JPS62194205A - 光フアイバ - Google Patents

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】 光ユ皇北立 本発明は遠距離通信用光ファイバに係る。

主皿夏腎景 光ファイバはたとえば長距離データ及び音声伝送を含む
遠距離通信の多くの分野で急速に選択されるようになっ
ている伝送媒体である。例外なく本質的に伝送板の光フ
ァイバは、現在シリカを基礎としたファイバである。周
知のように、そのようなファイバは約１．３μ−に相対
的な損失の極小値をもち、約１．５５μ−に全体的な極
小値をもち、光フアイバ用に現在最大の関心がもたれて
いる波長がある。

シリカを基礎とした光ファイバは、日常的に得られる損
失指数が材料に予想される固有の損失に近いというまで
完全の程度が高くなっているが、低損失光ファイバの開
発にはなお著しい経済的な動機が存在する。たとえば、
現在設置されつつあるファイバ通信システムは、典型的
な場合２０ないし４０ｋｓａの間隔の反復機をもち、そ
れは近く設置される予定の大陸間海底ケーブルシステム
では、５５ｋｍも長くなる場合がある。しかし、送信機
及び受信機間の距離が数百キロメータのオーダーの多く
の用途が存在し、そのような距離間で反復機なしの伝送
を可能にする低損失光ファイバを得ることが非常に望ま
しいであろう。

多くのガラス系はシリカより本質的に近い真性損失をも
つと同程されている。これらの多くは、重金属を含み、
シリカより大きな屈折率をもつが、シリカより低い真性
損失と低い屈折率をもつガラスも存在する。後者の中で
突出しているのはフッ化物ガラスで、この用途は基本的
にＢｅＦ、を含むフッ化物ガラスを基本とし、５ｉＯｔ
より小さな屈折率をもつ光ファイバに関連している。

フッ化物ガラスの特性は基本的に高パワーレーザーシス
テム中で用いる場合のそれらの適合性を決るために、従
来間べられてきた。そのような検討から、フッ化物ガラ
スは比較的小さな直線及び非直線屈折率をもつ傾向にあ
り、赤外中心近くの広いスペクトル領域でしばしば透明
であることが知られている。（たとえば、Ｋ、Ｈ，サン
、「ガラス技術」第２０（１１巻、１９７９年２月、３
６−４０頁（Ｋ、　Ｈ，Ｓｕｎ、　　Ｇｌａｓｓ　Ｔｅ
ｃｈｎｏｌｏ　　、　Ｖｏｌ。

２０（１１）を参照のこと） フッ化物ガラスは潜在的にそれらが光フアイバ用に魅力
的である特性をもつことも知られている。

特に、これらのガラスの真性損失をシリカのそれより著
しく低くし、理論から予測される１Ｏ−３ｄＢ／　ｋｍ
のオーダーの最小真性損失をもつようにするための試み
がなされている。最近重金属フッ化物ガラス光ファイバ
の可能な設計に対する研究の結果が、公表された。たと
えば、Ｋ、　Ｃ，バイロン、エレクトロニクス・レター
ズ、第１８ａ９巻、６７３−６７４頁（１９８２）　　
（Ｋ、　Ｃ，Ｂｙｒｏｎ。

Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ　Ｌｅｔｔｅｒｓ、　ｖｏｌ、
　　１８α順を参照のこと。この中でそのようなファイ
バ′において、ゼロ全分散の波長が比較的広い周波数範
囲で移動でき、そのようなファイバは波長の関数として
全分散の比較的低い勾配をもつことができ、全分散は比
較的広いスペクトル領域で非常に小さな値を保つように
できることが報告されている。

重金属フッ化物ガラスシングルモード光ファイバの製作
にも、試みがなされてきた。たとえば、Ｙ、オーイシら
は、ジャーナル・オブ・ライトウェーブ・テクノロジー
第Ｌ　Ｐ　／　２　（５）、５９３−５９６　　（１９
８４）　　（Ｙ、０ｈｉｓｈｉ　　ｅｔａｌ、Ｊｏｕｒ
ｎａｌ可ヨリｈｔｗａｖｅ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏ　　＋　
ｖｏｌ、　ＬＰ／２（５）　）で、ＺｒＦ、を基礎とし
たフッ化物ガラスを用いたシングルモード光ファイバの
製作について報告している。

