JPS5953801A - 光フアイバ - Google Patents
光フアイバInfo
- Publication number
- JPS5953801A JPS5953801A JP57164311A JP16431182A JPS5953801A JP S5953801 A JPS5953801 A JP S5953801A JP 57164311 A JP57164311 A JP 57164311A JP 16431182 A JP16431182 A JP 16431182A JP S5953801 A JPS5953801 A JP S5953801A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- quartz glass
- additives
- thermal expansion
- refractive index
- layer
- 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.)
- Pending
Links
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
- G02B6/03616—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
- G02B6/03638—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 3 layers only
- G02B6/03644—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 3 layers only arranged - + -
-
- 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
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
- Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は光フアイバ表面に熱圧縮応力を残留させること
による強化ファイバに関するものである。
による強化ファイバに関するものである。
石英ガラス’（ｉｊｆ材とする元ファイバでは、破断応
力以下の荷重でおっても長時間負荷さｆ］、ると、破壊
することがある疲労現象がある。疲労は応力の存在下で
、水によるガラスの浸食反応によって破断を生じさせる
傷が生成成長するりＩ、象とされている。光ファイバで
は疲労現象を緩和するためには、水を通さ々い金属で被
覆し、光フアイバ表面に水が到達し７ないようにする方
法および表面に圧縮応力を残留させ、これによって外部
から負荷される引張応力を笑効的に減少する方法がある
。本発明は後者のブ）法に属するものであるが、従来の
構造は、最外層に純粋石英層を有し、内側クラッド部に
添加剤を含む熱膨張係数の高い石英ガラス層を有するも
のおよび純粋石英がラスクランド部の表面にＴｉＯ２を
添加シ１．た石英ガラスＰＩを被覆したものがあった。
力以下の荷重でおっても長時間負荷さｆ］、ると、破壊
することがある疲労現象がある。疲労は応力の存在下で
、水によるガラスの浸食反応によって破断を生じさせる
傷が生成成長するりＩ、象とされている。光ファイバで
は疲労現象を緩和するためには、水を通さ々い金属で被
覆し、光フアイバ表面に水が到達し７ないようにする方
法および表面に圧縮応力を残留させ、これによって外部
から負荷される引張応力を笑効的に減少する方法がある
。本発明は後者のブ）法に属するものであるが、従来の
構造は、最外層に純粋石英層を有し、内側クラッド部に
添加剤を含む熱膨張係数の高い石英ガラス層を有するも
のおよび純粋石英がラスクランド部の表面にＴｉＯ２を
添加シ１．た石英ガラスＰＩを被覆したものがあった。
こノ土らの構造では、屈折率分布がコア部以外にも篩い
領域が存在するので、伝送特性に悪影響を与え、ノイズ
の原因となったり、帯域金狭める要因と力っている３、
またＴｌＯ２添加石英ガラス層を有するものでは、線引
き時の高温にさらさ力、るので、添加物の揮発全防止す
ることがセきず、圧縮応力を残留させるだめの効果が充
・分ではなかった。さらに金属被覆ファイバでは、被覆
Ｎ４による過大な応力が負荷され、光弾性効果による伝
送損失の増加を生じさせ、低損失々ファイバｆ得ること
が困難であった。
領域が存在するので、伝送特性に悪影響を与え、ノイズ
の原因となったり、帯域金狭める要因と力っている３、
またＴｌＯ２添加石英ガラス層を有するものでは、線引
き時の高温にさらさ力、るので、添加物の揮発全防止す
ることがセきず、圧縮応力を残留させるだめの効果が充
・分ではなかった。さらに金属被覆ファイバでは、被覆
Ｎ４による過大な応力が負荷され、光弾性効果による伝
送損失の増加を生じさせ、低損失々ファイバｆ得ること
が困難であった。
本発明はこれらの欠点を除去するため、表面近傍のクラ
ッド部内にクラッド部よりも茜い熱膨張係数を有し、か
