JPS63217310A - 石英系光フアイバ - 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】 産業上の利用分野 本発明は石英系光ファイバに関する。さらに詳細には本
発明は極低損失特性を有する石英系光ファイバに関する
。

従来の技術 従来、石英系単一モード光ファイバとして、主にコア部
にＧｅＯ□を添加したＧｅＯ□−３ｉＯ□コア、５１０
２クラツドの単一モード光ファイバ、およびクラッド部
にＦ（フッ素）を添加したＳｉＯ□コア、Ｆ−３ｉＯ□
クラツドの単一モード光ファイバが提案されている。前
者の光ファイバはすでに、ＧｅＯ２の濃度分布（屈折率
分布）制御技術など製造方法が確立された段階にあり、
各方面で実用化されている。後者のＳｉＯ□コア、Ｆ−
３１０２クラツドの光ファイバは、ＧｅＯ□添加光ファ
イバに較べて、放射線下など耐環境特性の改善、分散シ
フトファイバ、さらには以下に記述するような極低損失
化が期待できるなどの有利な点が多く、最近、活発に研
究されている。

一方、石英系光ファイバの伝送損失要因は、■Ｓ１−〇
結合の赤外吸収の裾引き、電子遷移による紫外吸収の裾
引き、及び屈折率のゆらぎによるレーリー散乱など光フ
ァイバを構成する材料に固有な損失、 ■コア・クラッド境界の不整など構造不完全性による損
失、 ■ＯＨ基の分子振動による吸収損失、 ０３つの分けることができる。この中で■と■の損失要
因を除去する技術はすでに確立され、ＧｅＯ２−３ｉ　
Ｏ，光ファイバの損失は理論限界値（０，２ｄＢ／Ｋｍ
）まで低減化されている。この損失要因は■に記した材
料固有な損失に起因している。ここで赤外及び紫外線吸
収による損失は、石英系光ファイバでは変化しない。従
ってレーリー散乱損失が石英系光ファイバの損失値（理
論限界値）に影響を及ぼす要因であり、レーリー散乱損
失α（λ）を与えるレーリー散乱係数Ｓは次式で表わさ
れる。

α（λ）＝Ｓ／λ４ ・・・（１） ここで、λ：波長、ｎニガラスの屈折率、β：圧縮率、
ｋ：ボルツマン定数、Ｔ＝軟化点温度（同化温度）、Ｃ
ニガラス組成ゆらぎによる散乱係数である。

（１）式において、レーリー散乱係数Ｓに影響を及ぼす
パラメータは、軟化点温度Ｔと組成ゆらぎによる散乱係
数Ｃである。純粋な５ｉｎ２ガラスは組成ゆらぎによる
散乱係数Ｃが最小となるためレーリー散乱係数Ｓが最も
小さくなり、従って、従来Ｓｉ　Ｏｘコア、Ｆ−５ｉＯ
２クラツドの光ファイバにおいて最も低損失化が期待で
きると考えられていた。

しかしながら、５ｉｎ２の軟化点温度は、Ｇｅ％Ｆ１Ｐ
、Ｂなどを添加したガラスと比較するとかなり高いこと
が知られており、（１）式にふいて示す軟化点温度Ｔと
組成ゆらぎによる散乱係数Ｃを低減する効果がＳｉ　０
２ガラスより大きい場合にはＳｉＯ２コア、ＦＳ１０２
　クラッドの光ファイバよりさらに極低損失の光ファイ
バを得る可能性がある。

以上のように、Ｓｉｎ、コア、Ｆ　−３ｉ　Ｏ□クラッ
ドの単一モード光ファイバはＧｅＯ２−３ＩＯ□コア、
ＳｉＯ□クラッドの単一モード光ファイバよりも低損失
化を図ることが可能であるが、（１）式から明らかなよ
うに必ずしもこれが石英系光ファイバの最低損失を与え
るファイバとは断言できない。

またＳｉＯ□コア、Ｆ−３ｊＯａクラツドの単一モード
光ファイバでは以下に記述するような問題が生ずること
が明らかになった。

発明が解決しようとする問題点 第８図（ａ）及び第９図（ａ）に前記した従来技術の単
一モード光ファイバの屈折率分布を示す。

第８図（ａ）はＧｅＯ２−３ｉＯ２：’ア、５ｉｎ２ク
ラツドの光ファイバであって、コア部１の屈折率をｎｌ
、クラッド部２の屈折率をｎ２とすると、屈折率はｎ、
＞ｎ２の関係にある。ここでＳｉＯ２の屈折率は１．４
５８（ナトリウムＤ線の波長に於て）であるので、この
光ファイバのクラッド部２の屈折率ｎ２は１．４５８と
なる。

