JPS61232245A - 光フアイバ - Google Patents

光フアイバ

Info

Publication number
JPS61232245A
JPS61232245A JP60278097A JP27809785A JPS61232245A JP S61232245 A JPS61232245 A JP S61232245A JP 60278097 A JP60278097 A JP 60278097A JP 27809785 A JP27809785 A JP 27809785A JP S61232245 A JPS61232245 A JP S61232245A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cladding
glass
optical fiber
core
mgo
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP60278097A
Other languages
English (en)
Inventor
ジヨン　ロバート　ギヤノン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Corning Glass Works
Original Assignee
Corning Glass Works
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Corning Glass Works filed Critical Corning Glass Works
Publication of JPS61232245A publication Critical patent/JPS61232245A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL 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
    • C03C13/00—Fibre or filament compositions
    • C03C13/04—Fibre optics, e.g. core and clad fibre compositions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL 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
    • C03C13/00—Fibre or filament compositions
    • C03C13/04—Fibre optics, e.g. core and clad fibre compositions
    • C03C13/045—Silica-containing oxide glass compositions
    • C03C13/046—Multicomponent glass compositions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL 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
    • C03C3/00—Glass compositions
    • C03C3/04—Glass compositions containing silica
    • C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
    • C03C3/083—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing aluminium oxide or an iron compound
    • C03C3/085—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing aluminium oxide or an iron compound containing an oxide of a divalent metal
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S501/00—Compositions: ceramic
    • Y10S501/90—Optical glass, e.g. silent on refractive index and/or ABBE number

