KR100426385B1 - 광파이버와 이것을 제조하는 방법 - Google Patents

광파이버와 이것을 제조하는 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 광파이버에서는, 비선형광효과의 영향력을 효과적으로 억제하기 위해 MFD를 증가시킨다. 광파이버를 제조하는 방법으로써 제조중에 투명한 모재의 기포발생, 모재의 변형, 모재표면의 흠집을 효과적으로 방지한다. 광파이버에는, 그 중심에서 주변부로, 제 1 굴절률(n1)을 가지는 제 1코어, 제 2굴절률(n2)(〈n1)을 가지는 제 2코어, 제 3굴절률(n3)(〈n2)을 가지는 제 1클래딩, 제 4굴절률(n4)(〉n3, 〈n2)을 가지는 제 2클래딩이 있다. 제 2클래딩의 외부직경은 25내지 40㎛로 설정된다. 구체적으로, 광파이버의 제 1 및 제 2클래딩의 굴절률은 그 내부쪽에서 그 주변쪽으로 방사상의 방향으로 증가하는 것이 바람직하다. 이 구조는, 제 1 및 제 2클래딩에 대응하는 모재영역의 제조공정시 플루오르의 함유량이 방사상의 방향으로 감소하도록 플로오르원료의 공급량을 조절함으로써 얻는다.

Description

광파이버와 이것을 제조하는 방법
본 발명은 장기간의 대용량 광통신시스템에 적용할 수 있는 광파이버에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 파장분할다중화(WDM)통신에 적합하고, 제로(zero)분산파장을 바람직한 범위내에 설정한 분산천이 파이버에 관한 것이다.
단일 모드광파이버를 전송라인으로 적용한 종래의 광통신시스템에서는, 통신신호광으로서 1.3 또는 1.55㎛파장대의 광을 자주 사용한다. 그러나, 최근 전송라인의 전송손실의 감소라는 견지에서 1.55㎛파장대 광의 사용이 증가하고 있다. 특히, 1.55㎛파장대 광용 전송라인에 적용한 단일모드광파이버 (이후 1.55㎛ 단일모드 광파이버로 칭함)에 있어, 실리카계 단일모드광파이버의 전송손실은 1.55㎛파장대광에 대해서 최소화되기 때문에, 파장분산(파장에 의한 광전파속도의 차이로 인해 펄스파가 퍼지는 현상)또한 1.55㎛파장대의 광에 대해 제로가 되도록 설계되었다. 제로분산파장이 1.55㎛파장대 가까이로 천이된 그러한 1.55㎛ 단일모드 광파이버를 일반적으로 분산천이 파이버라 부른다.
종래의 분산천이 파이버로서, 제로분산파장이 1.55㎛가까이로 천이된 분산천이 파이버의 단면구조 및 조성에 대해서는, 예를들면, 일본국 특 2533083호(제 1종래예)에 개시되어 있다. 제 1종래예의 분산천이 파이버는 GeO2-SiO2(이산화게르마늄함유 SiO2)로 이루어진 내부코어, SiO2로 이루어진 외부코어, F-SiO2(플루오르함유 SiO2)로 이루어진 클래딩(cladding)으로 구성되어 있다. 제 1종래예의 분산천이 파이버의 굴절률분포는 클래딩에 대응하는 부분에 억압된 부분이 없는 이른바 정합형(matched type)분포이다. 본 명세서에서는, 이러한 정합형분포를 가지는 광파이버를 정합파이버로 칭한다. 한편, 클래딩에 대응하는 부분에 억압된 부분을 가지는 굴절률분포를 억압된 클래딩형 분포라 부른다. 본 명세서에서는, 이러한 억압된 클래딩형 분포를 가지는 광파이버를 억압된 파이버로 칭한다. 제 1종래예의 분산천이파이버의 구조에서는 제로분산파장을 1.55㎛가까이로 설정하는 것만을 실현할 수 있다.
일본국 특개소 63-208005호(제 2종래예)에는 억압된 클래딩형분포를 가지는 진 분산천이 파이버에 대해 개시되어 있는데, 이 광파이버는, 코어둘레에, 코어의 굴절률보다 낮은 굴절률을 가지는 제 1클래딩, 그리고, 제 1클래딩둘레에, 제 1클래딩의 굴절률보다 높은 굴절률을 가지는 제 2클래딩으로 구성되어 있다. 제 2종래예의 분산천이 파이버의 목적은 1.3 내지 1.5㎛의 넓은 파장대에 걸친 파장분산을 억제하는 것이다.
최근에는, 고속 대용량 전송시스템의 구성에 대한 연구가 광범위하게 진행되고 있으며, 특히, 파장분할다중화방식(WDM)을 사용하는 전송시스템이 대단히 주목받고 있다. 이 방식에서는, 파장이 다른 복수의 신호광요소들을 하나의 전송선을 통해 동시에 전송하기 때문에, 전송할 수 있는 데이터량이 대량으로 증가한다.
그러한 전송시스템을 실현하기 위해서는, 전송라인으로 사용될 광파이버에 대해 여러분야의 새로운 내역이 요구된다. 상기 언급한 종래의 분산천이 파이버로는 더 이상 이러한 요구에 대처할 수 없다.
본 발명자들은 종래의 분산천이 파이버를 조사하여 다음의 문제점을 발견해냈다. 종래 분산천이 파이버의 모드전계직경(MFD)은 약 8㎛이다. 신호광의 전력이 증가하는 경우, 비선형광효과의 영향력이 발생하는 경향이 있다. 게다가, 전송시스템에 사용되는 여러 가지의 분산천이 파이버사이에는 파장분산의 편차가 크다. 이러한 이유 때문에, 신호광파장이 광파이버의 제로분산파장과 정합될 때, 비선형광효과로서 4개파의 혼합으로 인해 잡음이 발생하는 경향이 있다.
비선형광효과는, 예를들면, 광의 밀도의 강도가 증가할 때 신호광펄스가 찌그러지는 현상이며, 이것이 전송속도를 제한하는 주요요인이다.
예를 들면, 플루오르를 광파이버의 주요성분인 석영유리의 굴절률을 조절하도록 첨가하는 경우, 모재에 기포가 형성되거나 광파이버의 다공질 모재를 소결시킬 때 모재자체가 변형되는 수가 있다. 첨가된 불순물로 인해 투명한 유리표면(모재표면)에 형성된 흠집으로 인해 광파이버를 뽑아낼 때에 광파이버가 파손되는 경우가 있다.
본 발명은 상기 문제를 해결하기 위해 이루어진 것이며, 그 목적은, 큰 MFD와 비선형광효과의 영향력을 효과적으로 억제하기 위한 구조를 가지는 광파이버와, 광파이버의 제조(뽑아내는 공정)중 투명한 모재에서의 기포발생, 모재의 변형, 모재표면상의 흠집을 효과적으로 방지하는 광파이버를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명에 의한 제 1실시예의 광파이버의 단면구조 및 굴절률분포를 도시한 도
도 2는 VAD를 이용한 광파이버 제조의 일단계, 보다 상세하게는 다공질 모재를 제조하는 공정에 대해 설명하는 도
도 3은 VAD를 이용한 광파이버 제조의 다른단계, 보다 상세하게는, 도 2에 도시한 VAD에 의해 얻은 다공질 모재를 탈수하는 공정에 대해 설명하는 도
도 4는 VAD를 이용한 광파이버 제조의 또 다른 단계, 보다 상세하게는, 다공질 모재를 소결하는 공정에 대해 설명하는 도
도 5는 OVD를 이용한 광파이버 제조의 일단계, 보다 상세하게는, 다공질 모재를 제조하는 공정에 대해 설명하는 도
도 6는 OVD를 이용한 광파이버 제조의 다른단계, 보다 상세하게는, 도 5에 도시한 OVD에 의해 얻은 다공질 모재를 탈수하는 공정에 대해 설명하는 도
도 7은 OVD를 이용한 광파이버 제조의 또 다른 단계, 보다 상세하게는, 다공질 모재를 소결하는 공정에 대해 설명하는 도
도 8은 본 발명에 의한 광파이버의 제조시에 모재를 늘이는 공정을 설명하는 도
도 9는 본 발명에 의한 광파이버의 제조시에 합성모재를 제조하는 공정을 설명하는 도
도 10은 본 발명에 의한 광파이버 제조시의 탈수공정을 설명하는 도
도 11은 본 발명에 의한 광파이버의 제조시에 모재를 소결하는 공정을 설명하는 도
도 12는 본 발명에 의한 광파이버제조시의 제 1뽑아내기 공정을 설명하는 도
도 13은 본 발명에 의한 제 2실시예의 광파이버의 단면구조 및 이것을 제조하는 방법을 설명하는 도
도 14는 도 13에 도시한 광파이버의 클래딩 영역의 굴절률과 플루오르함유량 사이의 관계를 광파이버의 방사상의 방향을 따라 도시한 그래프
도 15는 도 11에 도시한 모재소결공정에서 플루오르원료의 공급량의 변화를 시간축을 따라 도시한 그래프
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1, 150: 광파이버 15, 250: 굴절률분포
10, 160: 내부코어 20, 170: 외부코어
30, 180: 내부클래딩 40, 190: 외부클래딩
50: 다공질 모재 51: 코어유리모재
52: 제 1합성모재 53: 중간모재
54: 제 2합성모재 55: 광파이버모재
61, 62: 봉 63: 상부척
64: 하부척 65, 66: 구동모터
67: 제어유닛 68, 750, 950: 히터
69: 외부직경측정장치 100: 내부코어유리
200: 외부코어유리 300: 내부클래딩유리
400: 외부클래딩유리 101, 151: 내부코어의 굴절률
102, 152: 외부코어의 굴절률 103, 153: 내부클래딩의 굴절률
104, 154: 외부클래딩의 굴절률 500, 700, 800: 가열용기
501: 스타팅봉 502: 유지봉
503: 유지기구 504, 701, 802: 배기부
505: 보조기구 551, 552, 850, 900: 버너
600: 가스공급시스템 702: 도입구
703: 보조봉 801: 중심봉
본 발명에 의한 광파이버는, MFD가 8.6㎛이상, 바람직하게는, 9㎛이상이고, 제로분산파장이 1.55㎛의 장파장 또는 단파장쪽으로, 즉, 전형적인 신호광파장으로 천이된다. 광파이버는 석영유리를 주로 함유하고 있는 단일모드광파이버이다. 이 분산천이 파이버에서는, 제로분산파장이 신호광파장으로부터 소정의 양만큼 천이되어 파장분산을 고의로 발생해서 비선형광효과의 영향력을 억제한다. 그러므로, 분산천이 파이버사이의 제로분산파장의 편차를 고려한 전송시스템을 구성할 수 있다.
