JPH02173708A - 二酸化ゲルマニウム系光ファイバ - 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】 ｒ産業上の利用分野】 本発明は非線形光学などに用いられるの二酸化ゲルマニ
ウム（ＧｅＯｚ　）系の光ファイバに関する。

ｒ従来の技術ｊ 光線路内で光信号を直接増幅する光アクティブ線路、ラ
マンレーザファイバ（例えば光源用）、放射温度計ファ
イバなど、これらに用いられる光ファイバとして、　Ｇ
［！０２光ファイバが知られている。

かかる光ファイバの場合、波長的２．７ｐｍまでの赤外
伝送が可能であること、波長２．５３Ｌ１１における理
論的損失値が約０．０８ｄＢ／ｋｍと低いこと、非線形
光学媒体としての特性が優れていること等が要求されて
おり、そのための製造条件として、つぎのような市項を
満足させるのが一般である。

■：非線形光学効果の大きい材料を用いること。

■：光ファイバを低損失化すること。

■：コア径を小さくすること、望ましくは単一モード型
であること。

上記光ファイバとして、コアがＧｅＯ２、クラフトがＧ
ｅＯ２−ＳｉＯ２からなるもの、コアがＧｅ０ｚ−５ｂ
２０３、クラッドがＧｅＯ２からなるものがすでに提供
されている。

【発明が解決しようとする問題点１ 上述した光ファイバの場合、耐候性に関して問題があり
、これに起因して伝送特性も経時的に劣化する。

すなわち、ＧｅＯ２には吸湿性があるため、耐候性の点
で劣る。

これに対処すべく、クラ７ドにＳ　ｉＯｚをドープしし
て耐候性を高めたり、光ファイバの外周に防湿を兼ねた
プラスチック被覆を施しているが、かかる手段をしても
、光フアイバ端面が露出されるので、コア部分からの吸
湿が避けられず、経詩的に光ファイバの伝送損失が増加
する。

本発明は上記の問題点に鑑み、伝送特性はもちろんのこ
と、＆ＩＩ性にも優れたＧｅＯ２系光ファイバを提供し
ようとするものである。

ｒ問題点を解決するための手段１ 本発明は、コア、クラッドの主成分がＧｅＯ２からなる
光ファイバにおいて、そのコアが、ドーパントとして１
ｏＩｌｏ　Ｈ未満のＳ　ｉＯｚを含有し、そのクラット
力、ドーパ７　）　トＬ、　テｌｏ＋ｉｏｌ＄以上、１
７ａ＋ｏｌ＄未満の５ｉＯｚを含有していることを特徴
とし、これにより所期の目的を達成する。

１作用Ｊ 一般に知られている通り、ＧｅＯ２ガラスの場合はＳ　
ｉＯｚの含有量に比例して耐候性が増加するが、単にＧ
ｅＯ２ガラスにＳｉＯ２を添加した場合は、つぎのよう
な問題が生じる。

その一つは、Ｓ　ｉＯｚの添加によりコアのＧｅ０２ｅ
度が減少し、非線形光学効果が減じられること、他の一
つは、ＧｅＯ２ガラス中のＳ　ｉ０２含有量が所定値を
上回ることにより、光フアイバ製造時に発泡が生じるこ
とである。

特に後者の問題について、上記二元系のガラス（Ｇｅ０
２−Ｓ　ｉＯｚ　）は、全ての領域でガラスになるとさ
れているが、その母材を周知のＶＡＤ法により作製し、
透明ガラス化したものを強加熱すると、内部からの発泡
が生じる。

これに関する実験例によると、ＧｅＣ１２ガラス中のＳ
　ｉＯｚが１７〜７０ｍｏＨのとき、発泡がみられる。

本発明に係る光ファイバは、既述の通り、コアノ５ｉｏ
２含有量がｌｏｍｏｌＸ未満、クラッドノ５ｉｏ２含有
量が１０膳ｏＨ以上、１７ｍｏｌ＄未Ｕである。

したがって、コア、クラッドとも、Ｓ　ｉＯｚを含有す
ることにより、光フアイバ全体にわたる耐候性が得られ
、端面露出によるコア部分からの吸湿がない。

４、νにコアの場合、単一モード型を満足させ得る最低
ＮＡを設定することにより、上記ＳｉＯ２含有量での耐
候性が確保でき、しかも、当該コア中のＳ　ｉＯｚがＧ
ｅＯ２比で１／９と少ないため、ＧｅＯ２のラマン特性
が損なわれることがなく、非線形光学効果が確保できる
。