一方、第９図（ａ）はＳ＋Ｏ□コア、Ｆ　−３ｉ　０２
クラツドの光ファイバであって、コア部ｌの屈折率ｎ１
とクラッド部２の屈折率ｎ２の間には第８図（ａ）に示
した光ファイバと同様にｎｌ＞ｎ２の関係がある。

ただし、この場合にはコア部ｌが５ｉＯｚであるから屈
折率ｎ、が１．４５８となる。

ところで、光ファイバは母材製造工程と該母材の線引工
程によって製造される。従って低損失光ファイバを得る
には、母材製造条件を最適化すること及び線引条件を最
適化することが重要な要素となる。第８図（ａ）に示し
たＧｅ０ａ　　５Ｉ０２　コア、ＳｉＯ□クラッドの光
ファイバ、および第９図（ａ）に示したＳｉ　Ｏ，コア
、Ｆ−３Ｉ０２クラツドの光ファイバの線引条件を検討
した結果、前者は線引の際ファイｉｌに加えられる線引
張力が非常に広い範囲で低損失光ファイバが得られるこ
とが明らかになった。例えば線引張力を５〜１５０ｇま
で変化させても得られた光ファイバの損失（波長１．５
５μｍ）は０．２０±０．０１ｄＢ／ｋｍの範囲で一定
テアッタ。ナオ、線引張力が１５０ｇ以上になると線引
（母材を細径化すること）自体が困難になる。従ってＧ
ｅｍ、添加コアでは製造される母材が高品質であれば線
引張力に依存せず低損失光ファイバが得られる。

ところが、Ｓ　ｒ　０２コア、Ｆ　’５１０２クラッド
の光ファイバでは線引張力によって光ファイバの損失が
大巾に増加する現象が生じることが明らか１ごｆ（っだ
。第１Ｏ図に線引張力と損失（波長１．５５μｍ）の関
係の一例を示す。第１Ｏ図には、母材段階の比屈折率差
Δ Ｃｒ （ただし、ｎｅｒ：コアの屈折率、ｎＣｄ：クラッドの
屈折率） が０．４５％、０．２７％及び０．１５％の５１０２　
コア、Ｆ−８１０２クラツドの単一モードファイバ、ま
た比較のためΔが０．３５％のＧｅ０ａ　−３ｔ　Ｏｘ
　：ｌ−ｒ、ＳｉＯ２クラツドの単一モード光ファイバ
における線引張力と線引後の光ファイバの伝送損失の関
係を示した。

Δ＝０．４５％、０．２７％及び０．１５％のＳｉＯ□
コア、Ｆ−３ｉＯ□クラツドの光ファイバにおける伝送
損失は、線引張力が大きくなるにつれて損失増加が顕著
になっており、Δ＝０．４５％の場合、線引張力が約８
ｇで０．３ｄＢ　／　Ｋｍ以下の損失であるのに対して
、張力３３ｇで１．４ｄＢ／Ｋｍ、さらに張力８０ｇで
は３０ｄＢ　／にｍ以上（図示せず）の損失であった。

第１Ｏ図に示した光ファイバのうちΔ＝０．４５％の光
ファイバについて、線引張力に対するカットオフ波長λ
Ｃ１比屈折率差Δの変化を調べた結果をそれぞれ第１１
図、第１２図に示す。第１１図および第１２図に示すよ
うに、線引張力が大きくなるに従ってカットオフ波長λ
。は短波長側に、また比屈折率差Δは０．４５％から０
．２２％までと、両特性とも大巾に変化している事実を
見出した。このように、５１０２コア、Ｆ−３ｉＯ□ク
ラツドの単一モード光ファイバに特有な諸現象は単一モ
ード光ファイバの設計、さらには低損失化を図る上で重
大な欠点であり、実用性においても問題となるところで
ある。

従って、本発明の目的は以上述べたような５１０２コア
、Ｆ−３ｉＯ，クラッドの単一モード光ファイバの欠点
がなく、さらに該光ファイバよりも低損失化が可能であ
る石英系単一モード光ファイバを提供することにある。