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は光ファイバの分野に関し、特に、制御された内
部応力特性を有するファイバを形成しうる新しい組成に
関するものである。
現在、電気通信のために用いられている低損失（２０ｄ
ｂ／ｋｍ以下）光ファイバのほとんどが、溶融シリカお
よびドープされたシリカ材料で形成されたガラスコア・
ガラスクラッド型ファイバである。米国特許第３６５９
９１５号には、そのような材料で形成されたガラス光フ
ァイバが記載され、かつ屈折率を増大させるために溶融
シリカに添加されうるＴ　ｉ　ＯｚおよびＡＩｌ！０３
等の多数のドーパント材料が示されている。
商業用に市販されている光ファイバは屈折率を大きくす
るためのドーパントとしてＧｅＯ□を含有している。Ｇ
ｅ０ｚはシリカの屈折率を増大する作用をするが、ファ
イバが使用される波長で大きい光吸収を生じさせること
がなく、かつ市販されている揮発性塩化物Ｑ　ｅ　Ｃｊ
！　４から容易に得られる。
光ファイバの設計製造におけるガラス応力制御の必要性
は常に問題となる事項であるが、開口数（ＮＡ）の大き
い光ファイバを製造する場合には特に重要である。開口
数（ＮＡ）は、光ファイバの光収集能力を表わす数値で
あり、下記の式で表わされるように、ファイバのコアの
屈折率（ｎＤ）とクラッドの屈折率（ｎ２）との差に依
存する。
一般に、溶融シリカの屈折率はシリカに添加される屈折
率増大用ドーパントの量に比例した程度だけ増大される
にすぎず、従って、開口数の太き＋　１−７　＋　　Ｊ
　　ｔＪ　Ｊ−−ｊ）、Ｍ　　す７ＰＷｅＭｆｌ−ｓ　
　１　ｙ？（Ｉ！　　２Ｊ−ｕにはクラッドのドーピン
グ・レベルに比較して多量のコア・ドーパントが必要と
される。しかしながら、光ファイバを製造するために現
在用いられているドーパントはすべて、ガラスに添加さ
れた場合に、粘性や熱膨張のような屈折率以外の特性を
望ましくないように変化させることになりうるちのであ
るから、光ファイバのコアに添加しうるドーパントの量
には限界がある。
熱膨張の変化は、クラッドとコアとの間に膨張の不整合
を惹起し、それにより、光ファイバまたはそれが形成さ
れるガラスプリフォームに大きい応力が導入されること
になりうるので、望ましくない。従って、コアドーパン
トとして例えばＧｅＯ２を用いて高開口数ファイバを製
造することは、コアガラスに多量のＧｅＯ□を添加しな
ければならないので、困難である。約０．３以上の開口
数を得るためには、ＧｅＯ□を２０モル％以上コアに導
入しなければならない。そうすると、コアガラスの平均
線熱膨張係数が純粋な溶融シリカ・クラッド・ガラスの
それよりも２３Ｘ１０−’／℃以上大きくなってしまう
。使用される製造方法によっては、上述のような応力は
、ガラスプリフォームに応力クラックが生ずることにな
るという大きな問題を惹起することになりうる。
プリフォーム応力の問題は従来既に認識されており、こ
の問題を軽減するための多数の方法が提案されている。
米国特許第４１９４８０７号には、膨張係数の比較的大
きいケイ酸塩ガラスクラッド材料と組合せてＧｅＯ□を
用いたシリカを含有しないコアガラス組成を用いること
が提案されている。米国特許第４０３８０９０号には、
内部応力の小さいファイバ・オプティックスをイオン交
換法によって作成しうる多成分ケイ酸塩ガラス組成が開
示されている。
米国特許第４１７７３９号には、必要に応じてＡ１１ａ
ｙ３を含有するアルカリ−Ｍ　ｇ　Ｏ−Ｓ　ｉ　Ｏｔガ
ラスを用いて、０．３またはそれより若干大きい開口数
を有するファイバ・オプティックスをイオン交換法によ
り製造しうろことが記載されている。
しかしながら、上記特許に記載されているようなであり
、気相沈積によって製造されたドープされたシリカガラ
スのように光減衰が小さいという特性を呈示しない、こ
のことは、優れた化学耐性を有する光フアイバガラスと
して提案されている米国特許第４２６４１３１号に記載
されているような多成分ガラスにも該当する。米国特許
第１１６０５３５号にはＡｌｔｏｓおよびＳｉＯ□と、
ＭｇＯ，ＣａＯおよびＢａＯのグループから選択された
少なくとも２種類のアルカリ土類金属酸化物とを含有し
た光フアイバ用組成が開示されており、その場合にも、
それらのガラスは溶融によって製造されるものであり、
かつ少なくとも４種類の成分が必要とされる。
気相ガラス製造の場合には、装置設計ならびに組成制御
の観点から、ガラス形成用成分の数を最少限に抑えるこ
とが特に望ましい、従って、三成分またはそれよりも単
純なガラスの方が、四成分またはそれよりも複雑なガラ
スよりも好ましい。
また、現在の光フアイバ設計は組成分布について高度の
制御を必要とする。これがため、アルカリ金属酸化物の
ような容易に拡散するガラス成分は好ましくなく、従っ
て、商業用の低損失光ファイバを製造するためには本質
的にアルカリ金属酸化物を含有していないガラスが用い
られる。
開口数の大きいファイバのほかにファイバ応力が問題と
なる他の領域としては、偏波面保存型単一モード光導波
路の設計がある。米国特許第４３９５２７０号には、偏
波面保存がファイバ内の応力により誘起される複屈折に
よって行なわれるこの種の導波路が開示されている。
上記特許に記載されているもののような偏波面保存型フ
ァイバの構造は通常、ファイバ・コアの両側においてそ
れに平行に延長した領域であるところの直径方向に対向
した一対の長手方向応力要素を含んでいる。これらのガ
ラス応力要素は、それらが配置されているファイバ・ク
ラッドとは異なる熱膨張係数を有しており、その差の大
きさが、存在する応力の大きさを決定する。
ごの上−！ｌ　１１７マイノマ１７）−−プ耕乙７望す
１．い給貢十は、応力要素がそれに隣接したタララドガ
ラスと熱膨張係数は異なるが屈折率は異ならないもので