重金属フッ化物ガラスは典型的な場合、シリカの屈折率
より大きな屈折率をもち、典型的な場合、約２ミクロン
より大きな波長で極小真性損失をもつ。重金属フッ化物
ガラスから作られた光ファイバを用いた遠距離通信は、
約２ミクロンより大きな波長で動作することが予測され
、それに対しては適当な光源及び検出器がまだ存在しな
い。他方、ＢｅＦｚを基本としたフッ化物ガラスは約２
ミクロンで極小損失をもち、１．５−２μｍ範囲でシリ
カより低い真性損失をもつことが予測される。これらの
波長に対する光源及び検出器は存在するか既存の技術を
適用することにより作成可能であるから、伝送媒体とし
てＢｅＦ２を基本としたフッ化物ガラスファイバを用い
、１．５−２μｍの波長領域で動作する通信システムは
、Ｓｉｎｇを基本とした従来技術のシステム及び重金属
フッ化物ガラスファイバを用いる提案されているシステ
ムより利点をもたらす。しかし、そのようなファイバは
従来技術のＳｉＯ□を基本としたファイバとは異なるパ
ラメータ（たとえばコア半径主及びコア−クラッド屈折
率差）をもつと予想される。１．５−２μｍ範囲であら
かじめ決められた波長において極小分散λ０を有するＢ
ｅＦ、を基本とした光ファイバを設計するために使用で
きる設計基準及びプロセスをもっことは有利である。本
明細書はそのような基準及びそのようなプロセスを明ら
かにする。また、それはその基準を用いたＢｅＦ、を基
礎とした光ファイバについても明らかにする。

大施拠■説里 レーザー用途に広く研究されてきたＢｅＦ、は、光フア
イバ用としては明らかに従来考えられて来なかった。こ
のように無視された１つの理由は、ＢｅＦ　ｚが吸湿性
であるという事実である。しかし、ＢｅＦ　ｚに他のフ
ッ化物（たとえばＣａＦｚ＋　ＭｇＦｚ　）を加えると
、ガラスが不透明になる傾向は増すものの、湿気による
劣化に対し、抵抗が増すことが知られている。たとえば
、Ｋ、Ｈ，サン（上で引用）を参照のこと。二元及び三
元のＢｅＦ　ｚを含むフッ化物ガラス系において、ガラ
スを形成するためには、少くとも４０モル％のＢｅＦ　
ｚが存在しなければならないことが先に報告されている
。そのようなガラスは湿気による劣化に対し、抵抗をも
たないことが知られている。他方、Ｋ、Ｈ，サン（上で
引用）はＡ　Ｉ　Ｐ３と２０％もの少量のＢｅＦ。

を含む対湿性フッ化物ガラスの製作について報告してい
る。ここでのすべての組成割合は、特にことわらない限
り、モル％である。

本発明者らはＢｅＦ、を基礎としたガラスは、そのよう
なガラスを光ファイバ特に約１．５及び約２μｍ間のス
ペクトル領域中の波長（又は複数の波長）で動作する光
フアイバシステムに有用とすると確信される光学特性を
もつことを見出した。これらの光学特性の中には、すべ
てＳｉｎ、に比べ低真性損失、低屈折率及び低屈折率分
散がある。更に、そのような材料は雰囲気による腐食に
対する許容できる抵抗をもつことができ、優れたガラス
形成剤であることを、本発明者らは見出した。

この用途に関連したガラスは、少くとも約３０％のＢｅ
ｄ、を含む、それらは約４０％までの八ｌＦ。

と必要に応じてＮａ−１０ＡｌＦ３−　ＫＦ、　ＭｇＦ
ｚ＋　ＣａＦｚ＋　ＰｂＦｚ、　ＰＦｓ及び５１ｇ４か
ら成る類の１ないし複数の成分を含んでもよい。典型的
な場合、先に述べた成分はガラスの少くとも９５％を作
る。

本発明に従ういくつかの好ましいガラスは、弐ＷＸ−（
３０ｘ）　ＣａＦ２　　ｘＰｂＦｚ　　ｙＡＩＦ３　　
ｚＢｅＦｚで表わされる組成をもつ、ここで、ＸはＫＦ
、　ＭｇＦ、及びＮａＦから成る類の少（とも１成分で
、０＜Ｗ＜４０％、Ｑ≦ｘ≦３Ｑ％、Ｑ＜ｙ−≦−２０
％及び３０−≦−ｚ＜６０％である。これらのガラスは
示された範囲の組成変動、特にＰｂ　−Ｃａ置換により
、ある範囲の光学特性を生じ、雰囲気腐食に対する抵抗
がある。

