KR20130032301A - 기계적인 강도가 증가된 광 섬유 - Google Patents

기계적인 강도가 증가된 광 섬유 Download PDF

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앤드류 브이. 피리포브
피터 제이. 론코
로저 에이. 로세
푸쉬카 탄돈
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Abstract

기계적인 강도가 증가된 광 섬유가 제공된다. 광 섬유는 적어도 100 MPa의 압축 응력을 가진 오버 클래딩 층을 포함한다.

Description

기계적인 강도가 증가된 광 섬유{OPTICAL FIBER WITH INCREASED MECHANICAL STRENGTH}
본 발명은 일반적으로 광 섬유로서, 특히 기계적인 강도가 개선된 광 섬유에 관한 것이다.
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은, 참조로서 전반적인 내용에 의존하고 본원에 병합되는 "Optical Fiber with Increased Mechanical Strength"이라는 명칭을 가지고, 2010년 2월 26일에 출원된 미국 가출원 특허 제61/308,583호의 이익을 주장하고 상기 특허를 기초로 하는 우선권 주장 출원이다.
광 섬유가 케이블로 엮어지게 되는 방식에 영향을 미치고, 케이블 그 자체의 속성에 영향을 미치기 때문에 광 섬유의 기계적인 속성이 매우 중요하다. 특히 중요한 기계적인 속성은 기계적인 강도이다.
광 섬유를 만들기 위해 통상적으로 사용되는, 기본적으로 순수 실리카 또는 다소 도핑된 실리카를 포함하는 글라스 물질의 기계적인 강도는 글라스를 만드는데 사용되는 구성요소 또는 성분의 적어도 기능 일부이다. 게다가, 글라스 물질의 기계적인 강도는 글라스를 만드는데 사용되는 조건을 처리함으로써 영향을 받을 수 있다. 예를 들면, 평면 글라스 제품에서, 글라스의 강도는, 글라스의 외면이 압축 응력(compressive stress)의 상태에 있도록 공정되는 경우에 현저하게 증가한다.
본 발명의 목적은 기계적인 강도가 개선된 광 섬유를 제공하는 것에 있다.
본원의 일 실시예는, 코어, 상기 코어를 둘러싼 내부 클래딩 층(inner cladding layer), 및 상기 내부 클래딩 층을 둘러싼 오버 클래딩 층을 포함한 광 섬유에 관한 것이다. 오버 클래딩 층은 적어도 100 MPa의 압축 응력을 가진다.
본원의 추가적인 실시예는 코어 및 상기 코어를 둘러싼 오버 클래딩 층을 포함한 광 섬유에 관한 것이다. 오버 클래딩 층은 적어도 100 MPa의 압축 응력(compressive stress)을 가진다.
본원의 또 다른 실시예는 광 섬유를 만드는 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 광 섬유 모재로부터 광 섬유를 인발하는 단계를 포함하고, 상기 광 섬유는 코어, 상기 코어를 둘러싼 내부 클래딩 층, 및 상기 내부 클래딩 층을 둘러싼 오버 클래딩 층을 포함한다. 상기 오버 클래딩 층은 최종 광 섬유에서 적어도 100 MPa의 압축 응력을 가진다.
추가적인 특징 및 이점은 다음의 상세한 설명에서 기술될 것이고, 다음의 상세한 설명, 청구항 및 첨부된 도면을 포함한 본원에 개시된 바와 같이, 이와 같은 설명은 기술 분야의 통상의 기술자에게 있어 부분적으로 손쉽게 명확해질 수 있거나, 기술 분야의 통상의 기술자라면 실시예를 시행함으로써 인식될 것이다.
이해되어야 하는 바와 같이, 상술된 설명은 및 다음의 상세한 설명은 단지 예시적이며, 청구항의 특성 및 특징의 이해를 위한 개요 또는 체계를 제공하기 위한 것이다.
