RU2194025C2 - Заготовка оптического волокна, имеющая барьер для он (варианты) и способ ее изготовления - Google Patents

Заготовка оптического волокна, имеющая барьер для он (варианты) и способ ее изготовления Download PDF

Info

Publication number
RU2194025C2
RU2194025C2 RU2000132730/03A RU2000132730A RU2194025C2 RU 2194025 C2 RU2194025 C2 RU 2194025C2 RU 2000132730/03 A RU2000132730/03 A RU 2000132730/03A RU 2000132730 A RU2000132730 A RU 2000132730A RU 2194025 C2 RU2194025 C2 RU 2194025C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
layer
core layer
refractive index
barrier
core
Prior art date
Application number
RU2000132730/03A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2000132730A (ru
Inventor
Сунг Коог ОХ
Ман-Сеок СЕО
Мун-Хиун ДО
Дзин-Сеонг ЙАНГ
Original Assignee
Самсунг Электроникс Ко., Лтд.
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
Priority claimed from KR1019980024159A external-priority patent/KR100337700B1/ko
Priority claimed from KR1019990002696A external-priority patent/KR100322131B1/ko
Application filed by Самсунг Электроникс Ко., Лтд. filed Critical Самсунг Электроникс Ко., Лтд.
Application granted granted Critical
Publication of RU2000132730A publication Critical patent/RU2000132730A/ru
Publication of RU2194025C2 publication Critical patent/RU2194025C2/ru

Links

Images

Classifications

    • 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
    • G02B6/02—Optical fibres with cladding with or without a coating
    • G02B6/036—Optical fibres with cladding with or without a coating core or cladding comprising multiple layers
    • G02B6/03694—Multiple layers differing in properties other than the refractive index, e.g. attenuation, diffusion, stress properties
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
    • C03B37/012—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
    • C03B37/014—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments made entirely or partially by chemical means, e.g. vapour phase deposition of bulk porous glass either by outside vapour deposition [OVD], or by outside vapour phase oxidation [OVPO] or by vapour axial deposition [VAD]
    • C03B37/018—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments made entirely or partially by chemical means, e.g. vapour phase deposition of bulk porous glass either by outside vapour deposition [OVD], or by outside vapour phase oxidation [OVPO] or by vapour axial deposition [VAD] by glass deposition on a glass substrate, e.g. by inside-, modified-, plasma-, or plasma modified- chemical vapour deposition [ICVD, MCVD, PCVD, PMCVD], i.e. by thin layer coating on the inside or outside of a glass tube or on a glass rod
    • C03B37/01807—Reactant delivery systems, e.g. reactant deposition burners
    • 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
    • G02B6/02—Optical fibres with cladding with or without a coating
    • G02B6/028—Optical fibres with cladding with or without a coating with core or cladding having graded refractive index
    • G02B6/0281—Graded index region forming part of the central core segment, e.g. alpha profile, triangular, trapezoidal core
    • 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
    • G02B6/02—Optical fibres with cladding with or without a coating
    • G02B6/036—Optical fibres with cladding with or without a coating core or cladding comprising multiple layers
    • G02B6/03616—Optical fibres characterised both by the number of different refractive index layers around the central core segment, i.e. around the innermost high index core layer, and their relative refractive index difference
    • G02B6/03661—Optical fibres characterised both by the number of different refractive index layers around the central core segment, i.e. around the innermost high index core layer, and their relative refractive index difference having 4 layers only
    • G02B6/03683—Optical fibres characterised both by the number of different refractive index layers around the central core segment, i.e. around the innermost high index core layer, and their relative refractive index difference having 4 layers only arranged - - + +
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B2201/00—Type of glass produced
    • C03B2201/06—Doped silica-based glasses
    • C03B2201/08—Doped silica-based glasses doped with boron or fluorine or other refractive index decreasing dopant
    • C03B2201/12—Doped silica-based glasses doped with boron or fluorine or other refractive index decreasing dopant doped with fluorine
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B2201/00—Type of glass produced
    • C03B2201/06—Doped silica-based glasses
    • C03B2201/30—Doped silica-based glasses doped with metals, e.g. Ga, Sn, Sb, Pb or Bi
    • C03B2201/31—Doped silica-based glasses doped with metals, e.g. Ga, Sn, Sb, Pb or Bi doped with germanium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B2203/00—Fibre product details, e.g. structure, shape
    • C03B2203/10—Internal structure or shape details
    • C03B2203/22—Radial profile of refractive index, composition or softening point
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B2203/00—Fibre product details, e.g. structure, shape
    • C03B2203/10—Internal structure or shape details
    • C03B2203/22—Radial profile of refractive index, composition or softening point
    • C03B2203/24—Single mode [SM or monomode]
    • 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
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/13—Hollow or container type article [e.g., tube, vase, etc.]
    • Y10T428/131—Glass, ceramic, or sintered, fused, fired, or calcined metal oxide or metal carbide containing [e.g., porcelain, brick, cement, etc.]
    • Y10T428/1317—Multilayer [continuous layer]
    • 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
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/24—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
    • Y10T428/24942—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.] including components having same physical characteristic in differing degree

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)
  • Surface Treatment Of Glass Fibres Or Filaments (AREA)