特に好ましいガラスは組成−’　ＫＦ　−（２０−ｘ　
’　）ＣａＦ、−ｘ　’　ＰｂＦｚ−ｙ　’　Ａ＃Ｆａ
−ｚ　’　ＢｅＦ、で、２０Ｓ−′−≦−４０％、０＜
ｘ′≦２０％、５＜ｙ′≦１５％及び４０ｚ’−≦−５
０％である。例として好ましいガラスは、名目組成３０
　ＫＦ　　（１５−ｘ　’　）ＣａＦｚ−ｘ　”　Ｐｂ
Ｆｚ　−１０Ａ　Ｉ　Ｆ、　−４５ＢｅＦｚをもち、０
−≦−Ｘ＃−≦−１５％である。

約６０％以上のＢｅＦ　２を含んでもよい本発明のガラ
スは、それらの吸湿性により、雰囲気゛からの保護を必
要とすることがある。そのような保護は、たとえばその
ようなガラスを雰囲気的に安定なガラス管の内側に堆積
させ、合成した管をつぶすことにより行うことができる
。

本発明に従うガラスは、相対的に小さな屈折率をもつだ
けでなく　ｄ　Ｄ、（λ）／ｄλの相対的に小さな値を
もつ。ここで、Ｄ、％（λ）はガラスの材料分散で、λ
は波長である。これらの有利な特性により、以下で述べ
るある種のファイバ設計の結果が得られる。

一視点において、本発明はクラッドにより接触して囲ま
れた半径ａのコアを含むシングルモード光ファイバに係
る。コア及びクラッドの両方が、本発明に従いＢｅＦ、
を基礎としたガラスを含む。

クラッドは屈折率ｎ２を有し、コアは最大屈折率ｎ、を
有する。ここでｎｚ　＜ｎ、＜ｎ’であり、ｎｓは溶融
石英の屈折率である。屈折率は常に同じ波長で比較すべ
きことを理解する必要がある。

コアは名目屈折率を有し、それはたとえば周知の式 ％式％） により表わすことができる。ここで、ｒ＜ａ、０くαく
■で、好ましくはα２．１である。また、コア−クラッ
ド屈折率差Δは、（ｎ＋　−ｎｚ　）／ｎ＋にほぼ等し
い。周知のように、α＝ψは段階分布に対応し、α＝２
は対物線に、α＝１は三角形分布に対応する。実際のフ
ァイバ分布はある程度、対応する名目的な分布と異なる
ことが避けられず、光ファイバの伝送特性は分布の形に
かかわらず、常に数計算により決められることが認識さ
れよう。

本発明のシングルモードファイバには、全分散Ｄｔ（λ
）、材料分散り、（λ）及び材料分散傾斜ｄ　Ｄ、、（
λ）／ｄλが付随する。全分散及び材料分散の絶対値は
、それぞれ波長λｏ及びλ１で極小値をもち、λ１〈λ
ｏである。そのようなファイバは分散シフトシングルモ
ードファイバとして知られ、ファイバは導波路分散があ
らかじめ決められた量だけ、全分散の極小値を長波長に
移動させるよう設計できるという事実を用いる。重要な
ファイバパラメータは規格化された周波数又はＶ数で、
それは以下のように定義される。

Ｖ＝（２πａｎ、／λ）（２Δ）Ｉ″ 周知のように、ステップインデックスファイバはＶ＜２
．４０５の場合１つの誘導モードのみを維持し、Ｖ＞２
．４０５の場合には複数の誘導モードを維持する。Ｖ＝
２．４０５に対応する波長は遮断波長とよばれ、遮断に
対応するＶ数はここでは■。

と書く。α≠■の分布では、■。＝２．４０５（１＋２
／α）＋７である。二乗則以外の分布の場合のＶｏは、
数計算により決めることができる。

α≠■であるような屈折率分布をもつ任意のシングルモ
ードファイバの場合、実際のファイバのコア−クラッド
屈折率差とは異るコアークラフト屈折率差Δ、ｓ、を有
する等価段差屈折率（ｅｓｉ）分布を決ることが可能で
ある。等値段差屈折率分布は屈折率差 及びコア半径 ａ　ｅｓｉ　＝　ａ　（２，４０５／　Ｖ　ｏ）　（Δ
／Δ、、、）　Ｉ／２をもつ。ここで、下＝　ｒ　／　
ａである。たとえば、α＝１の時Δ。１．＝２Δ／３及
びａ□、＝ａ／守「である。等値段差屈折率分布は任意
のンシグルモードファイバについて常に決られ、逆のプ
ロセスを行うこともできるから、ステップインデックス
シングルモードファイバの設計に対するここでの！！１
３ｍで限定することにより、−膜性を失うことはない。