첨부된 도면은 추가적인 이해를 제공하기 위해 포함되고, 본 발명의 일부에 병합되고 본 발명의 일부를 구성한다. 도면은 하나 이상의 실시예(들)을 도시하되, 다양한 실시예의 원리 및 동작을 나타내는 기능을 하는 설명과 함께 도시한다.
도 1은 광 도파관 섬유의 개략적인 실시예를 도시하고;
도 2는 광 도파관 섬유의 개략적인 또 다른 실시예를 도시하며; 그리고
도 3은 도 2에 도시된 실시예에 대응하는 광 섬유에 대한 반경 위치의 함수로서 응력을 도시한다.
기계적인 강도가 증가된 광 섬유 및 광 섬유 제조 방법은 본원에서 개시된다. 광 섬유는 적어도 100 MPa의 압축 응력을 가진 오버 클래딩 층을 포함한다. 오버 클래딩 층이 적어도 100 MPa의 압축 응력을 가지는 것을 시작으로 하여, 의미하는 바와 같이, 오버 클래딩 층은 압축 상태로 되어 있고, 이때 압축 응력의 크기 또는 절대 값은 적어도 100MPa이다. 압축 응력 값은, 전체 내용이 참조로서 본원에서 병합된 "Analysis of Residual Stress in Optical Fiber", Part of the SPIE Conference on Optical Fiber Reliability and Testing, Boston, Massachusetts, September 1999, SPIE Vol. 3848, pp. 34-43에 기술된 섬유 응력 측정 기법을 사용하여 판별될 수 있다. 글라스 층 또는 영역의 연화점(softening point)은 온도 또는 영역의 글라스의 점성이 107.6 포아즈(poise)(즉, 3.981x107 포아즈)와 같아지는 온도로 정의된다. 연화점 근방의 온도에서 글라스의 점성 및 글라스의 연화점은 ASTM C338-93 (2008) "Standard Test Method for Softening Point of Glass"를 사용하여 판별될 수 있다.
도 1은 본원에서 기술된 바와 같이 광 섬유의 예시적인 실시예를 개략적으로 도시한다. 광 섬유(10)는 코어 영역(12), 코어(12)를 둘러싼 내부 클래딩 층(14) 및 내부 클래딩 층(14)을 둘러싼 오버 클래딩 층(16)을 포함하며, 오버 클래딩 층(16)은 적어도 100 MPa, 예를 들면 적어도 150 MPa, 그리고 나아가 예를 들면 적어도 200 MPa의 압축 응력을 가진다. 광 섬유는 하나 이상의 코팅 층들(미도시), 예를 들면 중합체 물질(polymeric material)을 포함한 코팅물로 코팅될 수도 있다.
도 2는 본원에서 기술된 바와 같이, 광 섬유의 예시적인 또 다른 실시예를 개략적으로 도시한다. 광 섬유(10')는 코어 영역(12') 및 코어 영역(12')을 둘러싼 오버 클래딩 층(16')을 포함하고, 오버 클래딩 층(16')은 적어도 100 MPa, 예를 들면, 적어도 150 MPa, 그리고 나아가 예를 들면 적어도 200 MPa의 압축 응력을 가진다. 광 섬유는 하나 이상의 코팅 층들(미도시), 예를 들면 중합체 물질을 포함한 코팅물로 코팅될 수도 있다.
압축 응력이 적어도 100 MPa로 된 오버 클래딩 층을 가진 광 섬유는 본원에서 개시된 방법을 사용하여 제조될 수 있고, 오버 클래딩 층의 점성 및 반경 두께는 특정 범위 내에 있도록 제어된다. 게다가, 오버 클래딩 층의 압축 응력은 인장력에 영향을 받을 수도 있고, 이때 상기 인장력 하에서 섬유가 인발된다. 상기와 같은 섬유는 응력-광 효과(stress-optic effect)의 결과로서 섬유 굴절률 프로파일의 실질적으로 부정적인 영향 없이 기계적인 강도 특징을 증가시킬 수 있다.