Abstract

Заготовка оптического волокна содержит опорную трубку, слой оболочки и сердцевинный слой. При этом заготовка дополнительно включает в себя первый барьерный слой, осажденный между опорной трубкой и слоем оболочки, из материала, имеющего низкий коэффициент диффузии ОН, в которой первый барьерный слой является, по существу, предотвращающим диффузию ОН, содержащегося в опорной трубке, в слой оболочки. Кроме того, заготовка оптического волокна включает в себя второй барьерный слой, образованный между слоем оболочки и сердцевинным слоем путем осаждения материала, имеющего низкий коэффициент диффузии ОН, для, по существу, предотвращения диффузии ОН, который диффундирует в слой оболочки из опорной трубки, далее в сердцевинный слой. Внешний и внутренний барьеры для ОН, не содержащие P2O5, осаждают между опорной трубкой и слоем оболочки, а также между слоем оболочки и сердцевинным слоем во время процесса осаждения, так что может быть эффективно предотвращена диффузия ОН из опорной трубки в сердцевинный слой во время процесса осаждения, процесса сжатия и процесса смыкания. Техническая задача изобретения - снизить потери, обусловленные OH, при одновременном уменьшении отношения диаметров оболочки и сердцевины. 3 с. и 12 з.п. ф-лы, 4 ил.

