JPH06263453A - 光伝送路の製造方法 - Google Patents
光伝送路の製造方法Info
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- JPH06263453A JPH06263453A JP4547193A JP4547193A JPH06263453A JP H06263453 A JPH06263453 A JP H06263453A JP 4547193 A JP4547193 A JP 4547193A JP 4547193 A JP4547193 A JP 4547193A JP H06263453 A JPH06263453 A JP H06263453A
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B19/00—Other methods of shaping glass
- C03B19/12—Other methods of shaping glass by liquid-phase reaction processes
-
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
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- Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 高濃度に機能性物質をドープできるととも
に、容易に製造することができる光伝送路の製造方法を
提供することを目的としている。 【構成】 クラッド部８を構成する石英ガラスパイプ４
の内壁に、ゾルゲル法により、機能性物質をドープした
加水分解溶液をコーティングした後、該コーティング膜
をゲル化・乾燥させることでコア材料５を形成し、さら
にこの石英ガラスパイプ４を基板２ｃに固定した後、ク
ラッド材料７を堆積させて加熱し、石英ガラスパイプ４
を中実化するとともに透明ガラス化して光伝送路を製造
することを特徴としている。
に、容易に製造することができる光伝送路の製造方法を
提供することを目的としている。 【構成】 クラッド部８を構成する石英ガラスパイプ４
の内壁に、ゾルゲル法により、機能性物質をドープした
加水分解溶液をコーティングした後、該コーティング膜
をゲル化・乾燥させることでコア材料５を形成し、さら
にこの石英ガラスパイプ４を基板２ｃに固定した後、ク
ラッド材料７を堆積させて加熱し、石英ガラスパイプ４
を中実化するとともに透明ガラス化して光伝送路を製造
することを特徴としている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、光導波路の製造方法
に関し、特に光スイッチ、光増幅等の機能を実現する光
伝送路の製造方法に関するものである。
に関し、特に光スイッチ、光増幅等の機能を実現する光
伝送路の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の光伝送路の製造方法としては、例
えば特開昭５８−１２０２０７号公報に示された方法が
ある。すなわち、光伝送路として光導波路の製造方法
は、図２に示すように、光を伝搬させるためのコア部１
ａと、このコア部１ａより低い屈折率を有するクラッド
部１ｂからなる光ファイバ１（同図（ａ））を石英ガラ
ス基板２ａ〜２ｃ上に固定し、さらに石英ガラス材料３
を火炎堆積法（ＦＨＤ：Flame Hydrolysis Deposition
）等により堆積させ、高温加熱（１５５０℃）するこ
とで透明ガラス化して光導波路を製造している。
えば特開昭５８−１２０２０７号公報に示された方法が
ある。すなわち、光伝送路として光導波路の製造方法
は、図２に示すように、光を伝搬させるためのコア部１
ａと、このコア部１ａより低い屈折率を有するクラッド
部１ｂからなる光ファイバ１（同図（ａ））を石英ガラ
ス基板２ａ〜２ｃ上に固定し、さらに石英ガラス材料３
を火炎堆積法（ＦＨＤ：Flame Hydrolysis Deposition
）等により堆積させ、高温加熱（１５５０℃）するこ
とで透明ガラス化して光導波路を製造している。
【０００３】上記光ファイバ１を固定する石英ガラス基
板としては、同図（ｂ）に示すように、表面がフラット
な基板２ａを用いてもよく、さらに固定のしやすさを考
慮すれば、同図（ｃ）に示すように光ファイバ１を埋め
込む構造の基板２ｂや、予め光ファイバ１を固定するた
めの溝を設けた構造の基板２ｃがある。
板としては、同図（ｂ）に示すように、表面がフラット
な基板２ａを用いてもよく、さらに固定のしやすさを考
慮すれば、同図（ｃ）に示すように光ファイバ１を埋め
込む構造の基板２ｂや、予め光ファイバ１を固定するた