つクラッド部と同じ屈折率の添加物金倉む石英ガラス層
を設け、両者の熱膨張係数の相違によって表面層に圧縮
熱応力を残留させたものである。以下図１面によシ本発
明の詳細な説明する。
ッド部内にクラッド部よりも茜い熱膨張係数を有し、か
つクラッド部と同じ屈折率の添加物金倉む石英ガラス層
を設け、両者の熱膨張係数の相違によって表面層に圧縮
熱応力を残留させたものである。以下図１面によシ本発
明の詳細な説明する。
図は本発明の一実施例を示し、（ａ）は光ファイバの断
面図、（ｂ）は屈折率分布図、（Ｃ）は熱膨張係数分布
図であり、コア径５０／１ｍ、 ファイバ径１２５μ
ｍのグレーデッド型ファイバを示し、１はコア・ ２は
内側クラッド、３は熱応力発生層、４は表面クラッド、
５は屈折率分布、６は熱膨張係数分布である。この光フ
ァイバのガラス組成は、コア］はＧｏｏ２’ｉ添加した
石英ガラス′であり、クララ１！２゜４は添加剤を含ま
々い石英ガラスであり、熱応力発生層８はＢ２０．およ
びＢ２Ｏ３を添加しプζ石英ガラスである。添加剤金倉
む石英ガラスの熱膨張係数は、ＴｉＯ２やＺｒＯ２のよ
うな限られた添加剤以外は、純粋石英ガラスの熱膨張係
数に比べて一般に高くなる。一方、添加剤を含む石英ガ
ラスの屈折率は、添加剤の種類と１１１に応じて増減す
る。屈折率を高める添加剤と［７でよく用いられるもの
としては、ＧｅＯ２、Ａ／、２’０８、Ｐ２Ｏ５、Ｔｉ
Ｏ２など、低くするものとしては、Ｂ２Ｏ３、Ｂ７どで
を・る。
面図、（ｂ）は屈折率分布図、（Ｃ）は熱膨張係数分布
図であり、コア径５０／１ｍ、 ファイバ径１２５μ
ｍのグレーデッド型ファイバを示し、１はコア・ ２は
内側クラッド、３は熱応力発生層、４は表面クラッド、
５は屈折率分布、６は熱膨張係数分布である。この光フ
ァイバのガラス組成は、コア］はＧｏｏ２’ｉ添加した
石英ガラス′であり、クララ１！２゜４は添加剤を含ま
々い石英ガラスであり、熱応力発生層８はＢ２０．およ
びＢ２Ｏ３を添加しプζ石英ガラスである。添加剤金倉
む石英ガラスの熱膨張係数は、ＴｉＯ２やＺｒＯ２のよ
うな限られた添加剤以外は、純粋石英ガラスの熱膨張係
数に比べて一般に高くなる。一方、添加剤を含む石英ガ
ラスの屈折率は、添加剤の種類と１１１に応じて増減す
る。屈折率を高める添加剤と［７でよく用いられるもの
としては、ＧｅＯ２、Ａ／、２’０８、Ｐ２Ｏ５、Ｔｉ
Ｏ２など、低くするものとしては、Ｂ２Ｏ３、Ｂ７どで
を・る。
屈折率は添加剤の添加凱に対応して変化し、才だ二種以
上の添加剤を同時に用いた場合には、添加剤の間に相加
則が成り立つ。この夾ｆｉ＋１例では、熱応力発生層の
添加剤として屈折率変化が少なく、かつ屈折率ヲ旨める
Ｐ２Ｏ５および屈折率を下げるＢ２０．、 ＜同時に用
いることによって、クラッド部の石英ガラスと同じ屈折
率にし、さらに熱膨張係数？高めたものである。表面ク
ラッド層が薄いとき、表面クラッド層に残留する熱応力
０は、ファイバを同心円筒とすると、近似的に次式で表
わされる。
上の添加剤を同時に用いた場合には、添加剤の間に相加
則が成り立つ。この夾ｆｉ＋１例では、熱応力発生層の
添加剤として屈折率変化が少なく、かつ屈折率ヲ旨める
Ｐ２Ｏ５および屈折率を下げるＢ２０．、 ＜同時に用
いることによって、クラッド部の石英ガラスと同じ屈折
率にし、さらに熱膨張係数？高めたものである。表面ク
ラッド層が薄いとき、表面クラッド層に残留する熱応力
０は、ファイバを同心円筒とすると、近似的に次式で表
わされる。
ここでＳは断面積、Ｅ ｌｄギヤング率αは熱膨張係数
、ΔＴは温度差、添字］、 、 Ｑ ｉｉ：それぞｈ、
熱応力発生層および表面クラッド層を表わす。この実施
例では、Ｂ２０８ｆ ４． ｍ０１％、Ｂ２０． ｆｆ
８ ｍ０１％を添加した熱応力発生層金形Ｄ！；ｃ Ｌ
だ。熱膨張係数α２は２．］Ｘ］０／℃であり、熱応力
発生層の厚みは５μｍとした。表面クラッド層の片みれ
Ｊｊｐｍとした。ΔＴ ｆ ？ ００℃、Ｅｌ ＝ Ｂ
２７−７５００ ｋｒ／ ｍｍ２、αｌ ＝ ０．６
Ｘ ］ （］−６／℃とすると、σは２．２ ｋｇ／ｍ
ｍ２の圧縮応力が残留する。
、ΔＴは温度差、添字］、 、 Ｑ ｉｉ：それぞｈ、
熱応力発生層および表面クラッド層を表わす。この実施
例では、Ｂ２０８ｆ ４． ｍ０１％、Ｂ２０． ｆｆ
８ ｍ０１％を添加した熱応力発生層金形Ｄ！；ｃ Ｌ
だ。熱膨張係数α２は２．］Ｘ］０／℃であり、熱応力
発生層の厚みは５μｍとした。表面クラッド層の片みれ
Ｊｊｐｍとした。ΔＴ ｆ ？ ００℃、Ｅｌ ＝ Ｂ
２７−７５００ ｋｒ／ ｍｍ２、αｌ ＝ ０．６
Ｘ ］ （］−６／℃とすると、σは２．２ ｋｇ／ｍ
ｍ２の圧縮応力が残留する。
ファイバの作製は、母材表面に前記添加剤を含む石英ガ
ラス徽粒子を堆積させ、さらに純粋石英ガラス微粒子を
堆積させた後、再加熱ｌ−て透明Ｊｊシラスしたものを
、線引きし、シリコーン樹脂を被覆した。この実施例に
よるファイバの伝送管↑くＬは、■。３μｍで０ 、７
２ ａＢ／Ｋｍであり、同一イＵ＝ ｉＪのファイバと
差は々かった。’！！：だ疲労破断時間は負荀応力３０
８ ｋｇ７ ｍｍ”で、平均１７８分（１０本の試料）
