JPS61219009A - 石英ガラスから成る単一モード光導波路及びその製造方法 - Google Patents
石英ガラスから成る単一モード光導波路及びその製造方法Info
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- JPS61219009A JPS61219009A JP61059618A JP5961886A JPS61219009A JP S61219009 A JPS61219009 A JP S61219009A JP 61059618 A JP61059618 A JP 61059618A JP 5961886 A JP5961886 A JP 5961886A JP S61219009 A JPS61219009 A JP S61219009A
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- G02B6/03622—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 2 layers only
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
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- C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
- C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
- C03B37/012—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
- C03B37/014—Manufacture 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]
- C03B37/018—Manufacture 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] by glass deposition on a glass substrate, e.g. by inside-, modified-, plasma-, or plasma modified- chemical vapour deposition [ICVD, MCVD, PCVD, PMCVD], i.e. by thin layer coating on the inside or outside of a glass tube or on a glass rod
- C03B37/01853—Thermal after-treatment of preforms, e.g. dehydrating, consolidating, sintering
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、光伝送中心部及びこれを包囲しかつ外部ジャ
ケットによって包囲されている内部ジャケットから構成
され、前記中心部の屈折率が両ジャケットの屈折率より
も大きくかつ両ジャケットの屈折率が大体において等し
いことによって成る石英ガラスから成る単一モーP光導
波路及びその製造方法に関する。
ケットによって包囲されている内部ジャケットから構成
され、前記中心部の屈折率が両ジャケットの屈折率より
も大きくかつ両ジャケットの屈折率が大体において等し
いことによって成る石英ガラスから成る単一モーP光導
波路及びその製造方法に関する。
従来の技術
光信号を伝送するための光導波路は光伝送中心部及びこ
れを包囲するジャケット部から構成されていて、前記中
心部はジャケット部よりも少し大きい屈折率を有してい
る。伝送される光は大体において中心部を導かれ、中心
部を直接包囲するジャケット部の中へは光の比較的少部
分しか入っていかない。
れを包囲するジャケット部から構成されていて、前記中
心部はジャケット部よりも少し大きい屈折率を有してい
る。伝送される光は大体において中心部を導かれ、中心
部を直接包囲するジャケット部の中へは光の比較的少部
分しか入っていかない。
光情報伝送用光導波路の場合多モード(vie−1we
llig)及び単一モード(einwel l ig)
光導波路の区別がある。多モード光導波路、特に所謂グ
レーデッド形ファイノ々−は代表的には125μmのジ
ャケット外径に対して代表的には50μmの中心部直径
を有する。単一モード光導波路は、同じジャケット外径
の場合代表的には8〜10μmの中心部直径を有する。
llig)及び単一モード(einwel l ig)
光導波路の区別がある。多モード光導波路、特に所謂グ
レーデッド形ファイノ々−は代表的には125μmのジ
ャケット外径に対して代表的には50μmの中心部直径
を有する。単一モード光導波路は、同じジャケット外径
の場合代表的には8〜10μmの中心部直径を有する。
単一モード光導波路の場合多モーr光導波路の場合より
もはるかに広い伝送帯域を実現することができる。
もはるかに広い伝送帯域を実現することができる。
