JPH0362659B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0362659B2 JPH0362659B2 JP58115435A JP11543583A JPH0362659B2 JP H0362659 B2 JPH0362659 B2 JP H0362659B2 JP 58115435 A JP58115435 A JP 58115435A JP 11543583 A JP11543583 A JP 11543583A JP H0362659 B2 JPH0362659 B2 JP H0362659B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fluorine
- core
- quartz
- optical fiber
- cladding
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C13/00—Fibre or filament compositions
- C03C13/04—Fibre optics, e.g. core and clad fibre compositions
- C03C13/045—Silica-containing oxide glass compositions
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
Description
〔産業上の利用分野〕
本発明は伝送損失の低い石英系光フアイバに関
するものである。 〔従来の技術とその問題点〕 石英系光フアイバの場合は高純度石英とドープ
ト石英との組み合わせが多く、例えばコアが高純
度石英からなるとき、クラツドは低屈折率ドープ
ト石英で構成され、コアが高屈折率ドープト石英
のとき、クラツドは高純度石英となるのが一般的
である。 また、コア，クラツドが共にドープト石英から
なるとき、そのドープ材を選定して上記両者に相
対的な屈折率差をもたせている。 一般的にコア用のドープ材としてはGeO2、P2
O5、Al2O3などの高屈折率用物質が採用されてお
り、クラツド用のドープ材としてはB2O3、弗化
物などの低屈折率用物質が採用されている。 もちろんこれ以外のドープ材も適宜採用されて
いる。 ところで、上記光フアイバの伝送損失αは次式
で求められる。 α＝ａ／λ4＋ｂ＋ｃ（λ） ここで、 ａ：レイリー散乱係数 ｂ：構造不完全による損失 ｃ（λ）：波長λに依存する吸収損失 （例えばOH基による吸収損失） λ：伝送光の波長 上記において、ｂおよびｃ（λ）は０にできる
とされているが、ａ／λ4は材質（ガラス）に固有
の値であるため、これを０にすることはできな
い。 高純度石英の場合、すなわちドープ材を含まな
い高純度の石英の場合にはａの値が最も小さく、
その値ａは約0.7となつている。 そしてこのようにａの値が最も小さい高純度石
英でコアをつくり、さらに上記ｂ、ｃ（λ）が０
であるとした場合でも、伝送損失αはλ＝1.3μm
において0.25dB／Kmとなる。 したがつて高屈折率ドープト石英をコアとして
いる従来の石英系光フアイバでは、レイリー散乱
係数の値が前述した高純度石英のそれよりも大き
くなつてしまい、その伝送損失は大きくなる。 また、コアが高純度石英製のものでも前述した
ようにレイリー散乱による伝送損失が少なからず
生ずる。 〔課題を解決するための手段〕 本発明は上記問題点に鑑み、コアが高純度石英
からなる光フアイバよりもさらに低損失の石英系
光フアイバを提供しようとするもので、その構成
は、石英系のコアと石英系のクラツドとからなる
光フアイバにおいて、上記コアが、高純度石英に
対する屈折率差（△o）で−0.01％〜−0.20％とな
る量の弗素を含有していることを特徴とするもの
である。 〔作用〕 このように石英系のコアが高純度石英に対する
屈折率差（△o）で−0.01％〜−0.20％となる量の
弗素を含有していることにより、レイリー散乱係
数を小さくでき、かつ低OH基化が容易となるの
で、コアが高純度石英や弗素以外のドープ材を含
有するドープト石英からなる光フアイバよりも、
より低損失の石英系光フアイバを得ることができ
る。 尚、高純度石英に対する屈折率差（△o）で−
0.01％〜−0.20％となる量の弗素の量とは、おお
よそ0.014wt％〜0.28wt％に相当する。 〔実施例〕 以下に本発明の実施例を図面を参照して詳細に
説明する。第１図、第２図、第３図において、符
号１は石英系のコア、符号２は石英系のクラツド
であり、このうち第１図、第２図のものは、それ
