維に比べて実際悪くなるように思われる。
この問題は、本発明の教えるところに従い幕法則指数の
計算に用いるパラメーター△が△＝ｎ「■２−０．００
２ ■ｎ２によって与えられることを特
徴とする繊維に於て解決される。

こ）にｎ，及び拡はコアー領域の中心の組成を有する硝
子のバルクサソプルとクラツドを含むコアー領域の周囲
の組成を有する硝子のバルクサンプルの夫々において測
定した屈折率の値である。

方程式｛５ーと｛６）とを比較すると△に対する式は、
屈折率調節剤として＆０３を使用する繊維では、大きさ
０．００７の修正因子によって変形されていることがわ
かる。存在するドーパントが酸化棚素のみである一番簡
単な場合に対しては、繊維は最も中心のコアー部分は単
に未調節のシリカとして構成され、酸化棚素の濃度は本
発明の分布に従ってある一定の最高レベルへと半径方向
に増大する。

しかしながら本発明の教示はより一般的なものであり、
三成分又は四成分そしてより複雑な成分の場合をも含む
ものである。例えばモード散乱を最小にすることに加え
これは該繊維の開口数（ｎａ）を増大させることに同時
に利用できる。

このことは、中心に於て濃度が最大であり、これが半径
方向に減少するような第２の屈折率増加材料を加えるこ
とによって達成することができる。この場合、第２材料
は屈折率を繊維の軸線に添って増すようにはたらき（す
なわちｎ，を増す）一方＆０３は屈折率の繊維の周囲に
於て減少させるようにはたらく（すなわち、ｎ２を減少
させる）。総体の屈折率分布は、従って、鉄２個の屈折
率調節材料の濃度の関数である。２個の屈折率調節材料
を使用する１つの実施例では、該コアーの中心領域は本
質的にゲルマニヤシリケート（蟹ｒｍａｎｉａｓｉｌｉ
ｃａｔｅ）（二酸化ゲルマニウムと二酸化珪素の混合物
）とから成る。

他の実施例ではコアーの中心領域は本質的にフオスフオ
シリケート（ｐｈｏｓｐｈｏｓｉｌｉｃａｔｅ）からな
る。屈折率の分布を方程式｛１｝‘こより４＝ｎ，−（
ｎ２一．００７） ｎｌ として与えられる指数Ｑの項の形で記述すると便利であ
る。

この場合ｎ，は繊維の軸線に添っての屈折率であり、ｒ
は繊維の軸線からの距離であり、ａはコアーの半径であ
り、△はコアー軸線に添ってとクラッドとの間の分数的
屈折率差であり、Ｑは該分布を特徴づける桑法則指数で
ある。前の節に述べた方程式は、５２，ＢｅｌｌＳ侭ｔ
ｅｍＴｅｃｈｕｉｃａＩＪｏｍＭ１，Ｐａｇｅ１５６３
（１９７３）に展開されている。

この時、当該技術に於ける作業者はこの方程式を最良の
屈折率分布を規定するものとして受け入れた。本発明は
上記方程式に於けるのこ関する。第１図はコアー部分２
、クラッド領域３、さらに任意の被覆４を含む伝送路１
を示す。

本発明の教示は、屈折率の勾配を明示するコアー領域に
大いに関係がある。方程式‘１’により示されるように
、屈折率の勾配はコア２の中心に於ける最大値からコァ
ー２の周囲に於ける最小値へと対称的に減少する。本発
明の教示は繊維に於けるＱの値に大いに関係があり、こ
の場合、周囲部分（コアー２とクラッド３の界面又はそ
れに近い内方の部分）は主として棚珪酸塩である。本発
明に従えば３成分硝子系は、好適実施例に従いコアーの
中心部分に於けるゲルマニャシリケートと、コアーの周
囲領域に於ける棚珪酸塩とからなるものであっても良い
。