응력-광 효과는 조성물 단독으로부터 예측되는 값으로부터 섬유의 굴절률을 변화시키는 섬유의 응력의 결과로서 발생되는 효과이다. 예를 들면, 인발될 시에 유도된 응력의 결과로서, 글라스에서 원자 거리, 및 원자의 전자 껍질은 영향을 받을 수 있다. 이는 원주좌표계에서 다음과 같이 주어진 글라스의 굴절률의 변화를 일으킨다:
Figure pct00001
여기서 n은 응력을 받지 않은 글라스의 굴절률이고, nr, nθ 및 nz는 반경, 방위각 및 축 방향 각각에서의 유효 굴절률이며, B1 및 B2는 응력-광 계수이다. 이와 대응되게, 오버 클래딩 층 물질 및 오버 클래딩 층 두께, 이뿐 아니라 인발 인장력(draw tension)은 응력-광 효과의 결과로서 코어의 굴절률의 변화가 코어의 파장 능력에 영향을 주기에 충분히 크지 않도록 선택된다.
바로 둘러싼 층 또는 영역에 대해 오버 클래딩 층의 점성을 변형시킴으로써, 섬유가 인장력 하에 인발될 시에 섬유의 서로 다른 층들은 서로 다른 하중을 지지하여, 오버 클래딩 층은 섬유가 인발될 시에 섬유의 냉각 동안 압축 응력을 가질 수 있다. 오버 클래딩 층의 점성은 예를 들면, 하나 이상의 도펀트로 오버 클래딩 층을 도핑함으로써 변형될 수 있다. 상기와 같은 도펀트는 레이다운 스테이지(laydown stage) 동안, 예를 들면, OVD(outside vapor deposition) 공정 동안, 또는 압밀 스테이지 동안 오버 클래딩 층에 첨가될 수 있다. 레이다운 스테이지 동안 바람직하게 첨가될 수 있는 도펀트의 예는 게르마니아, 붕소, 인, 티타니아(titania), 알루미나(alumina), 인 및 알칼리 금속, 예를 들면, 소듐 및 포타슘을 포함한다. 압밀 스테이지 동안에 바람직하게 첨가될 수 있는 도펀트의 예는 플루오르 및 염소를 포함한다.
오버 클래딩 층에서의 도펀트 또는 도펀트들의 양은 바로 둘러싼 층 또는 영역의 점성에 대해 미리 설정된 범위 내에서 오버 클래딩 층의 점성을 변화시키는데 충분하여야 하는 것이 바람직하며, 오버 클래딩 층의 점성은 적어도 미리 설정된 온도 범위 상에서, 바로 둘러싼 층 또는 영역의 점성보다 낮다. 바람직하게, 온도 범위는 광 섬유가 광 섬유 모재(preform)로부터 인발되면서 통과하는 온도 범위일 수 있고, 예를 들면, 오버 클래딩 층에 의해 둘러싸인 층 또는 영역의 연화점인 ±100℃, 나아가 예를 들면, 오버 클래딩 층에 의해 둘러싸인 층 또는 영역의 연화점인 ±200℃, 그리고 더 나아가 오버 클래딩 층에 의해 둘러싸인 층 또는 영역의 연화점인 ±400℃일 수 있다. 바람직한 온도 범위의 예는 약 1200℃ 내지 약 2000℃, 예를 들면 약 1400℃ 내지 약 1800℃를 포함한다. 바람직하게, 미리 설정된 온도 범위에서 광 섬유의 온도에서, 바로 둘러싼 층 또는 영역의 점성에 대한 오버 클래딩 층의 점성의 비는 약 0.1 내지 약 0.9, 더 바람직하게는 약 0.1 내지 약 0.5, 예를 들면 약 0.1 내지 약 0.2, 그리고 더 예를 들면 약 0.2 내지 약 0.5이다.