본 발명의 제 1 실시예에 의하면, 도 1에 도시한 바와 같이, 제 1굴절률(n1)을 가지는 제 1코어(10)(내부코어), 내부코어(10)의 외부주변 둘레에 배치되고 제 1굴절률(n1)보다 낮은 제 2굴절률(n2)을 가지는 제 2코어(20)(외부코어), 외부코어(20)의 외부주변 둘레에 배치되고 제 2굴절률(n2)보다 낮은 제 3굴절률(n3)을 가지는 제 1클래딩(30)(내부클래딩), 내부클래딩(30)의 외부주변 둘레에 배치되고 제 3굴절률(n3)보다 높고 제 2굴절률(n2)보다 낮은 제 4굴절률(n4)을 가지는 제 2클래딩(40)(외부클래딩)으로 구성된 광파이버를 제공한다.
특히, 상기 설명한 구조에서 명백하듯이, 제 1실시예에 의한 광파이버(1)는 억압된 클래딩형 분포를 가진다. 외부코어(20)의 외부직경은 25내지 40㎛이다.
이 억압된 클래딩형 분포는, 다음의 기본조성, 즉, 굴절률증가제로서 적어도 이산화게르마늄을 함유하고 있는 석영유리(GeO2-SiO2)로 이루어진 내부코어(10)와, 본래 이산화게르마늄을 함유하고 있지 않는 석영유리(SiO2) 또는 이산화게르마늄을 함유하고 있는 석영유리(GeO2-SiO2) 로 이루어진 외부코어(20)와, 적어도 플루오르(굴절률감소제)를 함유하고 있는 석영유리(F-SiO2)로 이루어진 내부클래딩(30)과, 적어도 플루오르를 함유하고 있는 석영유리(F-SiO2)로 이루어진 외부클래딩(40)으로 구성된 기본조성을 사용할 때 실현시킬 수 있다. 이 광파이버(외부직경이 25 내지 40㎛)에서처럼, 외부코어(20)의 단면적(신호광전파방향과 직각인 평면)이 증가하고, GeO2외부코어(20)에 첨가되면, 굴절률분포는 외부코어(20)의 방사상의 방향으로 거의 평평해질 수 없다. 이러한 이유 때문에, 외부코어(20)는 이산화게르마늄을 함유하지 않는 것이 바람직하다.
본 발명의 제 1실시예에 의하면, 세로방향에 따른 중심부가 내부코어(10)에 대응하고 중심부분둘레의 주변부는 외부코어(20)에 대응하는 다공질 모재(수우트(soot)모재)를, 기상합성에의해, 형성하는 제 1단계와, 코어유리모재를 얻기 위해 다공질 모재를 소결하는 제 2단계와, 제 2단계에서 얻은 코어유리모재를 바람직한 외부직경으로 늘이고 내부클래딩(30)에 대응하는 제 1다공질 유리체(수우트체)를 늘어난 코어유리모재의 외부표면상에 기상합성에 의해 부착하여 제 1합성모재를 얻는 제 3단계와, 제 3단계에서 얻은 제 1합성모재를 플루오르원료를 함유하고 있는 분위기내에서 소결하여 중간모재를 얻는 제 4단계와, 제 4단계에서 얻은 중간모재를 바람직한 외부직경으로 늘이고 외부클래딩(40)에 대응하는 제 2다공질유리체(수우트체)를 늘어난 중간모재의 외부표면상에 기상합성에 의해 부착하여 제 2합성모재를 얻는 제 5단계와, 제 5단계에서 얻은 제 2합성모재를 소결하여 광파이버모재를 얻는 제 6단계와, 제 6단계에서 얻은 광파이버모재를 광파이버모재의 한쪽끝을 가열하면서 뽑아내는 제 7단계로 이루어진, 광파이버(1)를 제조하는 방법을 제공한다. 제 6단계에서 제 2합성모재의 소결은 플루오르원료를 함유한 분위기내에서 행한다.
제 1실시예의 광파이버를 제조하는 방법에 있어서는, 제조될 광파이버(1)의외부코어(20)의 외부직경이 25내지 40㎛정도로 크기 때문에, 내부클래딩(30)으로서의 제 1다공질 유리체의 유리합성(제 3단계) 및 외부클래딩(40)으로서의 제 2다공질 유리체의 유리합성(제 5단계)은 VAD(Vapor phase Axial Deposition) 또는 OVD(Outside Vapor phase Deposition)등의 기상합성에 의해 행한다. 내부 및 외부클래딩(30),(40)에 대응하는 부분을 기상합성에 의해 제조할 수 없는 경우에는, 로드인콜랩스(rod-in-collapse)법으로 제조한다. 이 경우, 결과로서 생기는 모재의 크기가 제한되기 때문에, 생산성을 향상시키기 어렵다.
제 1실시예의 광파이버(1)를 제조하는 방법에서, 제조될 광파이버의 외부코어(20)의 외부직경을 25내지 40㎛가 되도록 설정했기 때문에, 제 3단계는 기상합성을 이용하여 행할 수 있다. (제 5단계 역시 기상합성에 의해 행할 수 있다.) 상기 설명한 각 단계는 광파이버(1)의 외부코어(20)의 외부직경이 바람직한 범위내로 오도록 조정한다.
제 1실시예의 광파이버(1)를 제조하는 방법에서, 제 1단계에서 얻은 다공질모재를, 제 2단계 전에 할로겐가스를 함유하고 있는 분위기내에서 가열하여 다공질모재를 탈수시킨다. 그러므로, 결과로서 생기는 광파이버의 내부 및 외부코어(10),(20)는 소정농도의 염소를 함유한다. 제 3단계에서 얻은 제 1합성모재도 또한 제 4단계 전에 할로겐가스를 함유하고 있는 분위기내에서 가열하여 제 1다공질유리체를 탈수시킨다. 그러므로, 결과로서 생기는 광파이버의 내부클래딩(30) 또한 소정농도의 염소를 함유한다. 내부클래딩(30)에 대응하는 모재영역은, 다공질유리체(수우드체)를 외부코어(20)의 외부표면상에 기상합성(불꽃가수분해반응을 이용하여 미세한 유리입자를 부착하는 방법)에 의해 형성할 때에도, 결과로서 생기는 광파이버에서의 OH흡수의 영향력을 경감할 수 있기 때문에, 탈수처리를 행한다.
내부클래딩(30)의 염소성분은 내부 및 외부코어(10),(20)의 것보다 낮은 것이 바람직하다. 염소는 굴절률을 증가시키기 위한 도펀트로 알려져 있다. 염소를 코어영역(내부 및 외부코어(10),(20)를 포함)에 첨가하는 경우, 클래딩영역(내부 및 외부클래딩(30),(40)포함)에 첨가된 플루오르의 함유량을 광파이버의 굴절률 분포를 변화시키지 않고 감소시킬 수 있다.
상기 설명한 바와 같이, 클래딩영역의 플루오르의 함유량을 감소시킬 수 있다. 이러한 이유로, 제 2합성모재를 플루오르원료(플루오르의 첨가를 포함)를 함유하고 있는 분위기내에서 소결하는 제 6단계 대신, 제 5단계에 있어서, 제 4단계에서 얻은 중간모재의 외부표면으로 플루오르화가스를 공급함으로써 제 2다공질유리체를 부착하여 제 2합성모재를 얻는다. 이 경우에, 제 6단계에서는, 제 5단계에서 얻은 제 2합성모재의 소결만을 행한다. 이러한 이유로, 소결시간을 단축할 수 있고, 생산성도 크게 향상시킬수 있다.
상기 설명한 탈수공정, 즉, 할로겐가스를 함유하고 있는 분위기내에서 행한 가열공정을 제 6단계 전의 제 5단계에서 얻은 제 2합성모재에 대해서 행해도 좋다. 이 경우에, 결과로서 생기는 광파이버의 외부클래딩(40)에는 항상 염소가 함유되어 있다.
탈수에 사용되는 할로겐 가스로서는, SiCl4를 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 제 2 실시예에 의하면, 제 1굴절률(n1)을 가지는 제 1코어(160)(내부코어), 내부코어(160)의 외부주변 둘레에 배치되고 제 1굴절률(n1)보다 낮은 제 2굴절률(n2)을 가지는 제 2코어(170)(외부코어), 외부코어(170)의 외부주변 둘레에 배치되고 제 2굴절률(n2)보다 낮은 제 3굴절률(n3)을 가지는 제 1클래딩(180)(내부클래딩), 내부클래딩(180)의 외부주면 둘레에 배치되고 제 3굴절률(n3)보다 높은 제 4굴절률(n4)을 가지는 제 2클래딩(190)(외부클래딩)으로 구성된 광파이버를 제공한다.
광파이버(150)의 내부 및 외부클래딩(180),(190)의 굴절률은 클래딩(180),(190) 각각의 내부쪽에서 외부쪽을 향해 방사상의 방향으로 증가한다. 내부 및 외부클래딩(180),(190)에는 굴절률을 조정하기 위한 도펀트로서 플루오르가 함유되어 있다.