Description

Настоящее изобретение относится к заготовке обычного оптического волокна, а более конкретно к заготовке оптического волокна, предназначенной для минимизации диффузии ОН из опорной трубки в сердцевину оптического волокна, а также к способу изготовления ее.
Одномодовое оптическое волокно изготавливают путем осаждения слоя оболочки и сердцевинного слоя. При получении сдавленного одномодового волокна в оболочке слой оболочки осаждают при легировании SiO2 совместно с P2O5, GeO2 и F для того, чтобы понизить температуру осаждения и показатель преломления, сердцевинный слой осаждают при легировании SiO2 совместно с GeO2 для того, чтобы повысить показатель преломления, и после этого образуют заготовку оптического волокна с помощью процессов сжатия и смыкания.
В процессе изготовления заготовки оптического волокна при использовании модифицированного метода химического осаждения из паровой фазы во время осаждения происходит самопроизвольное сжатие опорной трубки, происходящее в том случае, когда осажденный слой становится более толстым, что приводит к увеличению толщины трубки. Кроме того, для спекания и уплотнения толстого осажденного слоя требуется высокотемпературная горелка, а продолжительность процесса сжатия и смыкания возрастает, так что опорная трубка подвергается действию высокой температуры в течение длительного периода времени.
Во время этого процесса, хотя и очень небольшое количество Н2О (в большинстве случаев примерно несколько частей на миллион), содержащейся в опорной трубке, диффундирует в осаждаемый слой, диффундирующая вода взаимодействует с Р2O5 или с SiO2, осажденным в область оболочки, и поэтому образуется связь Р-О-Н или Ge-О-H. ОН, диффундирующий в область сердцевины, взаимодействует с SiO2 или GeO2, осажденным в сердцевинный слой, и поэтому образуется связь Si-О-H или Ge-О-H при растворении связи Si-О или Ge-О.
Связь О-Н или Р-О-Н, образованная при взаимодействии с водой в каждой области осаждения, как это описано выше, приводит к дополнительным оптическим потерям, обусловленным полосой поглощения в конкретной области длин волн. В случае одномодового оптического волокна диапазонами длин волн, в которых наблюдаются существенные оптические потери, являются диапазон 1,24-1,385 мкм, обусловленный связью О-Н, а также диапазон 1,2-1,8 мкм, обусловленный связью Р-О-Н. Когда ОН диффундирует в область сердцевины, он образует несвязанный кислород, и поэтому структурная однородность стеклянного материала сердцевинного слоя в отдельных местах нарушается, что вызывает флуктуацию плотности сердцевинного слоя. В результате возрастают потери на рассеяние.
При возрастании осажденного слоя внутренний и наружный диаметры трубки сокращаются во время спекания, выполняемого одновременно с осаждением, так что трудно получить соответствующее отношение диаметров (т.е. отношение: диаметр оболочки/диаметр сердцевины = D/d). Поэтому не может быть обеспечен промежуток, достаточный для предотвращения диффузии ОН, вследствие чего возрастают потери, обусловленные ОН.
В известном уровне техники для предотвращения диффузии ОН из опорной трубки в сердцевинный слой используют способ утолщения слоя оболочки. Однако когда этим способом изготавливают заготовки с большой апертурой, сужение трубки затрудняет получение соответствующего отношения диаметров; во время осаждения сердцевинного слоя требуется горелка с более высокой температурой, поскольку эффективность передачи теплоты к сердцевинному слою ухудшается вследствие увеличения толщины слоя трубки. Поэтому трубка подвергается воздействию высокой температуры в течение продолжительного периода времени, и, следовательно, возрастают потери, обусловленные ОН.
В патенте США 4822136 раскрыто одномодовое оптическое волокно со ступенчатым показателем преломления, причем и оболочка, и сердцевина такого волокна изготовлены из химически чистого плавленого оксида кремния, легированного небольшими количествами (несколько процентов в качестве основы) фтора для удаления гидроксил-ионов и снижения вязкости. Кроме того, оболочка содержит большее количество фтора сверх основного количества для снижения ее показателя преломления по сравнению с сердцевиной и дальнейшего снижения вязкости.
Применительно к решению вышеуказанных проблем задача настоящего изобретения заключается в создании заготовки оптического волокна, позволяющей эффективно снизить потери, обусловленные ОН, при одновременном уменьшении отношения диаметров, путем образования барьерного слоя для блокирования или заметного ослабления диффузии ОН между опорной трубкой и сердцевинным слоем, чтобы предотвратить диффузию ОН из опорной трубки в сердцевинный слой.
Еще одна задача настоящего изобретения заключается в создании способа изготовления заготовки оптического волокна, имеющей барьер для ОН.
В соответствии с этим для решения первой задачи предусмотрена заготовка оптического волокна, имеющая опорную трубку, слой оболочки и сердцевинный слой, при этом заготовка оптического волокна дополнительно содержит первый барьерный слой, осажденный между опорной трубкой и слоем оболочки, из материала, имеющего низкий коэффициент диффузии ОН, в которой первый барьерный слой является, по существу, предотвращающим диффузию ОН, содержащегося в опорной трубке, в слой оболочки.
Является предпочтительным, чтобы заготовка оптического волокна дополнительно содержала второй барьерный слой, образованный между слоем оболочки и сердцевинным слоем путем осаждения материала, имеющего низкий коэффициент диффузии ОН, для, по существу, предотвращения диффузии ОН, который диффундирует в слой оболочки из опорной трубки, далее в сердцевинный слой.
Для решения первой задачи предусмотрена еще одна заготовка оптического волокна, имеющая опорную трубку, слой оболочки и сердцевинный слой, при этом заготовка оптического волокна дополнительно содержит первый барьерный слой, осажденный между опорной трубкой и слоем оболочки из материала, имеющего низкий коэффициент диффузии, в которой первый барьерный слой выполнен для, по существу, предотвращения диффузии ОН, содержащегося в опорной трубке, в слой оболочки, при этом показатель преломления сердцевинного слоя больше, чем показатель преломления слоя оболочки, и постепенно возрастает в направлении от внешней поверхности сердцевинного слоя к центру сердцевинного слоя.
Является предпочтительным, чтобы заготовка оптического волокна дополнительно содержала второй барьерный слой, осажденный между слоем оболочки и сердцевинным слоем, из материала, имеющего низкий коэффициент диффузии, при этом второй барьерный слой выполнен для, по существу, предотвращения диффузии ОН, диффундирующего в слой оболочки, далее в сердцевинный слой.
Для решения второй задачи предусмотрен способ изготовления заготовки оптического волокна, имеющей опорную трубку, слой оболочки и сердцевинный слой, содержащий этапы, при осуществлении которых формируют первый барьерный слой путем осаждения материала, имеющего низкий коэффициент диффузии ОН; формируют слой оболочки при легировании материалом, предназначенным для снижения температуры процесса и повышения эффективности осаждения, и образуют сердцевинный слой, представляющий собой область, через которую передается оптический сигнал.
Является предпочтительным, когда дополнительно до образования сердцевинного слоя, после образования слоя оболочки формируют второй барьерный слой путем осаждения материала, имеющего низкий коэффициент диффузии ОН. Кроме того, является предпочтительным, когда сердцевинный слой образуют так, что показатель преломления постепенно возрастает в направлении от внешней поверхности к центру сердцевинного слоя.
Предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения будут описаны более подробно со ссылками на сопровождающие чертежи, на которых:
фиг. 1 - вид, иллюстрирующий традиционное одномодовое оптическое волокно;
фиг. 2 - вид, иллюстрирующий одномодовое оптическое волокно в соответствии с настоящим изобретением;
фиг. 3 - вид, иллюстрирующий еще одно одномодовое оптическое волокно в соответствии с настоящим изобретением;
фигуры 4А, 4В и 4С - виды, иллюстрирующие способ изготовления одномодового оптического волокна в соответствии с настоящим изобретением с использованием видоизмененного метода химического осаждения из паровой фазы.
Предпочтительные варианты осуществления изобретения более детально описаны со ссылкой на приложенные чертежи.
Обратимся к фиг. 1, на которой показано обычное сдавленное одномодовое оптическое волокно в оболочке, при этом позицией 11 обозначена опорная трубка, позицией 12 - слой оболочки, а позицией 13 - сердцевинный слой. Кроме того, Δ+ представляет показатель преломления сердцевинного слоя, а Δ- - показатель преломления слоя оболочки соответственно по отношению к показателю преломления опорной трубки. Кроме того, Фd представляет диаметр сердцевинного слоя, а ФD представляет диаметр слоя оболочки.
Для образования слоя 12 оболочки осаждают P2O5. P2O5 имеет относительно низкую температуру плавления, около 570 oС, так что когда его используют совместно с иным материалом источника, температура процесса может быть снижена, а эффективность осаждения может быть повышена. С другой стороны, поскольку P2O5, легирующий слой 12 оболочки, имеет большую гигроскопичность, он действует как ОН-мостик для передачи ОН, содержащегося в опорной трубке 11, к сердцевинному слою 13. Поэтому потери, обусловленные наличием ОН в сердцевинном слое 13, возрастают.
На фиг. 2 показан вид одномодового оптического волокна согласно настоящему изобретению. На фиг. 2 позицией 21 обозначена опорная трубка, позицией 22 - первый барьерный слой (внешний слой оболочки), позицией 23 - средний слой оболочки, позицией 24 - второй барьерный слой (внутренний слой оболочки), а позицией 25 - сердцевинный слой. Кроме того, Δ+ представляет относительный показатель преломления сердцевинного слоя 25, а Δ- - показатель преломления среднего слоя 23 оболочки, которые являются относительными показателями по отношению к показателю преломления опорной трубки 21. Δ - 0 представляет показатель преломления первого барьерного слоя 22, а Δ - 1 - показатель преломления второго барьерного слоя 24, которые являются относительными показателями по отношению к показателю преломления среднего барьерного слоя 23. Фd представляет диаметр сердцевинного слоя 25, ФD1 - диаметр второго барьерного слоя 24, ФD - диаметр среднего слоя 23 оболочки, а ФDо - диаметр первого барьерного слоя 22.
Как описано выше, слой оболочки заготовки оптического волокна в соответствии с настоящим изобретением состоит из трех слоев, каждый из которых имеет иной химический состав. Другими словами, слой оболочки состоит из первого барьерного слоя (внешнего слоя оболочки) 22, среднего слоя 23 оболочки и второго барьерного слоя (внутреннего слоя оболочки) 24.
Первый барьерный слой (внешний слой оболочки) 22 расположен между опорной трубкой 21, имеющей большую концентрацию ОН, и средним слоем 23 оболочки, содержащем Р2O5 как носитель ОН, и предотвращает диффузию ОН, содержащегося в опорной трубке 21, в средний слой 23 оболочки. Второй барьерный слой (внутренний слой оболочки) 24 расположен между средним слоем 23 оболочки и сердцевинным слоем 25 и предотвращает дальнейшее проникновение в сердцевинный слой 25 ОН, диффундирующего из опорной трубки 21 в средний слой 23 оболочки несмотря на первый барьерный слой 22. Первый и второй барьерные слои 22 и 24 не содержат Р2O5, который функционирует как ОН-мостик, при этом их показатели преломления регулируют, используя SiО2, GeO2 и F, а их толщину регулируют в соответствии с суммарной толщиной слоя оболочки. В частности, между опорной трубкой 21, имеющей большую концентрацию ОН, и средним слоем 23 оболочки может быть расположен только первый барьерный слой 22 либо между средним слоем 23 оболочки и сердцевинным слоем 25 может быть расположен только второй барьерный слой 24.
Что касается характеристик показателей преломления заготовки оптического волокна, то показатель преломления сердцевинного слоя 25 больше, чем показатель преломления слоев 22, 23 и 24 оболочки. Поэтому показатель преломления каждого внешнего и внутреннего слоев 22 и 24 регулируют одинаковым образом или подобным образом, как и показатель преломления среднего слоя 23 оболочки. Кроме того, показатели преломления этих трех слоев можно регулировать одинаковым образом.
В большинстве случаев концентрация ОН в осажденном слое составляет примерно 1/1000 часть или меньше концентрации ОН в опорной трубке. Однако чтобы понизить температуру процесса при осаждении оболочки, слой оболочки осаждают при легировании Р2O5. При этом Р2O5 имеет большую гигроскопичность. Соответственно Р2O5, осажденный в слой оболочки, действует как мостик для передачи ОН из опорной трубки к сердцевинному слою, вследствие чего возрастают потери, обусловленные присутствием ОН в сердцевинном слое. Следовательно, в настоящем изобретении барьер для ОН, легированный материалами, имеющими низкие коэффициенты диффузии ОН, образуют между опорной трубкой, имеющей большую концентрацию ОН, и слоем оболочки, содержащем Р2O5 как носитель ОН, и/или между слоем оболочки и сердцевинным слоем. Образованный таким образом барьер для ОН может предотвратить диффузию ОН из опорной трубки 21 в сердцевинный слой 25.
На фиг. 3 представлен вид, иллюстрирующий еще одно одномодовое оптическое волокно в соответствии с настоящим изобретением. На фиг. 3 позицией 31 обозначена опорная трубка, позицией 34 - первый барьерный слой (внешний слой оболочки), позицией 32 - средний слой оболочки, позицией 35 - второй барьерный слой (внутренний слой оболочки), а позицией 33 - сердцевинный слой. Кроме того, ΔN+ представляет показатель преломления сердцевинного слоя 33, а ΔN- - показатель преломления среднего слоя 32 оболочки, которые являются относительными показателями по отношению к показателю преломления опорной трубки 31.
Как описано выше, слой оболочки заготовки оптического волокна в соответствии с настоящим изобретением состоит из трех слоев, каждый из которых имеет иной химический состав. Другими словами, слой оболочки состоит из первого барьерного слоя (внешнего слоя оболочки) 34, среднего слоя 32 оболочки и второго барьерного слоя (внутреннего слоя оболочки) 35.
Первый барьерный слой (внешний слой оболочки) 34 расположен между опорной трубкой 31, имеющей большую концентрацию ОН, и средним слоем 32 оболочки, содержащем Р2O5 как носитель ОН, и предотвращает диффузию ОН, содержащегося в опорной трубке 31, в средний слой 32 оболочки. Второй барьерный слой (внутренний слой оболочки) 35 расположен между средним слоем 32 оболочки и сердцевинным слоем 33 и предотвращает диффузию ОН, диффундирующего из опорной трубки 31, в средний слой 32 оболочки или проникновение ОН, выделяющегося из воды, содержащейся в химическом материале, во время осаждения среднего слоя 32 оболочки, в сердцевинный слой 33, который является областью направленного распространения света. Показатель преломления каждого из внешнего и внутреннего слоев 34 и 35 оболочки регулируют тем же самым образом или подобным образом, как и показатель преломления среднего слоя 32 оболочки, и при этом он не должен быть больше, чем показатель преломления опорной трубки 31 или сердцевинного слоя 33.