예를 들면, 도 1에 도시된 실시예에서, 내부 클래딩 층의 연화점의 범위인 ±200℃에서의 광 섬유의 온도에서 내부 클래딩 층의 점성에 대한 오버 클래딩 층의 점성의 비는 바람직하게는 약 0.1 내지 약 0.9, 보다 바람직하게는 약 0.1 내지 약 0.5, 예를 들면, 약 0.1 내지 약 0.2, 그리고 나아가 예를 들면 약 0.2 내지 약 0.5이다. 특히 바람직한 실시예에서, 특히 바람직한 실시예에서, 약 1400℃ 내지 약 1800℃의 범위에서의 광 섬유의 온도에서 내부 클래딩 층의 점성에 대한 오버 클래딩 층의 점성의 비는 약 0.1 내지 약 0.9, 보다 바람직하게는 약 0.1 내지 약 0.5, 예를 들면, 약 0.1 내지 약 0.2, 그리고 나아가 예를 들면 약 0.2 내지 약 0.5이다.
예를 들면, 도 1에 도시된 실시예에서, 오버 클래딩 층의 연화점과 내부 클래딩 층의 연화점 차는 바람직하게 40 ℃보다 크고, 예를 들면 60℃보다 크고, 나아가 예를 들면, 80℃보다 크고, 여전히 나아가 예를 들면 100℃보다 크고, 그리고 더 나아가 예를 들면 120℃보다 크다. 예를 들면, 바람직한 실시예들에서, 오버 클래딩 층의 연화점과 내부 클래딩 층의 연화점 차는 40℃ 내지 150℃, 예를 들면, 60℃ 내지 150℃, 그리고 나아가 80℃ 내지 150℃이며, 나아가 예를 들면 100℃ 내지 150℃이며 오버 클래딩 층의 연화점은 내부 클래딩 층의 연화점보다 낮다.
도 2에 도시된 실시예에서, 코어의 연화점의 범위인 ±200℃에서의 광 섬유의 온도에서 코어의 점성에 대한 오버 클래딩 층의 점성의 비는 바람직하게 약 0.1 내지 약 0.9, 보다 바람직하게는 약 0.1 내지 약 0.5, 예를 들면 약 0.1 내지 약 0.2, 그리고 나아가 예를 들면 약 0.2 내지 약 0.5이다. 특히나 바람직한 실시예에서, 약 1400℃ 내지 약 1800℃의 범위에서의 광 섬유의 온도에서 코어의 점성에 대한 오버클래딩 층의 점성의 비는 약 0.1 내지 약 0.9, 보다 바람직하게는 약 0.1 내지 약 0.5, 예를 들면 약 0.1 내지 약 0.2, 나아가 예를 들면 약 0.2 내지 약 0.5이다.
도 2에 도시된 실시예에서, 오버 클래딩 층의 연화점과 코어의 연화점의 차는 바람직하게 40 ℃보다 크고, 예를 들면 60℃보다 크고, 나아가 예를 들면, 80℃보다 크고, 여전히 나아가 예를 들면 100℃보다 크고, 그리고 더 나아가 예를 들면 120℃보다 크다. 예를 들면, 바람직한 실시예들에서, 오버 클래딩 층의 연화점과 코어의 연화점의 차는 40℃ 내지 150℃, 예를 들면 60℃ 내지 150℃, 그리고 나아가 예를 들면 80℃ 내지 150℃, 그리고 더 나아가 예를 들면 100℃ and 150℃이며, 오버 클래딩 층의 연화점은 코어의 연화점보다 낮다.