제 2실시예의 광파이버는 억압된 클래딩형분포를 가진다. 이 굴절률분포는 다음의 기본조성, 즉, 굴절률증가제로서 적어도 이산화게르마늄을 함유하고 있는 석영유리(GeO2-SiO2)로 이루어진 내부코어(160)와, 본래 이산화게르마늄을 함유하고 있지 않는 석영유리(SiO2) 또는 이산화게르마늄을 함유하고 있는 석영유리(GeO2-SiO2) 로 이루어진 외부코어(170)와, 적어도 플루오르(굴절률감소제)를 함유하고 있는 석영유리(F-SiO2)로 이루어진 내부클래딩(180)과, 적어도 플루오르를 함유하고 있는 석영유리(F-SiO2)로 이루어진 외부클래딩(190)으로 구성된 기본조성을 사용할 때 실현시킬 수 있다. GeO2가 외부코어(170)에 첨가되면, 굴절률분포는 외부코어(170)의 방사상의 방향으로 거의 평평해질 수 없다. 이러한 이유 때문에, 외부코어(170)는 이산화게르마늄을 함유하지 않는 것이 바람직하다. 또한, 외부코어(170)의 외부직경은, 상기 설명한 제 1실시예와 같이, 비선형광효과의 영향력을 효과적으로 방지하는 25내지 40㎛인 것이 바람직하다.
본 발명의 제 2실시예에 의하면, 세로방향에 따른 중심부가 내부코어(160)에 대응하고 중심부둘레의 주변부는 외부코어(170)에 대응하는 다공질 모재(50)를 VAD(Vapor phase Axial Deposition) 또는 OVD(Outside Vapor phase Deposition)등의 기상합성에 의해, 형성하고 다공질 모재(50)를 소결하여 코어유리모재(51)를 얻는 제 1단계(도 2내지 도 7)와, 코어유리모재(51)를 바람직한 외부직경으로 늘이고(도 8), 내부클래딩(180)에 대응하는 제 1다공질 유리체를 늘어난 코어유리모재(51)의 외부표면상에 기상합성에 의해 부착함으로써 얻은 제 1합성모재(52)를, 소정온도에서 소정의 농도를 가지는 플루오르원료를 함유하고 있는 분위기내에서, 가열하여(도9), 분위기온도를 높이고 분위기내에 함유되어 있는 플루오르원료의 농도를 변화시킨 후에 제 1합성모재(52)를 유리모양으로 하고(vitrify), 이에 의해 투명한 중간모재(53)를 얻는(도 12) 제 2단계와, 중간모재(53)를 바람직한 외부직경으로 늘이고(도8), 외부클래딩(190)에 대응하는 제 2다공질 유리체를 늘어난 중간모재(53)의 외부표면상에 기상합성에 의해 부착함으로써 얻은 제 2합성모재(54)를, 소정온도에서 소정의 농도를 가지는 플루오르원료를 함유하고 있는 분위기에서, 가열하여(도 9), 분위기온도를 높이고 분위기내에 함유되어 있는 플루오르원료의 농도를 변화시킨 후에 제 2합성모재(54)를 투명하게 만들고(도 12), 이에 의해 투명한 광파이버모재(55)를 얻는 제 3단계(도 11)로, 적어도 구성된, 광파이버(150)를 제조하는 방법을 제공한다.
제 2실시예에서의 광파이버(150)를 제조하는 방법의 제 2 및 제 3단계에서는, 내부 및 외부클래딩(180),(190)에 대응하는 모재영역에 굴절률조정물질로서 첨가된 플루오르원료의 공급량을 조절한다.(상기 설명한 가열 및 유리로하는 공정에서 분위기내의 플루오르농도를 조절한다.) 보다 구체적으로는, 유리물질에 굴절률 조정물질로서 플루오르를 첨가할 때, 유리표면상에는 즉시 흠집 등이 형성된다. 이것을 방지하기 위해, 제 2단계에서는, 제 1합성모재(52)를 가열할 때 분위기내에 함유되어 있는 플루오르원료의 농도를 제 1합성모재(52)를 투명하게 만들때의 분위기내의 것보다 높도록 설정한다. 제 3단계에서도 마찬가지로, 제 2합성모재(54)를 가열할 때 분위기 내에 함유된 플루오르원료의 농도를 제 2합성모재(54)를 투명하게 만들때의 분위기내의 것보다 높도록 설정한다.
내부클래딩(180)에 대응하는 모재영역의 플루오르농도가 내부영역으로부터 주변영역으로 방사상의 방향으로 낮아질 때(모재영역의 굴절률이 방사상의 방향으로 증가한다.), 외부클래딩(190)에 대응하는, 모재영역의 내부영역과의 굴절률차이는 작아지게 된다. 즉, 소정의 모재영역에 첨가될 플루오르의 농도를, 결과로서 생기는 광파이버의 내부클래딩(180)과 외부클래딩(190)사이의 계면에서 플루오르농도가 낮아지도록 조절하는 경우, 모재의 소결시에 모재에서의 기포발생이나 모재자체의 변형을 효과적으로 방지할 수 있다. 외부클래딩(190)에 대응하는 모재에서의 플루오르의 함유량를 방사상의 방향으로 또한 조절할 때, 제조중의 취급에 있어서 가열공정시의 변형 또는 모재의 외부표면이나 결과물로서 생기는 광파이버의 외부표면상의 흠집을 효과적으로 방지할 수 있다.
본 발명에 대해서는 이하 주어지는 상세한 설명과 첨부도면으로부터 더욱 정확히 이해될 것이며, 이것은 단지 예시적인 것이고 본 발명을 한정하는 것으로 간주해서는 안된다.
본 발명의 응용범위 역시 이하의 상세한 설명으로부터 명백히 알 수 있다. 그러나, 본 발명의 취지 및 범위내에서의 여러 가지 변경 및 조정은 상세한 설명으로부터 이 기술분야에 숙련된 자에게는 명백한 것이기 때문에, 본 발명의 바람직한 실시예를 나타내는 상세한 설명과 특정예는 단지 예시적인 것으로만 이해해야 한다.
이하, 도 1내지 도 15를 참조하여 본 발명의 의한 광파이버와 그 제조방법에 대해 설명한다. 도면에서 동일한 참조번호는 동일부분을 가리키며, 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명에 의한 제 1실시예의 광파이버(억압된 클래딩형 분포를 가지는 분산천이 파이버)의 단면구조 및 굴절률분포를 도시한 도이다. 특히, 제 1실시예의 광파이버(1)는 모드전계직경(MFD)이 8.6㎛이상(바람직하게는, 9㎛이상)이고제로분산파장이 1.55㎛의 장파장 또는 단파장쪽으로 천이된 분산천이 파이버이다. 광파이버(1)는 석영유리를 주로 함유하고 있는 단일모드광파이버이다.
도 1에서, 광파이버(1)는 제 1굴절률(n1)을 가지며 외부직경이 (a)인 내부코어(10)와, 내부코어(10)둘레에 배치되고 제 1굴절률(n1)보다 낮은 제 2굴절률(n2)을 가지는 외부코어(20)를 가진다. 외부코어(20)의 외부직경은 25내지 40㎛의 범위로 설정되기 때문에, 외부코어(20)는 큰 단면적을 가진다.
광파이버(1)는 또한, 코어영역(내부 및 외부코어(10),(20)포함)둘레의 클래딩영역으로서, 외부코어(20)의 둘레에 배치되고 제 2굴절률(n2)보다 낮은 제 3굴절률(n3)을 가지며 외부직경이(c)인 내부클래딩(30)과, 내부클래딩(30)의 둘레에 배치되고 제 3굴절률(n3)보다 높고 제 2굴절률(n2)보다 낮은 제 4굴절률(n4)을 가지며 외부직경이(d)인 외부클래딩(40), 즉, 유리영역을 가지며 이에 의해 클래딩영역에 대응하는 부분에 억압된 부분(A)이 있는 억압된 클래딩형 분포를 실현한다.(도 1)
도 1에 도시한 굴절률분포(15)의 가로좌표는 광파이버(1)(억압된 광파이버)의 단면(신호광의 전파방향에 직각인 단면)상의 선(L1)에 대응한다. 이 굴절률분포(15)에서, 영역(101)은 선(L1)상의 내부코어(10)의 굴절률(n1)에 대응하고, 영역(102)은 선(L1)상의 외부코어(20)의 굴절률(n2)에, 영역(103)은 선(L1)상의 내부클래딩(30)의 굴절률(n3)에, 영역(104)은 선(L1)상의 외부클래딩(40)의굴절률(n4)에 대응한다.
제 1실시예에 의한 광파이버(1)의 기본조성은 다음과 같다. 내부코어(10)는 GeO2-SiO2로 이루어져 있고, 외부코어(20)는 SiO2또는 GeO2-SiO2로, 내부클래딩(30)은 F-SiO2로, 외부클래딩(40)은 F-SiO2로 이루어져 있다.
제 1실시예의 광파이버(1)에 있어서는, 적어도 내부코어(10)와 외부코어(20)에는 후에 기술할 염소가 함유되어 있기 때문에, 실제조성물과 순수 석영유리에 대한 유리영역의 상대굴절률차(△)는 다음과 같다.
내부코어 : SiO2+ GeO2+ Cl
△=(α+0.8)% ∼ (α+0.9)%
외부코어 : SiO2+ (GeO2)+ Cl
△ = α%
내부클래딩 : SiO2+ F+ (Cl)
△=(α-0.3)% ∼ (α-0.1)%
외부클래딩 : SiO2+ F+ (Cl)
△=(α-0.15)% ∼ (α-0.05)%
여기서 α는 굴절률의 변화에 대한 염소(Cl)의 기여도를 나타내고, α는 0.1%내지 0.2%이다.(Cl은 굴절률을 증가시키기 위한 도펀트(do pant)로서 알려져 있으며, Cl에 기인한 굴절률의 변화는 Cl농도 1000ppm에 대해 0.01%이다.) 본 명세서에서, 순수 석영유리에 대한 각 유리영역의 상대굴절률차(△)는 다음과 같다.