ゲルマニャは、繊維の縄線に添って屈折率を増すために
使われ、これにより繊維の関口数を増大する。クラッド
領域３は光の案内として主に責を果す。

そのものは、必然的ではないが、一般的に一定の屈折率
であり、この発明の文章の内では、コアーの内部の勾配
について得られた最終的な低い屈折率の値に等しい屈折
率の側珪酸塩から成るものである。通常、か）る棚珪酸
塩クラッドは１４モルパーセントの酸化棚素、残部シリ
カから構成され得る。より一般的な範囲は１０〜２０モ
ルパーセント酸化棚素、残部シリカとして規定され得る
。この例では、１４モルパーセント酸化欄素、残部シリ
カの組成物は、コアー勾配の低い屈折率端に於て、２成
分硝子系に対して方程式【１｝‘こ於ける△として約０
．００５より大なるものをもたらす。仮想線で示す被覆
４は任意であり且つ、一般に光学的機能を果さない。そ
のものは実施中の微細なひつかき傷を防ぐために設計さ
れたシリカ層及び／又は有機層から構成され得る。最小
のモード散乱を生ずるように多モード案内として設計さ
れた円筒形導波路の屈折率分布の形は方程式（１｝によ
って上のように記述され得ることが注目される。

早期の分析は放物線指数…すなわち、Ｑ＝２を示唆して
いた。上述のごとき近時の研究では、この値は簡単化し
過ぎであったこと、又硝子の構成物が異なる場合の散乱
的屈折率差は波長に依存すること（分布の散乱）にもな
ったことを示唆した。特に方程式‘２１に於てはＱ＝２
十ｙ−Ａ（４；寿製声ｙ） として示された。

こ）にｙぜ（詩云器）‘こ等しく ｎ，は軸線方向屈折率であり、 Ｎ肌−入器潟しく、 ＾は波長であり、又 △ニｎｌ−ｎ２ ｎ２ この発見に従って、前述の０１ｓｈａｎｓｋｙとＫｅｃ
ｋにより報告されたように、△に対する値はコアーの鞠
線と周囲との成分に相当する成分を有するバルク硝子に
於て直接測定によって決定することができた。

しかしながら本発明に従って成分が酸化棚素を含む場合
にはバルク硝子測定は信頼し得る基準にならないことが
わかっている。

特に何れの繊維硝子の棚珪酸塩組成についての散乱曲線
も直後のバルク硝子測定から得られる散乱曲線に対し、
屈折率の変化一それは順次に、バルク及び繊維サンプル
に於ける熱履歴のちがし、に依存する−を明らかにする
ために屈折率の値の補正をすることによってのみ決定す
ることが出来ることがわかっている。特に、織総の湯合
に近似させるためにはバルク硝子で測定した屈折率から
０．００７の増加量を引かなければならないことを研究
が示している。示したように、この補正因数は予期され
る及び現在の実施のパラメーターに基づく現在の及び予
期さる繊維寸法について適当なものである。前記の方程
式で△はｎｌ一比 ｎｌ として定義されているが（こ）にｎ，は軸線方向屈折率
〜ｎ２は低い周囲コア−の屈折率で両者の値ともバルク
硝子で測定したもの）本発明に従って△はｎｌ−（ｎ２
一０．００７） ｎｌ となる。

要するに、０．００７と言う値はバルクサンプルの屈折
率と、実際の繊維の屈折率との間の補正を表している。

本発明の第２の特徴は、分布曲線の座標軸を定めるとこ
ろの△の値が該勾配の終点の屈折率によってのみ定めら
れることである。従って、例えばコアー軸線に於てゲル
マニャシリカをシリカと置き換えることにより繊維を変
形した場合に単にｎ，の値が変化を示すにすぎない。よ
り複雑な硝子についても同様なことが正当であり、上に
述べた法則内で、該補正因数０．００７は低い屈折率の
終総点に対しても同様に適用できる。従ってどの分布も
多成分繊維に対し適用可能なデータを生ずるように、前
述の方程式から直接に計算される。第２図は３つの違っ
た場合に対し波長の関数としてのびの変化を示している
。