あろう、応力要素と任意の隣接クラッド材料との間に親
密なまたは同一の屈折率関係を維持することによって、
光ファイバによる望ましくないクラッド・モードの伝播
が最少限に抑えられることになるであろう。
本発明は、ファイバの応力特性をより容易に制御しうる
新規な組成のガラス光ファイバを提供する。この組成を
用いることにより、開口数が大きくかつ内部応力の小さ
いファイバと、独立に制御された内部応力および屈折率
分布を有するファイバが作成されうる。本発明によるフ
ァイバを作成するために用いられるガラス組成は、必要
に応じて気相沈積法により純粋な形態で得られうる単純
な三成分組成である点で有利である。
本発明による光ファイバを製造するために用いられるガ
ラスは、シリカを主成分としたＭｇＯ−Ａｌｔｏｓ　　
Ｓｉｎｇ三成分組成系のガラスであり、約６〜５０　Ｘ
　１０−’、／’Ｃの範囲内の膨張係数および約１．４
６〜１．５６の範囲の屈折率を有する。
これらの組成は、モル・パーセントで、ＭｇＯ３〜２０
％、ＡＪ！０３３〜４２％およびＳｉｎ。
４５〜９４％よりなる。
光ファイバを製造する場合に特に有用なこれらのマグネ
シウム・アルミノシリケート組成の特徴は、屈折率と熱
膨張係数との間の相互依存性の程度が比較的小さい点で
ある。二成分高シリカ・ガラスでは、屈折率が増大する
と、それに密接な関係をもって、熱膨張係数が増大する
が、ＭｇＯ−Ａ　１２０３−５　ｉ　Ｃｈ系の高シリカ
領域では、熱膨張は同じであるが屈折率が大幅に異なっ
ているかあるいは逆に屈折率は同じであるが熱膨張が実
質的に異なるガラスが作成されうる。これによって、光
フアイバ製品の光学的特性および応力特性についての大
幅な制御が可能となる。
上述したマグネシウム・アルミノシリケート・ガラスは
光ファイバに設けられるべきコア・クラッドまたは任意
の応力要素のような種々の要素のうちの任意の１つまた
はそれらの要素の任意の組光ファイバはシリカ（１００
％ＳｉＯ，）クラッドとＭｇＯ−Ａ１．Ｏ，−３ｉ　Ｏ
，：１７を有していてもよく、あるいはコアとグランド
との両方が屈折率の異なるＭｇＯ−ＡｊｌｚＯｚ　−３
ｉＯｘガラスで形成されてもよく、またはクラッドが組
成と熱膨張の異なるＭｇＯＡｌ１ｔＯｓ　　Ｓ　ｉ　Ｏ
ｘ応力要素に融着されたＭｇＯＡｌｔｏｓ−３ｉ　Ｏｚ
クラッド要素の組合せで構成されてもよく、その場合に
は、コアは屈折率がより高いＭｇＯ−Ａ　ｌ　ｔｏｘ　
　Ｓ　１０ｘ　Ｍｇ成かあルイハソレトハ完全に異なり
関係のない高屈折率ガラスで形成される。
以下図面を参照して本発明の実施例につき説明しよう。
第１図に示されているように、ＭｇＯ−ＡｌｚＯｓ　　
ＳｉＯ□系の高シリカ領域における不変屈折率（ｉｓｏ
ｆｒａｃｔｓ）のラインは、この図のＭ　ｇ　Ｏ−Ｓ　
ｉ　Ｏを軸の交点にほぼ直交する一連の平行なうインを
形成している。１．４８と１．５６との間の屈折率値（
ｎゆ）に対応するこれらのイソフラクツは、一定のＡｌ
ｔ０３レベルにおいて、屈折率がこの系の領域における
ＭｇＯ：ＳｉＯ。
比に強く依存していることを示している。
第１図には番号２０〜５０を附して示された一連のライ
ンも示されており、これらのラインは三成分組成フィー
ルドにおける不変熱膨張係数のラインである。上記の番
号は平均線熱膨張係数に対応している。これらのライン
は、一定のＳｉｎ。
レベルにおいて、これらのガラスにおけるＭｇＯ−Ａｌ
ｔｏｓ比に屈折率が強く依存していることを示している
０本明細書における膨張値は、別にことわりのない限り
、単位をａｍ／ｃｍ’ｃＸ　１０’とし、０〜３００℃
の温度範囲にわたる平均値として表わされている。
第１図の二成分ダイヤグラムのフィールドにおけるガラ
スの屈折率と熱膨張係数の合成効果として、熱膨張につ
いては変化するが屈折率に関しては整合しているかある
いは逆に熱膨張についてはを選択することができるとい
う点である。開口数の大きい光導波路を設計するために
は、後者の場合が特に関心がある。
開口数の大きい従来の光ファイバは通常、本質的に純粋
な溶融シリカで形成され、１．４５９の屈折率および約
５．６Ｘ１　Ｇ−７／℃の平均熱膨張係数（０〜３００
℃）を有するクラッドを具備している。この設計による
ファイバにおいて約０．３の開口数を得るためには、コ
アガラスは約１．４８９の屈折率を有していなければな
らず、そのためには、２０モルパーセントよりモ幾分多
いＧｅ０ｔをコアガラスに添加する必要がある。これに
より、約２８　Ｘ　Ｉ　Ｏ−’／”Ｃ以上の平均熱膨張
係数を有するＧｅＯ□−８ｌＯ□コアガラスが得られる
。その結果性ずるＧｅｍ、−５−ＳｉＯ２コアガラスと
シリカクラッドとの間の熱膨張不整合（約２３×１０−
７／℃）が、このようなガラスを利用して製造されたプ
リフォームにおける界面亀裂のような大きな問題を惹起
することになりうる。
本発明に従って製造された光ファイバは、そのファイバ
の端部を示す第２図に概略的に示されている構造を有し
うるちのであり、この場合・光ファイバ１０の少なくと
もコア１２はＭｇＯ−Ａ　ｊ！　ｔ　Ｏｓ　−Ｓ　ｔ　
Ｏｔガラスで形成されるであろう。このファイバのクラ
ッド１４もＭｇＯ−Ａｌｔｏ、　−ｓ　ｓ　０１ガラス
で形成されるか、あるいはＭｇＯ−３ｉＯオガラスまた
は純粋な溶融シリカで形成されうる。
下記の第１表は、光フアイバ設計において、軽減された
コア・クラッド膨張不整合および内部応力と一緒に大き
い開口数を実現するために利用されうるファイバの可能
な構成についての幾つかの例を示している。第１表には
、これらの光ファイバのそれぞれにつき、ＭｇＯ１ＡＩ
ｌａｙｓおよび／またはＳｉＯ２をモルパーセントで表
わしたファイバコアおよびクラッドガラスのそれぞれの
組成と、０〜３００℃の温度範囲にわたる平均値（ｘ　
１０’　／’Ｃ）として示された各コアおよびクラッド
ガラスの熱膨張係数（Ｔ、Ｃ，Ｅ、）と、コアおよびク