めの溝を設けた構造の基板２ｃがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の石英系光導波路
の製造方法は以上のように、予め用意された光ファイバ
を利用するため、当該光導波路を光スイッチ、光増幅機
能等を有する光導波路として利用することができず（製
造過程において機能性物質をドープすることができな
い）、予め希土類元素等の機能性物質をドープした光フ
ァイバを製造しておかなければならないという課題があ
った。
の製造方法は以上のように、予め用意された光ファイバ
を利用するため、当該光導波路を光スイッチ、光増幅機
能等を有する光導波路として利用することができず（製
造過程において機能性物質をドープすることができな
い）、予め希土類元素等の機能性物質をドープした光フ
ァイバを製造しておかなければならないという課題があ
った。
【０００５】一方、上記機能性物質を製造過程において
ドープさせる場合であっても、高い加工温度で透明ガラ
ス化を行っていたので、これら添加物が結晶化し、高濃
度にガラス中にドープすることができないという課題が
あった。
ドープさせる場合であっても、高い加工温度で透明ガラ
ス化を行っていたので、これら添加物が結晶化し、高濃
度にガラス中にドープすることができないという課題が
あった。
【０００６】具体的には、１ｗｔ％程度の濃度であれば
比較的均一にドープすることができるが、加工温度が１
６００℃を越えると結晶化が著しくなり、高濃度の不純
物ドープができなかった。
比較的均一にドープすることができるが、加工温度が１
６００℃を越えると結晶化が著しくなり、高濃度の不純
物ドープができなかった。
【０００７】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、高濃度に機能性物質をドープでき
るとともに、容易に製造可能な光伝送路の製造方法を提
供することを目的とする。
めになされたもので、高濃度に機能性物質をドープでき
るとともに、容易に製造可能な光伝送路の製造方法を提
供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る光伝送路
の製造方法は、クラッド部となるガラス管の内壁に、ゾ
ルゲル法により、機能性物質としてエルビウム（Ｅｒ）
等の希土類元素をドープした加水分解溶液をコーティン
グした後、アルカリ雰囲気中でゲル化・乾燥させてコア
材料を形成し、このガラス管を基板に固定した後、さら
にクラッド材料を堆積させて加熱し、ガラス管を中実化
するとともに透明ガラス化することで、光伝送路として
光導波路を製造することを特徴としている。
の製造方法は、クラッド部となるガラス管の内壁に、ゾ
ルゲル法により、機能性物質としてエルビウム（Ｅｒ）
等の希土類元素をドープした加水分解溶液をコーティン
グした後、アルカリ雰囲気中でゲル化・乾燥させてコア
材料を形成し、このガラス管を基板に固定した後、さら
にクラッド材料を堆積させて加熱し、ガラス管を中実化
するとともに透明ガラス化することで、光伝送路として
光導波路を製造することを特徴としている。
【０００９】また、上記基板に固定せず、内壁にコア材
料が形成されたガラス管を加熱して中実化するとともに
透明ガラス化することで、請求項２に係る光伝送路とし
て光ファイバを製造することができ、さらに上記請求項
１及び２に係る発明では、ガラス管及び基板上に堆積さ
せるクラッド材料として、ゾルゲル法により透明ガラス
化する加工温度付近の軟化点を有するものを用いてい
る。
料が形成されたガラス管を加熱して中実化するとともに
透明ガラス化することで、請求項２に係る光伝送路とし
て光ファイバを製造することができ、さらに上記請求項
１及び２に係る発明では、ガラス管及び基板上に堆積さ
せるクラッド材料として、ゾルゲル法により透明ガラス
化する加工温度付近の軟化点を有するものを用いてい
る。
【００１０】特に、不純物をドープすることによりコア
部とクラッド部の屈折率を変えているが、上記ガラス管
とコア材料との屈折率差を生じさせておけば、他のクラ
ッド部を構成する基板とクラッド材料の屈折率は必ずし
も一致する必要はない。
部とクラッド部の屈折率を変えているが、上記ガラス管
とコア材料との屈折率差を生じさせておけば、他のクラ
ッド部を構成する基板とクラッド材料の屈折率は必ずし
も一致する必要はない。
【００１１】具体的には、加熱により透明ガラス化する
ことで形成されるクラッド部とコア部との屈折率を変え
るため、予め基板及びクラッド材料にフッ素（Ｆ）等を
ドープし、クラッド部の屈折率をコア部の屈折率よりも
低くするか、あるいはコア部となるコア材料に予めＴ
ｉ、Ｇｅ等をドープし、このコア部の屈折率をクラッド
部の屈折率よりも高くする。
ことで形成されるクラッド部とコア部との屈折率を変え
るため、予め基板及びクラッド材料にフッ素（Ｆ）等を
ドープし、クラッド部の屈折率をコア部の屈折率よりも
