JPS61166503A - フツ素ドープした光フアイバ及びその製造方法 - Google Patents
フツ素ドープした光フアイバ及びその製造方法Info
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は少なくとも一般にコアと称される光伝送部にお
ける屈折率プロフィルを決定するフッ素ドーピングを伴
う二酸化ケイ素を基にした光ファイバに関するもである
。さらに本発明は、反応性ガス混合物から二酸化ケイ素
及びフッ素の反応蒸看によりプレフォームを製造し、こ
れより光ファイバを製造するかかる光ファイバの製造方
法に関するものである。プレフォームを光ファイバにす
る工程は一般にコラプス及び／又は線引き操作により行
なわれる。
ける屈折率プロフィルを決定するフッ素ドーピングを伴
う二酸化ケイ素を基にした光ファイバに関するもである
。さらに本発明は、反応性ガス混合物から二酸化ケイ素
及びフッ素の反応蒸看によりプレフォームを製造し、こ
れより光ファイバを製造するかかる光ファイバの製造方
法に関するものである。プレフォームを光ファイバにす
る工程は一般にコラプス及び／又は線引き操作により行
なわれる。
従来種の光ファイバは西独国特許出願公開第３２０５３
４５号明ＩＩＩから知られている。さらに屈折率プロフ
ィルがフッ素ドーパントによることなく他の物質により
決定されるフッ素をドープした光ファイバが知られてお
り、西独国特許出願公開第３０３１１４７号明ＩＩＩに
よるとフッ素ドーパントが例えば屈折率の好ましくない
変動を除去する作用をし、西独国特許出願公開第３３１
５８９号明細書によると低いＯＨ吸収を与えるのに役立
つ。
４５号明ＩＩＩから知られている。さらに屈折率プロフ
ィルがフッ素ドーパントによることなく他の物質により
決定されるフッ素をドープした光ファイバが知られてお
り、西独国特許出願公開第３０３１１４７号明ＩＩＩに
よるとフッ素ドーパントが例えば屈折率の好ましくない
変動を除去する作用をし、西独国特許出願公開第３３１
５８９号明細書によると低いＯＨ吸収を与えるのに役立
つ。
さらに西独国特許出願公告第２７１５３３３号明細層に
光フアイバプレフォームのコア及びクラッドの熱膨張係
数を相互に釣り合わせてクラック形成を回避することが
できることが開示されている。
光フアイバプレフォームのコア及びクラッドの熱膨張係
数を相互に釣り合わせてクラック形成を回避することが
できることが開示されている。
上記種の製造方法は例えば熱蒸着方法ｏ ｖ ｐ ｏ
、。
、。
ＭＣＶＤ及びｖＡＤｌさらにはＰＣＶＤ方法（西独国特
許出願公開第３２０５３４５号明細書）である。
許出願公開第３２０５３４５号明細書）である。
屈折率プロフィルを調整するためドーパントとしてフッ
素含有化合物の唯一の使用は、中心帯域又はコアが主に
純粋なＳｉ ０２から成る種々の屈折率プロフィルの光
ファイバを製造する可能性を提供する。これにより達せ
られる特別の利点は中心ゆがみ（コラプス操作門生じる
プロフィルひずみ）の回避、他のドーピング系における
固有散乱損失と比して３ｉ ０２の低い固有散乱損失、
単一モード適用に対するかかる系の望ましい物質分散特
性、及びフッ素含有塩基性物質の比較的安い費用である
。さらに例えばいっばいにくぼました単一モード構造（
ここにおいて光伝送コアの屈折率分布はＳｉ ０２の屈
折率より低い）及び多数のア ・パーチャを有する
多モード構造の如き特定なプロフィル構造を容易に得る
ことができる。
素含有化合物の唯一の使用は、中心帯域又はコアが主に
純粋なＳｉ ０２から成る種々の屈折率プロフィルの光
ファイバを製造する可能性を提供する。これにより達せ
られる特別の利点は中心ゆがみ（コラプス操作門生じる
プロフィルひずみ）の回避、他のドーピング系における
固有散乱損失と比して３ｉ ０２の低い固有散乱損失、
単一モード適用に対するかかる系の望ましい物質分散特
性、及びフッ素含有塩基性物質の比較的安い費用である
。さらに例えばいっばいにくぼました単一モード構造（
ここにおいて光伝送コアの屈折率分布はＳｉ ０２の屈
折率より低い）及び多数のア ・パーチャを有する
多モード構造の如き特定なプロフィル構造を容易に得る
ことができる。
本発明を達成するに至った研究において、有利な光学特
性は次の制限によってのみ達成することができることを
見い出した： １、純粋なＳｉ ０２の物質固有なレーリー散乱損失は
、理想的な光伝送構造（コアに８１０２、クラッドにフ
ッ素ドープしたＳｉ ０２ ）を用いてさえも実験的に
達成されなかった。
性は次の制限によってのみ達成することができることを
見い出した： １、純粋なＳｉ ０２の物質固有なレーリー散乱損失は
、理想的な光伝送構造（コアに８１０２、クラッドにフ
ッ素ドープしたＳｉ ０２ ）を用いてさえも実験的に
達成されなかった。
２、フッ素のみをドーパントとして含むファイバ構造に
おいて光損失−他のドーピング系における光損失と比較
して−は線引き条件への明白な依存を示した。それによ
りレーリー散乱及び波長に依存しない散乱損失（Ｃ−項
損失）は特にプレフォームからファイバを線引きする線
引き力に依存する二強い線引き力により低いＣ−項及び
増大したレーリー散乱損失が得られ一方、弱い線引き力