Figure pat00023
여기서 n0는 기준이 되는 순수 석영유리의 굴절률이고, nt는 각 유리영역의 굴절률이다.
다음은 도 2내지 도 12를 참조하여 제 1실시예의 광파이버(1)를 제조하는 방법에 대하여 설명한다.
이 제조방법에 있어서, 제 1단계에서는, 내부코어(10)와 외부코어(20)를 포함한 장래 코어영역으로서의 다공질 모재(50)를 VAD(Vapor phase Axial Deposition) 또는 OVD(Outside Vapor phase Deposition)등의 기상합성에 의해 형성하고, 제 2단계에서는, 다공질 모재(50)를 소결하여 코어유리모재(51)를 얻는다.
도 2 내지 도 4는 VAD에 의한 제 1 및 제 2단계를 설명하는 도이다. 도 5 내지 도 7은 OVD에 의한 제 1및 제 2단계를 설명하는 도이다.
먼저 도 2 내지 도 4를 참조하여 VAD에 의한 제 1 및 제 2단계에 대해 설명한다.
제 1단계에서는, 도 2에 도시한 수우트(soot)인가장치를 사용하여 다공질 모재(50)를 제조한다. 이 수우트인가장치는 적어도, 배기부(504)가 있는 용기(500)와, 다공질 모재(50)를 유지하는 유지기구(503)를 구비한다. 유지기구(503)에는 회전식 유지봉(502)이 있다. 다공질 모재(50)를 성장시키기 위한 스타팅봉(starting)(501)은 유지봉(502)의 원위의 (distal) 끝에 부착되어 있다.
도 2에 표시한 수우트인가장치에는 또한 내부코어(10)에 대응하는 다공질 유리체(수우트체)를 부착하기 위한 버너(552)와, 외부코어(20)에 대응하는 다공질 유리체(수우트체)를 부착하기 위한 버너(551)가 있다. 가스공급시스템(600)으로부터는 바람직한 소스가스(예를 들면, GeCl4또는 SiCl4), 연소가스(H2와 O2), Ar 또는 He 등의 캐리어가스가 버너(551),(552)에 공급된다.
다공질 모재(50)의 제조시, 가스공급시스템(600)으로부터 공급된 소스가스의 가수분해반응에 의해 버너(551),(552)의 화염속에서 미세한 유리입자가 발생하여 스타팅봉(501)의 원위의 끝부분에 부착된다. 이 공정중에서는, 유지기구(503)가, 화살표(S1)으로 표시한 방향으로 유지봉을 회전시키면서 화살표(S2)로 표시한 방향(다공질 모재(50)의 세로방향)으로 원위의 끝에서 유지봉(502)을 밀어올린다. 이 동작에 의해, 다공질 유리체가 스타팅봉(501)으로부터 아래쪽으로 성장하기 때문에, 세로방향을 따른 중심부는 내부코어(10)에 대응하고 중심부둘레의 주변부는 외부코어(20)에 대응하게 되는 다공질 모재(50)(수우트모재)가 얻어진다.
제 1단계에서 얻은 다공질 모재(50)는 도 3에 도시한 가열용기(700)안에 놓여지고 할로겐가스를 함유하고 있는 분위기내에서 탈수처리된다. 가열용기(700)에는 할로겐가스를 공급하기 위한 도입구(702)와 배기구(701)가 있다. 탈수시에는, 유지기구(503)가 화살표(S3)로 표시한 방향으로 다공질 모재(50)를 회전시키면서 화살표(S4)로 표시한 방향으로 다공질 모재(50)를 이동시킨다.(이러한 동작에 의해, 다공질 모재 전체가 가열된다.)
탈수시 용기내의 온도는 1000℃내지 1300℃이며, 바람직하게는, 1050℃ 내지 1150℃이다. 본 실시예에서는, 도입구(702)로부터 20000ppm(2%)농도의 염소가스를 공급하여 탈수를 행한다. 염소가스의 농도가 10000 내지 50000ppm(1% 내지 5%)일 때 충분한 효과를 얻을 수 있다.
염소가스가 아닌 SiCl4등의 할로겐가스가 탈수가스로 사용되는 때에도 상기 설명과 동일한 효과를 얻을 수 있다. 구체적으로, SiCl4는 염소가스의 성분을 증가시켜 외부코어(20)와 내부클래딩(30)사이의 굴절률차를 증가시키는 데에 사용된다.
제 1단계에서, 버너(551)과 (552)에 공급될 소스가스를, 결과로서 생긴 광파이버의 내부코어(10)의 외부직경(a)에 대한 외부코어(20)의 외부직경(b)의 비율(b/a)이 7.5:15가 되도록 조절한다.
상기 공정에 의해 얻은 다공질 모재(50)는 가열용기(700)내에서 소결된다.(VAD에 의한 제 2단계) 도 4는 도 3에 도시한 가열용기의 주요부만을 도시한 것이다. 도 4에 도시한 바와 같이, 유지기구(503)는 다공질 모재(50)를 화살표(S5)로 표시한 방향으로 회전시키면서 다공질 모재(50)를 화살표(S6)로 표시한 방향으로 이동시킨다. 이러한 동작에 의해, 다공질 모재(50)는 그 원위의 끝으로부터 히터(750)내로 삽입되고, 따라서 투명한 코어유리모재(51)가 얻어진다.
다공질 모재(50)의 제조, 탈수, 소결은 모두 하나의 용기내에서 행해도 좋다.
이하 OVD에 의한 제 1 및 제 2단계에 대하여 도 5내지 도 7을 참조하여 설명한다.
제 1단계에서는, 도 5에 도시한 수우트인가장치를 사용하여 다공질 모재(50)를 제조한다. 이 수우트인가장치의 용기(800)에는 유지봉(502)을 통하여 그 한쪽 끝이 유지기구(503)에 의해 유지되어 있고 다른쪽끝이 보조기구(505)에 의해 유지되어 있는 중심봉(801)이 있다. 수우트인가장치의 용기(800)에는 또한 배기구(802)와 중심봉(801)을 따라 다공질 모재(50)를 성장시키기 위한 버너(850)가 있다.
다공질 모재(50)의 제조시, 가스공급시스템(600)으로부터 공급된 소스가스의 가수분해반응에 의해 버너(850)의 화염속에서 미세한 유리입자가 발생하여 스타팅봉(801)의 외부표면에 부착된다. 이 공정중에는, 유지기구(503)와 보조기구(505)가 화살표(S7)로 표시한 방향으로 중심봉을 회전시키면서 화살표(S8),(S9)로 표시한 방향으로 중심봉(801)을 이동시킨다.(유지기구(503)와 보조기구(505)는 같은속도로 이동한다) 이 동작에 의해, 다공질유리체가 중심봉(801)을 따라 성장한다. 이 공정을 두 번 반복하여 내부코어(10)에 대응하는 다공질유리체와 외부코어(20)에 대응하는 다공질유리체를 형성하기 때문에 세로방향을 따른 중심부가 내부코어(10)가 되고 중심부 둘레의 주변부가 외부코어(20)가 되는 다공질 모재(50)를 얻는다.
제 1단계에서 얻은 다공질 모재(50)로부터 중심봉(801)을 제거한 후, 대신에 다공질 모재(50)에 보조봉(703)을 부착하여, 다공질 모재(50)를 도 6에 도시한 가열용기(700)내로 넣고, 할로겐가스를 포함한 분위기 속에서 탈수처리를 행한다. 가열용기(700)에는 할로겐가스를 공급하기 위한 도입구(702)와 배기구(701)가 있다. 탈수시에는, 유지기구(503)가 화살표(S10)로 표시한 방향으로 다공질 모재(50)를회전시키면서 화살표(S11)로 표시한 방향으로 다공질 모재(50)를 이동시킨다. 이러한 동작에 의해 다공질 모재 전체가 가열된다. 탈수시의 용기내의 온도와 공급될 염소가스의 농도 등의 조건은 상기 설명한 VAD(도 2 내지 도 4)의 조건과 동일하게 해도 좋다.
상기 공정에 의해 얻은 결과로서 생긴 다공질 모재(50)를 가열용기(700)내에서 소결한다.(OVD의 제 2단계) 도 7은 도 6에 도시한 가열용기의 주요부만을 도시한 것이다. 도 6에 도시한 바와 같이, 유지기구(503)는 다공질 모재(50)를 화살표(S12)로 표시한 방향으로 회전시키면서 다공질모재(50)를 화살표(S13)로 표시한 방향으로 이동시킨다. 이러한 동작에 의해, 다공질 모재(50)는 그 원위의 끝으로부터 히터(750)내로 삽입되고, 따라서 투명한 코어유리모재(51)를 얻는다.
다공질 모재(50)의 제조, 탈수, 소결은 모두 하나의 용기내에서 행해도 좋다. OVD에 의해 얻은 코어유리 모재는 중심봉(801)을 제거할 때 형성된 관통구멍을 가진다는 점에서만 VAD에 의해 얻은 것과 다르다.
제 3단계 후의 공정(특히, 기상합성과 관련된 공정)에 대해 VAD에 의거하여 상세히 설명한다. VAD대신 OVD를 이용해도 좋다.
제 3단계에서는, 제 2단계에서 얻은 투명 코어유리모재(51)를 도 8에 도시한 신장장치를 사용하여 바람직한 외부직경이 될 때까지 늘인다. 늘이기 전에, 코어유리모재(51)의 두 끝부분에 단처리를 행하고, 봉(61), (62)를 코어유리모재(51)에 부착하여 조정을 용이하게 한다.
도 8에 도시한 신장장치에 화살표(S14)로 표시한 방향으로 이동가능한 상부척(63)과, 화살표(S15)로 표시한 방향으로 이동가능한 하부척(64)이 있다. 상 · 하부척(63),(64)는 구동모터(65),(66)에 의해 화살표 (S14),(S15)로 표시한 방향으로 각각 이동된다. 봉(61)은 상부척(63)에 의해 유지되고, 봉(62)는 하부척(64)에 의해 유지되어, 단처리가 행해진 코어유리모재(51)를 도 8에 도시한 신장장치에 부착한다.