問題点を解決するための手段 本発明者らは上記従来技術の問題を解決するため、実験
、検討を進めた結果、コア部とクラッド部の軟化点温度
（面相温度）の違いによって前記欠点が誘発されている
ことを見出し、この知見に基づき種々の実験、検討を重
ね、本発明を完成したものである。

すなわち、本発明に従うと、中心にコア部、その周囲に
該コア部の屈折率より小さい屈折率を有したクラッド部
が配置された石英系光ファイバであって、該コア部はＦ
−Ｐ２Ｏ５−ＳｉＯ２であり、該クラッド部はＦ−Ｐ２
Ｏ５−ＳｉＯ２またはＦ−ＳｉＯ２であることを特徴と
する石英系光ファイバが提供される。

さらに本発明に従い、中心にコア部、その周囲に該コア
部の屈折率より小さい屈折率を有したクラッド部が配置
された石英系光ファイバであって、該コア部はＰ、０．
−ＳｉＯ２であり、該クラッド部はＰ２Ｏ５−ＳｉＯ２
、Ｆ−Ｐ２Ｏ３−３ｉＯ□およびＦ−ＳｉＯ□からなる
群から選択した１種であることを特徴とする石英系光フ
ァイバが提供される。

さらに本発明の好ましい態様に従うと、コア部の８１０
２に対する比屈折率差Δの絶対値は０．５％以下である
。ただし、比屈折率差Δは次の通りである。

Ｉ （ただし、ｎ＋：ｓ＋ｏａの屈折率、ｎ２：コアの屈折
率） さらに本発明の好ましい態様に従うと、コア部とクラッ
ド部との間の比屈折率差は０．１５％以上である。

作用 本発明の光ファイバの低伝送損失特性が得られる機構を
従来技術と関連して以下に説明する。

第８図ら）、第９図（ｂ）はそれぞれ従来技術のＧｅＯ
２−３ｉＯ□コア、Ｓｉｎ、クラッドの単一モード光フ
ァイバおよび５ｉｎ２コア、Ｆ　　５１０２クラツドの
単一モード光ファイバの軟化点温度を示したものである
。コア部１の軟化点温度をＴ１、クラッド部２の軟化点
温度をＴ２とすると、第８図ら）に示したＧｅＯ２−Ｓ
ｉＯ２．５Ｉ０２クラツド７フイバではＴＩ＜Ｔ２の関
係を示す。これに対し、第９図（ｂ）に示した５ｉＯｚ
コア、Ｆ−３ｉＯ□クラツドの光ファイバでは、ＴＩ＞
Ｔ２の関係となる。

第８図（ｂ）に示すようにコアとクラッドの軟化点温度
がＴｒ＜Ｔ２の関係にある光フアイバ母材では、線引後
、まずクラッド部２の材料（Ｓ１０２）の粘度が高くな
って硬化するが、コア部ｌはクラッド部２の粘性が高い
状態に至っても依然低粘度を保っている。従って、線引
時には、線引張力の大部分は粘性が高いクラッド部２で
ささえられた状態で冷却される。この結果ファイバ全体
が硬化した後もクラッド部２には線引張力に応じた大き
な応力が残留するが、ファイバ断面の中心部に配置され
ているコア部には引張応力が加わらない。

一方、第９図（ｂ）に示すようにコアとクラッドの軟化
点温度がＴＩ＞Ｔ２の関係にある母材の線引の場合には
、上述したＧｅ０ａ−８ｉＯ□コア、Ｓｉｎ、クラッド
の光ファイバの場合とは逆の関係になるため、線引時に
加えられる張力の大部分はコア部１に分担され、従って
ファイバ化後のコア部１には線引張力に応じた引張応力
が残留する。このようにコア部ｌの長さ方向に引張応力
が加わると、コア径が局部的にわずかに変化している、
あるいはコア形状が局部的にわずかに変形しているなど
、Ｇｅｍ、−ＳｉＯ２コア、５ｉｎ２クラツドの光７ｙ
イバでは十分許容できる非常に微小な変化であっても５
ｉｎ２コア、Ｆ−３ｉＯ２クラツドの光ファイバの場合
には損失増加となって現われる。この傾向はＦの添加量
の多いほど、すなわちコア部とクラッド部との比屈折率
差が大きいほど顕著であることは第１０図に示すとおり
である。さらにコア部に引張応力が残留すると、第１１
図、第１２図に示した様にカットオフ波長λ。や比屈折
率差Δが大巾に変化する結果となり、線引後の光ファイ
バが所定の設計特性値を示さないこととなる。

