JPS6227014B2 - - Google Patents
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- JPS6227014B2 JPS6227014B2 JP55020623A JP2062380A JPS6227014B2 JP S6227014 B2 JPS6227014 B2 JP S6227014B2 JP 55020623 A JP55020623 A JP 55020623A JP 2062380 A JP2062380 A JP 2062380A JP S6227014 B2 JPS6227014 B2 JP S6227014B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- glass
- sio
- gas
- refractive index
- fiber
- Prior art date
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- 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
- C03B37/01807—Reactant delivery systems, e.g. reactant deposition burners
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B2201/00—Type of glass produced
- C03B2201/06—Doped silica-based glasses
- C03B2201/08—Doped silica-based glasses doped with boron or fluorine or other refractive index decreasing dopant
- C03B2201/12—Doped silica-based glasses doped with boron or fluorine or other refractive index decreasing dopant doped with fluorine
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B2201/00—Type of glass produced
- C03B2201/06—Doped silica-based glasses
- C03B2201/30—Doped silica-based glasses doped with metals, e.g. Ga, Sn, Sb, Pb or Bi
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
Description
本発明は長波長域での伝送損失が少い光伝送用
ガラスフアイバとその製造方法に関する。 最近光通信に用いられるフアイバの開発は急速
に進み一部は既に実用化されている。その一つに
はＭ−CVD法により作られた石英系フアイバが
ある。これまでは主にコアがGeO2−SiO2又は
GeO2−P2O5−SiO2クラツドがSiO2，P2O5−SiO2
又はP2O5−B2O3−SiO2の石英系フアイバが主と
して研究されて来た。これらフアイバの長波長域
での伝送損失についてはレーリ散乱損失や赤外吸
収のスソ野による吸収損失についての解析が進
み、それらは例えばばS.Sentsui eralらによる発
表（Optical Communication Conference 17−
19，1979 5.3）に見ることが出来る。 本発明は、上記に記載されているよりも長波長
での伝送損失がさらに小さいフアイバを提供する
ものである。 そしてまた放射線の環境下に対しても強いフア
イバーを提供するものである。 長波長領域（1.1〜1.6μｍ）での吸収損失は、
赤外吸収のスソ野の影響が大きいので、まずOH
基は極力低下させねばならなくさらにＢやＰの如
き軽元素もドーパントとしては好ましくなく、
GeO2，SnO2，PbO，As2O3，Sb2O3，Bi2O3のよ
うなドーパントが好ましい。特にOH基を少なく
するには原料ガスの反応系に水素の存在しないＭ
−CVDが好ましい。しかしＭ−CVDに於いて酸
化分解反応及び溶融ガラス化を同時に行う為
SiO2に添加するドーパントとしては少量でも溶