바람직한 실시예들에서, 도펀트는, 바로 둘러싼 층 또는 영역의 점성에 대해 오버 클래딩 층의 점성을 변화시킬 뿐만 아니라 바로 둘러싼 층 또는 영역에 대해 오버 클래딩 층의 굴절률을 변화시키는 양 및 비에 첨가될 수 있다. 바람직한 실시예의 일 세트에서, 하나 이상의 도펀트는 바로 둘러싼 층 또는 영역에 대해 오버 클래딩 층의 굴절률을 낮추도록 첨가될 수 있다. 상기와 같은 도펀트의 예는 붕소 및 플루오르를 포함한다. 바람직한 실시예의 또 다른 세트에서, 하나 이상의 도펀트는 바로 둘러싼 층 또는 영역에 대해 오버 클래딩 층의 굴절률을 높이기 위해 첨가될 수 있다. 상기와 같은 도펀트의 예는 게르마니아이다. 바람직한 실시예의 또 다른 세트에서, 하나 이상의 도펀트는, 오버 클래딩 층의 굴절률이 바로 둘러싼 층 또는 영역의 굴절률과 거의 동일하도록 첨가될 수 있다. 예를 들면, 오버 클래딩 층에 의해 바로 둘러싼 층 또는 영역이 순수 또는 실질적인 순수 실리카인 경우, 오버 클래딩 층은, 오버 클래딩 층이 순수하거나 실질적으로 순수 실리카와 거의 동일한 굴절률을 가지도록 하는 비로 게르마니아(굴절률을 높이는 도펀트) 및 플루오르(굴절률을 낮추는 도펀트)로 서로 함께 도핑될 수 있다(codoped).
오버 클래딩의 점성 이외에, 오버 클래딩의 반경 두께는 미리 설정된 범위 내에 있도록 제어될 수 있다. 점성 및 반경 두께의 효과를 검사하기 위해, 일련의 예시적인 단일 모드 섬유는 변화하는 오버 클래딩 반경 두께 및 오버 클래딩/내부 클래딩 점성 비를 가지는 것으로 모델화된다. 각각의 모델화된 섬유는 125 ㎛의 직경을 가지고 코어는 4.4 ㎛의 반경을 가지며, 코어는 약 7 wt %의 게르마니아(약 0.35%의 순수 실리카에 대한 최대 굴절률에 대응함)로 도핑되고 실질적인 순수 실리카의 내부 클래딩 층(오버 클래딩 층에 의해 둘러싸임)에 의해 둘러싸이도록 모델화되며, 서로 다른 예시의 섬유에 대해, 오버 클래딩 층의 점성 및 반경 두께가 변화되는 것이 가능해 진다. 각 예시는 표 1에 기술되며, 내부 클래딩 층에 대한 오버 클래딩 층의 점성 비는 내부 클래딩 층의 연화점 근방인 약 1650℃의 온도에서 판별되고, 이때 상기 내부 클래딩 층에서 내부 클래딩 층의 점성의 온도는 각 예시에서 약 3.981x107 포아즈이다. 예시 섬유는 표 1에 나열된다.
Figure pct00002
표 1에 도시된 바와 같이, 내부 클래딩 층의 점성에 대한 오버 클래딩 층의 낮은 점성은 예를 들면, 이하의 표 1A에 기재된 양의 도펀트를 오버 클래딩 층에 첨가함으로써 이룰 수 있다.
Figure pct00003
게다가, 기재된 바와 같이, 예를 들면 표 1B에서 오버 클래딩 층은, 오버 클래딩 층이 순수하거나 실질적으로 순수 실리카와 거의 동일한 굴절률을 가지도록 하는 비로 게르마니아 및 플루오르로 서로 함께 도핑될 수 있다.
Figure pct00004
도 1에 도시된 실시예의 바람직한 실시예에서, 플루오르가 오버 클래딩 층의 도펀트로 사용될 시에, 이는 오버 클래딩 층에 단독으로 또는 하나 이상의 다른 도펀트와의 조합으로 존재할 수 있되, 0.05 내지 2.5 wt%의 범위, 예를 들면 0.1 내지 1.5 wt%, 그리고 나아가 예를 들면 0.2 내지 1.0 wt%의 범위의 양으로 존재할 수 있다. 게르마니아가 오버 클래딩 층에서 도펀트로 사용될 시에, 이는 오버 클래딩 층에 단독으로 또는 하나 이상의 다른 도펀트와의 조합으로 존재할 수 있되, 0.25 내지 35 wt%, 예를 들면 0.5 내지 25 wt%, 그리고 나아가 예를 들면 1 내지 10 wt%의 범위의 양으로 존재할 수 있다. 티타니아가 오버 클래딩 층에서 도펀트로서 사용될 시에, 이는 오버 클래딩 층에 단독으로 또는 하나 이상의 다른 도펀트와의 조합으로 존재할 수 있되, 0.25 내지 20 wt%, 예를 들면, 0.5 내지 10 wt%, 그리고 나아가 예를 들면 1 내지 5 wt%의 범위의 양으로 존재할 수 있다. 게르마니아 및 플루오르가 오버 클래딩 층에 공동 도펀트로 조합될 시에 이들은 예를 들면, 0.05 내지 1.5 wt% 플루오르를 조합한 0.3 내지 10 wt% 게르마니아, 예를 들면 0.1 내지 1wt% 플루오르와 조합한 0.6 내지 6wt% 게르마니아, 및 나아가 예를 들면 0.15 내지 0.5 wt% 플루오르와 조합한 1 내지 3 wt% 게르마니아의 범위의 양으로 존재할 수 있다.