ぞれクラツドが内部クラツド２１，２２と外部ク
ラツド２３，２４とで構成されている。 第１図の石英系光フアイバにおいて、そのコア
１は、高純度石英に対する屈折率差（△o）で−
0.01％〜−0.20％に相当する量、すなわちおおよ
そ0.014wt％〜0.28wt％の弗素を含有した弗素ド
ープト石英からなり、内部クラツド２１は上記コ
ア１よりも弗素のドープ量の多い弗素ドープト石
英からなり、さらに外部クラツド２３はドープ材
を含まない高純度石英からなる。 第２図の石英系光フアイバにおいて、そのコア
１は前記第１図のものと同様、高純度石英に対す
る屈折率差（△o）で−0.01％〜−0.20％に相当す
る量の弗素を含有した弗素ドープト石英からな
り、内部クラツド２２も前記第１図のものと同じ
く、コア１よりも弗素のドープ量の多い弗素ドー
プト石英からなり、さらに外部クラツド２４は酸
化硼素（B2O3）がドープされた石英からなる。 第３図の石英系光フアイバは上述のものとは異
なり、クラツド２が単一の層で構成されている
が、この場合もコア１は高純度石英に対する屈折
率差（△o）で−0.01％〜−0.20％に相当する量の
弗素を含有した弗素ドープト石英からなり、単一
層のクラツド２はそのコア１よりも弗素のドープ
量の多い弗素ドープト石英からなる。 なお、上記において第１図、第２図の内部クラ
ツド２１，２２、第３図のクラツド２はコア１よ
りも低屈折率となるかぎり、弗素以外をドープ材
とするドープト石英で構成してもよく、さらに外
部クラツド２３，２４も前記以外のガラス組成物
で構成してもよい。 また、上記においてコア１が弗素を含有し、さ
らに第１図、第２図の内部クラツド２１，２２、
第３図のクラツド２が弗素を含有している場合、
これら弗素ドープト石英に他のドープ材、例えば
GeO2などを含有させることがある。 こうした場合の弗素以外のドープ材は光フアイ
バの製造易度、屈折率調整などに基づき、任意に
選定される。 上記各実施例での石英系光フアイバはその伝送
型式がステツプインデツクス、グレーデツドイン
デツクスのいずれであつてもよく、さらにシング
ルモード伝送型、マルチモード伝送型の２通りが
ある。 そしてこれらの光フアイバ母材を製造する手段
としてはMCVD法、OVD法、VAD法、PCVD法
など、各種のCVD法があげられる。 以上に例示した各種石英系光フアイバは、その
コア１が、高純度石英に対する屈折率差（△o）
で−0.01％〜−0.20％に相当する量の弗素を含有
した弗素ドープト石英からなる。 この弗素ドープト石英は、高純度石英やこれに
単にGeO2、P2O5、Al2O3などがドープされた石
英よりもレイリー散乱係数が小さく、また、OH
基が残存している場合には0.95μm、1.24μm、
1.39μmなどの波長を中心に吸収損失があらわれ
るが、上記弗素ドープト石英の場合は他のドープ
ト石英と比べ低OH基化が容易であり、これの含
有率をほぼ0ppmにすることができる。 特にコア１中の弗素が高純度石英に対する屈折
率差で0.01％低下させるようにドープされている
と低OH基化の効果が顕著となり、伝送特性がよ
り改善される。 なお、弗素は石英に対し屈折率を低下させるド
ープ材であり、それゆえ上記コア１が弗素のみド
ープされている場合は高純度石英よりも低屈折率
となるが、第１図、第２図の内部クラツド２１，
２２、第３図のクラツド２はそれぞれコア１より
も多量の弗素を含有しているので当該コア１と比
べ低屈折率である。 もちろん内部クラツド２１，２２、単一層のク
ラツド２が弗素以外のドープ材を含有している場
合でも、これらはコア１よりも低屈折率とする。 また、第３図の単一層クラツド２では耐酸性に
難点のある弗素ドープト石英が光フアイバ表面に
露呈されており、これの対策が必要となるが、第
１図、第２図の場合は、耐酸性に関して問題のな
い高純度石英製の外部クラツド２３、酸化硼素ド
ープト石英製の外部クラツド２４が光フアイバ表
層部にあるので第３図のものよりも望ましい。 さらにコア１の外周に酸化硼素ドープト石英が
直接接触する場合、一般的に長波長領域での低損
失化が難しくなるとされているが、上記各実施例
での石英系光フアイバではそのようなことがない
ので、この点でも低損失化がはかれる。 次に本発明の石英系光フアイバであつて、前述
した第１図〜第３図に対応する構造のものについ
てより具体的な例を次表により説明する。なお、
コア径やクラツド径の単位はμm、屈折率差△oは
高純度石英に対する値でその単位は％、そして伝
送損失値は波長1.30μmでの値でその単位はdB／
Kmである。
するものである。 〔従来の技術とその問題点〕 石英系光フアイバの場合は高純度石英とドープ