低くするか、あるいはコア部となるコア材料に予めＴ
ｉ、Ｇｅ等をドープし、このコア部の屈折率をクラッド
部の屈折率よりも高くする。
【００１２】また、請求項４及び５に係る光伝送路の製
造方法は、上記ゾルゲル法によるコア部の形成過程を従
来の光伝送路として光導波路及び光ファイバの製造方法
に適用したものであり、同様に、ガラス管及び基板上に
堆積させるクラッド材料として、ゾルゲル法により透明
ガラス化する加工温度付近の軟化点を有するものを用い
ている。
造方法は、上記ゾルゲル法によるコア部の形成過程を従
来の光伝送路として光導波路及び光ファイバの製造方法
に適用したものであり、同様に、ガラス管及び基板上に
堆積させるクラッド材料として、ゾルゲル法により透明
ガラス化する加工温度付近の軟化点を有するものを用い
ている。
【００１３】さらに、この請求項４及び５に係る発明で
は上述したように、不純物をドープすることによりコア
部とクラッド部の屈折率を変えている。
は上述したように、不純物をドープすることによりコア
部とクラッド部の屈折率を変えている。
【００１４】
【作用】請求項１及び２に係る光伝送路の製造方法は、
クラッド部となるガラス管の内壁に不純物を高濃度に含
有するコア材料を形成するための方法として、ゾルゲル
法を利用することを特徴としている。
クラッド部となるガラス管の内壁に不純物を高濃度に含
有するコア材料を形成するための方法として、ゾルゲル
法を利用することを特徴としている。
【００１５】ここで、ゾルゲル法は、１１００℃（±３
００℃）程度の比較的低温の製造プロセスでガラス合成
を行えることを特徴としており、この方法によれば、溶
液のゲル化過程を利用することにより、純粋な材料、均
質な材料が得られるので、新たな組成の材料を作れ、ま
た新たな微細構造を与えることができる。
００℃）程度の比較的低温の製造プロセスでガラス合成
を行えることを特徴としており、この方法によれば、溶
液のゲル化過程を利用することにより、純粋な材料、均
質な材料が得られるので、新たな組成の材料を作れ、ま
た新たな微細構造を与えることができる。
【００１６】そこで、発明者らは、機能性物質をコア部
にドープする方法として、上記ゾルゲル法を用いて機能
性物質をコアにドープすることに着目した。
にドープする方法として、上記ゾルゲル法を用いて機能
性物質をコアにドープすることに着目した。
【００１７】上記ゾルゲル法によりドープできる機能性
物質（あるいは材料）としては、光機能性材料、電子機
能性材料、化学機能性材料（触媒・触媒担体、酵素担
体）、力学機能性材料（強化）、生態機能性材料（人口
骨体、人口歯）等があり、このゾルゲル法の材料合成ポ
テンシャルは大きいので、新たに発見された材料や、先
端技術分野の展開に必要な材料の合成にこのゾルゲル法
は有用である。
物質（あるいは材料）としては、光機能性材料、電子機
能性材料、化学機能性材料（触媒・触媒担体、酵素担
体）、力学機能性材料（強化）、生態機能性材料（人口
骨体、人口歯）等があり、このゾルゲル法の材料合成ポ
テンシャルは大きいので、新たに発見された材料や、先
端技術分野の展開に必要な材料の合成にこのゾルゲル法
は有用である。
【００１８】このため、例えば情報通信分野において
は、光情報処理のために新たなオプトエレクトロニク
ス、フォトニクス材料の創製が要求されており、このよ
うな分野には特にこのゾルゲル法は有用な合成方法であ
る。
は、光情報処理のために新たなオプトエレクトロニク
ス、フォトニクス材料の創製が要求されており、このよ
うな分野には特にこのゾルゲル法は有用な合成方法であ
る。
【００１９】さらに、上記光情報処理のため、その部品
として求められているものとして、例えば光スイッチ、
光増幅器、レーザ等がある。
として求められているものとして、例えば光スイッチ、
光増幅器、レーザ等がある。
【００２０】前者光スイッチには非線形光学効果が利用
されるが、その非線形光学効果を現出させる物質とし
て、ＣｄＳ、ＰｂＳ等の半導体微粒子やパラニトロアニ
リン等の有機分子等があり、これらゾル溶液中に不純物
としてドープすることにより、石英ガラス中に高濃度に
含有させることが有効である。また、後者光増幅器、レ
ーザ等にはＥｒ、Ｎｄ、Ｐｒをはじめとした希土類元素
が有効である。
されるが、その非線形光学効果を現出させる物質とし
て、ＣｄＳ、ＰｂＳ等の半導体微粒子やパラニトロアニ
リン等の有機分子等があり、これらゾル溶液中に不純物
としてドープすることにより、石英ガラス中に高濃度に
含有させることが有効である。また、後者光増幅器、レ
ーザ等にはＥｒ、Ｎｄ、Ｐｒをはじめとした希土類元素
が有効である。
【００２１】一方、屈折率制御物質としてはＴｉ、Ｇｅ
等があり、このＧｅを石英ガラス中に高濃度にドープし
たエキシマレーザ等の紫外光で欠陥を作ることにより、
フォトリフラクティブ効果が期待でき、スイッチ、フィ