以上述べたような従来技術の５ｉ０２　コア、Ｆ−３ｉ
　０２　クラッドの単一モード光ファイバの欠点を誘発
する原因を理論的に明確にし、この上で本発明を完成し
たものである。

すなわち、本発明は光ファイバのコア部１の軟化点温度
Ｔ１とクラッド部２の軟化点温度Ｔ２の温度差を極力少
なくするようにコア部にＰを添加して上記温度差を調整
することを特徴とする。さらに“本発明の好ましい態様
に従うと、Ｆ等を添加することによりコア部１とクラッ
ド部２の屈折率ｎ１、ｎ２との間に光が伝播するのに必
要十分な比屈折率差を与え、さらに石英系光ファイバに
おいて最も低損失が期待できるドーパント材及び屈折率
範囲を決定され、低損失の単一モード光ファイバが提供
される。

光ファイバの品質を低下させずに屈折率を調整するドー
パントとしてはＧｅ、　Ｐ、　Ｆが実用的であリ、５ｉ
０２ガラスにこれらのドーパント材を添加するとガラス
の軟化点温度は急激に低下する。各ドーパントを同量だ
け添加した際の軟化点温度の低下はＰ　＞　Ｆ　＞Ｇｅ
ｍ順である。例えばガラス転移点の低下の大きさで比較
すると、５ｉＯａのガラス転移点は約１２００℃近傍で
あるのに対して、Ｐを０．５ｍｏｌ　％添加することに
よってガラス軟化点温度は約２００℃低下する。従って
、本発明ではＰの添加によりコア部のガラス軟化点温度
を低下させる。

ここで問題となるのが上記した（１）式のレーリー散乱
係数Ｓである。

そこでＰ２Ｏ５ＳｉＯ□ガラス、Ｆ−３ｉＯ□ガラス、
Ｆ−ＰｚＯｓ−３ＩＯ□ガラス及びＧｅｒ□　Ｓ＋Ｏａ
ガラスを作製して、バルクガラス及び光ファイバからレ
ーリー散乱係数Ｓを測定し、その測定結果を第１図に示
す。

第１図において横軸は上記した各ガラスのＳｉＯ□との
比゛屈折率差１Δ１を表わしており、ｎｌを５ｉＯｚの
屈折率、ｎ２を前記各組成のガラスの屈折率としたとき
、ＳｉＯ□に対する比屈折率差Δは、Δ＝（ｎ。

ｎｚ）／ｎ＋で定義される。ここでＰ　２０５　　Ｓ　
ｒ　Ｏ２ガラスおよびＧｅＯ２ＳｉＯ２ガラスは５ｉｎ
２よりその屈折率が大きく、ほかのガラスの屈折率はＳ
ｉＯ２より小さい。従ってＰ　２０　Ｓ　　Ｓ　１０２
ガラスおよびＧｅＯ□−ＳｉＯ２ガラスと、他のガラス
のＳｉＯ２に対する比屈折率差は符号が逆であるため、
比屈折率差をその絶対値ＩΔ１で表わして説明する。

第１図中にレーリー散乱係数Ｓをｘ印で示したＧｅｍ、
−ＳｉＯ２ガラスでは１Δ１が大きくなるに従ってレー
リー散乱係数Ｓも初期値（純ＳｉＯ□のレーリー散乱係
数Ｓの値である０、６２（ｄＢ／ｋｍ）　−、ｕｍ’）
より大きくなっているが、）’　　Ｐ２Ｏ５５１０２、
Ｐ２Ｏ５−３ｉＯｚ及びＦ　　５１０２の各ガラスでは
所定の値の比屈折率差まではレーリー散乱係数ＳがＳｉ
　０２よりも小さくなる傾向を示し、その減小の程度は
Ｆ　　Ｐｒｏｓ　　ＳｉＯ□＞　Ｐ　ａｏｓ　　５１０
２　＞　Ｆ　　５１０２のガラスの順に効果的であった
。また、第１図に示すようにＦ　　Ｐ　２０　Ｂ　−Ｓ
　ｉ　Ｏ２ガラスのレーリー散乱係数Ｓが最小であるの
は、前述したようにＰｌＦともにガラス軟化点温度を低
下させる作用を有するため、それらの相乗効果によって
ガラス軟化点温度がさらに低下した結果であると考えら
れる。