従って単一モード光導波路は大きな反復間隔を有する遠
距離伝送用に好適であるが、しかし特に同光導波路が多
モード光導波路よりも安価に製造できる場合には、広帯
域用の短距離範囲(局地網0rtsnetz )でも有
利である。
距離伝送用に好適であるが、しかし特に同光導波路が多
モード光導波路よりも安価に製造できる場合には、広帯
域用の短距離範囲(局地網0rtsnetz )でも有
利である。
光情報伝送技術においては現在はとんど石英光導波路の
みが使用されている。この光導波路の場合には単一モー
ドファイノ々−の全分散が波長13μmで消滅し、同時
に光伝送損失が0.56B/km以下になる可能性があ
る。このような低損失を得るためには、OHイオン濃度
が伝送中心部及び隣接ジャケット部で高々はぼ100p
pbであればよい、それというのも石英ガラスの場合1
.24 Jim及び1.39 amの波長でOH−振動
帯が著しい光伝送損失を起すからである。これらの吸収
帯を重ねることによってほぼ1.2μm〜1.55μm
の全スペクトル範囲で光伝送損失が増大する可能性があ
る。
みが使用されている。この光導波路の場合には単一モー
ドファイノ々−の全分散が波長13μmで消滅し、同時
に光伝送損失が0.56B/km以下になる可能性があ
る。このような低損失を得るためには、OHイオン濃度
が伝送中心部及び隣接ジャケット部で高々はぼ100p
pbであればよい、それというのも石英ガラスの場合1
.24 Jim及び1.39 amの波長でOH−振動
帯が著しい光伝送損失を起すからである。これらの吸収
帯を重ねることによってほぼ1.2μm〜1.55μm
の全スペクトル範囲で光伝送損失が増大する可能性があ
る。
このように低いOHイオン濃度は、石英ガラスの場合多
大な技術的費用を用いなければ達成できず、従ってコス
ト高である。
大な技術的費用を用いなければ達成できず、従ってコス
ト高である。
石英ガラスから成る光導波路の製造は、現在のところほ
とんど、石英ガラスの化学気相堆積法のみを基礎にして
いる。さらに種々の方法、例えばMCvD法、PCVD
法、OV D 法1’VAD法も開発されている。
とんど、石英ガラスの化学気相堆積法のみを基礎にして
いる。さらに種々の方法、例えばMCvD法、PCVD
法、OV D 法1’VAD法も開発されている。
tvt c v o法の場合には、石英ガラスから成る
支持管の内壁に気相から高純度の石英ガラスを堆積させ
る。
支持管の内壁に気相から高純度の石英ガラスを堆積させ
る。
適当にドープされた堆積石英ガラス層は、光導波路(後
で棒状母材から製造する)において中心部及び内部ジャ
ケットを形成し、他方支持管が外部ジャケットとなる。
で棒状母材から製造する)において中心部及び内部ジャ
ケットを形成し、他方支持管が外部ジャケットとなる。
前記製造方法は単一モード光導波路(単一モードファイ
ノ々−)の製造のために好適である、それというのも同
党導波路の場合には、中心部の容積が全ファイバーの容
積に対して比較的小さいからである。従って、極めて安
価な(石英)材料から成る支持管上に、高純度ではなく
、従ってあまり高価でない石英ガラスを堆積させればよ
い。
ノ々−)の製造のために好適である、それというのも同
党導波路の場合には、中心部の容積が全ファイバーの容
積に対して比較的小さいからである。従って、極めて安
価な(石英)材料から成る支持管上に、高純度ではなく
、従ってあまり高価でない石英ガラスを堆積させればよ
い。
単一モード光導波路の場合には、伝送される光の一部が
ジャケット中に入っていくので、中心部の周りに直接、
同様に高純度の石英材料から成る内部ジャケットが設け
られていなければならない。そのためには、中心部の直
径が2aだとすれば、はぼ4aの直径が必要である。し
かし安価な石英ガラスから成る支持管にOH−イオンが
存在すると、これらのイオンが棒状母材製造の間及びフ
ァイバーの線引きの間に内部ジャケット中に拡散し、著
しい伝送損失の増大を招来する可能性がある。OHイオ
ンの拡散は、例えば雑誌気ジャパニーズ・ジャーナル・
オブ・アプライド・フィジックス(JapaneseJ
ornal of Applied Physics
) tt Vol、 17゜Al l 、lN0V、7
8.1975〜1981頁で発表された論文で研究され
ている。同論文には、1.39μmの波長の場合01−
1吸収量を20dB外m未満に抑えるためには、ジャケ
ット半径:中心部半径の比が約5以上でなければならな
いことが記載されている。
ジャケット中に入っていくので、中心部の周りに直接、
同様に高純度の石英材料から成る内部ジャケットが設け
られていなければならない。そのためには、中心部の直
径が2aだとすれば、はぼ4aの直径が必要である。し
かし安価な石英ガラスから成る支持管にOH−イオンが
存在すると、これらのイオンが棒状母材製造の間及びフ
ァイバーの線引きの間に内部ジャケット中に拡散し、著
しい伝送損失の増大を招来する可能性がある。OHイオ
ンの拡散は、例えば雑誌気ジャパニーズ・ジャーナル・
オブ・アプライド・フィジックス(JapaneseJ
ornal of Applied Physics