ランドガラスの屈折率（ｎｏ）と、数と、光ファイバの
製造時に遭遇する応力不整合を支配するコアガラスとク
ラッドガラスとの間の熱膨張の差（ΔＴ、Ｃ，Ｅ。）と
が示されている。
茅−」−エ泉−光ファイバ ＭｇＯ５−１１３１２９ Ａｌｌ　Ｏユ　　２１　　　−　　１６　　−　　３３
　２Ｓｉｎｇ　　　　７４　１００　　７３　　９７　
　５５　８９Ｔ、Ｃ，ｆ！、　　　　　２３　５．６　
　３０　　２０　　３０　３０ｎｏ　　　　　　１．４
９１．４６　１．５１　１．４７　１．５４　１．４８
Ｎ　Ａ　　　　　　　Ｏ，３０，３５０，４３ΔＴ、Ｃ
，ｆ！、　　　　　１７．４　　　　　１０　　　　　
０第１表から明らかなように、従来のシリカクラッド型
光ファイバ（第１表のファイバ１）のＧｏｏ茸−３ｉＯ
鵞コアガラスに代えてＭｇＯ−ＡｌｚＯ，ｌ−３ｉ０２
　：２７ガラスを用イルと、コアとクラッドとの間の熱
的不整合応力が大幅に軽減されうるので、０．３の開口
数を実現することがより困難でなくなる。このような応
力の軽減は、より大きい開口数においても、Ｍ　ｇ　Ｏ
−Ｓ　ｉ　Ｏｔクラッドガラスを含んだファイバ設計（
ファイバ２）を用いることにより、実現されうる。Ｍｇ
Ｏ−３ｉｎｔクラツドガラスを含んだこの型式の設計の
場合には、本質的にＭｇＯ３〜１５モル％と残部Ｓ−Ｓ
ｉＯ２よりなるガラスが使用されうる。
本発明の特に好ましいファイバ設計は、高開口数ファイ
バのコアとクラッドがＭ　ｇ　Ｏ−Ａ　ｊ！　ｚ　Ｏ５
−５ｉｎ！ガラスで形成されるものである。このような
ファイバの一例が第１表においてファイバ３として示さ
れている。このファイバ設計によれば、本質的に熱的不
整合応力のないファイバ構成において非常に大きい開口
数を実現することができる。従って、ファイバ３は０．
４３の開口数を有し、コアとクラッドの熱膨張係数間に
は大きな差はない、ＭｇＯ−８ｉ　Ｏ，ガラスまたはＭ
ｇＯ−ＡＩｌ＊Ｏｓ　　ＳｔＯ□ガラスよりなるクラッ
ドとＭｉＯ−Ａ＃、Ｏ，−３−ＳｉＯ２コマガラスとの
鉗合せが最も適しているのは、特に開口数が０．３より
も大きくかつコア／クラッド熱膨張不整合値が約１０　
Ｘ　ｌ　Ｏ−’／ｌを超えない光ファイバの設計に対し
てである。
光ファイバに対するＭ　ｇ　Ｏ−Ａ　ｌ　ｔ　Ｏｓ−３
ｉ　Ｏｚガラスの他の重要な適用分野は、意図的に設け
られたクラッド応力要素を具備したファイバ設計におけ
るものである。そのようなファイバは、強度を太き（す
るために圧縮応力を付与された外側クラッド層を具備す
る光ファイバかあるいは偏波面保存のための埋設された
応力要素を具備するファイバでありうる。後者のファイ
バにおいては、一対のガラス応力要素がファイバコアの
両側であってそのコアに隣接した位置においてファイバ
クラッドに埋設され、それらの応力要素は、ファイバ中
を伝送されている偏波された光信号の偏波面をコアが保
存できるようにする応力をそのコアに印加する。これら
の応力要素は、それの周囲のコアとは熱膨張が異なり、
好ましくはクラッドよりも実質的に大きい膨張係数を有
しており、従って使用中のファイバにおいて引張り応力
状態にあるので、応力を発生する。
従来技術では、強化または偏波応力要素は、隣接するタ
ララドガラスとは熱膨張だけでなく屈折率も異なるガラ
スで形成されるのが通常であった。
しかしながら、屈折率の差は、ファイバにおける応力要
素による二次光誘導を生じ、それが高帯域幅信号伝播に
干渉することになりうるので、回避することが望ましい
。
本発明による使用に適した応力付与ファイバ設計が第３
図および第４図に概略的に示されており、これらの図は
光ファイバの端部の断面を示している。第３図は、ガラ
スコア２２と、低膨張外側クラッド２６によって被覆さ
れた高膨張クラッド２４よりなり、その外側クラッド２
６がクラッド２４の熱収縮により圧縮応力状態にあるよ
うになされた高強度光ファイバ２０に対する設計を示し
ている。第３図の構造では、外側クラッド２６は低膨張
ＭｇＯ−ＡＡ！ｇｏｔ　　Ｓ　ｉ　Ｏｘガラステ形成さ
れ、内側クラッド２４はそれより高膨張のＭｇＯ３−Ｓ
ｉＯ２ガラスで形成されることが好ましく、これら二種
のガラスは同じ屈折率を有しているから、内側のクラッ
ドによる二次光誘導は回避される。
下記の第■表は本発明による高強度光ファイバを提供す
るために利用しうる可能なファイバ構成の例を示してい
る。第■表には、２種の仮想のファイバ設計のそれぞれ
につき、ＭｇＯ１Ａ　１　ｔ　Ｏ３および／またはＳｉ
Ｏ□をモルパーセントで表わしたクラッドおよび外側ク
ラッドのそれぞれに対するガラス組成と、温度範囲０〜
３００℃にわたる平均値（ｘ　１０’／’ｃ）として示
されたそれらのガラスのそれぞれの熱膨張係数（Ｔ、Ｃ
，Ｅ、）と、クラッドと外側クランドの屈折率（ｎＤ）
と、２つのクラッド間の熱膨張の差（ΔＴ、Ｃ，Ｅ、）
が含まれている。
遍−」Ｌ−表 強化された光ファイバ Ｍ　ｇ　Ｏ９４１４８ ＡＪｇＯｓ　　−１０４１６ Ｓｉｎｇ　　　９１　　　８５　　　８２　　　７６Ｔ
、Ｃ，ｆ！、　　　３２　　　２０　　　４０　　　２
５ｎ＋＋　　　　　１．４８　　１．４Ｂ　　　１．５
０　　１．５０ΔＴ、Ｃ，Ｅ、　　　　　１２　　　　
　　　　１５上記第■表に記載された光ファイバのコア
は従来のドープされたシリカガラスまたはＭｇＯ−Ａ　
ｌ　ｚｏｚ　　Ｓ　ｉ　Ｏｘコアガラスあるいは適当な
屈折率を有するものであれば他の任意のガラスでありう
る。従って、ファイバ４は、Ｇｅ、０ｔ３５重量パーセ
ントと残部のシリカとを含有したＧｅ０ｚ　　Ｓｉ０ｇ
ガラスよりなり、屈折率が約１．４９のコアを有しうる
。ファイバ５は、ＭｇＯ約１４モル％、Ａ１２ｏ３約９
モル％およびＳ−ＳｉＯ２約７７モル％よりナルＭ　ｇ
　Ｏ−Ａ　ｌ　ｘ　Ｏ５−３ｉ０２ガラスよりなり、膨
張係数が約４０Ｘ１０−’／ｌ、屈折率が約１．５１の
コアを有しうる。