上で指摘したように、光ファイバの最小分散の波長は、
重要なファイバパラメータである。なぜならば、高帯域
幅及び長反復機間隔を得るために、高容量長距離伝送シ
ステムの動作波長は、λｏ又はその付近に選択するのが
有利である。

本発明者らは屈折率差Δの異なる値に対し、λｏの曲線
は規格化されたＶ数（Ｖ／Ｖ。）の関数としてプロット
した時、「普遍的″ｕｎｉｖｅｒｓａｌ”な」形を仮定
するという予期せぬ発見をした。これは第１Ａ）及びＢ
）図に示されている。これらはそれぞれＢｅＦ、を基礎
としたステップインデックスファイバの例として５ｉＯ
ｚステツプインデツクスフアイバの場合について、Ｖ／
Ｖ。の関数としてλｏを示す。図かられかるように、両
方の材料について曲線は同じ形をもち、すべての場合に
Ｖ／■。〜０．４８にそれらの極大値をもつ。本発明者
らはλｏ対Ｖ／Ｖ。のそのような曲線は、新しいガラス
系に基礎をおいた光ファイバの設計及び特に本発明に従
うＢｅＦ　ｉを含む光ファイバに対し、有用な道具であ
ることを見出した。

過度の計算を必要としない本発明に従うファイバの設計
への有利な一般的方法は、最初に最小全分散の所望の波
長λｏを選択し、次に（ここで得られた関係から）所望
のλｏの値をもつシリカを基礎とした（ステップインデ
ックス）ファイバの適当な屈折率差及びコア径を決め、
最後にやはりここで得られる関係の助けを借りて、基準
ファイバのそれらからＢｅＦｚを基礎とした本発明のフ
ァイバのパラメータを決ることである。この方法は従っ
て、本発明のファイバの設計において、シリカを基礎と
したファイバについての良く確立した方法及び基準を用
いる。“シリカを基礎とした”ファイバということで、
本質的にアンドープＳｉ０ｇクラッドと適当にドープさ
れたコアを有するファイバをここでは意味する。

次にλｏ＝１．５５μｍをもつＢｅＦ　２を基礎とした
シングルモードファイバの例について、設計のプロセス
を示す。同じ方法がここで考えている範囲の任意の他の
λｏをもつファイバについても使用できることが認識さ
れよう。

第１Ｂ図はλｏ＝　１．５５μｌをもつために、ＳｉＯ
□を基礎とした基準ファイバは、Δ’＞０．５４％をも
たなければならないことを示している。

（ここでＳという添字は常にシリカを基礎とした基準フ
ァイバに関するパラメータをさす）最小許容Δ３、Δ１
．７に対応する基準ファイバコア半径は、第５図又は次
式から決ることができる。

ここで、ｎ、＝λｏにおけるＳｉＯ□の屈折率である。

Δｓ＝Δ＋ａｉｎと選択することにより、ファイバの寸
法的許容度が最大となり、従って設計の製作上の許容度
も増す。なぜなら、コア半径の小さな変動はλｏに対し
て無視しうる効果をもつだけだからである。しかし、こ
のように選択することにより、比較的高い曲げ損をもつ
ファイバが生じる可能性があり、従ってΔ３は典型的な
場合Δｍｔｎより大きく選択される。

ファイバが低曲げ損をもつようにするためには、実効コ
ア／クラッド屈折率差Δ、は典型的な場合、少くとも０
．０５％、好ましくは＞　０．１％にすべきで、第２図
はＳｉｎｇを基礎としたステップインデックスファイバ
についての実際及び実効的コア／クラッド屈折率差を関
係づける曲線を示す。たとえば、Δ８が０．１％となる
ためには、６３〜０．５７％（λｏ＝１．５５μｍの場
合）が必要である。第１Ｂ図を参照すると、Ｖ／Ｖ。〜
０．５６であることがわかる。第５図又は■の定義を用
いると、Δ。

のこの選択に対し、ａ”＝２．１５μｍであることがわ
かる。一般に、製造可能でファイバ中に許容曲げ損を生
じるコアークランド屈折率差と矛盾しない可能な最大コ
ア半径を選択することが望ましい。

このことは設計プロセスの最初の部分すなわちシリカを
基礎とした基準ファイバの設計の結論となる。設計プロ
セスの第２の部分は、基準ファイバパラメータからＢｅ
Ｆ、を基礎としたファイバのパラメータ（特に、コア半
径ａ、８．及び等価ステップインデックスコア／クラッ
ド差Δａｓｉ　）を決ることを含む。