) tt Vol、 17゜Al l 、lN0V、7
8.1975〜1981頁で発表された論文で研究され
ている。同論文には、1.39μmの波長の場合01−
1吸収量を20dB外m未満に抑えるためには、ジャケ
ット半径:中心部半径の比が約5以上でなければならな
いことが記載されている。
発明が解決しようとする問題点
従って本発明は、冒頭記載の光導波路において、該光導
波路が特に1.3〜1.56μmのスペクトル範囲で極
めて低い伝送損失を有しかつ安価に製造することのでき
るように前記光導波路を改良しかつこのような光導波路
の製造方法を開発するという課題を基礎にしている。
波路が特に1.3〜1.56μmのスペクトル範囲で極
めて低い伝送損失を有しかつ安価に製造することのでき
るように前記光導波路を改良しかつこのような光導波路
の製造方法を開発するという課題を基礎にしている。
問題点を解決するための手段
前記課題は、本発明により、内部ジャケット外径:中心
部外径の比が1.8〜3,5の範囲にある冒頭記載の光
導波路によって解決される。
部外径の比が1.8〜3,5の範囲にある冒頭記載の光
導波路によって解決される。
前記比は2.5が有利である。
好ましくは、内部ジャケットと外部ジャケットとの間に
、内部ジャケットを包囲しかつ外部ジャケットから内部
ジャケットへのOH−イオンの拡散がそれによって回避
される中間層が存在゛する。
、内部ジャケットを包囲しかつ外部ジャケットから内部
ジャケットへのOH−イオンの拡散がそれによって回避
される中間層が存在゛する。
前記中間層は、B2O3・又はF及びGeO□又はP2
O5が添加された、無視可能のOH−イオン濃度を有す
る石英ガラスから成っておりかつ2μm〜5μmの範囲
の厚さを有することができる。
O5が添加された、無視可能のOH−イオン濃度を有す
る石英ガラスから成っておりかつ2μm〜5μmの範囲
の厚さを有することができる。
また、好ましい実施態様においては、内部ジャケットに
隣接する、外部ジャケットの領域が、無視可能なOH−
イオン濃度を有しかつ5μmよりも大きい厚さを有する
。
隣接する、外部ジャケットの領域が、無視可能なOH−
イオン濃度を有しかつ5μmよりも大きい厚さを有する
。
好ましくは、中心部には少なくとも1種類のドーパント
、好ましくは二酸化ゲルマニウム及び/又は五酸化燐が
添加されており、かつ内部ジャケットは無ドーピングニ
醸化珪素から成るか又は内部ジャケット屈折率が外部ジ
ャケット屈折率に大体において等しいように、内部ジャ
ケットにドーパントが添加されている。
、好ましくは二酸化ゲルマニウム及び/又は五酸化燐が
添加されており、かつ内部ジャケットは無ドーピングニ
醸化珪素から成るか又は内部ジャケット屈折率が外部ジ
ャケット屈折率に大体において等しいように、内部ジャ
ケットにドーパントが添加されている。
また内部ジャケットは、少なくとも中心部に隣接する同
ジャケットの領域で、100ppb未満のOH−イオン
の濃度を有することができる。
ジャケットの領域で、100ppb未満のOH−イオン
の濃度を有することができる。
さらに本発明によれば、
一支持管の内部被覆法(Innenbeschicht
unqs−verfahren ) f適用し、 −支持管が大体において二酸化珪素から成り、−この支
持管から光導波路の外部ジャケットを形成し、 一同支持管の内部を先ず、tooppb未満のOH−イ
オン濃度及び5μmよりも大きい厚さを有する領域が支
持管内面に隣接して形成されるように、1800〜20
00にの範囲の温度でハロゲン含有ガスで洗浄し、 一次に前記内面上に、内部ジャケットに相当する層を設
は −その上に光導波路の中心部に相当する層又は連続層を
設け、かつ −このような棒状母材を光導波路に線引きすることを特
徴とする本発明による光導波路の製造方法が提供される
。
unqs−verfahren ) f適用し、 −支持管が大体において二酸化珪素から成り、−この支
持管から光導波路の外部ジャケットを形成し、 一同支持管の内部を先ず、tooppb未満のOH−イ
オン濃度及び5μmよりも大きい厚さを有する領域が支
持管内面に隣接して形成されるように、1800〜20
00にの範囲の温度でハロゲン含有ガスで洗浄し、 一次に前記内面上に、内部ジャケットに相当する層を設
は −その上に光導波路の中心部に相当する層又は連続層を
設け、かつ −このような棒状母材を光導波路に線引きすることを特
徴とする本発明による光導波路の製造方法が提供される
。
ハロゲン含有ガスとしては、好ましくは塩素含有ガス又
は弗素含有ガスを使用することができる。
は弗素含有ガスを使用することができる。
本発明の利点は、内部被覆法で1oppb未満の極端に
低いOH−イオン濃度を有する僅かな石英ガラス層のみ
を被覆すればよい点にある。これに対して外部ジャケッ
トとしてのファイノ々−の主要部分は安価な石英ガラス
から成っていてよい。
低いOH−イオン濃度を有する僅かな石英ガラス層のみ
を被覆すればよい点にある。これに対して外部ジャケッ
トとしてのファイノ々−の主要部分は安価な石英ガラス
から成っていてよい。
本発明は、2〜10 ppm0OHイオンを含有する安
価な溶融天然石英から成る石英ガラス管を使用すると1