により概して増大したＣ−項及び同時に低いレーリー項
が得られる。かか挙動は線引き方法の絶対的最適化に対
する問題を提起し；さらには純フッ素ドーピング系に関
する相対最適線引き条件は他のドーピング系（例えばＧ
ｅ０２）の条件と明らかに異なる。
おいて光損失−他のドーピング系における光損失と比較
して−は線引き条件への明白な依存を示した。それによ
りレーリー散乱及び波長に依存しない散乱損失（Ｃ−項
損失）は特にプレフォームからファイバを線引きする線
引き力に依存する二強い線引き力により低いＣ−項及び
増大したレーリー散乱損失が得られ一方、弱い線引き力
により概して増大したＣ−項及び同時に低いレーリー項
が得られる。かか挙動は線引き方法の絶対的最適化に対
する問題を提起し；さらには純フッ素ドーピング系に関
する相対最適線引き条件は他のドーピング系（例えばＧ
ｅ０２）の条件と明らかに異なる。
３、反応性ガス混合物中のフッ素含有化合物の割合を濃
度２〜３モル％以上（塩化物ガス比に対して）まで増加
してもＯＨ−吸収損失に関する一層の減少は得られず；
高いフッ素ドーパント濃度（コア及びクラッド間の最大
屈折率差は代表的なΔｎ 二１，５Ｘ １０’より大き
い）に対してはＯＨ−吸収損失がある程度低フツ素ドー
パント濃度を有するファイバにおけるより高いことがわ
かった。
度２〜３モル％以上（塩化物ガス比に対して）まで増加
してもＯＨ−吸収損失に関する一層の減少は得られず；
高いフッ素ドーパント濃度（コア及びクラッド間の最大
屈折率差は代表的なΔｎ 二１，５Ｘ １０’より大き
い）に対してはＯＨ−吸収損失がある程度低フツ素ドー
パント濃度を有するファイバにおけるより高いことがわ
かった。
４、純粋なＳｔ ０２及びフッ素ドープしたＳｉ ０２
の熱膨張係数はある程度匹敵するにもかかわらず、クラ
ックがコラプスしたプレフォームのクラッド中にかなり
の程度生じた。
の熱膨張係数はある程度匹敵するにもかかわらず、クラ
ックがコラプスしたプレフォームのクラッド中にかなり
の程度生じた。
本発明の目的はフッ素ドープしたファイバの特性を上記
種々の観点でさらに改善することができる方法を提供す
ることである。
種々の観点でさらに改善することができる方法を提供す
ることである。
かかる方法の適用は特に線引き条件の光学的特性（レー
リー散乱及び波長に無関係なＣ−項損失）に及ぼす影響
を減じ、純粋なＳｉ ０２に対して物質固有損失の範囲
内におけるレーリー散乱損失を有し同時・に低いＣ−項
損失を有するフッ素ドープしたファイバ構造の製造を可
能にし、モして一＾フッ素ドーパント濃度に対して一〇
Ｈ−吸収損失の一層の減少をもたらす。しかしながら同
時に、他の全光学的特性に関してフッ素ドーピングの利
点は完全に保たれる。
リー散乱及び波長に無関係なＣ−項損失）に及ぼす影響
を減じ、純粋なＳｉ ０２に対して物質固有損失の範囲
内におけるレーリー散乱損失を有し同時・に低いＣ−項
損失を有するフッ素ドープしたファイバ構造の製造を可
能にし、モして一＾フッ素ドーパント濃度に対して一〇
Ｈ−吸収損失の一層の減少をもたらす。しかしながら同
時に、他の全光学的特性に関してフッ素ドーピングの利
点は完全に保たれる。
かかる目的は本発明により前記種の光ファイバが、熱膨
張係数を増加しかつ少なくとも光ファイバの光伝送コア
において均一に分布する物質を一定…含むことで達成さ
れる。
張係数を増加しかつ少なくとも光ファイバの光伝送コア
において均一に分布する物質を一定…含むことで達成さ
れる。
このようにして本発明は、フッ素ドーパント−主に屈折
率を決定する−に加えて熱膨張係数を増加しかつ少なく
とも光ファイバの光伝送コアにおいて均一に分布する川
の少くとも１種の他の物質を含む前記種の光ファイバを
提供することより成る。
率を決定する−に加えて熱膨張係数を増加しかつ少なく
とも光ファイバの光伝送コアにおいて均一に分布する川
の少くとも１種の他の物質を含む前記種の光ファイバを
提供することより成る。
本発明の光ファイバの製造に関して前記種の方法を用い
るのが好ましく、本発明の方法においては反応性ガス混
合物に少なくとも光伝送部の蒸着の間少なくとも１種の
反応性物質の一定量を添加し反応生成物が蒸着物質の熱
膨張係数を増加する。
るのが好ましく、本発明の方法においては反応性ガス混
合物に少なくとも光伝送部の蒸着の間少なくとも１種の
反応性物質の一定量を添加し反応生成物が蒸着物質の熱
膨張係数を増加する。
反応性ガス相への適切なコード−バンド及び対応する添
加剤の必要とされる濃度の選定は蒸着物質の熱膨張係数
が最終的に得る圧縮されたプレフォームにおいて周囲の
クラッド物質のものより大きくなるような条件により導
かれる（α蒸着熱膨張係数〉αクラッド熱膨張係数）。
加剤の必要とされる濃度の選定は蒸着物質の熱膨張係数
が最終的に得る圧縮されたプレフォームにおいて周囲の
クラッド物質のものより大きくなるような条件により導
かれる（α蒸着熱膨張係数〉αクラッド熱膨張係数）。
かかることはコラプスしたプレフォームのクラッドにお
ける圧縮応力の必要性に対応し：該条件の達成はプレフ
ォーム中の応力関係を偏光−光学的測定による簡易な方
法で点検することができる。
ける圧縮応力の必要性に対応し：該条件の達成はプレフ