第４図はガラスコア３２を有する偏波面保存型光ファイ
バ３０を示しており、この場合、クラッドは比較的低膨
張のＭ　ｇ　ＯＡ　Ｉｔ　ｚ　ＯニーＳｉｎ。
ガラスで形成されうるちのであり、埋設された応力要素
は比較的高膨張のＭｇＯ−５ｉＯ，ガラスまたはそれと
同じ屈折率を有するＭｇＯ−ＡｌｚＯｘ　−３ｉｏ、ガ
ラスで形成されうる。埋設された応力要素は延伸された
ファイバにおいて引張り応力状態となり、従って、コア
にそれを横切る方向の応力を加え、それによりコアに偏
波面保存特性が付与されることになる。
本発明による偏波面保存型ファイバに対するファイバ設
計の例が下記の第■表に示されている。
第■表には、２種の仮想の偏波面保存型光ファイバ設計
のそれぞれにつき、Ｍ　ｇ　Ｏ−Ａ　Ｉｔ　ｔ’ｓおよ
び／またはＳ−ＳｉＯ２をモルパーセントで表わしたフ
ァイバ・クラッドおよび埋設された応カ要素のそれぞれ
に対するガラス組成と、クラッドおよび応力要素のそれ
ぞれの屈折率（ｎゎ）および温度範囲０〜３００℃にお
ける平均値で示された熱膨張係数（Ｔ、Ｃ，Ｅ、）と、
クラッドおよび埋設応力要素間の熱膨張の差（ΔＴ、Ｃ
，Ｅ。
）が含まれている。
ＭｇＯ８１６１１１９ Ａ１ｔＯｓ１６　　　　　　　　２３　　　７Ｓｔｏｗ
　　　７６　　　８４　　　６６　　　７４ｎｅ　　　
　　ｔ、ｓｏ　　　１．５０　　１．５２　　１．５２
Ｔ、Ｃ，Ｅ、　　　２５　　　４７　　　２８　　　５
０ΔＴ、Ｃ，Ｅ、　　　　　２２　　　　　　　　２２
第■表に記載されているような光ファイバのためのコア
要素は、適当な屈折率および熱膨張係数を有するもので
あれば、任意のガラスで形成されうる。従って、ファイ
バ６は、ａｅｏｔ約５０重量％と残部のシリカを含有し
たＧｅＯ２−３ｔｏｔガラスよりなり、膨張係数が約４
０　Ｘ　１０−７／℃で、屈折率が約１．５１のコアを
有しうる。ファイバ７は、ＭｇＯ１２モル％、Ａ　Ｉ　
！ｏｓ　２６　モル％、および５ｔＯｚ６２モル％を含
有したＭｇＯ−Ａｊｌｚｃ）＋　　Ｓ　ｆｏｇガラスよ
りなり、屈折率が約１゜５３で、熱膨張係数が約３０　
Ｘ　１０−’／’ｃのコアを有しうる。
応力誘起光学要素を具備した光ファイバの製造方法は公
知である０例えば米国特許第 ４３９５２７０号には、コアおよびタランドガラスのロ
ッドが、ファイバ応力要素用のロッドと一緒に支持チュ
ーブ内に配置され、そのようにして得られたロッドとチ
ューブの構造物が下方に延伸されて光ファイバとなされ
る製造方法が開示されている。従って、ファイバ７は、
第■表においてファイバ７につき開示されたＭｇＯ−Ａ
ｌｔｏｓ−３−ＳｉＯ２クラッド組成で形成されたガラ
スチューブのような適当な支持チューブ内に、上記に開
示されたＭ　ｇ　ＯＡ　ｌ　ｇｏｓ　　Ｓ　ｉ　Ｏｘコ
ア組成のコア領域、および上記支持チューブと同じ組成
を有するクラッド領域よりなるクラッド・コア・ロッド
を配置することによって作成されうる。コア・ロッドと
一緒にかつそれの両側において支持チューブ内に、第■
表においてファイバ７について示された高膨張のＭ　ｇ
　Ｏ−Ａ　ｌ　ｚ　Ｏｓ　　Ｓ　ｉ　Ｏｚ応力要素組成
で形成された２本のロッドが配置されるであろう。最後
に、支持チューブ内の空間の残部には、ＭｇＯＡ６ｚＣ
）＋　　Ｓ　ｉｏｉクラッド組成のガラスロッドが充填
される。このようにして得られた構造物は、米国特許第
４３９５２７０号に開示された方法に従って押しつぶさ
れかつ延伸されて光ファイバとなされ、第４図に示され
ているような横断面形状を有する偏波面保存型光ファイ
バが得られる。
本発明による光ファイバを製造するために用いられうる
ＭｇＯ−ＡＮｚＯｉ　−３ｉｏｚガラスは、必要に応じ
て純粋化されたバッチ材料を用いて従来の溶融技術によ
って作成されうるが、所望の組虐（７１Ｗ−，１嘴（適
当か其汰トにプート２１．Ｔ沖積されかつ焼結により融
合合体されて透明なガラスとなされるＣＶＤ法によって
作成されることがさらに好ましい、光ファイバを製造す
るためにＭｇＯＡ　ｊ！　ｇｏｓ　　Ｓ　ｉ　Ｏｘを使
用することに伴なう重要な利点は、ＭｇＯ１Ａｌｔｏｓ
およびＳ　ｉ　Ｏｔ成分酸化物のすべてが、例えばヨー
ロッパ特許公開公報ＥＰ　　０１０３４４Ｂに開示され
ているように、ＳｉＣ１ｍのような蒸発可能な原材料と
アルミニウムおよびマグネシウムの揮発性β−ジケトネ
ートから派生されうる点である。
これ゛らのガラスを使用することの他の利点は、選択さ
れた屈折率および熱膨張値が、比較的単純な組成の系で
実現されうるので、その組成がアルカリ金属酸化物、ホ
ウ素酸化物等を実質的に含有しない状態に維持されうる
という事実である。ホウ素は、１３００ｎｍ以上におい
て吸収が比較的大きいので、現在使用されている光ファ
イバにとって望ましい成分ではない。アルカリ金属酸化
物は蒸発可能な金属原材料だけから得るのは困難であり
、かつプリフォームを加工してファイバとするのに必要
な上昇した温度においてガラス内に移動する傾向がある
。この後者の特性のために、ある種の導波路ファイバ設
計に対しては目標とする屈折率および／または熱膨張値
を維持することが困難である。
【図面の簡単な説明】
第１図はＭｇＯ−Ａｌ宏０ｓ−３ｔｏ！系の一部分の三
成分線図であり、不変屈折率および熱膨張係数のライン
が示されており、第２図は本発明に従って提供される高
開口数光導波路ファイバの端部を示す概略断面図、第３
図は本発明に従って提供される高強度先導波路ファイバ
の端部を示す概略断面図、第４図は本発明に従って提供
される偏波面保存型光導波路ファイバの端部を示す概略
断面図である。 図面において、１０は光ファイバ、１２はコア、１４は
クラッド、２０は高強度光ファイバ、２２はコア、２４
はクラッド、２６は外側クラッド、３０は偏波面保存型
光ファイバ、３２はコア、３４はクラッド、３６は埋設
された応力要素である。 Ｉ２０３