曲線１０Ｑ＝２に於ける水平線は当初たいがいの作業者
によって最適と考えられた勾配を示す。曲線１１は前に
引用した先行技術の０１ｓｈａｎｓｋｙ−Ｋｅｃｋの記
事から導出したＱの値を表わす。曲線１２は、本発明に
従って導いた例として示す２成分棚珪酸塩硝子系につい
てのＱの値を示す。以下により詳細に説明されるように
曲線１２は外径寸法約８０〜１３０〃仇の多モード繊維
（すなわち、伸長したものとして全体の硝子繊維の構造
）についての近一最適勾配を規定する。該曲線は顕著に
違う外蓬寸法に対しては幾分うごくかも知れないが、伸
長後に附加される物理的保護又は線を架設する目的のた
めに含まれても良い有機の被覆又は何らかの別の被覆に
よって影響されないことがわかるであろう。曲線１２を
先行技術の曲線１０及び１１と比較すると、甚しく改良
された多モード伝達に相当して著しい差異が明かになる
。曲線１２は最適のＱの値を示すものであるが、甚しく
改良された伝達（モード散乱による中の広がりを減少す
ること）は最適は値を外れた値についてもなお重要であ
る。従って、土１０パーセントの許容値以内のＱの値は
受け入れ得る。曲線１２のＱの値は波長範囲０．５から
１．１山肌（Ｑは該条件では大約１．７７に等しい）に
渡り大約一定である。示されているように、本発明は少
なくともコアーの勾配の低屈折率端を表わす領域の中で
は、棚珪酸塩硝子を前提としている。

該文献におけるＱの計算は酸化棚奏でないものを含む硝
子繊維では充分正確と考えられる。本発明の発見は、棚
珪酸系に於ける変形された屈折率は順次に硝子の熱履歴
に依存するものであると言う構造的考察に基礎を置いて
いると言う事実を大きな条件としている。第２図の曲線
１２は普通の多モード繊維構造についてのＱの値を示し
ている。このような繊維は伸長されたものとして約８０
から１３０り肌の外径および約３０から８０ムｍの直径
のコアー領域を有する。示した値は急冷が本来直接空気
冷却によって為されるごとき繊維に対し適用し得る。軟
化点からの温度降下は充分大であり、強制冷却又は多分
可能である蟻錨もほとんど問題にならない。該文献から
誘導し得るＱの値についての補正は小寸法に対しては過
大であり、大寸法に対しては過小である。しかしながら
伸長された繊維に於て意図した変化、すなわち上述の範
囲の土２ふぐ−セントに対しか）るＱの値に導入された
変化は、改訂されたＱの値を必要とする程、急冷条件に
於ける大さな変化にはならない。寸法の小さすぎる又は
大き過ぎる多モード繊維は・・・一方においてはモード
の容量が減少すると言う理由により、・・・又他方にお
いては全エネルギー容量に関する収穫漸減と言う理由に
より、望ましいものではないと今は考えられているが、
直径に関するＱの値の補正は繊維の直径の逆数、１００
０山肌○・Ｄ・の繊維に就き大約ゼロである、に大約比
例的に変化するとして計算することができる。第１例 流入装置が１．Ｄ．１４側×０．Ｄ．１６脚、そして長
さ９０肌の大きさのチューブで、市販の溶融シリカから
成る包囲体の中に組立てられた。

四塩化珪素ＳＩＣ１４、三塩化珪素、ＢＣ１３及び酸素
から成る流れるガス混合物が、夫々６６ｃｃノ分、２２
．６ｃｃ／分及び７８０ｃｃ／分の流量で導入された。
チューブ及び内容物は多噴出孔酸素トー升こより生成さ
れる長さ５加の可動加熱域の、速度１７弧／分により加
熱された。微細粒状物がトーチの全般領域にできるのが
観察され、又その物がチューブの加熱城の下流側内面に
白色たし、頭物として留まるように下流に移動すのが観
察された。たし、漬物は約１０狐の長さの下流領域に渡
り最も顕著であり且つチューブの出口端の所まで認め得
るたし、積物としてつながっていた。

加熱城が下流に動くと眼に見える白色たし、積物は溶融
して本質的に薄い透明の硝子状のフィルムになった。加
熱城の毎回の順次の下流への運動、それに続く急速なも
どり運動の一連の動きは３５回繰り返された。生成した
厚さ約０．３肌の硝子層は光学的クラッドとして役立つ
ように計画された。逓減形コアー領域は、この後に同じ
トーチを同じ速度で運動させる一般手法に従ってしかし
ながら、流れるガス混合物の組成は当初の組成から最終
のＳＩＣ１４と酸素のみから成る組成で、大約６６ｃｃ
／分ＳＩＣ１４及び７８０ｃｃノ分０２の流量へと変化
することによりたい積せしめられる。ＢＣ１３の量は方
程式に従って減少させられる。ＢＣ１３流量＝（２２巻
班）（３Ｈ）・‐・２こ）に１は通過の回数である。