표 1에서 볼 수 있는 바와 같이, 코어의 유효 굴절률은 오버 클래딩 층의 반경 두께에 의해 영향을 받는 것으로 나타나되, 특히 내부 클래딩 층에 대한 오버 클래딩 층의 낮은 점성비로 나타난다. 상기와 같은 효과는 상술된 응력-광 효과의 결과로 여겨진다.
이에 따라서, 오버 클래딩 층의 반경 두께는 섬유 코의 유효 굴절률에 실질적으로 영향을 미치기에 충분히 큰 코어 영역에서 응력 없이 충분히 높은 압축 응력을 가지는데 충분히 큰 것이 바람직하다. 바람직하게, 오버 클래딩 층의 반경 두께는 광 섬유의 반경 두께의 약 3% 내지 약 30%이고, 그리고 더 바람직하게 광 섬유의 반경 두께의 약 5% 내지 약 20%이다. 예를 들면, 광 섬유가 125 ㎛의 직경을 가질 시에, 오버 클래딩 층은 예를 들면 약 2.5 내지 약 17.5 ㎛, 예를 들면 약 7.5 내지 12.5 ㎛의 반경 두께를 가질 수 있다. 광 섬유가 250 ㎛의 직경을 가질 시에, 오버 클래딩 층은 예를 들면, 약 5 내지 약 35 ㎛, 예를 들면 약 15 내지 25 ㎛의 반경 두께를 가질 수 있다.
오버 클래딩 층 압축 응력의 양은 인장력에 의해서도 영향을 받으며, 이때 상기 인장력 하에서 광 섬유는 인발된다. 바람직하게, 광 섬유는 약 100 g 내지 400 g의 인발 인장력으로, 예를 들면 약 200 g 내지 300 g의 인발 인장력으로 인장된다.
표 2는 모델화된 단일 모드식 광 섬유의 추가적인 예시를 나열하고, 이때 상기 광 섬유는 125 ㎛의 직경을 가지고 상기 광 섬유의 코어는 4.4 ㎛의 반경이고 , 상기 코어는 약 7 wt% 게르마니아로 도핑된다. 코어는 실질적으로 순수 실리카의 내부 클래딩 층에 의해 둘러싸이고, 상기 내부 클래딩 층은 오버 클래딩 층에 의해 둘러싸이며, 서로 다른 예시의 섬유들에 대해, 오버 클래딩 층의 점성 및 반경 두께는 인장력에 따라 변화되는 것이 가능하고, 상기 인장력 하에 섬유가 인발된다. 표 2에 기술된 예마다, 내부 클래딩 층에 대한 오버 클래딩 층의 점성비는 약 1650℃의 온도에서 판별되고, 상기 온도는 내부 클래딩 층의 연화점 근방이고, 상기 내부 클래딩 층에서 각 예에서의 내부 클래딩 층의 점성의 온도는 약 3.981x107 포아즈이다. 표 2에 기술된 바와 같이 내부 클래딩 층과 오보 클래딩 층의 연화점 사이의 차는 대안으로 오버 클래딩 층의 연화점이 약 1650℃ 미만인 양(℃)으로서 이해될 수도 있다.