ルタ等にも応用できる。
等があり、このＧｅを石英ガラス中に高濃度にドープし
たエキシマレーザ等の紫外光で欠陥を作ることにより、
フォトリフラクティブ効果が期待でき、スイッチ、フィ
ルタ等にも応用できる。
【００２２】この請求項１及び２に係る発明では、以上
のように有効な方法であるゾルゲル法を利用することに
より、比較的低い加工温度で、機能性物質として例えば
エルビウム（Ｅｒ）等の希土類元素を３ｗｔ％ドープす
ることができ、しかも均一にドープできるので、従来の
方法よりもはるかに高い濃度の不純物をドープしたガラ
スの合成が可能になる。
のように有効な方法であるゾルゲル法を利用することに
より、比較的低い加工温度で、機能性物質として例えば
エルビウム（Ｅｒ）等の希土類元素を３ｗｔ％ドープす
ることができ、しかも均一にドープできるので、従来の
方法よりもはるかに高い濃度の不純物をドープしたガラ
スの合成が可能になる。
【００２３】また、請求項１及び４に係る発明では、そ
れぞれ基板表面に溝を予め設けているので、コア部材の
固定作業を容易にする。
れぞれ基板表面に溝を予め設けているので、コア部材の
固定作業を容易にする。
【００２４】さらに、請求項１、２、４、及び５に係る
発明では、クラッド部を構成するガラス管及び固定後に
堆積させるクラッド材料の軟化点は、ゾルゲル法により
透明ガラス化する加工温度付近のものを用いることによ
り高温にさらされることがなくなり、コア部にドープさ
れる不純物の均一性が保持される。また、クラッド部を
構成するガラス管に予めＦ等の不純物をドープし、この
クラッド部の屈折率をコア部の屈折率よりも低くする
か、あるいはガラス管の内壁にコーティングする加水分
解溶液に予めＴｉ、Ｇｅ等の不純物をドープし、コア部
の屈折率をクラッド部の屈折率よりも高くすることによ
り、光導波路としての機能を保証する。
発明では、クラッド部を構成するガラス管及び固定後に
堆積させるクラッド材料の軟化点は、ゾルゲル法により
透明ガラス化する加工温度付近のものを用いることによ
り高温にさらされることがなくなり、コア部にドープさ
れる不純物の均一性が保持される。また、クラッド部を
構成するガラス管に予めＦ等の不純物をドープし、この
クラッド部の屈折率をコア部の屈折率よりも低くする
か、あるいはガラス管の内壁にコーティングする加水分
解溶液に予めＴｉ、Ｇｅ等の不純物をドープし、コア部
の屈折率をクラッド部の屈折率よりも高くすることによ
り、光導波路としての機能を保証する。
【００２５】特に、これら発明においては、内壁にゾル
ゲル法によりコア材料が形成されるガラス管がクラッド
として機能するので、他のクラッド部を構成する部分の
屈折率を一致させる必要がない。そして、上記ガラス管
内壁に被覆するコーティング膜のゲル化・乾燥を、アル
カリ雰囲気中で行うようにしたので、上記コーティング
膜の水分を除去し、伝送損失の低下を防ぐとともに、コ
ア材料中の機能性物質が気化するのを防ぎ、コア材料中
の不純物濃度を安定にするためである。
ゲル法によりコア材料が形成されるガラス管がクラッド
として機能するので、他のクラッド部を構成する部分の
屈折率を一致させる必要がない。そして、上記ガラス管
内壁に被覆するコーティング膜のゲル化・乾燥を、アル
カリ雰囲気中で行うようにしたので、上記コーティング
膜の水分を除去し、伝送損失の低下を防ぐとともに、コ
ア材料中の機能性物質が気化するのを防ぎ、コア材料中
の不純物濃度を安定にするためである。
【００２６】
【実施例】以下、この発明の一実施例を図１を用いて説
明する。なお、図中同一部分には同一符号を付して説明
を省略する。
明する。なお、図中同一部分には同一符号を付して説明
を省略する。
【００２７】図１はこの発明に係る光伝送路の製造方法
を説明するための各製造工程を示した図であり、各工程
にしたがって説明する。
を説明するための各製造工程を示した図であり、各工程
にしたがって説明する。
【００２８】まず、クラッド部となるガラス管として
は、図１（ａ）に示すように外径が１２７μｍであっ
て、中心に直径２３．８μｍの貫通穴をあけた、長さ５
０ｍｍの石英ガラスパイプ４を用いることとした。ここ
で、この石英ガラスパイプ４は予めＢ2 Ｏ3 を２０ｗｔ
％ドープし、純石英に対して約０．５％屈折率を低下さ
せたものである。
は、図１（ａ）に示すように外径が１２７μｍであっ
て、中心に直径２３．８μｍの貫通穴をあけた、長さ５
０ｍｍの石英ガラスパイプ４を用いることとした。ここ
で、この石英ガラスパイプ４は予めＢ2 Ｏ3 を２０ｗｔ
％ドープし、純石英に対して約０．５％屈折率を低下さ
せたものである。
【００２９】なお、この実施例において、クラッド部と
なる石英ガラスパイプ４は、コア部より屈折率が低いも
のであればよく、上述した場合以外にも、フッ素（Ｆ）
をドープして屈折率を下げたり、コア材料にＴｉ、Ｇｅ