３１回の通過により生成された層の全体の厚さは０．２
伽であり、全体のたし、積フィルムの厚さは０．５側で
あった。

該チューブはたし、積した層と共に、次いでつぶされる
。つぶれはガスの流れを止め、そして酸素トーチ装置の
通過速度を段々におとして温度を上げることにより行な
われた。加熱城の速度が約１．２肌／分で１０回通過し
た後つぶれが起こった。つぶれはチューブと内容物とが
トーチの運動方向で中実のロッドに転換するとして肉眼
で観察された。今Ｐｒｅｆｍｍ（準備形）として知られ
てる該つぶれ集合体は寸法大約直径９柳及び長さ３５肌
であった。

この一様なたし、積領域を示す長さはもとのチューブ全
体から局部的融解及び分離のための伸長によって退けら
れた。大約外径１００マイクロメーターの繊維を製造す
るための繊維伸長は該準備形を温度約２０００００に局
部的に加熱するマッフル炉を通過させ、そして約１メー
ター／秒の定常状態速度で該加熱領域を引っぱることに
より行なった。

最終的の繊維長さは大約１１００メーターでこの長さは
繊維伸長装置によって制限をうけた。実験による決定は
経験的に最適Ｑを確認することによって行なわれた。

使用した技術は最適を超過したＱの値では高次モードの
相対的遅延となり、しかし最適より小なるＱの値では基
本光遅延となると言う事実に依存している。実験手法で
は円形絞りと環状リングを用いた。このような空間的光
フィルターを通って伝搬する光は集められ、検出器に焦
点を合せられた。空間的にフィルターされたィンパルス
応答形は１キロメーターの伝搬後Ｑが変化している繊維
において測定された。研究の対象となった繊維は大約０
．１４に等しい閉口数と近−最適分布を有した。すなわ
ちこの近−最適分布で＾＝９０７。５ｎｍ（使用した特
定のＧａ兆注入レーザーに相当）に対して基本モード及
び高次モードのピークの事実上の一致があり、干渉技術
によって測定したときＱの値が大約１．７７である繊維
となったのである。

この値は第２図の曲線１２上の相当する点に全く良く一
致していることがわかる。実際上の見地から、他の点で
はすぐれている２成分棚珪酸塩逓減形の系にも少し〈欠
点がある。

軸線方向から周囲へのコアー組成の実行可能な屈折率変
化によって最大の関口数（ｎｕｍｅｒｉｃａｌａｐｅれ
ｍｅ）は高々ほゞ０．１５となるにすぎない。理想的な
状況のもとでは、この関口は企図した寸法につきｉｏ，
０００内外の期待したモードを入れるには充分であって
も、この状況からの偏椅たとえば不均質性、微細な曲り
などにより、高次モードの或るものは臨界角を超えてコ
アーークラッド界面につき当ることになるかも知れない
。このような状況によるエネルギー損失を防ぐために、
一般にｎａを大きくすることが望ましい。第２実施例の
二元ドーパント繊維系では繊維のコア−領域は本質的に
フオスフオシリケート（ｐｈｏｓｈｏｓｉｌｉｃａｔｅ
）で、本質的に棚珪酸塩の周囲コアー組成へと逓減する
。

周囲コアー領域における酸化棚素の含量は１０〜２０モ
ルパーセントの範囲であり得るが、隣含有ドーパントＰ
２０５はコア−領域において幾分狭く規定された組成範
囲である１０〜１５モルパーセントで存在する。第３図
は３個の異なる繊維につきＱの変化を入の関数として示
している。

曲線１３は鞄方向コアー組成が１０モルパーセントＰ２
０５、残部Ｓｉ０２である繊維についてデータからプロ
ットされた。曲線１ ４はＰ２Ｑ軸方向組成が１２モル
パーセントで残部Ｓｉ０２であるような繊維についての
ものである。曲線１５はコアー軸線におけるＰ２０５の
含量が１５モルパーセントである繊維についてのもので
ある。示したごと〈、周囲組成は本質的に棚珪酸塩であ
り、調節剤の含量、この場合Ｂ２０３は幾分重大さが小
である。比較のために、該３個の曲線により表わされる
繊維はすべて周囲コアー組成が約１４モルパーセント区
０３残部Ｓｉ０２についてのものである。Ｂ２Ｑ含量を
約１０モルパーセントから約２０モルパ−セントの範囲
に渡り変化させたときプロットされた値の大きさに対す
る影響は最小でしかない。本発明の教示は本質的に波長
に依存しない最適Ｑをつくることに主として向けられて
いる。