レーリー散乱係数ＳがＳｉ　Ｏ，と同程度になる比屈折
率差ＩΔ１は、Ｆ　　Ｐ２Ｏ５５ｉ０２及びＰ２Ｏ。

−３１０２の各ガラスで約０．５％以下、Ｆ　　５１０
２ガラスでは約０．４％以下の範囲であることが第１図
かられかる。

すなわち、第１図はレーリー散乱係数がＳｉｎ。

以下となる比屈折率差の範囲のガラスをコア材料とする
ことにより、Ｓ１０□コアの光ファイバより伝送損失の
低い光ファイバが得られることを示している。

一方、上記した各ガラスが上記の値以上の比屈折率差（
５１０２に対する）を示すときレーリー散乱係数が大き
くなるのは、添加物の増加によって（１）式に示す組成
ゆらぎによる散乱係数Ｃが上昇し始め、レーリー散乱係
数Ｓの変化が軟化点温度Ｔの低下の影響よりも組成ゆら
ぎによる散乱係数Ｃの上昇に強く影響されるようになる
ためである。

Ｐ２Ｏ，−３ｉＯ□ガラスではレーリー散乱係数の増加
特性がゆるやかであり、組成ゆらぎによる散乱係数Ｃの
影響が他のガラスよりも小さい。従って、本発明では主
としてＰによりガラス軟化点温度を低下せしめることと
した。またＦ　　Ｐ２Ｏ５５１０２のレーリー散乱係数
Ｓの増加がΔ＝０．４５％以上で顕著になっているのは
、３成分系ガラスのため組成ゆらぎが大きいからである
と考えられる。従って、上記結果から本発明の目的の一
つである石英系光ファイバで最も低損失化が図れるコア
材料としては、Ｆ　　Ｐ２Ｏ５５１０２及びＰ２Ｏ５−
３ｉＯ□が最適であると結論できる。ガラス軟化点温度
が低い上記ガラスをコアとした場合、それぞれのコアに
対して下記の表に示す組成のクラッドガラスが好ましい
。

Ｐはわずかな添加によってガラス軟化点温度を非常に低
下させる成分であることを前述したが、屈折率を高める
効果は小さい。例えばＦを１ｍｏ１％添加するとＳｉ　
Ｏ２に対して約０．４１％の比屈折率差が得られるが、
Ｐを１ｍｏ１％添加した場合の比屈折率差の変化は約０
．０３％程度である。このことから、上記の表に示した
組成の組合せのうち、Ｐ　２０５−３ｉ　Ｏ，コア、Ｐ
２Ｏ，−ＳｉＯ２クラツドの光フアイバ以外では、Ｆを
添加することによって所望の比屈折率差Δを生じせしめ
、Ｐの添加量はガラス軟化点温度を低下させるのに専ら
必要十分な量とするのが望ましい。

本発明の１態様に従う単一モード光ファイバのコアおよ
びクラッドの屈折率分布及びガラス軟化点温度分布を第
２図を参照して説明する。第２図（ａ）はコア部１、ク
ラブト部２ともにガラス組成がＦ　　Ｐ２ｓｓ　　５ｉ
Ｏａである光ファイバの屈折率分布であり、第２図ら）
は、その光ファイバの軟化点温度分布を示す。

第２図の光ファイバではコア部ｌとクラブト部２のＰの
添加量を等量としてコア部ｌとクラッド部２のガラス軟
化点温度をほぼ等しくしている。

さらに、コア部１とクラッド部２に添加するＦの添加量
を制御することによって、コア部１の屈折率ｎ、とクラ
ッド２の屈折率ｎ２との間に所定の比屈折率差Δを与え
る。比屈折率差Δは、コア部１を光が伝播するのに必要
かつ十分な値であれば良く、光ファイバの曲げ損失を考
慮するとΔ＝０．１５％以上とするのが望ましい。この
ように、コア部１及びクラッド部２にＦ及びＰが添加さ
れると屈折率ｎ　ｌ　Ｓｎ　２の値は図示した石英（Ｓ
１０２）レベルより小さくなる。従って、コア部１およ
びクラブト部２のガラス軟化点温度Ｔ１、Ｔ２も第２図
（５）に示した様にＳｉｎ、の軟化点温度より低下し、
さらにＴ１とＴ２の温度差が小さくなる。例えば第２図
にふいて、コア部１、クラブト部２のＰ添加量を同量と
し、Ｆ添加量の調整によってＳｉＯ□に対するコア部１
１クラッド部２の比屈折率差を各々０．２５％、０．４
％として、コアークラッド間に比屈折率差０．１５％を
与えた場合、第２図（ハ）のＴ、−’ｒ。