ォーム中の応力関係を偏光−光学的測定による簡易な方
法で点検することができる。
これに関して使用することが可能なコード−バンドは例
えば五酸化リン又は二酸化ゲルマニウムである。しかし
ながら、好ましくは二酸化ゲルマニウムを使用し、この
ことは四塩化ゲルマニウムを該反応性ガス混合物に添加
することを意味する。
えば五酸化リン又は二酸化ゲルマニウムである。しかし
ながら、好ましくは二酸化ゲルマニウムを使用し、この
ことは四塩化ゲルマニウムを該反応性ガス混合物に添加
することを意味する。
この添加剤の利点はこれが光学的特性に何らマイ
１１′ナス効果を呈さないことであり、このことは
ＩＲ膜吸収よる１、３〜１．６μｍ範囲の付加的損失が
こ・れにより全く導びかれないからである。
１１′ナス効果を呈さないことであり、このことは
ＩＲ膜吸収よる１、３〜１．６μｍ範囲の付加的損失が
こ・れにより全く導びかれないからである。
コード−バンドは好ましくは０．５〜３．０モル％槍で
依存すべきで、このことは反応性ガス相中の添加剤濃度
は、蒸着した物質中のコード−バンド濃度が好ましくは
０．５〜３．０モル％憧になるようにヴべきことを意味
する。かかる範囲より少ないと熱膨張係数の必要とされ
る変化はほとんどの場合不十分であり、一方かかる範囲
より多いとコード−ピング濃度により増加する固有のレ
ーリー散乱損失が若干の場合、ファイバの光学的特性に
明白なマイナス効果を及ぼすからである。
依存すべきで、このことは反応性ガス相中の添加剤濃度
は、蒸着した物質中のコード−バンド濃度が好ましくは
０．５〜３．０モル％憧になるようにヴべきことを意味
する。かかる範囲より少ないと熱膨張係数の必要とされ
る変化はほとんどの場合不十分であり、一方かかる範囲
より多いとコード−ピング濃度により増加する固有のレ
ーリー散乱損失が若干の場合、ファイバの光学的特性に
明白なマイナス効果を及ぼすからである。
反応蒸着に関してＰＣＶＤ方法を用いることが好ましく
、これによって焼成することなく圧縮ガラス層が直接前
られる。このことはＰＣＶＤ方法が特定の有効かつ簡易
な方法で純粋なＳｉ ０２を蒸着し、また純粋なフッ素
ドーピングにより高光学的屈折率差（＞ ２．１０ ’
）を伴う光伝導構造を製造することも可能にするから
である。熱蒸着方法０ｖＰＯ，ＭＣｖＤ及びｖＡＤにお
いて、高フッ索淵度を使用する際Ｓｉ ０２に必要とさ
れる高焼成喝度及びエツチング反応による著しく低下し
た収率が基本的な問題を引き起こす。
、これによって焼成することなく圧縮ガラス層が直接前
られる。このことはＰＣＶＤ方法が特定の有効かつ簡易
な方法で純粋なＳｉ ０２を蒸着し、また純粋なフッ素
ドーピングにより高光学的屈折率差（＞ ２．１０ ’
）を伴う光伝導構造を製造することも可能にするから
である。熱蒸着方法０ｖＰＯ，ＭＣｖＤ及びｖＡＤにお
いて、高フッ索淵度を使用する際Ｓｉ ０２に必要とさ
れる高焼成喝度及びエツチング反応による著しく低下し
た収率が基本的な問題を引き起こす。
光学的特性へのプラス効果は−特に高フツ素ドーピング
を伴う光フアイバ一本発明により特定のインデックスプ
ロフィルとは無関係にすなわち単一モード及びグレーデ
ッドインデックス多モードファイバに対して同等に達せ
られる。
を伴う光フアイバ一本発明により特定のインデックスプ
ロフィルとは無関係にすなわち単一モード及びグレーデ
ッドインデックス多モードファイバに対して同等に達せ
られる。
次に本発明を図面につきレーリー散乱損失の減少及び線
引き条件に依存する光学的特性に関し、ざらにＯＨ−吸
収損失に関して説明する。
引き条件に依存する光学的特性に関し、ざらにＯＨ−吸
収損失に関して説明する。
Ｇ３０２／５ｉＯｚドーピング系に関して広いデータが
物質固有の光学的損失に関し、特にドーパン］へ濃度及
び線引き条件の可能な影響に関して有効である。異なる
型のファイバにおける代表的なレーリー散乱損失項αρ
値は α３二０．９〜１．０ｄＢμｍ’／Ｋｍ（単一モードフ
ァイバΔｃ、 ％ ０．３％）、α、 −２１，１〜１
．３ｄＢμｍ’／Ｋｍ（グレーデッドインデックス多モ
ードファイバ、Δｃｏコ１．０％）及びαａ２１．５〜
１．７ｄＢμ園’／ＫＩＮ（多数のアパーチＶを伴う多
モードファイバ、ΔＣＯ二２．０％〉である。ここでΔ
ＣＯはファイバのコア及びクラッド物質間の屈折率にお
ける相対最大差である。かかる物質系におけるレーリー
散乱損失は線引き条件、製造方法及び使用される少量の
コード−バンド（例えば添加剤として０２Ｆ６を用いて
得られるフッ素）にほとんど無関係であり；残りの効果
は上記データに含まれる。波長に無関係な光学的散乱損
失（Ｃ−項）は最適蒸着及び線引き条件で得られたＬ配
架のファイバ全てに対してかかる物質系において無視で
きるほど小さく一即も代表的には０．１ｄＢ／Ｋｍより
小さい一保持することができる。
物質固有の光学的損失に関し、特にドーパン］へ濃度及
び線引き条件の可能な影響に関して有効である。異なる
型のファイバにおける代表的なレーリー散乱損失項αρ
値は α３二０．９〜１．０ｄＢμｍ’／Ｋｍ（単一モードフ
ァイバΔｃ、 ％ ０．３％）、α、 −２１，１〜１
．３ｄＢμｍ’／Ｋｍ（グレーデッドインデックス多モ
ードファイバ、Δｃｏコ１．０％）及びαａ２１．５〜