ト石英との組み合わせが多く、例えばコアが高純
度石英からなるとき、クラツドは低屈折率ドープ
ト石英で構成され、コアが高屈折率ドープト石英
のとき、クラツドは高純度石英となるのが一般的
である。 また、コア，クラツドが共にドープト石英から
なるとき、そのドープ材を選定して上記両者に相
対的な屈折率差をもたせている。 一般的にコア用のドープ材としてはGeO2、P2
O5、Al2O3などの高屈折率用物質が採用されてお
り、クラツド用のドープ材としてはB2O3、弗化
物などの低屈折率用物質が採用されている。 もちろんこれ以外のドープ材も適宜採用されて
いる。 ところで、上記光フアイバの伝送損失αは次式
で求められる。 α＝ａ／λ4＋ｂ＋ｃ（λ） ここで、 ａ：レイリー散乱係数 ｂ：構造不完全による損失 ｃ（λ）：波長λに依存する吸収損失 （例えばOH基による吸収損失） λ：伝送光の波長 上記において、ｂおよびｃ（λ）は０にできる
とされているが、ａ／λ4は材質（ガラス）に固有
の値であるため、これを０にすることはできな
い。 高純度石英の場合、すなわちドープ材を含まな
い高純度の石英の場合にはａの値が最も小さく、
その値ａは約0.7となつている。 そしてこのようにａの値が最も小さい高純度石
英でコアをつくり、さらに上記ｂ、ｃ（λ）が０
であるとした場合でも、伝送損失αはλ＝1.3μm
において0.25dB／Kmとなる。 したがつて高屈折率ドープト石英をコアとして
いる従来の石英系光フアイバでは、レイリー散乱
係数の値が前述した高純度石英のそれよりも大き
くなつてしまい、その伝送損失は大きくなる。 また、コアが高純度石英製のものでも前述した
ようにレイリー散乱による伝送損失が少なからず
生ずる。 〔課題を解決するための手段〕 本発明は上記問題点に鑑み、コアが高純度石英
からなる光フアイバよりもさらに低損失の石英系
光フアイバを提供しようとするもので、その構成
は、石英系のコアと石英系のクラツドとからなる
光フアイバにおいて、上記コアが、高純度石英に
対する屈折率差（△o）で−0.01％〜−0.20％とな
る量の弗素を含有していることを特徴とするもの
である。 〔作用〕 このように石英系のコアが高純度石英に対する
屈折率差（△o）で−0.01％〜−0.20％となる量の
弗素を含有していることにより、レイリー散乱係
数を小さくでき、かつ低OH基化が容易となるの
で、コアが高純度石英や弗素以外のドープ材を含
有するドープト石英からなる光フアイバよりも、
より低損失の石英系光フアイバを得ることができ
る。 尚、高純度石英に対する屈折率差（△o）で−
0.01％〜−0.20％となる量の弗素の量とは、おお
よそ0.014wt％〜0.28wt％に相当する。 〔実施例〕 以下に本発明の実施例を図面を参照して詳細に
説明する。第１図、第２図、第３図において、符
号１は石英系のコア、符号２は石英系のクラツド
であり、このうち第１図、第２図のものは、それ
ぞれクラツドが内部クラツド２１，２２と外部ク
ラツド２３，２４とで構成されている。 第１図の石英系光フアイバにおいて、そのコア
１は、高純度石英に対する屈折率差（△o）で−
0.01％〜−0.20％に相当する量、すなわちおおよ
そ0.014wt％〜0.28wt％の弗素を含有した弗素ド
ープト石英からなり、内部クラツド２１は上記コ
ア１よりも弗素のドープ量の多い弗素ドープト石
英からなり、さらに外部クラツド２３はドープ材
を含まない高純度石英からなる。 第２図の石英系光フアイバにおいて、そのコア
１は前記第１図のものと同様、高純度石英に対す
る屈折率差（△o）で−0.01％〜−0.20％に相当す
る量の弗素を含有した弗素ドープト石英からな
り、内部クラツド２２も前記第１図のものと同じ
く、コア１よりも弗素のドープ量の多い弗素ドー
プト石英からなり、さらに外部クラツド２４は酸
化硼素（B2O3）がドープされた石英からなる。 第３図の石英系光フアイバは上述のものとは異
なり、クラツド２が単一の層で構成されている
が、この場合もコア１は高純度石英に対する屈折
率差（△o）で−0.01％〜−0.20％に相当する量の
弗素を含有した弗素ドープト石英からなり、単一
層のクラツド２はそのコア１よりも弗素のドープ
量の多い弗素ドープト石英からなる。 なお、上記において第１図、第２図の内部クラ
ツド２１，２２、第３図のクラツド２はコア１よ
りも低屈折率となるかぎり、弗素以外をドープ材
とするドープト石英で構成してもよく、さらに外
部クラツド２３，２４も前記以外のガラス組成物
で構成してもよい。 また、上記においてコア１が弗素を含有し、さ
らに第１図、第２図の内部クラツド２１，２２、