融温度を下げるドーパントが好ましい。 ここで上記ドーパントに相当する酸化物単体の
溶融温度は次表のように相違するので、この酸化
物単体の溶融温度を目安にすると、GeO2，
SnO2，PbOは溶融温度が高いので好ましくな
く、またAs2O3は低過ぎるのでドープしにくい。
ガラスフアイバとその製造方法に関する。 最近光通信に用いられるフアイバの開発は急速
に進み一部は既に実用化されている。その一つに
はＭ−CVD法により作られた石英系フアイバが
ある。これまでは主にコアがGeO2−SiO2又は
GeO2−P2O5−SiO2クラツドがSiO2，P2O5−SiO2
又はP2O5−B2O3−SiO2の石英系フアイバが主と
して研究されて来た。これらフアイバの長波長域
での伝送損失についてはレーリ散乱損失や赤外吸
収のスソ野による吸収損失についての解析が進
み、それらは例えばばS.Sentsui eralらによる発
表（Optical Communication Conference 17−
19，1979 5.3）に見ることが出来る。 本発明は、上記に記載されているよりも長波長
での伝送損失がさらに小さいフアイバを提供する
ものである。 そしてまた放射線の環境下に対しても強いフア
イバーを提供するものである。 長波長領域（1.1〜1.6μｍ）での吸収損失は、
赤外吸収のスソ野の影響が大きいので、まずOH
基は極力低下させねばならなくさらにＢやＰの如
き軽元素もドーパントとしては好ましくなく、
GeO2，SnO2，PbO，As2O3，Sb2O3，Bi2O3のよ
うなドーパントが好ましい。特にOH基を少なく
するには原料ガスの反応系に水素の存在しないＭ
−CVDが好ましい。しかしＭ−CVDに於いて酸
化分解反応及び溶融ガラス化を同時に行う為
SiO2に添加するドーパントとしては少量でも溶
融温度を下げるドーパントが好ましい。 ここで上記ドーパントに相当する酸化物単体の
溶融温度は次表のように相違するので、この酸化
物単体の溶融温度を目安にすると、GeO2，
SnO2，PbOは溶融温度が高いので好ましくな
く、またAs2O3は低過ぎるのでドープしにくい。
【表】
次に原料の点からみると常温付近でガス又は容
易にガス化出来る化合物が鉄や銅の不純物汚染を
避けるうえで大切である。例えば、Sicl4，
Gecl4，Sncl4，Pbcl4，Ascl3，Sbcl3，Sbcl5は好
ましいが、Bicl2，Bicl3の融点は163℃，230℃と
高いので好ましくない。 従つてドーパントとしてはSb2O3がもつとも好
ましい。しかしコアとクラツドの屈折率差を大き
くしようとするとコアに多くのSb2O5をドープし
たSiO2ガラスを用い、クラツドには少いSb2O5を
ドープしたSiO2ガラスを用いなければならな
い。このような場合に於いてはコアにはSb2O5の
ドープ量が多いのでレーリ散乱損失が大きくな
り、またコアとクラツド間の膨張係数差のマツチ
ングがとれにくくなる。 そこで本発明ではＦが屈折率を下げる作用のあ
ることに注目し、Sb2O3と組合せてＦをドープす
ることにより、溶融温度を下げるというSb2O3の
利点を生かしつつ屈折率差をも大きくし、かつ溶
融温度をもマツチングさせる。この場合、Sb2O3
は合成ガラスの溶融温度を下げるのでSb2O3をド
ープするとＦもドープし易くなるという利点もあ
る。 このようなコ・ドーピングをすればコア、クラ
ツドの両方にドーピングするSb2O3の量は少なく
てすみ安価になるというメリツトもある。しかも
このコ・ドーピングは伝送損失には殆んど影響し
ないことも一層有利である。更にＦないしSb2O3
をドープしたガラスは比較的放射線損傷に対して
耐久性があり、特に上記ガラスが低温度で合成さ
れることにより構造欠陥が少ない時には放射線に
強いフアイバであると云える。以上の条件を考慮
してコアとクラツドとにおけるSb2O3ないしＦの
最適なドープ量を追求すると、コアにSb2O3を５
〜35重量％混入したとき溶融温度は1300〜1100℃
程度にまで下りまた屈折率は約1.470〜1.530程度
になる。一方クラツドにSb2O3とＦとをそれぞれ
２〜25重量％および０を越えて５重量％を越えな
い程度混入したとき溶融温度は1350〜1150℃程度
になり更にコアとの熱膨張率の差も50％程度に抑
えられしかも屈折率差は0.3〜3.5％程度も開くこ
とができる。 以上、本発明の光伝送用ガラスフアイバは高屈
折率部分がSb2O3をドープしたSiO2ガラスからな