１．７ｄＢμ園’／ＫＩＮ（多数のアパーチＶを伴う多
モードファイバ、ΔＣＯ二２．０％〉である。ここでΔ
ＣＯはファイバのコア及びクラッド物質間の屈折率にお
ける相対最大差である。かかる物質系におけるレーリー
散乱損失は線引き条件、製造方法及び使用される少量の
コード−バンド（例えば添加剤として０２Ｆ６を用いて
得られるフッ素）にほとんど無関係であり；残りの効果
は上記データに含まれる。波長に無関係な光学的散乱損
失（Ｃ−項）は最適蒸着及び線引き条件で得られたＬ配
架のファイバ全てに対してかかる物質系において無視で
きるほど小さく一即も代表的には０．１ｄＢ／Ｋｍより
小さい一保持することができる。
従って、考慮１べきことは主にレーリー環αＲのドーパ
ント濃度に対する依存性が純粋物質に固有のほぼ直線的
なことである。ＰＣＶＤ蒸着間、全塩化物ガス流れ中の
Ｇｅ０２４１５モル％というに１合は屈折率Δｃｏにお
いて約１％の相対的増加、ソシテ約１．１〜１．−３ｄ
Ｂμｍ ４／Ｋ１１ｌのレーリー散乱ＤＩを示し：Ｉ４
ｉ粋なＳｉＯ２蒸着の際には外挿法で固有のレーリー散
乱損失項α５（Ｓｉ０２）二〇、７〜０．８ｄＢμＩＩ
Ｉ ４／ＫＧＩ ｔｆｉ得られる。
ント濃度に対する依存性が純粋物質に固有のほぼ直線的
なことである。ＰＣＶＤ蒸着間、全塩化物ガス流れ中の
Ｇｅ０２４１５モル％というに１合は屈折率Δｃｏにお
いて約１％の相対的増加、ソシテ約１．１〜１．−３ｄ
Ｂμｍ ４／Ｋ１１ｌのレーリー散乱ＤＩを示し：Ｉ４
ｉ粋なＳｉＯ２蒸着の際には外挿法で固有のレーリー散
乱損失項α５（Ｓｉ０２）二〇、７〜０．８ｄＢμＩＩ
Ｉ ４／ＫＧＩ ｔｆｉ得られる。
従ってＰＣＶＤ方法におてフッ素含有化合物をドーパン
トとして唯一使用するとＧｅＯ２／Ｓｉ ０２物質系の
場合と比較して光伝送コアにおいて著しく純粋なＳｉ
０２の蒸着可能性の点で明白に低い光学的損失を呈する
ことが予期される。
トとして唯一使用するとＧｅＯ２／Ｓｉ ０２物質系の
場合と比較して光伝送コアにおいて著しく純粋なＳｉ
０２の蒸着可能性の点で明白に低い光学的損失を呈する
ことが予期される。
しかしながら、第１図に示されるように、フッ素のドー
ピングにより得られるプロフィル構造に関するかかる挙
動は実験的な基礎だけでは確定することができず：Ｑｅ
０２ ／Ｓｉ ０２系のデータと比較して、フッ素の
みをドーパントとして含有するファイバは明らかに高い
レーリー散乱αＲ及びＣ−項損失を示し、さらにかかる
値は線引きＦｚにュートンーＮで測定）に依存すること
を明らかに示す。変わらない線引き条件（Ｇｅ ０２
／Ｓｉ ０２物質系に関する最適線引き条件と比較して
）を課すと、多着のフッ素をドープしたＦ／Ｓｉ ０２
物質系に関して対応する光学的データは約αＲユ２．５
ｄＢμｓ’／Ｋｍ及びＣシ０．８ｄＢ／Ｋｍ （Δｃ
ｏ≧２％、第１図参照、曲線１：レーリー散乱、曲線２
：Ｃ−項）である。かかる物質系において第１図の曲線
１及び２による両損失項を同時に減する方向へ線引き方
法を能率的に利用することは不可能である。
ピングにより得られるプロフィル構造に関するかかる挙
動は実験的な基礎だけでは確定することができず：Ｑｅ
０２ ／Ｓｉ ０２系のデータと比較して、フッ素の
みをドーパントとして含有するファイバは明らかに高い
レーリー散乱αＲ及びＣ−項損失を示し、さらにかかる
値は線引きＦｚにュートンーＮで測定）に依存すること
を明らかに示す。変わらない線引き条件（Ｇｅ ０２
／Ｓｉ ０２物質系に関する最適線引き条件と比較して
）を課すと、多着のフッ素をドープしたＦ／Ｓｉ ０２
物質系に関して対応する光学的データは約αＲユ２．５
ｄＢμｓ’／Ｋｍ及びＣシ０．８ｄＢ／Ｋｍ （Δｃ
ｏ≧２％、第１図参照、曲線１：レーリー散乱、曲線２
：Ｃ−項）である。かかる物質系において第１図の曲線
１及び２による両損失項を同時に減する方向へ線引き方
法を能率的に利用することは不可能である。
しかしながら、少量のＧｅＣ１１＜ （Ｓｉ ０２
／Ｆ系におけるＧｅＯ２コード−ピング）を多量にフッ
素がドープされた物質の蒸着の間、気相に添加する場合
、驚くべきことにレーリー散乱及びＣ−項の両絶対値の
線引き力に対する依存性が明らかに減じることを見い出
し；標準線引き条件下、ＧｅＯ２でコードーブされた５
ｉ０２／Ｆ物質系に関して対１芯するデータはα１１−
、−１．ＯｄＢμｍ’／Ｋｍ及びｃ 二〇、６ｄＢ／
Ｋ ＩＩ （Δｃｏ＝２％；第１図参照、曲線３：レ
ーリー−散乱、曲線４：Ｃ−項）である。両方の光学的
損失の線引き条件に対してこの場合存在する残りの依存
性が純粋な３ｉ０２／Ｆ系に反して、線引き条件を更に
最適化することを可能にする。特に予励にフッ素−ドー
プしかつ同時にＧｅＯ２−コードーブした物質系のレー
リー散乱項は純粋なＳｉＯ２／Ｆ及びＳｉＯ２／ＧｅＯ
２ドーピング系のそれより明らかに低く；ざらに、かか
る物質系においては、コア及び周囲のクラッド物質間の
最大相対屈折率差はΔＣｏ＝２％で、見い出されたレー
リー散乱損失は純粋なＳｉ ０２に関して予期される値
に近い。本発明の方法でかかる改良された光学的データ
を達成するには、気相中ＧｅＣβ噂の相対比率が典型的
に１〜４モル％量（全塩化物ガス流れに関して）で使用
すると十分である。