第３図のクラツド２が弗素を含有している場合、
これら弗素ドープト石英に他のドープ材、例えば
GeO2などを含有させることがある。 こうした場合の弗素以外のドープ材は光フアイ
バの製造易度、屈折率調整などに基づき、任意に
選定される。 上記各実施例での石英系光フアイバはその伝送
型式がステツプインデツクス、グレーデツドイン
デツクスのいずれであつてもよく、さらにシング
ルモード伝送型、マルチモード伝送型の２通りが
ある。 そしてこれらの光フアイバ母材を製造する手段
としてはMCVD法、OVD法、VAD法、PCVD法
など、各種のCVD法があげられる。 以上に例示した各種石英系光フアイバは、その
コア１が、高純度石英に対する屈折率差（△o）
で−0.01％〜−0.20％に相当する量の弗素を含有
した弗素ドープト石英からなる。 この弗素ドープト石英は、高純度石英やこれに
単にGeO2、P2O5、Al2O3などがドープされた石
英よりもレイリー散乱係数が小さく、また、OH
基が残存している場合には0.95μm、1.24μm、
1.39μmなどの波長を中心に吸収損失があらわれ
るが、上記弗素ドープト石英の場合は他のドープ
ト石英と比べ低OH基化が容易であり、これの含
有率をほぼ0ppmにすることができる。 特にコア１中の弗素が高純度石英に対する屈折
率差で0.01％低下させるようにドープされている
と低OH基化の効果が顕著となり、伝送特性がよ
り改善される。 なお、弗素は石英に対し屈折率を低下させるド
ープ材であり、それゆえ上記コア１が弗素のみド
ープされている場合は高純度石英よりも低屈折率
となるが、第１図、第２図の内部クラツド２１，
２２、第３図のクラツド２はそれぞれコア１より
も多量の弗素を含有しているので当該コア１と比
べ低屈折率である。 もちろん内部クラツド２１，２２、単一層のク
ラツド２が弗素以外のドープ材を含有している場
合でも、これらはコア１よりも低屈折率とする。 また、第３図の単一層クラツド２では耐酸性に
難点のある弗素ドープト石英が光フアイバ表面に
露呈されており、これの対策が必要となるが、第
１図、第２図の場合は、耐酸性に関して問題のな
い高純度石英製の外部クラツド２３、酸化硼素ド
ープト石英製の外部クラツド２４が光フアイバ表
層部にあるので第３図のものよりも望ましい。 さらにコア１の外周に酸化硼素ドープト石英が
直接接触する場合、一般的に長波長領域での低損
失化が難しくなるとされているが、上記各実施例
での石英系光フアイバではそのようなことがない
ので、この点でも低損失化がはかれる。 次に本発明の石英系光フアイバであつて、前述
した第１図〜第３図に対応する構造のものについ
てより具体的な例を次表により説明する。なお、
コア径やクラツド径の単位はμm、屈折率差△oは
高純度石英に対する値でその単位は％、そして伝
送損失値は波長1.30μmでの値でその単位はdB／
Kmである。
【表】
上記表で明らかなように、各石英系光フアイバ
はいずれも伝送損失が低いものとなつている。 一方、第４図は横軸にコア中の弗素濃度（高純
度石英に対する屈折率差（△o）を、縦軸にその
ときの伝送損失値（波長1.30μmにおける）を示
したものである。 この第４図から明らかなように、石英系光フア
イバにおいて、コアが高純度石英に対する屈折率
差（△o）で−0.01％〜−0.20％となる量の弗素を
含有していると低損失の石英系光フアイバを得る
ことができる。 以上説明した通り、本発明は石英系のコアと石
英系のクラツドとからなる石英系光フアイバにお
いて、上記コアが、高純度石英に対する屈折率差
（△o）で−0.01％〜−0.20％となる量の弗素を含
有していることから、レイリー散乱係数を小さく
することができ、かつ低OH基化の効果も顕著と
なり、もつて低損失の伝送特性に優れた石英系光
フアイバを提供することができる。
はいずれも伝送損失が低いものとなつている。 一方、第４図は横軸にコア中の弗素濃度（高純
度石英に対する屈折率差（△o）を、縦軸にその
ときの伝送損失値（波長1.30μmにおける）を示
したものである。 この第４図から明らかなように、石英系光フア
イバにおいて、コアが高純度石英に対する屈折率
差（△o）で−0.01％〜−0.20％となる量の弗素を
含有していると低損失の石英系光フアイバを得る
ことができる。 以上説明した通り、本発明は石英系のコアと石
英系のクラツドとからなる石英系光フアイバにお
いて、上記コアが、高純度石英に対する屈折率差
（△o）で−0.01％〜−0.20％となる量の弗素を含
有していることから、レイリー散乱係数を小さく
することができ、かつ低OH基化の効果も顕著と
なり、もつて低損失の伝送特性に優れた石英系光
