JPS60264346A - 耐放射線光フアイバ - Google Patents

耐放射線光フアイバ

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JPS60264346A
JPS60264346A JP59117867A JP11786784A JPS60264346A JP S60264346 A JPS60264346 A JP S60264346A JP 59117867 A JP59117867 A JP 59117867A JP 11786784 A JP11786784 A JP 11786784A JP S60264346 A JPS60264346 A JP S60264346A
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JP
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optical fiber
radiation
geo2
glass
core
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JP59117867A
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Shuichi Shibata
修一 柴田
Motohiro Nakahara
基博 中原
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NTT Inc
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/01Manufacture of glass fibres or filaments
    • C03B37/012Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
    • C03B37/014Manufacture 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]
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL 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
    • C03C13/00Fibre or filament compositions
    • C03C13/04Fibre optics, e.g. core and clad fibre compositions
    • C03C13/045Silica-containing oxide glass compositions
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
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    • C03B2201/00Type of glass produced
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    • C03B2201/08Doped silica-based glasses doped with boron or fluorine or other refractive index decreasing dopant
    • C03B2201/12Doped silica-based glasses doped with boron or fluorine or other refractive index decreasing dopant doped with fluorine
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C03B2201/00Type of glass produced
    • C03B2201/06Doped silica-based glasses
    • C03B2201/20Doped silica-based glasses doped with non-metals other than boron or fluorine
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    • C03B2201/30Doped silica-based glasses doped with metals, e.g. Ga, Sn, Sb, Pb or Bi
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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】 〔発明の分野〕 本発明は耐放射線光ファイバ、さらに詳しくは放射線、
特にγ−線の照射環境下、たとえば宇宙空間などにおい
て生じる光損失増加量が少なく、耐放射線特性に優れた
光ファイバに関するものである。
〔発明の背景〕
石英系ガラスにγ−線が照射された場合、紫外線吸収が
生じ光ファイバにおいても使用する波長域(0,6〜1
.7μl11)で、吸収のすそひきの影響から光損失が
増加することが知られている。これらのことに関しては
、たとえば、E、J、Fr1ebel とM、E、Gi
ngrichによって” Radiation−Ind