／Ｆ系におけるＧｅＯ２コード−ピング）を多量にフッ
素がドープされた物質の蒸着の間、気相に添加する場合
、驚くべきことにレーリー散乱及びＣ−項の両絶対値の
線引き力に対する依存性が明らかに減じることを見い出
し；標準線引き条件下、ＧｅＯ２でコードーブされた５
ｉ０２／Ｆ物質系に関して対１芯するデータはα１１−
、−１．ＯｄＢμｍ’／Ｋｍ及びｃ 二〇、６ｄＢ／
Ｋ ＩＩ （Δｃｏ＝２％；第１図参照、曲線３：レ
ーリー−散乱、曲線４：Ｃ−項）である。両方の光学的
損失の線引き条件に対してこの場合存在する残りの依存
性が純粋な３ｉ０２／Ｆ系に反して、線引き条件を更に
最適化することを可能にする。特に予励にフッ素−ドー
プしかつ同時にＧｅＯ２−コードーブした物質系のレー
リー散乱項は純粋なＳｉＯ２／Ｆ及びＳｉＯ２／ＧｅＯ
２ドーピング系のそれより明らかに低く；ざらに、かか
る物質系においては、コア及び周囲のクラッド物質間の
最大相対屈折率差はΔＣｏ＝２％で、見い出されたレー
リー散乱損失は純粋なＳｉ ０２に関して予期される値
に近い。本発明の方法でかかる改良された光学的データ
を達成するには、気相中ＧｅＣβ噂の相対比率が典型的
に１〜４モル％量（全塩化物ガス流れに関して）で使用
すると十分である。
さらに、Ｇ ｅ ０２コード−ピングは驚くべきことに
上記改良のみならず同時に蒸着の間のＯＨ−汚染の組込
みを減じることを見い出した。第２図に示す如くかかる
望ましい挙動は特に多量のフッ素ドーピングの場合、例
えば全塩化物ガス流れ巾約３％かそれ以上のＣ２Ｆ６１
１度の場合に現れ、コア及びクラッド物質間の得られる
相対屈折率差Δｐは蒸着物質中では約１％又はそれ以上
を呈する結果を得るからであり：フッ素ドーパント濃度
の増加に基づ＜（０２Ｆ６添加剤が存在する場合）該屈
折率差Δｐの増加は、少量の濃度に対して、純粋なＳｉ
Ｏ２／Ｆ物質系においてＯＨ−汚染淵度（従って添加剤
吸収損失ΔαＯＨ（１，３８μｍ）の著しい減少を導き
；ドーパント濃度が約２．５モル％０２ Ｆ６以上の場
合にはく約１％又はそれ以上のΔｐ）、ＯＨ−汚染程度
は再び著しい増加〈第２図中の曲線５）を示す。本発明
の方法による少ωのＧｅＣβ、の添加は特にかかる帯域
において良好な５０％程度のＯＨ−汚染の著しい減少を
導き（第２図中の曲線６）：塩化物ガス流れに対して該
気相中のＧｅＣβ４の割合は再び約２〜３モル％となる
ことを見い出した。
上記改良のみならず同時に蒸着の間のＯＨ−汚染の組込
みを減じることを見い出した。第２図に示す如くかかる
望ましい挙動は特に多量のフッ素ドーピングの場合、例
えば全塩化物ガス流れ巾約３％かそれ以上のＣ２Ｆ６１
１度の場合に現れ、コア及びクラッド物質間の得られる
相対屈折率差Δｐは蒸着物質中では約１％又はそれ以上
を呈する結果を得るからであり：フッ素ドーパント濃度
の増加に基づ＜（０２Ｆ６添加剤が存在する場合）該屈
折率差Δｐの増加は、少量の濃度に対して、純粋なＳｉ
Ｏ２／Ｆ物質系においてＯＨ−汚染淵度（従って添加剤
吸収損失ΔαＯＨ（１，３８μｍ）の著しい減少を導き
；ドーパント濃度が約２．５モル％０２ Ｆ６以上の場
合にはく約１％又はそれ以上のΔｐ）、ＯＨ−汚染程度
は再び著しい増加〈第２図中の曲線５）を示す。本発明
の方法による少ωのＧｅＣβ、の添加は特にかかる帯域
において良好な５０％程度のＯＨ−汚染の著しい減少を
導き（第２図中の曲線６）：塩化物ガス流れに対して該
気相中のＧｅＣβ４の割合は再び約２〜３モル％となる
ことを見い出した。
このように本発明のコード−ピングはフッ素ドープした
フどイバの光学的特性を、特に線引きマイナス効果の減
少、レーリー散乱、波長に依存しない散乱損失（Ｃ−項
）及びＯＨ−汚染による添加剤吸収損失の減少に関して
改善する。驚くべきことに、コラプスしたプレフォーム
におけるクラック形成も著しく抑圧される。さらにプラ
スの効果は製造されたファイバの特定構造に無関係で、
このことは光学的特性がフッ素ドープした多モー１〜及
び単一モードファイバの製造において同程度に改善され
ることを意味する。
フどイバの光学的特性を、特に線引きマイナス効果の減
少、レーリー散乱、波長に依存しない散乱損失（Ｃ−項
）及びＯＨ−汚染による添加剤吸収損失の減少に関して
改善する。驚くべきことに、コラプスしたプレフォーム
におけるクラック形成も著しく抑圧される。さらにプラ
スの効果は製造されたファイバの特定構造に無関係で、
このことは光学的特性がフッ素ドープした多モー１〜及
び単一モードファイバの製造において同程度に改善され
ることを意味する。
本発明を次の例により異なるファイバ構造の製造を説明
する。
する。
ＰＣＶＤ方法で製造された、フッ素を多聞にドープした
グレーデッドイッデックス多モードプレフォームを異な
る線引き条件で線引きしてファイバとし次いでこれらの
ファイバの光学的損失を測定した。気相の相対組成は別
として、ＰＣＶＤ蒸着パラメータは全実験において一定
に保持し；例は、例１の場合には、純粋なフッ素をドー
プしたＳｉ ０２を蒸着し、例２においては受けのＧｅ
Ｃβ４を気相中にコード−バンドとして添加した点にお
いてのみ異なる。ＰＣＶＤ蒸着は両方の場合法の実験条
件下で実施した：内径１５＋１１ｆｌｌ及び外径ｉａｍ
ｎ＋のＳｉ ０２管を基体として使用し約４５ａｎの長