であり、同一母材の圧縮応力のないファイバの平均破断
時間に比べて約８倍長くなっている。
ラス徽粒子を堆積させ、さらに純粋石英ガラス微粒子を
堆積させた後、再加熱ｌ−て透明Ｊｊシラスしたものを
、線引きし、シリコーン樹脂を被覆した。この実施例に
よるファイバの伝送管↑くＬは、■。３μｍで０ 、７
２ ａＢ／Ｋｍであり、同一イＵ＝ ｉＪのファイバと
差は々かった。’！！：だ疲労破断時間は負荀応力３０
８ ｋｇ７ ｍｍ”で、平均１７８分（１０本の試料）
であり、同一母材の圧縮応力のないファイバの平均破断
時間に比べて約８倍長くなっている。
以上説明したように、本発明の元ファイバは、表面近傍
のクラッド部内に高熱膨張ガラス層を設け、これによっ
て表面クラッド層に圧縮応力を残留させるので、疲労性
「膝を著しく向」１さぜる訓点がある。
のクラッド部内に高熱膨張ガラス層を設け、これによっ
て表面クラッド層に圧縮応力を残留させるので、疲労性
「膝を著しく向」１さぜる訓点がある。
図は本発明のｙ施例を示し、（ａ）は本発明のテ′、フ
ァイバの断面図、（ｂ） ｋ＋屈折率分布図、（０）に
１熱膨蒙係数分布図である。 １・・コア、２・−・内側クラッド、３ ・熱応力発生
層、４・・表面クラッド、５・・・屈折率分布、６・・
・熱膨張係数分布。 特許出願人 日本？往信電話公社 手続補正書（方式） 昭和５８年、３ 月 ２ 日 １、事件の表示 昭和５７年 特 許 願第１ ｆｉ ４．；目Ｊ 号２
、発明の名称 光ファイバ ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 （４，２２）８本電信電話公社 外１名 ５、補正命令の日刊 昭和５８年２月２２「（・１６
明細書＠６頁第５行〜第７行を次の通り１ｊ正す゛る０ 「第１図は本発明の実施例の断面図、第２図は第１図の
光ファイバの屈折率分布図、第８図は第１図の光ファイ
バの熱膨張係数分布図である。」２、図面を別紙訂正図
の通り訂正する。 第８図 ｆそ乃向
ァイバの断面図、（ｂ） ｋ＋屈折率分布図、（０）に
１熱膨蒙係数分布図である。 １・・コア、２・−・内側クラッド、３ ・熱応力発生
層、４・・表面クラッド、５・・・屈折率分布、６・・
・熱膨張係数分布。 特許出願人 日本？往信電話公社 手続補正書（方式） 昭和５８年、３ 月 ２ 日 １、事件の表示 昭和５７年 特 許 願第１ ｆｉ ４．；目Ｊ 号２
、発明の名称 光ファイバ ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 （４，２２）８本電信電話公社 外１名 ５、補正命令の日刊 昭和５８年２月２２「（・１６
明細書＠６頁第５行〜第７行を次の通り１ｊ正す゛る０ 「第１図は本発明の実施例の断面図、第２図は第１図の
光ファイバの屈折率分布図、第８図は第１図の光ファイ
バの熱膨張係数分布図である。」２、図面を別紙訂正図
の通り訂正する。 第８図 ｆそ乃向
Claims (1)
- Ｌ 石英ガラスを主体とする光ファイバにおいて、光フ
アイバ表面近傍のクラッド％ｊ１３内に、クラッド部を
構成するガラス素材の熱膨張係数よりも大きく、かつ屈
折率がクラッド部と等しい、一種もしくは複数の添加物
を含む石英ガラス層を有することを特徴とする光ファイ
バ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57164311A JPS5953801A (ja) | 1982-09-21 | 1982-09-21 | 光フアイバ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57164311A JPS5953801A (ja) | 1982-09-21 | 1982-09-21 | 光フアイバ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5953801A true JPS5953801A (ja) | 1984-03-28 |
Family
ID=15790721
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57164311A Pending JPS5953801A (ja) | 1982-09-21 | 1982-09-21 | 光フアイバ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5953801A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50110341A (ja) * | 1974-02-07 | 1975-08-30 |
-
1982
- 1982-09-21 JP JP57164311A patent/JPS5953801A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50110341A (ja) * | 1974-02-07 | 1975-08-30 |
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