り、低屈折率部分がSb2O3およびＦをドープした
SiO2ガラスからなることを特徴とする。 次に上記光伝送用ガラスフアイバの製造方法を
説明する。該製造方法はＭ−CVD法を利用す
る。まず、石英ガラス管をガラス旋ばんにかけて
回転しておきその外側を行きはゆつくり移動し帰
りは速く移動する酸水素炎等の火炎で外部を加熱
する。次にこのガラス管の内部に原料ガスとして
酸素と以下の組合せからなるガスを送る。勿論こ
の場合、He，N2等の不活性ガスをキヤリアガス
として用いてもよい。 ａ Sicl4，Sbcl5，Ｆ含有ガス（SoF2又はCF4，
CCl5F2等） ｂ SiF4，SbF5， ｃ Sicl4，SbF5 ｄ SiF4，Sbcl5 上記ガスは酸化分解してＦおよびSb2O3をコド
ープしたSiO2ガラスとなり上記ガラス管の内側
に堆積しクラツドガラスになる。次にコアガラス
の原料ガスとして酸素ガスとSicl4，Sbcl5とを上
記ガラス管の内部に供給し、酸化分解させて、
Sb2O3をドープしたSiO2ガラスを生成し、これを
上記クラツドガラス層のうえに堆積させる。勿論
この場合も必要に応じ不活性ガス等をキヤリアガ
スとして用いてもよい。上記コアガラス，クラツ
ドガラスの積層したガラス管を高温に加熱しコラ
プスして溶融紡糸すれば上記光伝送用ガラスフア
イバを得ることができる。尚、上記製造方法にお
いては原料ガスとしてSicl4，Sbcl5，SiF4，
SbF5，SoF2，CF4，CCl2F2等が取扱い易い。ま
た製造方法としてはＭ−CVD法を利用したがこ
れら原料ガスおよび製造方法の基本原理は必ずし
も上記のものに限らず実施することができる。 次に本発明の一実施例について述べる。 内径16mmφ，外径20mmφの石英ガラス管をガラ
ス旋ばんにかけ移動H2／O2炎で加熱しておき、
30℃のSicl4，90℃のSbF5の液の中にHeガスをそ
れぞれ300c.c.／min，200c.c.／minで送り込みこれ
らの飽和蒸気をO21000c.c.／minと一緒にして上記
ガラス管の中に３時間送り込みSb2O3−Ｆ−SiO2
ガラスを内面に堆積させ、次いで30℃のSicl4，
70℃のSbcl5の液の中にHeガスをそれぞれ200
c.c.／min，200c.c.／minで送り込みこれらの飽和蒸
気をO21000c.c.／minと一緒にして上記ガラス管の
中に１時間送り込みSb2O3−SiO2ガラスを内面に
積層させた。この後さらに高温に加熱して
（H2／O2炎の移動はゆつくりした）該管をつぶし
16mmφのプレフオームを作つた。これを通電加熱
炉で2200℃にして150μφに紡糸し、プライマリ
ーコートを施しフアイバーとした。さらにナイロ
ンをかぶせて0.9mmφとした。このフアイバの損
失はλ＝1.55μｍで1.0dB／Km以下であり、放射
線（ 60Co）下でも強かつた。 以上説明した本発明の光伝送用ガラスフアイバ
およびその製造方法は次の利点を有する。 (i) 長波長での低損失フアイバが得られる。 (ii) 製造が容易で低コストのフアイバが得られ
る。 (iii) 放射線に対しても強いフアイバが得られる。 (iv) 原料は安価であり取扱い容易である。
易にガス化出来る化合物が鉄や銅の不純物汚染を
避けるうえで大切である。例えば、Sicl4，
Gecl4，Sncl4，Pbcl4，Ascl3，Sbcl3，Sbcl5は好
ましいが、Bicl2，Bicl3の融点は163℃，230℃と
高いので好ましくない。 従つてドーパントとしてはSb2O3がもつとも好
ましい。しかしコアとクラツドの屈折率差を大き
くしようとするとコアに多くのSb2O5をドープし
たSiO2ガラスを用い、クラツドには少いSb2O5を
ドープしたSiO2ガラスを用いなければならな
い。このような場合に於いてはコアにはSb2O5の
ドープ量が多いのでレーリ散乱損失が大きくな
り、またコアとクラツド間の膨張係数差のマツチ
ングがとれにくくなる。 そこで本発明ではＦが屈折率を下げる作用のあ
ることに注目し、Sb2O3と組合せてＦをドープす
ることにより、溶融温度を下げるというSb2O3の
利点を生かしつつ屈折率差をも大きくし、かつ溶
融温度をもマツチングさせる。この場合、Sb2O3
は合成ガラスの溶融温度を下げるのでSb2O3をド
ープするとＦもドープし易くなるという利点もあ
る。 このようなコ・ドーピングをすればコア、クラ
ツドの両方にドーピングするSb2O3の量は少なく