さにわたってコーティングした。蒸着域の圧力は約２０
Ｐａ、基体温度は約１２００〜１２５０℃、マイクロ波
出力は７５０ワツト及び支持管に沿った共振器の横行く
ストローク）速度は８ｍ／分であった。
グレーデッドイッデックス多モードプレフォームを異な
る線引き条件で線引きしてファイバとし次いでこれらの
ファイバの光学的損失を測定した。気相の相対組成は別
として、ＰＣＶＤ蒸着パラメータは全実験において一定
に保持し；例は、例１の場合には、純粋なフッ素をドー
プしたＳｉ ０２を蒸着し、例２においては受けのＧｅ
Ｃβ４を気相中にコード−バンドとして添加した点にお
いてのみ異なる。ＰＣＶＤ蒸着は両方の場合法の実験条
件下で実施した：内径１５＋１１ｆｌｌ及び外径ｉａｍ
ｎ＋のＳｉ ０２管を基体として使用し約４５ａｎの長
さにわたってコーティングした。蒸着域の圧力は約２０
Ｐａ、基体温度は約１２００〜１２５０℃、マイクロ波
出力は７５０ワツト及び支持管に沿った共振器の横行く
ストローク）速度は８ｍ／分であった。
全部で２０００の単一層を蒸着し、これに対応する被覆
時間は合計で約１２０分であった。
時間は合計で約１２０分であった。
反応ガス流れＱは次の如（規定した：
蒸着の間ずつと酸素及び５ｉＣｊ！、の流れは各２７分
に保持した。該体積値は標準状態（０℃。
に保持した。該体積値は標準状態（０℃。
＋０００ＬＰａ）で換算した。フッ素ドーピング操作中
必要とされるグレーデッドインデックスプロフィルを、
調整するためフッ素含有反応ガス０２ Ｆ６の対応する
流れを光学的クラッド域の蒸着の間約６０分間Ｑｃ
Ｆ ＝１５ｃｊ／分で一定に保持し、次いで光学的コ
アの場合にさらに６０分間（〜１０００層）１５Ｇ１１
１／分から０．８Ｃ１ｉｌ／分にまで減じた。コアにお
ける６０ 「 の変化は最終的に得られるプレフォーム
がΔｃｏ二２％の最大相対屈折率差で放物屈折率プロフ
ィルを有するような方法で行なった。前記流れ条件下で
は、塩化物気相中の最大０２ＦＧａ度は約１３モル％に
達し、平均蒸着速度は約０．３０ ／分であった。
必要とされるグレーデッドインデックスプロフィルを、
調整するためフッ素含有反応ガス０２ Ｆ６の対応する
流れを光学的クラッド域の蒸着の間約６０分間Ｑｃ
Ｆ ＝１５ｃｊ／分で一定に保持し、次いで光学的コ
アの場合にさらに６０分間（〜１０００層）１５Ｇ１１
１／分から０．８Ｃ１ｉｌ／分にまで減じた。コアにお
ける６０ 「 の変化は最終的に得られるプレフォーム
がΔｃｏ二２％の最大相対屈折率差で放物屈折率プロフ
ィルを有するような方法で行なった。前記流れ条件下で
は、塩化物気相中の最大０２ＦＧａ度は約１３モル％に
達し、平均蒸着速度は約０．３０ ／分であった。
例１： 粋なフッ素ドーピング（Ｓ＋Ｑ２ＧｅＯ２コー
ド−ピングを用いずＰＣＶＤ方法により製造したプレフ
ォームを異なる線引き条件でファイバに線引きし光学的
測定を行った。炉温度２１００℃、１０ａ＋ ／分で線
引きすると（線引き力Ｆｚ−０，０８Ｎ＞ 、レーリー
散乱損失は１．５ｄ［３μｔａ ’ ／／ＫｌｌでＣ−
項損失は２．５ｄＢ／Ｋｍとなり；線引き温度約２００
０℃、線引き速度２０ｍ ／分（線引き力Ｆｚ 二０，
４６ Ｎ ）で線引きすると対応する光学的散乱損失項
の値は各々２．５ｄＢμｌ１１４／ＫＩＩｌ及び０．５
ｄＢ／Ｋａに変化した。ＯＨ−汚染による吸収損失構成
要素は両方の場合とも１．３８μｍで１０〜１５ｃｉＢ
／Ｋｍであった。
ド−ピングを用いずＰＣＶＤ方法により製造したプレフ
ォームを異なる線引き条件でファイバに線引きし光学的
測定を行った。炉温度２１００℃、１０ａ＋ ／分で線
引きすると（線引き力Ｆｚ−０，０８Ｎ＞ 、レーリー
散乱損失は１．５ｄ［３μｔａ ’ ／／ＫｌｌでＣ−
項損失は２．５ｄＢ／Ｋｍとなり；線引き温度約２００
０℃、線引き速度２０ｍ ／分（線引き力Ｆｚ 二０，
４６ Ｎ ）で線引きすると対応する光学的散乱損失項
の値は各々２．５ｄＢμｌ１１４／ＫＩＩｌ及び０．５
ｄＢ／Ｋａに変化した。ＯＨ−汚染による吸収損失構成
要素は両方の場合とも１．３８μｍで１０〜１５ｃｉＢ
／Ｋｍであった。
全ＰＣＶＤ蒸者時間中全塩化物ガス流
（Ｑｃ ｅ ｃｚ ＝ ３．０ｃｉ１分）に約２．５
モル％量のＧｅＣＪ２＊を添加した場合、異なる線引き
条件下での散乱損失項は次の如く変化した二線引き速度
２０ｎ＋ ／分及び線引き温度２０５０℃（Ｓｉ ０２
／Ｇｅ ０２物質系の標準線引き条件；対応する線引
き力は約０．３Ｎ＞ではレーリー散乱損失が１．０ｄＢ
μｍ ’ ／Ｋｔａ ％ｃ−項損失は約０．６ｄＢ ／
Ｋ ｌであり； ４０ｍ ／分で線引き温度２０００
℃においてはこれ等の値は１．２ ｄＢμｍ４／Ｋ１
１及び１．０ｄＢ／ＫＩＩｌにまで増加した。ＯＨ−汚
染による付加的吸収損失は１．３８μｍで両方の場合共
その賄は４〜５ｄＢ／に鵬に減少した。Ｇｅ０ｚコード
ピングによりコア及びクラッド間の相対最大屈折率は２
％から １．８又は１．９％に減少した。
モル％量のＧｅＣＪ２＊を添加した場合、異なる線引き
条件下での散乱損失項は次の如く変化した二線引き速度
２０ｎ＋ ／分及び線引き温度２０５０℃（Ｓｉ ０２
／Ｇｅ ０２物質系の標準線引き条件；対応する線引
き力は約０．３Ｎ＞ではレーリー散乱損失が１．０ｄＢ