の温度差は約２０℃程度であり、またコア部１、クラッ
ド部２の比屈折率差を各々０．２％、０．５％としてコ
アークラッド間に比屈折率差０．３％を与えた場合のガ
ラス軟化点温度の差Ｔｔ　　Ｔ２は約３０℃程度である
。

一方、第９図（ａ）に示した従来のＳｉＯ□コア、Ｆ−
３ｉ　Ｏ，クラッドで比屈折率差を０．１５％とした場
合の軟化点温度Ｔ＋とＴ２の温度差は２００℃以上とな
り、比屈折率差を０．３％とした場合のＴ、とＴ２の温
度差は約５００℃以上にも達する。

また、上記した態様の光ファイバにおいて、コア部１に
添加するＰの量をクラッド部２より多く・することによ
りＴＩとＴ２のガラス軟化点温度を等しくすることもで
きる。

第３図は本発明の他の態様に従う光ファイバの特性を示
し、第３図（ａ）はコアｎ１、クラブト部２ともにガラ
ス組成がＰ　２０　ｓ　　Ｓ　ｉ　Ｏ２の光ファイバの
屈折率分布、第３図（ｂ）は、この光ファイバのガラス
軟化点温度分布を示す。この態様では第３図（ａ）に示
すようにコア部、クラッド部ともにＳｉＯ□より屈折率
が高くなるため、コア部とクラッド部の比屈折率差を０
．１５％以上とするには、少なくともクラッド部のＳｉ
　Ｏ２に対する比屈折率差を０．０１％以上（Ｐ濃度で
は約Ｑ、５ｍｏ１％に相当し、ガラス軟化点温度を低下
させるのに十分な量である）とし、このクラッド部に対
するコア部の比屈折率差を０．１５％以上とするのが望
ましい。また、ガラス軟化点温度Ｔ１、Ｔ２は第３図（
５）に示すようにＳｉＯ□よりも低くなって温度差も小
さくＴＩ＜Ｔ２の関係となる。従って線引時にコアに線
引応力がかからなく、低損失の光ファイバを実現できる
。

Ｆ　　Ｐ　２０　ｓ　−Ｓ　１０２　コア、Ｆ　−３ｉ
　０２　クラッドの場合の屈折率分布は第９図（ａ）に
示した５１０２コア、Ｆ　　５１０２　クラッドとほぼ
同様の分布となるが、Ｐの添加により軟化点温度Ｔ３、
Ｔ２は第２図ら）に示した本発明と同様な関係となる。

さらに、Ｐ、０５−ＳｉＯ、コア、Ｆ　−３ｉ　Ｏ□ク
ラッドの場合のガラス軟化点温度Ｔ１、Ｔ２の温度差は
第２図（ハ）に示した温度差より小さくなりＴ、：Ｔ、
となる。

以上のように本発明に従う光ファイバは、コア部とクラ
ッド部の軟化点温度をＳｉＯ□の軟化点温度より低くす
ることができ、またコア部とクラッド部の軟化点温度の
差を非常に小さくすることができるので、極低損失化が
期待されていた従来のＳ　ｉ　Ｏ２コア、Ｆ　−３ｉ　
０２クラツドの光ファイバよりさらに低損失化が可能で
あり、また従来生じていた線引張力に起因する問題を解
消することができる。