Figure pct00005
표 3은 약 190 ㎛의 직경을 가진 코어를 갖추고 250 ㎛의 직경을 가지고 공정되는 멀티모드식 광 섬유의 예를 나열한다. 실질적으로 순수 실리카로 구성된 코어는 붕소 및 플루오르로 서로 함께 도핑된 오버 클래딩 층에 의해 둘러싸인다.
Figure pct00006
표 3의 광 섬유에 대한 반경 위치의 함수로서의 응력은 도 3에 도시된다(음의 값은 압축 응력을 나타내거나, 또는 다른 말로 하면, 압축 응력의 크기는 도 3에서 제시된 음의 값의 절대 값임). 도 3에서 볼 수 있는 바와 같이, 약 30 ㎛의 반경 두께를 가진 오버 클래딩 층은 예시 31에서와 같이 인발 인장력이 300g보다 클 시에 150 MPa보다 큰 압축 응력을 가진다. 이와 반대로 예시 32-35(실제로 비교함)에 대한 도 3에서 도시된 바와 같이, 인발 인장력이 낮을 시에 압축 응력은 100 MPa 미만이다.
바람직한 실시예들에서, 표 3에 기술된 실시예에 대응하는 광 섬유의 오버 클래딩 층은 약 12 wt% 내지 1 wt%의 붕소 및 2.5 wt% 내지 1 wt% 플루오르, 예를 들면 약 5 wt% 내지 1 wt% 붕소 및 2 wt% 내지 1wt% 플루오르, 그리고 나아가 예를 들면 약 3 wt% 내지 1 wt% 붕소 및 1.5 wt% 내지 1 wt% 플루오르로 도핑될 수 있다.
적어도 100 MPa의 압축 응력을 가진 오버 클래딩 층을 갖춤으로써, 본원에서 개시된 광 섬유는 개선된 기계적인 속성, 특히 개선된 기계적인 강도를 가질 수 있다. 예를 들면, 상기와 같은 광 섬유는 높은 인장 강도를 가지는 것으로 여겨질 수 있다. 비교해 보면, 상기와 같은 오버 클래딩 층을 가지지 않은 종래의 광 섬유는 매우 낮은, 예를 들면 25 MPa 미만인 외부 압축 응력을 가지며, 실질적으로 보다 낮은 인장 강도를 가질 것이다.
표현적으로 별다른 말이 없는 한, 방법 단계가 특정 순서로 실행되는 것을 요구할 시에 본원에서 기술된 방법이 이해되는 것으로 여겨서는 아니 된다.. 이에 따라서, 방법 청구항은 이어지는 방법 단계 순서를 실제로 나열하지 않거나, 그렇지 않다면 단계가 특정 순서로 제한되는 청구항 또는 설명에서 구체적으로 언급되지 않으며, 특정 순서가 추론된 것으로 여겨서는 아니 된다.