もちろん、コア、クラッドのＳ　ｉ０２含有量がいずれ
も１７ｍｏｌＸ未満であるため発泡がないほか、そのＳ
　ｉ０２含有量が上記のごとく異なるので、コア：高屈
折率、クラッド：低屈折率による導波構造が得られる。

かくて、本発明のＧｅＯ２系光ファイバは、所定の光伝
送特性が確保でき、耐候性をも満足させる。

ｒ実　施　例ｊ 以下、本発明に係るＧｅＯ２系光ファイバの実施例につ
き、図面を参照して説明する。

ｆｔ’ｓ　１図において、ｌは単一モード型（あるいは
多モード型）の光ファイバ、２は光ファイバｌのコア、
３は光ファイバ１のクラッドである。

上記光ファイバ１のコア２、クラッド３とも、ＧｅＯ２
−３ｉ０２　カらなるが、ソノ＝＋７２　（７）Ｓｉ０
２含有量はＩＯｍｏｌＸ未満であり、そのクラッド３の
Ｓ　ｉ０２含有量はｌｏｍｏｌ＄以上、１７ｍｏｌ！未
満である。

つぎに、本発明光ファイバｌのＶＡＤ法による製造方法
を、第２図により説明する。

１５２図において、１１は回転自在かつ上下動自在なタ
ーゲット、１２はターゲット１１の下端に堆積形成され
た多孔質母材、１２ａ　、　＋２ｂはその多孔質母材１
２のコア部とクラッド部、１３は排気系、　１４．１５
は多重管構造のバーナである。

上記において、バーナ１４には、酸素供給系１６、水素
供給系１７、不活性ガス供給系１８、原料ガス供給系１
９がそれぞれ接続されており、その原料ガス供給系は二
つのバブリング槽２０．２１と、これらバブリング槽２
０．２１内に挿入されたバブリング管２２とからなる。

同様に、八−す１５には、酸素供給系２３、水素供給系
２４、不活性ガス供給系２５、原料ガス供給系２６がそ
れぞれ接続されており、その原料ガス供給系は二つのバ
ブリングＩｅ２７．２８と、これらバブリング槽２７．
２８内に挿入されたバブリング管２９とからなる。

第２図において、光フアイバ用の多孔質ｍ材１２を作製
するとき、　Ｇｅｊｉｎが収容されたバブリング槽２０
内、　５ｉＣ１４が収容されたバブリング槽２１内にバ
ブリング管２２を介して＾「を吹きこみ、これにより気
化された原料ガスを原料ガス供給系１９の配管からバー
ナ１４に供給すると四面、そのバーナ１４には酸素供給
系１６、水素供給系１７．不活性ガス供給系１８からの
０２．Ｈ２、Ａｒをも供給し、これら各ガスの火炎加水
分解反応により生成したＧｅＯ２−９ｉ０２系のガラス
微粒子を１回転しているターゲット１１の下端に噴射か
つ推量させて多孔質母材１２のコア部１２ａを形成し、
そのコア部＋２ａの成長速度に合わせてターゲラ）１１
を引き上げる。

これと同期して、　ＧｅＣ１５が収容されたバブリング
槽２７内、５ｉＣ１４が収容されたバブリング槽２８内
にバブリングｖ−２９を介してＡｒを吹きこみ、これに
より気化された原料ガスを原料ガス供給系２６の配管か
らバーナ１５に供給すると同時、そのバーナ１５には酸
素供給系２３．水素供給系２４．不活性ガス供給系２５
からの０２、■２、Ａｒをも供給し、これら各ガスの火
炎加水分解反応により生成したＧｅＯ２−９ｉ０２系の
ガラス微粒子を、上記コア部１２ａの外周に噴射かつ堆
量させて多孔質母材１２のクラッド部１２ｂを形成する
。

かくして作製された多孔質母材＋２は、公知の熱処理手
段を介して透明ガラス化され、その透明ガラス母材が、
公知の減径加工（加熱延伸）手段により一たん適当な外
径に引き落とされた後、公知の紡糸（加熱延伸）手段に
より紡糸されて既述の光ファイバｌとなり、その紡糸直
後、光ファイバ１の外周には１例えば紫外線硬化性樹脂
による被覆が施される。