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、ガラスコアと、このガラスコアよりも屈折率の小さ
    いガラスクラッドを有する光ファイバにおいて、前記コ
    アおよびクラッドのうちの少なくとも一方が、モルパー
    セントで、ＭｇＯ約３〜２０％、Ａｌ＿２Ｏ＿３約３〜
    ４２％およびＳｉＯ＿２約４５〜９４％よりなる組成を
    有し、平均線熱膨張係数（０〜３００℃）が６〜５０×
    １０＾−＾７／℃の範囲内でかつ屈折率（ｎ＿Ｄ）が１
    ．４６〜１．５８の範囲内にあるＭｇＯ−Ａｌ＿２Ｏ＿
    ３−ＳｉＯ＿２ガラスで形成されていることを特徴とす
    る光ファイバ。 ２、特許請求の範囲第１項記載の光ファイバにおいて、
    前記コアは前記ＭｇＯ−Ａｌ＿２Ｏ＿３−ＳｉＯ＿２ガ
    ラスで形成されており、前記クラッドは溶融シリカで形
    成されており、かつ開口数が少なくとも約０．３である
    前記光ファイバ。 ３、特許請求の範囲第１項記載の光ファイバにおいて、
    前記コアが前記ＭｇＯ−Ａｌ＿２Ｏ＿３−ＳｉＯ＿２ガ
    ラスで形成されており、かつ単一モード・ファイバであ
    る前記光ファイバ。 ４、特許請求の範囲第１項記載の光ファイバにおいて、
    前記コアは前記ＭｇＯ−Ａｌ＿２Ｏ＿３−ＳｉＯ＿２ガ
    ラスで形成され、前記クラッドはＭｇＯ−ＳｉＯ＿２ガ
    ラスで形成されており、かつ開口数が少なくとも約０．
    ３である前記光ファイバ。 ５、特許請求の範囲第４項記載の光ファイバにおいて、
    前記クラッドの平均線熱膨張係数が前記コアのそれと１
    ０×１０＾−＾７／℃よりも大きく相異していない前記
    光ファイバ。 ６、特許請求の範囲第１項記載の光ファイバにおいて、
    前記コアおよびクラッドが両方とも前記ＭｇＯ−Ａｌ＿
    ２Ｏ＿３−ＳｉＯ＿２ガラスで形成されており、前記ク
    ラッドの平均線熱膨張係数が前記コアのそれと１０×１
    ０＾−＾７／℃よりも大きく相異しておらず、かつ開口
    数が０．３５より大きい前記光ファイバ。 ７、特許請求の範囲第１項記載の光ファイバにおいて、
    前記ＭｇＯ−Ａｌ＿２Ｏ＿３−ＳｉＯ＿２ガラスで形成
    されたガラス応力要素を具備しており、この応力要素は
    圧縮応力を付与されかつ前記クラッドに融着された外側
    クラッド層よりなる前記光ファイバ。 ８、特許請求の範囲第７項記載の光ファイバにおいて、
    前記クラッドと前記圧縮応力を付与された外側クラッド
    層がそれぞれ前記ＭｇＯ− Ａｌ＿２Ｏ＿３−ＳｉＯ＿２ガラスで形成されており、
    前記クラッドの熱膨張係数が前記外側クラッド層のそれ
    より大きく、かつ前記クラッドの屈折率は前記外側クラ
    ッド層のそれと等しい前記光ファイバ。 ９、特許請求の範囲第１項記載の光ファイバにおいて、
    前記クラッドが前記ＭｇＯ−Ａｌ＿２Ｏ＿３−ＳｉＯ＿
    ２ガラスで形成されており、かつこのクラッドは前記コ
    アに隣接してそれの両側に埋設された一対の応力要素を
    具備しており、これらの応力要素は前記クラッドより大
    きい熱膨張係数を有しかつ引張り応力状態にある前記光
    ファイバ。 １０、特許請求の範囲第９項記載の光ファイバにおいて
    、前記クラッドと前記埋設された応力要素がそれぞれ前
    記ＭｇＯ−Ａｌ＿２Ｏ＿３−ＳｉＯ＿２ガラスで形成さ
    れており、かつ前記クラッドの屈折率が前記埋設された
    応力要素の屈折率に等しい前記光ファイバ。
JP60278097A 1985-04-01 1985-12-12 光フアイバ Pending JPS61232245A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US718697 1985-04-01
US06/718,697 US4664473A (en) 1985-04-01 1985-04-01 Optical fiber formed of MgO--Al2 O3 --SiO2 glass