uced 0ptical Absorption B
ands in Low Loss 0ptical 
Fiber Waveguides ″ (J、Non
−Cryot、5olids vo138−39 P2
45 : 1980)なる論文に詳述されている。
上記論文においては、石英ガラスまたは種々のドーパン
トを添加した石英ガラスをコアとする低損失光ファイバ
に関して、放射線(T−線)による光損失増加量が比較
しである。
これによると、光ファイバのなかでは、何も添加されて
いない純石英コア光ファイバが最も耐放射線に優れ、次
ぎにGeO2をドープした光ファイハが優れている。P
およびBを含む光ファイバは耐放射線特性に劣り、短波
長側だけでなく長波長側(1〜1.7μm)でも大きな
光損失増加量を示す。
このように、ドーパントの種類としては大雑把に何が優
れているかが明らかになったが、同しドーパントにおい
ても、損失増加量は異なることが知られており、たとえ
ば5102コアやSiO2−Ge02コア光フアイバに
おいて具体的にどうすれば耐放射線に優れた光ファイバ
になるか不明であった。
〔発明の概要〕
本発明は上述の点に鑑みなされたものであり、放射線を
照射したとき光損失増加量の少ない、すなわち耐放射線
に優れた光ファイバを提供することを目的とする。
したがって本発明による耐放射線光ファイバはSiO2
に5モル%以JIGe02をドープしたガラス11 を
1アとする光ファイバであ−て・少なくとも10ppm
以上のハロゲン元素を含有することを特徴とするもので
ある。
また本発明による第二の耐放射線光ファイバばSiOQ
ガラスもしくはSjo 2に5モル%未満のGe01l
をドープしたガラスをコアとする光フ1イハであって、
ハロゲン元素を含有しないことを特徴とするものである
本発明者らはSi02およびSi02−Ge02 :7
ア光フアイバを対象にどのような組成のときに耐放射線
に優れた光ファイバになるかを種々検討し、本発明に至
ったものであり、特にハロゲン元素不純物の影響が大き
いことを明らかにしたものである。したがって、本発明
による耐放射線光ファイバによれば、放射線を照射した
とき光損失増加量の少ない、すなわち耐放射線が良好で
あるという利点がある。
〔発明の詳細な説明〕
本発明による耐放射線光ファイバは、前述のようにSi
O2に5モル%以上GeO2をドープしたガラスをコア
とする光ファイバであって、少なくとも10ppm以上
のハロゲン元素を含有するものである。このようなハロ
ゲン元素としては塩素、フン素などを例として上げるこ
とができる。
後述の実施例より明らかなように、SiO2にGeO2
を5モル%以上含む光ファイバにあっては、ハロゲン元
素を含有せしめることにより、放射線を照射したときの
光損失増加量を減少できるからである。
ハロゲン元素の含有量は1.Op p m以上であるが
、このハロゲン元素含有量が10ppm未満であると、
充分な耐放射線効果かえられないおそれがあるからであ
る。
また、本発明による第二の耐放射線光ファイバは、前述
のようにSi02ガラスもしくはSi09に5モル%未
満のGeOQをドープしたガラスをコアとする光ファイ
バであって、ハロゲン元素を含有しないものいである。
これは後述の実施例より明らかなように、5102ガラ
スないしSi02にGeOwが5モル%未満しか含まれ
ないときは、ハロゲン元素を含有するとき耐放射線効果
が低下するからでる。
以下、本発明の詳細な説明する。
実施例1 下記の3種類の光ファイバを以下の方法で製造した。
(A )塩素を含有しないSiO2−GeO9系光フア
イバ。
特願昭58−213202号に詳述された方法により製
造した。すなわち、アルコキシドSi (OC2Hs 
)a 、Ge (OC911s )ル液体原料を所定の
比率に混合し、これを超音波振動により霧化して、酸水
素バーナに供給し、まずVAD法(vapor−pha
se axial deposition)と同様にス
ート母材を作製し、次ぎにこれを不活性ガス雰囲気下で
1500℃以上の温度で透明ガラス化し、光フアイバ用
母材を得る。
この母材を石英ガラスジャケット管に挿入して光ファイ
バに線引した。
このような方法によって製造された光ファイバは出発原
料がアルコキシドであり、しがも途中に塩素系試薬を用
いる工程が何もないので、まったく塩素を含まないSi
 −GeO2系光フアイバを製造することができる。
同様ニSi (OCII 3) 4、St (OCQI
I 5) 4を原オ;1とすることにより、純石英ガラ
スも製造するごとができ、このガラスはクランドに硼素
(B )やフッ素(F )を含有した石英ガラスを用い
ることにより光ファイバとすることができる。
(B ) 10〜20ppm (D塩素を含有するSi
O2GeO2系光ファイバ。
塩化物5iCI 4およびGeCl4を出発原料として
、VAD法によりスート母材、透明ガラス母材を作製し
た。ただし、本製造方法においては塩素系脱水剤による
高温下での脱水処理をおこなっておらず塩素含有量は1
0〜20pPIIlである。塩素含有量の定量は、放射
下分析により行ったものである。
(C) 500−1000ppm塩素を含有する5i0
2−Ge02系光フアイバ。
塩化物5iCI4 、GeCl4を出発材料としテVA
D法によりスート母材を製造した。次ぎに塩素系脱水剤
により脱水処理を行うと、500〜11000pp塩素
含有の光ファイバが得られた。
以上の3種類の光ファイバの特性を下記の表に示す。
第1表 」−記3種類の光ファイバを用いて、T−線照射による
光損失増加実験を行った。第1図における照射率は5.