つぎに１本発明に関する実験例について説明する。

実験例１．２ 多孔質ｍ材を第２図で述べたＶＡＤ法により作製すると
き、表１の条件で実施し、その後、多孔質母材を前述し
た手段で順次加工して紫外線硬化性樹脂（ＡＣＣ）によ
り被覆された光ファイバを作製した。

かかる被覆光ファイバの初期状態と湿度８ｏχの雰囲気
中に３日間放置した後の損失特性１強度特性とを、表２
と第３図に示す。

なお、本発明の比較例である実験例１の光ファイバは、
コアがＧｅＯ２、り５−７ド力ｌｏｍｏｌ＄５ｉＯｚ−
残部ＧｅＯ２からなり、本発明に該当する実験例２の光
ファイバはコアがｌ０Ｌｌｏｌ＄ＳｉＯ２−残部ＧｅＯ
２、クラッドが１７ｓ＋ｏｌχＳｉＯ２−残部ＧｅＯ２
からなる。

表１中のＧｅＣ１１は５０℃においてＡ「によりバブリ
ングしたのもの、　　５ｉＧ１４は１０℃においてＡ「
によりバグリングしたのものである。

表２の場合、実験例１．２とも強度特性（引張強度）の
評価に要した光ファイバの本数は１０本であり、Ａ、Ｖ
、は光フアイバ１０本の平均値である。

表 表 第３図において実験例１．２の損失特性を比較検討した
場合、実験例１は損失が徐々に増加しているが、実験例
２ではかかる損失の増加がみられない。

これは、実験例２においてコアにＳ　ｉ０２がドープさ
れたことにより、光ファイバの耐吸湿性が向上したと考
えられるのに対し、実験例１の場合は水分の吸収により
コアの結晶化が起こり、これに起因して光ファイバの散
乱損失が大幅に増加したと考えられる。

表２において実験例１，２の強度特性（引張強度）を比
較検討した場合、初期値の段階で実験例２が実験例１を
すでに上回っている。

さらに三日間放置後の結果でも、実験例２の強度がその
初期値とほとんど変らないのに対し、実験例１の強度は
半減している。

これも、実験例２において、そのコアに５ｉＯｚがドー
プされたことにより、光ファイバの強度が向上したと考
えられる。

実験例３ コア：　１２ｍｏ　Ｉ＄５ｉＯｚ−残部ＧｅＯ２、クラ
ッド：１９ｍｏｌ＄ＳｉＯ？−残部ＧｅＯ２かうなる光
ファイバを得べく、前記実験例と同様、ＶＡＤ法を表３
の条件で実施して多孔質母材を作製し、これを透明ガラ
ス化した後、その透明ガラス母材を加熱延伸により減径
した。

かかる加熱延伸時、透明ガラス母材にはかなり悪性の発
泡が生じた。

その発泡原因は、ＧｅＯ２ガラス中のＳ　ｉ０２ドープ
量が過剰であるためと考えられる。

表　　　３ 表３中のＧｅＣｌ　４は５０°ＣにおいてＡｒによりバ
ブリングしたのもの、　５ｉＣｌ＊は１０℃においてＡ
「によりバブリングしたのものである。

ｒ発明の効果ｊ 以上説明した通り１本発明に係るＧ［！０２系光ファイ
バは、そのコアが、ドーパントとして１０ｍｏｌ未満の
Ｓ　ｉ０２を含有し、そのクラッドが、ドーパントとし
て１０ｍｏｌ以上、＋７＋５ｏｌＸ未満のＳ　ｉ０２を
含有しているから、所定の光伝送特性が確保でき、＃候
性をも満足させる。

【図面の簡単な説明】

ｔ５１図は本発明光ファイバの断面図、第２図は光フア
イバ用多孔質母材の製造例を略示した説明図、第３図は
光ファイバの損失特性を示した説明図である。 １　参事・光ファイバ ２・・−コア ３・拳φクラッド Ｔ１日数 第３図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）コア、クラッドの主成分がＧｅＯ＿２からなる光
   ファイバにおいて、そのコアが、ドーパントとして１０
   ｍｏｌ未満のＳｉＯ＿２を含有し、そのクラッドが、ド
   ーパントとして１０ｍｏｌ以上、１７ｍｏｌ未満のＳｉ
   Ｏ＿２を含有していることを特徴とする二酸化ゲルマニ
   ウム系光ファイバ。
2. （２）光ファイバが単一モード型からなる請求項１記載
   の二酸化ゲルマニウム系光ファイバ。