Количество ОН, содержащегося в опорной трубке, является относительно большим по сравнению с количеством кремнезема, используемого для осаждения. Кремнезем по своей структуре является химическим материалом осаждения, наиболее устойчивым к составляющей ОН, и может эффективно блокировать диффузию ОН при высокой температуре. Следовательно, первый и второй барьерные слои 34 и 35 не содержат Р2O5, функционирующего как ОН-мостик, а показатель преломления оболочки регулируют, используя SiО2, Ge или F, и соответственно толщину этих барьерных слоев регулируют согласно суммарной толщине слоя оболочки.
Что касается характеристик показателей преломления заготовки оптического волокна, то показатель преломления сердцевинного слоя 33 больше, чем показатель преломления слоев 32, 34 и 35 оболочки, а показатель преломления сердцевинного слоя 33 возрастает с постоянной скоростью по направлению к центру сердцевинного слоя. Когда оптическое волокно вытягивают из заготовки с высокой скоростью, возникает тепловое напряжение, обусловленное быстрым затвердеванием. Соответственно показатель преломления сердцевинного слоя 33 постепенно возрастает от показателя ΔN0 на границе по направлению к его центру, в результате чего показатель ΔN преломления делается наибольшим в центре. Путем осуществления этого в оптическом волокне могут быть снижены оптические потери, обусловленные тепловым напряжением, и может быть предотвращено ухудшение механических характеристик оптического волокна, и поэтому оптическое волокно, имеющее небольшие потери и малое отношение диаметров, может быть вытянуто с большой скоростью. Например, является предпочтительным, чтобы показатель преломления самой удаленной от центра части сердцевинного слоя составлял от 75 до 99% показателя преломления в центре сердцевинного слоя.
На фигурах 4А, 4В и 4С показан способ изготовления одномодового оптического волокна в соответствии с настоящим изобретением, показанного на фиг. 2 или фиг. 3, при использовании модифицированного метода химического осаждения из паровой фазы. В модифицированном методе химического осаждения из паровой фазы транспортирующие газы, такие как SiCl4, GeCl4, РОСl3 или ВСl3, вводят совместно с кислородом в опорную трубку 41, изготовленную из стекла, и после этого к опорной трубке 41 прикладывают теплоту с помощью нагревательного средства 43, см. фиг. 4А, в результате чего на внутренней поверхности опорной трубки образуется сажа, оксидированный осадок. В данном случае концентрацию газа источника точно регулируют с помощью компьютера, чтобы подогнать показатель преломления и при этом осадить слой оболочки/сердцевинный слой 42. С помощью нагревательного источника 43 прикладывают теплоту к опорной трубке 41, которую вращают в направлении, показанном поворотной стрелкой, в то время как нагревательное средство перемещают в направлении, указанном прямой стрелкой. Газы источника, подлежащие осаждению, вводят в опорную трубку 41 через впускное отверстие, соединенное с резервуаром для хранения материала источника. С помощью смесительного клапана и блокировочного клапана измеряют расход материалов источника, вводимых в опорную трубку, и выполняют регулировку, необходимую для смешивания материалов источника.
В процессе осаждения слоя оболочки согласно настоящему изобретению сначала образуют внешний слой оболочки (первый барьер) путем осаждения материала, имеющего низкий коэффициент диффузии ОН, исключая материал-переносчик ОН, такой как Р2O5, имеющий большую гигроскопичность. Примешивают еще один материал, предназначенный для снижения температуры процесса и повышения эффективности, в результате чего образуют средний слой оболочки. Осаждают материал, имеющий низкий коэффициент диффузии ОН, исключая материал-переносчик ОН, такой как Р2O5, тем самым образуя внутренний слой оболочки (второй барьер). Затем образуют сердцевинный слой, область, по которой передается оптический сигнал. Следовательно, смесь газов источника, вводимых в опорную трубку 41, является различной для каждого осаждаемого слоя, и это смешивание осуществляют путем соответствующей регулировки смесительного клапана и блокировочного клапана.
В процессе осаждения сердцевинного слоя его осаждают так, чтобы показатель преломления был постоянным от внешней поверхности до центра сердцевинного слоя, или так, чтобы показатель преломления постепенно возрастал в направлении от внешней поверхности к центру его.
На фиг. 4В показан слой оболочки/сердцевинный слой 40, осажденный внутри опорной трубки 41. На фиг. 4В позицией 43 обозначен внешний слой оболочки, позицией 44 - средний слой оболочки, позицией 45 - внутренний слой оболочки, а позицией 46 - сердцевинный слой.
Что касается фиг. 4С, то на ней показаны осажденные слои из фиг. 4В, сжимаемые и смыкаемые при приложении теплоты с помощью нагревательного средства 43 к опорной трубке 41, на которую слой оболочки/сердцевинный слой 40 осажден, в результате чего образуется заготовка 47 оптического волокна.
Во время процесса осаждения осуществляют осаждение внешнего и внутреннего барьеров 43 и 45 для ОН, которые не содержат Р2O5 функционирующего как ОН-мостик, и между которыми находится средний слой 44 оболочки, в результате чего эффективно предотвращается диффузия ОН из опорной трубки 41 в сердцевинный слой 46 во время процесса осаждения сердечника, процесса сжатия или процесса смыкания. Соответственно потери, обусловленные полосой поглощения ОН в сердцевинном слое, могут быть предельно уменьшены при сохранении соответствующего отношения (D/d) диаметров. Кроме того, отношение диаметров, может быть сделано небольшим, и поэтому частота осаждения может быть снижена, в связи с чем сокращается время обработки. В данном случае является предпочтительным, чтобы отношение (D/d) диаметров, диаметра (D) слоя оболочки к диаметру (d) сердцевинного слоя составляло от 1,1 до 3,0.
Между тем при спекании, осуществляемом одновременно с осаждением, происходит самопроизвольное сжатие, обусловленное внутренним поверхностным натяжением, возникающим во время процесса спекания и уплотнения сажевых частиц. Буферный слой, имеющий вязкость, аналогичную вязкости опорной трубки, существует между опорной трубкой, имеющей высокую вязкость, и слоем оболочки, имеющей относительно низкую вязкость, так что тормозящая способность трубки улучшается, и поэтому сжатие трубки может быть уменьшено.
Когда заготовку оптического волокна изготавливают, используя видоизмененный метод химического осаждения из паровой фазы, суммарное время процесса сокращается по мере уменьшения отношения диаметров, и небольшое отношение диаметров является весьма благоприятным для изготовления заготовки, имеющей большую апертуру. В известном уровне техники, когда отношение диаметров становится небольшим, потери на ОН резко возрастают, и поэтому качество оптического волокна ухудшается. Поэтому известно, что отношение диаметров обычно составляет примерно 3,0. Однако в соответствии с настоящим изобретением, даже когда отношение диаметров уменьшается от значения 3,0, находясь в диапазоне, например, от примерно 1,1 до 3,0, потери на поглощение ОН могут быть уменьшены, кроме того, могут быть предельно уменьшены потери, обусловленные тепловым напряжением.
Согласно настоящему изобретению в описанных выше заготовках оптического волокна, имеющих барьер для ОН, и в способе изготовления их внешний и внутренний барьеры для ОН, не содержащие P2O5, осаждают во время процесса осаждения между опорной трубкой и слоем оболочки, а также между слоем оболочки и сердцевинным слоем, так что эффективно предотвращается диффузия ОН из опорной трубки в сердцевинный слой во время процесса осаждения сердцевины, процесса сжатия и процесса смыкания. Следовательно, в сердцевинном слое можно исключить потери, обусловленные ОН. Кроме того, сердцевинный слой образован с показателем преломления, повышающемся в направлении от внешней поверхности к центру, так что можно предотвратить ухудшение характеристик вследствие вытягивания оптического волокна из заготовки с большой скоростью.