0.5 f /minの堆積速度の場合、堆積石英ガ
ラス層へのOHの拡散は極めて小さく、事実上無視する
ことができるという認識に基いている。
価な溶融天然石英から成る石英ガラス管を使用すると1
0.5 f /minの堆積速度の場合、堆積石英ガ
ラス層へのOHの拡散は極めて小さく、事実上無視する
ことができるという認識に基いている。
次に実施例により本発明を詳述する。
実施例
例1
所謂Nマツチド・クラツディング(matched−c
ladding) tt屈折率形及び約1.25 μm
の所謂N遮断(cut−off ) tt波長を有する
単一モード光導波路を製造するために、先づ約20園の
外径及び約2目の肉厚を有する石英ガラス支持管を、例
えばエツチングによって化学的に清浄にする。次にこの
支持管を約2000にで加熱し、同時に内部を塩素ガス
で洗浄する。これによって支持管にはその内壁に隣接し
てOH−イオンの減少した領域ができる。次に冒頭記載
のMCVD法による支持管の内部被覆によって、1層以
上の無ドーピング及び/又は補償ドーピング石英ガラス
層を設ける。同層は約200μmの全厚を有し、完成光
導波路においては内部ジャケットとなる。内部ジャケッ
トについては、その屈折率が大体において支持管の屈折
率に等しくなるように、ドーパント、例えば弗素、Ge
O2、P2O5ヲ選択する。次に内部ジャケットに相当
する前記石英ガラス層の上に、約50μmの厚さを有す
るドーピング石英ガラス層を設ける。
ladding) tt屈折率形及び約1.25 μm
の所謂N遮断(cut−off ) tt波長を有する
単一モード光導波路を製造するために、先づ約20園の
外径及び約2目の肉厚を有する石英ガラス支持管を、例
えばエツチングによって化学的に清浄にする。次にこの
支持管を約2000にで加熱し、同時に内部を塩素ガス
で洗浄する。これによって支持管にはその内壁に隣接し
てOH−イオンの減少した領域ができる。次に冒頭記載
のMCVD法による支持管の内部被覆によって、1層以
上の無ドーピング及び/又は補償ドーピング石英ガラス
層を設ける。同層は約200μmの全厚を有し、完成光
導波路においては内部ジャケットとなる。内部ジャケッ
トについては、その屈折率が大体において支持管の屈折
率に等しくなるように、ドーパント、例えば弗素、Ge
O2、P2O5ヲ選択する。次に内部ジャケットに相当
する前記石英ガラス層の上に、約50μmの厚さを有す
るドーピング石英ガラス層を設ける。
同層は中心部に相当する。この場合にはドーパントとし
て例えばGeO及び/又はP2O5が適当である。次に
この内部被覆支持管を中実化して棒状母材となし、外部
ジャケットを機械的に強化するためにもう一つの安価な
石英ガラス管で被覆し、単一モード光導波路に線引きす
る。この光導波路は、約8.5μmの外径を有する中心
部、約20 timの外径を有する内部ジャケット約1
25μmの外径を有する外部ジャケラトラ有する。
て例えばGeO及び/又はP2O5が適当である。次に
この内部被覆支持管を中実化して棒状母材となし、外部
ジャケットを機械的に強化するためにもう一つの安価な
石英ガラス管で被覆し、単一モード光導波路に線引きす
る。この光導波路は、約8.5μmの外径を有する中心
部、約20 timの外径を有する内部ジャケット約1
25μmの外径を有する外部ジャケラトラ有する。
例2
例1による清浄支持管の内壁上に、先づOH−イオン拡
散遮断層として、弗素、酸化硼素及びGeO2の添加さ
れた石英ガラスから成る厚さ約50μmの中間層を設け
る。次に同中間層上に、例1と同様にして内部ジャケッ
ト及び中心部用石英ガラス層を設ける。次に中実化して
、被覆した棒状母材を単一モード光導波路に線引きする
。
散遮断層として、弗素、酸化硼素及びGeO2の添加さ
れた石英ガラスから成る厚さ約50μmの中間層を設け
る。次に同中間層上に、例1と同様にして内部ジャケッ
ト及び中心部用石英ガラス層を設ける。次に中実化して
、被覆した棒状母材を単一モード光導波路に線引きする
。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、光伝送中心部及びこれを包囲しかつ外部ジャケット
によつて包囲されている内部ジャケットから成り、中心
部の屈折率が両ジャケットの屈折率よりも大きくかつ両
ジャケットの屈折率が大体において等しいことによつて
成る石英ガラスから成る単一モード光導波路において、
内部ジャケット外径:中心部外径の比が1.8〜3.5
の範囲にあることを特徴とする前記光導波路。 2、前記比が2.5の値である特許請求の範囲第1項記
載の光導波路。 3、内部ジャケットと外部ジャケットとの間に、内部ジ
ャケットを包囲しかつ外部ジャケットから内部ジャケッ
トへのOH^−イオンの拡散がそれによつて回避される
中間層が存在する特許請求の範囲第1項又は第2項記載
の光導波路。 4、中間層が、B_2O_3又はF及びGeO_2又は
P_2O_5のドープされた、無視可能のOH^−イオ
ン濃度を有する石英ガラスから成りかつ2μm〜5μm
の範囲の厚さを有する特許請求の範囲第1項から第3項
までのいづれか1項記載の光導波路。 5、内部ジャケットに隣接する、外部ジャケットの領域