상부척(63)은 화살표(S14)로 표시한 방향으로 이동하여 히터(68)(예를 들면, 수직저항가열로)내로 코어유리모재(51)를 삽입한다. 한편, 하부척(64)은 화살표(S15)로 표시한 방향으로 이동하여 히터(68)로부터 코어유리모재(51)를 꺼낸다. 히터(68)에 삽입된 코어유리모재(51)는 부분적으로 연화된다. 그러므로, 이 신장장치에서는, 하부척(64)의 이동속도(히터(68)로부터 코어유리모재(51)를 꺼내는 속도)가 상부척(63)(히터(68)내로 코어유리모재(51)를 삽압하는 속도)의 이동속도에 비해 증가되어 코어유리모재(51)의 연화된 부분에 신장응력을 가하고, 이에의해 코어유리모재(51)를 바람직한 외부직경으로 늘인다.
제어유닛(67)은, 외부직경측정장치(69)를 이용하여 가열연화된 부분의 소정의 위치에서 외부직경을 모니터하여 바람직한 완성외부직경을 얻을 수 있도록 구동모터(65), (66)를 제어한다.
제 3단계에서는, 다음, 내부클래딩(30)으로서의 제 1 다공질 유리체가 신장장치에 의해 늘어난 코어유리모재(51)의 외부표면상에 부착되고, 이에 의해 제 1 합성모재(52)를 얻는다. 보다 구체적으로는, 도 9에 도시한 바와 같이, 다공질모재(50)의 제조중에, 가스공급시스템(600)으로부터 공급된 소스가스의 가수분해반응에 의해 버너(900)의 화염속에서 미세한 유리입자가 발생하여 늘어난 코어유리모재(51)의 외부표면상에 부착된다. 이 공정중, 늘어난 코어유리모재(51)는 화살표(S16)으로 표시한 방향으로 회전하면서 화살표(S17)로 표시한 방향으로 이동한다. 이 동작에 의해, 코어유리모재(51)의 외부표면상에 다공질 유리체(수우트체)가 부착되고, 따라서 제 1합성모재(52)가 얻어진다.
제 3단계에서는, 버너(900)에 공급될 소스가스를, 결과로서 생기는 광파이버의 외부코어(20)의 외부직경(b)에 대한 내부클래딩(30)의 외부직경(c)의 비율(c/b)이 1.5 대 2.5(바람직하게는 1.8 대 2.2)가 되도록 조정한다.
제 3단계에 의해 얻은 제 1합성모재(52)를 4단계 전에 할로겐가스를 함유하고 있는 분위기내에서 일시적으로 가열하여 수화(hydration)를 행한다.(도 10) 이 공정시에는, 유지기구(503)가 제 1합성모재(52)를 화살표(S18)로 표시한 방향으로 회전시키면서 제 1합성모재(52)를 화살표(S19),(S20)로 표시한 방향으로 이동시킨다. 이러한 동작에 의해, 제 1합성모재(52)전체가 가열된다. 수화가스로서는, Cl2를 사용한다.(SiCl4를 사용해도 좋다.) 가열용기(700)내로 공급되는 염소가스의 농도는, 상기 설명한 바와 같이, 10000내지 50000ppm이다.(1% 내지 5%, 본 실시예에서는, 20000ppm(2%)) 용기내의 가열온도는 1000℃ 내지 3000℃이며, 바람직하게는, 1050℃ 내지 1150℃이다.
제 4단계에서는, 탈수처리를 받은 제 1합성모재(52)를, 도 11에 도시한 바와같이, 플로오르원료를 함유하는 분위기에서 소결하여 투명한 중간모재(53)를 얻는다. 소결은 상기 설명한 가열용기(700)에서 연속적으로 행한다. 유지기구(503)는 제 1합성모재(52)를 화살표(S21)로 표시한 방향으로 회전시키면서 제 1합성모재(52)를 화살표(S22)로 표시한 방향으로 이동시킨다. 이 동작에 의해, 제 1합성모재(52)가 히터(750)내로 삽입된다.
보다 구체적으로는, 가열용기(700)내로 공급될 플루오르화가스로서는, SF6또는 SiF4를 사용할 수 있다. 본 실시예에서는, 농도가 20000ppm(2%)인 SiF4를 공급한다. 용기내의 온도는 1000℃ 내지 1200℃이다. (바람직하게는, 1050℃ 내지 1150℃이다.) 제 1합성모재(52)를 이 플루오르화가스 분위기에서 가열하고, 이에 의해 코어유리모재(51)의 외부표면상에 형성된 제 1다공질유리체(수우트체)에 플루오르를 주입한다. 그후, 용기내의 온도를 1400℃ 내지 1600℃(바람직하게는, 1450℃ 내지 1550℃)로 높여 제 1합성모재(52)를 소결하고, 이에 의해 중간모재(53)를 얻는다.
플루오르의 함유량은, 공급될 플루오르화가스의 농도를 조절함으로써 조절된다. 그 대신으로, 제 1다공질유리체에 플루오르를 주입하고 소결처리하는 공정시에 플르오르화가스의 농도를 적당히 조절할 때, 플루오르의 함유량을 바람직한 값으로 조절할 수 있다.
다음의 제 5단계에서는, 외부클래딩(40)으로서의 제 2다공질 유리체를 제 4단계에 의해 얻은 중간모재(53)의 외부표면상에 형성하여 제 2합성모재(54)를 얻는다.
제 5단계에서는, 제 4단계에서 얻은 중간모재(53)를, 상기 설명한 제 3단계에서와 같이, 도 8에 도시한 신장장치를 사용하여 바람직한 완성외부직경까지 늘인다. 그 후, 도 9에 도시한 바와 같이, 늘어난 중간모재(53)의 외부표면상에 제 2다공질유리체를 형성한다.(가스공급시스템(600)으로부터 공급된 소스가스의 가수분해반응에 의해 버너(900)의 화염속에서 미세한 유리입자가 발생하여 늘어난 중간모재(53)의 외부표면상에 부착된다.)
제 5단계에서는, 버너(900)에 공급될 소스가스를, 결과로서 생기는 광파이버의 내부클래딩(30)의 외부직경에 대한 외부클래딩(40)의 외부직경의 비율(d/c)이, 결과로서 생기는 광파이버의 외부직경이 125㎛(제 7단계에서의 뽑아내기 후)일 때에 바람직한 값을 가지도록 조절한다.
다음의 제 6단계에서는, 제 5단계에 의해 얻은 제 2합성모재(54)를, 상기 설명한 제 4단계에서와 같이, 플루오르원료를 함유하고 있는 분위기내에서 소결하고, 이에 의해 최종적으로 광파이버모재(55)를 얻는다.(도11)
제 5단계에 의해 얻은 제 2합성모재(54)는 도 10에 도시한 탈수처리를 항상 받을 필요가 없으며, 탈수공정은 적당히 생략해도 좋다.
제 1실시예에서는, 제 1합성모재(52)에 대한 탈수를 염소가스를 사용하여 행하기 때문에, 결과로서 생기는 광파이버(1)의 내부코어(10), 외부코어(20), 내부클래딩(30)에는 항상 염소가 함유되어 있다. 이 경우, 내부클래딩(30)의 염소함유량은 내부 및 외부코어(10),(20)의 염소함유량보다 더 낮게 하는 것이 바람직하다. 염소는 굴절률을 증가시키기 위한 도펀트로서 공지되어 있다. 코어영역(내부 및 외부코어(10),(20)를 포함)내에 염소를 첨가하는 경우, 클래딩영역(내부 및 외부클래딩(30),(40)을 포함)내에 첨가될 플루오르의 함유량을 광파이버의 굴절분포를 변화시키지 않고 감소시킬 수 있다.
상기 설명한 바와 같이, 클래딩영역내의 플루오르의 함유량을 감소시킬 수 있다. 이러한 이유로, 제 6단계에서 플루오르원료를 함유하고 있는 분위기내에서 제 2합성모재를 소결시키는 대신 제 4단계에 의해 얻은 중간모재둘레에 플루오르화가스를 공급할 때(도 11에 도시한 플루오르도핑공정), 소정 농도의 플루오르를 함유하는 제 2다공질 유리체를 부착하여 제 2합성모재를 얻는다.
상기 설명한 유리체의 부착중에 플루오르를 첨가하는 공정에서, 플루오르의 함유량은 다음의 이유로 인하여 제한된다. 처음으로 형성된 미세한 유리입자부착부분(제 2다공질유리체부분)에서의 플루오르 농도는 미세한 유리입자부착의 최종 단계에 의해 형성된 미세한 유리입자부착부분의 농도보다 높다. 이러한 이유로, 제 1합성모재(52)로부터 얻은 광파이버(1)의 세로방향을 따라 방사상의 방향으로의 굴절률분포를 균일하게 만들 수 없다. 이러한 현상은 첨가될 플루오르의 함유량이 증가함에 따라 두드러지게 된다. 이것은, 플로우르를 함유한 유리영역과 순수 석영유리사이의 굴절률차가 0.2%를 초과할 때 플루오르 도핑에 대한 선택적인 공정은 적절하지 않다는 것을 의미한다.
클래딩영역의 플루오르의 함유량을 감소시킬 수 있을 때, 본 발명에서와 같이, 외부클래딩(40)에 대응하는 제 2다공질 유리체에 제 2다공질 유리체의 소결이 아닌 제 2다공질유리체의 형성과 동시에 플루오르를 첨가할 수 있다. 이 경우, 제6단계에서는, 제 5단계에 의해 얻은 제 2합성모재의 소결만을 행한다. 소결시간을 단축할 수 있으므로, 생산성을 크게 향상시킬 수 있다.
상기 공정에 의해 제조된 광파이버모재(55)는, 도 12에 도시한 바와 같이, 광파이버(1)의 내부코어(10)에 대응하는 내부코어유리(100), 외부코어(20)에 대응하는 외부코어유리(200), 내부클래딩(30)에 대응하는 내부클래딩유리(300), 외부클래딩(40)에 대응하는 외부클래딩유리(400)로 구성된다.