4 XIO” rads/hourであり、用いた光フ
ァイバは八〇 (コアとクラッドの屈折率)−1%、長
さ200〜250 m 、測定波長0.85μmであっ
た。
この第1図より明らかなように光ファイバBおよびCは
同程度の比較的低い損失増加を示しているのに対し、C
10を含有しない光ファイバAは高い損失増加量を示し
ている。
第2図に測定波長1.3μmでの全照射量に対するt0
失増加を示す。第1図の場合と比較すると小さい値であ
るが、光ファイバへの値が光ファイバB、Cに比べて大
きいのは同様の結果である。
γ−線照射ではガラス中に欠陥が生じ、その欠陥に起因
する吸収が紫外線波長域に現れる。5iO2Ge02で
は波長0.26μmに吸収が生じており、第1図、第2
図に示したものはこの吸収のスソ引きと考えることがで
きる。長波長にいくほど、光損失の増加量が減少するの
はこのためである。
実施例2 GeOv ドーパントの量を変化させた実施例1で示し
た方法で製造された前記^、B、Cの3種類の光ファイ
バを多数本作製し光損失の増加■を測定した。
総照射量は10’ radsであり、光ファイバのパラ
メータ(長さ、コア径、ファイバi¥)は全て等しくし
である。
第3図に波fio、85μmにおける損失増加量とGe
O2含有量(八〇 (%))の関係を示す。ここでGe
02含有量を屈折率との関係ばY、Y、IIuang等
によって、J、Non−Cr1stalline 5o
lids vo127. (+978) P29〜37
に発表されており、約Δn−1%で10モル%のGeO
2に対応していることがわがっている。第4図にSiO
2−GeO22成分径における八〇 (%)とGeO2
モル%との関係を示す。第5図に波長1.3μmにおけ
る損失増加量とGeO2含有量(Δn (%))の関係
を示す。
第3図および第5図より明らかなように、GeO2含有
量が多い組成(たとえばΔn =0.5%以上、GeO
Q濃度5モル%以上)では優れていることがわかる。一
方、GeO2が少ない組成(Δn =0.5%未満)領
域では、塩素を含有しない光ファイバが耐放射線性に優
れている。さらに直線をGeO90モル%、すなわち純
SiOeガラスに外挿して考えると、SiO2ガラスコ
ア光フアイバでは、塩素を含有しないものが優れている
ことがわかる。
CI2およびGeOp、がSiO2中で共存する場合、
耐放射線特性に優れる現象に対して、必ずしも明確な説
明は現在においてなされていない。しかし上記3M類の
光ファイバのESR(電子スピン共鳴)測定により、た
とえばΔn =1%のSi09−GeO2コア光ファイ
バではGe欠陥濃度に対応するESR吸収強度がA >
B >Cの順になっていることから、CI2はGeが関
与する欠陥を減少させる働きをしていることが発明者ら
の実験により明らかである。
1、・□ (11) 〔発明の効果〕 以」二説明したように本発明による耐放射線光ファイバ
によれば、放射線が照射されたとき光損失増加量の小さ
いので、放射線の多い宇宙空間などに放置される機具な
どの光ファイバとして使用できるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は全照射量に対して3種類の光ファイバの損失増
加量(波長0.85μm)を示した図、第2図は測定波
長1.3μmでの全照射量に対する増加損失を示す図、
第3図は波長0.85μmにおける増加損失とGe02
の含有量(Δn (%)で示す)との関係を示す図、第
4図はSiO2−GeO2系における八〇 (%)とG
eOp、モル%との関係をしめず図、第5図は波長1.
3μmにおける増加損失とGeO2含有量(八〇 (%
))の関係を示す図である。 出願人代理人 雨 宮 正 季 (12)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (113iOLlに5モル%以上Ge09をドープした
    ガラスをコアとする光ファイバであって、少なくとも1
    0ppm以上のハロゲン元素を含有することを特徴とす
    る耐放射線光ファイバ。 +21 8i02ガラスもしくはSi02に5モル%未
    満のGeOQをドープしたガラスをコアとする光ファイ
    バであって、ハロゲン元素を含有しないことを特徴とす
    る耐放射線光ファイバ。
JP59117867A 1984-06-08 1984-06-08 耐放射線光フアイバ Pending JPS60264346A (ja)

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