曲線１４の繊維（軸線方向組成約１２モルパーセントＰ
２０５、残節Ｓｉ０２）は、従って好適実施例を示すも
のと考えられることがわかる。曲線１３と１５により示
される繊維のごとき最適からはずれた鞄線方向組成によ
り表わされるＱ依存の変化は大体士２パーセントの範囲
内にあることがわかる。しかし、より一般的な設計の立
場からすれば、曲線１５により代表される繊維の関口数
（ｎａ別冊，５＝０．〆 一方ｎｎａｃｕＭＭ＝０．２
８又岬ｃｕｒｖｅ，３＝０．２６）は、予期される通り
Ｐ２Ｑのドープが大さし、程大きくなると言うことに注
目することが肝要である。

実際の構造の場合については微細な曲り又理論的構造か
らの他の偏俺により高次モードエネルギーの損失となり
得るので、大きな岬は一般に有利であることが示されて
いる。従って、鱗線方向のＰ２０５ドープレベルをより
増大させること又は別の屈折率調節剤を含有させること
は、Ｑの波長に対するより大きな依存が許容され得る場
合には要求されても良いことになる。第２例 流入装置が市販の溶融シリカのチューブで大きさ１４柳
１．Ｄ．×１６側０．Ｄ．そして長さ９ルネのものから
成る包囲体の中につくられた。

四塩化珪素、ＳＩＣ１４、三塩化棚素、ＢＣ１３及び酸
素から成るガス混合物の流れが夫々流量６６ｃｃ／分、
２２．６ｃｃ／分、及び７８０ｃｃ／分で導入された。
該チューブ及び内容物は多噴出孔酸素トーチにより生成
される長さ５弧の可動加熱城、速度１７弧／分により可
熱された。微細粒状物がトーチの全般領域にできるのが
観察され、又その物は該チューブの内面に、該加熱域の
下流に、白色たし、債物としてと）、まるように下流に
移動するのが観察される。たし、漬物は下流領域約１０
肌の長さに渡って最も顕著であり且つチューブの出口端
の所までなお認め得るたし、積として尾を引いている。
加熱城が下流に動くにつれて、眼に見える白色たし、積
物は本質的に薄い硝子状のフィルムになる。加熱城の毎
回の順次の下流への運動は急速にもどりをともないこの
一連の動きは３５回繰り返される。生成した厚さ約０．
３柳の硝子層は光学的クラッドとして役をするように計
画される。逓減形コァー領域はこの後に、同じ酸素ト−
チ装置を同じ速度で運動させる同じ一般手法によってた
し、積せしめられる。しかし流入ガス混合物の組成は最
初の組成から、最終のＰＯＣ１３，ＳＩＣ１４そして酸
素、大約量として６６ｃｃ／分ＳＩＣ１４，１２．８ｃ
ｃ／分ＰＯＣ１３、そして７８０ｃｃ／分０２の組成へ
と変化する。ＰＯＣ１３の量は次の方程式に従って増加
せしめられる。‐ＰＯＣ１３の流量こ （１５１比／分〉〔１−（泰；）（３１−・）側・〕又
ＢＣ１３はＢＣ！３の流量＝ （２２‐事洋；辞ｎ）（３１−１）・‐１５の方穣式に
従い減少せしめられる。

この場合１は通過の回数である。３１回の通過によって
生成した層全体の厚さは約０．２肋であり、全体のたし
、積フィルムの厚さは０．５肋になる。

該チュ−ブはついでたい積層とともにつぶされる。

つぶれはガスの流れを止め、酸素トーチ装置の通過速度
をだんだんにおとして温度を上げることにより行なわれ
る。加熱城の速度約１．２弧／分で１０回の通過の後に
つぶれが起こる。つぶれはチューブと肉客物とがトーチ
の運動の方向においては中実のロッドに転換するとして
肉眼で観察される。今ｐｒｅｆｏ血（準備形）として知
られる、該つぶれれ集合体は大約寸法直径９物、そして
３５弧の長さである。この一様たし、積領域を示す長さ
‘まもとのチューブ全体から局部的融解及び分離のため
の伸長によってとり退けられる。大約外径１００マイク
ロメーターの繊維をつくるための繊維伸長は該準備形を
約２０００度Ｃの温度に局部的に加熱するマッフル炉を
通し、そして加熱領域は約１メーター／秒の定常状態速
度で引っ張ることにより製造される。