等をドープして屈折率を上げるようにしてもよい。
なる石英ガラスパイプ４は、コア部より屈折率が低いも
のであればよく、上述した場合以外にも、フッ素（Ｆ）
をドープして屈折率を下げたり、コア材料にＴｉ、Ｇｅ
等をドープして屈折率を上げるようにしてもよい。
【００３０】次に、上記石英ガラスパイプ４の内壁に、
ゾルゲル法を用い、機能性物質である希土類元素として
エルビウム（Ｅｒ）を３ｗｔ％ドープした加水分解溶液
のコーティング膜をディップコーティングし、さらに透
明ガラス化（１１００℃で加熱）してコア材料５を形成
する（図１（ｂ））。
ゾルゲル法を用い、機能性物質である希土類元素として
エルビウム（Ｅｒ）を３ｗｔ％ドープした加水分解溶液
のコーティング膜をディップコーティングし、さらに透
明ガラス化（１１００℃で加熱）してコア材料５を形成
する（図１（ｂ））。
【００３１】具体的には、テトラエトキシシラン（ＴＥ
ＯＳ）、エタノール、水、塩酸、及びトリエトキシフル
オロシランからなる混合溶液に塩化エルビウム（ＥｒＣ
ｌ3・6H2 Ｏ）を所定量溶解させ攪拌して加水分解溶液を
調製する。そして、ディップコーティング法により、石
英ガラスパイプ４を調製された上記加水分解溶液に浸漬
して一定速度で引き上げるようにするか、あるいは石英
ガラスパイプ４内を上記加水分解溶液で満たして一定速
度で抜くなどしてコーティングする。
ＯＳ）、エタノール、水、塩酸、及びトリエトキシフル
オロシランからなる混合溶液に塩化エルビウム（ＥｒＣ
ｌ3・6H2 Ｏ）を所定量溶解させ攪拌して加水分解溶液を
調製する。そして、ディップコーティング法により、石
英ガラスパイプ４を調製された上記加水分解溶液に浸漬
して一定速度で引き上げるようにするか、あるいは石英
ガラスパイプ４内を上記加水分解溶液で満たして一定速
度で抜くなどしてコーティングする。
【００３２】この時のコーティング膜には、予めフッ素
（Ｆ）がドープされ、純石英に対して屈折率を約０．２
％低下させたものを用いた。ディップコーティング（こ
の時のコーティング膜の膜厚は０．８μｍ）後はアルカ
リ雰囲気中でゲル化・乾燥し、コア材料５を得た。
（Ｆ）がドープされ、純石英に対して屈折率を約０．２
％低下させたものを用いた。ディップコーティング（こ
の時のコーティング膜の膜厚は０．８μｍ）後はアルカ
リ雰囲気中でゲル化・乾燥し、コア材料５を得た。
【００３３】ここで、請求項２に係る発明では、以上の
ように製造された石英ガラスパイプ４を１１００℃で加
熱して中実化するとともに、透明ガラス化することで光
伝送路として、外径１２５μｍ、コア径８μｍの光ファ
イバ（クラッドとコアの屈折率差は０．３％）を製造す
る。
ように製造された石英ガラスパイプ４を１１００℃で加
熱して中実化するとともに、透明ガラス化することで光
伝送路として、外径１２５μｍ、コア径８μｍの光ファ
イバ（クラッドとコアの屈折率差は０．３％）を製造す
る。
【００３４】以上のようにして製造した光ファイバにつ
いて以下の条件で増幅実験を行った結果、４ｄＢの利得
を得た。
いて以下の条件で増幅実験を行った結果、４ｄＢの利得
を得た。
【００３５】Signal光：λ＝１．５３５μｍ Pump光 ：λ＝０．９８μｍ（出力６００ｍＷ） また、同時に伝送特性を評価したところ、 伝送損失 ：１．０（ｄＢ／ｃｍ、λ＝１．３
μｍ） モードフィールド径：９．５（μｍ） カットオフ波長 ：１．２（μｍ） と良好な値が得られた。
μｍ） モードフィールド径：９．５（μｍ） カットオフ波長 ：１．２（μｍ） と良好な値が得られた。
【００３６】一方、請求項１に係る発明は、さらに上記
コア材料５が形成された石英ガラスパイプ４を、５０ｍ
ｍ×５０ｍｍのＳｉ基板６上（厚さ３ｍｍ）に形成さ
れ、固定用の溝を有する石英ガラス基板２ｃに固定する
（図１（ｃ））。この時、石英ガラス基板２ｃとしては
Ｂ2 Ｏ3 を２０ｗｔ％ドープすることで純石英に対して
屈折率を０．５％低下させた石英ガラス材料を用いる。
コア材料５が形成された石英ガラスパイプ４を、５０ｍ
ｍ×５０ｍｍのＳｉ基板６上（厚さ３ｍｍ）に形成さ
れ、固定用の溝を有する石英ガラス基板２ｃに固定する
（図１（ｃ））。この時、石英ガラス基板２ｃとしては
Ｂ2 Ｏ3 を２０ｗｔ％ドープすることで純石英に対して
屈折率を０．５％低下させた石英ガラス材料を用いる。
【００３７】そして、上記石英ガラスパイプ４が石英ガ
ラス基板２ｃに固定された状態で、クラッド材料７を堆
積させてた後（図１（ｄ））、約１１００℃で加熱し
て、上記石英ガラスパイプ４を中実化するとともに、こ
の石英ガラスパイプ４及びクラッド材料１１を透明ガラ
ス化することで光伝送路として、図１（ｅ）に示すよう
に、Ｓｉ基板６上に不純物を高濃度に含有するコア部９
と屈折率の異なるクラッド部８からなる光導波路を製造
する。
ラス基板２ｃに固定された状態で、クラッド材料７を堆
