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

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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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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】 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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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
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。
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。
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
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。
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。
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。
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。
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。
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

Claims (1)

  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。
JP61059618A 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 Pending JPS61219009A (ja)

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