が、無視可能のOH^−イオン濃度を有しかつ5μmよ
りも大きい厚さを有する特許請求の範囲第1項から第4
項までのいづれか1項記載の光導波路。 6、中心部に、少なくとも1種類のドーパント好ましく
は二酸化ゲルマニウム及び/又は五酸化燐が添加されて
おりかつ内部ジャケットが無ドーピングニ酸化珪素から
成るか又は同ジャケットに、内部ジャケットの屈折率が
外部ジャケットの屈折率に大体において等しいようにド
ーパンが添加されている特許請求の範囲第1項から第5
項までのいづれか1項記載の光導波路。 7、内部ジャケットが、少なくとも中心部に隣接する同
ジャケットの領域で、100ppb未満のOH^−イオ
ン濃度を有する特許請求の範囲第1項から第6項までの
いづれか1項記載の光導波路。 8、光伝送中心部及びこれを包囲しかつ外部ジャケット
によつて包囲されている内部ジャケットから成り、前記
中心部の屈折率が両ジャケットの屈折率よりも大きくか
つ両ジャケットの屈折率が大体において等しく、内部ジ
ャケット外径:中心部外径の比が1.8〜3.5の範囲
にあることによつて成る石英ガラスから成る単一モード
光導波路の製造方法において、−支持管の内部被覆法を
適用し、 −前記支持管が大体において二酸化珪素から成り、 −この支持管から光導波路の外部ジャケットを形成し、 −同支持管の内部を先づ、100ppb未満のOH^−
イオン濃度及び5μmよりも大きい厚さを有する領域が
支持管内面に隣接して形成されるように、1800〜2
000Kの範囲の温度でハロゲン含有ガスで洗浄し、 −次に前記内面上に、内部ジャケットに相当する層を設
け、 −次いで光導波路の中心部に相当する層又は連続層を設
け、 −このような棒状母材を光導波路に線引きすることを特
徴とする前記方法。 9、ハロゲン含有ガスとして塩素含有ガスを使用する特
許請求の範囲第8項記載の方法。 10、ハロゲン含有ガスとして弗素含有ガスを使用する
特許請求の範囲第8項記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19853510023 DE3510023A1 (de) | 1985-03-20 | 1985-03-20 | Einwelliger lichtwellenleiter aus quarzglas und verfahren zu dessen herstellung |
| DE3510023.0 | 1985-03-20 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61219009A true JPS61219009A (ja) | 1986-09-29 |
Family
ID=6265773
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61059618A Pending JPS61219009A (ja) | 1985-03-20 | 1986-03-19 | 石英ガラスから成る単一モード光導波路及びその製造方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4747663A (ja) |
| EP (1) | EP0198118B1 (ja) |
| JP (1) | JPS61219009A (ja) |
| AT (1) | ATE52622T1 (ja) |
| DE (2) | DE3510023A1 (ja) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5033815A (en) * | 1979-10-25 | 1991-07-23 | Nippon Telephone & Telegraph | Optical transmission fiber and process for producing the same |
| DE3842805A1 (de) * | 1988-12-20 | 1990-06-21 | Rheydt Kabelwerk Ag | Lichtwellenleiter |
| US5838866A (en) * | 1995-11-03 | 1998-11-17 | Corning Incorporated | Optical fiber resistant to hydrogen-induced attenuation |
| JP3203178B2 (ja) * | 1996-02-27 | 2001-08-27 | 日立電線株式会社 | 光導波路、光モジュール及び光システム |
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| AU745481B2 (en) * | 1997-07-15 | 2002-03-21 | Corning Incorporated | Suppression of stimulated brillouin scattering in optical fiber |
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