積させてた後（図１（ｄ））、約１１００℃で加熱し
て、上記石英ガラスパイプ４を中実化するとともに、こ
の石英ガラスパイプ４及びクラッド材料１１を透明ガラ
ス化することで光伝送路として、図１（ｅ）に示すよう
に、Ｓｉ基板６上に不純物を高濃度に含有するコア部９
と屈折率の異なるクラッド部８からなる光導波路を製造
する。
【００３８】以上のようにして製造した光導波路につい
ても同様に、以下の条件で増幅実験を行った結果、４ｄ
Ｂの利得を得た。
ても同様に、以下の条件で増幅実験を行った結果、４ｄ
Ｂの利得を得た。
【００３９】Signal光：λ＝１．５３５μｍ Pump光 ：λ＝０．９８μｍ（出力６００ｍＷ） また、同時に伝送特性を評価したところ、 伝送損失 ：１．０（ｄＢ／ｃｍ、λ＝１．３
μｍ） モードフィールド径：９．５（μｍ） カットオフ波長 ：１．２（μｍ） と良好な値が得られた。
μｍ） モードフィールド径：９．５（μｍ） カットオフ波長 ：１．２（μｍ） と良好な値が得られた。
【００４０】次に、請求項４及び５に係る光伝送路の製
造方法は、上述したゾルゲル法を通常の製造方法に適用
したものである。特に、コア材料に不純物をドープする
工程を除けば上述した請求項１及び２に係る光伝送路の
製造方法と同様であるので、以下図１に示した各工程に
したがって光伝送路の製造方法を説明する。
造方法は、上述したゾルゲル法を通常の製造方法に適用
したものである。特に、コア材料に不純物をドープする
工程を除けば上述した請求項１及び２に係る光伝送路の
製造方法と同様であるので、以下図１に示した各工程に
したがって光伝送路の製造方法を説明する。
【００４１】まず、クラッド部となるガラス管として
は、外径が１２７μｍであって、中心に直径２３．８μ
ｍの貫通穴をあけた、長さ５０ｍｍの石英ガラスパイプ
（図１（ａ）中、４に相当）を用いることとした。ここ
で、この石英ガラスパイプは予めＢ2 Ｏ3 を２０ｗｔ％
ドープし、純石英に対して約０．５％屈折率を低下させ
たものである。
は、外径が１２７μｍであって、中心に直径２３．８μ
ｍの貫通穴をあけた、長さ５０ｍｍの石英ガラスパイプ
（図１（ａ）中、４に相当）を用いることとした。ここ
で、この石英ガラスパイプは予めＢ2 Ｏ3 を２０ｗｔ％
ドープし、純石英に対して約０．５％屈折率を低下させ
たものである。
【００４２】なお、この実施例において、クラッド部を
形成する石英ガラスパイプは、コア部より屈折率が低い
ものであればよく、上述した場合以外にも、フッ素
（Ｆ）をドープして屈折率を下げたり、コア材料にＴ
ｉ、Ｇｅ等をドープして屈折率を上げるようにしてもよ
い。
形成する石英ガラスパイプは、コア部より屈折率が低い
ものであればよく、上述した場合以外にも、フッ素
（Ｆ）をドープして屈折率を下げたり、コア材料にＴ
ｉ、Ｇｅ等をドープして屈折率を上げるようにしてもよ
い。
【００４３】次に、上記石英ガラスパイプの内壁に、ゾ
ルゲル法を用い、以下のように調製された加水分解溶液
のコーティング膜をディップコーティングし、さらに透
明ガラス化（１１００℃で加熱）してコア材料を形成す
る（図１（ｂ）中、５に相当）。
ルゲル法を用い、以下のように調製された加水分解溶液
のコーティング膜をディップコーティングし、さらに透
明ガラス化（１１００℃で加熱）してコア材料を形成す
る（図１（ｂ）中、５に相当）。
【００４４】具体的には、テトラエトキシシラン（ＴＥ
ＯＳ）、エタノール、水、塩酸、及びトリエトキシフル
オロシランからなる加水分解溶液を調製する。そして、
ディップコーティング法により、石英ガラスパイプを調
製された上記加水分解溶液に浸漬して一定速度で引き上
げるようにするか、あるいは石英ガラスパイプ内を上記
加水分解溶液で満たして一定速度で抜くなどしてコーテ
ィングする。
ＯＳ）、エタノール、水、塩酸、及びトリエトキシフル
オロシランからなる加水分解溶液を調製する。そして、
ディップコーティング法により、石英ガラスパイプを調
製された上記加水分解溶液に浸漬して一定速度で引き上
げるようにするか、あるいは石英ガラスパイプ内を上記
加水分解溶液で満たして一定速度で抜くなどしてコーテ
ィングする。
【００４５】この時のコーティング膜には、予めフッ素
（Ｆ）がドープされ、純石英に対して屈折率を約０．２
％低下させたものを用いた。ディップコーティング（こ
の時のコーティング膜の膜厚は０．８μｍ）後はアルカ
リ雰囲気中でゲル化・乾燥し、コア材料を得た。
（Ｆ）がドープされ、純石英に対して屈折率を約０．２
％低下させたものを用いた。ディップコーティング（こ
の時のコーティング膜の膜厚は０．８μｍ）後はアルカ
リ雰囲気中でゲル化・乾燥し、コア材料を得た。
【００４６】ここで、請求項５に係る発明では、以上の
ように製造された石英ガラスパイプを１１００℃で加熱
して中実化するとともに、透明ガラス化することで光伝