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS61232245A true JPS61232245A (ja) 1986-10-16

Family

ID=24887129

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP60278097A Pending JPS61232245A (ja) 1985-04-01 1985-12-12 光フアイバ

Country Status (12)

Country Link
US (1) US4664473A (ja)
EP (1) EP0196389A1 (ja)
JP (1) JPS61232245A (ja)
KR (1) KR900000411B1 (ja)
AU (1) AU575702B2 (ja)
BR (1) BR8506186A (ja)
CA (1) CA1247417A (ja)
DK (1) DK561185A (ja)
ES (1) ES8802265A1 (ja)
FI (1) FI854954A (ja)
IN (1) IN166933B (ja)
NO (1) NO854838L (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008143718A (ja) * 2006-12-05 2008-06-26 Canon Inc 光学ガラス
WO2013179330A1 (ja) * 2012-05-28 2013-12-05 ニチアス株式会社 Ｓｉ－Ｍｇ系無機繊維及びその組成物
WO2018159386A1 (ja) * 2017-02-28 2018-09-07 日本電気硝子株式会社 アルミノケイ酸塩ガラス

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4604118A (en) * 1985-08-13 1986-08-05 Corning Glass Works Method for synthesizing MgO--Al2 O3 --SiO2 glasses and ceramics
JP2584619B2 (ja) * 1986-07-03 1997-02-26 株式会社フジクラ 非軸対称光フアイバ母材の製造方法
CA1302759C (en) * 1986-11-28 1992-06-09 Kuniharu Himeno Optical fiber coupler and process for manufacturing same
JPH0695554B2 (ja) * 1987-10-12 1994-11-24 工業技術院長 単結晶マグネシアスピネル膜の形成方法
JPH01237507A (ja) * 1987-12-04 1989-09-22 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 絶対単一偏波光ファイバ
US4911712A (en) * 1988-04-14 1990-03-27 Heraeus Lasersonics, Inc. Medical laser probe
DE3820217A1 (de) * 1988-06-14 1989-12-21 Rheydt Kabelwerk Ag Lichtwellenleiter, insbesondere einmodenfaser
US5059475A (en) * 1990-06-29 1991-10-22 Photonic Integration Research, Inc. Apparatus and method of forming optical waveguides on metalized substrates
GB2273389B (en) * 1992-12-14 1996-07-17 Pirelli Cavi Spa Rare earth doped optical fibre amplifiers
DE19805170A1 (de) * 1998-02-10 1999-08-12 Cit Alcatel Planarer optischer Wellenleiter und Verfahren zu seiner Herstellung
US6280053B1 (en) 1998-09-23 2001-08-28 Tseng-Lu Chien Multiple function electro-luminescent night light devices
US6179431B1 (en) 1998-12-24 2001-01-30 Tseng-Lu Chien Flashlight with electro-luminescent element
DE10030264A1 (de) * 2000-06-20 2002-01-03 Deutsche Telekom Ag Lichtwellenleiter auf Quarzglasbasis und Verfahren zu seiner Herstellung
JP2002214465A (ja) * 2001-01-17 2002-07-31 Fujikura Ltd 偏波面保存光ファイバ
TW536640B (en) * 2001-04-13 2003-06-11 Furukawa Electric Co Ltd Coated optical fiber
WO2002103411A2 (en) * 2001-06-19 2002-12-27 Stockeryale, Inc. Fiber optic possessing shear stress in core
US11013836B2 (en) * 2016-06-16 2021-05-25 The Curators Of The University Of Missouri Inorganic biodegradable substrates for devices and systems