最終的の繊維の長さは大約１１００メーターでこの長さ
は繊維伸長装置により制限される。上に論じた０．５〜
１．１〃机の波長範囲は波長に対するＱの近似完全独立
（すなわち約±２パーセント）を前提としている。

幾分大きな波長依存をともなう有用範囲（たとえば土５
パーセント）は作業上１．１仏のから少なくとも２仏の
までの拡張と言うことになる。この変化は多くの基準に
合致する程度に充分小であるから、本発明は０．５から
２．０仏のの作業の全波長範囲に関して総括的に記述さ
れている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が関連する光学繊維の斜視図であり、第
２図は先行技術の教示に従って設計された及び本発明の
教示に従って設計された棚珪酸塩多モード繊維について
の波長入の関数としてのＱの変化を示すものであり、第
３図は本発明に従って設計された３個の３成分系フオス
フオーボロシリート（ｐｈｏｓｐｈｏ−めｒｏｓｊｌｊ
ｃａ企）繊維についての波長入の関数としてのＱの変化
を示すものである。 〔主要部分の符号の説明〕、外側クラツド・・…・３、
内側コアー領域・・・・・・２、被覆・・・・・・４、
伝送路…‐‐‐１０‘化・ ／ ＾〆Ｇ ど 〃Ｇ ３

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 外側クラツドによりとり巻かれた内側コアー領域か
   ら構成され、前記コアー領域は主にＳｉＯ＿２および少
   なくとも一の屈折率調節用成分からなり、半径方向の屈
   折率は、少なくともその幾分かは、酸化硼素Ｂ＿２Ｏ＿
   ３の半径方向に増大する濃度のため減少を示し、１０か
   ら２０モルパーセントの間のＢ＿２Ｏ＿３を含む本質的
   硼珪酸塩（ｂｏｒｏｓｉｌｉｃａｔａ）である最終的コ
   アー組成に到達し、屈折率の勾配は大約次の形であり▲
   数式、化学式、表等があります▼ こゝにｎ＿１は該コアーの中心に於ける屈折率であり、
   ｒは該コアー中心からの距離であり、ａはコアーの半径
   であり、そしてαはこの屈折率分布を特徴づける羃法則
   指数であるものにおいて、Δ＝（ｎ＿１−（ｎ＿２−．
   ００７））／（ｎ＿１）こゝにｎ＿１及びｎ＿２はコア
   ー領域の中心の繊維及びコアー領域の周囲の組成を有す
   る硝子のバルクサンプルに於て夫々測定した屈折率、で
   あることを特徴とする電磁波エネルギーを伝達するため
   の光学繊維。 ２ 該周囲コアー領域が本質的に硼珪酸塩硝子から成る
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項による繊維。 ３ 軸線方向コアー領域が本質的にゲルマニヤシリケー
   ト（ｇｅｒｍａｎｉａ ｓｉｌｉｃａｔｅ）からなるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第２項による繊維。 ４ 該軸線方向コアー領域が本質的にシリカからなるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第２項による繊維。 ５ 範囲０．５から１．１μｍ以内の電磁放射に対しα
   ＝１．７７±１０パーセントであることを特徴とする特
   許請求の範囲第４項による繊維。 ６ 前記コアー領域が第２の屈折率調節用成分を含むこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項による繊維。 ７ 前記第２の屈折率調節用成分は五酸化二燐Ｐ＿２Ｏ
   ＿５であることを特徴とする特許請求の範囲第６項によ
   る繊維。 ８ 前記Ｐ＿２Ｏ＿５の濃度が１０モルパーセントから
   １５モルパーセントの間のＰ＿２Ｏ＿５を含む軸線方向
   コア組成から半径方向に減少することを特徴とする特許
   請求の範囲第７項による繊維。 ９ 該コアの軸線に添っての組成が本質的にフオスフオ
   シリケート（ｐｈｏｓｐｈｏ ｓｉｌｉｃａｔｅ）硝子
   から成り、そして該コアー周囲に添っての組成は本質的
   に硼珪酸塩硝子からなることを特徴とする特許請求の範
   囲第７項による繊維。 １０ 範囲０．５から１．１μｍ以内の電磁放射に対し
   αは大約１．９に等しいことを特徴とする特許請求の範
   囲第７項による繊維。