제 7단계에서는, 상기구조를 가지는 광파이버모재(55)를, 히터(950)를 사용하여 광파이버모재(55)의 한쪽끝을 가열하면서 뽑아내고, 이에 의해 도 1에 도시한 직경이 125㎛인 광파이버(1)를 얻는다.
상기 설명한 제조방법에 있어서, 결과로서 생기는 광파이버(1)의 외부코어(20)의 외부직경(b)이 제 7단계에서 뽑아낸 후 25㎛이상(바람직하게는, 28㎛이상)이 되도록 각 단계를 조정한다. 외부코어(20)의 외부직경(b)은 유리합성계면(예를 들면, 코어유리모재(51)의 외부표면)이 신호광 전파력의 증가에 따른 영향력이 발생하지 않는 영역으로 접근하는 것을 방지하기 위한 값을 가지도록 설정한다. 다공질유리체가 코어유리모재(51)(유리봉)의 외부표면에 합성되려고 할 때, 유리체를 형성(유리합성)하기 위해 모재의 외부표면을 화염으로 가열하기 때문에, 코어유리모재(51)의 표면층에 즉시 OH기가 침투한다. 그러므로 결과로서 생기는 광파이버(1)에서 OH흡수의 영향력을 완화시키는 것이 중요하다.
본 발명자들은, 외부직경이 25㎛, 30㎛, 33㎛ 인 외부코어(20)를 가지는 광파이버에서 OH흡수의 피크는 각각 0.3dB/km, 0.8dB/km, 1.3dB/km, 임을 실험결과로서 확인하였다. 외부코어(b)의 상한값은, 제로분산파장을 1.55㎛파장대에 설정하기 위한 설계에 따른다. 본 발명자들은, 외부직경(b)이 40㎛이하, 많은 경우에서는, 25내지 35㎛일 때 바람직한 파이버 특성이 얻어지는 것을 확인했다.
다음은 본 발명에 의한 제 2실시예에 대하여 설명한다. 제 1실시예와 동일한 부분은 동일도면을 참조하여 설명한다.
도 13은 본 발명에 의한 제 2실시예의 광파이버(억압된 클래딩형 분포를 가지는 분산천이 파이버)의 단면구조 및 굴절률분포를 도시한 도이다. 특히, 제 2 실시예의 광파이버(1)는 모드전계직경(MFD)이 8.6㎛이상(바람직하게는, 9㎛이상)이고 제로분산파장이 1.55㎛의 장파장 또는 단파장쪽으로 천이된 분산천이 파이버이다. 광파이버(150)는 석영유리를 주로 함유하고 있는 단일모드광파이버이다.
도 13에서, 광파이버(150)는 제 1굴절률(n1)을 가지며 외부직경이 (a)인 내부코어(160)와, 내부코어(160)둘레에 배치되고 제 1굴절률(n1)보다 낮은 제 2굴절률(n2)을 가지며 외부직경이 (b)인 외부코어(170)를 가진다.
광파이버는(150)는 또한, 코어영역(내부 및 외부코어(160),(170)포함)둘레의 클래딩영역으로서, 외부코어(170)의 둘레에 배치되고 제 2굴절률(n2)보다 낮은 제 3굴절률(n3)을 가지며 외부직경이 (c)인 내부클래딩(180)과, 내부클래딩(180)의 둘레에 배치되고 제 3굴절률(n3)보다 높고 제 2굴절률(n2)보다 낮은 제 4굴절률(n4)을 가지며 외부직경이 (d)인 외부클래딩(190), 즉, 유리영역이 있고, 이에 의해 클래딩영역에 대응하는 부분에 억압된 부분(A)이 있는 억압된 클래딩형 분포를 실현한다.(도 13)
특히, 내부 및 외부클래딩(180),(190)의 굴절률은, 도 14에 도시한 바와 같이, 각 클래딩(180),(190)의 내부영역으로부터 외부영역으로 방사상의 방향으로 각각 증가한다. 즉, 제 1 및 제 2클래딩(180),(190)에 함유된 플루오르(굴절률을 감소시키기 위한 도펀트)의 농도가 각 클래딩(180),(190)의 내부영역으로부터 외부영역으로 방사상의 방향으로 감소한다.
도 14에서, fa는 내부클래딩(180)의 내부영역에서의 플루오르 농도이고, fb(〈fa)는 내부클래딩(180)의 주변 영역에서의 플루오르 농도이고, fc는 외부클래딩(190)의 내부영역에서의 플루오르 농도이고, fd(〈fc)는 외부클래딩(190)의 주변영역에서의 플루오르 농도이다.
도 13에 도시한 굴절률분포(250)의 가로좌표는 광파이버(150) (억압된 타입 광파이버)의 단면(신호광의 전파방향에 직각인 단면)상의 선(L2)에 대응한다. 이 굴절분포(250)에서, 영역(151)은 선(L2)상의 내부코어(160)의 굴절률(n1)에 대응하고, 영역(152)는 선(L2)상의 외부코어(170)의 굴절률(n2)에, 영역(153)은 선(L2)상의 내부클래딩(180)의 굴절률(n3)에, 영역(154)는 선(L2)상의 외부클래딩(190)의 굴절률(n4)에 대응한다.
제 2실시예에 의한 광파이버(150)의 기본조성은 다음과 같다. 제 1실시예에서와 같이, 내부코어(160)는 GeO2-SiO2로 이루어져 있고, 외부코어(170)는 SiO2또는 GeO2-SiO2로, 내부클래딩(180)은 F-SiO2로, 외부클래딩(190)은 F-SiO2로 이루어져 있다.
제 2실시예의 광파이버(150)에 있어서는, 적어도 내부코어(160)와 외부코어(170)에는, 제 1실시예에서와 같이, 염소가 함유되어 있기 때문에, 실제조성물과 순수 석영유리에 대한 유리영역의 상대굴절률차(△)는 다음과 같다.
내부코어 : SiO2+ GeO2+ Cl
△=(α+0.8)% ∼ (α+0.9)%
외부코어 : SiO2+ (GeO2)+ Cl
△ = α
내부클래딩 : SiO2+ F+ (Cl)
(내부영역) △=(α-0.3)% ∼ (α-0.1)%
외부클래딩 : SiO2+ F+ (Cl)
(외부영역) △=(α-0.15)% ∼ (α-0.05)%
도 13에 도시한 광파이버(150)에서, 내부 및 외부클래딩(180), (190)의 굴절률은 내부영역에서 외부영역으로 방사상의 방향으로 높아지도록 설계된다.(외부코어(170)와 주변영역사이의 굴절률차는 외부코어(170)와 내부영역사이의 굴절률차보다 작다.) 각 파라미터의 정의는 제 1실시예와 동일하다.
다음은 제 2실시예에 의해 광파이버(150)를 제조하는 방법에 대해 설명한다. 제 2실시예의 제조에 있어서 몇몇단계는 제 1실시예와 동일하며, 제 2실시예의 제조방법 역시 도 2내지 도 12를 참조하여 설명한다.
이 제조방법에 있어서, 제 1단계에서는, 내부코어(160)와 외부코어(170)를 포함한 장래 코어영역으로서의 다공질 모재(50)를 VAD(Vapor phase Axial Deposition)(도 2 내지 도 4) 또는 OVD(Outside Vapor phase Deposition)(도 5내지 도 7)등의 기상합성에 의해 형성하여, 이 다공질 모재(50)를 소결하여 코어유리모재(51)를 얻는다.
제 1단계는 제 1실시예의 제 1 및 제 2단계와 동일하다.
보다 구체적으로는, VAD에서는, 도 2내지 도 4에 도시한 바와같이, 다공질 모재(50)를 제조하여 탈수 및 소결처리해서, 이에 의해 투명한 코어유리모재(51)를 얻는다.
OVD에서는, 도 5내지 도 7에 도시한 바와 같이, 다공질 모재(50)를 제조하여 탈수 및 소결처리해서, 이에 의해 투명한 코어유리모재(51)를 얻는다.
제 2실시예에서는, OVD에 의해 얻은 코어유리모재는, 제 1실시예와 같이, OVD에 의해 얻은 코어유리모재에는 중심봉(801)을 제거할 때 형성된 관통구멍(550)이 있다는 점에서만이 VAD에 의해 얻은 것과 다르다.
제 2실시예에서도 또한, 제 2단계 후의 공정(특히, 기상합성과 관련된 공정)에 대해 VAD에 의거하여 상세히 설명한다. VAD대신 OVD를 이용해도 좋다. 제 2단계에서는, 내부클래딩(180)에 대응하는 모재영역을 제조한다.
제 2단계에서는, 제 1단계(도 2내지 도 4 또는 도 5내지 도 7)에서 얻은 투명한 코어유리모재(51)를 도 8에 도시한 신장장치를 사용하여 바람직한 외부직경(완성 외부직경)으로 늘인다.
제 2단계에서는, 다음, 내부클래딩(180)으로서의 제 1다공질유리체를 신장장치에 의해 늘어난 코어유리모재(51)의 외부표면상에 부착하고, 이에 의해, 도 9에 도시한 바와 같이, 제 1합성모재(52)를 얻는다.
상기 공정에 의해 얻은 제 1합성모재(52)를 할로겐가스를 포함한 분위기내에서 일시적으로 가열하여 수화를 행한다(도 10). 특히, 다공질유리체가 코어유리 모재(51)(유리봉)의 외부표면에 합성되려고 할 때, 유리체를 형성(유리합성)하기 위해 모재의 외부표면을 화염으로 가열하기 때문에, 코어유리모재(51)의 표면층으로 즉시 OH기가 침투한다. 그러므로 결과로서 생기는 광파이버(150)에서 OH의 영향력을 완화시키기 위해 탈수를 행하는 것이 중요하다. 탈수의 조건은 제 1실시예와 동일하다.