以下、本発明を実施例により詳細に説明するが、これら
の実施例は本発明の単なる例示であり、本発明の技術的
範囲を何隻制限するものではないことは勿論である。

実施例Ｉ ＶＡＤ法によってΔ＝０．２％のＦ　　ＰｚＯｓ　　５
１０２ガラス棒を作製した。このガラス棒の外周にＰ２
Ｏ。

−５１０２多孔質層を形成した後、ＨｅとＳＦ、の混合
雰囲気中で熱処理することによって前記Ｐａ５ｓ−８ｉ
０２多孔質層にＦを添加し透明な単一モード光ファイバ
用母材を作製した。得られた母材の寸法は、外径２５ｍ
ｍφ、長さ４Ｑｃｍであり、母材段階での屈折率分布を
測定したところ、第２図（ａ）に示したような分布であ
り、ＳｉＯ□に対するコア部の比屈折率差Δは０．２％
、クラッド部の比屈折率差Δは０．５％、コアとクラッ
ド間の比屈折率差は０．３％であった。この母材を線引
装置により線引した。線引条件は、線引速度を毎分６０
ｍ一定とし、線引張力を変えることによって線引温度を
種々変化させた。

各条件毎に外径１２５μｍ１長さ５にｍの単一モード光
ファイバを作製した。線引温度と線引張力の関係を第４
図に示す。Ｐ添加によって線引温度は大巾に低下した。

例えば張力を２００ｇとした場合、従来の５１０２コア
、Ｇｅｍ、−ＳｉＯ２コアでは各々１９８０℃、２０３
０℃であるのに対して、Ｆ−Ｐ２０ｓ−ＳｉＯ。

のコアではガラス軟化温度が低く、より高速度で線引が
行われ、線引温度は１８５０℃と低下した。

得られたＦ−Ｐ２Ｏ５−３ｉＯ２コア、Ｆ−Ｐ、０６−
３ｉ　Ｏ□クラッドの単一モード光ファイバの損失、カ
ットオフ波長λ。、屈折率の変化を測定した。

第５図に波長１．５５μｍでの損失値と線引張力との関
係を示す。線引張力が１５０ｇ以下において損失の張力
依存性はみられず、損失値は０．１５±０．０１ｄＢ／
にｍの範囲で一定であった。また、カットオフ波長λ。

および比屈折率差をそれぞれ第６図および第７図に示す
ように、張力依存性はみられず、λ。は波長１．２μｍ
で一定、比屈折率差も０．３％で一定であった。

実施例２ 第３図（ａ）に示す如き屈折率分布を有し、ＳｉＯ□に
対するコアの比屈折率差が０．２５％、クラッドの比屈
折率差が０．０２％、コアークラッド間の比屈折率差が
０，２３％のＰ２Ｏ５−５ｉＯ□コア、Ｐ２Ｏ５ＳｉＯ
□クラッドの単一モード光ファイバ用母材をＶＡＤ法で
作製した。この母材を線引張力を変化させて線引きし、
各々５Ｋｍの単一モード光ファイバを作製した。線引張
力２０ｇにおける線引温度は１８２０℃であった。線引
張力に対する線引後の光ファイバの比屈折率差Δの変化
及びカットオフ波長λ。の変化を調べたところ、実施例
１の結果と同様にこれらの特性は線引張力に依存せず一
定な値であった。また損失は１．５μｍ帯で０．１６ｄ
Ｂ／ｋｍであった。

発明の詳細 な説明したように本発明の石英系単一モード光ファイバ
では、ＰおよびＦ等の添加量を調整することによって、
コア部とクラッド部の軟化点温度差を従来の単一モード
光ファイバに較べて極めて小さくすることができるため
、線引張力に依存せず常に一定な光ファイバの緒特性が
得られる利点がある。