μｍ ’ ／Ｋｔａ ％ｃ−項損失は約０．６ｄＢ ／
Ｋ ｌであり； ４０ｍ ／分で線引き温度２０００
℃においてはこれ等の値は１．２ ｄＢμｍ４／Ｋ１
１及び１．０ｄＢ／ＫＩＩｌにまで増加した。ＯＨ−汚
染による付加的吸収損失は１．３８μｍで両方の場合共
その賄は４〜５ｄＢ／に鵬に減少した。Ｇｅ０ｚコード
ピングによりコア及びクラッド間の相対最大屈折率は２
％から １．８又は１．９％に減少した。
例３及び４：単一モードファイバ
例１及び２と同様な蒸着条件下で、第３図及び第４図に
図示する屈折率プロフィルを有する単一し一ドファイバ
を製造した。次の混合パーセントを蒸着方法において保
持した： 例３（第３図）二コア域に関してＳｉＣλ。
図示する屈折率プロフィルを有する単一し一ドファイバ
を製造した。次の混合パーセントを蒸着方法において保
持した： 例３（第３図）二コア域に関してＳｉＣλ。
に０．３５モル％の０２Ｆ６を
添加した。クラッド域に関し
て５ＩＱＪ２４に１．７２モル％
のＣ２Ｆ６を添加した。
例４（第４図）：コア域に関して
５ｉＣｊ２＋に０．３５モル％の
Ｃ２Ｆ６及び２．６５モル％の
ＧｅＣＪ２＊を添加した。
クラッド域に関して
Ｓｉ Ｃ１ｌ鴫に１．２５モル％の
０２ ＦＧ及び再び２．６５モル
％のＧｅＣβ４を添加した。
両ファイバプレフォームの屈折率プロフィルはほぼ一致
する。同じ条件下、ファイバを両プレフォームから線引
きしこれらの光学的損失に関して特徴づけた。例３のフ
ァイバは３．１５ｄＢμ〜４／Ｋａ＋の高いレーリー散
乱項を示し、本発明の方法により製造したファイバ（例
４）では、蒸着した物質はコード−ピングしたＧｅＯ２
により、周囲のクラッドより高い膨張係数を有し、一方
ファイバ１，１４ｄ３μｌ’／Ｋｌの低いレーリー敗乱
項を （示した。
する。同じ条件下、ファイバを両プレフォームから線引
きしこれらの光学的損失に関して特徴づけた。例３のフ
ァイバは３．１５ｄＢμ〜４／Ｋａ＋の高いレーリー散
乱項を示し、本発明の方法により製造したファイバ（例
４）では、蒸着した物質はコード−ピングしたＧｅＯ２
により、周囲のクラッドより高い膨張係数を有し、一方
ファイバ１，１４ｄ３μｌ’／Ｋｌの低いレーリー敗乱
項を （示した。
ＯＨ−汚染による付加的ＯＨ−吸収損失は両方の場合共
はとんど同じ大きさを示し、つまり１．３８μｍで約４
ｄＢ ／ Ｋ ｔｓであった。このことは第５図から
明らかで、波長λによる減衰α対λ−４が表わされてい
る。後者のプロットは特にレーリー散乱の（λ−４）挙
動をよく表わしている。曲線７は例３によるファイバの
減衰スペクトル、曲線８は例４によるファイバの減衰ス
ペクトルを示す。
はとんど同じ大きさを示し、つまり１．３８μｍで約４
ｄＢ ／ Ｋ ｔｓであった。このことは第５図から
明らかで、波長λによる減衰α対λ−４が表わされてい
る。後者のプロットは特にレーリー散乱の（λ−４）挙
動をよく表わしている。曲線７は例３によるファイバの
減衰スペクトル、曲線８は例４によるファイバの減衰ス
ペクトルを示す。
関連遮断波長帯域を９に示す。遮断波長は基本モードＬ
ＰＯＩのみを導く波長に関して規定する。
ＰＯＩのみを導く波長に関して規定する。
第１図は線引き力（ＦＺ ）とレーリー散乱損失（αＲ
）及び波長に依存しない散乱損失（Ｃ）の関係を示す線
図、 第２図はＯＨ−不純物の組み込み（ΔαＯＨ）と屈折率
差（Δ１）の関係を示す線図、第３図は］−ドーピング
伴わないでフッ素をドープした単一モードファイバの屈
折率プロフィル八〇を示す線図、 第４図はＧｅＯ２コード−ピングを伴ってフッ素をドー
プした単一モードファイバの局折率プロフィルΔｎを示
す縮図、 第５図は第３図及び第４図による異なる物質組成の、同
じ線引き条件下で線引きした２種の単一モードファイバ
の減衰スペクトル線図である。 特許出願人 エヌ・ベー・フィリップス・フルーイラ
ンペンフ？ブリケン づも□
）及び波長に依存しない散乱損失（Ｃ）の関係を示す線
図、 第２図はＯＨ−不純物の組み込み（ΔαＯＨ）と屈折率
差（Δ１）の関係を示す線図、第３図は］−ドーピング
伴わないでフッ素をドープした単一モードファイバの屈
折率プロフィル八〇を示す線図、 第４図はＧｅＯ２コード−ピングを伴ってフッ素をドー
プした単一モードファイバの局折率プロフィルΔｎを示
す縮図、 第５図は第３図及び第４図による異なる物質組成の、同
じ線引き条件下で線引きした２種の単一モードファイバ
の減衰スペクトル線図である。 特許出願人 エヌ・ベー・フィリップス・フルーイラ
ンペンフ？ブリケン づも□
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、少なくとも光伝送コアにおける屈折率プロフィルを
決定するフッ素ドーピングを伴う二酸化ケイ素を基にし
た光ファイバにおいて、熱膨張係数を増加し少なくとも
該光ファイバの光伝送コア中に均一に分布する少なくと
も１種の物質を含むことを特徴とするフッ素ドープした
光ファイバ。 ２、熱膨張係数を増加する物質として二酸化ゲルマニウ
ムを含む特許請求の範囲第１項記載の光ファイバ。 ３、熱膨張係数を増加する物質の量が０．３〜３．０モ
ル％である特許請求の範囲第１項又は第２項記載の光フ