一般に、本発明に従うＢｅＦ２を含むシングルモード光
ファイバは、典型的な場合次のようなコア−クラッド屈
折率差及びコア半径をもっことを、本発明者らは見出し
た。

０．５Δｓ〈Δ、１ｉ＜Δｓ及び ａｓｓ五　　＞　　（ａ　　”　ｎ　ｚ”／　ｎ　ｚ　
　）更に、本発明に従うファイバについての本発明者ら
の研究は、Δ。１ｉ及びａ□五をそれぞれ０．２５−０
．６％及び２．５−３．４μｍの範囲に選択することが
典型的な場合有利であることを示している。

ＳｉＯ□を基礎とした基準ファイバは典型的な場合、Δ
”＞０．５％及び１．５＜ａ”＜２．２μ鋼である。従
って、本発明のＢｅＦ、を基礎としたファイバは、Ｓｉ
Ｏ□を基礎としたファイバより本質的に低いコア−クラ
ッド差と本質的に大きなコア半径をもちうろことが明ら
かである。当業者には、屈折率差は小さい方が有利であ
ることが認識されよう。なぜならば、それはドーピング
レベルが低く、従ってレーリー散乱損失が低いことを意
味するからである。また、コア径は大きいほど有利であ
る。

なぜならば、特にそれによって低損失のファイバ接続が
容易になるからである。

当業者には周知のように、光フアイバ中の基本モードの
実効的屈折率差は、Δ。＝β／　ｋ　ｏで定義される。

ここで、β及びに０はそれぞれ光導波路及び自由空間中
での基本モード伝搬定数である。

それはコア及びクラッド屈折率間の加重平均で、常に数
計算により決ることができる。第３図は本発明に従うＢ
ｅＦ　ｔを含むステップインデックスファイバについて
の各種のΔの値に対して、Δ３及びλｏを関係づける曲
線の例を示す。λｏ及びΔ。

のあらかじめ選択された値を第３図に記入すると、設計
すべき本発明のファイバについてのΔ□、を決ることが
可能になる。たとえば、もしλｏ＝１．５５μｍ及びΔ
。＝０．１％ならば、Δ。工＝０．３８％である。

このように決められた等価ステップインデックス、Ｂｅ
Ｆ、含有ファイバのコア／クラッド屈折率差を用い、第
４図の助けを借りてコア半径を見出すことができる。こ
の図はΔ、□の各積値について、コア半径及びλｏを関
係づける曲線を含む。たとえば、λｏ＝１．５５μｍ及
びΔ、、、＝０．３８％であることは、コア半径ａ０１
．が約３．３μｍであることを必要とする。このことは
、新しい設計プロセスによる本発明に従うシングルモー
ドファイバの等値段差屈折率分布のパラメータを決る結
論となる。

もし、段差屈折率分布以外の分布を用いる必要があるな
らば、実際の分布のパラメータはΔ、１及びａ、ｓｉか
ら容易に導かれる。たとえば、三角形のコア分布（α＝
１）を有するファイバは、Δ＝３Δ、正／２及びａ＝（
汀）　ａＩｌｌｉをもつ。

Δ。五及びａｌとともに本発明に従うファイバに用いる
ためにガラスの屈折率と同様所望のλｏ及びΔｅｓｉが
与えられると、本発明の研究の間に本発明者により見出
された以下の簡単な関係により、直接適当な半径ａ　ｅ
ｓｉを決めることも可能である。

ａ□え−（ａ’ｎ”／ｎ２）（Δ３／Δ。、、）Ｉ／を
本発明に従うＢｅＦ　ｔを含むガラスを用いることによ
り、特に比較的大きなコア及び比較的低屈折率差をもつ
シングルモード分散シフト光ファイバの設計が可能にな
るだけでなく、波長の比較的大きな範囲で高帯域をもつ
傾斜屈折率マルチモードファイバを生成することができ
る。

周知のように、マルチモードにおいてモード間分散は帯
域幅を厳しく制限する。コア分布の傾斜は木質的にモー
ド間分散を減すことができる。しかし、（パルス）分散
に逆比例する）帯域幅Ｂは典型的な場合、ある波長λｍ
で急峻なピークをもち、そこで分布の値がパラメータα
＝α、を具体的に決め、最適分布がその波長でパラメー
タを具体的に決る。たとえば、オプティカル・ファイバ
・テレコミュニケーションズ、Ｓ、Ｅ、　　ミラー及び
Ａ、Ｇ、チノベス編、アカデミツクプレス（１９７９）
、２５５−２５７頁（Ｏｔｉｃａｌ　ＦｉｂｅｒＴｅｌ
ｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ、　Ｓ、　ＥｌＭｉｌ
ｌｅｒ　ａｎｄ＾、Ｇ。