さらに、本発明の石英系単一モード光ファイバは、ガラ
スの軟化点温度が５ｉＯ７に較べて低いので、これに順
じてレーリー散乱係数が小さくなって従来の光ファイバ
の損失を凌駕した極低損失の光ファイバが得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の詳細な説明するための図であり、各
種ガラスのレーリー散乱係数を示し、第２図は本発明の
１態様に従うＦ　−Ｐ　２０ｓ−ＳｉＯ、コア、Ｆ　　
Ｐ２Ｏ５−３ＩＯ□クラブトの光ファイバの特性を示し
、第２図（ａ）はこの光ファイバの屈折率分布を示した
図であり、第２図ら）は軟化点温度分布を示す図であり
、 第３図は本発明の他の態様に従うＰ　２０　ｓ　　Ｓ　
！　０２コア、Ｐ、０５−３ｉＯ□クラツドの光ファイ
バの特性を示し、第３図（ａ）はこの光ファイバの屈折
率を示した図、第３図ら）は軟化点温度分布を示す図で
あり、第４図は、本発明の１実施例のＦ−Ｐ２０ｓ−３
ｉＯ。 コア、Ｆ−Ｐ、０．−ＳｉＯ２クラツドの光ファイバの
線引温度と張力の関係を示す図であり、第５図は、本発
明の１実施例のＦ　　Ｐ２Ｏ５５１０２コア、Ｆ　　Ｐ
２Ｏ５５１０２クラッドの光ファイバの損失と線引張力
との関係を示す図であり、第６図および第７図は、それ
ぞれ、第５図に損失と線引張力との関係を示した光ファ
イバのカットオフ波長および比屈折率差と線引張力の関
係を示す図であり、 第８図（ａ）は、従来技術のＧｅＯ２５ｔ０２：ｌア、
ＳｉＯ２クラッドの光ファイバの屈折率分布を示した図
であり、第８図（ｂ）はこの光ファイバの軟化点温度分
布を示す図であり、 第９図（ａ）　Ｉｔ、従来技術の５１０２　コア、Ｆ　
−３ｉ　Ｏ２クラッドの光ファイバの屈折率分布を示す
図であり、第９図（６）はこの光ファイバの軟化点温度
分布を示す図であり、 第１０図は、従来技術のＧｅＯ２−３ｉ　０２　：’ア
、５ｉＣｈクラγドの光ファイバおよびＳｉＯ□コア、
Ｆ−ＳｉＯ２クラツドの光ファイバの線引張力と線引後
の各光ファイバの損失との関係を示した図であり、第１
１図はＳｉＯ□コア、Ｆ−３ｉＯ□クラツドの光ファイ
バのカットオフ波長と線引張力の関係を示した図であり
、 第１２図はＳｉＯ２コア、Ｆ　−３ｉ　０２クラツドの
光ファイバの比屈折率差と線引張力との関係を示す図で
ある。 （主な参照番号） １・・コア部、　　　２・・クラッド部特許出願人　日
本電信電話株式会社 代　理　人　弁理士　新居止音 第１図 Ｓ；０２とのレヒ屈折率杏１乙１（％）第４図 （Δ　＝Ｑ２７％） 線引温度（０Ｃ） 第６図 線引張力　（９） １　　　　５１０　　　５ｏ　１ｏ。 張力（９） 第８図 線引張力（９） 線引張力（９）

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）中心にコア部、その周囲に該コア部の屈折率より
   小さい屈折率を有したクラッド部が配置された石英系光
   ファイバであって、該コア部はＦ−Ｐ＿２Ｏ＿５−Ｓｉ
   Ｏ＿２であり、該クラッド部はＦ−Ｐ＿２Ｏ＿５−Ｓｉ
   Ｏ＿２またはＦ−ＳｉＯ＿２であることを特徴とする石
   英系光ファイバ。
2. （２）該コア部のＳｉＯ＿２に対する比屈折率差△、△
   ＝［（ｎ＿１−ｎ＿２）／ｎ＿１］ （ただし、ｎ＿１：ＳｉＯ＿２の屈折率、ｎ＿２：コア
   の屈折率）の絶対値が０．５％以下であることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項に記載の石英系光ファイバ。
3. （３）該コア部と該クラッド部の間の比屈折率差が０．
   １５％以上であることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項または第２項に記載の石英系光ファイバ。
4. （４）中心にコア部、その周囲に該コア部の屈折率より
   小さい屈折率を有したクラッド部が配置された石英系光
   ファイバであって、該コア部はＰ＿２Ｏ＿５−ＳｉＯ＿
   ２であり、該クラッド部はＰ＿２Ｏ＿５−ＳｉＯ＿２、
   Ｆ−Ｐ＿２Ｏ＿５−ＳｉＯ＿２およびＦ−ＳｉＯ＿２か
   らなる群から選択した１種であることを特徴とする石英
   系光ファイバ。
5. （５）該コア部のＳｉＯ＿２に対する比屈折率差△、△
   ＝［（ｎ＿１−ｎ＿２）／ｎ＿１］ （ただし、ｎ＿１：ＳｉＯ＿２の屈折率、ｎ＿２：コア
   の屈折率）の絶対値が０．５％以下であることを特徴と
   する特許請求の範囲第４項に記載の石英系光ファイバ。
6. （６）該コア部と該クラッド部の間の比屈折率差が０．
   １５％以上であることを特徴とする特許請求の範囲第４
   項または第５項に記載の石英系光ファイバ。