이 단계에서는, 탈수처리를 받는 제 1합성모재(52)를, 도 11에 도시한 바와 같이, 플루오르원료를 함유하는 분위기내에서 투명하게 만들어(소결하여) 투명한 중간모재(53)를 얻는다. 모재를 투명하게 만드는 이 공정은 가열용기(700)내에서 연속적으로 행한다. 유지기구(503)는 제 1합성모재(52)를 화살표(S21)로 표시한 방향으로 회전시키면서 화살표(S22)로 표시한 방향으로 제 1합성모재(52)를 이동시킨다. 이 동작에 의해, 제 1합성모재(52)가 히터(750)내로 삽입된다. 조건은 제 1실시예와 동일하다.
도 15에 도시한 바와 같이, 가열공정과 모재를 투명하게 만드는 공정사이에서 플루오르원료의 공급량을 변화시킴으로써 플루오르의 함유량을 조절한다. 도 15에 있어서, Fh는 가열공정시의 플루오르원료공급량을 나타내고, Fs(〈Fh)는 모재를 투명하게 만드는 공정시의 플루오르원료공급량을 나타낸다. 가열공정에서 제 1합성모재(52)에 함유된 플루오르가 모재를 투명하게 만드는 공정시의 분위기내로 점차 확산되기 때문에, 내부클래딩(180)에 대응하는 모재유리영역에서의 플루오르농도는 내부영역에서 주변영역으로 방사상의 방향으로 낮아진다.(유리영역의 굴절률은 방사상의 방향으로 증가한다.)
다음의 제 3단계에서는, 제 2단계에 의해 얻은 중간모재(53)의 외부표면상에 외부클래딩(190)으로서의 제 2다공질유리체를 형성하여(제 2합성모재(54)의 제조), 제 2합성모재(54)를 소결해서 광파이버모재(55)를 얻는다.
제 3단계에서는, 얻어진 중간모재(53)를, 상기 설명한 제 2단계에서와 같이, 도 8에 도시한 신장장치를 사용하여 바람직한 완성외부직경으로 늘인다. 그후, 도 9에 도시한 바와 같이, 늘어난 중간모재(53)의 외부표면상에 제 2다공질유리체를 형성하여(가스공급시스템(600)으로부터 공급된 소스가스의 가수분해 반응에 의해 버너(900)의 화염속에서 미세한 유리입자가 발생하여 늘어난 중간모재(53)의 외부표면상에 부착된다), 이에 의해 제 2합성모재(54)를 얻는다.
이 단계에서도 또한, 얻어진 제 2합성모재(54)를, 상기 설명한 제 2단계에서와 같이, 플루오르원료를 함유한 분위기내에서 소결하여, 이에 의해 최종적으로 광파이버모재(55)를 얻는다.(도 10 및 도 11) 특히, 이 3단계에서도 또한, 도 15에도시한 바와 같이, 가열공정과 모재를 투명하게 만드는 공정사이에서 플루오르원료의 공급량을 변화시킴으로써 플루오르의 함유량을 조절한다. 그후, 내부클래딩(180)에 대응하는 모재유리영역에서의 플루오르농도는 내부영역에서 주변영역으로 방사상의 방향으로 낮아진다.(유리영역의 굴절률은 방사상의 방향으로 증가한다.)
상기 공정에 의해 제조된 광파이버모재(55)는, 도 12에 도시한 바와 같이, 광파이버(150)의 내부코어(160)에 대응하는 내부코어유리(100), 외부코어(170)에 대응하는 외부코어유리(200), 내부클래딩(180)에 대응하는 내부클래딩유리(300), 외부클래딩(190)에 대응하는 외부클래딩유리(400)로 구성된다.
제 2실시예에서도 또한, 최종단계(도 12)에서는, 상기 구조를 가지는 광파이버모재(55)를, 히터(950)를 사용하여 광파이버모재(55)의 한쪽끝을 가열하면서 뽑아내고, 이에 의해 도 1에 도시한 직경이 125㎛인 광파이버(150)를 얻는다.
다음은 제 1 및 제 2실시예에서 얻은 광파이버의 특성에 대하여 설명한다.
조성
제 1 및 제 2실시예의 조성은 다음과 같다.
내부클래딩 : SiO2+ GeO2+ Cl
외부코어 : SiO2+ Cl
내부클래딩 : SiO2+ F+ Cl
외부클래딩 : SiO2+ F
굴절률분포
제 1실시예의 굴절률분포는 다음과 같이 설계된다.
△na= (n1-n2)/n2: 0.85%
△nb= (n3-n2)/n2: -0.25%
△nc= (n4-n2)/n2: -0.1%
여기서 △na는 내부코어(10)와 외부코어(20)사이의 상대굴절률 차이고, △nb는 내부 클래딩(30)과 외부코어(20)사이의 상대굴절률차이고, △nc는 외부클래딩(40)과 외부코어(20)사이의 상대굴절률차이다.
제 2실시예의 굴절률분포는 다음과 같이 설계된다.
△na= (n1-n2)/n2: 0.85%
△nb1= (n3a-n2)/n2: -0.25%
(△nb2= (n3b-n2)/n2: -0.2%)
△nc1= (n4a-n2)/n2: -0.1%
(△nc2= (n4b-n2)/n2: -0.07%)
여기서 △na는 내부코어(160)와 외부코어(170)사이의 상대굴절률차이고, △nb1는 내부클래딩(180)(내부영역)과 외부코어(170)사이의 상대굴절률차이고, △nb2는 내부클래딩(180)(주변영역)과 외부코어(170)사이의 상대굴절률차이고, △nc1는 외부클래딩(190)(내부영역)과 외부코어(170)사이의 상대굴절률차이고, △nc2는 외부클래딩(190)(주변영역)과 외부코어(170)사이의 상대굴절률차이다.
크기
제 1 및 제 2실시예의 크기는 다음과 같다.
내부코어의 외부직경(a)에 대한 외부코어의 외부직경(b)의 비(b/a): 10
외부코어의 외부직경(b)에 대한 내부클래딩의 외부직경(c)의 비(c/b): 2
내부클래딩의 외부직경(c)에 대한 외부클래딩의 외부직경(d)의 비(d/c): 2.1
여기서 b/a는 내부코어의 외부직경(a)에 대한 외부코어의 외부직경(b)의 비이고, c/d는 외부코어의 외부직경(b)에 대한 내부클래딩의 외부직경(c)의 비이고, d/c는 내부클래딩의 외부직경(c)에 대한 외부클래딩의 외부직경(d)의 비이다. 외부코어(20)의 외부직경이 이번에는 29㎛이다.
양 실시예에 있어서, 결과로서 생기는 광파이버의 MFD는 9.8㎛이었고, 기준길이 2mm에서의 차단파장은 1.68㎛이었고 제로분산파장은 1.58㎛이었다.
1.55㎛파장대의 광파이버용으로 선택된 분산천이 파이버에 대하여, 2mm의 기준 길이용의 신호광파장보다 짧은, 1.55㎛이하의 차단파장이 통상 선택된다.
차단파장의 일반적인 평가에 대한 기준길이가 2mm 정도로 짧을 때, 전송광의 기본모드뿐만 아니라 고차모드 또한 분산천이파이버를 통해 전파한다. 본 발명에서는 차단파장이 신호광파장(1.55㎛)보다 길다. 그러나, 고차모드는 분산천이파이버에서의 전파중에는 기본모드에 비해 고비율로 감쇠하기 때문에, 전파길이가 수km에 달하는 경우 고차모드는 기본모드에 비해 충분히 작아지게 된다. 그러므로, 전파거리가 해저통신케이블처럼, 수백 내지 수천km정도로 긴 경우, 고차모드라면 어떠한 문제도 없다.
제 1 및 제 2실시예의 제조방법에 있어서, 다공질 유리체(제 1 다공질 유리체)를 코어유리모재(51)의 외부표면상에 직접 형성한다. 본 발명자들은, OH 흡수의 영향력을 나타내는, 1.38㎛광에 대한 흡수피크의 크기 △α1.38가 0.8dB/km 정도로 상대적으로 작아, 신호광파장대에 대한 그 영향력이 작다는 것을 각 실시예의 광파이버에 대하여 확인하였다.
본 발명자들은 또한, 제 1 및 제 2실시예의 제조방법에 의해 얻은 양쪽의 광파이버는 1.55㎛광에 대해 0.22dB/km의 만족스러운 전송손실을 가지는 것을 확인하였다.
상기 설명한 바와 같이, 제 1실시예의 광파이버(1)는 외부코어의 외부직경이 25 내지 40㎛정도로 큰 억압된 클래딩형분포를 가지는 분산천이파이버이기 때문에, 더 큰 MFD를 실현할 수 있다.
외부코어의 외부직경을 크게 설정하는 경우, 모재를 제조하기 위해(특히, 제 1 및 제 2다공질 유리체를 제조하기 위해) VAD 또는 OVD등의 기상합성을 반복적으로 사용할 수 있다.
제 2실시예에 의하면, 제 1실시예의 효과 이외에도 다음의 효과를 얻을 수 있다. 장래 내부 및 외부클래딩으로서의 모재영역을 제조하는 공정에서, 제 1 또는 제 2합성모재를 가열할 때(다공질 유리체에 플루오르를 주입하는 공정)의 분위기내에 함유된 플루오르원료의 농도를 제 1 또는 제 2합성모재를 투명하게 만들때의 분위기내의 것보다 높도록 설정한다. 플루오르 농도가 결과로서 생기는 광파이버의 내부 및 외부 클래딩 각각의 유리영역에서의 내부영역에서 주변영역으로 방사상의 방향으로 낮아지는 때(굴절률이 증가한다.), 모재에서의 기포형서이나 모재자체의 변형을 방지 할 수 있다. 게다가, 가열공정시의 변형 또는 제조중에 모재표면상이나, 결과로서 생기는 광파이버 표면상의 흠집을 효과적으로 방지할 수 있다.