Claims (15)

1. Заготовка оптического волокна, имеющая опорную трубку, слой оболочки и сердцевинный слой, при этом заготовка оптического волокна дополнительно содержит первый барьерный слой, осажденный между опорной трубкой и слоем оболочки, из материала, имеющего низкий коэффициент диффузии ОН, в которой первый барьерный слой является, по существу, предотвращающим диффузию ОН, содержащегося в опорной трубке, в слой оболочки.
2. Заготовка по п. 1, отличающаяся тем, что дополнительно содержит второй барьерный слой, образованный между слоем оболочки и сердцевинным слоем путем осаждения материала, имеющего низкий коэффициент диффузии ОН, для, по существу, предотвращения диффузии ОН, который диффундирует в слой оболочки из опорной трубки, далее в сердцевинный слой.
3. Заготовка по одному из п. 1 или 2, отличающаяся тем, что показатель преломления первого или второго барьерного слоя регулируется путем легирования SiO2, GeO2 или F, а барьерные слои не содержат Р2O5.
4. Заготовка по п. 2, отличающаяся тем, что показатель преломления первого или второго барьерного слоя регулируется так, чтобы он был тем же самым или больше, чем показатель преломления слоя оболочки.
5. Заготовка по п. 1, отличающаяся тем, что отношение (D/d) диаметра (D) слоя оболочки к диаметру (d) сердцевинного слоя составляет от 1,1 до 3,0.
6. Заготовка оптического волокна, имеющая опорную трубку, слой оболочки и сердцевинный слой, при этом заготовка оптического волокна дополнительно содержит первый барьерный слой, осажденный между опорной трубкой и слоем оболочки, из материала, имеющего низкий коэффициент диффузии ОН, в которой первый барьерный слой выполнен для, по существу, предотвращения диффузии ОН, содержащегося в опорной трубке, в слой оболочки, при этом показатель преломления сердцевинного слоя больше, чем показатель преломления слоя оболочки, и постепенно возрастает в направлении от внешней поверхности сердцевинного слоя к центру сердцевинного слоя.
7. Заготовка по п. 6, отличающаяся тем, что дополнительно содержит второй барьерный слой, осажденный между слоем оболочки и сердцевинным слоем, из материала, имеющего низкий коэффициент диффузии ОН, в которой второй барьерный слой выполнен для, по существу, предотвращении диффузии ОН, диффундирующего в слой оболочки, далее в сердцевинный слой.
8. Заготовка по одному из п. 6 или 7, отличающаяся тем, что показатель преломления первого или второго барьерного слоя регулируется путем легирования SiO2, GeO2 или F, а барьерные слои не содержат Р2О5.
9. Заготовка по одному из п. 6 или 7, отличающаяся тем, что показатель преломления первого или второго барьерного слоя регулируется так, чтобы он был тем же самым или большим, чем показатель преломления слоя оболочки.
10. Заготовка по п. 6, отличающаяся тем, что отношение (D/d) диаметра (D) слоя оболочки к диаметру (d) сердцевинного слоя составляет от 1,1 до 3,0.
11. Заготовка по п. 6, отличающаяся тем, что показатель преломления в самой удаленной точке сердцевинного слоя составляет от 75 до 99% показателя преломления в центре сердцевинного слоя.
12. Способ изготовления заготовки оптического волокна, имеющей опорную трубку, слой оболочки и сердцевинный слой, содержащий этапы при осуществлении которых формируют первый барьерный слой путем осаждения материала, имеющего низкий коэффициент диффузии ОН; формируют слой оболочки при легировании материалом, предназначенным для снижения температуры процесса и повышения эффективности осаждения; и формируют сердцевинный слой, представляющий собой область, через которую передается оптический сигнал.
13. Способ по п. 12, отличающийся тем, что до формирования сердцевинного слоя, после образования слоя оболочки дополнительно образуют второй барьерный слой путем осаждения материала, имеющего низкий коэффициент диффузии ОН.
14. Способ по п. 12, отличающийся тем, что сердцевинный слой формируют так, что показатель преломления постепенно возрастает в направлении от внешней поверхности к центру сердцевинного слоя.
15. Способ по одному из п. 12 или 13, отличающийся тем, что показатель преломления первого или второго барьерного слоя регулируют легированием SiO2, GeO2 или F, а барьерные слои не содержат Р2O5, имеющего относительно высокую гигроскопичность.
Приоритет по пунктам:
25.06.1998 по пп. 1-4, 6-9;
28.01.1999 по пп. 5, 10-15.
RU2000132730/03A 1998-06-25 1999-06-22 Заготовка оптического волокна, имеющая барьер для он (варианты) и способ ее изготовления RU2194025C2 (ru)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019980024159A KR100337700B1 (ko) 1998-06-25 1998-06-25 오.에이치.차단막을구비한광섬유모재및그제조방법
KR1998/24159 1998-06-25
KR1019990002696A KR100322131B1 (ko) 1999-01-28 1999-01-28 오.에이치.차단층을 구비한 광섬유 모재 및 그 제조방법
KR1999/2696 1999-01-28