フアイバを提供することができる。
第１図〜第３図は本発明の石英系光フアイバの
各種実施例を示した横断面図、第４図は本発明の
石英系光フアイバにおける弗素ドープ量と伝送損
失値の関係を示すグラフである。 １……コア、２……クラツド、２１，２２……
内部クラツド、２３，２４……外部クラツド。
各種実施例を示した横断面図、第４図は本発明の
石英系光フアイバにおける弗素ドープ量と伝送損
失値の関係を示すグラフである。 １……コア、２……クラツド、２１，２２……
内部クラツド、２３，２４……外部クラツド。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 石英系のコアと石英系のクラツドとからなる
光フアイバにおいて、上記コアが、高純度石英に
対する屈折率差（△o）で−0.01％〜−0.20％とな
る量の弗素を含有している石英系光フアイバ。 ２ クラツドが内部クラツドと外部クラツドとか
らなる特許請求の範囲第１項記載の石英系光フア
イバ。 ３ クラツドがコアよりも多くの弗素を含有して
いる特許請求の範囲第１項記載の石英系光フアイ
バ。 ４ 内部クラツドがコアよりも多く弗素を含有し
ている特許請求の範囲第２項記載の石英系光フア
イバ。 ５ 外部クラツドが高純度石英からなる特許請求
の範囲第２項記載の石英系光フアイバ。 ６ 外部クラツドが弗素以外のドープ材を含有し
ている特許請求の範囲第２項記載の石英系光フア
イバ。 ７ コアが弗素と他のドープ材を共に含有し、内
部クラツドが弗素を含有し、かつ外部クラツドが
高純度石英からなる特許請求の範囲第１項乃至第
５項記載の石英系光フアイバ。 ８ コアが弗素とGeO2を共に含有し、内部クラ
ツドが弗素を含有し、かつ外部クラツドが高純度
石英からなる特許請求の範囲第７項記載の石英系
光フアイバ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58115435A JPS60255646A (ja) | 1983-06-27 | 1983-06-27 | 石英系光フアイバ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58115435A JPS60255646A (ja) | 1983-06-27 | 1983-06-27 | 石英系光フアイバ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60255646A JPS60255646A (ja) | 1985-12-17 |
| JPH0362659B2 true JPH0362659B2 (ja) | 1991-09-26 |
Family
ID=14662488
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58115435A Granted JPS60255646A (ja) | 1983-06-27 | 1983-06-27 | 石英系光フアイバ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60255646A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002055445A2 (en) * | 2001-01-12 | 2002-07-18 | Corning Incorporated | Optical fiber and preform, method of manufacturing same, and optical component made therefrom |
| JP5700699B2 (ja) | 2012-05-11 | 2015-04-15 | 株式会社フジクラ | 広帯域低損失光ファイバの製造方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58125635A (ja) * | 1982-01-22 | 1983-07-26 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 耐放射線光フアイバ |
-
1983
- 1983-06-27 JP JP58115435A patent/JPS60255646A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60255646A (ja) | 1985-12-17 |
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