지금까지 설명한 발명으로부터, 발명을 여러방식으로 변경시켜도 되는 것은 명백하다. 그러나 이러한 변경은 본 발명의 취지 및 범위로부터 일탈하지 않는 것으로 간주되어야 하며, 이 기술분야에서의 당업자에게는 명백한 이러한 모든 변형은 다음의 청구범위내에 포함된다.

Claims (20)

  1. 소정의 굴절률을 가지는 제 1코어와,
    상기 제 1코어의 외부주변 둘레에 배치되고 상기 제 1코어의 굴절률보다 낮은 굴절률과 25 내지 40㎛의 외부직경을 가지는 제 2코어와,
    상기 제 2코어의 외부주변 둘레에 배치되고 상기 제 2코어의 굴절률보다 낮은 굴절률을 가지는 제 1클래딩과,
    상기 제 1클래딩의 외부주변 둘레에 배치되고, 상기 제 1클래딩의 굴절률보다 높고 상기 제 2코어의 굴절률보다 낮은 굴절률을 가지는 제 2클래딩
    으로 구성되는 것을 특징으로 하는 석영유리를 주로 함유하는 광파이버
  2. 제 1항에 있어서, 상기 제 1코어는 적어도 이산화게르마늄을 함유하고 있는 유리 영역으로 이루어지고,
    상기 제 2코어는 이산화게르마늄이 의도적으로 첨가되지 않은 유리영역으로 이루어지고,
    상기 제 1클래딩은 적어도 플루오르를 함유하고 있는 유리영역으로 이루어지고,
    상기 제 2클래딩은 플루오르를 함유하고 있는 유리영역으로 이루어지는
    것을 특징으로 하는 석영유리를 주로 함유하는 광파이버
  3. 제 1항에 있어서, 상기 제 1코어, 상기 제 2코어, 상기 제 1클래딩은 염소를 함유하는 것을 특징으로 하는 석영유리를 주로 함유하는 광파이버
  4. 제 3항에 있어서, 상기 제 2클래딩은 염소를 함유하는 것을 특징으로 하는 석영유리를 주로 함유하는 광파이버
  5. 제 3항에 있어서, 상기 제 1클래딩에서의 염소함유량은 상기 제 1 및 제 2코어에서의 염소함유량보다 낮은 것을 특징으로 하는 석영유리를 주로 함유하는 광파이버
  6. 제 1항에 있어서, 상기 제 1클래딩의 굴절률은 제 1클래딩의 내부쪽에서 제 1클래딩의 주변쪽을 향해 방사상의 방향으로 증가하고,
    상기 제 2클래딩의 굴절률은 제 2클래딩의 내부쪽에서 제 1클래딩의 주변쪽을 향해 방사상의 방향으로 증가하는
    것을 특징으로 하는 석영유리를 주로 함유하는 광파이버
  7. 제 6항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2클래딩은 굴절률을 조정하기 위한 도펀트로서 플루오르를 함유하는 것을 특징으로 하는 석영유리를 주로 함유하는 광파이버
  8. 제 7항에 있어서, 상기 제 1코어는 적어도 이산화게르마늄을 함유하고 있는 유리영역으로 이루어지고,
    상기 제 2코어는 이산화게르마늄이 의도적으로 첨가되지 않은 유리영역으로 이루어지는
    것을 특징으로 하는 석영유리를 주로 함유하는 광파이버
  9. 세로방향을 따르는 중심부가 상기 제 1코어에 대응하고 상기 중심부둘레의 주변부가 상기 제 2코어에 대응하는 다공질 모재를, 기상합성에 의해, 형성하는 제 1단계와,
    상기 다공질 모재를, 소결하여 코어유리모재를 얻는 제 2단계와,
    상기 코어모재를 바람직한 외부직경으로 늘이고 상기 제 1클래딩에 대응하는 제 1다공질 유리체를 기상합성에 의해 상기 늘어난 코어유리모재의 외부표면상에 부착하여 제 1합성모재를 얻는 제 3단계와,
    상기 제 1 합성모재를 플루오르원료를 함유하고 있는 분위기내에서 소결하여 중간모재를 얻는 제 4단계와,
    상기 중간모재를 바람직한 외부직경으로 늘이고 상기 제 2클래딩에 대응하는 제 2다공질 유리체를 기상합성에 의해 상기 늘어난 중간모재의 외부표면상에 부착하여 제 2합성모재를 얻는 제 5단계와,
    상기 제 2합성모재를 소결하여 광파이버모재를 얻는 제 6단계와,
    상기 광파이버모재의 한쪽끝을 가열하면서 상기 광파이버모재를 뽑아내는 제7단계
    로 구성되는 것을 특징으로 하는, 청구항 1기재의 광파이버를 제조하는 방법
  10. 제 9항에 있어서, 제 7단계에서는, 결과로서 생긴 광파이버의 상기 제 2코어의 외부직경이 25 내지 40㎛범위내에 오도록 상기 광파이버모재를 뽑아내는 것을 특징으로 하는 광파이버를 제조하는 방법
  11. 제 9항에 있어서, 제 1과 제 2단계사이에 제공되고, 제 1단계에서 얻은, 상기 다공질 모재를 할로겐가스를 함유하고 있는 분위기내에서 가열하는 제 1가열공정과,
    제 3과 제 4단계사이에 제공되고, 제 3단계에서 얻은, 상기 제 1합성모재를 할로겐가스를 함유하고 있는 분위기내에서 가열하는 제 2가열공정
    을 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 광파이버를 제조하는 방법
  12. 제 11항에 있어서, 할로겐가스는 SiCl4를 함유하는 것을 특징으로 하는 광파이버를 제조하는 방법
  13. 제 11항에 있어서, 제 5와 제 6단계사이에 제공되고, 제 5단계에서 얻은, 상기 제 2합성모재를 할로겐가스를 함유하고 있는 분위기내에서 가열하는 제 3가열공정
    을 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 광파이버를 제조하는 방법
  14. 제 9항에 있어서, 제 6단계에서는, 상기 제 2합성모재를 플루오르원료를 함유하고 있는 분위기내에서 소결하는 것을 특징으로 하는 광파이버를 제조하는 방법
  15. 제 9항에 있어서, 제 5단계에서는, 상기 제 2다공질 유리체를 상기 중간모재의 상기 외부표면상에 플루오르화가스를 공급하면서 부착하는 것을 것을 특징으로 하는 광파이버를 제조하는 방법
  16. 소정의 굴절률을 가지는 제 1코어와,
    상기 제 1코어의 외부주변 둘레에 배치되고, 상기 제 1코어의 굴절률보다 낮은 굴절률을 가지는 제 2코어와,
    상기 제 2코어의 외부주변 둘레에 배치되고 상기 제 2코어의 굴절률보다 낮고, 내부쪽에서 주변쪽을 향해 방사상의 방향으로 증가하는 굴절률을 가지는 제 1클래딩과,
    상기 제 1클래딩의 외부주변 둘레에 배치되고 상기 제 1클래딩의 굴절률보다 높고, 내부쪽에서 주변쪽을 향해 방사상의 방향으로 증가하는 굴절률을 가지는 제 2클래딩
    으로 구성되는 것을 특징으로 하는 석영유리를 주로 함유하는 광파이버
  17. 제 16항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2클래딩은 굴절률을 조정하기 위한 도펀트로서 적어도 플루오르를 함유하는 것을 특징으로 하는 석영유리를 주로 함유하는 광파이버.
  18. 제 17항에 있어서, 상기 제 1코어는 적어도 이산화게르마늄을 함유하고 있는 유리 영 역으로 이루어지고,
    상기 제 2코어는 이산화게르마늄이 의도적으로 첨가되지 않은 유리영역으로 이루어지는
    것을 특징으로 하는 석영유리를 주로 함유하는 광파이버
  19. 세로방향을 따르는 중심부는 상기 제 1코어에 대응하고 상기 중심부둘레의 주변부는 상기 제 2코어에 대응하는 다공질 모재를, 기상합성에 의해, 형성하고, 상기 다공질 모재를, 소결하여 코어유리모재를 얻는 제 1단계와, 상기 코어유리모재를 바람직한 외부직경으로 늘이고 상기 제 1클래딩에 대응하는 제 1다공질 유리체를 기상합성에 의해 상기 늘어난 코어유리모재의 외부표면상에 부착함으로써 얻은 제 1합성모재를, 소정의 온도에서 소정농도의 플루오르원료를 함유하고 있는 분위기내에서, 가열하고, 분위기 온도를 높이고 분위기내에 함유되어 있는 플루오르원료의 농도를 변화시킨 후에 상기 제 1 합성모재를 투명하게 만들고, 이에 의해 중간모재를 얻는 제 2단계와,
    상기 중간모재를 소정의 외부직경으로 늘이고, 상기 제 2클래딩에 대응하는 제 2다공질유리체를 기상합성에 의해 상기 늘어난 중간모재의 외부표면상에 부착함으로써 얻은 제 2합성모재를, 소정의 온도에서 소정농도의 플루오르원료를 함유하고 있는 분위기내에서, 가열하고, 분위기온도를 높이고 분위기내에 함유되어 있는 플루오르원료의 농도를 변화시킨 후에 상기 제 2합성모재를 투명하게 만들고, 이에 의해 광파이버모재를 얻는 제 3단계
    로 구성되는 것을 특징으로 하는 청구항 16기재의 광파이버를 제조하는 방법.
  20. 제 19항에 있어서, 제 2단계에서는, 상기 제 1합성모재를 가열할 때의 분위기내의 플루오르원료의 농도를 상기 제 1합성모재를 투명하게 만들때의 분위기내의 플루오르원료의 농도보다 높도록 설정하고,
    제 3단계에서는, 상기 제 2합성모재를 가열할 때의 플루오르원료의 농도를 상기 제 2합성모재를 투명하게 만들때의 플루오르원료의 농도보다 높도록 설정하는
    것을 특징으로 하는 광파이버를 제조하는 방법
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