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2000132730A RU2000132730A (ru) 2002-12-10
RU2194025C2 true RU2194025C2 (ru) 2002-12-10

Family

ID=26633811

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2000132730/03A RU2194025C2 (ru) 1998-06-25 1999-06-22 Заготовка оптического волокна, имеющая барьер для он (варианты) и способ ее изготовления

Country Status (11)

Country Link
US (1) US6280850B1 (ru)
EP (1) EP1093443A1 (ru)
JP (1) JP3527707B2 (ru)
CN (1) CN1168681C (ru)
AR (1) AR018943A1 (ru)
AU (1) AU751024B2 (ru)
BR (1) BR9911392A (ru)
CA (1) CA2335879C (ru)
RU (1) RU2194025C2 (ru)
TW (1) TW418333B (ru)
WO (1) WO1999067178A1 (ru)

Families Citing this family (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100322131B1 (ko) * 1999-01-28 2002-02-04 윤종용 오.에이치.차단층을 구비한 광섬유 모재 및 그 제조방법
US6571045B2 (en) * 2000-01-21 2003-05-27 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Microstructured optical fiber
US20020005051A1 (en) * 2000-04-28 2002-01-17 Brown John T. Substantially dry, silica-containing soot, fused silica and optical fiber soot preforms, apparatus, methods and burners for manufacturing same
KR20020029529A (ko) * 2000-10-13 2002-04-19 이계철 큰 음의 분산 값을 갖는 분산 평탄 광섬유의 구조 및 제조방법
US7108976B2 (en) * 2002-06-17 2006-09-19 Affymetrix, Inc. Complexity management of genomic DNA by locus specific amplification
KR100496143B1 (ko) * 2002-12-10 2005-06-17 삼성전자주식회사 수산화기 차단층을 포함하는 광섬유 모재
US6959022B2 (en) * 2003-01-27 2005-10-25 Ceramoptec Gmbh Multi-clad optical fiber lasers and their manufacture
KR101166205B1 (ko) * 2003-03-21 2012-07-18 헤라에우스 테네보 게엠베하 모재의 제조를 위한 합성 실리카 글래스 튜브, 수직 인발공정을 이용한 합성 실리카 글래스 튜브의 제조방법 및상기 튜브의 이용
JP2004307280A (ja) * 2003-04-08 2004-11-04 Shin Etsu Chem Co Ltd Ｏｈ基による吸収を減少した光ファイバ用ガラス母材及びその製造方法
FR2863605B1 (fr) * 2003-12-15 2006-04-28 Cit Alcatel Procede de recharge plasma autour d'un tube dope au fluor
US6947650B1 (en) 2004-05-06 2005-09-20 Luna Energy Llc Long wavelength, pure silica core single mode fiber and method of forming the same
US20060024001A1 (en) * 2004-07-28 2006-02-02 Kyocera Corporation Optical fiber connected body with mutually coaxial and inclined cores, optical connector for forming the same, and mode conditioner and optical transmitter using the same
KR200369452Y1 (ko) * 2004-09-21 2004-12-04 주식회사 코막 자동윤활공급부와 공압공급부가 구비된 유압 타격식파쇄장치
US20070003198A1 (en) * 2005-06-29 2007-01-04 Lance Gibson Low loss optical fiber designs and methods for their manufacture
FR2893149B1 (fr) 2005-11-10 2008-01-11 Draka Comteq France Fibre optique monomode.
FR2899693B1 (fr) * 2006-04-10 2008-08-22 Draka Comteq France Fibre optique monomode.
US7620282B2 (en) * 2006-08-31 2009-11-17 Corning Incorporated Low bend loss single mode optical fiber
DK2206001T3 (da) * 2007-11-09 2014-07-07 Draka Comteq Bv Optisk fiber, der er modstandsdygtig over for mikrobøjning
FR2930997B1 (fr) * 2008-05-06 2010-08-13 Draka Comteq France Sa Fibre optique monomode
US7773848B2 (en) 2008-07-30 2010-08-10 Corning Incorporated Low bend loss single mode optical fiber
DK2209029T3 (en) 2009-01-19 2015-04-13 Sumitomo Electric Industries optical fiber
WO2010082656A1 (ja) * 2009-01-19 2010-07-22 住友電気工業株式会社 マルチコア光ファイバ
WO2010142706A1 (de) * 2009-06-12 2010-12-16 J-Fiber Gmbh Lichtleitfaser, insbesondere laserfaser, enthaltend einen dotierten glasfaserkern und ein den glasfaserkern umgebendes cladding
US9075183B2 (en) * 2009-08-17 2015-07-07 Ofs Fitel, Llc Optical fibers with truncated cores
JP5567694B2 (ja) * 2010-02-09 2014-08-06 オーエフエス ファイテル，エルエルシー 曲げ最適化マルチモードファイバのｄｍｄ特性の改善
CN103250079B (zh) * 2011-07-04 2015-12-09 株式会社藤仓 光纤
CN104955778B (zh) * 2012-12-28 2017-05-31 普睿司曼股份公司 制造用于具有低水峰的光学纤维的预制体的方法
EP3194345A1 (en) * 2014-09-16 2017-07-26 Corning Incorporated Methods for making optical fiber preforms with one step fluorine trench and overclad
WO2016183135A1 (en) * 2015-05-12 2016-11-17 Parker Isaac Instruments, Llc Pathologic staging compression apparatus and methods
CN111323871A (zh) * 2018-12-13 2020-06-23 中天科技精密材料有限公司 光纤及其制备方法
CN111807699A (zh) * 2020-08-06 2020-10-23 江苏亨通光导新材料有限公司 一种抗弯曲光纤的制造方法及其对应的光纤