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL124945C (ja) * 1962-05-25
US3402055A (en) * 1962-05-25 1968-09-17 Owens Corning Fiberglass Corp Glass composition
GB1160535A (en) * 1966-10-25 1969-08-06 Ass Elect Ind Dielectric Fibres
NL165134B (nl) * 1974-04-24 1980-10-15 Nippon Telegraph & Telephone Werkwijze voor de vervaardiging van een staaf als tussenprodukt voor de vervaardiging van een optische vezel en werkwijze voor de vervaardiging van een optische vezel uit zulk een tussenprodukt.
US4395270A (en) * 1981-04-13 1983-07-26 Corning Glass Works Method of fabricating a polarization retaining single-mode optical waveguide
US4478489A (en) * 1981-04-13 1984-10-23 Corning Glass Works Polarization retaining single-mode optical waveguide
DE3123024A1 (de) * 1981-06-10 1983-01-05 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Verfahren zum herstellen von hochreinem siliziumdioxid fuer lichtleitfasern
JPS5835503A (ja) * 1981-08-27 1983-03-02 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 零偏波分散単一直線偏波光フアイバ
US4515436A (en) * 1983-02-04 1985-05-07 At&T Bell Laboratories Single-mode single-polarization optical fiber

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008143718A (ja) * 2006-12-05 2008-06-26 Canon Inc 光学ガラス
WO2013179330A1 (ja) * 2012-05-28 2013-12-05 ニチアス株式会社 Ｓｉ－Ｍｇ系無機繊維及びその組成物
JPWO2013179330A1 (ja) * 2012-05-28 2016-01-14 ニチアス株式会社 Ｓｉ−Ｍｇ系無機繊維及びその組成物
WO2018159386A1 (ja) * 2017-02-28 2018-09-07 日本電気硝子株式会社 アルミノケイ酸塩ガラス
JPWO2018159386A1 (ja) * 2017-02-28 2020-01-16 日本電気硝子株式会社 アルミノケイ酸塩ガラス

Also Published As

Publication number Publication date
ES550423A0 (es) 1988-04-16
DK561185A (da) 1986-10-02
AU575702B2 (en) 1988-08-04
US4664473A (en) 1987-05-12
CA1247417A (en) 1988-12-28
NO854838L (no) 1986-10-02
KR860008094A (ko) 1986-11-12
IN166933B (ja) 1990-08-11
FI854954A (fi) 1986-10-02
KR900000411B1 (ko) 1990-01-30
BR8506186A (pt) 1986-12-16
FI854954A0 (fi) 1985-12-13
ES8802265A1 (es) 1988-04-16
DK561185D0 (da) 1985-12-04
AU5075485A (en) 1986-10-09
EP0196389A1 (en) 1986-10-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPS61232245A (ja) 光フアイバ
US4339173A (en) Optical waveguide containing P2 O5 and GeO2
EP0697605B1 (en) Optical device with substrate and waveguide structure having thermal matching interfaces
EP0381473B1 (en) Polarization-maintaining optical fiber
Cohen et al. Effect of temperature on transmission in lightguides
KR100646149B1 (ko) 광증폭유리, 광증폭매체 및 수지코트 광증폭매체
EP0145031B1 (en) Method of forming an optical waveguide preform
EP0109604A1 (en) Polarised plane-maintaining optical fiber
Ainslie et al. Interplay of design parameters and fabrication conditions on the performance of monomode fibers made by MCVD
JPS59174541A (ja) 偏波面保存光フアイバ
EP0109192B1 (en) Method of producing optical fiber preform
Lazay et al. Developments in single-mode fiber design, materials, and performance at Bell Laboratories
US4830463A (en) Article comprising silica-based glass containing aluminum and phorphorus
US4838916A (en) Method for making single-polorization, single mode optical fibers
US5148510A (en) Optical fiber made of galliobismuthate glasses and optical devices using same
US4460696A (en) Acid-soluble glass for making flexible optical fiber bundle
EP0067017A1 (en) Polarization plane maintaining optical fiber and fabricating method therefor
US4938562A (en) Oxide coatings for fluoride glass
GB2096788A (en) Single polarization single-mode optical fibers
US4913518A (en) Fluoroborosilicate glass clad article and night vision device
US4868141A (en) Fluoroborosilicate glass
US5093287A (en) Galliobismuthate glasses
US4883339A (en) Oxide coatings for fluoride glass
GB2123810A (en) Fabrication of single polarization optical fibres
Gannon Optical fiber formed of MgO--Al 2 O 3--SiO 2 glass