통상의 기술자에게 명백한 바와 같이, 다양한 변형 및 변화는 본 발명의 기술 사상 또는 권리 범위로부터 벗어남 없이 이루어질 수 있다. 본 발명의 기술 사상 및 본질을 통합시키는 개시된 실시예들의 변형 조합, 하위 조합 및 변화가 기술 분야의 통상의 기술자에게 발생될 수 있기 때문에, 본 발명은 첨부된 청구항 및 청구항의 균등물의 권리 범위 내에 모든 것을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

Claims (20)

  1. 코어, 상기 코어를 둘러싼 내부 클래딩 층, 및 상기 내부 클래딩 층을 둘러싼 오버 클래딩 층을 포함하며,
    상기 오버 클래딩 층은 적어도 100 MPa의 압축 응력을 가지는 광 섬유.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 오버 클래딩 층의 연화점과 상기 내부 클래딩 층의 연화점 간의 차는 40 ℃보다 큰 것을 특징으로 하는 광 섬유.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 오버 클래딩 층의 반경 두께는 상기 광 섬유의 반경 두께의 약 3% 내지 약 30%인 것을 특징으로 하는 광 섬유.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 내부 클래딩 층의 연화점의 범위인 ±200℃에서의 광 섬유의 온도에서 상기 내부 클래딩 층의 점성에 대한 상기 오버 클래딩 층의 점성의 비는 약 0.1 내지 약 0.9인 것을 특징으로 하는 광 섬유.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 오버 클래딩 층은 게르마니아, 플루오르, 염소, 붕소, 티타니아, 인, 알루미나, 포타슘 및 소듐으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 도펀트를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 섬유.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 오버 클래딩 층은 적어도 150 MPa의 압축 응력을 가지는 것을 특징으로 하는 광 섬유.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 오버 클래딩 층의 반경 두께는 약 2.5 내지 약 17.5 ㎛인 것을 특징으로 하는 광 섬유.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 내부 클래딩 층의 연화점의 범위인 ±200℃에서의 광 섬유의 온도에서 상기 내부 클래딩 층의 점성에 대한 상기 오버 클래딩 층의 점성의 비는 약 0.2 내지 약 0.5인 것을 특징으로 하는 광 섬유.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 오버 클래딩 층의 반경 두께는 상기 광 섬유의 반경 두께의 약 5% 내지 약 20%인 것을 특징으로 하는 광 섬유.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 오버 클래딩 층은 적어도 200 MPa의 압축 응력을 가지는 것을 특징으로 하는 광 섬유.
  11. 청구항 1에 있어서,
    약 1400℃ 내지 약 1800℃의 범위에서의 광 섬유의 온도에서 상기 내부 클래딩 층의 점성에 대한 상기 오버 클래딩 층의 점성의 비는 약 0.1 내지 약 0.9인 것을 특징으로 하는 광 섬유.
  12. 코어 및 상기 코어를 둘러싼 오버 클래딩 층을 포함하며,
    상기 오버 클래딩 층이 적어도 100 MPa의 압축 응력을 가지는 광 섬유.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 오버 클래딩 층의 연화점과 상기 코어의 연화점 간의 차는 바람직하게 40 ℃보다 큰 것을 특징으로 하는 광 섬유.
  14. 청구항 12에 있어서,
    상기 오버 클래딩 층의 반경 두께는 상기 광 섬유의 반경 두께의 약 3% 내지 약 30%인 것을 특징으로 하는 광 섬유.
  15. 청구항 12에 있어서,
    상기 코어의 연화점의 범위인 ±200℃에서의 광 섬유의 온도에서 상기 코어의 점성에 대한 상기 오버 클래딩 층의 점성의 비는 약 0.1 내지 약 0.9인 것을 특징으로 하는 광 섬유.
  16. 청구항 12에 있어서,
    상기 오버 클래딩 층의 반경 두께는 약 5 내지 약 35 ㎛ 인 것을 특징으로 하는 광 섬유.
  17. 광 섬유를 제조하는 방법에 있어서,
    광 섬유 모재로부터 광 섬유를 인발하는 단계를 포함하며,
    상기 광 섬유는 코어, 상기 코어를 둘러싼 내부 클래딩 층, 및 상기 내부 클래딩 층을 둘러싼 오버 클래딩 층을 포함하고,
    상기 오버 클래딩 층은 적어도 100 MPa의 압축 응력을 가지는 광 섬유 제조 방법.
  18. 청구항 17에 있어서,
    상기 광 섬유는 약 100 g 내지 400 g의 인발 인장력으로 인발되는 것을 특징으로 하는 광 섬유 제조 방법.
  19. 청구항 17에 있어서,
    상기 오버 클래딩 층의 반경 두께는 상기 광 섬유의 반경 두께의 약 3% 내지 약 30%인 것을 특징으로 하는 광 섬유 제조 방법.
  20. 청구항 17에 있어서,
    상기 광 섬유는 약 200 g 내지 300 g의 인발 인장력으로 인발되는 것을 특징으로 하는 광 섬유 제조 방법.
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