送路として、外径１２５μｍ、コア径８μｍの光ファイ
バ（クラッドとコアの屈折率差は０．３％）を製造す
る。
ように製造された石英ガラスパイプを１１００℃で加熱
して中実化するとともに、透明ガラス化することで光伝
送路として、外径１２５μｍ、コア径８μｍの光ファイ
バ（クラッドとコアの屈折率差は０．３％）を製造す
る。
【００４７】以上のようにして製造した光ファイバにつ
いて伝送特性を評価したところ、 伝送損失 ：１．０（ｄＢ／ｃｍ、λ＝１．３
μｍ） モードフィールド径：９．５（μｍ） カットオフ波長 ：１．２（μｍ） と良好な値が得られた。
いて伝送特性を評価したところ、 伝送損失 ：１．０（ｄＢ／ｃｍ、λ＝１．３
μｍ） モードフィールド径：９．５（μｍ） カットオフ波長 ：１．２（μｍ） と良好な値が得られた。
【００４８】一方、請求項４に係る発明は、さらに上記
コア材料が形成された石英ガラスパイプを、５０ｍｍ×
５０ｍｍのＳｉ基板上（厚さ３ｍｍ、図１（ｃ）中６に
相当）に形成され、固定用の溝を有する石英ガラス基板
（図１（ｃ）中、２ｃに相当）に固定する。この時、石
英ガラス基板としてはＢ2 Ｏ3 を２０ｗｔ％ドープする
ことで純石英に対して屈折率を０．５％低下させた石英
ガラス材料を用いる。
コア材料が形成された石英ガラスパイプを、５０ｍｍ×
５０ｍｍのＳｉ基板上（厚さ３ｍｍ、図１（ｃ）中６に
相当）に形成され、固定用の溝を有する石英ガラス基板
（図１（ｃ）中、２ｃに相当）に固定する。この時、石
英ガラス基板としてはＢ2 Ｏ3 を２０ｗｔ％ドープする
ことで純石英に対して屈折率を０．５％低下させた石英
ガラス材料を用いる。
【００４９】そして、上記石英ガラスパイプが石英ガラ
ス基板に固定された状態で、クラッド材料（図１（ｄ）
中、７に相当）を堆積させてた後、約１１００℃で加熱
して、上記石英ガラスパイプを中実化するとともに、こ
の石英ガラスパイプ及びクラッド材料を透明ガラス化す
ることで光伝送路として、Ｓｉ基板上にコア部と屈折率
の異なるクラッド部からなる光導波路（図１（ｅ）に相
当）を製造する。
ス基板に固定された状態で、クラッド材料（図１（ｄ）
中、７に相当）を堆積させてた後、約１１００℃で加熱
して、上記石英ガラスパイプを中実化するとともに、こ
の石英ガラスパイプ及びクラッド材料を透明ガラス化す
ることで光伝送路として、Ｓｉ基板上にコア部と屈折率
の異なるクラッド部からなる光導波路（図１（ｅ）に相
当）を製造する。
【００５０】以上のようにして製造した光導波路につい
ても同様に、伝送特性を評価したところ、 伝送損失 ：１．０（ｄＢ／ｃｍ、λ＝１．３
μｍ） モードフィールド径：９．５（μｍ） カットオフ波長 ：１．２（μｍ） と良好な値が得られた。
ても同様に、伝送特性を評価したところ、 伝送損失 ：１．０（ｄＢ／ｃｍ、λ＝１．３
μｍ） モードフィールド径：９．５（μｍ） カットオフ波長 ：１．２（μｍ） と良好な値が得られた。
【００５１】なお、上記いずれの実施例においても、ク
ラッド材料の堆積方法として、火炎堆積法を用いたが、
特にこの方法に限定するものではなく、スパッタ法等を
用いても同様の効果を奏する。
ラッド材料の堆積方法として、火炎堆積法を用いたが、
特にこの方法に限定するものではなく、スパッタ法等を
用いても同様の効果を奏する。
【００５２】
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、ゾルゲ
ル法を用いてコア部に希土類元素等の機能性物質をドー
プした光伝送路を製造するようにしたので、高濃度の機
能性物質を均一にドープすることができるという効果が
ある。
ル法を用いてコア部に希土類元素等の機能性物質をドー
プした光伝送路を製造するようにしたので、高濃度の機
能性物質を均一にドープすることができるという効果が
ある。
【００５３】また、上記コア部を取り囲むように構成す
るクラッド部の材料として、軟化点が上記ゾルゲル法に
より透明ガラス化する加熱温度付近である石英ガラス材
料を用いるようにしたので、後の製造工程における加工
温度の影響を先に形成されたコア部が受けることがなく
なり、均一に不純物のドープが可能になるという効果が
ある。
るクラッド部の材料として、軟化点が上記ゾルゲル法に
より透明ガラス化する加熱温度付近である石英ガラス材
料を用いるようにしたので、後の製造工程における加工
温度の影響を先に形成されたコア部が受けることがなく
なり、均一に不純物のドープが可能になるという効果が
ある。
【００５４】さらに、上記ゾルゲル法は従来の光伝送路
にも応用することができ、この場合にゾルゲル法により
形成するコーティング膜は、クラッド部として形成でき
るという効果がある。
にも応用することができ、この場合にゾルゲル法により
形成するコーティング膜は、クラッド部として形成でき
るという効果がある。
【図１】この発明に係る光伝送路の製造方法を説明する