Ｃｈｙｎｏｗｅｔｈ、　ｅｄｉｔｏｒｓ、　Ａｃａｄｅ
ｍｉｃＰｒｅｓｓ）を参照のこと。α１の値は波長の関
数である。この効果は分布分散とよばれる。たとえば、
Ｒ，オルシャンスキら、アプライド・オプティカル、第
１５（２）巻、４８３−４９１頁（１９７６）　　（Ｒ
，０１ｓｈａｎｓｋｙｅｔ　ａｌ＋　Ａ　　１ｉｅｄ　
Ｏｔｉｃｓ、　Ｖｏｌ、　　１５（２））を参照のこと
。典型的な従来技術のマルチモード光ファイバにおいて
、もしδλ＝｜λ−λｍ１＞０．２μｍならば分布分散
はα、をファイバのαから５％以上変える。α及びα１
間のこの違いは、ファイバ帯域幅を約１．７ΔＧＨｚｋ
ｍ（δλ＝０．２μ鋼の場合）に減少させ、Δはパーセ
ントでのコアークラフト屈折率差である。

本発明者らはＢｅＦ　ｚを基礎としたマルチモードファ
イバは、同じα及びΔをもつ従来技術のファイバより、
はるかに小さい分布分散をもつことができ、著しく増し
た帯域幅のグレーデッドインデックス・マルチモードフ
ァイバの設計を可能にする。従って、δＡ＜０．２ｐｍ
の場合Ｂ　＞　１．７Δで、δλ−≦−０．２μｍの場
合Ｂ＞２ΔＧＨｚが好ましい。

本発明に従うＢｅＦ２を含むガラスの屈折率は、ガラス
の化学組成に依存し、従って所望の屈折率分布を化学組
成の適当な変化により生成することができる。特に有利
な方式はＣａの代りにｐｂを置きかえることを含み、第
６図は３０ＫＦ　−（１５−ｘ）ＣａＦｚ−ｘＰｂＦｚ
−１ＯＡＩＦ３−４５ＢｅＦｚの組成をもつステップ・
インデックスファイバ中のコア−クラッド屈折率差を示
す。ここで、Ｘはファイバコア中のｐｂｐｚのモル％を
示し、クラフト中ではｘ＝Ｏである。

本発明に従うＢｅＦｚを基礎としたファイバは、二重る
つぼ（たとえば、Ｈ，）キヮら、エレクトロニクス　レ
ターズ、第２１　（２４）巻、１１３１−１１３２頁（
１９８５）　　（）１．　Ｔｏｋｉｗａ　ａｔ　ａｌ。

Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ　Ｌｅｔｔｅｒｓ　）を参照の
こと）及びロッド−イン−チューブプロセスとともに、
気相プロセス（たとえばＭＣＶＤ）特にケトネート又は
アルコキシドのような有機金属プリカーサを用いる気相
プロセスを含む適当なプロセスにより製作す、ることが
できる。

ロッド−イン−チューブは二重るつぼプロセスのような
プロセスを用いる時、グレーデッド・コア・インデック
ス分布を得るため、選択された元素の拡散（内部拡散又
は外部拡散）を用いることができる。たとえば、Ｐｂ／
Ｃａイオン交換はｐｂｐ。

含有ロッドをＰｂＦ２を含まないクラツド管への挿入前
に、それから選択的にｐｂを除くことに使うことができ
る。そのようなロッドを管内に中心をあわせて溶融させ
ると、グレーデッドインデックスコアを有するプリフォ
ームが生じる。管とともにロッドはたとえば鋳造又は押
し出しといった周知の方法により、生成することができ
る。

ＭＣＶＤのような内部気相堆積プロセスを用いる時、化
学的に安定（すなわち雰囲気的な腐食をうけない）で、
その熱物理的特性（たとえば、熱拡散係数）がその上に
堆積させるべきＢｅＰｚ含有ガラスのそれらに、十分整
合する材料で作られた基板管を用いることが、典型的な
場合必要である。

多成分シリカガラス（たとえばナトリウムポリシリケー
トガラス）はこれらの条件にあい、従って基板材料の例
である。

１■ ６〜０．４％のステップインデックス光ファイバ゛が、
以下のように作られる。モル比で３０　：　１３．８：
８：１．２：１０：４５のＫ　Ｆ　、　ＣａＦｚ、　Ｐ
ｔ１Ｆｚ＋Ａ　Ｉ！ｚＦｂ　　・（ＨｚＯ）　Ｋ及び６
Ｎ純度の（ＮＨ４）　ＪｅＦ４粒末（＜　３２５メツシ
ユ）を石英ビーカー中に入れ、無水アルコールを用いて
湿式混合する。得られた混合物は乾燥し、それにより粉
末が生成した。