てすみ安価になるというメリツトもある。しかも
このコ・ドーピングは伝送損失には殆んど影響し
ないことも一層有利である。更にＦないしSb2O3
をドープしたガラスは比較的放射線損傷に対して
耐久性があり、特に上記ガラスが低温度で合成さ
れることにより構造欠陥が少ない時には放射線に
強いフアイバであると云える。以上の条件を考慮
してコアとクラツドとにおけるSb2O3ないしＦの
最適なドープ量を追求すると、コアにSb2O3を５
〜35重量％混入したとき溶融温度は1300〜1100℃
程度にまで下りまた屈折率は約1.470〜1.530程度
になる。一方クラツドにSb2O3とＦとをそれぞれ
２〜25重量％および０を越えて５重量％を越えな
い程度混入したとき溶融温度は1350〜1150℃程度
になり更にコアとの熱膨張率の差も50％程度に抑
えられしかも屈折率差は0.3〜3.5％程度も開くこ
とができる。 以上、本発明の光伝送用ガラスフアイバは高屈
折率部分がSb2O3をドープしたSiO2ガラスからな
り、低屈折率部分がSb2O3およびＦをドープした
SiO2ガラスからなることを特徴とする。 次に上記光伝送用ガラスフアイバの製造方法を
説明する。該製造方法はＭ−CVD法を利用す
る。まず、石英ガラス管をガラス旋ばんにかけて
回転しておきその外側を行きはゆつくり移動し帰
りは速く移動する酸水素炎等の火炎で外部を加熱
する。次にこのガラス管の内部に原料ガスとして
酸素と以下の組合せからなるガスを送る。勿論こ
の場合、He，N2等の不活性ガスをキヤリアガス
として用いてもよい。 ａ Sicl4，Sbcl5，Ｆ含有ガス（SoF2又はCF4，
CCl5F2等） ｂ SiF4，SbF5， ｃ Sicl4，SbF5 ｄ SiF4，Sbcl5 上記ガスは酸化分解してＦおよびSb2O3をコド
ープしたSiO2ガラスとなり上記ガラス管の内側
に堆積しクラツドガラスになる。次にコアガラス
の原料ガスとして酸素ガスとSicl4，Sbcl5とを上
記ガラス管の内部に供給し、酸化分解させて、
Sb2O3をドープしたSiO2ガラスを生成し、これを
上記クラツドガラス層のうえに堆積させる。勿論
この場合も必要に応じ不活性ガス等をキヤリアガ
スとして用いてもよい。上記コアガラス，クラツ
ドガラスの積層したガラス管を高温に加熱しコラ
プスして溶融紡糸すれば上記光伝送用ガラスフア
イバを得ることができる。尚、上記製造方法にお
いては原料ガスとしてSicl4，Sbcl5，SiF4，
SbF5，SoF2，CF4，CCl2F2等が取扱い易い。ま
た製造方法としてはＭ−CVD法を利用したがこ
れら原料ガスおよび製造方法の基本原理は必ずし
も上記のものに限らず実施することができる。 次に本発明の一実施例について述べる。 内径16mmφ，外径20mmφの石英ガラス管をガラ
ス旋ばんにかけ移動H2／O2炎で加熱しておき、
30℃のSicl4，90℃のSbF5の液の中にHeガスをそ
れぞれ300c.c.／min，200c.c.／minで送り込みこれ
らの飽和蒸気をO21000c.c.／minと一緒にして上記
ガラス管の中に３時間送り込みSb2O3−Ｆ−SiO2
ガラスを内面に堆積させ、次いで30℃のSicl4，
70℃のSbcl5の液の中にHeガスをそれぞれ200
c.c.／min，200c.c.／minで送り込みこれらの飽和蒸
気をO21000c.c.／minと一緒にして上記ガラス管の
中に１時間送り込みSb2O3−SiO2ガラスを内面に
積層させた。この後さらに高温に加熱して
（H2／O2炎の移動はゆつくりした）該管をつぶし
16mmφのプレフオームを作つた。これを通電加熱
炉で2200℃にして150μφに紡糸し、プライマリ
ーコートを施しフアイバーとした。さらにナイロ
ンをかぶせて0.9mmφとした。このフアイバの損
失はλ＝1.55μｍで1.0dB／Km以下であり、放射
線（ 60Co）下でも強かつた。 以上説明した本発明の光伝送用ガラスフアイバ
およびその製造方法は次の利点を有する。 (i) 長波長での低損失フアイバが得られる。 (ii) 製造が容易で低コストのフアイバが得られ
る。 (iii) 放射線に対しても強いフアイバが得られる。 (iv) 原料は安価であり取扱い容易である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 高屈折率部分がSb2O3をドープしたSiO2ガラ
スからなり、低屈折率部分がSb2O3およびＦをド