ための各製造工程を示す図である。
ための各製造工程を示す図である。
【図２】従来の光伝送路の製造方法を説明するための各
製造工程を示す図である。
製造工程を示す図である。
２ｃ…石英ガラス基板、４…石英ガラスパイプ、５…コ
ア材料、６…Ｓｉ基板、７…クラッド材料、８…クラッ
ド部、９…コア部。
ア材料、６…Ｓｉ基板、７…クラッド材料、８…クラッ
ド部、９…コア部。
Claims (10)
- 【請求項１】 クラッド部となるガラス管の内壁に、ゾ
ルゲル法により、機能性物質をドープした加水分解溶液
をコーティングした後、該コーティング膜をゲル化・乾
燥させることでコア材料を形成し、 前記内壁にコア材料が形成されたガラス管を基板に固定
した後、さらにクラッド材料を堆積させて加熱し、該ガ
ラス管を中実化するとともに透明ガラス化する光伝送路
の製造方法。 - 【請求項２】 クラッド部となるガラス管の内壁に、ゾ
ルゲル法により、機能性物質をドープした加水分解溶液
をコーティングした後、該コーティング膜をゲル化・乾
燥させることでコア材料を形成し、 前記内壁にコア材料が形成されたガラス管を加熱して中
実化するとともに、透明ガラス化する光伝送路の製造方
法。 - 【請求項３】 前記ガラス管の内壁をコーティングする
加水分解溶液に、機能性物質として希土類元素をドープ
することを特徴とする請求項１又は２記載の光伝送路の
製造方法。 - 【請求項４】 クラッド部となるガラス管の内壁に、ゾ
ルゲル法により調製した加水分解溶液をコーティングし
た後、該コーティング膜をゲル化・乾燥させることでコ
ア材料を形成し、 前記内壁にコア材料が形成されたガラス管を基板に固定
した後、さらにクラッド材料を堆積させて加熱し、該ガ
ラス管を中実化するとともに透明ガラス化する光伝送路
の製造方法。 - 【請求項５】 クラッド部となるガラス管の内壁に、ゾ
ルゲル法により、加水分解溶液をコーティングした後、
該コーティング膜をゲル化・乾燥させることでコア材料
を形成し、 前記内壁にコア材料が形成されたガラス管を加熱して中
実化するとともに、透明ガラス化する光伝送路の製造方
法。 - 【請求項６】 前記基板表面に、前記ガラス管を固定す
る溝を予め設けたことを特徴とする請求項１又は４記載
の光伝送路の製造方法。 - 【請求項７】 クラッド部を構成する前記ガラス管及び
クラッド材料は、ゾルゲル法により透明ガラス化する加
熱温度付近の軟化点を有する石英系ガラス材料であるこ
とを特徴とする請求項１、２、４、又は５記載の光伝送
路の製造方法。 - 【請求項８】 前記ガラス管の中実化及びコア材料の透
明ガラス化の際、該ガラス管内にアルカリ雰囲気を流し
ながら行うことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一
項記載の光伝送路の製造方法。 - 【請求項９】 前記ガラス管に予め不純物をドープし、
クラッド部の屈折率をコア部の屈折率よりも低くするこ
とを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項記載の光伝
送路の製造方法。 - 【請求項１０】 前記ガラス管の内壁にコーティングさ
れる加水分解溶液に、予め不純物をドープし、コア部の
屈折率をクラッド部の屈折率よりも高くすることを特徴
とする請求項１〜８のいずれか一項記載の光伝送路の製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4547193A JPH06263453A (ja) | 1993-03-05 | 1993-03-05 | 光伝送路の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4547193A JPH06263453A (ja) | 1993-03-05 | 1993-03-05 | 光伝送路の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06263453A true JPH06263453A (ja) | 1994-09-20 |
Family
ID=12720308
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4547193A Pending JPH06263453A (ja) | 1993-03-05 | 1993-03-05 | 光伝送路の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06263453A (ja) |
-
1993
- 1993-03-05 JP JP4547193A patent/JPH06263453A/ja active Pending
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