粉末は溶融石英るつぼ中に入れ、それをＲＦコイル内の
冷却装置中に置いた。るつぼ内のものを最初溶融石英保
護管内のグラファイトサセプタにより加熱した。ＲＦを
内容物に結合させた後、内容物は１１００℃に２０分間
ＲＦ加熱した。次に、るつぼを加熱装置からとり出し、
なお非常に流動性の内容物を加熱された（２００℃）グ
ラファイト円筒状モールド（内径８ｍ）中に注ぎ、固化
させたところ、直径約８鶴及び屈折率約１．３３７のコ
アロッドが生じた。クラツド管を本質的に同じプロセス
で生成したが、粉末混合物が１５モル％Ｃａｂ、を含み
ＰｂＦ、を含まず、内容物を８．５鶴径の同心状円筒挿
入物を有する１２５龍内径の円筒状モールドに注いだこ
とが異なる。クラツド管屈折率は、約１．３３２である
。コアロゾドはクラフト管中に挿入され、通常の方式で
装置からファイバが引かれる。

【図面の簡単な説明】

第１Ａ及び第１Ｂ図はそれぞれシングルモードステップ
インデックスＢｅＦ、及びＳｉＯ□を基礎としたファイ
バについて、規格化された７敗（Ｖ／ＶＯ）の関数とし
て最小分散波長λｏの曲線を表わす図； 第２図はλｏとＳｉｎ、を基礎としたステップインデッ
クスシングルモードファイバの実効コア−クラッド屈折
率差Δ。を関係づける曲線を示す図；第３図は同様にλ
ｏとＢｅＦ　、を基礎としたシングルモードヅアイバの
実効コアークラフト屈折率差Δ。を関係づける曲線を示
す図： 第４及び５図はそれぞれＢｅＦ　！及びＳｉＯ□を基礎
としたシングルモードステップインデックス光ファイバ
のコア半径の関数として、λｏの曲線を示す図； 第６図はＰｂ／Ｃａ置換により生じたＢｅＦ　、を基礎
としたガラスの例の屈折率の変化のデータを示す図であ
る。 出　願　人　：　アメリカン　テレフォン　アンドテレ
グラフ　カムパニ− ｖｌｖｃ。 ＦＩＧ、　Ｉ　Ｂ Ｖ／ＶＣＯ ＦＩＧ、　４ フ７’Ｆ（ｌ　ｆｐｓｌ λ０（−） ＦＩＧ、　５ コヱギｆ仝（−） ＦＩＧ、　６ ＣｏＬに封するＰ＆の覆按