ープしたSiO2ガラスからなることを特徴とする
光伝送用ガラスフアイバ。 ２ 高屈折率部分のSb2O3の含有量が５〜35重量
％、低屈折率部分のSb2O3およびＦの含有量がそ
れぞれ２〜25重量％および５重量％を越えない程
度であることを特徴とする特許請求の範囲１項記
載の光伝送用ガラスフアイバ。 ３ 往復移動する火炎により回転する高ケイ酸ガ
ラス管を外部より加熱し、該ガラス管の中にSiと
SbとＦとをそれぞれ含む原料ガスとO2ガスとを
供給して該ガラス管の内側にSb2O3とＦとを含有
したSiO2ガラスを積層し、引き続いて該ガラス
管の内部にSiCl4とSbCl5とO2ガスとを供給して上
記ガラス層のうえにSb2O3を含有したSiO2ガラス
を積層し、その後該ガラス体を溶融紡糸すること
を特徴とする光伝送用ガラスフアイバの製造方
法。 ４ 上記原料ガスがSiF4，SbF5であるかまたは
これらの他にSi含有ガスがSiCl4，Sb含有ガスが
SbCl5，Ｆ含有ガスがSOF2，CF4またはCCl2F2
であることを特徴とする特許請求の範囲第３項の
光伝送用ガラスフアイバの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2062380A JPS56120539A (en) | 1980-02-22 | 1980-02-22 | Optical transmission glass fiber and its manufacture |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2062380A JPS56120539A (en) | 1980-02-22 | 1980-02-22 | Optical transmission glass fiber and its manufacture |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56120539A JPS56120539A (en) | 1981-09-21 |
| JPS6227014B2 true JPS6227014B2 (ja) | 1987-06-11 |
Family
ID=12032361
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2062380A Granted JPS56120539A (en) | 1980-02-22 | 1980-02-22 | Optical transmission glass fiber and its manufacture |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS56120539A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63178511U (ja) * | 1987-05-11 | 1988-11-18 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2302066C1 (ru) * | 2005-09-22 | 2007-06-27 | Научный центр волоконной оптики при Институте общей физики им. А.М. Прохорова Российской академии наук | Волоконный световод для оптического усиления излучения на длине волны в диапазоне 1000-1700 нм, способы его изготовления и волоконный лазер |
-
1980
- 1980-02-22 JP JP2062380A patent/JPS56120539A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63178511U (ja) * | 1987-05-11 | 1988-11-18 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS56120539A (en) | 1981-09-21 |
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