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3711262A (en) * 1970-05-11 1973-01-16 Corning Glass Works Method of producing optical waveguide fibers
US4909816A (en) * 1974-02-22 1990-03-20 American Telephone And Telegraph Company, At&T Bell Laboratories Optical fiber fabrication and resulting product
US4114980A (en) * 1976-05-10 1978-09-19 International Telephone And Telegraph Corporation Low loss multilayer optical fiber
US4184859A (en) * 1978-06-09 1980-01-22 International Telephone And Telegraph Corporation Method of fabricating an elliptical core single mode fiber
US4227806A (en) * 1978-10-16 1980-10-14 Western Electric Company, Inc. Methods for non-destructively determining parameters of an optical fiber preform
US4257797A (en) * 1979-01-05 1981-03-24 Western Electric Optical fiber fabrication process
US4230472A (en) * 1979-02-22 1980-10-28 Corning Glass Works Method of forming a substantially continuous optical waveguide
JPS55162440A (en) * 1979-06-01 1980-12-17 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Manufacture of optical fiber base material
JPS5614430A (en) * 1979-07-11 1981-02-12 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Manufacture of optical fiber base material
JPS56114840A (en) * 1980-02-07 1981-09-09 Hitachi Cable Ltd Production of optical fiber
US4385802A (en) * 1980-06-09 1983-05-31 Corning Glass Works Long wavelength, low-loss optical waveguide
US4515612A (en) * 1982-04-19 1985-05-07 At&T Bell Laboratories Method for optical fiber fabrication including deuterium/hydrogen exchange
JPS593035A (ja) 1982-06-25 1984-01-09 Hitachi Cable Ltd 偏波面保存光フアイバ母材の製造方法
DE3731604A1 (de) * 1987-09-19 1989-03-30 Philips Patentverwaltung Verfahren zur herstellung einer monomode-lichtleitfaser
JPH04331905A (ja) 1991-05-07 1992-11-19 Hitachi Cable Ltd 耐熱光ファイバ
GB2273389B (en) * 1992-12-14 1996-07-17 Pirelli Cavi Spa Rare earth doped optical fibre amplifiers

Also Published As

Publication number Publication date
JP2002518288A (ja) 2002-06-25
CN1168681C (zh) 2004-09-29
JP3527707B2 (ja) 2004-05-17
CN1309624A (zh) 2001-08-22
US6280850B1 (en) 2001-08-28
EP1093443A1 (en) 2001-04-25
AR018943A1 (es) 2001-12-12
TW418333B (en) 2001-01-11
CA2335879A1 (en) 1999-12-29
CA2335879C (en) 2004-11-23
AU4398899A (en) 2000-01-10
AU751024B2 (en) 2002-08-08
WO1999067178A1 (en) 1999-12-29
BR9911392A (pt) 2001-09-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2194025C2 (ru) Заготовка оптического волокна, имеющая барьер для он (варианты) и способ ее изготовления
US4385802A (en) Long wavelength, low-loss optical waveguide
US5551966A (en) Optical waveguide and method of fabricating the same
RU2000132730A (ru) Заготовка оптического волокна, имеющая барьер для он, и способ ее изготовления
RU2230044C2 (ru) Заготовка оптического волокна, имеющая барьер для радикала он, и способ ее изготовления
US7546750B2 (en) Method for fabricating optical fiber using deuterium exposure
RU2271025C2 (ru) Одномодовое оптическое волокно и способ изготовления одномодового оптического волокна
JPS60260430A (ja) フツ素をクラツド部に含有する光フアイバ用母材の製造方法
US7008696B2 (en) Optical fiber preform having barrier layers for hydroxyl (OH) radicals
JPS6340744A (ja) 光フアイバ
JPS61219009A (ja) 石英ガラスから成る単一モード光導波路及びその製造方法
US20070077438A1 (en) Soot layer formation for solution doping of glass preforms
JPS6294B2 (ru)
MXPA00012582A (en) Optical fiber preform having oh barrier and manufacturing method thereof
EP0185975A1 (en) Process for fabricating a glass preform
KR100337700B1 (ko) 오.에이치.차단막을구비한광섬유모재및그제조방법
KR100776096B1 (ko) 저손실 광섬유 제조 방법 및 이 방법에 의해 제조된 저손실광섬유
JP2603652B2 (ja) 光導波路製造方法
JPH0832569B2 (ja) フツ素添加光フアイバの製造方法
JPH01270534A (ja) 光ファイバ母材の製造方法
JPS605035A (ja) 光フアイバプリフオ−ムロツドの製造方法
JPH08106022A (ja) 光導波路の製造方法
JP2000028836A (ja) 光導波路及びその製造方法
JPH08220355A (ja) 平面型光導波路およびその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20070623