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、コア及びコアを接触して囲む第１のクラッドを含み
   、コアは半径￥ａ￥と最大屈折率ｎを有し、第１のクラ
   ッドは屈折率ｎ＿２をもち、ｎ＿２＜ｎ＿１である光フ
   ァイバにおいて、 少くともコア及び第１のクラッドは少くとも３０モル％
   ＢｅＦ＿２を含むガラスから本質的に成ることを特徴と
   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
   記ファイバはシングルモード光ファイバで、コアは半径
   ａとｎ＿１＜ｎ＾ｓである最大屈折率を有し、ｎ＾ｓは
   溶融石英の屈折率で、ファイバは波長λ＿ｏで最小全分
   散を有し、λ＿ｍ＜λ＿ｏで最小材料分散を有し、ファ
   イバには屈折率分布及び１＜α≦∞である分布指数α及
   び等価ステップインデックスコア−クラッド屈折率差Δ
   ＿ｅ＿ｓ＿ｉ及び等価ステップインデックスコア半径ａ
   ＿ｅ＿ｓ＿ｉが付随し、 ａ）１．５≦λ＿ｏ≦２μｍ； ｂ）０．５Δ＾ｓ≦Δ＿ｅ＿ｓ＿ｉ＜Δ＾ｓ及びｃ）ａ
   ＿ｅ＿ｓ＿ｉ＞ａ＾ｓｎ＾ｓ／ｎ＿２；で、ここでΔ＾
   ｓ及びａ＾ｓはそれぞれ波長λ＿ｏに最小全分散をもつ
   シリカを基礎としたステップインデックス基準ファイバ
   の屈折率差及びコア半径で、ｃ）及びｄ）中の全ての量
   は波長λ＿ｏに関連することを特徴とする光ファイバ。 ３、特許請求の範囲第１又は２項記載の光ファイバにお
   いて、 ガラスは更に０ないし約４０モル％のＡｌＦ＿３を含む
   ことを特徴とする光ファイバ。 ４、特許請求の範囲第３項記載の光ファイバにおいて、 ガラスは更にＮａＦ、ＫＦ、ＭｇＦ＿２、ＣａＦ＿２、
   ＰｂＦ＿２、ＰＦ＿５及びＳｉＦ＿４から選択された少
   くとも１つのフッ化物、ＢｅＦ＿２、ＡｌＦ＿３を含み
   、前記少くとも１つのフッ化物はガラスの少くとも９５
   モル％を構成することを特徴とする光ファイバ。 ５、特許請求の範囲第４項記載の光ファイバにおいて、 ガラスは本質的にＷＸ−（３０−ｘ）ＣａＦ＿２−ｘＰ
   ｂＦ＿２−ｙＡｌＦ＿３−ｚＢｅＦ＿２の組成で、ｘは
   ＫＦ、ＭｇＦ＿２及びＮａＦの少くとも１つで、０＜Ｗ
   ≦４０％、０≦ｘ≦３０％、０＜ｙ≦２０％、及び３０
   ≦ｚ＜６０％で、すべての割合はモルパーセントである
   ことを特徴とする光ファイバ。 ６、特許請求の範囲第５項記載の光ファイバにおいて、 ガラスは本質的に３０ＫＦ−（１５−ｘ′）ＣａＦ＿２
   −ｘ′ＰｂＦ＿２−１０ＡｌＦ＿３−４５ＢｅＦ＿２の
   組成で、０≦ｘ′≦１５であることを特徴とする光ファ
   イバ。 ７、特許請求の範囲第２項記載の光ファイバにおいて、 ａ＿ｅ＿ｓ＿ｉ＝（ａ＾ｓｎ＾ｓ／ｎ＿２）（Δ＾ｘ／
   Δ＿ｅ＿ｓ＿ｉ）＾１＾／＾２であることを特徴とする
   光ファイバ。 ８、特許請求の範囲第１項記載の光ファイバにおいて、 前記ファイバはシングルモード光ファイバで、コアは半
   径ａ及び最大屈折率ｎ＿１を有し、ファイバは波長λ＿
   ｏで最小全分散とλ＿ｍ＜λ＿ｏで最小材料分散を有し
   、ファイバには等価ステップインデックスコア半径ａ＿
   ｅ＿ｓ＿ｉ及び等価ステップインデックスコア−クラッ
   ド屈折率差Δ＿ｅ＿ｓ＿ｉが付随し； ａ）１．５≦λ＿ｏ≦２μｍ ｂ）０．２５％≦Δ＿ｅ＿ｓ＿ｉ≦０．６％及びｃ）２
   ．５μｍ≦ａ＿ｅ＿ｓ＿ｉ≦３．４μｍであることを特
   徴とする光ファイバ。 ９、特許請求の範囲第１項記載の光ファイバにおいて、 前記ファイバはコア−クラッド屈折率差Δを有するマル
   チモード光ファイバで、ファイバはλ＿ｍに最大帯域幅
   を有し、 ファイバの帯域幅はλ−λ＿ｍ≦０．２μｍの範囲のす
   べての波長λで（１．７Δ）ＧＨｚより大きく、Δはパ
   ーセント単位であることを特徴とする光ファイバ。 １０、特許請求の範囲第９項記載の光ファイバにおいて
   、 ガラスは本質的に組成ＷＸ−（３０−ｘ）ＣａＦ＿２−
   ｘＰｂＦ＿２−ｙＡｌＦ＿３−ｚＢｅＦ＿２を有し、ｘ
   はＫＦ、ＭｇＦ＿２及びＮａＦから成る類の少くとも１
   つで、０＜Ｗ≦４０％、０≦ｘ≦３０％、０＜ｙ≦２０
   ％、及び３０≦ｚ≦６０％で、すべてのパーセントはモ
   ルパーセントであり、ファイバの帯域は｜λ−λ＿ｍ｜
   ≦０．２μｍ中のすべてのλに対し、２ΔＧＨｚｋｍよ
   り大きいことを特徴とする光ファイバ。 １１、特許請求の範囲第１０項記載の光ファイバにおい
   て、 ガラスは本質的に組成３０ＫＦ−（１５−ｘ′）ＣａＦ
   ＿２−ｘ′ＰｂＦ＿２−１０ＡｌＦ＿３−４５ＢｅＦ＿
   ２を有し、ｘ′≦１５であることを特徴とする光ファイ
   バ。