ァイバ。 ４、反応性ガス混合物から二酸化ケイ素及びドーパント
の反応蒸着によりプレフォームを製造し、さらにこれよ
り光フィイバを製造する少なくとも光伝送コアにおける
屈折率プロフィルを決定するフッ素ドーピングを伴う二
酸化ケイ素を基にした光ファイバの製造方法において、
少なくとも光伝送コアの蒸着の間、反応性ガス混合物に
少なくとも一種の反応性添加剤の一定量を添加し、コー
ド−バンドの反応生成物が蒸着物質の熱膨張係数を増加
することを特徴とする光ファイバの製造方法。 ５、反応気相中の添加剤の量を蒸着物質中のコード−バ
ンド濃度が０．５〜３．０モル％になるように選定する
特許請求の範囲第４項記載の製造方法。 ６、圧縮ガラス相が焼成することなく直接製造される特
許請求の範囲第４項記載の製造方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3500672.2 | 1985-01-11 | ||
| DE19853500672 DE3500672A1 (de) | 1985-01-11 | 1985-01-11 | Lichtleitfaser mit fluordotierung und verfahren zu deren herstellung |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61166503A true JPS61166503A (ja) | 1986-07-28 |
Family
ID=6259584
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61002903A Pending JPS61166503A (ja) | 1985-01-11 | 1986-01-11 | フツ素ドープした光フアイバ及びその製造方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4802733A (ja) |
| EP (1) | EP0191202B1 (ja) |
| JP (1) | JPS61166503A (ja) |
| CN (1) | CN1019384B (ja) |
| DE (2) | DE3500672A1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004505000A (ja) * | 2000-06-09 | 2004-02-19 | ドゥラカ ファイバー テクノロジー ベー ヴェー | 単一モード光ファイバーおよび単一モード光ファイバーの製造法 |
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| JPS63208003A (ja) * | 1987-02-25 | 1988-08-29 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光フアイバ |
| AU629648B2 (en) * | 1989-06-13 | 1992-10-08 | Nippon Telegraph & Telephone Corporation | Hermetically coated optical fiber and production of the same |
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- 1985-12-19 DE DE8585202113T patent/DE3576950D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1985-12-19 EP EP85202113A patent/EP0191202B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1985-12-30 US US06/814,842 patent/US4802733A/en not_active Expired - Lifetime
-
1986
- 1986-01-08 CN CN86100041A patent/CN1019384B/zh not_active Expired
- 1986-01-11 JP JP61002903A patent/JPS61166503A/ja active Pending
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4802733A (en) | 1989-02-07 |
| EP0191202A3 (en) | 1988-06-01 |
| EP0191202B1 (de) | 1990-04-04 |
| EP0191202A2 (de) | 1986-08-20 |
| CN86100041A (zh) | 1986-07-09 |
| DE3576950D1 (de) | 1990-05-10 |
| DE3500672A1 (de) | 1986-07-17 |
| CN1019384B (zh) | 1992-12-09 |
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